(57)【要約】【課題】配線層を覆う絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像時に、感光性樹脂が剥離してしまうのを防止し、半導体装置の信頼性の低下を防止できるようにする。【解決手段】半導体装置の製造方法を、第１金属を含む第１電極パッド２を表面に備える半導体基板１の上方に、第１電極パッド２に接続されないように、第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層５を形成する工程と、配線層の表面を感光性樹脂８Ｘで覆い、感光性樹脂を露光し、露光された感光性樹脂をアルカリ溶液で現像することによって、配線層の表面が部分的に露出するように配線層の表面を覆う絶縁層８を感光性樹脂によって形成する工程と、絶縁層の一部を覆うように、第１電極パッドと配線層とを電気的に接続する接続配線１２を形成する工程とを備えるものとする。【選択図】図３
2014027097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属を含む第１電極パッドを表面に備える半導体基板の上方に、前記第１電極パッドに接続されないように、前記第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層を形成する工程と、
前記配線層の表面を感光性樹脂で覆い、前記感光性樹脂を露光し、露光された前記感光性樹脂をアルカリ溶液で現像することによって、前記配線層の表面が部分的に露出するように前記配線層の表面を覆う絶縁層を前記感光性樹脂によって形成する工程と、
前記絶縁層の一部を覆うように、前記第１電極パッドと前記配線層とを電気的に接続する接続配線を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層を形成する工程において、前記第１電極パッドの表面が部分的に露出した状態で、露光された前記感光性樹脂を前記アルカリ溶液で現像することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板は、前記第１電極パッドに電気的に接続され、前記第１金属を含む第２電極パッドを更に有し、
前記絶縁層を形成する工程において、前記第２電極パッドが露出した状態で、露光された前記感光性樹脂を前記アルカリ溶液で現像することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記接続配線を形成する工程において、前記配線層に電気的に接続されるバンプ電極を同時に形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板の表面に設けられ、第１金属を含む電極パッドと、
前記半導体基板の上方に前記電極パッドに接続されないように設けられ、前記第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層と、
前記配線層の表面が部分的に露出するように前記配線層の表面を覆い、感光性樹脂によって形成された絶縁層と、
前記絶縁層の一部を覆い、前記電極パッドと前記配線層とを電気的に接続する接続配線とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記配線層に電気的に接続されたバンプ電極を備え、
前記接続配線は、前記バンプ電極と同一の材料によって形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１１に示すように、半導体基板１００の表面上に、アルミニウム（Ａｌ）電極パッド１０１を設け、このアルミニウム電極パッド１０１に銅（Ｃｕ）配線層１０２を接続し、さらに、銅配線層１０２上にバンプ電極１０３を接続した半導体装置がある。なお、図１１中、符号１０４、１０５は絶縁層を示しており、符号１０６はパッシベーション膜を示している。
【０００３】
また、このような半導体装置において、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）中、符号Ｘで示すように、アルミニウム電極パッド１０１の表面を一部露出させたものもある。このようなアルミニウム電極パッド１０１の表面を一部露出させた半導体装置は、バンプ電極１０３とアルミニウム電極パッド１０１の２つの接続端子を持つため、例えばＣＯＣ（Chip on Chip）技術を適用する場合に用いることができる。つまり、アルミニウム電極パッド１０１の表面を露出させた半導体装置は、他の半導体装置との接続端子としてバンプ電極１０３を用い、外部との接続端子としてアルミニウム電極パッド１０１を用いて、例えばＣＯＣ技術を適用する場合に用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４９５３０号公報
【特許文献２】特開平６−１６０９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のアルミニウム電極パッド１０１の表面を一部露出させた半導体装置は、例えば、以下のようにして製造することができる。
つまり、まず、アルミニウム電極パッド１０１を備え、パッシベーション膜１０６に覆われた半導体基板１００の表面上に、アルミニウム電極パッド１０１の上方に開口部を有し、アルミニウム電極パッド１０１の表面の一部が露出するように第１絶縁層１０４を形成する［例えば図１２（Ａ）参照］。次に、第１絶縁層１０４上に、開口部が埋め込まれてアルミニウム電極パッド１０１に接続されるように銅配線層１０２を形成する［例えば図１２（Ａ）参照］。次いで、銅配線層１０２を覆うように銅配線層１０２の上方に開口部を有する第２絶縁層１０５を形成する［例えば図１２（Ａ）参照］。そして、第２絶縁層１０５の開口部に露出する銅配線層１０２上にバンプ電極１０３を形成する［例えば図１２（Ａ）参照］。このようにして、上述のアルミニウム電極パッド１０１の表面を一部露出させた半導体装置を製造することができる。
【０００６】
このような製造方法において、第２絶縁層１０５を形成する場合、銅配線層１０２を感光性樹脂で覆い、感光性樹脂を露光し、露光された感光性樹脂を現像液としてのアルカリ溶液で現像することによって、銅配線層１０２を覆うように銅配線層１０２の上方に開口部を有する第２絶縁層１０５を形成する。
この場合、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示すように、感光性樹脂の現像時に、アルミニウム電極パッド１０１の一部、及び、アルミニウム電極パッド１０１に接続されている銅配線層１０２の一部が露出し、イオン化傾向の異なる異種金属からなるアルミニウム電極パッド１０１と銅配線層１０２とがアルカリ溶液中に存在する状態となり、電池効果が発生する。つまり、例えばイオン化傾向の大きいアルミニウムがアルカリ溶液中に溶解して電子を放出し、放出された電子が、アルミニウム電極パッド１０１からこれに接続されている銅配線層１０２を通って、銅配線層１０２の露出部分でアルカリ溶液中の水素イオン等と結合し、水素ガス等の気体（気泡）が発生する。そして、この気体の発生に起因して第２絶縁層１０５を形成するための感光性樹脂が剥離してしまう場合がある。この場合、半導体装置の信頼性の低下を招くことになる。
【０００７】
なお、ここでは、アルミニウム電極パッド１０１と銅配線層１０２とを備える半導体装置を例に挙げて説明しているが、これらが他の金属材料からなる場合であっても、電極パッドとこれに接続される配線層とがイオン化傾向の異なる異種金属からなる場合には、同様の課題がある。また、ここでは、電極パッド１０１の表面を一部露出させた半導体装置を例に挙げて説明しているが、電極パッドの表面が露出していない半導体装置であっても、同様の課題を有する場合がある。例えば、配線層に接続された電極パッドの表面が露出していない半導体装置であっても、この電極パッドに電気的に接続された他の電極パッドが露出しており、配線層とこれに電気的に接続される他の電極パッドとがイオン化傾向の異なる異種金属からなる場合には、同様の課題がある。要するに、配線層を覆う絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像時に、配線層とこれに電気的に接続される電極パッドとがイオン化傾向の異なる異種金属からなり、これらの一部が露出し、アルカリ溶液中に存在する状態となる場合には、電池効果によって、感光性樹脂が剥離してしまう場合がある。この場合、半導体装置の信頼性の低下を招くことになる。
【０００８】
そこで、配線層を覆う絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像時に、感光性樹脂が剥離してしまうのを防止し、半導体装置の信頼性を向上させたい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本半導体装置の製造方法は、第１金属を含む第１電極パッドを表面に備える半導体基板の上方に、第１電極パッドに接続されないように、第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層を形成する工程と、配線層の表面を感光性樹脂で覆い、感光性樹脂を露光し、露光された感光性樹脂をアルカリ溶液で現像することによって、配線層の表面が部分的に露出するように配線層の表面を覆う絶縁層を感光性樹脂によって形成する工程と、絶縁層の一部を覆うように、第１電極パッドと配線層とを電気的に接続する接続配線を形成する工程とを備える。
【００１０】
本半導体装置は、半導体基板の表面に設けられ、第１金属を含む電極パッドと、半導体基板の上方に電極パッドに接続されないように設けられ、第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層と、配線層の表面が部分的に露出するように配線層の表面を覆い、感光性樹脂によって形成された絶縁層と、絶縁層の一部を覆い、電極パッドと配線層とを電気的に接続する接続配線とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本半導体装置及びその製造方法によれば、配線層を覆う絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像時に、感光性樹脂が剥離してしまうのを防止し、半導体装置の信頼性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法における絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像工程を説明するための模式図であって、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｇ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｇ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式図であって、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。
【図６】（Ａ）は、本実施形態の第１変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態の第２変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図であり、（Ｃ）は、本実施形態の第３変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態及び第１〜第３変形例の半導体装置における電極パッドの有効領域及びチップ表面の有効領域を示す模式的断面図であり、（Ａ）は、本実施形態の半導体装置の構成を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は第１変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図であり、（Ｃ）は第２変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図であり、（Ｄ）は第３変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の課題を説明するための模式的断面図である。
【図９】本実施形態の第４変形例の半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｈ）は、本実施形態の第５変形例の半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１１】従来の半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の半導体装置の構成を示す模式図であって、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の課題を説明するための模式図であって、（Ａ）は従来の半導体装置の製造方法における絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像工程を示す断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１〜図５を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法では、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、配線層５を覆う絶縁層８を形成するための感光性樹脂８Ｘの現像時に、イオン化傾向の異なる異種金属からなる配線層５と電極パッド（第１電極パッド）２とを接続しないようにすることで、電池効果が発生しないようにしている。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）中、符号１０は現像液を示しており、符号４は絶縁層を示しており、符号３はパッシベーション膜を示している。これにより、配線層５を覆う絶縁層８を形成するための感光性樹脂８Ｘの現像時に、感光性樹脂８Ｘが剥離してしまうのを防止している。そして、配線層５を覆う絶縁層８を形成した後の工程で、電極パッド２と配線層５とを電気的に接続する接続配線１２を形成するようにしている［図３（Ｂ）〜図３（Ｇ）、図１０（Ａ）〜図１０（Ｈ）参照］。
【００１４】
まず、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法について、図２〜図４を参照しながら説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、アルミニウム電極パッド２を表面に備える半導体ウェハ１の表面上に、アルミニウム電極パッド２の表面が露出するように、例えばＳｉＮからなるパッシベーション膜３を形成する。なお、パッシベーション膜３をカバー膜ともいう。
【００１５】
ここで、半導体ウェハ１は、シリコンなどの半導体に半導体素子［例えばＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）など］が形成された半導体基板であって、その表面上に半導体素子の接続端子としてのアルミニウム電極パッド２が設けられている。なお、半導体ウェハ１を半導体基板ともいう。
また、アルミニウム電極パッド２は、アルミニウム（第１金属）を含む電極パッドであれば良く、アルミニウムからなる電極パッド、並びに、アルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）からなる電極パッド及びアルミニウム−銅−シリコン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ）からなる電極パッドなどのアルミニウム合金からなる電極パッドを含むものとする。
【００１６】
次に、図２（Ｂ）に示すように、アルミニウム電極パッド２を備え、パッシベーション膜３で覆われた半導体ウェハ１の表面上に、アルミニウム電極パッド２の上方に開口部４Ａを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように第１絶縁層４を形成する。
ここで、第１絶縁層４を形成するための感光性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂、フェノール系樹脂などを用いることができる。なお、感光性樹脂としては、ポジタイプ、ネガタイプのどちらを用いても良い。
【００１７】
ここでは、半導体ウェハ１の表面を感光性樹脂で覆い、感光性樹脂を露光し、露光された感光性樹脂を現像液（ここではアルカリ溶液）で現像することによって、アルミニウム電極パッド２の上方に開口部４Ａを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように第１絶縁層４を形成する。
なお、本実施形態では、上述のように、半導体装置の製造方法を、半導体ウェハ１上にパッシベーション膜３及び第１絶縁層４を形成する各工程を含むものとしているが、これに限られるものではなく、これらの各工程を含まないものとしても良い。つまり、上述のような半導体ウェハ１上にパッシベーション膜３及び第１絶縁層４が形成されたものを購入するなどして用意しても良い。
【００１８】
次に、図２（Ｃ）〜図２（Ｇ）に示すように、第１絶縁層４上に、即ち、アルミニウム電極パッド２を表面に備える半導体ウェハ１の上方に、アルミニウム電極パッド２に接続されないように、銅配線層５を形成する。
ここでは、配線層５の材料を銅にしているが、これに限られるものではなく、例えばニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）などの他の金属を用いても良い。つまり、配線層５は、電極パッド２に含まれる金属（第１金属）とイオン化傾向が異なる金属（第２金属）を含む配線層であれば良い。
【００１９】
具体的には、まず、図２（Ｃ）に示すように、表面全体にシード層６を形成する。ここでは、表面全体に、例えばスパッタ法によって、例えばチタン（Ｔｉ）層６Ａ、銅（Ｃｕ）層６Ｂを順に形成することで、Ｔｉ／Ｃｕからなるシード層６を形成する。
次いで、図２（Ｄ）に示すように、シード層６上に、レジスト塗布・露光・現像のフォトリソグラフィ技術を用いて、銅配線層５を形成する領域に開口を有するレジストマスク７をパターニングする。ここでは、銅配線層５がアルミニウム電極パッド２に接続されないように、第１絶縁層４の開口部４Ａの上方又はその近傍にレジストマスク７の開口が形成されないようにする。好ましくは、アルミニウム電極パッド２の上方又はその近傍にレジストマスク７の開口が形成されないようにする。
【００２０】
次に、図２（Ｅ）に示すように、レジストマスク７を用いて、シード層６の表面に露出するＣｕ層（Ｃｕスパッタ層）６Ｂ上に、例えば電解めっき法によって銅めっきを施して、銅配線層５を形成する。ここでは、上述のようにしてレジストマスク７に開口が形成されているため、銅配線層５はアルミニウム電極パッド２に接続されないように形成される。
【００２１】
そして、図２（Ｆ）に示すように、レジスト剥離液を用いてレジストマスク７を除去（剥離）する。
その後、図２（Ｇ）に示すように、銅配線層５によって覆われておらず、表面に露出しているシード層６（ここではＴｉスパッタ層６Ａ及びＣｕスパッタ層６Ｂ）を、薬液（エッチング液）を用いて除去する。ここで、シード層６を除去するのにアルカリ系の薬液を用いる場合、従来構造［図１２（Ａ）参照］のようにアルミニウム電極パッドと銅配線層とが接続されていると電池効果が発生し、アルミニウム電極パッドや銅配線層に腐食が発生することがある。これに対し、本実施形態では、この工程を行なう際には、アルミニウム電極パッド２と銅配線層５とは接続されていないため、電池効果が発生することがなく、アルミニウム電極パッド２や銅配線層５が腐食することはない。
【００２２】
このようにして、第１絶縁層４上に、アルミニウム電極パッド２に接続されないように、銅配線層５を形成する。なお、配線層５を再配線層（ＲＤＬ：Redistribution Layer）ともいう。
次に、図３（Ａ）に示すように、銅配線層５及び第１絶縁層４を覆うように、銅配線層５の上方に第１開口部８Ａ及び第２開口部８Ｂを有し、第１絶縁層４の開口部４Ａの上方に第３開口部８Ｃを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように第２絶縁層８を形成する。つまり、銅配線層５の表面が部分的に露出するように銅配線層５の表面を覆う第２絶縁層８を形成する。また、アルミニウム電極パッド２の表面が部分的に露出し、アルミニウム電極パッド２の上方が覆われるように第２絶縁層８を形成する。
【００２３】
ここで、第２絶縁層８を形成するための感光性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂、フェノール系樹脂などを用いることができる。なお、第２絶縁層８には、第１絶縁層４と同じ材料が用いられる場合もあるし、異なる材料が用いられる場合もある。
具体的には、まず、図４（Ａ）に示すように、表面全体に、第２絶縁層８を形成するための感光性樹脂８Ｘを塗布して、感光性樹脂８Ｘで覆う。
【００２４】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１〜第３開口部８Ａ〜８Ｃを形成する領域以外の領域、即ち、感光性樹脂８Ｘを残す領域をマスク９によって覆って、この領域が遮光された状態で、感光性樹脂８Ｘを露光する。ここでは、感光性樹脂８Ｘとしてポジタイプのものを用いる場合を例に挙げて説明しているが、ネガタイプのものを用いても良い。
【００２５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、現像液としてアルカリタイプの現像液（ここではアルカリ溶液）１０を用いて現像を行なう。これにより、図４（Ｄ）に示すように、銅配線層５及び第１絶縁層４を覆うように、銅配線層５の上方に第１開口部８Ａ及び第２開口部８Ｂを有し、第１絶縁層４の開口部４Ａの上方に第３開口部８Ｃを有する第２絶縁層８が形成される。
【００２６】
この第２絶縁層８を形成するための感光性樹脂８Ｘの現像時に、第２絶縁層８の第１及び第２開口部８Ａ、８Ｂを通して銅配線層５が部分的に露出し、第２絶縁層８の第３開口部８Ｃ等を通してアルミニウム電極パッド２が部分的に露出し、イオン化傾向の異なる異種金属からなるアルミニウム電極パッド２と銅配線層５とがアルカリ溶液１０中に存在する状態となる。しかしながら、上述のように、アルミニウム電極パッド２と銅配線層５とは接続されておらず、それぞれが独立しているため、電池効果は発生せず、感光性樹脂８Ｘ、即ち、第２絶縁層８が剥離してしまうのを防止することができる。
【００２７】
このようにして、銅配線層５の表面を感光性樹脂８Ｘで覆い、感光性樹脂８Ｘを露光し、露光された感光性樹脂８Ｘを現像液（ここではアルカリ溶液）１０で現像することによって、銅配線層５の表面が部分的に露出するように銅配線層５の表面を覆う第２絶縁層８を感光性樹脂８Ｘによって形成する。
次に、図３（Ｂ）〜図３（Ｇ）に示すように、第２絶縁層８の第１開口部８Ａに露出する銅配線層５上にバンプ電極１１を形成するとともに、第２絶縁層８の第２開口部８Ｂに露出する銅配線層５と第２絶縁層８の第３開口部８Ｃ及び第１絶縁層４の開口部４Ａに露出するアルミニウム電極パッド２とが接続されるように、銅配線層５及びアルミニウム電極パッド２上に接続配線１２を形成する。
【００２８】
具体的には、まず、図３（Ｂ）に示すように、表面全体にシード層１３を形成する。ここでは、表面全体に、例えばスパッタ法によって、例えばチタン（Ｔｉ）層１３Ａ、銅（Ｃｕ）層１３Ｂを順に形成することで、Ｔｉ／Ｃｕからなるシード層１３を形成する。
次いで、図３（Ｃ）に示すように、シード層１３上に、レジスト塗布・露光・現像のフォトリソグラフィ技術を用いて、バンプ電極１１及び接続配線１２を形成する領域に開口を有するレジストマスク１４をパターニングする。
【００２９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、レジストマスク１４を用いて、シード層１３上に、例えば電解めっき法によって、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６を形成する。ここでは、シード層１３の表面に露出するＣｕ層（Ｃｕスパッタ層）１３Ｂ上に、例えば銅めっき及びニッケルめっきを施してアンダーバンプメタル層１５を形成した後、はんだめっき（ここではＳｎＡｇはんだめっき）を施してはんだバンプ層１６を形成する。また、ここでは、上述のように、レジストマスク１４が、バンプ電極１１を形成する領域だけでなく、接続配線１２を形成する領域にも開口を有する。このため、バンプ電極１１を形成する領域にアンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６が形成されるのと同時に、接続配線１２を形成する領域にもアンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６が形成される。
【００３０】
そして、図３（Ｅ）に示すように、レジスト剥離液を用いてレジストマスク１４を除去（剥離）する。
その後、図３（Ｆ）に示すように、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６によって覆われておらず、表面に露出しているシード層１３（ここではＴｉスパッタ層１３Ａ及びＣｕスパッタ層１３Ｂ）を、薬液（エッチング液）を用いて除去する。
【００３１】
そして、図３（Ｇ）に示すように、リフローを行なって、はんだバンプ層（はんだめっき層）１６を溶融、凝固させて丸く成型する。これにより、シード層１３、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６によって銅配線層５上にバンプ電極１１が形成されるとともに、シード層１３、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６によってアルミニウム電極パッド２と銅配線層５とを電気的に接続する接続配線１２が形成される。
【００３２】
このようにして、銅配線層５に電気的に接続されるバンプ電極１１を形成するとともに、第２絶縁層８の一部を覆うように、アルミニウム電極パッド２と銅配線層５とを電気的に接続する接続配線１２を形成する。つまり、本実施形態では、バンプ電極１１を形成する工程と、接続配線１２を形成する工程とが同一工程になっており、バンプ電極１１と接続配線１２とが同時に形成される。
【００３３】
これにより、本実施形態にかかる半導体装置、ここでは、アルミニウム電極パッド２の表面を一部露出させた半導体装置を製造することができる。
このようにして製造される半導体装置は、以下のような構成を備える。
つまり、本実施形態にかかる半導体装置は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、半導体素子を備える半導体基板１と、アルミニウム電極パッド２と、パッシベーション膜３と、第１絶縁層４と、銅配線層５と、第２絶縁層８と、バンプ電極１１と、接続配線１２とを備える。
【００３４】
ここで、アルミニウム電極パッド２は、半導体基板１の表面に設けられている。
また、パッシベーション膜３は、アルミニウム電極パッド２の表面が露出するように半導体基板１の表面上に設けられている。
また、第１絶縁層４は、感光性樹脂によって形成される。そして、第１絶縁層４は、アルミニウム電極パッド２を備え、パッシベーション膜３で覆われた半導体基板１の表面上に、アルミニウム電極パッド２の上方に開口部４Ａを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられている。このため、アルミニウム電極パッド２の表面は部分的に露出している。
【００３５】
また、銅配線層５は、第１絶縁層４上に、即ち、アルミニウム電極パッド２を表面に備える半導体基板１の上方に、アルミニウム電極パッド２に接続されないように設けられている。
なお、ここでは、アルミニウム電極パッド２及び銅配線層５を用いているが、これに限られるものではなく、電極パッド２はアルミニウムを含む電極パッドであれば良く、配線層５は銅、ニッケル、金などの金属を含む配線層であれば良い。つまり、配線層５は、電極パッド２に含まれる金属（第１金属）とイオン化傾向が異なる金属（第２金属）を含む配線層であれば良い。
【００３６】
また、第２絶縁層８は、感光性樹脂によって形成される。そして、第２絶縁層８は、銅配線層５及び第１絶縁層４を覆うように、銅配線層５の上方に第１開口部８Ａ及び第２開口部８Ｂを有し、第１絶縁層４の開口部４Ａの上方に第３開口部８Ｃを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられている。つまり、銅配線層５の表面が部分的に露出するように銅配線層５の表面を覆う第２絶縁層８が設けられている。また、アルミニウム電極パッド２の表面が部分的に露出し、アルミニウム電極パッド２の上方が覆われるように第２絶縁層８が設けられている。
【００３７】
また、バンプ電極１１は、第２絶縁層８の第１開口部８Ａに露出する銅配線層５上に設けられている。つまり、バンプ電極１１は、銅配線層５に電気的に接続されている。
また、接続配線１２は、第２絶縁層８の第２開口部８Ｂに露出する銅配線層５と第２絶縁層８の第３開口部８Ｃ及び第１絶縁層４の開口部４Ａに露出するアルミニウム電極パッド２とが接続されるように、銅配線層５及びアルミニウム電極パッド２上に設けられている。つまり、接続配線１２は、第２絶縁層８の一部を覆い、アルミニウム電極パッド２と銅配線層５とを電気的に接続するように設けられている。
【００３８】
ここでは、バンプ電極１１と接続配線１２とは、同一の材料によって形成されている。つまり、バンプ電極１１と接続配線１２とは、いずれもシード層１３、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６によって形成されており、同一の材料によって形成されている［図３（Ｇ）参照］。
このように、本半導体装置では、半導体基板１の表面上にアルミニウム電極パッド２を備え、アルミニウム電極パッド２に銅配線層５が接続されておらず、銅配線層５の表面を覆う絶縁層８の一部が覆われるように設けられた接続配線１２によってアルミニウム電極パッド２と銅配線層５とが電気的に接続されており、銅配線層５上にバンプ電極１１が設けられている。そして、アルミニウム電極パッド２の表面を一部露出させたものである。このため、バンプ電極１１とアルミニウム電極パッド２の２つの接続端子を持ち、例えばＣＯＣ（Chip on Chip）技術を適用する場合に用いることができる。つまり、他の半導体装置との接続端子としてバンプ電極１１を用い、外部との接続端子（例えばワイヤボンディング用の接続端子）としてアルミニウム電極パッド２を用いて、例えばＣＯＣ技術を適用する場合に用いることができる。
【００３９】
また、本半導体装置は、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ；Wafer Level Package）を備える半導体チップである。なお、ウェハレベルパッケージは、ウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ；Wafer Level - Chip Size Package）、あるいは、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ；Chip Size Package）ともいう。ここで、ウェハレベルパッケージを備える半導体チップは、ウェハレベルで配線層（再配線層）を形成した後、個片にダイシングして形成される。なお、本半導体装置は、ウェハレベルパッケージを備える半導体チップに限られるものではなく、上述の構成を備えるものであれば良い。
【００４０】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、配線層５を覆う絶縁層８を形成するための感光性樹脂８Ｘの現像時に、感光性樹脂８Ｘが剥離してしまうのを防止し、半導体装置の信頼性を向上させることができるという利点がある。
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【００４１】
例えば、上述の実施形態では、アルミニウム電極パッド２の表面を一部露出させた半導体装置及びその製造方法の一例として、アルミニウム電極パッド２の上方に開口部４Ａを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられた第１絶縁層４、及び、銅配線層５の上方に第１開口部８Ａ及び第２開口部８Ｂを有し、第１絶縁層４の開口部４Ａの上方に第３開口部８Ｃを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられた第２絶縁層８を備える場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
【００４２】
例えば図６（Ａ）に示すように、アルミニウム電極パッド２の上方に開口部４Ａを有し、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられた第１絶縁層４、及び、銅配線層５の上方に第１開口部８Ａ及び第２開口部８Ｂを有し、アルミニウム電極パッド２の上方に形成されていない第２絶縁層８を備えるものとしても良い。この場合、上述の実施形態のものがアルミニウム電極パッド２上に第１絶縁層４及び第２絶縁層８を備えるのに対し、アルミニウム電極パッド２上には第１絶縁層４のみが備えられるものとなる。そして、第１絶縁層４のアルミニウム電極パッド２上に設ける部分を小さくすることができる。これにより、図７（Ａ）、図７（Ｂ）中、矢印Ａ、Ｂで示すように、上述の実施形態のものよりも、アルミニウム電極パッド２の有効領域を広くすることができる。なお、これを第１変形例という。
【００４３】
また、例えば図６（Ｂ）に示すように、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられた第１絶縁層４、及び、銅配線層５の上方に第１開口部８Ａ及び第２開口部８Ｂを有し、アルミニウム電極パッド２の上方に形成されていない第２絶縁層８を備えるものとしても良い。この場合、アルミニウム電極パッド２の端部上だけに第１絶縁層４のみが備えられるものとし、表面に露出するアルミニウム電極パッド２の一部２Ａを広くすることができる。これにより、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）中、矢印Ｂ、Ｃで示すように、上述の第１変形例のものよりも、アルミニウム電極パッド２の有効領域を広くすることができる。なお、これを第２変形例という。
【００４４】
また、例えば図６（Ｃ）に示すように、アルミニウム電極パッド２の表面の一部２Ａが露出するように設けられた第１絶縁層４、及び、銅配線層５の上方に１つの開口部８Ａを有し、アルミニウム電極パッド２の上方に形成されておらず、銅配線層５のアルミニウム電極パッド２側の端部が露出するように設けられた第２絶縁層８を備えるものとしても良い。この場合、アルミニウム電極パッド２の端部上だけに第１絶縁層４のみが備えられるものとし、表面に露出するアルミニウム電極パッド２の一部２Ａを広くすることができる。これにより、図７（Ｂ）、図７（Ｄ）中、矢印Ｂ、Ｄで示すように、上述の第１変形例のものよりも、アルミニウム電極パッド２の有効領域を広くすることができる。また、上述の実施形態及び第１、第２変形例では、接続配線１２を銅配線層５に接続するために第２絶縁層８に開口部８Ｂを設けているのに対し、本変形例では、第２絶縁層８に開口部を設けずに、銅配線層８のアルミニウム電極パッド２側の端部を第２絶縁層８によって覆わないで露出されるようにしている。このため、銅配線層５のアルミニウム電極パッド２側の端部を接続配線１２によってアルミニウム電極パッド２に電気的に接続することができ、半導体装置の表面（チップ表面）の有効領域を、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）中、矢印Ｅ、Ｆで示すように、上述の実施形態及び第１、第２変形例のものよりも広くすることができる。なお、これを第３変形例という。
【００４５】
また、例えば、上述の実施形態では、アルミニウム電極パッド２の表面を一部露出させた半導体装置及びその製造方法を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、図９に示すように、アルミニウム電極パッド２の表面が露出していない半導体装置及びその製造方法にも本発明を適用することができる。
例えば、配線層に接続された電極パッドの表面が露出していない半導体装置（例えば図１１参照）であっても、この電極パッドに電気的に接続された他の電極パッド（第２電極パッド）が露出しており、配線層とこれに電気的に接続される他の電極パッドとがイオン化傾向の異なる異種金属からなる場合にも同様の課題があり、上述の実施形態の場合と同様に構成することで、この課題を解決することができる。
【００４６】
このような場合としては、例えば図８に示すように、ウェハ状態で、第２絶縁層１０５を形成するための感光性樹脂の現像時に、銅配線層１０２に接続されたアルミニウム電極パッド１０１の表面は第１絶縁層１０４及び第２絶縁層１０５によって覆われており、露出していないが、このアルミニウム電極パッド１０１が、他のアルミニウム電極パッド１０７（第１金属を含む電極パッド）に電気的に接続されており、この他のアルミニウム電極パッド１０７が露出している場合がある。例えば、この他のアルミニウム電極パッド１０７は、例えばチップ領域以外のスクライブ領域に設けられているスクライブモニタとして用いられる。
【００４７】
この場合、銅配線層１０２を覆う第２絶縁層１０５を形成するための感光性樹脂の現像時に、銅配線層１０２と他のアルミニウム電極パッド１０７とが電気的に接続されていると、電池効果が発生し、感光性樹脂、即ち、第２絶縁層１０５が剥離してしまうことになる。つまり、例えばイオン化傾向の大きいアルミニウムがアルカリ溶液中に溶解して電子を放出し、放出された電子が、他のアルミニウム電極パッド１０７からこれに接続されているアルミニウム電極パッド１０１及び銅配線層１０２を通って、銅配線層１０２の露出部分でアルカリ溶液中の水素イオン等と結合し、水素ガス等の気体（気泡）が発生する。そして、この気体の発生に起因して第２絶縁層１０５を形成するための感光性樹脂が剥離してしまうことになる。これに対し、上述の実施形態の場合と同様に、銅配線層を覆う第２絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像時に、銅配線層と他のアルミニウム電極パッドとが電気的に接続されないように、アルミニウム電極パッドに銅配線層を接続しないようにすることで、電池効果が発生しないようにすることができ、感光性樹脂、即ち、第２絶縁層が剥離してしまうのを防止することができる。
【００４８】
このように、上述の実施形態のように、第２絶縁層８を形成する工程において、アルミニウム電極パッド２の表面が部分的に露出した状態で、露光された感光性樹脂８Ｘをアルカリ溶液で現像する場合だけでなく、本変形例のように、第２絶縁層８を形成する工程において、アルミニウム電極パッド２に電気的に接続された他のアルミニウム電極パッドが露出した状態で、露光された感光性樹脂８Ｘをアルカリ溶液で現像する場合にも、本発明を適用することができ、同様の効果が得られる。
【００４９】
この場合、ウェハレベルで配線層５を形成し、個片にダイシングされた後の半導体装置は、他のアルミニウム電極パッドを含まないものとなる。このため、半導体装置は、図９に示すように、上述の実施形態のものと比較して、アルミニウム電極パッド２の表面が、第１絶縁層４及び第２絶縁層８によって覆われており、露出していないものとなる。なお、これを第４変形例という。
【００５０】
また、例えば、上述の実施形態では、１層の配線層を設ける場合を例に挙げて説明しているが、複数層の配線層を設ける場合にも本発明を適用することができる。つまり、複数層の配線層を設ける場合、各配線層を覆う絶縁層を形成するための感光性樹脂の現像時に、その絶縁層によって覆われる配線層が、これとイオン化傾向の異なる異種金属からなる電極パッドに電気的に接続されないようにすることで、電池効果が発生しないようにし、感光性樹脂が剥離してしまうのを防止することができる。この場合も、配線層を覆う絶縁層を形成した後の工程で、電極パッドと配線層とを電気的に接続する接続配線を形成すれば良い。
【００５１】
また、例えば、上述の実施形態では、バンプ電極１１と接続配線１２とを同一工程で同時に形成するようにし、バンプ電極１１と接続配線１２とが同一の材料によって形成されたものとしているが、これに限られるものではない。
例えば、バンプ電極と接続配線とを別の工程で形成するようにし、バンプ電極と接続配線とが異なる材料によって形成されたものとしても良い。
【００５２】
この場合、例えば、上述の実施形態の半導体装置の製造方法において、バンプ電極１１及び接続配線１２を形成する工程を、接続配線１２を形成する工程及びバンプ電極１１を形成する工程の別々の工程に変更すれば良い。なお、これを第５変形例という。
つまり、例えば、上述の実施形態の半導体装置の製造方法において、第２絶縁層８を形成する工程［図３（Ａ）参照］の後に、まず、接続配線１２を形成する工程を行ない、次に、バンプ電極１１を形成する工程を行なうようにすれば良い。
【００５３】
具体的には、まず、上述の実施形態の場合と同様に、表面全体にシード層１３を形成する［図３（Ｂ）参照］。
次いで、図１０（Ａ）に示すように、シード層１３上に、レジスト塗布・露光・現像のフォトリソグラフィ技術を用いて、接続配線１２を形成する領域に開口を有するレジストマスク２０をパターニングする。
【００５４】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、レジストマスク２０を用いて、シード層１３上に、例えば電解めっき法によって、配線層２１（例えば銅配線層）を形成する。
次いで、図１０（Ｃ）に示すように、レジスト剥離液を用いてレジストマスク２０を除去（剥離）した後、再度、図１０（Ｄ）に示すように、シード層１３上に、レジスト塗布・露光・現像のフォトリソグラフィ技術を用いて、バンプ電極１１を形成する領域に開口を有するレジストマスク２２をパターニングする。
【００５５】
次に、図１０（Ｅ）に示すように、レジストマスク２２を用いて、シード層１３上に、例えば電解めっき法によって、アンダーバンプメタル層１５及びバンプメタル層１６を形成する。ここでは、シード層１３の表面に露出するＣｕ層（Ｃｕスパッタ層）１３Ｂ上に、例えば銅めっき及びニッケルめっきを施してアンダーバンプメタル層１５を形成した後、はんだめっき（ここではＳｎＡｇはんだめっき）を施してはんだバンプ層１６を形成する。
【００５６】
そして、図１０（Ｆ）に示すように、レジスト剥離液を用いてレジストマスク２２を除去（剥離）した後、図１０（Ｇ）に示すように、配線層２１、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６によって覆われておらず、表面に露出しているシード層１３（ここではＴｉスパッタ層１３Ａ及びＣｕスパッタ層１３Ｂ）を、薬液（エッチング液）を用いて除去する。これにより、シード層１３及び配線層２１によって、第２絶縁層８の第２開口部８Ｂに露出する銅配線層５と第２絶縁層８の第３開口部８Ｃ及び第１絶縁層４の開口部４Ａに露出するアルミニウム電極パッド２とが電気的に接続されるように、銅配線層５及びアルミニウム電極パッド２上に接続配線１２が形成される。つまり、第２絶縁層８の一部を覆うように、アルミニウム電極パッド２と銅配線層５とを電気的に接続する接続配線１２が形成される。
【００５７】
その後、図１０（Ｈ）に示すように、リフローを行なって、はんだバンプ層（はんだめっき層）１６を溶融、凝固させて丸く成型する。これにより、シード層１３、アンダーバンプメタル層１５及びはんだバンプ層１６によって、第２絶縁層８の第１開口部８Ａに露出する銅配線層５上にバンプ電極１１が形成される。つまり、銅配線層５に電気的に接続されるバンプ電極１１が形成される。
【００５８】
このようにして、バンプ電極１１を形成する工程と接続配線１２を形成する工程とを別工程とし、バンプ電極１１と接続配線１２とを別々に形成することができる。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
第１金属を含む第１電極パッドを表面に備える半導体基板の上方に、前記第１電極パッドに接続されないように、前記第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層を形成する工程と、
前記配線層の表面を感光性樹脂で覆い、前記感光性樹脂を露光し、露光された前記感光性樹脂をアルカリ溶液で現像することによって、前記配線層の表面が部分的に露出するように前記配線層の表面を覆う絶縁層を前記感光性樹脂によって形成する工程と、
前記絶縁層の一部を覆うように、前記第１電極パッドと前記配線層とを電気的に接続する接続配線を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５９】
（付記２）
前記絶縁層を形成する工程において、前記第１電極パッドの表面が部分的に露出した状態で、露光された前記感光性樹脂を前記アルカリ溶液で現像することを特徴とする、付記１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記半導体基板は、前記第１電極パッドに電気的に接続され、前記第１金属を含む第２電極パッドを更に有し、
前記絶縁層を形成する工程において、前記第２電極パッドが露出した状態で、露光された前記感光性樹脂を前記アルカリ溶液で現像することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【００６０】
（付記４）
前記接続配線を形成する工程において、前記配線層に電気的に接続されるバンプ電極を同時に形成することを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記接続配線を形成する工程とは別に、前記配線層に電気的に接続されるバンプ電極を形成する工程を備えることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００６１】
（付記６）
半導体基板の表面に設けられ、第１金属を含む電極パッドと、
前記半導体基板の上方に前記電極パッドに接続されないように設けられ、前記第１金属とイオン化傾向が異なる第２金属を含む配線層と、
前記配線層の表面が部分的に露出するように前記配線層の表面を覆い、感光性樹脂によって形成された絶縁層と、
前記絶縁層の一部を覆い、前記電極パッドと前記配線層とを電気的に接続する接続配線とを備えることを特徴とする半導体装置。
【００６２】
（付記７）
前記電極パッドの表面が部分的に露出していることを特徴とする、付記６に記載の半導体装置。
（付記８）
前記配線層に電気的に接続されたバンプ電極を備え、
前記接続配線は、前記バンプ電極と同一の材料によって形成されていることを特徴とする、付記６又は７に記載の半導体装置。
【００６３】
（付記９）
前記接続配線は、前記バンプ電極と異なる材料によって形成されていることを特徴とする、付記６又は７に記載の半導体装置。
【符号の説明】
【００６４】
１  半導体ウェハ（半導体基板）
２  アルミニウム電極パッド（第１電極パッド）
２Ａ  露出しているアルミニウム電極パッドの表面の一部
３  パッシベーション膜
４  絶縁層（第１絶縁層）
４Ａ  開口部
５  銅配線層（配線層）
６  シード層
６Ａ  Ｔｉ層
６Ｂ  Ｃｕ層
７  レジストマスク
８  絶縁層（第２絶縁層）
８Ａ  第１開口部
８Ｂ  第２開口部
８Ｃ  第３開口部
８Ｘ  感光性樹脂
９  マスク
１０  現像液
１１  バンプ電極
１２  接続配線
１３  シード層
１３Ａ  Ｔｉ層
１３Ｂ  Ｃｕ層
１４  レジストマスク
１５  アンダーバンプメタル層
１６  はんだバンプ層
２０  レジストマスク
２１  配線層（銅配線層）
２２  レジストマスク
【図１】
2014027097.tif 000003
【図２】
2014027097.tif 000004
【図３】
2014027097.tif 000005
【図５】
2014027097.tif 000006
【図６】
2014027097.tif 000007
【図７】
2014027097.tif 000008
【図８】
2014027097.tif 000009
【図９】
2014027097.tif 000010
【図１０】
2014027097.tif 000011
【図１１】
2014027097.tif 000012
【図１２】
2014027097.tif 000013
【図１３】
2014027097.tif 000014
【図４】
2014027097.tif 000015