(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの主面にパッド電極が形成され、
前記半導体チップの主面上には、前記パッド電極上にコンタクトホールを有する第１の絶縁性樹脂膜が形成され、
前記第１の絶縁性樹脂膜の上にはランド部が形成され、
前記コンタクトホールを介して前記パッド電極と前記ランド部とを接続する配線が形成され、
前記第１の絶縁性樹脂膜は上部を掘り下げて形成されたトレンチ部を有し、
前記配線は、前記コンタクトホール及びトレンチ部に充填されるように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ランド部は、前記トレンチ部に充填されるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記配線は、その上面が前記第１の絶縁性樹脂膜の上面よりも高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記配線は、その上部の幅が前記トレンチ部の幅よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか1項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１の絶縁性樹脂膜の厚さは５μｍ以上且つ５０μｍ以下であり、前記トレンチ部の深さは前記第１の絶縁性樹脂膜の厚さの４０％以上且つ６０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ランド部の上に形成された突起電極をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の絶縁性樹脂膜の上に形成され、前記配線を覆う第２の絶縁性樹脂膜をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
主面にパッド電極を有する複数の半導体チップ形成領域を含む半導体ウエハの前記主面上に第１の絶縁性樹脂膜を成膜する第１の工程と、
前記第１の絶縁性樹脂膜の配線形成領域に対してエッチングを行なうことにより、前記第１の絶縁性樹脂膜の上部の前記配線形成領域にトレンチ部を形成する第２の工程と、
前記第１の絶縁性樹脂膜のトレンチ部における前記パッド電極の上側部分に前記パッド電極を露出するコンタクトホールを形成する第３の工程と、
前記第１の絶縁性樹脂膜の前記トレンチ部に配線を形成する第４の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の工程は、
前記第１の絶縁性樹脂膜の前記配線形成領域及びランド部形成領域に対してエッチングを行なうことにより、前記第１の絶縁性樹脂膜の上部の前記ランド部形成領域にトレンチ部を形成する工程と、
前記第４の工程は、
前記第１の絶縁性樹脂膜の前記トレンチ部に配線及びランド部を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第４の工程は、
前記第１の絶縁性樹脂膜の上に前記トレンチ部及びコンタクトホールを含む全面にわたってめっきシード層を形成する工程と、
前記めっきシード層の上に、前記配線及び該配線と接続されるランド部の各開口パターンを有するレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記めっきシード層の上に金属膜をめっき法により成膜する工程と、
前記レジストパターンを除去した後、前記金属膜をマスクとして前記めっきシード層をエッチングにより除去することにより、前記金属膜から、前記配線及びランド部を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の絶縁性樹脂膜は、ポジ型の感光性樹脂材からなることを特徴とする請求項８〜１０のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の工程は、前記感光性樹脂材における前記トレンチ部を露光した後、前記感光性樹脂材の露光部分を現像により除去する工程を含み、
前記第３の工程は、前記トレンチ部が形成された感光性樹脂材における前記パッド電極の上側部分を選択的に露光した後、その露光部分を現像により除去する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の工程における前記感光性樹脂材の露光部分の厚さは、前記感光性樹脂材の下部が前記パッド電極の上側部分に所定の解像度を得られる程度の厚さとなるように設定することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の工程は、前記感光性樹脂材の表面の近傍に焦点を合わせる工程を含み、
前記第３の工程は、前記感光性樹脂材における前記トレンチ部の底面の近傍に焦点を合わせる工程を含むことを特徴とする請求項１１〜１３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記感光性樹脂材は、前記第３の工程の後に硬化させることを特徴とする請求項１１〜１４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第４の工程よりも後に、前記第１の絶縁性樹脂膜の上に前記配線及びランド部を含む全面にわたって第２の絶縁性樹脂膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁性樹脂膜における前記ランド部の上側部分に開口部を形成した後、形成した開口部に前記ランド部と接続され且つその上部が前記第２の絶縁性樹脂膜から突き出すように突起電極を形成する工程とをさらに備えていることを特徴とする請求項１０〜１５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記半導体ウエハは、前記複数の半導体チップ形成領域を互いに区画するダイシングラインが設けられており、
前記第４の工程よりも後に、前記半導体ウエハを前記ダイシングラインにより分割して前記複数の半導体チップを形成する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項８〜１６のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップに形成された集積回路部を保護すると共に該集積回路部と外部装置との電気的な接続をチップ状態で確保し且つ高密度な実装を可能とする半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置（半導体パッケージ）は、電子機器の小型化及び高機能化に伴って、パッケージ自体の小型化及び高密度化により多端子化を要求され、小型で且つ多端子を有するパッケージとして種々のチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）が開発されている。
【０００３】
特に、集積回路が形成された半導体ウエハの全面に、絶縁性樹脂膜を形成しておき、形成した絶縁性樹脂膜の上にコンタクトホールを介して集積回路のパッド電極とバンプ等の外部端子とを電気的に接続する実装用の配線を形成し、さらに、最終工程において、半導体ウエハをチップ状に分割して形成するウエハレベルＣＳＰ（ＷＬ−ＣＳＰ）は、ベアチップと同等の究極の小型パッケージを実現可能とする技術として近年注目されている。
【０００４】
以下、従来のＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は従来のＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置における配線上の外部絶縁膜とボールバンプとを削除した部分的な構成であって、（ａ）は斜視図を示し、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における断面図を示している。
【０００６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、主面に集積回路が形成された半導体チップ１０１の主面上には、集積回路用のパッド電極（素子電極）１０２と、該パッド電極１０２を除く領域にパッシベーション膜１０３が形成されている。
【０００７】
パッシベーション膜１０３の上には、膜厚が４μｍ〜６μｍ程度の感光性樹脂材からなる絶縁性樹脂膜１０４が形成されており、該絶縁性樹脂膜１０４には、パッド電極１０２を露出する複数のコンタクトホール１０４ａが形成されている。
【０００８】
絶縁性樹脂膜１０４の上には、複数のランド部１０５が形成されている。また、それぞれの一端が各ランド部１０５と接続され、他端がコンタクトホール１０４ａを介して各パッド電極１０２と接続された配線１０６が形成されている。このランド部１０５及び配線１０６は、レジストパターンをマスクとする銅めっき法によりパターニングされて形成されている。
【０００９】
このように、前記従来の半導体装置は、リソグラフィ法を用いて形成するレジストパターンによって、配線１０６の幅及び間隔が決定されるため、配線１０６を狭ピッチでパターン化することが可能であり、小型で且つ高密度な配線１０６を有する半導体装置を実現することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置は、中電流から大電流を必要とするアプリケーションに適用する場合に、配線１０６による電圧降下を抑制するには、該配線１０６の断面積をできるだけ大きくする必要がある。また、ＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置を１ＧＨｚ程度以上の信号を伝送する高周波を扱うアプリケーションに適用する場合に、伝送線路の表皮効果による伝送損失を抑制するには、配線１０６の表面積をできるだけ大きくする必要がある。
【００１１】
従って、配線１０６の断面積及び表面積を増大するには、配線１０６の幅又は厚さ寸法を大きくする必要があるが、ＷＬ−ＣＳＰを小型化するという観点からは、配線１０６の幅寸法を大きくするには制限が生じる。例えば半導体チップ１０１が５ｍｍ角であって、ピンのピッチが０．４ｍｍで且つ個数が１００ピンの半導体装置を製造する場合には、配線１０６のピッチを２０μｍ程度とし、幅を１０μｍ程度以下に設定する必要がある。
【００１２】
前述したように、配線１０６は、リソグラフィ法で形成されたレジストパターンをマスクとするパターンめっき法により形成されるため、配線１０６の厚さは形成されるレジストパターンの厚さによって制限される。従って、レジストパターンを厚くすると露光用の紫外光の減衰又は分散によって狭ピッチの露光が困難となる。
【００１３】
また、現像工程における薬液の噴流や、めっき工程におけるめっき層の析出応力に耐えるように、また、めっきシード層との密着性を確保するために、レジストパターンを厚く形成する場合には、該レジストパターンの幅をも大きくする必要がある。
【００１４】
このように、めっき用のレジストパターンの形成上の制限から、前記従来の半導体装置には、配線１０６を、２０μｍ程度のピッチで且つ１０μｍ程度以下の幅となるように形成するには、該配線１０６の厚さ寸法は５μｍ〜７μｍ程度以下と比較的に小さくする必要がある。その結果、小型で且つ多ピンの中電流から大電流を必要とするアプリケーションにおいては配線１０６により電圧降下が増大したり、高周波用アプリケーションにおいては、伝送線路の損失が増加するという問題がある。
【００１５】
本発明は、前記従来の問題を解決し、集積回路部上に絶縁性樹脂膜からなる絶縁膜を介して配線を設ける際に、配線の配線密度を低下させることなく、該配線による損失を抑制できるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、半導体装置を、集積回路部を覆う絶縁性樹脂膜の上部にトレンチを形成し、形成したトレンチに金属膜を充填し且つ絶縁性樹脂膜から盛り上がるように配線を形成する構成とする。
【００１７】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、半導体チップの主面にパッド電極が形成され、
半導体チップの主面上には、パッド電極上にコンタクトホールを有する第１の絶縁性樹脂膜が形成され、第１の絶縁性樹脂膜の上にはランド部が形成され、コンタクトホールを介してパッド電極とランド部とを接続する配線が形成され、第１の絶縁性樹脂膜は上部を掘り下げて形成されたトレンチ部を有し、配線はコンタクトホール及びトレンチ部に充填されるように形成されている。
【００１８】
本発明の半導体装置によると、集積回路部を覆うと共に各パッド電極の上に設けられたコンタクトホールを有する第１の絶縁性樹脂膜上にトレンチ部が形成されており、配線はコンタクトホール及び第１の絶縁性樹脂膜のトレンチ部に充填されるように形成されているため、配線の厚さ、すなわち断面積及び表面積を、めっき用のレジストパターンの厚さを大きくすることなく増大することができるので、第１の絶縁性樹脂膜の上に形成された配線による損失を抑制することができる。
また、本発明の半導体装置において、ランド部はトレンチ部に充填されるように形成されていることが好ましい。
【００１９】
本発明の半導体装置において、配線はその上面が第１の絶縁性樹脂膜の上面よりも高くなるように形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明の半導体装置において、配線はその上部の幅がトレンチ部の幅よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明の半導体装置において、第１の絶縁性樹脂膜の厚さが５μｍ以上且つ５０μｍ以下であり、トレンチ部の深さが第１の絶縁性樹脂膜の厚さの４０％以上且つ６０％以下であることが好ましい。
【００２２】
本発明の半導体装置は、ランド部の上に形成された突起電極をさらに備えていることが好ましい。
【００２３】
本発明の半導体装置は、第１の絶縁性樹脂膜の上に形成され、配線を覆う第２の絶縁性樹脂膜をさらに備えていることが好ましい。
【００２４】
本発明の半導体装置の製造方法は、主面にパッド電極を有する複数の半導体チップ形成領域を含む半導体ウエハの主面上に第１の絶縁性樹脂膜を成膜する第１の工程と、第１の絶縁性樹脂膜の配線形成領域に対してエッチングを行なうことにより、第１の絶縁性樹脂膜の上部の配線形成領域にトレンチ部を形成する第２の工程と、第１の絶縁性樹脂膜のトレンチ部におけるパッド電極の上側部分にパッド電極を露出するコンタクトホールを形成する第３の工程と、第１の絶縁性樹脂膜のトレンチ部に配線を形成する第４の工程とを備えている。
【００２５】
本発明の半導体装置の製造方法によると、第１の絶縁性樹脂膜の配線形成領域に対してエッチングを行なって、第１の絶縁性樹脂膜の上部の配線形成領域にトレンチ部を形成し、続いて、第１の絶縁性樹脂膜のトレンチ部における各パッド電極の上側部分にパッド電極を露出するコンタクトホールを形成する。このように、コンタクトホールをトレンチ部内に形成するため、第１の絶縁性樹脂膜の膜厚をトレンチ部を形成できる程度に大きくしたとしてもコンタクトホールのアスペクト比が大きくならないので、第１の絶縁性樹脂膜にコンタクトホールを確実に形成することができ、その結果、本発明の半導体装置を実現することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法において、第２の工程は、第１の絶縁性樹脂膜の配線形成領域及びランド部形成領域に対してエッチングを行なうことにより、第１の絶縁性樹脂膜の上部のランド部形成領域にトレンチ部を形成する工程と、第４の工程は、第１の絶縁性樹脂膜のトレンチ部に配線及びランド部を形成する工程とを含むことが好ましい。
【００２６】
本発明の半導体装置の製造方法において、第４の工程が、第１の絶縁性樹脂膜の上にトレンチ部及びコンタクトホールを含む全面にわたってめっきシード層を形成する工程と、めっきシード層の上に、配線及び該配線と接続されるランド部の各開口パターンを有するレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをマスクとしてめっきシード層の上に金属膜をめっき法により成膜する工程と、レジストパターンを除去した後、金属膜をマスクとしてめっきシード層をエッチングにより除去することにより、金属膜から、配線及びランド部を形成する工程とを含むことが好ましい。
【００２７】
本発明の半導体装置の製造方法において、第１の絶縁性樹脂膜がポジ型の感光性樹脂材からなることが好ましい。
【００２８】
この場合に、第２の工程が、感光性樹脂材におけるトレンチ部を露光した後、感光性樹脂材の露光部分を現像により除去する工程を含み、第３の工程が、トレンチ部が形成された感光性樹脂材におけるパッド電極の上側部分を選択的に露光した後、その露光部分を現像により除去する工程を含むことが好ましい。
【００２９】
この場合の第２の工程における感光性樹脂材の露光部分の厚さは、感光性樹脂材の下部がパッド電極の上側部分に所定の解像度を得られる程度の厚さとなるように設定することが好ましい。
【００３０】
また、第１の絶縁性樹脂膜がポジ型の感光性樹脂材からなる場合に、第２の工程が、感光性樹脂材の表面の近傍に焦点を合わせる工程を含み、第３の工程が、感光性樹脂材におけるトレンチ部の底面の近傍に焦点を合わせる工程を含むことが好ましい。
【００３１】
また、この場合に、感光性樹脂材は第３の工程の後に硬化させることが好ましい。
【００３２】
本発明の半導体装置の製造方法は、第４の工程がめっきシード層の上に配線及び該配線と接続されるランド部の各開口パターンを有するレジストパターンを形成する場合に、第４の工程よりも後に、第１の絶縁性樹脂膜の上に配線及びランド部を含む全面にわたって第２の絶縁性樹脂膜を形成する工程と、第２の絶縁性樹脂膜におけるランド部の上側部分に開口部を形成した後、形成した開口部にランド部と接続され且つその上部が第２の絶縁性樹脂膜から突き出すように突起電極を形成する工程とをさらに備えていることが好ましい。
【００３３】
本発明の半導体装置の製造方法において、半導体ウエハは、複数の半導体チップ形成領域を互いに区画するダイシングラインが設けられており、本発明の半導体装置の製造方法は、第４の工程よりも後に、半導体ウエハをダイシングラインにより分割して複数の半導体チップを形成する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態に係るＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置を示す斜視図であって、配線を露出するように外部絶縁膜を部分的に切り欠いて示している。
【００３６】
図２（ａ）は図１における半導体装置の左端の角部の断面を含む拡大斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における断面構成を示している。
【００３７】
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、主面に集積回路（図示せず）が形成された半導体チップ１１の主面上には、パッシベーション膜２０を介在させて第１の絶縁性樹脂膜１２が形成されている。第１の絶縁性樹脂膜１２には、集積回路のパッド電極（半導体素子電極）２１を露出する複数のコンタクトホール１３が形成されている。
【００３８】
第１の絶縁性樹脂膜１２の上には、それぞれの上面に外部端子となるボールバンプ（突起電極）１４が設けられるほぼ平面円形状の複数のランド部１５が形成されている。各ランド部１５は、それぞれ配線１６によりコンタクトホール１３を通じてパッド電極２１と接続されている。
【００３９】
図１に示すように、第１の絶縁性樹脂膜１２の上には、配線１６を覆うと共に、各ランド部１５と電気的に接続されるボールバンプ１４を設けるための複数の開口部１８ａを有する外部絶縁膜としての第２の絶縁性樹脂膜１８が形成されている。
【００４０】
また、図２（ｂ）に示すように、ランド部１５及び配線１６は、そのいずれもがパッド電極２１側から順次形成された、例えば１０％程度のチタンを含むタングステン合金（ＴｉＷ）からなるバリア層３１と、例えば銅（Ｃｕ）からなるめっきシード層３２と、銅からなる本体層３３とから構成されている。
【００４１】
本実施形態の特徴として、図２（ｂ）に示すように、第１の絶縁性樹脂膜１２には、その上部を掘り下げてなるトレンチ部１２ａが形成されており、各パッド部１５及び各配線１６は、トレンチ部１２を充填し且つその上面が第１の絶縁性樹脂膜１２の上面よりも高くなるように、さらには、その上部の幅寸法がトレンチ部１２ａの開口幅の寸法よりも大きくなるように形成されている。
【００４２】
このように、本実施形態に係る配線１６は、導体膜を集積回路を覆う第１の絶縁性樹脂膜１２の上部に掘り下げられてなるトレンチ部１２ａに充填し、さらにその上面が盛り上がるように形成されているため、配線１６の配線密度を低下させることなく、各配線１６の断面積及び表面積を大きくすることができる。従って、半導体チップ１１の主面の面積が従来の半導体チップと同一であっても、配線１６による電圧降下及び伝送損失を低減することができる。
【００４３】
以下、前記のように構成された半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図３（ａ）〜図３（ｄ）乃至図５（ａ）〜図５（ｄ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【００４５】
まず、図３（ａ）に示すように、その主面に複数の集積回路（図示せず）と、該集積回路に対する入出力用のパッド電極２１と、該パッド電極２１を除く全面に堆積された、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）等からなるパッシベーション膜２０とが形成された半導体ウエハ１１Ａを用意する。ここで、パッド電極２１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）とシリコン（Ｓｉ）との合金（Ａｌ−Ｓｉ合金）、又はアルミニウム（Ａｌ）とシリコン（Ｓｉ）と金（Ａｕ）との合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ａｕ合金）を用いる。続いて、半導体ウエハ１１Ａの上にパッシベーション膜２０及びパッド電極２１を含む全面にわたって、ポジ型の感光性樹脂材である、例えばポリベンゾオキシゾール（ＰＢＯ）樹脂材からなる第１の絶縁性樹脂膜１２を塗布する。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示すように、配線形成領域及びパッド電極形成領域を開口された開口パターンを有する第１のマスク５１を用いて、第１の絶縁性樹脂膜１２に対して紫外光で１回目の露光を行なうことにより、第１の絶縁性樹脂膜１２に第１の感光部１２Ａを形成する。
【００４７】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１の感光部１２Ａを１回目の現像により除去して、第１の絶縁性樹脂膜１２の上部が掘り下げられたトレンチ部１２ａを形成する。
【００４８】
次に、図３（ｄ）に示すように、半導体ウエハ１１Ａ上のパッド電極２１と対向する位置にコンタクトホールの開口パターンを有する第２のマスク５２を用いて、第１の絶縁性樹脂膜１２におけるトレンチ部１２ａの内側に位置するパッド電極２１の上側部分に対して紫外光で２回目の露光を行なうことにより、第１の絶縁性樹脂膜１２のトレンチ部１２ａにおけるコンタクトホール形成領域に第２の感光部１２Ｂを形成する。
【００４９】
次に、図４（ａ）に示すように、第２の感光部１２Ｂを２回目の現像により除去して、第１の絶縁性樹脂膜１２にパッド電極２１を露出するコンタクトホール１３を形成する。従って、これら２回の露光及び現像工程により、第１の絶縁性樹脂膜１２は、その膜厚を、トレンチ部１２ａを形成できる程度に厚くできる一方、コンタクトホール１３の形成部分においては、コンタクトホール１３を所望の解像度で確実に形成できる程度に薄くすることができる。
【００５０】
ここで、図３（ｂ）に示す１回目の露光工程においては、第１の絶縁性樹脂膜１２の表面の近傍に露光光の焦点を合わせ、図３（ｄ）に示す２回目の露光工程においては、第１の絶縁性樹脂膜１２のトレンチ部１２ａの底面近傍に露光光の焦点を合わせている。
【００５１】
また、第１の絶縁性樹脂膜１２の膜厚は、その絶縁性能から下限値が決定される。これに対し、その膜厚の上限値は、コンタクトホール１３の露光処理及び現像処理を確実に行なえるか否かにより決定される。
【００５２】
本実施形態においては、第１の絶縁性樹脂膜１２の膜厚を５μｍ〜５０μｍ程度に設定することが好ましく、さらには１０μｍ程度が好ましい。
【００５３】
また、トレンチ部１２ａの深さ寸法は、大きくする程断面積が大きい配線１６を得られるが、第１の絶縁性樹脂膜１２に対する露光処理及び現像処理が可能な膜厚と、現像処理後の膜の強度とから、その深さ寸法の上限が決定される。ここでは、第１の絶縁性樹脂膜１２の膜厚の４０％〜６０％程度に設定することが好ましく、さらには５０％程度が好ましい。
【００５４】
なお、本実施形態における第１の絶縁性樹脂膜１２の膜厚値は、該樹脂膜１２を加熱して硬化するポストキュア（ポストベーク）後の膜厚をいう。
【００５５】
また、第１の絶縁性樹脂膜１２の現像液には、現像時にパッド電極２１を溶解しない材料である弱アルカリ性又は有機系の現像液を用いる。
【００５６】
次に、図４（ｂ）に示すように、第１の絶縁性樹脂膜１２に対して所定のポストキュア処理を行なった後、例えばスパッタ法により、半導体ウエハ１１Ａの上に第１の絶縁性樹脂膜１２、パッシベーション膜２０及びコンタクトホール１３から露出するパッド電極２１を含む全面にわたって、チタンタングステンからなるバリア層３１及び銅からなるめっきシード層３２を堆積する。
【００５７】
ここで、バリア層３１及びめっきシード層３２を堆積する前に、第１の絶縁性樹脂膜１２の表面に対してプラズマ処理を行なって、その表面を極めて微細な粗面化状態とすることにより、第１の絶縁性樹脂膜１２とバリア層３１との密着強度を向上させると共に、パッド電極２１上に残った第１の絶縁性樹脂膜１２の現像残渣及び該パッド電極２１の表面酸化膜を除去することにより、パッド電極２１とバリア層３１との接続抵抗を低減する。なお、プラズマ処理は、パッド電極２１及びパッシベーション膜２０のエッチング量に対して、第１の絶縁性樹脂膜１２を選択的にエッチングできれば良い。例えば、酸素（Ｏ2 ）ガス、酸素と四フッ化炭素（ＣＦ4 ）との混合ガス、又は酸素とアルゴン（Ａｒ）との混合ガス等を用いた反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）を行なうと良い。
【００５８】
また、バリア層３１は、第１の絶縁性樹脂膜１２、パッシベーション膜２０及びパッド電極２１との密着性が高く、且つめっきシード層３２をエッチングするエッチング溶液に対するバリア性（耐性）を有する金属が好ましく、ここではチタンタングステン合金（１０％Ｔｉ−９０％Ｗ）を用いている。バリア層３１の厚さは、めっきシード層３２のエッチング溶液に対するバリア性を考慮すると、０．２μｍ〜０．５μｍ程度が好ましい。
【００５９】
めっきシード層３２は、ランド部１５及び配線１６の本体層３３を電解めっき法により形成する際のシード層であり、シード層の機能を果たすため低抵抗率である金属が好ましく、ここでは銅を用いている。めっきシード層３２の厚さは、電気抵抗及び析出応力と堆積後のエッチングの容易さを考慮すると、０．３μｍ〜０．５μｍ程度が好ましい。
【００６０】
次に、図４（ｃ）に示すように、リソグラフィ法により、めっきシード層３２の上に、ランド部１６及び配線１５の設計パターンを有するレジストパターン５３を形成する。ここで、レジストパターン５３は、第１の絶縁性樹脂膜１２におけるトレンチ部を除く上面において８μｍ〜１０μｍ程度の厚さを持つように形成する。その後、酸素ガスを用いたプラズマ処理を行なってレジストパターン５３の現像による残渣を除去する。
【００６１】
次に、図４（ｄ）に示すように、電解めっき法により、レジストパターン５３をマスクとしてめっきシード層３２の上に、銅からなるランド部１５及び配線１６の各本体層３３を形成する。このとき、本体層３３はトレンチ部１２ａの内部にまで充填されて形成されるため、その厚さはレジストパターン５３の厚さよりも大きくなる。なお、本体層３３の厚さは、電気抵抗と機械的強度とを考慮して１０μｍ〜１４μｍ程度が好ましい。
【００６２】
次に、図５（ａ）に示すように、レジストパターン５３を除去した後、酸素ガスを用いたプラズマ処理により、レジストパターン５３の残渣を除去する。
【００６３】
次に、図５（ｂ）に示すように、それぞれが銅からなる本体層３３及びめっきシード層３２を、バリア層３１に対するエッチング選択比が高いエッチング溶液、例えば過硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８  ）溶液を用いてエッチングを行なう。ここでは、めっきシード層３２の厚さが本体層３３よりも薄いため、めっきシード層３２の本体層３３からの露出部分が先に除去されて、その部分にバリア層３１が露出する。続いて、本体層３３をマスクとして、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を用いたエッチングを行なって、バリア層３１を除去することにより、第１の絶縁性樹脂膜１２とトレンチ部１２ａに、ランド部１５と、一端が該ランド部１５と接続され、他端がコンタクトホール１３を介してパッド電極２１と接続される配線１６とが形成される。これにより、ランド部１５及び配線１６は、下側から順次形成されたバリア層３１、めっきシード層３２及び本体層３３により構成される。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示すように、第１の絶縁性樹脂膜１２の上にパターニングされたランド部１５及び配線１６を含む全面にわたって感光性樹脂材からなる第２の絶縁性樹脂膜１８を塗布し、続いて、リソグラフィ法により、成膜された第２の絶縁性樹脂膜１８にランド部１５を露出する開口部１８ａを形成する。第２の絶縁性樹脂膜１８の膜厚は、塗付時における平坦性が維持される共に、露光処理及び現像処理を確実に行なえるように５μｍ〜１０μｍ程度とすることが好ましい。
【００６５】
次に、図６（ｄ）に示すように、第２の絶縁性樹脂膜１８から露出したランド部１５の上に、例えば印刷法により半田ペースト材を付着し、さらに加熱により溶融してその上部をほぼ半球状とすることにより、半導体装置の外部端子であるボールバンプ１４を形成する。なお、ボールバンプ１４は、印刷法（印刷溶融法）に限られず、半田ボール材を開口部１８ａに載置した後、加熱により溶融して形成してもよい。続いて、半導体ウエハ１１Ａにおける所定のダイシングライン１１ｂをダイシングソーにより切断して、複数の半導体チップ１１に分割する。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係る製造方法によると、半導体ウエハ１１Ａの集積回路を覆う第１の絶縁性樹脂膜１２の上にランド部１５及び配線１６を形成する前に、第１の絶縁性樹脂膜１２における少なくとも配線形成領域にトレンチ部１２ａ及びコンタクトホール１３を形成する方法として、第１の絶縁性樹脂膜１２にポジ型の感光性樹脂材を用いると共に、１回目の露光及び現像工程においてトレンチ部１２ａをパターニングし、２回目の露光及び現像工程においてパッド電極２１を露出するコンタクトホール１３をパターニングする。その後、一括して第１の絶縁性樹脂膜１２を熱硬化（ポストキュア）するため、製造工程を簡略化することができ、より低コストな半導体装置を実現することができる。
【００６７】
さらに、１回目の露光時には第１の絶縁性樹脂膜１２の表面近傍に露光光の焦点を合わせ、２回目の露光時には、第１の絶縁性樹脂膜１２のトレンチ部１２ａの底面近傍に露光光の焦点を合わせることにより、トレンチ部１２ａとコンタクトホール１３のいずれに対しても、微細な加工を行なうことができる。その結果、コンタクトホール１３は、それを形成する露光及び現像工程において第１の絶縁性樹脂膜１２における成膜時の膜厚の制限を受けることがなくなる。
【００６８】
すなわち、第１の絶縁性樹脂膜１２のトレンチ部１２ａの深さ寸法を十分に大きくして、配線１６の断面積を大きくしたとしても、コンタクトホール１３は、それを形成する露光及び現像工程において第１の絶縁性樹脂膜１２における成膜時の膜厚の制限を受けることがなくなる。このため、ＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置における実装用の配線１６の高密度化を実現することができる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、第１の絶縁性樹脂膜１２のトレンチ部１２ａは、配線１６だけでなくランド部１５の形成領域にも設けたが、少なくとも配線１６の形成領域に設ければ良い。
【００７０】
また、ランド部１５及び配線１６を電界めっき法により形成したが、これに限られず、スパッタ法を用いてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
本発明に係る半導体装置によると、配線の厚さ、すなわち断面積及び表面積を、めっき用のレジストパターンの厚さを大きくすることなく増大することができるため、第１の絶縁性樹脂膜の上に形成された配線に起因する損失を抑制することができる。従って、低損失の配線が実現されるので、チップ面積が従来のチップと同様の大きさであっても、中電流から大電流を扱うアプリケーションや、高周波を扱うアプリケーションにも適用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示し、配線を露出するように外部絶縁膜を部分的に切り欠いた斜視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は図１の一部を拡大した断面斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における構成断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は従来のＷＬ−ＣＳＰ型の半導体装置を示し、（ａ）は配線を露出するように外部絶縁膜を剥がして拡大した断面斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線における構成断面図である。
【符号の説明】
１１      半導体チップ
１１Ａ    半導体ウエハ
１１ｂ    ダイシングライン
１２      第１の絶縁性樹脂膜（第１の絶縁膜）
１２ａ    トレンチ部
１２Ａ    第１の感光部
１２Ｂ    第２の感光部
１３      コンタクトホール
１４      ボールバンプ（突起電極）
１５      ランド部
１６      配線
１８      第２の絶縁性樹脂膜（第２の絶縁膜）
１８ａ    開口部
２０      パッシベーション膜
２１      パッド電極（半導体素子電極）
３１      バリア層
３２      めっきシード層
３３      本体層
５１      第１のマスク
５２      第２のマスク
５３      レジストパターン
【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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