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Info
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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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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔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
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。
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。
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
、 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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63009926A JPH01184938A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63009926A JPH01184938A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01184938A true JPH01184938A (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=11733685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63009926A Pending JPH01184938A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01184938A (ja) |
Cited By (2)
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 |
-
1988
- 1988-01-20 JP JP63009926A patent/JPH01184938A/ja active Pending
Cited By (2)
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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