(57)【要約】【課題】半導体装置の薄型化が容易であり、ボンディングワイヤによる接続を用いることが容易となる、半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体チップに接続される電極パッドを有する半導体装置の製造方法であって、表面が粗化された粗化面を含む支持構造体を形成する第１の工程と、前記支持構造体の前記粗化面上に前記電極パッドを形成する第２の工程と、前記支持構造体を除去する第３の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップに接続される電極パッドを有する半導体装置の製造方法であって、
表面が粗化された粗化面を含む支持構造体を形成する第１の工程と、
前記支持構造体の前記粗化面上に前記電極パッドを形成する第２の工程と、
前記支持構造体を除去する第３の工程と、を有する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１の工程では、
支持板上に、表面が粗化面となるダミー層をメッキにより形成し、前記支持構造体が形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程では、エッチングにより前記ダミー層とともに前記支持板が除去されることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記支持板は導電材料よりなり、前記ダミー層は該支持板を通電経路とする電解メッキにより形成されることを特徴とする請求項２または３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程では、
支持板をエッチングすることで該支持板に粗化面を形成し、前記支持構造体を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程の後に、
前記支持構造体に前記半導体チップを設置する工程と、
前記半導体チップと前記電極パッドを接続する工程と、
前記半導体チップと前記電極パッドを樹脂封止する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第３の工程の後に、
樹脂封止された前記半導体チップと前記電極パッドを、別の電極パッドが形成された基板に設置する工程をさらに有し、
前記電極パッドと前記別の電極パッドがボンディングワイヤにより接続されることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記半導体チップと前記電極パッドがボンディングワイヤで接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の工程の後で、
前記電極パッドに接続される配線が形成される工程をさらに有することを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記電極パッドに接続される配線が多層に形成されていることを特徴とする請求項９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、電極パッドに接続されるように半導体チップが実装されてなる半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は携帯可能な電子機器・通信機器などに多く用いられるようになってきており、半導体装置を小型化・薄型化することが要求されている。このため、半導体チップが実装されるパッケージ構造についても小型化・薄型化が求められていた。
【０００３】
しかし、上記のパッケージ構造を含む半導体装置を薄型化しようとすると、パッケージ構造の強度が不足して平坦度を保持したまま半導体装置を製造することが困難となる場合があった。
【０００４】
そこで、例えば所定の支持板上にパッケージ構造と半導体チップを含む半導体装置を形成し、所定の強度を確保した時点で支持板を除去する半導体装置の製造方法が提案されていた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３６３７９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のように支持板上にパッケージ構造を含む半導体装置を形成する場合には、当該支持板を除去した後に、支持板に接していた面の表面粗さ（表面状態）の制御が困難となる問題が生じていた。上記のように支持板上に半導体装置（配線基板）を形成する場合、支持板の表面粗さが実質的に殆どそのまま半導体装置（配線基板）側に転写されてしまう。
【０００６】
例えば、ワイヤボンダーによって電極パッドにボンディングワイヤを接続する場合には、超音波による振動によってワイヤを電極パッドに接続する方法がとられている。このため、接続対象となる電極パッドの表面は、適度に荒れている（粗化されている）ことが好ましい。
【０００７】
しかし、例えば金属材料などよりなる支持板の表面は、いわゆる表面粗さが小さく、平坦な表面であるために、その表面に接するように形成される面には、上記の平坦な面が転写されてしまう。例えば、支持板上に電極パッド（電気的な接続部）が形成される場合には、該電極パッドの表面をワイヤボンディングに適するように、適度に粗化された表面状態とすることが困難となってしまう問題が生じていた。
【０００８】
例えば、ワイヤボンダーにより上記の電極パッドとボンディングワイヤを接続しようとすると、超音波による振動を加えた場合に滑りが生じてしまい、超音波の振動による接合が困難となってしまう場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の問題を解決した、新規で有用な半導体装置の製造方法を提供することを統括的課題としている。
【００１０】
本発明の具体的な課題は、半導体装置の薄型化が容易であり、ボンディングワイヤによる接続を用いることが容易となる、半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を、半導体チップに接続される電極パッドを有する半導体装置の製造方法であって、表面が粗化された粗化面を含む支持構造体を形成する第１の工程と、前記支持構造体の前記粗化面上に前記電極パッドを形成する第２の工程と、前記支持構造体を除去する第３の工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法により、解決する。
【００１２】
本発明によれば、半導体装置の薄型化が容易であり、ボンディングワイヤによる接続を用いることが容易となる、半導体装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００１３】
また、前記第１の工程では、支持板上に、表面が粗化面となるようにダミー層をメッキにより形成し、前記支持構造体を形成すると、該支持構造体の形成が容易となる。
【００１４】
また、前記第３の工程では、エッチングにより前記ダミー層とともに前記支持板が除去されると、前記粗間面を含む前記支持構造体の除去が容易となる。
【００１５】
また、前記支持板は導電材料よりなり、前記ダミー層は該支持板を通電経路とする電解メッキにより形成されると、該ダミー層の形成が容易となる。
【００１６】
また、前記第１の工程では、支持板をエッチングすることで該支持板に粗化面を形成し、前記支持構造体を形成すると、該支持構造体の形成が容易となる。
【００１７】
また、前記第１の工程の後に、前記支持構造体に前記半導体チップを設置する工程と、前記半導体チップと前記電極パッドを接続する工程と、前記半導体チップと前記電極パッドを樹脂封止する工程と、をさらに有するようにしてもよい。
【００１８】
また、前記第３の工程の後に、樹脂封止された前記半導体チップと前記電極パッドを、別の電極パッドが形成された基板に設置する工程をさらに有し、前記電極パッドと前記別の電極パッドがボンディングワイヤにより接続されるようにしてもよい。
【００１９】
また、前記半導体チップと前記電極パッドがボンディングワイヤで接続されるようにしてもよい。
【００２０】
また、前記第２の工程の後で、前記電極パッドに接続される配線が形成される工程をさらに有するようにしてもよい。
【００２１】
また、前記電極パッドに接続される配線が多層に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、半導体装置の薄型化が容易であり、ボンディングワイヤによる接続を用いることが容易となる、半導体装置の製造方法を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明による半導体装置の製造方法は、半導体チップに接続される電極パッドを有する半導体装置の製造方法であって、表面が粗化された粗化面を含む支持構造体を形成する第１の工程と、前記支持構造体の前記粗化面上に前記電極パッドを形成する第２の工程と、前記支持構造体を除去する第３の工程と、を有することを特徴としている。
【００２４】
従来の半導体装置（配線基板）の製造方法では、半導体装置を薄型化するために、支持板上に半導体装置（配線基板）が形成され、その後で支持基板を除去する方法がとられる場合があった。この場合、支持板の表面粗さが殆どそのまま半導体装置（配線基板）側に転写されていた。このため、例えば当該半導体装置の電極パッドの表面ですべりが生じてワイヤボンディングなどの超音波を用いたボンディングワイヤの接合が困難になる場合があった。
【００２５】
一方、本発明による半導体装置の製造方法では、表面が粗化された粗化面を含む支持構造体の、該粗化面上に電極パッドが形成されることが特徴である。このため、該支持構造体を除去した後の電極パッド表面には、前記粗化面の表面状態（モホロジー）が転写されることになり、実質的に粗化面となる。
【００２６】
例えば、超音波によってボンディングワイヤを電極パッドに接合する場合には、電極パッド表面は適度に粗化されていることが好ましい。このため、上記の本発明による電極パッドには、ワイヤボンダーなどのツールによって、ボンディングワイヤを接合することが容易となる。
【００２７】
次に、上記の半導体装置の製造方法の一例について、図面に基づき以下に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、実施例１による半導体装置の製造方法によって製造される、半導体チップが実装されてなる半導体装置１００を模式的に示した図である。また、図の下側には、図の上側に示した半導体装置１００の領域Ａの拡大図を併せて示している。
【００２９】
図１を参照するに、半導体装置１００は、基板３０１上に複数の半導体チップ１０５、１０６、２０５、２０６が樹脂封止されてなる構造を有している。まず、積層された半導体チップ１０５、１０６は、封止体（樹脂材料）１０７により封止され、基板３０１上に設置されている。さらに、積層された半導体チップ２０５、２０６は、封止体（樹脂材料）２０７により封止され、封止体１０７上に積層されている。また、これらの封止体１０７、２０７は、さらに別の封止体（樹脂材料）３０５により封止された構造になっている。
【００３０】
また、封止体１０７には、さらに電極パッド１０４が封止され、電極パッド１０４と半導体チップ１０５，１０６は、それぞれボンディングワイヤ１０５Ａ、１０６Ａで接続されている。同様に、封止体２０７には、さらに電極パッド２０４が封止され、電極パッド２０４と半導体チップ２０５，２０６は、それぞれボンディングワイヤ２０５Ａ、２０６Ａで接続されている。
【００３１】
これらの積層された半導体チップが実装される基板３０１には、基板３０１を貫通するビアプラグ３０２が形成されている。また、ビアプラグ３０２に接続される電極パッド３０３、３０４が、それぞれ基板３０１の表面（半導体チップが実装される側の面）と裏面に形成されている。また、電極パッド３０３と電極パッド１０４、さらに電極パッド３０３と電極パッド２０４は、それぞれボンディングワイヤ１０８、２０８で接続された構造になっている。
【００３２】
本実施例による半導体装置１００においては、電極パッド１０４のボンディングワイヤ１０８が接続される側が、表面粗さが大きい、粗化された状態（粗化面）とされていることが特徴である。このため、超音波を用いたワイヤボンディングが容易となる効果を奏する。
【００３３】
上記の半導体装置１００は、図２Ａ以下で後述する製造方法により製造されることで、電極パッド１０４の表面が所定の表面粗さを有する粗化された面（粗化面）となるように構成されている。具体的には、後述するように半導体チップ１０５，１０６、電極パッド１０４、および封止体１０７は、所定の支持構造体板上に一旦形成され、その後で当該支持構造体が除去される方法により、製造される。この場合、上記の支持構造体は、所定の表面粗さを有する粗化面を含むように構成され、電極パッド１０４は当該粗化面上に形成される。
【００３４】
したがって、前記支持構造体の粗化面が電極パッド１０４の当該支持構造体に対応する面に転写され、電極パッド１０４の表面粗さが大きく、超音波による接合に適した面となる。また、電極パッド１０４の、ボンディングワイヤ１０８が接合された側の反対側（ボンディングワイヤ１０５Ａ、１０６Ａが接合された側）についても同様に粗化面とされることが好ましい。
【００３５】
また、封止体１０７に積層される、半導体チップ２０５，２０６、電極パッド２０４、および封止体２０７も、同様にして所定の支持構造体板上に一旦形成され、その後で当該支持構造体が除去される方法により、製造される。このため、電極パッド２０４のボンディングワイヤ２０８が接合される面も、同様にワイヤボンディングに適した粗化面となる。
【００３６】
例えば、電極パッド１０４は、図中下側の領域Ａの拡大図に示すように、中心にＮｉ層１０４Ｂを挟んで、その両面にＡｕ層１０４Ａ、１０４Ｃが形成された構造になっている。先に説明したように、Ａｕ層１０４Ａ、１０４Ｃの表面は、それぞれ表面粗さが大きい粗化面となっている。
【００３７】
次に、上記の半導体装置１００の製造方法について、図２Ａ〜図２Ｈに基づき、手順を追って説明する。ただし、以下の図中で先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００３８】
まず、図２Ａに示す工程において、例えばＣｕなどの導電材料よりなる支持板１０１上に、フォトレジストなどのパターニング材料を用いて、開口部１０２Ａを有するマスクパターン１０２を形成する。開口部１０２Ａは、図１で先に説明した電極パッド１０４が形成される位置に対応している。
【００３９】
次に、図２Ｂに示す工程において、支持板１０１を通電経路とする電解メッキ法により、開口部１０２Ａに対応する支持板１０１上に、例えばＣｕよりなるダミー層１０３を形成する。ここで、支持板１０１とダミー層１０３により構成される、支持構造体１００Ａが構成される。
【００４０】
また、図中左側には、領域Ａ１に対応する拡大図（模式図）を示す。ダミー層１０３の表面は、表面粗さが大きくなるように（粗化面となるように）形成されている。電解メッキ法では、所定の条件によってメッキを行うことで、形成される導電材料（ダミー層１０３）の表面粗さが大きくなるようにすることができる。このようなメッキを粗化メッキと呼ぶ場合があるが、このような粗化メッキの具体的な条件に関しては後述する。
【００４１】
次に、図２Ｃに示す工程において、図２Ｂの工程において形成したダミー層１０３上に、さらにＡｕ層１０４Ａ、Ｎｉ層１０４Ｂ、Ａｕ層１０４Ｃを、支持板１０１とダミー層１０３を通電経路にした電解メッキ法により順に形成する。ここで、Ａｕ層１０４Ａ、Ｎｉ層１０４Ｂ、およびＡｕ層１０４Ｃを有する電極パッド１０４が形成される。
【００４２】
また、図中左側には、領域Ａ２に対応する拡大図（模式図）を示す。Ａｕ層１０４Ａのダミー層１０３に接する面には、ダミー層１０３の表面粗さが大きい面（粗化面）のモホロジーが転写されることになる。また、Ａｕ層１０４Ｃの表面も、ダミー電極１０３（Ａｕ層１０４Ａ）の表面と同様にして、粗化面となるように形成されることが好ましい。上記の構造において、例えば、ダミー層１０３、Ａｕ層１０４Ａ、Ｎｉ層１０４Ｂ、Ａｕ層１０４Ｃの厚さは、それぞれ、５．０μｍ、０．５μｍ、５．０μｍ、１．０μｍとされるが、これらの寸法は一例であり、本発明はこれらの構造・寸法に限定されるものではない。
【００４３】
次に、図２Ｄに示す工程において、マスクパターン１０２を除去(剥離)する。
【００４４】
次に、図２Ｅに示す工程において、マスクパターン１０２が除去された支持板１０１（支持構造体１００Ａ）上に、半導体チップ１０５を設置し、さらに半導体チップ１０５上に半導体チップ１０６を積層する。
【００４５】
次に図２Ｆに示す工程において、半導体チップ１０５と電極パッド１０４を、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤ１０５Ａで接続する。同様にして、半導体チップ１０６と電極パッド１０４を、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤ１０６Ａで接続する。
【００４６】
また、図中左側には、領域Ａ３に対応する拡大図（模式図）を示す。上記のワイヤボンディングにおいては、電極パッド１０４の表面（Ａｕ層１０４Ｃの表面）が粗化面となっているため、超音波接合時の滑りの影響が抑制され、容易にワイヤボンディングを行うことが可能になる。
【００４７】
次に、図２Ｇに示す工程において、支持構造体１００Ａ上（支持板１０１上）に、半導体チップ１０５、１０６、電極パッド１０４、ダミー層１０３、およびボンディングワイヤ１０５Ａ、１０６Ａを覆うように樹脂材料よりなる封止体１０７を形成する。上記の半導体チップ１０５、１０６、電極パッド１０４、ダミー層１０３、およびボンディングワイヤ１０５Ａ、１０６Ａは、封止体１０７によって封止される構造となる。
【００４８】
次に、図２Ｈに示す工程において、支持構造体１００Ａ（支持板１０１とダミー層１０３）を、例えばエッチング液によりエッチングするなどの方法により、除去する。この場合、支持板１０１とダミー層１０３が同じ材料（例えばＣｕ）により構成されていると、支持板１０１とダミー層１０３を同じエッチング液で実質的に同時にエッチングすることが可能となる。
【００４９】
また、支持板１０１とダミー層１０３は、必ずしも同じ材料とする必要はないが、エッチングによる特性が近くなるような材料の組み合わせとされることが好ましい。例えば、支持板１０１とダミー層１０３を構成する材料の組み合わせとしては、ＣｕとＣｕ合金、またはＣｕ合金とＣｕ合金（含有される材料が異なる場合含む）など、エッチング液に対するエッチング特性が近くなるような組み合わせとされることが好ましい。
【００５０】
一方で、ダミー層１０３と電極パッド１０４は、エッチング液に対するエッチングの特性が異なるように、異なる材料とされることが好ましい。
【００５１】
また、図中左側には、領域Ａ４に対応する拡大図（模式図）を示す。ダミー層１０３に対応する（ダミー層１０３が除去される前にダミー層１０３に接していた）電極パッド１０４の表面は、ダミー層１０３の表面状態が転写されて粗化面となっている。
【００５２】
次に、図１に示すように、上記の半導体チップ１０５、１０６、電極パッド１０４、およびボンディングワイヤ１０５Ａ、１０６Ａが封止された封止体１０７を、図１に示した基板３０１上に設置する。さらに、半導体チップ２０５、２０６、電極パッド２０４、およびボンディングワイヤ２０５Ａ、２０６Ａが封止された封止体２０７を、封止体１０７上に積層する。
【００５３】
この場合、半導体チップ２０５、２０６、電極パッド２０４、およびボンディングワイヤ２０５Ａ、２０６Ａが封止された封止体２０７は、先に図２Ａ〜図２Ｈで示した場合と同様にして形成することができる。また、上記の半導体チップ１０５、１０６、電極パッド１０４、およびボンディングワイヤ１０５Ａ、１０６Ａ、封止体１０７が、半導体チップ２０５、２０６、電極パッド２０４、およびボンディングワイヤ２０５Ａ、２０６Ａ、封止体２０７にそれぞれ対応する。
【００５４】
さらに、電極パッド１０４と電極パッド３０３を、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤ１０８で接続する。同様にして、電極パッド２０４と電極パッド３０３を、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤ２０８で接続する。
【００５５】
上記のワイヤボンディングにおいては、電極パッド１０４の表面（Ａｕ層１０４Ａの表面）と電極パッド２０４の表面が粗化面となっているため、超音波接合時の滑りの影響が抑制され、容易にワイヤボンディングを行うことが可能になる。
【００５６】
次に、封止体１０７、２０７、およびボンディングワイヤ１０８、２０８を封止体３０５で封止し、図１に示した半導体装置１００を製造することができる。
【００５７】
従来の半導体装置の製造方法では、例えば支持板上に電極パッドを形成する場合には、金属などの表面粗さが小さい支持板上に直接電極パッドが形成されていた。このため、ワイヤボンディング（超音波接合）を行う場合に電極パッドの表面で滑りが発生し、ボンディングが困難となる場合があった。
【００５８】
一方で、本実施例による半導体装置の製造方法では、粗化面を含む支持構造体１００Ａ上の粗化面（ダミー層１０３）上に電極パッド１０４が形成されることが特徴である。このため、粗化面（ダミー層１０３）の表面状態が電極パッド１０４に転写され、電極パッド１０４の表面状態が、ワイヤボンディング（超音波接合）に適した表面粗さの大きい粗化面となる。
【００５９】
また、上記の半導体装置の製造方法では、支持構造体（支持板）上に半導体チップを実装した後で支持構造体（支持板）を除去している。このため、半導体装置の製造（パッケージング）の工程おいて、半導体装置の反りの発生を抑制しつつ、半導体装置を薄型化・小型化することが可能となっている。
【００６０】
すなわち、上記の本実施例による半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の薄型化が容易となるとともに、さらにボンディングワイヤによる電極パッドの接続が容易となる特徴を有している。
【実施例２】
【００６１】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、図２Ａ〜図２Ｈに示した方法に限定されず、様々に変形・変更することが可能である。
【００６２】
例えば、図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の実施例２による半導体装置の製造方法を手順を追って示した図である。ただし、以下の図中では先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。また、特に説明しない部分は、実施例１の場合と同様とする。
【００６３】
まず、図３Ａに示す工程において、支持板１０１上に、表面が粗化面となるダミー層１０３ａ（実施例１のダミー層１０３に相当）を、支持板１０１を通電経路とする電解メッキ法により支持板１０１上の全面に形成する。この結果、支持板１０１とダミー層１０３ａを含む支持構造体１００Ｂが形成される。
【００６４】
本実施例の場合、マスクパターンの形成に先立ってダミー層１０３ａを支持板１０１上の全面に形成することが特徴である。なお、本図中では、ダミー層１０３ａの表面粗さを強調して(大きく)記載しているが、ダミー層１０３ａの表面粗さは実施例１の場合のダミー層１０３と同程度とする。
【００６５】
次に、図３Ｂに示す工程において、ダミー層１０３ａ上に、開口部１０２Ａを有するマスクパターン１０２を、実施例１の場合と同様にして形成する。
【００６６】
次に、図３Ｃに示す工程において、実施例１の図２Ｃに示した工程と同様にして、開口部１０２Ａから露出するダミー層１０３ａ上に、支持板１０１とダミー層１０３ａを通電経路にした電解メッキ法により電極パッド１０４を形成する。なお、本図では電極パッド１０４の詳細な構造は図示を省略するが、電極パッド１０４は、図２Ｃで先に説明したように、例えば、Ａｕ層１０４Ａ、Ｎｉ層１０４Ｂ、Ａｕ層１０４Ｃにより構成される。また、実施例１の場合と同様に、電極パッド１０４は、ダミー層１０３ａと接する面と同様に、ダミー層１０３ａと接する面の反対側の面も粗化面となるように形成されることが好ましい。
【００６７】
次に、図３Ｄに示す工程において、マスクパターン１０２を除去する。
【００６８】
次に、図３Ｅに示す工程において、実施例１の図２Ｅ〜図２Ｇに示す工程に相当する工程を実施し、半導体チップ１０５、１０６（本図では図示を省略）の支持構造体１００Ｂ上への積層、半導体チップ１０５、１０６と電極パッド１０４のボンディングワイヤ（図示せず）による接続、さらに半導体チップ、電極パッド、ボンディングワイヤの封止体１０７による封止を実施する。
【００６９】
次に、図３Ｆに示す工程において、実施例１の図２Ｈに示した工程を実施し、支持構造体１００Ａ（支持板１０１とダミー層１０３ａ）を、例えばエッチング液によりエッチングするなどの方法により、除去する。以下は、実施例１の場合と同様にして、半導体装置を製造することができる。
【００７０】
このように、粗化面を有するダミー層は、様々なパターン、または手順で形成することが可能である。
【００７１】
また、上記のダミー層１０３（１０３ａ）の粗化面を形成するためのメッキ法の具体例について、以下に説明する。
【００７２】
例えば、上記のダミー層１０３（１０３ａ）を形成するための、Ｃｕメッキのメッキ液は、硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）が、７５ｇ／Ｌ、硫酸が１００ｍＬ／Ｌ添加されたものであって、ｐＨは１以下のものを用いればよい。
【００７３】
また、ダミー層をＮｉメッキにより形成する場合には、Ｎｉメッキのメッキ液は、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）が２２０ｇ／Ｌ、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）が１６０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）が４５ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）が４０ｇ／Ｌ添加されたものであって、ｐＨは２程度のものを用いればよい。
【００７４】
上記のメッキ液を用いて、例えば電解メッキ時の電流密度やメッキの厚さを様々に変更することにより、メッキにより形成されるダミー層の表面状態を制御することがえきる。
【００７５】
図４は、上記のＣｕの電解メッキの場合を例にとり、電流密度と形成されるダミー層の表面粗さの関係を示した図である。なお、表面粗さを表す指標としては、Ｒａ、Ｒｙ、Ｒｚ、Ｓｍ、Ｓ（ＪＩＳ規格）を用いて表している。
【００７６】
上記のＲａは算術平均粗さと呼ばれる場合があり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。また、Ｒｙは最大高さと呼ばれる場合があり、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から最も高い山頂までの高さと最も低い谷底までの深さとを加えた値である。
【００７７】
また、Ｒｚは十点平均粗さと呼ばれる場合があり、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値とを加えた値である。
【００７８】
また、Ｓｍは、凹凸の平均間隔と呼ばれる場合があり、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、１つの山およびそれに隣り合う１つの谷に対応する平均値の長さの和を求め、平均値をミリメートルで表したものである。
【００７９】
また、Ｓは、局部山頂の平均間隔と呼ばれる場合があり、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、隣り合う局部山頂間に対応する平均線の長さを求め、この多数の局部山頂間の平均値をミリメートルで表したものである。ただし、以下の図４，図５においては、Ｓｍ，ＳもＲａ，Ｒｙ，Ｒｚと同一のμｍを単位として表している。
【００８０】
図４を参照するに、電解メッキ時の電流密度を変化させるに従って、上記の表面粗さを示す指標が変化していることがわかる。
【００８１】
また、図５は、電解メッキにより形成されるダミー層の厚さと形成されるダミー層の表面粗さの関係を示した図である。図５を参照するに、形成するダミー層の厚さによっても、ダミー層の表面粗さの状態を制御することが可能であることがわかる。
【００８２】
例えば、上記の表面粗さが小さい場合（例えば凹凸が殆ど無い場合）には、ワイヤが電極パッド表面で滑ってボンディングツールの振動が接合面に伝わらないため、接合が困難となってしまう。また、一方で表面粗さが大きくなりすぎると、縦方向の面が壁となり、ボンディングツールの振動がその壁に遮られて金属の延展による接合が充分に行えなくなり、接合が困難となる。このため、電極パッドの表面は、適切な表面粗さを有する粗化面とされることが好ましい。
【００８３】
例えば、実施例１、実施例２の半導体装置の製造方法について、形成される電極パッドの表面粗さは、Ｒａが０．１１乃至０．２３、Ｒｙが０．８６乃至１．４５、Ｒｚが０．６９乃至１．０２、Ｓｍが４．５以下、Ｓが１．４１以下であることが好ましい。
【００８４】
また、上記の場合には電極パッドに適切な粗さを形成することがポイントであるため、支持構造体の元々の表面粗さが大きすぎる場合には、その粗さを緩和する目的で支持構造体に電解メッキまたは無電解メッキを行い、電極パッドに適切な粗さを形成することも有効である。また、適切な粗さの範囲は、電極パッドのめっき構成や封止体１０７の種類により変化する。
【００８５】
次に、金属よりなる支持板上に、ダミー層を粗化メッキにより形成した場合の表面状態の変化をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮影した結果を図６Ａ〜図６Ｂ、および図７Ａ〜図７Ｂに示す。
【００８６】
図６Ａは粗化メッキが施される前の支持板（Ｃｕ）表面を撮影したＳＥＭ写真であり、図６Ｂは、上記の支持板上に粗化メッキを５μｍの厚さで形成した後の表面状態を撮影したＳＥＭ写真である。また、図６Ｂの粗化メッキにおいては、先に説明したＣｕメッキ液を用いて、メッキ時の温度は室温とし、電流密度は１Ａ／ｄｍ２とした。
【００８７】
図６Ａ、図６Ｂを参照するに、図６Ａに示す粗化メッキが施される前の支持板表面は表面粗さが小さく、超音波による接合は困難であることが予想されるが、図６Ｂに示した粗化メッキ後は、表面に凹凸が観察され、超音波による接合が容易になっていることがわかる。
【００８８】
また、図７Ａは粗化メッキが施される前の支持板（Ｆｅ／Ｎｉ合金）表面を撮影したＳＥＭ写真であり、図７Ｂは、上記の支持板上に粗化メッキを５μｍの厚さで形成した後の表面状態を撮影したＳＥＭ写真である。また、図７Ｂの粗化メッキにおいては、先に説明したＮｉメッキ液を用いて、メッキ時の温度は６０℃とし、電流密度は１Ａ／ｄｍ２とした。
【００８９】
図７Ａ、図７Ｂを参照するに、Ｎｉメッキにおいても、Ｃｕメッキの場合と同様に、粗化メッキによって表面状態が変化し、超音波による接合が容易となっていることがわかる。
【実施例３】
【００９０】
また、支持板に粗化面を形成する方法は電解メッキによる方法に限定されず、例えば支持板の表面を荒らすようにエッチングすることによっても粗化面を形成することができる。
【００９１】
例えば、図８Ａ〜図８Ｆは、本発明の実施例３による半導体装置の製造方法を、手順を追って示した図である。ただし、以下の図中では先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。また、特に説明しない部分は、実施例１の場合と同様とする。
【００９２】
まず、図８Ａに示す工程は、実施例１の図２Ａに示した工程と同じである。
【００９３】
次に、図８Ｂに示す工程において、マスクパターン１０２をマスクにしたエッチングにより、開口部１０２Ａに対応する支持板１０１の表面をエッチングして表面を荒らす処理を行い、粗化面１０１Ａを形成する。この結果、支持板１０１の一部に粗化面１０１Ａが形成されてなる支持構造体１００Ｃが形成される。なお、本図中では、粗化面１０１Ａの表面粗さを強調して(大きく)記載しているが、粗化面１０１Ａの表面粗さは実施例１の場合のダミー層１０３と同程度とする。
【００９４】
次に、図８Ｃに示す工程において、実施例１の図２Ｃに示した工程と同様にして、開口部１０２Ａから露出する粗化面１０１Ａ上に、支持板１０１を通電経路にした電解メッキ法により電極パッド１０４を形成する。なお、本図では電極パッド１０４の詳細な構造は図示を省略するが、電極パッド１０４は、図２Ｃで先に説明したように、例えば、Ａｕ層１０４Ａ、Ｎｉ層１０４Ｂ、Ａｕ層１０４Ｃにより構成される。また、実施例１の場合と同様に、電極パッド１０４は、粗化面１０１Ａと接する面と同様に、粗化面１０１Ａと接する面の反対側の面も粗化面となるように形成されることが好ましい。
【００９５】
次に、図８Ｄに示す工程において、マスクパターン１０２を除去する。
【００９６】
次に、図８Ｅに示す工程において、実施例１の図２Ｅ〜図２Ｇに示す工程に相当する工程を実施し、半導体チップ１０５、１０６（本図では図示を省略）の支持構造体１００Ｃ上への積層、半導体チップ１０５、１０６と電極パッド１０４のボンディングワイヤ（図示せず）による接続、さらに半導体チップ、電極パッド、ボンディングワイヤの封止体１０７による封止を実施する。
【００９７】
次に、図８Ｆに示す工程において、実施例１の図２Ｈに示した工程を実施し、支持構造体１００Ｃを、例えばエッチング液によりエッチングするなどの方法により、除去する。以下は、実施例１の場合と同様にして、半導体装置を製造することができる。
【００９８】
本実施例の場合、ダミー層を形成するための電解メッキの工程が不要となるため、メッキの工程が単純となる。
【実施例４】
【００９９】
また、図９Ａ〜図９Ｆは、本発明の実施例４による半導体装置の製造方法を手順を追って示した図である。ただし、以下の図中では先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。また、特に説明しない部分は、実施例１の場合と同様とする。
【０１００】
まず、図９Ａに示す工程において、支持板１０１を用意する。
【０１０１】
次に、図９Ｂに示す工程において、支持板１０１上の表面をエッチングして表面を荒らす処理を行い、粗化面１０１Ａを形成する。この結果、支持板１０１の一面全体に粗化面１０１Ａが形成されてなる支持構造体１００Ｄが形成される。なお、本図中では、粗化面１０１Ａの表面粗さを強調して(大きく)記載しているが、粗化面１０１Ａの表面粗さは実施例１の場合のダミー層１０３と同程度とする。
【０１０２】
本実施例の場合、マスクパターンの形成に先立ってエッチングにより支持板１０１の表面を荒らす処理（粗化処理）が実施されることが特徴である。
【０１０３】
次に、図９Ｃに示す工程において、支持構造体１００Ｄ上に、開口部１０２Ａを有するマスクパターン１０２を、実施例１の場合と同様にして形成する。さらに、実施例１の図２Ｃに示した工程と同様にして、開口部１０２Ａから露出する粗化面１０１Ａ上に、支持板１０１を通電経路にした電解メッキ法により電極パッド１０４を形成する。なお、本図では電極パッド１０４の詳細な構造は図示を省略するが、電極パッド１０４は、図２Ｃで先に説明したように、例えば、Ａｕ層１０４Ａ、Ｎｉ層１０４Ｂ、Ａｕ層１０４Ｃにより構成される。また、実施例１の場合と同様に、電極パッド１０４は、粗化面１０１Ａと接する面と同様に、粗化面１０１Ａと接する面の反対側の面も粗化面となるように形成されることが好ましい。
【０１０４】
次に、図９Ｄに示す工程において、マスクパターン１０２を除去する。
【０１０５】
次に、図９Ｅ〜図９Ｆに示す工程は、実施例３の図８Ｅ〜図８Ｆの工程と同様にして、半導体装置を製造することができる。
【０１０６】
このように、支持板に粗化面を形成する場合には、様々なパターン、または手順で形成することが可能である。
【実施例５】
【０１０７】
また、本発明による半導体装置の製造方法によれば、上記の実施例１〜実施例４に示した構造に限定されず、様々な構造の半導体装置を製造することが可能である。例えば、以下に説明するように、電極パッドの粗化面が露出した側に半導体チップが実装されるようにして半導体装置を製造しても良い。この場合、前記電極パッドの粗化面（支持構造体に対応する面）と半導体チップがボンディングワイヤで接続されることになる。
【０１０８】
また、前記電極パッドに接続される配線が、いわゆるビルドアップ法により多層に形成される工程をさらに設けても良い。
【０１０９】
図１０Ａ〜図１０Ｇは、本発明の実施例５による半導体装置の製造方法を、手順を追って示した図である。ただし、以下の先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１１０】
まず、図１０Ａに示す工程において、実施例１の図２Ａに相当する工程を実施し、例えばＣｕなどの導電材料よりなる支持板４０１上に、開口部４０２Ａを有するマスクパターン（ソルダーレジスト層）４０２を形成する。開口部４０２Ａは、後の工程で電極パッドが形成される位置に対応している。
【０１１１】
次に、図１０Ｂに示す工程において、実施例１の図２Ｂに示す工程を実施して、支持板４０１を通電経路とする電解メッキ法により、開口部４０２Ａに対応する支持板４０１上に、例えばＣｕよりなるダミー層４０３(図中右側の、領域Ｂ１に対応する拡大図に示す)を形成する。ここで、支持板４０１とダミー層４０３により構成される、支持構造体４００Ａが構成される。
【０１１２】
次に、図１０Ｃに示す工程において、ダミー層４０３上に、さらにＡｕ層４０４Ａ、Ｎｉ層４０４Ｂを、支持板４０１とダミー層４０３を通電経路にした電解メッキ法により順に形成する（図中右側の、領域Ｂ２に対応する拡大図に示す）。ここで、Ａｕ層４０４Ａ、Ｎｉ層４０４Ｂを有する電極パッド４０４が形成される。
【０１１３】
次に、図１０Ｄに示す工程において、電極パッド４０４の上層に、公知のビルドアップ法により、多層配線構造を形成する。例えば、電極パッド４０４上に絶縁層（ビルドアップ層）４０５、ビアプラグ４０８、およびパターン配線４０９を形成する。さらに絶縁層４０５上に絶縁層（ビルドアップ層）４０６を積層し、ビアプラグ４１０、およびパターン配線４１１を形成する。
【０１１４】
さらに、パターン配線４１１に接続される電極パッド４１２と、電極パッド４１２の周囲を覆う絶縁層（ソルダーレジスト層）４０７を形成する。
【０１１５】
次に、図１０Ｅに示す工程において、実施例１の図２Ｈに相当する工程を実施して、支持構造体４００Ａ（支持板４０１とダミー層４０３）を、例えばエッチング液によりエッチングするなどの方法により、除去する。また、図中右側には、領域Ｂ３に対応する拡大図を示している。この場合、電極パッド４０４（Ａｕ層４０４Ａ）には、ダミー層４０３の粗化面が転写されている。
【０１１６】
次に、図１０Ｆに示す工程において（本図においては図１０Ｅと上下の図示が逆になっている）、マスクパターン４０２上に半導体チップ４１３を設置し、さらに半導体チップ４１３と電極パッド４０４（図１０Ｅに示したＡｕ層４０４Ａ）とを、ワイヤボンディングにより、ボンディングワイヤ４１４で接続する。本工程においては、電極パッド４０４の表面（Ａｕ層４０４Ａの表面）が粗化面となっているため、超音波接合時の滑りの影響が抑制され、容易に超音波接合を含むワイヤボンディングを行うことが可能になる。
【０１１７】
次に、図１０Ｇに示す工程おいて、樹脂材料よりなる封止体４１５で半導体チップ４１３とワイヤ４１４を封止し、半導体装置５００を製造することができる。
【０１１８】
また、上記の製造方法では、半導体チップ４１３を実装する方法としては、ワイヤボンディングに限定されず、例えばフリップチップボンディングにより、半導体チップ４１３の実装を行ってもよい。この場合、ボンディングに用いるバンプと電極パッド４０４の接合力が向上し、好適である。
【０１１９】
このように、本発明によれば、様々な構造、製法により、薄型化・小型化に対応可能であるとともに、ボンディングワイヤによる接続の信頼性が良好である半導体装置を製造することが可能となる。
【０１２０】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明によれば、半導体装置の薄型化が容易であり、ボンディングワイヤによる接続を用いることが容易となる、半導体装置の製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施例１による半導体装置の製造方法によって製造される半導体装置である。
【図２Ａ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その３）である。
【図２Ｄ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その４）である。
【図２Ｅ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その５）である。
【図２Ｆ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その６）である。
【図２Ｇ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その７）である。
【図２Ｈ】実施例１による半導体装置の製造方法を示す図（その８）である。
【図３Ａ】実施例２による半導体装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図３Ｂ】実施例２による半導体装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図３Ｃ】実施例２による半導体装置の製造方法を示す図（その３）である。
【図３Ｄ】実施例２による半導体装置の製造方法を示す図（その４）である。
【図３Ｅ】実施例２による半導体装置の製造方法を示す図（その５）である。
【図３Ｆ】実施例２による半導体装置の製造方法を示す図（その６）である。
【図４】電解メッキによる表面粗さの制御方法を示す図（その１）である。
【図５】電解メッキによる表面粗さの制御方法を示す図（その２）である。
【図６Ａ】ＳＥＭにより撮影した表面粗さを示す写真（その１）である。
【図６Ｂ】ＳＥＭにより撮影した表面粗さを示す写真（その２）である。
【図７Ａ】ＳＥＭにより撮影した表面粗さを示す写真（その３）である。
【図７Ｂ】ＳＥＭにより撮影した表面粗さを示す写真（その４）である。
【図８Ａ】実施例３による半導体装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図８Ｂ】実施例３による半導体装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図８Ｃ】実施例３による半導体装置の製造方法を示す図（その３）である。
【図８Ｄ】実施例３による半導体装置の製造方法を示す図（その４）である。
【図８Ｅ】実施例３による半導体装置の製造方法を示す図（その５）である。
【図８Ｆ】実施例３による半導体装置の製造方法を示す図（その６）である。
【図９Ａ】実施例４による半導体装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図９Ｂ】実施例４による半導体装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図９Ｃ】実施例４による半導体装置の製造方法を示す図（その３）である。
【図９Ｄ】実施例４による半導体装置の製造方法を示す図（その４）である。
【図９Ｅ】実施例４による半導体装置の製造方法を示す図（その５）である。
【図９Ｆ】実施例４による半導体装置の製造方法を示す図（その６）である。
【図１０Ａ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その１）である。
【図１０Ｂ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その２）である。
【図１０Ｃ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その３）である。
【図１０Ｄ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その４）である。
【図１０Ｅ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その５）である。
【図１０Ｆ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その６）である。
【図１０Ｇ】実施例５による半導体装置の製造方法を示す図（その７）である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００，５００  半導体装置
１００Ａ  支持構造体
１０１，２０１，４０１  支持板
１０１Ａ  粗化面
１０２，４０２  マスクパターン
１０２Ａ，４０２Ａ  開口部
１０３，４０３  ダミー層
１０４，４０４  電極パッド
１０４Ａ，１０４Ｃ，４０４Ａ  Ａｕ層
１０４Ｂ，４０４Ｂ  Ｎｉ層
１０５，１０６，２０５，２０６，４１３  半導体チップ
１０７，２０７，４１５  封止体
１０５Ａ，１０６Ａ，２０５Ａ，２０６Ａ，１０８，２０８，４１４  ワイヤ線
【図１】
2008004687.tif 000003
【図２Ａ】
2008004687.tif 000004
【図２Ｂ】
2008004687.tif 000005
【図２Ｃ】
2008004687.tif 000006
【図２Ｄ】
2008004687.tif 000007
【図２Ｅ】
2008004687.tif 000008
【図２Ｆ】
2008004687.tif 000009
【図２Ｇ】
2008004687.tif 000010
【図２Ｈ】
2008004687.tif 000011
【図３Ａ】
2008004687.tif 000012
【図３Ｂ】
2008004687.tif 000013
【図３Ｃ】
2008004687.tif 000014
【図３Ｄ】
2008004687.tif 000015
【図３Ｅ】
2008004687.tif 000016
【図３Ｆ】
2008004687.tif 000017
【図４】
2008004687.tif 000018
【図５】
2008004687.tif 000019
【図８Ａ】
2008004687.tif 000020
【図８Ｂ】
2008004687.tif 000021
【図８Ｃ】
2008004687.tif 000022
【図８Ｄ】
2008004687.tif 000023
【図８Ｅ】
2008004687.tif 000024
【図８Ｆ】
2008004687.tif 000025
【図９Ａ】
2008004687.tif 000026
【図９Ｂ】
2008004687.tif 000027
【図９Ｃ】
2008004687.tif 000028
【図９Ｄ】
2008004687.tif 000029
【図９Ｅ】
2008004687.tif 000030
【図９Ｆ】
2008004687.tif 000031
【図１０Ａ】
2008004687.tif 000032
【図１０Ｂ】
2008004687.tif 000033
【図１０Ｃ】
2008004687.tif 000034
【図１０Ｄ】
2008004687.tif 000035
【図１０Ｅ】
2008004687.tif 000036
【図１０Ｆ】
2008004687.tif 000037
【図１０Ｇ】
2008004687.tif 000038
【図６Ａ】
2008004687.tif 000039
【図６Ｂ】
2008004687.tif 000040
【図７Ａ】
2008004687.tif 000041
【図７Ｂ】
2008004687.tif 000042