JP4817796B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、放熱性をより高めたＷ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造を有する半導体装置及びその製造方法、並びにかかる半導体装置を含む半導体装置モジュールに関する。

半導体ウェハから切り出された半導体チップと同等のサイズのパッケージは、一般に、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれている。また、半導体ウェハに形成されている半導体チップに対して、半導体ウェハ状態のままパッケージングを行った後、得られるＣＳＰはＷ−ＣＳＰと呼ばれている。

近年、信号処理をより高速化するために、クロック周波数をさらに高める必要性が増している。そしてクロック周波数のさらなる高周波化に伴い、半導体装置内のトランジスタ等の素子が消費する電力がますます増大する傾向にある。

また、ウェハプロセスにおけるプロセスルールの微細化の進行、及び半導体装置に作り込まれる素子の集積度のさらなる向上に伴い、動作時の半導体装置（半導体チップ）の発する熱量の増大が顕著である。この動作時の過剰な発熱は、半導体装置の動作を不安定にしてしまうのみならず、周辺の機器の動作にも悪影響を与えるおそれがある。

Ｗ−ＣＳＰ形態の半導体装置において、半導体素子が発生する熱を外部に効率的に逃がすことにより、Ｗ−ＣＳＰの長寿命化を図るための構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、半導体素子上に、電極パッド及び再配線層のいずれとも接続されない放熱用ポストを具えている。この放熱用ポストの頂面は、封止樹脂から露出されている。

また、従来、放熱性を付与した多層配線基板が開示されている。具体的には、半導体素子のマウント領域の薄膜多層配線層を貫通してベース基板に至る熱伝導体を具えているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−２９１７９３号公報 特開平０６−１０４３５０号公報

動作中の半導体装置には、素子自体のみならず、高温化してしまう配線も存在する。具体的には、例えば接地線（グランド線）の高温化が顕著である。

このように配線が高温化した場合も同様に半導体装置の動作を不安定にしてしまうのみならず、周辺の機器の動作にも悪影響を与えるおそれがある。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものである。従って、この発明の目的は、半導体装置自体の放熱性を高め、また配線の高温化を防止する構成を具えた半導体装置及びその製造方法、並びにかかる半導体装置を含む半導体装置モジュールを提供することにある。

これらの目的の達成を図るため、この発明の半導体装置は、下記のような構成上の特徴を有している。

すなわち、半導体装置は、第１の面及び第１の面に対向する第２の面を有しており、回路素子が作り込まれていて、かつ動作時に発熱する１箇所又は２箇所以上の高発熱領域が存在する半導体基板を有している。

チップ絶縁膜は、半導体基板上に設けられていて、回路素子に接続されている複数の電極パッドを第１の面の端縁に沿って配列させて露出させている。

第１絶縁膜は、電極パッドの一部分を露出させてチップ絶縁膜上に設けられている。

再配線層は、一端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、他端部が高発熱領域に相当する第１絶縁膜の高温領域上に存在する複数の配線部、及び配線部に設けられていて、第１絶縁膜の高温領域上に延在するとともに、開放部を有する環状であって、他端部の周囲を囲み、配線部と離間する熱伝導配線部を含み、配線部が開放部を経て延在する。

第２絶縁膜は、熱伝導配線部の一部分及び配線部の一部分を露出して、第１絶縁膜上に設けられている。

熱伝導端子は、第２絶縁膜から露出しており、熱伝導配線部に接続されている。

複数の搭載端子は、第２絶縁膜から露出しており、配線部の一部分に電気的に接続されている。

また、この発明の半導体装置の製造方法は、下記のような工程を含んでいる。

すなわち、第１の面及びこの第１の面に対向する第２の面を有している半導体基板に、複数のチップ形成領域をマトリクス状に設定し、チップ形成領域それぞれに回路素子を形成するとともに、動作時に発熱する１箇所又は２箇所以上の高発熱領域を設ける。

回路素子を覆いこの回路素子に接続される複数の電極パッドをチップ形成領域内でチップ形成領域の端縁に沿って配列して形成し、この電極パッドを露出させるチップ絶縁膜を形成する。

チップ絶縁膜上に、電極パッドの一部分を露出させる第１絶縁膜を形成する。

一端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、他端部が前記高発熱領域に相当する前記第１絶縁膜の高温領域上に存在する複数の配線部、及び配線部に設けられていて、第１絶縁膜の高温領域上に延在するとともに、開放部を有する環状であって、他端部の周囲を囲み、配線部と離間する熱伝導配線部を含み、配線部が開放部を経て延在する再配線層を形成する。

熱伝導配線部の一部分及び配線部の一部分を露出して、第１絶縁膜上に設けられている第２絶縁膜を形成する。

第２絶縁膜から露出しており熱伝導配線部に接続される熱伝導端子、及び第２絶縁膜から露出しており配線部の一部分に電気的に接続される搭載端子を形成する。

隣接するチップ形成領域同士の間のスクライブラインを研削して個片化する。

さらに、この発明の半導体装置積層構造体は、下記のような構成を具えている。

すなわち、上述の半導体装置が搭載される搭載基板を具えている。搭載基板は、第１主面及び第１主面と対向する第２主面を有し、第１主面から第２主面に至る１個又は２個以上の放熱構造体を含むチップ搭載領域を有する搭載基板であって、第１主面上に設けられていて、複数の配線部を有する上側配線層及び第２主面上に設けられていて、複数の配線部を有する下側配線層を含む複数の配線層、複数の配線層をそれぞれ互いに離間させ、かつ電気的に分離する１層又は２層以上の層間絶縁膜、層間絶縁膜を貫通して配線層同士を互いに電気的に接続する配線接続部、上側配線層と電気的に接続されてチップ搭載領域に設けられていて、半導体装置の搭載端子と接続されている搭載端子接続パッド、半導体装置の熱伝導端子と接続されている熱伝導端子接続パッドを有し、熱伝導端子接続パッドに接続されていて１層又は２層以上の層間絶縁膜をそれぞれ貫通して熱伝導可能に互いに接続されている１個又は２個以上の貫通熱伝導部を有し、貫通熱伝導部に接続されていて第２主面上に設けられている１個又は２個以上の放熱パッドを有している放熱構造体、下側配線層に接続されており、実装媒体に接続される外部端子を具えている。

この発明の半導体装置によれば、熱伝導端子を有するため、半導体装置が発生する熱を外部に効率的に逃がすことができる。

この発明の半導体装置の製造方法によれば、上述した構成を有する半導体装置を効率的に製造することができる。

このような半導体装置積層構造体の構成によれば、搭載されている半導体装置の発生する熱を半導体装置積層構造体の外部へ効率的に放熱することができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図面には、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されているに過ぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。また、以下の説明において、特定の材料、条件及び数値条件等を用いることがあるが、これらは好適例の１つに過ぎず、従って、何らこれらに限定されない。また、以下の説明に用いる各図において同様の構成成分については、同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合もあることを理解されたい。

１．半導体装置の構成
半導体装置の構成例（１）
まず、半導体装置１０の構成例について、図１、図２及びを図３参照して説明する。

図１（Ａ）は、半導体装置１０の上方から見た、構成要素の配置関係を説明するための透過的な平面図である。形成されている配線構造のレイアウトの様子を容易に理解できるようにするために、その上面側に実際には形成されている第２絶縁膜（後述する。）、熱伝導体、熱伝導端子を透視して示してある。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ’一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な断面図である。

この発明の半導体装置１０は、その動作時に生じる熱の放熱性を高めるための放熱機構を具えていることを特徴としている。なお、この放熱機構以外の他の構成要素については、従来公知のいわゆるＷ−ＣＳＰの構成要素をそのまま適用することができるため、この発明を特徴付ける放熱性を高めるための構成以外の構成要素については、材料、製造工程といった構成要素の詳細な説明は原則として省略する。

半導体装置１０は、半導体基板（半導体ウェハ）１２を含んでいる。半導体基板１２は、第１の面１２ａと、この第１の面１２ａと対向する第２の面１２ｂを有する平行平板の矩形状の基板である。半導体基板１２には、図示しない回路素子が形成されている。回路素子は一般に、ＬＳＩなどの集積回路を有する複数の能動素子によって構成される。

図１（Ｂ）に示すように、この回路素子が形成されている領域のうち、例えばスイッチング素子、抵抗素子といった動作時に特に発熱する素子を含むと想定した領域を仮に高発熱領域１３として破線で囲んで示す。

また、半導体基板１２の第１の面１２ａのうち、少なくとも高発熱領域１３の直上に相当する領域を含み、熱伝導により高温となってしまう領域を高温領域１２ａａと称する。

上述の回路素子には、多層の配線構造（図示せず。内部配線とも称する。）が形成されていて、これら複数の能動素子が協働して所定の機能を発揮できるように形成されている。半導体基板１２の第１の面１２ａ側には回路素子及び配線構造に接続される複数の電極パッド１６が設けられている。複数の電極パッド１６は、隣接する電極パッド１６同士のピッチが同一となるように、矩形状の半導体基板１２の端縁に沿って設けられている。

第１の面１２ａ上にはチップ絶縁膜１８が設けられている。このチップ絶縁膜１８は電極パッド１６を露出させて設けられている。

チップ絶縁膜１８上には、第１絶縁膜２０が設けられている。第１絶縁膜２０は、電極パッド１６の一部分を露出させる開口部２１が形成されている。

第１絶縁膜２０上には、再配線層２２が設けられている。再配線層２２は、複数の配線部２６を含んでいる。配線部２６は第１絶縁膜２０の表面２０ａ上を延在していて、その一端側（第１端部）は電極パッド１６に接続されている。そして、配線部２６の他端側（第２端部）は、電極パッド１８の配列より内側に向かういわゆるファンイン方式で延在している。

この例では再配線層２２は、熱伝導配線部２４を含んでいる。熱伝導配線部２４は、第１の面１２ａの高温領域１２ａａの直上に設けられている。熱伝導配線部２４は、この例では、第１の面１２ａ側からみた高発熱領域１３の平面的な形状よりも若干外側までを覆うサイズ及び形状として設けてある。

この例では、熱伝導配線部２４は平面形状が矩形状である平行平板状の形状を有していて、一体として高発熱領域１３を覆っている。

この熱伝導配線部２４は、この例では配線部２６と同一材料及び同一工程で、再配線層２２の一部として、すなわち導電性の材料により形成されているが、これに限定されず、高温領域１２ａａの熱を伝導して、高温領域１２ａａ、ひいては高発熱領域１３の温度を所望の温度まで低下させることが可能な範囲で、セラミック、樹脂といった任意好適な材料を選択することもできる。

この例では、熱伝導配線部２４は、後に柱状電極が搭載されるパッド部、すなわち柱状電極の頂面の面積よりも大面積として設けてある。

一般に、Ｗ−ＣＳＰの再配線層２２は、銅、又は銅の合金により形成される場合が多い。銅の熱伝導率は、３９５Ｗ／ｍＫ程度であり、絶縁性のエポキシ樹脂の熱伝導率（０．２Ｗ／ｍＫ程度）と比較して格段に高い。すなわち、熱伝導配線部２４は、好ましくは導電性の材料、特に好ましくは銅又は銅合金により形成するのがよい。

このように、熱伝導配線部２４を再配線層２２の一部として形成すれば、工程数をより減少させることができる。

配線部２６の電極パッド１８とは非接続側の端部は、柱状電極３０の接続用パッドとされている。すなわち、柱状電極３０は、配線部２６に接続されて設けられている。

柱状電極３０は、複数個からなる閉ループ状の列が、複数の電極パッド１８の列の内側に沿って、２重に設けられている。すなわち、複数の柱状電極３０は、チップ領域上で縦横に交差する格子の交点に原則として配置されていて、中央部を空白とする略マトリクス状に設けられている。これらの柱状電極３０に囲まれている熱伝導配線部２４上には、この熱伝導配線部２４と同一の平面形状を有する熱伝導体３２が設けられている。この熱伝導体３２の表面３２ａは柱状電極３０の頂面３０ａと同一の高さレベルとしてある。

第１絶縁膜２０上には、再配線層２０を覆い、柱状電極３０の頂面３０ａ及び熱伝導体３２の表面３２ａを露出させる第２絶縁膜２８が設けられている。

この発明の半導体装置の構成例において、柱状電極３０を設けない構成とすることもできる。すなわち、配線部２６の一部分を第２絶縁膜２８から直接的に露出させる構成としてもよい。この場合には、第２絶縁膜２８は、熱伝導配線部２４を直接的に露出させて設ける構成とすればよい。

第２絶縁膜２８から露出している柱状電極３０の頂面３０ａには半田ボール（搭載端子）３６が接続されている。

また、第２絶縁膜２８から露出している熱伝導体３２の露出面３２ａには、露出面３２ａと同一サイズ及び同一形状の平面形状、すなわち表面３４ａを有する直方体状の板状体である熱伝導端子３４が設けられている。

この熱伝導端子３４のサイズ、形状、材料は、熱伝導体３２の熱を、この発明の目的を損なわない範囲で、半導体装置が搭載される媒体に伝導できる限り、任意好適なものとすることができる。

熱伝導端子３４は、製造工程を考慮すると、半田ボール３６の形成工程と同時に、好ましくは半田を材料として形成するのがよいが、これに限定されず、熱伝導性を考慮してセラミック、樹脂等といった任意好適な材料とすることもできる。なお、熱伝導端子３４の平面形状を熱伝導体３２の表面３２ａと同一サイズ及び同一形状の平面形状とする例を説明したが、これに限定されず、より小さい範囲又はより広い範囲を覆うサイズ及び形状としてもよい。また、熱伝導端子３４は、熱伝導体３２の露出面３２ａ上に、例えば複数個の半田ボール３６をマトリクス状に配設するといった複数の構造からなる任意好適な態様とすることもできる。

なお、熱伝導配線部２４、熱伝導体３２及び熱伝導端子３４（以下、これらを放熱機構とも総称する。）それぞれを、単一種類の平面形状及びサイズとして、これらを端縁が揃うよう積層する例を説明したがこれに限定されず、熱伝導配線部２４、熱伝導体３２及び熱伝導端子３４それぞれの形状及びサイズが互いに異なるものとなっていてもよい。また、放熱機構は、もちろん単数のみならず複数が設けられていてもよい。

この発明の半導体装置１０の構成例によれば、熱伝導配線部２４、熱伝導体３２及び熱伝導端子３４を含む放熱機構を具えるので、半導体装置が動作時に発する熱を、装置外に効率的に伝導することができる。

この発明の熱伝導導通配線部を有する半導体装置１０の構成例によれば、放熱機構を具える半導体装置の発熱が、いわゆるグランド線（接地線）といった配線に起因する場合でも効率的な冷却を行うことができる。

半導体装置の構成例（２）
半導体装置１０の別の構成例について、図２を参照して説明する。

図２（Ａ）は、半導体装置１０を上方から見た、構成要素の配置関係を説明するための透視的な平面図である。形成されている配線構造のレイアウトの様子を容易に理解できるようにするために、その上面側に実際には形成されている第２絶縁膜、熱伝導体、熱伝導端子を透視するように示してある。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩ−Ｉ’一点鎖線で切断した切り口を示す模式図である。

なお、構成例（１）と同様の構成要素については、同一番号を付して材料、製造工程といった構成要素の詳細な説明は原則として省略する。

半導体装置１０は、半導体基板（半導体ウェハ）１２を含んでいる。

図２（Ｂ）に示すように、この例では、互いに離間する複数の高発熱領域１３が存在している。

複数の電極パッド１６は、半導体基板１２の端縁に沿って設けられている。半導体基板１２の第１の面１２ａ上にはチップ絶縁膜１８が設けられている。チップ絶縁膜１８上には、第１絶縁膜２０が設けられている。第１絶縁膜２０は、電極パッド１６の一部分を露出させる開口部２１が形成されている。第１絶縁膜２０上には、再配線層２２が設けられている。再配線層２２は、複数の配線部２６を含んでいる。この例では、複数の高発熱領域１３上、すなわち複数の高温領域１２ａａ上にも配線部２６が延在している。

再配線層２２は、熱伝導配線部２４を含んでいる。この例の熱伝導配線部２４は、配線部２６に接触しないよう配線部２６から所定距離離間する形状とされている。加えて、熱伝導配線部２４は、この配線部２６に接続され、かつ高温領域１２ａａの直上に位置することとなる柱状電極３０の径からも所定距離離間させる形状とされる。この例では輪郭が四角形であって、その１つの頂角が存在する位置に開放されている略馬蹄形状（Ｃ字状）の形状を有していて、この開放部分で、配線部２６に接触しないように離間させて配線部２６を挟み込み、かつＣ字の中央部分に配線部２６の端部である柱状電極３０の接続用パッド、すなわち柱状電極３０が、熱伝導配線部２４に非接触として位置するように形成されている。

熱伝導配線部２４上には、この熱伝導配線部２４と同一の平面形状を有する熱伝導体３２が設けられている。すなわち、この例の熱伝導体３２は、柱状電極３０を包摂する円柱状の空間を画成する四角柱状とされていて、かつ配線部２６と接触しないよう、柱状電極３０に接続される配線部２６の延在方向に沿って円柱状の空間が開放されている形状を有している。この熱伝導体３２の形状は、熱伝導配線部２４に接触して熱伝導配線部２４の熱を受け取ることができ、かつ配線部２６とは非接触であることを条件として任意好適な形状とすることができる。

第１絶縁膜２０上には、再配線層２２を覆い、柱状電極３０の頂面３０ａ及び熱伝導体３２の表面３２ａを露出させる第２絶縁膜２８が設けられている。

第２絶縁膜２８から露出している柱状電極３０の頂面３０ａには半田ボール３６が接続されている。

また、第２絶縁膜２８から露出している熱伝導体３２の表面３２ａには熱伝導端子３４が設けられている。熱伝導端子３４のサイズ、形状、材料は、任意好適なものとすることができる。

この例の半導体装置１０の構成例によれば、例えば複数の高発熱領域１３が互いに離間して存在していたとしても半導体装置の動作を妨げることなく半導体装置が動作時に発する熱を、半導体装置外に効率的に伝導することができる。

半導体装置の構成例（３）
上述した半導体装置１０の構成例（１）及び（２）の変形例について、図３を参照して説明する。

図３（Ａ）は、半導体装置１０の上方から見た、構成要素の配置関係を説明するための透視的な平面図である。形成されている配線構造のレイアウトの様子を容易に理解できるようにするために、その上面側に実際には形成されている第２絶縁膜、熱伝導体、熱伝導端子を透視して示してある。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＩ−Ｉ’一点鎖線で切断した切り口を示す模式図である。

この例の半導体装置１０は、上述した構成例（１）及び（２）が具える構成に加えて、さらに熱伝導導通配線部２５及び延長接続部２４ｃを具えている。

なお、構成例（１）及び（２）と同様の構成要素については、同一番号を付して材料、製造工程といった構成要素の詳細な説明は原則として省略する。

半導体装置１０は、半導体基板（半導体ウェハ）１２を含んでいる。

熱伝導導通配線部２５は、再配線層２２と同一層に設けられている。好ましくは、再配線層２２と同一材料で形成するのがよい。この熱伝導導通配線部２５は、導電性の材料により形成されていて、特に最終実装時に接地されることが想定されている熱伝導配線部２４と、接地されるべき配線部２６（柱状電極３０）とを電気的に接続するための構成である。

このように、接地される放熱機構に熱伝導導通配線部２５を接続して設ける構成とすれば、これに接続される配線部２６（柱状電極３０）を接地線とすることができる。また、接地線とされた配線部２６及びこれに接続されている半導体装置内の構成が発生する熱を放熱機構に伝導して、半導体装置外に効果的に放熱することができる。

この例の熱伝導配線部２４は、既に説明した構成例（１）の形態及び構成例（２）の形態を組み合わせた形態を有している。

すなわち、既に説明した構成例（１）の形態に相当する第１領域２４ａ及び既に説明した構成例（２）の形態に相当する第２領域２４ｂが、一体として、延長接続領域２４ｃにより接続された形態を有している。なお、この例では高発熱領域１３は、第２領域２４ｂの直下のみに存在している。

熱伝導配線部２４上には、この熱伝導配線部２４と同一の平面形状を有する熱伝導体３２が設けられている。

この熱伝導体３２は、第１領域２４ａのみに設ける形態としてもよい。このような形態としても、高発熱領域１３から発生する熱は、熱伝導配線部２４の第２領域２４ｂに伝導し、延長接続領域２４ｃを経て第１領域２４ａに伝導する。

第１絶縁膜２０上には、再配線層２２を覆い、柱状電極３０の頂面３０ａ及び熱伝導体３２の表面３２ａを露出させる第２絶縁膜２８が設けられている。

第２絶縁膜２８から露出している柱状電極３０の頂面３０ａには半田ボール３６が接続されている。

また、第２絶縁膜２８から露出している熱伝導体３２の表面３２ａには熱伝導端子３４が設けられている。熱伝導端子３４のサイズ、形状、材料は、任意好適なものとすることができる。例えば、熱伝導端子３４の平面形状は、熱伝導体３２と同様に、熱伝導配線部２４の第１領域２４ａのみに相当する形状とすることもできる。

このような形態としても、高発熱領域１３から発生する熱を、熱伝導配線部２４の第２領域２４ｂ、延長接続領域２４ｃ、第１領域２４ａ、及び熱伝導体３２に順次に伝導させて最終的には外部環境に放熱させることができる。

このような構成とすれば、半導体装置１０内の、例えば柱状電極が存在しない、より放熱に適した領域に、高発熱領域１３が発生する熱を伝導して、より効率的に装置外に放熱することができる。

２．半導体装置の製造方法
次に、図１、図２及び図３を参照して説明したこの発明の半導体装置の製造方法について、図４を参照して説明する。ここでは、構成例（１）の製造方法につき説明する。

この発明の半導体装置は、ウェハプロセスにより半導体ウェハにマトリクス状に複数個が形成された予備的な半導体装置を含む構造体に対して、個片化が行われる結果得られる。

図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、個片化が行われていない状態における半導体ウェハに作り込まれつつある構造体を図１（Ｂ）と同様の位置で切断した切り口を示す概略的な説明図である。

なお、放熱機構以外の構成要素については、従来のＷ−ＣＳＰの製造工程と何ら変わるところがないので、放熱機構以外の構成要素の製造工程についての詳細な説明は省略する。

図４（Ａ）に示すように、半導体ウェハ１２には、複数のダイシングラインｄが格子状に形成されている。これらダイシングラインｄによって区画される領域のそれぞれに、半導体装置１０が形成されることとなる。

この発明の半導体装置１０は、半導体ウェハ１２に作り込まれた複数の予備的な半導体装置がダイシングラインｄに沿って切り出されて個片化することで得られる。

例えば、シリコン（Ｓｉ）基板である半導体ウェハ１２のダイシングラインｄに囲まれた領域内には、通常のウェハプロセスにより、複数の能動素子等を含む回路素子（図示せず。）を作り込む。

トランジスタ素子、抵抗素子といった回路素子は、一般に、Ａｌ（アルミニウム）を含む合金、Ａｕ（金）を含む合金等から形成される多層の配線構造（図示せず。）により互いに接続されていて、所定の機能を発揮できるように形成される。

そして、この回路素子上には、回路素子の信号を外部に出力するか、又は回路素子に信号を入力するためのＡｌ（アルミニウム）を含む合金、Ａｕ（金）を含む合金、及びＣｕ（銅）を含む合金のうちから選択された一種の合金を材料として構成される電極パッド１６を形成する。

次いで、電極パッド１６を露出させるチップ絶縁膜１８を、任意好適な絶縁材料により形成する。このチップ絶縁膜により半導体ウェハ１２に作り込まれた回路素子は保護される。

次に、第１絶縁膜２０を、例えば絶縁材料であるポリイミド、エポキシ樹脂により、従来公知のスピンコート法といった任意好適な成膜工程、従来公知のホトリソグラフィ工程及びエッチング工程によりパターニングして、電極パッド１８の一部分が露出するように形成する。

図４（Ｂ）に示すように、引き続き、電極パッド１６に接続され、第１絶縁膜２０の開口部２１から絶縁膜２２上へ導出される配線パターンである配線部２６を含む再配線層２２を、従来公知の工程、例えば、無電解メッキ工程、スパッタ法によるシード層形成、ホトリソグラフィ工程及びエッチング工程によるマスクパターン形成、電解メッキ工程により形成する。

このとき、熱伝導配線部２４は、再配線層２２の一部として、好ましくは、同一材料、例えば銅（Ｃｕ）、或いは銅（Ｃｕ）を材料として用いて同一プロセスで形成するのがよい。このとき、熱伝導配線部２４は、高発熱領域１３の直上に形成する。

続いて、形成された配線部３６の端部に位置する柱状電極接続用のパッド上に、柱状電極３０を、及び熱伝導配線部２４上に熱伝導体３２を、好ましくは同一材料、かつ同一プロセスにより形成する。

この工程は、公知のホトリソグラフィ技術によりパターニングされたレジストをマスクとして、例えば導体である銅（Ｃｕ）を従来公知の方法によりメッキ成膜した後、レジスト除去する工程として形成すればよい。

柱状電極３０は、延在方向（図面において、紙面の上下方向）に対して垂直方向の断面形状、すなわち横断面形状が円となる円柱状とするのが好適である。

次に、図４（Ｃ）に示すように、従来公知のトランスファーモールド方式もしくは印刷方式にて、例えば、エポキシ系のモールド樹脂や液状封止材といった封止樹脂を用いて、第２絶縁膜２８を形成する。引き続き、研削等を行って柱状電極３０の頂面３０ａ及び熱伝導体３２の露出面３２ａが、第２絶縁膜２８の表面２８ａから露出するように形成する。

続いて、露出した頂面３０ａ上には半田ボール３６を、及び露出した露出面３２ａ上には熱伝導端子３４を、公知の方法である、例えばスクリーン印刷法により形成する。

この時点で、ウェハレベルでの半導体装置の製造工程が終了する。

次に、図４（Ｄ）に示すように、各工程が終了した状態の半導体ウェハ１２を、従来公知の例えば回転する切削刃を有するダイシング装置を用いて、ダイシングラインｄで研削することで個片化する。このようにして、同一の構造を有する複数の半導体装置１０を１枚の半導体ウェハ１２から製造することができる。

このように、この発明の半導体装置の製造方法によれば、従来公知のＷ−ＣＳＰプロセスによって、半導体装置の製造を行う。よって、新たな製造ラインを導入する必要は無く、かつ特別な工程を追加する必要もない。従って、従来の半導体装置の製造に要するコストと同等のコストで、極めて効率的に既に説明した作用効果を有する半導体装置を製造することができる。

３．搭載基板の構成例
図５、図６及び図７を参照して、搭載基板の構成例につき説明する。

図５は、搭載基板５０を第１主面５０ａ側から見た概略的な平面図である。

図６（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図５に示したＩＩ−ＩＩ’一点鎖線で搭載基板５０を切断した切断面を示す概略的な図である。

図７は、搭載基板５０を第２主面５０ｂ側から見た概略的な平面図である。

搭載基板５０には、既に説明した構成を有する半導体装置（１０）が搭載されて、全体として半導体装置積層構造体（１００：半導体装置モジュールとも称する。詳細は後述する。）を構成する。

搭載基板５０は、搭載される半導体装置の発生する熱を伝導により受け取って外部環境に放熱するための放熱構造体６０を具えている。

この搭載基板５０の放熱構造体６０以外の構成については、従来公知のいわゆるプリント配線基板と何ら変わるところがない。従って、放熱構造体６０以外の構成については、その詳細な説明を省略する。

図５及び図６に示すように、搭載基板５０は、第１主面５０ａ及びこの第１主面５０ａと対向する第２主面５０ｂとを有している。この第１主面５０ａは、既に説明した半導体装置１０が搭載される面であり、第２主面５０ｂ側は、実装基板（マザーボード）といった別体である実装媒体に接続される外部端子７０を具える面である。

この例では、第１層間絶縁膜５８ａ上、すなわち第１主面５０ａ上に形成されている第１配線層（上側配線層）５４ａ、第２層間絶縁膜５８ｂ上に形成されている第２配線層５４ｂ、第３層間絶縁膜５８ｃ上に形成されている第３配線層５４ｃ及び第３層間絶縁膜５８ｃ下、すなわち第２主面５０ｂ上に、第３配線層５４ｃと対向して形成されている第４配線層（下側配線層）５４ｄを有するいわゆる４層配線基板を示して説明するが、これに限定されず、２層以上の配線層を具える多層配線構造を有するプリント配線基板とすることができる。これらの各配線層は、所定の電気的な経路を形成すべく、各層間絶縁膜を貫通する図示しないヴィアホール及びこのヴィアホールを埋め込む埋込みヴィア（配線接続部とも称する。）により互いに電気的に接続されている。

搭載基板５０は、第１主面５０ａにチップ搭載領域５２を具えている。この例ではチップ搭載領域５２の形状及びサイズを第１主面５０ａと同一形状かつ同一サイズとしてある。チップ搭載領域５２の形状及びサイズは、これに限定されず、半導体装置１０が適切な態様で搭載できることを条件として、第１主面５０ａの面積より小面積或いは大面積のいずれかである、より任意好適なものとすることもできる。

第１主面５０ａには、半導体装置１０の搭載端子３６が接続される複数の搭載端子接続パッド６６が第１配線層５４ａの一部として、搭載される半導体装置１０の搭載端子３６の配置、サイズに合わせて配列されて設けられている。

搭載端子接続パッド６６には、第１主面５０ａ上を延在していて、第１配線層５４ａを構成する配線部の一端が接続されている。

スルーホール６３及びこのスルーホール６３を埋め込んで設けられている埋込み部６３ａは、搭載基板５０の端縁に沿って複数が配列されている。この埋込み部６３ａは、この例では搭載基板５０の端縁に沿って配列されていて、第１配線層５４ａの配線部が接続されている。

スルーホール６３及び埋込みヴィア（埋込み部）６３ａは、この例では、第１主面５０ａから第２主面５０ｂに至って貫通している。このスルーホール６３及び埋込み部６３ａは、第１配線層５４ａと、第４配線層５４ｄを電気的に接続するための構成である。従って、第１配線層５４ａ、第２配線層５４ｂ、第３配線層５４ｃの各層間絶縁膜を個別に貫通して、これらを相互に電気的に接続するヴィアホール及びこれを埋め込む埋込みヴィアにより、第１配線層５４ａから第４配線層５４ｄに至る導通経路を形成してもよい。

この第４配線層５４ｄ（埋込み部６３ａ）には、例えば半田ボールである外部端子７０が接続されている。この外部端子７０は、上述したように、例えばマザーボードといった外部の実装媒体に、既に説明した構成を有する半導体装置が搭載されている搭載基板５０、すなわち半導体装置積層構造体を、電気的に接続して実装するための端子である。

この外部端子７０は、この例ではヴィアホール６３を埋め込む埋込み部６３ａの直下に位置させて形成してある。しかしながら、外部端子７０の配置は、これに限定されず、後述する放熱構造体６０の機能を損なわないことを条件として、搭載基板５０の第２主面５０ｂ内に、任意好適な配列で、例えばマトリクス状に配列することもできる。

搭載基板５０は、放熱構造体６０を具えている。放熱構造体６０は、図５に示すように、搭載端子接続パッド６６からは離間させて設けられている。

放熱構造体６０は、第１主面５０ａ上に第１配線層５４ａの一部として設けられている熱伝導端子接続パッド６８を有している。

図５及び図６（Ａ）に示す放熱構造体６０の構成例では、熱伝導端子接続パッド６８には、図１を参照して説明した半導体装置１０の熱伝導端子３４が接続されるため、熱伝導端子接続パッド６８の平面形状及びサイズを熱伝導端子３４とほぼ同一の平面形状としてある。

しかしながら、熱伝導端子接続パッド６８は、半導体装置１０の熱を伝導して半導体装置１０の冷却を図ることができることを条件として任意好適な形状及びサイズとして設けることができる。

放熱構造体６０は、層間絶縁膜５８を貫通して設けられている熱伝導ヴィアホール６５を有している。この熱伝導ヴィアホール６５は、熱伝導性材料、好ましくは、既に説明した埋込みヴィア６３ａと同一の材料、例えば導電性の銅といった材料により埋め込まれて貫通熱伝導部６２とされている。

具体的には、第１層間絶縁膜５８ａには、第１熱伝導ヴィアホール６５ａが設けられている。そして、第１熱伝導ヴィアホール６５ａは、例えば銅といった熱伝導性材料により埋め込まれて第１貫通熱伝導部６２ａとされている。

熱伝導端子接続パッド６８は、第１貫通熱伝導部６２ａの第１主面５０ａ側の面に接続されている。第１貫通熱伝導部６２ａの第２主面５０ｂ側の面は、第２配線層５４ｂの一部として設けられている第１配線熱伝導部６４ａに接続されている。

第２層間絶縁膜５８ｂには、第２熱伝導ヴィアホール６５ｂが設けられている。第２熱伝導ヴィアホール６５ｂは、熱伝導性材料により埋め込まれて第２貫通熱伝導部６２ｂとされている。第２貫通熱伝導部６２ｂの第１主面５０ａ側は、第１配線熱伝導部６４ａに接続されている。

第３層間絶縁膜５８ｃには、第３熱伝導ヴィアホール６５ｃが設けられている。第３熱伝導ヴィアホール６５ｃは、熱伝導性材料により埋め込まれて第３貫通熱伝導部６２ｃとされている。第３貫通熱伝導部６２ｃの第１主面５０ａ側は、第２配線熱伝導部６４ｂに接続されている。第３貫通熱伝導部６２ｃは、搭載基板５０の第２主面５０ｂと同一レベルとされて露出している。この露出面には、下側配線層５４ｄの一部として設けられている放熱パッド６９が設けられている。

すなわち、放熱構造体６０は、第１主面５０ａ側から、熱伝導端子接続パッド６８、第１貫通熱伝導部６２ａ、第１配線熱伝導部６４ａ、第２貫通熱伝導部６２ｂ、第２配線熱伝導部６４ｂ、第３貫通熱伝導部６２ｃ及び放熱パッド６９が順次に積層された積層体として構成されている。この例では放熱構造体６０は、いずれの平面形状も同一形状である矩形状に揃えて、全体として四角柱として構成する例を示したが、これらは任意の形状の組み合わせとすることもできる。また、貫通熱伝導部６２及び配線熱伝導部６４それぞれは各層で単一の構成とする例を示したが、これらは互いに独立して単数又は複数の組み合わせとすることもできる。例えば複数の熱伝導端子接続パッド６８を単一の第１貫通熱伝導部６２ａに接続する構成とすることもできる。

放熱パッド６９には放熱体７２が接続されている。この放熱体７２は、半導体装置１０が動作時に発生する熱を、外部環境に放出するための構成である。この放熱体７２は、半導体装置１０が発生する熱を、例えば、半導体装置１０及び搭載基板５０を取り巻く大気中に排熱する場合には、任意好適な従来公知の放熱フィン、ヒートシンク、放熱フィルム等とすることができる。

また、放熱構造体６０を実装基板に導通させる必要がある場合には、すなわち半導体装置１０の少なくとも熱伝導配線部２４、熱伝導体３２及び熱伝導端子３４、又はこれらに加えて熱伝導導通配線部２５を接地する必要がある場合には、放熱体７２は導電性の熱伝導外部端子７２ａとされる。熱伝導外部端子７２ａは、具体的には、外部端子７０の形成時に、同時に、外部端子７０の材料と同一材料で、かつ同一プロセスにより、例えばスクリーン印刷法により形成すればよい。

図６（Ｂ）は、放熱構造体６０を複数形成した例を示す、搭載基板５０の別の構成例である。

この例では、放熱構造体６０を、放熱構造体６０−１及び放熱構造体６０−２の２つを互いに離間して、かつ互いに電気的に非接続として設けてある。放熱構造体６０−１及び放熱構造体６０−２は、全体として同一の構成を具え、かつ互いに同一形態である四角柱状に構成されている。

すなわち、放熱構造体６０−１は、搭載基板５０の第１主面５０ａ側から、熱伝導端子接続パッド６８ｂ、第１貫通熱伝導部６２ａ−１、第１配線熱伝導部６４ａ−１、第２貫通熱伝導部６２ｂ−１、第２配線熱伝導部６４ｂ−１、第３貫通熱伝導部６２ｃ−１及び放熱パッド６９ｂが順次に積層された積層体として構成されている。

また、放熱構造体６０−２は、搭載基板５０の第１主面５０ａ側から、熱伝導端子接続パッド６８ａ、第１貫通熱伝導部６２ａ−２、第１配線熱伝導部６４ａ−２、第２貫通熱伝導部６２ｂ−２、第２配線熱伝導部６４ｂ−２、第３貫通熱伝導部６２ｃ−２及び放熱パッド６９ａが順次に積層された積層体として構成されている。

２つの放熱構造体６０−１及び６０−２には、この例では１つの放熱体７２（熱伝導外部端子７２ａ）が接続されている。しかしながら、複数の放熱体７２を、２つの放熱構造体６０−１及び６０−２それぞれに個別に設ける構成とすることもできる。この場合には、外気に放熱する放熱体７２と実装基板に接続される熱伝導外部端子７２ａとが混在した構成とすることもできる。

図６（Ｃ）は、図２を用いて説明した半導体装置１０を搭載するための搭載基板５０のさらに別の構成例である。

放熱構造体６０を、放熱構造体６０−１及び放熱構造体６０−２の２つを互いに離間して、かつ互いに電気的に非接続として設けてある。

放熱構造体６０−１及び第２放熱構造体６０−２は、その配置位置を搭載される半導体装置１０の熱伝導端子３４の配置（図２参照。）に合わせてこれと接続できるように構成してある。

すなわち、放熱構造体６０−１は、搭載基板５０の第１主面５０ａ側から、熱伝導端子接続パッド６８ｂ、第１貫通熱伝導部６２ａ−１、第１配線熱伝導部６４ａ−１、第２貫通熱伝導部６２ｂ−１、第２配線熱伝導部６４ｂ−１、第３貫通熱伝導部６２ｃ−１及び放熱パッド６９ｂが順次に積層された積層体として構成されている。

また、放熱構造体６０−２は、搭載基板５０の第１主面５０ａ側から、熱伝導端子接続パッド６８ａ、第１貫通熱伝導部６２ａ−２、第１配線熱伝導部６４ａ−２、第２貫通熱伝導部６２ｂ−２、第２配線熱伝導部６４ｂ−２、第３貫通熱伝導部６２ｃ−２及び放熱パッド６９ａが順次に積層された積層体として構成されている。

これら積層体の各層は、特に第１配線層５４ａ、第２配線層５４ｂ、第３配線層５４ｃ及び第４配線層５４ｄのいずれにも接触しないように、離間して設けられている。

積層体を構成するこれらの構成要素それぞれの形状は、図２を参照して既に説明した半導体装置１０の熱伝導端子３４の形状と同一の形状とされている。すなわち、構成要素それぞれは、輪郭が四角形であって、その１つの頂角が存在する位置に開放されているＣ字状の形状に形成されている。

図６（Ｂ）を参照して既に説明した構成例と同様に、２つの放熱構造体６０−１及び６０−２には、この例では１つの放熱体７２（熱伝導外部端子７２ａ）が接続されている。しかしながら、複数の放熱体７２を、２つの放熱構造体６０−１及び６０−２それぞれに個別に設ける構成とすることもできる。この場合には、実装基板とは非接続の外部環境に放熱するための放熱体７２と実装基板に接続される熱伝導外部端子７２ａとが混在した構成とすることもできる。

上述したように、このような構成を有する搭載基板５０を用いれば、半導体装置１０の発する熱を放熱構造体６０を経て、半導体装置１０及び搭載基板５０を取り巻く外気といった外部環境又はこれらが搭載される実装媒体へ導くことができる。従って、半導体装置の発熱を極めて効率的に放熱することができるため、過剰な発熱に起因する半導体装置の動作不良を効果的に防止することができる。また、半導体装置１０の発する熱が放熱構造体６０を通るときに、搭載基板の放熱構造体６０以外の構成要素自体も放熱媒体として放熱に寄与することができるため、さらなる放熱効率の向上も期待される。

４．半導体装置積層構造体の構成例
半導体装置積層構造体の構成例について、図８及び図９を参照して説明する。

図８は、図１を参照して説明した半導体装置１０を、図６（Ａ）を参照して説明した搭載基板５０に搭載した半導体装置積層構造体を切断した切り口を示す模式図である。図９（Ａ）は、図２を参照して説明した半導体装置１０を、図６（Ｃ）を参照して説明した搭載基板５０に搭載した半導体装置積層構造体を切断した切り口を示す模式図である。

図９（Ｂ）は、図１を参照して説明した半導体装置１０を、図６（Ｂ）を参照して説明した搭載基板５０に搭載した半導体装置積層構造体を切断した切り口を示す模式図である。

半導体積層構造体１００は、半導体装置１０の第２絶縁膜２８の表面２８ａと搭載基板５０の第１主面５０ａとを対向させて、半導体装置１０の搭載端子３６を搭載基板５０の搭載端子接続パッド６６に接続して、電気的な導通を確保することにより構成されている。

またこのとき、半導体装置１０の熱伝導端子３４は、搭載基板５０の熱伝導端子接続パッド６８に接続される。

この工程は、搭載端子３６及び熱伝導端子３４の材料に応じた従来公知の任意好適な方法により、例えばこれらが半田により形成されている場合にはリフロー工程により実施することができる。

この、半導体装置積層構造体１００が実装媒体に実装される際には、放熱体７２が放熱フィン等である場合には、図示しない実装媒体の搭載面から放熱体７２を離間させた状態で外部環境に放熱する態様とするか、或いは実装媒体の搭載面に接触させて、実装媒体に対して熱を伝達し、この実装媒体をも放熱に利用する態様とすることができる。

また、搭載基板５０の放熱体７２が熱伝導外部端子７２ａである場合には、実装媒体の搭載面に接して互いに導通を取った状態で接続すればよい。

このように構成された半導体装置積層構造体１００は、半導体装置１０の高発熱領域１３が発生する熱を、熱伝導配線部２４の第２領域２４ｂ、延長接続領域２４ｃ、第１領域２４ａ、及び熱伝導体３２に順次に伝導させて、搭載基板５０の放熱構造体６０にさらに伝達して、半導体装置１０及び搭載基板５０を取り巻く外気といった外部環境又はこれらが搭載される実装媒体へ導いて極めて効率的に放熱することにより動作時の半導体装置１０の過剰な発熱に起因する動作不良を効果的に防止することができる。

（Ａ）は半導体装置を上方から見た、構成要素の配置関係を説明するための透視的な平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ’一点鎖線で切断した切り口を示す模式図である。 （Ａ）は半導体装置を上方から見た透視的な平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＩ−Ｉ’一点鎖線で切断した切り口を示す模式図である。 （Ａ）は半導体装置を上方から見た透視的な平面図であり（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ’一点鎖線で切断した切り口を示す模式図である。 個片化が行われていない状態における半導体ウェハに作り込まれつつある構造体を切断した切り口を示す工程図である。 搭載基板を第１主面側から見た概略的な平面図である。 搭載基板を切断した切断面を示す概略図である。 搭載基板を第２主面側から見た概略図である。 半導体装置を、搭載基板に搭載した半導体装置積層構造体を切断した切り口を示す模式図である。 半導体装置を、搭載基板に搭載した半導体装置積層構造体を切断した切り口を示す模式図である。

符号の説明

１００：半導体装置積層構造体（半導体装置モジュール）
１０：半導体装置（半導体チップ）
１２：半導体基板（半導体ウェハ）
１２ａ：第１の面
１２ａａ：高温領域
１２ｂ：第２の面
１３：高発熱領域
１６：電極パッド
１８：チップ絶縁膜
２０：第１絶縁膜
２１：開口部
２２：再配線層
２４：熱伝導配線部
２４ａ：第１領域
２４ｂ：第２領域
２４ｃ：延長接続領域
２５：熱伝導導通配線部
２６：配線部
２８：第２絶縁膜
２８ａ：表面
３０：柱状電極
３０ａ：頂面
３２：熱伝導体
３２ａ：露出面
３４：熱伝導端子
３４ａ：表面
３６：搭載端子
５０：搭載基板
５０ａ：第１主面
５０ｂ：第２主面
５２：チップ搭載領域
５４：配線層
５４ａ：上側配線層（第１配線層）
５４ｂ：第２配線層
５４ｃ：第３配線層
５４ｄ：下側配線層（第４配線層）
５６：配線接続部
５８：層間絶縁膜
５８ａ：第１層間絶縁膜
５８ｂ：第２層間絶縁膜
５８ｃ：第３層間絶縁膜
６０：放熱構造体
６２：貫通熱伝導部
６２ａ：第１貫通熱伝導部
６２ｂ：第２貫通熱伝導部
６２ｃ：第３貫通熱伝導部
６３：ヴィアホール（スルーホール）
６３ａ：埋込みヴィア（埋込み部）
６４：配線熱伝導部
６４ａ：第１配線熱伝導部
６４ｂ：第２配線熱伝導部
６５：熱伝導ヴィアホール
６５ａ：第１熱伝導ヴィアホール
６５ｂ：第２熱伝導ヴィアホール
６５ｃ：第２熱伝導ヴィアホール
６６：搭載端子接続パッド
６８：熱伝導端子接続パッド
６９：放熱パッド
７０：外部端子
７２：放熱体
７２ａ：熱伝導外部端子

Claims (22)

1. 第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有しており、回路素子が作り込まれていて、かつ動作時に発熱する１箇所又は２箇所以上の高発熱領域が存在する半導体基板と、
   前記半導体基板上に設けられていて、前記回路素子に接続されている複数の電極パッドを前記第１の面の端縁に沿って配列させて露出させるチップ絶縁膜と、
   前記電極パッドの一部分を露出させて前記チップ絶縁膜上に設けられている第１絶縁膜と、
   一端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、他端部が前記高発熱領域に相当する前記第１絶縁膜の高温領域上に存在する複数の配線部、及び前記配線部に設けられていて、前記第１絶縁膜の前記高温領域上に延在し、開放部を有する環状であり、前記他端部の周囲を囲み、前記配線部と離間する熱伝導配線部を含み、前記配線部は前記開放部を経て延在する再配線層と、
   前記熱伝導配線部の一部分及び前記配線部の一部分を露出して、前記第１絶縁膜上に設けられている第２絶縁膜と、
   前記第２絶縁膜から露出しており、前記熱伝導配線部に接続されている熱伝導端子と、
   前記第２絶縁膜から露出しており、前記配線部の一部分に電気的に接続されている複数の搭載端子と
   を具えていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記熱伝導配線部は前記高温領域の一部分を覆い、かつ該高温領域外に延在して設けられており、前記熱伝導端子は前記高温領域外に延在している前記熱伝導配線部の一部分上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記高温領域に対応する領域は前記電極パッド及び前記配線部のいずれか一方又は両方の全部又は一部分を含んでおり、前記熱伝導配線部は前記電極パッド、前記配線部及び前記搭載端子とは非接触とされていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記熱伝導配線部は、接地されるべき配線であって、第１端部が前記電極パッドに電気的に接続されており、第２端部には前記第２絶縁膜から露出させて、接地されるべき端子である前記熱伝導端子が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
5. 前記配線部に電気的に接続して設けられている柱状電極及び前記熱伝導配線部上に接続して設けられている熱伝導体をさらに具えており、
   前記搭載端子は前記柱状電極の前記頂面上に電気的に接続されており、かつ前記熱伝導端子は前記熱伝導体の一部分に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
6. 前記配線部の一部分に電気的に接続して設けられている柱状電極及び前記熱伝導配線部に接続して設けられている熱伝導体をさらに具えており、
   複数の前記搭載端子の一部は前記柱状電極の前記頂面上に電気的に接続されており、前記熱伝導端子は前記熱伝導体の一部分に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記第２絶縁膜から露出する１又は２以上の前記熱伝導配線部の一部分それぞれの面積は、前記第２絶縁膜から露出する前記配線部の面積よりも大きい面積であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
8. 前記第２絶縁膜から露出する１個又は２個以上の前記熱伝導体それぞれの面積は、前記第２絶縁膜から露出する前記柱状電極の頂面の面積よりも大きい面積であることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。
9. 第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有しており、回路素子が作り込まれていて、かつ１箇所又は２箇所以上の動作時に発熱する高発熱領域を有する半導体基板、前記半導体基板上に設けられていて、前記回路素子に接続されている複数の電極パッドを前記第１の面の端縁に沿って配列させて露出させるチップ絶縁膜、前記電極パッドの一部分を露出させて前記チップ絶縁膜上に設けられている第１絶縁膜、一端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、他端部が前記高発熱領域に相当する前記第１絶縁膜の高温領域上に存在する複数の配線部、及び前記配線部に設けられていて、前記第１絶縁膜の前記高温領域上に延在し、開放部を有する環状であり、前記他端部の周囲を囲み、前記配線部と離間する熱伝導配線部を含み、前記配線部が前記開放部を経て延在する再配線層、前記熱伝導配線部の一部分及び前記配線部の一部分を露出して、前記第１絶縁膜上に設けられている第２絶縁膜、該第２絶縁膜から露出しており、前記熱伝導配線部に接続されている熱伝導端子、前記第２絶縁膜から露出しており、前記配線部の一部分に電気的に接続されている複数の搭載端子を具えている半導体装置と、
   第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有し、前記第１主面から前記第２主面に至る１個又は２個以上の放熱構造体を含むチップ搭載領域を有する搭載基板であって、前記第１主面上に設けられていて、複数の配線部を有する上側配線層及び前記第２主面上に設けられていて、複数の配線部を有する下側配線層を含む複数の配線層、複数の前記配線層をそれぞれ互いに離間させ、かつ電気的に分離する１層又は２層以上の層間絶縁膜、前記層間絶縁膜を貫通して前記配線層同士を互いに電気的に接続する配線接続部、前記上側配線層と電気的に接続されて前記チップ搭載領域に設けられていて、前記半導体装置の前記搭載端子と接続されている搭載端子接続パッド、前記半導体装置の前記熱伝導端子と接続されている熱伝導端子接続パッドを有し、該熱伝導端子接続パッドに接続されていて１層又は２層以上の前記層間絶縁膜をそれぞれ貫通して熱伝導可能に互いに接続されている１個又は２個以上の貫通熱伝導部を有し、該貫通熱伝導部に接続されていて前記第２主面上に設けられている１個又は２個以上の放熱パッドを有している前記放熱構造体、前記下側配線層に接続されており、実装媒体に接続される外部端子を含む前記搭載基板と
   を具えている半導体装置積層構造体。
10. 前記熱伝導配線部は接地されるべき配線であり、前記熱伝導端子は接地されるべき端子であることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置積層構造体。
11. 前記配線部の一部分に電気的に接続して設けられている柱状電極及び前記熱伝導配線部上に接続して設けられている熱伝導体をさらに具えており、
    前記搭載端子は前記柱状電極の前記頂面上に電気的に接続されており、
    前記熱伝導端子は前記熱伝導体の一部分に接続されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体装置積層構造体。
12. 前記放熱構造体は、前記配線層とは非接続とされていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の半導体装置積層構造体。
13. 前記放熱構造体は、各層間絶縁膜を貫通して設けられている複数の貫通熱伝導部を含んでいることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の半導体装置積層構造体。
14. 前記放熱パッドに接続される放熱体をさらに含むことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の半導体装置積層構造体。
15. 前記放熱体は、放熱シート、放熱フィンを含む外部環境に放熱できる部材であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置積層構造体。
16. 前記放熱体は、前記放熱パッドに接続され、かつ実装媒体に熱伝導可能に接続される熱伝導外部端子であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置積層構造体。
17. 第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有している半導体基板に、複数のチップ形成領域をマトリクス状に設定し、該チップ形成領域それぞれに回路素子を形成するとともに、動作時に発熱する１箇所又は２箇所以上の高発熱領域を設ける工程と、
    前記回路素子を覆い該回路素子に接続される複数の電極パッドを前記チップ形成領域内で前記チップ形成領域の端縁に沿って配列して形成し、当該電極パッドを露出させるチップ絶縁膜を形成する工程と、
    前記チップ絶縁膜上に、前記電極パッドの一部分を露出させる第１絶縁膜を形成する工程と、
    一端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、他端部が前記高発熱領域に相当する前記第１絶縁膜の高温領域上に存在する複数の配線部、及び前記配線部に設けられていて、前記第１絶縁膜の前記高温領域上に延在し、開放部を有する環状であり、前記他端部の周囲を囲み、前記配線部と離間する熱伝導配線部を含み、前記配線部は前記開放部を経て延在する再配線層を形成する工程と、
    前記熱伝導配線部の一部分及び前記配線部の一部分を露出して、前記第１絶縁膜上に設けられている第２絶縁膜を形成する工程と、
    前記第２絶縁膜から露出しており前記熱伝導配線部に接続される熱伝導端子、及び前記第２絶縁膜から露出しており前記配線部の一部分に電気的に接続される搭載端子を形成する工程と、
    隣接するチップ形成領域同士の間のスクライブラインを研削して個片化する工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. 前記再配線層を形成する工程は、前記熱伝導配線部を前記高温領域の一部分を覆い、かつ該高温領域外に延在する配線部として形成する工程であり、
    前記熱伝導端子及び前記搭載端子を形成する工程は、前記熱伝導端子を前記高温領域外に延在している前記熱伝導配線部の一部分上に形成する工程であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
19. 前記再配線層を形成する工程は、前記高温領域に対応する領域が前記電極パッド及び前記配線部のいずれか一方又は両方の全部又は一部分を含んでおり、前記熱伝導配線部を前記電極パッド、前記配線部及び前記搭載端子とは非接触として形成する工程であることを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
20. 第１の面及び該第１の面に対向する第２の面を有している半導体基板に、複数のチップ形成領域をマトリクス状に設定し、該チップ形成領域それぞれに回路素子を形成するとともに、動作時に発熱する１箇所又は２箇所以上の高発熱領域を設ける工程と、
    前記回路素子を覆い該回路素子に接続される複数の電極パッドを前記チップ形成領域内で前記チップ形成領域の端縁に沿って配列して形成し、当該電極パッドを露出させるチップ絶縁膜を形成する工程と、
    前記チップ絶縁膜上に、前記電極パッドの一部分を露出させる第１絶縁膜を形成する工程と、
    一端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、他端部が前記高温領域に延在する前記第１絶縁膜上に存在する複数の配線部、及び前記配線部に設けられていて、前記高温領域に延在する前記第１絶縁膜上に延在し、開放部を有する環状であり、前記他端部の周囲を囲み、前記配線部と離間する熱伝導配線部を含み、前記配線部は前記開放部を経て延在する再配線層を形成する工程と、
    前記配線部に電気的に接続される柱状電極及び前記熱伝導配線部上に接続される熱伝導体を形成する工程と、
    前記柱状電極の頂面及び前記熱伝導体の一部分を露出して、前記第１絶縁膜上に設けられている第２絶縁膜を形成する工程と、
    前記第２絶縁膜から露出しており前記熱伝導配線部に接続される熱伝導端子を前記熱伝導体の一部分に接続して形成し、及び前記第２絶縁膜から露出しており前記配線部の一部分に電気的に接続される搭載端子を前記柱状電極の前記頂面上に電気的に接続して形成する工程と、
    隣接するチップ形成領域同士の間のスクライブラインを研削して個片化する工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
21. 前記再配線層を形成する工程は、前記熱伝導配線部を前記電極パッドに電気的に接続して形成する工程であり、
    前記熱伝導端子及び前記搭載端子を形成する工程は、前記熱伝導配線部に前記第２絶縁膜から露出させて前記熱伝導端子及び前記搭載端子の両方を接続して形成し、及び前記第２絶縁膜から露出しており前記配線部の一部分に電気的に接続される前記搭載端子を形成する工程であることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
22. 前記再配線層を形成する工程後であって、前記第２絶縁膜を形成する工程前に、前記配線部に電気的に接続される柱状電極及び前記熱伝導配線部上に接続される熱伝導体を形成する工程をさらに具え、
    前記第２絶縁膜を形成する工程は、前記第２絶縁膜を前記柱状電極の頂面及び前記熱伝導体の一部分を露出させて形成する工程であり、
    前記熱伝導端子及び前記搭載端子を形成する工程は、前記搭載端子を前記柱状電極の前記頂面上に電気的に接続し、前記熱伝導端子を前記第２絶縁膜から露出する前記熱伝導体の一部分に接続する工程であることを特徴とする請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。

Images