JP4544902B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、チップサイズパッケージ型の半導体装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a chip size package type semiconductor device and a manufacturing method thereof.
近年、三次元実装技術として、また新たなパッケージ技術として、チップサイズパッケージ(CSP;Chip Size Package)が注目されている。チップサイズパッケージとは、半導体チップの外形寸法と略同サイズの外形寸法を有する小型パッケージをいう。 In recent years, a chip size package (CSP) has attracted attention as a three-dimensional mounting technique and as a new packaging technique. The chip size package refers to a small package having an outer dimension substantially the same as the outer dimension of a semiconductor chip.
従来より、チップサイズパッケージの一種として、BGA型の半導体装置が知られている。このBGA型の半導体装置は、ハンダ等の金属部材からなるボール状の導電端子をパッケージの一主面上に格子状に複数配列し、パッケージの他の面上に搭載される半導体チップと電気的に接続したものである。 Conventionally, a BGA type semiconductor device is known as a kind of chip size package. In this BGA type semiconductor device, a plurality of ball-shaped conductive terminals made of a metal member such as solder are arranged in a lattice pattern on one main surface of a package, and electrically connected to a semiconductor chip mounted on the other surface of the package. Is connected to.
そして、このBGA型の半導体装置を電子機器に組み込む際には、各導電端子をプリント基板上の配線パターンに圧着することで、半導体チップとプリント基板上に搭載される外部回路とを電気的に接続している。 When incorporating this BGA type semiconductor device into an electronic device, each conductive terminal is crimped to a wiring pattern on the printed circuit board, thereby electrically connecting the semiconductor chip and the external circuit mounted on the printed circuit board. Connected.
このようなBGA型の半導体装置は、側部に突出したリードピンを有するSOP(Small Outline Package)やQFP(Quad Flat Package)等の他のCSP型の半導体装置に比べて、多数の導電端子を設けることが出来、しかも小型化できるという長所を有する。このBGA型の半導体装置は、例えば携帯電話機に搭載されるデジタルカメラのイメージセンサチップとしての用途がある。 Such a BGA type semiconductor device is provided with a larger number of conductive terminals than other CSP type semiconductor devices such as SOP (Small Outline Package) and QFP (Quad Flat Package) having lead pins protruding from the side. It has the advantage that it can be reduced in size. This BGA type semiconductor device has an application as an image sensor chip of a digital camera mounted on a mobile phone, for example.
図9は、従来のBGA型の半導体装置の概略構成を成すものであり、図9(A)は、このBGA型の半導体装置の表面側の斜視図である。また、図9(B)はこのBGA型の半導体装置の裏面側の斜視図である。 FIG. 9 shows a schematic configuration of a conventional BGA type semiconductor device, and FIG. 9A is a perspective view of the surface side of the BGA type semiconductor device. FIG. 9B is a perspective view of the back side of the BGA type semiconductor device.
このBGA型の半導体装置101は、第1及び第2のガラス基板102、103の間に半導体チップ104がエポキシ樹脂105a、105bを介して封止されて成る。第2のガラス基板103の一主面上、即ちBGA型の半導体装置101の裏面上には、導電端子106が格子状に複数配置されている。この導電端子106は、第2の配線110を介して半導体チップ104へと接続される。複数の第2の配線110には、それぞれ半導体チップ104の内部から引き出された第1の配線が接続されており、各導電端子106と半導体チップ104との電気的接続がなされている。
In this BGA type semiconductor device 101, a semiconductor chip 104 is sealed between first and second glass substrates 102 and 103 via epoxy resins 105a and 105b. A plurality of
このBGA型の半導体装置101の断面構造について図10を参照して更に詳しく説明する。図10はダイシングラインに沿って、個々のチップに分割されたBGA型の半導体装置101の断面図を示している。 The cross-sectional structure of the BGA type semiconductor device 101 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 10 shows a cross-sectional view of a BGA type semiconductor device 101 divided into individual chips along a dicing line.
半導体チップ104の表面に配置された絶縁膜108上に第1の配線107が設けられている。この半導体チップ104は樹脂層105aによって第1のガラス基板102と接着されている。また、この半導体チップ104の裏面は、樹脂層105bによって第2のガラス基板103と接着されている。
A
そして、第1の配線107の一端は第2の配線110と接続されている。この第2の配線110は、第1の配線107の一端から第2のガラス基板103の表面に延在している。そして、第2のガラス基板103上に延在した第2の配線110上には、ボール状の導電端子106が形成されている。
One end of the
上述した技術は、例えば以下の特許文献1に記載されている。
しかしながら、上述したBGA型の半導体装置101において、第1の配線107と第2の配線110との接触面積が非常に小さいので、この接触部分で断線するおそれがあった。また、第2の配線110のステップカバレージにも問題があった。
However, in the above-described BGA type semiconductor device 101, since the contact area between the
そこで、本発明はチップサイズパッケージ型の半導体装置及びその製造方法において、信頼性の向上を図るものである。 Therefore, the present invention aims to improve the reliability of a chip size package type semiconductor device and a method for manufacturing the same.
本発明の半導体装置は、上記課題に鑑みて為されたものであり、半導体チップの第1の主面上に形成されたパッド電極と、前記半導体チップの第1の主面に接着された支持体と、前記半導体チップの第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールと、前記ビアホールよりも小さい開口径を有して前記半導体チップの第2の主面に形成された溝と、前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に形成された絶縁膜と、前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びて形成された配線層と、を有することを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、半導体チップの第1の主面上に形成されたパッド電極と、前記半導体チップの第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールと、前記ビアホールよりも小さい開口径を有して前記半導体チップの第2の主面に形成された溝と、前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に形成された絶縁膜と、前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びて形成された配線層と、を有することを特徴とする。
更に、前記溝は、前記半導体チップの第2の主面のうち、前記配線層の端部に対応する位置に形成されていることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention has been made in view of the above problems, and is a pad electrode formed on the first main surface of the semiconductor chip and a support bonded to the first main surface of the semiconductor chip. A body, a via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor chip, and a groove having an opening diameter smaller than the via hole and formed in the second main surface of the semiconductor chip; An insulating film formed on the second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove, and the pad electrode exposed at the bottom of the via hole, and the insulating film And a wiring layer formed on the second main surface of the semiconductor chip so as to include the inside of the trench from the via hole.
Further, the semiconductor device of the present invention includes a pad electrode formed on the first main surface of the semiconductor chip, a via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor chip, and more than the via hole. A groove having a small opening diameter and formed on the second main surface of the semiconductor chip; and an insulating film formed on the second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove; The semiconductor chip is electrically connected to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole and extends from the via hole to the second main surface of the semiconductor chip through the insulating film so as to include the inside of the trench. And a wiring layer.
Further, the groove is formed in a position corresponding to an end portion of the wiring layer in the second main surface of the semiconductor chip .
また、本発明の半導体装置は、上記構成に加えて、配線層を覆い、かつその配線層の一部を露出する開口部を有した保護層と、その開口部で露出する配線層上に形成された導電端子と、を有することを特徴とする。 In addition to the above structure, the semiconductor device of the present invention is formed on the protective layer having an opening that covers the wiring layer and exposes a part of the wiring layer, and the wiring layer that is exposed at the opening. And a conductive terminal.
また、本発明の半導体装置の製造方法は、パッド電極が形成された半導体基板を準備し、前記半導体基板の第1の主面に支持体を接着する工程と、前記半導体基板の第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールを形成すると共に、当該ビアホールよりも小さい開口径を有した溝を、当該半導体基板の第2の主面上に形成する工程と、前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に絶縁膜を形成する工程と、前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びる配線層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、第1の主面にパッド電極が形成された半導体基板を準備し、前記半導体基板の第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールを形成すると共に、当該ビアホールよりも小さい開口径を有した溝を、当該半導体基板の第2の主面上に形成する工程と、前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に絶縁膜を形成する工程と、前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びる配線層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a semiconductor substrate on which a pad electrode is formed; and bonding a support to a first main surface of the semiconductor substrate; Forming a via hole reaching the pad electrode from the surface, and forming a groove having an opening diameter smaller than the via hole on the second main surface of the semiconductor substrate, a sidewall of the via hole, and the Forming an insulating film on the second main surface of the semiconductor chip including the inside of the trench; electrically connected to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole; and from the via hole through the insulating film Forming a wiring layer extending on the second main surface of the semiconductor chip so as to include the inside of the groove .
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a semiconductor substrate having a first main surface with a pad electrode formed therein; and forming a via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor substrate. And forming a groove having an opening diameter smaller than that of the via hole on the second main surface of the semiconductor substrate, and a second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove. Forming an insulating film on the surface; electrically connecting to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole; and including the inside of the trench from the via hole through the insulating film. Forming a wiring layer extending on the two main surfaces.
また、本発明の半導体装置の上記製造方法において、ビアホール及び溝を形成する工程は、第1の開口部及び当該第1の開口部よりも小さい開口径を有する第2の開口部が設けられたレジスト層を、第2の主面上に形成する工程と、レジスト層をマスクとして、半導体基板の第2の主面をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
さらに、前記溝は、前記半導体基板の第2の主面のうち、前記配線層の端部に対応する位置に形成されることを特徴とする。
またさらに、前記レジスト層に設けられた前記第2の開口部は、前記半導体基板の第2の主面のうち、前記配線層の端部に対応する位置に形成されることを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming the via hole and the groove includes a first opening and a second opening having a smaller opening diameter than the first opening. A step of forming a resist layer on the second main surface; and a step of etching the second main surface of the semiconductor substrate using the resist layer as a mask.
Furthermore, the groove is formed at a position corresponding to an end of the wiring layer in the second main surface of the semiconductor substrate.
Still further, the second opening provided in the resist layer is formed at a position corresponding to an end of the wiring layer in the second main surface of the semiconductor substrate.
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記工程に加えて、配線層を形成する工程の後に、配線層を覆う保護層を形成する工程と、保護層の一部に配線層の一部を露出する開口部を形成して、当該開口部で露出する配線層上に、導電端子を形成する工程と、半導体基板を複数の半導体チップに分割する工程と、を有することを特徴とする。 In addition to the above steps, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a protective layer covering the wiring layer after the step of forming the wiring layer, and a part of the wiring layer on the protective layer. And forming a conductive terminal on the wiring layer exposed through the opening, and dividing the semiconductor substrate into a plurality of semiconductor chips.
本発明によれば、半導体チップのパッド電極から、半導体チップの裏面の導電端子に至るまでの配線層が、ビアホールを介して形成されるため、上記配線層の断線やステップカバレージの劣化を防止することができる。 According to the present invention, since the wiring layer from the pad electrode of the semiconductor chip to the conductive terminal on the back surface of the semiconductor chip is formed through the via hole, disconnection of the wiring layer and deterioration of the step coverage are prevented. be able to.
さらに、半導体チップの第2の主面、即ち裏面に、溝が形成されているため、この溝が上記配線層と半導体チップの裏面との間に介在する絶縁膜に対するアンカー(係止部)となる。これにより、本体である半導体チップをプリント基板に実装する際に生じる応力や衝撃等により、当該絶縁膜が半導体チップの裏面から剥離することが、極力抑止される。 Further, since a groove is formed in the second main surface, that is, the back surface of the semiconductor chip, an anchor (locking portion) for the insulating film interposed between the wiring layer and the back surface of the semiconductor chip. Become. As a result, the insulating film is prevented from being peeled off from the back surface of the semiconductor chip as much as possible due to stress or impact generated when the semiconductor chip as the main body is mounted on the printed circuit board.
結果として、信頼性の高いチップサイズパッケージ型の半導体装置を得ることができる。 As a result, a highly reliable chip size package type semiconductor device can be obtained.
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照して説明する。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、例えば以下のように行われる。図1乃至図8は、半導体基板51の断面を示しており、後述するダイシング工程で分割される予定の隣接チップの境界(即ちダイシングラインDL)の断面を示している。図1乃至図8では、半導体基板51の第1の主面、即ち表面には、不図示のデバイスが形成されているものとする。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. The semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment is performed, for example, as follows. 1 to 8 show a cross section of the
本実施形態では、上記不図示のデバイスは、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサであるとする。なお、上記不図示のデバイスは、CCDイメージセンサに限定されず、その他の受光素子もしくは発光素子であってもよい。また、半導体基板51は、例えばシリコン(Si)から成る半導体基板であるが、これに限定されず、GaAs、Ge、Si−Ge等の他の材料から成る半導体基板であってもよい。
In the present embodiment, the device (not shown) is, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. The device (not shown) is not limited to a CCD image sensor, and may be other light receiving elements or light emitting elements. The
最初に、図1に示すように、半導体基板51の表面に、BPSG等の層間絶縁膜52を介して、一対のパッド電極53を形成する。この一対のパッド電極53は例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅などの金属層から成り、その厚さは例えば1μm程度である。
First, as shown in FIG. 1, a pair of
そして、一対のパッド電極53を覆うようにして、シリコン窒化膜等から成る不図示のパッシベーション膜を形成し、さらにこのパッシベーション膜上に、例えばエポキシ樹脂から成る樹脂層54を塗布する。
Then, a passivation film (not shown) made of a silicon nitride film or the like is formed so as to cover the pair of
そして、この樹脂層54を介して、半導体基板51の表面に、支持体55を接着する。この支持体55は、半導体基板51を支持すると共に、半導体基板51を保護する機能を有するものである。
Then, the
半導体基板51の表面に形成された不図示のデバイスがCCDイメージセンサである場合には、外部からの光を、半導体基板51(後に分割されて半導体チップ51Aとなる)の表面のCCDで受光する必要があるため、支持体55としては、ガラス基板のような透明基板、もしくは半透明基板を用いる必要がある。上記不図示のデバイスが受光や発光を行うものでない場合には、ガラス基板に限らず、不透明基板を用いてもよい。更には、例えば、金属や有機物から成る基板状のもの、もしくはテープ状のものを用いてもよい。
When a device (not shown) formed on the surface of the
そして、この支持体55が接着された状態で、必要に応じて半導体基板51の裏面に対して、いわゆるバックグラインドを行う。その後、さらに、バックグラインドされた半導体基板51の裏面をエッチングしてもよい。このエッチングは、例えば、酸(例えばHFと硝酸等との混合液)をエッチャントとして用いて行われる。これにより、バックグラインドによって生じた半導体基板51の機械的なダメージ層が除去され、半導体基板51の表面に形成されたデバイスの特性が改善される。半導体基板51の最終仕上がりの厚さは、デバイスの種類に応じて適宜選択することができる。
Then, in a state where the
次に、図2に示すように、半導体基板51の裏面上に第1のホトレジスト層56aを選択的に形成する。即ち、第1のホトレジスト層56aは、パッド電極53に対応した位置に第1の開口部57rを有すると共に、それ以外の位置に所望の個数の第2の開口部58rを有して形成されている。第2の開口部58rは、特に限定されないが、第1のホトレジスト層56aのうち、後述する配線層63の端部に対応する箇所に設けられていることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 2, a
ここで、第2の開口部58rの開口径は、第1の開口部57rの開口径よりも小さく形成されている。さらにいえば、第1の開口部57rの開口径と、第2の開口部58rの開口径との比は、例えば4対1程度であることが好ましい。例えば、第1の開口部57rの開口径を40μm程度とし、第2の開口部58rの開口径を10μm程度として形成してもよい。
Here, the opening diameter of the
そして、この第1のホトレジスト層56aをマスクとして、半導体基板51のエッチングを行う。このエッチングは、所定のエッチングガスを用いたドライエッチングにより行われる。このエッチングにより、半導体基板51を貫通するビアホール57を形成すると同時に、半導体基板51を貫通しない溝58が形成される。
Then, the
ここで、ビアホール57の底部には層間絶縁膜52が露出され、それに接してパッド電極53がある。また、溝58は、第1のホトレジスト層56aの第2の開口部58rが後述する配線層63の端部に対応する箇所に設けられている場合、当該箇所に形成される。また、溝58は、その開口径が、ビアホール57の開口径よりも小さく形成される。また溝58は、ビアホール57に比して極めて浅く、即ち、その底部が半導体基板51の裏面の近傍に位置するような深さで形成される。
Here, the
このような、深さの浅い溝58は、エッチング時のいわゆるマイクロローディング効果により形成される。即ち、エッチングマスクである第1のホトレジスト層56aに設けられた第2の開口部58rの開口径は、第1の開口部57rの開口径に比して小さいため、第2の開口部58rから半導体基板51の裏面に到達するエッチングガスの量が、第1の開口部57rから半導体基板51の裏面に到達するエッチングガスの量に比して少ない。また、エッチングの進行に伴って第2の開口部58rから外部へ放出されるエッチング時の残留物の量が、第1の開口部57rから外部へ放出されるエッチング時の残留物の量に比して少ない。
Such a
従って、第1の開口部57rで露出する半導体基板51の裏面と、第2の開口部58rで露出する半導体基板51の裏面とでは、エッチング速度が異なる。これにより、第1の開口部57rで露出する半導体基板51の裏面でのエッチングの進行が、当該半導体基板51を貫通した時点においても、第2の開口部で露出する半導体基板51の裏面では、当該裏面の近傍に底部を有するような浅い溝58が形成される。
Therefore, the etching rate is different between the back surface of the
次に、図3に示すように、第1のホトレジスト層56aを除去した後、ビアホール57内及び溝58内を含む半導体基板の裏面の全面に、それらを覆うようにして、例えば1.0〜1.5μm程度の絶縁膜59を形成する。この絶縁膜59は、例えばプラズマCVD法によって形成され、シリコン酸化膜(SiO2膜)やシリコン窒化膜(SiN膜)が適している。もしくは、絶縁膜59は、絶縁膜として機能するものであれば、その他の材料により成膜されたものであってもよい。
Next, as shown in FIG. 3, after removing the
ここで、溝58は、絶縁膜59に対するアンカー、即ち係止部となる。これにより、半導体基板51の裏面に対する絶縁膜59の被着性が向上する。
Here, the
次に、図4に示すように、半導体基板51の裏面上に第2のホトレジスト層56bを選択的に形成する。即ち、第2のホトレジスト層56bは、ビアホール57の形成領域に開口部を有し、当該ビアホール57の形成領域を除く半導体基板51の裏面の一部上に形成されている。
Next, as shown in FIG. 4, a
そして、第2のホトレジスト層56bをマスクとして、ビアホール57の底部に位置する絶縁膜59及び層間絶縁膜52を、選択的にエッチングして除去する。このエッチングにより、ビアホール57の底部では、パッド電極53が露出される。
Then, using the
次に、第2のホトレジスト層56bを除去した後、図5に示すように、絶縁膜59の一部上に、第3のホトレジスト層56cを選択的に形成する。この第3のホトレジスト層56cを形成する領域は、後述する配線層63の形成領域を除く領域である。図5では、一例として、絶縁膜59上のダイシングラインDL近傍の領域に第3のホトレジスト層56cを形成している。
Next, after removing the
次に、この第3のホトレジスト層56cをマスクとして、半導体基板51の裏面側に、例えば100nm程度のバリア層61を形成する。ここで、バリア層61は、ビアホール57の底部で露出するパッド電極53と電気的に接続され、かつ絶縁膜59を覆うように形成される。また、バリア層61は、例えばチタンナイトライド(TiN)から成る。もしくは、バリア層61は、バリア層として機能するものであれば、チタンナイトライド(TiN)以外の金属から成るものであってもよい。例えば、バリア層61は、チタンタングステン(TiW)、タンタルナイトライド(TaN)、及び上記金属の化合物から成るものであってもよい。
Next, a
次に、スパッタ法、MOCVD法、無電解メッキなどのいずれかの方法、もしくは、それらの組み合わせにより、半導体基板51の裏面上、即ちバリア層61上に、例えば100〜250nm程度のシード層62を形成する。シード層62は、後述する配線層63を電解メッキによって形成する際に用いられるメッキ電極となる金属層である。シード層62は例えば銅(Cu)から成る。
Next, a
ここで、ビアホール57内において、シード層62の下層に形成されたバリア層61は、シード層62の銅(Cu)が絶縁膜59を通して半導体基板51中に拡散するのを防止する。ただし、絶縁膜59がシリコン窒化膜(SiN膜)で形成されている場合には、シリコン窒化膜(SiN膜)が銅拡散に対するバリアとなるため、バリア層61の形成は省略されても構わない。
Here, in the via
次に、図6に示すように、第3のホトレジスト層56cを除去した後、シード層62に対して、例えば5μm程度の銅(Cu)の電界メッキを行う。即ち、銅(Cu)の電解メッキを行うことにより、配線層63を形成する。配線層63は、ビアホール57内から半導体基板51の裏面に延びて形成されて、シード層62及びバリア層61を介して、パッド電極53と電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 6, after removing the
なお、図6では、シード層62及び配線層63は、溝58内に埋め込まれるようにして形成されていないが、実際には、シード層62及び配線層63は、溝58内に埋め込まれるようにして形成される。
In FIG. 6, the
また、図6では、配線層63は、銅(Cu)の電解メッキにより形成されているが、これには限定されず、スズ(Sn)をメッキ形成した後、さらに銅(Cu)のメッキ形成を行うことにより形成されてもよい。
In FIG. 6, the
また、配線層63は、メッキ以外の他の方法により形成されてもよい。例えば、配線層63は、CVD法やMOCVD法によりビアホール57内及び溝58内に銅(Cu)が成膜されることで形成されてもよい。また、配線層63は、アルミニウム(Al)等の金属を用いたスパッタ法により形成されてもよい。
Further, the
また、図5及び図6では、半導体基板51の裏面側の一部の領域に第3のホトレジスト層56cを形成した後に、これをマスクとして、バリア層61及びシード層62を形成し、さらに配線層63を形成しているが、本発明はこれに限定されず、それらの層を例えば以下のように形成してもよい。即ち、図示しないが、ビアホール57及び溝58を含む半導体基板51の裏面側の全面に、絶縁膜59を介して、バリア層、シード層、及び配線層用の金属層を形成した後、当該金属層上にホトレジスト層を形成し、当該ホトレジスト層をマスクとしたエッチング等によるパターニングにより、配線層を形成してもよい。配線層63は、半導体基板51の裏面の所望領域に、所望の本数を形成することができる。
In FIGS. 5 and 6, after the
次に、図7に示すように、配線層63及び絶縁膜59を覆うようにして、半導体基板51の裏面上に保護層64を形成する。そして、配線層63の形成位置及びダイシングラインDLに対応する保護層64の一部の箇所を、例えばエッチング等により選択的に除去する。これにより、ダイシングラインDL近傍の絶縁膜59(もしくは半導体基板51)を露出する開口部を設けると共に、配線層63を露出する開口部65を設ける。
Next, as shown in FIG. 7, a
開口部65で露出する配線層63上には、スクリーン印刷法を用いてハンダを印刷し、このハンダを熱処理でリフローさせることで、導電端子68を形成する。ここで、開口部65で露出する配線層63に、例えばNi(ニッケル)層66及びAu(金)層67等の電極層を形成し、その上に導電端子68を形成してもよい。
On the
なお、導電端子68は、ハンダに限らず、鉛フリーの低融点金属材料を用いて形成されても良い。また、開口部65の数や形成領域を適宜選択することにより、導電端子68は、その数や形成領域を自由に選択して形成することができる。なお、ハンダによる導電端子68の形成に替えて、メッキ形成による導電端子の形成を行ってもよい。
The
そして、図8に示すように、ダイシングラインDLに沿ってダイシング工程を行い、半導体基板51を複数の半導体チップ51Aに分割する。このダイシング工程では、ダイシングブレードを用いて切削している。こうして、本実施形態に係る半導体装置が完成する。
Then, as shown in FIG. 8, a dicing process is performed along the dicing line DL to divide the
上述したように、本実施形態では、半導体チップ51Aの裏面に形成された溝58が、絶縁膜59、バリア層61、シード層62及び配線層63に対するアンカー、即ち係止部となる。これにより、半導体チップ51Aの裏面に対する絶縁膜59等の被着性が向上する。従って、半導体装置をプリント基板に実装する際に生じる応力や衝撃等により、絶縁膜59等が半導体チップ51Aの裏面から剥離することが、極力抑止される。
As described above, in this embodiment, the
特に、溝58が配線層63の端部に対応する箇所に形成されている場合、当該配線層63の端部近傍において、半導体チップ51Aの裏面に対する配線層63等(絶縁膜59、バリア層61、シード層62を含む)の被着性が向上する。従って、半導体装置をプリント基板に実装する際に生じる応力や衝撃等が、配線層63の端部近傍に集中する場合においても、配線層63が半導体チップ51Aの裏面から剥離することが、極力抑止される。
In particular, when the
また、溝58が配線層63の形成領域以外の領域(例えばダイシングラインDL近傍)に形成される場合、当該溝58には、絶縁膜59及び保護層64が埋め込まれるようにして形成される。この場合、半導体チップ51Aの裏面に対する絶縁膜59及び保護層64の被着性が向上する。従って、半導体装置をプリント基板に実装する際に生じる応力や衝撃等により、保護層64が半導体チップ51Aの裏面から剥離することが、極力抑止される。もしくは、ダイシング工程において、ダイシングラインDL近傍の保護層64等の剥離を極力抑止することが可能となる。
When the
結果として、当該絶縁膜59を介して半導体チップ51Aの裏面に形成された配線層等の損傷を極力低く押さえることが可能となり、信頼性の高いチップサイズパッケージ型の半導体装置を得ることができる。
As a result, it is possible to suppress damage to the wiring layer formed on the back surface of the
なお、上述した実施形態では、ビアホール57及び溝58は、同一の工程において形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、上述したビアホール57と溝58とは、それぞれ異なる工程において形成されてもよい。
In the embodiment described above, the via
なお、上述した本発明は、導電端子68が形成されたBGA型の半導体装置及びその製造方法に適用されるものとしたが、本発明はこれに制限されるものではない。即ち、本発明は、半導体チップを貫通するビアホールに形成された配線層を有するものであれば、半導体チップの裏面に導電端子が形成されない半導体装置及びその製造方法にも適用されるものである。例えば、LGA(Land Grid Array)型の半導体装置及びその製造方法にも適用される。
Although the above-described present invention is applied to the BGA type semiconductor device in which the
Claims (10)
前記半導体チップの第1の主面に接着された支持体と、
前記半導体チップの第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールと、
前記ビアホールよりも小さい開口径を有して前記半導体チップの第2の主面に形成された溝と、
前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に形成された絶縁膜と、
前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びて形成された配線層と、を有することを特徴とする半導体装置。 A pad electrode formed on the first main surface of the semiconductor chip;
A support bonded to the first main surface of the semiconductor chip;
A via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor chip;
A groove having an opening diameter smaller than that of the via hole and formed in the second main surface of the semiconductor chip;
An insulating film formed on a second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove;
Formed on the second main surface of the semiconductor chip so as to be electrically connected to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole and to include the inside of the trench from the via hole via the insulating film And a wiring layer.
前記半導体チップの第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールと、
前記ビアホールよりも小さい開口径を有して前記半導体チップの第2の主面に形成された溝と、
前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に形成された絶縁膜と、
前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びて形成された配線層と、を有することを特徴とする半導体装置。 A pad electrode formed on the first main surface of the semiconductor chip;
A via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor chip;
A groove having an opening diameter smaller than that of the via hole and formed in the second main surface of the semiconductor chip;
An insulating film formed on a second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove;
Formed on the second main surface of the semiconductor chip so as to be electrically connected to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole and to include the inside of the trench from the via hole via the insulating film And a wiring layer.
前記開口部で露出する前記配線層上に形成された導電端子と、を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。 A protective layer that covers the wiring layer and has an opening that exposes a portion of the wiring layer;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a conductive terminal formed on the wiring layer exposed at the opening.
前記半導体基板の第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールを形成すると共に、当該ビアホールよりも小さい開口径を有した溝を、当該半導体基板の第2の主面上に形成する工程と、
前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に絶縁膜を形成する工程と、
前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びる配線層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a semiconductor substrate on which a pad electrode is formed, and bonding a support to the first main surface of the semiconductor substrate;
Forming a via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor substrate and forming a groove having an opening diameter smaller than the via hole on the second main surface of the semiconductor substrate; When,
Forming an insulating film on the second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove;
A wiring layer electrically connected to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole and extending from the via hole to the second main surface of the semiconductor chip so as to include the inside of the trench through the insulating film is formed. And a process for manufacturing the semiconductor device.
前記半導体基板の第2の主面から前記パッド電極上に到達するビアホールを形成すると共に、当該ビアホールよりも小さい開口径を有した溝を、当該半導体基板の第2の主面上に形成する工程と、
前記ビアホールの側壁及び前記溝内を含む前記半導体チップの第2の主面上に絶縁膜を形成する工程と、
前記ビアホールの底部で露出する前記パッド電極と電気的に接続され、かつ前記絶縁膜を介して前記ビアホールから前記溝内を含むように前記半導体チップの第2の主面上に延びる配線層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a semiconductor substrate having a pad electrode formed on the first main surface;
Forming a via hole reaching the pad electrode from the second main surface of the semiconductor substrate and forming a groove having an opening diameter smaller than the via hole on the second main surface of the semiconductor substrate; When,
Forming an insulating film on the second main surface of the semiconductor chip including the side wall of the via hole and the inside of the groove;
A wiring layer electrically connected to the pad electrode exposed at the bottom of the via hole and extending from the via hole to the second main surface of the semiconductor chip so as to include the inside of the trench through the insulating film is formed. And a process for manufacturing the semiconductor device.
第1の開口部及び当該第1の開口部よりも小さい開口径を有する第2の開口部が設けられたレジスト層を、第2の主面上に形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして、前記半導体基板の第2の主面をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the via hole and the groove includes
Forming a resist layer provided with a first opening and a second opening having an opening diameter smaller than the first opening on the second main surface;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising: etching the second main surface of the semiconductor substrate using the resist layer as a mask.
前記配線層を覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層の一部に前記配線層の一部を露出する開口部を形成して、当該開口部で露出する前記配線層上に、導電端子を形成する工程と、
前記半導体基板を複数の半導体チップに分割する工程と、を有することを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 After the step of forming the wiring layer,
Forming a protective layer covering the wiring layer;
Forming an opening exposing a part of the wiring layer in a part of the protective layer, and forming a conductive terminal on the wiring layer exposed in the opening;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of dividing the semiconductor substrate into a plurality of semiconductor chips.
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