JP4818005B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

この発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特にウエハレベルチップサイズパッケージ(Wafer Level Chip Size Package)(以下、単にW−CSPとも称する。)構造を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
近年、パッケージ化された半導体装置のさらなる小型化、薄型化が要求されている。この要求に応えるために、パッケージ外形サイズが半導体チップの外形サイズと実質的に同一である、ウエハレベルチップサイズパッケージ(W−CSP)と呼ばれるパッケージ形態が提案されている。
W−CSPにおいて、外部端子及びこの外部端子と配線との界面に発生する応力を緩和して、信頼性の低下を防止する半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、本発明者による特許文献2には、W−CSPが含む半導体基板(半導体チップ)の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差に起因する応力を緩和するために形成されるポスト電極を形成する際に、再配線を形成するためのめっき処理の条件とポスト電極を形成するためのめっき条件とを異なるものとする製造方法が開示されている。
特開2004−6486号公報 特開2005−64473号公報
W−CSPは、例えば実装基板に搭載されてその機能を発揮する。特にポスト電極を有するW−CSPの実装基板への搭載時又は搭載後にW−CSP外から加わる応力は、特に外部端子、ポスト電極、及び再配線(層)の一部分であるポスト電極搭載部に集中する。なお、ポスト電極は柱状電極、或いは突起電極とも称される。
結果として、再配線よりもさらに下側に位置する半導体装置に本質的な構成要素である配線が断線したり、例えば層間絶縁膜にクラックが発生することより半導体装置の本質的な電気的特性が損なわれてしまうおそれがある。
そこで、この発明の目的は、W−CSPの実装基板等への搭載時又は搭載後に外部からの応力が、特にポスト電極近傍にかかった場合でも、配線の断線といった本質的な構成要素の破損を防止し、W−CSPの電気的特性の喪失を防止することができる構成を有する半導体装置を提供することにある。
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。すなわちこの発明の半導体装置は、複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜を有する半導体チップと、複数の配線パターンであって、一端が電極パッドに電気的に接続され、電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されている略凹多角形状のポスト電極搭載部を有する配線パターンを含む再配線層と、配線パターンのポスト電極搭載部上に設けられており、当該ポスト電極搭載部の上面の輪郭に対して最小でも2点で交わる輪郭を有する底面を有する複数のポスト電極と、複数のポスト電極の頂面を露出している封止部と、ポスト電極の頂面上に搭載されている複数の外部端子とを具えている。
また、この発明の半導体装置の製造方法の主要工程は下記の通りである。
(1)複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜とを有していて、複数の半導体チップ領域が画成されている基板を準備する。
(2)層間絶縁膜上であり、半導体チップ領域内に延在する複数の配線パターンであって、一端が電極パッドに電気的に接続され、電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されている略凹多角形状のポスト電極搭載部を有する配線パターンを含む再配線層を形成する。
(3)配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に、当該ポスト電極搭載部の上面の輪郭に対して最小でも2点で交わる輪郭を有する底面を有する複数のポスト電極を形成する。
(4)複数のポスト電極の頂面を露出させて封止部を形成する。
(5)複数のポスト電極の頂面上に、複数の外部端子を搭載する。
(6)複数の半導体チップ領域間を切断して、半導体装置の個片化を行う。
この発明の半導体装置の構成によれば、特にポスト電極搭載部の形状を工夫したので、ポスト電極近傍や及びこれに接続される再配線層の近傍の層間絶縁膜といった構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、この発明の半導体装置の構成によれば、特にポスト電極の下側に、W−CSPの外部からの応力を緩和、遮断するか、又はさらなる破損の進行をくい止めるための構成を有している。よって、かかる構成により応力を分散することができるので、W−CSPの外部からの応力特にポスト電極及びこれに接続される再配線の破損を防止することができる。
従って、構成要素の破損自体及び破損の進行をより効果的に防止することができる。結果として、半導体装置の電気的な特性の信頼性をより高めることができる。
また、この発明の半導体装置の製造方法によれば、既に説明した構成を有し、及び作用効果を奏する半導体装置をより効率的に製造することができる。
以下、図面を参照して、この発明の実施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、これらは好適例の一つに過ぎず、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。
(第1の実施の形態)
1.半導体装置の構成
図1及び図2を参照して、この例の半導体装置の実施形態につき説明する。図1(A)は半導体装置の構成を説明するための上面からみた概略的な平面図であり、図1(B)は、配線パターンと電極ポストとの接続関係を説明するために、図1(A)の実線11で囲んだ一部領域を拡大して示した概略的な要部平面図である。
また、図2(A)はこの例の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図2(B)は図1(B)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。
この例の半導体装置は、再配線層の配線パターンの形状、特にポスト電極搭載部に特徴を有している。
図2(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
なお、以下、半導体装置10及び半導体チップ30の形状は、直方体とした例につき説明するが、何ら直方体に限定されるものではない。
この半導体チップ30は、所定の機能を有する回路素子(図示せず。)を具えている。半導体チップ30は第1の主表面30aと、この第1の主表面30aに対向する第2の主表面30bとを具えている。
半導体チップ30は、第1の主表面30a上に層間絶縁膜34と、この層間絶縁膜34の表面と第2の主表面30bとの間に存在する1又は2以上の側面とを具えている。この層間絶縁膜34は絶縁性の材料により構成されている。回路素子に接続されている複数の電極パッド32は、第1の主表面30a上に、層間絶縁膜34から少なくともその一部分が露出するように、第1の主表面30aの周縁に沿って形成されている。電極パッド32は、例えばアルミニウムを材料とする従来公知の構成を有している。
層間絶縁膜34の上側には、露出している電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が形成されている。
図1(B)に示すように、この例では、配線パターン42それぞれは、電極パッド32の配列よりもより内側に延在するいわゆるファンイン形式とされている。
配線パターン42は例えば銅を材料とするいわゆる配線であって、複数種類かつ複数本が同一面上に形成されている。これらの配線パターン42を総称して再配線層40とも称する。
同様に、配線パターン42の直下であって層間絶縁膜34上には下地金属パターン36が設けられている。同一面上に形成される複数かつ複数種類の下地金属パターン36は下地金属層とも総称される。下地金属パターン36はその直上の配線パターン42と同一の平面形状を有している。
下地金属層36は、複数の金属層、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層する構成とするか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層した複数層からなる積層層とすることもできる。
積層層とする場合には、それぞれの層の膜厚を100μmから300μm程度の範囲とし、すなわち、総計で500μmから800μm程度の範囲とすればよい。
ここで、この例の半導体装置10の配線パターン42の具体的な構成につき説明する。
配線パターン42は、直線或いは曲線、又はこれらを組み合わせた任意の線状の線状部42aを有している。
線状部42aの一端は、下地金属パターン36を介して電極パッド32に電気的に接続されている。
図2(A)に詳細に示すように、配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されている略凹多角形(略星形多角形)状のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
このポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。ポスト電極46は、好ましくは例えば銅を材料としたいわゆる銅ポストとするのがよい。この例ではポスト電極46は、円形状の頂面46aとこの頂面46aと対向する同様に円形状の底面46bを有する円柱状の形状としてある。
ポスト電極46は、ポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とが互いに交差するように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの平面形状、すなわち上面の輪郭形状は、ポスト電極46の底面46bの輪郭と好ましくは、最小でも2点で交わる形状とするのがよい。
すなわち、ポスト電極46をポスト電極搭載部42bに搭載した際に、ポスト電極46の底面46bからポスト電極搭載部42bの凸部42baが突出するように、ポスト電極搭載部42bを形成するのがよい。
この例ではポスト電極搭載部42bは略六芒星形状であり、6つの凸部42baを有しているので、ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とは、線状部42aとポスト電極搭載部42bとの接続態様にもよるが12箇所程度で交差することとなる。
なお、ポスト電極搭載部42bの隣接する2つの凸部42baの間に画成される凹部42bbにおいては、ポスト電極46の底面46bと層間絶縁膜34の表面とが対向している。
図1(A)及び(B)に示すように、この例では、複数のポスト電極46は、互いに等間隔の略マトリクス状に配置されている。ポスト電極46の数、配置は、所望により任意好適なものとすることができる。
封止部としてのエポキシ系樹脂44は、再配線層40、ポスト電極46及び露出している層間絶縁膜34を覆って設けられている。エポキシ系樹脂44は任意好適な絶縁性の材料により絶縁膜として形成すればよい。
電極ポスト46の頂面46aは、エポキシ系樹脂44の表面に露出している。この露出された頂面46a上には外部端子48が設けられている。外部端子48は、この例では半田ボールとしてある。
ポスト電極搭載部を略凹多角形状に構成するので、クラックが発生したとしてもポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを効果的に防止することができる。
2.製造方法
次に図3及び図4を参照して、この例の半導体装置の製造方法につき説明する。
図3(A)、(B)及び(C)は、既に説明した図2(B)と同様の部分概略製造工程図である。
図4は、図3(C)に続く、製造工程図である。
以下に説明する各工程は、ウエハレベルで進行するが、特徴部分の理解を容易にするためにその一部分のみを示して説明する。
この発明の半導体装置の各製造工程においては、従来公知のいわゆるW−CSPの製造工程を適用することができる。
まず、基板(半導体ウエハ)を準備する。この基板には個片化工程後に半導体チップとなる複数の半導体チップ領域が、マトリクス状に設定されている。
隣接する複数の半導体チップ領域同士間には、スクライブラインが設定されている。
図3(A)に示すように、基板30は、第1の主表面30aと、この第1の主表面30aと対向する第2の主表面30bと、これら第1の主表面30aと第2の主表面30bとの間の複数の側面を有している。基板10の半導体チップ領域14内である第1の主表面30aからは複数の電極パッド32が露出している。
これら複数の電極パッド32は、この例では半導体チップ領域14の端縁、すなわち、スクライブラインに沿って等間隔に整列されている(図示しない。)。
第1の主表面30a上には、絶縁膜である層間絶縁膜34が設けられている。層間絶縁膜34は、電極パッド32それぞれの表面の一部分を露出させている。
第1主表面30a上、すなわち層間絶縁膜34上には、予めポスト電極搭載領域31が設定されている。このポスト電極搭載領域31は、最終的にポスト電極46が設けられる領域である。複数のポスト電極搭載領域31は、所望のポスト電極の個数、配置間隔等に応じた任意好適な態様で設定すればよい。
次に、露出面全面、すなわち層間絶縁膜34及び露出している電極パッド32上に、前駆下地金属膜35を形成する。前駆下地金属膜35は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法、蒸着法等を適用して、形成することができる。
下地金属膜35を複数層からなる積層膜とする場合には、順次に複数種類の金属膜、好ましくは例えば、、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層する構成とするか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層する。
さらに、図3(B)に示すように、再配線層40を形成するための第1レジストパターン62を、従来公知のホトリソグラフィ工程により形成する。
再配線層40の形成工程は、従来公知のWCSPの製造工程における配線パターンの形成プロセスにより、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
再配線層40の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
なお、第1レジストパターン62を、後述するように、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった適切な手段により除去する。
この工程により、既に説明した構成を有するポスト電極搭載部42bを有する配線パターン42が形成される。
次に、図3(C)に示すように、ポスト電極46を形成するための第2レジストパターン64を形成する。第2レジストパターン64は、ポスト電極搭載領域31に開口するパターンを有する。第2レジストパターン64は、W−CSP工程で一般的に適用されている従来公知のホトリソグラフィ工程により形成すればよい。
第2レジストパターン64をマスクとして用いて、ポスト電極46を形成する。このポスト電極の形成工程は、再配線層40の形成工程と同様に、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
このポスト電極の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
この工程により、既に説明した構成を有する配線パターン42のポスト電極搭載部42b上に、ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭に対して最小でも2点で交わる輪郭を有する底面46bを有する複数のポスト電極46が形成される。
次いで、図4(A)に示すように、第2レジストパターン64を、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった任意好適な工程により除去する。
さらに、前駆下地金属膜35の領域のうち、配線パターン42から露出している領域部分を、選択された材料に好適な、例えばエッチング工程により除去する。
この工程により、前駆下地金属膜35は、層間絶縁膜34上であって、再配線層40の直下に位置する、再配線層40に含まれる配線パターン42と同一パターン形状の下地金属パターン、すなわち下地金属層36にパターニングされる。
次に図4(B)に示すように、露出している配線パターン42、下地金属パターン36、電極ポスト46及び層間絶縁膜34を覆うように、エポキシ系樹脂44を形成する。
このとき、配線パターン42のポスト電極搭載部42bの凹部42bb、すなわち電極ポスト46の露出している底面46bの下側にも封止樹脂が充填される。
この封止工程は、従来公知の方法により、従来公知の封止材料、例えばエポキシ系のモールド樹脂を使用して実施することができる。
このエポキシ系樹脂44の形成工程においては、一旦、ポスト電極46の頂面46aをも封止樹脂材料により覆った後、表面側から削り取って、ポスト電極46の頂面46aを、露出させる工程とすればよい。この工程は、従来公知の研削や、研磨工程を適用して行う。
次いで、図4(B)に示すように、エポキシ系樹脂44の平坦な表面から露出しているポスト電極46の頂面46a上に、外部端子48として例えば半田ボール48aを、形成する。
最後に、スクライブラインに沿って、複数の半導体チップ領域14同士の間を切断して、半導体チップ30を含む半導体装置10として個片化する。
この個片化工程は、好ましくは高速回転するブレードにより、切削することにより行うのがよい。
(第2の実施の形態)
1.半導体装置の構成
図5を参照して、この例の半導体装置の実施形態につき説明する。図5(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図5(B)は図5(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極搭載領域である配線パターンの下側すなわち下地金属パターンの直下に耐応力樹脂パターンを有する点に特徴を有している。
なお、この耐応力樹脂パターン以外の構成要素については、既に説明した実施形態のW−CSPとなんら変わるところがないので、耐応力樹脂パターン以外の構成要素については、特に断らない限り、既に説明した構成要素と同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図5(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、既に説明した実施の形態と同様の半導体チップ30を具えている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭の形状は、この例では、正六角形としてある。このポスト電極搭載部42bの平面的な形状は、ポスト電極46の底面46bの全面がその輪郭内に収まることを条件として、図示例に限定されず、任意好適な形状とすることができる。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの直下に形成される下地金属パターン36の形状は、ポスト電極搭載部42bと同一形状及び同一サイズとされている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極搭載部42bの直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
耐応力樹脂パターン45の形状及びサイズは、ポスト電極搭載部42bがその表面輪郭内に収まることを条件として任意好適なものとできる。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形としてある。
耐応力樹脂パターン45は、下地金属パターン36、配線パターン42及びポスト電極46といった周辺に存在する他の構成要素に悪影響を及ぼさないことを条件として任意好適な例えば感光性の樹脂材料により構成することができる。耐応力樹脂パターン45は、密着性を考慮すると、層間絶縁膜34と同一材料により構成するのがよい。
耐応力樹脂パターン45の厚みは、好ましくは例えば2μmから10μm程度の範囲の厚み、特に好ましくは5μm程度の厚みとするのがよい。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
2.製造方法
次に図6及び図7を参照して、この例の半導体装置の製造方法につき説明する。
図6(A)、(B)及び(C)は、既に説明した図5(B)と同様の部分概略製造工程図である。
図7は、図6(C)に続く、製造工程図である。
以下に説明する各工程は、ウエハレベルで進行するが、特徴部分の理解を容易にするためにその一部分のみを示して説明する。
まず、基板(半導体ウエハ)を準備する。この基板には個片化工程後に半導体チップとなる複数の半導体チップ領域が、マトリクス状に設定されている。
隣接する複数の半導体チップ領域同士間には、スクライブラインが設定されている。
図6(A)に示すように、基板30は、第1の主表面30aと、この第1の主表面30aと対向する第2の主表面30bと、これら第1の主表面30aと第2の主表面30bとの間の複数の側面を有している。基板10の半導体チップ領域14内である第1の主表面30aからは複数の電極パッド32が露出している。
これら複数の電極パッド32は、この例では半導体チップ領域14の端縁、すなわち、スクライブラインに沿って等間隔に整列されている(図示されていない。)。
第1の主表面30a上には、絶縁膜である層間絶縁膜34が設けられている。層間絶縁膜34は、電極パッド32それぞれの表面の一部分を露出させている。
第1主表面30a上、すなわち層間絶縁膜34上には、予め複数のポスト電極搭載領域31が設定されている。このポスト電極搭載領域31は、最終的にポスト電極46が設けられる領域である。ポスト電極搭載領域31は、設計に応じた任意好適な態様で設定すればよい。
次いで、複数のポスト電極搭載領域31内それぞれに、耐応力樹脂パターン45を形成する。
耐応力樹脂パターン45を形成するにあたり、まず、任意好適な感光性の樹脂材料を露出面全面に塗布する。
次に、選択された樹脂材料に好適なパターン形成方法、例えば、従来公知のホトリソグラフィ工程によりパターニングして形成すればよい。
次に、露出面全面、すなわち層間絶縁膜34、耐応力樹脂パターン45及び露出している電極パッド32上に、前駆下地金属膜35を形成する。前駆下地金属膜35は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法等を適用して、形成することができる。
前駆下地金属膜35を複数層からなる積層膜とする場合には、順次に複数種類の金属膜、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層するか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層すればよい。
さらに、図6(B)に示すように、再配線層40を形成するための第1レジストパターン62を、従来公知のホトリソグラフィ工程により形成する。
再配線層40の形成工程は、従来公知のW−CSPの製造工程における配線パターンの形成プロセスにより、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
再配線層40の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、前駆下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
次いで、第1レジストパターン62を、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった適切な手段により除去する。
この工程により、耐応力樹脂パターン45上にポスト電極搭載部42bが位置する配線パターン42が形成される。
次に、図6(C)に示すように、ポスト電極46を形成するための第2レジストパターン64を形成する。第2レジストパターン64は、ポスト電極搭載領域31を開口するパターンを有する。第2レジストパターン64は、W−CSP工程で一般的に適用されている従来公知のホトリソグラフィ工程により形成すればよい。
第2レジストパターン64をマスクとして用いて、ポスト電極46を形成する。このポスト電極の形成工程は、再配線層40の形成工程と同様に、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
このポスト電極の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、前駆下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
この工程により、既に説明した構成を有する配線パターン42のポスト電極搭載部42b上に、複数のポスト電極46が形成される。
次いで、図7(A)に示すように、第2レジストパターン64を、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった任意好適な工程により除去する。
さらに、前駆下地金属膜35の領域のうち、配線パターン42から露出している領域を、選択された材料に好適な、例えばエッチング工程により除去する。
この工程により、前駆下地金属膜35は、耐応力樹脂パターン45上であって、再配線層40の直下に位置する、再配線層40に含まれる配線パターン42と同一パターン形状の下地金属パターンを含む下地金属層36にパターニングされる。
次に図7(B)に示すように、露出している耐応力樹脂パターン45、下地金属パターン36、配線パターン42、電極ポスト46及び層間絶縁膜34を覆うように、封止部としてのエポキシ系樹脂44を形成する。
この封止工程は、従来公知の方法により、従来公知の封止材料、例えばエポキシ系のモールド樹脂を使用して実施することができる。
このエポキシ系樹脂44の形成工程においては、一旦、ポスト電極46の頂面46aをも封止樹脂材料により覆った後、表面側から削り取って、ポスト電極46の頂面46aを、露出させる工程とすればよい。この工程は、従来公知の研削や、研磨工程を適用して行う。
次いで、図7(B)に示すように、エポキシ系樹脂44の平坦な表面から露出しているポスト電極46の頂面46a上に、外部端子48として例えば半田ボール48aを形成する。
最後に、スクライブラインに沿って、複数の半導体チップ領域14同士の間を切断して、半導体チップ30を含む半導体装置10として個片化する。
(第3の実施の形態)
1.半導体装置の構成
図8を参照して、この例の半導体装置の実施の形態につき説明する。図8(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図8(B)は図8(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極搭載領域である配線パターンの下側(下地金属パターンの直下)に耐応力樹脂パターン及び耐応力金属パターンを有する点に特徴を有している。
なお、この耐応力樹脂パターン及び耐応力金属パターン以外の構成要素については、既に説明した例のW−CSPとなんら変わるところがないので、耐応力樹脂パターン45及び耐応力金属パターン47以外の構成要素については、特に断らない限り、既に説明した構成要素と同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図8(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
図8(A)及び(B)に詳細に示すように、配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭の形状は、この例では、正六角形としてある。このポスト電極搭載部42bの平面的な形状は、ポスト電極46の底面46bの全面がその輪郭内に収まることを条件として、図示例に限定されず、任意好適な形状とすることができる。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの直下に形成される下地金属パターン36の形状は、ポスト電極搭載部42bと同一形状及び同一サイズとされている。
この例の半導体装置10は、下地金属パターン36の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
耐応力樹脂パターン45の形状及びサイズは、ポスト電極搭載部42bがその表面輪郭内に収まることを条件として任意好適なものとできる。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形としてある。
耐応力樹脂パターン45は、下地金属パターン36、配線パターン42及びポスト電極46といった周辺に存在する他の構成要素に悪影響を及ぼさないことを条件として任意好適な、例えば感光性の樹脂材料により構成することができる。耐応力樹脂パターン45は、層間絶縁膜34と同一材料により構成するのがよい。
耐応力樹脂パターン45の厚みは、好ましくは例えば2μmから10μm程度の範囲の厚み、特に好ましくは5μm程度の厚みとするのがよい。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
耐応力樹脂パターン47の形状及びサイズは、直上に位置する耐応力樹脂パターン45がその表面輪郭内に収まることを条件として任意好適なものとできる。
すなわち、耐応力金属パターン47の上面側から見た場合の平面サイズは、耐応力樹脂パターン45の平面サイズよりも大きくする必要がある。この例では、耐応力金属パターン47は、耐応力樹脂パターン45よりも大きな正六角形としてある。
耐応力金属パターン47は、好ましくは例えば銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)といった金属材料により構成することができる。
耐応力金属パターン47は、所望により、或いは製造工程の制限により、複数層からなる積層構造とすることができる。耐応力金属パターン47を例えば銅により構成し、電気めっき法により形成する場合には、耐応力金属パターン47の直下に一層又は複数層の耐応力下地金属パターン47aが設けられることになる。
耐応力金属パターン47の厚みは、好ましくは例えば2μmから10μm程度の範囲、特に好ましくは5μm程度の厚みとするのがよい。
耐応力金属パターン47の上側から見たときの平面形状は、略凹多角形(星形多角形)状とすることもできる。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、例えば、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状とすることができる。
耐応力金属パターン47の形状及びサイズは、任意好適なものとできるが、好ましくは、この凹多角形状の耐応力金属パターン47のうち、2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は、耐応力樹脂パターン45、ポスト電極搭載部42b及びポスト電極46の底面46bそれぞれの輪郭内に位置させるのがよい。
ポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。ポスト電極46は、好ましくは例えば銅を材料としたいわゆる銅ポストとするのがよい。この例ではポスト電極46は、円形状の頂面46aとこの頂面46aと対向する同様に円形状の底面46bを有する円柱状の形状としてある。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
図1(A)及び(B)にも示すように、複数のポスト電極46は、互いに等間隔の略マトリクス状に配置されている。ポスト電極46の数、配置は、所望により任意好適なものとすることができる。
封止部としてのエポキシ系樹脂44は、再配線層40、ポスト電極46及び露出している層間絶縁膜34を覆って設けられている。エポキシ系樹脂44は任意好適な絶縁性の材料により絶縁膜として形成すればよい。
ポスト電極46の頂面46aは、エポキシ系樹脂44の表面に露出している。この露出された頂面46a上には外部端子48が設けられている。外部端子48は、この例では半田ボールとしてある。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
また、加わった応力は、耐応力金属パターンにより遮断されるため、この耐応力金属パターンより下側に位置する配線パターン等の他の構成要素に応力が及ぶのを効果的に防止することができる。
2.製造方法
次に図9及び図10を参照して、この例の半導体装置の製造方法につき説明する。
図9(A)、(B)及び(C)は、既に説明した図5(B)と同様の部分概略製造工程図である。
図10は、図9(C)に続く、製造工程図である。
以下に説明する各工程は、ウエハレベルで進行するが、特徴部分の理解を容易にするためにその一部分のみを示して説明する。
まず、基板(半導体ウエハ)を準備する。この基板には個片化工程後に半導体チップとなる複数の半導体チップ領域が、マトリクス状に設定されている。
隣接する複数の半導体チップ領域同士間には、スクライブラインが設定されている。
図9(A)に示すように、基板30は、第1の主表面30aと、この第1の主表面30aと対向する第2の主表面30bと、これら第1の主表面30aと第2の主表面30bとの間の複数の側面を有している。基板10の半導体チップ領域14内である第1の主表面30aからは複数の電極パッド32が露出している。
これら複数の電極パッド32は、この例では半導体チップ領域14の端縁、すなわち、図示しないスクライブラインに沿って等間隔に整列されている。
第1の主表面30a上には、絶縁膜である層間絶縁膜34が設けられている。層間絶縁膜34は、電極パッド32それぞれの表面の一部分を露出させている。
第1主表面30a上、すなわち層間絶縁膜34上には、予め複数のポスト電極搭載領域31が設定されている。このポスト電極搭載領域31は、最終的にポスト電極46が設けられる領域である。ポスト電極搭載領域31は、設計に応じた任意好適な態様で設定すればよい。
次に、複数のポスト電極搭載領域31内それぞれに、複数のパターンからなる耐応力金属パターン47を形成するが、この例では、銅を材料として用いる電気めっき法により形成する例を説明する。
耐応力金属パターン47を形成するにあたり、まず、前駆耐応力下地金属層を形成する。
具体的には、層間絶縁膜34上に、前駆耐応力下地金属層を形成する。前駆耐応力下地金属層は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法等を適用して、形成することができる。
前駆耐応力下地金属層を複数層からなる積層膜とする場合には、順次に複数種類の金属膜、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層するか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層すればよい。
次いで、前駆耐応力下地金属層上に耐応力金属パターン形成用レジストパターンを、従来公知のホトリソグラフィ工程により形成する。
次に、耐応力金属パターン47を、銅を材料として、従来公知の電気めっき法により、前駆耐応力下地金属層を共通電極として形成する。
次いで、このレジストパターンを、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった適切な手段により除去する。
この工程により、ポスト電極搭載領域31内である前駆耐応力下地金属層上に耐応力金属パターン47が形成される。
さらに、耐応力金属パターン47から露出している前駆耐応力下地金属層の露出部分を、選択された材料に好適な、例えばエッチング工程により除去する。
図9(A)に示すように、以上の工程により、前駆耐応力下地金属層は、層間絶縁膜34上であって、耐応力金属パターン47の直下に位置する、耐応力下地金属層47aに加工される。
次いで、複数のポスト電極搭載領域31内である耐応力下地金属層47a上それぞれに、耐応力樹脂パターン45を形成する。
耐応力樹脂パターン45を形成するにあたり、まず、任意好適な例えば感光性の樹脂材料を露出面全面に塗布する。
次に、選択された樹脂材料に好適なパターン形成方法、例えば、従来公知のホトリソグラフィ工程により樹脂塗布層をパターニングして耐応力樹脂パターン45を形成すればよい。
次に、露出面全面、すなわち層間絶縁膜34、耐応力下地金属層47a、耐応力金属パターン47、耐応力樹脂パターン45及び露出している電極パッド32上に、既に説明した実施の形態と同様にして、前駆下地金属膜35を形成する。前駆下地金属膜35は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法等を適用して、形成することができる。
前駆下地金属膜35を複数層からなる積層膜とする場合には、順次に複数種類の金属膜、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層するか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層すればよい。
さらに、図9(B)に示すように、再配線層40を形成するための第1レジストパターン62を、従来公知のホトリソグラフィ工程により形成する。
再配線層40の形成工程は、従来公知のW−CSPの製造工程における配線パターンの形成プロセスにより、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
再配線層40の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、前駆下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
次いで、第1レジストパターン62を、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった適切な手段により除去する。
この工程により、耐応力樹脂パターン45上にポスト電極搭載部42bが位置する配線パターン42が形成される。
次に、図9(C)に示すように、ポスト電極46を形成するための第2レジストパターン64を形成する。第2レジストパターン64は、ポスト電極搭載領域31を開口するパターンを有する。第2レジストパターン64は、W−CSP工程で一般的に適用されている従来公知のホトリソグラフィ工程により形成すればよい。
第2レジストパターン64をマスクとして用いて、ポスト電極46を形成する。このポスト電極の形成工程は、再配線層40の形成工程と同様に、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
このポスト電極の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
この工程により、既に説明した構成を有する配線パターン42のポスト電極搭載部42b上に、複数のポスト電極46が形成される。
次いで、図10(A)に示すように、第2レジストパターン64を、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった任意好適な工程により除去する。
次いで、前駆下地金属膜35を、選択された材料に好適な、例えばエッチング工程により除去する。
この工程により、前駆下地金属膜35は、耐応力樹脂パターン45上であって、再配線層40の直下に位置する、再配線層40に含まれる配線パターン42と同一パターン形状の下地金属パターン36、すなわち下地金属層36にパターニングされる。
次に、図10(B)に示すように、露出している耐応力下地金属層47a、耐応力金属パターン47、耐応力樹脂パターン45、下地金属パターン36、配線パターン42、電極ポスト46及び層間絶縁膜34を覆うように、エポキシ系樹脂44を形成する。
この封止工程は、従来公知の方法により、従来公知の封止材料、例えばエポキシ系のモールド樹脂を使用して実施することができる。
このエポキシ系樹脂44の形成工程においては、一旦、ポスト電極46の頂面46aをも封止樹脂材料により覆った後、表面側から削り取って、ポスト電極46の頂面46aを、露出させる工程とすればよい。この工程は、従来公知の研削や、研磨工程を適用して行う。
次いで、エポキシ系樹脂44の表面から露出しているポスト電極46の頂面46a上に、外部端子48として例えば半田ボール48aを形成する。
最後に、スクライブラインに沿って、複数の半導体チップ領域14同士の間を切断して、半導体チップ30を含む半導体装置10として個片化する。
(第4の実施の形態)
1.半導体装置の構成
図11を参照して、この例の半導体装置につき説明する。図11(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図11(B)は図11(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成された応力緩衝樹脂層とに特徴を有している。
なお、ポスト電極の形状及び応力緩衝樹脂層以外の構成要素については、既に説明したW−CSPとなんら変わるところがないので、ポスト電極及び応力緩衝樹脂層以外の構成要素については、特に断らない限り、既に説明した構成要素と同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図11(A)及び(B)に示すように、既に説明した実施の形態と同様に、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
この半導体チップ30は、所定の機能を有する回路素子(図示せず。)を具えている。半導体チップ30は第1の主表面30aと、この第1の主表面30aに対向する第2の主表面30bとを具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。下地金属膜35は、複数の金属層、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層する構成とするか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層した複数層からなる積層層とすることもできる。
積層層とする場合には、それぞれの層の膜厚を100μmから300μm程度の範囲とし、すなわち、総計で500μmから800μm程度の範囲とすればよい。
さらに、下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、直線或いは曲線、又はこれらを組み合わせた任意の線状の線状部42aを有している。
線状部42aの一端は、下地金属パターン36を介して電極パッド32に電気的に接続されている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。このポスト電極搭載部42bの平面的な形状は、ポスト電極46の底面46bの全面がその輪郭内に収まることを条件として、図示例に限定されず、任意好適な形状とすることができる。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の半導体装置10は、表面が平坦な応力緩衝樹脂層50を具えている。この応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
すなわち、応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部(コンタクトホール)52が形成されている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
応力緩衝樹脂層50は、絶縁性の絶縁膜とするのがよい。応力緩衝樹脂層50は、任意好適な絶縁性の材料、例えば感光性の樹脂材料により構成することができる。応力緩衝樹脂層50は、好ましくは、層間絶縁膜34と同一材料により構成するのがよい。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。ポスト電極46は、好ましくは例えば銅を材料としたいわゆる銅ポストとするのがよい。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
第1部分46Xは、応力緩衝樹脂層50の表面50aからポスト電極搭載部42bに至って、開口部52を埋込み、その底面46bがポスト電極搭載部42bに接続されている。この第1部分46Xの径は、第1部分46Xとポスト電極搭載部42b、すなわち配線パターンとが導通を取れる程度の径とするのがよい。
第2部分46Yは、第1部分46Xと一体的に設けられていて、第1部分46Xの直上に位置し、かつ応力緩衝樹脂層50の表面50aから突出する円柱状の形状としてある。すなわち、第2部分46Yは、円形の頂面46aを有している。この例では、第2部分46Yは、第1部分46Xの径よりも大きな径を有している。
ポスト電極46は、この例では六角形のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
図11(A)及び(B)にも示すように、この例では、複数のポスト電極46は、互いに等間隔の略マトリクス状に配置されている。ポスト電極46の数、配置は、所望により任意好適なものとすることができる。
電極ポスト46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。外部端子48は、この例では半田ボールとしてある。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
2.製造方法
図12を参照して、この例の半導体装置の製造方法につき説明する。
図12(A)、(B)及び(C)は、製造途中の半導体装置の切断面を示す部分概略製造工程図である。
以下に説明する各工程は、ウエハレベルで進行するが、特徴部分の理解を容易にするためにその一部分のみを示して説明する。
まず、基板(半導体ウエハ)を準備する。この基板には個片化工程後に半導体チップとなる複数の半導体チップ領域が、マトリクス状に設定されている。
隣接する複数の半導体チップ領域同士間には、図示しないスクライブラインが設定されている。
基板30は、第1の主表面30aと、この第1の主表面30aと対向する第2の主表面30bと、これら第1の主表面30aと第2の主表面30bとの間の複数の側面を有している。基板10の半導体チップ領域14内である第1の主表面30aからは複数の電極パッド32が露出している。
これら複数の電極パッド32は、この例では半導体チップ領域14の端縁、すなわち、スクライブラインに沿って等間隔に整列されている。
第1の主表面30a上には、絶縁膜である層間絶縁膜34が設けられている。層間絶縁膜34は、電極パッド32それぞれの表面の一部分を露出させている。
第1主表面30a上、すなわち層間絶縁膜34上には、予め複数のポスト電極搭載領域31が設定されている。このポスト電極搭載領域31は、最終的にポスト電極46が設けられる領域である。ポスト電極搭載領域31は、設計に応じた任意好適な態様で設定すればよい。
次に、露出面全面、すなわち層間絶縁膜34及び露出している電極パッド32上に、下地金属膜35を形成する。下地金属膜35は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法等を適用して、形成することができる。
下地金属膜35を複数層からなる積層膜とする場合には、順次に複数種類の金属膜、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層するか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層すればよい。
さらに、下地金属膜35上に、再配線層40を形成する。再配線層40の形成工程は、既に説明した実施の形態と同様のW−CSPの製造工程における配線パターンの形成プロセスにより、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
再配線層40の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
この工程により、ポスト電極搭載領域31にポスト電極搭載部42bが位置する配線パターン42が形成される。
次に、下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆う応力緩衝樹脂層50を形成する。応力緩衝樹脂層50を感光性の樹脂材料により形成する場合には、樹脂層に任意好適な条件でホトリソグラフィ工程によりパターニングを行って、開口部52を設ければよい。
次に、ポスト電極46を形成する。ポスト電極46は、ポスト電極搭載領域31内にある開口部52を埋め込んで形成する。ポスト電極46は、既に説明したように、応力緩衝樹脂層50の表面50aから配線パターン42に至る第1部分46X、及びこの第1部分46Xよりも大きい径を有している第2部分46Yを一体的に形成する。
このとき、第2部分領域46Yは、ポスト電極搭載領域31内に位置するように、かつ応力緩衝樹脂層50の表面50a及び第1部分46Xの直上で連接する位置する形成する。
具体的には、ポスト電極46を形成するためのレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、選択された材料に一般的に適用されている従来公知のホトリソグラフィ工程によりパターニング形成すればよい。
このレジストパターンをマスクとして用いて、ポスト電極46を形成する。このポスト電極46の形成工程は、再配線層40の形成工程と同様に、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
このポスト電極の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により形成するのがよい。
この工程により、既に説明した構成を有する配線パターン42のポスト電極搭載部42b上に、複数のポスト電極46が形成される。
次いで、レジストパターンを、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった任意好適な工程により除去する。
次に、図12(C)に示すように、露出しているポスト電極46の頂面46a上に、外部端子48として例えば半田ボール48aを形成する。
最後に、スクライブラインに沿って、複数の半導体チップ領域14同士の間を切断して、半導体チップ30を含む半導体装置10として個片化する。
(第5の実施の形態)
1.半導体装置の構成
図13を参照して、この例の半導体装置につき説明する。図13(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図13(B)は図13(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層と、その直下に設けられているポスト電極下地金属パターンとを有する点に特徴を有している。
なお、ポスト電極の形状、応力緩衝樹脂層及びポスト電極下地金属パターン以外の構成要素については、既に説明した実施の形態のW−CSPとなんら変わるところがないので、他の構成要素については、特に断らない限り、既に説明した構成要素と同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図13(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
既に説明した実施の形態と同様に半導体チップ30の第1の主表面30a上に層間絶縁膜34が設けられていて、この層間絶縁膜34には、既に説明した実施の形態と同様に下地金属層36が設けられている。
この下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭の形状は、この例では、正六角形としてある。このポスト電極搭載部42bの平面的な形状は、ポスト電極46の底面46bの全面がその輪郭内に収まることを条件として、図示例に限定されず、任意好適な形状とすることができる。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に、再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部52、すなわちコンタクトホールが設けられている。開口部52は、ポスト電極搭載領域31内の応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
応力緩衝樹脂層50は、絶縁膜とするのがよい。応力緩衝樹脂層50は、任意好適な絶縁性の材料、例えば感光性の樹脂材料により構成することができる。応力緩衝樹脂層50は、好ましくは、層間絶縁膜34と同一材料により構成するのがよい。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、開口部52内、すなわち、開口部52の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分、すなわち開口部52の開口端の周辺領域をも覆っている。
このポスト電極下地金属パターン54は、好ましくは全体が一体的に、かつほぼ等しい厚みとされている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。ポスト電極46は、好ましくは例えば銅を材料としたいわゆる銅ポストとするのがよい。この実施の形態ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
第1部分46Xは、応力緩衝樹脂層50の表面50aからポスト電極搭載部42bに至って、ポスト電極下地金属パターン54が設けられた開口部52を埋込み、ポスト電極搭載部42bに電気的に接続されている。この第1部分46Xの径は、第1部分46Xとポスト電極搭載部42b、すなわち配線パターン42とが導通を取れる程度の径とするのがよい。
第2部分46Yは、第1部分46Xと一体的に設けられている。また、第2部分46Yは、第1部分46Xの直上に位置し、かつポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分上に設けられている。第2部分46Yは、全体として応力緩衝樹脂層50の表面50aから突出する円柱状の形状としてある。すなわち、第2部分46Yは、円形状の頂面46aを有している。この例では、第2部分46Yは、第1部分46Xの径よりも大きな径を有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
既に説明した実施の形態と同様に、この実施の形態の場合にも、複数のポスト電極46は、互いに等間隔の略マトリクス状に配置されている。ポスト電極46の数、配置は、所望により任意好適なものとすることができる。
電極ポスト46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。外部端子48は、この例では半田ボールとしてある。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
また、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
2.製造方法
図14を参照して、この例の半導体装置の製造方法につき説明する。
図14(A)、(B)及び(C)は、製造途中の半導体装置の切断面を示す部分概略製造工程図である。
以下に説明する各工程は、ウエハレベルで進行するが、特徴部分の理解を容易にするためにその一部分のみを示して説明する。
まず、基板(半導体ウエハ)を準備する。この基板には個片化工程後に半導体チップとなる複数の半導体チップ領域が、マトリクス状に設定されている。
隣接する複数の半導体チップ領域同士間には、スクライブラインが設定されている。
基板30は、第1の主表面30aと、この第1の主表面30aと対向する第2の主表面30bと、これら第1の主表面30aと第2の主表面30bとの間の複数の側面を有している。基板10の半導体チップ領域14内である第1の主表面30aからは複数の電極パッド32が露出している。
これら複数の電極パッド32は、この例では半導体チップ領域14の端縁、すなわち、スクライブライン(図示しない。)に沿って等間隔に整列されている。
第1の主表面30a上には、絶縁膜である層間絶縁膜34が設けられている。層間絶縁膜34は、電極パッド32それぞれの表面の一部分を露出させている。
第1主表面30a上、すなわち層間絶縁膜34上には、予め複数のポスト電極搭載領域31が設定されている。このポスト電極搭載領域31は、最終的にポスト電極46が設けられる領域である。ポスト電極搭載領域31は、設計に応じた任意好適な態様で設定すればよい。
次に、露出面全面、すなわち層間絶縁膜34及び露出している電極パッド32上に、前駆下地金属膜35を形成する(図14(A))。前駆下地金属膜35は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法等を適用して、形成することができる。
前駆下地金属膜35を複数層からなる積層膜とする場合には、順次に複数種類の金属膜、好ましくは例えば、チタン(Ti)/タングステン(W)/クロム(Cr)を順に積層するか、又は銅(Cu)/ニッケル(Ni)/金(Au)/パラジウム(Pd)を順に積層すればよい。
さらに、前駆下地金属膜35上に、再配線層40を形成する。再配線層40の形成工程は、既に説明した実施の形態と同様にW−CSPの製造工程における配線パターンの形成プロセスにより、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
再配線層40の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により、前駆下地金属膜35を共通電極として形成するのがよい。
この工程により、ポスト電極搭載領域31にポスト電極搭載部42bが位置する配線パターン42が形成される。
さらに、配線パターン42から露出している前駆下地金属膜35の領域部分を、選択された材料に好適な、例えばエッチング工程により除去する。
この工程により、前駆下地金属膜35は、層間絶縁膜34上であって、再配線層40の直下に位置する、再配線層40に含まれる配線パターン42と同一パターン形状の下地金属パターン36、すなわち下地金属層36となる。
次に、再配線層40を覆う応力緩衝樹脂層50を形成する(図14(B))。応力緩衝樹脂層50を例えば感光性の樹脂材料により形成する場合には、樹脂層に任意好適な条件でホトリソグラフィ工程によりパターニングを行って開口部52を設ければよい。
次に、ポスト電極搭載領域31内である、開口部32の側壁及び底面、応力緩衝樹脂層50の表面50aの一部分を覆っているポスト電極下地金属パターン54を形成する。
ポスト電極下地金属パターン54は、下地金属パターン36と同様にして形成する。すなわち、ポスト電極下地金属パターン54は、任意好適な材料を用いて、選択された材料に応じた従来公知のスパッタ法等を適用して形成したのち、選択された材料に任意好適な条件でホトリソグラフィ工程及びエッチング工程を行ってパターニングすればよい。
このポスト電極下地金属パターン54の全体を、好ましくは等しい厚さで一体的な膜として形成するのがよい。
次に、ポスト電極46を形成する(図14(C))。ポスト電極46は、ポスト電極下地金属パターン54が設けられた、ポスト電極搭載領域31内にある開口部52を埋め込んで形成する。ポスト電極46は、既に説明したように、ポスト電極下地金属パターン54の表面から配線パターン42の直上に至る第1部分46X、及びこの第1部分46Xよりも大きい径を有している第2部分46Yを一体的に形成する。
このとき、第2部分領域46Yは、ポスト電極搭載領域31内に位置するように、かつ応力緩衝樹脂層50の表面50aの第1部分46Xの直上に、第1部分46Xと連接させて形成する。
具体的には、ポスト電極46を形成するためのレジストパターン(図示せず。)を形成する。このレジストパターンは、選択された材料に一般的に適用されている従来公知のホトリソグラフィ工程によりパターニング形成すればよい。
このレジストパターンをマスクとして用いて、ポスト電極46を形成する。このポスト電極46の形成工程は、再配線層40の形成工程と同様に、例えば銅といった適宜の材料を選択して、行うことができる。
このポスト電極の形成工程は、好ましくは、例えば従来公知の電気めっき法により形成するのがよい。
この工程により、既に説明した構成を有する配線パターン42のポスト電極搭載部42b上に、複数のポスト電極46が形成される。
次いで、レジストパターンを、選択された材料に応じた例えば溶剤による除去といった任意好適な工程により除去する。
次に、図14(C)に示すように、露出しているポスト電極46の頂面46a上に、外部端子48として例えば半田ボール48aを形成する。
最後に、スクライブラインに沿って、複数の半導体チップ領域14同士の間を切断して、半導体チップ30を含む半導体装置10として個片化する。
なお、上述した第1の実施の形態から第5の実施の形態の主要部の構成は、この発明の目的を損なわないことを条件として、所望により、任意好適な組み合わせとして一半導体装置内に組み込んで構成することができる。
以下に、第1の実施の形態から第5の実施の形態の組み合わせの実施の形態につき、図面を参照して説明する。
これらの実施の形態においては、構成の説明についてのみ行う。各構成要素の製造方法については各実施の形態の記載を参照されたい。
(第6の実施の形態)
図15を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図15(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図15(B)は図15(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
また、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
この例の半導体装置は、再配線層の配線パターン、特にポスト電極搭載部の形状、及びポスト電極搭載領域である配線パターンの下側すなわち下地金属パターンの直下に設けられた耐応力樹脂パターンに特徴を有している。
図15(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、既に説明した実施の形態と同様に、半導体チップ30を具えている。
半導体チップ30は、第1の主表面30a上に設けられた層間絶縁膜34の上側には、下地金属パターン36が設けられている。
この下地金属パターン36上には、露出している電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
下地金属パターン36はその直上の配線パターン42と同一の平面形状を有している。
ここで、この例の半導体装置10の配線パターン42の具体的な構成につき説明する。
配線パターン42は、直線或いは曲線、又はこれらを組み合わせた任意の線状の線状部42aを有している。
線状部42aの一端は、下地金属パターン36を介して電極パッド32に電気的に接続されている。
図15(A)に示すように、配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭形状は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
ポスト電極搭載部42bの直下に形成される下地金属パターン36の形状は、ポスト電極搭載部42bと同一形状及び同一サイズとされている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極搭載部42bの直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
ポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。この例ではポスト電極46は、正円形状の頂面46aとこの頂面46aと対向する同様に正円形状の底面46bを有する円柱状の形状としてある。
このポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。
この例ではポスト電極46は、円形状の頂面46aとこの頂面46aと対向する同様に正円形状の底面46bを有する円柱状の形状としてある。
ポスト電極46は、ポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とが互いに交差するように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの平面形状、すなわち上面の輪郭形状は、ポスト電極46の底面46bの輪郭と好ましくは、最小でも2点で交わる形状とするのがよい。
すなわち、ポスト電極46をポスト電極搭載部42bに搭載した際に、ポスト電極46の底面46bからポスト電極搭載部42bの凸部42baが突出するように、ポスト電極搭載部42bを形成するのがよい。
この例ではポスト電極搭載部42bは略六芒星形状であり、6つの凸部42baを有しているので、ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とは、線状部42aとポスト電極搭載部42bとの接続態様にもよるが12箇所程度で交差することとなる。
なお、ポスト電極搭載部42bの隣接する2つの凸部42baの間に画成される凹部42bbにおいては、ポスト電極46の底面46bと層間絶縁膜34の表面とが対向している。
封止部としてのエポキシ系樹脂44は、再配線層40、ポスト電極46及び露出している層間絶縁膜34を覆って設けられている。エポキシ系樹脂44は任意好適な絶縁性の材料により形成される絶縁膜として構成すればよい。
電極ポスト46の頂面46aは、エポキシ系樹脂44の表面に露出している。この露出された頂面46a上には外部端子48が設けられている。
この例の半導体装置の構成によれば、特にポスト電極の下側に、W−CSPの外部からの応力を緩和、遮断するか、又はさらなる破損の進行をくい止めるための構成を有している。よって、かかる構成により応力を分散することができるので、W−CSPの外部からの応力特にポスト電極及びこれに接続される再配線の破損を防止することができる。また、仮に層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
加えて、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
従って、構成要素の破損及び破損の進行をより効果的に防止することができる。結果として、半導体装置の信頼性をより高めることができる。
(第7の実施の形態)
図16を参照して、この例の半導体装置につき説明する。図16(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図16(B)は図16(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。また、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
この例の半導体装置は、再配線層の配線パターン、特にポスト電極搭載部の形状、及びポスト電極搭載領域である配線パターンの下側、すなわち下地金属パターンの直下に設けられている耐応力樹脂パターン及び耐応力金属パターンに特徴を有している。
図16(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体チップ30は、既に説明した実施の形態と同様に、第1の主表面30a上に設けられた層間絶縁膜34の上側には、下地金属パターン36、露出している電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。下地配線パターン38はその直上の配線パターン42と同一の平面形状を有している。
この例の半導体装置10が有する配線パターン42のポスト電極搭載部42bの真下に、耐応力樹脂パターン45を有している。この例では、耐応力樹脂パターン45は正六角形状としてある。
また、この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。
ポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。
ポスト電極46は、ポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とが互いに交差するように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの平面形状、すなわち上面の輪郭形状は、ポスト電極46の底面46bの輪郭と好ましくは、最小でも2点で交わる形状とするのがよい。
すなわち、ポスト電極46をポスト電極搭載部42bに搭載した際に、ポスト電極46の底面46bからポスト電極搭載部42bの凸部42baが突出するように、ポスト電極搭載部42bを形成するのがよい。
この例ではポスト電極搭載部42bは略六芒星形状であり、6つの凸部42baを有しているので、ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とは、線状部42aとポスト電極搭載部42bとの接続態様にもよるが12箇所程度で交差することとなる。
なお、ポスト電極搭載部42bの隣接する2つの凸部42baの間に画成される凹部42bbにおいては、ポスト電極46の底面46bと層間絶縁膜34の表面とが対向している。
封止部としてのエポキシ系樹脂44は、再配線層40、ポスト電極46及び露出している層間絶縁膜34を覆って設けられている。
ポスト電極46の頂面46aは、エポキシ系樹脂44の表面に露出している。この露出された頂面46a上には外部端子48が設けられている。
この例の半導体装置の構成によれば、特にポスト電極の下側に、W−CSPの外部からの応力を緩和、遮断するか、又はさらなる破損の進行をくい止めるための構成を有している。よって、かかる構成により応力を分散することができるので、W−CSPの外部からの応力特にポスト電極及びこれに接続される再配線の破損を防止することができる。また、仮に層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
さらに、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
加えて、加わった応力は、耐応力金属パターンにより遮断されるため、この耐応力金属パターンより下側に位置する配線パターン等の他の構成要素に応力が及ぶのを効果的に防止することができる。
従って、構成要素の破損及び破損の進行をより効果的に防止することができる。結果として、半導体装置の信頼性をより高めることができる。
(第8の実施の形態)
図17を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図17(A)は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図17(B)は図17(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極搭載領域である配線パターンの下側、すなわち下地金属パターンの直下に耐応力樹脂パターン及び耐応力金属パターンを有していて、かつ耐応力金属パターンの形状に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図17(A)及び(B)に詳細に示すように、配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの直下に形成される下地金属パターン36の形状は、ポスト電極搭載部42bと同一形状及び同一サイズとされている。
半導体装置10は、下地金属パターン36の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の耐応力金属パターン47は、凹多角形(星形多角形状)とされている。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状としてある。
耐応力金属パターン47の形状及びサイズは、任意好適なものとできるが、好ましくは、この凹多角形状の耐応力金属パターン47のうち、2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は、耐応力樹脂パターン45、ポスト電極搭載部42b及びポスト電極46の底面46bそれぞれの輪郭内に位置させるのがよい。
ポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
封止部としてのエポキシ系樹脂44は、再配線層40、ポスト電極46及び露出している層間絶縁膜34を覆って設けられている。
ポスト電極46の頂面46aは、エポキシ系樹脂44の表面に露出している。この露出された頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
また、加わった応力は、耐応力金属パターンにより遮断されるため、この耐応力金属パターンより下側に位置する配線パターン等の他の構成要素に応力が及ぶのを効果的に防止することができる。
また、凸部を有する凹多角形状の耐応力金属パターンは、表面保護層等にクラックが発生したとしても、このクラックがポスト電極、再配線層に波及するのを効果的に防止することができる。
(第9の実施の形態)
図18を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図18(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図18(B)は図18(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極搭載領域である配線パターンの下側、すなわち下地金属パターンの直下に耐応力樹脂パターン及び耐応力金属パターンを有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図18(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
配線パターン42の直下には下地金属パターン36が設けられている。
ここで、この例の半導体装置10の配線パターン42の具体的な構成につき説明する。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
半導体装置10は、下地金属パターン36の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。
この例の耐応力金属パターン47は、凹多角形(星形多角形)状とされている。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状としてある。
ポスト電極搭載部42b上には、ポスト電極46が搭載される。
ポスト電極46は、ポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭とポスト電極46の底面46bの輪郭とが互いに交差するように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極搭載部42bの平面形状、すなわち上面の輪郭形状は、ポスト電極46の底面46bの輪郭と好ましくは、最小でも2点で交わる形状とするのがよい。
すなわち、ポスト電極46をポスト電極搭載部42bに搭載した際に、ポスト電極46の底面46bからポスト電極搭載部42bの凸部42baが突出するように、ポスト電極搭載部42bを形成するのがよい。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
封止部としてのエポキシ系樹脂44は、再配線層40、ポスト電極46及び露出している層間絶縁膜34を覆って設けられている。
ポスト電極46の頂面46aは、エポキシ系樹脂44の表面に露出している。この露出された頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
さらに、加わった応力は、耐応力金属パターンにより遮断されるため、この耐応力金属パターンより下側に位置する配線パターン等の他の構成要素に応力が及ぶのを効果的に防止することができる。
さらにまた、凸部を有する、耐応力金属パターンは、表面保護層等にクラックが発生したとしても、このクラックがポスト電極、再配線層に波及するのを効果的に防止することができる。
(第10の実施の形態)
図19を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図19(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図19(B)は図19(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層とに特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図19(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
すなわち、応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52を具えている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
(第11の実施の形態)
図20を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図20(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図20(B)は図20(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンに特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48a等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図20(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属層、すなわち下地金属パターン36が設けられている。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属パターン36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されている略凹多角形(略星形多角形)状のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。
すなわち、応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が形成されている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
さらに、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
(第12の実施の形態)
図21を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図21(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図21(B)は図21(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、さらなる図示はしない。
この例の半導体装置は、耐応力樹脂パターンと、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図21(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。このポスト電極搭載部42bの平面的な形状は、ポスト電極46の底面46bの全面がその輪郭内に収まることを条件として、図示例に限定されず、任意好適な形状とすることができる。
この例の半導体装置10は、ポスト電極搭載部42bの直下に耐応力樹脂パターン45を有している。
この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
なお、下地金属膜35は、配線パターン42から露出している耐応力樹脂パターン45及び層間絶縁膜34上をも覆って設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。
応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
(第13の実施の形態)
図22を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図22(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図22(B)は図22(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンに加えて、耐応力樹脂パターンに特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図22(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体装置10は、層間絶縁膜34の上側に、耐応力樹脂パターン45を有している。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
耐応力樹脂パターン45上には、下地金属層、すなわち下地金属パターン36が設けられている。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。
応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
すなわち、応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
さらに、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
(第14の実施の形態)
図23を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図23(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図23(B)は図23(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、耐応力樹脂パターンと、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層とに特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図23(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
この例の半導体装置10は、ポスト電極搭載部42bの直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
なお、下地金属膜35は、配線パターン42から露出している耐応力樹脂パターン45及び層間絶縁膜34上をも覆って設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52を具えている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
電極ポスト46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
さらに、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
(第15の実施の形態)
図24を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図24(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図24(B)は図24(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンに加えて、耐応力樹脂パターンを有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48a等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図24(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体装置10は、層間絶縁膜34の上側に、耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
耐応力樹脂パターン45上には、下地金属層、すなわわち下地金属パターン36が設けられている。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
さらに、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
さらにまた、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
(第16の実施の形態)
図25を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図25(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図25(B)は図25(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、ポスト電極の形状と、応力緩衝樹脂層を有する点に特徴がある。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図25(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。
半導体装置10は、下地金属膜35の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力金属パターン47は、耐応力樹脂パターン45よりも大きな正六角形状としてある。
なお、下地金属膜35は、配線パターン42から露出している耐応力樹脂パターン45及び層間絶縁膜34上をも覆って設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
(第17の実施の形態)
図26を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図26(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図26(B)は図26(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、ポスト電極の形状と、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンとを有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48a等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図26(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体装置10は、層間絶縁膜34の上側に、耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力金属パターン47は、耐応力樹脂パターン45よりも大きな正六角形状としてある。
耐応力樹脂パターン45上には、下地金属層、すなわち下地金属パターン36が設けられている。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
このポスト電極下地金属パターン54は、全体が一体的に形成され、ほぼ等しい厚みとされている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
また、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
(第18の実施の形態)
図27を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図27(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図27(B)は図27(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層を有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図27(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
半導体装置10は、下地金属膜35の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例では、耐応力金属パターン47は、耐応力樹脂パターン45よりも大きな正六角形状としてある。
なお、下地金属膜35は、配線パターン42から露出している耐応力樹脂パターン45及び層間絶縁膜34上をも覆って設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
さらに、加わった応力は、耐応力金属パターンにより遮断されるため、この耐応力金属パターンより下側に位置する配線パターン等の他の構成要素に応力が及ぶのを効果的に防止することができる。
さらにまた、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
(第19の実施の形態)
図28を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図28(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図28(B)は図28(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンを有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図28(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体装置10は、層間絶縁膜34の上側に、耐応力樹脂パターン45を有している。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
耐応力樹脂パターン45上には、下地金属層36が設けられている。下地金属層36は、複数の下地金属パターン36を含んでいる。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52を具えている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
このポスト電極下地金属パターン54は、全体が一体的に形成され、ほぼ等しい厚みとされている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、耐応力樹脂パターンにより応力を緩和して、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンの破損を効果的に防止することができる。
さらに、加わった応力は、耐応力金属パターンにより遮断されるため、この耐応力金属パターンより下側に位置する配線パターン等の他の構成要素に応力が及ぶのを効果的に防止することができる。
さらにまた、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
また、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
(第20の実施の形態)
図29を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図29(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図29(B)は図29(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、さらなる図示はしない。
この例の半導体装置は、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、ポスト電極の形状と、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層を有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図29(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。
半導体装置10は、下地金属膜35の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の耐応力金属パターン47は、凹多角形(星形多角形)状とされている。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状としてある。
耐応力金属パターン47の形状及びサイズは、任意好適なものとできるが、好ましくは、この凹多角形状の耐応力金属パターン47のうち、2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は、耐応力樹脂パターン45、ポスト電極搭載部42b及びポスト電極46の底面46bそれぞれの輪郭内に位置させるのがよい。
耐応力金属パターン47を例えば銅により構成し、電気めっき法により形成する場合には、耐応力金属パターン47の直下に一層又は複数層の耐応力下地金属パターン47aが設けられることになる。
なお、下地金属膜35は、配線パターン42から露出している耐応力樹脂パターン45及び層間絶縁膜34上をも覆って設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52を具えている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
電極ポスト46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
また、凸部を有する凹多角形状の耐応力金属パターンは、表面保護層等にクラックが発生したとしても、このクラックがポスト電極、再配線層に波及するのを効果的に防止することができる。
(第21の実施の形態)
図30を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図30(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図30(B)は図30(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、さらなる図示はしない。
この例の半導体装置は、ポスト電極の形状と、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンを有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図30(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体装置10は、層間絶縁膜34の上側に、耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。
耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の耐応力金属パターン47は、凹多角形(星形多角形)状とされている。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状としてある。
耐応力金属パターン47の形状及びサイズは、任意好適なものとできるが、好ましくは、この凹多角形状の耐応力金属パターン47のうち、2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は、耐応力樹脂パターン45、ポスト電極搭載部42b及びポスト電極46の底面46bそれぞれの輪郭内に位置させるのがよい。耐応力金属パターン47を例えば銅により構成し、電気めっき法により形成する場合には、耐応力金属パターン47の直下に一層又は複数層の耐応力下地金属パターン47aが設けられることになる。
耐応力樹脂パターン45上には、下地金属層、すなわち下地金属パターン36が設けられている。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に接続されているポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、正六角形としてある。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50には、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52が設けられている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
このポスト電極下地金属パターン54は、全体が一体的に形成され、ほぼ等しい厚みとされている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
また、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
さらに、凸部を有する凹多角形状の耐応力金属パターンは、表面保護層等にクラックが発生したとしても、このクラックがポスト電極、再配線層に波及するのを効果的に防止することができる。
(第22の実施の形態)
図31を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図31(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図31(B)は図31(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、ポスト電極の形状と、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層を有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図31(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
層間絶縁膜34の上側には、下地金属膜35が設けられている。
下地金属膜35上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
半導体装置10は、下地金属膜35の直下に耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の耐応力金属パターン47は、凹多角形(星形多角形状)とされている。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状としてある。
耐応力金属パターン47の形状及びサイズは、任意好適なものとできるが、好ましくは、この凹多角形状の耐応力金属パターン47のうち、2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は、耐応力樹脂パターン45、ポスト電極搭載部42b及びポスト電極46の底面46bそれぞれの輪郭内に位置させるのがよい。
また、耐応力金属パターン47の凸部は、ポスト電極搭載部42bの凹部42bbに位置するように配置するのがよい。
耐応力金属パターン47を例えば銅により構成し、電気めっき法により形成する場合には、耐応力金属パターン47の直下に一層又は複数層の耐応力下地金属パターン47aが設けられることになる。
なお、下地金属膜35は、配線パターン42から露出している耐応力樹脂パターン45及び層間絶縁膜34上をも覆って設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させて下地金属膜35上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52を具えている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
さらに、凸部を有する凹多角形状の耐応力金属パターンは、表面保護層等にクラックが発生したとしても、このクラックがポスト電極、再配線層に波及するのを効果的に防止することができる。
(第23の実施の形態)
図32を参照して、この実施の形態の半導体装置につき説明する。図32(A)はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、図32(B)は図32(A)のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。この例の半導体装置の基本的な構成は、既に説明した図1(A)及び(B)と同様であるので、重複する図示は省略する。
この例の半導体装置は、配線パターンの形状と、ポスト電極の形状と、耐応力樹脂パターンと、耐応力金属パターンと、配線パターンの上側に形成される応力緩衝樹脂層及びその直下に設けられているポスト電極下地金属パターンを有する点に特徴を有している。
なお、既に説明した実施の形態の構成要素と同一の構成要素、すなわち半導体チップ30、層間絶縁膜34、配線パターン42、下地金属パターン36、電極パッド32、ポスト電極46、エポキシ系樹脂44、半田ボール48等については、特に説明を必要とする場合を除き、同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
図32(A)及び(B)に示すように、この例のW−CSPである半導体装置10は、半導体チップ30を具えている。
半導体装置10は、層間絶縁膜34の上側に、耐応力樹脂パターン45を有している。複数の耐応力樹脂パターン45それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。この例では、耐応力樹脂パターン45は、正六角形状としてある。
この例の半導体装置10は、既に説明した耐応力樹脂パターン45に加えて、複数の耐応力樹脂パターン45それぞれの直下に耐応力金属パターン47をそれぞれ有している。耐応力金属パターン47それぞれは、各ポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の耐応力金属パターン47は、凹多角形(星形多角形状)とされている。耐応力金属パターン47の上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する六芒星形状としてある。
耐応力金属パターン47の形状及びサイズは、任意好適なものとできるが、好ましくは、この凹多角形状の耐応力金属パターン47のうち、2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は、耐応力樹脂パターン45、ポスト電極搭載部42b及びポスト電極46の底面46bそれぞれの輪郭内に位置させるのがよい。
また、耐応力金属パターン47の凸部は、ポスト電極搭載部42bの凹部42bbに位置するように配置するのがよい。
耐応力金属パターン47を例えば銅により構成し、電気めっき法により形成する場合には、耐応力金属パターン47の直下に一層又は複数層の耐応力下地金属パターン47aが設けられることになる。
耐応力樹脂パターン45上には、下地金属層、すなわち下地金属パターン36が設けられている。下地金属パターン36の形状は、配線パターン42と同一の平面形状とされる。
下地金属層36上には、電極パッド32に電気的に接続される複数の配線パターン42が設けられている。
配線パターン42は、電極パッド32から導出されている線状部42aの他端に一体的に、接続されている略凹多角形(略星形多角形状)のポスト電極搭載部42bを有している。ポスト電極搭載部42bの上面の輪郭は、この例では、鋭角をなす凸部(突起部)を6つ有する略六芒星形状としてある。
ポスト電極搭載部42bは、予め設定されているポスト電極搭載領域31内に設けられている。
この例の半導体装置10は、応力緩衝樹脂層50を具えている。応力緩衝樹脂層50は、複数のポスト電極搭載部42bそれぞれの一部分を露出させている。応力緩衝樹脂層50は、下地金属層36上に設けられている再配線層40を覆って一体的に設けられている。
応力緩衝樹脂層50は、複数の開口部、すなわちコンタクトホール52を具えている。開口部52は、応力緩衝樹脂層50の表面からポスト電極搭載部42bに至って、その一部分を露出させている。
この例の半導体装置10は、ポスト電極下地金属パターン54を具えている。
ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である開口部22内、すなわち、開口部22の側壁及び底面を覆っている。また、ポスト電極下地金属パターン54は、ポスト電極搭載領域31内である応力緩衝樹脂層50の表面の一部分をも覆っている。
このポスト電極下地金属パターン54は、全体が一体的に形成され、ほぼ等しい厚みとされている。
半導体装置10は、ポスト電極46を具えている。この例ではポスト電極46は、異なる径の第1部分46X及び第2部分46Yを有している。
ポスト電極46は、この例では正六角形状のポスト電極搭載部42bの平面的な輪郭内にその底面46bの輪郭が収まるように、ポスト電極搭載部42b上に設けられている。
ポスト電極46の頂面46a上には外部端子48が設けられている。
このような構成とすれば、層間絶縁膜といったポスト電極及びこれに接続される再配線の近傍の構成要素に、クラック等の破損が生じたとしても、ポスト電極及び再配線に連続的かつ直接的に破損が進行するのを防止することができる。
また、外部からの応力がポスト電極に加わった場合には、応力緩衝樹脂層50により効果的に応力を吸収し、ポスト電極自体、又はこれに接続されている配線パターンへの破損の波及を効果的に防止することができる。
さらに、応力緩衝樹脂層の直下から、下地となる金属層を除去する構成とするので、導電性の領域の面積を減少させることができるため、ポスト電極の集積度を向上させることができる。すなわち、半導体装置のさらなる小型化を実現することができる。
さらにまた、凸部を有する凹多角形状の耐応力金属パターンは、表面保護層等にクラックが発生したとしても、このクラックがポスト電極、再配線層に波及するのを効果的に防止することができる。
(A)図は半導体装置の構成を説明するための上面からみた概略的な平面図であり、(B)図は、配線パターンと電極ポストとの接続関係を説明するために、(A)図の実線11で囲んだ一部領域を拡大して示した概略的な要部平面図である。 (A)図は配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)、(B)及び(C)は、部分概略製造工程図である。 図3(C)に続く、製造工程図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)、(B)及び(C)は、部分概略製造工程図である。 図6(C)に続く、製造工程図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)、(B)及び(C)は、部分概略製造工程図である。 図9(C)に続く、製造工程図である。 (A)図はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)、(B)及び(C)は、製造途中の半導体装置の切断面を示す部分概略製造工程図である。 (A)図はこの例の半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)、(B)及び(C)は、製造途中の半導体装置の切断面を示す部分概略製造工程図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。 (A)図は半導体装置の配線パターンを透過的に示す要部平面図であり、(B)図は(A)図のI−I’一点鎖線により切断した切断面を示す概略図である。
符号の説明
10:半導体装置
11:部分領域
14:半導体チップ領域
30:半導体チップ
30a:第1の主表面
30b:第2の主表面
31:ポスト電極搭載領域
32:電極パッド
34:層間絶縁膜
35:(前駆)下地金属膜
36:下地金属層、下地金属パターン
40:再配線層
42:配線パターン
42a:線状部
42b:ポスト電極搭載部
42ba:凸部
42bb:凹部
44:エポキシ系樹脂
45:耐応力樹脂パターン
46:ポスト電極
46a:頂面
46b:底面
46X:第1部分
46Y:第2部分
47:耐応力金属パターン
47a:耐応力下地金属パターン
48:外部端子
48a:半田ボール
50:応力緩衝樹脂層
50a:表面
52:開口部
54:ポスト電極下地金属パターン
62:第1レジストパターン
64:第2レジストパターン

Claims (19)

  1. 複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜を有する半導体チップと、
    一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されている略凹多角形状のポスト電極搭載部を有する複数の配線パターンを含む再配線層と、
    前記配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に設けられており、当該ポスト電極搭載部の上面の輪郭に対して最小でも2点で交わる輪郭を有する底面を有する複数のポスト電極と、
    複数の前記ポスト電極の頂面を露出している封止部と、
    前記ポスト電極の頂面上に搭載されている複数の外部端子と
    を具えていることを特徴とする半導体装置。
  2. 複数の電極パッドが露出している第1の主表面、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜を有しており、当該層間絶縁膜の前記表面にはポスト電極搭載領域が設定されている半導体チップと、
    前記ポスト電極搭載領域上に設けられている応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンと、
    一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されており、かつ前記耐応力樹脂パターン上に設けられているポスト電極搭載部を有する複数の配線パターンを含む再配線層と、
    前記配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に設けられている複数のポスト電極と、
    複数の前記ポスト電極の頂面を露出している封止部と、
    前記ポスト電極の頂面上に搭載されている複数の外部端子と
    を具えていることを特徴とする半導体装置。
  3. 複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜とを有しており、当該層間絶縁膜の前記表面にはポスト電極搭載領域が設定されている半導体チップと、
    前記ポスト電極搭載領域上に設けられている応力を遮断する複数の耐応力金属パターンと、
    前記耐応力金属パターン上に設けられている応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンと、
    一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されており、かつ前記耐応力樹脂パターン上に設けられているポスト電極搭載部を有する複数の配線パターンを含む再配線層と、
    前記配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に設けられている複数のポスト電極と、
    複数の前記ポスト電極の頂面を露出している封止部と、
    前記ポスト電極の頂面上に搭載されている複数の外部端子と
    を具えていることを特徴とする半導体装置。
  4. 前記耐応力金属パターンの平面形状を略凹多角形状とし、当該耐応力金属パターンの2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は前記耐応力樹脂パターン、前記ポスト電極搭載部及び前記ポスト電極の底面それぞれの輪郭内に位置させてあることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
  5. 複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分が露出させて設けられている層間絶縁膜とを有しており、前記層間絶縁膜の前記表面にはポスト電極搭載領域が設定されている半導体チップと、
    前記電極パッド上及び前記層間絶縁膜上に設けられている下地金属層と、
    前記下地金属層上に設けられている複数の配線パターンであって、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッド上から導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されているポスト電極搭載部を有する前記配線パターンを含む再配線層と、
    複数の前記ポスト電極搭載部の一部分をそれぞれ露出させて前記再配線層を覆って設けられている応力を吸収する感光性樹脂層と、
    前記ポスト電極搭載領域に設けられており、前記感光性樹脂層の表面から前記配線パターンに至る第1部分、及び当該第1部分よりも大きい径を有していて、前記第1部分と一体となって、前記ポスト電極搭載領域上であり、かつ前記感光性樹脂層の表面及び前記第1部分上に位置する第2部分を有する複数のポスト電極と
    記ポスト電極の前記頂面上に搭載されている複数の外部端子と
    を具えており、
    前記感光性樹脂層から複数の前記ポスト電極の頂面及び前記第2部分が露出している
    ことを特徴とする半導体装置。
  6. 前記再配線層は、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されている略凹多角形状のポスト電極搭載部を有する複数の配線パターンを含んでおり、
    前記配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に設けられている複数の前記ポスト電極の底面の輪郭は、前記ポスト電極搭載部の上面の輪郭に対して最小でも2点で交わるように搭載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. 前記ポスト電極搭載領域であって、前記層間絶縁膜と前記配線パターンの間に、応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンがさらに設けられてい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。
  8. 前記ポスト電極搭載領域であって、前記層間絶縁膜と前記配線パターンの間に、設けられている応力を遮断する複数の耐応力金属パターンと、
    前記耐応力金属パターン上に設けられている応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンとがさらに設けられていることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の半導体装置。
  9. 前記耐応力金属パターンの平面形状を略凹多角形状とし、当該耐応力金属パターンの2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は前記耐応力樹脂パターン、前記ポスト電極搭載部及び前記ポスト電極の底面それぞれの輪郭内に位置させてあることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
  10. 複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分が露出させて設けられている層間絶縁膜とを有しており、前記層間絶縁膜の前記表面にはポスト電極搭載領域が設定されている半導体チップと、
    前記電極パッド上及び前記層間絶縁膜上であって、一端側が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッド上から導出されて設けられている複数の下地金属パターンを含む下地金属層と、
    複数の前記下地金属パターン上にそれぞれ設けられている複数の配線パターンを有する再配線層と、
    複数の前記ポスト電極搭載領域の一部分をそれぞれ露出させて前記再配線層を覆って設けられている応力を吸収する感光性樹脂層と、
    前記ポスト電極搭載領域に設けられており、前記感光性樹脂層の表面から前記配線パターンに至る第1部分、及び当該第1部分よりも大きい径を有していて、前記第1部分と一体となって、前記ポスト電極搭載領域上であり、かつ前記感光性樹脂層の表面及び前記第1部分上に位置する第2部分を有する複数のポスト電極と
    記ポスト電極の前記頂面上にそれぞれ搭載されている複数の外部端子と
    を具えており、
    前記感光性樹脂層から複数の前記ポスト電極の頂面及び前記第2部分が露出している
    ことを特徴とする半導体装置。
  11. 前記再配線層は、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されている略凹多角形状のポスト電極搭載部を有する複数の配線パターンを含んでおり、
    前記配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に設けられている複数の前記ポスト電極の底面の輪郭は、前記ポスト電極搭載部の上面の輪郭に対して最小でも2点で交わるように搭載されていることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
  12. 前記ポスト電極搭載領域であって、前記層間絶縁膜と前記配線パターンの間に、応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンがさらに設けられていることを特徴とする請求項10又は11に記載の半導体装置。
  13. 前記ポスト電極搭載領域であって、前記層間絶縁膜と前記配線パターンの間に、設けられている応力を遮断する複数の耐応力金属パターンと、
    前記耐応力金属パターン上に設けられている応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンとがさらに設けられていることを特徴とする請求項10又は11に記載の半導体装置。
  14. 前記耐応力金属パターンの平面形状を略凹多角形状とし、当該耐応力金属パターンの2つの凸部に挟まれていて鈍角をなす複数の凹部は前記耐応力樹脂パターン、前記ポスト電極搭載部及び前記ポスト電極の底面それぞれの輪郭内に位置させてあることを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。
  15. (1)複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜とを有していて、複数の半導体チップ領域が画成されている基板を準備する工程と、
    (2)前記層間絶縁膜上であり、前記半導体チップ領域内に延在する複数の配線パターンであって、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出されている線状部、及び当該線状部の他端に接続されている略凹多角形状のポスト電極搭載部を有する前記配線パターンを含む再配線層を形成する工程と、
    (3)前記配線パターンの前記ポスト電極搭載部上に、当該ポスト電極搭載部の上面の輪郭に対して最小でも2点で交わる輪郭を有する底面を有する複数のポスト電極を形成する工程と、
    (4)複数の前記ポスト電極の頂面を露出させて封止部を形成する工程と、
    (5)複数の前記ポスト電極の頂面上に、複数の外部端子を搭載する工程と、
    (6)複数の前記半導体チップ領域間を切断して、半導体装置の個片化を行う工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  16. (1)複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜とを有していて、複数の半導体チップ領域が画成されており、当該チップ領域内にはポスト電極搭載領域が設定されている基板を準備する工程と、
    (2)前記ポスト電極搭載領域上に、応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンを形成する工程と、
    (3)複数の配線パターンであって、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出される線状部、及び当該線状部の他端に接続され、かつ前記耐応力樹脂パターン上に位置するポスト電極搭載部を有する前記配線パターンを含む再配線層を形成する工程と、
    (4)複数の前記配線パターンの複数の前記ポスト電極搭載部上に、複数のポスト電極を形成する工程と、
    (5)複数の前記ポスト電極の頂面を露出させて封止部を形成する工程と、
    (6)複数の前記ポスト電極の頂面上に、複数の外部端子を搭載する工程と、
    (7)複数の前記半導体チップ領域間を切断して、半導体装置の個片化を行う工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. (1)複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜とを有していて、複数の半導体チップ領域が画成されており、当該チップ領域内にはポスト電極搭載領域が設定されている基板を準備する工程と、
    (2)前記ポスト電極搭載領域に、応力を遮断する複数の耐応力金属パターンを形成する工程と、
    (3)前記耐応力金属パターン上に、応力を緩和する複数の耐応力樹脂パターンを形成する工程と、
    (4)複数の配線パターンであって、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッドから導出される線状部、及び当該線状部の他端に接続され、かつ前記耐応力樹脂パターン上に位置するポスト電極搭載部を有する前記配線パターンを含む再配線層を形成する工程と、
    (5)複数の前記配線パターンの複数の前記ポスト電極搭載部上に、複数のポスト電極を形成する工程と、
    (6)複数の前記ポスト電極の頂面を露出させて封止部を形成する工程と、
    (7)複数の前記ポスト電極の頂面上に、複数の外部端子を形成する工程と、
    (8)複数の前記半導体チップ領域間を切断して、半導体装置の個片化を行う工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  18. (1)複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜とを有していて、複数の半導体チップ領域が画成されており、当該チップ領域内にはポスト電極搭載領域が設定されている基板を準備する工程と、
    (2)前記電極パッド上及び前記層間絶縁膜上に、下地金属層を形成する工程と、
    (3)前記下地金属層上に、複数の配線パターンであって、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッド上から導出される線状部、及び当該線状部の他端に接続されるポスト電極搭載部を有する前記配線パターンを含む再配線層を形成する工程と、
    (4)複数の前記ポスト電極搭載部の一部分をそれぞれ露出させる複数の開口部を有して前記再配線層を覆う応力を吸収する感光性樹脂層を形成する工程と、
    (5)前記ポスト電極搭載領域である前記開口部を埋め込んで前記感光性樹脂層の表面から前記配線パターンに至る第1部分、及び当該第1部分よりも大きい径を有していて、前記第1部分と一体となって、前記ポスト電極搭載領域上であり、かつ前記感光性樹脂層の表面及び前記第1部分上に位置する第2部分を有する複数のポスト電極を形成する工程と、
    (6)複数の前記ポスト電極の頂面上に、複数の外部端子を形成する工程と、
    (7)複数の前記半導体チップ領域間を切断して、半導体装置の個片化を行う工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  19. (1)複数の電極パッドが露出している第1の主表面と、該第1の主表面上に前記電極パッドの一部分を露出させて設けられている層間絶縁膜と、前記第1の主表面と対向する第2の主表面と、前記第1の主表面と前記第2の主表面との間の複数の側面とを有していて、複数の半導体チップ領域が画成されており、当該チップ領域内にはポスト電極搭載領域が設定されている基板を準備する工程と、
    (2)前記電極パッド上及び前記層間絶縁膜上に、下地金属膜を形成する工程と、
    (3)前記下地金属膜上に、複数の配線パターンであって、一端が前記電極パッドに電気的に接続され、前記電極パッド上から導出される線状部、及び当該線状部の他端に接続されるポスト電極搭載部を有する前記配線パターンを含む再配線層を形成する工程と、
    (4)前記再配線層から露出する前記下地金属膜を除去して、前記再配線層の下側に位置する下地金属パターンを有する下地金属層を形成する工程と、
    (5)複数の前記ポスト電極搭載部の一部分をそれぞれ露出させる複数の開口部を有して前記再配線層を覆う応力を吸収する感光性樹脂層を形成する工程と、
    (6)ポスト電極搭載領域内である、前記開口部の側壁及び底面、並びに前記応力緩衝樹脂層の表面の一部分を一体的に覆っているポスト電極下地金属パターンを形成する工程と、
    (7)前記開口部を埋め込んで前記感光性樹脂層の表面から前記配線パターンに至る第1部分、及び当該第1部分よりも大きい径を有していて、前記第1部分と一体となって、前記ポスト電極搭載領域上であり、かつ前記感光性樹脂層の表面及び前記第1部分上に位置する第2部分を有する複数のポスト電極を形成する工程と、
    (8)複数の前記ポスト電極の頂面上に、複数の外部端子を形成する工程と、
    (9)複数の前記半導体チップ領域間を切断して、半導体装置の個片化を行う工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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