JP4161754B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、再配線及び柱状電極を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置には、ＣＳＰ(chip size package)と呼ばれるもので、半導体基板上に形成された再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、再配線の形成方法としては、半導体基板上に成膜された再配線形成用膜をレジスト膜を用いてパターニングすることにより、再配線を形成し、次いでレジスト膜を剥離している。また、柱状電極の形成方法としては、下地金属層上に、柱状電極形成領域に開口部を有するメッキレジスト膜を形成し、次いでメッキレジスト膜をマスクとして電解メッキを行なうことにより、メッキレジスト膜の開口部内に柱状電極を形成し、次いでメッキレジスト膜を剥離している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２１８０４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、再配線形成用のレジスト膜と柱状電極形成用のメッキレジスト膜とを別々に剥離しているので、製造工程数が多いという問題があった。
そこで、この発明は、製造工程数を少なくすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体基板上に形成された下地金属層上に、ポジ型のレジストを用いて、再配線形成領域に開口部を有する第１のメッキレジスト膜を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として電解メッキを行なうことにより、前記第１のメッキレジスト膜の開口部内における前記下地金属層上に再配線を形成する工程と、ネガ型のレジストを用いて、前記再配線及び前記第１のメッキレジスト膜上に第２のメッキレジスト膜を形成し、前記第２のメッキレジスト膜の前記再配線の接続パッド部に対応する領域を除く領域および前記第１のメッキレジスト膜の残部を同時に露光して、エッチングにより開口部を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として電解メッキを行なうことにより、前記第２のメッキレジスト膜の開口部内における前記再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、前記両メッキレジスト膜を同一のレジスト剥離液を用いて同時に剥離する工程とを有することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１のメッキレジスト膜はノボラック系樹脂のポジ型の液状レジストで形成し、前記第２のメッキレジスト膜はアクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジスト、アクリル系樹脂のネガ型の液状レジスト、ノボラック系樹脂のネガ型の液状レジストのうちのいずれか一つで形成することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記レジスト剥離液はモノエタノールアミン系の剥離液であることを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、再配線を形成するための第１のメッキレジスト膜と柱状電極を形成するための第２のメッキレジスト膜とを同時に剥離しているので、別々に剥離する場合と比較して、製造工程数を少なくすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の断面図を示したものである。この半導体装置はシリコン基板（半導体基板）１を備えている。シリコン基板１の上面中央部には集積回路（図示せず）が設けられ、上面周辺部にはアルミニウム系金属からなる複数の接続パッド２が集積回路に接続されて設けられている。
【０００７】
接続パッド２の中央部を除くシリコン基板１の上面には酸化シリコンや窒化シリコンなどからなる絶縁膜３及びポリイミドやベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などからなる保護膜４が設けられている。接続パッド２の中央部は、絶縁膜３及び保護膜４に設けられた開口部５を介して露出されている。
【０００８】
開口部５を介して露出された接続パッド２の上面から保護膜４の上面の所定の箇所にかけて下地金属層６が設けられている。下地金属層６の上面には銅からなる再配線７が設けられている。再配線７の接続パッド部上面には銅からなる柱状電極８が設けられている。
【０００９】
再配線７を含む保護膜４の上面にはエポキシ系樹脂などからなる封止膜９がその上面が柱状電極８の上面と面一となるように設けられている。従って、柱状電極８の上面は露出されている。この露出された柱状電極８の上面には半田ボール１０が設けられている。
【００１０】
次に、この半導体装置の製造方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ウエハ状態のシリコン基板１の上面にアルミニウム系金属からなる接続パッド２が形成され、その上面の接続パッド２の中央部を除く領域に酸化シリコンなどからなる絶縁膜３及びポリイミドなどからなる保護膜４が形成され、接続パッド２の中央部が絶縁膜３及び保護膜４に形成された開口部５を介して露出されたものを用意する。
【００１１】
次に、図３に示すように、開口部５を介して露出された接続パッド２の上面を含む保護膜４の上面に下地金属層６を形成する。この場合、下地金属層６は、詳細には図示していないが、スパッタにより形成されたチタン層上にスパッタにより銅層を形成したものである。なお、下地金属層６は、無電解メッキにより形成された銅層のみであってもよい。
【００１２】
次に、下地金属層６の上面に、ノボラック系樹脂のポジ型の液状レジストを塗布し、露光、現像を行なうことにより、再配線７形成領域に開口部１２を有する第１のメッキレジスト膜１１を形成する。この場合、ポジ型であるため、塗布された液状レジストの非露光部が第１のメッキレジスト膜１１として残存される。次に、下地金属層６をメッキ電流路として銅の電解メッキを行うことにより、第１のメッキレジスト膜１１の開口部１２内における下地金属層６の上面に再配線７を形成する。
【００１３】
次に、図４に示すように、第１のメッキレジスト膜１１をそのまま残存させた状態で、再配線７及び第１のメッキレジスト膜１１の上面に、アクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジストをラミネートし、露光、現像を行なうことにより、再配線７の接続パッド部に対応する領域に開口部１４を有する第２のメッキレジスト膜１３を形成する。この場合、ネガ型であるため、ラミネートされたドライフィルムレジストの露光部が第２のメッキレジスト膜１３として残存される。
【００１４】
このように、第１のメッキレジスト膜１１を剥離することなく、そのまま、第２のメッキレジスト膜１３を形成するので、第１のメッキレジスト膜１１を剥離した後の、水洗、乾燥等の工程を省略し、生産の効率化を図ることができる。
【００１５】
ここで、第１のメッキレジスト膜１１は、非露光部からなり、第２のメッキレジスト膜１３によって覆われているが、第２のメッキレジスト膜１３が露光部によって形成されることにより、ラミネートされたドライフィルムレジストを露光するとき、同時に露光される。
【００１６】
また、アクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジストの現像液としては、一般に、アルカリ系の現像液（Ｎａ2ＣＯ3、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）を使用するが、この現像液によって第１のメッキレジスト膜１１が現像されるなどおかされることはない。
【００１７】
例えば、ノボラック系樹脂のポジ型の第１のメッキレジスト膜１１に対して、アクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジスト用のＮａ2ＣＯ3／１％の現像液をシャワー法で直接約５分間吹き付けたところ、第１のメッキレジスト膜１１は何ら膜減りすることはなかった。
【００１８】
次に、図５に示すように、下地金属層６をメッキ電流路として銅の電解メッキを行うことにより、メッキレジスト膜１３の開口部１４内における再配線７の接続パッド部上面に柱状電極８を形成する。次に、両メッキレジスト膜１１、１３を同時に剥離する。例えば、モノエタノールアミン系の剥離液は、アクリル系樹脂のネガ型の第２のメッキレジスト膜１３及びノボラック系樹脂のポジ型の第１のメッキレジスト膜１１の双方を剥離することができる。
【００１９】
そこで、モノエタノールアミン系の剥離液を用いて、両メッキレジスト膜１１、１３を同時に剥離する。このように、両メッキレジスト膜１１、１３を同時に剥離することができるので、別々に剥離する場合と比較して、製造工程数を少なくすることができる。なお、ここで、同時に剥離するとは、他の装置に移動することなく、同一の装置にて連続してあるいは一部は同時に剥離することを意味する。
【００２０】
次に、再配線７をマスクとして下地金属層６の不要な部分をエッチングして除去すると、図６に示すように、再配線７下にのみ下地金属層６が残存される。次に、図７に示すように、柱状電極８及び再配線７を含む保護膜４の上面にエポキシ系樹脂などからなる封止膜９をその厚さが柱状電極８の高さよりもやや厚くなるように形成する。この状態では、柱状電極８の上面は封止膜９によって覆われている。
【００２１】
次に、封止膜９及び柱状電極８の上面側を適宜に研磨することにより、図８に示すように、柱状電極８の上面を露出させる。次に、図９に示すように、柱状電極８の上面に半田ボール１０を形成する。次に、図１０に示すように、ダイシング工程を経ると、図１に示す半導体装置が複数個得られる。
【００２２】
ところで、図４に示す製造工程において、第１のメッキレジスト膜１１をそのまま残存させた状態で、再配線７及び第１のメッキレジスト膜１１の上面に第２のメッキレジスト膜１３を形成しているので、再配線７間の隙間に第１のメッキレジスト膜１１が存在し、再配線７間の隙間に第２のメッキレジスト膜１３が入り込む余地はない。
【００２３】
これに対して、再配線７を形成した後に、第１のメッキレジスト膜１１を剥離し、次いで第２のメッキレジスト膜１３を形成した場合には、再配線７間に隙間が存在するため、この隙間に第２のメッキレジスト膜１３が入り込むことになる。このような場合には、アクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジストからなる第２のメッキレジスト膜１３の密着力が高いため、第２のメッキレジスト膜１３を剥離するとき、再配線７間の隙間における下地金属層６の上面にレジスト残渣が発生することがある。
【００２４】
このように、再配線７間の隙間における下地金属層６の上面にレジスト残渣が発生した場合には、このレジスト残渣下の不要な下地金属層６をエッチングにより除去することができなくなり、再配線７間でショートが発生するため、不良品となってしまう。
【００２５】
これに対し、上記製造方法では、上述の如く、図４に示す製造工程において、再配線７間の隙間に第１のメッキレジスト膜１１が存在するため、再配線７間の隙間に第２のメッキレジスト膜１３が入り込む余地はなく、従って再配線７間の隙間における下地金属層６の上面に第２のメッキレジスト膜１３のレジスト残渣が発生することもなく、第２のメッキレジスト膜１３のレジスト残渣に起因する再配線７間でのショートの発生を確実に防止することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、第２のメッキレジスト膜をアクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジストで形成した場合について説明したが、これに限らず、アクリル系樹脂のネガ型の液状レジストあるいはノボラック系樹脂のネガ型の液状レジストで形成するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、再配線を形成するための第１のメッキレジスト膜と柱状電極を形成するための第２のメッキレジスト膜とを同時に剥離しているので、別々に剥離する場合と比較して、製造工程数を少なくすることができる。
また、この発明によれば、再配線を形成するための第１のメッキレジスト膜をそのまま残存させた状態で柱状電極を形成するための第２のメッキレジスト膜を形成しているので、再配線間の隙間に第１のメッキレジスト膜が存在し、再配線間の隙間に第２のメッキレジスト膜が入り込む余地はなく、従って再配線間の隙間に第２のメッキレジスト膜のレジスト残渣が発生することもなく、第２のメッキレジスト膜のレジスト残渣に起因する再配線間でのショートの発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態としての製造方法により製造された半導体装置の断面図。
【図２】図１に示す半導体装置の製造に際し、当初の製造工程の断面図。
【図３】図２に続く製造工程の断面図。
【図４】図３に続く製造工程の断面図。
【図５】図４に続く製造工程の断面図。
【図６】図５に続く製造工程の断面図。
【図７】図６に続く製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】図８に続く製造工程の断面図。
【図１０】図９に続く製造工程の断面図。
【符号の説明】
１ シリコン基板
２ 接続パッド
３ 絶縁膜
４ 保護膜
５ 開口部
６ 下地金属層
７ 再配線
８ 柱状電極
９ 封止膜
１０ 半田ボール
１１ 第１のメッキレジスト膜
１３ 第２のメッキレジスト膜
Claims (3)
- 半導体基板上に形成された下地金属層上に、ポジ型のレジストを用いて、再配線形成領域に開口部を有する第１のメッキレジスト膜を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として電解メッキを行なうことにより、前記第１のメッキレジスト膜の開口部内における前記下地金属層上に再配線を形成する工程と、ネガ型のレジストを用いて、前記再配線及び前記第１のメッキレジスト膜上に第２のメッキレジスト膜を形成し、前記第２のメッキレジスト膜の前記再配線の接続パッド部に対応する領域を除く領域および前記第１のメッキレジスト膜の残部を同時に露光して、エッチングにより開口部を形成する工程と、前記下地金属層をメッキ電流路として電解メッキを行なうことにより、前記第２のメッキレジスト膜の開口部内における前記再配線の接続パッド部上に柱状電極を形成する工程と、前記両メッキレジスト膜を同一のレジスト剥離液を用いて同時に剥離する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項１に記載の発明において、前記第１のメッキレジスト膜はノボラック系樹脂のポジ型の液状レジストで形成し、前記第２のメッキレジスト膜はアクリル系樹脂のネガ型のドライフィルムレジスト、アクリル系樹脂のネガ型の液状レジスト、ノボラック系樹脂のネガ型の液状レジストのうちのいずれか一つで形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項２に記載の発明において、前記レジスト剥離液はモノエタノールアミン系の剥離液であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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