JP5041136B2 - Manufacturing method of electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法、並びに、電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of an electronic device.
金属部材と樹脂部材とを含む構成の電子デバイスが知られている。かかる構成の電子デバイスによれば、樹脂部材によって金属部材の絶縁や応力緩和を実現することができる。
ところで、樹脂部材は弾力性を有するため、熱や外力の影響を受けて、容易に形状を変化させることができる。しかし、金属部材は樹脂部材ほどの弾力性を有しないため、樹脂部材が変形すると、その影響を受けてストレスがかかることがある。 By the way, since the resin member has elasticity, the shape can be easily changed under the influence of heat and external force. However, since the metal member does not have elasticity as much as the resin member, when the resin member is deformed, stress may be applied due to the influence.
特に、配線等の導電部材の薄型化が進んでいる状況では、電子デバイスの信頼性を維持するためには、導電部材にかかるストレスを小さくすることが重要である。 In particular, in a situation where a conductive member such as a wiring is becoming thinner, it is important to reduce the stress applied to the conductive member in order to maintain the reliability of the electronic device.
本発明の目的は、信頼性の高い電子デバイスを製造することが可能な半導体装置及びその製造方法、並びに、電子デバイスの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of manufacturing a highly reliable electronic device, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of an electronic device.
(1)本発明に係る半導体装置は、
電極が形成された半導体チップと、
前記半導体チップにおける前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、
前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を含む、前記電極と電気的に接続された配線と、
を含み、
前記配線は、
第1の配線層と、前記第1の配線層上に形成された前記第1の配線層よりも延性の高い材料で構成された第2の配線層とを含み、
前記第1の配線層における前記樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されており、
前記第2の配線層における前記樹脂突起と重複する領域には、ひび割れが形成されていない。
(1) A semiconductor device according to the present invention includes:
A semiconductor chip on which electrodes are formed;
A resin protrusion formed on the surface of the semiconductor chip on which the electrode is formed;
A wiring electrically connected to the electrode, including an electrical connection disposed on the resin protrusion;
Including
The wiring is
Including a first wiring layer and a second wiring layer made of a material having a higher ductility than the first wiring layer formed on the first wiring layer;
In the region overlapping with the resin protrusion in the first wiring layer, a crack is formed,
A crack is not formed in a region overlapping the resin protrusion in the second wiring layer.
本発明によると、配線基板等に実装する際に配線の破壊が起こりにくい、実装性に優れた半導体装置を提供することができる。また、本発明によると、樹脂突起や接着剤等の樹脂部材が変形した場合にも第2の配線層が破壊されにくい、信頼性の高い電子デバイスを容易に製造することが可能な半導体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device excellent in mountability in which wiring is not easily broken when mounted on a wiring board or the like. In addition, according to the present invention, there is provided a semiconductor device capable of easily manufacturing a highly reliable electronic device in which the second wiring layer is not easily broken even when a resin member such as a resin protrusion or an adhesive is deformed. Can be provided.
(2)この半導体装置において、
前記第1の配線層は前記樹脂突起に接触していてもよい。
(2) In this semiconductor device,
The first wiring layer may be in contact with the resin protrusion.
(3)この半導体装置において、
前記第2の配線層は、前記第1の配線層に接触していてもよい。
(3) In this semiconductor device,
The second wiring layer may be in contact with the first wiring layer.
(4)この半導体装置において、
前記第2の配線層の厚みは、前記第1の配線層の厚みの10倍以上であってもよい。
(4) In this semiconductor device,
The thickness of the second wiring layer may be 10 times or more the thickness of the first wiring layer.
これによると、第2の配線層の破壊が起こりにくい半導体装置を提供することができる。 According to this, it is possible to provide a semiconductor device in which the second wiring layer is not easily destroyed.
(5)この半導体装置において、
前記第1の配線層はチタンタングステンによって形成されており、
前記第2の配線層は金によって形成されていてもよい。
(5) In this semiconductor device,
The first wiring layer is formed of titanium tungsten;
The second wiring layer may be made of gold.
(6)本発明に係る半導体装置の製造方法は、
電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を有する、第1の配線層と、前記第1の配線層上に形成された前記第1の配線層よりも延性が高い材料で構成された第2の配線層とを含む配線を形成する工程と、
前記樹脂突起を変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる工程と、
を含む。
(6) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Preparing a semiconductor substrate on which an electrode is formed;
Forming a resin protrusion on the surface of the semiconductor substrate on which the electrode is formed;
A first wiring layer having an electrical connection portion disposed on the resin protrusion, and a first wiring layer made of a material having higher ductility than the first wiring layer formed on the first wiring layer; Forming a wiring including two wiring layers;
Deforming the resin protrusion to generate a crack in the first wiring layer so that the second wiring layer does not crack; and
including.
本発明によると、実装性に優れた半導体装置を、効率よく製造することができる。 According to the present invention, a semiconductor device excellent in mountability can be efficiently manufactured.
(7)この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させてもよい。
(7) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The first wiring layer may be cracked so that the resin protrusion is pressed and elastically deformed to prevent the second wiring layer from cracking.
(8)この半導体装置の製造方法において、
前記配線に対してプローブ検査を行うプローブ検査工程をさらに含み、
前記プローブ検査工程で、検査プローブによって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させてもよい。
(8) In this method of manufacturing a semiconductor device,
A probe inspection step for performing a probe inspection on the wiring;
In the probe inspection step, the first wiring layer may be cracked so that the resin protrusion is pressed and elastically deformed by an inspection probe so that the second wiring layer does not crack.
これによると、さらに効率よく半導体装置を製造することができる。 According to this, a semiconductor device can be manufactured more efficiently.
(9)この半導体装置の製造方法において、
支持部材によって前記半導体基板を支持した状態で、前記半導体基板を前記電極が形成された面とは反対側から研削し、前記半導体基板を薄くする研削工程をさらに含み、
前記研削工程で、前記支持部材によって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させてもよい。
(9) In this method of manufacturing a semiconductor device,
In a state where the semiconductor substrate is supported by a support member, the semiconductor substrate is ground from the side opposite to the surface on which the electrodes are formed, and further includes a grinding step of thinning the semiconductor substrate,
In the grinding step, the resin protrusions may be pressed and elastically deformed by the support member, and cracks may be generated in the first wiring layer so that cracks do not occur in the second wiring layer.
これによると、さらに効率よく半導体装置を製造することができる。 According to this, a semiconductor device can be manufactured more efficiently.
(10)この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂突起を加熱して熱膨張させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させてもよい。
(10) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The first wiring layer may be cracked so that the resin protrusion is heated and thermally expanded to prevent the second wiring layer from cracking.
(11)この半導体装置の製造方法において、
加熱された押圧部材によって前記樹脂突起を押圧して、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させてもよい。
(11) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The resin wiring protrusion may be pressed by a heated pressing member to cause the first wiring layer to crack so that the second wiring layer does not crack.
(12)この半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板を加熱した後に前記樹脂突起を押圧して、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させてもよい。
(12) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The first wiring layer may be cracked by pressing the resin protrusion after heating the semiconductor substrate so that the second wiring layer does not crack.
(13)この半導体装置の製造方法において、
前記配線を、前記第2の配線層の厚みが前記第1の配線層の10倍以上になるように形成してもよい。
(13) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The wiring may be formed such that the thickness of the second wiring layer is 10 times or more that of the first wiring layer.
(14)本発明に係る半導体装置の製造方法は、
電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に、前記樹脂突起上を通る、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第1の配線層を形成する工程と、
前記第1の配線層よりも延性の高い材料によって、前記第1の配線層上に、ひび割れを有しない第2の配線層を形成する工程と、
を含む。
(14) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Preparing a semiconductor substrate on which an electrode is formed;
Forming a resin protrusion on the surface of the semiconductor substrate on which the electrode is formed;
Forming a first wiring layer on the surface of the semiconductor substrate on which the electrodes are formed, the first wiring layer passing through the resin protrusion and having cracks formed in a region overlapping the resin protrusion;
Forming a second wiring layer having no cracks on the first wiring layer with a material having higher ductility than the first wiring layer;
including.
本発明によると、実装性に優れた半導体装置を、効率よく製造することができる。 According to the present invention, a semiconductor device excellent in mountability can be efficiently manufactured.
(15)本発明に係る半導体装置の製造方法は、
電極が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に樹脂突起を形成する工程と、
前記半導体基板における前記電極が形成された面に、前記樹脂突起を覆う、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第1の金属層を形成する工程と、
前記第1の金属層上に、ひび割れを有しない第2の金属層を形成する工程と、
前記第1及び第2の金属層をパターニングして、前記樹脂突起と重複する領域にひび割れが形成された第1の配線層と、前記第1の配線層上に形成された、前記第1の配線層よりも延性が高い材料で構成されたひび割れを有しない第2の配線層とを含む配線を形成する工程と、
を含む。
(15) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
Preparing a semiconductor substrate on which an electrode is formed;
Forming a resin protrusion on the surface of the semiconductor substrate on which the electrode is formed;
Forming a first metal layer on the surface of the semiconductor substrate on which the electrode is formed, covering the resin protrusion and having a crack formed in a region overlapping the resin protrusion;
Forming a second metal layer having no cracks on the first metal layer;
Patterning the first and second metal layers to form a first wiring layer in which a crack is formed in a region overlapping with the resin protrusion; and the first wiring layer formed on the first wiring layer. Forming a wiring including a second wiring layer that does not have a crack and is made of a material having higher ductility than the wiring layer;
including.
本発明によると、実装性に優れた半導体装置を、効率よく製造することができる。 According to the present invention, a semiconductor device excellent in mountability can be efficiently manufactured.
(16)この半導体装置の製造方法において、
前記第1の配線層は前記樹脂突起に接触していてもよい。
(16) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The first wiring layer may be in contact with the resin protrusion.
(17)この半導体装置の製造方法において、
前記第2の配線層は、前記第1の配線層に接触していてもよい。
(17) In this method of manufacturing a semiconductor device,
The second wiring layer may be in contact with the first wiring layer.
(18)この半導体装置の製造方法において、
前記第1の配線層をチタンタングステンによって形成し、
前記第2の配線層を金によって形成してもよい。
(18) In this method of manufacturing a semiconductor device,
Forming the first wiring layer from titanium tungsten;
The second wiring layer may be formed of gold.
(19)本発明に係る電子デバイスの製造方法は、
電極が形成された半導体チップと、前記半導体チップにおける前記電極が形成された面に形成された樹脂突起と、前記樹脂突起上に配置された電気的接続部を含む、前記電極と電気的に接続された配線と、を含む半導体装置を用意する工程と、
配線パターンを有する配線基板を用意する工程と、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載して、前記電気的接続部と前記配線パターンとを接触させて電気的に接続する工程と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤を形成する工程と、
を含み、
前記半導体装置の前記配線は、
ひび割れが形成されている第1の配線層と、前記第1の配線層上に形成された、前記第1の配線層よりも延性の高い材料で構成されたひび割れが形成されていない第2の配線層とを含む。
(19) An electronic device manufacturing method according to the present invention includes:
A semiconductor chip including an electrode, a resin protrusion formed on a surface of the semiconductor chip on which the electrode is formed, and an electrical connection portion disposed on the resin protrusion, and electrically connected to the electrode A step of preparing a semiconductor device including
Preparing a wiring board having a wiring pattern;
Mounting the semiconductor device on the wiring board and bringing the electrical connection portion and the wiring pattern into contact with each other to electrically connect;
Forming an adhesive for bonding the semiconductor device and the wiring board;
Including
The wiring of the semiconductor device is
A first wiring layer in which a crack is formed and a second wiring formed on the first wiring layer and formed of a material having higher ductility than the first wiring layer. Wiring layer.
本発明によると、樹脂突起や接着剤等の樹脂部材が変形した場合にも第2の配線層が破壊されにくい電子デバイスを、容易かつ効率よく製造することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to easily and efficiently manufacture an electronic device in which the second wiring layer is not easily destroyed even when a resin member such as a resin protrusion or an adhesive is deformed.
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含むものとする。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, this invention shall include what combined the following content freely.
1.半導体装置1の構成
以下、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置1の構成について説明する。なお、図1(A)〜図2(B)は、半導体装置1について説明するための図である。
1. Configuration of
半導体装置1は、図1(A)〜図1(C)に示すように、電極12が形成された半導体チップ10を含む。半導体チップ10は、例えばシリコンチップであってもよい。半導体チップ10における電極12が形成された面15の外形は、矩形(長方形又は正方形)であってもよい。半導体チップ10には、集積回路14が形成されていてもよい。集積回路14の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスタ等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。
The
半導体チップ10には、図1(A)及び図1(C)に示すように、電極12が形成されている。電極12は、半導体チップ10の内部と電気的に接続されていてもよい。電極12は、集積回路14と電気的に接続されていてもよい。あるいは、集積回路14に電気的に接続されていない導電体(導電パッド)を含めて、電極12と称してもよい。電極12は、半導体チップ10の内部配線の一部であってもよい。このとき、電極12は、半導体チップ10の内部配線のうち、外部との電気的な接続に利用される部分であってもよい。電極12は、アルミニウム又は銅等の金属で形成されていてもよい。また、電極12の表面には、TiNやNi等のキャップ層が形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1A and 1C, an
半導体チップ10は、図1(C)に示すように、パッシベーション膜16を有していてもよい。パッシベーション膜16は、電極12を露出させるように形成される。パッシベーション膜16には、電極12を露出させる開口が形成されていてもよい。パッシベーション膜は、例えば、SiO2やSiN等の無機絶縁膜であってもよい。あるいは、パッシベーション膜16は、ポリイミド樹脂などの有機絶縁膜であってもよい。
The
本実施の形態に係る半導体装置1は、図1(A)〜図1(C)に示すように、樹脂突起20を含む。樹脂突起20は、半導体チップ10の面15上に形成されている。樹脂突起20は、図1(C)に示すように、パッシベーション膜16上に形成されていてもよい。
The
樹脂突起20の形状は特に限定されるものではない。面15の外形が矩形をなす場合、樹脂突起20は、面15のいずれかの辺に平行に延びる形状をなしていてもよい。例えば、面15の外形が長方形である場合、樹脂突起20は、長方形の長辺に沿って延びる形状をなしていてもよい(図1(A)参照)。この場合、樹脂突起20は、当該長辺の近傍領域に配置されていてもよい。そして、1つの樹脂突起20上に、複数の電気的接続部32(後述)が配置されてもよい。ただし、樹脂突起20は、上視図において円形をなしていてもよい。この場合、樹脂突起20は、半球状をなしていてもよい。このとき、1つの樹脂突起20には、1つの電気的接続部32のみが配置されてもよい。
The shape of the
樹脂突起20の材料は特に限定されず、既に公知となっているいずれかの材料を適用してもよい。例えば、樹脂突起20は、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン(BCB;benzocyclobutene)、ポリベンゾオキサゾール(PBO;polybenzoxazole)等の樹脂で形成してもよい。
The material of the
本実施の形態に係る半導体装置1は、図1(A)〜図2(B)に示すように、配線30を含む。配線30は、電極12と電気的に接続されている。配線30は、パッシベーション膜16と接触するように形成されていてもよい。配線30は、電極12上から樹脂突起20を越えて、パッシベーション膜16上に至るように形成されていてもよい。すなわち、配線30は、樹脂突起20の両側で、パッシベーション膜16(面15)と接触するように形成されていてもよい。
The
配線30は、図1(A)〜図1(C)に示すように、電気的接続部32を含む。電気的接続部32は、配線30のうち、樹脂突起20上に配置された領域である。電気的接続部32は、配線30のうち、樹脂突起20の上端面22に配置された領域であってもよい(図1(C)参照)。なお、電気的接続部32とは、配線30のうち、他の電子部品の導電部(配線基板の配線パターンなど)との電気的な接続に利用される部分である。すなわち、電気的接続部32とは、配線30のうち、後述する配線パターン44と対向(接触)する領域であってもよい。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
配線30は、図1(B)〜図2(B)に示すように、第1の配線層34と、第2の配線層36とを有する。なお、第2の配線層36は、第1の配線層34上に(第1の配線層34の上面に)形成されている。第2の配線層36は、第1の配線層34を覆うように形成されていてもよい。詳しくは、第2の配線層36は、第1の配線層34における樹脂突起20を向く面とは反対側の面を覆うように形成されていてもよい。第2の配線層36は、第1の配線層34よりも延性(展性)の高い材料で構成されている。言い換えると、第1の配線層34は、第2の配線層36よりも脆弱な材料で構成されていてもよい。
The
そして、本実施の形態に係る半導体装置1では、図2(A)に示すように、第1の配線層34における樹脂突起20と重複する領域には、ひび割れ(亀裂)が形成されている。ひび割れは、電気的接続部32に形成されていてもよい。ひび割れは、第1の配線層34における樹脂突起20の上端面22と側面24とにまたがった領域に形成されていてもよい。ひび割れは、また、第1の配線層34における上端面22と重複する領域の中央部を含む領域に形成されていてもよい。
In the
そして、本実施の形態に係る半導体装置1では、図2(B)に示すように、第2の配線層36における樹脂突起20と重複する領域には、ひび割れが形成されていない。
In the
なお、第1の配線層34は、樹脂突起20と接触するように形成されていてもよい。ただし、第1の配線層34は、図示しない他の配線層上に形成されていてもよい。また、第2の配線層36は配線30の最表層であってもよいが、配線30は第2の配線層36上に形成された他の配線層をさらに含んでいてもよい。そして、第1の配線層34と第2の配線層36とは、接触していてもよく、あるいは、図示しない他の配線層を介して配置されていてもよい。すなわち、配線30は、2層の配線層で構成されていてもよく、3層以上の複数の配線層で構成されていてもよい。また、第1及び第2の配線層34,46の厚みは特に限定されるものではないが、第2の配線層36は、第1の配線層34の10倍以上の厚みに構成されていてもよい。
The
配線30に適用可能な材料は特に限定されるものではない。配線30は、例えば、Au、TiW、Cu、Ni、Pd、Al、Cr、Ti、W、NiV、Ag、鉛フリーはんだなどによって構成されていてもよい。本実施の形態では、第2の配線層36は、第1の配線層34よりも延性が大きい材料で形成されている。例えば、第1の配線層34がTiWによって形成され、第2の配線層36がAuによって形成されていてもよい。
The material applicable to the
本実施の形態に係る半導体装置1は、以上のように構成されていてもよい。この半導体装置1によると、配線30に大きなストレスをかけずに、半導体装置を配線基板等に実装することが可能になる。また、実装後も配線30が破壊されにくくなるため、信頼性の高い電子デバイスを提供することが可能になる。なお、これらの効果の詳細については後述する。
The
2.半導体装置1の製造方法
次に、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置1の製造方法について説明する。図3(A)〜図8(C)は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。
2. Manufacturing Method of
半導体装置1の製造方法は、図3(A)〜図3(C)に示す半導体基板11を用意することを含む。なお、図3(A)は半導体基板11の概略図であり、図3(B)は半導体基板11の断面の一部拡大図である。また、図3(C)は、半導体基板11の上面図の一部拡大図である。半導体基板11は、図3(A)に示すように、ウエハ状であってもよい。ただし、チップ状の半導体基板(半導体チップ)を用意して、以下の工程を行ってもよい。半導体基板11は、図3(B)及び図3(C)に示すように、電極12を有する。半導体基板11は、また、パッシベーション膜16を有していてもよい。
The manufacturing method of the
半導体装置1の製造方法は、図4(A)〜図4(D)に示すように、樹脂突起20を形成することを含む。以下、樹脂突起20を形成する手順について説明する。
The manufacturing method of the
はじめに、図4(A)に示すように、半導体基板11に樹脂材料25を設ける。その後、図4(B)に示すように、樹脂材料25の一部を除去して、樹脂材料25をパターニングする。その後、パターニングされた樹脂材料25を硬化(例えば熱硬化)させることによって、図4(C)及び図4(D)に示すように、樹脂突起20を形成してもよい。なお、本実施の形態では、樹脂材料25を溶融させた後に硬化させることによって、樹脂突起20を形成してもよい。このとき、樹脂材料25の溶融条件や、硬化条件を調整することによって、樹脂突起20の形状(上面の形状)を制御することができる。例えば、樹脂材料25を、表面のみが溶融し、中心が溶融しないように(半溶融状態まで)加熱し、その後硬化させることによって、上面が凸曲面となるように、樹脂突起20を形成することができる。なお、樹脂突起20は、底面の幅Wと高さHとが、H<W/2の関係を満たすように形成してもよい(図4(C)参照)。樹脂材料25の形状や材料、硬化条件などを調整することで、樹脂突起20の形状を制御することができる。なお、ここで言う樹脂突起20の高さとは、樹脂突起20の、半導体チップ10の厚み方向(面15と直交する方向)の幅であってもよい。また、樹脂突起20の底面の幅とは、樹脂突起20の底面における配線30が延びる方向の長さであってもよい。
First, as shown in FIG. 4A, a
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、配線30を形成することを含む。以下、第1及び第2の配線層34,36を有する配線30を形成する手順について説明する。なお、図5(A)〜図7(C)は、配線30を形成する工程の一例を説明するための図である。
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment includes forming the
はじめに、図5(A)及び図5(B)に示すように、半導体基板11上に第1の金属層35を形成する。第1の金属層35は、半導体基板11の電極12が形成された面に形成する。第1の金属層35は、樹脂突起20を覆うように形成する。第1の金属層35は、電極12及びパッシベーション膜16を覆うように形成してもよい。第1の金属層35は、電極12と電気的に接続されるように形成してもよい。第1の金属層35は、例えば、スパッタリングによって形成してもよい。第1の金属層35の材料は特に限定されるものではないが、後述する第2の金属層37よりも延性の低い材料(脆性材料)で構成する。第1の金属層35は、例えば、TiWで構成してもよい。
First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a
次に、図6(A)及び図6(B)に示すように、第1の金属層35における樹脂突起20と重複する領域にひび割れを形成する。第1の金属層35にひび割れを形成する方法は特に限定されるものではない。例えば、樹脂突起20を変形させることによって、第1の金属層35にひび割れを形成してもよい。具体的には、図6(A)に示すように押圧部材100と半導体基板11とによって樹脂突起20を押圧して変形(弾性変形)させ、これにより、図6(B)に示すように第1の金属層35における樹脂突起20と重複する領域にひび割れを形成してもよい。なお、本工程では、押圧部材100を利用して樹脂突起20を弾性変形させる。そのため、押圧部材100を取り去ると、樹脂突起20の形状は、押圧前の形状に戻る。
Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, a crack is formed in a region overlapping the
本実施の形態では、押圧部材100は検査プローブであってもよい。そして、検査プローブとしての押圧部材100と半導体基板11とによって樹脂突起20を押圧して変形させた状態で、プローブ検査を行ってもよい。これによると、信頼性の高い半導体装置を効率よく製造することが可能になる。
In the present embodiment, the pressing
その後、図7(A)及び図7(B)に示すように、第1の金属層35上に第2の金属層37を形成する。第2の金属層37は、第1の金属層35よりも延性(展性)の高い材料で形成する。第2の金属層37は、Auで形成してもよい。第2の金属層37は、例えば、第1の金属層35をシード層とするめっき処理工程によって形成してもよい。第2の金属層37は、第1の金属層35に接触するように形成してもよい。あるいは、第2の金属層37は、図示しない他の金属層を挟んで、第1の金属層35上に(第1の金属層35と重複するように)形成してもよい。
Thereafter, as shown in FIGS. 7A and 7B, a
そして、第1及び第2の金属層35,37をパターニングすることによって、第1及び第2の配線層34,36を有する配線30を形成する(図2(A)及び図2(B)参照)。
Then, the first and second metal layers 35 and 37 are patterned to form the
そして、半導体基板11を切断する工程や、検査工程、あるいは、樹脂突起20における配線30からの露出領域の一部を除去する工程などをさらに経て、半導体装置1を形成してもよい(図1(A)〜図2(B)参照)。
Then, the
3.電子デバイス1000の製造方法
次に、本発明を適用した実施の形態に係る電子デバイス1000の製造方法について説明する。図8(A)〜図8(C)は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。
3. Manufacturing Method of
本実施の形態に係る電子デバイス1000の製造方法は、配線基板2を用意することを含む。以下、配線基板2の構成について説明する。
The method for manufacturing the
配線基板2は、ベース基板42と、配線パターン44とを含む。ベース基板42(配線基板2)は、電気光学パネル(液晶パネル・エレクトロルミネッセンスパネル等)の一部であってもよい。このとき、ベース基板42は、例えば、セラミック基板やガラス基板であってもよい。また、配線パターン44の材料についても特に限定されるものではないが、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、Cr、Alなどの金属膜、金属化合物膜、又は、これらの複合膜によって形成されていてもよい。なお、配線パターン44は、液晶を駆動する電極(走査電極、信号電極、対向電極等)に電気的に接続されていてもよい。ただし、配線基板2は、樹脂基板であってもよい。
The
本実施の形態に係る電子デバイス1000の製造方法は、半導体装置1を用意することを含む。半導体装置1は、既に説明したいずれかの構成をなしていてもよく、また、半導体装置1は上述した方法で形成してもよい。
The method for manufacturing the
本実施の形態に係る電子デバイス1000の製造方法は、半導体装置1を配線基板2に実装する工程を含む。以下、図8(A)〜図8(C)を参照して、半導体装置1を配線基板2に実装する工程について説明する。
The method for manufacturing the
はじめに、図8(A)に示すように、半導体装置1を配線基板2上に配置する。ここでは、半導体装置1を、半導体チップ10の面15が配線基板2を向くように配置する。また、半導体装置1の電気的接続部32(樹脂突起20)と配線基板2の配線パターン44とが対向(重複)するように、半導体装置1と配線基板2との位置合わせをする。例えば、図示しない治具(ボンディングツール)によって、半導体装置1を保持し、半導体装置1と配線基板2との位置合わせを行ってもよい。このとき、半導体装置1を、面15が配線基板2と平行になるように保持してもよい。なお、治具にはヒータが内蔵されていてもよく、これにより、半導体装置1を加熱してもよい。半導体装置1を加熱することによって、電気的接続部32が加熱され、電気的接続部32と配線パターン44とを確実に電気的に接続することができる。
First, as shown in FIG. 8A, the
なお、半導体装置1と配線基板2との間には、図8(A)に示すように、予め接着材料52を設けておいてもよい。接着材料52は、ペースト状あるいはフィルム状で設けてもよい。接着材料52は、導電粒子などを含まない絶縁性の材料(NCP,NCF)であってもよい。接着材料52は、例えば、配線基板2上に設けてもよい。
Note that an
その後、図8(B)に示すように、半導体装置1と配線基板2とを近接させて電気的接続部32と配線パターン44とを接触させて、両者を電気的に接続させる。本工程では、半導体チップ10と配線基板2(ベース基板42)とによって樹脂突起20を押しつぶして、図8(B)に示すように、樹脂突起20を弾性変形させてもよい。これによると、樹脂突起20の弾性力によって、電気的接続部32と配線パターン44とを押し付けることができるため、電気的な接続信頼性の高い電子デバイス1000を製造することができる。また、本工程では、接着材料52を流動させながら、半導体装置1と配線基板2とを近接させてもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 8B, the
そして、図8(C)に示すように、半導体装置1と配線基板2との間に、接着剤50を形成する。接着剤50は、接着材料52を硬化させることによって形成することができる。接着剤50によって、半導体装置1と配線基板2とを接着(固着)する。接着剤50によって、半導体チップ10と配線基板2との間隔を維持してもよい。すなわち、接着剤50によって、樹脂突起20が弾性変形した状態を維持してもよい。例えば、樹脂突起20が弾性変形した状態で接着剤50を形成することで、樹脂突起20が弾性変形した状態を維持することができる。これにより、電気的接続部32と配線パターン44との電気的な接続信頼性の高い電子デバイス1000を製造することができる。なお、接着剤50の材料は特に限定されない。接着剤50は、例えば樹脂材料によって形成してもよい。そして、接着材料52は、熱硬化性の樹脂材料であってもよい。
Then, an adhesive 50 is formed between the
以上の工程によって、電子デバイス1000を形成してもよい。なお、電子デバイス1000は、表示デバイス(パネルモジュール)であってもよい。表示デバイスは、例えば液晶表示デバイスやEL(Electrical Luminescence)表示デバイスであってもよい。図9には、表示デバイスとしての電子デバイス1000を示す。このとき、半導体装置1は、表示デバイスを制御するドライバICであってもよい。また、電子デバイス1000を有する電子機器として、図10にはノート型パーソナルコンピュータ2000を、図11には携帯電話3000を、それぞれ示す。
The
4.効果
以下、本発明が奏する作用効果について説明する。
4). Effect Hereinafter, the effect which this invention show | plays is demonstrated.
本実施の形態では、先に説明したように、半導体装置1を配線基板2に実装する工程で、半導体装置1の樹脂突起20は、半導体チップ10と配線基板2とによって押しつぶされて弾性変形する。そして、半導体装置1を有する電子デバイスによると、樹脂突起20の弾性力によって電気的接続部32が配線パターン44に押し付けられて、配線30(電気的接続部32)と配線パターン44との電気的な接続信頼性が維持される。ここで、半導体装置1では、樹脂突起20が変形すると、樹脂突起20の形状に追従して、電気的接続部32が変形する(図8(B)及び図8(C)参照)。一般的に、金属は樹脂に比べて延性が低い。そのため、配線30(電気的接続部32)が樹脂突起20に合わせて変形すると、配線30にストレスがかかるおそれがある。
In the present embodiment, as described above, in the process of mounting the
ところで、本実施の形態に係る半導体装置1によると、第1の配線層34における樹脂突起20と重複する領域にはひび割れが形成されている。すなわち、半導体装置1によると、第1の配線層34は変形しやすくなっている。そのため、第1の配線層34に大きなストレスを与えることなく、第1の配線層34を、樹脂突起20に追従して変形させることができる。そして、半導体装置1によると、第1の配線層34を覆う第2の配線層36が、第1の配線層34よりも延性の高い材料で構成されている。そのため、第1の配線層34(樹脂突起20)が変形した場合でも、第2の配線層36は、大きなストレスを受けることなく第1の配線層34(樹脂突起20)に追従して変形することができる。また、第1の配線層34が変形しやすくなっていることから、第1の配線層34が破断した場合でも、破断時に解放されるエネルギーが小さくなり、第2の配線層36を破壊することを防止することができる。このことから、半導体装置1によると、樹脂突起20が変形した場合でも、第2の配線層36が破壊されることを防止することができる。そして、第2の配線層36にはひび割れが形成されていないため、第2の配線層36の破壊を防止することができれば、配線30の電気的な信頼性を維持することができる。すなわち、半導体装置1によると、実装工程で配線30の破損を防止することが可能で、電気的な信頼性の高い電子デバイスを効率よく製造することが可能になる。
By the way, in the
また、電子デバイスは、使用環境や、半導体装置(導電体の内部抵抗)等で発生する熱によって加熱されることがある。一般的に、樹脂部材は導電部材よりも熱膨張率が高いため、電子デバイスが加熱されると樹脂部材と導電部材とが不均一に膨張し、導電部材にストレスが加わるおそれがある。また、電子デバイスは、使用状況によって外力を受けることがあり、これにより樹脂部材が変形し、該樹脂部材に接触している導電部材にストレスが加わるおそれがある。 An electronic device may be heated by heat generated in a use environment, a semiconductor device (internal resistance of a conductor), or the like. In general, since the resin member has a higher coefficient of thermal expansion than the conductive member, when the electronic device is heated, the resin member and the conductive member expand non-uniformly, and stress may be applied to the conductive member. In addition, the electronic device may receive an external force depending on the use state, and thereby the resin member may be deformed, and stress may be applied to the conductive member in contact with the resin member.
しかし、半導体装置1によると、配線基板2に実装された後であっても、第1の配線層34は、大きなストレスを受けることなく、樹脂突起20に追従して変形することができる。そのため、第1の配線層34が変形する際に、第1の配線層34が第2の配線層36に与えるストレス(撃力)を小さくすることができる。すなわち、第2の配線層36は、大きなストレスを受けずに、樹脂突起20に追従して変形することが可能になる。このことから、半導体装置1によると、第2の配線層36の破壊が起こりにくい、信頼性の高い電子デバイスを効率よく製造することが可能になる。
However, according to the
5.変形例
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
5. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
以下、具体的な変形例について説明する。 Hereinafter, specific modifications will be described.
(第1の変形例)
図12(A)及び図12(B)は、本発明を適用した実施の形態の第1の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。
(First modification)
12A and 12B are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to a first modification of the embodiment to which the present invention is applied.
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、図12(A)及び図12(B)に示すように、第1の金属層35をパターニングすることを含む。なお、第1の金属層35をパターニングする工程は、第1の金属層35にひび割れを形成する工程や、第2の配線層36(第2の金属層37)を形成する工程の前に行う。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment includes patterning the
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、パターニングされた第1の金属層35にひび割れを形成する工程を含む。例えば、樹脂突起20を変形させることによって(図6(A)参照)、パターニングされた第1の金属層35にひび割れを形成してもよい。これにより、樹脂突起20と重複する領域にひび割れが形成された、第1の配線層34を形成してもよい(図2(A)参照)。
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment includes a step of forming a crack in the patterned
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、第1の配線層34に第2の配線層36を形成することを含む。これにより、第1の配線層34と第2の配線層36とを有する配線30を形成してもよい(図2(A)及び図2(B)参照)。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment includes forming a
(第2の変形例)
図13(A)〜図14は、本発明を適用した実施の形態の第2の変形例に係る半導体装置の製造方法について説明するための図である。
(Second modification)
FIG. 13A to FIG. 14 are diagrams for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to a second modification of the embodiment to which the present invention is applied.
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、樹脂突起20が形成された半導体基板11に、配線60を形成する工程を含む。配線60は、第1の配線層62と、第1の配線層62上に形成された第2の配線層64とを含む。なお、第2の配線層64は、第1の配線層62よりも延性の高い材料で構成されている。また、本実施の形態では、第1及び第2の配線層62,64は、図13(A)及び図13(B)に示すように、ひび割れを有しない様に形成する。
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment includes a step of forming the
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、第2の配線層64にひび割れが形成されないように、第1の配線層62にひび割れを形成することを含む。本実施の形態では、例えば、樹脂突起20(配線60)を変形させることによって、第1の配線層62にひび割れを形成してもよい。例えば、樹脂突起20の形状や、樹脂突起20の変形量、あるいは、配線60の構成(第1及び第2の配線層62,64の材料や厚み)を調整することによって、第2の配線層64にひび割れが発生しないように、第1の配線層62にひび割れを発生させることができる。
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment includes forming a crack in the
詳しくは、本実施の形態では、第2の配線層64は、第1の配線層62よりも延性の高い材料で構成されている。言い換えると、第1の配線層62は、第2の配線層64よりも脆い。そのため、第1及び第2の配線層62,64を同じように変形させれば、第1の配線層62を第2の配線層64よりも先に破壊させることができ、第1の配線層62のみにひび割れを発生させることができる。そして、第2の配線層64にひび割れが発生しないように樹脂突起20の変形量を調整することで、第1の配線層62のみにひび割れを発生させることができる。
Specifically, in the present embodiment, the
例えば、配線60(第1及び第2の配線層62,64)が、第2の配線層64が第1の配線層62の10倍以上の厚みとなるように形成されている場合、第1の配線層62に発生したひび割れ(亀裂)が、第2の配線層64に伝搬することを防止することができる。そのため、容易に、第1の配線層62にひび割れが発生するように、かつ、第2の配線層64にひび割れが発生しないように、配線60(樹脂突起20)を変形させることができる。
For example, when the wiring 60 (first and second wiring layers 62 and 64) is formed so that the
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板11を薄くする工程を含んでいてもよい。例えば、図14に示すように、半導体基板11を支持部材200で支持して、半導体基板11を面15とは反対側から研削して、半導体基板11を薄くしてもよい。そして、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法では、半導体基板11を薄くする工程で、半導体基板11を支持部材200に向けて押圧し、半導体基板11と支持部材200とによって樹脂突起20を弾性変形させることによって、第1の配線層62にひび割れを形成してもよい。これによると、効率よく半導体装置を形成することができる。
The manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment may include a step of thinning the
ただし、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板11を個片に(チップ状に)分割した後に、配線基板によって樹脂突起20を押圧して弾性変形させて、第2の配線層64にひび割れが発生しないように、第1の配線層62のみにひび割れを発生させてもよい。例えば、チップ状の半導体基板11を配線基板に仮固定するときに、樹脂突起20を弾性変形させてもよい。これによっても、効率よく半導体装置を形成することができる。
However, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, after the
(第3の変形例)
本発明を適用した実施の形態の第3の変形例に係る半導体装置の製造方法では、熱膨張によって樹脂突起20を変形させて、第1の金属層35にひび割れを形成することを含む。例えば、半導体基板を急激に加熱することで樹脂突起20の温度を急激に高めて樹脂突起20を熱膨張させ、第1の金属層35にひび割れを発生させてもよい。具体的には、0.5〜2秒の間に樹脂突起20を200度程度まで急加熱することによって、樹脂突起20を熱膨張させてもよい。
(Third Modification)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the third modification of the embodiment to which the present invention is applied, the
なお、樹脂突起20を熱膨張させる工程は、樹脂突起20を押圧して弾性変形させる工程と合わせて行ってもよい。この場合、樹脂突起20を押圧する押圧部材によって、樹脂突起20を加熱してもよい。例えば、加熱された押圧部材で樹脂突起20を押しつぶすことによって、樹脂突起20を、弾性変形させながら熱膨張させてもよい。ただし、樹脂突起20を熱膨張させる工程は、樹脂突起20を押圧して弾性変形させる工程に代えて行ってもよい。
Note that the step of thermally expanding the
1…半導体装置、 2…配線基板、 10…半導体チップ、 11…半導体基板、 12…電極、 14…集積回路、 15…面、 16…パッシベーション膜、 20…樹脂突起、 22…上端面、 24…側面、 25…樹脂材料、 30…配線、 32…電気的接続部、 34…第1の配線層、 35…第1の金属層、 36…第2の配線層、 37…第2の金属層、 42…ベース基板、 44…配線パターン、 50…接着剤、 52…接着材料、 60…配線、 62…第1の配線層、 64…第2の配線層、 100…押圧部材、 200…支持部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
配線パターンを有する配線基板を用意する工程と、
前記半導体装置を前記配線基板に搭載して、前記電気的接続部と前記配線パターンとを接触させて電気的に接続する工程と、
前記半導体装置と前記配線基板とを接着する接着剤を形成する工程と、
を含み、
前記半導体装置を用意する工程は、前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる工程を更に含む、電子デバイスの製造方法。 A semiconductor chip including an electrode, a resin protrusion formed on a surface of the semiconductor chip on which the electrode is formed, and an electrical connection portion disposed on the resin protrusion, and electrically connected to the electrode A first wiring layer, and a second wiring layer formed on the first wiring layer and made of a material having higher ductility than the first wiring layer. A step of preparing a semiconductor device including wiring;
Preparing a wiring board having a wiring pattern;
Mounting the semiconductor device on the wiring board and bringing the electrical connection portion and the wiring pattern into contact with each other to electrically connect;
Forming an adhesive for bonding the semiconductor device and the wiring board;
Including
The step of preparing the semiconductor device further includes a step of generating a crack in the first wiring layer so as not to generate a crack in the second wiring layer by pressing and elastically deforming the resin protrusion. The manufacturing method of an electronic device.
前記第1の配線層にひび割れを発生させる工程は、前記配線に対してプローブ検査を行うプローブ検査工程を含み、
前記プローブ検査工程で、検査プローブによって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる、電子デバイスの製造方法。 In the manufacturing method of the electronic device of Claim 1,
The step of generating cracks in the first wiring layer includes a probe inspection step of performing a probe inspection on the wiring,
In the probe inspection step, the resin protrusion is pressed and elastically deformed by an inspection probe to cause the first wiring layer to crack so that the second wiring layer does not crack. Production method.
前記第1の配線層にひび割れを発生させる工程は、支持部材によって前記半導体基板を支持した状態で、前記半導体基板を前記電極が形成された面とは反対側から研削し、前記半導体基板を薄くする研削工程をさらに含み、
前記研削工程で、前記支持部材によって前記樹脂突起を押圧して弾性変形させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる、電子デバイスの製造方法。 In the manufacturing method of the electronic device of Claim 1,
In the step of generating cracks in the first wiring layer, the semiconductor substrate is ground from the side opposite to the surface on which the electrodes are formed in a state where the semiconductor substrate is supported by a support member, and the semiconductor substrate is thinned. Further comprising a grinding step
In the grinding process, the resin protrusion is pressed and elastically deformed by the support member to generate a crack in the first wiring layer so that the second wiring layer does not crack. Production method.
前記第1の配線層にひび割れを発生させる工程は、前記樹脂突起を加熱して熱膨張させて、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる工程を含む、電子デバイスの製造方法。 In the manufacturing method of the electronic device in any one of Claims 1-3,
In the step of generating a crack in the first wiring layer, the resin protrusion is heated and thermally expanded to generate a crack in the first wiring layer so that the second wiring layer is not cracked. The manufacturing method of an electronic device including the process to make.
加熱された押圧部材によって前記樹脂突起を押圧して、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる、電子デバイスの製造方法。 In the manufacturing method of the electronic device according to claim 4, which refers to claim 1,
A method of manufacturing an electronic device, wherein a crack is generated in the first wiring layer so that the resin protrusion is pressed by a heated pressing member so that the second wiring layer is not cracked.
前記半導体基板を加熱した後に前記樹脂突起を押圧して、前記第2の配線層にひび割れが発生しないように、前記第1の配線層にひび割れを発生させる、電子デバイスの製造方法。 In the method for manufacturing an electronic device according to claim 4 or claim 5 quoting claim 1,
An electronic device manufacturing method, wherein the first wiring layer is cracked by pressing the resin protrusion after heating the semiconductor substrate so that the second wiring layer is not cracked.
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JP2007016524A JP5041136B2 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Manufacturing method of electronic device |
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