(57)【要約】【課題】  半導体ウエハの加工処理中にデバイス側に貼り合わせたガラス基板にクラックが入ると、そのクラックを経路として装置内部に処理用の薬液や大気中の不純物が侵入して、半導体装置に不具合が発生するおそれがあった。【解決手段】  本発明の半導体装置は、第１の配線３が形成された半導体基板上に接着剤を介して接着された支持体４と、前記第１の配線３に接続され、絶縁膜６を介して前記半導体基板裏面まで延在された第２の配線８と、前記第２の配線８上に保護膜１０が形成された半導体装置において、前記支持体４が樹脂製基板４ａとガラス基板４ｂとが積層されて成ることを特徴とするものである。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線が形成された半導体チップ上に接着剤を介して接着された支持体と、前記第１の配線に接続され、絶縁膜を介して前記半導体チップ裏面まで延在された第２の配線と、前記第２の配線上に保護膜が形成された半導体装置において、
前記支持体が第１の材質から成る第１の支持体と、前記第１の材質と異なる第２の材質から成る第２の支持体とが積層されて成ることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第１の配線が形成された半導体チップ上に接着剤を介して接着された第１の支持体と、
前記第１の支持体と材質が異なり、当該第１の支持体上に接着剤を介して接着された第２の支持体と、
前記半導体チップ裏面から前記第１の配線に接続され、絶縁膜を介して前記半導体チップ裏面まで延在された第２の配線と、
前記第２の配線上に形成された保護膜と、
前記保護膜の開口部を介して前記第２の配線に接続された導電端子とを具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第１の支持体が樹脂製基板で、前記第２の支持体がガラス基板であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
第１の配線が形成された半導体チップ上に接着剤を介して第１の支持体を接着する工程と、
前記第１の支持体上に当該第１の支持体と材質が異なる第２の支持体を接着する工程と、
前記第１の配線に接続され、絶縁膜を介して前記半導体チップ裏面にまで延在する第２の配線を形成する工程と、
前記第２の配線上に保護膜を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
第１の配線が形成された半導体チップ上に接着剤を介して第１の支持体を接着する工程と、
前記第１の支持体上に当該第１の支持体と材質の異なる第２の支持体を接着する工程と、
前記半導体チップ裏面から前記第１の配線を露出するように開口部を形成し、当該開口部を介して当該第１の配線に接続され、当該半導体チップ裏面にまで延在する第２の配線を形成する工程と、
前記第２の配線上に保護膜を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の支持体が樹脂製基板で、前記第２の支持体がガラス基板であることを特徴とする請求項４もしくは請求項５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記保護膜に形成した開口部を介して前記第２の配線に接続された導電端子を形成する工程を有することを特徴とする請求項４もしくは請求項５のいずれか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】
本発明はボール状の導電端子を有するＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型の半導体装置の歩留まり及び信頼性を高めるために有用な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パッケージ技術として、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）が注目されている。ＣＳＰとは、半導体チップの外形寸法とほぼ同サイズの外形寸法を有する小型パッケージをいう。従来より、ＣＳＰの一種として、ＢＧＡ型の半導体装置が知られている。このＢＧＡ型の半導体装置は、半田等の金属部材からなるボール状の導電端子をパッケージの一主面上に格子状に複数配列し、パッケージの他方の面上に形成される半導体チップと電気的に接続したものである。
【０００３】
そして、このＢＧＡ型の半導体装置を電子機器に組み込む際には、各導電端子をプリント基板上の配線パターンに圧着することで、半導体チップとプリント基板上に搭載される外部回路とを電気的に接続している。
【０００４】
このようなＢＧＡ型の半導体装置は、側部に突出したリードピンを有するＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）等の他のＣＳＰ型の半導体装置に比べて、多数の導電端子を設けることができ、しかも小型化できるという長所を有する。このＢＧＡ型の半導体装置は、例えば携帯電話機に搭載されるデジタルカメラのイメージセンサチップとしての用途がある。
【０００５】
図９は従来のＢＧＡ型の半導体装置の概略構成を成すものであり、図９（ａ）は、このＢＧＡ型の半導体装置の表面側の斜視図である。また、図９（ｂ）はこのＢＧＡ型の半導体装置の裏面側の斜視図である。
【０００６】
ＢＧＡ型の半導体装置１００は、第１及び第２のガラス基板１０４ａ、１０４ｂの間に半導体チップ１０１が樹脂１０５ａ、１０５ｂを介して封止されている。第２のガラス基板１０４ｂの一主面上、即ちＢＧＡ型の半導体装置１００の裏面上には、ボール状の端子（以下、導電端子１１１と称す）が格子状に複数配置されている。この導電端子１１１は、第２の配線１０９を介して半導体チップ１へと接続される。複数の第２の配線１０９には、それぞれ半導体チップ１０１の内部から引き出されたアルミニウム配線が接続されており、各導電端子１１１と半導体チップ１０１との電気的接続がなされている。
【０００７】
上述した技術は、以下の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特許公表２００２−５１２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述したような技術では、図１０に示すように半導体ウエハ１０１ａを支持する支持体としてガラス基板１０４ａを用いているため、前記ウエハ１０１ａの加工処理中にデバイス１１２側に貼り合わせたガラス基板１０４ａに欠け、ひび割れ（以下、クラック１１３と称す）が入ると、加工時において、そのクラック１１３を経路として半導体内部に処理用の薬液や大気中の不純物が侵入して、半導体装置に不具合が発生するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明の半導体装置は、第１の配線が形成された半導体チップ上に接着剤を介して接着された支持体と、前記第１の配線に接続され、絶縁膜を介して前記半導体チップ裏面まで延在された第２の配線と、前記第２の配線上に保護膜が形成された半導体装置において、前記支持体が第１の材質から成る第１の支持体と、前記第１の材質と異なる第２の材質から成る第２の支持体とが積層されて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、第１の配線が形成された半導体チップ上に接着剤を介して第１の支持体を接着する工程と、前記第１の支持体上に当該第１の支持体と材質の異なる第２の支持体を接着する工程と、前記第１の配線に接続され、前記半導体チップ裏面にまで延在する第２の配線を形成する工程と、前記第２の配線上に保護膜を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
そして、前記第１の支持体が樹脂製基板で、前記第２の支持体がガラス基板であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体チップを支持する支持体としてガラス基板と樹脂製基板を併用したことで、従来のようにガラス基板だけで構成されたもののようにガラス基板にクラックが入ることによる不具合の発生を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明による半導体装置及びその製造方法について、図１乃至図８を参照しながら説明する。
【００１４】
図１において、例えばシリコン等の半導体ウエハから成る半導体基板１ａを用意する。この半導体基板１ａは、例えばＣＣＤのイメージセンサや半導体メモリ等のデバイスを、半導体のプロセスにより形成したものである。そして、その表面上には第１の絶縁膜２を介して、後工程を経て、半導体チップ毎に分断するための境界Ｓ（ダイシングラインまたはスクライブラインと呼ばれる。）付近で、所定の間隙を有するように形成された第１の配線３を有している。ここで、第１の配線３は、アルミニウム、アルミニウム合金または銅等の金属膜から成り、半導体装置のボンディングパットを境界Ｓ付近まで拡張させたパッドである。即ち、第１の配線３は外部接続パッドであって、半導体装置の図示しない回路と電気的に接続されている。尚、本実施形態では、境界Ｓに所定間隔を有して一対の第１の配線３が形成されたものとして説明するが、本発明は境界Ｓを跨ぐように第１の配線となる金属膜が形成されたものを用いて、後工程で当該金属膜を分断して前述したような一対の第１の配線を構成するプロセスに適用しても良い。尚、第１の配線３は不図示の酸化膜等から成るパッシベーション膜により被覆されている。
【００１５】
続いて、第１の配線３が形成された半導体基板１ａ上に、支持体４を透明の接着剤を用いて接着する。尚、本実施形態では、接着剤としてエポキシ樹脂５を用いている。
【００１６】
ここで、前記支持体４は、プラスチック等の樹脂製基板４ａから成る第１の支持体と、ガラス基板４ｂとから成る第２の支持体とがエポキシ樹脂５を介して積層された構造となっている。
【００１７】
このように本発明の半導体装置に適用される支持体４は、樹脂製基板４ａを用いることで半導体基板１ａを加工処理している間におけるクラックの発生を防止できるため、従来のようにガラス基板だけで構成されたもののようにガラス基板にクラックが入ることで、そのクラックを経路として内部に処理用の薬液や大気中の不純物が侵入して、半導体装置に不具合が発生するといった問題を抑止でき、生産性を向上させることができる。
【００１８】
尚、ガラス基板へのクラックの発生を防止することで、薬液や大気中の不純物等のデバイス内部への侵入を抑止するという目的のためには、従来のガラス基板に代えて樹脂製基板４ａだけを使用してもよい。また、デバイス面側にガラス基板４ｂを接着させた後に、当該ガラス基板４ｂ上に樹脂製基板４ａを接着させる構成でもよい。
【００１９】
この場合、樹脂製基板４ａやガラス基板４ｂと貼り合わされる半導体基板１ａとの熱膨張係数の違いに起因する半導体基板１ａの反りの発生が小さくなるように採用する支持体の材質や各種支持体の組み合わせ、更には組み合わせる際の膜厚等を任意に調整すればよい。しかし、樹脂製基板はガラス基板に比べ柔らかいため表面への傷の発生に十分注意する必要があり、樹脂製基板だけであるとか、最外面が樹脂製基板である場合、例えばＣＣＤのイメージセンサ等の光のやり取りを行なうデバイスに対しては不向きである。そのため、上述したようにデバイス面側に樹脂製基板４ａを接着させた後に、当該樹脂製基板４ａ上にガラス基板４ｂを接着させる構成が好ましい。
【００２０】
その後、前記半導体基板１ａについて、支持体４を接着した面と反対側の面である半導体基板１の裏面をバックグラインドして、基板の厚さがおよそ１５０μｍ程度となるように薄くする。
【００２１】
図２において、前記半導体基板１ａについて支持体４と反対側の面にある半導体基板１ａの裏面に対して、第１の配線３の一部上方に開口部を設けた不図示のレジストパターンをマスクとして等方性エッチングを行い開口部Ｋ１を形成するとともに、各半導体チップ１に分断する。これにより、境界Ｓの部分で逆Ｖ字型の溝が形成され、第１の絶縁膜２が露出した状態となる。
【００２２】
図３において前記半導体チップ１を被覆するように、支持体４と反対側の面に対して、第２の絶縁膜６を形成する。本実施形態では、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてシランベースの酸化膜を３μｍ程度成膜する。
【００２３】
図４において、前記半導体チップ１において、ガラス基板４の反対側の面に不図示のレジストを塗布し、当該レジスト膜をマスクにして、第２の絶縁膜６、第１の絶縁膜２をエッチングして開口部Ｋ２を形成すると共に、前記第１の配線３の底面の一部を露出させる。
【００２４】
図５において、後工程を経て導電端子１１を形成する位置に対して垂直方向に見て重なる位置に柔軟性を有する緩衝部材７を形成する。尚、緩衝部材７は導電端子１１に加わる力を吸収し、導電端子１１の接合時のストレスを緩和する機能を持つものである。尚、本実施形態では、緩衝部材７の材質として有機系のレジスト膜を用いて、半導体チップ上に当該レジスト膜を形成し、当該レジスト膜をパターニング形成しているが、緩衝性を有する材料のものであれば良く、種々の材質のものが適用できる。更に言えば、本発明は緩衝部材７の不使用を制限するものではない。
【００２５】
次に、図６において、前記支持体４の反対側の面である半導体チップの裏面側に前記第２の絶縁膜６及び緩衝部材７を被覆するようにＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてアルミニウム、アルミニウム合金または銅等の金属膜を形成し、当該金属膜をパターニングして第２の配線８を形成する。これにより、図６に示すように第１の配線３と第２の配線８が電気的に接続される。
【００２６】
続いて、図７において、前記ガラス基板４の反対側の面に対して無電解メッキ処理を行い、第２の配線８上にＮｉ−Ａｕメッキ膜（不図示）を形成した後に、全面に保護膜１０を形成する。保護膜１０を形成するためには、支持体４の反対側の面を上に向けて、熱硬化性の有機系樹脂を上方から滴下し、半導体基板自体を回転させることで、この回転により生じる遠心力を利用し、当該有機系樹脂を基板面上に広げる。これにより、第２の配線８の表面に保護膜１０を形成することができる。尚、保護膜１０の形成は、上述したスピン塗布法に限らず、スプレー塗布法を用いても良い。このスプレー塗布法によれば、より膜厚の均一な保護膜１０を形成することができる。
【００２７】
その後、導電端子１１を形成する部分の保護膜１０をレジストマスクを用いたエッチングにより除去して開口部を形成し、その部分に導電端子１１を形成する。前記導電端子１１は、半田バンプや金バンプで作成する。特に、金バンプを用いる場合、導電端子１１の厚さを、１６０μｍから数μｍ〜数十μｍに減少させることができる。尚、本発明は導電端子１１の不使用を制限するものではなく、この場合、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型の半導体装置が構成される。
【００２８】
そして、図８において、境界Ｓに沿ってダイシングを行い、各々の半導体装置１３に分断する。
【００２９】
また、本実施形態では、境界Ｓを境にして一対の第１の配線３を有する半導体基板１ａに対して各第１の配線３を跨ぐように開口部Ｋ１，Ｋ２を形成し、当該開口部Ｋ１，Ｋ２を介して第１の配線３に接続される第２の配線８を形成しているが、本発明は上記構成のものに制限されるものではなく、例えば各第１の配線３に対して直接コンタクトする開口部を半導体基板１ａの裏面から形成し、当該開口部内に貫通電極を形成することで、前記第１の配線３に接続された第２の配線を形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９】従来の半導体装置を示す斜視図である。
【図１０】従来の半導体装置の製造方法の課題を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    半導体チップ
１ａ  半導体基板
２    第１の絶縁膜
３    第１の配線
４    支持体
４ａ  樹脂製基板
４ｂ  ガラス基板
５    樹脂
６    第２の絶縁膜
８    第２の配線
１０  保護膜
１１  導電端子
【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】
2006173198.tif 000009
【図８】
2006173198.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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