(57)【要約】【課題】本発明の目的は、実装を行うときに接着剤の排出を良好に行えるようにすることにある。【解決手段】本発明に係る半導体装置は、集積回路１２が形成され、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有し、電極１４の少なくとも一部が露出するようにパッシベーション膜１６が形成されている半導体基板１０と、半導体基板１０のパッシベーション膜１６上に形成された樹脂層２４と、電極１４に電気的に接続されるように、電極１４上から樹脂層２４上に形成された配線２８と、を有する。パッシベーション膜１６及び樹脂層２４の相互に対向する表面に、パッシベーション膜１６上の空間と連通する凹部２２，２６が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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し、前記電極の少なくとも一部が露出するようにパッシベーション膜が形成されている半導体基板と、
前記半導体基板の前記パッシベーション膜上に形成された樹脂層と、
前記電極に電気的に接続されるように、前記電極上から前記樹脂層上に形成された配線と、
を有し、
前記パッシベーション膜の前記樹脂層と対向する第１の表面及び前記樹脂層の前記パッシベーショ膜と対向する第２の表面の少なくとも一方に、前記パッシベーション膜上の空間と連通する凹部が形成されている半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置において、
前記パッシベーション膜の下に、相互に間隔をあけて配置された複数の金属層をさらに含み、
前記複数の金属層及び前記複数の金属層の下地層の表面によって形成される凹凸に対応して、前記パッシベーション膜の前記第１の表面に前記凹部が形成されてなる半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載された半導体装置において、
前記樹脂層の前記第２の表面に前記凹部が形成されてなる半導体装置。
【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において、
前記樹脂層は、熱硬化性樹脂から形成され、
前記凹部に充填された熱可塑性の樹脂部をさらに含む半導体装置。
【請求項５】
（ａ）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基板を用意する工程と、
（ｂ）前記半導体基板に、前記電極の少なくとも一部が露出するようにパッシベーション膜を形成する工程と、
（ｃ）前記半導体基板の前記パッシベーション膜上に樹脂層を形成する工程と、
（ｄ）前記電極に電気的に接続するように、前記電極上から前記樹脂層上に配線を形成する工程と、
を含み、
前記パッシベーション膜又は前記樹脂層を形成する工程で、前記パッシベーション膜の前記樹脂層と対向する第１の表面及び前記樹脂層の前記パッシベーショ膜と対向する第２の表面の少なくとも一方に、前記パッシベーション膜上の空間と連通する凹部を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程では、前記半導体基板を、相互に間隔をあけて配置された複数の金属層を最上層に有する状態で用意し、
前記（ｂ）工程では、前記パッシベーション膜を、前記複数の金属層及び前記複数の金属層の下地層の表面によって形成される凹凸に対応して、前記凹部を有するように形成する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載された半導体装置の製造方法において、
前記パッシベーション膜に形成された前記凹部に、前記樹脂層とは異なる樹脂を充填して樹脂部を形成する工程をさらに含み、
前記樹脂部及び前記パッシベーション膜上に前記樹脂層を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載された半導体装置の製造方法において、
前記パッシベーション膜上に、前記樹脂層とは異なる樹脂で樹脂部を形成する工程をさらに含み、
前記樹脂部及び前記パッシベーション膜上に前記樹脂層を形成して前記樹脂層に前記凹部を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載された半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層を熱硬化性樹脂で形成し、
前記樹脂部を熱可塑性樹脂で形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載された半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層を形成した後に、前記樹脂部を除去して前記凹部を開口させる工程をさらに含む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、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
能動面に形成された樹脂層と、電極パッドの表面から樹脂層の表面にかけて配設された配線と、を備える半導体装置が知られている（特許文献１）。樹脂層とその上の配線は外部端子を構成している。また、半導体装置を、接着剤（異方性導電材料又は絶縁性樹脂等）を介在させてマザーボード上に配置して、押圧力を加えて電気的接続を図る実装方法（フェースダウンボンディング）が知られている。この実装方法を、特許文献１に示すような半導体装置の実装に適用すると、樹脂層が接着剤を排出することを妨げていた。
【特許文献１】特開平２−２７２７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、実装を行うときに接着剤の排出を良好に行えるようにすることにある。
【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し、前記電極の少なくとも一部が露出するようにパッシベーション膜が形成されている半導体基板と、
前記半導体基板の前記パッシベーション膜上に形成された樹脂層と、
前記電極に電気的に接続されるように、前記電極上から前記樹脂層上に形成された配線と、
を有し、
前記パッシベーション膜の前記樹脂層と対向する第１の表面及び前記樹脂層の前記パッシベーショ膜と対向する第２の表面の少なくとも一方に、前記パッシベーション膜上の空間と連通する凹部が形成されている。本発明によれば、凹部がパッシベーション膜上の空間と連通するので、実装を行うときに凹部を通じて接着剤の排出を良好に行うことができる。
（２）この半導体装置において、
前記パッシベーション膜の下に、相互に間隔をあけて配置された複数の金属層をさらに含み、
前記複数の金属層及び前記複数の金属層の下地層の表面によって形成される凹凸に対応して、前記パッシベーション膜の前記第１の表面に前記凹部が形成されてもよい。
（３）この半導体装置において、
前記樹脂層の、前記第２の表面に前記凹部が形成されてもよい。
（４）この半導体装置において、
前記樹脂層は、熱硬化性樹脂から形成され、
前記凹部に充填された熱可塑性の樹脂部をさらに含んでもよい。
（５）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、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基板を用意する工程と、
（ｂ）前記半導体基板に、前記電極の少なくとも一部が露出するようにパッシベーション膜を形成する工程と、
（ｃ）前記半導体基板の前記パッシベーション膜上に樹脂層を形成する工程と、
（ｄ）前記電極に電気的に接続するように、前記電極上から前記樹脂層上に配線を形成する工程と、
を含み、
前記パッシベーション膜又は前記樹脂層を形成する工程で、前記パッシベーション膜の前記樹脂層と対向する第１の表面及び前記樹脂層の前記パッシベーショ膜と対向する第２の表面の少なくとも一方に、前記パッシベーション膜上の空間と連通する凹部を形成する。本発明によって製造した半導体装置によれば、凹部がパッシベーション膜上の空間と連通するので、実装を行うときに凹部を通じて接着剤の排出を良好に行うことができる。
（６）この半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程では、前記半導体基板を、相互に間隔をあけて配置された複数の金属層を最上層に有する状態で用意し、
前記（ｂ）工程では、前記パッシベーション膜を、前記複数の金属層及び前記複数の金属層の下地層の表面によって形成される凹凸に対応して、前記凹部を有するように形成してもよい。
（７）この半導体装置の製造方法において、
前記パッシベーション膜に形成された前記凹部に、前記樹脂層とは異なる樹脂を充填して樹脂部を形成する工程をさらに含み、
前記樹脂部及び前記パッシベーション膜上に前記樹脂層を形成してもよい。
（８）この半導体装置の製造方法において、
前記パッシベーション膜上に、前記樹脂層とは異なる樹脂で樹脂部を形成する工程をさらに含み、
前記樹脂部及び前記パッシベーション膜上に前記樹脂層を形成して前記樹脂層に前記凹部を形成してもよい。
（９）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層を熱硬化性樹脂で形成し、
前記樹脂部を熱可塑性樹脂で形成してもよい。
（１０）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層を形成した後に、前記樹脂部を除去して前記凹部を開口させる工程をさらに含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図である。図２は、図１に示す半導体装置のII-II線断面図である。図３は、図１に示す半導体装置のIII-III線断面図である。図４は、図１に示す半導体装置のIV-IV線断面図である。
【０００６】
半導体装置は、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は、最終製品としての半導体装置においては半導体チップであるが、最終製品を得る前の段階では、半導体ウエハである。半導体ウエハを切断して半導体チップが得られる。半導体基板１０には、集積回路１２（半導体チップには１つの集積回路１２／半導体ウエハには複数の集積回路１２）が形成されている。半導体基板１０は、内部配線（図示せず）を介して集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有する。半導体チップとしての半導体基板１０は、一方向に長い形状（平面形状が長方形）であって、長い方の辺に沿って、複数の電極１４が配列されていてもよい。
【０００７】
半導体基板１０には、電極１４の少なくとも一部が露出する様にパッシベーション膜１６が形成されている。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機材料のみで形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、集積回路１２の上方に形成されている。パッシベーション膜１６の下に、相互に間隔をあけて配置された複数の金属層１８が形成されている。金属層１８は、集積回路１２に電気的に接続される内部配線であってもよいし、集積回路１２には電気的に接続されないダミー配線であってもよい。金属層１８は、電極１４と同じ材料（例えばＡｌ）で形成してもよい。複数の金属層１８及びその下地層（層間絶縁膜）２０の表面によって形成される凹凸（金属層１８の側面及び上面による凸及び金属層１８の側面及び下地層２０の上面による凹）に対応して、パッシベーション膜１６は、その表面に凹凸が形成されて凹部２２を有する。
【０００８】
パッシベーション膜１６上に樹脂層２４が形成されている。樹脂層２４の、パッシベーション膜１６側の下端部に凹部２６が形成されている。凹部２６は、樹脂層２４の側面（パッシベーション膜１６と対向する面から立ち上がる面）２５に開口する（図３参照）。樹脂層２４は、熱硬化性樹脂から形成されている。樹脂層２４の主材料としては、例えばポリイミド樹脂、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）、フェノール系樹脂等の樹脂を用いてもよい。
【０００９】
複数の電極１４上からそれぞれ樹脂層２４上に複数の配線２８が形成されている。配線２８が、電極１４に電気的に接続されて樹脂層２４上に形成されている。配線２８は、電極１４上から、パッシベーション膜１６上を通って、樹脂層２４上に至る。配線２８は、電極１４上で電極１４に電気的に接続している。配線２８と電極１４は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜（図示せず）が介在していてもよい。配線２８は、樹脂層２４の、電極１４とは反対側の端部を越えて、パッシベーション膜１６上に至るように形成されている。
【００１０】
本実施の形態では、パッシベーション膜１６及び樹脂層２４の相互に対向する表面に、それぞれ、パッシベーション膜１６上の空間と連通する凹部２２，２６が形成されている。凹部２２，２６がパッシベーション膜１６上の空間と連通するので、半導体装置をマザーボード（回路基板）にフェースダウン実装（外部端子としての配線２８が形成された面をマザーボードに向けた実装）を行うときに、凹部２２，２６を通じて、両者を接着するための接着剤を良好に排出することができる。
【００１１】
なお、凹部２２，２６には、熱可塑性の樹脂部３０を充填しておいてもよい（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）。その場合、半導体装置とマザーボードの接着に熱硬化性の接着剤（図示せず）を使用し、実装時に供給する熱によって、樹脂部３０を溶融して凹部２２，２６から排出し、凹部２２，２６によって接着剤の流路を形成することができる。
【００１２】
図５（Ａ）〜図７（Ｂ）は、本発明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。なお、図５（Ａ）、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示す半導体装置は図１のIII-III線断面（図３）に対応し、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示す半導体装置は図１のIV-IV線断面（図４）に対応している。
【００１３】
半導体装置の製造方法は、半導体基板１０を用意することを含む。半導体基板１０は、集積回路１２が形成され、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有する。半導体基板１０は、間隔をあけて配置された複数の金属層１８を最上層に有する状態で用意する。
【００１４】
半導体基板１０に、電極１４の少なくとも一部が露出するようにパッシベーション膜１６を形成する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、パッシベーション膜１６は、複数の金属層１８及びその下地層２０の表面によって形成される凹凸に対応して、凹部２２を有するように形成する。
【００１５】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、パッシベーション膜１６上に、樹脂層２４とは異なる樹脂で樹脂部３０を形成する。樹脂部３０は、その上面がパッシベーション膜１６の表面から盛り上がるように設ける。パッシベーション膜１６に形成された凹部２２に、樹脂層２４とは異なる樹脂を充填して樹脂部３０を形成する。樹脂部３０は熱可塑性樹脂で形成する。
【００１６】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、樹脂部３０及びパッシベーション膜１６上に樹脂層２４を形成する。樹脂部３０の存在によって樹脂層２４に凹部２６を形成する。樹脂層２４は熱硬化性樹脂で形成する。樹脂層２４を形成した後に、樹脂部３０を除去して凹部２６を開口してもよいし、樹脂部３０をそのまま残してもよい。その後、図２及び図４に示すように、電極１４に電気的に接続するように、電極１４上から樹脂層２４上に配線２８を形成する。その他の詳細は、上述した半導体装置の構成から自明であるので説明を省略する。
【００１７】
本実施の形態によれば、パッシベーション膜１６又は樹脂層２４を形成する工程で、パッシベーション膜１６及び樹脂層２４の相互に対向する表面に、それぞれ、パッシベーション膜１６上の空間と連通する凹部２２，２６を形成する。半導体装置を、接着剤（図示せず）を介して、配線パターンを有する配線基板上に配置する。配線基板は、液晶パネル又は有機ＥＬパネルであってもよい。配線パターンを支持する基板はガラス又は樹脂のいずれであってもよい。接着剤に導電粒子が分散されてなる異方性導電材料を使用してもよい。本実施の形態によって製造した半導体装置によれば、凹部２２，２６がパッシベーション膜１６上の空間と連通するので、実装を行うときに凹部２２，２６を通じて接着剤の排出を良好に行うことができる。
【００１８】
（第１の変形例）
図８（Ａ）〜図８（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の第１の変形例を説明する図である。図８（Ａ）は図３の変形例を示す図であり、図８（Ｂ）は図４の変形例を示す図である。
【００１９】
この例では、樹脂層１２４の、パッシベーション膜１６側の下端部に凹部が形成されていない点で上記実施の形態と異なる。すなわち、樹脂層１２４の、パッシベーション膜１６に対向する表面が平坦である。ただし、パッシベーション膜１６の凹部２２によって、接着剤の排出効果は確保されている。その他の構成については、実施の形態で説明した内容が該当する。
【００２０】
図９（Ａ）〜図９（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の変形例を説明する図である。図９（Ａ）は図６（Ａ）の変形例を示す図であり、図９（Ｂ）は図６（Ｂ）の変形例を示す図である。製造方法において、パッシベーション膜１６の凹部２２に充填する樹脂部１３０を、その上面がパッシベーション膜１６の表面と面一になるように平坦に設ける。こうすることで、上述した樹脂層１２４の形状が得られる。
【００２１】
（第２の変形例）
図１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の第２の変形例を説明する図である。図１０（Ａ）は図３の変形例を示す図であり、図１０（Ｂ）は図４の変形例を示す図である。
【００２２】
この例では、パッシベーション膜２１６が、表面に凹部を有しない（平坦である）点で上記実施の形態と異なる。ただし、樹脂層２２４の凹部２２６によって、接着剤の排出効果は確保されている。その他の構成については、実施の形態で説明した内容が該当する。
【００２３】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２の変形例を説明する図である。図１１（Ａ）は図６（Ａ）の変形例を示す図であり、図１１（Ｂ）は図６（Ｂ）の変形例を示す図である。製造方法において、パッシベーション膜２１６の平坦な表面上に樹脂部２３０を設ける。樹脂部２３０は、硬化前の前駆体の状態では液状であって表面張力によって表面が曲面になる。この樹脂部２３０によって、樹脂層２２４に凹部２２６を形成することができる。
【００２４】
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】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体装置のII-II線断面図である。
【図３】図３は、図１に示す半導体装置のIII-III線断面図である。
【図４】図４は、図１に示す半導体装置のIV-IV線断面図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明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６】図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は、本発明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７】図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は、本発明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８】図８（Ａ）〜図８（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の第１の変形例を説明する図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第１の変形例を説明する図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の第２の変形例を説明する図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の第２の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０…半導体基板、  １２…集積回路、  １４…電極、  １６…パッシベーション膜、  １８…金属層、  ２０…下地層、  ２２…凹部、  ２４…樹脂層、  ２６…凹部、  ２８…配線、  ３０…樹脂部、  １２４…樹脂層、  １３０…樹脂部、  ２１６…パッシベーション膜、  ２２４…樹脂層、  ２２６…凹部、  ２３０…樹脂部
【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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