JP2001144223A - 再配置チップサイズパッケージ及びその製造方法 - Google Patents
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- H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
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- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
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- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05647—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05655—Nickel [Ni] as principal constituent
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
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- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05664—Palladium [Pd] as principal constituent
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- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
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- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05666—Titanium [Ti] as principal constituent
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- H01L2224/0554—External layer
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- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05671—Chromium [Cr] as principal constituent
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/1302—Disposition
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Abstract
せて、信頼性を向上させることができるウェーハレベル
チップサイズパッケージ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体素子は、半導体基板42と、その
上のパッシベーション層46と、パッシベーション層4
6から露出される複数のチップパッド44とを含む半導
体チップと、半導体チップの上部に形成され、チップパ
ッド44に電気的に接続される銅再配線層52と、銅再
配線層52上に設けられる障壁金属層54と、障壁金属
層54上に設けられるポリマー層56と、ポリマー層5
6の開口部から露出される銅再配線層52の一部分に電
気的に接続される複数の外部接続端子62とを含む。障
壁金属層54は、Cr、Ni又はNi−Cr層を含み、
金属中間複合層をさらに含むことができる。半導体素子
は、各外部接続端子62の下部に第2UBM層をさらに
含むことができる。
Description
に関し、より詳しくは、再配置チップサイズパッケージ
及びそのウェーハレベルでの製造方法に関する。
型化が進行している。このような小型化は、半導体パッ
ケージング技術に多くの影響を与えている。半導体パッ
ケージとは、微細回路が設計された集積回路チップを電
子機器に実装して使用できるように、プラスチック樹脂
等で封止した形態を言う。通常、半導体パッケージは、
チップのサイズより大きい。小型化に対応するため、パ
ッケージとチップ間とのサイズ差異を縮小し、チップス
ケールパッケージ(又はチップサイズパッケージ)(C
SP)と呼ばれる新たなパッケージタイプを開発してい
る。そのうち、ウェーハレベルチップサイズパッケージ
は、個別チップ単位でパッケージ組立を進行する典型的
なパッケージ製造方法とは異なり、ウェーハレベルでC
SPを組立する。ウェーハレベルチップサイズパッケー
ジは、通常フリップチップボンディングを利用する。フ
リップチップボンディングでは、チップ上のアルミニウ
ムパッドを、他の位置のより大きいパッドに接続する再
配置技術を利用する。再配置されたパッド上には、各々
ソルダボール等の外部接続端子が形成される。パッドの
再配置及びソルダボールの形成には、一連のパッケージ
製造工程がウェーハレベルで行われる。半導体ウェーハ
は、半導体基板、例えばシリコン基板上に設けられた複
数の集積回路チップを含む。図1は、ウェーハ10を概
略的に図示しており、図2は、図1のA部分の拡大平面
図である。図1及び図2に示すように、集積回路チップ
20は、上面に複数のチップパッド22を有し、スクラ
イブライン14により区分されている。チップパッド2
2を除いたチップ20の上面には、パッシベーション層
24が覆っている。図3は、ウェーハレベルで製造され
た複数のチップサイズパッケージ30を示す。図2のチ
ップ20のチップバッド22に電気的に接続される図3
の外部接続端子36の位置は、チップパッド22の位置
と異なる。上述したように、外部接続端子36の各パッ
ドの位置は、再配線により対応するチップパッド22か
ら再配置される。スクライブライン14に沿って図3の
ウェーハ10を切断すると、個別パッケージ30に分離
される。図4は、従来のウェーハレベルチップサイズパ
ッケージ30の一部分を示す断面図である。図4に示す
ように、半導体基板12の上面には、チップパッド22
及びパッシベーション層24が形成されている。パッシ
ベーション層24上には、ストレス吸収及び絶縁機能を
有する第1ポリマー層31が形成され、チップパッド2
2及び第1ポリマー層31上には、UBM(Under Barr
ier Metal)層32が形成される。UBM層32上に
は、再配線層33が形成され、再配線層33上には、第
2ポリマー層34が形成される。第2ポリマー層34
は、外部環境ストレスから再配線層33を保護する。再
配線層33の一部には、他のUBM層35を通り外部接
続端子36が接続される。
は、導電性に優れた銅を使用して形成される。しかしな
がら、銅は、大気中の酸素と反応しやすく、特にポリマ
ー層34の硬化工程のような高温で酸化しやすい。この
ような銅の特性は、他の材料との接着力を低下させる要
因となる。特に、図4のウェーハレベルチップサイズパ
ッケージ30の構造において、銅の酸化は、銅再配線層
33と第2ポリマー層34間の接着力を低下させ、これ
によりパッケージの信頼性を悪化させる。本発明の目的
は、銅再配線層とポリマー層間の接着力を増加させて、
信頼性を向上させることができるウェーハレベルチップ
サイズパッケージ及びその製造方法を提供することにあ
る。
は、半導体チップと、第1ポリマー層と、1つ以上の第
1UBM層と、銅再配線層と、障壁金属層と、第2ポリ
マー層と、外部接続端子とを含む。半導体チップは、半
導体基板と、その上のパッシベーション層と、前記パッ
シベーション層から露出される複数のチップパッドとを
含む。パッシベーション層上には、第1ポリマー層が形
成される。チップパッド及び第1ポリマー層の上部に、
第1UBM層が形成される。銅再配線層は、前記第1U
BM層の上部に形成され、前記チップパッドに電気的に
接続される。第2ポリマー層は、第1ポリマー層及び銅
再配線層上に形成される。障壁金属層は、銅再配線層上
に形成される。外部接続端子は、前記第2ポリマー層の
開口部から露出される前記銅再配線層の一部分に電気的
に接続される。障壁金属層は、Cr、Ni又はNi-C
r層を含み、その厚さは、約0.1μm〜約50μmで
あることが好ましい。また、障壁金属層は、Cr、Ni
又はNi-Cr層の表面をシラン系又はアゾール系化合
物溶液と反応させることにより形成される金属中間複合
層をさらに含むことができる。通常、半導体素子は、各
外部接続端子の下部に第2UBM層をさらに含む。第
1、第2ポリマー層は、ポリイミド、ポリベンゾオキサ
ゾル、ベンゾシクロブテン及びエポキシよりなる群から
選ばれる。本発明の半導体素子の製造方法は、第1段階
として、半導体基板と、その上のパッシベーション層
と、該パッシベーション層の開口部から露出される複数
のチップパッドとを含む半導体ウェーハを準備する段階
と、第2段階として、前記パッシベーション上に第1ポ
リマー層を形成する段階と、第3段階として、前記チッ
プバッド及び第1ポリマー層上に第1UBM層を形成す
る段階と、第4段階として、第1UBM層上に、前記チ
ップパッド電気的に接続されるように、銅再配線層を形
成する段階と、第5段階として、前記銅再配線層上に障
壁金属層を形成する段階と、第6段階として、前記銅再
配線層により露出される前記第1UBM層の部分を除去
する段階と、第7段階として、前記第1ポリマー層及び
前記銅再配線層上に第2ポリマー層を形成する段階と、
第8段階として、前記第2ポリマー層により露出される
前記銅再配線層の部分に複数の外部接続端子を形成する
段階とを含む半導体素子の製造方法が提供される。前記
第5段階は、前記銅再配線層上にCr、Ni、又はNi
-Crをメッキする段階を含むことができる。メッキ
後、前記第5段階は、前記Cr又はNi層の表面とシラ
ン系又はアゾール系化合物溶液とを反応させることによ
り、金属中間複合層を形成する段階をさらに含むことが
できる。前記シラン系化合物は、ビニルトリアセトキシ
シラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β
-メトキシエトキシ)シラン、N-β(アミノエチル)γ
-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミ
ノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-
β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-γ-アミ
ノプロピルトリメトキシシラン及びγ-クロロプロピル
トリメトキシシランよりなる群から選ばれる。前記アゾ
ール化合物は、ポリベンゾイミダゾール、ベンゾトリア
ゾール、8-アザアデニン及び5-カルボキシベンゾトリ
アゾールよりなる群から選ばれる。前記第8段階の前
に、前記各外部接続端子の下部に第2UBM層を形成す
る段階をさらに含むことがでぎる。また、前記第8段階
の後に、前記半導体ウェーハを切断して個別パッケージ
に分離する段階をさらに含むことができる。
照して説明する。 (第1実施例)図5〜図12は、本発明の第1実施例に
よる再配置ウェーハレベルチップサイズパッケージの製
造工程を示す。図5に示すように、半導体ウェーハ40
は、半導体基板42上に設けられた複数のチップパッド
44及びパッシベーション層46を含む。また、半導体
基板42は、従来の集積回路製作技術により製作された
集積回路素子(図示せず)を含む。チップパッド44
は、例えばアルミニウムよりなる。パッシベーション層
46は、集積回路素子を保護するため、例えば窒化膜で
形成され、チップパッド44を除いた半導体ウェーハ4
0全面を覆う。前記半導体ウェーハ40の構造は、従来
のウェーハレベルチップサイズパッケージ製造用のウェ
ーハと同一である。まず、図6に示すように、パッシベ
ーション層46上に、第1ポリマー層48を形成する。
この第1ポリマー層48には、チップバッド44を露出
させる開口49が形成される。第1ポリマー層48は、
熱応力を吸収し、緩和する緩衝層として機能するだけで
なく、絶縁層として機能する。第1ポリマー層48の材
料としては、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ベ
ンゾシクロブテン又はエポキシを挙げることができる。
第1ポリマー層48は、ウェーハ上にポリマー材料を塗
布し、チップパッド44に対応する部分49を除去する
ことにより形成される。本技術分野で周知のように、ス
ピンコート法により、ウェーハ上にポリマー材料を塗布
することができ、フォトリソグラフィ工程により、チッ
プパッド44を露出させる開口49を形成することがで
きる。第1ポリマー層48は、厚さが約2μm〜約50
μmであり、約300℃で約2時間硬化される。次に、
第1UBM層50を形成する。周知のように、UBM層
は、スパッタリングにより形成することができ、接着促
進層、拡散防止層及びメッキ層として機能する。図7
は、第1ポリマー層48上に蒸着された第1UBM層5
0を示す。第1UBM層は、例えば、チタニウム及び銅
を組み合わせて形成することができ、必要に応じて他の
金属らを組み合わせて形成することができる。第1UB
M層50を蒸着した後、銅再配線層52を形成する。上
述したように、銅再配線層52は、チップパッド44を
再配置するための配線パターンであり、図8に示すよう
に、チップパッド44に電気的に接続される。再配線層
52を形成するためには、まず、第1UBM層50上に
フォトレジストを塗布し、所定のパターンでパターニン
グする。その後、第1UBM層50の露出された部分
に、銅をメッキする。この際、第1UBM層50は、メ
ッキ電極として機能する。メッキにより形成された銅再
配線層の厚さは、約5μmである。再配線層52を形成
した後、再配線層52上に、障壁金属層54を形成す
る。図9は、銅再配線層52上に形成された障壁金属層
54を示す。図9に示すように、障壁金属層54は、メ
ッキにより形成された単一層である。障壁金属層54
は、銅の酸化を抑制することができるとともに、銅及び
ポリマーとの接着力に優れた金属よりなる。障壁金属層
54の材料としては、クロム又はニッケルが好ましい。
メッキ方法としては、電解メッキが好ましいが、メッキ
材料によって無電解メッキを使用してもよい。電解メッ
キにより障壁金属層54を形成する場合、第1UBM層
50上に前記再配線層50をメッキするために使用した
メッキ電極(第1UBM層50)及びフォトレジストパ
ターンを、再配線層52上に障壁金属層54をメッキす
るために使用することができる。従って、障壁金属層5
4のメッキは、他の追加的な装置又は工程を必要としな
い。上記メッキ工程によると、障壁金属層54の形成速
度も速いし、且つ均一の層が得られるため、電気的特性
に優れる。障壁金属層54の電解メッキ工程を図13を
参照として説明する。図13に示すように、ウェーハ4
0の表面がメッキ装置80内で電解メッキされる。メッ
キ浴82は、所定のメッキ材料に応じて選択された各種
電解質84が含有されている。電源86の両極に各々連
結されたウェーハ40及びメッキ電極88を、メッキ浴
82に浸す。ウェーハ40上の第1UBM層50(図
9)は、他のメッキ電極として作用する。従って、フォ
トレジストパターンを通り露出した銅再配線層52(図
9)上に、障壁金属層54(図9)がメッキされる。メ
ッキにより形成された障壁金属層54の厚さは、約0.
1μm〜約50μmである。メッキ工程後、フォトレジ
ストパターンを除去し、再配線層52をマスクとして第
1UBM層50をエッチングする。従って、図10に示
すように、再配線層52の下部のみに、第1UBM層5
0が残存することになる。図11は、第2ポリマー層5
6の形成段階を示す。第2ポリマー層56は、外部環境
から銅再配線層52を保護する役目をする。第2ポリマ
ー層56の材質及び形成方法は、第1ポリマー層48と
同一である。第2ポリマー層56を形成するためには、
まず、ポリイミド材料を塗布した後、従来のフォトリソ
グラフィ及び現像工程により第2ポリマー層56を部分
的に除去することにより、外部接続端子用のパッド58
を露出させる。外部接続端子を形成する前に、パッド5
8上には、第2UBM層60が形成される。図12に示
すように、第2UBM層60上に、ソルダボール等の外
部接続端子62を形成すると、ウェーハレベルでのチッ
プサイズパッケージ70の製造が完了される。スクライ
ブライン14(図3)に沿ってウェーハを切断すると、
個別パッケージ70に分離される。外部接続端子62下
部の第2UBM層60は、ニッケル、金、チタニウム、
銅、パラジウム、クロム、アルミニウム等を多様に組み
合わせて形成することができる。本発明の障壁金属層5
4は、UBM層の機能をも有する。従って、本発明は、
第2UBM層60の層数を減らすことができるという利
点を有する。外部接続端子62としては、例えばソルダ
ボールを使用することが好ましい。また、銅、金および
ニッケル等の金属からなるバンプを使用してもよい。金
属バンプは、通常メッキ法により形成する。ソルダボー
ルは、いろいろの方法により形成することができる。例
えば、メッキに加えて、ボール配置、ステンシルプリン
ト等を利用してソルダボールを形成することができ、リ
フロー工程によりソルダボールのボール形状を完成す
る。一般に、ソルダボールの直径は、約400μmであ
る。 (第2実施例)本発明の第2実施例による障壁金属層
は、多層を含むことができる。図14は、2層で構成さ
れる障壁金属層を有するパッケージ90を示す。本実施
形態では、障壁金属層92の金属として、ニッケル、ク
ロムを使用する。例えば、再配線層52上にニッケル層
92aとクロム層92bを順にメッキして、障壁金属層
92を形成する。一般に、電解メッキ法が使用される
が、ニッケル等の金属は、無電解メッキも可能である。
本実施形態では、障壁金属層92を2つの異なる金属層
92a、92bで形成するので、外部接続端子62下部
の第2UBM層94は、単一の層、例えば、金よりなる
層だけで十分である。 (第3実施例)図15〜図17は、本発明の第3実施例
による再配置ウェーハレベルチップサイズパッケージの
製造工程を示す。本発明の第3実施例において、障壁金
属層は、メッキ及び化学処理により形成される。図15
を参照すると、銅再配線層52上の金属層102aは、
メッキにより形成し、金属層102a上の上部層102
bは、化学溶液による表面処理により形成する。上部層
102bは、いわゆる金属中間複合層と呼ばれる。メッ
キ層102aを化学溶液中に浸すと、メッキ層102a
の表面が化学溶液と反応して、金属表面の物理的、化学
的性質を変化させることにより、耐腐食性を向上させ
る。本発明の実施例で使用される化学溶液は、シラン系
又はアゾール系化合物を含む。シラン系化合物は、ビニ
ルトリアセトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、N-β
(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリ
メトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、
N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及
びγ-クロロプロピルトリメトキシシランを含む。特
に、ビニルトリアセトキシシラン又はN-β(アミノエ
チル)γ-アミノプロピルトリエトキシシランが好まし
い。アゾール化合物は、ポリベンズイミダゾール、ベン
ゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、8-アザアデニ
ン及び5-カルボキシベンゾトリアゾールを含む。特
に、ポリベンズイミダゾールが好ましい。シラン系化合
物において、前記溶液の溶媒としては、溶質濃度が約
0.1〜20重量%のメトキシプロパノール又はイソプ
ロパノールを使用する。アゾール系化合物において、溶
媒としては、溶質濃度が約0.001〜1.0重量%の水
又はジメチルホルムアミドを使用する。溶媒は、使用す
る化合物又は溶質に応じて選択される。例えば、アゾー
ル系化合物のベンズイミダゾールに関しては、溶媒とし
てジメチルホルルアミドを使用する。前記メッキ層10
2aを常温で2〜3分間化学溶液中に浸すと、金属中間
複合層102bが形成される。ポリベンズイミダゾール
等の数種の材料の場合は、約80℃の高温が好ましい。
メッキ層の表面を化学処理した後、図16に示すよう
に、第2ポリマー層56を形成する。上述したように、
フォトリソグラフィ工程により第2ポリマー層56を部
分的に除去することにより、外部接続端子62用のパッ
ド58を露出させる。この際、金属中間複合層102b
の一部も第2ポリマー層56の一部と一緒に除去され、
図17に示すように、外部接続端子62の下部には、第
2UBM層104が形成される。図17のパッケージ1
00は、金属中間複合層102bをさらに含む。金属中
間複合層102bは、金属層102aの表面を化学溶液
と反応させる化学処理により形成されるので、耐腐食性
に優れ、且つ銅再配線層52及び第2ポリマー層56と
の接着力を向上させることができる。
レベルチップサイズパッケージは、銅再配線層と上部ポ
リマー層との間に障壁金属層を含む。従って、ポリマー
層の硬化工程のような高温下において、銅再配線層の酸
化が抑制される。また、銅再配線層とポリマー層間の接
着力を増加させて、パッケージの信頼性を向上させるこ
とができる。前記メッキ方法により障壁金属層を形成す
るので、本発明では、追加の装置又は工程を必要とせ
ず、製造コストを節減することができる。また、障壁金
属層が従来のUBM層の機能を代理することができるの
で、障壁金属層を形成することにより、UBM層の形成
段階を省略するか、減少させることができる。また、メ
ッキ工程は、障壁金属層の形成速度も速く、且つ均一の
層が得られるため、電気的信頼性に優れる。以上のよう
に本発明の実施例を説明したが、本発明の精神及び特許
請求の範囲内で、各種の変形した他実施例が可能であ
る。
の従来のウェーハを示す概略平面図である。
の平面図である。
る。
ルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図であ
る。
ルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図であ
る。
ルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図であ
る。
ルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図であ
る。
ルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図であ
る。
ベルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図で
ある。
ベルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図で
ある。
ベルチップサイズパッケージの製造工程を示す断面図で
ある。
ベルチップサイズパッケージを製造するに使用される電
解メッキ装置の概略図である。
ベルチップサイズパッケージを示す断面図である。
ップサイズパッケージの製造工程を示す断面図である。
ップサイズパッケージの製造工程を示す断面図である。
ップサイズパッケージの製造工程を示す断面図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 半導体基板と、その上のパッシベーショ
ン層と、前記パッシベーション層から露出した複数のチ
ップパッドとを含む半導体チップと、 前記半導体チップの上部に形成され、前記チップパッド
に電気的に接続される銅再配線層と、 前記銅再配線層上に設けられる障壁金属層と、 前記障壁金属層上に設けられるポリマー層と、 前記ポリマー層の開口部から露出される前記銅再配線層
の一部分に電気的に接続される複数の外部接続端子と、
を含むことを特徴とする半導体素子。 - 【請求項2】 前記障壁金属層は、Cr層を含むことを
特徴とする請求項1に記載の半導体素子。 - 【請求項3】 前記障壁金属層は、前記Cr層の表面を
シラン系又はアゾール系化合物溶液と反応させることに
より形成される金属中間複合層をさらに含むことを特徴
とする請求項2に記載の半導体素子。 - 【請求項4】 前記障壁金属層は、Ni層を含むことを
特徴とする請求項1に記載の半導体素子。 - 【請求項5】 前記障壁金属層は、前記Ni層の表面を
シラン系又はアゾール系化合物溶液と反応させることに
より形成される金属中間複合層をさらに含むことを特徴
とする請求項4に記載の半導体素子。 - 【請求項6】 前記障壁金属層は、Ni-Cr層を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。 - 【請求項7】 前記障壁金属層の厚さは、0.1μm〜
50μmであることを特徴とする請求項1に記載の半導
体素子。 - 【請求項8】 前記各外部接続端子と前記銅再配線層の
間にUBM層をさらに含むことを特徴とする請求項1に
記載の半導体素子。 - 【請求項9】 前記ポリマー層は、ポリイミド、ポリベ
ンゾオキサゾル、ベンゾシクロブテン及びエポキシより
なる群から選ばれる一種を含むことを特徴とする請求項
1に記載の半導体素子。 - 【請求項10】 第1段階として、半導体基板と、その
上のパッシベーション層と、前記パッシベーション層か
ら露出した複数のチップパッドとを含む半導体ウェーハ
を準備する段階と、 第2段階として、前記パッシベーション層上に第1ポリ
マー層を形成する段階と、 第3段階として、前記チップバッド及び第1ポリマー層
上に第1UBM層を形成する段階と、 第4段階として、第1UBM層上に、前記チップパッド
が電気的に接続されるように、銅再配線層を形成する段
階と、 第5段階として、前記銅再配線層上に障壁金属層を形成
する段階と、 第6段階として、前記銅再配線層により露出される前記
第1UBM層の部分を除去する段階と、 第7段階として、前記第1ポリマー層及び前記銅再配線
層上に第2ポリマー層を形成する段階と、 第8段階として、前記第2ポリマー層により露出される
前記銅再配線層の部分に複数の外部接続端子を形成する
段階と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方
法。 - 【請求項11】 前記第5段階は、前記銅再配線層上に
Crをメッキする段階を含むことを特徴とする請求項1
0に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項12】 前記第5段階は、前記Crの表面とシ
ラン系又はアゾール系化合物溶液とを反応させることに
より、金属中間複合層を形成する段階をさらに含むこと
を特徴とする請求項11に記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項13】 前記シラン系化合物は、ビニルトリア
セトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リス(β-メトキシエトキシ)シラン、N-β(アミノエ
チル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-
β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニ
ル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びγ-クロ
ロプロピルトリメトキシシランよりなる群から選ばれる
ことを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項14】 前記アゾール化合物は、ポリベンゾイ
ミダゾール、ベンゾトリアゾール、8-アザアデニン及
び5-カルボキシベンゾトリアゾールよりなる群から選
ばれることを特徴とする請求項12に記載の半導体素子
の製造方法。 - 【請求項15】 前記第5段階は、前記銅再配線層上に
Niをメッキする段階を含むことを特徴とする請求項1
0に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項16】 前記第5段階は、前記Niの表面とシ
ラン系又はアゾール系化合物溶液とを反応させることに
より金属中間複合層を形成する段階をさらに含むことを
特徴とする請求項15に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項17】 前記シラン系化合物は、ビニルトリア
セトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リス(β-メトキシエトキシ)シラン、N-β(アミノエ
チル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-
β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニ
ル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン及びγ-クロ
ロプロピルトリメトキシシランよりなる群から選ばれる
ことを特徴とする請求項16に記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項18】 前記アゾール化合物は、ポリベンゾイ
ミダゾール、ベンゾトリアゾール、8-アザアデニン及
び5-カルボキシベンゾトリアゾールよりなる群から選
ばれることを特徴とする請求項16に記載の半導体素子
の製造方法。 - 【請求項19】 前記第5段階は、前記銅再配線層上に
順にNi及びCrをメッキする段階を含むことを特徴と
する請求項10に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項20】 前記第8段階の前に、前記各外部接続
端子の下部に第2UBM層を形成する段階をさらに含む
ことを特徴とする請求項10に記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項21】 前記第8段階の後に、前記半導体ウェ
ーハを切断して個別パッケージに分離する段階をさらに
含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体素子の
製造方法。 - 【請求項22】 前記第1UBM層上にフォトレジスト
パターンを形成する段階をさらに含み、 前記第4段階は、前記第1UBM層の上部にフォトレジ
ストパターンを形成する段階を含み、前記フォトレジス
トパターンは、前記銅再配線層の境界を構成し、 前記第5段階は、前記フォトレジストパターンを用いて
前記第1UBM層上に前記銅再配線層をメッキする段階
を含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体素子
の製造方法。
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