JP2018019006A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018019006A JP2018019006A JP2016149631A JP2016149631A JP2018019006A JP 2018019006 A JP2018019006 A JP 2018019006A JP 2016149631 A JP2016149631 A JP 2016149631A JP 2016149631 A JP2016149631 A JP 2016149631A JP 2018019006 A JP2018019006 A JP 2018019006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- semiconductor device
- semiconductor chip
- semiconductor
- protective film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H10W74/10—
-
- H10W74/117—
-
- H10W72/20—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/113—Isolations within a component, i.e. internal isolations
- H10D62/115—Dielectric isolations, e.g. air gaps
-
- H10P54/00—
-
- H10P74/273—
-
- H10W20/20—
-
- H10W42/00—
-
- H10W70/65—
-
- H10W72/013—
-
- H10W72/015—
-
- H10W72/30—
-
- H10W72/50—
-
- H10W74/01—
-
- H10W74/016—
-
- H10W74/121—
-
- H10W74/129—
-
- H10W74/137—
-
- H10W74/47—
-
- H10W95/00—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
-
- H10W42/121—
-
- H10W72/073—
-
- H10W72/07332—
-
- H10W72/07337—
-
- H10W72/075—
-
- H10W72/07554—
-
- H10W72/325—
-
- H10W72/332—
-
- H10W72/347—
-
- H10W72/354—
-
- H10W72/536—
-
- H10W72/5363—
-
- H10W72/5366—
-
- H10W72/547—
-
- H10W72/5522—
-
- H10W72/5525—
-
- H10W72/59—
-
- H10W72/884—
-
- H10W72/923—
-
- H10W72/932—
-
- H10W72/9445—
-
- H10W72/952—
-
- H10W74/00—
-
- H10W74/014—
-
- H10W90/734—
-
- H10W90/754—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Geometry (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
【課題】半導体装置の信頼性を向上する。【解決手段】半導体装置は、配線基板SUBと、ボンディングランドBL1と、配線基板SUB上に接着層ADを介して搭載され、パッド電極PAを有する半導体チップCPと、パッド電極PAとボンディングランドBL1とを接続するボンディングワイヤBWと、封止体EBと、を有する。封止体EBは、回路形成領域CRにおいて、有機保護膜PIと接触しており、スクライブ領域SR、および、パッド電極PAとスクライブ領域SRとの間の領域において、有機保護膜PIと接触することなく表面保護膜10と接触している。側面GV1sは、側面GV2sよりも回路形成領域CR側に位置し、接着層ADは、半導体チップCPの裏面CPbの全面を覆い、かつ、半導体チップCPの側面GV2sを覆っており、側面GV1sは、接着層ADで覆われることなく、封止体EBと接触している。【選択図】図3
Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、基板上に半導体チップを搭載し、それらを樹脂封止した半導体装置およびその製造方法に適用して有効な技術に関する。
特開2010−21251号公報(特許文献1)には、ダイボンド材が半導体チップの回路形成面に達するのを防止する技術が開示されている。
特開2010−171156号公報(特許文献2)には、半導体ウエハにテーパ付ブレードで溝を形成した後、この溝幅よりも薄いブレードで、半導体ウエハを分割するステップカット方式のダイシング処理が開示されている。
本願発明者は、例えば、配線基板と、配線基板上に接着層を介して搭載された半導体チップと、配線基板の上面に形成された複数の端子と半導体チップのパッド電極とを接続する複数のボンディングワイヤと、配線基板、半導体チップおよび複数のボンディングワイヤを樹脂で覆った封止体と、を有するBGA(Ball Grid Array)型の半導体装置について検討を行い、以下の課題を見出した。
上記半導体装置では、その信頼性を確保する為に、例えば、温度範囲(−65℃〜150℃)の昇温および降温を1サイクルとし、2000サイクルの温度サイクル試験を実施しているが、この温度サイクル試験において、ボンディングワイヤとパッド電極との接続部にクラックが発生するという現象が確認された。このクラックは、ボンディングワイヤがパッド電極から剥離するオープン不良を引き起こし、半導体装置の信頼性が低下する。
つまり、半導体装置の信頼性の向上が求められている。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態による半導体装置は、配線基板と、配線基板の周囲に位置する複数の端子と、配線基板上に接着層を介して搭載され、複数のパッド電極を有する半導体チップと、複数のパッド電極と複数の端子とを接続する複数のボンディングワイヤと、配線基板、複数の端子、半導体チップおよび複数のボンディングワイヤを封止する封止体と、を有する。そして、半導体チップは、第1主面と、第1主面の反対側に位置する裏面と、第1主面と裏面とを接続する側面と、を有し、第1主面は、第1辺を含む矩形からなり、回路形成領域と、回路形成領域の周囲を囲むスクライブ領域と、を有し、複数のパッド電極は、第1辺に沿って、回路形成領域の周辺部に配置されている。さらに、半導体チップは、複数のパッド電極を露出し、回路形成領域およびスクライブ領域を覆う無機絶縁膜からなる第1保護膜と、第1保護膜上に形成され、複数のパッド電極およびスクライブ領域を露出し、回路形成領域を覆う有機絶縁膜からなる第2保護膜と、を有する。封止体は、回路形成領域において、第2保護膜と接触しており、スクライブ領域、および、複数のパッド電極とスクライブ領域との間の領域において、第2保護膜と接触することなく第1保護膜と接触している。そして、半導体チップの側面は、スクライブ領域に位置し、第1主面に繋がる第1側面と、裏面に繋がる第2側面と、を有し、第1側面は、第2側面よりも回路形成領域側に位置し、第2側面は、第1側面よりも長い。さらに、接着層は、半導体チップの裏面の全面を覆い、かつ、半導体チップの第2側面を覆っており、第1側面は、接着層で覆われることなく、封止体と接触している。
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上することができる。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
(実施の形態)
本実施の形態では、BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置を例に説明する。まず、検討例である半導体装置とその課題を説明する。
本実施の形態では、BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置を例に説明する。まず、検討例である半導体装置とその課題を説明する。
<検討例の説明>
図14は、検討例である半導体装置の断面図である。半導体装置は、配線基板SUBと、配線基板SUB上に接着層ADを介して搭載された半導体チップCPと、配線基板SUBの主面に形成された複数のボンディングランド(端子)BL1と半導体チップCPのパッド電極PAとを接続する複数のボンディングワイヤBWと、配線基板SUB、半導体チップCPおよび複数のボンディングワイヤBWを樹脂で覆った封止体EBと、を有する。
図14は、検討例である半導体装置の断面図である。半導体装置は、配線基板SUBと、配線基板SUB上に接着層ADを介して搭載された半導体チップCPと、配線基板SUBの主面に形成された複数のボンディングランド(端子)BL1と半導体チップCPのパッド電極PAとを接続する複数のボンディングワイヤBWと、配線基板SUB、半導体チップCPおよび複数のボンディングワイヤBWを樹脂で覆った封止体EBと、を有する。
ここで、半導体チップCPは、例えば、単結晶シリコンからなり、その線膨張係数は、およそ4ppm/Kである。接着層ADは、アルミナ等のフィラーを含有する熱硬化性のエポキシ樹脂からなり、その線膨張係数は、およそ40〜50ppm/Kである。封止体EBは、シリカ等のフィラーを含有する熱硬化性のエポキシ樹脂であり、その線膨張係数は、およそ10〜40ppm/Kである。配線基板SUBは、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラエポからなり、その線膨張係数は、およそ10〜15ppm/Kである。また、ボンディングワイヤBWは、例えば、銅(Cu)ワイヤであり、パッド電極PAは、例えば、アルミニウム層からなる。
また、接着層ADは、半導体チップCPの裏面CPbの全域(全面)を覆うだけでなく、半導体チップの側面(側壁)CPssも覆っており、接着層ADは、半導体チップCPの主面CPaの近傍にまで達した構造となっている。つまり、比較的多量のペースト状の接着層ADを配線基板SUBに供給(塗布)した後、その上に半導体チップCPを押し付けて接着しているため、接着層ADが半導体チップCPの側面CPssに溢れ出し、半導体チップCPの側面CPss上に這い上がることで、図14に示す三角形のフィレットが形成されている。
比較的多量の接着層ADを用いることで、配線基板SUBと半導体チップCPの裏面CPbとの間の接着層ADにボイド(空孔)が残るのを低減または防止することができる。接着層AD中にボイドが残っていると、半導体装置SDの温度サイクル試験時、実装時または動作時等に半導体装置SDが高温状態となり、ボイド内の空気または水分が体積膨張して、接着層ADまたは半導体チップCPにクラックが発生する。従って、配線基板SUBと半導体チップCPの裏面CPbとの間の接着層ADにボイドを残さないことが肝要である。
また、メカニズム説明は省略するが、半導体チップCPの側面CPss上に、三角形のフィレットが形成されていると、配線基板SUBの主面側(半導体チップCPの搭載側)に形成された主面配線の断線を低減、防止することができる。
従って、接着層AD中のボイドを減少すること、半導体チップCPの側面CPss上にフィレットを形成することが肝要である。
しかしながら、ペースト状の接着層ADの供給量(塗布量)を高精度に制御することは困難である。なぜなら、一般的に、ペースト状の接着層ADは、例えば、「ディスペンサ」と呼ばれる注射器に似た装置を用いて供給されるためである。従って、図14に示すように、半導体チップCPの側面CPssを覆う接着層ADが、半導体チップCPの主面CPaの近傍にまで達した構造となってしまう。
本願発明者の検討によれば、このような構造の半導体装置SDに、前述の温度サイクル試験を実施した場合、ボンディングワイヤBWとパッド電極PAとの接合部にクラックが発生し、ボンディングワイヤBWがパッド電極PAから剥離するという不良が確認された。
温度サイクル試験の低温側において、半導体チップCPおよび封止体EBが収縮するが、両者の熱膨張係数の差により、ボンディングワイヤBWには、半導体チップCPの中央部側向かう応力Faが印加される。また、半導体チップCPの側面CPssを覆う接着層ADの収縮により、半導体チップCPの主面CPaの端部に、半導体チップCPの外側に向かう応力Fbが印加される。本願発明者は、応力Faおよび応力Fbにより、ボンディングワイヤBWとパッド電極PAとの接合部にクラックが発生し、バンディングワイヤBWの剥離が発生しているものと推定している。因みに、パッド電極PAが、半導体チップCPの主面CPaの端部に近接して配置される程、クラックが発生しやすい。つまり、半導体チップCPの側面CPssを覆う接着層ADの収縮による応力Fbが、クラックの発生に大きく影響していると考えられる。
また、図2に示すように、半導体チップCPの中央部には、ポリイミド層等の有機絶縁膜からなる有機保護膜が形成されているにもかかわらず、パッド電極PAと半導体チップCPの主面CPaの端部との間の領域には、有機保護膜が形成されていない場合に、特に、クラックが発生しやすいことも確認している。つまり、パッド電極PAと半導体チップCPの主面CPaの端部との間の領域に有機保護膜を形成できない程、パッド電極PAが、半導体チップCPの主面CPaの端部に近接して配置されているため、クラックが発生しやすい。さらに、半導体チップCPの主面CPaの端部において、有機保護膜が形成されていないことで、封止体EBと半導体チップCPの主面との密着性が低下しているためにクラックが発生しやすい。
そこで、本実施の形態では、上記クラックの発生を低減または防止する構造および製造方法を提供する。
<半導体装置>
図1は、本実施の形態における半導体装置の断面図であり、図2は、本実施の形態の半導体装置の一部である半導体チップの平面図であり、図3は、図1のA部の拡大断面図である。また、図3は、図2のX−X線に沿う断面図である。
図1は、本実施の形態における半導体装置の断面図であり、図2は、本実施の形態の半導体装置の一部である半導体チップの平面図であり、図3は、図1のA部の拡大断面図である。また、図3は、図2のX−X線に沿う断面図である。
図1に示すように、半導体装置は、配線基板(基材)SUBと、配線基板SUBの主面SUBa上に接着層ADを介して搭載された半導体チップCPと、配線基板SUBの主面SUBaに形成された複数のボンディングランド(端子)BL1と半導体チップCPのパッド電極PAとを接続する複数のボンディングワイヤBWと、配線基板SUB、半導体チップCPおよび複数のボンディングワイヤBWを樹脂で覆った封止体EBと、を有する。
配線基板SUBは、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラエポからなるコア層CLと、コア層CLの主面および裏面に形成された複数のボンディングランドBL1および複数のボールランドBL2と、コア層CLの主面および裏面を覆うソルダーレジスト層SFaおよびSFbと、を有している。
図示していないが、複数のボンディングランドBL1は、配線基板SUBの中央部に搭載された半導体チップCPの周囲にリング状に配置されている。また、図示していないが、複数のボールランドBL2は、配線基板SUBの裏面SUBbにおいて、配線基板SUBの周囲に、複数列(図1では、3列)にリング状に配列されている。
図示していないが、コア層CLの主面には、複数のボンディングランドBL1と同層の配線層で形成された複数の主面配線が配置されている。そして、複数の主面配線は、ソルダーレジスト層SFaで覆われており、その上に配置される半導体チップCPと短絡しないように電気的に分離されている。複数のボンディングランドBL1は、それぞれ、ボンディングワイヤBWが接続されるため、ソルダーレジスト層SFaから露出している。
図示していないが、コア層CLの裏面には、複数のボールランドBL2と同層の配線層で形成された複数の裏面配線が配置されている。そして、複数の裏面配線は、ソルダーレジスト層SFbで覆われているが、複数のボールランドBL2は、ソルダーレジスト層SFbから露出しており、複数のボールランドBL2には、半田材からなる半田ボールSBが接続されている。
さらに、複数のボンディングランドBL1の各々は、対応するボールランドBL2に電気的に接続されている。複数のボンディングランドBL1および複数のボールランドBL2は、例えば、銅(Cu)層と、その表面に形成された金(Au)メッキ層とを含んでいる。ソルダーレジスト層SFaおよびSFbは、有機絶縁膜からなる。
図1に示すように、半導体チップCPの裏面CPbは、接着層ADを介して、配線基板SUBの主面SUBaに接着されている。接着層ADは、半導体チップCPの裏面CPbの全域(全面)を覆い、かつ、側面CPssを部分的に覆っている。半導体チップCPの全周にわたって、接着層ADは、半導体チップCPの裏面CPbから側面CPssに連続して這い上がっている。つまり、半導体チップCPの裏面CPbと配線基板SUBの主面SUBaとの間には、半導体チップCPの裏面CPbの全域にわたって、接着層ADが介在しているため、ボイド(空孔)は殆ど存在していない。
半導体チップCPには、複数のパッド電極PAが形成されており、複数のパッド電極PAは、ボンディングワイヤBWを介して複数のボンディングランドBL1に接続されている。ボンディングワイヤBWは、その一端に球形のボール部BAを有し、このボール部BAがパッド電極PAと接続されている。ボンディングワイヤBWは、例えば、銅(Cu)線からなり、パッド電極PAは、例えば、アルミニウム層からなる。ボンディングワイヤBWは、金(Au)線としても良い。
さらに、図1に示すように、配線基板SUBの主面SUBa、半導体チップCP、ボンディングワイヤBWは、封止体EBで覆われている。封止体EBは、シリカ等のフィラーを含有するエポキシ樹脂からなる。
図2に示すように、半導体チップCPは、平面視にて、その主面CPaが4つの辺CPsを含む正方形を有するが、長方形(矩形)であってもよい。なお、ここで言う四角形(正方形、長方形)は、各角部が面取りされた形状も含む。半導体チップCPの主面CPaには、回路形成領域CRと、その周囲を囲むスクライブ領域SRと、回路形成領域CRとスクライブ領域SRとの境界に設けられたガードリングGRと、が設けられている。ガードリングGRは、回路形成領域CRの周囲を連続して囲む4角形のリング形状を有する。
回路形成領域CRの周辺部には、半導体チップCPの各辺CPsに沿って、複数のパッド電極PAが配列されている。なお、本実施の形態では、この周辺部で囲まれた領域、言い換えると、半導体チップCPの主面CPaの中央部には、パッド電極PAが配置されていない。各パッド電極PAには、ボンディングワイヤBWのボール部BAが接続されたボンディング領域BRと、プローブ針が当接された跡であるプローブ跡100が形成されたプローブ領域PBRとを有する。半導体チップCPの電気的特性を試験する際に、各パッド電極PAにプローブ針を当接して検査を行うが、プローブ針を当接するプローブ領域PBRを、ボンディング領域BRとは異なる領域とすることで、ボンディングワイヤBWのボール部BAとパッド電極PAとの接続信頼性を向上することができる。因みに、プローブ領域PBRには、プローブ針が当接されたプローブ跡(外傷)100が残っている。
パッド電極PAは、長方形または略長方形であり、その長辺方向に、ボンディング領域BRとプローブ領域PBRとが配置されており、その長辺は長さL1を有する。各パッド電極PAのボンディング領域BRとプローブ領域PBRは、パッド電極PAが隣接する辺CPsに直交する方向に配置されており、長方形のパッド電極PAの長辺は、パッド電極PAが隣接する辺CPsに直交する方向に配置されている。ここで、隣接する辺CPsとは、パッド電極PAの長辺と直交する方向に延在する辺CPsであって、そのパッド電極PAに近い側の辺CPsを意味する。
本実施の形態では、パッド電極PAには、外パッド電極PA1と内パッド電極PA2が含まれている。外パッド電極PA1は、内パッド電極PA2よりも隣接する辺CPsに近く配置されている。外パッド電極PA1は、内パッド電極PA2よりも半導体チップCPの外側に配置されている。
外パッド電極PA1のボンディング領域BRは、プローブ領域PBRよりも隣接する辺CPsに近く配置されている。一方、内パッド電極PA2のボンディング領域BRは、プローブ領域PBRよりも隣接する辺CPsから離れて配置されている。言い換えると、外パッド電極PA1のボンディング領域BRは、半導体チップCPの外側に配置され、プローブ領域PBRは、半導体チップCPの内側に配置されている。一方、内パッド電極PA2のボンディング領域BRは、半導体チップCPの内側に配置され、プローブ領域PBRは、半導体チップCPの外側に配置されている。
このように、外パッド電極PA1と内パッド電極PA2をずらして配置することで、外パッド電極PA1と内パッド電極PA2のプローブ領域PBRを、隣接する辺CPsと平行に一列に(仮想の直線上に)配置することができるため、検査時にプローブ針の当接が容易となる。また、外パッド電極PA1と内パッド電極PA2のボンディング領域BRを離して配置できるため、隣接する辺CPsに平行な方向において、隣接する外パッド電極PA1と内パッド電極PA2の間隔を狭くすることができる。
図2に示すように、回路形成領域CRは、パッド電極PAを除いて、ポリイミド層等の有機絶縁膜からなる有機保護膜PIで覆われている。スクライブ領域SRおよびガードリングGRには、有機保護膜PIは形成されておらず、スクライブ領域SRおよびガードリングGRは、有機保護膜PIから露出している。なお、図3に示すように、ガードリングGRは表面保護膜10で覆われているため、図2では便宜上、破線にて図示している。そして、回路形成領域CRは、図2に示すように、ガードリングGRで囲まれている。また、図2に示すように、ガードリングGRはスクライブ領域SR(あるいは、スクライブ領域SR内に位置する半導体チップCPの主面CPaの辺CPs)で囲まれている。また、4つの辺CPsに沿うパッド電極PAの列で囲まれた領域、言い換えると、半導体チップCPの主面CPaの中央部には、広範囲に有機保護膜PIが形成されている。さらに、回路形成領域CRの角部のパッド電極PAに挟まれた領域、および、内パッド電極PA2と、その両側の外パッド電極PA1とに挟まれた領域にも有機保護膜PIが形成されている。なお、スクライブ領域SRに有機保護膜PIを配置しないのは、後述する第1ダイシング工程において、ダイシングブレードの目詰まりに起因する不良の発生を防止するためである。さらに、外パッド電極PA1とスクライブ領域SRとの間に、有機保護膜PIを配置しないのは、小面積の有機保護膜PIの剥がれによる製造歩留り低下を防止するためである。
次に、図3は、図1のA部の拡大断面図であり、図2のX−X線に沿う断面図である。つまり、外パッド電極PA1に沿う断面図である。図3では、図1に示す封止体EBは、省略しているが、図1から明らかなように、図3に示す半導体チップCPの主面CPaおよび側面CPssは、封止体EBと接触している。
図3に示すように、半導体チップCPは、半導体基板1の主面1aに形成されたnチャネル型MISトランジスタ(Qn)およびpチャネル型MISトランジスタ(Qp)ならびにそれらの上に形成された多層配線構造を有している。
まず、回路形成領域CRについて説明する。例えばp型の単結晶シリコンからなる半導体基板1には、p型ウエル(半導体領域)2P、n型ウエル(半導体領域)2Nおよび素子分離溝3が形成されており、素子分離溝3の内部には、例えば酸化シリコン膜からなる素子分離膜3aが埋め込まれている。
上記p型ウエル2P内には多数のnチャネル型MISトランジスタ(Qn)が形成されている。nチャネル型MISトランジスタ(Qn)は、素子分離溝3で規定された活性領域ACTに形成され、p型ウエル2P内に形成されたソース領域nsおよびドレイン領域ndと、p型ウエル2P上にゲート絶縁膜niを介して形成されたゲート電極ngとを有している。また、上記n型ウエル2N内には多数のpチャネル型MISトランジスタ(Qp)が形成されている。pチャネル型MISトランジスタ(Qp)は、素子分離溝3で規定された活性領域ACTに形成され、n型ウエル2N内に形成されたソース領域psおよびドレイン領域pdと、n型ウエル2N上にゲート絶縁膜piを介して形成されたゲート電極pgとを有している。
上記nチャネル型MISトランジスタ(Qn)およびpチャネル型MISトランジスタ(Qp)の上部には、半導体素子間を接続する金属膜からなる配線が形成されている。半導体素子間を接続する配線は、一般に3層〜10層程度の多層配線構造を有しているが、図3には、多層配線の一例として、銅合金を主体とする金属膜で構成された2層の配線層(第1層Cu配線5、第2層Cu配線7)とAl合金を主体とする金属膜で構成された1層の配線層(第3層Al配線9)が示されている。配線層とは、各配線層で形成された複数の配線を纏めて表す場合に使用する。配線層の膜厚は、第2層の配線層は第1層の配線層より厚く、第3層の配線層は第2層の配線層よりも厚い。
nチャネル型MISトランジスタ(Qn)およびpチャネル型MISトランジスタ(Qp)と第1層Cu配線5との間、第1層Cu配線5と第2層Cu配線7との間、および、第2層Cu配線7と第3層Al配線9との間には、それぞれ酸化シリコン膜などからなる層間絶縁膜4、5a、6、8と、3層の配線間を電気的に接続するプラグp1、p2、p3が形成されている。
上記層間絶縁膜4は、例えば半導体素子を覆うように、半導体基板1上に形成され、第1層Cu配線5は、この層間絶縁膜4上の層間絶縁膜5a内に形成される。第1層Cu配線5は、例えば層間絶縁膜4に形成されたプラグp1を介して半導体素子であるnチャネル型MISトランジスタ(Qn)のソース領域ns、ドレイン領域nd、ゲート電極ngに電気的に接続される。また、第1層Cu配線5は、層間絶縁膜4に形成されたプラグp1を介して半導体素子であるpチャネル型MISトランジスタ(Qp)のソース領域ps、ドレイン領域pd、ゲート電極pgに電気的に接続される。図3では、ゲート電極ng、pgと第1層Cu配線5との接続は図示していない。プラグp1、p2、p3は金属膜、例えばW(タングステン)膜または銅(Cu)膜で構成される。第1層Cu配線5は、層間絶縁膜5aの配線溝にダマシン法で形成されており、第1層Cu配線5は、バリア導体膜と、その上層の銅を主体とする導体膜の積層構造で構成されている。バリア導体膜は、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ルテニウム(Ru)、タングステン(W)、マンガン(Mn)およびこれらの窒化物や窒化珪化物、または、これらの積層膜から構成されている。銅を主体とする導体膜は、銅(Cu)または銅合金(銅(Cu)とアルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)、In(インジウム)、ランタノイド系金属、または、アクチノイド系金属などの合金)から形成される。
第2層Cu配線7は、例えば層間絶縁膜6に形成されたプラグp2を介して第1層Cu配線5に電気的に接続される。第3層Al配線9は、例えば層間絶縁膜8に形成されたプラグp3を介して第2層Cu配線7に電気的に接続される。プラグp3は金属膜、例えばW(タングステン)膜で構成される。
第2層Cu配線7は、プラグp2と一体に層間絶縁膜6に形成されており、第2層Cu配線7およびプラグp2は、バリア導体膜と、その上層の銅を主体とする導体膜の積層構造で構成されている。そして、バリア導体膜と銅を主体とする導体膜は、第1層Cu配線5と同様の材料からなる。
また、第1層Cu配線5と層間絶縁膜6との間、および、第2層Cu配線7と層間絶縁膜8との間には、層間絶縁膜6または8への銅の拡散を防止するバリア絶縁膜を設けるのが好適であり、バリア絶縁膜は、SiCN膜またはSiCNとSiCO膜との積層膜を用いることができる。
また、第3層Al配線9は、アルミニウム合金膜(例えば、SiおよびCuを添加したAl膜)からなるが、Cu配線としても良い。
また、層間絶縁膜4、5a、6、8は、酸化シリコン膜(SiO2)からなるが、酸化シリコン膜よりも比誘電率が低いLow−k膜と呼ばれる絶縁膜を用いても良い。例えば、炭素を含む酸化シリコン膜(SiOC膜)、窒素と炭素を含む酸化シリコン膜(SiCON膜)、フッ素を含む酸化シリコン膜(SiOF膜)の単層膜または積層膜で構成してよいことは勿論である。
多層配線の最上層の配線層である上記第3層Al配線9の上部には、ファイナルパッシベーション膜として、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの単層膜、あるいはこれらの2層膜からなる表面保護膜(保護膜、絶縁膜)10が形成されている。表面保護膜10は、無機絶縁膜からなる。そして、この表面保護膜10に形成されたパッド開口(開口)10aの底部に露出した最上層の配線層である第3層Al配線9は、パッド電極(パッド、電極パッド)PAを構成している。パッド電極PAは、ボンディング領域BRとプローブ領域PBRとを有し、ボンディング領域BRには、ボンディングワイヤBWが接続されている。
さらに、表面保護膜10上にポリイミド層などの有機絶縁膜からなる有機保護膜PIが形成されている。有機保護膜PIは、パッド電極PAよりも回路形成領域CRの内側を広く覆っているが、パッド電極PA、ガードリングGR、および、スクライブ領域SRを露出している。
次に、図3に示すように、ガードリングGRは、半導体基板1の主面1aの活性領域ACTに形成された半導体領域SP、プラグ電極p1、第1層Cu配線5、プラグ電極p2、第2層Cu配線7、プラグ電極p3、および、第3層Al配線9の積層構造で構成されている。つまり、第3層Al配線9はプラグ電極p3に、プラグ電極p3は第2層Cu配線層7に、第2層Cu配線層7はプラグ電極p2に、プラグ電極p2は第1層Cu配線5に、第1層Cu配線5は半導体領域SPに、それぞれ、接続されている。また、図2に示すようにガードリングGRは、回路形成領域CRの全周を連続して囲んでいる。つまり、ガードリングGRを構成する半導体領域SP、プラグ電極p1、第1層Cu配線5、プラグ電極p2、第2層Cu配線7、プラグ電極p3、および、第3層Al配線9の各々も、回路形成領域CRの全周を連続して囲んでいる。
次に、図3に示すように、スクライブ領域SRには、半導体チップCPの側面(側壁)CPssが形成されている。側面CPssは、半導体チップCPの主面CPaと裏面CPbとの間に位置する面であり、相対的に、ガードリングGR、パッド電極PAまたは回路形成領域CRから近い側面GV1sと、相対的に、ガードリングGR、パッド電極PAまたは回路形成領域CRから遠い側面GV2sと、側面GV1sおよびGV2sを繋ぐ接続面GV1cとを有している。言い換えると、ガードリングGR、パッド電極PAまたは回路形成領域CRから近い側面GV1sは主面CPaと交差しており、ガードリングGR、パッド電極PAまたは回路形成領域CRから遠い側面GV2sは裏面CPbと交差しており、この2つの側面GV1s、GV2sの間に位置する面(接続面GV1c)は、この2つの側面GV1s、GV2sと交差している。
側面GV1sは、半導体チップCPの主面CPaから連続して繋がっており、側面GV2sは、半導体基板1の裏面1bから連続して繋がっている。側面GV1sおよびGV2sは、半導体基板1の裏面1bに対して垂直となっており、接続面GV1cは、半導体基板1の裏面1bに対して平行となっている。ただし、側面GV1sは、半導体基板1の裏面に対して傾斜していても良い。つまり、半導体チップCPの主面CPaに繋がる側面GV1sの一端が、接続面GV1cに繋がる側面GV1sの他端よりも、よりガードリングGR、パッド電極PA、または、回路形成領域CRに接近していても良い。また、接続面GV1cは、半導体基板1の裏面1bに対して傾斜していても良い。また、接続面GV1cは、直線ではなく、円弧などの曲線でも良い。
側面GV1sと側面GV2s間に段差となる接続面GV1cを設けたことで、半導体チップCPの裏面CPbから側面CPssに這い上がる接着層ADを、接続面GV1cで止めることができ、接着層ADが、側面GV1sまで這い上がるのを防止することができる。
ここで、半導体チップ1の裏面1bを基準として、側面GV2sの長さ(高さ)H1は、側面GV1sの長さ(高さ)(H2−H1)よりも長い(高い)ことが肝要である。ここで、長さ(高さ)H2は、半導体チップCPの側面CPssにおける、半導体チップCPの裏面CPbから表面保護膜10の上面までの長さ(高さ)とする。上記の関係を、言い換えると、側面GV2sの長さ(高さ)H1は、半導体チップCPの裏面CPbから表面保護膜10の上面までの長さ(高さ)の1/2よりも長い(高い)。なお、半導体チップCPの裏面CPbと、半導体基板1の裏面1bとは、等しい。
したがって、側面GV2sを充分に確保することで、多量の接着層ADを用いて半導体チップCPを配線基板SUBに接着できるため、半導体チップCPの裏面CPbの全面を接着層ADで覆うことができ、半導体チップCPの裏面CPbと配線基板SUB間における、接着層AD中のボイドの発生を低減または防止することができる。
また、側面GV1sは、素子分離膜3aの底部よりも深いことが肝要である。つまり、半導体チップCPの裏面CPbから側面CPssに這い上がる接着層ADが、半導体チップCPの主面CPaの近傍まで達するのを防止できるため、接着層ADの収縮に伴う応力に起因するパッド電極PAとボンディングワイヤBWとの接合部のクラックを、低減または防止することができる。
また、層間絶縁膜4,5a,6または8に脆弱なLow−k膜を使用した場合、接着層ADが、層間絶縁膜4,5a,6または8にまで達していると、接着層ADの収縮に伴う応力により、層間絶縁膜4,5a,6または8の界面に沿って、側面GV1sから回路形成領域CRに向かってクラックが発生、伸展する危険性もある。しかしながら、本実施の形態では、接着層ADが、層間絶縁膜4,5a,6または8にまで達していないため、上記のクラックの発生、伸展を防止することができる。
また、図3および図1から明らかなように、外パッド電極PA1の内側(半導体チップCPの主面CPaの中央部側、回路形成領域CRの中央部側)では、表面保護膜10は有機保護膜PIで覆われている。つまり、有機保護膜PIが封止体EBに接触している。一方、外パッド電極PA1の外側(スクライブ領域SR側、ガードリングGR側)では、表面保護膜10は有機保護膜PIで覆われておらず、表面保護膜(無機保護膜)10が、封止体EBに接触している。なお、スクライブ領域SR内における構成をより詳細に説明すると、図3に示すように、封止体EBは、スクライブ領域SRの一部に形成された表面保護膜10と接触する部分と、後述するダイシング工程により露出した半導体チップCPの接続面GV1cと接触する部分と、上記したスクライブ領域SRの一部と半導体チップCPの接続面GV1cとの間に位置する側面GV1sと接触する部分とを有している。また、外パッド電極PA1は、ガードリングGRに近接して配置されており、外パッド電極PA1とガードリングGRとの間隔L2は、外パッド電極PA1の長辺方向の幅L1よりも狭い(L2<L1)ため、外パッド電極PA1とスクライブ領域SRとの間に有機保護膜PIを配置することが困難な構造となっている。
外パッド電極PA1の外側に有機保護膜PIが配置されていない為、外パッド電極PA1の内側に比べ、外パッド電極PA1の外側では、封止体EBと半導体チップCPの主面CPaとの接着性が低く、例えば、温度サイクルまたは実使用時等に、封止体EBが半導体チップCPの主面CPaから剥離しやすい構造となっている。そして、封止体EBと半導体チップCPの主面CPaとの間に剥離が発生すると、温度サイクルまたは実使用時等において、ボンディングワイヤBWと外パッド電極PA1との接合部にクラックが発生しやすくなる。しかしながら、半導体チップCPの側面Cpssを覆う接着層ADが、側面GV2sまでしか這い上がらず、側面GV1sに達することが無いので、接着層ADの収縮によって発生する、ボンディングワイヤBWと外パッド電極PA1との接合部のクラックを、低減または防止することができる。
したがって、外パッド電極PA1の外側に、有機保護膜PIが存在しない構造においても、上記クラックを低減または防止できる。また、外パッド電極PA1とスクライブ領域SRとの間に有機保護膜PIを配置できないほど、外パッド電極PA1をスクライブ領域SRに接近させているため、半導体チップCPの小型化が達成できている。さらに、図2に示す内パッド電極PA2を外パッド電極PA1に置換えて、全てのパッド電極PAを外パッド電極PA1とすることも可能であり、その場合、より一層、半導体チップCPの小型化が可能となる。
<半導体装置の製造方法>
図4は、本実施の形態における半導体装置の製造工程を示すプロセスフロー図である。図5は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の平面図である。図6は、図5のY−Y線に沿う断面図である。図7から図8は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の断面図である。なお、図6〜図8は、半導体ウエハの概略的な断面図である。図9〜図11は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の平面図である。図12は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の断面図である。
図4は、本実施の形態における半導体装置の製造工程を示すプロセスフロー図である。図5は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の平面図である。図6は、図5のY−Y線に沿う断面図である。図7から図8は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の断面図である。なお、図6〜図8は、半導体ウエハの概略的な断面図である。図9〜図11は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の平面図である。図12は、本実施の形態における半導体装置の製造工程中の断面図である。
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、図4に示す製造工程を含む。
まず、図4のプロセスフローに示す「半導体ウエハWF準備」工程(ステップS1)を実施する。
図5に示すように、半導体ウエハWFは、行列状に配置された複数の回路形成領域CRと、複数の回路形成領域CR間に配置された格子状のスクライブ領域SRと、を有する。図3に示すように、各回路形成領域CRには、nチャネル型MISトランジスタ(Qn)およびpチャネル型MISトランジスタ(Qp)、それらの上に形成された複数の多層配線構造ならびに複数のパッド電極PAが形成されている。さらに、図2および図3に示すように、回路形成領域CRとスクライブ領域SRとの間には、ガイドリングGRが形成されている。
図6は、図5のY−Y線に沿う断面図である。図6に示すように、回路形成領域CRとスクライブ領域SRとが、交互に配置されており、回路形成領域CRとスクライブ領域SRとの境界にガードリングGRが配置されている。
次に、図4のプロセスフローに示す「第1ダイシング」工程(ステップS2)を実施する。
図7に示すように、幅W1のダイシングブレードDB1を用いて、半導体ウエハWFのスクライブ領域SR内に、深さD1、幅W1の溝GV1を形成する。溝GV1は、半導体ウエハWFの主面WFaに形成され、裏面WFbには達しておらず、溝GV1内には、側面GV1sと底面GV1bとが形成される。ここで、溝GV1の深さD1は、図3に示す側面GV1sの長さ(H2−H1)に等しい。
次に、図4のプロセスフローに示す「第2ダイシング」工程(ステップS3)を実施する。
図8に示すように、幅W2のダイシングブレードDB2を用いて、半導体ウエハWFのスクライブ領域SR内に、深さD2、幅W2の溝GV2を形成する。溝GV2の幅W2は、溝GV1の幅W1よりも狭く(W2<W1)、溝GV2は、溝GV1の内側に形成する。つまり、溝GV1の底面GV1bから半導体ウエハWFの裏面WFbに達する溝GV2を形成する。溝GV2内には、側面GV2sが形成され、側面GV2sと側面GV1sとの間には、底面GV1bの一部である接続面GV1cが形成される。ここで、溝GV2の深さD2は、図3に示す側面GV2sの長さH1に等しい。
このように、半導体ウエハWFに「第1ダイシング」工程および「第2ダイシング」工程を実施して、半導体ウエハWFから複数の半導体チップCPを形成する。そして、個々の半導体チップCPは、側面GV1s、側面GV2s、および、接続面GV1cを含む側面CPssを有する。
次に、図4のプロセスフローに示す「チップボンディング」工程(ステップS4)を実施する。
まず、図9に示すように、マトリックス基板(基材)20を準備する。マトリックス基板20は、行列状に配置されたデバイス領域22と、行列状に配置された複数のデバイス領域22の周囲を囲む枠部21と、枠部21とデバイス領域22との間、および、隣接するデバイス領域22間に設けられた切断線DLと、を有する。そして、デバイス領域22には、チップ搭載部23と、その周囲に配置された複数のボンディングランドBL1と、が形成されている。チップ搭載部23は、図2に示す半導体チップCPの平面形状に等しい。
次に、図9に示すように、チップ搭載部23の中央部に、ペースト状の接着層ADを円形に塗布する。接着層ADは、例えば、アルミナ等のフィラーを含有するエポキシ樹脂で構成されている。
次に、図10に示すように、図9に示したチップ搭載部23に、半導体チップCPを押し付けて、接着層ADを介して、マトリックス基板20のデバイス領域22に、半導体チップCPを接着する。ペースト状の接着層ADを加熱して溶剤を気化させることで、デバイス領域22に、半導体チップCPを接着する。なお、このデバイス領域22は、図1に示す配線基板SUBに相当する。この時、図1に示すように、半導体チップCPの裏面CPbの全面が接着層ADで覆われるように、比較的多量のペースト状の接着層ADを用いるため、図10に示すように、接着層ADは、半導体チップCPの全周囲にわたって、半導体チップCPの周囲からはみだし、図3に示すように半導体チップCPの側面CPssに這い上がる。
しかしながら、半導体チップCPの側面CPssが、側面CV1sおよび側面CV2sを有するため、図3に示すように、接着層ADは、側面GV2sを覆うのみで、接続面GV1cを越えて側面GV1sに達することはない。
次に、図4のプロセスフローに示す「ワイヤボンディング」工程(ステップS5)を実施する。
図11に示すように、半導体チップCPに形成された複数の外パッド電極PA1および複数の内パッド電極PA2を、ボンディングワイヤBWを用いて、ボンディングランドBL1に接続する。ボンディングワイヤBWは、例えば、銅(Cu)線からなるが、金(Au)線を用いても良い。
次に、図4のプロセスフローに示す「樹脂封止」工程(ステップS6)を実施する。
図12に示すように、「チップボンディング」工程および「ワイヤボンディング」工程が完了した後、マトリックス基板20上の複数の半導体チップCPおよびボンディングワイヤBWを、封止体EBで覆う。「樹脂封止」工程では、例えば、トランスファモールド法を用いる。なお、図12には、1つのデバイス領域22のみを示している。
次に、図4のプロセスフローに示す「半田ボールSB形成」工程(ステップS7)および「個片化」工程(ステップS8)を実施する。
次に、図12に示すマトリックス基板20のボールランドBL2上に半田ボールSBを形成した後、図9に示す切断線DLに沿って、封止体EBとマトリックス基板20を切断して個片化することにより、図1に示す半導体装置SDを形成する。
(変形例)
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。以下に、複数の変形例を示すが、それぞれの変形例を適宜組み合わせて実施することも可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。以下に、複数の変形例を示すが、それぞれの変形例を適宜組み合わせて実施することも可能である。
<変形例1>
図13は、上記実施の形態の図9に関する変形例である。
図13は、上記実施の形態の図9に関する変形例である。
図13では、マトリックス基板20の正方形のチップ搭載部23の対向する角部を結ぶように十字形にペースト状の接着層AD1を塗布する。接着層AD1の塗布領域を十字型とすることにより、半導体チップCPの裏面CPbに均一な膜厚で接着層AD1を形成することができる。
なお、上記実施の形態では、BGA型の半導体装置を例に説明をしたが、QFP(Quad Flat Package)型の半導体装置またはSOP(Small Outline Package)型の半導体装置にも適用可能であり、その場合、上記実施の形態の配線基板(基材)SUBが、リードフレーム(基材)に、ボンディングランドBL1がリード(端子)に置換される。そして、半導体チップCPはリードフレームのダイパッド(タブ、チップ搭載部)の主面上に接着層ADを介して搭載される。また、ダイパッドとリードとは、例えば、銅(Cu)材からなる。
AD、AD1 接着層
BA ボール部
BL1 ボンディングランド(端子)
BL2 ボールランド(端子)
BR ボンディング領域
BW ボンディングワイヤ
CL コア層
CP 半導体チップ
CPa 主面
CPb 裏面
CPs 辺
CPss 側面(側壁)
CR 回路形成領域
DB1、DB2 ダイシングブレード
DL 切断線
EB 封止体(封止樹脂)
GR ガードリング
GV1、GV2 溝
GV1s、GV2s 側面(側壁)
GV1b 底面
GV1c 接続面
PA パッド電極
PA1 外パッド電極
PA2 内パッド電極
PBR プローブ領域
PI 有機保護膜(保護膜)
SB 半田ボール
SD 半導体装置
SFa、SFb ソルダーレジスト層
SP 半導体領域
SR スクライブ領域
SUB 配線基板(基材)
SUBa 主面
SUBb 裏面
WF 半導体ウエハ
WFa 主面
WFb 裏面
1 半導体基板
1a 主面
1b 裏面
2P p型ウエル
2N n型ウエル
3 素子分離溝
3a 素子分離膜
4、5a、6、8 層間絶縁膜
5 第1層Cu配線
7 第2層Cu配線
9 第3層Al配線
10 表面保護膜(保護膜)
10a パッド開口(開口)
20 マトリックス基板(基材)
21 枠部
22 デバイス領域
23 チップ搭載部
100 プローブ跡(外傷)
BA ボール部
BL1 ボンディングランド(端子)
BL2 ボールランド(端子)
BR ボンディング領域
BW ボンディングワイヤ
CL コア層
CP 半導体チップ
CPa 主面
CPb 裏面
CPs 辺
CPss 側面(側壁)
CR 回路形成領域
DB1、DB2 ダイシングブレード
DL 切断線
EB 封止体(封止樹脂)
GR ガードリング
GV1、GV2 溝
GV1s、GV2s 側面(側壁)
GV1b 底面
GV1c 接続面
PA パッド電極
PA1 外パッド電極
PA2 内パッド電極
PBR プローブ領域
PI 有機保護膜(保護膜)
SB 半田ボール
SD 半導体装置
SFa、SFb ソルダーレジスト層
SP 半導体領域
SR スクライブ領域
SUB 配線基板(基材)
SUBa 主面
SUBb 裏面
WF 半導体ウエハ
WFa 主面
WFb 裏面
1 半導体基板
1a 主面
1b 裏面
2P p型ウエル
2N n型ウエル
3 素子分離溝
3a 素子分離膜
4、5a、6、8 層間絶縁膜
5 第1層Cu配線
7 第2層Cu配線
9 第3層Al配線
10 表面保護膜(保護膜)
10a パッド開口(開口)
20 マトリックス基板(基材)
21 枠部
22 デバイス領域
23 チップ搭載部
100 プローブ跡(外傷)
Claims (16)
- 基材と、
前記基材の周囲に位置する複数の端子と、
前記基材上に接着層を介して搭載され、複数の第1パッド電極を有する半導体チップと、
前記複数の第1パッド電極と前記複数の端子とを接続する複数のボンディングワイヤと、
前記基材、前記複数の端子、前記半導体チップおよび前記複数のボンディングワイヤを封止する封止体と、
を有し、
前記半導体チップは、第1主面と、前記第1主面の反対側に位置する裏面と、前記第1主面と前記裏面との間に位置する側面と、を有し、
前記第1主面は、第1辺を含む形状から成り、
前記第1主面は、回路形成領域と、前記回路形成領域を囲むスクライブ領域と、を有し、
前記複数の第1パッド電極は、前記第1辺に沿って、かつ、前記回路形成領域の周辺部に配置され、
前記半導体チップは、無機絶縁膜からなり、前記複数の第1パッド電極を露出し、前記回路形成領域および前記スクライブ領域の一部を覆う第1保護膜と、有機絶縁膜からなり、前記第1保護膜上に形成され、かつ、前記複数の第1パッド電極および前記スクライブ領域を露出し、前記回路形成領域を覆う第2保護膜と、を有し、
前記封止体は、前記回路形成領域において、前記第2保護膜と接触しており、また、前記スクライブ領域の一部、および、前記複数の第1パッド電極と前記スクライブ領域との間の領域において、前記第2保護膜と接触することなく前記第1保護膜と接触しており、
前記半導体チップの前記側面は、前記スクライブ領域に位置し、前記第1主面に繋がる第1側面と、前記裏面に繋がる第2側面と、を有し、前記第1側面は、前記第2側面よりも前記回路形成領域側に位置し、前記第2側面は、前記第1側面よりも長く、
前記接着層は、前記半導体チップの前記裏面の全面を覆い、かつ、前記半導体チップの前記第2側面を覆っており、前記第1側面は、前記接着層で覆われることなく、前記封止体と接触している、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記半導体チップは、第2主面を有する半導体基板と、前記第2主面に形成され、素子分離膜に囲まれた活性領域と、を有し、
前記半導体チップの前記回路形成領域は、前記活性領域に形成され、ゲート電極、ソース領域およびドレイン領域を含むMISFETを有する、半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記第1側面は、前記第1主面を基準にして、前記素子分離膜よりも前記半導体チップの前記裏面側に達している、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、さらに、
平面視にて、前記回路形成領域と前記スクライブ領域との間に位置し、前記回路形成領域の周囲を連続して囲むガードリングを有する、半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、さらに、
前記複数の第1パッド電極の下に形成された層間絶縁膜、
を有し、
前記層間絶縁膜は、前記複数の第1パッド電極と接触し、
前記ガードリングは、前記層間絶縁膜上に接触して形成された配線層を含む、半導体装置。 - 請求項5に記載の半導体装置において、
前記ガードリングは、前記層間絶縁膜に埋め込まれ、前記配線層に接続されたプラグ電極を含む、半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記複数の第1パッド電極の各々は、前記ボンディングワイヤが接続された第1ボンディング領域と、前記第1ボンディング領域に隣接する第1プローブ領域と、を有し、
前記第1辺に直交する方向において、前記第1ボンディング領域は、前記第1プローブ領域よりも、前記第1辺に近い側に配置されている、半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置において、
前記複数の第1パッド電極の各々は、前記第1辺に直交する方向において、第1幅を有し、かつ、前記第1辺に沿って延在する前記ガードリングから第1距離だけ離して配置されており、
前記第1距離は、記第1幅より小さい、半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置において、さらに、
前記第1辺に沿って配置された第2パッド電極を有し、
前記第2パッド電極は、前記ボンディングワイヤが接続された第2ボンディング領域と、前記第2ボンディング領域に隣接する第2プローブ領域と、を有し、
前記第1辺に直交する方向において、前記第2プローブ領域は、前記第2ボンディング領域よりも、前記第1辺に近い側に配置されている、半導体装置。 - 請求項9に記載の半導体装置において、
前記第1プローブ領域と前記第2プローブ領域とは、前記第1辺に平行な方向において、直線的に配置されている、半導体装置。 - 請求項9に記載の半導体装置において、
前記第1辺に直交する方向において、前記第2パッド電極と、前記第1辺との間には、前記第2保護膜が形成されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記半導体チップは、単結晶シリコンから成り、
前記接着層および前記封止体のそれぞれは、エポキシ樹脂から成る、半導体装置。 - (a)回路形成領域と、前記回路形成領域を囲むスクライブ領域と、前記回路形成領域の周辺部に形成された複数のパッド電極と、を有する半導体ウエハを準備する工程、
(b)前記スクライブ領域に沿って、第1深さおよび第1幅を有する第1溝を形成する工程、
(c)前記スクライブ領域に沿って、前記第1溝内に、前記第1深さよりも深い第2深さと、前記第1幅よりも狭い第2幅とを有する第2溝を形成し、前記半導体ウエハを複数の半導体チップに分割する工程、
(d)複数の端子を有する基材上に、接着層を介して、前記半導体チップを接着する工程、
(e)前記半導体チップの前記複数のパッド電極と、前記複数の端子とを、複数のボンディングワイヤで接続する工程、
(f)前記基材、前記複数の端子、前記半導体チップおよび前記複数のボンディングワイヤを樹脂封止し、封止体を形成する工程、
を有し、
前記半導体チップは、第1主面と、前記第1主面の反対側に位置する裏面と、前記第1主面と前記裏面との間に位置する側面と、を有し、
前記第1主面は、第1辺を含む形状から成り、前記回路形成領域と、前記回路形成領域を囲む前記スクライブ領域と、を有し、
前記半導体チップは、無機絶縁膜からなり、前記複数のパッド電極を露出し、かつ、前記回路形成領域および前記スクライブ領域の一部を覆う第1保護膜と、有機絶縁膜からなり、前記第1保護膜上に形成され、かつ、前記複数のパッド電極および前記スクライブ領域を露出し、前記回路形成領域を覆う第2保護膜と、を有し、
前記封止体は、前記回路形成領域において、前記第2保護膜と接触しており、また、前記スクライブ領域の一部、および、前記複数のパッド電極と前記スクライブ領域との間の領域において、前記第2保護膜と接触することなく前記第1保護膜と接触しており、
前記半導体チップの前記側面は、前記第1溝によって形成された第1側面と、前記第2溝によって形成された第2側面と、前記第1側面と前記第2側面とをつなぐ接続面と、を有し、
前記接着層は、前記半導体チップの前記裏面の全面を覆い、かつ、前記半導体チップの前記第2側面を覆っており、前記第1側面は、前記接着層で覆われることなく、前記封止体と接触している、半導体装置の製造方法。 - 請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程は、
(d−1)前記基材に前記接着層を供給する工程、
(d−2)前記接着層に前記半導体チップを押圧する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。 - 請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d−1)工程において、
平面視にて、円形の前記接着層を供給する、半導体装置の製造方法。 - 請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体チップは、平面視にて、矩形を有し、
前記(d−1)工程において、
平面視にて、前記矩形の半導体チップの対向する角部を結ぶように十字型の前記接着層を供給する、半導体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016149631A JP2018019006A (ja) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN201710468988.8A CN107665872A (zh) | 2016-07-29 | 2017-06-20 | 半导体装置及其制造方法 |
| KR1020170084692A KR20180013711A (ko) | 2016-07-29 | 2017-07-04 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| TW106122617A TW201816970A (zh) | 2016-07-29 | 2017-07-06 | 半導體裝置及其製造方法 |
| US15/662,127 US9972555B2 (en) | 2016-07-29 | 2017-07-27 | Semiconductor device and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016149631A JP2018019006A (ja) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018019006A true JP2018019006A (ja) | 2018-02-01 |
Family
ID=61010063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016149631A Pending JP2018019006A (ja) | 2016-07-29 | 2016-07-29 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9972555B2 (ja) |
| JP (1) | JP2018019006A (ja) |
| KR (1) | KR20180013711A (ja) |
| CN (1) | CN107665872A (ja) |
| TW (1) | TW201816970A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020077665A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | ローム株式会社 | 半導体素子および半導体装置 |
| US11476210B2 (en) | 2020-03-16 | 2022-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and semiconductor package |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10651103B2 (en) * | 2016-10-28 | 2020-05-12 | Qorvo Us, Inc. | Environmental protection for wafer level and package level applications |
| US11877505B2 (en) | 2020-10-15 | 2024-01-16 | Qorvo Us, Inc. | Fluorinated polymers with low dielectric loss for environmental protection in semiconductor devices |
| TWI826237B (zh) * | 2022-07-08 | 2023-12-11 | 南亞科技股份有限公司 | 具有固定構件以設置鍵合線的半導體元件 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4537702B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2010-09-08 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2010021251A (ja) | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP5395446B2 (ja) | 2009-01-22 | 2014-01-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP5443827B2 (ja) * | 2009-05-20 | 2014-03-19 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| US8587089B2 (en) * | 2010-11-03 | 2013-11-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Seal ring structure with polyimide layer adhesion |
| JP6235353B2 (ja) * | 2014-01-22 | 2017-11-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
2016
- 2016-07-29 JP JP2016149631A patent/JP2018019006A/ja active Pending
-
2017
- 2017-06-20 CN CN201710468988.8A patent/CN107665872A/zh active Pending
- 2017-07-04 KR KR1020170084692A patent/KR20180013711A/ko not_active Withdrawn
- 2017-07-06 TW TW106122617A patent/TW201816970A/zh unknown
- 2017-07-27 US US15/662,127 patent/US9972555B2/en active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020077665A (ja) * | 2018-11-05 | 2020-05-21 | ローム株式会社 | 半導体素子および半導体装置 |
| JP2022179627A (ja) * | 2018-11-05 | 2022-12-02 | ローム株式会社 | 半導体素子および半導体装置 |
| JP7372423B2 (ja) | 2018-11-05 | 2023-10-31 | ローム株式会社 | 半導体素子および半導体装置 |
| JP2023174895A (ja) * | 2018-11-05 | 2023-12-08 | ローム株式会社 | 半導体素子および半導体装置 |
| JP7612806B2 (ja) | 2018-11-05 | 2025-01-14 | ローム株式会社 | 半導体素子および半導体装置 |
| US11476210B2 (en) | 2020-03-16 | 2022-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and semiconductor package |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107665872A (zh) | 2018-02-06 |
| TW201816970A (zh) | 2018-05-01 |
| US20180033709A1 (en) | 2018-02-01 |
| US9972555B2 (en) | 2018-05-15 |
| KR20180013711A (ko) | 2018-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10818601B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP5559775B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US9607956B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| TWI408785B (zh) | 半導體封裝結構 | |
| JP6355541B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2023021299A (ja) | 半導体装置 | |
| US9368463B2 (en) | Semiconductor device | |
| CN104835795A (zh) | 半导体器件 | |
| US9972555B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing same | |
| CN108511410B (zh) | 半导体装置 | |
| US20090176124A1 (en) | Bonding pad structure and semiconductor device including the bonding pad structure | |
| CN100587947C (zh) | 半导体元件及其制造方法 | |
| JP6577899B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2016152328A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US20220013481A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| TWI479617B (zh) | 半導體結構及其製造方法 | |
| TWI597807B (zh) | 無基板之晶片封裝構造 | |
| JP2014049501A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| HK1251818A1 (zh) | 半导体器件及其制造方法 |