(57)【要約】【課題】応力緩和機能を有するウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置において、外部電極の配置自由度が高い半導体装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】半導体装置１は、絶縁樹脂層２０と、再配線層１３と、絶縁性の再配線保護層２１と、導電性ポスト１８と、外部電極１７とを備える。絶縁樹脂層２０は、積層方向Ｙに開口し第１電極３０に開口する第１開口部３１と、第１開口部３１の開口の周囲の平坦表面５１とを有する。再配線層１３は、平坦表面５１に延在した第１接続部１３ｃと第２接続部３６とを有する。導電性ポスト１８の一端部が第１電極３０に電気的に接続し、かつ、導電性ポスト１８の他端部が第１接続部１３ｃに電気的に接続している。第２開口部３２の内径Ｄ２は、第１開口部３１の内径Ｄ１よりも大きい。【選択図】図１
2013026405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に載置される半導体装置であって、
第１電極を有するウェハと、
前記ウェハに積層された絶縁樹脂層であって前記絶縁樹脂層の積層方向に開口し前記第１電極に開口する第１開口部と前記絶縁樹脂層において前記基板が配置される側の表面のうち前記第１開口部の開口の周囲の平坦表面とを有する絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の前記表面の上側に形成された再配線層であって前記平坦表面に延在した第１接続部と前記第１接続部とは異なる位置に形成された第２接続部とを有する再配線層と、
前記再配線層を覆う再配線層保護層であって前記第１接続部が露出するように前記第１開口部に開口する第２開口部と前記第２接続部が露出するように開口する第３開口部とを有する絶縁性の再配線保護層と、
前記第１開口部と前記第２開口部とに形成された導電性ポストであって前記導電性ポストの一端部が前記第１電極に電気的に接続し、かつ、前記導電性ポストの他端部が前記第１接続部に電気的に接続した導電性ポストと、
前記第２接続部に電気的に接続するように、前記第３開口部に形成されためっき層と、
前記めっき層が露出するように、前記導電性ポストを覆う封止樹脂層と、
前記めっき層に形成された外部電極と、を備え、
前記第２開口部の内径は、前記第１開口部の内径よりも大きい、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１電極を有するウェハ及び前記第１電極の上に前記絶縁樹脂層を形成する工程と、
前記第１電極が露出するように、前記絶縁樹脂層の一部を除去して、前記絶縁樹脂層に前記第１開口部を形成する工程と、
前記第１接続部と前記第２接続部とが互いに電気的に接続するように、前記絶縁樹脂層の上に前記再配線層を形成する工程と、
前記再配線層を覆うように、前記再配線層の上に前記再配線保護層を形成する工程と、
前記第１接続部及び前記第２接続部が露出するように、それぞれ、前記再配線保護層の一部を除去して、前記再配線保護層に前記第２開口部及び前記第３開口部を形成する工程と、
前記第１電極と前記第１接続部とが電気的に接続するように、前記第１開口部及び前記第２開口部内にポスト用めっきを充填させて前記導電性ポストを形成する工程と、
前記第２接続部に電気的に接続するように、前記第３開口部内に第１めっきを充填させて第１めっき層を形成する工程と、
前記めっき層及び前記導電性ポストを前記封止樹脂層で覆う工程と、
前記めっき層が露出するように、かつ、前記導電性ポストが露出しないように、前記封止樹脂層を研磨する工程と、
露出した前記めっき層にバンプ層を形成する工程と、
前記外部電極が形成されるように、前記バンプ層を溶融させる工程と、
前記ウェハを切断して前記半導体装置を得る工程と、を備え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、ウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器では、電子機器の小型、薄型、軽量化、及び高密度実装化を実現するため、円盤状のウェハにおける組立加工プロセスであるウェハレベルＣＳＰ（チップサイズパッケージ）技術を用いた半導体装置が多く用いられてきている。
ここで、ウェハレベルＣＳＰとは、ウェハレベルで作製された半導体装置の総称である。複数の半導体装置は、複数の半導体集積回路が形成された円盤状のウェハを正方形又は長方形状の複数のチップにダイシングすることにより得られる。各半導体集積回路は、絶縁膜、再配線及びはんだで球状に形成された外部電極などで構成される。
個々に分割されたウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置は、外部電極が基板の電極の上に位置するように、基板上に配置され、次いで、リフロー工程により、外部電極が基板の電極に電気的に接合される。
リフロー工程は、半導体装置が配置された基板全体に熱を加えて、外部電極のはんだを溶融させ、その後、基板全体を自然冷却させる間に、外部電極を基板に接合する接合方法である。
一般に、半導体装置及び基板の線熱膨張係数は互いに異なるので、リフロー工程により、半導体装置の端子に熱応力が集中し易い。特に半導体装置のサイズが大きくなると、端子に大きな熱応力が発生し易い。
【０００３】
そこで、図２０に示すように、ウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置１００ａにおいては、ウェハ１１０と基板（図示せず）との間の線熱膨張係数の差によって生じる熱応力を吸収することができるように、ウェハ１１０と外部電極１２０との間に応力緩和層１３０を形成する方法が考案された（例えば、特許文献１参照）。
ウェハ１１０と外部電極１２０との間に応力緩和層１３０を設ける場合、ウェハ１１０に形成されたチップパッドのような第１電極１４０と外部電極１２０との間を電気的に接続するための再配線１５０を傾斜部１６０にも形成する必要がある。そのため、外部電極１２０は、応力緩和層１３０の傾斜部１６０以外の位置に外部電極１２０を配置しなければいけないという問題が生じる。また、傾斜部１６０の傾斜角αを大きくすると、傾斜部１６０に再配線１５０を形成することが困難になる。
【０００４】
また、図２１に示すように、図１９のような応力緩和層１３０に傾斜部１６０を設けることなく、第１電極１４０と、外部電極１２０に電気的に接続している再配線１５０の端部との間をはんだで形成された導電性ポスト１７０で電気的に接合する方式が知られている。しかし、この方法においては、導電性ポスト１７０を形成するためのはんだの積層量が多すぎると、ウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置１００ｂを基板（図示せず）に実装する際に半導体装置１００ｂに印加する熱により、導電性ポスト１７０の一端部１８０が、基板側へ垂れ落ちるという問題や、一端部１８０が、基板に形成されている複数の回路のうち、外部電極１２０が電気的に接続する回路とは異なる回路に電気的に接続した状態となる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９４７０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、応力緩和機能を有するウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置において、外部電極の配置自由度が高い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】
【０００７】
本発明に係る基板に載置される半導体装置は、第１電極（チップパッド）を有するウェハと、前記ウェハに積層された絶縁樹脂層であって前記絶縁樹脂層の積層方向に開口し前記第１電極（チップパッド）に開口する第１開口部と前記絶縁樹脂層において前記基板が配置される側の表面のうち前記第１開口部の開口の周囲の平坦表面とを有する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の前記表面の上側に形成された再配線層であって前記平坦表面に延在した第１接続部と前記第１接続部とは異なる位置に形成された第２接続部とを有する再配線層と、前記再配線層を覆う再配線層保護層であって前記第１接続部が露出するように前記第１開口部に開口する第２開口部と前記第２接続部が露出するように開口する第３開口部とを有する絶縁性の再配線保護層と、前記第１開口部と前記第２開口部とに形成された導電性ポストであって前記導電性ポストの一端部が前記第１電極（チップパッド）に電気的に接続し、かつ、前記導電性ポストの他端部が前記第１接続部に電気的に接続した導電性ポストと、前記第２接続部に電気的に接続するように、前記第３開口部に形成されためっき層と、前記めっき層が露出するように、前記導電性ポストを覆う封止樹脂層と、前記めっき層に形成された外部電極と、を備える。前記第２開口部の内径は、前記第１開口部の内径よりも大きい。
【０００８】
本発明に係る上記半導体装置の製造方法は、前記第１電極（チップパッド）を有するウェハ及び前記第１電極（チップパッド）の上に前記絶縁樹脂層を形成する工程と、前記第１電極（チップパッド）が露出するように、前記絶縁樹脂層の一部を除去して、前記絶縁樹脂層に前記第１開口部を形成する工程と、前記第１接続部と前記第２接続部とが互いに電気的に接続するように、前記絶縁樹脂層の上に前記再配線層を形成する工程と、前記再配線層を覆うように、前記再配線層の上に前記再配線保護層を形成する工程と、前記第１接続部及び前記第２接続部が露出するように、それぞれ、前記再配線保護層の一部を除去して、前記再配線保護層に前記第２開口部及び前記第３開口部を形成する工程と、前記第１電極（チップパッド）と前記第１接続部とが電気的に接続するように、前記第１開口部及び前記第２開口部内にポスト用めっきを充填させて前記導電性ポストを形成する工程と、前記第２接続部に電気的に接続するように、前記第３開口部内に第１めっきを充填させて第１めっき層を形成する工程と、前記めっき層及び前記導電性ポストを前記封止樹脂層で覆う工程と、前記めっき層が露出するように、かつ、前記導電性ポストが露出しないように、前記封止樹脂層を研磨する工程と、露出した前記めっき層にバンプ層を形成する工程と、前記外部電極が形成されるように、前記バンプ層を溶融させる工程と、前記ウェハを切断して前記半導体装置を得る工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、絶縁樹脂層に傾斜部を設けないで、第１電極と外部電極との間を電気的に接続することができる。そのため、外部電極の配置の自由度が高い。これによって、外部電極の数の増加に対応可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
絶縁樹脂層の一部に第１開口部を形成して第１電極を露出させる際、第１開口部の形状のアスペクトが高く、第１電極と再配線層との間を電気的に接続するシード層が第１開口部内に十分に形成することができなくても、第１開口部の基板側の開口の周囲に第１接続部が延在しているので、一端部及び他端部がそれぞれ第１電極及び第１接続部に電気的に接続する導電性ポストを第１開口部内に形成することにより、第１電極と第１接続部との間は、導電性ポストによって確実に電気的に接続することができる。
第２開口部の内径は第１開口部の内径よりも大きいので、第２開口部内に導電性ポストを形成する工程におけるめっきの表面が上昇する速度は、第１開口部内に導電性ポストを形成する工程におけるめっきの表面の位置が上昇する速度よりも、遅い。このため、導電性ポストの高さを高い精度で制御することが可能になる。導電性ポストを適切な高さに精度よく形成することができるので、ウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置を基板に実装するときに、半導体装置に印加する熱により、導電性ポストの一端部が基板側へ垂れ落ちる問題や、導電性ポストの一端部が基板側の回路に電気的に接続する問題を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法によって得た半導体装置の部分断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法において、ウェハの部分断面図を示す。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法において、ウェハの上に絶縁樹脂層を形成した後の構造を示す。
【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法において、絶縁樹脂層の一部を開口して、第１電極（チップパッド）を露出した後の構造を示す。
【図５】本発明に係る半導体装置の製造方法において、絶縁樹脂層の上にシード層を形成した後の構造を示す。
【図６】本発明に係る半導体装置の製造方法において、シード層の上にめっき用レジストを形成した後の構造を示す。
【図７】本発明に係る半導体装置の製造方法において、シード層の上に再配線層を形成した後の構造を示す。
【図８】本発明に係る半導体装置の製造方法において、めっき用レジストを除去した後の構造を示す。
【図９】本発明に係る半導体装置の製造方法において、再配線層を形成した部分以外のシード層を除去した後の構造を示す。
【図１０】本発明に係る半導体装置の製造方法において、再配線層の上に再配線保護層を形成した後の構造を示す。
【図１１】本発明に係る半導体装置の製造方法において、再配線保護層の一部を開口して、第１電極（チップパッド）及びバンプパッドを露出した後の構造を示す。
【図１２】本発明に係る半導体装置の製造方法において、再配線保護層の上にバリア層を形成した後の構造を示す。
【図１３】本発明に係る半導体装置の製造方法において、バリア層の上にめっき用レジストを形成した後の構造を示す。
【図１４】本発明に係る半導体装置の製造方法において、バリア層の上に第１電極（チップパッド）、第１接続部及び第２接続部の上に第１めっき層及び第２めっき層を形成した後の構造を示す。
【図１５】本発明に係る半導体装置の製造方法において、めっき用のレジストを除去した後の構造を示す。
【図１６】本発明に係る半導体装置の製造方法において、第１めっき層及び第２めっき層を形成した部分以外のバリア層を除去した後の構造を示す。
【図１７】本発明に係る半導体装置の製造方法において、めっき層及び再配線保護層の上面全体に封止樹脂層を形成した後の構造を示す。
【図１８】本発明に係る半導体装置の製造方法において、封止樹脂層及び第２めっき層の上面側を研磨した後の構造を示す。
【図１９】本発明に係る半導体装置の製造方法において、バンプ金属を形成した後の構造を示す。
【図２０】従来の半導体装置において、絶縁樹脂層の傾斜部周辺の断面図を示す。
【図２１】従来の半導体装置において、電極及びバンプ周辺の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る半導体装置の製造方法によって得た半導体装置の部分断面図である。
【００１２】
図１に示すように、ウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置１は、チップ１０ｐと、絶縁樹脂層２０と、再配線層１３と、絶縁性の再配線保護層２１と、導電性ポスト１８と、めっき層１５と、外部電極１７とを備える。
チップ１０ｐはその一方の表面１０ａにチップパッドのような第１電極３０を有する。
絶縁樹脂層２０は、チップ１０ｐの一方の表面１０ａに積層されている。絶縁樹脂層２０は、絶縁樹脂層２０の積層方向Ｙに開口し第１電極３０に開口する第１開口部３１と、絶縁樹脂層２０において基板が配置される側の表面のうち第１開口部３１の開口の周囲の平坦表面５１とを有する。
再配線層１３は、絶縁樹脂層２０において基板が配置される側の表面（以下、基板側表面という。）の上側に形成されている。再配線層１３は、平坦表面５１に延在した第１接続部１３ｃと、基板側表面において、第１接続部１３ｃとは異なる位置に形成された第２接続部３６とを有する。
【００１３】
再配線保護層２１は、再配線保護層２１が再配線層１３を覆うように、絶縁樹脂層２０の基板側表面に形成されている。再配線保護層２１には、第１接続部１３ｃが露出するように第１開口部３１に開口する第２開口部３２と、第２接続部３６が露出するように開口する第３開口部３３とが形成されている。
導電性ポスト１８は、第１開口部３１内と第２開口部３２内とに形成されている。導電性ポスト１８は、第１電極３０に電気的に接続している一端部と、第１接続部１３ｃに電気的に接続している他端部とを有する。
めっき層１５は、第２接続部３６に電気的に接続するように、第３開口部３３に形成されている。
封止樹脂層４３は、めっき層１５が露出するように、導電性ポスト１８を覆う。
外部電極１７は、めっき層１５に形成されている。
第２開口部３２の内径Ｄ２は、第１開口部３１の内径Ｄ１よりも大きい（図１１参照）。
【００１４】
以上の半導体装置１は、絶縁樹脂層２０に傾斜部を設けないで、第１電極３０と外部電極１７とを電気的に接続する再配線層１３を有する。そのため、外部電極１７の配置の自由度が高い。
【００１５】
以上のウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置１は、以下のようにして製造することができる。
図２〜図１９は、本発明によるウェハレベルＣＳＰと称される半導体装置１の製造方法を説明するための部分断面図である。
【００１６】
図２に、前工程が完了した円盤状のウェハ１０の部分断面図を示す。
図２に示すように、前工程は、円盤状のウェハ１０の一方の表面１０ａに、複数の半導体集積回路（図示せず）を形成して完了する。
ウェハ１０の一方の表面１０ａには、各半導体集積回路に対して複数の第１電極３０が形成されている。第１電極３０は、半導体集積回路の外部に電気的に接続するための電極である。
ウェハ１０の表面１０ａには、半導体集積回路を保護するための膜であるパッシベーション層１１が形成されている。パッシベーション層１１には、パッシベーション層１１の厚さ方向Ｙに開口する複数の開口１１ａが形成されている。開口１１ａは、第１電極３０の表面３０ａが露出するよう、パッシベーション層１１に形成されている。
パッシベーション層１１は、ＳｉＮなどの無機膜で成膜されるが、これに限るものではなく、例えば、ポリイミドやポリベンゾオキサゾールのような有機膜でもよい。また、パッシベーション層１１は、無機膜の上に有機膜を形成した構造であってもよい。
【００１７】
図３に示すように、ウェハ１０の上、すなわち、パッシベーション層１１の上に絶縁樹脂層２０を形成する。これにより、絶縁樹脂層２０は、パッシベーション層１１の上面、パッシベーション層１１の開口１１ａの中及び開口１１ａから露出している第１電極３０の表面３０ａを覆った状態となる。
絶縁樹脂層２０としては、感光性のポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン、エポキシなどが望ましい。絶縁樹脂層２０は、スピンコーティング法、ラミネート法、ディスペンス法などによってウェハ１０の表面１０ａすなわちパッシベーション層１１の上に塗布し、その後、乾燥させて形成する。このようにして形成された絶縁樹脂層２０の厚さは２μｍ〜２００μｍであることが好ましい。絶縁樹脂層２０は、半導体装置１に加わる熱応力や機械的応力によるチップ１０ｐと再配線層１３との間のズレを吸収するように、低弾性率であることが好ましい。
【００１８】
図４に示すように、絶縁樹脂層２０をパターニングして、絶縁樹脂層２０に複数の第１開口部３１を形成する。第１開口部３１は、絶縁樹脂層２０の積層方向Ｙにおいて、開口１１ａの位置の上側に形成することが好ましい。第１開口部３１の形状は、対応する開口１１ａの形状と同じであることが好ましい。第１開口部３１は、例えば、フォトリソグラフィ技術によって第１電極３０の上に設けられる。これにより、第１電極３０の表面３０ａは、開口１１ａ及び第１開口部３１を介して、絶縁樹脂層２０から露出した状態となる。
【００１９】
図５に示すように、絶縁樹脂層２０の上にシード層１２を形成する。
シード層１２は、絶縁樹脂層２０と再配線層１３（図７参照）との間の密着性を確保するように、絶縁樹脂層２０の基板側表面に形成された下層１２ａと、第１電極３０の表面３０ａに形成された上層１２ｂとを備える。下層１２ａは密着層として機能する。上層１２ｂは、再配線層１３を形成するときに給電層とされる。シード層１２は、上層１２ｂと下層１２ａとの間が電気的に接続するように、第１開口部３１の側面３１ａにも形成することが好ましい。これにより、絶縁樹脂層２０の基板側表面及び第１開口部３１の側面３１ａは、シード層１２で覆われている状態となる。
シード層１２は、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法、無電解めっき法などによって形成される。密着層としては、例えば、クロム、チタン、チタン−タングステン合金などの金属が用いられる。密着層の厚さは１０ｎｍ〜３０００ｎｍであることが好ましい。給電層としては、例えば、銅、クロム、チタン、チタン−タングステン合金などの金属が用いられる。給電層の厚さは１００ｎｍ〜３０００ｎｍであることが好ましい。
【００２０】
図６に示すように、シード層１２の上にめっき用レジスト４０を形成し、次いで、密着層及び給電層となる部分が露出するように、フォトリソグラフィ技術によってパターニングを行い、開口４０ａを形成する。これにより、シード層１２のうち上層１２ｂと下層１３ａの一部がめっき用レジスト４０の開口４０ａから露出している状態となる。
めっき用レジスト４０は、次の工程で成長させるめっき（再配線層１３）の厚さよりも厚いことが好ましい。
【００２１】
図７に示すように、シード層１２の上に再配線層１３をめっき処理にて形成する。めっき処理によって、再配線層１３は、シード層１２の上層１２ｂを介して第１電極３０に電気的に接続する上層１３ｂと、下層１２ａを介して絶縁樹脂層２０の表面に密着状態に形成される下層１３ａとを含む。再配線層１３は、第１開口部３１の側面３１ａに形成されたシード層１２にも形成することが好ましい。これにより、再配線層１３は、めっき用レジスト４０の開口４０ａに露出していたシード層１２に覆うように、めっき用レジスト４０の開口４０ａ内に形成された状態となる。
めっき処理の方法としては、電解めっき及び無電解めっきの両方式を利用することができる。めっき金属としては銅、銅合金などが用いられる。再配線層１３の厚さは１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。
【００２２】
図８に示すように、めっき用レジスト４０を除去する。具体的には、めっき用レジスト４０を溶解することができるはく離液でめっき用レジスト４０を除去する。これにより、絶縁樹脂層２０の全面に形成されたシード層１２のうち、再配線層１３によって覆われていない不要なシード層１２が露出した状態となる。
【００２３】
図９に示すように、シード層１２のうち、めっきにより再配線層１３を形成した部分以外のシード層１２を除去する。これにより、絶縁樹脂層２０の基板側表面の一部が露出した状態となる。不要なシード層１２を除去する方法としては、エッチング液を用いる方法や、プラズマを用いる方法を挙げることができる。
【００２４】
図１０に示すように、再配線層１３を覆うように、再配線層１３及び露出した絶縁樹脂層２０の上に再配線保護層２１を形成する。再配線保護層２１は、第１開口部３１の内部にも充填される。これにより、再配線層１３が再配線保護層２１によって保護された状態となる。
再配線保護層２１としては、感光性のポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベンゾシクロブテン、エポキシなどが望ましい。スピンコーティング法、ラミネート法、ディスペンス法などによってウェハ１０の全面に塗布・乾燥して再配線保護層２１を形成する。このようにして形成された再配線保護層２１の厚さは２μｍ〜２０μｍであることが好ましい。
【００２５】
図１１に示すように、再配線保護層２１の一部に第２開口部３２を形成して、再配線層１３の上層１３ｂ及び再配線層１３の下層１３ａの一部を第１接続部１３ｃとして露出させる。また、再配線保護層２１の他の一部に第３開口部３３を形成して、再配線層１３の下層１３ａの一部を第２接続部３６として露出させる。これにより、第１電極３０は、上層１２ｂ及び上層１３ｂを介して電気的に接続可能な状態となる。なお、第２接続部３６は、バンプパッドとも呼ばれる。
第２開口部３２及び第３開口部３３は、例えば、フォトリソグラフィ技術によって再配線保護層２１をパターニングして、第１電極３０及び第２接続部３６の上に形成される。第１電極３０の上の再配線保護層２１の第２開口部３２の内径Ｄ２は、第１電極３０の上の絶縁樹脂層２０の第１開口部３１の内径Ｄ１よりも大きい（Ｄ２＞Ｄ１）ことが好ましい。これにより、積層方向から見た場合、第２開口部３２の内側に、第１開口部３１の開口の周囲に形成された平坦表面５１が位置する。平坦表面５１には、再配線保護層２１の第２開口部３２に露出している再配線層１３の一部が積層されている。
【００２６】
図１２に示すように、再配線保護層２１の上にバリア層１４を形成する。このとき、第１開口部３１、第２開口部３２、第３開口部３３の内側、平坦表面５１の上側、上層１３ｂにもバリア層１４が形成される。
バリア層１４は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法、無電解めっき法などによって形成される。バリア層１４は、再配線層１３とバンプ状の外部電極１７とが拡散することを防ぐと共に、再配線層１３とバンプ状の外部電極１７との間の密着を強化する機能を有する。また、バリア層１４は、再配線層１３と導電性ポスト１８とが拡散すること防ぐと共に、再配線層１３と導電性ポスト１８との間の密着を強化する機能を有する。
バリア層１４としては、例えば、チタン−銅、チタン−タングステン合金、クロム−銅などの金属が用いられる。バリア層１４の厚さは０．１μｍ〜１μｍ程度であることが好ましい。
【００２７】
図１３に示すように、バリア層１４の上にめっき用レジスト４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１開口部３１及び第２開口部３２が露出するように、めっき用レジスト４１に開口３４を形成するパターニング並びに第３開口部３３が露出するように、めっき用レジスト４１に開口３５を形成するパターニングを行う。めっき用レジスト４１に開口３４を形成するパターニングをすることにより、めっき用レジスト４１に開口３４を形成すると共に第１開口部３１及び第２開口部３２の中にあっためっき用レジスト４１が除去され、バリア層１４の一部が露出し、第１電極３０がバリア層１４、上層１２ｂ及び上層１３ｂを介して電気的に接続可能な状態となる。
【００２８】
図１４に示すように、充填するポスト用めっきが第２開口部３２の内側の再配線層１３及びバリア層１４を覆うまで、第１開口部３１内及び第２開口部３２内にポスト用めっきを充填させて導電性ポスト１８を形成する。また、充填するめっきが第３開口部３３の内側の再配線層１３及びバリア層１４を覆うまで、第３開口部３３内にめっきを充填させてめっき層１５を形成する。導電性ポスト１８は、めっき層１５よりも低いことが好ましい。
これにより、導電性ポスト１８の一部は、第２開口部３２の内側において、平坦表面５１に積層されている第１接続部１３ｃを介してバリア層１４に電気的に接続した状態となる。また、導電性ポスト１８の他の一部は第１電極３０の表面３０ａに積層された上層１２ｂを介して上層１３ｂに電気的に接続している状態となる。
めっき法によってめっき用レジスト４１が被覆されていないバリア層１４の領域には、導電性ポスト１８及びバンプ状の外部電極１７となるための金属、好ましくははんだ合金がめっきされる。
【００２９】
導電性ポスト１８がバリア層１４を介して再配線層１３に電気的に接続する領域は、平坦表面５１に積層された第１接続部１３ｃの領域と略同じである。平坦表面５１に積層された第１接続部１３ｃは、第２開口部３２の断面積から第１開口部３１の断面積を引いた面積（π（Ｄ２2−Ｄ１2）／４）であり、再配線層１３と導電性ポスト１８とがバリア層１４を介して電気的に接続するために十分な面積を有する。
また、導電性ポスト１８がバリア層１４、上層１３ｂ及び上層１２ｂを介して第１電極３０に電気的に接続する範囲は、第１開口部３１の断面積と略同じである。第１開口部３１は、導電性ポスト１８がバリア層１４、上層１３ｂ及び上層１２ｂを介して第１電極３０に電気的に接続するために十分な断面積を有する。したがって、絶縁樹脂層２０の第１開口部３１の側面３１ａに、シード層１２又は再配線層１３が電気的な接続が可能に形成されない場合であっても、第２開口部３２に形成された導電性ポスト１８と平坦表面５１に積層された再配線層１３の第１接続部１３ｃとの間が確実に電気的に接続し、導電性ポスト１８と第１電極３０との間が電気的に接続するので、再配線層１３と第１電極３０との間は、確実に電気的に接続する。
なお、シード層１２又は再配線層１３が側面３１ａに十分に形成されない場合としては、第１開口部３１のアスペクト比が高い場合に、シード層１２をスパッタ形成する工程において、スパッタ粒子が第１開口部３１の奥まで入り込まない可能性などが挙げられる。
【００３０】
図１５に示すように、めっき用レジスト４１を溶解することができるはく離液でめっき用レジスト４１を除去する。めっき層１５と第２接続部３６との間は、開口３５の内側に形成されているバリア層１４を介して確実に電気的に接続した状態を維持する。また、導電性ポスト１８は、再配線保護層２１からわずかに突出している形状を維持している。したがって、導電性ポスト１８は、めっき層１５よりも低い。
【００３１】
図１６に示すように、バリア層１４のうち、めっきにより形成した導電性ポスト１８及びめっき層１５に覆われている部分以外の不要なバリア層１４を除去する。これにより、再配線保護層２１の表面には、導電性ポスト１８とめっき層１５とが露出している状態となる。
不要なバリア層１４を除去する方法としては、エッチング液を用いる方法や、プラズマを用いる方法を挙げることができる。
【００３２】
図１７に示すように、導電性ポスト１８及びめっき層１５及び導電性ポスト１８を含む再配線保護層２１の上面全体に封止樹脂層４３を形成する。封止樹脂層４３としては、エポキシ系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂が挙げられる。封止樹脂層４３をトランスファモールド法、ディスペンサ法、スピンコーティング法、印刷法などによって形成する。封止樹脂層４３の表面と再配線保護層２１の表面との間の厚さは、めっき層１５の表面と再配線保護層２１の表面との間（すなわちめっき層１５の高さ）よりも若干厚いことが好ましい。したがって、この状態では、導電性ポスト１８及びめっき層１５の上面は封止樹脂層４３によって覆われている。
【００３３】
図１８に示すように、封止樹脂層４３及びめっき層１５の上面側を研磨する。めっき層１５の上面が露出するように、封止樹脂層４３及びめっき層１５の上面側を研磨する。このとき、導電性ポスト１８が封止樹脂層４３に覆われたままになるように、研磨する量を調節する。これにより、露出されためっき層１５の上面が封止樹脂層４３の上面と同一となった状態となり、また、めっき層１５の上面が露出した状態となる。
【００３４】
導電性ポスト１８は封止樹脂層４３によって覆われているので、リフロー工程において、導電性ポスト１８が基板側へ垂れ落ちるという問題や、導電性ポスト１８が基板側の回路と電気的に接続する問題は生じない。
【００３５】
図１９に示すように、露出しためっき層１５の上にバンプ金属１７ａを形成する。バンプ金属１７ａとしては、銅、銅合金、はんだなどが用いられる。バンプ金属１８ａの形成方法としては、無電解めっき法、印刷法などが挙げられる。
【００３６】
図１に示すように、ウェハ１０を加熱して、バンプ金属１７ａを溶融させて、バンプ金属１７ａが溶融した溶融金属の表面張力によってバンプ状の外部電極１７を形成し、冷却させる。その後、ウェハ１０を所定のサイズで切断して、チップ１０ｐに分割し、複数のウェハレベルＣＳＰと称される複数の半導体装置１を得る。
【００３７】
バンプ状の外部電極１７の高さは、めっき層１５及びバンプ金属１７ａに応じて定まる。したがって、めっき層１５及びバンプ金属１７ａの高さを制御することにより、バンプ状の外部電極１７の高さを制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、半導体装置の製造方法について広く適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  半導体装置（ウェハレベルＣＳＰ）
Ｄ１  第１開口部の内径
Ｄ２  第２開口部の内径
１０  円盤状のウェハ
１０ａ  ウェハの表面
１１  パッシベーション層
１１ａ  パッシベーション層の開口
１２  シード層
１２ａ  シード層の下層
１２ｂ  シード層の上層
１３  再配線層
１３ａ  再配線層の下層
１３ｂ  再配線層の上層
１３ｃ  第１接続部
１４  バリア層
１５  めっき層
１７  バンプ状の外部電極
１８  導電性ポスト
２０  絶縁樹脂層
２１  再配線保護層
３０  第１電極（チップパッド）
３０ａ  第１電極（チップパッド）の表面
３１  第１開口部
３１ａ  第１開口部の側面
３２  第２開口部
３３  第３開口部
３４  開口
３５  開口
３６  第２接続部
４０  めっき用レジスト
４１  めっき用レジスト
４２  めっき用レジスト
５１  絶縁樹脂層の平坦表面
【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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