DE102005041886B3

DE102005041886B3 - Production of semiconductor element, e.g. for use in mobile telephones, includes forming projections of differing elasticity modulus by selective illumination of photopolymerizable compositions

Info

Publication number: DE102005041886B3
Application number: DE102005041886A
Authority: DE
Inventors: Laurence Edward Singleton; Torsten Meyer; Stephan Dobritz; Harry Hedler
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-09-03

Abstract

Ein Halbleitersubstrat wird bereitgestellt, welches eine erste Oberfläche aufweist. Auf die erste Oberfläche wird eine Erhebung aufgebracht, wobei die Erhebung eine Vorstufe eines Polymers und einen lichtempfindlichen Polymerisationsinitiator zur Bildung eines Polymers beinhaltet. Die zumindest eine Erhebung wird zumindest in einem Bereich belichtet. Dies ermöglicht gezielt den Polymerisationsgrad und damit das Elastizitätsmodul einzelner Erhebungen einzustellen.A semiconductor substrate is provided which has a first surface. An elevation is applied to the first surface, the elevation including a precursor of a polymer and a photosensitive polymerization initiator to form a polymer. The at least one elevation is exposed in at least one area. This enables the degree of polymerization and thus the modulus of elasticity of individual elevations to be set in a targeted manner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.The The present invention relates to a process for producing a Semiconductor device.

Die US 2002/0053735 A1 beschreibt ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren von integrierten Schaltungen mittels Kontaktflächen. Ein klebendes Material wird auf die Kontaktseite aufgebracht, welches beispielhaft ein UV-härtbares Polymer enthält.The US 2002/0053735 A1 describes a method for electrical contacting of integrated circuits by means of contact surfaces. An adhesive material is applied to the contact side, which exemplifies a UV-curable Contains polymer.

Die DE 102 27342 A1 beschreibt eine Schaltungsanordnung mit einem elektrischen Kontaktierungsbereich, die elastische Erhebung mit darauf befindlichen Umverdratungsmetallisierungen aufweisen. Ferner sind diskrete Stützen aus einem Polymer mit einer geeigneten Härte in einem peripheren Stützbereich auf der Kontaktierungsseite der Schaltungsanordnung angebracht.The DE 102 27342 A1 describes a circuit arrangement with an electrical contacting area, which have elastic elevation with Umverdratungsmetallisierungen thereon. Further, discrete pillars made of a polymer of a suitable hardness are mounted in a peripheral support region on the contacting side of the circuit arrangement.

Obwohl die vorliegende Erfindung und die hier zugrunde liegende Problematik anhand eines Halbleiterbauelements mit elastischen Kontaktbereichen beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern betrifft allgemein Halbleiterbauelemente, welche elastische Erhebungen aufweisen.Even though The present invention and the problem underlying here based on a semiconductor device with elastic contact areas is described, the present invention is not limited thereto, but generally relates to semiconductor devices which include elastic bumps exhibit.

Halbleiterbauelemente weisen eine Vielzahl von elektrischen Kontakten auf, welche das Halbleiterbauelement mit einer Leiterplatte oder einem anderen Träger elektrisch verbinden. Diese Kontakte werden z.B. bei Halbleiterbauelementen mit Flip-Chip-Gehäusen durch Lotbällchen geschaffen. Bei einer Bestückung einer Leiterplatte mit einem solchen Halbleiterbauelement wird das Halbleiterbauelement auf der Leiterplatte angeordnet und dann beide zusammen in einem Ofen erhitzt.Semiconductor devices have a plurality of electrical contacts which the Semiconductor device with a printed circuit board or other carrier electrically connect. These contacts are e.g. in semiconductor devices with flip-chip packages through solder balls created. At a fitting a printed circuit board with such a semiconductor device is the Semiconductor device arranged on the circuit board and then both heated together in an oven.

Dabei schmelzen die Lotbällchen an und verbinden sich mit Kontaktbereichen auf der Leiterplatte. Nach einem Abkühlen des Halbleiterbauelements und der Leiterplatte ist somit eine elektrische Kontaktierung gewährleistet, welche zugleich auch eine mechanische Befestigung des Halbleiterbauelements mittels des erstarrten Lots schafft.there Melt the solder balls and connect to contact areas on the circuit board. To a cooling of the semiconductor device and the circuit board is thus an electrical Contacting ensures which at the same time also a mechanical attachment of the semiconductor device by means of the frozen solder creates.

Die Leiterplatte und das Halbleiterbauelement weisen in der Regel unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Dadurch ergeben sich mechanische Spannungen in dem Halbleiterbauelement, wenn die Leiterplatte sich stärker oder weniger stark als das Halbleiterbauelement beim Abkühlen nach der Bestückung zusammenzieht.The Printed circuit board and the semiconductor device usually have different CTE on. This results in mechanical stresses in the semiconductor device, if the circuit board is stronger or less than the semiconductor device on cooling the equipment contracts.

Es können sich auch thermische Spannungen zwischen einem Interposer und einem darauf angelöteten Chip ergeben. Hierbei kann z.B. ein thermo-mechanischer Stress beim Ein- und Ausschalten des Chips und den zugehörigen Aufheiz- bzw. Abkühlphasen auftreten.It can also thermal stresses between an interposer and a soldered on it Chip result. Here, e.g. a thermo-mechanical stress during Switching the chip on and off and the associated heating or cooling phases occur.

Zweckmäßigerweise werden die thermoelastischen Spannungen dadurch reduziert, dass die Kontakte elastisch ausgebildet sind. Die elastischen Kontakte werden durch eine elastische Erhebung gebildet, auf deren Spitze ein leitfähiger Kontaktbereich angeordnet ist. Der leitfähige Kontaktbereich wird über eine Verdrahtung mit Chip-Kontaktierungsbereichen verbunden. Dazu wird die Verdrahtung über eine Seitenfläche der elastischen Erhebung geführt.Conveniently, the thermoelastic stresses are reduced by the contacts are elastic. The elastic contacts are formed by an elastic survey, on the top a conductive one Contact area is arranged. The conductive contact area is over a Wiring connected to chip contacting areas. This will be the wiring over one side surface led the elastic survey.

Nachteiligerweise zeigt sich jedoch, dass Halbleiterbauelemente mit diesen elastischen Erhebungen den Anforderungen von Drop-Tests nicht genügen. Bei diesen so genannten Drop-Tests wird geprüft, ob das Halbleiterbauelement hohen Beschleunigungen widersteht, welche z.B. beim Aufsetzen des Halbleiterbauelements auf eine Leiterplatte durch einen Bestückungsautomat entstehen können.Unfortunately, However, it turns out that semiconductor devices with these elastic Surveys do not meet the requirements of drop tests. at these so-called drop tests is checked, whether the semiconductor device resists high accelerations, which e.g. when placing the semiconductor device on a circuit board by a pick and place machine can arise.

Mobiltelefone müssen üblichen mechanischen Belastungen widerstehend. Daher werden Halbleiterbauelemente für die Verwendung in Mobilfunktelefonen mittels Drop-Tests auf ihre Belastbarkeit unterzogen.Mobile phones have to be usual withstanding mechanical loads. Therefore, semiconductor devices become for the Use in mobile phones by drop tests on their resilience subjected.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiterbauelement zu schaffen, welches einerseits den Anforderungen eines Drop-Tests genügt und andererseits thermomechanische Spannungen kompensiert.It An object of the present invention is a semiconductor device to create, on the one hand, the requirements of a drop test enough and on the other hand thermo-mechanical stresses compensated.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst.The The aforementioned object is achieved by a method according to the independent method claim.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Halbleitersubstrat bereitgestellt, welches eine erste Oberfläche aufweist. Auf die erste Oberfläche wird mindestens eine Erhebung aufgebracht, wobei die Erhebung eine Vorstufe eines Polymers und mindestens einen lichtempfindlichen Polymerisationsinitiator zur Bildung eines Polymers beinhaltet. Mindestens eine Erhebung wird zumindest in einem Bereich oder vollständig belichtet.at the method according to the invention For example, a semiconductor substrate is provided which has a first surface. On the first surface will be applied at least one survey, the survey being a preliminary stage a polymer and at least one photosensitive polymerization initiator to form a polymer. At least one survey is exposed at least in one area or completely.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch das Belichten des lichtempfindlichen Polymerisationsinitiators ein Elastizitätsmodul bzw. Youngsches Modul des Polymers gezielt eingestellt werden kann. Ein lichtempfindlicher Initiator erzeugt bei Absorption eines Photons einen chemischen Zwischenzustand. In diesem Zwischenzustand ermöglicht der Initiator eine Kettenbildung des Polymers und damit indirekt die Härte des Polymers. Dies ermöglicht es, gezielt die Erhebungen steifer zu gestalten, welche bei einem Drop-Test höheren Beschleunigungen widerstehen müssen bzw. höhere Beschleunigungen von dem darunter oder in der Nähe liegenden Bauelement abschirmen müssen. Zudem können gezielt Versteifungen zur mechanischen Stabilisierung ausgebildet werden.An idea of the present invention is that, by exposing the photosensitive polymerization initiator, a modulus of elasticity or Young's modulus of the polymer can be selectively adjusted. A photosensitive initiator generates an intermediate chemical state upon absorption of a photon. In this intermediate state, the initiator allows chain formation of the Polymers and thus indirectly the hardness of the polymer. This makes it possible to specifically make the surveys stiffer, which have to withstand higher accelerations in a drop test or have to shield higher accelerations from the underlying or nearby component. In addition, specific stiffeners for mechanical stabilization can be formed.

Die Vorstufen des Polymers umfassen hierbei u.A. Monomere. Einer der Polymerisationsinitiatoren kann aus einer lichtempfindlichen Klasse von Polymerisationsinitiatoren ausgewählt werden, so dass die Polymerisationsrate gegenüber unbelichteten Bereichen erhöht werden kann. Bereiche mit einer höheren Polymerisationsrate weisen dementsprechend nach der Polymerisationsphase längere Polymerketten mit einem höheren Elastizitätsmodul bzw. Youngschen Modul auf.The Precursors of the polymer include here u.A. Monomers. One of Polymerization initiators may be of a photosensitive class be selected from polymerization initiators, so that the polymerization rate across from unexposed areas increased can be. Have areas with a higher rate of polymerization accordingly after the polymerization phase longer polymer chains with a higher Elastic modulus or Young's module on.

Es gibt verschiedene Typen von Polymerisationsinitiatoren. Eine Klasse baut sich nicht in das Polymer ein. Hingegen ist eine andere Klasse am Ende eine Polymerisationsphase Bestandteil des Polymers. Hierbei können auch Polymerisations initiatoren verwendet werden, welche zugleich Monomere des Polymers sind. In diesem Fall ist die Vorstufe gleich dem Polymerisationsinitiator.It There are several types of polymerization initiators. A class does not build up in the polymer. On the other hand is another class at the end of a polymerization phase component of the polymer. in this connection can also polymerization initiators are used, which at the same time Are monomers of the polymer. In this case, the precursor is the same the polymerization initiator.

Die hergestellte Vorrichtung weist zumindest einen Kontaktbereich und mindestens zwei elastische Erhebungen auf einer ersten Oberfläche des Halbleiterbauelements auf. Eine Umverdrahtungseinrichtung verbindet eine obere Fläche der mindestens einen elastischen Erhebung mit dem mindestens einen Kontaktbereich. Dabei ist mindestens eine der elastischen Erhebungen in einem Randbereich des Halbleiterbauelements mit einem höheren Elastizitätsmodul versehen als die elastischen Erhebungen in einem zentralen Bereich des Halbleiterbauelements.The manufactured device has at least one contact area and at least two elastic elevations on a first surface of the semiconductor device on. A rewiring device connects an upper surface of the at least one elastic survey with the at least one contact area. At least one of the elastic elevations in an edge region of the Semiconductor device having a higher modulus of elasticity provided as the elastic elevations in a central area of the semiconductor device.

Es zeigte sich, dass vor allem eine Versteifung der elastischen Erhebungen in den Randbereichen zu einer Verbesserung der Drop-Eigenschaften des Halbleiterbauelements führt. Die anderen elastischen Erhebungen in einem zentralen Bereich können ein geringeres Elastizitätsmodul aufweisen und somit vorteilhafter für die Kompensation von thermomechanischen Spannungen ausgelegt werden.It showed that especially a stiffening of the elastic elevations in the peripheral areas to improve the drop properties of the Semiconductor device leads. The other elastic elevations in a central area can lower modulus of elasticity and thus more advantageous for the compensation of thermomechanical Voltages are interpreted.

Ferner werden vorwiegend Erhebungen im Randbereich des Halbleiterbauelements zu belichten, wobei die belichteten Bereiche der Erhebungen ein höheres Elastizitätsmodul aufweisen als unbelichtete Bereiche. Dies ist vor allem der Fall, wenn lichtempfindliche Polymerisationsinitiatoren ausgewählt werden, welche beim Belichten zu einer höheren Polymerisationsrate führen. Im Extremfall können dies auch Polymerisationsinitiatoren sein, welche in unbelichteten Bereichen keine Polymerisation ermöglichen.Further become predominantly elevations in the edge region of the semiconductor device with the exposed areas of the surveys higher modulus of elasticity have as unexposed areas. This is especially the case when photosensitive polymerization initiators are selected, which when exposing to a higher Lead polymerization. In extreme cases, this can also be polymerization initiators, which are in unexposed areas do not allow polymerization.

In den Unteransprüchen sind weitere Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.In the dependent claims are further developments and refinements of the method according to the invention specified.

Gemäß einer Weiterbildung wird nach dem Belichten ein Wärmeschritt zum Polymerisieren der Vorstufe des Polymers durchgeführt. Dadurch werden alle Vorstufen bis zu einem gewissen Grad polymerisiert, wobei die zuvor durch die Belichtung bzw. Nichtbelichtung behandelten Erhebungen je nach Ausgestaltung ein höheres bzw. niedrigeres Elastizitätsmodul aufweisen. Es kann auch vorteilhaft sein eine erste Polymerisierung der aufgebrachten Vorstufen mittels eines Wärmeschritts vor dem Belichten durchzuführen. Durch den entsprechenden Schritt kann die Form der Erhebung genauer eingestellt werden.According to one Further, after exposure, a heating step for polymerizing performed the precursor of the polymer. This will be all precursors polymerized to some degree, the previously by the exposure or non-exposure treated surveys depending on the design a higher one or lower modulus of elasticity exhibit. It may also be advantageous to have a first polymerization the applied precursors by means of a heating step prior to exposure. By the corresponding step can set the form of the survey more accurately become.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens sieht vor, steife Erhebungen in dem Randbereich auf der ersten Oberfläche des Halbleiterbauelements anzuordnen. Diese steifen Erhebungen schützen das Halbleiterbauelement optimal bei einem Drop-Test bzw. bei einer Bestückung durch einen Bestückungsautomat.A advantageous development of the present method provides rigid protrusions in the peripheral area on the first surface of the semiconductor device to arrange. These rigid bumps protect the semiconductor device optimal for a drop test or for equipping with a pick and place machine.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, ausschließlich einen mittleren Bereich der Erhebungen zu belichten. Dies ermöglicht es, das mittlere Elastizitätsmodul der Erhebung gezielt einzustellen. Je nach Anteil des mittleren Bereichs an der Gesamtquerschnittsfläche bzw. an dem Gesamtvolumen der Erhebung wird die Erhebung steifer bzw. weniger steif.A Particularly preferred development provides exclusively one to expose the central area of the surveys. This makes it possible the mean modulus of elasticity to stop the survey. Depending on the proportion of the middle Area on the total cross-sectional area or on the total volume In the survey, the survey is stiffer or less stiff.

Gemäß einer Weiterbildung wird auf mindestens einer Erhebung eine Umverdrahtungseinrichtung aufgebracht, welche mit mindestens einem Kontaktbereich auf der ersten Oberfläche des Halbleiterbauelements verbunden ist.According to one Further training is on at least one survey a rewiring device applied, which with at least one contact area on the first surface the semiconductor device is connected.

Gemäß einer Weiterbildung ist ein Verhältnis einer Querschnittsfläche des belichteten Bereichs zur Querschnittsfläche des unbelichteten Bereichs der Erhebung in einem zentralen Bereich des Halbleiterbauelements geringer als ein Verhältnis einer Querschnittsfläche des belichteten Bereichs zur Querschnittsfläche des unbelichteten Bereichs der Erhebungen in einem Randbereich des Halbleiterbauelements. Dies verbindet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, gezielt das Elastizitätsmodul der Erhebungen einzustellen. Zudem sind in einem Randbereich des Halbleiterbauelements gegenüber den anderen Erhebungen versteifte Erhebungen ausgebildet.According to one Continuing education is a relationship of one Cross sectional area of the exposed area to the cross sectional area of the unexposed area of the Elevation in a central region of the semiconductor device lower as a relationship a cross-sectional area of the exposed area to the cross-sectional area of the unexposed area the elevations in an edge region of the semiconductor device. This combines advantageously the possibility of targeted elastic modulus the surveys. In addition, in an edge area of the Semiconductor device opposite surveys stiffened by the other surveys.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Figuren der Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Figuren zeigen:embodiments The invention and advantageous developments are in the figures the drawings shown schematically and in the following Description closer explained. In the figures show:

1 bis 4 Teilquerschnitte zur Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 to 4 Partial cross-sections to illustrate an embodiment of the method according to the invention;

5 eine schematische Aufsicht auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic plan view of an embodiment of the present invention;

6 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6 a partial section of another embodiment of the present invention;

7 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 7 a partial section of another embodiment of the present invention; and

8 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8th a partial section of another embodiment of the present invention.

Mit Bezug auf die 1 bis 8 bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente.With reference to the 1 to 8th the same or similar reference symbols designate the same or functionally identical elements.

In Zusammenschau mit den 1 bis 4 wird anhand von Teilschnitten eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahren beschrieben.In synopsis with the 1 to 4 an embodiment of a manufacturing method is described by means of partial sections.

Es wird ein Wafer bereitgestellt, auf welchen eine Mehrzahl von Halbleiterbauelemente 1 prozessiert sind. Das nachfol gend beschriebene Verfahren kann entweder auf Wafer-Level oder Chip-Level durchgeführt werden. D.h., das Verfahren wird entweder vor dem Vereinzeln bzw. Zersägen des Wafers durchgeführt oder entsprechend nach dem Vereinzeln. Vorteilhaft ist aus Gründen der parallelen Verarbeitung und der daraus resultierenden höheren Effizienz das Verfahren auf Wafer-Level durchzuführen.A wafer is provided on which a plurality of semiconductor devices 1 are processed. The method described below can be performed either at the wafer level or chip level. That is, the method is performed either before singulating or sawing the wafer, or according to the singulation. For reasons of parallel processing and the resulting higher efficiency, it is advantageous to carry out the process at the wafer level.

Das Halbleiterbauelement 1 weist mindestens einen Chip-Kontaktierungsbereich 2 auf. Der Chip-Kontaktierungsbereich 2 ist mit in dem Halbleiterbauelement 1 angeordneten passiven und aktiven Bauelementen verbunden oder zumindest gekoppelt. Die Seite, an welcher sich der Chip-Kontaktierungsbereich befindet, wird nachfolgend als erste Oberfläche oder Rückseite 101 des Halbleiterbauelements 1 bezeichnet.The semiconductor device 1 has at least one chip contacting area 2 on. The chip contacting area 2 is included in the semiconductor device 1 arranged passive and active components connected or at least coupled. The side on which the chip-contacting region is located will subsequently be referred to as first surface or backside 101 of the semiconductor device 1 designated.

In einem ersten Schritt werden auf die erste Seite 101 eine Mehrzahl von Erhebungen 3 aufgebracht. Diese Erhebungen beinhalten Vorstufen eines Polymers und einen oder mehrere Polymerisationsinitiatoren. Die Vorstufen umfassen die Monomere, aus welchen sich bei einem Polymerisationsprozess ein Polymer bildet. Ein Gemisch der Vorstufen und des Polymerisationsinitiators können z.B. durch ein Stempel- und/oder ein Siebdruck- und/oder ein Schablonendruckverfahren aufgebracht werden.In a first step will be on the first page 101 a plurality of surveys 3 applied. These surveys include precursors of a polymer and one or more polymerization initiators. The precursors comprise the monomers from which a polymer forms in a polymerization process. A mixture of the precursors and the polymerization initiator can be applied, for example, by a stamp and / or screen printing and / or stencil printing process.

In einem nächsten optionalen Schritt wird in einer Ausführungsform die Erhebung mit einer Wärmebehandlung gehärtet, damit eine feste Erhebung entsteht. Mit der Wärmebehandlung kann eine Vernetzung des Polymermaterials auftreten. Dies wird vor allem stattfinden, wenn es Initiatoren im Polymermaterial gibt, die mit Wärme aktivierbar sind.In one next optional step is in one embodiment, the survey with a heat treatment hardened, so that a solid survey arises. With the heat treatment can be a cross-linking of the polymer material occur. This will take place especially if there are initiators in the polymer material that can be activated with heat are.

In einem nächsten Schritt werden einzelne Erhebungen 3 belichtet. Dadurch kann die Polymerisationsrate der Vorstufen gesteuert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn explizit lichtempfindliche Vorstufen, in der Regel lichtemp findliche Polymerisationsinitiatoren, verwendet werden. In dem in 3 dargestellten Fall werden vorwiegend elastische Erhebungen 3 in einem Randbereich A des Halbleiterbauelements belichtet. In diesen erhöht sich die Polymerisationsrate bzw. eine Polymerisation wird gestartet. Somit liegen in einer belichteten Erhebung 3a bereits kurze Polymerketten vor. In den nicht belichteten Erhebungen 36 findet in der Zwischenzeit in der Regel keine Polymerisation statt oder diese ist vernachlässigbar gering. Nachfolgend wird das gesamte Halbleiterbauelement 1 bzw. der Wafer einem Wärmebehandlungsschritt unterzogen, welcher alle Vorstufen polymerisiert bzw. die teilweise bereits polymerisierten Polymere weiter polymerisiert. Somit bleibt ein Unterschied in der Länge der Polymerketten und/oder dem Anteil langkettiger Polymere in den zuvor belichteten Erhebungen 3a gegenüber den unbelichteten Erhebungen 3b bestehen. Da das Elastizitätsmodul mit zunehmender Länge der Polymerketten ansteigt und/oder dem Anteil langkettiger Polymere, weisen die zuvor belichteten Erhebungen 3a eine höhere Steifigkeit bzw. ein höheres Elastizitätsmodul verglichen zu den unbelichteten Erhebungen 3b auf.In a next step, individual surveys 3 exposed. Thereby, the polymerization rate of the precursors can be controlled. This is the case in particular if explicitly light-sensitive precursors, generally light-sensitive polymerization initiators, are used. In the in 3 The case shown are predominantly elastic surveys 3 exposed in an edge region A of the semiconductor device. In these, the polymerization rate increases or a polymerization is started. Thus lie in an exposed survey 3a already short polymer chains. In the unexposed surveys 36 In the meantime, as a rule, no polymerization takes place or this is negligible. The following is the entire semiconductor device 1 or the wafer is subjected to a heat treatment step which polymerizes all the precursors or further polymerizes the partially already polymerized polymers. Thus, there remains a difference in the length of the polymer chains and / or the proportion of long chain polymers in the previously exposed bumps 3a opposite the unexposed elevations 3b consist. Since the modulus of elasticity increases with increasing length of the polymer chains and / or the proportion of long-chain polymers, the previously exposed elevations exhibit 3a a higher stiffness or a higher modulus of elasticity compared to the unexposed elevations 3b on.

Eine Verbesserung der Drop-Eigenschaften kann dadurch erreicht werden kann, dass steife Erhebungen in einem Randbereich A des Halbleiterbauelements 1 auf der ersten Oberfläche 101 angeordnet werden. Daher werden vorwiegend Erhebungen 3a in einem Randbereich A und/oder den Ecken belichtet. Die anderen Erhebungen können ein geringeres Elastizitätsmodul aufweisen und somit thermomechanische Spannungen weiterhin in hohem Maße kompensieren. Das Verhältnis der belichteten Erhebungen 3a zu den unbelichteten Erhebungen 3b wird entsprechend der zu erwartenden maximalen Beschleunigungen bzw. Anforderungen des Drop-Tests und der zu erwartenden thermomechanischen Spannungen eingestellt. Somit können durch gezieltes Belichten einzelner elastischer Erhebungen 3 eines Halbleiterbauelements bzw. eines gesamten Wafers die mechanischen Eigenschaften des Halbleiterbauelements 1 auf zu erwartende Belastungen hin optimiert werden.An improvement of the drop properties can be achieved by having rigid elevations in an edge region A of the semiconductor component 1 on the first surface 101 to be ordered. Therefore, surveys are predominantly 3a exposed in a border area A and / or the corners. The other bumps may have a lower modulus of elasticity and thus still highly compensate for thermomechanical stresses. The ratio of exposed surveys 3a to the unexposed elevations 3b is set according to the expected maximum accelerations or requirements of the drop test and the expected thermo-mechanical stresses. Thus, by selective exposure of individual elastic elevations 3 a semiconductor component or an entire wafer, the mechanical properties of the semiconductor structure elements 1 be optimized for expected loads.

In einem weiteren Schritt wird eine Umverdrahtungseinrichtung 4 auf die erste Oberfläche 101 und die Erhebungen 3a, 3b aufgebracht, welche die Spitzen der Erhebungen mit entsprechenden Bereichen des Chip-Kontaktierungsbereichs 2 verbindet. Die Umverdrahtungseinrichtung 4 kann auf alle oder nur auf einen Teil der Erhebungen 3a, 3b aufgebracht werden.In a further step, a rewiring device 4 on the first surface 101 and the surveys 3a . 3b applied to the tips of the bumps with corresponding areas of the chip contacting area 2 combines. The rewiring device 4 can be on all or just part of the surveys 3a . 3b be applied.

In 5 ist eine Aufsicht auf die erste Oberfläche 101 eines Halbleiterbauelements 1 dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Umverdrahtungseinrichtung 4 nicht eingezeichnet. Wie zuvor ausgeführt, sind die belichteten und damit steiferen Erhebungen 3b vorwiegend in dem Randbereich A angeordnet. Es können jedoch auch vereinzelt Erhebungen in dem Zentralbereich B belichtet werden.In 5 is a plan view of the first surface 101 a semiconductor device 1 shown. To simplify the illustration, the rewiring device 4 not shown. As previously stated, the exposed and therefore stiffer elevations 3b arranged predominantly in the edge region A. However, occasionally elevations in the central area B can also be exposed.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 6 im Querschnitt dargestellt. Hierbei werden die Erhebungen 3a nicht vollständig, sondern nur in einem Bereich belichtet werden. Vorzugsweise wird ein mittlerer Bereich C der Erhebungen 3 belichtet. Hierdurch wird ermöglicht, das Elastizitätsmodul dadurch einzustellen, dass das Volumen des belichteten Bereichs C zu dem Volumen des unbelichteten Bereich D gezielt variiert wird (nicht dargestellt).Another embodiment of the present invention is in 6 shown in cross section. Here are the surveys 3a not completely, but only exposed in one area. Preferably, a middle region C of the elevations 3 exposed. This makes it possible to adjust the modulus of elasticity by selectively varying the volume of the exposed area C to the volume of the unexposed area D (not shown).

Es können auf diese Weise alle Erhebungen 3 belichtet werden, oder, wie zuvor ausgeführt, vorwiegend Erhebungen 3 in einem Randbereich A des Halbleiterbauelements 1. Die gesamte Querschnittsfläche, summiert über alle belichteten Bereiche der elastischen Erhebung 3a, entspricht vorzugsweise der Gesamtfläche der belichteten Erhebungen, summiert über alle vollständig belichteten Erhebungen 3a des zuerst ausgeführten Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den 1 bis 4.It can in this way all surveys 3 be exposed, or, as stated above, predominantly surveys 3 in an edge region A of the semiconductor device 1 , The total cross-sectional area summed over all exposed areas of the elastic bump 3a , preferably corresponds to the total area of the exposed elevations, summed over all fully exposed elevations 3a of the first embodiment executed in conjunction with the 1 to 4 ,

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, den Anteil eines belichteten Bereichs einer Erhebung für eine Erhebung in einem Randbereich A größer zu gestalten als den belichteten Bereich für eine Erhebung in einem zentralen Bereich B. Auf diese Weise kann ein Gradient des Elastizitätsmoduls von den äußeren Erhebungen zu den mittleren Erhebungen hin erreicht werden.One another embodiment envisages the proportion of an exposed area of a survey survey to make larger in a border area A. as the exposed area for a survey in a central area B. In this way can a gradient of the modulus of elasticity from the outer elevations towards the middle surveys.

In einer weiteren Ausführung werden vollständig steife, nicht elastische Erhebungen 5 in einem Randbereich A des Halbleiterbauelements 1 angeordnet. Die steifen Erhebungen 5 schützen das Halbleiterbauelement 1 optimal bei der auftretenden Beschleunigung während eines Drop-Tests oder einer Bestückung durch einen Bestückungsautomaten.In another embodiment, completely rigid, non-elastic elevations 5 in an edge region A of the semiconductor device 1 arranged. The stiff elevations 5 protect the semiconductor device 1 optimal in the occurring acceleration during a drop test or placement by a placement machine.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt. Insbesondere ist sie nicht auf die Anzahl der elastischen Erhebungen und deren Unterteilung in einen belichteten und einen nicht belichteten Bereich beschränkt. Ebenso kann die Erhebung mit einer Vielzahl abgestufter Belichtungsschritte strukturiert werden.Even though the present invention with reference to preferred embodiments is not limited thereto. In particular, it is not on the number of elastic elevations and their subdivision limited to one exposed and one unexposed area. As well The survey can be done with a variety of graduated exposure steps be structured.

Ferner ist die Erfindung nicht auf verwendeten Materialien der Erhebungen beschränkt. Diese können u.a. Polyurethan, Silikon oder Epoxyharze beinhalten.Further the invention is not based on used materials of the surveys limited. these can et al Polyurethane, silicone or epoxy resins include.

11: HalbleiterbauelementSemiconductor device
22: ChipkontaktierungsbereichChipkontaktierungsbereich
33: Erhebungsurvey
3a3a: Belichtete Erhebungexposed survey
3b3b: Unbelichtete ErhebungUnexposed survey
44: Umverdrahtungseinrichtungrewiring
55: steife Erhebungstiffness survey
101101: erste Oberflächefirst surface
A, BA, B: Bereiche Halbleiterbauelementareas Semiconductor device
C, DC., D: Bereiche Erhebungareas survey

Claims

A method of fabricating a semiconductor device comprising the steps of: (a) providing a semiconductor device ( 1 ), which has a first surface ( 101 ), (b) surveying ( 3 ) on the first surface ( 101 ) at least in a peripheral area (A) and a central area (B), the survey ( 3 ) includes at least one precursor of a polymer and at least one photosensitive polymerization initiator to form a polymer; (c) exposing at least one area (C) of at least one of the surveys ( 3 ); characterized in that exposed areas (C) of the elevations ( 3 ) have a higher modulus of elasticity than unexposed areas (D).

Method according to claim 1, characterized in that that while and / or after exposure, a heating step for polymerizing the precursor of the polymer or polymers is carried out.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that stiffened elevations ( 5 ) in the edge area (A) on the first surface ( 101 ) of the semiconductor device ( 1 ) to be ordered.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that from Finally, a middle area (C) of the surveys is exposed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that on at least one survey ( 3 ) a rewiring device ( 4 ) is applied, which with at least one contact area ( 2 ) is connected to the first surface of the semiconductor device.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio of a cross-sectional area of the exposed area (C) to the cross-sectional area of the unexposed area (D) of the elevations ( 3 ) in a central region (B) of the semiconductor device ( 1 ) is smaller than a ratio of a cross-sectional area of the exposed area (C) to the cross-sectional area of the unexposed area (D) of the bumps in an edge area (A) of the semiconductor device (FIG. 1 ).