JP2021013039A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
半導体チップの薄化が進んでいる。薄化された半導体チップでは“反り”が増大する。“反り”の抑制が望まれている。 Semiconductor chips are becoming thinner. The "warp" increases in the thinned semiconductor chip. Suppression of "warp" is desired.
本発明の実施形態は、反りを抑制することが可能な半導体装置及びその製造方法を提供する。 An embodiment of the present invention provides a semiconductor device capable of suppressing warpage and a method for manufacturing the same.
実施形態によれば、半導体装置は、基体と、デバイス層と、第1膜を含む膜と、を含む。前記基体は、第1半導体素子を含み、第1面と、第2面と、側面と、を有する。前記第1面から前記第2面への方向は、第1方向に沿う。前記側面は、前記第1方向に対して垂直な方向と交差する。前記デバイス層は、前記第1半導体素子と電気的に接続された第2半導体素子を含み、前記基体の第1面の上に設けられる。前記第1膜を含む前記膜は、第1領域、第2領域及び第3領域を含む。第1方向において前記第1領域とデバイス層との間に前記基体が位置する。前記第1方向と交差する第2方向において前記第2領域と前記第3領域との間に前記基体が位置する。前記第1膜は、前記第2面の凹凸、及び、前記側面の凹凸を埋め込む。前記第1膜を含む前記膜は、第2膜を、さらに含む。前記第2膜は、前記基体と、前記第1膜と、の間に、設けられる。前記第1膜は、金属膜である。前記第2膜は、非金属膜である。 According to the embodiment, the semiconductor device includes a substrate, a device layer, and a film including a first film. The substrate includes a first semiconductor element and has a first surface, a second surface, and a side surface. The direction from the first surface to the second surface is along the first direction. The side surface intersects a direction perpendicular to the first direction. The device layer includes a second semiconductor element that is electrically connected to the first semiconductor element, and is provided on the first surface of the substrate. The film including the first film includes a first region, a second region and a third region. The substrate is located between the first region and the device layer in the first direction. The substrate is located between the second region and the third region in a second direction that intersects the first direction. The first film embeds the unevenness of the second surface and the unevenness of the side surface. The film including the first film further includes a second film. The second film is provided between the substrate and the first film. The first film is a metal film. The second film is a non-metal film.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, etc. are not always the same as the actual ones. Even if the same part is represented, the dimensions and ratios of the parts may be different depending on the drawing.
In the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式断面図である。図2は、図1中のII−II線に沿った模式断面図である。図3は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式断面図である。
図1〜図3には、第1方向、第2方向、及び、第3方向が示される。本明細書では、第1方向をZ軸方向とする。Z軸方向と交差、例えば、直交する1つの方向を第2方向とする。第2方向はX軸方向である。Z軸方向、及び、X軸方向のそれぞれと交差、例えば、直交する1つの方向を第3方向とする。第3方向はY軸方向である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the first embodiment.
1 to 3 show a first direction, a second direction, and a third direction. In the present specification, the first direction is the Z-axis direction. The second direction is one direction that intersects with the Z-axis direction, for example, is orthogonal to each other. The second direction is the X-axis direction. One direction that intersects, for example, is orthogonal to each of the Z-axis direction and the X-axis direction is defined as the third direction. The third direction is the Y-axis direction.
図1〜図3に示すように、第1実施形態に係る半導体装置は、基体1と、デバイス層2と、第1膜31を含む膜3と、を含む。第1実施形態に係る半導体装置は、例えば、半導体ウェーハから切り出された第1半導体チップ100である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the semiconductor device according to the first embodiment includes a
基体1は、第1面1aと、第2面1bと、側面1cと、を含む。第2面1bは、Z軸方向において第1面1aと離れている。側面1cは、第1面1aと第2面1bとの間にある。基体1は、第1半導体素子Tr1を含む。基体1は、半導体、例えば、シリコン(Si)を含み、第1面1a側には、n形ウェル領域、p形ウェル領域、及び、素子分離領域が設けられている。例えば、n形ウェル領域、及び、p形ウェル領域には、第1半導体素子が設けられている。第1半導体素子Tr1は、例えば、トランジスタを含む。図1において、n形ウェル領域、p形ウェル領域、及び、素子分離領域の図示は、省略されている。
The
デバイス層2は、第1面1aの上に設けられている。デバイス層2は、例えば、基体1側から、第2半導体素子Tr2と、電気的配線と、絶縁物と、樹脂層(例えば、ポリイミド)と、を含む。例えば、第2半導体素子Tr2は、例えば、トランジスタや、メモリセルを含む。例えば、第2半導体素子Tr2は、電気的配線(図示せず)を介して、第1半導体素子Tr1と、電気的に接続されている。図1において、電気的配線、絶縁物、及び、樹脂層の図示は、省略されている。デバイス層2の上面2aには、電気的配線、及び、電極として機能するアルミニウム(Al)などの金属層が設けられている。図1において、金属層の図示は、省略されている。
The
第1膜31を含む膜3は、第1領域3raと、第2領域3rbと、第3領域3rcと、を含む。基体1は、Z軸方向において、第1領域3raと、デバイス層2と、の間に位置し、X軸方向において、第2領域3rbと、第3領域3rcと、の間に位置する。第1膜31は、例えば、基体1の第2面1bの上と、基体1の側面1cの上と、を覆う。第1実施形態において、膜3は、例えば、基体1の第2面1bの上から基体1の側面1cの上にかけて、連続して設けられた、1つの膜である。例えば、第1膜31は、一体構造の膜である。
The
第1実施形態では、基体1の側面1cと、デバイス層2の側面2cとの間に、ギャップGが設けられている。膜3は、デバイス層2から離れている。膜3は、基体1の側面1cの上に設けられるが、例えば、ギャップGにおける第1面1aの上と、デバイス層2の上と、には設けられない。ギャップGにおいて、基体1の第1面1aの上には、構造体21が設けられている。構造体21は、例えば、絶縁物を含む。構造体21は、絶縁物と、Alなどの金属層と、を含む場合もある。構造体21は、絶縁物と、金属層と、金属層の上に設けられた樹脂層と、を含む場合もある。ギャップGのX軸方向の幅の1つの例は、5μm以上100μm以下である。特に、図示しないが、ギャップGのY軸方向の幅も、例えば、5μm以上100μm以下である。ギャップGのX軸方向の幅、及び、Y軸方向の幅は、設計によって様々に変わる。ギャップGのX軸方向の幅、及び、Y軸方向の幅は、5μm以上100μm以下に限られるものではない。
In the first embodiment, a gap G is provided between the
基体1は、例えば、薄化されている。薄化された基体1の第2面1bは、例えば、微小な表面ラフネスを有する。微小な表面ラフネスは、第2面1bに微小凹凸4を発生させる。微小凹凸4は、例えば、図2に示すようなスクラッチ(マイクロスクラッチ)4aを含む場合もある。スクラッチ4aは、例えば、BSG(Back Side Gliding)工程の際に形成された“研削痕”である。BSG工程は、基体1を薄化する際に行われる。例えば、スクラッチ4aを第2面1bに有した基体1は、薄化されている。微小凹凸4は、側面1cにも発生する。側面1cの微小凹凸4は、例えば、ダイシング時において、チッピング4b等とともに発生する。
The
第1半導体チップ100では、基体1の第2面1bと、基体1の側面1cと、を、第1膜31を含む膜3によって覆う。第1膜31は、基体1の変形を抑制する。第1膜31は、基体1を変形させようとするデバイス層2の力を、例えば、基体1の第2面1bの上において、緩和する。第1膜31は、例えば、応力負荷層である。
In the
第1実施形態によれば、例えば、基体1の厚さtbが薄化され、基体1自体の抗折強度が低下した場合であっても、基体1の変形を抑制できる。これにより、第1半導体チップ100の、例えば、“反り”を抑制できる。基体1の厚さtbは、Z軸方向の基体1の厚さである。
According to the first embodiment, for example, even when the thickness tb of the
第1実施形態では、第2面1b、及び、側面1cの微小凹凸4は、膜3によって埋め込まれる。第1半導体チップ100の裏面100aの表面ラフネスを、裏面100aが基体1の第2面1bのままである場合に比較して、小さくすることができる。第1半導体チップ100の側面100cの表面ラフネスについても、側面100cが基体1の側面1cのままである場合に比較して、小さくすることができる。第1半導体チップ100の裏面100aの表面ラフネスを小さくできる第1実施形態によれば、例えば、BSG工程の後に実施される、微小凹凸4を低減させる処理(例えば、ドライポリッシュなど)を省略すること、も可能である。
In the first embodiment, the
第1半導体チップ100の裏面100aや側面100cの表面ラフネスは、基体1の強度に影響する。例えば、裏面100aや側面100cの表面ラフネスは、基体1の“抗折強度”を低下させたり、基体1の、例えば、“割れやすさ”を助長したりする。なお、本明細書において、“基体1が割れること”は、“基体1が割れること”と、“基体1が欠けること”と、を含む。基体1の抗折強度が低下すると、基体1を個片化した際に、基体1が変形しやすくなる。基体1が割れやすくなると、ピックアップ工程やマウント工程など、基体1に、曲げ応力等の負荷がかかる工程において、基体1が破損しやすくなる。
The surface roughness of the
第1実施形態では、膜3が、基体1の第2面1bの上に、設けられているので、例えば、第2面1bの微小凹凸4に起因した基体1の強度の低下を抑制できる。第2面1bの微小凹凸4は、例えば、抗折強度に強く影響する。第1実施形態によれば、例えば、第1半導体チップ100の“反り”を抑制できる。
In the first embodiment, since the
さらに、第1実施形態では、膜3が、基体1の側面1cの上にも、設けられている。第1膜31を含む膜3は、基体1を変形させようとするデバイス層2の力を、例えば、基体1の側面1cの上においても、緩和する。この利点に加えて、さらに、例えば、側面1cの微小凹凸4に起因した基体1の強度の低下を抑制できる。側面1cの微小凹凸4は、例えば、基体1の“割れやすさ”に影響する。第1実施形態によれば、例えば、第1半導体チップ100の“割れ”を抑制できる。特に、第1半導体チップ100は、ピックアップ工程やマウント工程などにおいて、さらに破損し難くなる。
Further, in the first embodiment, the
さらに、第1実施形態では、膜3が、基体1の第2面1bの上から基体1の側面1cの上にかけて連続した、1つの膜として設けられている。このような第1膜31を含む膜3によれば、例えば、基体1からの“剥離耐性”が向上する。第1膜31を含む膜3の“剥離耐性”が向上することで、第1膜31は、基体1の上において安定する。第1膜31が基体1の上で安定することで、第1半導体チップ100の、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
Further, in the first embodiment, the
基体1の第2面1bと、基体1の側面1cと、には、例えば、チッピング4bが生じている場合もある。この場合、微小凹凸4は、チッピング4bを、さらに含む。チッピング4bは、例えば、ダイシング工程の際に形成された“ダイシング痕”である。あるいは、チッピング4bは、ダイシング工程や、BSG工程において、生じた基体1の“微小な欠け”である。例えば、チッピング4bを、基体1の第2面1b、及び、側面1cに有した基体1は、ダイシングされている。チッピング4bは、基体1の第2面1bの表面ラフネス、及び、基体1の側面1cの表面ラフネスを、拡大させることがある。
For example, chipping 4b may be formed on the
第1実施形態では、チッピング4bは、膜3によって埋め込まれる。チッピング4bを含む微小凹凸4は、小さくなる。したがって、第1実施形態では、基体1の第2面1bと、基体1の側面1cと、に、チッピング4bを含む微小凹凸4がある場合でも、第1半導体チップ100の“反り”、及び、“割れ”を抑制できる。
In the first embodiment, the
基体1の側面1cには、例えば、クラック4cが生じている場合もある。基体1の側面1cに達したクラック4cは、例えば、基体1中への不純物、例えば、金属、水分、及び、有機物等、あるいはイオンの侵入経路となりうる。基体1中に不純物や、イオンが侵入すると、例えば、第1半導体チップ100の、例えば、動作が不安定になる可能性がある。さらに、クラック4cは、それ自体が、基体1の強度を低下させる要因になる。
For example, cracks 4c may be formed on the
第1実施形態では、クラック4cは、第1膜31を含む膜3によって封じられる。第1実施形態によれば、側面1cの上に、膜3がない場合に比較して、基体1中への不純物の浸入を抑制できる。したがって、第1半導体チップ100の動作を、例えば、長い期間に及んで安定化することもできる。さらに、基体1の側面1cにクラック4cが生じている場合でも、第1半導体チップ100の強度の低下の抑制、あるいは、第1半導体チップ100の強度の向上を図ることができる。第1半導体チップ100の、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
In the first embodiment, the
微小凹凸4を埋め込む効果は、例えば、図3に示すように、膜3のX軸方向の厚さtxと、膜3のZ軸方向の厚さtzと、を厚くするほど、高まる。例えば、第1半導体チップ100の裏面100aの表面と、第1半導体チップ100の側面100cの表面と、を、限りなくフラットに近づけること、も可能である。第1半導体チップ100の裏面100aの表面ラフネスと、第1半導体チップ100の側面100cの表面ラフネスと、は、それぞれ小さくなる。第1半導体チップ100の裏面100aの表面ラフネスと、第1半導体チップ100の側面100cの表面ラフネスと、を、小さくできると、第1半導体チップ100の、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
For example, as shown in FIG. 3, the effect of embedding the
図4(a)〜図4(c)は、第1実施形態の半導体装置を例示する模式断面図である。図4(a)〜図4(c)には、膜3のX軸方向の厚さtxと、膜3のZ軸方向の厚さtzと、の関係が示されている。なお、図4(a)〜図4(c)において、微小凹凸4の図示は省略する。
4 (a) to 4 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the semiconductor device of the first embodiment. 4 (a) to 4 (c) show the relationship between the thickness tx of the
図4(a)〜図4(c)に示すように、膜3のX軸方向の厚さtxと、膜3のZ軸方向の厚さtzと、の関係は、特に、限定されない。例えば、“tx<tz(図4(a))”であってもよいし、“tx=tz(図4(b))”であってもよいし、“tx>tz(図4(c))”であってもよい。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the relationship between the thickness tx of the
図4(a)に示すように、“tx<tz”とした場合には、“反り”を抑制できる利点と、“割れ”を抑制できる利点と、のうち、例えば、前者の利点を、より強く得ることができる。 As shown in FIG. 4A, when "tx <tz" is set, the advantage of being able to suppress "warp" and the advantage of being able to suppress "cracking" are, for example, the advantage of the former. You can get strong.
図4(b)に示すように、“tx=tz”とした場合には、“反り”を抑制できる利点と、“割れ”を抑制できる利点と、の双方を、例えば、それぞれ十分に得ることができる。 As shown in FIG. 4B, when “tx = tz” is set, both the advantage of suppressing “warp” and the advantage of suppressing “cracking” can be sufficiently obtained, for example. Can be done.
図4(c)に示すように、“tx>tz”とした場合には、“反り”を抑制できる利点と、“割れ”を抑制できる利点と、のうち、例えば、後者の利点を、より強く得ることができる。また、例えば、第1半導体チップ100のZ軸方向の厚さを、薄くしやすい、という利点を得ることができる。
As shown in FIG. 4 (c), when "tx> tz" is set, the advantage of being able to suppress "warp" and the advantage of being able to suppress "cracking" are, for example, the latter. You can get strong. Further, for example, it is possible to obtain an advantage that the thickness of the
膜3のX軸方向の厚さtx、及び、膜3のZ軸方向の厚さtzは、例えば、SEMや、TEMなどの測定装置を用いて、拡大した断面観察像から算出できる。断面観察像の倍率は、例えば、5000倍である。厚さtx、及び、厚さtzの測定の“確からしさ”は、倍率を高めることで向上する。膜3のZ軸方向の厚さtzの測定場所、及び、膜3のX軸方向の厚さtxの測定場所は、例えば、基体1の中心断面がよい。中心断面は、例えば、厚さtzについては、基体1のX軸方向、又は、基体1のY軸方向の中心部、例えば、ほぼ中心部、厚さtxについては、基体1のZ軸方向の基体1の中心部、例えば、ほぼ中心部である。例えば、X軸方向の断面SEM、及び、TEM観察の結果と、Y軸方向の断面SEM、及び、TEM観察の結果と、から、基体1の中心断面における膜3のZ軸方向の厚さtzと、膜3のX軸方向の厚さtxと、を把握する。測定する半導体装置は、1個、あるいは3個程度とする。測定する半導体装置が複数の場合、それぞれの膜3のZ軸方向の厚さtzと、膜3のX軸方向の厚さtxと、を把握し、例えば、平均をとる。また、測定する半導体装置を複数選ぶ場合、第1半導体チップ100がウェーハの中央に位置していたものと、中央に位置していた第1半導体チップ100に隣接していた第1半導体チップ100を含むものと、を選ぶとよい。
The thickness tx of the
第1膜31の材料には、例えば、デバイス層2の力を緩和できる材料を選ぶことができる。第1膜31は、金属、及び、非金属のどちらでもよい。第1膜31は、導電性、及び、絶縁性のどちらでもよい。
As the material of the
第1膜31の材料として用いることが可能な金属の例を、以下に示す。以下では、弾性係数E(GPa)、及び、線膨張係数α(ppm)についても記載する。弾性係数E、及び、線膨張係数αは、例えば、大気圧(100kPa〜102kPa、例えば、標準気圧101.325kPa)、室温(約25℃)での測定値である。
第1膜31は、例えば、
(a) アルミニウム(Al) E=70 α=23.0
(b) 金(Au) E=80 α=14.2
(c) 銅(Cu) E=125 α=16.5
(d) ニッケル(Ni) E=205 α=13.5
(e) チタン(Ti) E=116 α=8.4
(f) タンタル(Ta) E=185 α=6.3
(g) タングステン(W) E=370 α=4.5
(h) パラジウム(Pd) E=112 α=12.0
からなる群より選択される少なくとも1つの金属を含む。
Examples of metals that can be used as the material of the
The
(A) Aluminum (Al) E = 70 α = 23.0
(B) Gold (Au) E = 80 α = 14.2
(C) Copper (Cu) E = 125 α = 16.5
(D) Nickel (Ni) E = 205 α = 13.5
(E) Titanium (Ti) E = 116 α = 8.4
(F) Tantalum (Ta) E = 185 α = 6.3
(G) Tungsten (W) E = 370 α = 4.5
(H) Palladium (Pd) E = 112 α = 12.0
Contains at least one metal selected from the group consisting of.
第1膜31の膜応力(例えば、残留応力)には、熱応力や、結晶構造による真性応力などが含まれる。弾性係数E、及び、線膨張係数αの双方が大きい材料は、膜応力が高い。膜応力が高いと、基体1を変形させようとするデバイス層2の力を、緩和する効果が高い。例えば、Niは、弾性係数E、及び、線膨張係数αの双方が大きい。Niは、真性応力が大きい材料である。Niは、膜応力が高い。Niは、例えば、はんだの合金バリア層として使用されている。Niは、他の材料と拡散反応し難い。Niは、基体1(例えば、Si)、及び、モールド材(例えば、樹脂)への、イオンの侵入を抑制できる利点についても、十分に期待できる。Niは、例えば、WやTiほど、高価ではない。Niは、膜3の材料として、好適な材料の1つである。例えば、第1実施形態において、第1膜31は、Niを含む。
The film stress (for example, residual stress) of the
第1膜31は、金属(a)〜(h)の少なくとも1つを含む合金、または、金属化合物であってもよい。金属化合物は、例えば、金属(a)〜(h)の少なくとも1つを含む酸化物、及び、金属(a)〜(h)の少なくとも1つを含む窒化物、金属(a)〜(h)の少なくとも1つを含む酸窒化物など、である。
The
第1膜31の材料に合金、または、金属化合物を用いた場合、例えば、第1膜31は、
(i) アルミニウム合金(例えば、Al−Si−Cu)
(j) チタン合金(例えば、TiN)
(k) タンタル合金(例えば、TaN)
(l) ニッケル合金(例えば、Ni−Ti、Ni−Cr、Ni−Cu)
(m) アルミナ(Al2O3)
からなる群より選択される少なくとも1つの合金、または、金属化合物を含む。
When an alloy or a metal compound is used as the material of the
(I) Aluminum alloy (for example, Al-Si-Cu)
(J) Titanium alloy (eg TiN)
(K) Tantalum alloy (eg, TaN)
(L) Nickel alloy (eg Ni-Ti, Ni-Cr, Ni-Cu)
(M) Alumina (Al 2 O 3 )
Includes at least one alloy or metal compound selected from the group consisting of.
例えば、ニッケル合金は、Niの真性応力の大きさを、調整できる。ニッケル合金の膜応力は、Niの膜応力よりも、例えば、高めることが可能である。Ni合金は、第1膜31の材料として、好適な材料の1つである。
For example, nickel alloys can adjust the magnitude of the intrinsic stress of Ni. The film stress of the nickel alloy can be increased, for example, from the film stress of Ni. The Ni alloy is one of the suitable materials as the material of the
第1膜31は、合金(i)〜(m)の他、金属(a)〜(h)の少なくとも1つを含む合金であってもよい。
The
第1膜31は、非金属であってもよい。第1膜31の材料として、実用的に用いることが可能な非金属を以下に示す。以下では、非金属として、絶縁物の例を記載する。なお、絶縁物は、金属化合物、例えば、アルミニウム酸化物(アルミナ)を含む。
The
第1膜31は、例えば、
(n) シリコン(Si)
(o) シリコン窒化物(SiN)
(p) シリコン酸化物(SiO2)
(q) 樹脂
からなる群より選択される少なくとも1つの非金属を含む。
The
(N) Silicon (Si)
(O) Silicon nitride (SiN)
(P) Silicon oxide (SiO 2 )
(Q) Resin
Contains at least one non-metal selected from the group consisting of.
金属(a)〜(h)、合金、または、金属化合物(i)〜(m)、及び、非金属(n)〜(q)は、あくまで例である。上記以外の金属、合金、または、金属化合物、及び、非金属(絶縁物など)を選択することも可能である。 The metals (a) to (h), alloys, or metal compounds (i) to (m), and non-metals (n) to (q) are merely examples. It is also possible to select a metal, alloy, or metal compound other than the above, and a non-metal (insulation, etc.).
第1実施形態において説明した第1膜31の材料は、後述する第1実施形態の変形例、第2実施形態、及び、第2実施形態の変形例においても、適用される。
The material of the
図5(a)〜図5(c)は、第1実施形態の第1変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図5(a)〜図5(c)において、微小凹凸4の図示は省略する。
5 (a) to 5 (c) are schematic cross-sectional views illustrating the semiconductor device according to the first modification of the first embodiment. In addition, in FIGS. 5A to 5C, the illustration of the
図5(a)に示すように、第1変形例に係る第2半導体チップ100Bの第1膜31は、第1層31aと、第2層31bと、を含む。第2層31bは、基体1と、第1層31aと、の間に、設けられている。第1層31aは、金属、例えば、Niを含む。第2層31bは、例えば、Ti、Cr、及び、Wのいずれか1つを含む。第2層31bは、例えば、基体1と、第1層31aと、の密着性を向上させる密着層である。第1層31aは、応力負荷層である。基体1と、第1層31aと、の密着性が向上すると、第1層31aの“剥離耐性”が向上する。第1層31aは、基体1の上において安定する。第1変形例によれば、第1半導体チップ100の、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
As shown in FIG. 5A, the
第1膜31が2つの層を含む場合、第1膜31は、例えば、
(s) Ti、Cr、及び、Wのいずれか1つを含む層/Niを含む層
(t) Ti、Cr、及び、Wのいずれか1つを含む層/Cuを含む層
からなる群より選択される少なくとも1つの積層構造を含む。
積層構造(s)は、第2層31bがTi、Cr、及び、Wのいずれか1つを含み、第1層31aがNiを含む。
積層構造(t)は、第2層31bがTi、Cr、及び、Wのいずれか1つを含み、第1層31aがCuを含む。
When the
(S) A layer containing any one of Ti, Cr, and W / a layer containing Ni (t) A group consisting of a layer containing any one of Ti, Cr, and W / a layer containing Cu. Includes at least one laminated structure selected.
In the laminated structure (s), the
In the laminated structure (t), the
第1膜31は、3つ以上の層を含んでいてもよい。
The
図5(b)に示す場合では、第1膜31は、第1層31aと、第2層31bと、第3層31cと、を含む。第2層31bは、基体1と、第1層31aと、の間に、設けられている。第1層31aは、第2層31bと、第3層31cと、の間に設けられている。
In the case shown in FIG. 5B, the
図5(c)に示す場合では、第1膜31は、第1層31aと、第2層31bと、第3層31cと、第4層31dと、を含む。第2層31bは、基体1と、第1層31aと、の間に、設けられている。第1層31aは、第2層31bと、第4層31dと、の間に設けられている。第4層31dは、第1層31aと、第3層31cと、の間に設けられている。
In the case shown in FIG. 5C, the
第1膜31が3つ以上の層を含む場合、第1膜31は、例えば、
(u) Tiを含む層/Niを含む層/Cuを含む層
(v) Tiを含む層/Wを含む層/Tiを含む層
(w) Tiを含む層/Niを含む層/Cuを含む層/Tiを含む層
からなる群より選択される少なくとも1つの積層構造を含む。
積層構造(u)は、第2層31bがTiを含み、第1層31aがNiを含み、第3層31cがCuを含む。
積層構造(v)は、第2層31bがTiを含み、第1層31aがWを含み、第3層31cがTiを含む。
積層構造(w)は、第2層31bがTiを含み、第1層31aがNiを含み、第4層31dがCuを含み、第3層31cがTiを含む。
When the
(U) Ti-containing layer / Ni-containing layer / Cu-containing layer (v) Ti-containing layer / W-containing layer / Ti-containing layer (w) Ti-containing layer / Ni-containing layer / Cu-containing layer Includes at least one laminated structure selected from the group consisting of layers / layers containing Ti.
In the laminated structure (u), the
In the laminated structure (v), the
In the laminated structure (w), the
例えば、積層構造(u)、及び、積層構造(w)においては、第1膜31が、例えば、Niを含む層と、Cuを含む層と、を含む。Niを含む層の膜応力と、Cuを含む層の膜応力と、は異なる。第1膜31は、膜応力が異なる複数の層を含んでいてもよい。第1膜31が、膜応力が異なる複数の層を含む場合、例えば、第1膜31の膜応力の調整に関する自由度が増す、という利点を得ることができる。
For example, in the laminated structure (u) and the laminated structure (w), the
積層構造(s)〜(w)における第1膜31は、金属の層を含むが、第1膜31は、合金の層、金属化合物(例えば、金属酸化物、金属窒化物、及び、金属酸窒化物など)の層、非金属(例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、及び、シリコン酸窒化物など)の層を含んでいてもよい。特に、図示しないが、第1膜31は、5つ以上の層を含んでいてもよい。
The
このような第1膜31の積層構造は、後述する第1実施形態の変形例、第2実施形態、及び、第2実施形態の変形例においても、適用される。
Such a laminated structure of the
図6は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式斜視図である。なお、図6では、基体1、及び、第1膜31を含む膜3のみを図示する。
FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating the semiconductor device according to the first embodiment. Note that FIG. 6 shows only the
図6に示すように、第1半導体チップ100では、基体1の第2面1bの上において、第1膜31は、パターニングされていない。第1膜31は、例えば、基体1の第2面1bの全面の上に、設けられている。第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、パターニングされていてもよい。第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、一部が欠けていたり、一部が除去されていてもよい。以下、基体1の第2面1bの上において、パターニングされた第1膜31の代表的な例を、第2変形例〜第4変形例として、例示する。
As shown in FIG. 6, in the
図7は、第1実施形態の第2変形例に係る半導体装置を例示する模式斜視図である。なお、図7では、基体1、及び、第1膜31を含む膜3のみを図示する。
FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a semiconductor device according to a second modification of the first embodiment. Note that FIG. 7 shows only the
図7に示すように、第2変形例に係る半導体装置の第3半導体チップ100Cでは、第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、ホールパターン3Hを有する。ホールパターン3Hは、例えば、第1膜31の表面から、基体1の第2面1bに達する孤立した開孔である。第2半導体チップ100Bの第1膜31は、例えば、基体1の第2面1bの上において、4つの、基体1の縁1Ea〜1Edの上に、1つの、リング状のパターンとして設けられている。
As shown in FIG. 7, in the
第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、例えば、ホールパターン3Hを有していてもよい。第1膜31は、ホールパターン3Hを、複数有していてもよい。
The
図8は、第1実施形態の第3変形例に係る半導体装置を例示する模式斜視図である。なお、図8では、基体1、及び、第1膜31を含む膜3のみを図示する。
FIG. 8 is a schematic perspective view illustrating a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment. Note that FIG. 8 shows only the
図8に示すように、第3変形例に係る半導体装置の第4半導体チップ100Dでは、第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、スリットパターン3Sを有する。スリットパターン3Sは、例えば、第1膜31の表面から、基体1の第2面1bに達するライン状の開孔である。スリットパターン3Sは、例えば、Y軸方向に沿って、基体1の縁から縁まで設けられている。第4半導体チップ100Dの第1膜31は、例えば、基体1の第2面1bの上において、基体1の縁1Ebの上と、基体1の縁1Edの上と、に、2つの、ライン状のパターンとして設けられている。基体1の縁1Ebは、基体1の縁1Edと、四角形状の基体1において、向かい合う。
As shown in FIG. 8, in the
第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、例えば、スリットパターン3Sを有していてもよい。スリットパターン3Sは、基体1の縁から縁まで設けられる必要はない。例えば、スリットパターン3Sは、基体1の第2面1bの上から、基体1の1つの縁まで設けられていてもよい。第1膜31は、スリットパターン3Sを、複数有していてもよい。第1膜31は、スリットパターン3Sと、ホールパターン3Hと、を有していてもよい。
The
図9は、第1実施形態の第4変形例に係る半導体装置を例示する模式斜視図である。なお、図9では、基体1、及び、第1膜31を含む膜3のみを図示する。
FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating a semiconductor device according to a fourth modification of the first embodiment. Note that FIG. 9 shows only the
図9に示すように、第4変形例に係る半導体装置の第5半導体チップ100Eでは、第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、クロスパターン3Cを有する。クロスパターン3Cは、例えば、第1膜31の表面から、基体1の第2面1bに達するクロス形の開孔である。クロスパターン3Cは、Y軸方向に沿って、基体1の縁から縁まで設けられた部分と、X軸方向に沿って、基体1の縁から縁まで設けられた部分と、を、有する。第5半導体チップ100Eの第1膜31は、例えば、基体1の第2面1bの上において、4つの、基体1の角1Ca〜1Cdの上に、4つの、孤立パターンとして設けられている。
As shown in FIG. 9, in the
第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、例えば、クロスパターン3Cを有していてもよい。クロスパターン3Cは、基体1の縁から縁まで設けられる必要はない。例えば、クロスパターン3Cは、基体1の第2面1bの上に、孤立したクロス形の開孔として設けられていてもよい。第1膜31は、クロスパターン3Cを、1つに限らず、複数有していてもよい。第1膜31は、クロスパターン3Cと、ホールパターン3Hと、を有していてもよい。第1膜31は、クロスパターン3Cと、スリットパターン3Sと、を有していてもよい。第1膜31は、クロスパターン3Cと、ホールパターン3Hと、スリットパターン3Sと、を有していてもよい。
The
さらに、第1膜31は、基体1の第2面1bの上において、ホールパターン3H、スリットパターン3S、及び、クロスパターン3Cとは異なる形状を持つ“開孔”を有していてもよい。
Further, the
図10は、第1実施形態の第5変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the fifth modification of the first embodiment.
図10に示すように、第5変形例に係る半導体装置の第6半導体チップ100Fでは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、を含む。第2膜32は、基体1と、第1膜31と、の間に、設けられている。
As shown in FIG. 10, in the
第6半導体チップ100Fの第1膜31は、例えば、金属を含む。第5変形例において、第1膜31は、例えば、Niを含む。第1膜31は、例えば、応力負荷層である。第2膜32は、例えば、第1膜31とは異なる金属、あるいは、非金属を含む。第5変形例において、第2膜32は、例えば、シリコン酸化物を含む。
The
第5変形例において、第2膜32の機能は、例えば、
・ 第1膜31から基体1への、イオンの拡散を抑制すること(例えば、バリア層)
・ 第1膜31と、基体1と、の密着性を向上させること(例えば、密着層)
・ 第1膜31と、基体1と、を絶縁すること(例えば、絶縁層)
の少なくとも1つを含む。
In the fifth modification, the function of the
-Suppressing the diffusion of ions from the
-To improve the adhesion between the
-Insulating the
Includes at least one of.
第5変形例によれば、例えば、
・ 第1膜31から基体1への、イオンの拡散を抑制できる
・ 第1膜31と、基体1と、の密着性が向上する
・ 第1膜31を、基体1から電気的に絶縁できる
の少なくとも1つの利点を、さらに得ることができる。
According to the fifth modification, for example,
・ Diffusion of ions from the
第1膜31から基体1への、イオンの拡散を抑制できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the diffusion of ions from the
第1膜31と、基体1と、の密着性が向上すると、例えば、第6半導体チップ100Fの、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
When the adhesion between the
第1膜31を、基体1から電気的に絶縁できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the
例えば、第5変形例において、第2膜32は、例えば、シリコン酸化物を含む。この場合、第2膜32は、例えば、Niを含む第1膜31から基体1への、イオンの拡散を抑制するバリア層として、機能する。
For example, in the fifth modification, the
図11は、第1実施形態の第6変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。 図11に示すように、第6変形例に係る半導体装置の第7半導体チップ100Gでは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、を含む。第2膜32は、基体1と、第1膜31と、の間に、設けられている。第1膜31は、第1層31aと、第2層31bと、を含む。第2層31bは、第1膜31と、第1層31aと、の間に、設けられている。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the sixth modification of the first embodiment. As shown in FIG. 11, in the
第7半導体チップ100Gの第1層31aは、例えば、金属を含む。第6変形例において、第1層31aは、例えば、Niを含む。第1層31aは、例えば、応力負荷層である。第2層31bは、例えば、第1層31aと異なる金属、あるいは、非金属を含む。第6変形例において、第2層31bは、例えば、Tiを含む。第2膜32は、例えば、第1層31a、及び、第1層31bと異なる金属、あるいは、非金属を含む。第6変形例において、第2膜32は、例えば、シリコン酸化物を含む。
The
第6変形例において、第2層31bの機能は、例えば、
・ 第1層31aと、第2膜32と、の密着性を向上させること(例えば、密着層)
・ 第1層31aから第2膜32への、イオンの拡散を抑制すること(例えば、バリア層)
・ 第1層31aと、第2膜32と、を絶縁すること(例えば、絶縁層)
の少なくとも1つを含む。
In the sixth modification, the function of the
-To improve the adhesion between the
-Suppressing the diffusion of ions from the
-Insulating the
Includes at least one of.
第6変形例によれば、例えば、
・ 第1層31aと、第2膜32と、の密着性が向上する
・ 第1層31aから第2膜32への、イオンの拡散を抑制できる
・ 第1層31aを、第2膜32から電気的に絶縁できる
の少なくとも1つの利点を、さらに得ることができる。例えば、第6変形例において、第2層31bは、例えば、Ti、Cr、及び、Wのいずれか1つを含む。この場合、第2層31bは、例えば、Niを含む第1層31aと、第2膜32と、の密着性を向上させる密着層として、機能する。
According to the sixth modification, for example,
・ The adhesion between the
第6変形例のように、第5変形例は、第1変形例と組み合わせることが可能である。第6変形例においては、第1膜31が、2つの層を含む場合を例示したが、第1膜31は、3つ以上の層を含んでいてもよい。
Like the sixth modification, the fifth modification can be combined with the first modification. In the sixth modification, the case where the
図12は、第1実施形態の第7変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。 図12に示すように、第7変形例に係る半導体装置の第8半導体チップ100Hでは、膜3が、第1膜31と、第3膜33と、を含む。第1膜31は、基体1と、第3膜33と、の間に、設けられている。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the seventh modification of the first embodiment. As shown in FIG. 12, in the
第8半導体チップ100Hの第1膜31は、例えば、金属を含む。第7変形例において、第1膜31は、例えば、Niを含む。第1膜31は、例えば、応力負荷層である。第3膜33は、例えば、第1膜31とは異なる金属、あるいは、非金属を含む。第7変形例において、第3膜33は、例えば、シリコン酸化物を含む。
The
図13は、モールド材を示す模式断面図である。なお、図13において、微小凹凸4の図示は省略する。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a molding material. In FIG. 13, the illustration of the
半導体装置は、例えば、モールド材を有する。モールド材は、半導体チップを覆う。例えば、図13には、第8半導体チップ100Hが、モールド材23によって覆われた状態が示されている。モールド材23は、例えば、樹脂を含む。
The semiconductor device has, for example, a molding material. The molding material covers the semiconductor chip. For example, FIG. 13 shows a state in which the
第7変形例において、第3膜33の機能は、例えば、
・ 第1膜31からモールド材23への、イオンの拡散を抑制すること(例えば、バリア層)
・ 第1膜31と、モールド材23と、を絶縁すること(例えば、絶縁層)
・ 第1膜31と、モールド材23と、の密着性を向上させること(例えば、密着層)
の少なくとも1つを含む。
In the seventh modification, the function of the
-Suppressing the diffusion of ions from the
-Insulating the
-To improve the adhesion between the
Includes at least one of.
第7変形例によれば、例えば、
・ 第1膜31からモールド材23への、イオンの拡散を抑制できる
・ 第1膜31を、モールド材23から電気的に絶縁できる
・ 第1膜31と、モールド材23と、の密着性が向上する
の少なくとも1つの利点を、さらに得ることができる。
According to the seventh modification, for example,
-The diffusion of ions from the
第1膜31からモールド材23へのイオンの拡散を抑制できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the diffusion of ions from the
第1膜31を、モールド材23から電気的に絶縁できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the
第1膜31と、モールド材23と、の密着性が向上すると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
When the adhesion between the
例えば、第7変形例において、第3膜33は、例えば、シリコン酸化物を含む。この場合、第3膜33は、例えば、Niを含む第1膜31からモールド材23への、イオンの拡散を抑制するバリア層として、機能する。
For example, in the seventh modification, the
なお、特に、図示はしないが、第7変形例は、第1変形例と組み合わせることも可能である。 Although not shown in particular, the seventh modification can be combined with the first modification.
図14は、第1実施形態の第8変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。 図14に示すように、第8変形例に係る半導体装置の第9半導体チップ100Iでは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、第3膜33と、を含む。第2膜32は、基体1と、第1膜31と、の間に、設けられている。第1膜31は、第2膜32と、第3膜33と、の間に、設けられている。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the eighth modification of the first embodiment. As shown in FIG. 14, in the
第9半導体チップ100Iの第1膜31は、例えば、金属を含む。第8変形例において、第1膜31は、例えば、Niを含む。第1膜31は、例えば、応力負荷層である。第2膜32は、例えば、第1膜31とは異なる金属、あるいは、非金属を含む。第8変形例において、第2膜32は、例えば、シリコン酸化物を含む。第3膜33は、例えば、第1膜31とは異なる金属、あるいは、非金属を含む。第8変形例において、第3膜33は、例えば、シリコン酸化物を含む。
The
第8変形例のように、第5変形例は、第7変形例と組み合わせることが可能である。第8変形例によれば、例えば、第5変形例から得られる利点と、第7変形例から得られる利点と、の双方を得ることができる。 Like the eighth modification, the fifth modification can be combined with the seventh modification. According to the eighth modification, for example, both the advantages obtained from the fifth modification and the advantages obtained from the seventh modification can be obtained.
なお、特に、図示はしないが、第8変形例は、第1変形例と組み合わせることも可能である。
第5変形例〜第8変形例において、第2膜32、及び、第3膜33は、それぞれ、例えば、上述した非金属(n)〜(q)からなる群より選択される少なくとも1つを含む。非金属(n)〜(q)は、あくまで例である。上記以外の非金属を選択することも可能である。さらに、第2膜32、及び、第3膜33には、絶縁性の金属化合物、例えば、アルミナなどを選択することも可能である。第2膜32の材料、及び、第3膜33の材料は、後述する第1実施形態の変形例、第2実施形態、第2実施形態の変形例においても、適用される。
Although not shown in particular, the eighth modification can be combined with the first modification.
In the fifth modification to the eighth modification, the
図15は、膜3の厚さを示す模式断面図である。なお、図15において、微小凹凸4の図示は省略する。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the thickness of the
第1膜31の機能、及び、目的の1つは、例えば、基体1を変形させようとするデバイス層2の力を、緩和すること、である。第2膜32の機能、及び、目的の1つは、例えば、第1膜31から基体1への、イオンの拡散を抑制すること、である。第3膜33の機能、及び、目的の1つは、例えば、第1膜31からモールド材23への、イオンの拡散を抑制すること、である。
One of the functions and purposes of the
これらの機能、及び、目的を達成するためには、図15に示すように、第1膜31のZ軸方向の厚さtz31は、例えば、0.5〜5.0μmとされる。これにより、例えば、基体1の“反り”、及び、“割れ”を抑制できる。第2膜32のZ軸方向の厚さt32は、例えば、0.1〜0.5μm程度とされる。これにより、例えば、第1膜31から基体1への、イオンの拡散を抑制できる。第3膜33のZ軸方向の厚さt33は、例えば、0.1〜0.5μm程度とされる。これにより、例えば、第1膜31からモールド材23への、イオンの拡散を抑制できる。
In order to achieve these functions and objectives, as shown in FIG. 15, the thickness tz31 of the
膜3において、第1膜31のZ軸方向の厚さtz31と、第2膜32のZ軸方向の厚さtz32との関係の1つは、例えば、
tz31>tz32
とされる。例えば、第2膜32のZ軸方向の厚さtz32は、第1膜31のZ軸方向の厚さtz31の、約1/50〜1(=(0.1/5.0)〜(0.5/0.5))とされる。
In the
tz31> tz32
Is said to be. For example, the thickness tz32 of the
膜3において、第1膜31のZ軸方向の厚さtz31と、第3膜33のZ軸方向の厚さtz32との関係の1つは、例えば、
tz31>tz33
とされる。例えば、第3膜33のZ軸方向の厚さtz33は、第1膜31のZ軸方向の厚さtz31の、例えば、約1/50〜1(=(0.1/5.0)〜(0.5/0.5))とされる。
In the
tz31> tz33
Is said to be. For example, the thickness tz33 of the
第2膜32のZ軸方向の厚さtz32、及び、第3膜33のZ軸方向の厚さtz33は、機能を発揮できる薄目の水準とすることで、半導体チップ、例えば、図15に示す第9半導体チップ100IのZ軸方向の厚さを、少しでも薄くすることができる。第9半導体チップ100IのZ軸方向の厚さを薄くできることは、例えば、第9半導体チップ100Iを、Z軸方向に沿って重ねる半導体装置に、有効な利点である。
The thickness ts32 of the
厚さtz31、厚さtz32、及び、厚さtz33の測定場所は、上述したように、例えば、基体1の中心断面でよい。測定方法は、上述したように、例えば、SEMや、TEMによる断面観察像からの算出でよい。
As described above, the measurement locations of the thickness tz31, the thickness tz32, and the thickness tz33 may be, for example, the central cross section of the
図16は、第1実施形態の第9変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。図16には、膜3の上面3aが示されている。なお、図16において、微小凹凸4の図示は省略する。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the ninth modification of the first embodiment. FIG. 16 shows the
第1膜31が、例えば、金属を含む場合、膜3の上面3aにおいて、第1膜31からモールド材23へ、イオンが拡散する可能性がある。このようなイオンの拡散は、図16に示す第10半導体チップ100Jのように、例えば、膜3の上面3aの上に、絶縁膜22を設けることで、抑制することが可能である。絶縁膜22は、例えば、膜3の上面3aの上と、構造体21の上面21aの上と、構造体21の側面21cの上と、デバイス層2の上面2aの上と、デバイス層2の側面2cの上と、に設けられている。絶縁膜22は、例えば、絶縁性の樹脂を含む。絶縁性の樹脂は、例えば、ポリイミドなどである。
When the
図17は、第1実施形態の第10変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図17において、微小凹凸4の図示は省略する。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the tenth modification of the first embodiment. In FIG. 17, the illustration of the
図17に示すように、第10変形例に係る半導体装置の第11半導体チップ100Kは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、第3膜33と、を含む。第1膜31は、例えば、金属、例えば、Niを含む。第2膜32、及び、第3膜33は、例えば、シリコン酸化物を含む。基体1の側面1cにおいて、膜3のX軸方向の厚さtxが、基体1の第1面1aに向かって、薄くされている。例えば、第10変形例の膜3の断面形状は、基体1の側面1cにおいて、例えば、基体1の第2面1bから基体1の第1面1aに向かって薄くなる“テーパー形状”である。第1膜31のX軸方向の厚さtx31、第2膜32のX軸方向の厚さtx32、及び、第3膜33のX軸方向の厚さtx33も、それぞれ、基体1の第1面1aに向かって、薄くされている。例えば、基体1の側面1cにおいて、第1膜31は、第3膜33によって被覆される。膜3のX軸方向の厚さtzは、例えば、基体1の第1面1a、もしくは、第1面1aの近傍において、例えば、“0”となる。
As shown in FIG. 17, in the
第10変形例の第11半導体チップ100Kでは、基体1の側面1cの上において、第3膜33が、第1膜31を覆う。第10変形例によれば、第1膜31からモールド材23への、イオンの拡散を抑制できる。
In the
図18は、第1実施形態の第11変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図18において、微小凹凸4の図示は省略する。
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the eleventh modification of the first embodiment. In FIG. 18, the illustration of the
図18に示すように、第11変形例に係る半導体装置の第12半導体チップ100Lでは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、第3膜33と、を含む。さらに、第1膜31は、第1層31aと、第2層31bと、第3層31cと、を含む。第2層31bは、第1層31aと、第2膜32と、の間に、設けられている。第1層31aは、第2層31bと、第3層31cと、の間に、設けられている。第3層31cは、第1層31aと、第3膜33と、の間に、設けられている。
As shown in FIG. 18, in the
第11変形例は、例えば、第1実施形態の第1変形例の、第1膜31が3つ以上の層を含む場合と、第1実施形態の第8変形例と、を組み合わせたものである。
The eleventh modification is, for example, a combination of the first modification of the first embodiment, in which the
第11変形例によれば、例えば、
・ 第1層31aと、第2膜32と、の密着性を向上できる
・ 第1層31aから第2膜32への、イオンの拡散を抑制できる
・ 第1層31aを、第2膜32から電気的に絶縁できる
・ 第1層31aと、第3膜33と、の密着性を向上できる
・ 第1層31aから第3膜33への、イオンの拡散を抑制できる
・ 第1層31aを、第3膜33から電気的に絶縁できる
の少なくとも1つの利点を、さらに得ることができる。
According to the eleventh modification, for example,
-The adhesion between the
第11変形例では、第2膜32は、例えば、シリコン酸化物を含む。第2層31bは、例えば、Ti、Cr、及び、Wのいずれか1つを含む。第1層31aは、例えば、Niを含む。第3層31cは、例えば、Ti、Cr、及び、Wのいずれか1つを含む。第3膜33は、例えば、シリコン酸化物を含む。シリコン酸化物を含む第2膜32、及び、第3膜33は、バリア層として機能する。Tiを含む第2層31b、及び、第3層31cは、密着層として機能する。Niを含む第1層31aは、応力負荷層として機能する。
In the eleventh modification, the
例えば、“バリア層/密着層/応力負荷層/密着層/バリア層”を含む膜3を備えた第12半導体チップ100Lによれば、第1層31aから基体1、及び、モールド材23への、イオンの拡散を抑制できる。さらに、第1層31aと、第2膜32と、の密着性、及び、第1層31aと、第3膜33、との密着性の双方を、向上できる。第1層31aの“剥離耐性”は、さらに向上する。第1層31aの剥離耐性が、さらに向上する第12半導体チップ100Lによれば、イオンの拡散が、より抑制され、半導体装置の信頼性が、より向上する。しかも、第12半導体チップ100Kは、より“反り”難く、そして、より“割れ”難くなる。
For example, according to the
(第2実施形態)
図19は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式断面図である。図19に示す断面は、例えば、図1に示す断面に対応する。
(Second Embodiment)
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the second embodiment. The cross section shown in FIG. 19 corresponds to, for example, the cross section shown in FIG.
図19に示すように、第2実施形態は、第1実施形態と同様に、基体1と、デバイス層2と、第1膜31を含む膜3と、を含む。第2実施形態は、第4膜34を含む膜30を、さらに含む。
As shown in FIG. 19, the second embodiment includes the
第2実施形態において、膜3は、第1領域3ra、を含む。基体1は、Z軸方向において、第1領域3raと、デバイス層2と、の間に位置する。膜3は、例えば、基体1の第2面1bの上、に設けられている。
In the second embodiment, the
膜30は、第4領域30rdと、第5領域30reと、第6領域30rfと、を含む。基体1、及び、膜3は、Z軸方向において、第4領域30rdと、デバイス層2と、の間に位置する。基体1は、X軸方向において、第5領域30reと、第6領域30rfと、の間に位置する。第2実施形態において、膜30は、例えば、膜3の上と、基体1の側面1cと、を覆う。第2実施形態において、膜30は、例えば、膜3の上から基体1の側面1cの上にかけて、連続して設けられた、1つの膜である。1つの膜は、例えば、一体構造の膜である。
The
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、基体1の側面1cと、デバイス層2の側面2cとの間に、ギャップGが設けられている。膜30は、デバイス層2から離れている。膜30は、基体1の側面1cの上に設けられるが、例えば、ギャップGにおける第1面1aの上と、デバイス層2の上と、には設けられない。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, a gap G is provided between the
第2実施形態の第13半導体チップ100Mでは、膜3と、基体1の側面1cと、を、膜30によって覆う。第13半導体チップ100Mの膜3の第1膜31は、例えば、金属を含む。第2実施形態において、第1膜31は、例えば、Niを含む。第1膜31は、例えば、応力負荷層である。第2実施形態において、膜30の第4膜34は、例えば、シリコン酸化物を含む。
In the
第2実施形態において、第4膜34の機能は、例えば、
・ 基体1の側面1cからの、基体1中への不純物やイオンの侵入を抑制すること
・ 基体1の側面1cの表面ラフネス4に起因した、基体1の強度の低下を抑制すること
・ 膜3の、基体1からの剥離耐性を向上させること
・ 膜3からモールド材23への、イオンの拡散を抑制すること
の少なくとも1つを含む。
In the second embodiment, the function of the
-Suppressing the invasion of impurities and ions from the
第2実施形態によれば、基体1の第2面1bの上に、第1膜31(応力負荷層)を含む膜3を備えている。第2実施形態によれば、例えば、第13半導体チップ100Mの“反り”を抑制できる。
According to the second embodiment, the
さらに、第2実施形態によれば、第4膜34を含む膜30を備えている。第2実施形態によれば、例えば、
・ 基体1の側面1cから、基体1中へ、不純物やイオンの侵入を抑制できる
・ 基体1の強度が、さらに向上する
・ 膜3の、基体1からの剥離耐性が向上する
・ 膜3からモールド材23への、イオンの拡散を抑制できる
の少なくとも1つの利点を、さらに得ることができる。
Further, according to the second embodiment, the
・ It is possible to suppress the invasion of impurities and ions from the
基体1の側面1cから、基体1中へ、不純物やイオンの侵入を抑制できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If impurities and ions can be suppressed from entering the
基体1の強度が、さらに向上すると、例えば、第13半導体チップ100Mの“割れ”を、さらによく抑制できる。特に、第13半導体チップ100Mは、ピックアップ工程やマウント工程などにおいて、さらに破損し難くなる。
If the strength of the
膜3の、基体1からの剥離耐性が向上すると、例えば、膜3は、基体1の上において安定する。膜3が基体1の上で安定することで、第13半導体チップ100Mは、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
When the peel resistance of the
膜3からモールド材への、イオンの拡散を抑制できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the diffusion of ions from the
第2実施形態において、膜3の第1膜31には、第1実施形態において説明した材料を用いることができる。第1膜31の材料は、後述する第2実施形態の変形例においても、適用される。
In the second embodiment, the material described in the first embodiment can be used for the
第2実施形態において、膜30の第4膜34の膜には、例えば、第1実施形態の第2膜32の材料と同様の材料を選ぶことができる。第4膜34の材料は、後述する第2実施形態の変形例においても、適用される。
In the second embodiment, for the film of the
図20は、第2実施形態の第1変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図20において、微小凹凸4は、凹凸を省略して図示する。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the first modification of the second embodiment. In FIG. 20, the
図20に示すように、第2実施形態の第1変形例に係る半導体装置の第14半導体チップ100Nでは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、を含む。第2膜32は、基体1と、第1膜31と、の間に、設けられている。
As shown in FIG. 20, in the
第2実施形態の第1変形例のように、第2実施形態は、第1実施形態の第5変形例と、組み合わせることができる。なお、特に、図示しないが、第2実施形態は、第1実施形態の第6変形例と組み合わせること、及び、第1実施形態の第7変形例と、組み合わせることもできる。 Like the first modification of the second embodiment, the second embodiment can be combined with the fifth modification of the first embodiment. Although not shown in particular, the second embodiment can be combined with the sixth modification of the first embodiment and the seventh modification of the first embodiment.
図21は、第2実施形態の第2変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図21において、微小凹凸4は、凹凸を省略して図示する。
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the second modification of the second embodiment. In FIG. 21, the
図21に示すように、第2実施形態の第2変形例に係る半導体装置の第15半導体チップ100Oでは、膜3が、第1膜31と、第2膜32と、第3膜33と、を含む。第2膜32は、基体1と、第1膜31と、の間に、設けられている。第1膜31は、第2膜32と、第3膜33と、の間に、設けられている。
As shown in FIG. 21, in the 15th semiconductor chip 100O of the semiconductor device according to the second modification of the second embodiment, the
第2実施形態の第1変形例のように、第2実施形態は、第1実施形態の第8変形例と、組み合わせることができる。 Like the first modification of the second embodiment, the second embodiment can be combined with the eighth modification of the first embodiment.
図22は、第2実施形態の第3変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図22において、微小凹凸4は、凹凸を省略して図示する。
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the third modification of the second embodiment. In FIG. 22, the
図22に示すように、第2実施形態の第3変形例に係る半導体装置の第16半導体チップ100Pでは、膜30が、第4膜34と、第5膜35と、を含む。第5膜35は、第4膜34と同様に、例えば、第1膜を含む膜3の上から基体1の側面1cの上にかけて、連続して設けられた、1つの膜である。1つの膜は、例えば、一体構造の膜である。第2実施形態の第3変形例において、第4膜34は、第5膜35と、第1膜31を含む膜3と、の間、及び、第5膜35と、基体1の側面1cと、の間、に設けられている。
As shown in FIG. 22, in the
第2実施形態の第3変形例において、第5膜35の機能は、例えば、
・ 基体1を変形させようとするデバイス層2の力を、緩和すること
を含む。第5膜35は、例えば、第1膜31と、ともに、基体1の変形を抑制する。第5膜35は、例えば、応力負荷層である。
In the third modification of the second embodiment, the function of the
-Includes relaxing the force of the
第1膜31は、基体1の第2面1bの上に設けられている。第1膜31は、基体1の変形を、基体1の第2面1bの上から抑制する。第5膜35は、基体1の第2面1bの上と、基体1の側面1cの上と、に設けられている。第5膜35は、基体1の変形を、基体1の第2面1bの上と、基体1の側面1cの上と、の双方から抑制する。第5膜35の材料には、例えば、第1実施形態の第1膜31と同様の材料を選ぶことができる。第5膜35には、例えば、第1実施形態の第1膜31と同様の積層構造とすることもできる。
The
第2実施形態の第3変形例によれば、例えば、第16半導体チップ100Pの、例えば、“反り”、及び、“割れ”を抑制できる効果を、さらによく得ることができる。
According to the third modification of the second embodiment, for example, the effect of suppressing the “warp” and “cracking” of the
さらに、第2実施形態の第3変形例は、応力負荷層として、第1膜31を含む膜3と、第5膜35と、を含む。第2実施形態の第3変形例によれば、例えば、応力負荷層の膜応力の調整に関する自由度が増す、という利点を、さらに得ることができる。
Further, the third modification of the second embodiment includes a
図23は、第2実施形態の第4変形例に係る半導体装置を例示する模式断面図である。なお、図23において、微小凹凸4は、凹凸を省略して図示する。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view illustrating the semiconductor device according to the fourth modification of the second embodiment. In FIG. 23, the
図23に示すように、第2実施形態の第4変形例に係る半導体装置の第17半導体チップ100Qでは、膜30が、第4膜34と、第5膜35と、第6膜36と、を含む。第6膜36は、第4膜34、及び、第5膜35と同様に、例えば、膜3の上から基体1の側面1cの上にかけて、連続して設けられた、1つの膜である。1つの膜は、例えば、一体構造の膜である。第2実施形態の第4変形例において、第5膜35は、第6膜36と、第4膜34と、の間に、設けられている。第6膜36には、第1実施形態の第3膜33の材料と同様の材料を選ぶことができる。
As shown in FIG. 23, in the
第2実施形態の第4変形例において、第6膜36の機能は、例えば、
・ 第5膜35からモールド材23への、イオンの拡散を抑制すること(例えば、バリア層)
・ 第5膜35と、モールド材23と、を絶縁すること(例えば、絶縁層)
・ 第5膜35と、モールド材23と、の密着性を向上させること(例えば、密着層)
の少なくとも1つを含む。
In the fourth modification of the second embodiment, the function of the
-Suppressing the diffusion of ions from the
-Insulating the
-To improve the adhesion between the
Includes at least one of.
第2実施形態の第4変形例によれば、例えば、
・ 第5膜35からモールド材23への、イオンの拡散を抑制できる
・ 第5膜35を、モールド材23から電気的に絶縁できる
・ 第5膜35と、モールド材23と、の密着性が向上する
の少なくとも1つの利点を、さらに得ることができる。
According to the fourth modification of the second embodiment, for example,
・ Diffusion of ions from the
第5膜35からモールド材23へのイオンの拡散を抑制できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the diffusion of ions from the
第5膜35を、モールド材23から電気的に絶縁できると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
If the
第5膜35と、モールド材23と、の密着性が向上すると、例えば、半導体装置の信頼性が向上する。
When the adhesion between the
(第3実施形態)
図24(a)〜図24(g)は、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式図である。図25(a)〜図25(j)は、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式断面図である。
(Third Embodiment)
24 (a) to 24 (g) are schematic process diagrams illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment. 25 (a) to 25 (j) are schematic cross-sectional views in order of steps illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment.
図24(a)、図25(a)、及び、図25(b)に示すように、半導体ウェーハWを、X軸方向と、Y軸方向と、に沿ってダイシングする。半導体ウェーハWは、基体1を含む。半導体ウェーハWは、複数のデバイス層2を備えた面を有する。図25(a)〜図25(j)には、第1デバイス層2lと、第2デバイス層2mと、第3デバイス層2nと、の3つが示されている。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nを備えた面を、主面Waとする。半導体ウェーハWは、Z軸方向において、主面Waと、第1方向において主面Waと離れた裏面Wbと、を含む。ダイシングされた半導体ウェーハWには、ダイシングライン5が形成される。ダイシングライン5は、X軸方向と、Y軸方向と、に沿って、半導体ウェーハWに形成された格子状の溝である。図25(b)には、ダイシングライン5のうち、Y軸方向に沿ったダイシングライン5が示されている。図25(b)に示す部分において、ダイシングライン5は、第1デバイス層2lと、第2デバイス層2mと、の間、並びに、第2デバイス層2mと、第3デバイス層2nと、の間と、に設けられている。幅W5は、ダイシングライン5の幅である。幅W2は、デバイス層2間の幅である。図25(b)には、幅W5として、ダイシングライン5のX軸方向の幅が示され、幅W2として、第1デバイス層2lと、第2デバイス層2mと、の間のX軸方向の幅が示されている。ダイシングライン5の幅W5は、デバイス層2間の幅W2よりも狭い。基体1の側面1cと、デバイス層2の側面2cと、の間には、ギャップGが形成される。半導体ウェーハWのダイシングには、例えば、ダイシングブレード7が用いられる。ダイシングは、ダイシングブレード7によるダイシングに限られるものではない。ダイシングには、プラズマによるダイシング、及び、薬液によるダイシングなどを用いることもできる。
As shown in FIGS. 24 (a), 25 (a), and 25 (b), the semiconductor wafer W is diced along the X-axis direction and the Y-axis direction. The semiconductor wafer W includes a
図24(b)、及び、図25(c)に示すように、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの上に、第1サポート部材61を設ける。第1サポート部材61の1つの例は、例えば、表面保護テープである。
As shown in FIGS. 24 (b) and 25 (c), the
図24(c)、図25(d)、及び、図25(e)に示すように、半導体ウェーハWを、例えば、反転させて、半導体ウェーハWの裏面Wbを、研削機の研削砥石8に向ける。次いで、半導体ウェーハWの裏面Wbを、例えば、研削砥石8を用いて研削し、裏面Wbを後退させる。裏面Wbは、ダイシングライン5に達するまで、後退される。半導体ウェーハWは、第1サポート部材61の上で、複数の半導体チップ100に分離される。例えば、図25(e)に示す部分では、半導体ウェーハWは、第1サポート部材61の上で、第1デバイス層2lを含む半導体チップ100lと、第2デバイス層2mを含む半導体チップ100mと、第3デバイス層2nを含む半導体チップ100nと、に分離される。ダイシングライン5は、半導体チップ100lと、半導体チップ100mと、の間、並びに、半導体チップ100mと、半導体チップ100nと、の間に生じた空間となる。Z軸方向において、基体1の側面1cは、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nそれぞれの側面2cから離れている。基体1の側面1cは、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nそれぞれの側面2cから、例えば、ギャップGのX軸方向の幅、及び、ギャップGのY軸方向の幅、離れている。ギャップGのX軸方向の幅、及び、Y軸方向の幅は、例えば、5μm以上100μm以下である。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nのZ軸方向の厚さは、例えば、0.5〜20μmである。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2mのZ軸方向の厚さは、設計により、様々に変更される。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nは、例えば、基体1側から、半導体素子と、電気的配線と、絶縁物と、ポリイミドと、を含む。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nのZ軸方向の厚さ0.5〜20μmは、例えば、半導体素子と、電気的配線と、の厚さである。
As shown in FIGS. 24 (c), 25 (d), and 25 (e), the semiconductor wafer W is, for example, inverted, and the back surface Wb of the semiconductor wafer W is used as the
図26(a)〜図26(c)は、別のダイシング方法を例示する模式断面図である。
図26(a)に示すように、半導体ウェーハWの裏面Wbを後退させ、半導体ウェーハWを薄化する。
26 (a) to 26 (c) are schematic cross-sectional views illustrating another dicing method.
As shown in FIG. 26A, the back surface Wb of the semiconductor wafer W is retracted to thin the semiconductor wafer W.
図26(b)に示すように、半導体ウェーハWの内部に、X軸方向と、Y軸方向と、に沿って、格子状のクラック5aを形成する。格子状のクラック5aは、半導体ウェーハWの主面Waと、半導体ウェーハWの裏面Wbと、に、例えば、到達しない。格子状のクラック5aを、半導体ウェーハWの内部に形成する際には、例えば、半導体ウェーハWに対して透過性の波長のレーザを用いる。レーザは、例えば、半導体ウェーハWの内部に焦点を結ぶように、集光される。
As shown in FIG. 26B, a grid-
図26(c)に示すように、例えば、第1サポート部材61を、引き延ばす。半導体ウェーハWは、第3実施形態と同様に、第1サポート部材61の上で、第1デバイス層2lを含む半導体チップ100lと、第2デバイス層2mを含む半導体チップ100m、第3デバイス層2nを含む半導体チップ100nと、に分離される。格子状のクラック5aが形成されていた部分は、ダイシングライン5となる。
As shown in FIG. 26 (c), for example, the
半導体ウェーハWをダイシングする際、このようなダイシング方法を用いてもよい。 When dicing the semiconductor wafer W, such a dicing method may be used.
図24(d)、及び、図25(f)に示すように、第1サポート部材61の上において、半導体チップ100l〜100nそれぞれの基体1の第2面1bの上と、基体1の側面1cの上と、に、膜3を形成する。
As shown in FIGS. 24 (d) and 25 (f), on the
膜3は、例えば、第1実施形態の第1膜31と、第2膜32と、第3膜33と、を含む。図25(f)〜図25(j)において、第1膜31〜第3膜33の図示は、省略する。第1膜31〜第3膜33は、例えば、物理的気相堆積を用いて形成される。物理的気相堆積法の例としては、スパッタリング法を挙げることができる。物理的気相堆積、例えば、スパッタリング法によれば、第1膜31、第2膜32、及び、第3膜33を、それぞれ、低い温度で形成できる。例えば、第1サポート部材61の耐熱温度以下で、第1膜31、第2膜32、及び、第3膜33を、それぞれ形成できる。このため、第1膜31、第2膜32、及び、第3膜33の形成に際し、第1サポート部材61の、例えば、熱による変形などを抑制できる。第1サポート部材61の耐熱温度は、例えば、100〜150℃以下である。
The
膜3を、物理的気相堆積、例えば、スパッタリング法を用いて形成すると、膜3は、基体1の第2面1bの上と、基体1の側面1cの上と、ダイシングライン5の底に露出した第1サポート部材61の上と、に形成される。ギャップGにおいて、基体1は、第1サポート部材61の上に、オーバーハングする。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの側面2cは、基体1のオーバーハングした部分と、第1サポート部材61と、で囲まれた空間の中に存在する。空間のX軸方向、及び、Y軸方向の長さは、例えば、5μm〜100μmである。膜3を成膜するための材料は、空間の中に入りにくい。膜3は、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの側面2cの上には、例えば、形成されない。膜3は、基体1の側面1cの上に形成された部分と、第1サポート部材61の上に形成された部分と、で離れる。
When the
膜3は、物理的気相堆積の他、例えば、化学的気相堆積(CVD法)にて形成することも可能である。膜3に、例えば、樹脂を用いると、膜3を、塗布法にて形成することができる。
The
図24(e)、図25(g)、及び、図25(h)に示すように、例えば、半導体ウェーハWを反転させる。次に、膜3の上に、第2サポート部材62を設ける。第2サポート部材62は、例えば、ダイシングテープである。ダイシングテープは、例えば、ダイアタッチフィルムDAFを有した一体型ダイシングテープでもよい。ダイシングテープは、DAFがなく、粘着材を有したダイシングテープでもよい。
As shown in FIGS. 24 (e), 25 (g), and 25 (h), for example, the semiconductor wafer W is inverted. Next, the
図24(f)、及び、図25(i)に示すように、第1サポート部材61を、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの上から剥離する。
As shown in FIGS. 24 (f) and 25 (i), the
図24(g)、図25(j)に示すように、第2サポート部材62を、ダイシングライン5に沿って、Z軸方向に沿った途中の部分までカットする。第3実施形態では、例えば、第2サポート部材62のDAFの部分がカットされる。半導体チップ100l〜100nは、それぞれDAF付の半導体チップ100l〜100nとなる。DAF、及び、第2サポート部材62のカットには、例えば、レーザ9が用いられる。DAF、及び、第2サポート部材62のカットには、ダイシングブレードを用いてもよい。DAFは、例えば、第2サポート部材62を、冷却下で引き延ばして割断してもよい。
As shown in FIGS. 24 (g) and 25 (j), the
この後、第2サポート部材62を、例えば、引き延ばす。次いで、例えば、図示せぬ突き上げピンを用いて、第2サポート部材62の上から、半導体チップ100l〜100nのうち、例えば、1つを突き出す。この後、第2サポート部材62の上から、半導体チップ100l〜100nのうち、例えば、1つを取り出す。
After this, the
このようにして、半導体チップ100l〜100nが形成される。半導体チップ100l〜100nは、基体1の第2面1bの上、及び、基体1の側面1cの上に、膜3を備えている。
In this way, semiconductor chips 100l to 100n are formed. The semiconductor chips 100l to 100n include a
(第4実施形態)
図27(a)〜図27(f)は、第4実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式図である。図28(a)〜図28(j)、及び、図29(a)〜図29(d)は、第4実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式断面図である。
(Fourth Embodiment)
27 (a) to 27 (f) are process sequence schematic views illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment. 28 (a) to 28 (j) and 29 (a) to 29 (d) are schematic cross-sectional views in order of steps illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment.
図27(a)、図28(a)、及び、図28(b)に示すように、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの上に、第1サポート部材61を設ける。第1サポート部材61の1つの例は、例えば、表面保護テープである。
As shown in FIGS. 27 (a), 28 (a), and 28 (b), the
図27(b)、及び、図28(c)に示すように、例えば、半導体ウェーハWを反転させる。次いで、裏面Wbを、例えば、研削砥石8を用いて研削し、後退させる。
As shown in FIGS. 27 (b) and 28 (c), for example, the semiconductor wafer W is inverted. Next, the back surface Wb is ground using, for example, a
図27(c)、及び、図28(d)に示すように、第1サポート部材61の上において、後退された半導体ウェーハWの裏面Wbの上に、膜3を形成する。
As shown in FIGS. 27 (c) and 28 (d), the
膜3は、例えば、第2実施形態の第1膜31と、第2膜32と、を含む。図28(d)〜図28(j)において、第1膜31、及び、第2膜32の図示は、省略する。第1膜31、及び、第2膜32は、例えば、物理的気相堆積を用いて形成される。物理的気相堆積法の例としては、スパッタリング法を挙げることができる。
The
図27(d)、及び、図28(e)に示すように、例えば、半導体ウェーハWを反転させる。次に、膜3の上に、第2サポート部材62を設ける。第2サポート部材62の1つの例は、例えば、ダイシングテープである。
As shown in FIGS. 27 (d) and 28 (e), for example, the semiconductor wafer W is inverted. Next, the
図27(e)、及び、図28(f)に示すように、第1サポート部材61を、半導体ウェーハWの主面Waから剥離する。
As shown in FIGS. 27 (e) and 28 (f), the
図27(f)、及び、図28(g)に示すように、第2サポート部材62の上において、例えば、ダイシングブレード7を用いて、半導体ウェーハWを、X軸方向と、Y軸方向と、に沿ってダイシングする。半導体ウェーハWは、第2サポート部材62の上で、複数の半導体チップ100に分離される。図28(g)に示す部分では、半導体ウェーハWは、第2サポート部材62の上で、第1デバイス層2lを含む半導体チップ100lと、第2デバイス層2mを含む半導体チップ100mと、第3デバイス層2nを含む半導体チップ100nと、に分離される。半導体チップ100lと、半導体チップ100mと、の間、並びに、半導体チップ100mと、半導体チップ100nと、の間には、ダイシングライン5が形成される。ダイシングライン5の幅W5は、デバイス層2間の幅W2よりも狭い。基体1の側面1cと、デバイス層2の側面2cと、の間には、ギャップGが形成される。図28(g)には、幅W5として、ダイシングライン5のX軸方向の幅が示され、幅W2として、第1デバイス層2lと、第2デバイス層2mと、の間のX軸方向の幅が示されている。基体1の側面1cは、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nそれぞれの側面2cから、ギャップGのX軸方向の幅、及び、ギャップGのY軸方向の幅、離れている。
As shown in FIGS. 27 (f) and 28 (g), on the
図28(h)に示すように、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの上に、第3サポート部材63を設ける。第3サポート部材63の1つの例は、例えば、ダイシングテープである。
As shown in FIG. 28 (h), the
図28(i)に示すように、例えば、半導体ウェーハWを反転させる。次に、第2サポート部材62を、膜3の上から剥離する。
As shown in FIG. 28 (i), for example, the semiconductor wafer W is inverted. Next, the
図28(j)に示すように、第3サポート部材63の上において、半導体チップ100l〜100nそれぞれの膜3の上と、基体1の側面1cの上と、に、膜30を形成する。
As shown in FIG. 28 (j), the
膜30は、例えば、第2実施形態の第4膜34を含む。図28(j)、及び、図29(a)〜図29(d)において、第4膜34の符号の図示は、省略する。第4膜34は、例えば、物理的気相堆積を用いて形成される。物理的気相堆積法の例としては、スパッタリング法を挙げることができる。スパッタリング法によれば、第4膜34を含む膜30を、低い温度で形成できる。例えば、第3サポート部材63の耐熱温度以下で、第4膜34を、形成できる。
The
膜30を、物理的気相堆積、例えば、スパッタリング法を用いて形成すると、膜30は、膜3の上と、基体1の側面1cの上と、ダイシングライン5の底に露出した第3サポート部材63の上と、に形成される。ギャップGにおいて、基体1は、第3サポート部材63の上に、オーバーハングする。第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの側面2cは、基体1のオーバーハングした部分と、第3サポート部材63と、で囲まれた空間の中に存在する。空間のX軸方向、及び、Y軸方向の長さは、例えば、5μm〜100μmである。膜30を成膜するための材料は、空間の中に入りにくい。膜30は、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの側面2cの上には、例えば、形成されない。膜30は、基体1の側面1cの上に形成された部分と、第3サポート部材63の上に形成された部分と、で離れる。
When the
膜30は、物理的気相堆積の他、例えば、化学的気相堆積(CVD法)にて形成することも可能である。膜30に、例えば、樹脂を用いると、膜30を、塗布法にて形成することができる。
The
図29(a)、及び、図29(b)に示すように、例えば、半導体ウェーハWを反転させる。次に、膜30の上に、第4サポート部材64を設ける。第4サポート部材64は、例えば、粘着材を有したテープである。第4サポート部材64は、図示するように、例えば、粘着剤と、DAFと、を有していてもよい。
As shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b), for example, the semiconductor wafer W is inverted. Next, the
図29(c)に示すように、第3サポート部材63を、第1デバイス層2l〜第3デバイス層2nの上から剥離する。
As shown in FIG. 29 (c), the
図29(d)に示すように、第4サポート部材64を、ダイシングライン5に沿って、Z軸方向に沿った途中の部分までカットする。第4実施形態では、例えば、第4サポート部材64のDAFの部分がカットされる。半導体チップ100l〜100nは、それぞれDAF付の半導体チップ100l〜100nとなる。DAF、及び、第2サポート部材62のカットには、例えば、レーザ、あるいはダイシングブレードが用いられる。DAFは、例えば、第2サポート部材62を、冷却下で引き延ばして割断してもよい。
As shown in FIG. 29 (d), the
この後、第4サポート部材64を、例えば、引き延ばす。次いで、例えば、図示せぬ突き上げピンを用いて、第4サポート部材64の上から、半導体チップ100l〜100nのうち、例えば、1つを突き出す。この後、第4サポート部材64の上から、半導体チップ100l〜100nのうち、例えば、1つを取り出す。
After this, the
このようにして、半導体チップ100l〜100nが形成される。半導体チップ100l〜100nは、膜3の上、及び、基体1の側面1cの上に、膜30を備えている。
In this way, semiconductor chips 100l to 100n are formed. The semiconductor chips 100l to 100n include a
実施形態によれば、反りを抑制することが可能な半導体装置及びその製造方法を提供できる。 According to the embodiment, it is possible to provide a semiconductor device capable of suppressing warpage and a method for manufacturing the same.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置に含まれる基体、デバイス層、及び、膜などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, with respect to the specific configuration of each element such as a substrate, a device layer, and a film included in a semiconductor device, the present invention can be similarly carried out by appropriately selecting from a range known to those skilled in the art, and the same effect can be obtained. Is included in the scope of the present invention as long as it can be obtained.
各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。 A combination of any two or more elements of each specific example to the extent technically possible is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施形態として上述した半導体装置及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all semiconductor devices and manufacturing methods thereof that can be appropriately modified and implemented by those skilled in the art based on the semiconductor devices and manufacturing methods thereof described above as embodiments of the present invention also include the gist of the present invention. , Belongs to the scope of the present invention.
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, within the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can come up with various modified examples and modified examples, and it is understood that these modified examples and modified examples also belong to the scope of the present invention. ..
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although embodiments of the present invention have been described, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…基体、1a…基体1の第1面、1b…基体1の第2面、1c…基体1の側面、1Ea〜1Ed…基体1の縁、2…デバイス層、2a…デバイス層2の上面、2c…デバイス層2の側面、2l…第1デバイス層、2m…第2デバイス層、2n…第3デバイス層、21…構造体、21a…構造体21の上面、21c…構造体21の側面、22…絶縁膜、23…モールド材、3…第1膜31を含む膜、3ra…第1領域、3rb…第2領域、3rc…第3領域、31…第1膜、31a…第1層、31b…第2層、31c…第3層、31d…第4層、32…第2膜、33…第3膜、34…第4膜、35…第5膜、36…第6膜、30…第4膜34を含む膜、30rd…第4領域、30re…第5領域、30rf…第6領域、3a…上面、3C…クロスパターン、3H…ホールパターン、3S…スリットパターン、4…微小凹凸、4a…スクラッチ、4b…チッピング、4c…クラック、5…ダイシングライン、5a…格子状のクラック、61…第1サポート部材、62…第2サポート部材、63…第3サポート部材、64…第4サポート部材、7…ダイシングブレード、8…研削砥石、9…レーザ、100…第1半導体チップ、100a…半導体チップの裏面、100c…半導体チップの側面、100l…第1デバイス層2Aを含む半導体チップ、100m…第2デバイス層2Bを含む半導体チップ、100n…第3デバイス層2Cを含む半導体チップ、100B…第2半導体チップ、100C…第3半導体チップ、100D…第4半導体チップ、100E…第5半導体チップ、100F…第6半導体チップ、100G…第7半導体チップ、100H…第8半導体チップ、100I…第9半導体チップ、100J…第10半導体チップ、100K…第11半導体チップ、100L…第12半導体チップ、100M…第13半導体チップ、100N…第14半導体チップ、100O…第15半導体チップ、100P…第16半導体チップ、100Q…第17半導体チップ、G…ギャップ、α…弾性率、DAF…ダイアタッチフィルム、E…線膨張係数、Tr1…第1半導体素子、Tr2…第2半導体素子、tb…厚さ、tx…膜3のX軸方向の厚さ、tz…膜3のZ軸方向の厚さ、tz31…第1膜31のZ軸方向の厚さ、t31〜t36…厚さ、W…半導体ウェーハ、Wa…主面、Wb…裏面、W2…デバイス層2間の幅、W5…ダイシングライン5の幅
1 ... Base, 1a ... First surface of
Claims (8)
前記第1半導体素子と電気的に接続された第2半導体素子を含み、前記基体の第1面の上に設けられたデバイス層と、
第1膜を含む膜であって、
前記第1膜を含む前記膜は、第1領域と、第2領域と、第3領域と、を含み、
前記第1方向において、前記第1領域と、前記デバイス層と、の間に、前記基体が位置し、前記第1方向と交差する第2方向において、前記第2領域と、前記第3領域と、の間に、前記基体が位置する、前記第1膜を含む膜と、
を備え、
前記第1膜は、前記第2面の凹凸、及び、前記側面の凹凸を埋め込み、
前記第1膜を含む前記膜は、
第2膜
を、さらに含み、
前記第2膜は、前記基体と、前記第1膜と、の間に、設けられ、
前記第1膜は、金属膜であり、
前記第2膜は、非金属膜である、半導体装置。 It includes a first semiconductor element, includes a first surface, a second surface, and a side surface, the direction from the first surface to the second surface is along the first direction, and the side surface is the first surface. With the substrate intersecting the direction perpendicular to the direction,
A device layer including a second semiconductor element electrically connected to the first semiconductor element and provided on the first surface of the substrate, and
A membrane containing the first membrane
The film including the first film includes a first region, a second region, and a third region.
In the first direction, the substrate is located between the first region and the device layer, and in the second direction intersecting the first direction, the second region and the third region A film containing the first film, on which the substrate is located, and
With
The first film embeds the unevenness of the second surface and the unevenness of the side surface.
The film including the first film is
Including the second membrane,
The second film is provided between the substrate and the first film, and is provided.
The first film is a metal film and
The second film is a semiconductor device which is a non-metal film.
第3膜
を、さらに含み、
前記第1膜は、前記基体と、前記第3膜と、の間に、設けられ、
前記第3膜は、非金属膜である、請求項1記載の半導体装置。 The film containing the first film is
Including the third membrane,
The first film is provided between the substrate and the third film, and is provided.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the third film is a non-metal film.
前記第1半導体素子と電気的に接続された第2半導体素子を含み、前記基体の第1面の上に設けられたデバイス層と、
第1膜を含む膜であって、
前記第1膜を含む前記膜は、第1領域と、第2領域と、第3領域と、を含み、
前記第1方向において、前記第1領域と、前記デバイス層と、の間に、前記基体が位置し、前記第1方向と交差する第2方向において、前記第2領域と、前記第3領域と、の間に、前記基体が位置する、前記第1膜を含む膜と、
を備え、
前記第1膜は、前記第2面の凹凸、及び、前記側面の凹凸を埋め込み、
前記第1膜を含む前記膜は、
第3膜
を、さらに含み、
前記第1膜は、前記基体と、前記第3膜と、の間に、設けられ、
前記第1膜は、金属膜であり、
前記第3膜は、非金属膜である、半導体装置。 It includes a first semiconductor element, includes a first surface, a second surface, and a side surface, the direction from the first surface to the second surface is along the first direction, and the side surface is the first surface. With the substrate intersecting the direction perpendicular to the direction,
A device layer including a second semiconductor element electrically connected to the first semiconductor element and provided on the first surface of the substrate, and
A membrane containing the first membrane
The film including the first film includes a first region, a second region, and a third region.
In the first direction, the substrate is located between the first region and the device layer, and in the second direction intersecting the first direction, the second region and the third region A film containing the first film, on which the substrate is located, and
With
The first film embeds the unevenness of the second surface and the unevenness of the side surface.
The film including the first film is
Including the third membrane,
The first film is provided between the substrate and the third film, and is provided.
The first film is a metal film and
The third film is a semiconductor device which is a non-metal film.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020014661A1 (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-07 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor devices by dividing wafer into chips and such semiconductor devices |
JP2006032504A (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
US20060186542A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Casio Computer Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2011253879A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nec Corp | Semiconductor element and substrate with built-in semiconductor |
JP2012124465A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-28 | Nitto Denko Corp | Film for flip-chip type semiconductor rear surface, dicing tape integrated type film for semiconductor rear surface, manufacturing method of the film for flip-chip type semiconductor rear surface, and semiconductor device |
US20140141597A1 (en) * | 2011-11-11 | 2014-05-22 | Invensas Corporation | Chips with high fracture toughness through a metal ring |
JP2015056571A (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 新日本無線株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
-
2020
- 2020-10-22 JP JP2020177253A patent/JP2021013039A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020014661A1 (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-07 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor devices by dividing wafer into chips and such semiconductor devices |
JP2002043251A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and method of manufacturing |
JP2006032504A (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
US20060186542A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Casio Computer Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2011253879A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nec Corp | Semiconductor element and substrate with built-in semiconductor |
JP2012124465A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-28 | Nitto Denko Corp | Film for flip-chip type semiconductor rear surface, dicing tape integrated type film for semiconductor rear surface, manufacturing method of the film for flip-chip type semiconductor rear surface, and semiconductor device |
US20140141597A1 (en) * | 2011-11-11 | 2014-05-22 | Invensas Corporation | Chips with high fracture toughness through a metal ring |
JP2015056571A (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 新日本無線株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
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