(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記第１の面の上に形成された第１電極と、
前記半導体基板の前記第１の面の上に形成され、前記第１電極の上に位置する開口部と、前記第１の面側の面とは反対側の面であって、前記開口部とは離間した位置において円形の第１領域を有する第２の面と、を有する絶縁膜と、
前記第２の面の前記第１領域を囲むように形成された第１樹脂部と、
前記第２の面の前記第１領域の上に形成され、前記第２の面側の面とは反対側の面であって、前記第２の面に向かう方向に凸な曲面である第３の面を有する第２樹脂部と、
前記第１電極と接続し、前記第２樹脂部の前記第３の面の上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から前記第１電極まで延びる第２の部分と、を有する配線と、
前記第１の部分の上に形成された第２電極と、
を有し、
前記第３の面は、平坦な面を有さない曲面であり、
前記第１樹脂部のすべての上面は、前記第２電極の下方に位置する、半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１樹脂部は、リング状の形状である、半導体装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１樹脂部は、互いに離間して、前記第１領域を囲むように配置される複数の第３樹脂部から形成される、半導体装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項において、
前記第１樹脂部は前記第２樹脂部よりも弾性率が小さい、半導体装置。
【請求項５】
第１の面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１の面の上に形成された第１電極と、前記半導体基板の前記第１の面の上に形成され、前記第１電極の上に位置する開口部と、前記第１の面側の面とは反対側の面であって、前記開口部とは離間した位置にお
いて円形の第１領域を有する第２の面と、を有する絶縁膜と、を有する構造体を用意する工程と、
前記第２の面の前記第１領域を囲むように第１樹脂部を形成する工程と、
前記第２の面の前記第１領域の上に、前記第２の面側の面とは反対側の面であって、前記第２の面に向かう方向に凸な曲面である第３の面を有する第２樹脂部を形成する工程と、
前記第１電極と接続し、前記第２樹脂部の前記第３の面の上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から前記第１電極まで延びる第２の部分と、を有する配線を形成する工程と、
前記第１の部分に第２電極を形成する工程と、
を有し、
前記第２樹脂部を形成する工程において、
前記第３の面を、平坦な面を有さない曲面となるように形成し、
前記第１樹脂部のすべての上面は、前記第２電極の下方に位置する、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１樹脂部をリング状の形状に形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記第１樹脂部を、互いに離間して、前記第１領域を囲むように配置される複数の第３樹脂部を形成することによって形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項において、
前記第２樹脂部を形成する工程において用いる樹脂材料の粘性は、１Ｐａ・ｓ以上である、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項において、
前記第１樹脂部は前記第２樹脂部よりも弾性率が小さい、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体基板の上に形成された樹脂層の上に配線及び外部端子を形成するＷＣＳＰ（ウェハレベルチップサイズパッケージ）と呼ばれるパッケージ技術を採用した半導体装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、ＷＣＳＰを採用した半導体装置であって、接続信頼性を向上させるために、ランドの中央部を避けて端部を支持し、周囲の樹脂よりも弾性率が低い樹脂部を含む樹脂層を備えた半導体装置が開示される。
【０００４】
このような半導体装置において、チップサイズの大型化や外部端子の高密度化などの要求から、外部端子にかかる応力をより緩和して、半導体装置の接続信頼性をさらに向上させることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４０４５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、接続信頼性の高い半導体装置及び該半導体装置の製造方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本形態に係る半導体装置は、第１の面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１の面の上に形成された第１電極と、前記半導体基板の前記第１の面の上に形成され、前記第１電極の上に位置する開口部と、前記第１の面側の面とは反対側の面であって、前記開口部とは離間した位置において円形の第１領域を有する第２の面と、を有する絶縁膜と、前記第２の面の前記第１領域を囲むように形成された第１樹脂部と、前記第２の面の前記第１領域の上に形成され、前記第２の面側の面とは反対側の面であって、前記第２の面に向かう方向に凸な曲面である第３の面を有する第２樹脂部と、前記第１電極と接続し、前記第２樹脂部の前記第３の面の上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から前記第１電極まで延びる第２の部分と、を有する配線と、前記第１の部分の上に形成された第２電極と、を有する。
【０００８】
本発明によれば、第２電極は、配線を介して、第２樹脂部の第２の面に向かう方向に凸な曲面である第３の面の上方に形成される。これによれば、第３の面が平坦面である場合よりも、第２電極にかかる応力をより緩和することができる。したがって、接続信頼性が高い半導体装置を提供することができる。
【０００９】
なお、本発明に係る記載では、「〜の上」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」等と用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「〜の上」という文言を用いている。同様に、「〜の下」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【００１０】
（２）本形態に係る半導体装置において、前記第１樹脂部は、リング状の形状であってもよい。
【００１１】
（３）本形態に係る半導体装置において、前記第１樹脂部は、互いに離間して、前記第１領域を囲むように配置される複数の第３樹脂部から形成されていてもよい。
【００１２】
（４）本形態に係る半導体装置において、前記第１樹脂部は前記第２樹脂部よりも弾性率が小さくてもよい。
【００１３】
（５）本形態に係る半導体装置の製造方法は、第１の面を有する半導体基板と、前記半導体基板の前記第１の面の上に形成された第１電極と、前記半導体基板の前記第１の面の上に形成され、前記第１電極の上に位置する開口部と、前記第１の面側の面とは反対側の面であって、前記開口部とは離間した位置において円形の第１領域を有する第２の面と、を有する絶縁膜と、を有する構造体を用意する工程と、前記第２の面の前記第１領域を囲むように第１樹脂部を形成する工程と、前記第２の面の前記第１領域の上に、前記第２の面側の面とは反対側の面であって、前記第２の面に向かう方向に凸な曲面である第３の面を有する第２樹脂部を形成する工程と、前記第１電極と接続し、前記第２樹脂部の前記第３の面の上に形成された第１の部分と、前記第１の部分から前記第１電極まで延びる第２の部分と、を有する配線を形成する工程と、前記第１の部分に第２電極を形成する工程と、を有する。
【００１４】
本発明によれば、第２電極は、配線を介して、第２樹脂部の第２の面に向かう方向に凸な曲面である第３の面の上方に形成される。これによれば、第３の面が平坦面である場合よりも、第２電極にかかる応力をより緩和することができる。したがって、接続信頼性が高い半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００１５】
（６）本形態に係る半導体装置の製造方法において、前記第１樹脂部をリング状の形状に形成してもよい。
【００１６】
（７）本形態に係る半導体装置の製造方法において、前記第１樹脂部を、互いに離間して、前記第１領域を囲むように配置される複数の第３樹脂部を形成することによって形成してもよい。
【００１７】
（８）本形態に係る半導体装置の製造方法において、前記第２樹脂部を形成する工程において用いる樹脂材料の粘度は、１Ｐａ・ｓ以上であってもよい。
【００１８】
（９）本形態に係る半導体装置の製造方法において、前記第１樹脂部を形成する工程において用いる樹脂材料の弾性率は、前記第２樹脂部を形成する工程において用いる樹脂材料の弾性率よりも小さくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る半導体装置を模式的に示す平面図。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す半導体装置のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面の要部を模式的に示す断面図、図２（Ｂ）は、図１に示す半導体装置のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面の要部を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態の変形例１に係る半導体装置を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態の変形例２に係る半導体装置を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態の変形例３に係る半導体装置の第１樹脂部を模式的に説明する断面図。
【図６】図６（Ａ）は、本実施形態に係る半導体装置の第１樹脂部を模式的に説明する平面図、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、本実施形態の変形例４に係る半導体装置の第１樹脂部を模式的に説明する平面図。
【図７】本実施形態の変形例５に係る半導体装置を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る半導体装置が実装された回路基板を模式的に示す図。
【図９】本実施形態に係る半導体装置を有する電子機器を模式的に示す図。
【図１０】本実施形態に係る半導体装置を有する電子機器を模式的に示す図。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態及びその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００２１】
１．  半導体装置
以下、図面を参照して、本実施形態に係る半導体装置について説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る半導体装置１００を模式的に示す平面図である。図２（Ａ）は、図１に示す半導体装置１００のＩＩＡ−ＩＩＡ線での断面の一部を模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図１に示す半導体装置１００のＩＩＢ−ＩＩＢ線での断面の一部を模式的に示す断面図である。
【００２３】
なお、本実施形態の説明において、「平面図」という文言は、半導体装置１００の後述される第１の面１１の法線方向から半導体装置１００を見た場合の平面図という意味で用いる。また、「平面視」という文言も、第１の面１１の法線方向から半導体装置１００を見た場合の平面視という意味で用いる。
【００２４】
図１及び図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は、図１に示すように、チップ状をなしていてもよい。すなわち、半導体基板１０は半導体チップであってもよい。あるいは、半導体基板１０は、複数の半導体基板１０からなるウエハー状をなしていてもよい（図示せず）。例えば、導体基板１０は、シリコン基板であってもよい。
【００２５】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、半導体基板１０には、集積回路１が形成される。集積回路１は、半導体基板１０の一方の面の表層に形成される。集積回路１の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスター等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。
【００２６】
図１及び図２（Ａ）に示すように、半導体基板１０は、第１の面１１を有する。第１の面１１は、図１及び図２（Ａ）に示すように、後述される第１電極１４や絶縁膜１６が形成される面である。
【００２７】
図１及び図２（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０の第１の面１１上に形成された第１電極１４を有する。第１電極１４は、半導体基板１０の内部に形成された集積回路１と内部配線（図示せず）によって電気的に接続されていてもよい。第１電極１４は、半導体基板１０の内部配線の一部であってもよい。第１電極１４は、集積回路１が形成される領域以外に形成されていてもよいし、集積回路１が形成される領域の上方に形成されていてもよい。図１に示すように、第１電極１４は、複数形成されてもよい。第１電極１４は、半導体基板１０の外周辺に沿って配置されていてもよい。また、第１電極１４は、半導体基板１０の中央部に形成されていてもよい。
【００２８】
第１電極１４の材質は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第１電極１４は、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）等の金属で形成されていてもよい。第１電極１４は、単層の導電層であってもよいし、アルミニウム等の金属拡散を防止するチタン（Ｔｉ）又はチタンタングステン（ＴｉＷ）などの金属で形成されるバリア層を含む、複数の導電層の積層体であってもよい。
【００２９】
図１〜図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、絶縁層１６を有する。絶縁層１６はパッシベーション膜であってもよい。第１の面１１上で、絶縁層１６は、第１電極１４の少なくとも一部を露出させるように形成される。つまりは、絶縁層１６は、第１電極１４の上に位置する開口部１６ａを有する。
【００３０】
また、図１〜図２（Ｂ）に示すように、絶縁層１６は、前記第１の面側の面とは反対側の第２の面１６ｂを有する。図１及び図２（Ａ）に示すように、第２の面１６ｂは、開口部１６ａとは離間した位置において円形（略円形を含む）の第１領域１６ｃを有する。
【００３１】
第１領域１６は、上方に外部端子となる第２電極６０が配置される領域であって、設計上設けられる仮想領域である。平面視における第２電極６０の中心位置が第１領域１６ｃの中心と一致する。第１領域１６の大きさは、特に限定されず、後述される第１樹脂部２０と第２樹脂部３０の形状を考慮して適宜決定される事項である。詳細は後述される。図１に示すように、第１領域１６ｃは、形成される第２電極６０の数に対応して複数設けられていてもよい。
【００３２】
絶縁層１６の材質は、電気的絶縁性を有する限り、特に限定されない。例えば、絶縁層１６は、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機絶縁層であってもよい。あるいは、絶縁層１６は、ポリイミド樹脂等の有機絶縁層であってもよい。
【００３３】
図１〜図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、第１樹脂部２０を有する。第１樹脂部２０は、第２の面１６ｂの第１領域１６ｃを囲むように形成される。第１樹脂部２０は、図２（Ｂ）に示すように、第２の面１６ｂ側の面とは反対側の面である上面２１と、上面２１から第２の面１６ｂに至るテーパー面である側面２２、２３と、を有する。したがって、第１樹脂部２０の断面図（例えば、図２（Ａ）のＩＩＡ−ＩＩＡ線における断面図）における形状は台形である。図２（Ｂ）に示すように、側面２２は外側を向く面であり、側面２３は内側（第１樹脂部２０の中心側）を向く面である。第１樹脂部２０の平面視における形状は、第１領域１６ｃを囲むように形成される限り特に限定されず、例えば、図１に示すように、平面視においてリング状（円環状）の形状（連続して第１領域１６ｃを囲む形状）を有していてもよい。
【００３４】
図２（Ｂ）に示すように、側面２３の内側（第１樹脂部２０の内側）の領域（対向する側面２３に挟まれた領域）が第１領域１６ｃとなる。
【００３５】
また、図２（Ｂ）に示すように、上面２１と側面２３が形成する角部と、該角部と最も遠い位置において対向する角部との間の間隔（幅）をＷとする。
【００３６】
図２（Ｂ）に示すように、後述される第２電極６０（ハンダボール６０）の最大直径をｄとした場合、間隔Ｗが、第２電極６０の直径ｄと同じとなるように、第１領域１６ｃ及び第１樹脂部２０を形成してもよい。
【００３７】
第１樹脂部２０は、応力緩和機能を有する樹脂から形成される。第１樹脂部２０は、例えば、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）等で形成されていてもよい。
【００３８】
また、第１樹脂部２０は、後述される第２樹脂部３０よりも弾性率が低くなるように形成されていてもよい。言い換えると、第１樹脂部２０は、第２樹脂部３０よりも柔らかく形成されている。すなわち、第１樹脂部２０は、第２樹脂部３０と較べた場合、より小さな力で弾性変形させることができる。第１樹脂部２０及び第２樹脂部３０を、異なる材料で形成することで、両者の弾性率に差異を設けてもよい。第２樹脂部３０をポリイミド樹脂で形成した場合には、第１樹脂部２０をシリコーン変性ポリイミド樹脂若しくはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）等で形成することで両者の弾性率に差異を設けてもよい。また、第２樹脂部３０をエポキシ樹脂で形成した場合には、第１樹脂部２０をポリイミド樹脂で形成することで両者の弾性率に差異を設けてもよい。
【００３９】
図１〜図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、第２樹脂部３０を有する。図１に示すように、第２樹脂層３０は、半導体基板１０の端部を避けて中央部に形成されていてもよい。
【００４０】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、第２樹脂部３０は、少なくとも第２の面１６ｂの第１領域１６ｃの上に形成される。第２樹脂部３０は、第１樹脂部２０の内側を充填するように形成されていてもよい。第２樹脂部３０は、第２の面１６ｂ側の面とは反対側の面であって、第２の面１６ｂ（半導体基板１０）に向かう方向に凸な曲面である第３の面３０ａ（上面）を有する。第３の面３０ａの平面形状は、平坦面を有さない曲面であれば特に限定されない。言い換えれば、第３の面３０ａには、第２の面１６ｂに向かう方向に凸な曲面の窪みが形成される。
【００４１】
図２（Ａ）に示すように、第２樹脂部３０は、第１電極１４を全て覆わないように形成される。図２（Ａ）に示すように、第２樹脂部３０は、第１電極１４の上に位置する開口部３０ｂを有していてもよい。また、図２（Ａ）に示すように、第２樹脂部３０は、第１樹脂部２０を覆うように形成されていてもよい。
【００４２】
第２樹脂部３０は、応力緩和機能を有する樹脂から形成される。第２樹脂部３０は、例えば、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）等で形成されていてもよい。
【００４３】
ここで、第２樹脂部３０を形成するための樹脂材料は、高い粘度の材料から選択される。例えば、第２樹脂部３０の樹脂材料の絶対粘度は、１Ｐａ・ｓ以上、１０Ｐａ・ｓ以下であってもよい。これによれば、第２樹脂部３０の製造工程において、第３の面３０ａの平面形状を比較的簡便に所望の曲面とすることができる。例えば、第２樹脂部３０をポリイミド樹脂で形成した場合には、例えば、分子量が１０，０００以上、７００，０００以下の樹脂材料を選択することで、絶対粘度を、例えば、１Ｐａ・ｓ以上、１０Ｐａ・ｓ以下とすることができる。また、樹脂材料は、樹脂材料の粘度を調整する公知の調整剤を含んでいてもよい。
【００４４】
図１〜図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、配線４０を有する。配線４０は、図１及び図２（Ａ）に示すように、第１電極１４と接続する。配線４０は、図２（Ａ）に示すように、第２樹脂部３０の第３の面３０ａの上に形成された第１の部分４１（ランド部４１）と、第１の部分４１から第１電極１４まで延びる第２の部分４２（ライン部４２）と、を有する。第２の部分４２は第２樹脂部３０の上及び第１電極１４の上に形成される。
【００４５】
第１の部分４１（ランド部４１）は、第３の面３０ａの上に形成された配線であるため、その平面形状は第３の面３０ａの形状に対応する。したがって、第１の部分４１（ランド部４１）は、第２の面１６ｂに向かう方向に凸な曲面である。第１の部分４１と第２の部分４２とは、一体的に形成されていてもよい。このとき、第１の部分４１と第２の部分４２とをあわせて、配線パターン４０と称してもよい。
【００４６】
配線４０は、単層の導電層であってもよいし、複数の導電層の積層体であってもよい。例えば、図２（Ａ）に示すように、第１の配線４０ａと第２の配線４０ｂとを有していてもよい。第１の配線４０ａは、第２樹脂層３０の上に形成される層であって、配線４０の下層であってもよい。また、第２の配線４０ｂは、第１の配線４０ａの上に形成される層であって、配線４０の上層であってもよい。
【００４７】
配線４０の材質は、導電性を有する限り特に限定されない。例えば、第１の配線４０ａは、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）及びクロム（Ｃｒ）のいずれか１つを含む単層体であってもよい。又は、第１の配線４０ａは、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）及びクロム（Ｃｒ）の少なくとも１つを含む積層体であってもよい。第２の配線４０ｂの材料は、第１の配線４０ａの導電材料よりも高い耐腐食性を有する限り特に限定されない。例えば、第２の配線４０ｂは、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）のいずれか１つを含む単層体であってもよい。また、例えば、第２の配線４０ｂは、金（Ａｕ）及びニッケル（Ｎｉ）を含む積層体であってもよい。
【００４８】
本実施の形態に係る半導体装置は、図１〜図２（Ｂ）に示すように、レジスト層５０を有してもよい。レジスト層５０は、配線４０の少なくとも一部を覆っている。配線４０の、第１の部分４１を除いた部分をすべてレジスト層５０で覆うことで、配線４０の酸化、腐食を防止し、電気的な不良を防止することができる。レジスト層５０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、配線４０の第１の部分４１の上方に開口部５１を有する。図示はされないが、レジスト層５０は、第１の部分４１の周縁部を覆ってもよい。
【００４９】
レジスト層５０の材質は、絶縁性を有し、配線４０の一部を封止できる限り、特に限定されない。例えば、レジスト層５０は、公知の樹脂であってもよい。また、例えば、レジスト層５０は、公知のソルダーレジストであってもよい。具体的には、レジスト層５０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）、フェノール樹脂等の樹脂で形成されていてもよい。
【００５０】
本実施の形態に係る半導体装置は、図１〜図２（Ｂ）に示すように、第２電極６０を有する。第２電極６０は、外部の電子部材と電気的に接続される外部端子である。第２電極６０は、図１〜図２（Ｂ）に示すように、最大直径をｄとする球状のハンダボール（ハンダバンプ、ソルダーボール）である。第２電極６０は、第１の部分４１の上に形成される。第２電極６０は、配線４０を介して、第１電極１４と電気的に接続される。第２電極６０の材質は、金属（例えば合金）であって、溶融させて電気的な接続を図るもの（例えばはんだ）であってもよい。第２電極６０は、軟ロウ又は硬ロウのいずれかで形成されていてもよい。
【００５１】
本実施の形態に係る半導体装置１００は、以上のように構成されていてもよい。
【００５２】
本実施形態に係る半導体装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５３】
半導体装置１００によれば、外部端子である第２電極６０が、配線４０を介して、第２の面１６ｂに向かう方向に凸な曲面である第３の面３０ａの上に形成される。
【００５４】
一般的に、半導体装置をマザーボード等に実装した後、半導体チップとマザーボードとの熱膨張率の違いなどが原因となって、外部端子であるバンプに対して様々な方向の応力が発生することがある。バンプが平坦な面の上に形成されている場合、バンプとランド部との界面に発生する応力は、ランド部の下方の樹脂部材では緩和されにくい。
【００５５】
これに対し、半導体装置１００によれば、半導体装置１００の外部端子である第２電極６０は、曲面であるランド部４１（第１の部分４１）の上に形成されるため、バンプが平坦な面の上に形成されている場合よりも、第２電極６０と第１の部分４１との界面に発生する応力を緩和し、低減することができる。
【００５６】
また、半導体装置１００によれば、第２電極６０から半導体基板１０に向かう方向（第１の面１１に対して垂直な方向）に発生する応力を、半導体基板１０（第２の面１６ｂ）に向かう方向に凸な曲面である第３の面３０ａによって緩和することができる。平坦な面である場合と比べて、曲面である第３の面３０ａにより緩和することにより、応力をより効果的に分散させることができる。
【００５７】
また、半導体装置１００によれば、第１樹脂部２０が、第２樹脂部３０よりも柔らかく形成されている場合、曲面からなる第１の部分４１（ランド部４１）の曲面の周縁部分（第１樹脂部２０に近い部分）ほど変形しやすく、応力を吸収しやすいため、第２電極６０と第１の部分４１との界面に発生する応力をより緩和することができる。
【００５８】
また、第１樹脂部２０を弾性変形させた場合でも、第２樹脂部３０は、第１樹脂部２０よりも弾性率が高いため、第１樹脂部２０が大きく変形しすぎることを防止することができる。
【００５９】
以上から、応力に対する信頼性の高い半導体装置１００を提供することができる。
【００６０】
なお、本実施形態に係る半導体装置１００の構造は、上記において説明したものに限られない。以下において、本実施形態の変形例に係る半導体装置１００について、図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図３及び図４は、半導体装置１００の変形例１及び２に係る断面図である。図５は、半導体装置１００の変形例３を説明するための図であって、第１樹脂部２０と第２電極６０のみを模式的に示す断面図である。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、半導体装置１００の変形例４を説明するための図であって、第１樹脂部２０のみを模式的に示す平面図である。図７は、半導体装置１００の変形例５に係る断面図である。
【００６２】
（変形例１）
例えば、図３に示すように、第２電極６０（ハンダボール６０）の最大直径ｄよりも間隔Ｗが大きくなるように、第１樹脂部２０を配置してもよい。ここで、例えば、図３に示すように、第１領域１６ｃの直径が第２電極６０の直径ｄと同じとなるように第１樹脂部２０を配置してもよい。また、図示はされないが、第１領域１６ｃの直径が第２電極６０の直径ｄよりも大きくなるように第１樹脂部２０を配置してもよい。このとき、平面視において、第２電極６０の周囲を第１領域１６ｃが囲うように第１樹脂部２０を配置してもよい。
【００６３】
本変形例によれば、第３の面３０ａの曲面をよりなだらかにすることができる。したがって、第１の面１１に対して垂直な方向における応力をより緩和することができる。
【００６４】
（変形例２）
また、例えば、図４に示すように、第２電極６０（ハンダボール６０）の最大直径ｄよりも間隔Ｗが小さくなるように、第１樹脂部２０を配置してもよい。ここで、例えば、図４に示すように、第１樹脂部２０のすべての上面２１が、第２電極６０の下方に位置するように第１樹脂部２０を配置してもよい。また、図示はされないが、第１樹脂部２０のすべて（上面２１、側面２２、２３）が、平面視において第２電極６０とオーバーラップするように第１樹脂部２０を配置してもよい。
【００６５】
本変形例によれば、複数の外部端子６０をより省スペースで配置することができるため、半導体装置１００の外部端子の接続信頼性を向上させ、かつ、外部端子の高密度化も図ることができる。
【００６６】
（変形例３）
また、例えば、図５に示すように、第３の面３０ａが、第２電極６０の球面とより近似した曲面となるように、間隔Ｗを、第２電極６０の半径ｄから幾何学的に決定してもよい。例えば、図５に示すように、球状の第２電極６０の中心を中心点ｃとした場合、中心点ｃから第１の面１１への垂線と、中心点ｃから第１樹脂部２０の上面２１と側面２３との角部への直線とが形成する角度をαとする。間隔Ｗは、三角関数から下記の式１によって決定される。
【００６７】
Ｗ＝{ｄ／２×（ｓｉｎα）}×２・・・（式１）
ランド部である第１の部分４１において第２電極６０が構造上安定的に形成される角度αは、３０°以上、６０°以下であり、より好適には、角度αが、４５°である。したがって、第１樹脂部２０と第２電極６０とが、このような位置関係となる間隔Ｗの範囲は、ｄ／２（α＝３０°の場合）≦Ｗ≦√３ｄ／２（α＝６０°の場合）である。また、より好適には、Ｗ＝ｄ／√２（α＝４５°の場合）であってもよい。したがって、第１樹脂部２０の間隔Ｗが、ｄ／２≦Ｗ≦√３ｄ／２を満たすように配置してもよい。
【００６８】
本変形例によれば、第３の面３０ａが、第２電極６０の球面とより近似した曲面となり、角度αが３０°以上、６０°以下となるように第１樹脂部２０を配置することができる。したがって、第２電極６０をより安定的に支えることができるため、接続信頼性を向上させることができる。
【００６９】
（変形例４）
また、例えば、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、第１樹脂部２０を、互いに離間して、第１領域１６ｃを囲むように配置される複数の第３樹脂部２０ｂ、２０ｃから形成してもよい。図６（Ａ）は上述された本実施形態に係る半導体装置の第１樹脂部２０を模式的に説明する図である。図６（Ａ）に示すように、第１樹脂部２０は、リング状の形状に形成されている。これに対し、例えば、図６（Ｂ）に示すように、第１樹脂部２０は、リング状の形状が二箇所で切断された形状であってもよい。このとき、第１樹脂部２０は、２つの第３樹脂部２０ｂから形成される。ここで図示はされないが、第１樹脂部２０は、リング状の形状が二箇所以上の箇所で切断された形状であってもよい。
【００７０】
また、例えば、図６（Ｃ）に示すように、ポスト状（円柱状または円錐状）の樹脂突起である第３樹脂部２０ｃが第１領域１６ｃを囲むように配置されていてもよい。図示の例では、４つの第３樹脂部２０ｃが第１領域１６ｃの中心点において点対称に配置されている。ここで、図６（Ｃ）に示すように、複数の第３樹脂部２０ｃは第１領域１６ｃが内接円となるように配置される。また、図示はされないが、３つの第３樹脂部２０ｃによって第１樹脂部２０が形成されていてもよいし、４つ以上の第３樹脂部２０ｃによって第１樹脂部２０が形成されていてもよい。
【００７１】
本変形例によれば、第１領域１６ｃの外周全てが第１樹脂部２０によって囲まれていない。したがって、製造工程において、ボイドが形成されにくく、第１領域１６ｃの上方に第２樹脂部３０を形成する際、第１樹脂部２０内をより確実に充填することができるため、半導体装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
（変形例５）
また、例えば、図７に示すように、第１樹脂部２０の上面２１は、第２樹脂部３０によって覆われていなくてもよい。言い換えれば、第２樹脂部３０は、第１樹脂部２０の側面２２、２３のみを覆うように形成される。
【００７３】
本変形例によれば、第２樹脂部３０よりも低弾性で変形しやすい第１樹脂部２０の応力緩和効果をより高めることができ、より応力を緩和することができる。
【００７４】
なお、これらの変形例で、具体的に説明した内容以外の点については、上述した実施の形態と同じ内容を当てはめることができ、同じ効果を達成することができる。また、ここまで説明してきた内容を組み合わせて、半導体装置１００を構成してもよい。
【００７５】
なお、以上で説明した本実施形態に係る半導体装置１００及び変形例１〜５に係る半導体装置１００は、そのパッケージサイズが半導体チップにほぼ等しくなり、ＣＳＰに分類することができる。あるいは、半導体装置１００は、応力緩和機能を備えるフリップチップであるということもできる。図８には、半導体装置１００が実装された回路基板１０００を示す。また、本発明を適用した実施の形態に係る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ー２０００を、図１０には携帯電話３０００を、それぞれ示す。
【００７６】
２．  半導体装置の製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する。したがって、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は以下に限定されるものではない。
【００７７】
図１１（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を模式的に説明する要部の断面図である。
【００７８】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、第１の面１１を有する半導体基板１０と、半導体基板１０の第１の面１１の上に形成された第１電極１４と、半導体基板１０の第１の面１１の上に形成され、第１電極１４の上に位置する開口部１６ａと、第１の面１１側の面とは反対側の面であって、開口部１６ａとは離間した位置において円形の第１領域１６ｃを有する第２の面１６ｂと、を有する絶縁膜１６と、を有する構造体を用意する工程（Ｓ１）と、第２の面１６ｂの第１領域１６ｃを囲むように第１樹脂部２０を形成する工程（Ｓ２）と、第２の面１６ｂの第１領域１６ｃの上に、第２の面１６ｂ側の面とは反対側の面であって、第２の面１６ｂに向かう方向に凸な曲面である第３の面３０ａを有する第２樹脂部３０を形成する工程（Ｓ３）と、第１電極１４と接続し、第２樹脂部３０の第３の面３０ａの上に形成された第１の部分４１と、第１の部分４１から第１電極１４まで延びる第２の部４２分と、を有する配線４０を形成する工程（Ｓ４）と、第１の部分４１に第２電極６０を形成する工程（Ｓ５）と、を有する。
【００７９】
構造体を用意する工程（Ｓ１）は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、半導体基板２００を用意することを含む。なお、図１１（Ａ）は、半導体基板２００の全体形状を示す図であり、図１１（Ｂ）は、半導体基板２００の断面図である。半導体基板２００は、図１１（Ａ）に示すように半導体ウエハーであってもよい。半導体基板２００は、図１１（Ａ）に示すように、複数の半導体装置となる領域２０１を含む。また、図１１（Ｂ）に示すように、半導体基板２００には、複数の集積回路１が形成されてなる。集積回路１は、半導体装置となる領域２０１毎に形成されていてもよい。半導体基板２００は、図１１（Ｂ）に示すように、複数の電極１４を有する。
【００８０】
図１２（Ａ）に示すように、領域２０１毎には、第１の面１１を有する半導体基板１０と、半導体基板１０の第１の面１１の上に設けられた第１電極１４と、第１電極１４の上に位置する開口部１６ａを有する絶縁層１６と、を有する構造体が設けられている。なお、半導体基板１０、第１電極１４及び絶縁層１６に係る説明は、上述されている説明を適用し、省略する。
【００８１】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、第１樹脂部２０を形成する（Ｓ２）。なお、第１樹脂部２０に係る説明は、上述されている説明を適用し、省略する。第１樹脂部２０は、公知の方法によって形成される。第１樹脂部２０を形成する工程は、例えば、感光性の樹脂材料をスピンコート法などの公知の成膜技術により成膜して、樹脂層２９を形成する工程と、公知のフォトリソグラフィー技術によって露光処理する工程と、樹脂層２９をパターニングする工程と、熱処理して硬化させる工程と、を有していてもよい。
【００８２】
ここで、第１樹脂部２０を形成する工程において用いる樹脂材料の弾性率は、第２樹脂部３０を形成する工程において用いる樹脂材料の弾性率よりも小さくてもよい。
【００８３】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、第２樹脂部３０を形成する（Ｓ３）。第２樹脂部３０を形成する工程は、上述された第１樹脂部２０を形成する工程と同じ工程であってもよい。第２樹脂部３０を形成する工程において用いる樹脂材料の粘性は、１Ｐａ・ｓ以上である。これにより、樹脂材料をスピンコートなどにより成膜する場合に、第１領域１６ｃの上方において曲面からなる第３の面３０ｃを容易に形成することができる。
【００８４】
次に、図１２（Ｄ）に示すように、配線４０を形成する（Ｓ４）。なお、配線４０に係る説明は、上述された説明を適用し、省略する。配線４０の製造方法は特に限定されず、公知の成膜技術を用いて形成される。配線４０を形成する工程（Ｓ４）は、例えば、スパッタ法によって、銅（Ｃｕ）からなる第１導電膜を形成する工程と、配線４０が所望の配線パターンとなるようにレジストを形成する工程と、電界メッキ法によりメッキ成長させて、レジストから露出した第１導電層の上に金（Ａｕ）などの第２導電層を形成する工程と、を含む。次に、レジストを除去し、第２導電層をマスクとしてエッチングを行い、第１導電層をパターニングする。以上によって、配線４０を所望の形状にパターニングすることができる。
【００８５】
次に、レジスト層５０を形成する（図２（Ａ）参照）。第２の絶縁層４０の説明は、上述された説明を適用し、省略する。レジスト層５０は、公知のいずれかの方法によって形成される。レジスト層５０は、例えば、感光性の樹脂層を第２樹脂部３０及び配線４０の上に形成した後、公知のフォトリソグラフィー技術によって露光処理し、所望の形状にパターニングされる（図示せず）。
【００８６】
次に、第１の部分４１に第２電極６０を形成する（Ｓ５）（図２（Ａ）参照）。レジスト層５０の開口部５１内の第１の部分４１の上に外部端子５０が形成される（図２（Ａ）参照）。外部端子５０は、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではなく、例えば半田ペーストから形成された半田バンプ（ソルダーボール）であってもよい。
【００８７】
さらには、半導体基板２００を切断する工程、検査工程等を経て、半導体装置１００を製造してもよい（図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。
【００８８】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は以上のいずれかの構成をとることができる。
【００８９】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、接続信頼性が高い半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００９０】
なお、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、上記において説明したものに限られない。図１３は、本実施形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を説明する断面図である。例えば、図１３に示すように、第２樹脂部３０を形成する工程（Ｓ３）は、樹脂材料を成膜する工程又はパターニングする工程の後、例えば、ドライエッチングによって、第１樹脂部２０の上面２１を露出させる工程を含んでいてもよい。ドライエッチングは、公知の技術を用いることができ、例えば、Ｏ２プラズマエッチングを適用することができる。これによれば、変形例５に係る半導体装置１００の製造方法を提供することができる。
【００９１】
上記のように、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９２】
１  集積回路、１０  半導体基板、１１  第１の面、１４  第１電極、１６  絶縁層、
１６ａ  開口部、１６ｂ  第２の面、１６ｃ  第１領域、２０  第１樹脂部、
２１  上面、２２  側面、２３  側面、３０  第２樹脂部、３０ａ  第３の面、
３０ｂ  開口部、４０  配線、４０ａ  第１の配線、４０ｂ  第２の配線、
４１  第１の部分、４２  第２の部分、５０  レジスト層、５１  開口部、
６０  第２電極、１００  半導体装置、２００  半導体基板、２０１  領域。
【図１】
0005924466.tif 000002
【図２】
0005924466.tif 000003
【図３】
0005924466.tif 000004
【図４】
0005924466.tif 000005
【図５】
0005924466.tif 000006
【図６】
0005924466.tif 000007
【図７】
0005924466.tif 000008
【図８】
0005924466.tif 000009
【図９】
0005924466.tif 000010
【図１０】
0005924466.tif 000011
【図１１】
0005924466.tif 000012
【図１２】
0005924466.tif 000013
【図１３】
0005924466.tif 000014