JP2000243774A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップサイズパッケージの製造の際に、メタ
ルポスト頭部の高さを実質同一にする。 【解決手段】 絶縁樹脂層ｒを流動性のある樹脂で被覆
すると、所定の放置時間が経過した後、絶縁樹脂層ｒの
表面は、フラットなる。そのため、メタルポスト８のサ
イズを同一にすれば、ウェハ全域に点在しているメタル
ポスト８頭部の高さ（ウェハ裏面からメタルポスト頭部
までの高さ）を実質同一にすることができる。従って半
田ボール１２頭部の高さも均一となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップサイズパッ
ケージとその製造方法に関する。チップサイズパッケー
ジ（Chip Size Package）は、ＣＳＰとも呼ばれ、チッ
プサイズと同等か、わずかに大きいパッケージの総称で
あり、高密度実装を目的としたパッケージである。本発
明は、ＣＳＰに採用されるメタルポストとこれを被覆す
る樹脂に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この分野では、一般にＢＧＡ（Ba
ll Grid Array）と呼ばれ、面状に配列された複数のハ
ンダボールを持つ構造、ファインピッチＢＧＡと呼ば
れ、ＢＧＡのボールピッチをさらに狭ピッチにして外形
がチップサイズに近くなった構造等が知られている。

【０００３】また、最近では、「日経マイクロデバイ
ス」１９９８年８月号 ４４頁〜７１頁に記載されたウ
エハーＣＳＰがある。このウエハーＣＳＰは、基本的に
は、チップのダイシング前に配線やアレイ状のパッドを
ウエハープロセス（前工程）で作り込むＣＳＰである。
この技術によって、ウエハープロセスとパッケージ・プ
ロセス（後工程）が一体化され、パッケージ・コストが
大幅に低減できるようになることが期待されている。

【０００４】ウエーハＣＳＰの種類には、封止樹脂型と
再配線型がある。封止樹脂型は、従来のパッケージと同
様に表面を封止樹脂で覆った構造であり、チップ表面の
配線層上にメタルポストを形成し、その周囲を封止樹脂
で固める構造である。

【０００５】一般にパッケージをプリント基板に搭載す
ると、プリント基板との熱膨張差によって発生した応力
がメタルポストに集中すると言われているが、樹脂封止
型では、メタルポストが長くなるため、応力が分散され
ると考えられている。

【０００６】一方、再配線型は、図１０に示すように、
封止樹脂を使わず、再配線を形成した構造である。つま
りチップ５１の表面にＡｌ電極５２、配線層５３、絶縁
層５４が積層され、配線層５３上にはメタルポスト５５
が形成され、その上に半田バンプ５６が形成されてい
る。配線層５３は、半田バンプ５６をチップ上に所定の
アレイ状に配置するための再配線として用いられる。

【０００７】封止樹脂型は、メタルポストを１００μｍ
程度と長くし、これを封止樹脂で補強することにより、
高い信頼性が得られる。しかしながら、封止樹脂を形成
するプロセスは、後工程において金型を用いて実施する
必要があり、プロセスが複雑になる。

【０００８】一方、再配線型では、プロセスは比較的単
純であり、しかも殆どの工程をウエーハプロセスで実施
できる利点がある。しかし、なんらかの方法で応力を緩
和し信頼性を高めることが必要とされている。

【０００９】また図１１は、図１０の配線層５３を省略
したものであり、Ａｌ電極５２が露出した開口部を形成
し、この開口部には、メタルポスト５５とＡｌ電極５２
との間にバリアメタル５８を少なくとも一層形成し、こ
のメタルポスト５５の上に半田ボール５６が形成されて
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし図１０では、配
線層５３の下層の絶縁膜は、実質的にこの下層の膜の凹
凸をそのままトレースして形成するため、チップ全域に
形成される配線層５３は、前記凹凸に従って形成され
る。従ってメタルポスト５５の高さが一定であっても、
ウェハ全面に凹凸が形成されるため半導体基板裏面から
メタルポスト５５までの高さが、バラバラとなる。

【００１１】図１０は、例えばプリント基板やセラミッ
ク基板等の実装基板に半田付けされるが、半導体基板か
らの高さがバラバラであるため、半田ボールが実装基板
の導電パターンに電気的に接続されるものと、接続され
ないものが発生する問題があった。

【００１２】更には、軽薄短小の傾向からウェハ裏面を
削ることもあり、この場合、図１２〜図１３で説明する
金型に装着した場合、ウェハが割れる問題もあった。

【００１３】これは図１２に示すように、前記半導体ウ
ェハを装着した後、金型６０、６１、６２内に樹脂６３
を入れ、加圧溶融する。半導体チップ５１は、メタルポ
スト５５が多数立てられた状態で金型に配置され、樹脂
６３が金型により押圧されてウェハ全面に被覆される。
ここで符号６４は、金型から剥離するためのシートであ
る。

【００１４】しかし、メタルポスト頭部が全て金型やシ
ート６４に当接されるように押圧されると、ウェハに歪
みが加わりウェハが割れる問題もあった。特にウェハ裏
面にゴミ（数μｍ〜数十μｍの金属粒子）等が存在する
場合があり、この場合はこのゴミが支点に成ってウェハ
が押圧されるため、より割れやすい傾向があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされ、第１に、配線層と当接する第１の絶縁層
を、流動性の材料から成し、前記ウェハに被着した後、
所定時間経過するとその表面が実質平坦性を持つ材料か
ら成し、前記第１の絶縁層が平坦化された後に、前記配
線層を形成する事で解決するものである。

【００１６】例えば、パッシベーション膜３は、シリコ
ン基板の凹凸をトレースする。しかし、この上に、硬化
前の所定の粘度を有した樹脂を、前記パッシベーション
膜の頭部が完全に越える膜厚で被覆すれば、流動性を有
するが故にその表面をウェハ全域に渡って平坦化でき
る。従って硬化後の平坦な樹脂層ｒの上に配線層が形成
されるため、半導体チップに複数のメタルポストが形成
されても、基板裏面からメタルポスト頭部までの高さは
全て均一となる。

【００１７】また材料を、スピンオンで形成することで
解決するものである。

【００１８】スピンオンは、通常の半導体装置の製造方
法において多数採用されている技術であり、別途設備も
なく簡単にできる。

【００１９】また前記樹脂から成る絶縁層を、流動性の
材料から成し、前記ウェハにスピンオンで被着した後、
所定時間経過するとその表面が実質平坦性を持つ材料か
ら成すことで解決するものである。

【００２０】前述したように、メタルポスト頭部の高さ
はウェハ裏面から全て均一に形成できるが、ウェハに反
りが発生する場合がある。しかし金型法を採用せずに、
スピンオンで形成するため、押圧固化が不要となり、ウ
ェハクラックを防止することができる。

【００２１】また前述したスピンオンの代わりに、ディ
スペンサでウェハに樹脂を塗布しても可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明する。

【００２３】図９に於いて、図番１は、通常のワイヤボ
ンディングタイプのＩＣチップに於いて、最上層のメタ
ル（ボンディングパッドとしても機能する所）の部分で
あり、このＡｌ電極１のコンタクトホールＣが形成され
る層間絶縁膜を図番２で示す。ここで符号１は、Ａｌ電
極と名称を付けたが、材料としてはＡｕ、最近ではＣｕ
も考えられる。あくまでもボンデイングが可能な材料で
有れば特に材料には限定されない。

【００２４】またこのコンタクトホールＣの下層には、
メタルが複数層で形成され、例えばトランジスタ（ＭＯ
Ｓ型のトランジスタまたはＢＩＰ型のトランジスタ）、
拡散領域、ポリＳｉゲートまたはポリＳｉ等とコンタク
トしている。

【００２５】ここで、本実施例は、ＭＯＳ型、ＢＩＰで
も実施できる事は言うまでもない。

【００２６】また本構造は、一般には一層メタル、２層
メタル…と呼ばれるＩＣである。

【００２７】つまり図示していないが、２層、３層…と
メタルが増加するに連れて、層間絶縁膜２の下層には、
各層のメタルや絶縁層が形成され、これらの界面が後述
する第１の溝ＴＣに露出している。

【００２８】更には、パッシベーション膜を図番３で示
す。ここでパッシベーション膜３は、Ｓｉ窒化膜、エポ
キシ樹脂またはポリイミド等でなり、更にこの上には、
絶縁樹脂層ｒが被覆されている。

【００２９】ここでパッシベーション膜として樹脂を採
用する場合、絶縁樹脂層ｒと同一材料でも良い。

【００３０】本発明の特徴は、この絶縁樹脂層ｒにあ
る。後述するが、流動性を有する硬化前の樹脂が被覆さ
れているので、所定の時間この樹脂を放置することで絶
縁樹脂層ｒの表面をフラットにできる。

【００３１】例えば、絶縁樹脂層ｒは、後述するように
比較的低粘度でスピンオン等で被覆し、放置させること
でその表面をフラットにすることができる。そのため、
配線層７をフラットにすることができ、ウェハ裏面から
半田ボールまでの高さを一定にさせることができる。

【００３２】また図１２のようにシート付きの樹脂を採
用する場合、硬化前に金型でフィルムを加圧した際、メ
タルポスト８頭部の高さが均一であるので全てのメタル
ポスト頭部をフィルム６４に当接でき、精度の高いメタ
ル露出が可能となる。またメタルポスト頭部が全てフィ
ルムに当接しないと、メタルポスト全てが露出されな
い。そのため、ある程度の加圧が必用であるが、絶縁樹
脂層ｒがフラットになり、メタルポスト頭部とウェハ裏
面までの距離が実質的に全て均一となるため、金型の押
圧力も小さくてすむ。

【００３３】尚、メタルポストの詳細はプロセスにて説
明する。

【００３４】またＡｌ電極１上には、窒化Ｔｉ膜５が形
成されている。

【００３５】パッシベーション膜３と絶縁樹脂層ｒに
は、窒化Ｔｉ膜５を露出する開口部Ｋが形成され、ここ
には、配線層７のメッキ電極（シード層）としてＣｕの
薄膜層６が形成される。そしてこの上には、Ｃｕメッキ
により形成される配線層７が形成される。

【００３６】そして、配線層７を含むチップ全面には、
樹脂から成る樹脂層Ｒが形成される。ただし、図面上で
は省略しているが、樹脂層Ｒと配線層７、樹脂層Ｒとメ
タルポスト８の界面にはＳｉ3Ｎ4膜が設けられても良
い。

【００３７】樹脂層Ｒは、図１２に述べたように、金型
にて封止されても良い。また金型内のゴミ（本発明が解
決しようとする課題の欄で述べた）が原因でウェハが割
れやすいので、前記絶縁樹脂層ｒと同様に、流動性の樹
脂で、放置によりその表面がフラットになるものでもよ
い。

【００３８】この場合、両方法共に熱硬化性、熱可塑性
樹脂であれば実施可能であり、特に熱硬化性樹脂とし
て、アミック酸フィルム、ポリイミド系、エポキシ系の
樹脂が好ましい。また熱可塑性樹脂であれば、熱可塑性
ポリマー（日立化成：ハイマル）等が好ましい。またア
ミック酸フィルムは３０〜５０％の収縮率である。

【００３９】ここで樹脂Ｒは、液状のアミック酸を主材
料としたものが用意され、ウェハ全面にスピンオンまた
はラミネート（真空）される。厚さは５０〜１５０μｍ
程度である。その後、この樹脂Ｒは、熱硬化反応により
重合される。温度は、３００°Ｃ以上である。しかし熱
硬化前のアミック酸より成る樹脂は、前記温度の基で活
性に成り、Ｃｕと反応し、その界面を悪化させる問題が
ある。しかし、配線層の表面にＳｉ3Ｎ4膜を被覆する事
により、このＣｕとの反応を防止することができる。こ
こでＳｉ3Ｎ4膜の膜厚は、１０００〜３０００Å程度で
ある。

【００４０】またＳｉ3Ｎ4膜は、バリア性の優れた絶縁
膜で、ＳｉＯ２膜は、Ｓｉ3Ｎ4膜に比べバリア性に劣
る。しかしＳｉＯ２膜を採用する場合は、Ｓｉ3Ｎ4膜よ
りもその膜厚を厚くする必要がある。またＳｉ3Ｎ4膜
は、プラズマＣＶＤ法で形成できるので、そのステップ
カバレージも優れ、好ましい。更に、メタルポスト８を
形成した後、樹脂層Ｒを被覆するので、前記Ｓｉ3Ｎ4膜
を形成するとＣｕから成る配線層７とアミック酸を主材
料とする樹脂層の反応を防止するばかりでなく、Ｃｕか
ら成るメタルポスト８とアミック酸を主材料とする樹脂
層Ｒの反応も防止できる。

【００４１】前記樹脂Ｒは、硬化前の流動性を有する状
態の樹脂層Ｒを硬化すると、硬化の際中に収縮し、図７
の様に大幅にその膜厚が減少するものである。従って樹
脂層Ｒの表面は、メタルポスト８の頭部よりも下端に位
置し、メタルポスト８が露出されることになる。従っ
て、樹脂層Ｒを削り、頭部を露出させる必要がない。ま
たこの研磨工程で頭部を均一に露出させることは、非常
に難しい制御を必要とするが、樹脂の収縮により簡単に
露出させることができる。

【００４２】本工程は、もちろん収縮率の小さい樹脂Ｒ
を塗布し、硬化後にメタルポスト８の頭部を露出させる
ために研磨しても良い。

【００４３】従って、配線層７の端部にメタルポスト８
の頭部が顔を出し、メタルポスト８の頭部にバリアメタ
ルを形成することができる。ここでは、Ｎｉ１０、Ａｕ
１１が無電解メッキで形成されている。

【００４４】Ｃｕから成るメタルポスト８の上に直接半
田ボールが形成されると、酸化されたＣｕが原因で半田
ボールとの接続強度が劣化する。また酸化防止のために
Ａｕを直接形成すると、Ａｕが拡散されるため、間にＮ
ｉが挿入されている。ＮｉはＣｕの酸化防止をし、また
ＡｕはＮｉの酸化防止をしている。従って半田ボールの
劣化および強度の劣化は抑制される。

【００４５】また、メタルポスト８の頭部に、半田ボー
ル１２または半田バンプが形成される。

【００４６】ここで半田ボールと半田バンプの違いにつ
いて説明する。半田ボールは、予めボール状の半田が別
途用意され、メタルポスト８に固着されるものであり、
半田バンプは、配線層７、メタルポスト８を介して電解
メッキで形成されるものである。半田バンプは、最初は
厚みを有した膜として形成され、後熱処理により球状に
形成されるものである。

【００４７】ここでは、図６の工程でシード層が取り除
かれるので、電解メッキは採用できず、実際は半田ボー
ルが用意される。

【００４８】最後にウェハ状態で用意されているチップ
個々の周囲には、ＴＣで示す第１の溝が形成され、この
溝に絶縁樹脂層Ｒが埋め込まれている。ここでは工程の
簡略化から樹脂層Ｒと同一のものが形成されているが、
工程の簡略化を考慮しなければ同一である必要はない。

【００４９】この溝ＴＣおよび樹脂層は、特徴となる所
であり、第１の溝ＴＣよりも幅狭でなるダイシングブレ
ードＤＣによりフルカットされる。つまり第１の溝ＴＣ
とフルカットラインＤＬとの間には樹脂層が配置され、
耐湿劣化を引き起こす各層の界面端部を覆うことがで
き、素子劣化の防止が可能となる。

【００５０】また第２の特徴は、被覆材Ｈを設けること
にある。メタルポスト８が配線層７と当接する所の角部
（図９では符号Ｈで示される所）には、どうしてもスが
形成されやすい。これは、角部Ｈの奥まで樹脂層Ｒが行
き届かないためである。そのため低粘度のＳＯＧや樹脂
をウェハ全面に塗布すれば、この角部を埋めなだらかに
する事ができるため、この後に樹脂層Ｒを被覆すればス
を防止する事ができる。

【００５１】またこの被覆材を第１の溝ＴＣにも形成で
きる。特にこの第１の溝ＴＣの側壁は、複数の界面が露
出しているので、この界面をカバーすることができ、樹
脂層Ｒと相まってチップの耐環境性を向上させることが
できる。

【００５２】続いて図９の構造について図１よりその製
造方法を説明する。

【００５３】まず、Ａｌ電極１までを有するＬＳＩがマ
トリツクス状に形成された半導体基板（ウエーハ）を準
備する。ここでは、前述したように１層メタル、２層メ
タル・・のＩＣで、例えばトランジスタのソース電極、
ドレイン電極が一層目のメタルとして形成され、ドレイ
ン電極とコンタクトしたＡｌ電極１が２層目のメタルと
して形成されている。

【００５４】ここではドレイン電極が露出する層間絶縁
膜２の開口部Ｃを形成した後、ウェハ全面にＡｌを主材
料とする電極材料、窒化Ｔｉ膜５を形成し、ホトレジス
トをマスクとして、Ａｌ電極１と窒化Ｔｉ膜５を所定の
形状にドライエッチングしている。

【００５５】ここでは、パシベーション膜３を形成し、
この後開口した開口部Ｃの上からバリアメタルを形成す
るのと違い、バリアメタルとしての窒化Ｔｉ膜も含めて
ホトレジストで一度に形成でき、工程数の簡略が可能と
なる。

【００５６】また窒化Ｔｉ膜５は、後に形成するＣｕの
薄膜層６のバリアメタルとして機能している。しかも窒
化Ｔｉ膜は、反射防止膜として有効であることにも着目
している。つまりパターニングの際に使用されるレジス
トのハレーション防止としても有効である。ハレーショ
ン防止として最低１２００Å〜１３００Å程度必要であ
り、またこれにバリアメタルの機能を兼ね備えるために
は、２０００Å〜３０００Å程度が好ましい。これ以上
厚く形成されると、今度は窒化Ｔｉ膜が原因でストレス
が発生する。また窒化Ｔｉ膜は樹脂との接着性が悪いた
め、樹脂層ｒとの接触は好ましくない。

【００５７】またＡｌ電極１と窒化Ｔｉ膜５がパターニ
ングされた後、全面にパッシベーション膜３が被覆され
る。パッシベーション膜として、ここではＳｉ3Ｎ4膜が
採用されているが、ポリイミド等も可能である。（以上
図１参照） 続いて、パッシベーション膜３の表面に絶縁樹脂層ｒが
被覆される。この絶縁樹脂層は、ここでは、ポジ型の感
光性ポリイミド膜が採用され、約３〜５μｍ程度が被覆
されている。そして開口部Ｋが形成される。

【００５８】この感光性ポリイミド膜を採用すること
で、図２の開口部Ｋのパターニングに於いて、別途ホト
レジストを形成して開口部Ｋを形成する必要が無くな
り、ガラス製のホトマスク、メタルマスクの採用により
工程の簡略化が実現できる。もちろんホトレジストでも
可能である。

【００５９】しかもこのポリイミド膜は、図２（ａ）、
（ｂ）で示すように平坦化の目的でも採用されている。
つまり半田ボール１２の高さが全ての領域において均一
である為には、メタルポスト８の高さが全て於いて均一
である必要があり、配線層７もフラットに精度良く形成
される必要がある。その為にポリイミド樹脂を塗布し、
ある粘度を有した流動性を有する樹脂である故、硬化前
に所望の時間放置することでその表面をフラットにでき
るメリットを有する。

【００６０】つまり（ａ）で示したように、流動性があ
り、所定時間の放置によりその表面がフラットになる樹
脂を被覆する。これはスピンオンでもディスペンサで塗
布しても良い。この方法で被覆された樹脂が、図の塗布
直前の樹脂層ｒである。

【００６１】この樹脂層ｒは、ウェハの凹凸の最高部を
完全に越える程度の膜厚で被覆され、所定時間の放置に
よりその流動性から表面がフラットになる。これが
（ｂ）の放置後の絶縁樹脂層ｒである。

【００６２】従って絶縁樹脂層ｒがフラットになること
で、配線層７もフラットに形成される。

【００６３】ここでＡｌ電極１はＬＳＩの外部接続用の
パッドも兼ね、半田ボール（半田バンプ）から成るチッ
プサイズパッケージとして形成しない時は、ワイヤボン
ディングパッドとして機能する部分である。（以上図２
参照） 続いて全面にＣｕの薄膜層６を形成する。このＣｕの薄
膜層６は、後に配線層７のメッキ電極となり、例えばス
パッタリングにより約１０００〜２０００Å程度の膜厚
で形成される。

【００６４】続いて、全面に例えばホトレジスト層ＰＲ
１を塗布し、配線層７の形成領域に対応するホトレジス
トＰＲ１を取り除く。（以上図３参照） 続いて、このホトレジストＰＲ１の開口部に露出するＣ
ｕの薄膜層６をメッキ電極とし、配線層７を形成する。
この配線層７は機械的強度を確保するために２〜５μｍ
程度に厚く形成する必要がある。ここでは、メッキ法を
用いて形成したが、蒸着やスパッタリング等で形成して
も良い。この蒸着やスパッタリングを採用する場合は、
シード層がいらないため、Ｃｕの薄膜層６は、不要であ
る。

【００６５】この後、ホトレジスト層ＰＲ１を除去す
る。前述したように、絶縁樹脂層ｒがフラットであるた
め、ウェハに数多く点在している配線層７は、全てフラ
ットに成る。（以上図４参照） 続いて、メタルポスト８が形成される領域を露出したホ
トレジストＰＲ２を形成し、この露出部に電解メッキで
Ｃｕのメタルポスト８を形成する。これもＣｕの薄膜層
６がメッキ電極として活用される。このメタルポスト
は、３０〜１５０μｍ程度の高さに形成される。このメ
タルポスト８の高さは、チップサイズパッケージを固着
する実装基板の熱膨張係数により調整される。つまりポ
ストの高さが高いほど、膨張により発生する実装基板の
応力はより吸収できる。

【００６６】ここでも電解メッキメッキ以外の方法とし
て、スパッタリングが考えられる。

【００６７】ここで第１の溝ＴＣの形成タイミングは、
色々と考えられるが、第１のタイミングとしては、メタ
ルポストの形成後が考えられる。ここでは、ホトレジス
トＰＲ２に第１の溝ＴＣの形成予定ラインが形成されて
いれば、この予定のＴＣの露出部に沿ってダイシングが
可能となる。また別途第１の溝ＴＣのみを露出させるホ
トレジストを形成すれば、メタルポスト８がレジストで
保護されているので、エッチングによってもダイシング
によっても形成できる。（以上図５参照） 続いて、ホトレジストＰＲ２を除去し、配線層７をマス
クとしてＣｕの薄膜層６を除去する。またここではウェ
ハ全面に粘度の低いＳＯＧ膜や液状レジストを例えばス
ピンオンで形成しても良い。この時、スの形成されやす
い角部にこの角部をなだらかにする被覆部Ｈが形成され
る。また第１の溝ＴＣの側壁に露出する界面にも極薄い
膜が被覆される。

【００６８】ここでは簡単な製法としてスピンオンを採
用したが、低温成膜可能なプラズマＣＶＤでＳｉＯ２膜
やＴＥＯＳ膜を形成しエッチバックしても良い。

【００６９】また、配線層７、メタルポスト８も含めて
全表面にプラズマＣＶＤ法でＳｉ3Ｎ4膜被着してからこ
の被覆膜を形成しても良い。これは、後の工程で形成さ
れる硬化前の被覆膜ＨとＣｕが熱により反応する。その
ためこの界面が劣化する問題を有している。従って配線
層７、メタルポスト８は、全てこのＳｉ3Ｎ4膜でカバー
する必要がある。このＳｉ3Ｎ4膜は、界面の劣化が発生
しない場合は、もちろん省略が可能である。

【００７０】また、メタルポスト８を形成した後に、Ｓ
ｉ3Ｎ4膜を形成すれば、配線層７、メタルポスト８も含
めてカバーすることができる。またパターニングされて
露出している側面Ｍも一緒に保護する必要があるが、こ
こでは、両者をパターニングした後にＳｉ3Ｎ4膜を被覆
するので、側面Ｍも一緒に保護される。

【００７１】前述したように第１の溝ＴＣの形成タイミ
ングとして、前記Ｓｉ3Ｎ4膜を形成した後でも良い。

【００７２】つまりＳｉ3Ｎ4膜で全面を保護しているの
で、この状態で第１の溝ＴＣをダイシングしたり、また
はエッチングできる。またＳｉ3Ｎ4膜がウェハ全面に形
成されてあるため、メタルポスト８の酸化を防止するこ
とができる。

【００７３】またＳｉ3Ｎ4膜が設けられない場合でも、
樹脂層Ｒを第１の溝に埋め込む必要から、樹脂層Ｒを被
覆する前に第１の溝ＴＣを形成する必要がある。（以上
図６参照） 続いて樹脂層Ｒを全面に塗布する。

【００７４】この樹脂は、最初は流動性のあるもので、
図７（ａ）のように絶縁樹脂層Ｒの表面は、凹凸を有す
るが、所定の時間放置されることでフラットにる。

【００７５】また図７（ｂ）に示すように、熱硬化反応
が終わるとその膜厚が大きく減少するものを採用しても
良い。

【００７６】この樹脂は、流動性があるため硬化前に於
いてフラット性を実現でき、また膜厚の減少故に、メタ
ルポスト頭部より下端に位置される。

【００７７】また絶縁樹脂層Ｒ、ｒは、次のメリットも
ある。一般に粘性のある樹脂をディスペンサで塗布する
と、前もって脱泡してあっても中に気泡を取り込んでし
まう問題がある。気泡を取り込んだまま熱硬化すると、
これからの工程やユーザー側での高温雰囲気使用で気泡
が破裂する問題がある。

【００７８】本工程では、スピンオンで塗布し、一回の
スピンで２０〜３０μｍ程度の膜厚に形成できるように
その粘性を調整してある。この結果、この膜厚よりも大
きな気泡は、膜の厚みが薄い故に弾けて消える。またこ
の膜厚よりも小さい気泡も、スピンオンの遠心力で外部
へ飛ばされる樹脂と一緒に外に飛ばされ、気泡無しの膜
が形成できる。

【００７９】また絶縁樹脂層Ｒは、膜厚として５０μｍ
〜１００μｍ程度を必要とし、この場合、前述した原理
を採用し、スピンオンで複数回に分けて塗布し、気泡を
取り除きながら形成することができる。

【００８０】もちろんスピンオンを採用せずに、ディス
ペンサで塗布しても良い。

【００８１】更に、本絶縁樹脂層Ｒのポイントは、硬化
の際に収縮することである。一般に樹脂は、硬化後に於
いて、ある程度の収縮をしている。しかし本絶縁樹脂層
Ｒは、ベーク中に収縮し、絶縁樹脂層Ｒの表面がメタル
ポスト８の頭部よりも下端に位置される。従ってメタル
ポスト８の頭部が露出されるので、半田ボールの固着が
可能となる。

【００８２】また半田ボールの強度を高めるためには、
メタルポスト８の側面も含めてメタルポスト頭部の露出
率を大きくする必要があるが、これも絶縁樹脂層Ｒの塗
布量をコントロールすることで露出率をコントロールす
ることができる。

【００８３】また硬化した後、メタルポスト８の頭部に
極薄い膜が残存する場合もあるが、この場合は、簡単に
その表面を研磨またはプラズマアッシングすればよい。
特に前述したようにメタルポストの高さが均一になって
いるので、フラット性のある研磨板を採用すれば、全て
の頭部をクリーンにできる。

【００８４】また絶縁樹脂層Ｒを被覆した後、研磨でき
る程度に半硬化し、メタルポスト８の頭部近傍まで研磨
してから、完全に硬化しても良い。この場合、メタルポ
スト８の頭部には極薄い膜しか残存しないので、絶縁樹
脂層Ｒの収縮率が小さくても、絶縁樹脂層の収縮でメタ
ルポストを露出させることができる。つまり樹脂の収縮
率により、メタルポスト８の上に配置できる膜厚が決ま
るため、それに応じて研磨するか、しなくてすむか、ま
たどの程度研磨するかを決定しメタルポストを露出させ
ればよい。

【００８５】また被覆膜Ｈ、前記Ｓｉ3Ｎ4膜が形成され
る場合は、メタルポストの頭部にその膜が形成されてい
るので、この場合は、ウエットエッチング、ドライエッ
チングまたは研磨で取り除かれる。

【００８６】またこの樹脂層Ｒは、図１２に示すよう
に、図６の状態のウェハを金型６０、６１、６２に実装
し、樹脂層Ｒを金型にて押圧封止しても良い。この場
合、剥離性が考慮されて接着性が非常に小さいシート６
４が設けられる。

【００８７】この場合、課題の欄にも説明したように、
絶縁樹脂層ｒがフラットになるため、メタルポスト８の
頭部も全域に渡り均一な高さとなる。従って、フィルム
にメタルポスト８の頭部が全て当接され、または当接さ
れなくても少しの押圧力で当接可能であるため、フィル
ムの剥離の後、メタルポスト頭部を全て露出させること
ができる。

【００８８】更に露出したメタルポスト８にＮｉ１０と
Ａｕがメッキされる。ここではＣｕの薄膜層６が配線層
７をマスクとして取り除かれているので、無電解メッキ
が採用され、Ｎｉが約１μｍ、Ａｕ１１が約５０００Å
で形成される。

【００８９】メタルポスト頭部の上層まで絶縁樹脂層を
塗布し、これを研磨してゆくと、メタルポストの頭出し
が非常に難しい。またＡｕは、５０００Å程度の膜厚で
最上層にあるため、フラットな研磨が実現されなけれ
ば、あるポストはＡｕが出ており、また別のポストは、
Ａｕの上に絶縁樹脂層がかぶさり、また別のポストはＡ
ｕが削られている状態を作ってしまう。つまりＮｉの酸
化防止も兼ねているため、半田ボールの固着ができてい
る所、弱い所、全くできない所が発生する。

【００９０】本発明は、メタルポスト８が露出している
ので、最終的にはバリアメタル１０、１１が精度高く形
成でき、半田ボール１２の固着性も良好になる。

【００９１】この樹脂層Ｒは、収縮型で説明したが、前
述しているように研磨しても良い。つまり樹脂層Ｒでメ
タルポスト８を完全に覆い、その後メタルポスト８が露
出されるまで研磨しても良い。この研磨工程も樹脂層Ｒ
が第１の溝を埋めているので、第１の溝が原因で生じる
クラック等を防止することができる。（以上図７参照） 更に図示していないがウェハ表面を保護シートで覆い、
矢印のようにバックグラインドし、ウェハの厚みを薄く
する。（以上図８参照） 最後に、用意した半田ボール１２を位置合わせして搭載
し、リフローする。そして、半導体基板をダイシング工
程により、スクライブラインに沿ってチップに分割し、
チップサイズ・パッケージとして完成する。

【００９２】ここで半田を溶融するタイミングは、ダイ
シングの前である。

【００９３】このダイシングは、特徴となるところであ
り、第１の溝ＴＣよりも幅狭のダイシングブレードＤＣ
を用意し、これを用いて第１の溝のほぼセンターでフル
カットする。第１の溝ＴＣは、例えば半導体基板まで到
達しているハーフカットで実現されているため、半導体
基板から上層に形成される各層の界面端部は、前記被覆
樹脂Ｈ、樹脂層Ｒで保護されてＣＳＰとなる。

【００９４】また次の特徴も有する。つまり図１２、図
１３で実現するチップサイズパッケージは、極薄いウェ
ハを金型内に装着し、樹脂６３を押圧して封止する。し
かしウェハ裏面に小さな粒子が存在すると、ウェハがそ
の粒子を支点として割れてしまう問題があった。しかし
樹脂層Ｒをスピンオンで形成する場合は、この問題が無
くなる。（以上図９参照） 以上、本発明は、再配線型で説明してきたが、樹脂封止
型でも実施できることは言うまでもない。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、第１に、配線層と当接
する第１の絶縁層を、流動性の材料から成し、前記ウェ
ハに被着した後、所定時間経過するとその表面が実質平
坦性を持つ材料から成し、前記第１の絶縁層が平坦化さ
れた後に、前記配線層を形成する事で、半導体チップに
複数のメタルポストが形成されても、基板裏面からメタ
ルポスト頭部までの高さは全て均一となる。

【００９６】また材料を、スピンオンで形成すること
で、別途設備もなく簡単にできる。

【００９７】また前記樹脂から成る絶縁層を、金型法を
採用せずに、スピンオンで形成するため、押圧固化が不
要となり、ウェハクラックを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図４】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図５】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図６】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図７】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図８】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図９】 本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方
法を説明する図である。

【図１０】 従来のチップサイズパッケージを説明する
図である。

【図１１】 従来のチップサイズパッケージを説明する
図である。

【図１２】 金型を採用した半導体装置の製造方法を説
明する図である。

【図１３】 金型を採用した半導体装置の製造方法を説
明する図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｓ (72)発明者 高尾 幸弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 篠木 裕之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4M104 BB02 BB04 BB05 BB09 BB30 DD52 DD53 EE05 EE14 EE17 EE18 HH20 5F033 HH08 HH11 HH33 JJ01 JJ07 JJ08 JJ11 JJ13 KK01 KK08 MM05 MM08 NN01 NN06 NN12 PP15 PP27 PP28 QQ09 QQ10 QQ12 QQ37 QQ42 QQ46 QQ73 QQ74 QQ75 RR04 RR06 RR21 RR22 SS15 SS21 TT04 VV07 XX01 XX18 XX19 XX33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属電極パッドの一部を露出する第１の
   開口部を有した第１の絶縁層をウェハに形成し、 前記第１の開口部から露出する前記金属電極パッドと接
   続され、ウェハ表面に延在するＣｕより成る配線層を形
   成し、 前記第１の絶縁層および前記配線層を含むウェハ表面に
   樹脂から成る絶縁層を被覆し、 前記絶縁層から露出した前記メタルポストに半田ボール
   （または半田バンプ）を形成し、 前記ウェハを個々の半導体装置にフルカットする半導体
   装置の製造方法に於いて、 前記配線層と当接する前記第１の絶縁層は、流動性の材
   料から成り、前記ウェハに被着した後、所定時間経過す
   るとその表面が実質平坦性を持つ材料から成り、前記第
   １の絶縁層が平坦化された後に、前記配線層を形成する
   事を特徴とした半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記材料は、スピンオンで形成される請
   求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記樹脂から成る絶縁層は、流動性の材
   料から成り、前記ウェハにスピンオンで被着した後、所
   定時間経過するとその表面が実質平坦性を持つ材料から
   成る請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造
   方法。