(57)【要約】【課題】電極数が増加しても電極から再配線を結線する余裕を確保することができる構造の半導体装置を提供する。【解決手段】ＩＣ能動領域および複数の電極１２を備える回路部１を有するとともに、回路部１の外周に非回路部２が設けられた半導体基板１１と、半導体基板１１の回路部１の少なくとも一部および非回路部２の少なくとも一部を覆うように設けられ、電極１２と整合する位置に開口部１３ａを有する絶縁樹脂層１３と、絶縁樹脂層１３上に配され、一端が開口部１３ａを通じて電極１２と導通され、他端が外部への接続部１５と導通されている再配線層１４とを備え、再配線層１４の一部１４Ａが、絶縁樹脂層１３のうち、半導体基板１１の非回路部２を覆う部分の上に配されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣ能動領域および複数の電極を備える回路部を有するとともに、前記回路部の外周に非回路部が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の回路部の少なくとも一部および非回路部の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記電極と整合する位置に開口部を有する絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層上に配され、一端が前記開口部を通じて前記電極と導通され、他端が外部への接続部と導通されている再配線層とを備え、
前記再配線層の一部が、前記絶縁樹脂層のうち、前記半導体基板の前記非回路部を覆う部分の上に配されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁樹脂層は、非回路部のすべてを覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板（インタポーザ）を使用しないウエハレベルＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体パッケージにおいて、充分な信頼性を持つパッケージを実現するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に「ウエハレベルＣＳＰ」と呼ばれる製法では、シリコンウエハ上に絶縁層、再配線層、封止樹脂層などを形成し、はんだバンプを形成する。そして最終工程においてウエハを所定のチップ寸法に切断することでパッケージ構造を具備した半導体チップを得ることが可能になる。ウエハレベルＣＳＰの製造方法における特徴は、パッケージを構成する材料をすべてウエハの形状において加工することにある。すなわち、絶縁層、再配線層、封止樹脂層、はんだバンプ等は、すべてウエハをハンドリングすることで形成される（例えば特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０７３６８号公報
【特許文献２】国際公開第００／７７８４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子機器の高機能化、高密度化を牽引するのは、ＬＳＩの高集積化、そしてその実装技術の革新によるところが大きい。ＱＦＰ、ＢＧＡ、ＣＳＰ、三次元実装など、半導体パッケージの高密度化が進む中で高密度配線が必要になる。ウエハレベルＣＳＰにおいてチップの小型化および端子数の増加に対応するには、再配線の微細化が必要である。しかし、従来よりも微細な再配線を形成するには多大な開発工数を要する。一方、入出力（Ｉ／Ｏ）パッドはＩＣチップの外周部に近い領域に存在することが多い。多ピン化により再配線がチップ外周部近辺に集中した場合、従来のパッケージ形状だと再配線を引き回す余裕がなくなり、半導体パッケージの形成が困難になっていた。
【０００４】
例えば図１にチップの概略構成の平面図（再配線の図示を省略した図）を、図２に従来は結線不可能となっていた例を示す。図１に示す半導体装置（ＩＣチップ）は、半導体基板１１の中央部にＩＣ能動領域１を有し、ＩＣ能動領域１内で、半導体基板１１の外周部２に近い領域にＩ／Ｏパッドとなる電極１２が存在する。なお図１において、二点鎖線３は、ＩＣ能動領域１に外接する四角形を表し、この外接四角形は、各辺が基板端４と平行になるように選ばれる。
【０００５】
それぞれの電極１２をランド１５との間に再配線１４を設けて接続する場合、従来は、図２に示すように、再配線１４を電極１２から内向きに形成していたので、再配線１４が集中すると符号１２Ｘで示す電極１２の周囲に再配線１４を引き回す余裕がなくなり、この電極１２Ｘからランド１５への結線が不可能になる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電極数が増加しても電極から再配線を結線する余裕を確保することができる構造の半導体装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、ＩＣ能動領域および複数の電極を備える回路部を有するとともに、前記回路部の外周に非回路部が設けられた半導体基板と、前記半導体基板の回路部の少なくとも一部および非回路部の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記電極と整合する位置に開口部を有する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に配され、一端が前記開口部を通じて前記電極と導通され、他端が外部への接続部と導通されている再配線層とを備え、前記再配線層の一部が、前記絶縁樹脂層のうち、前記半導体基板の前記非回路部を覆う部分の上に配されていることを特徴とする半導体装置を提供する。
前記絶縁樹脂層は、非回路部のすべてを覆うように設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体装置によれば、電極数が増加しても電極から再配線を結線する余裕を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図３（ａ）は本発明の一形態例に係る半導体装置の要部を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＳ−Ｓ線に沿う断面図である。図４は、本発明の他の形態例に係る半導体装置の要部を示す平面図である。
【００１０】
本形態例の半導体装置は、ＩＣ能動領域（図示略）および複数の電極１２を備える回路部１を有するとともに、この回路部１の外周に非回路部２が設けられた半導体基板１１と、半導体基板１１の回路部１の少なくとも一部および非回路部２の少なくとも一部を覆うように設けられ、電極１２と整合する位置に開口部１３ａを有する絶縁樹脂層１３と、この絶縁樹脂層１３上に配され、一端が開口部１３ａを通じて電極１２と導通され、他端が外部への接続部１５と導通されている再配線層１４とを備え、再配線層１４の一部が、半導体基板１１上の絶縁樹脂層１３のうち、半導体基板１１の非回路部２を覆う部分の上に配されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、回路部１とは、半導体基板１１上、ＩＣ能動領域をすべて含み、かつＩＣ能動領域に外接する多角形３で囲まれる領域であって、外接多角形（図１の例では外接四角形）の各辺が基板端４と平行になるように選ばれた部分をいう。非回路部２とは、回路部１の外側の境域（多角形３から基板端４までの領域）であって、ＩＣ能動領域を含まない部分をいう。よって、半導体基板１１上の領域は、上述のように選ばれる仮想的な多角形３によって、中央側の回路部１と、外周側の非回路部２とに区分される。
なお、例えば基板端４が直線にならず凹凸がある場合は、外接多角形３の各辺は必ずしも基板端４と平行とは限らず、基板端４と略平行となるようにしてもよい。また、場合により、回路部１が、半導体基板１１上、ＩＣ能動領域をすべて含み、かつＩＣ能動領域に外接する多角形３で囲まれる領域であって、このような回路部１の周囲に非回路部２が確保されればよく、回路部１と非回路部２との境界線となる外接多角形３が基板端４と平行でない場合も、本発明に包含される。また、回路部１と非回路部２との境界線となる多角形３は、ＩＣ能動領域の全域を含む領域を回路部１とする多角形であれば、ＩＣ能動領域に外接する多角形に限られず、外接多角形がＩＣ能動領域に接しないもの（例えば、ＩＣ能動領域の外側に位置する多角形）としてもよい。
また、回路部１と非回路部２との境界線となる多角形３は、その各辺が基板端４と平行であるか否かに関わらず、ＩＣ能動領域の全域を含む凸の多角形か、あるいはＩＣ能動領域に外接する凸の多角形とすることが望ましく、より好ましくは、ＩＣ能動領域の全域を含む凸の四角形か、あるいはＩＣ能動領域に外接する凸の四角形とすることが望ましく、特に好ましくは、ＩＣ能動領域の全域を含む矩形（正方形または長方形）か、あるいはＩＣ能動領域に外接するＩＣ能動領域に外接する矩形（正方形または長方形）とすることが望ましい。
【００１２】
すなわち、本発明の半導体装置１０においては、回路部１に設けられた電極１２と外部への接続部１５とを導通する再配線層１４の一部が、絶縁樹脂層１３のうち半導体基板１１の非回路部２を覆う部分の上に配される。
【００１３】
図３に示す形態例では、再配線層１４の一部１４Ａが、符号１２Ａで表される電極１２から外向きに引き回され、絶縁樹脂層１３のうち非回路部２を覆う部分の上に配されている。そして、他の電極１２，１２の間を通って、外部への接続部１５と導通されている。ここで、外部への接続部１５としては、はんだバンプ１７が配されるランド１５が挙げられる。外部端子は、はんだバンプ１７に限定されるものではなく、このほか、ピンその他の導体を採用することも可能である。
【００１４】
また、図４に示す形態例では、符号１２Ｂで表される電極１２から引き出された再配線層１４の一部１４Ｂが、他のランド（電極１２Ｂと導通されないランド）１５を迂回して、絶縁樹脂層１３のうち非回路部２を覆う部分の上に配されている。これにより、図２に示すように、従来は結線が不可能であった電極１２Ｘに対しても、ランド１５への結線が可能になる。
【００１５】
このように、非回路部２の上の領域を利用して再配線１４を引き回すことにより、電極から再配線を結線する余裕を確保することができる。
【００１６】
絶縁樹脂層１３は、非回路部２の上に再配線１４を引き回すために必要でないならば、半導体基板１１の回路部１の一部または非回路部２の一部が、絶縁樹脂層で覆われず、露出されるようにすることもできる。しかし本発明は特にこの態様に限定されるものではなく、回路部１のすべて（電極１２上の開口部１３ａを除く。）が絶縁樹脂層１３に覆われていても良いし、非回路部２のすべてが絶縁樹脂層１３に覆われていても良い。
【００１７】
本発明の趣旨をより効果的に発揮するためには、絶縁樹脂層１３は、非回路部２のすべてを覆うように設けられていることが好ましい。すなわち、非回路部１上において、基板の外周部の全周にわたって絶縁樹脂層１３を設けるとともに、図３（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層１３は、半導体基板１１を基板端４まで覆っている。これにより、非回路部２の上の領域を利用して再配線１４を引き回す余裕を増大させることができる。
【００１８】
また、本形態例の半導体装置によれば、図３（ｂ）に示すように、再配線１４を覆う封止樹脂層１６を設けることで、再配線１４を保護することができる。封止樹脂層１６の材料は特に限定されるものではないが、例えばポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系等の感光性液状樹脂が挙げられる。
【００１９】
本形態例の場合、封止樹脂層１６はランド部１５と整合する位置に開口部１６ａを有し、開口部１６ａ内にランド部１５の一部が露出され、ランド部１５上にはんだバンプ１７が形成されている。はんだバンプ１７の形成は、電解はんだめっき法、はんだボール搭載法、はんだペースト印刷法、はんだペーストディスペンス法、はんだ蒸着法などによって行うことができる。はんだとしては、特に限定されるものではないが、共晶タイプのはんだ、鉛フリータイプのはんだが好ましい。
【００２０】
本発明において、半導体基板１１としては、特に限定されないが、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板が挙げられる。半導体装置１０の製造にあたり、ウエハ上に絶縁層、再配線層、封止樹脂層などを形成し、最終工程においてウエハを所定のチップ寸法に切断することでパッケージ構造を具備した半導体チップを得る、ウエハレベルＣＳＰの製造方法を利用することが好ましい。図３（ｂ）における半導体装置１０の場合、半導体基板１１の表面には、酸化物や窒化物等の絶縁体からなるパッシベーション膜１１ａが設けられている。この場合、パッシベーション膜１１ａは電極１２と整合する位置に開口部を有し、この開口部を通じて再配線１４の一端と電極１２とが導通している。
【００２１】
次に、本形態例の半導体装置１０を製造する方法の一例について説明する。
まず、集積回路（ＩＣ）およびその電極（例えばＩ／Ｏパッド）が設けられたシリコン（Ｓｉ）等の半導体ウエハの全面に窒化ケイ素（ＳｉＮ）などのパッシベーション膜を形成したものを準備する。パッシベーション膜は、電極に整合する位置に開口部を形成し、その開口部に電極を露出させる。
【００２２】
上記ウエハ上（詳しくはパッシベーション膜の上）に絶縁樹脂層を形成する。絶縁樹脂層は、樹脂をスピンコート法、ラミネート法などで塗布することにより、形成することができる。この絶縁樹脂層に用いる樹脂としては、ポリイミド、エポキシ、シリコーン樹脂などが挙げられる。また、絶縁樹脂層の厚さは、例えば３〜１００μｍである。
【００２３】
絶縁樹脂層は、半導体基板上の電極と整合する位置に開口部を有するものとされる。また、半導体基板の回路部の一部または非回路部の一部が、絶縁樹脂層で覆われず、露出されるようにすることもできる。このような絶縁樹脂層のパターニングを行う方法としては、例えば、樹脂の塗布後、露光、現像によりパターニングを行う方法が挙げられる。あるいは、印刷法で、樹脂をパターン塗布する方法を採用することも可能である。
【００２４】
次に、絶縁樹脂層の上に、再配線を形成する。再配線は、導体金属のめっき法、導電性体ペーストの印刷法などにより形成することができる。めっき法による場合、絶縁樹脂層の上に、めっき層の種となるシード層を形成したのち、シード層の上に金属をめっき成長させる方法が好ましい。シード層は、スパッタ法、蒸着法、塗布法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、無電解めっき法などで形成することができる。
【００２５】
シード層は、下地となる絶縁樹脂層との密着性を確保するための密着層と、めっき層の形成時の給電に使用する給電層からなる積層体であることが好ましい。
【００２６】
密着層に用いる材料としては、例えばクロム（Ｃｒ）が挙げられる。その他に、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）等を用いても良い。密着層の厚さは、例えば１０〜５００ｎｍである。
【００２７】
給電層に用いる材料としては、例えば銅（Ｃｕ）が挙げられる。その他に、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、金（Ａｕ）等を用いても良い。給電層の厚さは、例えば１００〜５００ｎｍである。
【００２８】
シード層の上にめっきを行う場合、シード層上にレジストを形成し、レジスト開口部にめっき成長させることで所定のパターンのめっき層を形成した後、レジストを除去する方法を用いることができる。レジストの厚さは、めっき層よりも厚くする。めっき処理は、電解めっき、無電解めっきの両方式を利用することができる。めっき層の厚さは、例えば３〜５０μｍである。めっき層は、その後に形成するはんだバンプの濡れ性向上のために、例えばＣｕめっき層の上にＮｉめっき層やＡｕめっき層を形成してもよい。
【００２９】
レジストを除去した後、めっき層のない領域にはシード層が残っている。その不要なシード層を除去するため、めっき層をマスクとしてエッチング除去し、絶縁樹脂層を露出させる。これにより、所望の箇所に、シード層とめっき層が積層されてなる再配線が形成される。
【００３０】
次に、再配線層を保護する目的で、封止樹脂層を形成する。封止樹脂層の材料としては、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系の感光性液状樹脂が挙げられる。封止樹脂層は、再配線層を覆い、はんだバンプを載せるエリアを開口するようにパターン形成する。
【００３１】
封止樹脂層のパターン形成は、感光性液状樹脂をスピンコート法、ラミネート法等で成膜したのち、露光、現像によりパターニングを行う方法が挙げられる。あるいは、印刷法で、樹脂をパターン塗布する方法を採用することも可能である。封止樹脂層の厚さは、例えば３〜１５０μｍ程度である。
【００３２】
次に、封止樹脂の開口したエリアにはんだバンプを形成する。はんだバンプは、電解はんだめっき法、はんだボール搭載法、はんだペースト印刷法、はんだペーストディスペンス法、はんだ蒸着法などによって行うことができる。はんだは、共晶タイプ、鉛フリータイプのはんだを利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、配線基板（インタポーザ）を使用しないウエハレベルＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体パッケージに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ＩＣチップの概略構成を表す平面図である。
【図２】従来では結線不可能となっていた例を示す平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の一形態例に係る半導体装置の要部を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＳ−Ｓ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の他の形態例に係る半導体装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…回路部（ＩＣ能動領域を有する部分）、２…非回路部（外周部）、４…基板端、１０…半導体装置（ＩＣチップ）、１１…半導体基板、１２，１２Ａ，１２Ｂ…電極、１３…絶縁樹脂層、１３ａ…開口部、１４…再配線層、１４Ａ…再配線層のうち非回路部の上に設けられた部分、１５…ランド（外部への接続部）、１６…封止樹脂層、１６ａ…開口部、１７…はんだバンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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