(57)【要約】【課題】本発明の目的は、樹脂層及びその上に形成した配線から構成された外部端子を、破損しないようにプローブ検査を行えるようにすることにある。【解決手段】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を有する半導体基板１０を有する。樹脂層が半導体基板１０の電極１４が形成された面に形成されている。配線４０は、電極１４上に位置して電極１４に電気的に接続する接続部４２と、樹脂層上に位置して外部端子を構成する端子部４４と、接続部４２及び端子部４４を介して電極１４に電気的に接続するパッド４６と、を含む。接続部４２及びパッド４６の間に端子部４４が位置する。パッド４６の表面には、端子部４４から遠い方向に低くなる段差５０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する半導体基板と、
前記半導体基板の前記電極が形成された面に形成された樹脂層と、
前記電極上に位置して前記電極に電気的に接続する接続部と、前記樹脂層上に位置する端子部と、前記接続部及び前記端子部を介して前記電極に電気的に接続するパッドと、を含み、前記接続部及び前記パッドの間に前記端子部が位置する配線と、
を有し、
前記パッドは、第１の部分と、前記第１の部分より、前記半導体基板の前記電極が形成された面との間の距離が大きい第２の部分と、を有し、前記第１の部分が前記第２の部分より前記端子部から遠い位置にある段差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、
前記第１の部分は溝の底面であって、前記溝は前記端子部から離れる方向に延びる半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された半導体装置において、
前記パッドは、第２の樹脂層上に形成され、
前記第２の樹脂層の表面に、前記段差に対応する第２の段差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、
前記パッドの上端は、前記端子部の上端よりも低くなるように形成されてなる半導体装置。
【請求項５】
半導体装置に対してプローブを使用して行う検査を含み、
前記半導体装置は、
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基板と、
前記半導体基板の前記電極が形成された面に形成された樹脂層と、
前記電極上に位置して前記電極に電気的に接続する接続部と、前記樹脂層上に位置する端子部と、前記接続部及び前記端子部を介して前記電極に電気的に接続するパッドと、を含み、前記接続部及び前記パッドの間に前記端子部が位置する配線と、
を有し、
前記パッドは、第１の部分と、前記第１の部分より、前記半導体基板の前記電極が形成された面との間の距離が大きい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分をつなぐ立ち上がり部分と、を有する段差が形成され、
前記第１の部分上を前記前記立ち上がり部分に向かって前記プローブを接触させながらスライドさせて前記検査を行う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、
前記第１の部分は溝の底面であって、前記溝は前記端子部から離れる方向に延び、
前記プローブを、前記溝にガイドさせ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、
前記樹脂層を第１の樹脂層とし、
前記段差に対応する第２の段差を表面に有する第２の樹脂層上に前記パッドを形成し、
前記第１の樹脂層を形成する工程は、熱硬化性の第１の樹脂前駆体層を形成して前記第１の樹脂前駆体層を加熱することを含み、
前記第２の樹脂層を形成する工程は、熱硬化性の第２の樹脂前駆体層を形成して前記第２の樹脂前駆体層を加熱することを含み、
前記第１及び第２の樹脂前駆体層を、同じ高さであって、前記第２の樹脂前駆体層の単位体積当りの表面積が前記第１の樹脂前駆体層よりも大きくなるように同時に形成し、
前記第１及び第２の樹脂前駆体層を同時に加熱し、単位体積当りの表面積が大きいことによって前記第２の樹脂前駆体層の単位体積当りの熱量を大きくして、前記第２の樹脂前駆体層の硬化前の一時的な軟化の程度を高めて自重によって低くして、前記第２の樹脂層の高さを前記第１の樹脂層よりも低くし、前記パッドの上端を前記端子部の上端よりも低く形成する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。外部端子は、ハンダボールで形成する外部端子よりも狭いピッチで形成することができ、樹脂層によって応力の吸収も可能である。しかしながら、樹脂層上に形成した配線は、ハンダボールに比べると強度が劣るので破損を防ぐ対策が必要である。特に、プローブを外部端子に当てて特性を検査するプローブ検査で外部端子の破損を防止することが要求されている。
【特許文献１】特開２００６−１２８３６４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、樹脂層及びその上に形成した配線から構成された外部端子を、破損しないようにプローブ検査を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する半導体基板と、
前記半導体基板の前記電極が形成された面に形成された樹脂層と、
前記電極上に位置して前記電極に電気的に接続する接続部と、前記樹脂層上に位置する端子部と、前記接続部及び前記端子部を介して前記電極に電気的に接続するパッドと、を含み、前記接続部及び前記パッドの間に前記端子部が位置する配線と、
を有し、
前記パッドは、第１の部分と、前記第１の部分より、前記半導体基板の前記電極が形成された面との間の距離が大きい第２の部分と、を有し、前記第１の部分が前記第２の部分より前記端子部から遠い位置にある段差が形成されている。本発明によれば、パッドの段差によってプローブの移動を規制するので、プローブが外部端子としての端子部を破損することを防止することができる。
（２）この半導体装置において、
前記第１の部分は溝の底面であって、前記溝は前記端子部から離れる方向に延びていてもよい。
（３）この半導体装置において、
前記パッドは、第２の樹脂層上に形成され、
前記第２の樹脂層の表面に、前記段差に対応する第２の段差が形成されていてもよい。
（４）この半導体装置において、
前記パッドの上端は、前記端子部の上端よりも低くなるように形成されていてもよい。
（５）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
半導体装置に対してプローブを使用して行う検査を含み、
前記半導体装置は、
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基板と、
前記半導体基板の前記電極が形成された面に形成された樹脂層と、
前記電極上に位置して前記電極に電気的に接続する接続部と、前記樹脂層上に位置する端子部と、前記接続部及び前記端子部を介して前記電極に電気的に接続するパッドと、を含み、前記接続部及び前記パッドの間に前記端子部が位置する配線と、
を有し、
前記パッドは、第１の部分と、前記第１の部分より、前記半導体基板の前記電極が形成された面との間の距離が大きい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分をつなぐ立ち上がり部分と、を有する段差が形成され、
前記第１の部分上を前記前記立ち上がり部分に向かって前記プローブを接触させながらスライドさせて前記検査を行う。本発明によれば、パッドの段差によってプローブの移動を規制するので、プローブが外部端子としての端子部を破損することを防止することができる。
（６）この半導体装置の製造方法において、
前記段差の低い面は溝の底面であって、前記溝は前記端子部から離れる方向に延び、
前記プローブを、前記溝にガイドさせてもよい。
（８）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層を第１の樹脂層とし、
前記段差に対応する第２の段差を表面に有する第２の樹脂層上に前記パッドを形成し、
前記第１の樹脂層を形成する工程は、熱硬化性の第１の樹脂前駆体層を形成して前記第１の樹脂前駆体層を加熱することを含み、
前記第２の樹脂層を形成する工程は、熱硬化性の第２の樹脂前駆体層を形成して前記第２の樹脂前駆体層を加熱することを含み、
前記第１及び第２の樹脂前駆体層を、同じ高さであって、前記第２の樹脂前駆体層の単位体積当りの表面積が前記第１の樹脂前駆体層よりも大きくなるように同時に形成し、
前記第１及び第２の樹脂前駆体層を同時に加熱し、単位体積当りの表面積が大きいことによって前記第２の樹脂前駆体層の単位体積当りの熱量を大きくして、前記第２の樹脂前駆体層の硬化前の一時的な軟化の程度を高めて自重によって低くして、前記第２の樹脂層の高さを前記第１の樹脂層よりも低くし、前記パッドの上端を前記端子部の上端よりも低く形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１（Ａ）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り、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIB-IB線断面図である。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。半導体基板１０が一方向に長い形状（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が配列されている。
【０００６】
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おり、表面が凹凸面になっている。
【０００７】
半導体基板１０の電極１４が形成された面（パッシベーション膜１６上）には、第１及び第２の樹脂層２０，２２が形成されている。第１及び第２の樹脂層２０，２２の材料としては、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。第１及び第２の樹脂層２０，２２は、同一の材料（例えばポリイミド樹脂）を用いてもよい。１つの電極１４と１つの第２の樹脂層２２に挟まれる位置に、１つの第１の樹脂層２０の少なくとも一部が配置されている。本実施の形態では、１列に並ぶ複数の電極１４と、電極１４の並びに平行して１列に並ぶ複数の第２の樹脂層２２との間に、１つの長尺状の第１の樹脂層２０が配置されている。
【０００８】
第２の樹脂層２２の上端（最も高い面）は、第１の樹脂層２０の上端（最も高い面）よりも低くなっている。第２の樹脂層２２には、最も高い面と低い面（最も低い面）３４とで段差３０が形成されている。低い面を構成する低部の、第１の樹脂層２０側に、最も高い面を構成する高部の少なくとも一部が位置する。高部は、底部を少なくとも３方向から囲んでおりコ字状をなしている。第２の樹脂層２２には、高部が描くコの字の対向する２辺の内側に溝３６が形成される。低い面は溝３６の底面である。なお、「高い面（部分）」とは、当該面（部分）と半導体基板１０の電極１４が形成された面との距離が、他の面（部分）と半導体基板１０の電極１４が形成され面との距離よりも大きい（遠い）面（部分）を指し、「低い面（部分）」とは、当該面（部分）と半導体基板１０の電極１４が形成された面との距離が、他の面（部分）と半導体基板１０の電極１４が形成され面との距離よりも小さい（近い）面（部分）を指してもよい。
【０００９】
半導体基板１０には配線４０が形成されている。配線４０は、電極１４上で電極１４に電気的に接続している。配線４０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４０は、電極１４上から、パッシベーション膜１６上を通って、第１の樹脂層２０上に至る。配線４０は、電極１４と第１の樹脂層２０の間で、パッシベーション膜１６に密着して形成されている。配線４０は、第１の樹脂層２０の、電極１４とは反対側の端部を越えて第２の樹脂層２２上に至るように形成されている。配線４０は、第２の樹脂層２２の、第１の樹脂層２０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】
配線４０は、電極１４上に位置して電極１４に電気的に接続する接続部４２と、第１の樹脂層２０上に位置して外部端子を構成する端子部４４と、接続部４２及び端子部４４を介して電極１４に電気的に接続するパッド４６と、を含む。接続部４２及びパッド４６の間に端子部４４が位置する。パッド４６の表面には、端子部４４から遠い方向に低くなる段差５０が形成されている。段差５０の低い面は溝５２の底面であって、溝５２は端子部４４から離れる方向に延びている。パッド４６は、第２の樹脂層２２上に形成されている。パッド４６の段差５０は、第２の樹脂層２２の段差３０に対応している。また、パッド４６の上端は、端子部４４の上端よりも低くなるように形成されている。なお、パッド４６の表面に段差５０が形成されるのであれば、その下の樹脂層を無くしてもよく、樹脂層の替わりに金属層又は酸化層などを設けてもよい。
【００１１】
本実施の形態によれば、パッド４６の段差５０によってプローブ８０の移動を規制するので、プローブ８０が外部端子としての端子部４４を破損することを防止することができる。
【００１２】
（製造方法）
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）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２（Ａ）は、図６のIIA−IIA線で切断したときの断面図である。本実施の形態では、集積回路１２に電気的に接続されてパッシベーション膜１６から少なくとも一部が露出する電極１４を有する半導体基板１０を用意する。半導体基板１０の詳細は、上述した通りである。
【００１３】
本実施の形態では、熱硬化性の樹脂前駆体層を形成し、これをパターニングして、図２（Ａ）に示すように、第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２を形成する。第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２は、高さを除き、上述した第１及び第２の樹脂層２０，２２に対応するように形成する。一体的な樹脂前駆体層から同時に形成するので、第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２の高さは同じになる。ただし、第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２は、第２の樹脂前駆体層６２の単位体積当りの表面積が第１の樹脂前駆体層６０よりも大きくなるように形成する。例えば、第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２の側面の傾斜角度が均一（例えば垂直）であれば、第２の樹脂前駆体層６２の上面を第１の樹脂前駆体層６０の上面よりも小さくする（図６参照）。また、第２の樹脂前駆体層６２を、第１の部分６４と、第１の部分６４よりも単位体積当りの表面積が小さい第２の部分６６を有するように形成してもよい。例えば、第１の部分６４と第２の部分６６の側面の傾斜角度が均一（垂直）であれば、第１の部分６４の上面を第２の部分６６の上面よりも小さくしてもよい（図６参照）。また、第２の部分６６は一つの第１の部分６４に対して、複数形成してもよい。
【００１４】
図２（Ｂ）に示すように、第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２を加熱する。第１及び第２の樹脂前駆体層６０，６２を同時に加熱しても、単位体積当りの表面積が大きいことによって、第２の樹脂前駆体層６２の単位体積当りの熱量が大きくなる。その結果、第２の樹脂前駆体層６２は、硬化前の一時的な軟化の程度が第１の樹脂前駆体層６０よりも高まり、自重によって低くなり、第２の樹脂層２２の高さが第１の樹脂層２０よりも低くなる。また、第２の部分６６を複数形成した場合には、複数の第２の部分６６の端部（第２の部分６６の、半導体基板１０の電極１４が形成されている面と接触している部分）同士が接触するまで、第２の樹脂前駆体層６２を加熱してもよい。そして、この複数の第２の部分６６の端部同士が接触している部分の上面（基板と接触している面とは反対側の面）を、第２の樹脂層２２の低い面３６としてもよい。
【００１５】
こうして、第１及び第２の樹脂層２０，２２を形成し、図２（Ｃ）に示すように、パッシベーション膜１６、電極１４並びに第１及び第２の樹脂層２０，２２上に導電膜７０を形成する。その形成にはスパッタリングを適用してもよい。導電膜７０は複数層で形成してもよい。そして、導電膜７０をパターニング（エッチング）して、配線４０を、電極１４に電気的に接続するように第１の樹脂層２０上に形成する（図２（Ｄ）参照）。配線４０を形成する工程で、１つの第１の樹脂層２０上に、相互に間隔をあけて複数の配線４０を形成する（図１（Ａ）参照）。配線４０の詳細も上述した通りである。なお、第１の樹脂層２０の、複数の配線４０間の部分（配線４０からの露出部分）をエッチングしてもよい（図１（Ａ）参照）。こうすることで、配線４０と第１の樹脂層２０の露出面との高さの差を大きくして電気的な接続を図りやすくなる。
【００１６】
本実施の形態では、段差３０を有する第２の樹脂層２２上に、これに対応する段差５０を有するように、配線４０の一部であるパッド４６を形成する。また、第２の樹脂層２２の高さを第１の樹脂層２０よりも低くし、パッド４６の上端を端子部４４の上端よりも低くする。
【００１７】
図２（Ｄ）に示すように、プローブ８０を使用して検査を行う。検査は、パッド４６上で段差５０の低い面上を段差５０の立ち上がり面の方向にプローブ８０を接触させながらスライドさせて行う。段差５０の低い面は溝５２の底面であって、溝５２は端子部４４から離れる方向に延び、プローブ８０を、溝５２にガイドさせる。本実施の形態によれば、パッド４６の段差５０によってプローブ８０の移動を規制するので、プローブ８０が外部端子としての端子部４４を破損することを防止することができる。
【００１８】
さらに、半導体ウエハとしての半導体基板１０を、複数の半導体チップとしての半導体基板１０に切断する。切断は、検査後に行ってもよいし、検査前に行ってもよい。その他の詳細は、上述した半導体装置の構造から自明な製造方法であるため説明を省略する。
【００１９】
（変形例１）
図３は、本発明を適用した実施の形態の変形例１に係るパッドを説明する図である。図１（Ａ）に示す例では、パッド４６の上面に１つの溝５２が形成されているが、図３に示す例では、配線１４０の一部であるパッド１４６は、上面に複数の溝１５２が形成されている。その他の詳細は、上述した実施の形態で説明した半導体装置及びその製造方法の説明が該当する。
【００２０】
（変形例２）
図４は、本発明を適用した実施の形態の変形例２に係るパッドを説明する図である。図４に示す例では、配線２４０の一部であるパッド２４６は、上面に、溝の替わりに凹部２５２が形成されている。凹部２５２の低い面（底面）とこれを囲む高い面とで段差が構成されている。図４に示すように、平坦面にその一部を囲むように（例えばリング状に）凸部が形成されていてもよいし、逆に、平坦面に凹部が形成されていてもよい。その他の詳細は、上述した実施の形態で説明した半導体装置及びその製造方法の説明が該当する。
【００２１】
（変形例３）
図５は、本発明を適用した実施の形態の変形例３に係る半導体装置を示す図である。図１（Ａ）に示す例では、半導体基板１０の中央部に電極１４が形成され、電極１４よりも端部側に第１の樹脂層２０が形成され、電極１４から半導体基板１０の端部方向へ配線４０が延びている。これに対して、図５に示す例では、半導体基板３１０の端部に電極３１４が形成され、電極３１４よりも中央側に第１の樹脂層３２０が形成され、電極３１４から半導体基板１０の中央方向へ配線３４０が延びている。この電極３１４、第１の樹脂層３２０及び配線３４０の配置は、上述した実施の形態及びその変形例１又は２にも適用することができる。その他の詳細は、上述した実施の形態で説明した半導体装置及びその製造方法の説明が該当する。
【００２２】
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】
【００２３】
【図１】図１（Ａ）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り、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す半導体装置のIB-IB線断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）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３】図３は、本発明を適用した実施の形態の変形例１に係るパッドを説明する図である。
【図４】図４は、本発明を適用した実施の形態の変形例２に係るパッドを説明する図である。
【図５】図５は、本発明を適用した実施の形態の変形例３に係る半導体装置を示す図である。
【図６】図６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。
【符号の説明】
【００２４】
１０…半導体基板、  １２…集積回路、  １４…電極、  １６…パッシベーション膜、  ２０…第１の樹脂層、  ２２…第２の樹脂層、  ３０…段差、  ３６…溝、  ４０…配線、  ４２…接続部、  ４４…端子部、  ４６…パッド、  ５０…段差、  ５２…溝、  ６０…第１の樹脂前駆体層、  ６２…第２の樹脂前駆体層、  ７０…導電膜、  ８０…プローブ、  １４０…配線、  １４６…パッド、  ２４０…配線、  ２４６…パッド、  ２５２…凹部、  ３１０…半導体基板、  ３１４…電極、  ３２０…第１の樹脂層、  ３４０…配線
【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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