JP3281591B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタ等の
半導体素子を内蔵する半導体装置及びその製造方法に係
り、特に配線部分の信頼性の向上対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置およびその製造方法
は、電子機器の小型化、高機能化に伴い、小型化、高密
度化、高速化を要求されるようになり、たとえばメモリ
ー用パッケージとしてはＬＯＣ（リード・オン・チッ
プ）あるいはＳＯＮ（スモール・アウトライン・ノンリ
ード）等の開発、あるいはＴＡＢテープを利用したμＢ
ＧＡ（マイクロ・ボール・グリッド・アレイ）（特表平
０６−５０４４０８号）といったパッケージが開発され
ている。

【０００３】以下、従来のμＢＧＡと呼ばれる半導体装
置およびその製造方法について図面を参照しながら説明
する。

【０００４】図７は、従来のμＢＧＡと呼ばれる半導体
装置を示す断面図である。図７において、１０１は半導
体素子を内蔵する半導体チップ、１０２は半導体チップ
１０１上に形成された配線回路シート、１０３は半導体
チップ１０１と配線回路シート１０２との間に介在する
しなやかな低弾性率材料、１０４は配線層の一部となる
部分リード、１０５は半導体チップ１０１内の半導体素
子に電気的に接続されるチップ接点、１０６は配線回路
シート１０２の表面上に形成され外部装置との電気的接
続を行なうための電極である。

【０００５】同図に示すように、従来のμＢＧＡと呼ば
れる半導体装置は、半導体チップ１０１上に低弾性率材
料１０３を介して配線回路シート１０２が形成された構
造を有しており、半導体チップ１０１上のチップ接点１
０５と配線回路シート１０２上の表面の電極１０６と
が、部分リード１０４により電気的に接続されたもので
ある。

【０００６】すなわち、このような半導体装置の構造を
採用することにより、配線回路シート１０２の上に二次
元的に形成される多数の電極１０６を介して外部機器と
の電気的接続が可能となるので、情報通信機器，事務用
電子機器等の小型化を図ろうとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置において、半導体装置に加熱・冷却を繰
り返す熱サイクル試験を施すと、部分リード１０４が断
線を生じることがあった。つまり、半導体装置の表面に
形成される配線の信頼性が必ずしも保証されないという
問題があった。

【０００８】そこで、本発明者達がその原因を追究した
結果、半導体チップ１０１上のチップ接点１０５と配線
回路シート１０２上の表面の電極１０６との間における
下地全体と、配線層を構成する金属膜との熱膨張率（熱
収縮率）が異なるために生じる熱応力，特に引っ張り応
力を配線層の弾性によっては十分吸収できないことに起
因するものと推察された。

【０００９】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、特に上述のような半導体装置の加
熱・冷却により配線層に加わる熱応力等の応力によっ
て、低弾性率層の傾斜部付近で断線が生じやすい点に着
目し、この応力に対する配線層の抗力を高めるための手
段を講ずることにより、信頼性の高い配線層を有する半
導体装置及びその製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明が講じた手段は、金属配線を特に熱応力など
の応力が加わりやすい低弾性率層の端部付近で広幅にし
て、この部分における金属配線の強度を補強することに
ある。

【００１１】本発明の半導体装置は、請求項１に記載さ
れているように、表面上に電極が配置された半導体チッ
プと、上記半導体チップの上に形成され、上記電極が配
置されている領域に開口部を有する低弾性率の絶縁性材
料からなる低弾性率層と、上記半導体チップ上の電極か
ら上記低弾性率層の上に延び、上記低弾性率層の端部付
近では上記低弾性率層の内方領域におけるよりも広幅に
形成された金属配線と、上記金属配線に接続される外部
電極端子とを備えている。

【００１２】これにより、特に低弾性率層と金属配線と
の熱膨張率差による熱応力などの応力が加わりやすい低
弾性率層の端部付近において金属配線が広幅に形成され
ていることで、金属配線に加わる応力に抗する強度が高
くなり、金属配線の断線を防止できる信頼性の高い半導
体装置が得られることになる。

【００１３】請求項２に記載されているように、請求項
１の半導体装置において、上記低弾性率層に、上記開口
部の端部において低弾性率層の上面から半導体チップの
表面に至るくさび状の傾斜部を設けることが好ましい。

【００１４】これにより、金属配線を低弾性率層の傾斜
部に沿わせて設けることが可能になり、断線に対する信
頼性がさらに向上する。

【００１５】請求項３に記載されているように、請求項
１又は２の半導体装置において、上記金属配線の広幅部
を、上記低弾性率層上の端部付近から連続的に広くなる
ように形成しておくことが好ましい。

【００１６】これにより、金属配線に鋭角的なコーナー
部が存在しないことで、応力が集中する部分がなくな
り、金属配線の信頼性がさらに向上することになる。

【００１７】請求項４に記載されているように、請求項
１〜３のうちいずれか１つの半導体装置において、上記
金属配線は、上記低弾性率層の端部から上記電極に亘る
領域でも広幅に形成しておくことがより好ましい。

【００１８】請求項５に記載されているように、請求項
１〜４のうちいずれか１つの半導体装置において、上記
半導体チップの電極を半導体チップの外周部に設け、上
記低弾性率層を上記半導体チップの外周部の上方に開口
部を有するものとすることが好ましい。

【００１９】請求項６に記載されているように、請求項
１〜５のうちいずれか１つの半導体装置において、上記
低弾性率層及び金属配線の上で上記外部電極端子の少な
くとも一部を露出させるように形成され、はんだをはじ
く特性を有するソルダーレジストをさらに備えることが
できる。

【００２０】これにより、ソルダーレジストで金属配線
が保護されているので、外部電極端子と外部の接続端子
との間ではんだづけによる電気的接続を行う際などの金
属配線の断線や短絡が確実に防止でき、半導体装置の信
頼性が向上する。

【００２１】請求項７に記載されているように、請求項
１〜６のうちいずれか１つの半導体装置において、上記
低弾性率層の上に載置され、柔軟性のある絶縁性シート
の上に所定パターンの配線を設けてなる配線回路シート
と、上記配線回路シート上の配線と上記半導体チップ上
の電極とを接続するための部分リードとをさらに備え、
上記金属配線を上記配線回路上の配線と上記部分リード
とにより構成し、上記金属配線の広幅部を上記部分リー
ドに形成しておくことができる。

【００２２】これにより、ＴＡＢテープ等を利用して得
られる配線回路シートを用いた量産性に優れ、かつ信頼
性の高い半導体装置を得ることができる。

【００２３】本発明の半導体装置の製造方法は、請求項
８に記載されているように、電極を有する半導体チップ
の上に、低弾性率の絶縁材料膜を形成する第１の工程
と、上記絶縁材料膜をパターニングして、上記電極の上
方に開口部を有する低弾性率層を形成する第２の工程
と、上記半導体チップ表面の露出している領域及び上記
低弾性率層の上に第１の金属膜を堆積する第３の工程
と、上記第１の金属膜の上に、第１の金属膜を残存させ
ようとする部分を開口したエッチング用マスクを形成す
る第４の工程と、上記エッチング膜の開口部に第２の金
属膜を堆積する第５の工程と、上記エッチング用マスク
を除去する第６の工程と、上記第１の金属膜のうち上記
第２の金属膜で覆われていない部分を除去して金属配線
を形成する第７の工程とを備えている。

【００２４】この方法により、第１の金属膜及び第２の
金属膜からなる厚い金属配線が形成されるので、熱応力
等の応力の印加に起因する断線を防止する機能の高い金
属配線を有する半導体装置が得られることになる。

【００２５】請求項９に記載されているように、請求項
８の半導体装置の製造方法において、上記金属配線を、
上記低弾性率層の端部では低弾性率層の内方領域におけ
るよりも広い幅を有するように形成することが好まし
い。

【００２６】この方法により、特に熱応力等の応力が大
きく印加される低弾性率層の端部付近における強度の大
きい金属配線が形成されるので、より信頼性の高い半導
体装置を得ることができる。

【００２７】請求項１０に記載されているように、請求
項７〜９のうちいずれか１つの半導体装置の製造方法に
おいて、上記第４の工程では、フォトレジスト膜を上記
第１の金属膜の上に形成し、上記低弾性率層の表面にピ
ントを合わせて露光することにより、上記フォトレジス
ト膜からなるエッチング用マスクを形成することが好ま
しい。

【００２８】この方法により、低弾性率層の表面にピン
トを合わせて露光すると低弾性率層の表面に微細な配線
を形成することが可能となり、また低弾性率層の上の配
線よりも微細でなくてもよい低弾性率層の端部から半導
体チップの表面の電極に至る部分の配線も同時に露光で
き、工程を少なくできる。

【００２９】請求項１１に記載されているように、請求
項７〜１０のうちいずれか１つの半導体装置の製造方法
において、上記金属配線を形成した後に、上記低弾性率
層の上に感光性ソルダーレジストを形成し、上記金属配
線のうち外部の接続端子に接続される部分を露出させな
がら、上記金属配線を保護するソルダーレジストを形成
する工程と、上記金属配線のうち上記ソルダーレジスト
から露出している部分の上に突起状電極を溶融接合する
工程とをさらに備えることができる。

【００３０】この方法により、ソルダーレジストによっ
て金属配線が保護されるので、断線等のおそれがより少
ない信頼性の高い金属配線を有する半導体装置が形成さ
れることになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００３２】（第１の実施形態）まず、本発明の第１の
実施形態について、図１〜図３を参照しながら説明す
る。図１は、第１の実施形態における半導体装置をソル
ダーレジストの一部を開口して示す斜視図であり、図２
と図３は低弾性率層の端部と半導体チップ上の電極との
間の部分を拡大して示す部分斜視図である。

【００３３】図１において、１０はトランジスタ等の半
導体素子によって構成される半導体集積回路を内部に有
する半導体チップである。この半導体チップ１０の主面
の中央部には、半導体チップ１０の電極（図示せず）に
接続されるパッド３０が配置されている。また、半導体
チップ１０の主面上において、パッド３０が配置された
中央部を除く領域に弾性率の小さい絶縁性材料からなる
低弾性率層２０が設けられている。この低弾性率層２０
は、パッド３０が形成されている半導体チップ１０の主
面に至るくさび状の傾斜部を有している。低弾性率層２
０の上には、半導体チップ１０内の半導体素子と外部機
器との間で信号を入出力するための外部電極端子として
機能するランド３２が設けられており、このランド３２
とパッド３０との間を接続する金属配線３１が設けられ
ている。上記パッド３０と金属配線３１とランド３２と
は同一の金属層からなり、併せて金属配線パターンを構
成している。そして、ランド３２の上には、突起状電極
である金属ボール４０が設けられている。また、半導体
装置全体の上には、金属ボール４０が形成されている領
域を露出して、その他の領域を覆うソルダーレジスト５
０が形成されている。つまり、ソルダーレジスト５０の
開口部に露出するランド３２に金属ボール４０が接合さ
れた構造となっている。

【００３４】なお、半導体チップ１０の主面のうちパッ
ド３０以外の領域は、図示しないがパッシベーション膜
によって覆われている。

【００３５】ここで、本実施形態に係る半導体装置の特
徴は、金属配線３１のうちの一部が広幅を有している点
である。すなわち、この広幅の部分で半導体装置の加熱
・冷却に伴って発生する熱応力等の応力に対する抵抗強
度を高めるように構成されている。この広幅部の形状に
は、例えば以下のようなものがある。

【００３６】まず、図２に示すように、低弾性率層２０
の上で傾斜部に近い部分に金属配線の広幅部３１Ｂが形
成されており、この金属配線３１の広幅部３１Ｂが狭幅
部３１Ａから非連続的に広くなりその後傾斜部からパッ
ド３０に亘って均一な幅を有していてもよい。

【００３７】また、図３に示すように、金属配線３１の
狭幅部３１Ｃからテーパ状につまり連続的に広がる広幅
部３１Ｄを有し、この広幅部３１Ｄがパッド３０に連続
している構造であってもよい。

【００３８】本実施形態の半導体装置によると、半導体
装置の側面上ではなく主面上に二次元的に外部電極端子
となるランド３２が設けられているので、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とともに、
パターン形成可能な金属配線３０によりパッド３０とラ
ンド３０と接続することができる構造である。したがっ
て、小型で薄型の半導体装置であり、かつ多ピン化に対
応できる半導体装置である。

【００３９】そして、微細配線が必要な部分つまり低弾
性率層の上では狭幅部３１Ａ（又は３１Ｃ）として通常
の配線幅の配線ができ、強度が必要な端部は金属配線３
１の広幅部３１Ｂ（又は３１Ｄ）によって強度を向上す
ることができるので、本半導体装置を基板実装した際に
は、熱応力等の応力による影響を低減できる構造とな
る。すなわち、半導体装置をプリント基板等の母基板の
上に実装する際などにおいて、半導体装置の加熱・冷却
に伴い金属配線３０に熱応力が印加されても、金属配線
３０のうち特に大きな熱応力が加わる端部付近を広幅に
していることで、金属配線３０に加わる引っ張り応力に
対する抗力が増大する。よって、基板実装時などにおけ
る金属配線３０の断線を防止することができ、信頼性の
高い配線構造を実現することができる。

【００４０】また、金属配線３０につながるランド３２
の上に外部電極となる金属ボール４０が設けられている
ので、プリント基板等の母基板に半導体装置を搭載する
工程が極めて簡易かつ迅速に行なうことができるが、そ
の際にも、大きな熱容量を有する金属ボール４０から発
生する熱応力に抗することができる。

【００４１】次に、本実施形態の配線構造について行な
った信頼性試験の結果について説明する。

【００４２】本実施形態の半導体装置と基本的に同じ構
造であるが金属配線が全て狭幅（５０μｍ）である半導
体装置を、はんだ（６３Ｓｎ／３７Ｐｂ）でガラス・エ
ポキシ基板（ＦＲ−４）に実装し、−５５℃（３０分）
〜１５０℃（３０分）の熱サイクル試験を行った結果、
広幅部を設けなかった場合の信頼性が６００サイクルで
あり、オープン不良の原因は金属配線の端面での断線で
あった。

【００４３】一方、図２に示すような広幅部３１Ｂを有
する金属配線を設けた本実施形態の半導体装置を、上述
の条件と同じ条件で実装し、上述の条件と同じ条件で熱
サイクル試験を行った結果、信頼性は１３００サイクル
まで向上した。ただし、金属配線３１の狭幅部３１Ａの
幅が５０μｍ、広幅部３１Ｂの幅が７５μｍになるよう
に形成している。

【００４４】なお、図３に示すように、狭幅部３１Ｃか
らテーパ状に拡大する広幅部３１Ｄを有する金属配線３
１を設けた場合には、金属配線３１のいずれの部位にも
鋭角な角部が存在しないので、熱応力等の応力の集中を
防ぐことができるようになる。

【００４５】次に、本実施形態の半導体装置での製造方
法について、図４（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明す
る。図４（ａ）〜（ｅ）は、図３に示す半導体装置の構
造を実現するための製造工程を示す断面図である。

【００４６】まず、図４（ａ）に示すように、半導体チ
ップ１０の主面にそれぞれ形成された半導体チップ１０
の電極１１とパッシベーション膜１２との上に、感光性
を有する絶縁材料を塗布して乾燥することにより絶縁材
料膜２１を形成する。

【００４７】次に、図４（ｂ）に示すように、乾燥され
た絶縁材料膜２１に対して露光と現像とを順次行って、
半導体チップ１０の電極１１の部分が開口した低弾性率
層２０を形成する。この場合において、例えば露光で平
行光ではなく散乱光を使用して、開口部における低弾性
率層２０の断面形状を、半導体チップ１０の主面に対し
て垂直ではなくテーパー状にして形成する。絶縁材料と
しては、例えば低弾性率ポリイミド、エポキシ等のよう
な低弾性率と絶縁性とを有するポリマーであればよい。

【００４８】次に、図４（ｃ）に示すように、半導体チ
ップ１０の主面において、真空蒸着法、スパッタリング
法、ＣＶＤ法又は無電解めっき法によって例えばＴｉ／
Ｃｕからなる金属薄膜層を形成した後に、該金属薄膜層
に対してパターニングを行う。このことによって、半導
体チップ１０の主面側に、パッド３０と、広幅部を有す
る金属配線３１と、ランド３２とからなる所定の配線パ
ターン３３を形成する。配線パターン３３は、パッド３
０の数、つまりピン数と半導体チップ１０の面積とを考
慮して決められている。

【００４９】パターニングは、以下のようにして行う。
金属薄膜層の上にフォトレジストを塗布し、低弾性率層
２０の表面にピントを合わせて露光し、露光によって所
定のパターン部以外のフォトレジストを硬化させた後
に、該パターン部のフォトレジストを除去する。このパ
ターン部は、低弾性率層２０の端部付近から電極１１の
上に至る部分では広幅で、低弾性率層２０の内方領域の
上では微細な配線となる形状を有している。このよう
に、低弾性率層２０の表面にピントを合わせて露光する
ことで、低弾性率層２０の表面に微細な金属配線（狭幅
部）を形成することが可能となり、また低弾性率層２０
の上の配線ほど微細でなくてもよい低弾性率層２０の端
部から半導体チップ１０の表面の電極１１に至る部分の
金属配線（広幅部）も同時に露光でき、工程を少なくで
きる。

【００５０】その後、電解めっきを使用して、このパタ
ーン部に例えばＣｕからなる大きい膜厚を有する金属層
を形成し、その後、フォトレジストを溶融して除去す
る。その後にエッチング液に浸漬して、金属薄膜層を溶
かし、かつ大きい膜厚を有する金属層を残すことによっ
て、所定の配線パターン３３を形成する。

【００５１】なお、全面に金属膜を堆積させ、その上に
レジストを塗布し、フォトリソグラフィー技術を使用し
て所定のパターン部の上にエッチングマスク用レジスト
を形成し、このレジストをマスクとして金属層をエッチ
ングすることにより、配線パターン３３を形成してもよ
い。

【００５２】次に、図４（ｄ）に示すように、低弾性率
層２０の上に感光性ソルダーレジストを塗布した後に、
フォトリソグラフィー技術を使用して、ランド３２の部
分のみが露出するようにしてソルダーレジスト５０を形
成する。該ソルダーレジスト５０によって、配線パター
ン３３のうちランド３２以外の部分であるパッド３０と
金属配線３１とが、溶融したはんだから保護される。

【００５３】次に、図４（ｅ）に示すように、はんだ、
はんだめっきされた銅、ニッケル等からなる金属ボール
４０をランド３２の上に載置して、金属ボール４０とラ
ンド３２とを溶融接合する。以上の工程によって、本実
施形態に係る半導体装置を得ることができる。

【００５４】本実施形態の半導体装置の製造方法では、
広幅部３１Ｂ又は３１Ｄを有する配線パターンを容易に
形成することができる。

【００５５】なお、本実施形態の説明においては、低弾
性率層２０を形成するために、感光性を有する絶縁材料
２１を塗布したが、これに限らず、予めフィルム状に形
成された、感光性を有する絶縁材料を使用してもよい。
この場合には、フィルム状の絶縁材料を半導体チップ１
０の上に貼り合わせた後に露光、現像して、半導体チッ
プ１０の電極１１を露出させることができればよい。

【００５６】さらに、感光性のない絶縁材料も使用でき
る。この場合には、レーザーやプラズマ等の機械的加
工、又はエッチング等の化学的加工によって、半導体チ
ップ１０の電極１１を露出させることができる。

【００５７】なお、金属薄膜層してＴｉ／Ｃｕを使用し
たが、これに代えてＣｒ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎｉ等を使用して
もよい。

【００５８】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５
は、第２の実施形態における半導体装置のソルダーレジ
ストを全面的に開口して示す斜視図であり、図６は低弾
性率層の端部と半導体チップ上の電極との間の部分を拡
大して示す部分斜視図である。

【００５９】図５に示すように、本実施形態に係る半導
体装置においては、半導体チップ１０の主面上における
外周部に、半導体素子の電極（図示せず）に接続される
パッド３０が配置されている。また、半導体チップ１０
の主面上には、上記パッド３０が配置された外周部を除
く領域に、弾性率の小さい絶縁性材料からなる低弾性率
層２０が設けられている。この低弾性率層２０は、上記
第１の実施形態とは異なり傾斜部を有しておらず、半導
体チップ１０の主面に対して段差をもつように形成され
ている。そして、低弾性率層２０の上には、配線回路シ
ート３５が設けられている。この配線回路シート３５
は、柔軟性シートの上に銅箔をパターニングして形成さ
れる配線パターン（図示せず）を有している。そして、
本実施形態では、この配線回路シート３５上の配線と、
この配線から導出されてパッド３０に接続される部分リ
ードとにより金属配線３１が構成されている。ここで、
金属配線３１は、配線回路シート３５の上では配線幅が
細くなっている。そして、図５に示すように、配線回路
シート３５の端部から金属配線３１の部分リード部の狭
幅部３１Ａが導出され、この狭幅部３１Ａとパッド３０
との間を接続するための広幅部３１Ｂが設けられてい
る。そして、金属配線３１の端部の広幅部３１Ｂと半導
体チップ１０上のパッド３０とが熱圧着にて接続される
構造となっている。

【００６０】また、配線回路シート３５上の金属配線３
１の端部には、半導体チップ１０内の半導体素子と外部
機器との間で信号を入出力するための外部電極端子とし
て機能するランド３２が設けられている。そして、ラン
ド３２の上には、突起状電極である金属ボール４０が設
けられている。

【００６１】図５に示すように、本実施形態に係る半導
体装置においては、半導体チップ１０の主面上における
外周部に、半導体素子の電極（図示せず）に接続される
パッド３０が配置されている。また、半導体チップ１０
の主面上には、上記パッド３０が配置された外周部を除
く領域に、弾性率の小さい絶縁性材料からなる低弾性率
層２０が設けられている。この低弾性率層２０は、上記
第１の実施形態とは異なり傾斜部を有しておらず、半導
体チップ１０の主面に対して段差を形成するように形成
されている。そして、低弾性率層２０の上には、配線回
路シート３５が設けられている。この配線回路シート３
５は、金属配線３１を有していて、配線回路シート３５
の内部では金属配線３１の配線幅が細くなっている。そ
して、図６に示すように、配線回路シート３５の端部か
ら金属配線３１の狭幅部３１Ａが導出され、この狭幅部
３１Ａから非連続的に広くなった広幅部３１Ｂが電極上
まで延び、電極上でパッド３０となっている。そして、
金属配線３１の端部のパッド３０と半導体チップ１０上
の電極１１とが熱圧着にて接続される構造となってい
る。

【００６２】また、配線回路シート３５の金属配線の端
部には、半導体チップ１０内の半導体素子と外部機器と
の間で信号を入出力するための外部電極端子として機能
するランド３２が設けられている。そして、ランド３２
の上には、突起状電極である金属ボール４０が設けられ
ている。

【００６３】本実施形態の半導体装置においても、金属
配線３１の端部に広幅部３１Ｂが形成されていること
で、上記第１の実施形態と同様に、配線層の信頼性向上
効果を発揮することができる。

【００６４】具体的に、本実施形態の半導体装置と基本
的に同じ構造を有しているが広幅部のない金属配線を有
する半導体装置を、はんだ（６３Ｓｎ／３７Ｐｂ）にて
ガラス・エポキシ基板に接続し、−５５℃（３０分）〜
１５０℃（３０分）の熱サイクル試験を行った結果、信
頼性が４００サイクルであり、オープン不良の原因は金
属配線の端面での断線であった。ただし、配線回路シー
トの内部の金属配線から端部、端面と半導体チップ上の
パッドまでの金属配線の幅が一定の５０μｍ幅である。

【００６５】一方、本実施形態の広幅部のある金属配線
を有する半導体装置について、上記と同じ条件で熱サイ
クル試験を行なった結果、信頼性は９００サイクルまで
向上した。ただし、金属配線３１の狭幅部３１Ａの幅を
５０μｍ幅とし、広幅部３１Ｂの幅を７５μｍとしてい
る。

【００６６】

【発明の効果】請求項１〜７によれば、半導体装置の表
面上の電極と外部電極端子との間を接続する金属配線の
うち低弾性率層の端部付近に広幅部を設けたので、半導
体装置の加熱・冷却などによって加わる熱応力等の応力
に抗する強度を向上させることにより、金属配線の断線
を防止することができ、よって、信頼性の高い半導体装
置の提供を図ることができる。

【００６７】請求項８〜１１によれば、半導体装置の製
造方法として、半導体チップ及びその上の低弾性率層の
上に第１の金属膜を堆積した後、第１の金属膜の上に形
成したエッチングマスクの開口部に第２の金属膜を形成
し、エッチングマスクを除去した後に第１の金属膜の露
出部分を除去することで、金属配線を形成するようにし
たので、第１及び第２の金属膜からなる厚い金属配線を
容易に形成することができ、応力の印加に対する断線の
防止機能の高い金属配線を有する信頼性の高い半導体装
置を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における半導体装置の構造をソ
ルダーレジストを部分的に開口して示す斜視図である。

【図２】第１の実施形態における狭幅部から非連続的に
拡大する広幅部を有する金属配線を備えた半導体装置の
低弾性率層の端部と半導体チップの電極との間の部分を
拡大して示す部分斜視図である。

【図３】第１の実施形態における狭幅部から連続的に拡
大する広幅部を有する金属配線を備えた半導体装置の低
弾性率層の端部と半導体チップの電極との間の部分を拡
大して示す部分斜視図である。

【図４】第１の実施形態における半導体装置の製造工程
を示す断面図である。

【図５】第２の実施形態における配線回路シートを備え
た半導体装置の構造をソルダーレジストを全体的に開口
して示す斜視図である。

【図６】第２の実施形態における半導体装置の低弾性率
層の端部と半導体チップの電極との間の領域を拡大して
示す部分斜視図である。

【図７】従来の低弾性率層を備えた半導体装置の断面図
である。

【符号の説明】

１０ 半導体チップ １１ 電極 ２０ 低弾性率層 ３０ パッド ３１ 配線 ３１Ａ，３１Ｃ 狭幅部 ３１Ｂ，３１Ｄ 広幅部 ３２ ランド ３５ 配線回路シート ４０ 金属ボール ５０ ソルダーレジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 隈川 隆博 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−260535（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−260536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−72143（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−64049（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−219463（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−54649（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/12 H01L 21/60

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面上に電極が配置された半導体チップ
   と、 上記半導体チップの上に形成され、上記電極が配置され
   ている領域に開口部を有する低弾性率の絶縁性材料から
   なる低弾性率層と、 上記半導体チップ上の電極から上記低弾性率層の上に延
   び、上記低弾性率層の端部付近では上記低弾性率層の内
   方領域におけるよりも広幅に形成された金属配線と、 上記金属配線に接続される外部電極端子とを備えている
   半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、 上記低弾性率層は、上記開口部の端部において低弾性率
   層の上面から半導体チップの表面に至るくさび状の傾斜
   部を有していることを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の半導体装置におい
   て、 上記金属配線の広幅部は、上記低弾性率層上の端部付近
   から連続的に広くなるように形成されていることを特徴
   とする半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載
   の半導体装置において、 上記金属配線は、上記低弾性率層の端部から上記電極に
   亘る領域でも広幅に形成されていることを特徴とする半
   導体装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載
   の半導体装置において、 上記半導体チップの電極は、半導体チップの外周部に設
   けられており、 上記低弾性率層は、上記半導体チップの外周部の上方に
   開口部を有していることを特徴とする半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれか１つに記載
   の半導体装置において、 上記低弾性率層及び金属配線の上で上記外部電極端子の
   少なくとも一部を露出させるように形成され、はんだを
   はじく特性を有するソルダーレジストをさらに備えてい
   ることを特徴とする半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のうちいずれか１つに記載
   の半導体装置において、 上記低弾性率層の上に載置され、柔軟性のある絶縁性シ
   ートの上に所定パターンの配線を設けてなる配線回路シ
   ートと、 上記配線回路シート上の配線と上記半導体チップ上の電
   極とを接続するための部分リードとをさらに備え、 上記金属配線は上記配線回路上の配線と上記部分リード
   とにより構成されていて、 上記金属配線の広幅部は上記部分リードに形成されてい
   ることを特徴とする半導体装置。
8. 【請求項８】 電極を有する半導体チップの上に、低弾
   性率の絶縁材料膜を形成する第１の工程と、 上記絶縁材料膜をパターニングして、上記電極の上方に
   開口部を有する低弾性率層を形成する第２の工程と、 上記半導体チップ表面の露出している領域及び上記低弾
   性率層の上に第１の金属膜を堆積する第３の工程と、 上記第１の金属膜の上に、第１の金属膜を残存させよう
   とする部分を開口したエッチング用マスクを形成する第
   ４の工程と、 上記エッチング膜の開口部に第２の金属膜を堆積する第
   ５の工程と、 上記エッチング用マスクを除去する第６の工程と、 上記第１の金属膜のうち上記第２の金属膜で覆われてい
   ない部分を除去して金属配線を形成する第７の工程とを
   備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載の半導体装置の製造方法に
   おいて、 上記金属配線は、上記低弾性率層の端部では低弾性率層
   の内方領域におけるよりも広い幅を有するように形成さ
   れていることを特徴とする半導体装置。
10. 【請求項１０】 請求項７〜９のうちいずれか１つに記
    載の半導体装置の製造方法において、 上記第４の工程では、フォトレジスト膜を上記第１の金
    属膜の上に形成し、上記低弾性率層の表面にピントを合
    わせて露光することにより、上記フォトレジスト膜から
    なるエッチング用マスクを形成することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項７〜１０のうちいずれか１つに
    記載の半導体装置の製造方法において、 上記金属配線を形成した後に、上記低弾性率層の上に感
    光性ソルダーレジストを形成し、上記金属配線のうち外
    部の接続端子に接続される部分を露出させながら、上記
    金属配線を保護するソルダーレジストを形成する工程
    と、 上記金属配線のうち上記ソルダーレジストから露出して
    いる部分の上に突起状電極を溶融接合する工程とをさら
    に備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。