(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成されたパッドと、
前記半導体基板の表面を被覆し前記パッドに整合する位置に開口部が形成され前記開口部を含む領域にすり鉢状の窪みが形成された絶縁膜と、
前記窪み内に形成され前記開口部を介して前記パッドに接続された金属配線層と、
前記金属配線層を被覆する金属被覆膜と、
を有し、
前記絶縁膜の前記金属配線層と接触する領域の表面が前記絶縁膜のそれ以外の領域の表面よりも粗面化されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記金属配線層の縁部の形状が曲面とさ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。
【請求項３】
前記金属被覆膜は無電解めっき法により形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁膜、前記金属配線層及び前記金属被覆膜からなる複数の積層体が前記半導体基板上に積層されて構成され、最下層から第２番目以降の任意の積層体を構成する金属配線層は、前記任意の積層体を構成する絶縁膜の開口部を介してその積層体の直下に位置する積層体を構成する金属被覆膜に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記金属配線層が前記半導体基板上に多層化されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
パッドが形成された半導体基板上に前記パッドに整合する位置に開口部が存在する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記開口部を含む領域に開口パターンが存在するマスクを形成する工程と、
前記マスクを使用して前記絶縁膜の灰化処理を行うことにより、前記絶縁膜の前記マスクから露出している領域を粗面化する工程と、
前記マスクを使用して配線材料を前記絶縁膜上及び前記開口部内に印刷法により埋め込む工程と、
前記配線材料をキュアすることにより金属配線層を形成する工程と、
前記マスクを除去する工程と、
前記金属配線層を被覆する無電解めっき膜を形成する工程と、
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７】
前記無電解めっき膜を形成する工程は、前記金属配線層上に無電解Ｎｉめっき膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記無電解めっき膜を形成する工程は、前記無電解Ｎｉめっき膜上に無電解Ａｕめっき膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記マスクを形成する工程は、前記絶縁膜上に感光性レジストフィルムを貼り付ける工程と、前記感光性レジストフィルムをパターニングする工程と、を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁膜を形成する工程、前記マスクを形成する工程、前記絶縁膜の灰化処理を行う工程、前記配線材料を埋め込む工程、前記配線材料をキュアする工程、前記マスクを除去する工程、及び前記無電解めっき膜を形成する工程を順次繰り返し行うことにより、前記絶縁膜、前記金属配線層、及び前記無電解めっき膜からなる複数の積層体を前記半導体基板上に積層する工程を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項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、パッドが設けられた半導体基板の上層にパッドの再配置等のために配線層が設けられた半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子のパッド間隔の短縮及びパッドサイズの縮小に伴い、従来のワイヤボンディング技術では、半導体装置の製造に対応することができないことがある。
【０００３】
このため、ウェハプロセスにより半導体基板（ウェハ）の表面にパッドを形成した後、基板の表面上にスパッタリングにより薄膜を形成し、その上に電解めっき法により前記パッドに接続される配線及びパッドを形成することにより、パッドの再配置及び拡大化を行う方法が検討されている。この方法によれば、量産性に優れたワイヤボンディング技術を、今後も長期にわたって半導体装置の製造に適用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような再配線を形成する方法では、基板表面に形成されたパッドに接続される配線及びパッドを新たに形成するための工程及び装置の付加のために、工程の管理等が煩雑化し、コストが上昇するという問題点がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、コストの上昇を低減しながらパッド間隔の短縮及びパッドサイズの縮小に対応することができる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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【０００７】
本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板の表面に形成されたパッドと、前記半導体基板の表面を被覆し前記パッドに整合する位置に開口部が形成され前記開口部を含む領域にすり鉢状の窪みが形成された絶縁膜と、前記窪み内に形成され前記開口部を介して前記パッドに接続された金属配線層と、前記金属配線層を被覆する金属被覆膜と、を有する。そして、前記絶縁膜の前記金属配線層と接触する領域の表面が前記絶縁膜のそれ以外の領域の表面よりも粗面化されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、絶縁膜にすり鉢状の窪みが形成され、その表面が他の領域の表面よりも粗面化されているので、絶縁膜と金属配線層との密着性が高い。また、配線層が金属被覆膜により被覆されているので、配線層の断線が生じにくいと共に、配線層内の金属原子の移動によるマイグレーションの発生が防止される。更に、金属被覆膜の存在により、ワイヤボンディングのためのバンプ形成を配線層上に直接行う場合と比して、高い半田濡れ性及び接続信頼性が確保される。
【０００９】
なお、前記金属被覆膜は無電解めっき法により形成されたものであることが好ましく、この場合、前記金属被覆膜は、例えば無電解Ｎｉめっき膜を有することがより好ましく、前記無電解Ｎｉめっき膜上に形成された無電解Ａｕめっき膜を更に有することがより一層好ましい。
【００１０】
更に、前記絶縁膜、前記金属配線層及び前記金属被覆膜からなる複数の積層体が前記半導体基板上に積層されて構成され、最下層から第２番目以降の任意の積層体を構成する金属配線層は、前記任意の積層体を構成する絶縁膜の開口部を介してその積層体の直下に位置する積層体を構成する金属被覆膜に接続されていることが好ましい。つまり、前記金属配線層が前記半導体基板上に多層化されていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、パッドが形成された半導体基板上に前記パッドに整合する位置に開口部が存在する絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に前記開口部を含む領域に開口パターンが存在するマスクを形成する工程と、前記マスクを使用して前記絶縁膜の灰化処理を行うことにより、前記絶縁膜の前記マスクから露出している領域を粗面化する工程と、前記マスクを使用して配線材料を前記絶縁膜上及び前記開口部内に印刷法により埋め込む工程と、前記配線材料をキュアすることにより金属配線層を形成する工程と、前記マスクを除去する工程と、前記金属配線層を被覆する無電解めっき膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、マスクを使用して絶縁膜の灰化処理を行うことにより、絶縁膜の表面にすり鉢状の窪みが形成され、この窪みにおける絶縁膜の表面が粗面化される。このようなすり鉢状の窪みにより、絶縁膜とマスクとの間の段差が緩和され、後の配線材料の埋め込みに際して埋め込み不良が回避される。また、絶縁膜の表面の粗面化により、絶縁膜と配線層との間の密着性が向上する。更に、灰化処理で使用したマスクを使用して印刷法を採用して金属配線層用の配線材料を絶縁膜上及びその開口部内に埋め込み、キュアしているので、スパッタリングを行う場合と比して、コストを著しく低減することが可能である。また、その後に無電解めっき膜を形成しているので、金属配線層の断線及びマイグレーションが防止されると共に、バンプ等に対する高い濡れ性及び接続信頼性が確保される。
【００１３】
なお、前記絶縁膜を形成する工程、前記マスクを形成する工程、前記絶縁膜の灰化処理を行う工程、前記配線材料を埋め込む工程、前記配線材料をキュアする工程、前記マスクを除去する工程、及び前記無電解めっき膜を形成する工程を順次繰り返し行うことにより、前記絶縁膜、前記金属配線層、及び前記無電解めっき膜からなる複数の積層体を前記半導体基板上に積層する工程を有することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、本発明をパッドの再配置に適用したものである。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。また、図２は、図１に示す半導体装置の一部を拡大して示す概略断面図である。
【００１６】
第１の実施形態においては、図２に示すように、例えばシリコンからなる半導体基板（ウェハ）１上の表面に複数のアルミニウムパッド２が選択的に形成されている。そして、基板１のアルミニウムパッド２が形成された側の表面が、例えばポリイミドからなる絶縁膜３により被覆されている。絶縁膜３の各アルミニウムパッド２に整合する位置には開口部３ａが形成されている。また、絶縁膜３には、夫々開口部３ａを含むようにしてすり鉢状の窪み３ｂが形成されている。つまり、窪み３ｂの深さは、その縁部に近づくほど浅くなっている。また、窪み３ｂの表面は、例えばアッシング（灰化処理）により意図的に粗面化されている。
【００１７】
そして、各窪み３ｂ内に、絶縁膜３よりも盛り上がるようにして金属配線層４が形成されている。金属配線層４は、例えばＣｕ又はＡｇ製であるが、これらに限定されるものではない。また、金属配線層４は、印刷法を採用して形成され、開口部３ａを介してアルミニウムパッド２に接触して電気的に接続されているが、その形成方法については後述する。更に、金属配線層４を形成するための印刷材料（配線材料）としては、例えばParmod（米国parelec社の登録商標）を使用することができるが、次の条件を満たすものであれば、その種類は特に限定されるものではない。（１）３００℃以下の低温キュアにより硬化する。（２）キュア後の電気特性が著しく劣化しない。（３）印刷時の埋め込み性が良好である。（４）ボイドの巻き込みが少ない。（５）微細領域、例えば数μｍの幅及び長さの領域でも印刷が可能である。なお、Parmodはマイクロオーダー又はナノオーダーの金属微粒子を含んだ脂肪酸有機金属塩である。
【００１８】
更に、金属配線層４の断面形状は、端部に近くなるほど厚さが薄くなり、端部において湾曲されたもの、即ち楕円に近いものとなっている。
【００１９】
金属配線層４を被覆する無電解めっき膜（金属被覆膜）５が形成されている。金属配線層４は、無電解めっき膜５により完全に被覆されていることが好ましい。無電解めっき膜５は、例えば無電解Ｎｉめっき膜又は無電解Ｎｉめっき膜と無電解Ａｕめっき膜との積層膜からなるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
また、絶縁膜３を被覆する封止樹脂層６が形成されている。封止樹脂層６の各無電解めっき膜５の一部に整合する領域には、開口部６ａが形成されている。そして、各開口部６ａ内に露出した無電解めっき膜５に、バンプ７ａを介してワイヤ７がボンディングされている。そして、ワイヤ７の他端は、図１に示すように、リードフレーム８に接続されている。
【００２１】
このように構成された第１の実施形態においては、絶縁膜３の窪み３ｂの表面が粗面化されているので、絶縁膜３と金属配線層４との密着性が高い。また、金属配線層４が無電解めっき膜５により被覆されているので、金属配線層４の断線が生じにくいと共に、金属配線層４内の金属原子の移動によるマイグレーションの発生を未然に防ぐことが可能である。更に、無電解めっき膜５の存在により、ワイヤボンディングのためのバンプ形成を金属配線層４上に直接行う場合と比して、高い半田濡れ性及び接続信頼性を確保することが可能である。
【００２２】
次に、第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法について説明する。図３乃至図６は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す概略断面図である。なお、図３乃至図６には、図２に示す領域を図示する。
【００２３】
先ず、図３（ａ）に示すように、ウェハ状態で、シリコン基板１の表面にアルミニウムパッド２を選択的に形成する。その後、基板１上にアルミニウムパッド２を覆うようにして絶縁膜３を形成し、この絶縁膜３のアルミニウムパッド２と整合する領域に開口部３ａを形成する。
【００２４】
続いて、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜３上に配線層形成用のレジストを塗布した後、このレジストをパターニングすることにより、レジストパターン（マスク）９を形成する。レジストのパターニングにより除去される各領域は、開口部３ａを含んでいる。つまり、レジストのパターニングにより、各開口部３ａを介してアルミニウムパッド２が露出する。
【００２５】
続いて、図３（ｃ）に示すように、絶縁膜３のレジストパターン９から露出している領域にアッシングを施す。この結果、絶縁膜３の露出部分が洗浄されると共に、すり鉢状に除去されて窪み３ｂが形成される。また、窪み３ｂの表面はアッシングにより、レジストパターン９により被覆されている領域よりも粗面化されている。
【００２６】
続いて、図４（ａ）に示すように、レジストパターン９を印刷マスクとして、スキージ１１を使用して溶剤中に、例えばＣｕ粒子又はＡｇ粒子等の金属粒子が分散した導電ペースト等の配線材料１０をレジストパターン９の開口部内に隙間なく充填する。この結果、図４（ｂ）に示すように、開口部３ａ及び窪み３ｂ内に配線材料１０が充填される。
【００２７】
続いて、配線材料１０を、例えば３００℃以下の温度でキュアする。この結果、図４（ｃ）に示すように、配線材料１０中の溶剤成分が蒸発し、残存する金属粒子同士が互いに結合して金属配線層４が形成される。配線材料１０の形状は、溶剤成分の蒸発に伴って、界面張力により徐々に球状に近づき、溶剤成分が蒸発して得られる金属配線層４の断面形状は縁部が湾曲され、楕円に近いものとなる。
【００２８】
例えば配線材料１０として前述のParmodを使用した場合、２００乃至３００℃の比較適温でキュアすることが可能である。また、キュア後に得られる配線層には、スポンジのように多数の空洞が存在する。このような空洞の存在により、配線層の下にたまりやすいボイドが抜けやすくなり、従来のような配線形成後のボイドによる接合不良等の不具合を極めて容易に回避することができるという効果も得られる。更に、Parmodにおいて分散する金属粒子をＣｕ粉末とした場合の配線層の電気抵抗は１０-7乃至１０-6Ω・ｃｍであり、電解めっき法により形成したＣｕ配線層と比較しても遜色は見られない。また、キュアの際の溶剤成分の蒸発により、キュア後の配線層の厚さは印刷直後（キュア前）の厚さよりも薄くなる。
【００２９】
上述のように配線材料１０をキュアして金属配線層４を形成した後、図５（ａ）に示すように、レジストパターン９を剥離する。
【００３０】
続いて、図５（ｂ）に示すように、金属配線層４を被覆する無電解めっき膜５を無電解めっき法により形成する。無電解めっき膜５の形成に際しては、例えば無電解Ｎｉめっき膜のみを形成してもよく、無電解Ｎｉめっき膜及び無電解Ａｕめっき膜の積層膜を形成してもよく、他の膜を形成してもよい。
【００３１】
続いて、図５（ｃ）に示すように、全面に封止樹脂層６を形成し、この封止樹脂層６に無電解めっき膜５まで達する開口部６ａを形成することにより、各無電解めっき膜５の一部を露出させる。
【００３２】
続いて、図６に示すように、無電解めっき膜５上にバンプ７ａを形成し、開口部６ａを介してワイヤ７をボンディングする。
【００３３】
このような製造方法によれば、アッシングの結果、図３（ｃ）に示すように、窪み３ｂの形状がすり鉢状となるので、その後に印刷を行っても配線材料１０が窪み３ｂ内に完全に充填することが可能である。仮に、アッシングを行わずに、図３（ｂ）に示す状態で印刷を行った場合には、レジストパターン９の側面と絶縁膜３の表面とが互いに垂直となっているため、その近傍に、配線材料１０が充填されない空隙部が形成され得る。このような空隙部が存在すると、金属配線層４の抵抗の上昇及び接触不良等の不具合が生じる。上述の製造方法においては、アッシングにより、レジストパターン９の側面と絶縁膜３の表面とがそれらの境界においてなだらかに変化するため、埋め込み性が極めて高くなり、空隙部の発生を防止することができる。
【００３４】
また、アッシングの結果、絶縁膜３のレジストパターン９から露出した領域の表面がレジストパターン９に被覆された領域の表面よりも粗面化されるため、アッシングを行わない場合と比較すると、金属配線層４との密着性が向上する。
【００３５】
更に、金属配線層４の形成のために印刷法を採用しているため、スパッタリングを採用する場合と比して、装置に要するコスト及び工程数を低減することができる。また、印刷を行うためには、印刷装置、マスク及び印刷材料が必要であるが、本実施形態では、レジストパターン９の隙間に印刷材料（配線材料１０）を充填しているため、パターニングが可能なライン・アンド・スペースパターンであれば、どのような配線層であっても、容易に形成することができる。従って、他品種への適用が容易であり、極めて汎用性が高い。また、金属配線層４の厚さの調整は、レジストパターン９の厚さの調整により行うことができるため、例えば数μｍの薄膜から数十μｍもの厚膜まで容易に対応することが可能である。なお、レジストパターン９用のレジストを形成する方法は特に限定されるものではなく、例えばフィルム状のレジストを絶縁膜３上に貼り付けることもできる。この場合、レジストパターン９の厚さをより一層高い精度で均一なものとすることができるため、金属配線層４の厚さもより一層高い精度で均一化することが可能となる。
【００３６】
一般に、印刷法を採用して形成した配線層の強度は、単に封止樹脂層のみで被覆されている場合には、各部材の熱膨張の相違により発生する応力に対して弱いため、断線する可能性があるが、本実施形態では、金属配線層４を無電解めっき膜５により被覆しているため、断線を防止できる。無電解めっきは、電解めっきの約半分のコストで実施することが可能であるため、無電解めっきを行うことにより生ずるコストの上昇の全体的なコストへの影響は小さい。即ち、印刷法を採用することでコストが著しく低減されるため、印刷法の採用に伴って無電解めっきが不可欠となっても、全体的なコストは大きく低減される。なお、上述のように、無電解めっき膜５の存在により、金属配線層４のマイグレーションの防止及び半田濡れ性の向上等の効果も得られる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、絶縁膜３が封止樹脂層６により被覆されているが、封止樹脂層６が形成されていなくてもよい。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、本発明をパッケージ形態に適用したものである。図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。なお、図７に示す第２の実施形態において、図２に示す第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
第２の実施形態においては、封止樹脂層６の開口部６ａ内に、外部端子として、例えば半田ボール１２が無電解めっき膜５に接触して形成されている。
【００４０】
このような第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。即ち、絶縁膜３と金属配線層４との間の高い密着性の確保、金属配線層４の断線の防止、金属配線層４のマイグレーションの防止、並びに高い半田濡れ性及び接続信頼性の確保が可能である。
【００４１】
なお、第２の実施形態に係る半導体装置を製造するためには、封止樹脂層６に開口部６ａを形成した後に、第１の実施形態のようにワイヤボンディングを行うのではなく、半田ボール１２を形成すればよい。
【００４２】
これらの実施形態は、金属配線層４を１層のみ形成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、図８に示すように、複数層、例えば２層の金属配線層４が形成されていてもよい。このような多層構造を採用することにより、ピンの数が極めて多く単層では配線を引き回すことが困難な半導体装置にも対応することができる。
【００４３】
このような半導体装置を製造するためには、無電解めっき膜５を形成した後に、図３（ａ）に示す絶縁膜３の形成から図５（ｂ）に示す無電解めっき膜５の形成までの工程を繰り返し行い、その後に封止樹脂層６を形成し、更に半田ボール１２の形成又はワイヤボンディング等を行えばよい。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態に対して、封止樹脂層６の下にレジストパターン９が残存する構成とすると共に、第２の実施形態と同様に、本発明をパッケージ形態に適用したものである。図９は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。なお、図９に示す第３の実施形態において、図２乃至図６に示す第１の実施形態又は図７に示す第２の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
第３の実施形態においては、絶縁膜３上で配線層４が形成されていない領域にレジストパターン９が形成されている。このレジストパターン９は、第１の実施形態において絶縁膜３のアッシング及び配線材料１０の充填時にマスクとして使用するものがそのまま残存したものである。
【００４６】
次に、第３の実施形態に係る半導体装置を製造する方法について説明する。図１０及び図１１は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す概略断面図である。なお、図１０及び図１１には、図９に示す領域を図示する。
【００４７】
先ず、図１０（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様の工程により、レジストパターン（マスク）９の形成までの工程を行う（図３（ａ）乃至（ｃ）参照）。
【００４８】
続いて、第１の実施形態と同様の工程により（図４（ａ）及び（ｂ）参照）、レジストパターン９を印刷マスクとして、スキージを使用して溶剤中に、例えばＣｕ粒子又はＡｇ粒子等の金属粒子が分散した導電ペースト等の配線材料をレジストパターン９の開口部内に隙間なく充填した後、配線材料をキュアする。この結果、図１０（ｂ）に示すように、配線材料中の溶剤成分が蒸発し、残存する金属粒子同士が互いに結合して金属配線層４が形成される。第１の実施形態と同様に、配線材料の形状は、溶剤成分の蒸発に伴って、界面張力により徐々に球状に近づき、溶剤成分が蒸発して得られる金属配線層４の断面形状は縁部が湾曲され、楕円に近いものとなる。
【００４９】
続いて、図１１（ａ）に示すように、本実施形態においては、レジストパターン９を残存させたまま、金属配線層４を被覆する無電解めっき膜５を無電解めっき法により形成する。無電解めっき膜５の形成に際しては、例えば無電解Ｎｉめっき膜のみを形成してもよく、無電解Ｎｉめっき膜及び無電解Ａｕめっき膜の積層膜を形成してもよく、他の膜を形成してもよい。
【００５０】
続いて、図１１（ｂ）に示すように、全面に封止樹脂層６を形成し、この封止樹脂層６に無電解めっき膜５まで達する開口部６ａを形成することにより、各無電解めっき膜５の一部を露出させる。次いで、無電解めっき膜５上に半田ボール１２を形成する。
【００５１】
このような製造方法によれば、第１の実施形態と比して、次のような効果が得られる。先ず、レジストパターン９を剥離する工程が不要であるため、全体的な工程数が低減される。また、封止樹脂層６の厚さを薄くしても十分な強度が得られるため、材料費の低減が可能である。
【００５２】
また、レジストパターン９と封止樹脂層６との密着性が極めて高いため、第１の実施形態と同様に、マイグレーション等の配線に関する不良の発生を抑止できる。
【００５３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態に対して、配線層４の半田ボール１２が形成される領域上のみに無電解めっき膜５が設けられた構成としたものである。図１２は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。なお、図１２に示す第４の実施形態において、図９乃至図１１に示す第３の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
第４の実施形態においては、配線層４の半田ボール１２が形成される領域上のみに無電解めっき膜５が形成されている。配線層４のその他の領域においては、その上に封止樹脂層６が直接形成されている。
【００５５】
次に、第４の実施形態に係る半導体装置を製造する方法について説明する。図１３及び図１４は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す概略断面図である。なお、図１３及び図１４には、図１２に示す領域を図示する。
【００５６】
先ず、図１３（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様の工程により、レジストパターン（マスク）９の形成までの工程を行う（図３（ａ）乃至（ｃ）参照）。
【００５７】
続いて、第１の実施形態と同様の工程により（図４（ａ）及び（ｂ）参照）、レジストパターン９を印刷マスクとして、スキージを使用して溶剤中に、例えばＣｕ粒子又はＡｇ粒子等の金属粒子が分散した導電ペースト等の配線材料をレジストパターン９の開口部内に隙間なく充填した後、配線材料をキュアする。この結果、図１３（ｂ）に示すように、配線材料中の溶剤成分が蒸発し、残存する金属粒子同士が互いに結合して金属配線層４が形成される。第１の実施形態と同様に、配線材料の形状は、溶剤成分の蒸発に伴って、界面張力により徐々に球状に近づき、溶剤成分が蒸発して得られる金属配線層４の断面形状は縁部が湾曲され、楕円に近いものとなる。
【００５８】
続いて、図１３（ｃ）に示すように、第４の実施形態においては、レジストパターン９を残存させたまま、全面に封止樹脂層６を形成し、この封止樹脂層６に金属配線層４まで達する開口部６ａを形成することにより、各金属配線層４の一部を露出させる。
【００５９】
続いて、図１４に示すように、金属配線層４の開口部６ａから露出している領域を被覆する無電解めっき膜５を無電解めっき法により形成する。無電解めっき膜５の形成に際しては、例えば無電解Ｎｉめっき膜のみを形成してもよく、無電解Ｎｉめっき膜及び無電解Ａｕめっき膜の積層膜を形成してもよく、他の膜を形成してもよい。次いで、無電解めっき膜５上に半田ボール１２を形成する。
【００６０】
このような製造方法によれば、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６１】
なお、第３及び第４の実施形態も、金属配線層４を１層のみ形成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１５に示すように、複数層、例えば２層の金属配線層４が形成されていてもよい。このような多層構造を採用することにより、ピンの数が極めて多く単層では配線を引き回すことが困難な半導体装置にも対応することができる。
【００６２】
このような半導体装置を製造するためには、例えば、第４の実施形態において、封止樹脂層６に開口部６ａを形成した後に、図１３（ａ）に示す絶縁膜３の形成から図１３（ｃ）に示す開口部６ａの形成までの工程を繰り返し行い、その後に無電解めっき膜５を形成し、更に半田ボール１２の形成又はワイヤボンディング等を行えばよい。
【００６３】
なお、本発明においては、アッシング後に、絶縁膜と配線層との密着性をより一層向上させることが可能な有機溶剤を塗布し、その後に配線材料の印刷を行ってもよい。
【００６４】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００６５】
（付記１）半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成されたパッドと、
前記半導体基板の表面を被覆し前記パッドに整合する位置に開口部が形成され前記開口部を含む領域にすり鉢状の窪みが形成された絶縁膜と、
前記窪み内に形成され前記開口部を介して前記パッドに接続された金属配線層と、
前記金属配線層を被覆する金属被覆膜と、
を有し、
前記絶縁膜の前記金属配線層と接触する領域の表面が前記絶縁膜のそれ以外の領域の表面よりも粗面化されていることを特徴とする半導体装置。
【００６６】
（付記２）前記金属配線層の縁部の形状が曲面とされていることを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
【００６７】
（付記３）前記絶縁膜を被覆し前記金属被覆膜の一部に整合する開口部が形成された封止樹脂層を有することを特徴とする付記１又は２に記載の半導体装置。
【００６８】
（付記４）前記封止樹脂層の開口部を介して前記金属被覆膜に接続されたボンディングワイヤを有することを特徴とする付記３に記載の半導体装置。
【００６９】
（付記５）前記封止樹脂層の開口部を介して前記金属被覆膜に接続された外部端子を有することを特徴とする付記３に記載の半導体装置。
【００７０】
（付記６）前記金属被覆膜は無電解めっき法により形成されたものであることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００７１】
（付記７）前記金属被覆膜は無電解Ｎｉめっき膜を有することを特徴とする付記６に記載の半導体装置。
【００７２】
（付記８）前記金属被覆膜は前記無電解Ｎｉめっき膜上に形成された無電解Ａｕめっき膜を有することを特徴とする付記７に記載の半導体装置。
【００７３】
（付記９）前記金属配線層は前記金属被覆膜により完全に被覆されていることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００７４】
（付記１０）前記絶縁膜、前記金属配線層及び前記金属被覆膜からなる複数の積層体が前記半導体基板上に積層されて構成され、最下層から第２番目以降の任意の積層体を構成する金属配線層は、前記任意の積層体を構成する絶縁膜の開口部を介してその積層体の直下に位置する積層体を構成する金属被覆膜に接続されていることを特徴とする付記１乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００７５】
（付記１１）前記金属配線層が前記半導体基板上に多層化されていることを特徴とする付記１乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【００７６】
（付記１２）パッドが形成された半導体基板上に前記パッドに整合する位置に開口部が存在する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記開口部を含む領域に開口パターンが存在するマスクを形成する工程と、
前記マスクを使用して前記絶縁膜の灰化処理を行うことにより、前記絶縁膜の前記マスクから露出している領域を粗面化する工程と、
前記マスクを使用して配線材料を前記絶縁膜上及び前記開口部内に印刷法により埋め込む工程と、
前記配線材料をキュアすることにより金属配線層を形成する工程と、
前記マスクを除去する工程と、
前記金属配線層を被覆する無電解めっき膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００７７】
（付記１３）前記絶縁膜を被覆し前記無電解めっき膜の一部に整合する開口部が存在する封止樹脂層を形成する工程を有することを特徴とする付記１２に記載の半導体装置の製造方法。
【００７８】
（付記１４）前記封止樹脂層の開口部を介して前記無電解めっき膜にワイヤをボンディングする工程を有することを特徴とする付記１３に記載の半導体装置の製造方法。
【００７９】
（付記１５）前記封止樹脂層の開口部を介して前記無電解めっき膜に接触する外部端子を形成する工程を有することを特徴とする付記１３に記載の半導体装置の製造方法。
【００８０】
（付記１６）前記無電解めっき膜を形成する工程は、前記金属配線層上に無電解Ｎｉめっき膜を形成する工程を有することを特徴とする付記１２乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００８１】
（付記１７）前記無電解めっき膜を形成する工程は、前記無電解Ｎｉめっき膜上に無電解Ａｕめっき膜を形成する工程を有することを特徴とする付記１６に記載の半導体装置の製造方法。
【００８２】
（付記１８）前記マスクを形成する工程は、前記絶縁膜上に感光性レジストフィルムを貼り付ける工程と、前記感光性レジストフィルムをパターニングする工程と、を有することを特徴とする付記１２乃至１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００８３】
（付記１９）前記無電解めっき膜を形成する工程により、前記金属配線層を前記無電解めっき膜により完全に被覆することを特徴とする付記１２乃至１８に記載の半導体装置の製造方法。
【００８４】
（付記２０）前記配線材料をキュアする工程により、前記配線材料の厚さを減少させることを特徴とする付記１２乃至１９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００８５】
（付記２１）前記配線材料は、３００℃以下でのキュアにより硬化するものであることを特徴とする付記１２乃至２０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００８６】
（付記２２）前記絶縁膜を形成する工程、前記マスクを形成する工程、前記絶縁膜の灰化処理を行う工程、前記配線材料を埋め込む工程、前記配線材料をキュアする工程、前記マスクを除去する工程、及び前記無電解めっき膜を形成する工程を順次繰り返し行うことにより、前記絶縁膜、前記金属配線層、及び前記無電解めっき膜からなる複数の積層体を前記半導体基板上に積層する工程を有することを特徴とする付記１２乃至２１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明よれば、コストの上昇を低減しながら、パッドが形成された半導体基板の上層に配線層を設けることができ、パッド間隔の短縮及びパッドサイズの縮小に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の一部を拡大して示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す概略断面図である。
【図４】同じく、第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す図であって、図３に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図５】同じく、第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す図であって、図４に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図６】同じく、第１の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を示す図であって、図５に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。
【図８】本発明を多層構造に適用した一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１１】同じく、第３の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す図であって、図１０に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１４】同じく、第４の実施形態に係る半導体装置を製造する方法を工程順に示す図であって、図１３に示す工程の次工程を示す概略断面図である。
【図１５】本発明を多層構造に適用した他の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１；半導体基板
２；アルミニウムパッド
３；絶縁膜
３ａ；開口部
３ｂ；窪み
４；金属配線層
５；無電解めっき膜
６；封止樹脂層
６ａ；開口部
７；ワイヤ
７ａ；バンプ
８；リードフレーム
９；レジストパターン
１０；配線材料
１１；スキージ
１２；半田ボール
【図１】
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【図２】
0003757172.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】
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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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