JPH01187949A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01187949A
JPH01187949A JP1311388A JP1311388A JPH01187949A JP H01187949 A JPH01187949 A JP H01187949A JP 1311388 A JP1311388 A JP 1311388A JP 1311388 A JP1311388 A JP 1311388A JP H01187949 A JPH01187949 A JP H01187949A
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Hiroshi Tokunaga
博司 徳永
Aiichiro Umezuki
梅月 愛一郎
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  • 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、バンプ電極を形成する際に半導体素子表面上
に形成するカバー膜のエツジ形状の製造方法に関し、 バリアメタル層のカバレジ不良を改善し、バンプ電極の
微細化を可能とし、さらにカバー膜のクランクの発生を
防止するポリイミド系樹脂のエツジ形状の製造方法を提
供することを課題とし、金属パッドが形成された半導体
基板上をカバー膜で被覆したのち前記金属パッドの所定
領域上に第1のコンタクト窓を形成する工程と、全面に
ポリイミド系樹脂層を形成したのち、前記第1のコンタ
クト窓内に第2のコンタクト窓を形成する工程と、全面
にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル
層上の所定領域に金属バンプを形成する工程と、前記金
属バンプをマスクとして前記バリアメタル層をエツチン
グする工程を有することを特徴とする特 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法、特にバンプ電極を形
成する際に半導体素子表面上に形成するカバー膜のエツ
ジ形状の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
高密度、多ピンLSI実装方式の1つとしてTA B 
(Tape Automated Bonding)の
技術開発が活発に行なわれている。TAB方式はウェハ
ープロセスで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。
第2図は、従来のバンプ電極の製造工程断面図を示して
いる。以下第2図を用いて従来のバンプ電極の製造工程
を説明する。
まず、第2図(a)に示すように、半導体素子が形成さ
れた半導体基板1上の所定領域にアルミパッド2を形成
する。次いで全面にPSG (リン珪酸ガラス)等から
なるカバー膜3をおよそ1μm形成したのち、前記アル
ミパッド2上のカバー膜を除去しコンタクト窓7を形成
する。次いで前記コンタクト窓部を含むカバー膜3上に
スパッタ法等の方法によりバリアメタル層4をスパッタ
する。
このバリアメタル層4は、のちに形成する金バンプとア
ルミパッド2が反応して高抵抗の生成物を生じるのを防
いだり、金バンプとの密着性を良くするために設けられ
、例えばチタンと白金の2層からなっている。
次に、第2図中)に示すように表面に厚さがおよそ20
〜30μmのレジスト層6を形成したのち、フォトリソ
グラフィー技術によりアルミパッド2上を窓開けする。
次いで、前記バリアメタル層4をめっき電極として電気
めっきを行ない金バンプ5を厚さおよそ15乃至30μ
m形成する。
最後に、第2図(C1に示すように、レジスト層6を剥
離したのち、前記金バンプ5をマスクとしてバリアメタ
ル層4をエツチングする。エツチング液としては王水系
及びフン酸系のものを用いる。
このような工程によりバンプ電極を形成することができ
る。
しかしながら、第2図に示されるような製造工程を経て
形成されるバンプ電極は、バリアメタル層4のエツチン
グを行なう際、エツチング液がカバー膜を通してアルミ
パッド2にまで浸み込んでしまい前記アルミパッド2が
腐食して断線してしまうので必ずしも満足のゆくもので
はなかった。
そこで、前記エツチング液がアルミバッド2まで達しな
いように、カバー膜3上にポリイミド等の樹脂を塗布・
形成したバンプ電極が、例えば特開昭58−89244
.特開昭58−50756において提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のように特開昭57−89%44、特開昭58−5
0756にはPSGよりなるカバー膜3上にポリイミド
系樹脂が形成されたバンプ電極が示されている。しかし
ながら上記公知例には、前記ポリイミド系樹脂パターニ
ング後のエツジの様子は明確に示されていない。ポリイ
ミド系樹脂のエツジの形状がどのようになっているかと
いうことは、バンプ電極のサイズの微細化及びバリアメ
タル層4のカバレジに影響を与えるということがら考え
て重要である。
すなわち、ポリイミド系樹脂のエツジの形状として、例
えば第3図(a)及び(b)に示される構造のものが考
えられる。
第3図(alは、ポリイミド層8のエツジがカバー膜3
よりも外側に形成されている例を示している。
また第3図(blはポリイミド層8のエツジがカバー膜
3のエツジ上にある例を示している。第3図(blに示
すようなエツジ形状の場合、コンタクト窓部における段
差は、ポリイミド層8の厚さ分だけ高くなり、したがっ
てこのあと、コンタクト窓部を含むポリイミド層8上に
スパッタ法にてバリアメタル層4をスパッタする際、コ
ンタクト窓部におけるバリアメタル層のカバレジが悪く
なる。
(第3図(b)、b参照)このようにカバレジが悪いと
、バリアメタル層4が断線し、この断線部においてアル
ミパッド2と金バンプ5とが反応し高抵抗の生成物を生
じたりメツキ電極がとれなくなり十分に金バンプ5を形
成できな(なるおそれがある。また、ポリイミド層8は
、全面にポリイミドを塗布したのち前記ポリイミド上に
レジスト層を形成し、フォトリソグラフィー技術により
前記レジスト層を窓開けし、これをマスクとしてエツチ
ングを行なうことにより形成しているが、レジストの位
置合わせ余裕のため、ポリイミド層8のエツジをカバー
膜3のエツジ上に再現性良く形成することは困難である
第3図(alに示すようなエツジ形状を形成するための
工程断面図を第4図に示す。第4図に示すようにコンタ
クト窓内を含むカバー膜3上にポリイミドを塗布すると
、断差部の上側と下側の部分では、ポリイミドの膜厚が
例えばdl、 axのように異なってしまう。次いで、
レジスト層9をマスクとして前記ポリイミドをエツチン
グする際、膜K dtの部分を完全にエツチングしなけ
ればならないためエツチング時間が長くなり、レジスト
層9の下の領域へのサイドエツチング量が増加してしま
う。
したがって第3図(a)のaの部分の長さが長くなり、
金バンプ5の大きさを微細化することが困難になカバー
膜3のうちCに示す部分は、ポリイミド層8から露出し
てしまっている。このように、カバー膜3に露出部分が
あると、リードを金バンプ5に熱圧着する時などバンプ
電極に熱的な変化があるとクランクを生じるおそれもあ
る。特に前記Cに示す部分はバリアメタル層4を介して
金バンプ5と接続しており、他の領域にくらベクランク
の発生が多い。
本発明は、バリアメタル層のカバレジ不良を改善し、バ
ンプ電極の微細化を可能とし、さらにカバー膜のクラン
クの発生を防止するポリイミド系樹脂層のエツジ形状の
製造方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点にかんがみ、本発明ではアルミパッド2上の
コンタクト窓内にポリイミド層のエツジを入れることに
より上記問題点を解決した。
すなわち、本発明は表面の所定領域に金属パッドが形成
された半導体基板上をカバー膜で被覆したのち、前記金
属パッドの所定領域上に第1のコンタクト窓を形成する
工程と、前記第1のコンタクト窓内を含む前記カバー膜
上にポリイミド樹脂層を形成したのち、前記第1のコン
タクト窓内に第2のコンタクト窓を形成する工程と、前
記第2のコンタクト窓内を含む前記ポリイミド系樹脂層
上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタ
ル層上の所定領域に金属バンプを形成する工程と、前記
金属バンプをマスクとして前記バリアメタル層をエツチ
ングする工程を含むことを特徴としている。
〔作 用〕
本発明によれば、ポリイミド層のエツチングは第1図(
b)に示すように膜厚d3である部分のみをエツチング
するので、従来のように膜厚dl+及びd!の両方をエ
ツチングする場合(第4図参照)にくらべてエツチング
の制御性が良くなる。また、d。
<d、であるのでサイドエツチング量も従来にくらべ小
さくなる。さらに、サイドエツチングされても、このサ
イドエツチングがコンタクト窓内にとどまる場合には、
バンプ電極の大きさがこのサイドエツチングにより影響
されることはなく、バンプ電極の微細化が容易となる。
また、アルミパッド上のコンタクト窓部は階段状になっ
ているためポリイミド層のコンタクト窓内におけるカバ
レジは改善される。
さらにカバー膜は、ポリイミド層に完全に包み込まれる
ので、バンプ電極に加わる熱ストレスによってカバー膜
にクランクが発生することを防止することができる。
〔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
図を示している。以下第1図を用いて本発明の実施例に
ついて説明する。
第1図(alに示すようにアルミパッド2を含む半導体
基板上に化学気相成長法等の方法によりPSG層10を
約0.7μm、次いで窒化シリコン層11を約0.3μ
mを形成する。窒化シリコン層11ははカバー膜の耐湿
性を向上させるために設けられている。次いでフォトリ
ソグラフィー技術によりアルミパッド2上を窓開けし、
第1のコンタクト窓を形成する。
次に第1図(blに示すように、全面にポリイミドを塗
布し、厚さおよそ1乃至2μmのポリイミド層8を形成
したのち、フォトグラフィー技術により、前記第1のコ
ンタクト窓内に第2のコンタクト窓を形成する。この工
程によりポリイミド層8はアルミパッド2上まで延在す
ることになる。尚、ポリイミド層8のエツチング方法と
しては、全面にレジストを塗布し、コンタクト窓部分を
窓開けしたのち30℃ヒドラジンにてポリイミドを除去
する方法、全面にポジレジストを塗布し、コンタクト窓
部分を露光したあと現像液にて露光した部分のレジスト
層を剥離すると同時にその直下のポリイミド層も同時に
除去してしまう方法等がある。
次に第1図(C)に示すように、前記ポリイミド層8を
ベータしたのちスパッタ法等の方法にて全面にバリアメ
タル層4を形成する。このバリアメタル層4は例えば2
層構造となっており、下層メタルとしては、チタン、チ
タンナイトライド・クロム、上層メタルとしてはパラジ
ウム、白金、金等の貴金属を用いる。下層メタルは主に
アルミバッド2とのちに形成する金バンプとの反応を防
止するため、また上層メタルは主に金バンプとの密着性
を良くするために設ける。次いで、バリアメタルN4上
に厚さおよそ15乃至30μmの厚いレジスト層6を形
成し、金バンプ形成領域を窓開けする。
次に、第1図<d)に示すように、バリアメタル層4を
めっき電極として電気めっきを行ない金バンプ5を厚さ
約25μm形成する。最後に、レジスト層6を剥離した
のち、前記金バンプ5をマスクとしてバリアメタル層4
をエツチングする。
尚、エツチング液としては、王水素及びフッ酸系の公知
のものを使用する。このような工程を経ることによりバ
ンプ電極を完成することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば(ポリイミド層のエツジをアルミバッド
上まで延在して設けるので、より微細なアメタル層4の
カバレジが改善される。さらに、カバー膜はポリイミド
層に完全に覆われるのでカバー膜のクランクの発生を防
止することができる。
【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製造工程断面図、第3図
は、従来のポリイミド系樹脂のエツジ形状を示すバンプ
電極断面図、 第4図は従来のポリイミド系樹脂のバターニング工程を
示す半導体素子断面図をそれぞれ示している。 また、1は半導体基板、2はアルミバッド、3はカバー
膜、4はバリアメタル層、5は金バンプ。 6及び9はレジスト層、7はコンタクト窓、8はポリイ
ミド層、10はPSG層、11はSIN層をそれぞれ示
している。 へ/ヤ棒斗縁 〆ゝ\l 、々(楢4明fL梗すクハ・ンアIへヒ&偶堅面り稈(
汀面旧]′X/、引1林板 イ疋庫2ハ゛シフリ5才旧。舎シ弘1工、f呈1饗へ鴬
 2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  半導体チップ上に形成するバンプ電極の製造方法にお
    いて、 表面の所定領域に金属パッドが形成された半導体基板上
    をカバー膜で被覆したのち、前記金属パッドの所定領域
    上に第1のコンタクト窓を形成する工程と、 前記第1のコンタクト窓内を含む前記カバー膜上にポリ
    イミド系樹脂層を形成したのち、前記第一のコンタクト
    窓内に第2のコンタクト窓を形成する工程と、 前記第2のコンタクト窓内を含む前記ポリイミド系樹脂
    層上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメ
    タル層上の所定領域に金属バンプを形成する工程と、 前記金属バンプをマスクとして前記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。
JP1311388A 1988-01-22 1988-01-22 半導体装置の製造方法 Pending JPH01187949A (ja)

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