(57)【要約】【課題】ＣＳＰと呼ばれる半導体装置において、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにする。【解決手段】保護膜４の上面に設けられた下地金属層６の上面には銅からなる再配線７が設けられている。再配線７の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極８が設けられている。柱状電極８の外周面および再配線７の上面には陽極酸化膜９が設けられている。そして、陽極酸化膜９により、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられた下地金属層と、該下地金属層上に設けられた再配線と、該再配線の接続パッド部上に設けられた柱状電極と、前記柱状電極の外周面および前記再配線の少なくとも上面に設けられた陽極酸化膜とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記再配線を含む前記半導体基板上の前記柱状電極間に封止膜が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体基板の一面上に下地金属層を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として前記下地金属層上に再配線を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として前記再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、前記下地金属層を一方の電極として前記柱状電極および前記再配線に陽極酸化膜を形成する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４】
請求項３に記載の発明において、前記陽極酸化膜を含む前記半導体基板上に封止膜を形成する工程と、前記柱状電極の上面の前記陽極酸化膜を除去して前記柱状電極の上面を露出させる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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、再配線および柱状電極を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置には、ＣＳＰ（ｃｈｉｐ  ｓｉｚｅ  ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれるもので、半導体基板上に銅からなる再配線が設けられ、再配線の接続パッド部上に銅からなる柱状電極が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２１８０４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体装置では、再配線を含む半導体基板上の柱状電極間に封止膜が設けられていても、使用環境中の水分が封止膜に浸透すると、プラス電圧が印加されている柱状電極から溶け出した銅イオンが移動してマイナス電圧が印加されている柱状電極に析出し、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生することがあるという問題があった。
そこで、この発明は、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体基板上に設けられた下地金属層と、該下地金属層上に設けられた再配線と、該再配線の接続パッド部上に設けられた柱状電極と、前記柱状電極の外周面および前記再配線の少なくとも上面に設けられた陽極酸化膜とを備えていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記再配線を含む前記半導体基板上の前記柱状電極間に封止膜が設けられていることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、半導体基板の一面上に下地金属層を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として前記下地金属層上に再配線を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として前記再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、前記下地金属層を一方の電極として前記柱状電極および前記再配線に陽極酸化膜を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記陽極酸化膜を含む前記半導体基板上に封止膜を形成する工程と、前記柱状電極の上面の前記陽極酸化膜を除去して前記柱状電極の上面を露出させる工程とを有することを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、柱状電極の外周面および前記再配線の少なくとも上面に陽極酸化膜を設けているので、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態としての半導体装置の断面図を示したものである。この半導体装置はシリコン基板（半導体基板）１を備えている。シリコン基板１の上面中央部には集積回路（図示せず）が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属からなる複数の接続パッド２が集積回路に接続されて設けられている。
【０００７】
接続パッド２の中央部を除くシリコン基板１の上面には酸化シリコンや窒化シリコンなどからなる絶縁膜３およびポリイミドやベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などからなる保護膜（絶縁膜）４が設けられている。接続パッド２の中央部は、絶縁膜３および保護膜４に設けられた開口部５を介して露出されている。
【０００８】
開口部５を介して露出された接続パッド２の上面から保護膜４の上面の所定の箇所にかけて下地金属層６が設けられている。下地金属層６の上面には銅からなる再配線７が設けられている。再配線７の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極８が設けられている。再配線７の上面および柱状電極８の外周面には陽極酸化膜９が設けられている。
【０００９】
再配線７上の陽極酸化膜９を含む保護膜４の上面にはエポキシ系樹脂などからなる封止膜１０がその上面が柱状電極８およびその外周面の陽極酸化膜９の上面と面一となるように設けられている。従って、柱状電極８およびその外周面の陽極酸化膜９の上面は露出されている。この露出された柱状電極８およびその外周面の陽極酸化膜９の上面には半田ボール１１が設けられている。
【００１０】
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ウエハ状態のシリコン基板１の上面にアルミニウム系金属からなる接続パッド２が形成され、その上面の接続パッド２の中央部を除く領域に酸化シリコンなどからなる絶縁膜３およびポリイミドなどからなる保護膜４が形成され、接続パッド２の中央部が絶縁膜３および保護膜４に形成された開口部５を介して露出されたものを用意する。
【００１１】
次に、図３に示すように、開口部５をを介して露出された接続パッド２の上面を含む保護膜４の上面に下地金属層６を形成する。この場合、下地金属層６は、詳細には図示していないが、スパッタにより形成されたチタン層上にスパッタにより銅層を形成したものである。なお、下地金属層６は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよい。
【００１２】
次に、下地金属層６の上面に第１のメッキレジスト膜２１をパターン形成する。この場合、再配線７形成領域に対応する領域における第１のメッキレジスト膜２１には開口部２２が形成されている。次に、下地金属層６をメッキ電流路として銅の電解メッキを行うことにより、第１のメッキレジスト膜２１の開口部２２内における下地金属層６の上面に再配線７を形成する。次に、第１のメッキレジスト膜２１を剥離する。
【００１３】
次に、図４に示すように、再配線７を含む下地金属層６の上面に第２のメッキレジスト膜２３をパターン形成する。この場合、再配線７の接続パッド部に対応する領域における第２のメッキレジスト膜２３には開口部２４が形成されている。次に、下地金属層６をメッキ電流路として銅の電解メッキを行うことにより、第２のメッキレジスト膜２３の開口部２４内における再配線７の接続パッド部上面に柱状電極８を形成する。次に、第２のメッキレジスト膜２３を剥離する。
【００１４】
次に、図５に示すように、再配線７によって覆われずに露出された下地金属層６の上面に陽極酸化用レジスト膜２５をパターン形成する。次に、下地金属層６をプラス電極とし、白金電極（図示せず）をマイナス電極とし、陽極酸化用電解液として０．０１ＷＴ％クエン酸水溶液を用いて陽極酸化を行なうと、柱状電極８の表面および再配線７の上面と側面に陽極酸化膜９が形成される。
【００１５】
次に、陽極酸化用レジスト膜２５を剥離し、次いで陽極酸化膜９をマスクとして下地金属層６の不要な部分をエッチングして除去すると、図６に示すように、再配線７下にのみ下地金属層６が残存される。次に、図７に示すように、陽極酸化膜９を含む保護膜４の上面にエポキシ系樹脂などからなる封止膜１０をその厚さが柱状電極８の高さよりもやや厚くなるように形成する。従って、この状態では、柱状電極８上の陽極酸化膜９の上面は封止膜１０によって覆われている。
【００１６】
次に、封止膜１０の上面側および少なくとも柱状電極８上の陽極酸化膜９を研磨して除去することにより、図８に示すように、柱状電極８およびその外周面の陽極酸化膜９の上面を露出させるとともに、この露出された柱状電極８およびその外周面の陽極酸化膜９の上面を封止膜１０の上面とほぼ面一とする。次に、図９に示すように、柱状電極８およびその外周面の陽極酸化膜９の上面に半田ボール１１を形成する。次に、図１０に示すように、ダイシング工程を経ると、図１に示す半導体装置が複数個得られる。
【００１７】
このようにして得られた半導体装置では、柱状電極８の外周面および再配線７の上面の陽極酸化膜９により、柱状電極８の外周面および再配線７の上面でのマイグレーションの発生を抑制することができ、従っていわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。また、エポキシ系樹脂などからなる封止膜１０の陽極酸化膜９に対する密着性が銅層のみの場合と比較して良くなり、従って封止膜１０が柱状電極８の外周面および再配線７の上面から剥離しにくいようにすることができる。
【００１８】
なお、図３に図示する第１のメッキレジスト膜２１の開口部２２内における下地金属層６の上面に再配線７を形成した後、第１のメッキレジスト膜２１を剥離せず残存したまま、開口部２４を有する第２のメッキレジスト膜２３をパターン形成し、下地金属層６をメッキ電流路とする電解メッキを行うことにより、第２のメッキレジスト膜２３の開口部２４内に柱状電極８を形成し、この後、第２のメッキレジスト膜２３を剥離して再配線７の上面および柱状電極８の表面に陽極酸化膜９を形成するようにしてもよい。
【００１９】
この製造方法によっても、図５に図示する状態となり（但し、図５における陽極酸化用レジスト膜２５は第１のメッキレジスト膜２１に置き換えるものとする）、この後は、前述と同じ工程を経ればよいので、フォトリソグラフィ工程を１つ低減することが可能となる。上記製造方法において、第１のメッキレジスト膜２１をポジ型、第２のメッキレジスト膜２３をネガ型とすると、、第２のメッキレジスト膜２３のエッチング液で第１のメッキレジスト膜２１がエッチングされないので、作業を一層確実なものとすることができる。
【００２０】
また、上記実施形態では、再配線は１層であったが、再配線は多層としてもよく、その場合、陽極酸化膜は、柱状電極が形成される再配線のみでなく、必要に応じ、各層の再配線に形成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、柱状電極の外周面および前記再配線の少なくとも上面に陽極酸化膜を設けているので、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態としての半導体装置の断面図。
【図２】図１に示す半導体装置の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図３】図２に続く製造工程の断面図。
【図４】図３に続く製造工程の断面図。
【図５】図４に続く製造工程の断面図。
【図６】図５に続く製造工程の断面図。
【図７】図６に続く製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】図８に続く製造工程の断面図。
【図１０】図９に続く製造工程の断面図。
【符号の説明】
１  シリコン基板
２  接続パッド
３  絶縁膜
４  保護膜
５  開口部
６  下地金属層
７  再配線
８  柱状電極
９  陽極酸化膜
１０  封止膜
１１  半田ボール
２１  第１のメッキレジスト膜
２３  第２のメッキレジスト膜
２５  陽極酸化用レジスト膜
【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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