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JP6967962B2 - Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices - Google Patents
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Description

本発明は、再配線層を有する半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a rewiring layer and a method for manufacturing the same.

たとえば、特許文献1は、シリコン基板と、シリコン基板上の端子パッドと、WL−CSPの再配線によって端子パッドに接続された接続配線と、接続配線を封止するモールド樹脂(封止樹脂)と、モールド樹脂上のバンプと、モールド樹脂内に形成され、接続配線とバンプとを接続する銅ポストとを備える、半導体装置を開示している。 For example, Patent Document 1 describes a silicon substrate, a terminal pad on the silicon substrate, a connection wiring connected to the terminal pad by rewiring of WL-CSP, and a mold resin (sealing resin) for sealing the connection wiring. Discloses a semiconductor device comprising a bump on a mold resin and a copper post formed in the mold resin that connects the connection wiring and the bump.

特開2007−134552号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-134552

上記のような半導体装置は、たとえば、配線基板等のランドに外部端子としてのバンプが接続された状態で、配線基板と半導体装置との間に樹脂(アンダーフィル剤)が注入される。そして、アンダーフィル剤を熱硬化させることによって、半導体装置の実装が完了する。
しかしながら、この実装時のアンダーフィル剤による樹脂応力や熱履歴によって、半導体装置内においては、再配線層(接続配線)とモールド樹脂との間に応力がかかることがある。そのため、再配線層に対するモールド樹脂の密着性は、比較的高い方が好ましい。
In a semiconductor device as described above, for example, a resin (underfill agent) is injected between the wiring board and the semiconductor device in a state where a bump as an external terminal is connected to a land such as a wiring board. Then, by thermosetting the underfill agent, the mounting of the semiconductor device is completed.
However, due to the resin stress and thermal history due to the underfill agent at the time of mounting, stress may be applied between the rewiring layer (connection wiring) and the mold resin in the semiconductor device. Therefore, it is preferable that the adhesion of the mold resin to the rewiring layer is relatively high.

そこで、本発明の一実施形態は、再配線層に対する封止樹脂の密着性を向上させることができる半導体装置およびその製造方法を提供する。 Therefore, one embodiment of the present invention provides a semiconductor device capable of improving the adhesion of the sealing resin to the rewiring layer and a method for manufacturing the same.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、パッドが形成された第1面を有する半導体層と、前記半導体層の前記第1面を覆うように形成された絶縁性の下地層と、前記下地層上に形成され、前記パッドから前記半導体層の前記第1面に沿う方向に延びる再配線層と、前記再配線層を覆うように形成された封止樹脂と、前記封止樹脂の前記半導体層側の面とは反対側の第1面に配置され、前記再配線層と電気的に接続された外部端子とを含み、前記下地層には、前記再配線層の端縁から前記再配線層の下方領域へ前記半導体層の前記第1面に沿う方向に延びる凹部が形成されており、前記封止樹脂の一部が前記凹部を介して前記再配線層の下方領域に入り込んでいる。 A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor layer having a first surface on which a pad is formed, an insulating base layer formed so as to cover the first surface of the semiconductor layer, and a lower layer thereof. A rewiring layer formed on the ground layer and extending from the pad in a direction along the first surface of the semiconductor layer, a sealing resin formed so as to cover the rewiring layer, and the semiconductor of the sealing resin. An external terminal arranged on a first surface opposite to the surface on the layer side and electrically connected to the rewiring layer is included, and the underlayer is rewired from the edge of the rewiring layer. A recess extending in a direction along the first surface of the semiconductor layer is formed in the lower region of the layer, and a part of the sealing resin enters the lower region of the rewiring layer via the recess.

本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、パッドが形成された第1面を有する半導体層の前記第1面を覆うように、絶縁性の下地層を形成する工程と、前記半導体層の前記第1面に沿うように、前記パッドから延びる再配線層を形成する工程と、前記再配線層から露出する前記下地層を等方的に除去することによって、前記下地層に、前記再配線層の端縁から前記再配線層の下方領域へ前記半導体層の前記第1面に沿う方向に延びる凹部を形成する工程と、前記再配線層を覆うように、かつ前記凹部を介して前記再配線層の下方領域に入り込むように封止樹脂を形成する工程と、前記封止樹脂の前記半導体層側の面とは反対側の第1面に、前記再配線層と電気的に接続されるように外部端子を形成する工程とを含む。 A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a step of forming an insulating base layer so as to cover the first surface of a semiconductor layer having a first surface on which a pad is formed, and the semiconductor. By forming a rewiring layer extending from the pad along the first surface of the layer and isotropically removing the base layer exposed from the rewiring layer, the base layer is covered with the base layer. forming a recess extending from the edge of the re-wiring layer in a direction along the first surface of the semiconductor layer to the lower region of the rewiring layer, so as to cover the redistribution layer, and through the recess The step of forming the sealing resin so as to enter the lower region of the rewiring layer and the first surface of the sealing resin opposite to the surface of the semiconductor layer side are electrically connected to the rewiring layer. It includes a step of forming an external terminal so as to be.

図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の模式的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の半導体装置の底面図であって、一部を透視して示している。FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device of FIG. 1, which is partially seen through. 図3Aは、図2の二点鎖線IIIAで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 3A is an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line IIIA in FIG. 図3Bは、図2の二点鎖線IIIBで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 3B is an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line IIIB in FIG. 図4は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 図5は、図4の二点鎖線Vで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line V in FIG. 図6は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の要部のSEM画像を図面化したものである。FIG. 6 is a drawing of an SEM image of a main part of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 図7は、図6の要部拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. 図8Aは、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の一部を示す図である。FIG. 8A is a diagram showing a part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図8Bは、図8Aの次の工程を示す図である。FIG. 8B is a diagram showing the next step of FIG. 8A. 図8Cは、図8Bの次の工程を示す図である。FIG. 8C is a diagram showing the next step of FIG. 8B. 図8Dは、図8Cの次の工程を示す図である。FIG. 8D is a diagram showing the next step of FIG. 8C. 図8Eは、図8Dの次の工程を示す図である。FIG. 8E is a diagram showing the next step of FIG. 8D. 図8Fは、図8Eの次の工程を示す図である。FIG. 8F is a diagram showing the next step of FIG. 8E. 図8Gは、図8Fの次の工程を示す図である。FIG. 8G is a diagram showing the next step of FIG. 8F. 図8Hは、図8Gの次の工程を示す図である。FIG. 8H is a diagram showing the next step of FIG. 8G. 図8Iは、図8Hの次の工程を示す図である。FIG. 8I is a diagram showing the next step of FIG. 8H. 図8Jは、図8Iの次の工程を示す図である。FIG. 8J is a diagram showing the next step of FIG. 8I. 図8Kは、図8Jの次の工程を示す図である。FIG. 8K is a diagram showing the next step of FIG. 8J. 図8Lは、図8Kの次の工程を示す図である。FIG. 8L is a diagram showing the next step of FIG. 8K. 図8Mは、図8Lの次の工程を示す図である。FIG. 8M is a diagram showing the next step of FIG. 8L. 図8Nは、図8Mの次の工程を示す図である。FIG. 8N is a diagram showing the next step of FIG. 8M. 図8Oは、図8Nの次の工程を示す図である。FIG. 8O is a diagram showing the next step of FIG. 8N. 図8Pは、図8Oの次の工程を示す図である。FIG. 8P is a diagram showing the next step of FIG. 8O. 図8Qは、図8Pの次の工程を示す図である。FIG. 8Q is a diagram showing the next step of FIG. 8P. 図9は、本発明の他の実施形態に係る半導体装置の模式的な斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view of the semiconductor device according to another embodiment of the present invention. 図10は、図9の半導体装置の要部を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a main part of the semiconductor device of FIG. 図11は、本発明の他の実施形態に係る半導体装置の模式的な断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置1の模式的な斜視図である。図2は、図1の半導体装置1の底面図であって、一部を透視して示している。より具体的には、封止樹脂5を透視して示している。図3Aおよび図3Bは、それぞれ、図2の二点鎖線IIIAおよびIIIBで囲まれた部分の拡大図である。図4は、本発明の一実施形態に係る半導体装置1の模式的な断面図である。なお、図4は、この実施形態の説明に必要な構成を模式的に示したものであり、図1および図2に示す半導体装置1の特定位置での断面を示すものではない。図5は、図4の二点鎖線Vで囲まれた部分の拡大図である。図6は、本発明の一実施形態に係る半導体装置1の要部のSEM画像を図面化したものである。図7は、図6の要部拡大図である。なお、図6および図7の構造は、図1〜図5に示した構造と完全に一致するものではないが、本発明の特徴を備えているという点では共通している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a bottom view of the semiconductor device 1 of FIG. 1, which is partially seen through. More specifically, the sealing resin 5 is shown through. 3A and 3B are enlarged views of the portion surrounded by the two-dot chain lines IIIA and IIIB in FIG. 2, respectively. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device 1 according to the embodiment of the present invention. Note that FIG. 4 schematically shows a configuration necessary for explaining this embodiment, and does not show a cross section of the semiconductor device 1 shown in FIGS. 1 and 2 at a specific position. FIG. 5 is an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line V in FIG. FIG. 6 is a drawing of an SEM image of a main part of the semiconductor device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. Although the structures of FIGS. 6 and 7 do not completely match the structures shown in FIGS. 1 to 5, they are common in that they have the features of the present invention.

半導体装置1は、パッケージ形式としてWL−CSP(Wafer Level Chip Size Package)が適用された半導体装置である。半導体装置1のサイズは、たとえば、長さL=0.3mm〜10mm、幅W=0.3mm〜10mm、高さH=0.1mm〜2mmであってもよい。
半導体装置1は、半導体層2と、下地層3と、再配線層4と、封止樹脂5と、外部端子7とを含む。
The semiconductor device 1 is a semiconductor device to which WL-CSP (Wafer Level Chip Size Package) is applied as a package format. The size of the semiconductor device 1 may be, for example, a length L = 0.3 mm to 10 mm, a width W = 0.3 mm to 10 mm, and a height H = 0.1 mm to 2 mm.
The semiconductor device 1 includes a semiconductor layer 2, a base layer 3, a rewiring layer 4, a sealing resin 5, and an external terminal 7.

半導体層2としては、たとえば、Si基板、SiC基板等の各種半導体素材を適用できる。半導体層2は、たとえば、50μm〜1000μmの厚さを有する四角板状に形成されており、第1面8と、当該第1面8の四辺それぞれから延びる4つの第2面9と、第1面8の反対側の第3面10とを有している。別の言い方で、第1面8を半導体層2の表面、第2面9を半導体層2の側面、および第3面10を半導体層2の裏面と称してもよい。 As the semiconductor layer 2, for example, various semiconductor materials such as a Si substrate and a SiC substrate can be applied. The semiconductor layer 2 is formed, for example, in the shape of a square plate having a thickness of 50 μm to 1000 μm, and has a first surface 8, four second surfaces 9 extending from each of the four sides of the first surface 8, and a first surface. It has a third surface 10 on the opposite side of the surface 8. In other words, the first surface 8 may be referred to as the front surface of the semiconductor layer 2, the second surface 9 may be referred to as the side surface of the semiconductor layer 2, and the third surface 10 may be referred to as the back surface of the semiconductor layer 2.

この実施形態では、半導体装置1にWL−CSPが適用されていることから、半導体層2の側面である第2面9がパッケージ端面として露出している。一方、半導体層2の裏面である第3面10には、保護層11が形成されている。
保護層11は、この実施形態のように、半導体層2の第3面10の全面を覆っていてもよいし、第3面10の一部を選択的に露出させるように覆っていてもよい。保護層11としては、たとえば、エポキシ樹脂等の絶縁材料を適用できる。保護層11の厚さは、たとえば、5μm〜100μmである。
In this embodiment, since the WL-CSP is applied to the semiconductor device 1, the second surface 9 which is the side surface of the semiconductor layer 2 is exposed as the package end surface. On the other hand, the protective layer 11 is formed on the third surface 10 which is the back surface of the semiconductor layer 2.
The protective layer 11 may cover the entire surface of the third surface 10 of the semiconductor layer 2 as in this embodiment, or may cover a part of the third surface 10 so as to selectively expose it. .. As the protective layer 11, for example, an insulating material such as an epoxy resin can be applied. The thickness of the protective layer 11 is, for example, 5 μm to 100 μm.

半導体層2の第1面8には、素子12が形成されている。素子12は、たとえば、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)やダイオード等の能動素子、抵抗やキャパシタ等の受動素子を含んでいてもよい。
また、半導体層2の第1面8には、素子12を覆うように絶縁層13が形成されている。絶縁層13は、この実施形態のように、半導体層2の第1面8の全面を覆っていてもよいし、第1面8の一部を選択的に露出させるように覆っていてもよい。
The element 12 is formed on the first surface 8 of the semiconductor layer 2. The element 12 may include, for example, an active element such as a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) or a diode, and a passive element such as a resistor or a capacitor.
Further, an insulating layer 13 is formed on the first surface 8 of the semiconductor layer 2 so as to cover the element 12. The insulating layer 13 may cover the entire surface of the first surface 8 of the semiconductor layer 2 as in this embodiment, or may cover a part of the first surface 8 so as to selectively expose it. ..

絶縁層13は、半導体層2の第1面8に単層構造として形成されていてもよいし、多層構造として形成されていてもよい。多層構造の絶縁層13が適用される場合、積層方向に隣り合う絶縁層13の間に素子12に電気的に接続される配線を設けることによって、絶縁層13が多層配線構造として構成されていてもよい。
また、絶縁層13としては、たとえば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料を適用できる。
The insulating layer 13 may be formed as a single layer structure or a multilayer structure on the first surface 8 of the semiconductor layer 2. When the insulating layer 13 having a multilayer structure is applied, the insulating layer 13 is configured as a multilayer wiring structure by providing wiring electrically connected to the element 12 between the insulating layers 13 adjacent to each other in the stacking direction. May be good.
Further, as the insulating layer 13, for example, an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN) can be applied.

絶縁層13上には、素子12に電気的に接続された配線14が形成されている。配線14としては、たとえば、再配線層4とは異なる材料からなる配線(Al配線等)を適用できる。
この配線14を覆うように、表面保護層15が形成されている。表面保護層15としては、たとえば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料を適用できる。
A wiring 14 electrically connected to the element 12 is formed on the insulating layer 13. As the wiring 14, for example, wiring (Al wiring or the like) made of a material different from that of the rewiring layer 4 can be applied.
A surface protective layer 15 is formed so as to cover the wiring 14. As the surface protective layer 15, for example, an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN) can be applied.

表面保護層15には、配線14の一部をパッド17として露出させる四角形状のパッド開口16が形成されている。この実施形態では、パッド開口16から露出するパッド17は、複数形成されている。
複数のパッド17は、図2に示すように、半導体層2の第1面8上に多数設けられており、規則的に配列されていてもよいし、不規則的に配列されていてもよい。たとえば、図2の第1パッド群18のように、複数のパッド17が互いに等しい間隔を空けて直線状に規則的に配列されていてもよいし、第2パッド群19のように、複数のパッド17が互いに等しい間隔を空けて屈曲するように規則的に配列されていてもよい。また、図2の第3パッド群20のように、複数のパッド17が互いに異なる間隔を空けて不規則的に配列されていてもよい。
The surface protective layer 15 is formed with a square pad opening 16 that exposes a part of the wiring 14 as a pad 17. In this embodiment, a plurality of pads 17 exposed from the pad openings 16 are formed.
As shown in FIG. 2, a large number of the plurality of pads 17 are provided on the first surface 8 of the semiconductor layer 2, and may be arranged regularly or irregularly. .. For example, as in the first pad group 18 of FIG. 2, a plurality of pads 17 may be regularly arranged linearly at equal intervals from each other, or as in the second pad group 19, a plurality of pads 17 may be arranged in a straight line. The pads 17 may be regularly arranged so as to bend at equal intervals from each other. Further, as in the third pad group 20 of FIG. 2, a plurality of pads 17 may be irregularly arranged at different intervals from each other.

下地層3は、表面保護層15を覆うように形成されている。下地層3としては、たとえば、ポリイミド樹脂等の樹脂材料を適用できる。また、下地層3の厚さは、3μm〜20μmである。
下地層3は、図5に示すように、パッド開口16においては、パッド17の露出を確保するように、パッド開口16の周縁部を選択的に覆っている。つまり、下地層3の一部がパッド開口16に入り込み、パッド開口16の側面を覆っている。
The base layer 3 is formed so as to cover the surface protective layer 15. As the base layer 3, for example, a resin material such as a polyimide resin can be applied. The thickness of the base layer 3 is 3 μm to 20 μm.
As shown in FIG. 5, the base layer 3 selectively covers the peripheral edge portion of the pad opening 16 so as to secure the exposure of the pad 17. That is, a part of the base layer 3 enters the pad opening 16 and covers the side surface of the pad opening 16.

再配線層4は、パッド17から半導体層2の第1面8に沿って下地層3上に形成されている。再配線層4は、平面形状(底面形状)として、様々な形状を有している。たとえば、図2に示すように、再配線層4は、複数のパッド17のうち一つのパッド17に接続された第1再配線層21や、複数のパッド17に共通に接続された第2再配線層22を含んでいてもよい。 The rewiring layer 4 is formed from the pad 17 on the base layer 3 along the first surface 8 of the semiconductor layer 2. The rewiring layer 4 has various shapes as a planar shape (bottom shape). For example, as shown in FIG. 2, the rewiring layer 4 has a first rewiring layer 21 connected to one of the plurality of pads 17, and a second rewiring layer commonly connected to the plurality of pads 17. The wiring layer 22 may be included.

図2および図3Aを参照して、この実施形態では、第1再配線層21は、パッド17を覆うようにパッド17の直上領域に配置され、パッド開口16を介してパッド17に接続された第1コンタクト部23と、パッド17の直上領域から第1面8に沿う方向に離れた領域であって、外部端子7の直下領域に配置された第1ランド部24と、第1コンタクト部23から半導体層2の第1面8に沿って第1ランド部24まで延びる第1配線部25とを含む。 With reference to FIGS. 2 and 3A, in this embodiment, the first rewiring layer 21 is located in the area directly above the pad 17 so as to cover the pad 17 and is connected to the pad 17 via the pad opening 16. The first contact portion 23, the first land portion 24 arranged in the region directly below the external terminal 7, which is a region separated from the region directly above the pad 17 in the direction along the first surface 8, and the first contact portion 23. Includes a first wiring portion 25 extending from the surface to the first land portion 24 along the first surface 8 of the semiconductor layer 2.

この実施形態では、第1再配線層21に、一つの外部端子7が電気的に接続されていることによって、一つのパッド17と一つの外部端子7とが一対一で電気的に接続されている。各パッド17は、図3Aに示すように、対応する外部端子7に隣接して配置されていてもよい。また、各パッド17は、図2に示すように(図3Aのパターンは除く)、対応する外部端子7との間に当該パッド17と電気的に分離された別の外部端子7を挟むように、離れて配置されていてもよい。互いに対応するパッド17と外部端子7とが離れている場合、第1配線部25は、隣り合う別の外部端子7の間の領域を通過するように延びていてもよい。 In this embodiment, one external terminal 7 is electrically connected to the first rewiring layer 21, so that one pad 17 and one external terminal 7 are electrically connected one-to-one. There is. Each pad 17 may be arranged adjacent to the corresponding external terminal 7, as shown in FIG. 3A. Further, as shown in FIG. 2 (excluding the pattern of FIG. 3A), each pad 17 sandwiches another external terminal 7 electrically separated from the pad 17 between the pad 17 and the corresponding external terminal 7. , May be located apart. When the pads 17 corresponding to each other and the external terminal 7 are separated from each other, the first wiring portion 25 may extend so as to pass through a region between other adjacent external terminals 7.

また、たとえば図3Aに示すように、第1コンタクト部23は、平面視(底面視)において、パッド17よりも大きな四角形状であってもよい。第1ランド部24は、平面視(底面視)において、外部端子7よりも大きな多角形状であってもよい。第1配線部25は、平面視(底面視)において、直線状であってもよい。
一方、図2および図3Bを参照して、この実施形態では、第2再配線層22は、複数のパッド17を一括して覆うようにパッド17の直上領域に配置され、パッド開口16を介して複数のパッド17に接続された第2コンタクト部26と、パッド17の直上領域から第1面8に沿う方向に離れた領域であって、外部端子7の直下領域に配置された第2ランド部27と、第2コンタクト部26から半導体層2の第1面8に沿って第2ランド部27まで延びる第2配線部28とを含む。
Further, for example, as shown in FIG. 3A, the first contact portion 23 may have a rectangular shape larger than the pad 17 in a plan view (bottom view). The first land portion 24 may have a polygonal shape larger than that of the external terminal 7 in a plan view (bottom view). The first wiring portion 25 may be linear in a plan view (bottom view).
On the other hand, with reference to FIGS. 2 and 3B, in this embodiment, the second rewiring layer 22 is arranged in a region directly above the pad 17 so as to collectively cover the plurality of pads 17, and is arranged via the pad opening 16. The second contact portion 26 connected to the plurality of pads 17 and the second land located in the region directly below the external terminal 7 in the region separated from the region directly above the pads 17 in the direction along the first surface 8. A portion 27 and a second wiring portion 28 extending from the second contact portion 26 to the second land portion 27 along the first surface 8 of the semiconductor layer 2 are included.

この実施形態では、図3Bに示すように、第2再配線層22に、複数の外部端子7が電気的に接続されていることによって、複数のパッド17と複数の外部端子7とが一括して電気的に接続されている。
第2再配線層22に複数の外部端子7が電気的に接続されている場合、一つの外部端子7の直下の第2ランド部27と、別の外部端子7の直下の第2ランド部27とは、これら第2ランド部27よりも狭い幅を有する連結部29によって接続されていてもよい。また、一つの第2再配線層22に電気的に接続された複数の外部端子7は、行列パターンで配列された外部端子7において、互いに隣り合う位置であってもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the plurality of pads 17 and the plurality of external terminals 7 are collectively connected to the second rewiring layer 22 by electrically connecting the plurality of external terminals 7. Is electrically connected.
When a plurality of external terminals 7 are electrically connected to the second rewiring layer 22, the second land portion 27 directly under one external terminal 7 and the second land portion 27 directly under another external terminal 7 are connected. May be connected by a connecting portion 29 having a width narrower than those of the second land portion 27. Further, the plurality of external terminals 7 electrically connected to one second rewiring layer 22 may be positioned adjacent to each other in the external terminals 7 arranged in a matrix pattern.

一方、図2に示すように、複数のパッド17に電気的に接続された第2再配線層22に、一つの外部端子7が電気的に接続されていてもよい。
また、たとえば図3Bに示すように、第2再配線層22に関して、第2コンタクト部26、第2ランド部27および第2配線部28は、平面視(底面視)において、個々の形状が区別されず、全体として多角形状であってもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 2, one external terminal 7 may be electrically connected to the second rewiring layer 22 electrically connected to the plurality of pads 17.
Further, as shown in FIG. 3B, for example, with respect to the second rewiring layer 22, the second contact portion 26, the second land portion 27, and the second wiring portion 28 have different shapes in a plan view (bottom view). However, it may have a polygonal shape as a whole.

次に、図4および図5を参照して、再配線層4の断面形状を説明する。この断面形状は、上記第1再配線層21および第2再配線層22に共通する構成であり、図面の明瞭化のため、第1再配線層21と第2再配線層22とを区別せずに説明する。
まず、図4に示すように、再配線層4は、一方表面およびその反対側の他方表面がパッド開口16の内面に沿うように形成された第1層30と、第1層30上に形成され、パッド開口16内に一部が埋め込まれた第2層31とを含む。第1層30は、外部端子7(はんだ端子)の下方に配置され、外部端子7をパッド17に電気的に接続するためのものであり、たとえば、UBM(Under Bump Metal)と称してもよい。また、第2層31は、第1層30上に形成する際の手法(後述)に基づいて、めっき層と称してもよい。
Next, the cross-sectional shape of the rewiring layer 4 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. This cross-sectional shape has a configuration common to the first rewiring layer 21 and the second rewiring layer 22, and the first rewiring layer 21 and the second rewiring layer 22 are distinguished for the sake of clarity in the drawings. I will explain without.
First, as shown in FIG. 4, the rewiring layer 4 is formed on the first layer 30 and the first layer 30 in which one surface and the other surface on the opposite side are formed along the inner surface of the pad opening 16. The second layer 31 is partially embedded in the pad opening 16. The first layer 30 is arranged below the external terminal 7 (solder terminal) and is for electrically connecting the external terminal 7 to the pad 17, and may be referred to as, for example, UBM (Under Bump Metal). .. Further, the second layer 31 may be referred to as a plating layer based on the method (described later) for forming on the first layer 30.

第1層30は、さらに、図5に示すように、パッド17に近い側の下層32と、下層32とは異なる導電材料からなる下層32上の上層33とを含み、下層32は、上層33の端縁34に対して上層33の下方領域へ後退した端縁35を有している。
また、再配線層4の材料としては、たとえば、第1層30の下層32と上層33とが互いに異なる材料からなり、第2層31が、第1層30の上層33と同じ材料からなっていてもよい。より具体的には、第1層30の下層32がTiからなり、第1層30の上層33がCuからなり、第2層31がCuからなっていてもよい。この場合、第1層30の上層33と第2層31とがいずれもCuからなるため、これらの界面は、図5に示すように明確に形成されていなくてもよい。つまり、半導体装置1の製造途中において、第1層30の上層33と第2層31とが一体化されていてもよい。また、再配線層4の厚さ(高さ)は、5μm〜15μmであってもよい。
As shown in FIG. 5, the first layer 30 further includes a lower layer 32 on the side close to the pad 17, and an upper layer 33 on the lower layer 32 made of a conductive material different from the lower layer 32, and the lower layer 32 is the upper layer 33. It has an edge 35 that recedes to the lower region of the upper layer 33 with respect to the edge 34 of the above layer 33.
Further, as the material of the rewiring layer 4, for example, the lower layer 32 and the upper layer 33 of the first layer 30 are made of different materials from each other, and the second layer 31 is made of the same material as the upper layer 33 of the first layer 30. You may. More specifically, the lower layer 32 of the first layer 30 may be made of Ti, the upper layer 33 of the first layer 30 may be made of Cu, and the second layer 31 may be made of Cu. In this case, since the upper layer 33 and the second layer 31 of the first layer 30 are both made of Cu, these interfaces do not have to be clearly formed as shown in FIG. That is, the upper layer 33 of the first layer 30 and the second layer 31 may be integrated in the middle of manufacturing the semiconductor device 1. Further, the thickness (height) of the rewiring layer 4 may be 5 μm to 15 μm.

そして、この半導体装置1では、下地層3には、凹部6が形成されている。たとえば、図5に示すように、凹部6は、再配線層4から露出する下地層3の部分に形成され、再配線層4の半導体層2の第1面8側の面(たとえば、下面)42よりも、半導体層2の第1面8に近い底面43を有するように形成されている。
凹部6は、図3Aおよび図3Bに示すように、各再配線層4の外方に形成され、平面視で再配線層4から露出する露出部60と、再配線層4の端縁(この実施形態では、端縁34)から再配線層4の下方領域へ半導体層2の第1面8に沿う方向に延びて形成され、平面視では再配線層4に覆われて隠れる隠蔽部61とを含む。
Then, in this semiconductor device 1, a recess 6 is formed in the base layer 3. For example, as shown in FIG. 5, the recess 6 is formed in a portion of the base layer 3 exposed from the rewiring layer 4, and is a surface (for example, a lower surface) on the first surface 8 side of the semiconductor layer 2 of the rewiring layer 4. It is formed so as to have a bottom surface 43 closer to the first surface 8 of the semiconductor layer 2 than 42.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the recess 6 is formed on the outer side of each rewiring layer 4, and is exposed from the rewiring layer 4 in a plan view. In the embodiment, the concealing portion 61 is formed so as to extend from the edge 34) to the lower region of the rewiring layer 4 in the direction along the first surface 8 of the semiconductor layer 2 and is covered and hidden by the rewiring layer 4 in a plan view. including.

露出部60の底面43は、図7のように、粗面化された凹凸構造62を有している。
隠蔽部61は、図3Aおよび図3Bに破線で示すように、各再配線層4の周縁全周に連続して、再配線層4の下方領域に形成されている。つまり、隠蔽部61は、各再配線層4に独立して形成され、平面視における再配線層4と同じ輪郭を有している。また、各隠蔽部61は、図5〜図7に示すように、半導体層2の第1面8へ膨出するように湾曲する曲面63を有している。なお、図7では、絶縁層13が、複数積層された配線層64と、これらの配線層64を接続するビア65とを含む多層配線構造として示されている。
As shown in FIG. 7, the bottom surface 43 of the exposed portion 60 has a roughened uneven structure 62.
As shown by the broken line in FIGS. 3A and 3B, the concealing portion 61 is formed in the lower region of the rewiring layer 4 continuously around the entire peripheral edge of each rewiring layer 4. That is, the concealing portion 61 is independently formed in each rewiring layer 4 and has the same contour as the rewiring layer 4 in a plan view. Further, as shown in FIGS. 5 to 7, each concealing portion 61 has a curved surface 63 that is curved so as to bulge to the first surface 8 of the semiconductor layer 2. In addition, in FIG. 7, the insulating layer 13 is shown as a multi-layer wiring structure including a plurality of laminated wiring layers 64 and vias 65 connecting these wiring layers 64.

また、この実施形態では、凹部6は、図4に示すように、再配線層4から露出する下地層3の部分の全体に形成されており、隣り合う再配線層4の間に跨って形成されている。つまり、一つの再配線層4(たとえば、図4の紙面左側の再配線層4)の隠蔽部61と、別の再配線層4(たとえば、図4の紙面右側の再配線層4)の隠蔽部61とが、共通の露出部60を介して連続している。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the recess 6 is formed in the entire portion of the base layer 3 exposed from the rewiring layer 4, and is formed so as to straddle between the adjacent rewiring layers 4. Has been done. That is, the concealment portion 61 of one rewiring layer 4 (for example, the rewiring layer 4 on the left side of the paper in FIG. 4) and another rewiring layer 4 (for example, the rewiring layer 4 on the right side of the paper in FIG. 4) are concealed. The portion 61 is continuous with the common exposed portion 60.

封止樹脂5は、再配線層4を覆うように、半導体層2の第1面8側に形成されている。封止樹脂5は、たとえば、10μm〜200μmの厚さを有する四角板状に形成されており、半導体層2側の面とは反対側の第1面36と、当該第1面36の四辺それぞれから延びる4つの第2面37とを有している。別の言い方で、第1面36を封止樹脂5の表面、第2面37を封止樹脂5の側面と称してもよい。 The sealing resin 5 is formed on the first surface 8 side of the semiconductor layer 2 so as to cover the rewiring layer 4. The sealing resin 5 is formed in the shape of a square plate having a thickness of, for example, 10 μm to 200 μm, and has a first surface 36 on the side opposite to the surface on the semiconductor layer 2 side and four sides of the first surface 36, respectively. It has four second surfaces 37 extending from. In other words, the first surface 36 may be referred to as the surface of the sealing resin 5, and the second surface 37 may be referred to as the side surface of the sealing resin 5.

この実施形態では、半導体装置1にWL−CSPが適用されていることから、図1に示すように、封止樹脂5の側面である第2面37がパッケージ端面として露出している。当該封止樹脂5の第2面37は、半導体層2の第2面9と同一平面上に形成されている。また、封止樹脂5の第1面36は、半導体装置1において外部端子7が配置される面であり、パッケージの実装面として露出している。 In this embodiment, since the WL-CSP is applied to the semiconductor device 1, as shown in FIG. 1, the second surface 37, which is the side surface of the sealing resin 5, is exposed as the package end surface. The second surface 37 of the sealing resin 5 is formed on the same plane as the second surface 9 of the semiconductor layer 2. Further, the first surface 36 of the sealing resin 5 is a surface on which the external terminal 7 is arranged in the semiconductor device 1, and is exposed as a mounting surface of the package.

また、封止樹脂5としては、各種樹脂を適用することができ、たとえば、エポキシ樹脂を適用できる。また、封止樹脂5は、図5および図7に示すように、下地層3の凹部6の隠蔽部61に入り込むことで、再配線層4の端縁34から再配線層4の下方領域に突出し、再配線層4と下地層3との間に挟まれた第1部分66を有している。
封止樹脂5の第1面36には、外部端子7が配置されている。外部端子7は、図2に示すように、平面視(底面視)において、行列パターンで配列されている。この実施形態では、10×10のパターンで配列されている。また、外部端子7の材料としては、たとえば、はんだ、Au/Ni等を適用でき、この実施形態では、外部端子7が、球状のはんだ端子(はんだバンプ)で構成されている。
Further, as the sealing resin 5, various resins can be applied, and for example, an epoxy resin can be applied. Further, as shown in FIGS. 5 and 7, the sealing resin 5 enters the concealing portion 61 of the recess 6 of the base layer 3 from the end edge 34 of the rewiring layer 4 to the lower region of the rewiring layer 4. It has a first portion 66 that protrudes and is sandwiched between the rewiring layer 4 and the base layer 3.
An external terminal 7 is arranged on the first surface 36 of the sealing resin 5. As shown in FIG. 2, the external terminals 7 are arranged in a matrix pattern in a plan view (bottom view). In this embodiment, they are arranged in a 10 × 10 pattern. Further, as the material of the external terminal 7, for example, solder, Au / Ni, or the like can be applied, and in this embodiment, the external terminal 7 is composed of a spherical solder terminal (solder bump).

各外部端子7は、この実施形態では、中間導電材39を介して再配線層4に電気的に接続されている。
中間導電材39は、封止樹脂5の第1面36から再配線層4に達するように封止樹脂5を厚さ方向に貫通して設けられている。中間導電材39は、たとえば、再配線層4(第1ランド部24および第2ランド部27)から鉛直に延びる柱状(円柱状)に形成されており、その形態に基づいて、ポストと称してもよい。
In this embodiment, each external terminal 7 is electrically connected to the rewiring layer 4 via the intermediate conductive material 39.
The intermediate conductive material 39 is provided so as to penetrate the sealing resin 5 in the thickness direction so as to reach the rewiring layer 4 from the first surface 36 of the sealing resin 5. The intermediate conductive material 39 is formed, for example, in a columnar shape (cylindrical column) extending vertically from the rewiring layer 4 (first land portion 24 and second land portion 27), and is referred to as a post based on its morphology. May be good.

中間導電材39の厚さ(高さ)は、再配線層4の厚さよりも厚く、たとえば、90μm〜110μmであってもよい。そして、各外部端子7は、封止樹脂5の第1面36に露出する中間導電材39の端面40に接合されている。
この実施形態では、図4および図5に示すように、半導体層2の第1面8側に、半導体層2の第2面9に形成された段差によって生じた凹部45が形成されている。凹部45は、半導体層2の外周全周にわたって形成されている。
The thickness (height) of the intermediate conductive material 39 may be thicker than the thickness of the rewiring layer 4, for example, 90 μm to 110 μm. Each of the external terminals 7 is joined to the end surface 40 of the intermediate conductive material 39 exposed on the first surface 36 of the sealing resin 5.
In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a recess 45 formed by a step formed on the second surface 9 of the semiconductor layer 2 is formed on the first surface 8 side of the semiconductor layer 2. The recess 45 is formed over the entire outer circumference of the semiconductor layer 2.

この凹部45は、下地層3の半導体層2側とは反対側の面から半導体層2へ向かって形成されている。凹部45は、下地層3および半導体層2に跨って形成され、半導体層2の第2面9に対して傾斜した第1壁面46と、第1壁面46の半導体層2側の端部において第1壁面46と連なって形成され、第1壁面46とは異なる角度で傾斜した第2壁面47とを有している。第1壁面46と第2壁面47とは、たとえば90°を超える角度で交差している。 The recess 45 is formed from the surface of the base layer 3 opposite to the semiconductor layer 2 side toward the semiconductor layer 2. The recess 45 is formed so as to straddle the base layer 3 and the semiconductor layer 2, and is formed at a first wall surface 46 inclined with respect to the second surface 9 of the semiconductor layer 2 and a second end portion of the first wall surface 46 on the semiconductor layer 2 side. It has a second wall surface 47 which is formed in series with one wall surface 46 and is inclined at an angle different from that of the first wall surface 46. The first wall surface 46 and the second wall surface 47 intersect at an angle exceeding 90 °, for example.

そして、封止樹脂5が凹部45に入り込み、凹部45に入り込んだ封止樹脂5の部分48の第2面37が、図1に示すように、パッケージ端面として露出している。当該封止樹脂5の部分48の第2面37は、半導体層2の第2面9と同一平面上に形成され、パッケージ端面においては、その全周にわたって半導体層2の第2面9と封止樹脂5の第2面37との境界49が形成されている。 Then, the sealing resin 5 enters the recess 45, and the second surface 37 of the portion 48 of the sealing resin 5 that has entered the recess 45 is exposed as the package end surface as shown in FIG. The second surface 37 of the portion 48 of the sealing resin 5 is formed on the same plane as the second surface 9 of the semiconductor layer 2, and the package end surface is sealed with the second surface 9 of the semiconductor layer 2 over the entire circumference thereof. A boundary 49 with the second surface 37 of the stop resin 5 is formed.

図8A〜図8Qは、本発明の一実施形態に係る半導体装置1の製造方法の一部を工程順に示す図である。
半導体装置1を製造するには、図8Aに示すように、たとえば、ウエハ状の半導体層2(たとえば、200μm〜1000μm厚)が準備され、当該半導体層2に素子12が形成される。素子12の形成後、素子12を覆う絶縁層13が形成され、絶縁層13上に配線14が形成される。
8A to 8Q are diagrams showing a part of the manufacturing method of the semiconductor device 1 according to the embodiment of the present invention in the order of processes.
In order to manufacture the semiconductor device 1, for example, a wafer-shaped semiconductor layer 2 (for example, a thickness of 200 μm to 1000 μm) is prepared, and the element 12 is formed on the semiconductor layer 2. After the element 12, the insulating layer 13 covering the element 12 is formed, and the wiring 14 is formed on the insulating layer 13.

次に、配線14を覆うように絶縁層13上に表面保護層15が形成され、当該表面保護層15をパターニングすることによってパッド開口16が形成され、配線14の一部がパッド17として露出する。
次に、たとえば、スピンコート法、スプレーコート法等によって、表面保護層15上に下地層3が形成される。その後、下地層3をパターニングすることによって、下地層3で覆われていたパッド17が露出する。パッド開口16内には、下地層3がパッド開口16の側面を覆った状態で残ることとなる。
Next, a surface protective layer 15 is formed on the insulating layer 13 so as to cover the wiring 14, a pad opening 16 is formed by patterning the surface protective layer 15, and a part of the wiring 14 is exposed as a pad 17. ..
Next, for example, the base layer 3 is formed on the surface protective layer 15 by a spin coating method, a spray coating method, or the like. After that, by patterning the base layer 3, the pad 17 covered with the base layer 3 is exposed. The base layer 3 remains in the pad opening 16 in a state of covering the side surface of the pad opening 16.

次に、図8Bに示すように、たとえば、スパッタリングによって、下地層3上に再配線層4の第1層30が形成される。なお、図8Bでは示さないが、第1層30は、下層32および上層33(図5参照)がこの順に積層されることによって形成されてもよい。
次に、図8Cに示すように、第1層30上に、たとえばフォトレジスト等のマスク材料が塗布され、このマスク材料をパターニングすることによって、マスク51が形成される。マスク51は、再配線層4のパターンと同じパターンを有する開口52を有している。
Next, as shown in FIG. 8B, for example, by sputtering, the first layer 30 of the rewiring layer 4 is formed on the base layer 3. Although not shown in FIG. 8B, the first layer 30 may be formed by laminating the lower layer 32 and the upper layer 33 (see FIG. 5) in this order.
Next, as shown in FIG. 8C, a mask material such as a photoresist is applied onto the first layer 30, and the mask material is patterned to form a mask 51. The mask 51 has an opening 52 having the same pattern as the pattern of the rewiring layer 4.

次に、図8Dに示すように、たとえば、めっき法によって、再配線層4の第2層31が、マスク51の開口52から露出する第1層30の部分から成長する。これにより、第1層30および第2層31からなる再配線層4が形成される。なお、この段階では、各第2層31に接する第1層30は、マスク51で覆われた部分(マスク51の下方の部分)を介して互いに連なっている。 Next, as shown in FIG. 8D, for example, by a plating method, the second layer 31 of the rewiring layer 4 grows from the portion of the first layer 30 exposed from the opening 52 of the mask 51. As a result, the rewiring layer 4 composed of the first layer 30 and the second layer 31 is formed. At this stage, the first layer 30 in contact with each second layer 31 is connected to each other via a portion covered with the mask 51 (a portion below the mask 51).

次に、図8Eに示すように、マスク51が除去される。
次に、図8Fに示すように、たとえばドライフィルム等のマスク材料が塗布(ラミネート)されることによって、再配線層4上にマスク53が形成される。
次に、図8Gに示すように、マスク53をパターニングすることによって、マスク53に、中間導電材39のパターンと同じパターンを有する開口54が形成される。
Next, as shown in FIG. 8E, the mask 51 is removed.
Next, as shown in FIG. 8F, a mask 53 is formed on the rewiring layer 4 by applying (laminating) a mask material such as a dry film.
Next, as shown in FIG. 8G, by patterning the mask 53, an opening 54 having the same pattern as that of the intermediate conductive material 39 is formed in the mask 53.

次に、図8Hに示すように、たとえば、めっき法によって、中間導電材39が、マスク53の開口54から露出する再配線層4(第2層31)の部分から成長する。これにより、再配線層4から鉛直に延びる中間導電材39が形成される。
次に、図8Iに示すように、マスク53が除去される。
次に、図8Jに示すように、たとえば、ウエットエッチングによって、再配線層4の第1層30のうち、第2層31から露出する部分が除去される。これにより、隣り合う再配線層4の間に、下地層3が露出する。この際、第1層30の下層32(たとえば、Ti)が、第2層31や中間導電材39(たとえば、Cu)と異なる材料であることによって、第1層30の上層33の除去後、下層32を選択的に除去することができる。また、隣り合う再配線層4間の短絡を防止するために下層32をオーバーエッチングしてもよく、このオーバーエッチングによって、図5に示すように、下層32の端縁35が、上層33の端縁34に対して上層33の下方領域へ後退してもよい。
Next, as shown in FIG. 8H, for example, by a plating method, the intermediate conductive material 39 grows from the portion of the rewiring layer 4 (second layer 31) exposed from the opening 54 of the mask 53. As a result, the intermediate conductive material 39 extending vertically from the rewiring layer 4 is formed.
Next, as shown in FIG. 8I, the mask 53 is removed.
Next, as shown in FIG. 8J, for example, a portion of the first layer 30 of the rewiring layer 4 exposed from the second layer 31 is removed by wet etching. As a result, the base layer 3 is exposed between the adjacent rewiring layers 4. At this time, since the lower layer 32 (for example, Ti) of the first layer 30 is made of a different material from the second layer 31 and the intermediate conductive material 39 (for example, Cu), after the upper layer 33 of the first layer 30 is removed, The lower layer 32 can be selectively removed. Further, the lower layer 32 may be overetched in order to prevent a short circuit between the adjacent rewiring layers 4, and by this over etching, the edge 35 of the lower layer 32 becomes the end of the upper layer 33, as shown in FIG. It may recede to the lower region of the upper layer 33 with respect to the edge 34.

次に、図8Kに示すように、たとえば、ダイシングブレード等のカッターが半導体層2の第1面8側から半導体層2の厚さ方向途中部まで入れられることによって、下地層3から半導体層2の厚さ方向途中部に達する溝55が形成される(ハーフカット)。この際、溝55が、図5に示すような傾斜角が互いに異なる第1壁面46および第2壁面47を有するように、カッターの先端形状を選択してもよい。溝55は、互いに対向する第1壁面46および第2壁面47によって区画され、その底部には、第2壁面47同士が交差してなる先端部56が形成される。 Next, as shown in FIG. 8K, for example, a cutter such as a dicing blade is inserted from the first surface 8 side of the semiconductor layer 2 to the middle portion of the semiconductor layer 2 in the thickness direction, so that the base layer 3 to the semiconductor layer 2 are inserted. A groove 55 is formed that reaches the middle portion in the thickness direction of the (half cut). At this time, the tip shape of the cutter may be selected so that the groove 55 has the first wall surface 46 and the second wall surface 47 having different inclination angles as shown in FIG. The groove 55 is partitioned by a first wall surface 46 and a second wall surface 47 facing each other, and a tip portion 56 formed by intersecting the second wall surfaces 47 is formed at the bottom thereof.

次に、図8Lに示すように、たとえば、アッシング処理によって、再配線層4から露出する下地層3が等方的にエッチングされる。これにより、前述した形状の凹部6が形成される。
次に、図8Mに示すように、再配線層4を覆うように封止樹脂5が形成される。封止樹脂5は、中間導電材39が完全に隠れる厚さで形成される。この際、凹部6の隠蔽部61および溝55にも、封止樹脂5が入り込む。
Next, as shown in FIG. 8L, the base layer 3 exposed from the rewiring layer 4 is isotropically etched, for example, by an ashing process. As a result, the recess 6 having the above-mentioned shape is formed.
Next, as shown in FIG. 8M, the sealing resin 5 is formed so as to cover the rewiring layer 4. The sealing resin 5 is formed to have a thickness that completely hides the intermediate conductive material 39. At this time, the sealing resin 5 also enters the concealing portion 61 and the groove 55 of the recess 6.

次に、図8Nに示すように、たとえば、研削、研磨等によって、封止樹脂5が、封止樹脂5の第1面36側から薄化される。この薄化は、中間導電材39の端面40が露出するまで続けられる。これにより、中間導電材39の端面40が封止樹脂5の第1面36から露出する。
次に、図8Oに示すように、たとえば、研削、研磨等によって、半導体層2が第3面10側から薄化される。これにより、半導体層2の厚さが、たとえば、50μm〜1000μmとなる。その後、たとえば、スピンコート法、スプレーコート法等によって、半導体層2の第3面10に保護層11の樹脂材料が塗布されることによって、保護層11が形成される。
Next, as shown in FIG. 8N, the sealing resin 5 is thinned from the first surface 36 side of the sealing resin 5, for example, by grinding, polishing, or the like. This thinning continues until the end face 40 of the intermediate conductive material 39 is exposed. As a result, the end surface 40 of the intermediate conductive material 39 is exposed from the first surface 36 of the sealing resin 5.
Next, as shown in FIG. 8O, the semiconductor layer 2 is thinned from the third surface 10 side by, for example, grinding, polishing, or the like. As a result, the thickness of the semiconductor layer 2 becomes, for example, 50 μm to 1000 μm. After that, for example, the protective layer 11 is formed by applying the resin material of the protective layer 11 to the third surface 10 of the semiconductor layer 2 by a spin coating method, a spray coating method, or the like.

次に、図8Pに示すように、封止樹脂5から露出する中間導電材39の端面40に外部端子7(たとえば、はんだバンプ)が接合され、たとえば、180℃〜270℃の温度でリフロー処理が行われる。
次に、図8Qに示すように、たとえば、溝55を形成した時のカッターよりも狭い幅を有するカッターによって、ウエハ状の半導体層2が各半導体装置1(チップ)に切り分けられる。この際、溝55に残っていた封止樹脂5は、半導体装置1のパッケージ側面(として露出する。以上の工程を経て、前述の半導体装置1が得られる。
Next, as shown in FIG. 8P, the external terminal 7 (for example, a solder bump) is bonded to the end face 40 of the intermediate conductive material 39 exposed from the sealing resin 5, and the reflow treatment is performed at a temperature of, for example, 180 ° C to 270 ° C. Is done.
Next, as shown in FIG. 8Q, the wafer-shaped semiconductor layer 2 is cut into each semiconductor device 1 (chip) by, for example, a cutter having a width narrower than that of the cutter when the groove 55 is formed. At this time, the sealing resin 5 remaining in the groove 55 is exposed as the side surface of the package of the semiconductor device 1. Through the above steps, the above-mentioned semiconductor device 1 can be obtained.

以上、この半導体装置1によれば、下地層3に凹部6が形成されており、その凹部6を介して、封止樹脂5の一部(第1部分66)が再配線層4の下方領域に入り込んでいる。そのため、半導体装置1の実装時に、アンダーフィル剤による樹脂応力や熱履歴によって再配線層4と封止樹脂5との間に応力が加わっても、半導体層2の第1面8に沿う方向においては、封止樹脂5と下地層3との接触面が増え、封止樹脂5の密着性を向上させることができるので、当該応力による影響を抑えることができる。さらに、下地層3の露出部60に凹凸構造62が形成されていることからも、半導体層2の第1面8に沿う方向の応力による影響を抑えることができる。 As described above, according to the semiconductor device 1, the recess 6 is formed in the base layer 3, and a part of the sealing resin 5 (first portion 66) is formed in the lower region of the rewiring layer 4 through the recess 6. It's getting in. Therefore, even if a stress is applied between the rewiring layer 4 and the sealing resin 5 due to the resin stress due to the underfill agent or the thermal history at the time of mounting the semiconductor device 1, in the direction along the first surface 8 of the semiconductor layer 2. The contact surface between the sealing resin 5 and the base layer 3 is increased, and the adhesion of the sealing resin 5 can be improved, so that the influence of the stress can be suppressed. Further, since the uneven structure 62 is formed on the exposed portion 60 of the base layer 3, it is possible to suppress the influence of stress in the direction along the first surface 8 of the semiconductor layer 2.

一方、半導体層2の第1面8に交差する方向においては、再配線層4の下方領域に入り込んだ封止樹脂5の第1部分66のアンカー効果によって、封止樹脂5の密着性を向上させること。その結果、半導体層2の第1面8に交差する方向の応力による影響も抑えることができる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
On the other hand, in the direction intersecting the first surface 8 of the semiconductor layer 2, the adhesion of the sealing resin 5 is improved by the anchor effect of the first portion 66 of the sealing resin 5 that has entered the lower region of the rewiring layer 4. To let. As a result, the influence of stress in the direction intersecting the first surface 8 of the semiconductor layer 2 can be suppressed.
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other embodiments.

たとえば、前述の実施形態では、半導体層2の第1面8側に凹部45が形成されていたが、たとえば、図9および図10に示すように、凹部45が形成されていなくてもよい。この場合、半導体装置1のパッケージ側面として、半導体層2および封止樹脂5に加えて、下地層3、表面保護層15および絶縁層13が露出していてもよい。このような形態は、たとえば、図8Qの工程でウエハ状の半導体層2を切断する際に、溝55を形成した時のカッターよりも広い幅を有するカッターによって、ウエハ状の半導体層2が各半導体装置1(チップ)に切り分ければよい。 For example, in the above-described embodiment, the recess 45 is formed on the first surface 8 side of the semiconductor layer 2, but the recess 45 may not be formed as shown in FIGS. 9 and 10, for example. In this case, in addition to the semiconductor layer 2 and the sealing resin 5, the base layer 3, the surface protective layer 15, and the insulating layer 13 may be exposed as the package side surface of the semiconductor device 1. In such a form, for example, when the wafer-shaped semiconductor layer 2 is cut in the process of FIG. 8Q, the wafer-shaped semiconductor layer 2 is formed by a cutter having a wider width than the cutter when the groove 55 is formed. It may be separated into the semiconductor device 1 (chip).

また、前述の実施形態では、再配線層4と外部端子7とが、中間導電材39を介して接続されていたが、たとえば、図11に示すように、外部端子7が、直接、再配線層4に接続されていてもよい。この場合、封止樹脂5を貫通し、再配線層4の一部を露出させる開口59が形成されていてもよく、外部端子7は、この開口59内で再配線層4に接続されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the rewiring layer 4 and the external terminal 7 are connected via the intermediate conductive material 39. For example, as shown in FIG. 11, the external terminal 7 is directly rewired. It may be connected to layer 4. In this case, an opening 59 may be formed that penetrates the sealing resin 5 and exposes a part of the rewiring layer 4, and the external terminal 7 is connected to the rewiring layer 4 in the opening 59. May be good.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

1 半導体装置
2 半導体層
3 下地層
4 再配線層
5 封止樹脂
6 凹部
7 外部端子
8 (半導体層)第1面
9 (半導体層)第2面
10 (半導体層)第3面
14 配線
17 パッド
21 第1再配線層
22 第2再配線層
30 第1層
31 第2層
32 下層
33 上層
34 (上層)端縁
35 (下層)端縁
36 (封止樹脂)第1面
37 (封止樹脂)第2面
39 中間導電材
40 (中間導電材)端面
42 (再配線層)下面
43 (凹部)底面
45 凹部
46 第1壁面
47 第2壁面
48 (封止樹脂)凹部内の部分
60 (凹部)露出部
61 (凹部)隠蔽部
62 凹凸構造
1 Semiconductor device 2 Semiconductor layer 3 Underlayer 4 Rewiring layer 5 Encapsulating resin 6 Recess 7 External terminal 8 (Semiconductor layer) 1st surface 9 (Semiconductor layer) 2nd surface 10 (Semiconductor layer) 3rd surface 14 Wiring 17 Pad 21 1st rewiring layer 22 2nd rewiring layer 30 1st layer 31 2nd layer 32 Lower layer 33 Upper layer 34 (Upper layer) Edge edge 35 (Lower layer) Edge edge 36 (Encapsulating resin) 1st surface 37 (Encapsulating resin) ) 2nd surface 39 Intermediate conductive material 40 (Intermediate conductive material) End surface 42 (Rewiring layer) Bottom surface 43 (Concave) Bottom surface 45 Recessed 46 1st wall surface 47 2nd wall surface 48 (Encapsulating resin) Part inside the recess 60 (Concave) ) Exposed part 61 (Concave part) Concealed part 62 Concavo-convex structure

Claims (18)

パッドが形成された第1面を有する半導体層と、
前記半導体層の前記第1面を覆うように形成された絶縁性の下地層と、
前記下地層上に形成され、前記パッドから前記半導体層の前記第1面に沿う方向に延びる再配線層と、
前記再配線層を覆うように形成された封止樹脂と、
前記封止樹脂の前記半導体層側の面とは反対側の第1面に配置され、前記再配線層と電気的に接続された外部端子とを含み、
前記下地層には、前記再配線層の端縁から前記再配線層の下方領域へ前記半導体層の前記第1面に沿う方向に延びる凹部が形成されており、
前記封止樹脂の一部が前記凹部を介して前記再配線層の下方領域に入り込んでいる、半導体装置。
A semiconductor layer having a first surface on which a pad is formed,
An insulating base layer formed so as to cover the first surface of the semiconductor layer, and
A rewiring layer formed on the base layer and extending from the pad in a direction along the first surface of the semiconductor layer.
A sealing resin formed so as to cover the rewiring layer, and
An external terminal arranged on a first surface of the sealing resin opposite to the surface of the sealing resin on the semiconductor layer side and electrically connected to the rewiring layer is included.
The base layer is formed with a recess extending from the edge of the rewiring layer to the lower region of the rewiring layer in a direction along the first surface of the semiconductor layer.
A semiconductor device in which a part of the sealing resin has entered the lower region of the rewiring layer through the recess.
前記下地層上には、複数の前記再配線層が形成されており、
前記凹部は、隣り合う前記再配線層の間に跨って形成されている、請求項1に記載の半導体装置。
A plurality of the rewiring layers are formed on the base layer.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the recess is formed so as to straddle between adjacent rewiring layers.
前記凹部の周縁は、前記半導体層側へ膨出するように湾曲する曲面を含む、請求項1または2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the peripheral edge of the recess includes a curved surface curved so as to bulge toward the semiconductor layer. 前記凹部は、前記再配線層の周縁全周に連続して、前記再配線層の下方領域に形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the recess is continuously formed in the lower region of the rewiring layer so as to be continuous with the entire periphery of the peripheral edge of the rewiring layer. 前記凹部の底面は、粗面化されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the bottom surface of the recess is roughened. 前記封止樹脂の前記第1面から前記再配線層に達するように前記封止樹脂を貫通して設けられ、前記再配線層と前記外部端子とを電気的に接続する中間導電材をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体装置。 Further included is an intermediate conductive material provided through the sealing resin so as to reach the rewiring layer from the first surface of the sealing resin and electrically connecting the rewiring layer and the external terminal. , The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5. 前記下地層は、前記パッドを露出させる開口を有しており、
前記再配線層は、一方表面およびその反対側の他方表面が前記開口の内面に沿うように形成された第1層と、前記第1層上に形成され、前記開口内に一部が埋め込まれた第2層とを含み、
前記第1層は、前記パッドに近い側の下層と、前記下層とは異なる導電材料からなる前記下層上の上層とを含み、
前記下層は、前記上層の端縁に対して前記上層の下方領域へ後退した端縁を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置。
The base layer has an opening that exposes the pad.
The rewiring layer is formed on a first layer in which one surface and the other surface on the opposite side are formed along the inner surface of the opening, and a part thereof is embedded in the opening. Including the second layer
The first layer includes a lower layer on the side close to the pad and an upper layer on the lower layer made of a conductive material different from the lower layer.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the lower layer has an edge recessed to a lower region of the upper layer with respect to the edge of the upper layer.
前記第1層の下層がTiからなり、前記第1層の上層がCuからなり、
前記第2層がCuからなる、請求項7に記載の半導体装置。
The lower layer of the first layer is made of Ti, and the upper layer of the first layer is made of Cu.
The semiconductor device according to claim 7, wherein the second layer is made of Cu.
前記半導体層の前記第1面側には、この第1面に交差する前記半導体層の第2面に形成された段差によって生じた凹部が形成されており、
前記封止樹脂は、前記凹部に入り込んでいる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置。
A recess formed by a step formed on the second surface of the semiconductor layer intersecting the first surface is formed on the first surface side of the semiconductor layer.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8, wherein the sealing resin is contained in the recess.
前記下地層は、前記半導体層の前記第1面に交差する前記半導体層の第2面に連続するように、前記半導体層の前記第2面側で露出している、請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装置。 Claims 1 to 8, wherein the base layer is exposed on the second surface side of the semiconductor layer so as to be continuous with the second surface of the semiconductor layer intersecting the first surface of the semiconductor layer. The semiconductor device according to any one of the above. 前記半導体層には、複数の前記パッドが配置されており、
前記再配線層は、一つの前記パッドに接続された第1再配線層を含み、
前記第1再配線層には、一つの前記外部端子が電気的に接続されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体装置。
A plurality of the pads are arranged on the semiconductor layer.
The rewiring layer includes a first rewiring layer connected to one of the pads.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 10, wherein one of the external terminals is electrically connected to the first rewiring layer.
前記半導体層には、複数の前記パッドが配置されており、
前記再配線層は、複数の前記パッドに共通に接続された第2再配線層を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の半導体装置。
A plurality of the pads are arranged on the semiconductor layer.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 11, wherein the rewiring layer includes a second rewiring layer commonly connected to the plurality of pads.
前記第2再配線層には、一つの前記外部端子が電気的に接続されている、請求項12に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12, wherein one of the external terminals is electrically connected to the second rewiring layer. 前記第2再配線層には、複数の前記外部端子が電気的に接続されている、請求項12または13に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12 or 13, wherein a plurality of the external terminals are electrically connected to the second rewiring layer. 前記外部端子が、はんだ端子を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 14, wherein the external terminal includes a solder terminal. WL−CSPである、請求項1〜15のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 15, which is a WL-CSP. パッドが形成された第1面を有する半導体層の前記第1面を覆うように、絶縁性の下地層を形成する工程と、
前記半導体層の前記第1面に沿うように、前記パッドから延びる再配線層を形成する工程と、
前記再配線層から露出する前記下地層を等方的に除去することによって、前記下地層に、前記再配線層の端縁から前記再配線層の下方領域へ前記半導体層の前記第1面に沿う方向に延びる凹部を形成する工程と、
前記再配線層を覆うように、かつ前記凹部を介して前記再配線層の下方領域に入り込むように封止樹脂を形成する工程と、
前記封止樹脂の前記半導体層側の面とは反対側の第1面に、前記再配線層と電気的に接続されるように外部端子を形成する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
A step of forming an insulating base layer so as to cover the first surface of the semiconductor layer having the first surface on which the pad is formed, and
A step of forming a rewiring layer extending from the pad along the first surface of the semiconductor layer, and a step of forming the rewiring layer.
By isotropically removing the underlying layer exposed from the rewiring layer, the underlying layer is provided on the first surface of the semiconductor layer from the edge of the rewiring layer to the lower region of the rewiring layer. The process of forming a recess extending along the line and
Forming said to cover the redistribution layer and the sealing resin so as to enter the lower region of the rewiring layer through the recess,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming an external terminal on a first surface of the sealing resin opposite to the surface on the semiconductor layer side so as to be electrically connected to the rewiring layer.
前記下地層を等方的に除去する工程は、前記下地層をアッシング処理する工程を含む、請求項17に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the step of isotropically removing the base layer includes a step of ashing the base layer.
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