(57)【要約】【課題】製造段階において反りやガス溜まりが発生せず、良品を歩留まりよく製造可能な半導体装置を提供する。【解決手段】パッシベーション膜３上にガラス転移温度が高い有機樹脂材料を用いて第１絶縁膜４を所定の形状に塗布した後、当該第１絶縁膜４を３５０℃／１ｈでキュアリングする。次いで、第１絶縁膜４上に再配線６を形成した後、当該再配線６を覆うようにガラス転移温度が低い有機樹脂材料を用いて第２絶縁膜７を所定の形状に塗布し、当該第２絶縁膜７を２６５℃／１ｈでキュアリングする。さらに、再配線６の先端部に形成された第２ボンディングパッド８にリフロー温度２６０℃でバンプ電極９を搭載する。【選択図】図４
2005116879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、
前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料をもって形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、
前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりも熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された応力緩和層と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、
前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料をもって形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された応力緩和層と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、
前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりも熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜を有機樹脂材料をもって形成し、
前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程と、前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜を有機樹脂材料をもって形成すると共に、前記バンプ電極をはんだボールをもって形成し、
前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程における前記はんだボールのリフロー温度の方を低温にすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記第１絶縁膜、前記第２絶縁膜及び前記応力緩和層を有機樹脂材料をもって形成し、
前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程における前記応力緩和層のベーク温度及び前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程と、前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程とを含む半導体装置の製造方法において、
前記第１絶縁膜、前記第２絶縁膜及び前記応力緩和層を有機樹脂材料をもって形成すると共に、前記バンプ電極をはんだボールをもって形成し、
前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程における前記応力緩和層のベーク温度及び前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、前記第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程における前記応力緩和層のベーク温度及び前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程における前記はんだボールのリフロー温度の方を低温に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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路形成面上に再配線が施されたＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）タイプの半導体装置とその製造方法とに係り、特に、回路形成面上に複数の有機樹脂層が積層して設けられる半導体装置の製造時における反りの抑制手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器の小型軽量化、高速化及び高機能化の要求に対処するため、電気機器に実装する半導体装置に対しても小型軽量化、高集積化及び実装の容易化の要求が益々高まっている。
【０００３】
従来より、これらの各要求に対応可能な半導体装置として、図７に示すように、回路形成面１１の外周部に沿って配列された第１ボンディングパッド（アルミパッド）１２と、回路形成面１１を保護するために第１ボンディングパッド１２の形成部を除く回路形成面１上に形成されたパッシベーション膜１３と、当該パッシベーション膜１３上に形成された第１絶縁膜１４と、当該第１絶縁膜１４上に形成され一端が第１ボンディングパッド１２に接続された再配線１６と、当該再配線１６を保護するために第１絶縁膜１４上に形成された第２絶縁膜１７と、再配線１６の他端に形成された第２ボンディングパッド１８に設定されたバンプ電極１９とを備えたＣＳＰと呼ばれる半導体装置が提案されている。
【０００４】
また、この種の半導体装置の他の例として、バンプ電極１９を介して半導体装置を配線基板上に実装した場合に、半導体装置と配線基板との熱膨張率差に起因してバンプ電極１９と配線基板との間及びバンプ電極１９と第２ボンディングパッド１８との間に作用する熱応力を緩和し、各部の接続の信頼性を高めて半導体装置の耐久性の向上を図るため、図８に示すように、再配線１６の下層に応力緩和層１５を介在させたものも従来より提案されている。
【０００５】
前記パッシベーション膜１３、第１絶縁膜１４、応力緩和層１５及び第２絶縁膜１７は有機樹脂材料をもって形成される。また、バンプ電極１９ははんだボールをもって形成され、前記第２ボンディングパッド１８にリフロー方式で取り付けられる。
【０００６】
これらの各有機樹脂膜１３，１４，１５，１７の形成及びバンプ電極１９の設定は、個々の半導体装置を切り出す前のウエハ段階で行われるので、前記各有機樹脂膜１３，１４，１５，１７の熱特性や処理温度それにバンプ電極１９の取り付け条件が不適切であると、シリコンウエハと各有機樹脂膜１３，１４，１５，１７との熱膨張差や各有機樹脂膜１３，１４，１５，１７の硬化収縮によってシリコンウエハに反りが生じ、ハンドリングが困難になったり、半導体装置の歩留まりが悪くなるといった不都合を生じやすくなる。また、上層の有機樹脂膜の形成時に下層の有機樹脂膜よりガスが発生し、このガスが各有機樹脂膜１３，１４，１５，１７の界面に溜まるという不都合も生じやすくなる。かかる不都合は、シリコンウエハが大型化されるほど、また薄型化されるほど顕著になる。
【０００７】
従来より、シリコンウエハと回路形成面上に形成される各有機樹脂膜との熱膨張差や各有機樹脂膜の硬化収縮に伴うシリコンウエハの反りを抑制又は防止するため、シリコンウエハの裏面に回路形成面と同様の有機樹脂層を形成する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００８】
この技術によれば、シリコンウエハの回路形成面と裏面との応力をバランスさせることができるので、シリコンウエハの反りを抑制又は防止することができる。
【特許文献１】特開２００２−２７０２７０
【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、特許文献１に記載の技術によると、シリコンウエハの裏面にも回路形成面と同様の有機樹脂層を形成するので、半導体装置の製造工程が複雑化するばかりでなく、半導体装置のダイシングが困難になり、半導体装置が高コスト化するという問題がある。また、各有機樹脂膜の界面おけるガス溜まりの問題も解決することができない。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、製造段階において反りやガス溜まりが発生せず、良品を歩留まりよく製造可能な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】
【００１１】
本発明は、前記の課題を解決するため、半導体装置に関しては、回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料をもって形成するという構成にした。
【００１２】
また、本発明は、半導体装置に関して、回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された応力緩和層と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料をもって形成するという構成にした。
【００１３】
ガラス転移温度が低い有機樹脂材料は、ガラス転移温度が高い有機樹脂材料よりも一般に硬化処理時のキュア温度が低い。したがって、第２絶縁膜を第１絶縁膜よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料をもって形成すると、第１絶縁膜形成後の第２絶縁膜の形成時に、第１絶縁膜のキュア温度よりも高い第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、第１絶縁膜の変質が防止されるので、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明は、半導体装置に関して、回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりも熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成するという構成にした。
【００１５】
また、本発明は、半導体装置に関して、回路形成面上に形成された第１絶縁膜と、当該第１絶縁膜上に形成された応力緩和層と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に形成された再配線と、当該再配線の外面を覆う第２絶縁膜とを有する半導体装置において、前記第２絶縁膜を前記第１絶縁膜よりも熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成するという構成にした。
【００１６】
熱膨張係数が大きい有機樹脂材料は、熱膨張係数が小さい有機樹脂材料よりも一般に硬化処理時のキュア温度が低い。したがって、第２絶縁膜を第１絶縁膜よりも熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成すると、第１絶縁膜形成後の第２絶縁膜の形成時に、第１絶縁膜のキュア温度よりも高い第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、第１絶縁膜の変質が防止されるので、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。
【００１７】
一方、本発明は、前記の課題を解決するため、半導体装置の製造方法に関しては、回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜を有機樹脂材料をもって形成し、前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にするという構成にした。
【００１８】
このように、第１絶縁膜のキュア温度よりも第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にすると、第１絶縁膜形成後の第２絶縁膜の形成時に第１絶縁膜のキュア温度よりも高い第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用しないので、第１絶縁膜の変質が防止されてシリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明は、半導体装置の製造方法に関して、回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程と、前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程とを含む半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜を有機樹脂材料をもって形成すると共に、前記バンプ電極をはんだボールをもって形成し、前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程における前記はんだボールのリフロー温度の方を低温にするという構成にした。
【００２０】
このように、第１絶縁膜のキュア温度よりも第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、第２絶縁膜のキュア温度よりもはんだボールのリフロー温度の方を低温にすると、第１絶縁膜のキュア温度よりも高い第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、かつ、第２絶縁膜のキュア温度よりも高いはんだボールのリフロー温度が第２絶縁膜に作用しないので、後の工程によって先に形成された有機樹脂膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。
【００２１】
また、本発明は、半導体装置の製造方法に関して、回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜、前記第２絶縁膜及び前記応力緩和層を有機樹脂材料をもって形成し、前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程における前記応力緩和層のベーク温度及び前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にするという構成にした。
【００２２】
このように、第１絶縁膜のキュア温度よりも応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、第２絶縁膜のキュア温度よりもはんだボールのリフロー温度の方を低温にすると、第１絶縁膜のキュア温度よりも高い応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、かつ、応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度よりも高いはんだボールのリフロー温度が応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜に作用しないので、後の工程によって先に形成された有機樹脂膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。
【００２３】
また、本発明は、半導体装置の製造方法に関して、回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程と、当該第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程と、前記第１絶縁膜上及び前記応力緩和層上に再配線を形成する工程と、当該再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程と、前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程とを含む半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜、前記第２絶縁膜及び前記応力緩和層を有機樹脂材料をもって形成すると共に、前記バンプ電極をはんだボールをもって形成し、前記回路形成面上に第１絶縁膜を形成する工程における前記第１絶縁膜のキュア温度よりも前記第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程における前記応力緩和層のベーク温度及び前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、前記第１絶縁膜上に応力緩和層を形成する工程における前記応力緩和層のベーク温度及び前記再配線の外面に第２絶縁膜を形成する工程における前記第２絶縁膜のキュア温度よりも前記再配線の一端にバンプ電極を取り付ける工程における前記はんだボールのリフロー温度の方を低温にするという構成にした。
【００２４】
第１絶縁膜のキュア温度よりも応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にし、かつ、応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度よりもはんだボールのリフロー温度の方を低温にすると、第１絶縁膜のキュア温度よりも高い応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、かつ、応力緩和層のベーク温度及び第２絶縁膜のキュア温度よりも高いはんだボールのリフロー温度が第２絶縁膜に作用しないので、後の工程によって先に形成された有機樹脂膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の半導体装置は、再配線の外面を覆う第２絶縁膜を回路形成面上に形成された第１絶縁膜よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料又は熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成したので、第１絶縁膜形成後の第２絶縁膜の形成時に、第１絶縁膜のキュア温度よりも高い第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、第１絶縁膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されて、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。さらに、再配線の下層に第２絶縁膜よりもガラス転移温度が高い有機樹脂材料又は熱膨張係数が小さい有機樹脂材料よりなり、熱的に安定な第１絶縁膜を配置したので、第２絶縁膜の形成工程及びその後の工程において再配線に作用する応力を抑制することができ、半導体装置製造工程における再配線の断線や再配線と第１ボンディングパッド（アルミパッド）との接続不良を防止できて、良品の歩留まりを高めることができる。
【００２６】
本発明の半導体装置の製造方法は、第１絶縁膜のキュア温度よりも第２絶縁膜のキュア温度の方を低温にしたので、第１絶縁膜形成後の第２絶縁膜の形成時に第１絶縁膜のキュア温度よりも高い第２絶縁膜のキュア温度が第１絶縁膜に作用せず、第１絶縁膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されて、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。さらに、再配線の下層に第２絶縁膜よりもガラス転移温度が高い有機樹脂材料又は熱膨張係数が小さい有機樹脂材料よりなり、熱的に安定な第１絶縁膜を配置するので、第２絶縁膜の形成工程及びその後の工程において再配線に作用する応力を抑制することができ、半導体装置製造工程における再配線の断線や再配線と第１ボンディングパッド（アルミパッド）との接続不良を防止できて、良品の歩留まりを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る半導体装置の第１実施形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は第１実施形態に係る半導体装置の回路形成面側から見た要部平面図、図２は第１実施形態に係る半導体装置の斜視断面図、図３は本発明に適用可能な有機樹脂材料を例示する表図、図４は第１実施形態に係る半導体装置の製造手順を示すフローチャートである。
【００２８】
本例の半導体装置も、基本的な構成については図７に示した従来例に係る半導体装置と同じであり、図１及び図２に示すように、回路形成面１の外周部に沿って配列された複数個の第１ボンディングパッド２と、回路形成面１を保護するために第１ボンディングパッド２の形成部を除く回路形成面１上に形成されたパッシベーション膜３と、当該パッシベーション膜３上に形成された第１絶縁膜４と、当該第１絶縁膜４上に形成され一端が第１ボンディングパッド２に接続された再配線６と、当該再配線６を保護するために第１絶縁膜４上に形成された第２絶縁膜７と、再配線６の他端に形成された第２ボンディングパッド８に設定されたバンプ電極９とから構成されている。なお、回路形成面１には、所要の半導体素子群よりなる図示しない半導体素子領域がウエハプロセスで形成される。
【００２９】
第１ボンディングパッド２及びパッシベーション膜３の形成は通常のウエハプロセスで行われ、第１絶縁膜４、第２ボンディングパッド８を含む再配線６、第２絶縁膜７及びバンプ電極９の形成は、ウエハプロセス終了後の再配線工程において行われる。
【００３０】
第１絶縁膜４は、図２に示すように、第１ボンディングパッド２の中央部を除く回路形成面１上に形成される。この第１絶縁膜４は、再配線６の形成時における第１ボンディングパッド２の損傷を防止するため、第１ボンディングパッド２の開口端を覆うように形成される。この第１絶縁膜４の形成は、半導体装置のもとになるウエハの回路形成面上に感光性樹脂材料よりなる樹脂層を均一な厚さに塗布した後、当該樹脂層を第１絶縁膜４の形状に露光して露光部を硬化し、次いで、未露光部を現像処理にて除去することによって行う。なお、パッシベーション膜３が十分な絶縁性を有する場合には、この第１絶縁膜４の形成を省略し、パッシベーション膜３上に直接再配線６を形成することもできる。
【００３１】
第２ボンディングパッド８を含む再配線６は、銅めっきによって形成され、図２に示すように、第１絶縁膜４上に配列される。再配線６は、一端が第１ボンディングパッド２に接続され、他端の第２ボンディングパッド８が前記第１絶縁膜４上に所要の配列で形成される。この第２ボンディングパッド８を含む再配線６も、フォトリソグラフィ法によって形成される。即ち、図４に示すように、第１絶縁膜４上にクロム又は銅などを一様にスパッタリングして給電膜を形成し、次いで当該給電膜上にフォトレジスト層を均一な厚さに塗布し、フォトレジスト層を第２ボンディングパッド８を含む再配線６の形状に露光する。次いで、未露光部を現像処理によって除去し、露光部に対応する給電膜を露出させる。次に、露出された給電膜に銅めっきを施して第２ボンディングパッド８を含む再配線６とする。最後に、露光部に対応する給電膜を化学エッチングによって除去し、残存したフォトレジスト層をアッシングにて除去する。
【００３２】
第２絶縁膜７は、図２に示すように、第２ボンディングパッド８の中央部を除く第１絶縁膜４上に形成される。この第２絶縁膜７も、前記第１絶縁膜４と同様の方法で形成される。
【００３３】
第２絶縁膜７は、第１絶縁膜４よりもガラス転移温度が低い有機樹脂材料又は第１絶縁膜４よりも熱膨張係数が大きい有機樹脂材料をもって形成される。例えば、第１絶縁膜４をＨＤＭ社製の感光性樹脂Ｈ７０８（ガラス転移温度；３２０℃、熱膨張係数；２．５×１０−５／℃、キュア温度；３５０℃／１ｈ、弾性率；３．４ＧＰａ）を用いて形成した場合、第２絶縁膜７は、ＨＤＭ社製の感光性樹脂ＨＤ６０００（ガラス転移温度；２５０〜２５５℃、熱膨張係数；６．４〜６．７×１０−５／℃、キュア温度；２５０〜３５０℃／１ｈ、弾性率；３．１〜３．３ＧＰａ）を用いて形成される。勿論、第１絶縁膜４の形成材料及び第２絶縁膜７の形成材料は、この組合せに限定されるものではなく、市販の有機樹脂材料より選択して用いることができる。図３に本発明に適用可能な有機樹脂材料を例示する。
【００３４】
バンプ電極９は、ハンダをボール状に成形してなるハンダボール、樹脂ボールの表面にハンダをコーティングしてなるコーティングハンダボール、その他のボール状導電材料をもって形成され、第１絶縁膜４上に配列された各第２ボンディングパッド８上にリフロー方式で搭載される。このバンプ電極９のリフロー温度は、第２絶縁膜７のキュア温度よりも低温、例えば第２絶縁膜７をＨＤＭ社製の感光性樹脂ＨＤ６０００を用いて形成した場合には、２６０℃に調整される。
【００３５】
以下、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図４を参照しつつ説明する。まず、パッシベーション膜３上にＨＤＭ社製の感光性樹脂Ｈ７０８を用いて第１絶縁膜４を所定の形状に塗布した後、当該第１絶縁膜４を３５０℃／１ｈでキュアリングする。次いで、図４に記載の所要の手順で第１絶縁膜４上に再配線６を形成した後、当該再配線６を覆うようにＨＤＭ社製の感光性樹脂ＨＤ６０００を用いて第２絶縁膜７を所定の形状に塗布し、当該第２絶縁膜７を２６５℃／１ｈでキュアリングする。さらに、再配線６の先端部に形成された第２ボンディングパッド８にリフロー温度２６０℃でバンプ電極９を搭載する。
【００３６】
第１実施形態に係る半導体装置は、第１絶縁膜４のキュア温度よりも第２絶縁膜７のキュア温度の方を低温にし、かつ、第２絶縁膜７のキュア温度よりもバンプ電極９のリフロー温度の方を低温にしたので、第１絶縁膜４のキュア温度よりも高い第２絶縁膜７のキュア温度が第１絶縁膜４に作用せず、かつ、第２絶縁膜７のキュア温度よりも高いバンプ電極９のリフロー温度が第２絶縁膜７に作用しない。よって、後の工程による先に形成された有機樹脂膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されて、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。さらに、再配線６の下層に第２絶縁膜７よりもガラス転移温度が高い有機樹脂材料又は熱膨張係数が小さい有機樹脂材料よりなり、熱的に安定な第１絶縁膜４を配置したので、第２絶縁膜７の形成工程及びその後のバンプ電極９の接続工程において再配線６に作用する応力を抑制することができ、半導体装置製造工程における再配線６の断線や再配線６と第１ボンディングパッド（アルミパッド）２との接続不良を防止できて、良品の歩留まりを高めることができる。
【００３７】
次に、本発明に係る半導体装置の第２実施形態を、図５及び図６に基づいて説明する。図６は第２実施形態に係る半導体装置の要部Ａ−Ａ断面図、図６は第２実施形態に係る半導体装置の製造手順を示すフローチャートである。
【００３８】
本例の半導体装置は、第１絶縁膜４と第２絶縁膜７との間に、これらの各絶縁膜４，７を構成する有機樹脂材料よりも弾性率が低い有機樹脂材料からなる応力緩和層５を介在させたことを特徴とする。この応力緩和層５の形成材料としては、図３に示すように、例えば日立化成社製の非感光性樹脂ＨＬ−Ｐ２００（ガラス転移温度；１９８℃、熱膨張係数；１０×１０−５／℃、ベーク温度；２６５℃／１ｈ、弾性率；２５℃で０．９０ＧＰａ）を用いて形成される。その他については、第１実施形態に係る半導体装置と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
以下、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を、図６を参照しつつ説明する。まず、パッシベーション膜３上にＨＤＭ社製の感光性樹脂Ｈ７０８を用いて第１絶縁膜４を所定の形状に塗布した後、当該第１絶縁膜４を３５０℃／１ｈでキュアリングする。次いで、当該第１絶縁膜４上に日立化成社製の非感光性樹脂ＨＬ−Ｐ２００を用いて応力緩和層５を所定の形状に塗布し、しかる後に当該応力緩和層５を２６５℃／１ｈでベーキングする。次いで、図６に記載の所要の手順で第１絶縁膜４上及び応力緩和層５上に再配線６を形成した後、当該再配線６を覆うようにＨＤＭ社製の感光性樹脂ＨＤ６０００を用いて第２絶縁膜７を所定の形状に塗布し、当該第２絶縁膜７を２６５℃／１ｈでキュアリングする。さらに、再配線６の先端部に形成された第２ボンディングパッド８にリフロー温度２６０℃でバンプ電極９を搭載する。
【００４０】
第２実施形態に係る半導体装置は、第１絶縁膜４のキュア温度よりも応力緩和層５のベーク温度及び第２絶縁膜７のキュア温度の方を低温にし、かつ、応力緩和層５のベーク温度及び第２絶縁膜７のキュア温度よりもバンプ電極９のリフロー温度の方を低温にしたので、第１絶縁膜４のキュア温度よりも高い応力緩和層５のベーク温度及び第２絶縁膜７のキュア温度が第１絶縁膜４に作用せず、かつ、応力緩和層５のベーク温度及び第２絶縁膜７のキュア温度よりも高いバンプ電極９のリフロー温度が応力緩和層５及び第２絶縁膜に作用しない。よって、後の工程による先に形成された有機樹脂膜の変質が防止され、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制され、良品の歩留まりの改善による半導体装置の低コスト化を図ることができる。また、シリコンウエハの反りやガス溜まりが抑制されることから、シリコンウエハの大型化及び薄形化を図ることができ、この点からも半導体装置の低コスト化を図ることができると共に、半導体装置ひいてはこれを搭載する電子機器の小型化を図ることができる。さらに、再配線６の下層に第２絶縁膜７よりもガラス転移温度が高い有機樹脂材料又は熱膨張係数が小さい有機樹脂材料よりなり、熱的に安定な第１絶縁膜４を配置したので、第２絶縁膜７の形成工程及びその後のバンプ電極９の接続工程において再配線６に作用する応力を抑制することができ、半導体装置製造工程における再配線６の断線や再配線６と第１ボンディングパッド（アルミパッド）２との接続不良を防止できて、良品の歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の回路形成面側から見た要部平面図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の斜視断面図である。
【図３】本発明に適用可能な有機樹脂材料を例示する表図である。
【図４】第１実施形態に係る半導体装置の製造手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【図６】第２実施形態に係る半導体装置の製造手順を示すフローチャートである。
【図７】第１従来例に係る半導体装置の要部断面図である。
【図８】第２従来例に係る半導体装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    回路形成面
２    第１ボンディングパッド
３    パッシベーション膜
４    第１絶縁膜
５    応力緩和層
６    再配線
７    第２絶縁膜
８    第２ボンディングパッド
９    バンプ電極
【図１】
2005116879.tif 000003
【図２】
2005116879.tif 000004
【図３】
2005116879.tif 000005
【図４】
2005116879.tif 000006
【図５】
2005116879.tif 000007
【図６】
2005116879.tif 000008
【図７】
2005116879.tif 000009
【図８】
2005116879.tif 000010