JP2000357701A - 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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JP2000357701A
JP2000357701A JP17025899A JP17025899A JP2000357701A JP 2000357701 A JP2000357701 A JP 2000357701A JP 17025899 A JP17025899 A JP 17025899A JP 17025899 A JP17025899 A JP 17025899A JP 2000357701 A JP2000357701 A JP 2000357701A
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JP
Japan
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film
pad
semiconductor device
passivation film
insulating film
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JP17025899A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Obara
浩志 小原
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッシベーション膜にクラックの発生を抑制
することにより、TAB実装の信頼性を向上させた半導
体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、
絶縁膜11上にAl膜13を堆積する工程と、Al膜1
3上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジス
トパターンをマスクとしてAl膜13を異方性のウエッ
トエッチングすることにより、側壁にテーパー面を有す
るAlパッド13を形成する工程と、前記Alパッド1
3及び前記絶縁膜11上にパッシベーション膜15を形
成する工程と、前記パッシベーション膜17に、前記A
lパッド13上に位置する開口部を形成する工程と、前
記開口部内及び前記パッシベーション膜17上に金バン
プ25を形成する工程と、を具備するものである。尚、
前記テーパー面と前記絶縁膜11表面とにより形成され
る角度が、85°以下であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に係わり、特に、パッシベーション膜にクラ
ックの発生を抑制することにより、特にTAB実装、加
えてCOG(CHIPON GLASS)及びCOF(CHIP ON FILM)実
装の信頼性を向上させた半導体装置及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来の半導体装置を示す断面図
である。
【0003】シリコン基板10上に絶縁膜11を形成し
た後、この絶縁膜11上にスパッタ法によりAl膜を堆
積する。次に、このAl膜上にフォトレジスト膜(図示
せず)を設け、このフォトレジスト膜をマスクとしてA
l膜を等方性エッチングする。これにより、絶縁膜11
上にはAlパッド31が形成され、このAlパッド31
の側壁面は絶縁膜11表面に対してほぼ垂直に形成され
る。また、Alパッド31は図示せぬ半導体素子に電気
的に接続されている。
【0004】この後、Alパッド31及び絶縁膜11の
上にパッシベーション膜17を形成する。次に、このパ
ッシベーション膜17に、Alパッド31の上に位置す
る開口部を形成する。この後、この開口部内及びパッシ
ベーション膜17上にTiW又はTiからなるバリアメ
タル層19を形成し、このバリアメタル層19の上にA
u又はPtからなるメッキ用金属層21を形成する。次
に、このメッキ用金属層21の上に、金属メッキ法によ
りAuからなる金属メッキバンプ25を形成する。
【0005】この後、上記半導体装置にTAB(Tape Au
tomated Bonding)実装を行う。すなわわち、テープ上に
形成したCu薄膜パターンにSnメッキしたリード(図
示せず)を金バンプ25上に置き、リードと金バンプ2
5を450〜500℃に加熱し、リード単位面積当り
0.1〜0.001g/μmの荷重をかけて加圧圧着
する。これにより、AuとSnを共晶化させてTAB実
装を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記TAB実装の際、
Alパッド31の周辺及び開口部近傍のパッシベーショ
ン膜17に応力が集中する。この時、このAlパッド3
1の側壁面は、前述したように絶縁膜11表面に対して
ほぼ垂直に形成されているため、特にAlパッド31の
側壁の角の辺りに応力が集中することとなる。これによ
り、その応力が集中した部分にクラックが発生すること
がある。その結果、そのクラックから水分が入ること等
によって半導体装置の不良等が生じる。従って、このよ
うなクラックが発生すると実装信頼性が低下してしま
う。
【0007】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、パッシベーション膜への
クラックの発生を抑制することにより、半導体チップの
実装信頼性を向上させた半導体装置及びその製造方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置は、絶縁膜上に形成され
た、側壁にテーパー面を有するパッドと、前記パッド上
に形成されたパッシベーション膜と、前記パッシベーシ
ョン膜に形成された、前記パッド上に位置する開口部
と、前記開口部内及び前記パッシベーション膜上に形成
されたバンプと、を具備することを特徴とする。
【0009】上記半導体装置では、パッドの側壁にテー
パー面を設けているため、この半導体装置をTAB実装
する際、パッシベーション膜にかかる圧力をパッドの外
周のテーパー面で受けることにより、パッシベーション
膜への応力集中を緩和できる。この結果、パッシベーシ
ョン膜にクラックが発生することを抑制できる。従っ
て、半導体チップの実装信頼性を向上させることができ
る。
【0010】また、本発明に係る半導体装置において
は、前記テーパー面と前記絶縁膜表面とにより形成され
る角度が、85°以下であることが好ましく、より好ま
しくは30°〜70°であり、さらに好ましくは45°
〜70℃である。また、前記パッドは、異方性のウエッ
トエッチングにより形成されることが好ましい。
【0011】本発明に係る半導体装置の製造方法は、絶
縁膜上に導電膜を堆積する工程と、前記導電膜上にレジ
ストパターンを形成する工程と、前記レジストパターン
をマスクとして前記導電膜を異方性のウエットエッチン
グすることにより、側壁にテーパー面を有するパッドを
形成する工程と、前記パッド及び前記絶縁膜上にパッシ
ベーション膜を形成する工程と、前記パッシベーション
膜に、前記パッド上に位置する開口部を形成する工程
と、前記開口部内及び前記パッシベーション膜上にバン
プを形成する工程と、を具備することを特徴とする。
【0012】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
においては、前記テーパー面と前記絶縁膜表面とにより
形成される角度が、85°以下であることが好ましく、
より好ましくは30°〜70°であり、さらに好ましく
は45°〜70℃である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。
【0014】図1〜図7は、本発明の実施の形態による
半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【0015】まず、図1に示すように、シリコン基板1
0上にSiOからなる絶縁膜11を形成する。次に、
この絶縁膜11上にスパッタ法により厚さ1.5μm程
度のAl膜(例えばAl−Si−Cu又はAl−Si)
13を堆積する。この後、このAl膜13上にフォトレ
ジストを塗布し、このフォトレジストを露光、現像する
ことにより、Al膜13上にレジストパターン15を設
ける。
【0016】次に、図2に示すように、レジストパター
ン15をマスクとしてAl膜13に例えばリン酸と硝酸
と酢酸と水の混合液を用いてウエットによる異方性エッ
チングを行う。これにより、絶縁膜11上にはAlパッ
ド13が形成され、このAlパッド13の外周側壁には
角度θのテーパーが設けられる。角度θは、85°以下
であれば良いが、30°〜70°が好ましく、より好ま
しくは45°〜70°である。また、上記ウエットによ
る異方性エッチングの方法としては、シャワー状のエッ
チング液をAl膜にかけることにより行う方法が特に好
ましく、またパドルエッチング方式であっても良い。
【0017】この後、図3に示すように、前記レジスト
パターン15を剥離する。次に、Alパッド13及び絶
縁膜11の上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法
により厚さ1.0μm程度のシリコン窒化膜17からな
るパッシベーション膜17を堆積する。この後、このパ
ッシベーション膜17上にフォトレジスト膜(図示せ
ず)を設け、このフォトレジスト膜をマスクとして該パ
ッシベーション膜17をエッチングする。これにより、
パッシベーション膜17には、Alパッド13上に位置
する開口部が形成される。
【0018】次に、この開口部内及びパッシベーション
膜17上に厚さ2000オングストローム程度のTiW
膜からなるバリアメタル層19をスパッタ法により堆積
し、その後連続してスパッタ法により厚さ2000オン
グストローム程度のAu膜からなるメッキ用金属層21
を堆積する。
【0019】この後、図4に示すように、メッキ用金属
層21上に、金バンプ21を形成する領域を開口した厚
さ30μmのフォトレジスト膜23を設ける。次に、図
示せぬメッキ用給電部を用いてフォトレジスト膜23の
開口部にメッキ法によってAuを析出、成長させる。こ
れにより、図5に示すように、Alパッド13の上には
バリアメタル層19及びメッキ用金属層21を介して高
さ17μm程度の金属メッキバンプ25が形成される。
【0020】この後、図6に示すように、前記フォトレ
ジスト膜23を剥離する。次に、図7に示すように、金
属メッキバンプ25をマスクとしてヨウ化カリウムとヨ
ウ素の混合液を用いて前記メッキ用金属層21をエッチ
ングする。続いて、金属メッキバンプ25をマスクとし
て過酸化水素水と水の混合液を用いて前記バリアメタル
層19をエッチングする。このようにして半導体装置が
形成される。
【0021】次に、この半導体装置にTAB実装を行う
(図示せず)。
【0022】すなわち、テープ上に形成したCu薄膜パ
ターンにSnメッキした厚さ22μm程度のリードを金
メッキバンプ25上に置き、リードとバンプを450〜
500℃に加熱し、リード単位面積当り0.1〜0.0
01g/μmの荷重をかけて加圧圧着する。この際の
つぶし量は7μm程度が好ましい。この圧着により、A
uとSnの共晶化を行い、リードと金メッキバンプ25
を電気的に接続し、TAB実装を行う。
【0023】上記実施の形態によれば、レジストパター
ン15をマスクとして、図2に示すようにAl膜13を
異方性エッチングすることにより、Alパッド13の外
周側壁にテーパーを設けている。このため、この半導体
装置をTAB実装する際、クラックの最も発生し易いA
lパッド13の外周近傍のパッシベーション膜17への
応力集中を緩和できる。つまり、TAB実装の際にパッ
シベーション膜17にかかる圧力をAlパッド13の外
周のテーパー面で受けることにより、パッシベーション
膜17への応力集中を緩和できる。この結果、パッシベ
ーション膜17にクラックが発生することを抑制でき
る。従って、TAB実装の信頼性を向上させることがで
きる。
【0024】また、本実施の形態では、従来の半導体装
置と同じプロセスで、パッシベーション膜17へのクラ
ックの発生を抑制することができ、TAB実装の信頼性
を向上させることができる。
【0025】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
本実施の形態では、パッド13の材料にAlを用いてい
るが、パッドの材質に他の導電性材料を用いることも可
能である。
【0026】また、本実施の形態では、バンプ25の材
料に金を用いているが、バンプの材料に他の導電性材料
を用いることも可能である。
【0027】また、本実施の形態では、図2に示す工程
でAl膜13を1回のエッチングによりAlパッド13
を形成しているが、2回のエッチングによりAlパッド
を形成することも可能である。
【0028】すなわち、例えば2μm以上の幅の広いA
l配線とAlパッドを同一のAl膜により形成する場合
は、上記実施の形態のように1回の異方性エッチングに
より形成することが好ましい。但し、この場合は、Al
配線の側壁にもテーパー面が形成されることとなるが、
幅の広いAl配線であるから問題はない。
【0029】一方、例えば2μm以下の幅の狭いAl配
線とAlパッドを形成する場合は、Al膜上に第1のフ
ォトレジスト膜を設け、第1のフォトレジスト膜をマス
クとして等方性エッチングにより、下地に対して垂直な
側壁面を有する幅の狭いAl配線を形成し、第1のフォ
トレジスト膜を剥離した後、Al配線の全面を覆う第2
のフォトレジスト膜を設け、第2のフォトレジスト膜を
マスクとして異方性エッチングにより、テーパー面を有
するAlパッドを形成するという2回のエッチングによ
りAlパッドを形成する方法を用いることが好ましい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ッドの側壁にテーパー面を設けている。したがって、パ
ッシベーション膜にクラックの発生を抑制することによ
り、半導体チップの実装信頼性を向上させた半導体装置
及びその製造方法を提供することができる。
【0031】尚、本発明の効果は、異方性導電接着剤を
使用するCOGやTABと同じく、リードを使い、接合
するタイプのCOFや異方性導電接着剤を介して接合す
るタイプのCOFに対しても圧着時の圧力緩和に効果を
発揮する事は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図1の次の工程を示す断面図であ
る。
【図3】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図2の次の工程を示す断面図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図3の次の工程を示す断面図であ
る。
【図5】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図4の次の工程を示す断面図であ
る。
【図6】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図5の次の工程を示す断面図であ
る。
【図7】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図6の次の工程を示す断面図であ
る。
【図8】従来の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
10 シリコン基板 11 絶縁膜 13 Al膜(例えばAl−Si−Cu又はAl−S
i) 15 レジストパターン 17 パッシベ
ーション膜 19 バリアメタル層 21 メッキ用
金属層 23 フォトレジスト膜 25 金属メッ
キバンプ 31 Alパッド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁膜上に形成された、側壁にテーパー
    面を有するパッドと、 前記パッド上に形成されたパッシベーション膜と、 前記パッシベーション膜に形成された、前記パッド上に
    位置する開口部と、 前記開口部内及び前記パッシベーション膜上に形成され
    たバンプと、 を具備することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記テーパー面と前記絶縁膜表面とによ
    り形成される角度が、85°以下であることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記パッドは、異方性のウエットエッチ
    ングにより形成されることを特徴とする請求項1又は2
    記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 絶縁膜上に導電膜を堆積する工程と、 前記導電膜上にレジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記導電膜を異方
    性のウエットエッチングすることにより、側壁にテーパ
    ー面を有するパッドを形成する工程と、 前記パッド及び前記絶縁膜上にパッシベーション膜を形
    成する工程と、 前記パッシベーション膜に、前記パッド上に位置する開
    口部を形成する工程と、 前記開口部内及び前記パッシベーション膜上にバンプを
    形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記テーパー面と前記絶縁膜表面とによ
    り形成される角度が、85°以下であることを特徴とす
    る請求項4記載の半導体装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113020A (ja) * 2007-12-10 2008-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
CN100428433C (zh) * 2005-06-23 2008-10-22 矽创电子股份有限公司 电性连接垫的结构
JP2012243984A (ja) * 2011-05-20 2012-12-10 Fujikura Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法

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