JP5320275B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

Description

本発明は、導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semi-conductor device and its.

情報携帯機器、小型電子機器等の高性能化、小型化のニーズに応じて、半導体装置の高密度実装技術に関する開発が進められている。高密度実装技術の中で、半導体集積回路を有する半導体ウエハを、ウエハの形態のままパッケージ加工を行なうウエハレベルパッケージ(WLP)の技術及び半導体チップのパッケージ毎に個片化されたチップサイズパッケージ(CSP)の技術が、広く利用されている。   Developments related to high-density mounting technology for semiconductor devices are in progress in response to the needs for higher performance and smaller size of portable information devices, small electronic devices, and the like. Among high-density packaging technologies, a wafer level package (WLP) technology for processing a semiconductor wafer having a semiconductor integrated circuit in the form of a wafer, and a chip size package (for each semiconductor chip package) CSP) technology is widely used.

図1は、従来の半導体ウエハ及びウエハレベルパッケージを例示する図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional semiconductor wafer and a wafer level package.

(ウエハレベルパッケージ(WLP))
図1の(a)は、半導体集積回路を有する半導体ウエハ11の平面図を例示している。半導体ウエハ11の直径は、インチの値で呼称され、高密度実装技術の分野においては、6,8及び12インチ等が使用される。ウエハレベルパッケージ(WLP)のパッケージ化の技術は、個々の半導体チップ13の集合した半導体ウエハ11全体を、一括して、再配線、樹脂封止等パッケージ化を行う技術である。パッケージ化の最終工程で、スクライブライン12において切断、分割され、個々の半導体チップのパッケージが得られる。個々のパッケージの外形寸法は、半導体チップの大きさと同等あるいは僅かに大きいパッケージであるので、チップサイズパッケージ(CSP)と呼ばれる。
(Wafer level package (WLP))
FIG. 1A illustrates a plan view of a semiconductor wafer 11 having a semiconductor integrated circuit. The diameter of the semiconductor wafer 11 is referred to as an inch value, and 6, 8 and 12 inches are used in the field of high-density mounting technology. The wafer level package (WLP) packaging technique is a technique for collectively packaging the entire semiconductor wafer 11 in which individual semiconductor chips 13 are assembled, such as rewiring and resin sealing. In the final packaging process, the semiconductor chip package is obtained by cutting and dividing at the scribe line 12. Each package has an outer dimension equal to or slightly larger than the size of the semiconductor chip, and is therefore referred to as a chip size package (CSP).

図1の(b)は、WLPのパッケージ加工により半導体ウエハ11がパッケージされた状態を例示しており、図(a)の半導体ウエハ11の切断線X−Xに相当する位置における、WLPのパッケージの断面を拡大した図である。図(b)において、半導体チップ13は、半導体集積回路14、電極パッド15及び保護膜16を有し、同一の半導体ウエハ11上に隣接して設けられている。半導体ウエハ11上に、再配線層111が形成される。再配線層111は、内部接続端子17,第1絶縁層18、第2絶縁層19、配線20、外部接続端子21及びソルダレジスト層22等を有している。再配線層111の形成は、ワイヤボンディング、絶縁層積層、配線めっき等のパッケージ加工により、なされる。このようにパッケージ化されたそれぞれの半導体チップは、基板切断位置Cにおけるスクライブライン42によって、隣接する半導体チップと分かたれている。なお、「半導体ウエハ」の用語は、主として、「ウエハの形状の半導体基板」の意味で使用した。   FIG. 1B illustrates a state in which the semiconductor wafer 11 is packaged by WLP packaging, and the WLP package at a position corresponding to the cutting line XX of the semiconductor wafer 11 in FIG. FIG. In FIG. 2B, the semiconductor chip 13 has a semiconductor integrated circuit 14, an electrode pad 15, and a protective film 16, and is provided adjacent to the same semiconductor wafer 11. A rewiring layer 111 is formed on the semiconductor wafer 11. The rewiring layer 111 includes an internal connection terminal 17, a first insulating layer 18, a second insulating layer 19, a wiring 20, an external connection terminal 21, a solder resist layer 22, and the like. The rewiring layer 111 is formed by package processing such as wire bonding, insulating layer lamination, and wiring plating. Each semiconductor chip packaged in this way is separated from an adjacent semiconductor chip by a scribe line 42 at the substrate cutting position C. The term “semiconductor wafer” is mainly used to mean “semiconductor substrate in the shape of a wafer”.

(スクライブ領域)
図2は、半導体ウエハの領域を例示する図である。図(a)は、半導体集積回路を有する半導体ウエハ11の平面図であり、図(b)は、図(a)の切断線X−Xにおける半導体ウエハ11の断面の拡大図である。半導体集積回路の領域Sは、半導体集積回路14が設けられている領域を示している。半導体集積回路の領域Sの間に配置された領域Rがスクライブ領域である。スクライブ領域Rの幅方向の中央付近に位置する基板切断位置Cは、それぞれの半導体チップ13を個片化切断するためのダイサ装置等の位置基準となる。スクライブライン12は、切り代を示し、ダイサ装置のブレード厚(図示せず)等に対応する。
(Scribe area)
FIG. 2 is a diagram illustrating a region of a semiconductor wafer. FIG. 1A is a plan view of a semiconductor wafer 11 having a semiconductor integrated circuit, and FIG. 2B is an enlarged view of a cross section of the semiconductor wafer 11 taken along a cutting line XX in FIG. A region S of the semiconductor integrated circuit indicates a region where the semiconductor integrated circuit 14 is provided. A region R disposed between the regions S of the semiconductor integrated circuit is a scribe region. The substrate cutting position C located near the center in the width direction of the scribe region R is a position reference for a dicer device or the like for cutting each semiconductor chip 13 into pieces. The scribe line 12 indicates a cutting margin and corresponds to a blade thickness (not shown) of the dicer device.

(弾性率の異なる2層の絶縁層を有するチップサイズパッケージ(CSP))
図3は、従来のCSPを例示する図である。図(a)は、2層の絶縁層を有するCSPを示す。半導体チップ13に弾性率の異なる2層の絶縁層18,19を設けて、熱硬化後の収縮等に帰因する反りの発生を抑制する技術が開示されている。例えば、低弾性の第1の絶縁層18の弾性率は20MPa以上1000MPa未満であり、高弾性の第2の絶縁層19の弾性率は、1000MPa以上である(特許文献1)。
(Chip size package (CSP) having two insulating layers having different elastic moduli)
FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional CSP. FIG. 1A shows a CSP having two insulating layers. A technique is disclosed in which two insulating layers 18 and 19 having different elastic moduli are provided on the semiconductor chip 13 to suppress the occurrence of warping due to shrinkage after thermosetting. For example, the elastic modulus of the low-elasticity first insulating layer 18 is 20 MPa or more and less than 1000 MPa, and the elastic modulus of the high-elasticity second insulating layer 19 is 1000 MPa or more (Patent Document 1).

図3の(b)は、従来の、他のCSPを例示する図である。半導体素子(半導体チップ)31は、主面32上に形成された絶縁層32a、主面32の外縁を規定する側面33上に形成された絶縁層33a及び主面32に対向する裏面34上に形成された絶縁層34a等を備えている。半導体素子の側面上に絶縁層が形成されているので、物理的な衝撃を緩和して半導体素子の側面を保護することができ、チッピングの発生等を防止することができる(特許文献2)。   FIG. 3B is a diagram illustrating another conventional CSP. The semiconductor element (semiconductor chip) 31 includes an insulating layer 32 a formed on the main surface 32, an insulating layer 33 a formed on the side surface 33 that defines the outer edge of the main surface 32, and a back surface 34 that faces the main surface 32. The formed insulating layer 34a and the like are provided. Since the insulating layer is formed on the side surface of the semiconductor element, physical impact can be reduced to protect the side surface of the semiconductor element, and chipping can be prevented (Patent Document 2).

特開2008−311593号公報JP 2008-311593 A 特開2001−168231号公報JP 2001-168231 A

図3の(c)は、従来の2層の絶縁層を有するCSPにおける、パッケージ内の内部接続端子のクラック発生の状態を例示する図である。クラックは、半導体チップ13に設けられた電極パッド15と配線20とを接続している内部接続端子17の、2層の絶縁層18,19の境界面23を起点に発生している。2層の絶縁層18,19の熱膨張の差等により、2層の境界面23に剪断力が生じ、絶縁層の境界部分に存する内部接続端子17にクラックが生じる場合がある。   FIG. 3C is a diagram illustrating a state of occurrence of cracks in the internal connection terminals in the package in a conventional CSP having two insulating layers. The crack is generated from the boundary surface 23 between the two insulating layers 18 and 19 of the internal connection terminal 17 that connects the electrode pad 15 provided on the semiconductor chip 13 and the wiring 20. A shearing force may be generated at the boundary surface 23 between the two layers due to a difference in thermal expansion between the two insulating layers 18 and 19, and a crack may be generated at the internal connection terminal 17 existing at the boundary portion of the insulating layer.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、内部接続端子にクラックを生じさせない、信頼性を高めた半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems described above, it does not cause cracks in the internal connection terminals, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device and its having improved reliability.

本半導体装置は、半導体基板の一方の面側に形成された半導体集積回路、前記半導体集積回路上に設けられた電極パッド、及び前記半導体集積回路上に前記電極パッドを露出するように設けられた保護膜、を備えた半導体チップと、前記電極パッド上に形成された内部接続端子と、前記半導体チップの縁辺に形成された切り欠き部と、前記切り欠き部を充填するように形成された第1絶縁層と、前記内部接続端子の側面と前記第1絶縁層と前記保護膜を覆うように形成された第2絶縁層と、を有し、前記第1絶縁層は、前記切り欠き部が形成された領域のみに形成されていることを要件とする。
又、本半導体装置の製造方法は、半導体集積回路上に電極パッドが形成された複数の半導体チップ、及び前記複数の半導体チップの各々の間に配置されたスクライブ領域、を備えた半導体基板を準備する工程と、前記半導体基板上に、前記半導体集積回路及び前記電極パッドの領域を覆い、前記スクライブ領域を露出する開口部を有する保護マスクを形成する工程と、前記保護マスクの開口部に対応して、前記スクライブ領域に溝部を加工する工程と、前記保護マスクをスクリーンマスクとして使用して、前記溝部を充填する第1絶縁層を形成する工程と、前記保護マスクを除去し、前記電極パッド上に内部接続端子を形成する工程と、前記第1絶縁層及び前記半導体基板上に第2絶縁層を形成する工程と、前記第2絶縁層上に配線層を形成する工程と、を有することを要件とする。
The semiconductor device is provided so as to expose a semiconductor integrated circuit formed on one surface side of a semiconductor substrate, an electrode pad provided on the semiconductor integrated circuit, and the electrode pad on the semiconductor integrated circuit. A semiconductor chip having a protective film; an internal connection terminal formed on the electrode pad; a notch formed on an edge of the semiconductor chip; and a first part formed so as to fill the notch A first insulating layer, a side surface of the internal connection terminal, a second insulating layer formed to cover the first insulating layer and the protective film, and the first insulating layer has the notch It is formed only to the formation region to have requirements Rukoto.
In addition, a manufacturing method of the present semiconductor device prepares a semiconductor substrate including a plurality of semiconductor chips having electrode pads formed on a semiconductor integrated circuit and a scribe region disposed between each of the plurality of semiconductor chips. Corresponding to the opening of the protective mask, and a step of forming a protective mask having an opening that covers the semiconductor integrated circuit and the electrode pad and exposes the scribe region on the semiconductor substrate. A step of processing a groove portion in the scribe region, a step of forming a first insulating layer filling the groove portion using the protective mask as a screen mask, and removing the protective mask on the electrode pad. Forming an internal connection terminal on the first insulating layer; forming a second insulating layer on the first insulating layer and the semiconductor substrate; and forming a wiring layer on the second insulating layer. And that steps may be a requirement that has a.

内部接続端子にクラックを生じさせない、信頼性を高めた半導体装置及びその製造方法を提供することができる。

Does not cause cracks in the internal connection terminals, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device and its having improved reliability.

従来の半導体ウエハ及びウエハレベルパッケージを例示する図である。It is a figure which illustrates the conventional semiconductor wafer and a wafer level package. 従来の半導体ウエハの領域を例示する図である。It is a figure which illustrates the field of the conventional semiconductor wafer. 従来のチップサイズパッケージを例示する図である。It is a figure which illustrates the conventional chip size package. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を例示する図である。1 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な半導体装置の形態を例示する図である。It is a figure which illustrates the form of the typical semiconductor device in the process of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程における代表的な半導体装置の形態を例示する図である。It is a figure which illustrates the form of the typical semiconductor device in the process of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るCSPの断面を例示する図である。It is a figure which illustrates the cross section of CSP which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。なお、各図の説明において、各図に共通している同一構成部分等については、その部分に同一の符号を付し、重複する場合にはその説明を省く場合がある。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of each drawing, the same components and the like that are common to each drawing are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted when overlapping.

〈第1の実施の形態〉
本発明の第1の実施の形態に係る発明は、保護マスクの使用に関する、半導体装置の製造方法の発明である。本製造方法の説明のため、その前提となる発明について、以下に概略を説明する。
<First Embodiment>
The invention according to the first embodiment of the present invention is an invention of a method for manufacturing a semiconductor device relating to the use of a protective mask. For the description of the present manufacturing method, the outline of the invention as a premise thereof will be described below.

〈第1の実施の形態に係る発明の前提となる発明〉
図4Aは、内部接続端子47が、ほぼ、第2の絶縁層49のみに覆われる構造のCSPのパッケージを例示する図である。内部接続端子47の側面は、第2の絶縁層49のみに覆われているので、内部接続端子が2層の絶縁層に覆われているとき等に受ける剪断力等の影響を、回避することができる。さらに、半導体チップ43の半導体集積回路44の縁辺に形成された溝部Mに、第1絶縁層48が設けられて、溝部Mの面上方に2層の絶縁層48,49が設けられて、半導体チップと絶縁層との密着強度が高められている。その密着強度は、溝部Mの粗化された表面による第1の絶縁層との密着と、溝形状により保持された第1の絶縁層と第2の絶縁層の2層構成とによって、高められている。
<Invention that is the premise of the invention according to the first embodiment>
FIG. 4A is a diagram illustrating a CSP package having a structure in which the internal connection terminals 47 are substantially covered only by the second insulating layer 49. Since the side surface of the internal connection terminal 47 is covered only by the second insulating layer 49, the influence of the shearing force and the like applied when the internal connection terminal is covered by the two insulating layers should be avoided. Can do. Further, a first insulating layer 48 is provided in the groove M formed at the edge of the semiconductor integrated circuit 44 of the semiconductor chip 43, and two insulating layers 48 and 49 are provided above the surface of the groove M, thereby providing a semiconductor. The adhesion strength between the chip and the insulating layer is increased. The adhesion strength is increased by the adhesion between the roughened surface of the groove M and the first insulating layer and the two-layer configuration of the first insulating layer and the second insulating layer held by the groove shape. ing.

図4Bは、内部接続端子がほぼ1層の絶縁層に覆われたCSPのパッケージの製造方法を示す図である。製造の工程は、保護マスク張り付け工程(S1001)、溝部加工工程(S1002)、保護マスク除去工程(S1003)、スクリーンマスク配置工程(S1004)、第1絶縁層形成工程(S1005)、内部接続端子形成工程(S1006)、第2絶縁層形成工程(S1007)、配線層形成工程(S1008)、外部接続端子形成工程(S1009)及びCSP個片化工程(S1010)である。このうち、保護マスク及びスクリーンマスクに関する工程(S1001〜S1005)について概略を説明する。   FIG. 4B is a diagram showing a method of manufacturing a CSP package in which the internal connection terminals are covered with almost one insulating layer. The manufacturing process includes a protective mask attaching step (S1001), a groove processing step (S1002), a protective mask removing step (S1003), a screen mask arranging step (S1004), a first insulating layer forming step (S1005), and an internal connection terminal formation. A step (S1006), a second insulating layer forming step (S1007), a wiring layer forming step (S1008), an external connection terminal forming step (S1009), and a CSP singulation step (S1010). Among these, an outline is demonstrated about the process (S1001-S1005) regarding a protective mask and a screen mask.

(S1001.保護マスク張り付け)
溝部M(図4A)の加工に用いる保護マスクの張り付けを行う工程である。溝部Mは、溝部加工工程(S1002)において、ウエットブラスト等の加工法により形成される。溝部Mの表面は、細かい凹凸を有する表面粗化された状態になっている。保護マスクは、溝部加工工程(S1002)において、溝部の寸法に対応する寸法の開口部を有して、半導体集積回路44の領域、電極パッド45の一部等、溝部Mの周辺の領域を保護する目的で使用される。
(S1001. Protective mask pasting)
This is a step of attaching a protective mask used for processing the groove M (FIG. 4A). The groove part M is formed by a processing method such as wet blasting in the groove part processing step (S1002). The surface of the groove part M is in a roughened state having fine irregularities. In the groove processing step (S1002), the protective mask has an opening having a size corresponding to the size of the groove, and protects a region around the groove M, such as a region of the semiconductor integrated circuit 44 and a part of the electrode pad 45. Used for the purpose.

(S1003.保護マスク除去)
保護マスクを除去して、第1絶縁層形成のためのスクリーンマスクのための空間を確保する。
(S1003. Removal of protective mask)
The protective mask is removed to secure a space for the screen mask for forming the first insulating layer.

(S1004.スクリーンマスク配置)
第1絶縁層形成のためのスクリーンマスクを配置する。WLPの、微細な寸法の加工であるので、配置の位置精度確保に注意を要する。
(S1004. Screen mask arrangement)
A screen mask for forming the first insulating layer is disposed. Since WLP is processed with fine dimensions, care must be taken to ensure the positional accuracy of the arrangement.

(S1005.溝部を覆う第1絶縁層形成)
溝部Mに、S1004において配置したスクリーンマスクを使用して、ペースト状の第1絶縁層48を形成する。
(S1005. Formation of first insulating layer covering groove)
A paste-like first insulating layer 48 is formed in the groove M using the screen mask disposed in S1004.

内部接続端子形成工程(S1006)以降の工程は、WLPのパッケージの再配線層の形成等の工程である。再配線層の形成等の工程は、後述するので、その説明を省く。本発明は、上記の前提の発明を改良した発明である。   The steps after the internal connection terminal forming step (S1006) are steps such as forming a rewiring layer of the WLP package. Since the process of forming the rewiring layer will be described later, the description thereof is omitted. The present invention is an invention obtained by improving the above-mentioned invention.

以下、本発明を説明する。   The present invention will be described below.

図4Cは、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。製造方法は、保護マスク張り付け工程(S101)、溝部加工工程(S102)、第1絶縁層形成工程(S103)、内部接続端子形成工程(S104)、第2絶縁層形成工程(S105)、配線層形成工程(S106)、外部接続端子形成工程(S107)及びCSP個片化工程(S108)を有している。   FIG. 4C is a diagram illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the invention. The manufacturing method includes a protective mask attaching step (S101), a groove processing step (S102), a first insulating layer forming step (S103), an internal connection terminal forming step (S104), a second insulating layer forming step (S105), and a wiring layer. It has a forming step (S106), an external connection terminal forming step (S107), and a CSP separation step (S108).

図5A,5Bは、図4Cの製造方法の工程における、代表的な半導体装置の形態を例示する図である。   5A and 5B are diagrams illustrating exemplary semiconductor device configurations in the manufacturing method of FIG. 4C.

以下、図5A,図5Bの半導体装置の形態等を参照しながら、半導体装置の製造方法について、順を追って説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device will be described step by step with reference to the form of the semiconductor device in FIGS. 5A and 5B.

(S101.保護マスク張り付け工程)
図4CのS101の保護マスク張り付け工程は、溝部加工に用いる保護マスクの張り付けを行う工程である。保護マスクは、溝部加工の対象となる溝部の寸法に対応する寸法の開口部を有して、溝部の周辺の領域を保護する目的で使用される。
(S101. Protective mask pasting step)
The protective mask pasting step of S101 in FIG. 4C is a step of pasting a protective mask used for groove processing. The protective mask has an opening having a size corresponding to the size of the groove to be processed by the groove, and is used for the purpose of protecting the area around the groove.

図5Aの(a)は、半導体ウエハ51における半導体チップ52上に、保護マスク53aが張り付けられた状態を示している。保護マスク53aは、半導体集積回路の領域Sを保護し、スクライブ領域Rの一部分に溝部57(破線表示部)を形成するための開口部53cを有するマスクである。溝部加工として、開口部53cに対して、ウエットブラスト加工、エッチング加工等を施す。   FIG. 5A shows a state in which a protective mask 53 a is stuck on the semiconductor chip 52 in the semiconductor wafer 51. The protective mask 53a is a mask having an opening 53c for protecting the region S of the semiconductor integrated circuit and forming a groove 57 (broken line display portion) in a part of the scribe region R. As the groove processing, wet blast processing, etching processing, or the like is performed on the opening 53c.

保護マスク53aの材料としては、例えば、感光性の、ドライフィルムレジストまたは液状レジスト等を使用することができる。開口部53cの加工は、レジスト材に対して、周知の、露光・現像・剥離の加工手順により行う。本発明においては、溝部加工工程に使用する保護マスク53aを、次工程の第1絶縁層形成工程(S103)においても継続して使用するので、溝部加工工程での厚さの変化を見込んで、予め、厚さT1を算定しておく。保護マスク53aの厚さの変化とは、溝部加工時に、保護マスク53a自体も、ウエットブラスト加工等の影響を受け、同時に摩滅してその厚さが薄くなっていく変化を指している。保護マスク53aの厚さは、保護マスクの材質、半導体チップの物性、絶縁層の寸法等の設計条件及び溝部加工の加工条件等に対応して、適宜設定することができる。   As a material of the protective mask 53a, for example, a photosensitive dry film resist or a liquid resist can be used. The opening 53c is processed by a known exposure / development / peeling processing procedure for the resist material. In the present invention, since the protective mask 53a used in the groove processing step is continuously used in the first insulating layer forming step (S103) of the next step, the thickness change in the groove processing step is expected. The thickness T1 is calculated in advance. The change in the thickness of the protective mask 53a refers to a change in which the protective mask 53a itself is affected by wet blasting or the like at the time of groove processing, and is simultaneously worn and thinned. The thickness of the protective mask 53a can be appropriately set according to the design conditions such as the material of the protective mask, the physical properties of the semiconductor chip, the dimensions of the insulating layer, the processing conditions for the groove processing, and the like.

(S102.溝部加工)
図4CのS102の溝部加工工程は、スクライブ領域Rの基板切断位置C(図5Aの(a))付近を中心として溝部57(破線表示部)を形成する工程であり、保護マスク53aを用いる。溝部の形状は、第1絶縁層の樹脂が確実に溝の面と密着結合することができて、かつ、十分な第1絶縁層の樹脂の量を確保できるように、その断面形状が半円形またはU字状の形状を有することが望ましい。溝部の表層面については、細かい凹凸を有する表面粗化された状態であることが望ましい。表面粗化された面の表層と、絶縁層の樹脂との間で、アンカー効果をもつ確実な密着結合をさせるためである。ウエットブラスト加工、エッチング加工またはプラズマアッシング加工等により溝部を形成すると、溝部の表面粗化を行うことができる。なお、形成された溝部57は、後に示す図5Bの(h)のように、パッケージ化され個片化された半導体チップ52のスクライブライン12周辺の縁辺部において、第1絶縁層58を有する切り欠き部となる。
(S102. Groove processing)
The groove processing step of S102 in FIG. 4C is a process of forming the groove 57 (broken line display portion) around the substrate cutting position C (FIG. 5A (a)) in the scribe region R, and uses the protective mask 53a. The groove has a semicircular cross-sectional shape so that the resin of the first insulating layer can be securely bonded to the groove surface and a sufficient amount of resin of the first insulating layer can be secured. Or it is desirable to have a U-shape. About the surface layer surface of a groove part, it is desirable that it is the surface roughened state which has fine unevenness | corrugation. This is because a reliable tight bond having an anchor effect is caused between the surface layer of the roughened surface and the resin of the insulating layer. When the groove is formed by wet blasting, etching, plasma ashing, or the like, the surface of the groove can be roughened. As shown in FIG. 5B (h) which will be described later, the formed groove portion 57 has a first insulating layer 58 at the edge portion around the scribe line 12 of the packaged and separated semiconductor chip 52. It becomes a missing part.

(ウエットブラスト加工)
溝部加工として、ウエットブラスト加工を行う場合には、研磨材として、例えば、粒径10μm〜20μmのアルミナ砥粒または球状シリカ砥粒等を含んだスラリ懸濁水溶液を使用する。スラリ懸濁水溶液の濃度は、14wt%である。ウエットブラスト装置を使用して、加工対象から10mmの距離におかれたノズルから、加工対象の面に垂直にスラリ懸濁水溶液を噴射する。噴射圧は、例えば、0.25MPaである。ウエットブラスト加工における、研磨材の研磨によって、溝部表面は、細かい凹凸の性状を得ることができる。従って、溝部表面において接着する第1絶縁層との密着結合を、アンカー効果の効いた強固な結合とすることができる。
(Wet blasting)
When wet blasting is performed as the groove processing, a slurry suspension aqueous solution containing, for example, alumina abrasive grains having a particle diameter of 10 μm to 20 μm or spherical silica abrasive grains is used as an abrasive. The concentration of the slurry aqueous solution is 14 wt%. Using a wet blasting device, a slurry suspension aqueous solution is jetted perpendicularly to the surface of the object to be processed from a nozzle placed at a distance of 10 mm from the object to be processed. The injection pressure is, for example, 0.25 MPa. In the wet blasting process, the surface of the groove can have fine irregularities by polishing the abrasive. Therefore, the tight bond with the first insulating layer adhered on the groove surface can be a strong bond with an anchor effect.

図5Aの(b)は、溝部加工が終了した状態を示す図である。保護マスク53aは摩滅して保護マスク53bとなっている。保護マスク53bの開口部53cに対応して、スクライブ領域Rに溝部57が形成されている。溝部57の形状は、半円形またはU字形状である。保護マスク53bは、溝部加工、例えば、ウエットブラスト加工等の影響を受け摩滅し、厚さが、張り付けた当初のT1から減少して、図(b)のT2となっている。この厚さT2が、次工程の第1絶縁層の印刷塗布におけるスクリーン厚に相当し、第1絶縁層の印刷時の厚さが定まる。T2の厚さは、例えば、5〜10μmである。   FIG. 5A (b) is a diagram showing a state in which the groove processing is completed. The protective mask 53a is worn away to become a protective mask 53b. A groove 57 is formed in the scribe region R corresponding to the opening 53c of the protective mask 53b. The shape of the groove part 57 is semicircular or U-shaped. The protective mask 53b is worn under the influence of the groove processing, for example, wet blast processing, and the thickness is reduced from the initial T1 where it is pasted to T2 in FIG. This thickness T2 corresponds to the screen thickness in the printing application of the first insulating layer in the next step, and the thickness at the time of printing of the first insulating layer is determined. The thickness of T2 is, for example, 5 to 10 μm.

(S103.第1絶縁層形成工程)
図5Aの(c)は、第1絶縁層58が形成された状態を示している。溝部加工工程(S102)において使用した保護マスク53aを、スクリーンマスク53bとして第1絶縁層形成工程(S103)において使用する。第1絶縁層58を、基板切断位置Cをほぼ中心位置とした溝部57を覆うようにして形成する。保護マスク53aを継続してスクリーンマスク53bとして第1絶縁層の形成のために使用するので、溝部加工後の保護マスクの剥離の工程及び新たなスクリーンマスクの張り付け、露光、現像、剥離の工程を省くことができる。
(S103. First Insulating Layer Forming Step)
FIG. 5A (c) shows a state in which the first insulating layer 58 is formed. The protective mask 53a used in the groove processing step (S102) is used as the screen mask 53b in the first insulating layer forming step (S103). The first insulating layer 58 is formed so as to cover the groove 57 having the substrate cutting position C as a substantially central position. Since the protective mask 53a is continuously used as the screen mask 53b for forming the first insulating layer, the process of removing the protective mask after the groove processing and the process of pasting, exposing, developing, and peeling the new screen mask are performed. It can be omitted.

第1絶縁層には、低弾性の物性を有する絶縁性樹脂を使用する。低弾性の物性を使用するのは、パッケージ内部の半導体チップと絶縁層との熱膨張差等による剥離発生等を抑制するためである。弾性率の値は、具体的には、20MPa〜100MPaが望ましい。この望ましい値の範囲は、次の信頼性の確認試験の結果によるものである。すなわち、発明の製造方法により作成したCSPを、CSP搭載用基板に金属バンプを介して搭載した試料を用いた信頼性試験において、弾性率の値が20MPa〜100MPaのときに、半導体チップと第1絶縁層との密着性が良好に保たれたことによる。   For the first insulating layer, an insulating resin having low elastic properties is used. The reason why low physical properties are used is to suppress the occurrence of peeling due to the difference in thermal expansion between the semiconductor chip inside the package and the insulating layer. Specifically, the value of the elastic modulus is desirably 20 MPa to 100 MPa. This desirable value range is based on the result of the following reliability confirmation test. That is, in a reliability test using a sample in which a CSP created by the manufacturing method of the present invention is mounted on a CSP mounting substrate via a metal bump, when the elastic modulus value is 20 MPa to 100 MPa, This is because the adhesiveness with the insulating layer was kept good.

第1絶縁層の材質としては、例えば、ペースト状の絶縁樹脂(Non Conductive Paste、略してNCP)、ペースト状異方性導電樹脂(Anisotropic Conductive Paste、略してACP)等を使用する。また、第1絶縁層58が、特に半導体集積回路54の近傍にある場合には、ポリイミド、変性ポリイミド等のポリイミド系化合物を含む樹脂を使用することにより、α線の遮断を図ることができるので、半導体集積回路における誤動作を防ぐことができる。さらに、周知のカーボンブラックや黒色系の有機顔料等を含む樹脂を使用して、可視光線や紫外線を遮断し、また酸化チタン等を含む樹脂を使用して、広い波長領域の光を遮断して、半導体集積回路における誤動作を防ぐことができる。   As the material of the first insulating layer, for example, a paste-like insulating resin (Non Conductive Paste, abbreviated as NCP), a paste-like anisotropic conductive resin (Anisotropic Conductive Paste, abbreviated as ACP), or the like is used. In addition, when the first insulating layer 58 is in the vicinity of the semiconductor integrated circuit 54, α-rays can be blocked by using a resin containing a polyimide compound such as polyimide or modified polyimide. Thus, malfunction in the semiconductor integrated circuit can be prevented. Furthermore, using resin containing well-known carbon black and black organic pigments, etc., cut off visible light and ultraviolet rays, and use resin containing titanium oxide etc. to block light in a wide wavelength range. Thus, malfunction in the semiconductor integrated circuit can be prevented.

第1絶縁層58の樹脂の形成におけるキュアの条件は、例えば、175〜185℃の温度の大気または窒素雰囲気のキュア炉において、60分〜120分の時間を設定することができる。   The curing conditions for forming the resin of the first insulating layer 58 can be set to a time of 60 minutes to 120 minutes in, for example, a curing furnace having an air or nitrogen atmosphere at a temperature of 175 to 185 ° C.

第1絶縁層58の寸法は、例えば、図5Aの(c)において、溝部の幅wが40μm〜80μm、厚さdが15μm〜20μmである。CSPとしてパッケージが個片化された場合には、CSPの4辺の縁辺に、第1絶縁層がほぼ20μm〜40μmの幅をもって形成された形状となる。   The dimensions of the first insulating layer 58 are, for example, a groove width w of 40 μm to 80 μm and a thickness d of 15 μm to 20 μm in FIG. When the package is singulated as a CSP, the first insulating layer is formed with a width of approximately 20 μm to 40 μm on the four edges of the CSP.

(S104.内部接続端子形成工程)
図5Aの(d)は、電極パッド55の上に、内部接続端子59が接続された状態を示している。電極パッド55は、保護マスク(図(c)における53b)が剥離されて、半導体ウエハ51の表面に露出される。内部接続端子59としては、具体的には、金、銅、または、アルミニウム等の金属を使用し、これらの金属のワイヤを素材として、ワイヤボンダ装置等を用いて、金属バンプを形成する。また、ボールバンプ積載装置等を使用して、ボール状に成形されたバンプを電極パッド55上に積載固定してもよい。なお、めっき加工によって内部接続端子を形成することができる。特に、隣接する電極パッドや配線のピッチが細かい場合等には、めっき加工による内部接続端子の形成が有効である。
(S104. Internal connection terminal forming step)
FIG. 5A shows a state in which the internal connection terminal 59 is connected to the electrode pad 55. The electrode pad 55 is exposed on the surface of the semiconductor wafer 51 by peeling off the protective mask (53b in FIG. 5C). Specifically, as the internal connection terminal 59, metal such as gold, copper, or aluminum is used, and metal bumps are formed by using a wire bonder device or the like using a wire of these metals as a material. Further, a ball-shaped bump may be stacked and fixed on the electrode pad 55 by using a ball bump loading device or the like. The internal connection terminal can be formed by plating. In particular, when the pitch between adjacent electrode pads and wiring is fine, it is effective to form internal connection terminals by plating.

(S105.第2絶縁層形成工程)
図5Bの(e)は、半導体集積回路54が形成する面60上に第2絶縁層61が形成された状態を示している。ここに、半導体集積回路54が形成する面60は、半導体ウエハ51の、半導体集積回路54が形成された側の面を指している。第2絶縁層61は、面60の全体、すなわち、半導体集積回路の領域S及びスクライブ領域Rの全体を覆っている。半導体集積回路の領域Sは、内部接続端子59、電極パッド55及び保護膜56を有しており、半導体集積回路の領域Sの間に位置するスクライブ領域Rは、第1絶縁層58とその他の半導体ウエハの部分R0を有し、第2絶縁層61は、領域S及びRの全体を覆っている。
(S105. Second Insulating Layer Forming Step)
FIG. 5B (e) shows a state in which the second insulating layer 61 is formed on the surface 60 formed by the semiconductor integrated circuit 54. Here, the surface 60 formed by the semiconductor integrated circuit 54 indicates the surface of the semiconductor wafer 51 on the side where the semiconductor integrated circuit 54 is formed. The second insulating layer 61 covers the entire surface 60, that is, the entire region S and scribe region R of the semiconductor integrated circuit. The region S of the semiconductor integrated circuit has an internal connection terminal 59, an electrode pad 55, and a protective film 56, and the scribe region R located between the regions S of the semiconductor integrated circuit includes the first insulating layer 58 and other parts. The semiconductor wafer has a portion R0, and the second insulating layer 61 covers the entire regions S and R.

第2絶縁層61は、第1絶縁層58と比較して高弾性の物性を有する絶縁性樹脂を使用する。弾性率の値が、例えば、100MPaを超える材料を使用する。弾性率の選定は、半導体チップの物性、寸法、またはCSPを搭載すべき実装基板の特性、使用条件等に応じて、適宜選択することができる。第2絶縁層61の材料としては、例えば、フィルム状の絶縁樹脂(Non Conductive Film、略してNCF)を使用する。また、NCFに限らず、ビルドアップ基板の絶縁層に使用するフィラー入りのエポキシ系樹脂等を積層することができる。第2絶縁層の厚さは、例えば、30μm〜40μmである。   The second insulating layer 61 uses an insulating resin having higher elastic properties than the first insulating layer 58. For example, a material having an elastic modulus value exceeding 100 MPa is used. The elastic modulus can be selected as appropriate according to the physical properties and dimensions of the semiconductor chip, the characteristics of the mounting substrate on which the CSP is to be mounted, the use conditions, and the like. As a material of the second insulating layer 61, for example, a film-like insulating resin (Non Conductive Film, abbreviated as NCF) is used. Further, not only NCF but also a filler-containing epoxy resin used for the insulating layer of the build-up substrate can be laminated. The thickness of the second insulating layer is, for example, 30 μm to 40 μm.

(第2絶縁層の平坦化)
第2絶縁層61の表層の、再配線層を構成する配線を支える面としての平坦性を確保するため、表層の平坦化を行う。さらに、内部接続端子59と配線との接続のため、第2絶縁層61の表層において、内部接続端子59の頂部59aを露出させる。表層の平坦化及び内部接続端子の頂部の露出には、周知の方法を使用することができる。例えば、第2絶縁層61を軟化させるために加熱し、平坦な表面を有する剛体を用いて、第2絶縁層61の表層側から半導体集積回路54側へ向けて押圧し、さらに、その剛体を表面の方向に振動させ内部接続端子の頂部を露出させる方法、研削ロール等を備えた研削装置により、第2絶縁層61の表層を研削する方法等を使用することができる。また、第2絶縁層61の表層にプラズマアッシング加工等を行って、内部接続端子59の頂部59aの露出を行うことができる。
(Planarization of the second insulating layer)
In order to ensure the flatness of the surface layer of the second insulating layer 61 as the surface supporting the wiring constituting the rewiring layer, the surface layer is flattened. Further, the top portion 59 a of the internal connection terminal 59 is exposed on the surface layer of the second insulating layer 61 for connection between the internal connection terminal 59 and the wiring. A well-known method can be used for planarizing the surface layer and exposing the top of the internal connection terminal. For example, the second insulating layer 61 is heated to soften, and a rigid body having a flat surface is pressed from the surface layer side of the second insulating layer 61 toward the semiconductor integrated circuit 54 side. A method of vibrating in the direction of the surface to expose the tops of the internal connection terminals, a method of grinding the surface layer of the second insulating layer 61 with a grinding apparatus equipped with a grinding roll or the like can be used. Further, the top portion 59 a of the internal connection terminal 59 can be exposed by performing plasma ashing or the like on the surface layer of the second insulating layer 61.

(S106.配線層形成工程)
図5Bの(f)は、配線層形成のためのシード層62及びフォトレジスト層63が第2絶縁層61上に形成された状態を示している。配線層の形成には、周知の電解めっき法を使用することができる。すなわち、スパッタ装置等を用いて電解めっきのためのシード層62を形成し、フォトレジスト層63を積層し、キュア後、露光、現像、剥離の処理によって、配線が形成されるべき空間を設ける。次に電解めっきによって、その空間を充填して配線を形成する。
(S106. Wiring layer forming step)
FIG. 5B shows a state in which the seed layer 62 and the photoresist layer 63 for forming the wiring layer are formed on the second insulating layer 61. A well-known electrolytic plating method can be used for forming the wiring layer. That is, a seed layer 62 for electrolytic plating is formed using a sputtering apparatus or the like, a photoresist layer 63 is laminated, and after curing, a space in which wiring is to be formed is provided by exposure, development, and peeling processes. Next, wiring is formed by filling the space by electrolytic plating.

図5Bの(g)は、電解めっきにより配線64が形成された状態を示している。配線の材質としては、銅等を使用する。配線64の、外部接続端子を接続する面には、密着性を向上させるためニッケル層を形成し、さらに、導電性を向上させるためのパラジウム層を形成し、外部接続端子との接続面に金層を形成することができる。また、設計条件に応じて、ニッケル層の上に直接金層を形成することができる。   (G) of FIG. 5B has shown the state by which the wiring 64 was formed by electrolytic plating. Copper or the like is used as the wiring material. A nickel layer is formed on the surface of the wiring 64 to which the external connection terminal is connected in order to improve adhesion, and a palladium layer is further formed on the connection surface with the external connection terminal in order to improve conductivity. A layer can be formed. Further, the gold layer can be formed directly on the nickel layer according to the design conditions.

(S107.外部接続端子形成工程)
図5Bの(h)は、配線64及び第2絶縁層61の上にソルダレジスト層66を設け、外部接続端子65を接続した状態を示している。外部接続端子65は、すず、銀、銅等のはんだを用いた金属ボール、または、銅をコアとするはんだボール等の材料を用いることができる。外部接続端子65を介して、個片化されたCSPが電子応用機器等に使用される配線基板等へ搭載される。なお、CSPを搭載すべき配線基板側に、はんだボール等の外部接続端子が既に形成されている場合には、再配線層151は、CSP側の接続部分として、配線に接続したランド等を設けて、図(h)に示すソルダレジスト層66まで形成しておけばよい。
(S107. External connection terminal forming step)
FIG. 5B (h) shows a state in which a solder resist layer 66 is provided on the wiring 64 and the second insulating layer 61 and the external connection terminal 65 is connected. The external connection terminal 65 may be made of a material such as a metal ball using a solder such as tin, silver, or copper, or a solder ball having copper as a core. Through the external connection terminal 65, the separated CSP is mounted on a wiring board or the like used for an electronic application device or the like. When an external connection terminal such as a solder ball is already formed on the side of the wiring board on which the CSP is to be mounted, the rewiring layer 151 is provided with a land connected to the wiring as a connection part on the CSP side. The solder resist layer 66 shown in FIG.

(S108.CSP個片化工程)
半導体ウエハ上に再配線層が形成されパッケージ化されたWLPから、個別のCSPを形成する工程である。図5Bの(h)において、複数の半導体チップ52が半導体ウエハ51において連なっており、半導体ウエハ51の半導体集積回路54の側の面に再配線層151が形成され、ウエハレベルパッケージ(WLP)の形態をなしている。基板切断位置Cを中心線とするスクライブライン12によって、このWLPは、個々のCSPに個片化される。個片化の切断、分離は、ダイシングソー装置、レーザ加工装置等を用いて行う。
(S108. CSP singulation process)
In this process, individual CSPs are formed from WLP formed by packaging a rewiring layer on a semiconductor wafer. In FIG. 5B (h), a plurality of semiconductor chips 52 are connected in a semiconductor wafer 51, a rewiring layer 151 is formed on the surface of the semiconductor wafer 51 on the side of the semiconductor integrated circuit 54, and a wafer level package (WLP) is formed. It has a form. The WLP is separated into individual CSPs by the scribe line 12 having the substrate cutting position C as the center line. Cutting and separation into individual pieces are performed using a dicing saw device, a laser processing device, or the like.

CSPの平面の寸法は、例えば、7mm×7mm,10mm×14mm等である。CSPの厚さは、外部接続端子を含めて、例えば、400μm〜600μmである。外部接続端子を接続しない場合の厚さは、例えば、200μm〜400μmである。なお、CSPの寸法は、半導体デバイス及び電子応用機器の使用条件に対応して、適宜定めることができる。   The dimension of the plane of the CSP is, for example, 7 mm × 7 mm, 10 mm × 14 mm, or the like. The thickness of the CSP is 400 μm to 600 μm including the external connection terminals, for example. The thickness when the external connection terminal is not connected is, for example, 200 μm to 400 μm. In addition, the dimension of CSP can be suitably determined according to the use conditions of a semiconductor device and an electronic application apparatus.

以上のS101〜S107の工程によって、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を提供することができる。   The semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention can be provided by the above steps S101 to S107.

〈温度サイクル試験結果〉
第1の実施の形態に示した製造方法に基づいて形成した半導体装置の、内部接続端子の信頼性の試験結果は、以下のとおりである。
<Temperature cycle test results>
The test results of the reliability of the internal connection terminals of the semiconductor device formed on the basis of the manufacturing method shown in the first embodiment are as follows.

図5Bの(h)の基板切断位置Cにおける切断によって個片化された個々のCSPを、実装TC試験、すなわち、配線基板に搭載して温度サイクル試験を行い、CSPの内部接続端子(金バンプ)におけるクラック発生有無を観察した。CSPの、配線基板(図示せず)への搭載は、外部接続端子65としてすず、銀、銅等の材質のはんだバンプを形成して、エポキシ系樹脂等の材質の配線基板上の接続端子にリフローにより接続した後、そのはんだバンプ及びCSPのソルダレジスト層66の表面を、アンダーフィル材により封止した。信頼性試験における比較対象の試料として、2層の絶縁層を特徴とする図1の(b)に示したスクライブライン12において個片化されたCSPを、配線基板に搭載し、「試料1」として用いた。試料1のCSPは、内部接続端子17が、2層の絶縁層18,19の境界面23を貫く位置にあり、2層の絶縁層18,19に覆われている。本発明に係る、内部接続端子の部分が1層の絶縁層樹脂のみに覆われているパッケージ「試料2」と試料1との比較を行った。温度サイクル試験の環境条件は、9分毎に最高温度125℃、最低温度−40℃の雰囲気に浸す温度サイクル条件1000回のサイクルを経たのち、電気特性の測定及び断面観察を行った。試験に使用したCSPは、寸法10mm×14mmのパッケージであり、「試料1」及び「試料2」のパッケージの個数は、それぞれ10個で、クラックの発生率は、それぞれ、10/10及び0/10であった。この試験結果は、本発明に係る、表面が粗化された切り欠き部に第1の絶縁層を有するCSPが、内部接続端子のクラック発生を抑制する効果を有していることを示している。   Each CSP separated by cutting at the substrate cutting position C in (h) of FIG. 5B is mounted TC test, that is, mounted on a wiring board and subjected to a temperature cycle test, and an internal connection terminal (gold bump) of the CSP. ) Was observed for cracks. The CSP is mounted on a wiring board (not shown) by forming a solder bump made of a material such as silver or copper as the external connection terminal 65, and connecting it to the connection terminal on the wiring board made of an epoxy resin or the like. After connection by reflow, the solder bump and the surface of the CSP solder resist layer 66 were sealed with an underfill material. As a sample to be compared in the reliability test, the CSP separated in the scribe line 12 shown in FIG. 1B, which is characterized by two insulating layers, is mounted on a wiring board, and "Sample 1" Used as. In the CSP of Sample 1, the internal connection terminal 17 is located at a position penetrating the boundary surface 23 of the two insulating layers 18 and 19 and is covered with the two insulating layers 18 and 19. Comparison was made between the sample “sample 2” and the sample 1 in which the internal connection terminal portion of the present invention is covered only with one insulating layer resin. The environmental conditions of the temperature cycle test were 1000 cycles of the temperature cycle condition of immersing in an atmosphere having a maximum temperature of 125 ° C. and a minimum temperature of −40 ° C. every 9 minutes, and then measuring electrical characteristics and observing a cross section. The CSP used for the test is a package having a size of 10 mm × 14 mm, the number of packages of “Sample 1” and “Sample 2” is 10 and the occurrence rate of cracks is 10/10 and 0 / respectively. 10. This test result shows that the CSP having the first insulating layer in the notched portion with the roughened surface according to the present invention has an effect of suppressing the occurrence of cracks in the internal connection terminal. .

〈第1の実施の形態の効果〉
CSPのパッケージの内部接続端子付近を1種類の絶縁層のみにて覆い、半導体集積回路縁辺を2種類の絶縁層で形成することにより、内部接続端子にクラックを生じさせない、信頼性を高めたパッケージの製造方法を提供することができる。
<Effect of the first embodiment>
A package with improved reliability by covering the vicinity of the internal connection terminal of the CSP package with only one type of insulating layer and forming the edge of the semiconductor integrated circuit with two types of insulating layers, thereby preventing the internal connection terminal from cracking. The manufacturing method of can be provided.

製造方法について、さらに、溝部加工工程において使用した保護マスクを、第1絶縁層形成工程において第1絶縁層形成のためのスクリーンマスクとして継続使用することにより、生産工程の簡素化及び生産コストの低減を図ることができる。   Regarding the manufacturing method, further, the protective mask used in the groove processing step is continuously used as a screen mask for forming the first insulating layer in the first insulating layer forming step, thereby simplifying the production process and reducing the production cost. Can be achieved.

〈第1の実施の形態の変形例〉
スクライブ領域に設ける溝の加工を、ウエットブラスト加工を用いずに、エッチング加工により行うことができる。エッチングに用いる溶液は、例えば、4メチル水酸化アンモニウム(TMAH)、フッ酸(HF)、または、水酸化カリウム(KOH)溶液にイソプロピルアルコールを加えた溶液等を使用することができる。また、溝部表面に、エッチング加工を施すことにより細かい凹凸の形状を形成することができるので、溝部表面において接着する第1絶縁層と溝部表面との密着結合を、アンカー効果が顕著である強固な結合とすることができる。
<Modification of First Embodiment>
The groove provided in the scribe region can be processed by etching without using wet blasting. As a solution used for etching, for example, a solution obtained by adding isopropyl alcohol to 4-methyl ammonium hydroxide (TMAH), hydrofluoric acid (HF), or potassium hydroxide (KOH) solution can be used. In addition, since a fine uneven shape can be formed on the groove surface by etching, the tight bonding between the first insulating layer and the groove surface to be bonded on the groove surface is strong with a remarkable anchor effect. It can be a bond.

〈第1の実施の形態の変形例の効果〉
溝部加工工程においてエッチング加工のために使用した保護マスクを、第1絶縁層形成工程において第1絶縁層形成のためのスクリーンマスクとして継続使用することにより、生産工程の簡素化及び生産コストの低減を図ることができる。
<Effects of Modification of First Embodiment>
By continuously using the protective mask used for the etching process in the groove processing step as a screen mask for forming the first insulating layer in the first insulating layer forming step, the production process is simplified and the production cost is reduced. Can be planned.

〈第2の実施の形態〉
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るCSPの断面を例示する図である。CSPは、外部の配線基板70に、外部接続端子65を介して搭載されている。内部接続端子が、半導体集積回路の領域Sの周辺の68のみでなく、領域Sの内側に69のように存する場合であっても、内部接続端子のクラック発生を回避することができる。半導体チップ130は、その縁辺67の部分のみに、第1絶縁層58及び第2絶縁層61の2層の絶縁層を有している。特定の条件の場合、すなわち、半導体チップ130の寸法や、半導体集積回路54の発熱特性等の設計条件が特定の場合には、縁辺67の部分のみ2層の絶縁層の構成であるCSPにおいて、熱応力等の影響による内部での剥離、変形等の発生を回避することができる。図6に示すように、半導体集積回路の領域Sの内側に、内部接続端子69が存する場合であっても、内部接続端子69を覆う絶縁層は、第2絶縁層61のみであるので、従来のような、2種の異なる絶縁層間の剪断応力差による、内部接続端子69の亀裂が発生することはない。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a diagram illustrating a cross section of a CSP according to the second embodiment of the invention. The CSP is mounted on an external wiring board 70 via an external connection terminal 65. Even when the internal connection terminals are not only 68 around the area S of the semiconductor integrated circuit but also 69 inside the area S, the occurrence of cracks in the internal connection terminals can be avoided. The semiconductor chip 130 has two insulating layers of a first insulating layer 58 and a second insulating layer 61 only at the edge 67. In the case of a specific condition, that is, when the design conditions such as the dimensions of the semiconductor chip 130 and the heat generation characteristics of the semiconductor integrated circuit 54 are specific, in the CSP having the structure of the two insulating layers only at the edge 67 portion, Generation of internal peeling and deformation due to the influence of thermal stress and the like can be avoided. As shown in FIG. 6, even when the internal connection terminal 69 exists inside the region S of the semiconductor integrated circuit, the insulating layer covering the internal connection terminal 69 is only the second insulating layer 61. Thus, the internal connection terminal 69 does not crack due to the difference in shear stress between two different insulating layers.

〈第2の実施の形態の効果〉
半導体集積回路の面の領域の内側に、内部接続端子が存する場合であっても、熱膨張時等における2層の絶縁層の境界部分での剪断力を受けることがないので、内部接続端子の絶縁層の境界部分におけるクラックの発生を回避することができる。従って、パッケージ内の内部接続端子の信頼性を高めることができる。
<Effects of Second Embodiment>
Even when the internal connection terminal exists inside the region of the surface of the semiconductor integrated circuit, since it does not receive the shearing force at the boundary portion of the two insulating layers at the time of thermal expansion or the like, Generation of cracks at the boundary portion of the insulating layer can be avoided. Therefore, the reliability of the internal connection terminals in the package can be improved.

〈第3の実施の形態〉
絶縁層に使用される樹脂材料には、無機フィラー(充填剤)が含まれ、無機フィラーには、微量なウランやトリウムが含まれることがある。これらの元素等から放射するα線は、半導体集積回路の作動に関して、ソフトエラーを生じさせる可能性があるので、半導体集積回路に近接する絶縁層の樹脂材料には、α線の遮蔽機能を有するポリイミドまたはポリイミド化合物等を含有させて、ソフトエラー発生を回避することができる。
<Third Embodiment>
The resin material used for the insulating layer contains an inorganic filler (filler), and the inorganic filler may contain a small amount of uranium or thorium. Since α rays emitted from these elements and the like may cause a soft error in the operation of the semiconductor integrated circuit, the resin material of the insulating layer adjacent to the semiconductor integrated circuit has an α ray shielding function. The occurrence of soft errors can be avoided by including polyimide or a polyimide compound.

図5Bの(h)に例示される構成のCSPにおいては、半導体集積回路54の領域のうち、第2絶縁層61で覆われ、第1絶縁層58が覆う部分は、縁辺の基板切断位置C付近に加工された溝部分に限られている。従って、第2絶縁層61において、α線遮蔽に関して、第1絶縁層に比較して、より強い機能を有するように、ポリイミドまたはポリイミド化合物等の合計の含有量を、より多く設定することが望ましい。   In the CSP having the configuration illustrated in FIG. 5B (h), the portion of the semiconductor integrated circuit 54 that is covered with the second insulating layer 61 and covered with the first insulating layer 58 is the substrate cutting position C on the edge. It is limited to the groove processed in the vicinity. Therefore, in the second insulating layer 61, it is desirable to set the total content of polyimide, polyimide compound, or the like more so that the α-ray shielding has a stronger function than the first insulating layer. .

〈第3の実施の形態の効果〉
半導体集積回路の領域を覆う絶縁層の樹脂の材料として、強いα線の遮蔽機能を持った材料を使用することにより、半導体集積回路でのソフトエラー発生を効果的に回避することができる。
<Effect of the third embodiment>
By using a material having a strong α-ray shielding function as the resin material of the insulating layer covering the region of the semiconductor integrated circuit, it is possible to effectively avoid the occurrence of a soft error in the semiconductor integrated circuit.

〈本発明に係る他の実施の形態〉
以上、本発明に係る好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
<Other Embodiments According to the Present Invention>
The preferred embodiment according to the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the present invention. Variations and substitutions can be added.

例えば、溝部加工工程において、ダイシングソー装置の使用とプラズマアッシング処理による溝表面加工の製造方法が可能である。上述の〈第1の実施の形態〉及び〈第1実施の形態の変形例〉においては、溝部加工のためにそれぞれ、ウエットブラスト、エッチング溶液を用いたが、溝形状を有するブレードを装着したダイシングソー装置を用いて、半導体ウエハをハーフカット状に加工して、溝形状のみを形成し、次に加工した溝の表面に、プラズマアッシング処理等を行って、溝の表面と絶縁層の封止樹脂との密着力を向上させることができる。プラズマアッシング処理は、プラズマアッシング装置を用いて、プラズマ化された酸素、窒素等のガスにより、溝の表面の有機成分の汚染物の飛散、クリーニング等を行い、溝の表面を活性化させるものである。従って、溝の表面と絶縁層の封止樹脂との密着力を向上させ、熱膨張に帰因する内部応力等の発生に対しても、内部の絶縁層の剥離等を抑止し、CSPのパッケージ形態を維持することができる。以上のように、信頼性を高めたパッケージの製造方法を提供することができる。   For example, in the groove processing step, a method for manufacturing a groove surface by using a dicing saw apparatus and plasma ashing is possible. In the above <First Embodiment> and <Modified Example of the First Embodiment>, wet blasting and etching solution are used for groove processing, respectively, but dicing with a blade having a groove shape mounted. Using a saw device, the semiconductor wafer is processed into a half-cut shape to form only the groove shape, and then the surface of the processed groove is subjected to plasma ashing or the like to seal the surface of the groove and the insulating layer The adhesive force with the resin can be improved. The plasma ashing process activates the surface of the groove by using a plasma ashing device to scatter and clean organic contaminants on the surface of the groove with a gas such as oxygenated oxygen or nitrogen. is there. Accordingly, the adhesion between the groove surface and the sealing resin of the insulating layer is improved, and the internal insulating layer is prevented from being peeled off against the occurrence of internal stress caused by thermal expansion. The form can be maintained. As described above, it is possible to provide a method for manufacturing a package with improved reliability.

11,51 半導体ウエハ
12 スクライブライン
13,52,130 半導体チップ
14,54 半導体集積回路
15,55 電極パッド
16,56 保護膜
17,47,59,68,69 内部接続端子
18,58 第1絶縁層
19,61 第2絶縁層
20,64 配線
21,65 外部接続端子
22,66 ソルダレジスト層
53a 保護マスク
53b スクリーンマスク(保護マスク)
53c 保護マスク53aの開口部
57 溝部
59a 内部接続端子59の頂部
60 半導体集積回路54が形成する面
62 シード層
63 フォトレジスト層
67 半導体チップ130の縁辺
70 配線基板
111,151 再配線層
C 基板切断位置
d 第1絶縁層58の厚さ
R スクライブ領域
R0 その他の半導体ウエハの部分
S 半導体集積回路の領域
T1 保護マスク53aの厚さ
T2 保護マスク53bの厚さ
w 溝部の幅
11, 51 Semiconductor wafer 12 Scribe lines 13, 52, 130 Semiconductor chips 14, 54 Semiconductor integrated circuits 15, 55 Electrode pads 16, 56 Protective films 17, 47, 59, 68, 69 Internal connection terminals 18, 58 First insulating layer 19, 61 Second insulating layer 20, 64 Wiring 21, 65 External connection terminal 22, 66 Solder resist layer 53a Protection mask 53b Screen mask (protection mask)
53c Opening 57 of protective mask 53a Groove 59a Top 60 of internal connection terminal 59 Surface 62 formed by semiconductor integrated circuit 54 Seed layer 63 Photoresist layer 67 Edge 70 of semiconductor chip 130 Wiring substrate 111, 151 Rewiring layer C Substrate cutting Position d Thickness R of first insulating layer 58 Scribe region R0 Other semiconductor wafer portion S Semiconductor integrated circuit region T1 Protective mask 53a thickness T2 Protective mask 53b thickness w Groove width

Claims (10)

半導体基板の一方の面側に形成された半導体集積回路、前記半導体集積回路上に設けられた電極パッド、及び前記半導体集積回路上に前記電極パッドを露出するように設けられた保護膜、を備えた半導体チップと、A semiconductor integrated circuit formed on one surface side of the semiconductor substrate; an electrode pad provided on the semiconductor integrated circuit; and a protective film provided on the semiconductor integrated circuit so as to expose the electrode pad. A semiconductor chip,
前記電極パッド上に形成された内部接続端子と、  Internal connection terminals formed on the electrode pads;
前記半導体チップの縁辺に形成された切り欠き部と、  A notch formed in an edge of the semiconductor chip;
前記切り欠き部を充填するように形成された第1絶縁層と、  A first insulating layer formed to fill the notch,
前記内部接続端子の側面と前記第1絶縁層と前記保護膜を覆うように形成された第2絶縁層と、を有し、  A side surface of the internal connection terminal, the first insulating layer, and a second insulating layer formed to cover the protective film,
前記第1絶縁層は、前記切り欠き部が形成された領域のみに形成されている半導体装置。  The first insulating layer is a semiconductor device formed only in a region where the notch is formed.
前記第1絶縁層は、前記切り欠き部が形成された領域のみに、前記切り欠き部及び前記第2絶縁層の一部にかけて形成されている請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating layer is formed only in a region where the notch is formed, over the notch and a part of the second insulating layer. 前記切り欠き部の表面は粗化面である請求項1又は2記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein a surface of the notch is a roughened surface. 前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層と比較して弾性率が高い絶縁性樹脂を用いている請求項1乃至3の何れか一項記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating layer uses an insulating resin having a higher elastic modulus than the first insulating layer. 前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層と比較してポリイミド又はポリイミド化合物の含有量が多い請求項1乃至3の何れか一項記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating layer has a higher content of polyimide or a polyimide compound than the first insulating layer. 5. 半導体集積回路上に電極パッドが形成された複数の半導体チップ、及び前記複数の半導体チップの各々の間に配置されたスクライブ領域、を備えた半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板上に、前記半導体集積回路及び前記電極パッドの領域を覆い、前記スクライブ領域を露出する開口部を有する保護マスクを形成する工程と、
前記保護マスクの開口部に対応して、前記スクライブ領域に溝部を加工する工程と、
前記保護マスクをスクリーンマスクとして使用して、前記溝部を充填する第1絶縁層を形成する工程と、
前記保護マスクを除去し、前記電極パッド上に内部接続端子を形成する工程と、
前記第1絶縁層及び前記半導体基板上に第2絶縁層を形成する工程と、
前記第2絶縁層上に配線層を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
Preparing a semiconductor substrate comprising a plurality of semiconductor chips having electrode pads formed on a semiconductor integrated circuit, and a scribe region disposed between each of the plurality of semiconductor chips;
Forming a protective mask on the semiconductor substrate having an opening that covers the semiconductor integrated circuit and the electrode pad region and exposes the scribe region;
A step of processing a groove in the scribe region corresponding to the opening of the protective mask;
Using the protective mask as a screen mask to form a first insulating layer filling the groove;
Removing the protective mask and forming an internal connection terminal on the electrode pad;
Forming a second insulating layer on the first insulating layer and the semiconductor substrate;
The method of manufacturing a semiconductor device that Yusuke and step, of forming a wiring layer on the second insulating layer.
前記保護マスクとして、レジスト膜を使用する請求項記載の半導体装置の製造方法。 Method for producing a as a protective mask, a semiconductor device of Motomeko 6, wherein that use resist film. 前記溝部を形成するために、ウエットブラスト加工を用いる請求項又は記載の半導体装置の製造方法。 Method for producing a to form a groove, the semiconductor device of Motomeko 6 or 7, wherein Ru by wet blasting. 前記溝部を形成するために、エッチング加工を用いる請求項又は記載の半導体装置の製造方法。 Method for producing a to form a groove, the semiconductor device of Motomeko 6 or 7, wherein Ru using etching. 前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層は、ポリイミドとポリイミド系化合物の何れか一方又は双方を含んで構成される請求項乃至の何れか一項記載の半導体装置の製造方法。 The first insulating layer and the second insulating layer, a method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 6-9 configured to include either or both of polyimide and polyimide-based compounds.
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