JP4442181B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この発明は半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
従来の半導体装置には、集積回路が形成されて接続パッドを有する半導体基板が配線基板に埋め込まれ、接続パッドに接続される外部接続用の端子が配線基板上に形成されるようにしたものがある。また、このような半導体装置において、半導体基板上に設けられた絶縁膜上に2つの端子部を有する薄膜回路素子が設けられ、薄膜回路素子の両端子部が絶縁膜上に設けられた接続配線を介して接続パッドに接続されるように構成されたものがある。そして、薄膜回路素子として薄膜コイル素子(誘導素子)を設けるようにしたものがある。(例えば、特許文献1参照) In a conventional semiconductor device, an integrated circuit is formed, a semiconductor substrate having connection pads is embedded in the wiring substrate, and terminals for external connection connected to the connection pads are formed on the wiring substrate. is there. Further, in such a semiconductor device, a thin film circuit element having two terminal portions is provided on an insulating film provided on a semiconductor substrate, and both terminal portions of the thin film circuit element are provided on the insulating film. Some are configured to be connected to the connection pad via the connector. Some thin film coil elements (inductive elements) are provided as thin film circuit elements. (For example, see Patent Document 1)
しかしながら、上記従来の半導体装置では、半導体基板上に薄膜回路素子として薄膜コイル素子を設けるようにした場合、薄膜コイル素子は渦巻き状の形状を有するため、2つの端子部のうちの一方の内端部は渦巻き状の形状の中央部に形成され、該内端部を接続パッドに接続するためにはそれ専用の接続配線を絶縁膜下に形成し、この接続配線に薄膜コイル素子の内端部を接続させるためのそれ専用のコンタクトホールを絶縁膜に形成しなければならず、製造工程数が増加するという問題がある。 However, in the above-described conventional semiconductor device, when a thin film coil element is provided as a thin film circuit element on a semiconductor substrate, the thin film coil element has a spiral shape, so one inner end of two terminal portions. The part is formed at the center of the spiral shape, and in order to connect the inner end to the connection pad, a dedicated connection wiring is formed under the insulating film, and the inner end of the thin film coil element is formed on the connection wiring. There is a problem in that the number of manufacturing steps increases because a dedicated contact hole for connecting the two must be formed in the insulating film.
そこで、この発明は、製造工程数を増加することなく、薄膜回路素子を形成することができる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can form a thin film circuit element without increasing the number of manufacturing steps.
請求項1に記載の発明は、ベース板と、前記ベース板上に設けられ、且つ、複数の接続パッドを有する半導体基板および該半導体基板上に前記接続パッドに電気的に接続されて設けられた再配線を有する半導体構成体と、前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた絶縁層と、前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた少なくとも1層の上層絶縁膜と、前記上層絶縁膜の何れかの層上に前記半導体構成体の再配線の接続パッド部に電気的に接続されて設けられ、外部接続用の接続パッド部を備える少なくとも1層の上層再配線と、2つの端部を有し、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の一方と同一の平面上に設けられ、一端部が前記接続パッドに電気的に接続された薄膜回路素子と、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の他方と同一の平面上に設けられ、前記薄膜回路素子の他端部および前記接続パッドに電気的に接続された接続配線と、を備えていることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記薄膜回路素子は前記再配線と同一の平面上に設けられ、前記接続配線は前記上層再配線と同一の平面上に設けられていることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記薄膜回路素子は前記上層再配線と同一の平面上に設けられ、前記接続配線は前記再配線と同一の平面上に設けられていることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記薄膜回路素子は、渦巻き状の形状を備える誘導素子であることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記上層絶縁膜上に、前記上層再配線の前記外部接続用の接続パッド部を除く部分を覆う最上層絶縁膜を有することを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記上層再配線の接続パッド部上に半田ボールが設けられていることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、ベース板と、前記ベース板上に設けられ、且つ、複数の接続パッドを有する半導体基板および該半導体基板上に前記接続パッドに電気的に接続されて設けられた再配線を有する半導体構成体と、前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた絶縁層と、前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた複数層の上層絶縁膜と、前記各上層絶縁膜上に層間で互いに接続され、且つ、前記半導体構成体の再配線の接続パッド部に接続されて設けられ、外部接続用の接続パッド部を備える複数層の上層再配線と、2つの端部を有し、前記複数層の上層再配線のうちの1層と同一の平面上に設けられ、一端部が前記接続パッドに電気的に接続された薄膜回路素子と、前記複数層の上層再配線のうちの他の1層と同一の平面上に設けられ、前記薄膜回路素子の他端部および前記接続パッドに電気的に接続された接続配線とを備えていることを特徴とする半導体装置。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記接続配線は、前記複数層の上層絶縁膜における前記薄膜回路素子が設けられた層より上層の絶縁膜上に設けられていることを特徴とするものである。
請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記接続配線は、前記複数層の上層絶縁膜における前記薄膜回路素子が設けられた層より下層の絶縁膜上に設けられていることを特徴とするものである。
請求項10に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記薄膜回路素子は、渦巻き状の形状を備える誘導素子であることを特徴とするものである。
請求項11に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記上層絶縁膜上に、前記上層再配線の前記外部接続用の接続パッド部を除く部分を覆う最上層絶縁膜を有することを特徴とするものである。
請求項12に記載の発明は、請求項5または11に記載の発明において、前記上層再配線の前記外部接続用の接続パッド部上に半田ボールが設けられていることを特徴とするものである。
請求項13に記載の発明は、請求項1または7に記載の発明において、前記半導体構成体は、前記再配線に接続された柱状電極と、前記柱状電極の上端面を除き、少なくとも前記半導体基板の上面を覆う封止膜と、を有するものであることを特徴とするものである。
請求項14に記載の発明は、ベース板と、前記ベース板上に設けられ、且つ、複数の接続パッドを有する半導体基板および該半導体基板上に前記接続パッドに電気的に接続されて設けられた再配線を有する半導体構成体と、前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた少なくとも1層の絶縁層と、前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた上層絶縁膜と、前記上層絶縁膜の何れかの層上に前記半導体構成体の再配線の接続パッド部に電気的に接続されて設けられ、外部接続用の接続パッド部を備える少なくとも1層の上層再配線と、2つの端部を有し、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層とのうちの一方と同一の平面上に設けられ、一端部が前記接続パッドに電気的に接続された薄膜回路素子と、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の他方と同一の平面上に設けられ、前記薄膜回路素子の他端部および前記接続パッドに電気的に接続された接続配線とを備えた半導体装置の製造方法において、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の一方と前記薄膜回路素子とを同一の材料によって同時に形成し、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の他方と前記接続配線とを同一の材料によって同時に形成することを特徴とするものである。
請求項15に記載の発明は、請求項14に記載の発明において、前記再配線と前記薄膜回路素子とを同一の平面上に形成し、前記上層再配線と前記接続配線とを同一の平面上に形成することを特徴とするものである。
請求項16に記載の発明は、請求項14に記載の発明において、前記上層再配線と前記薄膜回路素子とを同一の平面上に形成し、前記再配線と前記接続配線とを同一の平面上に形成することを特徴とするものである。
請求項17に記載の発明は、ベース板と、前記ベース板上に設けられ、且つ、複数の接続パッドを有する半導体基板および該半導体基板上に前記接続パッドに電気的に接続されて設けられた再配線を有する半導体構成体と、前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた絶縁層と、前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた複数層の上層絶縁膜と、前記各上層絶縁膜上に層間で互いに接続され、且つ、前記半導体構成体の再配線の接続パッド部に接続されて設けられ、外部接続用の接続パッド部を備える複数層の上層再配線と、2つの端部を有し、前記複数層の上層再配線のうちの1層と同一の平面上に設けられ、一端部が前記接続パッドに電気的に接続された薄膜回路素子と、前記複数層の上層再配線のうちの他の1層と同一の平面上に設けられ、前記薄膜回路素子の他端部および前記接続パッドに電気的に接続された接続配線とを備えた半導体装置の製造方法において、前記複数層の上層再配線のうちの1層と前記薄膜回路素子とを同一の材料によって同時に形成し、前記複数層の上層再配線のうちの他の1層と前記接続配線とを同一の材料によって同時に形成することを特徴とするものである。
請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、前記接続配線を、前記複数層の上層絶縁膜における前記薄膜回路素子が設けられた層より上層の絶縁膜上に形成することを特徴とするものである。
請求項19に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、前記接続配線を、前記複数層の上層絶縁膜における前記薄膜回路素子が設けられた層より下層の絶縁膜上に形成することを特徴とするものである。
The invention described in
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the thin film circuit element is provided on the same plane as the upper layer rewiring, and the connection wiring is provided on the same plane as the rewiring. It is characterized by being.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the thin film circuit element is an inductive element having a spiral shape.
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the upper layer insulating film has an uppermost layer insulating film covering a portion of the upper layer rewiring except for the connection pad portion for external connection on the upper layer insulating film. It is characterized by.
According to a sixth aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, a solder ball is provided on the connection pad portion of the upper layer rewiring.
The invention according to
The invention according to an eighth aspect is the invention according to the seventh aspect, wherein the connection wiring is provided on an insulating film in a layer above the layer in which the thin film circuit element is provided in the upper insulating film in the plurality of layers. It is characterized by being.
The invention according to
The invention according to
According to an eleventh aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the upper layer insulating film is provided on the upper layer insulating film so as to cover a portion of the upper layer rewiring except the connection pad portion for external connection. It is characterized by.
The invention described in
The invention according to claim 13 is the invention according to
The invention described in
The invention according to
The invention according to
The invention described in
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention of the seventeenth aspect, the connection wiring is formed on an insulating film above the layer in which the thin film circuit element is provided in the upper insulating film of the plurality of layers. It is characterized by.
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the invention according to the seventeenth aspect, the connection wiring is formed on an insulating film below the layer in which the thin film circuit element is provided in the upper insulating film of the plurality of layers. It is characterized by.
この発明によれば、接続パッドと接続パッドに接続される再配線を有する半導体基板が埋め込まれ、再配線に接続されて形成される上層再配線を介して外部接続用の端子が形成される半導体装置およびその製造方法において、例えば、再配線と上層再配線の一方と同一の平面上に薄膜回路素子を設け、再配線と上層再配線の他方と同一の平面上に接続配線を薄膜回路素子の一端部に接続されて設けているので、再配線と上層再配線の一方と薄膜回路素子とを同一の材料によって同時に形成し、再配線と上層再配線の他方と接続配線とを同一の材料によって同時に形成することができ、したがって製造工程数を増加することなく、薄膜回路素子を形成することができる。 According to this invention, a semiconductor substrate having a connection pad and a rewiring connected to the connection pad is embedded, and a terminal for external connection is formed via an upper layer rewiring formed by being connected to the rewiring In the apparatus and the manufacturing method thereof, for example, the thin film circuit element is provided on the same plane as one of the rewiring and the upper layer rewiring, and the connection wiring is provided on the same plane as the other of the rewiring and the upper layer rewiring. Since it is connected to one end, one of the rewiring and upper layer rewiring and the thin film circuit element are simultaneously formed of the same material, and the other of the rewiring and upper layer rewiring and the connection wiring are formed of the same material. Thus, the thin film circuit elements can be formed without increasing the number of manufacturing steps.
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態としての半導体装置の一部の平面図を示し、図2は図1のII−II線に沿う断面図を示し、図3は図1のIII−III線に沿う断面図を示す。この半導体装置は平面方形状のベース板1を備えている。ベース板1は、ガラス繊維、アラミド繊維、液晶繊維等にエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、BT(ビスマレイミド・トリアジン)樹脂、PPE(ポリフェニレンエーテル)等を含浸させたもの、シリコン、ガラス、セラミックス、樹脂単体等の絶縁材料、あるいは、銅やアルミニウム等の金属材料からなっている。
(First embodiment)
1 is a plan view of a part of a semiconductor device as a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a line III-III in FIG. FIG. This semiconductor device includes a
ベース板1の上面には、ベース板1のサイズよりもある程度小さいサイズの平面方形状の半導体構成体2の下面がダイボンド材からなる接着層3を介して接着されている。この場合、半導体構成体2は、後述する再配線、柱状電極、封止膜を有しており、一般的にはCSP(chip size package)と呼ばれるものであり、特に、後述の如く、シリコンウエハ上に再配線、柱状電極、封止膜を形成した後、ダイシングにより個々の半導体構成体2を得る方法を採用しているため、特に、ウエハレベルCSP(W−CSP)とも言われている。ただし、この場合、半導体構成体2は、後述する渦巻き状の薄膜コイル素子を形成する構成の一部を有する。以下に、半導体構成体2の構成について説明する。
On the upper surface of the
半導体構成体2は平面方形状のシリコン基板(半導体基板)4を備えている。シリコン基板4は接着層3を介してベース板1に接着されている。シリコン基板4の上面には所定の機能の集積回路(図示せず)が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属等からなる複数の接続パッド5、6が集積回路に接続されて設けられている。この場合、符号6で示す接続パッドは、後述する渦巻き状の薄膜コイル素子の両端部に接続されるものであり、シリコン基板4上に少なくとも2つ設けられている。
The
接続パッド5、6の中央部を除くシリコン基板4の上面には酸化シリコン等からなる絶縁膜7が設けられ、接続パッド5、6の中央部は絶縁膜7に設けられた開口部8を介して露出されている。絶縁膜7の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる保護膜(絶縁膜)9が設けられている。この場合、絶縁膜7の開口部8に対応する部分における保護膜9には開口部10が設けられている。
An
両開口部8、10を介して露出された接続パッド5、6の上面から保護膜9の上面の所定の箇所にかけて、銅等からなる下地金属層11、12、13が設けられている。下地金属層11、12、13の上面全体には銅からなる再配線14および第1、第2の接続配線15、16が設けられている。
Underlying metal layers 11, 12, 13 made of copper or the like are provided from the upper surfaces of the
保護膜9の上面には銅等からなる薄膜コイル素子用下地金属層17が渦巻き状に設けられている。薄膜コイル素子用下地金属層17の上面全体には銅からなる薄膜コイル素子(薄膜回路素子)18が設けられている。薄膜コイル素子18の内端部は正方形状の接続パッド部19となっている。薄膜コイル素子18の外端部を含む下地金属層17は、第1の接続配線15を含む下地金属層12を介して一方の薄膜コイル素子用の接続パッド6に接続されている。
A
再配線14の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極20が設けられている。薄膜コイル素子18の接続パッド部19上面には柱状電極21が設けられている。第2の接続配線16の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極22が設けられている。再配線14、第1、第2の接続配線15、16および薄膜コイル素子18を含む保護膜9の上面にはエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる封止膜(絶縁膜)23がその上面が柱状電極20、21、22の上面と面一となるように設けられている。
A
このように、W−CSPと呼ばれる半導体構成体2は、シリコン基板4、接続パッド5、絶縁膜7を含み、さらに、保護膜9、再配線14、第1、第2の接続配線15、16、薄膜コイル素子18、柱状電極20、21、22、封止膜23を含んで構成されている。
Thus, the
半導体構成体2の周囲におけるベース板1の上面には方形枠状の絶縁層24がその上面が半導体構成体2の上面とほぼ面一となるように設けられている。絶縁層24は、例えば、熱可塑性樹脂中にガラス繊維やシリカフィラー等の補強材を分散させたものである。
A rectangular frame-shaped insulating
半導体構成体2および絶縁層24の上面には上層絶縁膜25がその上面を平坦とされて設けられている。上層絶縁膜25は、ビルドアップ基板に用いられる、通常、ビルドアップ材と言われるもので、例えば、エポキシ系樹脂やBT樹脂等の熱硬化性樹脂中に繊維やフィラー等の補強材を含有させたものである。この場合、繊維は、ガラス繊維やアラミド繊維等である。フィラーは、シリカフィラーやセラミックス系フィラー等である。
An upper insulating
上層絶縁膜25の上面には銅等からなる上層下地金属層26、27が設けられている。上層下地金属層26、27の上面全体には銅からなる上層再配線28および第3の接続配線29が設けられている。上層再配線28を含む上層下地金属層26は、柱状電極20の上面中央部に対応する部分における上層絶縁膜25に設けられた開口部30を介して柱状電極20の上面に接続されている。
On the upper surface of the upper insulating
第3の接続配線29の一端部を含む上層下地金属層27は、柱状電極21の上面中央部に対応する部分における上層絶縁膜25に設けられた開口部31を介して柱状電極21の上面に接続されている。第3の接続配線29の他端部を含む上層下地金属層27は、柱状電極22の上面中央部に対応する部分における上層絶縁膜25に設けられた開口部32を介して柱状電極22の上面に接続されている。したがって、薄膜コイル素子18の接続パッド部19は、柱状電極21、第3の接続配線29を含む上層下地金属層27、柱状電極22、第2の接続配線16を含む下地金属層13を介して他方の薄膜コイル素子用の接続パッド6に接続されている。
The upper
上層再配線28を含む上層絶縁膜25の上面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜(最上層絶縁膜)33が設けられている。上層再配線28の接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜33には開口部34が設けられている。開口部34内およびその上方には半田ボール35が上層再配線28の接続パッド部に接続されて設けられている。複数の半田ボール35は、図1では、オーバーコート膜33の上面外周部のみに図示しているが、実際には、オーバーコート膜33の上面にマトリクス状に配置されている。
An overcoat film (uppermost layer insulating film) 33 made of a solder resist or the like is provided on the upper surface of the upper
ところで、ベース板1のサイズを半導体構成体2のサイズよりもある程度大きくしているのは、シリコン基板4上の接続パッド5の数の増加に応じて、半田ボール35の配置領域を半導体構成体2のサイズよりもある程度大きくし、これにより、上層再配線28の接続パッド部(オーバーコート膜33の開口部34内の部分)のサイズおよびピッチを柱状電極20のサイズおよびピッチよりも大きくするためである。
By the way, the size of the
このため、マトリクス状に配置された上層再配線28の接続パッド部は、半導体構成体2に対応する領域のみでなく、半導体構成体2の側面の外側に設けられた絶縁層24に対応する領域上にも配置されている。つまり、マトリクス状に配置された半田ボール35のうち、少なくとも最外周の半田ボール35は半導体構成体2よりも外側に位置する周囲に配置されている。
Therefore, the connection pad portion of the upper layer rewiring 28 arranged in a matrix form not only the region corresponding to the
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。ただし、この場合、図示の都合上、図2に示す半導体装置の製造方法について説明し、図3に示す第2の接続配線16および柱状電極22等についてはその説明を省略する。まず、半導体構成体2の製造方法について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing this semiconductor device will be described. However, in this case, for the sake of illustration, the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2 will be described, and the description of the
図4に示すように、ウエハ状態のシリコン基板4上にアルミニウム系金属等からなる接続パッド5、6、酸化シリコン等からなる絶縁膜7およびエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる保護膜9が設けられ、接続パッド5、6の中央部が絶縁膜7および保護膜9に形成された開口部8、10を介して露出されたものを用意する。上記において、ウエハ状態のシリコン基板4には、各半導体構成体が形成される領域に所定の機能の集積回路が形成され、接続パッド5、6は、それぞれ、対応する領域に形成された集積回路に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, on the
次に、図5に示すように、両開口部8、10を介して露出された接続パッド5、6の上面を含む保護膜9の上面全体に下地金属層41を形成する。この場合、下地金属層41は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタにより形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタにより形成されたチタン等の薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したものであってもよい。これは、後述する上層下地金属層55の場合も同様である。
Next, as shown in FIG. 5, a
次に、下地金属層41の上面にメッキレジスト膜42をパターン形成する。この場合、再配線14形成領域、第1の接続配線15形成領域および薄膜コイル素子18形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜42には開口部43、44、45が形成されている。次に、下地金属層41をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜42の開口部43、44、45内の下地金属層41の上面に再配線14、第1の接続配線15および薄膜コイル素子18を形成する。次に、メッキレジスト膜42を剥離する。
Next, a plating resist
次に、図6に示すように、再配線14、第1の接続配線15および薄膜コイル素子18を含む下地金属層41の上面にメッキレジスト膜46をパターン形成する。この場合、柱状電極20形成領域および柱状電極21形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜46には開口部47、48が形成されている。次に、下地金属層41をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜46の開口部47、48内の再配線14の接続パッド部上面および薄膜コイル素子18の接続パッド部19上面に柱状電極20、21を形成する。
Next, as shown in FIG. 6, a plating resist
次に、メッキレジスト膜46を剥離し、次いで、柱状電極20、21、再配線14、第1の接続配線15および薄膜コイル素子18をマスクとして下地金属層41の不要な部分をエッチングして除去すると、図7に示すように、再配線14下、第1の接続配線15下および薄膜コイル素子18下にのみ下地金属層11、12、17が残存される。
Next, the plating resist
次に、図8に示すように、スクリーン印刷法、スピンコーティング法、ダイコート法等により、柱状電極20、21、再配線14、第1の接続配線15および薄膜コイル素子18を含む保護膜9の上面全体にエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等からなる封止膜23をその厚さが柱状電極20、21の高さよりも厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極20、21の上面は封止膜23によって覆われている。
Next, as shown in FIG. 8, the
次に、封止膜23および柱状電極20、21の上面側を適宜に研磨し、図9に示すように、柱状電極20、21の上面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極20、21の上面を含む封止膜23の上面を平坦化する。ここで、柱状電極20およびコイル素子用柱状電極17の上面側を適宜に研磨するのは、電解メッキにより形成される柱状電極20、21の高さにばらつきがあるため、このばらつきを解消して、柱状電極20、21の高さを均一にするためである。
Next, the upper surface side of the sealing
次に、図10に示すように、シリコン基板4の下面全体に接着層3を接着する。接着層3は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等のダイボンド材からなるものであり、加熱加圧により、半硬化した状態でシリコン基板4に固着する。次に、シリコン基板4に固着された接着層3をダイシングテープ(図示せず)に貼り付け、図11に示すダイシング工程を経た後に、ダイシングテープから剥がすと、図2に示すように、シリコン基板4の下面に接着層3を有する半導体構成体2が複数個得られる。
Next, as shown in FIG. 10, the
このようにして得られた半導体構成体2では、シリコン基板4の下面に接着層3を有するため、ダイシング工程後に各半導体構成体2のシリコン基板4の下面にそれぞれ接着層を設けるといった極めて面倒な作業が不要となる。なお、ダイシング工程後にダイシングテープから剥がす作業は、ダイシング工程後に各半導体構成体2のシリコン基板4の下面にそれぞれ接着層を設ける作業に比べれば、極めて簡単である。
Since the
次に、このようにして得られた半導体構成体2を用いて、図2に示す半導体装置を製造する場合の一例について説明する。まず、図12に示すように、図2に示すベース板1を複数枚採取することができる大きさで、限定する意味ではないが、平面形状が方形状のベース板1を用意する。次に、ベース板1の上面の所定の複数箇所にそれぞれ半導体構成体2のシリコン基板4の下面に接着された接着層3を接着する。ここでの接着は、加熱加圧により、接着層3を本硬化させる。
Next, an example of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2 using the
次に、半導体構成体2間および最外周に配置された半導体構成体2の外側におけるベース板1の上面に、例えばスクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、第1の絶縁材料24aを形成し、さらにその上面にシート状の第2の絶縁材料25aを配置する。第1の絶縁材料24aは、例えば、熱硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂中にガラス繊維やシリカフィラー等の補強材を分散させたものからなる。
Next, the first insulating
シート状の第2の絶縁材料25aは、限定する意味ではないが、ビルドアップ材が好ましく、このビルドアップ材としては、エポキシ系樹脂やBT樹脂等の熱硬化性樹脂中にシリカフィラーを混入させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしたものがある。しかしながら、第2の絶縁材料25aとして、ガラス繊維にエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化性樹脂を半硬化状態にしてシート状となしたプリプレグ材、またはフィラーが混入されない、熱硬化性樹脂のみからなる材料を用いるようにしてもよい。
The sheet-like second
次に、図13に示す一対の加熱加圧板53、54を用いて、第1および第2の絶縁材料24a、25aを加熱加圧する。かくして、図13に示すように、半導体構成体2間および最外周に配置された半導体構成体2の外側におけるベース板1の上面に絶縁層24が形成され、半導体構成体2および絶縁層24の上面に上層絶縁膜25が形成される。
Next, the first and second
この場合、上層絶縁膜25の上面は、上側の加熱加圧板53の下面によって押さえ付けられるため、平坦面となる。したがって、上層絶縁膜25の上面を平坦化するための研磨工程は不要である。このため、ベース板1のサイズが例えば500×500mm程度と比較的大きくても、その上に配置された複数の半導体構成体2に対して上層絶縁膜25の上面の平坦化を一括して簡単に行なうことができる。
In this case, since the upper surface of the upper insulating
次に、図14に示すように、レーザビームを照射するレーザ加工あるいはフォトリソグラフィ法により、柱状電極20、21の上面中央部に対応する部分における上層絶縁膜25に開口部30、31を形成する。次に、必要に応じて、開口部30、31内等に発生したエポキシスミア等をデスミア処理により除去する。
Next, as shown in FIG. 14,
次に、図15に示すように、開口部30、31を介して露出された柱状電極20、21の上面を含む上層絶縁膜25の上面全体に上層下地金属層55を形成する。次に、上層下地金属層55の上面にメッキレジスト膜56をパターン形成する。この場合、上層再配線28形成領域および第3の接続配線29形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜56には開口部57、58が形成されている。
Next, as shown in FIG. 15, an upper base metal layer 55 is formed on the entire upper surface of the upper insulating
次に、上層下地金属層55をメッキ電流路として銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜56の開口部57、58内の上層下地金属層55の上面に上層再配線28および第3の接続配線29を形成する。次に、メッキレジスト膜56を剥離し、次いで、上層再配線28および第3の接続配線29をマスクとして上層下地金属層55の不要な部分をエッチングして除去すると、図16に示すように、上層再配線28および第3の接続配線29下にのみ上層下地金属層26、27が残存される。
Next, by performing electrolytic plating of copper using the upper base metal layer 55 as a plating current path, the
次に、図17に示すように、スクリーン印刷法やスピンコーティング法等により、上層再配線28および第3の接続配線29を含む上層絶縁膜25の上面にソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜33を形成する。この場合、上層再配線28の接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜33には開口部34が形成されている。
Next, as shown in FIG. 17, an
次に、開口部34内およびその上方に半田ボール35を上層再配線28の接続パッド部に接続させて形成する。次に、互いに隣接する半導体構成体2間において、オーバーコート膜33、上層絶縁膜25、絶縁層24およびベース板1を切断すると、図2に示す半導体装置が複数個得られる。
Next, a
以上のように、上記製造方法では、図5に示す工程において、下地金属層41の上面に再配線14、第1の接続配線15および薄膜コイル素子18を同一の材料によって同時に形成し、図6に示す工程において、再配線14の接続パッド部上面および薄膜コイル素子18の接続パッド19上面に柱状電極20、21を同一の材料によって同時に形成し、図15に示す工程において、上層下地金属層55の上面に上層再配線28および第3の接続配線29を同一の材料によって同時に形成しているので、製造工程数を増加することなく、渦巻き状の薄膜コイル素子18を形成することができる。
As described above, in the above manufacturing method, in the step shown in FIG. 5, the
また、上記製造方法では、ベース板1上に複数の半導体構成体2を接着層3を介して配置し、複数の半導体構成体2に対して、特に、上層再配線28、第3の接続配線29および半田ボール35の形成を一括して行い、その後に分断して複数個の半導体装置を得ているので、製造工程を簡略化することができる。また、図13に示す工程以降では、ベース板1と共に複数の半導体構成体2を搬送することができるので、これによっても製造工程を簡略化することができる。
In the above manufacturing method, a plurality of
(第2実施形態)
図18はこの発明の第2実施形態としての半導体装置の図2同様の断面図を示し、図19は同半導体装置の図3同様の断面図を示す。この半導体装置において、図2および図3に示す場合と大きく異なる点は、上層絶縁膜25の上面に薄膜コイル素子18を設けた点である。
(Second Embodiment)
18 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of the semiconductor device as the second embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a cross-sectional view similar to FIG. 3 of the semiconductor device. In this semiconductor device, a significant difference from the cases shown in FIGS. 2 and 3 is that a thin
この場合、半導体構成体2の保護膜7の上面には第1の接続配線15および第2の接続配線16が各接続パッド6、6に接続されて設けられている。第1、第2の接続配線15、16の接続パッド部上面には柱状電極21、22が設けられている。薄膜コイル素子18の外端部は、上層絶縁膜25の上面に設けられた第3の接続配線29および上層絶縁膜25に設けられた開口部31を介して柱状電極21の上面に接続されている。薄膜コイル素子18の内端部は、上層絶縁膜25に設けられた開口部32を介して柱状電極22の上面に接続されている。
In this case, a
そして、この半導体装置では、保護膜7の上面に再配線14および第1、第2の接続配線15、16が同一の材料によって同時に形成され、再配線14の接続パッド部上面および第1、第2の接続配線15、16の接続パッド上面に柱状電極20、21、22が同一の材料によって同時に形成され、上層絶縁膜25の上面に上層再配線28、薄膜コイル素子18および第3の接続配線29が同一の材料によって同時に形成されている。したがって、この場合も、製造工程数を増加することなく、渦巻き状の薄膜コイル素子18を形成することができる。
In this semiconductor device, the
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、図2および図3に示すように、上層絶縁膜25上に上層再配線28を1層だけ形成した場合について説明したが、これに限らず、2層以上としてもよく、例えば、図20および図21に示すこの発明の第3実施形態のように、2層としてもよい。この場合、図20は図2同様の断面図を示し、図21は図3同様の断面図を示す。
(Third embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the case where only one
この半導体装置では、半導体構成体2および絶縁層24の上面にビルドアップ材等からなる第1の上層絶縁膜61が設けられている。第1の上層絶縁膜61の上面のほぼ中央部を除く領域には上層下地金属層62を含む第1の上層再配線63が第1の上層絶縁膜61に設けられた開口部64を介して半導体構成体2の柱状電極20の上面に接続されて設けられている。
In this semiconductor device, a first upper insulating
第1の上層絶縁膜61の上面には上層下地金属層65を含む薄膜コイル素子66が設けられている。薄膜コイル素子66の外端部は、第1の上層絶縁膜61の上面に設けられた上層下地金属層67を含む第3の接続配線68および第1の上層絶縁膜61に設けられた開口部69を介して半導体構成体2の柱状電極21の上面に接続されて設けられている。
A thin
第1の上層再配線63、薄膜コイル素子66および第3の接続配線68を含む第1の上層絶縁膜61の上面にはビルドアップ材等からなる第2の上層絶縁膜70が設けられている。第2の上層絶縁膜70の上面のほぼ中央部を除く領域には上層下地金属層71を含む第2の上層再配線72が第2の上層絶縁膜70に形成された開口部73を介して第1の上層再配線63の接続パッド部に接続されて設けられている。
A second upper insulating
第2の上層絶縁膜70の上面には上層下地金属層74を含む第4の接続配線75が設けられている。第4の接続配線75の一端部は、第2の上層絶縁膜70に設けられた開口部76を介して薄膜コイル素子66の内端部に接続されている。第4の接続配線75の他端部は、第2の上層絶縁膜70に設けられた開口部76を介して、第1の上層絶縁膜61の上面に設けられた上層下地金属層78を含む中継接続パッド79に接続されている。上層下地金属層78を含む中継接続パッド79は、第1の上層絶縁膜61に設けられた開口部80を介して半導体構成体2の柱状電極22の上面に接続されている。
A
第2の上層再配線72および第4の接続配線75を含む第2の上層絶縁膜70の上面にはソルダーレジスト等からなるオーバーコート膜81が設けられている。第2の上層再配線72の接続パッド部に対応する部分におけるオーバーコート膜81には開口部82が設けられている。開口部82内およびその上方には半田ボール83が第2の上層再配線72の接続パッド部に接続されて設けられている。
An
そして、この半導体装置では、第1の上層絶縁膜61の上面に第1の上層再配線63、薄膜コイル素子66、第3の接続配線68および中継接続パッド79が同一の材料によって同時に形成され、第2の上層絶縁膜70の上面に第2の上層再配線72および第4の接続配線75が同一の材料によって同時に形成されている。したがって、この場合も、製造工程数を増加することなく、渦巻き状の薄膜コイル素子66を形成することができる。
In this semiconductor device, the first
(第4実施形態)
図22はこの発明の第4実施形態としての半導体装置の図20同様の断面図を示し、図23は同半導体装置の図21同様の断面図を示す。この半導体装置において、図20および図21に示す場合と大きく異なる点は、第2の上層絶縁膜70の上面に薄膜コイル素子66を設けた点である。
(Fourth embodiment)
22 shows a cross-sectional view similar to FIG. 20 of the semiconductor device as the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 23 shows a cross-sectional view similar to FIG. 21 of the semiconductor device. In this semiconductor device, a significant difference from the case shown in FIGS. 20 and 21 is that a thin
この場合、薄膜コイル素子66の外端部は、第2の上層絶縁膜70の上面に設けられた第4の接続配線75および中継接続パッド79を介して半導体構成体2の柱状電極21の上面に接続されている。薄膜コイル素子66の内端部は、第1の上層絶縁膜61の上面に設けられた第3の接続配線68を介して半導体構成体2の柱状電極22の上面に接続されている。
In this case, the outer end portion of the thin
そして、この半導体装置では、第1の上層絶縁膜61の上面に第1の上層再配線63、第3の接続配線68および中継接続パッド79が同一の材料によって同時に形成され、第2の上層絶縁膜70の上面に第2の上層再配線72、薄膜コイル素子66および第4の接続配線75が同一の材料によって同時に形成されている。したがって、この場合も、製造工程数を増加することなく、渦巻き状の薄膜コイル素子66を形成することができる。
In this semiconductor device, the first
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態において、半導体構成体2は、外部接続用電極として、再配線14の接続パッド部上に設けられた柱状電極20を有するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、半導体構成体2は、外部接続用電極としての接続パッド部を有する再配線14のみを有するものであってもよい。また、ベース板1は、1枚の部材に限らず、絶縁膜および配線が交互に積層された多層印刷回路板としてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the
1 ベース板
2 半導体構成体
3 接着層
4 シリコン基板
5、6 接続パッド
7 絶縁膜
9 保護膜
14 再配線
15 第1の接続配線
16 第2の接続配線
18 薄膜コイル素子
20、21、22 柱状電極
23 封止膜
24 絶縁層
25 上層絶縁膜
28 上層再配線
29 第3の接続配線
33 オーバーコート膜
35 半田ボール
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記ベース板上に設けられ、且つ、複数の接続パッドを有する半導体基板および該半導体基板上に前記接続パッドに電気的に接続されて設けられた再配線を有する半導体構成体と、
前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた絶縁層と、
前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた少なくとも1層の上層絶縁膜と、
前記上層絶縁膜の何れかの層上に前記半導体構成体の再配線の接続パッド部に電気的に接続されて設けられ、外部接続用の接続パッド部を備える少なくとも1層の上層再配線と、
2つの端部を有し、前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の一方と同一の平面上に設けられ、一端部が前記接続パッドに電気的に接続された薄膜回路素子と、
前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の他方と同一の平面上に設けられ、前記薄膜回路素子の他端部および前記接続パッドに電気的に接続された接続配線と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。 A base plate,
A semiconductor structure having a semiconductor substrate provided on the base plate and having a plurality of connection pads, and a rewiring provided on the semiconductor substrate and electrically connected to the connection pads;
An insulating layer provided on the base plate around the semiconductor structure;
At least one upper insulating film provided on the semiconductor structure and the insulating layer;
At least one upper layer redistribution provided with a connection pad portion for external connection, provided on any layer of the upper insulating film and electrically connected to a connection pad portion for rewiring of the semiconductor structure;
A thin film circuit element having two ends, provided on the same plane as one of the layers of the rewiring and the upper layer rewiring, and having one end electrically connected to the connection pad;
A connection wiring provided on the same plane as the other of the layers of the rewiring and the upper layer rewiring, and electrically connected to the other end of the thin film circuit element and the connection pad;
A semiconductor device comprising:
前記ベース板上に設けられ、且つ、複数の接続パッドを有する半導体基板および該半導体基板上に前記接続パッドに電気的に接続されて設けられた再配線を有する半導体構成体と、
前記半導体構成体の周囲における前記ベース板上に設けられた絶縁層と、
前記半導体構成体および前記絶縁層上に設けられた複数層の上層絶縁膜と、
前記各上層絶縁膜上に層間で互いに接続され、且つ、前記半導体構成体の再配線の接続パッド部に接続されて設けられ、外部接続用の接続パッド部を備える複数層の上層再配線と、
2つの端部を有し、前記複数層の上層再配線のうちの1層と同一の平面上に設けられ、一端部が前記接続パッドに電気的に接続された薄膜回路素子と、
前記複数層の上層再配線のうちの他の1層と同一の平面上に設けられ、前記薄膜回路素子の他端部および前記接続パッドに電気的に接続された接続配線と、
を備えていることを特徴とする半導体装置。 A base plate,
A semiconductor structure having a semiconductor substrate provided on the base plate and having a plurality of connection pads, and a rewiring provided on the semiconductor substrate and electrically connected to the connection pads;
An insulating layer provided on the base plate around the semiconductor structure;
A plurality of upper insulating films provided on the semiconductor structure and the insulating layer;
A plurality of upper layer rewirings that are connected to each other between the layers on each upper insulating film and connected to the connection pad portion of the rewiring of the semiconductor structure, and provided with a connection pad portion for external connection;
A thin film circuit element having two ends, provided on the same plane as one of the upper layer rewirings of the plurality of layers, and having one end electrically connected to the connection pad;
A connection wiring provided on the same plane as the other one layer of the plurality of upper layer rewirings, and electrically connected to the other end of the thin film circuit element and the connection pad;
A semiconductor device comprising:
前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の一方と前記薄膜回路素子とを同一の材料によって同時に形成し、
前記再配線と前記上層再配線の何れかの層の他方と前記接続配線とを同一の材料によって同時に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor substrate having a base plate, a semiconductor substrate provided on the base plate and having a plurality of connection pads, and a rewiring provided on the semiconductor substrate and electrically connected to the connection pads; At least one insulating layer provided on the base plate around the semiconductor structure, an upper insulating film provided on the semiconductor structure and the insulating layer, and any one of the upper insulating films An upper layer redistribution layer having at least one layer provided with a connection pad portion for external connection, and two ends provided on the connection pad portion of the redistribution line of the semiconductor structure, A thin film circuit element provided on the same plane as one of the rewiring and any one of the upper layer rewirings and having one end electrically connected to the connection pad; the rewiring and the upper layer Any of the rewiring Provided on the other and the same plane, in the manufacturing method of a semiconductor device having a and electrically connected to the connection wiring to the other end portion and the connecting pads of the thin-film circuit element,
One of the layers of the rewiring and the upper layer rewiring and the thin film circuit element are simultaneously formed of the same material,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the other of any one of the rewiring and the upper layer rewiring and the connection wiring are simultaneously formed of the same material.
前記複数層の上層再配線のうちの1層と前記薄膜回路素子とを同一の材料によって同時に形成し、
前記複数層の上層再配線のうちの他の1層と前記接続配線とを同一の材料によって同時に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor substrate having a base plate, a semiconductor substrate provided on the base plate and having a plurality of connection pads, and a rewiring provided on the semiconductor substrate and electrically connected to the connection pads; An insulating layer provided on the base plate around the semiconductor structure, a plurality of upper insulating films provided on the semiconductor structure and the insulating layer, and an interlayer on each upper insulating film A plurality of upper rewiring layers connected to and connected to a connection pad portion of the rewiring of the semiconductor structure, and provided with a connection pad portion for external connection; A thin film circuit element provided on the same plane as one of the upper layer redistribution layers and having one end electrically connected to the connection pad, and another one of the upper redistribution layers of the plurality of layers On the same plane as the layer In the manufacturing method of a semiconductor device having a and electrically connected to the connection wiring to the other end portion and the connecting pads of the thin-film circuit element,
One layer of the plurality of upper layer rewirings and the thin film circuit element are simultaneously formed of the same material,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the other layer of the plurality of upper layer rewirings and the connection wiring are simultaneously formed of the same material.
18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the connection wiring is formed on an insulating film below the layer in which the thin film circuit element is provided in the plurality of upper insulating films. .
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