半導体装置の製造方法
【課題】開口部の形成工程（現像・露光工程）における再配線層の浸食等を低コストで抑制することを可能にした半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態においては、電極パッド２１と再配線層２２とを有する半導体チップ上に感光性絶縁樹脂層２３を形成する。半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、感光性絶縁樹脂層２３を露光した後に現像処理し、半田バンプの形成位置に開口部２５を形成すると共に、ワイヤボンディング部に感光性絶縁樹脂層２３を残存させつつ凹部３１を形成する。開口部２５に半田バンプ３６を形成した後、凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３を除去し、ワイヤボンディング部における電極パッド２１の表面を露出させる。
【解決手段】実施形態においては、電極パッド２１と再配線層２２とを有する半導体チップ上に感光性絶縁樹脂層２３を形成する。半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、感光性絶縁樹脂層２３を露光した後に現像処理し、半田バンプの形成位置に開口部２５を形成すると共に、ワイヤボンディング部に感光性絶縁樹脂層２３を残存させつつ凹部３１を形成する。開口部２５に半田バンプ３６を形成した後、凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３を除去し、ワイヤボンディング部における電極パッド２１の表面を露出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化や高機能化等を実現するために、複数の半導体チップを積層した構造（ＣＯＣ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｃｈｉｐ）構造）が実用化されている。ＣＯＣ構造を有する半導体装置は、メモリチップとロジックチップとを積層した構造等に応用されており、ＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置等として実用化が進められている。積層した半導体チップ間の接続には、情報伝送速度の高速化や情報処理能力の向上等を図るために、フリップチップ接続が適用されている。
【０００３】
ＣＯＣ構造における半導体チップ間の接続にフリップチップ接続を適用する場合には、例えば第１および第２の半導体チップの上面に設けられた電極パッド上にそれぞれ半田バンプを形成し、第１の半導体チップに対して第２の半導体チップを反転させて半田バンプ同士を接続する。さらに、ＣＯＣ構造の半導体装置を配線基板上に実装し、第１の半導体チップの電極パッドと配線基板とをワイヤボンディングにより電気的に接続した後に樹脂封止することによって、半導体パッケージが構成される。
【０００４】
第１の半導体チップの電極パッドの一部は、ワイヤボンディング用パッドとバンプ用パッドとを兼ねることになる。第１の半導体チップの電極パッドと第２の半導体チップの電極パッドとは、必ずしも位置が整合していない。このため、第１の半導体チップ上に電極パッドと電気的に接続された再配線層を形成し、再配線層の一端に半田バンプを形成することが行われている。再配線層を含む半導体チップの表面は絶縁樹脂層で覆われるため、絶縁樹脂層のバンプ形成位置とボンディング位置に開口部を形成し、再配線層への半田バンプの形成と電極パッドに対するワイヤボンディングとを可能にしている。
【０００５】
絶縁樹脂層に対する開口部の形成は、例えば露光・現像工程を適用して実施される。開口部の形成工程においては、電極パッドの表面を露出させるワイヤボンディング用開口部と再配線層の表面を露出させる半田バンプ用開口部とを同時に形成することになるため、各開口部内における電極パッドおよび再配線層の露出精度を高めつつ、現像処理時における電極パッドの浸食等を抑制することが求められる。ここで、電極パッドの形成材料にはＡｌが、また再配線層の形成材料にはＣｕが用いられることが多いため、これらの異なる材料を用いることで生じる電池効果を抑制するために現像処理液等を選択すると、半導体装置の製造コストの増加を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４７２２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、開口部内における電極パッドおよび再配線層の露出精度を高めつつ、現像処理時における電極パッドの浸食等を低コストで抑制することを可能にした半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の半導体装置の製造方法は、電極パッドと、電極パッドと電気的に接続された再配線層とを有する半導体チップ上に、電極パッドおよび再配線層を被覆するように感光性絶縁樹脂層を形成する工程と、半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、所望パターンのフォトマスクを介して感光性絶縁樹脂層を露光する工程と、露光した感光性絶縁樹脂層を現像処理し、半田バンプの形成位置に開口部を形成すると共に、ワイヤボンディング部に感光性絶縁樹脂層を残存させつつ凹部を形成する工程と、開口部に再配線層と電気的に接続された半田バンプを形成する工程と、凹部内に残存させた感光性絶縁樹脂層を除去し、ワイヤボンディング部における電極パッドの表面を露出させる工程とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の製造方法を適用した積層型半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す積層型半導体装置の一部を断面で示す図である。
【図３】図１に示す積層型半導体装置を用いた半導体パッケージを示す図である。
【図４】実施形態による半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】図４に示す半導体装置の製造方法で使用するフォトマスクの一例を示す図である。
【図６】実施形態による積層型半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の半導体装置の製造方法について、図面を参照して説明する。まず、実施形態の製造方法を適用した積層型半導体装置の構造について、図１および図２を参照して述べる。図１は実施形態の製造方法を適用した積層型半導体装置を示す平面図、図２は図１に示す積層型半導体装置の一部を断面で示す図である。
【００１１】
図１および図２に示す積層型半導体装置１は、第１の半導体チップ２とその上に搭載された第２の半導体チップ３とを備えている。第１の半導体チップ２としては、ＤＲＡＭ等の高容量で大型のメモリチップが例示される。また、第２の半導体チップ３としては、メモリチップより小型のロジックチップが例示される。半導体チップ２、３間は、半田バンプによる半田接続部４を介して電気的および機械的に接続されている。すなわち、第１の半導体チップ２と第２の半導体チップ３とは、フリップチップ接続されている。このように、積層型半導体装置１はチップオンチップ（ＣＯＣ）構造を有している。
【００１２】
図３に積層型半導体装置１を使用した半導体パッケージ（ＣＯＣパッケージ）の一例を示す。図３に示すように、半導体パッケージ５は配線基板６上に積層型半導体装置１を実装することにより構成されている。配線基板６は、半導体チップの実装部と配線網とを有しており、樹脂基板やセラミックス基板等の絶縁基板の表面や内部に配線網を形成したものである。配線基板６としては、例えばガラス−エポキシ樹脂等を使用した多層プリント配線板が使用される。配線基板６の上面側にはチップ実装部が設けられており、また下面側には半田ボール等の外部接続端子７が設けられている。
【００１３】
配線基板６上には、積層型半導体装置１が実装されている。具体的には、配線基板６上に積層型半導体装置１における第１の半導体チップ２が接着されている。上述したように、第１の半導体チップ２上には第２の半導体チップ３がフリップチップ接続されており、さらに半導体チップ２、３間にはアンダーフィル樹脂８が充填されている。第１の半導体チップ２は、配線基板６の配線網とＡｕワイヤ等の金属ワイヤ９を介して電気的に接続されている。積層型半導体装置１は、配線基板６上に形成された封止樹脂層１０によって、金属ワイヤ９等と共に封止されている。これらによって、ＣＯＣ構造を有する半導体装置１を使用した半導体パッケージ（ＣＯＣパッケージ）５が構成されている。
【００１４】
このように、第１の半導体チップ２は第２の半導体チップ３とフリップチップ接続され、かつ配線基板６とワイヤボンディングされる。従って、第１の半導体チップ２の電極パッドの一部は、ワイヤボンディング用パッドとバンプ用パッドとを兼ねることになる。さらに、第１の半導体チップ２と第２の半導体チップ３とをフリップチップ接続するにあたって、第１の半導体チップ２上における第１の半田バンプの形成位置は、第２の半導体チップ３上に設けられた第２の半田バンプの位置と整合させる必要がある。このため、第１の半導体チップ２には電極パッドと電気的に接続された再配線層が形成されている。
【００１５】
再配線構造を有する第１の半導体チップ２について、図２を参照して詳述する。第１の半導体チップ２の回路面２ａには、例えばＡｌやＡｌ合金からなる電極パッド（Ａｌパッド）２１が設けられている。電極パッド２１は、図示を省略した半導体回路や配線層等を有する半導体素子部と電気的に接続されている。さらに、第１の半導体チップ２の回路面２ａには、電極パッド２１と電気的に接続された、例えばＣｕやＣｕ合金からなる再配線層２２が形成されている。再配線層２２は電極パッド２１を半田バンプ（半田接続部４）の形成位置まで再配置配線するものであり、一方の端部は電極パッド２１と電気的に接続され、他方の端部は半田バンプ４の形成位置に対応している。
【００１６】
第１の半導体チップ２の回路面２ａには、バッファコート層としてポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂層２３が形成されている。絶縁樹脂層２３は、ワイヤボンディング部となる電極パッド２１の表面を露出させる第１の開口部２４と、半田バンプの形成位置となる再配線層２２の端部表面を露出させる第２の開口部２５とを有している。第１の開口部２４により露出させた電極パッド２１には、図３に示したように金属ワイヤ９が接続される。第２の開口部２５により露出させた再配線層２２上には、後述するように第１の半田バンプが形成される。開口部２４、２５は露光・現像工程により形成されるため、絶縁樹脂層２３の形成材料には感光性ポリイミドのような感光性絶縁樹脂材料が用いられる。
【００１７】
第１の半導体チップ２における再配線層２２の形成工程から第１の半田バンプの形成工程までを、図４を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、電極パッド２１と再配線層２２とを有する第１の半導体チップ２を用意する。再配線層２２は、例えば以下のようにして形成される。すなわち、電極パッド２１を有する第１の半導体チップ２の回路面２ａ全面に、通電層として例えばＴｉ層とＣｕ層とを順に成膜する。Ｔｉ層とＣｕ層との積層膜上に再配線用レジストを形成する。再配線用レジストは、電極パッド２１の端部から所望のバンプ形成位置まで再配線層２２を引き回す開口パターンを有している。
【００１８】
次いで、通電層を電極としてメッキ処理を施して、再配線用レジストの開口内にＣｕ層等からなる再配線層２２を形成する。再配線用レジストおよび再配線層２２をマスクとして、余分な通電層（Ｔｉ層とＣｕ層との積層膜）を除去する。このようにして再配線層２２を形成した第１の半導体チップ２の回路面２ａに、例えば液状の感光性ポリイミド樹脂組成物のような感光性液状樹脂材料を例えばスピンコート法により塗布し、電極パッド２１および再配線層２２を含めて回路面２ａ全面を覆う感光性絶縁樹脂層２３を形成する。
【００１９】
次に、感光性絶縁樹脂層２３上に所望の開口パターンを有するフォトマスク２６を配置し、このフォトマスク２６を介して感光性絶縁樹脂層２３に紫外線やレーザ光等を照射して露光する。フォトマスク２６は、ワイヤボンディング部となる第１の開口部２４に対応した第１の開口パターン２７と、第１の半田バンプの形成位置となる第２の開口部２５に対応した第２の開口パターン２８とを有している。第２の開口パターン２８は感光性絶縁樹脂層２３に開口部を形成するのに必要な露光感度で強露光することが可能な開口形状を有するのに対し、第１の開口パターン２７は第２の開口パターン２８より露光感度を低下させた状態で感光性絶縁樹脂層２３を弱露光することが可能な開口形状を有している。
【００２０】
すなわち、第２の開口パターン２８はＣｒ等からなるマスク層を完全に除去し、感光性絶縁樹脂層２３を所望の露光量で露光することが可能とされている。従って、感光性絶縁樹脂層２３の第２の開口パターン２８による露光部分（強露光部）２９ａは、後工程の現像工程で完全に除去され、その部分に再配線層２２の表面が露出した第２の開口部２５が形成される。一方、第１の開口パターン２７は、第２の開口パターン２８より露光量が低くなるように、Ｃｒ等からなるマスク層の開口形状が調整されている。従って、感光性絶縁樹脂層２３の第１の開口パターン２７による露光部分（弱露光部）２９ｂは、後工程の現像工程で完全には除去されず、その部分に露光量（弱露光）に応じて凹部が形成されるものの、凹部の底部には感光性絶縁樹脂層２３が残存する。
【００２１】
図５はフォトマスク２６の第１の開口パターン２７、すなわち弱露光用開口パターンの一例を示している。図５に示すように、弱露光用開口パターン２７はいわゆるグレースケールマスクを構成しており、Ｃｒ等による微細なマスクドット３０が所望の形状およびパターンで形成されている。このようなマスクドット３０の形成ピッチＡと幅Ｂとを調整することによって、露光量を調整することが可能とされている。弱露光用開口パターン２７を構成するグレースケールマスクは、マスクドット３０をマトリスク状に配置したもの（もしくは微細な開口をマトリスク状に配置したもの）に限らず、Ｃｒ等によるマスク層に微細なスリットを形成したもの等であってもよい。
【００２２】
例えば、弱露光部２９ｂに形成される凹部の底部には、膜厚の面内均一性やその後の除去性等を考慮して、感光性絶縁樹脂層２３を２００〜８００ｎｍの厚さで残存させることが好ましく、さらに５００〜８００ｎｍの厚さで残存させることがより好ましい。例えば、膜厚（元厚／キュア後の厚さ）が５μｍの感光性絶縁樹脂層２３を適用した場合において、感光性絶縁樹脂層２３に開口部を形成することが可能な露光量を１２００ｍＪ／ｃｍ2とした場合、感光性絶縁樹脂層２３の残厚を５００〜８００ｎｍの範囲とするためには、弱露光部２９ｂの露光量を３００〜４００ｍＪ／ｃｍ2とすることが好ましい。
【００２３】
強露光部２９ａの露光量に対する弱露光部２９ｂの露光量、言い換えると強露光部２９ａの光透過率（１００％）に対する弱露光部２９ｂの光透過率は、感光性絶縁樹脂層２３の残厚に応じて２５〜３３％の範囲とすることが好ましい。弱露光用開口パターン２７の具体例としては、一次回折光が入らない最大ピッチ（例えばＮＡが０．５７、σが０．４３の露光装置を使用した場合の最大ピッチ＝１４６０ｎｍ）で、光透過率を２５％とする場合には幅が１０３０ｎｍの開口を格子状に配置したグレースケールマスク、光透過率を３５％とする場合には幅が１１０７ｎｍの開口を格子状に配置したグレースケールマスクが挙げられる。これはあくまでも一例であり、感光性絶縁樹脂層２３の構成材料や元厚等に応じた開口パターンやドットパターン等を有するグレースケールマスクが使用される。
【００２４】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１および第２の開口パターン２７、２８を有するフォトマスク２６を介して露光した感光性絶縁樹脂層２３を、所定の現像液（例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を２．３８％含有する水溶液）を用いて現像処理し、強露光部２９ａに第２の開口部２５を形成すると共に、弱露光部２９ｂに感光性絶縁樹脂層２３を残存させつつ凹部３１を形成する。強露光部２９ａは第１の半田バンプの形成位置に対応しているため、第１の半田バンプの形成位置に再配線層２２の表面が露出した第２の開口部２５が形成される。一方、弱露光部２９ｂにはワイヤボンディング部となる第１の開口部２４に対応した凹部３１が形成されるものの、凹部３１の底部には感光性絶縁樹脂層２３が例えば２００〜８００ｎｍの厚さで残存している。従って、凹部３１内には電極パッド２１の表面は露出していない。
【００２５】
ここで、第１の開口パターン２７を第２の開口パターン２８と同様に完全な開口形状とし、第２の開口部２５の形成と同時に第１の開口部２４を形成すると、現像液による処理時に電池効果によって、第１の開口部２４内に露出したＡｌ等からなる電極パッド２２の表面が浸食してしまう。電極パッド（Ａｌパッド）２２の表面が浸食してしまうと、その後のワイヤボンディング工程で接続不良が生じやすくなる。このような点に対して、凹部３１の底部に感光性絶縁樹脂層２３を残存させることで、電極パッド（Ａｌパッド）２２の表面が現像液と接することがないため、電極パッド（Ａｌパッド）２２の電池効果による浸食、それに起因するボンディング不良の発生を防止することができる。
【００２６】
電極パッド（Ａｌパッド）２２の電池効果による浸食を抑制する上で、凹部３１内には感光性絶縁樹脂層２３を２００〜８００ｎｍの範囲の厚さで残存させることが好ましい。感光性絶縁樹脂層２３の残厚が２００ｎｍ未満であると、感光性絶縁樹脂層２３の膜厚の均一性が低下し、局部的に電極パッド２２の表面が露出するおそれがある。一方、感光性絶縁樹脂層２３の残厚が８００ｎｍを超えると、後工程における感光性絶縁樹脂層２３の除去性が低下するため、凹部３１内の感光性絶縁樹脂層２３の除去に要するコストが増加したり、あるいはワイヤボンディング工程で接続不良が生じるおそれがある。凹部３１内における感光性絶縁樹脂層２３の残厚は５００〜８００ｎｍとすることがより好ましい。
【００２７】
なお、電池効果を抑制する添加剤を含む現像液を使用することも考えられるが、このような現像液は高価であるため、半導体チップ２および半導体装置１の製造コストを増加させる要因となる。また、第１の開口部２４の形成工程と第２の開口部２５の形成工程は別々に実施し、個々の材料に対応した現像処理条件を適用することも考えられるが、これは半導体チップ２および半導体装置１の製造コストの大幅な増加要因となる。実施形態の製造方法においては、フォトマスク２６の調整だけで凹部３１内に感光性絶縁樹脂層２３を残存させているため、半導体チップ２および半導体装置１の製造コストの増加を抑制しつつ、電極パッド２２の電池効果による浸食を防止することができる。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すように、第２の開口部２５内および凹部３１内を含めて、第１の半導体チップ２の回路面２ａ全面に、例えばＴｉ層とＣｕ層との積層膜による通電層３２を成膜する。次いで、図４（ｅ）に示すように、通電層３２上に半田バンプ用レジスト３３を形成する。半田バンプ用レジスト３３は、第２の開口部２５に対応する開口パターンを有している。通電層３２を電極としてメッキ処理を施して、第２の開口部２５に例えばＮｉ膜３４と第１の半田バンプとなるＣｕおよびＳｎの積層膜３５を順に形成する。
【００２９】
図４（ｆ）に示すように、半田バンプ用レジスト３３を除去し、続いてＮｉ膜３４やＣｕおよびＳｎの積層膜３５をマスクとして余分な通電層３２を除去した後、図４（ｇ）に示すようにリフロー処理によりＣｕおよびＳｎの積層膜３５を合金化して第１の半田バンプ３６を形成する。第１の半田バンプ３６の形成材料はＳｎ−Ｃｕ合金に限らず、Ｓｎ−Ａｇ合金やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金等のＰｂフリー半田合金を使用することができる。この後、凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３をアッシング処理等により除去し、電極パッド２１の表面を露出させる。すなわち、ワイヤボンディング部となる電極パッド２１の表面を露出させる第１の開口部２４を形成する。
【００３０】
凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３の除去工程は、例えば感光性絶縁樹脂層２３の表面をアッシング処理することにより実施される。ここで、感光性絶縁樹脂層２３の表面に通電層３２の残渣があると感光性絶縁樹脂層２３の絶縁性が低下し、半導体チップ２の特性や信頼性が低下する。このため、感光性絶縁樹脂層２３の表面をアッシング処理し、通電層３２の残渣を除去することが好ましい。凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３の除去は、通電層３２の残渣の除去工程と同時に実施することで、製造コストの増加を抑えることができる。凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３の除去工程は、ＣｕおよびＳｎの積層膜３５のリフロー処理前に実施してもよい。
【００３１】
上述したように、感光性絶縁樹脂層２３のワイヤボンディング部に対応する位置を弱露光し、この弱露光部２９ｂに感光性絶縁樹脂層２３を残存させつつ凹部３１を形成することによって、現像処理時の電池効果による電極パッド（Ａｌパッド）２２の表面の浸食を防止することができる。一方、半田バンプ３６の形成位置については、強露光することで通常の露光・現像工程に基づいて開口部２５を形成することができる。従って、半導体チップ２および半導体装置１の製造コストの増加を抑制しつつ、電極パッド２１に対するボンディング不良の発生等を抑制することが可能となる。
【００３２】
図４に示した製造工程を適用して第１の半田バンプ３６を形成した第１の半導体チップ２は、図６に示す第２の半導体チップ３との接続工程に送られる。すなわち、第１の半田バンプ３６を有する第１の半導体チップ２上に、第２の半田バンプ３７を有する第２の半導体チップ３を配置する。第１の半田バンプ３６の位置は、再配線層２２の配線形状に基づいて第２の半田バンプ３７の位置に対応している。この後、第１の半田バンプ３６と第２の半田バンプ３７とを接触させ、半田バンプ３６、３７の融点以上に加熱することによって、図２に示したように第１の半導体チップ２と第２の半導体チップ３とを半田接続部４を介して接続した積層型半導体装置１を作製する。
【００３３】
積層型半導体装置１は、図３に示したように配線基板６上に実装され、さらにワイヤボンディング工程（半導体チップ２の電極パッド２１と配線基板６とのボンディングワイヤ９による接続）や樹脂封止工程（封止樹脂層１０形成）等を経ることで、半導体パッケージ５が作製される。積層型半導体装置１を実装する回路基材は配線基板６に限らず、リードフレーム等であってもよい。また、半導体パッケージ５の形態は、外部接続端子７として半田ボール等を有するＢＧＡパッケージに限らず、ＬＧＡパッケージ等であってもよく、またリードフレームを使用したパッケージ（ＴＳＯＰ等）であってもよい。
【００３４】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの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。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、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共に、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。
【符号の説明】
【００３５】
１…積層型半導体装置、２…第１の半導体チップ、３…第２の半導体チップ、４…半田バンプ（半田接続部）、５…半導体パッケージ、６…配線基板、９…金属ワイヤ、２１…電極パッド、２２…再配線層、２３…感光性絶縁樹脂層、２４…第１の開口部、２５…第２の開口部、２６…フォトマスク、２７…第１の開口パターン、２８…第２の開口パターン、２９ａ…強露光部、２９ｂ…弱露光部、３１…凹部、３６…第１の半田バンプ、３７…第２の半田バンプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化や高機能化等を実現するために、複数の半導体チップを積層した構造（ＣＯＣ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｃｈｉｐ）構造）が実用化されている。ＣＯＣ構造を有する半導体装置は、メモリチップとロジックチップとを積層した構造等に応用されており、ＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体装置等として実用化が進められている。積層した半導体チップ間の接続には、情報伝送速度の高速化や情報処理能力の向上等を図るために、フリップチップ接続が適用されている。
【０００３】
ＣＯＣ構造における半導体チップ間の接続にフリップチップ接続を適用する場合には、例えば第１および第２の半導体チップの上面に設けられた電極パッド上にそれぞれ半田バンプを形成し、第１の半導体チップに対して第２の半導体チップを反転させて半田バンプ同士を接続する。さらに、ＣＯＣ構造の半導体装置を配線基板上に実装し、第１の半導体チップの電極パッドと配線基板とをワイヤボンディングにより電気的に接続した後に樹脂封止することによって、半導体パッケージが構成される。
【０００４】
第１の半導体チップの電極パッドの一部は、ワイヤボンディング用パッドとバンプ用パッドとを兼ねることになる。第１の半導体チップの電極パッドと第２の半導体チップの電極パッドとは、必ずしも位置が整合していない。このため、第１の半導体チップ上に電極パッドと電気的に接続された再配線層を形成し、再配線層の一端に半田バンプを形成することが行われている。再配線層を含む半導体チップの表面は絶縁樹脂層で覆われるため、絶縁樹脂層のバンプ形成位置とボンディング位置に開口部を形成し、再配線層への半田バンプの形成と電極パッドに対するワイヤボンディングとを可能にしている。
【０００５】
絶縁樹脂層に対する開口部の形成は、例えば露光・現像工程を適用して実施される。開口部の形成工程においては、電極パッドの表面を露出させるワイヤボンディング用開口部と再配線層の表面を露出させる半田バンプ用開口部とを同時に形成することになるため、各開口部内における電極パッドおよび再配線層の露出精度を高めつつ、現像処理時における電極パッドの浸食等を抑制することが求められる。ここで、電極パッドの形成材料にはＡｌが、また再配線層の形成材料にはＣｕが用いられることが多いため、これらの異なる材料を用いることで生じる電池効果を抑制するために現像処理液等を選択すると、半導体装置の製造コストの増加を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４７２２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、開口部内における電極パッドおよび再配線層の露出精度を高めつつ、現像処理時における電極パッドの浸食等を低コストで抑制することを可能にした半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の半導体装置の製造方法は、電極パッドと、電極パッドと電気的に接続された再配線層とを有する半導体チップ上に、電極パッドおよび再配線層を被覆するように感光性絶縁樹脂層を形成する工程と、半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、所望パターンのフォトマスクを介して感光性絶縁樹脂層を露光する工程と、露光した感光性絶縁樹脂層を現像処理し、半田バンプの形成位置に開口部を形成すると共に、ワイヤボンディング部に感光性絶縁樹脂層を残存させつつ凹部を形成する工程と、開口部に再配線層と電気的に接続された半田バンプを形成する工程と、凹部内に残存させた感光性絶縁樹脂層を除去し、ワイヤボンディング部における電極パッドの表面を露出させる工程とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の製造方法を適用した積層型半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す積層型半導体装置の一部を断面で示す図である。
【図３】図１に示す積層型半導体装置を用いた半導体パッケージを示す図である。
【図４】実施形態による半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】図４に示す半導体装置の製造方法で使用するフォトマスクの一例を示す図である。
【図６】実施形態による積層型半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の半導体装置の製造方法について、図面を参照して説明する。まず、実施形態の製造方法を適用した積層型半導体装置の構造について、図１および図２を参照して述べる。図１は実施形態の製造方法を適用した積層型半導体装置を示す平面図、図２は図１に示す積層型半導体装置の一部を断面で示す図である。
【００１１】
図１および図２に示す積層型半導体装置１は、第１の半導体チップ２とその上に搭載された第２の半導体チップ３とを備えている。第１の半導体チップ２としては、ＤＲＡＭ等の高容量で大型のメモリチップが例示される。また、第２の半導体チップ３としては、メモリチップより小型のロジックチップが例示される。半導体チップ２、３間は、半田バンプによる半田接続部４を介して電気的および機械的に接続されている。すなわち、第１の半導体チップ２と第２の半導体チップ３とは、フリップチップ接続されている。このように、積層型半導体装置１はチップオンチップ（ＣＯＣ）構造を有している。
【００１２】
図３に積層型半導体装置１を使用した半導体パッケージ（ＣＯＣパッケージ）の一例を示す。図３に示すように、半導体パッケージ５は配線基板６上に積層型半導体装置１を実装することにより構成されている。配線基板６は、半導体チップの実装部と配線網とを有しており、樹脂基板やセラミックス基板等の絶縁基板の表面や内部に配線網を形成したものである。配線基板６としては、例えばガラス−エポキシ樹脂等を使用した多層プリント配線板が使用される。配線基板６の上面側にはチップ実装部が設けられており、また下面側には半田ボール等の外部接続端子７が設けられている。
【００１３】
配線基板６上には、積層型半導体装置１が実装されている。具体的には、配線基板６上に積層型半導体装置１における第１の半導体チップ２が接着されている。上述したように、第１の半導体チップ２上には第２の半導体チップ３がフリップチップ接続されており、さらに半導体チップ２、３間にはアンダーフィル樹脂８が充填されている。第１の半導体チップ２は、配線基板６の配線網とＡｕワイヤ等の金属ワイヤ９を介して電気的に接続されている。積層型半導体装置１は、配線基板６上に形成された封止樹脂層１０によって、金属ワイヤ９等と共に封止されている。これらによって、ＣＯＣ構造を有する半導体装置１を使用した半導体パッケージ（ＣＯＣパッケージ）５が構成されている。
【００１４】
このように、第１の半導体チップ２は第２の半導体チップ３とフリップチップ接続され、かつ配線基板６とワイヤボンディングされる。従って、第１の半導体チップ２の電極パッドの一部は、ワイヤボンディング用パッドとバンプ用パッドとを兼ねることになる。さらに、第１の半導体チップ２と第２の半導体チップ３とをフリップチップ接続するにあたって、第１の半導体チップ２上における第１の半田バンプの形成位置は、第２の半導体チップ３上に設けられた第２の半田バンプの位置と整合させる必要がある。このため、第１の半導体チップ２には電極パッドと電気的に接続された再配線層が形成されている。
【００１５】
再配線構造を有する第１の半導体チップ２について、図２を参照して詳述する。第１の半導体チップ２の回路面２ａには、例えばＡｌやＡｌ合金からなる電極パッド（Ａｌパッド）２１が設けられている。電極パッド２１は、図示を省略した半導体回路や配線層等を有する半導体素子部と電気的に接続されている。さらに、第１の半導体チップ２の回路面２ａには、電極パッド２１と電気的に接続された、例えばＣｕやＣｕ合金からなる再配線層２２が形成されている。再配線層２２は電極パッド２１を半田バンプ（半田接続部４）の形成位置まで再配置配線するものであり、一方の端部は電極パッド２１と電気的に接続され、他方の端部は半田バンプ４の形成位置に対応している。
【００１６】
第１の半導体チップ２の回路面２ａには、バッファコート層としてポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂層２３が形成されている。絶縁樹脂層２３は、ワイヤボンディング部となる電極パッド２１の表面を露出させる第１の開口部２４と、半田バンプの形成位置となる再配線層２２の端部表面を露出させる第２の開口部２５とを有している。第１の開口部２４により露出させた電極パッド２１には、図３に示したように金属ワイヤ９が接続される。第２の開口部２５により露出させた再配線層２２上には、後述するように第１の半田バンプが形成される。開口部２４、２５は露光・現像工程により形成されるため、絶縁樹脂層２３の形成材料には感光性ポリイミドのような感光性絶縁樹脂材料が用いられる。
【００１７】
第１の半導体チップ２における再配線層２２の形成工程から第１の半田バンプの形成工程までを、図４を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、電極パッド２１と再配線層２２とを有する第１の半導体チップ２を用意する。再配線層２２は、例えば以下のようにして形成される。すなわち、電極パッド２１を有する第１の半導体チップ２の回路面２ａ全面に、通電層として例えばＴｉ層とＣｕ層とを順に成膜する。Ｔｉ層とＣｕ層との積層膜上に再配線用レジストを形成する。再配線用レジストは、電極パッド２１の端部から所望のバンプ形成位置まで再配線層２２を引き回す開口パターンを有している。
【００１８】
次いで、通電層を電極としてメッキ処理を施して、再配線用レジストの開口内にＣｕ層等からなる再配線層２２を形成する。再配線用レジストおよび再配線層２２をマスクとして、余分な通電層（Ｔｉ層とＣｕ層との積層膜）を除去する。このようにして再配線層２２を形成した第１の半導体チップ２の回路面２ａに、例えば液状の感光性ポリイミド樹脂組成物のような感光性液状樹脂材料を例えばスピンコート法により塗布し、電極パッド２１および再配線層２２を含めて回路面２ａ全面を覆う感光性絶縁樹脂層２３を形成する。
【００１９】
次に、感光性絶縁樹脂層２３上に所望の開口パターンを有するフォトマスク２６を配置し、このフォトマスク２６を介して感光性絶縁樹脂層２３に紫外線やレーザ光等を照射して露光する。フォトマスク２６は、ワイヤボンディング部となる第１の開口部２４に対応した第１の開口パターン２７と、第１の半田バンプの形成位置となる第２の開口部２５に対応した第２の開口パターン２８とを有している。第２の開口パターン２８は感光性絶縁樹脂層２３に開口部を形成するのに必要な露光感度で強露光することが可能な開口形状を有するのに対し、第１の開口パターン２７は第２の開口パターン２８より露光感度を低下させた状態で感光性絶縁樹脂層２３を弱露光することが可能な開口形状を有している。
【００２０】
すなわち、第２の開口パターン２８はＣｒ等からなるマスク層を完全に除去し、感光性絶縁樹脂層２３を所望の露光量で露光することが可能とされている。従って、感光性絶縁樹脂層２３の第２の開口パターン２８による露光部分（強露光部）２９ａは、後工程の現像工程で完全に除去され、その部分に再配線層２２の表面が露出した第２の開口部２５が形成される。一方、第１の開口パターン２７は、第２の開口パターン２８より露光量が低くなるように、Ｃｒ等からなるマスク層の開口形状が調整されている。従って、感光性絶縁樹脂層２３の第１の開口パターン２７による露光部分（弱露光部）２９ｂは、後工程の現像工程で完全には除去されず、その部分に露光量（弱露光）に応じて凹部が形成されるものの、凹部の底部には感光性絶縁樹脂層２３が残存する。
【００２１】
図５はフォトマスク２６の第１の開口パターン２７、すなわち弱露光用開口パターンの一例を示している。図５に示すように、弱露光用開口パターン２７はいわゆるグレースケールマスクを構成しており、Ｃｒ等による微細なマスクドット３０が所望の形状およびパターンで形成されている。このようなマスクドット３０の形成ピッチＡと幅Ｂとを調整することによって、露光量を調整することが可能とされている。弱露光用開口パターン２７を構成するグレースケールマスクは、マスクドット３０をマトリスク状に配置したもの（もしくは微細な開口をマトリスク状に配置したもの）に限らず、Ｃｒ等によるマスク層に微細なスリットを形成したもの等であってもよい。
【００２２】
例えば、弱露光部２９ｂに形成される凹部の底部には、膜厚の面内均一性やその後の除去性等を考慮して、感光性絶縁樹脂層２３を２００〜８００ｎｍの厚さで残存させることが好ましく、さらに５００〜８００ｎｍの厚さで残存させることがより好ましい。例えば、膜厚（元厚／キュア後の厚さ）が５μｍの感光性絶縁樹脂層２３を適用した場合において、感光性絶縁樹脂層２３に開口部を形成することが可能な露光量を１２００ｍＪ／ｃｍ2とした場合、感光性絶縁樹脂層２３の残厚を５００〜８００ｎｍの範囲とするためには、弱露光部２９ｂの露光量を３００〜４００ｍＪ／ｃｍ2とすることが好ましい。
【００２３】
強露光部２９ａの露光量に対する弱露光部２９ｂの露光量、言い換えると強露光部２９ａの光透過率（１００％）に対する弱露光部２９ｂの光透過率は、感光性絶縁樹脂層２３の残厚に応じて２５〜３３％の範囲とすることが好ましい。弱露光用開口パターン２７の具体例としては、一次回折光が入らない最大ピッチ（例えばＮＡが０．５７、σが０．４３の露光装置を使用した場合の最大ピッチ＝１４６０ｎｍ）で、光透過率を２５％とする場合には幅が１０３０ｎｍの開口を格子状に配置したグレースケールマスク、光透過率を３５％とする場合には幅が１１０７ｎｍの開口を格子状に配置したグレースケールマスクが挙げられる。これはあくまでも一例であり、感光性絶縁樹脂層２３の構成材料や元厚等に応じた開口パターンやドットパターン等を有するグレースケールマスクが使用される。
【００２４】
次に、図４（ｃ）に示すように、第１および第２の開口パターン２７、２８を有するフォトマスク２６を介して露光した感光性絶縁樹脂層２３を、所定の現像液（例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を２．３８％含有する水溶液）を用いて現像処理し、強露光部２９ａに第２の開口部２５を形成すると共に、弱露光部２９ｂに感光性絶縁樹脂層２３を残存させつつ凹部３１を形成する。強露光部２９ａは第１の半田バンプの形成位置に対応しているため、第１の半田バンプの形成位置に再配線層２２の表面が露出した第２の開口部２５が形成される。一方、弱露光部２９ｂにはワイヤボンディング部となる第１の開口部２４に対応した凹部３１が形成されるものの、凹部３１の底部には感光性絶縁樹脂層２３が例えば２００〜８００ｎｍの厚さで残存している。従って、凹部３１内には電極パッド２１の表面は露出していない。
【００２５】
ここで、第１の開口パターン２７を第２の開口パターン２８と同様に完全な開口形状とし、第２の開口部２５の形成と同時に第１の開口部２４を形成すると、現像液による処理時に電池効果によって、第１の開口部２４内に露出したＡｌ等からなる電極パッド２２の表面が浸食してしまう。電極パッド（Ａｌパッド）２２の表面が浸食してしまうと、その後のワイヤボンディング工程で接続不良が生じやすくなる。このような点に対して、凹部３１の底部に感光性絶縁樹脂層２３を残存させることで、電極パッド（Ａｌパッド）２２の表面が現像液と接することがないため、電極パッド（Ａｌパッド）２２の電池効果による浸食、それに起因するボンディング不良の発生を防止することができる。
【００２６】
電極パッド（Ａｌパッド）２２の電池効果による浸食を抑制する上で、凹部３１内には感光性絶縁樹脂層２３を２００〜８００ｎｍの範囲の厚さで残存させることが好ましい。感光性絶縁樹脂層２３の残厚が２００ｎｍ未満であると、感光性絶縁樹脂層２３の膜厚の均一性が低下し、局部的に電極パッド２２の表面が露出するおそれがある。一方、感光性絶縁樹脂層２３の残厚が８００ｎｍを超えると、後工程における感光性絶縁樹脂層２３の除去性が低下するため、凹部３１内の感光性絶縁樹脂層２３の除去に要するコストが増加したり、あるいはワイヤボンディング工程で接続不良が生じるおそれがある。凹部３１内における感光性絶縁樹脂層２３の残厚は５００〜８００ｎｍとすることがより好ましい。
【００２７】
なお、電池効果を抑制する添加剤を含む現像液を使用することも考えられるが、このような現像液は高価であるため、半導体チップ２および半導体装置１の製造コストを増加させる要因となる。また、第１の開口部２４の形成工程と第２の開口部２５の形成工程は別々に実施し、個々の材料に対応した現像処理条件を適用することも考えられるが、これは半導体チップ２および半導体装置１の製造コストの大幅な増加要因となる。実施形態の製造方法においては、フォトマスク２６の調整だけで凹部３１内に感光性絶縁樹脂層２３を残存させているため、半導体チップ２および半導体装置１の製造コストの増加を抑制しつつ、電極パッド２２の電池効果による浸食を防止することができる。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すように、第２の開口部２５内および凹部３１内を含めて、第１の半導体チップ２の回路面２ａ全面に、例えばＴｉ層とＣｕ層との積層膜による通電層３２を成膜する。次いで、図４（ｅ）に示すように、通電層３２上に半田バンプ用レジスト３３を形成する。半田バンプ用レジスト３３は、第２の開口部２５に対応する開口パターンを有している。通電層３２を電極としてメッキ処理を施して、第２の開口部２５に例えばＮｉ膜３４と第１の半田バンプとなるＣｕおよびＳｎの積層膜３５を順に形成する。
【００２９】
図４（ｆ）に示すように、半田バンプ用レジスト３３を除去し、続いてＮｉ膜３４やＣｕおよびＳｎの積層膜３５をマスクとして余分な通電層３２を除去した後、図４（ｇ）に示すようにリフロー処理によりＣｕおよびＳｎの積層膜３５を合金化して第１の半田バンプ３６を形成する。第１の半田バンプ３６の形成材料はＳｎ−Ｃｕ合金に限らず、Ｓｎ−Ａｇ合金やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金等のＰｂフリー半田合金を使用することができる。この後、凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３をアッシング処理等により除去し、電極パッド２１の表面を露出させる。すなわち、ワイヤボンディング部となる電極パッド２１の表面を露出させる第１の開口部２４を形成する。
【００３０】
凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３の除去工程は、例えば感光性絶縁樹脂層２３の表面をアッシング処理することにより実施される。ここで、感光性絶縁樹脂層２３の表面に通電層３２の残渣があると感光性絶縁樹脂層２３の絶縁性が低下し、半導体チップ２の特性や信頼性が低下する。このため、感光性絶縁樹脂層２３の表面をアッシング処理し、通電層３２の残渣を除去することが好ましい。凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３の除去は、通電層３２の残渣の除去工程と同時に実施することで、製造コストの増加を抑えることができる。凹部３１内に残存させた感光性絶縁樹脂層２３の除去工程は、ＣｕおよびＳｎの積層膜３５のリフロー処理前に実施してもよい。
【００３１】
上述したように、感光性絶縁樹脂層２３のワイヤボンディング部に対応する位置を弱露光し、この弱露光部２９ｂに感光性絶縁樹脂層２３を残存させつつ凹部３１を形成することによって、現像処理時の電池効果による電極パッド（Ａｌパッド）２２の表面の浸食を防止することができる。一方、半田バンプ３６の形成位置については、強露光することで通常の露光・現像工程に基づいて開口部２５を形成することができる。従って、半導体チップ２および半導体装置１の製造コストの増加を抑制しつつ、電極パッド２１に対するボンディング不良の発生等を抑制することが可能となる。
【００３２】
図４に示した製造工程を適用して第１の半田バンプ３６を形成した第１の半導体チップ２は、図６に示す第２の半導体チップ３との接続工程に送られる。すなわち、第１の半田バンプ３６を有する第１の半導体チップ２上に、第２の半田バンプ３７を有する第２の半導体チップ３を配置する。第１の半田バンプ３６の位置は、再配線層２２の配線形状に基づいて第２の半田バンプ３７の位置に対応している。この後、第１の半田バンプ３６と第２の半田バンプ３７とを接触させ、半田バンプ３６、３７の融点以上に加熱することによって、図２に示したように第１の半導体チップ２と第２の半導体チップ３とを半田接続部４を介して接続した積層型半導体装置１を作製する。
【００３３】
積層型半導体装置１は、図３に示したように配線基板６上に実装され、さらにワイヤボンディング工程（半導体チップ２の電極パッド２１と配線基板６とのボンディングワイヤ９による接続）や樹脂封止工程（封止樹脂層１０形成）等を経ることで、半導体パッケージ５が作製される。積層型半導体装置１を実装する回路基材は配線基板６に限らず、リードフレーム等であってもよい。また、半導体パッケージ５の形態は、外部接続端子７として半田ボール等を有するＢＧＡパッケージに限らず、ＬＧＡパッケージ等であってもよく、またリードフレームを使用したパッケージ（ＴＳＯＰ等）であってもよい。
【００３４】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの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。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、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共に、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。
【符号の説明】
【００３５】
１…積層型半導体装置、２…第１の半導体チップ、３…第２の半導体チップ、４…半田バンプ（半田接続部）、５…半導体パッケージ、６…配線基板、９…金属ワイヤ、２１…電極パッド、２２…再配線層、２３…感光性絶縁樹脂層、２４…第１の開口部、２５…第２の開口部、２６…フォトマスク、２７…第１の開口パターン、２８…第２の開口パターン、２９ａ…強露光部、２９ｂ…弱露光部、３１…凹部、３６…第１の半田バンプ、３７…第２の半田バンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パッドと、前記電極パッドと電気的に接続された再配線層とを有する半導体チップ上に、前記電極パッドおよび前記再配線層を被覆するように感光性絶縁樹脂層を形成する工程と、
半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、所望パターンのフォトマスクを介して前記感光性絶縁樹脂層を露光する工程と、
前記露光した感光性絶縁樹脂層を現像処理し、前記半田バンプの形成位置に開口部を形成すると共に、前記ワイヤボンディング部に前記感光性絶縁樹脂層を残存させつつ凹部を形成する工程と、
前記開口部に前記再配線層と電気的に接続された半田バンプを形成する工程と、
前記凹部内に残存させた前記感光性絶縁樹脂層を除去し、前記ワイヤボンディング部における前記電極パッドの表面を露出させる工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第１の電極パッドと、前記第１の電極パッドと電気的に接続された再配線層とを有する第１の半導体チップ上に、前記第１の電極パッドおよび前記再配線層を被覆するように感光性絶縁樹脂層を形成する工程と、
第１の半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、所望パターンのフォトマスクを介して前記感光性絶縁樹脂層を露光する工程と、
前記露光した感光性絶縁樹脂層を現像処理し、前記第１の半田バンプの形成位置に開口部を形成すると共に、前記ワイヤボンディング部に前記感光性絶縁樹脂層を残存させつつ凹部を形成する工程と、
前記開口部に前記再配線層と電気的に接続された第１の半田バンプを形成する工程と、
前記凹部内に残存させた前記感光性絶縁樹脂層を除去し、前記ワイヤボンディング部における前記第１の電極パッドの表面を露出させる工程と、
前記第１の半田バンプを有する前記第１の半導体チップ上に、第２の半田バンプを有する第２の半導体チップを、前記第１の半田バンプと前記第２の半田バンプとを接触させつつ配置する工程と、
前記第１の半田バンプと前記第２の半田バンプとを溶融させて接合する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記現像工程で前記凹部内に２００〜８００ｎｍの範囲の厚さを有する前記感光性絶縁樹脂層を残存させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法において、
前記ワイヤボンディング部を、前記半田バンプの形成位置の露光量に対して２５〜３３％の範囲の露光量で露光することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法において、
前記感光性絶縁樹脂層の表面をアッシング処理し、前記凹部内に残存させた前記感光性絶縁樹脂層を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
電極パッドと、前記電極パッドと電気的に接続された再配線層とを有する半導体チップ上に、前記電極パッドおよび前記再配線層を被覆するように感光性絶縁樹脂層を形成する工程と、
半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、所望パターンのフォトマスクを介して前記感光性絶縁樹脂層を露光する工程と、
前記露光した感光性絶縁樹脂層を現像処理し、前記半田バンプの形成位置に開口部を形成すると共に、前記ワイヤボンディング部に前記感光性絶縁樹脂層を残存させつつ凹部を形成する工程と、
前記開口部に前記再配線層と電気的に接続された半田バンプを形成する工程と、
前記凹部内に残存させた前記感光性絶縁樹脂層を除去し、前記ワイヤボンディング部における前記電極パッドの表面を露出させる工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
第１の電極パッドと、前記第１の電極パッドと電気的に接続された再配線層とを有する第１の半導体チップ上に、前記第１の電極パッドおよび前記再配線層を被覆するように感光性絶縁樹脂層を形成する工程と、
第１の半田バンプの形成位置を強露光すると共に、ワイヤボンディング部を弱露光するように、所望パターンのフォトマスクを介して前記感光性絶縁樹脂層を露光する工程と、
前記露光した感光性絶縁樹脂層を現像処理し、前記第１の半田バンプの形成位置に開口部を形成すると共に、前記ワイヤボンディング部に前記感光性絶縁樹脂層を残存させつつ凹部を形成する工程と、
前記開口部に前記再配線層と電気的に接続された第１の半田バンプを形成する工程と、
前記凹部内に残存させた前記感光性絶縁樹脂層を除去し、前記ワイヤボンディング部における前記第１の電極パッドの表面を露出させる工程と、
前記第１の半田バンプを有する前記第１の半導体チップ上に、第２の半田バンプを有する第２の半導体チップを、前記第１の半田バンプと前記第２の半田バンプとを接触させつつ配置する工程と、
前記第１の半田バンプと前記第２の半田バンプとを溶融させて接合する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記現像工程で前記凹部内に２００〜８００ｎｍの範囲の厚さを有する前記感光性絶縁樹脂層を残存させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法において、
前記ワイヤボンディング部を、前記半田バンプの形成位置の露光量に対して２５〜３３％の範囲の露光量で露光することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法において、
前記感光性絶縁樹脂層の表面をアッシング処理し、前記凹部内に残存させた前記感光性絶縁樹脂層を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９５４１８（Ｐ２０１２−１９５４１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７８４３（Ｐ２０１１−５７８４３）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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