JPH09321086A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
わせのフィードバック制御が効果的に行われ、フリップ
チップ接続の歩留まりが向上されるようにする半導体装
置およびその製造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】実装基板11上に金属配線121 、122 、…を
形成し、金属配線121 、122 、…それぞれと交差した開
口14が形成される絶縁層13を形成する。金属配線121 、
122 、…と同時に、正方形状の第1の位置合わせマーク
16を形成し、またこの位置合わせマーク16に一部重なる
開口を絶縁層13に形成して第2の位置合わせマーク17と
する。金属配線121 、122 、…それぞれと開口14との交
差部にパッド151 、152 、…を形成し、バンプ電極を形
成するもので、位置合わせマーク16および17の特定され
る角部の位置ずれの認識で、パッド151 、152 、…の位
置ずれが認識でき、フリップチップ接続の位置合わせ補
正に利用できる。
Description
プ電極を利用して半導体素子とその実装基板とをフリッ
プチップ接続する半導体装置およびその製造方法に関す
る。
装手段として、半導体素子を実装基板に対してフリップ
チップ接続することが知られている。例えば、図4で示
すように実装基板31と半導体素子32とを複数のバンプ33
1 、332 …によって、電気的に且つ機械的に相互に接続
されるようにする。すなわち、実装基板31の回路網に対
して接続されるように突設形成した複数のバンプ電極
と、半導体素子32を構成する回路の端子部に対応して、
その表面に突設形成した複数のバンプ電極とを位置合わ
せして対向設定し、半導体素子12を実装基板31の方向に
圧接して対向するバンプ電極の相互を仮接合する。その
後、これをリフローしてこの仮接合されたバンプ電極相
互を溶融して一体化してバンプ331 、332 、…が形成さ
れる。
素子32とをフリップチップ接続するに際しては、当然実
装基板31に形成されるバンプ電極と、半導体素子32に形
成されるバンプ電極との位置関係が対応一致されている
ことが必要であり、また接続操作時においてはこれら相
互のバンプ電極が正確に対向位置されるように、実装基
板31および半導体素子の位置合わせを行う必要がある。
続の行われる実装基板31を示しているもので、その表面
にはバンプ電極を形成しようとする位置に対応して細長
い金属配線341 、342 、…が形成され、さらにその上に
ソルダーレジスト等による絶縁層35が形成され、この絶
縁層34には金属配線341 、342 、…とそれぞれ交差する
ようにして溝状の開口36が形成される。
金属配線341 、342 、…それぞれと開口36との交差部
に、それぞれバンプ電極を形成するためのパッド371 、
372 、…に形成される。またこの実装基板31には、これ
ら金属配線341 、342 、…および開口36とは位置を異な
られて、例えば十字マークのような位置合わせマーク38
が形成されている。この位置合わせマーク38は金属配線
341 、342 、…の形成時において同時に形成され、金属
配線341 、342 、…それぞれとの相対位置関係は特定さ
れている。
際しては、金属配線341 、342 、…の形成工程と、溝状
の開口36を形成する工程とは別工程で行われ、同図の
(B)で示すように、破線で示す本来の位置とずれた位
置に開口36が形成され、この開口36と金属配線341 、34
2 、…の相互の位置関係がずれることがある。この様な
場合には、当然形成されるバンプ電極の位置も、位置合
わせマーク38との相対的位置関係においてずれて設定さ
れる。
用して、実装基板31と半導体素子32との位置合わせを行
っても、半導体素子32に形成したバンプ電極と実装基板
に形成したバンプ電極との位置が合致せず、精度の高い
信頼性に富むフリップチップ接続を困難とする。
な点に鑑みなされたもので、複数のバンプ電極を有する
実装基板と、同じく複数のバンプ電極を有する半導体素
子との位置合わせが正確に行われるようにして、フリッ
プチップ接続が高精度に実行されて、その信頼性が確実
に保たれるようにする半導体装置およびその製造方法を
提供しようとするものである。
置は、半導体素子をはんだバンプを介して実装基板にフ
リップチップ接続するようにした半導体装置において、
実装基板の表面に導体材料によって金属配線を形成する
と共に、この実装基板の表面に形成された絶縁層に、金
属配線と交差するように溝状の開口を形成し、金属配線
と開口との交差部にバンプ電極が形成され、さらに実装
基板上に前記金属配線を構成する材料と同一材料で第1
の位置合わせマークと、この第1の位置合わせマークと
一部分で重なるように絶縁層を利用して形成した第2の
位置合わせマークとを形成するようにした。ここで、第
1および第2の位置合わせマークは、それぞれ複数の角
部分を有する形状に形成される。
っては、実装基板には金属配線を構成する材料と同一の
材料によって形成した第1の位置合わせマークと、絶縁
層に形成した開口によって形成した第2の位置合わせマ
ークとを用いて、その相対的なずれを検出し、溝状の開
口と金属配線との交差部に形成されるはんだバンプ電極
の位置を判断してフリップチップ接続の位置合わせ補正
がされる。
製造方法にあっては、金属配線と絶縁層に形成した開口
との間に位置ずれが生じた場合には、第1の位置合わせ
マークと第2の位置合わせマークとの相対位置も同時に
ずれるようになり、したがってこの第1および第2の位
置合わせマーク相互の重なる部分においてもずれが生ず
る。ここで、これら位置合わせマークを、例えば正方形
のような複数の角部分を有する形状に構成することによ
り、その角部分を検出することで相対的に位置ずれが検
出でき、この検出結果を用いてフリップチップ接続の位
置合わせ補正が容易且つ高精度に行われる。
一実施の形態を説明する。図1は半導体素子がフリップ
チップ接続される実装基板11の平面から見た構成を示す
もので、この実装基板11は例えばガラエボ基板、アルミ
ナ基板A1N 基板等で構成され、この実装基板11の表面に
は、バンプ電極を形成しようとする位置にそれぞれ対応
して、銅またはタングステン材料による金属配線121 、
122 、…の層が形成される。
ーレジストやアルミナ等によって構成される絶縁層13が
形成され、この絶縁層13には金属配線121 、122 、…そ
れぞれと交差するように、溝による開口14が形成され
る。そして、この開口14と金属配線121 、122 、…それ
ぞれとの交差部分は、フリップチップ接続のためのパッ
ド151 、152 、…とされるもので、このパッド151 、15
2 、…部にそれぞれはんだバンプ電極が突設形成される
ようになる。
線121 、122 、…を構成する金属材料と同一の材料によ
って、例えば正方形状の第1の位置合わせマーク16が形
成され、さらに絶縁層13に対して同じく正方形状の開口
による第2の位置合わせマーク17が形成されるもので、
第1の位置合わせマーク16は金属配線121 、122 、…と
同時に、また第2の位置合わせマーク17は開口14と同時
に形成される。
しては、光学的な検知および認識を容易にするために金
メッキを施すと効果的である。また、その形状もこの図
では正方形状にして示したが、これは三角形や十字マー
ク等の複数の角部分を有する形状であれば、効果的に使
用できる。
1 、122 、…の製造工程と、絶縁層13に対する開口14の
形成工程は別工程によって行われ、それぞれ所定のマス
クを基板11に位置合わせして重ねることにより行われ
る。しかし、この様な製造工程における金属配線121 、
122 、…と開口14との位置合わせが、必ずしも一致する
ものではなく、その相互に位置ずれが生ずることがあ
る。
122 、…および第1の位置合わせマーク16を形成した後
に、所定のパターンにしたがって絶縁層13を形成し、こ
の絶縁層13に対して開口14および第2の位置合わせマー
ク17が形成される。この様な製造工程において、金属配
線121 、122 、…それぞれに対して、本来は破線で示す
位置に形成されるべき絶縁層13の開口14がずれて形成さ
れることがあり、この様に金属配線121 、122 、…それ
ぞれと開口14との相対位置関係がずれると、必然的にパ
ッド151 、152 、…の位置もずれる。したがって、この
様な位置ずれの生じたパッド151 、152 、…それぞれに
対してはんだによるバンプ電極が形成されても、これら
バンプ電極は半導体素子に形成されたバンプ電極との相
対的な位置がずれている。
合わせは、第1および第2の位置合わせマーク16および
17を用いて行い、例えば実装基板11に対設される半導体
素子の位置を補正して、それぞれのバンプ電極が正確に
対向位置させられるようにする。
配線121 、122 、…と同時に形成され、また第2の位置
合わせマーク17は開口14と同時に形成される。したがっ
て、金属配線121 、122 、…それぞれと開口14との相対
位置関係がずれた状態においては、第1の位置合わせマ
ーク16と第2の位置合わせマーク17との相対位置関係も
ずれている。
ク16および17において、相互に重なるようになる第1の
位置合わせマーク16の1つの角Aを第1の検出点とし、
さらに第2の位置合わせマーク17の1つの角Bを第2の
検出点として仮定する。そして、この実装基板11に対し
て半導体素子を対設するに際して、この第1および第2
の位置合わせマーク16および17のそれぞれ検出点Aおよ
びBを、光学的な手段を用いて検出し、その相互の位置
関係を観測する。
Bの位置関係を認識することで、パッド151 、152 、…
の位置ずれが認識され、この認識結果が半導体素子と実
装基板11との位置合わせ工程にフィードバックされる。
すなわち、実装基板11のパット151 、152 、…それぞれ
に対応して形成されたバンプ電極それぞれと、半導体素
子に形成されたバンプ電極とが、それぞれ高精度に位置
合わせされて、フリップチップ接続工程が実施され、そ
の歩留まりが効果的に向上される。
施の形態を説明するもので、金属配線121 、122 、…と
同時に形成される同一金属材料による第1の位置合わせ
マーク16に対して、絶縁層による第2の位置合わせマー
ク171 を形成し、この第1および第2の位置合わせマー
ク16および171 の相互の一部が重ね合わされるようにし
ている。この様な開口14の形成される絶縁層と同時に形
成される、絶縁層による第2の位置合わせマーク171 を
使用するようにしても、第1の実施の形態と同様にパッ
ド151 、152 、…の位置ずれが認識できるようになり、
フリップチップ接続の歩留まりが向上される。
およびその製造方法にあっては、半導体素子の接続され
る、実装基板に形成されたバンプ電極形成のためのパッ
ドの位置ずれが、正確に且つ確実に認識できるものであ
り、この認識結果を半導体素子と実装基板との位置合わ
せ工程にフィードバックすることによって、フリップチ
ップ接続の歩留まりが大きく改善され、その信頼性も向
上される。
装基板を説明する平面図。
る図。
に位置合わせマーク部を示す図。
実装基板を説明する平面図、(B)は同じく位置ずれの
状態を説明する図。
14…開口、151 、152…パッド、16…第1の位置合わせ
マーク、17、171 …第2の位置合わせマーク。
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体素子をはんだバンプを介して実装
基板にフリップチップ接続するようにした半導体装置に
おいて、 実装基板の表面に導体材料によって形成された金属配線
と、 前記実装基板の表面に形成された絶縁層に、前記金属配
線と交差するように形成された溝状の開口と、 前記金属配線の前記開口との交差部分に形成された電極
パッドと、 前記実装基板に前記金属配線を構成する材料と同一材料
で形成された第1の位置合わせマークと、 この第1の位置合わせマークと一部分で重なるように前
記絶縁層を利用して形成した第2の位置合わせマークと
を具備し、 前記パッド部にそれぞれバンプ電極が形成されて、前記
第1および第2の位置合わせマークの位置ずれの認識で
前記バンプ電極の位置ずれが認識され、フリップチップ
接続工程にフィードバックできるようにしたことを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記第2の位置合わせマークは、前記溝
状の開口と同時に前記絶縁層に形成された開口によって
構成されるようにした請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記第2の位置合わせマークは、前記溝
状の開口の形成される絶縁層によって構成されるように
した請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記第1および第2の位置合わせマーク
は、それぞれ複数の角部分を有する形状に形成される請
求項1記載の半導体装置。 - 【請求項5】 半導体素子をはんだバンプを介して実装
基板にフリップチップ接続するようにした半導体装置を
製造する方法において、 前記実装基板は、その表面に形成された導電材料による
金属配線と、この金属配線に交差するように溝状の開口
を形成した絶縁層とを含み構成すると共に、さらに前記
金属配線を構成する材料と同一の材料によって形成して
第1の位置合わせマーク、および絶縁層を利用して形成
した第2の位置合わせマークとを部分的に重ね合わせて
形成し、前記第1の位置合わせマークと第2の位置合わ
せマークとの相対的なずれを検出して、前記溝状の開口
と金属配線との交差部に形成されるはんだバンプ電極の
位置を判断してフリップチップ接続の位置合わせ補正が
されるようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13881396A JP3284048B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 半導体装置およびその製造方法 |
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09321086A true JPH09321086A (ja) | 1997-12-12 |
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Family
ID=15230851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP13881396A Expired - Fee Related JP3284048B2 (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2008072144A (ja) * | 2007-11-30 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 配線基板 |
US7642662B2 (en) | 2006-12-12 | 2010-01-05 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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-
1996
- 1996-05-31 JP JP13881396A patent/JP3284048B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8828800B2 (en) | 2009-04-27 | 2014-09-09 | International Business Machines Corporation | Method of forming adaptive interconnect structure having programmable contacts |
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JP3284048B2 (ja) | 2002-05-20 |
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