(57)【要約】【課題】半導体装置の製造歩留りを向上する。【解決手段】半導体ウエハ１にウエハ・プロセスを施した後に再配線を施してから、半田印刷用のマスク３２を用いて半導体ウエハ１の端子２３上に半田ペースト３１を印刷法で供給する。その後、半田リフロー処理により半田バンプを形成してから、半導体ウエハ１をダイシングして、半導体チップを製造する。半田印刷に用いるマスクは、半導体ウエハ１に接する側の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下とし、マスク３２のテンションを７００μｍ〜９００μｍとしている。【選択図】図２１
2007305781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）印刷マスクを用いて半導体ウエハ上に第１材料を供給する工程、
を有し、
前記印刷マスクの前記半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さを０．３μｍ以下とし、
前記印刷マスクのテンションを７００μｍ〜９００μｍとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程では、印刷法により前記半導体ウエハ上に前記第１材料を供給することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１材料が半田であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で前記半導体ウエハ上に供給される前記第１材料は、半田バンプ形成用の半田であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１材料が半田ペーストであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程前に、
（ｂ）半導体素子、配線層、第１保護膜および前記第１保護膜から露出する複数のパッド電極が形成された前記半導体ウエハを準備する工程、
（ｃ）前記第１保護膜上に前記複数のパッド電極に接続する再配置配線を形成する工程、
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７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程後で前記（ａ）工程前に、
前記第１保護膜上に前記再配置配線を覆うように第２保護膜を形成し、前記第２保護膜の複数の開口部から前記再配置配線の一部を露出して複数の第１端子を形成する工程、
を更に有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記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１材料は半田であり、
前記（ａ）工程では、前記印刷マスクを用いて前記半導体ウエハの前記複数の第１端子上に前記半田を供給す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記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２保護膜はポリイミド膜であ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１記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程後に、
（ｄ）前記半導体ウエハをダイシングする工程、
を更に有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１０記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程後で、前記（ｄ）工程前に、
（ｅ）前記半田をリフロー処理して、前記半導体ウエハに半田バンプを形成する工程、
を更に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１記載の半導体装置の製造方法において、
前記印刷マスクの前記半導体ウエハに接する側の主面が鏡面仕上げされてい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１記載の半導体装置の製造方法において、
前記印刷マスクがメタルマスクであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記印刷マスクの前記半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さを０．２μｍ以下とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記印刷マスクのテンションを７００μｍ〜８００μｍとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
（ａ）半導体素子、配線層、第１保護膜および前記第１保護膜から露出する複数のパッド電極が形成された前記半導体ウエハを準備する工程、
（ｂ）前記第１保護膜上に前記複数のパッド電極に接続する再配置配線を形成する工程、
（ｃ）前記第１保護膜上に前記再配置配線を覆うように第２保護膜を形成し、前記第２保護膜の複数の開口部から前記再配置配線の一部を露出して複数の第１端子を形成する工程、
（ｄ）印刷マスクを用いて前記半導体ウエハの前記複数の第１端子上に半田を印刷法により供給する工程、
（ｅ）前記半田をリフロー処理して、前記半導体ウエハの前記複数の第１端子上に半田バンプを形成する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程後に、前記半導体ウエハをダイシングする工程、
を有し、
前記印刷マスクの前記半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さを０．３μｍ以下とし、
前記印刷マスクのテンションを７００μｍ〜９００μｍとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程で前記半導体ウエハの前記複数の第１端子上に供給される前記半田が半田ペーストであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２保護膜はポリイミド膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の半導体装置の製造方法において、
前記印刷マスクの前記半導体ウエハに接する側の主面が鏡面仕上げされてい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、半導体装置の製造方法に関し、特に、印刷マスクを用いて半導体ウエハに材料を供給する工程を有する半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハをダイシングする前に、ウエハ状態のまま印刷法で半田を供給することで、半導体ウエハに半田バンプを形成することができる。
【０００３】
半田バンプをスクリーン印刷で形成するときにメタルマスクの接触面を鏡面に仕上げたメタルマスクを用いて半田バンプをスクリーン印刷により形成する技術がある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、プリント基板上に半田バンプをスクリーン印刷で形成する場合において、メタルマスクのテンションを０．２５〜０．３５の範囲にしてメタルの結晶配向を（１１１）面，（２００）面および（２２０）面のピーク強度の合計に対する（２２０）面のピーク強度が０．４以上のメタルマスクを用いて半田バンプをスクリーン印刷で形成する技術がある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
また、クリーム半田のスクリーン印刷においてメタルマスクの板厚を２０−５５μｍとし表面粗さを１〜８μｍとして板のテンションを０．２８〜０．３０とする技術がある（例えば特許文献３参照）。
【０００６】
また、スクリーン印刷のメタルマスクのテンションを調整するようにフレーム周辺に偏心カムを配置してテンションの調整をする技術がある（例えば特許文献４参照）。
【０００７】
また、メタルマスクの下面に凹部を形成してメタルマスクが引き剥がし時の版離れをよくする技術がある（例えば特許文献５，６参照）。
【０００８】
また、半田バンプをスクリーン印刷で形成する場合に版離れを改善するために、メタルマスクの下面に樹脂層を形成する技術がある（例えば特許文献７，８参照）。
【０００９】
また、半田バンプをスクリーン印刷で形成する場合に、メタルマスクをニッケルまたはニッケル合金で形成して、メタルマスクの表面にフッ素樹脂粒子を有する金属メッキ膜で被覆したり、プラズマフッ化加工処理を行なう技術がある（例えば特許文献９参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２９１４０公報（［０００５］〜［００１５］段、図２、図３、図４、図５）
【特許文献２】特開２００４−３４５２６５号公報（［０００８］〜［００２０］段）
【特許文献３】特開２００４−２２１４８９号公報（［００１３］〜［００１５］段）
【特許文献４】特開２００３−６２９７３号公報（［０００７］〜［００１３］段、図１）
【特許文献５】特開２０００−３１３１７９号公報（［０００５］〜［０００７］段、図１〜図３）
【特許文献６】特開平１１−３２１１４６号公報（［００１７］〜［００２１］段、図３、図４）
【特許文献７】特開平９−３１５０２６号公報（［０００８］〜［００１０］段、図１〜図３）
【特許文献８】特開平８−２５８４４２号公報（［００３９］〜［００４３］段、図１）
【特許文献９】特開２００５−１７５４５３号公報（［００１４］〜［００１６］段）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。
【００１１】
半田印刷用マスクは、Ｎｉめっきなどによって作製することができる。このため、マスク表面は細かな凹凸が発生する。このため、半田印刷用マスクの見栄えを良くするため、めっき後に研磨を行い鏡面仕上げにすることが考えられる。鏡面仕上げを行った場合、一般的に表面に凹凸がある場合に比べて半田印刷用マスクの版離れが良くない。しかしながら、半田印刷用マスクを用いてプリント配線基板上に半田を印刷する場合は、プリント配線基板の表面の凹凸が比較的大きいことから、半田印刷用マスクの表面を鏡面研磨していても、半田印刷後にプリント配線基板から半田印刷用マスクをはがしやすく、印刷によりプリント配線基板の所定の位置に所定の量の半田を供給することができる。
【００１２】
しかしながら、半田印刷用マスクを用いて半導体ウエハ上に半田を印刷する場合、半田印刷用マスクに接する半導体ウエハ表面は、プリント配線基板などに比べてはるかに平坦である。このため、半田印刷用マスクを用いて半導体ウエハ上に半田を印刷する場合、半田印刷用マスクの表面が鏡面研磨されていると、半田印刷後に半導体ウエハから半田印刷用マスクをはがしにくく、半導体ウエハから半田印刷用マスクを離す際に、印刷した半田の一部が半田印刷用マスク側に残ってしまい、半導体ウエハの各位置に供給される半田量がばらつき、形成される半田バンプの高さ（寸法）がばらつく可能性がある。これは、半導体チップの製造歩留まりを低下させ、また、半導体チップの製造コストを増加させてしまう。従って、半田印刷用マスクを用いて半導体ウエハ上に半田を印刷する場合には、半田印刷用マスクは鏡面研磨せずに、表面の凹凸が大きな状態とすることが考えられる。
【００１３】
しかしながら、半田印刷用マスクの表面（半導体ウエハに接する面）が荒れている（凹凸が大きい）と、半導体ウエハ表面は平坦性が高いことから、半田印刷工程において、マスク表面の凹凸に起因して半導体ウエハに傷（押し傷）が形成されてしまうことが、本発明者の検討により分かった。半田印刷工程で形成された半導体ウエハの押し傷は、ダイシングで個片化した半導体チップに残存し、半導体チップの外観不良を招いてしまい、外観不良の半導体チップは検査工程（外観検査工程）で除去することになる。このため、半導体チップの製造歩留まりを低下させ、また、半導体チップの製造コストを増加させてしまう。
【００１４】
本発明の目的は、半導体装置の製造歩留まりを向上できる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、次のとおりである。
【００１７】
本発明は、印刷マスクを用いて半導体ウエハ上に材料を供給する際に、前記印刷マスクの前記半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さを０．３μｍ以下とし、前記印刷マスクのテンションを７００μｍ〜９００μｍ（７００μｍ以上９００μｍ以下、すなわち０．７ｍｍ〜０．９ｍｍ）とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
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以下のとおりである。
【００１９】
半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２２】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【００２３】
本実施の形態の半導体装置の製造方法を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程（製造方法）を示す製造プロセスフロー図である。図２は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中における半導体ウエハの概念的な平面図、図３はその要部平面図（部分拡大平面図）、図４はその要部断面図であり、ウエハ・プロセス工程後の半導体ウエハの平面図、要部平面図および要部断面図が示されている。また、図４は、図３のＡ−Ａ線の断面図にほぼ対応する。
【００２５】
まず、例えば単結晶シリコンなどからなる半導体ウエハ（半導体基板）１を準備し（ステップＳ１）、その半導体ウエハ１に対してウエハ・プロセスを施す（ステップＳ２）。ここでウエハ・プロセスは、前工程とも呼ばれ、一般的に、半導体ウエハ１の主面上または表層部分に種々の半導体素子または半導体集積回路を形成し、配線層（およびパッド電極）を形成し、表面保護膜を形成した後、半導体ウエハに形成された複数の半導体チップ領域の各々の電気的試験をプローブ等により行える状態にするまでの工程を言う。
【００２６】
ウエハ・プロセスを施された半導体ウエハ１は、例えば平面略円形状の形状を有し、その主面には、例えば長方形状の複数の半導体チップ領域（単位集積回路領域）２ａが、図２の上下左右方向に規則的に並んで配置されている。半導体チップ領域２ａは、後述するウエハダイシング工程で各半導体チップ領域２ａ間のスクライブ領域（スクライブライン）３に沿って半導体ウエハ１をダイシングしたときに、それぞれ個片の半導体チップ２となる領域に対応する。
【００２７】
図３および図４には、一つの半導体チップ領域２ａおよびその周囲近傍領域が示されている。各半導体チップ領域２ａには複数のパッド電極（ボンディングパッド、電極パッド、端子）４が設けられており、このパッド電極４は、半導体チップ領域２ａの四辺近傍にその四辺に沿って複数個並んで配置されている。パッド電極４は、半導体チップ領域２ａに形成された半導体素子または半導体集積回路に配線層（内部配線層）などを介して電気的に接続されている。プローブなどをパッド電極４に当てて各半導体チップ領域２ａの電気的試験を行うことも可能である。
【００２８】
半導体チップ領域２ａの主面で露出するパッド電極４の寸法（ここでは幅または一辺の長さ）およびピッチは、それぞれ、例えば０．０５５ｍｍ程度および０．０６５ｍｍ程度とすることができる。
【００２９】
また、図４においては、半導体ウエハ１上に半導体素子または半導体集積回路や層間絶縁膜および配線層（内部配線層）が形成された領域として半導体素子形成領域５が示されており、この半導体素子形成領域５上に表面保護用の保護膜６（第１保護膜）が形成されている。パッド電極４は、保護膜６の開口部から露出している。
【００３０】
このように、ステップＳ１およびステップＳ２により、半導体素子、配線層、保護膜６（第１保護膜）および保護膜６から露出する複数のパッド電極４が形成された半導体ウエハが準備されることになる。
【００３１】
半導体ウエハ１に上記のようなウエハ・プロセス（前処理）を行った後、再配線（再配置配線層の形成）を行う（ステップＳ３）。この再配線工程はウエハ状態で処理する。
【００３２】
再配置配線は、半導体チップ領域２ａのパッド電極４と、半導体チップ領域２ａを個片化して得られる半導体チップ２を所定の配線基板上に実装するための実装電極（後述の端子２３または端子２３上に形成される半田バンプ４１に対応）とを電気的に接続する配線であって、ウエハ・プロセスの寸法に律則されるパッド電極４と、パッケージ・プロセスの寸法に律則される実装電極との寸法上の整合をとる機能を有する配線である。すなわち、上記実装電極の寸法（電極自体の寸法および隣接間隔やピッチ等）は配線基板側の寸法に律則されるため、パッド電極４の寸法（パッド自体の寸法および隣接間隔やピッチ等）よりも相対的に大きな寸法が必要となる。このため、ウエハ・プロセスに律則される微細なパッド電極４をそのまま実装電極に使用することはできない。そこで、パッド電極４を再配置配線を通じて半導体チップ領域２ａの主面の比較的大面積の空き領域に引き出し、その領域に相対的に大きな寸法の実装電極を配置するようにする。
【００３３】
図５は、本実施の形態の半導体装置の製造工程中における半導体ウエハの要部平面図、図６はその要部断面図であり、再配線工程（再配置配線層形成工程）後の半導体ウエハの要部平面図および要部断面図が示されている。なお、図６は図５のＢ−Ｂ線の断面図にほぼ対応する。また、図５は図３と同じ領域の平面図であり、図６は図４と同じ領域の断面図である。図７は、再配線工程（再配置配線層形成工程）を示す製造プロセスフロー図である。図８〜図１４は、図７の各工程段階に対応する半導体ウエハの要部断面図（部分拡大断面図）である。
【００３４】
図８には、ウエハ・プロセス（前処理）を行った後、再配線工程を行う前の状態の半導体ウエハ１の要部断面図が示されている。上記のように、ウエハ・プロセスにより、半導体ウエハ１の主面には、種々の半導体素子（半導体集積回路）と多層配線層（複数の配線層と絶縁膜とからなる多層配線構造）が形成され、その多層配線層のうちの最上の配線層には、パッド電極４が形成されている。パッド電極４は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金などのような配線と同一の材料を同一工程時にパターン加工することで形成されている。なお、図８においては、半導体ウエハ１上に形成された複数の配線層および絶縁膜（層間絶縁膜）からなる多層配線構造１１を簡略化して図示している。
【００３５】
パッド電極４の表面は一部を除いて表面保護膜としての絶縁膜１２によって覆われている。絶縁膜１２は、例えば酸化シリコン膜、窒化シリコン膜またはこれらの積層膜からなる。絶縁膜１２上には、表面保護膜として例えばポリイミド樹脂などからなる相対的に厚い保護膜（第１保護膜、保護樹脂膜）１３が形成されている。この保護膜１３および絶縁膜１２には、パッド電極４の一部が露出するような開口部１４が形成されている。なお、保護膜１３は、図４に示される保護膜６に対応し、ウエハ・プロセスを施した半導体ウエハ１においては、最上層となる。
【００３６】
ウエハ・プロセス（前処理）工程によって図８の構造が得られた後、図９に示されるように、半導体ウエハ１（の半導体素子を形成した側の主面）上にシード膜１５を形成する（ステップＳ３ａ）。シード膜１５は、例えばクロム（Ｃｒ）膜、銅（Ｃｕ）膜またはこれらの積層膜からなり、例えばスパッタリング法によって形成することができる。これにより、開口部１４で露出するパッド電極４上を含む保護膜１３上にシード膜１５が形成される。
【００３７】
次に、図１０に示されるように、フォトリソグラフィ法を用いて、半導体ウエハ１上に（すなわちシード膜１５上に）レジストパターン（フォトレジストパターン）１６を形成する（ステップＳ３ｂ）。レジストパターン１６は、再配置配線を形成すべき領域以外の領域に形成され、再配置配線を形成すべき領域では、シード膜１５が露出している。
【００３８】
次に、図１１に示されるように、例えばめっき法を用いて再配置配線（再配置配線層、再配線）１７を形成する（ステップＳ３ｃ）。例えば、レジストパターン１６から露出するシード膜１５上に、銅（Ｃｕ）膜１８およびニッケル（Ｎｉ）膜１９をめっき法で形成することで、銅（Ｃｕ）膜１８およびニッケル（Ｎｉ）膜１９の積層膜からなる再配置配線１７を形成することができる。
【００３９】
次に、図１２に示されるように、レジストパターン１６を除去する（ステップＳ３ｄ）。それから、軽いエッチングを行うことで、シード膜１５の再配置配線１７で覆われていない部分（すなわち除去前のレジストパターン１６によって覆われていた部分）を除去する。
【００４０】
このように、ステップＳ３ａ〜Ｓ３ｄにより、保護膜１３（第１保護膜）上に、パッド電極４に接続する再配置配線１７を形成することができる。
【００４１】
次に、図１３に示されるように、半導体ウエハ１上に表面保護膜として例えばポリイミド樹脂などからなる保護膜（保護樹脂膜、第２保護膜）２０を形成する（ステップＳ３ｅ）。すなわち保護膜１３上に再配置配線１７を覆うように保護膜２０を形成する。このため、再配置配線１７が保護膜２０により被覆される。最上層の保護膜２０をポリイミド樹脂などのような有機系絶縁膜（ポリイミド膜）とすることで、比較的軟らかい有機系絶縁膜を最上層として半導体チップの取り扱いを容易にすることができる。それから、保護膜２０に、再配置配線１７の一部を露出する開口部２１を形成する。
【００４２】
次に、図１４に示されるように、例えばめっき法を用いて、開口部２１で露出する再配置配線１７上に端子表面膜としての金（Ａｕ）膜２２を形成する（ステップＳ３ｆ）。
【００４３】
再配置配線１７の開口部２１から露出する部分とその上の金膜２２とが、半導体チップ領域２ａ（半導体チップ２）の端子（外部端子、実装電極、ランド、パッド電極）２３として機能することができる。半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの端子２３では金膜２２が最上層として露出しており、この金膜２２は、半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの端子２３の表面膜として機能することができる。また、保護膜２０は最上層の保護膜として機能することができる。また、各半導体チップ領域２ａでは、保護膜２０に複数の開口部２１が形成されて再配置配線１７（および金膜２２）が露出され、それによって各半導体チップ領域２ａに複数の端子２３が形成される。このように、ステップＳ３ｅ〜Ｓ３ｆにより、保護膜１３（第１保護膜）上に再配置配線１７を覆うように保護膜２０（第２保護膜）を形成し、保護膜２０の複数の開口部２１から再配置配線１７の一部を露出して複数の端子２３（第１端子）を形成することができる。
【００４４】
このようにして、ステップＳ３の再配線工程が行われる。
【００４５】
図５および図６では、上記保護膜２０と上記端子２３とが模式的に示されている。端子２３は再配置配線１７を介してパッド電極４に電気的に接続されており、パッド電極４を再配置配線１７を通じて半導体チップ領域２ａの主面の比較的大面積の空き領域に引き出し、その領域に相対的に大きな寸法およびピッチの端子２３を配置することができる。半導体チップ領域２ａの主面で露出する端子２３の寸法（ここでは直径）およびピッチは、それぞれ、例えば０．１２５ｍｍ程度および０．４ｍｍ程度とすることができ、また、それら複数の端子２３は半導体チップ領域２ａの主面上にアレイ状に配置することができる。このように、再配置配線１７を形成したことにより、半導体チップ領域２ａ（半導体チップ２）の端子２３の寸法およびピッチ（例えば上記のように端子２３の直径が０．１２５ｍｍ程度でピッチが０．４ｍｍ程度）を、半導体チップ領域２ａ（半導体チップ２）のパッド電極４の寸法およびピッチ（例えば上記のようにパッド電極４の幅が０．０５５ｍｍ程度でピッチが０．０６５ｍｍ）よりも大きくすることができる。
【００４６】
上記のようにして、ステップＳ３の再配線工程を行った後、半導体ウエハ１上に半田（半田ペースト３１）を供給する（ステップＳ４）。本実施の形態では、ステップＳ４で、印刷用のマスク（印刷マスク、印刷用マスク、半田印刷マスク、メタルマスク、印刷版）３２を用いて、半導体ウエハ１（の各端子２３）上に印刷法により半田（半田ペースト３１）を供給する。
【００４７】
図１５は、本実施の形態で用いられるマスク３２の平面図（全体平面図）、図１６はマスク３２の断面図（全体断面図）、図１７はマスク３２の要部平面図（部分拡大平面図）、図１８はマスク３２の要部断面図（部分拡大断面図）である。図１６は、図１５のＣ−Ｃ線の断面図にほぼ対応し、図１５および図１６には、半田印刷工程で半導体ウエハ１上にマスク３２を配置したときの半導体ウエハ１の位置を点線で示してある。また、図１７には、マスク３２の半導体ウエハ１に接する側の主面３２ａのうち、図５に示される半導体ウエハ１の領域に対応する領域が示されている。また、図１８は、図１７のＤ−Ｄ線の断面図にほぼ対応する。なお、図１６と図１８の断面図では、半導体ウエハ１に接する側の主面３２ａを下向きに示してある。また、図１９は、算術平均粗さを表す式である。
【００４８】
図２０〜図２２は、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程の説明図（要部断面図）であり、図６に対応する領域の断面が示されている。また、図２３〜図２５も、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程の説明図（要部断面図）であり、図１４に対応する領域の断面が示されている。なお、図２０と図２３とは同じ工程段階に対応し、図２１と図２４とは同じ工程段階に対応し、図２２と図２５とは同じ工程段階に対応する。
【００４９】
図１５〜図１８に示されるように、マスク３２は、例えばニッケル（Ｎｉ）などからなる薄い金属板（金属膜）からなり、半導体ウエハ１の端子２３を露出するための複数の開口部（孔、貫通孔）３３を有している。従って、マスク３２は、金属材料からなるメタルマスクである。開口部３３は、半田印刷工程で、半田ペースト３１が通過可能に構成されている。マスク３２における開口部３３の配列は、半導体ウエハ１における端子２３の配列に対応する。開口部２３の寸法や形状は半導体ウエハ１における端子２３の寸法や形状と同程度かやや大きい程度とすることができる。マスク３２は、周囲を枠体（枠状の部材）３４で保持されている。すなわち、所定のテンション（張力）でマスク３２を引っ張った状態でマスク３２の周囲を枠体３４に保持しており、例えば、マスク３２の周囲（周辺部）を接着材で枠体３４に貼り付けている。マスク３２と枠体３４を合わせたもの全体を、印刷（半田印刷）用のマスクとみなすこともできる。
【００５０】
詳細は後述するが、本実施の形態で使用するマスク３２は、半導体ウエハ１（の保護膜２０）に接する側の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下とし、マスク３２のテンションを７００μｍ〜９００μｍ（７００μｍ以上９００μｍ以下、すなわち０．７ｍｍ〜０．９ｍｍ）としている。
【００５１】
なお、本実施の形態（および本願発明）で、マスク３２の主面（表面）３２ａの表面粗さを言うときは、算術平均粗さ（粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、図１９の式によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したもの）を言う。
【００５２】
また、本実施の形態（および本願発明）で、マスク３２のテンション（の値）を言うときは、枠体３４に保持したマスク３２の中央部に一定の荷重を付加（印加）した際のマスク３２のたわみ量（沈み込み量）で表示し、株式会社プロテック（ＰＲＯＴＥＣ）製のテンションゲージ、型番（モデル）ＳＴＧ−７５Ｂを用いて測定した値を言う。従って、本実施の形態では、上記のようにマスク３２のテンション（の値）を７００μｍ〜９００μｍの範囲内に管理しているが、これは、前記テンションゲージＳＴＧ−７５Ｂ（株式会社プロテック製）を用いて測定したときのマスク３２のテンション（の値）が７００μｍ〜９００μｍの範囲内となるように管理していることを意味している。もしマスク３２のテンションの測定に他のテンションゲージを用いた場合は、そのテンションゲージで測定したテンションの値を、前記テンションゲージＳＴＧ−７５Ｂ（株式会社プロテック製）を用いた場合の値に換算し、この換算されたテンションの値が７００μｍ〜９００μｍの範囲内となるように管理する。また、マスク３２のテンションは、枠体３４に紗を貼り付ける際のテンションを変えることなどによって所望のテンションに制御することができる。
【００５３】
また、マスク３２の各開口部３３は、例えば円形状の平面形状を有し、その直径は、例えば１００μｍ程度、マスク３２における開口部３３のピッチは、例えば３５０μｍ程度とすることができる。但し、開口部の形状や寸法はこれらの形状や値に限定されるものではない。例えば、マスク３２の各開口部３３の平面形状を四角形状とすることもでき、これにより、半導体ウエハ１とマスク３２の接触面積を低減することができる。また、マスク３２における隣り合う開口部３３間の領域（マスク領域）の寸法（幅）Ｗ１は、マスク３２の厚みｔ１の１．５倍以上（Ｗ１≧ｔ１×１．５）であれば、より好ましく、これにより、半田印刷時のブリッジ（隣り合う開口部３３を介して印刷された半田ペースト３１同士が繋がってしまう現象）を、より的確に防止することができる。形成すべき半田バンプのピッチと、マスク３２の厚さと、各端子２３上に供給すべき半田の体積の関係を算出すると、マスク３２の厚さｔ１は、例えば５０〜１００μｍ程度とすることができる（但し、これらの値に限定されるものではない）。
【００５４】
ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程では、まず、このような半田印刷用のマスク３２を、図２０および図２３に示されるように、半導体ウエハ１の主面（端子２３形成側の主面）上に配置する（被せる）。この際、マスク３２の主面（半導体ウエハ１に接する側の主面）３２ａは、半導体ウエハ１の主面に接触するが、半導体ウエハ１の主面の最上層には、上記のように保護膜２０が形成されていたので、マスク３２の主面３２ａは、半導体ウエハ１上に形成された保護膜２０に接触することになる。マスク３２を半導体ウエハ１の主面上に配置する際には、マスク３２を半導体ウエハ１上に位置合わせして配置することで、マスク３２の各開口部３３の下に半導体ウエハ１の端子２３を位置させる。
【００５５】
次に、図２１に示されるように、マスク３２上に所定量の半田ペースト（半田、ペースト状の半田）３１を塗布（配置、供給）し、これをスキージ（印刷スキージ）３５の移動により引き伸ばす。これにより、図２１および図２４に示されるように、半田ペースト３１をマスク３２（の開口部３３）を介して半導体ウエハ１の主面上に一括的に、かつ、各端子２３上に選択的に供給（塗布または印刷）する。その後、図２２および図２５に示されるように、に示されるように、半導体ウエハ１からマスク３２を引き離すと、半導体ウエハ１の複数の端子２３上にそれぞれ半田ペースト３１が選択的に残存する。このように、印刷法を用いて、半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの複数の端子２３上に半田（半田ペースト３１）を供給することができる。半田ペースト３１は、半田以外にフラックスなどを含有することもできる。
【００５６】
また、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程を行う前に（ステップＳ３の再配線工程の後）、必要に応じて、半導体ウエハ１の裏面（半導体素子または半導体集積回路形成側の主面とは逆側の主面）を研削するバックグラインド（裏面研削）を行って、半導体ウエハ１の厚みを薄くすることもできる。半導体ウエハ１の厚みを薄くすることで、後で個片化される半導体チップ領域２ａ（すなわち半導体チップ２）の厚みを薄くすることができる。
【００５７】
このようにしてステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程を行った後、半導体ウエハ１（上の半田ペースト３１）に対してリフロー処理（半田リフロー処理）などの熱処理を行う（ステップＳ５）。
【００５８】
図２６および図２７は、ステップＳ５のリフロー工程後の状態を示す説明図（要部断面図）である。図２６と図２７とは同じ工程段階に対応するが、図２６は図６や図２０〜図２２に対応する領域の断面が示され、図２７は図１４や図２３〜図２５に対応する領域の断面が示されている。
【００５９】
例えば、上記のように各半導体チップ領域２ａの端子２３上に半田ペースト３１が供給（印刷）された半導体ウエハ１を図示しないリフロー炉などに通し、これによって半田ペースト３１をリフロー処理（溶融・再固化）して、図２６および図２７に示されるように、半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの端子２３上に半田バンプ４１を形成する。半田バンプ４１は、リフロー処理により溶融・再固化した半田ペースト３１からなり、半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの端子２３に接合されて電気的に接続されている。従って、上記ステップＳ４で半導体ウエハ１（の各端子２３）上に供給した半田ペースト３１は、半田バンプ４１形成用の半田（半田ペースト）である。その後、必要に応じて洗浄処理（フラックス洗浄）を行って、半田バンプ４１の表面などに付着しているフラックス（半田ペースト３１に含まれていたフラックス）を洗浄して除去する。
【００６０】
次に、半導体ウエハ１をダイシング（切断）する（ステップＳ６）。図２８は、半導体ウエハ１のダイシング工程の説明図であり、図６、図２０〜図２２および図２６に対応する領域の断面が示されている。
【００６１】
図２８に示されるように、半導体ウエハ１のダイシング工程では、例えば、半導体ウエハ１の裏面をダイシングテープ５１に貼り付けてから、高速回転されたブレード（ダイシングブレード）５２を用いて各半導体チップ領域２ａの間のスクライブ領域（スクライブライン）３に沿って半導体ウエハ１を切断またはダイシングする。半導体ウエハ１のダイシング工程では、フルダイシング（フルカット）、セミフルダイシング（セミカット）あるいはハーフダイシング（ハーフカット）など、いずれの手法で半導体ウエハ１をダイシングしてもよい。ダイシングにより半導体ウエハ１は、個々の半導体チップ領域２ａに分離され、個片化された半導体チップ２となる。個片化された半導体チップ２の端子２３には、半田バンプ４１が形成されている。その後、図示はしないけれども、各半導体チップ２はダイシングテープ５１から剥がされる。
【００６２】
このようにして、本実施の形態の半導体装置である半導体チップ２が製造される。従って、半導体チップ（半導体装置）２は、上記のようにウエハ・プロセスを経てウエハに形成された複数の半導体チップに対して、ウエハの状態のまま一括してパッケージ・プロセスを施した、いわゆるウエハプロセスパッケージ（Ｗafer Process Package；以下、ＷＰＰと略す）であり、複数の半田バンプ４１が形成された半導体チップ（半導体装置）である。
【００６３】
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法の特徴および効果について、より詳細に説明する。
【００６４】
本実施の形態とは異なり、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程とステップＳ５のリフロー工程を行うことなくステップＳ６の半導体ウエハ１のダイシング工程を行った後に、個片化された半導体チップ２に対して半田バンプを形成することも考えられる。しかしながら、個片化された半導体チップ２に対して半田工程（半田印刷や半田ボール形成など）を行うことは、半導体チップ２の寸法が小さいため半導体チップ２の固定などが容易ではなく、半導体装置の製造工程を複雑化し、また作業性も悪い。このため、半導体装置の製造コストを増大させる。
【００６５】
それに対して、本実施の形態では、ステップＳ６の半導体ウエハ１のダイシング工程の前に、ウエハ状態の半導体ウエハ１に対してステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程とステップＳ５のリフロー工程を行って、ウエハ状態の半導体ウエハ１に半田バンプ４１を形成している。このため、多数の半導体チップ領域２ａに一括して半田バンプ４１を形成でき、半田印刷工程の作業性を向上することができ、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００６６】
ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程では、半田印刷用のマスク３２を用いて、半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの複数の端子２３上に半田ペースト３１を供給する。このため、マスク３２における開口部３３の寸法や配列は、半導体ウエハ１における端子２３の寸法や配列に対応している。マスク３２の開口部３３の寸法が小さく、また開口部３３のピッチが小さいと、半導体ウエハ１の主面上へ半田ペースト３１を的確に供給するのが難しくなる。例えば、マスク３２の開口部３３の寸法が小さいと、半田ペースト３１の半田粒子がマスク３２の開口部３３を通過しにくくなり、また、マスク３２の開口部３３のピッチ（間隔）が小さいと、半導体ウエハ１の主面に供給した半田ペースト同士が繋がってしまう可能性がある。
【００６７】
それに対して、本実施の形態では、半導体ウエハ１に上記のように再配線を施している（再配置配線１７を形成している）ので、半導体ウエハ１の各半導体チップ領域２ａの端子２３の寸法およびピッチ（間隔）を、再配線を施さない場合に比べて、相対的に大きくすることができ、それに伴い、マスク３２の開口部３３の寸法およびピッチも比較的大きくすることができる。半導体ウエハ１に再配線を施すことで、マスク３２の開口部３３およびピッチ（間隔）を大きくできたことにより、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程で、半田ペースト３１の半田粒子はマスク３２の開口部３３を容易に通過でき、また、半導体ウエハ１の主面に供給した半田ペースト３１同士が繋がってしまうのを防止でき、半田ペースト３１を半導体ウエハ１の端子２３上に的確に供給（塗布または印刷）することが可能になる。従って、半導体ウエハ１に再配線を施した（再配置配線１７を形成した）後で、半導体ウエハ１上に半田ペースト３１を供給することが、より好ましい。
【００６８】
半導体ウエハ、特にＷＰＰ製品を製造するために再配線を施した半導体ウエハ１は、表面がポリイミド膜（保護膜２０）で覆われている。このポリイミド膜（保護膜２０）の形成工程も含めて、ステップＳ３の再配線工程には、前工程（ステップＳ２のウエハ・プロセス）で使用されるのと同様の製造装置を使用する。このため、再配線を施さなかった半導体ウエハ（ウエハ・プロセスを施した半導体ウエハ）の表面はもちろん、更に再配線を施した半導体ウエハ１の表面（半田印刷用のマスク３２と接する面）も、一般的なプリント配線基板などに比べると、はるかに平坦である。ポリイミド膜（保護膜２０）自体の粗さ（凹凸の大きさ）は数十ｎｍ単位である。半導体ウエハの主面にはスクライブ領域（スクライブライン）３があり、スクライブ領域３と半導体チップ領域２ａでは、数μｍ程度の段差があるものの、その面積の違いからすると無視できるレベルである。
【００６９】
このような、表面が平坦な半導体ウエハに半田印刷用のマスクを用いて印刷法で半田ペーストを供給する場合、半導体ウエハ表面の平坦性が高いことから、半田印刷用のマスクと半導体ウエハが密着してしまい、プリント配線基板などに印刷する場合に比べて、半田印刷用のマスクの版離れ性が悪くなり易い（すなわち半田印刷用のマスクを半導体ウエハから剥がしにくくなる）。このため、半田印刷用のマスクの版離れ性の観点から、半導体ウエハに半田を印刷する際に、本実施の形態とは異なり、半田印刷用のマスクの表面（半導体ウエハに接する面）が鏡面仕上げされていないものを使用することが考えられる。半田印刷用のマスクの表面（半導体ウエハに接する面）を鏡面仕上げせずに、表面が荒れた状態にしておくと、マスクと半導体ウエハが密着するのを防止して、半田印刷後にマスクを半導体ウエハから剥がす（離す）のが容易となる。
【００７０】
しかしながら、半田印刷用のマスクの表面（半導体ウエハに接する面）が荒れている（凹凸が大きい）と、半導体ウエハ表面の平坦性が高いことから、半田印刷工程でマスクを半導体ウエハに押し当てた際に、マスク表面の凹凸に起因して、半導体ウエハに傷（押し傷）が形成されてしまうことが、本発明者の検討により分かった。すなわち、半田印刷用のマスクが鏡面仕上げされていない場合には、マスクの表面粗さが大きく、半田印刷工程でマスクを半導体ウエハに押し当てた際に、マスク表面の凹凸に起因して、半導体ウエハに傷（押し傷）が形成されてしまうことが、本発明者の検討により確認された。また、たとえ半田印刷用のマスクを鏡面仕上げしたとしても、マスクの表面粗さが０．３μｍよりも大きければ、例えば０．５μｍ程度であれば、半田印刷工程でマスクを半導体ウエハに押し当てた際に、マスク表面の凹凸に起因して、半導体ウエハに傷（押し傷）が形成されてしまうことが、本発明者の検討により確認された。
【００７１】
半田印刷工程で形成された半導体ウエハの押し傷は、ダイシングで個片化した半導体チップに残存し、半導体チップの外観不良を招いてしまい、外観不良の半導体チップは検査工程（外観検査工程）で除去することになる。このため、半導体チップの製造歩留まりを低下させ、また、半導体チップの製造コストを増加させてしまう。
【００７２】
そこで、本実施の形態では、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程で使用する半田印刷用のマスク３２は、半導体ウエハ１に接する側の主面（表面）３２ａを鏡面仕上げして凹凸を小さくし、半田印刷用のマスク３２の主面（表面）３２ａの表面粗さを０．３μｍ（０．３マイクロメートル）以下にしている。これにより、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程でマスク３２を半導体ウエハ１に押し当てた際に、マスク３２表面の凹凸に起因して半導体ウエハ１（の最表面の保護膜２０など）に傷（押し傷）が形成されてしまうのを防止でき、製造された半導体チップ２にその傷（押し傷）が生じているのを防止できる。このため、半導体チップの製造歩留まりを向上でき、また、半導体チップの製造コストを低下させることができる。
【００７３】
製造された製品を使用するユーザー（エンドユーザー）の要求仕様が「欠陥は配線幅の１／２以下」である場合、配線幅が太いプリント配線と、再配線（上記再配置配線１７に対応するもの）の幅が１０〜２０μｍ程度（将来的にはもっと細くなる可能性もある）のＷＰＰ製品（半導体チップ）とでは、同じ要求仕様であっても、許容される欠陥（上記押し傷）の大きさが著しく異なる。ＷＰＰ製品（半導体チップ）の場合、上記の要求仕様の場合、欠陥は５〜１０μｍ以上の大きさのものがあってはならない。また、これらの欠陥は一つでも発見されると、その半導体チップは、検査工程（外観検査工程）で不良品として除去し、エンドユーザーには納めないようにする必要がある。このため、同じ押し傷でも、製品不良への影響が格段に大きいのがＷＰＰ製品（半導体チップ）である。この点からも、ＷＰＰ製品（半導体チップ２）の製造工程における半田印刷工程では、鏡面仕上げして表面粗さを０．３μｍ以下としたマスク３２を使用し、それによって、押し傷の発生を防止する必要がある。
【００７４】
本実施の形態では、半田印刷用のマスク３２の主面３２ａの表面粗さが０．３μｍ以下となっているので、マスク３２の主面３２ａは鏡面仕上げされて、鏡面のように凹凸が小さい状態となっている。マスク３２の主面３２ａを鏡面仕上げしていると、半田印刷工程でのマスク３２と半導体ウエハ１の密着性が良すぎて、版離れが良くない（半田印刷後に半導体ウエハ１からマスク３２を剥がしにくい）可能性があるが、上記のように半田印刷用のマスクの主面の凹凸が大きいと、半導体ウエハに押し傷が生じてしまうことから、本実施の形態では、あえて鏡面仕上げで主面３２ａの凹凸を小さくしたマスク３２を使用する。
【００７５】
また、本実施の形態では、半田印刷用のマスク３２の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下としているが、半田印刷用のマスク３２の主面（表面）３２ａの表面粗さが０．２μｍ以下であれば、更に好ましい。これにより、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程でマスク３２を半導体ウエハ１に押し当てた際に、マスク３２表面の凹凸に起因して、半導体ウエハ１（の最表面の保護膜２０など）に傷（押し傷）が形成されてしまうのをより確実に防止することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、マスク３２表面の凹凸を小さくして半田印刷時の半導体ウエハ１の傷を無くすためにマスク３２の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下に管理（制御、調整）する。このため、マスク３２の主面３２ａの表面粗さの上限は０．３μｍであるが、マスク３２の主面３２ａの表面粗さの下限は特に限定されない。但し、半田印刷用のマスク３２の主面３２ａの表面粗さを完全に無くす（ゼロにする）ことは困難であり、実際上は、実現可能な範囲で平坦度を最も高めた場合が、マスク３２の主面３２ａの表面粗さの下限となる。
【００７７】
しかしながら、本実施の形態のように半田印刷用マスクを鏡面仕上げして表面粗さを小さく（ここでは０．３μｍ以下）とした場合、鏡面仕上げでない半田印刷用マスクに比べて、版離れが悪くなる（すなわち半田印刷後に半導体ウエハから半田印刷用マスクを剥がしにくくなる）ことが考えられる。版離れが悪くなると、半田印刷後に半導体ウエハから半田印刷用マスクを離す際に、印刷した半田の一部が半田印刷用マスク側に残ってしまい、半導体ウエハに印刷した半田の体積が変動してしまう可能性がある。これは、リフロー（半田リフロー）後に形成される半田バンプの高さ（寸法）のばらつきを大きくし、更に、半田バンプからの下地露出のような重大な不良が発生する可能性がある。このような半田バンプの形成不良が生じた半導体チップは、検査工程で除去することになり、半導体チップの製造歩留まりを低下させ、また、半導体チップの製造コストを増加させてしまう。
【００７８】
ＷＰＰ製品（半導体チップ）を製造する場合、１枚の半導体ウエハに形成する半田バンプの総数は、数万から製品によっては十数万にも及ぶ。これらの半田バンプは半導体ウエハの主面内で均等に配置されているため、これら半田バンプ用の半田を半導体ウエハ上に供給（印刷）するための半田印刷用マスクは、マスク内に開口部の疎密の差がほとんどないと言える。また、プリント配線基板上に半田を印刷するために使用するマスクに比べると、半田印刷用マスクの開口密度（開口部の密度）は高く、単位面積あたりの開口面積も大きいと言える。このため、通常のプリント配線基板上に半田を印刷する場合（開口部の密度が低く、単位面積当たり開口面積が小さい、かつ疎密の差がある場合）に比べて、半導体ウエハ上に半田を印刷する場合は、半田印刷後にマスクを離すことが困難である。従って、半導体ウエハの表面の押し傷の発生がなければ、半導体ウエハ上に半田を印刷するために使用するマスクは、半田印刷後に半導体ウエハからマスクを離すことを容易にするために、鏡面仕上げでないものが望ましいが、上記のように、半田印刷用マスクの表面粗さが大きいと半導体ウエハの表面に押し傷を形成し、半導体ウエハの最上層の保護膜（ポリイミド膜）を傷つけるため、製造された半導体装置の信頼度を低下させかねない。これらを考慮すると、ＷＰＰ製品（半導体チップ）を製造する場合には、本実施の形態のように、半導体ウエハに半田を印刷するために使用するマスク３２の半導体ウエハに接する側の主面３２ａを鏡面仕上げして表面粗さを０．３μｍ以下とし、それによって、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程で半導体ウエハ１（の最表面の保護膜２０など）に傷（押し傷）が形成されてしまうのを防止する必要がある。
【００７９】
そこで、本実施の形態では、半田印刷用マスクを鏡面仕上げして表面粗さを小さく（ここでは０．３μｍ以下）としたことによる版離れ性の低下（すなわち半田印刷後に半導体ウエハから半田印刷用マスクを剥がしにくくなること）については、マスク３２のテンションを制御することで解決している。
【００８０】
本発明者の検討によれば、鏡面仕上げして表面粗さを小さく（ここでは0.3μｍ以下）したマスク３２のテンションを管理（制御）することで、この問題（版離れの悪さ）を解決できることが分かった。すなわち、本実施の形態では、マスク３２のテンション（張力）を７００μｍ〜９００μｍに管理（制御、調整、調節）している。このため、７００μｍ〜９００μｍのテンション（張力）でマスク３２を引っ張った状態でマスク３２の周囲が枠体３４に保持されている。
【００８１】
本実施の形態のマスク３２のテンションの範囲（７００μｍ〜９００μｍ）は、半田印刷用のマスクの一般的なテンションの値、例えば９００〜１０００μｍ程度）、よりも小さな値である。半田印刷用のマスクのテンションを小さくするほどマスクの耐久性が低下する傾向にあることから、マスクのテンションは上記範囲（７００μｍ〜９００μｍ）よりも大きく（例えば９００μｍ〜１０００μｍ程度）とすることが一般的である。
【００８２】
しかしながら、マスク３２のテンションを９００μｍよりも大きくする（柔らかいマスクにする）と、マスク３２の版離れが悪くなり、上記のように、半田印刷後に半導体ウエハ１からマスク３２を離す際に、印刷した半田ペースト３１の一部がマスク３２側に残ってしまい、半導体ウエハ１の各端子２３上に供給された半田ペースト３１の量が、端子２３ごとに変動してしまう可能性がある。
【００８３】
一方、マスク３２のテンションを７００μｍよりも小さくする（固いマスクにする）と、半田印刷に用いる装置を工夫したとしてもマスク３２の耐久性が低下してしまい、また、マスク３２の開口部３３が拡がる可能性があり、また、マスク３２の周囲を枠体３４に接着して確実に固定された状態にしておくのが困難になる。
【００８４】
そこで、本実施の形態では、マスク３２のテンション（張力）を７００μｍ〜９００μｍ（７００μｍ〜９００μｍの範囲内、すなわち７００μｍ以上９００μｍ以下）としている。マスク３２のテンションを９００μｍ（０．９ｍｍ）以下としたことにより、マスク３２の版離れ性を良くし（すなわち半田印刷後に半導体ウエハから半田印刷用マスクを剥がしやすくし）、半田印刷後に半導体ウエハ１からマスク３２を離す際に、印刷した半田ペースト３１がマスク３２側に残るのを防止でき、設計量通りの半田ペースト３１を半導体ウエハ１の各端子２３上に供給することができる。このため、半導体ウエハ１の各端子２３上に同じ量の半田ペースト３１を供給でき、リフロー（半田リフロー）後に形成される半田バンプ４１の高さ（寸法）を均一化でき、半導体装置の製造歩留まりを向上して、半導体装置の製造コストを低減でき、また、製造される半導体チップ２の配線基板などに実装する際の実装信頼性を向上することができる。また、本実施の形態では、マスク３２のテンションを７００μｍ（０．７ｍｍ）以上としたことにより、マスク３２の耐久性を維持（向上）でき、また、繰り返しの使用によりマスク３２の開口部３３が拡がるのを抑制または防止でき、また、マスク３２の周囲を枠体３４に接着材などで確実に固定することが可能になる。
【００８５】
また、本実施の形態では、マスク３２のテンションを７００μｍ〜９００μｍとしているが、マスク３２のテンションが７００μｍ〜８００μｍ（７００μｍ以上８００μｍ以下、すなわち０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ）であれば、更に好ましい。これにより、マスク３２の版離れ性を更に良くし、半田印刷後に半導体ウエハ１からマスク３２を離す際に、印刷した半田ペースト３１がマスク３２側に残るのをより的確に防止でき、設計量通りの半田ペースト３１を半導体ウエハ１の各端子２３上により的確に供給することができ、また、マスク３２の耐久性を更に向上することもできる。
【００８６】
このように、本実施の形態では、半導体ウエハ１に半田ペースト３１を供給するために用いる印刷用のマスク３２の半導体ウエハ１に接する側の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下（より好ましくは０．２μｍ以下）とすることで、ステップＳ４の半田供給（半田印刷）工程でマスク３２を半導体ウエハ１に押し当てた際に、マスク３２表面の凹凸に起因して、半導体ウエハ１（の最表面の保護膜２０など）に傷（押し傷）が形成されてしまうのを防止できる。そして、表面粗さを小さく（ここでは０．３μｍ以下）とすることで低下し易いマスク３２の版離れ性については、マスク３２のテンションを７００μｍ〜９００μｍ（より好ましくは７００μｍ〜８００μｍ）とすることで解決し、マスク３２の耐久性を劣化させることなく、半田印刷後に半導体ウエハ１からマスク３２を離す際に、印刷した半田ペースト３１がマスク３２側に残るのを防止している。このように、半田印刷用のマスク３２の半導体ウエハ１に接する側の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下とし、かつマスク３２のテンションを７００μｍ〜９００μｍとすることで、半導体ウエハ１に的確に半田（半田ペースト３１）を供給（印刷）することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、印刷法を用いて半導体ウエハ１上に半田（半田ペースト３１）を供給（印刷）する工程で使用する印刷用のマスク３２について説明したが、半田以外の材料を印刷用マスクを用いて印刷法により半導体ウエハ１上に供給（印刷）する場合についても、本実施の形態を適用することができる。この場合も、上記マスク３２と同様に、半田以外の材料を半導体ウエハ上に供給（印刷）する際に使用する印刷マスクの半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さを０．３μｍ以下（より好ましくは０．２μｍ以下）とし、この印刷マスクのテンションを７００μｍ〜９００μｍ（より好ましくは７００μｍ〜８００μｍ）とする。このように、印刷マスクを用いて印刷法により半導体ウエハ上に第１材料（半田またはそれ以外の材料）を供給する際に用いる印刷マスクの半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さを０．３μｍ以下（より好ましくは０．２μｍ以下）とし、かつ印刷マスクのテンションを７００μｍ〜９００μｍ（より好ましくは７００μｍ〜８００μｍ）とする。これにより、半導体ウエハ（の最表面の保護膜など）に押し傷が形成されてしまうのを防止でき、かつ、印刷マスクの耐久性を劣化させることなく、印刷マスクの版離れを良くして、第１材料の印刷後に半導体ウエハから印刷マスクを離す際に、印刷した第１材料が印刷マスク側に残るのを防止できる。これにより、半導体ウエハに的確に第１材料（半田またはそれ以外の材料）を供給（印刷）することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
【００８８】
また、本実施の形態は、印刷用マスク３２の主面３２ａの表面粗さを０．３μｍ以下とすることで、半田印刷工程での押し傷の発生を防止し、それによって、半導体チップ２の傷（押し傷）を防止できるので、外観検査基準が厳しい半導体装置（半導体チップ）、特に自動車などに搭載する車載用の半導体装置（半導体チップ）、を製造する際に、本実施の形態を適用すれば、より効果が大きい。
【００８９】
図２９は、製造された半導体チップの不良率を示すグラフ（説明図）である。図２９のグラフの横軸は、上記ステップＳ４に相当する工程で半導体ウエハへの半田印刷に用いたマスクの種類に対応する。図２９のグラフの第１種類のマスクは、半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さが０．７μｍでかつテンションが９００μｍ〜１０００μｍのマスクである。図２９のグラフの第２種類のマスクは、半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さが０．５μｍでかつテンションが９００μｍ〜１０００μｍのマスクである。図２９のグラフの第３種類のマスクは、半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さが０．２μｍでかつテンションが９００μｍ〜１０００μｍのマスクである。図２９のグラフの第４種類のマスクは、半導体ウエハに接する側の主面の表面粗さが０．２μｍでかつテンションが７００μｍ〜８００μｍのマスクであり、この第４種類のマスクが本実施の形態のマスク３２に相当する。
【００９０】
また、図２９のグラフの縦軸は、製造された半導体チップの不良率（arbitrary unit：任意単位）に対応する。上記ステップＳ４に相当する工程で第１、第２、第３および第４種類のマスクを用いて半導体ウエハの複数の端子上に印刷法で半田を印刷（供給）すること以外は、上記ステップＳ１〜Ｓ６の工程と同様の工程により半導体チップ（半導体装置）を製造した場合の、半田工程に起因した不良率が、図２９のグラフの縦軸に任意単位（arbitrary unit）で示されている。なお、製造された半導体チップの半田工程に起因した不良率としては、外観不良と半田バンプの寸法不良があり、それぞれ、図２９のグラフに示されている。このうち、外観不良は、半田印刷工程でマスクを半導体ウエハに押し当てた際に形成された押し傷による不良である。半田バンプの寸法不良は、規格値外の寸法の半田バンプが形成された不良である。半田印刷後に半導体ウエハから半田印刷用のマスクを離す際に、印刷した半田の一部が半田印刷用マスク側に残ると、半導体ウエハに印刷した半田の体積がばらつき、それによって半田リフロー後に形成される半田バンプの高さ（寸法）がばらつくことで、規格値外の寸法の半田バンプが形成される。
【００９１】
図２９のグラフからも分かるように、半導体ウエハへの半田印刷に第１種類のマスクを用いた場合、マスクの表面粗さが大きいためにマスクの版離れ性が良いので、半田バンプの寸法不良は小さいが、マスクの表面粗さが大きいために半田印刷工程で半導体ウエハの表面（最上層の保護膜）に押し傷が付いてしまい、外観不良の発生率が大きい。このため、製造された半導体チップのトータルの不良率（外観不良率と半田バンプの寸法不良率の和）が大きくなってしまう。
【００９２】
また、図２９のグラフからも分かるように、第２種類のマスクでは、第１種類のマスクに比べて、表面粗さを小さくしたことにより、半田印刷工程で半導体ウエハの表面（最上層の保護膜）に押し傷が付きにくくなり、外観不良の発生率が小さくなる。更に、第３種類のマスクでは、第２種類のマスクに比べて、更に表面粗さを小さくしたことにより、半田印刷工程で半導体ウエハの表面（最上層の保護膜）に押し傷が形成されず、外観不良の発生を防止することができる。しかしながら、第２および第３種類のマスクでは、第１種類のマスクに比べて、表面粗さを小さくしたことにより、版離れ性が悪くなり、半田バンプの寸法不良の発生率が増加してしまう。
【００９３】
それに対して、本実施の形態のマスク３２に相当する第４種類のマスクでは、図２９のグラフからも分かるように、第３種類のマスクと同様に、表面粗さを０．３μｍ以下にしたことにより、半田印刷工程で半導体ウエハの表面（最上層の保護膜）に押し傷が形成されず、外観不良の発生を防止することができる。すなわち、図２９のグラフに示されるように、第３種類のマスクと第４種類のマスクでは、外観不良がほとんど発生していない。更に、本実施の形態のマスク３２に相当する第４種類のマスクでは、第３種類のマスクのマスクよりもテンションを小さくして、テンションを７００μｍ〜９００μｍの範囲内としたことにより、版離れ性を向上して、図２９のグラフからも分かるように、半田バンプの寸法不良の発生率を低下させることができる。これは、第４種類のマスクを用いた場合、半田印刷後に半導体ウエハからマスクを離す際に、印刷した半田ペーストがマスク側に残るのを防止でき、半導体ウエハの各端子上に同量の半田ペーストを供給でき、半田バンプの寸法を均一化できるためである。このように、本実施の形態のマスク３２に相当する第４種類のマスクを用いた場合、外観不良率と半田バンプの寸法不良率の両者を低減できるので、第１、第２および第３種類のマスクを用いた場合よりも、半田工程に起因したトータルの不良率（外観不良率と半田バンプの寸法不良率の和）を低減でき、半導体チップ（半導体装置）の製造歩留まりを向上することができる。
【００９４】
以上、本発明者によってなされた発明をその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で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、印刷マスクを用いて半導体ウエハに材料を供給する工程を有する半導体装置の製造方法に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程を示す製造プロセスフロー図である。
【図２】半導体装置の製造工程中における半導体ウエハの概念的な平面図である。
【図３】図２の半導体ウエハの要部平面図である。
【図４】図２の半導体ウエハの要部断面図である。
【図５】半導体装置の製造工程中における半導体ウエハの要部平面図である。
【図６】図５の半導体ウエハの要部断面図である。
【図７】再配線工程を示す製造プロセスフロー図である。
【図８】再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図９】図８に続く再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図１０】図９に続く再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図１１】図１０に続く再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図１２】図１１に続く再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図１３】図１２に続く再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図１４】図１３に続く再配線工程中の半導体ウエハの要部断面図である。
【図１５】半田印刷工程で用いるマスクの平面図である。
【図１６】半田印刷工程で用いるマスクの断面図である。
【図１７】半田印刷工程で用いるマスクの要部平面図である。
【図１８】半田印刷工程で用いるマスクの要部断面図である。
【図１９】算術平均粗さを表す式である。
【図２０】半田印刷工程の説明図である。
【図２１】図２０に続く半田印刷工程の説明図である。
【図２２】図２１に続く半田印刷工程の説明図である。
【図２３】半田印刷工程の説明図である。
【図２４】図２３に続く半田印刷工程の説明図である。
【図２５】図２４に続く半田印刷工程の説明図である。
【図２６】リフロー工程後の状態を示す説明図である。
【図２７】リフロー工程後の状態を示す説明図である。
【図２８】半導体ウエハのダイシング工程の説明図である。
【図２９】製造された半導体チップの不良率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９７】
１  半導体ウエハ
２  半導体チップ
２ａ  半導体チップ領域
３  スクライブ領域
４  パッド電極
５  半導体素子形成領域
６  保護膜
１１  多層配線構造
１２  絶縁膜
１３  保護膜
１４  開口部
１５  シード膜
１６  レジストパターン
１７  再配置配線
１８  銅膜
１９  ニッケル膜
２０  保護膜
２１  開口部
２２  金膜
２３  端子
３１  半田ペースト
３２  マスク
３２ａ  主面
３３  開口部
３４  枠体
３５  スキージ
４１  半田バンプ
５１  ダイシングテープ
５２  ブレード
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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