JPH01184938A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH01184938A
JPH01184938A JP63009926A JP992688A JPH01184938A JP H01184938 A JPH01184938 A JP H01184938A JP 63009926 A JP63009926 A JP 63009926A JP 992688 A JP992688 A JP 992688A JP H01184938 A JPH01184938 A JP H01184938A
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JP
Japan
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barrier metal
metal layer
bump
pad
forming
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Pending
Application number
JP63009926A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Tokunaga
博司 徳永
Shinichi Inoue
井上 信市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01184938A publication Critical patent/JPH01184938A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔概 要〕 本発明は、バンプ1!甑を構成するバリアメタル及びそ
の製造方法に関し、 バリアメタルのサイドエツチング及びアルミパッドト貴
金属バンプとのコンタクト窓部におけるバリアメタルの
カバレッジの悪さを防止することを課がとし、 アルミパッドが形成された半導体チップ上金力/<−f
で被覆したのちHIiI記アルミパッド上にコンタクト
窓を開け、このコンタクト窓内に選択化学気相成長法に
よりよlのバリアメタルI!Itを形成し表面を平担化
する工程と、全面に従来よりも厚みの薄い第2のバリア
メタル層を形成したのち、電気めっきにより貴金属バン
プを形成し、t&後に約8己貸金+1Tiバンプをマス
クとしてMl己小2のバリアメタル層全エツチングする
工程分有すること′fr%徴とする。 〔、蝋業上の利用分野〕 本発明は半導体装置、特に半導体チップ上に形成される
バンプ電極を構成するバリアメタル及びその製造方法に
関する。 〔従来の技術〕 高踏度◆多ビンLSIの実装方式の1つとしてTAB 
(Tape Automated Bonding )
の技術開発が活発に行なわれている。’rAB方式は、
ウェハープロセスにおいて、アルミパッド上にメタル突
起、いわゆるバンプを形成しその上にリードをボンディ
ングする方式である。 以下、冥2図を用いて従来のバンプ電極の形成方法につ
いて説明する、 まず、第2図fatに示すように、半導体ウェハー上に
素子を形成したのち、アルミパッド52を含む半導体基
板51上に素子を保護するためにPSG(リン珪酸ガラ
ス)膜等から゛なるカバー膜を形成し之のち、前記アル
ミパッド上の所定領域を窓開けする。次いで、前記コン
タクト窓部を含むカバJ上に、スパッタ法等の方法にて
バリアメタル層54?勢よそ0.8乃至1.0μm程度
形成する。 コノバ11丁メタル層54は、のちに形成する金バンプ
と前記アへ・ミパ→ドが反応して高抵抗化或いは機械的
にもろくなることを防止するために設けらハ、るもので
あり、例えばTi−Pt或いはCr−Cuの二1の欄造
となっている。尚、下層であるTi(Cr)層は、アル
ミパッド52及びカバー膜53との密着性を向上させる
効果へも有している。矢に、第2図(blに示すように
、前記バリアメタルR54の上層をのちに形成するパン
156下の領域を除いて除去し之のち、カバー膜54表
面に厚さがおよそ20乃〒30μmのレジスト層55を
形成し、フォトリソグラフィー技術によりバンプ形成領
域及びめっき電極部を2開けする。欠いで前記バリアメ
タル層54の下層に電極57をあて、電気めっきを行な
いアルミパッド上に金等の貴金属からなるバンプ56?
Y45!2する。次に、fi2図1c)に示すように、
レジスト層55を除去したのち、バンプ56をマスクと
してバリアメタル層54の下層をフッ酸系のエツチング
液で除去する。このようにして、従来バンブ電極が形成
されていた。尚、パリアメクル層54は単一J4i!1
4造としてもよいし、−マタパンブ56はスパッタ法に
よって形成することも可能である。 〔発明が)弄決しようとする昧題〕 上記のように、バリアメタルNJ54は、■アルミパッ
ドと貴金属バンク56との反応を防止する、■貴金属パ
ン156のめっ自の核となる、■電気めっき時の1E極
となる等の役割を持っている。しかしながら従来のバン
プ電極形成方法には以下のようた問題点があり、これに
よりバリアメタル層54が、例えばアルミパッド52の
腐食を防止できなくなることがある。 すなわち、藁1に貴金縞バンプ領域をマスクとしてバリ
アメタル層54f、エツチングする際、適当なストッパ
ーがないためfrTJ記バリアメメル層54は1男2図
fbl及び(clの■に示すようにサイドエツチングさ
れ易い。このようなサイドエツチングがさらに進むと、
エツチング液がアルミパッド52に達シ、アルミパッド
52を腐食させてしまうおそれがある。 ま九、サイドエツチングを小さくするためにエツチング
1を小さくすると、バリアメタル層54が完全にエツチ
ングされずに残り、この残留するバリアメタル層54を
介して隣接するバンプ電極同志が電気的に短絡してしま
い、半導体素子が正常に動作しなくなるといった問題が
生ずる。 第2に、アルミパッド52を含む力/<−[53表面上
にエバブタ法にてバリアメタルを蒸着する際、アA/ミ
バッド52と貴金属バンプとのコンタクト部は、ン々ド
ウイング効果によりバリアメタルのカバレッジが悪くな
り、例えば;j!2図fclの■の部分はその池の部分
にくらベバリアメタル層の厚さが薄くなってしまう。そ
してこの■の部分においてアルミパッド52と貴金属パ
ン156とが反応り7、バンプ電極が高抵抗化したり機
械的にもろくなったりすることがある。 本発明は、上記のような問題点の発生を防止し、低抵抗
で機械的に強く信頼性の高いバンプ電極の構造及び製造
方法1に提供することt−a題とする。 〔問題点を解決するための手段〕 上式己問題点を解決する手段として、本発明ではバリア
メタルを形成する際に一部に選択CvD(化学気相成長
)@を用い、アルミパッドと貴金属バンプとのコンタク
トrBヲパリアメタルで埋め込みかつ、めっき電極とし
て用いるバリアメタル層の厚みを従来よりも薄くするこ
とによりJ:記問題点を清決
【7次。 すなわち本発明は、半導体チップ上に形成されるバンプ
電極の製造方法において、半導体基板上の所定領域に金
属パッド1&:設ける工程と、表面にカバー膜を形成し
たのち前記金属パッド上の所定領域にコンタク)flを
形成する工程と、選択CVD法により前記コンタクト窓
内にHlのバリアメタル11?形成する工程と、全面に
@2のバリアメタル層を形成し友のち電気めっきにより
金属パンクを形成する工程と、i!lI紀金属バンプを
マスクとして#紀第2のバリアメタルrIIをエツチン
グする工程を含み、金属パッド上のコンタクト窓内にt
xlのバリアメタル層を形成し表面を平担化するととも
に第2のバリアメタル層の厚みt従来よりも薄くしたバ
ンプ電極t?提供するものである。 〔作 用〕 本発明によるバンプ1!甑の構造jk裏1図[dlに示
す。 因に示すように、アルミパッド2とバンプ6とのコンタ
クト部分には選択CVD法によりバリアメタルが完全に
埋め込まれるので、従来例のようにバリアメタル層のカ
バレッジが悪くアルミパッドとバンプが反応して高抵抗
の反応生成物を生じることがなくなる。また、アルミパ
ッドとバッグとの反厄は、酌記選択CVDバリアメタル
J−で十分に防止できるので、貴金属バンプを電気めっ
きにて形成する際のめつき電極となる上1−のバリアメ
タル114は、従来よりも薄くすることができる・従っ
て、バンプ形成領域をマスクとするバリアメタル層4の
エツチングは極めて容易となり、サイドエツチングの量
もわずかとなる。 〔実施例〕 第1図は、本発明を説明するバンプ電極の製造工程断面
図である。以下、シπ】図を用いて本発明の実施例につ
いて説明す、So 捷ず、m I I’d(atに示すように、表面にアル
ミパッド2が形成され九半導体基体表面にリン珪酸ガラ
ス等からなるカバー膜3をおよそ1μm形成する。次い
で前記ア/L/Sバッド2上にコンタクト窓7を開ける
。 次にホ1図1blに示すように、選択化学気相成長法に
て、前記コンタクト窓7内にタングステンシリサイド、
タングステン等からなる選択CVDバリアメタル層8f
t曲記カバー膜3の厚さ相当分形成し表面を平担化させ
る。タングステンシリサイドを選択成長させる場合は、
例えば六フフ化タングステン及びモノシラン雰囲気中で
、圧力0.1乃至1.0Torr %@度200乃至3
00度として成長させれば良い。次いでfftlffi
選択(’VDバリアメタル層8上を含む全面にバリアメ
タルr= 4 t−形成−する。 このバリアメタル層4は後に金属バンプ6を電気めっき
により形成する際の、めりき1極として使用−するもの
であり、また@記アルミパブド2と金属バンプ6との反
応は前記選択CVDバリアメタル層8にて十分防止でき
るので、膜厚は従来よりも薄く、例えば0.1乃至0.
2μm形成する。ま九、このバリアメタル層4としては
、従来と同様、例えばCr−Pt或いはTi−Cu等の
2層構造を甲いる。 次に、填1図(clに示すように、全面に20乃至30
μmの厚さをもする厚いレジスト層5を形成したのち、
7中トリソゲラフイー技術圧より金属バンプ形成領域を
窓開けす七・。久いてバリアメタル層41に電極として
電気めっき全行ないアルミバンプ2上に金等の賃金属か
らなるバンプ6を20μn1乃至30μ【n形成する。 最後に、W I LW(dlに示すように、レジスト層
5を剥離したのち、パン16をマスクとし、フッ酸系の
@液を用いてバリアメタルIQ 4 t−工yテンク除
去する。以上のような工程を経ることてより本発明のバ
ンプ電極を完成することができる。 〔効 果〕 本発明によれば、コンタクト窓7内に選択CVD法によ
りバリアメタル層を形成するので従来のようにコンタク
ト窓内のカバレッジが悪くなることがなく、アルミパッ
ド2とバンプ6との反応を完全に防止することができる
。また、上層のバリアメタル層4の厚さを従来の0.8
μmに対し、0.1乃至0.2μmに薄くできるのでエ
ツチングが容易となり、バリアメタル層のサイドエツチ
ング筐はきわめて小さくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明するバンプ電極の製造工程断面図
、 第2図は従来のバンプ電極の形成方法を示す断面図、 をそれぞれ示している。 また、1及び51は半導体基板、2及び52はアルミパ
ッド、3及び53はカバー膜、4及び54はバリアメタ
ル層、5及び55はレジスト層、6及び56はバンプ゛
、7はコンタクト窓、57は電極、8は選択CVDバリ
アメタルMをそれぞれ示しでいる。 ゛   本埜日巳乞啓2Bl”ITろバンプ1司急I)
増バ巴工ff田πm図第 I 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体チップ上に形成されるバンプ電極において、 半導体基板上の所定領域に設けられた金属パッドと、 前記金属パッド上の所定領域を除く前記半導体基板上に
    形成されたカバー膜と、 前記金属パッド上の所定領域に埋め込まれ、前記カバー
    膜と同等の厚みを有する第1のバリアメタル層と、 前記第1のバリアメタル層上に形成され、前記第1のバ
    リアメタル層よりも薄い第2のバリアメタル層と、 前記第2のバリアメタル層上に形成され、前記第2のバ
    リアメタル層と同等の大きさを有する金属バンプと、 を有することを特徴とする半導体装置。 2)半導体チップ上に形成されるバンプ電極の製造方法
    において、 半導体基板上の所定領域に金属パッドを設ける工程と、 前記金属パッド上を含む半導体基板上にカバー膜を形成
    したのち、前記金属パッド上の所定領域にコンタクト窓
    を形成する工程と、 選択気相成長法により前記コンタクト窓内に第1のバリ
    アメタル層を形成し表面を平担化する工程と、 前記第1のバリアメタル層上を含む前記カバー膜上に前
    記第1のバリアメタル層よりも薄い第2のバリアメタル
    層を形成する工程と、 前記第2のバリアメタル層上の所定領域に金属バンプを
    形成する工程と、 前記金縛バンプをマスクとして前記第2のバリアメタル
    層をエッチングする工程を含むことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
JP63009926A 1988-01-20 1988-01-20 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH01184938A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482364B1 (ko) * 1997-12-31 2005-09-05 삼성전자주식회사 반도체소자의다층패드및그제조방법
JP2008235786A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

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