半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供通过抑制裂纹的发生来提高可靠性的半导体装置。实施方式的半导体装置具备：具有电极衬垫11的半导体芯片1；设置在半导体芯片1上，具有使电极衬垫11的至少一部分露出的开口部30的绝缘树脂层3；具有连接衬垫41，以与电极衬垫11电连接的方式设置在绝缘树脂层3上的布线层4；设置在绝缘树脂层3上及布线层4上，具有使连接衬垫41的一部分露出的开口部52和覆盖连接衬垫41的周缘的被覆部51的绝缘树脂层5；在开口部30与连接衬垫41电连接的外部连接端子6。被覆部51的宽度为连接衬垫41的直径的2.5%以上。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置 相关申请 本申请以日本专利申请2013-187776号（申请日：2013年9月10日）作为基础 申请，享受优先权。本申请通过参照该基础申请，包含该基础申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及半导体装置。
技术介绍
作为半导体装置的封装构造之一，以晶片级形成封装构造的半导体封装（Wafer levelChipScalePackage:WLCSP)实用化。WLCSP构造的半导体装置的一例中，形成与半 导体芯片的电极衬垫（pad)电连接的再布线层，进行电极衬垫的再配置。具体地说，在半导 体芯片的电极衬垫上设置再布线层，在再布线层具有的连接衬垫上设置基底金属层（Under BumpMetal:UBM)，在其上设置焊接凸起（bump)。此时，在连接衬垫上设置具有开口部的绝 缘树脂层，该开口部中连接衬垫和基底金属层电连接。通过采用WLCSP构造，可以实现例如 小型化、高密度安装化、低成本化等。另外，通过采用将外部连接端子设置到半导体芯片的 平面区域的外侧的所谓扇出（fanout)型的WLCSP构造，也可以增加外部连接端子数。 WLCSP构造的半导体装置中，存在再布线层容易导致裂纹发生的问题。特别是热循 环试验（TCT)等的可靠性试验实施时，例如由于再布线层和绝缘树脂层的热膨胀系数的差 异，存在连接衬垫和绝缘树脂层的界面剥离、裂纹容易以界面的剥离为起点扩展的问题。裂 纹发生导致布线断裂等成为可靠性降低的要因，因此寻求抑制裂纹发生的方法。
技术实现思路
本专利技术解决的课题是提供通过抑制裂纹的发生可以进一步提高可靠性的半导体 装直。 实施方式的半导体装置具备：具有电极衬垫的半导体芯片；第1绝缘树脂层，其以 使半导体芯片的具有电极衬垫的面的至少一部分露出的方式，埋入有半导体芯片；第2绝 缘树脂层，其设置在半导体芯片及第1绝缘树脂层上，具有使电极衬垫的至少一部分露出 的第1开口部；布线层，其具有连接衬垫，以在第1开口部中与电极衬垫电连接的方式，设置 在第2绝缘树脂层上；第3绝缘树脂层，其设置在第2绝缘树脂层及布线层上，具有使连接 衬垫的一部分露出的第2开口部和覆盖连接衬垫的周缘的被覆部；以及外部连接端子，其 在第2开口部中与连接衬垫电连接。被覆部的宽度为连接衬垫的直径的2. 5%以上。 【附图说明】 图I(A)和⑶是表示第1实施方式的半导体装置的俯视图及截面图。 图2是放大表示图I(B)所示半导体装置的一部分的截面图。 图3是表示图1所示半导体装置的制造工序的截面图。 图4是表示图1所示半导体装置的制造工序的截面图。 图5是表示图1所示半导体装置的制造工序的截面图。 图6是表示图1所示半导体装置的制造工序的截面图。 图7是表示第2实施方式的半导体装置的俯视图及截面图。 图8是表示图7所示半导体装置的制造工序的截面图。 图9是表示图7所示半导体装置的制造工序的截面图。 标号说明： 1半导体芯片，2绝缘树脂层，3绝缘树脂层，4布线层，5绝缘树脂层，6外部连接端 子，7金属板，8绝缘树脂层，10半导体基板，11电极衬垫，12钝化膜，30开口部，41连接衬 垫，51被覆部，52开口部，61基底金属层，62凸起，70开口部，111支撑基板，112支撑基板， 113支撑基板 【具体实施方式】 以下，参照【附图说明】实施方式的半导体装置。另外，各实施方式中，实质相同的构 成部位附上同一标号，说明省略。但是，附图是示意，厚度和平面尺寸的关系、各层的厚度的 比率等因现实而异。说明中表示上下等的方向用语在没有特别说明的情况下，指以后述半 导体基板的电路形成面侧为上时的相对方向，可能不同于以重力加速度方向为基准的现实 方向。 (第1实施方式） 图1是第1实施方式的半导体装置的示图，图I(A)是俯视图，图I(B)是图I(A) 的线段A-B中的截面图。另外，图2是图I(B)所示半导体装置的一部分（区域20)的放大 截面图。图1及图2中，说明扇出型的半导体装置。 〈半导体装置的构造例〉 图I(A)及图I(B)所示半导体装置具备半导体芯片1、将半导体芯片1埋入的绝缘 树脂层2、设置在半导体芯片1及绝缘树脂层2上的绝缘树脂层3、设置在绝缘树脂层3上 的再布线层4、设置在绝缘树脂层3及再布线层4上的绝缘树脂层5、与布线层4电连接的 外部连接端子6。而且，如图I(B)所示，在绝缘树脂层2的没有设置半导体芯片1的面也可 以设置金属板7。通过设置金属板7,可以抑制半导体装置的翘曲。而且，在金属板7上也 可以设置绝缘树脂层。 半导体芯片1具有在具有半导体元件的半导体基板10上设置的电极衬垫11。电 极衬垫11采用例如铝。而且，半导体芯片1具有设置在半导体基板10上的钝化膜12。钝 化膜12采用例如氮化硅膜。钝化膜12设置在电极衬垫11上，在钝化膜12形成开口部。另 夕卜，也可以在钝化膜12上设置聚酰亚胺等的有机膜。 绝缘树脂层2设置成使半导体芯片1的电极衬垫11的设置面的至少一部分露出。 绝缘树脂层2的弹性模量（杨氏模量）优选在例如0. 03GPa以上且5GPa以下程度。弹性 模量不足〇.〇3GPa时，有热循环试验（TCT)容易产生裂纹，布线容易断线的情况。弹性模量 超过5GPa时，TCT使外部连接端子6的寿命变短。另外，有半导体装置的翘曲大的情况。而 且，为了增大弹性模量，不得不增加填入绝缘树脂层2的填料量，绝缘树脂层2的流动性降 低。 绝缘树脂层2的热膨胀系数优选在例如25ppm以上且300ppm以下程度。热膨胀系 数不足25ppm时，TCT导致外部连接端子的寿命变短。另外，必须增加填入树脂的填料量，因 此有弹性模量变大，半导体装置的翘曲变大的情况。另外，热膨胀系数超过300ppm时，TCT 试验进行时容易在绝缘树脂层2产生裂纹，布线容易断线。 绝缘树脂层2的厚度优选在例如100μm以上且Imm以下程度。厚度不足100μm 时，可能无法充分保护半导体芯片1。另外，厚度超过Imm时，有绝缘树脂层2的翘曲大的情 况。绝缘树脂层2可以采用例如环氧树脂、硅树脂、环氧树脂/硅树脂的混合树脂、丙烯酸 树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂或苯酚树脂等。另外，上述树脂不仅可以采用液状树脂，也 可以采用薄膜状树脂和/或片状树脂（例如片状的堆积薄膜和/或片状的环氧树脂）等。 绝缘树脂层3如图2所示，具有使半导体芯片1的电极衬垫11的至少一部分露出 的开口部30。开口部30的直径为例如50μm程度。绝缘树脂层3的厚度优选在例如2μm 以上且20μm以下程度。另外，绝缘树脂层3的弹性模量优选在例如0. 03GPa以上且5GPa 以下程度。弹性模量不足〇. 〇3GPa时，有TCT容易导致在绝缘树脂层3产生裂纹，布线容易 断线的情况。另外，弹性模量超过5GPa时，有树脂过硬，半导体装置的翘曲增大的情况。绝 缘树脂层3可以采用例如环氧树脂、硅树脂、环氧树脂/硅树脂的混合树脂、丙烯酸树脂、聚 酰亚胺树脂、聚酰胺树脂或苯酚树脂等。另外，上述树脂不仅可以采用液状树脂，也可以采 用薄膜状树脂和/或片状树脂（例如片状的堆积薄膜和/或片状的环氧树脂）等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：具有电极衬垫的半导体芯片；第1绝缘树脂层，其以使上述半导体芯片的具有上述电极衬垫的面的至少一部分露出的方式，将上述半导体芯片埋入；第2绝缘树脂层，其设置在上述半导体芯片及上述第1绝缘树脂层上，具有使上述电极衬垫的至少一部分露出的第1开口部；布线层，其具有连接衬垫，以在上述第1开口部中与上述电极衬垫电连接的方式，设置在上述第2绝缘树脂层上；第3绝缘树脂层，其设置在上述第2绝缘树脂层及上述布线层上，具有使上述连接衬垫的一部分露出的第2开口部和覆盖上述连接衬垫的周缘的被覆部；以及外部连接端子，其在上述第2开口部中与上述连接衬垫电连接；上述被覆部的宽度为上述连接衬垫的直径的2.5%以上。

【技术特征摘要】
2013.09.10 JP 2013-1877761. 一种半导体装置，其特征在于，具备： 具有电极衬垫的半导体芯片； 第1绝缘树脂层，其以使上述半导体芯片的具有上述电极衬垫的面的至少一部分露出 的方式，将上述半导体芯片埋入； 第2绝缘树脂层，其设置在上述半导体芯片及上述第1绝缘树脂层上，具有使上述电极 衬垫的至少一部分露出的第1开口部； 布线层，其具有连接衬垫，以在上述第1开口部中与上述电极衬垫电连接的方式，设置 在上述第2绝缘树脂层上； 第3绝缘树脂层，其设置在上述第2绝缘树脂层及上述布线层上，具有使上述连接衬垫 的一部分露出的第2开口部和覆盖上述连接衬垫的周缘的被覆部；以及 外部连接端子，其在上述第2开口部中与上述连接衬垫电连接； 上述被覆部的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：本间庄一，志摩真也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP