配線基板および配線基板を有する半導体装置
【課題】バンプピッチおよびバンプ高さの変更なくアンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させアンダーバンプメタルとバンプ電極の密着性を向上する配線基板を提供する。
【解決手段】所定ピッチのバンプ電極７を接続する複数のアンダーバンプメタル２５のパターンはパターン本体部とパターン延長部を有し、距離の短い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第１線Ｋ１の第１パターン長さＬ（Ｗ＋Ｗ）と、距離の長い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第２線Ｋ２の第２パターン長さＭ（Ｒ＋Ｒ）を有し、Ｌ＜Ｍで、パターン延長部は第２線上にそって形成され、パターン延長部との２つの交点をパターン本体部の輪郭線上に有し、構成する１辺が第１線と直交するパターン本体部の外接矩形の辺上に位置せずパターン延長部は第２線に沿って延長して形成され、パターン延長部の輪郭線がパターン本体部の外接矩形範囲に位置する。
【解決手段】所定ピッチのバンプ電極７を接続する複数のアンダーバンプメタル２５のパターンはパターン本体部とパターン延長部を有し、距離の短い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第１線Ｋ１の第１パターン長さＬ（Ｗ＋Ｗ）と、距離の長い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第２線Ｋ２の第２パターン長さＭ（Ｒ＋Ｒ）を有し、Ｌ＜Ｍで、パターン延長部は第２線上にそって形成され、パターン延長部との２つの交点をパターン本体部の輪郭線上に有し、構成する１辺が第１線と直交するパターン本体部の外接矩形の辺上に位置せずパターン延長部は第２線に沿って延長して形成され、パターン延長部の輪郭線がパターン本体部の外接矩形範囲に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板および配線基板を有する半導体装置に関し、特にバンプ電極とアンダーバンプメタルを有する配線基板および配線基板を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の配線基板には、バンプ電極が配置されている。このバンプ電極を形成するための金属として、錫―銅はんだを用いた例を説明する。
【０００３】
図７は、錫―銅の球欠形のバンプ電極１１７を有する配線基板を模式的に示す斜視図である。図８と図９は、図７に示すバンプ電極１１７の形成工程を示している。
【０００４】
図８（Ａ）と図８（Ｂ）示すように、シリコン基板１１４上には、アルミニウム配線１１５が内部配線として形成されている。このアルミニウム配線１１５の上には、絶縁層としての例えば二酸化ケイ素１１６が形成され、バンプ電極を形成する部分にのみ二酸化ケイ素１１６が除去されて開口部１１６Ｂが形成される。
【０００５】
アルミニウム配線１１５上にバンプ電極１１７を形成する場合には、図８（Ｃ）に示すように、二酸化ケイ素１１６とアルミニウム配線１１５上の開口部１１６Ｂにアンダーバンプメタル（以下、ＵＢＭと呼称する。）１２５を形成する。その後、図８（Ｄ）に示すように、ＵＢＭ１２５上にはフォトレジスト１２２を形成して、図９（Ｅ）に示すように、フォトレジスト１２２の開口部１２２Ｂ内には、錫および銅からなる電解めっき層１１８を形成する。
【０００６】
図８（Ｃ）と図８（Ｄ）に示すＵＢＭ１２５としては、アルミニウム配線１１５に接する側から順に、例えばチタン層１１９／ニッケル層１２０／パラジウム層１２１の各薄膜を積層したものを使用する。チタン層１１９はアルミニウム配線１１５との密着性を確保するために用いられ、ニッケル層１１９は錫や銅のアルミニウム配線１１５への拡散を抑制するために用いられ、そしてパラジウム層１２０はニッケル層１１９の表面の酸化を防止するためにそれぞれ形成される。チタン層１１９／ニッケル層１２０／パラジウム層１２１の各薄膜は例えばスパッタリング法により形成される。
【０００７】
電解めっき層１１８を電解めっきにより形成する場合には、上記ＵＢＭ１２５を給電層に用いて通電を行う。電解めっき層１１８は、錫―銅合金層として直接析出させる方式でも、錫および銅を積層してめっきする方式でも良い。
【０００８】
このように、図８（Ｄ）に示すＵＢＭ１２５上にフォトレジスト１２２を塗布し、露光して、そして現像することによってパターニングして開口部１２２Ｂを形成した後に、図９（Ｅ）に示すように電解めっき法によりフォトレジスト１２２の開口部１２２Ｂ内に上記電解めっき層１１８を析出する。
【０００９】
次いで、図９（Ｆ）から図９（Ｇ）に示すように、フォトレジスト１２２を剥離後、上記電解めっき層１１８のマスクとして用いられて不要となったＵＢＭ１２５の部分をエッチング液により除去する。最後に、図９（Ｈ）に示すように、リフロー処理により円柱状の電解めっき層１１８を溶融して、バンプ電極１１７を球欠状に整形する。
【００１０】
また、別の従来技術としては、はんだバンプ電極とパッドとの間に複数のフィレットを形成することで、はんだバンプの接続強度を向上させる試みが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平８―２６４９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記従来のバンプ電極の形成技術は、フリップチップ接続を行う半導体装置、あるいはウェハレベルパッケージのように、インターポーザもしくはプリント配線板に実装を行うための電極としてバンプ電極を有する半導体装置に適用される。フリップチップ接続のためのバンプ電極１１７をＵＢＭ１２５上に形成する際には、例えばＵＢＭ１２５の最表層がパラジウム層１２１でありバンプ電極１１７が錫―銅はんだである場合に、ＵＢＭ１２５とバンプ電極１１７との界面での密着性が良好ではなく、バンプ電極１１７が剥離する問題がある。
【００１２】
図１０に示すように、図８（Ｄ）に示すようにフォトレジストの開口部１２２Ｂの断面形状を円形とした場合では、円形のＵＢＭ１２５に形成される電解めっき層１１８は図１０に示すように円柱状になる。また、図１０に示す隣接するバンプ電極１１７間のバンプピッチ１３０および各バンプ電極１１７のバンプ高さ１３１を変更せずに、フォトレジストの開口部１２２Ｂの断面形状を矩形とすれば、図１１に示すように矩形のＵＢＭ１２５Ｂに形成される電解めっき層１１８は立方体形状になる。図１１においてこの電解めっき層１１８をリフロー処理すると、図１１に示すリフロー処理後のバンプ電極１１７Ｂは、図１０に示すバンプ電極１１７に比べて大きくなり、ＵＢＭ１２５とバンプ電極１１７Ｂの接触面積が増大して密着力が向上できる。
【００１３】
しかし、バンプ１１７Ｂの直径が増大してしまうので、隣接するバンプ１１７Ｂ同士が部分１３３において接触する可能性が増大し、バンプピッチ１３０を狭ピッチ化しようとするとバンプ１１７Ｂ同士が部分１３３において接触する可能性がさらに増大する。このため、ＵＢＭ１２５Ｂとバンプ電極１１７Ｂの接触面積を増大させて密着力を向上させようとすると、隣接するバンプ１１７Ｂ同士が接触しないように隣接するバンプ１１７Ｂ間のピッチを大きくして配置する必要があり、半導体装置の配線基板が大型化してしまう。
【００１４】
また、上記特許文献１に開示されたバンプ電極の形成技術では、隣接するバンプ電極のフィレット同士が接触するおそれがあるので、隣接するバンプ電極を離して配置する必要があるので、半導体装置が大型化してしまう。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来の丸型のバンプ電極を形成する場合に比べてバンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極との接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる配線基板および配線基板を有する半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の配線基板は、所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを具備することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の配線基板では、前記アンダーバンプメタルのパターンは、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、前記パターン延長部と前記パターン本体部の２つの交点は前記パターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が前記第１線と直交する前記パターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、前記パターン延長部は前記第２線に沿って延長して形成され、前記パターン延長部の輪郭線が前記外接矩形の範囲内に位置することを特徴とする。さらに、本発明の配線基板では、前記バンプ電極は、前記パターン本体部上に形成されるバンプ本体部と、前記パターン延長部上に形成されて前記バンプ本体部から突出した複数のフィレットと、を有しており、前記矩形の範囲内において前記フィレットが形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の配線基板を有する半導体装置は、所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを有する前記配線基板と、前記配線基板に搭載された半導体チップと、前記配線基板と前記半導体チップとを封止する封止部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来のバンプ電極を形成する場合に比べてバンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極との接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる配線基板および配線基板を有する半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、半導体装置の配線基板の好ましい実施形態を模式的に示す断面を有する斜視図である。図１に示す半導体装置の配線基板５０はバンプ電極７を有するが、このバンプ電極７を形成する金属材料の一例としては錫―銅はんだを用いている。
【００２２】
まず、図１を参照して、配線基板５０とバンプ電極７の構造例を説明する。図１は配線基板５０上の１つのバンプ電極７を代表して示している。
【００２３】
図１に示す配線基板５０は、シリコン基板１と、このシリコン基板１上に形成された絶縁層３と、複数個のバンプ電極７と、複数箇所のアンダーバンプメタル（バンプ電極を電気的に接続するための下部金属、以下、ＵＢＭと呼称する。）２５を有している。
【００２４】
図１では、１つのバンプ電極７とＵＢＭ２５のパターンを一例として示している。シリコン基板１上には、アルミニウム配線２が内部配線として形成されている。このシリコン基板１とアルミニウム配線２の上には、絶縁層３としての二酸化ケイ素が形成されている。ただし、絶縁層３の内のバンプ電極７を形成する部分のみが除去されて、絶縁層３の開口部３Ｐが形成されている。
【００２５】
図１に示すように、アルミニウム配線２上の絶縁層３の開口部３Ｐには、ＵＢＭ２５のパターンが形成されている。ＵＢＭ２５のパターン上には、バンプ電極７がＺ方向に突出して形成されている。バンプ電極７は、複数のフィレット１０を有している。これらのフィレット１０は、バンプ電極７から半径方向外側に突出して形成された突起状部分である。バンプ電極７およびバンプ電極７の各フィレット１０は、ＵＢＭ２５のパターン上に密着して形成されている。バンプ電極７は、例えば電解めっき法により形成される。電解めっき浴としては、錫および銅イオンを所定の比率で混合して、一定の合金組成により析出させる電解めっき浴を用いる。また、錫および銅の単純浴を用いて、錫および銅を積層して析出させても良い。
【００２６】
図２は、図１に示す配線基板５０を示す平面図であり、配線基板５０には、複数個のバンプ電極７が所定のピッチＰで２次元アレイ状に配列されている。すなわち、複数個のバンプ電極７は、Ｘ方向とＸ方向と直交するＹ方向に沿って所定のピッチＰごとに配列されている。
【００２７】
各バンプ電極７には、それぞれ４つのフィレット１０が、Ｘ方向とＹ方向の両方に対して４５度の角度で形成される形成方向Ｓに沿って、バンプ電極７の半径方向外側に向けて突出して形成されている。図２において、ハンダ電極７は実線で示しており、ハンダ電極２５の下側に配置されているＵＢＭ２５のパターンは破線で示している。
【００２８】
図２において破線で示すＵＢＭ２５のパターンの形状は、図１においては実線で示している。図１に示すように、各ＵＢＭ２５のパターンは、円形状のパターン本体部２５Ｂと４つのパターン延長部分９を有している。図１に示すように、４つのパターン延長部分９は、パターン本体部２５Ｂの輪郭線上に２つ交点を有し。かつパターン本体部２５Ｂに外接する外接矩形２５Ｄの辺上に位置せず、パターン本体部２５Ｂからそれぞれ放射状に延びており、パターン延長部分９の輪郭線が外接矩形２５Ｄの範囲内に位置する。例えば、ＵＢＭ２５の中心Ｇから各パターン延長部分９の先端部までの距離Ｒは、パターン本体部２５Ｂに外接する外接矩形２５Ｄの対角線長さ２Ｒの半分に等しくなっている。パターン本体部２５Ｂの半径Ｗは、距離Ｒよりも小さい。
【００２９】
図２を参照すると、隣接するＵＢＭ２５のパターンの内、距離の短い方のＵＢＭ２５のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第１線Ｋ１上にある第１パターン長さＬ（第１パターン長さＬは、ＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂの半径Ｗと半径Ｗを足した長さに相当する。）と、距離の長い方のＵＢＭ２５のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第２線Ｋ２上にある第２パターン長さＭ（第２パターン長さＭは、パターン本体部２５Ｂの重心Ｃからパターン延長部分９の先端部までの距離Ｒと距離Ｒを足した長さに相当する。）を有している。そして、ＵＢＭ２５のパターンは、各ＵＢＭ２５のパターンの第１パターン長さＬが第２パターン長さＭより小さい（第１パターン長さＬ＜第２パターン長さＭ）となる形状に形成されている。
【００３０】
図３は、上記配線基板５０を具備する半導体装置の例を示している。この半導体装置６０は、配線基板５０と、この配線基板５０の配線導体に対してバンプ電極６１を介して接続された半導体チップ５１と、半導体チップ５１を封止する樹脂封止部材５２を有している。
【００３１】
次に、図４〜図６を参照して、上記配線基板５０の製造方法を説明する。
【００３２】
図４は、バンプ電極７の形成プロセスを示す斜視図である。図５は、図４のバンプ電極７の形成プロセスの続きを示す斜視図である。図６は、各ＵＢＭ２５のパターン上に形成された電解めっき層１３と、この電解めっき層１３がリフロー処理により加熱されることで球欠形に整形されたバンプ電極７を示す斜視図である。
【００３３】
まず、図４（Ａ）と図４（Ｂ）を参照すると、シリコン基板１の一方の面には内部配線としてアルミニウム配線２が形成され、さらにシリコン基板１の一方の面とアルミニウム配線２の上には、二酸化ケイ素のような絶縁層３が形成される。ただし、バンプ電極が形成される部位では絶縁膜３が除去されることで、絶縁膜３の開口部３Ｐが形成される。
【００３４】
次に、図４（Ｃ）に示すように、絶縁層３上と開口部３Ｐに露出したアルミニウム配線２の上には、ＵＢＭ２５が形成される。このＵＢＭ２５は、アルミニウム配線２に接する側から順に、例えばチタン層４／ニッケル層５／パラジウム層６の各薄膜を積層したものを使用する。チタン層４はアルミニウム配線２との密着性を確保するために用いられ、ニッケル層５は錫や銅のアルミニウム配線２への拡散を抑制するために用いられる。そしてパラジウム層６はニッケル層５の表面の酸化を防止するために形成され、チタン層４／ニッケル層５／パラジウム層６の各薄膜は例えばスパッタリング法により形成される。
【００３５】
次に、図４（Ｄ）に示すように、フォトレジスト１１をＵＢＭ２５のパラジウム層６の上に塗布、露光、現像することでパターニングする。このパターニングにより、フォトレジスト１１は、Ｚ方向に沿って形成された円柱状の開口部１２Ｂと、バンプ電極のフィレットを形成するためにＺ方向に沿って形成された４つの切り込み状の開口部分１２Ｃを有する。この切り込み状の開口部分１２Ｃは、断面三角形状であり開口部分１２Ｃの先端部が尖っている。
【００３６】
次に、図５（Ｅ）に示すように、ＵＢＭ２５を給電層としてフォトレジスト１１の円柱状の開口部１２Ｂと４つの突起形状の開口部分１２Ｃ内に、錫および銅からなる電解めっき層１３を形成する。この電解めっき層１３を形成する方法は、合金めっき法でも、銅および錫の積層めっきであっても良い。電解めっき層１３は、フォトレジスト１１の円柱状の開口部１２Ｂにより形成される円柱状の本体部１３Ｂと、４つの突起形状の開口部分１２Ｃにより形成される突起部分１３Ｃを有する。
【００３７】
図５（Ｅ）から図５（Ｆ）に示すように、電解めっき層１３の形成が終了すると、フォトレジスト１１を剥離し、次いで図５（Ｆ）から図５（Ｇ）に示すように、エッチング液を用いてＵＢＭ２５の不要部分を溶解して除去する。ＵＢＭ２５の不要部分は、先に形成した電解めっき層１３がマスクとなって除去される。フォトレジスト１１の開口部１２Ｂと４つの開口部分１２Ｃが、ＵＢＭ２５のパターンの残すべきパターン形状部分、すなわち図１に示すＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂと４つのパターン延長部分９として転写されている。つまり、ＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂと４つのパターン延長部分９は、電解めっき層１３の本体部１３Ｂの下部と突起部分１３Ｃの下部にあるので、除去されずに残っている。
【００３８】
上述のようにＵＢＭ２５のパターンを残すためにエッチングした後に、図５（Ｇ）と図５（Ｈ）および図６に示すように、電解めっき層１３のリフロー処理を行って加熱し、電解めっき層１３を球欠形のバンプ電極７に整形する。これにより、図６に示す電解めっき層１３の円柱状の本体部１３Ｂは、バンプ電極７の球欠状のバンプ本体部７Ｂに整形されるとともに、電解めっき層１３の４つの突起部分１３Ｃは、４つのフィレット１０に整形される。なお、電解めっき層１３を錫および銅を積層して形成した場合には、このリフロー処理で積層めっき層の合金化を同時に行う。
【００３９】
図６に示すように、ＵＢＭ２５のパターン本体部２５Ｂは、リフロー処理時の表面張力によってバンプ電極７の球欠形のバンプ本体部７Ｂに寄与するが、ＵＢＭ２５の４つのパターン延長部分９は、バンプ電極７の側方に延びるフィレット１０の形成に寄与する。
【００４０】
なお、バンプ電極７のバンプ本体部７Ｂは、ＵＢＭ２５のパターン本体部２５Ｂに密着している部分は球形ではなく平坦面になっていることから、バンプ本体部７Ｂの形状を球欠形と呼ぶことにする。
【００４１】
上述した本発明の実施形態では、図２に示すように、複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第１線Ｋ１上にある第１パターン長さＬ（第１パターン長さＬは、半径Ｗと半径Ｗを足した長さに相当する。）と、距離の長い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第２線Ｋ２上にある第２パターン長さＭ（第２パターン長さＭは、距離Ｒと距離Ｒを足した長さに相当する。）を有している。この第１パターン長さＬが第２パターン長さＭによりも小さいことから、従来の丸型のバンプ電極を形成する場合に比べて、バンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる。
【００４２】
しかも、図６に示すように、電解めっき層１３をリフロー処理により加熱してバンプ電極７を形成する際に、電解めっき層１３がＵＢＭ２５のパターン延長部分９に沿って濡れ広がってバンプ本体部７Ｂから複数のフィレット１０が形成される。このため、複数のフィレット１０は、応力の掛かりやすいＵＢＭ２５のパターンとバンプ電極７との界面を補強することができ、バンプ電極７の耐応力性を高めることができる。
【００４３】
また、図１に示すように、ＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂに外接する矩形２５Ｄの範囲内においてＵＢＭ２５のパターンのパターン延長部分９が形成されており、このパターン延長部分９に沿ってはんだが濡れ広がるようにしてフィレット１０が形成される。このため、複数のフィレット１０が形成されていても、隣接するバンプ電極７のフィレット１０同士が接触しないように配置できる。
【００４４】
本発明の配線基板および配線基板を有する半導体装置は、所定ピッチ状でアレイ状に配列されてバンプ電極を接続して配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板である。配線基板は、複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方のパターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方のパターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭを有しており、第１パターン長さＬ＜第２パターン長さＭとなる形状に形成されたアンダーバンプメタルのパターンを具備する。
【００４５】
これにより、第１パターン長さＬが第２パターン長さＭによりも小さいことから、従来のバンプ電極を形成する場合に比べて、バンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる。
【００４６】
また、本発明の配線基板では、アンダーバンプメタルのパターンは、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、パターン延長部とパターン本体部の２つの交点はパターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が第１線と直交するパターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、パターン延長部は第２線に沿って延長して形成され、パターン延長部の輪郭線が外接矩形の範囲内に位置する。これにより、隣接するバンプ電極のフィレット同士が接触しないように配置できる。
【００４７】
さらに、本発明の配線基板では、バンプ電極は、パターン本体部上に形成されるバンプ本体部と、パターン延長部上に形成されてバンプ本体部から突出した複数のフィレットと、を有しており、矩形の範囲内においてフィレットが形成されている。これにより、複数のフィレットは限られた範囲内で形成することができ、従来のバンプ電極を形成する場合に比べて、バンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる。
【００４８】
本発明の配線基板を有する半導体装置は、所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方のパターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方のパターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、第１パターン長さＬ＜第２パターン長さＭとなる形状に形成されたアンダーバンプメタルのパターンを有し、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、パターン延長部とパターン本体部の２つの交点はパターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が第１線と直交するパターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、パターン延長部は第２線に沿って延長して形成され、パターン延長部の輪郭線が外接矩形の範囲内に位置するアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板と、配線基板に搭載された半導体チップと、配線基板と半導体チップとを封止する封止部と、を具備する。
【００４９】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。形成されたバンプ電極は、球欠形のバンプ本体部と、このバンプ本体部から突出して形成された複数のフィレットを有しているが、フィレットの数は４つに限らず、例えば２つあるいは３つであっても良い。
【００５０】
また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】半導体装置の配線基板の好ましい実施形態を模式的に示す断面を有する斜視図である。
【図２】複数のバンプ電極がアレイされた配線基板を示す平面図である。
【図３】配線基板を具備する半導体装置の例を示す図である。
【図４】バンプ電極の形成プロセスを示す斜視図である。
【図５】図４のバンプ電極の形成プロセスの続きを示す斜視図である。
【図６】各ＵＢＭのパターン上に形成された電解めっき層と、電解めっき層がリフロー処理されることで形成されたフィレットを有するバンプ電極を示す斜視図である。
【図７】従来の丸型のバンプ電極を有する配線基板を示す斜視図である。
【図８】従来のバンプ電極の形成プロセスを示す斜視図である。
【図９】図８の従来のバンプ電極の形成プロセスの続きを示す斜視図である。
【図１０】円形状のアンダーバンプメタルである場合に、リフロー処理前後の従来のバンプ電極を示す斜視図である。
【図１１】矩形状のアンダーバンプメタルである場合に、リフロー処理前後の従来のバンプ電極を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…シリコン基板、２…アルミニウム配線、３…絶縁層、７…バンプ電極、１０…フィレット、１１…フォトレジスト、１３…電解めっき層、２５…アンダーバンプメタル（ＵＢＭ）、５０…配線基板、６０…半導体装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板および配線基板を有する半導体装置に関し、特にバンプ電極とアンダーバンプメタルを有する配線基板および配線基板を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の配線基板には、バンプ電極が配置されている。このバンプ電極を形成するための金属として、錫―銅はんだを用いた例を説明する。
【０００３】
図７は、錫―銅の球欠形のバンプ電極１１７を有する配線基板を模式的に示す斜視図である。図８と図９は、図７に示すバンプ電極１１７の形成工程を示している。
【０００４】
図８（Ａ）と図８（Ｂ）示すように、シリコン基板１１４上には、アルミニウム配線１１５が内部配線として形成されている。このアルミニウム配線１１５の上には、絶縁層としての例えば二酸化ケイ素１１６が形成され、バンプ電極を形成する部分にのみ二酸化ケイ素１１６が除去されて開口部１１６Ｂが形成される。
【０００５】
アルミニウム配線１１５上にバンプ電極１１７を形成する場合には、図８（Ｃ）に示すように、二酸化ケイ素１１６とアルミニウム配線１１５上の開口部１１６Ｂにアンダーバンプメタル（以下、ＵＢＭと呼称する。）１２５を形成する。その後、図８（Ｄ）に示すように、ＵＢＭ１２５上にはフォトレジスト１２２を形成して、図９（Ｅ）に示すように、フォトレジスト１２２の開口部１２２Ｂ内には、錫および銅からなる電解めっき層１１８を形成する。
【０００６】
図８（Ｃ）と図８（Ｄ）に示すＵＢＭ１２５としては、アルミニウム配線１１５に接する側から順に、例えばチタン層１１９／ニッケル層１２０／パラジウム層１２１の各薄膜を積層したものを使用する。チタン層１１９はアルミニウム配線１１５との密着性を確保するために用いられ、ニッケル層１１９は錫や銅のアルミニウム配線１１５への拡散を抑制するために用いられ、そしてパラジウム層１２０はニッケル層１１９の表面の酸化を防止するためにそれぞれ形成される。チタン層１１９／ニッケル層１２０／パラジウム層１２１の各薄膜は例えばスパッタリング法により形成される。
【０００７】
電解めっき層１１８を電解めっきにより形成する場合には、上記ＵＢＭ１２５を給電層に用いて通電を行う。電解めっき層１１８は、錫―銅合金層として直接析出させる方式でも、錫および銅を積層してめっきする方式でも良い。
【０００８】
このように、図８（Ｄ）に示すＵＢＭ１２５上にフォトレジスト１２２を塗布し、露光して、そして現像することによってパターニングして開口部１２２Ｂを形成した後に、図９（Ｅ）に示すように電解めっき法によりフォトレジスト１２２の開口部１２２Ｂ内に上記電解めっき層１１８を析出する。
【０００９】
次いで、図９（Ｆ）から図９（Ｇ）に示すように、フォトレジスト１２２を剥離後、上記電解めっき層１１８のマスクとして用いられて不要となったＵＢＭ１２５の部分をエッチング液により除去する。最後に、図９（Ｈ）に示すように、リフロー処理により円柱状の電解めっき層１１８を溶融して、バンプ電極１１７を球欠状に整形する。
【００１０】
また、別の従来技術としては、はんだバンプ電極とパッドとの間に複数のフィレットを形成することで、はんだバンプの接続強度を向上させる試みが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平８―２６４９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記従来のバンプ電極の形成技術は、フリップチップ接続を行う半導体装置、あるいはウェハレベルパッケージのように、インターポーザもしくはプリント配線板に実装を行うための電極としてバンプ電極を有する半導体装置に適用される。フリップチップ接続のためのバンプ電極１１７をＵＢＭ１２５上に形成する際には、例えばＵＢＭ１２５の最表層がパラジウム層１２１でありバンプ電極１１７が錫―銅はんだである場合に、ＵＢＭ１２５とバンプ電極１１７との界面での密着性が良好ではなく、バンプ電極１１７が剥離する問題がある。
【００１２】
図１０に示すように、図８（Ｄ）に示すようにフォトレジストの開口部１２２Ｂの断面形状を円形とした場合では、円形のＵＢＭ１２５に形成される電解めっき層１１８は図１０に示すように円柱状になる。また、図１０に示す隣接するバンプ電極１１７間のバンプピッチ１３０および各バンプ電極１１７のバンプ高さ１３１を変更せずに、フォトレジストの開口部１２２Ｂの断面形状を矩形とすれば、図１１に示すように矩形のＵＢＭ１２５Ｂに形成される電解めっき層１１８は立方体形状になる。図１１においてこの電解めっき層１１８をリフロー処理すると、図１１に示すリフロー処理後のバンプ電極１１７Ｂは、図１０に示すバンプ電極１１７に比べて大きくなり、ＵＢＭ１２５とバンプ電極１１７Ｂの接触面積が増大して密着力が向上できる。
【００１３】
しかし、バンプ１１７Ｂの直径が増大してしまうので、隣接するバンプ１１７Ｂ同士が部分１３３において接触する可能性が増大し、バンプピッチ１３０を狭ピッチ化しようとするとバンプ１１７Ｂ同士が部分１３３において接触する可能性がさらに増大する。このため、ＵＢＭ１２５Ｂとバンプ電極１１７Ｂの接触面積を増大させて密着力を向上させようとすると、隣接するバンプ１１７Ｂ同士が接触しないように隣接するバンプ１１７Ｂ間のピッチを大きくして配置する必要があり、半導体装置の配線基板が大型化してしまう。
【００１４】
また、上記特許文献１に開示されたバンプ電極の形成技術では、隣接するバンプ電極のフィレット同士が接触するおそれがあるので、隣接するバンプ電極を離して配置する必要があるので、半導体装置が大型化してしまう。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来の丸型のバンプ電極を形成する場合に比べてバンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極との接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる配線基板および配線基板を有する半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の配線基板は、所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを具備することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の配線基板では、前記アンダーバンプメタルのパターンは、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、前記パターン延長部と前記パターン本体部の２つの交点は前記パターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が前記第１線と直交する前記パターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、前記パターン延長部は前記第２線に沿って延長して形成され、前記パターン延長部の輪郭線が前記外接矩形の範囲内に位置することを特徴とする。さらに、本発明の配線基板では、前記バンプ電極は、前記パターン本体部上に形成されるバンプ本体部と、前記パターン延長部上に形成されて前記バンプ本体部から突出した複数のフィレットと、を有しており、前記矩形の範囲内において前記フィレットが形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の配線基板を有する半導体装置は、所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを有する前記配線基板と、前記配線基板に搭載された半導体チップと、前記配線基板と前記半導体チップとを封止する封止部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来のバンプ電極を形成する場合に比べてバンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極との接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる配線基板および配線基板を有する半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、半導体装置の配線基板の好ましい実施形態を模式的に示す断面を有する斜視図である。図１に示す半導体装置の配線基板５０はバンプ電極７を有するが、このバンプ電極７を形成する金属材料の一例としては錫―銅はんだを用いている。
【００２２】
まず、図１を参照して、配線基板５０とバンプ電極７の構造例を説明する。図１は配線基板５０上の１つのバンプ電極７を代表して示している。
【００２３】
図１に示す配線基板５０は、シリコン基板１と、このシリコン基板１上に形成された絶縁層３と、複数個のバンプ電極７と、複数箇所のアンダーバンプメタル（バンプ電極を電気的に接続するための下部金属、以下、ＵＢＭと呼称する。）２５を有している。
【００２４】
図１では、１つのバンプ電極７とＵＢＭ２５のパターンを一例として示している。シリコン基板１上には、アルミニウム配線２が内部配線として形成されている。このシリコン基板１とアルミニウム配線２の上には、絶縁層３としての二酸化ケイ素が形成されている。ただし、絶縁層３の内のバンプ電極７を形成する部分のみが除去されて、絶縁層３の開口部３Ｐが形成されている。
【００２５】
図１に示すように、アルミニウム配線２上の絶縁層３の開口部３Ｐには、ＵＢＭ２５のパターンが形成されている。ＵＢＭ２５のパターン上には、バンプ電極７がＺ方向に突出して形成されている。バンプ電極７は、複数のフィレット１０を有している。これらのフィレット１０は、バンプ電極７から半径方向外側に突出して形成された突起状部分である。バンプ電極７およびバンプ電極７の各フィレット１０は、ＵＢＭ２５のパターン上に密着して形成されている。バンプ電極７は、例えば電解めっき法により形成される。電解めっき浴としては、錫および銅イオンを所定の比率で混合して、一定の合金組成により析出させる電解めっき浴を用いる。また、錫および銅の単純浴を用いて、錫および銅を積層して析出させても良い。
【００２６】
図２は、図１に示す配線基板５０を示す平面図であり、配線基板５０には、複数個のバンプ電極７が所定のピッチＰで２次元アレイ状に配列されている。すなわち、複数個のバンプ電極７は、Ｘ方向とＸ方向と直交するＹ方向に沿って所定のピッチＰごとに配列されている。
【００２７】
各バンプ電極７には、それぞれ４つのフィレット１０が、Ｘ方向とＹ方向の両方に対して４５度の角度で形成される形成方向Ｓに沿って、バンプ電極７の半径方向外側に向けて突出して形成されている。図２において、ハンダ電極７は実線で示しており、ハンダ電極２５の下側に配置されているＵＢＭ２５のパターンは破線で示している。
【００２８】
図２において破線で示すＵＢＭ２５のパターンの形状は、図１においては実線で示している。図１に示すように、各ＵＢＭ２５のパターンは、円形状のパターン本体部２５Ｂと４つのパターン延長部分９を有している。図１に示すように、４つのパターン延長部分９は、パターン本体部２５Ｂの輪郭線上に２つ交点を有し。かつパターン本体部２５Ｂに外接する外接矩形２５Ｄの辺上に位置せず、パターン本体部２５Ｂからそれぞれ放射状に延びており、パターン延長部分９の輪郭線が外接矩形２５Ｄの範囲内に位置する。例えば、ＵＢＭ２５の中心Ｇから各パターン延長部分９の先端部までの距離Ｒは、パターン本体部２５Ｂに外接する外接矩形２５Ｄの対角線長さ２Ｒの半分に等しくなっている。パターン本体部２５Ｂの半径Ｗは、距離Ｒよりも小さい。
【００２９】
図２を参照すると、隣接するＵＢＭ２５のパターンの内、距離の短い方のＵＢＭ２５のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第１線Ｋ１上にある第１パターン長さＬ（第１パターン長さＬは、ＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂの半径Ｗと半径Ｗを足した長さに相当する。）と、距離の長い方のＵＢＭ２５のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第２線Ｋ２上にある第２パターン長さＭ（第２パターン長さＭは、パターン本体部２５Ｂの重心Ｃからパターン延長部分９の先端部までの距離Ｒと距離Ｒを足した長さに相当する。）を有している。そして、ＵＢＭ２５のパターンは、各ＵＢＭ２５のパターンの第１パターン長さＬが第２パターン長さＭより小さい（第１パターン長さＬ＜第２パターン長さＭ）となる形状に形成されている。
【００３０】
図３は、上記配線基板５０を具備する半導体装置の例を示している。この半導体装置６０は、配線基板５０と、この配線基板５０の配線導体に対してバンプ電極６１を介して接続された半導体チップ５１と、半導体チップ５１を封止する樹脂封止部材５２を有している。
【００３１】
次に、図４〜図６を参照して、上記配線基板５０の製造方法を説明する。
【００３２】
図４は、バンプ電極７の形成プロセスを示す斜視図である。図５は、図４のバンプ電極７の形成プロセスの続きを示す斜視図である。図６は、各ＵＢＭ２５のパターン上に形成された電解めっき層１３と、この電解めっき層１３がリフロー処理により加熱されることで球欠形に整形されたバンプ電極７を示す斜視図である。
【００３３】
まず、図４（Ａ）と図４（Ｂ）を参照すると、シリコン基板１の一方の面には内部配線としてアルミニウム配線２が形成され、さらにシリコン基板１の一方の面とアルミニウム配線２の上には、二酸化ケイ素のような絶縁層３が形成される。ただし、バンプ電極が形成される部位では絶縁膜３が除去されることで、絶縁膜３の開口部３Ｐが形成される。
【００３４】
次に、図４（Ｃ）に示すように、絶縁層３上と開口部３Ｐに露出したアルミニウム配線２の上には、ＵＢＭ２５が形成される。このＵＢＭ２５は、アルミニウム配線２に接する側から順に、例えばチタン層４／ニッケル層５／パラジウム層６の各薄膜を積層したものを使用する。チタン層４はアルミニウム配線２との密着性を確保するために用いられ、ニッケル層５は錫や銅のアルミニウム配線２への拡散を抑制するために用いられる。そしてパラジウム層６はニッケル層５の表面の酸化を防止するために形成され、チタン層４／ニッケル層５／パラジウム層６の各薄膜は例えばスパッタリング法により形成される。
【００３５】
次に、図４（Ｄ）に示すように、フォトレジスト１１をＵＢＭ２５のパラジウム層６の上に塗布、露光、現像することでパターニングする。このパターニングにより、フォトレジスト１１は、Ｚ方向に沿って形成された円柱状の開口部１２Ｂと、バンプ電極のフィレットを形成するためにＺ方向に沿って形成された４つの切り込み状の開口部分１２Ｃを有する。この切り込み状の開口部分１２Ｃは、断面三角形状であり開口部分１２Ｃの先端部が尖っている。
【００３６】
次に、図５（Ｅ）に示すように、ＵＢＭ２５を給電層としてフォトレジスト１１の円柱状の開口部１２Ｂと４つの突起形状の開口部分１２Ｃ内に、錫および銅からなる電解めっき層１３を形成する。この電解めっき層１３を形成する方法は、合金めっき法でも、銅および錫の積層めっきであっても良い。電解めっき層１３は、フォトレジスト１１の円柱状の開口部１２Ｂにより形成される円柱状の本体部１３Ｂと、４つの突起形状の開口部分１２Ｃにより形成される突起部分１３Ｃを有する。
【００３７】
図５（Ｅ）から図５（Ｆ）に示すように、電解めっき層１３の形成が終了すると、フォトレジスト１１を剥離し、次いで図５（Ｆ）から図５（Ｇ）に示すように、エッチング液を用いてＵＢＭ２５の不要部分を溶解して除去する。ＵＢＭ２５の不要部分は、先に形成した電解めっき層１３がマスクとなって除去される。フォトレジスト１１の開口部１２Ｂと４つの開口部分１２Ｃが、ＵＢＭ２５のパターンの残すべきパターン形状部分、すなわち図１に示すＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂと４つのパターン延長部分９として転写されている。つまり、ＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂと４つのパターン延長部分９は、電解めっき層１３の本体部１３Ｂの下部と突起部分１３Ｃの下部にあるので、除去されずに残っている。
【００３８】
上述のようにＵＢＭ２５のパターンを残すためにエッチングした後に、図５（Ｇ）と図５（Ｈ）および図６に示すように、電解めっき層１３のリフロー処理を行って加熱し、電解めっき層１３を球欠形のバンプ電極７に整形する。これにより、図６に示す電解めっき層１３の円柱状の本体部１３Ｂは、バンプ電極７の球欠状のバンプ本体部７Ｂに整形されるとともに、電解めっき層１３の４つの突起部分１３Ｃは、４つのフィレット１０に整形される。なお、電解めっき層１３を錫および銅を積層して形成した場合には、このリフロー処理で積層めっき層の合金化を同時に行う。
【００３９】
図６に示すように、ＵＢＭ２５のパターン本体部２５Ｂは、リフロー処理時の表面張力によってバンプ電極７の球欠形のバンプ本体部７Ｂに寄与するが、ＵＢＭ２５の４つのパターン延長部分９は、バンプ電極７の側方に延びるフィレット１０の形成に寄与する。
【００４０】
なお、バンプ電極７のバンプ本体部７Ｂは、ＵＢＭ２５のパターン本体部２５Ｂに密着している部分は球形ではなく平坦面になっていることから、バンプ本体部７Ｂの形状を球欠形と呼ぶことにする。
【００４１】
上述した本発明の実施形態では、図２に示すように、複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第１線Ｋ１上にある第１パターン長さＬ（第１パターン長さＬは、半径Ｗと半径Ｗを足した長さに相当する。）と、距離の長い方のパターンの重心Ｃ同士を結んだ第２線Ｋ２上にある第２パターン長さＭ（第２パターン長さＭは、距離Ｒと距離Ｒを足した長さに相当する。）を有している。この第１パターン長さＬが第２パターン長さＭによりも小さいことから、従来の丸型のバンプ電極を形成する場合に比べて、バンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる。
【００４２】
しかも、図６に示すように、電解めっき層１３をリフロー処理により加熱してバンプ電極７を形成する際に、電解めっき層１３がＵＢＭ２５のパターン延長部分９に沿って濡れ広がってバンプ本体部７Ｂから複数のフィレット１０が形成される。このため、複数のフィレット１０は、応力の掛かりやすいＵＢＭ２５のパターンとバンプ電極７との界面を補強することができ、バンプ電極７の耐応力性を高めることができる。
【００４３】
また、図１に示すように、ＵＢＭ２５のパターンのパターン本体部２５Ｂに外接する矩形２５Ｄの範囲内においてＵＢＭ２５のパターンのパターン延長部分９が形成されており、このパターン延長部分９に沿ってはんだが濡れ広がるようにしてフィレット１０が形成される。このため、複数のフィレット１０が形成されていても、隣接するバンプ電極７のフィレット１０同士が接触しないように配置できる。
【００４４】
本発明の配線基板および配線基板を有する半導体装置は、所定ピッチ状でアレイ状に配列されてバンプ電極を接続して配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板である。配線基板は、複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方のパターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方のパターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭを有しており、第１パターン長さＬ＜第２パターン長さＭとなる形状に形成されたアンダーバンプメタルのパターンを具備する。
【００４５】
これにより、第１パターン長さＬが第２パターン長さＭによりも小さいことから、従来のバンプ電極を形成する場合に比べて、バンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる。
【００４６】
また、本発明の配線基板では、アンダーバンプメタルのパターンは、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、パターン延長部とパターン本体部の２つの交点はパターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が第１線と直交するパターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、パターン延長部は第２線に沿って延長して形成され、パターン延長部の輪郭線が外接矩形の範囲内に位置する。これにより、隣接するバンプ電極のフィレット同士が接触しないように配置できる。
【００４７】
さらに、本発明の配線基板では、バンプ電極は、パターン本体部上に形成されるバンプ本体部と、パターン延長部上に形成されてバンプ本体部から突出した複数のフィレットと、を有しており、矩形の範囲内においてフィレットが形成されている。これにより、複数のフィレットは限られた範囲内で形成することができ、従来のバンプ電極を形成する場合に比べて、バンプピッチおよびバンプ高さを変更することなく、アンダーバンプメタルとバンプ電極の接触面積を増加させてアンダーバンプメタルとバンプ電極との密着性を向上することができる。
【００４８】
本発明の配線基板を有する半導体装置は、所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方のパターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方のパターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、第１パターン長さＬ＜第２パターン長さＭとなる形状に形成されたアンダーバンプメタルのパターンを有し、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、パターン延長部とパターン本体部の２つの交点はパターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が第１線と直交するパターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、パターン延長部は第２線に沿って延長して形成され、パターン延長部の輪郭線が外接矩形の範囲内に位置するアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板と、配線基板に搭載された半導体チップと、配線基板と半導体チップとを封止する封止部と、を具備する。
【００４９】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。形成されたバンプ電極は、球欠形のバンプ本体部と、このバンプ本体部から突出して形成された複数のフィレットを有しているが、フィレットの数は４つに限らず、例えば２つあるいは３つであっても良い。
【００５０】
また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】半導体装置の配線基板の好ましい実施形態を模式的に示す断面を有する斜視図である。
【図２】複数のバンプ電極がアレイされた配線基板を示す平面図である。
【図３】配線基板を具備する半導体装置の例を示す図である。
【図４】バンプ電極の形成プロセスを示す斜視図である。
【図５】図４のバンプ電極の形成プロセスの続きを示す斜視図である。
【図６】各ＵＢＭのパターン上に形成された電解めっき層と、電解めっき層がリフロー処理されることで形成されたフィレットを有するバンプ電極を示す斜視図である。
【図７】従来の丸型のバンプ電極を有する配線基板を示す斜視図である。
【図８】従来のバンプ電極の形成プロセスを示す斜視図である。
【図９】図８の従来のバンプ電極の形成プロセスの続きを示す斜視図である。
【図１０】円形状のアンダーバンプメタルである場合に、リフロー処理前後の従来のバンプ電極を示す斜視図である。
【図１１】矩形状のアンダーバンプメタルである場合に、リフロー処理前後の従来のバンプ電極を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…シリコン基板、２…アルミニウム配線、３…絶縁層、７…バンプ電極、１０…フィレット、１１…フォトレジスト、１３…電解めっき層、２５…アンダーバンプメタル（ＵＢＭ）、５０…配線基板、６０…半導体装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、
隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを具備することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記アンダーバンプメタルのパターンは、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、
前記パターン延長部と前記パターン本体部の２つの交点は前記パターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が前記第１線と直交する前記パターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、前記パターン延長部は前記第２線に沿って延長して形成され、
前記パターン延長部の輪郭線が前記外接矩形の範囲内に位置することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記バンプ電極は、前記パターン本体部上に形成されるバンプ本体部と、
前記パターン延長部上に形成されて前記バンプ本体部から突出した複数のフィレットと、を有しており、前記矩形の範囲内において前記フィレットが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを有する前記配線基板と、
前記配線基板に搭載された半導体チップと、
前記配線基板と前記半導体チップとを封止する封止部と、
を具備することを特徴とする配線基板を有する半導体装置。
【請求項１】
所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、
隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを具備することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記アンダーバンプメタルのパターンは、パターン本体部と、パターン延長部から成る形状であり、
前記パターン延長部と前記パターン本体部の２つの交点は前記パターン本体部の輪郭線上に位置し、かつ構成する１辺が前記第１線と直交する前記パターン本体部の外接矩形の辺上に位置せず、前記パターン延長部は前記第２線に沿って延長して形成され、
前記パターン延長部の輪郭線が前記外接矩形の範囲内に位置することを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記バンプ電極は、前記パターン本体部上に形成されるバンプ本体部と、
前記パターン延長部上に形成されて前記バンプ本体部から突出した複数のフィレットと、を有しており、前記矩形の範囲内において前記フィレットが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
所定ピッチでアレイ状に配列されて金属を堆積して熱処理で整形してバンプ電極を配置する複数のアンダーバンプメタルのパターンを有する配線基板であって、隣接する前記複数のアンダーバンプメタルのパターンの内、距離の短い方の前記パターンの重心同士を結んだ第１線上にある第１パターン長さＬと、距離の長い方の前記パターンの重心同士を結んだ第２線上にある第２パターン長さＭにおいて、前記第１パターン長さＬ＜前記第２パターン長さＭとなる形状に形成された前記アンダーバンプメタルのパターンを有する前記配線基板と、
前記配線基板に搭載された半導体チップと、
前記配線基板と前記半導体チップとを封止する封止部と、
を具備することを特徴とする配線基板を有する半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１８４４８（Ｐ２０１０−１１８４４８Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９８５１（Ｐ２００８−２８９８５１）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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