(57)【要約】【課題】  ＣＳＰと呼ばれる半導体装置において、配線間にいわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにする。【解決手段】  保護膜５の上面には下地金属層７を含む銅からなる配線８が設けられている。配線８の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極９が設けられている。保護膜５の上面、下地金属層７を含む配線８の表面及び柱状電極９の外周面にはパリレン樹脂からなるコーティング膜１０が設けられ、その上にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜１１が設けられている。そして、コーティング膜１０により、配線８間にいわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられた絶縁膜上に設けられた銅からなる配線と、前記配線上に設けられた銅からなる柱状電極と、前記配線を含む前記絶縁膜上に前記柱状電極の外周面を覆うように設けられた封止膜とを具備する半導体装置において、少なくとも前記配線の表面及び前記柱状電極の外周面にパリレン樹脂からなるコーティング膜が設けら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、前記絶縁膜の上面にもパリレン樹脂からなるコーティング膜が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、前記パリレン樹脂はパリレンＣであ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、前記コーティング膜の膜厚は０．２〜２０μｍ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、前記封止膜の厚さは、３０〜７０μm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、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７】
半導体基板上に設けられた絶縁膜上に銅からなる配線を形成し、前記配線上に銅からなる柱状電極を形成し、前記絶縁膜、前記配線及び前記柱状電極の表面にパリレン樹脂からなるコーティング膜を形成し、前記コーティング膜上に封止膜を形成し、前記封止膜の上面側及び少なくとも前記柱状電極上の前記コーティング膜を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の発明において、前記パリレン樹脂はパリレンＣであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の発明において、前記コーティング膜はＣＶＤ法により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１０】
請求項９に記載の発明において、前記コーティング膜の形成は室温に近い温度で行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】
この発明は半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、ＣＳＰ(chip size package)と呼ばれるもので、シリコン基板の上面周辺部に複数の接続パッドが設けられ、接続パッドの中央部を除くシリコン基板の上面に絶縁膜が設けられ、絶縁膜の上面に銅からなる配線が接続パッドに接続されて設けられ、配線の接続パッド部上面に銅からなる柱状電極が設けられ、配線を含む絶縁膜の上面にエポキシ樹脂からなる封止膜が柱状電極の外周面を覆うように設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２０５２号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の半導体装置では、エポキシ樹脂からなる封止膜下に銅からなる配線を設けているので、使用環境中の水分が封止膜に浸透すると、プラス電圧が印加されている配線から溶け出した銅イオンが封止膜と絶縁膜との界面を移動してマイナス電圧が印加されている銅からなる配線あるいは柱状電極に析出し、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生することがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、いわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明に係る半導体装置は、半導体基板上に設けられた絶縁膜上に設けられた銅からなる配線と、前記配線上に設けられた銅からなる柱状電極と、前記配線を含む前記絶縁膜上に前記柱状電極の外周面を覆うように設けられた封止膜とを具備する半導体装置において、少なくとも前記配線の表面及び前記柱状電極の外周面にパリレン樹脂からなるコーティング膜が設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に設けられた絶縁膜上に銅からなる配線を形成し、前記配線上に銅からなる柱状電極を形成し、前記絶縁膜、前記配線及び前記柱状電極の表面にパリレン樹脂からなるコーティング膜を形成し、前記コーティング膜上に封止膜を形成し、前記封止膜の上面側及び少なくとも前記柱状電極上の前記コーティング膜を除去することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、少なくとも配線の表面及び柱状電極の外周面に設けられたパリレン樹脂からなるコーティング膜は、ピンホールがなく、微細部、鋭角部、エッジ部等へのコンフォーマル（同形）コーティングが可能であるので、耐湿性が大幅に向上し、したがっていわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。また、耐湿性が良好なことから封止膜の膜厚を薄くすることができ、半導体装置全体の薄型化を図ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１はこの発明の一実施形態としての半導体装置の断面図を示す。この半導体装置はシリコン基板（半導体基板）１を備えている。シリコン基板１の上面には所定の機能の集積回路（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。
【００１０】
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。絶縁膜３の上面にはポリイミド系樹脂等からなる保護膜（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。
【００１１】
保護膜５の上面には銅等からなる下地金属層７が設けられている。下地金属層７の上面全体には銅からなる配線８が設けられている。下地金属層７を含む配線８の一端部は、絶縁膜３及び保護膜５の開口部４、６を介して接続パッド２に接続されている。配線８の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極９が設けられている。
【００１２】
保護膜５の上面、下地金属層７の側面、配線８の表面及び柱状電極９の外周面にはパリレン樹脂からなるコーティング膜１０が設けられている。保護膜５及び配線８上のコーティング膜１０の上面にはエポキシ系樹脂等からなる封止膜１１がその上面が柱状電極９及びその外周面のコーティング膜１０の上面と面一となるように設けられている。柱状電極９の上面には半田ボール１２が設けられている。
【００１３】
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２に示すように、ウエハ状態のシリコン基板１上にアルミニウム系金属等からなる接続パッド２、酸化シリコン等からなる絶縁膜３及びポリイミド系樹脂等からなる保護膜５が形成され、接続パッド２の中央部が絶縁膜３及び保護膜５に形成された開口部４、６を介して露出されたものを用意する。この場合、ウエハ状態のシリコン基板１には、各半導体装置が形成される領域に所定の機能の集積回路（図示せず）が形成され、接続パッド２はそれぞれ対応する領域に形成された集積回路に電気的に接続されている。
【００１４】
次に、図３に示すように、絶縁膜３及び保護膜５の開口部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７を形成する。この場合、下地金属層７は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよく、またスパッタ法により形成された銅層のみであってもよく、さらにスパッタ法により形成されたチタン等の薄膜層上にスパッタ法により銅層を形成したものであってもよい。
【００１５】
次に、下地金属層７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、配線８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。次に、下地金属層７をメッキ電流路とした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７の上面に配線８を形成する。次に、メッキレジスト膜２１を剥離する。
【００１６】
次に、図４に示すように、配線８を含む下地金属層７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、柱状電極９形成領域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。次に、下地金属層７をメッキ電流路とした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内の配線８の接続パッド部上面に柱状電極９を形成する。次に、メッキレジスト膜２３を剥離し、次いで、配線８をマスクとして下地金属層７の不要な部分をエッチングして除去すると、図５に示すように、配線８下にのみ下地金属層７が残存される。
【００１７】
次に、図６に示すように、保護膜５の上面、下地金属層７の側面、配線８の表面及び柱状電極９の表面にＣＶＤ法によりパリレン樹脂からなるコーティング膜１０を室温に近い温度で膜厚０．２〜２０μｍ程度に形成する。ここで、パリレン樹脂にはＣとＮの２種類があり、いずれであってもよいが、耐湿性に優れたパリレンＣの方が好ましい。酸素及び水蒸気の透過量についてパリレンＣとエポキシ樹脂とを比較すると、パリレンＣは、それぞれ、１．０ｃｃ／２４時間（ＡＳＴＭ  Ｄ１４３４−６３Ｔに準拠、以下同じ）、０．２１ｇ／２４時間（ＡＳＴＭ  Ｅ９６−６３Ｔに準拠、以下同じ）であるに対し、エポキシ樹脂は、それぞれ、５〜１０ｃｃ／２４時間、１．８〜２．４ｇ／２４時間である。ここで、上記透過量は、酸素または水蒸気が断面積２５．４ｃｍ×２５．４ｃｍ、厚さ２５．４μmのフィルムを２４時間で透過する値である。
【００１８】
そして、コーティング膜１０は、ＣＶＤ法により形成するため、例えば膜厚０．２μｍ程度と比較的薄く形成しても、ピンホールがなく、微細部、鋭角部、エッジ部等にコンフォーマル（同形）コーティングすることができる。また、コーティング膜１０は、ＣＶＤ法により室温に近い温度でコーティングするので、保護膜５等に熱的障害を与えることがない。なお、パリレンＣは、誘電率が２．９５×１０6Ｈｚであり、絶縁性も優れている。
【００１９】
次に、図７に示すように、コーティング膜１０の上面にエポキシ系樹脂等からなる封止膜１１を印刷法やトランスファーモールド法等により厚さがコーティング膜１０を含む柱状電極９の高さよりもやや厚くなるように形成する。したがって、この状態では、柱状電極９上のコーティング膜１０は封止膜１１によって覆われている。この封止膜１１の厚さは、従来のコーテング膜１０を有していない構造では、耐湿信頼性の確保のため、１００〜２００μｍ必要であった。しかし、本発明のコーテング膜１０を有する構造とすることにより、３０〜７０μmとすることが可能となる。
【００２０】
次に、封止膜１１の上面側及び少なくとも柱状電極９上のコーティング膜１０を研磨して除去することにより、図８に示すように、柱状電極９及びその外周面のコーティング膜１０の上面を露出させるとともに、柱状電極９及びその外周面のコーティング膜１０の上面を封止膜１１の上面とほぼ面一とする。この場合、研磨により柱状電極９の上面にばりが生じる場合には、このばりをウェットエッチング等により除去したり、さらにこの後の酸化を防止するため、柱状電極９の上面に無電解メッキによるニッケル層の形成等の表面処理を行ってもよい。
【００２１】
次に、図９に示すように、柱状電極９の上面に半田ボール１２を形成する。この場合、半田ボール１２は、直接、柱状電極９の上面に搭載してリフローするか、あるいは、印刷法やディスペンサ法等により、半田ペーストを柱状電極９の上面に塗布した後にリフローする等の方法によればよい。次に、図１０に示すように、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。
【００２２】
このようにして得られた半導体装置では、保護膜５の上面、下地金属層７を含む配線８の表面及び柱状電極９の外周面にパリレン樹脂からなるコーティング膜１０、すなわち、ピンホールがなく、微細部、鋭角部、エッジ部等へのコンフォーマル（同形）コーティングが可能なコーティング膜１０を設けているので、耐湿性が大幅に向上し、配線８間及び配線８と柱状電極９との間にいわゆるイオンマイグレーションによるショートが発生しにくいようにすることができる。また、耐湿性が良好なことから封止膜１１の膜厚を薄くすることができ、半導体装置全体の薄型化を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態としての半導体装置の断面図。
【図２】図１に示す半導体装置の製造に際し、当初用意したものの断面図。
【図３】図２に続く工程の断面図。
【図４】図３に続く工程の断面図。
【図５】図４に続く工程の断面図。
【図６】図５に続く工程の断面図。
【図７】図６に続く工程の断面図。
【図８】図７に続く工程の断面図。
【図９】図８に続く工程の断面図。
【図１０】図９に続く工程の断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１  シリコン基板
２  接続パッド
３  絶縁膜
５  保護膜
７  下地金属層
８  配線
９  柱状電極
１０  コーティング膜
１１  封止膜
【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】
2007150173.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007150173.tif 000011
【図１０】
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