(57)【要約】【課題】半導体装置のバンプの表面に形成される凹部を浅くする。【解決手段】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板１の上方に第１の絶縁膜１１を形成する工程と、第１の絶縁膜１１上にパッド１２ｂを形成する工程と、第１の絶縁膜１１上及びパッド１２ｂ上に、第２の絶縁膜１３を形成する工程と、パッド１２ｂ上に位置する第２の絶縁膜１３を薄く加工することにより、パッド１２ｂ上に薄膜絶縁膜１３ａを形成する工程と、第２の絶縁膜１３上及び薄膜絶縁膜１３ａ上に、第３の絶縁膜１４を形成する工程と、薄膜絶縁膜１３ａ及び前記第３の絶縁膜１４に、パッド１２ｂ上に位置する接続孔１５ａを形成する工程と、接続孔１５ａ内及び第３の絶縁膜１４上にバンプ１６を形成する工程とを具備する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上方に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１の絶縁膜上に形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜より膜厚が薄く、前記パッド上に形成された薄膜絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜及び前記薄膜絶縁膜上に形成された第３の絶縁膜と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する接続孔と、
前記第３の絶縁膜上及び前記接続孔内に形成されたバンプと、
を具備する半導体装置。
【請求項２】
前記バンプの側面が、前記薄膜絶縁膜の上方に配置された請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記薄膜絶縁膜は、前記パッドより小さく形成されている請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記薄膜絶縁膜は、前記パッドより大きく、該パッド上及びその周囲上に形成されている請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２の絶縁膜及び前記薄膜絶縁膜それぞれは酸化シリコン膜であり、前記第３の絶縁膜は窒化シリコン膜である請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の絶縁膜上に複数並んで形成された配線を更に具備し、
前記酸化シリコン膜は、前記複数の配線間を埋めている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の絶縁膜上に形成されたヒューズと、
前記第３の絶縁膜に形成され、前記ヒューズの上方に位置する開口部を更に具備し、
前記第２の絶縁膜は、前記ヒューズ上を覆っている請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記薄膜絶縁膜は、前記第２の絶縁膜をエッチングして薄くすることにより形成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記薄膜絶縁膜は、前記パッド上から前記第２の絶縁膜を除去した後、前記パッド上に絶縁膜を薄く堆積することにより形成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
半導体基板の上方に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上にパッドを形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上及び前記パッド上に、第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記パッド上に位置する前記第２の絶縁膜を薄く加工することにより、前記パッド上に薄膜絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上及び前記薄膜絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、前記パッド上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔内及び前記第３の絶縁膜上にバンプを形成する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板の上方に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上にパッドを形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上及び前記パッド上に、第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記パッド上から前記第２の絶縁膜を除去する工程と、
前記パッド上に、絶縁膜を前記第２の絶縁膜より薄く堆積することにより薄膜絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上及び前記薄膜絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、前記パッド上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔内及び前記第３の絶縁膜上にバンプを形成する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記パッドを形成する工程において、前記第１の絶縁膜上に位置するヒューズを更に形成し、
前記第３の絶縁膜を形成する工程と、前記バンプを形成する工程の間に、前記第３の絶縁膜に、前記ヒューズ上に位置する開口部を形成する工程を更に具備する請求項１０又は１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
半導体装置と、
前記半導体装置に接続された配線と、
前記配線が形成された配線基板と
を具備し、
前記半導体装置は、
半導体基板の上方に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１の絶縁膜上に形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜おり膜厚が薄く、前記パッド上に形成された薄膜絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜及び前記薄膜絶縁膜上に形成された第３の絶縁膜と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する接続孔と、
前記第３の絶縁膜上及び前記接続孔内に形成され、前記配線に接続されたバンプと、
を具備する半導体パッケージ。
【請求項１４】
前記配線基板は、絶縁フィルム又はガラス基板を用いて形成されている請求項１３に記載の半導体パッケージ。
【請求項１５】
前記配線基板は、絶縁フィルムであり、
前記配線は、前記絶縁フィルムの外部に延伸したリード線である請求項１４に記載の半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法、及び半導体パッケージに関する。特に本発明は、バンプの表面に形成される凹部を浅くした半導体装置、半導体装置の製造方法、及び半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来の半導体装置の構成を説明する為の断面図である。この半導体装置において、シリコン基板１０１にはトランジスタ（図示せず）が形成されている。トランジスタ上には、配線及び層間絶縁膜を交互に積層した配線層１０２が形成されている。配線層１０２の最上層には、複数のＡｌ合金配線１０３ａ及びＡｌ合金パッド１０３ｂが形成されている。複数のＡｌ合金配線１０３ａは、互いに略平行に形成されている。
【０００３】
配線層１０２上には、パッシベーション膜１０６が形成されている。パッシベーション膜１０６は、酸化シリコン膜１０４および窒化シリコン膜１０５をこの順に積層したものである。酸化シリコン膜１０４は、Ａｌ合金配線１０３ａの相互間を埋めるための層であり、窒化シリコン膜１０５は、配線層１０２及びトランジスタを湿気等から保護するための層である。
【０００４】
パッシベーション膜１０６には、Ａｌ合金パッド１０３ｂ上に位置する開口部１０６ａが形成されている。開口部１０６ａ上には、バンプ１０７が形成されている。バンプ１０７は、一部が開口部１０６ａに埋め込まれることにより、Ａｌ合金パッド１０３ｂに接続している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭６２−４９８１９号公報（図１）
【０００５】
図１１の各図は、図１０に示した半導体装置と配線基板の接続構造を説明する為の断面図である。これらの各図において、配線層１０２及びパッシベーション膜１０６は省略されている。
【０００６】
図１１（Ａ）において、配線基板にはガラス基板１１０が用いられている。ガラス基板１１０上には配線１１１が形成されており、この配線１１１上に半導体装置のバンプ１０７が、異方性導電樹脂１１２によって固定されている。異方性導電樹脂１１２には導電性の粒子１１２ａが混合されており、この粒子１１２ａがバンプ１０７と配線１１１の間で押しつぶされることにより、バンプ１０７と配線１１１とが導通する。
【０００７】
図１１（Ｂ）において、配線基板にはポリイミド製の樹脂フィルム１２０が用いられている。樹脂フィルム１２０には配線１２１が形成されており、この配線１２１上に半導体装置のバンプ１０７が熱圧着されている。
【０００８】
図１１（Ｃ）において、配線基板にはポリイミド製の樹脂フィルム１３０が用いられている。樹脂フィルム１３０からはリード線１３１が延伸しており、このリード線１３１上に半導体装置のバンプ１０７が熱圧着されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した半導体装置では、バンプの一部がパッシベーション膜の開口部に埋め込まれているため、バンプの表面には、開口部の上方に位置する凹部（例えば図１０の符号１０７ａで示す部分）が形成される。凹部の深さは、例えばパッシベーション膜の厚さの１．４倍である。このため、図１１（Ｂ）及び（Ｃ）で示した接続構造において、バンプの表面の凹部は、バンプ−配線間の接続に寄与しない構造となる。この場合、バンプと配線の接触面積を広くして熱圧着を確実にするためには、高温及び高荷重が必要になり、バンプが変形する可能性が生じるとともに、バンプの下方に位置する配線やトランジスタにダメージが加わる可能性が生じる。また、熱圧着装置への負荷が大きくなる。
【００１０】
また、図１１（Ａ）で示した接続構造において、バンプ表面の凹部の深さが異方性導電樹脂の粒子の直径より大きい場合、凹部と配線の間では粒子が押しつぶされない。このため、バンプの凹部以外の部分のみが、粒子を介して配線と導通する構造になる。この場合、接続不良が生じる可能性がある。特に近年は、バンプの高集積化が進んでおり、これに伴って異方性導電樹脂に混合されている粒子の径が小さくなっている（例えば直径が３μｍ）。このため、上記した問題が生じやすくなってきている。
【００１１】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、バンプの表面に形成される凹部を浅くした半導体装置、半導体装置の製造方法、及び半導体パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置は、半導体基板の上方に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１の絶縁膜上に形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜より膜厚が薄く、前記パッド上に形成された薄膜絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜及び前記薄膜絶縁膜上に形成された第３の絶縁膜と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する接続孔と、
前記第３の絶縁膜上及び前記接続孔内に形成されたバンプと、
を具備する。
【００１３】
この半導体装置によれば、バンプの一部を埋め込むための接続孔は、第２の絶縁膜ではなく薄膜絶縁膜に形成されている。このため、接続孔は従来と比べて浅くすることができ、バンプの表面に形成される凹部を、従来と比べて浅くすることができる。
【００１４】
バンプの側面は、薄膜絶縁膜の上方に配置されているのが好ましい。また、薄膜絶縁膜は、パッドより小さく形成されていてもよいし、パッドより大きく、該パッド上及びその周囲上に形成されていてもよい。
【００１５】
第２の絶縁膜及び薄膜絶縁膜それぞれは酸化シリコン膜であり、第２の絶縁層は窒化シリコン膜であるのが好ましい。第１の絶縁膜上に複数並んで形成された配線がある場合、酸化シリコン膜は、複数の配線間を埋めている。
【００１６】
第１の絶縁膜上に形成されたヒューズと、第３の絶縁膜に形成され、ヒューズの上方に位置する開口部を更に具備する場合、第２の絶縁膜は、ヒューズ上を覆っているのが好ましい。
【００１７】
薄膜絶縁膜は、例えば第２の絶縁膜をエッチングして薄くすることにより形成されていてもよいし、パッド上から第２の絶縁膜を除去した後、絶縁膜を薄く堆積することにより形成されていてもよい。
【００１８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の上方に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上にパッドを形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上及び前記パッド上に、第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記パッド上に位置する前記第２の絶縁膜を薄く加工することにより、前記パッド上に薄膜絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上及び前記薄膜絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、前記パッド上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔内及び前記第３の絶縁膜上にバンプを形成する工程とを具備する。
【００１９】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、半導体基板の上方に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上にパッドを形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上及び前記パッド上に、第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記パッド上から前記第２の絶縁膜を除去する工程と、
前記パッド上に、絶縁膜を前記第２の絶縁膜より薄く堆積することにより薄膜絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜上及び前記薄膜絶縁膜上に、第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に、前記パッド上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔内及び前記第３の絶縁膜上にバンプを形成する工程とを具備する。
【００２０】
上記した半導体装置の製造方法のパッドを形成する工程において、第１の絶縁膜上に位置するヒューズを更に形成し、第３の絶縁膜を形成する工程と、バンプを形成する工程の間に、第３の絶縁膜に、ヒューズ上に位置する開口部を形成する工程を更に具備してもよい。
【００２１】
本発明に係る半導体パッケージは、半導体装置と、
前記半導体装置に接続された配線と、
前記配線が形成された配線基板と
を具備し、
前記半導体装置は、
半導体基板の上方に形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成されたパッドと、
前記第１の絶縁膜上に形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜おり膜厚が薄く、前記パッド上に形成された薄膜絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜及び前記薄膜絶縁膜上に形成された第３の絶縁膜と、
前記薄膜絶縁膜及び前記第３の絶縁膜に形成され、前記パッド上に位置する接続孔と、
前記第３の絶縁膜上及び前記接続孔内に形成され、前記配線に接続されたバンプとを具備する。
【００２２】
これらの半導体パッケージによれば、半導体装置のバンプの表面に形成される凹部が浅くなるため、バンプを容易且つ確実に配線に接続することができる。
配線基板は、絶縁フィルム又はガラス基板を用いて形成されていてもよい。また、配線基板が絶縁フィルムである場合、配線は、絶縁フィルムの外部に延伸したリード線であってもよい。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１及び図２各図は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。図３は、半導体装置が有するＡｌ合金パッド、パッシベーション膜の開口部、及びＡｌ合金パッドに接続するバンプの位置関係を説明する為の平面図である。
【００２４】
まず、図１（Ａ）に示すように、シリコン基板１に素子分離膜２を形成し、素子領域を互いに分離する。素子分離膜２は、例えばトレンチアイソレーション法によりシリコン基板１に埋め込まれるが、ＬＯＣＯＳ法により形成されてもよい。
【００２５】
次いで、シリコン基板１を熱酸化する。これにより、素子領域に位置するシリコン基板１の表面には、ゲート酸化膜３が形成される。次いで、ゲート酸化膜３上を含む全面上にポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜をパターニングする。これにより、ゲート酸化膜３上にはゲート電極４が形成される。次いで、ゲート電極４及び素子分離膜２をマスクとして、シリコン基板１に不純物イオンを注入する。これにより、素子領域に位置するシリコン基板１には低濃度不純物領域６ａ，６ｂが形成される。
【００２６】
次いで、ゲート電極４上を含む全面上に、酸化シリコン膜を形成し、この酸化シリコン膜をエッチバックする。これにより、ゲート電極４の側壁はサイドウォール５で覆われる。次いで、ゲート電極４、サイドウォール５、及び素子分離膜２をマスクとして、シリコン基板１に不純物イオンを注入する。これにより、素子領域に位置するシリコン基板１には、ドレイン及びソースとなる不純物領域７ａ，７ｂが形成される。このようにして、シリコン基板１にはトランジスタが形成される。
【００２７】
次いで、トランジスタ上を含む全面上に、酸化シリコンを主成分とする層間絶縁膜８を、例えばＣＶＤ法により形成する。次いで、層間絶縁膜８上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、層間絶縁膜８上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜８をエッチングする。これにより、層間絶縁膜８には、ゲート電極４上に位置する接続孔８ａ、及び不純物領域７ａ，７ｂそれぞれ上に位置する接続孔（図示せず）が形成される。その後、レジストパターンを除去する。
【００２８】
次いで、接続孔それぞれの中及び層間絶縁膜８上に、バリアメタルとなるＴｉ膜、ＴｉＮ膜をこの順に、スパッタリング法を用いて連続堆積し、さらに、タングステン膜をＣＶＤ法により堆積する。次いで、層間絶縁膜８上のタングステン膜、ＴｉＮ膜及びＴｉ膜を、ＣＭＰ法又はエッチバックにより除去する。これにより、接続孔８ａにはＷプラグ９が埋め込まれる。また、不純物領域７ａ，７ｂそれぞれ上の接続孔にもＷプラグ（図示せず）が埋め込まれる。
【００２９】
次いで、Ｗプラグそれぞれ上及び層間絶縁膜８上を含む全面上に、Ａｌ合金膜をスパッタリング法により形成する。次いで、このＡｌ合金膜上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、Ａｌ合金膜上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜８上にはＡｌ合金配線１０ａ，１０ｂ，１０ｃが形成される。Ａｌ合金配線１０ａは、Ｗプラグ９を介してゲート電極４に接続する。Ａｌ合金配線１０ｂ，１０ｃそれぞれは、図示しないＷプラグを介して不純物領域７ａ，７ｂに接続する。その後、レジストパターンを除去する。
【００３０】
次いで、層間絶縁膜８上及びＡｌ合金配線１０ａ，１０ｂ，１０ｃそれぞれ上を含む全面上に、層間絶縁膜１１を形成し、さらに、層間絶縁膜１１に、Ａｌ合金配線１０ａ，１０ｂ，１０ｃ上に位置する複数の接続孔（図示せず）を形成し、これら接続孔にＷプラグ（図示せず）を埋め込む。これら接続孔及びＷプラグの形成方法は、接続孔８ａ及びＷプラグ９の形成方法と同一である。
【００３１】
次いで、Ｗプラグ上及び層間絶縁膜１１上にＡｌ合金膜を形成する。次いで、Ａｌ合金膜上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、Ａｌ合金膜上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜１１上には複数のＡｌ合金配線１２ａ及びＡｌ合金パッド１２ｂが形成される。複数のＡｌ合金配線１２ａは互いに並んでいる。その後、レジストパターンを除去する。
【００３２】
次いで、層間絶縁膜１１上、Ａｌ合金配線１２ａ上及びＡｌ合金パッド１２ｂ上を含む全面上に、酸化シリコン膜１３をＣＶＤ法により形成する。これにより、Ａｌ合金配線１２ａの相互間は埋まり、かつ、Ａｌ合金配線１２ａ及びＡｌ合金パッド１２ｂは酸化シリコン膜１３で被覆される。
【００３３】
次いで、酸化シリコン膜１３上にフォトレジスト膜２１を塗布し、フォトレジスト膜２１を露光及び現像する。これにより、酸化シリコン膜１３上には開口部が形成される。この開口部はＡｌ合金パッド１２ｂより大きく、平面配置においてＡｌ合金パッド１２ｂ上及びその周囲に位置している。次いで、フォトレジスト膜２１をマスクとして酸化シリコン膜１３をエッチングし、酸化シリコン膜１３を薄く残す。これにより、薄膜絶縁膜１３ａが形成される。薄膜絶縁膜１３ａの膜厚は、例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。図１（Ａ）及び図３に示すように、薄膜絶縁膜１３ａはＡｌ合金パッド１２ｂより大きく、Ａｌ合金パッド１２ｂ上及びその周囲に形成されている。
【００３４】
その後、図１（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２１を除去する。次いで、酸化シリコン膜１３上及び薄膜絶縁膜１３ａ上に、窒化シリコン膜１４をＣＶＤ法により形成する。これにより、酸化シリコン膜１３及び窒化シリコン膜１４からなるパッシベーション膜１５が形成される。Ａｌ合金パッド１２ｂ上及びその周囲において、酸化シリコン膜１３が他の部分より薄く薄膜絶縁膜１３ａとなっているため、パッシベーション膜１５の膜厚は従来と比べて薄くなる。
【００３５】
次いで、図２（Ａ）に示すように、パッシベーション膜１５上にフォトレジスト膜２２を塗布し、フォトレジスト膜２２を露光及び現像する。これにより、フォトレジスト膜２２には、Ａｌ合金パッド１２ｂの上方に位置する開口部が形成される。開口部は、平面配置においてＡｌ合金パッド１２ｂの内部に位置する。次いで、フォトレジスト膜２２をマスクとして、パッシベーション膜１５をエッチングする。これにより、パッシベーション膜１５には、Ａｌ合金パッド１２ｂ上に位置する接続孔１５ａが形成される。
【００３６】
その後、図２（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２２を除去する。次いで、パッシベーション膜１５上及び接続孔１５ａ内に、バリア膜としてのＴｉＷ膜（図示せず）を形成し、さらにＴｉＷ膜上に、密着金属膜としてのＡｕ膜（図示せず）を形成する。次いで、Ａｕ膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜（図示せず）を露光及び後現像する。これにより、Ａｕ膜上には、開口部を有するレジストパターンが形成される。レジストパターンの開口部は、平面配置において薄膜絶縁膜１３ａの内部に位置しており、且つ、接続孔１５ａを内部に含んでいる。
【００３７】
次いで、Ａｕ膜を電極として電解メッキを行う。これにより、レジストパターンの開口部内には、Ａｕが析出、成長し、バンプ１６が形成される。バンプ１６は、底部の一部が接続孔１５ａに埋め込まれることにより、Ａｌ合金パッド１２ｂに接続しており、且つ、表面が、パッシベーション膜１５の上方に出ている。また、図２（Ｂ）及び図３に示すように、バンプ１６は、側面が薄膜絶縁膜１３ａの上方に位置しており、平面配置において薄膜絶縁膜１３ａの内側に配置されている。
【００３８】
このとき、バンプ１６の表面には、接続孔１５ａに起因して凹部１６ａが形成される。しかし、Ａｌ合金パッド１２ｂ上では、パッシベーション膜１５は従来と比べて薄いため、接続孔１５ａの深さは従来と比べて浅い。従って、凹部１６ａは、従来と比べて浅くなる。
【００３９】
その後、レジストパターンを除去する。次いで、バンプ１６をマスクとしたエッチングを行う。これにより、密着金属膜としてのＡｕ膜及びバリア膜としてのＴｉＷ膜のうち、露出している部分が除去される
【００４０】
図４の各図は、図１を用いて説明した方法により形成された半導体装置と、配線基板の接続構造を説明する為の断面図である。これらの各図において、半導体装置のうち、シリコン基板１及びバンプ１６以外の構成は省略されている。
【００４１】
図４（Ａ）において、配線基板にはガラス基板５０が用いられている。ガラス基板５０上には配線５１が形成されており、この配線５１上に半導体装置のバンプ１６が、異方性導電樹脂５２によって固定されている。
【００４２】
異方性導電樹脂５２には導電性の粒子５２ａが混合されており、この粒子５２ａがバンプ１６と配線５１の間で押しつぶされることにより、バンプ１６と配線５１とが導通する。バンプ１６の表面の凹部１６ａは従来と比べて浅い。このため、粒子５２ａの直径を小さくしても、凹部１６ａと配線５１の間で粒子５２ａが押しつぶされるため、バンプ１６の表面全体が粒子５２ａを介して配線５１に導通する。従って、半導体装置のチップサイズを小さくするためにバンプ１６を小型化しても、バンプ１６と配線５１の導通を良好にすることができる。
【００４３】
図４（Ｂ）において、配線基板にはポリイミド製の樹脂フィルム６０が用いられている。樹脂フィルム６０には配線６１が形成されており、この配線６１上に半導体装置のバンプ１６が熱圧着されている。配線６１の表面にＡｕ膜が形成されている場合、バンプ１６と配線６１は熱圧着によりＡｕ−Ａｕ接続する。また、配線６１の表面にＳｎ膜が形成されている場合、バンプ１６と配線６１は、熱圧着時にＡｕ−Ｓｎ合金が形成されることにより、接続する。これらのいずれの場合においても、バンプ１６の表面の凹凸が従来と比べて小さいため、従来と比べて熱圧着時の条件を低圧力・低温にしても、バンプ１６と配線６１の接触面積を広くすることができる。このため、熱圧着時に、半導体装置のトランジスタにダメージが加わることを抑制できる。
【００４４】
図４（Ｃ）において、配線基板にはポリイミド製の樹脂フィルム７０が用いられている。樹脂フィルム７０からはリード線７１が延伸しており、このリード線７１上に半導体装置のバンプ１６が熱圧着されている。バンプ１６の表面の凹凸が、従来と比べて小さいため、図４（Ｂ）の場合と同様の作用により、従来と比べて熱圧着時の圧力を小さくすることができ、また、圧着時の温度を低くすることができる。このため、熱圧着時に、半導体装置のトランジスタにダメージが加わることを抑制できる。
【００４５】
以上、第１の実施形態によれば、Ａｌ合金パッド１２ｂ上において酸化シリコン膜１３は薄くなっている。このため、バンプ１６とＡｌ合金パッド１２ｂを接続する接続孔１５ａを、従来と比べて浅くすることができる。従って、バンプ１６の表面の凹部は従来と比べて小さくなる。
これにより、バンプ１６と配線基板を確実に接続することができる。また、バンプ１６と配線基板を熱圧着するときの条件を、従来と比べて低圧力、低温にすることができる。
【００４６】
また、バンプ１６は平面配置において薄膜絶縁膜１３ａの内部に位置しているが、薄膜絶縁膜１３ａをＡｌ合金パッド１２ｂ上の周囲にも形成しているため、Ａｌ合金パッド１２ｂを小さくしても、バンプ１６の大きさを維持できる。従って、Ａｌ合金パッド１２ｂを小さくして、Ａｌ合金パッド１２ｂを高集積化することができる。
【００４７】
また、Ａｌ合金パッド１２ｂは、バンプ１６を形成する工程を除いて、酸化シリコン膜１３によって常に覆われているため、後工程の処理でＡｌ合金パッド１２ｂにダメージが加わることを抑制できる。また、Ａｌ合金パッド１２ｂと窒化シリコン膜１４の間には酸化シリコン膜１３が形成されているため、窒化シリコン膜１４が直接Ａｌ合金パッド１２ｂ上に形成される場合と比べて、応力が緩和される。
【００４８】
図５の各図は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。本実施形態において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
まず、図５（Ａ）に示すように、シリコン基板１に素子分離膜２を埋め込み、ゲート酸化膜３、ゲート電極４、サイドウォール５、低濃度不純物領域６ａ，６ｂ、及び不純物領域７ａ，７ｂを形成することにより、トランジスタを形成する。次いで、層間絶縁膜８、接続孔８ａ及び不純物領域７ａ，７ｂ上の接続孔、Ｗプラグ９及び前記した接続孔中のＷプラグ、Ａｌ合金配線１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、層間絶縁膜１１、Ａｌ合金配線１２ａ、Ａｌ合金パッド１２ｂ、酸化シリコン膜１３、フォトレジスト膜２１、ならびにフォトレジスト膜２１の開口部を形成する。これらの形成方法は、第１の実施形態と同一である。
【００５０】
次いで、フォトレジスト膜２１をマスクとして酸化シリコン膜１３をエッチングする。これにより、酸化シリコン膜１３には、Ａｌ合金パッド１２ｂ及びその周囲に位置する開口部１３ｂが形成される。開口部１３ｂ内において、Ａｌ合金パッド１２ｂ上からは酸化シリコン膜１３が除去されているが、Ａｌ合金パッド１２ｂの周囲に位置する開口部１３ｂには、酸化シリコン膜１３が残っている。
【００５１】
その後、図５（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２１を除去する。次いで、開口部１３ｂ上を含む全面上に、再び酸化シリコン膜１３を薄く堆積する。これにより、Ａｌ合金パッド１２ｂ上には、薄膜絶縁膜１３ａが形成される。
【００５２】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、パッシベーション膜１５の窒化シリコン膜１４、接続孔１５ａ、及びバンプ１６を形成する。これらの形成方法は、第１の実施形態と同一である。
【００５３】
以上、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、バンプ１６の表面の凹部を従来と比べて小さくすることができる。従って、バンプ１６と配線基板を確実に接続することができる。また、バンプ１６と配線基板を熱圧着するときの条件を、従来と比べて低圧力、低温にすることができる。
【００５４】
また、第１の実施形態と同様に、Ａｌ合金パッド１２ｂを小さくしても、バンプ１６の大きさを維持できる。従って、Ａｌ合金パッド１２ｂを小さくして、Ａｌ合金パッド１２ｂ及びバンプ１６を高集積化することができる。
【００５５】
図６及び図７の各図は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図である。図８は、第３の実施形態に係る半導体装置が有するＡｌ合金パッド、パッシベーション膜の開口部、及びＡｌ合金パッドに接続するバンプの位置関係を説明する為の平面図である。本実施形態において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
まず、図６（Ａ）に示すように、シリコン基板１に素子分離膜２を埋め込み、ゲート酸化膜３、ゲート電極４、サイドウォール５、低濃度不純物領域６ａ，６ｂ、及び不純物領域７ａ，７ｂを形成することにより、トランジスタを形成する。次いで、層間絶縁膜８、接続孔８ａ及び不純物領域７ａ，７ｂ上の接続孔、Ｗプラグ９及び前記した接続孔中のＷプラグ、Ａｌ合金配線１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、ならびに層間絶縁膜１１を形成する。次いで、層間絶縁膜１１上にＡｌ合金膜を形成する。これらの形成方法は、第１の実施形態と同一である。
【００５７】
次いで、Ａｌ合金膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、Ａｌ合金膜上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングする。これにより、層間絶縁膜１１上には、複数のＡｌ合金配線１２ａ、Ａｌ合金パッド１２ｂ、及びＡｌ合金ヒューズ１２ｃが形成される。
【００５８】
次いで、層間絶縁膜１１、Ａｌ合金配線１２ａ、Ａｌ合金パッド１２ｂ、及びＡｌ合金ヒューズ１２ｃそれぞれ上を含む全面上に、酸化シリコン膜１３を形成し、更に、フォトレジスト膜２１、フォトレジスト膜２１の開口部、及び薄膜絶縁膜１３ａを形成する。これらの形成方法は、第１の実施形態と同一である。
【００５９】
その後、図６（Ｂ）に示すようにフォトレジスト膜２１を除去する。次いで、窒化シリコン膜１４を形成する。これにより、パッシベーション膜１５が形成される。
【００６０】
次いで、図７（Ａ）に示すように、パッシベーション膜１５上にフォトレジスト膜２３を塗布し、フォトレジスト膜２３を露光及び現像する。これにより、フォトレジスト膜２３には、Ａｌ合金ヒューズ１２ｃの上方及びその周囲に位置する開口部が形成される。次いで、フォトレジスト膜２３をマスクとして窒化シリコン膜１４をエッチングする。これにより、窒化シリコン膜１４には、第２の開口部１４ａが形成される。図７（Ａ）及び図８に示すように、第２の開口部１４ａは、Ａｌ合金ヒューズ１２ｃより大きく、Ａｌ合金ヒューズ１２ｃ及びその周囲の上方に配置されている。
【００６１】
その後、図７（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２３を除去する。次いで、パッシベーション膜１５に接続孔１５ａを形成し、更に、バンプ１６を形成する。これらの形成方法は第１の実施形態と同一である。
【００６２】
この第３の実施形態においても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。なお、薄膜絶縁膜１３ａの形成方法は、第２の実施形態と同一の方法であってもよい。すなわちＡｌ合金パッド１２ｂ上及びその周囲から酸化シリコン膜１３を除去した後、再度酸化シリコン膜を薄く堆積しても、薄膜絶縁膜１３ａを形成することができる。この場合、第２の実施形態と同一の効果も得ることができる。
【００６３】
図９は、第４の実施形態に係る半導体装置の構成を説明する為の断面図である。本実施形態は、薄膜絶縁膜１３ａの大きさが第１の実施形態と異なることを除いて、第３の実施形態と同一である。すなわち本実施形態において、薄膜絶縁膜１３ａはＡｌ合金パッド１２ｂより小さく、Ａｌ合金パッド１２ｂ上に配置されている。以下、第３の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６４】
本実施形態に係る半導体装置は、以下のようにして形成される。まず、シリコン基板１に素子分離膜２を埋め込み、ゲート酸化膜３、ゲート電極４、サイドウォール５、低濃度不純物領域６ａ，６ｂ、及び不純物領域７ａ，７ｂを形成することにより、トランジスタを形成する。次いで、層間絶縁膜８、接続孔８ａ及び不純物領域７ａ，７ｂ上の接続孔、Ｗプラグ９及び前記した接続孔中のＷプラグ、Ａｌ合金配線１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、層間絶縁膜１１、Ａｌ合金配線１２ａ、Ａｌ合金パッド１２ｂ、Ａｌ合金ヒューズ１２ｃ、及び酸化シリコン膜１３を形成する。これらの形成方法は、第３の実施形態と同一である。
【００６５】
次いで、酸化シリコン膜１３上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布し、このフォトレジスト膜を露光及び現像する。これにより、フォトレジスト膜には、Ａｌ合金パッド１２ｂの上方に位置する開口部が形成される。この開口部は、Ａｌ合金パッド１２ｂより小さい。
【００６６】
次いで、このフォトレジスト膜をマスクとして酸化シリコン膜１３をエッチングし、酸化シリコン膜１３を薄くする。これにより、Ａｌ合金パッド１２ｂ上には薄膜絶縁膜１３ａが形成される。薄膜絶縁膜１３ａは、Ａｌ合金パッド１２ｂより小さい。その後、フォトレジスト膜を除去する。
これ以降の工程は、第３の実施形態と同一である。
【００６７】
本実施形態においても、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。なお、薄膜絶縁膜１３ａの形成方法は、第２の実施形態と同一の方法であってもよい。すなわちＡｌ合金パッド１２ｂ上及びその周囲から酸化シリコン膜１３を除去した後、再度酸化シリコン膜を薄く堆積しても、薄膜絶縁膜１３ａを形成することができる。この場合、第２の実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００６８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、第１及び第２の実施形態において、薄膜絶縁膜１３ａをＡｌ合金パッド１２ｂより小さくして、Ａｌ合金パッド１２ｂ上に位置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図。
【図２】（Ａ）は図１（Ｂ）の次の工程を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図。
【図３】Ａｌ合金パッド、パッシベーション膜の開口部、及びバンプの位置関係を説明する為の平面図。
【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）それぞれは、本実施形態に係る半導体装置と配線基板の接続構造を説明する為の断面図。
【図５】（Ａ）は第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の次の工程を説明する為の断面図。
【図６】（Ａ）は第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図。
【図７】（Ａ）は図６（Ｂ）の次の工程を説明する為の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の次の工程を説明する為の断面図。
【図８】Ａｌ合金パッド、パッシベーション膜の開口部、及びバンプの位置関係を説明する為の平面図。
【図９】第４の実施形態に係る半導体装置の構成を説明する為の断面図。
【図１０】従来の半導体装置の構成を説明する為の断面図。
【図１１】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）それぞれは、図９に示した半導体装置と配線基板の接続構造を説明する為の断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１，１０１…シリコン基板、２…素子分離膜、３…ゲート酸化膜、４…ゲート電極、５…サイドウォール、６ａ，６ｂ…低濃度不純物領域、７ａ，７ｂ…不純物領域、８，１１…層間絶縁膜、８ａ…接続孔、９…Ｗプラグ、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１２ａ…Ａｌ合金配線、１２ｂ，１０３…Ａｌ合金パッド、１２ｃ，１０３ａ…Ａｌ合金ヒューズ、１３，１０４…酸化シリコン膜、１３ａ…薄膜絶縁膜、１３ｂ…開口部、１４，１０５…窒化シリコン膜、１５，１０６…パッシベーション膜、１５ａ…接続孔、１６，１０７…バンプ、１６ａ，１０７ａ…凹部、２１，２２，２３…フォトレジスト膜、５０，１１０…ガラス基板、５１，６１，１１１，１２１…配線、５２，１１２…異方性導電樹脂、５２ａ，１１２ａ…粒子、６０，７０，１２０，１３０…樹脂フィルム、７１，１３１…リード線、１０２…配線層、１０６ａ…開口部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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