(57)【要約】【課題】製造工程を簡素化して半導体装置の製造コストを引き下げる。【解決手段】半導体ウエハ１０の電極端子形成面に、一端側で電極端子１２に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子２６に接続する再配線パターン２８が形成された半導体装置の製造方法において、金属薄膜層１７をめっき給電層として電解ニッケルめっき、次いで電解金めっきを施して、金属薄膜層にニッケルめっき層１７ｂおよび金薄膜めっき層を形成する工程と、再配線パターンのパッド部となる部位に金ワイヤをボンディングして接続端子２６を形成する工程と、金属薄膜層１７をめっき給電層として、接続端子２６に弾性を付与するための電解めっき３８を施す工程と、金属薄膜層１７をめっき給電層として再配線パターンの表面および前記接続端子の外面に保護用の金めっき４０を施す工程と、前記めっき用パターン３０を除去した後、半導体ウエハ１０の表面に露出する部位の金属薄膜層１７を除去し、絶縁層１４の表面に再配線パターン２８を形成することを特徴とする。【選択図】　　　　　図２
2004056050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの電極端子形成面に、一端側で電極端子に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子に接続する再配線パターンが形成された半導体装置の製造方法において、
前記電極端子形成面に前記電極端子を露出させた絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層が設けられた半導体ウエハの電極端子形成面に金属薄膜層を形成する工程と、
前記金属薄膜層に感光性を有する絶縁皮膜を被着し、該絶縁皮膜を露光および現像して、再配線パターンを形成する部位を露出させためっき用パターンを形成する工程と、
前記金属薄膜層をめっき給電層として電解ニッケルめっき、次いで電解金めっきを施して、金属薄膜層にニッケルめっき層および金薄膜めっき層を形成する工程と、
再配線パターンのパッド部となる部位に金ワイヤをボンディングして接続端子を形成する工程と、
前記金属薄膜層をめっき給電層として、接続端子に弾性を付与するための電解めっきを施す工程と、
前記金属薄膜層をめっき給電層として再配線パターンの表面および前記接続端子の外面に保護用の金めっきを施す工程と、
前記めっき用パターンを除去した後、半導体ウエハの表面に露出する部位の金属薄膜層を除去し、前記絶縁層の表面に再配線パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
金属薄膜層をめっき給電層として電解ニッケルめっき、次いで電解金めっきを施して、金属薄膜層にニッケルめっき層および金薄膜めっき層を形成する工程にかえて、
前記金属薄膜層をめっき給電層とする電解金めっきを施して、金属薄膜層に金薄膜めっき層のみ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３】
金属薄膜層として、Ｃｒ薄膜層とＣｕ薄膜層をこの順に設けることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法
【請求項４】
接続端子に弾性を付与するための電解めっきとして、ニッケル合金めっきを施すことを特徴とする請求項１、２または３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体素子の電極端子形成面に、一端側で電極端子に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子に接続する再配線パターンが形成された半導体装置において、
前記再配線パターンが、金属薄膜層と、金薄膜めっき層と、前記金ワイヤからなる接続端子に弾性を付与すべく金ワイヤを被覆するとともに、前記金薄膜めっき層を被覆するめっき層とがこの順に積層して設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
半導体素子の電極端子形成面に、一端側で電極端子に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子に接続する再配線パターンが形成された半導体装置において、
前記再配線パターンが、金属薄膜層と、ニッケルめっき層と、金薄膜めっき層と、前記金ワイヤからなる接続端子に弾性を付与すべく金ワイヤを被覆するとともに、前記金薄膜めっき層を被覆して設けられためっき層とがこの順に積層して設けられていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、より詳細にはワイヤを折曲させて形成した接続端子を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの電極端子を形成した面に、電極端子と電気的に接続して再配線パターンを形成し、再配線パターンに設けた電極パッド部に、接続端子として金ワイヤをボンディングして形成する半導体装置の製造方法がある。
図７は、このような半導体装置の従来の製造工程を示すフロー図、図５、６は製造工程における層構成を示す断面図である。
図５（ａ）は、半導体ウエハ１０の電極端子形成面に絶縁層１４を形成した状態で、半導体ウエハ１０の表面にポリイミド等の電気的絶縁性材を塗布し、アルミニウムパッド部からなる電極端子１２を露出させた状態である。図５（ｂ）は、次に、再配線パターンの下地層となる金属薄膜層１６をスパッタリングにより半導体ウエハ１０の表面全体に形成した状態であり、図５（ｃ）は、スパッタリングにより金薄膜層１８を形成した状態である。
【０００３】
図５（ｄ）は、金薄膜層１８の表面にレジストパターン２０を形成した状態である。レジストパターン２０は金薄膜層１８の表面に感光性レジストを塗布し、露光および現像して再配線パターンを形成する部位を露出させるように形成する。レジストパターン２０の厚さは１０μｍ程度である。
図５（ｅ）は、電解めっきにより金薄膜層１８の表面に金めっき２２を形成した状態である。金めっき２２は再配線パターンの導体部の主要部をなすもので、５μｍ程度の厚膜に形成する。
【０００４】
図６（ａ）は、金薄膜層１８の表面を被覆しているレジストパターン２０を除去し、表面に露出している金薄膜層１８をエッチングして除去した状態を示す。金薄膜層１８は表面に露出している部位が除去され、下地の金属薄膜層１６が露出する。
図６（ｂ）は、接続端子となる金ワイヤをパッド部２２ａにボンディングするため、金めっき２２のパッド部２２ａを露出させたレジストパターン２４を形成した状態である。
図６（ｃ）は、パッド部２２ａに金ワイヤの基端をボンディングし、ワイヤを折曲させ、ワイヤ端を溶断して金ワイヤからなる接続端子２６を形成した状態である。金ワイヤに弾力性を付与するため、金属薄膜層１６をめっき給電層として金ワイヤの表面にニッケル−コバルト合金めっきを施す。図６（ｄ）は、このニッケル合金めっきを施し、さらに金めっきを施した状態を示す。
【０００５】
図６（ｅ）は、レジストパターン２０を除去し、半導体ウエハ１０の表面に露出している金属薄膜層１６を除去して、再配線パターン２８を形成した状態を示す。再配線パターン２８は一端側で電極端子１２に接続し、他端側で接続端子２６に電気的に接続して、電極端子１２と接続端子２６との電気的接続がなされる。こうして、半導体ウエハ１０の電極端子形成面に電極端子１２に電気的に接続された再配線パターン２８が形成される。この後、半導体ウエハ１０をダイシングすることによって半導体装置が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の再配線パターンの形成では、再配線パターン２８をの主要部が厚膜に形成した金めっきからなるから、材料費がかかるという問題があり、より低コストで製造する方法が求められている。また、再配線パターンを形成する工程は、上述したように煩雑であるため、製造工程を簡素化し、製造コストを低減することも求められている。
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、半導体ウエハの電極端子形成面に再配線パターンを形成する製造工程の簡素化を図ることができ、また、材料費を削減して製造コストを引き下げ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にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、半導体ウエハの電極端子形成面に、一端側で電極端子に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子に接続する再配線パターンが形成された半導体装置の製造方法において、前記電極端子形成面に前記電極端子を露出させた絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層が設けられた半導体ウエハの電極端子形成面に金属薄膜層を形成する工程と、前記金属薄膜層に感光性を有する絶縁皮膜を被着し、該絶縁皮膜を露光および現像して、再配線パターンを形成する部位を露出させためっき用パターンを形成する工程と、前記金属薄膜層をめっき給電層として電解ニッケルめっき、次いで電解金めっきを施して、金属薄膜層にニッケルめっき層および金薄膜めっき層を形成する工程と、再配線パターンのパッド部となる部位に金ワイヤをボンディングして接続端子を形成する工程と、前記金属薄膜層をめっき給電層として、接続端子に弾性を付与するための電解めっきを施す工程と、前記金属薄膜層をめっき給電層として再配線パターンの表面および前記接続端子の外面に保護用の金めっきを施す工程と、前記めっき用パターンを除去した後、半導体ウエハの表面に露出する部位の金属薄膜層を除去し、前記絶縁層の表面に再配線パターンを形成することを特徴とする。
【０００８】
また、前記金属薄膜層をめっき給電層として電解ニッケルめっき、次いで電解金めっきを施して、金属薄膜層にニッケルめっき層および金薄膜めっき層を形成する工程にかえて、前記金属薄膜層をめっき給電層とする電解金めっきを施して、金属薄膜層に金薄膜めっき層のみを形成することを特徴とする。
また、前記金属薄膜層の例として、Ｃｒ薄膜層とＣｕ薄膜層をこの順に設けることが好適である。
また、前記接続端子に弾性を付与するための電解めっきとして、ニッケル−コバルト合金等のニッケル合金めっきを施すことが好適である。
【０００９】
また、半導体素子の電極端子形成面に、一端側で電極端子に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子に接続する再配線パターンが形成された半導体装置において、前記再配線パターンが、金属薄膜層と、金薄膜めっき層と、前記金ワイヤからなる接続端子に弾性を付与すべく金ワイヤを被覆するとともに、前記金薄膜めっき層を被覆するめっき層とがこの順に積層して設けられていることを特徴とする。
また、半導体素子の電極端子形成面に、一端側で電極端子に接続し、他端側でワイヤを折曲して形成した接続端子に接続する再配線パターンが形成された半導体装置において、前記再配線パターンが、金属薄膜層と、ニッケルめっき層と、金薄膜めっき層と、前記金ワイヤからなる接続端子に弾性を付与すべく金ワイヤを被覆するとともに、前記金薄膜めっき層を被覆して設けられたニッケル合金めっき等によるめっき層とがこの順に積層して設けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１、２は本発明に係る半導体装置の製造方法を示す説明図、図３はその製造工程を示すフロー図である。以下、製造工程にしたがって説明する。なお、図は説明上、一つの電極端子１２に対応して形成する再配線パターンの部位を拡大して示している。
図１（ａ）は、半導体ウエハ１０の電極端子形成面に絶縁層１４を形成するステップＳ１の工程である。絶縁層１４は半導体ウエハ１０の表面全体にポリイミド等の電気的絶縁性を有する材料を塗布し、アルミニウムパッド部からなる電極端子１２を露出させるようにパターニングして形成する。絶縁層１４は半導体ウエハ１０の電極端子形成面に再配線パターンを形成する下地膜となるもので、場合によっては絶縁層１４を形成せずにパッシベーション膜１１を絶縁層に利用して再配線パターンを形成することも可能である。
【００１１】
図１（ｂ）、（ｃ）は、絶縁層１４を形成した半導体ウエハ１０の電極端子形成面の表面全体に、スパッタリングによって金属薄膜層としてＣｒ薄膜層１７ａとＣｕ薄膜層１７ｂとを形成するステップＳ２の工程を示す。本実施形態では、絶縁層１４の表面に形成する金属薄膜層としてＣｕ薄膜層１７ｂを設けることが特徴である。従来の製造工程では、金属薄膜層を形成する工程で金薄膜層の下地としてＴｉＷ層をスパッタリングによって形成している。本実施形態で金属薄膜層として形成するＣｒ薄膜層１７ａとＣｕ薄膜層１７ｂはより安価な材料として形成できるという利点がある。本実施形態では金属薄膜層１７をスパッタリングによって形成したが、他の蒸着法等によって形成することも可能である。
【００１２】
図１（ｄ）は、半導体ウエハ１０の電極端子形成面の表面に絶縁皮膜としてドライフィルムをラミネートし、再配線パターンを形成する部位の金属薄膜層１７を露出させためっき用パターン３０を形成するステップＳ３の工程を示す。ドライフィルムは一般的な露光および現像によって任意のパターンにパターニングすることができる。
ここで使用しているドライフィルムは５０μｍ〜１００μｍのかなり厚いフィルムである。本実施形態で比較的厚いドライフィルムを使用しているのは、再配線パターンを形成する工程、金ワイヤをボンディングして接続端子を形成する工程を通して、厚いめっき厚を形成する必要があるからである。なお、ドライフィルムにかえて所定の厚さの感光性レジストを塗布してめっき用パターン３０とすることも可能である。
【００１３】
図１（ｅ）は、金属薄膜層１７をめっき給電層として電解銅めっきと電解ニッケルめっきを施して、銅めっき層３２とニッケルめっき層３４を形成するステップＳ４、Ｓ５の工程を示す。銅めっき層３２とニッケルめっき層３４は、めっき用パターン３０がマスクとして作用し、金属薄膜層１７の表面が露出する部位（再配線パターンとなる部位）のみに形成される。なお、この工程では、場合によっては電解銅めっきを施さず銅めっき層３２を省いて、ニッケルめっき層３４のみを形成するようにしてもよい。
銅めっき層３２およびニッケルめっき層３４を形成した後、電解金めっきにより金薄膜めっき層３６を薄く形成する。図１（ｆ）が金薄膜めっき層３６を形成するステップＳ６の工程を示す。金薄膜めっき層３６は金ワイヤをボンディングするために設けるもので、０．１μｍ程度にきわめて薄く形成する。
【００１４】
図２（ａ）は、金ワイヤをボンディングして接続端子２６を形成するステップＳ７の工程である。接続端子２６は、従来と同様に金ワイヤの基端を再配線パターンのパッド部となる部位にボンディングし、金ワイヤを折曲させるようにキャピラリを操作して、ワイヤを上向きに引き上げたところでワイヤ端を溶断することによって形成する。
図２（ｂ）は、金ワイヤに弾性を付与するため、金属薄膜層１７をめっき給電層とする電解めっきによりニッケル合金めっき３８を施すステップＳ８の工程を示す。この電解めっき工程では、めっき用パターン３０がマスクとしてめっきが施され、金薄膜めっき層３６の表面と、金ワイヤからなる接続端子２６の外面にニッケル合金めっき３８が析出する。金ワイヤの外面にニッケル−コバルト合金めっきを施すことにより、金ワイヤの剛性を高めて所要の弾性を備えた接続端子２６として形成することができる。
【００１５】
図２（ｃ）は、金属薄膜層１７をめっき給電層とする電解めっきにより金めっき４０を施すステップＳ９の工程である。金めっき４０は再配線パターンの耐候性を向上させるために設けるもので、数μｍ程度の厚さに設ければよい。金めっき４０は接続端子２６の表面にも形成される。
図２（ｄ）は、めっき用パターン３０を除去するステップＳ１０の工程であり、図２（ｅ）は、外部に露出している金属薄膜層１７を除去するステップＳ１１の工程である。金属薄膜層１７はきわめて薄く形成されており、エッチング処理によって半導体ウエハ１０の電極端子形成面で外部に露出している部位の金属薄膜層１７のみを選択的に除去することができる。
こうして、半導体ウエハ１０の電極端子形成面に、電極端子１２と接続端子２６とを電気的に接続する再配線パターン２８が形成される（図２（ｅ））。この後、ダイシング工程（Ｓ１２）により半導体ウエハ１０を個片にダイシングして半導体装置が得られる。
【００１６】
本実施形態の製造方法によって得られた半導体装置は、再配線パターン２８の導体部の主要部が、銅めっき層３２とニッケルめっき層３４とニッケル−コバルト合金めっき３８からなり、金材料を使用する部位は、金薄膜めっき層３６と保護めっきとしての金めっき４０を施した部分のみである。したがって、従来の半導体装置の製造方法において、再配線パターン２８に設けている金めっき２２にくらべて金層が薄く形成され、金材料が節約でき結果として半導体装置の製造コストを低減させることが可能となる。また、本実施形態の製造方法においては、めっき用パターン３０を形成する際にドライフィルムをエッチングしてパターニングするだけであり、露光および現像工程を１回で済ますことができ、これによって製造工程を簡略化することが可能になる。
【００１７】
図４は、半導体装置の他の製造工程を示す。この製造工程ではステップＳ３の工程で、半導体ウエハ１０の表面にドライフィルムをラミネートしてめっき用パターン３０を形成した後、銅めっきおよびニッケルめっきを省略して、金属薄膜層１７の表面にボンディング用の金薄膜めっき層３６を形成することを特徴とする。
このような製造工程とすることで、再配線パターンを有する半導体装置の製造工程をさらに簡略化することができ、製造コストをさらに引き下げることが可能になる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る半導体装置およびその製造方法によれば、上述したように、再配線パターンを形成する際に使用する金材料の使用量を削減することができ、材料コストを有効に引き下げることができる。また、再配線パターンを備えた半導体装置の製造工程を簡素化することができ、これによって製造コストを引き下げることが可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【図３】図１、２に示す半導体装置の製造工程を示すフロー図である。
【図４】半導体装置の他の製造工程を示すフロー図である。
【図５】半導体装置の従来の製造方法を示す説明図である。
【図６】半導体装置の従来の製造方法を示す説明図である。
【図７】従来の半導体装置の製造工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０　半導体ウエハ
１１　パッシベーション膜
１２　電極端子
１４　絶縁層
１６、１７　金属薄膜層
１７ａ　Ｃｒ薄膜層
１７ｂ　Ｃｕ薄膜層
１８　金薄膜層
２０　レジストパターン
２２　金めっき
２２ａ　パッド部
２６　接続端子
２８　再配線パターン
３０　めっき用パターン
３２　銅めっき層
３４　ニッケルめっき層
３６　金薄膜めっき層
４０　金めっき
【図１】
2004056050.tif 000003
【図２】
2004056050.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004056050.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004056050.tif 000008
【図７】
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