半導體器件制造技術

提供一種半導體器件，其具有多個電極焊盤（４７），配設在半導體元件（１００）中的絕緣層上；多個導電層（５１），被配設為一端與上述電極焊盤（４７）的露出部連接，并針對各個上述電極焊盤（４７）而分別在上述絕緣層上延伸；突起電極（５２），配設在上述導電層（５１）的另一端上；上述導電層（５１）相對于上述多個電極焊盤（４７），向一定的方向延伸。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及半導體器件，特別涉及隔著外部連接用突起電極，以倒裝片(flip chip)方式安裝在布線襯底等支撐襯底上的半導體元件的結構。
技術介紹
近年來，隨著電子設備的高功能化和高速化，對于在該電子設備上安裝的半導體 器件，也要求進一步的高功能化、高集成化和小型化。因此，當在布線襯底等支撐襯底上 安裝半導體元件時，作為該半導體元件的安裝方式，采用如下所謂的倒裝片方式安裝方式， 即，隔著稱為焊料凸塊(solder bump)的外部連接用突起電極，在布線襯底上以倒置(face down)狀態安裝該半導體元件。 在圖1中示出了在這樣的倒裝片方式安裝中適用的半導體元件的焊料凸塊配設 面，另外，在圖2中示出了圖1的虛線A-A處的剖面。 參照圖1和圖2，在半導體元件30中，對由硅(Si)形成的半導體襯底1應用所謂 的晶片工序，從而在其一側的主面上形成多個晶體管等有源元件以及電容元件等無源元件 (未圖示)。而且，這些有源元件、無源元件等功能元件經由多層布線層3相互連接，從而形 成電子電路，其中，上述多層布線層3隔著氧化硅(Si02)層等絕緣層2而形成在該半導體 襯底1的一側的主面上。 隔著層間絕緣層5層疊多層由鋁(Al)或銅(Cu)等形成的布線層4，從而形成上述 多層布線層3。而且，經由層間連接部6，適宜連接上下布線層4之間，以及適宜地連接形成 在上述半導體襯底1上的功能元件。 作為用于構成上述層間絕緣層5的材料，例如，使用有機樹脂、添加了碳(C)的氧 化硅(SiOC)、添加了氟(F)的硅玻璃(FSG :Fluorine dopedSilicon Glass)等介電常數低 的材料(所謂的Low-K材料)，從而減少布線間產生的電容，能夠實現電信號傳輸的高速化。 在該多層布線層3的上部，有選擇地配設有多個由鋁(Al)形成的電極焊盤7，該電 極焊盤7適宜地與用于構成多層布線層3的布線層4連接。 另外，在該多層布線層3上，有選擇地具有開口，以使上述電極焊盤7的中央部 露出，從而有選擇地配設有被稱為鈍化層的無機絕緣層8，該無機絕緣層8例如由氮化硅 (SiN)或氧化硅(Si02)形成。 進而，為了保護半導體元件的表面，有選擇地配設有有機絕緣層9，該有機絕緣層9覆蓋上述無機絕緣層8的上表面以及電極焊盤7上的無機絕緣層8的端面。 該有機絕緣層9的材料例如選自聚酰亞胺、苯丙環丁烯、酚醛樹脂或聚苯并啞唑等有機絕緣性材料。 在未被無機絕緣層8以及有機絕緣層9覆蓋的電極焊盤7上，層疊配置有由鈦 (Ti)或鉻(Cr)形成的第一凸塊基底金屬(UBM :Under-BumpMetallization)層10、以及由 鎳(Ni)或銅(Cu)形成的第二凸塊基底金屬層ll，該第一凸塊基底金屬層IO和第二凸塊基 底金屬層11被配設成從上述有機絕緣層89的口部端面起覆蓋其周圍。4 而且，在第二凸塊基底金屬層11上配設有大致球狀的外部連接用突起電極12。該 外部連接用突起電極12由錫(Sn)-銀(Ag)、或不含有銅(Cu)的錫(Sn)-銀(Ag)等不含有 鉛(Pb)的焊料構成，還被稱為焊料凸塊。 經由如下工序形成具有這樣的結構的半導體元件30。 即，在上述多層布線層3上，使配設在該多層布線層3上部的電極焊盤7有選擇地 露出，并配設無機絕緣層8和有機絕緣層9。通過所謂的氣相生長法等來形成該絕緣層8、 9，另外，在對該絕緣層有選擇地形成開口時，能夠應用所謂的光刻法。 接著，形成第一凸塊基底金屬層IO，該第一凸塊基底金屬層10包括該電極焊盤7 的露出部，并向有機絕緣層9延伸。第一凸塊基底金屬層10能夠通過所謂的濺射法來涂敷。 接著，在第一凸塊基底金屬層10上形成光致抗蝕劑層，并進行曝光、顯影、固化處 理，從而對該光致抗蝕劑層形成與上述電極焊盤7中的外部連接用突起電極12的形成預定 位置對應的開口。 接著，進行電解電鍍(electrolytic plating)處理，從而在從上述光致抗蝕劑層 的開口部露出的第一凸塊基底金屬層IO上形成第二凸塊基底金屬層11。接著，在該第二凸 塊基底金屬層11上形成外部連接用電極層12。此時，使該外部連接用電極層12在上述光 致抗蝕劑層上延伸。 然后，剝離除去光致抗蝕劑層，進而，將外部連接用電極層12用作為蝕刻掩模，除 去上述第一凸塊基底金屬層10的不需要的部分。 接著，進行回流加熱，從而使上述外部連接用電極層12熔融，并進行整形處理，使 其呈大致球狀。由此，形成在半導體襯底1的第二凸塊基底金屬層11上配設有大致球狀的 外部連接用電極12的半導體元件30。 在圖3中示出了在布線襯底上以倒裝片方式安裝了該半導體元件30的狀態。該 半導體元件30以倒置狀態安裝在布線襯底21上。該布線襯底21由有機組合襯底形成，該 有機組合襯底由環氧玻璃材料、聚酰亞胺膠帶等形成。在該布線襯底21的一側的主面(上 表面)上有選擇地配設有多個電極焊盤22，并且覆蓋配設有防焊層23，該防焊層23有選擇 地具有開口，以使該電極焊盤22的中央部露出。 在配設于該布線襯底21上的電極焊盤22上連接有上述半導體元件30的外部連 接用突起電極12，另外，在該半導體元件30和布線襯底21之間填充有所謂的底層填料24。 另一方面，在該布線襯底21的另一側的主面(下表面)上配設有由焊料形成的外部連接用 突起電極25。 通過如下工序來形成具有這樣的結構的半導體器件50。 S卩，在布線襯底21的一側的主面(上表面)上，以倒裝片(倒置)方式安裝半導 體元件30。 接著，通過回流加熱處理，使該半導體元件30的外部連接用突起電極12和預先配 設在布線襯底21的電極焊盤22上的預備焊料(焊料預涂層，省略圖示)熔融，從而使得該 半導體元件30的外部連接用突起電極12和布線襯底21上的電極焊盤22相連接。 接著，在半導體元件10和布線襯底21之間填充底層填料24，并使其固化。 然后，在布線襯底21的另一側的主面(下表面)上安裝焊料球，并經由回流加熱 工序和冷卻工序，配設外部連接用突起電極25。5 這樣，當在半導體襯底上設置外部連接端子時，為了防止半導體器件的電特性的 劣化，提出了半導體器件的如下結構，即，該半導體器件具有內部布線層，其與形成在半導 體襯底內的電子電路連接；導通部，其在上述半導體襯底上的任意位置與該內部布線層連 接，并且從形成在上述半導體襯底上的保護層露出；布線層，其形成在上述保護層上，與該 導通部連接；外部連接端子，其與該布線層連接，并且具有規定的高度；在上述導通部的正 下方不設置電子電路，并且上述導通部的直徑的尺寸在上述布線層的寬度以下(例如，參 照專利文獻1)。 另外，提出了如下半導體集成電路裝置，S卩，在形成于半導體襯底上的半導體集成 電路的引出電極上，隔著凸塊基底導體層而設置含有錫(Sn)的焊料凸塊電極，從而形成半 導體集成電路裝置，上述凸塊基底導體層是通過在設置于引出電極上的具有粘接功能的導 體層上設置含有鈀(Pd)的導體層而成的(例如，參照專利文獻2)。 專利文獻1 :JP特開2000-243876號公報 專利文獻2 :JP特許3645391號公報
技術實現思路
專利技術要解決的課題 如上所述，在制造將半導體元件30隔著配設在其表面上的外部連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體器件，其特征在于，具有：多個電極焊盤，配設在半導體襯底上的布線層上，絕緣層，以使上述電極焊盤露出的方式配設在上述布線層上，多個導電層，被配設為一端與上述電極焊盤的露出部連接，并且針對各個上述電極焊盤分別延伸配設在上述絕緣層上，突起電極，配設在上述導電層的另一端；上述多個導電層相對于多個上述電極焊盤，向一定的方向延伸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：松木浩久，今村和之，
申請(專利權)人：富士通微電子株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]