JP2003347472A

JP2003347472A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003347472A
Application number: JP2002153272A
Authority: JP
Inventors: Keiji Miki; 啓司三木; Nozomi Shimoishizaka; 望下石坂; Noriyuki Kaino; 憲幸戒能; Yoshifumi Nakamura; 嘉文中村; Kazumi Watase; 和美渡瀬; Yasutake Yaguchi; 安武矢口; Masato Hagino; 正人萩野; Ryuichi Sawara; 隆一佐原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: JP3639265B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ランド又は金属バンプを外部端子として用い
る半導体装置において、実装信頼性を低下させることな
く、外部端子と接続する高密度な配線を容易に且つ確実
に配置できるようにする。【解決手段】半導体チップ１１の主面上には、絶縁樹
脂膜１４を介して基本ランド１７Ａと小型ランド１７Ｂ
及び補助ランド１７Ｃからなる小型ランド対とが形成さ
れている。基本ランド１７Ａ及び小型ランド１７Ｂは、
金属配線１８により素子電極１２と接続されると共に、
ソルダレジスト膜１９の開口部を通して金属バンプ２０
と接続されている。金属配線１８の一部は、小型ランド
対の間の領域において、ソルダレジスト膜１９によって
絶縁された状態で配置されており、小型ランド１７Ｂの
上に形成された金属バンプ２０は小型ランド対の間に位
置する金属配線１８の上側を跨いで補助ランド１７Ｃと
接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部電極を有する
半導体装置及びその製造方法に関し、特にランド又は金
属バンプを外部端子として用いる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、情報通信機器や事務用電子機器の
小型化及び高機能化が進むのに伴って、これらの電子機
器に搭載される半導体集積回路装置等の半導体装置に対
して、半導体装置の小型化と共に、入出力のための外部
端子の数を増加することが要求されている。

【０００３】このような要求を実現する技術として、半
導体装置を半導体チップと同等の大きさに形成できるよ
うに外部端子を配置するＣＳＰ(Chip Scale Package)技
術やＴＡＢテープと呼ばれる薄膜状の配線基板を用いる
Ｔ−ＢＧＡ（Tape-Ball GridArray）技術の開発が進ん
でいる。

【０００４】以下に、従来例として、半導体チップの電
極を外部と接続するための配線及び外部端子を、半導体
ウエハの状態で形成するウエハレベルＣＳＰ技術につい
て、図面を参照しながら説明する。

【０００５】図６（ａ）及び図６（ｂ）は従来例に係る
半導体装置を示し、図６（ａ）は表面の部材を部分的に
はがした状態を示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６
（ａ）における金属バンプ及びソルダレジスト膜をはが
した状態を示す平面図である。

【０００６】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
半導体チップ１０１の上には、半導体チップの電極であ
る素子電極１０２と該素子電極１０２の上側を開口する
保護膜（パッシベーション膜）１０３とが形成されてい
る。保護膜１０３の上には、素子電極１０２の上側に開
口部を有する絶縁膜１０４を介して、一方の端部が素子
電極１０２と接続され、他方の端部がランド１０５と接
続された金属配線１０６が形成されている。また、金属
配線１０６の上を含む絶縁膜１０４の上にはランド１０
５の上に開口部を有するソルダレジスト膜１０７が形成
されており、ソルダレジスト膜１０７の開口部には、ラ
ンド１０５と接続される金属バンプ１０８が形成されて
いる。

【０００７】従来例の半導体装置では、半導体チップ１
０１の素子電極１０２を金属配線１０６及びランド１０
５を介して金属バンプ１０８と接続することにより、金
属バンプ１０８を外部端子として利用することができ
る。このため、金属バンプ１０８を半導体チップ１０１
の主面上に配置することにより半導体チップ１０１と同
等の大きさの半導体装置が実現されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の半導体装置によると、ランド１０５の占有面積が大
きく、金属配線１０６を配置する余地が少ないため、外
部端子の数を増加することが困難である。

【０００９】従来の半導体装置において、実装時の信頼
性を確保するためには、外部端子となる金属バンプ１０
８には所定の大きさが必要であり、また金属バンプ１０
８同士の間で大きさが均一であることが必要である。す
なわち、半導体装置を実装用の基板と接続する際、実装
用基板と半導体装置との間隔（スタンドオフ）は、金属
バンプ１０８の大きさによって決まるが、スタンドオフ
が小さいと、実装用基板と半導体装置との熱膨張係数の
差によってクラックなどの欠陥が生じる。また、金属バ
ンプ１０８が均一に形成されていない場合には、最も小
さい金属バンプ１０８を接続しようとすると、他の金属
バンプ１０８の溶融量が多くなり、金属バンプ１０８間
でブリッジする等の問題が生じる。

【００１０】ここで、金属バンプ１０８の大きさは、ソ
ルダレジスト膜１０７におけるランド１０５の上の開口
部の面積によって決まる。従って、ランド１０５の占有
面積を小さく形成すると、該ランド１０５の上に形成さ
れる金属バンプ１０８の大きさもまた小さくなるため、
実装時の信頼性が低下する。

【００１１】つまり、半導体装置の実装信頼性を確保す
るためにはランド１０５が所定の大きさで均一に形成さ
れることが必要である。このため、多数の金属バンプ１
０８を形成するとランド１０５同士の間隔が小さくなる
ので、金属配線１０６を配置する余地が少なくなる。

【００１２】具体的に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示
した半導体装置では、半導体チップ１０１の主面は８×
８個の金属バンプ１０８を形成することが可能な面積を
有しているが、周縁部に形成された半導体素子から半導
体チップの中央部にまで配線を引き回そうとしても、隣
接するランド１０５の間には一本の金属配線１０６を配
置できる程度の間隔しか確保されていないため、中央部
に至る配線を形成することができない。なお、半導体チ
ップの面積を大きくしてランド１０５同士の間隔を広げ
ることにより、中央部に至る配線を形成することも可能
であるが、これでは半導体装置の小型化に反してしてし
まう。このように、半導体チップ１０１の中央部付近に
は金属バンプ１０８を形成する空き領域があるにも拘わ
らず、配線を形成する余地がないため、これ以上に外部
端子の数を増加することができない。

【００１３】なお、金属バンプ１０８を外部端子として
用いる場合に限らず、金属バンプ１０８を形成せずにラ
ンド１０５を外部端子として用いる場合にも同様の問題
が生じる。つまり、ランド１０５と実装用基板とを半田
材を用いて接続する際、ランド１０５の面積が所定の大
きさで均一に形成さていない場合には、ランド１０５間
でブリッジする等の問題が生じるので、半導体装置の実
装信頼性を確保するためにはランド１０５が所定の大き
さで均一に形成されることが必要である。

【００１４】このように、従来の半導体装置では、実装
信頼性を確保するためにはランド１０５に所定の占有面
積が必要とされるため、金属配線１０６のための余地を
確保することが困難になるという問題を有している。

【００１５】本発明は、前記従来の問題を解決し、ラン
ド又は金属バンプを外部端子として用いる半導体装置に
おいて、実装信頼性を低下させることなく、外部端子と
接続する高密度な配線を容易に且つ確実に配置できるよ
うにすることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、半導体チップ上で外部電極と間隔をおい
て対向するように形成された固着部を備え、該固着部と
外部電極と間に配線を配置する構成とする。

【００１７】具体的に本発明に係る半導体装置は、複数
の素子電極を有する半導体チップの上に形成された第１
の外部電極及び第２の外部電極と、半導体チップ上に第
１の外部電極と間隔をおいて対向するように形成された
島状の固着部と、端部が第１の外部電極と接続された第
１の配線と、端部が第２の外部電極と接続され、一部が
第１の外部電極と固着部との間にあって、第１の外部電
極及び固着部とは絶縁状態で配置された第２の配線と、
第１の配線及び第２の配線の上を含み、且つ第１の外部
電極、第２の外部電極及び固着部の上を除く半導体チッ
プ上のほぼ全面に形成された絶縁膜とを備えている。

【００１８】本発明の半導体装置によると、第１の外部
電極と間隔をおいて形成された島状の固着部を備えてお
り、第１の外部電極と固着部とを外部端子として用いる
ことができるため、外部端子である第１の外部電極と固
着部との間に絶縁状態で第２の配線を形成することが可
能となる。これにより、半導体チップの中央部の空き領
域に外部端子を形成したとしても、中央部の外部端子と
接続する配線を容易に且つ確実に配置できる。この際、
第１の外部電極と固着部とによって外部端子として十分
な大きさを確保できるため、半導体装置の実装信頼性は
低下しない。

【００１９】本発明の半導体装置は、第２の配線の上側
を跨ぐように第１の外部電極及び固着部の上に形成され
た金属バンプをさらに備えていることが好ましい。この
ようにすると、金属バンプを外部端子として用いること
により、外部との接続を容易に行うことができる。

【００２０】本発明の半導体装置において、第２の配線
における第１の外部電極及び固着部との絶縁は、絶縁膜
によってなされていることが好ましい。このようにする
と、絶縁膜を低コストに形成することができる。

【００２１】本発明の半導体装置は、第１の配線及び第
２の配線における第１の外部電極及び第２の外部電極と
反対側の端部は、それぞれ複数の素子電極のうちのいず
れか１つと接続されていることが好ましい。

【００２２】本発明の半導体装置において、第１の外部
電極及び第２の外部電極は半導体チップの上に格子状又
は千鳥状に配列していることが好ましい。

【００２３】本発明に係る半導体装置の製造方法は、複
数の素子電極を有する半導体集積回路が形成された半導
体基板の主面上に、第１の金属層を形成する第１の工程
と、第１の金属層の上に配線形成部とランド形成部とを
開口するレジスト膜を形成する第２の工程と、レジスト
膜を用いて配線形成部とランド形成部とに第１の金属層
よりも膜厚が大きい第２の金属層を形成する第３の工程
と、レジスト膜を除去した後、第２の金属層の間に露出
する第１の金属層を除去することにより、ランド形成部
においては第１の外部電極、第２の外部電極及び第１の
外部電極と間隔をおいて対向する固着部を形成すると同
時に、配線形成部においては端部が第１の外部電極と接
続される第１の配線と、端部が第２の外部電極と接続さ
れ、一部が第１の外部電極と固着部との間に位置する第
２の配線とを形成する第４の工程と、第２の配線におけ
る第１の外部電極及び固着部の間と、第１の配線及び第
２の配線の上とを含み、第１の外部電極、第２の外部電
極及び固着部の上を除く半導体基板上のほぼ全面に絶縁
膜を形成する第５の工程とを備えている。

【００２４】本発明の半導体装置の製造方法によると、
第１の外部電極、第２の外部電極及び第１の外部電極と
間隔をおいて対向する固着部を形成すると同時に、端部
が第２の外部電極と接続され、一部が第１の外部電極と
固着部との間に位置する第２の配線とを形成する工程を
備えているため、第１の外部電極と固着部との間に配線
を形成することができると共に、第１の外部電極と固着
部とを外部端子として用いることができ、実装信頼性を
低下することなく高密度な配線を実現できる。

【００２５】本発明の半導体装置の製造方法は、第５の
工程よりも後に、第２の配線の上側部分を跨ぐように第
１の外部電極及び固着部の上に、導電性材料からなる金
属バンプを形成する第６の工程をさらに備えていること
が好ましい。このようにすると、金属バンプを外部端子
として用いることができ、外部との接続が容易になる。

【００２６】本発明の半導体装置の製造方法において、
第６の工程は、開口部を有するマスク膜を、開口部が第
１の外部電極及び固着部の上に位置するように絶縁膜上
に載置する工程と、マスク膜の上側からペースト状の金
属材料を塗布することによりマスク膜の開口部を含む第
１の外部電極及び固着部の上に金属材料を充填する工程
とを含むことが好ましい。このようにすると、第１の外
部電極及び固着部の上に形成される金属バンプを均一な
大きさに形成することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照しながら説明する。

【００２８】図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）及び
図２（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の
構成を示し、図１（ａ）は表面の部材（ソルダレジスト
膜及び金属バンプ）の一部をはがした状態にして示す斜
視図であり、図１（ｂ）は表面の部材（ソルダレジスト
膜及び金属バンプ）をはがした状態にして示す平面図で
ある。また、図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係る
半導体装置の一部分を拡大して示す平面図であり、図２
（ｂ）は、図２（ａ）におけるIIｂ−IIｂ線部の断面構
成を示している。

【００２９】図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）及び
図２（ｂ）に示すように、半導体集積回路が形成された
半導体チップ１１の素子形成面である主面上には、半導
体集積回路の素子電極１２が形成されており、また、素
子電極１２の上側を開口するように保護膜（パッシベー
ション膜）１３が形成されている。保護膜１３の上に
は、素子電極１２の上側部分を開口するコンタクト孔１
４ａを有する感光性絶縁材料からなる絶縁樹脂膜１４が
形成されており、コンタクト孔１４ａの内部を含む絶縁
樹脂膜１４の上には、チタンからなるバリア膜（図示せ
ず）を介して銅からなる下部金属膜１５及び上部金属膜
１６が選択的に形成されている。

【００３０】なお、絶縁樹脂膜１４を構成する材料は感
光性絶縁材料に限られず、絶縁性を有する材料であれば
よい。また、バリア膜を構成する材料はチタンに限られ
ず、保護膜１３との強い密着性を有し、下部金属膜１５
のエッチング液に対するバリア性を有する材料であれば
よく、例えばチタン−タングステンやクロム等を用いて
もよい。また、下部金属膜１５及び上部金属膜１６を構
成する材料は、銅に限られず、導電性を有する材料であ
ればよく、それぞれが異なる導電性材料により構成され
ていてもよい。

【００３１】下部金属膜１５及び上部金属膜１６はほぼ
同一の平面形状に積層されており、互いに独立した複数
のランド部１５ａ，１６ａと、ランド部１５ａ，１６ａ
から素子電極１２まで延びる配線部１５ｂ，１６ｂとに
区別できる。

【００３２】ランド部１５ａ，１６ａは、それぞれ金属
膜からなり、上面の形状が円形状に形成された基本ラン
ド１７Ａと、該基本ランド１７Ａよりも上面の面積が小
さい小型ランド１７Ｂと、該小型ランド１７Ｂと間隔を
おいて対向するように形成された補助ランド１７Ｃとを
構成する。また、配線部１５ｂ，１６ｂは、一方の端部
がコンタクト孔１４ａを介して素子電極１２のいずれか
１つと接続され、他方の端部が基本ランド１７Ａ又は小
型ランド１７Ｂのいずれか１つと接続される金属配線１
８を構成する。ここで、少なくとも１つの金属配線１８
は、一部が互いに対向する小型ランド１７Ｂと補助ラン
ド１７Ｃとの間に位置するように配置されている。

【００３３】絶縁樹脂膜１４の上には、基本ランド１７
Ａ、小型ランド１７Ｂ及び補助ランド１７Ｃのそれぞれ
の上側部分を開口し、且つ金属配線１８を覆うソルダレ
ジスト膜１９が形成されている。

【００３４】また、基本ランド１７Ａ及び小型ランド１
７Ｂは、ソルダレジスト膜１９の開口部を通して、ソル
ダレジスト膜１９よりも上側に突出部分を有する半田材
からなる金属バンプ２０と接続されている。なお、小型
ランド１７Ｂと接続される金属バンプ２０は、該小型ラ
ンド１７Ｂと対向する補助ランド１７Ｃの間に形成され
たソルダレジスト膜１９を跨いで補助ランド１７Ｃと接
続されるように形成されている。

【００３５】以上のように構成された本実施形態の半導
体装置において、基本ランド１７Ａ及び小型ランド１７
Ｂは、金属配線１８を介して素子電極１２と接続される
外部電極であり、基本ランド１７Ａ及び小型ランド１７
Ｂの上に形成された金属バンプ２０は外部端子として機
能する。また、補助ランド１７Ｃは、小型ランド１７Ｂ
の上に形成される金属バンプ２０を固着するための島状
の固着部である。

【００３６】以下に、本実施形態の各ランド（基本ラン
ド１７Ａ、小型ランド１７Ｂ及び補助ランド１７Ｃ）の
特徴について図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）及び
図２（ｂ）を参照しながら説明する。

【００３７】本実施形態の半導体装置において、基本ラ
ンド１７Ａは、その上に形成される金属バンプ２０が外
部端子として十分な大きさに形成されるように所定の形
状に形成されており、また、互いに対向する小型ランド
１７Ｂ及び補助ランド１７Ｃ（以下、小型ランド対と称
する）とその間に位置するソルダレジスト膜１９とを合
わせた領域は、基本ランド１７Ａとほぼ同一の形状とな
るように形成されている。これにより、基本ランド１７
Ａの上に形成される金属バンプ２０と、小型ランド対の
上に形成される金属バンプ２０とはほぼ均一な大きさに
形成されるため、実装信頼性が良好な半導体装置が実現
できる。

【００３８】基本ランド１７Ａ及び小型ランド対は半導
体チップ１１の主面上に格子状に配列されている。この
際、金属配線１８が小型ランド対の間に位置するように
配置されることにより、半導体チップ１１の中央部分に
形成された金属バンプ２０にまで金属配線１８を引き回
すことを可能にしている。

【００３９】なお、基本ランド１７Ａ及び小型ランド対
は格子状の配列に限られず、千鳥状に配列されていても
同様にして半導体チップ１１の中央部分に形成された金
属バンプ２０にまで金属配線１８を引き回すことが可能
である。

【００４０】なお、図１（ｂ）では、小型ランド対の間
に位置するように配置された金属配線１８は、そのすべ
てが基本ランド１７Ａと接続されているように図示され
ているが、小型ランド１７Ｂと接続されていてもよい。

【００４１】このように、本実施形態の小型ランド対に
より、金属バンプ２０が均一に形成されると共に、小型
ランド対の間に金属配線１８を配置することができ、高
密度な金属配線１８を形成することが可能である。

【００４２】具体的に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示
す例では、８×８個の行列状に配列された金属バンプ２
０において、隣接する金属バンプ２０同士の間には金属
配線１８を一本のみ配置可能な間隔しか確保されていな
いが、金属バンプ２０の下部である小型ランド対の間に
金属配線１８を配置することにより、すべての金属バン
プ２０を素子電極１２と接続することができる。

【００４３】以上説明したように、本実施形態の半導体
装置によると、互いに対向する小型ランド１７Ｂと補助
ランド１７Ｃとを備えているため、金属バンプ２０の下
部に金属配線１８を配置することにより、金属配線１８
を容易に且つ確実に配置できる。この際、小型ランド１
７Ｂに接続される金属バンプ２０は、補助ランド１７Ｃ
と接続されることによって基本ランド１７Ａと同等の大
きさに形成されているため、均一な外部端子を形成する
ことができ、実装時の信頼性を低下することがない。

【００４４】なお、本実施形態では、外部端子として金
属バンプ２０を形成したが、基本ランド１７Ａ及び小型
ランド１７Ｂを外部端子として用いることにより金属バ
ンプ２０を省略してもよい。この場合においても、実装
時に小型ランド１７Ｂと補助ランド１７Ｃとを跨ぐよう
に実装用基板側の端子と半田付けを行えばよい。このよ
うにすると、小型ランド１７Ｂ及び補助ランド１７Ｃと
その間のソルダレジスト膜１９とを合わせた領域は、基
本ランド１７Ａとほぼ同一の面積であるため、均一な外
部端子を形成することができ、実装時の信頼性を低下す
ることがない。

【００４５】また、本実施形態において、基本ランド１
７Ａは必要ではなく、すべての外部電極が小型ランド１
７Ｂとして形成されていてもよい。

【００４６】また、小型ランド１７Ｂと補助ランド１７
Ｃとの間に位置する金属配線１８は１本に限られず、小
型ランド１７Ｂと補助ランド１７Ｃとの間隔を広く設け
ることにより２本以上の金属配線１８が１つの小型ラン
ド１７Ｂと補助ランド１７Ｃとの間に位置するように配
置することも可能である。この場合には、１つの小型ラ
ンド１７Ｂと補助ランド１７Ｃとの間に位置する複数の
金属配線１８同士が互いに絶縁されている必要がある。

【００４７】また、基本ランド１７Ａとほぼ同一の領域
内に、１つの小型ランド１７Ｂと複数の補助ランド１７
Ｃとを設けることにより、小型ランド１７Ｂと補助ラン
ド１７Ｃの間又は補助ランド１７Ｃ同士の間を複数形成
し、それぞれに金属配線１８を形成して、１つの金属バ
ンプ２０の下部に複数の金属配線１８を形成することも
可能である。

【００４８】（製造方法）以下に、前述のように構成さ
れた半導体装置の製造方法について図面を参照しながら
説明する。

【００４９】図３（ａ）〜図３（ｅ）及び図４（ａ）〜
図４（ｅ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の
製造方法を示しており、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線と対
応する位置における工程順の断面構成を示している。

【００５０】まず、図３（ａ）に示すように、半導体集
積回路の形成された半導体ウエハ２１の主面上に、半導
体集積回路の素子電極１２を露出するように保護膜（パ
ッシベーション膜）１３を形成する。

【００５１】次に、図３（ｂ）に示すように、半導体ウ
エハ２１の主面上に感光性絶縁材料を塗布した後乾燥し
て絶縁樹脂膜形成膜２２を形成する。なお、シート状に
形成された感光性絶縁材料を貼り合わせることにより絶
縁樹脂膜形成膜２２を形成してもよい。

【００５２】次に、図３（ｃ）に示すように、絶縁樹脂
膜形成膜２２における素子電極１２の上側部分を露光し
た後、現像液を用いて現像することより、素子電極１２
の上側にコンタクト孔２２ａを有する絶縁樹脂膜２２Ａ
を形成する。なお、コンタクト孔２２ａの形成は、露光
と現像とによって行う方法に限られず、例えば炭酸ガス
レーザを照射することにより、コンタクト孔２２ａ形成
領域の絶縁材料を分解して行ってもよい。

【００５３】次に、図３（ｄ）に示すように、真空蒸着
法により、コンタクト孔２２ａの内部を含む絶縁樹脂膜
２２Ａ上の全面に、膜厚が約０．２μｍのチタンから成
るバリア膜（図示せず）を形成した後、膜厚が約０．５
μｍの銅からなる下部金属層２３を形成する。なお、バ
リア膜及び下部金属層２３の形成は、真空蒸着法に限ら
ず、スパッタリング法、ＣＶＤ法又は無電解めっき法等
を用いてもよい。また、下部金属層２３の厚さは、０．
５μｍに限られないが、被覆性（カバレッジ）を確保す
るために０．３μｍ〜０．８μｍの範囲にあることが好
ましい。

【００５４】また、バリア膜を構成する材料は、チタン
に限られず、クロム又はチタン−タングステンを用いて
もよい。

【００５５】次に、図４（ａ）に示すように、下部金属
層２３上の全面にポジ型又はネガ型の感光性レジスト材
料を塗布し、所定の形状を有するマスクを用いて露光し
た後、現像することにより、ランド及び配線の形状を開
口するめっきレジスト膜２４を形成する。

【００５６】次に、図４（ｂ）に示すように、めっきレ
ジスト膜２４をマスクとして用いた電解めっき法によ
り、下部金属層２３をめっきシードとして厚さが約１０
μｍの銅からなるランド部２５ａと配線部２５ｂとを有
する上部金属層２５を形成する。なお、上部金属層２５
の厚さは１０μｍに限られず、配線抵抗を小さくするた
めには６μｍ〜４０μｍの範囲にあればよい。

【００５７】次に、図４（ｃ）に示すように、めっきレ
ジスト膜２４を分解して除去することにより、上部金属
層２５の間に下部金属層２３を露出する。

【００５８】次に、図４（ｄ）に示すように、まず、塩
化第二鉄溶液を用いてウエットエッチングを行う。これ
により、上部金属層２５及び該上部金属層２５の間に露
出する下部金属層２３が溶解されるが、下部金属層２３
と比べて上部金属層２５は十分な厚さを有しており、下
部金属層２３が上部金属層２５よりも先に除去される。
なお、ウエットエッチングに用いるエッチング液は塩化
第二鉄溶液に限られず、硫酸と過酸化水素との混合液等
からなり銅を溶解できるエッチング液であればよい。

【００５９】その後、チタンを溶解するエッチング液と
してＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸塩）溶液を用い
てバリア膜を除去して絶縁樹脂膜２２Ａを露出する。こ
れにより、下部金属層２３及び上部金属層２５が積層さ
れた導電性部材として、ランド部２３ａ，２５ａからな
る基本ランド１７Ａ、小型ランド１７Ｂ及び補助ランド
１７Ｃと、配線部２３ｂ，２５ｂからなる金属配線１８
とがパターニングされる。この際、金属配線１８のうち
の少なくとも一部が小型ランド１７Ｂと補助ランド１７
Ｃとの間に位置するように形成する。

【００６０】なお、上部金属層２５の間に位置する下部
金属層２３及びバリア膜の除去は、ウエットエッチング
法に限られず、例えば、まずレジスト膜２４を除去した
後、フォトリソグラフィ法により上部金属層２５をマス
クするレジストパターンを形成し、形成したレジストパ
ターンを用いたドライエッチングにより、上部金属層２
５の間に形成された下部金属層２３及びバリア膜を順次
除去することによって行ってもよい。

【００６１】また、下部金属層２３及び上部金属層２５
を構成する材料は、銅に限られず、クロム、タングステ
ン及びニッケル等の金属材料やチタンと銅との合金を用
いてもよく、また、下部金属層２３及び上部金属層２５
をそれぞれ異なる金属材料から形成してもよい。これら
の場合にも、下部金属層２３を構成する金属材料を分解
するエッチング液を用いることにより、下部金属層２３
を除去することができる。

【００６２】次に、図５（ａ）に示すように、上部金属
層２５の上を含む絶縁樹脂膜２２Ａ上の全面に感光性絶
縁材料を塗布した後、ランド部２５ａ、すなわち、基本
ランド１７Ａ、小型ランド１７Ｂ及び補助ランド１７Ｃ
の上を露光して現像することにより、ソルダレジスト膜
１９を形成する。これにより、小型ランド１７Ｂと補助
ランド１７Ｃとの間に位置する金属配線１８の周囲をソ
ルダレジスト膜１９で絶縁状態にすることができる。

【００６３】次に、図５（ｂ）に示すように、まず基本
ランド１７Ａの上部と、小型ランド対及び該小型ランド
対の間に位置するソルダレジスト膜１９の上部とに、ほ
ぼ均一な大きさに形成された複数の開口部を有するマス
ク膜（図示せず）を載置し、該マスク膜の上部からペー
スト状の金属材料としてクリーム半田を塗布することに
より、ソルダレジスト膜１９の開口部とマスク膜の開口
部とにクリーム半田を充填する。続いてマスク膜を剥離
して除去した後、クリーム半田の融点以上の温度に加熱
することにより、ソルダレジスト膜１９よりも上部に突
出部分を有する金属バンプ２０を形成する。

【００６４】なお、金属バンプ２０の形成は、ペースト
状の半田材を塗布する方法に限られず、ソルダレジスト
膜１９の開口部の上に半田ボール又は銅ボール等を載置
して溶融することにより形成してもよい。

【００６５】その後、半導体ウエハ２１をチップ状態に
ダイシングすることにより、本実施形態の半導体装置を
得ることができる。

【００６６】なお、本実施形態の半導体装置は、ウエハ
状態から行う必要はなく、図３（ａ）に示す工程におい
て半導体ウエハ２１をチップ状態に分割した後、図３
（ｂ）〜図５（ｂ）に示す工程と同様にしてもよい。ま
た、図５（ｂ）に示す工程以前のいずれの段階でチップ
状態に分割してもよい。

【００６７】

【発明の効果】本発明の半導体装置によると、外部電極
（小型ランド）と間隔をおいて対向するように形成され
た固着部（補助ランド）を備えているため、外部電極の
面積を小さくしても、外部電極と固着部とを外部端子又
は外部端子との接続部として用いることにより、外部端
子としての面積を確実に確保できると共に、外部電極と
固着部との間に配線を通すための余地を確保することが
できるので、半導体装置の信頼性を低下することなく、
高密度な配線を容易に且つ確実に配置することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る
半導体装置を示し、（ａ）は表面の部材の一部をはがし
た状態を示す斜視図であり、（ｂ）は表面の部材をはが
した状態の平面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る
半導体装置の一部を拡大して示し、（ａ）は平面図であ
り、（ｂ）は（ａ）におけるIIｂ−IIｂ線における構成
断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る
半導体装置の製造方法を示し、図２（ｂ）のIIｂ−IIｂ
線と対応する位置における工程順の構成断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る
半導体装置の製造方法を示し、図２（ｂ）のIIｂ−IIｂ
線と対応する位置における工程順の構成断面図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係
る半導体装置の製造方法を示し、図２（ｂ）のIIｂ−II
ｂ線と対応する位置における工程順の構成断面図であ
る。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は従来例に係る半導体装置を
示し、（ａ）は表面の部材の一部をはがした状態を示す
斜視図であり、（ｂ）は表面の部材をはがした状態の平
面図である。

【符号の説明】

１１半導体チップ（半導体基板）１２素子電極１３保護膜１４絶縁樹脂膜１４ａコンタクト孔１５下部金属膜１５ａランド部１５ｂ配線部１６上部金属膜１６ａランド部１６ｂ配線部１７Ａ基本ランド（第２の外部電極）１７Ｂ小型ランド（第１の外部電極／第２の外部電
極）１７Ｃ補助ランド（固着部）１８金属配線（第１の配線／第２の配線）１９ソルダレジスト膜（絶縁膜）２０金属バンプ２１半導体ウエハ（半導体基板）２２絶縁樹脂膜形成膜２２Ａ絶縁樹脂膜２２ａコンタクト孔２３下部金属層（第１の金属層）２３ａランド部２３ｂ配線部２４めっきレジスト膜（レジスト膜）２５上部金属層（第２の金属層）２５ａランド部２５ｂ配線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戒能憲幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者中村嘉文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者渡瀬和美大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者矢口安武大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者萩野正人大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者佐原隆一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の素子電極を有する半導体チップの
上に形成された第１の外部電極及び第２の外部電極と、前記半導体チップ上に前記第１の外部電極と間隔をおい
て対向するように形成された島状の固着部と、端部が前記第１の外部電極と接続された第１の配線と、端部が前記第２の外部電極と接続され、一部が前記第１
の外部電極と前記固着部との間にあって、前記第１の外
部電極及び固着部とは絶縁状態で配置された第２の配線
と、前記第１の配線及び第２の配線の上を含み、且つ前記第
１の外部電極、第２の外部電極及び固着部の上を除く前
記半導体チップ上のほぼ全面に形成された絶縁膜とを備
えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記第２の配線の上側を跨ぐように前記
第１の外部電極及び前記固着部の上に形成された金属バ
ンプをさらに備え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】前記第２の配線における前記第１の外部
電極及び固着部との絶縁は、前記絶縁膜によってなされ
てい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】前記第１の配線及び第２の配線における
前記第１の外部電極及び第２の外部電極と反対側の端部
は、それぞれ前記複数の素子電極のうちのいずれか１つ
と接続されていることを特徴とする請求項１〜３のうち
のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】前記第１の外部電極及び第２の外部電極
は前記半導体チップの上に格子状又は千鳥状に配列して
いることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１
項に記載の半導体装置。
【請求項６】複数の素子電極を有する半導体集積回路
が形成された半導体基板の主面上に、第１の金属層を形
成する第１の工程と、前記第１の金属層の上に配線形成部とランド形成部とが
開口されたレジスト膜を形成する第２の工程と、前記配線形成部と前記ランド形成部とに第１の金属層よ
りも膜厚が大きい第２の金属層を形成する第３の工程
と、前記レジスト膜を除去した後、前記第２の金属層の間に
露出する前記第１の金属層を除去することにより、前記
ランド形成部においては第１の外部電極、第２の外部電
極及び前記第１の外部電極と間隔をおいて対向する固着
部を形成すると同時に、前記配線形成部においては端部
が前記第１の外部電極と接続される第１の配線と、端部
が前記第２の外部電極と接続され、一部が前記第１の外
部電極と前記固着部との間に位置する第２の配線とを形
成する第４の工程と、前記第２の配線における前記第１の外部電極及び固着部
の間と、前記第１の配線及び第２の配線の上とを含み、
前記第１の外部電極、第２の外部電極及び固着部の上を
除く前記半導体基板上のほぼ全面に絶縁膜を形成する第
５の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項７】前記第５の工程よりも後に、前記第１の
外部電極及び前記固着部の上に、前記第２の配線の上側
部分を跨ぐように導電性材料からなる金属バンプを形成
する第６の工程をさらに備えてい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】前記第６の工程は、開口部を有するマス
ク膜を、前記開口部が前記第１の外部電極及び前記固着
部の上に位置するように前記絶縁膜上に載置する工程
と、前記マスク膜の上側からペースト状の金属材料を塗
布することによりマスク膜の開口部を含む前記第１の外
部電極及び固着部の上に前記金属材料を充填する工程と
を含む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。