(57)【要約】【課題】樹脂コアバンプが形成された基板上に金属粒子が付着してマイグレーションによって広がっても、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制できる半導体装置を提供する。【解決手段】この半導体装置は、基板に配置された第１の電極及び第２の電極と、基板上において第１及び第２の電極と異なる位置に第１及び第２の電極よりも基板から突出して配置され、第１の開口部及び第２の開口部を有して樹脂を含む突起部と、第１の開口部内において第１の電極に電気的に接続されると共に、突起部上に延在し、第２の開口部内に延在しない第１の配線と、第２の開口部内において第２の電極に電気的に接続されると共に、突起部上に延在し、第１の開口部内に延在しない第２の配線とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に配置された第１の電極及び第２の電極と、
前記基板上において前記第１及び第２の電極と異なる位置に前記第１及び第２の電極よりも前記基板から突出して配置され、第１の開口部及び第２の開口部を有して樹脂を含む突起部と、
前記第１の開口部内において前記第１の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上に延在し、前記第２の開口部内に延在しない第１の配線と、
前記第２の開口部内において前記第２の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上に延在し、前記第１の開口部内に延在しない第２の配線と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
基板に配置された第１の電極及び第２の電極と、
前記基板上において前記第１及び第２の電極と異なる位置に前記第１及び第２の電極よりも前記基板から突出して配置され、第１の開口部、第２の開口部、第３の開口部、及び、第４の開口部を有して樹脂を含む突起部と、
前記第１の開口部内において前記第１の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上を横切って前記第３の開口部内に延在し、前記第２及び第４の開口部内に延在しない第１の配線と、
前記第２の開口部内において前記第２の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上を横切って前記第４の開口部内に延在し、前記第１及び第３の開口部内に延在しない第２の配線と、
を備える半導体装置。
【請求項３】
前記突起部が、前記第１の配線が配置された領域と前記第２の配線が配置された領域との間に溝を有する、請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
第１の電極及び第２の電極が配置された基板上において前記第１及び第２の電極と異なる位置に、第１の開口部及び第２の開口部を有して樹脂を含む突起部を形成する工程（ａ）と、
前記第１の開口部内において前記第１の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上に延在し、前記第２の開口部内に延在しない第１の配線、及び、前記第２の開口部内において前記第２の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上に延在し、前記第１の開口部内に延在しない第２の配線を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の配線が配置された領域と前記第２の配線が配置された領域との間に位置する前記突起部の少なくとも一部を除去する工程（ｃ）と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項５】
第１の電極及び第２の電極が配置された基板上において前記第１及び第２の電極と異なる位置に、第１の開口部、第２の開口部、第３の開口部、及び、第４の開口部を有して樹脂を含む突起部を形成する工程（ａ）と、
前記第１の開口部内において前記第１の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上を横切って前記第３の開口部内に延在し、前記第２及び第４の開口部内に延在しない第１の配線、及び、前記第２の開口部内において前記第２の電極に電気的に接続されると共に、前記突起部上を横切って前記第４の開口部内に延在し、前記第１及び第３の開口部内に延在しない第２の配線を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の配線が配置された領域と前記第２の配線が配置された領域との間に位置する前記突起部の少なくとも一部を除去する工程（ｃ）と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項６】
工程（ｃ）が、前記第１及び第２の配線をマスクとして用いて前記突起部をエッチングすることにより、前記第１の配線が配置された領域と前記第２の配線が配置された領域との間に位置する前記突起部の少なくとも一部を除去することを含む、請求項４又は５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
工程（ｃ）の後に、前記半導体装置をスクラバー洗浄する工程（ｄ）をさらに備える、請求項６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、フリップチップ実装に適した半導体装置及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置をベース基板にフリップチップ実装するために、半導体装置の接続端子として、従来の金バンプや半田バンプに替えてレジン（樹脂）コアバンプを設けることが行われている。そのような半導体装置を製造する際には、例えば、コアとなる樹脂突起上に、電気接続用の複数の配線が形成される。
【０００３】
その後、半導体装置をベース基板に実装する際における接着剤の流動性を向上させると共に樹脂コアバンプの圧縮特性を調節するために、例えば、複数の配線をマスクとして用いてエッチングを行うことにより、それらの配線が配置された領域間の樹脂突起の少なくとも一部が除去される。
【０００４】
関連する技術として、特許文献１には、樹脂突起上に導電層が形成された樹脂コアバンプを外部端子とする半導体装置が開示されている。この半導体装置の製造方法は、電極パッド１６及びパッシベーション膜１８を有する基板１０の上方に樹脂層２０を形成する工程と、樹脂層２０をキュアすることにより樹脂突起４０を形成する工程と、電極パッド１６に電気的に接続されて樹脂突起４０の上方を通る導電層５０を形成する工程と、導電層５０をマスクとしてエッチングで樹脂突起４０を部分的に除去する工程とを含む。こうして製造された半導体装置は、接着剤を用いてベース基板に実装される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９１０４号公報（要約書、段落００３５、図９〜図１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の半導体装置の製造工程において、導電層（複数の配線）をマスクとしてエッチングで樹脂突起を部分的に除去する際に、複数の配線もわずかにエッチングされる。エッチングされて配線から分離した金属粒子は、樹脂突起等の表面に再デポジションされて付着物（金属残渣）となる。この金属残渣を除去するために、樹脂突起をエッチングした後に、半導体装置をスクラバー洗浄することが行われている。
【０００７】
しかしながら、樹脂突起の縁部付近の基板上に付着した金属残渣はスクラバー洗浄では除去され難いので、除去されずに残った金属残渣がマイグレーションによって複数の配線間に広がって、複数の配線間の絶縁性が低下するおそれがある。特に、樹脂コアバンプの高さが高くなると、それに伴って樹脂突起のエッチング量も多くなり、基板上に付着する金属残渣の量も多くなるので、複数の配線間の絶縁性が低下するおそれが大きくなる。
【０００８】
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、樹脂コアバンプが形成された基板上に金属粒子が付着してマイグレーションによって広がっても、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制できる半導体装置を提供することである。また、本発明の第２の目的は、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制しながら、接着剤を用いて半導体装置をベース基板等に実装する際における接着剤の流動性を向上させた半導体装置を提供することである。
【０００９】
さらに、本発明の第３の目的は、樹脂コアバンプにおいて複数の配線が配置された領域間の突起部の少なくとも一部を除去する際に配線から分離した金属粒子が、樹脂コアバンプが形成された基板上に付着してマイグレーションによって広がっても、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制できる半導体装置の製造方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第１の観点に係る半導体装置は、基板に配置された第１の電極及び第２の電極と、基板上において第１及び第２の電極と異なる位置に第１及び第２の電極よりも基板から突出して配置され、第１の開口部及び第２の開口部を有して樹脂を含む突起部と、第１の開口部内において第１の電極に電気的に接続されると共に、突起部上に延在し、第２の開口部内に延在しない第１の配線と、第２の開口部内において第２の電極に電気的に接続されると共に、突起部上に延在し、第１の開口部内に延在しない第２の配線とを備える。
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、第１の配線は、第１の開口部内から突起部上に延在するが第２の開口部内には延在せず、第２の配線は、第２の開口部内から突起部上に延在するが第１の開口部内には延在しない。従って、樹脂コアバンプが形成された基板上に金属粒子が付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線と第２の配線とが突起部によって電気的に分離されているので、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第２の観点に係る半導体装置は、基板に配置された第１の電極及び第２の電極と、基板上において第１及び第２の電極と異なる位置に第１及び第２の電極よりも基板から突出して配置され、第１の開口部、第２の開口部、第３の開口部、及び、第４の開口部を有して樹脂を含む突起部と、第１の開口部内において第１の電極に電気的に接続されると共に、突起部上を横切って第３の開口部内に延在し、第２及び第４の開口部内に延在しない第１の配線と、第２の開口部内において第２の電極に電気的に接続されると共に、突起部上を横切って第４の開口部内に延在し、第１及び第３の開口部内に延在しない第２の配線とを備える。
【００１３】
本発明の第２の観点によれば、第１の配線は、第１の開口部内から突起部上を横切って第３の開口部内に延在するが第２及び第４の開口部内には延在せず、第２の配線は、第２の開口部内から突起部上を横切って第４の開口部内に延在するが第１及び第３の開口部内には延在しない。従って、樹脂コアバンプが形成された基板上に金属粒子が付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線と第２の配線とが突起部によって電気的に分離されているので、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００１４】
以上において、突起部が、第１の配線が配置された領域と第２の配線が配置された領域との間に溝を有しても良い。それにより、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制しながら、接着剤を用いて半導体装置をベース基板等に実装する際における接着剤の流動性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第３の観点に係る半導体装置の製造方法は、第１の電極及び第２の電極が配置された基板上において第１及び第２の電極と異なる位置に、第１の開口部及び第２の開口部を有して樹脂を含む突起部を形成する工程（ａ）と、第１の開口部内において第１の電極に電気的に接続されると共に、突起部上に延在し、第２の開口部内に延在しない第１の配線、及び、第２の開口部内において第２の電極に電気的に接続されると共に、突起部上に延在し、第１の開口部内に延在しない第２の配線を形成する工程（ｂ）と、第１の配線が配置された領域と第２の配線が配置された領域との間に位置する突起部の少なくとも一部を除去する工程（ｃ）とを備える。
【００１６】
本発明の第３の観点によれば、第１及び第２の開口部を有する突起部が形成され、第１の開口部内から突起部上に延在する第１の配線、及び、第２の開口部内から突起部上に延在する第２の配線が形成された後に、それらの配線が配置された領域間に位置する突起部の少なくとも一部が除去される。その際に配線から分離した金属粒子が、樹脂コアバンプが形成された基板上に付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線と第２の配線とが突起部によって電気的に分離されているので、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００１７】
本発明の第４の観点に係る半導体装置の製造方法は、第１の電極及び第２の電極が配置された基板上において第１及び第２の電極と異なる位置に、第１の開口部、第２の開口部、第３の開口部、及び、第４の開口部を有して樹脂を含む突起部を形成する工程（ａ）と、第１の開口部内において第１の電極に電気的に接続されると共に、突起部上を横切って第３の開口部内に延在し、第２及び第４の開口部内に延在しない第１の配線、及び、第２の開口部内において第２の電極に電気的に接続されると共に、突起部上を横切って第４の開口部内に延在し、第１及び第３の開口部内に延在しない第２の配線を形成する工程（ｂ）と、第１の配線が配置された領域と第２の配線が配置された領域との間に位置する突起部の少なくとも一部を除去する工程（ｃ）とを備える。
【００１８】
本発明の第４の観点によれば、第１〜第４の開口部を有する突起部が形成され、第１の開口部内から突起部上を横切って第３の開口部内に延在する第１の配線、及び、第２の開口部内から突起部上を横切って第４の開口部内に延在する第２の配線が形成された後に、それらの配線が配置された領域間に位置する突起部の少なくとも一部が除去される。その際に配線から分離した金属粒子が、樹脂コアバンプが形成された基板上に付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線と第２の配線とが突起部によって電気的に分離されているので、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００１９】
以上において、工程（ｃ）が、第１及び第２の配線をマスクとして用いて突起部をエッチングすることにより、第１の配線が配置された領域と第２の配線が配置された領域との間に位置する突起部の少なくとも一部を除去することを含むようにしても良い。それにより、第１及び第２の配線の形状に合わせて突起部に溝が形成されるので、接着剤を用いて半導体装置をベース基板等に実装する際における接着剤の流動性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の第３又は第４の観点に係る半導体装置の製造方法は、工程（ｃ）の後に、半導体装置をスクラバー洗浄する工程（ｄ）をさらに備えても良い。それにより、第１の配線が配置された領域と第２の配線が配置された領域との間に位置する突起部の少なくとも一部を除去する際に配線から分離した金属粒子が突起部上に付着しても、突起部上に付着した金属粒子を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成例を示す平面図。
【図２】図１に示すII−IIにおける断面図。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置において溝が形成された状態を示す平面図。
【図４】図３に示すIV−IVにおける断面図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の実装工程を示す断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成例を示す平面図。
【図７】図６に示すVII−VIIにおける断面図。
【図８】第２の実施形態に係る半導体装置において溝が形成された状態を示す平面図。
【図９】図８に示すIX−IXにおける断面図。
【図１０】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ための工程断面図。
【図１１】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ための工程断面図。
【図１２】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ための工程断面図。
【図１３】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ための工程断面図。
【図１４】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ための工程断面図。
【図１５】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ための工程断面図。
【図１６】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ための工程断面図。
【図１７】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ための工程断面図。
【図１８】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ための工程断面図。
【図１９】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ための工程断面図。
【図２０】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ための工程断面図。
【図２１】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ための工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成例を示す平面図であり、図２は、図１に示すII−IIにおける断面図である。図１及び図２に示すように、半導体装置１は、複数の電極（パッド）１１が配置された基板１０と、基板１０の主面（図中の上面）上に配置されて樹脂を含む突起部１３と、複数の電極１１にそれぞれ電気的に接続されると共に突起部１３上に延在する複数の配線１４とを含んでいる。
【００２３】
基板１０は、例えば、半導体チップであっても良い。基板１０には、トランジスター又はダイオード等の能動素子、抵抗又はキャパシター等の受動素子、又は、能動素子又は受動素子に電気的に接続された配線を含む回路１０ｃが形成されている。例えば、トランジスターは、シリコン等の半導体基板上にゲート絶縁膜を介して配置されたゲート電極と、ゲート電極の両側の半導体基板内に形成された不純物領域であるソース及びドレインとを有している。
【００２４】
また、複数の配線を含む配線層が、半導体基板上に層間絶縁膜を介して配置されている。層間絶縁膜及び配線層は、必要に応じて多層構造を有しても良い。層間絶縁膜は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＸＯＹ）又はＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass）膜等で構成される。
【００２５】
複数の電極１１は、基板１０において最上層の層間絶縁膜上に配置され、何れかの配線層の配線に電気的に接続されている。図１には、図中の縦方向に２列に配列された複数の電極１１が示されているが、列の数及び電極１１の数は任意である。基板１０の配線及び電極１１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、又は、チタンナイトライド（ＴｉＮ）等の導電体を含んでいる。
【００２６】
回路１０ｃを保護するために、基板１０において複数の電極１１が形成された最上層の層間絶縁膜上にパッシベーション膜１２が配置されても良い。パッシベーション膜１２には、複数の電極１１に対応する位置に複数の開口が設けられている。例えば、パッシベーション膜１２は、シリコン酸化膜（ＳｉＸＯＹ）、シリコン窒化膜（ＳｉＸＮＹ）、又は、それらを含む多層膜等で構成される。
【００２７】
突起部１３は、基板１０（パッシベーション膜１２）上に配置されて、樹脂コアバンプの樹脂コアを構成する。図１に示すように、突起部１３は、電極１１の列方向に延在する複数の梁と電極１１の列方向に直交する方向に延在する複数の梁とに平面視で囲まれた複数の開口部を有している。なお、本願において、「平面視」とは、基板１０の主面に垂直な方向から各部を透視することをいう。
【００２８】
例えば、突起部１３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）、又は、フェノール系樹脂等の樹脂を含んでいる。
【００２９】
複数の配線１４は、複数の電極１１及びパッシベーション膜１２上に配置されており、突起部１３上に延在している部分が、半導体装置１の接続端子を構成する。例えば、配線１４は、チタンタングステン（ＴｉＷ）等のバリア層と、バリア層上に配置された金（Ａｕ）等の導電層とを含んでいる。図１には、複数の電極１１に対応して図中の縦方向に２列に配列された複数の配線１４が示されている。複数の配線１４は、複数の電極１１をそれぞれ介して、回路１０ｃの何れかの配線層の配線に電気的に接続されている。
【００３０】
一例として、複数の電極１１の内の第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂと、複数の配線１４の内の第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂとの接続関係について説明する。第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂは、基板１０に配置されている。基板１０上において、第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂと異なる位置に、第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂよりも基板１０から突出して、突起部１３が配置されている。突起部１３は、第１の開口部１３ａ及び第２の開口部１３ｂを有している。
【００３１】
第１の配線１４ａは、第１の開口部１３ａ内において第１の電極１１ａに電気的に接続されると共に、突起部１３上に延在しているが、第２の開口部１３ｂ内には延在していない。また、第２の配線１４ｂは、第２の開口部１３ｂ内において第２の電極１１ｂに電気的に接続されると共に、突起部１３上に延在しているが、第１の開口部１３ａ内には延在していない。
【００３２】
突起部１３上に延在している複数の配線１４の部分は、半導体装置１をベース基板等にフリップチップ実装する際に、半導体装置１とベース基板等との電気的な接続点となる。また、半導体装置１をベース基板等に実装する際における接着剤の流動性を向上させると共に樹脂コアバンプの圧縮特性を調節するために、複数の配線１４で覆われていない突起部１３の少なくとも一部が除去されて溝が形成されても良い。
【００３３】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置において突起部に溝が形成された状態を示す平面図であり、図４は、図３に示すIV−IVにおける断面図である。また、図５は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の実装工程を示す断面図である。図５には、図３に示すＶ−Ｖにおける半導体装置の断面が示されている。
【００３４】
図３及び図５に示すように、突起部１３は、複数の配線１４が配置された領域間、例えば、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に溝１５を有している。一例として、基板１０上に配置された突起部１３の高さは、１０μｍ〜３０μｍの範囲内であり、突起部１３に形成された溝１５の深さは、２μｍ〜１５μｍの範囲内である。
【００３５】
突起部１３における溝１５の形成は、例えば、複数の配線１４をマスクとして用いて突起部１３をエッチングすることによって行われる。それにより、図４に示すように、突起部１３の表面の位置が、破線で示すエッチング前の位置から実線で示すエッチング後の位置に後退する。その際に、複数の配線１４もわずかにエッチングされる。エッチングされて配線１４から分離した金属粒子は、突起部１３等の表面に再デポジションされて金属残渣となる。
【００３６】
突起部１３上に付着した金属残渣は、半導体装置１をスクラバー洗浄することによって除去することが可能であるが、図４に破線で示す後退する前の突起部１３の縁部付近の基板１０上に付着した金属残渣１６は、スクラバー洗浄では除去され難い。さらに、除去されずに残った金属残渣１６がマイグレーションによって複数の配線１４間に広がると、複数の配線１４間の絶縁性が低下するおそれがある。
【００３７】
第１の実施形態によれば、第１の配線１４ａは、第１の開口部１３ａ内から突起部１３上に延在するが第２の開口部１３ｂ内には延在せず、第２の配線１４ｂは、第２の開口部１３ｂ内から突起部１３上に延在するが第１の開口部１３ａ内には延在しない。従って、樹脂コアバンプが形成された基板１０上に金属粒子が付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線１４ａと第２の配線１４ｂとが突起部１３によって電気的に分離されているので、複数の配線１４間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００３８】
図５に示すように、半導体装置１をベース基板２にフリップチップ実装することにより、電子モジュールが製造される。ベース基板２の主面（図中の上面）上には、半導体装置１の複数の配線１４（図３）に対応して、複数の接続パッド２１が２列に配列されている。図５には、その内の１列に配列された接続パッド２１が示されている。
【００３９】
ベース基板２の主面上に接着剤３が配置されて、複数の配線１４が複数の接続パッド２１にそれぞれ電気的に接続されるように、半導体装置１がベース基板２に実装される。接着剤３としては、例えば、エポキシ系又はアクリル系の熱可塑性の樹脂や紫外線硬化系の樹脂等が用いられる。熱可塑性の樹脂は、加熱によって軟化して成形できるようになり、冷却すれば固化する特性を有する。
【００４０】
例えば、ベース基板２の主面において２列に配列された接続パッド２１の内側の領域に接着剤３が配置される。次に、ベース基板２上に半導体装置１が載置され、加熱によって接着剤３を軟化させながら半導体装置１がベース基板２に押圧される。その際に、突起部１３は、半導体装置１の基板１０において発生する応力を緩和する役割も果たすことができる。
【００４１】
軟化した接着剤３は、半導体装置１がベース基板２に押圧された際に、半導体装置１において２列に配列された配線１４の外側の領域まで広がることが望ましい。その状態で電子モジュールを冷却すると、接着剤３が固化して、半導体装置１がベース基板２に固定される。
【００４２】
あるいは、ベース基板２上に半導体装置１が載置され、半導体装置１がベース基板２に押圧された状態で、加熱によって接着剤３を軟化させながら接着剤３が半導体装置１とベース基板２との隙間に注入されても良い。軟化した接着剤３は、半導体装置１において２列に配列された配線１４の外側の領域から内側の領域まで広がることが望ましい。その状態で電子モジュールを冷却すると、接着剤３が固化して、半導体装置１がベース基板２に固定される。
【００４３】
図３〜図５に示すように、突起部１３に溝１５が形成されている場合には、接着剤３が、半導体装置１において２列に配列された配線１４の内側の領域と外側の領域との間で溝１５を通過して移動することができる。それにより、複数の配線１４間の絶縁性の低下を抑制しながら、接着剤３を用いて半導体装置１をベース基板２に実装する際における接着剤３の流動性を向上させることができる。また、従来よりも突起部１３のエッチング量を多くして、突起部１３における溝１５の深さを深くすることにより、接着剤３の流動性をさらに向上させることも可能である。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
図６は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成例を示す平面図であり、図７は、図６に示すVII−VIIにおける断面図である。第２の実施形態においては、各々の配線１４が突起部１３上を横切るように形成されており、突起部１３が各々の配線１４の両端部の位置に開口部を有している。その他の点に関しては、第２の実施形態は第１の実施形態と同様でも良い。
【００４５】
一例として、複数の電極１１の内の第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂと、複数の配線１４の内の第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂとの接続関係について説明する。第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂは、基板１０に配置されている。基板１０上において、第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂと異なる位置に、第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂよりも基板１０から突出して、突起部１３が配置されている。突起部１３は、第１の開口部１３ａ、第２の開口部１３ｂ、第３の開口部１３ｃ、及び、第４の開口部１３ｄを有している。
【００４６】
第１の配線１４ａは、第１の開口部１３ａ内において第１の電極１１ａに電気的に接続されると共に、突起部１３上を横切って第３の開口部１３ｃ内に延在しているが、第２の開口部１３ｂ及び第４の開口部１３ｄ内には延在していない。また、第２の配線１４ｂは、第２の開口部１３ｂ内において第２の電極１１ｂに電気的に接続されると共に、突起部１３上を横切って第４の開口部１３ｄ内に延在しているが、第１の開口部１３ａ及び第３の開口部１３ｃ内には延在していない。
【００４７】
突起部１３上に延在している複数の配線１４の部分は、半導体装置１をベース基板等にフリップチップ実装する際に、半導体装置１とベース基板等との電気的な接続点となる。また、半導体装置１をベース基板等に実装する際における接着剤の流動性を向上させると共に樹脂コアバンプの圧縮特性を調節するために、複数の配線１４で覆われていない突起部１３の少なくとも一部が除去されて溝が形成されても良い。
【００４８】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置において突起部に溝が形成された状態を示す平面図であり、図９は、図８に示すIX−IXにおける断面図である。図８及び図５に示すように、突起部１３は、複数の配線１４が配置された領域間、例えば、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に溝１５を有している。
【００４９】
突起部１３における溝１５の形成は、例えば、複数の配線１４をマスクとして用いて突起部１３をエッチングすることによって行われる。それにより、図９に示すように、突起部１３の表面の位置が、破線で示すエッチング前の位置から実線で示すエッチング後の位置に後退する。その際に、複数の配線１４もわずかにエッチングされる。エッチングされて配線１４から分離した金属粒子は、突起部１３等の表面に再デポジションされて金属残渣となる。
【００５０】
突起部１３上に付着した金属残渣は、半導体装置１をスクラバー洗浄することによって除去することが可能であるが、図９に破線で示す後退する前の突起部１３の縁部付近の基板１０上に付着した金属残渣１６は、スクラバー洗浄では除去され難い。さらに、除去されずに残った金属残渣１６がマイグレーションによって複数の配線１４間に広がると、複数の配線１４間の絶縁性が低下するおそれがある。
【００５１】
第２の実施形態によれば、第１の配線１４ａは、第１の開口部１３ａ内から突起部１３上を横切って第３の開口部１３ｃ内に延在するが第２の開口部１３ｂ及び第４の開口部１３ｄ内には延在せず、第２の配線１４ｂは、第２の開口部１３ｂ内から突起部１３上を横切って第４の開口部１３ｄ内に延在するが第１の開口部１３ａ及び第３の開口部１３ｃ内には延在しない。従って、樹脂コアバンプが形成された基板１０上に金属粒子が付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線１４ａと第２の配線１４ｂとが突起部１３によって電気的に分離されているので、複数の配線１４間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００５２】
また、図８及び図９に示すように、突起部１３に溝１５が形成されている場合には、接着剤３（図５）が、半導体装置１において２列に配列された配線１４の内側の領域と外側の領域との間で溝１５を通過して移動することができる。それにより、複数の配線１４間の絶縁性の低下を抑制しながら、接着剤３を用いて半導体装置１をベース基板２に実装する際における接着剤３の流動性を向上させることができる。また、従来よりも突起部１３のエッチング量を多くして、突起部１３における溝１５の深さを深くすることにより、接着剤３の流動性をさらに向上させることも可能である。
【００５３】
＜半導体装置の製造方法１＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図１０〜図１５は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。図１０〜図１５には、図１に示すII−IIにおける半導体装置の一部の断面が示されている。
【００５４】
第１の工程において、図１０に示すように、複数の電極１１が配置された基板１０が用意される。基板１０の詳細については、図１及び図２を参照しながら説明した通りである。複数の電極１１は、図１に示す第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂを含んでいる。また、基板１０は、複数の電極１１に対応する位置に開口が設けられたパッシベーション膜１２を有しても良い。
【００５５】
次に、第２の工程において、複数の電極１１が配置された基板１０上においてそれらの電極１１と異なる位置に、複数の開口部を有して樹脂を含む突起部１３（図１２）が形成される。例えば、基板１０の主面上に液状の感光性樹脂材料（感光性ポリイミド等）を塗布し、フォトリソグラフィー技術によって露光及び現像を行うことにより、図１１に示すように、基板１０の主面上に樹脂材料１３１が配置される。その後、基板１０を熱処理して、樹脂材料１３１をベークキュアすることにより、図１２に示すように、樹脂コアバンプのコアとなる突起部１３が形成される。図１に示すように、突起部１３は、第１の開口部１３ａ及び第２の開口部１３ｂを有している。
【００５６】
次に、第３の工程において、複数の電極１１にそれぞれ電気的に接続されると共に突起部１３上に延在する複数の配線１４（図１５）が形成される。例えば、図１３に示すように、突起部１３が形成された基板１０の主面の全面に、スパッター法によって、チタンタングステン（ＴｉＷ）等のバリア層１４１及び金（Ａｕ）等の導電層１４２が順に形成される。
【００５７】
その後、図１４に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所望の配線パターンを有するフォトレジストＰＨ１が、導電層１４２上に形成される。このフォトレジストＰＨ１をマスクとして用いて、配線領域以外の導電層１４２が、エッチングによって除去される。
【００５８】
さらに、フォトレジストＰＨ１が剥離され、配線領域の導電層１４２をマスクとして用いて、配線領域以外のバリア層１４１がエッチングによって除去される。その結果、図１５に示すように、パターニングされたバリア層１４１及び導電層１４２を含む複数の配線１４が形成される。第３の工程におけるエッチングとしては、例えば、ウェットエッチングが用いられる。
【００５９】
図１に示すように、複数の配線１４は、第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂを含んでいる。第１の配線１４ａは、突起部１３の第１の開口部１３ａ内において第１の電極１１ａに電気的に接続されると共に、突起部１３上に延在しているが、第２の開口部１３ｂ内には延在していない。また、第２の配線１４ｂは、突起部１３の第２の開口部１３ｂ内において第２の電極１１ｂに電気的に接続されると共に、突起部１３上に延在しているが、第１の開口部１３ａ内には延在していない。
【００６０】
次に、第４の工程において、複数の配線１４が配置された領域間、例えば、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部が除去される。その結果、図５に示すように、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部に溝１５が形成される。
【００６１】
例えば、第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂを含む複数の配線１４をマスクとして用いて突起部１３をエッチングすることにより、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部が除去される。
【００６２】
それにより、第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂの形状に合わせて突起部１３に溝１５が形成されるので、接着剤３を用いて半導体装置１をベース基板２等に実装する際における接着剤３の流動性を向上させることができる。第４の工程におけるエッチングとしては、例えば、ドライエッチングの一種である反応性イオンエッチング（ＲＩＥ： Reactive Ion Etching）が用いられる。反応性イオンエッチングによれば、通常のドライエッチングと異なり、異方性エッチングも可能となる。
【００６３】
突起部１３に溝１５が形成された半導体装置１は、図３及び図４に示す形状を有している。図４において、破線は、エッチング前における突起部１３の表面の位置を示しており、実線は、エッチング後における突起部１３の表面の位置を示している。突起部１３をエッチングする際に配線１４から分離した金属粒子は、突起部１３等の表面に再デポジションされて金属残渣となる。
【００６４】
そこで、第５の工程において、半導体装置１をスクラバー洗浄しても良い。それにより、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部を除去する際に配線１４から分離した金属粒子が突起部１３上に付着しても、突起部１３上に付着した金属粒子を除去することができる。第５の工程においては、例えば、半導体装置１が洗浄装置内に載置され、洗浄液として水等の溶媒を噴霧することによって洗浄される。
【００６５】
しかしながら、図４に破線で示す後退する前の突起部１３の縁部付近の基板１０上に付着した金属残渣１６は、スクラバー洗浄では除去され難い。さらに、除去されずに残った金属残渣１６がマイグレーションによって複数の配線１４間に広がると、複数の配線１４間の絶縁性が低下するおそれがある。
【００６６】
第１の実施形態によれば、第１の開口部１３ａ及び第２の開口部１３ｂを有する突起部１３が形成され、第１の開口部１３ａ内から突起部１３上に延在する第１の配線１４ａ、及び、第２の開口部１３ｂ内から突起部１３上に延在する第２の配線１４ｂが形成された後に、それらの配線１４ａ及び１４ｂが配置された領域間に位置する突起部１３の少なくとも一部が除去される。その際に配線１４から分離した金属粒子が、樹脂コアバンプが形成された基板１０上に付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線１４ａと第２の配線１４ｂとが突起部１３によって電気的に分離されているので、複数の配線１４間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００６７】
＜半導体装置の製造方法２＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図１６〜図２１は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための工程断面図である。図１６〜図２１には、図６に示すVII−VIIにおける半導体装置の一部の断面が示されている。
【００６８】
第１の工程において、図１６に示すように、第１の実施形態と同様に複数の電極１１が配置された基板１０が用意される。複数の電極１１は、図６に示す第１の電極１１ａ及び第２の電極１１ｂを含んでいる。また、基板１０は、複数の電極１１に対応する位置に開口が設けられたパッシベーション膜１２を有しても良い。
【００６９】
次に、第２の工程において、複数の電極１１が配置された基板１０上においてそれらの電極１１と異なる位置に、複数の開口部を有して樹脂を含む突起部１３（図１８）が形成される。例えば、基板１０の主面上に液状の感光性樹脂材料を塗布し、フォトリソグラフィー技術によって露光及び現像を行うことにより、図１７に示すように、基板１０の主面上に樹脂材料１３１が配置される。
【００７０】
その後、基板１０を熱処理して、樹脂材料１３１をベークキュアすることにより、図１８に示すように、樹脂コアバンプのコアとなる突起部１３が形成される。図６に示すように、突起部１３は、第１の開口部１３ａ、第２の開口部１３ｂ、第３の開口部１３ｃ、及び、第４の開口部１３ｄを有している。
【００７１】
次に、第３の工程において、複数の電極１１にそれぞれ電気的に接続されると共に突起部１３上に延在する複数の配線１４（図２１）が形成される。例えば、図１９に示すように、突起部１３が形成された基板１０の主面の全面に、スパッター法によって、チタンタングステン（ＴｉＷ）等のバリア層１４１及び金（Ａｕ）等の導電層１４２が順に形成される。
【００７２】
その後、図２０に示すように、フォトリソグラフィー技術によって、所望の配線パターンを有するフォトレジストＰＨ２が、導電層１４２上に形成される。このフォトレジストＰＨ２をマスクとして用いて、配線領域以外の導電層１４２が、エッチングによって除去される。
【００７３】
さらに、フォトレジストＰＨ２が剥離され、配線領域の導電層１４２をマスクとして用いて、配線領域以外のバリア層１４１がエッチングによって除去される。その結果、図２１に示すように、パターニングされたバリア層１４１及び導電層１４２を含む複数の配線１４が形成される。第３の工程におけるエッチングとしては、例えば、ウェットエッチングが用いられる。
【００７４】
図６に示すように、複数の配線１４は、第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂを含んでいる。第１の配線１４ａは、突起部１３の第１の開口部１３ａ内において第１の電極１１ａに電気的に接続されると共に、突起部１３上を横切って第３の開口部１３ｃ内に延在しているが、第２の開口部１３ｂ及び第４の開口部１３ｄ内には延在していない。また、第２の配線１４ｂは、突起部１３の第２の開口部１３ｂ内において第２の電極１１ｂに電気的に接続されると共に、突起部１３上を横切って第４の開口部１３ｄ内に延在しているが、第１の開口部１３ａ及び第３の開口部１３ｃ内には延在していない。
【００７５】
次に、第４の工程において、複数の配線１４が配置された領域間、例えば、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部が除去される。その結果、図５に示すのと同様に、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部に溝１５が形成される。
【００７６】
例えば、第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂを含む複数の配線１４をマスクとして用いて突起部１３をエッチングすることにより、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部が除去される。
【００７７】
それにより、第１の配線１４ａ及び第２の配線１４ｂの形状に合わせて突起部１３に溝１５が形成されるので、接着剤３を用いて半導体装置１をベース基板２等に実装する際における接着剤３の流動性を向上させることができる。第４の工程におけるエッチングとしては、例えば、反応性イオンエッチングが用いられる。
【００７８】
突起部１３に溝１５が形成された半導体装置１は、図８及び図９に示す形状を有している。図９において、破線は、エッチング前における突起部１３の表面の位置を示しており、実線は、エッチング後における突起部１３の表面の位置を示している。突起部１３をエッチングする際に配線１４から分離した金属粒子は、突起部１３等の表面に再デポジションされて金属残渣となる。
【００７９】
そこで、第５の工程において、半導体装置１をスクラバー洗浄しても良い。それにより、第１の配線１４ａが配置された領域と第２の配線１４ｂが配置された領域との間に位置する突起部１３の少なくとも一部を除去する際に配線１４から分離した金属粒子が突起部１３上に付着しても、突起部１３上に付着した金属粒子を除去することができる。
【００８０】
しかしながら、図９に破線で示す後退する前の突起部１３の縁部付近の基板１０上に付着した金属残渣１６は、スクラバー洗浄では除去され難い。さらに、除去されずに残った金属残渣１６がマイグレーションによって複数の配線１４間に広がると、複数の配線１４間の絶縁性が低下するおそれがある。
【００８１】
第２の実施形態によれば、第１の開口部１３ａ〜第４の開口部１３ｄを有する突起部１３が形成され、第１の開口部１３ａ内から突起部１３上を横切って第３の開口部１３ｃ内に延在する第１の配線１４ａ、及び、第２の開口部１３ｂ内から突起部１３上を横切って第４の開口部１３ｄ内に延在する第２の配線１４ｂが形成された後に、それらの配線１４ａ及び１４ｂが配置された領域間に位置する突起部１３の少なくとも一部が除去される。その際に配線１４から分離した金属粒子が、樹脂コアバンプが形成された基板１０上に付着してマイグレーションによって広がっても、第１の配線１４ａと第２の配線１４ｂとが突起部１３によって電気的に分離されているので、複数の配線間の絶縁性の低下を抑制することができる。
【００８２】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…半導体装置、２…ベース基板、３…接着剤、１０…基板、１０ｃ…回路、１１…電極、１１ａ…第１の電極、１１ｂ…第２の電極、１２…パッシベーション膜、１３…突起部、１３ａ…第１の開口部、１３ｂ…第２の開口部、１３ｃ…第３の開口部、１３ｄ…第４の開口部、１３１…樹脂材料、１４…配線、１４ａ…第１の配線、１４ｂ…第２の配線、１４１…バリア層、１４２…導電層、１５…溝、１６…金属残渣、２１…接続パッド、ＰＨ１、ＰＨ２…フォトレジスト
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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