(57)【要約】【課題】本発明は、微細化しても剥離が生じ難い配線を形成することを図ることを目的とする。【解決手段】集積回路が形成された半導体基板１０の、集積回路に電気的に接続された電極１２を有する面に、凹部２４を有するように樹脂層２０を形成する。樹脂層２０及び電極１２を覆うように導電膜３０を形成する。樹脂層２０の凹部２４の内側面及び底面上方で導電膜３０の一部が露出する開口４２を有するようにメッキレジスト層４０を導電膜３０上に形成する。導電膜３０に電流を流して行う電解メッキによって導電膜３０のメッキレジスト層４０からの露出部上に金属層５０を形成する。メッキレジスト層４０を除去する。金属層５０をマスクとして、導電膜３０の金属層５０からの露出部をエッチングして除去する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）集積回路が形成された半導体基板の、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する面に、凹部を有するように樹脂層を形成する工程と、
（ｂ）前記樹脂層及び前記電極を覆うように導電膜を形成する工程と、
（ｃ）前記樹脂層の前記凹部の内側面及び底面上方で前記導電膜の一部が露出する開口を有するようにメッキレジスト層を導電膜上に形成する工程と、
（ｄ）前記導電膜に電流を流して行う電解メッキによって前記導電膜の前記メッキレジスト層からの露出部上に金属層を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後に、前記メッキレジスト層を除去する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程後に、前記金属層をマスクとして、前記導電膜の前記金属層からの露出部をエッチングして除去する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、前記メッキレジスト層を、前記開口の内周面下端が前記凹部の前記内側面上方に位置するように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、前記メッキレジスト層を、前記開口の内周面下端が前記凹部の外側に位置するように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記樹脂層を、前記凹部の内側面が外方向に拡がるテーパー形状になるように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程で、前記金属層を前記メッキレジスト層の高さを超えないように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
集積回路が形成され、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された、凹部を有する樹脂層と、
前記電極上から前記樹脂層の前記凹部の内側面及び底面に至るように、前記樹脂層上に形成されている導電膜と、
前記導電膜上に形成されている金属層と、
を有し、
前記導電膜の少なくとも前記樹脂層との密着部は、前記金属層よりも前記樹脂層に対する密着性が高い材料で形成され、
前記金属層が、前記導電膜の前記凹部の内側面上に形成されている部分と密着してなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップに樹脂層を形成し、樹脂層上に配線を形成して外部端子を形成する、ウエハレベルＣＳＰと呼ばれるパッケージが開発されている（特許文献１）。また、半導体装置の小型化に伴い、配線を微細化することも要求されている。配線の形成方法として、樹脂層上に導電層を形成し、導電膜に電流を流して行う電解メッキによって導電膜上に金属層を形成し、金属層をマスクとして導電膜をエッチングすることが知られているが、エッチングのときに導電膜がサイドエッチングされるため、金属層の端部が浮いた状態となっており、金属層の剥離が生じやすくなっていた。また、金属層を微細化すると、金属層及び導電膜からなる配線の樹脂層への接着面積が小さくなるので、配線の剥離が生じやすかった。
【特許文献１】特開２００５−３９０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、微細化しても剥離が生じ難い配線を形成することを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
（ａ）集積回路が形成された半導体基板の、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する面に、凹部を有するように樹脂層を形成する工程と、
（ｂ）前記樹脂層及び前記電極を覆うように導電膜を形成する工程と、
（ｃ）前記樹脂層の前記凹部の内側面及び底面上方で前記導電膜の一部が露出する開口を有するようにメッキレジスト層を導電膜上に形成する工程と、
（ｄ）前記導電膜に電流を流して行う電解メッキによって前記導電膜の前記メッキレジスト層からの露出部上に金属層を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後に、前記メッキレジスト層を除去する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程後に、前記金属層をマスクとして、前記導電膜の前記金属層からの露出部をエッチングして除去する工程と、
を含む。本発明によれば、樹脂層の凹部の内側面上方にも金属層が形成されるので、金属層及び導電膜からなる配線の樹脂層との接着面積が大きくなり、しかも、導電膜のサイドエッチングが凹部の内側面上で進むので、配線の、凹部の底面との接着を確保することができる。
（２）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、前記メッキレジスト層を、前記開口の内周面下端が前記凹部の前記内側面上方に位置するように形成してもよい。
（３）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で、前記メッキレジスト層を、前記開口の内周面下端が前記凹部の外側に位置するように形成してもよい。
（４）この半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記樹脂層を、前記凹部の内側面が外方向に拡がるテーパー形状になるように形成してもよい。
（５）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程で、前記金属層を前記メッキレジスト層の高さを超えないように形成してもよい。
（６）本発明に係る半導体装置は、
集積回路が形成され、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記電極が形成された面に形成された、凹部を有する樹脂層と、
前記電極上から前記樹脂層の前記凹部の内側面及び底面に至るように、前記樹脂層上に形成されている導電膜と、
前記導電膜上に形成されている金属層と、
を有し、
前記導電膜の少なくとも前記樹脂層との密着部は、前記金属層よりも前記樹脂層に対する密着性が高い材料で形成され、
前記金属層が、前記導電膜の前記凹部の内側面上に形成されている部分と密着してなる。本発明によれば、樹脂層の凹部の内側面上方でも、密着性の高い導電膜が密着しているので、金属層及び導電膜からなる配線の樹脂層との接着性が高くなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。半導体装置は、半導体チップ１を有する。半導体チップ１は、集積回路１６が形成され、半導体チップ１内に形成された内部配線を介して集積回路１６に電気的に接続された電極１２を有する。半導体チップ１には、電極１２の少なくとも一部が露出する様にパッシベーション膜１４が形成されている。半導体チップ１の電極１２が形成された面（パッシベーション膜１４の表面）に、電極１２の少なくとも一部を避けて樹脂層（応力緩和層）２０が形成されていてもよい。樹脂層２０の側面は傾斜面になっていてもよい。電極１２上から樹脂層２０上に配線２が形成されており、樹脂層２０上で配線２の一部（ランド）上に外部端子６０（ハンダボール）が設けられている。半導体装置は、以下の方法によって製造することができ、その製造方法から当然に導き出される構造を有する。
【０００６】
図２（Ａ）〜図３（Ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、半導体基板１０（例えばＳｉ（シリコン）からなる半導体ウエハ）を使用する。半導体基板１０には集積回路１６を形成する。詳しくは、半導体基板１０の一方の面に、周知の半導体プロセスによって集積回路を形成する。集積回路は、半導体基板１０の一方の表層に作りこまれる。また、集積回路に電気的に接続されるように電極１２（図１参照）を形成し、電極１２の少なくとも一部が露出する様にパッシベーション膜１４を形成する。言い換えると、集積回路１６から接続された内部配線のうち、パッシベーション膜１４から露出する部分が電極１２である。パッシベーション膜１４は無機材料（例えばＳｉ等の無機酸化物）で形成されてもよい。
【０００７】
次に、半導体基板１０の電極１２を有する面に、凹部２４（貫通しない窪み）を有するように樹脂層（応力緩和層）２０を形成する。樹脂層２０は複数層から形成してもよい。例えば、図２（Ａ）に示すように、半導体基板１０の電極１２が形成された面（パッシベーション膜１４の面）に電極１２を避けるように第１の層２１を形成する。第１の層２１は、少なくとも電極１２の一部を避けて形成する。例えば、感光性樹脂によってフォトリソグラフィを適用して第１の層２１を形成してもよい。また、熱硬化性樹脂を使用して第１の層２１を形成してもよい。第１の層２１は、その底面と側面との角度が鋭角になるように、側面が傾斜していてもよい。側面の傾斜は、熱硬化性樹脂前駆体の熱収縮によって形成される。第１の層２１を、後述する半導体基板１０の切断ラインを避けて形成すれば、カッタ（又はスクライバ）の目詰まりを防止することができる。第１の層２１を熱硬化した後、図２（Ｂ）に示すように、第２の層２２を形成する。第２の層２２の材料及び形成方法は、第１の層２１について説明した内容が該当する。第２の層２２についてフォトリソグラフィの工程を行うときに、第１の層２１は既に硬化しているのでパターニングされない。第２の層２２には貫通穴２３を形成する。貫通穴２３は、外方向（図では上方向）に拡がるようにテーパーが付いていてもよい。言い換えると、貫通穴２３には第１の樹脂層２１に近づくにつれ、開口径が小さくなるようなテーパ―が付いていてもよい。このテーパ―は、熱硬化性樹脂前駆体の熱収縮によって形成される。第１及び第２の層２１，２２は、貫通穴２３の下を第１の層２１が塞いでいるので、全体として凹部２４を有する樹脂層２０となる。凹部２４の内側面は、傾斜しており、外方向に拡がるテーパー形状になっている。樹脂層２０の表面（第２の層２２の表面及び貫通穴２３の内面）は、ドライエッチングなどによって粗面加工してもよい。
【０００８】
図２（Ｃ）に示すように、樹脂層（その表面）２０上に導電膜３０を形成する。導電膜３０は凹部２４の底面及び内側面上にも形成する。樹脂層２０の表面が粗面加工されていると導電膜３０の密着性が高く、導電膜３０の樹脂層２０との密着面が、粗面に対応した形状になって平坦面よりも広く面積を有するようになる。導電膜３０は、樹脂層２０上から連続的に電極１２を覆うように形成する。導電膜３０は少なくとも１層からなり、複数層から形成してもよい。例えば、チタンとタングステンの混合材料からなる下地膜３１を形成し、その上に、後述する電解メッキで析出する金属層５０と同じ金属（例えば銅）からなる表皮膜３２を形成してもよい。導電膜３０の少なくとも樹脂層２０との密着部（下地膜３１）は、金属層５０よりも樹脂層２０に対する密着性が高い材料（チタンとタングステンの混合材料）で形成されている。導電膜３０はスパッタリングによって形成することができる。
【０００９】
図３（Ａ）に示すように、樹脂層２０の凹部２４の内側面及び底面上方で導電膜３０の一部が露出する開口４２を有するようにメッキレジスト層４０を導電膜３０上に形成する。メッキレジスト層４０は、開口４２の内周面下端が凹部２４の内側面上方に位置するように形成する。さらに、メッキレジスト層４０の開口４２は、導電膜３０の電極１２上の部分を露出するとともに、電極１２上の部分から配線の形状で連続的に延びる部分を露出している。メッキレジスト層４０は、感光性樹脂で形成することができる。感光性樹脂は、紫外線硬化性樹脂であってもよいが、熱硬化性樹脂であれば硬化を簡単に行える。感光性樹脂前駆体層を導電膜３０上に形成し、露光・現像を含むフォトリソグラフィによって開口４２を形成し、硬化することでメッキレジスト層４０を形成する。なお、感光性樹脂前駆体層を硬化するときに、開口４２の内側面が傾斜するように、開口４２を外方向に拡がるテーパー形状にしてもよい。
【００１０】
図３（Ｂ）に示すように、導電膜３０に電流を流して行う電解メッキによって導電膜３０のメッキレジスト層４０からの露出部上に金属層５０を形成する。電解メッキで導電膜３０は電極として使用する。金属層５０は例えば銅からなる層である。金属層５０は、メッキレジスト層４０の高さを超えないように（つまり開口４２から盛り上がらないように）形成することで、開口４２の幅で形成することができる。
【００１１】
図３（Ｃ）に示すように、メッキレジスト層４０を除去する。そして、図３（Ｄ）に示すように、金属層５０をマスクとして、導電膜３０の金属層５０からの露出部をエッチングして除去する。言い換えると、導電膜３０の金属層５０とオーバーラップしていない部分をエッチングして除去する。金属層５０及び導電膜３０によって、電極１２に電気的に接続される配線２が形成される。本実施の形態によれば、樹脂層２０の凹部２４の内側面上方にも金属層５０が形成されるので、金属層５０及び導電膜３０からなる配線２の樹脂層２０との接着面積が大きくなり、しかも、導電膜３０のサイドエッチングが凹部２４の内側面上で進むので、配線２の、凹部２４の底面との接着を確保することができる。
【００１２】
図１に示すように、金属層５０上に外部端子６０を形成する。外部端子６０は、半田で形成してもよい。例えばクリーム半田を金属層５０上に設け、クリーム半田を溶融して表面張力でボール状に形成してもよい。外部端子６０を設ける前に、半導体チップ１上に、応力緩和層２０、配線２を覆い、かつ配線２のランド上に開口部を有する保護層を設け、その開口部内に外部端子６０を設けるようにしてもよい。また半田ボール搭載方式の場合。金属層５０の上部形状が第２の層２２の形状に沿って凹状となる為、ソルダーレジストを形成することなく外部端子６０を形成することも可能である。
【００１３】
そして、半導体基板１０を切断（ダイシング又はスクライビング）して、図１に示すように、半導体装置を得ることができる。半導体装置は、集積回路１６に電気的に接続された電極１２を有する半導体チップ１を有する。半導体チップ１の電極１２が形成された面には、凹部２４を有する樹脂層２０が形成されている。電極１２上から樹脂層２０の凹部２４の内側面及び底面に至るように、樹脂層２０に密着して導電膜３０が形成されている。導電膜３０上には金属層５０が形成されている。導電膜３０の少なくとも樹脂層２０との密着部は、金属層５０よりも樹脂層２０に対する密着性が高い材料で形成されている。金属層５０の外側面が、凹部２４内で導電膜３０に密着している。本発明によれば、樹脂層２０の凹部２４の内側面上方でも、密着性の高い導電膜３０が密着しているので、金属層５０及び導電膜３０からなる配線の樹脂層２０との接着性が高くなっている。
【００１４】
（第２の実施の形態）
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）を参照して説明した工程を行う。
【００１５】
図４（Ａ）に示すように、メッキレジスト層１４０を、その開口１４２の内周面下端が凹部２４の外側に位置するように形成する。すなわち、図３（Ａ）に示す例では、メッキレジスト層４０の開口４２を規定する端部が凹部２４の傾斜する内側面上に位置したのに対して、図４（Ａ）に示す例では、メッキレジスト層１４０の開口１４２を規定する端部は、樹脂層２０の上面（凹部２４の外側）の上に位置している。開口１４２の形状及び配置以外の内容は、第１の実施の形態と同じである。
【００１６】
図４（Ｂ）に示すように、導電膜３０に電流を流して行う電解メッキによって導電膜３０のメッキレジスト層１４０からの露出部上に金属層１５０を形成する。図４（Ｃ）に示すように、メッキレジスト層１４０を除去する。そして、図４（Ｄ）に示すように、金属層１５０をマスクとして、導電膜３０の金属層１５０からの露出部をエッチングして除去する。
【００１７】
エッチングされずに金属層１５０の下に残った導電膜３０の端部は、図３（Ｄ）に示す例では凹部２４の傾斜する内側面上に位置したのに対して、図４（Ｄ）に示す例では樹脂層２０の上面（凹部２４の外側）の上に位置している。そして、金属層１５０及び導電膜３０によって、電極１２に電気的に接続される配線３が形成される。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した効果と同じ効果を達成することができる。
【００１８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…半導体チップ、  ２…配線、  ３…配線、  １０…半導体基板、  １２…電極、  １４…パッシベーション膜、  ２０…樹脂層、  ２１…第１の層  ２２…第２の層  ２３…貫通穴、  ２４…凹部、  ３０…導電膜、  ３１…下地膜、  ３２…表皮膜、  ４０…メッキレジスト層、  ４２…開口、  ５０…金属層、  ６０…外部端子、  １４０…メッキレジスト層、  １４２…開口、  １５０…金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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