(57)【要約】【課題】  柱状部の上面付近のみに接合されたボール状の低融点層を有する柱状電極を備えた半導体装置を提供する。【解決手段】  柱状部２２をアルミやチタンで形成し、この柱状部２２の側面に酸化膜２３を形成した後に、低融点層２４のリフローを行ってボール形状を得ることで、該酸化膜を利用して低融点層の側面濡れを防止する。酸化膜２３の形成は、酸素雰囲気下で柱状電極２０を加熱する方法で行っても、柱状電極２０を数時間〜数日間放置することで自然酸化膜を形成する方法で行っても良い。【選択図】  図９
2006108182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部とを具備し、
前記柱状部を構成する導電材料は、アルミおよび／またはチタンを含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、
前記柱状電極は、
ニッケルおよび／または銅を含む第１の導電材料と、アルミおよび／またはチタンを含む第２の導電材料とを接合して構成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部とを具備し、
前記第２の導電材料が前記柱状部の上面付近に配置されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記柱状部は、
前記第１の導電材料で形成された第１の層と、該第１の層上に前記第２の導電材料で形成された第２の層とを具備し、
前記金属ボール部は、前記第２の層上に形成されたことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記柱状部は、
前記第１の導電材料で形成された第１の層と、該第１の層上に前記第２の導電材料で形成された第２の層と、該第２の層上に前記第１の導電材料で形成された第３の層とを具備し、
前記金属ボール部は、前記第３の層上に形成されたことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、
前記ボール部を構成する導電材料に対して濡れ性の低い材料で形成され、前記柱状部の側面に施された濡れ防止部とを具備し、
前記ボール部は、前記柱状部の上面付近のみで接合されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、
前記金属ボール部を構成する導電材料に対して濡れ性の低い材料で形成され、前記柱状部の上面付近の側面に選択的に施された濡れ防止部と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、
前記柱状部の側面の形状を加工して形成された濡れ防止部と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、
前記柱状部の上面の形状を加工して形成された形状加工部と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層とを具備し、
前記柱状部を構成する導電材料は、アルミおよび／またはチタンを含むことを特徴とする半導体装置の実装体。
【請求項１０】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、
前記柱状電極は、
ニッケルおよび／または銅を含む第１の導電材料と、アルミおよび／またはチタンを含む第２の導電材料とを接合して構成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層とを具備し、
前記第２の導電材料が前記柱状部の上面付近に配置されたことを特徴とする半導体装置の実装体。
【請求項１１】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層と、
前記低融点金属層を構成する導電材料に対して濡れ性の低い材料で形成され、前記柱状部の上面付近の側面に選択的に施された濡れ防止部と
を具備することを特徴とする半導体装置の実装体。
【請求項１２】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層と、
前記柱状部の側面の形状を加工して形成された濡れ防止部と
を具備することを特徴とする半導体装置の実装体。
【請求項１３】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、
前記柱状電極は、
導電材料で形成された柱状部と、
前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層と、
前記柱状部の上面の形状を加工して形成された形状加工部と
を具備することを特徴とする半導体装置の実装体。
【請求項１４】
半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置を製造する方法において、
前記半導体基板の電極パット上に導電材料から成る柱状部を形成する工程と、
前記柱状部の上面に該柱状部よりも融点の低い導電材料から成る低融点層を形成する工程と、
前記低融点層を形成した後に前記柱状部の側面処理を行う工程と、
前記側面処理を行った後に前記低融点層を溶融してボール状の低融点層を形成する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置およびその実装体およびその製造方法に関し、特に、狭ピッチ化に有効な半導体装置およびその実装体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の小型化要求に伴って、半導体装置の構造はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）に代表されるように、ベアチップに限りなく近い形で構成され、この半導体装置をフリップチップ実装によって配線基板に接合する手法が注目されている。
【０００３】
ここで、上記フリップチップ実装による半導体装置と配線基板との接合は、該半導体装置を構成する半導体基板の主面側に設けられたバンプを介して行われるが、このバンプを狭ピッチで配置するためには、バンプの体積を減少させて、隣接するバンプ同士の接触を避ける必要がある。
【０００４】
しかし、バンプの体積を減少させると、半導体基板と配線基板とのギャップが小さくなるため、接合の安定化、接続信頼性向上あるいは確保を目的として該ギャップ内に樹脂を充填するアンダーフィルが困難になる。
【０００５】
そこで、上記のギャップを確保すべく、従来からポスト状の金属柱を利用した接合バンプが検討されており、この種のポスト型接合バンプを利用した半導体装置およびその実装方法としては、例えば、下記の文献が知られている。
【特許文献１】特開平５−１３６２０１号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３９９３号公報
【特許文献３】米国特許第６，５９２，０１９号公報  ここで、上記の特許文献１には、同文献の段落００２０および図１に示されたように、ワイヤーボンディング法によって金属柱を備えた接合バンプを形成する手法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、同文献の段落０００２〜０００７および図１８〜図２４に示されたように、メッキ法によって金属柱を形成するとともに、該金属柱の上面に半田ボールを備えた接合バンプの形成手法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、同文献の第７カラム第１６行〜第５４行および第１図〜第３図に示されたように、メッキ法によって金属柱およびその上面に半田層を形成し、該半田層をそのままの状態で配線基板に接合する手法と、該半田層をリフローにより一旦ボール状としてから配線基板に接合する手法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に開示された手法では、各端子ごとにワイヤーバンプを形成する必要があるため、入出力端子数の多い半導体装置への適用が困難になるとともに、各バンプの高さを揃えることが難しく、近年の多ピン狭ピッチ型の半導体装置への適用が困難と考えられる。
【０００９】
また、上記特許文献２に開示された手法では、同文献の段落０００７および図２２に示されたように、金属柱の上面が樹脂に覆われた過程が生じるため、半田ボールを形成する前に金属柱を研磨して図２３に示された状態を作る必要があるとともに、該金属柱が樹脂に埋設された状態で半導体装置が構成されるため、アンダーフィルのギャップが確保できないという課題がある。
【００１０】
一方、上記特許文献３に開示された手法では、金属柱と半田層をメッキで形成し、該金属柱が露呈した状態で配線基板に実装されるため、各バンプの高さの均一化とアンダーフィルギャップの確保という点で非常に優れた手法と考えられる。
【００１１】
しかし、この特許文献３では、同文献の第７カラム第４７行〜第５３行に示されたように、金属柱の上面に形成した半田層を一旦リフローして半田ボールを形成する場合に生じる各種課題までは言及されておらす、金属柱上に精度良く半田ボールを形成するためには、さらなる検討が必要であった。
【００１２】
そこで、本発明は、柱状部の上面に半田ボールを備えた接合バンプの形成に有効な半導体装置およびその実装体およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部とを具備し、前記柱状部を構成する導電材料は、アルミおよび／またはチタンを含むことを特徴とする。
【００１４】
上記のように、柱状部をアルミおよび／またはチタンを含む導電材料で構成することで、ニッケルや銅で柱状部を構成した場合に比べて、半田等の低融点材料が濡れにくい酸化膜を柱状部の側面に形成することができるため、低融点材料のリフローによってボール部を形成する際に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００１５】
その結果、各柱状電極の高さの均一化が図られるため、配線基板に対する各電極の接合精度が向上するとともに、アンダーフィルギャップを確保しつつも可能な限り電極ピッチを狭小化させた構造の実現が可能になる。
【００１６】
また、請求項２記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、前記柱状電極は、ニッケルおよび／または銅を含む第１の導電材料と、アルミおよび／またはチタンを含む第２の導電材料とを接合して構成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部とを具備し、前記第２の導電材料が前記柱状部の上面付近に配置されたことを特徴とする。
【００１７】
このように、低融点材料の濡れ防止に好適な酸化膜が得られるアルミおよび／またはチタンを含む第２の導電材料を上面付近に形成することで、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記柱状部は、前記第１の導電材料で形成された第１の層と、該第１の層上に前記第２の導電材料で形成された第２の層とを具備し、前記金属ボール部は、前記第２の層上に形成されたことを特徴とする。
【００１９】
このように、柱状電極の上面を第２の導電材料で構成することで、低融点材料の濡れ防止に好適な酸化膜が柱状部の上面付近に得られるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００２０】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記柱状部は、前記第１の導電材料で形成された第１の層と、該第１の層上に前記第２の導電材料で形成された第２の層と、該第２の層上に前記第１の導電材料で形成された第３の層とを具備し、前記金属ボール部は、前記第３の層上に形成されたことを特徴とする。
【００２１】
このように、柱状電極の上面が第１の導電材料で形成されている場合であっても、該上面付近に第２の導電材料を配置することで、低融点材料の濡れ防止に好適な酸化膜が柱状部の上面付近に得られるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００２２】
また、請求項５記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、前記ボール部を構成する導電材料に対して濡れ性の低い材料で形成され、前記柱状部の側面に施された濡れ防止部とを具備し、前記ボール部は、前記柱状部の上面付近のみで接合されたことを特徴とする。
【００２３】
このように、柱状部の側面に濡れ防止部を形成することで、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００２４】
また、請求項６記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、前記金属ボール部を構成する導電材料に対して濡れ性の低い材料で形成され、前記柱状部の上面付近の側面に選択的に施された濡れ防止部とを具備することを特徴とする。
【００２５】
このように、柱状部の上面付近の側面に選択的に濡れ防止部を形成することで、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００２６】
また、請求項７記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、前記柱状部の側面の形状を加工して形成された濡れ防止部とを具備することを特徴とする。
【００２７】
このように、柱状部の側面の形状を加工することで、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００２８】
また、請求項８記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された金属ボール部と、前記柱状部の上面の形状を加工して形成された形状加工部とを具備することを特徴とする。
【００２９】
このように、柱状部の上面の形状を加工することで、低融点材料に対する張力が強くなり、その結果、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００３０】
また、請求項９記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層とを具備し、前記柱状部を構成する導電材料は、アルミおよび／またはチタンを含むことを特徴とする。
【００３１】
上記のように、柱状部をアルミおよび／またはチタンを含む導電材料で構成することで、ニッケルや銅で柱状部を構成した場合に比べて、半田等の低融点材料が濡れにくい酸化膜を柱状部の側面に形成することができるため、低融点材料のリフローによってボール部を形成する際に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００３２】
また、請求項１０記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、
前記柱状電極は、ニッケルおよび／または銅を含む第１の導電材料と、アルミおよび／またはチタンを含む第２の導電材料とを接合して構成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層とを具備し、前記第２の導電材料が前記柱状部の上面付近に配置されたことを特徴とする。
【００３３】
このように、低融点材料の濡れ防止に好適な酸化膜が得られるアルミおよび／またはチタンを含む第２の導電材料を上面付近に形成することで、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００３４】
また、請求項１１記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層と、前記低融点金属層を構成する導電材料に対して濡れ性の低い材料で形成され、前記柱状部の上面付近の側面に選択的に施された濡れ防止部とを具備することを特徴とする。
【００３５】
このように、柱状部の上面付近の側面に選択的に濡れ防止部を形成することで、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００３６】
また、請求項１２記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層と、前記柱状部の側面の形状を加工して形成された濡れ防止部とを具備することを特徴とする。
【００３７】
このように、柱状部の側面の形状を加工することで、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００３８】
また、請求項１３記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置が該各柱状電極を介して配線基板上に実装された半導体装置の実装体において、前記柱状電極は、導電材料で形成された柱状部と、前記柱状部よりも融点の低い導電材料で形成され、前記柱状部の上面に接合された低融点金属層と、前記柱状部の上面の形状を加工して形成された形状加工部とを具備することを特徴とする。
【００３９】
このように、柱状部の上面の形状を加工することで、低融点材料に対する張力が強くなり、その結果、低融点材料が柱状部の側面へ流れにくくなるため、低融点材料のリフローによるボール形成時に、該低融点材料の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【００４０】
また、請求項１４記載の発明は、半導体基板に設けられた柱状電極を複数備えた半導体装置を製造する方法において、前記半導体基板の電極パット上に導電材料から成る柱状部を形成する工程と、前記柱状部の上面に該柱状部よりも融点の低い導電材料から成る低融点層を形成する工程と、前記低融点層を形成した後に前記柱状部の側面処理を行う工程と、前記側面処理を行った後に前記低融点層を溶融してボール状の低融点層を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【００４１】
このように、低融点層を形成した後に柱状部の側面処理を行うことで、該低融点層が柱状部の上面に良好に接合した状態で側面処理が施され、前記側面処理を行った後に低融点層を溶融してボール状の低融点層を形成することで、該低融点層の柱状部側面への濡れを防止することができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、柱状部の上面付近のみに接合されたボール部を有する柱状電極の形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。
【００４４】
図１は、本実施形態に係る半導体装置の実装構造を示す断面図である。同図に示すように、本実装構造は、半導体装置１０が柱状電極２０を介して配線基板３０に実装された構造を有する。
【００４５】
半導体装置１０は、シリコンから成る半導体基板１２と、該半導体基板１２の主面側に複数設けられたアルミの電極パット１４と、該各電極パット１４を部分的に露呈させた状態で形成されたパッシベーション膜１６とで構成される。
【００４６】
柱状電極２０は、前記各電極パット１４の露呈部にそれぞれ形成された銅から成る柱状部２２と、該柱状部２２の上面に形成された半田から成る低融点層２４とで構成される。尚、この柱状部は１５μｍ以上の高さで形成することが望ましい。
【００４７】
配線基板３０は、各種パターンを内層した多層基板３２と、該多層基板３２の表面に形成された配線パターン３４とで構成される。
【００４８】
半導体装置１０と配線基板３０との電気的接合は、柱状電極２０の先端部に位置する低融点層２４を配線パターン３４上で溶融することにより行われ、該半導体装置１０と配線基板３０との間には、アンダーフィル４０が施されて、各柱状電極２０による接合状態が保護される。
【００４９】
図２は、本実施形態に係る半導体装置の第１の製造工程を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置を製造する場合には、まず、同図（ａ）に示すように、複数の集積回路が形成されたウェハ１３の主面側に電極パット１４を複数形成し、該各電極パット１４の中央部を露呈させた状態でパッシベーション膜１６を形成する。
【００５０】
続いて、同図（ｂ）に示すように、パッシベーション膜１６上にフォトレジスト４２を塗布し、その後、同図（ｃ）に示すように、各電極パッド１４の露呈部に対応させてフォトレジスト４２を感光し、各電極パッド１４を露呈させる開口部４４を形成する。ここで各開口部１４の幅はパッシベーション膜１６の開口幅よりも狭い幅とし、かつ、パッシベーション膜１６の端部に触れない状態で各開口部１４を形成する。
【００５１】
図３は、本実施形態に係る半導体装置の第２の製造工程を示す断面図である。同図（ａ）に示すように、前図に示した開口部４４を利用して電極パット１４上に柱状部２２を形成する。この柱状部２２の形成は銅メッキにより行われる。
【００５２】
続いて、同図（ｂ）に示すように、前図に示した開口部４４を利用して柱状部２２の上面に低融点層２４を形成する。この低融点層２４の形成は半田メッキにより行われる。
【００５３】
図４は、本実施形態に係る半導体装置の第３の製造工程を示す断面図である。同図（ａ）に示すように、前図に示したフォトレジスト４２を除去して、ウェハ１３上に形成された複数の柱状電極２０を得る。その後、同図（ｂ）に示すように、低融点層２４を加熱溶融して該低融点層２４をボール状に加工する。この加熱溶融処理は、ウェハ１３をリフロー炉に投入し、所定の温度および時間で加熱処理を施すことにより行われる。尚、リフローに先だって酸化膜除去剤を塗布しておく。
【００５４】
図５は、本実施形態に係る半導体装置の第１の実装工程を示す断面図である。同図に示すように、以上説明した一連の工程を経て製造された半導体装置１０を配線基板３０に実装する場合は、該半導体装置１０の主面側を配線基板３０に向け、柱状電極２０の先端に位置するボール状の低融点層２４と配線基板３０上に設けられた配線パターンとの位置合わせを行う。
【００５５】
図６は、本実施形態に係る半導体装置の第２の実装工程を示す断面図である。同図に示すように、前図に示す工程で位置合わせされた半導体装置１０を配線基板３０にマウントし、その後、リフローを行って低融点層２４を配線パターン３４上で溶融固着させる。各低融点層２４の固着を完了させた後、同図中の矢印Ａで示す方向からアンダーフィル樹脂を充填して図１に示した構造を得る。
【００５６】
図７は、本実施形態に係る半導体装置の別の実装構造を示す断面図である。同図に示すように、半導体装置１０が配線基板３０に実装された後であれば、柱状部２２の先端が低融点層２４に埋設した状態であっても良い。
【００５７】
図８は、接続信頼性が低い柱状電極の状態を示す断面図である。同図（ａ）に示すように、ボール状の低融点層２４が柱状部２２の側面に接触した状態で形成されると、各柱状電極２２の高さにバラツキが生じ、その結果、同図（ｂ）に示すように、配線パターン３４に接合されない柱状電極が発生する。
【００５８】
この状態を防止すべく、本実施形態では、図４に示したボール状の低融点層２４を形成する工程において、以下に説明するような手法を適用する。
【００５９】
図９は、柱状部側面への濡れ防止に有効な柱状電極の第１の構成例を示す断面図である。柱状部側面への濡れ防止を図る場合には、同図（ａ）に示すように、柱状部２２をアルミやチタンで形成し、この柱状部２２の側面に酸化膜２３を形成した後に、低融点層２４のリフローを行ってボール形状を得ることで、該酸化膜を利用して低融点層の側面濡れを防止する方法が有効である。酸化膜２３の形成は、酸素雰囲気下で柱状電極２０を加熱する方法で行っても、柱状電極２０を数時間〜数日間放置することで自然酸化膜を形成する方法で行っても良い。
【００６０】
また、同図（ｂ）に示すように、柱状部２２をニッケルまたは銅から成る第１の層２２−１とアルミまたはチタンから成る第２の層２２−２の２層構成とし、第２の層２２−２の上面に低融点層２４を接合することで、第２の層２２−２の側面に形成した酸化膜２３を利用して側面濡れを防止する方法も有効である。
【００６１】
また、同図（ｃ）に示すように、柱状部２２をニッケルまたは銅から成る第１の層２２−１とアルミまたはチタンから成る第２の層２２−２とを用いて構成し、第２の層２２−２を柱状部の上面付近に介在させて、低融点層２４を第１の層２２−１の上面に接合することで、第２の層２２−２の側面に形成した酸化膜２３を利用して側面濡れを防止する方法も有効である。尚、同図に示す層構造は、第１の層と第２の層とを交互にメッキ成長させることで形成することができる。
【００６２】
図１０は、柱状部側面への濡れ防止に有効な柱状電極の第２の構成例を示す断面図である。前図に示した第１の構成例に加えて、同図（ａ）に示すように、低融点層２４が形成された柱状部２２の側面に酸化膜や有機膜あるいは低融点層２４を構成する材料に対して濡れ性の低い物質等で形成した濡れ防止部２６を付加した後に、低融点層２４のリフローを行ってボール形状を得る方法も有効である。
【００６３】
尚、この濡れ防止部２６は、例えば、図３（ｂ）に示したフォトレジスト４２を除去する際に、柱状部２２の周りだけ残しておく方法や、該フォトレジスト４２を除去した後に、別の有機物を塗布する方法によって形成することができる。また、この濡れ防止部２６は、ボール形状を形成した後であれば除去しても、そのまま残しておいても良い。
【００６４】
また、同図（ｂ）に示すように、濡れ防止部２６を柱状部２２の上面付近の側面のみに選択的に付加した後に、低融点層２４のリフローを行ってボール形状を得る方法も有効である。このように濡れ防止部２６を選択的に形成する場合には、図３（ｂ）に示したフォトレジスト４２を上面付近の側面のみを残して除去する方法や、該フォトレジスト４２を除去した後に、別の有機物を選択的に塗布する方法や、側面の全域に塗布した後でエッチングにより上面付近の側面のみを残す方法によって形成することができる。
【００６５】
また、同図（ｃ）に示すように、濡れ防止部２６を柱状部２２の上面からやや離れた側面のみに選択的に付加した後に、低融点層２４のリフローを行ってボール形状を得る方法も有効である。
【００６６】
図１１は、柱状部側面への濡れ防止に有効な柱状電極の第３の構成例を示す断面図である。前図に示した第１および第２の構成例に加えて、同図（ａ）に示すように、柱状部２２の上面付近の側面に起伏を設けて、溶融した低融点層２４が起伏部から先へ流れにくくすることで、低融点層２４の側面濡れを防止する構成も有効である。
【００６７】
また、同図（ｂ）に示すように、柱状部２２の上面を谷型で形成し、溶融した低融点層２４が柱状部２２の側面へ流れにくくすることで、低融点層２４の側面濡れを防止する構成も有効である。
【００６８】
また、同図（ｃ）に示すように、柱状部２２の上面部分を広く取った構造とし、溶融した低融点層２４が柱状部２２の側面へ流れにくくすることで、低融点層２４の側面濡れを防止する構成も有効である。
【００６９】
図１２は、柱状電極が形成されたウェハのリフロー工程を示した側面図である。同図に示すように、低融点層２４を溶融する前に、各柱状電極２０の柱状部２２を図９〜図１１に示した構造で形成した後、該各柱状電極２０が形成されたウェハ１３の裏面側をウェハ支持台５２上に載置し、低融点層２４を上に向けた状態で該ウェハ１３をリフロー炉５０内に設置する。
【００７０】
そして、この状態で低融点層２４の加熱を行うと、溶融した低融点層２４に下向きの重力が加わるが、柱状部２２が前述した構造で構成されているため、柱状部２２の側面に触れない状態で低融点層２４がボール状に加工される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明によれば、柱状部の上面付近のみに接合されたボール状の低融点層を有する柱状電極の形成が可能になるため、より小型狭ピッチが要求される半導体装置への適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の実装構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る半導体装置の第１の製造工程を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る半導体装置の第２の製造工程を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る半導体装置の第３の製造工程を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る半導体装置の第１の実装工程を示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る半導体装置の第２の実装工程を示す断面図である。
【図７】本実施形態に係る半導体装置の別の実装構造を示す断面図である。
【図８】接続信頼性が低い柱状電極の状態を示す断面図である。
【図９】柱状部側面への濡れ防止に有効な柱状電極の第１の構成例を示す断面図である。
【図１０】柱状部側面への濡れ防止に有効な柱状電極の第２の構成例を示す断面図である。
【図１１】柱状部側面への濡れ防止に有効な柱状電極の第３の構成例を示す断面図である。
【図１２】柱状電極が形成されたウェハのリフロー工程を示した側面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…半導体装置、１２…半導体チップ、１３…ウェハ、１４…電極パッド、１６…パッシベーション膜、２０…柱状電極、２２…柱状部、２３…酸化膜、２４…低融点層、２６…濡れ防止部、３０…配線基板、３２…多層基板、３４…配線パターン、４０…アンダーフィル、４２…フォトレジスト、４４…開口部、５０…リフロー炉、５２…ウェハ支持台
【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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【図１２】
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