特開 2024-135306 半導体装置、半導体装置を作製する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135306

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】半導体装置、半導体装置を作製する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20240927BHJP

   H01L 21/3205 20060101ALI20240927BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 501C

H01L21/88 T

H01L21/90 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045929

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】比恵島 将平

【テーマコード（参考）】

5F033

【Ｆターム（参考）】

5F033HH11

5F033JJ01

5F033JJ11

5F033KK08

5F033PP27

5F033PP28

5F033PP33

5F033QQ08

5F033QQ47

5F033RR04

5F033RR06

5F033RR21

5F033RR22

5F033SS22

5F033TT04

5F033VV07

5F033XX19

(57)【要約】

【課題】反りを低減可能なＣＳＰ構造を有する半導体装置１１、及び半導体装置を製造する方法１００を提供する。
【解決手段】半導体装置１１は、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられた薄膜金属電極１５、薄膜金属電極１５の縁を覆う薄膜樹脂層２１、薄膜金属電極１５上に位置すると共に銅を備える厚膜金属体１７、厚膜金属体１７の側面を覆う厚膜樹脂体１９、並びに第１主面１３ｂ上に設けられた第１膜２３及び第２主面１３ｃ上に設けられた第２膜２５の少なくとも一方を含む構造体２４を備え、厚膜金属体１７、薄膜金属電極１５、及び支持体ベース１３は、第１軸Ａｘ１の方向に配置され、厚膜金属体１７の上面１７ｃ及び厚膜樹脂体１９の上面１９ｃは、第１軸Ａｘ１に交差する基準面ＲＥＦに沿って延在し、第１膜２３の熱膨張係数は、厚膜樹脂体１９の熱膨張係数と支持体ベース１３の半導体の熱膨張係数との間にある。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面及び前記第１主面の反対側の第２主面と有すると共に半導体を備える支持体ベースと、
前記支持体ベースの前記第１主面の上に設けられた少なくとも１つの薄膜金属電極と、
前記薄膜金属電極の上に第１開口を有すると共に前記薄膜金属電極の縁を覆う薄膜樹脂層と、
前記薄膜金属電極及び前記薄膜樹脂層の上に位置すると共に銅を備える金属膜を含む少なくとも１つの厚膜金属体と、
前記厚膜金属体の側面を覆うと共に前記支持体ベースの前記第１主面の上に設けられた厚膜樹脂体と、
前記支持体ベースの前記第１主面の少なくとも一部分の上に設けられた第１膜及び前記支持体ベースの前記第２主面の少なくとも一部分の上に設けられた第２膜の少なくとも一方を含む構造体であって、前記第１膜は前記薄膜樹脂層と前記厚膜樹脂体との間に設けられ、前記支持体ベースは前記第２膜と前記厚膜樹脂体との間に設けられる、構造体と、
を備え、
前記厚膜金属体、前記薄膜金属電極、及び前記支持体ベースは、第１軸の方向に配置され、
前記厚膜金属体の上面及び前記厚膜樹脂体の上面は、前記第１軸に交差する基準面に沿って延在し、
前記厚膜金属体の厚さは、前記薄膜金属電極の厚さより大きく、
前記厚膜樹脂体の厚さは、前記薄膜樹脂層の厚さより大きく、
前記第１膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数と前記半導体の熱膨張係数との間にあり、
前記第２膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数より小さい、
半導体装置。

【請求項2】

前記薄膜金属電極は、１又は複数のパッド電極を含み、
前記厚膜金属体は、前記パッド電極に接続された１又は複数の金属柱を含み、
前記支持体ベースの前記第１主面は、前記金属柱を搭載する第１エリア、及び前記厚膜樹脂体を搭載する第２エリアを含み、
前記第１エリアの面積は、前記第２エリアの面積より大きい、
請求項１に記載された半導体装置。

【請求項3】

前記厚膜金属体は、前記薄膜樹脂層の前記第１開口において前記薄膜金属電極の上面の全てを覆い、
前記薄膜金属電極の前記上面の面積は、前記薄膜樹脂層の上面の面積より大きい、
請求項１に記載された半導体装置。

【請求項4】

前記薄膜樹脂層は、前記薄膜樹脂層の前記第１開口の総面積が前記薄膜樹脂層の上面の総面積より大きい、単一の連結領域である、
請求項１に記載された半導体装置。

【請求項5】

前記第１膜は、シリコン及び窒素を含む無機絶縁体を含む、
請求項１に記載された半導体装置。

【請求項6】

前記第２膜は、シリコン及び窒素を含む無機絶縁体を含む、
請求項１に記載された半導体装置。

【請求項7】

第１主面及び前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面において半導体素子を含む複数の区画の配列とを有すると共に、半導体を含むベース基板を準備することと、
前記ベース基板の前記区画の各々において前記第１主面の上に薄膜金属電極を形成することと、
前記ベース基板の前記区画の各々において前記第１主面の上に薄膜樹脂層を形成することであって、前記薄膜樹脂層は前記薄膜金属電極の上に第１開口を有すると共に前記薄膜金属電極の縁を覆う、薄膜樹脂層を形成することと、
第１膜及び第２膜の少なくとも一方を含む構造体を形成することであって、前記第１膜は、前記ベース基板の前記第１主面の前記薄膜樹脂層の上に形成され、前記第２膜は前記ベース基板の前記第２主面の上に形成される、構造体を形成することと、
銅を備える金属膜を含む金属厚膜を前記ベース基板の前記区画の各々において前記第１主面の上に形成することであって、前記金属厚膜は、前記薄膜金属電極の上に位置すると共に前記薄膜樹脂層の前記第１開口を介して前記薄膜金属電極に接続される、金属厚膜を形成することと、
前記ベース基板の前記区画の各々の前記第１主面の上に樹脂厚膜を形成することであって、前記樹脂厚膜は前記金属厚膜の上面及び側面を覆う、樹脂厚膜を形成することと、
構造体を形成した後に、前記樹脂厚膜及び前記金属厚膜を研削して、前記樹脂厚膜及び前記金属厚膜からそれぞれ厚膜樹脂体及び厚膜金属体を形成することと、
を備え、
前記厚膜金属体、前記薄膜金属電極、及び前記ベース基板は、第１軸の方向に配置され、
前記厚膜金属体の上面及び前記厚膜樹脂体の上面は、前記第１軸に交差する基準面に沿って延在し、
前記厚膜金属体の厚さは、前記薄膜金属電極の厚さより大きく、
前記厚膜樹脂体の厚さは、前記薄膜樹脂層の厚さより大きく、
前記第１膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数と前記半導体の熱膨張係数との間であり、
前記第２膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数より小さい、
半導体装置を作製する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、半導体装置を作製する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ウエハを分割することによって得られる半導体装置の曲げを最小限に抑えることを開示する。この製造方法は、第一貼着工程、薄化工程、分割工程、第二貼着工程、剥離工程とを含む。第一貼着工程では、第一主面に集積回路が形成されたウエハの第一主面に支持板を貼着する。薄化工程では、第一貼着工程後に、ウエハの第二主面の研磨又は研削を行うことによってウエハを薄化する。分割工程では、薄化工程と同時に又は薄化工程後に、ウエハを複数のチップ本体部に分割する。第二貼着工程では、分割工程後に、複数の補強層を複数のチップ本体部１０の第二主面にそれぞれ貼着する。剥離工程では、第二貼着工程後に支持板を剥離する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１４６３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＣＳＰ構造（チップサイズパッケージ、又はチップスケールパッケージ）のための半導体装置の製造方法では、製造プロセス中におけるウエハの反りは、様々なプロセスにおいて障害になり得る。

【0005】

これまでのＣＳＰ構造では、大型の半導体チップの反り低減に着目されてきた。しかしながら、反りは、半導体チップのサイズだけでなく、半導体チップ内のＣＳＰ構造に係る電極の大きさに関連付けられる。

【0006】

本発明は、反りを低減可能なＣＳＰ構造を有する半導体装置、及び半導体装置を製造する方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１態様に係る半導体装置は、第１主面及び前記第１主面の反対側の第２主面と有すると共に半導体を備える支持体ベースと、前記支持体ベースの前記第１主面の上に設けられた少なくとも１つの薄膜金属電極と、前記薄膜金属電極の上に第１開口を有すると共に前記薄膜金属電極の縁を覆う薄膜樹脂層と、前記薄膜金属電極及び前記薄膜樹脂層の上に位置すると共に銅を備える金属膜を含む少なくとも１つの厚膜金属体と、前記厚膜金属体の側面を覆うと共に前記支持体ベースの前記第１主面の上に設けられた厚膜樹脂体と、前記支持体ベースの前記第１主面の少なくとも一部分の上に設けられた第１膜及び前記支持体ベースの前記第２主面の少なくとも一部分の上に設けられた第２膜の少なくとも一方を含む構造体であって、前記第１膜は前記薄膜樹脂層と前記厚膜樹脂体との間に設けられ、前記支持体ベースは前記第２膜と前記厚膜樹脂体との間に設けられる、構造体と、を備え、前記厚膜金属体、前記薄膜金属電極、及び前記支持体ベースは、第１軸の方向に配置され、前記厚膜金属体の上面及び前記厚膜樹脂体の上面は、前記第１軸に交差する基準面に沿って延在し、前記厚膜金属体の厚さは、前記薄膜金属電極の厚さより大きく、前記厚膜樹脂体の厚さは、前記薄膜樹脂層の厚さより大きく、前記第１膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数と前記半導体の熱膨張係数との間であり、前記第２膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数より小さい。

【0008】

本発明の第２態様に係る半導体装置を作製する方法は、第１主面及び前記第１主面の反対側の第２主面と、前記第１主面において半導体素子を含む複数の区画の配列とを有すると共に、半導体を含むベース基板を準備することと、前記ベース基板の前記区画の各々において前記第１主面の上に薄膜金属電極を形成することと、前記ベース基板の前記区画の各々において前記第１主面の上に薄膜樹脂層を形成することであって、前記薄膜樹脂層は前記薄膜金属電極の上に第１開口を有すると共に前記薄膜金属電極の縁を覆う、薄膜樹脂層を形成することと、第１膜及び第２膜の少なくとも一方を含む構造体を形成することであって、前記第１膜は、前記ベース基板の前記第１主面の前記薄膜樹脂層の上に形成され、前記第２膜は前記ベース基板の前記第２主面の上に形成される、構造体を形成することと、銅を備える金属膜を含む金属厚膜を前記ベース基板の前記区画の各々において前記第１主面の上に形成することであって、前記金属厚膜は、前記薄膜金属電極の上に位置すると共に前記薄膜樹脂層の前記第１開口を介して前記薄膜金属電極に接続される、金属厚膜を形成することと、前記ベース基板の前記区画の各々の前記第１主面の上に樹脂厚膜を形成することであって、前記樹脂厚膜は前記金属厚膜の上面及び側面を覆う、樹脂厚膜を形成することと、構造体を形成した後に、前記樹脂厚膜及び前記金属厚膜を研削して、前記樹脂厚膜及び前記金属厚膜からそれぞれ厚膜樹脂体及び厚膜金属体を形成することと、を備え、前記厚膜金属体、前記薄膜金属電極、及び前記ベース基板は、第１軸の方向に配置され、前記厚膜金属体の上面及び前記厚膜樹脂体の上面は、前記第１軸に交差する基準面に沿って延在し、前記厚膜金属体の厚さは、前記薄膜金属電極の厚さより大きく、前記厚膜樹脂体の厚さは、前記薄膜樹脂層の厚さより大きく、前記第１膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数と前記半導体の熱膨張係数との間であり、前記第２膜の熱膨張係数は、前記厚膜樹脂体の熱膨張係数より小さい。

【発明の効果】

【0009】

上記態様によれば、反りを低減可能なＣＳＰ構造を有する半導体装置、及び半導体装置を製造する方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る半導体装置を概略的に示す平面図である。

【図2】図２は、図１に示されたＩＩ－ＩＩ線に沿って取られた断面において、本実施形態に係る半導体装置を示す図面である。

【図3】図３は、図１に示されたＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って取られた断面において、本実施形態に係る半導体装置を示す図面である。

【図4】図４は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図7】図７は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図9】図９は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図10】図１０は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図11】図１１は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法におけるあるステップを示す断面図である。

【図12】図１２は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法における主要なステップを示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明を実施するための各実施の形態について説明する。

【0012】

図１は、本実施形態に係る半導体装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示されたＩＩ－ＩＩ線に沿って取られた断面において、本実施形態に係る半導体装置を示す図面である。図３は、図１に示されたＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って取られた断面において、本実施形態に係る半導体装置を示す図面である。図２及び図３の断面におけるハッチングは省略されている。

【0013】

図１、図２及び図３を参照すると、半導体装置１１は、ＣＳＰ構造を有する。具体的には、半導体装置１１は、半導体（例えばシリコンといったＶＩ族半導体）を備える支持体ベース１３、少なくとも１つの薄膜金属電極１５、少なくとも１つの厚膜金属体１７、厚膜樹脂体１９、薄膜樹脂層２１、並びに第１膜２３及び第２膜２５の少なくとも一方を含む構造体２４を含む。

【0014】

半導体装置１１は、支持体ベース１３内に設けられた１又は複数の半導体素子３１（例えば、トランジスタといった能動素子）を有することができる。また、半導体装置１１は、薄膜金属電極１５と半導体素子３１との間に設けられた絶縁構造３３を含むことができる。半導体素子３１の少なくとも１つは、絶縁構造３３の開口を介して少なくとも１つの厚膜金属体１７に電気的に接続されることができる。絶縁構造３３は、例えば１又は複数の絶縁膜を含み、この絶縁膜は、シリコン系無機絶縁膜または樹脂膜を含むことができる。

【0015】

支持体ベース１３は、第１主面１３ｂ、及び第１主面１３ｂの反対側の第２主面１３ｃ有する。第１主面１３ｂは、素子エリア１３ｄ及び周辺エリア１３ｅを有する。素子エリア１３ｄは、半導体素子３１を含み、また厚膜樹脂体１９、薄膜金属電極１５及び厚膜金属体１７を搭載する。周辺エリア１３ｅは、厚膜樹脂体１９を搭載する。薄膜金属電極１５及び厚膜金属体１７は、周辺エリア１３ｅから離れている。周辺エリア１３ｅは素子エリア１３ｄを囲む。本実施例では、周辺エリア１３ｅと素子エリア１３ｄとの例示的な境界が、薄膜樹脂層２１の外縁に置かれている。しかしながら、境界の位置は、この例示に限定されない。

【0016】

薄膜金属電極１５は、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられ、具体的には、少なくとも１つの半導体素子３１に電気的に接続されることができる。薄膜金属電極１５は、例えばアルミニウムを含むことができる。

【0017】

厚膜金属体１７は、薄膜金属電極１５及び薄膜樹脂層２１の上に位置する。厚膜金属体１７は、銅を備える金属膜を含むことができる。厚膜金属体１７は、例えば銅メッキ膜及びメッキのためのシード層を含むことができる。

【0018】

厚膜樹脂体１９は、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられ、また厚膜金属体１７の側面１７ｂを覆う。厚膜樹脂体１９は、エポキシ樹脂を含むことができる。

【0019】

薄膜樹脂層２１は、１又は複数の第１開口２２ｂ、２２ｃを有し、第１開口（２２ｂ、２２ｃ）の各々は、薄膜金属電極１５の上に位置する。一実施例では、薄膜金属電極１５の縁１６ｂを覆うことができ、薄膜樹脂層２１は、厚膜金属体１７が素子エリア１３ｄの薄膜金属電極１５の下地構造に到達することを妨げる。薄膜樹脂層２１は、ポリイミド樹脂を含むことができる。

【0020】

支持体ベース１３、薄膜金属電極１５、及び厚膜金属体１７は、第１軸Ａｘ１の方向に配置される。厚膜金属体１７の上面１７ｃ及び厚膜樹脂体１９の上面１７ｃは、第１軸Ａｘ１に交差する基準面ＲＥＦに沿って延在することができ、厚膜金属体１７の上面１７ｃと厚膜樹脂体１９の上面１９ｃとの間のレベル差は実質的にない。

【0021】

構造体２４の第１膜２３は、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの少なくとも一部分の上に設けられることができ、また構造体２４の第２膜２５は、支持体ベース１３の第２主面１３ｃの少なくとも一部分の上に設けられることができる。第１膜２３は、第１膜２３の第２開口２３ｂの総面積が第１膜２３の上面の総面積より大きい単一の連結領域である。本実施例では、第１膜２３は、周辺エリア１３ｅと素子エリア１３ｄとの境界を越えて外側に延び、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの縁に到達することができる。また、第２膜２５は、第２主面１３ｃにおいて素子エリア１３ｄと周辺エリア１３ｅとの境界を越えて外側に延び、支持体ベース１３の第２主面１３ｃの縁に到達することができる。

【0022】

構造体２４は、第１膜２３及び第２膜２５の一方、又は両方を含むことができる。例示的な構造体２４では、第１膜２３は、厚膜樹脂体１９と薄膜樹脂層２１との間に設けられることができ、また支持体ベース１３は、厚膜樹脂体１９と第２膜２５との間に設けられることができる。

【0023】

第１膜２３は、素子エリア１３ｄにおいて、支持体ベース１３及び薄膜樹脂層２１から厚膜樹脂体１９を離す。第２膜２５は、支持体ベース１３の第２主面１３ｃに沿って延在する。本実施例では、第２膜２５は、第２主面１３ｃの全体にわたって設けられており、しかしながら、本実施形態は、この配置に限定されず、第２主面１３ｃの主要な部分に設けられることができる。

【0024】

厚膜金属体１７の厚さＤ１７は、薄膜金属電極１５の厚さＤ１５より大きく、厚膜樹脂体１９の厚さＤ１９は、薄膜樹脂層２１の厚さＤ２１より大きい。

【0025】

本実施例では、第１膜２３は、厚膜樹脂体１９の熱膨張係数と支持体ベース１３の半導体の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有することができる。第２膜２５は、厚膜樹脂体１９の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有することができる。

【0026】

半導体装置１１によれば、厚膜金属体１７の厚さＤ１７が薄膜金属電極１５の厚さＤ１５より大きく、厚膜樹脂体１９の厚さＤ１９が薄膜樹脂層２１の厚さＤ２１より大きい。この半導体装置１１は、厚膜金属体１７の上面１７ｃ及び厚膜樹脂体１９の上面１９ｃが基準面ＲＥＦに沿って延在して、チップサイズパッケージのための構造（例えば、ＣＳＰ構造）を提供できる。この構造において、第１膜２３及び第２膜２５の少なくとも一方を含む構造体２４は、厚膜金属体１７及び厚膜樹脂体１９からの応力による支持体ベース１３の反りを低減できる。

【0027】

また、第１膜２３の熱膨張係数が、厚膜樹脂体１９の熱膨張係数と支持体ベース１３の半導体の熱膨張係数との間であって、これにより、厚膜金属体１７及び厚膜樹脂体１９から支持体ベース１３への引っ張り応力を低減できる。

【0028】

さらに、第２膜２５に厚膜樹脂体１９の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を提供すると、第２膜２５の熱膨張係数を、厚膜樹脂体１９の熱膨張係数を基準にして支持体ベース１３の熱膨張係数に近くできる。これ故に、第２膜２５は、支持体ベース１３の反りを低減するように作用する。

【0029】

第１膜２３は、シリコン及び窒素を含む無機絶縁体、例えばＳｉＮを含むことができる。また、第２膜２５は、シリコン及び窒素を含む無機絶縁体、例えばＳｉＮを含むことができる。

【0030】

これらの膜（２３、２５）は、樹脂体を含む下地構造の上に、その成膜温度が下地構造の耐熱温度を超えないように形成されることができる。構造体２４は、下地構造の耐熱温度を超えない成膜温度で堆積可能なシリコン系無機酸化膜、及び／又はシリコン系無機酸窒化膜を含むことができる。

【0031】

構造体２４では、具体的には、第１膜２３は、第２開口２３ｂを有し、第２開口２３ｂは、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃ及び薄膜金属電極１５の上に位置する。厚膜金属体１７は、第１膜２３の第２開口２３ｂを介して薄膜金属電極１５に接続され、本実施例では、厚膜金属体１７は、薄膜金属電極１５及び薄膜樹脂層２１の上に位置する。第１膜２３は、支持体ベース１３と厚膜樹脂体１９との間において、第１膜２３の第２開口２３ｂの縁から支持体ベース１３の縁１３ｈに向けて延在する。

【0032】

この半導体装置１１によれば、第１膜２３は、第１膜２３の第２開口２３ｂの縁から支持体ベース１３の縁１３ｈに向けて支持体ベース１３に沿って延在して、厚膜金属体１７の底部をその周囲において囲むように設けられる。第１膜２３は、支持体ベース１３と厚膜樹脂体１９との間において支持体ベース１３のコプラナリティを維持するように作用する。

【0033】

本実施例では、第２膜２５は、第２主面１３ｃの縁又は縁の近傍、例えば縁から離れた位置から第２主面１３ｃに沿って第２主面１３ｃの中心に向けて延在することができる。

【0034】

この半導体装置１１によれば、第２膜２５は、支持体ベース１３の第２主面１３ｃに沿って延在して、支持体ベース１３のコプラナリティを維持するように作用する。

【0035】

図１を参照すると、４つの厚膜金属体１７が設けられると共に、これらの間に厚膜樹脂体１９が設けられて、ＣＳＰ構造が提供される。例示的な半導体装置１１では、厚膜金属体１７の各々は、単一の第１開口２２ｂ及び単一の第２開口２３ｂを介して、下に横たわる薄膜金属電極１５に接続される。例示的な半導体装置１１では、厚膜金属体１７によって支持体ベース１３に加えられる潜在的な応力は、厚膜金属体１７の上面１７ｃの面積だけでなく、厚膜金属体１７の体積に関連付けられる。厚膜金属体１７が支持体ベース１３において占める割合（以下、「充填率」と称する）は、例えばウエハプロセスにおけるウエハ生産物において、又は半導体チップにおいて規定されることができる。

【0036】

ある見積もりによれば、これまでの半導体チップは、２０パーセントから３０パーセントの充填率を有する。より高い充填率は、ウエハプロセス中におけるウエハ生産物、及び完成されたウエハ生産物からの半導体チップにおいて見積もられることができる。

【0037】

図１、図２及び図３を参照すると、薄膜金属電極１５は、１又は複数のパッド電極を含むことができる。厚膜金属体１７は、薄膜金属電極１５のパッド電極に接続された１又は複数の金属柱を含むことができる。支持体ベース１３の第１主面１３ｂは、第１エリア１３ｆ及び第２エリア１３ｇを含み、第１エリア１３ｆは、厚膜金属体１７の金属柱を搭載すると共に、第２エリア１３ｇは、厚膜樹脂体を搭載する。本実施例では、第１エリア１３ｆの面積は、第２エリア１３ｇの面積より大きい。

【0038】

この半導体装置１１によれば、第１エリア１３ｆの面積が第２エリア１３ｇの面積より大きいので、半導体装置１１は、支持体ベース１３が第１エリア１３ｆにおいて厚膜金属体１７からの応力を受ける構造を有する。厚膜樹脂体１９は、支持体ベース１３の第２エリア１３ｇにおいて厚膜金属体１７の側面１７ｂを覆うように設けられる。この構造では、支持体ベース１３は、第２エリア１３ｇにおいて厚膜樹脂体１９からの応力を受ける。

【0039】

また、図３に示されるように、第２主面１３ｃは、第３エリア１３ｉ及び第４エリア１３ｊを有する。第３エリア１３ｉ及び第４エリア１３ｊは、それぞれ、第１主面１３ｂの第１エリア１３ｆ及び第２エリア１３ｇに対応して第２主面１３ｃに対応して関連付けられるように規定される。

【0040】

第２膜２５は、少なくとも第３エリア１３ｉの上に設けられることができて、厚膜金属体１７に対抗して支持体ベース１３を支える。第２膜２５は、第３エリア１３ｉと第４エリア１３ｊとの境界を越えて外側に（第４エリア１３ｊの上に）延在することができて、厚膜金属体１７及び厚膜樹脂体１９に対抗して支持体ベース１３を支える。第２膜２５は、支持体ベース１３の縁１３ｈからは離れていることができる。

【0041】

図１では描かれていないが、図２及び図３を参照すると、厚膜金属体１７の直下には、薄膜金属電極１５が位置する。薄膜金属電極１５の上には、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃが位置する。厚膜金属体１７は、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃにおいて薄膜金属電極１５の上面の全てを覆うと共に、薄膜樹脂層２１の縁を越えて薄膜樹脂層２１の上面に延在する。

【0042】

薄膜金属電極１５の上面の面積（サイズＷ１５）は、薄膜樹脂層２１の上面の面積（サイズＷ２１）より大きい。

【0043】

この半導体装置１１によれば、厚膜金属体１７は、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられた薄膜金属電極１５に、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃを介して接合を成す。薄膜樹脂層２１は、薄膜金属電極１５と厚膜金属体１７との接合を避けるように支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられて、支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に平坦化された表面を提供する。平坦化された表面が第１膜２３の下地に与えられて、厚膜樹脂体１９及び／又は厚膜金属体１７の下地における屈曲や段差による熱応力の潜在的な増加を回避する。

【0044】

図１、図２及び図３を参照すると、厚膜金属体１７は、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃにおいて薄膜金属電極１５の上面の全てを覆う。また、薄膜樹脂層２１は、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃの総面積が薄膜樹脂層２１の上面の総面積より大きい単一の連結領域である。

【0045】

この半導体装置１１によれば、薄膜樹脂層２１は、厚膜金属体１７と薄膜金属電極１５との接合を避けるように支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられて、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃの総面積が薄膜樹脂層２１の上面の総面積より大きくなる。薄膜樹脂層２１を単一の連結領域として形成すると、薄膜樹脂層２１を支持体ベース１３のより多くの第１主面１３ｂの上を覆うように設けることができる。第１膜２３に平坦化された下地を提供できる。

【0046】

また、厚膜樹脂体１９も、同様に、厚膜金属体１７と薄膜金属電極１５との接合を避けるように支持体ベース１３の第１主面１３ｂの上に設けられる。厚膜樹脂体１９は、厚膜樹脂体１９の開口の総面積が厚膜樹脂体１９の上面の総面積より大きい単一の連結領域である。

【0047】

図２を参照すると、薄膜樹脂層２１は、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂ、２２ｃを規定する内縁２２ｆ、及び薄膜樹脂層２１の大きさを規定する外縁２２ｇを有する。薄膜樹脂層２１の外縁２２ｇは、支持体ベース１３の縁１３ｈから離れており、一方、厚膜樹脂体１９は支持体ベース１３の縁１３ｈに到達している。

【0048】

この半導体装置１１によれば、薄膜樹脂層２１は、支持体ベース１３の縁１３ｈの近傍まで、例えば支持体ベース１３のスクライブ領域の縁まで設けられることができる。

【0049】

図４から図１１は、本実施形態に係る半導体装置を製造する方法における主要なステップを示す断面図である。図４から図１１の各々は、図１に示されたＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応する断面における製造中のウエハ生産物の進捗を示す。図４から図１１の各断面におけるハッチングは省略されている。図１２は、実施形態に係る半導体装置を作製する方法における主要なステップを示すフロー図である。引き続く説明において、理解の促進のために、可能な場合には、同一又は類似の部分には、上記の説明において既に使用された参照符号を用いる。

【0050】

図４に示される第１ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０１）では、例えば半導体ウエハを加工したベース基板４１を準備する。ベース基板４１は、例えばシリコンといった半導体を含むことができる。ベース基板４１の半導体領域は、第１主面４２ｂ及び第１主面４２ｂの反対側の第２主面４２ｃを有する。ベース基板４１は、第１主面４２ｂにおいて複数の区画（図４における４０）の配置（例えば、一次元又は二次元の配列）を有する。区画４０の各々は、半導体素子４３を含む。図４から図１１では、１区画を描く。半導体素子４３が半導体の領域内に形成される。半導体素子４３は、例えばトランジスタ、電極及び相互接続配線といった要素を含み、これらの要素は、ウエハといった半導体基板に複数の半導体プロセスを適用して作成されることができる。

【0051】

第２ステップでは、ベース基板４１を絶縁構造３３で覆って、ウエハ生産物４０ａを得る。絶縁構造３３は、無機絶縁体及び有機絶縁体の少なくとも一方を含むことができ、具体的には、絶縁構造３３は、半導体素子４３の領域を覆う。

【0052】

図５に示される第３ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０２）では、薄膜金属電極１５を区画４０の各々に形成して、ウエハ生産物４０ｂを得る。薄膜金属電極１５は、ベース基板４１の第１主面４２ｂの上、具体的には絶縁構造３３の上に形成され、また絶縁構造３３の開口を介して当該区画４０における半導体素子４３に接続されることができる。薄膜金属電極１５の形成には、例えば金属層の堆積、フォトリソグラフィ及びエッチングといった半導体プロセスが用いられる。薄膜金属電極１５は、例えばアルミニウムを備えることができる。

【0053】

図６に示される第４ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０３）では、区画４０の各々において第１主面４２ｂの上に薄膜樹脂層２１を形成して、ウエハ生産物４０ｃを得る。薄膜樹脂層２１は、薄膜金属電極１５の上に第１開口２２ｂを有すると共に、薄膜金属電極１５の縁１６ｂを覆う。薄膜樹脂層２１の形成には、例えば有機物の塗布、ベーク、フォトリソグラフィ及びエッチングといった半導体プロセスが用いられる。薄膜樹脂層２１は、例えばポリイミド樹脂を含むことができる。

【0054】

図７に示される第５ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０４）では、構造体２４を形成する。このステップでは、構造体２４の一例示として、第１膜２３を形成して、ウエハ生産物４０ｄを得る。第１膜２３は、ベース基板４１の第１主面４２ｂの薄膜樹脂層２１の上に形成される。第１膜２３は、薄膜金属電極１５の上に第２開口２３ｂを有し、第２開口２３ｂは、第１開口２２ｂに位置合わせされている。本実施例では、第２開口２３ｂのサイズは、第１開口２２ｂのサイズより大きい。第１膜２３は、例えばＳｉＮといったシリコン系無機窒化物を含むことができる。

【0055】

なお、構造体２４の別の例示、具体的には第２膜２５の形成は、後ほど説明される。

【0056】

図８に示される第６ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０５）では、区画４０の各々において第１主面４２ｂの上に金属厚膜１８を形成して、ウエハ生産物４０ｅを得る。金属厚膜１８は、銅を備えることができる。金属厚膜１８は、薄膜金属電極１５の上に位置すると共に、薄膜樹脂層２１の第１開口２２ｂを介して薄膜金属電極１５に接続される。金属厚膜１８は、厚膜金属体１７の厚さより大きい厚さを有する。金属厚膜１８の形成には、例えばメッキ法が用いられ、具体的には、シード層の堆積（必要な場合には、パターン形成）、電解メッキ膜の形成、必要な場合にはシート層の除去といった半導体プロセスが用いられる。

【0057】

図９に示される第７ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０６）では、区画４０の各々において第１主面４２ｂの上に樹脂厚膜２０を形成して、ウエハ生産物４０ｆを得る。樹脂厚膜２０は、金属厚膜１８の上面及び側面を覆うように形成される。樹脂厚膜２０は、厚膜樹脂体１９の厚さより大きい厚さを有する。また、樹脂厚膜２０は、金属厚膜１８の厚さより大きい厚さを有する。樹脂厚膜２０の形成には、例えば塗布が用いられ、具体的には、塗布の塗布、ベークといった半導体プロセスが用いられる。樹脂厚膜２０は、例えばエポキシ樹脂を含むことができる。

【0058】

図１０に示される第８ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０７）では、樹脂厚膜２０及び金属厚膜１８を研削して、樹脂厚膜２０及び金属厚膜１８からそれぞれ厚膜樹脂体１９及び厚膜金属体１７を形成して、ウエハ生産物４０ｇを得る。研削に先立って、ウエハ生産物４０ｅは支持板４５に固定される。具体的には、支持板４５は第２主面４２ｃに貼り付けされ、研削の後に、ウエハ生産物４０ｇから分離される。

【0059】

ウエハ生産物４０ｇでは、区画４０の各々においては、厚膜金属体１７の側面１７ｂが厚膜樹脂体１９によって覆われて、厚膜金属体１７が厚膜樹脂体１９の開口に収容されている。

【0060】

ベース基板４１、薄膜金属電極１５、及び厚膜金属体１７は、第１軸Ａｘ１の方向に配置される。厚膜金属体１７の上面１７ｃ及び厚膜樹脂体１９の上面１７ｃは、第１軸Ａｘ１に交差する基準面ＲＥＦに沿って延在することができ、厚膜金属体１７の上面１７ｃと厚膜樹脂体１９の上面１７ｃとの間のレベル差は実質的にない。

【0061】

この製造方法によれば、厚膜金属体１７の厚さが薄膜金属電極１５の厚さより大きく、厚膜樹脂体１９の厚さが薄膜樹脂層２１の厚さより大きい。この半導体装置１１は、厚膜金属体１７の上面１７ｃ及び厚膜樹脂体１９の上面１９ｃが基準面ＲＥＦに沿って延在して、チップサイズパッケージのための構造を提供できる。この構造において、構造体２４（第１膜２３を含む）は、ベース基板４１が各区画４０における厚膜金属体１７及び厚膜樹脂体１９からの応力により反ることを低減できる。

【0062】

なお、上記の製造方法において、構造体２４の形成は、第５ステップにおいて説明される。しかしながら、構造体２４は、薄膜樹脂層２１を形成した後であって厚膜樹脂体１９を形成するに先立って形成されることができる。具体的には、構造体２４の第１膜２３は、厚膜金属体１７を形成した後に形成されることができ、第１膜２３は、薄膜樹脂層２１の表面、並びに金属厚膜１８の側面及び上面を覆う。

【0063】

必要な場合には、半導体装置１１の製造方法は、別の例示の構造体２４を形成する第９ステップを有することができる。第９ステップでは、第２主面４２ｂの少なくとも一部分の上に設けられた第２膜２５を形成して、これによってウエハ生産物が提供される。第２膜２３は、例えばＳｉＮといったシリコン系無機窒化物を含むことができる。

【0064】

第９ステップは、例えば、第１ステップから第４ステップのいずれかの後であって、第６ステップ又は第７ステップの前であることができる。

【0065】

図１１に示される第１０ステップ（例えば、図１２におけるＳ１０８）では、ウエハ生産物４０ｇにおける区画４０の配列を分離して、複数の半導体装置１１を得る。個々の半導体装置１１は、半導体チップの形態を有する。

【0066】

上記の製造方法によれば、半導体装置１１及びウエハ生産物４０ｇが提供される。

【0067】

引き続き、構造体２４の別の形成方法を説明する。製造方法は、少なくとも第１ステップから第４ステップ及び第６ステップから第９ステップを含むことができる。

【0068】

引き続き、構造体２４の更なる別の形成方法を説明する。この製造方法は、少なくとも第１ステップから第１０ステップを含むことができる。この製造方法からの半導体装置１１には、第１膜２３及び第２膜２５の両方を含む構造体２４が提供される。

【0069】

再び図１０及び図１１を参照すると、区画４０の各々は、素子エリア４４ｂと、分離エリア４４ｃの半分とを含むことが理解される。ウエハ生産物４０ｇ（及びベース基板４１）は、区画４０の二次元配列を備える。

【0070】

ウエハ生産物４０ｇ（及びベース基板４１）は素子エリア４４ｂの格子状配列（二次元配列）と、素子エリア４４ｂの配列を規定する格子状の分離エリア４４ｃとを含む。分離エリア４４ｃは、格子状配列のうちの任意の１の素子エリア４４ｂと、該素子エリア４４ｂに隣接の素子エリア４４ｂとの間を走る。

【0071】

作製方法によれば、フォトリソグラフィにおけるショット率を下げること無しに、ベース基板４１の反りを低減できる。

【0072】

ウエハ生産物４０ｇは、ベース基板４１を備えると共に、格子状に配列された区画４０内の素子エリア４４ｂと、これら区画４０の境界に沿って走る格子状の分離エリア４４ｃとを含む。ウエハ生産物４０ｇは、更に、個々の区画、又は少なくとも１つの区画において、第１主面４２ｂの上に設けられた少なくとも１つの薄膜金属電極１５と、第１主面４２ｂの上に設けられた少なくとも１つの厚膜金属体１７と、を備える。また、ウエハ生産物４０ｇは、区画４０にわたって第１主面４２ｂの上に設けられて厚膜金属体１７の間を埋める厚膜樹脂体１９を含む。さらに、ウエハ生産物４０ｇは、ベース基板４１の第１主面４２ｂ及び第２主面４２ｃの少なくともいずれか一方の上に設けられた構造体２４を更に含む。構造体２４は、第１膜２３及び第２膜２５の少なくとも一方を含む。

【0073】

ウエハ生産物４０ｇには、上記の構成物が提供されると共に、既に説明したように、ウエハ生産物４０ｇは、大きな充填率を有する。

【0074】

再び図１２を参照すると、いくつかの例示的な構造体の作成方法を含む半導体装置１１を製造する方法１００は、第５ステップ（ステップＳ１０５）及び／又は第９ステップを含む。方法１００は、更に、ステップＳ１０１からステップＳ１０４及びステップＳ１０６からステップＳ１０８の少なくとも１つを含むことができる。引き続き、個々のステップを説明する。ステップＳ１０１では、ベース基板４１を準備する。ステップＳ１０２では、薄膜金属電極１５を形成する。ステップＳ１０３では、薄膜樹脂層２１を形成する。ステップＳ１０４では、第１膜２３及び第２膜２５の少なくとも一方を含む構造体２４を形成する。ステップＳ１０５では、金属厚膜１８を形成する。ステップＳ１０６では、樹脂厚膜２０を形成する。ステップＳ１０７では、金属厚膜１８及び樹脂厚膜２０を研削して、金属厚膜１８及び樹脂厚膜２０からそれぞれ厚膜金属体１７及び厚膜樹脂体１９を形成する。ステップＳ１０８では、ウエハ生産物４０ｇにおける区画４０の配列を分離して、複数の半導体装置１１を得る。上記の方法１００によれば、半導体装置１１及びウエハ生産物４０ｇが提供される。

【0075】

本実施形態によれば、反りを低減可能なＣＳＰ構造を有する半導体装置１１、及び半導体装置を製造する方法１００が提供される。

【0076】

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本発明の技術思想に含まれるものである。

【符号の説明】

【0077】

１０・・・チップ本体部、１１・・・半導体装置、１３・・・支持体ベース、１３ｂ・・・第１主面、１３ｃ・・・第２主面、１３ｄ・・・素子エリア、１３ｅ・・・周辺エリア、１３ｆ・・・第１エリア、１３ｇ・・・第２エリア、１３ｈ・・・縁、１３ｉ・・・第３エリア、１３ｊ・・・第４エリア、１５・・・薄膜金属電極、１６ｂ・・・縁、１７・・・厚膜金属体、１７ｂ・・・側面、１７ｃ・・・上面、１８・・・金属厚膜、１９・・・厚膜樹脂体、１９ｃ・・・上面、２０・・・樹脂厚膜、２１・・・薄膜樹脂層、２２ｂ・・・第１開口、２２ｆ・・・内縁、２２ｇ・・・外縁、２３・・・第１膜、２３ｂ・・・開口、２４・・・構造体、２５・・・第２膜、３１・・・半導体素子、３３・・・絶縁構造、４０・・・区画、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ・・・ウエハ生産物、４１・・・ベース基板、４２ｂ・・・第１主面、４２ｃ・・・第２主面、４３・・・半導体素子、４４ｂ・・・素子エリア、４４ｃ・・・分離エリア、４５・・・支持板、Ａｘ１・・・第１軸、ＲＥＦ・・・基準面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】