KR20030080187A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
간단한 제조공정에 의해 소형화가 가능한 구조를 갖는 반도체장치 및 생산효율을 대폭 높일 수 있는 반도체장치의 제조방법을 얻을 수 있고, 소정기능을 갖는 반도체회로 및 전극(3)을 1개의 주면에 구비하는 반도체칩(1a)과, 일단이 전극(3)과 접속하여, 타단에 외부와 접속하는 접속단자(2a)를 갖는 와이어(2)와, 적어도 반도체칩의 1개의 주면을 덮는 절연체를 구비하고, 와이어(2)의 타단에서의 접속단자(2a)는, 그 와이어의 다른 부분과 일체화한 상태를 유지하면서 형성된 부분이며, 그 접속단자가 1개의 주면측의 절연체 상면에 대하여 반대측의 바닥면에서 노출되어 있다.A semiconductor device having a structure that can be miniaturized by a simple manufacturing process and a method of manufacturing a semiconductor device capable of significantly increasing production efficiency can be obtained. A semiconductor having a semiconductor circuit and an electrode 3 having a predetermined function on one main surface is provided. A chip 1a, a wire 2 having one end connected to the electrode 3 and having a connection terminal 2a connected to the outside at the other end, and at least one insulator covering at least one main surface of the semiconductor chip; The connection terminal 2a at the other end of (2) is a portion formed while maintaining a state in which it is integrated with another portion of the wire, and the connection terminal is exposed from the bottom surface on the opposite side to the upper surface of the insulator on one main surface side. have.
Description
본 발명은, 반도체장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 생산능률을 크게 향상시킬 수 있는 소형화된 반도체장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a miniaturized semiconductor device capable of significantly improving production efficiency and a method of manufacturing the same.
도 95는, 종래의 반도체장치의 전형예를 나타내는 단면구성도이다. 웨이퍼에 형성된 반도체칩(101a)은 리드프레임의 다이패드(105b)에 탑재되어 있다. 반도체칩의 전극패드(103)는, 외부와의 접속단자가 되는 외부리드(105a)와 와이어(102)에 의해 접속된다. 와이어(102)는, 전극패드(103)와의 접속부에 와이어 접속단자(102b)를 형성하고, 또한 외부리드(105a)와의 접속부에 와이어 접속단자(102a)를 형성한다. 외부리드의 외부단자를 제외하고 다른 부분은, 도 95에 나타내는 바와 같이 절연성수지(104)에 의해 밀봉된다.95 is a sectional configuration diagram showing a typical example of a conventional semiconductor device. The semiconductor chip 101a formed on the wafer is mounted on the die pad 105b of the lead frame. The electrode pad 103 of the semiconductor chip is connected by the external lead 105a and the wire 102, which serve as connection terminals with the outside. The wire 102 forms a wire connection terminal 102b at a connection portion with the electrode pad 103 and a wire connection terminal 102a at a connection portion with the external lead 105a. Except for the outer terminal of the outer lead, other portions are sealed by the insulating resin 104 as shown in FIG.
상기한 반도체장치의 제조방법을, 도 96∼도 100에 나타낸다. 우선, 도 96에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(101)에 반도체 회로영역(반도체칩 영역)(101a)을 나열하여 복수개 조립하고, 각 반도체칩의 표면에 전극패드(103)를 설치한다. 이어서, 도 97에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼를 반도체칩(101a)의 단위마다 절단하여 개편화한다. 이 후, 도 98에 나타내는 바와 같이, 리드프레임의 다이패드(105b)에 상기 개편화된 반도체칩을 고정한다. 이어서, 반도체칩 상면에 배치된 전극패드(103)와 외부리드(105a)를, 도 99에 나타내는 바와 같이, 와이어(102)에 의해 접속한다. 그 후, 도 100에 나타내는 바와 같이, 수지(104)에 의해 외부리드(105a)의 단자를 제외하고 밀봉한다. 마지막으로, 외부리드(105a)의 밀봉수지로부터 노출하고 있는 부분을 내측에 구부려 사이즈를 작게 하여, 도 95에 나타내는 반도체장치를 제조한다.96 to 100 show a method of manufacturing the above semiconductor device. First, as shown in FIG. 96, a plurality of semiconductor circuit regions (semiconductor chip regions) 101a are arranged in a row on the wafer 101, and electrode pads 103 are provided on the surface of each semiconductor chip. Next, as shown in FIG. 97, a wafer is cut | disconnected and separated into units of the semiconductor chip 101a. Then, as shown in FIG. 98, the said separated semiconductor chip is fixed to the die pad 105b of a lead frame. Next, the electrode pad 103 and the external lead 105a disposed on the upper surface of the semiconductor chip are connected by the wire 102 as shown in FIG. 99. Thereafter, as shown in FIG. 100, the resin 104 is sealed except for the terminal of the outer lead 105a. Finally, the portion exposed from the sealing resin of the outer lead 105a is bent inward to make the semiconductor device shown in FIG. 95 smaller in size.
상기한 제조방법을 사용함으로써, 신뢰성에 우수한 반도체장치, 예컨대 DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 얻을 수 있다.By using the above manufacturing method, a semiconductor device excellent in reliability, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory) can be obtained.
상기한 반도체장치는 리드프레임을 사용하기 때문에, 외부리드는 평면적으로 봐 반도체칩의 외측에 위치하는 것을 피할수 없다. 이와 같은 소형화의 저해요인을 제거하기 위해, 어떤 제안이 지금까지 이루어지고 있다. 예컨대, 도 101에 나타내는 바와 같이, 반도체칩(101a)의 바닥부에 금속막(115a)으로 덮여진 수지돌기(104a)를 설치하고, 그 금속막(115a)과 반도체칩(101a)의 전극패드(103)를 와이어(102)로 접속하는 구조가 제안되어 있다(일본특허공개평 9-162348호 공보). 이 구조에 의하면, 밀봉수지의 외측으로 돌출하는 외부접속용의 단자가 없으므로, 반도체장치를 소형화할 수 있다.Since the semiconductor device uses a lead frame, the external lead cannot be located outside of the semiconductor chip in plan view. In order to remove the inhibitory factor of such miniaturization, some proposals have been made so far. For example, as shown in FIG. 101, the resin protrusion 104a covered with the metal film 115a is provided in the bottom part of the semiconductor chip 101a, and the metal film 115a and the electrode pad of the semiconductor chip 101a are provided. A structure for connecting the 103 with the wire 102 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 9-162348). According to this structure, since there is no terminal for external connection protruding to the outside of the sealing resin, the semiconductor device can be miniaturized.
또한, 역시 리드프레임을 사용하지 않고, 도 102에 나타내는 바와 같이, 반도체칩(101a)에 근접시켜 외부접속수단(125a)을 배치하는 구조가 제안되어 있다(일본특허공개평 10-98133호 공보). 이 반도체장치에서는, 반도체칩과 외부접속수단과는 수지(104)로 밀봉되고, 이면으로부터 노출되어 있다. 이 반도체장치에서도, 평면적으로 봐 외부접속수단은 밀봉수지의 내측에 위치하고 있으므로, 소형화할 수 있다.Also, as shown in FIG. 102 without using a lead frame, a structure has been proposed in which an external connection means 125a is arranged in close proximity to the semiconductor chip 101a (Japanese Patent Laid-Open No. 10-98133). . In this semiconductor device, the semiconductor chip and the external connection means are sealed with the resin 104 and are exposed from the back surface. Also in this semiconductor device, since the external connection means is located inside the sealing resin in plan view, it can be miniaturized.
그러나, 도 101에 나타내는 구조(일본특허공개평 9-162348호 공보)에서는, 수지돌기(104a)를 덮는 금속막(115a)의 패턴형성이 하게 된다. 이 때문에, 제조공정이 증가하여 복잡하게 된다. 이 때문에, 제조비용의 증가를 초래하고, 또한 수율저하의 원인이 될 가능성이 있다.However, in the structure shown in FIG. 101 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-162348), pattern formation of the metal film 115a covering the resin protrusion 104a is performed. For this reason, a manufacturing process increases and becomes complicated. For this reason, there is a possibility of causing an increase in manufacturing cost and causing a decrease in yield.
또한, 도 102에 나타내는 구조(일본특허공개평 10-98133호 공보)에서는, 외부접속수단(125a)이라는 다른 부재를 제조공정중에 배치할 필요가 있다. 이 때문에, 역시 제조공정이 복잡하게 되어, 제조비용의 증가를 초래하고, 수율저하가 생길 가능성이 있다.In addition, in the structure shown in FIG. 102 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-98133), it is necessary to arrange another member called the external connection means 125a during the manufacturing process. For this reason, too, a manufacturing process may become complicated, resulting in the increase of a manufacturing cost, and a yield fall.
또한, 상기한 반도체장치는, 어느것이나, 종래의 제조방법에 의해 제조한 경우, 소정의 처리공정을 거쳐 형성된 반도체칩을 웨이퍼의 구획마다 절단하고, 개개의 반도체칩으로 개편화한다. 즉, 리드프레임을 사용하거나, 사용하지 않거나의 차이는 있다고 해도, 종래의 제조방법에 따르면, 도 96∼도 100에 나타내는 반도체장치는, 어느것이나 수지로 밀봉하기보다 이전의 공정에서 반도체칩을 개편화하는 공정을 거쳐 제조된다.In any of the above-described semiconductor devices, when manufactured by the conventional manufacturing method, the semiconductor chips formed through a predetermined processing step are cut for each section of the wafer and separated into individual semiconductor chips. That is, even if there is a difference between using a lead frame and not using it, according to the conventional manufacturing method, the semiconductor device shown in FIGS. 96 to 100 reorganizes the semiconductor chip in a step prior to sealing with any resin. It is manufactured through the process of oxidization.
반도체칩을 개편화하는 공정을 거쳐, 반도체칩의 전극패드와 접속단자를 와이어본딩하고, 수지밀봉하는 경우, 개편화된 반도체칩마다 위치 얼라인먼트 등을 행할 필요가 있고, 생산효율이 제약된다. 반도체장치는 양산에 의해 가격을 저하하여 보급을 용이하게 하는 성격을 가지지만, 상기한 바와 같은 개편화된 반도체칩마다 반도체 패키지를 제조하는 방식에서는 양산성의 점에서 문제가 있다.In the case of wire bonding the electrode pad and the connecting terminal of the semiconductor chip through the step of separating the semiconductor chip, and sealing the resin, it is necessary to perform position alignment or the like for each of the separated semiconductor chips, and the production efficiency is limited. The semiconductor device has a property of lowering the price by mass production and facilitating spreading, but there is a problem in mass production in the method of manufacturing a semiconductor package for each individualized semiconductor chip as described above.
또한, 상기한 바와 같은 개편화된 반도체장치마다 반도체 패키지를 제조하는 방법에서는, 소형화하는 경우에 핸들링에 곤란함을 동반한다. 상기한 소형화를 목적으로 한다, 도 101, 도 102에 나타내는 반도체장치에서도, 소형화가 진행한 경우, 핸들링에 곤란함을 동반하는 것은 명백하다.In addition, in the method of manufacturing a semiconductor package for each of the above-described individualized semiconductor devices, handling is difficult when miniaturizing. It is apparent that the above-mentioned miniaturization is aimed at. In the semiconductor devices shown in Figs. 101 and 102, when miniaturization proceeds, handling is also difficult.
또한, 상기한 소형화된 도 101, 도 102의 반도체장치도 포함시켜, 개편화된 반도체칩을 복수개 적층한 반도체장치를 제조하기 위해서는, 복잡한 처리공정을 필요로 하며, 또한, 완성된 반도체장치도 복잡한 구조를 구비하게 된다. 도 103은, 리드프레임을 사용하는 경우의 적층구조를 나타내는 도면이다. 이 도면에 의하면, 상층만큼 반도체칩의 크기를 작게 할 필요가 있다. 이 때문에, 적층할 수 있는 층수에 한계가 있었다. 또한, 도 104는, 동일사이즈의 반도체칩을 적층하는 경우를 나타내는 도면이다. 이 도면에 의하면, 동일사이즈의 반도체칩을 적층하는 경우에는, 스페이서(111)를 통하지 않으면 안되는 것을 안다. 스페이서(111)를 통할 경우, 구조가 복잡하게 될뿐만 아니라, 한 층마다 결선공정이 필요하게 된다. 이 때문에, 제조효율도 저하해 버린다.In addition, including the miniaturized semiconductor devices of FIGS. 101 and 102 described above, in order to manufacture a semiconductor device in which a plurality of individualized semiconductor chips are stacked, a complicated processing step is required, and the completed semiconductor device is also complicated. It will have a structure. Fig. 103 is a diagram showing a lamination structure in the case of using a lead frame. According to this drawing, it is necessary to reduce the size of the semiconductor chip by the upper layer. For this reason, there was a limit to the number of layers that can be laminated. 104 is a diagram illustrating a case where semiconductor chips of the same size are stacked. According to this drawing, it is understood that when stacking the semiconductor chips of the same size, it must pass through the spacer 111. When the spacer 111 is used, not only the structure is complicated, but also a connection process is required for each layer. For this reason, manufacturing efficiency will also fall.
본 발명은, 생산능률을 크게 향상시킬 수 있는 소형화된 반도체장치 및 그 반도체장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a miniaturized semiconductor device capable of greatly improving production efficiency and a method of manufacturing the semiconductor device.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 반도체장치의 단면구성도이다.1 is a cross-sectional configuration diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서의 반도체장치의 단면구성도이다.Fig. 2 is a cross sectional view of a semiconductor device in accordance with the second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 3에서의 반도체장치의 단면구성도이다.3 is a cross-sectional configuration diagram of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예 4에서의 반도체장치의 단면구성도이다.4 is a cross-sectional configuration diagram of a semiconductor device in accordance with a fourth embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예 5에서의 반도체장치의 제조방법에서 반도체칩의 회로패턴을 웨이퍼상에 복수 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a step of forming a plurality of circuit patterns of a semiconductor chip on a wafer in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG.
도 6은 도 5의 웨이퍼의 이면에 지지판을 접합한 단계의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the step of bonding the support plate to the back surface of the wafer of FIG.
도 7은 도 6의 반도체칩의 회로영역의 사이에 다이싱으로 홈을 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a step of forming grooves by dicing between circuit regions of the semiconductor chip of FIG. 6.
도 8은 도 7의 지지판과 반도체칩의 전극을 와이어로 결선할 때에, 지지판접속부에 벌크형의 접속단자를 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of a step of forming a bulk connection terminal in the support plate connecting portion when connecting the electrode of the support plate and the semiconductor chip of FIG. 7 with a wire.
도 9는 도 8의 접속단자로서, 와이어본드법에 의해 볼본드를 형성하는 상황을 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a situation in which a ball bond is formed by the wire bonding method as the connection terminal of FIG. 8.
도 10은 도 8의 반도체칩과 와이어를 간극을 두고 피복하는 수지패턴을 스크린 인쇄법에 의해 형성한 단계의 반도체장치의 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor device in a step of forming a resin pattern covering the semiconductor chip and wire of FIG. 8 with a gap by a screen printing method.
도 11은 도 10의 지지판을 습식에칭에 의해 제거한 단계의 반도체장치의 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view of the semiconductor device in a step of removing the support plate of FIG. 10 by wet etching.
도 12는 도 11의 반도체장치를 개편화한 단계의 단면도이다.FIG. 12 is a cross-sectional view of a stage in which the semiconductor device of FIG. 11 is separated.
도 13은 도 12의 반도체장치를 회로기판에 실장한 단계의 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view of a step in which the semiconductor device of FIG. 12 is mounted on a circuit board.
도 14는 도 10의 지지판을 연마에 의해 제거한 예를 나타내는 단면도이다.14 is a cross-sectional view illustrating an example in which the support plate of FIG. 10 is removed by polishing.
도 15는 도 10의 지지판을 연마에 의해 제거한 별도의 예를 나타내는 단면도이다.15 is a cross-sectional view illustrating another example in which the support plate of FIG. 10 is removed by polishing.
도 16은 반도체칩의 회로를 형성한 후, 웨이퍼 이면에 지지판을 접합한 상태를 나타내는 도 6에 대응하는 평면도이다.FIG. 16 is a plan view corresponding to FIG. 6 showing a state in which a supporting plate is bonded to the back surface of a wafer after the circuit of the semiconductor chip is formed.
도 17은 도 16의 웨이퍼의 회로영역의 사이에 다이싱에 의해 홈을 설치한 단계의 평면도이다.17 is a plan view of a step of providing grooves by dicing between the circuit areas of the wafer of FIG.
도 18은 도 17의 반도체칩의 전극과 지지판을 와이어로 접속한 단계의 평면도이다.FIG. 18 is a plan view of a step of connecting an electrode and a support plate of the semiconductor chip of FIG. 17 with wires.
도 19는 도 18의 반도체칩과 와이어를, 간극을 두고 동시에 홈 교차부에 수지를 배치하여, 수지로 밀봉한 단계의 단면도이다.FIG. 19 is a cross-sectional view of a step in which the semiconductor chip and wire of FIG. 18 are disposed with a gap at the same time and a resin is disposed at a groove intersection and sealed with a resin.
도 20은 도 19의 지지판을 제거한 단계의 단면도이다.20 is a cross-sectional view of a step of removing the support plate of FIG. 19.
도 21은 도 20의 반도체장치를 개편화하고, 그 개편화된 반도체장치를 이면측에서 본 평면도이다.FIG. 21 is a plan view of the semiconductor device of FIG. 20 separated from the semiconductor device of FIG.
도 22는 본 발명의 실시예 6에서의 반도체장치의 제조방법에서, 수지밀봉한 반도체장치의 상면에 지지판을 배치한 단계의 단면도이다.Fig. 22 is a cross sectional view of a step of arranging a supporting plate on an upper surface of a resin-sealed semiconductor device in the method of manufacturing a semiconductor device in Embodiment 6 of the present invention.
도 23은 도 22의 지지판을 제거한 단계의 단면도이다.FIG. 23 is a cross-sectional view of a step of removing the support plate of FIG. 22.
도 24는 도 23의 노출한 접속단자에 프로브를 대어, 반도체장치의 전기적 특성을 검사하는 단계의 단면도이다.24 is a cross-sectional view of a step of testing an electrical property of a semiconductor device by applying a probe to the exposed connection terminal of FIG. 23.
도 25는 본 발명의 실시예 7에서의 반도체장치의 제조방법에서, 접속단자를 형성하여 와이어 결선한 후, 그 접속단자 상에 상부 접속용 단자를 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 25 is a cross-sectional view of the semiconductor device manufacturing method of Embodiment 7 after forming the connection terminals and connecting the wires, and then forming the upper connection terminals on the connection terminals.
도 26은 도 25의 반도체칩, 와이어 및 접속단자를 피복하도록, 스크린 인쇄법을 사용하여 수지패턴을 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 26 is a cross-sectional view of a step of forming a resin pattern using a screen printing method so as to cover the semiconductor chip, the wire and the connecting terminal of FIG. 25.
도 27은 도 26의 지지판을 제거한 단계의 단면도이다.FIG. 27 is a cross-sectional view of a step of removing the support plate of FIG. 26.
도 28은 도 27의 반도체장치의 홈 교차부의 수지를 제거하여 개편화한 반도체장치를 나타내는 도면이다.FIG. 28 is a diagram showing a semiconductor device obtained by removing resin from the groove intersection portion of the semiconductor device of FIG.
도 29는 도 28의 반도체장치를 2개 순서대로 적층한 반도체장치를 나타내는 단면도이다.29 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device in which two semiconductor devices of FIG. 28 are stacked in this order.
도 30은 본 발명의 실시예 8에서의 반도체장치의 제조방법에서, 접속단자를 형성하여 와이어 결선한 후, 반도체칩의 전극 상에 상부 접속용 단자를 형성한 단계의 단면도이다.30 is a cross-sectional view of a step of forming an upper terminal on an electrode of a semiconductor chip after forming connection terminals and connecting wires in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention.
도 31은 도 30의 반도체칩, 와이어 및 접속단자를 수지피복할 때, 상부 접속용 단자가 상면에서 노출하도록, 수지패턴을 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 31 is a cross-sectional view of a step of forming a resin pattern so that the upper connection terminal is exposed from the upper surface when the semiconductor chip, the wire and the connection terminal of FIG. 30 are resin-coated.
도 32는 도 31의 지지판을 제거한 단계의 단면도이다.32 is a cross-sectional view of the step of removing the support plate of FIG.
도 33은 도 32의 반도체장치의 홈 교차부의 수지를 제거하여 개편화한 반도체장치를 나타내는 도면이다.FIG. 33 is a diagram showing a semiconductor device obtained by removing resin from the groove intersection portion of the semiconductor device of FIG.
도 34는 도 33의 반도체장치 및 그것에 면대칭인 반도체장치(그 반도체장치자신이 해당하는 경우도 포함)를 바닥면끼리 맞대기하여 접속한, 2층 구조의 반도체장치의 단면도이다.FIG. 34 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a two-layer structure in which the semiconductor device of FIG. 33 and the semiconductor device (including the case where the semiconductor device itself is applicable) are face-to-face connected to each other.
도 35는 도 33의 반도체장치 및 그것에 면대칭인 반도체장치(그 반도체장치자신이 해당하는 경우도 포함함)를 상면끼리 맞대기하여 접속한, 2층 구조의 반도체장치의 단면도이다.FIG. 35 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a two-layer structure in which the semiconductor device of FIG. 33 and the semiconductor device (including the case where the semiconductor device itself is applicable) are face-to-face connected to each other.
도 36은 도 35의 2층 구조의 반도체장치를 2개 순서대로 적층하여 형성한 4층 구조의 반도체장치를 나타내는 단면도이다.36 is a cross-sectional view illustrating a four-layer semiconductor device formed by stacking two semiconductor devices having a two-layer structure in FIG.
도 37은 본 발명의 실시예 8에서의 3층 구조의 반도체장치의 단면도이다.Fig. 37 is a sectional view of a semiconductor device having a three-layer structure in accordance with the eighth embodiment of the present invention.
도 38은 본 발명의 실시예 9에서의 반도체장치의 제조방법에서, 접속단자의 측부를 노출하도록 밀봉수지패턴을 형성한 단계의 단면도이다.38 is a cross sectional view of a step of forming a sealing resin pattern so as to expose side portions of the connection terminals in the method of manufacturing a semiconductor device of Example 9 of the present invention;
도 39는 도 38의 반도체장치의 평면도이다.39 is a plan view of the semiconductor device of FIG.
도 40은 도 38의 지지판을 제거한 단계의 단면도이다.40 is a cross-sectional view of a step of removing the support plate of FIG. 38.
도 41은 도 40의 반도체장치의 홈 교차부의 수지를 제거하여 개편화하여 얻은 반도체장치를 이면측에서 본 평면도이다.FIG. 41 is a plan view of the semiconductor device obtained by removing the resin from the groove intersection portion of the semiconductor device of FIG.
도 42는 도 41의 반도체장치를 회로기판에 실장한 단계의 단면도이다.FIG. 42 is a cross-sectional view of the step of mounting the semiconductor device of FIG. 41 on a circuit board. FIG.
도 43은 도 41의 반도체장치를 벽형 회로기판에 실장한 다층 반도체장치를 나타내는 단면도이다.43 is a cross-sectional view illustrating a multilayer semiconductor device in which the semiconductor device of FIG. 41 is mounted on a wall circuit board.
도 44는 도 41의 반도체장치가 벽형 회로기판에 배치된 다층구조에서, 적어도 1변에는 벽형 회로기판을 배치하지 않고, 그 부근에서 외측으로 돌출하도록 평면상 놓인 회로기판을 배치한, 다층구조의 반도체장치를 나타내는 단면도이다.FIG. 44 shows a multilayer structure in which the semiconductor device of FIG. 41 is arranged on a wall circuit board, wherein at least one side of the multilayer circuit board is arranged so as to protrude outward from the wall circuit board; It is sectional drawing which shows a semiconductor device.
도 45는 도 41의 반도체장치가 벽형 회로기판에 배치된 다층구조에서, 적어도 1변에는 벽형 회로기판을 배치하지 않고, 그 부근에서 외측으로 돌출하도록 방열판을 배치한, 다층구조의 반도체장치를 나타내는 단면도이다.FIG. 45 illustrates a semiconductor device having a multilayer structure in which the heat dissipation plate is disposed so as to protrude outward from at least one side of the multilayer structure in which the semiconductor device of FIG. 41 is disposed on the wall circuit board, and at least one side thereof is not disposed. It is a cross section.
도 46은 본 발명의 실시예 10에서의 반도체장치의 제조방법에서, 수지패턴 형성수단을 사용하지 않고, 웨이퍼상에 반도체칩과 와이어를 피복하도록 수지피복한 단계의 단면도이다.46 is a cross-sectional view of a resin coating step for covering a semiconductor chip and a wire on a wafer without using the resin pattern forming means in the semiconductor device manufacturing method of Embodiment 10 of the present invention.
도 47은 도 46의 접속단자의 측부를 노출하도록, 다이싱 소에 의해 분리홈을 형성한 단계의 단면도이다.FIG. 47 is a sectional view of a step of forming a separation groove by a dicing saw to expose the side of the connecting terminal of FIG. 46;
도 48은 도 47의 지지판을 제거하여 개편화된 반도체장치를 나타내는 단면도이다.FIG. 48 is a cross-sectional view of the semiconductor device separated by removing the support plate of FIG. 47.
도 49는 본 발명의 실시예 11에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).Fig. 49 is a view showing the semiconductor device in Embodiment 11 of the present invention (shown are two semiconductor devices sandwiched with grooves immediately after the supporting plate is removed).
도 50은 도 49의 반도체장치의 제조에서, 웨이퍼를 연마하여 전극을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.50 is a view showing a state in which an electrode is formed by polishing a wafer in the manufacture of the semiconductor device of FIG. 49.
도 51은 웨이퍼 이면에 지지판을 접합한 상태를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the state which bonded the support plate to the wafer back surface.
도 52는 웨이퍼를 관통하여 지지판에 도달하는 홈을 설치한 상태를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the state which provided the groove | channel which penetrates a wafer and reaches a support plate.
도 53은 레지스트 패턴을 설치한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 53 is a view showing a state in which a resist pattern is provided.
도 54는 가스 디포지션법에 의해 금속배선을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 54 shows a state in which metal wirings are formed by a gas deposition method.
도 55는 레지스트 패턴을 제거한 상태를 나타내는 도면이다.55 is a diagram illustrating a state in which a resist pattern is removed.
도 56은 밀봉수지에 의해 밀봉한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 56 shows a state of being sealed with a sealing resin.
도 57은 본 발명의 실시예 11에서의 반도체장치의 변형예를 나타내는 도면이다.Fig. 57 is a diagram showing a modification of the semiconductor device of Example 11 of the present invention.
도 58은 본 발명의 실시예 11에서의 반도체장치의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.58 is a diagram showing another modification of the semiconductor device of Example 11 of the present invention.
도 59는 본 발명의 실시예 12에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).Fig. 59 is a diagram showing the semiconductor device of Embodiment 12 of the present invention (shown are two semiconductor devices sandwiched in the groove immediately after the supporting plate is removed).
도 60은 도 59의 반도체장치의 제조에서, 가스 디포지션법에 의해 지지판 상에 접속단자를 위쪽에 쌓아 올린 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 60 is a view showing a state in which connection terminals are stacked on the support plate by the gas deposition method in the manufacturing of the semiconductor device of FIG. 59.
도 61은 레지스트 패턴을 제거한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 61 is a diagram illustrating a state in which a resist pattern is removed.
도 62는 밀봉수지에 의해 밀봉한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 62 shows a state of being sealed with a sealing resin.
도 63은 본 발명의 실시예 12에서의 반도체장치의 변형예를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).FIG. 63 shows a modification of the semiconductor device according to the twelfth embodiment of the present invention (shown two semiconductor devices sandwiched with grooves immediately after the supporting plate is removed).
도 64는 본 발명의 실시예 13에서의 반도체장치의 제조방법에 사용되는 가스 디포지션 장치를 나타내는 도면이다.64 is a diagram showing a gas deposition apparatus used in the method of manufacturing a semiconductor device in Example 13 of the present invention.
도 65는 도 64에 나타내는 장치를 사용하여 금속배선을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 65 shows a method of forming metal wiring using the apparatus shown in FIG. 64.
도 66은 도 64에 나타내는 장치를 사용하여 금속배선의 접속단자를 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 66 is a view showing a method of forming connection terminals of metal wiring using the apparatus shown in FIG.
도 67은 본 발명의 실시예 14에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).Fig. 67 is a view showing the semiconductor device in Embodiment 14 of the present invention (shown are two semiconductor devices sandwiched in the groove immediately after the supporting plate is removed).
도 68은 도 67의 반도체장치의 제조에서, 폴리이미드 등으로 이루어지는 절연막패턴을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 68 is a view showing a state in which an insulating film pattern made of polyimide or the like is formed in the manufacture of the semiconductor device of FIG. 67.
도 69는 가스 디포지션법에 의해 금속배선을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 69 is a view showing a state in which metal wirings are formed by the gas deposition method.
도 70은 밀봉수지에 의해 밀봉한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 70 is a view showing a state sealed with a sealing resin.
도 71은 본 발명의 실시예 15에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).Fig. 71 is a view showing the semiconductor device in accordance with the fifteenth embodiment of the present invention (shown two semiconductor devices sandwiched by a groove immediately after the supporting plate is removed).
도 72는 도 71에 나타내는 반도체장치의 제조에서, 예컨대 스크린 인쇄로 밀봉수지의 패턴을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 72 is a view showing a state in which the pattern of the sealing resin is formed by screen printing, for example, in the manufacture of the semiconductor device shown in FIG.
도 73은 가스 디포지션법에 의해 금속배선을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.73 is a view showing a state in which metal wirings are formed by a gas deposition method.
도 74는 본 발명의 실시예 16에서의 2층 구조의 반도체장치를 나타내는 도면이다.74 is a diagram showing a semiconductor device having a two-layer structure in accordance with a sixteenth embodiment of the present invention.
도 75는 본 발명의 실시예 17에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).FIG. 75 shows a semiconductor device of Embodiment 17 of the present invention (shown are two semiconductor devices sandwiched between grooves immediately after the supporting plate is removed).
도 76은 도 75에 나타내는 반도체장치의 제조에서, 금속막을 증착 등에 의해형성한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 76 is a view showing a state in which a metal film is formed by vapor deposition or the like in the manufacture of the semiconductor device shown in FIG. 75.
도 77은 레지스트 패턴을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.77 is a view showing a state where a resist pattern is formed.
도 78은 전기도금에 의해 금속배선을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 78 is a view showing a state where metal wiring is formed by electroplating.
도 79는 레지스트 패턴을 제거한 상태를 나타내는 도면이다.79 is a diagram illustrating a state in which a resist pattern is removed.
도 80은 금속배선을 마스크로 하여 금속막을 에칭 제거한 상태를 나타내는 도면이다.80 is a view showing a state where the metal film is etched away using the metal wiring as a mask.
도 81은 밀봉수지로 밀봉한 상태를 나타내는 도면이다.Fig. 81 shows a state of being sealed with a sealing resin.
도 82는 본 발명의 실시예 18에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).Fig. 82 shows a semiconductor device in Embodiment 18 of the present invention (shown are two semiconductor devices sandwiched in a groove immediately after the supporting plate is removed).
도 83은 도 82에 나타내는 반도체장치의 제조에 있어서, 제2 레지스트 패턴을 형성한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 83 is a view showing a state in which a second resist pattern is formed in the manufacture of the semiconductor device shown in FIG. 82.
도 84는 제2 레지스트 패턴 개구부에 제2 전기도금으로 전극 상부단자를 형성한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 84 is a view illustrating a state in which an upper electrode terminal is formed by second electroplating in a second resist pattern opening.
도 85는 레지스트 패턴을 제거한 상태를 나타내는 도면이다.85 is a diagram illustrating a state in which a resist pattern is removed.
도 86은 밀봉수지로 밀봉한 상태를 나타내는 도면이다.86 is a view showing a state sealed with a sealing resin.
도 87은 본 발명의 실시예 18에서의 반도체장치의 변형예를 나타내는 도면이다(지지판이 제거된 직후에 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치를 나타냄).FIG. 87 is a view showing a modification of the semiconductor device according to the eighteenth embodiment of the present invention (shown are two semiconductor devices sandwiched between grooves immediately after the supporting plate is removed).
도 88은 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다.88 is a diagram showing the semiconductor device according to the nineteenth embodiment of the present invention.
도 89는 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치의 제1 변형예를 나타내는 도면이다.89 is a diagram showing the first modification of the semiconductor device in Example 19 of the present invention.
도 90은 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치의 제2 변형예를 나타내는 도면이다.90 is a diagram showing the second modification of the semiconductor device in Example 19 of the present invention.
도 91은 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치의 제3 변형예를 나타내는 도면이다.91 is a view showing the third modification to the semiconductor device according to the nineteenth embodiment of the present invention.
도 92는 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치의 제4 변형예를 나타내는 도면이다.92 is a view showing the fourth modification of the semiconductor device of Example 19 of the present invention.
도 93은 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치의 제5 변형예를 나타내는 도면이다.93 is a view showing the fifth modified example of the semiconductor device according to the nineteenth embodiment of the present invention.
도 94는 본 발명의 실시예 20에서의 반도체장치의 제조방법을 나타내는 도면이다.94 is a diagram showing the manufacturing method of the semiconductor device of Example 20 of the present invention.
도 95는 리드프레임을 사용한 종래의 반도체장치를 나타내는 단면도이다.95 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device using a lead frame.
도 96은 도 95의 종래의 반도체장치의 제조에서, 웨이퍼상에 복수의 반도체칩의 회로영역을 형성한 단계의 단면도이다.96 is a cross sectional view of a step of forming circuit regions of a plurality of semiconductor chips on a wafer in the manufacture of the conventional semiconductor device of FIG.
도 97은 도 96의 웨이퍼를 각 반도체칩에 개편화한 단계의 단면도이다.97 is a cross-sectional view of the step of separating the wafer of FIG. 96 into respective semiconductor chips.
도 98은 도 97의 개편화된 반도체칩을 리드프레임에 탑재한 단계의 단면도이다.98 is a cross-sectional view of the step of mounting the separated semiconductor chip of FIG. 97 in a lead frame.
도 99는 도 98의 반도체칩의 전극과 외부 리드부를 결선한 단계의 단면도이다.99 is a cross-sectional view of a step of connecting an electrode and an external lead of the semiconductor chip of FIG. 98.
도 100은 도 99의 반도체장치를 수지밀봉한 단계의 단면도이다.100 is a cross-sectional view of the resin sealing step of the semiconductor device of FIG.
도 101은 소형화를 도모한 종래의 반도체장치를 나타내는 도면이다.Fig. 101 is a diagram showing a conventional semiconductor device which has been miniaturized.
도 102는 소형화를 도모한 종래의 다른 반도체장치를 나타내는 도면이다.Fig. 102 is a diagram showing another conventional semiconductor device aimed at miniaturization.
도 103은 종래의 반도체장치의 적층구조를 나타내는 도면이다.Fig. 103 is a view showing the stacked structure of a conventional semiconductor device.
도 104는 종래의 반도체장치의 다른 적층구조를 나타내는 도면이다.Fig. 104 is a diagram showing another stacked structure of the conventional semiconductor device.
본 발명의 반도체장치는, 소정기능을 갖는 반도체회로 및 전극을 1개의 주면에 구비하는 반도체칩과, 일단이 전극과 접속하고, 타단에 외부와 접속하는 접속단자를 갖는 금속배선과, 적어도 반도체칩의 상기 1개의 주면을 덮는 절연체를 구비한다. 이 반도체장치에서는, 금속배선의 타단에서의 접속단자는, 그 금속배선의 다른 부분과 일체화한 상태를 유지하면서 형성된 부분이고, 그 접속단자가 1개의 주면측의 절연체 상면에 대하여 반대측의 바닥면에서 노출되어 있다(제1 국면).The semiconductor device of the present invention includes a semiconductor chip having a predetermined function and a semiconductor chip having an electrode on one main surface, a metal wiring having one end connected to the electrode and the other end connected to the outside, and at least a semiconductor chip. An insulator covering one main surface of the substrate is provided. In this semiconductor device, the connecting terminal at the other end of the metal wiring is a portion formed while maintaining a state of being integrated with the other portion of the metal wiring, and the connecting terminal is formed at the bottom surface on the side opposite to the upper surface of the insulator on one main surface side. Exposed (first phase).
상기한 구성에 의하면, 금속배선과 일체적으로 형성된 부분인 접속단자가 바닥부로부터 노출되어 있다. 이 때문에, 제조시에, 금속배선과 연속하는 단자부분에 의해 상기 전극과, 예컨대 가상의 도전판 또는 지지판과, 금속배선과 일체적으로 형성된 접속단자가 접속된다. 상기한 접속단자 및 전극상의 단자는, 금속배선과 일체적으로 형성된 것이다. 접속단자 및 전극상의 단자는, 금속배선을 배치하는 공정에서 금속배선의 다른 부분과 일체화한 상태를 유지하면서 형성되어 있으면 된다. 그 때, 접속단자가 되는 부분에 가공이 행해져 변형해도 된다. 이 때문에, (1) 접속단자와 금속배선의 다른 부분과의 사이에 이음매가 없고, 또한 (2) 접속단자와 금속배선의 다른 부분과는, 조성이 실질적으로 동일하게 된다. 형상에 대해서는, 접속단자 및 전극상의 단자는, 금속배선과, 당연히, 상위해도 된다. 예컨대, 금속배선을 와이어로 한 경우, 접속단자는, 와이어가 결선공정에서 가공되어, 볼본드(ball bond)나 스티치본드(stitch bond) 등의 형상이 된다. 또한, 가스 디포지션법이나 도금법으로 금속배선을 형성하는 경우에는, 접속단자는, 접속부분과 적합한 임의의 형상으로 형성할 수 있다. 상기한 가상의 도전판 또는 지지판은, 후의 공정에서 제외할 수 있다.According to the above structure, the connecting terminal which is a part formed integrally with the metal wiring is exposed from the bottom part. For this reason, at the time of manufacture, the said electrode, for example, an imaginary conductive plate or support plate, and the connection terminal integrally formed with the metal wiring are connected by the terminal part continuous with a metal wiring. The connection terminal and the terminal on the electrode are formed integrally with the metal wiring. The connecting terminal and the terminal on the electrode may be formed while maintaining a state of being integrated with other parts of the metal wiring in the step of arranging the metal wiring. In that case, a process may be performed to the part used as a connection terminal, and you may deform | transform. For this reason, (1) there is no seamless connection between a connection terminal and the other part of a metal wiring, and (2) a composition becomes substantially the same as the other part of a connection terminal and a metal wiring. As for the shape, the connecting terminal and the terminal on the electrode may naturally differ from the metal wiring. For example, when metal wiring is used as a wire, the connection terminal is processed in the connection process to form a ball bond, a stitch bond, or the like. In addition, when forming metal wiring by a gas deposition method or a plating method, a connection terminal can be formed in arbitrary shape suitable for a connection part. Said virtual conductive plate or support plate can be removed in a later process.
예컨대, 금속배선을 와이어로 구성하는 경우에는, 와이어 본딩공정에서, 다음과 같은 가공을 행할 수 있다.For example, when metal wiring is comprised by wire, the following processes can be performed in a wire bonding process.
(a) 와이어의 선단을 상기 반도체칩의 전극에 접합하고, 제1 압접부를 형성한다. 이어서, 상기 가상의 도전판에도 동일하게 제2 압접부를 형성하고, 본딩툴(bonding tool) 내부의 공급원에 연속하는 와이어를 절단할 수 있다. 가상의 도전판상에 제2 압접부를 형성할 때, 와이어는 크러쉬(crush)되어 와이어 상태보다도 폭이 넓은 형상이 된다. 이 때문에, 접속단자로서 사용할 수 있다. 와이어 본딩조건을 조정하여, 와이어의 폭을, 통상의 압접조건에 의한 압접부보다도 크게 하는 것도 할 수 있다. 또한, 알루미늄 선의 초음파 와이어본딩으로는, 반도체칩 전극상의 알루미늄 선 접합부에도 지지판상의 알루미늄 선 접합부에도, 동일한 압접부가 형성된다. 이 경우도 압접부의 알루미늄 선은, 가상의 도전판상에 간단히 접속처리될 뿐이지만, 폭이 넓게 가공되어 있다. 이 때문에, 접속단자로서 사용하기 쉽다. 또한, 초음파 와이어본딩의 조건을 조정하여, 통상의 압접부의 폭보다도 더욱 넓게 가공하는 것도 할 수 있다.(a) The tip of the wire is joined to the electrode of the semiconductor chip to form a first pressure contact. Subsequently, a second press contact portion may be formed in the virtual conductive plate in the same manner, and the wire continuous to the supply source inside the bonding tool may be cut. When forming the second press contact portion on the virtual conductive plate, the wire is crushed to have a shape wider than the wire state. For this reason, it can be used as a connection terminal. By adjusting the wire bonding conditions, it is also possible to make the width of the wire larger than the pressure contact portion under normal pressure welding conditions. In addition, in the ultrasonic wire bonding of aluminum wire, the same press contact part is formed also in the aluminum wire junction part on a semiconductor chip electrode, and the aluminum wire junction part on a support plate. Also in this case, the aluminum wire of the pressure-contacting portion is simply connected to a virtual conductive plate, but is processed in a wide width. For this reason, it is easy to use as a connection terminal. In addition, it is also possible to adjust the conditions of the ultrasonic wire bonding, and to process a wider than the width of the normal pressure contact portion.
(b) 와이어의 선단부분을 용융시켜, 벌크(bilk)형 부분을 형성하여, 가상의 도전판상에 볼본드를 형성하고, 이어서, 반도체칩의 전극상에 스티치본드를 형성하는 것도 할 수 있다.(b) A tip portion of the wire may be melted to form a bulk portion, a ball bond may be formed on a virtual conductive plate, and a stitch bond may then be formed on an electrode of a semiconductor chip.
(c) 와이어의 선단부분을 용융시켜, 벌크형 부분을 형성하여, 반도체칩의 전극상에 볼본드를 형성하여, 이어서, 가상의 도전판상에 스티치본드를 형성하는 것도 할 수 있다.(c) A tip portion of the wire may be melted to form a bulk portion, a ball bond may be formed on an electrode of a semiconductor chip, and a stitch bond may then be formed on a virtual conductive plate.
(a), (b), (c) 어느쪽의 경우도, 후의 공정에서 가상의 도전판을 제외하면, 가공되어 도전판에 접속된 금속배선의 단부를 접속단자로 할 수 있다.In any of the cases (a), (b), and (c), except for the virtual conductive plate in the subsequent step, the end of the metal wiring processed and connected to the conductive plate can be used as a connection terminal.
이 결과, 리드프레임을 사용하지 않음으로써 소형화된 반도체장치를, 매우 간단한 제조공정에 의해 제조할 수 있다. 이 결과, 높은 신뢰성을 갖는 소형화된 반도체장치를 저렴하게 얻는 것이 가능하게 된다.As a result, a semiconductor device miniaturized by not using a lead frame can be manufactured by a very simple manufacturing process. As a result, it is possible to obtain a miniaturized semiconductor device with high reliability at low cost.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 금속배선은 와이어본딩에 의해 형성된 와이어이고, 접속단자가, 해당 와이어의 부분이 그 와이어에 연속한 대로 가공되어 벌크형으로 된 벌크형의 접속단자로 할 수 있다(제2 국면).In the semiconductor device of the present invention, the metal wiring is a wire formed by wire bonding, and the connecting terminal can be a bulk connecting terminal in which a portion of the wire is processed as the wire is continuous to form a bulk (second). conjuncture).
이 구성에서서는, 반도체장치가 상기 (b)의 공정으로 제조된 접속단자를 갖는다. 상기 (b)의 공정으로 제조된 접속단자는, 평면적으로 봐 넓은 사이즈를 가지므로, 접속단자로서 사용하여 접속이 용이하게 된다. 또한, 2개의 벌크형의 단자를 적층함으로써, 상면에도 노출시켜 적층구조를 제조하기 쉽게 된다.In this configuration, the semiconductor device has a connection terminal manufactured in the step (b) above. Since the connection terminal manufactured by the process of said (b) has planar size, it has a wide size, and it is used as a connection terminal, and connection is easy. In addition, by stacking two bulk terminals, it is easy to produce a laminated structure by exposing to an upper surface.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 금속배선 및 접속단자는, 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다(제3 국면).In the semiconductor device of the present invention, the metal wiring and the connecting terminal can be formed by any one of a gas deposition method and a plating method (third phase).
상기한 바와 같이, 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느 하나를 사용함으로써, 와이어를 사용하는 경우와 같이, 접속단자를 가공할 필요가 없어진다. 접속단자 및 전극상의 단자와 함께, 임의의 형상으로 형성할 수 있다. 단, 가스 디포지션법 또는 도금법으로 금속배선을 형성하는 경우, 와이어와 같이 공중에 연장할 수 없으므로, 적어도 반도체칩의 1개의 주면을 덮는 지지층 상에 형성한다. 이 지지층에는, 내구성이 있는 절연막을 사용하여, 그대로 반도체칩의 보호층으로서 사용해도 된다. 또한, 지지층으로서, 레지스트 필름을 배치하여, 상기 가스 디포지션법이나 도금법으로 금속배선을 형성한 후, 이 레지스트 필름을 제거하고, 그 후, 다시 내구성이 있는 절연체를 형성해도 된다.As described above, by using any one of the gas deposition method and the plating method, it is not necessary to process the connection terminal as in the case of using a wire. It can be formed in arbitrary shapes with a connection terminal and the terminal on an electrode. However, in the case of forming the metal wiring by the gas deposition method or the plating method, since it cannot extend in the air like a wire, it is formed on the support layer covering at least one main surface of the semiconductor chip. A durable insulating film may be used for this support layer as it is as a protective layer of a semiconductor chip. As the support layer, a resist film may be disposed to form a metal wiring by the gas deposition method or the plating method, and then the resist film may be removed and a durable insulator may be formed thereafter.
또한, 도금법으로 금속배선을 형성하는 경우, 통상, 전기도금법을 사용하므로, 상기 지지층 상에 음극이 되는 금속막을 형성한다.In addition, in the case of forming the metal wiring by the plating method, an electroplating method is usually used, so that a metal film serving as a cathode is formed on the support layer.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 접속단자가 노출한 표면을, 반도체칩의 1개의 주면과 반대측의 이면측 주표면보다도 외측으로 돌출한 위치에 있는 구성으로 할 수 있다.(제4 국면).In the semiconductor device of the present invention, the surface exposed by the connection terminal can be configured to be positioned to protrude outward from the main surface on the back side opposite to the one main surface of the semiconductor chip.
이 구성에 의하면, 접속단자의 노출부분을 반도체칩보다도 외측에 위치시키게 된다. 이 때문에, 상기한 반도체장치를 모듈이나 제품으로 조립되는 경우, 반도체칩의 높이 정밀도를 높일 필요성이 없어지고, 접속단자를 회로기판의 전극에 접속시키는 것이 매우 용이하게 된다.According to this configuration, the exposed portion of the connection terminal is positioned outside the semiconductor chip. For this reason, when the above-mentioned semiconductor device is assembled into a module or a product, there is no need to increase the height accuracy of the semiconductor chip, and it becomes very easy to connect the connection terminal to the electrode of the circuit board.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 반도체칩의 1개의 주면과 반대측의 이면측 주표면에 접하여 판재를 배치하고, 그 판재를 바닥면으로부터 노출시킬 수 있다(제5 국면).In the semiconductor device of the present invention, a plate can be disposed in contact with the main surface of the back surface side opposite to one main surface of the semiconductor chip, and the plate can be exposed from the bottom surface (fifth aspect).
판재를 열의 양도체로 함으로써, 반도체칩 내에 열이 몰리게 하는 것을 피할 수 있다. 또한, 반도체장치의 기계적 강도를 높일 수 있다. 따라서, 이 반도체칩을높은 신뢰성으로 동작시킬 수 있다. 이 때문에, 구조를 간단화하여, 사이즈를 소형화하고, 저가격화한 후에, 높은 신뢰성의 반도체장치를 얻는 것이 가능하게 된다.By making the plate material a heat conductor, it is possible to avoid causing heat to dissipate in the semiconductor chip. In addition, the mechanical strength of the semiconductor device can be increased. Therefore, this semiconductor chip can be operated with high reliability. Therefore, after the structure is simplified, the size is reduced, and the price is reduced, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor device.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 판재를 금속판으로 구성할 수 있다(제6 국면).In the semiconductor device of the present invention, the plate can be made of a metal plate (sixth aspect).
이 구성에 의해, 저렴하게 강도가 높은 판재를 형성할 수 있다. 이 결과, 반도체장치의 기계적 강도를 높여, 열이 반도체칩에 몰리게 하지 않도록 할 수 있다. 금속판의 재료에는, 알루미늄, 구리 및 그것들의 합금을 사용할 수 있다.By this structure, a board | plate material with high strength can be formed inexpensively. As a result, it is possible to increase the mechanical strength of the semiconductor device so as not to cause heat to get to the semiconductor chip. Aluminum, copper, and their alloys can be used for the material of the metal plate.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 접속단자의 노출부에 땜납재를 피착시킬 수 있다(제7 국면).In the semiconductor device of the present invention, a solder member can be deposited on the exposed portion of the connection terminal (seventh aspect).
이 구성에 의해, 접속단자와 다른 단자와의 접속을 보다 용이하게 행할 수 있고 또한 접속강도를 높일 수 있다.By this structure, connection of a connection terminal and another terminal can be performed more easily, and connection strength can be raised.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 판재의 노출부에 땜납재를 피착시킬 수 있다(제8 국면).In the semiconductor device of the present invention, a solder material can be deposited on an exposed portion of the plate (eighth aspect).
이 구성에 의해, 판재에 방열판을 강고하게 접속시켜, 반도체칩의 열을 많이 방열하고, 반도체칩의 동작의 신뢰성을 높이는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 다층구조를 형성하여, 고밀도 실장해도, 높은 동작신뢰성을 얻는 것이 가능하게 된다.This configuration makes it possible to firmly connect the heat sink to the plate, to dissipate much of the heat of the semiconductor chip, and to improve the reliability of the operation of the semiconductor chip. For this reason, it is possible to obtain a high operational reliability even when a multi-layer structure is formed and high density mounting.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 와이어의 타단의 접속단자의 높이를 높게 함으로써, 접속단자의 바닥면과 반대측의 상부가, 절연체의 상면으로부터 노출할 수 있다. 이와 같은 구성을 할수 있으면, 이 반도체장치를 2개 이상 겹쳐 적층구조의 반도체장치를 얻을 수 있다. 이 결과, 간단한 구조의 반도체장치를, 매우 간단하게 고밀도 실장하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이, 평면적으로 봐 동일위치에서 상면과 바닥면과 단자가 노출되어 있는 반도체장치를 상하 동일위치 단자부착 반도체장치라 기입한다.In the semiconductor device of the present invention, by increasing the height of the connection terminal at the other end of the wire, the upper portion on the opposite side to the bottom surface of the connection terminal can be exposed from the upper surface of the insulator. If such a structure can be provided, two or more of these semiconductor devices may be stacked to obtain a semiconductor device having a stacked structure. As a result, it becomes possible to mount the semiconductor device of a simple structure very simply and with high density. In this manner, a semiconductor device in which the top surface, the bottom surface and the terminals are exposed at the same position in plan view is referred to as a semiconductor device with the same vertical position terminal.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 접속단자 상에 다른 상부 접속용 단자를 구비할 수 있다(제9 국면).In the semiconductor device of the present invention, another upper connection terminal can be provided on the connection terminal (a ninth aspect).
상기 구성을 갖는 반도체장치, 즉 상하 동일위치 단자부착 반도체장치를 2개 이상 순서대로 겹치게 함으로써, 매우 조밀한 적층구조의 반도체장치(반도체모듈)를 얻을 수 있다.By superimposing two or more semiconductor devices having the above-described structure, that is, semiconductor devices with the same upper and lower positions in the order, a highly compact semiconductor device (semiconductor module) can be obtained.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 금속배선 및 접속단자가 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느 하나에 의해 형성되고, 접속단자 상에 연속하여, 반도체칩의 1개의 주면 측에 높아지도록 형성된 상부 접속용 단자를 구비할 수 있다(제10 국면).In the semiconductor device of the present invention, the upper wiring terminal is formed such that the metal wiring and the connecting terminal are formed by any one of the gas deposition method and the plating method, and are continuously formed on the connecting terminal so as to be higher on one main surface side of the semiconductor chip. It can be provided (phase 10).
상기한 가스 디포지션법에 의한 구성으로는, 와이어본딩에서의 상부 접속용 단자를 형성하기 위한 공정을 따로 설치하지 않고, 금속배선 형성공정 중에서 상부 접속용 단자를 형성할 수 있다.With the above structure by the gas deposition method, the upper connecting terminal can be formed in the metal wiring forming step without separately providing a step for forming the upper connecting terminal in wire bonding.
또한, 도금법으로는, 와이어본딩에서의 상부 접속용 단자를 형성하기 위한 공정을 따로 설치하게 되지만, 사진제판에 의해 도금패턴을 형성하기 위해, 보다 고정밀도로 미세한 접속단자를 보다 다수 형성할 수 있다.In the plating method, a step for forming an upper connection terminal in wire bonding is provided separately. However, in order to form a plating pattern by photolithography, many more fine connection terminals can be formed with higher precision.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 상기한 적층구조의 반도체장치를 단위 반도체장치로 하고, 그 단위 반도체장치가 적어도 2개 적층되며, 그 한쪽의 단위 반도체장치의 접속단자가 다른쪽의 단위 반도체장치의 상부 접속용 단자에 접속될 수 있다(제11 국면).In the semiconductor device of the present invention, the above-described stacked structure semiconductor device is a unit semiconductor device, at least two of the unit semiconductor devices are stacked, and the connection terminal of one unit semiconductor device is connected to the other unit semiconductor device. It may be connected to an upper connection terminal (phase 11).
이 구성에 의해, 또한 상하면에 접속단자를 갖는 적층 반도체장치(적층 반도체모듈)를 얻을 수 있다. 이 적층 반도체장치는, 매우 조밀한 구조를 가지며, 이 때문에 높은 신령성을 신뢰성을 가지며 동시에 저렴하게 제조할 수 있다. 이와 같이 순서대로 적층된 적층 반도체장치를, 순적층 반도체장치라 부른다.With this configuration, a laminated semiconductor device (layered semiconductor module) having connection terminals on the upper and lower surfaces can be obtained. This laminated semiconductor device has a very dense structure, and therefore, it is possible to manufacture it with high reliability and at low cost. The stacked semiconductor devices stacked in this order are called forward stacked semiconductor devices.
상기 본 발명의 반도체장치서는, 전극 상에 접하여 또 다른 전극상 단자를 구비할 수 있다(제12 국면).The semiconductor device of the present invention can be provided on another electrode in contact with an electrode (12th aspect).
상기 구성의 반도체장치가 상기한 주표면에 평행한 평면경에 관하여, 면대칭성을 갖는 경우, 상기한 구성의 2개의 반도체장치를 바닥면끼리 맞대게 하거나, 또는 상면끼리 맞대게 하여, 적층 반도체장치를 간단히 얻을 수 있다. 이 반도체장치를, 상기 면대칭성의 유무에 상관없이, 상하 다른위치 단자부착 반도체장치라 부른다.When the semiconductor device of the above constitution has surface symmetry with respect to the plane mirror parallel to the main surface described above, the laminated semiconductor device is formed by facing the two semiconductor devices of the above constitution with each other or with the upper surfaces. It's simple to get. This semiconductor device is referred to as a semiconductor device with terminal at different positions up and down, regardless of whether the surface symmetry is present or not.
또한, 상기 반도체장치가 상기 면대칭성을 갖지 않은 경우, 상기한 반도체장치에 대하여 상기 면대칭의 관계의 배치를 갖는 반도체장치를 준비한다. 상기 상하 다른위치 단자부착 반도체장치와 그것에 면대칭인 반도체장치를, 바닥면끼리 또는 상면끼리 맞대게 함으로써 적층 반도체장치를 간단히 얻을 수 있다. 상기한 적층 반도체장치를 반전적층 반도체장치라 부른다.In addition, when the semiconductor device does not have the surface symmetry, a semiconductor device having the arrangement of the surface symmetry relation with respect to the semiconductor device is prepared. The laminated semiconductor device can be obtained simply by bringing the semiconductor device with terminals at different positions up and down and the semiconductor device that is face-symmetric to the bottom surface or the top surface to face each other. The multilayer semiconductor device described above is called an inverted semiconductor device.
상기 본 발명의 반도체장치에서는, 금속배선이 가스 디포지션법 및 도금법중 어느 하나에 의해 형성되고, 전극과 접속하는 부분의 위에 연속하여 형성된 전극상 단자를 구비할 수 있다(제13 국면).In the semiconductor device of the present invention, the metal wiring can be provided by any one of a gas deposition method and a plating method, and can be provided with an electrode terminal on which the electrode is connected in succession (13th aspect).
상술한 바와 같이, 금속배선이 가스 디포지션법에 의해 형성되는 경우, 와이어 본딩에서의 상부 접속용 단자를 형성하기 위한 공정을 따로 설치하지 않고, 금속배선 형성공정 중에서 상부 접속용 단자를 형성할 수 있다. 또한, 도금법으로서는, 와이어본딩에서의 상부 접속용 단자를 형성하기 위한 공정을 따로 설치하게 된다. 그러나, 사진제판에 의해 도금패턴을 형성하기 위해, 보다 고정밀도로 미세한 접속단자를 보다 다수 형성할 수 있다.As described above, when the metal wiring is formed by the gas deposition method, the upper connecting terminal can be formed in the metal wiring forming step without providing a step for forming the upper connecting terminal in wire bonding. have. Moreover, as a plating method, the process for forming the terminal for upper connection in wire bonding is provided separately. However, in order to form a plating pattern by photolithography, more fine connection terminals can be formed with higher precision.
본 발명의 반도체장치에서는, 상기 가스 디포지션법 또는 도금법 중 어느 하나로 형성된 금속배선을 갖는 반도체장치에 있어서, 그 금속배선이, 바닥부와 반대측의 면측에서, 적어도 가장 높은 위치에서 노출하도록 할 수 있다(제14 국면).In the semiconductor device of the present invention, in the semiconductor device having the metal wiring formed by any of the gas deposition method and the plating method, the metal wiring can be exposed at the highest position on the surface side opposite to the bottom portion. (Phase 14).
가스 디포지션법 또는 도금법으로 형성된 금속배선은 토대가 되는 지지층 상에 형성된다. 이 때문에, 지지층상의 부분의 적어도 가장 높은 위치를 노출시켜 놓으면, 접속용 단자로서 사용할 수 있다.The metal wiring formed by the gas deposition method or the plating method is formed on the supporting layer on which the foundation is based. For this reason, if at least the highest position of the part on a support layer is exposed, it can be used as a terminal for a connection.
본 발명의 반도체장치는, 상기한 상하 다른위치 단자부착 반도체장치를 단위 반도체장치로서, 1개의 주면과 평행하게 배치한 평면에 관하여 단위 반도체장치와 면대칭의 배치를 갖는 면대칭 반도체장치 및 단위 반도체장치를 구비한다. 그리고, 단위 반도체장치의 전극상 단자에 면대칭 반도체장치의 전극상 단자가 접속되어 적층되는 상면 맞대기 접속구조 및 단위 반도체장치의 접속단자에 면대칭 반도체장치의 접속단자가 접속되어 적층되는 바닥면 맞대기 접속구조중 어느 한쪽의 접속구조를 구비할 수 있다(제15 국면).The semiconductor device of the present invention comprises a surface symmetric semiconductor device and a unit semiconductor device having a unit semiconductor device and a plane symmetrical arrangement with respect to a plane in which the semiconductor device with terminals above and below different positions is disposed as parallel with one main surface. Equipped. And a top butt connection structure in which the electrode terminal of the surface symmetric semiconductor device is connected and laminated to the electrode terminal of the unit semiconductor device, and a bottom butt connection structure in which the connection terminal of the surface symmetric semiconductor device is connected and laminated to the connection terminal of the unit semiconductor device. Any one of these connection structures can be provided (phase 15).
이 구성에 의해, 간단히 반전적층 반도체장치를 얻을 수 있다. 이 반전적층 반도체장치는 조밀하고, 높은 신뢰성을 가지며 동시에 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 가스 디포지션법 또는 도금법으로 형성된 금속배선의 적어도 최고부가 노출되어 있는 경우에는, 그 노출되어 있는 부분끼리를 직접, 접촉시켜 전기적으로 접속해도 되며, 2개의 노출부의 사이에 땜납을 통하여 전기적으로 접속해도 된다.With this configuration, an inverted stacked semiconductor device can be obtained simply. This inverted semiconductor device is compact, has high reliability, and can be manufactured at low cost. In addition, when at least the highest part of the metal wiring formed by the gas deposition method or the plating method is exposed, the exposed portions may be directly contacted and electrically connected, or electrically connected between the two exposed parts through solder. You may connect.
또한, 상기한 면대칭 반도체장치는, 단위 반도체장치 자신이 상기 면대칭성을 갖는 경우(제16 국면), 그 단위 반도체장치를 반전하여 적층함으로써, 반전적층 반도체장치를 형성할 수 있다.In addition, in the above-described surface symmetric semiconductor device, when the unit semiconductor device itself has the above-described surface symmetry (phase 16), the inverted stacked semiconductor device can be formed by inverting and stacking the unit semiconductor devices.
또한, 상기한 반전적층 반도체장치가 2개 이상 구비되고, 제1 반전적층 반도체장치의 접속단자와, 제2 반전적층 반도체장치의 접속단자가 접속되어 있는 경우에도, 상기한 본 발명의 구성중에 포함된다. 이 경우, 상면 맞대기 구조의 경우에는, 제1 반전적층 반도체장치의 접속단자와, 제2 반전적층 반도체장치의 접속단자가 접속되고, 바닥면 맞대기 구조의 경우에는, 제1 반전적층 반도체장치의 제2보조접속단자와, 제2 반전적층 반도체장치의 제2 보조접속단자가 접속되어 있다.In addition, even when two or more inverted stacked semiconductor devices described above are provided, and the connection terminal of the first inverted semiconductor device and the connection terminal of the second inverted semiconductor device are included in the above-described configuration of the present invention. do. In this case, in the case of the top butt structure, the connection terminal of the first inverted semiconductor device and the connection terminal of the second inverted semiconductor device are connected, and in the case of the bottom butt structure, the first terminal of the first inverted semiconductor device is The second auxiliary connection terminal and the second auxiliary connection terminal of the second inverted stacked semiconductor device are connected.
또한, 반도체장치의 총수가 홀수인 경우, 페어(pair)를 이룰수 없는 반도체장치가 끝층에 배치된다. 이와 같은 적층 반도체장치도 본 발명의 반도체장치에 포함된다. 이 경우, 제1 단위 반도체장치 및 면대칭 반도체장치 중 어느 한쪽을, 단층 반도체장치로서 더 구비하고, 그 접속단자가, 끝층 반도체장치와 면대칭의 관계에 있는 반전적층 반도체장치의 끝의 층인 반도체장치의 접속단자와 접속된다.In addition, when the total number of semiconductor devices is an odd number, semiconductor devices which cannot be paired are arranged in the end layer. Such a laminated semiconductor device is also included in the semiconductor device of the present invention. In this case, any one of the first unit semiconductor device and the surface symmetric semiconductor device is further provided as a single layer semiconductor device, and the connection terminal thereof is a layer of the end of the inverted multilayer semiconductor device having a surface symmetry relationship with the end layer semiconductor device. It is connected to the connection terminal.
본 발명의 반도체장치는, 접속단자의 외측 단부를 더욱 절연체의 측면으로부터 노출시키는 구성으로 할 수 있다(제17 국면).The semiconductor device of the present invention can be configured to further expose the outer end of the connecting terminal from the side surface of the insulator (phase 17).
이 구성에 의해, 반도체장치의 측부에 서는 벽형 회로기판 등을 사용하여, 적층 반도체장치를 용이하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 따로 접속단자를 형성하지 않고, 적층구조의 반도체장치를 얻는 것이 가능하게 된다.This structure makes it possible to easily form a laminated semiconductor device by using a wall circuit board or the like on the side of the semiconductor device. For this reason, it becomes possible to obtain a semiconductor device of a laminated structure without forming a connection terminal separately.
본 발명의 반도체장치는, 측부가 노출되어 측부가 접속되는 접속단자가 구비된 반도체장치를 2개 이상과, 내부에 회로배선을 포함하여 반도체칩의 표면에 교차하도로고 서는 벽형 회로기판을 구비하고, 반도체장치의 접속단자의 노출된 측면이 벽형 회로기판에 접속되며, 반도체장치가 층형으로 실장되는 구성으로 할 수 있다(제18 국면).The semiconductor device of the present invention includes at least two semiconductor devices having exposed terminals connected to the side portions with exposed sides, and wall circuit boards intersecting the surface of the semiconductor chip including circuit wiring therein. The exposed side of the connection terminal of the semiconductor device is connected to the wall circuit board, and the semiconductor device can be mounted in a layered manner (S18th aspect).
이 구성에 의해, 간단히 적층구조를 얻을 수 있고, 고밀도 실장을 간단히 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기한 벽형 회로기판은 1개에 한정되지 않고, 2개 이상, 3, 4개이어도 된다. 반도체장치의 4 둘레를 둘러싸도록 배치되어 있어도 된다. 상기 벽형 회로기판은, 통상, 전극이 배열되는 부근에 배치된다.By this structure, a laminated structure can be obtained simply and it becomes possible to perform high density mounting easily. The wall circuit boards described above are not limited to one, but may be two or more, three or four. It may be arrange | positioned so that the four periphery of a semiconductor device may be enclosed. The wall circuit board is usually arranged in the vicinity where the electrodes are arranged.
본 발명의 반도체장치는, 평면적으로 봐 적어도 1측면에는 벽형 회로기판이 배치되지 않고, 그 벽형 회로기판이 접속되지 않은 측면에서, 반도체장치의 적층면에 따른 회로기판이, 접속단자에 접속되어 측면으로부터 평판형으로 돌출하는 구성으로 할 수 있다(제19 국면).In the semiconductor device according to the present invention, the wall-shaped circuit board is not arranged on at least one side surface and the wall-shaped circuit board is not connected. The circuit board according to the laminated surface of the semiconductor device is connected to the connection terminal and the side surface thereof. It can be set as the structure which protrudes in planar form from (19th stage).
이 구성에 의해, 벽형 회로기판의 단자를 통한 접속뿐만 아니라, 상기한 평명상에 배치한 회로기판의 배선도 이용한 접속을 사용할 수 있다.With this configuration, the connection using not only the connection through the terminal of the wall circuit board but also the wiring of the circuit board arranged on the above-described flat can be used.
본 발명의 반도체장치는, 반도체장치를 평면적으로 봐 적어도 1측면에는 벽형 회로기판이 배치되지 않고, 그 벽형 회로기판이 접속되지 않은 측면에서, 반도체장치의 적층면에 따른 방열판이, 반도체칩과 열적으로 도통하여 측면으로부터 평판형으로 돌출하는 구성으로 할 수 있다(제20 국면).In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor device is planar, and at least one side of the semiconductor device does not have a wall circuit board disposed thereon, and the heat sink according to the stacking surface of the semiconductor device is thermally connected with the semiconductor chip. Can be configured to protrude in a flat plate form from the side surface (the twentieth aspect).
이 구성에 의해, 반도체칩으로부터 열을 방산하여 높은 신뢰성의 동작을 확보할 수 있다. 또한, 상기한 구성에서는, 반도체칩의 이면에 접하여 열전도판을 배치해도 되며, 배치하지 않아도 된다.By this structure, heat can be dissipated from the semiconductor chip to ensure high reliability operation. In addition, in the above-described configuration, the thermal conductive plate may be disposed in contact with the rear surface of the semiconductor chip, or may not be disposed.
본 발명의 반도체장치의 제조방법은, 소정기능을 가져 외부와의 전기적 접속을 도모하기 위한 전극을 갖는 반도체 회로영역을 1개의 주면에 2개 이상 배치한 반도체기판으로부터, 2개 이상의 반도체장치를 제조하는 방법이다. 이 제조방법은, 반도체기판의 1개의 주면과 반대의 주표면측에 지지판을 접합하는 공정과, 2개 이상의 반도체 회로영역을 개개의 반도체 회로영역으로 나누도록, 그 반도체 회로영역의 주위에 지지판이 노출되도록 홈을 형성하는 공정과, 전극과 홈내에 노출된 지지판을 금속배선으로 결선하는 공정과, 지지판을 제거하는 공정을 구비한다(제21 국면).In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, two or more semiconductor devices are manufactured from a semiconductor substrate having two or more semiconductor circuit regions arranged on one main surface, each having a predetermined function and having an electrode for electrical connection with the outside. That's how. The manufacturing method includes a step of joining a support plate to a main surface side opposite to one main surface of a semiconductor substrate, and a support plate around the semiconductor circuit region so as to divide two or more semiconductor circuit regions into individual semiconductor circuit regions. A step of forming a groove so as to be exposed, a step of connecting the electrode and the support plate exposed in the groove with a metal wiring, and a step of removing the support plate (phase 21).
이 구성에 의하면, 와이어로 결선하는 공정에서는, 반도체칩(반도체 회로영역)을 개편화하지 않고, 각 반도체칩은 지지판으로 지지된 상태로, 홈 바닥부의 지지판에 접속된다. 상기한 결선공정을, 예컨대 와이어본딩으로 행할 경우, 반도체칩의 전극과 접속단자를 와이어본딩한다. 이 때문에, 도체 소자마다 위치 얼라인먼트를 행할 필요가 없으며, 생산능률을 대폭 향상시킬 수 있다. 따라서 양산성의 점에서 매우 우수하다.According to this structure, in the process of connecting with a wire, the semiconductor chips (semiconductor circuit region) are not separated into individual pieces, and each semiconductor chip is connected to the support plate of the groove bottom part while being supported by the support plate. When the above connection process is performed by wire bonding, for example, the electrode and the connection terminal of the semiconductor chip are wire bonded. For this reason, it is not necessary to perform position alignment for every conductor element, and production efficiency can be improved significantly. Therefore, it is very excellent in the point of mass productivity.
또한, 개편화된 반도체장치마다 반도체 패키지를 제조할 경우에 문제가 되는, 소형화에서의 핸들링성에도 우수하다.Moreover, it is excellent also in the handling at the miniaturization which becomes a problem when manufacturing a semiconductor package for every individual semiconductor device.
또한, 복잡한 처리공정을 필요로 하지 않고, 동일사이즈의 반도체장치를 적층하여 적층구조의 반도체장치를 얻을 수 있다. 또한, 이때, 스페이서나 특수한 회로기판을 사용할 필요가 없다. 이 때문에, 적층할 수 있는 층수에 제한 없는 적층구조의 반도체장치를 얻을 수 있다.In addition, a semiconductor device having a stacked structure can be obtained by stacking semiconductor devices of the same size without requiring complicated processing steps. At this time, there is no need to use a spacer or a special circuit board. For this reason, the semiconductor device of a laminated structure can be obtained which is not limited to the number of layers which can be laminated | stacked.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 전극과 지지판을 와이어로 결선하는 공정에서는, 와이어본딩에 의해, 지지판에 접속되게 되는 부분 부근의 와이어를 용융시켜 벌크형으로 한 것을 지지판에 접속시킬 수 있다(제22 국면).In the manufacturing method of the semiconductor device of this invention, in the process of connecting an electrode and a support plate with a wire, it can connect the thing made into the bulk by melting the wire of the vicinity of the part connected to a support plate by wire bonding. Phase 22).
이 구성에 의해, 와이어본딩의 결선공정에서 볼본드를 지지판에 형성함으로써, 벌크형의 접속단자를 간단히 형성할 수 있다. 상기 볼본드의 형성은, 특별히 곤란함을 동반하지는 않는다. 와이어본딩에서는, 통상, 우선, 와이어본딩 장치내에서 와이어 선단에 방전을 생기게 하여, 와이어 선단부를 용융하여 벌크형 부분(볼)을 형성한다. 이어서, 그 벌크형 부분을 지지판에 접촉시켜 접합시킨다. 그 후, 와이어를 공급하면서 반도체칩의 전극에 와이어를 접속하여 벌크형 부분을 거의 갖지 않은 스티치본드를 형성한다. 볼본드의 형성에는, 상기한 바와 같이 처음에 지지판에 볼본드를 형성하는 순서로 행하는 것이 보통이다. 그러나, 와이어본딩의 조건을 특히 조절하여, 처음에 반도체칩의 전극상에 스티치본드를 형성하고, 이어서, 와이어를 공급하면서 지지판에 벌크형 부분으로서 볼본드를 형성해도 된다.By this structure, a bulk connection terminal can be formed simply by forming a ball bond in a support plate at the wire bonding process. Formation of the ball bond is not particularly difficult. In wire bonding, first, a discharge is generated at the wire tip in the wire bonding apparatus, and the wire tip is melted to form a bulk portion (ball). Next, the bulk portion is brought into contact with the support plate to be joined. Thereafter, the wire is connected to the electrode of the semiconductor chip while supplying the wire to form a stitch bond having almost no bulk portion. In the formation of the ball bond, it is common to carry out in the order of first forming the ball bond on the support plate as described above. However, the conditions of the wire bonding may be particularly adjusted to initially form a stitch bond on the electrode of the semiconductor chip, and then a ball bond may be formed as a bulk portion on the support plate while supplying the wire.
이 구성에 의해, 소형화한 간소한 구조의 반도체장치를 매우 간단하게 또한 저렴하게 제조할 수 있다.This configuration makes it possible to manufacture a compact and compact semiconductor device very simply and inexpensively.
또한, 홈을 형성하는 공정에서는, 반도체기판을 관통하여 지지판내에 홈을 형성할 수 있다. 이 때문에, 상기한 와이어의 접속단자를 용이하게 홈 바닥부에 접속시킬 수 있다. 홈 바닥부의 지지판 표면에 대해, 에칭처리, 도금처리 또는 이들을 조합한 처리를 행하고, 와이어본딩에서의 접속을 용이화 또한 확실화하는 것이 바람직하다.Further, in the step of forming the groove, the groove can be formed in the support plate through the semiconductor substrate. For this reason, the connection terminal of the said wire can be easily connected to a groove bottom part. It is preferable to perform an etching process, a plating process, or a combination of these processes on the surface of the support plate of the groove bottom to facilitate and assure the connection in wire bonding.
또한, 지지판을 에칭에 의해서 제거한 경우, 접속단자를 반도체칩보다도 하측에 돌출하게 할 수 있다. 이 때문에, 적층 반도체장치(적층 반도체모듈)나 제품에 조립할 때, 용이하게 상기 접속단자를 다른 단자에 접속시킬 수 있다.In addition, when the supporting plate is removed by etching, the connection terminal can be made to protrude below the semiconductor chip. For this reason, when assembling a laminated semiconductor device (layer semiconductor module) or a product, the said connection terminal can be easily connected to another terminal.
또한, 지지판에 미리 홀 또는 관통홀을 배열해 놓고, 와이어의 단부를 접속할 때, 토치(torch)에 의해 와이어 단부를 강압하고, 이 홀 또는 관통홀에 끼워 넣어 접합할 수 있다. 또한, 지지판에 미리 홀 또는 관통홀을 설치하지 않고 간단히 접속할 때, 토치에 의해 강압함으로써 지지판에 와이어 단의 일부를 끼워 넣어 접합하는 것도 할 수 있다. 상기한 접속방법을 사용한 경우, 후의 공정에서 지지판을 제거할 때에 에칭을 사용함으로써, 와이어 단부가 보다 한 층 외측으로 돌출하여 형성된다. 이 결과, 더욱 용이하게 상기 접속단자를 다른 단자에 접속시킬 수 있다.Further, when the holes or through-holes are arranged in advance on the support plate and the end portions of the wires are connected, the end portions of the wires can be pushed down by a torch and sandwiched in the holes or through-holes to be joined. In addition, when connecting simply without providing a hole or a through hole in advance, a part of the wire end can be inserted and joined to a support plate by forcing by a torch. In the case where the above connection method is used, the end of the wire is formed to protrude to the outside of the layer by using etching when the support plate is removed in a later step. As a result, the connection terminal can be connected to another terminal more easily.
또한 상기 본 발명의 제조방법에서는, 지지판의 소정부분을 제거한 후, 이면에 노출한 와이어의 접속단자 및 판재의 적어도 한쪽에 도금처리를 행하는 공정을더 구비할 수 있다. 이 구성에 의해, 접속단자에 회로기판의 단자를 접속하거나, 판재에 방열판을 접속하는 것이 용이하게 된다.Furthermore, in the manufacturing method of the said invention, after removing the predetermined part of a support plate, the process of plating at least one of the connection terminal of a wire exposed to the back surface, and a board | plate material can be further provided. This configuration makes it easy to connect the terminals of the circuit board to the connection terminals or to connect the heat sink to the plate.
또한, 상기 본 발명의 제조방법에서는, 지지판은, 반도체기판과 지지판의 사이에 홈형성 공정에서 형성되는 홈으로 둘러싸이는 영역에 대응하도록 배치된 판재(열전도판)를 구비하고, 반도체기판의 1개의 주면과 반대의 주표면측에 지지판을 접합하는 공정이, 판재와 지지판을 접합하는 공정 및 그 판재와 반도체기판을 접합하는 공정을 구비할 수 있다. 이 구성에 의해, 반도체장치의 기계적 강도를 높이는 동시에 반도체칩에 열이 몰려 반도체칩이 오동작하는 것을 피할 수 있다. 판재는 방열판 등에 접속되게 된다.In addition, in the manufacturing method of the present invention, the support plate includes a plate material (heat conduction plate) disposed between the semiconductor substrate and the support plate so as to correspond to an area surrounded by the grooves formed in the groove forming step. The step of joining the support plate to the main surface side opposite to the main surface may include a step of joining the plate member and the support plate and a step of joining the plate member and the semiconductor substrate. By this structure, it is possible to increase the mechanical strength of the semiconductor device and to prevent the semiconductor chip from malfunctioning due to the heat of the semiconductor chip. The plate member is connected to a heat sink or the like.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 금속배선으로 결선하는 공정 전에, 반도체기판의 1개의 주면을 절연막으로 덮는 공정을 구비하고, 전극과 지지판을 금속배선으로 결선하는 공정에서는, 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느 하나에 의해, 절연막과, 전극과, 지지판의 위에 접하는 금속막을 형성할 수 있다(제23 국면).In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of covering one main surface of the semiconductor substrate with an insulating film is provided before the step of wiring with metal wiring. In the step of connecting the electrode and the support plate with metal wiring, the gas deposition method and By any of the plating methods, the insulating film, the electrode, and the metal film which contact | connects on a support plate can be formed (a twenty-third aspect).
이 절연막은, 당연히, 반도체칩의 전극은 피복하지 않게 된다. 이 절연막은, 가스 디포지션법 또는 도금법에 의한 금속막의 형성 후, 제거하여, 다음에 절연막을 형성해도 되며, 또한, 그대로 반도체칩의 보호절연막으로서 사용해도 된다. 상기한 방법에 의하면, 접속단자를 임의의 형상으로 하는 것이 용이하게 된다.Naturally, the insulating film does not cover the electrodes of the semiconductor chip. This insulating film may be removed after formation of a metal film by a gas deposition method or a plating method, and then an insulating film may be formed, or may be used as a protective insulating film of a semiconductor chip as it is. According to the above method, it becomes easy to make a connection terminal arbitrary shape.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 반도체기판의 1개의 주면과 반대의 이면측 주표면에 지지판을 접합하는 공정에서는, 양극접합법을 사용하여 접합해야할 부재끼리를 접합할 수 있다(제24 국면).In the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, in the step of joining the support plate to the back surface main surface opposite to one main surface of the semiconductor substrate, the members to be joined can be joined using the anodic bonding method (phase 24). .
이 구성에 의하면, 접착제 등의 별도의 재료를 사용하지 않고 지지판 등을 접합할 수 있다. 이 때문에, 지지판의 고정구조를 간단히 형성할 수 있고, 제조비용을 감소할 수 있다.According to this structure, a support plate etc. can be joined, without using another material, such as an adhesive agent. For this reason, the fixing structure of a support plate can be formed simply, and manufacturing cost can be reduced.
또한, 지지판 및 보조판에는 금속판을 사용함으로써, 이 반도체장치를 저렴하게 제조할 수 있다. 그러나, 지지판에는 전기 도전성이 있고, 또한 판재에는 열전도성이 있으면, 금속판에 한정되지 않고, 어떠한 재료를 사용해도 된다.In addition, by using a metal plate for the support plate and the auxiliary plate, this semiconductor device can be manufactured at low cost. However, as long as the support plate is electrically conductive and the plate material is thermally conductive, it is not limited to the metal plate, and any material may be used.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 홈을 형성하는 공정에서는, 다이싱 소(dicing saw)를 사용하여 홈을 형성할 수 있다(제25 국면).In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, in the step of forming the grooves, the grooves can be formed using a dicing saw (a twenty-fifth aspect).
이 구성에 의해, 매우 능률적으로 홈을 정확하게, 또한 저렴하게 형성하는 것이 가능하게 된다.This configuration makes it possible to form the grooves accurately and inexpensively very efficiently.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 금속배선으로 결선하는 공정에서는, 홈을 사이에 끼워 대향하는 2개의 반도체칩의 전극위치는, 상기 홈의 연장되는 방향에 따라 서로 어긋나 있고, 한쪽의 반도체칩의 전극으로부터 연장되는 금속배선은 홈내의 다른쪽의 반도체칩에 가까운 위치의 지지판에 접속되며, 다른쪽의 반도체칩의 전극으로부터 연장되는 금속배선은 홈내의 한편의 반도체칩에 가까운 위치의 지지판에 접속될 수 있다(제26 국면).In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the process of connecting with metal wiring, the electrode positions of two semiconductor chips facing each other with grooves interposed therebetween are shifted from each other according to the extending direction of the grooves, and one semiconductor chip is provided. The metal wires extending from the electrodes of the electrodes are connected to the support plate at a position close to the other semiconductor chip in the groove, and the metal wires extending from the electrodes of the other semiconductor chip are connected to the support plate at a position close to the other semiconductor chip in the groove. (Phase 26).
이 구성에 의해, 반도체칩 사이의 간격을 넓게 취하지 않은 경우, 즉 좁은 홈의 경우에서도 본 발명의 반도체장치를 형성할 수 있다.With this structure, the semiconductor device of the present invention can be formed even when the space between the semiconductor chips is not widened, that is, even in the case of narrow grooves.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 절연물로 반도체기판을 밀봉하는공정을 구비하고, 그 밀봉공정에서는, 유동성이 있는 고분자수지를 스크린 인쇄법을 사용하여 소정영역에 도포하여 피복할 수 있다(제27 국면).In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of sealing a semiconductor substrate with an insulator is provided, and in the sealing step, a fluid polymer resin can be coated and coated in a predetermined region by using a screen printing method. Phase 27).
스크린 인쇄법을 사용함으로써, 미세한 고분자수지의 패턴을 정밀하게 형성하는 것이 가능하게 된다.By using the screen printing method, it is possible to precisely form the pattern of the fine polymer resin.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 고분자수지의 패턴의 형성시에, 홈의 내에서, 반도체칩에 접속되는 접속단자를 그 반도체칩에 부속시켜 서로 사이를 두고 있는 간극부에는 고분자수지를 배치하지 않고, 지지판을 제거하는 공정에서, 각 반도체장치가 간극부에 따라 개별로 분리된다(제28 국면).In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, at the time of formation of the pattern of the polymer resin, the polymer resin is disposed in a gap between the connecting terminal connected to the semiconductor chip in the groove and the semiconductor chip is provided therebetween. Instead, in the step of removing the support plate, each semiconductor device is separated separately according to the gap portion (phase 28).
이 구성에 의해, 반도체장치를 마지막으로 개별로 나눌 때에, 밀봉수지를 절단하거나 변형하거나 하지 않고, 용이하게 개편화할 수 있다.By this structure, when the semiconductor device is finally divided into pieces, the sealing resin can be easily separated without cutting or deforming the sealing resin.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 고분자수지의 패턴의 형성시에, 홈의 내에서, 반도체칩에 접속되는 접속단자를 그 반도체칩에 부속시켜 서로 사이를 두고 있는 간극부에는, 반도체칩이 3개 이상 회합하는 코너부를 제외하고 고분자수지를 배치하지 않고, 지지판을 제거하는 공정에서, 코너부에 배치한 고분자수지에 의해 각 반도체장치가 이어지게 할 수 있다(제29 국면).In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in forming a pattern of a polymer resin, a semiconductor chip is provided in a gap portion between a connection terminal connected to a semiconductor chip in a groove and interposed between the semiconductor chip and the semiconductor chip. In the step of removing the support plate without disposing the polymer resin except the corner portions associated with three or more corners, each semiconductor device can be connected by the polymer resin disposed on the corner portion (phase 29).
이 구성에 의해, 소형화한 반도체장치를 웨이퍼 단위로 반송하거나 보관하거나 할 수 있게 되며, 핸들링을 용이하게 할 수 있다.This configuration makes it possible to transport or store the miniaturized semiconductor device on a wafer basis, thereby facilitating handling.
또한, 상기한 지지판을 제거하는 공정에서는, 기계연마 및 화학적 기계연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 중 적어도 한쪽을 사용하여 지지판의 소정부분을 제거할 수 있다. 또한, 지지판 제거의 최종위치의 정밀도를 높이는 경우에는, 상기 지지판을 제거하는 공정에서는, 지지판의 소정부분을 에칭하여 제거하는 것도 할 수 있다.In the step of removing the support plate, at least one of mechanical polishing and chemical mechanical polishing (CMP) may be used to remove a predetermined portion of the support plate. In addition, when raising the precision of the final position of a support plate removal, in the process of removing the said support plate, the predetermined part of a support plate can also be etched and removed.
본 발명의 반도체장치의 제조방법에서는, 절연체로 밀봉하는 공정에서는, 상기 반도체기판의 전체면을 절연체로 피복하고, 그 후 어느 하나의 공정에서 그 절연체의 소정부분을 다이싱 소로 제거하여 상기 반도체 회로영역마다 개편화 할 수 있다(제30 국면).In the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, in the step of sealing with an insulator, the entire surface of the semiconductor substrate is covered with an insulator, and then, in one of the steps, a predetermined portion of the insulator is removed by a dicing saw to make the semiconductor circuit. Each area can be separated (Stage 30).
이 구성에 의해, 특히 수지패턴 형성수단을 갖지 않아도 간편하게 절연체 밀봉을 행할 수 있다. 이 결과, 제조방법의 다양성을 얻는 것이 가능하게 된다.By this structure, insulator sealing can be performed easily, especially without having a resin pattern formation means. As a result, it is possible to obtain a variety of manufacturing methods.
본 발명의 다른 국면의 반도체장치의 제조방법에서는, 소정기능을 가져 외부와의 전기적 접속을 도모하기 위한 전극을 갖는 반도체 회로영역을 1개의 주면에 2개 이상 배치한 반도체기판으로부터, 2개 이상의 반도체장치를 제조하는 방법이다. 이 반도체장치의 제조방법은, 반도체기판을 절단하여 개개의 반도체 회로영역으로 나누는 공정과, 반도체기판의 1개의 주면과 반대의 주표면측에 지지판을 접합하는 공정과, 전극과 홈내에 노출된 지지판을 금속배선으로 결선하는 공정과, 지지판을 제거하는 공정을 구비한다(제31 국면).In a method of manufacturing a semiconductor device according to another aspect of the present invention, two or more semiconductors are provided from a semiconductor substrate having two or more semiconductor circuit regions arranged on one main surface, each having a predetermined function and having electrodes for electrical connection with the outside. Method of manufacturing the device. The semiconductor device manufacturing method includes a process of cutting a semiconductor substrate into individual semiconductor circuit regions, a step of joining a support plate to a main surface side opposite to one main surface of the semiconductor substrate, and a support plate exposed in the electrode and the groove. And a step of removing the supporting plate from the metal wiring (phase 31).
이 구성에 의해, 개편화된 반도체칩의 전극과 지지판을 금속배선에 의해 접속할 수 있다. 이 때문에 종래의 제조라인을 그대로 사용하여 제조할 수 있는 경우가 많아진다.By this structure, the electrode and support plate of the separated semiconductor chip can be connected by metal wiring. For this reason, many cases can be manufactured using a conventional manufacturing line as it is.
상기 다른 국면의 반도체장치의 제조방법에서는, 전극과 지지판을 금속배선으로 결선하는 공정에서는, 와이어본딩에 의해, 지지판에 접속되게 되는 부분 부근의 와이어를 용융시켜 벌크형으로 한 것을 지지판에 접속시킬 수 있다(제32 국면).In the manufacturing method of the semiconductor device according to the other aspect, in the step of connecting the electrode and the support plate by metal wiring, the wire in the vicinity of the portion to be connected to the support plate can be melted and connected to the support plate by wire bonding. (Phase 32).
이 구성에 의해, 와이어본딩이라는 범용적인 수단을 사용하여, 벌크형의 접속단자를 용이하게 형성할 수 있다.By this structure, a bulk connection terminal can be easily formed using the universal means of wire bonding.
상기 다른 국면의 반도체장치의 제조방법에서는, 금속배선으로 결선하는 공정 전에, 반도체기판의 1개의 주면을 절연막으로 덮는 공정을 구비해, 전극과 지지판을 금속배선으로 결선하는 공정에서는, 가스 디포지션법 및 도금법중 어느 하나에 의해, 절연막과, 전극과, 지지판의 위에 접하여 금속막을 형성할 수 있다(제33 국면).In the method of manufacturing a semiconductor device according to the other aspect, a step of covering one main surface of the semiconductor substrate with an insulating film before the step of wiring with metal wiring, and in the step of connecting the electrode and the support plate with metal wiring, the gas deposition method And a metal film can be formed in contact with the insulating film, the electrode, and the support plate by either of the plating methods (the thirty-third aspect).
이 방법에 의해, 개편화된 반도체기판에 대하여 배선과 접속단자를 효율적으로 형성할 수 있다. 상기한 반도체기판의 1개의 주면을 덮는 절연막은, 당연히, 반도체칩의 전극은 덮지 않도록 한다.By this method, wirings and connecting terminals can be efficiently formed on the separated semiconductor substrate. Naturally, the insulating film covering one main surface of the semiconductor substrate does not cover the electrode of the semiconductor chip.
상기한 반도체장치의 제조방법에서는, 전극 및 접속단자의 어느, 한쪽에, 이들에 도통하도록, 와이어 본딩법의 응용에 의해 금속배선의 일단을 용융시켜 벌크형으로 한 단자를 형성할 수 있다(제34 국면).In the above-described method of manufacturing a semiconductor device, one of the electrodes and the connection terminal can be melted to form a bulk terminal by melting one end of the metal wiring by the application of the wire bonding method so as to be connected to them. conjuncture).
이 구성에 의해, 적층구조의 반도체장치를 형성할 수 있다. 즉, 접속단자 상에 스터드범프를 형성한 경우에는, 상하 동일위치 접속단자 부착 반도체장치를 얻을 수 있다. 또한, 전극 상에 스터드범프를 형성한 경우에는, 상하 다른위치 접속단자부착 반도체장치를 얻을 수 있다.By this structure, the semiconductor device of a laminated structure can be formed. That is, in the case where the stud bump is formed on the connection terminal, the semiconductor device with the vertical connection terminal of the same position can be obtained. In the case where the stud bumps are formed on the electrodes, semiconductor devices with different connection terminals up and down can be obtained.
상기한 반도체장치의 제조방법에서는, 금속배선으로 결선하는 공정에서, 전극 및 접속단자 중 어느 한쪽에, 이들에 도통하도록, 가스 디포지션법 및 도금법중 어느 하나에 의해 지지판으로부터 떨어지는 방향으로 연장되는 접속용 단자를 형성할 수 있다(제35 국면).In the method for manufacturing a semiconductor device described above, in the step of connecting with a metal wiring, the connection is extended in a direction away from the supporting plate by either the gas deposition method or the plating method so as to be connected to either the electrode or the connection terminal. For use can be formed (phase 35).
이 방법에 의해, 복수의 반도체장치를 적층한 반도체모듈을 조립하는 데에 적합한 반도체장치를 용이하게 형성할 수 있다.By this method, a semiconductor device suitable for assembling a semiconductor module in which a plurality of semiconductor devices are stacked can be easily formed.
본 발명의 또 다른 국면의 반도체장치의 제조방법은, 소정기능을 가져 외부와의 전기적 접속을 도모하기 위한 전극을 갖는 반도체 회로영역을 1개의 주면에 2개 이상 배치한 반도체기판으로부터, 2개 이상의 반도체장치를 제조하기 위해, 상기 반도체 회로영역의 전기 특성을 검사하는 방법을 포함하는 제조방법이다. 이 제조방법에서는, 반도체기판의 1개의 주면과 반대의 주표면측에 지지판을 접합하는 공정과, 2개 이상의 반도체 회로영역을 개개의 반도체 회로영역으로 나누도록, 그 반도체 회로영역의 주위에 상기 지지판이 노출되도록 홈을 형성하는 공정을 구비한다. 또한, 이 제조방법은, 전극과 홈내에 노출된 지지판을 와이어로 결선하는 공정과, 지지판이 배치된 면과 반대측의 면에 상면 지지판을 접합하는 공정을 구비한다. 이 제조방법에서는, 지지판이 제거되어 노출한 접속단자에 대하여, 전기 특성의 양부를 판정하기 위해 촉침검사를 행하는 공정을 구비한다(제36 국면).According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising two or more semiconductor circuit regions each having at least two semiconductor circuit regions each having a predetermined function to facilitate electrical connection with the outside. In order to manufacture a semiconductor device, a manufacturing method including a method of inspecting electrical characteristics of the semiconductor circuit region. In this manufacturing method, a step of joining a support plate to a main surface side opposite to one main surface of a semiconductor substrate, and the support plate around the semiconductor circuit region so as to divide two or more semiconductor circuit regions into individual semiconductor circuit regions. And forming a groove so that it is exposed. Moreover, this manufacturing method includes the process of connecting the electrode and the support plate exposed in the groove | wire with a wire, and the process of joining an upper surface support plate to the surface on the opposite side to the surface in which the support plate was arrange | positioned. This manufacturing method includes a step of performing a stylus test on the connection terminal from which the supporting plate is removed and exposed to determine the quality of electrical characteristics (phase 36).
이 제조방법을 사용함으로써, 반도체칩이 도전성의 지지판에 의해 단락하지 않고, 반도체칩마다 독립하여 검사할 수 있다. 또한, 이 검사시에, 웨이퍼상에 배열된 반도체칩과 동일하게, 많은 반도체칩을 정리하여 검사하는 것이 가능하게 된다.By using this manufacturing method, the semiconductor chip can be inspected independently for each semiconductor chip without being short-circuited by the conductive support plate. In addition, during this inspection, many semiconductor chips can be collectively inspected in the same manner as the semiconductor chips arranged on the wafer.
(발명의 실시예)(Example of the invention)
다음에 도면을 사용하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, the Example of this invention is described using drawing.
(실시예 1)(Example 1)
도 1을 참조하여, 반도체칩(1a) 및 와이어(2)는, 절연체 수지(4)에 밀봉되어 있다. 와이어(2)의 일단(2b)은, 반도체칩(1a)의 전극(3)에 접속되고, 소위 스티치본드를 형성하고 있다. 또한, 와이어의 타단부가 가공되어 벌크형으로 된 접속단자(2a)로 되어 밀봉수지(4)로부터 노출되어 있다. 또한, 접속단자(2a)의 노출면은, 반도체칩(1a)보다도 외측으로 돌출되어 있다.Referring to FIG. 1, the semiconductor chip 1a and the wire 2 are sealed in the insulator resin 4. One end 2b of the wire 2 is connected to the electrode 3 of the semiconductor chip 1a to form a so-called stitch bond. In addition, the other end of the wire is processed to form a bulk connection terminal 2a, which is exposed from the sealing resin 4. The exposed surface of the connection terminal 2a protrudes outward from the semiconductor chip 1a.
이 구성에 의하면, 접속단자는 간단히 와이어의 단부를 용융함으로써 형성할 수 있다. 이와 같이, 구조가 매우 간소화되어 있으므로, (a) 소형화가 용이하고, 또한 (b) 생산능률이 대폭 향상하여 제조비용을 감소할 수 있다. 또한, 접속단자(2a)가 반도체칩(1a)보다 외측으로 돌출되어 있으므로, 이 반도체장치의 치수정밀도를 그만큼 상승시키지 않아도, 접속단자(2a)와 다른 단자와의 접속을 용이하게 또한 확실히 행할 수 있다.According to this configuration, the connecting terminal can be formed by simply melting the end of the wire. As described above, since the structure is very simplified, (a) downsizing is easy, and (b) production efficiency is greatly improved, and manufacturing cost can be reduced. In addition, since the connection terminal 2a protrudes outward from the semiconductor chip 1a, the connection terminal 2a can be easily and reliably connected without increasing the dimensional accuracy of the semiconductor device by that much. have.
(실시예 2)(Example 2)
도 2에 있어서 본 실시예에서는, 반도체칩(1a)의 이면에 판재(6)가 배치되어 있는 점에 특징이 있다. 이 판재에는, 많은 경우, 금속판을 사용할 수 있다. 이 판재는, 후술하는 반도체장치의 제조방법의 일부를 변경함으로써, 용이하게 형성할 수 있다.2, the present embodiment is characterized in that the plate 6 is disposed on the back surface of the semiconductor chip 1a. In many cases, a metal plate can be used for this board | plate material. This sheet material can be easily formed by changing a part of the manufacturing method of the semiconductor device mentioned later.
상기한 판재의 배치에 의해, 반도체장치의 강성을 높이는 등 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 금속판 등 열전도성이 좋은 판재를 사용함으로써, 반도체칩으로부터의 방열성을 높일 수 있다.By arranging the plate, the mechanical strength can be improved, such as increasing the rigidity of the semiconductor device. Moreover, the heat dissipation from a semiconductor chip can be improved by using the board | plate material with good thermal conductivity, such as a metal plate.
(실시예 3)(Example 3)
도 3에 있어서 본 실시예에서는, 접속단자(2a)의 이면에 노출한 표면에 땜납 피막(7)을 형성한 점에 특징이 있다. 이 땜납 피막(7)의 형성에 의해, 회로기판의 단자 등으로의 접속을 용이하게 확실히 행하는 수 있고, 높은 접속강도를 얻을 수 있다.3, the present embodiment is characterized in that the solder coating 7 is formed on the surface exposed on the rear surface of the connecting terminal 2a. By the formation of the solder coating 7, the connection to the terminals of the circuit board and the like can be easily and surely achieved, and high connection strength can be obtained.
(실시예 4)(Example 4)
도 4에 있어서 본 실시예에서는, 판재를 금속판으로서, 접속단자에 덧붙여 반도체칩 이면에 배치한 금속판(6)에도 땜납 피복(8)을 행한 점에 특징이 있다. 이 땜납 피복(8)의 형성에 의해, 회로기판에 탑재했을 때, 접착강도 및 방열성을 향상시킬 수 있다.4, the present embodiment is characterized in that the solder coating 8 is also applied to the metal plate 6 disposed on the back surface of the semiconductor chip in addition to the connecting terminal as the metal plate. By forming this solder coating 8, when it is mounted on a circuit board, adhesive strength and heat dissipation can be improved.
(실시예 5)(Example 5)
도 5∼도 20은, 본 발명의 실시예 5의 반도체장치의 제조방법을 설명하는 도면이다. 이 제조방법에 의해, 상기 실시예 1~4의 반도체장치를 제조할 수 있다. 우선, 도 5에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(반도체기판)의 주표면의 반도체칩의 영역마다 회로영역을 배열한 패턴을 형성한다. 이 회로영역은, 소정기능을 가지며, 외부와의 전기적 접속을 행하기 위한 전극(3)을 구비한다. 이 웨이퍼(1)는, 이면측이 연삭되고, 소정두께로 조정되어 있어도 되며, 연삭되어 있지 않아도 된다.5-20 is a figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of Example 5 of this invention. By this manufacturing method, the semiconductor devices of the first to fourth embodiments can be manufactured. First, as shown in Fig. 5, a pattern in which circuit regions are arranged for each region of the semiconductor chip on the main surface of the wafer (semiconductor substrate) is formed. This circuit region has a predetermined function and includes an electrode 3 for electrical connection with the outside. The back side of the wafer 1 may be ground, may be adjusted to a predetermined thickness, or may not be ground.
이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼의 이면에 지지판(5)을 접합한다. 이 지지판에는, 알루미늄과 같은 금속판을 사용할 수 있다. 이 접합에는, 양극접합법을 사용하는 것이 좋다. 그러나, 접착제를 사용하여 접합하는 것도 가능하다. 이 후, 도 7에 나타내는 바와 같이, 개개의 반도체칩의 회로영역의 주연부를 지지판에 도달하도록 홈(11)을 형성한다. 이 홈(11)의 형성에는, 예컨대 다이싱 소를 사용할 수 있다. 홈(11)은, 웨이퍼(1)를 관통하여, 지지판(5) 및 지지판에도 얕은 홈을 형성하고 있다.6, the support plate 5 is bonded to the back surface of a wafer. As this support plate, a metal plate such as aluminum can be used. It is preferable to use an anodic bonding method for this bonding. However, it is also possible to bond using an adhesive. Subsequently, as shown in FIG. 7, the groove 11 is formed so that the periphery of the circuit area of each semiconductor chip reaches a support plate. For example, a dicing saw can be used for the formation of the groove 11. The groove 11 penetrates the wafer 1 and forms shallow grooves in the support plate 5 and the support plate.
다음 공정의 와이어본딩에서의 와이어의 접속이 용이하게 되도록, 이 노출한 지지판(5)의 표면에 에칭처리, 도금처리, 또는 이것들의 조합의 처리를 행해도 된다. 지지판의 노출부분으로의 에칭처리, 도금처리 또는 이것들의 조합하여 처리는, 통상의 처리법에 의해 용이하게 행할 수 있다. 상기한 처리는, 와이어의 접속을 용이화, 확실화할 뿐만 아니라 접속부의 강도를 높이는 것에도 유효하다.The exposed surface of the supporting plate 5 may be subjected to an etching treatment, a plating treatment, or a combination thereof in order to facilitate connection of the wire in the wire bonding of the next step. The etching treatment to the exposed portion of the support plate, the plating treatment or a combination thereof can be easily performed by a conventional treatment method. The above process is effective not only to facilitate and assure the connection of wires, but also to increase the strength of the connection portion.
다음에, 소위 와이어본드법에 의해, 반도체칩의 전극(3)과 홈 바닥부의 지지판(5)을 와이어(2)로 결선한다(도 8). 여기서는, 홈 바닥부에 접속하는 와이어의 부분을 용융하여 구형상으로 하여 접합한다, 소위 볼본드를 형성한다. 와이어본드법으로는, 우선, 와이어본딩 장치내에서 와이어 선단에 방전을 생기게 하여 용융하여 벌크형 부분(볼)(2a)을 형성한다. 이어서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 그볼(2a)을 적절히 성장시키면서 지지판(5)에 접속한다. 다음에, 토치(15)로부터 와이어를 공급하면서 반도체칩(1a)의 전극(3)에 와이어(2)를 접속하여 스티치본드를 형성한다. 또한, 와이어본드 조건을 조정하여 처음에 전극에 스티치본드를 형성하고, 이어서 지지판에 볼본드를 형성하는 것도 할 수 있다.Next, the so-called wire bonding method connects the electrode 3 of the semiconductor chip and the supporting plate 5 of the groove bottom to the wire 2 (FIG. 8). Here, a part of the wire connected to the groove bottom part is melted and spliced to form a so-called ball bond. In the wire bonding method, first, a discharge is generated at the tip of the wire in the wire bonding apparatus to melt, thereby forming the bulk portion (ball) 2a. Next, as shown in FIG. 9, it connects to the support plate 5, growing the ball 2a suitably. Next, the wire 2 is connected to the electrode 3 of the semiconductor chip 1a while supplying the wire from the torch 15 to form a stitch bond. Further, the wire bond conditions may be adjusted to initially form a stitch bond on the electrode, and then a ball bond may be formed on the support plate.
또한, 소정위치에 관통홀을 배치한 지지판을 접합해 놓고, 상기 와이어본딩에서의 지지판으로의 접합시에, 그 관통홀에 와이어를 강하게 강압함으로써, 와이어의 단부를 지지판에 끼워 넣어 접합한다. 이와 같은 제조방법을 사용함으로써, 지지판을 에칭에 의해 제거한 후, 반도체장치의 이면으로부터 와이어 단부가 돌출하므로, 다른 접속단자와의 접합을 용이화, 확실화할 수 있다.Further, a support plate having a through hole arranged at a predetermined position is bonded to each other. At the time of joining to the support plate in the wire bonding, the wire is strongly pushed through the through hole so that the end of the wire is inserted into the support plate and joined. By using such a manufacturing method, after the support plate is removed by etching, the end of the wire protrudes from the back surface of the semiconductor device, so that joining with other connection terminals can be facilitated and assured.
다음에, 도 10에 나타내는 바와 같이, 반도체칩과 와이어를 절연물인 수지로 피복한다. 수지로 피복할 때에는, 유동성이 있는 열경화형 고분자 재료를 스크린 인쇄에 의해, 인접하는 반도체칩의 접속단자의 간극 S에는 수지를 배치하지 않도록 한다. 단, 상황에 따라, 홈의 교차부 등에는 수지를 배치하여 지지판을 제거한 순간 반도체장치가 개편화되지 않도록 한다. 또한, 상황에 따라 간극 S에 수지를 배치해도 된다. 이 후, 도시하고 있지 않지만, 이 후 열처리를 행하여 열경화형 고분자 재료를 경화시킨다.Next, as shown in FIG. 10, a semiconductor chip and a wire are coat | covered with resin which is an insulator. When covering with resin, resin is not arrange | positioned in the clearance gap S of the connection terminal of an adjacent semiconductor chip by screen printing a thermosetting polymer material with fluidity. However, depending on the circumstances, the semiconductor device is not separated into pieces at the intersection of the grooves and the like by removing the support plate. Moreover, you may arrange | position resin in the clearance gap S according to a situation. Thereafter, although not shown, heat treatment is then performed to cure the thermosetting polymer material.
다음에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 반도체장치 이면의 지지판을 습식에칭에 의해 제거한다. 이 지지판의 제거에는, 습식에칭 외에 기계연마나 화학적 기계연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing)를 사용하는 것도 할 수 있다. 단, 기계연마나 CMP를 사용한 경우에는, 접속단자의 노출면과 반도체칩의 이면과는 같은면이 되고, 접속단자를 외측으로 돌출하는 것은 할 수 없다.Next, as shown in FIG. 11, the support plate on the back surface of a semiconductor device is removed by wet etching. In addition to wet etching, this support plate may be removed by mechanical polishing or chemical mechanical polishing (CMP). However, when mechanical polishing or CMP is used, the exposed surface of the connecting terminal and the back surface of the semiconductor chip are the same, and the connecting terminal cannot protrude outward.
다음에, 홈 교차부 등에 배치한 수지를 제거하고, 개편화된 반도체장치를 형성한다. 단, 홈 교차부를 포함해서 간극 S에 수지를 전히 배치하지 않은 경우에는, 지지판을 제거함으로써, 반도체장치는 개편화되므로, 홈 교차부의 수지를 제거하는 공정은 필요하지 않다.Next, the resin disposed in the groove intersection and the like is removed to form a semiconductor device that is separated into pieces. However, in the case where the resin is not entirely disposed in the gap S including the groove intersections, the semiconductor device is separated by removing the support plate, so that the step of removing the resins in the groove intersections is not necessary.
다음에, 도 12에 나타내는 바와 같이, 이면에 노출한 접속단자에 도금법에 의해 땜납 피복을 행한다. 이 땜납 피복은, 접합재로서 사용할 수 있다. 상기한 땜납 피복은 도금법에 한정될 필요는 없으며, 다른 피복방법을 사용할 수 있다. 다음에, 상기한 땜납 피복(7)을 회로기판(12)상의 전극(13)과 접속한다(도 13).Next, as shown in FIG. 12, solder | pewter coating is performed by the plating method to the connection terminal exposed to the back surface. This solder coating can be used as a bonding material. The above solder coating need not be limited to the plating method, and other coating methods can be used. Next, the solder coating 7 is connected to the electrode 13 on the circuit board 12 (Fig. 13).
도 14 및 도 15는, 지지판을 제거하는 처리를 습식에칭이 아니라 기계연마 또는 CMP에 의해 행한 후의 단면도이다. 이 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 접속단자의 노출면과 반도체칩의 이면과는 같은 면이 되는지, 또는 도 15에 나타내는 바와 같이, 반도체칩의 이면측에 지지판의 일부(5a)를 남겨, 이것을 도 2에 나타내는 판재(6)로서 사용할 수 있다.14 and 15 are cross-sectional views after the process of removing the support plate is performed by mechanical polishing or CMP rather than wet etching. In this case, as shown in FIG. 14, whether the exposed surface of the connection terminal and the back surface of the semiconductor chip are the same, or as shown in FIG. 15, a portion 5a of the support plate is left on the back surface side of the semiconductor chip. This can be used as the board | plate material 6 shown in FIG.
도 16은, 도 6의 단면도에 대응한 단계의 평면도이다. 전극(3)을 포함하여 소정의 기능을 갖는 회로가 배열된 회로영역(반도체칩 영역)(1a)이 웨이퍼(1)에 형성되어 있다. 이 웨이퍼(1)의 이면에 지지판(5)이 양극산화법에 의해 접합되어 있다. 이 후, 도 17에 나타내는 바와 같이, 상면측으로부터 웨이퍼를 관통하도록 종횡으로 홈(11)이 파지고, 홈의 교차부(11a) 등이 형성된다. 이 홈의 형성에는 다이싱 소를 사용할 수 있다.16 is a plan view of a step corresponding to the cross-sectional view of FIG. 6. A circuit region (semiconductor chip region) 1a in which a circuit having a predetermined function including an electrode 3 is arranged is formed on the wafer 1. The support plate 5 is joined to the back surface of the wafer 1 by anodization. After that, as shown in FIG. 17, the grooves 11 are vertically and horizontally drilled so as to penetrate the wafer from the upper surface side, and the intersection portions 11a and the like of the grooves are formed. A dicing saw can be used for formation of this groove.
이어서, 도 18에 나타내는 바와 같이, 전극(3)과 지지판(5)을 와이어(2)로 접속한다. 이때, 지지판과의 접속부에 벌크형의 접속단자(2a)가 형성되도록, 와이어본드조건을 조정한다. 다음에, 도 19에 나타내는 바와 같이, 인접하는 반도체장치의 접속단자(2a)의 사이의 간극 S를 제외하고 수지(4)로 피복한다. 또한, 홈의 교차부(11a)에 해당하는 위치에도 수지(4a)를 배치한다.Next, as shown in FIG. 18, the electrode 3 and the support plate 5 are connected by the wire 2. At this time, the wire bonding conditions are adjusted so that the bulk connection terminal 2a is formed in the connection portion with the support plate. Next, as shown in FIG. 19, it coat | covers with resin 4 except the clearance gap S between the connection terminals 2a of adjacent semiconductor devices. Moreover, resin 4a is arrange | positioned also in the position corresponding to the intersection part 11a of a groove | channel.
다음에, 지지판(5)을 제거하면, 도 20에 나타내는 바와 같이, 수지로 밀봉된 반도체장치를 얻을 수 있다. 각 반도체장치는 홈 교차부의 수지(4a)에 의해 연결될 수 있고 있다. 도 21는, 이 수지(4a)를 제거하여 개편화된 반도체장치를 이면이나(인가) I 등 본 평면도이다. 반도체칩(1a)의 부근에 따라, 와이어로부터 형성된 접속단자(2a)가 배열되어 있다.Next, when the supporting plate 5 is removed, a semiconductor device sealed with a resin can be obtained as shown in FIG. 20. Each semiconductor device can be connected by the resin 4a of the groove intersection portion. Fig. 21 is a plan view of the semiconductor device formed by removing the resin 4a and being separated into a back surface (I) or the like. Along the vicinity of the semiconductor chip 1a, connection terminals 2a formed from wires are arranged.
상기한 제조방법에 의해, 소형화된 간소한 구조의 반도체장치를 매우 간단화된 제조공정에 의해 얻을 수 있다. 이 때문에, 집적도를 높인 반도체장치를 저렴하게 제조하는 것이 가능하게 된다.By the above manufacturing method, a semiconductor device having a compact and simple structure can be obtained by a very simple manufacturing process. For this reason, it becomes possible to manufacture a semiconductor device with a high degree of integration at a low cost.
(실시예 6)(Example 6)
도 22∼도 24는, 본 발명의 실시예 6에서의 반도체장치의 제조방법이다. 본 실시예에서는, 반도체장치의 양부를 판정할 때의 반도체장치의 구조에 특징이 있다. 지지판과 반도체칩의 전극을 와이어로 접속하여 수지로 밀봉한 후(도 10), 도 22에 나타내는 바와 같이, 지지판(5)과 반대측의 면에 검사용 지지판(25)을 배치한다. 이 제2 지지판은, 필름이어도 된다.22 to 24 show a method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, there is a feature in the structure of the semiconductor device when determining the quality of the semiconductor device. After connecting the support plate and the electrodes of the semiconductor chip with wires and sealing them with resin (FIG. 10), as shown in FIG. 22, the inspection support plate 25 is disposed on the surface opposite to the support plate 5. A film may be sufficient as this 2nd support plate.
이어서, 도 23에 나타내는 바와 같이, 지지판(5)을 습식에칭에 의해 제거한다. 이 습식에칭은, 기계연마나 CMP에서 치환할 수 있다. 다음에, 도 24에 나타내는 바와 같이, 노출한 접속단자(2a)에 프로브(16)를 대어, 반도체장치의 회로기능의 양부를 판정한다.Next, as shown in FIG. 23, the support plate 5 is removed by wet etching. This wet etching can be substituted by mechanical polishing or CMP. Next, as shown in FIG. 24, the probe 16 is applied to the exposed connection terminal 2a, and the quality of the circuit function of a semiconductor device is judged.
상기한 방법에 의해, 지지판을 제거한 후도, 각 반도체칩은 웨이퍼상의 위치를 유지할 수 있다. 이 때문에, 반도체칩을 개별로 반송하여 검사하지 않고, 종래와 동일하게 웨이퍼에 배치된 상태로 검사하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 매우 간소화된 제조공정을 거쳐 제조되며, 소형화된 반도체장치를, 종래와 동일하게 집적배치된 상태로 효율 좋게 촉침검사하는 것이 가능하다.By the above-described method, even after the support plate is removed, each semiconductor chip can maintain its position on the wafer. For this reason, it becomes possible to test in the state arrange | positioned on a wafer like a conventional thing, without conveying and inspecting a semiconductor chip individually. For this reason, it is possible to manufacture a miniaturized semiconductor device with a very simple manufacturing process and to efficiently test the size of the miniaturized semiconductor device in an integrated arrangement as in the prior art.
(실시예 7)(Example 7)
도 25∼도 28은, 본 발명의 실시예 7에서의 반도체장치의 제조방법을 설명하는 도면이다. 우선, 반도체칩의 전극(3)과 지지판(5)을 와이어(2)로 접속하고, 지지판에 접속단자(2a)를 형성한 후(도 8), 도 25에 나타내는 바와 같이, 그 접속단자(2a) 상에 접하여 상부단자(22)를 형성한다. 이 상부단자(22)는, 와이어본드법을 사용하여 간단히 형성할 수 있다. 이어서, 간극 S를 제외하고, 도 26에 나타내는 바와 같이, 수지를 배치하여 반도체칩(1a)과 와이어(2)를 밀봉한다. 홈의 교차부에도 수지를 배치하여, 각 반도체장치를 이어지게 하는 구성으로 한다. 또한, 상부단자의 상부는 밀봉수지(4)로부터 노출시킨다.25 to 28 are views for explaining the manufacturing method of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention. First, after connecting the electrode 3 of the semiconductor chip and the support plate 5 with the wire 2, and forming the connection terminal 2a in the support plate (FIG. 8), as shown in FIG. 25, the connection terminal ( The upper terminal 22 is formed in contact with 2a). The upper terminal 22 can be formed simply by using a wire bonding method. Next, except for the space | interval S, as shown in FIG. 26, resin is arrange | positioned and the semiconductor chip 1a and the wire 2 are sealed. Resin is also arrange | positioned at the intersection part of a groove | channel, and it is set as the structure which connects each semiconductor device. In addition, the upper portion of the upper terminal is exposed from the sealing resin (4).
이어서, 도 27에 나타내는 바와 같이, 지지판(5)을 제거하여 수지로 밀봉된반도체장치를 얻는다. 이 후, 코너부에 배치한 수지를 절단하는 등으로 하여, 도 28에 나타내는 바와 같이, 개편화된 반도체장치를 얻는다.Next, as shown in FIG. 27, the support plate 5 is removed and the semiconductor device sealed with resin is obtained. Thereafter, the resin disposed in the corner portion is cut, and the like, a semiconductor device separated into pieces is obtained as shown in FIG. 28.
이 반도체장치는, 상하 동일위치 단자부착 반도체장치(52)이다. 이 상하 동일위치 단자부착 반도체장치를 순서대로 겹치게 함으로써, 도 29에 나타내는 바와 같은, 소형화된 고밀도 실장이 가능한 다층구조의 순적층 반도체장치를 얻을 수 있다. 이와 같은 다층구조의 반도체장치를 사용함으로써, 종래보다도 집적밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있다.This semiconductor device is a semiconductor device 52 with terminals at the same position above and below. By stacking the semiconductor devices with the same upper and lower terminal positions in order, a multilayer semiconductor device having a multilayer structure capable of miniaturization and high density mounting as shown in FIG. 29 can be obtained. By using the semiconductor device of such a multilayer structure, the integration density can be remarkably improved compared with the prior art.
(실시예 8)(Example 8)
도 30∼도 32는, 본 발명의 실시예 8에서의 반도체장치의 제조방법을 나타내는 도면이다. 우선, 반도체칩의 전극(3)과 지지판(5)을 와이어(2)로 접속하고, 지지판에 접속단자(2a)를 형성한 후(도 8), 도 30에 나타내는 바와 같이, 전극(3)과 접속하는 와이어의 부분의 위에 접하여 전극상 단자(23)를 형성한다. 이 전극상 단자(23)도 와이어본드법을 사용하여 간단히 형성할 수 있다.30 to 32 are views showing the manufacturing method of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention. First, after connecting the electrode 3 of the semiconductor chip and the support plate 5 with the wire 2, and forming the connection terminal 2a in the support plate (FIG. 8), as shown in FIG. 30, the electrode 3 An electrode terminal 23 is formed in contact with the portion of the wire to be connected to the wire. This electrode terminal 23 can also be easily formed using a wire bonding method.
이어서, 도 31에 나타내는 바와 같이, 코너부도 포함시켜 수지를 배치하여, 반도체칩 및 와이어를 수지로 밀봉한다. 이때, 상기한 전극상 단자(23)의 상면부를 수지로부터 노출시킨다. 이어서, 도 32에 나타내는 바와 같이, 지지판(5)을 제거하여 수지로 밀봉된 반도체장치를 얻을 수 있다. 홈 교차부의 수지를 제거함으로써, 개편화된 반도체장치를 얻을 수 있다(도 33). 이 반도체장치는, 상부와 하부과 접속단자(2a, 23)를 가지며, 또한 그 접속단자가 평면적인 위치가 상위하다. 이와 같은 반도체장치를, 상하 다른위치 단자부착 반도체장치(53)라 부른다. 이 반도체장치는, 반도체칩의 주표면에 평행한 면에 대하여 면대칭성(면대칭성)을 갖는 배치를 갖는다.Next, as shown in FIG. 31, resin is arrange | positioned also including a corner part, and a semiconductor chip and a wire are sealed with resin. At this time, the upper surface part of the above-mentioned electrode terminal 23 is exposed from resin. Next, as shown in FIG. 32, the semiconductor device sealed by resin can be obtained by removing the support plate 5. By removing the resin at the groove intersection portion, the semiconductor device can be separated into pieces (Fig. 33). This semiconductor device has upper and lower portions and connecting terminals 2a and 23, and the connecting terminals differ in planar position. Such a semiconductor device is referred to as a semiconductor device 53 with terminals at different positions. This semiconductor device has an arrangement having surface symmetry (face symmetry) with respect to a surface parallel to the main surface of the semiconductor chip.
도 34는, 2개의 상하 다른위치 단자부착 반도체장치(53)의 바닥면끼리를 맞대어 조립한 2층 구조의 반도체장치의 구성단면도이다. 면대칭성을 갖는 경우, 바닥면끼리의 맞대기에서는, 접속단자(2a)끼리가 접속되게 된다. 도 33에 나타내는 상하 다른위치 단자부착 반도체장치(53)가 면대칭성을 갖지 않은 경우에는, 그 상하 다른위치 단자부착 반도체장치(53)를 2개 사용하여, 도 34에 나타내는 2층 구조의 반도체장치를 얻는 것은 할 수 없다. 상기 면대칭성을 갖지 않은 경우에는, 도 33의 반도체장치에 대하여 면대칭성을 갖는 다른 반도체장치를 준비해, 그 다른 반도체장치와 도 33에 나타내는 반도체장치를 맞대기 하여 2층 구조로 할 필요가 있다. 따라서, 도 34에 나타내는 2층 구조의 반도체장치는, 도 33에 나타내는 반도체장치가 상기 면대칭성을 갖는 것이 바람직하다.34 is a sectional view of the structure of a semiconductor device having a two-layer structure in which bottom surfaces of two vertically positioned semiconductor devices 53 with two terminals are joined to each other. In the case of having surface symmetry, the connection terminals 2a are connected to each other in the butt of the bottom surfaces. In the case where the semiconductor device 53 with different terminal positions up and down shown in FIG. 33 does not have surface symmetry, the semiconductor device having a two-layer structure shown in FIG. 34 using two semiconductor devices 53 with different terminal positions up and down. Can't get it. In the case of not having the surface symmetry, it is necessary to prepare another semiconductor device having surface symmetry with respect to the semiconductor device of FIG. 33, and to face the other semiconductor device and the semiconductor device shown in FIG. 33 to have a two-layer structure. Therefore, in the semiconductor device of the two-layer structure shown in FIG. 34, it is preferable that the semiconductor device shown in FIG. 33 has said surface symmetry.
도 35는, 2개의 상하 다른위치 단자부착 반도체장치(53)의 상면끼리를 맞대기하여 조립한 2층 구조의 반도체장치의 구성단면도이다. 상기 면대칭성을 갖는 경우, 상면끼리의 맞대기에서는, 상부 접속용 단자(23)끼리가 접속되게 된다. 이 도 35의 2층 구조인 경우도, 도 33에 나타내는 상하 다른위치 단자부착 반도체장치(53)는 면대칭성을 가질 필요가 있다.FIG. 35 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a two-layer semiconductor device in which two upper and lower positions of semiconductor devices 53 with different terminals are joined to each other. In the case of having the above-mentioned surface symmetry, in the butting of the upper surfaces, the terminals 23 for upper connection are connected. Also in the case of the two-layer structure shown in FIG. 35, the semiconductor device 53 with the terminal at different positions up and down shown in FIG. 33 needs to have surface symmetry.
도 34 및 도 35에 나타내는 2층 구조의 반도체장치는, 1개의 통합된 반도체장치로서는, 외부로의 접속단자가 평면적으로 봐 동일한 위치에 있다. 이 때문에,이 2층 구조의 반도체장치를 순서대로 중첩하여 4층 이상의 짝수층 구조의 반도체장치를 제조할 수 있다. 예컨대, 도 36은, 도 35에 나타내는 2층 구조의 반도체장치를 2개 순서대로 겹쳐 조립한 4층 구조의 반도체장치의 구성단면도이다.In the semiconductor device of the two-layer structure shown in FIGS. 34 and 35, as one integrated semiconductor device, the connection terminals to the outside are located at the same position in plan view. For this reason, this semiconductor device of two-layer structure can be superimposed in order, and the semiconductor device of four or more even-layer structure can be manufactured. For example, FIG. 36 is a sectional view of a four-layer semiconductor device in which two semiconductor devices having a two-layer structure shown in FIG. 35 are stacked and assembled in sequence.
홀수층 구조의 반도체장치의 예로서, 도 37에 3층 구조의 반도체장치의 구성단면도를 나타낸다. 이 도 37에 나타내는 반도체장치는, (a) 도 34에 나타내는 2층 구조의 반도체장치의 하측의 접속단자(23)에, 도 33에 나타내는 1층 구조의 반도체장치를 접속했다고 보는 것도 할 수 있고, 또한, (b) 도 35에 나타내는 2층 구조의 반도체장치의 상측의 접속단자(2a)에, 도 33에 나타내는 1층 구조의 반도체장치를 접속했다고 보는 것도 할 수 있다.As an example of a semiconductor device having an odd layer structure, FIG. 37 shows a sectional view of the structure of a semiconductor device having a three-layer structure. The semiconductor device shown in FIG. 37 can be regarded as (a) that the semiconductor device having the one-layer structure shown in FIG. 33 is connected to the connection terminal 23 on the lower side of the semiconductor device having the two-layer structure shown in FIG. In addition, (b) it can also be considered that the semiconductor device of the one-layer structure shown in FIG. 33 is connected to the connection terminal 2a of the upper side of the semiconductor device of the two-layer structure shown in FIG.
상기한 바와 같이, 반도체칩의 전극(3) 상에 상면에 노출하는 접속단자를 설치함으로써, (A) 그 반도체장치가 상기 면대칭성을 갖는 경우에는, 반전한 반도체장치와 그 반도체장치를 접속하여, 다층구조의 반전적층 반도체장치를 얻을 수 있다. 또한, (B) 그 반도체장치가 상기 면대칭성을 갖지 않은 경우에는, 면대칭의 반도체장치를 준비해 그 면대칭의 상대측 반도체장치와, 그 반도체장치를 반전관계의 배치로 접속하여 다층구조의 반전적층 반도체장치를 얻을 수 있다.As described above, by providing a connection terminal exposed on the upper surface on the electrode 3 of the semiconductor chip, (A) when the semiconductor device has the above-described surface symmetry, the inverted semiconductor device and the semiconductor device are connected to each other. In addition, a multilayer semiconductor inverted semiconductor device can be obtained. (B) In the case where the semiconductor device does not have the above-mentioned surface symmetry, a semiconductor device having a surface symmetry is prepared, and the semiconductor device of the surface symmetry and the semiconductor device are connected in an inverted relationship, and the multilayer semiconductor device having a multilayer structure is provided. Can be obtained.
상기한 다층구조의 반도체장치는, 매우 간소화된 구성을 가져 소형이며, 또한 제조방법도 간단하고 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.The semiconductor device of the multi-layered structure has a very simple configuration and can be manufactured in a small size and also in a simple and low cost.
(실시예 9)(Example 9)
도 38 및 도 39는, 본 발명의 실시예 9에서의 반도체장치의 제조방법을 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 수지밀봉시에, 또는 수지밀봉의 후에, 접 속단자(2a)의 측부가 밀봉수지로부터 노출하도록 수지를 형성한다(도 38). 즉, 수지패턴을 접속단자의 측부가 노출하는 형상으로 해도 되며, 실시예 5의 도 10에 나타내는 바와 같은 수지패턴으로서, 수지밀봉 후, 다이싱 소로 접속단자의 측부를 일부연삭하면서 그 측부를 노출시켜도 된다. 또한, 수지패턴을 사용하지 않고, 웨이퍼상에 전체면에 수지를 피복하여, 인접하는 반도체장치의 접속단자를 나누도록, 다이싱 소로 절단할 때에, 접속단자의 측부를 노출시켜도 된다.38 and 39 are views showing the manufacturing method of the semiconductor device of Example 9 of the present invention. In this embodiment, the resin is formed so that the side portion of the contact terminal 2a is exposed from the sealing resin during or after the resin sealing (Fig. 38). That is, it is good also as a shape which a side part of a connection terminal exposes a resin pattern, and as a resin pattern as shown in FIG. You can also do it. In addition, the side of the connection terminal may be exposed when cutting with a dicing saw to coat the resin on the entire surface of the wafer without dividing the resin pattern and divide the connection terminals of adjacent semiconductor devices.
도 39는, 도 38의 단계의 평면도이다. 실시예 5에서의 도 19의 수지가 접속단자를 덮고 있는데 비해, 본 실시예에서는 접속단자(2a)의 측부가 노출하고 있는 것을 안다. 이와 같은 구성을 취함으로써, 도 40에 나타내는 바와 같이 지지판을 제거한 후, 접속단자의 바닥면 및 측부가 밀봉수지로부터 노출되게 된다. 도 41은, 코너부의 수지를 분단하는 등 하여 개편화한 반도체장치를 이면측에서 본 평면도이다. 도 21의 평면도와 비교하는 것에 의해, 접속단자(2a)의 측부가 노출되어 있는 것을 안다.39 is a plan view of the step of FIG. 38. While the resin of FIG. 19 in Example 5 covered the connection terminal, it is understood that the side of the connection terminal 2a is exposed in the present embodiment. By adopting such a configuration, after removing the support plate as shown in Fig. 40, the bottom surface and the side of the connecting terminal are exposed from the sealing resin. 41 is a plan view of the semiconductor device separated into pieces by dividing the resin in the corner portion, as viewed from the back surface side. By comparing with the top view of FIG. 21, it turns out that the side part of the connection terminal 2a is exposed.
도 42는, 개편화된 반도체장치를 회로기판에 실장한 단면도이다. 회로기판(12)의 접속단자(13)에, 반도체장치의 접속단자(2a)가 땜납(7)을 통해 접속되어 있다.42 is a cross-sectional view of a semiconductor device mounted on a circuit board. The connection terminal 2a of the semiconductor device is connected to the connection terminal 13 of the circuit board 12 via the solder 7.
도 43은, 도 40에 나타내는 반도체장치를 개편화하여, 그 개편화한 반도체장치를 벽형 회로기판(32)에 실장한 단계의 구조를 나타내는 단면도이다. 벽형 회로기판(32)에는 배선된 단자(33)가 설치되어 있고, 그 단자(33)에 접속단자(2a)의 측부가 땜납(37)에 의해 접속되어 있다. 이 벽형 회로기판은, 반도체장치의 4둘레를 둘러싸도록 4변에 배치할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 어느 부근에는 이 벽형 회로기판을 배치하지 않아도 된다.FIG. 43 is a cross-sectional view showing the structure of the steps in which the semiconductor device shown in FIG. 40 is separated and the separated semiconductor device is mounted on the wall circuit board 32. The wired terminal 33 is provided in the wall circuit board 32, and the side part of the connection terminal 2a is connected to the terminal 33 by the solder 37. The wall circuit board can be arranged on four sides so as to surround four circumferences of the semiconductor device. In addition, it is not necessary to arrange this wall-shaped circuit board in the vicinity as needed.
상기한 다층구조의 반도체장치는, 각 반도체장치의 상부에 노출하는 접속단자를 새롭게 배치하지 않고, 하나의 접속단자(2a)의 측부를 벽형 회로기판과의 접속에 이용하고 있다. 이 때문에, 본 실시예에 의해, 매우 간단한 제조방법으로써, 소형화된 간소한 구조의 다층구조의 반도체장치를 얻을 수 있다.In the semiconductor device of the above-mentioned multilayer structure, the connection terminal exposed to the upper part of each semiconductor device is not newly arrange | positioned, and the side part of one connection terminal 2a is used for connection with a wall-shaped circuit board. For this reason, according to this embodiment, a semiconductor device having a multi-layered structure having a simplified structure can be obtained by a very simple manufacturing method.
도 44는, 본 발명의 실시예 9에서의 다른 반도체장치를 나타내는 단면도이다. 이 다층구조의 반도체장치에서는, 벽형 회로기판을 배치하지 않은 부근를 적어도 1개 갖는 경우에, 그부근에서 외측으로 돌출하도록 배치되는 회로기판(34)을 구비하고 있다. 상기한 부근에는, 통상, 접속단자를 배치하지 않는다. 이 다층구조의 반도체장치에서는, 회로기판(34)에서의 배선된 접속단자 35와, 접속단자 2a의 바닥면이, 땜납(37)에 의해 접속되어 있다. 벽형 회로기판(32)의 단자(33)로의 접속에는, 접속단자(2a)의 측부가 사용되고 있다.44 is a cross sectional view showing another semiconductor device of Example 9 of the present invention; In this multi-layered semiconductor device, when it has at least one vicinity in which the wall circuit board is not arranged, the circuit board 34 is provided so as to protrude outward from the vicinity thereof. In the vicinity of the above, the connection terminal is usually not disposed. In this semiconductor device of the multilayer structure, the connection terminal 35 wired on the circuit board 34 and the bottom surface of the connection terminal 2a are connected by solder 37. The side part of the connection terminal 2a is used for the connection of the wall-shaped circuit board 32 to the terminal 33. As shown in FIG.
이 구성에 의해, 외부접속용의 단자를 더 설치하지 않고, 소형으로 간소화된 구조의 다층의 반도체장치를 얻을 수 있다. 이 구조는 도 43의 구조에 비해 방열성에 우수하며, 고밀도 실장한 후에 높은 신뢰성의 동작을 확보할 수 있다. 또한, 도 43의 반도체장치의 구조와 맞추어, 외부회로와 다양한 접속을 행하는 것이 가능하게 된다.By this structure, a multilayer semiconductor device having a compact and simplified structure can be obtained without further providing a terminal for external connection. This structure is superior in heat dissipation as compared with the structure of Fig. 43, and high reliability operation can be ensured after high density mounting. In addition, it is possible to make various connections with an external circuit in accordance with the structure of the semiconductor device of FIG. 43.
도 45는, 본 발명의 실시예 9에서의 또 다른 반도체장치를 나타내는 단면도이다. 이 반도체장치에서는, 도 44에서의 반도체장치에서 평면상에 배치한, 회로기판을 배치하지 않고, 반도체칩의 이면의 판재(6)에 방열판(39)을 땜납(8)에 의해 접속되어 있다. 통상, 반도체칩의 이면에는 열전도판이 배치되는 것이 가공정밀도의 완화 등이 점에서 바람직하지만, 열전도판은 반드시 필요하지 않고, 반도체칩의 이면이 방열판에 접촉하는 구조이어도 된다.45 is a cross-sectional view showing still another semiconductor device of Embodiment 9 of the present invention. In this semiconductor device, the heat dissipation plate 39 is connected by solder 8 to the plate member 6 on the back surface of the semiconductor chip without arranging the circuit board arranged in the plane in the semiconductor device in FIG. Usually, it is preferable that the heat conduction plate is disposed on the back surface of the semiconductor chip in view of relaxation of processing accuracy, etc., but the heat conduction plate is not necessarily required, and a structure in which the back surface of the semiconductor chip contacts the heat sink may be used.
이 구성에 의해, 높은 방열효과를 얻을 수 있으므로, 매우 높은 실장밀도를 확보한 뒤에, 높은 신뢰성의 동작을 확보할 수 있다.By this structure, since a high heat dissipation effect can be obtained, it is possible to secure a highly reliable operation after securing a very high mounting density.
(실시예 10)(Example 10)
본 발명의 실시예 10에서는, 실시예 5에서의 수지밀봉시(도 10), 스크린 인쇄법 등의 패턴형성수단을 사용하지 않고, 도 46에 나타내는 바와 같이 수지를 전체면에 피복한다. 즉, 와이어로 반도체칩의 전극과 지지판을 접속한 후, 반도체장치의 사이의 간극도 포함시켜, 반도체칩(1a) 및 와이어는 수지로 매립되게 된다. 이 후, 지지판을 제거하기 전에, 도 47에 나타내는 바와 같이, 접속단자(2a)의 측부를 노출시키는 폭을 갖는 분리홈을 다이싱 소에 의해 형성한다. 이때, 접속단자의 일부를 절삭하는 일이 있어도 된다. 이 분리홈은, 반도체장치마다 분리하는 경계의 분리홈이며, 지지판(5)에 도달하는 깊이를 갖는다. 또한, 이 분리홈은 종횡으로 형성되므로, 교차부에서는 홈이 교차한다. 이 후, 지지판(5)을 제거하면 각 반도체장치는, 도 48에 나타내는 바와 같이, 개편화 된다. 이 결과, 벽형 회로기판을 사용하여 다층구조의 반도체장치를 형성할 수 있는 간소한 구조를 갖는 소형화된반도체장치를 얻을 수 있다.In Example 10 of this invention, resin is coat | covered over the whole surface, as shown in FIG. 46, without using the pattern formation means, such as at the time of resin sealing (FIG. 10) and the screen printing method in Example 5. That is, after connecting the electrode of a semiconductor chip and a support plate with a wire, the clearance gap between semiconductor devices is also included and the semiconductor chip 1a and a wire are embedded with resin. Subsequently, before removing the support plate, as shown in Fig. 47, a dicing saw having a width exposing the side of the connecting terminal 2a is formed by a dicing saw. At this time, some of the connection terminals may be cut. This separation groove is a separation groove at the boundary separated for each semiconductor device and has a depth reaching the support plate 5. Moreover, since this separation groove is formed longitudinally and horizontally, the grooves intersect at the intersection portion. After that, when the supporting plate 5 is removed, each semiconductor device is separated into pieces as shown in FIG. 48. As a result, a miniaturized semiconductor device having a simple structure capable of forming a semiconductor device having a multilayer structure using a wall circuit board can be obtained.
또한, 상기한 제조방법에서 다이싱 소로 형성하는 홈의 폭을 작게 함으로써, 실시예 1∼4에 나타내는 바와 같은 반도체장치를 얻을 수 있다.Moreover, the semiconductor device as shown in Examples 1-4 can be obtained by making the width | variety of the groove | channel formed by a dicing saw small in the above-mentioned manufacturing method.
상기한 제조방법을 사용함으로써, 수지밀봉에 스크린 인쇄법 등의 패턴형성수단을 사용하지 않으므로, 저렴하게 다양한 제조방법에 의해 상기한 반도체장치를 제조할 수 있다. 또한, 지지판(5)에 금속판 등의 도전성 판을 사용함으로써, 도 46 및 도 47의 단계에서 전극이 전부 단락된 상태가 된다. 이 때문에, 전극의 측부를 노출시키는 폭의 홈을 형성할 때, 절단에 의해 생길 가능성이 있는 정전파괴를 방지할 수 있다.By using the above-mentioned manufacturing method, since the pattern forming means such as the screen printing method is not used for resin sealing, the above-described semiconductor device can be manufactured by various manufacturing methods at low cost. In addition, by using a conductive plate such as a metal plate for the support plate 5, the electrodes are short-circuited in the steps of FIGS. 46 and 47. For this reason, when forming the groove | channel of the width which exposes the side part of an electrode, the electrostatic destruction which may arise by cutting can be prevented.
(실시예 11)(Example 11)
도 49는, 본 발명의 실시예 11에서의 반도체장치를 나타내는 도면이다. 도 49에서는, 지지판을 제거한 직후의 상태이므로, 2개의 반도체장치가 대향하도록 위치하고 있다. 실시예 1∼10에서의 금속배선의 형성은, 와이어본딩에 의해 행해진 데 비해, 본 실시예에서는, 가스 디포지션법으로 형성한 금속배선(18)에 의해 반도체칩의 전극(3)과 외부접속개소(18a)를 접속하고 있는 점에 특색이 있다.Fig. 49 is a view showing the semiconductor device in Example 11 of the present invention. In FIG. 49, since it is a state just after removing a support plate, two semiconductor devices are located facing each other. While the metal wirings in Examples 1 to 10 were formed by wire bonding, in this embodiment, external connection with the electrodes 3 of the semiconductor chip is made by the metal wirings 18 formed by the gas deposition method. The feature is that the points 18a are connected.
가스 디포지션법에 의해 상기 접속을 행하는 경우의 제조방법을 이하에 설명한다. 우선, 도 50에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(1)를 소정두께로 연마하여, 이어서 웨이퍼의 표면의 소정개소에 전극(3)을 형성한다. 이 후, 반도체웨이퍼(1)의 이면에 지지판(5)을 접합한다(도 51). 지지판(5)에는 알루미늄판을 사용할 수 있다.또한, 웨이퍼에 지지판(5)에 도달하는 홈(11)을 다이싱에 의해 설치하고, 그 홈이 반도체칩(1a)을 나누도록 한다(도 52). 이어서, 전극(3) 및 홈의 소정부분을 노출시켜, 반도체칩 상면과 측면 및 홈의 중앙을 덮도록 레지스트 패턴(17)을 형성한다 (도 53).The manufacturing method in the case of making the said connection by a gas deposition method is demonstrated below. First, as shown in FIG. 50, the wafer 1 is polished to a predetermined thickness, and then the electrode 3 is formed at a predetermined position on the surface of the wafer. Thereafter, the supporting plate 5 is bonded to the back surface of the semiconductor wafer 1 (Fig. 51). An aluminum plate can be used for the support plate 5. [0044] Further, a groove 11 reaching the support plate 5 is provided in the wafer by dicing, so that the groove divides the semiconductor chip 1a (Fig. 52). ). Subsequently, a predetermined portion of the electrode 3 and the grooves is exposed to form a resist pattern 17 so as to cover the upper surface and side surfaces of the semiconductor chip and the center of the grooves (FIG. 53).
일반적으로 상기한 금속배선으로 결선하는 공정 전에, 반도체기판의 1개의 주면을 절연막으로 덮는 공정을 구비하고, 전극과 지지판을 금속배선으로 결선하는 공정에서는, 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느 하나에 의해, 절연막과, 전극과, 지지판의 위에 접하는 금속막을 형성할 수 있다.In general, a step of covering one main surface of the semiconductor substrate with an insulating film is provided before the step of connecting with the metal wiring, and in the step of connecting the electrode and the support plate with the metal wiring, the gas deposition method or the plating method is used. , An insulating film, an electrode, and a metal film in contact with the support plate can be formed.
이 절연막은, 당연히, 반도체칩의 전극은 피복하지 않게 된다. 이 절연막은, 가스 디포지션법 또는 도금법에 의한 금속막의 형성 후, 제거하여, 다음에 절연막을 형성해도 되며, 또한, 그대로 반도체칩의 보호절연막으로서 사용해도 된다. 상기한 방법에 의하면, 접속단자를 임의의 형상으로 하는 것이 용이하게 된다.Naturally, the insulating film does not cover the electrodes of the semiconductor chip. This insulating film may be removed after formation of a metal film by a gas deposition method or a plating method, and then an insulating film may be formed, or may be used as a protective insulating film of a semiconductor chip as it is. According to the above method, it becomes easy to make a connection terminal arbitrary shape.
이 후, 가스 디포지션법에 의해, 전극(3)으로부터 홈의 노출부분에 이르는 금속배선(18)을 형성한다(도 54). 이 가스 디포지션법으로 형성된 금속배선(18)의 일단(18b)은 전극(3)에 접속되고, 전극(3)의 형상에 따른 형상을 취하고 있다. 또한, 외부와 접속하는 다른쪽의 단(18a)은, 지지판(5)에 접촉하고 있고, 지지판의 접점부는 평탄하며, 이 접속단자 18a도 접속에 적합한 형상을 가지고 있다. 주목하는 점은, 가스 디포지션법에 의해 금속배선을 형성하는 경우도, 와이어본딩과 마찬가지로, 단자부분이 단자부분 이외의 금속배선과 다른 형상이 되도록 형성되어 있는 점에 있다.Subsequently, a metal deposition 18 from the electrode 3 to the exposed portion of the groove is formed by the gas deposition method (FIG. 54). One end 18b of the metal wiring 18 formed by the gas deposition method is connected to the electrode 3 and has a shape corresponding to the shape of the electrode 3. The other end 18a to be connected to the outside is in contact with the support plate 5, the contact portion of the support plate is flat, and this connection terminal 18a also has a shape suitable for connection. Note that, in the case of forming the metal wiring by the gas deposition method, similarly to wire bonding, the terminal portion is formed so as to have a shape different from that of the metal wiring other than the terminal portion.
이 후, 도 55에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴(17)을 제거한다. 이어서, 절연성의 수지로 밀봉한다(도 56). 이 후, 지지판(5)을 제거하여, 금속배선의 접속단자(18a)를 노출시키면, 도 49에 나타낸 반도체장치를 얻을 수 있다. 도 49는, 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체칩을 나타내지만, 2개에 한정되지 않고, 상기 지지판을 제거한 단계에서 다수의 반도체칩이 분리되어, 형성되는 것은 말할 필요도 없다.Thereafter, as shown in FIG. 55, the resist pattern 17 is removed. Next, it seals with insulating resin (FIG. 56). Thereafter, the supporting plate 5 is removed to expose the connection terminal 18a of the metal wiring, thereby obtaining the semiconductor device shown in FIG. Fig. 49 shows two semiconductor chips sandwiched with grooves, but not limited to two, and needless to say, many semiconductor chips are separated and formed in the step of removing the support plate.
또한, 와이어본드로 제조된 반도체장치의 구조는, 가스 디포지션법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 도 57에 나타내는 구조는, 반도체칩(1a)의 이면에 방열를 위한 열전도판을 배치한 장치이다. 금속배선은 가스 디포지션법으로 형성된 금속배선(18)이며, 접속단자(18a)도 가스 디포지션법으로 형성되어 있다. 또한, 도 58은 가스 디포지션법으로 형성된 금속배선(18)의 접속단자(18a)의 측면이 밀봉수지(4)로부터 노출된 구조를 나타낸다. 이와 같이, 금속배선의 접속단자(18a)의 측면이 노출하는 구조의 반도체장치도 가스 디포지션법을 사용하여 형성할 수 있다.In addition, the structure of the semiconductor device manufactured by the wire bond can be manufactured by the gas deposition method. For example, the structure shown in FIG. 57 is a device in which a heat conductive plate for heat dissipation is disposed on the back surface of the semiconductor chip 1a. The metal wiring is a metal wiring 18 formed by a gas deposition method, and the connection terminal 18a is also formed by a gas deposition method. 58 shows a structure in which the side surface of the connection terminal 18a of the metal wiring 18 formed by the gas deposition method is exposed from the sealing resin 4. In this manner, a semiconductor device having a structure in which the side surface of the connection terminal 18a of the metal wiring is exposed can also be formed by using the gas deposition method.
실시예 1∼10에 나타내는 바와 같이, 금속배선의 형성에 와이어본딩을 사용한 경우에는, 금속배선인 와이어의 단면밖에 얻을 수 없다. 또한, 접속단자에 대해서도, 와이어를 와이어 본딩공정에서 가열변형하여 얻을 수 있는 크기의 벌크형상밖에 얻을 수 없다. 그러나, 본 실시예와 같이, 와이어본딩 대신에 가스 디포지션법을 사용함으로써, 접속단자(18a)의 크기나 금속배선 전기회로의 단면적을 접합강도나 전류밀도에 따라 변경하는 것이 매우 용이화된다.As shown in Examples 1 to 10, when wire bonding is used for the formation of the metal wiring, only the cross section of the wire which is the metal wiring can be obtained. In addition, only the bulk shape of the size which can be obtained by heat-straining a wire in a wire bonding process can also be obtained also about a connection terminal. However, by using the gas deposition method instead of wire bonding as in the present embodiment, it is very easy to change the size of the connection terminal 18a and the cross-sectional area of the metal wiring electric circuit according to the bonding strength and the current density.
상기한 바와 같이, 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느 하나를 사용함으로써, 와이어를 사용하는 경우와 같이, 접속단자를 가공할 필요가 없어진다. 접속단자 및 전극상의 단자와 함께, 임의의 형상으로 형성할 수 있다. 단, 가스 디포지션법 또는 도금법으로 금속배선을 형성하는 경우, 와이어와 같이 공중에 연장될 수 없으므로, 적어도 반도체칩의 1개의 주면을 덮도록 지지층 상에 형성한다. 이 지지층에는, 내구성이 있는 절연막을 사용하여, 그 대로 반도체칩의 보호막으로서 사용해도 된다. 또한, 지지층으로서, 레지스트 필름을 배치하여, 상기 가스 디포지션법이나 도금법으로 금속배선을 형성한 후, 이 레지스트 필름을 제거하고, 그 후, 다음에 내구성이 있는 절연체를 형성해도 된다.As described above, by using any one of the gas deposition method and the plating method, it is not necessary to process the connection terminal as in the case of using a wire. It can be formed in arbitrary shapes with a connection terminal and the terminal on an electrode. However, in the case of forming the metal wiring by the gas deposition method or the plating method, since it cannot be extended to the air like a wire, it is formed on the support layer so as to cover at least one main surface of the semiconductor chip. A durable insulating film can be used for this support layer, and it may be used as a protective film of a semiconductor chip as it is. As the support layer, a resist film may be disposed to form a metal wiring by the gas deposition method or the plating method, and then the resist film may be removed, and then a durable insulator may be formed.
또한, 도금법으로 금속배선을 형성하는 경우, 통상, 전기도금법을 사용하므로, 상기 지지층 상에 전극이 되는 금속막을 형성한다.In the case of forming the metal wiring by the plating method, since the electroplating method is usually used, a metal film serving as an electrode is formed on the support layer.
(실시예 12)(Example 12)
도 59의 상태도, 도 49와 마찬가지로, 지지판을 제거한 직후의 상태이므로, 2개의 반도체장치가 대향하도록 위치하고 있다. 본 실시예에서는, 가스 디포지션법으로 형성한 금속배선(18)의 접속단자 18c가, 바닥부뿐만 아니라 상부에서도, 밀봉수지로부터 노출하고 있는 점에 특색이 있다.The state of FIG. 59 is also in the state immediately after removing the support plate, similarly to FIG. 49, so that the two semiconductor devices face each other. The present embodiment is characterized in that the connection terminal 18c of the metal wiring 18 formed by the gas deposition method is exposed from the sealing resin not only at the bottom but also at the top.
상기한 반도체장치의 제조에서는, 실시예 11에서의 도 53의 공정까지는 실시예 11과 동일하다. 즉, 전극(3) 및 홈의 소정부분을 노출시켜, 반도체칩 상면과 측면 및 홈의 중앙을 덮도록 레지스트 패턴(17)을 형성하는 공정(도 53)까지는, 실시예 11과 동일하다. 이 후, 가스 디포지션법에 의해 금속배선(18)을 형성한다. 이금속배선의 접속단자 18c는, 위쪽으로 돌출하도록 쌓아 올린다(도 60). 접속단자(18c)의 형성도 포함시켜, 가스 디포지션법에 의한 금속배선의 형성방법은, 실시예 13에서 설명한다.In the manufacture of the semiconductor device described above, the processes up to the process shown in FIG. 53 in the eleventh embodiment are the same as those in the eleventh embodiment. That is, the same procedure as in the eleventh embodiment is performed until the step (Fig. 53) of forming the resist pattern 17 so as to expose the electrode 3 and the predetermined portion of the groove to cover the upper surface, the side surface and the center of the groove. Thereafter, the metal wiring 18 is formed by the gas deposition method. Connection terminal 18c of a bimetallic wiring is piled up so that it may protrude upwards (FIG. 60). The formation method of the metal wiring by the gas deposition method including the formation of the connection terminal 18c is described in Example 13. FIG.
이 후, 레지스트 패턴을 제거하고(도 61), 이어서 밀봉수지(4)로 밀봉한다(도 62). 밀봉수지로 밀봉할 때에, 접속단자(18c)의 위쪽으로 돌출한 부분은, 밀봉수지(4)에서 돌출하도록 한다. 이 후, 지지판(5)을 제거하면, 도 59에 나타낸 바와 같이, 개편화된 반도체장치를 얻을 수 있다.Thereafter, the resist pattern is removed (FIG. 61), and then sealed with a sealing resin 4 (FIG. 62). When sealing with sealing resin, the part which protrudes upward of the connection terminal 18c is made to protrude from the sealing resin 4. As shown in FIG. After that, when the support plate 5 is removed, the semiconductor device can be obtained as shown in FIG. 59.
도 59에 나타내는 반도체장치는, 상하 동일위치 단자부착 반도체장치에 있어서, 이와 같은 반도체장치를 그대로 순방향으로 겹치게 함으로써 순적층 반도체장치를 얻을 수 있다. 한편, 전극(3)의 위치에, 위쪽으로 돌출하는 접속단자를 설치하는 것도 할 수 있다.In the semiconductor device shown in FIG. 59, in a semiconductor device with a terminal at the same position as above and below, the semiconductor device can be obtained by stacking such semiconductor devices in the forward direction as they are. On the other hand, the connection terminal which protrudes upward can also be provided in the position of the electrode 3.
도 63은, 전극의 위치에 위쪽으로 돌출하는 접속단자를 설치한 반도체장치를 예시하는 도면이다. 도 63에 나타내는 반도체장치는, 상하 다른위치 단자부착 반도체장치이다. 이와 같은 다른위치 단자부착 반도체장치인 경우, 도 35에 나타낸 바와 같이, 도 63의 반도체장치의 상면끼리를 맞대기하여 조립하고, 2층 구조의 반도체장치를 형성할 수 있다. 이와 같은 2층 구조의 반도체장치는, 하나의 반도체장치로서 본 경우, 상하 동일위치 단자부착 반도체장치이므로, 의도하는 수만큼 그대로 순방향으로 겹치게 함으로써, 순적층 반도체장치를 얻을 수 있다. 단, 도 63에 나타내는 반도체장치가, 짝수개, 적층되게 된다.FIG. 63 is a diagram illustrating a semiconductor device provided with a connection terminal protruding upward at a position of an electrode. The semiconductor device shown in FIG. 63 is a semiconductor device with terminals at different positions up and down. In the case of such a semiconductor device with a terminal in another position, as shown in Fig. 35, the upper surfaces of the semiconductor devices in Fig. 63 are assembled with each other to form a two-layer semiconductor device. In the case of the semiconductor device having a two-layer structure as one semiconductor device, since the semiconductor device with the same upper and lower terminals is positioned as above, the stacked semiconductor device can be obtained by overlapping it in the forward direction by the intended number. However, even-numbered semiconductor devices shown in FIG. 63 are stacked.
상기한 바와 같이, 가스 디포지션법에 의해 위쪽으로 돌출하는 접속단자를형성함으로써, 와이어본딩법에 의해 2개의 벌크형 단자를 형성하는 경우보다도 처리공정을 간단화할 수 있다.As described above, by forming the connecting terminal protruding upward by the gas deposition method, the processing step can be simplified as compared with the case of forming two bulk terminals by the wire bonding method.
(실시예 13)(Example 13)
도 64에 있어서, 이 장치에서는, 증착원챔버(66) 내에, 증발원료가 도가니(61)에 도입되고, 가열장치에 의해 가열되어 용융된 증발원(56)이 배치되어 있다. 증착원 챔버(66)에는, 헬륨가스가 도입되어 채워져 있다. 헬륨가스가 채워져 있으므로, 기화한 원료는 매우 미세한 입자가 되며, 수송관(63)을 통해, 진공으로 만든 시료실(64)로 압력차이에 의해 도입된다. 미세입자는, 수송관의 시료실 측단부에 부착된 노즐(67)로부터 분출하고, x-y-θ 스테이지(65)에 배치된 시료(55)에 흡착된다.In FIG. 64, in this apparatus, the evaporation raw material is introduce | transduced into the crucible 61 in the vapor deposition source chamber 66, and the evaporation source 56 heated and melted by the heating apparatus is arrange | positioned. Helium gas is introduced into the deposition source chamber 66 and filled. Since helium gas is filled, the evaporated raw material becomes very fine particles and is introduced by the pressure difference into the sample chamber 64 made of vacuum through the transport pipe 63. The fine particles are ejected from the nozzle 67 attached to the sample chamber side end of the transport pipe and adsorbed to the sample 55 disposed on the x-y-θ stage 65.
도 65는, 시료(55)에 노즐(67)로부터 증착원을 분출시켜, 금속배선(18)을 형성하고 있는 공정을 나타내는 도면이다. 이와 같이, 가스 디포지션법으로 금속배선을 형성하는 경우, 노즐(67)과, 시료(55)에 따라 스테이지(65)를, 평행한 면에 따라 상대적으로 이동시키면 된다.FIG. 65 is a view showing a step of blowing the deposition source from the nozzle 67 onto the sample 55 to form the metal wiring 18. Thus, when forming metal wiring by the gas deposition method, what is necessary is just to move the stage 65 relatively along parallel planes according to the nozzle 67 and the sample 55. As shown in FIG.
또한, 위쪽으로 돌출하는 접속단자(18c)를 형성하기 위해서는, 도 66에 나타내는 바와 같이, 노즐(67) 및 스테이지(65)의 움직임을 정지하고 증착원을 흡착한다. 이 결과, 위쪽으로 돌출한 접속단자를 용이하게 형성할 수 있다.In addition, in order to form the connecting terminal 18c which protrudes upward, as shown in FIG. 66, the movement of the nozzle 67 and the stage 65 is stopped, and a vapor deposition source is adsorb | sucked. As a result, the connecting terminal which protrudes upwards can be formed easily.
(실시예 14)(Example 14)
도 67의 상태도, 지지판을 제거한 직후의 상태를 나타내고 있고, 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치가 표시되어 있다. 본 실시예에서는, 금속배선을 가스 디포지션법으로 금속배선을, 형성할 때, 반도체칩의 전극(3)을 노출시켜, 그 밖의 부분을 피복한 절연막(27)을, 반도체장치 중에 남긴 점에 특징이 있다. 실시예 11∼13에서는, 레지스트 패턴(17)이 동일한 역할을 했지만, 레지스트 패턴은 모두 제거되고, 그 후, 밀봉수지(4)에 의해 밀봉되었다.The state of FIG. 67 also shows a state immediately after the support plate is removed, and two semiconductor devices with grooves interposed therebetween. In this embodiment, when the metal wiring is formed by the gas deposition method, the electrode 3 of the semiconductor chip is exposed and the insulating film 27 covering the other portion is left in the semiconductor device. There is a characteristic. In Examples 11-13, although the resist pattern 17 played the same role, all the resist patterns were removed and it sealed by the sealing resin 4 after that.
상기한 반도체장치의 제조에서는, 실시예 11에서의 도 52의 공정까지는 실시예 11과 동일하다. 즉, 반도체칩(1a)를 나누도록, 웨이퍼에 지지판(5)에 도달하는 홈(11)을 다이싱에 의해 설치하는(도 52) 단층까지는 실시예 11과 동일하다. 이 후, 도 68에 나타내는 바와 같이, 전극(3)과 홈의 폭 중앙을 노출시키도록 하여, 예컨대 폴리이미드로 이루어지는 절연패턴(27)으로 피복한다. 이어서, 전극(3)과, 홈 바닥부의 지지판을 접속하도록, 가스 디포지션법에 의해 금속배선(18)을 형성한다. 이 후, 절연패턴(27)을 남긴 상태로 밀봉수지(4)에 의해 밀봉한다. 또한, 지지판을 제거함으로써, 도 67에 나타내는 바와 같이, 개편화된 반도체장치를 얻을 수 있다.In the manufacture of the semiconductor device described above, the processes up to the process shown in FIG. 52 in the eleventh embodiment are the same as those in the eleventh embodiment. In other words, the same operation as in the eleventh embodiment is performed until the single layer in which the groove 11 reaching the support plate 5 is provided on the wafer by dicing (Fig. 52) so as to divide the semiconductor chip 1a. Subsequently, as shown in FIG. 68, the center of the width | variety of the electrode 3 and the groove | channel is exposed, and it coat | covers with the insulating pattern 27 which consists of polyimide, for example. Next, the metal wiring 18 is formed by the gas deposition method so that the electrode 3 and the support plate of the groove bottom part are connected. Thereafter, the insulating pattern 27 is sealed with the sealing resin 4 in a state of being left. In addition, by removing the support plate, a semiconductor device can be obtained that is separated into pieces as shown in FIG. 67.
본 실시예에 의하면, 포토레지스트 패턴 대신에 폴리이미드나 실리콘 산화막 등의 물리적 안정성 및 화학적 안정성이 좋은 절연막의 패턴을 형성한 후에, 도 69에 나타내는 바와 같이, 가스 디포지션법에 의해 금속배선을 형성한다. 이 후, 도 70에 나타내는 바와 같이 수지로 밀봉한다. 이 제조방법에 의하면, 포토레지스트 패턴을 사용한 제조방법에 비해, 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 수지로 밀봉하기 이전에, 배선의 주위가 중간 공극이 되는 일이 없으므로, 배선은 절연패턴(27)을 형성하는 폴리이미드 등에 의해 지지되어 있다. 이 때문에, 반도체장치를 높은 수율로 안정하게 생산하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 절연패턴의 형성에 의해 미세하게 정밀한 결선이 가능하게 된다.According to this embodiment, instead of the photoresist pattern, after forming a pattern of an insulating film having good physical stability and chemical stability such as polyimide or silicon oxide film, as shown in FIG. 69, metal wiring is formed by the gas deposition method. do. Thereafter, as shown in Fig. 70, the resin is sealed. According to this manufacturing method, the process of removing a resist pattern can be skipped compared with the manufacturing method using a photoresist pattern. In addition, since the periphery of wiring does not become an intermediate space before sealing with resin, the wiring is supported by polyimide or the like forming the insulating pattern 27. For this reason, it becomes possible to stably produce a semiconductor device with high yield. In addition, by the formation of the insulating pattern it is possible to finely fine wiring.
(실시예 15)(Example 15)
도 71도, 지지판을 제거한 직후의 상태를 나타내고 있고, 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치가 표시되어 있다. 본 실시예에서는, 금속배선을 가스 디포지션법으로 금속배선을 형성할 때, 반도체칩의 전극(3)을 노출시켜, 그 밖의 부분을 피복한 밀봉수지막(28)을, 반도체장치 중에 남긴 점에 특징이 있다.FIG. 71 also shows a state immediately after removing the support plate, and shows two semiconductor devices sandwiched between the grooves. In the present embodiment, when the metal wiring is formed by the gas deposition method, the electrode 3 of the semiconductor chip is exposed to leave the sealing resin film 28 covering the other portions in the semiconductor device. It is characterized by.
상기한 반도체장치의 제조에서는, 실시예 11에서의 도 52의 공정까지는 실시예 11과 동일하다. 즉, 반도체칩(1a)을 나누도록, 웨이퍼(8)에 지지판(5)에 도달하는 홈(11)을 다이싱에 의해 설치하는(도 52) 단계까지는 실시예 11과 동일하다. 이 후, 도 72에 나타내는 바와 같이, 전극(3)과 홈의 폭 중앙을 노출시키도록 하여, 예컨대 스크린 인쇄법에 의해 밀봉수지패턴(28)을 형성한다. 이어서, 전극(3)과, 홈 바닥부의 지지판을 접속하도록, 가스 디포지션법에 의해 금속배선(18)을 구성한다(도 73). 이 후, 밀봉수지패턴(28)은, 당연히, 남긴 그대로, 지지판을 제거함으로써, 도 71에 나타내는 바와 같이, 개편화된 반도체장치를 얻을 수 있다.In the manufacture of the semiconductor device described above, the processes up to the process shown in FIG. 52 in the eleventh embodiment are the same as those in the eleventh embodiment. That is, the same operation as in the eleventh embodiment is carried out until the step of providing the groove 11 reaching the support plate 5 in the wafer 8 by dicing (Fig. 52) so as to divide the semiconductor chip 1a. 72, the sealing resin pattern 28 is formed by screen printing, for example, by exposing the center of the width | variety of the electrode 3 and the groove | channel. Next, the metal wiring 18 is comprised by the gas deposition method so that the electrode 3 and the support plate of a groove bottom part may be connected (FIG. 73). Thereafter, the sealing resin pattern 28 is naturally left as it is, and by removing the support plate, as shown in FIG. 71, a semiconductor device can be obtained.
본 실시예에 의하면, 포토레지스트 패턴이나 폴리이미드 등의 절연막 패턴 대신에, 밀봉수지패턴을 사용한다. 이 밀봉수지패턴을 사용함으로써, 다른 어느쪽의 패턴을 사용하는 것보다도 짧은 처리공정으로 제조할 수 있다. 단, 밀봉수지패턴의 형성은, 현재 시점에서 치수정밀도가 비교적 뒤떨어지는 스크린 인쇄법에 의해만 행할 수 있다. 이 때문에, 현재 시점에서, 전극의 미세화에 대응할 수 없다. 또한, 전극 상부는 가스 디포지션법으로 형성한 금속배선만이 되므로, 신뢰성이나 내구성은 다른 실시예에서의 반도체장치보다도 뒤떨어진다.According to this embodiment, a sealing resin pattern is used in place of an insulating film pattern such as a photoresist pattern or polyimide. By using this sealing resin pattern, it can manufacture by a process process shorter than using any other pattern. However, the sealing resin pattern can be formed only by the screen printing method in which the dimensional accuracy is relatively inferior at the present time. For this reason, at the present time, the miniaturization of the electrode cannot be supported. In addition, since only the metal wiring formed by the gas deposition method is used for the upper part of the electrode, reliability and durability are inferior to those of the semiconductor device in the other embodiments.
(실시예 16)(Example 16)
도 74에 의하면, 도 71에 나타내는 반도체장치의 상면끼리를 대향시켜, 땜납(37)에 의해 노출한 금속배선을 접속하여 적층구조를 형성한다. 이 2층 구조의 반도체장치를 하나의 반도체장치라고 본 경우, 상하 동일위치에 접속단자가 있다. 따라서, 이대로 순서대로 적층하여, 짝수층의 다층적층 반도체장치를 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 땜납(37)에 의해 금속배선을 덮으므로, 신뢰성이나 내구성도 향상시킬 수 있다.According to FIG. 74, the upper surface of the semiconductor device shown in FIG. 71 is opposed, the metal wiring exposed by the solder 37 is connected, and a laminated structure is formed. When the semiconductor device having this two-layer structure is regarded as one semiconductor device, there are connecting terminals at the same position at the top and bottom. Therefore, by stacking in this order, even-numbered multilayer semiconductor devices can be easily obtained. In addition, since the metal wiring is covered by the solder 37, the reliability and durability can also be improved.
(실시예 17)(Example 17)
도 75도, 지지판을 제거한 직후의 상태를 나타내고 있고, 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치가 표시되어 있다. 본 실시예에서는, 금속배선을 전기도금에 의해 형성한 점에 특징이 있다.FIG. 75 also shows a state immediately after removing the support plate, and shows two semiconductor devices sandwiched between the grooves. This embodiment is characterized in that the metal wiring is formed by electroplating.
상기한 반도체장치의 제조에서는, 실시예 15에서의 도 72에 나타내는 공정까지 동일하다. 즉, 전극(3)과 홈의 폭 중앙을 노출시키도록 하여, 예컨대 폴리이미드로 이루어지는 절연막패턴(28)을 형성하기(도 72)까지는 같다. 이어서, 전기도금의 음극이 되는 금속막(31) 등을 증착에 의해 형성한다(도 76). 이어서, 전기도금으로 금속배선을 형성하여 결선하는 부분을 제외하고, 레지스트 패턴(17)을 형성한다(도 77).In the production of the semiconductor device described above, the processes shown in FIG. 72 in the fifteenth embodiment are the same. In other words, the center of the widths of the electrodes 3 and the grooves are exposed to form the same until the insulating film pattern 28 made of, for example, polyimide is formed (FIG. 72). Subsequently, a metal film 31 or the like, which is a cathode of electroplating, is formed by vapor deposition (FIG. 76). Subsequently, a resist pattern 17 is formed except for a portion in which metal wiring is formed and connected by electroplating (FIG. 77).
이 후, 레지스트 패턴(17)에 피복되어 있지 않은 금속막(31)을 음극으로서, 전기도금에 의해 금속배선의 결선패턴을 형성한다(도 78). 이어서, 레지스트 패턴(17)을 제거한다(도 79). 또한, 전기도금에 의해 형성된 금속막(38)의 결선패턴을 마스크로 하여, 전기도금의 음극으로서 사용된 금속막을 에칭하여 제거한다(도 80). 이어서, 밀봉수지(4)에 의해 수지밀봉하고(도 81), 지지판(5)을 제거하면, 도 75에 나타내는 바와 같이, 개편화된 반도체장치를 얻을 수 있다.Thereafter, the metal film 31 which is not covered with the resist pattern 17 is used as the cathode to form a wiring pattern of metal wiring by electroplating (Fig. 78). Next, the resist pattern 17 is removed (FIG. 79). Further, using the wiring pattern of the metal film 38 formed by electroplating as a mask, the metal film used as the cathode of the electroplating is etched and removed (FIG. 80). Subsequently, when the resin is sealed by the sealing resin 4 (FIG. 81) and the support plate 5 is removed, the semiconductor device can be separated into pieces as shown in FIG.
상기한 바와 같이 금속배선을 전기도금법으로 행함으로써, 처리공정수는 증가하지만, 사진제판을 사용하기 때문에, 와이어본딩법이나 가스 디포지션법에 비해 미세한 가공을 행할 수 있다.By performing the metal wiring by the electroplating method as described above, the number of processing steps increases, but since the photolithography is used, finer processing can be performed compared to the wire bonding method or the gas deposition method.
(실시예 18)(Example 18)
도 82도, 지지판을 제거한 직후의 상태를 나타내고 있고, 홈을 사이에 끼운 2개의 반도체장치가 표시되어 있다. 본 실시예에서는, 금속배선을 전기도금에 의해 형성한 점에 특징이 있다.FIG. 82 also shows a state immediately after removing the support plate, and shows two semiconductor devices sandwiched between the grooves. This embodiment is characterized in that the metal wiring is formed by electroplating.
상기한 반도체장치의 제조에서는, 실시예 17에서의 도 79에 나타내는 공정까지는 동일하다. 즉, 레지스트 패턴(17)에 피복되어 있지 않은 금속막(31)을 음극으로서, 전기도금에 의해 금속배선의 결선패턴을 형성한 후, 레지스트 패턴(17)을 제거하는 공정까지는 동일하다. 이 후, 도 83에 나타내는 바와 같이, 반도체칩의 전극(3)의 위쪽을 개구한 제2 레지스트 패턴(57)을 형성한다. 이어서, 상기 개구부에, 제2 전기도금에 의해 전극상 단자(41)를 형성한다(도 84).In the manufacturing of the semiconductor device described above, the steps up to the steps shown in FIG. 79 in the seventeenth embodiment are the same. That is, after forming the wiring pattern of metal wiring by electroplating using the metal film 31 which is not coat | covered with the resist pattern 17, it is the same until the process of removing the resist pattern 17. FIG. Thereafter, as shown in FIG. 83, a second resist pattern 57 is formed by opening the upper portion of the electrode 3 of the semiconductor chip. Subsequently, an electrode terminal 41 is formed in the opening by second electroplating (Fig. 84).
이 후, 도 85에 나타내는 바와 같이, 제2 레지스트 패턴(57)을 제거한다. 이어서, 밀봉수지(4)에 의해, 전극상 단자(41)를 노출시키도록 수지밀봉한다(도 86). 이 후, 지지판(5)을 제거하면, 도 82에 나타낸 바와 같이, 개편화된 반도체장치를 얻을 수 있다. 도 82에 나타내는 개편화된 반도체장치는, 상하 다른위치 단자부착 반도체장치이다.Thereafter, as shown in FIG. 85, the second resist pattern 57 is removed. Next, the sealing resin 4 seals the resin so as to expose the electrode terminal 41 (FIG. 86). After that, when the supporting plate 5 is removed, the semiconductor device can be obtained as shown in FIG. 82. The separated semiconductor device shown in FIG. 82 is a semiconductor device with terminals at different positions up and down.
도 82에 나타내는 반도체장치의 변형예로서, 도 87에 나타내는 반도체장치를 나타낸다. 도 87의 반도체장치에서는, 홈 바닥부의 지지판상에 형성된 접속단자(38a)의 위에 상부 접속용 단자(58)를 형성한다. 도 87의 반도체장치의 구조는, 제2 레지스트 패턴을 접속단자(38a) 상에 개구를 설치함으로써 형성할 수 있다.As a modification of the semiconductor device shown in FIG. 82, the semiconductor device shown in FIG. 87 is shown. In the semiconductor device of FIG. 87, the upper connection terminal 58 is formed on the connection terminal 38a formed on the support plate of the groove bottom portion. The structure of the semiconductor device of FIG. 87 can be formed by providing an opening on the connection terminal 38a for the second resist pattern.
상기 도 82 및 도 87에 나타내는 반도체장치는, 기본적으로는, 사진제판과 전기도금을 각 2도 행함으로써 달성할 수 있다. 전기도금법에 의해 다층접속용 단자를 형성하는 경우, 와이어본딩법이나 가스 디포지션법에 비해, 미세가공성에 우수할뿐만 아니라, 상면에 노출하는 접속단자의 크기를 제어하는 것이 용이하다. 한편, 와이어본딩법에서는 와이어 지름에 제약이 되고, 또한 가스 디포지션법으로서는 접속단자부를 형성하기 위해 위쪽에 증착을 쌓아 올리면, 위쪽의 부분만큼 바닥부보다 지름이 작아진다. 이 때문에, 밀봉수지(4)의 상면으로부터 노출하는 접속단자의 크기가 작아지는 제약을 받는다. 전기도금법에 의하면, 위쪽에 쌓아 올리는 높이 자체에 상관없이, 레지스트 패턴의 해상도를 높임으로써, 크기의 변동없이 접속단자를 형성할 수 있다.The semiconductor device shown in FIG. 82 and FIG. 87 can basically be achieved by performing two degrees of photolithography and electroplating, respectively. When the terminal for multi-layer connection is formed by the electroplating method, it is not only excellent in fine workability but also easy to control the size of the connection terminal exposed on the upper surface as compared with the wire bonding method or the gas deposition method. On the other hand, in the wire bonding method, the diameter of the wire is restricted, and in the gas deposition method, when the vapor deposition is piled up to form the connection terminal part, the diameter becomes smaller than the bottom part by the upper part. For this reason, the size of the connection terminal exposed from the upper surface of the sealing resin 4 is restricted. According to the electroplating method, the connection terminal can be formed without changing the size by increasing the resolution of the resist pattern regardless of the height itself stacked on the upper side.
(실시예 19)(Example 19)
도 88∼도 93은, 본 발명의 실시예 19에서의 반도체장치 및 그 변형예를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 와이어본딩법 및 가스 디포지션법으로 형성할 수 있는 구조를, 전기도금법에 의해 형성한 예를 나타낸다.88 to 93 show the semiconductor device and its modification example in Example 19 of the present invention. In this embodiment, an example in which a structure that can be formed by the wire bonding method and the gas deposition method is formed by the electroplating method is shown.
도 88에 나타내는 반도체장치에서는, 예컨대 폴리이미드로 이루어지는 절연막패턴(17) 대신에, 포토레지스트 패턴을 배치하여 전기도금에 의해 금속배선을 형성한다. 포토레지스트 패턴은, 밀봉수지로 밀봉하기 전, 전기도금으로 형성한 금속배선(38)을 마스크로서 음극에 사용한 금속막(31)을 에칭제거한 후에, 제거한다. 포토레지스트 패턴이 제거된 후, 밀봉수지(4)로 밀봉한다.In the semiconductor device shown in FIG. 88, instead of the insulating film pattern 17 made of polyimide, for example, a photoresist pattern is disposed to form metal wiring by electroplating. The photoresist pattern is removed after etching the metal film 31 used for the cathode as a mask using the metal wiring 38 formed by electroplating before sealing with a sealing resin. After the photoresist pattern is removed, it is sealed with a sealing resin (4).
상기한 바와 같이, 금속배선의 표면측 및 이면측에 동일한 밀봉수지를 배치함으로써, 열 왜곡에 의한 응력에 의해 금속배선이 단선할 가능성을 작게 할 수 있다.As described above, by arranging the same sealing resin on the front side and the back side of the metal wiring, it is possible to reduce the possibility that the metal wiring is disconnected due to the stress caused by thermal distortion.
도 89에 나타내는 반도체장치에서는, 반도체장치의 측면에 접속단자(38a)의 일부를 노출시키고 있다. 이 구조에 의하면, 와이어본딩법이나 가스 디포지션법 등에서의 경우와 마찬가지로, 접합강도를 향상시킬 수 있다.In the semiconductor device shown in FIG. 89, a part of the connection terminal 38a is exposed on the side surface of the semiconductor device. According to this structure, the bonding strength can be improved as in the case of the wire bonding method, the gas deposition method, or the like.
도 90에 나타내는 반도체장치에서는, 전기도금으로 형성한 금속배선을 포함하는 반도체장치의 이면에서, 반도체칩(1a)과 폴리이미드 등의 절연막패턴(27)과의 사이에 단차를 설치한 점에 특징이 있다. 이와 같은 단차를 설치함으로써, 접속단자(38a)가 돌출되어 있으므로, 접속이 용이화된다. 이 접속단자의 돌출구조에 의한 접속의 용이화는, 금속배선의 제조방법에 상관없이, 어떠한 금속배선의 형성방법에서도 얻을 수 있다.The semiconductor device shown in FIG. 90 is characterized in that a step is provided between the semiconductor chip 1a and an insulating film pattern 27 such as polyimide on the back surface of the semiconductor device including metal wiring formed by electroplating. There is this. By providing such a step, since the connection terminal 38a protrudes, connection becomes easy. Easy connection by the projecting structure of the connecting terminal can be obtained by any metal wiring forming method regardless of the metal wiring manufacturing method.
도 91에 나타내는 반도체장치에서는, 전기도금으로 형성한 금속배선을 포함하는 반도체장치에 있어서, 반도체칩 이면에 방열을 위해 열전도성에 우수한 판(6)을 배치하고 있다. 이 판(6)의 배치에 의해, 반도체칩의 방열성을 향상시킬 수 있다. 상기 판(6)의 배치에 의한 방열성의 향상도, 금속배선의 형성방법에 상관없이, 어떠한 금속배선의 형성방법에서도 얻을 수 있다.In the semiconductor device shown in FIG. 91, in the semiconductor device including metal wiring formed by electroplating, a plate 6 excellent in thermal conductivity is disposed on the back surface of the semiconductor chip for heat dissipation. By disposing the plate 6, the heat dissipation of the semiconductor chip can be improved. The improvement of heat dissipation by the arrangement of the plate 6 can be obtained by any method of forming metal wiring, regardless of the method of forming metal wiring.
도 92에 나타내는 반도체장치에서는, 전기도금으로 형성한 금속배선(38)을 포함하는 반도체장치에 있어서, 접속단자(38a) 상에 설치한 상부 접속용 단자(58)의 상면, 측면, 하면을 밀봉수지로부터 노출시킨 점에 특징이 있다. 상부 접속용 단자(58)를 상기한 바와 같이 노출시킴으로써, 상부 접속용 단자의 많은 부분으로 접속이 가능하게 되고, 다양한 회로기판으로의 탑재가 가능하게 된다. 이와 같은 작용도, 금속배선의 형성방법에 상관없이, 어떠한 금속배선의 형성방법에서도 얻을 수 있다.In the semiconductor device shown in FIG. 92, in the semiconductor device including the metal wiring 38 formed by electroplating, the upper, side, and lower surfaces of the upper connection terminal 58 provided on the connection terminal 38a are sealed. It is characteristic in that it exposed from resin. By exposing the upper connection terminal 58 as described above, connection can be made to a large portion of the upper connection terminal, and mounting on various circuit boards is possible. This effect can be obtained by any method of forming metal wiring, regardless of the method of forming metal wiring.
도 93에 나타내는 반도체장치는, 도 87에 나타내는 반도체장치의 제조에서, 제2 레지스트 패턴의 개구부를 제1 전기도금패턴의 외측에 어긋나게 하여 형성될수 있다. 도 93의 반도체장치에서는, 도 92의 반도체장치와 다르며, 상부 접속용 단자(58)의 측면의 전체가 노출하고 있는 것은 아니다. 상부 접속용 단자(58)의 측면 상부는 밀봉수지(4)에 의해 덮어져 있다.The semiconductor device shown in FIG. 93 can be formed by shifting the opening of the second resist pattern outward of the first electroplating pattern in the manufacture of the semiconductor device shown in FIG. 87. The semiconductor device of FIG. 93 differs from the semiconductor device of FIG. 92 and does not expose the entire side surface of the upper terminal 58 for connection. The upper part of the side surface of the upper terminal 58 is covered with a sealing resin 4.
도 93에 나타내는 반도체장치에 의하면, 측면 및 하면의 노출부분으로 접합강도나, 다양한 접합성을 얻은 후에, 상부 접속용 단자의 상면으로의 땜납 등 접합재의 크리핑 업(creeping up)을 방지할 수 있다.According to the semiconductor device shown in FIG. 93, after obtaining the bonding strength and various bonding properties on the exposed portions of the side surfaces and the lower surfaces, it is possible to prevent creeping up of the bonding material such as solder to the upper surface of the upper connection terminal.
(실시예 20)(Example 20)
도 94를 참조하여, 본 실시예에서는, 반도체칩의 전극과 지지판을 열결하는 금속배선(2, 18, 38)의 위치를 인접하는 반도체칩의 사이에서 어긋나게 하여, 홈 바닥부의 지지판으로의 접속을 교대로 하는 점에 특징이 있다. 상기한 바와 같은 금속배선의 배치에 의해, 홈의 폭을 좁게 할 수 있다.Referring to Fig. 94, in the present embodiment, the positions of the metal wirings 2, 18, 38 for connecting the electrodes of the semiconductor chip and the support plate are shifted between the adjacent semiconductor chips, thereby connecting to the support plate of the groove bottom portion. It is characterized by alternating points. By arranging the metal wiring as described above, the width of the groove can be narrowed.
본 실시예의 제조방법은, 와이어본딩법, 가스 디포지션법 및 도금법 중 어느것도 가능한 것은 말할 필요도 없다. 특히 사진제판을 사용하는 도금법에서는 미세가공성에 우수하므로, 다른 2가지 법에 비교하여 반도체칩의 전극피치를 확대하지 않고 반도체장치를 제조할 수 있다. 다른 2가지 법에서는, 미세가공성이 도금법에 비해 비교적 뒤떨어지므로, 홈을 좁게 한만큼, 전극피치를 확대하지 않으면 안되며, 전극수가 많은 반도체칩에서는 그 만큼 유리하게 되지 않는다.It goes without saying that the manufacturing method of this embodiment can be any of the wire bonding method, the gas deposition method and the plating method. In particular, the plating method using a photo plate is excellent in micromachinability, and thus a semiconductor device can be manufactured without expanding the electrode pitch of the semiconductor chip as compared with the other two methods. In the other two methods, since the micromachinability is relatively inferior to the plating method, the electrode pitch must be enlarged by narrowing the grooves, and this is not advantageous in semiconductor chips having many electrodes.
상기에 있어서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명을 행하였지만, 상기에 개시된 본 발명의 실시예는, 어디까지나 예시로서, 본 발명의 범위는 이들 발명의 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는, 특허청구의 범위의 기재에 의해 표시되고, 더욱이 특허청구의 범위의 기재와 균등의 의미 및 범위내에서의 모든 변경을 포함하는 것이다.As mentioned above, although the Example of this invention was described, the Example of this invention disclosed above is an illustration to the last, The scope of the present invention is not limited to the Example of these invention. The scope of the present invention is indicated by the description of the claims, and further includes the description of the claims and their equivalents and all modifications within the scope.
본 발명의 반도체장치 및 그 제조방법을 사용함으로써, 종래에서도 대폭 생산효율을 높인 간단한 제조공정에 의해 소형화된 반도체장치를 제공할 수 있다. 또한, 이 반도체장치는 다층구조를 간단히 형성할 수 있으므로, 고밀도의 소형화된 다층구조 반도체장치를 저렴하게 얻을 수 있다.By using the semiconductor device and its manufacturing method of the present invention, it is possible to provide a semiconductor device which has been miniaturized by a simple manufacturing process that has greatly increased production efficiency in the past. In addition, since the semiconductor device can easily form a multilayer structure, a high-density miniaturized multilayer semiconductor device can be obtained at low cost.
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