(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の能動素子面上に絶縁層を介してワイヤーボンディング用パッド領域、前記ワイヤーボンディング用パッド領域とは異なる領域の再配線用パッド領域の両方を含むメタル配線層を形成する工程、及び前記メタル配線層を覆う保護膜を形成する工程まで完了した半製品を予め用意しておき、
製品仕様決定後に、前記保護膜に、前記ワイヤーボンディング用パッド領域又は前記再配線用パッド領域のいずれか一方にのみパッド開口部を形成する工程と、
前記ワイヤーボンディング用パッド領域にパッド開口部を形成したときはそのパッド開口部にボンディングワイヤーを接続し、前記再配線用パッド領域にパッド開口部を形成したときはそのパッド開口部に再配線を形成する工程と、を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記再配線用パッド領域は前記ワイヤーボンディング用パッド領域よりも小さい面積である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ワイヤーボンディング用パッド領域に形成された前記メタル配線層と前記再配線用パッド領域に形成された前記メタル配線層は、前記絶縁層上の両パッド領域とは異なる領域に形成されたメタル配線層を介して電気的に接続されており、又は前記メタル配線層よりも下層に形成された配線を介して電気的に接続されている請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板の能動素子面上に絶縁層を介して形成されたメタル配線層と、メタル配線層を覆う保護膜を備えた半導体装置の製造方法に関するものである。
本発明の半導体装置の製造方法は、従来からあるワイヤーボンディングに対応する半導体装置と、再配線及びメタルポストを利用したＣＳＰ（chip size package）等の半導体装置の両方の半導体装置の製造方法に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話などの携帯電子機器の普及に伴い、機器の小型化の要求が益々強くなってきている。その影響は半導体装置にも及び、ＣＳＰ又はＷＬＣＳＰ（Wafer Level CSP）と呼ばれる半導体チップとほぼ同じ大きさのパッケージが開発され使用されるようになってきた。ＣＳＰは例えば特開２００１−１６８１２６号公報に開示されている。
【０００３】
図７は従来のＣＳＰを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ位置での断面図である。
ＣＳＰ５５において、半導体基板３の能動素子面上に絶縁層５を介してメタル配線層５７が形成されている。メタル配線層５７は再配線用パッド領域１３を含む領域に形成されている。再配線用パッド領域１３は、メタルポストをＣＳＰ５５の四隅付近に設けるべく、ＣＳＰ５５の四隅付近とは異なる領域に設けられている。
絶縁層５上及びメタル配線層５７上にパッシベーション膜１５が形成されている。パッシベーション膜１５には、再配線用パッド領域１３のメタル配線層５７上にパッド開口部２５が形成されている。
【０００４】
パッシベーション膜１５上及びパッド開口部２５内にポリイミド樹脂層２７（（Ａ）での図示は省略）が形成されている。ポリイミド樹脂層２７にはパッド開口部２５に対応する位置に接続孔２９が形成されている。ポリイミド樹脂層２７上及び接続孔２９内に再配線３１が形成されている。再配線３１は接続孔２９内からＣＳＰ５５の四隅付近に延びて形成されている。
【０００５】
ＣＳＰ５５の四隅付近において、再配線３１上にメタルポスト３３が形成されている。ポリイミド樹脂層２７上、再配線３１及びメタルポスト３３の側面に、メタルポスト３３の端面が露出するように封止樹脂３５（（Ａ）での図示は省略）が形成されている。メタルポスト３３の端面に半田バンプ３７が機械的に固着されている。
【０００６】
ＣＳＰ５５は、ウエハ状態で封止樹脂３５の形成及び半田バンプ３７の形成が行なわれた後に、個片に切り出されたものである。ＣＳＰ５５の製造工程においてウエハ状態で封止樹脂３５の形成及び半田バンプ３７の形成を行なうことができるので、ＣＳＰ５５のサイズを小さくすることができる。
【０００７】
また、ＣＳＰは余りに小型のため、扱いにくい等の問題があり、リード端子付きパッケージも依然多く使われている。
図８は従来のリード端子付きパッケージを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ位置での断面図である。図７と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【０００８】
半導体チップ５９において、半導体基板３の能動素子面上に絶縁層５を介してメタル配線層６１が形成されている。メタル配線層６１はワイヤーボンディング用パッド領域１１を含む領域に形成されている。ワイヤーボンディング用パッド領域１１は、ボンディングワイヤーの長さをできるだけ短くすべく、半導体チップ５９の四隅付近にそれぞれ設けられている。絶縁層５上及びメタル配線層６１上にパッシベーション膜１５が形成されている。パッシベーション膜１５には、ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層５７上にパッド開口部１７が形成されている。
【０００９】
半導体チップ５９の周辺に、半導体チップ５９の四隅のそれぞれに対応してリード端子１９が配置されている。パッド開口部１７内のメタル配線層６１とリード端子１９の一端がボンディングワイヤー２１により電気的に接続されている。
半導体チップ５９、リード端子１９及びボンディングワイヤー２１は、リード端子１９のボンディングワイヤー２１が接続された端部とは反対側の端部（図示は省略）が露出するようにして封止樹脂（図示は省略）により封止されている。
【００１０】
半導体チップにおいて、最終製品としてリード端子付きパッケージに格納するのか、又はＣＳＰのように半導体チップ上にメタルポストを立て、その上に半田バンプを形成した形状にするのかによって、半導体チップの電極を外部に引き出すためのメタル配線層及びパッド開口部の配置や大きさが異なる。
【００１１】
例えばリード端子付きパッケージの場合、半導体チップのパッド開口部内に配置されたメタル配線層（電極パッドとも称される）と半導体チップの周辺に配置されたリード端子をワイヤーボンディングにより電気的に接続するのが一般的である。ワイヤーボンディングを行なう場合は、信頼性を確保するためにワイヤーの長さをできるだけ短くする必要から、半導体チップのパッド開口部をできるだけチップの周辺部に寄せて配置するのが好ましい。
【００１２】
また、ＣＳＰの場合は、機械的強度の問題によりパッド開口部にメタルポストを立てることができないため、パッド開口部はメタルポストを立てる位置を避けて配置する。このため、パッド開口部は半導体チップの周辺部には配置しない場合が多い。また、ＣＳＰにおけるパッド開口部の大きさは、メタルポストに再配線するための大きさがあればよいので、通常、ワイヤーボンディング用のパッド開口部に比べて小さく形成されている。
【００１３】
このように、半導体チップは最終製品としてのパッケージに合わせてメタル配線層及びパッド開口部の配置及び大きさを設計しているので、ワイヤーボンディングを前提に設計した半導体チップは基本的にはＣＳＰに適用することはできないし、逆にＣＳＰを前提に設計した半導体チップはワイヤーボンディングができず、リード端子付きパッケージには適用することはできないので、同じ機能をもつ半導体チップであっても、異なるパッケージを使用する場合は２種類の半導体チップを設計する必要があった。
そのため、同じ半導体製品を他のパッケージに実装して製品化するには、少なくとも製造工程のメタル配線層工程まで遡って露光マスクを別々に用意する必要があり、余分なマスク費用が発生するという問題があった。
【００１４】
また、製品のパッケージとしてリード端子付きのパッケージ又はＣＳＰのいずれを用いるのかが確定するまでは、半導体チップの製造工程をメタル配線層工程の手前で停止させておく必要があり、発注が確定してから製品納入までの工期が長くなるという問題があった。
【００１５】
このような問題を解決するため、特開２００１−５３１８６号公報や、特表平６−５０４４０８号公報のように、ワイヤーボンディングを前提に設計した半導体チップにインターポーザを用いたり、半導体チップ上に絶縁層を介して電極を含む配線層をさらに形成したりし、さらにワイヤーボンディングパッドとインターポーザ又は絶縁層上に設けた電極とのワイヤーボンディング接続を行なってパッドの位置を変換し、ＣＳＰを可能にする技術が知られている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法では、半導体チップの他に、インターポーザや絶縁層及び配線層のさらなる形成などが必要であり、製造コストが増加するという問題があった。さらに、半導体チップ上のワイヤーボンディング用パッドとインターポーザ又は絶縁層上に設けた電極とのワイヤーボンディング接続を行なうため、製造コストが増加し、さらにＣＳＰが大型になってしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、短工期でリード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明が対象とする半導体装置は、半導体基板の能動素子面上に絶縁層を介して形成されたメタル配線層と、メタル配線層を覆う保護膜を備えた半導体装置であって、上記メタル配線層は、ワイヤーボンディング用パッド領域と、上記ワイヤーボンディング用パッド領域とは異なる領域の再配線用パッド領域の両方に形成されているものである。
【００１９】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体基板の能動素子面上に絶縁層を介してワイヤーボンディング用パッド領域、上記ワイヤーボンディング用パッド領域とは異なる領域の再配線用パッド領域の両方を含むメタル配線層を形成する工程、及び上記メタル配線層を覆う保護膜を形成する工程まで完了した半製品を予め用意しておき、製品仕様決定後に、上記保護膜に、上記ワイヤーボンディング用パッド領域又は上記再配線用パッド領域のいずれか一方にのみパッド開口部を形成する工程と、上記ワイヤーボンディング用パッド領域にパッド開口部を形成したときはそのパッド開口部にボンディングワイヤーを接続し、上記再配線用パッド領域にパッド開口部を形成したときはそのパッド開口部に再配線を形成する工程と、を行う。
【００２０】
メタル配線層は、ワイヤーボンディング用パッド領域と再配線用パッド領域の両方に形成されているので、保護膜に形成するパッド開口部の配置を変更するだけで、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる。これにより、メタル配線層を形成するための露光マスクは１枚で済み、さらにインターポーザなどを使用する必要はないので、コストを上昇させず、かつ半導体装置のサイズを増大させることなく、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明により得られる半導体装置では、上記保護膜は、上記ワイヤーボンディング用パッド領域又は上記再配線用パッド領域のいずれか一方にのみパッド開口部を備えている。
その結果、上記ワイヤーボンディング用パッド領域及び上記再配線用パッド領域の両領域にパッド開口部を備えている場合に比べてパッド開口部の総面積を小さくすることができ、パッド開口部からの水分の浸入などを低減することができ、信頼性を向上させることができる。
【００２２】
本発明により得られる半導体装置において、上記再配線用パッド領域は上記ワイヤーボンディング用パッド領域よりも小さい面積であることが好ましい。その結果、再配線用パッド領域にパッド開口部を設けてＣＳＰに適用する場合に、メタルポスト配置場所の自由度を向上させることができる。特に、再配線用パッド領域にのみパッド開口部を備えているときは、パッド開口部の総面積をさらに小さくすることができ、さらに信頼性を向上させることができる。
【００２３】
本発明により得られる半導体装置において、メタル配線層の構成例として、上記ワイヤーボンディング用パッド領域に形成された上記メタル配線層と上記再配線用パッド領域に形成された上記メタル配線層は、上記絶縁層上の両パッド領域とは異なる領域に形成されたメタル配線層を介して電気的に接続されているものと、上記メタル配線層よりも下層に形成された配線を介して電気的に接続されているものを挙げることができる。上記メタル配線層よりも下層に形成された配線としては、メタル膜からなる配線、ポリシリコン膜からなる配線、拡散層からなる配線などを挙げることができる。
【００２４】
本発明の半導体装置の製造方法では、上記保護膜形成までを完了した半製品を予め用意しておき、製品仕様決定後に上記パッド開口部を形成し、ボンディングワイヤーの接続又は再配線の形成を行うので、製品のパッケージとしてリード端子付きのパッケージ又はＣＳＰのいずれを用いるのかが確定していない場合でも、メタル配線層及び保護膜を形成した状態の半製品を保管しておくことにより、発注を受けてから製品納入までの工期を短縮することができる。
【００２５】
【実施例】
図１は本発明が対象とする半導体装置の一例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面図である。図１を参照してこの実施例を説明する。
ウエハ１を構成する半導体基板３の能動素子面上に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁層５を介して、Ａｌ（アルミニウム）からなるメタル配線層７が形成されている。ここでは、メタル配線層７よりも下層の配線及びその配線とメタル配線層７を電気的に接続するための接続孔の図示は省略されている。
【００２６】
メタル配線層７は半導体チップ領域９内の四隅付近にそれぞれ配置されている。各メタル配線層７は、ワイヤーボンディング用パッド領域１１と再配線用パッド領域１３の両方に連続して形成されている。ワイヤーボンディング用パッド領域１１は、ボンディングワイヤーの長さをできるだけ短くすべく、半導体チップ領域９の四隅付近に設けられている。再配線用パッド領域１３は、メタルポストを半導体チップの四隅付近に設けるべく、半導体チップ領域９の四隅付近とは異なる半導体チップ領域９内のワイヤーボンディング用パッド領域１１の付近に設けられている。
【００２７】
例えばメタル配線層７の寸法は１８０×９０μｍであり、ワイヤーボンディング用パッド領域１１の寸法は８５×８５μｍであり、再配線用パッド領域１３の寸法は５０×５０μｍである。再配線用パッド領域１３の面積はワイヤーボンディング用パッド領域１１の面積よりも小さい。
【００２８】
絶縁層３上及びメタル配線層７上にパッシベーション膜（保護膜）１５が形成されている。パッシベーション膜１５としては、例えば下層がシリコン酸化膜、上層がシリコン窒化膜からなる積層膜を用いることができる。
図１に示した状態では、メタル配線層７のすべての領域がパッシベーション膜１５で覆われている。
【００２９】
図１を参照して、製造方法の一実施例を説明する。
ウエハ状態の半導体基板３上に半導体素子を形成した後、絶縁層５を形成する。ここで、半導体基板３と絶縁層５の間に絶縁層及びメタル配線層を形成する工程を含んでもよい。
絶縁層５の所定の領域に接続孔を形成した後、接続孔内及び絶縁層５上に、ワイヤーボンディング用パッド領域１１及び再配線用パッド領域１３の両方を含む領域にメタル配線層７を形成する。
絶縁層５上及びメタル配線層７上にシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を順に堆積してパッシベーション膜１５を形成する。
【００３０】
図１に示した実施例では、メタル配線層７がワイヤーボンディング用パッド領域１１及び再配線用パッド領域１３の両方に形成されている。パッシベーション膜１５にパッド開口部を形成する領域を選択することにより、ワイヤーボンディングを用いるリード端子付きパッケージ及び再配線を形成するＣＳＰの両方に適用することができる。
まず、この実施例をリード端子付きパッケージに適用した実施例を図２を参照して説明する。
【００３１】
図２は図１に示した実施例を適用したリード端子付きパッケージの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。図２を参照してこの実施例を説明する。
【００３２】
半導体チップ１６において、半導体基板３の能動素子面上に絶縁層５を介してメタル配線層７が形成されており、さらにその上にパッシベーション膜１５が形成されている。パッシベーション膜１５には、ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層７上にパッド開口部１７が形成されている。再配線用パッド領域１３のメタル配線層７上はパッシベーション膜１５で覆われている。半導体チップ１６は、図１に示したウエハ状態から、パッド開口部１７が形成された後に、個片に切り出されたものである。
【００３３】
半導体チップ１６の周辺に、半導体チップ１６の四隅のそれぞれに対応してリード端子１９が配置されている。パッド開口部１７内のメタル配線層７とリード端子１９の一端がボンディングワイヤー２１により電気的に接続されている。
半導体チップ１６、リード端子１９及びボンディングワイヤー２１は、リード端子１９のボンディングワイヤー２１が接続された端部とは反対側の端部（図示は省略）が露出するようにして封止樹脂（図示は省略）により封止されている。
【００３４】
図１及び図２を参照して、リード端子付きパッケージの製造方法の一実施例を説明する。
図１を参照して説明した製造方法の実施例と同様にして、ウエハ状態の半導体基板３上、半導体素子、絶縁層５、メタル配線層７及びパッシベーション膜１５を順次形成する。
【００３５】
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層７上のパッシベーション膜１５を選択的に除去してパッド開口部１７を形成する。その後、半導体チップ１６をウエハから切り出す。
【００３６】
リード端子１９を備えたリードフレーム（図示は省略）に半導体チップ１６を搭載した後、ボンディングワイヤー２１を用いてパッド開口部１７内のメタル配線層７とリード端子１９のワイヤーボンディングを行なう。ワイヤーボンディング後、封止樹脂を用いて樹脂封止処理を行なう。その後、不必要なリードフレームを切断してリード端子付きパッケージを取り出す。
【００３７】
図２に示したように、ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層７上に対応してパッシベーション膜１５にパッド開口部１７を設けることにより、図１に示した実施例をリード端子付きパッケージに適用することができる。
また、図１に示した実施例はＣＳＰに適用することもできる。図１に示した実施例をＣＳＰに適用した実施例を図３を参照して説明する。
【００３８】
図３は図１に示した実施例を適用したＣＳＰの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ位置での断面図である。図１及び図２と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。図３を参照してこの実施例を説明する。
【００３９】
ＣＳＰ２３において、半導体基板３の能動素子面上に絶縁層５を介してメタル配線層７が形成されており、さらにその上にパッシベーション膜１５が形成されている。パッシベーション膜１５には再配線用パッド領域１３のメタル配線層７上にパッド開口部２５が形成されている。ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層７上はパッシベーション膜１５で覆われている。
【００４０】
パッシベーション膜１５上及びパッド開口部２５内にポリイミド樹脂層２７（（Ａ）での図示は省略）が形成されている。ポリイミド樹脂層２７にはパッド開口部２５に対応する位置に接続孔２９が形成されている。ポリイミド樹脂層２７上及び接続孔２９内に例えばＣｕ（銅）からなる再配線３１が形成されている。再配線３１は接続孔２９内からＣＳＰ２３の四隅付近に延びて形成されている。
【００４１】
ＣＳＰ２３の四隅付近において、再配線３１上に例えばＣｕからなるメタルポスト３３が形成されている。ポリイミド樹脂層２７上、再配線３１及びメタルポスト３３の側面に、メタルポスト３３の端面が露出するように封止樹脂３５（（Ａ）での図示は省略）が形成されている。メタルポスト３３の端面に半田バンプ３７が機械的に固着されている。
【００４２】
ＣＳＰ２３は、図１に示したウエハ状態から、パッド開口部２５が形成され、さらにポリイミド樹脂層２７、接続孔２９、再配線３１、メタルポスト３３、封止樹脂３５及び半田バンプ３７が形成された後に、個片に切り出されたものである。
【００４３】
図１及び図３を参照して、ＣＳＰの製造方法の一実施例を説明する。
図１を参照して説明した製造方法の実施例と同様にして、ウエハ状態の半導体基板３上に、絶縁層５、メタル配線層７及びパッシベーション膜１５を順次形成する。
【００４４】
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、再配線用パッド領域１３のメタル配線層７上のパッシベーション膜１５を選択的に除去してパッド開口部２５を形成する。パッシベーション膜１５上及びパッド開口部２５内に、パッド開口部２５に対応して接続孔２９をもつポリイミド樹脂層２７を形成する。接続孔２９内及びポリイミド樹脂層２７上の所定の領域に再配線３１を形成する。再配線３１上の所定の領域にメタルポスト３３を形成した後、ウエハ状態のままで封止樹脂３５を形成する。メタルポスト３３の端面に半田バンプ３７を機械的に固着させた後、ＣＳＰ２３をウエハから切り出す。
【００４５】
図３に示したように、再配線用パッド領域１３のメタル配線層７上に対応してパッシベーション膜１５にパッド開口部２５を設けることにより、図１に示した実施例をＣＳＰに適用することができる。
パッド開口部２５の面積、すなわち再配線用パッド領域１３の面積は、再配線３１を形成するのに必要な面積があればよいので、ワイヤーボンディングを行なうためのパッド開口部１７の面積、すなわちワイヤーボンディング用パッド領域１１の面積に比べて小さくすることができる。これにより、パッド開口部２５の総面積を小さくすることができ、パッド開口部２５からの水分の浸入などを低減させて信頼性を向上させることができる。また、メタルポスト３３の配置場所の自由度を向上させることができる。
【００４６】
図１から図３に示したように、ワイヤーボンディング用パッド領域１１と、ワイヤーボンディング用パッド領域１１とは異なる領域の再配線用パッド領域１３の両方にメタル配線層７を形成することにより、インターポーザなどを介することなく、パッシベーション膜に形成するパッド開口部の位置を変更するだけで、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる。
【００４７】
図１から図３を参照して説明した半導体装置及びその製造方法の実施例では、パッシベーション膜１５に形成するパッド開口部の位置を変更するだけで、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができるので、発注を受けてから製品納入までの工期が短縮できる。
さらに、メタル配線層７を形成するための露光マスクは１枚で済むので、製造コストを上昇させることはない。
さらに、インターポーザなどを使用することなく、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができるため、製造コストを上昇させることはなく、さらに半導体装置のサイズを増大させることもない。
【００４８】
図１から図３に示した実施例では、ワイヤーボンディング用パッド領域１１に形成されたメタル配線層７と再配線用パッド領域１３に形成されたメタル配線層７は、絶縁層５上の両パッド領域とは異なる領域に形成されたメタル配線層７を介して電気的に接続されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ワイヤーボンディング用パッド領域１１に形成されたメタル配線層７と再配線用パッド領域１３に形成されたメタル配線層７は、絶縁層５上では分離して形成され、メタル配線層７よりも下層に形成された配線を介して電気的に接続されているようにしてもよい。この実施例について図４から図６を参照して説明する。
【００４９】
図４は半導体装置の他の実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ位置での断面図である。図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。図４を参照してこの実施例を説明する。
【００５０】
ウエハ１を構成する半導体基板３の能動素子面上に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁層３９を介して、例えばＡｌからなる下層メタル配線層４１が形成されている。ここでは、下層メタル配線層４１よりも下層の配線及びその配線と下層メタル配線層４１を電気的に接続するための接続孔の図示は省略されている。
絶縁層３９上及び下層メタル配線層４１上に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁層４３が形成されている。
【００５１】
絶縁層４３上にメタル配線層４５，４７が形成されている。メタル配線層４５は、ワイヤーボンディング用パッド領域１１を含む半導体チップ領域９内の四隅付近にそれぞれ配置されている。メタル配線層４７は、半導体チップ領域９の四隅付近とは異なる半導体チップ領域９内の領域に設けられた再配線用パッド領域１３を含む領域に配置されている。メタル配線層４５と４７は互いに分離して形成されている。
【００５２】
絶縁層４３に、メタル配線層４５，４７と下層メタル配線層４１を電気的に接続するための接続孔４９が形成されている。接続孔４９内にメタル配線層４５，４７の一部分が形成されている。メタル配線層４５と４７は、接続孔４９、下層メタル配線層４１及び接続孔４９を介して電気的に接続されている。
【００５３】
絶縁層４３上及びメタル配線層４５，４７上にパッシベーション膜１５が形成されている。
図４に示した状態では、メタル配線層４５，４７のすべての領域がパッシベーション膜１５で覆われている。
【００５４】
この実施例では、２層メタル配線層構造の例について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、単層メタル配線層構造であってもよいし、３層以上のメタル配線層構造であってもよい。
また、接続孔４９内にメタル配線層４５，４７の一部分が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続孔４９内には、例えばタングステンなど、メタル配線層４５，４７の材料とは異なる導電材料が埋め込まれているようにしてもよい。
【００５５】
図４を参照して、製造方法の他の実施例を説明する。
ウエハ状態の半導体基板３上に半導体素子を形成した後、絶縁層３９を形成する。絶縁層３９の所定の領域に接続孔を形成した後、絶縁層３９上の所定の領域及び接続孔内に下層メタル配線層４１を形成する。絶縁層３９上及び下層メタル配線層４１上に絶縁層４３を形成する。絶縁層４３に接続孔４９を形成した後、絶縁層４１上の所定の領域及び接続孔４９内にメタル配線層４５，４７を形成する。
絶縁層４３上及びメタル配線層４５，４７上にシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を順に堆積してパッシベーション膜１５を形成する。
【００５６】
図４に示した実施例では、メタル配線層４５がワイヤーボンディング用パッド領域１１を含む領域に形成され、メタル配線層４７が再配線用パッド領域１３を含む領域に形成されている。パッシベーション膜１５にパッド開口部を形成する領域を選択することにより、ワイヤーボンディングを用いるリード端子付きパッケージ及び再配線を形成するＣＳＰの両方に適用することができる。
まず、この実施例をリード端子付きパッケージに適用した実施例を図５を参照して説明する。
【００５７】
図５は図４に示した実施例を適用したリード端子付きパッケージの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ位置での断面図である。図４と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。図５を参照してこの実施例を説明する。
【００５８】
半導体チップ５１において、半導体基板３の能動素子面上に、絶縁層３９を介して下層メタル配線層４１が形成されており、さらにその上に絶縁層４３が形成されている。絶縁層４３には接続孔４９が形成されている。絶縁層４３上及び接続孔４９内にメタル配線層４５，４７が形成されている。絶縁層４３上及びメタル配線層４５，４７上にパッシベーション膜１５が形成されている。パッシベーション膜１５にはワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層４５上にパッド開口部１７が形成されている。再配線用パッド領域１３のメタル配線層４７上はパッシベーション膜１５で覆われている。半導体チップ５１は、図４に示したウエハ状態から、パッド開口部１７が形成された後に、個片に切り出されたものである。
【００５９】
半導体チップ５１の周辺に、半導体チップ５１の四隅のそれぞれに対応してリード端子１９が配置されている。パッド開口部１７内のメタル配線層４５とリード端子１９の一端がボンディングワイヤー２１により電気的に接続されている。半導体チップ５１、リード端子１９及びボンディングワイヤー２１は、リード端子１９のボンディングワイヤー２１が接続された端部とは反対側の端部（図示は省略）が露出するようにして封止樹脂（図示は省略）により封止されている。
【００６０】
図４及び図５を参照して、リード端子付きパッケージの製造方法の他の実施例を説明する。
図４を参照して説明した製造方法の実施例と同様にして、ウエハ状態の半導体基板３上に、半導体素子、絶縁層３９、接続孔、下層メタル配線層４１、絶縁層４３、接続孔４９及びメタル配線層４５，４７及びパッシベーション膜１５を順次形成する。
【００６１】
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層４５上のパッシベーション膜１５を選択的に除去してパッド開口部１７を形成する。その後、半導体チップ５１をウエハから切り出す。
リード端子１９を備えたリードフレーム（図示は省略）に半導体チップ５１を搭載した後、ボンディングワイヤー２１を用いてパッド開口部１７内のメタル配線層４５とリード端子１９のワイヤーボンディングを行なう。ワイヤーボンディング後、封止樹脂を用いて樹脂封止処理を行なう。その後、不必要なリードフレームを切断してリード端子付きパッケージを取り出す。
【００６２】
図５に示したように、ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層４５上のパッシベーション膜１５にパッド開口部１７を設けることにより、図４に示した実施例をリード端子付きパッケージに適用することができる。
また、図４に示した実施例はＣＳＰに適用することもできる。図４に示した実施例をＣＳＰに適用した実施例を図６を参照して説明する。
【００６３】
図６は図４に示した実施例を適用したＣＳＰの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ位置での断面図である。図４及び図５と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。図６を参照してこの実施例を説明する。
【００６４】
ＣＳＰ５３において、半導体基板３の能動素子面上に、絶縁層３９を介して下層メタル配線層４１が形成されており、さらにその上に絶縁層４３が形成されている。絶縁層４３には接続孔４９が形成されている。絶縁層４３上及び接続孔４９内にメタル配線層４５，４７が形成されている。絶縁層４３上及びメタル配線層４５，４７上にパッシベーション膜１５が形成されている。パッシベーション膜１５には再配線用パッド領域１３のメタル配線層４７上にパッド開口部２５が形成されている。ワイヤーボンディング用パッド領域１１のメタル配線層４５上はパッシベーション膜１５で覆われている。
【００６５】
パッシベーション膜１５上及びパッド開口部２５内にポリイミド樹脂層２７（（Ａ）での図示は省略）が形成されている。ポリイミド樹脂層２７にはパッド開口部２５に対応する位置に接続孔２９が形成されている。ポリイミド樹脂層２７上及び接続孔２９内に例えばＣｕからなる再配線３１が形成されている。再配線３１は接続孔２９内からＣＳＰ５３の四隅付近に延びて形成されている。
【００６６】
ＣＳＰ５３の四隅付近において、再配線３１上に例えばＣｕからなるメタルポスト３３が形成されている。ポリイミド樹脂層２７上、再配線３１及びメタルポスト３３の側面に、メタルポスト３３の端面が露出するように封止樹脂３５（（Ａ）での図示は省略）が形成されている。メタルポスト３３の端面に半田バンプ３７が機械的に固着されている。
【００６７】
ＣＳＰ５３は、図４に示したウエハ状態から、パッド開口部２５が形成され、さらにポリイミド樹脂層２７、接続孔２９、再配線３１、メタルポスト３３、封止樹脂３５及び半田バンプ３７が形成された後に、個片に切り出されたものである。
【００６８】
図４及び図６を参照して、ＣＳＰの製造方法の他の実施例を説明する。
図４を参照して説明した製造方法の実施例と同様にして、ウエハ状態の半導体基板３上に、半導体素子、絶縁層３９、接続孔、下層メタル配線層４１、絶縁層４３、接続孔４９及びメタル配線層４５，４７及びパッシベーション膜１５を順次形成する。
【００６９】
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、再配線用パッド領域１３のメタル配線層４７上のパッシベーション膜１５を選択的に除去してパッド開口部２５を形成する。パッシベーション膜１５上及びパッド開口部２５内に、パッド開口部２５に対応して接続孔２９をもつポリイミド樹脂層２７を形成する。接続孔２９内及びポリイミド樹脂層２７上の所定の領域に再配線３１を形成する。再配線３１上の所定の領域にメタルポスト３３を形成した後、ウエハ状態のままで封止樹脂３５を形成する。メタルポスト３３の端面に半田バンプ３７を機械的に固着させる。その後、ＣＳＰ５３をウエハから切り出す。
【００７０】
図６に示したように、再配線用パッド領域１３のメタル配線層４７上に対応してパッシベーション膜１５にパッド開口部２５を設けることにより、図４に示した実施例をＣＳＰに適用することができる。
パッド開口部２５の面積、すなわち再配線用パッド領域１３の面積は、再配線３１を形成するのに必要な面積があればよいので、ワイヤーボンディングを行なうためのパッド開口部１７の面積、すなわちワイヤーボンディング用パッド領域１１の面積に比べて小さくすることができる。これにより、パッド開口部２５の総面積を小さくすることができ、パッド開口部２５からの水分の浸入などを低減させて信頼性を向上させることができる。また、メタルポスト３３の配置場所の自由度を向上させることができる。
【００７１】
図４から図６に示したように、ワイヤーボンディング用パッド領域１１を含む領域にメタル配線層４５を形成し、ワイヤーボンディング用パッド領域１１とは異なる領域の再配線用パッド領域１３を含む領域にメタル配線層４７を形成することにより、インターポーザなどを介することなく、パッシベーション膜に形成するパッド開口部の位置を変更するだけで、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる。
【００７２】
図４から図６に示した実施例では、メタル配線層４５と４７を分離して形成することにより、図１から図３に示した実施例におけるメタル配線層７の面積に比べて、メタル配線層４５，４７を形成する領域の面積を小さくすることができる。これにより、回路レイアウトの領域を広く確保することができ、設計の自由度を向上させることができる。
【００７３】
図４から図６を参照して説明した半導体装置及びその製造方法の実施例では、パッシベーション膜１５に形成するパッド開口部の位置を変更するだけで、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができるので、発注を受けてから製品納入までの工期が短縮できる。
さらに、メタル配線層４５，４７を形成するための露光マスクは１枚で済むので、製造コストを上昇させることはない。
さらに、インターポーザなどを使用することなく、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができるため、製造コストを上昇させることはなく、さらに半導体装置のサイズを増大させることもない。
【００７４】
図１から図６を参照して説明した実施例では、パッド開口部が４つの場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、パッド開口部が４つ以下又はパッド開口部が５つ以上であっても本発明を適用できることは言うまでもない。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法では、半導体基板の能動素子面上に絶縁層を介してワイヤーボンディング用パッド領域と、ワイヤーボンディング用パッド領域とは異なる領域の再配線用パッド領域の両方を含むメタル配線層を形成する工程と、メタル配線層を覆う保護膜を形成する工程と、保護膜に、ワイヤーボンディング用パッド領域又は再配線用パッド領域のいずれか一方にのみパッド開口部を形成する工程と、ワイヤーボンディング用パッド領域にパッド開口部を形成したときはそのパッド開口部にボンディングワイヤーを接続し、再配線用パッド領域にパッド開口部を形成したときはそのパッド開口部に再配線を形成する工程とを含むようにしたので、保護膜に形成するパッド開口部の配置を変更するだけで、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる。これにより、メタル配線層を形成するための露光マスクは１枚で済み、さらにインターポーザなどを使用する必要はないので、コストを上昇させず、かつ半導体装置のサイズを増大させることなく、リード端子付きパッケージにもＣＳＰにも対応することができる。
【００７６】
本発明により製造される半導体装置では、保護膜は、ワイヤーボンディング用パッド領域又は再配線用パッド領域のいずれか一方にのみパッド開口部を備えているので、上記ワイヤーボンディング用パッド領域及び上記再配線用パッド領域の両領域にパッド開口部を備えている場合に比べてパッド開口部の総面積を小さくすることができ、パッド開口部からの水分の浸入などを低減することができ、信頼性を向上させることができる。
【００７７】
本発明において、再配線用パッド領域はワイヤーボンディング用パッド領域よりも小さい面積であるようにすれば、再配線用パッド領域にパッド開口部を設けてＣＳＰに適用する場合に、メタルポスト配置場所の自由度を向上させることができる。特に、再配線用パッド領域にのみパッド開口部を備えているときは、パッド開口部の総面積をさらに小さくすることができ、さらに信頼性を向上させることができる。
【００７８】
本発明において、メタル配線層の構成として、ワイヤーボンディング用パッド領域に形成されたメタル配線層と再配線用パッド領域に形成されたメタル配線層は、絶縁層上の両パッド領域とは異なる領域に形成されたメタル配線層を介して電気的に接続されているようにし、又はメタル配線層よりも下層に形成された配線を介して電気的に接続されているようにすれば、ワイヤーボンディング用パッド領域に形成されたメタル配線層と再配線用パッド領域に形成されたメタル配線層を同電位にすることができる。
【００７９】
本発明の半導体装置の製造方法では、保護膜形成までを完了した半製品を予め用意しておき、製品仕様決定後にパッド開口部を形成し、ボンディングワイヤーの接続又は再配線の形成を行うので、製品のパッケージとしてリード端子付きのパッケージ又はＣＳＰのいずれを用いるのかが確定していない場合でも、メタル配線層及び保護膜を形成した状態の半製品を保管しておくことにより、発注を受けてから製品納入までの工期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が対象とする半導体装置の一例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ位置での断面図である。
【図２】  図１に示した半導体装置に一実施例の製造方法を適用したリード端子付きパッケージを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ位置での断面図である。
【図３】  図１に示した半導体装置に他の実施例の製造方法を適用したＣＳＰを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ位置での断面図である。
【図４】  本発明が対象とする半導体装置の他の例を示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ位置での断面図である。
【図５】  図５は図４に示した半導体装置にさらに他の実施例の製造方法を適用したリード端子付きパッケージを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ位置での断面図である。
【図６】  図４に示した半導体装置にさらに他の実施例の製造方法を適用したＣＳＰを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ位置での断面図である。
【図７】  従来のＣＳＰを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ位置での断面図である。
【図８】  従来のリード端子付きパッケージを示す概略構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＨ−Ｈ位置での断面図である。
【符号の説明】
１      ウエハ
３      半導体基板
５      絶縁層
７      メタル配線層
９      半導体チップ領域
１１      ワイヤーボンディング用パッド領域
１３      再配線用パッド領域
１５      パッシベーション膜
【図１】
0003734453.tif 000002
【図２】
0003734453.tif 000003
【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】
0003734453.tif 000008
【図８】
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