(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集積回路と、それぞれの前記集積回路に電気的に接続する配線と、が形成されており、前記配線の一部であるパッドを表面に含む半導体基板と、
前記半導体基板の複数領域のそれぞれに設けられ、端部に隆起部を有する樹脂層と、
前記パッド上から前記樹脂層上に設けられ、前記パッドと電気的に接続してなる再配線層と、
前記再配線層の上に設けられた外部端子と、
を含み、
前記再配線層は、前記隆起部の上方を通るように設けられてなり、
前記外部端子は、その少なくとも一部が前記隆起部の上方で前記再配線層と電気的に接続するように設けられてなる半導体ウエハ。
【請求項２】
集積回路と、前記集積回路に電気的に接続する配線と、が形成されており、前記配線の一部であるパッドを表面に含む半導体チップと、
前記半導体チップに設けられ、端部に隆起部を有する樹脂層と、
前記パッド上から前記樹脂層上に設けられ、前記パッドと電気的に接続してなる再配線層と、
前記再配線層の上に設けられた外部端子と、
を含み、
前記再配線層は、前記隆起部の上方を通るように設けられてなり、
前記外部端子は、その少なくとも一部が前記隆起部の上方で前記再配線層と電気的に接続するように設けられてなる半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置が実装された回路基板。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置を有する電子機器。
【請求項５】
集積回路と、前記集積回路に電気的に接続する配線と、が形成されており、前記配線の一部であるパッドを表面に含む半導体基板に、樹脂前駆体層を形成すること、
前記樹脂前駆体層を硬化収縮させて、端部に隆起部を有する樹脂層を形成すること、
前記パッド上から前記樹脂層上に、前記パッドと電気的に接続するように再配線層を形成すること、及び、
前記再配線層の上に外部端子を形成すること、
を含み、
前記再配線層を、前記隆起部の上方を通るように形成してなり、
前記外部端子を、その少なくとも一部が前記隆起部の上方で前記再配線層と電気的に接続するように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂前駆体を、熱によって硬化収縮させる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、半導体ウエハ、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９８／３２１７０号パンフレット
【０００４】
【発明の背景】
半導体装置の高密度実装を追及すると、ベアチップ実装が理想的である。しかしながら、ベアチップは、品質の保証及び取り扱いが難しい。そこで、ＣＳＰ（Chip Scale/Size Package）が適用された半導体装置が開発されている。特に近年、ウエハレベルＣＳＰが注目されている。ウエハレベルＣＳＰでは、樹脂層上に再配線層を形成し、ウエハレベルでパッケージングを行い、その後、ウエハを個々のパッケージに切り出す。ＣＳＰは、外部端子（例えばハンダボール）を設ける領域や再配線層を形成する領域に制約があった。
【０００５】
本発明は、外部端子を設ける領域又は再配線層を形成する領域の拡大を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る半導体ウエハは、複数の集積回路と、それぞれの前記集積回路に電気的に接続する配線と、が形成されており、前記配線の一部であるパッドを表面に含む半導体基板と、
前記半導体基板の複数領域のそれぞれに設けられ、端部に隆起部を有する樹脂層と、
前記パッド上から前記樹脂層上に設けられ、前記パッドと電気的に接続してなる再配線層と、
前記再配線層の上に設けられた外部端子と、
を含む。本発明によれば、樹脂層が隆起部を有しており、隆起部は、表面積が投影面積よりも広い。したがって、樹脂層上で、外部端子を設ける領域又は再配線層を形成する領域が広くなる。
（２）本発明に係る半導体ウエハにおいて、
前記再配線層は、前記隆起部の上方を通るように設けられてなる。
（３）本発明に係る半導体ウエハにおいて、
前記外部端子は、その少なくとも一部が前記隆起部の上方で前記再配線層と電気的に接続するように設けられてなる。
（４）本発明に係る半導体装置は、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続する配線と、が形成されており、前記配線の一部であるパッドを表面に含む半導体チップと、
前記半導体チップに設けられ、端部に隆起部を有する樹脂層と、
前記パッド上から前記樹脂層上に設けられ、前記パッドと電気的に接続してなる再配線層と、
前記再配線層の上に設けられた外部端子と、
を含む。本発明によれば、樹脂層が隆起部を有しており、隆起部は、表面積が投影面積よりも広い。したがって、樹脂層上で、外部端子を設ける領域又は再配線層を形成する領域が広くなる。
（５）本発明に係る半導体装置において、
前記再配線層は、前記隆起部の上方を通るように設けられてなる。
（６）本発明に係る半導体装置において、
前記外部端子は、その少なくとも一部が前記隆起部の上方で前記再配線層と電気的に接続するように設けられてなる。
（７）本発明に係る回路基板は、上記半導体装置が実装されてなる。
（８）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
（９）本発明に係る半導体装置の製造方法は、集積回路と、前記集積回路に電気的に接続する配線と、が形成されており、前記配線の一部であるパッドを表面に含む半導体基板に、樹脂前駆体層を形成すること、
前記樹脂前駆体層を硬化収縮させて、端部に隆起部を有する樹脂層を形成すること、
前記パッド上から前記樹脂層上に、前記パッドと電気的に接続するように再配線層を形成すること、及び、
前記再配線層の上に外部端子を形成すること、
を含む。本発明によれば、樹脂層が隆起部を有しており、隆起部は、表面積が投影面積よりも広い。したがって、樹脂層上で、外部端子を設ける領域又は再配線層を形成する領域が広くなる。
（１０）本発明に係る半導体装置の製造方法において、
前記再配線層を、前記隆起部の上方を通るように形成する。
（１１）本発明に係る半導体装置の製造方法において、
前記外部端子を、その少なくとも一部が前記隆起部の上方で前記再配線層と電気的に接続するように形成する。
（１２）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂前駆体を、熱によって硬化収縮させてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
図１〜図５は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。本実施の形態では、半導体基板１０を使用する。半導体基板１０には、集積回路１２が形成されている。半導体基板１０を複数の半導体チップに切り出す場合、半導体基板１０には、複数の集積回路１２が形成され、個々の半導体チップが個々の集積回路１２を有することになる。
【０００９】
半導体基板１０の表面には、パッシベーション膜１４が形成されていてもよい。例えば、ＳｉＯ２又はＳｉＮ等の無機材料でパッシベーション膜１４を形成してもよい。パッシベーション膜１４を複数層で形成してもよい。その場合、少なくとも１層（例えば表面層）を有機材料で形成してもよい。
【００１０】
半導体基板１０には、パッド１６が形成されている。パッド１６は、集積回路（例えば半導体集積回路）１２に電気的に接続された配線の一部（例えば端部）である。パッシベーション膜１４は、パッド１６の少なくとも中央部を避けて形成されている。
【００１１】
図１に示すように、半導体基板１０に樹脂前駆体層２０を形成する。樹脂前駆体層２０は、半導体基板１０に樹脂前駆体（例えば熱硬化性樹脂前駆体）を塗布して形成してもよいし、半導体基板１０上で樹脂前駆体をスピンコートによって拡げて形成してもよい。本実施の形態では、樹脂前駆体層２０は、硬化（重合）の前の状態である。樹脂前駆体層２０は、複数層で形成してもよいし、１層で形成しもよい。樹脂前駆体層２０は、電気的絶縁層である。樹脂前駆体層２０は、硬化（重合）後において、応力緩和機能を有してもよい。樹脂前駆体層２０は、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）等の前駆体で形成してもよい。樹脂前駆体層２０は、導電性粒子を含まない。樹脂前駆体層２０は、遮光性を有する材料で形成してもよい。
【００１２】
樹脂前駆体層２０は、放射線（光線（紫外線、可視光線）、Ｘ線、電子線）に感応する性質を有する放射線感応性樹脂前駆体で形成してもよい。放射線感応性樹脂前駆体（例えば感光性樹脂前駆体）として、放射線の照射された部分の溶解性が減少して不溶性となるネガ型と、放射線の照射された部分の溶解性が増加するポジ型がある。
【００１３】
樹脂前駆体層２０は、パッド１６上を避けるように形成してもよい。樹脂前駆体層２０は、半導体基板１０の切断領域を避けるように形成してもよい。樹脂前駆体層２０は、半導体基板１０上に連続的又は一体的に形成した後にパターニングしてもよい。図２は、パターニング後の樹脂前駆体層を示す図であり、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。図２に示すように、半導体基板１０の複数領域のそれぞれに、樹脂前駆体層２０を形成してもよい。隣同士の樹脂前駆体層２０の間にはスペースがある。樹脂前駆体層２０の側面２２は、半導体基板１０の表面に対して直角に立ち上がっていてもよい。樹脂前駆体層２０の上面２４は、平坦（例えば半導体基板１０の表面と平行）であってもよい。
【００１４】
図３に示すように、樹脂前駆体層２０を硬化収縮させて樹脂層２６を形成する。樹脂前駆体層２０が熱硬化性樹脂前駆体からなるときは、熱によってこれを硬化収縮させる。硬化収縮によって、樹脂層２６の側面２８は、樹脂前駆体層２０の側面２２よりも後退してもよい。あるいは、直角に立ち上がっていた樹脂前駆体層２０の側面２２を、硬化収縮によって傾斜させて、傾斜した側面２８を有するように樹脂層２６を形成してもよい。樹脂層２６の上面３０は、平坦（例えば半導体基板１０の表面と平行）であってもよいし、端部から中央方向に向かって傾斜していてもよい。
【００１５】
樹脂層２６は、端部に隆起部３２を有する。隆起部３２は、樹脂前駆体層２０の硬化収縮によって形成されたものであってもよい。隆起部３２の表面積はその投影面積よりも大きくなっている。樹脂層２６の上面３０（隆起部３２の上面を含む。）は、その投影面積よりも実際の表面積が大きくなっている。したがって、樹脂層２６上で、外部端子４４を設ける領域又は再配線層４０を形成する領域が広くなる。
【００１６】
図４に示すように、樹脂層２６上に再配線層４０を形成する。再配線層４０は、１層で形成してもよいし、複数層で形成してもよい。例えば、スパッタリングでＴｉＷ層及びＣｕ層を積層し、その上にメッキによってＣｕ層を形成してもよい。その形成方法には、公知の技術を適用することができる。再配線層４０は、パッド１６上を通るように（パッド１６と電気的に接続されるように）形成する。再配線層４０は、パッド１６上から樹脂層２６上に形成する。再配線層４０は、樹脂層２６の側面２８を通ってもよい。再配線層４０は、隆起部３２の上方を通るように形成する。隆起部３２上で、再配線層４０は屈曲しているので、樹脂層２６が変形しても断線しにくい。再配線層４０は、ランド（ラインよりも幅の広い部分）を有するように形成してもよい。ランドは、その上に外部端子４４を設けるためのものである。
【００１７】
樹脂層２６上に第２の樹脂層４２を形成してもよい。第２の樹脂層４２には、樹脂層２６の内容が該当してもよい。あるいは、第２の樹脂層４２はソルダレジストであってもよい。第２の樹脂層４２は、再配線層４０の全体あるいは一部（例えばランドの中央部を除く部分）を覆うように形成してもよい。第２の樹脂層４２は、半導体基板１０の切断領域が露出するように形成してもよい。
【００１８】
外部端子４４を形成する。外部端子４４は、少なくともその一部が隆起部３２（例えばその上面）の上方に位置するように形成してもよい。外部端子４４は、軟ろう（soft solder）又は硬ろう（hard solder）のいずれで形成してもよい。軟ろうとして、鉛を含まないハンダ（以下、鉛フリーハンダという。）を使用してもよい。鉛フリーハンダとして、スズー銀（Ｓｎ―Ａｇ）系、スズ−ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）系、スズ−亜鉛（Ｓｎ−Ｚｎ）系、あるいはスズ−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）系の合金を使用してもよいし、これらの合金に、さらに銀、ビスマス、亜鉛、銅のうち少なくとも１つを添加してもよい。外部端子４４の形成には、周知の方法を適用することができる。
【００１９】
第２の樹脂層４２上に第３の樹脂層４６を形成してもよい。第３の樹脂層４６には、樹脂層（以下、第１の樹脂層ともいう。）２６の内容が該当してもよい。第３の樹脂層４６は、第２の樹脂層４２を覆うように形成してもよい。第３の樹脂層４６は、半導体基板１０の切断領域が露出するように形成してもよい。第３の樹脂層４６は、第２の樹脂層４２の切断領域側の側面を覆ってもよい。第３の樹脂層４６は、外部端子４４の一部（例えば根本部）を覆っていてもよい。第３の樹脂層４６は、半導体基板１０の全体を覆うように形成した後にパターニングしてもよい。第３の樹脂層４６を、外部端子４４が覆われるように設けた後、外部端子４４の上端部から第３の樹脂層４６を除去してもよい。パターニングには、樹脂前駆体層２０のパターニングで説明した内容を適用することができる。あるいは、レーザの使用又はアッシングによって、第３の樹脂層４６の一部を除去してもよい。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る半導体ウエハは、半導体基板１０を有する。半導体基板１０には、複数の集積回路１２（図１参照）が形成され、表面にパッド１６が形成されている。パッド１６は、それぞれの集積回路１２に電気的に接続する配線の一部である。半導体基板１０には、複数領域のそれぞれに、端部に隆起部３２を有する樹脂層２６が形成されている。パッド１６上から樹脂層２６上に、パッド１６と電気的に接続するように再配線層４０が形成されている。再配線層４０の上方に、再配線層４０に電気的に接続するように外部端子４４が形成されている。その他の詳細については、上述した通りである。本実施の形態によれば、樹脂層２６が隆起部３２を有しており、隆起部３２は、表面積が投影面積よりも広い。したがって、樹脂層２６上で、外部端子４４を設ける領域又は再配線層４０を形成する領域が広くなっている。
【００２１】
図５に示すように、半導体基板１０を切断（例えば、スクライビング又はダイシング）してもよい。半導体基板１０の切断領域に第１，２及び３の樹脂層２６，４２，４６を設けないようにすれば、樹脂を切断しないのでカッタ（又はブレード）４８の目詰まりを防止することができる。こうして、半導体装置を得ることができる。
【００２２】
図６は、本実施の形態に係る半導体装置を説明する図であり、図７は、図６のVII−VII線断面図である。半導体装置は、半導体チップ５０を有する。半導体チップ５０には、集積回路１２（図１参照）が形成され、表面にパッド１６が形成されている。パッド１６は、集積回路１２に電気的に接続する配線の一部である。半導体チップ５０には、端部に隆起部３２を有する樹脂層２６が形成されている。パッド１６上から樹脂層２６上に、パッド１６と電気的に接続するように再配線層４０が形成されている。再配線層４０の上方に、再配線層４０に電気的に接続するように外部端子４４が形成されている。半導体チップ５０は、半導体基板１０から切り出されたものであってもよい。その他の詳細については、上述した通りである。
【００２３】
図８には、上述した実施の形態で説明した半導体装置１が実装された回路基板１０００が示されている。この半導体装置を有する電子機器として、図９にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図１０には携帯電話３０００が示されている。
【００２４】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、図２のI−I線断面図である。
【図２】  図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図３】  図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図４】  図４は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図５】  図５は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図６】  図６は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図７】  図７は、図６のVII−VII線断面の一部拡大図である。
【図８】  図８は、本実施の形態に係る半導体装置が実装された回路基板を示す図である。
【図９】  図９は、本実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図１０】  図１０は、本実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０…半導体基板  １２…集積回路  １４…パッシベーション膜  １６…パッド  ２０…樹脂前駆体層  ２２…側面  ２４…上面  ２６…樹脂層  ２８…側面３０…上面  ３２…隆起部  ４０…再配線層  ４２…第２の樹脂層  ４４…外部端子  ４６…第３の樹脂層  ５０…半導体チップ
【図１】
0003664167.tif 000002
【図２】
0003664167.tif 000003
【図３】
0003664167.tif 000004
【図４】
0003664167.tif 000005
【図５】
0003664167.tif 000006
【図６】
0003664167.tif 000007
【図７】
0003664167.tif 000008
【図８】
0003664167.tif 000009
【図９】
0003664167.tif 000010
【図１０】
0003664167.tif 000011