JP3526548B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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- H01L2924/301—Electrical effects
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Description
事務用電子機器等に利用される半導体集積回路部を内蔵
し、該半導体集積回路部と外部機器の端子とを接続する
配線又は電極を備えた高密度実装が可能な半導体装置及
びその製造方法に関する。
高機能化に伴って、半導体装置の小型化又は高密度化が
要求されるようになってきた。そこで、半導体ウェハに
CSP(チップサイズパッケージ)を作り込む技術(特
開平8−102466)が用いられるようになってきて
いる。半導体ウェハに作り込まれたCSPは、半導体ウ
ェハがチップ状に分割された後においてもウェハレベル
CSPと呼ばれている。
について図面を参照しながら説明する。
のウェハレベルCSPの断面図である。
5に示すように、各半導体チップ形成領域に半導体素子
(図示省略)が設けらた半導体ウェハ100上に、各半
導体素子と電気的に接続する複数の素子電極101が形
成されている。半導体ウェハ100の表面は、各素子電
極101を露出させる複数の開口部102aが設けられ
たパッシベーション膜102によって覆われている。パ
ッシベーション膜102上には、各開口部102aを介
して各素子電極101と接続された複数のCu配線10
3が形成されていると共に、各Cu配線103の表面は
Niめっき層104によって覆われている。パッシベー
ション膜102の上には、Niめっき層104を含む各
Cu配線103を覆うようにカバーコート膜(保護膜)
105が形成されている。カバーコート膜105には、
各Cu配線103(Niめっき層104を含む)の一部
よりなり、2次元状に配置されている複数の外部電極1
06を露出させる複数の開口部105aが形成されてい
ると共に、各外部電極106の直上には、各開口部10
5aを介して各外部電極106と接続された複数の半田
バンプ107が外部電極端子として形成されている。
略次の通りである。
子及び該半導体素子と電気的に接続された複数の素子電
極101が形成された半導体ウェハ100の上に全面に
亘って、スピンコート法によりパッシベーション膜10
2を形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術及びエ
ッチング技術を用いて、各素子電極101を露出させる
複数の開口部102aをパッシベーション膜102に形
成する。
ーション膜102を介して複数のCu配線103を、各
半導体チップ形成領域の内部に延在すると共に各開口部
102aを介して各素子電極101と接続するように形
成した後、各Cu配線103上に無電解めっき技術によ
りNiめっき層104を形成する。
ーコート膜105を形成した後、公知のフォトリソグラ
フィ技術及びエッチング技術を用いて、各Cu配線10
3の一部よりなり、2次元状に配置されている複数の外
部電極106を露出させる複数の開口部105aをカバ
ーコート膜105に形成する。その後、各外部電極10
6の直上に、各開口部105aを介して各外部電極10
6と接続された複数の半田バンプ107を外部電極端子
として形成する。
であるウェハレベルCSPによると、各素子電極101
の配置に関わらず、各素子電極101と接続される各外
部電極106を2次元的に設けることができるので、半
導体装置を小型化でき、それによって情報通信機器等を
小型化することができる。
半導体装置においては、半導体素子と素子電極とを接続
する配線(例えばAl配線)の抵抗に加えて、素子電極
と外部電極とを接続する配線(例えばCu配線)の抵抗
が存在するために信号遅延が増大するので、半導体装置
と外部機器との間で信号の高速伝送が困難になるという
問題が生じる。
化しつつ、半導体装置と外部機器との間で信号の高速伝
送を実現できるようにすることを目的とする。
めに、本発明に係る半導体装置は、少なくとも1つの半
導体素子が設けられた半導体基板と、半導体基板上に形
成され且つ半導体素子と電気的に接続された第1の素子
電極及び第2の素子電極と、第1の素子電極及び第2の
素子電極を覆うように形成された絶縁膜と、絶縁膜に形
成され且つ第1の素子電極の少なくとも一部を露出させ
る第1の開口部と、絶縁膜に形成され且つ第2の素子電
極の少なくとも一部を露出させる第2の開口部と、第1
の素子電極の直上に形成され且つ第1の開口部を介して
第1の素子電極と接続された第1の外部電極と、絶縁膜
の上に形成された第2の外部電極と、絶縁膜の上に形成
され、一端が第2の開口部を介して第2の素子電極と接
続され且つ他端が第2の外部電極と接続された接続配線
とを備えている。
電極の直上に形成され且つ第1の素子電極と接続された
第1の外部電極を備えている。このため、第1の素子電
極と第1の外部電極とを配線を介さずに接続できるの
で、第1の素子電極と第1の外部電極との間の抵抗を小
さくして信号遅延を低減できる。従って、半導体装置と
外部機器との間で信号の高速伝送が可能となる。
体基板上の絶縁膜の上に形成された第2の外部電極と、
該絶縁膜の上に形成され、一端が第2の素子電極と接続
され且つ他端が第2の外部電極と接続された接続配線と
を備えている。このため、第2の素子電極の配置に関わ
らず、第2の素子電極と電気的に接続される第2の外部
電極を2次元的に設けることができるので、狭い面積に
多数の外部電極端子を設けることが可能となる。従っ
て、多ピン化に対応できる小型化された半導体装置を実
現できる。
導体基板上に形成された導電膜をパターン化して、第1
の外部電極、第2の外部電極及び接続配線を一体的に形
成することによって、第1の外部電極、第2の外部電極
及び接続配線を簡単に形成できるので、製造コストを低
減できる。
は半導体ウェハであってもよいし、半導体ウェハがチッ
プ状に分割されたものであってもよい。
縁性の弾性材料よりなることが好ましい。
ード上に実装した場合に、半導体装置の加熱又は冷却に
伴って半導体装置とマザーボードとの間の熱膨張率の差
に起因して半導体装置とマザーボードとの接続部に応力
が発生しても、該応力が、弾性材料よりなる絶縁膜つま
り弾性体層によって緩和される。このため、外部電極又
は接続配線等の導電パターンに断線が生じる可能性が低
減するので、信頼性の高い配線構造を実現できる。
部及び第2の開口部のそれぞれの壁面、又は該壁面のう
ち少なくとも上端の近傍及び下端の近傍は半導体基板の
表面に対して90°未満の傾斜を有していることが好ま
しい。
等の導電パターンが急峻な段差をまたぐことがないの
で、該導電パターンが形成しやすくなると共に該導電パ
ターンが断線しにくくなる。
上に形成され且つ半導体素子と電気的に接続された一対
の第3の素子電極と、絶縁膜に形成され且つ一対の第3
の素子電極のそれぞれの少なくとも一部を露出させる一
対の第3の開口部と、絶縁膜の上に形成され且つ両端が
一対の第3の開口部のそれぞれを介して一対の第3の素
子電極のそれぞれと接続されたコイルとをさらに備えて
いることが好ましい。
れた導電膜をパターン化してコイルを形成することによ
って、従来の半導体プロセスでは形成が困難であった高
L(インダクタンス)値のコイルを実現できるので、高
周波用の半導体素子に対応することができる。
電極、第2の外部電極及び接続配線を覆うように形成さ
れ且つ導電性材料をはじく特性を有する保護膜と、保護
膜に形成され且つ第1の外部電極の少なくとも一部を露
出させる第4の開口部と、保護膜に形成され且つ第2の
外部電極の少なくとも一部を露出させる第5の開口部
と、第1の外部電極の直上に形成され且つ第4の開口部
を介して第1の外部電極と接続された第1の外部電極端
子と、第2の外部電極の直上に形成され且つ第5の開口
部を介して第2の外部電極と接続された第2の外部電極
端子とをさらに備えていることが好ましい。
ード上に実装するときに、第1の外部電極、第2の外部
電極又は接続配線と、マザーボードの配線又は電極との
間の好ましくない電気的短絡を防止しつつ、マザーボー
ド上への実装を確実に行なうことができる。
子を備えている場合、第1の外部電極端子及び第2の外
部電極端子として、金属ボール、導電性突起、又は第1
の外部電極及び第2の外部電極のそれぞれの一部を用い
てもよい。但し、いずれの場合においても、第1の外部
電極と第1の外部電極端子との接合点を保護膜が覆って
いることが好ましい。
電極及び第2の素子電極を除く半導体基板の表面を覆う
パッシベーション膜をさらに備え、絶縁膜はパッシベー
ション膜の上側に形成されていることが好ましい。
より向上させることができる。
導体基板上に形成され且つ半導体素子と電気的に接続さ
れた一対の第3の素子電極と、パッシベーション膜の上
に形成され且つ両端が一対の第3の素子電極のそれぞれ
と接続されたコイルとをさらに備え、絶縁膜はコイルを
覆っていることが好ましい。
れた導電膜をパターン化してコイルを形成することによ
って、従来の半導体プロセスでは形成が困難であった高
L値のコイルを実現できるので、高周波用の半導体素子
に対応することができる。
なくとも1つの半導体素子が設けられた半導体基板上
に、半導体素子と電気的に接続された第1の素子電極及
び第2の素子電極を形成する第1の工程と、第1の素子
電極及び第2の素子電極を覆うように絶縁膜を形成する
第2の工程と、絶縁膜における第1の素子電極及び第2
の素子電極のそれぞれの上側の部分を選択的に除去する
ことによって、第1の素子電極の少なくとも一部を露出
させる第1の開口部、及び第2の素子電極の少なくとも
一部を露出させる第2の開口部を形成する第3の工程
と、絶縁膜の上に導電膜を第1の開口部及び第2の開口
部が埋まるように形成して導電膜をパターン化すること
により、第1の素子電極の直上に、第1の開口部を介し
て第1の素子電極と接続された第1の外部電極を形成す
ると共に、絶縁膜の上に、第2の外部電極と、一端が第
2の開口部を介して第2の素子電極と接続され且つ他端
が第2の外部電極と接続された接続配線とを形成する第
4の工程とを備えている。
第1の素子電極の直上に、第1の素子電極と接続された
第1の外部電極を形成するため、第1の素子電極と第1
の外部電極とを配線を介さずに接続できるので、第1の
素子電極と第1の外部電極との間の抵抗を小さくして信
号遅延を低減できる。従って、半導体装置と外部機器と
の間で信号の高速伝送が可能となる。
ると、半導体基板上の絶縁膜の上に、第2の外部電極
と、一端が第2の素子電極と接続され且つ他端が第2の
外部電極と接続された接続配線とを形成する。このた
め、第2の素子電極の配置に関わらず、第2の素子電極
と電気的に接続される第2の外部電極を2次元的に設け
ることができるので、狭い面積に多数の外部電極端子を
設けることが可能となる。従って、多ピン化に対応でき
る小型化された半導体装置を実現できる。
導体基板上に形成された導電膜をパターン化することに
より、第1の外部電極、第2の外部電極及び接続配線を
一体的に形成するため、第1の外部電極、第2の外部電
極及び接続配線を簡単に形成できるので、製造コストを
低減できる。
半導体基板は半導体ウェハであり、第4の工程の後に、
半導体ウェハをチップ状に分割する工程をさらに備えて
いることが好ましい。
体チップ形成領域に外部電極又は接続配線等を一括して
形成できるので、製造コストを大きく低減できる。尚、
本発明の半導体装置の製造方法において、半導体基板は
半導体ウェハがチップ状に分割されたものであってもよ
い。
絶縁膜は絶縁性の弾性材料よりなることが好ましい。
ード上に実装した場合に、半導体装置の加熱又は冷却に
伴って半導体装置とマザーボードとの間の熱膨張率の差
に起因して半導体装置とマザーボードとの接続部に応力
が発生しても、該応力が、弾性材料よりなる絶縁膜つま
り弾性体層によって緩和される。このため、外部電極又
は接続配線等の導電パターンに断線が生じる可能性が低
減するので、信頼性の高い配線構造を実現できる。
第3の工程は、第1の開口部及び第2の開口部を、それ
ぞれの壁面、又は該壁面のうち少なくとも上端の近傍及
び下端の近傍が半導体基板の表面に対して90°未満の
傾斜を有するように形成することが好ましい。
等の導電パターンが急峻な段差をまたぐことがないの
で、該導電パターンが形成しやすくなると共に該導電パ
ターンが断線しにくくなる。
第1の工程は、半導体基板上に、半導体素子と電気的に
接続された一対の第3の素子電極を形成する工程を含
み、第3の工程は、絶縁膜における一対の第3の素子電
極の上側の部分を選択的に除去することによって、一対
の第3の素子電極のそれぞれの少なくとも一部を露出さ
せる一対の第3の開口部を形成する工程を含み、第4の
工程は、導電膜をパターン化することによって、絶縁膜
の上に、両端が一対の第3の開口部のそれぞれを介して
一対の第3の素子電極のそれぞれと接続されたコイルを
形成する工程を含むことが好ましい。
では形成が困難であった高L値のコイルを実現できるの
で、高周波用の半導体素子に対応することができる。
第4の工程の後に、第1の外部電極、第2の外部電極及
び接続配線を覆うように、導電性材料をはじく特性を有
する保護膜を形成した後、保護膜における第1の外部電
極及び第2の外部電極のそれぞれの上側の部分を選択的
に除去することによって、第1の外部電極の少なくとも
一部を露出させる第4の開口部、及び第2の外部電極の
少なくとも一部を露出させる第5の開口部を形成する第
5の工程をさらに備えていることが好ましい。
ード上に実装するときに、第1の外部電極、第2の外部
電極又は接続配線と、マザーボードの配線又は電極との
間の好ましくない電気的短絡を防止しつつ、はんだ等の
接続部材を用いて第1の外部電極又は第2の外部電極と
マザーボードの配線又は電極とを簡単に接続できる。
は、第1の外部電極の直上に、第4の開口部を介して第
1の外部電極と接続された第1の外部電極端子を形成す
ると共に、第2の外部電極の直上に、第5の開口部を介
して第2の外部電極と接続された第2の外部電極端子を
形成する工程を含むことが好ましい。
ード上への実装を極めて簡単に行なうことができる。
第1の工程は、半導体基板上に、半導体素子と電気的に
接続された一対の第3の素子電極を形成する工程を含
み、第1の工程と第2の工程との間に、第1の素子電
極、第2の素子電極及び一対の第3の素子電極を除く半
導体基板の表面を覆うパッシベーション膜を形成した
後、パッシベーション膜の上に、両端が一対の第3の素
子電極のそれぞれと接続されたコイルを形成する工程を
さらに備え、絶縁膜は、パッシベーション膜及びコイル
を覆うことが好ましい。
より向上させることができる。また、半導体基板上に形
成された導電膜をパターン化してコイルを形成すること
によって、従来の半導体プロセスでは形成が困難であっ
た高L値のコイルを実現できるので、高周波用の半導体
素子に対応することができる。
半導体装置及びその製造方法について図面を参照しなが
ら説明する。
図であり、図2は図1のI−I線の断面図である。尚、
図1においては、一実施形態に係る半導体装置の上面を
一部切り欠いて示している。また、図1又は図2におい
て図示は省略しているが、半導体基板10には、トラン
ジスタ等の少なくとも1つの半導体素子より構成される
半導体集積回路が形成されている。さらに、本実施形態
において、半導体基板10は半導体ウェハであってもよ
いし、半導体ウェハがチップ状に分割されたものであっ
てもよい。
0の主面の内部には複数の高速信号用素子電極11が設
けられていると共に、半導体基板10の主面の周縁部に
は複数の通常信号用素子電極12が設けられている。ま
た、半導体基板10の主面の内部には一対のコイル接続
用素子電極13が設けられている。尚、各素子電極11
〜13は、半導体基板10に設けられた半導体集積回路
を構成する半導体素子と電気的に接続されている。
料よりなる低弾性率層14が各素子電極11〜13を覆
うように形成されていると共に、低弾性率層14には、
各高速信号用素子電極11のパッド形成領域を露出させ
る複数の第1の開口部14a、各通常信号用素子電極1
2のパッド形成領域を露出させる複数の第2の開口部1
4b、及び一対のコイル接続用素子電極13のそれぞれ
のパッド形成領域を露出させる一対の第3の開口部14
cが形成されている。尚、各開口部14a〜14cのそ
れぞれの壁面は半導体基板10の表面に対して90°未
満の傾斜を有している。
14の上には、例えば厚さ0.2μm程度のTiW膜及
び例えば厚さ0.5μm程度のCu膜の積層膜よりなる
薄膜金属層15と、例えば厚さ10μm程度のCu膜よ
りなる厚膜金属層16とから構成された導電パターン2
0が形成されている。導電パターン20は、各開口部1
4a〜14cに形成され且つ各素子電極11〜13と接
続された複数のパッド21と、各高速信号用素子電極1
1の直上に形成され且つパッド21を介して各高速信号
用素子電極11と接続された複数の高速信号用ランド2
2と、低弾性率層14の上に形成された複数の通常信号
用ランド23と、低弾性率層14の上に形成され、一端
がパッド21を介して各通常信号用素子電極12と接続
され且つ他端が各通常信号用ランド23と接続された複
数の接続配線24と、低弾性率層14の上に形成され且
つ両端がパッド21を介して一対のコイル接続用素子電
極13のそれぞれと接続されたコイル25とを含んでい
る。尚、各高速信号用ランド22は、各高速信号用素子
電極11と外部機器との間で信号を入出力するための第
1の外部電極として機能し、各通常信号用ランド23
は、各通常信号用素子電極12と外部機器との間で信号
を入出力するための第2の外部電極として機能する。
く特性を有するソルダーレジスト膜17が導電パターン
20を覆うように形成されていると共に、ソルダーレジ
スト膜17には、各高速信号用ランド22の少なくとも
一部を露出させる複数の第4の開口部17aと、各通常
信号用ランド23の少なくとも一部を露出させる複数の
第5の開口部17bとが形成されている。各高速信号用
ランド22の直上には、金属ボールよりなり且つ第4の
開口部17aを介して各高速信号用ランド22と接続さ
れた複数の第1の外部電極端子18が形成されていると
共に、各通常信号用ランド23の直上には、金属ボール
よりなり且つ第5の開口部17bを介して各通常信号用
ランド23と接続された複数の第2の外部電極端子19
が形成されている。
る半導体装置を製造する方法について、図3(a)〜
(d)及び図4(a)〜(d)に示す工程断面図を参照
しながら説明する。
板10の主面に、複数の高速信号用素子電極11、複数
の通常信号用素子電極12、及び一対のコイル接続用素
子電極13を形成する。
る厚さ20μm程度の絶縁材料を塗布して乾燥させるこ
とによって、各素子電極11〜13を覆うように低弾性
率層14を形成した後、公知の露光技術及び現像技術を
用いて、図3(b)に示すように、低弾性率層14に、
各高速信号用素子電極11のパッド形成領域を露出させ
る複数の第1の開口部14a、各通常信号用素子電極1
2のパッド形成領域を露出させる複数の第2の開口部1
4b、及び一対のコイル接続用素子電極13のそれぞれ
のパッド形成領域を露出させる一対の第3の開口部14
cを形成する。このとき、例えば現像後に行なう硬化工
程で低弾性率層14に対して急激に熱を加えることによ
り、低弾性率層14に樹脂フローを起こさせ、それによ
って各開口部14a〜14cのそれぞれの壁面が半導体
基板10の表面に対して90°未満の傾斜を有するよう
に加工する。
14a〜14cを含む低弾性率層14の上に、スパッタ
リング法、真空蒸着法、CVD法又は無電解めっき法等
によって、例えば厚さ0.2μm程度のTiW膜及び例
えば厚さ0.5μm程度のCu膜の積層膜よりなる薄膜
金属層15を形成する。
レジストを塗布した後、塗布されたレジストにおける導
電パターン形成領域のみが感光するように露光を行な
い、その後、レジストの感光部を除去すると共にレジス
トの非感光部を硬化することによって、図3(d)に示
すように、導電パターン形成領域以外の他の領域を覆う
メッキレジスト膜30を形成する。
層15におけるメッキレジスト膜30が形成されていな
い部分の上に、つまり薄膜金属層15における導電パタ
ーン形成領域の上に、例えば電解めっき等の厚膜形成技
術を用いて厚さ10μm程度のCu膜よりなる厚膜金属
層16を選択的に形成する。
ジスト膜30を溶融して除去した後、薄膜金属層15の
露出部分、言い換えると、薄膜金属層15における導電
パターン形成領域以外の他の部分を溶融して除去する。
具体的には、薄膜金属層15を構成するCu膜に対して
は塩化第二銅溶液よりなるエッチング液を用いてエッチ
ングを行なうと共に、薄膜金属層15を構成するTiW
膜に対しては過酸化水素水溶液よりなるエッチング液を
用いてエッチングを行なう。このようにすると、厚膜金
属層16よりも薄膜金属層15の方が層厚が薄いので、
薄膜金属層15の露出部分のみが先行的に除去される。
図4(b)に示す工程によって、薄膜金属層15と厚膜
金属層16とからなる導電パターン20が形成される。
具体的には、各開口部14a〜14cには、各素子電極
11〜13と接続された複数のパッド21が形成され
る。各高速信号用素子電極11の直上には、パッド21
を介して各高速信号用素子電極11と接続された複数の
高速信号用ランド22が形成される。低弾性率層14の
上には、複数の通常信号用ランド23と、一端がパッド
21を介して各通常信号用素子電極12と接続され且つ
他端が各通常信号用ランド23と接続された複数の接続
配線24と、両端がパッド21を介して一対のコイル接
続用素子電極13のそれぞれと接続されたコイル25と
が形成される。
ーレジストを塗布して乾燥させることによって、導電パ
ターン20を覆うようにソルダーレジスト膜17を形成
した後、公知のフォトリソグラフフィー技術を用いて、
図4(c)に示すように、ソルダーレジスト膜17に、
各高速信号用ランド22の少なくとも一部を露出させる
複数の第4の開口部17a、及び各通常信号用ランド2
3の少なくとも一部を露出させる複数の第5の開口部1
7bを形成する。
号用ランド22又は各通常信号用ランド23の上に第4
の開口部17a又は第5の開口部17bを介して、はん
だ、はんだめっきされた銅、又はニッケル等よりなる金
属ボールを載置した後、該金属ボールと各高速信号用ラ
ンド22又は各通常信号用ランド23とを溶融接合する
ことによって、各高速信号用ランド22と接続された複
数の第1の外部電極端子18、及び各通常信号用ランド
23と接続された複数の第2の外部電極端子19を形成
する。このとき、導電パターン20のうち各高速信号用
ランド22及び各通常信号用ランド23を除く部分は、
溶融した金属ボールからソルダーレジスト膜17によっ
て保護される。
4(a)〜(d)に示す工程によって、図1及び図2に
示す一実施形態に係る半導体装置を得ることができる。
素子電極11の直上に、パッド21を介して高速信号用
素子電極11と接続された高速信号用ランド22が形成
されているため、高速信号用素子電極11と高速信号用
ランド22とを配線を介さずに接続できる。このため、
高速信号用素子電極11と高速信号用ランド22との間
の抵抗を小さくして信号遅延を低減できるので、半導体
装置と外部機器との間で信号の高速伝送が可能となる。
体基板10上の低弾性率層14の上に、通常信号用ラン
ド23と、一端がパッド21を介して通常信号用素子電
極12と接続され且つ他端が通常信号用ランド23と接
続された接続配線24とが形成されている。このため、
通常信号用素子電極12の配置に関わらず、通常信号用
素子電極12と電気的に接続される通常信号用ランド2
3を2次元的に設けることができるので、狭い面積に多
数の外部電極端子を設けることが可能となる。従って、
多ピン化に対応できる小型化された半導体装置を実現で
きる。
体基板10上に形成された導電膜をパターン化すること
により、高速信号用ランド22、通常信号用ランド23
及び接続配線24がそれぞれ導電パターン20の一部と
して一体的に形成されているため、高速信号用ランド2
2、通常信号用ランド23及び接続配線24を簡単に形
成できるので、製造コストを低減できる。
信号用ランド22及び通常信号用ランド23等を含む導
電パターン20が低弾性率層14を介して半導体基板1
0上に形成されている。このため、半導体装置をプリン
ト基板等のマザーボード上に実装した場合に、半導体装
置の加熱又は冷却に伴って半導体装置とマザーボードと
の間の熱膨張率の差に起因して半導体装置とマザーボー
ドとの接続部に応力が発生しても、該応力が低弾性率層
14によって緩和される。その結果、導電パターン20
に断線が生じる可能性が低減するので、信頼性の高い配
線構造を実現できる。
信号用素子電極11を露出させる第1の開口部14a、
通常信号用素子電極12を露出させる第2の開口部14
b、及び一対のコイル接続用素子電極13のそれぞれを
露出させる一対の第3の開口部14cのそれぞれの壁面
は、半導体基板10の表面に対して90°未満の傾斜を
有している。このため、導電パターン20が急峻な段差
をまたぐことがないので、導電パターン20が形成しや
すくなると共に導電パターン20が断線しにくくなる。
体基板10上に形成された導電膜をパターン化すること
により、両端がパッド21を介して一対のコイル接続用
素子電極13のそれぞれと接続されたコイル25が低弾
性率層14の上に形成されている。このため、従来の半
導体プロセスでは形成が困難であった高L値のコイルを
実現できるので、高周波用の半導体素子に対応すること
ができる。
性材料をはじく特性を有するソルダーレジスト膜17が
導電パターン20を覆うように形成されていると共に、
高速信号用ランド22及び通常信号用ランド23のそれ
ぞれの直上に、高速信号用ランド22及び通常信号用ラ
ンド23のそれぞれと接続された第1の外部電極端子1
8及び第2の外部電極端子19が形成されている。この
ため、半導体装置をマザーボード上に実装するときに、
高速信号用ランド22、通常信号用ランド23又は接続
配線24と、マザーボードの配線又は電極との間の好ま
しくない電気的短絡を防止しつつ、マザーボード上への
実装を確実に行なうことができる。また、第1の外部電
極端子18及び第2の外部電極端子19として金属ボー
ルを用いているため、半導体装置のマザーボード上への
実装を極めて簡単に行なうことができる。
基板10は半導体ウェハであり、図3(a)〜(d)及
び図4(a)〜(d)に示す工程の後に、半導体ウェハ
をチップ状に分割する工程を備えていることが好まし
い。このようにすると、半導体ウェハの各半導体チップ
形成領域に低弾性率層14又は導電パターン20等を一
括して形成できるので、製造コストを大きく低減でき
る。
体基板10の主面上における高速信号用素子電極11、
通常信号用素子電極12又は一対のコイル接続用素子電
極13の配置位置は特に限定されるものではない。
性率層14に設けられた第1の開口部14a、第2の開
口部14b、及び一対の第3の開口部14cのそれぞれ
の壁面が半導体基板10の表面に対して90°未満の傾
斜を有していたが、これに代えて、各開口部14a〜1
4cの壁面のうち少なくとも上端の近傍及び下端の近傍
が半導体基板10の表面に対して90°未満の傾斜を有
していてもよい。
の外部電極端子18及び第2の外部電極端子19として
金属ボールを用いたが、これに代えて、導電性突起、又
は高速信号用ランド22及び通常信号用ランド23のそ
れぞれの一部を用いてもよい。但し、いずれの場合にお
いても、高速信号用ランド22と第1の外部電極端子1
8との接合点をソルダーレジスト膜17が覆っているこ
とが好ましい。
子電極11〜13を除く半導体基板10の表面を覆うパ
ッシベーション膜を備えており、該パッシベーション膜
の上側に低弾性率層14が形成されていることが好まし
い。このようにすると、半導体装置の信頼性をより向上
させることができる。この場合、パッシベーション膜の
上に、両端がパッド21を介して一対のコイル接続用素
子電極13のそれぞれと接続されたコイルを形成すると
共に、該コイルを低弾性率層14によって覆ってもよ
い。
性率層14の厚さ、つまり低弾性率層14となる絶縁材
料の塗布厚さを20μm程度に設定したが、これに限ら
れず、3〜150μmの範囲内に設定してもよい。但
し、低弾性率層14の厚さは、低弾性率層14の形成後
の工程で支障のない範囲で厚い方がよく、50μm程度
以上に設定することが好ましい。
性率層14となる絶縁材料は低弾性率を有する絶縁性の
ポリマーであれば特に限定されず、例えばエステル結合
型ポリイミド又はエポキシアクリレート等を用いること
ができる。
性率層14の弾性率(ヤング率)は10〜2000kg
/mm2 の範囲内であることが好ましく、さらには10
〜1000kg/mm2 の範囲内であることがより好ま
しい。また、低弾性率層14の線膨張係数は5〜200
ppm/℃の範囲内であることが好ましく、さらには1
0〜100ppm/℃の範囲内であることがより好まし
い。
体基板10上に、感光性を有する液状の絶縁材料を塗布
して乾燥させることによって低弾性率層14を形成した
後、公知の露光技術及び現像技術を用いて、低弾性率層
14に第1の開口部14a、第2の開口部14b及び一
対の第3の開口部14cを形成したが、これに代えて、
感光性を有するフィルム状の絶縁材料膜を低弾性率層1
4として半導体基板10に貼り合わせた後、公知の露光
技術及び現像技術を用いて、低弾性率層14に各開口部
14a〜14cを形成してもよい。
性率層14として感光性を有する絶縁材料を用いたが、
これに代えて、感光性を有しない絶縁材料を用いてもよ
い。この場合、感光性を有しない絶縁材料よりなる低弾
性率層14に対して、レーザー若しくはプラズマ等によ
る機械的加工、又はエッチング等の化学的加工を行なう
ことによって、各開口部14a〜14cを形成すること
ができる。
金属層15を構成する金属材料又は厚膜金属層16を構
成する金属材料としてCuを用いたが、これに代えて、
Cr、W、Ti、Ni又はAu等を用いてもよい。ま
た、薄膜金属層15及び厚膜金属層16のそれぞれを構
成する金属材料として互いに異なる材料を用いる場合、
図4(b)に示すエッチング工程で薄膜金属層15のみ
を選択的にエッチングできるエッチャントを用いてもよ
い。
(b)に示すエッチング工程で薄膜金属層15に対して
ウェットエッチングを行なったが、これに代えて、ドラ
イエッチングを行なってもよい。このとき、メッキレジ
スト膜30の除去後に、公知のフォトリソグラフィー技
術を用いて、厚膜金属層16の上に所定のパターン形状
を有するエッチングレジスト膜を形成することにより厚
膜金属層16を保護してもよい。また、メッキレジスト
膜30としてポジ型レジストを用いたが、これに代え
て、ネガ型レジストを用いてもよいことは言うまでもな
い。
の外部電極とを配線を介さずに接続できるため、第1の
素子電極と第1の外部電極との間の抵抗を小さくして信
号遅延を低減できるので、半導体装置と外部機器との間
で信号の高速伝送が可能となる。また、第2の素子電極
の配置に関わらず、第2の素子電極と電気的に接続され
る第2の外部電極を2次元的に設けることができるた
め、狭い面積に多数の外部電極端子を設けることが可能
となるので、多ピン化に対応できる小型化された半導体
装置を実現できる。
である。
導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも1つの半導体素子が設けられ
た半導体基板と、 前記半導体基板上に形成され且つ前記半導体素子と電気
的に接続された、高速伝送用の高速信号が通過する第1
の素子電極及び前記高速信号よりも低速の通常信号が通
過する第2の素子電極と、 前記第1の素子電極及び第2の素子電極を覆うように形
成された絶縁膜と、 前記絶縁膜に形成され且つ前記第1の素子電極の少なく
とも一部を露出させる第1の開口部と、 前記絶縁膜に形成され且つ前記第2の素子電極の少なく
とも一部を露出させる第2の開口部と、 前記第1の素子電極の直上に形成され且つ前記第1の開
口部を介して前記第1の素子電極と接続された第1の外
部電極と、 前記絶縁膜の上に形成された第2の外部電極と、 前記絶縁膜の上に形成され、一端が前記第2の開口部を
介して前記第2の素子電極と接続され且つ他端が前記第
2の外部電極と接続された接続配線とを備え、 前記半導体基板上に形成され且つ前記半導体素子と電気
的に接続された一対の第3の素子電極と、 前記絶縁膜に形成され且つ前記一対の第3の素子電極の
それぞれの少なくとも一部を露出させる一対の第3の開
口部と、 前記絶縁膜の上に形成され且つ両端が前記一対の第3の
開口部のそれぞれを介して前記一対の第3の素子電極の
それぞれと接続されたコイルとをさらに備えていること
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 少なくとも1つの半導体素子が設けられ
た半導体基板と、 前記半導体基板上に形成され且つ前記半導体素子と電気
的に接続された、高速伝送用の高速信号が通過する第1
の素子電極及び前記高速信号よりも低速の通常信号が通
過する第2の素子電極と、 前記第1の素子電極及び第2の素子電極を覆うように形
成された絶縁膜と、 前記絶縁膜に形成され且つ前記第1の素子電極の少なく
とも一部を露出させる第1の開口部と、 前記絶縁膜に形成され且つ前記第2の素子電極の少なく
とも一部を露出させる第2の開口部と、 前記第1の素子電極の直上に形成され且つ前記第1の開
口部を介して前記第1の素子電極と接続された第1の外
部電極と、 前記絶縁膜の上に形成された第2の外部電極と、 前記絶縁膜の上に形成され、一端が前記第2の開口部を
介して前記第2の素子電極と接続され且つ他端が前記第
2の外部電極と接続された接続配線とを備え、 前記第1の素子電極及び第2の素子電極を除く前記半導
体基板の表面を覆うパッシベーション膜をさらに備え、 前記絶縁膜は前記パッシベーション膜の上側に形成さ
れ、 前記半導体基板上に形成され且つ前記半導体素子と電気
的に接続された一対の第3の素子電極と、 前記パッシベーション膜の上に形成され且つ両端が前記
一対の第3の素子電極のそれぞれと接続されたコイルと
をさらに備え、 前記絶縁膜は前記コイルを覆っていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項3】 少なくとも1つの半導体素子が設けられ
た半導体基板上に、前記半導体素子と電気的に接続され
た、高速伝送用の高速信号が通過する第1の素子電極及
び前記高速信号よりも低速の通常信号が通過する第2の
素子電極を形成する第1の工程と、 前記第1の素子電極及び第2の素子電極を覆うように絶
縁膜を形成する第2の工程と、 前記絶縁膜における前記第1の素子電極及び第2の素子
電極のそれぞれの上側の部分を選択的に除去することに
よって、前記第1の素子電極の少なくとも一部を露出さ
せる第1 の開口部、及び前記第2の素子電極の少なくと
も一部を露出させる第2の開口部を形成する第3の工程
と、 前記絶縁膜の上に導電膜を前記第1の開口部及び第2の
開口部が埋まるように形成して前記導電膜をパターン化
することにより、前記第1の素子電極の直上に、前記第
1の開口部を介して前記第1の素子電極と接続された第
1の外部電極を形成すると共に、前記絶縁膜の上に、第
2の外部電極と、一端が前記第2の開口部を介して前記
第2の素子電極と接続され且つ他端が前記第2の外部電
極と接続された接続配線とを形成する第4の工程とを備
え、 前記第1の工程は、前記半導体基板上に、前記半導体素
子と電気的に接続された一対の第3の素子電極を形成す
る工程を含み、 前記第3の工程は、前記絶縁膜における前記一対の第3
の素子電極の上側の部分を選択的に除去することによっ
て、前記一対の第3の素子電極のそれぞれの少なくとも
一部を露出させる一対の第3の開口部を形成する工程を
含み、 前記第4の工程は、前記導電膜をパターン化することに
よって、前記絶縁膜の上に、両端が前記一対の第3の開
口部のそれぞれを介して前記一対の第3の素子電極のそ
れぞれと接続されたコイルを形成する工程を含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 少なくとも1つの半導体素子が設けられ
た半導体基板上に、前記半導体素子と電気的に接続され
た、高速伝送用の高速信号が通過する第1の素子電極及
び前記高速信号よりも低速の通常信号が通過する第2の
素子電極を形成する第1の工程と、 前記第1の素子電極及び第2の素子電極を覆うように絶
縁膜を形成する第2の工程と、 前記絶縁膜における前記第1の素子電極及び第2の素子
電極のそれぞれの上側の部分を選択的に除去することに
よって、前記第1の素子電極の少なくとも一部を露出さ
せる第1の開口部、及び前記第2の素子電極の少なくと
も一部を露出させる第2の開口部を形成する第3の工程
と、 前記絶縁膜の上に導電膜を前記第1の開口部及び第2の
開口部が埋まるように形成して前記導電膜をパターン化
することにより、前記第1の素子電極の直上に、前記第
1の開口部を介して前記第1の素子電極と接続された第
1の外部電極を形成すると共に、前記絶縁膜の上に、第
2の外部電極と、一端が前記第2の開口部を介して前記
第2の素子電極と接続され且つ他端が前記第2の外部電
極と接続された接続配線とを形成する第4の工程とを備
え、 前記第1の工程は、前記半導体基板上に、前記半導体素
子と電気的に接続された一対の第3の素子電極を形成す
る工程を含み、 前記第1の工程と前記第2の工程との間に、前記第1の
素子電極、第2の素子電極及び一対の第3の素子電極を
除く前記半導体基板の表面を覆うパッシベーション膜を
形成した後、前記パッシベーション膜の上に、両端が前
記一対の第3の素子電極のそれぞれと接続されたコイル
を形成する工程をさらに備え、 前記絶縁膜は、前記パッシベーション膜及びコイルを覆
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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