JP2000357702A - 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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JP2000357702A
JP2000357702A JP11170259A JP17025999A JP2000357702A JP 2000357702 A JP2000357702 A JP 2000357702A JP 11170259 A JP11170259 A JP 11170259A JP 17025999 A JP17025999 A JP 17025999A JP 2000357702 A JP2000357702 A JP 2000357702A
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pad
passivation film
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semiconductor device
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JP11170259A
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English (en)
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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

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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は、絶縁膜11
上に形成されたAlパッド13と、前記パッド13上に
形成されたパッシベーション膜15と、前記パッシベー
ション膜15に形成された、前記パッド13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
15上に形成された金バンプ21であって、前記パッド
13の幅aより広い幅bを有する金バンプ21と、を具
備するものである。これにより、パッシベーション膜に
クラックの発生を抑制できる。

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)、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2は、従来の半導体装置を示す断面図
である。
【0003】この半導体装置は絶縁膜11を有し、この
絶縁膜11上にはAlパッド25が形成されている。こ
のAlパッド25は図示せぬ半導体素子に電気的に接続
されている。Alパッド25及び絶縁膜11の上にはパ
ッシベーション膜15が形成されている。
【0004】このパッシベーション膜15には、Alパ
ッド25の上に位置する開口部が形成されている。この
開口部内及びパッシベーション膜15上にはTiW又は
Tiからなるバリアメタル層17が形成されており、こ
のバリアメタル層17の上にはAu又はPtからなるメ
ッキ用金属層19が形成されている。このメッキ用金属
層19の上にはAuからなる金属メッキバンプ27が形
成されている。この金属メッキバンプ27の大きさは、
図2に示すようにAlパッド25のそれより小さく形成
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した半導体装置に
TAB(Tape Automated Bonding)実装を行う際は、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23を、金バンプ27上に加熱、加圧圧着することで
AuとSnの共晶化を行うことにより実装している。こ
の際、AuとSnの共晶化を確保するために、リード2
3と金バンプ27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
けて加圧圧着している。この圧着の際、前述したように
Alパッド25を金バンプ27より大きく形成している
ため、Alパッド25の周辺及び開口部近傍のパッシベ
ーション膜15に応力が集中し、それにより、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。
【0006】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
供することにある。
【0007】
【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
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であって、前記パッ
ドの幅より広い幅を有するバンプと、を具備することを
特徴とする。
【0008】上記半導体装置では、バンプの幅をパッド
の幅より広く形成しているため、バンプ上にリードをT
AB実装する際、バンプの実効面積が増えることで、T
AB実装時に、パッシベーション膜にかかる応力をバン
プの下部全体に逃がし、パッシベーション膜にかかる面
積当たりの荷重を少なくできる。この結果、パッドの周
辺及び開口部近傍のパッシベーション膜への応力集中を
抑制でき、それにより、パッドの周辺及び開口部近傍の
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。
【0009】また、本発明に係る半導体装置において
は、前記バンプの幅とパッドの幅の差が2μm以上であ
ることが好ましく、より好ましくは5μm以上である。
【0010】本発明に係る半導体装置の製造方法は、絶
縁膜上に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、前記パッドの幅より広い幅を有するバンプ
を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
【0011】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
においては、前記バンプの幅とパッドの幅の差が2μm
以上であることが好ましく、より好ましくは5μm以上
である。
【0012】
【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。
【0013】図1は、本発明の実施の形態による半導体
装置を示す断面図である。
【0014】この半導体装置は絶縁膜11を有し、この
絶縁膜11上にはAlパッド13が形成されている。こ
のAlパッド13は、回路の入出力及び電源電圧を供給
するためのものである。Alパッド13及び絶縁膜11
の上にはパッシベーション膜15が形成されている。
【0015】このパッシベーション膜15には、Alパ
ッド25上に位置する開口部が形成されている。この開
口部内及びパッシベーション膜15上にはTiW又はT
iからなるバリアメタル層17が形成されており、この
バリアメタル層17の上にはAu又はPtからなるメッ
キ用金属層19が形成されている。このメッキ用金属層
19の上にはAuからなる金属メッキバンプ21が形成
されている。
【0016】この金属メッキバンプ21の大きさは、図
1に示すようにAlパッド13のそれより大きく形成さ
れている。これにより、Alパッド13全体が金属メッ
キバンプ21によって覆われている。つまり、Alパッ
ド13の上面全体が金属メッキバンプ21の下面によっ
て覆われる程度に、金属メッキバンプ21をAlパッド
13より大きく形成している。言い換えると、Alパッ
ド13の幅aは少なくとも金属メッキバンプ21の幅b
より小さく形成されている。具体的には、(b−a)/
2が1μm以上であることが好ましく、さらに好ましく
は2.5μm以上である。
【0017】上記実施の形態による半導体装置によれ
ば、金属メッキバンプ21をAlパッド13より大きく
形成しているため、金バンプ21上にSnメッキしたリ
ード23を後述するような条件で加熱、加圧圧着してT
AB実装を行う際、金バンプ21自体でリード23から
の圧力を分散できる。つまり、金バンプ21の実効面積
が増えることで、TAB実装時に、パッシベーション膜
15にかかる応力を金バンプ21の下部全体に逃がし、
パッシベーション膜15にかかる面積当たりの荷重を従
来の半導体装置に比べて少なくできる。この結果、従来
の半導体装置に比べてAlパッド13の周辺及び開口部
近傍のパッシベーション膜15への応力集中を抑制でき
る。これにより、従来の半導体装置のようにAlパッド
の周辺及び開口部近傍のパッシベーション膜15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。
【0018】また、本実施の形態では、Alパッド13
の周辺及び開口部近傍のパッシベーション膜15にたと
えクラックが発生しても、金属メッキバンプ21をAl
パッド13より大きく形成しているため、そのクラック
から水分が入ることを抑制することができる。
【0019】次に、図1に示す半導体装置の製造方法に
ついて説明する。
【0020】図1に示すように、絶縁膜11上にスパッ
タ法により厚さ1.5μm程度のAl膜を堆積する。こ
の後、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Al膜をエ
ッチングする。これにより、絶縁膜11上にはAlパッ
ド13が形成される。
【0021】次に、この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程度のシリコン酸化膜を堆積する。これに
より、Alパッド13及び絶縁膜11上にはパッシベー
ション膜15が形成される。この後、このパッシベーシ
ョン膜15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15をエッチングする。これにより、パッシベーシ
ョン膜15には、Alパッド13上に位置する開口部が
形成される。
【0022】次に、この開口部内及びパッシベーション
膜15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17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19
を堆積する。
【0023】この後、メッキ用金属層19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(図示せず)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の開口部にAuを
析出、成長させることにより、Alパッド13の上に金
属メッキバンプ21を形成する。この後、フォトレジス
ト膜を除去する。
【0024】次に、金属メッキバンプ21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19をエッチングする。続いて、金属メッキバ
ンプ21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17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。
【0025】この後、この半導体装置にTAB実装を行
う。
【0026】すなわち、テープ上に形成したCu薄膜パ
ターンにSnメッキしたリード23を金バンプ21上に
置き、これらを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の共晶化を行
い、リード23と金バンプ21を電気的に接続し、TA
B実装を行う。
【0027】上記実施の形態による半導体装置の製造方
法によれば、従来の半導体装置と同じ工数で、パッシベ
ーション膜15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。
【0028】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。
【0029】また、本実施の形態では、バンプ21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。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ンプの幅をパッドの幅より広く形成している。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を示す断
面図である。
【図2】従来の半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
11 絶縁膜 13 Alパッ
ド 15 パッシベーション膜 17 バリアメ
タル層 19 メッキ用金属層 21 金属メッ
キバンプ 23 リード 25 Alパッ
ド 27 金属メッキバンプ a Alパッ
ドの幅 b 金属メッキバンプの幅

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁膜上に形成されたパッドと、 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
    たバンプであって、前記パッドの幅より広い幅を有する
    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】 前記バンプの幅とパッドの幅の差が2μ
    m以上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】 絶縁膜上に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、前記パ
    ッドの幅より広い幅を有する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。
  4. 【請求項4】 前記バンプの幅とパッドの幅の差が2μ
    m以上であることを特徴とする請求項3記載の半導体装
    置の製造方法。
JP11170259A 1999-06-16 1999-06-16 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JP2000357702A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7227262B2 (en) 2003-10-03 2007-06-05 Rohm Co., Ltd. Manufacturing method for semiconductor device and semiconductor device
JP2015097244A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 半導体集積回路

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