(57)【要約】【課題】柱状電極とその側面に密着する樹脂層との密着性を向上させる半導体装置の製造方法、及びそれにより得られる半導体装置を提供すること。【解決手段】本実施形態に係る半導体装置１０１（その製造方法）では、半導体チップ１０を準備する工程と、半導体チップ１０上に、パッド電極１２と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えた柱状電極２４を形成する工程と、半導体チップ１０上に、柱状電極２４の側面に密着する樹脂層２５を形成する工程と、を経て製造する。【選択図】図１
2012253189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路と前記集積回路と電気的に接続されて表面に形成されたパッド電極とを備えた半導体チップを準備する工程と、
前記半導体チップ上に、前記パッド電極と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えた柱状電極を形成する工程と、
前記半導体チップ上に、前記柱状電極の側面に密着する樹脂層を形成する工程と、
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２】
前記側面に凹凸形状を備えた柱状電極を形成する工程は、
前記半導体チップ上に、解像度が異なる２種以上の感光性樹脂層の積層体を形成する工程と、
露光・現象処理により、前記感光性樹脂層の積層体に開口部を形成する工程と、
前記開口部内に金属材料を埋め込む工程と、
前記感光性樹脂層の積層体を除去する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記感光性樹脂層の積層体は、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が高い感光性樹脂層を介在させた積層構造、又は、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が低い感光性樹脂層を介在させた積層構造を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記感光性樹脂層の積層体は、第１の解像度を備えた感光性樹脂層と、前記第１の解像度を備えた感光性樹脂層よりも解像度の高い第２の解像度を備えた感光性樹脂層と、が交互に積層されて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記側面に凹凸形状を備えた柱状電極を形成する工程は、
前記半導体チップ上に、感光性樹脂層を形成する工程と、
露光・現象処理により、前記感光性樹脂層に開口部を形成する工程と、
前記開口部内に順次形成される金属材料のグレインサイズを段階的に変更して、前記開口部内に前記金属材料を埋め込む工程と、
前記感光性樹脂層を除去する工程と、
エッチング液を前記埋め込まれた金属材料の側面に接触させる工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記開口部内に前記金属材料を埋め込む工程は、金属材料のグレインサイズの増加・減少を繰り返して行うことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
集積回路と前記集積回路と電気的に接続されて表面に形成されたパッド電極とを備えた半導体チップと、
前記半導体チップ上に、前記パッド電極と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えて形成された柱状電極と、
前記半導体チップ上に、前記柱状電極の側面に密着して形成された樹脂層と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路等の半導体チップをパッケージングした半導体装置では、小型化及び薄型化に対する要求が高まってきており、近年、半導体チップの表面に、配線構造を形成し、その上に球状の外部接続端子を格子状に配置したＷＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等と呼ばれる半導体装置が提唱されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４４２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これら、ＷＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等と呼ばれる半導体装置では、その配線構造として、柱状電極を形成し、その側面を樹脂層により密着する構造を取ることが多い。無論、本構造と取る半導体装置は、ＷＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等に限られるわけではなく、半導体装置全般に、このような配線構造を取ることが多い。
【０００５】
しかしながら、柱状電極の側面は平坦面であることから、樹脂層との密着性が十分でない場合が多い。柱状電極と樹脂層との密着性が悪い場合、柱状電極に対して応力が加わったりすると半導体装置の特性変動が生じてしまうことがある。
このため、半導体装置の信頼性の改善が望まれているのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、柱状電極とその側面に密着する樹脂層との密着性を向上させる半導体装置の製造方法、及びそれにより得られる半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の半導体装置の製造方法は、
集積回路と前記集積回路と電気的に接続されて表面に形成されたパッド電極とを備えた半導体チップを準備する工程と、
前記半導体チップ上に、前記パッド電極と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えた柱状電極を形成する工程と、
前記半導体チップ上に、前記柱状電極の側面に密着する樹脂層を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【０００８】
本発明の半導体装置は、
集積回路と前記集積回路と電気的に接続されて表面に形成されたパッド電極とを備えた半導体チップと、
前記半導体チップ上に、前記パッド電極と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えて形成された柱状電極と、
前記半導体チップ上に、前記柱状電極の側面に密着して形成された樹脂層と、
を有することを特徴とする半導体装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、柱状電極とその側面に密着する樹脂層との密着性を向上させる半導体装置の製造方法、及びそれにより得られる半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。
【図２】第１本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】第１本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図４】第１本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図５】第１本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図６】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図７】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図９】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一例である実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００１３】
本実施形態に係る半導体装置１０１は、例えば、図１に示すように、半導体チップ１０と、半導体チップ１０上にパッド電極１２を露出するコンタクトホール１８Ａを備えて形成された層間絶縁膜１８と、コンタクトホール１８Ａを介してパッド電極１２と電気的に接続されて層間絶縁膜１８上に形成された再配線２２と、再配線２２の一部を露出する開口部２５Ａを備えて層間絶縁膜１８上に形成された樹脂層２５と、開口部２５Ａを充填しかつ再配線２２と電気的に接続されて形成された柱状電極２４と、柱状電極２４と電気的に接続されて形成された外部接続端子２６と、を備えている。
半導体チップ１０は、内部に図示しない集積回路を備え、かつ該集積回路と電気的に接続されて表面に形成されたパッド電極１２を備えている。また、半導体チップ１０の表面上には、表面上にパッド電極１２を露出する保護膜１６が形成されていても良い。
なお、パッド電極１２と再配線２２とは、下地金属密着層２０、及び下地金属酸化防止膜２１を介して電気的に接続されていても良い。
なお、半導体チップ１０には、例えば、半導体チップ１０の主面には、例えば、パッド電極１２が露出するように、保護層１６が設けられている。
【００１４】
そして、柱状電極２４は、周方向に沿って形成された段差部（例えば凸部２４Ａの境界部）を側面に複数有した構造となっている。言い換えれば、柱状電極２４は、当該段差部で構成された凹凸形状を有している。
具体的には、柱状電極２４は、例えば、凸部２４Ａが柱状電極２４の高さ方向に向かって間隔をもって設けられ、凸部２４Ａ同士の間で、周方向に沿って形成された凹部２４Ｂが形成された側面構造となっている。つまり、柱状電極２４の側面は、高さ方向の一端部（底部）から他端部（上部）に向かって、異なる径の部位が高さ方向に沿って交互に有し、凹凸形状に構成されている。
【００１５】
以下、本実施形態に係る半導体装置１０１の詳細と共に、本実施形態に係る半導体装置１０１の製造方法について説明する。
図２〜図５は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００１６】
本実施形態に係る半導体装置１０１の製造方法では、まず、例えば、図２（Ａ）に示すように、集積回路を備えた複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハ１１を準備する。
そして、半導体ウエハ１１の表面に、例えば、集積回路と電気的に接続するパッド電極１２を形成すると共に、パッド電極１２が露出するように、保護層１６を形成する。なお、保護層１６としては、例えば、シリコン酸化層や、シリコン窒化層を用いることができる。
【００１７】
次に、図２（Ｂ）に示すように、半導体ウエハ上に層間絶縁層１８（例えば、感光性の樹脂層（例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＢＣＢ樹脂、ＰＢＯ樹脂等））を形成する。
具体的には、例えば、スピンコート法、印刷法等を利用して、層間絶縁層１８を半導体ウエハ１１上に形成する。
【００１８】
次に、図２（Ｃ）に示すように、例えば、フォリソグラフィー法等を利用して、半導体チップ１０のパッド電極１２と電気的な接続を図るためのコンタクトを取るコンタクトホール１８Ａを層間絶縁層１８に形成する。
【００１９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、例えば、スパッタリング法等を利用して、層間絶縁層１８上と共に、コンタクトホール１８Ａの側壁及びこれから露出したパッド電極１２上に、下地金属密着層２０（例えばチタン（Ｔｉ）層）及び下地金属酸化防止層２１（例えば銅（Ｃｕ）層）を順次形成する。
【００２０】
次に、図３（Ｅ）に示すように、例えば、めっき法を利用して、コンタクトホール１８Ａを埋め込むようにして、下地金属密着層２０及び下地金属酸化防止層２１を介して半導体チップ１０のパッド電極１２と電気的な接続を図りつつ、層間絶縁層１８上に再配線２２（例えばタングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の層）を形成する。
【００２１】
具体的には、例えば、層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に、感光性レジスト層（感光性樹脂層：図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィー法を利用して、露光・現像を行い、再配線２２の形成領域となる開口部を感光性レジスト層に形成する。
そして、下地金属酸化防止層２１を共通電極とするめっき法により、感光性レジスト層の開口内に金属材料を電着する。その後、感光性レジスト層を除去する。
【００２２】
このようにして、例えば、半導体チップ１０のパッド電極１２から、柱状電極２４を形成する部分へ引き回すための所定パターンの再配線２２を形成する。
なお、再配線１８は、コンタクトホール１８を完全に埋め込む必要はなく、コンタクトホール１８Ａの底部でパッド電極１２との電気的接続が図れるように形成すればよい。
【００２３】
次に、図３（Ｆ）に示すように、例えば、層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に、再配線２２を覆うようにして、解像度が異なる２種以上の感光性樹脂層の積層体２８（以下、感光性レジスト層２８と称する。）を形成する。
具体的には、例えば、第１感光性樹脂層２８Ａ（例えばｉ線に感度が高い感光性樹脂膜）と第１感光性樹脂層２８Ａよりも解像度が低い感光性樹脂層２８Ｂ（例えばｇ線に感度が高い感光性樹脂膜）とが交互に積層された感光性レジスト層２８を層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に形成する。
感光性レジスト層２８は、予め各感光性樹脂層が積層されたものを貼り合せて層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に形成してもよいし、各感光性樹脂層をスピンコート法等により層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に順次形成してもよい。
【００２４】
感光性レジスト層２８において、２種以上の感光性樹脂層の解像度の差は、例えば、８０μｍ〜１２０μｍであることがよい。
【００２５】
なお、感光性レジスト層２８は、上記構成に限られず、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が高い感光性樹脂層を介在させた積層構造、又は、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が低い感光性樹脂層を介在させた積層構造を有していればよい。
また、感光性レジスト層２８は、解像度が異なる２種の感光性樹脂層の積層体に限られず、解像度が異なる３種以上の感光性樹脂層の積層体であってもよい。
【００２６】
次に、図４（Ｇ）に示すように、例えば、柱状電極２４を形成するための開口部３０を感光性レジスト層２８に形成する。
具体的には、例えば、フォトリソグラフィー法を利用して、露光・現像を行い、下層の再配線２２の一部が露出するようにして、開口部３０（貫通孔）を感光性レジスト層２８に形成する。
【００２７】
このとき、感光性レジスト層２８は、解像度の異なる２種以上の感光性樹脂層の積層体で構成されていることから、この解像度の違いにより、各感光性樹脂層毎に開口径が異なって開口部３０が形成される。つまり、例えば、感光性レジスト層２８の開口部３０は、これを構成する壁面に周方向に沿って形成された段差部を複数有するように形成される。
【００２８】
具体的には、例えば、第１感光性樹脂層２８Ａと第１感光性樹脂層２８Ａよりも解像度が低い感光性樹脂層２８Ｂとが交互に積層された感光性レジスト層２８では、第１感光性樹脂層２８Ａの開口径よりも、第２感光性樹脂層２８Ｂの開口径が大きくなる。
つまり、感光性レジスト層２８に形成される開口部３０は、開口径が増減して形成されることになる。言い換えれば、感光性レジスト層２８に形成される開口部３０を構成する壁面では、第１感光性樹脂層２８Ａの部分が周方向に沿って形成された凸部３０Ａとなり、第２感光性樹脂層２８Ｂの部分が周方向に沿って形成された凹部３０Ｂとなり、これが開口部３０の高さ方向（感光性レジスト層２８の厚み方向）に沿って交互に存在し、凹凸形状となる。
【００２９】
次に、図４（Ｈ）に示すように、例えば、感光性レジスト層２８の開口部３０内に金属材料（例えばタングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等）を埋め込み、金属材料で構成された柱状電極２４を形成する。
具体的には、例えば、下地金属酸化防止層２１を共通電極とするめっき法により、感光性レジスト層２８の開口部３０内に金属材料を電着する。
【００３０】
そして、感光性レジスト層２８の開口部３０内に金属材料を埋め込んで形成される柱状電極２４は、開口部３０を構成する壁面に模られて形成される。
つまり、柱状電極２４は、例えば、その側面に、周方向に沿って形成された段差部（例えば凸部２４Ａの境界部）を複数有した構造となって形成される。
具体的には、例えば、第１感光性樹脂層２８Ａと第１感光性樹脂層２８Ａよりも解像度が低い感光性樹脂層２８Ｂとが交互に積層された感光性レジスト層２８に形成された開口部３０内に金属材料を埋め込んで形成される柱状電極２４は、例えば、凸部２４Ａが柱状電極２４の高さ方向に向かって間隔をもって設けられ、凸部２４Ａ同士の間で、周方向に沿って形成された凹部２４Ｂが形成された側面構造となって形成される。
【００３１】
感光性レジスト層２８の開口部３０内に金属材料を埋め込む処理としては、めっき法に限られず、スパッタリング法等を利用して行ってもよい。
【００３２】
次に、図５（Ｉ）に示すように、例えば、溶剤等により、感光性レジスト層２８を除去した後、ウエットエッチング等により、再配線２２及び柱状電極２４が形成されていない領域の下地金属密着層２０及び下地金属酸化防止層２１を除去する。
【００３３】
次に、図５（Ｊ）に示すように、柱状電極２４の側面に密着するようにして、再配線２２が形成された層間絶縁層１８上に樹脂層２５を形成する。
具体的には、例えば、スピンコート法等を利用して、再配線２２及び柱状電極２４が形成された層間絶縁層１８上に、再配線２２及び柱状電極２４を覆うようにして、樹脂層を形成し、これを柱状電極２４の頂面が露出するように、切削加工を施し、樹脂層２５を形成する。
【００３４】
次に、図５（Ｋ）に示すように、例えば、柱状電極２４の頂面上に外部接続端子２６を形成する。
具体的には、ハンダボール、ハンダペーストの半田付けにより、柱状電極２４の頂面（樹脂層２５から露出した面）に、外部接続端子２６を形成する。
【００３５】
その後、図示しないが、例えば、必要に応じて、バックグラインダーにより半導体ウエハの裏面を削り、薄層化した後、ダイシングにより個片化を行う。
【００３６】
以上の構成を経て、本実施形態に係る半導体装置１０１が製造される。
【００３７】
以上説明した本実施形態では、半導体チップ１０を準備する工程と、半導体チップ１０上に、パッド電極１２と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えた柱状電極２４を形成する工程と、半導体チップ１０上に、柱状電極２４の側面に密着する樹脂層２５を形成する工程と、を経て、半導体装置１０１を製造している。
【００３８】
特に、本実施形態では、例えば、解像度が異なる２種以上の感光性樹脂層の積層体として感光性レジスト層２８を形成する工程と、露光・現象処理により、感光性レジスト層２８に開口部３０を形成する工程と、感光性レジスト層２８の開口部３０内に金属材料を埋め込む工程と、感光性レジスト層２８を除去する工程と、を経て、側面に凹凸形状を備えた柱状電極２４を形成している。
【００３９】
解像度が異なる２種以上の感光性樹脂層が積層された感光性レジスト層２８に対して、露光・現像を行うことにより、感光性レジスト層２８に開口部３０は、これを構成する壁面が周方向に沿った段差部（例えば凸部３０Ａの境界部）を複数有するように形成される。
そして、感光性レジスト層２８に開口部３０に金属材料を埋め込んで形成される柱状電極２４の側面は、感光性レジスト層２８の開口部３０を構成する壁面に模られて形成されることから、周方向に沿って形成された段差部を複数有した構造となっている。
つまり、柱状電極２４の側面は、段差部による凹凸形状が備えた構成となっている。
柱状電極２４の側面は、段差部による凹凸形状を有することにより、平坦な側面に比べ、表面積が増すこととなる。
【００４０】
したがって、本実施形態では、柱状電極２４とこの側面を密着する樹脂層２５との密着性を向上させることができる。
その結果、柱状電極２４に対して応力が加わったりしても、特性変動が生じ難い信頼性の高い半導体装置１０１となる。
【００４１】
また、本実施形態では、感光性レジスト層２８として、例えば、第１感光性樹脂層２８Ａと第１感光性樹脂層２８Ａよりも解像度が低い感光性樹脂層２８Ｂとが交互に積層された感光性レジスト層２８を適用している。
本構成の感光性レジスト層２８は、例えば、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が高い感光性樹脂層を介在させた積層構造、又は、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が低い感光性樹脂層を介在させた積層構造を有している。
【００４２】
２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が高い感光性樹脂層を介在させた積層構造を有する感光性レジスト層２８に対して、露光・現象処理を行うと、形成される開口部３０を構成する壁面は、当該解像度が高い感光性樹脂層の部分が凸部３０Ａとなる。
一方、２層の感光性樹脂層の間に当該２層の感光性樹脂層よりも解像度が低い感光性樹脂層を介在させた積層構造を有する感光性レジスト層２８に対して、露光・現象処理を行うと、形成される開口部３０を構成する壁面は、当該解像度が低い感光性樹脂層の部分が凹部３０Ｂとなる。
【００４３】
このため、この２つの積層構造のいずれか、又は組み合わせることにより、感光性レジスト層２８の開口部を構成する壁面に、凸部３０Ａ、又は凹部３０Ｂを有する構造、そして、凹凸形状の構造を付与できる。
その結果、形成される柱状電極２４も、凸部２４Ａ、又は凹部２４Ｂを有する構造、そして、凹凸形状の側面構造を付与できる。
これにより、柱状電極２４の側面は、表面積が増すこととなり、柱状電極２４とこの側面を密着する樹脂層２５との密着性を向上させることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
図６〜図９は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００４５】
第２実施形態に係る半導体装置１０２の製造方法では、まず、例えば、図６（Ａ）に示すように、集積回路を備えた複数の半導体チップ領域を有する半導体ウエハ１１を準備する。
そして、半導体ウエハ１１の表面に、例えば、集積回路と電気的に接続するパッド電極１２を形成すると共に、パッド電極１２が露出するように、保護層１６を形成する。
【００４６】
次に、図６（Ｂ）に示すように、半導体ウエハ上に層間絶縁層１８（例えば、感光性の樹脂層（例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ＢＣＢ樹脂、ＰＢＯ樹脂等））を形成する。
具体的には、例えば、スピンコート法、印刷法等を利用して、層間絶縁層１８を半導体ウエハ１１上に形成する。
【００４７】
次に、図６（Ｃ）に示すように、例えば、フォリソグラフィー法等を利用して、半導体チップ１０のパッド電極１２と電気的な接続を図るためのコンタクトを取るコンタクトホール１８Ａを層間絶縁層１８に形成する。
【００４８】
次に、図７（Ｄ）に示すように、例えば、スパッタリング法等を利用して、層間絶縁層１８上と共に、コンタクトホール１８Ａの側壁及びこれから露出したパッド電極１２上に、下地金属密着層２０（例えばチタン（Ｔｉ）層）及び下地金属酸化防止層２１（例えば銅（Ｃｕ）層）を順次形成する。
【００４９】
次に、図７（Ｅ）に示すように、例えば、めっき法を利用して、コンタクトホール１８Ａを埋め込むようにして、下地金属密着層２０及び下地金属酸化防止層２１を介して半導体チップ１０のパッド電極１２と電気的な接続を図りつつ、層間絶縁層１８上に再配線２２（例えばタングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の層）を形成する。
【００５０】
具体的には、例えば、層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に、感光性レジスト層（感光性樹脂層：図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィー法を利用して、露光・現像を行い、再配線２２の形成領域となる開口部を感光性レジスト層に形成する。
そして、下地金属酸化防止層２１を共通電極とするめっき法により、感光性レジスト層の開口内に金属材料を電着する。その後、感光性レジスト層を除去する。
【００５１】
このようにして、例えば、半導体チップ１０のパッド電極１２から、柱状電極２４を形成する部分へ引き回すための所定パターンの再配線２２を形成する。
【００５２】
次に、図７（Ｆ）に示すように、例えば、層間絶縁層１８（下地金属酸化防止層２１）上に、再配線２２を覆うようにして、感光性レジスト層３２を形成する。なお、本感光性レジスト層３２は、第１実施形態で形成する感光性レジスト層３２とは異なり、解像度が一定の通常の感光性レジスト層を適用する。
【００５３】
次に、図８（Ｇ）に示すように、例えば、柱状電極２４を形成するための開口部３４感光性レジスト層３２に形成する。
具体的には、例えば、フォトリソグラフィー法を利用して、露光・現像を行い、下層の再配線２２の一部が露出するようにして、開口部３４（貫通孔）感光性レジスト層３２に形成する。
【００５４】
次に、図８（Ｈ）に示すように、例えば、感光性レジスト層３２の開口部３４内に順次形成される金属材料のグレインサイズ（結晶粒径）を段階的に変更しつつ、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料（例えばタングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等）を埋め込み、金属材料で構成された柱状電極２４を形成する。
具体的には、例えば、下地金属酸化防止層２１を共通電極とするめっき法により、当該めっき条件を段階的に変更して、電着する金属材料のグレインサイズを段階的に変更しつつ、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料を電着する。
【００５５】
特に、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料の埋め込みは、金属材料のグレインサイズの増加・減少を繰り返して行うことがよい。
具体的には、上記めっき法によって金属材料を電着させて開口部３４に埋め込む場合、例えば、めっき条件、例えば、第１めっき条件（例えばめっき液噴出流量３０Ｌ／ｍｉｎ、温度２０℃、電流密度４０Ａ／ｄｍ２）による金属材料の電着と、第１めっき条件よりも金属材料のグレインサイズが大きくなる第２めっき条件（例えばめっき液噴出流量４０Ｌ／ｍｉｎ、温度３０℃、電流密度１．０Ａ／ｄｍ２）による金属材料の電着と、を交互に行う。
これにより、金属材料のグレインサイズの増加・減少を繰り返して、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料を埋め込める。
【００５６】
次に、図９（Ｉ）に示すように、例えば、溶剤等により、感光性レジスト層３２を除去した後、ウエットエッチングにより、再配線２２及び柱状電極２４が形成されていない領域の下地金属密着層２０及び下地金属酸化防止層２１を除去する。
ウエットエッチングのエッチング液としては、例えば、無機酸塩、硫酸水素カリウム、ペルオキソニ硫酸カリウム、過酸化水素水、又はこれらの混合液が挙げられる。
【００５７】
ここで、ウエットエッチングのとき、形成した柱状電極２４の側面も、エッチング液に接触され、エッチングされることとなる。
金属材料のグレインサイズ（結晶粒径）を段階的に変更しつつ形成した柱状電極２４では、グレインサイズが異なる領域でエッチングレートが異なるため、エッチング液に接触され、エッチングされると、グレインサイズを変更した箇所を境とし、周方向に沿って形成された段差部（例えば凸部２４Ａの境界部）が側面に有した構造となって形成される。
【００５８】
そして、金属材料のグレインサイズの増加・減少を繰り返して、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料を埋め込んで形成した柱状電極２４の側面では、グレインサイズの増加・減少した個所を境とし、上記段差部が柱状電極２４の高さ方向に向かって間隔をもって形成されることとなり、その結果、柱状電極２４は、例えば、凸部２４Ａが柱状電極２４の高さ方向に向かって間隔をもって設けられ、凸部２４Ａ同士の間で、周方向に沿って形成された凹部２４Ｂが形成された凹凸形状の側面構造となって形成される。
【００５９】
なお、柱状電極２４の側面におけるエッチング液によるエッチングレートは、グレインサイズが小さい程、エッチングレートが高まる傾向となる。
【００６０】
次に、図９（Ｊ）に示すように、柱状電極２４の側面に密着するようにして、再配線２２が形成された層間絶縁層１８上に樹脂層２５を形成する。
具体的には、例えば、スピンコート法等を利用して、再配線２２及び柱状電極２４が形成された層間絶縁層１８上に、再配線２２及び柱状電極２４を覆うようにして、樹脂層を形成し、これを柱状電極２４の頂面が露出するように、切削加工を施し、樹脂層２５を形成する。
【００６１】
次に、図９（Ｋ）に示すように、例えば、柱状電極２４の頂面上に外部接続端子２６を形成する。
具体的には、ハンダボール、ハンダペーストの半田付けにより、柱状電極２４の頂面（樹脂層２５から露出した面）に、外部接続端子２６を形成する。
【００６２】
その後、図示しないが、例えば、必要に応じて、バックグラインダーにより半導体ウエハの裏面を削り、薄層化した後、ダイシングにより個片化を行う。
【００６３】
以上の構成を経て、本実施形態に係る半導体装置１０２が製造される。
【００６４】
以上説明した本実施形態でも、半導体チップ１０を準備する工程と、半導体チップ１０上に、パッド電極１２と電気的に接続され、かつ側面に凹凸形状を備えた柱状電極２４を形成する工程と、半導体チップ１０上に、柱状電極２４の側面に密着する樹脂層２５を形成する工程と、を経て、半導体装置１０２を製造している。
【００６５】
特に、本実施形態では、例えば、感光性樹脂層として感光性レジスト層３２を形成する工程と、露光・現象処理により、感光性レジスト層３２に開口部３４を形成する工程と、
感光性レジスト層３２の開口部３４内に順次形成される金属材料のグレインサイズを段階的に変更して、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料を埋め込む工程と、感光性レジスト層３２を除去する工程と、エッチング液を埋め込まれた金属材料の側面に接触させる工程と、を経て、側面に凹凸形状を備えた柱状電極２４を形成している。
【００６６】
金属材料のグレインサイズを段階的に変更して、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料を埋め込み、その埋め込んだ金属材料の側面にエッチング液と接触させエッチングを行って、柱状電極２４を形成していることから、柱状電極２４の側面は、周方向に沿って形成された段差部（例えば凸部２４Ａの境界部）を複数有した構造となっている。
つまり、柱状電極２４の側面は、段差部による凹凸形状が備えた構成となっている。
柱状電極２４の側面は、段差部による凹凸形状を有することにより、平坦な側面に比べ、表面積が増すこととなる。
【００６７】
したがって、本実施形態でも、柱状電極２４とこの側面を密着する樹脂層２５との密着性を向上させることができる。
その結果、柱状電極２４に対して応力が加わったりしても、特性変動が生じ難い信頼性の高い半導体装置１０１となる。
【００６８】
また、本実施形態では、金属材料のグレインサイズの増加・減少を繰り返して、感光性レジスト層３２の開口部３４内に金属材料を埋め込み、その埋め込んだ金属材料の側面にエッチング液と接触させエッチングを行って、柱状電極２４を形成すると、グレインサイズの増加・減少した個所を境とし、段差部が繰り返し形成され、その結果、柱状電極２４は、凸部２４Ａ、又は凹部２４Ｂを有する構造、そして、凹凸形状の側面構造を付与できる。
これにより、柱状電極２４の側面は、表面積が増すこととなり、柱状電極２４とこの側面を密着する樹脂層２５との密着性を向上させることができる。
【００６９】
なお、本実施形態は、限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１０   半導体チップ
１１   半導体ウエハ
１２   パッド電極
１６   保護層
１８   層間絶縁層
１８Ａ コンタクトホール
２０   下地金属密着層
２１   下地金属酸化防止層
２２   再配線
２４   柱状電極
２４Ａ 凸部
２４Ｂ 凹部
２５   樹脂層
２６   外部接続端子
２８   感光性レジスト層（解像度が異なる２種以上の感光性樹脂層の積層体）
２８Ａ 第１感光性樹脂層
２８Ｂ 第２感光性樹脂層
３０   開口部
３０Ａ 凸部
３０Ｂ 凹部
３２   感光性レジスト層
３４   開口部
１０１ 半導体装置
１０２ 半導体装置
【図１】
2012253189.tif 000003
【図２】
2012253189.tif 000004
【図３】
2012253189.tif 000005
【図４】
2012253189.tif 000006
【図５】
2012253189.tif 000007
【図６】
2012253189.tif 000008
【図７】
2012253189.tif 000009
【図８】
2012253189.tif 000010
【図９】
2012253189.tif 000011