(57)【要約】【課題】少ない工程数で樹脂コア及び樹脂保護膜を精度良く形成する。【解決手段】電極パッド２が形成された基板（半導体基板１）上に、電極パッド２を露出させる開口３ａを有する保護絶縁膜３を形成した後、感光性樹脂膜４を形成する。感光性樹脂膜４を多階調マスク５を用いて露光した後で現像する。この現像により、感光性樹脂膜４により構成される樹脂保護膜７と、樹脂保護膜７よりも厚膜の感光性樹脂膜４のパターンにより構成される樹脂コア６と、を一度に形成する。次に、樹脂コア６上から電極パッド２上に亘って配線８を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パッドが形成された基板上に、前記電極パッドを露出させる開口を有する保護絶縁膜を形成する第１工程と、
感光性樹脂膜を形成する第２工程と、
前記感光性樹脂膜を多階調マスクを用いて露光した後で現像することによって、前記感光性樹脂膜により構成される樹脂保護膜と、前記樹脂保護膜よりも厚膜の前記感光性樹脂膜により構成される樹脂コアと、を一度に形成する第３工程と、
前記樹脂コア上から前記電極パッド上に亘って配線を形成する第４工程と、
をこの順に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第３工程では複数の前記樹脂コアを互いに離間させて形成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】
前記第３工程では前記樹脂コアと前記樹脂保護膜とを互いに離間させて形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第３工程では複数の前記樹脂コアを直線状に並べて形成し、
前記第３工程において、前記樹脂コアの形成領域での露光量を複数段階に設定することにより、前記樹脂コアの側面のうち、前記配線の引き出し方向の面の傾斜を、前記樹脂コアの並び方向の面の傾斜よりも緩やかにす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、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイシング後の半導体チップをピックアップ時のキズから守る目的、或いは、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などで形成される保護絶縁膜が実装封止樹脂から受ける熱応力を緩和する目的で、半導体素子上に樹脂保護膜を形成する場合がある。
また、半導体装置の凸電極として、樹脂をコアとし、そのコアの表面に導電膜を被覆してなる樹脂コアバンプを形成する場合がある。
樹脂保護膜を必要とする半導体素子の凸電極として樹脂コアバンプを採用すると、ウェーハ上に目的の異なる２つの樹脂、すなわち樹脂保護膜及び樹脂コアが形成されることになる。
【０００３】
このように樹脂保護膜及び樹脂コアを形成する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
特許文献１の技術では、保護膜が設けられたシリコンチップの保護膜上に絶縁層を設け、この絶縁層表面にマスクを介して選択露光し、現像処理して所望パターンの絶縁層をハーフエッチング処理することにより突起部（樹脂コア）を形成する。ここで、絶縁層における突起部以外の部分が樹脂保護膜に相当する。
その後、再度マスクを介して選択露光し、現像処理してデバイス端子上の絶縁層を除去し、デバイス端子を露出させる。つまり、デバイス端子を露出させる開口を絶縁層に形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９８１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、露光及び現像を２回ずつ行う必要があるため、工程数が多い。
【０００６】
このように、少ない工程数で樹脂コア及び樹脂保護膜を形成することは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電極パッドが形成された基板上に、前記電極パッドを露出させる開口を有する保護絶縁膜を形成する第１工程と、
感光性樹脂膜を形成する第２工程と、
前記感光性樹脂膜を多階調マスクを用いて露光した後で現像することによって、前記感光性樹脂膜により構成される樹脂保護膜と、前記樹脂保護膜よりも厚膜の前記感光性樹脂膜により構成される樹脂コアと、を一度に形成する第３工程と、
前記樹脂コア上から前記電極パッド上に亘って配線を形成する第４工程と、
をこの順に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【０００８】
この半導体装置の製造方法によれば、樹脂保護膜と、この樹脂保護膜よりも厚膜の樹脂コアと、を一度の露光及び現像によって形成することができる。よって、工程数を削減できる。
また、樹脂保護膜及び樹脂コアを形成するための露光に使用するマスクが１種類で足りる。
また、一度の露光及び現像で樹脂保護膜と樹脂コアとを形成できるため、それらに使用する薬液量を削減できる。
また、一度の現像で樹脂保護膜と樹脂コアとを形成できるため、特に高さ精度が要求される樹脂コアが現像液に曝される回数を低減でき、樹脂コアの膜減りによる高さバラツキを抑制できる。
このように、少ない工程数で樹脂コア及び樹脂保護膜を精度良く形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、少ない工程数で樹脂コア及び樹脂保護膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す平面図である。
【図４】半導体装置の実装例を示す断面図である。
【図５】変形例１に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置を示す図である。
【図６】変形例２に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置を示す図である。
【図７】変形例３に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図８】変形例３に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す断面図、図２及び図３は実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す平面図である。なお、図１は図２及び図３におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、以下の第１乃至第４工程を順次に行う。
先ず、第１工程では、電極パッド２が形成された基板（半導体基板１）上に、電極パッド２を露出させる開口３ａを有する保護絶縁膜３を形成する。
次に、第２工程では、感光性樹脂膜４を形成する。
次に、第３工程では、感光性樹脂膜４を多階調マスク５を用いて露光した後で現像する。これにより、感光性樹脂膜４により構成される樹脂保護膜７と、樹脂保護膜７よりも厚膜の感光性樹脂膜４により構成される樹脂コア６と、を一度に形成する。
次に、第４工程では、樹脂コア６上から電極パッド２上に亘って配線８を形成する。
以下、詳細に説明する。
【００１４】
先ず、本実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置１００の構成を説明する。
図１（ｅ）及び図３（ｃ）に示すように、半導体装置１００は、回路を構成するトランジスタなどの素子（図示略）と電極パッド２とが形成された半導体基板１を有している。半導体基板１上には、電極パッド２を露出させる開口３ａを有する保護絶縁膜３が形成されている。
更に、半導体装置１００は、保護絶縁膜３上に形成された複数の樹脂コア６と、保護絶縁膜３上、且つ、回路（トランジスタ等）上に形成された樹脂保護膜７と、を有している。
各樹脂コア６は、例えば、直線状に並ぶように配置されている。図１（ｅ）及び図３（ｃ）の例では、半導体素子の長辺にあたる２辺にそれぞれ沿うように樹脂コア６が直線状に配置されている。ただし、樹脂コア６は、半導体素子の４辺全てにそれぞれ沿うように直線状に配置されていても良い。また、ここでいう直線状の配置には、各樹脂コア６が直線上に位置する配置以外に、各樹脂コア６が直線に沿って千鳥状に並ぶような配置も含まれるものとする。
また、各樹脂コア６は互いに離間して配置されている。
また、各樹脂コア６と樹脂保護膜７とは互いに離間して配置されている。
更に、半導体装置１００は、樹脂コア６上から電極パッド２上に亘って延在するように形成された配線８を有している。
なお、樹脂コア６と、配線８における樹脂コア６上の部位とにより、樹脂コアバンプ９が構成されている。従って、半導体装置１００は、複数の樹脂コアバンプ９を有している。
【００１５】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
【００１６】
先ず、半導体基板１に、回路を構成するトランジスタなどの素子（図示略）を形成し、さらに半導体基板１上に多層配線層（図示略）を形成する。この多層配線層は、最上層に電極パッド２を有する。
次に、多層配線層上に保護絶縁膜３を形成する。保護絶縁膜３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜、或いは、シリコン窒化膜により構成することができる。
次に、保護絶縁膜３を選択的に除去することにより、開口３ａを形成する。開口３ａは、電極パッド２上に位置しており、保護絶縁膜３から電極パッド２を露出させる（図１（ａ）、図２（ａ））。
【００１７】
次に、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、保護絶縁膜３上及び電極パッド２上に、感光性樹脂膜４を塗布などにより形成する。
ここで、感光性樹脂膜４としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ケイ素樹脂、又はアリル樹脂などの熱硬化性の樹脂を用いることができる。
【００１８】
次に、図１（ｃ）及び図３（ａ）に示すように、多階調マスク５を介して感光性樹脂膜４を露光する。
ここでは、感光性樹脂膜４がポジ型である場合を説明する。
多階調マスク５は、遮光部５ａと、半透過部５ｂと、全透過部５ｃと、を有している。
感光性樹脂膜４において、全透過部５ｃを透過した露光光が照射される露光部４ｃは、露光量が最も多くなる。また、感光性樹脂膜４において、半透過部５ｂを透過した露光光が照射される半露光部４ｂは、露光部４ｃよりも少ない露光量で露光される。また、感光性樹脂膜４において、遮光部５ａの陰になる非露光部４ａは露光されない。
このように、多階調マスク５を用いることにより、露光量を複数段階に設定して感光性樹脂膜４を露光する。
多階調マスク５の遮光部５ａは、樹脂コア６（図１（ｄ）、図３（ｂ））と対応する形状及びレイアウトとなっている。また、半透過部５ｂは、樹脂保護膜７（図１（ｄ）、図３（ｂ））と対応する形状及びレイアウトとなっている。また、全透過部５ｃは、少なくとも保護絶縁膜３の開口３ａと対応する形状及びレイアウトとなっている。
このような多階調マスク５は、感光性樹脂膜４における樹脂コア６の形成箇所へ遮光部５ａが転写され、感光性樹脂膜４における樹脂保護膜７の形成箇所へ半透過部５ｂが転写され、且つ、全透過部５ｃを透過した露光光が少なくとも保護絶縁膜３の開口３ａと対応する位置に照射されるように配置する。なお、樹脂保護膜７の形成箇所には、トランジスタ等により構成される回路の上方が含まれる。
半透過部５ｂは、樹脂保護膜７が所望の膜厚になるように透過光量が設定されている。また、半透過部５ｂの形成方法としては、遮光膜の材質を遮光部５ａと異ならせる方法、或いは解像度以下のスリットを配置する方法など、複数ある。
なお、本実施形態では、複数の樹脂コア６を形成するとともに、例えば、これら複数の樹脂コア６を互いに離間させて形成する。このため、多階調マスク５の全透過部５ｃは、各樹脂コア６の形成箇所どうしの間隔にも全透過部５ｃを透過した露光光が照射されるような形状及びレイアウトにする。
更に、本実施形態では、例えば、樹脂コア６と樹脂保護膜７とを互いに離間させて形成する。このため、多階調マスク５の全透過部５ｃは、樹脂コア６の形成箇所と樹脂保護膜７の形成箇所との間隔にも全透過部５ｃを透過した露光光が照射されるような形状及びレイアウトにする。
【００１９】
次に、感光性樹脂膜４を現像する。この現像は、感光性樹脂膜４における露光部４ｃが除去されるまで行う。この状態において、感光性樹脂膜４における非露光部４ａは残留し、半露光部４ｂは非露光部４ａよりも薄い膜厚で残留している。
更に、熱処理により感光性樹脂膜４を硬化させる。
こうして、一度の露光及び現像によって、樹脂コア６と樹脂保護膜７とを形成することができる（図１（ｄ）及び図３（ｂ））。
樹脂保護膜７は、感光性樹脂膜４のパターンにより構成され、トランジスタ等により構成された回路上に位置する。
また、樹脂コア６は、樹脂保護膜７よりも厚膜の、凸部状の感光性樹脂膜４のパターンにより構成される。
【００２０】
次に、図１（ｅ）及び図３（ｃ）に示すように、樹脂コア６上から電極パッド２上に亘って配線８を形成する。
すなわち、樹脂コア６上、樹脂保護膜７上、保護絶縁膜３及び電極パッド２上に導電膜（例えばＡｕ膜：図示略）をスパッタリング法等により形成した後、この導電膜上にレジストパターン（図示略）を形成する。次に、このレジストパターンをマスクとして導電膜をエッチングすることにより、導電膜を選択的に除去し、該導電膜を配線８の形状に加工する。その後、レジストパターンを除去する。
こうして、半導体装置１００を製造することができる。
【００２１】
このような半導体装置１００は、図４に示すように、実装基板１５０に実装することができる。
すなわち、半導体装置の樹脂コアバンプ９を実装基板１５０の電極１５１に接続することにより、半導体装置１００を実装基板１５０に対して実装し、半導体装置１００と実装基板１５０とを相互に電気的に接続することができる。なお、電極１５１は、例えばランドであるが、ランドに限定されない。
半導体装置１００を実装基板１５１に実装した後は、更に、実装基板１５１と半導体装置１００との間隔に実装封止樹脂（図示略）を充填及び硬化させることができる。
ここで、半導体装置１００が液晶表示装置用のドライバである場合、半導体装置１００は、ガラス基板である実装基板１５０にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）実装する。
或いは、半導体装置１００は、実装基板１５１としての配線基板に実装しても良いし、フィルム基板にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）実装しても良い。
【００２２】
以上のような実施形態によれば、多階調マスクを用いて露光した後で現像することによって、樹脂保護膜７と、樹脂保護膜７よりも厚膜の樹脂コア６と、を形成するので、これら樹脂保護膜７及び樹脂コア６を一度の露光及び現像によって形成することができる。よって、工程数を削減できる。
また、樹脂保護膜７及び樹脂コア６を形成するための露光に使用する多階調マスク５が１種類で足りる。
また、工程数が削減されることにより、例えば、ウェーハ上に塗布する樹脂量やリンス液を減らすことができ、また、現像に使用する薬液をも減らすことができる。よって、環境負荷を低減できる。
また、一度の現像で樹脂保護膜７と樹脂コア６とを形成できるため、特に高さ精度が要求される樹脂コア６が現像液に曝される回数を低減でき、樹脂コア６の膜減りによる高さバラツキを抑制できる。
このように、少ない工程数で樹脂コア６及び樹脂保護膜７を精度良く形成することができる。
【００２３】
また、現在一般的な実装技術では、本実施形態のように、複数の樹脂コア６を互いに離間させて形成すること、並びに、樹脂コア６と樹脂保護膜７とを互いに離間させて形成することにより、以下の効果が得られる。
先ず、実装により樹脂コア６が押し潰された状態であっても、実装封止樹脂（ＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）或いはＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ））の流路を十分に確保できる。よって、実装封止樹脂の充填時における流れが良くなるので、実装封止樹脂中におけるボイドの発生を抑制できる。これにより、半導体装置１００と実装基板１５０との密着性が向上する。
また、樹脂コア６の裾部の周りに樹脂が存在しないので、樹脂コア６が押しつぶされる際の変形量を十分に確保できる。よって、外部電極としての電極１５１と樹脂コアバンプ９との電気的接続を安定的に行うことができる。
また、電極パッド２から樹脂コア６までの配線８を密着性の良い保護絶縁膜３上に形成できる。よって、配線８の剥離を抑制できる。
【００２４】
＜変形例１＞
図５は変形例１に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置２００の構成を示す図である。図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、図５（ｂ）は平面図である。
上記の実施形態では、樹脂コア６（樹脂コアバンプ９）と樹脂保護膜７とを互いに離間させて形成する例を説明したが、図５に示す半導体装置２００のように、少なくとも一部の樹脂コア６と樹脂保護膜７とを互いに一体的に形成しても良い。
この製造方法は、図１（ｃ）の多階調マスク５における半透過部５ｂと一部の遮光部５ａとの間に位置する全透過部５ｃを半透過部５ｂに変更することによって、実現できる。
【００２５】
＜変形例２＞
図６は変形例２に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置３００の構成を示す図である。図６（ａ）は図６（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図６（ｂ）は平面図である。
上記の実施形態では、複数の樹脂コア６を互いに離間させて形成する例を説明したが、図６に示す半導体装置３００のように、複数の樹脂コア６を互いに一体的に形成しても良い。すなわち、各樹脂コア６をそれらの裾部において相互に接続しても良い。
この製造方法は、樹脂コア６の配置（感光性樹脂膜４における非露光部４ａの配置）が密となるように多階調マスク５における各遮光部５ａのレイアウトを変更することによって、実現できる。
すなわち、感光性樹脂膜４における非露光部４ａの配置が密であると、現像時に非露光部４ａの底部に現像残りが生じる結果、複数の樹脂コア６がそれらの裾部において相互に接続された構造を実現できる。
【００２６】
＜変形例３＞
図７は変形例３に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す断面図、図８は変形例３に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す平面図である。なお、図７は図８におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【００２７】
変形例３では、樹脂コア６の形成領域での露光量を複数段階に設定することにより、図７（ｃ）及び図８（ｂ）に示すように、樹脂コア６の側面のうち、配線８の引き出し方向の側面６ａの傾斜を、樹脂コア６の並び方向の側面６ｂの傾斜よりも緩やかにする。
【００２８】
変形例３の場合も、図１（ａ）及び図２（ａ）の工程と、図１（ｂ）及び図２（ｂ）の工程は、上記の実施形態と同様に行う。
【００２９】
次に、変形例３では、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、樹脂コア６の形成領域での露光量を複数段階に設定することが可能な多階調マスク５０を介して感光性樹脂膜４を露光する。
すなわち、多階調マスク５０は、遮光部５ａに隣接する第２半透過部５ｄを有する点で上記の多階調マスク５と相違する。
感光性樹脂膜４において、第２半透過部５ｄを透過した露光光が照射される第２半露光部４ｄは、露光部４ｃよりも少ない露光量で露光される。
遮光部５ａ及び第２半透過部５ｄは、樹脂コア６と対応する形状及びレイアウトとなっている。また、第２半透過部５ｄは遮光部５ａに対して電極パッド２側に配置される。
【００３０】
次に、上記の実施形態と同様に感光性樹脂膜４を現像する。この状態において、図７（ｂ）に示すように、感光性樹脂膜４における非露光部４ａは残留し、第２半露光部４ｄは非露光部４ａよりも薄い膜厚で残留している。
このため、非露光部４ａ及び第２半露光部４ｄにより構成される樹脂コア６は、電極パッド２側に向けて下る階段状となっている。
【００３１】
次に、上記の実施形態と同様に感光性樹脂膜４を硬化させる。この硬化により、図７（ｃ）及び図８（ｂ）に示すように、樹脂コア６の側面は樹脂の流動により変形して傾斜面となる。
ここで、上述のように、硬化前の段階での樹脂コア６は、電極パッド２側に向けて下る階段状となっている。このため、硬化後においては、樹脂コア６における電極パッド２側の側面、すなわち配線８の引き出し方向の側面６ａの傾斜が、その他の側面（樹脂コア６の並び方向の側面６ｂを含む）よりも緩やかとなる。
上記の多階調マスク５０では、樹脂コア６の形成箇所に対応する部位を遮光部５ａと第２半透過部５ｄとの２階調にしたが、遮光部５ａから第２半透過部５ｄにかけて連続的なグラデーションになるよう第２半透過部５ｄを複数階調にすることによって、さらに当該部位における階調数を増やしても良い。
次に、図７（ｄ）に示すように、上記の実施形態と同様に配線８を形成することにより、半導体装置４００を製造することができる。
【００３２】
この変形例３によれば、樹脂コア６の側面のうち、配線８の引き出し方向の側面６ａの傾斜が緩やかであるため、この側面６ａ上における配線８の断線を抑制できる。
また、側面６ａの傾斜が、樹脂コア６の並び方向の側面６ｂの傾斜よりも緩やかであるため、換言すれば、側面６ｂの傾斜が側面６ａの傾斜よりも急であるため、樹脂コア６の配置間隔を狭めることができ、樹脂コア６の配置密度を向上することが可能となる。
なお、本変形例３でも、一度の露光で樹脂保護膜７と樹脂コア６とを形成できるため、アライメントマージンが不要となり、出来上がり形状の制御が容易となる。このため、側面６ｂ及び側面６ｃ（図７（ｃ）、図７（ｄ））の余計な面積が不要となるので、このことによっても、樹脂コア６の配置密度を向上することが可能となる。
【００３３】
なお、上記においては、感光性樹脂膜４がポジ型である例を説明したが、ネガ型であっても良い。この場合、多階調マスク５における全透過部５ｃと遮光部５ａとの配置を入れ替えると良い。或いは、多階調マスク５０における全透過部５ｃと遮光部５ａとの配置を入れ替え、且つ、半透過部５ｂと第２半透過部２ｄとの配置を入れ替えると良い。
また、上記においては、樹脂コア６と電極パッド２との間の領域に保護絶縁膜３が形成されている例を説明したが、配線８の密着性の問題が無ければ、樹脂コア６と電極パッド２との間の領域には保護絶縁膜３を形成しなくても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１ 半導体基板
２ 電極パッド
３ 保護絶縁膜
３ａ 開口
４ 感光性樹脂膜
４ａ 非露光部
４ｂ 半露光部
４ｃ 露光部
４ｄ 第２半露光部
５ 多階調マスク
５ａ 遮光部
５ｂ 半透過部
５ｃ 全透過部
５ｄ 第２半透過部
６ 樹脂コア
６ａ 側面
６ｂ 側面
６ｃ 側面
７ 樹脂保護膜
８ 配線
９ 樹脂コアバンプ
５０ 多階調マスク
１００ 半導体装置
１５０ 実装基板
１５１ 電極
２００ 半導体装置
３００ 半導体装置
４００ 半導体装置
【図１】
2011100873.tif 000003
【図２】
2011100873.tif 000004
【図３】
2011100873.tif 000005
【図４】
2011100873.tif 000006
【図５】
2011100873.tif 000007
【図６】
2011100873.tif 000008
【図７】
2011100873.tif 000009
【図８】
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