半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置以及半导体装置的制造方法。抑制外部连接端子内的空隙的产生。准备具有电极的半导体基板。形成与电极连接的布线。形成具有第一开口部的第一绝缘膜，该第一开口部使布线局部露出。形成由与布线的从第一开口部露出的部分连接，并具有与第一开口部对应的凹部的导电体构成的基座部。在基座部的表面形成焊锡膜。通过第一热处理使构成焊锡膜的焊锡熔融，并利用熔融的焊锡填充凹部。

Semiconductor devices and manufacturing methods of semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法。
技术介绍
WL－CSP(晶圆级芯片尺寸封装)是利用晶圆工艺进行重新布线的形成、外部连接端子的形成、树脂密封以及到切割为止的半导体装置的封装技术。作为外部连接端子使用焊球的情况较多。例如在专利文献1中，记载有包含在母芯片的金属柱上形成焊锡膜的第一工序、以及在第一工序之后在母芯片上印刷焊锡膏并回流，从而形成焊球的第二工序的半导体装置的制造方法。专利文献1：日本特开2007－165671号公报在WL－CSP中，通过在覆盖重新布线的表面的绝缘膜设置开口部使重新布线局部露出，并在重新布线的露出部分经由作为阻挡金属发挥功能的基座部设置作为外部连接端子的焊球。基座部在与绝缘膜的开口部对应的部位具有凹部而形成。作为外部连接端子的焊球通过在印刷焊锡膏以覆盖基座部之后进行热处理(回流处理)而形成，但在基座部具有凹部的情况下，存在凹部内的空气在热处理(回流处理)后仍残留在焊球内，而在焊球内形成空隙的可能。若在外部连接端子内形成空隙，则该半导体装置和与外部连接端子接合的接合对象物(例如印刷电路基板)的接合强度降低，另外，接合部处的电阻升高损失增大。进一步，存在由于长期的使用而产生接合不良的可能。在为了满足WL－CSP的进一步小型化的要求，进行了外部连接端子的尺寸的缩小化的情况下，凹部的宽度w和凹部的深度d之比(d/w)增大，除去凹部内的空气更困难。也考虑利用填充电镀，形成填充基座部的凹部的金属柱的对策。然而，在该情况下，需要用于进行填充电镀的专用的装置。另外，对于填充电镀所使用的电镀液而言，由组成引起的特性变动较大，为了进行稳定的电镀处理，需要电镀液的组成的管理工时。由于这些理由，在使用填充电镀的情况下，半导体装置的制造成本上升。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的点而完成的，其目的在于抑制外部连接端子内的空隙的产生。本专利技术的半导体装置的制造方法包含：准备具有电极的半导体基板的工序；形成与上述电极连接的布线的工序；形成具有使上述布线局部露出的第一开口部的第一绝缘膜的工序；形成由与上述布线的从上述第一开口部露出的部分连接，并具有与上述第一开口部对应的凹部的导电体构成的基座部的工序；在上述基座部的表面形成焊锡膜的工序；以及通过第一热处理使构成上述焊锡膜的焊锡熔融，并通过熔融的焊锡填充上述凹部的工序。本专利技术的半导体装置包含：半导体基板，具有电极；布线，与上述电极连接；第一绝缘膜，具有使上述布线局部露出的第一开口部；基座部，形成由与上述布线的从上述第一开口部露出的部分连接，并具有与上述第一开口部对应的凹部的导电体构成；以及焊锡膜，设置于上述基座部的表面，填充上述凹部。根据本专利技术，抑制外部连接端子内的空隙的产生。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的结构的一个例子的剖视图。图2是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的结构的一个例子的剖视图。图3A是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3B是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3C是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3D是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3E是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3F是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3G是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3H是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3I是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3J是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3K是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3L是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3M是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3N是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3O是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。图3P是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的一个例子的剖视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外，在各附图中，对于实质相同或者等价的构成要素或者部分标注相同的参照附图标记。图1是表示本专利技术的实施方式的半导体装置10的结构的一个例子的剖视图。半导体装置10的封装的方式具有WL－CSP的方式。即，半导体装置10的封装的平面尺寸与半导体基板11的平面尺寸大致相同。半导体装置10具备设置在半导体基板11上的下层绝缘膜15、设置于下层绝缘膜15的表面的重新布线22、覆盖下层绝缘膜15和重新布线22的上层绝缘膜30、与重新布线22连接的基座部42、以及覆盖基座部42的表面的焊锡膜50。在半导体基板11的表面形成有晶体管、电阻元件以及电容器等半导体元件(未图示)。半导体基板11的表面被由SiO2等绝缘体构成的层间绝缘膜12覆盖。在层间绝缘膜12的表面设置有与半导体元件连接的芯片电极13、以及具有使芯片电极13的表面局部露出的开口部的钝化膜(保护膜)14。钝化膜14的表面被由聚酰亚胺以及PBO(聚苯并恶唑)等感光性有机系绝缘部件构成的厚度5～10μm左右的下层绝缘膜15覆盖。在下层绝缘膜15设置有使芯片电极13的表面局部露出的开口部15A。在下层绝缘膜15的表面，经由UBM膜21设置有重新布线22。UBM膜21包含为了提高下层绝缘膜15和重新布线22的紧贴性而包含Ti膜的紧贴层而构成。重新布线22例如包含Cu而构成。重新布线22在下层绝缘膜15的开口部15A与芯片电极13连接。下层绝缘膜15以及重新布线22被由聚酰亚胺以及PBO等感光性有机系绝缘部件构成的厚度5～10μm左右的上层绝缘膜30覆盖。在上层绝缘膜30设置有在基座部42的形成位置使重新布线22局部露出的开口部30A。基座部42经由UBM膜41与重新布线22的从开口部30A露出的部分连接。基座部42由厚度5μm左右的Ni膜构成。基座部42作为抑制构成重新布线22的Cu向外部连接端子60(参照图2)的扩散的阻挡金属发挥功能。基座部42的覆盖重新布线22的表面的部分的表面高度位置和覆盖上层绝缘膜30的表面的部分的表面高度位置相互不同。即，基座部42具有与上层绝缘膜30的开口部30A对应的凹部42A。焊锡膜50由包含Sn－Ag的焊锡构成，覆盖基座部42的表面。基座部42的凹部42A被焊锡膜50填充，与焊锡膜50的凹部42A对应的表面为平坦面。即，伴随着上层绝缘膜30的开口部30A形成于基座部42的表面的凹凸通过焊锡膜50而平坦化。此外，焊锡膜50的表面并不局限于平坦，也可以为凸状的曲面。在焊锡膜50和基座部42的界面形成有包含焊锡膜50所包含的Sn和基座部42所包含的Ni的厚度1μm左右的合金层(Ni－Sn合金层)51。合金层51通过利用热处理(回流)使焊锡膜50熔融而形成。优选合金层51遍及基座部42的整个区域被焊锡膜50覆盖。换言之，优选合金层51不在焊锡膜50的表面露出。包含Ni－Sn合金而构成的合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制造方法，包含：准备具有电极的半导体基板的工序；形成与上述电极连接的布线的工序；形成具有使上述布线局部露出的第一开口部的第一绝缘膜的工序；形成由与上述布线的从上述第一开口部露出的部分连接，并具有与上述第一开口部对应的凹部的导电体构成的基座部的工序；在上述基座部的表面形成焊锡膜的工序；以及通过第一热处理使构成上述焊锡膜的焊锡熔融，并通过熔融的焊锡填充上述凹部的工序。

【技术特征摘要】
2017.11.07 JP 2017-2148851.一种半导体装置的制造方法，包含：准备具有电极的半导体基板的工序；形成与上述电极连接的布线的工序；形成具有使上述布线局部露出的第一开口部的第一绝缘膜的工序；形成由与上述布线的从上述第一开口部露出的部分连接，并具有与上述第一开口部对应的凹部的导电体构成的基座部的工序；在上述基座部的表面形成焊锡膜的工序；以及通过第一热处理使构成上述焊锡膜的焊锡熔融，并通过熔融的焊锡填充上述凹部的工序。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，还包含：在上述第一热处理后，形成覆盖上述焊锡膜的表面的焊锡膏的工序；以及通过第二热处理，使上述焊锡膏以及构成上述焊锡膜的焊锡熔融，形成与上述基座部连接的外部连接端子的工序。3.根据权利要求2所述的制造方法，其中，上述焊锡膜通过电镀处理形成，上述焊锡膏通过印刷形成，上述焊锡膜以及上述基座部埋设于上述焊锡膏的内部。4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，上述焊锡膜通过使用具备开口部的第一掩模，以上述焊锡膜的表面的高度位置不超过上述第一掩模的表面的高度位置的厚度形成，上述开口部内含上述第一开口部。5.根据权利要求3或4所述的制造方法，其中，上述焊锡膏通过使用内含上述基座部以及上述焊锡膜的第二掩模的印刷而形成。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的制造方法，其中，在上述第一热处理中，在上述焊锡膜和上述基座部的界面形成包含上述基座部的材料和上述焊锡膜的材料的合金层。7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，在将上述焊锡膜成膜时的体积设为V、将上述凹部的体积设为A、将上述合...

【专利技术属性】
技术研发人员：进藤正典，
申请(专利权)人：拉碧斯半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP