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JP4974384B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP4974384B2 JP2008228822A JP2008228822A JP4974384B2 JP 4974384 B2 JP4974384 B2 JP 4974384B2 JP 2008228822 A JP2008228822 A JP 2008228822A JP 2008228822 A JP2008228822 A JP 2008228822A JP 4974384 B2 JP4974384 B2 JP 4974384B2
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Description

この発明は半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

従来の半導体装置には、半導体基板上に複数層の低誘電率膜と同数層の配線との積層構造からなる低誘電率膜配線積層構造部が設けられたものがある(例えば、特許文献1参照)。ここで、低誘電率膜の代わりに、低誘電率膜よりも誘電率が高い酸化シリコン等からなる絶縁膜を用いると、微細化に伴って配線間の間隔が小さくなったとき、当該配線間の容量が大きくなり、当該配線を伝わる信号の遅延が増大してしまう。そこで、この点を改善するため、酸化シリコン等からなる絶縁膜の代わりに、低誘電率膜を用いている。   Some conventional semiconductor devices are provided with a low dielectric constant film wiring laminated structure portion having a laminated structure of a plurality of low dielectric constant films and the same number of wirings on a semiconductor substrate (for example, Patent Document 1). reference). Here, when an insulating film made of silicon oxide or the like having a dielectric constant higher than that of the low dielectric constant film is used instead of the low dielectric constant film, when the distance between the wirings becomes smaller due to miniaturization, the distance between the wirings As a result, the delay of the signal transmitted through the wiring increases. Therefore, in order to improve this point, a low dielectric constant film is used instead of the insulating film made of silicon oxide or the like.

特開2008−130880号公報(図13)JP 2008-130880 A (FIG. 13)

ところで、低誘電率膜は、機械的強度が低く、また水分の影響を受けやすく、ひいては剥離しやすい。特に、空気を含んだポーラス(多孔性)型の低誘電率膜では、誘電率をさらに低くすることができるが、顕著である。そこで、上記従来の半導体装置では、低誘電率膜配線積層構造部の側面を有機樹脂からなる絶縁膜で覆い、低誘電率膜配線積層構造部が剥離しにくいようにしている。   By the way, the low dielectric constant film has low mechanical strength, is easily affected by moisture, and thus easily peels off. In particular, in a porous low-permittivity film containing air, the dielectric constant can be further reduced, but this is remarkable. Therefore, in the above-described conventional semiconductor device, the side surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure is covered with an insulating film made of an organic resin so that the low dielectric constant film wiring laminated structure is difficult to peel off.

ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、まず、ウエハ状態の半導体基板(以下、半導体ウエハという)上に複数層の低誘電率膜と同数層の配線との積層構造からなる低誘電率膜配線積層構造部が形成され、低誘電率膜配線積層構造部上に酸化シリコン等の無機材料からなるパッシベーション膜が形成されたものを準備する。この場合、ダイシングストリートおよびその両側の領域におけるパッシベーション膜には開口部が形成されている。   In the above conventional semiconductor device manufacturing method, first, a low dielectric constant film having a laminated structure of a plurality of low dielectric constant films and the same number of wiring layers on a semiconductor substrate in a wafer state (hereinafter referred to as a semiconductor wafer). A wiring laminated structure portion is formed, and a low dielectric constant film wiring laminated structure portion having a passivation film made of an inorganic material such as silicon oxide is prepared. In this case, openings are formed in the passivation film in the dicing street and the regions on both sides thereof.

次に、レーザ照射によるレーザ加工により、パッシベーション膜の開口部を介して露出された低誘電率膜配線積層構造部の一部に溝を形成する。ここで、低誘電率膜は脆いため、ブレードで切断して溝を形成すると、低誘電率膜の切断面に多数の切欠け、破損が生じてしまうので、溝の形成はレーザ照射によるレーザ加工により行う方法が推奨される。そして、溝内およびパッシベーション膜の上面に有機樹脂からなる絶縁膜を形成すると、低誘電率膜配線積層構造部の側面(切断面)が絶縁膜によって覆われ、低誘電率膜配線積層構造部が剥離しにくいようにすることができる。   Next, a groove is formed in a part of the low dielectric constant film wiring laminated structure exposed through the opening of the passivation film by laser processing by laser irradiation. Here, since the low dielectric constant film is fragile, if a groove is formed by cutting with a blade, a large number of cuts and breaks occur on the cut surface of the low dielectric constant film. Therefore, the groove is formed by laser processing by laser irradiation. The recommended method is Then, when an insulating film made of an organic resin is formed in the groove and on the upper surface of the passivation film, the side surface (cut surface) of the low dielectric constant film wiring laminated structure is covered with the insulating film, and the low dielectric constant film wiring laminated structure is It can be made difficult to peel.

ところで、パッシベーション膜の開口部を介して露出された低誘電率膜配線積層構造部の一部を完全に除去するには、レーザ照射によるレーザ加工により、溝を形成すべき領域における半導体ウエハの上面側をある程度除去することになる。そして、最終的には、溝内の中央部のダイシングストリートに沿って半導体ウエハおよびその上に形成された絶縁膜を切断して個々の半導体装置を得ている。   By the way, in order to completely remove a part of the low dielectric constant film wiring laminated structure exposed through the opening of the passivation film, the upper surface of the semiconductor wafer in the region where the groove is to be formed by laser processing by laser irradiation. The side will be removed to some extent. Finally, the semiconductor wafer and the insulating film formed thereon are cut along the dicing street in the center of the groove to obtain individual semiconductor devices.

しかしながら、このようにして得られた半導体装置では、半導体基板の側面(切断面)が露出されているので、半導体基板の側面の保護に欠け、半導体基板の側面にクラック等が発生するおそれがあるという問題がある。なお、レーザ照射によるレーザ加工により形成する溝の深さを深くすると、その深さまで半導体基板の側面を絶縁膜で覆うことができるが、レーザ加工時間が長くなるばかりでなく、半導体基板の側面の保護を完全とすることはできない。   However, in the semiconductor device obtained in this way, the side surface (cut surface) of the semiconductor substrate is exposed, so that the side surface of the semiconductor substrate is not protected and cracks or the like may occur on the side surface of the semiconductor substrate. There is a problem. Note that when the depth of the groove formed by laser processing by laser irradiation is increased, the side surface of the semiconductor substrate can be covered with the insulating film up to that depth, but not only the laser processing time is increased, but the side surface of the semiconductor substrate is also increased. Protection cannot be perfect.

そこで、この発明は、半導体基板の側面の保護を完全とすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can completely protect the side surface of a semiconductor substrate.

請求項1に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの一面上に、比誘電率が3.0以下である低誘電率膜と配線とが積層された低誘電率膜配線積層構造部が形成されたものを準備する工程と、レーザ照射によるレーザ加工により、ダイシングストリートを含むそれよりも幅広の所定幅領域における前記低誘電率膜配線積層構造部を貫通して前記半導体ウエハの厚さ方向の中間面に達する第1の溝を形成することにより、前記低誘電率膜配線積層構造部の側面および前記半導体ウエハの中間面を露出させる工程と、前記低誘電率膜配線積層構造部上に形成された絶縁膜上に電極用接続パッド部を前記低誘電率膜配線積層構造部の配線の接続パッド部に接続させて形成する工程と、前記電極用接続パッド部上に外部接続用バンプ電極を形成する工程と、前記第1の溝内および前記絶縁膜上における前記外部接続用バンプ電極の周囲に有機樹脂からなる封止膜を形成する工程と、前記第1の溝内における前記ダイシングストリートに対応する部分の前記封止膜に、前記低誘電率膜配線積層構造部の下面よりも深い第2の溝を形成する工程と、前記半導体ウエハの下面側を少なくとも前記第2の溝が露呈するまで研削することにより、該半導体ウエハの厚さを薄くし、且つ、該半導体ウエハを分離して半導体装置を複数個得る工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの一面上に、比誘電率が3.0以下である低誘電率膜と配線とが積層された低誘電率膜配線積層構造部が形成されたものを準備する工程と、ダイシングストリートを含むそれよりも幅広の所定幅領域以外の領域における前記低誘電率膜配線積層構造部上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に電極用接続パッド部を前記低誘電率膜配線積層構造部の配線の接続パッド部に接続させて形成する工程と、前記電極用接続パッド部上に外部接続用バンプ電極を形成する工程と、レーザ照射によるレーザ加工により、前記所定幅領域における前記低誘電率膜配線積層構造部を貫通して前記半導体ウエハの厚さ方向の中間面に達する第1の溝を形成することにより、前記低誘電率膜配線積層構造部の側面および前記半導体ウエハの中間面を露出させる工程と、前記第1の溝内および前記絶縁膜上における前記外部接続用バンプ電極の周囲に有機樹脂からなる封止膜を形成する工程と、前記第1の溝内における前記ダイシングストリートに対応する部分の前記封止膜に、前記低誘電率膜配線積層構造部の下面よりも深い第2の溝を形成する工程と、前記半導体ウエハの下面側を少なくとも前記第2の溝が露呈するまで研削することにより、該半導体ウエハの厚さを薄くし、且つ、該半導体ウエハを分離して半導体装置を複数個得る工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項1または2に記載の発明において、前記低誘電率膜のガラス転移温度は400℃以上であることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発明において、前記第2の溝はその底面とその下の前記半導体ウエハの上面との間に前記封止膜が残存するように形成することを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発明において、前記第2の溝の形成はダイシングブレードを用いて行なうことを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項1乃至5のいずれか一項記載の発明において、前記電極用接続パッド部を形成する工程は、前記絶縁膜上に前記電極用接続パッド部を有する上層配線を形成する工程であることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項6に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極は、前記上層配線の接続パッド部上に形成された柱状電極であることを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項7に記載の発明において、前記柱状電極上に半田ボールを形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項9に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項8に記載の発明において、前記半田ボールの形成は、前記封止膜を形成した後であって前記第2の溝を形成する前に行なうことを特徴とするものである。
請求項10に記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、請求項8または9に記載の発明において、前記柱状電極上に半田ボールを形成する工程の後、前記半導体ウエハの下面側を前記第2の溝が露呈するまで研削する工程の前に、紫外線硬化型の粘着材が形成された保護テープを前記半田ボールおよび前記封止材の上面に貼り付ける工程を有することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method comprising: a low dielectric constant film wiring laminate in which a low dielectric constant film having a relative dielectric constant of 3.0 or less and a wiring are laminated on one surface of a semiconductor wafer; A step of preparing the structure portion is formed, and laser processing by laser irradiation penetrates the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in a predetermined width region wider than that including dicing streets. Forming a first groove reaching the intermediate surface in the thickness direction to expose a side surface of the low dielectric constant film wiring multilayer structure portion and an intermediate surface of the semiconductor wafer; and the low dielectric constant film wiring multilayer structure Forming a connection pad portion for an electrode on the insulating film formed on the portion and connecting to the connection pad portion of the wiring of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion; and external connection on the electrode connection pad portion For bump Forming a pole, forming a sealing film made of organic resin around the bump electrode for external connection in the first groove and on the insulating film, and dicing in the first groove Forming a second groove deeper than the lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in the sealing film corresponding to the street; and at least the second groove on the lower surface side of the semiconductor wafer A step of reducing the thickness of the semiconductor wafer by grinding until it is exposed, and separating the semiconductor wafer to obtain a plurality of semiconductor devices.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method comprising: a low dielectric constant film wiring laminate in which a low dielectric constant film having a relative dielectric constant of 3.0 or less and a wiring are laminated on one surface of a semiconductor wafer; A step of preparing a structure portion formed thereon, a step of forming an insulating film on the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in a region other than a predetermined width region wider than that including a dicing street, and the insulation Forming a connection pad portion for an electrode on the film by connecting to the connection pad portion of the wiring of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion, and forming a bump electrode for external connection on the connection pad portion for the electrode And forming a first groove reaching the intermediate surface in the thickness direction of the semiconductor wafer through the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in the predetermined width region by laser processing by laser irradiation, Low dielectric constant A step of exposing the side surface of the wiring laminated structure and the intermediate surface of the semiconductor wafer, and forming a sealing film made of an organic resin around the external connection bump electrode in the first groove and on the insulating film Forming a second groove deeper than a lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in the sealing film in a portion corresponding to the dicing street in the first groove, and the semiconductor Grinding the lower surface side of the wafer until at least the second groove is exposed, thereby reducing the thickness of the semiconductor wafer and separating the semiconductor wafer to obtain a plurality of semiconductor devices. It is characterized by this.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the first or second aspect of the invention, wherein the glass transition temperature of the low dielectric constant film is 400 ° C. or higher. .
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to the first aspect , wherein the second groove has a bottom surface and an upper surface of the semiconductor wafer below the second groove. The sealing film is formed so as to remain in between.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect , wherein the second groove is formed using a dicing blade. To do.
A method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the step of forming the electrode connection pad portion includes forming the electrode on the insulating film. This is a step of forming an upper layer wiring having a connection pad portion for use.
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the sixth aspect, the external connection bump electrode is a columnar electrode formed on a connection pad portion of the upper wiring. It is characterized by.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh aspect of the present invention, further comprising a step of forming a solder ball on the columnar electrode.
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the eighth aspect of the present invention, the solder ball is formed after the sealing film is formed and the second groove is formed. It is characterized by being done before
A method of manufacturing a semiconductor device according to a tenth aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the eighth or ninth aspect , wherein after the step of forming a solder ball on the columnar electrode, the lower surface side of the semiconductor wafer is placed on the lower surface side. Before the step of grinding until the groove of 2 is exposed, the method includes a step of attaching a protective tape on which an ultraviolet curable adhesive material is formed to the upper surfaces of the solder balls and the sealing material. is there.

この発明によれば、ダイシングストリートを含むそれよりも幅広の所定幅領域における低誘電率膜配線積層構造部を貫通して半導体ウエハの厚さ方向の中間面に達する第1の溝を形成し、第1の溝内および低誘電率膜配線積層構造部上に形成された絶縁膜上に有機樹脂からなる封止膜を形成し、第1の溝内におけるダイシングストリートに対応する部分の封止膜に、低誘電率膜配線積層構造部の下面よりも深い第2の溝を形成し、半導体ウエハの下面側を少なくとも第2の溝が露呈するまで研削することにより、半導体ウエハの厚さを薄くし、且つ、半導体ウエハを分離して半導体装置を複数個得ているので、半導体基板の側面を封止膜で完全に覆うことができ、したがって半導体基板の側面の保護を完全とすることができる。   According to the present invention, the first groove reaching the intermediate surface in the thickness direction of the semiconductor wafer through the low dielectric constant film wiring laminated structure in the predetermined width region wider than that including the dicing street is formed, A sealing film made of an organic resin is formed on the insulating film formed in the first groove and on the low dielectric constant film wiring laminated structure, and the sealing film corresponding to the dicing street in the first groove In addition, the second groove deeper than the lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure is formed, and the lower surface side of the semiconductor wafer is ground until at least the second groove is exposed, thereby reducing the thickness of the semiconductor wafer. In addition, since the semiconductor wafer is separated to obtain a plurality of semiconductor devices, the side surface of the semiconductor substrate can be completely covered with the sealing film, and thus the protection of the side surface of the semiconductor substrate can be completed. .

図1はこの発明の製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体装置はシリコン基板(半導体基板)1を備えている。シリコン基板1の上面には所定の機能の集積回路、特に、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の素子(図示せず)が形成され、上面周辺部には、上記集積回路の各素子に接続されたアルミニウム系金属等からなる接続パッド2が設けられている。接続パッド2は2個のみを図示するが実際にはシリコン基板1の上面周辺部に多数配列されている。   FIG. 1 is a sectional view showing an example of a semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention. This semiconductor device includes a silicon substrate (semiconductor substrate) 1. On the upper surface of the silicon substrate 1, an integrated circuit having a predetermined function, in particular, an element (not shown) such as a transistor, a diode, a resistor, or a capacitor is formed, and a peripheral portion of the upper surface is connected to each element of the integrated circuit. Further, connection pads 2 made of aluminum metal or the like are provided. Although only two connection pads 2 are shown in the figure, a large number are actually arranged around the upper surface of the silicon substrate 1.

シリコン基板1の上面には上記集積回路の各素子間を接続するための低誘電率膜配線積層構造部3が設けられている。低誘電率膜配線積層構造部3は、複数層例えば4層の低誘電率膜4と同数層の銅等からなる配線5とが交互に積層された構造となっている。この場合、各層の配線5は層間で互いに接続されている。最下層の配線5の一端部は、最下層の低誘電率膜4に設けられた開口部6を介して接続パッド2に接続されている。最上層の配線5の接続パッド部5aは最上層の低誘電率膜4の上面周辺部に配置されている。   On the upper surface of the silicon substrate 1, there is provided a low dielectric constant film wiring laminated structure portion 3 for connecting the elements of the integrated circuit. The low dielectric constant film wiring laminated structure 3 has a structure in which a plurality of layers, for example, four low dielectric constant films 4 and the same number of wirings 5 made of copper or the like are alternately laminated. In this case, the wiring 5 of each layer is mutually connected between layers. One end of the lowermost wiring 5 is connected to the connection pad 2 through an opening 6 provided in the lower dielectric constant film 4. The connection pad portion 5 a of the uppermost wiring 5 is arranged in the periphery of the upper surface of the uppermost low dielectric constant film 4.

低誘電率膜4の材料としては、Si−O結合とSi−H結合を有するポリシロキサン系材料(HSQ:Hydrogen silsesquioxane、比誘電率3.0)、Si−O結合とSi−CH3結合を有するポリシロキサン系材料(MSQ:Methyl silsesquioxane、比誘電率2.7〜2.9)、炭素添加酸化シリコン(SiOC:Carbon doped silicon oxide、比誘電率2.7〜2.9)、有機ポリマー系のlow−k材料等が挙げられ、比誘電率が3.0以下でガラス転移温度が400℃以上であるものを用いることができる。   As a material for the low dielectric constant film 4, a polysiloxane-based material having an Si—O bond and an Si—H bond (HSQ: Hydrogen silsesquioxane, relative dielectric constant 3.0), an Si—O bond and an Si—CH 3 bond. Polysiloxane materials (MSQ: Methyl silsesquioxane, dielectric constant 2.7 to 2.9), carbon doped silicon oxide (SiOC: Carbon dielectric silicon 2.7 to 2.9), organic polymer materials A low-k material can be used, and a material having a relative dielectric constant of 3.0 or less and a glass transition temperature of 400 ° C. or more can be used.

有機ポリマー系のlow−k材料としては、Dow Chemical社製の「SiLK(比誘電率2.6)」、Honeywell
Electronic Materials社製の「FLARE(比誘電率2.8)」等が挙げられる。ここで、ガラス転移温度が400℃以上であるということは、後述する製造工程における温度に十分に耐え得るようにするためである。なお、上記各材料のポーラス型も用いることができる。
Organic polymer low-k materials include “SiLK (relative dielectric constant 2.6)” manufactured by Dow Chemical, Honeywell.
For example, “FLARE (relative dielectric constant 2.8)” manufactured by Electronic Materials may be used. Here, the glass transition temperature being 400 ° C. or more is to sufficiently withstand the temperature in the manufacturing process described later. In addition, the porous type | mold of said each material can also be used.

また、低誘電率膜4の材料としては、以上のほかに、通常の状態における比誘電率が3.0よりも大きいが、ポーラス型とすることにより、比誘電率が3.0以下でガラス転移温度が400℃以上であるものを用いることができる。例えば、フッ素添加酸化シリコン(FSG:Fluorinated Silicate Glass、比誘電率3.5〜3.7)、ボロン添加酸化シリコン(BSG:Boron-doped Silicate Glass、比誘電率3.5)、酸化シリコン(比誘電率4.0〜4.2)である。   In addition to the above, the material of the low dielectric constant film 4 has a relative dielectric constant of greater than 3.0 in a normal state. Those having a transition temperature of 400 ° C. or higher can be used. For example, fluorine-doped silicon oxide (FSG: Fluorinated Silicate Glass, relative dielectric constant: 3.5 to 3.7), boron-doped silicon oxide (BSG: Boron-doped Silicate Glass, relative dielectric constant: 3.5), silicon oxide (ratio) The dielectric constant is 4.0 to 4.2).

最上層の配線5および最上層の低誘電率膜4の上面には酸化シリコン等の無機材料からなるパッシベーション膜(絶縁膜)7が設けられている。最上層の配線5の接続パッド部5aに対応する部分におけるパッシベーション膜7には開口部8が設けられている。パッシベーション膜7の上面にはポリイミド系樹脂等の有機樹脂からなる保護膜(絶縁膜)9が設けられている。パッシベーション膜7の開口部8に対応する部分における保護膜9には開口部10が設けられている。   A passivation film (insulating film) 7 made of an inorganic material such as silicon oxide is provided on the upper surfaces of the uppermost wiring 5 and the lower dielectric constant film 4. An opening 8 is provided in the passivation film 7 in a portion corresponding to the connection pad portion 5 a of the uppermost wiring 5. A protective film (insulating film) 9 made of an organic resin such as a polyimide resin is provided on the upper surface of the passivation film 7. An opening 10 is provided in the protective film 9 in a portion corresponding to the opening 8 of the passivation film 7.

保護膜9の上面には上層配線11が設けられている。上層配線11は、保護膜9の上面に設けられた銅等からなる下地金属層12と、下地金属層12の上面に設けられた銅からなる上部金属層13との2層構造となっている。上層配線11の一端部は、パッシベーション膜7および保護膜9の開口部8、10を介して最上層の配線5の接続パッド部5aに接続されている。なお、上記において、パッシベーション膜7および保護膜9は、いずれか一方のみとすることは可能である。   An upper wiring 11 is provided on the upper surface of the protective film 9. The upper layer wiring 11 has a two-layer structure of a base metal layer 12 made of copper or the like provided on the upper surface of the protective film 9 and an upper metal layer 13 made of copper provided on the upper surface of the base metal layer 12. . One end of the upper wiring 11 is connected to the connection pad 5 a of the uppermost wiring 5 through the openings 8 and 10 of the passivation film 7 and the protective film 9. In the above description, only one of the passivation film 7 and the protective film 9 can be used.

上層配線11の接続パッド部(電極用接続パッド部)上面には銅からなる柱状電極(外部接続用バンプ電極)14が設けられている。シリコン基板1、低誘電率膜配線積層構造部3、パッシベーション7および保護膜9の周側面および上層配線11を含む保護膜9の上面にはエポキシ系樹脂等の有機樹脂からなる封止膜15がその上面が柱状電極14の上面と面一となるように設けられている。柱状電極14の上面には半田ボール16が設けられている。   A columnar electrode (external connection bump electrode) 14 made of copper is provided on the upper surface of the connection pad portion (electrode connection pad portion) of the upper layer wiring 11. A sealing film 15 made of an organic resin such as an epoxy resin is formed on the peripheral surface of the silicon substrate 1, the low dielectric constant film wiring laminated structure 3, the passivation 7 and the protective film 9, and the upper surface of the protective film 9 including the upper wiring 11. The upper surface is provided so as to be flush with the upper surface of the columnar electrode 14. A solder ball 16 is provided on the upper surface of the columnar electrode 14.

ここで、シリコン基板1、低誘電率膜配線積層構造部3およびパッシベーション膜7の側面は、実質的に一面を形成し、封止膜15によって覆われている。保護膜9の側面はシリコン基板1、低誘電率膜配線積層構造部3およびパッシベーション膜7の側面よりも内側に配置されている。シリコン基板1の周側面に設けられた封止膜15の下面はシリコン基板1の下面と面一となっている。   Here, the side surfaces of the silicon substrate 1, the low dielectric constant film wiring laminated structure 3, and the passivation film 7 substantially form one surface and are covered with the sealing film 15. The side surface of the protective film 9 is disposed on the inner side than the side surfaces of the silicon substrate 1, the low dielectric constant film wiring laminated structure 3, and the passivation film 7. The lower surface of the sealing film 15 provided on the peripheral side surface of the silicon substrate 1 is flush with the lower surface of the silicon substrate 1.

(製造方法の第1の例)
次に、この半導体装置の製造方法の第1の例について説明する。まず、図2に示すように、ウエハ状態のシリコン基板(以下、半導体ウエハ21という)上に、接続パッド2と、各4層の低誘電率膜4および配線5と、パッシベーション膜7とが形成され、最上層の配線5の接続パッド部5aがパッシベーション膜7に形成された開口部8を介して露出されたものを準備する。
(First example of manufacturing method)
Next, a first example of this semiconductor device manufacturing method will be described. First, as shown in FIG. 2, a connection pad 2, four low dielectric constant films 4 and wirings 5, and a passivation film 7 are formed on a silicon substrate in a wafer state (hereinafter referred to as a semiconductor wafer 21). Then, the one in which the connection pad portion 5a of the uppermost wiring 5 is exposed through the opening 8 formed in the passivation film 7 is prepared.

この場合、半導体ウエハ21の厚さは、図1に示すシリコン基板1の厚さよりもある程度厚くなっている。低誘電率膜4の材料としては、上記のようなものが挙げられ、ポーラス型となったものを含めて、比誘電率が3.0以下でガラス転移温度が400℃以上であるものを用いることができる。なお、図2において、符号22で示す領域はダイシングストリートに対応する領域である。   In this case, the thickness of the semiconductor wafer 21 is somewhat thicker than the thickness of the silicon substrate 1 shown in FIG. Examples of the material for the low dielectric constant film 4 include those described above, including those having a porous type, those having a relative dielectric constant of 3.0 or less and a glass transition temperature of 400 ° C. or more. be able to. In FIG. 2, an area indicated by reference numeral 22 is an area corresponding to dicing street.

次に、図3に示すように、レーザ照射によるレーザ加工により、ダイシングストリート22およびその両側の領域(ダイシングストリート22を含むそれよりも幅広の所定幅領域)におけるパッシベーション膜7および4層の低誘電率膜4を貫通して半導体ウエハ21の厚さ方向の中間面に達する第1の溝23を形成する。この場合、第1の溝23は、平面視では、各デバイス領域(ダイシングストリート22の各内側領域)の周囲を囲んで枠状に形成されている。   Next, as shown in FIG. 3, the passivation film 7 and four layers of low dielectrics in the dicing street 22 and the regions on both sides thereof (a predetermined width region wider than that including the dicing street 22) are obtained by laser processing by laser irradiation. A first groove 23 that penetrates through the rate film 4 and reaches the intermediate surface in the thickness direction of the semiconductor wafer 21 is formed. In this case, the first groove 23 is formed in a frame shape so as to surround each device region (each inner region of the dicing street 22) in a plan view.

そして、この状態では、半導体ウエハ21上に積層された4層の低誘電率膜4が第1の溝23により分離されることにより、低誘電率膜配線積層構造部3が形成されている。また、第1の溝23の部分における半導体ウエハ21、低誘電率膜配線積層構造部3およびパッシベーション膜7の側面は、実質的に一面を形成し、露出されている。また、第1の溝23の部分における半導体ウエハ21の上面(中間面)は露出されている。   In this state, the four layers of the low dielectric constant film 4 laminated on the semiconductor wafer 21 are separated by the first groove 23, thereby forming the low dielectric constant film wiring laminated structure portion 3. Further, the side surfaces of the semiconductor wafer 21, the low dielectric constant film wiring laminated structure portion 3 and the passivation film 7 in the first groove 23 portion are substantially formed and exposed. Further, the upper surface (intermediate surface) of the semiconductor wafer 21 in the portion of the first groove 23 is exposed.

次に、図4に示すように、パッシベーション膜7の上面に、第1の溝23内を含むパッシベーション膜7の上面にポリイミド系樹脂等の有機樹脂をスピンコート法、スクリーン印刷法等により成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、保護膜9を形成する。この状態では、パッシベーション膜7の開口部8に対応する部分における保護膜9には開口部10が形成されている。また、保護膜9の側面はパッシベーション膜7の側面よりも内側に配置されている。なお、保護膜9の形成は、第1の溝23を形成する前であってもよい。   Next, as shown in FIG. 4, an organic resin such as a polyimide resin is formed on the upper surface of the passivation film 7 including the inside of the first groove 23 by spin coating, screen printing, or the like. Then, the protective film 9 is formed by patterning by photolithography. In this state, an opening 10 is formed in the protective film 9 in a portion corresponding to the opening 8 of the passivation film 7. Further, the side surface of the protective film 9 is disposed on the inner side than the side surface of the passivation film 7. The protective film 9 may be formed before the first groove 23 is formed.

次に、図5に示すように、パッシベーション膜7および保護膜9の開口部8、10を介して露出された最上層の配線5の接続パッド部5aの上面を含む保護膜9の上面、保護膜9の側面、パッシベーション膜7の周辺部上面および第1の溝23の内壁面および底面に下地金属層12を形成する。この場合、下地金属層12は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタにより形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタにより形成されたチタン等の薄膜層上にスパッタにより銅層を形成したものであってもよい。   Next, as shown in FIG. 5, the upper surface of the protective film 9 including the upper surface of the connection pad portion 5a of the uppermost wiring 5 exposed through the openings 8 and 10 of the passivation film 7 and the protective film 9 is protected. A base metal layer 12 is formed on the side surface of the film 9, the upper surface of the periphery of the passivation film 7, and the inner wall surface and the bottom surface of the first groove 23. In this case, the base metal layer 12 may be only a copper layer formed by electroless plating, or may be only a copper layer formed by sputtering, and a thin film such as titanium formed by sputtering. A copper layer may be formed on the layer by sputtering.

次に、下地金属層12の上面にメッキレジスト膜24をパターン形成する。この場合、上部金属層13形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜24には開口部25が形成されている。次に、下地金属層12をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜24の開口部25内の下地金属層12の上面に上部金属層13を形成する。次に、メッキレジスト膜24を剥離する。   Next, a plating resist film 24 is patterned on the upper surface of the base metal layer 12. In this case, an opening 25 is formed in the plating resist film 24 in a portion corresponding to the upper metal layer 13 formation region. Next, the upper metal layer 13 is formed on the upper surface of the base metal layer 12 in the opening 25 of the plating resist film 24 by performing electrolytic plating of copper using the base metal layer 12 as a plating current path. Next, the plating resist film 24 is peeled off.

次に、図6に示すように、上部金属層13を含む下地金属層12の上面にメッキレジスト膜26をパターン形成する。この場合、上部金属層13の接続パッド部(柱状電極14形成領域)に対応する部分におけるメッキレジスト膜26には開口部27が形成されている。次に、下地金属層12をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜26の開口部27内の上部金属層13の接続パッド部上面に柱状電極14を形成する。   Next, as shown in FIG. 6, a plating resist film 26 is patterned on the upper surface of the base metal layer 12 including the upper metal layer 13. In this case, an opening 27 is formed in the plating resist film 26 in a portion corresponding to the connection pad portion (columnar electrode 14 formation region) of the upper metal layer 13. Next, the columnar electrode 14 is formed on the upper surface of the connection pad portion of the upper metal layer 13 in the opening 27 of the plating resist film 26 by performing electrolytic plating of copper using the base metal layer 12 as a plating current path.

次に、メッキレジスト膜26を剥離し、次いで、上部金属層13をマスクとして下地金属層12の不要な部分をエッチングして除去すると、図7に示すように、上部金属層13下にのみ下地金属層12が残存される。この状態では、上部金属層13およびその下に残存された下地金属層12により、2層構造の上層配線11が形成されている。   Next, the plating resist film 26 is peeled off, and then unnecessary portions of the base metal layer 12 are removed by etching using the upper metal layer 13 as a mask. As shown in FIG. The metal layer 12 remains. In this state, the upper metal layer 13 and the underlying metal layer 12 remaining under the upper metal layer 13 form the upper wiring 11 having a two-layer structure.

次に、図8に示すように、スピンコート法、スクリーン印刷法等により、上層配線11の上面および側面、柱状電極14の上面および側面、保護膜9の上面および側面、パッシベーション膜7の周辺部上面を覆い、且つ、第1の溝23内を含むその上方にエポキシ系樹脂等の有機材料からなる封止膜15をその厚さが柱状電極14の高さよりも厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極14の上面は封止膜15によって覆われている。   Next, as shown in FIG. 8, the upper surface and side surfaces of the upper layer wiring 11, the upper surface and side surfaces of the columnar electrode 14, the upper surface and side surfaces of the protective film 9, and the periphery of the passivation film 7 by spin coating, screen printing, A sealing film 15 made of an organic material such as an epoxy resin is formed so as to cover the upper surface and above the first groove 23 so as to have a thickness greater than the height of the columnar electrode 14. Therefore, in this state, the upper surface of the columnar electrode 14 is covered with the sealing film 15.

次に、封止膜15の上面側を研削砥石(図示せず)を用いて適宜に研削し、図9に示すように、柱状電極14の上面を露出させ、且つ、この露出された柱状電極14の上面を含む封止膜15の上面を平坦化する。次に、図10に示すように、柱状電極14の上面に半田ボール16を形成する。   Next, the upper surface side of the sealing film 15 is appropriately ground using a grinding wheel (not shown) to expose the upper surface of the columnar electrode 14 as shown in FIG. 9, and the exposed columnar electrode is exposed. The upper surface of the sealing film 15 including the upper surface of 14 is planarized. Next, as shown in FIG. 10, solder balls 16 are formed on the upper surface of the columnar electrode 14.

次に、図11に示すように、第1の溝23よりも小さい幅のダイシングブレード28を用いて、第1の溝23内のほぼ中央部のダイシングストリート22に対応する部分における封止膜15に、低誘電率膜配線積層構造部3の下面よりも深い第2の溝29を形成する。この場合、第2の溝29の底面は、低誘電率膜配線積層構造部3の下面よりも下側で第1の溝23の部分における半導体ウエハ21の上面よりも上側となるようにする。したがって、この状態では、第2の溝29の底面と第2の溝29の部分における半導体ウエハ21の上面との間には封止膜15がある程度残存されている。   Next, as shown in FIG. 11, using a dicing blade 28 having a width smaller than that of the first groove 23, the sealing film 15 in a portion corresponding to the dicing street 22 in the substantially central portion in the first groove 23. Then, a second groove 29 deeper than the lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure 3 is formed. In this case, the bottom surface of the second groove 29 is set to be lower than the lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion 3 and above the upper surface of the semiconductor wafer 21 in the portion of the first groove 23. Therefore, in this state, the sealing film 15 remains to some extent between the bottom surface of the second groove 29 and the upper surface of the semiconductor wafer 21 in the portion of the second groove 29.

次に、図12に示すように、半田ボール16を含む封止膜15の上面に、保護テープ30の下面に設けられた紫外線硬化型で未硬化状態の粘着材31を貼り付ける。この場合、粘着材31の厚さは半田ボール16の高さよりも厚くなっている。したがって、この状態では、半田ボール16は粘着材31によって完全に覆われている。なお、図12では、粘着材31は半田ボール16の表面全体に接着された状態で図示されているが、粘着材31は半田ボール16表面全体でなく、上部側の一部に接着されているだけでもよい。   Next, as shown in FIG. 12, an ultraviolet curable uncured adhesive material 31 provided on the lower surface of the protective tape 30 is attached to the upper surface of the sealing film 15 including the solder balls 16. In this case, the adhesive material 31 is thicker than the solder ball 16. Therefore, in this state, the solder ball 16 is completely covered with the adhesive material 31. In FIG. 12, the adhesive material 31 is illustrated as being bonded to the entire surface of the solder ball 16, but the adhesive material 31 is bonded to a part of the upper side, not the entire surface of the solder ball 16. Just be fine.

次に、半導体ウエハ21の下面側および第2の溝29の部分における封止膜15を少なくとも第2の溝29が露呈するまで研削砥石(図示せず)を用いて研削する。すると、図13に示すように、半導体ウエハ21の厚さが薄くなり、且つ、半導体ウエハ21が個々のシリコン基板1に分離されることにより、全体としても第2の溝29により分離されて個片化されるが、各個片化された半導体装置の半田ボール16を含む封止膜15の上面が粘着材31を介して保護テープ30に粘着されているので、各個片化された半導体装置がバラバラになることはない。   Next, the sealing film 15 on the lower surface side of the semiconductor wafer 21 and the portion of the second groove 29 is ground using a grinding wheel (not shown) until at least the second groove 29 is exposed. Then, as shown in FIG. 13, the thickness of the semiconductor wafer 21 is reduced, and the semiconductor wafer 21 is separated into individual silicon substrates 1, thereby being separated by the second groove 29 as a whole. Although the semiconductor device is divided into pieces, the upper surface of the sealing film 15 including the solder balls 16 of each individual semiconductor device is adhered to the protective tape 30 via the adhesive material 31, so that each individual semiconductor device is separated. It will not fall apart.

次に、保護テープ30の上面側から紫外線を照射し、粘着材31を硬化させ、粘着力を低減する。次に、図14に示すように、各個片化された半導体装置のシリコン基板1および封止膜15の下面を、ピックアップテープ(支持テープ)32の上面に設けられた粘着材33の上面に貼り付ける。この粘着材33も紫外線硬化型で未硬化状態である。次に、各個片化された半導体装置の半田ボール16および封止膜15の上面から粘着材31を保護テープ30と共に剥離する。次に、ピックアップテープ32側から紫外線を照射し、粘着材33を硬化させ、各個片化された半導体装置を粘着力が低減したピックアップテープ32の粘着材33上からピックアップすると、図1に示す半導体装置が複数個得られる。   Next, ultraviolet rays are irradiated from the upper surface side of the protective tape 30, the adhesive material 31 is cured, and the adhesive force is reduced. Next, as shown in FIG. 14, the lower surface of the silicon substrate 1 and the sealing film 15 of each individual semiconductor device is pasted on the upper surface of the adhesive material 33 provided on the upper surface of the pickup tape (support tape) 32. wear. This adhesive material 33 is also an ultraviolet curable type and is in an uncured state. Next, the adhesive material 31 is peeled off together with the protective tape 30 from the upper surfaces of the solder balls 16 and the sealing film 15 of the individual semiconductor devices. Next, the adhesive tape 33 is cured by irradiating ultraviolet rays from the pickup tape 32 side, and the individual semiconductor devices are picked up from the adhesive tape 33 of the pickup tape 32 with reduced adhesive strength. Multiple devices are obtained.

なお、ピックアップテープ32の上面に設けられた粘着材33が紫外線硬化型でなければ、ピックアップテープ32の上面に設けられた粘着材33を半導体装置のシリコン基板1および封止膜15の下面に貼り付けた後、保護テープ30の上面側から紫外線を照射し、粘着材31を硬化させるようにしてもよい。   If the adhesive material 33 provided on the upper surface of the pickup tape 32 is not an ultraviolet curing type, the adhesive material 33 provided on the upper surface of the pickup tape 32 is attached to the lower surface of the silicon substrate 1 and the sealing film 15 of the semiconductor device. After attaching, the adhesive material 31 may be cured by irradiating ultraviolet rays from the upper surface side of the protective tape 30.

このようにして得られた半導体装置では、シリコン基板1および低誘電率膜配線積層構造部3の側面に形成された封止膜15の下面がシリコン基板1の下面と面一となり、シリコン基板1および低誘電率膜配線積層構造部3の側面を封止膜15によって完全に覆っているので、シリコン基板1から低誘電率膜配線積層構造部3が剥離しにくい構造とすることができ、且つ、シリコン基板1の側面をクラック等から完全に保護することができる。   In the semiconductor device thus obtained, the lower surface of the sealing film 15 formed on the side surfaces of the silicon substrate 1 and the low dielectric constant film wiring laminated structure 3 is flush with the lower surface of the silicon substrate 1. Since the side surface of the low dielectric constant film wiring multilayer structure 3 is completely covered by the sealing film 15, the low dielectric constant film wiring multilayer structure 3 can be made difficult to peel off from the silicon substrate 1, and The side surface of the silicon substrate 1 can be completely protected from cracks and the like.

ところで、上記半導体装置の製造方法では、図3に示すように、第1の溝23を形成し、そして図7に示すように、配線11および柱状電極14を形成した後に、図8に示すように、第1の溝23内に封止膜15を充填しているので、第1の溝23内が空間の状態である期間が比較的長くなってしまう。この結果、ハンドリング中に半導体ウエハ21が第1の溝23の部分で割れるおそれがある。そこで、次に、第1の溝23内が空間の状態である期間を短縮することができる場合について説明する。   By the way, in the method of manufacturing the semiconductor device, as shown in FIG. 3, after forming the first groove 23 and forming the wiring 11 and the columnar electrode 14 as shown in FIG. 7, as shown in FIG. In addition, since the sealing film 15 is filled in the first groove 23, the period during which the first groove 23 is in a space state becomes relatively long. As a result, the semiconductor wafer 21 may break at the first groove 23 during handling. Then, next, the case where the period when the inside of the 1st groove | channel 23 is a space state can be shortened is demonstrated.

(製造方法の第2の例)
次に、図1に示す半導体装置の製造方法の第2の例について説明する。この場合、図2に示すものを準備した後に、図15に示すように、パッシベーション膜7の上面に、ポリイミド系樹脂等の有機樹脂をスピンコート法、スクリーン印刷法等により成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより、保護膜9を形成する。
(Second example of manufacturing method)
Next, a second example of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described. In this case, after preparing what is shown in FIG. 2, as shown in FIG. 15, an organic resin such as polyimide resin is formed on the upper surface of the passivation film 7 by spin coating, screen printing, or the like, and photolithography is performed. The protective film 9 is formed by patterning by the method.

この状態では、パッシベーション膜7の開口部8に対応する部分における保護膜9には開口部10が形成されている。また、ダイシングストリート22およびその両側の領域における保護膜9には開口部41が形成されている。保護膜9の開口部41は、平面視では、各デバイス領域(ダイシングストリート22の各内側領域)の周囲を囲んで枠状に形成されている。   In this state, an opening 10 is formed in the protective film 9 in a portion corresponding to the opening 8 of the passivation film 7. An opening 41 is formed in the protective film 9 in the dicing street 22 and the regions on both sides thereof. The opening 41 of the protective film 9 is formed in a frame shape so as to surround each device region (each inner region of the dicing street 22) in a plan view.

次に、図16に示すように、パッシベーション膜7および保護膜9の開口部8、10を介して露出された最上層の配線5の接続パッド部5aの上面を含む保護膜9の上面および保護膜9の開口部41を介して露出されたパッシベーション膜7の上面および保護膜9の側面に無電解メッキ等により下地金属層12を形成する。   Next, as shown in FIG. 16, the upper surface of the protective film 9 and the protection including the upper surface of the connection pad portion 5 a of the uppermost wiring 5 exposed through the openings 8 and 10 of the passivation film 7 and the protective film 9. A base metal layer 12 is formed on the upper surface of the passivation film 7 and the side surfaces of the protective film 9 exposed through the opening 41 of the film 9 by electroless plating or the like.

次に、下地金属層12の上面にメッキレジスト膜24をパターン形成する。この場合、上部金属層13形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜24には開口部25が形成されている。次に、下地金属層12をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜24の開口部25内の下地金属層12の上面に上部金属層13を形成する。次に、メッキレジスト膜24を剥離する。   Next, a plating resist film 24 is patterned on the upper surface of the base metal layer 12. In this case, an opening 25 is formed in the plating resist film 24 in a portion corresponding to the upper metal layer 13 formation region. Next, the upper metal layer 13 is formed on the upper surface of the base metal layer 12 in the opening 25 of the plating resist film 24 by performing electrolytic plating of copper using the base metal layer 12 as a plating current path. Next, the plating resist film 24 is peeled off.

次に、図17に示すように、上部金属層13を含む下地金属層12の上面にメッキレジスト膜26をパターン形成する。この場合、上部金属層13の接続パッド部(柱状電極14形成領域)に対応する部分におけるメッキレジスト膜26には開口部27が形成されている。次に、下地金属層12をメッキ電流路とした銅の電解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜26の開口部27内の上部金属層13の接続パッド部上面に柱状電極14を形成する。   Next, as shown in FIG. 17, a plating resist film 26 is patterned on the upper surface of the base metal layer 12 including the upper metal layer 13. In this case, an opening 27 is formed in the plating resist film 26 in a portion corresponding to the connection pad portion (columnar electrode 14 formation region) of the upper metal layer 13. Next, the columnar electrode 14 is formed on the upper surface of the connection pad portion of the upper metal layer 13 in the opening 27 of the plating resist film 26 by performing electrolytic plating of copper using the base metal layer 12 as a plating current path.

次に、メッキレジスト膜26を剥離し、次いで、上部金属層13をマスクとして下地金属層12の不要な部分をエッチングして除去すると、図18に示すように、上部金属層13下にのみ下地金属層12が残存される。この状態では、上部金属層13およびその下に残存された下地金属層12により、2層構造の上層配線11が形成されている。   Next, the plating resist film 26 is peeled off, and then unnecessary portions of the base metal layer 12 are removed by etching using the upper metal layer 13 as a mask. As shown in FIG. The metal layer 12 remains. In this state, the upper metal layer 13 and the underlying metal layer 12 remaining under the upper metal layer 13 form the upper wiring 11 having a two-layer structure.

次に、図19に示すように、レーザ照射によるレーザ加工により、ダイシングストリート22およびその両側の領域(ダイシングストリート22を含むそれよりも幅広の所定幅領域)におけるパッシベーション膜7および4層の低誘電率膜4を貫通して半導体ウエハ21の厚さ方向の中間面に達する第1の溝23を形成する。この場合、第1の溝23は、平面視では、各デバイス領域の周囲を囲んで保護膜9の側面の内側に枠状に形成されている。   Next, as shown in FIG. 19, the passivation film 7 and four layers of low dielectrics in the dicing street 22 and the regions on both sides thereof (a predetermined width region wider than that including the dicing street 22) are obtained by laser processing by laser irradiation. A first groove 23 that penetrates through the rate film 4 and reaches the intermediate surface in the thickness direction of the semiconductor wafer 21 is formed. In this case, the first groove 23 is formed in a frame shape inside the side surface of the protective film 9 so as to surround each device region in a plan view.

そして、この状態では、半導体ウエハ21上に積層された4層の低誘電率膜4が第1の溝23により分離されることにより、低誘電率膜配線積層構造部3が形成されている。また、第1の溝23の部分における半導体ウエハ21、低誘電率膜配線積層構造部3およびパッシベーション膜7の側面は、実質的に一面を形成し、露出されている。また、第1の溝23の部分における半導体ウエハ21は露出されている。ここで、図19に示す状態は図7に示す状態と同じである。したがって、以下、上記製造方法の第1の例の場合と同様の工程を経ると、図1に示す半導体装置が複数個得られる。   In this state, the four layers of the low dielectric constant film 4 laminated on the semiconductor wafer 21 are separated by the first groove 23, thereby forming the low dielectric constant film wiring laminated structure portion 3. Further, the side surfaces of the semiconductor wafer 21, the low dielectric constant film wiring laminated structure portion 3 and the passivation film 7 in the first groove 23 portion are substantially formed and exposed. Further, the semiconductor wafer 21 in the portion of the first groove 23 is exposed. Here, the state shown in FIG. 19 is the same as the state shown in FIG. Therefore, a plurality of semiconductor devices shown in FIG. 1 are obtained through the same steps as those in the first example of the manufacturing method.

以上のように、この半導体装置の製造方法では、図18に示すように、配線11および柱状電極14を形成した後に、図19に示すように、第1の溝23を形成し、そしてこの後、図8に示すように、第1の溝23内に封止膜15を充填しているので、第1の溝23内が空間の状態である期間を短縮することができ、ひいてはハンドリング中に半導体ウエハ21が第1の溝23の部分で割れるおそれを軽減することができる。   As described above, in this method of manufacturing a semiconductor device, after forming the wiring 11 and the columnar electrode 14 as shown in FIG. 18, the first groove 23 is formed as shown in FIG. As shown in FIG. 8, since the sealing film 15 is filled in the first groove 23, the period during which the first groove 23 is in a space state can be shortened, and as a result, during handling. The possibility that the semiconductor wafer 21 may break at the first groove 23 can be reduced.

なお、上記実施形態では、保護膜9上に上層配線11を形成し、この上層配線11の接続パッド部上に柱状電極14を形成した構造を有するものであるが、この発明は、保護膜9上に接続パッド部のみを形成し、この接続パッド部上に柱状電極14や半田ボール16等の外部接続用バンプ電極を形成する構造に適用することもできる。   In the above-described embodiment, the upper layer wiring 11 is formed on the protective film 9 and the columnar electrode 14 is formed on the connection pad portion of the upper layer wiring 11. The present invention can also be applied to a structure in which only the connection pad portion is formed on top and the external connection bump electrodes such as the columnar electrode 14 and the solder ball 16 are formed on the connection pad portion.

この発明の製造方法により製造された半導体装置の一例の断面図。Sectional drawing of an example of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of this invention. 図1に示す半導体装置の製造方法の第1の例において、当初準備したものの断面図。Sectional drawing of what was initially prepared in the 1st example of the manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 図2に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図3に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図4に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図5に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図6に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図7に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図8に続く工程の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of the process following FIG. 8. 図9に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図10に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図11に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図12に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図13に続く工程の断面図。Sectional drawing of the process following FIG. 図1に示す半導体装置の製造方法の第2の例において、所定の工程の断面図。Sectional drawing of a predetermined | prescribed process in the 2nd example of the manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 図15に続く工程の断面図。FIG. 16 is a cross-sectional view of the process following FIG. 15. 図16に続く工程の断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view of the process following FIG. 16. 図17に続く工程の断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view of the process following FIG. 17. 図18に続く工程の断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view of the process following FIG. 18.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板
2 接続パッド
3 低誘電率膜配線積層構造部
4 低誘電率膜
5 配線
7 パッシベーション膜
9 保護膜
11 上層配線
14 柱状電極
15 封止膜
16 半田ボール
21 半導体ウエハ
22 ダイシングストリート
23 第1の溝
29 第2の溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Connection pad 3 Low dielectric constant film wiring laminated structure part 4 Low dielectric constant film 5 Wiring 7 Passivation film 9 Protective film 11 Upper layer wiring 14 Columnar electrode 15 Sealing film 16 Solder ball 21 Semiconductor wafer 22 Dicing street 23 1st Groove 29 Second groove

Claims (10)

半導体ウエハの一面上に、比誘電率が3.0以下である低誘電率膜と配線とが積層された低誘電率膜配線積層構造部が形成されたものを準備する工程と、
レーザ照射によるレーザ加工により、ダイシングストリートを含むそれよりも幅広の所定幅領域における前記低誘電率膜配線積層構造部を貫通して前記半導体ウエハの厚さ方向の中間面に達する第1の溝を形成することにより、前記低誘電率膜配線積層構造部の側面および前記半導体ウエハの中間面を露出させる工程と、
前記低誘電率膜配線積層構造部上に形成された絶縁膜上に電極用接続パッド部を前記低誘電率膜配線積層構造部の配線の接続パッド部に接続させて形成する工程と、
前記電極用接続パッド部上に外部接続用バンプ電極を形成する工程と、
前記第1の溝内および前記絶縁膜上における前記外部接続用バンプ電極の周囲に有機樹脂からなる封止膜を形成する工程と、
前記第1の溝内における前記ダイシングストリートに対応する部分の前記封止膜に、前記低誘電率膜配線積層構造部の下面よりも深い第2の溝を形成する工程と、
前記半導体ウエハの下面側を少なくとも前記第2の溝が露呈するまで研削することにより、該半導体ウエハの厚さを薄くし、且つ、該半導体ウエハを分離して半導体装置を複数個得る工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Preparing a low dielectric constant film wiring laminated structure in which a low dielectric constant film having a relative dielectric constant of 3.0 or less and a wiring are laminated on one surface of a semiconductor wafer;
A first groove reaching the intermediate surface in the thickness direction of the semiconductor wafer through the low dielectric constant film wiring laminated structure in a predetermined width region including a dicing street by laser processing by laser irradiation. Forming a step of exposing a side surface of the low dielectric constant film wiring multilayer structure and an intermediate surface of the semiconductor wafer; and
Forming a connection pad portion for an electrode on an insulating film formed on the low dielectric constant film wiring multilayer structure portion by connecting to a connection pad portion of a wiring of the low dielectric constant film wiring multilayer structure portion;
Forming an external connection bump electrode on the electrode connection pad portion;
Forming a sealing film made of an organic resin around the bump electrode for external connection in the first groove and on the insulating film;
Forming a second groove deeper than a lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in the sealing film in a portion corresponding to the dicing street in the first groove;
Grinding the lower surface side of the semiconductor wafer until at least the second groove is exposed, reducing the thickness of the semiconductor wafer, and separating the semiconductor wafer to obtain a plurality of semiconductor devices;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
半導体ウエハの一面上に、比誘電率が3.0以下である低誘電率膜と配線とが積層された低誘電率膜配線積層構造部が形成されたものを準備する工程と、
ダイシングストリートを含むそれよりも幅広の所定幅領域以外の領域における前記低誘電率膜配線積層構造部上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に電極用接続パッド部を前記低誘電率膜配線積層構造部の配線の接続パッド部に接続させて形成する工程と、
前記電極用接続パッド部上に外部接続用バンプ電極を形成する工程と、
レーザ照射によるレーザ加工により、前記所定幅領域における前記低誘電率膜配線積層構造部を貫通して前記半導体ウエハの厚さ方向の中間面に達する第1の溝を形成することにより、前記低誘電率膜配線積層構造部の側面および前記半導体ウエハの中間面を露出させる工程と、
前記第1の溝内および前記絶縁膜上における前記外部接続用バンプ電極の周囲に有機樹脂からなる封止膜を形成する工程と、
前記第1の溝内における前記ダイシングストリートに対応する部分の前記封止膜に、前記低誘電率膜配線積層構造部の下面よりも深い第2の溝を形成する工程と、
前記半導体ウエハの下面側を少なくとも前記第2の溝が露呈するまで研削することにより、該半導体ウエハの厚さを薄くし、且つ、該半導体ウエハを分離して半導体装置を複数個得る工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Preparing a low dielectric constant film wiring laminated structure in which a low dielectric constant film having a relative dielectric constant of 3.0 or less and a wiring are laminated on one surface of a semiconductor wafer;
Forming an insulating film on the low dielectric constant film wiring laminated structure in a region other than the predetermined width region wider than that including the dicing street; and
Forming a connection pad portion for an electrode on the insulating film by connecting to a connection pad portion of a wiring of the low dielectric constant film wiring laminated structure; and
Forming an external connection bump electrode on the electrode connection pad portion;
By forming a first groove that penetrates the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in the predetermined width region and reaches the intermediate surface in the thickness direction of the semiconductor wafer by laser processing by laser irradiation, the low dielectric constant is formed. Exposing the side surface of the rate film wiring laminated structure and the intermediate surface of the semiconductor wafer;
Forming a sealing film made of an organic resin around the bump electrode for external connection in the first groove and on the insulating film;
Forming a second groove deeper than a lower surface of the low dielectric constant film wiring laminated structure portion in the sealing film in a portion corresponding to the dicing street in the first groove;
Grinding the lower surface side of the semiconductor wafer until at least the second groove is exposed, reducing the thickness of the semiconductor wafer, and separating the semiconductor wafer to obtain a plurality of semiconductor devices;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項1または2に記載の発明において、前記低誘電率膜のガラス転移温度は400℃以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。   3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the low dielectric constant film has a glass transition temperature of 400 ° C. or higher. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発明において、前記第2の溝はその底面とその下の前記半導体ウエハの上面との間に前記封止膜が残存するように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein the second groove is to be formed as the sealing film between the bottom surface and the top surface of the semiconductor wafer thereunder are left A method of manufacturing a semiconductor device. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発明において、前記第2の溝の形成はダイシングブレードを用いて行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the invention described in any one of claims 1 to 4, a method of manufacturing a semiconductor device formed of the second groove is characterized by performed using a dicing blade. 請求項1乃至5のいずれか一項記載の発明において、前記電極用接続パッド部を形成する工程は、前記絶縁膜上に前記電極用接続パッド部を有する上層配線を形成する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the invention of any one of claims 1 to 5, the step of forming the electrode connection pad portion is a step of forming the upper wiring having the electrode connection pad portions on the insulating film A method of manufacturing a semiconductor device. 請求項6に記載の発明において、前記外部接続用バンプ電極は、前記上層配線の接続パッド部上に形成された柱状電極であることを特徴とする半導体装置の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the bump electrode for external connection is a columnar electrode formed on a connection pad portion of the upper wiring. 請求項7に記載の発明において、前記柱状電極上に半田ボールを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。   8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising a step of forming a solder ball on the columnar electrode. 請求項8に記載の発明において、前記半田ボールの形成は、前記封止膜を形成した後であって前記第2の溝を形成する前に行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the solder ball is formed after the sealing film is formed and before the second groove is formed. 請求項8または9に記載の発明において、前記柱状電極上に半田ボールを形成する工程の後、前記半導体ウエハの下面側を前記第2の溝が露呈するまで研削する工程の前に、紫外線硬化型の粘着材が形成された保護テープを前記半田ボールおよび前記封止材の上面に貼り付ける工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the invention according to claim 8 or 9, after the step of forming a solder ball on the columnar electrode, before the step of grinding the lower surface side of said semiconductor wafer to said second groove is exposed, ultraviolet curing A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of attaching a protective tape on which an adhesive material of a mold is formed to the upper surfaces of the solder balls and the sealing material.
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