JP2008277849A - 半導体装置、半導体装置の製造方法、回路基板、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】バンプ接続の信頼性を高めた半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明の半導体装置は、能動面１２１ａ上に、電極パッド２４と、該電極パッド２４に導電接続されたバンプ電極１０とを備えている。バンプ電極１０は、能動面１２１ａに形成された樹脂突起１２と、電極パッド２４から樹脂突起１２の表面にかけて配設された導電膜２０とを備えており、この導電膜２０と樹脂突起１２とは非密着に配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶パネル等の基板に駆動ＩＣ等の半導体装置をフリップチップ実装する場合に好適な半導体装置の電極構造に関するものである。

各種の電子機器に搭載される回路基板や液晶表示装置などでは、ＩＣチップなどの半導体装置が基板上に実装されている。例えば、液晶表示装置においては、液晶パネルを駆動するための液晶駆動用ＩＣチップが、液晶パネルを構成するガラス基板（相手側基板）に実装されている（いわゆるＣＯＧ構造）。このように、硬いシリコン基板を用いたＩＣチップを、硬いガラス基板の上に実装する場合には、ＩＣチップおよびガラス基板の反りを吸収することが困難である。そこで、ＩＣチップにはバンプ（突起）電極が形成され、このバンプ電極を押し潰しつつガラス基板に実装することにより、両者が導電接続されている。

近時では、液晶表示装置の高精細化に伴ってＩＣチップの端子数が増加する一方で、ＩＣチップの小型化が強く要求されている。そのため、ＩＣチップに形成されるバンプ電極の狭ピッチ化が必要になっている。なお、従来のバンプ電極はレジスト開口部に電解Ａｕメッキ等を施すことによって形成されているので、バンプ電極を狭ピッチ化するにはレジスト開口部のアスペクト比を大きくする必要がある。そのため、従来のバンプ電極では狭ピッチ化への対応が困難であった。

そこで、図８に示すような樹脂バンプ電極１０が開発されている。樹脂バンプ電極１０は、樹脂突起１２の表面に導電膜２０を形成し、その導電膜２０をＩＣチップ２１の電極パッド２４に接続したものである（例えば、特許文献１参照）。この樹脂バンプ電極１０が相手側基板に当接すると、樹脂突起１２が弾性変形するので、ＩＣチップ２１および相手側基板の反りを吸収することができる。また、アスペクト比を大きくする必要がないので、バンプ電極の狭ピッチ化に対応することができる。
特開平１−１３７３４号公報

しかしながら、このような樹脂突起１２は比較的大きな熱膨張率を有するため、ＩＣチップ２１と相手側基板とを加熱加圧接合した場合、突起表面の導電膜２０には、樹脂突起１２の膨張に追随して変形することによって、大きな引張応力が加えられることになる。特に、樹脂突起１２は接合時の圧力を吸収して変形するため、このような変形力によって導電膜２０が断線し、十分な接続信頼性が得られない場合があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、相手側基板との導電接続を確実に行うことが可能な半導体装置とその製造方法を提供することを目的とする。また、このような半導体装置を備えた接続信頼性の高い回路基板、電気光学装置、電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置は、能動面上に、電極パッドと、該電極パッドに導電接続されたバンプ電極とを有する半導体装置であって、前記バンプ電極が、前記能動面に形成された樹脂突起と、前記電極パッドから前記樹脂突起の表面にかけて配設された導電膜とを有してなり、前記導電膜と前記樹脂突起とが非密着に配置されていることを特徴とする。ここで、前記導電膜としては、金等の延性の高い材料を用いることが望ましい。
この構成によれば、樹脂突起と導電膜とが密着しない状態となっているので、バンプ電極を介して半導体装置を相手側基板に接合する際に、導電膜が樹脂突起に追随して伸縮若しくは変形することがない。このため、従来のように導電膜を樹脂突起に密着させた場合に比べて、導電膜に付与される応力が小さくなり、断線等が生じにくくなる。

本発明の半導体装置においては、前記導電膜と前記樹脂突起との間に空隙が形成されており、該空隙によって、前記導電膜と前記樹脂突起とが非密着に配置されているものとすることができる。
このように空隙を形成することで、樹脂突起と導電膜との密着力を確実に低下させることができる。

本発明の半導体装置においては、前記導電膜が、金や銅等の前記樹脂突起と非密着な（密着性の悪い）貴金属材料によって形成されているものとすることができる。
貴金属は化学的に安定な材料であるため、樹脂中に含まれる水分や酸素と反応することは殆どない。例えば、金（Ａｕ）はもともと酸化物を形成せず、銅（Ｃｕ）は酸化物を形成したとしても、その酸化物は化学的に不安定な材料となる。導電膜と樹脂突起との密着力は、樹脂突起中の水分や酸素等によって生じる化学反応（酸化反応等）によって強められるが、本発明では、導電膜が金や銅等の化学的に安定な貴金属によって形成されるため、樹脂突起との界面に化学反応は生じず、従って、導電膜と樹脂突起とは密着力の弱い非密着の状態となる。本発明では、単に導電膜を貴金属とすればよく、樹脂突起界面の密着力を弱めるための特別の処理が必要ないので、製造工程の簡略化が可能である。

本発明の半導体装置においては、前記導電膜が、前記電極パッドから前記樹脂突起を挟んで反対側まで延設され、該反対側において前記能動面と密着していることが望ましい。
前述のように、本発明では、導電膜を樹脂突起に対して密着させないように形成するため、導電膜を樹脂突起の上面部分までしか形成しないとすると、この樹脂突起上の導電膜はどこにも密着面を有しないため、浮いた状態となる。このため、半導体装置を相手側基板に接合するときに、この浮いた部分が剥がれを生じる場合がある。本発明では、導電膜を樹脂突起を挟んで反対側まで延設し、この反対側の能動面において密着面を形成しているので、導電膜の樹脂突起を挟んだ両側の端部（即ち、電極パッドに固定された端部と、樹脂突起を挟んで反対側の能動面に密着した端部）を能動面にしっかりと固定することができ、このような剥がれ等を防ぐことができる。

本発明の半導体装置においては、前記能動面に複数の前記電極パッドが整列配置され、これら電極パッドのパッド列に沿って直線状に連続する共通の前記樹脂突起が形成されており、前記電極パッドの各々から前記共通の樹脂突起の表面にかけて、前記導電膜が配設されているものとすることができる。
この構成によれば、複数の電極パッドに対して樹脂突起を共通に設けているため、樹脂突起を個別に設ける場合に比べて、製造工程を簡略化することができる。

本発明の半導体装置の製造方法は、能動面上に、電極パッドと、該電極パッドに導電接続されたバンプ電極とを有する半導体装置の製造方法であって、前記バンプ電極の形成工程が、前記能動面に樹脂突起を形成する工程と、前記電極パッドから前記樹脂突起の表面にかけて、前記樹脂突起の表面に非密着な状態にて導電膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
この方法によれば、樹脂突起と導電膜とが密着しない状態に形成されるので、バンプ電極を介して半導体装置を相手側基板に接合する際に、導電膜が樹脂突起に追随して伸縮若しくは変形することがない。このため、従来のように導電膜を樹脂突起に密着させた場合に比べて、導電膜に付与される応力が小さくなり、断線等が生じにくくなる。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記導電膜を前記電極パッドから前記樹脂突起を挟んで反対側まで延設し、前記導電膜の前記樹脂突起を挟んだ両側の端部を前記能動面に密着させることが望ましい。
この方法によれば、導電膜を樹脂突起の両側でしっかり固定することができるため、半導体装置を相手側基板に接合する際に、導電膜の剥がれ等が生じにくくなる。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記導電膜の形成工程が、前記導電膜と前記樹脂突起との間に犠牲層を形成する工程と、前記樹脂突起の表面の前記犠牲層を除去して、前記導電膜と前記樹脂突起との間に空隙を形成する工程とを含むものとすることができる。
このように空隙を形成することで、樹脂突起と導電膜との密着力を確実に低下させることができる。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記犠牲層の除去工程が、前記能動面の表面及び前記樹脂突起の表面における前記犠牲層のエッチングレートの違いを利用して、前記能動面の表面の前記犠牲層を残しつつ、前記樹脂突起の表面の前記犠牲層をエッチングにより除去する工程であるものとすることができる。
導電膜のエッチングレートは、その導電膜の形成される基板の表面状態に応じて異なることが本発明者らによって確認されている。例えば、シリコン基板上にエポキシ樹脂からなる樹脂突起を形成し、これらの表面にＴｉＷを成膜した場合、これを過酸化水素水を用いてエッチングすると、樹脂突起の表面に形成されたＴｉＷはシリコン基板の表面に形成されたＴｉＷよりも速くエッチングされる。本発明は、このようなエッチングレートの違いを利用して、樹脂突起の表面の犠牲層を選択的に除去するようにしている。本発明では、単に能動面全体を一括でエッチングすればよく、空隙を形成するための特別の処理が必要ないので、製造工程の簡略化が可能である。

なお、前述のようなエッチングレートの違いは、他の材料を用いた場合であっても同様に生じる。能動面が無機材料によって構成される場合には、樹脂突起との間で表面状態を大きく異ならせることができるので、より好ましい。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記導電膜が、前記犠牲層をシード層としてメッキ法により形成されるものとすることができる。
このようにメッキ法を用いることで、導電膜の厚膜化が容易になり、接合時の断線等をより確実に防ぐことができる。また、厚膜化によって、導電膜の電気抵抗を低減することも可能になる。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記導電膜の形成工程が、貴金属からなる前記導電膜を蒸着又はスパッタリングすることにより、前記樹脂突起と非密着な前記導電膜を形成する工程を含むものとすることができる。この場合、前記導電膜は、金又は銅からなることが望ましい。
この方法では、導電膜として、貴金属のような化学的に安定な材料を用いているため、樹脂突起との間で化学的な反応（樹脂突起中の水分や酸素による酸化反応等）が生じず、導電膜と樹脂突起との界面は密着力の弱い非密着の状態となる。本方法では、前述のように犠牲層の形成や除去といった余分な工程を経ることなく、単に貴金属を成膜するのみで、樹脂突起の表面に非密着な導電膜を形成できるため、前述した方法に比べて製造工程を簡略化することができる。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記能動面に複数の前記電極パッドが整列配置されており、前記樹脂突起の形成工程が、前記複数の電極パッドのパッド列に沿って直線状に連続した共通の樹脂突起を形成する工程を含み、前記導電膜の形成工程が、前記複数の電極パッドの各々から前記共通の樹脂突起の表面にかけて前記導電膜を形成する工程を含むものとすることができる。
この方法によれば、複数の電極パッドに対して樹脂突起を共通に設けているため、樹脂突起を個別に設ける場合に比べて、製造工程を簡略化することができる。

本発明の半導体装置の製造方法においては、前記樹脂突起を切断し、前記電極パッドに応じて前記バンプ電極を分離する工程を含むことができる。
この方法によれば、樹脂突起が各導電膜に応じて分割されるため、半導体装置と相手側基板とを接合する際の樹脂突起の熱膨張や変形による影響を各導電膜について最小限に抑えることができる。

本発明の回路基板は、先に示した本発明の半導体装置が実装されてなる回路基板であって、前記半導体装置が、前記樹脂突起の表面に配設された前記導電膜を介して、前記回路基板の電極端子に導電接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、導電接続の信頼性に優れた回路基板を提供することができる。

本発明の回路基板においては、前記樹脂突起は弾性変形して前記導電膜が前記回路基板に面で接触しており、前記半導体装置と前記電極端子の導電接触部分の周囲には封止樹脂が充填されて、前記半導体装置と前記電極端子とが保持されていることが望ましい。
本発明のバンプ電極は、樹脂突起をコアとし、その表面を導電膜で覆った構造となっているため、回路基板上の電極端子に対して加圧することにより、容易に押圧されて弾性変形状態となる。そして、バンプ電極の弾性変形状態は、導電接触部分の周囲に充填された封止樹脂によって保持された状態となる。このように弾性変形しながら回路基板とバンプ電極とが面で接触した場合には、常にバンプ電極は回路基板に対して復元力（反発力）を生じることになり、導電接触状態が確保され、高い接続信頼性を得ることができる。また、この実装構造では、異方性導電膜（ＡＣＦ）や異方性導電ペースト（ＡＣＰ）のような高価な材料を用いる必要がないため、製造コストの低減に寄与することができる。

本発明の電気光学装置は、前述した本発明の半導体装置又は前述した本発明の回路基板を備えたことを特徴とする。また、本発明の電子機器は、前述した本発明の回路基板又は前述した本発明の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、導電接続の信頼性に優れた電気光学装置及び電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。

［第１の実施の形態］
［電気光学装置］
図１は本発明の電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置を示す模式図である。
図示の液晶表示装置１００は、液晶パネル１１０と、半導体装置１２１とを有する。また、必要に応じて、図示しない偏光板、反射シート、バックライト等の付帯部材が適宜に設けられる。

液晶パネル１１０は、ガラスやプラスチックなどで構成される基板１１１及び１１２を備えている。基板１１１と基板１１２は対向配置され、図示しないシール材などによって相互に貼り合わされている。基板１１１と基板１１２の間には電気光学物質である液晶（不図示）が封入されている。基板１１１の内面上にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電体で構成された電極１１１ａが形成され、基板１１２の内面上には上記電極１１１ａに対向配置される電極１１２ａが形成されている。なお、電極１１１ａおよび電極１１２ａは直交するように配置されている。そして、電極１１１ａおよび電極１１２ａは基板張出部１１１Ｔに引き出され、その端部にはそれぞれ電極端子１１１ｂｘおよび電極端子１１１ｃｘが形成されている。また、基板張出部１１１Ｔの端縁近傍には入力配線１１１ｄが形成され、その内端部にも端子１１１ｄｘが形成されている。

基板張出部１１１Ｔ上には、封止樹脂１２２を介して、半導体装置１２１が実装されている。この半導体装置１２１は、例えば液晶パネル１１０を駆動する液晶駆動用ＩＣチップである。半導体装置１２１の下面には図示しない多数の樹脂バンプ電極が形成されており、これらのバンプは基板張出部１１１Ｔ上の端子１１１ｂｘ，１１１ｃｘ，１１１ｄｘにそれぞれ導電接続される。

また、入力配線１１１ｄの外端部に形成された入力端子１１１ｄｙには、異方性導電膜１２４を介してフレキシブル配線基板１２３が実装されている。入力端子１１１ｄｙは、フレキシブル配線基板１２３に設けられた図示しない配線にそれぞれ導電接続されている。そして、外部からフレキシブル配線基板１２３を介して制御信号、映像信号、電源電位などが入力端子１１１ｄｙに供給され、半導体装置１２１において液晶駆動用の駆動信号が生成されて、液晶パネル１１０に供給されるようになっている。

以上のように構成された本実施形態の液晶表示装置１００によれば、半導体装置１２１を介して電極１１１ａと電極１１２ａとの間に適宜の電圧が印加されることにより、両電極１１１ａ，１１２ａが対向配置される画素部分の液晶を再配向させて光を変調することができ、これによって液晶パネル１１０内の画素が配列された表示領域に所望の画像を形成することができる。

図２は図１のＨ−Ｈ線における側面断面図であり、上記液晶表示装置１００における半導体装置１２１の実装構造の説明図である。図２に示すように、半導体装置１２１の能動面（図示下面）には、ＩＣ側端子として複数の樹脂バンプ電極１０が設けられ、その先端は上記基板１１１の端子１１１ｂｘ，１１１ｄｘに直接導電接触している。樹脂バンプ電極１０と端子１１１ｂｘ，１１１ｄｘとの間の導電接触部分の周囲には、熱硬化性樹脂などで構成される硬化された封止樹脂１２２が充填されている。

［半導体装置］
次に、半導体装置１２１の端子構造について説明する。図３は、端子が形成される半導体装置１２１の能動面側の構造を示す部分斜視図である。
半導体装置１２１は、例えば液晶表示装置の画素を駆動するＩＣチップであり、その能動面側には薄膜トランジスタ等の複数の電子素子や各電子素子間を接続する配線等の電子回路（集積回路）が形成されている（いずれも不図示）。図３に示す半導体装置１２１では、その能動面１２１ａの長辺に沿って複数の電極パッド２４が整列配置されている。この電極パッド２４は、上述した電子素子等から引き出されたものであり、電子回路の外部電極として機能するものである。また、能動面１２１ａにおける電極パッド列２４ａの内側には、その電極パッド列２４ａに沿って直線状に連続する樹脂突起１２が形成されている。さらに、各電極パッド２４の表面から樹脂突起１２の表面にかけて、複数の導電膜２０が形成されている。そして、樹脂突起１２と、この樹脂突起１２の表面に配設された各導電膜２０とにより、樹脂バンプ電極１０が構成されている。

図４は、樹脂バンプ電極１０の要部構成を示す図であり、図４（ａ）は樹脂バンプ電極の周辺の平面拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における側面断面図である。
図４に示すように、半導体装置１２１の能動面１２１ａの周縁部には、Ａｌ等の導電性材料からなる複数の電極パッド２４が配列形成されている。また、半導体装置１２１の能動面全体にＳｉＮ等の電気絶縁性材料からなるパッシベーション膜２６が形成されており、上述した各電極パッド２４の表面に、パッシベーション膜２６の開口部が形成されている。

そのパッシベーション膜２６の表面であって、電極パッド列２４ａの内側には、樹脂突起１２が形成されている。樹脂突起１２は、直線状に連続する突条とされ、電極パッド列２４ａと平行に配設されている。この樹脂突起１２は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂等の弾性を有する樹脂材料からなっている。樹脂突起１２の断面は、図４（ｂ）に示すような台形状や半円状等の弾性変形が容易な先細り形状とすることが望ましい。こうすることで、相手側基板１１との当接時に樹脂バンプ電極１０を容易に弾性変形させることが可能になり、相手側基板との導電接続の信頼性を向上させることができる。

また、各電極パッド２４の表面から樹脂突起１２の表面にかけて、複数の導電膜２０が形成されている。この導電膜２０は、ＡｕやＴｉＷ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＶ等、または鉛フリーはんだ等の導電性材料からなっている。この導電膜２０は、能動面１２１ａ上に配置されたシード層２５を介して電極パッド２４に導電接続されている。シード層２５は、樹脂突起１２を挟んでその両側に設けられている。このシード層２５は、ＴｉＷ等の導電材料を能動面全体に形成し、その後、ヨウ化カリウムを含むヨウ酸溶液等を用いて突起表面の導電材料を選択的にエッチングすることにより形成されている。導電膜２０はこのシード層２５の表面にメッキ形成されたものであり、シード層２５の除去工程は、この導電膜２０の形成後に行なわれる。このため、導電膜２０と樹脂突起１２との間には、シード層２５を除去したことによる空隙Ｇが形成されている。すなわち、突起表面１２ａのシード層２５は、導電膜２０の下に空隙Ｇを形成するための犠牲層として形成され、この犠牲層を除去することで、導電膜２０と樹脂突起１２とが非密着な状態とされている。

なお、導電膜２０は、電極パッド２４から樹脂突起１２を挟んで反対側に延設され、この反対側において、能動面１２１ａと密着している。すなわち、導電膜２０は、樹脂突起１２の外側における各電極パッド２４の表面に密着するとともに、樹脂突起１２の表面を経由して、樹脂突起１２の内側における能動面１２１ａにかけて形成され、この内側の能動面１２１ａに配置されたシード層２５若しくはパッシベーション膜２６との間で密着面を形成している。このため、導電膜２０は、樹脂突起１２との間では浮いた状態になるが、樹脂突起１２を挟んだ両側において能動面に固定されるため、相手側基板１１１と接合する際に剥がれ等が生じにくい構造となっている。

図１に戻って、上記の樹脂バンプ電極１０は、封止樹脂１２２を介して基板１１１上の端子１１１ｂｘに熱圧着されている。封止樹脂１２２は熱硬化性樹脂であり、実装前においては未硬化状態若しくは半硬化状態となっている。封止樹脂１２２が未硬化状態であれば、実装前に半導体装置１２１の能動面（図示下面）又は基板１１１の表面に塗布すればよく、また、封止樹脂１２２が半硬化状態であれば、フィルム状若しくはシート状として、半導体装置１２１と基板１１１との間に介挿すればよい。封止樹脂１２２としてはエポキシ樹脂が一般的に用いられるが、他の樹脂でも同じ目的を達することができるものであれば良い。

半導体装置１２１の実装は、図示しない加熱加圧ヘッドなどを用いて半導体装置１２１を基板１１１上に加熱しながら加圧して行う。このとき、封止樹脂１２２は初期において加熱によって軟化し、この軟化した樹脂を押し分けるようにして樹脂バンプ電極１０の頂部が端子１１１ｂｘに導電接触する。そして、上記の加圧によって内部樹脂である樹脂突起１２が押圧されて接触方向（図示上下方向）に弾性変形する。そして、この状態でさらに加熱を続けると封止樹脂１２２は架橋して熱硬化するので、加圧力を解放しても封止樹脂１２２によって樹脂バンプ電極１０が端子１１１ｂｘに導電接触しつつ弾性変形した状態に保持されるようになる。

［半導体装置の製造方法］
次に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。図４は、半導体装置１２１の製造方法の一例を示す工程図である。
本実施形態では、まず、図４（ａ）に示すように、電極パッド２４及びパッシベーション膜２６が形成された半導体装置１２１の能動面１２１ａに、スピンコート法等を用いて感光性樹脂をコーティングする。そして、ガラスマスクを介して紫外線を露光し、現像液を用いて現像した後、高温で焼成して硬化させる。これにより、電極パッド列２４ａの内側に、該電極パッド列２４ａに沿って直線状に連続した共通の樹脂突起１２が形成される。なお、グレーマスクを用いたフォトリソグラフィを行うことにより、樹脂突起１２の断面を台形状や半円状等の弾性変形が容易な先細り形状とすることが望ましい。

次に、図４（ｂ）に示すように、蒸着やスパッタリング等により、半導体装置１２１の能動面全体に、犠牲層となる導電材料２５１を形成する。続いて、その表面全体にフォトレジストを塗布し、そのレジストに導電膜パターンの開口部を形成する。そして、図４（ｃ）に示すように、そのレジスト開口部に、導電材料２５１をシード層として、電解メッキ法等により、導電膜２０となるＡｕメッキ等の金属メッキ膜を堆積させる。メッキ法を用いることで、導電膜２０の厚膜化が容易になり、導電膜２０の信頼性を高めることができる。例えば、スパッタにより形成した導電材料２５１の厚さは例えば０．３μｍ程度であるのに対し、電解メッキ法により形成した金属メッキ膜２０の厚さは例えば数μｍ程度であるため、金属メッキ膜２０を残存させつつ導電材料２５１をエッチングすることができる。また、導電膜２０の膜厚を増加させれば、半導体装置１２１を基板１１１に接合する際の導電膜２０の破壊や剥がれ等を防止することができ、また導電膜２０の電気抵抗を低減することもできる。

次に、レジストを剥離し、堆積した金属メッキ膜（導電膜２０）をマスクとして導電材料２５１をエッチングする。
ここで、導電材料２５１のエッチングレートは、その導電材料２５１の形成される基板の表面状態（表面を構成する材料等）に応じて異なることが、本発明者らによって確認されている。例えば、シリコン基板上にエポキシ樹脂からなる樹脂突起を形成し、これらの表面にＴｉＷを成膜した場合、これを過酸化水素水を用いてエッチングすると、樹脂突起の表面に形成されたＴｉＷはシリコン基板の表面に形成されたＴｉＷよりも速くエッチングされる。このため、これらの表面に形成されたＴｉＷを一括でエッチングすれば、シリコン基板表面のＴｉＷを一部残した状態で、樹脂突起表面のＴｉＷを全て除去することが可能である。このようなエッチングレートの違いは、他の材料を用いた場合にも同様に生じる。例えば、樹脂突起をポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性ポリイミド樹脂等とし、パッシベーション膜２６を、ＳｉＯ_２等のＳｉＮ以外の他の無機材料とした場合にも、エッチングは樹脂突起上で速く進む。導電材料２５１を、Ｔｉなど、ＴｉＷ以外の他の金属材料とした場合も同様である。また、エッチング液をヨウ化カリウムとヨウ酸の水溶液など、過酸化水素水以外の他のエッチング液に換えても同様である。

本実施形態では、このようなエッチングレートの違いを利用して、パッシベーション膜２６の表面（即ち、能動面１２１ａの表面）の導電材料２５１を残しつつ、樹脂突起１２の表面の導電材料２５１を選択的に除去している。本実施形態のように、導電材料２５１と導電膜２０とを積層してウェットエッチングを行なうと、前述の理由から、突起表面１２ａの導電材料２５１のサイドエッチングがパッシベーション膜表面１２１ａの導電材料２５１のそれに比べて非常に大きくなり、パッシベーション膜２６と導電膜２０との間の導電材料２５１を一部残した状態で、樹脂突起１２と導電膜２０との間の導電材料２５１が全てエッチングされる。

以上により、導電膜２０と樹脂突起１２との間に、図４（ｄ）に示すような空隙Ｇが形成され、両者が非密着な状態に配置される。なお、樹脂突起表面１２ａのエッチングレートが十分に大きくない場合には、樹脂突起以外の部分をフォトレジスト等でマスクし、樹脂突起部分のシード層２５のみエッチングする。

なお、複数の導電膜２０を形成した後に、樹脂突起１２を切断し、個々の電極パッド２４に応じて樹脂バンク電極１０を分離しても良い。具体的には、Ｏ２ガスを処理ガスとするプラズマエッチングを行うことにより、導電膜２０が存在しない部分（隣り合う導電膜２０の間に位置する部分）の樹脂突起１２を除去する。金属材料からなる導電膜２０は樹脂材料に比べてドライエッチングされにくいため、導電膜２０の非形成領域における樹脂突起１２のみを選択的に除去することができる。樹脂突起１２は各導電膜２０（電極パッド２４）に対して共通に設けられていても問題はないが、樹脂突起を各導電膜２０に応じて分割した場合には、半導体装置１２１と相手側基板１１１とを接合する際の樹脂突起１２の熱膨張や変形による影響を各導電膜２０について最小限に抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態では、樹脂バンプ電極１０の導電膜２０と樹脂突起１２との間に空隙Ｇを形成し、この空隙Ｇによって、導電膜２０と樹脂突起１２とを非密着な状態とした。このため、樹脂バンプ電極１０を介して半導体装置１２１を相手側基板１１１に接合する際に、導電膜２０が樹脂突起１２に追随して伸縮若しくは変形することがない。したがって、従来のように導電膜を樹脂突起に密着させた場合に比べて、導電膜に付与される応力が小さくなり、断線等が生じにくくなる。

この構成においては、導電膜２０と樹脂突起１２との間が非密着となっているため、導電膜２０を樹脂突起１２の上面部分までしか形成しないとすると、この樹脂突起上の導電膜２０は浮いた状態となり、この浮いた部分が接合時の変形等によって剥がれを生じる場合がある。本実施形態では、導電膜２０を樹脂突起１２を挟んで反対側まで延設し、この反対側の能動面１２１ａにおいて密着面を形成しているので、導電膜２０の樹脂突起１２を挟んだ両側の端部（即ち、電極パッド２４に固定された端部と、樹脂突起１２を挟んで反対側の能動面１２１ａに密着した端部）を能動面１２１ａにしっかりと固定することができ、このような剥がれを防ぐことができる。

［第２の実施の形態］
［半導体装置］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本実施形態の樹脂バンプ電極１０の要部構成を示す図であり、第１の実施形態の図４（ｂ）に対応する図である。本実施形態において、電極パッドや樹脂突起、パッシベーション膜等の構成や配置は第１の実施形態と同様である。したがって、これら第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態では、各電極パッド２４の表面から樹脂突起１２の表面にかけて、複数の導電膜２２が形成されている。また、導電膜２２と電極パッド２４との間には、導電膜２２の金属が電極パッド側に拡散しないように、Ｎｉ等からなるバリアメタル層２７が設けられている。このバリアメタル層２７は、樹脂突起１２を挟んでその両側に設けられている。導電膜２２は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）等の貴金属を蒸着やスパッタリング等することにより形成されたものである。このような貴金属は化学的に安定な材料であるため、樹脂中に含まれる水分や酸素と反応することは殆どない。例えば、金はもともと酸化物を形成せず、銅は酸化物を形成したとしても、その酸化物は化学的に不安定な材料となる。導電膜２２と樹脂突起１２との密着力は、樹脂突起中の水分や酸素等によって生じる化学反応（酸化反応等）によって強められるが、本実施形態では、導電膜２２が金や銅等の化学的に安定な貴金属によって形成されるため、樹脂突起１２との界面に化学反応は生じず、従って、導電膜２２と樹脂突起１２とは密着力の弱い非密着の状態となる。

なお、導電膜２２は、電極パッド２４から樹脂突起１２を挟んで反対側に延設され、この反対側において、能動面１２１ａと密着している。すなわち、導電膜２２は、樹脂突起１２の外側における各電極パッド２４の表面に密着するとともに、樹脂突起１２の表面を経由して、樹脂突起１２の内側における能動面１２１ａにかけて形成され、この内側の能動面１２１ａに配置されたバリアメタル層２７若しくはパッシベーション膜２６との間で密着面を形成している。このため、導電膜２２は、樹脂突起１２との間では浮いた状態になるが、樹脂突起１２を挟んだ両側において能動面に固定されるため、相手側基板１１１と接合する際に剥がれ等が生じにくい構造となっている。

以上説明したように、本実施形態でも、導電膜２２と樹脂突起１２とを非密着な状態としたため、加熱接合時の樹脂突起１２の膨張や変形による影響を小さくし、導電膜２２に断線等を生じにくくすることができる。
また本実施形態は、導電膜２２として、貴金属のような化学的に安定な材料を用いているため、第１の実施形態のようにシード層２５の形成や除去といった余分な工程を経ることなく、単に貴金属を成膜するのみで、樹脂突起１２の表面に非密着な導電膜２２を形成することができる。よって、前述した方法に比べて製造工程を簡略化することができる。

［電子機器］
次に、上述した電気光学装置又は半導体装置を備えた電子機器について説明する。
図７は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、上述した電気光学装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上述した電気光学装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合にも電気的接続の信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置を示す模式図。 液晶表示装置における半導体装置の実装構造の説明図。 第１実施形態に係る半導体装置の斜視図。 同、半導体装置の端子部分を拡大して示す図。 同、半導体装置の製造方法を説明するための工程図。 第２実施形態に係る半導体装置の端子部分を拡大して示す図。 電子機器の一例を示す斜視図。 従来の樹脂バンプ電極を説明するための図。

符号の説明

１０…樹脂バンプ電極、１２…樹脂突起、２０…導電膜、２４…電極パッド、２４ａ…電極パッド列、２５…シード層、１００…液晶表示装置（電気光学装置）、１１１…基板（回路基板）、１１１ｂｘ，１１１ｃｘ，１１１ｄｘ…電極端子、１２１…半導体装置、１２１ａ…能動面、１２２…封止樹脂、１３００…携帯電話（電子機器）、Ｇ…空隙

Claims (20)

1. 能動面上に、電極パッドと、該電極パッドに導電接続されたバンプ電極とを有する半導体装置であって、
   前記バンプ電極が、前記能動面に形成された樹脂突起と、前記電極パッドから前記樹脂突起の表面にかけて配設された導電膜とを有してなり、前記導電膜と前記樹脂突起とが非密着に配置されていることを特徴とする、半導体装置。
2. 前記導電膜と前記樹脂突起との間に空隙が形成されており、該空隙によって、前記導電膜と前記樹脂突起とが非密着に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の半導体装置。
3. 前記導電膜が、前記樹脂突起と非密着な貴金属材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１記載の半導体装置。
4. 前記導電膜が、金又は銅からなることを特徴とする、請求項３記載の半導体装置。
5. 前記導電膜が、前記電極パッドから前記樹脂突起を挟んで反対側まで延設され、該反対側において前記能動面と密着していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載の半導体装置。
6. 前記能動面に複数の前記電極パッドが整列配置され、これら電極パッドのパッド列に沿って直線状に連続する共通の前記樹脂突起が形成されており、前記電極パッドの各々から前記共通の樹脂突起の表面にかけて、前記導電膜が配設されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の半導体装置。
7. 能動面上に、電極パッドと、該電極パッドに導電接続されたバンプ電極とを有する半導体装置の製造方法であって、
   前記バンプ電極の形成工程が、前記能動面に樹脂突起を形成する工程と、前記電極パッドから前記樹脂突起の表面にかけて、前記樹脂突起の表面に非密着な状態にて導電膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
8. 前記導電膜を前記電極パッドから前記樹脂突起を挟んで反対側まで延設し、前記導電膜の前記樹脂突起を挟んだ両側の端部を前記能動面に密着させ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. 前記導電膜の形成工程が、前記導電膜と前記樹脂突起との間に犠牲層を形成する工程と、前記樹脂突起の表面の前記犠牲層を除去して、前記導電膜と前記樹脂突起との間に空隙を形成する工程とを含むことを特徴とする、請求項７又は８記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記犠牲層の除去工程が、前記能動面の表面及び前記樹脂突起の表面における前記犠牲層のエッチングレートの違いを利用して、前記能動面の表面の前記犠牲層を残しつつ、前記樹脂突起の表面の前記犠牲層をエッチングにより除去する工程であ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. 前記能動面が、無機材料によって構成されていることを特徴とする、請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
12. 前記導電膜が、前記犠牲層をシード層としてメッキ法により形成されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法。
13. 前記導電膜の形成工程が、貴金属からなる前記導電膜を蒸着又はスパッタリングすることにより、前記樹脂突起と非密着な前記導電膜を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項７又は８記載の半導体装置の製造方法。
14. 前記導電膜が、金又は銅からな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. 前記能動面に複数の前記電極パッドが整列配置されており、
    前記樹脂突起の形成工程が、前記複数の電極パッドのパッド列に沿って直線状に連続した共通の樹脂突起を形成する工程を含み、
    前記導電膜の形成工程が、前記複数の電極パッドの各々から前記共通の樹脂突起の表面にかけて前記導電膜を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項７〜１４のいずれかの項に記載の半導体装置の製造方法。
16. 前記樹脂突起を切断し、前記電極パッドに応じて前記バンプ電極を分離する工程を含むことを特徴とする、請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
17. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の半導体装置が実装されてなる回路基板であって、
    前記半導体装置が、前記樹脂突起の表面に配設された前記導電膜を介して、前記回路基板の電極端子に導電接続されていることを特徴とする、回路基板。
18. 前記樹脂突起が弾性変形して前記導電膜が前記回路基板に面で接触しており、前記半導体装置と前記電極端子の導電接触部分の周囲に封止樹脂が充填されて、前記半導体装置と前記電極端子とが保持されていることを特徴とする、請求項１７記載の回路基板。
19. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の半導体装置又は請求項１７若しくは１８記載の回路基板を備えたことを特徴とする、電気光学装置。
20. 請求項１７若しくは１８記載の回路基板又は請求項１９記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする、電子機器。

Images