(57)【要約】【課題】半導体装置と基板とを接続した後の冷却の過程でバンプ及びその周辺に加わる応力を緩和する。【解決手段】半導体装置（チップ１０）は、絶縁膜９と、絶縁膜９の一方の面の一部分に形成されている電極パッド（例えば、電極パッド本体１及び密着層１８）と、絶縁膜９の一方の面上に形成され、電極パッドを露出させる開口２ａが形成されている被覆用絶縁膜２を有する。更に、開口２ａを介して電極パッドに接するように形成され、周縁部が開口２ａの外側において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている金属層（例えば、第１及び第２バリアメタル４、５）と、金属層上に設けられているバンプ６を有する。更に、金属層において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている部分（乗り上げ部１１）と、被覆用絶縁膜２との間に介在している介在層（例えば、介在金属層３）を有している。介在層は、被覆用絶縁膜２との密着力が、金属層とのそれよりも弱い。【選択図】図１
2011114079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と、
前記絶縁膜の一方の面の一部分に形成されている電極パッドと、
前記一方の面上に形成され、前記電極パッドを露出させる開口が形成されている被覆用絶縁膜と、
前記開口を介して前記電極パッドに接するように形成され、周縁部が前記開口の外側において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている金属層と
前記金属層上に設けられているバンプと、
前記金属層において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている部分と、前記被覆用絶縁膜と、の間に介在している介在層と、
を有し、
前記介在層は、前記被覆用絶縁膜との密着力が、前記金属層とのそれよりも弱い材質によって構成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記介在層は金属により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記介在層を構成する前記金属は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｌ合金及びＣｕ合金のうちの少なくとも何れか１つであることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記バンプは前記金属層の外周端面に接していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記バンプは前記介在層の外周端面にも接していることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
絶縁膜と、
前記絶縁膜の一方の面の一部分に形成されている電極パッドと、
前記一方の面上に形成され、前記電極パッドを露出させる開口が形成されている被覆用絶縁膜と、
前記開口を介して前記電極パッドに接するように形成され、周縁部が前記開口の外側において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている金属層と
前記金属層上に設けられているバンプと、
前記金属層において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている部分と、前記被覆用絶縁膜と、の間に介在している介在層と、
を有し、
前記介在層は、前記被覆用絶縁膜との密着力が、前記金属層とのそれよりも弱い材質によって構成されている半導体装置と、
前記半導体装置よりも熱膨張係数が大きい基板と、
を有し、
前記バンプを介して前記半導体装置が前記基板に接続されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項７】
絶縁膜の一方の面の一部分に電極パッドを形成する工程と、
前記一方の面上に、前記電極パッドを露出させる開口を有する被覆用絶縁膜を形成する工程と、
前記被覆用絶縁膜上における前記開口の縁部に介在層を形成する工程と、
金属層を、前記開口を介して前記電極パッドに接するように、且つ、該金属層の周縁部が前記開口の外側において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げて前記介在層を覆うように、形成する工程と、
を有し、
前記介在層は、前記被覆用絶縁膜との密着力が前記金属層とのそれよりも弱い材質によって形成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】
本発明は、半導体装置、半導体パッケージ、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に半導体チップ（以下、単にチップ）が搭載された半導体装置として、チップと基板とがバンプを介して相互に電気的に接続（いわゆるフリップチップ接続）されているタイプのものがある。このタイプの半導体装置には、例えば、ＦＣＢＧＡ  （Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等がある。
このような構成の半導体装置においては、バンプには、チップと基板との熱膨張係数差に起因する応力が加わる。
【０００３】
このような応力を緩和させるように構成された半導体装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
この半導体装置は、チップの電極パッド上に形成され開口を有する第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に形成され開口を有する第２絶縁膜と、電極パッド上及び第１絶縁膜上に形成された下地金属層と、下地金属層上に設けられて該下地金属層と配線基板の電極ランドとを相互に電気的に接続したバンプと、を有している。
この半導体装置においては、下地金属層の径が電極パッドの径よりも小さくかつ第１絶縁膜の開口径よりも大きく構成されているとともに、第２絶縁膜の開口径が下地金属層の径よりも大きく構成されている。
更に、チップと配線基板と間の間隙にはアンダーフィル樹脂が充填されている。
特許文献１には、バンプが直接接合される下地金属層の径よりも、バンプの外周を囲む第２絶縁膜の開口径の方が大きいので、バンプの根元部分と第２絶縁膜との間に比較的大きな隙間を確保することができ、この隙間にアンダーフィル樹脂が充分に充填される旨の記載がある。更に、特許文献１には、この隙間にアンダーフィル樹脂が充分に充填されることから、アンダーフィル樹脂による応力緩和作用が充分に発揮され、その結果、電極パッド周辺の回路部において、クラックや剥離の発生が抑制される旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０６４８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構造では、アンダーフィル樹脂の充填後には、該アンダーフィル樹脂による応力緩和作用が発揮されると考えられる。
しかし、バンプに加わる応力は、チップと基板とがバンプの溶融によって接続された後、室温まで冷却される過程、すなわち、アンダーフィル樹脂の充填前の工程でも発生する。
【０００６】
ここで、アンダーフィル樹脂の充填前の工程でバンプに応力が加わるメカニズムを説明する。
先ず、バンプの融点以上の温度でチップと基板とをバンプによって接続する際は、バンプは溶融状態であるためチップと基板とがそれぞれの熱膨張係数によって膨張していても、それらの接続部であるバンプには応力は加わっていない。
しかし、その後、室温まで冷却される際には、チップ及び基板はそれぞれの熱膨張係数で収縮していくが、バンプが融点で固体となってから後は、チップと基板の熱膨張係数差による応力がバンプに加わっていくことになる。
図８は、フリップチップ接続後の冷却によりチップ及び基板（基板は図示を省略しているが、図８の上方に位置する）が収縮する過程でバンプ１０６に加わる応力による弊害を説明するための断面図であり、バンプ１０６及びその周辺を示している。なお、バンプ１０６の下には第１及び第２バリアメタル１０４、１０５が形成され、このうち下層の第１バリアメタル１０４は、被覆用絶縁膜１０２に形成された開口を介して電極パッド１０１に接続されている。
図８は第１及び第２バリアメタル１０４、１０５がＮ−ＳＭＤ（Ｎｏｎ−Ｓｏｌｄｅｒｍａｓｋ  Ｄｅｆｉｎｅｄ）タイプである場合を例としている。また、図８において、矢印Ｃ方向は、チップと基板とを含む半導体パッケージの中央の方向である。
冷却によりチップ及び基板が収縮する過程では、例えば、バンプ１０６、第１バリアメタル１０４及び第２バリアメタル１０５には、第１バリアメタル１０４をチップから引き剥がす方向の応力が加わる。ここで、一般に、第１及び第２バリアメタル１０４、１０５の材料としては、Ｔｉ或いはＴａ等、被覆用絶縁膜１０２との密着性が良好な金属材料が用いられる。このため、第１及び第２バリアメタル１０４、１０５と、被覆用絶縁膜１０２とが一体的に挙動する。よって、この応力により、例えば、第１及び第２バリアメタル１０４、１０５の端部から、被覆用絶縁膜１０２ないしは電極パッド１０１、ひいてはその下層の配線層（図示略）にクラック１０７が生じることがある（図８（ａ））。或いは、この応力により、バンプ１０６にクラック１０８が生じることがある（図８（ｂ））。
【０００７】
このように、チップ（半導体装置）と基板とを接続した後の冷却の過程でバンプ及びその周辺に加わる応力を緩和することは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、絶縁膜と、
前記絶縁膜の一方の面の一部分に形成されている電極パッドと、
前記一方の面上に形成され、前記電極パッドを露出させる開口が形成されている被覆用絶縁膜と、
前記開口を介して前記電極パッドに接するように形成され、周縁部が前記開口の外側において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている金属層と
前記金属層上に設けられているバンプと、
前記金属層において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている部分と、前記被覆用絶縁膜と、の間に介在している介在層と、
を有し、
前記介在層は、前記被覆用絶縁膜との密着力が、前記金属層とのそれよりも弱い材質によって構成されていることを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００９】
この半導体装置によれば、金属層において被覆用絶縁膜上に乗り上げている部分（以下、乗り上げ部）と、被覆用絶縁膜と、の間には、介在層が介在しているとともに、介在層は、被覆用絶縁膜との密着力が金属層とのそれよりも弱い材質によって構成されている。
このため、バンプに応力が加わった場合に、例えば、金属層の乗り上げ部とともに介在層が絶縁膜から剥がれる動作が起こり、バンプ及びその周辺に加わる応力を緩和することができる。
【００１０】
また、本発明は、絶縁膜と、
前記絶縁膜の一方の面の一部分に形成されている電極パッドと、
前記一方の面上に形成され、前記電極パッドを露出させる開口が形成されている被覆用絶縁膜と、
前記開口を介して前記電極パッドに接するように形成され、周縁部が前記開口の外側において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている金属層と
前記金属層上に設けられているバンプと、
前記金属層において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げている部分と、前記被覆用絶縁膜と、の間に介在している介在層と、
を有し、
前記介在層は、前記被覆用絶縁膜との密着力が、前記金属層とのそれよりも弱い材質によって構成されている半導体装置と、
前記半導体装置よりも熱膨張係数が大きい基板と、
を有し、
前記バンプを介して前記半導体装置が前記基板に接続されていることを特徴とする半導体パッケージを提供する。
【００１１】
また、本発明は、絶縁膜の一方の面の一部分に電極パッドを形成する工程と、
前記一方の面上に、前記電極パッドを露出させる開口を有する被覆用絶縁膜を形成する工程と、
前記被覆用絶縁膜上における前記開口の縁部に介在層を形成する工程と、
金属層を、前記開口を介して前記電極パッドに接するように、且つ、該金属層の周縁部が前記開口の外側において前記被覆用絶縁膜上に乗り上げて前記介在層を覆うように、形成する工程と、
を有し、
前記介在層は、前記被覆用絶縁膜との密着力が前記金属層とのそれよりも弱い材質によって形成することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体装置と基板とを接続した後の冷却の過程でバンプ及びその周辺に加わる応力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る半導体装置を示す図であり、このうち（ａ）はバンプ及びその周辺の断面図、（ｂ）は電極パッドの平面図である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法における一連の工程を示す断面図である。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法における一連の工程を示す断面図である。
【図４】実施形態に係る半導体装置の製造方法における一連の工程を示す断面図である。
【図５】実施形態に係る半導体装置を基板に実装する方法を示す一連の工程図である。
【図６】実施形態に係る半導体装置を基板に実装する方法を示す一連の工程図である。
【図７】実施形態に係る半導体装置の動作を説明する図であり、バンプ及びその周辺の断面を示す。
【図８】フリップチップ接続後の冷却によりチップ及び基板が収縮する過程でバンプに加わる応力による弊害を説明するための図であり、バンプ及びその周辺の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１５】
〔第１の実施形態〕
図１は実施形態に係る半導体装置（半導体チップ１０：以下、単にチップ１０）を示す図であり、このうち（ａ）はバンプ６及びその周辺の断面図、（ｂ）は平面図である。
なお、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
また、図１（ｂ）において、バンプ６は図示を省略している。また、図１（ｂ）では、介在金属層３は実際には第２バリアメタル５（及び第１バリアメタル４）に隠れて見えないが、該介在金属層３の配置領域は分かりやすいように斜線を付している。
【００１６】
本実施形態に係る半導体装置（チップ１０）は、絶縁膜９と、絶縁膜９の一方の面の一部分に形成されている電極パッド（例えば、電極パッド本体１及び密着層１８により構成されている）と、絶縁膜９の一方の面上に形成され、電極パッドを露出させる開口２ａが形成されている被覆用絶縁膜２と、を有する。
更に、チップ１０は、開口２ａを介して電極パッドに接するように形成され、周縁部が開口２ａの外側において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている金属層（例えば、第１及び第２バリアメタル４、５により構成されている）と、金属層上に設けられているバンプ６と、を有する。
更に、チップ１０は、金属層において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている部分（乗り上げ部１１）と、被覆用絶縁膜２と、の間に介在している介在層（例えば、介在金属層３）を有している。
そして、介在層は、被覆用絶縁膜２との密着力が、金属層とのそれよりも弱い材質によって構成されている。
以下、詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態に係るチップ１０は、例えば、基板（図示略）の一方の面（回路形成面）の側に形成されたトランジスタ等の素子と、基板の回路形成面上に形成された多層配線層と、を有している。多層配線層は、その最上層に、複数の電極パッド本体１を有している。電極パッド本体１は、例えばチップ１０の外周四辺に沿って配置されたり、チップ１０の全面にマトリクス状に配置されたりする。電極パッド本体１はＡｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、およびＣｕ合金等により構成することができる。
電極パッド本体１上には、ＴｉＮ等の密着力の強い密着層１８と、電極パッドの密着層を露出させる開口１９ａを有するＳｉＯＮ等の絶縁薄膜１９とを有する。
更に、チップ１０は、例えば、多層配線層上に形成され、それぞれ電極パッドと電気的に接続されている複数の金属層（第１バリアメタル４及び第２バリアメタル５により構成されている）と、これら金属層上にそれぞれ設けられたバンプ６と、を有している。
このチップ１０は、いわゆるフリップチップ接続により、バンプ６を介して基板２０（図５、図６参照）上に実装することができる。
【００１８】
また、電極パッド本体１と、該電極パッド本体１よりも１層だけ下層の配線（図示略）との間には絶縁膜９が介在している。絶縁膜９は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。
絶縁薄膜１９上には、被覆用絶縁膜（チップカバー膜）２が形成されている。この被覆用絶縁膜２には、各電極パッドの密着層１８の少なくとも一部分ずつをそれぞれ露出させる複数の開口２ａが形成されている。被覆用絶縁膜２の開口の寸法は、絶縁薄膜１９の開口１９ａと同等か、それ以上もしくはそれ以下の大きさとすることができる。なお、開口２ａは、例えば、上側に向けて広がるようにすり鉢状に傾斜している。
【００１９】
開口２ａ内およびその周囲縁部には、バンプ６の下地となる第１及び第２バリアメタル４、５が形成されている。第１バリアメタル４は、開口２ａを介して電極パッドに接するように形成され、該第１バリアメタル４の周縁部が開口２ａの外側において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている。そして、この第１バリアメタル４上には、例えば該第１バリアメタル４と同じ範囲に第２バリアメタル５が形成されている。
第１及び第２バリアメタル４、５の材料については後述する。
なお、第１及び第２バリアメタル４、５により構成される金属層の乗り上げ部１１は、開口２ａの外側において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている。
【００２０】
更に、チップ１０は、金属層の乗り上げ部１１と、被覆用絶縁膜２と、の間に介在している介在金属層３を有している。この介在金属層３は、被覆用絶縁膜２との密着力（単位面積当たりの密着力）が、金属層（例えば、第１バリアメタル４）とのそれよりも弱い材質によって構成されている。つまり、介在金属層３と被覆用絶縁膜２との密着力（単位面積当たりの密着力）は、第１バリアメタル４と介在金属層３との密着力（単位面積当たりの密着力）よりも弱い。
この介在金属層３は、被覆用絶縁膜２との密着性が良好なＴｉ、Ｔａ以外の金属材料により構成することができる。具体的には、例えば、介在金属層３は、加工が容易なＡｌ、Ｃｕ、Ａｌ合金及びＣｕ合金のうちの少なくとも何れか１つにより構成されていることが好ましい。
【００２１】
更に、金属層上（例えば、第２バリアメタル５上）には、バンプ６が設けられている。このバンプ６は、例えば、鉛フリー半田或いはその他の半田により構成されている。
バンプ６は、例えば、金属層（第１及び第２バリアメタル４、５）の外周端面に接していることが好ましい。
更に、バンプ６は、例えば、介在金属層３の外周端面に接していることがより好ましい。
【００２２】
金属層（第１及び第２バリアメタル４、５）及び介在金属層３の平面形状は、多角形、円形等、任意であるが、例えば、図１に示すように、八角形にすることができる。すなわち、図１の例では、被覆用絶縁膜２の開口２ａの形状、絶縁薄膜１９の開口１９ａの形状、第１バリアメタル４の外周形状、第２バリアメタル５の外周形状、介在金属層３の外周形状、及び、介在金属層３の内周形状が、それぞれ八角形となっている。
【００２３】
次に、実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。図２乃至図４はこの製造方法を説明するための一連の工程を示す断面図である。
【００２４】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、絶縁膜９の一方の面の一部分に電極パッドを形成する工程と、絶縁膜９の一方の面上に、電極パッドを露出させる開口２ａを有する被覆用絶縁膜２を形成する工程と、を有する。
更に、この製造方法は、被覆用絶縁膜２上における開口２ａの縁部に介在層（例えば、介在金属層３）を形成する工程を有する。
更に、この製造方法は、金属層（例えば、第１及び第２バリアメタル４、５により構成される）を形成する工程を有する。この工程では、この金属層が開口２ａを介して電極パッドに接するように、且つ、該金属層の周縁部が開口２ａの外側において被覆用絶縁膜２上に乗り上げて介在層を覆うように、金属層を形成する。
介在層は、被覆用絶縁膜２との密着力が金属層とのそれよりも弱い材質によって形成する。
以下、詳細に説明する。
【００２５】
先ず、絶縁膜９上に電極パッド本体１を形成する。絶縁膜９上に電極パッド本体１の材料（例えばＡｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、及びＣｕ合金等）の膜を、例えばスパッタ等により約１μｍ形成する。次に、電極パッド本体１が形成される部分を覆うマスクパターン（図示略）を、電極パッド本体１の材料膜上に形成する。すなわち、感光性のレジスト膜を形成後、このレジスト膜を露光及び現像することにより、マスクパターンを形成する。次に、このマスクパターンをマスクとして電極パッド本体１の材料膜をエッチングした後、マスクパターンを除去することにより、電極パッド本体１が形成される。
【００２６】
その後、電極パッド本体１上に密着層１８（例えばＴｉＮ等）を同様に形成する。密着層１８の厚さは約２００ｎｍで、寸法は電極パッド本体１と同等か、やや大きく形成する。
【００２７】
次に、例えばＳｉＯＮ等の絶縁薄膜１９を同様に形成する。絶縁薄膜１９の厚さは約３００ｎｍで、形状は電極パッド本体１上の密着層１８を露出させる開口１９ａを有し、密着層１８の周縁部に乗り上げている。
【００２８】
次に、感光性のポリイミド等の被覆用絶縁膜２を形成する。更に、この被覆用絶縁膜２に、金属層形成用の開口２ａを露光及び現像によって形成する。その後、約３５０℃の加熱処理を行って、被覆用絶縁膜２を硬化させる（図２（ａ））。
【００２９】
次に、例えばＣｕ等、被覆用絶縁膜２との密着力が弱い金属材料の介在金属層３を、被覆用絶縁膜２上、絶縁薄膜１９上及び電極パッドの密着層１８上に形成する。この介在金属層３は、例えば、スパッタ等により、約３０ｎｍの厚さに形成する。次に、この後の工程で金属層の乗り上げ部１１（図１参照）が形成される部分を覆うマスクパターン１２を、介在金属層３上に形成する。すなわち、感光性のレジスト膜を形成後、このレジスト膜を露光及び現像することにより、マスクパターン１２を形成する（図２（ｂ））。
【００３０】
次に、このマスクパターン１２をマスクとして介在金属層３をエッチングすることにより、介在金属層３を乗り上げ部１１（図１参照）の形成範囲に残留させる。次に、マスクパターン１２を除去する（図２（ｃ））。
【００３１】
次に、第２バリアメタル５のシード層としての第１バリアメタル４を被覆用絶縁膜２上、介在金属層３上、絶縁薄膜１９上及び電極パッドの密着層１８上に、例えばスパッタにより形成する。第１バリアメタル４は、例えば、ＴｉＷ膜と、このＴｉＷ膜上に形成されたＴｉ膜と、このＴｉ膜上に形成されたＣｕ膜と、の積層構造であることが挙げられる。また、このＴｉＷ膜、Ｔｉ膜及びＣｕ膜の膜厚は、例えば、それぞれ約２００ｎｍ、約３０ｎｍ、約３００ｎｍであることが挙げられる（図３（ａ））。
【００３２】
次に、第２バリアメタル５（図１参照）の形成範囲と対応する開口１３ａを有するマスクパターン１３を第１バリアメタル４上に形成する。なお、マスクパターン１３の形成方法はマスクパターン１２の形成方法と同様である（図３（ｂ））。
【００３３】
次に、マスクパターン１３をマスクとして、第２バリアメタル５を第１バリアメタル４上に電解めっき法により形成する。第２バリアメタル５は、例えば、Ｎｉ膜と、このＮｉ膜上に形成されたＣｕ膜と、の積層構造であることが挙げられる。なお、このＮｉ膜の膜厚は、例えば、約３μｍであることが挙げられ、このＣｕ膜の膜厚は、例えば、約３００ｎｍであることが挙げられる（図３（ｃ））。
【００３４】
次に、マスクパターン１３を除去した後、第２バリアメタル５を覆うようにマスクパターン１４を形成する。なお、マスクパターン１４の形成方法はマスクパターン１２、１３の形成方法と同様である（図４（ａ））。
【００３５】
次に、マスクパターン１４をマスクとして、該マスクパターン１４から露出する第１バリアメタル４をエッチングによって除去する。次に、マスクパターン１４を除去する（図４（ｂ））。
【００３６】
次に、半田ペースト（図示略）を、例えば印刷法等により第２バリアメタル５上に形成し、加熱溶融後、フラックス洗浄してバンプ６を形成する。バンプ６は、例えば、ＰｂとＳｎとを含有する半田、或いは、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕを含有する半田であることが挙げられる。具体的には、例えば、前者の半田は、５重量％のＳｎを含み、その残部がＰｂであることが挙げられ、後者の半田は、３重量％のＡｇと０．５重量％のＣｕとを含み、それらの残部がＳｎであることが挙げられる（図４（ｃ））。
【００３７】
こうして、チップ１０を製造することができる。
【００３８】
次に、図５及び図６を参照して、チップ１０を基板（配線基板）２０上にフリップチップ実装して半導体パッケージ（半導体モジュール）３０を製造する方法を説明する。
図５及び図６はチップ１０を基板２０に実装する方法を示す一連の工程図である。
なお、図５において、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｆ）は（ｅ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。同様に、図６において、（ａ）、（ｃ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｄ）は（ｃ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
また、図５及び図６においては、チップ１０の上下が図１及び図４とは逆転している。
【００３９】
本実施形態に係る半導体パッケージ３０は、上述したような本実施形態に係るチップ１０と、このチップ１０よりも熱膨張係数が大きい基板２０と、を有し、バンプ６を介してチップ１０が基板２０に接続されている。
以下、詳細に説明する。
【００４０】
基板２０上へのチップ１０の実装は、周知の実装機（図示略）により行う。先ず、例えばバンプ６の先端にフラックス（図示略）を塗布したチップ１０の回路形成面（バンプ６が設けられている方の面）を基板２０側に向けて、該チップ１０と基板２０とを対向配置する（図５（ａ）、図５（ｂ））。
【００４１】
次に、実装機により、例えばチップ１０を基板２０に対して相対的に下降させて、基板２０とチップ１０とをバンプ６を介して相互に加圧接触させる。なお、このとき、基板２０の配線上の電極パッド（何れも図示略）にバンプ６が接触するようにする。そして、バンプ６が融点以上の温度となるように、例えば基板２０及びチップ１０を加熱する。これにより、チップ１０がバンプ６を介して基板２０に対してフリップチップ接続される（図５（ｃ）、図５（ｄ））。
【００４２】
この実装時の加熱により、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、チップ１０及び基板２０は、それぞれ熱膨張する。ここで、一般に、基板２０の方がチップ１０よりも熱膨張係数が大きいため、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、チップ１０よりも基板２０の方が加熱の際における膨張の割合が大きい。
ただし、バンプ６が融点以上の温度の段階では、バンプ６は溶融状態であるためチップ１０と基板２０とがそれぞれの熱膨張係数によって膨張していても、それらの接続部であるバンプ６には応力は加わっていない。
【００４３】
その後、チップ１０及び基板２０が室温まで冷却されると、チップ１０及び基板２０はほぼ加熱前の寸法に収縮する（図５（ｅ）、図５（ｆ））。
この冷却の過程では、チップ１０及び基板２０は、それぞれの熱膨張係数で収縮するため、バンプ６が融点で固体となって以降は、チップ１０と基板２０との熱膨張係数差による応力がバンプ６に加わっていく。
なお、上述のように、一般に、基板２０の方がチップ１０よりも熱膨張係数が大きいため、冷却後の段階では、チップ１０が上であるとすると、基板２０は上に凸の反りを呈する。
【００４４】
次に、チップ１０と基板２０との間の間隙にアンダーフィル樹脂１５を充填し、加熱等により硬化させる（図６（ａ）、図６（ｂ））。
次に、基板２０において、チップ１０が設けられるのとは反対側の面に、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）ボール１６を形成する。
その後、必要に応じて、ダイシングにより基板２０を切断することにより、各半導体パッケージ３０を個片化する。これにより、図６（ｃ）、図６（ｄ）に示す半導体パッケージ３０を得ることができる。
なお、必要に応じて、アンダーフィル樹脂１５の充填及び硬化後に、チップ１０及びアンダーフィル樹脂１５を封止樹脂（図示略）により封止しても良い。この封止は、チップ１０の上面を覆うように行っても良いし、チップ１０の上面が露出するように行っても良い。
【００４５】
次に、本実施形態の動作を説明する。
図７は実施形態に係るチップ１０の動作を説明する図であり、バンプ６及びその周辺の断面を示す。なお、図７において、矢印Ｃ方向は、半導体パッケージ３０の中央の方向である。
【００４６】
上述のように、チップ１０を基板２０にフリップチップ実装した後の冷却の過程（図５（ｃ）及び（ｄ）から図５（ｅ）及び（ｆ）までの過程）では、チップ１０と基板２０との熱膨張係数差による応力がバンプ６に加わる。また、上述のように、一般に、基板２０の方がチップ１０よりも熱膨張係数が大きいため、冷却後の段階（図５（ｅ）及び（ｆ）の段階）では、チップ１０が上であるとすると、基板２０は上に凸の反りを呈する。
従って、具体的には、例えば、個々のバンプ６において、半導体パッケージ３０の中央から遠い端部には、バンプ６及び電極パッドをチップ１０から引き剥がす方向の応力が加わる。
このような事情に対し、本実施形態に係るチップ１０は、第１及び第２バリアメタル４、５の乗り上げ部１１と、被覆用絶縁膜２と、の間に介在している介在金属層３を有している。そして、この介在金属層３は、被覆用絶縁膜２との密着力が、第１バリアメタル４とのそれよりも弱い。
このため、チップ１０を基板２０にフリップチップ実装した後の冷却の過程でバンプ６に加わる応力によって、例えば、図７に示すように、介在金属層３がバンプ６及び乗り上げ部１１と一体的に被覆用絶縁膜２から剥離する。そして、被覆用絶縁膜２と介在金属層３との間には、その応力に応じた大きさのクリアランス１７が形成される。
つまり、このような剥離及びクリアランス１７を生じさせることにより、バンプ６、被覆用絶縁膜２、密着層１８、電極パッド本体１、或いはその下層の配線（図示略）に応力が作用してしまうことを抑制でき、それらへのダメージを抑制することができる。
【００４７】
以上のような実施形態によれば、第１及び第２バリアメタル４、５において被覆用絶縁膜２上に乗り上げている乗り上げ部１１と、被覆用絶縁膜２と、の間には、介在金属層３が介在している。そして、介在金属層３は、被覆用絶縁膜２との密着力が、第１バリアメタル４とのそれよりも弱い材質によって構成されている。
このため、バンプ６に応力が加わった場合に、例えば、乗り上げ部１１とともに介在金属層３が被覆用絶縁膜２から剥がれる動作が起こり、バンプ６及びその周辺に加わる応力を緩和することができる。
よって、バンプ６及びその周辺にクラック等のダメージが生じてしまうことを抑制できる。
【００４８】
バンプ６が金属層（第１及び第２バリアメタル４、５）の外周端面に接していることにより、バンプ６と金属層との一体性を高めることができる。よって、バンプ６と金属層との間にクラックが生じる可能性を低減できるとともに、介在金属層３と被覆用絶縁膜２との界面における剥離を容易に生じさせることができる。更に、バンプ６が介在金属層３の外周端面にも接している場合には、バンプ６と金属層との一体性をより一層高めることができるので、これらの効果を更に高めることができる。
【００４９】
上記の実施形態では、介在層が介在金属層３である例を説明したが、この例に限らず、介在層は、例えば、シロキサンを含有する有機膜、或いは、フッ素樹脂（テフロン（登録商標）等）により構成しても良い。
また、上記の実施形態では、バンプ６の下地となる金属層が２層の金属層（第１及び第２バリアメタル４、５）により構成されている例を説明したが、３層以上の金属層により構成しても良いし、或いは、１層の金属層により構成しても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１ 電極パッド本体
２ 被覆用絶縁膜
２ａ 開口
３ 介在金属層
４ 第１バリアメタル
５ 第２バリアメタル
６ バンプ
９ 絶縁膜
１０ 半導体チップ
１１ 乗り上げ部
１２ マスクパターン
１３ マスクパターン
１３ａ 開口
１４ マスクパターン
１５ アンダーフィル樹脂
１６ ＢＧＡボール
１７ クリアランス
１８ 密着層
１９ 絶縁薄膜
１９ａ 開口
２０ 基板
３０ 半導体パッケージ
１０１ 電極パッド
１０２ 被覆用絶縁膜
１０４ 第１バリアメタル
１０５ 第２バリアメタル
１０６ バンプ
１０７ クラック
１０８ クラック
【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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