JP2010245474A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体チップのアルミ電極パッドと基板の電極パッドとの接続配線をインクジェット法で形成する場合に比べ、小型化が可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】第１電極パッド１２ｂ、１３ｂ、１４ｂが形成された能動面１２ａ、１３ａ、１４ｂの第１電極パッドより外側に導電層が形成された半導体チップ１２、１３が、実装面１１ａに第２電極パッド１６が形成された基板１１に対して能動面と反対側の面を実装面に向けて実装される半導体装置１０、２４、２６の製造方法である。実装面と能動面との段差を緩和する絶縁材製のスロープ１９、２０、２、２３を、導電層を覆うように形成するスロープ形成工程Ｓ２と、スロープ上に触媒インクを吐出して触媒層を形成する触媒層形成工程Ｓ３、Ｓ４と、第１電極パッド、第２電極パッド及び触媒層上にめっき被膜を形成して接続配線１７ａ、１７ｂ、２５ａ、２５ｂを形成する無電解めっき工程Ｓ８、Ｓ９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置に係り、詳しくは半導体チップが能動面と反対側の面を基板に向けて基板上に実装された半導体装置の製造方法に関する。

半導体チップをその能動面と反対側の面を基板の実装面に向けて基板上に実装するいわゆるフェイスアップ実装においては、半導体チップのアルミ電極パッドと基板の配線パターン（電極パッド）とが金ワイヤーやアルミワイヤー等のワイヤーにより接続されるワイヤーボンディング法が採用されている。

ワイヤーボンディング法においては、半導体チップのアルミ電極パッドにワイヤーが直接接合されるといった接続態様が用いられている。アルミ電極パッドの表面には大気と接触することにより酸化膜が形成されているが、上記のワイヤーボンディング法であれば、接合時におけるワイヤーの変形や接合時に印加する超音波振動により酸化膜が除去されるため、アルミ電極パッドとワイヤーとは金属接合される。

しかし、ワイヤーボンディング法においては、ボンディング時のワイヤー間のバラツキにより、モールド樹脂による充填埋め込みの際にワイヤーループの倒れが発生し、ワイヤー間ショートを引き起こし、歩留まり低下を引き起こしていた。近年、小型化及び薄型化の要求が高まり、高密度化が要求されている。そのため、これらの問題がよりクローズアップされている。さらにワイヤーの占有空間が実装基板サイズの縮小化、ひいては半導体装置の小型化に対して大きな妨げとなっていた。

そこで、このような問題を解消するため、導電性の微粒子を溶媒に分散させた導電性インクを微小な液滴にして吐出し、乾燥及び焼成して接続配線を形成するいわゆるインクジェット法（液滴吐出法）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。インクジェット法で接続配線が形成された半導体装置は、図７に示すように、基板４１上に図示しない接着剤を介して接合された半導体チップ４２のアルミ電極パッド４３と基板４１の配線パターン４４との間に、基板４１の表面から半導体チップ４２の能動面４２ａに繋がる絶縁性のスロープ（斜面）４５が樹脂により形成されている。そして、スロープ４５の表面に沿って導電性インクを用いて形成された接続配線４６が、アルミ電極パッド４３と配線パターン４４を接続するように設けられている。インクジェット法では、導電性インクの液滴の着弾位置に応じたかたちで配線が形成されるため、接続配線の形状や位置に高い自由度が与えられる他に、接続配線を設けるためのスペースは、ワイヤーボンディング法のワイヤーの占有空間に比べて大幅に縮小される。

特開２００６−１４７６５０号公報

ところで、インクジェット法により形成される配線が半導体チップのアルミ電極パッドに接続される場合は、ワイヤーボンディング法におけるワイヤーの変形や超音波振動といった酸化膜除去作用がアルミ電極パッドに対して発現されない。そのため、インクジェット法を用いて接続配線を形成する場合は、アルミ電極パッドの表面に対して、酸化膜除去及びアンダーバンプメタル（ＵＢＭ）のような耐酸化性の金属膜をめっき法により形成する前工程を設ける必要がある。

ところが、一般に半導体チップの周辺には、ウエハー上における各半導体チップの領域を規定するガイドリングや、半導体チップの設計、製造等の各段階で発生する問題点の要因究明に利用される評価用端子（ＴＥＧ：Test Element Group）が設けられている。そして、ガイドリングやＴＥＧは導電性を有するため、アルミ電極パッドの表面に耐酸化性の金属膜をめっき法により形成すると、図７に示すように、アルミ電極パッド４３の上だけでなく、ガイドリング４７やＴＥＧ（図示せず）上にもめっき被膜として耐酸化性金属被膜４８が析出してしまう。

一般に、半導体チップ４２の能動面４２ａには、通常、パッシベーション膜として有機絶縁膜であればポリイミドなどの高耐熱性材料などを用いる場合や、さらにパッシベーション膜が、無機材料であれば、ＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機絶縁膜４９が形成されている。図７に示すように、耐酸化性金属被膜４８は無機絶縁膜４９の表面と同じまたはそれ以上の高さまで析出し、基板内でもバラツキが生じている。そのため、スロープ４５を形成する樹脂は、ガイドリング４７やＴＥＧ上に形成された耐酸化性金属被膜４８と、接続配線４６との間の絶縁性を確保するために、ガイドリング４７やＴＥＧと対応する箇所の厚みを耐酸化性金属被膜４８がない場合に比べて厚くしなければならない。

また、インクジェット法では、厚みの厚い接続配線４６を形成する場合は、導電性インクの、吐出、乾燥、焼成を何度も繰り返す必要があり、工数が大きくなるとともに高価な導電性インクを多く使用する必要があり、製造コストが高くなるという問題もある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体チップのアルミ電極パッドと基板の電極パッド（配線パターン）との接続配線に導電性インクを用いたインクジェット法で形成する場合に比べて、半導体装置を小型化・薄型化し、低コストで信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法は、第１電極パッドが形成された能動面の前記第１電極パッドより外側に導電層が形成された半導体チップが、実装面に第２電極パッドが形成された基板に対して前記能動面と反対側の面を前記実装面に向けて実装される半導体装置の製造方法であって、前記実装面と前記能動面との段差を緩和する絶縁材製のスロープを、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間に前記導電層を覆うように形成するスロープ形成工程と、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとを電気的に接続する接続配線を形成するため前記スロープ上に触媒インクを吐出して触媒層を形成する触媒層形成工程と、前記第１電極パッド、前記第２電極パッド及び前記触媒層上にめっき被膜を形成して前記接続配線を形成する無電解めっき工程とを備える。

ここで、「第１電極パッドより外側に形成された導電層」とは、ウエハー上における各半導体チップの領域を規定するガイドリングや半導体チップの設計、製造等の各段階で発生する問題点の要因究明に利用される評価用端子（ＴＥＧ：Test Element Group）を構成する導電層を意味する。また、「実装面と半導体チップの能動面との段差」とは、能動面がパッシベーション膜で被覆されていない場合は、文字通り実装面と能動面との差を意味するが、能動面がパッシベーション膜で被覆されている場合は、実装面とパッシベーション膜表面との差を意味する。

この構成によれば、第１電極パッドと第２電極パッドとを接続する接続配線をインクジェット法により形成する場合と異なり、第１電極パッド上に耐酸化性金属被膜を形成する際に半導体チップの第１電極パッドより外側に形成されたガイドリング等の導電層上に耐酸化性金属被膜が形成されることがない。そのため、第１電極パッドと第２電極パッドとを接続する接続配線と、導電層との絶縁性を確保するために導電層を覆うように形成されるスロープの部分の厚みを、接続配線をインクジェット法で形成する場合に比べて薄くすることができ、半導体装置を小型化することができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、前記触媒インクはめっき触媒を担持したカップリング剤が溶媒に分散されたものである。この構成によれば、触媒層はスロープとの密着性が高いカップリング剤を介してスロープ上に形成されるため、製造工程を複雑にせずに接続配線とスロープとの密着性を高めることができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、前記めっき触媒はパラジウムであり、前記カップリング剤はシランカップリング剤である。この構成によれば、めっき触媒及びカップリング剤に市販品を使用することができ、入手が容易になる。また、パラジウムは接続配線の材料に適した多くの種類の金属を無電解めっきで析出させることができるため、めっき触媒として好ましい。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドはアルミ電極パッドであり、前記無電解めっき工程は酸化膜除去工程及びジンケート処理工程を備えている。第１電極パッド及び第２電極パッドを材質がアルミニウム又はアルミニウム合金であるアルミ電極パッドとした場合、アルミ電極パッドの表面に存在する酸化膜を除去することと、アルミ電極パッドの表面を無電解めっき金属が析出し易い状態にすることとが必要である。この構成によれば、ジンケート処理によりアルミ電極パッドの表面が無電解めっき金属の析出し易い状態になった状態で、接続配線を形成するための無電解めっきを行うことができる。そのため、ジンケート処理後に無電解めっきにより耐酸化性金属被膜を形成した後、接続配線をインクジェット法で形成する場合に比べて、酸化膜除去から接続配線の形成完了までに要する時間を短縮することができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、前記半導体チップは複数個積層され、各半導体チップ上の各第１電極パッドと前記第２電極パッドとを接続する前記接続配線は、前記基板の厚さ方向において重ならない状態で形成されている。この構成によれば、各半導体チップ上の各第１電極パッドと基板の第２電極パッドとを接続する接続配線のめっき被膜を同時に形成することができ、各半導体チップ用の接続配線が厚さ方向に重なる構造に比べて、製造に要する時間を短くすることができる。また、最上部に積層された半導体チップ用の接続配線のスロープと対応する部分の実装面までの距離（高さ）を、各半導体チップ用の接続配線が厚さ方向に重なる構造に比べて低くすることができる。

また、本発明の半導体装置の製造方法においては、前記接続配線は表面に金めっき層が形成されている。この構成によれば、表面に金めっき層が存在しない場合に比べて、接続配線の導電性及び耐酸化性を向上させることができる。また高価なＡｕを大量に使用することなく、低コスト化が実現できる。

（ａ）は第１の実施形態の半導体装置の部分模式斜視図、（ｂ）は１層目の半導体チップ用の接続配線の箇所で切断した部分断面図、（ｃ）はその部分拡大断面図。 半導体装置の製造工程を示すフローチャート。 半導体チップが基板に接合された状態の部分斜視図。 （ａ）はスロープが形成された状態の部分斜視図、（ｂ）は触媒パターンが形成された状態の部分斜視図。 （ａ）は第２の実施形態の半導体装置の製造工程で半導体チップが積層された状態の斜視図、（ｂ）は半導体装置の部分断面図。 別の実施形態の半導体装置の部分模式斜視図。 従来技術の半導体装置の部分断面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、以下の図面においては、図面を見易くするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率等を適宜異ならせてある。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、半導体装置１０は、基板１１と、基板１１の実装面１１ａ上に積層された半導体チップ１２と、半導体チップ１２の能動面１２ａ上に積層された半導体チップ１３とを備えている。半導体チップ１２は能動面１２ａと反対側の面を基板１１の実装面１１ａに向けて図示しない接着剤により実装面１１ａに接合されている。半導体チップ１３は能動面１３ａと反対側の面を半導体チップ１２の能動面１２ａに向けて図示しない接着剤により能動面１２ａに接合されている。即ち、各半導体チップ１２，１３は、能動面１２ａ，１３ａと反対側の面を基板１１の実装面１１ａに向けて実装されるいわゆるフェイスアップ実装により基板１１に実装されている。

半導体チップ１２，１３の能動面１２ａ，１３ａには第１電極パッド１２ｂ，１３ｂが形成されるとともに、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂより外側に導電層からなるガイドリング１５が形成されている。第１電極パッド１２ｂ，１３ｂは、基板１１の実装面１１ａに形成された第２電極パッド１６と接続配線１７ａ，１７ｂを介してそれぞれ電気的に接続されている。第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及び第２電極パッド１６は、材質がアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されたアルミ電極パッドである。

第２電極パッド１６は、実装面１１ａ上に基板１１の一辺に沿って等ピッチで形成されている。一方、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂは、第２電極パッド１６のピッチの２倍のピッチで、かつ第２電極パッド１６に対して一つ置きで対向するように、互いに千鳥状の配置となるように形成されている。即ち、第１電極パッド１２ｂと第２電極パッド１６とを接続する接続配線１７ａと、第１電極パッド１３ｂと第２電極パッド１６とを接続する接続配線１７ｂとは互いに重ならない状態に形成されている。なお、半導体装置１０は、図示を省略した側にも同様に第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及び接続配線１７ａ，１７ｂが形成されている。

図１（ｂ），（ｃ）に示すように、能動面１２ａ，１３ａは、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及びガイドリング１５が形成された部分を除いてパッシベーション膜１８で覆われている。なお、図１（ａ）ではパッシベーション膜１８の図示を省略している。即ち、パッシベーション膜１８の表面が半導体チップ１２，１３の能動面１２ａ，１３ａ側の表面になる。

実装面１１ａの第２電極パッド１６と１層目の半導体チップ１２の端面との間には、実装面１１ａとパッシベーション膜１８表面との段差を緩和する絶縁材製のスロープ１９が形成されている。スロープ１９は半導体チップ１２の端面に沿って延びるように形成されるとともに、一端（下端）が第２電極パッド１６に近接し、他端が半導体チップ１２のパッシベーション膜１８上を第１電極パッド１２ｂの端部と対応する位置まで延びてガイドリング１５を覆うように形成されている。

１層目の半導体チップ１２の第１電極パッド１２ｂと２層目の半導体チップ１３の端面との間には、半導体チップ１２のパッシベーション膜１８と、半導体チップ１３のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和する絶縁材製のスロープ２０が形成されている。スロープ２０は半導体チップ１３の端面に沿って延びるように形成されるとともに、一端（下端）が第１電極パッド１２ｂに近接し、他端が半導体チップ１３のパッシベーション膜１８上を第１電極パッド１３ｂの端部と対応する位置まで延びてガイドリング１５を覆うように形成されている。したがって、実装面１１ａと２層目の半導体チップ１３の能動面１３ａであるパッシベーション膜１８表面との段差は二つのスロープ１９，２０によって緩和されるようになっている。

スロープ１９，２０は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂により形成されている。そして、図１（ｃ）に示すように、触媒層としての触媒パターン２１がスロープ１９，２０の上を通るように形成されており、接続配線１７ａ，１７ｂは触媒パターン２１上に形成されている。スロープ１９，２０は、接続配線１７ｂ用の触媒パターン２１が形成される部分においては連続するように形成されている。なお、この連続する部分を省略してもよい。

次に上述した半導体装置１０の製造方法について説明する。
図２に示すように、半導体装置１０の製造方法は、半導体チップ接合工程Ｓ１と、スロープ形成工程Ｓ２と、触媒パターン形成工程Ｓ３と、焼成工程Ｓ４と、酸性脱脂工程Ｓ５と、硝酸洗浄工程Ｓ６と、ジンケート処理工程Ｓ７と、無電解Ｎｉめっき工程Ｓ８と、無電解Ａｕめっき工程Ｓ９とを備えている。触媒パターン形成工程Ｓ３及び焼成工程Ｓ４により、第１電極パッド１２ｂと第２電極パッド１６とを結ぶ配線形成領域及び第１電極パッド１３ｂと第２電極パッド１６とを結ぶ配線形成領域に触媒インクを吐出して触媒層を形成する触媒層形成工程が構成される。また、酸性脱脂工程Ｓ５、硝酸洗浄工程Ｓ６、ジンケート処理工程Ｓ７、無電解Ｎｉめっき工程Ｓ８及び無電解Ａｕめっき工程Ｓ９により、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂと第２電極パッド１６とを電気的に接続する接続配線１７ａ，１７ｂを形成する無電解めっき工程が構成される。

半導体チップ接合工程Ｓ１では、先ず基板１１の実装面１１ａ上に、半導体チップ１２が、その能動面１２ａと反対側の面を実装面１１ａに向けた状態で樹脂製の接着剤を介して接合される。次に半導体チップ１２のパッシベーション膜１８上に、半導体チップ１３が、その能動面１３ａと反対側の面を半導体チップ１２の能動面１２ａに向けた状態で樹脂製の接着剤を介して接合される。その結果、図３に示すように、基板１１上に２個の半導体チップ１２，１３がフェイスアップ状態で積層された状態になる。

スロープ形成工程Ｓ２では、基板１１の実装面１１ａと半導体チップ１２のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和する絶縁性のスロープ１９と、半導体チップ１２のパッシベーション膜１８表面と、半導体チップ１３のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和する絶縁材製のスロープ２０が形成される。スロープ１９，２０は、ガイドリング１５を覆うように形成される。スロープ１９，２０は、絶縁材料を含む液状体を液体噴射装置の液体吐出ヘッドから液滴として吐出するインクジェット法（液滴吐出法）によって形成される。この実施形態では液体噴射装置として、複数の液体（インク）を一つのヘッドの複数のノズル群に別々に供給するような構造の吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を備えたインクジェットプリンターを使用し、一つの液体噴射装置でスロープ形成用の液状体及び触媒パターン形成工程Ｓ３での触媒インクを吐出するようにした。

先ず基板１１の実装面１１ａと半導体チップ１２のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和するスロープ１９を形成するため、液状体が、半導体チップ１２の第１電極パッド１２ｂ側の端面全体に付着するとともに、パッシベーション膜１８表面の第１電極パッド１２ｂと対応する位置に達するように吐出される。また、半導体チップ１２のパッシベーション膜１８表面と半導体チップ１３のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和するスロープ２０を形成するため、液状体が、半導体チップ１３の第１電極パッド１３ｂ側の端面全体に付着するとともに、パッシベーション膜１８表面の第１電極パッド１３ｂと対応する位置に達するように吐出される。次いで加熱処理を施して、液状体を乾燥させつつ熱硬化性樹脂を硬化させることにより、スロープ１９，２０の形成が完了して、図４（ａ）に示す状態になる。

触媒パターン形成工程Ｓ３では、スロープ１９，２０上に、インクジェット法により触媒インク（触媒液）が吐出されて、接続配線１７ａ，１７ｂの形状に合わせた形状に触媒パターン２１が描画されて、図４（ｂ）に示す状態になる。触媒インクとしては、めっき触媒を担持したカップリング剤が溶媒に分散されたものが使用される。具体的には、めっき触媒としてのパラジウムを担持可能な官能基であるアミノ基を有するシランカップリング剤、例えばアルキルトリアルコキシシラン類（いわゆる、アミノ系シランカップリング剤）が使用される。そして、スロープ１９，２０の表面に存在するＯＨ基と、シランカップリング剤のアルコキシ基が加水分解されたシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）とが水素結合で結合された状態となる。触媒パターン２１は、非常に薄く、例えば、単分子膜で形成される。

焼成工程Ｓ４では、スロープ１９，２０の表面に存在するＯＨ基と、シランカップリング剤のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）との脱水縮合反応が進み、シランカップリング剤とスロープ１９，２０とは水素結合より強固な共有結合で結合された状態となる。また、隣り合うシランカップリング剤のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）の間でも脱水縮合反応が進み、隣り合うシランカップリング剤同士も強固な共有結合で結合された状態となる。その結果、触媒パターン２１はスロープ１９，２０に対して十分な密着性を維持することができる状態になる。

カップリング剤がスロープ１９，２０に固定される脱水縮合反応を円滑に行わせるためには、焼成温度は、１００℃以上、好ましくは１２０℃である。カップリング剤が分散された有機溶媒の沸点がこの温度以下であれば、焼成温度は１００℃以上、好ましくは１２０℃となる。しかし、触媒を担持したカップリング剤の触媒インク中での分散状態や触媒インクがインクジェットヘッドから吐出されて基板１１の実装面１１ａ等に着弾した際の濡れ広がり状態が適切な状態になる有機溶媒の沸点は１５０℃以上のため、焼成温度はカップリング剤が分散されている有機溶媒の沸点以上である１５０〜２５０℃が好ましい。

酸性脱脂工程Ｓ５では、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及び第２電極パッド１６の表面に付着している有機物の除去が行われる。酸性脱脂処理は、焼成工程Ｓ４が終わった半導体装置１０の酸性脱脂液への浸漬及び水洗により行われる。酸性脱脂液としては、無電解めっきの前処理として使用される公知のもの、例えば市販の酸性脱脂液を使用することができる。

硝酸洗浄工程Ｓ６では、酸性脱脂工程Ｓ５が終わった半導体装置１０を硝酸に浸漬して、アルミ電極パッドで構成されている第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及び第２電極パッド１６の表面に存在する酸化被膜が硝酸のエッチング作用により除去される。硝酸に浸漬後、水洗が行われる。

ジンケート処理工程Ｓ７では、配線材料（例えば、Ｎｉ）をアルミニウム上に析出させるために、アルミ電極パッドで構成されている第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及び第２電極パッド１６の表面にジンク（Ｚｎ：亜鉛）を析出させる処理であるジンケート処理が行われる。ジンケート処理は、硝酸洗浄工程Ｓ６が終わった半導体装置１０に公知のジンケート処理を行う。

無電解Ｎｉめっき工程Ｓ８では、ジンケート処理が終わった半導体装置１０を無電解Ｎｉめっき浴に浸漬することにより、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ、第２電極パッド１６及び触媒パターン２１上にＮｉが析出してＮｉ層が形成される。

無電解Ａｕめっき工程Ｓ９では、無電解Ｎｉめっき工程Ｓ８が終わった半導体装置１０を無電解Ａｕめっき浴に浸漬することにより、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ、第２電極パッド１６及び触媒パターン２１上に形成されたＮｉ層上にＡｕが析出してＡｕ層が形成される。その結果、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂと第２電極パッド１６とを電気的に接続する接続配線１７ａ，１７ｂとして、Ｎｉ層とＡｕ層の積層構造からなるめっき層が形成される。そして、各スロープ１９，２０上に接続配線１７ａ，１７ｂが形成された図１（ｃ）に示す状態になる。なお、接続配線１７ａ，１７ｂはＮｉ層とＡｕ層を区別せずに描いている。

以上で基板１１上に２個の半導体チップ１２，１３が積層された半導体装置１０の製造が終了する。
上記実施形態の半導体装置１０の製造方法によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）半導体装置１０の製造方法は、基板１１の実装面１１ａと半導体チップ１２，１３の能動面１２ａ，１３ａとの段差を緩和する絶縁材製のスロープ１９，２０を、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂと第２電極パッド１６との間に導電性のガイドリング１５を覆うように形成するスロープ形成工程Ｓ２を備えている。そして、スロープ１９，２０上の第１電極パッド１２ｂ，１３ｂと第２電極パッド１６とを結ぶ配線形成領域に触媒インクを吐出して触媒パターン２１を形成する触媒パターン形成工程Ｓ３と、第１電極パッド１２ｂと第２電極パッド１６とを電気的に接続する接続配線１７ａ，１７ｂを形成する無電解めっき工程とを備えている。したがって、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂと第２電極パッド１６とを接続する接続配線１７ａ，１７ｂをインクジェット法により形成する場合と異なり、導電性のガイドリング１５上に導電性の耐酸化性金属被膜が形成されることがない。その結果、接続配線１７ａ，１７ｂと、ガイドリング１５との絶縁性を確保するためにガイドリング１５を覆うように形成されるスロープ１９，２０の部分の厚みを、接続配線１７ａ，１７ｂをインクジェット法で形成する場合に比べて薄くすることができ、半導体装置１０を小型化することができる。

また、接続配線１７ａ，１７ｂが無電解めっきで形成されるため、めっき時間を調整することで所望の厚さの接続配線１７ａ，１７ｂを形成することができ、大きな電流を流すために厚さの厚い接続配線１７ａ，１７ｂが必要な場合でも、めっき時間を長くするだけで簡単に形成することができる。また、接続配線１７ａ，１７ｂをインクジェット法で形成する場合に比べて、接続配線１７ａ，１７ｂを構成する金属材料の選択の自由度（選択できる種類）が大きくなり、接続配線１７ａ，１７ｂ自身の薄膜多層化も容易になる。

（２）触媒インクはめっき触媒を担持したカップリング剤が溶媒に分散されたものである。したがって、触媒パターン２１（触媒層）はスロープ１９，２０との密着性が高いカップリング剤を介してスロープ１９，２０上に形成されるため、製造工程を複雑にせずに接続配線１７ａ，１７ｂとスロープ１９，２０との密着性を高めることができる。

（３）めっき触媒はパラジウムであり、カップリング剤はシランカップリング剤である。したがって、めっき触媒及びカップリング剤に市販品を使用することができ、入手が容易になる。また、パラジウムは接続配線１７ａ，１７ｂの材料に適した多くの種類の金属を無電解めっきで析出させることができるため、めっき触媒として好ましい。

（４）第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ及び第２電極パッド１６はアルミ電極パッドであり、無電解めっき工程は硝酸洗浄工程Ｓ６（酸化膜除去工程）及びジンケート処理工程Ｓ７を備えている。そのため、ジンケート処理によりアルミ電極パッドの表面が無電解めっき金属の析出し易い状態になった状態で、接続配線１７ａ，１７ｂを形成するための無電解めっきを行うことができる。したがって、ジンケート処理後に無電解めっきにより耐酸化性金属被膜を形成した後、接続配線１７ａ，１７ｂをインクジェット法で形成する場合に比べて、酸化膜除去から接続配線１７ａ，１７ｂの形成完了までに要する時間を短縮することができる。

（５）接続配線１７ａ，１７ｂは表面に金めっき層が形成されている。したがって、表面に金めっき層が存在しない場合に比べて、接続配線１７ａ，１７ｂの導電性及び耐酸化性を向上させることができる。

（６）積層された２個の半導体チップ１２，１３上の各第１電極パッド１２ｂ，１３ｂと第２電極パッド１６とを接続する接続配線１７ａ，１７ｂは、基板１１の厚さ方向において重ならない状態で形成されている。したがって、接続配線１７ａ，１７ｂのメッキ被膜を同時に形成することができ、両接続配線１７ａ，１７ｂが厚さ方向に重なる構造に比べて、製造に要する時間を短くすることができる。また、接続配線１７ｂのスロープ１９と対応する部分の実装面１１ａまでの距離（高さ）を、両接続配線１７ａ，１７ｂが厚さ方向に重なる構造に比べて低くすることができる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図５（ａ），（ｂ）にしたがって説明する。この実施形態では、基板上に積層される半導体チップの個数と、異なる半導体チップの第１電極パッドと基板の第２電極パッドとを接続する接続配線が基板の厚さ方向において重なるように形成されている点とが第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態と基本的に同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、基板１１上には１層目の半導体チップ１２、２層目の半導体チップ１３及び３層目の半導体チップ１４が順に積層されている。実装面１１ａ上には１２個の第２電極パッド１６が基板１１の一辺に平行に３列、即ち半導体チップ１２，１３，１４の数に等しい列数、かつ等ピッチで形成されている。半導体チップ１２，１３，１４の能動面１２ａ，１３ａ，１４ａ上には第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂがそれぞれ第２電極パッド１６と同じピッチで１列に形成されている。そして、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ及び第２電極パッド１６が１個ずつ一直線上に位置するように配置されている。

図５（ｂ）に示すように、実装面１１ａと１層目の半導体チップ１２のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和するスロープ１９は第１の実施形態と同様に形成されている。しかし、実装面１１ａと２層目の半導体チップ１３のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和するスロープ２２は接続配線１７ａを覆うように形成され、実装面１１ａと３層目の半導体チップ１４のパッシベーション膜１８表面との段差を緩和するスロープ２３は接続配線１７ｂを覆うように形成されている。

この半導体装置２４を製造する場合は、基板１１上に半導体チップ１２，１３，１４を積層した後、先ず、１層目の半導体チップ１２の接続配線１７ａを形成するためにスロープ形成工程Ｓ２から無電解Ａｕめっき工程Ｓ９までの各工程を実施する。次に２層目の半導体チップ１３の接続配線１７ｂを形成するためにスロープ形成工程Ｓ２から無電解Ａｕめっき工程Ｓ９までの各工程を実施した後、３層目の半導体チップ１４の接続配線１７ｃを形成するためにスロープ形成工程Ｓ２から無電解Ａｕめっき工程Ｓ９までの各工程を実施する必要がある。なお、各半導体チップ１２，１３，１４上のガイドリング１５上にめっき被膜が形成されないように、スロープ１９を形成するスロープ形成工程Ｓ２の際に、スロープ２２，２３のうちガイドリング１５を覆う部分が形成される。そして、スロープ２２の残りの部分は、接続配線１７ａの形成後、接続配線１７ｂを形成する際のスロープ形成工程Ｓ２で形成され、スロープ２３の残りの部分は、接続配線１７ｂの形成後、接続配線１７ｃを形成する際のスロープ形成工程Ｓ２で形成される。

そのため、各半導体チップ１２，１３，１４のガイドリング１５にはいずれもめっき被膜は形成されない。しかし、第１電極パッド１３ｂ及び第１電極パッド１３ｂに対応する第２電極パッド１６上には第１電極パッド１２ｂ上に形成されるめっき被膜の２倍の厚さのめっき被膜が形成される。また、第１電極パッド１４ｂ及び第１電極パッド１４ｂに対応する第２電極パッド１６上には第１電極パッド１２ｂ上に形成されるめっき被膜の３倍の厚さのめっき被膜が形成される。なお、図５（ｂ）では厚さを同じに図示している。したがって、各半導体チップ１２，１３，１４のパッシベーション膜１８の厚さが同じ場合、半導体チップ１３，１４では第１電極パッド１３ｂ，１４ｂと対応する部分のめっき被膜がパッシベーション膜１８の表面から突出した状態になるが支障はない。第１電極パッド１３ｂ，１４ｂと対応する部分のめっき被膜がパッシベーション膜１８の表面から突出した状態になるのを避けるため、半導体チップ１３，１４において第１電極パッド１３ｂ，１４ｂの周辺の厚さを厚く形成してもよい。

したがって、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（５）と同様な効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（７）異なる半導体チップの第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂと基板１１の第２電極パッド１６とを接続する接続配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃが基板１１の厚さ方向において重なるように形成されている。したがって、各接続配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃが基板１１の厚さ方向において重ならない状態、即ち、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの配置間隔を第２電極パッド１６の配列ピッチの整数倍に形成する場合に比べて、半導体チップ１２，１３の幅方向（第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの配列方向）の長さを短くすることができる。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
・ ジンケート処理工程Ｓ７の後に無電解めっきで接続配線１７ａ，１７ｂを形成する場合、接続配線１７ａ，１７ｂはＮｉ層とＡｕ層との積層構造に限らない。例えば、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇから選択されたいずれか一つの金属で接続配線１７ａ，１７ｂを形成したり、複数の選択された金属の無電解めっきを行って金属層が複数積層された構成（例えば、Ｎｉ層／Ｃｕ層、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層）としたり、複数の金属からなる合金めっきで接続配線１７ａ，１７ｂを形成したりしてもよい。例えば、無電解Ｎｉめっき、無電解Ｃｕめっき、無電解Ａｕめっきを連続して行い、接続配線１７ａ，１７ｂを表層側からＡｕ層、Ｃｕ層、Ｎｉ層の３層構成としてもよい。Ｎｉ層はＣｕめっきの下地層として優れているため、Ｃｕ層はＮｉ層の上に形成するのが好ましい。

・ 半導体チップ１２，１３，１４は、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂが形成された能動面１２ａ，１３ａ，１４ａの第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂより外側に形成される導電層として、ガイドリング１５の他にＴＥＧ（評価用端子）が形成された構成のものを使用してもよい。また、ガイドリング１５がなくＴＥＧのみが形成されたものを使用してもよい。

・ 半導体装置は、半導体チップ１２，１３，１４の第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂがそれぞれ基板１１の第２電極パッド１６と接続配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃで直接接続される構成に限らない。例えば、図６に示すように、第２電極パッド１６が第１電極パッド１２ｂと接続配線２５ａで接続され、第１電極パッド１２ｂが第１電極パッド１３ｂと接続配線２５ｂで接続される構成の半導体装置２６に適用したり、３個以上の半導体チップ１２等が積層された半導体装置に同様な構成を適用したりしてもよい。また、両方の構成の接続配線１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び接続配線２５ａ，２５ｂが存在する構成であってもよい。

・ 半導体装置は半導体チップが２層又は３層に積層された多層チップ半導体装置に限らず、４層以上のものや半導体チップが１層のものであってもよい。また、半導体チップとして第１電極パッドが対向する２辺に沿って配列されたものに限らず、第１電極パッドが１辺だけに形成されたものや、半導体チップ１２の４辺に沿って配列されたものに適用してもよい。

・ 触媒インクに使用されるシランカップリング剤は、めっき触媒としてのパラジウムを担持可能な官能基としてアミノ基を有するものに限らず、例えば、イミダゾール基を有するものであってもよい。

・ 触媒パターン形成工程Ｓ３は、めっき触媒を担持したカップリング剤が溶媒に分散された触媒インクをスロープ１９等上に吐出して触媒パターン２１を形成する方法に限らない。例えば、めっき触媒（パラジウム）を担持可能なカップリング剤（シランカップリング剤）溶液をスロープ１９，２０上に吐出してカップリング剤層を形成した後、Ｐｄ触媒化処理を実施して触媒パターン２１を形成してもよい。

・ 触媒層形成工程の実施時期、即ち触媒パターン２１の形成時期は、無電解めっき工程を実施する前に限らず、ジンケート処理工程Ｓ７の後、即ち無電解めっきにより無電解めっき浴中の金属をめっき被膜として析出させる前に行ってもよい。

・ めっき触媒の触媒金属はパラジウムに限らず、亜鉛やニッケルを吸着（担持）可能な金属、例えば金であってもよい。
・ スロープ１９，２０，２２，２３を構成する絶縁材料はエポキシ系の熱硬化性樹脂に限らず、例えば、フェノール系やメラミン系の熱硬化性樹脂を使用したり、光硬化性樹脂を使用したりしてもよい。

・ 触媒パターン２１は、第１電極パッド１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ及び第２電極パッド１６を覆うように形成してもよい。触媒パターン２１は、非常に薄く、例えば、単分子膜で形成されるため、第１電極パッド１２ｂ等及び第２電極パッド１６と接続配線１７ａ等との間で電流や電気信号は支障なく導通する。

Ｓ２…スロープ形成工程、Ｓ７…無電解めっき工程を構成するジンケート処理工程、Ｓ８…無電解めっき工程を構成する無電解Ｎｉめっき工程、Ｓ９…無電解めっき工程を構成する無電解Ａｕめっき工程、１０，２４，２６…半導体装置、１１…基板、１１ａ…実装面、１２，１３，１４…半導体チップ、１５…導電層としてのガイドリング、１２ａ，１３ａ，１４ａ…能動面、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ…第１電極パッド、１６…第２電極パッド、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，２５ａ，２５ｂ…接続配線、１９，２０，２２，２３…スロープ。

Claims (6)

1. 第１電極パッドが形成された能動面の前記第１電極パッドより外側に導電層が形成された半導体チップが、実装面に第２電極パッドが形成された基板に対して前記能動面と反対側の面を前記実装面に向けて実装される半導体装置の製造方法であって、
   前記実装面と前記能動面との段差を緩和する絶縁材製のスロープを、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間に前記導電層を覆うように形成するスロープ形成工程と、
   前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとを電気的に接続する接続配線を形成するため前記スロープ上に触媒インクを吐出して触媒層を形成する触媒層形成工程と、
   前記第１電極パッド、前記第２電極パッド及び前記触媒層上にめっき被膜を形成して前記接続配線を形成する無電解めっき工程と
   を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記触媒インクはめっき触媒を担持したカップリング剤が溶媒に分散されたものである請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記めっき触媒はパラジウムであり、前記カップリング剤はシランカップリング剤である請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記第１電極パッド及び前記第２電極パッドはアルミ電極パッドであり、前記無電解めっき工程は酸化膜除去工程及びジンケート処理工程を備えている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記半導体チップは複数個積層され、各半導体チップ上の各第１電極パッドと前記第２電極パッドとを接続する前記接続配線は、前記基板の厚さ方向において重ならない状態で形成されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記接続配線は表面に金めっき層が形成されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

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