JP2009177072A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｃｕ膜からなる配線層と封止樹脂層との密着性を向上させ、両層間での剥離を防止し信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体装置１Ａ（１）は、一面に電極３を配してなる半導体基板２と、前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層４と、前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層５と、を少なくとも備える半導体装置であって、前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。

従来、半導体パッケージ、例えば、シリコンチップを樹脂により封止した、いわゆるデュアル・インライン・パッケージ（Dual Inline Package） やクァド・フラット・パッケージ（Quad Flat Package） では、樹脂パッケージの側面部や周辺部に金属リードを配置した周辺端子配置型が主流である。

これに対し、近年急速に普及している半導体パッケージの構造として、例えばチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれ、パッケージの平坦な表面に電極を平面状に配置した、いわゆるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）技術の採用により、同一電極短指数をもつ同一投影面積の半導体チップを従来よりも小さい面積で電子回路基板に高密度実装を可能とするパッケージ構造がある。

その中でも、一般的に「ウエハレベルＣＳＰ」と呼ばれる製法においては、シリコンウエハ上に、絶縁樹脂層、配線層、封止樹脂層を形成し、はんだバンプを形成する。そして最終工程においてウエハを所定のチップ寸法に切断することでパッケージ構造を具備した半導体チップを得ることができる。ウエハ全面にこれらの回路を積層し、最終工程においてウエハをダイシングすることから、切断したチップそのものの大きさが、パッケージの施された半導体チップとなり、実装基板に対して最小投影面積を有する半導体チップを得ることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

また、近年では、高周波コイルなどの場合、無光沢銅めっきにより作製された回路パターン表面の凹凸が損失につながることから、銅めっきには光沢銅めっきが使用されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、光沢銅めっき膜の上に封止樹脂層を形成した場合、光沢銅めっき膜表面上が平滑なため、光沢銅めっき膜表面と封止樹脂層との密着性が弱く、その後のウエット工程や信頼性試験などで光沢銅めっき膜／封止樹脂層界面（開口部界面）にて剥離が生じてしまうという問題が発生した。

そもそも、銅めっき膜と絶縁樹脂層間では密着性が低いことが問題となっており、その解決方法の１つとして、密着性を上げるためにニッケルやモリブデンなどの密着向上層を、銅めっき膜と絶縁樹脂層の間に設けるという方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。銅めっき膜上に密着向上層を設けることで、ある程度の密着力は向上するものの、銅めっき膜表面の平滑性は変わらないために、その後のウエット工程などで開口部界面において、剥離が発生してしまう。

また、銅めっき膜と絶縁樹脂層との密着性を増すために、絶縁樹脂層表面に（１）アルカリ溶液に浸漬させる方法（例えば、特許文献４参照）や、（２）バイトを用いた方法（例えば、特許文献５参照）などで、１５μｍ〜数十μｍオーダーの凹凸を作り、そのアンカー効果により密着性を向上させるという方法が提案されている。しかし、光沢銅めっきでは、銅めっき膜下の絶縁樹脂層表面の凹凸が銅めっき表面に反映するという性質を持っているため。銅めっき表面が０．５μｍ〜数十μｍオーダーの凹凸となってしまい、その光沢性（平滑性）を失ってしまうという問題が発生する（なお、これらの方法では、封止樹脂層ではなく絶縁樹脂層と銅めっき膜との密着性を向上させることを目的としている）。
特許再公表ＷＯ２０００／０７７８４４号公報 特開２００２−１２４３２１号公報 特開平７-１４７４８３号公報 特開２００３-２７２５０号公報 特開２００６-１４８０６２号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、Ｃｕ膜からなる配線層と封止樹脂層との密着性を向上させ、両層間での剥離を防止し信頼性の高い半導体装置を提供することを第一の目的とする。

また、本発明は、Ｃｕ膜からなる配線層と封止樹脂層との密着性を向上させ、両層間での剥離が防止され信頼性の高い半導体装置を、簡単なプロセスで製造することが可能な、半導体装置の製造方法を提供することを第二の目的とする。

本発明の請求項１に記載の半導体装置は、一面に電極を配してなる半導体基板と、前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備える半導体装置であって、前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の半導体装置は、請求項１において、前記絶縁樹脂層及び前記配線層を覆い、前記配線層と整合する位置にバンプ用の開口部βを有する封止樹脂層と、前記開口部βを通して前記配線層と電気的に接続されるバンプと、をさらに備え、前記配線層において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部を有することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の半導体装置は、請求項１において、前記絶縁樹脂層及び前記配線層を覆い、前記配線層と整合する位置にバンプ用の開口部βを有する封止樹脂層と、前記開口部βを通して前記配線層と電気的に接続されるバンプと、をさらに備え、前記配線層において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に深さ１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部を有することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の半導体装置は、請求項３において、前記配線層において、前記凹部を構成する内面の表面粗さが１０ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の半導体装置は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記絶縁樹脂層の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の半導体装置の製造方法は、一面に電極を配してなる半導体基板と、前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備え、前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁樹脂層の表面を、プラズマ処理により粗面化する工程Ａと、表面が粗面化された前記絶縁樹脂層上に、前記配線層としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程Ｂと、を少なくとも順に備えることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の半導体装置の製造方法は、請求項６において、前記工程Ａにおいて、前記絶縁樹脂層表面の所定の部位のみ、プラズマ処理により粗面化することを特徴とする。
本発明の請求項８に記載の半導体装置の製造方法は、一面に電極を配してなる半導体基板と、前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備え、前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部を有する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁樹脂層表面の所定の部位にレーザー処理により凹部を形成する工程と、前記凹部が形成された前記絶縁樹脂層上に、前記配線層としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載の半導体装置の製造方法は、一面に電極を配してなる半導体基板と、前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備え、前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有する半導体装置の製造方法であって、前記絶縁樹脂層表面の所定の部位のみ、レーザー処理により凹部を形成する工程と、前記絶縁樹脂層のうち、前記凹部を構成する内面をプラズマ処理により粗面化する工程と、表面の一部が粗面化された前記絶縁樹脂層上に、前記配線層としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする。
本発明の請求項１０に記載の半導体装置の製造方法は、請求項５乃至９のいずれかにおいて、前記絶縁樹脂層の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下となるように、前記プラズマ処理を行うことを特徴とする。

本発明では、Ｃｕ膜からなる配線層の表面が微細な凹凸形状を有しているので、該凹凸がアンカーとなり、封止樹脂層との密着力が向上する。これにより、配線層と封止樹脂層間の剥離を防止することができる。その結果、本発明では信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。

また、本発明では、絶縁樹脂層の表面を粗面化し、表面が粗面化された絶縁樹脂層上に、めっき法によりＣｕ膜からなる配線層を形成しているので、該配線層の表面が微細な凹凸形状を有するものとなる。これにより本発明では、配線層とその上に形成される封止樹脂層との密着性を向上させ、両層間での剥離が防止され信頼性の高い半導体装置を、簡単なプロセスで製造することが可能な、半導体装置の製造方法を提供することができる。

以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態の半導体装置の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
この半導体装置１Ａ（１）は、一面に電極３を配してなる半導体基板２と、前記半導体基板２の一面を覆うように配され、前記電極３と整合する位置に電極３用の開口部αを有する絶縁樹脂層４と、前記絶縁樹脂層４の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極３と電気的に接続される配線層５と、前記絶縁樹脂層４及び前記配線層５を覆い、前記配線層５と整合する位置にはんだバンプ７用の開口部βを有する封止樹脂層６と、前記開口部βを通して前記配線層５と電気的に接続されるはんだバンプ７と、を備える。

そして本発明の半導体装置１Ａ（１）は、前記配線層５は、Ｃｕ膜からなり、該配線層５の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状１０を有することを特徴とする。
本発明では、Ｃｕ膜からなる配線層５の表面が微細な凹凸形状１０を有しているので、該凹凸がアンカーとなり、封止樹脂層６との密着力が向上する。これにより、本発明の半導体装置１Ａ（１）は、配線層５と封止樹脂層６間の剥離を防止することができ、信頼性の高いものとなる。

半導体基板２は、シリコンウエハ等の半導体ウエハでもよく、半導体ウエハをチップ寸法に切断（ダイシング）した半導体チップであってもよい。半導体基板２が半導体チップである場合は、まず、半導体ウエハの上に、各種半導体素子やＩＣ、誘導素子等を複数組、形成した後、チップ寸法に切断することで複数の半導体チップを得ることができる。

電極３は、半導体基板２上に形成された電子部品（図示せず）に電気的に接続される電極である。この電極３は、例えば、アルミニウム、銅、クロム、チタン、金、チタン−タングステン合金等の導電性を有する金属により構成されている。

絶縁樹脂層４は、電極３と整合する位置に形成された開口部αを有する。絶縁樹脂層４は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の絶縁樹脂からなり、その厚さは例えば１〜３０μｍである。

ここで、絶縁樹脂層４の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下であることが好ましい。後述するように、絶縁樹脂層４上に配され、Ｃｕ膜からなる配線層５の表面形状は、絶縁樹脂層４表面の形状を反映したものとなる。すなわち、絶縁樹脂層４は、その表面に微細な凹凸形状２０を有している。そのため、絶縁樹脂層４上に光沢めっきにより形成されたＣｕ膜の表面は半光沢となり、光沢めっきの特徴（平滑性）が半減されてしまう。

そこで、絶縁樹脂層４表面の十点平均粗さを２００ｎｍ以下とすると、絶縁樹脂層４上に配されるＣｕ膜（配線層５）表面の光沢性をほぼ維持することができるので、表面を粗くしたことによるアンカー効果と光沢めっきの効果の両方を備えることができる。

配線層５は、電極３とはんだバンプ７とを電気的に接続する再配線層５（アンダーパス）である。配線層５の一端部は、開口部αを介して絶縁樹脂層４を貫通し、電極３と電気的に接続されている。配線層５の他端部は、はんだバンプ７と電気的に接続されている。

配線層５は、例えば、銅（Ｃｕ）が好適に用いられ、その厚みは２〜４０μｍが好ましく、さらに好ましくは５〜２０μｍである。これにより十分な導電性が得られる。配線層５は、例えば、電解銅めっき法等のめっき法により形成することができる。特に、光沢めっきが好ましい。このとき、Ｃｕ膜からなる配線層５の表面形状は、下地となる絶縁樹脂層４の表面形状を反映したものとなる。

特に本発明では、Ｃｕ膜からなる配線層５の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの微細な凹凸形状１０を有しているので、該凹凸がアンカーとなり、封止樹脂層６との密着力が向上する。これにより、本発明の半導体装置１Ａ（１）は、配線層５と封止樹脂層６間の剥離を防止することができ、信頼性の高いものとなる。

封止樹脂層６は、前記絶縁樹脂層４及び前記配線層５を覆い、前記配線層５と整合する位置にはんだバンプ７用の開口部βを有する。封止樹脂層６は、電子部品、電極３を保護するためのもので、例えば、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂（シリコーン）等により構成され、その厚みは５〜５０μｍ程度である。
このような封止樹脂層６は、例えば、感光性ポリイミド系樹脂等の感光性樹脂をフォトリソグラフィ技術によりパターニングすることによって形成することができる。なお、封止樹脂層６の形成方法は、この方法に限定されるものではない。

はんだバンプ７は、共晶はんだ、鉛を含まない高温はんだ等を用いることができる。はんだバンプ７は、例えば、はんだボール搭載法、電解はんだめっき法、はんだボール搭載法、はんだペースト印刷法、はんだペーストディスペンス法、はんだ蒸着法等により形成することができる。

次に、このような半導体装置１Ａ（１）の製造方法について説明する。
図２は、本発明の半導体装置の製造方法（第一実施形態）を工程順に示す模式的断面図である。
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁樹脂層４の表面を、プラズマ処理により粗面化する工程Ａと、表面が粗面化された絶縁樹脂層４上に、配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程Ｂと、を少なくとも順に備えることを特徴とする。

本発明では、絶縁樹脂層４の表面を粗面化し、表面が粗面化された絶縁樹脂層４上に、めっき法によりＣｕ膜からなる配線層５を形成しているので、該配線層５の表面が微細な凹凸形状１０を有するものとなる。これにより本発明では、配線層５とその上に形成される封止樹脂層６との密着性を向上させ、両層間での剥離が防止され信頼性の高い半導体装置を、簡単なプロセスで製造することが可能である。
以下、各工程について詳細に説明する。

（１）初めに、図２（ａ）に示すように、半導体基板２上に真空蒸着法やスパッタ法等により導電性を有する金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることにより半導体基板２上の所定位置に電極３を形成する。
また、半導体基板２上に、窒化珪素等からなるパッシベーション膜（図示せず）を形成する。このパッシベーション膜の前記電極３に整合する位置には開口部が形成されており、電極３が露出している。

（２）次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁樹脂層４を形成する。
スピンコート法、ラミネート法、キャスティング法、ディスペンス法等により、半導体基板２の上面にポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂（シリコーン）等の絶縁性の液状樹脂を塗布し、その後、塗布樹脂層を露光して硬化させ、絶縁樹脂層４を形成する。なお、絶縁樹脂層４の電極３上には開口部αを形成しておく。

（３）次に、図２（ｃ）に示すように、絶縁樹脂層４の表面を、プラズマ処理により粗面化する（工程Ａ）。
絶縁樹脂層４の表面に、プラズマ処理を行うことにより、絶縁樹脂層４の表面が粗面化され、凹凸形状２０が形成される。
プラズマ処理の条件としては特に限定されるものではないが、絶縁樹脂層４の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下となるように前記プラズマ処理を行うことが好ましい。

後工程で絶縁樹脂層４上にめっきにより形成され、Ｃｕ膜からなる配線層５の表面形状は、絶縁樹脂層４の表面形状を反映したものとなる。すなわち、絶縁樹脂層４は、その表面に微細な凹凸形状２０を有している。そのため、絶縁樹脂層４上に光沢めっきにより形成されるＣｕ膜の表面は半光沢となり、光沢めっきの特徴が半減されてしまう。

そこで、絶縁樹脂層４表面の十点平均粗さが２００ｎｍ以下となるように前記プラズマ処理を行うことで、後工程で絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面の光沢性をほぼ維持することができるので、表面を粗くしたことによるアンカー効果と光沢めっきの効果の両方を備えることができる。

また、後工程で絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状１０が形成されるように絶縁樹脂層４をプラズマ処理する。その結果、該絶縁樹脂層４上に形成される配線層５表面において、１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状１０を有するものとなる。

（４）次に、図２（ｄ）に示すように、表面が粗面化された絶縁樹脂層４上に、配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する（工程Ｂ）。
まず、電極３、絶縁樹脂層４上に、蒸着法、塗付法、化学気相成長法、無電解めっき法などによりシード層（図示せず）を形成する。
シード層は、絶縁樹脂層４および樹脂ポストとの密着性を確保するための密着層となる下層と、配線層５の形成時の給電に使用される給電層となる上層とから構成される。

密着層には、例えば、クロム、チタン、チタン−タングステン合金、ニッケルなどの金属が用いられ、その厚みは１０〜３０００ｎｍであることが好ましい。
給電層には、銅、クロム、アルミ、チタン、チタン−タングステン合金、金などが用いられ、その厚みは１００〜３０００ｎｍであることが好ましい。

さらに、シード層上にレジスト開口部を有するレジストを形成し、レジスト開口部にめっき成長することによって配線層５を形成した後、レジストを除去する。この際、レジストの膜厚は、成長させるめっきからなる配線層５より厚くすることが好ましい。めっき処理の方法としては、電解めっきおよび無電解めっきの両方式を利用することができる。

次いで、シード層上であって、めっきが形成されていない領域をエッチング除去し、絶縁樹脂層４を露出させる。なお、不要な領域のシード層を除去するためには、エッチング液を用いるエッチング法以外に、プラズマを用いる乾式エッチング法も利用できる。
このようにして形成されるＣｕ膜からなる配線層５の表面形状は、下地となる絶縁樹脂層４の表面形状を反映し、１０ｎｍ〜３００ｎｍの微細な凹凸形状１０を有するものとなる。
また、このようにして形成される配線層５の厚みは３〜５０μｍであることが好ましい。

（５）次に、図２（ｅ）に示すように、封止樹脂層６を形成する。
その後、絶縁樹脂層４及び配線層５上に封止樹脂層６を形成する。封止樹脂層６は、例えば感光性ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂（シリコーン）等の感光性樹脂を、スピンコート法やラミネート法を用い、フォトリソグラフィ技術によりパターニングすることによって形成することができる。

その際、はんだバンプ７を配する位置に配線層５を少なくとも露出するような開口部βを封止樹脂層６に設ける。なお、開口部βの直径は、露光時に用いるフォトマスクの開口径によって調整することができる。封止樹脂層６の厚みは５〜５０μｍ程度である。

（６）次に、図２（ｆ）に示すように、はんだバンプ７を形成する。
次いで、封止樹脂層６の開口部βにより露出された配線層５上に、はんだボール搭載法、電解はんだめっき法、はんだペースト印刷法、はんだペーストディスペンス法、はんだ蒸着法等によりはんだボールを形成する。その後、リフロー炉を用いてはんだボールを溶融させ、配線層５上に、はんだバンプ７を形成する。
以上のようにして図１に示したような半導体装置１Ａ（１）が得られる。

このようにして得られる半導体装置１Ａ（１）では、Ｃｕ膜からなる配線層５の表面が微細な凹凸形状１０を有しているので、該凹凸がアンカーとなり、封止樹脂層６との密着力が向上する。これにより、本発明の半導体装置１Ａ（１）は、配線層５と封止樹脂層６間の剥離を防止することができ、信頼性の高いものとなる。

＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態について図面を参照しながら説明する。

図３は、本実施形態の半導体装置１Ｂ（１）の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
なお、図３および図４において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、共通部分の詳細な説明を省略する。

この半導体装置１Ｂ（１）は、前記配線層５において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部１１を有することを特徴とする。
前記配線層５において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部１１を有することで、凹凸部１１以外の大部分の配線層５表面は光沢を維持することができる。また、開口部β周辺における配線層５と封止樹脂層６との境界部分では、凹凸部１１がアンカーとなり、封止樹脂層６との密着力が向上し、配線層５と封止樹脂層６間の剥離を防止することができる。

次に、このような半導体装置１Ｂ（１）の製造方法について説明する。
図４は、本発明の半導体装置の製造方法（第二実施形態）を工程順に示す模式的断面図である。
このような半導体装置の製造方法は、前記工程Ａにおいて、前記絶縁樹脂層４表面の所定の部位のみ、プラズマ処理により粗面化することを特徴とする。

具体的には、図４（ｃ）に示すように、封止樹脂層６が有する開口部βから露出する部位よりも外側の周囲に対応する部位のみ、プラズマ処理を行う。これにより、絶縁樹脂層４の表面の一部が粗面化され、凹凸部２１が形成される。

プラズマ処理の条件としては特に限定されるものではないが、後工程でめっきにより絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部１１が形成されるように絶縁樹脂層４をプラズマ処理する。その結果、該絶縁樹脂層４上に形成される配線層５表面において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部１１を有するものとなる。

また、絶縁樹脂層４の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下となるように前記プラズマ処理を行うことが好ましい。これにより、後工程で絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面の光沢性をほぼ維持することができるので、表面を粗くしたことによるアンカー効果と光沢めっきの効果の両方を備えることができる。

その後、図４（ｄ）に示すように、表面の一部が粗面化された絶縁樹脂層４上に、配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する。形成されるＣｕ膜からなる配線層５の表面形状は、下地となる絶縁樹脂層４表面の形状を反映し、封止樹脂層６が有する開口部βから露出する部位よりも外側の周囲に対応する部位のみ、１０ｎｍ〜３００ｎｍの微細な凹凸部１１を有するものとなる。
その後、図４（ｅ）に示すように封止樹脂層６、図４（ｆ）に示すようにはんだバンプ７を形成することで、図３に示したような半導体装置１Ｂ（１）が得られる。

＜第三実施形態＞
以下、本発明の第三実施形態について図面を参照しながら説明する。

図５は、本実施形態の半導体装置１Ｃ（１）の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
なお、図５および図６において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、共通部分の詳細な説明を省略する。
この半導体装置１Ｃ（１）は、前記配線層５において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に深さ１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１２を有することを特徴とする。

前記凹部１２としては、特に限定されるものではないが、例えば穴または溝が挙げられる。
前記配線層５において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１２を有することで、前記凹部１２以外の大部分の配線層５表面は光沢を維持することができる。また、開口部β周辺における配線層５と封止樹脂層６との境界部分では、凹部１２がアンカーとなり、封止樹脂層６との密着力が向上し、配線層５と封止樹脂層６間の剥離を防止することができる。

次に、このような半導体装置１Ｃ（１）の製造方法について説明する。
図６は、本発明の半導体装置の製造方法を（第三実施形態）工程順に示す模式的断面図である。
このような半導体装置の製造方法は、前記絶縁樹脂層４表面の所定の部位にレーザー処理により凹部２２を形成する工程と、前記凹部２２が形成された前記絶縁樹脂層４上に、前記配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする。

具体的には、図６（ｃ）に示すように、封止樹脂層６が有する開口部βから露出する部位よりも外側の周囲に対応する部位のみ、レーザー処理を行う。これにより、絶縁樹脂層４の表面の一部に凹部２２が形成される。

レーザー処理の条件としては特に限定されるものではないが、後工程でめっきにより絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１２が形成されるように絶縁樹脂層４をレーザー処理する。その結果、該絶縁樹脂層４上に形成される配線層５表面において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１２を有するものとなる。

また、絶縁樹脂層４の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下となるように前記レーザー処理を行うことが好ましい。これにより、後工程で絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面の光沢性をほぼ維持することができるので、表面を粗くしたことによるアンカー効果と光沢めっきの効果の両方を備えることができる。

その後、図６（ｄ）に示すように、表面の一部に凹部２２が形成された絶縁樹脂層４上に、配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する。形成されるＣｕ膜からなる配線層５の表面形状は、下地となる絶縁樹脂層４表面の形状を反映し、封止樹脂層６が有する開口部βから露出する部位よりも外側の周囲に対応する部位のみ、１０ｎｍ〜３００ｎｍの微細な凹部１２を有するものとなる。
その後、図６（ｅ）に示すように封止樹脂層６、図６（ｆ）に示すようにはんだバンプ７を形成することで、図５に示したような半導体装置１Ｃ（１）が得られる。

＜第四実施形態＞
以下、本発明の第四実施形態について図面を参照しながら説明する。

図７は、本実施形態の半導体装置１Ｄ（１）の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
なお、図７および図８において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を付し、共通部分の詳細な説明を省略する。
この半導体装置１Ｄ（１）は、前記配線層５において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に深さ１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１３を有するとともに、該凹部１３を構成する内面の表面粗さが１０ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とする。

前記凹部１３としては、特に限定されるものではないが、例えば穴または溝が挙げられる。
前記配線層５において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１３を有し、さらに該凹部１３を構成する内面の表面粗さが１０ｎｍ〜３００ｎｍとすることで、前記凹部１３及び凹凸部１４以外の大部分の配線層５表面は光沢を維持することができる。また、開口部β周辺における配線層５と封止樹脂層６との境界部分では、凹部１３及び凹凸部１４がアンカーとなり、封止樹脂層６との密着力が向上し、配線層５と封止樹脂層６間の剥離を防止することができる。

次に、このような半導体装置１Ｄ（１）の製造方法について説明する。
図８は、本発明の半導体装置の製造方法（第四実施形態）を工程順に示す模式的断面図である。
このような半導体装置１Ｄ（１）の製造方法は、前記絶縁樹脂層４表面の所定の部位のみ、レーザー処理により凹部２３を形成する工程と、前記絶縁樹脂層４のうち、前記凹部２３を構成する内面をプラズマ処理により粗面化する工程と、表面の一部が粗面化された前記絶縁樹脂層４上に、前記配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする。

具体的には、図８（ｃ）に示すように、封止樹脂層６が有する開口部βから露出する部位よりも外側の周囲に対応する部位のみ、レーザー処理を行う。これにより、絶縁樹脂層４の表面の一部に凹部２３が形成される。

レーザー処理の条件としては特に限定されるものではないが、後工程で絶縁樹脂層４上に形成されるＣｕ膜（配線層５）表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１３を形成するように絶縁樹脂層４をレーザー処理する。その結果、該絶縁樹脂層４上に形成される配線層５表面において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１３を有するものとなる。

さらに、図８（ｄ）に示すように、凹部２３を構成する内面にプラズマ処理を行う。これにより、凹部２３を構成する内面が粗面化される。
プラズマ処理の条件としては特に限定されるものではないが、後工程で絶縁樹脂層４の前記内面上に形成されるＣｕ膜（配線層５）の表面形状が１０ｎｍ〜３００ｎｍとなるように内面をプラズマ処理する。その結果、該内面上に形成される配線層５の表面粗さが１０ｎｍ〜３００ｎｍとなる。

その後、図８（ｅ）に示すように、表面の一部が粗面化された絶縁樹脂層４上に、配線層５としてめっき法によりＣｕ膜を形成する。形成されるＣｕ膜からなる配線層５の表面形状は、下地となる絶縁樹脂層４表面の形状を反映し、封止樹脂層６が有する開口部βから露出する部位よりも外側の周囲のみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部１３を有し、さらに該凹部１３を構成する内面にの表面粗さが１０ｎｍ〜３００ｎｍとなる。
その後、図８（ｆ）に示すように封止樹脂層６、図４（ｇ）に示すようにはんだバンプ７を形成することで、図７に示したような半導体装置１Ｄ（１）が得られる。

前記の第一実施形態ないし第四実施形態で説明したような方法で製造された半導体装置について、８５℃、ＲＨ８５％の条件下での吸湿リフロー試験および１３０℃８５％の条件下でのＰＣＴ試験をそれぞれ行った。
その結果、いずれの半導体装置についても、配線層と封止樹脂層界面で、剥離は観察されなかった。

以上、本発明の半導体装置及びその製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

本発明は、半導体装置及びその製造方法について広く適用可能である。

本発明に係る半導体装置の一例（第一実施形態）を模式的に示す図。 図１に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図。 本発明に係る半導体装置の他の一例（第二実施形態）を模式的に示す図。 図３に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図。 本発明に係る半導体装置の他の一例（第三実施形態）を模式的に示す図。 図５に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図。 本発明に係る半導体装置の他の一例（第四実施形態）を模式的に示す図。 図７に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図。

符号の説明

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ） 半導体装置、２ 半導体基板、３ 電極、４ 絶縁樹脂層、５ 配線層、６ 封止樹脂層、７ はんだバンプ、１０ 凹凸形状、１１ 凹凸部、１２，１３ 凹部、２０ 凹凸形状、２１ 凹凸部、２２，２３ 凹部。

Claims (10)

1. 一面に電極を配してなる半導体基板と、
   前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、
   前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備える半導体装置であって、
   前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有することを特徴とする半導体装置。
2. 前記絶縁樹脂層及び前記配線層を覆い、前記配線層と整合する位置にバンプ用の開口部βを有する封止樹脂層と、
   前記開口部βを通して前記配線層と電気的に接続されるバンプと、をさらに備え、
   前記配線層において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記絶縁樹脂層及び前記配線層を覆い、前記配線層と整合する位置にバンプ用の開口部βを有する封止樹脂層と、
   前記開口部βを通して前記配線層と電気的に接続されるバンプと、をさらに備え、
   前記配線層において、前記開口部βから露出した部位よりも外側の周囲にのみ、その表面に深さ１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
4. 前記配線層において、前記凹部を構成する内面の表面粗さが１０ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記絶縁樹脂層の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置。
6. 一面に電極を配してなる半導体基板と、
   前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、
   前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備え、
   前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有する半導体装置の製造方法であって、
   前記絶縁樹脂層の表面を、プラズマ処理により粗面化する工程Ａと、
   表面が粗面化された前記絶縁樹脂層上に、前記配線層としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程Ｂと、を少なくとも順に備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 前記工程Ａにおいて、前記絶縁樹脂層表面の所定の部位のみ、プラズマ処理により粗面化す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。
8. 一面に電極を配してなる半導体基板と、
   前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、
   前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備え、
   前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸部を有する半導体装置の製造方法であって、
   前記絶縁樹脂層表面の所定の部位にレーザー処理により凹部を形成する工程と、
   前記凹部が形成された前記絶縁樹脂層上に、前記配線層としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 一面に電極を配してなる半導体基板と、
   前記半導体基板の一面を覆うように配され、前記電極と整合する位置に電極用の開口部αを有する絶縁樹脂層と、
   前記絶縁樹脂層の一部を覆うように配され、前記開口部αを通して前記電極と電気的に接続される配線層と、を少なくとも備え、
   前記配線層は、Ｃｕ膜からなり、該配線層の表面が１０ｎｍ〜３００ｎｍの凹凸形状を有する半導体装置の製造方法であって、
   前記絶縁樹脂層表面の所定の部位のみ、レーザー処理により凹部を形成する工程と、
   前記絶縁樹脂層のうち、前記凹部を構成する内面をプラズマ処理により粗面化する工程と、
   表面の一部が粗面化された前記絶縁樹脂層上に、前記配線層としてめっき法によりＣｕ膜を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. 前記絶縁樹脂層の表面における平均十点粗さが２００ｎｍ以下となるように、前記プラズマ処理を行うことを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

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