(57)【要約】【課題】磁気増幅のための磁性材料を内蔵した小型かつ薄型の磁気センサの提供。【解決手段】半導体回路１と複数のホール素子４を備える半導体基板上に、外部接続端子パッド部３の部位に開口を有する絶縁膜２、絶縁膜上であって複数のホール素子の感磁部を覆う部位に配置された下地通電層５、外部接続端子パッド部上及びパッド部の周辺部の絶縁膜上であって覆う部位から離間した位置に、下地通電層とは独立に配置された下地通電層５、下地通電層上に配置された磁性体６、下地通電層上に配置された再配線通電層７、再配線層と磁性体の間の露出された絶縁膜上及び再配線層上及び磁性体上に連続して配置され、周辺部に開口を有する絶縁膜８、開口を埋めるように再配線層上に配置された半田形成用下地層９、並びに、半田形成用下地層上に配置された外部接続用半田部１０を備える。【選択図】図１
2010101648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続端子パッド部を有する半導体回路及び該外部接続端子パッド部から離間した複数のホール素子を備える半導体基板と、
該半導体基板上に配置され、前記外部接続端子パッド部の部位に第１開口を有する第１絶縁膜と、
該第１絶縁膜上であって前記複数のホール素子の感磁部を覆う部位に配置され、
前記外部接続端子パッド部上及び該パッド部の周辺部の前記第１絶縁膜上であって前記覆う部位から離間した位置に配置された第１下地通電層と、
前記第１下地通電層上に配置された磁性体と、
前記第１下地通電層上に配置された再配線層と、
該再配線層と前記磁性体の間の露出された前記第１絶縁膜上及び前記再配線層上及び前記磁性体上に連続して配置され、前記周辺部に第２開口を有する第２絶縁膜と、
該第２開口を埋めるように前記再配線層上に配置された半田形成用下地層と、
該半田形成用下地層上に配置された外部接続用半田部とを備え、
該外部接続用半田部が、該半田形成用下地層及び前記再配線層及び前記第１下地通電層を介して前記外部接続端子パッド部と電気的に接続されることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１及び第２絶縁膜が、ポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン、及びエポキシのいずれか、もしくはこれらの配合物から構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１及び第２絶縁膜の膜厚が、それぞれ０．１〜３０μmであることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項４】
外部接続端子パッド部を有する半導体回路及び該外部接続端子パッド部から離間した複数のホール素子を備える半導体基板と、
該半導体基板上に配置され、前記外部接続端子パッド部の部位に第１開口を有する第１絶縁膜と、
該第１絶縁膜上であって前記複数のホール素子に跨りホール素子の感磁部を覆う部位に配置された第１下地通電層と、
前記第１下地通電層上に配置された磁性体と、
該磁性体上及び前記第１絶縁膜上に配置され、前記第１開口の上方に連通する開口を有する第２絶縁膜と、
前記外部接続端子パッド部上及び該パッド部の周辺部の前記第２絶縁膜上であって前記覆う部位から離間した位置に配置された第２下地通電層と、
該第２下地通電層上に配置された再配線層と、
該再配線層上及び前記第１絶縁膜乃至前記磁性体上に連続して配置され、前記周辺部に第２開口を有する第３絶縁膜と、
該第２開口を埋めるように前記再配線層上に配置された半田形成用下地層と、
該半田形成用下地層上に配置された外部接続用半田部とを備え、
該外部接続用半田部が、該半田形成用下地層及び前記再配線層及び前記第２下地通電層を介して前記外部接続端子パッド部と電気的に接続されることを特徴とする磁気センサ。
【請求項５】
前記第１及至第３絶縁膜が、ポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン、及びエポキシのいずれか、もしくはこれらの配合物から構成されることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第１及至第３絶縁膜の膜厚が、それぞれ０．１〜３０μmであることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記磁性体を構成する材料が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏのいずれか、または少なくとも２つ以上を含む合金からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記磁性体の膜厚が、１〜５０μmであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記第１下地通電層及び／または前記第２下地通電層が、ＴｉもしくはＴｉＷとＣｕの積層金属膜、またはＴｉとＡｌとＴｉの第１積層金属膜からなり、前記半田形成用下地層が、ＴｉもしくはＴｉＷとＣｕの第２積層金属膜からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記第１積層金属膜の厚さが、ＴｉもしくはＴｉＷ、Ｃｕの場合は、それぞれ０．１〜２．０μm、０．１〜２．０μｍであり、ＴｉとＡｌとＴｉの場合は、それぞれ０．１〜２．０μm、０．１〜３μm、０．１〜２．０μmであり、前記第２積層金属膜の厚さがＴｉとＣｕの厚さが、それぞれ０．１〜２．０μｍ、０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサに関し、より詳細には、半導体基板上に磁気増幅用として磁気センシングする領域上に厚く形成された磁性体を備え高密度実装対応磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホール素子と磁気増幅機能を有する磁性材料を組み合わせた磁気センサが知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、近年の携帯電話やその他の電子機器の小型化に伴い、これに搭載されるLSI等の半導体装置への高密度化の要求は益々厳しいものになってきており、半導体装置として、ウエハ処理工程とパッケージ組立工程を一本化したウエハレベルチップサイズパッケージ型の半導体装置が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７８７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁性材料を搭載した磁気センサも高密度実装化のためには、ウエハレベルチップサイズパッケージへの対応が必要であるが、現状は、モールド樹脂封止したパッケージ以外への搭載例がなく、かつ本磁気センサにおいては、半導体回路基板の表面上に高さが数十μm、直径が数百μmの磁性材料を形成する必要があるため、ウエハレベルチップサイズパッケージの形成工程の中に組み込んだ製造工程を確立することと、磁性材料は水分などによる酸化の可能性があるため、信頼性を維持するため磁性材料上への絶縁膜を欠陥なく成膜できることが必要である。
【０００６】
このような状況を鑑みてなされた本発明の目的は、磁気増幅のための磁性材料を内蔵した小型かつ薄型の小型ウエハレベルチップパッケージの磁気センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するためになされた本発明が提供する磁気センサは、外部接続端子パッド部（３）を有する半導体回路（１）及び該外部接続端子パッド部から離間した複数のホール素子（４）を備える半導体基板と、該半導体基板上に配置され、前記外部接続端子パッド部の部位に第１開口を有する第１絶縁膜（２）と、該第１絶縁膜上であって前記複数のホール素子の感磁部を覆う部位に配置された第１下地通電層（５）と、前記外部接続端子パッド部上及び該パッド部の周辺部の前記第１絶縁膜上であって前記ホール素子の感磁部を覆う部位から離間した位置に、該第１下地通電層とは独立に配置された第２下地通電層（５）と、前記第１下地通電層上に配置された磁性体（６）と、前記第２下地通電層上に配置された再配線層（７）と、該再配線層と前記磁性体の間の露出された前記第１絶縁膜上及び前記再配線層上及び前記磁性体上に連続して配置され、前記周辺部に第２開口を有する第２絶縁膜（８）と、該第２開口を埋めるように前記再配線層上に配置された半田形成用下地層（９）と、該半田形成用下地層上に配置された外部接続用半田部（１０）を備え、該外部接続用半田部が、該半田形成用下地層及び前記再配線層及び前記第２下地通電層を介して前記外部接続端子パッド部と電気的に接続されることを特徴とする。
【０００８】
さらに別の磁気センサは、外部接続端子パッド部（３）を有する半導体回路（１）及び該外部接続端子パッド部から離間した複数のホール素子（４）を備える半導体基板と、該半導体基板上に配置され、前記外部接続端子パッド部の部位に第１開口を有する第１絶縁膜（２）と、該第１絶縁膜上であって前記複数のホール素子に跨りホール素子の感磁部を覆う部位に配置された第１下地通電層（５）と、前記第１下地通電層上に配置された磁性体（６）と、該磁性体上及び前記第１絶縁膜上に配置され、前記第１開口の上方に連通する開口を有する第２絶縁膜（８）と、前記外部接続端子パッド部上及び該パッド部の周辺部の前記第２絶縁膜上であって前記ホール素子の感磁部を覆う部位から離間した位置に配置された第２下地通電層（１２）と、該第２下地通電層上に配置された再配線層（７）と、該再配線層上及び前記第１絶縁膜乃至前記磁性体上に連続して配置され、前記周辺部に第２開口を有する第２絶縁膜（８）と、該再配線層と前記磁性体の間の露出された前記第１絶縁膜上及び該再配線層上及び前記磁性体上に連続して配置され、前記周辺部に第２開口を有する第３絶縁膜（１３）と、該第２開口を埋めるように前記再配線層上に配置された半田形成用下地層（９）と、該半田形成用下地層上に配置された外部接続用半田部（１０）とを備え、該外部接続用半田部が、該半田形成用下地層及び前記再配線層及び前記第２下地通電層を介して前記外部接続端子パッド部と電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の本発明によれば、従来の磁気センサにはなかった、半導体基板上に磁気増幅用として磁気センシングする領域上に厚く形成された磁性体を備え、且つ絶縁膜でカバーされた構造を持つウエハレベルパッケージ構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に関して、説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は本発明に係る磁気センサの第１実施形態を説明するための構造図で、図中参照符号１は半導体回路、２は第１絶縁膜、３は外部接続端子パッド、４はホール素子、５は第１下地金属層、６は磁性体、７は再配線通電層、８は第２絶縁膜、９は半田形成用下地層、１０は半田ボール接合部を示している。
【００１２】
本実施形態の磁気センサは、半導体回路１上に第１絶縁膜２を介して外部接続端子３と第１下地通電層５と再配線通電層７を備えている。また半導体回路１の外部接続端子３と離れたホール素子４の直上に第１下地通電層５と磁性体６を備えている。
【００１３】
また、半導体回路１上の再配線層７上に第２絶縁膜８、半田形成用下地層９および半田ボール接合部１０を備えており、かつ磁性体６上に第２絶縁膜８を備えている。
【００１４】
磁性材料を挟む第１および第２絶縁膜２，８が、ポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン、およびエポキシのいずれかを用いることが望ましい。
【００１５】
また、第２絶縁膜８の膜厚が０．１〜３０μｍであることが望ましく、第１絶縁膜２の膜厚は１〜２０μｍであることが望ましい。
【００１６】
また磁性体６は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏの少なくとも２種類以上を含むことが望ましく、その膜厚が１〜５０μｍであることが望ましい。
【００１７】
図２乃至図３は、図１に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図である。
【００１８】
まず図２の工程で同図（ａ）において、半導体回路１には、電気接合を有するための外部接続端子パッド３が形成されている。外部接続端子パッド３はＡｌ系の材料が一般的である。また、この半導体回路１上には、第１絶縁膜２が形成されており、第１絶縁膜２は有機材料であるポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いるのが一般的であり、スピンコート法や印刷法などによって成膜できる。一般的にスピンコート法で成膜を行い、その膜厚は１〜３０μｍが望ましく、外部接続端子パッド３上には第１絶縁膜２を形成させないため、露光、現像を行い外部電極端子パッド３を露出させている。また半導体回路１には、検出した磁気を電気信号に変換するためのホール素子４が少なくとも４個以上形成されている。
【００１９】
次に図２（ｂ）に示すように、半導体回路１の第１下地通電層５は全体としてＴｉ、ＴｉＷなどのＴｉ系材料、Ｃｕ系材料の順に真空蒸着法、スパッタリング法、電解・無電解めっき法により形成する。Ｔｉ系材料は外部接続端子パッド３のＡｌ系材料と第１下地通電層５のＣｕ系材料の拡散バリヤ層として少なくとも０．１μｍ以上の厚みが望ましい。
【００２０】
次に図２（ｃ）に示すように、第１下地通電層５上に磁性材料６のパターン形成を行うためにレジスト１１を形成し、露光、現像を行い、レジスト空隙部１１ａを形成する。レジスト材料としてはポジレジスト、ネガレジストのどちらでも良いが、次工程以降でのレジスト剥離性を考慮し、ポジレジストがより望ましい。またレジスト１１の膜厚は、磁性材料６よりも大きいことが必要なことから３〜６０μｍが望ましい。
【００２１】
次に図２（ｄ）に示したように、レジスト開口部１１ａに磁気増幅機能を有する磁性体６を電解めっきにより形成する。また磁性体６は、Ｆｅ−ＮｉやＦｅ−Ｃｏ系等の２元系材料やＦｅ−ＮｉやＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系等の３元系合金材料で軟磁性体が望ましい。また磁性材料６の膜厚は磁気増幅機能を実現するため厚い方がよく、好ましくは１〜５０μｍの範囲が望ましい。
【００２２】
次に、図２（ｅ）に示すように、レジストパターン１１を除去する。その結果、磁性体６が、第１下地通電層５上に残ることになる。
【００２３】
次に、図２（ｆ）に示すように、第１下地通電層５上に再配線層７のパターンを形成するためにレジスト１１を形成し、露光、現像を行い、レジスト空隙部１１aを形成する。レジスト材料としてはポジレジスト、ネガレジストのどちらでも良いが、次工程以降でのレジスト剥離性を考慮し、ポジレジストがより望ましい。またレジスト１１の膜厚は、再配線層７よりも大きいことが必要なことから３〜２０μｍが望ましい。
【００２４】
次に図３の工程に進み、同図（ａ）に示すように、レジスト空隙部１１aに再配線層７を真空蒸着法、スパッタリング法、無電解、もしくは電解めっき法で形成する。再配線通電層７としては、低電気抵抗材料であるＡｌ系材料やＣｕ系材料、Ａｕ系材料が望ましい。また再配線層７の膜厚は電気抵抗を低下させるため厚い方がよく、好ましくは０．１〜１０μｍが望ましい。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジストパターン１１を除去する。その結果、再配線層７が第１下地通電層５上に残ることになる。
【００２６】
次に、図３（ｃ）に示すように、不要になった第１下地通電層５を磁性体６と再配線層７をマスクとして、ドライエッチング法、もしくはウエットエッチング法により除去する。その際、磁性体６と再配線層７が同時にエッチングされないようにすることが重要である。
【００２７】
次に、図３（ｄ）に示すように、磁性体６と再配線層７上に第２絶縁膜８を形成する。第２絶縁膜８は有機材料であるポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いるのが一般的であり、スピンコート法や印刷法などによって成膜できる。一般的にスピンコート法で成膜を行い、その膜厚は０．１〜３０μｍが望ましく、電気接合のために必要な半田形成用下地層９を形成する部分には第２絶縁膜８を形成させないため、露光、現像を行い再配線層７を露出させている。
【００２８】
次に、図３（ｅ）に示すように、第２絶縁膜８上で再配線層７が露出している部分に、真空蒸着法、スパッタリング法、電解もしくは無電解めっき法で半田形成用下地層９を形成する。半田形成用層９はＴｉ系材料、Ｃｕ系材料の順に積層される。またＣｕ系材料は半田ボール接合部１０と合金を形成して接合するため、Ｃｕ系材料の厚みが薄いとカーケンダルボイドが発生し、接続信頼性が低下する可能性があるため、その膜厚は０．２〜１０μｍが望ましい。
【００２９】
最後に、半田形成用下地層９上に半田ボール接合部１０を形成して、図１に示した構造を持った本発明の磁気センサを実現することができる。ここで、半田ボール接合部１０は半田ボールをスクリーン印刷方法で印刷し、リフロー処理を行う、もしくは半田ボールを直接、半田形成用下地層９に搭載し、リフローを行うことで形成する。
【００３０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態の磁気センサの構造は磁性体と再配線層を同じ下地層を用いて実現しているが、今後小型化を進める上では素子の持つ応力をより低減することが必要である。そこで、本実施形態では、応力緩和の目的で、磁性体６と再配線層７をそれぞれ別々の下地層で形成し、その間の応力緩和層として第３絶縁膜１３を追加した構造を実現する。本構造は、磁性体６上に絶縁層が２層載ることで、磁性材料６の酸化をより低減できる効果がある。
【００３１】
図４は本発明に係る磁気センサの第２実施形態を説明するための構造図で、図中参照符号１は半導体回路、２は第１絶縁膜、３は外部接続端子パッド、４はホール素子、５は第１下地通電層、６は磁性体、７は再配線層、８は第２絶縁膜、９は半田形成用下地層、１０は半田ボール接合部、１２は第２下地通電層層、１３は第３絶縁膜を示している。
【００３２】
本実施形態の磁気センサは、半導体回路はホール素子を備えており、絶縁膜を介して第１下地通電層と磁性材料を備えている。また磁性体および第１絶縁膜上には、第２絶縁膜を備えている。半導体回路上の外部接続端子パッド上は、第１絶縁膜と第２絶縁膜で開口されており、その外部接続端子パッド上に、第２下地通電層と再配線層を備えている。更に、第２絶縁膜と再配線層上に第３絶縁膜が設けられ、その開口部に半田形成用下地層と半田ボール接合部を備えている。
【００３３】
磁性体を挟む第１および第２絶縁膜２，８が、ポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン、およびエポキシのいずれかを用いることが望ましい。
【００３４】
また、第２絶縁膜８の膜厚が０．１〜３０μｍであることが望ましく、第１絶縁膜２の膜厚は１〜３０μｍであることが望ましい。
【００３５】
また磁性体６は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏの少なくとも２種類以上を含むことが望ましく、その膜厚が、１〜５０μｍであることが望ましい。
【００３６】
図５乃至７は、図４に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図である。
【００３７】
まず図５の工程で同図（ａ）において、半導体回路１には、電気接合を有するための外部接続端子パッド３が形成されている。外部接続端子パッド３はＡｌ系の材料が一般的である。また、この半導体回路１上には、第１絶縁膜２が形成されており、第１絶縁膜２は有機材料であるポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いるのが一般的であり、スピンコート法や印刷法などによって成膜できる。一般的にスピンコート法で成膜を行い、その膜厚は１〜３０μｍが望ましく、外部接続端子パッド３上には絶縁膜２を形成させないため、露光、現像を行い外部電極端子パッド３を露出させている。また半導体回路１には、検出した磁気を電気信号に変換するためのホール素子４が少なくとも１個以上形成されている。
【００３８】
次に図５（ｂ）に示すように、半導体回路１の第１下地通電層５は全体としてＴｉ、ＴｉＷなどのＴｉ系材料、Ｃｕ系材料の順に真空蒸着法、スパッタリング法、電解・無電解めっき法により形成する。Ｔｉ系材料は外部接続端子パッド３のＡｌ系材料と第１下地通電層５のＣｕ系材料の拡散バリヤ層として少なくとも０．１μｍ以上の厚みが望ましい。
【００３９】
次に図５（ｃ）に示すように、第１下地通電層５上に磁性材料６のパターン形成を行うためにレジスト１１を形成し、露光、現像を行い、レジスト空隙部１１ａを形成する。レジスト材料としてはポジレジスト、ネガレジストのどちらでも良いが、次工程以降でのレジスト剥離性を考慮し、ポジレジストがより望ましい。またレジスト１１の膜厚は、磁性体６よりも大きいことが必要なことから３〜６０μｍが望ましい。
【００４０】
次に図５（ｄ）に示したように、レジスト開口部１１ａに磁気増幅機能を有する磁性体６を電解めっきにより形成する。また磁性体６は、Ｆｅ−ＮｉやＦｅ−Ｃｏ系等の２元系材料やＦｅ−ＮｉやＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系等の３元系合金材料で軟磁性材料が望ましい。また磁性体６の膜厚は磁気増幅機能を実現するため厚い方がよく、好ましくは１〜５０μｍの範囲が望ましい。
【００４１】
次に、図５（ｅ）に示すように、レジストパターン１１を除去する。その結果、磁性体６が、第１下地通電層５上に残ることになる。
【００４２】
次に図６の工程に進み、同図（ａ）に示すように、不要になった第１下地通電層５を磁性材料６をマスクとして、ドライエッチング法、もしくはウエットエッチング法により除去する。その際、磁性材料６が同時にエッチングされないようにすることが重要である。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示すように、磁性体６上に第２絶縁膜８を形成する。第２絶縁膜８は有機材料であるポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いるのが一般的であり、スピンコート法や印刷法などによって成膜できる。一般的にスピンコート法で成膜を行い、その膜厚は０．１〜３０μｍが望ましく、電気接合のために露光、現像を行い第２絶縁膜８を開口させ、外部接続端子パッド３を露出させている。
【００４４】
次に、図６（ｃ）に示すように、第２絶縁８に、第２下地通電層１２を全体としてＴｉ、ＴｉＷなどのＴｉ系材料、Ｃｕ系材料の順に真空蒸着法、スパッタリング法、電解・無電解めっき法により形成する。Ｔｉ系材料は外部接続端子パッド３のＡｌ系材料と第１下地通電層５のＣｕ系材料の拡散バリヤ層として少なくとも０．１μｍ以上の厚みが望ましい。
【００４５】
次に、図６（ｄ）に示すように、第２下地通電層１２に再配線通電層７のパターンを形成するためにレジスト１１を形成し、露光、現像を行い、レジスト空隙部１１ａを形成する。レジスト材料としてはポジレジスト、ネガレジストのどちらでも良いが、次工程以降でのレジスト剥離性を考慮し、ポジレジストがより望ましい。またレジスト１１の膜厚は、再配線層７よりも大きいことが必要なことから３〜２０μｍが望ましい。
【００４６】
次に、図６（ｅ）に示すように、レジスト空隙部１１ａに再配線層７を真空蒸着法、スパッタリング法、無電解、もしくは電解めっき法で形成する。再配線層７としては、低電気抵抗材料であるＡｌ系材料やＣｕ系材料、Ａｕ系材料が望ましい。また再配線層７の膜厚は電気抵抗を低下させるため厚い方がよく、好ましくは０．１〜１０μｍが望ましい。
【００４７】
次に図７の工程に進み、同図（ａ）に示すようにレジストパターン１１を除去する。その結果、再配線層７が第２下地通電層上に残ることになる。
【００４８】
次に、図７（ｂ）に示すように、不要になった第２下地通電層１２を磁性体６と再配線層をマスクとして、ドライエッチング法、もしくはウエットエッチング法により除去する。その際、磁性体６と再配線層が同時にエッチングされないようにすることが重要である。
【００４９】
次に、図７（ｃ）に示すように、磁性体６と第２絶縁膜８上に第３絶縁膜１３を形成する。第３絶縁膜１３は有機材料であるポリイミド、もしくはポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテンなどを用いるのが一般的であり、スピンコート法や印刷法などによって成膜できる。一般的にスピンコート法で成膜を行い、その膜厚は０．１〜３０μｍが望ましく、電気接合のために必要な半田形成用下地層９を形成する部分には第３絶縁膜１３を形成させないため、露光、現像を行い、再配線層７を露出させている。
【００５０】
次に、図７（ｄ）に示すように、第３絶縁膜１３上で再配線層７が露出している部分に、真空蒸着法、スパッタリング法、電解もしくは無電解めっき法で半田形成用下地層９を形成する。半田形成用下地層９はＴｉ系材料、Ｃｕ系材料の順に積層される。またＣｕ系材料は半田ボール接合部１０と合金を形成して接合するため、Ｃｕ系材料の厚みが薄いとカーケンダルボイドが発生し、接続信頼性が低下する可能性があるため、その膜厚は０．２〜１０μｍが望ましい。
【００５１】
最後に、半田形成用下地層９上に半田ボール接合部１０を形成して、図４に示した構造を持った本発明の磁気センサを実現することができる。ここで、半田ボール接合部１０は半田ペーストをスクリーン印刷方法で印刷し、リフロー処理を行う、もしくは半田ボールを直接、半田形成用下地層９に搭載し、リフローを行うことで形成する。
【実施例】
【００５２】
図１に示した構造を持った本発明の磁気センサを実際に製造した結果、及び、図４に示した構造を持った本発明の磁気センサを実際に製造した結果について説明する。
【００５３】
＜実施例１＞
本発明の実施例１として、８インチの半導体回路１の全体に外部接続端子パッド３を開口して、ポリイミド膜を５μｍの厚みで形成した。その後、スパッタリング法で第１下地通電層５としてＴｉを１５００Å、Ｃｕを６０００Å形成した（１０００Å＝０．１μｍ）。その後、磁性体６を形成するためにポジレジストを用いて、２０μｍの厚みでレジストパターンを形成した。さらに、磁性体として、電解めっきによりレジスト空隙部１１ａにＮｉ−Ｆｅの合金を１５μｍの厚みで形成した。その後、不要になったレジストを有機溶剤を用いて除去した。
【００５４】
次に、再配線層７を形成するためポジレジストで２０μｍの膜厚でレジストパターニングし、電解めっきでＣｕを５μｍ形成した。そして、不要になったレジストを有機溶剤で除去し、ウエットエッチングにより第１下地通電層であるＣｕとＴｉを除去した。
【００５５】
次に、磁性体６と再配線層７を第２絶縁膜としてポリイミドで７μｍの厚さで成膜した。成膜は、磁性体の露出がないことが重要であるが、断面研磨およびＳＥＭ観察により、ポリイミドの厚みを確認したところ、最も薄い場所でも磁性体の露出なく０．５μｍ成膜出来ていることが確認できた。
【００５６】
次に、半田形成用下地層９としてＴｉを１０００Å、Ｃｕを２０００Åをスパッタリング法で形成してから、電解めっき法でＣｕを４μｍ形成させ、直径０．２５ｍｍの半田ボールをボールマウンタで搭載して、窒素リフロー装置を通すことで、図１に示した構造を持った本発明品を製作できた。
【００５７】
最後に、本発明品をダイシング処理することで、個片化し、縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍ、厚み０．７５ｍｍのウエハレベルチップサイズパッケージを形成できた。高密度実装化のために必要なレベルチップサイズパッケージに対応した磁気センサを製造できた。
【００５８】
このようにして製作した本発明品を８５℃８５％ＲＨの湿度放置に入れたところ、１０００Ｈｒまでは磁性材料６の変色を確認でなかったが、１５００Ｈｒで変色が観測された。
【００５９】
＜実施例２＞
本発明の実施例２として、８インチの半導体回路１の全体に外部接続端子パッド３を開口して、ポリイミド膜を５μｍの厚みで形成した。その後、スパッタリング法で第１下地通電層５としてＴｉを１５００Å、Ｃｕを６０００Å形成した。その後、磁性材料６を形成するためにポジレジストを用いて、２０μｍの厚みでレジストパターンを形成した。さらに、磁性体として、電解めっきによりレジスト空隙部１１ａにＮｉ−Ｆｅの合金を１５μｍの厚みで形成した。その後、不要になったレジストを有機溶剤を用いて除去し、かつ磁性材料６以外の場所から第１下地通電層５を除去するため、ウエットエッチング法でＣｕとＴｉを除去した。
【００６０】
次に、第２絶縁膜としてポリイミドを７μｍの厚みで形成し、再度第２下地通電層９としてＴｉを１５００Å、Ｃｕを６０００Åスパッタリング法で形成した。次に再配線通電層７を形成するためポジレジストで２０μｍの膜厚でレジストパターニングし、電解めっきでＣｕを５μｍ形成した。そして、不要になったレジストを有機溶剤で除去し、ウエットエッチングにより第２下地通電層１２であるＣｕとＴｉを除去した。
【００６１】
次に、磁性体６と再配線層７上に、第３絶縁膜１３としてポリイミドで７μｍの厚さで成膜した。成膜は、磁性材料の露出がないことが重要であるが、断面研磨およびＳＥＭ観察により、ポリイミドの厚みを確認したところ、最も薄い場所でも磁性体の露出なく４．５μｍ成膜出来ていることが確認できた。
【００６２】
次に、半田下地通電層９としてＴｉを１０００Å、Ｃｕを２０００Åスパッタリング法で形成してから、電解めっき法でＣｕを４μｍ形成させ、直径０．２ｍｍの半田ボールをボールマウンタで搭載して、窒素リフロー装置を通すことで、図４に示した構造を持った本発明品を製作できた。
【００６３】
最後に、本発明品をダイシング処理することで、個片化し、縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍ、厚み０．７５ｍｍのウエハレベルチップサイズパッケージを形成できた。高密度実装化のために必要なレベルチップサイズパッケージに対応した磁気センサを製造できた。
【００６４】
このようにして製作した本発明品を８５℃８５％ＲＨの湿度放置に入れたところ、１５００Ｈｒ経過しても磁性材料６の変色を確認できず、耐食性の向上が確認できた。
【００６５】
なお、本発明は、実施例１〜２で述べたようなウエハレベルパッケージの磁気センサだけでなく、貫通電極を備えた３次元実装構造の素子の実現にも応用することが可能である。
【００６６】
上述した通り、本発明により、半導体基板上に磁気増幅用として磁気センシングする領域上に厚く形成された磁性体を備え、且つ絶縁膜でカバーされた構造を持つウエハレベルパッケージ構造の磁気センサを初めて実現することができた。上記実施例１及び実施例２のサンプルのチップサイズは、縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍのサイズで、従来品のパッケージサイズである縦４ｍｍ、横４ｍｍｍより表面積を６０％縮小することができた。また、磁性体上は０．５μｍ厚以上の絶縁膜で保護されており、湿度放置試験でも１０００Ｈｒまで変色なきことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る磁気センサの第１実施形態を説明するための概略構造図である。
【図２】図１に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図（その１）であり、（ａ）は半導体回路の、（ｂ）は第１下地通電層形成後の、（ｃ）は第１下地通電層にレジストパターンを形成した後の、（ｄ）は磁性体形成後の、（ｅ）はレジスト除去後の、（ｆ）は再配線層ためのレジストパターン形成後の断面を概略的に表す。
【図３】図１に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図（その２）であり、（ａ）は再配線通電層形成後の、（ｂ）は再配線金属層形成のためのレジストパターン除去後の、（ｃ）は不要となった第１下地金属層除去後の、（ｄ）は第２絶縁膜形成後の、（ｅ）は半田形成用下地層形成後の断面を概略的に表す。
【図４】本発明に係る磁気センサの第２実施形態を説明するための概略構造図である。
【図５】図４に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図（その１）であり、（ａ）は半導体回路の、（ｂ）は第１下地通電層形成後の、（ｃ）は第１下地通電層にレジストパターンを形成した後の、（ｄ）は磁性体形成後の、（ｅ）はレジスト除去後の断面を概略的に表す。
【図６】図４に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図（その２）であり、（ａ）は第１下地通電層除去後の、（ｂ）は第２絶縁膜形成後の、（ｃ）は第２絶縁膜上に第２下地通電層形成後の、（ｄ）は第２絶縁膜上にレジストパターン形成後の、（ｅ）は再配線層を形成後の断面を概略的に表す。
【図７】図４に示した磁気センサの製造方法を説明するための工程図（その３）であり、（ａ）はレジストパターン除去後の、（ｂ）は第２下地通電層除去後の、（ｃ）は第３絶縁膜形成後の、（ｄ）は半田形成用下地層形成後の断面を概略的に表す。
【符号の説明】
【００６８】
１      半導体回路
２      第１絶縁膜
３      外部接続端子パッド
４      ホール素子
５      第１下地通電層
６      磁性体
７      再配線層
８      第２絶縁膜
９      半田形成用下地層
１０    半田ボール接合部
１１    レジストパターン
１１ａ  レジスト空隙部
１２    第２下地通電層
１３    第３絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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