JP2006294670A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 孤立した導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を正常に形成することができる技術を提供する。
【解決手段】 配線基板１の裏面に形成されたボールパッド７はスルーホール３を介して主面に形成されたボンディングパッドに接続されている。さらに配線基板１の裏面には、配線基板１の方向性を認識するための認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａが形成されている。認識用ボールパッド８および認識マーク８ａは通常孤立した導体パターンであるが、この認識用ボールパッド８および認識マーク８ａをボールパッド７に電気接続することにより、孤立していない導体パターンにする。そして、認識用ボールパッド８および認識マーク８ａをボールパッド７に電気接続した状態で無電解めっき処理を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、配線基板に形成したダミーボールパッドあるいは認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程に適用して有効な技術に関するものである。

特開平９−５５３９８号公報（特許文献１）には、電極パッド間の膜厚や膜質のばらつきを防止し、各電極パッド間のショート不良がなく、安価な半導体装置を製造するための製造方法が開示されている。

具体的には、基板に回路素子と、回路配線パターンと、電極パッドを形成するためのパッドパターンと、各パッドパターン間を短絡するショート配線パターンとを形成する。このショート配線パターンはダイシングラインにまたがってジグザクに進む形状にする。しかる後、無電解めっき処理によって、ショート配線パターンで接続された各パッドパターン上に電極材料を析出させる。このとき、各パッドパターンはショート配線パターンで短絡されているので、各パッドパターンを等電位の状態にしながら無電解めっき処理を行うことができる。このため、電極パッド間の膜厚や膜質にばらつきなく、電極パッドを一括形成することができる。その後、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々のチップに分割すると同時にショート配線パターンを確実に切断する。ショート配線パターンは、ダイシングラインにまたがってジグザグに形成されているので、ダイシングによって確実にショート配線パターンを切断できるとしている。
特開平９−５５３９８号公報

半導体チップを実装するパッケージとしてＢＧＡ（Ball Grid Array）と呼ばれるものがある。ＢＧＡは、パッケージの外部接続用端子（電極）として、はんだなどの金属を球状にしてパッケージ基板の下面に格子状に配置した構造をしており、表面実装型のパッケージの一種である。ＢＧＡでは、配線基板の主面に半導体チップが搭載され、この半導体チップ上に形成されているボンディングパッドと配線基板上に形成されているボンディングパッドが導電性のワイヤを介して電気的に接続（ワイヤボンディング）されている。配線基板上に形成されているボンディングパッドは、スルーホールを介して配線基板の裏面（主面と反対側の面）に形成されているボールパッドと電気的に接続されている。そして、ボールパッド上にはニッケル膜および金膜が積層されており、この積層膜上に球状の半田が形成されている。

図１は、ＢＧＡを裏面から見た平面図である。図１において、配線基板１０１の裏面には、格子状にボールパッド１０２が形成されており、このボールパッド１０２はスルーホール１０３を介して配線基板１０１の主面に形成されているボンディングパッドに接続されている。そして、配線基板１０１上に形成されているボンディングパッドは、配線基板１０１の主面に搭載されている半導体チップと導電性のワイヤを介して接続されている。ボールパッド１０２にはニッケル膜および金膜（図示せず）が積層して形成されており、この積層膜上に球状の半田（図示せず）が形成されている。なお、配線基板１０１にはボンディングパッドおよびボールパッド１０２が露出しているが、その他の配線およびスルーホール１０３はソルダレジスト１０４で覆われている。つまり、図１では、ボールパッド１０２がスルーホール１０３に接続されていることを示すため、便宜上スルーホール１０３が記載されているが、実際にはソルダレジスト１０４で覆われている。

上述したようにＢＧＡの裏面には格子状にボールパッド１０２が形成されているが、さらに、ダミーボールパッド１０５も形成されている場合がある。ダミーボールパッド１０５は、例えばストレスのかかりやすい配線基板１０１の四隅などに形成される。また、ボールパッド１０２だけでは左右上下対称とならない場合に、ダミーボールパッド１０５を設けることにより、左右上下対称になるようにして、局所的にストレスがかからないようにしている。このボールパッド１０２およびダミーボールパッド１０５により、端子は左右上下対称に配置されている。このため、ボールパッド１０２およびダミーボールパッド１０５だけではＢＧＡの方向性がわからなくなってしまう。そこで、ＢＧＡには方向性がわかるように認識用ボールパッド１０６あるいは認識マーク１０７が形成されている。実際には、これらのうちいずれか一つが形成されている。ボールパッド１０２は上述したようにスルーホール１０３を介して配線基板１０１上のボンディングパッドと電気的に接続されている。これに対し、ダミーボールパッド１０５、認識用ボールパッド１０６あるいは認識マーク１０７は、どこにも接続されておらず孤立している。

配線基板１０１にボールパッド１０２、ダミーボールパッド１０５、認識用ボールパッド１０６あるいは認識マーク１０７を形成した後、これらの表面にニッケル膜および金膜を形成する工程は、配線基板１０１に半導体チップを搭載する前に行われる。以下に、この工程について簡単に説明する。まず、銅膜を貼り付けた配線基板１０１にスルーホール１０３を形成する。その後、スルーホール１０３の内壁および銅膜上に銅めっき膜を形成する。

次に、銅膜および銅めっき膜をパターニングした後、配線基板１０１上にソルダレジスト１０４を形成（塗布、貼り付ける）する。そして、ソルダレジスト１０４を露光・現像することによりパターニングする。ソルダレジスト１０４のパターニングにより、ボールパッド１０２、ダミーボールパッド１０５、認識用ボールパッド１０６あるいは認識マーク１０７を露出させる。続いて、ボールパッド１０２、ダミーボールパッド１０５、認識用ボールパッド１０６あるいは認識マーク１０７上にニッケル膜および金膜を順次形成する。このようにして、半導体チップを搭載する前の配線基板１０１が形成される。

ここで、ニッケル膜および金膜の形成にはめっき法が使用される。めっき法には電解めっき法と無電解めっき法があるが、近年では無電解めっき法が使用され始めてきている。なぜなら、無電解めっき法によれば、まず第１に電極用の引き出し配線が不要であるため、ボールパッド１０２の多ピン化および狭ピッチ化が容易に達成できるからである。また、第２に、電解めっき法では、電源供給部からの距離の相違に起因して膜厚がばらつくが、無電解めっき法では、そのようなことが生じないため、均一な膜を形成することができるからである。

しかし、無電解めっき法を使用してニッケル膜を形成する際、通常のボールパッド１０２上には正常にニッケル膜が形成されるが、ダミーボールパッド１０５、認識用ボールパッド１０６あるいは認識マーク１０７などの孤立導体パターンでニッケル膜が形成されない不良が発生する問題点がある。

ダミーボールパッド１０５上にニッケル膜が形成されないと金膜および球形状の半田が形成されず不良となる。同様に、認識用ボールパッド１０６上にニッケル膜が形成されないと、金膜も正常に形成されず、さらに球形状の半田が形成されないため、認識用端子として機能しない不良となる。一方、認識マーク１０７上にニッケル膜が形成されない場合も金膜が形成されないため、不良となる。すなわち、認識マーク１０７の場合、例えば光を照射してその反射光を検出することにより認識マーク１０７を認識するが、金膜が形成されないと反射率が異なるため認識マーク１０７を認識することができなくなってしまうからである。

本発明の目的は、孤立した導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を正常に形成することができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による半導体装置の製造方法は、半導体チップを搭載する配線基板に形成されたボールパッドおよび認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程を備え、前記工程は、前記ボールパッドと前記認識用導体パターンとを電気的に接続した状態で実施することを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

配線基板に形成された孤立した導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する際、孤立した導体パターンを他の導体パターンと電気的に接続して孤立しないようにしたので、正常に膜を形成することができる。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図２は、本実施の形態１におけるＢＧＡ（半導体装置）を裏面（半導体チップを搭載する面とは反対側の面）から見た図である。図２に示すように、配線基板（インターポーザ）１の裏面には、ボールパッド７が格子状に複数形成されている。個々のボールパッド７上にはニッケル膜および金膜よりなる積層膜（図示せず）が形成されており、この積層膜上に半田よりなる端子（図示せず）が形成されている。また、ボールパッド７は、スルーホール３を介して配線基板１の主面に形成されているボンディングパッドに電気的に接続されている。配線基板１の主面上に形成されているボンディングパッドは、配線基板１の主面に搭載されている半導体チップと導電性のワイヤ（ボンディングワイヤ）で接続されている。本実施の形態１におけるワイヤは、例えば金線である。したがって、ボールパッド７は、半導体チップと電気的に接続されていることになる。

ボールパッド７は、左右上下対称になるように形成されているので、配線基板１の裏面には、配線基板１の方向性を認識するため、認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａが形成されている。この認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａは、導体パターンで形成されており、半導体チップを搭載する位置の位置合わせ、配線基板１をダイシングする際の位置合わせあるいはＢＧＡをマザーボードに実装する際の位置合わせなどに使用される。認識用ボールパッド８上にはボールパッド７と同様に半田よりなる端子が形成される。一方、認識マーク８ａ上には、ニッケル膜と金膜よりなる積層膜が形成されるだけで、半田よりなる端子は形成されない。

通常、認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａは、ボールパッド７と異なり、どこにも電気的に接続されておらず孤立している。しかし、本実施の形態１において、認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａは、図２に示すように、ボールパッド７に電気的に接続されている。この点が本願発明の一つの特徴である。すなわち、ボールパッド７、認識用ボールパッド８、認識マーク８ａ上にはニッケル膜および金膜よりなる積層膜が形成されるが、この積層膜は無電解めっき法を使用して形成される。無電解めっき法で積層膜を形成すると、電気的に孤立していないボールパッド７上ではニッケル膜が析出するが、電気的に孤立している認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａ上でニッケル膜が析出しない不具合が発生する。そこで、本実施の形態１では、電気的に孤立している認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａをボールパッド７に接続することにより、認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａを電気的に孤立しないようにしている。これにより、認識用ボールパッド８あるいは認識用マーク８ａ上にも正常にニッケル膜が形成されるため、ニッケル膜が析出しない不具合を防止することができる。なお、認識用ボールパッド８あるいは認識マーク８ａは、ボールパッド７に接続する前は孤立しているため、ボールパッド７に接続しても何ら電気的に問題はない。

図２においては、ボールパッド７に接続する配線やスルーホール３が図示されているが、実際には、ボールパッド７、認識用ボールパッド８および認識マーク８ａが露出しており、その他の配線やスルーホール３はソルダレジスト５で覆われている。また、図２では、認識用ボールパッド８および認識マーク８ａを形成しているが、これらのうちどちらか一つが形成されていればよい。

本実施の形態１におけるＢＧＡは上記のように構成されており、以下にその製造方法について図面を参照しながら説明する。図３から図１３において、製造工程は、図２に示したＡ−Ａ線で切断した断面を例にとって説明する。

図３に示すように、例えばガラスエポキシ樹脂よりなる配線基板１の両面に銅膜２を貼り付ける。ここで、複数の配線基板１より一つの多数個取り基板が形成されており、この多数個取り基板の状態で以下に示す処理が行われる。

次に、図４に示すように、配線基板１の両面に貼り付けた銅膜２の膜厚を減じるようにハーフエッチングする。そして、図５に示すように、配線基板１に穴あけ加工を行うことにより、スルーホール３を形成する。

続いて、図６に示すように、めっき法を使用してスルーホール３の内壁および銅膜２上に銅めっき膜を形成する。ここで、銅めっき膜も銅膜２と同様に銅から形成されているので、銅膜２と一体化して記載している。

次に、銅膜２の表面を表面処理した後（ラミネート前処理）、図７に示すように、銅膜２上にドライフィルム４をラミネートする。そして、貼り付けたドライフィルム４に対して焼付け処理および現像処理を施すことにより、図８に示すようにドライフィルム４をパターニングする。

続いて、図９に示すように、パターニングしたドライフィルム４をマスクにして銅膜２をエッチングすることにより、銅膜２をパターニングする。この工程で銅膜２よりなるボールパッドおよび認識用ボールパッドが形成され、一つのボールパッドと認識用ボールパッドとは配線で接続されように形成される。また、認識マークも形成され、認識マークもボールパッドの一つと接続されるように形成される。そして、図１０に示すように、パターニングしたドライフィルム４を剥離する。

次に、パターニングした銅膜２の表面を表面処理した後（ソルダレジスト形成前処理）、図１１に示すように、配線基板１の両面にソルダレジスト５を形成する。このソルダレジスト５は、スルーホール３の内部にも充填される。そして、形成したソルダレジスト５に対して露光・現像処理を行うことにより、ソルダレジスト５をパターニングする。パターニングは、図１２に示すように、銅膜２より形成されたボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８を露出するように行われる。図１２を見てわかるように、ボールパッド７および認識用ボールパッド８は配線を用いて電気的に接続されており、配線はソルダレジスト５によって覆われている。なお、図示はされていないが、認識マークも露出するようにソルダレジスト５はパターニングされている。

続いて、ソルダレジスト５に乾燥処理を施した後、めっき前処理を行う。めっき前処理では、脱脂およびエッチングが行われる。このめっき前処理は、露出しているボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８の表面に付着している異物を除去するとともに、表面に形成された酸化膜を除去するために行われる。

次に、図１３に示すように、ボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８上に無電解めっき法を使用してニッケル膜９を形成する。無電解めっき法において、めっき膜となる金属が析出するための条件は、還元剤の反応が進行し、かつ、金属が析出することである。すなわち、両者の反応が同時に起きる必要がある。

しかし、従来、孤立した認識用ボールパッドで、めっき膜となる金属の未析出が発生する不具合があった。未析出の原因は第１に付着物の影響がある。すなわち、被めっき面の一部に付着物が存在し、この付着物が還元剤の反応を阻害することが考えられる。例えば、銅の防錆剤として用いられる有機物や、ソルダレジスト５のベーク処理や露光処理において被めっき面に形成された酸化物などが還元剤の反応を阻害することが考えられる。第２に、めっき前処理が不十分であるため、還元剤の反応および金属の析出が阻害されることが考えられる。第３に、めっき液中に溶けている酸素により、金属の析出が阻害されることが考えられる。つまり、酸素の還元反応が金属の析出と並行して起こるために、金属の析出に還元剤から放出された電子が使用されず、酸素の還元に浪費されてしまう。この結果、金属の析出が阻害されると考えられる。第４に、析出に必要なイオン種が被めっき面に供給されないことが考えられる。

これらの原因によりめっき膜が形成されないのは、上述したように孤立している認識用ボールパッドで発生しやすい。なぜなら、孤立している認識用ボールパッドの被めっき面で上述した阻害要因が発生すると、めっき膜となる金属の析出が行われないためである。
言い換えると、孤立していないボールパッド７に上述した阻害要因が発生しても、ボンディングパッド６においてめっき膜となる金属の析出が行われれば問題ない。すなわち、ボンディングパッド６とボールパッド７は銅膜２およびスルーホール３を介して電気的に接続されているため、ボンディングパッド６とボールパッド７は同電位（金属の析出が可能である安定した電位）となり、ボールパッド７においてもめっき膜となる金属の析出が行われることを、本発明者らが発見した。

そこで、本実施の形態１では、認識用ボールパッド８をボールパッド７に接続した状態で無電解めっき処理を行っている。すなわち、認識用ボールパッド８は、ボールパッド７およびこれに電気接続されているボンディングパッド６と接続されている。これにより、例えば、認識用ボールパッド８の被めっき面で阻害要因が発生しても、位置の異なるボールパッド７やボンディングパッド６上においても同様の阻害要因が発生する確率は低い。したがって、ボールパッド７やボンディングパッド６の被めっき面では、正常にニッケル膜９が形成される。このとき、認識用ボールパッド８は、めっき反応が進行しているボールパッド７やボンディングパッド６と電気的に接続されているので、めっき反応が進行しているボールパッド７やボンディングパッド６の電位と認識用ボールパッド８の電位が等しくなる。このため、認識用ボールパッド８の電位は、めっき反応が進行しやすい電位となるので、認識用ボールパッド８上にもニッケル膜９が形成されやすくなる。同様に、ボールパッドと接続している認識マーク上にもニッケル膜９が確実に形成できる。

このように本実施の形態１では、従来、孤立していた認識用ボールパッド８をボールパッド７に接続して孤立しないようにしているので、認識用ボールパッド８上にも正常にニッケル膜９を形成することができる。さらに、認識用ボールパッド８をボールパッド７に接続することで、認識用ボールパッド８の外形サイズ（寸法）を変化させることなく、めっき液との接触面積を増加することができる。このため、認識用ボールパッド８上にニッケル膜９が形成されやすくなる。つまり、認識用ボールパッド８の外形サイズを大きくしてめっき液との接触面積を増大させることにより、ニッケル膜９を認識用ボールパッド８上に形成されやすくすることも考えられる。しかし、認識用ボールパッド８の外形サイズは、ボールパッド７と同様の外形サイズに決定されているので、外形サイズを変えることは製品上望ましくない。これに対し、本実施の形態１では、認識用ボールパッド８の外形サイズを変えることがないため、製品上問題となることはない。

次に、ニッケル膜９上に無電解めっき法を使用して金膜を形成する（図示せず）。金膜の形成は、ニッケル膜９の形成工程の直後に行われるため、銅膜２上にニッケル膜９を形成する場合に比べて、認識用ボールパッド８に金膜が形成されない不具合は発生しにくい。つまり、無電解めっき法でニッケル膜９を形成した直後は、認識用ボールパッド８上の電位は、めっき膜が形成されやすい電位になっている。したがって、無電解めっき法を使用してニッケル膜９上に金膜を形成する工程では、認識用ボールパッド８上にも金膜が形成されやすくなっている。本実施の形態１において、認識用ボールパッド８は、ボールパッド７と電気的に接続されているので、さらに、認識用ボールパッド８上に金膜が形成されやすくなっている。このようにして、ボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８上にニッケル膜９および金膜を形成した配線基板１を形成することができる。なお、ニッケル膜９と金膜の間にパラジウム（Ｐｄ）膜を形成してもよい。

ここで、ニッケル膜９の形成工程は、上述したように銅膜２をパターニングしてボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８を形成した直後にニッケル膜９の形成を行わない。すなわち、銅膜２によりなるボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８を形成した後、ソルダレジスト５を形成する。そして、露光・現像処理を施すことによりソルダレジスト５をパターニングした後、乾燥処理を施す工程が挿入されている。このため、認識用ボールパッド８上に異物の付着や酸化膜の形成がされやすくなっている。また、ソルダレジスト５は上記工程では完全に硬化させないため、めっき液に浸すと溶け出し、めっき液を汚染する可能性がある。これらの要因があるため、認識ボールパッド８上にニッケル膜９を形成する際、ニッケル膜９が形成されにくいという側面がある。

ここで、銅膜２上にニッケル膜９を形成してから、銅膜２およびニッケル膜９をパターニングすることが考えられる。すなわち、ソルダレジスト５の形成工程より前にニッケル膜９を形成する。この場合でも、ニッケル膜上に形成する金膜は、ソルダレジスト５の形成工程よりも後の工程で形成されることになる。金膜も無電解めっき処理により形成するため、ソルダレジスト５の形成工程において付着した異物や酸化膜により還元剤の反応が阻害され、金膜は未析出となる。

また、銅膜２上にニッケル膜９および金膜まで形成してから、銅膜２、ニッケル膜９および金膜をパターニングすることが考えられる。この場合、ニッケル膜９および金膜の形成は、ソルダレジスト５の形成工程の前に行われるため、異物の付着や酸化膜の形成がされにくい状態で無電解めっき処理を行える。しかし、後の工程で搭載した半田ボール１３をリフローすると、図２６に示すように、ソルダレジスト５と金膜９ａの界面に溶融した半田が流れ込む。これは、ソルダレジスト５と金膜９ａの密着力がソルダレジスト５と銅膜２の密着力よりも低いためである。ソルダレジスト５と金膜９ａの界面に溶融した半田が流れ込むと、互いに接続するボールパッド７と認識用ボールパッド８上に形成された半田ボール１３の高さが低くなってしまう。つまり、認識用ボールパッド８に接続されたボールパッド７上の半田ボール１３の高さが、認識用ボールパッド８に接続されていない他のボールパッド７上の半田ボール１３の高さに比べて低くなる。したがって、ＢＧＡを実装基板に実装する際、認識用ボールパッド８に接続されたボールパッド７上の半田ボール１３が実装基板に接続されない問題が新たに生じる。このような課題を本発明者らは見出した。このため、ニッケル膜９および金膜９ａの形成を、ソルダレジスト５の形成工程の前に行う方法は妥当ではない。

本発明は、無電解めっき処理をする工程に有用であるが、特に、ソルダレジスト５の形成工程の後のように、異物の付着や酸化膜が形成されやすい状態で無電解めっき処理をする工程に有用である。例えば、本実施の形態１で述べたように、銅膜２上にソルダレジスト５を形成した後、形成したソルダレジスト５をパターニングする。これにより、ボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８を露出して、それらの上にニッケル膜９を形成する工程に適用することが有用である。

次に、上述するようにして形成された配線基板１を用いてＢＧＡを製造する工程について、図１４から図２０を参照しながら説明する。

まず、図１４に示すように、ボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８を形成した配線基板１を用意する。ボンディングパッド６、ボールパッド７および認識用ボールパッド８には図示していないが、ニッケル膜９および金膜が形成されている。また、認識用ボールパッド８は、ボールパッド７と配線で電気的に接続されている。なお、図１４に示していないが、ボンディングパッド６とボールパッド７とはスルーホールを介して接続されている。

次に、図１５に示すように、例えば接着剤を用いて配線基板１上に半導体チップ１０を搭載する（ダイボンディング）。この半導体チップ１０には、例えばトランジスタなどの素子と配線により集積回路が形成されている。

続いて、図１６に示すように、半導体チップ１０に形成されたボンディングパッドと配線基板１に形成されたボンディングパッド６とを、例えば金線などのボンディングワイヤ１１を用いて接続する。

その後、図１７に示すように、配線基板１の半導体チップ搭載面を樹脂１２で一括封止する（一括モールド）。すなわち、配線基板１に搭載されている複数の半導体チップ１０を一括して樹脂１２で封止する。なお、配線基板１上に搭載されている個々の半導体チップ１０毎に樹脂封止してもよい（個別モールド）。

次に、ベーク処理をした後、図１８に示すように、ボールパッド７および認識用ボールパッド８上に半田ボール１３を搭載する。そして、図１９に示すように、搭載した半田ボール１３をリフローすることにより、ボールパッド７および認識用ボールパッド８に半田ボール１３を融着させる。このとき、認識用ボールパッド８上には正常にニッケル膜９および金膜が形成されているので、半田ボール１３が搭載されない不良を低減することができる。

続いて、配線基板１をダイシングすることにより、図２０に示すようなＢＧＡを形成することができる。

本実施の形態１によれば、ボールパッド７および認識用ボールパッド８を電気接続した状態で無電解めっき処理を行うので、認識用ボールパッド８上にも確実にめっき膜を形成することができる。また、結線する前、認識用ボールパッド８は半導体チップ１０とは電気的に接続されずに孤立していたため、認識用ボールパッド８をボールパッド７に接続しても電気的に問題はない。したがって、無電解めっき処理を実施した後、新たに認識用ボールパッド８とボールパッド７との接続を切断する必要はない。すなわち、認識用ボールパッド８とボールパッド７との接続を切断する工程を新たに追加する必要はない。このため、ＢＧＡの製造工程を複雑化することを避けることができるので、コストアップを防止しながら認識用ボールパッド８上に確実にめっき膜を形成することができ、認識用ボールパッド８上に半田ボール１３が搭載されない不良を抑制できる。また、認識マーク８ａ上にもめっき膜が確実に形成されるので、認識マーク８ａとして正常に機能させることができる。

本実施の形態１では、認識ボールパッド８とボールパッド７とを電気接続するのと同様に、認識マーク８ａとボールパッド７とを電気接続している（図２参照）。この認識マーク８ａは、ボールパッド７の形成面と同じ面に形成されているが、認識マーク８ａはボールパッド７の形成面と反対側の面（半導体チップ搭載面）に形成されている場合がある。この場合、例えば図２１に示すように、スルーホール３を介してボールパッド７と認識マーク８ａとを電気接続するように構成することができる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１では認識用ボールパッドとボールパッドを接続する例について説明したが、本実施の形態２では、ダミーボールパッドとボールパッドとを接続する例について説明する。

図２２は、本実施の形態２におけるＢＧＡを裏面（半導体チップを搭載する面とは反対側の面）から見た図である。図２２に示すように、配線基板１の裏面には、ボールパッド７が格子状に複数形成されている。また、配線基板１の四隅にはダミーボールパッド１６が形成されている。配線基板１の四隅にはストレスがかかりやすいため、ダミーボールパッド１６を設けて配線基板１にかかるストレスを緩和している。すなわち、ダミーボールパッド１６はストレスを緩和するために設けられている。また、ボールパッド７だけでは左右上下対称に配列されない場合に、不足分をダミーボールパッドで補うことにより左右上下対称に配列されるようにしている。

ボールパッド７は、スルーホール３を介して配線基板１の反対面に形成されているボンディングパッドと電気的に接続されている。これに対し、ダミーボールパッド１６が、どこにも接続されておらず電気的に孤立している場合では、前記実施の形態１で述べた認識用ボールパッドと同様に、無電解めっき処理でめっき膜が形成されない不具合が発生する。ダミーボールパッド１６でもめっき膜が形成されないと半田ボールが搭載されず製品不良となる。

そこで、本実施の形態２では、図２２に示すように、ダミーボールパッド１６を隣接する一つのボールパッド７に接続するようにしている。これにより、ダミーボールパッド１６は孤立導体パターンとならないため、無電解めっき処理でめっき膜が正常に形成される。また、配線基板１には、認識マーク８ａも形成されているが、この認識マーク８ａとダミーボールパッド１６とを接続するようにしてもよい。従来、認識マーク８ａも電気的に孤立していたが、本実施の形態２では、互いに孤立していた認識マーク８ａとダミーボールパッド１６とを電気的に接続することで、孤立導体パターンとならなくなるため、認識マーク８ａおよびダミーボールパッド１６の両方でめっき膜の未形成を防止できる。

なお、認識マーク８ａがボールパッド７の形成面と反対側の面（半導体チップ搭載面）に形成されている場合がある。この場合、例えば図２３に示すように、スルーホール３を介してダミーボールパッド１６と認識マーク８ａとを電気接続するように構成することができる。

本実施の形態２におけるＢＧＡの製造方法は基本的に前記実施の形態１と同様である。異なる点は、前記実施の形態１では、ダミーボールパッド１６を形成しなかったが、本実施の形態２ではダミーボールパッド１６を形成し、このダミーボールパッド１６をボールパッド７あるいは認識マーク８ａに接続するように形成する点である。この点は、図１０に示す銅膜２のパターニングを変えることで形成することができる。すなわち、ボールパッド７とダミーボールパッド１６が電気的に接続するように銅膜２（銅めっき膜を含む）をパターニングする。また、認識マーク８ａとダミーボールパッド１６が電気的に接続するように銅膜２をパターニングする。

（実施の形態３）
前記実施の形態２では、ボールパッドとダミーボールパッドとを電気的に接続する例について説明したが、本実施の形態３では、複数のダミーボールパッドを互いに電気接続する例について説明する。

図２４は、ダイシングする前の配線基板１を裏面（半導体チップを搭載する面とは反対側の面）から見た図である。図２４に示すように、配線基板１の裏面には、ボールパッド７が格子状に複数形成されている。また、配線基板１の四隅にはダミーボールパッド１６が形成されている。本実施の形態３では、複数のダミーボールパッド１６が互いに電気接続されている。すなわち、複数のダミーボールパッド１６は、ダイシングラインに沿って縦横に形成された配線１８に接続されており、この配線１８を介して複数のダミーボールパッド１６が互いに電気接続されている。このように複数のダミーボールパッド１６同士を接続することにより、ダミーボールパッド１６が孤立導体パターンとなることを防止できる。したがって、無電解めっき処理において、ダミーボールパッド１６上に確実にめっき膜を形成することができる。なお、複数のダミーボールパッド１６を結ぶ配線１８は、ソルダレジスト５によって覆われており、無電解めっき処理においては、ボールパッド７およびダミーボールパッド１６上にめっき膜が形成される。

本実施の形態３におけるＢＧＡの製造方法は基本的に前記実施の形態１と同様である。異なる点は、複数のダミーボールパッド１６を形成し、このダミーボールパッド１６を配線１８によって互いに電気接続するように形成する点である。この点は、図１０に示す銅膜２のパターニングを変えることで形成することができる。すなわち、配線１８を形成して複数のダミーボールパッド１６が互いに電気接続されるように銅膜２をパターニングする。なお、配線基板１をダイシングする際、ダイシングラインにそって形成された配線１８は除去されるが、除去されずに残存している部分があっても問題はない。配線１８はボールパッド７同士ではなく、ダミーボールパッド１６同士を接続しているだけであり、ボールパッド７に接続されていないからである。

（実施の形態４）
本実施の形態４では、ボンディングパッドと認識マークを電気的に接続する例について説明する。

図２５は、本実施の形態４におけるＢＧＡを主面（半導体チップを搭載する面）から見た図である。図２５に示すように、配線基板１の中央部には、半導体チップを搭載する領域があり、この領域の周囲には、ボンディングパッド６が形成されている。なお、半導体チップの図示は省略している。また、ボンディングパッド６の近傍には、認識マーク１９が形成されている。この認識マーク１９は、配線基板１上に半導体チップを搭載する際の位置合わせに使用される。ボンディングパッド６には配線２０が接続されており、この配線２０は、スルーホール３に接続されている。また、認識マーク１９は、配線２０に接続されている。したがって、認識マーク１９は配線２０を介してボンディングパッド６と接続されていることになる。このように認識マーク１９をボンディングパッド６と電気接続することにより、認識マーク１９が孤立導体パターンとなることを防止することができる。このため、無電解めっき処理において、認識マーク１９上に確実にめっき膜を形成することができる。認識マーク１９とボンディングパッド６とを電気接続する方法として、互いに直接接続する形態もあるが、本実施の形態４のようにボンディングパッド６に接続している配線２０に認識マーク１９を接続する形態をとっても同様の効果を得ることができる。

なお、図２５では、一例としてボンディングパッド６の一部が配線２０に接続されているように記載されているが、他のボンディングパッド６にもそれぞれ独立した配線が接続されており、これらの配線がスルーホール３を介して裏面のボールパッドと接続されている。

本実施の形態４におけるＢＧＡの製造方法は基本的に前記実施の形態１と同様である。異なる点は、配線基板１の主面に形成されたボンディングパッド６と認識マーク１９とを電気接続するように形成する点である。この点は、図１０に示す銅膜２のパターニングを変えることで形成することができる。すなわち、ボンディングパッド６に接続する配線２０に認識マーク１９が電気接続するように銅膜２をパターニングする。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

前記実施の形態では、ＢＧＡを例にとって説明したが、これに限らず、例えばＬＧＡ（Land Grid Array）などにも適用することができる。

本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。

本発明者らが検討したＢＧＡを裏面から見た図である。 本発明の実施の形態１におけるＢＧＡを裏面から見た図である。 実施の形態１におけるＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図３に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図４に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図５に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図６に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図７に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図８に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図９に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１０に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１１に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１２に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 実施の形態１におけるＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１４に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１５に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１６に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１７に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 図１８に続くＢＧＡの製造工程を示す断面図である。 実施の形態１におけるＢＧＡを示す断面図である。 ボールパッドと認識マークがスルーホールを介して電気接続されている様子を示す断面図である。 実施の形態２におけるＢＧＡを裏面から見た図である。 ダミーボールパッドと認識マークがスルーホールを介して電気接続されている様子を示す断面図である。 実施の形態３において、ダイシングする前の配線基板を裏面から見た図である。 実施の形態４におけるＢＧＡを主面から見た図である。 本発明者らが検討した図であって、互いに接続するボールパッドおよび認識用ボールパッド上に形成された半田ボールの高さが、認識用ボールパッドに接続されていないボールパッド上に形成された半田ボールの高さより低くなることを示す断面図である。

符号の説明

１ 配線基板
２ 銅膜
３ スルーホール
４ ドライフィルム
５ ソルダレジスト
６ ボンディングパッド
７ ボールパッド
８ 認識用ボールパッド
８ａ 認識マーク
９ ニッケル膜
９ａ 金膜
１０ 半導体チップ
１１ ボンディングワイヤ
１２ 樹脂
１３ 半田ボール
１６ ダミーボールパッド
１８ 配線
１９ 認識マーク
２０ 配線
１０１ 配線基板
１０２ ボールパッド
１０３ スルーホール
１０４ ソルダレジスト
１０５ ダミーボールパッド
１０６ 認識用ボールパッド
１０７ 認識マーク

Claims (18)

1. 半導体チップを搭載する配線基板に形成されたボールパッドおよび認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程を備え、
   前記工程は、前記ボールパッドと前記認識用導体パターンとを電気的に接続した状態で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記認識用導体パターンは、認識用ボールパッドであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記認識用導体パターンは、認識マークであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記ボールパッドと前記認識用導体パターンとはスルーホールを介して電気的に接続していることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
5. 半導体チップを搭載する配線基板に形成されたボールパッドおよびダミーボールパッド上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程を備え、
   前記工程は、前記半導体チップと電気的に接続されない前記ダミーボールパッドを前記ボールパッドへ電気的に接続した状態で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 半導体チップを搭載する配線基板に形成された複数のダミーボールパッド上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程を備え、
   前記工程は、前記複数のダミーボールパッドを電気的に接続した状態で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 半導体チップを搭載する配線基板に形成されたダミーボールパッドおよび認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程を備え、
   前記工程は、前記ダミーボールパッドと前記認識用導体パターンを電気的に接続した状態で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 前記ダミーボールパッドと前記認識用導体パターンとはスルーホールを介して電気的に接続していることを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。
9. 半導体チップを搭載する配線基板に形成されたボンディングパッドおよび認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程を備え、
   前記工程は、前記ボンディングパッドと前記認識用導体パターンとを電気的に接続した状態で実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 前記認識用導体パターンは、前記ボンディングパッドとスルーホールを接続する配線に接続されていることを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。
11. 無電解めっき法を使用して形成する前記膜はニッケル膜であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記配線基板は、インターポーザであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
13. （ａ）銅膜を形成した配線基板にスルーホールを形成する工程と、
    （ｂ）前記スルーホールの内壁を含む前記配線基板に銅めっき膜を形成する工程と、
    （ｃ）前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングする工程と、
    （ｄ）パターニングした前記銅膜および前記銅めっき膜上にソルダレジストを形成する工程と、
    （ｅ）前記ソルダレジストをパターニングして、ボールパッドおよび認識用導体パターンを露出する工程と、
    （ｆ）前記ボールパッドおよび前記認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程とを備え、
    前記（ｃ）工程は、前記ボールパッドと前記認識用導体パターンが電気的に接続するように前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. 前記（ｆ）工程は、無電解めっき法を使用してニッケル膜を形成することを特徴とする請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
15. （ａ）銅膜を形成した配線基板にスルーホールを形成する工程と、
    （ｂ）前記スルーホールの内壁を含む前記配線基板に銅めっき膜を形成する工程と、
    （ｃ）前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングする工程と、
    （ｄ）パターニングした前記銅膜および前記銅めっき膜上にソルダレジストを形成する工程と、
    （ｅ）前記ソルダレジストをパターニングして、ボールパッドおよびダミーボールパッドを露出する工程と、
    （ｆ）前記ボールパッドおよび前記ダミーボールパッド上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程とを備え、
    前記（ｃ）工程は、前記ボールパッドと前記ダミーボールパッドが電気的に接続するように前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. （ａ）銅膜を形成した配線基板にスルーホールを形成する工程と、
    （ｂ）前記スルーホールの内壁を含む前記配線基板に銅めっき膜を形成する工程と、
    （ｃ）前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングする工程と、
    （ｄ）パターニングした前記銅膜および前記銅めっき膜上にソルダレジストを形成する工程と、
    （ｅ）前記ソルダレジストをパターニングして、ダミーボールパッドおよび認識用導体パターンを露出する工程と、
    （ｆ）前記ダミーボールパッドおよび前記認識用導体パターン上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程とを備え、
    前記（ｃ）工程は、前記ダミーボールパッドと前記認識用導体パターンが電気的に接続するように前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. （ａ）銅膜を形成した配線基板にスルーホールを形成する工程と、
    （ｂ）前記スルーホールの内壁を含む前記配線基板に銅めっき膜を形成する工程と、
    （ｃ）前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングする工程と、
    （ｄ）パターニングした前記銅膜および前記銅めっき膜上にソルダレジストを形成する工程と、
    （ｅ）前記ソルダレジストをパターニングして、複数のダミーボールパッドを露出する工程と、
    （ｆ）前記複数のダミーボールパッド上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程とを備え、
    前記（ｃ）工程は、前記複数のダミーボールパッドが互いに電気的に接続するように前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. （ａ）銅膜を形成した配線基板にスルーホールを形成する工程と、
    （ｂ）前記スルーホールの内壁を含む前記配線基板に銅めっき膜を形成する工程と、
    （ｃ）前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングする工程と、
    （ｄ）パターニングした前記銅膜および前記銅めっき膜上にソルダレジストを形成する工程と、
    （ｅ）前記ソルダレジストをパターニングして、ボンディングパッドおよび認識マークを露出する工程と、
    （ｆ）前記ボンディングパッドおよび前記認識マーク上に無電解めっき法を使用して膜を形成する工程とを備え、
    前記（ｃ）工程は、前記ボンディングパッドおよび前記認識マークが電気的に接続するように前記銅膜および前記銅めっき膜をパターニングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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