半導体装置およびその製造方法
【課題】小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板１と、半導体基板１の一方の主面に設けられた素子電極２と、半導体基板１の一方の主面側に配置された絶縁層４と、素子電極２と電気接続され、絶縁層４に接して配置された配線７とを含み、絶縁層４は凸部４ａを備え、配線７の一方の端部は素子電極２に接合され、他方の端部は凸部４ａの上面４ｂに配置されてランド部を構成している。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板１と、半導体基板１の一方の主面に設けられた素子電極２と、半導体基板１の一方の主面側に配置された絶縁層４と、素子電極２と電気接続され、絶縁層４に接して配置された配線７とを含み、絶縁層４は凸部４ａを備え、配線７の一方の端部は素子電極２に接合され、他方の端部は凸部４ａの上面４ｂに配置されてランド部を構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体装置およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の処理能力向上及び携帯性向上に対応するために、半導体装置などの電子部品は、高密度実装可能であることが要求されている。この要求に答えるべく、半導体装置の小型化や、外部端子数の増大が進み、複数の外部端子を実装基板と対向する面に配置したＢＧＡ(Ball grid array)や各種のＣＳＰ(chip size Package)が開発されている。
【０００３】
特に、半導体ウェハに素子電極と外部端子とを電気接続する配線を形成した後、最終工程で半導体ウェハを複数個に分割して得られるウェハレベルＣＳＰ（例えば“ＷＬＣＳＰ”（登録商標））は、ベアチップと同等に小型であるので、近年注目されている。
【０００４】
図１０は、ウェハレベルＣＳＰ型の半導体装置の一例を示す斜視図である。図１０では、内部構造を説明するために、ソルダーレジスト１８の一部が取り除かれている。図１０において、１００は半導体基板、１０２は素子電極、１３はパッシベーション膜、１４は絶縁層、１７ａは配線、１７ｂはランド、１８はソルダーレジスト、１９はバンプである。素子電極１０２とバンプ１９とは、配線１７ａ及びランド１７ｂを介して電気的に接続されている。ランド１７ｂは、平坦な絶縁層１４上に形成されている。
【特許文献１】特開平１１−５４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の半導体装置では、小型化や外部端子数の増加に伴い、隣り合う外部端子間の間隔が狭くなり、外部端子の小径化が必要となる。そのため、半導体装置を実装基板上に実装した状態では、半導体基板と実装基板との距離が短くなる。その結果、半導体基板の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差や、機械的負荷による実装基板の湾曲等に起因して発生する応力が、半導体基板と実装基板とを接合する部材（特に、バンプおよびランド）に加わった場合に、上記部材で応力を吸収することが困難となる。上記応力が上記部材に長期間加わると、応力が集中する部分、例えば、バンプとランドとの界面、またはバンプと実装基板との界面に、亀裂が発生することがあった。
【０００６】
本発明は、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置は、ランド部を備えた半導体装置であって、半導体基板と、前記半導体基板の一方の主面に設けられた素子電極と、前記半導体基板の一方の主面側に配置された絶縁層と、前記素子電極と電気接続され、前記絶縁層に接して配置された配線とを含み、前記絶縁層は凸部を備え、前記配線の一方の端部は前記素子電極に接合され、他方の端部は前記凸部の上面に配置されてランド部を構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、絶縁層が凸部を備え、配線の一方の端部が素子電極に接合され、他方の端部が凸部の上面に配置されてランド部を構成している。そのため、半導体装置が実装基板に実装された状態では、半導体基板と実装基板との間を大きくすることができる。半導体基板と実装基板との間が大きくなると、半導体基板の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差や、機械的負荷による実装基板の湾曲等に起因して発生する応力が、半導体基板と実装基板との間に配置された部材によって緩和され易くなる。その結果として、本発明では、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を用いて、本発明の半導体装置の一例、およびその製造方法の一例を説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の半導体装置の部分断面図である。図１において、右側に描かれた凸部４ａは、全部が断面であるが、左側に描かれた凸部４ａは、一部が断面となっている。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の半導体装置は、ランド部７ｂを備えた半導体装置であって、半導体基板１と、半導体基板１の一方の主面側に設けられた素子電極２と、半導体基板１の一方の主面側に配置された絶縁層４と、素子電極２と電気接続され、絶縁層４の半導体基板側の面の反対面側に接して配置された配線７とを備えている。
【００１２】
絶縁層４は凸部４ａ備えている。配線７の一方の端部は素子電極２に接合され、他方の端部は凸部４ａの上面４ｂ上に配置されてランド部７ｂを構成している。本実施形態の半導体装置では、配線７のうちの上面４ｂ上に配置された部分（ランド部７ｂ）が、外部端子として機能する。
【００１３】
尚、図１において、３はパッシベーション膜である。パッシベーション膜３は、例えば、シリコン酸化膜等からなる。配線７は、蒸着法により形成された蒸着金属層５と、電解メッキ法にて形成された電解メッキ層６とを含んでいる。蒸着金属層５は、バリア層５ａとシード層５ｂとからなる。
【００１４】
本実施形態の半導体装置では、絶縁層４が凸部４ａを備え、配線７の一方の端部が素子電極２に接合され、他方の端部が凸部４ａの上面４ｂに配置されてランド部７ｂを構成している。この構成により、半導体装置が実装基板（図示せず）に実装された際には、半導体基板１と実装基板との間を大きくすることができる。半導体基板１と実装基板との間が大きくなると、半導体基板１の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差や、機械的負荷による実装基板の湾曲等に起因して発生する応力（以下、「応力」と略する）が、半導体基板１と実装基板との間に配置された部材によって緩和され易くなる。その結果として、本実施形態の半導体装置では、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制されている。
【００１５】
半導体装置が実装基板に実装された状態で、半導体基板１と実装基板との間を大きくする他の方法として、ランド部の厚みを厚くしてランド部を柱状とすることが考えられる。しかし、柱状のランド部を得るためには、めっき工程にかかる時間が長くなる。また、めっき工程を長時間行うと、絶縁層等がめっき液に溶出し、めっき液寿命が短くなるという問題が生じる。本実施形態の半導体装置では、これらの問題を生じさせることなく、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化を抑制できる。
【００１６】
図１に示した例では、凸部４ａは、凸部４ａの基端側から凸部４ａの先端側へ向って傾斜し、上面４ｂに連結したジグザグ状の傾斜面４ｃを有している。配線７の一部は、傾斜面４ｃ上に形成されている。配線７のうちの傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃの形状は、折り返し部分を有する板バネ状となっている。配線７がこのような形態を含んでいると、応力により、配線が断線しにくくなり好ましい。
【００１７】
尚、上記基端側とは、凸部４ａのうちの半導体基板１側のことであり、上記先端側とは、凸部４ａのうちの半導体基板１から離れた側のことである。
【００１８】
上面４ｂにおける、絶縁層４と配線７との接合界面には、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合界面よりも、応力が集中し易い。配線７と絶縁層４とがいずれの箇所においても強固に接合された従来の半導体装置では、応力が集中する箇所において、配線が断線し易いという問題がある。そのため、上面４ｂにおける、絶縁層４と配線７との接合強度が、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合強度よりも小さいと好ましい。上記応力が加わった際、上面４ｂにおいて、例えば、配線７が絶縁層４から剥がれるなどして、絶縁層４による配線７の拘束が緩和され、この配線により、上記応力を分散することができるからである。その結果として、例えば、長期間応力が配線７に加わっても、配線がその応力により切断されることが抑制され、半導体装置の接続信頼性を高めることができる。
【００１９】
また、傾斜面４ｃにおける、絶縁層４と配線７との接合界面には、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合界面よりも、応力が集中し易い。配線７と絶縁層４とがいずれの箇所においても強固に接合された従来の半導体装置では、応力が集中する箇所において、配線が断線し易いという問題がある。そのため、傾斜面４ｃおける、絶縁層４と配線７との接合強度が、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合強度よりも小さいと好ましい。上記応力が加わった際、傾斜面４ｃにおいて、例えば、配線７が絶縁層４から剥がれるなどして、絶縁層４による配線７の拘束が緩和され、この配線により、上記応力を分散することができるからである。その結果として、、例えば、長期間応力が配線７に加わっても、配線７がその応力により切断されることが抑制され、半導体装置の接続信頼性を高めることができる。
【００２０】
図１に示すように、傾斜面４ｃは、互いに上下関係にあり、相対的に凸部４ａの先端側に配置された部分４ｅと、相対的に基端側に配置された部分４ｆとを含んでいる。傾斜面４ｃが形成されることによって、凸部４は、部分４ｅと部分４ｆとを連結する、段部４ｇを備えている。
【００２１】
配線７のうちの傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃについて、１対の長手方向の縁部のうちの一方の縁部７ｄは、段部４ｇの一部を覆っていると好ましい。上記一方の縁部７ｄが、段部４ｇの一部を覆っていると、配線７の強度が向上する点において好ましい。
【００２２】
図１Ｂに、図１Ａに示したＤ部分の拡大図を示している。図１Ｂに示すように、段部４ｇが傾斜しており、傾斜面４ｃのうちの先端側に配置された部分４ｅの一部は、基端側に配置された部分４ｆの一部の直上に配置されている。そのため、後述する本実施形態の半導体装置の製造の際に、配線を構成する蒸着金属層５をスパッタ等異方性の高い蒸着法により形成する工程において、マスク等を用いなくても、部分４ｅ上に形成される配線７の一部と、部分４ｆ上に形成される配線７の他の一部とが繋がらないように、蒸着金属層５を形成することができる。
【００２３】
図１Ｂに示した例では、段部４ｇが傾斜しており、傾斜面４ｃのうちの先端側に配置された部分４ｅの一部が、基端側に配置された部分４ｆの一部の直上に配置されているが、本実施形態の半導体装置はこのような形態に制限されない。例えば、図２Ａに示すように、段部４ｇのうちの部分４ｅ側が、部分４ｆ側よりも張り出していてもよいし、図２Ｂに示すように、段部４ｇの中央部が窪んでいてもよい。
【００２４】
バリア層５ａの材料としては、例えば、Ｃｒ等が、シード層５ｂの材料としては、例えば、Ｃｕ等が、メッキ層６の材料としては、例えば、Ｃｕ等が挙げられる。
【００２５】
(実施形態２)
図３に、本実施形態の半導体装置の一部断面図を示している。図３において、右側に描かれた凸部４ａは、全部が断面であるが、左側に描かれた凸部４ａは、一部が断面となっている。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態の半導体装置は、傾斜面４ｃが螺旋状に形成されており、この傾斜面４ｃ上に配線７の一部が形成されていること以外は実施形態１の半導体装置と同様の構成をしており、同様の効果を有している。
【００２７】
配線７のうちの傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃは、円弧のみによって構成される螺旋構造をしているが、本実施形態の半導体装置では、これに制限されず、配線７のうちの傾斜面上に形成された部分７ｃは、所定の角度、例えば、仰角１２０度以下の角度で順次連結された複数の直線で構成される螺旋構造をしていてもよい。複数の直線の接合部（屈曲部）には丸み付けまたは面取りがされることにより、応力により、配線が断線しにくくなり好ましい。
【００２８】
（実施形態３）
図４に本実施形態の半導体装置の一部断面図を示している、図４に示すように、本実施形態の半導体装置は、配線７が、Ｃｕよりも靭性の高いＮｉを含むＮｉ層１２をさらに含んでいること以外は、実施形態１の半導体装置と同様の構成をしており、同様の効果を有している。
【００２９】
本実施形態の半導体装置では、配線７が、Ｃｕよりも靭性の高いＮｉを含むＮｉ層１２を含んでいるので、実施形態１の半導体装置よりも、配線７の強度が向上している。Ｎｉ層１２は、配線７のうちの、少なくとも応力による影響を受け易い部分、すなわち、傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃおよびランド部７ｂを構成する部分のみに備えられていてもよい。
【００３０】
また、本実施形態の半導体装置では、配線７は、腐食による電気接続の劣化を防止するために、Ａｕで被覆されていてもよいし、または、有機防錆剤が付着されて防錆処理が施されていてもよい。
【００３１】
図５に示すように、本発明の半導体装置の一例では、絶縁層４の一部がソルダーレジスト８によって覆われていてもよい。
【００３２】
また、実施形態１〜３では、配線７のうちのランド部７ｂを構成する部分が、外部端子として機能を有するが、図５に示すように、本発明の半導体装置の一例では、ランド部７ｂ上に配置されたバンプ９をさらに含んでいてもよい。バンプ９には、印刷バンプまたは半田バンプ（半田ボール）等が挙げられる。
【００３３】
尚、実施形態１〜３の半導体装置では、いずれも、素子電極２の近傍において、配線７は絶縁層４に接しているが、素子電極２の近傍において、配線７はパッシベーション膜３に接していてもよい。
【００３４】
（実施形態４）
実施形態４では、図１に示した半導体装置の製造方法の一例を説明する。
【００３５】
本実施形態の半導体装置の製造方法では、まず、図６Ａに示すように、半導体基板１上に絶縁層４を形成する。尚、図６Ａにおいて、２は素子電極であり、３はパッシベーション膜である。絶縁層４は、例えば、下記のようにして形成する。
【００３６】
図７ＡおよびＢに、光硬化性樹脂を用いた光造形法により、絶縁層を形成する工程を示している。光造形法では、ＣＡＤにより作成された絶縁層４のパターニングデータに基づいて、絶縁層４を作製する。図７Ａにおいて、３０は上記光硬化性樹脂３１を収容したタンクである。上記光硬化性樹脂は液状である。３２はエレベータであり、エレベータ３２は、物体を載せるためのテーブル部３３を備えている。エレベータ３２は、鉛直方向に移動可能である。
【００３７】
テーブル部３３上に、半導体ウェハと半導体ウェハの一方の主面に形成された素子電極およびパッシベーション膜とを含む構造物３５を配置し、構造物３５を光硬化性樹脂３１に浸漬する。構造物３５は、その一方の主面と光硬化性樹脂３１の液面との距離がｐとなるようにテーブル部３３上に配置する。距離ｐは、０．数μｍ〜十数μｍが適当であるが、なだらかな傾斜面や曲面を実現する観点、且つ、生産効率の観点から、特に、０．３μｍ〜４μｍであると好ましい。
【００３８】
パターニングデータに基づいてレーザー光３４を走行させると、レーザー光３４が照射された液面近傍の光硬化性樹脂は半硬化される。続いて、図７Ｂに示すように、エレベータ３２を、半硬化された樹脂表面３６と光硬化性樹脂３１の液面との距離がｐとなるように降下し、パターニングデータに基づいてレーザー光３４を走行させる。このような処理を繰り返すことによって、所望の形状の半硬化物を形成する。
【００３９】
次に、エレベータ３２を上昇してテーブル部３３を光硬化性樹脂３１から引き上げた後、半硬化物に付着した余分な光硬化性樹脂を半硬化物から除去する。次いで、半硬化物に紫外線等を照射して、半硬化物を十分に硬化させ、絶縁層４を得る。
【００４０】
尚、レーザー光３４は、光硬化性樹脂３１を硬化することができるものであれば特に制限はなく、例えば、紫外線レーザー光、炭酸ガスレーザー光等が挙げられる。
【００４１】
光硬化性樹脂は、例えば、光重合性ポリマー（オリゴマー）と、反応性希釈剤と、光重合開始剤とを含んでいる。上記光硬化性樹脂は、露光されることにより、光が照射された部分だけが硬化する性質を有している。上記光硬化性樹脂には、必要に応じて光重合助剤、添加剤などが含まれていてもよい。
【００４２】
光重合性ポリマーは、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、エステルアクリレート系、アクリレート系などのラジカル重合反応で硬化するタイプと、エポキシ系、ビニルエーテル系などのカチオン重合反応により硬化するタイプとに大別される。いずれの光重合性ポリマーを使用するかは、反応速度、収縮歪み、寸法精度、耐熱性、強度などを考慮して決定される。
【００４３】
ウレタンアクリレート系の光重合性ポリマーは、反応速度が早く、分子間凝集力が大きく、機械的強度、および耐熱性が高い。そのため、強度を重要視する場合、光重合性樹脂は、ウレタンアクリレート系の光重合性ポリマーを含んでいると好ましい。
【００４４】
一方、エポキシ系の光重合性ポリマーは、重合反応速度が遅いが、収縮歪みが小さいので、寸法精度を重視する場合、光重合性ポリマーは、エポキシ系の光重合性ポリマーを含んでいると好ましい。
【００４５】
エポキシ系の光重合性ポリマーとしては、例えば、旭電化工業社製“ＨＳ-６８１”(商品名)、新日鉄化学社製のカルド樹脂、ＤＳＭ−ＳＯＭＯＳ社製“ＳＯＭＯＳ８１００”(商品名)(ＪＳＲ社からも同じものがＳＣＲ−８１００シリーズとして販売されている)、Ｖａｎｔｉｃｏ社(旧チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社)製“ＳＬ−７５４０”(商品名)等が挙げられる。
【００４６】
ウレタンアクリレート系の光重合性ポリマーとしては、例えば、帝人製機社“ＴＳＲ−１９３８Ｍ”(商品名)などが挙げられる。
【００４７】
次に、図６Ｂに示すように、半導体基板１と絶縁層４とを含む積層体の、絶縁層４側の面全面に、スパッタリング法等の異方性蒸着法により、バリア層５ａとシード層５ｂとを含む蒸着金属層５を形成する。シード層５ｂは、バリア層５ａを形成した後、真空下で形成する。
【００４８】
図６Ｂに示すように、段部４ｇは傾斜しており、傾斜面４ｃのうちの、互いに上下関係にあり、相対的に凸部４ａの先端側に配置された部分４ｅの一部は、相対的に基端側に配置された部分４ｆの一部の直上に配置されている。そのため、蒸着金属層５の形成の際、部分４ｅと重なった部分４ｆの箇所１０には、金属が蒸着しない。したがって、蒸着金属層５の形成の際に、部分４ｅ上に形成される蒸着金属層５の一部と、部分４ｆ上に形成される蒸着金属層５の他の一部とが繋がらないように、蒸着金属層５を形成できる。
【００４９】
スパッタリングに先立ち、プラズマ処理によって、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄを粗化し、絶縁層４とバリア層５ａとの密着強度を向上させることが好ましい。また、プラズマ処理により、素子電極２表面に付着した樹脂も除去するとよい。ただし、本実施形態の半導体装置の製造方法では、凸部４の上面４ｂや、傾斜面４ｃに対しては、粗化処理は行わない。このようにすれば、上面および傾斜面における、絶縁層と配線との接合強度を、絶縁層のうちの素子電極２の近傍における、絶縁層と配線との接合強度よりも小さくすることができる。
【００５０】
プラズマ処理の具体的方法や、プラズマ処理に用いられる反応ガスの種類は、絶縁層４の樹脂を選択的にエッチングできるのであれば特に制限はない。本実施形態の半導体装置の製造方法では、プラズマ処理方法として、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)処理法が、反応ガスとして、Ｏ2ガス、Ｎ2ガス、またはＯ2ガスとＣＦ4ガスの混合ガス等が用いられる。
【００５１】
上記バリア層５ａの材料としては、絶縁層４、素子電極２及びパッシベーション膜３との密着性が良く、且つ、シード層５ｂのエッチングに用いられるエッチング液に対してバリア性を有する、例えば、Ｃｒ等が用いられる。
【００５２】
シード層５ｂの材料としては、後の電解めっき工程において給電部材として働く為に、抵抗率の低い金属であることが必要であり、一般にはＣｕが用いられる。
【００５３】
バリア層５ａの厚みは、シード層５ｂのエッチングに用いられるエッチング液に対するバリア性の観点から、０．１μｍ〜０．２μｍ程度が好ましい。シード層５ｂの厚みは、電気抵抗、析出応力およびエッチングの容易さの観点から、０．２μｍ〜０．５μｍ程度が好ましい。
【００５４】
次に、図８Ａに示すように、蒸着金属層５上に感光性レジスト材料を塗布する。次いで、感光性レジスト材料を、乾燥、露光、現像することによりフォトマスク１１を形成する。その後、Ｏ2ガスによるプラズマ処理により感光性レジスト材料の現像残さを除去する。
【００５５】
次に、図８Ｂに示すように、電解Ｃｕめっき法により、蒸着金属層５のフォトマスク１１によって覆われていない部分に、メッキ層６を選択的に形成する。メッキ層６の厚みは、シード層５ｂの厚みより厚い。メッキ層６の厚みは、電気抵抗と機械的強度の観点から５μｍ〜１１μｍ程度が好ましい。
【００５６】
次に、フォトマスク１１を蒸着金属層５から剥離し、さらに、Ｏ2プラズマを用いたプラズマ処理により、フォトマスク１１の剥離残さを除去する。
【００５７】
次に、シード層５ｂとメッキ層６とを、エッチング液にてエッチングする。図９Ａに示すように、メッキ層６よりもシード層５ｂの方が厚みが薄いので、メッキ層６よりもシード層５ｂの方が先に除去される。上記エッチング液には、バリア層５ａは溶かさず、シード層５ｂを選択的にエッチングできる溶液、例えば、（過酸化水素-硫酸水溶液、過硫酸塩水溶液）を用いる。
【００５８】
次に、シード層５ｂが除去されることによって露出されたバリア層５ａを、（例えば水酸化ナトリウム-フェリシアン化カリウム水溶液）を用いてエッチングにより除去する。図９Ｂに示すように、残されたメッキ層６、シード層５ｂ、バリア層５ａからなる積層体が配線７となる。その後、得られた配線７を（プリント基板の防錆剤）等の有機系防錆剤に浸漬して、配線７に防錆処理を施してもよい。
【００５９】
次に、半導体ウェハを所定の箇所で切断して複数に分割し、複数の半導体装置を得る。尚、半導体ウェハを切断するまえに、絶縁層４の一部をソルダーレジスト８（図５参照）によって覆ってもよい。
【００６０】
以上のように、絶縁層４を、光造形法を用いて形成すれば、所定の形状の凸部４ａを有する絶縁層４を、例えば、マスク等を用いることなく形成できる。そのため、本実施形態の半導体装置の製造方法では、工程数が少ない。本実施形態の半導体装置の製造方法では、マスク等を用いて形成するよりも、短時間かつ低コストで半導体装置を小ロット生産できる。
【００６１】
尚、図８Ａを用いて説明した工程では、フォトレジスト１１を形成し、不必要な箇所にメッキ層６が形成されないようにしているが、フォトレジスト１１を形成する工程及び感光性レジスト材料の現像残さを除去する工程は省略してもよい。
【００６２】
配線７は、例えば、Ｃｕからなるメッキ層６の上に、Ｃｕよりも靱性の高いＮｉを含むＮｉ層をさらに含んでいてもよい。Ｎｉ層は、例えば、電気めっき法によりＣｕ層の上にＮｉを堆積することにより形成できる。
【００６３】
図８Ｂを用いて説明した工程では、メッキ層６を形成したが、強度、電気的特性についての問題がない場合は、メッキ層６は形成する必要はなく、金属蒸着層５のみを配線７としてもよい。この場合は、フォトレジスト１１の形成工程、メッキ層６の形成工程、フォトレジスト１１を除去する工程、蒸着金属層５をエッチングする工程は、不要である。
【００６４】
また、図５に示した例のように、半導体装置を実装基板上に実装した状態で、半導体基板１と実装基板との距離をより大きくするために、ランド部上にバンプ９を形成してもよい。
【００６５】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、半導体ウェハに素子電極とランド部とを電気接続する配線７を形成した後、最終工程で半導体ウェハを複数個に分割する、ウェハレベルＣＳＰ型の半導体装置の製造方法を説明したが、予め所定の形状に切断された半導体基板上に、素子電極２、絶縁層４および配線７等を形成してもよい。
【００６６】
［産業上の利用可能性］
本発明の半導体装置およびその製造方法では、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供できるので、ＢＧＡタイプや各種のＣＳＰタイプの半導体装置およびその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】Ａは、本発明の半導体装置の一例を説明する部分断面図であり、Ｂは、Ｄ部分の拡大図
【図２】ＡＢは、本発明の半導体装置の一例における段部の構造を説明する断面図
【図３】本発明の半導体装置の他の例を説明する部分断面図
【図４】本発明の半導体装置のさらに他の例を説明する部分断面図
【図５】本発明の半導体装置のさらに他の例を説明する部分断面図
【図６】ＡＢは、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程別部分断面図
【図７】ＡＢは、光造形法により絶縁層を形成する工程を説明する断面図
【図８】ＡＢは、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程別部分断面図
【図９】ＡＢは、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程別部分断面図
【図１０】従来の半導体装置の一例を説明する斜視図
【符号の説明】
【００６８】
１ 半導体基板
２ 素子電極
３ パッシベーション膜
４ 絶縁層
４ａ 凸部
４ｂ 上面
４ｃ 傾斜面
４ｄ 絶縁層のうちの素子電極の近傍
４ｅ 絶縁層のうちの凸部の先端側に配置された部分
４ｆ 絶縁層のうちの基端側に配置された部分
４ｇ 段部
５ 蒸着金属層
５ａ バリア層
５ｂ シード層
６ メッキ層
７ 配線
７ｂ ランド部
７ｃ 配線のうちの傾斜面上に形成された部分
８ ソルダーレジスト
９ バンプ
【技術分野】
【０００１】
半導体装置およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の処理能力向上及び携帯性向上に対応するために、半導体装置などの電子部品は、高密度実装可能であることが要求されている。この要求に答えるべく、半導体装置の小型化や、外部端子数の増大が進み、複数の外部端子を実装基板と対向する面に配置したＢＧＡ(Ball grid array)や各種のＣＳＰ(chip size Package)が開発されている。
【０００３】
特に、半導体ウェハに素子電極と外部端子とを電気接続する配線を形成した後、最終工程で半導体ウェハを複数個に分割して得られるウェハレベルＣＳＰ（例えば“ＷＬＣＳＰ”（登録商標））は、ベアチップと同等に小型であるので、近年注目されている。
【０００４】
図１０は、ウェハレベルＣＳＰ型の半導体装置の一例を示す斜視図である。図１０では、内部構造を説明するために、ソルダーレジスト１８の一部が取り除かれている。図１０において、１００は半導体基板、１０２は素子電極、１３はパッシベーション膜、１４は絶縁層、１７ａは配線、１７ｂはランド、１８はソルダーレジスト、１９はバンプである。素子電極１０２とバンプ１９とは、配線１７ａ及びランド１７ｂを介して電気的に接続されている。ランド１７ｂは、平坦な絶縁層１４上に形成されている。
【特許文献１】特開平１１−５４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の半導体装置では、小型化や外部端子数の増加に伴い、隣り合う外部端子間の間隔が狭くなり、外部端子の小径化が必要となる。そのため、半導体装置を実装基板上に実装した状態では、半導体基板と実装基板との距離が短くなる。その結果、半導体基板の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差や、機械的負荷による実装基板の湾曲等に起因して発生する応力が、半導体基板と実装基板とを接合する部材（特に、バンプおよびランド）に加わった場合に、上記部材で応力を吸収することが困難となる。上記応力が上記部材に長期間加わると、応力が集中する部分、例えば、バンプとランドとの界面、またはバンプと実装基板との界面に、亀裂が発生することがあった。
【０００６】
本発明は、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置は、ランド部を備えた半導体装置であって、半導体基板と、前記半導体基板の一方の主面に設けられた素子電極と、前記半導体基板の一方の主面側に配置された絶縁層と、前記素子電極と電気接続され、前記絶縁層に接して配置された配線とを含み、前記絶縁層は凸部を備え、前記配線の一方の端部は前記素子電極に接合され、他方の端部は前記凸部の上面に配置されてランド部を構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、絶縁層が凸部を備え、配線の一方の端部が素子電極に接合され、他方の端部が凸部の上面に配置されてランド部を構成している。そのため、半導体装置が実装基板に実装された状態では、半導体基板と実装基板との間を大きくすることができる。半導体基板と実装基板との間が大きくなると、半導体基板の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差や、機械的負荷による実装基板の湾曲等に起因して発生する応力が、半導体基板と実装基板との間に配置された部材によって緩和され易くなる。その結果として、本発明では、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を用いて、本発明の半導体装置の一例、およびその製造方法の一例を説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の半導体装置の部分断面図である。図１において、右側に描かれた凸部４ａは、全部が断面であるが、左側に描かれた凸部４ａは、一部が断面となっている。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の半導体装置は、ランド部７ｂを備えた半導体装置であって、半導体基板１と、半導体基板１の一方の主面側に設けられた素子電極２と、半導体基板１の一方の主面側に配置された絶縁層４と、素子電極２と電気接続され、絶縁層４の半導体基板側の面の反対面側に接して配置された配線７とを備えている。
【００１２】
絶縁層４は凸部４ａ備えている。配線７の一方の端部は素子電極２に接合され、他方の端部は凸部４ａの上面４ｂ上に配置されてランド部７ｂを構成している。本実施形態の半導体装置では、配線７のうちの上面４ｂ上に配置された部分（ランド部７ｂ）が、外部端子として機能する。
【００１３】
尚、図１において、３はパッシベーション膜である。パッシベーション膜３は、例えば、シリコン酸化膜等からなる。配線７は、蒸着法により形成された蒸着金属層５と、電解メッキ法にて形成された電解メッキ層６とを含んでいる。蒸着金属層５は、バリア層５ａとシード層５ｂとからなる。
【００１４】
本実施形態の半導体装置では、絶縁層４が凸部４ａを備え、配線７の一方の端部が素子電極２に接合され、他方の端部が凸部４ａの上面４ｂに配置されてランド部７ｂを構成している。この構成により、半導体装置が実装基板（図示せず）に実装された際には、半導体基板１と実装基板との間を大きくすることができる。半導体基板１と実装基板との間が大きくなると、半導体基板１の熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差や、機械的負荷による実装基板の湾曲等に起因して発生する応力（以下、「応力」と略する）が、半導体基板１と実装基板との間に配置された部材によって緩和され易くなる。その結果として、本実施形態の半導体装置では、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制されている。
【００１５】
半導体装置が実装基板に実装された状態で、半導体基板１と実装基板との間を大きくする他の方法として、ランド部の厚みを厚くしてランド部を柱状とすることが考えられる。しかし、柱状のランド部を得るためには、めっき工程にかかる時間が長くなる。また、めっき工程を長時間行うと、絶縁層等がめっき液に溶出し、めっき液寿命が短くなるという問題が生じる。本実施形態の半導体装置では、これらの問題を生じさせることなく、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化を抑制できる。
【００１６】
図１に示した例では、凸部４ａは、凸部４ａの基端側から凸部４ａの先端側へ向って傾斜し、上面４ｂに連結したジグザグ状の傾斜面４ｃを有している。配線７の一部は、傾斜面４ｃ上に形成されている。配線７のうちの傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃの形状は、折り返し部分を有する板バネ状となっている。配線７がこのような形態を含んでいると、応力により、配線が断線しにくくなり好ましい。
【００１７】
尚、上記基端側とは、凸部４ａのうちの半導体基板１側のことであり、上記先端側とは、凸部４ａのうちの半導体基板１から離れた側のことである。
【００１８】
上面４ｂにおける、絶縁層４と配線７との接合界面には、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合界面よりも、応力が集中し易い。配線７と絶縁層４とがいずれの箇所においても強固に接合された従来の半導体装置では、応力が集中する箇所において、配線が断線し易いという問題がある。そのため、上面４ｂにおける、絶縁層４と配線７との接合強度が、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合強度よりも小さいと好ましい。上記応力が加わった際、上面４ｂにおいて、例えば、配線７が絶縁層４から剥がれるなどして、絶縁層４による配線７の拘束が緩和され、この配線により、上記応力を分散することができるからである。その結果として、例えば、長期間応力が配線７に加わっても、配線がその応力により切断されることが抑制され、半導体装置の接続信頼性を高めることができる。
【００１９】
また、傾斜面４ｃにおける、絶縁層４と配線７との接合界面には、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合界面よりも、応力が集中し易い。配線７と絶縁層４とがいずれの箇所においても強固に接合された従来の半導体装置では、応力が集中する箇所において、配線が断線し易いという問題がある。そのため、傾斜面４ｃおける、絶縁層４と配線７との接合強度が、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄにおける、配線７と絶縁層４との接合強度よりも小さいと好ましい。上記応力が加わった際、傾斜面４ｃにおいて、例えば、配線７が絶縁層４から剥がれるなどして、絶縁層４による配線７の拘束が緩和され、この配線により、上記応力を分散することができるからである。その結果として、、例えば、長期間応力が配線７に加わっても、配線７がその応力により切断されることが抑制され、半導体装置の接続信頼性を高めることができる。
【００２０】
図１に示すように、傾斜面４ｃは、互いに上下関係にあり、相対的に凸部４ａの先端側に配置された部分４ｅと、相対的に基端側に配置された部分４ｆとを含んでいる。傾斜面４ｃが形成されることによって、凸部４は、部分４ｅと部分４ｆとを連結する、段部４ｇを備えている。
【００２１】
配線７のうちの傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃについて、１対の長手方向の縁部のうちの一方の縁部７ｄは、段部４ｇの一部を覆っていると好ましい。上記一方の縁部７ｄが、段部４ｇの一部を覆っていると、配線７の強度が向上する点において好ましい。
【００２２】
図１Ｂに、図１Ａに示したＤ部分の拡大図を示している。図１Ｂに示すように、段部４ｇが傾斜しており、傾斜面４ｃのうちの先端側に配置された部分４ｅの一部は、基端側に配置された部分４ｆの一部の直上に配置されている。そのため、後述する本実施形態の半導体装置の製造の際に、配線を構成する蒸着金属層５をスパッタ等異方性の高い蒸着法により形成する工程において、マスク等を用いなくても、部分４ｅ上に形成される配線７の一部と、部分４ｆ上に形成される配線７の他の一部とが繋がらないように、蒸着金属層５を形成することができる。
【００２３】
図１Ｂに示した例では、段部４ｇが傾斜しており、傾斜面４ｃのうちの先端側に配置された部分４ｅの一部が、基端側に配置された部分４ｆの一部の直上に配置されているが、本実施形態の半導体装置はこのような形態に制限されない。例えば、図２Ａに示すように、段部４ｇのうちの部分４ｅ側が、部分４ｆ側よりも張り出していてもよいし、図２Ｂに示すように、段部４ｇの中央部が窪んでいてもよい。
【００２４】
バリア層５ａの材料としては、例えば、Ｃｒ等が、シード層５ｂの材料としては、例えば、Ｃｕ等が、メッキ層６の材料としては、例えば、Ｃｕ等が挙げられる。
【００２５】
(実施形態２)
図３に、本実施形態の半導体装置の一部断面図を示している。図３において、右側に描かれた凸部４ａは、全部が断面であるが、左側に描かれた凸部４ａは、一部が断面となっている。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態の半導体装置は、傾斜面４ｃが螺旋状に形成されており、この傾斜面４ｃ上に配線７の一部が形成されていること以外は実施形態１の半導体装置と同様の構成をしており、同様の効果を有している。
【００２７】
配線７のうちの傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃは、円弧のみによって構成される螺旋構造をしているが、本実施形態の半導体装置では、これに制限されず、配線７のうちの傾斜面上に形成された部分７ｃは、所定の角度、例えば、仰角１２０度以下の角度で順次連結された複数の直線で構成される螺旋構造をしていてもよい。複数の直線の接合部（屈曲部）には丸み付けまたは面取りがされることにより、応力により、配線が断線しにくくなり好ましい。
【００２８】
（実施形態３）
図４に本実施形態の半導体装置の一部断面図を示している、図４に示すように、本実施形態の半導体装置は、配線７が、Ｃｕよりも靭性の高いＮｉを含むＮｉ層１２をさらに含んでいること以外は、実施形態１の半導体装置と同様の構成をしており、同様の効果を有している。
【００２９】
本実施形態の半導体装置では、配線７が、Ｃｕよりも靭性の高いＮｉを含むＮｉ層１２を含んでいるので、実施形態１の半導体装置よりも、配線７の強度が向上している。Ｎｉ層１２は、配線７のうちの、少なくとも応力による影響を受け易い部分、すなわち、傾斜面４ｃ上に形成された部分７ｃおよびランド部７ｂを構成する部分のみに備えられていてもよい。
【００３０】
また、本実施形態の半導体装置では、配線７は、腐食による電気接続の劣化を防止するために、Ａｕで被覆されていてもよいし、または、有機防錆剤が付着されて防錆処理が施されていてもよい。
【００３１】
図５に示すように、本発明の半導体装置の一例では、絶縁層４の一部がソルダーレジスト８によって覆われていてもよい。
【００３２】
また、実施形態１〜３では、配線７のうちのランド部７ｂを構成する部分が、外部端子として機能を有するが、図５に示すように、本発明の半導体装置の一例では、ランド部７ｂ上に配置されたバンプ９をさらに含んでいてもよい。バンプ９には、印刷バンプまたは半田バンプ（半田ボール）等が挙げられる。
【００３３】
尚、実施形態１〜３の半導体装置では、いずれも、素子電極２の近傍において、配線７は絶縁層４に接しているが、素子電極２の近傍において、配線７はパッシベーション膜３に接していてもよい。
【００３４】
（実施形態４）
実施形態４では、図１に示した半導体装置の製造方法の一例を説明する。
【００３５】
本実施形態の半導体装置の製造方法では、まず、図６Ａに示すように、半導体基板１上に絶縁層４を形成する。尚、図６Ａにおいて、２は素子電極であり、３はパッシベーション膜である。絶縁層４は、例えば、下記のようにして形成する。
【００３６】
図７ＡおよびＢに、光硬化性樹脂を用いた光造形法により、絶縁層を形成する工程を示している。光造形法では、ＣＡＤにより作成された絶縁層４のパターニングデータに基づいて、絶縁層４を作製する。図７Ａにおいて、３０は上記光硬化性樹脂３１を収容したタンクである。上記光硬化性樹脂は液状である。３２はエレベータであり、エレベータ３２は、物体を載せるためのテーブル部３３を備えている。エレベータ３２は、鉛直方向に移動可能である。
【００３７】
テーブル部３３上に、半導体ウェハと半導体ウェハの一方の主面に形成された素子電極およびパッシベーション膜とを含む構造物３５を配置し、構造物３５を光硬化性樹脂３１に浸漬する。構造物３５は、その一方の主面と光硬化性樹脂３１の液面との距離がｐとなるようにテーブル部３３上に配置する。距離ｐは、０．数μｍ〜十数μｍが適当であるが、なだらかな傾斜面や曲面を実現する観点、且つ、生産効率の観点から、特に、０．３μｍ〜４μｍであると好ましい。
【００３８】
パターニングデータに基づいてレーザー光３４を走行させると、レーザー光３４が照射された液面近傍の光硬化性樹脂は半硬化される。続いて、図７Ｂに示すように、エレベータ３２を、半硬化された樹脂表面３６と光硬化性樹脂３１の液面との距離がｐとなるように降下し、パターニングデータに基づいてレーザー光３４を走行させる。このような処理を繰り返すことによって、所望の形状の半硬化物を形成する。
【００３９】
次に、エレベータ３２を上昇してテーブル部３３を光硬化性樹脂３１から引き上げた後、半硬化物に付着した余分な光硬化性樹脂を半硬化物から除去する。次いで、半硬化物に紫外線等を照射して、半硬化物を十分に硬化させ、絶縁層４を得る。
【００４０】
尚、レーザー光３４は、光硬化性樹脂３１を硬化することができるものであれば特に制限はなく、例えば、紫外線レーザー光、炭酸ガスレーザー光等が挙げられる。
【００４１】
光硬化性樹脂は、例えば、光重合性ポリマー（オリゴマー）と、反応性希釈剤と、光重合開始剤とを含んでいる。上記光硬化性樹脂は、露光されることにより、光が照射された部分だけが硬化する性質を有している。上記光硬化性樹脂には、必要に応じて光重合助剤、添加剤などが含まれていてもよい。
【００４２】
光重合性ポリマーは、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、エステルアクリレート系、アクリレート系などのラジカル重合反応で硬化するタイプと、エポキシ系、ビニルエーテル系などのカチオン重合反応により硬化するタイプとに大別される。いずれの光重合性ポリマーを使用するかは、反応速度、収縮歪み、寸法精度、耐熱性、強度などを考慮して決定される。
【００４３】
ウレタンアクリレート系の光重合性ポリマーは、反応速度が早く、分子間凝集力が大きく、機械的強度、および耐熱性が高い。そのため、強度を重要視する場合、光重合性樹脂は、ウレタンアクリレート系の光重合性ポリマーを含んでいると好ましい。
【００４４】
一方、エポキシ系の光重合性ポリマーは、重合反応速度が遅いが、収縮歪みが小さいので、寸法精度を重視する場合、光重合性ポリマーは、エポキシ系の光重合性ポリマーを含んでいると好ましい。
【００４５】
エポキシ系の光重合性ポリマーとしては、例えば、旭電化工業社製“ＨＳ-６８１”(商品名)、新日鉄化学社製のカルド樹脂、ＤＳＭ−ＳＯＭＯＳ社製“ＳＯＭＯＳ８１００”(商品名)(ＪＳＲ社からも同じものがＳＣＲ−８１００シリーズとして販売されている)、Ｖａｎｔｉｃｏ社(旧チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社)製“ＳＬ−７５４０”(商品名)等が挙げられる。
【００４６】
ウレタンアクリレート系の光重合性ポリマーとしては、例えば、帝人製機社“ＴＳＲ−１９３８Ｍ”(商品名)などが挙げられる。
【００４７】
次に、図６Ｂに示すように、半導体基板１と絶縁層４とを含む積層体の、絶縁層４側の面全面に、スパッタリング法等の異方性蒸着法により、バリア層５ａとシード層５ｂとを含む蒸着金属層５を形成する。シード層５ｂは、バリア層５ａを形成した後、真空下で形成する。
【００４８】
図６Ｂに示すように、段部４ｇは傾斜しており、傾斜面４ｃのうちの、互いに上下関係にあり、相対的に凸部４ａの先端側に配置された部分４ｅの一部は、相対的に基端側に配置された部分４ｆの一部の直上に配置されている。そのため、蒸着金属層５の形成の際、部分４ｅと重なった部分４ｆの箇所１０には、金属が蒸着しない。したがって、蒸着金属層５の形成の際に、部分４ｅ上に形成される蒸着金属層５の一部と、部分４ｆ上に形成される蒸着金属層５の他の一部とが繋がらないように、蒸着金属層５を形成できる。
【００４９】
スパッタリングに先立ち、プラズマ処理によって、絶縁層４のうちの素子電極２の近傍４ｄを粗化し、絶縁層４とバリア層５ａとの密着強度を向上させることが好ましい。また、プラズマ処理により、素子電極２表面に付着した樹脂も除去するとよい。ただし、本実施形態の半導体装置の製造方法では、凸部４の上面４ｂや、傾斜面４ｃに対しては、粗化処理は行わない。このようにすれば、上面および傾斜面における、絶縁層と配線との接合強度を、絶縁層のうちの素子電極２の近傍における、絶縁層と配線との接合強度よりも小さくすることができる。
【００５０】
プラズマ処理の具体的方法や、プラズマ処理に用いられる反応ガスの種類は、絶縁層４の樹脂を選択的にエッチングできるのであれば特に制限はない。本実施形態の半導体装置の製造方法では、プラズマ処理方法として、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)処理法が、反応ガスとして、Ｏ2ガス、Ｎ2ガス、またはＯ2ガスとＣＦ4ガスの混合ガス等が用いられる。
【００５１】
上記バリア層５ａの材料としては、絶縁層４、素子電極２及びパッシベーション膜３との密着性が良く、且つ、シード層５ｂのエッチングに用いられるエッチング液に対してバリア性を有する、例えば、Ｃｒ等が用いられる。
【００５２】
シード層５ｂの材料としては、後の電解めっき工程において給電部材として働く為に、抵抗率の低い金属であることが必要であり、一般にはＣｕが用いられる。
【００５３】
バリア層５ａの厚みは、シード層５ｂのエッチングに用いられるエッチング液に対するバリア性の観点から、０．１μｍ〜０．２μｍ程度が好ましい。シード層５ｂの厚みは、電気抵抗、析出応力およびエッチングの容易さの観点から、０．２μｍ〜０．５μｍ程度が好ましい。
【００５４】
次に、図８Ａに示すように、蒸着金属層５上に感光性レジスト材料を塗布する。次いで、感光性レジスト材料を、乾燥、露光、現像することによりフォトマスク１１を形成する。その後、Ｏ2ガスによるプラズマ処理により感光性レジスト材料の現像残さを除去する。
【００５５】
次に、図８Ｂに示すように、電解Ｃｕめっき法により、蒸着金属層５のフォトマスク１１によって覆われていない部分に、メッキ層６を選択的に形成する。メッキ層６の厚みは、シード層５ｂの厚みより厚い。メッキ層６の厚みは、電気抵抗と機械的強度の観点から５μｍ〜１１μｍ程度が好ましい。
【００５６】
次に、フォトマスク１１を蒸着金属層５から剥離し、さらに、Ｏ2プラズマを用いたプラズマ処理により、フォトマスク１１の剥離残さを除去する。
【００５７】
次に、シード層５ｂとメッキ層６とを、エッチング液にてエッチングする。図９Ａに示すように、メッキ層６よりもシード層５ｂの方が厚みが薄いので、メッキ層６よりもシード層５ｂの方が先に除去される。上記エッチング液には、バリア層５ａは溶かさず、シード層５ｂを選択的にエッチングできる溶液、例えば、（過酸化水素-硫酸水溶液、過硫酸塩水溶液）を用いる。
【００５８】
次に、シード層５ｂが除去されることによって露出されたバリア層５ａを、（例えば水酸化ナトリウム-フェリシアン化カリウム水溶液）を用いてエッチングにより除去する。図９Ｂに示すように、残されたメッキ層６、シード層５ｂ、バリア層５ａからなる積層体が配線７となる。その後、得られた配線７を（プリント基板の防錆剤）等の有機系防錆剤に浸漬して、配線７に防錆処理を施してもよい。
【００５９】
次に、半導体ウェハを所定の箇所で切断して複数に分割し、複数の半導体装置を得る。尚、半導体ウェハを切断するまえに、絶縁層４の一部をソルダーレジスト８（図５参照）によって覆ってもよい。
【００６０】
以上のように、絶縁層４を、光造形法を用いて形成すれば、所定の形状の凸部４ａを有する絶縁層４を、例えば、マスク等を用いることなく形成できる。そのため、本実施形態の半導体装置の製造方法では、工程数が少ない。本実施形態の半導体装置の製造方法では、マスク等を用いて形成するよりも、短時間かつ低コストで半導体装置を小ロット生産できる。
【００６１】
尚、図８Ａを用いて説明した工程では、フォトレジスト１１を形成し、不必要な箇所にメッキ層６が形成されないようにしているが、フォトレジスト１１を形成する工程及び感光性レジスト材料の現像残さを除去する工程は省略してもよい。
【００６２】
配線７は、例えば、Ｃｕからなるメッキ層６の上に、Ｃｕよりも靱性の高いＮｉを含むＮｉ層をさらに含んでいてもよい。Ｎｉ層は、例えば、電気めっき法によりＣｕ層の上にＮｉを堆積することにより形成できる。
【００６３】
図８Ｂを用いて説明した工程では、メッキ層６を形成したが、強度、電気的特性についての問題がない場合は、メッキ層６は形成する必要はなく、金属蒸着層５のみを配線７としてもよい。この場合は、フォトレジスト１１の形成工程、メッキ層６の形成工程、フォトレジスト１１を除去する工程、蒸着金属層５をエッチングする工程は、不要である。
【００６４】
また、図５に示した例のように、半導体装置を実装基板上に実装した状態で、半導体基板１と実装基板との距離をより大きくするために、ランド部上にバンプ９を形成してもよい。
【００６５】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、半導体ウェハに素子電極とランド部とを電気接続する配線７を形成した後、最終工程で半導体ウェハを複数個に分割する、ウェハレベルＣＳＰ型の半導体装置の製造方法を説明したが、予め所定の形状に切断された半導体基板上に、素子電極２、絶縁層４および配線７等を形成してもよい。
【００６６】
［産業上の利用可能性］
本発明の半導体装置およびその製造方法では、小型化または外部端子数の増加に伴う、電気接続性の劣化が抑制された半導体装置を提供できるので、ＢＧＡタイプや各種のＣＳＰタイプの半導体装置およびその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】Ａは、本発明の半導体装置の一例を説明する部分断面図であり、Ｂは、Ｄ部分の拡大図
【図２】ＡＢは、本発明の半導体装置の一例における段部の構造を説明する断面図
【図３】本発明の半導体装置の他の例を説明する部分断面図
【図４】本発明の半導体装置のさらに他の例を説明する部分断面図
【図５】本発明の半導体装置のさらに他の例を説明する部分断面図
【図６】ＡＢは、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程別部分断面図
【図７】ＡＢは、光造形法により絶縁層を形成する工程を説明する断面図
【図８】ＡＢは、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程別部分断面図
【図９】ＡＢは、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程別部分断面図
【図１０】従来の半導体装置の一例を説明する斜視図
【符号の説明】
【００６８】
１ 半導体基板
２ 素子電極
３ パッシベーション膜
４ 絶縁層
４ａ 凸部
４ｂ 上面
４ｃ 傾斜面
４ｄ 絶縁層のうちの素子電極の近傍
４ｅ 絶縁層のうちの凸部の先端側に配置された部分
４ｆ 絶縁層のうちの基端側に配置された部分
４ｇ 段部
５ 蒸着金属層
５ａ バリア層
５ｂ シード層
６ メッキ層
７ 配線
７ｂ ランド部
７ｃ 配線のうちの傾斜面上に形成された部分
８ ソルダーレジスト
９ バンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランド部を備えた半導体装置であって、
半導体基板と、
前記半導体基板の一方の主面に設けられた素子電極と、
前記半導体基板の一方の主面側に配置された絶縁層と、
前記素子電極と電気接続され、前記絶縁層に接して配置された配線とを含み、
前記絶縁層は凸部を備え、
前記配線の一方の端部は前記素子電極に接合され、他方の端部は前記凸部の上面に配置されてランド部を構成していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ランド部上に配置された金属バンプをさらに含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凸部は、前記凸部の基端側から前記凸部の先端側へ向って傾斜し、前記上面に連結した螺旋状またはジグザグ状の傾斜面を有し、
前記配線の一部は、前記傾斜面上に形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記上面における、前記絶縁層と前記配線との接合強度は、前記絶縁層のうちの前記素子電極の近傍における、前記絶縁層と前記配線との接合強度よりも小さい請求項１〜３のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記傾斜面における、前記絶縁層と前記配線との接合強度は、前記絶縁層のうちの前記素子電極の近傍における、前記絶縁層と前記配線との接合強度よりも小さい請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記傾斜面は、互いに上下関係にあり、相対的に前記凸部の先端側に配置された部分と、相対的に前記凸部の基端側に配置された部分とを含み、
前記凸部は、前記傾斜面が形成されていることによって、前記傾斜面のうちの前記先端側に配置された部分と、前記基端側に配置された部分とを連結する、段部を備え、
前記配線のうちの前記傾斜面上に形成された部分について、１対の長手方向の縁部のうちの一方の縁部は、前記段部の一部を覆っている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記配線のうちの、少なくとも前記上面上に形成された部分および前記傾斜面上に形成された部分は、Ｎｉを含むＮｉ層を含んでいる請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記傾斜面は、互いに上下関係にあり、相対的に前記凸部の先端側に配置された部分と、
相対的に前記凸部の基端側に配置された部分とを含み、
前記先端側に配置された部分の一部は、前記基端側に配置された部分の一部の直上に配置されている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法であって、
光硬化性樹脂を用いた光造形法により、前記絶縁層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁層のうちの前記素子電極の近傍を粗面化する工程を含む請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
ランド部を備えた半導体装置であって、
半導体基板と、
前記半導体基板の一方の主面に設けられた素子電極と、
前記半導体基板の一方の主面側に配置された絶縁層と、
前記素子電極と電気接続され、前記絶縁層に接して配置された配線とを含み、
前記絶縁層は凸部を備え、
前記配線の一方の端部は前記素子電極に接合され、他方の端部は前記凸部の上面に配置されてランド部を構成していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ランド部上に配置された金属バンプをさらに含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凸部は、前記凸部の基端側から前記凸部の先端側へ向って傾斜し、前記上面に連結した螺旋状またはジグザグ状の傾斜面を有し、
前記配線の一部は、前記傾斜面上に形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記上面における、前記絶縁層と前記配線との接合強度は、前記絶縁層のうちの前記素子電極の近傍における、前記絶縁層と前記配線との接合強度よりも小さい請求項１〜３のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記傾斜面における、前記絶縁層と前記配線との接合強度は、前記絶縁層のうちの前記素子電極の近傍における、前記絶縁層と前記配線との接合強度よりも小さい請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記傾斜面は、互いに上下関係にあり、相対的に前記凸部の先端側に配置された部分と、相対的に前記凸部の基端側に配置された部分とを含み、
前記凸部は、前記傾斜面が形成されていることによって、前記傾斜面のうちの前記先端側に配置された部分と、前記基端側に配置された部分とを連結する、段部を備え、
前記配線のうちの前記傾斜面上に形成された部分について、１対の長手方向の縁部のうちの一方の縁部は、前記段部の一部を覆っている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記配線のうちの、少なくとも前記上面上に形成された部分および前記傾斜面上に形成された部分は、Ｎｉを含むＮｉ層を含んでいる請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記傾斜面は、互いに上下関係にあり、相対的に前記凸部の先端側に配置された部分と、
相対的に前記凸部の基端側に配置された部分とを含み、
前記先端側に配置された部分の一部は、前記基端側に配置された部分の一部の直上に配置されている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法であって、
光硬化性樹脂を用いた光造形法により、前記絶縁層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁層のうちの前記素子電極の近傍を粗面化する工程を含む請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−８６４７２（Ｐ２００６−８６４７２Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７２２６４（Ｐ２００４−２７２２６４）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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