(57)【要約】【課題】ＣＳＰと呼ばれる半導体装置において、製造工程数を少なくする。【解決手段】第１の再配線７の接続パッド部上および島状の下地金属層７ａ上には柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅが形成されている。そして、柱状電極を形成した後に、各層間絶縁膜９、１２、１４、１７および各再配線１０、１３、１５、１８を交互に形成する。これにより、各層間絶縁膜９、１２、１４、１７に、その上下の再配線を接続するための開口部をフォトリソグラフィ法により形成する必要はない。【選択図】        図２
2004165415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に接続パッドが設けられた半導体基板上に設けられた下層絶縁膜上に複数層の再配線と複数層の上層絶縁膜とを交互に形成してなる半導体装置であって、前記半導体基板上の接続パッドに接続された最下層の再配線の接続パッド部上に柱状電極が前記複数層の上層絶縁膜を貫通して設けられ、前記柱状電極に前記最下層の再配線も含めて１層以上の再配線が接続され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、前記下層絶縁膜上に、前記最下層の再配線よりも上層の１層以上の再配線が接続される柱状電極が前記複数層の上層絶縁膜を貫通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３】
請求項１または２に記載の発明において、前記柱状電極に異なる層の再配線が接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の発明において、いずれかの層の再配線は電源層であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の発明において、いずれかの層の再配線はグラウンド層であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上に封止膜が前記柱状電極の上面と面一となるように設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発明において、前記柱状電極の上面に半田ボールが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１または２に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上にオーバーコート膜が設けられ、前記柱状電極は前記オーバーコート膜上に突出されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
上面に接続パッドが設けられた半導体基板上に設けられた下層絶縁膜上に複数層の再配線と複数層の上層絶縁膜とを交互に形成してなる半導体装置の製造方法であって、
前記下層絶縁膜上に最下層の再配線を前記半導体基板上の接続パッドに接続させて形成する工程と、
前記最下層の再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、
前記最下層の再配線を含む前記下層絶縁膜上に前記各上層絶縁膜を該各上層絶縁膜上に前記柱状電極が突出されるように形成する工程と、
前記各上層絶縁膜上に上層の各再配線を前記柱状電極に接続させてまたは接続させずに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１０】
請求項９に記載の発明において、前記柱状電極の形成と同時に、前記下層絶縁膜上に、前記最下層の再配線よりも上層の１層以上の再配線が接続される柱状電極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１１】
請求項９または１０に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上に封止膜をその上面が前記柱状電極の上面と面一となるように形成する工程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１２】
請求項１１に記載の発明において、前記柱状電極の上面に半田ボールを形成する工程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１３】
請求項９または１０に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上にオーバーコート膜を該オーバーコート膜上に前記柱状電極が突出されるように形成する工程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、上面に接続パッドを有する半導体基板上に、それぞれビアホールを有するとともに上面に再配線が形成された複数枚のポリイミド等からなる絶縁フィルムを積層し、最上層の絶縁フィルム上の再配線上に半田ボールを形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２７６３０２０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、半導体基板上に複数枚のポリイミド等からなる絶縁フィルムを積層しているが、絶縁フィルムを用いずに、半導体基板上にポリイミド等からなる複数層の絶縁膜と複数層の再配線とを交互に形成することが考えられる。しかしながら、このような半導体装置では、各絶縁膜にその上下の再配線を接続するためのビアホール（開口部）をフォトリソグラフィ法により形成しなければならず、製造工程数が多くなってしまう。
そこで、この発明は、製造工程数を少なく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、上面に接続パッドが設けられた半導体基板上に設けられた下層絶縁膜上に複数層の再配線と複数層の上層絶縁膜とを交互に形成してなる半導体装置であって、前記半導体基板上の接続パッドに接続された最下層の再配線の接続パッド部上に柱状電極が前記複数層の上層絶縁膜を貫通して設けられ、前記柱状電極に前記最下層の再配線も含めて１層以上の再配線が接続され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、前記下層絶縁膜上に、前記最下層の再配線よりも上層の１層以上の再配線が接続される柱状電極が前記複数層の上層絶縁膜を貫通して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、請求項１または２に記載の発明において、前記柱状電極に異なる層の再配線が接続されてい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１または２に記載の発明において、いずれかの層の再配線は電源層であることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、いずれかの層の再配線はグラウンド層であることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上に封止膜が前記柱状電極の上面と面一となるように設けられていることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記柱状電極の上面に半田ボールが設けられていることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上にオーバーコート膜が設けられ、前記柱状電極は前記オーバーコート膜上に突出されていることを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、上面に接続パッドが設けられた半導体基板上に設けられた下層絶縁膜上に複数層の再配線と複数層の上層絶縁膜とを交互に形成してなる半導体装置の製造方法であって、前記下層絶縁膜上に最下層の再配線を前記半導体基板上の接続パッドに接続させて形成する工程と、前記最下層の再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、前記最下層の再配線を含む前記下層絶縁膜上に前記各上層絶縁膜を該各上層絶縁膜上に前記柱状電極が突出されるように形成する工程と、前記各上層絶縁膜上に上層の各再配線を前記柱状電極に接続させてまたは接続させずに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１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記柱状電極の形成と同時に、前記下層絶縁膜上に、前記最下層の再配線よりも上層の１層以上の再配線が接続される柱状電極を形成することを特徴とするものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上に封止膜をその上面が前記柱状電極の上面と面一となるように形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記柱状電極の上面に半田ボールを形成する工程を有することを特徴とするものである。
請求項１３に記載の発明は、請求項９または１０に記載の発明において、最上層の再配線を含む最上層の絶縁膜上にオーバーコート膜を該オーバーコート膜上に前記柱状電極が突出されるように形成する工程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、最下層の再配線の接続パッド部上に柱状電極を複数層の上層絶縁膜を貫通させて設け、柱状電極に最下層の再配線も含めて１層以上の再配線を接続させているので、柱状電極が上下導通部材としての役目を有し、この結果、柱状電極を形成した後に、複数層の上層絶縁膜と上層の各再配線とを交互に形成すると、各上層絶縁膜にその上下の再配線を接続するための開口部をフォトリソグラフィ法により形成する必要はなく、したがって製造工程数を少なくすることができる。
【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平面図を示し、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示したものである。この半導体装置は、平面正方形状のシリコン基板（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等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。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等からなる絶縁膜３が設けられ、接続パッド２の中央部は絶縁膜３に設けられた開口部４を介して露出されている。
【０００７】
絶縁膜３の上面にはポリイミド等からなる保護膜（下層絶縁膜）５が設けられている。絶縁膜３の開口部４に対応する部分における保護膜５には開口部６が設けられている。両開口部４、６を介して露出された接続パッド２の上面から保護膜５の上面の所定の箇所にかけて下地金属層７ａおよび該下地金属層７ａ上に設けられた上層金属層７ｂからなる第１の再配線７が設けられている。
【０００８】
この場合、下地金属層７ａは、詳細には図示していないが、下から順に、チタン層と銅層との２層構造となっているが、銅層のみとしてもよい。上層金属層７ｂは銅層のみからなっている。後述の下地金属層１０ａ、１３ａ、１５ａ、１８ａおよび上層金属層１０ｂ、１３ｂ、１５ｂ、１８ｂも同様である。
【０００９】
ここで、第１の再配線７を図示する平面図を図３に示す。この場合、例えば図２において中央部に示すように、保護膜５の上面には下地金属層７ａのみからなる円形状のものがどことも接続されずに島状に設けられている。そして、第１の再配線７の接続パッド部上面および島状の下地金属層７ａの上面には銅からなる柱状電極８（８Ａ〜８Ｅ）が設けられている。
【００１０】
ここで、説明の都合上、図２において、左側から１番目の柱状電極８Ａは電源用とし、２番目および３番目の柱状電極８Ｂ、８Ｃは信号用とし、４番目の柱状電極８Ｄはグラウンド用とし、５番目の柱状電極８Ｅは信号用とする。なお、添付符号Ａ〜Ｅを省略し、ただ単に柱状電極８として説明する場合もある。
【００１１】
第１の再配線７を含む保護膜５の上面にはポリイミド等からなる第１の層間絶縁膜９が設けられている。この状態では、すべての柱状電極８は第１の層間絶縁膜９上に突出されている。第１の層間絶縁膜９の上面のほぼ全面には下地金属層１０ａおよび該下地金属層１０ａ上に設けられた上層金属層１０ｂからなる電源層（一種の再配線）１０が設けられている。
【００１２】
この場合、電源層１０は電源用の柱状電極８Ａに接続されている。すなわち、第１の層間絶縁膜９上に突出された電源用の柱状電極８Ａの外周面には下地金属層１０ａおよび上層金属層１０ｂがこの順で且つ電源層１０を構成する下地金属層１０ａおよび上層金属層１０ｂに連続して設けられている。一方、電源用の柱状電極８Ａ以外の柱状電極８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの周囲における電源層１０にはリング状の開口部１１が設けられている。換言すれば、電源層１０は、柱状電極８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅに対しリング状の開口部１１において取り除かれている以外第１の層間絶縁膜９上にベタ状に形成されているものである。
【００１３】
電源層１０を含む第１の層間絶縁膜９の上面にはポリイミド等からなる第２の層間絶縁膜１２が設けられている。この状態では、すべての柱状電極８は第２の層間絶縁膜１２上に突出されている。第２の層間絶縁膜１２の上面の所定の箇所には下地金属層１３ａおよび該下地金属層１３ａ上に設けられた上層金属層１３ｂからなる第２の再配線１３が設けられている。
【００１４】
この場合、第２の再配線１３は信号用の柱状電極８Ｂ、８Ｃに接続されている。すなわち、第２の層間絶縁膜９上に突出された信号用の柱状電極８Ｂ、８Ｃの外周面には下地金属層１３ａおよび上層金属層１３ｂがこの順で且つ第２の再配線１３を構成する下地金属層１３ａおよび上層金属層１３ｂに連続して設けられている。
【００１５】
第２の再配線１３を含む第２の層間絶縁膜１２の上面にはポリイミド等からなる第３の層間絶縁膜１４が設けられている。この状態では、すべての柱状電極８は第３の層間絶縁膜１４上に突出されている。第３の層間絶縁膜１４の上面のほぼ全面には下地金属層１５ａおよび該下地金属層１５ａ上に設けられた上層金属層１５ｂからなるグラウンド層（一種の再配線）１５が設けられている。
【００１６】
この場合、グラウンド層１５はグラウンド用の柱状電極８Ｄに接続されている。すなわち、第３の層間絶縁膜１４上に突出されたグラウンド用の柱状電極８Ｄの外周面には下地金属層１５ａおよび上層金属層１５ｂがこの順で且つグラウンド層１５を構成する下地金属層１５ａおよび上層金属層１５ｂに連続して設けられている。一方、グラウンド用の柱状電極８Ｄ以外の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｅの周囲におけるグラウンド層１５にはリング状の開口部１６が設けられている。換言すれば、グラウンド層１５は、柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｅに対しリング状の開口部１６において取り除かれている以外第３の層間絶縁膜１４上にベタ状に形成されているものである。
【００１７】
グラウンド層１５を含む第３の層間絶縁膜１４の上面にはポリイミド等からなる第４の層間絶縁膜１７が設けられている。この状態では、すべての柱状電極８は第４の層間絶縁膜１７上に突出されている。第４の層間絶縁膜１７の上面の所定の箇所には下地金属層１８ａおよび該下地金属層１８ａ上に設けられた上層金属層１８ｂからなる第３の再配線１８が設けられている。
【００１８】
この場合、第３の再配線１８は信号用の柱状電極８Ｅに接続されている。すなわち、第４の層間絶縁膜１７上に突出された信号用の柱状電極８Ｅの外周面には下地金属層１８ａおよび上層金属層１８ｂがこの順で且つ第３の再配線１８を構成する下地金属層１８ａおよび上層金属層１８ｂに連続して設けられている。
【００１９】
第３の再配線１８を含む第４の層間絶縁膜１７の上面にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜１９がその上面が柱状電極８の上面と面一となるように設けられている。したがって、柱状電極８およびその外周面に設けられた両金属層（例えば１０ａ、１０ｂ）の上面は露出されている。柱状電極８およびその外周面に設けられた両金属層の上面には半田ボール２０が設けられている。
【００２０】
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４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等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の中央部を除く部分に酸化シリコン等からなる絶縁膜３が形成され、接続パッド２の中央部が絶縁膜３に形成された開口部４を介して露出されたものを用意する。次に、絶縁膜３の上面にポリイミド等からなる保護膜５をパターン形成する。この場合、絶縁膜３の開口部４に対応する部分における保護膜５には開口部６が形成されている。
【００２１】
次に、図５に示すように、両開口部４、６を介して露出された接続パッド２の上面を含む保護膜５の上面全体に下地金属層７ａを形成する。この場合、下地金属層７ａ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。後述する下地金属層１０ａ、１３ａ、１５ａ、１８ａも同様である。
【００２２】
次に、下地金属層７ａの上面にメッキレジスト膜２１をパターン形成する。この場合、第１の再配線７形成領域に対応する部分におけるメッキレジスト膜２１には開口部２２が形成されている。ただし、例えば図２において中央部に示す島状の下地金属層７ａに対応する部分におけるメッキレジスト膜２１には開口部は形成されていない。次に、下地金属層７ａ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、メッキレジスト膜２１の開口部２２内の下地金属層７ａの上面に上層金属層７ｂを形成する。次に、メッキレジスト膜２１を剥離する。
【００２３】
次に、図６に示すように、上層金属層７ｂを含む下地金属層７ａの上面にメッキレジスト膜２３をパターン形成する。この場合、上層金属層７ｂの接続パッド部に対応する部分におけるメッキレジスト膜２３には開口部２４が形成されている。また、例えば図２において中央部に示す島状の下地金属層７ａに対応する部分におけるメッキレジスト膜２３には開口部２４ａが形成されている。
【００２４】
次に、下地金属層７ａ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、メッキレジスト膜２３の開口部２４内の上層金属層７ｂの接続パッド部上面に柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｄ、８Ｅを形成する。また、メッキレジスト膜２３の開口部２４ａ内の下地金属層７ａの上面に柱状電極８Ｃを形成する。
【００２５】
次に、メッキレジスト膜２３を剥離し、次いで、柱状電極８および上層金属層７ｂをマスクとして下地金属層７ａの不要な部分をエッチングして除去すると、図７に示すように、上層金属層７ｂ下にのみ下地金属層７ａが残存され、この残存された下地金属層７ａおよびその上面全体に形成された上層金属層７ｂにより第１の再配線７が形成される。また、所定の柱状電極８Ｃ下にのみ下地金属層７ａが島状に残存される。
【００２６】
ここで、島状に残存された下地金属層７ａの上面全体にも上層金属層７ｂが形成されるようにすることもできる。すなわち、図５に示す製造工程において、島状に残存される下地金属層７ａの上面に上層金属層７ｂを島状に形成すると、図７に示す製造工程において、島状に残存された下地金属層７ａの上面全体に上層金属層７ｂが形成される。
【００２７】
次に、図８に示すように、第１の再配線７および島状の下地金属層７ａを含む保護膜５の上面全体にポリイミド等からなる第１の層間絶縁膜９を印刷法により形成する。この状態では、すべての柱状電極８は第１の層間絶縁膜９上に突出されている。次に、第１の層間絶縁膜９上に突出された柱状電極８の表面を含む第１の層間絶縁膜９の上面全体に下地金属層１０ａを形成する。
【００２８】
次に、下地金属層１０ａの上面において電源用の柱状電極８Ａの表面に形成された下地金属層１０ａを含む電源層１０形成領域以外の領域にメッキレジスト膜２５を形成する。この状態では、電源用の柱状電極８Ａ以外の柱状電極８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの表面に形成された下地金属層１０ａはメッキレジスト膜２５で覆われている。
【００２９】
次に、下地金属層１０ａ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、メッキレジスト膜２５下以外の領域における下地金属層１０ａの上面に上層金属層１０ｂを形成する。この状態では、電源用の柱状電極８Ａの表面に形成された下地金属層１０ａの表面には上層金属層１０ｂが形成されている。
【００３０】
次に、メッキレジスト膜２５を剥離し、次いで、上層金属層１０ｂをマスクとして下地金属層１０ａの不要な部分をエッチングして除去すると、図９に示すように、上層金属層１０ｂ下にのみ下地金属層１０ａが残存される。この状態では、第１の層間絶縁膜９の上面に残存された下地金属層１０ａおよびその上面全体に形成された上層金属層１０ｂにより電源層１０が形成されている。
【００３１】
また、電源用の柱状電極８Ａの表面には下地金属層１０ａおよび上層金属層１０ｂがこの順で且つ電源層１０を構成する下地金属層１０ａおよび上層金属層１０ｂに連続して形成されている。また、電源用の柱状電極８Ａ以外の柱状電極８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの表面は、該表面に形成されていた下地金属層１０ａが除去されることにより、露出されている。さらに、電源用の柱状電極８Ａ以外の柱状電極８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの周囲における電源層１０にはリング状の開口部１１が形成されている。
【００３２】
次に、図１０に示すように、電源層１０を含む第１の層間絶縁膜９の上面全体にポリイミド等からなる第２の層間絶縁膜１２を印刷法により形成する。この状態では、すべての柱状電極８は第２の層間絶縁膜１２上に突出されている。次に、第２の層間絶縁膜１２上に突出された電源用の柱状電極８Ａの表面に形成された上層金属層１０ｂの表面および残りの柱状電極８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの表面を含む第２の層間絶縁膜１２の上面全体に下地金属層１３ａを形成する。
【００３３】
次に、下地金属層１３ａの上面において信号用の柱状電極８Ｂ、８Ｃの表面に形成された下地金属層１３ａを含む第２の再配線１３形成領域以外の領域にメッキレジスト膜２６を形成する。この状態では、信号用の柱状電極８Ｂ、８Ｃ以外の柱状電極８Ａ、８Ｄ、８Ｅの表面に形成された下地金属層１３ａはメッキレジスト膜２６で覆われている。
【００３４】
次に、下地金属層１３ａ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、メッキレジスト膜２６下以外の領域における下地金属層１３ａの上面に上層金属層１３ｂを形成する。この状態では、信号用の柱状電極８Ｂ、８Ｃの表面に形成された下地金属層１３ａの表面には上層金属層１３ｂが形成されている。
【００３５】
次に、メッキレジスト膜２６を剥離し、次いで、上層金属層１３ｂをマスクとして下地金属層１３ａの不要な部分をエッチングして除去すると、図１１に示すように、上層金属層１３ｂ下にのみ下地金属層１３ａが残存される。この状態では、第２の層間絶縁膜１２の上面に残存された下地金属層１３ａおよびその上面全体に形成された上層金属層１３ｂにより第２の再配線１３が形成されている。
【００３６】
また、信号用の柱状電極８Ｂ、８Ｃの表面には下地金属層１３ａおよび上層金属層１３ｂがこの順で且つ第２の再配線１３を構成する下地金属層１３ａおよび上層金属層１３ｂに連続して形成されている。また、電源用の柱状電極８Ａの表面に形成された上層金属層１０ｂの表面は、該表面に形成されていた下地金属層１３ａが除去されることにより、露出されている。さらに、残りの柱状電極８Ｄ、８Ｅの表面は、該表面に形成されていた下地金属層１３ａが除去されることにより、露出されている。
【００３７】
次に、図１２に示すように、第２の再配線１３を含む第２の層間絶縁膜１２の上面全体にポリイミド等からなる第３の層間絶縁膜１４を印刷法により形成する。この状態では、すべての柱状電極８は第３の層間絶縁膜１４上に突出されている。次に、第３の層間絶縁膜１４上に突出された所定の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃの表面に形成された上層金属層１０ｂ、１３ｂ、１３ｂの表面および残りの柱状電極８Ｄ、８Ｅの表面を含む第３の層間絶縁膜１４の上面全体に下地金属層１５ａを形成する。
【００３８】
次に、下地金属層１５ａの上面においてグラウンド用の柱状電極８Ｄの表面に形成された下地金属層１５ａを含むグラウンド層１５形成領域以外の領域にメッキレジスト膜２７を形成する。この状態では、グラウンド用の柱状電極８Ｄ以外の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｅの表面に形成された下地金属層１５ａはメッキレジスト膜２７で覆われている。
【００３９】
次に、下地金属層１５ａ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、メッキレジスト膜２７下以外の領域における下地金属層１５ａの上面に上層金属層１５ｂを形成する。この状態では、グラウンド用の柱状電極８Ｄの表面に形成された下地金属層１５ａの表面には上層金属層１５ｂが形成されている。
【００４０】
次に、メッキレジスト膜２７を剥離し、次いで、上層金属層１５ｂをマスクとして下地金属層１５ａの不要な部分をエッチングして除去すると、図１３に示すように、上層金属層１５ｂ下にのみ下地金属層１５ａが残存される。この状態では、第３の層間絶縁膜１４の上面に残存された下地金属層１５ａおよびその上面全体に形成された上層金属層１５ｂによりグラウンド層１５が形成されている。
【００４１】
また、グラウンド用の柱状電極８Ｄの表面には下地金属層１５ａおよび上層金属層１５ｂがこの順で且つグラウンド層１５を構成する下地金属層１５ａおよび上層金属層１５ｂに連続して形成されている。また、所定の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃの表面に形成された上層金属層１０ｂ、１３ｂ、１３ｂの表面は、該表面に形成されていた下地金属層１５ａが除去されることにより、露出されている。
【００４２】
また、残りの柱状電極８Ｅの表面は、該表面に形成されていた下地金属層１５ａが除去されることにより、露出されている。さらに、グラウンド用の柱状電極８Ｄ以外の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｅの周囲におけるグラウンド層１５にはリング状の開口部１６が形成されている。
【００４３】
次に、図１４に示すように、グラウンド層１５を含む第３の層間絶縁膜１４の上面全体にポリイミド等からなる第４の層間絶縁膜１７を印刷法により形成する。この状態では、すべての柱状電極８は第４の層間絶縁膜１７上に突出されている。次に、第４の層間絶縁膜１７上に突出された所定の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの表面に形成された上層金属層１０ｂ、１３ｂ、１３ｂ、１５ｂの表面および残りの柱状電極８Ｅの表面を含む第４の層間絶縁膜１７の上面全体に下地金属層１８ａを形成する。
【００４４】
次に、下地金属層１８ａの上面において信号用の柱状電極８Ｅの表面に形成された下地金属層１８ａを含む第３の再配線１８形成領域以外の領域にメッキレジスト膜２８を形成する。この状態では、信号用の柱状電極８Ｅ以外の柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの表面に形成された下地金属層１８ａはメッキレジスト膜２８で覆われている。
【００４５】
次に、下地金属層１８ａ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、メッキレジスト膜２８下以外の領域における下地金属層１８ａの上面に上層金属層１８ｂを形成する。この状態では、信号用の柱状電極８Ｅの表面に形成された下地金属層１８ａの表面には上層金属層１８ｂが形成されている。
【００４６】
次に、メッキレジスト膜２８を剥離し、次いで、上層金属層１８ｂをマスクとして下地金属層１８ａの不要な部分をエッチングして除去すると、図１５に示すように、上層金属層１８ｂ下にのみ下地金属層１８ａが残存される。この状態では、第４の層間絶縁膜１７の上面に残存された下地金属層１８ａおよびその上面全体に形成された上層金属層１８ｂにより第３の再配線１８が形成されている。
【００４７】
また、信号用の柱状電極８Ｅの表面には下地金属層１８ａおよび上層金属層１８ｂがこの順で且つ第３の再配線１８を構成する下地金属層１８ａおよび上層金属層１８ｂに連続して形成されている。また、残りの柱状電極８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄの表面に形成された上層金属層１０ｂ、１３ｂ、１３ｂ、１５ｂの表面は、該表面に形成されていた下地金属層１８ａが除去されることにより、露出されている。
【００４８】
次に、図１６に示すように、柱状電極８の表面に形成された上層金属層（例えば１０ｂ）および第３の再配線１８を含む第４の層間絶縁膜１７の上面にエポキシ系樹脂等からなる封止膜１９をその厚さが柱状電極８およびその表面に形成された両金属層（例えば１０ａ、１０ｂ）の合計高さよりもやや厚くなるように形成する。この状態では、柱状電極８の上面に形成された上層金属層（例えば１０ｂ）は封止膜１９によって覆われている。
【００４９】
次に、封止膜１９および柱状電極８（その上面に形成された両金属層（例えば１０ａ、１０ｂ）を含む）の上面側を適宜に研磨することにより、図１７に示すように、柱状電極８およびその外周面に形成された両金属層（例えば１０ａ、１０ｂ）の上面を露出させる。次に、図１８に示すように、柱状電極８およびその外周面に形成された両金属層（例えば１０ａ、１０ｂ）の上面に半田ボール２０を形成する。次に、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。
【００５０】
このようにして得られた半導体装置では、第１の再配線７の接続パッド部上および島状の下地金属層７ａ上に柱状電極８が第１の再配線７上に形成された各層間絶縁膜９、１２、１４、１７を貫通して設けられている。そして、電源用の柱状電極８Ａは、第１の層間絶縁膜９下の第１の再配線７を介して所定の接続パッド２と第１の層間絶縁膜９上の電源層（一種の再配線）１０とを接続する上下導通部材として役目を果たしている。
【００５１】
信号用の柱状電極８Ｂは、第１の層間絶縁膜９下の第１の再配線７を介して所定の接続パッド２（図３参照）と第２の層間絶縁膜１２上の第２の再配線１３とを接続する上下導通部材として役目を果たしている。信号用の柱状電極８Ｃは、第２の層間絶縁膜１２上の第２の再配線１３を介して隣の柱状電極８Ｂに接続され、該柱状電極８Ｂが接続されている所定の接続パッド２と接続されているが、保護膜５上に形成された島状の上層金属層７ａが何処にも接続されておらず、直接、上下導通部材としての役目は有しない。
【００５２】
グラウンド用の柱状電極８Ｄは、第１の層間絶縁膜９下の第１の再配線７を介してグラウンド用端子である接続パッド２（図３参照）と第３の層間絶縁膜１４上のグラウンド層（一種の再配線）１５とを接続する上下導通部材として役目を果たしている。信号用の柱状電極８Ｅは、第１の層間絶縁膜９下の第１の再配線７を介して所定の接続パッド２と第４の層間絶縁膜１７上の第３の再配線１８とを接続する上下導通部材として役目を果たしている。
【００５３】
そして、上記製造方法では、柱状電極８を形成した後に、第１の再配線７よりも上層の各層間絶縁膜９、１２、１４、１７と上層の各再配線１０、１３、１５、１８とを交互に形成すればよく、上層の各絶縁膜９、１２、１４、１７にその上下の再配線を接続するための開口部をフォトリソグラフィ法により形成する必要はなく、したがって製造工程数を少なくすることができる。
【００５４】
ところで、例えば図１８に示すように、第４の層間絶縁膜１７上に突出されたすべての柱状電極８の外周面に上・下金属層（例えば１８ａ、１８ｂ）が形成されているので、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の実質的な直径は同じである。しかし、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の実質的な直径が異なる場合もあり、以下、このような場合について説明する。
【００５５】
第１に、例えば、信号用の柱状電極８Ｅに第３の再配線１８を接続しない場合には、第４の層間絶縁膜１７上に突出された信号用の柱状電極８Ｅの外周面には上・下金属層１８ａ、１８ｂは形成されない。したがって、この場合には、第４の層間絶縁膜１７上に突出された信号用の柱状電極８Ｅの実質的な直径は、当該柱状電極８Ｅの直径となる。
【００５６】
第２に、図１４に示す製造工程において、例えば、信号用の柱状電極８Ｃと信号用の柱状電極８Ｅとを第３の再配線１８で接続する場合には、図１９に示すように、第４の層間絶縁膜１７上に突出された信号用の柱状電極８Ｃの表面には下地金属層１３ａ、上層金属層１３ｂ、下地金属層１８ａおよび上層金属層１８ｃが形成される。したがって、この場合には、第４の層間絶縁膜１７上に突出された信号用の柱状電極８Ｃの実質的な直径は、当該柱状電極８Ｃの直径に上・下金属層の合計厚さの２倍を加えた値となる。
【００５７】
以上のことをまとめると、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の外周面に上・下金属層が形成される場合、上・下金属層が形成されない場合、上・下金属層が二重またはそれ以上に形成される場合がある。このような場合には、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の実質的な直径が異なってしまう。
【００５８】
そこで、次に、以上のような場合であっても、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の実質的な直径を同じとすることができる場合について説明する。例えば、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の外周面に上・下金属層が形成される場合を基準とし、上・下金属層が形成されない場合には、それに対応する柱状電極８の直径を予め上・下金属層の合計厚さの２倍だけ大きくしておき、上・下金属層が二重に形成される場合には、それに対応する柱状電極８の直径を予め上・下金属層の合計厚さの２倍だけ小さくしておくと、第４の層間絶縁膜１７上に突出された柱状電極８の実質的な直径を同じとすることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、柱状電極８上に半田ボール２０を形成した場合について説明したが、これに限らず、例えば、図２０に示すこの発明の他の実施形態のようにしてもよい。すなわち、図１５に示す製造工程後に、図２０に示すように、第３の再配線１８を含む第４の層間絶縁膜１７の上面全体にポリイミドやエポキシ系樹脂等からなるオーバーコート膜３１を印刷法により形成し、すべての柱状電極８をオーバーコート膜３１上に突出させるようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、最下層の再配線の接続パッド部上に柱状電極を複数層の上層絶縁膜を貫通させて設け、柱状電極に最下層の再配線も含めて１層以上の再配線を接続させているので、柱状電極が上下導通部材としての役目を有し、この結果、柱状電極を形成した後に、複数層の上層絶縁膜と上層の各再配線とを交互に形成すると、各上層絶縁膜にその上下の再配線を接続するための開口部をフォトリソグラフィ法により形成する必要はなく、したがって製造工程数を少なくすることができる。
【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要部の平面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図３】図２に示す第１の再配線の部分の平面図。
【図４】図１および図２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。
【図１１】図１０に続く製造工程の断面図。
【図１２】図１１に続く製造工程の断面図。
【図１３】図１２に続く製造工程の断面図。
【図１４】図１３に続く製造工程の断面図。
【図１５】図１４に続く製造工程の断面図。
【図１６】図１５に続く製造工程の断面図。
【図１７】図１６に続く製造工程の断面図。
【図１８】図１７に続く製造工程の断面図。
【図１９】所定の柱状電極の実質的な直径が大きくなる場合を説明するために示す図１５同様の断面図。
【図２０】この発明の他の実施形態としての半導体装置の図２同様の断面図。
【符号の説明】
１  シリコン基板
２  接続パッド
３  絶縁膜
４  開口部
５  保護膜
６  開口部
７  第１の再配線
７ａ  下地金属層
７ｂ  上層金属層
８  柱状電極
９  第１の層間絶縁膜
１０  電源層
１０ａ  下地金属層
１０ｂ  上層金属層
１２  第２の層間絶縁膜
１３  第２の再配線
１３ａ  下地金属層
１３ｂ  上層金属層
１４  第３の層間絶縁膜
１５  グラウンド層
１５ａ  下地金属層
１５ｂ  上層金属層
１７  第３の層間絶縁膜
１８  第３の再配線
１８ａ  下地金属層
１８ｂ  上層金属層
１９  封止膜
２０  半田ボール
【図１】
2004165415.tif 000003
【図２】
2004165415.tif 000004
【図３】
2004165415.tif 000005
【図４】
2004165415.tif 000006
【図５】
2004165415.tif 000007
【図６】
2004165415.tif 000008
【図７】
2004165415.tif 000009
【図８】
2004165415.tif 000010
【図９】
2004165415.tif 000011
【図１０】
2004165415.tif 000012
【図１１】
2004165415.tif 000013
【図１２】
2004165415.tif 000014
【図１３】
2004165415.tif 000015
【図１４】
2004165415.tif 000016
【図１５】
2004165415.tif 000017
【図１６】
2004165415.tif 000018
【図１７】
2004165415.tif 000019
【図１８】
2004165415.tif 000020
【図１９】
2004165415.tif 000021
【図２０】
2004165415.tif 000022