JP2004140115A - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【解決手段】半導体装置は、内部に集積回路１２を有し、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０と、半導体基板１０上に形成された表面に凹部３３と凸部３５とを有する樹脂層２０と、樹脂層２０の表面に形成された複数の配線３０とを有する。
【選択図】 図２
【解決手段】半導体装置は、内部に集積回路１２を有し、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０と、半導体基板１０上に形成された表面に凹部３３と凸部３５とを有する樹脂層２０と、樹脂層２０の表面に形成された複数の配線３０とを有する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
半導体装置のパッケージとして、ＣＳＰ（チップスケール／サイズパッケージ）の普及率が高まってきている。また、パッケージをウエハレベルで製造する技術（ウエハレベルパッケージ）が開発されている。この方法で製造されたパッケージ（例えばウエハレベルＣＳＰ）は、外部寸法が半導体チップ寸法になっているため、従来のパッケージとは構造が異なっているが、従来のパッケージと同等又はそれ以上の信頼性が要求される。
【０００３】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【０００４】
（１）本発明に係る半導体装置は、
内部に集積回路を有し、前記集積回路に電気的に接続された電極を最表面に有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、表面に凹部と凸部とを有する樹脂層と、
前記電極に電気的に接続され、前記樹脂層の表面に形成された複数の配線と、
を有する。
【０００５】
本発明によれば、樹脂層の表面において隣り合う配線の距離が長くなる。すなわち、上方にさらに別の樹脂層を有する場合に、配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。
従って、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。本発明において、半導体基板とは、半導体チップでもよいし、半導体ウエハであってもよい。半導体チップ及び半導体ウエハは、不純物を含む半導体材料からなる基板と、この基板上に設けられ、集積回路に接続された内部配線と、内部配線間を絶縁する層間絶縁膜を有する。電極は、この層間絶縁膜の最外層上に形成されたものである。
【０００６】
（２）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とは、前記半導体基板の厚み方向にずれた位置に形成されてもよい。
【０００７】
これによれば、樹脂層の表面において隣り合う第１の配線及び第２の配線との距離が長くなる。すなわち、上方にさらに樹脂層を有する場合に、第１の配線及び第２の配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。従って、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０００８】
（３）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分は前記樹脂層の凹部内に設けられてなり、
前記第２の部分は前記樹脂層の凸部上に設けられてもよい。
【０００９】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離が長くなる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１０】
（４）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線とを有し、
前記第１の部分及び第２の部分は、それぞれ、前記樹脂層の凸部上に設けられてもよい。
【００１１】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離が長くなる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１２】
（５）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線とを有し、
前記第１の部分及び第２の部分は、それぞれ、前記樹脂層の凹部内に設けられてもよい。
【００１３】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離が長くなる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１４】
（６）この半導体装置において、
前記複数の配線は、相互に交差しないように設けられてもよい。
【００１５】
（７）この半導体装置において、
前記樹脂層は、第１の樹脂部と前記第１の樹脂部の上に設けられ、前記第１の樹脂部とは異なる材料からなる第２の樹脂部とを含む複数の樹脂部で形成されてなり、
前記凹部の底面の少なくとも一部は、前記第１の樹脂部からなり、
前記凸部の上面の少なくとも一部は、前記第２の樹脂部からなってもよい。
【００１６】
（８）この半導体装置において、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆うように形成された他の樹脂層をさらに有してもよい。
【００１７】
（９）本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されてなる。
【００１８】
（１０）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【００１９】
（１１）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
内部に集積回路が形成されてなり、前記集積回路に電気的に接続された電極を最表面に有する半導体基板における前記電極が形成された側に樹脂層を形成し、
前記樹脂層の表面に凹部と凸部とを形成し、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成することを含む。
【００２０】
本発明によれば、樹脂層の表面において隣り合う配線の距離を長くすることができる。すなわち、上方にさらに別の樹脂層を有する場合に、配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。従って、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２１】
（１２）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とを、前記半導体基板の厚み方向にずれた位置に形成してもよい。
【００２２】
これによれば、樹脂層の表面において隣り合う第１の配線及び第２の配線との距離を長くすることができる。すなわち、上方にさらに樹脂層を有する場合に、第１の配線及び第２の配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。従って、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２３】
（１３）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分は前記樹脂層の凹部に支持され、前記第２の部分は前記樹脂層の凸部に支持されるように、前記複数の配線を形成してもよい。
【００２４】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２５】
（１４）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とが、それぞれ、前記樹脂層の凹部に支持されるように、前記複数の配線を形成してもよい。
【００２６】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２７】
（１５）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とが、それぞれ、前記樹脂層の凸部に支持されるように、前記複数の配線を形成してもよい。
【００２８】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２９】
（１６）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成する工程よりも後に、前記樹脂層の表面に前記凹部と前記凸部とを形成してもよい。
【００３０】
（１７）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成する工程よりも前に、前記樹脂層の表面に前記凹部と前記凸部とを形成してもよい。
【００３１】
（１８）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線を、相互に交差しないように形成することを含んでもよい。
【００３２】
（１９）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆うように、他の樹脂層を形成することをさらに含んでもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置１を示す図であり、図２は、そのＩＩ−ＩＩ線断面の一部拡大図である。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は半導体チップであってもよい。半導体基板１０には、１つあるいは複数の集積回路１２が形成されている。
集積回路１２は、半導体基板１０の内部に形成されてもよい。半導体基板１０には、集積回路１２に電気的に接続された複数の電極１４が形成されてもよい。電極１４は、半導体基板１０の最表面に形成されてもよい。半導体基板１０は、不純物を含む半導体材料からなる基板と、この基板上に設けられ、集積回路１２に接続された内部配線と、内部配線間を絶縁する層間絶縁膜を有する。電極１４は、この層間絶縁膜の最外層上に形成されたものである。図１に示すように、半導体基板１０の平行な２辺に沿って端部に配列されていてもよく、４辺に沿って端部に配列されてもよい。電極１４は、たとえばＡｌで形成することができる。電極１４を避けて、半導体基板１０の表面（電極１４が形成された面）には、図示しないパッシベーション膜が形成されてもよい。パッシベーション膜は、電極１４上に開口部を有す絶縁膜からなるものである。パッシベーション膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ等で形成してもよい。
【００３５】
半導体基板１０の一方の面（例えばパッシベーション膜上）には、樹脂層２０が形成されている。樹脂層２０は、半導体基板１０の電極１４が形成された面に形成されてもよい。樹脂層２０は応力緩和機能を有してもよい。樹脂層２０は、ポリイミド樹脂、シリコーン変形ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変形エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）等の樹脂で形成することができる。樹脂層２０は、半導体基板１０と外部端子１６との間に形成されてもよい。すなわち、外部端子１６は、半導体基板１０上に設けられた樹脂層２０の上方に設けられてもよい。外部端子１６は、半導体基板１０の電極１４と電気的に接続した導電部材からなる。樹脂層２０は、半導体基板１０の端部側よりも、中央側の方が厚くなるように形成されてもよい。この場合、樹脂層２０は、半導体基板１０の端部側から中央側に向けて厚みが増すように傾斜する部分を有してもよい（図３参照）。なお、後述する凹凸は、樹脂層２０の傾斜する部分にのみ形成されてもよい。
【００３６】
図２に示すように、樹脂層２０は、表面の少なくとも一部が凹凸を有するように形成される。図２に示す例では、樹脂層２０は、樹脂部２２と樹脂部２２上に設けられ、樹脂部２２に達する開口部を有する樹脂部２４との２層によって形成されている。この場合、樹脂部２４を凸部２８と称してもよく、樹脂部２２における樹脂部２４から露出した部分を凹部２６と称してもよい。すなわち、樹脂層２０は、表面に凹部２６と凸部２８とを有してもよい。凹部２６の底面の少なくとも一部、樹脂部２２からなっていてもよく、凸部２８の上面の少なくとも一部は、樹脂部２４からなっていてもよい。樹脂部２２と樹脂部２４とは、同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。異なる材料からなる場合、樹脂部２２を構成する材料のエッチングレートと樹脂部２４を構成する材料のエッチングレートの比が、３〜５程度のものであってもよい。なお、樹脂部２２を第１の樹脂部と称してもよく、樹脂部２４を第２の樹脂部と称してもよい。図３に示すように、樹脂層２０のうち、傾斜している部分のみに凹凸が形成されてもよい。なお、図３は本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置１から、後述の他の樹脂層１８等を取り除いたものの一部拡大図である。また、樹脂層２０は、樹脂層２０の凸部２８の側面が、図２に示すように、半導体基板１０の樹脂２０が設けられた表面に対し垂直になるように設けられていてもよい。また、樹脂層２０は、樹脂層２０の凸部２８の側面と半導体基板１０の樹脂２０が設けられた表面とからなる二面体角が、鋭角になるように設けられていてもよいし、鈍角になるように設けられてもよい。なお、図２に示す例では、樹脂層２０は、樹脂部２２と樹脂部２４との２層によって形成されているが、これとは別に樹脂層２０を表面に凹凸を有する１つの樹脂部で形成してもよい。あるいは、樹脂層２０は、樹脂部２２及び樹脂部２４以外の層を含む３層以上の層によって形成されてもよい。
【００３７】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線３０を有する。配線３０は、電極１４に電気的に接続されてなる。また、配線３０は樹脂層２０の表面に形成されている。複数の配線３０は、第１及び第２の配線３２、３４を含む。ここで、配線３０は２つのみならずそれ以上の数であってもよい。第１の配線３２は、樹脂層２０に支持された第１の部分３３を有してもよい。また、第２の配線３４は、樹脂層２０に支持された第２の部分３５を有してもよい。第１及び第２の配線とは、複数の配線３０のうち、第１の部分３３と第２の部分３５が、隣り合う位置に形成された任意の２つの配線を示す。配線３０は、一層あるいは複数層の導電層で形成してもよい。導電層は、例えば、金属、合金や金属化合物であってもよい。
【００３８】
第１の配線３２と第２の配線３４とは、少なくともその一部が半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成されてもよい。第１の配線３２と第２の配線３４とにおける、第１の部分３３と第２の部分３５とが、半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成されてもよい。これによれば、樹脂２０の表面に形成された隣り合う配線間の距離を長くすることができる。そのため、樹脂２０と他の樹脂との界面における、第１の配線３２と第２の配線３４とを構成する導電材料等のマイグレーションによって、第１の配線３２と第２の配線３４とがショートしにくい。従って、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。ここで、樹脂層２０の表面に凹凸を形成したときは、図２又は図３に示すように、第１の配線３２（第１の部分３３）を、凹部２６の底面に支持されるように形成し、第２の配線３４（第２の部分３５）を、凸部２８の上面に支持されるように形成してもよい。言い換えると、第１の部分３３は凹部２６内に設けられ、第２の部分３５は凸部２８上に設けられてもよい。これによれば、樹脂層２０と後述する他の樹脂層１８との界面における、第１の配線３２と第２の配線３４との距離を長くすることができる。そのため、第１の配線３２と第２の配線３４とを構成する導体材料等のマイグレーションによる配線のショートが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。なお、複数の配線３０は、相互に交差しないように設けられてもよい。
【００３９】
半導体基板１０には、複数の配線３０の少なくとも一部を覆うように絶縁膜からなる保護膜（図示せず）が形成されてもよい。例えば、保護膜は感光性樹脂からなるレジスト層で形成してもよい。配線３０の外部端子が設けられた部分を除いた部分を全て保護膜で覆うことで、配線３０の酸化、腐食を防止し、さらに電気的不良を防止することができる。
【００４０】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線３０の少なくとも一部を覆う他の樹脂層１８を有してもよい。樹脂層１８によって、複数の配線３０の全てを覆ってもよい。他の樹脂層１８を被覆層と称してもよい（図２参照）。他の樹脂層１８は外部端子１６の根本部を覆ってもよく、これによって外部端子１６の少なくとも根本部を補強することができる。他の樹脂層１８によって、半導体装置が回路基板に実装された後の外部端子１６に応力が集中することを防止することができる。
【００４１】
本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０（半導体チップ）がベアチップとなり、パッケージサイズが半導体チップにほぼ等しくなり、ＣＳＰに分類することができる。あるいは、応力緩和機能を備えるフリップチップであるということもできる。
【００４２】
本実施の形態に係る半導体装置１は、上記のように構成されており、以下その製造方法を説明する。図４（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【００４３】
はじめに、半導体基板１０に、表面の少なくとも一部に凹凸を有する樹脂層を形成する。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、半導体基板１０に、樹脂部２２及び樹脂部２４を含む樹脂層２０を形成する工程を説明するための図である。内部に集積回路１２が形成されてなり、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０を用意する。半導体基板１０は、半導体チップであってもよい。そして、半導体基板１０の一方の面（電極１４が形成された面）に樹脂部２２を設け、さらに樹脂部２４を、樹脂部２２上に全面に形成する（図４（Ａ）参照）。なお、樹脂部２２と樹脂部２４とによって形成される層を、樹脂層２０と称してもよい。ただし、樹脂層２０は２以上の複数の層から形成されてもよい。ここで、樹脂部２４は感光性の樹脂であってもよい。そして、例えば樹脂部２４の形成領域上で光等のエネルギーを遮断し、それ以外の領域でエネルギーを通すマスク４０を樹脂部２４の上方に配置し、エネルギー４２を照射する（図４（Ｂ）参照）。その後現像することで樹脂部２４をパターニングすることができる（図４（Ｃ）参照）。これによって、樹脂層２０の表面に凹部２６と凸部２８とを形成してもよい。
【００４４】
上述の記載は、エネルギーが照射されると現像液への溶解性が減少するもの（ネガ型レジスト）の場合であるが、エネルギー照射によって現像液への溶解性が増加するもの（ポジ型レジスト）であってもよい。後者の場合は、樹脂部２４を形成したい領域上にエネルギーを遮断するマスクを配置して、それ以外の領域にエネルギー４２を照射することになる。
【００４５】
ただし、表面に凹凸を有する樹脂層２０を形成する方法はこれに限られず、例えば表面が平坦な樹脂層に、あらかじめ複数の開口部が設けられた別の樹脂層を搭載して、樹脂層２０を形成してもよい。
【００４６】
次に、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、レジスト層５２を形成し、これをパターニングする工程を説明するための図である。半導体基板１０に形成された樹脂層２０（樹脂部２２及び樹脂部２４）にスパッタリングやＣＶＤ等で導電膜５０を形成し、さらにレジスト層５２を、導電膜５０上に全面に形成する（図５（Ａ）参照）。そして、マスク４４をレジスト層５２の上方に配置してエネルギー４６を照射し（図５（Ｂ）参照）、その後現像することでレジスト層５２をパターン化してもよい（図５（Ｃ）参照）。図５（Ｃ）に示すように、凹部２６の底面の一部と凸部２８の上面の一部とを除く領域に、レジスト層５２を形成してもよい。
例えばレジスト層５２は感光性であってもよく、その場合照射するエネルギー５６は光であってもよい。レジスト層５２の性質も、いわゆるポジ型、ネガ型のいずれであってもよく、それにあわせてマスク４４によりエネルギーを遮断する領域を選択してもよい。
【００４７】
次に、配線３０を形成する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１の部分３３を有する第１の配線３２と、第２の部分３５を有する第２の配線３４とを含む配線３０を形成する工程を説明するための図である。導電層５０における、レジスト層５２から露出した部分に配線３０を形成する（図６（Ａ）参照）。凹部２６の底面の一部と凸部２８の上面の一部とを除く領域に、レジスト層５２を形成することで、第１の部分３３が凹部２６に支持された第１の配線３２と、第２の部分３５が凸部２８に支持された第２の配線３４とを含む、複数の配線３０を形成することができる。また、第１の部分３３と第２の部分３５とを、半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成することができる。配線３０は、例えば導電膜５０を利用した電解メッキによって形成することができる。その後、レジスト層５２を剥離し（図６（Ｂ）参照）、導電膜５０をエッチングして（図６（Ｃ）参照）、配線３０を形成することができる。
【００４８】
以上の工程によって形成された配線３０に外部端子１６等を接続し、他の樹脂層１８を形成する等の工程を経て、本実施の形態に係る半導体装置を製造することができる。
【００４９】
本実施の形態に係る半導体装置１は、集積回路１２及び電極１４が形成されてなる半導体基板１０を有する。半導体装置１は、半導体基板１０に形成された樹脂層２０を有する。半導体装置１は、電極１４に電気的に接続され、凹凸を有する樹脂層２０の表面に形成された隣り合う第１及び第２の部分３３、３５を含む複数の配線３０を有する。第１の配線３２と第２の配線３４とは、相互に交差しないものでもよい。第１の部分３３と第２の部分３５とは、半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成されていてもよい。
【００５０】
本実施の形態では、凹凸を有する樹脂層２０を形成した後に、配線３０を形成するものを説明した。本実施の形態は、これに限らず、配線３０を形成した後に、樹脂層２０に凹凸を形成してもよい。この場合、複数の配線３０をマスクとして、自己整合的に樹脂層２０をパターニングして、複数の配線３０間に凹部を形成してもよい。
【００５１】
本発明の実施の形態に係る半導体装置１を有する電子機器として、図７には本実施の形態に係る半導体装置１を実装した回路基板１０００が示され、図８にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図９には携帯電話３０００が示されている。
【００５２】
（変形例）
図１０（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を説明するための図である。
【００５３】
はじめに、半導体基板１０に形成された樹脂層２１にレジスト層等のマスクを形成する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、半導体基板１０に形成された樹脂層２１に、レジスト層５６を形成する工程を説明するための図である。半導体基板１０の一方の面に樹脂層２１を設け、さらにレジスト層５６を樹脂層２１上に全面に形成する（図１０（Ａ）参照）。そして、例えば凸部２７の形成領域上で光等のエネルギーを遮断し、それ以外の領域でエネルギーを通すマスク４８をレジスト層５６の上方に配置し、エネルギー４９を照射する（図１０（Ｂ）参照）。
その後現像することでレジスト層５６をパターニングすることができる（図１０（Ｃ）参照）。
【００５４】
次に、樹脂層２１の表面に凹凸を形成する。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は樹脂層２１の一部を凹ませる工程を説明するための図である。レジスト層５６が形成された樹脂層２１にドライエッチングを施し（図１１（Ａ）参照）、樹脂層２１におけるレジスト層５６から露出した領域を凹ませる（図１１（Ｂ）参照）。
ドライエッチングを施す時間を調整することで、樹脂層２１の一部を凹ませてもよい。ただし本工程は、ドライエッチングに限られるものではない。そして、レジスト層５６を剥離して、表面に凹部２５と凸部２７とを有する樹脂層２１を形成することができる（図１１（Ｃ）参照）。この方法で樹脂層を形成する場合、樹脂層２１は１つの層で形成される。
【００５５】
樹脂層２１の凹部２５及び凸部２７に、第１の配線３２及び第２の配線３４を形成し、さらに、他の樹脂層１８等を形成することで半導体装置１を製造することができる。
【００５６】
（変形例）
図１２及び図１３は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。図１２は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体ウエハの一部拡大図であり、その全体を図１３に示す。なお、本実施の形態でも上述した内容を可能な限り適用することができる。
【００５７】
本実施の形態に係る半導体ウエハ２は、複数の集積回路１２を有してもよい。
半導体ウエハ２には、集積回路１２毎に半導体装置１と同様の樹脂層、配線、外部端子等が形成されてもよい。すなわち、半導体ウエハ２には、複数の半導体装置１が形成されてもよい。半導体装置１は、上述のいずれかの方法によって製造してもよい。これによれば、隣り合う配線間でマイグレーションが発生しにくい、信頼性の高い半導体ウエハ２を製造することができる。図１５に示すように、半導体ウエハ２を、例えばブレード１００によって、それぞれの集積回路１２を囲むラインＬで切断することで、複数の半導体装置１が得られる。
【００５８】
本実施の形態に係る半導体ウエハ２は、複数の集積回路１２及び電極１４が形成された半導体基板を有する。半導体ウエハ２は半導体基板に形成された樹脂層を有する。半導体ウエハ２は樹脂層に形成された隣り合う第１及び第２の部分を含む複数の配線を有する。第１及び第２の部分は半導体ウエハ２の厚み方向にずれた位置に形成されてなる。複数の配線は相互に交差しないように形成されてもよい。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図１４は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。なお、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。
【００６０】
本実施の形態に係る半導体装置は樹脂層６０を有する。樹脂層６０は応力緩和機能を有してもよい。樹脂層６０の表面には凹部６２と凸部６４とを含む凹凸が形成されてもよい。凹凸は樹脂層６０の一部にのみ形成されてもよい。樹脂層６０は、１つの層で形成してもよく、あるいは２つ以上の層で形成してもよい。図１４に示す例では、樹脂層６０は１つの層で形成されている。樹脂層６０は、上述した樹脂層２０あるいは樹脂層２１を形成する方法と同様の方法によって形成してもよい。
【００６１】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線７０を有する。図１４に示すように、配線７０のそれぞれを、少なくともその一部が凸部６４の上面に支持されるように形成してもよい。配線７０は、上述した配線３０を形成する方法と同様の方法で形成してもよく、あるいは、導電ペースト等によって形成してもよい。
なお、複数の配線７０のうち、隣り合う任意の２つの配線における凸部６４の上面に支持された部分を、第１及び第２の部分７２、７４と称してもよい。
【００６２】
本実施の形態に係る半導体装置において、配線７０を支持する樹脂層６０は、隣り合う２つの配線７０の間（第１の部分７２と第２の部分７４との間）に凹部６２を有する（図１４参照）。これにより、隣り合う２つの配線７０の間で、樹脂層６０と他の樹脂層１８との界面の距離を長くすることができる。そのため、マイグレーションが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置３を製造することができる。
【００６３】
本実施の形態に係る半導体装置３は、内部に集積回路１２を有し、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０を有する。半導体装置３は、半導体基板１０上に形成され、表面に凹部６２と凸部６４とを有する樹脂層６０を有する。半導体装置３は、第１の部分７２を有する第１の配線と、樹脂層６０の表面において第１の部分７２と隣り合って設けられた第２の部分７４を有する第２の配線とを含む複数の配線７０を有する。第１の部分７２及び第２の部分７４は、それぞれ、樹脂層６０の凸部６４上に設けられてなる。
【００６４】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。なお、本実施の形態でも第１の実施の形態及び第２の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。
【００６５】
本実施の形態に係る半導体装置は樹脂層８０を有する。樹脂層８０は応力緩和機能を有してもよい。樹脂層８０の表面には凹部８２と凸部８４とを含む凹凸が形成されてもよい。凹凸は樹脂層８０の一部にのみ形成されてもよい。樹脂層８０は、１つの層で形成してもよく、あるいは２つ以上の層で形成してもよい。図１５に示す例では、樹脂層８０は１つの層で形成されている。樹脂層８０は、上述した樹脂層２０あるいは樹脂層２１を形成する方法と同様の方法によって形成してもよい。
【００６６】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線９０を有する。図１５に示すように、配線９０のそれぞれを、少なくともその一部が凹部８２の底面に支持されるように形成してもよい。配線９０は、上述した配線３０を形成する方法と同様の方法で形成してもよく、あるいは、導電ペースト等によって形成してもよい。
なお、複数の配線９０のうち、隣り合う任意の２つの配線における凹部８２の底面に支持された部分を、第１及び第２の部分９２、９４と称してもよい。
【００６７】
本実施の形態に係る半導体装置において、配線９０を支持する樹脂層８０の少なくとも一部は、隣り合う２つの配線９０の間（第１の部分９２と第２の部分９４との間）に凸部８４を有する（図１５参照）これにより、隣り合う２つの配線９０の間の樹脂層８０と他の樹脂層１８との界面の距離を長くすることができる。そのため、マイグレーションが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置４を製造することができる。
【００６８】
本実施の形態に係る半導体装置４は、内部に集積回路１２を有し、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０を有する。半導体装置４は、半導体基板１０上に形成され、表面に凹部８２と凸部８４とを有する樹脂８０を有する。半導体装置３は、第１の部分９２を有する第１の配線と、樹脂層８０の表面において第１の部分９２と隣り合って設けられた第２の部分９４を有する第２の配線とを含む複数の配線９０を有する。第１の部分９２及び第２の部分９４は、それぞれ、樹脂層８０の凹部８２内に設けられてなる。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明を適用した半導体ウエハを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明を適用した半導体ウエハを示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
１０ 半導体基板、 １２ 集積回路、 １４ 電極、 １６ 外部端子、 １８ 他の樹脂層、 ２０ 樹脂層、 ２６ 凹部、 ２８ 凸部、 ３０ 配線、 ３２ 第１の配線、 ３３ 第１の部分、 ３４ 第２の配線、 ３５ 第２の部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
半導体装置のパッケージとして、ＣＳＰ（チップスケール／サイズパッケージ）の普及率が高まってきている。また、パッケージをウエハレベルで製造する技術（ウエハレベルパッケージ）が開発されている。この方法で製造されたパッケージ（例えばウエハレベルＣＳＰ）は、外部寸法が半導体チップ寸法になっているため、従来のパッケージとは構造が異なっているが、従来のパッケージと同等又はそれ以上の信頼性が要求される。
【０００３】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【０００４】
（１）本発明に係る半導体装置は、
内部に集積回路を有し、前記集積回路に電気的に接続された電極を最表面に有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、表面に凹部と凸部とを有する樹脂層と、
前記電極に電気的に接続され、前記樹脂層の表面に形成された複数の配線と、
を有する。
【０００５】
本発明によれば、樹脂層の表面において隣り合う配線の距離が長くなる。すなわち、上方にさらに別の樹脂層を有する場合に、配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。
従って、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。本発明において、半導体基板とは、半導体チップでもよいし、半導体ウエハであってもよい。半導体チップ及び半導体ウエハは、不純物を含む半導体材料からなる基板と、この基板上に設けられ、集積回路に接続された内部配線と、内部配線間を絶縁する層間絶縁膜を有する。電極は、この層間絶縁膜の最外層上に形成されたものである。
【０００６】
（２）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とは、前記半導体基板の厚み方向にずれた位置に形成されてもよい。
【０００７】
これによれば、樹脂層の表面において隣り合う第１の配線及び第２の配線との距離が長くなる。すなわち、上方にさらに樹脂層を有する場合に、第１の配線及び第２の配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。従って、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０００８】
（３）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分は前記樹脂層の凹部内に設けられてなり、
前記第２の部分は前記樹脂層の凸部上に設けられてもよい。
【０００９】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離が長くなる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１０】
（４）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線とを有し、
前記第１の部分及び第２の部分は、それぞれ、前記樹脂層の凸部上に設けられてもよい。
【００１１】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離が長くなる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１２】
（５）この半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線とを有し、
前記第１の部分及び第２の部分は、それぞれ、前記樹脂層の凹部内に設けられてもよい。
【００１３】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離が長くなる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１４】
（６）この半導体装置において、
前記複数の配線は、相互に交差しないように設けられてもよい。
【００１５】
（７）この半導体装置において、
前記樹脂層は、第１の樹脂部と前記第１の樹脂部の上に設けられ、前記第１の樹脂部とは異なる材料からなる第２の樹脂部とを含む複数の樹脂部で形成されてなり、
前記凹部の底面の少なくとも一部は、前記第１の樹脂部からなり、
前記凸部の上面の少なくとも一部は、前記第２の樹脂部からなってもよい。
【００１６】
（８）この半導体装置において、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆うように形成された他の樹脂層をさらに有してもよい。
【００１７】
（９）本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されてなる。
【００１８】
（１０）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【００１９】
（１１）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
内部に集積回路が形成されてなり、前記集積回路に電気的に接続された電極を最表面に有する半導体基板における前記電極が形成された側に樹脂層を形成し、
前記樹脂層の表面に凹部と凸部とを形成し、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成することを含む。
【００２０】
本発明によれば、樹脂層の表面において隣り合う配線の距離を長くすることができる。すなわち、上方にさらに別の樹脂層を有する場合に、配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。従って、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２１】
（１２）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とを、前記半導体基板の厚み方向にずれた位置に形成してもよい。
【００２２】
これによれば、樹脂層の表面において隣り合う第１の配線及び第２の配線との距離を長くすることができる。すなわち、上方にさらに樹脂層を有する場合に、第１の配線及び第２の配線を挟んだ複数の樹脂層の界面における、配線間の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなる。従って、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２３】
（１３）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分は前記樹脂層の凹部に支持され、前記第２の部分は前記樹脂層の凸部に支持されるように、前記複数の配線を形成してもよい。
【００２４】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２５】
（１４）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とが、それぞれ、前記樹脂層の凹部に支持されるように、前記複数の配線を形成してもよい。
【００２６】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２７】
（１５）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とが、それぞれ、前記樹脂層の凸部に支持されるように、前記複数の配線を形成してもよい。
【００２８】
これによれば、隣り合う第１及び第２の部分の間で、樹脂層の表面上の距離を長くすることができる。そのため、隣り合う２つの配線間でおこる配線材料等のマイグレーションによる不良が発生しにくくなり、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【００２９】
（１６）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成する工程よりも後に、前記樹脂層の表面に前記凹部と前記凸部とを形成してもよい。
【００３０】
（１７）この半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成する工程よりも前に、前記樹脂層の表面に前記凹部と前記凸部とを形成してもよい。
【００３１】
（１８）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線を、相互に交差しないように形成することを含んでもよい。
【００３２】
（１９）この半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆うように、他の樹脂層を形成することをさらに含んでもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置１を示す図であり、図２は、そのＩＩ−ＩＩ線断面の一部拡大図である。本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は半導体チップであってもよい。半導体基板１０には、１つあるいは複数の集積回路１２が形成されている。
集積回路１２は、半導体基板１０の内部に形成されてもよい。半導体基板１０には、集積回路１２に電気的に接続された複数の電極１４が形成されてもよい。電極１４は、半導体基板１０の最表面に形成されてもよい。半導体基板１０は、不純物を含む半導体材料からなる基板と、この基板上に設けられ、集積回路１２に接続された内部配線と、内部配線間を絶縁する層間絶縁膜を有する。電極１４は、この層間絶縁膜の最外層上に形成されたものである。図１に示すように、半導体基板１０の平行な２辺に沿って端部に配列されていてもよく、４辺に沿って端部に配列されてもよい。電極１４は、たとえばＡｌで形成することができる。電極１４を避けて、半導体基板１０の表面（電極１４が形成された面）には、図示しないパッシベーション膜が形成されてもよい。パッシベーション膜は、電極１４上に開口部を有す絶縁膜からなるものである。パッシベーション膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ等で形成してもよい。
【００３５】
半導体基板１０の一方の面（例えばパッシベーション膜上）には、樹脂層２０が形成されている。樹脂層２０は、半導体基板１０の電極１４が形成された面に形成されてもよい。樹脂層２０は応力緩和機能を有してもよい。樹脂層２０は、ポリイミド樹脂、シリコーン変形ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変形エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）等の樹脂で形成することができる。樹脂層２０は、半導体基板１０と外部端子１６との間に形成されてもよい。すなわち、外部端子１６は、半導体基板１０上に設けられた樹脂層２０の上方に設けられてもよい。外部端子１６は、半導体基板１０の電極１４と電気的に接続した導電部材からなる。樹脂層２０は、半導体基板１０の端部側よりも、中央側の方が厚くなるように形成されてもよい。この場合、樹脂層２０は、半導体基板１０の端部側から中央側に向けて厚みが増すように傾斜する部分を有してもよい（図３参照）。なお、後述する凹凸は、樹脂層２０の傾斜する部分にのみ形成されてもよい。
【００３６】
図２に示すように、樹脂層２０は、表面の少なくとも一部が凹凸を有するように形成される。図２に示す例では、樹脂層２０は、樹脂部２２と樹脂部２２上に設けられ、樹脂部２２に達する開口部を有する樹脂部２４との２層によって形成されている。この場合、樹脂部２４を凸部２８と称してもよく、樹脂部２２における樹脂部２４から露出した部分を凹部２６と称してもよい。すなわち、樹脂層２０は、表面に凹部２６と凸部２８とを有してもよい。凹部２６の底面の少なくとも一部、樹脂部２２からなっていてもよく、凸部２８の上面の少なくとも一部は、樹脂部２４からなっていてもよい。樹脂部２２と樹脂部２４とは、同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。異なる材料からなる場合、樹脂部２２を構成する材料のエッチングレートと樹脂部２４を構成する材料のエッチングレートの比が、３〜５程度のものであってもよい。なお、樹脂部２２を第１の樹脂部と称してもよく、樹脂部２４を第２の樹脂部と称してもよい。図３に示すように、樹脂層２０のうち、傾斜している部分のみに凹凸が形成されてもよい。なお、図３は本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置１から、後述の他の樹脂層１８等を取り除いたものの一部拡大図である。また、樹脂層２０は、樹脂層２０の凸部２８の側面が、図２に示すように、半導体基板１０の樹脂２０が設けられた表面に対し垂直になるように設けられていてもよい。また、樹脂層２０は、樹脂層２０の凸部２８の側面と半導体基板１０の樹脂２０が設けられた表面とからなる二面体角が、鋭角になるように設けられていてもよいし、鈍角になるように設けられてもよい。なお、図２に示す例では、樹脂層２０は、樹脂部２２と樹脂部２４との２層によって形成されているが、これとは別に樹脂層２０を表面に凹凸を有する１つの樹脂部で形成してもよい。あるいは、樹脂層２０は、樹脂部２２及び樹脂部２４以外の層を含む３層以上の層によって形成されてもよい。
【００３７】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線３０を有する。配線３０は、電極１４に電気的に接続されてなる。また、配線３０は樹脂層２０の表面に形成されている。複数の配線３０は、第１及び第２の配線３２、３４を含む。ここで、配線３０は２つのみならずそれ以上の数であってもよい。第１の配線３２は、樹脂層２０に支持された第１の部分３３を有してもよい。また、第２の配線３４は、樹脂層２０に支持された第２の部分３５を有してもよい。第１及び第２の配線とは、複数の配線３０のうち、第１の部分３３と第２の部分３５が、隣り合う位置に形成された任意の２つの配線を示す。配線３０は、一層あるいは複数層の導電層で形成してもよい。導電層は、例えば、金属、合金や金属化合物であってもよい。
【００３８】
第１の配線３２と第２の配線３４とは、少なくともその一部が半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成されてもよい。第１の配線３２と第２の配線３４とにおける、第１の部分３３と第２の部分３５とが、半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成されてもよい。これによれば、樹脂２０の表面に形成された隣り合う配線間の距離を長くすることができる。そのため、樹脂２０と他の樹脂との界面における、第１の配線３２と第２の配線３４とを構成する導電材料等のマイグレーションによって、第１の配線３２と第２の配線３４とがショートしにくい。従って、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。ここで、樹脂層２０の表面に凹凸を形成したときは、図２又は図３に示すように、第１の配線３２（第１の部分３３）を、凹部２６の底面に支持されるように形成し、第２の配線３４（第２の部分３５）を、凸部２８の上面に支持されるように形成してもよい。言い換えると、第１の部分３３は凹部２６内に設けられ、第２の部分３５は凸部２８上に設けられてもよい。これによれば、樹脂層２０と後述する他の樹脂層１８との界面における、第１の配線３２と第２の配線３４との距離を長くすることができる。そのため、第１の配線３２と第２の配線３４とを構成する導体材料等のマイグレーションによる配線のショートが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置を製造することができる。なお、複数の配線３０は、相互に交差しないように設けられてもよい。
【００３９】
半導体基板１０には、複数の配線３０の少なくとも一部を覆うように絶縁膜からなる保護膜（図示せず）が形成されてもよい。例えば、保護膜は感光性樹脂からなるレジスト層で形成してもよい。配線３０の外部端子が設けられた部分を除いた部分を全て保護膜で覆うことで、配線３０の酸化、腐食を防止し、さらに電気的不良を防止することができる。
【００４０】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線３０の少なくとも一部を覆う他の樹脂層１８を有してもよい。樹脂層１８によって、複数の配線３０の全てを覆ってもよい。他の樹脂層１８を被覆層と称してもよい（図２参照）。他の樹脂層１８は外部端子１６の根本部を覆ってもよく、これによって外部端子１６の少なくとも根本部を補強することができる。他の樹脂層１８によって、半導体装置が回路基板に実装された後の外部端子１６に応力が集中することを防止することができる。
【００４１】
本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０（半導体チップ）がベアチップとなり、パッケージサイズが半導体チップにほぼ等しくなり、ＣＳＰに分類することができる。あるいは、応力緩和機能を備えるフリップチップであるということもできる。
【００４２】
本実施の形態に係る半導体装置１は、上記のように構成されており、以下その製造方法を説明する。図４（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【００４３】
はじめに、半導体基板１０に、表面の少なくとも一部に凹凸を有する樹脂層を形成する。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、半導体基板１０に、樹脂部２２及び樹脂部２４を含む樹脂層２０を形成する工程を説明するための図である。内部に集積回路１２が形成されてなり、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０を用意する。半導体基板１０は、半導体チップであってもよい。そして、半導体基板１０の一方の面（電極１４が形成された面）に樹脂部２２を設け、さらに樹脂部２４を、樹脂部２２上に全面に形成する（図４（Ａ）参照）。なお、樹脂部２２と樹脂部２４とによって形成される層を、樹脂層２０と称してもよい。ただし、樹脂層２０は２以上の複数の層から形成されてもよい。ここで、樹脂部２４は感光性の樹脂であってもよい。そして、例えば樹脂部２４の形成領域上で光等のエネルギーを遮断し、それ以外の領域でエネルギーを通すマスク４０を樹脂部２４の上方に配置し、エネルギー４２を照射する（図４（Ｂ）参照）。その後現像することで樹脂部２４をパターニングすることができる（図４（Ｃ）参照）。これによって、樹脂層２０の表面に凹部２６と凸部２８とを形成してもよい。
【００４４】
上述の記載は、エネルギーが照射されると現像液への溶解性が減少するもの（ネガ型レジスト）の場合であるが、エネルギー照射によって現像液への溶解性が増加するもの（ポジ型レジスト）であってもよい。後者の場合は、樹脂部２４を形成したい領域上にエネルギーを遮断するマスクを配置して、それ以外の領域にエネルギー４２を照射することになる。
【００４５】
ただし、表面に凹凸を有する樹脂層２０を形成する方法はこれに限られず、例えば表面が平坦な樹脂層に、あらかじめ複数の開口部が設けられた別の樹脂層を搭載して、樹脂層２０を形成してもよい。
【００４６】
次に、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、レジスト層５２を形成し、これをパターニングする工程を説明するための図である。半導体基板１０に形成された樹脂層２０（樹脂部２２及び樹脂部２４）にスパッタリングやＣＶＤ等で導電膜５０を形成し、さらにレジスト層５２を、導電膜５０上に全面に形成する（図５（Ａ）参照）。そして、マスク４４をレジスト層５２の上方に配置してエネルギー４６を照射し（図５（Ｂ）参照）、その後現像することでレジスト層５２をパターン化してもよい（図５（Ｃ）参照）。図５（Ｃ）に示すように、凹部２６の底面の一部と凸部２８の上面の一部とを除く領域に、レジスト層５２を形成してもよい。
例えばレジスト層５２は感光性であってもよく、その場合照射するエネルギー５６は光であってもよい。レジスト層５２の性質も、いわゆるポジ型、ネガ型のいずれであってもよく、それにあわせてマスク４４によりエネルギーを遮断する領域を選択してもよい。
【００４７】
次に、配線３０を形成する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１の部分３３を有する第１の配線３２と、第２の部分３５を有する第２の配線３４とを含む配線３０を形成する工程を説明するための図である。導電層５０における、レジスト層５２から露出した部分に配線３０を形成する（図６（Ａ）参照）。凹部２６の底面の一部と凸部２８の上面の一部とを除く領域に、レジスト層５２を形成することで、第１の部分３３が凹部２６に支持された第１の配線３２と、第２の部分３５が凸部２８に支持された第２の配線３４とを含む、複数の配線３０を形成することができる。また、第１の部分３３と第２の部分３５とを、半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成することができる。配線３０は、例えば導電膜５０を利用した電解メッキによって形成することができる。その後、レジスト層５２を剥離し（図６（Ｂ）参照）、導電膜５０をエッチングして（図６（Ｃ）参照）、配線３０を形成することができる。
【００４８】
以上の工程によって形成された配線３０に外部端子１６等を接続し、他の樹脂層１８を形成する等の工程を経て、本実施の形態に係る半導体装置を製造することができる。
【００４９】
本実施の形態に係る半導体装置１は、集積回路１２及び電極１４が形成されてなる半導体基板１０を有する。半導体装置１は、半導体基板１０に形成された樹脂層２０を有する。半導体装置１は、電極１４に電気的に接続され、凹凸を有する樹脂層２０の表面に形成された隣り合う第１及び第２の部分３３、３５を含む複数の配線３０を有する。第１の配線３２と第２の配線３４とは、相互に交差しないものでもよい。第１の部分３３と第２の部分３５とは、半導体基板１０の厚み方向にずれた位置に形成されていてもよい。
【００５０】
本実施の形態では、凹凸を有する樹脂層２０を形成した後に、配線３０を形成するものを説明した。本実施の形態は、これに限らず、配線３０を形成した後に、樹脂層２０に凹凸を形成してもよい。この場合、複数の配線３０をマスクとして、自己整合的に樹脂層２０をパターニングして、複数の配線３０間に凹部を形成してもよい。
【００５１】
本発明の実施の形態に係る半導体装置１を有する電子機器として、図７には本実施の形態に係る半導体装置１を実装した回路基板１０００が示され、図８にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図９には携帯電話３０００が示されている。
【００５２】
（変形例）
図１０（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を説明するための図である。
【００５３】
はじめに、半導体基板１０に形成された樹脂層２１にレジスト層等のマスクを形成する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、半導体基板１０に形成された樹脂層２１に、レジスト層５６を形成する工程を説明するための図である。半導体基板１０の一方の面に樹脂層２１を設け、さらにレジスト層５６を樹脂層２１上に全面に形成する（図１０（Ａ）参照）。そして、例えば凸部２７の形成領域上で光等のエネルギーを遮断し、それ以外の領域でエネルギーを通すマスク４８をレジスト層５６の上方に配置し、エネルギー４９を照射する（図１０（Ｂ）参照）。
その後現像することでレジスト層５６をパターニングすることができる（図１０（Ｃ）参照）。
【００５４】
次に、樹脂層２１の表面に凹凸を形成する。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は樹脂層２１の一部を凹ませる工程を説明するための図である。レジスト層５６が形成された樹脂層２１にドライエッチングを施し（図１１（Ａ）参照）、樹脂層２１におけるレジスト層５６から露出した領域を凹ませる（図１１（Ｂ）参照）。
ドライエッチングを施す時間を調整することで、樹脂層２１の一部を凹ませてもよい。ただし本工程は、ドライエッチングに限られるものではない。そして、レジスト層５６を剥離して、表面に凹部２５と凸部２７とを有する樹脂層２１を形成することができる（図１１（Ｃ）参照）。この方法で樹脂層を形成する場合、樹脂層２１は１つの層で形成される。
【００５５】
樹脂層２１の凹部２５及び凸部２７に、第１の配線３２及び第２の配線３４を形成し、さらに、他の樹脂層１８等を形成することで半導体装置１を製造することができる。
【００５６】
（変形例）
図１２及び図１３は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。図１２は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体ウエハの一部拡大図であり、その全体を図１３に示す。なお、本実施の形態でも上述した内容を可能な限り適用することができる。
【００５７】
本実施の形態に係る半導体ウエハ２は、複数の集積回路１２を有してもよい。
半導体ウエハ２には、集積回路１２毎に半導体装置１と同様の樹脂層、配線、外部端子等が形成されてもよい。すなわち、半導体ウエハ２には、複数の半導体装置１が形成されてもよい。半導体装置１は、上述のいずれかの方法によって製造してもよい。これによれば、隣り合う配線間でマイグレーションが発生しにくい、信頼性の高い半導体ウエハ２を製造することができる。図１５に示すように、半導体ウエハ２を、例えばブレード１００によって、それぞれの集積回路１２を囲むラインＬで切断することで、複数の半導体装置１が得られる。
【００５８】
本実施の形態に係る半導体ウエハ２は、複数の集積回路１２及び電極１４が形成された半導体基板を有する。半導体ウエハ２は半導体基板に形成された樹脂層を有する。半導体ウエハ２は樹脂層に形成された隣り合う第１及び第２の部分を含む複数の配線を有する。第１及び第２の部分は半導体ウエハ２の厚み方向にずれた位置に形成されてなる。複数の配線は相互に交差しないように形成されてもよい。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図１４は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。なお、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。
【００６０】
本実施の形態に係る半導体装置は樹脂層６０を有する。樹脂層６０は応力緩和機能を有してもよい。樹脂層６０の表面には凹部６２と凸部６４とを含む凹凸が形成されてもよい。凹凸は樹脂層６０の一部にのみ形成されてもよい。樹脂層６０は、１つの層で形成してもよく、あるいは２つ以上の層で形成してもよい。図１４に示す例では、樹脂層６０は１つの層で形成されている。樹脂層６０は、上述した樹脂層２０あるいは樹脂層２１を形成する方法と同様の方法によって形成してもよい。
【００６１】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線７０を有する。図１４に示すように、配線７０のそれぞれを、少なくともその一部が凸部６４の上面に支持されるように形成してもよい。配線７０は、上述した配線３０を形成する方法と同様の方法で形成してもよく、あるいは、導電ペースト等によって形成してもよい。
なお、複数の配線７０のうち、隣り合う任意の２つの配線における凸部６４の上面に支持された部分を、第１及び第２の部分７２、７４と称してもよい。
【００６２】
本実施の形態に係る半導体装置において、配線７０を支持する樹脂層６０は、隣り合う２つの配線７０の間（第１の部分７２と第２の部分７４との間）に凹部６２を有する（図１４参照）。これにより、隣り合う２つの配線７０の間で、樹脂層６０と他の樹脂層１８との界面の距離を長くすることができる。そのため、マイグレーションが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置３を製造することができる。
【００６３】
本実施の形態に係る半導体装置３は、内部に集積回路１２を有し、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０を有する。半導体装置３は、半導体基板１０上に形成され、表面に凹部６２と凸部６４とを有する樹脂層６０を有する。半導体装置３は、第１の部分７２を有する第１の配線と、樹脂層６０の表面において第１の部分７２と隣り合って設けられた第２の部分７４を有する第２の配線とを含む複数の配線７０を有する。第１の部分７２及び第２の部分７４は、それぞれ、樹脂層６０の凸部６４上に設けられてなる。
【００６４】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。なお、本実施の形態でも第１の実施の形態及び第２の実施の形態で説明した内容を可能な限り適用することができる。
【００６５】
本実施の形態に係る半導体装置は樹脂層８０を有する。樹脂層８０は応力緩和機能を有してもよい。樹脂層８０の表面には凹部８２と凸部８４とを含む凹凸が形成されてもよい。凹凸は樹脂層８０の一部にのみ形成されてもよい。樹脂層８０は、１つの層で形成してもよく、あるいは２つ以上の層で形成してもよい。図１５に示す例では、樹脂層８０は１つの層で形成されている。樹脂層８０は、上述した樹脂層２０あるいは樹脂層２１を形成する方法と同様の方法によって形成してもよい。
【００６６】
本実施の形態に係る半導体装置は、複数の配線９０を有する。図１５に示すように、配線９０のそれぞれを、少なくともその一部が凹部８２の底面に支持されるように形成してもよい。配線９０は、上述した配線３０を形成する方法と同様の方法で形成してもよく、あるいは、導電ペースト等によって形成してもよい。
なお、複数の配線９０のうち、隣り合う任意の２つの配線における凹部８２の底面に支持された部分を、第１及び第２の部分９２、９４と称してもよい。
【００６７】
本実施の形態に係る半導体装置において、配線９０を支持する樹脂層８０の少なくとも一部は、隣り合う２つの配線９０の間（第１の部分９２と第２の部分９４との間）に凸部８４を有する（図１５参照）これにより、隣り合う２つの配線９０の間の樹脂層８０と他の樹脂層１８との界面の距離を長くすることができる。そのため、マイグレーションが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置４を製造することができる。
【００６８】
本実施の形態に係る半導体装置４は、内部に集積回路１２を有し、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を最表面に有する半導体基板１０を有する。半導体装置４は、半導体基板１０上に形成され、表面に凹部８２と凸部８４とを有する樹脂８０を有する。半導体装置３は、第１の部分９２を有する第１の配線と、樹脂層８０の表面において第１の部分９２と隣り合って設けられた第２の部分９４を有する第２の配線とを含む複数の配線９０を有する。第１の部分９２及び第２の部分９４は、それぞれ、樹脂層８０の凹部８２内に設けられてなる。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る回路基板を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明を適用した半導体ウエハを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明を適用した半導体ウエハを示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
１０ 半導体基板、 １２ 集積回路、 １４ 電極、 １６ 外部端子、 １８ 他の樹脂層、 ２０ 樹脂層、 ２６ 凹部、 ２８ 凸部、 ３０ 配線、 ３２ 第１の配線、 ３３ 第１の部分、 ３４ 第２の配線、 ３５ 第２の部分
Claims (19)
- 内部に集積回路を有し、前記集積回路に電気的に接続された電極を最表面に有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、表面に凹部と凸部とを有する樹脂層と、
前記電極に電気的に接続され、前記樹脂層の表面に形成された複数の配線と、
を有する半導体装置。 - 請求項１記載の半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とは、前記半導体基板の厚み方向にずれた位置に形成されてなる半導体装置。 - 請求項１記載の半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分は前記樹脂層の凹部内に設けられてなり、
前記第２の部分は前記樹脂層の凸部上に設けられてなる半導体装置。 - 請求項１記載の半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線とを有し、
前記第１の部分及び第２の部分は、それぞれ、前記樹脂層の凸部上に設けられてなる半導体装置。 - 請求項１記載の半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線とを有し、
前記第１の部分及び第２の部分は、それぞれ、前記樹脂層の凹部内に設けられてなる半導体装置。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置において、
前記複数の配線は、相互に交差しないように設けられてなる半導体装置。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、
前記樹脂層は、第１の樹脂部と前記第１の樹脂部の上に設けられ、前記第１の樹脂部とは異なる材料からなる第２の樹脂部とを含む複数の樹脂部で形成されてなり、
前記凹部の底面の少なくとも一部は、前記第１の樹脂部からなり、
前記凸部の上面の少なくとも一部は、前記第２の樹脂部からなる半導体装置。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体装置において、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆うように形成された他の樹脂層をさらに有する半導体装置。 - 請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置が実装された回路基板。
- 請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体装置を有する電子機器。
- 内部に集積回路が形成されてなり、前記集積回路に電気的に接続された電極を最表面に有する半導体基板における前記電極が形成された側に樹脂層を形成し、
前記樹脂層の表面に凹部と凸部とを形成し、
前記樹脂層の表面に複数の配線を形成することを含む半導体装置の製造方法。 - 請求項１１記載の半導体装置において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記樹脂層の表面において前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とを、前記半導体基板の厚み方向にずれた位置に形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分は前記樹脂層の凹部に支持され、前記第２の部分は前記樹脂層の凸部に支持されるように、前記複数の配線を形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とが、それぞれ、前記樹脂層の凹部に支持されるように、前記複数の配線を形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線は、第１の部分を有する第１の配線と、前記第１の部分と隣り合って設けられた第２の部分を有する第２の配線と、を有し、
前記第１の部分と前記第２の部分とが、それぞれ、前記樹脂層の凸部に支持されるように、前記複数の配線を形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層の表面に前記複数の配線を形成する工程よりも後に、前記樹脂層の表面に前記凹部と前記凸部とを形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記樹脂層の表面に前記複数の配線を形成する工程よりも前に、前記樹脂層の表面に前記凹部と前記凸部とを形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項１１から請求項１７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線を、相互に交差しないように形成することを含む半導体装置の製造方法。 - 請求項１１から請求項１８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の配線の少なくとも一部を覆うように、他の樹脂層を形成することをさらに含む半導体装置の製造方法。
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