JPS63202943A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS63202943A JPS63202943A JP62036467A JP3646787A JPS63202943A JP S63202943 A JPS63202943 A JP S63202943A JP 62036467 A JP62036467 A JP 62036467A JP 3646787 A JP3646787 A JP 3646787A JP S63202943 A JPS63202943 A JP S63202943A
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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)
- Electrodes Of Semiconductors (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関する。
従来の半導体装置では、パッド電極上にパッシベーショ
ン膜の窓を介して形成した突起電極（以降バンプと称す
）は、第５図に示すような構造となっていた。
ン膜の窓を介して形成した突起電極（以降バンプと称す
）は、第５図に示すような構造となっていた。
この従来例は、半導体基板１上に絶縁膜２を介してＡｅ
を主成分とする厚さ１μｍ程度の所定のパターンの電極
３を形成し、電極３の周辺部を覆いかつ接続用開孔部を
有する厚さ０．５μｍ程度の絶縁膜４からなるパッシベ
ーション膜を形成し、バンプ７″と電極３との接着用及
び電極３のＡｆとバンプ金属である金との相互拡散を防
止する拡散防止用金属５及び６を順次形成し、更に、ホ
トリソグラフィ法と金などの電解メッキによりパン１７
″を形成した後パン１７″をマスクとして金属層５及び
６を除去する。このバンプの構造は、ホトリソグラフィ
法に用いるホトレジスト膜の厚さにもよるが、一般にマ
ツシュルーム形になる。しかし、このパン１７″の表面
の中央部は、絶縁膜４の膜厚分の段差により、周辺部よ
り凹み、しかもこの凹みは金のメッキなどのつきまわり
性から絶縁膜４の膜厚よりも大きくなるのが普通である
。
を主成分とする厚さ１μｍ程度の所定のパターンの電極
３を形成し、電極３の周辺部を覆いかつ接続用開孔部を
有する厚さ０．５μｍ程度の絶縁膜４からなるパッシベ
ーション膜を形成し、バンプ７″と電極３との接着用及
び電極３のＡｆとバンプ金属である金との相互拡散を防
止する拡散防止用金属５及び６を順次形成し、更に、ホ
トリソグラフィ法と金などの電解メッキによりパン１７
″を形成した後パン１７″をマスクとして金属層５及び
６を除去する。このバンプの構造は、ホトリソグラフィ
法に用いるホトレジスト膜の厚さにもよるが、一般にマ
ツシュルーム形になる。しかし、このパン１７″の表面
の中央部は、絶縁膜４の膜厚分の段差により、周辺部よ
り凹み、しかもこの凹みは金のメッキなどのつきまわり
性から絶縁膜４の膜厚よりも大きくなるのが普通である
。
ここで、接着用及び拡散防止用金属層５及び６は、各層
の厚さが１０００人程度のＴｉ−Ｐｄ層等の二層の他、
Ｃｒ−Ｃｕ−Ａｕ層のような三層のものでも良い。
の厚さが１０００人程度のＴｉ−Ｐｄ層等の二層の他、
Ｃｒ−Ｃｕ−Ａｕ層のような三層のものでも良い。
上述した従来の半導体装置では、バンプ表面の中央部が
凹んでいるので、例えばＴＡＢ用方式の一括ボンディン
グ（以降ギヤングボンディングと称す）でリードを接続
しようとすると、ボンデイクの際の圧力と熱によりパン
１７″のリード１０との接続部分が変形し、第６図のよ
うにつぶれ、しかもバンプ周辺部の高い部分に最もスト
レスが加わると共に一番変形が大きくなり、その下の部
分から発生するクラック等により半導体装置の品質・信
頼性を著しく低下させるという欠点を有していた。
凹んでいるので、例えばＴＡＢ用方式の一括ボンディン
グ（以降ギヤングボンディングと称す）でリードを接続
しようとすると、ボンデイクの際の圧力と熱によりパン
１７″のリード１０との接続部分が変形し、第６図のよ
うにつぶれ、しかもバンプ周辺部の高い部分に最もスト
レスが加わると共に一番変形が大きくなり、その下の部
分から発生するクラック等により半導体装置の品質・信
頼性を著しく低下させるという欠点を有していた。
又、これを防止するために従来、バンプを絶縁膜の段差
の内側に形成するという方法が考えられたが、バンプを
マスクとした接着用及び拡散防止用金属層をエツチング
するときにその下の電極３の表面が露出してエツチング
液によりおかれることがあるため、そのままでは問題が
多く、それを解決しようとするとホトリソグラフィ工程
を追加する等により製造工程が非常に長くなり生産効率
が甚しく低下するという欠点があった。
の内側に形成するという方法が考えられたが、バンプを
マスクとした接着用及び拡散防止用金属層をエツチング
するときにその下の電極３の表面が露出してエツチング
液によりおかれることがあるため、そのままでは問題が
多く、それを解決しようとするとホトリソグラフィ工程
を追加する等により製造工程が非常に長くなり生産効率
が甚しく低下するという欠点があった。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板表面に第
１の絶縁膜を介して所定のパターンの第１の導体層を形
成する工程、該第１の導体層上に第２の絶縁膜を形成す
る工程、該第２の絶縁膜の前記第１の導体層上の部分を
開孔して接続用の窓を形成する工程、該窓を覆う接着用
及び拡散防止用を含む少くとも二層の第２の導体層を形
成する工程及び表面活性剤を少くとも含むメッキ液によ
り前記第２の導体層上に突起電極を形成する工程を含み
、表面が平坦な前記突起電極を形成して成る。
１の絶縁膜を介して所定のパターンの第１の導体層を形
成する工程、該第１の導体層上に第２の絶縁膜を形成す
る工程、該第２の絶縁膜の前記第１の導体層上の部分を
開孔して接続用の窓を形成する工程、該窓を覆う接着用
及び拡散防止用を含む少くとも二層の第２の導体層を形
成する工程及び表面活性剤を少くとも含むメッキ液によ
り前記第２の導体層上に突起電極を形成する工程を含み
、表面が平坦な前記突起電極を形成して成る。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の半導体装置の第１の実施例を説明する
ための半導体チップの断面図である。
ための半導体チップの断面図である。
この実施例による半導体装置は、半導体基板１上に絶縁
膜２を介して例えばＡｅからなる所定のパターンの電極
３を形成し、電極３を覆うパッシベーション用の絶縁膜
４を形成した後この電極３上部に接続用の開孔部を設け
、電極３の露出面を覆う少なくとも二層の接着用及び拡
散防止用金属層５及び６を形成し、更にホトリソグラフ
ィ法と少くとも表面活性剤を添加したメッキ液と交流な
いしはパルス波形の印加電流とによって表面が平坦なバ
ンプ７を形成し、最後にボンディングを良好にるための
金属層８をバンプ７の露出面に形成した後バンプ７をマ
スクとしてホトリソグラフィ法で用いたホトレジスト膜
とその下の金属層５及び６を除去して形成している。
膜２を介して例えばＡｅからなる所定のパターンの電極
３を形成し、電極３を覆うパッシベーション用の絶縁膜
４を形成した後この電極３上部に接続用の開孔部を設け
、電極３の露出面を覆う少なくとも二層の接着用及び拡
散防止用金属層５及び６を形成し、更にホトリソグラフ
ィ法と少くとも表面活性剤を添加したメッキ液と交流な
いしはパルス波形の印加電流とによって表面が平坦なバ
ンプ７を形成し、最後にボンディングを良好にるための
金属層８をバンプ７の露出面に形成した後バンプ７をマ
スクとしてホトリソグラフィ法で用いたホトレジスト膜
とその下の金属層５及び６を除去して形成している。
ここで、バンプ７の表面に金属層８形成したのは、表面
活性剤を添加したメッキ液と交流又はパルス波形の印加
電流とによって形成したバンプ７は表面が滑らかで光沢
がありしかも硬度が高く直接ボンディングしにくいので
、ボンディングが良好に出来るようにしたためである。
活性剤を添加したメッキ液と交流又はパルス波形の印加
電流とによって形成したバンプ７は表面が滑らかで光沢
がありしかも硬度が高く直接ボンディングしにくいので
、ボンディングが良好に出来るようにしたためである。
第２図は本発明の半導体装置の第２の実施例を説明する
ための半導体チップの断面図である。
ための半導体チップの断面図である。
この実施例による半導体装置は、第１図の半導体装置と
同様に半導体基板１上に順次、絶縁膜２、電極３及びパ
ッシベーション用の絶縁膜４を形成し、接着用及び拡散
防止用金属層５′及び６′を形成し、更に第１の実施例
と同様の方法により表面の平坦なバンプ７′を形成し、
パン１７′表面にボディングを良好にする金属層８ａ’
及び８ｂ’を順次形成した後パン１７′をマスクとして
金属層５′及び６′の所定の部分以外を除去して、形成
する。
同様に半導体基板１上に順次、絶縁膜２、電極３及びパ
ッシベーション用の絶縁膜４を形成し、接着用及び拡散
防止用金属層５′及び６′を形成し、更に第１の実施例
と同様の方法により表面の平坦なバンプ７′を形成し、
パン１７′表面にボディングを良好にする金属層８ａ’
及び８ｂ’を順次形成した後パン１７′をマスクとして
金属層５′及び６′の所定の部分以外を除去して、形成
する。
ここで、パン１７′表面の金属層を８ａ’及び８ｂ’を
二層にしているのは、ボンディングの時の熱処理等によ
って金属層８ｂ’とパン７７′とが相互拡散するのを防
止するためである。
二層にしているのは、ボンディングの時の熱処理等によ
って金属層８ｂ’とパン７７′とが相互拡散するのを防
止するためである。
第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の半導体装置の製造方法
の一実施例を説明するための工程順に示した半導体チッ
プの断面図である。
の一実施例を説明するための工程順に示した半導体チッ
プの断面図である。
この実施例では、先ず、第３図（ａ）に示すように、半
導体基板１表面上に絶縁膜２を介して所定のパターンの
例えばＡ！からなる電極３を形成し、パッシベーション
用の絶縁膜４を形成してこれに接続用の開孔部を設けた
後例えばＣｒ−Ｃｕ又はＴ ｉ −Ｐ ｄ等からなる接
着用及び拡散防止用金属層５及び６を１０００〜２００
０人の厚さに形成する。ここで、金属層５及び６は、必
ずしも、二層に限るものではなく、接着用及び拡散防止
用の金属層を含んでいれば、二層以上になっても良い。
導体基板１表面上に絶縁膜２を介して所定のパターンの
例えばＡ！からなる電極３を形成し、パッシベーション
用の絶縁膜４を形成してこれに接続用の開孔部を設けた
後例えばＣｒ−Ｃｕ又はＴ ｉ −Ｐ ｄ等からなる接
着用及び拡散防止用金属層５及び６を１０００〜２００
０人の厚さに形成する。ここで、金属層５及び６は、必
ずしも、二層に限るものではなく、接着用及び拡散防止
用の金属層を含んでいれば、二層以上になっても良い。
次に、第３図（ｂ）に示すよう、絶縁膜４の開孔部より
広い窓を有する所定のパターンのホトレジスト膜９を形
成する。
広い窓を有する所定のパターンのホトレジスト膜９を形
成する。
次に、第３図（Ｃ）に示すように、ホトレジスト膜９を
マスクとして少くとも表面活性剤を添加したメッキ液乃
至交流又はパルス波形の印加電流等によって表面が平坦
なバンプ７を２０μｍ程度の厚さで形成する。ここで、
メッキ液としては、例えば銅メッキの場合、基本的には
、通常の硫酸銅と硫酸とを含む銅メッキ液にポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレングリコール等の表面活
性剤及び２−メルカプトベンゾチマゾールー８−プロパ
ンスルホン酸などの硫黄含有化合物又は窒素含有化合物
などを添加したものを使用する。
マスクとして少くとも表面活性剤を添加したメッキ液乃
至交流又はパルス波形の印加電流等によって表面が平坦
なバンプ７を２０μｍ程度の厚さで形成する。ここで、
メッキ液としては、例えば銅メッキの場合、基本的には
、通常の硫酸銅と硫酸とを含む銅メッキ液にポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレングリコール等の表面活
性剤及び２−メルカプトベンゾチマゾールー８−プロパ
ンスルホン酸などの硫黄含有化合物又は窒素含有化合物
などを添加したものを使用する。
第４図はバンプ表面の段差ｔの表面活性剤の添加量に対
する依存性を示す特性図である。
する依存性を示す特性図である。
これは、電流密度を一定として行なったもので、表面活
性剤の添加量が１．０ｍＭ（ミリモル）程度で、バンプ
の表面がほぼ平坦になっている。
性剤の添加量が１．０ｍＭ（ミリモル）程度で、バンプ
の表面がほぼ平坦になっている。
最後に、バンプ７の表面にボンディングを良好にする１
μｍ程度の厚さの金属層８を形成した後バンブ７をマス
クとしてホトレジスト膜９．金属層６及び５を順次除去
すれば、本発明の半導体装置の第１の実施例ができる。
μｍ程度の厚さの金属層８を形成した後バンブ７をマス
クとしてホトレジスト膜９．金属層６及び５を順次除去
すれば、本発明の半導体装置の第１の実施例ができる。
従って、本発明では、例えばバンプ金属を光沢のある金
を２０μｍ程度、そして表面金属層を無光沢の硬度の低
い金というメッキ条件の異なる二層構造のものやバンプ
金属を銅とし、表面金属層をハンダまたは金とするよう
な構造ものが可能になる。
を２０μｍ程度、そして表面金属層を無光沢の硬度の低
い金というメッキ条件の異なる二層構造のものやバンプ
金属を銅とし、表面金属層をハンダまたは金とするよう
な構造ものが可能になる。
以上説明したように本発明は、表面の平坦なバンプを形
成することにより、表面段差による半導体チップのクラ
ック発生を防止して品質・信頼性を非常に改善すると共
にバンプとバンプ表面の金属層との光沢・硬度を変えた
りあるいは材料そのものを変えるなどしてボンディング
が良好に出来てしかもコストが安いバンプ等、目的に応
じた柔軟性のあるバンプ構造を実現できるという効果が
ある。
成することにより、表面段差による半導体チップのクラ
ック発生を防止して品質・信頼性を非常に改善すると共
にバンプとバンプ表面の金属層との光沢・硬度を変えた
りあるいは材料そのものを変えるなどしてボンディング
が良好に出来てしかもコストが安いバンプ等、目的に応
じた柔軟性のあるバンプ構造を実現できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の半導体装置の第１
及び第２の実施例を説明するための半導体チップの断面
図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の半導体装置の製造
方法の一実施例を説明するための工程順に示した半導体
チップの断面図、第４図はバンプ表面の段差上の表面活
性剤の添加量に対する依存性を示す特性図、第５図及び
第６図はそれぞれ従来の半導体装置の一例及びその使用
例を示す断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・絶縁膜、３・・・電極、
４・・・絶縁膜、５．５’ 、６．６’・・・金属層、
７．７’。 ７ ”−・・バンプ、８．８ａ’ 、８ｂ’−金属層、
９・・・ホトレジスト膜、１０・・・リード、１１・・
・クラック、ｔ・・・段差。 第３図
及び第２の実施例を説明するための半導体チップの断面
図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の半導体装置の製造
方法の一実施例を説明するための工程順に示した半導体
チップの断面図、第４図はバンプ表面の段差上の表面活
性剤の添加量に対する依存性を示す特性図、第５図及び
第６図はそれぞれ従来の半導体装置の一例及びその使用
例を示す断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・絶縁膜、３・・・電極、
４・・・絶縁膜、５．５’ 、６．６’・・・金属層、
７．７’。 ７ ”−・・バンプ、８．８ａ’ 、８ｂ’−金属層、
９・・・ホトレジスト膜、１０・・・リード、１１・・
・クラック、ｔ・・・段差。 第３図
Claims (1)
- 半導体基板表面に第１の絶縁膜を介して所定のパター
ンの第１の導体層を形成する工程、該第１の導体層上に
第２の絶縁膜を形成する工程、該第２の絶縁膜の前記第
１の導体層上の部分を開孔して接続用の窓を形成する工
程、該窓を覆う接着用及び拡散防止用を含む少くとも二
層の第２の導体層を形成する工程及び表面活性剤を少く
とも含むメッキ液により前記第２の導体層上に突起電極
を形成する工程を含み、表面が平坦な前記突起電極を形
成する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 |
|---|---|---|---|
| JP62036467A JPS63202943A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62036467A JPS63202943A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202943A true JPS63202943A (ja) | 1988-08-22 |
Family
ID=12470616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62036467A Pending JPS63202943A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63202943A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7735713B2 (en) * | 2005-12-21 | 2010-06-15 | Tdk Corporation | Method for mounting chip component and circuit board |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195847A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-07 | Matsushita Electronics Corp | バンプ構造電極の形成方法 |
| JPS6081893A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-09 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 不導体基板表面上に選択的に銅を無電解メツキする方法 |
| JPS61217580A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-27 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 化学銅めつき液及び化学銅めつき方法 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62036467A patent/JPS63202943A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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