JP2008205078A

JP2008205078A - 半導体装置及びその製造方法

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Publication number: JP2008205078A
Application number: JP2007037620A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Asakawa; 達彦浅川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: US7750468B2; US20080197505A1; JP4147433B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、パッシベーション膜上に形成する配線の信頼性を向上させることにある。
【解決手段】集積回路１２の上方に形成されて表面が凹凸面になったパッシベーション膜１６と、集積回路１２に電気的に接続されてパッシベーション膜１６から少なくとも一部が露出する電極１４と、を有する半導体基板１０を用意する。パッシベーション膜１６上に第１の樹脂層２０を形成する。パッシベーション膜１６及び第１の樹脂層２０を覆うように第２の樹脂層２２を形成する。電極１４上から、パッシベーション膜１６の上方であって第２の樹脂層２２上を通って、第１の樹脂層２０の上方であって第２の樹脂層２２上に至るように配線３０を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。

電極パッド及び樹脂層と、電極パッドの表面から樹脂層の表面にかけて配設された配線と、を備える半導体装置が知られている（特許文献１）。樹脂層とその上の配線は外部端子を構成している。この外部端子は、ハンダボールで形成する外部端子よりも狭いピッチで形成することができ、樹脂層によって応力の吸収も可能である。配線は、電極パッドと樹脂層の間ではパッシベーション膜上に形成される。パッシベーション膜は、その下の構造に応じて表面が凹凸になっている。したがって、パッシベーション膜上に形成する配線に影響を与える場合がある。特に、スパッタリングによる導電膜をパッシベーション膜に形成するときに、表面に凹凸があると膜の付着が不均一になって抵抗値の増大や断線をもたらすおそれがあるので、その対策を講じる必要があった。
特開２００５−３５３９８３号公報

本発明の目的は、パッシベーション膜上に形成する配線の信頼性を向上させることにある。

（１）本発明に係る半導体装置は、
集積回路の上方に形成されて表面が凹凸面になったパッシベーション膜と、前記集積回路に電気的に接続されて前記パッシベーション膜から少なくとも一部が露出する電極と、を有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に配置された第１の樹脂層と、
前記パッシベーション膜及び前記第１の樹脂層を覆う第２の樹脂層と、
前記電極上から、前記パッシベーション膜の上方であって前記第２の樹脂層上を通って、前記第１の樹脂層の上方であって前記第２の樹脂層上に至るように形成された配線と、
を有する。本発明によれば、第２の樹脂層によってパッシベーション膜の凹凸面よりも表面を平坦化することができるので、その上に形成する配線の信頼性を向上させることができる。
（２）この半導体装置において、
前記第１の樹脂層よりも、前記第２の樹脂層の耐熱性が高くてもよい。
（３）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
集積回路の上方に形成されて表面が凹凸面になったパッシベーション膜と、前記集積回路に電気的に接続されて前記パッシベーション膜から少なくとも一部が露出する電極と、を有する半導体基板を用意する工程と、
前記パッシベーション膜上に第１の樹脂層を形成する工程と、
前記パッシベーション膜及び前記第１の樹脂層を覆うように第２の樹脂層を形成する工程と、
前記電極上から、前記パッシベーション膜の上方であって前記第２の樹脂層上を通って、前記第１の樹脂層の上方であって前記第２の樹脂層上に至るように配線を形成する工程と、
を含む。本発明によれば、第２の樹脂層によってパッシベーション膜の凹凸面よりも表面を平坦化することができるので、その上に形成する配線の信頼性を向上させることができる。
（４）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の樹脂層を形成する工程は、熱硬化性の第１の樹脂前駆体層を形成して、前記第１の樹脂前駆体層を加熱することを含み、
前記第２の樹脂層を形成する工程は、前記前記第１の樹脂前駆体層を加熱して硬化させた後に、熱硬化性の第２の樹脂前駆体層を形成することを含んでもよい。
（５）半導体装置の製造方法において、
前記第１の樹脂前駆体層よりも、前記第２の樹脂前駆体層の耐熱性が高くてもよい。

図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。半導体装置は、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は、最終製品としての半導体装置においては半導体チップであるが、最終製品を得る前の段階では、半導体ウエハである。半導体ウエハを切断して半導体チップが得られる。半導体基板１０には、集積回路１２（半導体チップには１つの集積回路１２／半導体ウエハには複数の集積回路１２）が形成されている。半導体基板１０は、内部配線（図示せず）を介して集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有する。半導体基板１０が一方向に長い形状（平面形状が長方形）であって、長い方の辺に沿って、複数の電極１４が配列されている。

半導体基板１０には、電極１４の少なくとも一部が露出する様にパッシベーション膜１６が形成されている。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機材料のみで形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、集積回路１２の上方に形成されており、表面が凹凸面になっている。

半導体基板１０の電極１４が形成された面（パッシベーション膜１６上）には、例えばポリイミド樹脂からなる第１の樹脂層２０が形成されている。また、パッシベーション膜１６及び第１の樹脂層２０を覆うように第２の樹脂層２２が形成されている。第１の樹脂層２０及び第２の樹脂層２２の材料としては、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、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；pol ybenzoxazole）、フェノール系樹脂等などを用いてもよい。第２の樹脂層２２は、パッシベーション膜１６の凹部１８を埋めるように設けられている。第２の樹脂層２２は、第１の樹脂層２０よりも耐熱性が高い材料で形成されている。第２の樹脂層２２の表面は、少なくともパッシベーション膜１６の凹凸面よりも平坦性が高い。

半導体基板１０には配線３０が形成されている。詳しくは、配線３０は、電極１４上から、パッシベーション膜１６の上方であって第２の樹脂層２２上を通って、第１の樹脂層２０の上方であって第２の樹脂層２２上に至る。配線３０は、電極１４上で電極１４に電気的に接続している。配線３０と電極１４は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜（図示せず）が介在していてもよい。配線３０は、第１の樹脂層２０の、電極１４とは反対側の端部を越えて、第２の樹脂層２２上に至るように形成されている。配線３０は、電極１４と第１の樹脂層２０の間で、第２の樹脂層２２に密着して形成されている。本実施の形態によれば、第２の樹脂層２２によってパッシベーション膜１６の凹凸面よりも表面を平坦化することができるので、その上に形成する配線３０の信頼性を向上させることができる。

図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、集積回路１２の上方に形成されて表面が凹凸面になったパッシベーション膜１６と、集積回路１２に電気的に接続されてパッシベーション膜１６から少なくとも一部が露出する電極１４と、を有する半導体基板１０を用意する。

パッシベーション膜１６上に第１の樹脂層２０を形成する。例えば、図２（Ａ）に示すように、熱硬化性の第１の樹脂前駆体層４０を形成する。そして、図２（Ｂ）に示すように、第１の樹脂前駆体層４０を加熱する。熱によって第１の樹脂前駆体層４０は一時的に溶融して表面張力によって丸くなり、その後、硬化して第１の樹脂層２０が形成される。

パッシベーション膜１６及び第１の樹脂層２０を覆うように第２の樹脂層２２を形成する。例えば、図２（Ｃ）に示すように、熱硬化性の第２の樹脂前駆体層４２を形成する。そして、図２（Ｄ）に示すように、第２の樹脂前駆体層４２を硬化して第２の樹脂層２２を形成する。

本実施の形態によれば、第２の樹脂層２２によってパッシベーション膜１６の凹凸面よりも、第２の樹脂層２２の表面を平坦化することができるので、その上に形成する配線３０の信頼性を向上させることができる。また、第１の樹脂前駆体層４０よりも、第２の樹脂前駆体層４２の耐熱性が高い。そのため、第１の樹脂層２０よりも第２の樹脂層２２の耐熱性が高い。したがって、第２の樹脂層２２によって第１の樹脂層２０が熱から保護される。

そして、図１に示すように、電極１４上から、パッシベーション膜１６の上方であって第２の樹脂層２２上を通って、第１の樹脂層２０の上方であって第２の樹脂層２２上に至るように配線３０を形成する。配線３０の形成にスパッタリングを適用した場合、従来のパッシベーション膜１６では表面に凹凸があるため、膜厚が不均一になって抵抗値の増大や断線をもたらすおそれがあったが、本実施の形態では、表面の平坦性が向上しているので、このような問題を避けることができる。その他の詳細は、上述した半導体装置の構造から自明な製造方法であるため説明を省略する。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。

符号の説明

１０…半導体基板、１２…集積回路、１４…電極、１６…パッシベーション膜、１８…凹部、２０…第１の樹脂層、２２…第２の樹脂層、３０…配線、４０…第１の樹脂前駆体層、４２…第２の樹脂前駆体層

Claims

集積回路の上方に形成されて表面が凹凸面になったパッシベーション膜と、前記集積回路に電気的に接続されて前記パッシベーション膜から少なくとも一部が露出する電極と、を有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に配置された第１の樹脂層と、
前記パッシベーション膜及び前記第１の樹脂層を覆う第２の樹脂層と、
前記電極上から、前記パッシベーション膜の上方であって前記第２の樹脂層上を通って、前記第１の樹脂層の上方であって前記第２の樹脂層上に至るように形成された配線と、
を有する半導体装置。
請求項２に記載された半導体装置において、
前記第１の樹脂層よりも、前記第２の樹脂層の耐熱性が高い半導体装置。
集積回路の上方に形成されて表面が凹凸面になったパッシベーション膜と、前記集積回路に電気的に接続されて前記パッシベーション膜から少なくとも一部が露出する電極と、を有する半導体基板を用意する工程と、
前記パッシベーション膜上に第１の樹脂層を形成する工程と、
前記パッシベーション膜及び前記第１の樹脂層を覆うように第２の樹脂層を形成する工程と、
前記電極上から、前記パッシベーション膜の上方であって前記第２の樹脂層上を通って、前記第１の樹脂層の上方であって前記第２の樹脂層上に至るように配線を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
請求項３に記載された半導体装置の製造方法において、
前記第１の樹脂層を形成する工程は、熱硬化性の第１の樹脂前駆体層を形成して、前記第１の樹脂前駆体層を加熱することを含み、
前記第２の樹脂層を形成する工程は、前記前記第１の樹脂前駆体層を加熱して硬化させた後に、熱硬化性の第２の樹脂前駆体層を形成することを含む半導体装置の製造方法。
請求項３又は４に記載された半導体装置の製造方法において、
前記第１の樹脂前駆体層よりも、前記第２の樹脂前駆体層の耐熱性が高い半導体装置の製造方法。