(57)【要約】【課題】  半導体装置を積層する場合に、半導体装置間の電気的な接続を簡便かつ安価に行って、半導体装置の高密度実装を実現し得る半導体装置及び積層型半導体装置を提供する。【解決手段】  本発明の半導体装置１０は、電極パッド２が形成されている側の表面である主面１０ａに、電極パッド２と外部とを電気的に接続するための接続端子５ａを有する。対向面１０ｂには、電極パッド２と外部とを電気的に接続するための金属ボール７ａを有し、金属ボール７ａは、ワイヤ７の先端部に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パッドを有する半導体チップを備えた半導体装置において、
上記電極パッドが形成されている側の表面である第１面に、電極パッドと外部とを電気的に接続するための第１の接続端子を有するとともに、
上記第１面以外の表面である第２面に、電極パッドと外部とを電気的に接続するための第２の接続端子を有し、
上記第２の接続端子は、金属線を介して上記電極パッドに接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記金属線は、絶縁体によって覆われていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
上記絶縁体は、伸縮性を有していることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
上記第１の接続端子は、上記電極パッドに電気的に接続されるとともに、上記半導体チップの第１面側の面上に形成された第１の配線の一部であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の半導体装置。
【請求項５】
上記金属線には、上記電極パッドへの接続位置と、上記第２の接続端子への接続位置との間の位置に、該金属線と外部とを電気的に接続するための接続部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
上記第２の接続端子に電気的に接続されるとともに、上記半導体チップの第２面側の面上に形成された第２の配線を有し、
上記第２の配線の一部は、該第２の配線と外部とを電気的に接続するための第２配線用接続端子となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
上記第２の配線は、上記半導体チップの第２面側の面上に、伸縮性を有する絶縁層を介して設けられていることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
上記第２の配線を覆う絶縁性の保護層を有し、
上記保護層は、伸縮性を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の半導体装置。
【請求項９】
上記第１の接続端子、第２の接続端子、第２配線用接続端子、接続部からなる群のうちの少なくとも１つに、突起電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の半導体装置から選ばれる少なくとも２つの半導体装置を積層してなることを特徴とする積層型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び積層型半導体装置に関し、詳細には、半導体装置の積層に適した半導体装置及びそれを積層してなる積層型半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴って、高密度に半導体装置を実装することが求められている。半導体装置の高密度実装を実現するためには、高密度実装に適した構造の半導体装置が用いられる。このような半導体装置として、例えば、特許文献１には、半導体チップと同じサイズとなるように形成された半導体装置が開示されている。図１２に、特許文献１に記載されている半導体装置を示す。
【０００３】
上記特許文献１に記載の半導体装置１００は、図１２に示すように、半導体チップ１０１表面に、電極パッド１０２を有している。この電極パッド１０２と、外部接続用の端子とが、配線１０５を介して、電気的に接続される。
【０００４】
上記半導体装置１００を製造する際には、まず、半導体チップ１０１上に、上記電極パッド１０２が露出するように、パッシベーション膜１０３及び絶縁皮膜１０４を形成する。続いて、露出した電極パッド１０２上及び絶縁皮膜１０４上の一部に、電極パッド１０２に電気的に接続されるように、所定のパターンの配線１０５を形成する。該配線１０５の形成に際しては、電極パッド１０２及び絶縁皮膜１０４上に、配線材料となる金属のスパッタリングを行って金属膜を形成し、フォトリソグラフィによって配線パターンに応じたレジストパターンを形成する。そして、該レジストパターンをマスクとして、スパッタリングによって形成された金属膜をエッチングした後、レジストパターンを除去する。これにより、所定のパターンで配線１０５が形成される。
【０００５】
このように、配線１０５を形成した後、該配線１０５及び絶縁皮膜１０４上に、フォトリソグラフィによって、配線１０５上の所定の位置が露出するように保護膜１０６を形成する。このとき、同時に、半導体チップ１０１の側壁を覆うように、保護膜１０７を形成する。そして、この露出した配線１０５上に、外部接続用の端子であるバンプ１２１を配置して、配線１０５とバンプ１２１とを電気的に接続する。
【０００６】
また、上記特許文献１には、上記の半導体チップ１０１を複数用いて半導体装置を形成することが記載されている。該半導体装置は、例えば、実装用の基板上に複数の半導体チップを平面的に配置してなっている。このような複数の半導体チップを備えた半導体装置では、各半導体チップ間の接続は、上記配線１０５の形成と同様に行うことができる。
【０００７】
すなわち、実装用の基板上に、複数の半導体チップを互いに隣接して配置し、パッシベーション膜及び絶縁皮膜を形成する。続いて、各半導体チップに備えられた電極パッド間を、上記したように、スパッタリングによる金属膜の形成、フォトリソグラフィ、金属膜のエッチングを行うことによって形成された配線で、接続する。
【０００８】
このように、基板上に複数の半導体チップを隣接して配置して、半導体チップ間を接続することにより、平面的に配置された複数の半導体チップの合計サイズと同じサイズの半導体装置を製造することができる。従って、上記特許文献１の手法を用いれば、半導体チップを平面的に並べる場合に、高密度実装を実現した半導体装置を製造することができる。
【特許文献１】特開平８−３３０３１３号公報（平成８（１９９６）年１２月１３日公開）
【特許文献２】特開平１０−２２３８３３号公報（平成１０（１９９８）年８月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、半導体装置のさらなる高密度実装を実現するためには、半導体装置の平面的な高密度実装を実現するだけでなく、半導体装置の積層に際しても、高密度に実装することが望まれる。そこで、半導体チップと同等の小型の半導体装置を積層する場合には、例えば、次のように行えばよい。すなわち、半導体装置を構成する半導体チップを貫通する貫通口を設け、該貫通口に設けられた導電体を介して、各半導体チップ間を電気的に接続する。貫通口に設けられる導電体は、貫通口内部に絶縁膜を形成した上で、導電性物質をメッキ等によって形成する（例えば、特許文献２等参照）。
【００１０】
しかしながら、上記のような技術によって、積層された半導体チップ間を接続する手法は、絶縁膜や導電体の欠陥が生じる等の問題を生じやすく、技術面での困難性を伴う。また、この技術を用いて積層する場合には、貫通口、絶縁層、導電体の形成に非常に時間を必要とし、設備投資も莫大となる。それゆえ、製造コストが非常に増大し、積層された半導体装置を安価に提供することが困難となってしまう。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、半導体装置を積層する場合に、半導体装置間の電気的な接続を簡便かつ安価に行って、半導体装置の高密度実装を実現し得る半導体装置及びそれを積層してなる積層型半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の半導体装置は、上記課題を解決するために、電極パッドを有する半導体チップを備えた半導体装置において、上記電極パッドが形成されている側の表面である第１面に、電極パッドと外部とを電気的に接続するための第１の接続端子を有するとともに、上記第１面以外の表面である第２面に、電極パッドと外部とを電気的に接続するための第２の接続端子を有し、上記第２の接続端子は、金属線を介して上記電極パッドに接続されていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記金属線は、絶縁体によって覆われていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記絶縁体は、伸縮性を有していることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第１の接続端子は、上記電極パッドに電気的に接続されるとともに、上記半導体チップの第１面側の面上に形成された第１の配線の一部であってもよい。
【００１６】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記金属線には、上記電極パッドへの接続位置と、上記第２の接続端子への接続位置との間の位置に、該金属線と外部とを電気的に接続するための接続部が設けられてもよい。
【００１７】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第２の接続端子に電気的に接続されるとともに、上記半導体チップの第２面側の面上に形成された第２の配線を有し、上記第２の配線の一部は、該第２の配線と外部とを電気的に接続するための第２配線用接続端子となっていてもよい。
【００１８】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第２の配線は、上記半導体チップの第２面側の面上に、伸縮性を有する絶縁層を介して設けられていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第２の配線を覆う絶縁性の保護層を有し、上記保護層は、伸縮性を有することを特徴とすることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第１の接続端子、第２の接続端子、第２配線用接続端子、接続部からなる群のうちの少なくとも１つに、突起電極が設けられていてもよい。
【００２１】
また、本発明の積層型半導体装置は、上記した各半導体装置から選ばれる少なくとも２つの半導体装置を積層してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体装置は、以上のように、上記第１面に第１の接続端子を有し、該第１面以外の表面である第２面に、金属線を介して電極パッドに接続される第２の接続端子を有している。そのため、上記半導体装置の第１面側及び第２面側にて、外部との接続が可能になる。従って、上記第１面側又は第２面側に、他の半導体装置や実装基板等（以下、実装部材と記載する）を配置することによって、本発明の半導体装置と実装部材とを容易に電気的に接続することができる。それゆえ、本発明の半導体装置を用いれば、半導体装置の高集積化を簡便に行うことができるという効果を奏する。
【００２３】
さらに、上記半導体装置は、第２の接続端子は、金属線を介して電極パッドに接続されているため、第２面上の任意の位置に第２の接続端子を配置することができる。つまり、上記半導体装置は、第２の接続端子の第２面上での配置位置の自由度が高いので、半導体装置を実装部材に実装する際の自由度を向上することができる。
【００２４】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記金属線が絶縁体によって覆われているので、半導体装置の製造及び実装等における操作性を向上することができる。さらに、上記絶縁体によって、金属線のショートやリーク不良、断線等を防止することができるので、半導体装置の信頼性を向上することができるという効果を奏する。
【００２５】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記絶縁体が伸縮性を有している。そのため、半導体装置の製造時の温度変化、半導体装置の使用時の外部環境や半導体チップの発熱による温度変化等によって、半導体装置の各構成部材の熱膨張等の伸縮が生じた場合にも、上記構成部材の伸縮に応じて、絶縁体が伸縮することができる。これにより、上記の温度変化が発生して構成部材が伸縮した場合にも、金属線を覆う絶縁体に亀裂等の損傷や破損が生じることはない。従って、金属線のショートやリーク不良、断線等を防止して、信頼性の高い半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【００２６】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第１の接続端子は、電極パッドに電気的に接続されるとともに、半導体チップの第１面側の面上に形成された第１の配線の一部となっている。つまり、本発明の半導体装置では、電極パッドが形成されている側の半導体チップ上に、電極パッドが接続される第１の配線を設け、該第１の配線の所望の領域を第１の接続端子としている。そのため、第１面上の任意の位置に、第１の接続端子を設けることができるので、半導体装置を実装部材に実装する、あるいは積層する際の自由度を向上することができる。また、半導体装置の高集積化を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２７】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記金属線の、電極パッドへの接続位置と、第２の接続端子への接続位置との間の位置に、金属線と外部とを電気的に接続するための接続部が設けられているので、該接続部にて、実装部材との接続を行うことができる。これにより、半導体装置の実装部材への実装や積層をより簡便に行って、より容易に半導体装置の高集積化を実現することができるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第２の接続端子に電気的に接続されるとともに、半導体チップの第２面側の面上に形成された第２の配線を有し、該第２の配線の一部は、該第２の配線と外部とを電気的に接続するための第２配線用接続端子となっている。このように、本発明の半導体装置は、第２面側に、第２の配線を有しているので、半導体装置の実装部材への実装や積層をより簡便に行うことができる。
【００２９】
さらに、上記構成の半導体装置では、第２面上の所望する位置に、第２配線用接続端子を設けることができる。これにより、半導体装置を実装部材に実装する際の自由度を向上することができるとともに、半導体装置の実装部材への実装や積層を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００３０】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第２の配線は、半導体チップの第２面側の面上に、伸縮性を有する絶縁層を介して設けられているので、半導体チップと第２の配線との絶縁性を確保することができる。
【００３１】
さらに、上記絶縁層は、伸縮性を有しているので、半導体装置の製造や使用時に、該半導体装置が上記した温度変化を経験し、半導体装置の各構成部材の伸縮が生じた場合にも、上記構成部材の伸縮に応じて、絶縁層が伸縮することができるので、絶縁層に歪や亀裂が生じることはない。従って、上記温度変化に際しても、半導体チップと第２の配線との絶縁性を確保することができるので、信頼性の高い半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【００３２】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第２の配線を覆う絶縁性の保護層を有しているので、半導体装置の製造及び実装等における操作性を向上することができる。
【００３３】
さらに、上記保護層は、伸縮性を有しているので、半導体装置の製造や使用時に、該半導体装置が上記した温度変化を経験し、半導体装置の各構成部材の伸縮が生じた場合にも、上記構成部材の伸縮に応じて、保護層が伸縮することができるので、保護層に歪や亀裂が生じることはない。従って、上記温度変化に際しても、第２配線及び第２接続端子の外部と接続される領域を、物理的ダメージや化学的ダメージから保護して、断線等の発生を防止することができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上することができるという効果を奏する。
【００３４】
また、本発明の半導体装置は、上記の半導体装置において、上記第１の接続端子、第２の接続端子、第２配線用接続端子、接続部からなる群のうちの少なくとも１つに、突起電極が設けられている。そのため、該突起電極にて、半導体装置と実装部材とを電気的に接続することができるので、半導体装置の実装部材への実装や積層を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明の積層型半導体装置は、上記した各半導体装置から選ばれる少なくとも２つの半導体装置を積層してなっているので、半導体装置の高集積化を容易に行うことができる。これにより、半導体装置の高密度実装を実現して、電子機器の小型化や高性能化にも対応した積層型半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３７】
図１（ａ）に、本実施の形態の半導体装置１０の平面図を示し、図１（ｂ）に、図１（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面図を示す。本実施の形態の半導体装置１０は、基板上への実装、あるいは、他の半導体装置上への積層を行う場合に、基板や他の半導体装置と対向する面となり得る実装面を有している。
【００３８】
上記半導体装置１０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、半導体チップ１の表面に、電極パッド２及び図示しないチップ抵抗やチップコンデンサ等の回路素子を有している。該電極パッド２は、外部接続用の配線５に電気的に接続される、あるいは、図示しない素子用配線を介して上記回路素子に電気的に接続される。
【００３９】
なお、以下では、図１（ｂ）に示すように、上記半導体装置１０の実装面（表面）のうち、上記半導体チップ１の電極パッド２が形成されている側にある半導体装置１０の実装面を主面（第１面）１０ａと記載し、上記半導体装置１０の主面１０ａ以外の実装面を対向面（第２面）１０ｂと記載する。
【００４０】
上記半導体チップ１の表面（面）には、上記電極パッド２表面の少なくとも一部が露出するように第１絶縁層３が形成されている。また、該第１絶縁層３を覆い、かつ、電極パッド２表面を露出させるように、第２絶縁層４が形成されている。つまり、半導体チップ１の表面には、電極パッド２の少なくとも一部の表面が露出するように、半導体チップ１上に順に、第１絶縁層３及び第２絶縁層４が形成されている。
【００４１】
さらに、この露出した電極パッド２表面、及び、第２絶縁層４上には、外部接続用の上記配線（第１の配線）５が形成される。電極パッド２表面に配線５が形成されることにより、電極パッド２と配線５とが電気的に接続される。また、第２絶縁層４及び配線５上には、該配線５表面の少なくとも一部が露出するように、絶縁性の保護膜（絶縁体）６が形成されている。上記配線５表面の露出した領域は、外部接続用の接続端子（第１の接続端子）５ａとなる。このように、配線５の一部分が接続端子５ａとなっているので、配線５上の所望する領域を露出させることにより、所望する位置に接続端子５ａを設けることができる。従って、半導体装置１０の実装や積層に際して、外部との接続位置に応じて、接続端子５ａを設けることができる。
【００４２】
上記保護膜６は、配線５及び第２絶縁層４上に形成されるとともに、半導体チップ１の側面から半導体チップ１の電極パッド２が形成されている側の表面の端部付近に至る一帯（以下、エッジ部１ａと記載する）を覆うように形成されている。つまり、保護膜６は、半導体チップ１の側面を覆うとともに、半導体チップ１の端部付近に設けられた第２絶縁層４及び配線５を覆い、さらに、半導体チップ１の端部以外に設けられた第２絶縁層４及び配線５を所定のパターンで覆っている。
【００４３】
また、上記半導体装置１０は、他の半導体装置や実装基板等の外部に電気的に接続するための金属製のワイヤ（金属線）７を備えている。該ワイヤ７は、その一端が配線５上に配置され、該配線５と電気的に接続される。これにより、半導体チップ１上の電極パッド２とワイヤ７とが、配線５を介して、電気的に接続される。一方、上記ワイヤ７の他端は他の半導体装置等に接続される端子（第２の接続端子）となる。上記ワイヤ７には、該端子が、ボール状の金属ボール（第２の接続端子）７ａとなるように形成されており、上記半導体装置１０の対向面１０ｂの任意の位置に配置される。このように、ワイヤ７の端子を金属ボール７ａにて形成することにより、ワイヤ７と他の半導体装置との接触面積を大きくすることができるので、電気的な接続を良好に得ることができる。ワイヤ７は、電極パッド２との接続位置と、金属ボール７ａの位置との間で、任意に屈曲するとともに、任意の方向に配置されるので、外部との接続位置に応じて、金属ボール７ａを配置して屈曲させればよい。このように、金属ボール７ａの配置位置は、対向面１０ｂ側にて任意に設定することができるので、半導体装置１０の実装や積層における自由度を高めることができる。
【００４４】
さらに、上記ワイヤ７は、図１（ｂ）に示すように、半導体チップ１のエッジ部１ａに配置され、上記保護膜（絶縁体）６によって全体が覆われている。そのため、ワイヤ７の断線やショート、リーク不良等を防止することができる。また、半導体装置１０の製造時や、半導体装置１０の他の半導体装置等の実装や積層等に際して、操作性を向上することができる。
【００４５】
上記構成の半導体装置１０にて、上記電極パッド２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属にて形成され、半導体チップ１の電極となっている。
【００４６】
また、上記第１絶縁層３は、電極パッド２間等の絶縁性を確保するために設けられ、第２絶縁層４は、配線５と図示しない上記素子用配線との間等に発生するクロストークを抑制するために設けられている。本実施の形態では、上記第１絶縁層３は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）等の無機絶縁材料にて形成され、上記第２絶縁層４は、例えば、ポリイミド系の有機絶縁材料にて形成されている。
【００４７】
なお、第１絶縁層３及び第２絶縁層４を形成する材料は、無機絶縁材料や有機絶縁材料等、特に限定されない。また、第１絶縁層３と第２絶縁層とが同じ材料で形成されてもよく、また異なる材料で形成されてもよい。さらに、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、２層の第１絶縁層３及び第２絶縁層４を備えているが、第１絶縁層３のみを設ける構成であってもよく、３層以上の絶縁層を備える構造としてもよい。
【００４８】
上記配線５は、電極パッド２側から順に、銅（Ｃｕ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、金（Ａｕ）層の３層構造にて形成されている。Ｃｕ層は、電気伝導度に優れ、電気信号の伝達に適した層となる。Ｎｉ層は、Ｃｕ層とＡｕ層との間の拡散を抑制するためのバリア層となるとともに、スズ（Ｓｎ）を主成分とする金属からなるハンダ等の接合用材料による接合に寄与する層となる。Ａｕ層は、Ｎｉ層表面に酸化膜が形成されることを防止するとともに、上記ワイヤ７との接合が可能となるように設けられている。また、上記Ａｕ層を設けることによって、該Ａｕ層上に接合用材料であるハンダを塗布する際の、ハンダの濡れ性を確保することができる。
【００４９】
また、上記ワイヤ７はＡｕにて形成され、金属ボール７ａは、ワイヤボンディングによって形成される。なお、ワイヤ７は、上記Ａｕの他、Ａｌにて形成してもよい。ワイヤ７をＡｌにて形成した場合には、ワイヤ７の上記他端をボール状の端子として形成することは困難であるが、該ワイヤ７の他端の先端部分を端子として用いることができる。
【００５０】
さらに、上記ワイヤ７を覆う保護膜６は、１０％以上の引張り伸び率を有する伸縮性を備えた絶縁性の材料を用いることが好ましい。上記引張り伸び率とは、試験片について、引張り試験を行い、試験片が破壊するまでの伸びの比率を表す値である。本実施の形態では、ＪＩＳ  Ｋ７１２７「プラスチックフィルム及びシートの引張試験方法」で定められている試験方法によって、引張破壊伸びの値を求め、該引張破壊伸びの値について、上試験片の標線間距離に対する比率を求めることにより、引張り伸び率を算出している。
【００５１】
上記保護膜６を形成する材料は、半導体装置１０のサイズ、半導体装置１０を構成する各構成部材の線膨張係数の差、半導体装置１０の使用環境、材料コスト等を考慮して、適宜選択すればよく、例えば、絶縁性の樹脂材料を用いればよい。上記保護膜６として、樹脂を用いる場合には、硬化後の物性が１０％以上の引張り伸び率を示すように、材料を選択すればよい。本実施の形態では、上記保護膜６として、感光性のポリイミド系の樹脂を用いて形成している。
【００５２】
このように、伸縮性を有する保護膜６を用いることにより、温度変化による半導体装置１０の各構成部材の膨張の割合が異なった場合にも、保護膜６が伸縮することによって、該保護膜６に破損や損傷が生じることを防止することができる。
【００５３】
すなわち、半導体装置１０は、その製造工程時の温度変化や、使用時の外部環境の温度変化、あるいは、使用時の半導体チップ１の発熱等による温度変化等が生じる環境に曝される。上記エッジ部１ａに形成された保護膜６は、半導体チップ１上に設けられた第２絶縁層４及び配線５を覆う領域と、半導体チップ１の側面に隣接して設けられた領域とを有しているため、上記の温度変化によって、これらの構成部材がそれぞれ、異なる割合で膨張する可能性がある。このような熱膨張の度合いの違いは、上記構成部材上に設けられた保護膜６にも影響を及ぼす。つまり、保護膜６に歪を生じさせ、保護膜６に亀裂等の損傷や破損を引き起こす原因となる。保護膜６が損傷する、あるいは破損すると、ワイヤ７や半導体チップ１を保護することができず、配線５やワイヤ７の断線、ショートやリーク不良といった不具合が発生し、半導体装置１０の信頼性の低下を引き起こす。
【００５４】
そこで、上記構成部材の熱膨張の割合が異なっても、保護膜６に歪を生じさせないように、本実施の形態では、伸縮性を備えた材料にて保護膜６を形成している。これにより、半導体装置１０が種々の温度条件下に曝され、各構成部材の伸縮の割合が異なった場合にも、保護膜６が伸縮することにより、該保護膜６に亀裂等の破損が生じることを防止することができる。
【００５５】
次に、上記構成の半導体装置１０の製造工程について、該半導体装置１０の製造工程の断面図を示す図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
【００５６】
本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、Ａｌを主成分とする金属からなる電極パッド２、図示しない回路素子、電極パッド２が露出するように形成された第１絶縁層３及び第２絶縁層４が設けられたウエハ１１を用いて、半導体装置１０を製造する。ここで、上記第１絶縁層３としてＳｉＯ２にて形成された層を備え、第２絶縁層４としてポリイミド系樹脂にて形成された層を備えている。
【００５７】
上記ウエハ１１は、後段の工程にて、分割されて半導体チップ１（図２（ｃ））となる。そのため、ウエハ１１上には、各半導体チップ１毎に、電極パッド２、回路素子、第１絶縁層３、第２絶縁層４が設けられるように、スクライブライン１２によって区画されて、上記電極パッド２、回路素子、第１絶縁層３、第２絶縁層４が形成されている。
【００５８】
上記ウエハ１１を用いて、まず、該ウエハ１１上の電極パッド２が形成された側の表面全体に、図２（ｂ）に示すように、所望のパターンで配線５を形成する配線形成工程を行う。配線５は、電極パッド２側から、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕの各層が積層してなる。配線５のパターニングは、リフトオフ、電解メッキ、無電解メッキ、エッチング、印刷、あるいは、これらの手法の組み合わせによって行えばよい。
【００５９】
上記電極パッド２は、Ａｌを主成分とする金属からなるため、本実施の形態の配線形成工程では、電極パッド２上に、図示しないバリア層を形成した後、配線５を形成することが好ましい。該バリア層は、チタン（Ｔｉ）、チタン−タングステン（Ｔｉ−Ｗ）、クロム（Ｃｒ）等を用いて、スパッタリングにより、薄膜状に形成すればよい。上記バリア層を、ウエハ１１の電極パッド２が形成されている側の表面に形成した後、該バリア層上に、スパッタリングによって図示しないＣｕ薄膜を形成する。続いて、該Ｃｕ薄膜上全体に、図示しないフォトレジストをスピンコートで塗布し、該フォトレジストを乾燥させた後、フォトリソグラフィによって、配線５が形成される領域のＣｕ薄膜が露出するように、パターニングを行う。
【００６０】
上記フォトレジストのパターニングによって露出したＣｕ薄膜上に、電解メッキによって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕを順に形成して配線５を形成する。該配線５を形成するための電解メッキの終了後、上記フォトレジストを剥離液で除去し、配線５をマスクとして、配線５が形成された領域以外のＣｕ薄膜及びバリア層をエッチング液で除去する。これにより、図２（ｂ）に示すように、ウエハ１１上に、所望するパターンで、配線５が形成される。
【００６１】
上記配線形成工程に続いて、ダイシング装置等を用いて、ウエハ１１をスクライブライン１２に沿ってダイシングして、半導体チップ１毎に分割する。その後、図２（ｃ）に示すように、ウエハ１１のサイズよりも少し大きいサイズの板状部材１３上に、所定の間隔を隔てて、分割した半導体チップ１をマトリクス状に配置して固定する。なお、各半導体チップ１は、等間隔に配置されることが好ましい。ここで、半導体チップ１間の間隔は、後の工程にて形成されるワイヤ７を、保護膜６を形成するためのポリイミド系樹脂で覆った状態で、半導体チップ１を備えた半導体装置１０毎に分割する切りしろ部分となる。従って、この切りしろ部分が確保されるように、半導体チップ１間の間隔を設定すればよい。
【００６２】
上記板状部材１３は、例えば、Ａｌからなる板材、ＡｌやＡｕをスパッタリングしたシリコン（Ｓｉ）からなるベアウエハ等、種々の材料からなる板状の部材を用いればよい。本実施の形態では、研磨が容易なＳｉウエハ表面にＡｕをスパッタリングしたものを板状部材１３として用いている。
【００６３】
また、板状部材１３に半導体チップ１を固定するための図示しない固定用材料は、例えば、シート状あるいはペースト状等のダイアタッチ材料を用いればよい。該ダイアタッチ材料は、半導体装置１０の製造工程にて、半導体チップ１を板状部材１３に固定するためのものである。そのため、電気的なショートを防止するためには、銀（Ａｇ）粉等の粒子を含んでいないことが好ましい。
【００６４】
上記のように、板状部材１３上に半導体チップ１を固定した後、図２（ｃ）に示すように、配線５に接続されるワイヤ７を形成するワイヤ形成工程を行う。上記ワイヤ７は、Ａｕからなる金属細線であり、ワイヤボンディング装置を用いて、超音波及び熱を併用することによって、配線５と板状部材１３とを接続するように形成される。ここで、ワイヤ７の配線５に接続されない側の端部、すなわち、板状部材１３上に形成されるワイヤ７の端部は、金属ボール７ａとして形成する。これにより、半導体装置１０と他の半導体装置等との電気的な接合を好適に行うことが可能になる。
【００６５】
次に、上記配線５の一部、及び、ワイヤ７全体を覆うように、図１（ｂ）に示す保護膜６を形成する保護膜形成工程を行う。上記保護膜６を形成する場合には、まず、硬化後の物性にて１０％以上の引張り伸び率を有する感光性のポリイミド系樹脂を、ワイヤ７全体を覆い、板状部材１３の半導体チップ１間の間隔を埋めるように、描画法によって塗布する。塗布されたポリイミド系樹脂を乾燥した後、描画法によって塗布して乾燥したポリイミド系樹脂上、及び、半導体チップ１上の配線５及び第２絶縁層４上に、スピンコート法によって、さらに上記ポリイミド系樹脂を塗布し、乾燥させる。その後、フォトリソグラフィによって、配線５の所望する領域が露出するように、上記ポリイミド系樹脂のパターニングを行った後、ポリイミド系樹脂を熱処理によって硬化させる。これにより、図３（ａ）に示すように、配線５の一部が露出して接続端子５ａが形成されるとともに、ワイヤ７全体がポリイミド系樹脂によって覆われた状態となるように、保護膜６が形成される。
【００６６】
続いて、板状部材１３を除去して、半導体装置１０を得る板状部材除去工程を行う。該板状部材除去工程では、図３（ｂ）に示すように、まず、ダイシング装置等を用いて、半導体チップ１間に設けられた間隔に形成された保護膜６側から、板状部材１３の途中まで切り込みを入れる。次いで、板状部材１３を除去することにより、図３（ｃ）に示すように、対向面１０ｂにワイヤ７の端子である金属ボール７ａが設けられた半導体装置１０を得ることができる。
【００６７】
上記板状部材１３の除去に際しては、例えば、半導体ウエハの裏面を研磨して、該半導体ウエハの厚さを薄くする裏面研磨装置を用いればよい。すなわち、裏面研磨装置を用いて、ワイヤ７の金属ボール７ａが露出する程度まで板状部材１３を研磨すればよい。なお、該研磨の後に、薬液によるエッチングや、アルゴン（Ａｒ）ガス、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガス、ＣＦ４及び酸素（Ｏ２）の混合ガス等によるプラズマ処理を行ってもよい。このように、上記薬液処理やプラズマ処理を行うことにより、板状部材１３に固定される側の半導体チップ１表面に残留するマイクロクラックを除去することができる。これにより、半導体装置１０の抗折強度を向上し、ワイヤ７の金属ボール７ａを、対向面１０ｂ表面にて、確実に露出させることができる。
【００６８】
上記のように、本実施の形態の半導体装置１０の製造工程では、配線形成工程までを、ウエハ１１を単位として行った後、ウエハ１１を半導体チップ１毎に分割し、分割した半導体チップ１を板状部材１３上に配置している。その後、上記したように、板状部材１３上の複数の半導体チップ１に対して同時に、ワイヤ形成工程、保護膜形成工程、板状部材除去工程等のその後の工程を行っている。これにより、複数の半導体装置１０を効率的に製造することが可能になるので、上記した製造工程によって半導体装置１０を製造すれば、半導体装置１０の生産性を向上することができる。
【００６９】
なお、得られる半導体装置１０の厚さを薄くするためには、上記配線形成工程の後（図２（ｂ））、ウエハ１１の研磨を行って、ウエハ１１の厚さを薄くすればよい。ウエハ１１を薄くした後、半導体チップ１毎に分割するようにダイシングを行い、分割された半導体チップ１を板状部材１３上に固定して、ワイヤ形成工程、保護膜形成工程、板状部材除去工程等のその後の工程を行えばよい。これにより、半導体装置１０と他の半導体装置を積層した場合にも、積層方向の厚さを低減することができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、半導体装置１０の実装面のうち、主面１０ａに接続端子５ａを設け、対向面１０ｂに金属ボール７ａを設けているが、半導体装置１０の、半導体チップ１の側面側の表面（第２面）に、金属ボール７ａを露出するように設けて、接続端子としてもよい。この場合、半導体装置１０を他の半導体装置等に隣接して配置することによって、半導体装置間の電気的な接合を行うことができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態では、図１（ａ）（ｂ）に示すように、配線５が露出した接続端子５ａを有する半導体装置１０について説明したが、該接続端子５ａ上には、外部接続用の端子として突起電極が形成されていてもよい。図４（ａ）（ｂ）に、突起電極を備えた半導体装置２０を示す。すなわち、半導体装置２０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、接続端子５ａ上に、Ｓｎを主成分とする金属からなる突起電極２１が形成されている。このように、突起電極２１を形成することにより、基板等への実装に際して、熱処理を行うことによって、突起電極２１と基板等に備えられた端子との電気的な接続が可能となる。従って、ハンダ等の接合用材料の供給を行うことなく、簡便に、半導体装置２０の実装を行うことができる。
【００７２】
上記突起電極２１は、配線５の一部、及び、ワイヤ７全体を保護膜６で覆う保護膜形成工程の後に、形成すればよい。図５（ａ）〜（ｃ）に、突起電極２１を形成する突起電極形成工程の断面図を示す。すなわち、図３（ａ）に示す保護膜６を形成した後、配線５の一部が露出してなる接続端子５ａ上にフラックスを塗布する。続いて、該フラックス上に、ボール搭載法を用いて、Ｓｎを主成分とする金属からなる球状のハンダであるハンダボールを搭載し、熱処理によって、接続端子５ａとハンダボールとを接合する。これにより、図５（ａ）に示すように、接続端子５ａ上に突起電極２１が形成される。
【００７３】
なお、突起電極２１の形成は、上記したボール搭載法にて行ってもよいが、印刷法、ワイヤバンプ法、メッキ法等の種々の方法で行ってもよい。また、上記突起電極２１は、ハンダを用いて形成しているが、ハンダ以外の材料を用いて形成することもできる。
【００７４】
上記のようにして、突起電極２１を形成した後、前記したように、板状部材除去工程を行う。すなわち、ダイシング装置等を用いて、半導体チップ１間に設けられた間隔に形成された保護膜６側から、板状部材１３の途中まで切り込みを入れる（図５（ｂ））。続いて、前記した手法を用いることによって、板状部材１３を除去することにより、図５（ｃ）に示すように、半導体チップ１毎に分割された半導体装置２０を得ることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、接続端子５ａ上に突起電極２１を設ける構成を説明したが、金属ボール７ａ上に、熱硬化性の液状樹脂に導電性粒子を含有させてなる導電性ペースト材料や、ワイヤバンプ等を用いて、突起電極を形成してもよい。
【００７６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
図６（ａ）に、本実施の形態の半導体装置３０の平面図を示し、図６（ｂ）に、図６（ａ）のＣ−Ｃ’矢視断面図を示す。本実施の形態の半導体装置３０は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、半導体チップ１の表面に、電極パッド２を備え、該電極パッド２表面が露出するように第１絶縁層３及び第２絶縁層４が形成されている。この露出した電極パッド２表面には、他の半導体装置等に電気的に接続するための金属製のワイヤ（金属線）３７の一端が設けられている。上記ワイヤ３７は、半導体チップ１のエッジ部１ａに配置され、該ワイヤ３７の他端は、他の半導体装置等の外部に接続するための端子として、対向面１０ｂに配置されている。また、ワイヤ３７の他端は、ボール状に形成された金属ボール（第２の接続端子）３７ａとなっている。なお、上記ワイヤ３７は、前記実施の形態１にて説明したワイヤ７と同様の材料及び手法を用いて形成すればよい。
【００７８】
上記のように、電極パッド２、第１絶縁層３、第２絶縁層４、ワイヤ３７が形成された半導体チップ１は、図６（ｂ）に示すように、電極パッド２及びワイヤ３７が形成されている側の面全体が、保護膜（絶縁体）３６によって覆われている。なお、上記保護膜３６は、前記実施の形態１にて説明した保護膜６と同様に、１０％以上の引張り伸び率を有する伸縮性の材料にて形成すればよい。
【００７９】
上記構成の半導体装置３０にて、上記ワイヤ３７の電極パッド２上の一端と、対向面１０ｂに配置された他端である金属ボール３７ａとの間には、さらに、外部との電気的な接続に用いられる接続部３７ｂが形成されている。該接続部３７ｂは、電極パッド２側の端部及び金属ボール３７ａの、ワイヤ３７の両端部以外の領域に設けられ、エッジ部１ａに設けられた保護膜３６から露出するように形成されている。言い換えれば、図６（ｂ）に示すように、保護膜３６に開口部３６ａを設け、該開口部３６ａからワイヤ３７の一部を露出させ、ワイヤ３７の露出した領域を接続部３７ｂとすればよい。
【００８０】
なお、上記開口部３６ａ内に、メッキ、スパッタリング、エッチング処理を伴う蒸着等により、Ａｕ等の金属膜を形成してもよい。これにより、上記接続部３７ａにて、実装等による外部との電気的な接続を行う場合に、上記接続部３７ａを含む開口部３６ａ内全体が接続可能な領域とすることができる。従って、開口部３６ａ内に金属膜を形成して接続面積を増加させることにより、実装時等の接続の信頼性を向上することができる。
【００８１】
このように、接続部３７ｂを設けることにより、該接続部３７ｂ及び金属ボール３７ａにて、他の半導体装置等の外部と接続することができる。従って、半導体装置３０の、他の半導体装置や実装基板等への実装や積層を簡便に行うことが可能になり、より一層容易に、半導体装置の高集積化を実現することができる。
【００８２】
次に、上記構成の半導体装置３０の製造工程について説明する。該半導体装置３０の製造に際しては、前記実施の形態１にて説明したように、電極パッド２、図示しない回路素子、電極パッド２が露出するように形成された第１絶縁層３及び第２絶縁層４を有するウエハ１１（図２（ａ））を用いる。上記半導体装置３０は、前記実施の形態１で説明した半導体装置１０（図１（ｂ））とは異なり、配線５を備えていないので、配線形成工程（図２（ｂ））は行わない。
【００８３】
従って、まず、ダイシング装置等を用いて、ウエハ１１をスクライブライン１２に沿ってダイシングし、半導体チップ毎に分割する。その後、ウエハ１１のサイズよりも少し大きいサイズの板状部材上に、所定の間隔を隔てて、分割した半導体チップをマトリクス状に配置して固定する。半導体チップの配置、及び、半導体チップの固定化については、前記実施の形態１で説明した手法に従って行えばよい。
【００８４】
その後、電極パッド２上に接続されるワイヤ３７を形成し、さらに保護膜３６を形成する。上記ワイヤ３７の形成は、前記実施の形態１にて説明したワイヤ７を形成する工程（図２（ｃ））と同様の手法で行えばよい。また、上記保護膜３６の形成についても、前記実施の形態１にて説明した保護膜６を形成する工程（図３（ａ））と同様の手法で行えばよいが、本実施の形態では、配線５が設けられていないので、図６（ｂ）に示すように、半導体チップ１上の第２絶縁層４全体、及び、ワイヤ３７全体を覆うように、保護膜３６を形成すればよい。
【００８５】
続いて、保護膜３６に開口部３６ａを設け、接続部３７ｂを形成する。上記開口部３６ａは、例えば、フォトリソグラフィを用いて形成すればよい。あるいは、ウエットエッチングや、プラズマ状態でＣＦ４ガス等を用いるドライエッチング、レーザ加工等によって行ってもよい。
【００８６】
上記のようにして、開口部３６ａ及び接続部３７ａを形成した後、前記実施の形態１と同様に、板状部材除去工程を行って、半導体装置３０を形成する。
【００８７】
なお、本実施の形態では、開口部３６ａを設けることによって、ワイヤ３７の一部を露出させて接続部３７ａを形成しているが、ワイヤ３７を覆う保護膜３６の表面全体を一様にドライエッチングすることにより、ワイヤ３７を露出させて接続部を形成してもよい。この場合にも、接続部に電気的に接続されるように、所望の領域に金属膜を形成して、接続面積を増加させてもよい。
【００８８】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図７ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１・２の各図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
図７（ａ）に、本実施の形態の半導体装置４０の平面図を示し、図７（ｂ）に、図７（ａ）のＤ−Ｄ’矢視断面図を示す。本実施の形態の半導体装置４０は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記実施の形態１にて説明した半導体装置２０（図４（ｂ））の構成に加えて、対向面１０ｂ側に、対向面側配線４５を備えてなるものである。
【００９０】
すなわち、上記半導体装置４０は、上記対向面１０ｂ側の半導体チップ１表面及び保護膜６表面上に、該保護膜６表面から露出している金属ボール７ａ表面の少なくとも一部が露出するように、第３絶縁層４３が形成されている。該第３絶縁層４３は、半導体チップ１と後述する対向面側配線４５との絶縁性を確保するために設けられている。上記第３絶縁層４３は、前記実施の形態１にて説明した第１絶縁層３及び第２絶縁層４と同様に、無機絶縁材料や有機絶縁材料等にて形成すればよく、上記第３絶縁層４３として、２層以上の層を形成してもよい。
【００９１】
なお、上記第３絶縁層４３は、半導体チップ１表面及び保護膜６表面上に設けられる。そのため、半導体装置４０の製造工程時の温度変化、半導体装置４０の使用時の外部環境の温度変化や半導体チップ１の発熱等による温度変化によって、半導体装置４０の構成部材である半導体チップ１と保護膜６とで、伸縮の程度が異なってしまう可能性がある。このような伸縮の割合の違いは、上記第３絶縁層に影響を与え、第３絶縁層に歪や亀裂を生じさせて、第３絶縁層の損傷や破損の原因となる。第３絶縁層の損傷や破損が生じると、半導体チップ１と対向面側配線４５との絶縁性を確保することが困難となってしまうため好ましくない。
【００９２】
それゆえ、上記第３絶縁層の損傷や破損を防止するためには、伸縮性を有する材料にて第３絶縁層４３を形成することが好ましい。具体的には、１０％以上の引張り伸び率を有する絶縁性の材料を用いることが好ましく、例えば、前記実施の形態１にて保護膜６を形成するために用いた材料と同じ材料を用いればよい。なお、上記第３絶縁層の材料は、上記保護膜６の材料と同様に、半導体装置４０のサイズ、半導体装置４０の使用環境、材料コスト等を考慮して適宜選択すればよい。
【００９３】
従って、上記の温度変化によって、半導体装置４０の各構成部材の熱膨張等による伸縮が生じた場合にも、第３絶縁層４３が伸縮することができるので、該第３絶縁層４３に亀裂や歪が生じることを防止することができる。これにより、半導体チップ１と後述する対向面側配線４５との間の絶縁性を確保することができるので、半導体装置４０の信頼性を向上することができる。
【００９４】
また、この露出した金属ボール７ａ表面、及び、第３絶縁層４３上には、外部接続用の対向面側配線（第２の配線）４５が形成されている。上記金属ボール７ａ表面に対向面側配線４５が形成されることにより、ワイヤ７と対向面側配線４５とが電気的に接続される。上記対向面側配線４５は、前記実施の形態１にて説明した配線５と同様に、例えば、半導体チップ１側から順に、銅（Ｃｕ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、金（Ａｕ）層の３層構造にて形成すればよい。
【００９５】
さらに、第３絶縁層４３及び対向面側配線４５上には、該対向面側配線４５表面の一部が露出するように、対向面側保護膜（保護層）４６が形成されている。上記対向面側配線４５表面の露出した領域は、外部接続用の対向面側接続端子（第２配線用接続端子）４５ａとなる。このように、対向面側配線４５の一部分が対向面側接続端子４５ａとなっているので、対向面側配線４５上の所望する領域を露出させることにより、所望する位置に対向面側接続端子４５ａを設けることができる。従って、半導体装置４０の実装や積層に際して、外部との接続位置に応じて、対向面側接続端子４５ａを設けることができるので、半導体装置４０の集積時の自由度を向上することができる。
【００９６】
また、上記対向面側保護膜４６は、前記実施の形態１にて説明した保護膜６と同様に、伸縮性を有する材料にて形成すればよく、例えば、１０％以上の引張り伸び率を有する樹脂材料等にて形成すればよい。
【００９７】
このように、対向面側配線４５を設け、該対向面側配線４５の一部を露出させて対向面側接続端子４５ａを形成することにより、該対向面側接続端子４５ａにて、他の半導体装置等の外部と接続することができる。従って、半導体装置３０の、他の半導体装置や実装基板等への実装や積層を簡便に行うことが可能になる。これにより、半導体装置の高集積化をより一層容易に実現することができる。
【００９８】
次に、上記構成の半導体装置４０の製造工程について、図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）（ｂ）に示す断面図に基づいて、説明する。該半導体装置４０の製造に際しては、前記実施の形態１にて説明した半導体装置１０の製造工程の配線形成工程（図２（ｂ））からワイヤ形成工程（図２（ｃ））、保護膜形成工程（図３（ａ））までの各工程を行う。その後、前記実施の形態１にて説明したように、裏面研磨装置等を用いて、板状部材１３を除去して、ワイヤ７の金属ボール７ａ表面を保護膜６表面から露出させる。なお、本実施の形態では、板状部材１３の除去に際して、保護膜６に切り込みを入れる操作は行わない。
【００９９】
上記板状部材１３を除去した後、対向面１０ｂ側の半導体チップ１上及び保護膜６上に、第３絶縁層４３及び対向面側配線４５を形成し、さらに、配線５の接続端子５ａ上に突起電極２１を形成する。図８（ａ）〜（ｃ）に、第３絶縁層４３及び対向面側配線４５の形成工程の断面図を示し、図９（ａ）（ｂ）に、突起電極２１の形成工程の断面図を示す。
【０１００】
すなわち、板状部材１３を除去した後、図８（ａ）に示すように、半導体チップ１を上下反転させ、対向面１０ｂ側の半導体チップ１及び保護膜６上に、金属ボール７ａの表面の少なくとも一部が露出するように、第３絶縁層４３を形成する。本実施の形態では、上記第３絶縁層４３を形成するために、硬化後の引張り伸び率が１０％である非感光性のポリイミド系樹脂を用いている。
【０１０１】
具体的には、半導体チップ１及び保護膜６上に、上記非感光性のポリイミド系樹脂をスピンコートで塗布して乾燥させ、さらに、フォトレジストをスピンコートで塗布して乾燥させる。その後、フォトリソグラフィによって、金属ボール７ａ表面が配置された領域に対応する、上記非感光性のポリイミド系樹脂の領域を露出させるように、フォトレジストのパターニングを行う。続いて、パターニングされたフォトレジストをマスクとして、上記非感光性のポリイミド樹脂のパターニングを行い、金属ボール７ａ表面を露出させる。次いで、剥離液を用いて上記フォトレジストを除去し、熱処理を行うことにより、上記非感光性のポリイミド系樹脂を硬化させる。これにより、図８（ａ）に示すように、金属ボール７ａ表面が露出するように、第３絶縁層４３が形成される。
【０１０２】
次に、前記実施の形態１の配線形成工程にて説明した操作と同様の操作を行って、上記保護膜６、該保護膜６から露出した金属ボール７ａ表面、及び第３絶縁層４３上に、図８（ｂ）に示すように、対向面側配線４５を形成する。すなわち、まず、上記保護膜６、金属ボール７ａ表面、及び第３絶縁層４３上に、Ｔｉ−Ｗ等を用いて、スパッタリングによって図示しないバリア層を形成する。その後、該バリア層上に、スパッタリングによって図示しないＣｕ薄膜を形成する。
【０１０３】
続いて、上記Ｃｕ薄膜上全体に、図示しないフォトレジストをスピンコートで塗布し、該フォトレジストを乾燥させた後、フォトリソグラフィによって、対向面側配線４５が形成される領域のＣｕ薄膜が露出するように、パターニングを行う。その後、上記フォトレジストのパターニングによって露出したＣｕ薄膜上に、電解メッキによって、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕを順に形成して対向面側配線４５を形成する。該対向面側配線４５を形成するための電解メッキの終了後、上記フォトレジストを剥離液で除去し、さらに、対向面側配線４５をマスクとして、対向面側配線４５が形成された領域以外のＣｕ薄膜及びバリア層をエッチング液で除去する。これにより、図８（ｂ）に示すように、上記保護膜６、金属ボール７ａ表面、及び第３絶縁層４３上に、所望するパターンで、対向面側配線４５が形成される。
【０１０４】
次いで、図８（ｃ）に示すように、上記第３絶縁層４３、及び、対向面側配線４５の一部を覆うように、対向面側保護膜４６を形成する。対向面側保護膜４６を形成する場合には、例えば、硬化後の物性にて１０％以上の引張り伸び率を有する感光性のポリイミド系樹脂を用いて、上記第３絶縁層４３、対向面側配線４５、保護膜６から露出した金属ボール７ａ表面上に、上記感光性のポリイミド系樹脂をスピンコートで塗布して、乾燥させる。その後、フォトリソグラフィによって、対向面側配線４５の所望する領域が露出するように、上記感光性のポリイミド樹脂のパターニングを行う。このパターニングされた感光性のポリイミド樹脂を熱処理によって硬化させることにより、図８（ｃ）に示すように、対向面側配線４５の一部が対向面側接続端子４５ａとして露出するように、対向面側保護膜４６が形成される。
【０１０５】
上記のように対向面側保護膜４６を形成した後、半導体チップ１を上下反転させて、前記実施の形態１にて、図５（ａ）に基づいて説明した操作と同様の操作にて、突起電極２１を形成すればよい。すなわち、配線５の一部が露出してなる接続端子５ａ上にフラックスを塗布し、該フラックス上に、例えばボール搭載法等を用いて、Ｓｎを主成分とする金属からなるハンダボールを搭載し、熱処理によって、接続端子５ａとハンダボールとを接合する。これにより、図９（ａ）に示すように、接続端子５ａ上に突起電極２１が形成される。
【０１０６】
上記のようにして、突起電極２１を形成した後、ダイシング装置等を用いて、半導体チップ１間に設けられた間隔に形成された保護膜６側から、ダイシングすることにより、図９（ｂ）に示すように、半導体チップ１毎に分割された半導体装置４０を得ることができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、接続端子５ａ上に突起電極２１を設ける構成について説明したが、対向面側接続端子４５ａに突起電極を設けてもよい。
【０１０８】
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜３の各図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０９】
図１０に、本実施の形態の積層型半導体装置５０の断面図を示す。上記積層型半導体装置５０は、図１０に示すように、前記実施の形態１にて説明した半導体装置２０（図４）に、前記実施の形態２にて説明した半導体装置３０を積層してなるものである。上記積層型半導体装置５０は、半導体装置２０のワイヤ７の金属ボール７ａと、半導体装置３０のワイヤ３７の接続部３７ｂとが、導電性ペースト５１を介して、電気的に接続されている。
【０１１０】
上記導電性ペースト５１は、エポキシ樹脂等の樹脂に、金属微粒子等の導電性材料を含有させてなるものである。上記導電性ペースト５１は、半導体装置２０の保護膜６表面から露出した金属ボール７ａ表面上に、ディスペンス方式あるいや印刷方式等によって塗布される。その後、この導電性ペースト５１上に、半導体装置３０の接続部３７ｂを、位置合わせを行って配置し、熱処理を行うことによって、該導電性ペースト５１を硬化させる。これにより、半導体装置２０と半導体装置３０とが、導電性ペースト５１を介して、電気的に接続される。
【０１１１】
また、必要に応じて、半導体装置２０と半導体装置３０との間に、アンダーフィル材料等の液状樹脂を封入し、該液状樹脂を熱処理等によって硬化させることにより、半導体装置２０と半導体装置３０との間の接続部分を保護することができる。
【０１１２】
なお、上記積層型半導体装置５０では、半導体装置３０に設けられた接続部３７ｂと、半導体装置２０に設けられた金属ボール７ａとを電気的に接続するように積層している。そのため、半導体装置２０と半導体装置３０とを積層した場合に、金属ボール７ａと接続部３７ｂとが互いに対向するように、接続部３７ｂを設けておくことが好ましい。また、接続部３７ｂが設けられる開口部３６ａ（図６（ｂ））内に金属膜を形成して、導電性ペースト５１との接続面積を増加させれば、実装時等の接続の信頼性を向上することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態では、異なる構造の半導体装置である半導体装置２０と半導体装置３０とを積層してなる積層型半導体装置５０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。すなわち、前記実施の形態１〜４にて説明した半導体装置のうち、同一の構造を有する半導体装置を積層する構成としてもよい。さらに、積層する半導体装置は、２つに限らず、３つ以上を積層する構成であってもよく、３つ以上の半導体装置を積層する場合にも、本実施の形態と同様の手法にて積層すればよい。
【０１１４】
上記のように、前記の各実施の形態にて説明したように、ワイヤ７又はワイヤ３７を有する半導体装置を積層することにより、半導体装置間の電気的な接続を簡便に行うことができる。これにより、半導体装置の高密度実装を、簡便に実現することができる。特に、前記実施の形態１にて説明したように、半導体装置の厚さを薄くするためにウエハの研磨を行って得られた半導体装置を用いれば、半導体装置を積層した場合の厚さを低減することができるので、より一層、半導体装置の高密度実装を実現することができる。これにより、電子機器の小型化の要求にも対応可能な高集積化された積層型半導体装置を提供することができるとともに、電子機器のさらなる高性能化を実現することが可能になる。
【０１１５】
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１〜４の各図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１６】
図１１に、本実施の形態の積層型半導体装置６０の断面図を示す。上記積層型半導体装置６０は、図１１に示すように、前記実施の形態３にて説明した半導体装置４０（図７）を２つ用い、該２つの半導体装置４０（以下、半導体装置４０ａ、半導体装置４０ｂと記載する）を積層してなるものである。
【０１１７】
上記積層型半導体装置６０は、一方の半導体装置４０ｂに設けられた突起電極２１と、他方の半導体装置４０ａに設けられた対向面側配線４５の露出した領域である接続端子４５ａとを電気的に接続することによって、半導体装置４０ａと半導体装置４０ｂとを接合している。上記突起電極２１と接続端子４５ａとの接続に際しては、該突起電極２１又は接続端子４５ａ表面に、フラックス又はペースト状のハンダを塗布する。その後、上記半導体装置４０ｂの突起電極２１と、半導体装置４０ａの接続端子４５ａとの位置合わせを行って、半導体装置４０ａ・４０ｂを積層し、リフロー炉等を用いて熱処理を行う。これにより、上記突起電極２１と接続端子４５ａとが電気的に接続される。
【０１１８】
また、必要に応じて、半導体装置４０ａと半導体装置４０ｂとの間に、アンダーフィル材料等の液状樹脂を封入し、該液状樹脂を熱処理等によって硬化させることにより、半導体装置４０ａと半導体装置４０ｂとの間の接続部分を保護することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、２つの半導体装置４０を積層してなる積層型半導体装置６０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。すなわち、前記実施の形態１〜４にて説明した半導体装置のうち、異なる構造の半導体装置を積層する構成としてもよい。また、積層する半導体装置は、２つに限らず、３つ以上を積層する構成であってもよく、３つ以上の半導体装置を積層する場合にも、本実施の形態と同様の手法にて積層すればよい。
【０１２０】
上記のように、対向面側に、外部との電気的な接続が可能な金属ボール７ａを有する半導体装置を積層することにより、半導体装置間の電気的な接続を簡便に行って、半導体装置の高密度実装を実現することができる。また、半導体装置の製造に際して、ウエハの研磨を行った半導体装置を用いれば、半導体装置を積層した場合の厚さを低減することができる。これにより、電子機器の小型化の要求にも対応可能な積層型半導体装置を提供することが可能になる。
【０１２１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の半導体装置を用いれば、半導体装置を簡便に積層することができるとともに、高密度での半導体装置の積層を実現することができる。それゆえ、電子機器の小型化や高性能化の要求に応え得る半導体装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】（ａ）は、本発明における半導体装置の実施の一形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、上記半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、上記半導体装置の製造工程の続きを説明する断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明における半導体装置の他の実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’矢視断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、上記半導体装置の突起電極を形成する工程を説明する断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明における半導体装置のさらに他の実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ’矢視断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明における半導体装置のさらに他の実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’矢視断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、上記半導体装置の第３絶縁層及び対向面側配線を形成する工程を説明する断面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、上記半導体装置の製造工程の続きを示し、突起電極を形成する工程を説明する断面図である。
【図１０】本発明における積層型半導体装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図１１】本発明における積層型半導体装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】従来の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１    半導体チップ
１ａ  エッジ部
２    電極パッド
３    第１絶縁層
４    第２絶縁層
５    配線（第１の配線）
５ａ  接続端子（第１の接続端子）
６    保護膜（絶縁体）
７    ワイヤ（金属線）
７ａ  金属ボール（第２の接続端子）
１０    半導体装置
１０ａ  主面（第１面）
１０ｂ  対向面（第２面）
１１    ウエハ
１２    スクライブライン
１３    板状部材
２０    半導体装置
２１    突起電極
３０    半導体装置
３６    保護膜（絶縁体）
３６ａ  開口部
３７    ワイヤ（金属線）
３７ａ  金属ボール（第２の接続端子）
３７ｂ  接続部
４０    半導体装置
４３    第３絶縁層
４５    対向面側配線（第２の配線）
４５ａ  対向面側接続端子（第２配線用接続端子）
４６    対向面側保護膜（保護層）
５０    積層型半導体装置
【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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【図１２】
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