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JP2004241673A - 半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法 Download PDF

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JP2004241673A
JP2004241673A JP2003030359A JP2003030359A JP2004241673A JP 2004241673 A JP2004241673 A JP 2004241673A JP 2003030359 A JP2003030359 A JP 2003030359A JP 2003030359 A JP2003030359 A JP 2003030359A JP 2004241673 A JP2004241673 A JP 2004241673A
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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Abstract

【課題】半導体チップの裏面を通して半導体チップ内に光が進入することを阻止する。
【解決手段】遮光層9の外形が半導体チップ1の外形と一致するようにして、チップサイズパッケージを構成する半導体チップ1の裏面に特定波長の光の入射を遮断する遮光層9を設ける。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法に関し、特に、チップサイズパッケージに適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のチップサイズパッケージでは、例えば、特許文献1に開示されているように、樹脂などからなる保護層を半導体チップ全面に形成し、その保護層を介してボールバンプを半導体チップ上に形成することにより、高密度実装を図ることが行なわれている。
【0003】
図7(a)は、従来のチップサイズパッケージの概略構成を示す平面図、図7(b)は、図7(a)のC−C線で切断した断面図である。
図7において、半導体チップ101の能動面には、配線層102が形成され、配線層102にはパッド電極103が形成されている。また、半導体チップ101の能動面上には、パッド電極103が露出するようにして応力緩和層104が形成され、パッド電極103上には、応力緩和層104上に延伸された再配置配線105が形成されている。
【0004】
ここで、再配置配線105は、例えば、TiWスパッタ配線層、Cuスパッタ配線層およびCuメッキ配線層の3層構造から構成することができる。
また、再配置配線105上にはソルダレジスト膜106が形成され、ソルダレジスト膜106には、応力緩和層104上において再配置配線105を露出させる開口部107が形成されている。
【0005】
また、応力緩和層104上には、ハンダボール108が配置され、ハンダボール108は、ソルダレジスト膜106に形成された開口部107を介して再配置配線105と接続されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−340369号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のチップサイズパッケージでは、半導体チップ101の裏面が露出しており、半導体チップ101の裏面に入射した特定波長の光が、半導体チップ101内に進入するため、半導体チップ101に形成された能動素子などの特性が変動するという問題があった。
【0008】
例えば、半導体チップ101の裏面に特定波長の光が入射すると、半導体チップ101内でキャリアが発生する。このため、半導体チップ101に形成されたキャパシタの電荷量が変動し、半導体チップ101に形成されたICが誤動作したり、半導体チップ101に形成されたメモリのキャリアが消失し、メモリの記憶データが変化したりするという問題があった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、半導体チップの裏面を通して半導体チップ内に光が進入することを阻止することが可能な半導体装置、電子機器および半導体装置の製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、フェースダウン実装される半導体チップの裏面に遮光層が形成されていることを特徴とする。
これにより、半導体チップの裏面から光が入射することを阻止することができ、半導体チップをフェースダウン実装した場合においても、半導体チップに形成された能動素子などの特性が変動することを防止することができる。
【0011】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体チップと、前記能動領域上に形成された応力緩衝層と、前記応力緩衝層上に形成されたバンプ電極と、前記バンプ電極と前記パッド電極とを接続する再配置配線層と、前記再配置配線層上に形成された保護層と、前記半導体チップの裏面に形成された遮光層とを備えることを特徴とする。
【0012】
これにより、チップサイズパッケージの裏面から半導体チップ内に光が進入することを阻止することができ、半導体チップと大きさが同一で、能動素子などの特性を安定化させることが可能なチップサイズパッケージを構成することができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記遮光層と前記応力緩衝層の材質は等しいことを特徴とする。
【0013】
これにより、応力緩衝層による応力と遮光層による応力とを一致させることが可能となり、半導体チップの上下面にかかる応力を整合させることができる。
このため、チップサイズパッケージの裏面から半導体チップ内に光が進入することを阻止しつつ、半導体チップの反りやクラックなどを低減することが可能となり、能動素子の特性を安定化させることが可能となるとともに、半導体チップの信頼性を向上させることが可能となる。
【0014】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記遮光層と前記半導体チップの外形は等しいことを特徴とする。
これにより、チップサイズパッケージの大きさを変更することなく、半導体チップの裏面を通して半導体チップ内に光が進入することを阻止することができ、半導体装置の小型化を可能としつつ、半導体チップに形成された能動素子などの特性変動を防止することができる。
【0015】
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、バンプ電極が形成された半導体チップと、前記バンプ電極を介し、前記半導体チップがフェースダウン実装されたテープ基板と、前記テープ基板の裏面に設けられた端子電極と、前記テープ基板に形成され、前記バンプ電極と前記端子電極とを接続する配線層と、前記半導体チップの能動面を封止する封止樹脂と、前記半導体チップの裏面に設けられた遮光層を備えることを特徴とする。
【0016】
これにより、テープ基板を用いてチップサイズパッケージを構成した場合においても、チップサイズパッケージの裏面から半導体チップ内に光が進入することを阻止することができ、能動素子などの特性を安定化させることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記遮光層は、遮光金属層、遮光テープ層、遮光樹脂層、遮光レジスト層、または遮光インク層であることを特徴とする。
【0017】
これにより、様々の方法を用いて、半導体チップの裏面に遮光層を形成することができ、製造工程の最適化を図ることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る電子機器によれば、フェースダウン実装された半導体チップと、前記半導体チップの裏面に形成された遮光層と、前記半導体チップに接続された電子部品とを備えることを特徴とする。
【0018】
これにより、半導体チップに形成された能動素子などの特性変動を防止することができ、電子機器の動作の安定化を図ることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、前記薄型化された半導体ウェハの裏面に遮光金属層を形成する工程と、前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、前記半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0019】
これにより、半導体ウェハの裏面に遮光金属層を形成してから、半導体ウェハをチップ状に切断することが可能となる。このため、複数のチップサイズパッケージの裏面に遮光層を一括して形成することが可能となり、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、半導体チップと大きさが同一で、能動素子の特性を安定化させることが可能なチップサイズパッケージを構成することができる。
【0020】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、前記半導体ウェハの裏面に遮光テープを貼り付ける工程と、前記遮光テープが貼り付けられた半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0021】
これにより、遮光テープで半導体ウェハを補強することが可能となるとともに、半導体ウェハの裏面に遮光テープを貼り付けてから、半導体ウェハをチップ状に切断することが可能となる。
このため、複数のチップサイズパッケージの裏面に遮光層を一括して形成することが可能となるとともに、半導体ウェハを薄型化した場合においても、半導体ウェハの反りやクラックなどを防止することが可能となり、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、半導体チップと大きさが同一で、能動素子の特性を安定化させることが可能なチップサイズパッケージを安定して形成することができる。
【0022】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、前記半導体ウェハの裏面に遮光性樹脂を塗布する工程と、前記遮光性樹脂が塗布された半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0023】
これにより、応力緩衝層による半導体チップにかかる応力を遮光性樹脂で打ち消すことが可能となるとともに、半導体ウェハの裏面に遮光性樹脂を塗布してから、半導体ウェハをチップ状に切断することが可能となる。
このため、複数のチップサイズパッケージの裏面に遮光層を一括して形成することが可能となるとともに、半導体チップを薄型化した場合においても、半導体チップの反りやクラックなどを防止することが可能となり、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、能動素子の特性の安定化および半導体チップの信頼性の向上を図ることが可能なチップサイズパッケージを形成することができる。
【0024】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、前記半導体ウェハの裏面に遮光インクを吐出させることにより、前記半導体ウェハの裏面に遮光インク層を形成する工程と、前記遮光インク層が形成された半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする。
【0025】
これにより、半導体ウェハに衝撃を与えることなく、大気中で半導体ウェハの裏面に遮光層を形成することができ、簡易な設備で遮光層を形成することが可能となるとともに、遮光層を形成する際の半導体ウェハの取り扱いを容易に行うことが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの能動面にバンプ電極を形成する工程と、前記半導体ウェハの裏面に遮光層を形成する工程と、前記遮光層が形成された半導体ウェハをチップ状に切断する工程と、前記チップ状に切断された半導体チップをテープ基板上に実装する工程と、前記テープ基板上に実装された半導体チップの能動面を樹脂封止する工程とを備えることを特徴とする。
【0026】
これにより、複数の半導体チップの裏面に遮光層を一括して形成することが可能となり、テープ基板を用いてチップサイズパッケージを構成した場合においても、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、能動素子などの特性を安定化させることが可能となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るチップサイズパッケージの概略構成を示す平面図、図1(b)は、図1(a)のA−A線で切断した断面図である。なお、この第1実施形態は、ウェハレベル−チップサイズパッケージ(W−CSP)の半導体チップ1の裏面に遮光層9を設けるようにしたものである。
【0028】
図1において、半導体チップ1の能動面には配線層2が形成され、配線層2にはパッド電極3が形成されている。また、半導体チップ1の能動面上には、パッド電極3が露出するようにして応力緩和層4が形成され、パッド電極3上には、応力緩和層4上に延伸された再配置配線5が形成されている。
なお、応力緩和層4としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができ、特に、応力緩和機能を付加しつつ、ハンダ溶融時の耐熱性を持たせるためには、オレフィン系のポリイミド樹脂を用いることが好ましい。また、再配置配線5は、例えば、TiWスパッタ配線層、Cuスパッタ配線層およびCuメッキ配線層の3層構造から構成することができる。
【0029】
また、再配置配線5上にはソルダレジスト膜6が形成され、ソルダレジスト膜6には、応力緩和層4上において再配置配線5を露出させる開口部7が形成されている。
また、応力緩和層4上には、ハンダボール8が配置され、ハンダボール8は、ソルダレジスト膜6に形成された開口部7を介して再配置配線5と接続されている。
【0030】
また、半導体チップ1の裏面には、特定波長の光の入射を遮断する遮光層9が設けられ、遮光層9の外形は半導体チップ1の外形と一致している。ここで、遮光層9としては、例えば、遮光金属層、遮光テープ層、遮光樹脂層、遮光レジスト層、または遮光インク層などを用いることができ、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0031】
これにより、半導体チップ1の裏面から特定波長の光が入射することを阻止することができ、半導体チップ1をフェースダウン実装した場合においても、半導体チップ1に形成された能動素子などの特性変動を防止することができる。
また、遮光層9の外形を半導体チップ1の外形と一致させることにより、半導体チップ1と大きさを等しく保ったままで、能動素子などの特性を安定化させることが可能なチップサイズパッケージを構成することができる。
【0032】
図2は、本発明の第2実施形態に係るチップサイズパッケージの製造方法を示す断面図である。なお、この第2実施形態は、ウェハレベル−チップサイズパッケージの半導体ウェハ11の裏面に遮光金属層19を形成するようにしたものである。
図2(a)において、半導体ウェハ11の能動面には、パッド電極13が設けられた配線層12が形成されている。ここで、半導体ウェハ11としては、例えば、厚みが数百ミクロン程度の6インチウェハ、または8インチウェハなどを用いることができる。
【0033】
そして、図2(b)に示すように、半導体ウェハ11の裏面をバックグラインドして、半導体ウェハ11を薄型化した後、スパッタ、蒸着、またはメッキなどの方法を用いることにより、特定波長の光の入射を遮断する遮光金属層19を半導体ウェハ11の裏面に形成する。
例えば、遮光金属層19の形成方法としては、スパッタとメッキとの組み合わせを用いる方法、または金属箔を接着剤で貼り付ける方法などを用いることができる。
【0034】
ここで、スパッタとメッキとの組み合わせを用いる方法では、TiWスパッタ、CuスパッタおよびCuメッキを組み合わせる方法、クロムスパッタ、CuスパッタおよびCuメッキを組み合わせる方法、Niスパッタ、CuスパッタおよびCuメッキを組み合わせる方法などを挙げることができる。
また、金属箔を接着剤で貼り付ける方法では、Cu箔、ステンレス(SUS)箔、または42アロイ箔などをエポキシ系接着剤で貼り付ける方法などを挙げることができる。
【0035】
次に、図2(c)に示すように、配線層12およびパッド電極13が形成された半導体ウェハ11の能動面上に、ポリイミドなどの樹脂膜を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて樹脂膜のパターニングを行うことにより、パッド電極13が露出された応力緩和層14を形成する。
次に、図2(d)に示すように、応力緩和層14が形成された半導体ウェハ11上に、スパッタにより、TiWスパッタ膜およびCuスパッタ膜を順次積層した後、メッキレジスト膜を塗布する。
【0036】
そして、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、再配置配線15に対応する開口部をメッキレジスト膜に形成し、この開口部を介して電解銅メッキを行うことにより、Cuメッキ配線層を形成する。
そして、メッキレジスト膜を除去し、Cuメッキ配線層をマスクとして、Cuスパッタ膜およびTiWスパッタ膜を順次エッチングすることにより、Cuスパッタ配線層およびTiWスパッタ配線層を形成し、TiWスパッタ配線層、Cuスパッタ配線層およびCuメッキ配線層の3層構造からなる再配置配線15を完成させる。
【0037】
次に、図2(e)に示すように、再配置配線15上にソルダレジスト膜16を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、応力緩和層14上で再配置配線15を露出させる開口部17をソルダレジスト膜16に形成する。
そして、図2(f)に示すように、この開口部17を介して再配置配線15に接続されたハンダボール18を応力緩和層14上に形成し、必要に応じて、補強樹脂を全面に塗布した後、スパッタにより、ハンダボール18を露出させることにより、ハンダボール18の根元を補強する。そして、ハンダボール18が形成された半導体ウェハ11をダイシングすることにより、半導体ウェハ11をチップ状に切断する。
【0038】
これにより、半導体ウェハ11の裏面に遮光金属層19を形成してから、半導体ウェハ11をチップ状に切断することが可能となる。このため、複数のチップサイズパッケージの裏面に遮光金属層19を一括して形成することが可能となり、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、半導体チップと大きさが同一で、能動素子の特性を安定化させることが可能なチップサイズパッケージを構成することができる。
【0039】
なお、上述した実施形態では、半導体ウェハ11の裏面に遮光金属層19を貼り付ける方法について説明したが、カーボンまたは黒色顔料などが混入された遮光性レジストを半導体ウェハ11の裏面にスピンコートするようにしてもよい。
図3は、本発明の第3実施形態に係るチップサイズパッケージの製造方法を示す断面図である。なお、この第3実施形態は、ウェハレベル−チップサイズパッケージの半導体ウェハ21の裏面に遮光テープ29を貼り付けるようにしたものである。
【0040】
図3(a)において、半導体ウェハ21の能動面には、パッド電極23が設けられた配線層22が形成されている。ここで、半導体ウェハ21としては、例えば、厚みが数百ミクロン程度の6インチウェハ、または8インチウェハなどを用いることができる。
そして、図3(b)に示すように、半導体ウェハ21の裏面をバックグラインドして、半導体ウェハ21を薄型化した後、配線層22およびパッド電極23が形成された半導体ウェハ21の能動面上に、ポリイミドなどの樹脂膜を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて樹脂膜のパターニングを行うことにより、パッド電極23が露出された応力緩和層24を形成する。
【0041】
次に、図3(c)に示すように、応力緩和層24が形成された半導体ウェハ21上に、スパッタにより、TiWスパッタ膜およびCuスパッタ膜を順次積層した後、メッキレジスト膜を塗布する。
そして、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、再配置配線25に対応する開口部をメッキレジスト膜に形成し、この開口部を介して電解銅メッキを行うことにより、Cuメッキ配線層を形成する。
【0042】
そして、メッキレジスト膜を除去し、Cuメッキ配線層をマスクとして、Cuスパッタ膜およびTiWスパッタ膜を順次エッチングすることにより、Cuスパッタ配線層およびTiWスパッタ配線層を形成し、再配置配線25を完成させる。
次に、図3(d)に示すように、再配置配線25上にソルダレジスト膜26を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、応力緩和層24上で再配置配線25を露出させる開口部27をソルダレジスト膜26に形成する。
【0043】
そして、図3(e)に示すように、この開口部27を介して再配置配線25に接続されたハンダボール28を応力緩和層24上に形成し、必要に応じて、補強樹脂を全面に塗布した後、スパッタにより、ハンダボール28を露出させることにより、ハンダボール28の根元を補強する。
次に、図3(f)に示すように、特定波長の光の入射を遮断する遮光テープ29を半導体ウェハ21の裏面に貼り付けた後、半導体ウェハ21をダイシングすることにより、半導体ウェハ21をチップ状に切断する。なお、遮光テープ29としては、例えば、カーボンまたは黒色顔料などが混入された粘着テープなどを用いることができる。
【0044】
これにより、遮光テープ29で半導体ウェハ21を補強することが可能となるとともに、半導体ウェハ21の裏面に遮光テープを貼り付けてから、半導体ウェハ21をチップ状に切断することが可能となる。
このため、複数のチップサイズパッケージの裏面に遮光テープ29を一括して貼り付けることが可能となるとともに、半導体ウェハ21を薄型化した場合においても、半導体ウェハの反りやクラックなどを防止することが可能となり、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、半導体チップと大きさが同一で、能動素子の特性を安定化させることが可能なチップサイズパッケージを安定して形成することができる。
【0045】
また、遮光テープ29の厚みや硬さなどを最適化することにより、半導体ウェハ21のバックグラインド量を増やすことが可能となり、チップサイズパッケージの薄型化が可能となる。
また、遮光テープ29と応力緩和層24の材質を一致させるようにしてもよく、例えば、応力緩和層24にポリイミドが用いられている場合、遮光テープ29として、カーボンが混入されたポリイミドテープを用いることができる。
【0046】
これにより、応力緩衝層24による応力と遮光テープ29による応力とを一致させることが可能となり、半導体チップの上下面にかかる応力を整合させることができる。
このため、チップサイズパッケージの裏面から半導体チップ内に光が進入することを阻止しつつ、半導体チップの反りやクラックなどを低減することが可能となり、能動素子の特性を安定化させることが可能となるとともに、半導体チップの信頼性を向上させることが可能となる。
【0047】
なお、上述した実施形態では、半導体ウェハ21の裏面に遮光テープ29を貼り付ける方法について説明したが、カーボンまたは黒色顔料などが混入された遮光性樹脂を半導体ウェハ21の裏面に塗布するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、応力緩和層24を形成した後、半導体ウェハ21の裏面に遮光テープ29を貼り付ける方法について説明したが、半導体ウェハ21の裏面に遮光テープ29を貼り付ける段階は、応力緩和層24を形成した後に限定する必要はなく、半導体ウェハ21をチップ状に切断する前なら、どの段階でもよい。
【0048】
図4は、本発明の第4実施形態に係るチップサイズパッケージの製造方法を示す断面図である。なお、この第4実施形態は、インクジェット法を用いることにより、ウェハレベル−チップサイズパッケージの半導体ウェハ31の裏面に遮光インク層39を形成するようにしたものである。
図4(a)において、半導体ウェハ31の能動面には、パッド電極33が設けられた配線層32が形成されている。ここで、半導体ウェハ21としては、例えば、厚みが数百ミクロン程度の6インチウェハ、または8インチウェハなどを用いることができる。
【0049】
そして、図4(b)に示すように、半導体ウェハ31の裏面をバックグラインドして、半導体ウェハ31を薄型化した後、配線層32およびパッド電極33が形成された半導体ウェハ31の能動面上に、ポリイミドなどの樹脂膜を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて樹脂膜のパターニングを行うことにより、パッド電極33が露出された応力緩和層34を形成する。
【0050】
次に、図4(c)に示すように、応力緩和層34が形成された半導体ウェハ31上に、スパッタにより、TiWスパッタ膜およびCuスパッタ膜を順次積層した後、メッキレジスト膜を塗布する。
そして、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、再配置配線35に対応する開口部をメッキレジスト膜に形成し、この開口部を介して電解銅メッキを行うことにより、Cuメッキ配線層を形成する。
【0051】
そして、メッキレジスト膜を除去し、Cuメッキ配線層をマスクとして、Cuスパッタ膜およびTiWスパッタ膜を順次エッチングすることにより、Cuスパッタ配線層およびTiWスパッタ配線層を形成し、再配置配線35を完成させる。
次に、図4(d)に示すように、再配置配線35上にソルダレジスト膜36を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、応力緩和層34上で再配置配線35を露出させる開口部37をソルダレジスト膜36に形成する。
【0052】
そして、図4(e)に示すように、この開口部37を介して再配置配線35に接続されたハンダボール38を応力緩和層34上に形成し、必要に応じて、補強樹脂を全面に塗布した後、スパッタにより、ハンダボール38を露出させることにより、ハンダボール38の根元を補強する。
次に、図4(f)に示すように、インクジェットヘッド40を介して、特定波長の光の入射を遮断するインク41を半導体ウェハ21に吐出させることにより、半導体ウェハ31の裏面に遮光インク層39を形成した後、半導体ウェハ31をダイシングすることにより、半導体ウェハ31をチップ状に切断する。
【0053】
これにより、半導体ウェハ31に衝撃を与えることなく、大気中で半導体ウェハ31の裏面に遮光インク層39を形成することができ、簡易な設備で遮光インク層39を形成することが可能となるとともに、遮光インク層39を形成する際の半導体ウェハ31の取り扱いを容易に行うことが可能となる。
図5(a)は、本発明の第5実施形態に係るチップサイズパッケージの概略構成を示す平面図、図5(b)は、図5(a)のB−B線で切断した断面図である。なお、この第5実施形態は、テープレベル−チップサイズパッケージ(T−CSP)の半導体チップ51の裏面に遮光層54を形成するようにしたものである。
【0054】
図5において、半導体チップ51の能動面にはパッド電極52が形成され、パッド電極52上には、バンプ電極52が形成されている。ここで、バンプ電極としては、例えば、Auバンプ電極や、AuメッキされたNiバンプ電極またはCuバンプ電極などを用いることができる。
また、半導体チップ51の裏面には、特定波長の光の入射を遮断する遮光層54が設けられ、遮光層54の外形は半導体チップ51の外形と一致している。ここで、遮光層54としては、例えば、遮光金属層、遮光テープ層、遮光樹脂層、または遮光インク層などを用いることができ、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0055】
一方、テープ基板55上には配線56が形成されるとともに、テープ基板55の裏面にはハンダボール58が配置されている。また、テープ基板55内にはスルーホール配線57が埋め込まれ、テープ基板55上の配線56と、テープ基板55の裏面に配置されたハンダボール58とは、スルーホール配線57により接続されている。なお、テープ基板55としては、例えば、ポリイミドフィルムやガラスエポキシ基板などを用いることができ、配線56としては、例えば、NiおよびAuメッキされたCuパターンなどを用いることができる。
【0056】
そして、テープ基板55上には半導体チップ51が実装され、半導体チップ51は、例えば、Au−Au接合などにより、バンプ電極53を介して配線56と接続されるとともに、半導体チップ51の能動面は、封止樹脂59により封止されている。
これにより、テープ基板55を用いてチップサイズパッケージを構成した場合においても、チップサイズパッケージの裏面から半導体チップ51内に光が進入することを阻止することができ、能動素子などの特性を安定化させることが可能となる。
【0057】
図6は、本発明の第6実施形態に係るチップサイズパッケージの製造方法を示す断面図である。なお、この第6実施形態は、遮光層54が形成された半導体チップ51をテープ基板55に実装するようにしたものである。
図6(a)において、半導体ウェハWの能動面にはパッド電極52が形成され、パッド電極52上には、バンプ電極52が形成されている。
【0058】
そして、図6(b)に示すように、特定波長の光の入射を遮断する遮光層54を半導体ウェハWの裏面に形成した後、半導体ウェハWをダイシングすることにより、半導体ウェハWをチップ状に切断する。
なお、半導体ウェハWの裏面に遮光層54を形成する方法としては、スパッタ、蒸着、メッキなどにより、半導体ウェハWの裏面に遮光金属層を形成するようにしてもよいし、半導体ウェハWの裏面に遮光テープ層を貼り付けるようにしてもよいし、半導体ウェハWの裏面に遮光樹脂層を塗布するようにしてもよいし、インクジェット法により、半導体ウェハWの裏面に遮光インク層を形成するようにしてもよい。
【0059】
次に、図6(c)に示すように、遮光層54が形成された半導体ウェハWをダイシングすることにより、半導体ウェハWをチップ状に切断する。そして、遮光層54が形成された半導体チップ51を配線56がテープ基板55上に実装し、半導体チップ51に設けられたバンプ電極53を配線56と接合する。
次に、図6(d)に示すように、テープ基板55の裏面にハンダボール58を配置し、ハンダボール58をスルーホール配線57と接続する。
【0060】
次に、図6(e)に示すように、半導体チップ51の周囲に封止樹脂59を注入することにより、半導体チップ51の能動面を封止樹脂59により封止する。
これにより、複数の半導体チップ51の裏面に遮光層564を一括して形成することが可能となり、テープ基板55を用いてチップサイズパッケージを構成した場合においても、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、能動素子などの特性を安定化させることが可能となる。
【0061】
なお、上述したチップサイズパッケージは、例えば、液晶表示装置、携帯電話、携帯情報端末、ビデオカメラ、デジタルカメラ、MD(Mini Disc)プレーヤなどの電子機器に適用することができ、上述したチップサイズパッケージを用いることで、電子機器の小型・軽量化を図りつつ、電子機器を安定して動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のチップサイズパッケージの構成を示す図。
【図2】第2実施形態のチップサイズパッケージの製造方法を示す図。
【図3】第3実施形態のチップサイズパッケージの製造方法を示す図。
【図4】第4実施形態のチップサイズパッケージの製造方法を示す図。
【図5】第5実施形態のチップサイズパッケージの構成を示す図。
【図6】第6実施形態のチップサイズパッケージの製造方法を示す図。
【図7】従来のチップサイズパッケージの構成を示す図。
【符号の説明】
1、11、21、31、51 半導体ウェハ212、22、32 配線層、3、13、23、33、52 パッド電極、4、14、24、34 応力緩和層、5、15、25、35 再配置配線、6、16、26、36 ソルダレジスト層、7、17、27、37 開口部、8、18、28、38、58 ボールバンプ、9、54 遮光層、19 遮光金属層、29 遮光テープ、39 遮光インク層、40 インクジェットヘッド、41 液滴、53 バンプ電極、55 テープ基板、56 配線層、57 貫通電極、59 封止樹脂

Claims (12)

  1. フェースダウン実装される半導体チップの裏面に遮光層が形成されていることを特徴とする半導体装置。
  2. パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体チップと、
    前記能動領域上に形成された応力緩衝層と、
    前記応力緩衝層上に形成されたバンプ電極と、
    前記バンプ電極と前記パッド電極とを接続する再配置配線層と、
    前記再配置配線層上に形成された保護層と、
    前記半導体チップの裏面に形成された遮光層とを備えることを特徴とする半導体装置。
  3. 前記遮光層と前記応力緩衝層の材質は等しいことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  4. 前記遮光層と前記半導体チップの外形は等しいことを特徴とする請求項2または3記載の半導体装置。
  5. バンプ電極が形成された半導体チップと、
    前記バンプ電極を介し、前記半導体チップがフェースダウン実装されたテープ基板と、
    前記テープ基板の裏面に設けられた端子電極と、
    前記テープ基板に形成され、前記バンプ電極と前記端子電極とを接続する配線層と、
    前記半導体チップの能動面を封止する封止樹脂と、
    前記半導体チップの裏面に設けられた遮光層を備えることを特徴とする半導体装置。
  6. 前記遮光層は、遮光金属層、遮光テープ層、遮光樹脂層、遮光レジスト層または遮光インク層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の半導体装置。
  7. フェースダウン実装された半導体チップと、
    前記半導体チップの裏面に形成された遮光層と、
    前記半導体チップに接続された電子部品とを備えることを特徴とする電子機器。
  8. パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、
    前記薄型化された半導体ウェハの裏面に遮光金属層を形成する工程と、
    前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、
    前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、
    前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、
    前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、
    前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、
    前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、
    前記バンプ電極が形成された半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、
    前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、
    前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、
    前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、
    前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、
    前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、
    前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、
    前記半導体ウェハの裏面に遮光テープを貼り付ける工程と、
    前記遮光テープが貼り付けられた半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、
    前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、
    前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、
    前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、
    前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、
    前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、
    前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、
    前記半導体ウェハの裏面に遮光性樹脂を塗布する工程と、
    前記遮光性樹脂が塗布された半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. パッド電極に接続された能動領域が形成された半導体ウェハの裏面を薄型化する工程と、
    前記半導体ウェハの能動領域上に応力緩衝層を形成する工程と、
    前記応力緩衝層をパターニングすることにより、前記パッド電極を露出させる工程と、
    前記パッド電極から前記応力緩衝層上に延伸された再配置配線層を形成する工程と、
    前記再配置配線層上に保護層を形成する工程と、
    前記保護層をパターニングすることにより、前記再配置配線層を露出させる開口部を形成する工程と、
    前記開口部を介して前記再配置配線層に接続されるバンプ電極を前記応力緩衝層上に形成する工程と、
    前記半導体ウェハの裏面に遮光インクを吐出させることにより、前記半導体ウェハの裏面に遮光インク層を形成する工程と、
    前記遮光インク層が形成された半導体ウェハをチップ状に切断する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 半導体ウェハの能動面にバンプ電極を形成する工程と、
    前記半導体ウェハの裏面に遮光層を形成する工程と、
    前記遮光層が形成された半導体ウェハをチップ状に切断する工程と、
    前記チップ状に切断された半導体チップをテープ基板上に実装する工程と、
    前記テープ基板上に実装された半導体チップの能動面を樹脂封止する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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