半导体器件及其制造方法

xiaoxiao2020-8-1  6

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专利名称:半导体器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体器件及其制造方法。
技术背景以前,在被称作CSP (芯片大小封装)的半导体器件中,例如像 日本特开2004-281614号公报中记载的那样,在形成在半导体衬底上 的布线的连接焊盘部上表面形成柱状电极。此时,半导体器件的制造 方法使用如下方法在于半导体衬底上的整个面上形成的基底金属层 上形成的布线的上表面及基底金属层的上表面,形成在布线的连接焊 盘部、即柱状电极形成区域所对应的部分具有开口部的抗电镀剂膜, 通过进行以基底金属层作为电镀电流路的电解电镀,在抗电镀剂膜的 开口部内的布线的连接焊盘部上表面形成柱状电极,使用抗蚀剂剥离 液来剥离抗电镀剂膜,将布线作为掩模而将布线下以外的区域中的基 底金属层刻蚀并去除。但是,在上述现有的半导体器件的制造方法中,使用抗蚀剂剥离 液来剥离柱状电极形成用抗电镀剂膜时,柱状电极形成用抗电铍剂膜 主要仅从其上表面侧剥离,所以布线间的间隔变窄时,有时在布线间 产生抗蚀剂残渣。特别在布线间,由于基底金属层形成为比布线的上 表面低,所以抗蚀剂剥离液难以在布线间流通,容易产生抗蚀剂残渣。 而且,该现象在将密合力大的负型干膜抗蚀剂用作柱状电极形成用抗 电镀剂膜的情况下显著。在将布线作为掩模来刻蚀基底金属层时,该 抗蚀剂残渣作为掩模而引起蚀刻不良,并成为布线间短路的原因。发明内容根据本发明,由于在再布线上层绝缘膜的开口部内,将再布线形 成为使再布线的上表面与再布线上层绝缘膜的上表面为同一平面、或 者比再布线上层绝缘膜的上表面还低,并在其上形成柱状电极形成用 抗电铍剂膜,所以在再布线间没有柱状电极形成用抗电镀剂膜进入的 余地,继而在剥离柱状电极形成用抗电镀剂膜之际难以产生抗蚀剂残 渣。本发明的半导体器件,其特征在于包括 半导体衬底,在上表面具有多个连接焊盘;绝缘膜,设置在上述半导体衬底上,具有在与上述多个连接焊盘对应的部分形成的多个开口部;再布线上层绝缘膜,设置在上述绝缘膜的上表面,具有被形成为 与上述多个开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;及多条再布线,在上述多个上表面侧开口部内经由上述绝缘膜的开 口部被连接到上述连接焊盘,并被设置成上表面的高度等于或低于上 述再布线上层绝缘膜的上表面的高度;及柱状电极,分别与上述各再布线上的上表面侧连接焊盘部连接地 设置。另外,本发明的半导体器件,其特征在于包括 半导体衬底,在上表面具有多个连接焊盘;绝缘膜,设置在上述半导体衬底上,具有在与上述多个连接焊盘 对应的部分形成的多个开口部;下表面侧上层绝缘膜,设置在上述绝缘膜的上表面,具有被形成 为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个下表面侧开口部;多条下表面侧布线,在上述多个下表面侧开口部内经由上述绝缘 膜的开口部与上述连接焊盘连接地设置;再布线上述多条下表面侧布线的上表面,具有被形成为与上述多个下表面侧 开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;多条再布线,在上述多个上表面侧开口部内被连接到上述下表面 侧布线,并被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜 的上表面的高度;及柱状电极,分别与上述各再布线上的上表面侧连接焊盘部连接地 设置。另外,本发明的半导体器件的制造方法,其特征在于包括以下步骤在上表面具有多个连接焊盘的半导体衬底上形成绝缘膜,该绝缘 膜在与上述多个连接焊盘对应的部分具有多个开口部;在上述绝缘膜的上表面形成再布线上层绝缘膜,该再布线上层绝 缘膜具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的开口部;在上述多个上表面侧开口部内形成成为多条再布线的金属层,该 金属层被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜的 上表面的高度;在上述金属层的上表面形成柱状电极形成用抗电镀剂膜,该柱状 电极形成用抗电镀剂膜在成为上述多条再布线的上表面侧连接焊盘 部的部分具有柱状电极用开口部;在柱状电极形成用抗电镀剂膜的开口部内的成为上述再布线的 上表面侧连接焊盘部的部分的上表面,形成柱状电极;剥离上述柱状电极形成用抗电镀剂膜;及通过刻蚀来去除上述金属层之中至少形成在上述再布线上层绝 缘膜上的部分,而形成多条再布线。另外,本发明的半导体器件的制造方法,其特征在于包括以下步骤在上表面具有多个连接焊盘的半导体衬底上形成绝缘膜,该绝缘接焊盘对应的部分具有开口部;在上述绝缘膜的上表面形成下表面侧上层绝缘膜,该下表面侧上 层绝缘膜具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个 下表面侧开口部;在上述多个下表面侧上层绝缘膜的开口部内形成多条下表面侧 布线,该多条下表面侧布线的上表面的高度等于或低于上述下表面侧 上层绝缘膜的上表面的高度;在上述下表面侧上层绝缘膜的上表面及上述多条下表面侧布线 的上表面形成再布线上层绝缘膜,该再布线上层绝缘膜具有与上述多 个下表面侧开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;在上述再布线上层绝缘膜的幵口部内形成成为多条再布线的金 属层,该金属层被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝 缘膜的上表面的高度;在上述金属层的上表面形成柱状电极形成用抗电镀剂膜,该柱状 电极形成用抗电镀剂膜在成为上述多条再布线的上表面侧连接焊盘 部的部分具有柱状电极用开口部;在上述柱状电极形成用抗电镀剂膜的开口部内的成为上述再布 线的上表面侧连接焊盘部的部分的上表面,形成柱状电极;剥离上述柱状电极形成用抗电镀剂膜;及通过刻蚀来去除上述金属层之中至少形成在上述再布线上层绝 缘膜上的部分,而形成多条再布线。另外,本发明的半导体器件的制造方法,其特征在于包括以下步骤在上表面具有多个连接焊盘的半导体衬底上形成绝缘膜,该绝缘 膜在与上述多个连接焊盘对应的部分具有开口部;在上述绝缘膜的上表面形成下表面侧上层绝缘膜,该下表面侧上 层绝缘膜具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个下表面侧开口部;在上述多个下表面侧上层绝缘膜的开口部内形成多条下表面侧 布线,该多条下表面侧布线的上表面的高度等于或低于上述下表面侧 上层绝缘膜的上表面的高度;在上述下表面侧上层绝缘膜的上表面及上述多条下表面侧布线 的上表面形成再布线上层绝缘膜,该再布线上层绝缘膜具有与上述多 个下表面侧开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;在上述再布线上层绝缘膜的开口部内形成成为多条再布线的金 属层,该金属层被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝 缘膜的上表面的高度;在上述金属层的上表面形成由干膜构成的柱状电极形成用抗电 镀剂膜,该干膜在成为上述多条再布线的上表面侧连接焊盘部的部分 具有柱状电极用开口部;在上述柱状电极形成用抗电镀剂膜的开口部内的成为上述再布 线的上表面侧连接焊盘部的部分的上表面,形成柱状电极;剥离上述柱状电极形成用抗电镀剂膜;及通过刻蚀来去除上述金属层之中至少形成在上述再布线上层绝 缘膜上的部分,而形成多条再布线。


图l是作为本发明的实施方式l的半导体器件的截面图。 图2是图1所示的半导体器件的制造方法的一个例子中,最初准备的构件的截面图。图3是继图2之后的工序的截面图。 图4是继图3之后的工序的截面图。 图5是继图4之后的工序的截面图。 图6是继图5之后的工序的截面图。图7是继图6之后的工序的截面图。 图8是继图7之后的工序的截面图。 图9是继图8之后的工序的截面图。 图10是继图9之后的工序的截面图。 图11是继图10之后的工序的截面图。 图12是作为本发明的实施方式2的半导体器件的截面图。 图13是图12所示的半导体器件的制造方法的一个例子中,规定工 序的截面图。 — 图14是继图13之后的工序的截面图。 图15是继图14之后的工序的截面图。 图16是继图15之后的工序的截面图。 图17是继图16之后的工序的截面图。 图18是继图17之后的工序的截面图。 图19是继图18之后的工序的截面图。 图20是作为本发明的实施方式3的半导体器件的截面图。
具体实施方式
图l是作为本发明的实施方式l的半导体器件的截面图。该半导体 器件被称作CSP,具备硅衬底(半导体衬底)1。在硅衬底l的上表面 设有集成电路(未图示),在上表面周边部与集成电路连接地设有铝 类金属等构成的多个连接焊盘2。在连接焊盘2的中央部除外的硅衬底1的上表面,设有氧化硅等构 成的绝缘膜3,连接焊盘2的中央部经由设置在绝缘膜3上的开口部4露 出。在绝缘膜3的上表面设有聚酰亚胺类树脂等构成的保护膜(绝缘 膜)5。在与绝缘膜3的开口部4对应的部分中的绝缘膜5设有开口部6。在绝缘膜5的上表面设有聚酰亚胺类树脂等构成的上层绝缘膜 (再布线上层绝缘膜)7。在上层绝缘膜7的上表面的布线形成区域(再布线形成区域),与保护膜5的开口部6连通地设有开口部(上面侧开 口部)8。在经由上层绝缘膜7的开口部8露出的保护膜5的上表面和上 层绝缘膜7的开口部8的内壁面,成凹部状地设有铜等构成的基底金属 层(金属层)9。在凹部状的基底金属层9的内部设有铜等构成的上部 金属层(金属层)10。基底金属层9和上部金属层10被叠层而构成布 线(再布线)11。布线11的一端部经由绝缘膜3和保护膜5的开口部4、 6连接到连接焊盘2。在此,在上层绝缘膜7的开口部8的内壁面设置的凹部状的基底金 属层9的两侧部的上表面与上层绝缘膜7的上表面为同一平面。上部金 属层10的上表面与上层绝缘膜7的上表面为同一平面、或者比上层绝 缘膜7的上表面还稍低。另外,布线11的一个端部为连接到连接焊盘2 的连接部lla,另一端为与柱状电极12连接的连接焊盘部(上表面侧 连接焊盘部)llb,还具有将连接部lla和连接焊盘部llb连接的引线 部llc。在布线ll的连接焊盘部llb的上表面设有铜构成的柱状电极12。 在布线11和上层绝缘膜7的上表面设有环氧类树脂等构成的密封膜 13,绝缘膜13的上表面与柱状电极12的上表面为同一平面。在柱状电 极12的上表面设有焊料球14。接着,对该半导体器件的制造方法的一个例子进行说明。首先, 如图2所示,准备如下构件在晶片状态的硅衬底(以下称作半导体 晶片21)的上表面,形成铝类金属等构成的连接焊盘2和氧化硅等构 成的绝缘膜3,且连接焊盘2的中央部经由形成于绝缘膜3的开口部4露 出。此时,在半导体晶片21的上表面,于形成了各半导体器件的区域 形成规定功能的集成电路(未图示),连接焊盘2与分别形成在对应 的区域的集成电路电连接。而且,在图2中,符号22表示的区域是对 应于切割线的区域。接着,如图3所示,在绝缘膜3的上表面,利用光刻法对通过旋涂 法等形成的由聚酰亚胺类树脂等构成的保护膜形成用膜进行构图而 使其硬化,从而形成保护膜5。在该状态下,在与绝缘膜3的开口部对 应的部分中的保护膜5上形成开口部6。接着,如图4所示,在保护膜5的上表面,使用曝光掩模(未图示) 对通过旋涂法等形成的由感光性聚酰亚胺类树脂等构成的上层绝缘 膜形成用膜进行曝光、显影而使其硬化,从而形成上层绝缘膜7。在 该状态下,在上层绝缘膜7的布线形成区域,与保护膜5的幵口部6连 通地形成开口部8。在此,也可以利用与上层绝缘膜7相同的材料(例如负型感光性 聚酰亚胺类树脂)来形成保护膜5。此时,也可以对所涂敷的保护膜 形成膜进行曝光、显影,接着使保护膜形成用膜暂时硬化,然后涂敷 上层绝缘膜形成用膜,接着对上层绝缘膜形成膜进行曝光、显影,然 后使保护膜形成用膜和上层绝缘膜形成用膜最终硬化。接着,如图5所示,在经由绝缘膜3、保护膜5和上层绝缘膜7的开 口部4、 6、 8露出的连接焊盘2的上表面、经由上层绝缘膜7的开口部8 露出的保护膜5的上表面和上层绝缘膜7的表面,形成基底金属层9。 此时,基底金属层9沿着上层绝缘膜7的开口部8的底面和形成开口部8 周围的侧面成整面状地形成,且为具有底面部和侧部的凹部状。另外, 基底金属层9可以仅为通过无电解电镀形成的铜层,还可以使仅为通 过溅射形成的铜层,也可以是在通过溅射形成的钛等薄膜层上通过溅 射形成铜层。接着,在基底金属层9的上表面,利用光刻法对通过旋涂法等涂 敷的负型抗蚀剂膜进行构图,从而形成布线形成用抗电镀剂膜23。在 这种状态下,在与上部金属层10的形成区域对应的部分中的上部金属 层形成用抗电镀剂膜23,形成开口部(再布线用开口部)24。此时, 上部金属层形成用抗电镀剂膜23的开口部24的尺寸比上层绝缘膜8的开口部8的尺寸小基底金属层9的膜厚。接着,通过进行将基底金属层9作为电镀电流路的铜的电解电镀, 在上层绝缘膜7的开口部24内的凹部状的基底金属层9的内部形成上 部金属层IO。上部金属层10的上表面与上层绝缘膜7的上表面为同一 平面,或者比上层绝缘膜7的上表面还稍低。接着,使用抗蚀剂剥离液来剥离上部金属层形成用抗电镀剂膜 23,接着如图6所示,在布线ll的上表面,层压负型的干膜抗蚀剂, 利用光刻法对该负型的干膜抗蚀剂进行构图,从而形成柱状电极形成 用抗电镀剂膜25。在这种状态下,在与布线ll的连接焊盘部llb (柱 状电极12形成区域)对应的部分中的柱状电极形成用抗电镀剂膜25, 形成开口部(柱状电极用开口部)26。接着,通过进行将基底金属层9作为电镀电流路的铜的电解电镀, 在柱状电极形成用抗电镀剂膜25的开口部26内的布线11的连接焊盘 部llb上表面,形成柱状电极12。接着,使用抗蚀剂剥离液来剥离柱 状电极形成用抗电镀剂膜25。此时,柱状电极形成用抗电镀剂膜25从与抗蚀剂剥离液接触的表面开始膨胀浸润而被剥离。在此,以前在布线11之间比布线11的上部金属层10的上表面低地 形成了基底金属层9,所以抗蚀剂剥离液不易在布线ll之间流通,易 产生抗蚀剂残渣。特别在布线ll之间的间隔变窄时,更容易产生抗蚀 剂残渣。另一方面,实施方式l在布线ll之间,在比布线ll的上部金 属层10的上表面还稍高的位置形成柱状电极形成用抗电镀剂膜25。此 时,由于抗蚀剂剥离液易于接触到布线ll之间的柱状电极形成用抗电 镀剂膜25,所以可以利用抗蚀剂剥离液良好地剥离柱状电极形成用抗 电镀剂膜25,并不产生抗电镀剂膜25的抗蚀剂残渣。另外,在形成了 柱状电极形成用抗电镀剂膜25的状态下,由于在具有基底金属层9和 上部金属层10的叠层结构的布线11间存在上层绝缘膜7,所以在布线 11之间没有柱状电极形成用抗电镀剂膜25进入的余地。因此,即使布线11之间的间隔变窄,也可以可靠地绝缘布线11之间。这样一来,使用抗蚀剂剥离液来剥离柱状电极形成用抗电镀剂膜25后,接着刻蚀并去除在比上层绝缘膜7的上表面还高的位置露出的 基底金属层9,贝lj如图7所示,仅在上层绝缘膜7的开口部8内残存基底 金属层9。由此,如图l所示那样,具有基底金属层9和上部金属层10 的叠层结构,形成由连接到连接焊盘2上的连接部lla、前端的连接焊 盘部llb、及它们之间的引线llc构成的布线ll。此时,如上所述,在布线11之间的基底金属层9的上表面,不产 生柱状电极形成用抗电镀剂膜25的抗蚀剂残渣。另外,在布线ll之间, 基底金属层9形成在上层绝缘膜7的上表面上,所以与布线ll的上部金 属层10的上表面为同一平面、或者比布线11的上部金属层10的上表面 还稍高。因此,由于抗蚀剂剥离液易于接触布线ll之间的基底金属层 9的表面,所以可以通过刻蚀更可靠地去除基底金属层9,继而可以可 靠地绝缘布线ll之间。接着,如图8所示,在包括布线ll、基底金属层9和柱状电极12在 内的上层绝缘膜7的上表面,形成其厚度还稍大于柱状电极12的高度 的由环氧类树脂等构成的密封膜13。因此,在该状态下,柱状电极12 的上表面被密封膜13覆盖。接着,通过适当地研磨密封膜13的上表面 侧,如图9所示,使柱状电极12的上表面露出,而且使包括该露出的 柱状电极12的上表面在内的密封膜13的上表面平坦化。接着,如图IO 所示,在柱状电极12的上表面形成焊料球14。接着,如图11所示,沿 着切割线12切断半导体晶片21等,则得到多个图l所示的半导体器件。 (实施方式2)图12是作为本发明的实施方式2的半导体器件的截面图。在该半 导体器件中,与图l所示的半导体器件不同之处在于使布线和上层绝 缘膜为2层这点。即,在保护膜5的上表面,设有聚酰亚胺类树脂等构 成的第一上层绝缘膜(下面侧上层绝缘膜)31a。在第一上层绝缘膜31a的上表面的第一布线形成区域,与保护膜5的开口部6连通地设置 开口部(下面侧开口部)32。在经由第一上层绝缘膜31a的开口部32露出的保护膜5的上表面 和第一上层绝缘膜31的开口部32的内壁面,成凹部状地设有铜等构成 的第一基底金属层(金属层)22。在凹部状的第一基底金属层33的内 部,设有铜构成的第一上部金属层(金属层)34。第一基底金属层33 和第一上部金属层34被叠层而构成第一布线35 (下面侧布线)。第一 布线35的一端部经由绝缘膜3和保护膜5的开口部4、 6连接到连接焊盘 2。此时,在第一上层绝缘膜31a的开口部32的内壁面设置的第一基 底金属层33的上表面,也与第一上层绝缘膜31a的上表面为同一平面。 第一上部金属层34的上表面与第一上层绝缘膜31a的上表面为同一平 面,或者比第一上层绝缘膜31a的上表面还稍低。另外,第一布线35 的一个端部为连接到连接焊盘2的连接部(下面侧连接部)35a,另一 端为与第二布线35的连接部39a连接的连接焊盘部(下表面侧连接焊 盘部)35b,还具有将连接部35a和连接焊盘部35b连接的引线部35c。在此,所有第一布线35的一个端部(连接部35a)经由绝缘膜3和 保护膜5的开口部4、 6连接到连接焊盘2,但一部分的第一布线35仅由 连接部35a构成。此时,第一布线35的连接部35a与第二布线39的连接 部39a连接。因此,第一布线35的引线部35c的条数变得还少于图l所 示的布线ll的引线部llb的条数。在第一布线35和第一上层绝缘膜31a的上表面,设有聚酰亚胺类 树脂等构成的第二上层绝缘膜(再布线上层绝缘膜)31b。在第二上 层绝缘膜31b的上表面的第二布线形成区域,设有开口部(上表面侧 开口部)36。此时, 一部分的开口部36仅设在与第一布线35的连接焊 盘部35b对应的区域。在经由第二上层绝缘膜31b的开口部36露出的第一上层绝缘膜31a的上表面和第二上层绝缘膜31b的幵口部36的内壁面,成凹部状地 设有铜等构成的第二基底金属层37。在凹部状的第二基底金属层37的 内部,设有铜构成的第二上部金属层38。第二基底金属层37和第二上 部金属层38被叠层而构成第二布线(再布线)39。此时,在第二上层绝缘膜31b的开口部36的内壁面设置的第二基 底金属层37的上表面,也与第二上层绝缘膜31b的上表面为同一平面。 第二上部金属层38的上表面与第二上层绝缘膜31b的上表面为同一平 面、或者比第二上层绝缘膜31b的上表面还稍低。另外,第二布线39 的一个端部为连接到第一布线35的连接焊盘部35a上的连接部(上表 面侧连接部)39a,另一端为与柱状电极12连接的连接焊盘部(上表 面侧连接焊盘部)39b,还具有将连接部39a和连接焊盘部39b连接的 引线部39c。然后, 一部分的第二布线39的一端部(连接部39a)连接到仅由 连接部35a构成的第一布线35的上表面。剩余的第二布线39仅由岛状 的连接焊盘部39b构成,仅设置在第一布线35的连接焊盘部35b的上表 面。此时,第二布线39的连接焊盘部35b与第一布线35的连接部35a连 接。在此,第一、第二布线35、 39的引线部35a、 39c的总计条数与图 l所示的布线ll的引线部llb的条数相同。在第二布线39的连接焊盘部39b的上表面,设有铜构成的柱状电 极12。在第二布线39和第二上层绝缘膜31b的上表面设有环氧类树脂 等构成的密封膜13,密封膜13的上表面与柱状电极12的上表面为同一 平面。在柱状电极12的上表面设有焊料球14。在该半导体器件中,由于一部分的第一布线35仅由连接部35a构 成, 一部分的第二布线39仅由连接焊盘部39b构成,第一、第二布线 35、 39的引线部35a、 39c的总计条数与图l所示的布线ll的引线部llb 的条数相同,所以可以使第一、第二布线35、 39的引线部35a、 39c的 引出自由度,比图l所示的半导体器件的情况下还增大。接着,对该半导体器件的制造方法的一个例子进行说明。此时,在图3所示的工序之后,如图13所示,在保护膜5的上表面,利用光刻 法对通过旋涂法等形成的聚酰亚胺类树脂等构成的第一上层绝缘膜 形成用膜进行构图,从而形成第一上层绝缘膜31a。在该状态下,在 第一上层绝缘膜31a的第一布线形成区域,形成与保护膜5的开口部6 连通的开口部32。接着,如图14所示,在经由绝缘膜3、保护膜5和第一上层绝缘膜 31a的开口部4、 6、 32露出的连接焊盘2的上表面、经由第一上层绝缘 膜31a的开口部32露出的保护膜5的上表面和第一上层绝缘膜31a的表 面,利用溅射法等,形成铜等构成的第一基底金属层33。此时,在第 一上层绝缘膜31a的开口部32的内部形成的第一基底金属层33为凹部 状。接着,在第一基底金属层33的上表面,利用光刻法对通过旋涂法 等涂敷的负型抗蚀剂膜进行构图,从而形成第一上部金属层形成用抗 电镀剂膜41。在这种状态下,在与第一上部金属层形成区域对应的部 分中的第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41,形成开口部(再布线用 开口部)42。此时,第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41的开口部24 的尺寸比第一上层绝缘膜31a的开口部32的尺寸还小第一基底金属层 33的膜厚。接着,通过进行将第一基底金属层33作为电镀电流路的铜的电解 电镀,在第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41的开口部42内的凹部状 的第一基底金属层33的内部形成第一上部金属层34。此时,第一上部 金属层34的上表面与第一上层绝缘膜31a的上表面为同一平面,或者 比第一上层绝缘膜31a的上表面还稍低。接着,使用抗蚀剂剥离液来剥离第一上部金属层形成用抗电镀剂 膜41。此时,与实施方式l一样,在第一布线35之间,在比第一布线 35的上部金属层34的上表面还稍高的位置形成第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41。此时,由于抗蚀剂剥离液易于接触到第一布线35之 间的第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41,所以可以利用抗蚀剂剥离 液良好地剥离第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41,不产生抗电镀剂 膜25的抗蚀剂残渣。另外,在形成了第一上部金属层形成用抗电镀剂 膜41的状态下,由于在具有第一基底金属层33和第一上部金属层34的 叠层结构的第一布线35之间存在第一上层绝缘膜31a,所以在第一布 线35之间没有第一上部金属层形成用抗电镀剂膜41进入的余地。因 此,即使第一布线35之间的间隔变窄,也可以可靠地绝缘第一布线35 之间。接着,刻蚀并去除在比第一上层绝缘膜31a的上表面还高的位置 露出的第一基底金属层33,则如图15所示,仅在第一上层绝缘膜31a 的开口部32内残存第一基底金属层33。此时,如上所述,在第一布线 35之间的第一基底金属层33的上表面,不产生第一上部金属层形成用 抗电镀剂膜41的抗蚀剂残渣。另外,在第一布线35之间,基底金属层 33形成在第一上层绝缘膜31a的上表面上,所以与第一布线35的第一 上部金属层34的上表面为同一平面、或者比第一布线35的第一上部金 属层34的上表面还稍高。因此,由于抗蚀剂剥离液易于接触第一布线 35之间的第一基底金属层33的表面,所以可以通过刻蚀更可靠地去除 第一基底金属层33,继而可以可靠地绝缘第一布线35之间。接着,如图16所示,在第一布线35、第一基底金属层33和第一上 层绝缘膜31a的上表面,利用光刻法对通过旋涂法等形成的由聚酰亚胺类树脂等构成的第二上层绝缘膜形成用膜进行构图,从而形成第二 上层绝缘膜31b。在这个状态下,在第二上层绝缘膜31b的第二上部金 属层形成区域,形成开口部36。接着,如图17所示,在经由第二上层绝缘膜31的开口部36露出的 第一布线35的上表面和第二上层绝缘膜31b的表面,通过溅射法等, 形成铜等构成的第二基底金属层37。此时,在第二上层绝缘膜31b的开口部36的内部形成的第二基底金属层37为凹部状。接着,在第二基底金属层37的上表面,利用光刻法等对通过旋涂 法等涂敷的负型抗蚀剂膜进行构图,形成第二上部金属层形成用抗电 镀剂膜43。在这种状态下,在与第二上部金属层形成区域对应的部分 中的第二上部金属层形成用抗电镀剂膜43,形成开口部44。此时,第 二上部金属层形成用抗电鍍剂膜43的开口部44的尺寸比第二上层绝 缘膜31b的开口部36的尺寸小第二基底金属层37的膜厚。接着,通过进行将第二基底金属层37作为电镀电流路的铜的电解 电镀,在第二上部金属层形成用抗电镀剂膜43的开口部44内的凹部状 的第二基底金属层37的内部形成第二上部金属层38。此时,第二上部 金属层38的上表面也与第二上层绝缘膜31b的上表面为同一平面,或 者比第二上层绝缘膜31b的上表面还稍低。接着,使用抗蚀剂剥离液 来剥离第二上部金属层形成用抗电镀剂膜43。此时,由于抗蚀剂剥离 液易于接触到第二布线39之间的第二上部金属层形成用抗电镀剂膜 43,所以可以利用抗蚀剂剥离液良好地剥离第二上部金属层形成用抗 电镀剂膜43,并不产生第二上部金属层形成用抗电镀剂膜43的抗蚀剂 残渣。另外,在形成了第二上部金属层形成用抗电镀剂膜43的状态下, 由于在具有第二基底金属层37和第二上部金属层38的叠层结构的第 二布线39之间存在第二上层绝缘膜31b,所以也可以可靠地绝缘第二 布线39之间。接着,如图18所示,在第二上部金属层38和第二基底金属层37的 上表面,层压负型的干膜抗蚀剂,利用光刻法对该负型的干膜抗蚀剂 进行构图,从而形成柱状电极形成用抗电镀剂膜45。在这种状态下, 在与第二布线39的连接焊盘部39b (柱状电极12形成区域)对应的部 分中的柱状电极形成用抗电镀剂膜45,形成开口部(柱状电极用开口 部)46。接着,通过进行将第二基底金属层37作为电镀电流路的铜的电解电镀,在柱状电极形成用抗电镀剂膜45的开口部46内的第二布线39的 连接焊盘部39b上表面,形成柱状电极12。接着,使用抗蚀剂剥离液 来剥离柱状电极形成用抗电镀剂膜45。此时,柱状电极形成用抗电镀 剂膜45从与抗蚀剂剥离液接触的表面开始膨胀浸润而被剥离。在此,与实施方式l一样,在第二布线39之间,在比第二布线39 的第二上部金属层38的上表面还稍高的位置形成柱状电极形成用抗 电镀剂膜45。此时,由于抗蚀剂剥离液易于接触到第二布线39之间的 柱状电极形成用抗电镀剂膜45,所以可以利用抗蚀剂剥离液良好地剥 离柱状电极形成用抗电镀剂膜45,不产生柱状电极形成用抗电镀剂膜 45的抗蚀剂残渣。另外,在形成了柱状电极形成用抗电镀剂膜45的状 态下,由于在第二布线39之间存在第二上层绝缘膜31b,所以在第二 布线39之间没有柱状电极形成用抗电镀剂膜45进入的余地。因此,即 使第二布线39之间的间隔变窄,也可以可靠地绝缘第二布线39之间。这样一来,使用抗蚀剂剥离液来剥离柱状电极形成用抗电镀剂膜 45后,接着刻蚀并去除在比第二上层绝缘膜31b的上表面还高的位置 露出的第二基底金属层37,则如图19所示,仅在第二上层绝缘膜31b 的开口部36内残存第二基底金属层37。以下,与上述实施方式l的情 况相同,经过密封膜13形成工序、焊料球14形成工序和划片工序后, 得到图12所示的多个半导体器件。此时,如上所述,在第二布线39之间的第二基底金属层37的上表 面,不产生柱状电极形成用抗电镀剂膜45的抗蚀剂残渣。另外,在第 二布线39之间,第二基底金属层37形成在第二上层绝缘膜31b的上表 面上,所以与第二布线39的第二上部金属层38的上表面为同一平面、 或者比第二布线39的第二上部金属层38的上表面还稍高。因此,由于 抗蚀剂剥离液易于接触第二布线39之间的第二基底金属层37的表面, 所以可以通过刻蚀更可靠地去除第二基底金属层37,继而可以可靠地 绝缘第二布线39之间。(实施方式3)图20是作为本发明的实施方式3的半导体器件的截面图。在该半 导体器件中,与图12所示的半导体器件不同之处在于,在与形成了柱 状电极12的第二布线39的连接焊盘部39b对应的区域的第一上层绝缘 膜31a设有开口部51,在该开口部51内成岛状地设有伪基底金属层52 及其上叠层的伪上部金属层53构成的伪连接焊盘部54。在半导体器件中,在柱状电极12下的第二布线39的连接焊盘39b 下的、第一上层绝缘膜31a的开口部51内成岛状地设有伪连接焊盘部 54,所以可以对齐所有柱状电极12的底座部分的高度。而且,该半导 体器件的制造方法也可以从上述实施方式2的制造方法容易地理解并 得到,所以省略其说明。
权利要求
1.一种半导体器件,其特征在于包括半导体衬底,在上表面具有多个连接焊盘;绝缘膜,设置在上述半导体衬底上,具有在与上述多个连接焊盘对应的部分形成的多个开口部;再布线上层绝缘膜,设置在上述绝缘膜的上表面,具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;及多条再布线,在上述多个上表面侧开口部内经由上述绝缘膜的开口部被连接到上述连接焊盘,并被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜的上表面的高度;及柱状电极,分别与上述各再布线上的上表面侧连接焊盘部连接地设置。
2. 如权利要求l所记载的半导体器件,其中,在上述再布线上层绝缘膜的开口部内设置的上述再布线,包括在 上述再布线上层绝缘膜的开口部的底面及侧面形成的基底金属层、及 在上述基底金属层上形成的上部金属层。
3. —种半导体器件,其特征在于包括 半导体衬底,在上表面具有多个连接焊盘;绝缘膜,设置在上述半导体衬底上,具有在与上述多个连接焊盘 对应的部分形成的多个开口部;下表面侧上层绝缘膜,设置在上述绝缘膜的上表面,具有被形成 为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个下表面侧开口部;多条下表面侧布线,在上述多个下表面侧开口部内经由上述绝缘 膜的开口部与上述连接焊盘连接地设置;再布线上层绝缘膜,设置在上述下表面侧上层绝缘膜的上表面及 上述多条下表面侧布线的上表面,具有被形成为与上述多个下表面侧 开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;多条再布线,在上述多个上表面侧开口部内被连接到上述下表面 侧布线,并被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜 的上表面的高度;及柱状电极,分别与上述各再布线上的上表面侧连接焊盘部连接地 设置。
4. 如权利要求3所记载的半导体器件,其中,在上述再布线上层绝缘膜的开口部内设置的上述再布线,包括在 上述再布线上层绝缘膜的开口部的底面及侧面形成的基底金属层、及 在上述基底金属层上形成的上部金属层。
5. 如权利要求3所记载的半导体器件,其中, 上述多条下表面侧布线之中的一部分仅由连接到上述连接焊盘的连接部构成。
6. 如权利要求3所记载的半导体器件,其中, 上述多条下表面侧布线之中的一部分仅由连接到上述连接焊盘的连接部构成;在上述多条再布线之中的与上述多条下表面侧布线之中的一部 分连接的再布线的、上表面侧连接焊盘部之下,成岛状地设置伪连接 焊盘部。
7. 如权利要求3所记载的半导体器件,其中, 上述多条再布线之中的一部分仅由连接到上述下表面侧布线的下表面侧连接焊盘部上的连接焊盘部构成。
8. 如权利要求l所记载的半导体器件,其中, 在上述柱状电极的周围设有密封膜。
9. 如权利要求3所记载的半导体器件,其中, 在上述柱状电极的周围设有密封膜。
10. 如权利要求8所记载的半导体器件,其中, 在上述柱状电极上设有焊料球。
11. 如权利要求9所记载的半导体器件,其中,在上述柱状电极上设有焊料球。
12. —种半导体器件的制造方法,其特征在于包括以下步骤 在上表面具有多个连接焊盘的半导体衬底上形成绝缘膜,该绝缘膜在与上述多个连接焊盘对应的部分具有多个开口部;在上述绝缘膜的上表面形成再布线上层绝缘膜,该再布线上层绝缘膜具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的开口部;在上述多个上表面侧开口部内形成成为多条再布线的金属层,该金属层被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜的上表面的高度;在上述金属层的上表面形成柱状电极形成用抗电镀剂膜,该柱状 电极形成用抗电镀剂膜在成为上述多条再布线的上表面侧连接焊盘 部的部分具有柱状电极用开口部;在柱状电极形成用抗电镀剂膜的开口部内的成为上述再布线的 上表面侧连接焊盘部的部分的上表面,形成柱状电极;剥离上述柱状电极形成用抗电镀剂膜;及通过刻蚀来去除上述金属层之中至少形成在上述再布线上层绝 缘膜上的部分,而形成多条再布线。
13. 如权利要求12所记载的半导体器件的制造方法,其中, 形成成为上述多条再布线的金属层的步骤包括 在上述再布线上层绝缘膜的上表面、上述多个上表面侧开口部内的上述再布线上层绝缘膜的侧面及上述绝缘膜的上表面、上述多个开 口部内的上述绝缘膜的侧面及上述多个连接焊盘的上表面,形成基底 金属层;在上述基底金属层的上表面的至少对应于上述再布线上层绝缘 膜的部分,形成具有再布线用开口部的再布线形成用抗电镀剂膜;及通过进行以上述基底金属层为电镀电流路的电解电镀,在上述多 个上表面侧开口部内的上述基底金属层的侧面及上表面形成上部金 属层,该上部金属层的上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜的上表面的高度。
14. 一种半导体器件的制造方法,其特征在于包括以下步骤 在上表面具有多个连接焊盘的半导体衬底上形成绝缘膜,该绝缘膜在与上述多个连接焊盘对应的部分具有开口部;在上述绝缘膜的上表面形成下表面侧上层绝缘膜,该下表面侧上 层绝缘膜具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个 下表面侧开口部;在上述多个下表面侧上层绝缘膜的开口部内形成多条下表面侧 布线,该多条下表面侧布线的上表面的高度等于或低于上述下表面侧 上层绝缘膜的上表面的高度;在上述下表面侧上层绝缘膜的上表面及上述多条下表面侧布线 的上表面形成再布线上层绝缘膜,该再布线上层绝缘膜具有与上述多 个下表面侧开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;在上述再布线上层绝缘膜的开口部内形成成为多条再布线的金 属层,该金属层被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝 缘膜的上表面的高度;在上述金属层的上表面形成柱状电极形成用抗电镀剂膜,该柱状 电极形成用抗电镀剂膜在成为上述多条再布线的上表面侧连接焊盘 部的部分具有柱状电极用开口部;在上述柱状电极形成用抗电镀剂膜的开口部内的成为上述再布 线的上表面侧连接焊盘部的部分的上表面,形成柱状电极;剥离上述柱状电极形成用抗电镀剂膜;及通过刻蚀来去除上述金属层之中至少形成在上述再布线上层绝 缘膜上的部分,而形成多条再布线。
15. 如权利要求14所记载的半导体器件的制造方法,其中,形成成为上述多条再布线的金属层的步骤包括-在上述再布线上层绝缘膜的上表面、上述多个上表面侧开口部内 的上述再布线上层绝缘膜的侧面、上述绝缘膜的上表面及上述多条下表面侧布线的上表面,形成基底金属层;在上述基底金属层的上表面的至少对应于上述再布线上层绝缘 膜的部分,形成具有再布线用开口部的再布线形成用抗电镀剂膜;及通过进行以上述基底金属层为电镀电流路的电解电镀,在上述多 个上表面侧开口部内的上述基底金属层的侧面及上表面形成上部金 属层,该上部金属层的上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘 膜的上表面的高度。
16. 如权利要求14所记载的半导体器件的制造方法,其中, 在形成上述多条下表面侧布线的步骤中,形成为上述下表面侧布线之中的一部分仅由连接到上述连接焊盘的连接部构成。
17. 如权利要求16所记载的半导体器件的制造方法,其中, 在形成上述多条下表面侧布线的步骤中,形成为上述下表面侧布线之中的一部分仅由连接到上述连接焊盘的连接部构成;形成上述下表面侧布线的步骤,在上述多条再布线之中的与上述 多条下表面侧布线之中的一部分连接的再布线的、上表面侧连接焊盘 部之下,成岛状地设置伪连接焊盘部。
18. 如权利要求14所记载的半导体器件的制造方法,其中, 在形成上述多个再布线的步骤中,形成为上述多条再布线之中的一部分仅由连接到上述下表面侧布线的下表面侧连接焊盘部上的连 接焊盘部构成。
19. 如权利要求12所记载的半导体器件的制造方法,其中,还包括在上述柱状电极的周围形成密封膜的步骤。
20. 如权利要求19所记载的半导体器件的制造方法,其中, 还包括在上述柱状电极上形成焊料球的步骤。
21. 如权利要求14所记载的半导体器件的制造方法,其中, 还包括在上述柱状电极的周围形成密封膜的步骤。
22. 如权利要求21所记载的半导体器件的制造方法,其中, 还包括在上述柱状电极上形成焊料球的步骤。
23. —种半导体器件的制造方法,其特征在于包括以下步骤 在上表面具有多个连接焊盘的半导体衬底上形成绝缘膜,该绝缘膜在与上述多个连接焊盘对应的部分具有开口部;在上述绝缘膜的上表面形成下表面侧上层绝缘膜,该下表面侧上 层绝缘膜具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个 下表面侧开口部;在上述多个下表面侧上层绝缘膜的开口部内形成多条下表面侧 布线,该多条下表面侧布线的上表面的高度等于或低于上述下表面侧 上层绝缘膜的上表面的高度;在上述下表面侧上层绝缘膜的上表面及上述多条下表面侧布线 的上表面形成再布线上层绝缘膜,该再布线上层绝缘膜具有与上述多 个下表面侧开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;在上述再布线上层绝缘膜的开口部内形成成为多条再布线的金 属层,该金属层被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝 缘膜的上表面的高度;在上述金属层的上表面形成由干膜构成的柱状电极形成用抗电 镀剂膜,该干膜在成为上述多条再布线的上表面侧连接焊盘部的部分 具有柱状电极用开口部;在上述柱状电极形成用抗电镀剂膜的开口部内的成为上述再布 线的上表面侧连接焊盘部的部分的上表面,形成柱状电极;剥离上述柱状电极形成用抗电镀剂膜;及通过刻蚀来去除上述金属层之中至少形成在上述再布线上层绝 缘膜上的部分,而形成多条再布线。
24. 如权利要求23所记载的半导体器件的制造方法,其中, 上述柱状电极形成用抗电镀剂膜是负型。
全文摘要
本发明提供半导体器件。该半导体器件包括半导体衬底,在上表面具有多个连接焊盘;绝缘膜,设置在上述半导体衬底上,具有在与上述多个连接焊盘对应的部分形成的多个开口部;再布线上层绝缘膜,设置在上述绝缘膜的上表面,具有被形成为与上述多个开口部之中的某一个连通的多个上表面侧开口部;及多条再布线,在上述多个上表面侧开口部内经由上述绝缘膜的开口部被连接到上述连接焊盘,并被设置成上表面的高度等于或低于上述再布线上层绝缘膜的上表面的高度;及柱状电极,分别与上述各再布线上的上表面侧连接焊盘部连接地设置。
文档编号H01L23/485GK101256994SQ20081008152
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月28日 优先权日2007年2月28日
发明者宫本勉 申请人:卡西欧计算机株式会社

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