JP2000012589A - バンプ電極形成方法 - Google Patents

バンプ電極形成方法

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JP2000012589A
JP2000012589A JP10171590A JP17159098A JP2000012589A JP 2000012589 A JP2000012589 A JP 2000012589A JP 10171590 A JP10171590 A JP 10171590A JP 17159098 A JP17159098 A JP 17159098A JP 2000012589 A JP2000012589 A JP 2000012589A
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layer
bump electrode
opening
insulating layer
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Hideshi Takatani
秀史 高谷
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    • 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
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    • H01L2224/11Manufacturing methods

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプ電極の剥がれを防ぎ、かつバンプ電極
の高さを揃えること。 【解決手段】 下地電極12aを形成し、該下地電極1
2aを被う第1絶縁層13を形成し、該第1絶縁層13
を被うように、該第1絶縁層13よりエッチング速度の
遅い第2絶縁層14を形成し、該第2絶縁層14を被う
フォトレジスト層を形成し、該フォトレジスト層に開口
部を設け、該フォトレジスト層をマスクとして該開口部
から前記第1及び第2絶縁層13、14をエッチングし
て前記下地電極12aを露出させ、前記フォトレジスト
層を除去した後、前記下地電極12aを被い前記第1及
び第2絶縁層13、14の外にまではみ出すようにバン
プ電極17を形成することを特徴とするバンプ電極形成
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体装置等に
使用するバンプ電極形成方法に関し、特に、バンプ電極
の剥がれを防ぎ、かつバンプ電極の高さを揃えることが
できる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置のバンプ電極形成方法の例と
して特開昭53−80161号公報に示すものがある。
特開昭53−80161号公報においては、各バンプ電
極を形成する下地となる各パッド電極を電気的に接続し
て各パッド電極の電位を等しくした状態でメッキにより
各バンプ電極を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにし
ても、各バンプ電極の頭部の高さの不均一が生ずる。特
に、図16に示すように、バンプ電極の周囲の高さが高
くなる傾向にある。図16において、シリコン基板71
上にアルミニウム電極72が形成され、酸化シリコン層
74及び窒化シリコン層75がアルミニウム電極72上
に順次積層形成されている。酸化シリコン層74の開口
部74aと窒化シリコン層75の開口部75aが同じ形
状に形成されている。下地電極73が酸化シリコン層7
4の開口部74aにてアルミニウム電極72上に形成さ
れ、バンプ電極76が下地電極73上にメッキにより形
成されている。この場合、バンプ電極76の頭部76a
の周囲76b,76cのメッキ速度が頭部76aの中央
部76dのメッキ速度より速いので、バンプ電極76の
頭部76aの周囲76b,76cの高さが頭部76aの
中央部76dの高さより高くなる。
【0004】更に、図17に示す場合がある。図17に
おいて、シリコン基板81上にアルミニウム電極82が
形成され、酸化シリコン層84及び窒化シリコン層85
がアルミニウム電極82上に順次積層形成されている。
酸化シリコン層84の開口部84aと窒化シリコン層8
5の開口部85aが同じ形状に形成されている。下地電
極83が酸化シリコン層84の開口部84aにてアルミ
ニウム電極82上に形成され、バンプ電極86が下地電
極83上にメッキにより形成されている。この場合、バ
ンプ電極86の頭部86aの周囲86b、86cのうち
ウェハーの外周側に位置する部分86bのメッキ速度が
ウェハーの中央部側に位置する部分86cのメッキ速度
より速くなるので、バンプ電極86の頭部86aの周囲
86b、86cのうちウェハーの外周側に位置する部分
86bの高さがウェハーの中央部側に位置する部分86
cの高さより高くなる。
【0005】更に、バンプ電極76,86の剥がれが問
題になった。特に、アルミニウム電極72、82とその
上に形成された下地電極73、83との間の剥がれが発
生し易いという問題があった。したがって、本願発明の
目的は、上述の従来例の欠点をなくし、剥がれにくく、
かつ、高さを均一にすることができるバンプ電極形成方
法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の構成は、下地電極を形成し、該下地電極
を被う第1絶縁層を形成し、該第1絶縁層を被うよう
に、該第1絶縁層よりエッチング速度の遅い第2絶縁層
を形成し、該第2絶縁層を被うフォトレジスト層を形成
し、該フォトレジスト層に開口部を設け、該フォトレジ
スト層をマスクとして該開口部から前記第1及び第2絶
縁層をエッチングして前記下地電極を露出させ、前記フ
ォトレジスト層を除去した後、前記下地電極を被い前記
第1及び第2絶縁層の外にまではみ出すようにバンプ電
極を形成することを特徴とするバンプ電極形成方法であ
る。
【0007】上記発明の構成により、下地電極を形成
し、該下地電極を被う第1絶縁層を形成し、該第1絶縁
層を被うように、該第1絶縁層よりエッチング速度の遅
い第2絶縁層を形成し、該第2絶縁層を被うフォトレジ
スト層を形成し、該フォトレジスト層に開口部を設け、
該フォトレジスト層をマスクとして該開口部から前記第
1及び第2絶縁層をエッチングして前記下地電極を露出
させるので、該エッチングによる前記第1絶縁層の開口
部が前記第2絶縁層の開口部より広くなる。このため、
前記第2絶縁層の開口部の縁が前記第1絶縁層の開口部
の上に張り出した状態になる。
【0008】このため、前記フォトレジスト層を除去し
た後、前記下地電極を被い前記第1及び第2絶縁層の外
にまではみ出すようにバンプ電極を形成すると、該バン
プ電極の側面に前記第2絶縁層の開口部の縁が食い込ん
だ状態になるので、該バンプ電極の剥がれを防ぐことが
できるとともに、該バンプ電極をメッキにより形成した
場合には、該バンプ電極の周囲のメッキ速度と該バンプ
電極の中央部のメッキ速度がほぼ等しくなるため、該バ
ンプ電極の頭部を平坦にすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図1〜図10は該実施の形態に
係わる製造方法を順次説明している。図1はウェーハの
上面を示し、図2は図1の一部分を拡大して示してい
る。図1及び図2に示すように、ウェハー1の上面1a
の各チップ2にパッド電極3を形成し、該パッド電極3
に電気的接続をするための配線層4を縦横に形成し、該
配線層4に接続された配線層5をウェハー1の縁に形成
する。該配線層4,5はメッキにより後述するバンプ電
極を形成する場合の配線として使用される。なお、各チ
ップ2毎にダイシングして分離する工程において、配線
層4、5は除去される。
【0010】先ず、図3に示すように、シリコン基板1
1の上に金属蒸着層12を形成する。次に、図4に示す
ように、該金属蒸着層12をパターンニングして下地電
極12aを形成する。なお、下地電極12aは図1に示
すパッド電極3及び配線層4、5と同様の形状をしてい
る。また、下地電極12aは図示しないアルミニウム電
極上に形成してもよい(図11〜図13参照)。次に、
図5に示すように、下地電極12a及びシリコン基板1
1を被うように酸化シリコン(SiO2)層13をCV
Dにより形成する。次に、図6に示すように、酸化シリ
コン層13を被うように窒化シリコン(SiN)層14を
CVDにより形成する。
【0011】次に、図7に示すように、窒化シリコン層
14を被うように第1フォトレジスト層15を形成し、
該第1フォトレジスト層15に開口部15aを形成す
る。次に、図8に示すように、第1フォトレジスト層1
5をマスクとしてその開口部15aから窒化シリコン層
14及び酸化シリコン層13をバッファードフッ酸(B
HF)でウェットエッチングして下地電極12aを露出
させる。このとき、酸化シリコン層13のエッチング速
度が窒化シリコン層14のエッチング速度より速いの
で、該エッチングによる酸化シリコン層13の開口部1
3aが窒化シリコン層14の開口部14aより広くなる
ので、窒化シリコン層14の開口部14aの縁が酸化シ
リコン層13の開口部13aの上に張り出した状態にな
る。
【0012】次に、図9に示すように、第1フォトレジ
スト層15を除去した後、第2フォトレジスト層16を
窒化シリコン層14上に形成し、該第2フォトレジスト
層16に開口部16aを形成する。次に、図10に示す
ように、第2フォトレジスト層16をマスクとして、下
地電極12aを被い酸化シリコン層13及び窒化シリコ
ン層14の外にまではみ出すようにバンプ電極17をメ
ッキにより形成すると、該バンプ電極17の側面17b
に窒化シリコン層14の開口部14aの縁が食い込んだ
状態になるので、該バンプ電極17の下部及び下地電極
12aを前記開口部14aの縁で押えつけることができ
るため、該バンプ電極17の底面17a及び下地電極1
2aの剥がれを防ぐことができる。
【0013】更に、該バンプ電極17の側面17bに窒
化シリコン層14の開口部14aの縁が食い込んだ状態
になることにより、該バンプ電極17の周囲のメッキ速
度を遅らせて、該バンプ電極17の周囲のメッキ速度と
該バンプ電極17の中央部のメッキ速度をほぼ等しくす
ることができるため、該バンプ電極17の頭部17cを
平坦にすることができる。次に、図10に示すように、
第2フォトレジスト層16を除去する。
【0014】バンプ電極17の実際例は次のようにな
る。例えば(a)アルミニウム(Al)パッド電極上に
下地電極12a(チタン(Ti)層、ニッケル(Ni)
層、金(Au)層を順次積層したもの)を形成し、該下
地電極12a上にバンプ電極17としてAuメッキ層を
形成したもの、(b)Alパッド電極上に下地電極12
a(Ti層、Ni層(又は銅(Cu)層)を順次積層し
たもの)を形成し、該下地電極12a上にバンプ電極1
7として半田層を形成したものである。
【0015】図11、図12及び図13は、上記工程に
よって形成されるバンプ電極の例を模式的に示してい
る。図11では、アルミニウム電極21の上に酸化シリ
コン層23、窒化シリコン層24が順次形成され、酸化
シリコン層23層の開口部23aにてアルミニウム電極
21上に下地電極22が形成され、下地電極22上にバ
ンプ電極25が形成されている。この場合、窒化シリコ
ン層24の開口部24aの縁がバンプ電極25の側面2
5bに食い込んでいるので、バンプ電極25の剥がれを
防ぐとともに、バンプ電極25の頭部25aを平坦にし
ている。
【0016】図12では、アルミニウム電極31上に酸
化シリコン層33、窒化シリコン層34が順次形成さ
れ、酸化シリコン層33層の開口部33aにてアルミニ
ウム電極31上に下地電極32が形成され、下地電極3
2上にバンプ電極35が形成されている。この場合、窒
化シリコン層34の開口部34aの縁がバンプ電極35
の側面35bに食い込んでいるので、バンプ電極35の
剥がれを防ぐとともに、バンプ電極35の頭部35aを
平坦にしている。
【0017】なお、バンプ電極35の周囲メッキ速度が
バンプ電極35の中央部のメッキ速度より大きい程度が
図11の場合より著しいので、窒化シリコン層34の開
口部34aの縁がバンプ電極35の側面35bに食い込
む程度は、図11の窒化シリコン層24の開口部24a
の縁がバンプ電極25の側面25bに食い込む程度より
大きくなっている。なお、各部の大きさの一例を示す
と、酸化シリコン層33の厚さは約0.5ミクロン、窒化
シリコン層34の厚さは約0.3ミクロン、バンプ電極3
5の高さHは約30ミクロン、開口部34aの縁の食い込
み量Lは約10ミクロンである。なお、前記開口部34a
の縁の食い込み量Lは、バンプ電極35のサイズにより
異なる。
【0018】図13では、アルミニウム電極41上に酸
化シリコン層43、窒化シリコン層44が順次形成さ
れ、酸化シリコン層43層の開口部43aにてアルミニ
ウム電極41上に下地電極42が形成され、下地電極4
2上にバンプ電極45が形成されている。この場合、窒
化シリコン層44の開口部44aの縁がバンプ電極45
の側面45bに食い込んでいるので、バンプ電極45の
剥がれを防ぐとともに、バンプ電極45の頭部45aを
平坦にしている。なお、図12の場合よりもメッキ速度
がバンプ電極45の中央部と周辺で一層異なるので、窒
化シリコン層44の開口部44aの縁がバンプ電極45
の側面45bに食い込む程度は、図12の窒化シリコン
層34の開口部34aの縁がバンプ電極35の側面35
bに食い込む程度より大きくなっている。このように、
バンプ電極45の各部のメッキ速度の違いに応じて窒化
シリコン層44の開口部44aの縁がバンプ電極45の
側面45bに食い込む程度を調節する。
【0019】図14は上記実施の形態において発生しう
る問題点を示している。図14ではシリコン基板51上
に酸化シリコン層53、窒化シリコン層54が順次形成
され、酸化シリコン層53層の開口部53aにて下地電
極52が形成され、下地電極52上にバンプ電極55が
形成されている。この場合、窒化シリコン層54の開口
部54aの縁がバンプ電極55の側面55bに食い込ん
でいるので、バンプ電極55の剥がれを防ぐとともに、
バンプ電極55の頭部55aを平坦にしている。しか
し、この場合、酸化シリコン層53の開口部53aの縁
と窒化シリコン層54の開口部54a下面の間に空間5
6a,56bができる場合がある。
【0020】図15は図14に示すものの問題点を改善
するための構造を示している。図15において、シリコ
ン基板61上に酸化シリコン層63、窒化シリコン層6
4が順次形成され、酸化シリコン層63層の開口部63
aにて下地電極62が形成され、下地電極62上にバン
プ電極65が形成されている。この場合、窒化シリコン
層64の開口部64aの縁がバンプ電極65の側面65
bに食い込んでいるので、バンプ電極65の剥がれを防
ぐとともに、バンプ電極65の頭部65aを平坦にして
いる。更に、下地電極62の周囲(酸化シリコン層63
の開口部63aに接する部分)に突起部(厚い部分)6
2a、62bが形成されているので、図14における空
間56a,56bに相当するものが発生しない。
【0021】
【発明の効果】本願発明に係わるバンプ電極形成方法に
よれば、下地電極を形成し、該下地電極を被う第1絶縁
層を形成し、該第1絶縁層を被うように、該第1絶縁層
よりエッチング速度の遅い第2絶縁層を形成し、前記第
1及び第2絶縁層をエッチングして前記下地電極を露出
させるので、該エッチングによる前記第1絶縁層の開口
部が前記第2絶縁層の開口部より広くなる。このため、
前記第2絶縁層の開口部の縁が前記第1絶縁層の開口部
の上に張り出した状態になる。
【0022】このため、前記下地電極を被い前記第1及
び第2絶縁層の外にまではみ出すようにバンプ電極を形
成すると、該バンプ電極の側面に前記第2絶縁層の開口
部の縁が食い込んだ状態になるので、該バンプ電極の剥
がれを防ぐことができるとともに、該バンプ電極の頭部
を平坦にすることができる。このため、バンプ電極を組
み込んだ半導体装置の信頼性を著しく向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施の形態を示す平面図である。
【図2】図1に示すものの一部分拡大図である。
【図3】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図である。
【図4】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図であり、図3の続きである。
【図5】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図であり、図4の続きである。
【図6】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図であり、図5の続きである。
【図7】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図であり、図6の続きである。
【図8】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図であり、図7の続きである。
【図9】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断面
図であり、図8の続きである。
【図10】該実施の形態に係わる製造方法を説明する断
面図であり、図9の続きである。
【図11】上記実施の形態により形成したバンプ電極を
模式的に示す第1の例の断面図である。
【図12】上記実施の形態により形成したバンプ電極を
模式的に示す第2の例の断面図である。
【図13】上記実施の形態により形成したバンプ電極を
模式的に示す第3の例の断面図である。
【図14】上記実施の形態により形成したバンプ電極の
問題点を説明する断面図である。
【図15】上記図14で示した問題点を解決するバンプ
電極構造を示す断面図である。
【図16】従来例を説明する断面図である。
【図17】他の従来例を説明する断面図である。
【符号の説明】
12a 下地電極 13 酸化シリコン層 14 窒化シリコン層 15 第1フォトレジスト層 15a 第1フォトレジスト層の開口部 17 バンプ電極 22、32,42 下地電極 23、33,43 酸化シリコン層 24、34,44 窒化シリコン層 25、35,45 バンプ電極 52、62 下地電極 53、63 酸化シリコン層 54、54 窒化シリコン層 55、65 バンプ電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下地電極を形成し、 該下地電極を被う第1絶縁層を形成し、 該第1絶縁層を被うように、該第1絶縁層よりエッチン
    グ速度の遅い第2絶縁層を形成し、 該第2絶縁層を被うフォトレジスト層を形成し、 該フォトレジスト層に開口部を設け、該フォトレジスト
    層をマスクとして該開口部から前記第1及び第2絶縁層
    をエッチングして前記下地電極を露出させ、 前記フォトレジスト層を除去した後、前記下地電極を被
    い前記第1及び第2絶縁層の外にまではみ出すようにバ
    ンプ電極を形成することを特徴とするバンプ電極形成方
    法。
JP10171590A 1998-06-18 1998-06-18 バンプ電極形成方法 Pending JP2000012589A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152503A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Spansion Llc 半導体装置及びその製造方法
JP2013140982A (ja) * 2012-01-04 2013-07-18 Freescale Semiconductor Inc 半導体ウェハめっきブスおよびその形成方法
JP2015023249A (ja) * 2013-07-23 2015-02-02 株式会社デンソー 半導体装置
JP2017103376A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 ローム株式会社 半導体装置

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