(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＥＭＳチップを半導体チップ上にフェースダウン実装した場合においても、半導体チップを経由することなくＭＥＭＳチップからパッケージの外部に結線できるようにする。【解決手段】可動部１６が半導体ウェハ３１に対向するようにして、ＭＥＭＳチップを半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装し、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１間の段差が解消されるように、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層３７を形成し、樹脂層３７の表面および半導体基板の裏面の研削を行った後、半導体基板をウエットエッチングすることで、半導体基板を絶縁膜１２から除去し、パッド電極３３ａに接続されたランド電極４０ａおよび電極１５ｂの裏面に接続されたランド電極４０ｂを樹脂層３８上に形成する。【選択図】図７
2010120145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に絶縁層を介して可動部が形成され、前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極を前記絶縁層上に有するＭＥＭＳチップを、前記可動部が対向するように保持させながら半導体ウェハ上の一部の領域に突出電極を介して実装し、前記ＭＥＭＳチップの前記第１の電極と前記半導体ウェハの第１のパッド電極とを電気的に接続する工程と、
前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の段差が解消されるように、前記ＭＥＭＳチップの周囲の前記半導体ウェハ上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を前記半導体基板とともに薄膜化した後、前記基板を前記絶縁層から除去する工程と、
前記絶縁層の少なくとも一部を除去し、前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面を露出させる工程と、
前記樹脂層に開口部を設け、前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面を露出させる工程と、
前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面に接続される第１のランド電極と、前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面に接続される第２のランド電極とを前記樹脂層上に形成する工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項２】
基板上に絶縁層を介して可動部が形成され、前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極を前記絶縁層上に有するＭＥＭＳチップを、前記可動部が対向するように保持させながら半導体ウェハ上の一部の領域に突出電極を介して実装し、前記ＭＥＭＳチップの第１の電極と、前記半導体ウェハの第１のパッド電極とを電気的に接続する工程と、
前記ＭＥＭＳチップが前記半導体ウェハ上に実装された時の前記絶縁層の位置よりも先端が上にくるような高さを有する導体バンプを前記半導体ウェハの第２のパッド電極上に形成する工程と、
前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の段差が解消されるように、前記ＭＥＭＳチップおよび前記導体バンプの周囲の前記半導体ウェハ上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を前記半導体基板とともに薄膜化することで前記導体バンプの表面を露出させた後、前記基板を前記絶縁層から除去する工程と、
前記絶縁層の少なくとも一部を除去し、前記絶縁層上に形成された前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面を露出させる工程と、
前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面に接続される第１のランド電極と、前記導体バンプの表面に接続される第２のランド電極とを前記樹脂層上に形成する工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項３】
基板上に絶縁層を介して可動部が形成され、前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極を前記絶縁層上に有するＭＥＭＳチップを、前記可動部が対向するように保持させながら半導体ウェハ上の一部の領域に突出電極を介して実装し、前記ＭＥＭＳチップの第１の電極と、前記半導体ウェハの第１のパッド電極とを電気的に接続する工程と、
前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の隙間に第１の樹脂層を充填する工程と、
前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の隙間に第１の樹脂層を充填した後、前記基板を前記絶縁層から除去する工程と、
前記基板が除去されたＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の段差が解消されるように、前記ＭＥＭＳチップの周囲の前記半導体ウェハ上に第２の樹脂層を形成する工程と、
前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面および前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面を露出させるための開口部を前記第２の樹脂層に形成する工程と、
前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面に接続される第１のランド電極と、前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面に接続される第２のランド電極とを前記第２の樹脂層上に形成する工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項４】
半導体素子およびパッド電極が形成された半導体チップと、
絶縁層上に形成された可動部と、
前記絶縁層上に形成された前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極と、
前記第１の電極上に形成され、前記パッド電極と前記第１の電極とを接続する突出電極と、
前記絶縁層に形成された開口部を介して前記第２の電極の裏面に接続されたランド電極とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージ。
【請求項５】
半導体素子およびパッド電極が形成された半導体チップと、
絶縁層上に可動部が形成され、前記可動部が前記半導体チップと対向するように前記半導体チップ上の一部の領域に突出電極を介して実装されたＭＥＭＳチップと、
前記ＭＥＭＳチップの周囲の前記半導体チップ上に形成され、前記ＭＥＭＳチップと前記半導体チップとの間の段差を解消させる樹脂層と、
前記樹脂層を貫通し、前記パッド電極に接続される導電部材と、
前記導電部材に電気的に接続委され、前記樹脂層上に形成されたランド電極とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）パッケージおよびＭＥＭＳパッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳの機械要素部品などを同一基板上に集積化する場合、半導体製造プロセスをそのまま流用しつつ、電子回路との集積化を容易に実現することができることから、シリコン基板が用いられることが多い。そして、シリコン基板上に空洞構造を形成することで、シリコン基板上に可動部を作成し、可動部の振動あるいは撓みなどを利用しながら動作させることで、ＭＥＭＳとしての特性が得られている。
【０００３】
特許文献１には、ＭＥＭＳチップとＩＣチップとを接続する場合、ＭＥＭＳチップとＩＣチップとの間の配線経路を短くするために、ＭＥＭＳチップをＩＣチップ上にフェースダウン実装する方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ＭＥＭＳチップがＩＣチップ上にフェースダウン実装されるため、ＭＥＭＳチップからパッケージの外部に直接結線することができず、ＭＥＭＳチップからパッケージの外部に結線するには、ＩＣチップを一旦経由させる必要がある。このため、ＩＣチップとの間に寄生容量が形成されたり、ＩＣチップとの間で相互にノイズを発生させたりする原因となり、高速信号やアナログ信号の取り扱いが困難になる。
【０００５】
また、特許文献１に開示された方法では、ＭＥＭＳチップがＩＣチップ上にフェースダウン実装されるため、ＩＣチップをマザー基板上にフリップチップ実装することができなくなり、ＩＣチップからパッケージの外部に結線するには、ワイヤボンディングを用いる必要がある。このため、寄生インダクタンスが増大したり、特性インピーダンスの整合ができなくなることから、高速信号やアナログ信号の取り扱いがより一層困難になる。
【０００６】
【特許文献１】ＵＳＰ６８０８９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＭＥＭＳチップを半導体チップ上にフェースダウン実装した場合においても、半導体チップを経由することなくＭＥＭＳチップからパッケージの外部に結線することが可能なＭＥＭＳパッケージおよびＭＥＭＳパッケージの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、基板上に絶縁層を介して可動部が形成され、前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極を前記絶縁層上に有するＭＥＭＳチップを、前記可動部が対向するように保持させながら半導体ウェハ上の一部の領域に突出電極を介して実装し、前記ＭＥＭＳチップの前記第１の電極と前記半導体ウェハの第１のパッド電極とを電気的に接続する工程と、前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の段差が解消されるように、前記ＭＥＭＳチップの周囲の前記半導体ウェハ上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層を前記半導体基板とともに薄膜化した後、前記基板を前記絶縁層から除去する工程と、前記絶縁層の少なくとも一部を除去し、前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面を露出させる工程と、前記樹脂層に開口部を設け、前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面を露出させる工程と、前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面に接続される第１のランド電極と、前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面に接続される第２のランド電極とを前記樹脂層上に形成する工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、基板上に絶縁層を介して可動部が形成され、前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極を前記絶縁層上に有するＭＥＭＳチップを、前記可動部が対向するように保持させながら半導体ウェハ上の一部の領域に突出電極を介して実装し、前記ＭＥＭＳチップの第１の電極と、前記半導体ウェハの第１のパッド電極とを電気的に接続する工程と、前記ＭＥＭＳチップが前記半導体ウェハ上に実装された時の前記絶縁層の位置よりも先端が上にくるような高さを有する導体バンプを前記半導体ウェハの第２のパッド電極上に形成する工程と、前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の段差が解消されるように、前記ＭＥＭＳチップおよび前記導体バンプの周囲の前記半導体ウェハ上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層を前記半導体基板とともに薄膜化することで前記導体バンプの表面を露出させた後、前記基板を前記絶縁層から除去する工程と、前記絶縁層の少なくとも一部を除去し、前記絶縁層上に形成された前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面を露出させる工程と、前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面に接続される第１のランド電極と、前記導体バンプの表面に接続される第２のランド電極とを前記樹脂層上に形成する工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法を提供する。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、基板上に絶縁層を介して可動部が形成され、前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極を前記絶縁層上に有するＭＥＭＳチップを、前記可動部が対向するように保持させながら半導体ウェハ上の一部の領域に突出電極を介して実装し、前記ＭＥＭＳチップの第１の電極と、前記半導体ウェハの第１のパッド電極とを電気的に接続する工程と、前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の隙間に第１の樹脂層を充填する工程と、前記ＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の隙間に第１の樹脂層を充填した後、前記基板を前記絶縁層から除去する工程と、前記基板が除去されたＭＥＭＳチップと前記半導体ウェハとの間の段差が解消されるように、前記ＭＥＭＳチップの周囲の前記半導体ウェハ上に第２の樹脂層を形成する工程と、前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面および前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面を露出させるための開口部を前記第２の樹脂層に形成する工程と、前記ＭＥＭＳチップの第２の電極の裏面に接続される第１のランド電極と、前記半導体ウェハ上の第２のパッド電極の表面に接続される第２のランド電極とを前記第２の樹脂層上に形成する工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法を提供する。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、半導体素子およびパッド電極が形成された半導体チップと、絶縁層上に形成された可動部と、前記絶縁層上に形成された前記可動部を駆動させるための第１および第２の電極と、前記第１の電極上に形成され、前記パッド電極と前記第１の電極とを接続する突出電極と、前記絶縁層に形成された開口部を介して前記第２の電極の裏面に接続されたランド電極とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージを提供する。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、半導体素子およびパッド電極が形成された半導体チップと、絶縁層上に可動部が形成され、前記可動部が前記半導体チップと対向するように前記半導体チップ上の一部の領域に突出電極を介して実装されたＭＥＭＳチップと、前記ＭＥＭＳチップの周囲の前記半導体チップ上に形成され、前記ＭＥＭＳチップと前記半導体チップとの間の段差を解消させる樹脂層と、前記樹脂層を貫通し、前記パッド電極に接続される導電部材と、前記導電部材に電気的に接続委され、前記樹脂層上に形成されたランド電極とを備えることを特徴とするＭＥＭＳパッケージを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＭＥＭＳチップを半導体チップ上にフェースダウン実装した場合においても、半導体チップを経由することなくＭＥＭＳチップからパッケージの外部に結線することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳパッケージについて図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１〜図７は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図である。
図１において、ＭＥＭＳチップには、半導体基板１１が設けられ、半導体基板１１上には、絶縁膜１２、１３が順次形成されている。なお、半導体基板１１の材質としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＰｂＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、ＧａＩｎＡｓＰなどの中から選択することができる。また、半導体基板１１の抵抗値は、特定の値に限定されることなく、任意の値でよい。
【００１６】
また、絶縁膜１２、１３の材質および膜厚は、半導体基板１１を除去した時に、絶縁膜１２、１３の自重や可動部１６の重さなどで絶縁膜１２、１３が撓まないように設定することができる。例えば、絶縁膜１２としては、膜厚が１μｍ以下のシリコン窒化膜、絶縁膜１３としては、膜厚が１μｍ以上のシリコン酸化膜を用いることができ、絶縁膜１２、１３は、ＣＶＤ法で形成することができる。
【００１７】
そして、絶縁膜１３上には、配線１４ａ、１４ｂおよび電極１５ａ、１５ｂが形成され、配線１４ａ、１４ｂは電極１５ａ、１５ｂにそれぞれ接続されている。そして、配線１４ａ上には、配線１４ａと離間された可動部１６が形成され、可動部１６は配線１４ｂに接続されている。なお、配線１４ａ、１４ｂおよび電極１５ａ、１５ｂは下層金属層、可動部１６は上層金属層を用いて形成することができ、配線１４ａ、１４ｂ、電極１５ａ、１５ｂおよび可動部１６の材質としては、例えば、ＡｌまたはＣｕなどを用いることができる。
【００１８】
そして、配線１４ａ、１４ｂおよび電極１５ａ、１５ｂ上には、層間絶縁膜１７が形成され、層間絶縁膜１７および可動部１６上には、可動部１６と離間されたキャップ層１８、１９および有機塗布層２０が順次積層されている。ここで、キャップ層１８には、可動部１６の周囲に空洞を形成するための犠牲膜を除去する開口部Ｋ１、Ｋ２が形成されている。なお、層間絶縁膜１７およびキャップ層１８、１９は、ＣＶＤ法で形成することができ、有機塗布層２０は、スピンコート法で形成することができる。
【００１９】
そして、層間絶縁膜１７、キャップ層１８、１９および有機塗布層２０には、電極１５ａの表面を露出させる開口部Ｋ２が形成され、電極１５ａの表面および開口部Ｋ２の側壁には、下地金属層２１が形成されている。なお、下地金属層２１は、シード電極を兼用することができ、下地金属層２１の材質としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄなどの単体または合金を用いることができる。
【００２０】
そして、電極１５ａ上には、下地金属層２１を介して開口部Ｋ２内に埋め込まれ、有機塗布層２０上に突出する突出電極２２が形成されている。なお、突出電極２２の高さは、突出電極２２の先端が、可動部１６上の有機塗布層２０よりも上にくるように設定することができる。また、突出電極２２としては、例えば、ハンダボールあるいはＡｕバンプあるいは半田材などで被覆されたＣｕバンプやＮｉバンプなどを用いることができる。また、突出電極２２の形成方法としては、電解メッキを用いるようにしてもよいし、半田印刷でもよいし、半田ボールをマウントする方法でもよい。
【００２１】
一方、図２（ａ）に示すように、半導体素子が形成された半導体ウェハ３１上には、絶縁層３２を介してパッド電極３３ａ、３３ｂが形成され、絶縁層３２およびパッド電極３３ａ、３３ｂ上には保護膜３４が形成されている。なお、半導体ウェハ３１の材質としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ、ＰｂＳ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、ＧａＩｎＡｓＰなどの中から選択することができる。そして、保護膜３４には、パッド電極３３ａ、３３ｂの表面をそれぞれ露出させる開口部Ｋ１１、Ｋ１２が形成されている。
【００２２】
そして、図２（ｂ）に示すように、パッド電極３３ｂ上に、下地金属層３５を介して突出電極３６を形成する。なお、下地金属層３５の材質としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄなどの単体または合金を用いることができる。また、突出電極３６としては、例えば、ハンダボールあるいはＡｕバンプ、半田材などで被覆されたＣｕバンプまたはＮｉバンプなどを用いることができる。また、突出電極３６の形成方法としては、電解メッキを用いるようにしてもよいし、半田印刷でもよいし、半田ボールをマウントする方法でもよい。なお、図１に示す構造体と、図２（ｂ）に示す構造体とは、どちらを先に形成してもよく、順序を問わない。
【００２３】
次に、図３（ａ）に示すように、図１の突出電極２２と図２（ｂ）の突出電極３６とを接合させることにより、可動部１６が半導体ウェハ３１に対向するようにして、図１のＭＥＭＳチップを図３の半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装し、ＭＥＭＳチップの電極１５ａと半導体ウェハ３１のパッド電極３３ｂを接続する。
【００２４】
なお、突出電極２２、３６を介してＭＥＭＳチップを半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装する場合、半田接合や合金接合などの金属接合を用いるようにしてもよいし、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）接合、ＮＣＦ（Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）接合、ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）接合、ＮＣＰ（Ｎｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）接合などの圧接接合を用いるようにしてもよい。
【００２５】
ここで、ＭＥＭＳチップおよび半導体ウェハ３１は、それぞれ別個のウェハから製造することができ、ウェハレベルテストによってそれぞれ良品選別してから、ＭＥＭＳチップを半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装することが可能となることから、製造歩留まりを向上させることができる。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の段差が解消されるように、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層３７を形成するとともに、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の隙間に樹脂層３７を充填する。なお、樹脂層３７の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。また、半導体ウェハ３１上の樹脂層３７の膜厚は、樹脂層３７の表面が絶縁膜１３よりも上で、半導体基板１１の裏面よりも下にくるように設定することが好ましい。また、図３（ｂ）の方法では、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層３７を形成するとともに、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の隙間にも樹脂層３７を充填する方法について説明したが、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の隙間に樹脂層３７を充填することなく、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層３７を形成するようにしてもよい。
【００２７】
次に、図４（ａ）に示すように、樹脂層３７の表面および半導体基板１１の裏面の研削を行うことにより、樹脂層３７および半導体基板１１を薄膜化する。なお、樹脂層３７および半導体基板１１を薄膜化する方法としては、例えば、機械的な切削加工やサンドブラストを用いることができる。
【００２８】
次に、図４（ｂ）に示すように、半導体基板１１をウエットエッチングすることで、半導体基板１１を絶縁膜１２上から除去する。ここで、ウエットエッチングにて半導体基板１１を絶縁膜１２から除去することにより、絶縁膜１２が損傷するのを防止することが可能となるとともに、絶縁膜１２と半導体基板１１との選択比を大きくすることができ、絶縁膜１２の膜厚を高精度に管理することができる。
【００２９】
次に、図５（ａ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、樹脂層３７および絶縁膜１２上に樹脂層３８を形成する。なお、樹脂層３８の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。
そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いることにより、電極１５ｂの裏面を露出させる開口部Ｋ１３を樹脂層３８および絶縁膜１２、１３に形成する。
【００３０】
ここで、半導体基板１１を除去してから、開口部Ｋ１３を樹脂層３８および絶縁膜１２、１３に形成することにより、樹脂層３８および絶縁膜１２、１３を通してアライメントを行うことが可能となる。このため、開口部Ｋ１３を形成するためのアライメントを行うために、両面露光機などの高価な装置を用いる必要がなくなり、ＭＥＭＳパッケージの製造時のコストダウンを図ることができる。
また、半導体基板１１を除去することにより、電極１５ｂの裏面に結線を行う場合においても、半導体基板１１に高アスペクト比の開口部を形成したり、その開口部の側壁に絶縁膜を形成したりする必要がなくなり、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示すように、レーザ加工を用いることにより、パッド電極３３ａの表面を露出させる開口部Ｋ１４を樹脂層３７、３８に形成する。なお、樹脂層３７、３８として感光性樹脂を用いるようにしてもよい。この場合、感光性樹脂の露光および現像により開口部Ｋ１４を形成することができる。
【００３２】
次に、図６（ａ）に示すように、例えば、蒸着またはスパッタなどの方法を用いることにより、パッド電極３３ａの表面、電極１５ｂの裏面、開口部Ｋ１３、１４の側壁および樹脂層３８の表面にシード層を形成する。そして、選択メッキ用のレジストパターンをシード層上に形成し、その選択メッキ用のレジストパターンをマスクとしてシード層上に電解メッキを行うことで、パッド電極３３ａの表面に接続された配線３９ａおよび配線３９ａに接続されたランド電極４０ａを樹脂層３８上に形成するとともに、電極１５ｂの裏面に接続された配線３９ｂおよび配線３９ｂに接続されたランド電極４０ｂを樹脂層３８上に形成する。そして、選択メッキ用のレジストパターンを除去した後、そのレジストパターン下のシード層を除去することにより、配線３９ａ、３９ｂを電気的に分離する。
【００３３】
次に、図６（ｂ）に示すように、配線３９ａ、３９ｂおよびランド電極４０ａ、４０ｂ上にソルダーレジスト４１を形成し、ランド電極４０ａ、４０ｂの表面をそれぞれ露出させる開口部Ｋ１５、Ｋ１６をソルダーレジスト４１に形成する。
【００３４】
次に、図７に示すように、ランド電極４０ａ、４０ｂにそれぞれ接合された突出電極４２ａ、４２ｂをランド電極４０ａ、４０ｂ上にそれぞれ形成する。そして、突出電極４２ａ、４２ｂが形成された半導体ウェハ３１をダイシングすることにより、半導体ウェハ３１を半導体チップごとに個片化する。なお、突出電極４２ａ、４２ｂとしては、例えば、ハンダボールあるいはＡｕバンプ、半田材などで被覆されたＣｕバンプまたはＮｉバンプなどを用いることができる。また、突出電極４２ａ、４２ｂの形成方法としては、電解メッキを用いるようにしてもよいし、半田印刷でもよいし、半田ボールをマウントする方法でもよい。
【００３５】
ここで、ＭＥＭＳチップを半導体ウェハ３１にフェースダウン実装してから、ＭＥＭＳチップの半導体基板１１を除去することにより、ＭＥＭＳチップのハンドリングを可能としつつ、配線１４ａ、１４ｂおよび電極１５ａ、１５ｂと半導体基板１１との間の浮遊容量を削減することができ、配線１４ａ、１４ｂにて伝送される信号の損失を低減することできる。
【００３６】
また、ＭＥＭＳチップの電極１５ｂの裏面をランド電極４０ｂと結線することにより、ＭＥＭＳチップが半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装された場合においても、ＭＥＭＳチップからＭＥＭＳパッケージの外部に直接結線することが可能となる。このため、ＭＥＭＳチップからＭＥＭＳパッケージの外部に結線するために、半導体ウェハ３１を一旦経由させる必要がなくなり、半導体ウェハ３１との間に寄生容量が形成されたり、半導体ウェハ３１との間で相互にノイズを発生させたりするのを防止することが可能となることから、高速信号やアナログ信号の取り扱いを容易化することができる。
【００３７】
また、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層３７、３８を形成することにより、ＭＥＭＳチップが半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装されている場合においても、パッド電極３３ａおよび電極１５ｂにそれぞれ接続された突出電極４２ａ、４２ｂを半導体ウェハ３１上に形成することが可能となる。このため、ＭＥＭＳチップがフェースダウン実装されたＩＣチップをマザー基板上にフリップチップ実装することが可能となり、ＩＣチップからパッケージの外部に結線するために、ワイヤボンディングを用いる必要がなくなることから、寄生インダクタンスが増大したり、特性インピーダンスの整合がとれなくなくなるのを防止することができ、高速信号やアナログ信号の取り扱いをより一層容易化することが可能となるとともに、ＭＥＭＳパッケージの小型化を図ることができる。
【００３８】
なお、ＭＥＭＳパッケージの厚さをさらに薄くするために、機械研削などによって半導体ウェハ３１の裏面を薄膜化するようにしてもよい。この機械研削は、例えば、図２（ｂ）の工程の前後または図４（ａ）の工程の前後または図７の工程の前後などに行うことが好ましい。
【００３９】
（第２実施形態）
図８および図９は、本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図である。
図８（ａ）において、図１〜図６（ａ）までの工程を行った後、ランド電極４０ａ、４０ｂ上に金属ピラー５１ａ、５１ｂをそれぞれ形成する。なお、金属ピラー５１ａ、５１ｂの材質としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌなどを用いることができる。
【００４０】
次に、図８（ｂ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、金属ピラー５１ａ、５１ｂが覆われるようにして樹脂層３８上に樹脂層５２を形成する。なお、樹脂層５２の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。
【００４１】
次に、図９（ａ）に示すように、樹脂層５２の表面の研削を行うことにより、樹脂層５２を薄膜化し、金属ピラー５１ａ、５１ｂの表面を露出させる。なお、樹脂層５２を薄膜化する方法としては、例えば、機械的な切削加工やサンドブラストを用いることができる。
【００４２】
次に、図９（ｂ）に示すように、ランド電極４０ａ、４０ｂにそれぞれ接合された突出電極５３ａ、５３ｂをランド電極４０ａ、４０ｂ上にそれぞれ形成する。そして、突出電極５３ａ、５３が形成された半導体ウェハ３１をダイシングすることにより、半導体ウェハ３１を半導体チップごとに個片化する。
【００４３】
これにより、ＭＥＭＳチップがＩＣチップ上にフェースダウン実装されたＭＥＭＳパッケージをチップサイズパッケージとして構成することが可能となり、配線３９ａ、３９ｂおよびランド電極４０ａ、４０ｂを樹脂層５２にて保護することが可能となることから、ＭＥＭＳパッケージの信頼性を向上させることができる。
【００４４】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図である。
図１０において、図７の構成に加え、パッド電極３３ａ上にはスタッドバンプ５４が形成されている。なお、スタッドバンプ５４の材質としては、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉなどを用いることができる。ここで、スタッドバンプ５４は、図２（ａ）の工程の前後に形成することができる。
【００４５】
そして、図２（ａ）の工程の前後でスタッドバンプ５４をパッド電極３３ａ上に形成した後、図２（ｂ）〜図７の工程を行うことで、図１０のＭＥＭＳパッケージを製造することができる。
【００４６】
ここで、パッド電極３３ａ上にスタッドバンプ５４を形成することにより、図５（ｂ）の工程で樹脂層３７、３８に開口部Ｋ１４を形成する時のレーザ加工のストッパとしてスタッドバンプ５４を用いることができる。このため、レーザ加工のマージンを広げることが可能となるとともに、レーザ加工の深さも低減することができ、加工精度を向上させつつ、加工時間を短縮することができる。
【００４７】
（第４実施形態）
図１１〜図１５は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図である。
図１１（ａ）において、パッド電極３３ｂ上に導体バンプ６０を形成する。なお、導体バンプ６０の形成は、図３の工程の前後で行うことができる。また、導体バンプ６０は、図１０のスタッドバンプ５４を多段に積層することで構成することができる。また、導体バンプ６０の高さは、図１のＭＥＭＳチップが半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装された時の絶縁層１２の位置よりも先端が上にくるように設定することができる。例えば、図１０のスタッドバンプ５４を３段分積層し、９０μｍ程度の高さに設定することができる。
【００４８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、導体バンプ６０を避けるようにして、図１の突出電極２２と図１１（ａ）の突出電極３６とを接合させることにより、可動部１６が半導体ウェハ３１に対向するようにして、図１のＭＥＭＳチップを図１１（ａ）の半導体ウェハ３１上にフェースダウン実装し、ＭＥＭＳチップの電極１５ａと半導体ウェハ３１のパッド電極３３ｂを接続する。
【００４９】
次に、図１２（ａ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、導体バンプ６０が覆われるようにしながら、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の段差が解消されるように、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層６７を形成するとともに、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の隙間に樹脂層６７を充填する。
【００５０】
次に、図１２（ｂ）に示すように、樹脂層６７の表面および半導体基板１１の裏面の研削を行うことにより、樹脂層６７および半導体基板１１を薄膜化するとともに、導体バンプ６０の表面を露出させる。
【００５１】
次に、図１３（ａ）に示すように、半導体基板１１をウエットエッチングすることで、半導体基板１１を絶縁膜１２上から除去する。
【００５２】
次に、図１３（ｂ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、樹脂層６７および絶縁膜１２上に樹脂層６８を形成する。
そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いることにより、導体バンプ６０の表面を露出させる開口部Ｋ３３を樹脂層６８に形成するとともに、電極１５ｂの裏面を露出させる開口部Ｋ３４を樹脂層６８および絶縁膜１２、１３に形成する。
【００５３】
次に、図１４（ａ）に示すように、例えば、蒸着またはスパッタなどの方法を用いることにより、導体バンプ６０の表面、電極１５ｂの裏面、開口部Ｋ３３、３４の側壁および樹脂層６８の表面にシード層を形成する。そして、選択メッキ用のレジストパターンを樹脂層６８上に形成し、その選択メッキ用のレジストパターンをマスクとしてシード層上に電解メッキを行うことで、導体バンプ６０の表面に接続された配線６９ａおよび配線６９ａに接続されたランド電極７０ａを樹脂層６８上に形成するとともに、電極１５ｂの裏面に接続された配線６９ｂおよび配線６９ｂに接続されたランド電極７０ｂを樹脂層６８上に形成する。そして、選択メッキ用のレジストパターンを除去した後、そのレジストパターン下のシード層を除去することにより、配線６９ａ、６９ｂを電気的に分離する。
【００５４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、配線６９ａ、６９ｂおよびランド電極７０ａ、７０ｂ上にソルダーレジスト７１を形成し、ランド電極７０ａ、７０ｂの表面をそれぞれ露出させる開口部Ｋ３５、Ｋ３６をソルダーレジスト７１に形成する。
【００５５】
次に、図１５に示すように、ランド電極７０ａ、７０ｂにそれぞれ接合された突出電極７２ａ、７２ｂをランド電極７０ａ、７０ｂ上にそれぞれ形成する。そして、突出電極７２ａ、７２ｂが形成された半導体ウェハ３１をダイシングすることにより、半導体ウェハ３１を半導体チップごとに個片化する。
【００５６】
ここで、パッド電極３３ｂ上に導体バンプ６０を形成してから、半導体ウェハ３１上に樹脂層６７を形成することで、パッド電極３３ｂを露出させるための開口部を樹脂層６７に形成することなく、パッド電極３３ｂと突出電極７２ａとを電気的に接続することが可能となり、レーザ加工を省略することができる。
【００５７】
（第５実施形態）
図１６〜図２１は、本発明の第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図である。
図１６（ａ）において、図３（ａ）の工程の後、ポッティングなどの方法を用いることにより、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の隙間に樹脂層８０を充填する。なお、樹脂層８０の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。
【００５８】
次に、図１６（ｂ）に示すように、ポッティングなどの方法を用いることにより、ＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に樹脂層８１を形成する。なお、樹脂層８１の材質としては、例えば、レジストなどを用いることができる。また、樹脂層８１の厚みは、樹脂層８１の表面が、絶縁膜１２より上で半導体基板１１の裏面より下にくるように設定することが好ましい。
【００５９】
次に、図１７（ａ）に示すように、半導体基板１１をウエットエッチングすることで、半導体基板１１を絶縁膜１２上から除去する。
【００６０】
次に、図１７（ｂ）に示すように、樹脂層８０、８１の異方性エッチングを行うことで、ＭＥＭＳチップの周囲の樹脂層８０、８１を半導体ウェハ３１上から除去する。
【００６１】
次に、図１８（ａ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の段差が解消されるように、ＭＥＭＳチップ上およびＭＥＭＳチップの周囲の半導体ウェハ３１上に感光性樹脂層８２を形成する。なお、感光性樹脂層８２の材質としては、例えば、感光性ポリイミドを用いることができる。そして、感光性樹脂層８２の露光および現像を選択的に行うことにより、パッド電極３３ａの表面を露出させる開口部Ｋ４２および電極１５ｂの裏面上の絶縁膜１２を露出させる開口部Ｋ４３を感光性樹脂層８２に形成する。そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いることにより、電極１５ｂの裏面を露出させる開口部Ｋ４１を絶縁膜１２、１３に形成する。
【００６２】
次に、図１８（ｂ）に示すように、例えば、蒸着またはスパッタなどの方法を用いることにより、パッド電極３３ａの表面、電極１５ｂの裏面、開口部Ｋ４１〜Ｋ４３の側壁および感光性樹脂層８２の表面にシード層８３を形成する。そして、選択メッキ用のレジストパターン８４をシード層８３上に形成し、その選択メッキ用のレジストパターン８４をマスクとしてシード層８３上に電解メッキを行うことで、パッド電極３３ａの表面に接続された配線８５ａおよび配線８５ａに接続されたランド電極８６ａを感光性樹脂層８２上に形成するとともに、電極１５ｂの裏面に接続された配線８５ｂおよび配線８５ｂに接続されたランド電極８６ｂを感光性樹脂層８２上に形成する。
【００６３】
次に、図１９（ａ）に示すように、選択メッキ用のレジストパターン８４を除去した後、選択メッキ用のレジストパターン８７をシード層８３上に形成し、その選択メッキ用のレジストパターン８７をマスクとしてランド電極８６ａ、８６ｂ上に電解メッキを行うことで、ランド電極８６ａ、８６ｂ上に金属ピラー８８ａ、８８ｂをそれぞれ形成する。
【００６４】
次に、図１９（ｂ）に示すように、選択メッキ用のレジストパターン８７を除去した後、配線８５ａ、８５ｂおよびランド電極８６ａ、８６ｂから露出したシード層８３を除去することにより、配線８５ａ、８５ｂを電気的に分離する。
【００６５】
次に、図２０（ａ）に示すように、ポッティングまたはモールドなどの方法を用いることにより、金属ピラー８８ａ、８８ｂが覆われるようにして感光性樹脂層８２上に樹脂層８９を形成する。なお、樹脂層８９の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などを用いることができる。
【００６６】
次に、図２０（ｂ）に示すように、樹脂層８９の表面の研削を行うことにより、樹脂層８９を薄膜化し、金属ピラー８８ａ、８８の表面を露出させる。なお、樹脂層８９を薄膜化する方法としては、例えば、機械的な切削加工やサンドブラストを用いることができる。
【００６７】
次に、図２１に示すように、ランド電極８６ａ、８６ｂにそれぞれ接合された突出電極９０ａ、９０ｂをランド電極８６ａ、８６ｂ上にそれぞれ形成する。そして、突出電極９０ａ、９０ｂが形成された半導体ウェハ３１をダイシングすることにより、半導体ウェハ３１を半導体チップごとに個片化する。
【００６８】
ここで、ＭＥＭＳチップから半導体基板１１を除去してから、感光性樹脂層８２を半導体ウェハ３１上に形成し、ＭＥＭＳチップと半導体ウェハ３１との間の段差を解消させることにより、半導体基板１１を機械研削にて薄膜化する必要がなくなり、ＭＥＭＳチップに対するダメージを低減することができる。
【００６９】
なお、上述した実施形態では、１個のＩＣチップに対して１個のＭＥＭＳチップをフェースダウン実装する方法について説明したが、１個のＩＣチップに対して複数のＭＥＭＳチップをフェースダウン実装するようにしてもよい。
また、ＭＥＭＳチップがフェースダウン実装されるウェハは必ずしもＩＣウェハに限定されることなく、ＭＥＭＳウェハであってもよいし、配線だけが形成されたウェハであってもよいし、受動部品が形成されたウェハであってもよい。また、ＩＣウェハ上にフェースダウン実装されるＭＥＭＳチップは、ＳＯＩウェハを用いたＩＣチップであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図２】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図３】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図４】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図５】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図６】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図７】第１実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図８】第２実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図９】第２実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１０】第３実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１１】第４実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１２】第４実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１３】第４実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１４】第４実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１５】の第４実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１６】第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１７】第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１８】第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図１９】第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図２０】第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【図２１】第５実施形態に係るＭＥＭＳパッケージの製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００７１】
１１  半導体基板、１２、１３  絶縁膜、１４ａ、１４ｂ、３９ａ、３９ｂ、６９ａ、６９ｂ、８５ａ、８５ｂ  配線、１５ａ、１５ｂ、８６ａ、８６ｂ  電極、４０ａ、４０ｂ、７０ａ、７０ｂ  ランド電極、１６  可動部、１７、３２  層間絶縁膜、１８、１９  キャップ層、２０  有機塗布層、２１、３５  下地金属層、２２、３６、４２ａ、４２ｂ、５３ａ、５３ｂ、７２ａ、７２ｂ、９０ａ、９０ｂ  突出電極、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ１１〜Ｋ１６、Ｋ２１、Ｋ２２、Ｋ３３〜Ｋ３６、Ｋ４１〜Ｋ４５  開口部、３１  半導体ウェハ、３２  絶縁層、３３ａ、３３ｂ  パッド電極、３４  保護膜、３７、３８、５２、６７、６８、８０、８１、８９  樹脂層、４１、７１  ソルダーレジスト、５１ａ、５１ｂ、８８ａ、８８ｂ  金属ピラー、５４  スタッドバンプ、６０  導体バンプ、８２  感光性樹脂層、８３  シード層、８４、８７  レジストパターン
【図１】
2010120145.tif 000003
【図２】
2010120145.tif 000004
【図３】
2010120145.tif 000005
【図４】
2010120145.tif 000006
【図５】
2010120145.tif 000007
【図６】
2010120145.tif 000008
【図７】
2010120145.tif 000009
【図８】
2010120145.tif 000010
【図９】
2010120145.tif 000011
【図１０】
2010120145.tif 000012
【図１１】
2010120145.tif 000013
【図１２】
2010120145.tif 000014
【図１３】
2010120145.tif 000015
【図１４】
2010120145.tif 000016
【図１５】
2010120145.tif 000017
【図１６】
2010120145.tif 000018
【図１７】
2010120145.tif 000019
【図１８】
2010120145.tif 000020
【図１９】
2010120145.tif 000021
【図２０】
2010120145.tif 000022
【図２１】
2010120145.tif 000023