(57)【要約】【課題】  メッキ処理により形成されるバンプ電極の形状及び寸法の精度を向上させる。【解決手段】  メッキ形成された接続用のバンプ電極が列状に配置された半導体装置において、列方向に隣接する接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極に、前記方向に隣接させて補正用のバンプ電極を配置する。また、メッキ形成された接続用のバンプ電極が列状に配置された半導体装置の製造方法において、列方向に隣接する接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極に、前記方向に隣接させて補正用のバンプ電極を配置して、メッキ成長を行なう。  補正用のバンプ電極を配置することによって、バンプ電極形成の際に横方向の成長を規制して、接続用のバンプ電極の形状及び寸法の精度を向上させることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキ形成された接続用のバンプ電極が列状に配置された半導体装置において、
列方向に隣接する前記接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極に、前記方向に隣接させて補正用のバンプ電極を配置することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極が、列端に位置する接続用のバンプ電極或いは孤立した接続用のバンプ電極であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記補正用のバンプ電極がＮＣの端子であり、リード等に接続されないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記接続用のバンプ電極の列が縦横に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
メッキ形成された接続用のバンプ電極が列状に配置された半導体装置の製造方法において、
列方向に隣接する接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極に、前記方向に隣接させて補正用のバンプ電極を配置して、メッキ成長を行なう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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、メッキ形成によるバンプ電極を有する半導体装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップには、リード等との接続のための外部端子としてバンプ電極が形成されているものがある。近年、半導体装置の小型化に伴い、このバンプ電極も小型化・狭ピッチ化が進められており、その形状及び寸法についても高い精度が求められている。
【０００３】
例えば、接着剤に微小導電体を混入させた異方導電性の接着テープＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)を用いたバンプ電極とリードとの接続では、接着剤に混入させた微小導電体を加圧によって接触導通させて、電気的な接続を行なっている。このため、各バンプ電極に加わる力を均等化する必要があり、各バンプ電極の形状について偏差を少なくすることが求められている。
【０００４】
このバンプ電極には金等を用いてメッキ処理により形成したものがある。バンプ電極をメッキ形成する場合には、ホトレジストをパターニングしたレジストマスクによって不要部分を覆った状態で、レジストから露出する金属配線のパッドにバンプ電極となる金属を電解メッキによって形成している。
【０００５】
下記特許文献１には、電解メッキ法によってバンプ電極を形成する技術が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
メッキ処理によって結晶が成長する際には、結晶は三次元的に成長する。この結晶の三次元成長に対して、レジストマスクの剛性が高い場合には、レジストマスクによって横方向への成長を規制することができる。
【０００８】
しかし、バンプ電極をメッキにより形成するために用いるホトレジストでは、レジストマスクにクラックが発生するのを防止するために、柔軟性のボリマ等を混入させてレジストマスクの剛性を低下させる軟化処理が施されている。軟化処理の施されたレジストマスクでは横方向への成長を充分に規制することができないために、成長に連れてバンプ電極が横方向にも成長してしまう。
【０００９】
この横方向の成長が累積されて、成長終期に形成されるバンプ電極の端部では、成長初期に形成されるバンプ電極のパッド接続部よりも、バンプ電極の径が拡大する逆テーパ状にバンプ電極が形成されてしまうことがある。
【００１０】
逆テーパ状に形成されたバンプ電極が加圧を受けると、前記バンプ電極端部の面積が拡大しているので、拡大した面積に比例して受ける荷重が増加し、この荷重が面積の小さいバンプ電極のパッド接続部に加えられ、特にパッド接続部の端部に集中し、この部分に規定以上の力が加わってしまう。
【００１１】
本発明の課題は、これらの問題点を解決し、メッキ処理により形成されるバンプ電極の形状及び寸法の精度を向上させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
メッキ形成された接続用のバンプ電極が列状に配置された半導体装置において、列方向に隣接する接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極に、前記方向に隣接させて補正用のバンプ電極を配置する。
【００１３】
また、メッキ形成された接続用のバンプ電極が列状に配置された半導体装置の製造方法において、列方向に隣接する接続用のバンプ電極までのバンプ間スペースが大きな接続用のバンプ電極に、前記方向に隣接させて補正用のバンプ電極を配置して、メッキ成長を行なう。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）本発明によれば、補正用のバンプ電極を配置することによって、バンプ電極形成の際に横方向の成長を規制することができるという効果がある。
（２）本発明によれば、上記効果（１）により、接続用のバンプ電極の形状及び寸法の精度を向上させることができるという効果がある。
（３）本発明によれば、上記効果（２）により、半導体装置の実装時の条件設定に対する制約が緩和されるという効果がある。
（４）本発明によれば、上記効果（３）により、バンプ電極の接続信頼性が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態である半導体装置が実装されたＴＣＰ型半導体装置を示す平面図であり、図２は、図１中のａ‐ａ線に沿った部分平面図である。
【００１７】
このＴＣＰ型半導体装置は、ポリイミド等の可撓性フィルムからなるテープキャリア１の表面に、銅或いはアルミニウム等のリード２ａ，２ｂが複数組形成された長尺のフィルム基板を用いており、テープキャリア１に半導体チップ３を搭載し、リード２の一端に半導体チップ３の接続用のバンプ電極４を接続し、半導体チップ３の素子形成面及び半導体チップ３とリード２との接続部分は、熱硬化性樹脂を用いた封止体５によって被覆されている。
【００１８】
この半導体チップ３は、液晶表示装置のドライバを例としており、図１中の、半導体チップ３左方には入力信号のリード２ａが接続され、右方には出力信号のリード２ｂが接続されている。近年、液晶表示装置では、表示色の増加等により出力信号線の数が増加して、出力側には多数のリード２ｂが接続されているため、出力側ではリード２ｂが最小ピッチで等間隔に配置されている。
【００１９】
これに対して、入力側は信号線の数が少ないために、リード２ａの配置について自由度が高く、隣接する全てのリード２ａを等間隔に配置する必要がない。このため、隣接するリード２ａの間隔が広いものと狭いものとがあり、このリード２ａ配置に合わせてバンプ電極４を配置した場合には、隣接するバンプ電極４までの間隙であるバンプ間スペースが広いものと狭いものとができることになる。また、等間隔に配置されたバンプ電極４の列の列端に位置するバンプ電極４では、隣接するバンプ電極４は片側のみであり、反対側は隣接するバンプ電極４がない。この隣接するバンプ電極４がない場合には、バンプ間スペースが無限に広いものととらえることができる。
【００２０】
バンプ間スペースの広いバンプ電極４をメッキにより形成する場合には、メッキ処理によって結晶が三次元的に成長し、レジストマスクが横方向へ変形してしまうために、成長に連れてバンプ電極４が横方向にも成長し、成長終期に形成されるバンプ電極４の端部では、成長初期に形成されるバンプ電極４のパッド接続部よりも、バンプ電極４の径が拡大する逆テーパ状にバンプ電極４が形成されてしまうことがある。
【００２１】
本実施の形態の半導体装置では、内部回路と接続されて通常の入出力信号或いは電源の入出力端子として用いられる接続用のバンプ電極４の他に、接続用のバンプ電極４の形状不良を防止するために接続用のバンプ電極４に隣接させて補正用のバンプ電極６を配置して接続用のバンプ電極４間の間隔を調整している。図２中では、リード２ａと接続されていないバンプ電極が補正用のバンプ電極６であり、リード２ａと接続されているバンプ電極が接続用のバンプ電極４である。
【００２２】
このように補正用のバンプ電極６を配置することにより、レジストマスクが横方向に変形するのを規制することができるので、接続用のバンプ電極４が横方向に成長するのを防止することができる。
【００２３】
この補正用のバンプ電極６は、通常は内部回路と接続されない所謂ＮＣの端子とするが、接続用のバンプ電極４によって必要な電気的な接続を確保した上で、補助的に例えば接地配線等の端子として使用するために、内部回路の接地配線等と接続する構成としてもよい。
【００２４】
本実施の形態では、バンプ電極４の平面形状が、幅が３０μｍ、長さが５０μm程度で、高さが１５μｍ程度となっており、このバンプ電極４が幅方向に配置されている。バンプ電極４が等間隔に配置されている部分では、その配置ピッチが４４μm程度となっており、バンプ電極４と隣接するバンプ電極４との間隙であるバンプ間スペースは１４μｍ程度となっている。
【００２５】
補正用のバンプ電極６は、隣接するバンプ電極４までの間隙であるバンプ間スペースが大きい場合に形成するが、経験的にバンプ間スペースが２０μｍ以上の場合にはバンプ電極４の変形が顕在化しているので、バンプ間スペースが２０μｍ以上となる場合に補正用のバンプ電極６を配置するのが望ましい。この補正用のバンプ電極６の配置については、接続用のバンプ電極４が配置されている最小のバンプ間スペースに合わせて配置する、或いは隣接する接続用のバンプ電極４が列状に配置されている場合には、その列のバンプ間スペースに合わせて配置する方法をとってもよい。
【００２６】
この補正用のバンプ電極６を形成しない従来の場合には、図３に示すようにバンプ間スペースの広い接続用のバンプ電極４に変形が生じている。具体的には、列端に位置するバンプ電極４では、図４に縦断面図を示すように、バンプ間スペースの広い一方の側に逆テーパ状にバンプ電極４が形成される形状不良が発生し、或いは両側のバンプ間スペースの広い孤立したバンプ電極４では、図５に縦断面図を示すように、バンプ間スペースの広い両側に逆テーパ状にバンプ電極４が形成される形状不良が発生してしまう。
【００２７】
これに対して、補正用のバンプ電極６を配置した本実施の形態の半導体装置では、補正用のバンプ電極６によってバンプ間スペースを調整してあるので、図６に縦断面図を示すように、略垂直にバンプ電極４が形成されており、逆テーパ状にバンプ電極４が形成される形状不良を防止することができる。
【００２８】
また、前述した図２に示す例では、補正用のバンプ電極６を配置することによって、補正用のバンプ電極６を含めた全てのバンプ電極４，６が等間隔に配列されていたが、バンプ間スペースが更に拡大して、バンプ電極４，６のピッチを等間隔に配列するためには、接続用のバンプ電極４間に複数の補正用のバンプ電極６が必要となる場合には、図７に示すように、接続用のバンプ電極４に隣接する補正用のバンプ電極６のみを形成してもよい。この場合には、補正用のバンプ電極６が変形することになるが、補正用のバンプ電極６に変形による形状不良が生じても、実用上の影響がないので問題とはならない。
【００２９】
また、補正用のバンプ電極６については、リード２との接続を考慮する必要がないので、必ずしも接続用のバンプ電極４と同一形状とする必要がない。そこで、図８に示すように、補正用のバンプ電極６の形状について、接続用のバンプ電極４と長さを同一にして、幅を狭くすることも可能である。この形状を採用することによって、列端に配置する補正用のバンプ電極６の占有スペースを縮小して、半導体装置の外形寸法が拡大するのを防止することができる。
【００３０】
続いて、この半導体装置の製造におけるバンプ電極の形成について、図９乃至図１０を用いて工程毎に説明する。
先ず、バンプ電極の形成される半導体基板の全面にホトレジストを塗布形成し、このホトレジストをホトリソグラフィによってパターニングしたレジストマスク８によって、図９に示すように、半導体基板主面に形成された金属配線の端部でありバンプ電極４，６の形成領域となるパッド９を露出させて不要部分を覆った状態とする。
【００３１】
次に、電解メッキによってこのレジストマスク８から露出した部分に、図１０に示すように、バンプ電極４，６となる金等の金属を電解メッキによって形成した後に、レジストマスク８を除去する。
【００３２】
バンプ電極４，６をメッキにより形成するために用いるホトレジストでは、形成されたレジストマスク８にクラックが発生するのを防止するために、柔軟性のボリマ等を混入させてレジストの剛性を低下させる軟化処理が施されている。このため、メッキ処理によって結晶が成長する際には結晶が三次元的に成長し、軟化処理の施されたレジストマスク８では横方向への成長を充分に規制することができず、レジストマスク８が横方向へ変形してしまうために、成長に連れて接続用のバンプ電極４が横方向にも成長してしまう。
【００３３】
この横方向の成長が累積されて、成長終期に形成されるバンプ電極４の端部では、成長初期に形成されるバンプ電極４のパッド接続部よりも、バンプ電極４の径が拡大する逆テーパ状にバンプ電極４が形成されてしまうことがあるが、本実施の形態の半導体装置では、補正用のバンプ電極６を配置することにより、レジストマスク８が横方向に変形するのを規制することができるので、接続用のバンプ電極４が横方向に成長するのを防止することができる。
【００３４】
前述した説明ではバンプ電極４が列状に配置される場合について述べたが、半導体装置では、微細化の進展に伴い、半導体チップ面積に対して搭載されるより多くの回路のために、より多くの接続端子が半導体装置に求められている。こうした接続端子の増加に対応するために、接続端子となるバンプ電極４を半導体装置の底面に面状に配置した半導体装置が用いられている。
【００３５】
図１１に示すのは、接続用のバンプ電極４を面状に配置した半導体装置に本発明を適用したものであり、この場合には前述した説明のバンプ電極４の列が縦横に配置されていると考えられ、面状に配置された接続用のバンプ電極４の列端或いは接続用のバンプ電極４間に補正用のバンプ電極６（図中、斜線を付す）を配置することによって、接続用のバンプ電極４の変形を防止することができる。
【００３６】
以上、本発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置が実装されたＴＣＰ型半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１中のａ−ａ線に沿った部分平面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す部分平面図である。
【図４】列端に位置するバンプ電極を示す部分縦断面図である。
【図５】孤立したバンプ電極を示す部分縦断面図である。
【図６】本実施の形態の接続用のバンプ電極を示す部分縦断面図である。
【図７】バンプ間スペースが更に拡大した場合のバンプ電極の配置を示す部分平面図である。
【図８】補正用のバンプ電極の形状を変更した例を示す部分平面図である。
【図９】本発明の一実施の形態である半導体装置を製造工程ごとに示す部分縦断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である半導体装置を製造工程ごとに示す部分縦断面図である。
【図１１】本発明のバンプ電極を面状に配置した場合を示す部分平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…テープキャリア、２ａ，２ｂ…リード、３…半導体チップ、４…接続用のバンプ電極、５…封止体、６…補正用のバンプ電極、７…半導体基板、８…レジストマスク、９…パッド
【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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【図１１】
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