JP3578964B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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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に係り、特にチップサイズパッケージ構造を有した半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
近年、電子機器及び装置の小型化の要求に伴い、半導体装置の小型化，高密度化が図られている。このため、半導体装置の形状を半導体素子（チップ）に極力近づけることにより小型化を図った、いわゆるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造の半導体装置が提案されている。
【０００３】
また、高密度化により多ピン化し、かつ半導体装置が小型化すると、外部接続端子のピッチが狭くなる。このため、省スペースに比較的多数の外部接続端子を形成しうる構造として、外部接続端子として突起電極（バンプ）を用いることが行われている。
【０００４】
【従来の技術】
図１及び図２は、従来の一例である半導体装置２０Ａを示している。図１は半導体装置２０Ａの断面図であり、図２は半導体装置２０Ａの封止樹脂１４を取り除いた状態の平面図である。
【０００５】
各図に示す半導体装置２０Ａは、ＣＳＰ構造の半導体装置であり、小型化が図られている。この半導体装置２０Ａは、チップ状の半導体基板１１、配線１８、突起電極１２，１３、及び封止樹脂１４等により構成されている。
【０００６】
半導体基板１１は図中上面が回路形成面となっており、この回路形成面には信号用パッド１５及びグランド用パッド１６が形成されている。また、半導体基板１１の回路形成面上には、上記各パッド１５，１６の形成位置を除き絶縁膜１７が形成されている。この絶縁膜１７は、回路形成面を保護する機能を奏する。
【０００７】
また、この絶縁膜１７の上面には、所定のパターンで配線１８が直接形成されている。この配線１８の一端部は前記した信号用或いはグランド用パッド１５，１６と接続され、他端部には信号用或いはグランド用突起電極１２，１３が設けられている。各突起電極１２，１３は半導体装置２０Ａの外部接続端子として機能するものであり、半導体基板１１に立設されている。
【０００８】
更に、封止樹脂１４は、絶縁膜１７、配線１８、及び各突起電極１２，１３を保護するため半導体基板１１の回路形成面を覆うよう形成されている。この際、外部接続端子となる突起電極１２，１３の上端面は、封止樹脂１４から露出するよう構成されている。
【０００９】
上記のように、従来のＣＳＰ構造の半導体装置２０Ａは、絶縁膜１７上に各パッド１５，１６と各突起電極１２，１３を電気的に接続する配線１８が形成されている。この配線１８はインターポーザとして機能するため、各パッド１５，１６の形成位置と各突起電極１２，１３の配設位置とを離間させることが可能となる。これにより、突起電極１２，１３の配設位置を設定する際の自由度は向上し、また多ピン化に対応することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体装置２０Ａでは、インターポーザとして機能する配線１８が単層構造であったため、配線１８のレイアウトに制限が生じ電気特性を考慮した配線レイアウトを形成できないという問題点があった。即ち、ＣＳＰ構造の半導体装置２０Ａは小型化された半導体装置であり、そもそも配線１８を形成できる領域は狭い。この領域に多数の配線１８を形成するには、必然的に配線幅が狭くなり、配線１８のインピーダンスが高くなってしまう。
【００１１】
一方において、半導体基板１１は処理速度の向上の要求から高い周波数のクロックを用いるようになってきている。よって、配線１８を介して信号パッド１５に入出力する信号も高周波信号となり、隣接する配線１８間で干渉が発生するおそれがある。 このため、従来構成の半導体装置２０Ａは、配線１８のレイアウト制限に起因して、高速化に対応することができないという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電気特性の向上を図り得る半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明では、次に述べる各種手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１記載の発明は、信号用パッド及びグランド用パッドが形成された半導体基板と、前記信号用パッド及びグランド用パッドの形成位置を除く前記半導体基板上面に設けられた第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上と前記グランド用パッド上全面にまたがって形成され、前記グランド用パッドと直接に接続された導電金属膜と、前記導電金属膜上に立設されたグランド用突起電極と、前記グランド用突起電極の形成位置を除く前記導電金属膜の上面及び側面に形成された第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜の上面及び側面にまたがって形成され、前記信号用パッドに接続された配線と、前記配線上に立設された信号用突起電極と、前記グランド用突起電極及び前記信号用突起電極の側面に形成され、前記第２の絶縁膜及び前記配線を封止する封止樹脂とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
上記発明では、グランド用パッドと電気的に接続された構成で一層以上の導電金属膜を形成しているため、この導電金属膜を等電位のグランド層として用いることができる。また、導電金属膜は、半導体基板上の複数の配線をまたがる領域に形成されるため、配線の配設位置に拘束されることなく形成することができ、その面積を広くとることができる。
【００１６】
周知のように、電気的抵抗は導体の断面積に反比例するため、導電金属膜の形成面積（換言すればグランドの断面積）が広くなることによりグランドインピーダンスを低減することができる。この結果、半導体装置の電気特性は向上し、よって高周波を用いた高速の半導体装置を実現することが可能となる。尚、導電金属膜は配線と電気的に絶縁された構成とされているため、導電金属膜を設けることにより配線とグランドが短絡するようなことはない。
【００２０】
また本発明のように、グランド用パッドを前記導電金属膜とを直接接続することにより、グランド用パッドを前記導電金属膜とを電気的に接続するためにグランド用配線を引き回す必要がなくなり、配線設計上の引き回しの自由度を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の半導体装置において、前記パッド上に、該パッドを保護する保護金属膜を設けたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のように、パッド上にパッドを保護する保護金属膜を設けることにより、半導体装置の製造過程においてパッドが損傷することを防止することができる。即ち、パッドはアルミニウムで形成されていることが多く、エッチング処理を含む配線形成工程等においてダメージを受け易い。そこで、例えば耐エッチング性を有する保護金属膜によりパッドを保護することにより、パッドが損傷することを防止でき、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明に係る半導体装置の製造方法は、信号用パッド及びグランド用パッドが形成された半導体基板上に、前記信号用パッド及びグランド用パッドの形成位置を除き第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、前記第１の絶縁膜上と前記グランド用パッド上全面にまたがって導電性金属膜を形成する導電性金属膜形成工程と、前記導電性金属膜の上面のグランド用突起電極形成位置を除く上面及び側面に第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、前記第２の絶縁膜の上面及び側面にまたがって前記信号用パッドに接続する配線を形成する配線形成工程と、前記配線の上に所定の高さを有する信号用突起電極と、前記導電性金属膜の上面に所定の高さを有するグランド用突起電極とを形成する突起電極形成工程と、前記グランド用突起電極及び前記信号用突起電極の側面、前記第２の絶縁膜及び前記は緯線を樹脂封止する樹脂封止工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、半導体基板上に第１の絶縁膜を形成し、その上に導電性金属膜を形成し、この導電性金属膜上に第２の絶縁膜を形成した上で配線を形成することにより、複数の配線をまたがる領域に導電金属膜を容易に形成することができる。
【００２５】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の半導体装置の製造方法において、前記突起電極形成工程を実施する前に、前記第１の絶縁膜形成工程、前記導電性金属膜形成工程、前記第２の絶縁膜形成工程、及び配線形成工程を複数回実施し、前記導電性金属膜を多層構造とすることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明によれば、第１の絶縁膜形成工程、導電性金属膜形成工程、第２の絶縁膜形成工程、及び配線形成工程を複数回繰り返し実施することにより、多層構造を有した導電性金属膜を容易に形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２８】
図３は、本発明の第１実施例である半導体装置２０Ａを示す断面図である。半導体装置２０Ａは、大略すると半導体基板２１（半導体チップ）、突起電極２２，２３、封止樹脂２４、配線２８Ａ、金属膜２９Ａ（導電性金属膜）、及び絶縁膜３０，３１等により構成されている。この半導体装置２０Ａは、平面視した状態において半導体基板２１と封止樹脂２４の大きさが略等しいＣＳＰ構造の半導体装置であり、小型化が図られている。
【００２９】
半導体基板２１は、半導体基板（例えばシリコン基板）上に電子回路が形成された構成とされており、図中上面が回路形成面となっている。また、半導体基板２１の回路形成面には、信号用パッド２５及びグランド用パッド２６が形成されている。この信号用パッド２５及びグランド用パッド２６は、例えばアルミニウムにより形成されている。
【００３０】
尚、半導体基板２１には、上記した信号用及びグランド用パッド２５，２６の他にも、電源用パッド等の他のバッドも形成されている。しかしながら、本実施例では上記した各バッド２５，２６のみ示し、他のパッドの図示は省略するものとする。
【００３１】
上記構成とされた半導体基板１１の回路形成面上には、第１の絶縁膜３０が形成されている。この第１の絶縁膜３０は、例えばポリイミド系の電気的絶縁性の高い樹脂が用いられている。また、第１の絶縁膜３０は、上記各パッド２５，２６の形成位置を除き形成されている。即ち、第１の絶縁膜３０のパッド２５，２６が形成される位置には、開口部３７Ａ，３７Ｂが形成されている。上記構成とされた第１の絶縁膜３０は、主に半導体基板２１上に形成された電子回路と後述する金属膜２９Ａとが短絡することを防止する機能を奏する。尚、第１の絶縁膜３０の厚さは、約１０μｍである。
【００３２】
金属膜２９Ａは、上記構成とされた第１の絶縁膜３０の上面に形成されている。この金属膜２９Ａは、例えば銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ）等の電気抵抗の小さい金属材料により形成されている。また、金属膜２９Ａの厚さは、例えば２０〜３０μｍであり、前記した第１の絶縁膜３０、後述する配線２８Ａ及び第２の絶縁膜３１の厚さ（いずれの厚さも約１０μｍ）に比べて厚くなっている。
【００３３】
ここで、金属膜２９Ａの形成位置に注目すると、金属膜２９Ａは信号用パッドの形成位置を除き、半導体基板２１の略全面に形成されている。更に、金属膜２９Ａは、第１の絶縁膜３０に形成された開口部３７Ａを介してグランド用パッド２６に電気的に直接接続されている。このように、グランド用パッド２６と金属膜２９Ａとを直接接続することにより、配線等を用いて接続する構成に比べて接続インピーダンスを小さくすることができる。
【００３４】
第２の絶縁膜３１は、上記構成とされた金属膜２９Ａの上部に形成されている。この第２の絶縁膜３１は、例えばポリイミド系の電気的絶縁性の高い樹脂が用いられている。また、第２の絶縁膜３１は、信号用パッド２５の形成位置、及びグランド用突起電極２３の形成位置を除き形成されている。
【００３５】
即ち、第２の絶縁膜３１の信号用パッド２５が形成される位置には開口部３７Ｂが形成され、また第２の絶縁膜３１のグランド用突起電極２３が形成される位置には開口３２が形成されている。上記構成とされた第２の絶縁膜３１は、主に金属膜２９Ａと後述する配線２８Ａとが短絡することを防止する機能を奏する。尚、前記のように第２の絶縁膜３１の厚さも、約１０μｍである。
【００３６】
配線２８Ａは、上記構成とされた第２の絶縁膜３１の上部に形成されている。この配線２８Ａの一端部は、前記した信号用パッド２５と接続され、他端部には信号用突起電極２２が設けられている。本実施例では、配線２８Ａは信号用パッド２５と信号用突起電極２２との間にのみ配設された構成とされている。尚、この配線２８Ａは電気的抵抗の小さい銅（Ｃｕ）或いはアルミニウム（Ａｌ）により形成されており、その厚さは約１０μｍである。
【００３７】
突起電極２２，２３は半導体装置２０Ａの外部接続端子として機能するものであり、半導体基板２１に立設されている。信号用突起電極２２は、前記のように配線２８Ａにより半導体基板２１の信号用パッド２５に接続されている。また、グランド用突起電極２３は、第２の絶縁膜３１に形成されている開口３２を介して直接金属膜２９Ａに電気的に接続している。
【００３８】
これにより、グランド用突起電極２３は、金属膜２９Ａを介してグランド用パッド２６と電気的に接続した構造となる。この際、グランド用突起電極２３と金属膜２９Ａは、電気的に直接接続されているため接続インピーダンスは小さい。また、前記したように金属膜２９Ａは厚く形成されているため、金属膜２９Ａ自体のインピーダンスも小さい。従って、本実施例の構成では、グランド用突起電極２３からグランド用パッド２６に到る電気回路全体としてのインピーダンスも小さくなっている。
【００３９】
一方、封止樹脂２４は、絶縁膜１７、配線１８、及び各突起電極１２，１３を保護するため半導体基板２１の回路形成面を覆うよう形成されている。この際、外部接続端子となる突起電極１２，１３の上端面は、封止樹脂１４から露出するよう構成されている。
【００４０】
また、封止樹脂２４（梨地で示す）は、例えばポリイミド，エポキシ（ＰＰＳ，ＰＥＫ，ＰＥＳ，及び耐熱性液晶樹脂等の熱可塑性樹脂）等の熱硬化性樹脂よりなり、半導体基板２１の回路形成面の全面にわたり形成されている。従って、半導体基板２１に形成された配線２８Ａ、金属膜２９Ａ、第１及び第２の絶縁膜３０，３１、及び各突起電極２２，２３は、この封止樹脂２４により封止された状態となる。
【００４１】
しかしながら、封止樹脂２４は各突起電極２２，２３の側面のみを封止し、各突起電極２２，２３の先端部は封止樹脂２４から露出するよう構成されている。即ち、封止樹脂２４は、先端部を残して各突起電極２２，２３を封止した構成とされている。このため、各突起電極２２，２３を用いて、半導体装置２０Ａを外部装置（例えば、実装基板等）に実装することが可能となる。
【００４２】
上記のように本実施例の半導体装置２０Ａでは、グランド用パッド２６と電気的に接続された金属膜２９Ａが形成されているため、この金属膜２９Ａを等電位のグランド層として用いることができる。また、配線２８Ａは金属膜２９Ａの上部に第２の絶縁膜３１を介して形成されているため、半導体装置２０Ａを平面視した状態において、金属膜２９Ａは複数の配線２８Ａをまたがる領域に形成された構成となる。即ち、金属膜２９Ａと配線２８Ａとは積層された構成となっている。このため、金属膜２９Ａ及び配線２８Ａは、それぞれの配設位置に拘束されることなく形成することができ、よってその形成面積を広くとることができる。
【００４３】
周知のように、電気的抵抗は導体の断面積に反比例するため、金属膜２９Ａ及び配線２８Ａの形成面積が広くなることにより金属膜２９Ａではグランドインピーダンスを低減することができ、また配線２８Ａでは信号インピーダンスを低減することができる。この結果、半導体装置２０Ａの電気特性は向上し、よって高周波を用いた高速の半導体装置２０Ａを実現することが可能となる。
【００４４】
また、本実施例の半導体装置２０Ａは、上記したようにグランド用突起電極２３を金属膜２９Ａ上に直接形成し、かつグランド用パッド２６に金属膜２９Ａを直接接続した構成としている。このため、グランド用パッド２６とグランド用突起電極２３とを電気的に接続するためにグランド用の配線を引き回す必要がなくなり、配線設計上の引き回しの自由度を向上させることができる。
【００４５】
続いて、本発明の一実施例である半導体装置の製造方法について、図４乃至図１０を用いて説明する。尚、以下の説明では図３に示した半導体装置２０Ａの製造方法を例に挙げて説明するものとする。
【００４６】
本実施例に係る半導体装置２０Ａの製造方法は、第１の絶縁膜形成工程、導電性金属膜形成工程、第２の絶縁膜形成工程、配線形成工程、突起電極形成工程、及び樹脂封止工程を有している。尚、図４乃至図９では、図示の便宜上１個の導体装置に対応する部分のみしか図示しないが、実際の上記各工程はウェーハ状態の半導体基板２１に対して実施され、上記各工程が終了した後にダイシングによりウェーハを個片化することにより半導体装置２０Ａを製造する。以下、上記の各工程の詳細について説明する。
【００４７】
図４及び図５は、第１の絶縁膜形成工程及び導電性金属膜形成工程を説明するための図である。図５は第１の絶縁膜形成工程及び導電性金属膜形成工程が終了した状態の半導体基板２１の平面図であり、図４は図５におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００４８】
半導体装置２０Ａを製造するには、先ず半導体基板２１上に第１の絶縁膜３０を形成する第１の絶縁膜形成工程を実施する。半導体基板２１は、前記したように半導体ウェーハであり、予め別工程においてその上面には電子回路が形成されている。
【００４９】
また、電子回路形成領域の外周位置には信号用パッド２５，グランド用パッド２６，及び電源用パッド（図示せず）が形成されている。この各パッド２５，２６は電気特性の良好なアルミニウム（Ａｌ）により形成されている。
【００５０】
また、信号用パッド２５の表面には図１０に示すように保護用金属膜３３が形成されている。この保護用金属膜３３は、本実施例では０．５μｍの厚さを有するクロム（Ｃｒ）層３３Ａと、同じく０．５μｍの厚さを有する銅（Ｃｕ）層３３Ｂとを積層した構造とされている。上記構成とされた保護用金属膜区３３は、後述する配線形成工程において信号用パッド２５を保護する機能を奏するものである。
【００５１】
この保護用金属膜３３は、例えば電解メッキ法、無電解メッキ法、或いはスパッタリング法を用いて形成することができる。尚、本実施例では保護用金属膜３３を信号用パッド２５のみに設けた構成としているが、保護用金属膜３３をグランド用パッド２６上にも形成する構成としてもよい。
【００５２】
第１の絶縁膜３０は、例えばポリイミド等の絶縁性樹脂であり、スピンコート等により約１０μｍの厚さで形成される。この第１の絶縁膜３０を形成する際、各パッド２５，２６の形成位置にマスクを設けた上でスピンコートすることにより、グランド用パッド２６の形成位置には開口部３７Ａが、また信号用パッド２５の形成位置には開口部３７Ｂが形成される。即ち、第１の絶縁膜３０は、各パッド２５，２６の形成位置を除き形成される。この第１の絶縁膜３０は、主に半導体基板２１に形成されている電子回路を保護する機能を奏する。また、信号用パッド２５と対向する開口部３７Ｂの上部にはレジスト３５が所定の高さ（後に形成される金属膜２９Ａの高さと等しい高さ）で形成される。
【００５３】
第１の絶縁膜形成工程が終了すると、続いて金属膜２９Ａを形成する導電性金属膜形成工程が実施される。金属膜２９Ａは銅（Ｃｕ），はアルミニウム（Ａｌ），或いはクロム（Ｃｒ）等の電気抵抗の小さい金属により形成されており、例えば電解メッキ法により約３０μｍの厚さで形成されている。
【００５４】
前記したように、第１の絶縁膜３０の信号用パッド２５と対向する位置にはレジスト３５が形成されている。よって、金属膜２９Ａは信号用パッド２５の配設位置を除いて半導体基板２１の略全面にわたり形成される。一方、第１の絶縁膜３０のグランド用パッド２６と対向する位置には、開口部３７Ａが形成されている。このため、金属膜２９Ａを形成することにより、金属膜２９Ａは開口３７Ａを介してグランド用パッド２６に直接電気的に接続する。
【００５５】
尚、金属膜２９Ａの形成方法は上記した電解メッキ法に限定されるものではなく、例えば上記した所定膜厚を有した銅薄膜或いははアルミニウム薄膜を第１の絶縁膜３０上に貼着する方法を用いることも可能である。
【００５６】
上記した第１の絶縁膜形成工程及び導電性金属膜形成工程が終了すると、続いて第２の絶縁膜形成工程が実施される。図６及び図７は、第２の絶縁膜形成工程を説明するための図である。尚、図７は第２の絶縁膜形成工程が終了した状態の半導体基板２１の平面図であり、図６は図７におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００５７】
第２の絶縁膜３１は、前記した第１の絶縁膜３０と同様にポリイミド等の絶縁性樹脂であり、金属膜２９Ａを覆うようスピンコート等により約１０μｍの厚さで形成される。この第２の絶縁膜３１を形成する際、予めグランド用突起電極２３の形成位置にレジスト３６Ａを配設すると共に、信号用パッド２５上にレジスト３６Ｂを配設しておく。
【００５８】
即ち、第２の絶縁膜３１は、のグランド用突起電極２３の形成位置、及び信号用パット２５の配設位置を除き形成される。この第２の絶縁膜３１は、主に配線２８Ａと金属膜２９Ａが短絡するのを防止する機能を奏する。
【００５９】
上記した第２の絶縁膜形成工程が終了すると、続いて配線形成工程及び突起電極形成工程が順次実施される。図８及び図９は、第２の配線形成工程及び突起電極形成工程を説明するための図である。尚、図９は配線形成工程及び突起電極形成工程が終了した状態の半導体基板２１の平面図であり、図８は図９におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００６０】
配線形成工程では、信号用パッド２５上に形成されていたレジスト３６Ｂを取り除くと共に、半導体基板２１（第２の絶縁膜３１）の上面全面に配線２８Ａとなる金属膜を形成する。この金属膜の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を用いることができ、また形成方法としては電解メッキ法を用いることができる。
【００６１】
金属膜が形成されると、この金属膜の上面に感光性レジストを塗布すると共に、マスクを用いて配線２８Ａの形成位置にのみ露光処理を行なう。続いて、レジスト除去処理を行なうことにより、配線２８Ａの形成位置以外のレジストを除去する。これにより、金属膜の配線２８Ａの形成位置にのみレジストが存在する構成となる。
【００６２】
次に、エッチング処理を行なうことにより、配線２８Ａの形成位置以外の金属膜を除去し、続いてレジストを除去することにより所定パターンを有した配線２８Ａが形成される。この際、配線２８Ａの一端部は信号用パッド２５に電気的に接続された状態となる。
【００６３】
上記のように、配線形成工程では、金属膜２９Ａの上部に第２の絶縁膜３１を介して配線２８Ａが形成される。これにより、半導体基板２１を平面視した状態において、金属膜２９Ａは複数の配線２８Ａをまたがる領域に形成された構成となる。即ち、金属膜２９Ａと配線２８Ａとは積層された構成となる。このため前記したように、金属膜２９Ａ及び配線２８Ａは、それぞれの配設位置に拘束されることなく形成することができ、よってその形成面積を広くとることができる。
【００６４】
また、配線工程では、配線２８Ａを形成するために複数の化学的な処理（レジストの塗布及び除去処理、金属膜のエッチング処理等）が行なわれる。これに対し、信号用パッド２５はアルミニウム等の化学的処理に弱い材質で形成されていることが多く、配線形成工程等においてダメージを受け易い。
【００６５】
しかしながら、本実施例では信号用パッド２５の表面には化学的処理に強い保護用金属膜３３が形成されている（図１０参照）。このように、信号用パッド２５に保護用金属膜３３を設けることにより、配線形成工程において信号用パッド２５が損傷することを防止でき、製造される半導体装置２０Ａの信頼性を向上させることができる。
【００６６】
上記のように配線２８Ａが形成されると、続いて各突起電極２２，２３を形成する突起電極形成工程が実施される。信号突起電極２２は配線形成工程で形成された配線２８Ａ上に形成され、またグランド用突起電極２３は第２の絶縁膜３１に形成されている開口３２に形成される。この各突起電極２２，２３の形成方法としては、例えば電解メッキ法を用いることができる。
【００６７】
また、各突起電極２２，２３の高さは、半導体基板２１の表面（回路形成面）から各突起電極２２，２３の先端部までの高さが例えば１００μｍとなるよう形成されている。更に、グランド用突起電極２３は第２の絶縁膜３１に形成された開口３２を介して金属膜２９Ａ上に直接形成されるため、グランド用突起電極２３と金属膜２９Ａとの接続インピーダンスを小さくすることができる。
【００６８】
上記した配線形成工程及び突起電極形成工程が終了すると、続いて樹脂封止工程が実施される。樹脂封止工程では、半導体基板２１を樹脂封止用の金型装着し、圧縮成形法を用いて封止樹脂２４を形成する。この封止樹脂２４は、半導体基板２１の回路形成面の全面にわたり形成され、よって半導体基板２１に形成された配線２８Ａ、金属膜２９Ａ、第１及び第２の絶縁膜３０，３１、及び各突起電極２２，２３は、この封止樹脂２４により封止された状態となる。
【００６９】
この際、封止樹脂２４は各突起電極２２，２３の側面のみを封止し、各突起電極２２，２３の先端部は封止樹脂２４から露出するよう構成されている。また、封止樹脂２４の厚さは１０〜１００μｍと薄い樹脂膜であるが、圧縮形成法を用いることにより確実に封止樹脂２４を形成することができる。
【００７０】
上記した樹脂封止工程が終了すると、続いてウェーハ状態の半導体基板２１をダイシング処理し、個々の半導体装置２０Ａに個片化する。これにより、図３に示す半導体装置２０Ａが形成される。上記した半導体装置２０Ａの製造方法によれば、半導体基板２１上に第１の絶縁膜３０を形成し、その上に金属膜２９Ａを形成し、この性金属膜２９Ａ上に第２の絶縁膜３１を形成した上で配線２８Ａを形成するため、複数の配線２８Ａをまたがる領域に金属膜２９Ａを有した半導体装置２０Ａを容易に形成することができる。
【００７１】
次に、図１１乃至図１４を用いて本発明の第２乃至第５実施例である半導体装置について説明する。尚、図１１乃至図１４において、図３に示した第１実施例に係る半導体装置２０Ａと同一構成については同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
【００７２】
図１１は、本発明の第２実施例である半導体装置２０Ｂを示す断面図である。
【００７３】
前記した第１実施例に係る半導体装置２０Ａは、グランド用突起電極２３とグランド用パッド２６とを接続するのに、グランド用突起電極２３を直接金属膜２９Ａに接続すると共に、グランド用パッド２６も直接金属膜２９Ａに直接接続した構成とした。
【００７４】
しかしながら、例えばパッド数の多い半導体装置２１では、パッドレイアウトが密となりグランド用パッド２６と直接金属膜２９Ａとを直接接続することが困難な場合が生じる。これに対応するため、本実施例に係る半導体装置２０Ｂでは、金属膜２９Ａ上に形成されたグランド用突起電極２３と、グランド用突起電極２３をグランド用配線２８Ｂにより接続した構成としたことを特徴とするものである。
【００７５】
このように、グランド用突起電極２３とグランド用突起電極２３とをグランド用配線２８Ｂで接続することにより、パッドレイアウトが複雑な場合であっても、複数の配線２８Ａ，２８Ｂをまたがる領域に金属膜２９Ａを有した半導体装置２０Ｂを容易に実現することができる。また、このグランド用配線２８Ｂは、前記した配線工程において、信号用パッド２５と信号用突起電極２２を接続する配線２８Ａの形成と同時に形成することが可能である。よって、グランド用配線２８Ｂを設けても、半導体装置２０Ｂの製造工程が複雑になるようなむことはない。
【００７６】
図１２は、本発明の第３実施例である半導体装置２０Ｃを示す断面図である。
【００７７】
前記した第１実施例に係る半導体装置２０Ａは、信号用突起電極２２と信号用パッド２５とを接続するのに、金属膜２９Ａの上部に形成された配線２８Ａを用いていた。しかしながら、配線２８Ａの形成位置は必ずしも金属膜２９Ａの上面に限定されるものではない。本実施例では、配線２８Ａ及びグランド接続用のグランド用配線２８Ｂを金属膜２９Ａの下部に配設したことを特徴とするものである。
【００７８】
この構成とするため、導電性金属膜形成工程において金属膜２９Ａを形成する際、信号用突起電極２２の形成位置に信号接続用金属膜４０を形成する。この信号接続用金属膜４０は、第２及び第３の絶縁膜３１，４１により金属膜２９Ａと電気的に絶縁された構成とされている。また、信号接続用金属膜４０の上端部には信号用突起電極２２が形成され、下端部には信号用パッド２５に接続された配線２８Ａに接続されている。これにより、信号用突起電極２２と信号用パッド２５は、配線２８Ａ及び信号用金属膜４０を介して電気的に接続される。
【００７９】
図１３は、本発明の第４実施例である半導体装置２０Ｄを示す断面図である。
【００８０】
前記した各実施例に係る半導体装置２０Ａ〜２０Ｃでは、一層の金属膜２９Ａみを設けた構成とされていた。これに対して本実施例に係る半導体装置２０Ｄは、複数（本実施例では二層）の金属膜２９Ａ，２９Ｂを設けたことを特徴とするものである。
【００８１】
第２の金属膜２９Ｂは、第１の金属膜２９Ａの上部に第２の絶縁膜３１を介して形成されている。金属膜２９Ａ，２９Ｂを積層形成するには、突起電極形成工程を実施する前に、第１の絶縁膜形成工程、導電性金属膜形成工程、第２の絶縁膜形成工程、及び配線形成工程を複数回繰り返し実施する。よって、金属膜２９Ａ，２９Ｂを容易に多層形成することができる。
【００８２】
また、本実施例に係る半導体装置２０Ｄでは、信号用突起電極２２と信号用パッド２５とを接続するのに、金属膜２９Ａの上部に形成された配線２８Ａ及び信号接続用金属膜４０を用いている。この構成とするため、第２の金属膜２９Ｂを形成する導電性金属膜形成工程において、信号用突起電極２２の形成位置に信号接続用金属膜４０を形成する。この信号接続用金属膜４０は、第２及び第３の絶縁膜３１，４１により金属膜２９Ａと電気的に絶縁された構成とされている。また、信号接続用金属膜４０の上端部には信号用突起電極２２が形成され、下端部には信号用パッド２５に接続された配線２８Ａに接続されている。これにより、信号用突起電極２２と信号用パッド２５は、配線２８Ａ及び信号用金属膜４０を介して電気的に接続される。
【００８３】
図１４は、第５実施例である半導体装置２０Ｅを示す平面図である。尚、同図では、封止樹脂２４を取り除いた状態の半導体装置２０Ｅを示している。
【００８４】
上記した各実施例では、金属膜２９Ａ，２９Ｂの上部或いは下部に配線２８Ａ，２８Ｂを形成した構成としていた。これに対して本実施例に係る半導体装置２０Ｅは、配線２８Ａと金属膜２９Ｃを同一平面上に形成したことを特徴とするものである。この際、配線２８Ａと金属膜２９Ｃとは、電気的に絶縁された構成となっている。
【００８５】
本実施例によれば、配線２８Ａの形成と金属膜２９Ｃの形成を同一工程において行なうことができ、半導体装置２０Ｅの製造工程の簡略化を図ることができる。また、基板２１上における各突起電極２２，２３、各パッド２５，２６、及び配線２８の形成位置を除き金属膜２９Ｃが形成されている。このため、金属膜２９Ｃのインピーダンスを小さくすることができ、半導体装置２０Ｅの電気的特性を向上させることができる。
【００８６】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００８７】
請求項１記載の発明によれば、導電金属膜を等電位のグランド層として用いることができ、また導電金属膜は半導体基板上の複数の配線をまたがる領域に形成されるため、配線の配設位置に拘束されることなく形成することができ、その面積を広くとることができる。よって、グランドインピーダンスを低減することができるため半導体装置の電気特性は向上し、よって高周波を用いた高速の半導体装置を実現することが可能となる。
【００８９】
また、グランド用パッドを前記導電金属膜とを電気的に接続するためにグランド用配線を引き回す必要がなくなり、配線設計上の引き回しの自由度を向上させることができる。
【００９０】
また、請求項２記載の発明によれば、保護金属膜によりパッドは保護されるため、パッドが損傷することを防止でき、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００９１】
また、請求項３記載の発明によれば、複数の配線をまたがる領域に導電金属膜を容易に形成することができる。
【００９２】
また、請求項４記載の発明によれば、多層構造を有した導電性金属膜を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一例である半導体装置を示す断面図である。
【図２】従来の一例である半導体装置の封止樹脂を取り除いた状態を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施例である半導体装置の断面図である。
【図４】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法の内、第１の絶縁膜形成工程及び金属膜形成工程を説明するための断面図（図５におけるＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図５】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法の内、第１の絶縁膜形成工程及び金属膜形成工程を説明するための平面図である。
【図６】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法の内、第２の絶縁膜形成工程を説明するための断面図（図７におけるＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図７】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法の内、第２の絶縁膜形成工程を説明するための平面図である。
【図８】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法の内、配線形成工程及び突起電極形成工程を説明するための断面図（図９におけるＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図９】本発明の一実施例である半導体装置の製造方法の内、配線形成工程及び突起電極形成工程を説明するための平面図である。
【図１０】パッドに設けられる保護用金属膜を説明するための部分拡大図である。
【図１１】本発明の第２実施例である半導体装置の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施例である半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の第４実施例である半導体装置の断面図である。
【図１４】本発明の第５実施例である半導体装置の封止樹脂を取り除いた状態の平面図である。
【符号の説明】
２０Ａ〜２０Ｂ 半導体装置
２１ 半導体基板
２２ 信号用突起
２３ グランド用突起
２４ 封止樹脂
２５ 信号用パット
２６ グランド用パッド
２８Ａ 配線
２８Ｂ グランド用配線
２９Ａ〜２９Ｃ 金属膜
３０ 第１の絶縁膜
３１ 第２の絶縁膜
３３ 保護用金属膜
４０ 信号接続用金属膜
４１ 第３の絶縁膜

Claims (4)

  1. 信号用パッド及びグランド用パッドが形成された半導体基板と、
    前記信号用パッド及びグランド用パッドの形成位置を除く前記半導体基板上面に設けられた第１の絶縁膜と、
    前記第１の絶縁膜上と前記グランド用パッド上全面にまたがって形成され、前記グランド用パッドと直接に接続された導電金属膜と、
    前記導電金属膜上に立設されたグランド用突起電極と、
    前記グランド用突起電極の形成位置を除く前記導電金属膜の上面及び側面に形成された第２の絶縁膜と、
    前記第２の絶縁膜の上面及び側面にまたがって形成され、前記信号用パッドに接続された配線と、
    前記配線上に立設された信号用突起電極と、
    前記グランド用突起電極及び前記信号用突起電極の側面に形成され、前記第２の絶縁膜及び前記配線を封止する封止樹脂とを備えることを特徴とする半導体装置。
  2. 請求項１記載の半導体装置において、
    前記パッド上に、該パッドを保護する保護金属膜を設けたことを特徴とする半導体装置。
  3. 信号用パッド及びグランド用パッドが形成された半導体基板上に、前記信号用パッド及びグランド用パッドの形成位置を除き第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、
    前記第１の絶縁膜上と前記グランド用パッド上全面にまたがって導電性金属膜を形成する導電性金属膜形成工程と、
    前記導電性金属膜の上面のグランド用突起電極形成位置を除く上面及び側面に第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、
    前記第２の絶縁膜の上面及び側面にまたがって前記信号用パッドに接続する配線を形成する配線形成工程と、
    前記配線の上に所定の高さを有する信号用突起電極と、前記導電性金属膜の上面に所定の高さを有するグランド用突起電極とを形成する突起電極形成工程と、
    前記グランド用突起電極及び前記信号用突起電極の側面、前記第２の絶縁膜及び前記配線を樹脂封止する樹脂封止工程と、
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 請求項３記載の半導体装置の製造方法において、
    前記突起電極形成工程を実施する前に、
    前記第１の絶縁膜形成工程、前記導電性金属膜形成工程、前記第２の絶縁膜形成工程、及び配線形成工程を複数回実施し、前記導電性金属膜を多層構造とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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