(57)【要約】【課題】  より信頼性の高い半導体装置の提供を提供する。【解決手段】  実施形態によれば、主面２ａ上に複数の電極２ｂを有する半導体素子２と、少なくとも半導体素子２の側面２ｃの一部を覆うように設けられた封止樹脂４と、半導体素子２の主面２ａ上と、半導体素子２の側面２ｃの一部と、封止樹脂４上に形成され、主面２ａ上の複数の電極２ｂを露出するように第１の開口部Ｈ１が設けられ、側面２ｃの一部にはフィレット部３ａを形成している第１の絶縁層３と、複数の電極２ｂと電気的に接続するように第１の開口部Ｈ１と、第１の絶縁層３上に設けられている配線層５と、配線層５の所定領域を囲むように第２の開口部Ｈ２が設けられ、第１の絶縁層３と、配線層５上に形成されている第２の絶縁層６とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面上に複数の電極を有する半導体素子と、
少なくとも前記半導体素子の側面の一部を覆うように設けられた封止樹脂と、
前記半導体素子の前記主面上と、前記半導体素子の前記側面の一部と、前記封止樹脂上とに形成され、前記主面上の前記複数の電極を露出するように第１の開口部が設けられ、前記側面の一部にはフィレット部を形成している第１の絶縁層と、
前記複数の電極と電気的に接続するように前記第１の開口部と、前記第１の絶縁層上に設けられている配線層と、
前記配線層の所定領域を囲むように第２の開口部が設けられ、少なくとも前記第１の絶縁層と、前記配線層上に形成されている第２の絶縁層と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁層は前記第１の絶縁層を覆い、前記封止樹脂に接するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記配線層は前記第１の絶縁層の一部を覆い、前記封止樹脂上に接するように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
支持部材上に固定材と、前記第１の開口部を有するようにパターニングされた前記第１の絶縁層とが順に形成されたものの上に前記半導体素子を配置し、前記半導体素子の前記側面にフィレット部を形成させる工程と、
少なくとも前記第１の絶縁層と前記半導体素子の側面上に前記封止樹脂を設ける工程と、
前記支持部材と前記固定材を剥離し、前記第１の開口部と前記第１の絶縁層上に前記配線層を設け、前記配線層の所定領域に前記第２の開口部を有し少なくとも前記第１の絶縁層と前記配線層上に前記第２の絶縁層を設ける工程と、
前記半導体素子ごとに個片化する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体素子を前記第１の絶縁層上に配置する際、前記第１の絶縁層は流動性を有する状態となるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体素子を前記第１の絶縁層上に配置する際、前記第１の絶縁樹脂のパターンを位置合わせの目印にして前記半導体素子を配置することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層に覆われるようにパターンが形成されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記配線層は前記第１の絶縁層の一部を覆い、前記封止樹脂上にも設けられていることを特徴とする請求項４乃至請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話やデジタルメディアプレーヤなどの製品の小型化が進んでいる。これに伴い、製品に搭載される半導体装置も小型化が求められている．そのため、近年ではＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる、半導体素子を樹脂封止した小型な半導体装置が作られるようになった。
【０００３】
しかし、半導体装置をマウントするための基板に形成される電極パッドや配線を設ける微細配線技術には限界があるため、小型の半導体装置を搭載することは困難であった。そのため、半導体素子の電極を再配線して電極ピッチを広くした構造であるファンアウト構造の半導体装置が必要とされている。
【０００４】
従来のファンアウト構造の半導体装置は、まず固定材が設けられた支持部材上に半導体素子をマウントし、そして半導体素子を樹脂封止する。そして、支持部材を剥離した後、半導体素子及び封止樹脂上に絶縁層を形成させ、配線層とソルダレジスト層を形成させ、個片化して製造してきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７２０２１０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配線層を形成する行程やソルダレジスト層を熱処理する際に、半導体素子及び封止樹脂と絶縁層との間に反りによる応力や熱膨張係数差による応力がかかる。しかし、従来の半導体装置では、半導体素子及び封止樹脂の面が略均一となっているため、半導体素子及び封止樹脂と絶縁層との十分な密着力が得られず、絶縁膜が剥離する可能性があった。そのため、半導体装置の信頼性を十分に確保することができなかった。
【０００７】
そこで本発明では、より信頼性の高い半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、実施形態の半導体装置は、主面上に複数の電極を有する半導体素子と、少なくとも半導体素子の側面の一部を覆うように設けられた封止樹脂と、半導体素子の主面上と、半導体素子の側面の一部と、封止樹脂上に形成され、主面上の複数の電極を露出するように第１の開口部が設けられ、側面の一部にはフィレット部を形成している第１の絶縁層と、複数の電極と電気的に接続するように第１の開口部と、第１の絶縁層上に設けられている配線層と、配線層の所定領域を囲むように第２の開口部が設けられ、第１の絶縁層と、配線層上に形成されている第２の絶縁層とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、実施形態の半導体装置の製造方法は、請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、支持部材上に固定材と、第１の開口部を有するようにパターニングされた第１の絶縁層とが順に形成されたものの上に半導体素子を配置し、半導体素子の側面にフィレット部を形成させる工程と、少なくとも第１の絶縁層と半導体素子上に前記封止樹脂を設ける工程と、支持部材と固定材を剥離し、第１の開口部と第１の絶縁層上に配線層を設け、配線層の所定領域に第２の開口部を有し少なくとも第１の絶縁層と配線層上に第２の絶縁層を設ける工程と、半導体素子ごとに個片化する工程とを備えたことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る半導体装置の断面図。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す模式断面図。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す模式断面図。
【図４】実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す模式断面図。
【図５】実施形態の応用例に係る半導体装置の断面図。
【図６】実施形態の応用例に係る半導体装置の断面図。
【図７】実施形態の応用例に係る半導体装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１２】
図１は実施形態に係る半導体装置の断面図を示す。実施形態に係る半導体装置１は、半導体素子２、絶縁層３、封止樹脂４、配線層５、ソルダレジスト６、そして接続部材７から構成されている。
【００１３】
半導体素子２は、主面２ａに複数の電極２ｂと、主面２ａ上に設けられ、複数の電極２ｂを囲むように設けられた絶縁部材２ｃが形成されている。絶縁部材２ｃは複数の電極２ｂが通電した際に、隣り合う電極２ｂと通電することを抑制するために設けられている。なお、本実施形態では絶縁部材２ｃは複数の電極２ｂを囲むように設けているが、これに限られることはなく、複数の電極２ｂの一部を覆い、複数の電極２ｂを露出して囲むように設けてもよい。
【００１４】
また、半導体素子２は、四角柱形状であり、ロジック型のＬＳＩ素子やダイオード等のディスクリート半導体、またメモリ素子などどの素子を用いている。なお、本実施形態では四角柱形状の半導体素子を用いているが、多角柱形状や円柱形状でもどのような形状でもよい。
【００１５】
絶縁層３（第１の絶縁層）は、半導体素子２の主面２ａと略垂直に交わるように設けられている側面２ｄの一部をフィレット部３ａが覆うように設けられている。フィレット部３ａは、側面２ｄの一部に、絶縁層３が這い上がるように設けられており、絶縁部材２ｃを覆い、側面２ｄの一部を覆うように設けられている。
【００１６】
また、絶縁層３は、少なくとも半導体素子２の絶縁部材２ｃ上に形成され、複数の電極２ｂを露出するように設けられており、第１の開口部Ｈ１が形成されている。すなわち、絶縁層３の第１の開口部Ｈ１は、後述する配線層５が電気的に接続可能となるように設けられている。なお、本実施形態では絶縁層３は複数の電極２ｂを囲むように設けられているが、これに限られることはない。複数の電極２ｂを露出するように設けられていればよいため、例えば複数の電極２ｂの一部と接するように設けられていてもよい。
【００１７】
そして、絶縁部材２ｃ上に形成された絶縁層３はフィレット部３ａと連続して設けられている。
【００１８】
このように、絶縁層３を半導体素子２の側面２ｄの一部を覆うように設けることにより、半導体素子２及び封止樹脂４との接着面積を増やすことが可能となり、密着力を増加させる事が可能となる。そのため、絶縁層３の剥離を抑制させることが可能となる。
【００１９】
絶縁層３の材質としては、本実施形態ではポリイミドを含むものを用いているが、これに限られることはなく、複数の電極２ｂ間を絶縁することが出来る材質であればどのような材質でも良い。
【００２０】
封止樹脂４は、半導体素子２の主面と対向する面と、側面２ｄの一部、そして絶縁層３上に設けられている。封止樹脂４の材質としては例えばエポキシ樹脂等を用いることができるが、これに限られることはない。
【００２１】
配線層５は、半導体素子２の複数の電極２ｂにそれぞれ接続するように設けられており、絶縁層３の第１の開口部Ｈ１を充填するように形成されている。また、配線層５は、絶縁層３の封止樹脂４が形成されている側に対して反対側上に略均一の厚みとなるように形成されている。そして、第１開口部Ｈ１と電気的に接続するように設けられている。配線層５の材質としては、例えばＣｕやＡｌ等の導電性の金属材料を用いている。
【００２２】
ソルダレジスト６（第２の絶縁層）は、配線層５上に形成する接続部材７の領域を囲み、絶縁層３と配線層５上に設けている。ソルダレジスト６の材質としてはポリイミドを含むものを用いているが、これに限られることはない。
【００２３】
接続部材７は、ソルダレジスト６の第２の開口部Ｈ２に形成し、配線層５と電気的に接続可能に設けられている。本実施形態では、はんだボールを設けているがこれに限られることはなく、導電性の金属を設けていればどのようなものを設けてもよい。
【００２４】
次に、図２乃至図４を参照して、実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、複数の電極２ｂが形成され、複数の電極２ｂを露出して囲むように絶縁部材２ｃが設けられたウェハＷを用意する。そして、図２（ｂ）に示すように、ウェハＷを第１の支持部材１０上に配置し、ダイシングブレードＤによってウェハＷを個片化し、半導体素子２を形成する。第１の支持部材１０は、本実施形態ではダイシングテープ等のシートを用いているが、これに限られることはなく、ダイシング可能な部材であればどのようなものを用いてもよい。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、第２の支持部材１１上に粘着性を有する固定材１２を形成させ、更にその上に絶縁層３を形成させる。絶縁層３を形成する際には、半導体素子２の電極２ｂが形成される位置に第１の開口部Ｈ１が形成されるようにパターニングする。
【００２７】
また、絶縁層３を設ける際には、所望のパターンに応じてプリント印刷により形成してもよく、例えばポリイミドなどの感光性樹脂を使用してリソグラフィによりパターンを形成しても良い。
【００２８】
更に、絶縁層３を形成する際には、半導体素子２を搭載した際に半導体素子２の側面２ｄへ這い上がらせることが可能となるように設ける。すなわち、完全に硬化させず、半硬化状態にしておくことが望ましい。なお、半硬化状態でなくとも流動性を有する状態で、這い上がることが可能な状態であればどのような状態であってもよい。
【００２９】
第２の支持部材１１の材質としては、ガラス類、金属類、Ｓｉなど、どのような材質でも構わないが、以降の工程でマウントされる半導体素子２や封止樹脂４を設ける際に反り等が発生するため、それを抑制する程度の厚みと剛性を有するものを用いるのが望ましい。
【００３０】
固定材１２は、以降の工程で固定材１２及び第２の支持部材１１を剥離するため、例えば熱処理や露光処理により粘着力が低下し、剥離可能となるような材質のものを用いる。また、本実施形態では、固定材１２として例えば両面粘着シートを用いているが、これに限られることはなく、接着材やワックス等を用いても良い。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示すように、半導体素子２を絶縁層３上にマウントする。この際、絶縁層３の第１の開口部Ｈ１に半導体素子２の電極２ｂを位置合わせして、例えばマウンタを用いてマウントさせる。なお、本実施形態ではマウンタを用いてマウントさせているが、これに限られることはない。
【００３２】
また、半導体素子２をマウントする際に、開口部Ｈ１を位置合わせ用の目印としてマウントしてもよい。なお、第１の開口部Ｈ１以外のパターンが形成している場合は、そのパターンを位置合わせ用の目印としてマウントさせてもよい。これにより、半導体素子２を設ける際に搭載位置の精度を向上させることが可能となる。その結果、以降の工程での位置ずれを小さくすることが可能となる。そして、精度が高く、信頼性の高い半導体装置１を製造することが可能となる。
【００３３】
半導体素子２をマウントさせると、絶縁層３が半導体素子２の側面２ｄを這い上がり、フィレット部３ａを形成する。
【００３４】
マウントする半導体装置の間隔としては、最終的な半導体装置のサイズに応じて、所定の間隔となるように並べて搭載する。例えば、１ｍｍ□の半導体素子２を用いて２ｍｍ□のパッケージを作製したい場合は、半導体素子２を２ｍｍ□の間隔をあけて搭載するとよい。
【００３５】
次に、図２（ｅ）に示すように、半導体素子２及び絶縁層３上に封止樹脂４を設け、樹脂封止し、封止樹脂４を加熱硬化させる。封止樹脂４を設ける際には、印刷法や圧縮成型法等によりモールドして形成させる。
【００３６】
封止樹脂４を設ける際には、単に固定材１２上に絶縁層３を介して半導体素子２を設けた場合、樹脂流動により半導体素子２にせん断応力が負荷されるため、半導体素子２の位置ずれやはがれが生じる可能性があるため、適切な条件（加圧力、速度等）で実施する必要がある。しかし、本実施形態では半導体素子２の側面２ｄに絶縁層３のフィレット部３ａが形成されているため、密着力が高まり、固定された状態となっているため、位置ずれやはがれを抑制することが可能となる。そのため、位置精度高く形成することが出来、また信頼性の高い製品を製造することが可能となる。更に、適切な条件の範囲も広くすることが可能となり、より容易に製造しやすくなる。
【００３７】
封止樹脂４を加熱硬化させる際、半硬化状態の絶縁層３も同時に加熱硬化させることが出来る。なお、封止樹脂４を設ける前に絶縁層３を加熱硬化させてもよい。
【００３８】
次に、図３（ｆ）に示すように、第２の支持部材１１と固定材１２を剥離させる。剥離させる際には、使用した固定材１２の材質に応じて加熱や露光を行うことにより剥離させる。
【００３９】
その後、図３（ｇ）に示すように、配線層５を第１の開口部Ｈ１と絶縁層３上に形成させる。配線層５を形成する際には、例えばめっき処理等により形成させる。
【００４０】
そして、図３（ｈ）に示すように、絶縁層３と配線層５上にソルダレジスト６を形成させ、加熱硬化させる。ソルダレジスト６を設ける際には、接続部材７を設ける領域を囲むように第２の開口部Ｈ２を形成するように設ける。また、ソルダレジスト６を設ける際にはプリント印刷等により形成させてもよく、また第２の開口部Ｈ２を形成する際にはマスクを用いて形成してもよく、リソグラフィ等を用いて形成させてもよい。
【００４１】
次に、図４（ｉ）に示すように、第２の開口部Ｈ２に接続部材７を設ける。本実施形態でははんだボールを設けているが、これに限られることはなく、導電性金属から形成された金属ボールでもよく、またボール形状でなくてもよく、基板上に半導体装置１を設けられる形状であればよい。
【００４２】
最後に、図４（ｊ）に示すように、半導体素子２ごとにダイシングブレードＤにより個片化させ、半導体装置１を形成させる。
【００４３】
以上、本実施形態によれば、絶縁層３のフィレット部３ａが半導体素子２の側面２ｄへと這い上がるように設けられていることにより、位置ずれやはがれを抑制することが可能となる。そのため、位置精度高く形成することが出来、また信頼性の高い製品を製造することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態では、絶縁層３は封止樹脂４とソルダレジスト６を隔てるように形成されているがこれに限られることはない。例えば、図５に示すように、絶縁層３のパターン形状がソルダレジスト６に覆われるように設けられ、封止樹脂４とソルダレジスト６とが接するように形成してもよい。この場合、絶縁層３と封止樹脂４の界面が外部へと露出しないため、剥離を更に抑制する効果を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、絶縁層３が、配線層５のパターン面積よりも大きくなるように設けられているがこれに限られることはない。例えば、図６に示すように、配線層５が絶縁層３の一部を覆い、封止樹脂４と接するように設けられてもよい。これにより、配線層５を封止樹脂４と密着するため、絶縁層３の剥離を更に抑制することができる。
【００４６】
更に、本実施形態では、半導体素子２の主面２ａと対向する面側が封止樹脂４によって覆われているが、これに限られることはない。例えば、図７に示すように、露出するように設けられていてもよい。この場合、封止樹脂４を設ける際に、ＢＳＧ（Ｂａｃｋ  Ｓｉｄｅ  Ｇｒｉｎｄ）によって封止樹脂４を切削し、露出させることにより形成することが出来る。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１…半導体装置
２…半導体素子
２ａ…主面
２ｂ…電極
２ｃ…絶縁部材
２ｄ…側面
３…絶縁層（第１の絶縁層）
３ａ…フィレット部
４…封止樹脂
５…配線層
６…ソルダレジスト（第２の絶縁層）
７…接続部材
１０…第１の支持部材
１１…第２の支持部材
１２…固定材
Ｗ…ウェハ
Ｄ…ダイシングブレード
Ｈ１…第１の開口部
Ｈ２…第２の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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