JP5118300B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、より具体的には、外部接続用突起電極（バンプ）電極と有機絶縁膜とを具備する半導体装置及びその製造方法に関する。

近年、半導体素子とパッケージの高密度実装を可能とするため、バンプと称される外部接続用突起電極を用いたフリップチップ接続構造が広く採用されている。

かかるバンプの材料として半田を選択した場合、当該バンプをめっき法或いは印刷法などにより形成することができる。

当該半田バンプを適用する場合には、半導体素子上の電極層に半田が拡散することを防止するために、当該電極層上に電解めっき法を用いてバリアメタル層を形成し、その上に半田バンプをめっき法等にて形成する方法が採用されている（特許文献１、特許文献２参照。）。

このとき、半導体素子の表面はデバイス保護のためにポリイミドなどの有機絶縁膜により被覆され、前記電極層の表面も選択的に当該有機絶縁膜により被覆される。

当該半導体装置の製造工程に於ける、従来のめっき法によるバンプ製造工程を図1に示す。

従来のめっき法によるバンプ形成工程にあっては、まず、図１（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなる半導体基板１の上面（回路素子形成面）に、酸化シリコン等の絶縁膜（層）を介してアルミニウム（Ａｌ）等からなる配線層並びに電極層（電極パッド）３を配設し、当該配線層、電極層３上などを含む半導体基板上を窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる無機絶縁膜（パッシベーション膜）２により被覆する。

さらに無機絶縁膜２の上に、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎ）層等の有機絶縁膜４を被覆する。有機絶縁膜４は、半導体素子の表面保護の目的と、当該半導体素子が配線基板１１（図３参照）に実装された場合にバンプ９の根元に集中する応力を緩和するために形成される。

無機絶縁膜２及び有機絶縁膜４には、パッドを露出するためにそれぞれ前記電極層３上の半田バンプ９の形成予定位置に対応して開口が形成されている。

尚、図１に示す製造工程にあっては、半導体基板１に形成されているトランジスタ等の能動素子、抵抗素子・容量素子などの受動素子、並びにこれらの素子間を絶縁分離する絶縁（アイソレーション）領域、層間絶縁層、素子間相互配線層等については、図示することを省略している。

次に、詳細は後述するが、図１（ｂ）に示すように、かかる半導体基板１の上の電極層（電極パッド）３及び有機絶縁膜４上に、めっき電極となる給電層５をスパッタリングで全面に形成する。

次いで、前記給電層５上に、スピンコートによりフォトレジスト層６を塗布形成し、露光／現像／硬化処理を行って、図１（ｃ）に示すように、当該フォトレジスト層６に対して、前記電極層３上の半田バンプ９の形成予定位置に対応する開口を形成する。

次いで、電解めっき処理を行い、図１（ｄ）に示すように、前記フォトレジスト層６の開口部内に、後述する半田層９の電極層中への拡散を防止するバリアメタル層７を形成する。

次いで、前記フォトレジスト層６をマスクとして用いつつ電解めっき処理を行い、図１（ｅ）に示すように、前記バリアメタル層７上に錫−銀（ＳｎＡｇ）半田層９を形成する。このとき、当該半田層９は、前記フォトレジスト層６上に延在して形成される。

次いで、図１（ｆ）に示すように、剥離液を用いてフォトレジスト層６を剥離除去する。

更に、前記半田層９をエッチングマスクとして用い、所謂ウエットエッチング法により前記給電層５の不要部分を除去する。

しかる後、リフロー加熱にて前記半田めっき層９を溶融し、図１（ｇ）に示すように、半田層９を略球状に整形処理する。即ち、半導体基板１の前記電極層３上に、球状半田バンプ９（半田ボール）が形成される。

なお、印刷法を用いて当該バンプを製造する場合には、図１（ｄ）に示すフォトレジスト６の開口部内に選択的にバリアメタル層７を形成した後に、図２（ａ）に示すように、剥離液を用いてフォトレジスト６を剥離除去し、また、給電層５に対しエッチング液によりウエットエッチング処理を行う。

しかる後、図２（ｂ）に示すように、図示を省略する印刷用のパターンをつけて前記バリアメタル層７上に錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田層９を形成し、リフロー加熱にて、前記半田めっき層９を溶融し、図１（ｇ）に示すように、半導体基板１の前記電極層３上に球状半田バンプ９（半田ボール）を形成する。

このようにして半導体基板１に錫−銀半田からなるバンプ９が形成された半導体素子１０の、プリント基板１１への実装方法の一例を図３に示す。

図３（ａ）に示すように、半導体基板１にバンプ９が形成された半導体素子１０を、フリップチップボンディング法によって、プリント基板１１へ実装する。

即ち、表面にバンプ９が形成された半導体素子１０を下向きにして、下面に外部入出力用のボールバンプ１２が形成されたプリント基板１１の配線面（上面）に前記半導体素子１０を実装する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、接続信頼性を向上させるために、半導体素子１０とプリント基板１１との間にアンダーフィル１３を充填して硬化し、半導体素子１０とプリント基板１１との接合を補強する。

最後に、図３（ｃ）に示すように、プリント基板１１上であって、半導体素子１０の周囲にはコンデンサ等の受動素子１４を、また、半導体素子１０の上方には半導体素子１０が発生する熱を放熱する放熱板１５を搭載して半導体装置とされる。

ところで、先に、図１（ｂ）を参照して、電極層（電極パッド）３及び有機絶縁膜４上における給電層５の形成を説明し、図１（ｆ）及び図２（ａ）を参照して給電層５に対するウエットエッチング処理を説明したが、これについて、図４乃至図６を参照して詳述する。

ここで、図４は、電極層（電極パッド）３及び有機絶縁膜４上における給電層５の形成を説明するための図であり、図５は、図４に示す各工程における有機絶縁膜４の表面の状態を説明するための図である。図６は、ウエットエッチング処理による給電層５を除去する工程における有機絶縁膜４の表面の状態を説明するための図である。

電極層（電極パッド）３及び有機絶縁膜４上に給電層５を形成するために、まず図４（ａ）に示すように、電極層（電極パッド）３及び有機絶縁膜４の全面にアルゴン（Ａｒ）ガスを用いてドライエッチング（ＲＦエッチング）を行い、電極層（電極パッド）３の表面の自然酸化膜を除去する。かかるドライエッチングにより、図５（ａ）に示すように、有機絶縁膜４の表層に変質層２０が発生する。このときの有機絶縁膜４の表面のエッチング量は小さく、有機絶縁膜４の表面の粗さは最大で約４ｎｍ程度であり、この処理によって有機絶縁膜４の表面粗さは大きく変化することはない。

次に、給電層５となる金属を有機絶縁膜４（変質層２０を含む）の表面にスパッタリングする。

具体的には、先ず、図４（ｂ）に示すように、チタニウム膜（Ｔｉ）５−１を有機絶縁膜４（変質層２０を含む）の表面にスパッタリングにより形成する。かかるスパッタリングにより、図５（ｂ）に示すように、チタン５−１は、変質層２０の表面にも打ち込まれる。

次に、図４（ｃ）に示すように、銅膜（Ｃｕ）５−２をチタニウム膜（Ｔｉ）５−１の表面にスパッタリングにより形成する。このとき、図５（ｃ）に示すように、銅膜５−２はチタニウム膜５−１上に成膜されるため、銅膜５−２は有機絶縁膜４と直接接することはなく、有機絶縁膜４の表面には影響を及ぼすことはない。

かかる工程を経て有機絶縁膜４上に形成された給電層５（チタニウム膜５−１及び銅膜５−２）は、めっき法の場合は図１（ｆ）に示す工程において、また印刷法の場合は図２（ａ）に示す工程において、ウエットエッチング処理により除去される。図６を参照して、かかるウエットエッチング処理による給電層５を除去する工程における有機絶縁膜４の表面の状態を説明する。

図６（ａ）に示す銅膜５−２がチタニウム膜５−１上に成膜されている状態から、図６（ｂ）に示すように、先ず銅膜５−２をウエットエッチングにより除去する。銅膜５−２は、チタニウム膜５−１上に成膜されているため、容易に除去することができる。

次いで、図６（ｃ）に示すように、変質層２０上に成膜されているチタニウム膜５−１をウエットエッチングにより除去する。変質層２０の表面に設けられているチタニウム膜５−１を容易に除去することはできるが、変質層２０の表面に打ち込まれたチタン５−１は、変質層２０の表面上に設けられているチタニウム膜５−１を除去した後においても残存している。

上述の工程を含む従来の製造方法で製造された半導体装置の半導体素子１０に形成された半田バンプ９の構造を示す図７に示す。なお、図７（ｂ）は図７（ａ）において点線で囲んだ部分の拡大図である。

図７を参照するに、上述の工程を経て製造された半導体素子１０においては、有機絶縁膜４上に、チタニウム膜５−１、銅膜５−２及びバリアメタル層７が積層され、その上にバンプ９が形成されている。

有機絶縁膜４の表面にスパッタリングで打ち込まれ金属残渣として残存しているチタン５−１は、通常、金属顕微鏡又は電子顕微鏡等においては観察されないものの、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等を用いた分析を行うと、最大約１０ａｔｍ％検出され、また、当該表面の表面粗さは、図１（ａ）で示す無機絶縁膜２上に有機絶縁膜４を被覆したときの状態の有機絶縁膜４の表面粗さと略等しい最大約４ｎｍとなっている。
特開２００４−２００４２０号公報 特開平９−１９１０１２号公報

このように従来の方法によって製造された半導体装置では、半導体素子１０の有機絶縁膜４の表面には、給電層５を構成するチタン５−１が金属残渣として残存している。

しかしながら、かかる金属残渣は、半導体素子１０とプリント基板１１との接合を補強するために半導体素子１０とプリント基板１１との間に充填されるアンダーフィル１３（図３参照）と有機絶縁膜４との密着を阻害し、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を損なわすおそれがある。

一方、上述のように、有機絶縁膜４の表面の表面粗さは、無機絶縁膜２上に有機絶縁膜４を被覆したときの状態の有機絶縁膜４の表面粗さと略等しい最大４ｎｍであり、アンダーフィル１３との十分な密着性を得るには小さく、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を損なわすおそれがある。

このように、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を確保するためには、有機絶縁膜４の表面に残存している金属残渣を除去しつつ、且つ、アンダーフィル１３との十分な密着性を得ることができるように有機絶縁膜４の表面粗さを大きくする必要がある。

ここで、かかる目的のためにバンプ９の近傍の箇所の有機絶縁膜４を除去してしまうと、半導体素子１０をプリント基板１１に搭載する際に、バンプ９の近傍の箇所の有機絶縁膜４に応力が集中し、当該箇所にクラックが発生して半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を損なわすおそれがある。

そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、半導体素子の有機絶縁膜とアンダーフィルとの十分な密着性を得つつ、バンプの近傍の箇所の有機絶縁膜に応力が集中することを回避して、半導体素子のプリント基板への実装後の接続の信頼性の向上を図ることができる半導体装置及びその製造方法を提供することを本発明の目的とする。

本発明の一観点によれば、半導体基板の所定の位置に設けられた複数の電極層と、前記電極層の所定領域を選択的に露出して前記半導体基板上に形成された有機絶縁膜と、前記電極層の所定領域に形成された複数の球状の外部接続用突起電極と、を具備し、前記半導体基板の主面と平行な方向における前記外部接続用突起電極の最大の外周の位置よりも内側の領域の有機絶縁膜の厚さが、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の厚さよりも大なる厚さを有し、前記外部接続用突起電極は金属層を介して前記電極層に接続されており、前記金属層を構成する金属であって前記有機絶縁膜にも含まれている金属の量は、前記内側の領域の有機絶縁膜よりも、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の方が、少なく、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜に含まれている前記金属の量は、０．１ａｔｍ％以下であることを特徴とする半導体装置が提供される。

前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜の表面粗さは、前記外部接続用突起電極の周囲近傍の有機絶縁膜の表面粗さよりも粗くてもよい。

本発明の別の観点によれば、半導体基板の所定の位置に設けられた電極層と、前記電極層の略中央が露出するように、隣接する前記電極層間を連続的に覆う有機絶縁膜と、金属層を介して前記電極層に接続された球状の外部接続用突起電極と、を備えた半導体装置の製造方法であって、前記電極層及び前記有機絶縁膜上に、めっき電極となる前記金属層を全面に形成する金属層形成工程と、前記金属層をめっき電極とする電解めっき処理を行い、前記電極層上に前記外部接続用突起電極を形成する突起電極形成工程と、前記外部接続用突起電極をマスクとして、前記金属層の不要部分を除去する金属層除去工程と、前記外部接続用突起電極を熱処理により溶融成型した後に、ドライエッチング処理により前記有機絶縁膜の表面をエッチングし、前記金属層を構成する金属であって前記有機絶縁膜にも含まれている金属の量を、前記半導体基板の主面と平行な方向における前記外部接続用突起電極の最大の外周の位置よりも内側の領域の有機絶縁膜よりも、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の方が、少なくなるようにするエッチング工程と、を有し、前記エッチング工程では、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜に含まれる前記金属の量を、０．１ａｔｍ％以下にすることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。

前記電極層に前記外部接続用突起電極を形成する前に、前記有機絶縁膜の表面を前記ドライエッチング処理によるエッチングがされにくい表面状態に改質することとしてもよい。

本発明によれば、半導体素子の有機絶縁膜とアンダーフィルとの十分な密着性を得つつ、バンプの近傍の箇所の有機絶縁膜に応力が集中することを回避して、半導体素子のプリント基板への実装後の接続の信頼性の向上を図ることができる半導体装置及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
[本発明の第１の実施の形態]
本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於ける、めっき法による半田バンプ形成工程を図８及び図９に示す。

本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於ける、めっき法による半田バンプ形成工程にあっては、まず、図８（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなる半導体基板３１の上面にアルミニウム（Ａｌ）等からなる電極層（電極パッド）３３を配設し、電極層３３の周りに窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる無機絶縁膜（パッシベーション膜）３２を形成する。

さらに無機絶縁膜３２の上に、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎ）等の有機絶縁膜３４を被覆する。有機絶縁膜３４は、半導体素子の表面保護の目的と、当該半導体素子がプリント基板１１（前記図３参照）に実装された場合にバンプ３９の根元に集中する応力を緩和するために、形成されている。

無機絶縁膜３２及び有機絶縁膜３４には、パッドを露出するためにそれぞれ前記電極層３３上の半田バンプ３９の形成予定位置に対応して開口が形成されている。

尚、図８及び図９に示す製造工程にあっては、半導体基板３１に形成されているトランジスタ等の能動素子、抵抗素子・容量素子などの受動素子、並びにこれらの素子間を絶縁分離する絶縁（アイソレーション）領域、層間絶縁層、素子間相互配線層等については、図示することを省略している。

次に、図８（ｂ）に示すように、かかる半導体基板３１の上の電極層（電極パッド）３３及び有機絶縁膜３４上に、めっき電極となる給電層３５をスパッタリングで全面に形成する。

当該電極層（電極パッド）３３及び有機絶縁膜３４上に給電層３５を形成するために、電極層（電極パッド）３３及び有機絶縁膜３４の全面に対して、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いてドライエッチング（ＲＦエッチング）を行い、電極層（電極パッド）３３の表面の自然酸化膜を除去する。

前述のごとく、かかるドライエッチングにより、有機絶縁膜３４の表層には変質層（図示せず）が発生する。

しかる後、チタニウム膜（Ｔｉ）３５−１（図１０参照）を有機絶縁膜３４の表面にスパッタリング法により形成する。この時、前記有機絶縁膜層の表面における変質層にはチタンが打ち込まれてしまう。

次いで、銅膜（Ｃｕ）３５−２（図１０参照）をチタニウム膜（Ｔｉ）３５−１の表面にスパッタリングで形成する。このとき、銅膜３５−２はチタニウム膜３５−１上に成膜されるため、銅膜３５−２は有機絶縁膜３４と直接接することはなく、有機絶縁膜３４の表面には影響を及ぼすことはない。

次いで、前記給電層３５上に、スピンコート法によりフォトレジストを塗布し、露光／現像／硬化処理を行って、図８（ｃ）に示すように、前記電極層３３上の半田バンプ３９の形成予定位置に対応する開口パターンを有するフォトレジスト層３６を形成する。

次いで、電解めっき処理を行い、図８（ｄ）に示すように、前記フォトレジスト層３６の開口部内に、後述する半田層３９中の半田の拡散を防止するためのバリアメタル層３７を形成する。

次いで、前記フォトレジスト３６層をマスクとして用いて電解めっき処理を行い、図８（ｅ）に示すように、前記バリアメタル層３７上に錫−銀（ＳｎＡｇ）半田層３９を形成する。このとき、当該半田層３９は、前記フォトレジスト層３６上に迄延在して形成される。

次いで、図８（ｆ）に示すように、剥離液を用いてフォトレジスト層３６を剥離除去する。

次いで、図９（ｇ）に示すように、前記半田層３９をエッチングマスクとして用いて、所謂ウエットエッチング法により前記給電層３５の不要部分を除去する。

しかる後、リフロー加熱にて前記半田めっき層３９を溶融し、図９（ｈ）に示すように、半田層３９を略球状に整形処理する。これにより、半導体基板３１の前記電極層３３上に、外部接続用突起電極となる球状半田バンプ３９（半田ボール）が形成される。

本実施例にあっては、当該半田バンプ３９（半田ボール）の形成の終了後、図９（ｉ）に示すように、ドライエッチング処理を施して有機絶縁膜３７の表面をエッチングする。また、本実施例にあっては、かかるドライエッチング処理を、高周波（ＲＦ）プラズマエッチング等よって、有機絶縁膜３４の表面をエッチングする。

尚、有機絶縁膜の表面をエッチングする為に一般的に用いられるダウンフロータイプの装置を用いた処理では、半田バンプが成形された状態における有機絶縁膜の表面をエッチングするのは困難である。

かかるドライエッチング処理に用いるガスとしては、酸素（Ｏ_２）と四フッ化炭素（ＣＦ_４）の混合ガスを用いることができる。この場合、例えば酸素の流量を約４００ｓｃｃｍとし、四フッ化炭素の流量を約１００ｓｃｃｍとして、約１５０Ｗの高周波プラズマ雰囲気に曝す。かかる条件の下、ドライエッチング処理を、例えば約４５秒行う。

但し、前記混合ガスの流量はこの例に限られず、両ガスの混合比を同じにして当該流量を変えてもよい。また、ガスは上記材料に限られず、例えば、トリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）ガスを用いてもよい。

かかる工程を経て形成されたバンプ部分の構造を図１０に示す。なお、図１０（ｂ）は図１０（ａ）において点線で囲んだ部分の拡大図である。

図１０を参照するに、アルミニューム電極層（電極パッド）３３上から有機絶縁膜３４上に延在して、チタニウム膜３５−１、銅膜３５−２及びバリアメタル層３７が積層され、その上に外部接続用突起電極であるバンプ３９が形成されている。有機絶縁膜３４は、隣接する電極層３３間に在る半導体素子表面を連続的に被覆している。

ここで、上面に給電層３５が存在しない領域に於ける有機絶縁膜３４であって、半導体基板３１の主面と平行な方向におけるバンプ３５の外周の点よりも内側の領域（図１０における領域Ａ）、即ち、バンプ３５の近傍に設けられている有機絶縁膜をバンプ近傍有機絶縁膜３４−１と呼び、それ以外の領域（図１０における領域Ｂ）に設けられている有機絶縁膜を被エッチング有機絶縁膜３４−２と呼ぶ。

バンプ近傍有機絶縁膜３４−１の厚さ、即ち、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１の表面と、当該バンプ近傍有機絶縁膜３４−１と無機絶縁膜３２とが接している面と、の間の長さは、図８（ａ）で示す無機絶縁膜３２上に有機絶縁膜３４を被覆したときの状態の有機絶縁膜３４と、当該有機絶縁膜３４−１と無機絶縁膜３２とが接している面と、の間の長さに略等しい。

一方、被エッチング有機絶縁膜３４−２は、前記図９（ｉ）を用いて説明したエッチング処理により、略５０乃至４００ｎｍドライエッチングされ、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１よりも薄いものとされている。

このように、図９（ｉ）に示すドライエッチング処理により、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１よりも厚さが薄い被エッチング有機絶縁膜３４−２が形成されても、バンプ３９の周囲には当該被エッチング有機絶縁膜３４−２よりも厚さが大であるバンプ近傍有機絶縁膜３４−１が存在することにより、半導体素子をプリント基板１１（図３参照）に搭載する際にバンプ近傍有機絶縁膜３４−１に応力が集中しても、当該箇所にクラックが発生することを防止することができる。

また、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１の表面粗さは、図８（ａ）で示す無機絶縁膜３２上に有機絶縁膜３４を被覆した際の当該有機絶縁膜３４の表面粗さと略等しく、最大約４ｎｍある。一方、被エッチング有機絶縁膜３４−２は、図９（ｇ）に示す処理により、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１の表面粗さの約５倍以上の約２０ｎｍ以上である。

従って、アンダーフィル剤１３と有機絶縁膜３４との十分な密着性を得ることができ、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を確保することができる。

更に、前記図８（ｂ）に示す工程に於いて、アルゴンを用いたエッチング処理に引き続いて行われる有機絶縁膜３４の表面へのチタニウム膜（Ｔｉ）３５のスパッタリング法による形成の際、有機絶縁膜３４表面の変質層中にチタン（Ｔｉ）が打ち込まれ金属残渣として残存している。

Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等を用いた分析により、かかる金属残渣は、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１では最大１０ａｔｍ％残存しているのに対し、被エッチング有機絶縁膜３４−２では、図９（ｉ）に示す処理により有機絶縁膜３４と同時に除去され、僅かに約０．１ａｔｍ％以下残存しているにすぎない。

このように被エッチング有機絶縁膜３４−２では金属残渣が限りなく除去されていることにより、アンダーフィル剤１３と有機絶縁膜３４との密着性を得ることができ、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を一層高く確保することができる。

かかる本発明の第１の実施の形態によれば、図９（ｉ）に示すドライエッチング処理を施して、表面粗さがバンプ近傍有機絶縁膜３４−１よりも大きい被エッチング有機絶縁膜３４−２を形成し、且つ、図８（ｂ）に示す工程において有機絶縁膜３４−２の表面中に打ち込まれ残存している金属残渣を除去している。

一方、バンプ近傍有機絶縁膜３４−１の厚さは、図８（ａ）で示す無機絶縁膜３２上に有機絶縁膜３４を被覆したときの状態の有機絶縁膜３４の厚さと変っていないため、バンプ３９近傍の強度を低下することはない。

これにより、有機絶縁膜３４とアンダーフィル剤１３との十分な密着性を得つつ、バンプ３９の近傍の箇所の有機絶縁膜３４−１に応力が集中することを回避して、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性の向上を図ることができる。

上述の本発明の第１の実施の形態においては、めっき法によりバンプを形成した場合を用いて説明したが、転写バンプ法を用いてバンプを形成した場合、ペーストバンプ法を用いてバンプを形成した場合、及びスクリーン印刷法を用いてバンプを形成した場合にも、図９（ｉ）に示すドライエッチング処理を施して、有機絶縁膜３７の表面をエッチングすることにより、図１０に示す構造を備えたバンプを形成することができる。

また、バンプ材料の一例として錫−銀（ＳｎＡｇ）を掲げて説明したが、バンプ材料としては、これに限られるものではなく、錫−銀−銅（ＳｎＡｇＣｕ）、錫−ビスマス（ＳｎＢｉ）或いは錫−鉛（ＳｎＰｂ）等を用いることができる。
[本発明の第２の実施の形態]
本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於ける、めっき法による半田バンプ形成工程を図１１乃至図１３に示す。

本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於ける、めっき法による半田バンプ形成工程にあっては、まず、図１１（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなる半導体基板４１の上面にアルミニウム（Ａｌ）等からなる電極層（電極パッド）４３を配設し、電極層４３の周りに窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる無機絶縁膜（パッシベーション膜）４２を形成する。

さらに無機絶縁膜４２の上に、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎ）層等の有機絶縁膜４４を被覆する。有機絶縁膜４４は、半導体素子の表面保護の目的と、当該半導体素子がプリント基板１１（図３参照）に実装された場合にバンプ４９の根元に集中する応力を緩和するために、形成されている。

無機絶縁膜４２及び有機絶縁膜４４には、パッドを露出するためにそれぞれ前記電極層４３上の半田バンプ４９の形成予定位置に対応して開口が形成されている。

尚、図１１乃至図１３に示す製造工程にあっては、半導体基板４１に形成されているトランジスタ等の能動素子、抵抗素子・容量素子などの受動素子、並びにこれらの素子間を絶縁分離する絶縁（アイソレーション）領域、層間絶縁層、素子間相互配線層等については、図示することを省略している。

次に、図１１（ｂ）に示すように、かかる半導体基板３１の上の電極層（電極パッド）４３及び有機絶縁膜４４上に、めっき電極となる給電層４５をスパッタリング法により全面に形成する。

当該電極層（電極パッド）４３及び有機絶縁膜４４上に給電層４５を形成するために、電極層（電極パッド）４３及び有機絶縁膜４４の全面に対して、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いてドライエッチング（ＲＦエッチング）を行い、電極層（電極パッド）４３の表面の自然酸化膜を除去する。

前述のごとく、かかるドライエッチングにより、有機絶縁膜４４の表層には変質層（図示せず）が発生する。

しかる後、有機絶縁膜４４の表面に、チタニウム膜（Ｔｉ）４５−１（図１４参照）をスパッタリング法により形成する。この時、前記有機絶縁膜層の表面における変質層にはチタンが打ち込まれてしまう。

次いで、チタニウム膜（Ｔｉ）４５−１の表面に、銅膜（Ｃｕ）４５−２（図１４参照）をスパッタリング法により形成する。このとき、銅膜４５−２はチタニウム膜４５−１上に成膜されるため、銅膜４５−２は有機絶縁膜４４と直接接することはなく、有機絶縁膜４４の表面には影響を及ぼすことはない。

次いで、前記給電層４５上に、スピンコート法によりフォトレジスト４６を塗布し、露光／現像／硬化処理を行って、図１１（ｃ）に示すように、前記電極層４３上の半田バンプ４９の形成予定位置に対応する開口パターンを有するフォトレジスト層４６を形成する。

次いで、電解めっき処理を行い、図１１（ｄ）に示すように、前記フォトレジスト層４６の開口部内に、後述する半田層４９中の半田の拡散を防止するためのバリアメタル層４７を形成する。

次いで、前記フォトレジスト層４６をマスクとして用いて電解めっき処理を行い、図１１（ｅ）に示すように、前記バリアメタル層４７上に錫−銀（ＳｎＡｇ）半田層４９を形成する。このとき、当該半田層４９は、前記フォトレジスト４６上に迄延在して形成される。

次いで、図１１（ｆ）に示すように、剥離液を用いてフォトレジスト４６を剥離除去する。

更に、図１２（ｇ）に示すように、前記半田層４９をエッチングマスクとして用いて、所謂ウエットエッチング法により前記給電層４５の不要部分を除去する。

本実施例にあっては、当該ウエットエッチングによる給電層４５の除去後、図１２（ｈ）に示すように、ドライエッチング処理を施して、有機絶縁膜４４の表面を改質させる。

具体的には、ガスとして窒素（Ｎ_２）を用いて高周波（ＲＦ）プラズマにより有機絶縁膜４４の表面を処理する。処理条件として、例えば窒素ガスの流量を５００ｓｃｃｍとし、高周波プラズマのパワーを４００Ｗとする。

尚、使用するガスは上記窒素ガスに限られず、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスであってもよい。

かかるプラズマ処理により、有機絶縁膜４４の表面であって、半田層４９により覆われていない領域は、表面の結合が強くなり（硬くなり）、後述する図１２（ｊ）に示す酸素（Ｏ_２）と四フッ化炭素（ＣＦ_４）の混合ガスを用いたドライエッチング処理によるエッチングがされにくい表面状態に改質される。かかる改質された部分が図１２（ｈ）において符号５０で示されている。

一方、有機絶縁膜４４の表面であって、半田層４９の影となりプラズマに接しない部分は、当該ドライエッチング処理の影響を受けず特に改質されない。

なお、図１２（ｈ）を用いて示すプラズマ処理では、有機絶縁膜４４の表面は殆どエッチングされず、エッチングされたとしても数ｎｍ以下である。また、有機絶縁膜４４の表面粗さにも変化が殆どなく、図１１（ａ）で示す無機絶縁膜４２上に有機絶縁膜４４を被覆したときの状態の有機絶縁膜４４の表面粗さと略等しい最大約４ｎｍである。

また、有機絶縁膜４４の表面において、半田層４９の影とならず露出している領域と、半田層４９により影とされる領域との境界近傍は、前記窒素ガスの影響を受けて、半田層４９により覆われておらず露出している部分に比し、その厚みは薄いものの表面は改質される。

上述のプラズマ処理により有機絶縁膜４７の表面を改質させた後に、図１２（ｉ）に示すように、半田層４９をリフロー加熱にて略球状に整形処理する。

即ち、リフロー加熱により、半導体基板４１の前記電極層４３上に、外部接続用突起電極である球状半田バンプ４９（半田ボール）が形成される。

ここで、リフロー加熱にて略球状に整形処理された球状半田バンプ４９（半田ボール）の直径は、図１１（ｅ）に示す電解めっき処理により形成された半田層４９の直径よりも小である。従って有機絶縁膜４４のうち、図１２（ｈ）に示すプラズマ処理によって改質されかった部分の一部が露出する。

次いで、図１２（ｊ）に示すように、ドライエッチング処理を施して有機絶縁膜４４の表面をエッチングする。

かかるエッチング処理は、前記第１の実施の形態と同様に、酸素（Ｏ_２）と四フッ化炭素（ＣＦ_４）の混合ガスによる高周波（ＲＦ）プラズマエッチングである。この場合、混合ガスの流量は、前記第１の実施の形態と略同様でよい（酸素の流量を約４００ｓｃｃｍとし、四フッ化炭素の流量を約１００ｓｃｃｍとする）が、高周波（ＲＦ）プラズマのパワーを第１の実施の形態よりも大きく、最大約４００Ｗとする。かかる条件の下、ドライエッチング処理を例えば約３０秒行う。

また、前記混合ガスの流量はこの例に限られず、両ガスの混合比を同じにして当該流量を変えてもよい。更に、ドライエッチングのために流すガスは上記材料に限られず、例えば、トリフルオロメタン（ＣＨＦ_３）ガスを用いてもよい。

ここで、図１３は、図１２に於いて点線で囲んだ部分を拡大して示す。

図１３（ａ）において、点線Ａで示す部分は、図１２（ｈ）に示す工程において窒素（Ｎ_２）ガスを用いたプラズマ処理により改質され表面の結合が強化された（硬くなっている）有機絶縁膜４４の表面領域である。

一方、図１３（ａ）において点線Ｂで示す部分は、図１２（ｈ）に示す工程におけるプラズマ処理の際、半田層４９の影となりプラズマの影響を受けなかった部分であって、改質されず、軟らかい有機絶縁膜４４の表面領域である。

また、図１３（ａ）において点線Ｃで示す部分は、有機絶縁膜４４の表面であって、半田層４９により覆われており露出していない部分と露出している部分との境界近傍であって、前記プラズマ処理の際窒素ガスの影響を受けて、半田層４９により覆われておらず露出している部分に比し、その厚みは薄いものの表面は改質され、硬くなっている領域である。

このため、図１２（ｊ）に示す酸素（Ｏ_２）と四フッ化炭素（ＣＦ_４）の混合ガスによる高周波（ＲＦ）プラズマエッチングのエッチングレートは、点線Ｂで示す部分、点線Ｃで示す部分、点線Ａで示す部分の順で早い。

従って、図１３（ｂ）に示すように、前記プラズマ処理の影響を受けず、改質されずに軟らかいままの領域（点線Ｂで示す部分）は、プラズマ処理の影響を受け改質されて硬くなった領域（点線Ａで示す部分）に比して、大きな被エッチングレートを有し、深くエッチングされる。

かかる工程を経て形成されたバンプの構造を図１４に示す。なお、図１４（ｂ）は図１４（ａ）において点線で囲んだ部分の拡大図である。

図１４を参照するに、アルミニューム電極層（電極パッド）４３上から有機絶縁膜４４上に延在して、チタニウム膜４５−１、銅膜４５−２及びバリアメタル層４７が積層され、その上に外部接続用突起電極たる半田バンプ４９が形成されている。また、有機絶縁膜４４は、隣接する電極層４３間に在る半導体素子表面を連続的に覆っている。

なお、以下では、上面に給電層４５が設けられていない箇所に設けられている有機絶縁膜４４のうち、半導体基板４１の主面と平行な方向におけるバンプ４５の外周の点よりも内側の領域（図１４における領域Ｘ）に設けられている有機絶縁膜を、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１と呼ぶ。それ以外の領域に設けられている有機絶縁膜のうち、図１２（ｊ）に示すドライエッチングの結果、図１３（ｂ）に示すように深くエッチングされた箇所が形成されている領域（図１４における領域Ｙであり、特許請求の範囲の記載における「第１の領域」）に設けられている有機絶縁膜を第１被エッチング有機絶縁膜４４−２と呼び、領域Ｙよりも外側の領域（図１４における領域Ｚであり、特許請求の範囲の記載における「第２の領域」）に設けられている有機絶縁膜を第２被エッチング有機絶縁膜４４−３と呼ぶ。

バンプ近傍有機絶縁膜４４−１の厚さ、即ち、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１の表面と、当該バンプ近傍有機絶縁膜４４−１と無機絶縁膜４２とが接している面と、の間の長さは、図１１（ａ）で示す無機絶縁膜４２上に有機絶縁膜４４を被覆したときの状態の有機絶縁膜４４と、当該有機絶縁膜４４−１と無機絶縁膜４２とが接している面と、の間の長さに略等しい。

一方、第１被エッチング有機絶縁護膜４４−２は、図１２（ｊ）に示す処理により、略６００ｎｍドライエッチングされ、第２被エッチング有機絶縁膜４４−３は、図１２（ｊ）に示す処理により、略５０乃至２００ｎｍドライエッチングされ、第１被エッチング有機絶縁膜４４−２は第２被エッチング有機絶縁膜４４−３よりも薄く形成されている。

従って、図１２（ｊ）に示すドライエッチング処理によりバンプ近傍有機絶縁膜４４−１よりも厚さが薄い箇所が形成されていても、厚さの厚いバンプ近傍有機絶縁膜４４−１により、半導体素子をプリント基板１１（図３参照）に搭載する際に、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１に応力が集中してしまうことを回避することができ、当該箇所にクラックが発生を防止することができる。

また、第２被エッチング有機絶縁膜４４−３の表面の表面粗さは、図１２（ｊ）に示したドライエッチング処理により、最大で約１００ｎｍに形成され、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１の表面粗さの約５倍以上となっている。

従って、アンダーフィル剤１３と有機絶縁膜４４との十分な密着性を得ることができ、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性を確保することができる。

更に、図１１（ｂ）に示す工程において、チタニウム膜（Ｔｉ）４５−１（図１４参照）を有機保絶縁膜４４の表面にスパッタリングにより形成し、当該表面中にチタン（Ｔｉ）が打ち込まれ金属残渣として残存している。かかる金属残渣は、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１では最大１０ａｔｍ％残存しているのに対し、被エッチング有機絶縁膜４４−２では、図１２（ｊ）に示す処理により除去され、かかる金属残渣は、僅かに約０．１ａｔｍ％以下にすぎない。

従って、被エッチング有機絶縁膜４４−２では金属残渣が限りなく除去されており、アンダーフィル１３と有機絶縁膜４４との十分な密着性を得ることができ、半導体素子１０のプリント基板１１への実装後の接続の信頼性をより高く確保することができる。

本発明の発明者は、本発明の第２の実施の形態にバンプ構造を走査型電子顕微鏡ＳＥＭを用いて撮影した。その写真を図１５に示す。
図１５（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態のバンプ構造からバンプを除去した状態の像であり、図１５（ｄ）は、図１５（ｃ）の断面構造である。図１５（ｃ）を参照すると、半田バンプ４９が設けられていた箇所の周囲に、順に、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１、第１被エッチング有機絶縁膜４４−２、第２被エッチング有機絶縁膜４４−３が形成されていることが観察される。

本発明の発明者は、このときのバンプ近傍有機絶縁膜４４−１の表面粗さが１．５乃至３．７ｎｍであり、第１被エッチング有機絶縁膜４４−２の表面粗さが９．８乃至１６．２ｎｍであり、第２被エッチング有機絶縁膜４４−３の表面粗さが３１．５乃至４８．３ｎｍであることを検出し、第２被エッチング有機絶縁膜４４−３の表面粗さが、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１の表面粗さに比し十分大きくなっていることを把握することができた。

また、図１５（ｄ）を参照するに、本発明の発明者は、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１の表面はエッチングによる影響は殆ど無い一方、第１被エッチング有機絶縁膜４４−２では約５００乃至６００ｎｍエッチングされ、第２被エッチング有機絶縁膜４４−３では約５０乃至２００ｎｍエッチングされていることを検出し、第１被エッチング有機絶縁膜４４−２は、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１よりも薄く形成されている第２被エッチング有機絶縁膜４４−３よりも更に薄く形成されていることを把握することができた。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、図１２（ｊ）に示すドライエッチング処理により、表面粗さがバンプ近傍有機絶縁膜４４−１よりも大きい被エッチング有機絶縁膜４４−２及び４４−３を形成し、且つ、図１１（ｂ）に示す工程においてかかる被エッチング有機絶縁膜４４−２及び４４−３の表面に打ち込まれて残存している金属残渣を除去している。

更に、図１２（ｈ）に示すドライエッチング処理を施して有機絶縁膜４４の表面を改質させた上で、図１２（ｊ）に示すドライエッチング処理を施しており、有機絶縁膜４４上に深く抉るようにエッチングした構造（第１被エッチング有機保護膜４４−２）が設けられている。一方、バンプ近傍有機絶縁膜４４−１の厚さは、図１１（ａ）で示す無機保護膜４２上に有機絶縁膜４４を被覆したときの状態の有機絶縁膜４４の厚さと変っていないため、バンプ４９近傍の強度を落とすことがない。

よって、有機絶縁膜４４とアンダーフィル１３とのより十分な密着性を得つつ、バンプ４９の近傍の箇所の有機絶縁膜４４−１に応力が集中することを回避して、半導体素子のプリント基板への実装後の接続の信頼性の向上を図ることができる。

前記図７に示す従来の構造を備えた半導体装置に対し温度１２１℃及び湿度８５％の条件下で飽和蒸気加圧試験ＰＣＴ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅｓｔ）試験を行った結果、１６８時間で有機絶縁膜とアンダーフィルとが剥離してしまうのに対し、本発明による半導体装置にあっては、前記飽和蒸気加圧試験を行った結果、１６８時間経過しても有機絶縁膜とアンダーフィルとの密着を維持することができた。

また、有機絶縁膜の表面における金属残渣を、前記実施例の如く約０．１ａｔｍ％以下までに減らすようにドライエッチング処理を施して前記飽和蒸気加圧試験を行った結果、２６４時間経過しても有機絶縁膜とアンダーフィルとの密着を維持することができた。

更に、これらを組み合わせた場合、即ち、有機絶縁膜の表面粗さが本発明の各実施形態のようになるように、且つ有機絶縁膜の表面における金属残渣を本発明の各実施形態のように約０．１ａｔｍ％以下までに減らしてドライエッチング処理を施して前記飽和蒸気加圧試験を行った結果、５０４時間経過しても有機絶縁膜とアンダーフィルとの密着を維持することができた。

従って、本発明によれば、従来の例の場合に比し、約３倍以上の信頼性の向上となり、半導体素子のプリント配線基板への実装後の密着性に優れた半導体装置を製造し提供することが可能となる。

このように、本発明によれば、バンプ近傍の有機絶縁膜の厚さを変えることなく、ドライエッチング処理により、当該バンプ近傍の有機絶縁膜の外側に設けられている有機絶縁膜の表面粗さをバンプ近傍の有機絶縁膜よりも大きくするとともに、表面に打ち込まれて残存している金属残渣を除去している。

従って、有機絶縁膜とアンダーフィルとの十分な密着性を得つつ、バンプの近傍の箇所の有機絶縁膜に応力が集中することを回避して強度を維持して、半導体素子のプリント基板への実装後の接続の信頼性の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１） 半導体基板の所定の位置に設けられた複数の電極層と、
前記電極層の所定領域を選択的に露出して前記半導体基板上に形成された有機絶縁膜と、
前記電極層の所定領域に形成された複数の外部接続用突起電極と、を具備し、
前記外部接続用突起電極の周囲近傍の有機絶縁膜の厚さが、前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜の厚さよりも大なる厚さを有することを特徴とする半導体装置。
（付記２） 付記１記載の半導体装置であって、
前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜は、第１の領域と、前記第１の領域よりも外側に設けられた第２の領域から構成され、
前記第１の領域の厚さは、前記第２の領域の厚さよりも小さいことを特徴とする半導体装置。
（付記３） 付記１又は２記載の半導体装置であって、
前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜の厚さは、前記外部接続用突起電極の周囲近傍の有機絶縁膜の厚さよりも約５０乃至１０００ｎｍ小さいことを特徴とする半導体装置。
（付記４） 付記１乃至３いずれか一項記載の半導体装置であって
前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜の表面粗さは、前記外部接続用突起電極の周囲近傍の有機絶縁膜の表面粗さの約５倍以上であることを特徴とする半導体装置。
（付記５） 付記４記載の半導体装置であって、
前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜の表面粗さは、約２０ｎｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
（付記６） 付記１乃至５いずれか一項記載の半導体装置であって、
前記外部接続用突起電極は金属層を介して前記電極層に接続されており、
前記金属層を構成する金属であって前記有機絶縁性保護膜にも含まれている金属の量は、前記外部接続用突起電極の周囲近傍の有機絶縁膜よりも、前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜の方が、少ないことを特徴とする半導体装置。
（付記７） 付記６記載の半導体装置であって、
前記外部接続用突起電極間の有機絶縁膜における前記金属は、０．１ａｔｍ％以下であることを特徴とする半導体装置。
（付記８） 半導体基板の所定の位置に設けられた電極層と、前記電極層の略中央が露出するように、隣接する前記電極層間を連続的に覆う有機絶縁性保護膜と、前記電極層に接続された外部接続用突起電極と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記電極層に前記外部接続用突起電極を形成した後に、ドライエッチング処理により前記有機保護膜の表面をエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記９） 付記８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ドライエッチング処理は高周波（ＲＦ）プラズマエッチングであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１０） 付記８又は９記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ドライエッチング処理に用いるガスは、酸素ガス、四フッ化炭素ガス又はトリフルオロメタンガスの混合ガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１１） 付記８乃至１０いずれか一項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極層に前記外部接続用突起電極を形成する前に、前記有機絶縁性保護膜の表面を改質することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１２） 付記１１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記有機絶縁性保護膜の前記表面を、表面改質ドライエッチング処理によって改質することを特徴する半導体装置の製造方法。
（付記１３） 付記１２記載の半導体装置の製造方法であって、
前記表面改質ドライエッチング処理は高周波（ＲＦ）プラズマエッチングであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１４） 付記１２又は１３いずれか一項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記表面改質ドライエッチング処理に用いるガスは、窒素ガス又はアルゴンガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１５） 付記１２乃至１４いずれか一項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記表面改質ドライエッチング処理の前に、前記外部接続用突起電極を構成する材料から成る層を前記電極層に設け、
前記表面改質ドライエッチング処理を、前記有機絶縁性保護膜の表面のうち、前記外部接続用突起電極を構成する材料から成る前記層に覆われておらず露出している部分に施して、改質することを特徴とする半導体装置の製造方法。

従来の半導体装置の製造方法によるめっきバンプ工程を説明するための図である。 従来の半導体装置の製造方法であって、印刷法を用いたバンプの形成工程を説明するための図である。 バンプが形成された半導体素子のプリント基板への実装方法の一例を示す図である。 電極層（電極パッド）及び有機絶縁性保護膜上における給電層の形成を説明するための図である。 図４に示す各工程における有機絶縁性保護膜の表面の状態を説明するための図である。 ウエットエッチング処理による給電層を除去する工程における有機保護膜の表面の状態を説明するための図である。 従来の製造方法で製造された半導体装置の半導体素子に形成されたバンプの構造を示す図である。 本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於けるめっき法による半田バンプ形成工程を示す図（その１）である。 本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於けるめっき法による半田バンプ形成工程を示す図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態にかかる製造方法で製造された半導体装置の半導体素子に形成されたバンプの構造を示す図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於けるめっき法による半田バンプ形成工程を示す図（その１）である。 本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に於けるめっき法による半田バンプ形成工程を示す図（その２）である。 図１２において点線で囲んだ部分の拡大図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる製造方法で製造された半導体装置の半導体素子に形成されたバンプの構造を示す図である。 本発明の第２の実施の形態にバンプ構造を走査型電子顕微鏡ＳＥＭを用いて撮影した写真を示す図である。

符号の説明

１、３１、４１ 半導体基板
２、３２、４２ 無機絶縁膜
３、３３、４３ 電極層
４、３４、４４ 有機絶縁膜
５、３５、４５ 給電層
７、３７、４７ バリアメタル
９、３９ バンプ
３４−１、４４−１ バンプ近傍絶縁性有機絶縁膜
３４−２ 被エッチング有機絶縁膜
４４−２ 第１被エッチング絶縁性有機絶縁膜
４４−３ 第２被エッチング絶縁性有機絶縁膜

Claims (9)

1. 半導体基板の所定の位置に設けられた複数の電極層と、
   前記電極層の所定領域を選択的に露出して前記半導体基板上に形成された有機絶縁膜と、
   前記電極層の所定領域に形成された複数の球状の外部接続用突起電極と、を具備し、
   前記半導体基板の主面と平行な方向における前記外部接続用突起電極の最大の外周の位置よりも内側の領域の有機絶縁膜の厚さが、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の厚さよりも大なる厚さを有し、
   前記外部接続用突起電極は金属層を介して前記電極層に接続されており、
   前記金属層を構成する金属であって前記有機絶縁膜にも含まれている金属の量は、前記内側の領域の有機絶縁膜よりも、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の方が、少なく、
   前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜に含まれている前記金属の量は、０．１ａｔｍ％以下であることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１記載の半導体装置であって、
   前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜は、前記外部接続用突起電極に近い第１の領域と、前記第１の領域よりも外側に設けられた第２の領域から構成され、
   前記第１の領域の厚さは、前記第２の領域の厚さよりも小さいことを特徴とする半導体装置。
3. 請求項１又は２記載の半導体装置であって
   前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の表面粗さは、前記内側の領域の有機絶縁膜の表面粗さよりも粗いことを特徴とする半導体装置。
4. 半導体基板の所定の位置に設けられた電極層と、前記電極層の略中央が露出するように、隣接する前記電極層間を連続的に覆う有機絶縁膜と、金属層を介して前記電極層に接続された球状の外部接続用突起電極と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
   前記電極層及び前記有機絶縁膜上に、めっき電極となる前記金属層を全面に形成する金属層形成工程と、
   前記金属層をめっき電極とする電解めっき処理を行い、前記電極層上に前記外部接続用突起電極を形成する突起電極形成工程と、
   前記外部接続用突起電極をマスクとして、前記金属層の不要部分を除去する金属層除去工程と、
   前記外部接続用突起電極を熱処理により溶融成型した後に、ドライエッチング処理により前記有機絶縁膜の表面をエッチングし、前記金属層を構成する金属であって前記有機絶縁膜にも含まれている金属の量を、前記半導体基板の主面と平行な方向における前記外部接続用突起電極の最大の外周の位置よりも内側の領域の有機絶縁膜よりも、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜の方が、少なくなるようにするエッチング工程と、を有し、
   前記エッチング工程では、前記内側の領域以外の領域の有機絶縁膜に含まれる前記金属の量を、０．１ａｔｍ％以下にすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 請求項４記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記ドライエッチング処理に用いるガスは、酸素ガス、四フッ化炭素ガス又はトリフルオロメタンガスの混合ガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 請求項４又は５記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記電極層に前記外部接続用突起電極を形成する前に、前記有機絶縁膜の表面を前記ドライエッチング処理によるエッチングがされにくい表面状態に改質することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記有機絶縁膜の前記表面を、表面改質ドライエッチング処理によって前記ドライエッチング処理によるエッチングがされにくい表面状態に改質することを特徴する半導体装置の製造方法。
8. 請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記表面改質ドライエッチング処理に用いるガスは、窒素ガス又はアルゴンガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. 請求項７又は８記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記表面改質ドライエッチング処理の前に、前記外部接続用突起電極を構成する材料から成る層を前記電極層に設け、
   前記表面改質ドライエッチング処理を、前記有機絶縁膜の表面のうち、前記外部接続用突起電極を構成する材料から成る前記層に覆われておらず露出している部分に施して、前記ドライエッチング処理によるエッチングがされにくい表面状態に改質することを特徴とする半導体装置の製造方法。

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