JP2003297868A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method therefor

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JP2003297868A
JP2003297868A JP2002103310A JP2002103310A JP2003297868A JP 2003297868 A JP2003297868 A JP 2003297868A JP 2002103310 A JP2002103310 A JP 2002103310A JP 2002103310 A JP2002103310 A JP 2002103310A JP 2003297868 A JP2003297868 A JP 2003297868A
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film
bump electrode
wiring
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substrate
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Hideo Arima
英夫 有馬
Kenichi Yamamoto
健一 山本
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Hitachi Ltd
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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
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    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the connection of a semiconductor chip having a bump electrode and a mounting board. <P>SOLUTION: A passivation film 21 and a polyimide resin film 22 for which a pad area PAD on top layer wiring M composed of Al formed above a semiconductor substrate 1 is opened are formed. A resist film R having an opening OA smaller than the pad area PAD is formed at the upper part of the polyimide resin film 22 including the PAD area PAD and an Ni film B1 whose film thickness is ≥3 μm is formed by electroless plating inside the opening OA. Further, an Au film B2 is formed by electroless plating, then the resist film R is removed, heat treatment is performed, and thus the bump electrode composed of the Ni film B1 and the Au film B2 is formed. In such a manner, since the bump electrode is formed thin and high, connection reliability at connecting the mounting board or the like via the bump electrode is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造技術に関し、特に、バンプ電極を有する半導体
装置およびその製造方法に適用して有効な技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly, to a semiconductor device having a bump electrode and a technique effectively applied to a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC(Integrated Circuit)チップの表
面のボンディングパッド部とパッケージのリードとを金
細線などで電気的に接続するワイヤーボンディング(wi
re bonding)に比べ、小型・薄型化を実現できるパッケ
ージとしてワイヤレスボンディングが実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art Wire bonding (wi) for electrically connecting a bonding pad portion on the surface of an IC (Integrated Circuit) chip and a package lead with a gold wire or the like.
Wireless bonding has been put into practical use as a package that can be made smaller and thinner than rebonding).

【0003】このワイヤレスボンディングとは、ICチ
ップをプリント基板などに実装する際、金細線等のボン
ディングワイヤーを使わず、チップの(ボンディング)
パッド部に形成した突起(バンプ)を接続する実装形態
をいう。
In this wireless bonding, when an IC chip is mounted on a printed board or the like, a bonding wire such as a gold wire is not used, and the chip is bonded (bonding).
This is a mounting mode in which the protrusions (bumps) formed on the pad portion are connected.

【0004】なかでもCSP(チップサイズパッケー
ジ)は、半導体チップのサイズと同等または、わずかに
大きいパッケージの総称であり、1)多ピン化が容易に
なる、2)バンプ電極同士のスペースを広く取れる等の
利点がある。
Among them, CSP (chip size package) is a general term for packages that are the same size as or slightly larger than the size of a semiconductor chip, and 1) facilitates a large number of pins, and 2) allows a wide space between bump electrodes. And so on.

【0005】例えば、「無電界めっきによるUBMバン
プ形成、畑田賢造」電子材料 1999年5月、P38
−43には、半導体素子のAl端子の表面にNi等のメ
タルと、その上全面のAuのメタルとを形成することに
よりバンプを形成し、その上部にハンダをのせた半導体
装置が記載されている。
[0005] For example, "UBM bump formation by electroless plating, Kenzo Hatada" Electronic material May 1999, P38
-43 describes a semiconductor device in which a metal such as Ni and a metal of Au on the entire surface of the Al terminal of a semiconductor element are formed to form bumps, and solder is placed on the bumps. There is.

【0006】また、例えば、「電界めっきによるバンプ
形成技術、石上元章 他」電子材料1999年5月、P
51−55には、Auバンプを用いた半導体装置が記載
されている。
[0006] For example, “Bump forming technology by electric field plating, Motoaki Ishigami et al.” Electronic material May 1999, P
51-55 describe a semiconductor device using Au bumps.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、「無
電界めっきによるUBMバンプ形成、畑田賢造」電子材
料 1999年5月、P38−43には、半導体素子の
Al端子の表面にNi等のメタルと、その上全面のAu
のメタルとからなるバンプを形成し、その上部にハンダ
をのせたバンプ構成を有する半導体装置が記載されてい
る。
As described above, "UBM bump formation by electroless plating, Kenzo Hatada" Electronic material May 38, 1999, P38-43, the surface of the Al terminal of the semiconductor element, such as Ni Metal and Au on the whole surface
There is described a semiconductor device having a bump structure in which bumps made of the above metal are formed and solder is placed on the bumps.

【0008】このバンプにNi等を用いているのは、リ
フロー等の高温処理時にハンダ中のSn(スズ)等が溶
融や拡散によりAl界面まで到達し、Al界面でハンダ
が剥離しないようにすることが主目的である。
The use of Ni or the like for this bump prevents Sn (tin) in the solder from reaching the Al interface due to melting or diffusion during high-temperature processing such as reflow and preventing the solder from peeling off at the Al interface. That is the main purpose.

【0009】上記の文献のNi等のバンプは、Al開口
(開孔)より大きく形成されている(例えば、図3の電
界めっき方式や図4参照)。この理由は次の3点と推定
する。(1)接続信頼性を高める上で、接続面積を広く
するため、(2)ハンダがリフロー等で拡散し、下地の
Alと接触しないようにするために、Ni等のバンプ形
成での位置ずれも考慮してAlを広く覆う構成としてい
るため、(3)ハンダ接続部の信頼性を高め、ハンダの
接続高さを高くする上で、大きなハンダを乗せられるよ
うにするため、と考えられる。
The bump of Ni or the like in the above-mentioned document is formed larger than the Al opening (opening) (see, for example, the electric field plating method of FIG. 3 and FIG. 4). The reason for this is presumed to be the following three points. (1) To increase the connection reliability, to widen the connection area. (2) To prevent the solder from diffusing due to reflow or the like and contacting the underlying Al, misalignment in the formation of bumps such as Ni. This is considered to be because (3) the reliability of the solder connection portion is increased and a large solder can be placed in order to increase the solder connection height.

【0010】しかしながら、この構造は、Ni等のバン
プが広くなり、また、ハンダをその上部に搭載する際に
は、その上部でハンダがさらに広がりNi等の側壁を覆
う球状になり得る。従って、バンプ間やハンダ間の隙間
が狭くなり、ショート等の不良が増加する。従って、特
に、狭ピッチの製品には対応し難い。
However, in this structure, the bump of Ni or the like is widened, and when the solder is mounted on the upper portion of the bump, the solder may further spread on the upper portion to form a spherical shape that covers the side wall of Ni or the like. Therefore, the gap between the bumps or the solder is narrowed, and defects such as a short circuit increase. Therefore, it is difficult to deal with a product having a narrow pitch.

【0011】また、前述したように、「電界めっきによ
るバンプ形成技術、石上元章 他」電子材料 1999
年5月、P51−55には、Auバンプを用いた半導体
装置が記載されている。
Further, as described above, “Bump forming technology by electric field plating, Motoaki Ishigami et al.” Electronic material 1999
May 51, P51-55, a semiconductor device using Au bumps is described.

【0012】この半導体装置(半導体チップ)側のAu
バンプは、例えば、実装基板側のAuバンプと対抗させ
て、圧着等により接続されるのが一般的である。この半
導体装置と実装基板との間は、樹脂等で封止される。
Au on the semiconductor device (semiconductor chip) side
The bumps are generally connected by, for example, pressure bonding or the like, facing the Au bumps on the mounting substrate side. The space between the semiconductor device and the mounting substrate is sealed with resin or the like.

【0013】この文献においては、半導体装置側のAu
バンプの形状には触れていないが、その形成方法は、ワ
イヤバンプ方式や、めっき処理等によりAuバンプや、
Niバンプの全面にAuを被覆し、バンプを形成してい
る。ワイヤバンプ方式とは、ワイヤバンプを半導体装置
の端子のパッド上に形成し、さらに異方性導電膜を介し
て基板上の端子と接続する方式である。
In this document, Au on the semiconductor device side is used.
Although the shape of the bump is not touched, the forming method is the wire bump method, the Au bump by the plating process,
The entire surface of the Ni bump is covered with Au to form a bump. The wire bump method is a method in which a wire bump is formed on a pad of a terminal of a semiconductor device and is further connected to a terminal on a substrate through an anisotropic conductive film.

【0014】しかしながら、この方式は、半導体装置と
基板とをAuバンプと基板端子のメタルとの接触により
接続するため、接続信頼性が低い。これは、温度変化に
より、基板、異方性導電膜および半導体装置が変形する
ため、接触部が外れたり、またAuバンプが塑性変形
し、接触が図れなくなったりするためである。これは、
Auバンプ等を用いる方法でも同様である。
However, in this method, since the semiconductor device and the substrate are connected by the contact between the Au bump and the metal of the substrate terminal, the connection reliability is low. This is because the substrate, the anisotropic conductive film, and the semiconductor device are deformed due to the temperature change, so that the contact portion is disengaged and the Au bump is plastically deformed so that the contact cannot be achieved. this is,
The same applies to the method using Au bumps or the like.

【0015】本発明の目的は、バンプ電極を有する半導
体装置(半導体チップ)と実装基板との接続の信頼性を
向上させることにある。また、半導体装置の特性を向上
させ、また、歩留まりを向上させることにある。
An object of the present invention is to improve the reliability of the connection between a semiconductor device (semiconductor chip) having bump electrodes and a mounting substrate. Another object is to improve the characteristics of the semiconductor device and also improve the yield.

【0016】特に、フリップチップやCSP等の特定面
に端子を持つ半導体装置の信頼性を向上させることにあ
る。
In particular, it is to improve the reliability of a semiconductor device having a terminal on a specific surface such as a flip chip or a CSP.

【0017】本発明の前記目的と新規な特徴は、本明細
書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
The above objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0019】(1)本発明の半導体装置は、半導体チッ
プの上方に形成された配線と、前記配線上に形成され、
前記配線上に開口部を有する絶縁膜と、前記開口部上に
形成されたバンプ電極とを有する半導体装置であって、
前記バンプ電極の形成領域は、前記開口部から露出した
前記配線の露出領域より小さいものである。
(1) In the semiconductor device of the present invention, the wiring formed above the semiconductor chip and the wiring formed on the wiring,
A semiconductor device having an insulating film having an opening on the wiring and a bump electrode formed on the opening,
The bump electrode formation region is smaller than the exposed region of the wiring exposed from the opening.

【0020】このバンプ電極を、ニッケル(Ni)、銅
(Cu)、チタン(Ti)もしくは亜鉛(Zn)膜を有
する第1金属膜と、この第1金属膜上の、金(Au)、
パラジウム(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)も
しくは白金(Pt)膜を有する第2金属膜と、を有する
よう構成してもよい。このバンプ電極上をフラックスで
覆っても良い。
This bump electrode is provided with a first metal film having a nickel (Ni), copper (Cu), titanium (Ti) or zinc (Zn) film, and gold (Au) on the first metal film.
And a second metal film having a palladium (Pd), silver (Ag), rhodium (Rh), or platinum (Pt) film. The bump electrodes may be covered with flux.

【0021】また、このバンプ電極の高さを、前記絶縁
膜の表面より3μm以上としてもよい。
The height of the bump electrode may be 3 μm or more from the surface of the insulating film.

【0022】また、このバンプ電極を、金属膜と、前記
金属膜の上部のボール状の導電性部とで構成してもよ
い。この金属膜は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(C
u)、チタン(Ti)もしくは亜鉛(Zn)膜を有する
第1膜と、この第1膜上の、金(Au)、パラジウム
(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)もしくは白金
(Pt)膜を有する第2膜と、を有するよう構成するこ
とができる。また、ボール状の導電性部を、例えば、ハ
ンダボールとしてもよい。
Further, the bump electrode may be composed of a metal film and a ball-shaped conductive portion above the metal film. This metal film is made of, for example, nickel (Ni), copper (C
u), a titanium (Ti) or zinc (Zn) film, and a gold (Au), palladium (Pd), silver (Ag), rhodium (Rh) or platinum (Pt) film on the first film. And a second film having a film. Further, the ball-shaped conductive portion may be, for example, a solder ball.

【0023】また、前記半導体チップのバンプ電極は、
実装基板上に形成された配線と接続され、この半導体チ
ップと実装基板との間に、封止樹脂を形成してもよい。
The bump electrodes of the semiconductor chip are
A sealing resin may be formed between the semiconductor chip and the mounting substrate, which is connected to the wiring formed on the mounting substrate.

【0024】(2)本発明の半導体装置の製造方法は、
(a)半導体基板の上方に配線を形成する工程と、
(b)前記配線上に、絶縁膜を形成する工程と、(c)
前記配線上の絶縁膜を選択的に除去することにより、前
記配線のパッド領域を露出させる工程と、(d)前記絶
縁膜上に、前記パッド領域より小さい開口部を前記パッ
ド領域上に有するマスク膜を形成する工程と、(e)前
記開口部内に、バンプ電極を形成する工程とを有するも
のである。
(2) The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
(A) a step of forming wiring above the semiconductor substrate,
(B) a step of forming an insulating film on the wiring, and (c)
Exposing the pad region of the wiring by selectively removing the insulating film on the wiring; and (d) a mask having an opening smaller than the pad region on the insulating film on the pad region. The method includes a step of forming a film and (e) a step of forming a bump electrode in the opening.

【0025】この(e)工程は、例えば、前記開口部内
に、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、チタン(Ti)も
しくは亜鉛(Zn)膜を有する第1金属膜を形成し、そ
の後、この第1金属膜上に、金(Au)、パラジウム
(Pd)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)もしくは白金
(Pt)膜を有する第2金属膜を形成する工程を有す
る。第1金属膜および第2金属膜は、めっき法により形
成することができる。また、電界めっき法を用いる場合
には、前記パッド領域を含む半導体基板の全面に、あら
かじめ給電層を形成する工程が必要となる。
In the step (e), for example, a first metal film having a nickel (Ni), copper (Cu), titanium (Ti) or zinc (Zn) film is formed in the opening, and then, There is a step of forming a second metal film having a gold (Au), palladium (Pd), silver (Ag), rhodium (Rh) or platinum (Pt) film on the first metal film. The first metal film and the second metal film can be formed by a plating method. Further, when the electric field plating method is used, a step of previously forming a power feeding layer on the entire surface of the semiconductor substrate including the pad region is required.

【0026】このバンプ電極の高さを、前記絶縁膜の表
面より3μm以上としてもよい。
The height of the bump electrode may be 3 μm or more from the surface of the insulating film.

【0027】また、前記(e)工程は、例えば、前記開
口部内に、金属膜を形成する工程と、この金属膜の上部
のボール状の導電性部を形成する工程とを有する。この
金属膜は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、チ
タン(Ti)もしくは亜鉛(Zn)膜を有する第1膜
と、この第1膜上の、金(Au)、パラジウム(P
d)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)もしくは白金(P
t)膜を有する第2膜と、を有するよう構成することが
できる。また、ボール状の導電性部を、例えば、ハンダ
ボールとしてもよい。
Further, the step (e) includes, for example, a step of forming a metal film in the opening and a step of forming a ball-shaped conductive portion above the metal film. This metal film is, for example, a first film having a nickel (Ni), copper (Cu), titanium (Ti) or zinc (Zn) film, and gold (Au), palladium (P) on the first film.
d), silver (Ag), rhodium (Rh) or platinum (P
t) a second film having a film, and a second film having a film. Further, the ball-shaped conductive portion may be, for example, a solder ball.

【0028】また、前記(e)工程の後、前記半導体チ
ップを、実装基板上に接着する工程であって、前記バン
プ電極と、実装基板上の配線とが対向するよう接着する
工程を設けてもよい。また、半導体チップと実装基板と
の間を樹脂で封止してもよい。
In addition, after the step (e), a step of adhering the semiconductor chip onto the mounting substrate, in which the bump electrodes and the wiring on the mounting substrate face each other, is provided. Good. Further, the space between the semiconductor chip and the mounting substrate may be sealed with resin.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

【0030】(実施の形態1)本発明の実施の形態であ
る半導体装置をその製造方法に従って説明する。
(First Embodiment) A semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described according to its manufacturing method.

【0031】図1に示すように、酸化シリコン膜等より
なる絶縁膜11および最上層配線Mが形成された半導体
基板1を準備する。なお、絶縁膜11中には、MISF
ET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect T
ransistor)等の半導体素子や複数の配線、素子と配線
もしくは配線間を接続するプラグ、等が形成されている
が、その図示は省略する。また、半導体基板1中には、
酸化シリコン膜等よりなる素子分離が適宜形成されてい
るがその図示を省略する。
As shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 1 on which an insulating film 11 made of a silicon oxide film and an uppermost layer wiring M are formed is prepared. In addition, in the insulating film 11, MISF
ET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect T
Although a semiconductor element such as a ransistor), a plurality of wirings, elements and wirings or plugs for connecting the wirings, and the like are formed, their illustration is omitted. In addition, in the semiconductor substrate 1,
Although element isolation made of a silicon oxide film or the like is appropriately formed, its illustration is omitted.

【0032】この最上層配線Mは、例えば、絶縁膜11
上に、導電性膜としてAl(アルミニウム)膜を例えば
スパッタ法で堆積し、所望の形状にエッチングすること
により形成される。ここで、Al膜とは、Alを主成分
とする膜であり、他の金属との合金膜も含むものとす
る。なお、Al膜の上下に、TiN膜等を形成してもよ
い。
The uppermost layer wiring M is, for example, the insulating film 11
It is formed by depositing an Al (aluminum) film as a conductive film thereon by, for example, a sputtering method and etching it into a desired shape. Here, the Al film is a film containing Al as a main component, and also includes an alloy film with another metal. A TiN film or the like may be formed above and below the Al film.

【0033】次いで、図2に示すように、最上層配線M
上に、保護膜として窒化シリコン膜および酸化シリコン
膜を、例えばCVD法で順次堆積し、これらの積層膜よ
りなるパッシベーション膜21を形成する。なお、パッ
シベーション膜21を、単層で構成してもよい。次い
で、パッシベーション膜21をドライエッチングにより
除去し、最上層配線Mのパッド領域PADを露出させ
る。
Then, as shown in FIG. 2, the uppermost layer wiring M
A silicon nitride film and a silicon oxide film as a protective film are sequentially deposited thereon by, for example, a CVD method to form a passivation film 21 composed of a laminated film of these films. The passivation film 21 may be composed of a single layer. Next, the passivation film 21 is removed by dry etching to expose the pad region PAD of the uppermost layer wiring M.

【0034】次いで、パッシベーション膜21の上層
に、開口部を有するポリイミド樹脂膜22を形成する。
このポリイミド樹脂膜22を形成するには、まず、感光
性ポリイミド樹脂膜をスピン塗布し、熱処理(プリベー
ク)を施す。次いで、ポリイミド樹脂膜を露光、現像し
てパッド領域PAD上を開口した後、熱処理(ポストベ
ーク)を施し、ポリイミド樹脂膜を硬化(キュア)させ
る。なお、ポリイミド樹脂膜22を開口した後、パッシ
ベーション膜21をドライエッチングしてもよい。
Next, a polyimide resin film 22 having an opening is formed on the passivation film 21.
To form this polyimide resin film 22, first, a photosensitive polyimide resin film is spin-coated and heat treatment (prebaking) is performed. Next, the polyimide resin film is exposed and developed to open on the pad region PAD, and then heat treatment (post-baking) is performed to cure (cure) the polyimide resin film. Note that the passivation film 21 may be dry-etched after the polyimide resin film 22 is opened.

【0035】ここで、パッド領域PADとは、最上層配
線Mの一部であって、最上層配線M上に形成されるパッ
シベーション膜21やポリイミド樹脂膜22で覆われて
いない領域をいう。パッド領域PADは、例えば、80
μm角である。
Here, the pad region PAD is a part of the uppermost layer wiring M and is not covered with the passivation film 21 or the polyimide resin film 22 formed on the uppermost layer wiring M. The pad area PAD is, for example, 80
It is μm square.

【0036】次いで、図3に示すように、パッド領域P
AD上を含むポリイミド樹脂膜22の上部に、フォトリ
ソグラフィー技術を用いて、パッド領域PAD上に開口
部OAを有するレジスト膜(マスク膜)Rを形成する。
このレジスト膜Rの膜厚は、例えば、5.5μm程度で
ある。また、開口部(開口領域)は、60μm角であ
る。
Then, as shown in FIG.
A resist film (mask film) R having an opening OA is formed on the pad region PAD on the upper part of the polyimide resin film 22 including AD by photolithography.
The film thickness of the resist film R is, for example, about 5.5 μm. The opening (opening region) is 60 μm square.

【0037】ここで、レジスト膜Rの開口部(開口領
域)OAを、パッド領域PADより小さくする。
Here, the opening (opening area) OA of the resist film R is made smaller than the pad area PAD.

【0038】次いで、パッド領域PAD(Al膜表面)
を清浄化した後、めっき膜を析出し易くするため、例え
ば、塩化パラジウム溶液を用い、パッド領域PADを活
性化する。次いで、半導体基板1をNi(ニッケル)用
のめっき液に浸漬して、開口部OA内にNi膜B1を形
成する。このNi膜B1のめっきは、いわゆる無電界め
っきである。このNi膜B1の膜厚は、例えば、ポリイ
ミド樹脂膜22の表面から5μm程度である(図4)。
これは、バンプ電極は、ポリイミド樹脂膜22等のパッ
ド領域の外部を覆う絶縁膜よりも突出している必要があ
るため、かかる膜の表面をNi膜B1の高さの基準とし
たものである(以下、Ni膜等のB1の高さについて同
じ)。
Next, the pad area PAD (Al film surface)
After cleaning, the pad area PAD is activated using, for example, a palladium chloride solution in order to facilitate deposition of a plating film. Then, the semiconductor substrate 1 is immersed in a plating solution for Ni (nickel) to form a Ni film B1 in the opening OA. The plating of the Ni film B1 is so-called electroless plating. The film thickness of the Ni film B1 is, for example, about 5 μm from the surface of the polyimide resin film 22 (FIG. 4).
This is because the bump electrode needs to protrude more than the insulating film such as the polyimide resin film 22 that covers the outside of the pad region, and thus the surface of this film is used as a reference for the height of the Ni film B1 ( Hereinafter, the same applies to the height of B1 such as the Ni film).

【0039】次いで、半導体基板1をAu(金)用のめ
っき液に浸漬して、Ni膜B1上に、Au膜B2を形成
する。このAu膜B2の膜厚は、例えば、0.05μm
程度である(図5)。このAu膜B2のめっきは、いわ
ゆる無電界めっきである。このAu膜B2は、Ni膜B
1の表面酸化を防止する等のために形成される。
Next, the semiconductor substrate 1 is immersed in a plating solution for Au (gold) to form an Au film B2 on the Ni film B1. The film thickness of the Au film B2 is, for example, 0.05 μm.
The degree is (Fig. 5). The plating of the Au film B2 is so-called electroless plating. The Au film B2 is a Ni film B
It is formed to prevent surface oxidation of the No. 1 and the like.

【0040】その後、レジスト膜Rを除去し、熱処理を
行うことにより、Ni膜B1およびその上部のAu膜B
2よりなるバンプ(突起)電極Bが形成される(図
6)。
After that, the resist film R is removed and a heat treatment is performed, whereby the Ni film B1 and the Au film B above it are formed.
A bump (projection) electrode B of 2 is formed (FIG. 6).

【0041】その結果、パッド領域PAD上に、バンプ
電極Bが形成される。このバンプ電極Bの形成領域は、
パッド領域PADよりも小さい。ここで、バンプ電極B
の形成領域とは、バンプ電極Bの最大外周で規定される
領域をいう。
As a result, the bump electrode B is formed on the pad area PAD. The formation area of the bump electrode B is
It is smaller than the pad area PAD. Here, the bump electrode B
The formation region of is a region defined by the maximum outer circumference of the bump electrode B.

【0042】この後、ウエハ状態の半導体基板1をチッ
プ領域間に存在するスクライブラインに沿って切断し、
複数の略矩形状のチップとする(ダイシングする)。
Thereafter, the semiconductor substrate 1 in a wafer state is cut along the scribe lines existing between the chip regions,
A plurality of substantially rectangular chips are formed (diced).

【0043】その後、配線が印刷されたテープや実装基
板上に、配線と前記バンプ電極とが合うように接着し、
必要に応じて樹脂で封止するが、これらの図示は省略す
る。なお、このような実装の形態は、実施の形態8にお
いて詳細に説明する。
Thereafter, the wiring and the bump electrode are adhered so that the wiring and the bump electrode are matched on a tape or a mounting substrate on which the wiring is printed,
It is sealed with resin as necessary, but these are not shown. Note that such an implementation mode will be described in detail in Embodiment 8.

【0044】この本実施の形態によれば、次の(A)〜
(E)の効果が得られる。
According to this embodiment, the following (A)-
The effect of (E) is obtained.

【0045】(A)まず、バンプ電極Bの形成領域を、
パッド領域PADよりも小さくしたので、次の効果が得
られる。
(A) First, the formation area of the bump electrode B is
Since it is smaller than the pad area PAD, the following effects can be obtained.

【0046】1)バンプ電極の先端形状を均一的に平坦
化でき、実装基板等との間において、安定した接触が得
られる。
1) The tip shape of the bump electrode can be uniformly flattened, and stable contact can be obtained with the mounting substrate or the like.

【0047】図2を参照しながら説明したように、パッ
ド領域PADの周辺は、通常パッド領域を規定する絶縁
膜(本実施の形態の場合は、パッシベーション膜21お
よびポリイミド樹脂膜22)で被覆されている。このよ
うな場合、パッド領域PADより広い底面を持つNi膜
B1等よりなるバンプ電極を形成した場合、Ni膜等の
底面は絶縁膜上に掛かることになる。その結果、Ni膜
B1やその上部のAu膜B2等のバンプ電極を構成する
めっき膜の表面にもその形状が反映し、バンプ電極の表
面が、パッド領域上で低く、絶縁膜上で高くなってしま
う。かかる形状のバンプ電極を、実装基板上の配線(端
子)に圧接すると、実効的な接触面積が小さく、接続信
頼性が悪くなってしまう。
As described with reference to FIG. 2, the periphery of the pad area PAD is usually covered with an insulating film (passivation film 21 and polyimide resin film 22 in this embodiment) which defines the pad area. ing. In such a case, when a bump electrode made of the Ni film B1 or the like having a bottom surface wider than the pad region PAD is formed, the bottom surface of the Ni film or the like will hang on the insulating film. As a result, the shape is also reflected on the surface of the plating film forming the bump electrode such as the Ni film B1 and the Au film B2 thereabove, and the surface of the bump electrode becomes low on the pad region and high on the insulating film. Will end up. When the bump electrode having such a shape is pressed against the wiring (terminal) on the mounting substrate, the effective contact area is small and the connection reliability is deteriorated.

【0048】これに対し、本実施の形態においては、パ
ッド領域PADよりも小さい開口を有するレジスト膜の
開口部内に、バンプ電極を形成したので、バンプ電極表
面の平坦性を確保することができる。その結果、かかる
バンプ電極と実装基板等との接着性を向上させることが
でき、接続信頼性を向上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the bump electrode is formed in the opening of the resist film having the opening smaller than the pad area PAD, the flatness of the bump electrode surface can be ensured. As a result, the adhesiveness between the bump electrode and the mounting substrate or the like can be improved, and the connection reliability can be improved.

【0049】なお、バンプ電極Bの形成領域を、パッド
領域PADと同じとした場合にも、本効果を得ることが
可能である。
The present effect can be obtained even when the formation area of the bump electrode B is the same as the pad area PAD.

【0050】2)バンプ電極と絶縁膜(本実施の形態の
場合は、パッシベーション膜21およびポリイミド樹脂
膜22)との界面における剥離やボイド(空孔)の発生
を低減することができる。
2) It is possible to reduce the occurrence of peeling and voids (holes) at the interface between the bump electrode and the insulating film (in this embodiment, the passivation film 21 and the polyimide resin film 22).

【0051】即ち、パッド領域PADより広い底面を持
つNi膜B1等よりなるバンプ電極を形成した場合、パ
ッド領域からはみ出た部分は、絶縁膜上に掛かることと
なる。Ni膜B1等のメタルと樹脂や無機の絶縁膜との
接着性は低い。その結果、かかる部分には、隙間が形成
される。この隙間が、ボイドの発生や、剥離の原因とな
る。例えば、バンプ電極と、実装基板上の配線(端子)
とを接着した後は、これらの間に封止樹脂を注入し、硬
化させることにより半導体チップ(バンプ電極)と実装
基板との間を固定する。特に、このような場合には、そ
の隙間部分には、溶融樹脂が入り込み難く、ボイドとな
る。また、封止樹脂には、透湿性があるものも多く、使
用環境によっては、水分等が吸収され、前記ボイドに溜
り、腐蝕等の原因となる。
That is, when a bump electrode made of the Ni film B1 or the like having a bottom surface wider than the pad area PAD is formed, the portion protruding from the pad area will hang over the insulating film. The adhesion between the metal such as the Ni film B1 and the resin or the inorganic insulating film is low. As a result, a gap is formed in this portion. This gap causes generation of voids and peeling. For example, bump electrodes and wiring (terminals) on the mounting board
After bonding and, the encapsulating resin is injected between them and cured to fix the space between the semiconductor chip (bump electrode) and the mounting substrate. In particular, in such a case, the molten resin is hard to enter into the gap portion and becomes a void. In addition, many sealing resins have moisture permeability, and depending on the environment of use, moisture or the like is absorbed, and the resin may accumulate in the voids and cause corrosion.

【0052】これに対し、本実施の形態においては、こ
のバンプ電極Bの形成領域を、パッド領域PADよりも
小さくしたので、バンプ電極と絶縁膜(本実施の形態の
場合は、パッシベーション膜21およびポリイミド樹脂
膜22)との接触を避けることができる。その結果、こ
れらの界面で生じ得る剥離やボイド(空孔)の発生を防
止することができる。よって、半導体装置の信頼性を向
上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the formation area of the bump electrode B is made smaller than the pad area PAD, so that the bump electrode and the insulating film (in the case of the present embodiment, the passivation film 21 and It is possible to avoid contact with the polyimide resin film 22). As a result, it is possible to prevent peeling and voids (holes) that may occur at these interfaces. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0053】なお、Ni膜B1等よりなるバンプ電極の
下層に、絶縁膜との接着性の高い導電性膜をあらかじめ
形成しておくことにより、バンプ電極と絶縁膜との接着
性を向上させることも考え得るが、この場合は、製造工
程が増加してしまう。
It should be noted that the adhesiveness between the bump electrode and the insulating film can be improved by forming a conductive film having a high adhesiveness with the insulating film in advance under the bump electrode made of the Ni film B1 or the like. However, in this case, the number of manufacturing steps is increased.

【0054】また、バンプ電極Bの形成領域を、パッド
領域PADと同じとした場合、前記1)の効果を得るこ
とはできるが、2)の効果を得ることができないため、
バンプ電極Bの形成領域を、パッド領域PADより小さ
くする方がより好ましい。
When the bump electrode B is formed in the same area as the pad area PAD, the effect 1) can be obtained but the effect 2) cannot be obtained.
It is more preferable to make the formation area of the bump electrode B smaller than the pad area PAD.

【0055】3)バンプ電極の形成領域を小さくするこ
とができ、そのピッチが微細な半導体装置に対応するこ
とが可能となる。
3) The area where the bump electrodes are formed can be made small, and it becomes possible to deal with a semiconductor device having a fine pitch.

【0056】即ち、本実施の形態においては、パッド領
域PADよりも小さい開口を有するレジスト膜の開口部
内に、バンプ電極を形成したので、微細なバンプ電極を
形成することが可能となり、微細ピッチでの接続に容易
に対応できる。
That is, in the present embodiment, since the bump electrode is formed in the opening of the resist film having the opening smaller than the pad area PAD, it is possible to form the fine bump electrode, and the fine pitch can be formed. Can easily be connected to.

【0057】4)バンプ電極の形成領域を小さく(バン
プ電極を細く)形成したため、搭載許容範囲が広くな
る。
4) Since the formation area of the bump electrode is made small (the bump electrode is made thin), the mounting allowable range is widened.

【0058】細いバンプ電極とすると、かかるバンプ電
極と実装基板の配線(端子)とを合せて半導体チップを
実装する場合に、搭載位置ずれの許容幅が広くなる。即
ち、実装基板への正常搭載位置に対する最大許容ずれ量
は、実装基板と半導体チップとを重ねた場合の、バンプ
電極の端部と、このバンプ電極の隣のバンプ電極に対応
する実装基板側の端子の端部との間の距離のうち、最短
距離となる。従って、半導体チップや実装基板の端子ピ
ッチが同じであれば、バンプ電極が細い程、最大許容ず
れ量は大きくなる。また、バンプ電極が細ければ実装基
板端子もそれに対応して小さく、また、ピッチを狭くで
きるため、最大許容ずれ量をさらに大きくすることがで
きる。
If the bump electrodes are thin, when the semiconductor chip is mounted with the bump electrodes and the wirings (terminals) of the mounting substrate aligned, the tolerance of the mounting position deviation becomes wide. That is, the maximum permissible deviation amount with respect to the normal mounting position on the mounting board is the end of the bump electrode and the mounting board side corresponding to the bump electrode adjacent to this bump electrode when the mounting board and the semiconductor chip are stacked. It is the shortest distance among the distances to the ends of the terminals. Therefore, if the semiconductor chip and the mounting substrate have the same terminal pitch, the thinner the bump electrode is, the larger the maximum allowable shift amount is. Further, if the bump electrodes are thin, the mounting substrate terminals are correspondingly small, and the pitch can be narrowed, so that the maximum allowable shift amount can be further increased.

【0059】このように、本実施の形態によれば、半導
体チップの搭載位置のずれ量が大きくても正常な接続を
確保でき、搭載が容易となる。また、微細ピッチでの接
続でも短絡し難くなる。
As described above, according to this embodiment, even if the amount of displacement of the mounting position of the semiconductor chip is large, normal connection can be secured and mounting becomes easy. In addition, it becomes difficult to short-circuit even in the connection at a fine pitch.

【0060】5)バンプ電極が細く高いため、実装後の
寿命を長くすることができる。
5) Since the bump electrodes are thin and high, the life after mounting can be extended.

【0061】即ち、バンプ電極を微細化(バンプ電極の
幅を縮小し、幅に対する高さを相対的に大きくする)す
ることにより、半導体チップを実装基板等に圧着する場
合の接続信頼性が向上する。これは、その高さに対し
て、幅の狭い(細い)バンプ電極を用いれば、熱や押圧
等による負荷が発生しても、太いバンプ電極と比較して
変形しやすく、容易に追従しうるためと考えられる。
That is, by miniaturizing the bump electrode (reducing the width of the bump electrode and increasing the height relative to the width), the connection reliability when the semiconductor chip is pressure-bonded to a mounting board or the like is improved. To do. This is because if a bump electrode having a narrow (thin) width is used with respect to the height, even if a load due to heat, pressure, or the like is generated, the bump electrode is more likely to be deformed than the thick bump electrode and can be easily followed. It is thought to be because.

【0062】(B)また、本実施の形態においては、N
i膜とAu膜を用いてバンプ電極を構成したが、Ni膜
の代わりにCu(銅)、Ti(チタン)もしくはZn
(亜鉛)を主成分とする材料を用いてもよい。
(B) Further, in this embodiment, N
The bump electrode was formed using the i film and the Au film, but Cu (copper), Ti (titanium), or Zn was used instead of the Ni film.
A material containing (zinc) as a main component may be used.

【0063】1)これらの材料(Ni、Cu、Ti、Z
n)は、熱等による変形に対応しやすく、精度よく、実
装基板等との接続を図ることができる。
1) These materials (Ni, Cu, Ti, Z)
In n), deformation due to heat or the like can be easily dealt with, and connection with a mounting board or the like can be achieved with high accuracy.

【0064】即ち、実装基板との間を樹脂で固めた後、
例えば低温状態で保持すると樹脂の収縮が生じる。例え
ば、前記材料の代わりにAu(金)やSn(錫)等の柔
らかい金属のみでバンプ電極を構成した場合には、Au
等も収縮し、塑性変形するが、これらの金属は、元の形
状に戻り難い。その結果、接続信頼性が低下する。逆
に、W(タングステン)やCr(クロム)等の硬い金属
を用いた場合には、変形し難く、熱歪等の吸収がしづら
いため、結果的にパッド領域や実装基板の端子面との界
面で、剥離し易くなり、接続信頼性が低くなる。
That is, after the space between the mounting substrate and the mounting substrate is solidified with resin,
For example, when kept at a low temperature, the resin shrinks. For example, when the bump electrode is made of only a soft metal such as Au (gold) or Sn (tin) instead of the above material, Au
Etc. also contract and plastically deform, but it is difficult for these metals to return to their original shape. As a result, the connection reliability is reduced. On the other hand, when a hard metal such as W (tungsten) or Cr (chrome) is used, it is difficult to deform and it is difficult to absorb thermal strain, and as a result, the pad area and the terminal surface of the mounting board are not easily absorbed. At the interface, peeling easily occurs and the connection reliability decreases.

【0065】従って、本発明者らが検討した範囲では、
バンプ電極材料として、Ni、Cu、TiもしくはZn
を主成分とする材料を用いることで、接続信頼性を向上
させることができた。
Therefore, within the range examined by the present inventors,
As a bump electrode material, Ni, Cu, Ti or Zn
It was possible to improve the connection reliability by using a material containing as a main component.

【0066】2)また、これらの材料は、卑金属であ
り、半導体チップと実装基板間を埋める封止樹脂との密
着性が高い。その結果、接続の高信頼度化を達成するこ
とができる。
2) Further, these materials are base metals and have high adhesiveness between the semiconductor chip and the sealing resin filling the space between the mounting substrate and the mounting substrate. As a result, high reliability of connection can be achieved.

【0067】(C)また、Ni膜を3μm程度とする
等、1)バンプ電極の高さを3μm以上とすることによ
り、実装基板と半導体チップ(バンプ電極)との接続を
良好にすることができる。2)また、バンプ電極の底面
積を小さくし、さらに、その高さを3μm以上と高くす
ることにより、熱歪等に対してバンプ電極の変形を容易
にし、接続信頼性を高めることができる。
(C) Further, the Ni film is set to about 3 μm, and the like. 1) The height of the bump electrode is set to 3 μm or more, so that the connection between the mounting substrate and the semiconductor chip (bump electrode) can be improved. it can. 2) Further, by making the bottom area of the bump electrode small and further increasing the height to 3 μm or more, the bump electrode can be easily deformed due to thermal strain and the like, and the connection reliability can be improved.

【0068】(D)また、バンプ電極を構成するNi膜
等の上面部にAu膜等を形成したので、1)Ni膜表面
の酸化や汚染等を防止することができる。その結果、実
装基板の端子とバンプ電極との電気的接触を良好とする
ことができる。なお、Au膜の代わりに、Pd(パラジ
ウム)、Ag(銀)、Rh(ロジウム)もしくはPt
(白金)等を用いることもできる。2)また、Au膜等
は、バンプ電極の表面にのみ形成した、即ち、Ni膜の
側壁には、Au膜等を形成していないので、半導体チッ
プと実装基板との間の封止樹脂との密着性を向上させる
ことができる。これは、Au等の貴金属面と封止樹脂と
の密着性は一般的に低いため、バンプ電極の側壁には、
密着性の高いNi膜等の露出を多くし、封止樹脂との接
着性の向上を図るものである。その結果、接続信頼性を
向上することができる。
(D) Further, since the Au film or the like is formed on the upper surface of the Ni film or the like forming the bump electrode, it is possible to 1) prevent the Ni film surface from being oxidized or contaminated. As a result, good electrical contact between the terminals of the mounting board and the bump electrodes can be achieved. Instead of the Au film, Pd (palladium), Ag (silver), Rh (rhodium) or Pt.
(Platinum) or the like can also be used. 2) Further, since the Au film or the like is formed only on the surface of the bump electrode, that is, the Au film or the like is not formed on the side wall of the Ni film, a sealing resin between the semiconductor chip and the mounting substrate is not formed. It is possible to improve the adhesion. This is because the adhesion between the noble metal surface such as Au and the sealing resin is generally low.
It is intended to increase the exposure of the Ni film or the like having high adhesiveness to improve the adhesiveness with the sealing resin. As a result, the connection reliability can be improved.

【0069】(E)また、前述した通り、バンプ電極を
構成するNi膜等の上面部に形成する被膜として、Au
膜の他、Pd、Ag、RhもしくはPt膜を用いること
ができる。これらの材料(Au、Pd、Ag、Rh、P
t)は、めっき等での成膜が容易で、また、低抵抗であ
るため、実装基板の端子等との接続において、接触抵抗
を小さくし、良好な接続を図ることができる。
(E) Further, as described above, Au is used as a film formed on the upper surface of the Ni film or the like which constitutes the bump electrode.
Besides the film, a Pd, Ag, Rh or Pt film can be used. These materials (Au, Pd, Ag, Rh, P
In t), film formation by plating or the like is easy, and since it has low resistance, contact resistance can be reduced and good connection can be achieved in connection with terminals and the like of the mounting substrate.

【0070】本実施の形態の半導体装置の一態様を試験
(評価)した結果について、次に説明する。
The results of testing (evaluating) one aspect of the semiconductor device of this embodiment will be described below.

【0071】(評価1)対象製品は、SRAM(Static
Random Access Memory)である。即ち、図6に示す絶
縁膜11中には、SRAMを構成するMISFETやそ
れを駆動させるための素子、およびこれらを接続する配
線等(図示せず)が形成されている。なお、チップ外形
は、約8mm×15mmで、ピン数は119ピン(全て
は図示せず)である。図7および図8に示すように、パ
ッド領域PADは、チップ中央部に長辺方向に一列に形
成されている。図7は、半導体チップ1の上面図、図8
は、図7のA−A断面図である。パッド間の平均ピッチ
は、約0.12mmである。パッド間の平均ピッチと
は、パッドの中心部間の距離をいう。
(Evaluation 1) The target product is an SRAM (Static
Random Access Memory). That is, in the insulating film 11 shown in FIG. 6, MISFETs forming SRAMs, elements for driving the MISFETs, and wirings (not shown) connecting these are formed. The outer shape of the chip is about 8 mm × 15 mm, and the number of pins is 119 pins (all are not shown). As shown in FIGS. 7 and 8, the pad areas PAD are formed in a line in the long side direction at the center of the chip. FIG. 7 is a top view of the semiconductor chip 1, and FIG.
FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG. 7. The average pitch between the pads is about 0.12 mm. The average pitch between the pads means the distance between the central portions of the pads.

【0072】また、図7および図8に示すように、チッ
プのコーナー部には、ダミーパッドDPADが、1個ず
つ、計4個形成されている。このダミーパッドDPAD
上にも、バンプ電極が形成される。このダミーバンプ電
極は、実装基板等と接続する際、半導体チップが実装基
板に対して平行に実装されるよう、支持する役割を果た
す。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, four dummy pads DPAD are formed at the corners of the chip, one dummy pad DPAD in total. This dummy pad DPAD
A bump electrode is also formed on the top. The dummy bump electrode plays a role of supporting the semiconductor chip so as to be mounted in parallel with the mounting substrate when connected to the mounting substrate or the like.

【0073】パッド領域PADおよびダミーパッドDP
ADの形状(外形)は、80μm角であり、その開口は
70μm角である。その周辺の絶縁膜は、シリコン系絶
縁膜である。
Pad area PAD and dummy pad DP
The shape (outer shape) of AD is 80 μm square, and the opening is 70 μm square. The insulating film around it is a silicon-based insulating film.

【0074】このSRAM(半導体チップ)を、特性評
価用の基板(以下、「評価用基板」という)に実装し
て、各種接続信頼性の評価を行った。図9に評価用基板
の上面図(平面図)を示す。
This SRAM (semiconductor chip) was mounted on a substrate for characteristic evaluation (hereinafter referred to as "evaluation substrate"), and various connection reliability was evaluated. FIG. 9 shows a top view (plan view) of the evaluation substrate.

【0075】この評価用基板には、マイコンチップ(図
示せず)を搭載してあり、SRAMの動作の良否から接
続の良否を判定できる構成となっている。
A microcomputer chip (not shown) is mounted on this evaluation board, and the quality of the connection can be determined from the quality of the operation of the SRAM.

【0076】図9に示すように、評価用基板T1の中央
部には、SRAM搭載領域SA1〜SA4があり、各搭
載領域の中央部には、SRAMのバンプ電極(パッド領
域)に対応するテスト端子T3が形成されている。各テ
スト端子T3は、80μm角の接触領域と、この接触領
域から外部に延在する配線部とで構成される。
As shown in FIG. 9, the evaluation substrate T1 has SRAM mounting areas SA1 to SA4 in the central portion thereof, and a test corresponding to the bump electrodes (pad areas) of the SRAM is provided in the central portion of each mounting area. The terminal T3 is formed. Each test terminal T3 is composed of a contact area of 80 μm square and a wiring portion extending from the contact area to the outside.

【0077】例えば、配線部はCuよりなり、接触領域
は、Niめっき膜とその上部のAuめっき膜との積層構
造(膜厚、5μm程度)となっている。なお、SRAM
搭載領域SA1〜SA4の外部上の配線は、レジスト膜
(図示せず)で被覆されているが、SRAM搭載領域
は、レジスト膜で被覆されておらず、接触領域と配線部
の一部は、露出した状態となっている。なお、現実の実
装形態においては、SRAMと実装基板との間は、封止
樹脂で固定され、接触領域や配線部は、封止樹脂で被覆
される。
For example, the wiring portion is made of Cu, and the contact region has a laminated structure (a film thickness of about 5 μm) of a Ni plating film and an Au plating film above it. In addition, SRAM
The wiring on the outside of the mounting areas SA1 to SA4 is covered with a resist film (not shown), but the SRAM mounting area is not covered with the resist film, and the contact area and a part of the wiring portion are It is exposed. In an actual mounting form, the SRAM and the mounting substrate are fixed with a sealing resin, and the contact area and the wiring portion are covered with the sealing resin.

【0078】この評価用基板を20枚用意し、これにS
RAMを4個ずつ搭載する。搭載法は、評価用基板の接
続領域とSRAMのバンプ電極を対向させ、その間に液
状の接着材を置き、評価用基板とSRAMとを加圧しな
がら180℃まで温度を上昇させ、接着する。この際、
バンプ電極と評価用基板の接触領域とが密着し、これら
の間の接着剤は、周辺に押し出される。一部余った接着
材は半導体チップの周辺に広がる。
Twenty of these evaluation substrates were prepared and S
Four RAMs are mounted. In the mounting method, the connection region of the evaluation substrate and the bump electrode of the SRAM are opposed to each other, a liquid adhesive is placed between them, and the temperature is raised to 180 ° C. while applying pressure to the evaluation substrate and the SRAM to bond them. On this occasion,
The bump electrode and the contact region of the evaluation substrate come into close contact with each other, and the adhesive between them is pushed out to the periphery. The remaining adhesive spreads around the semiconductor chip.

【0079】これらの評価用基板を用い、SRAMの初
期特性を確認した後、評価用基板20枚の内10枚は、
125℃で、500時間の高温放置試験を、残りの10
枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度サイクル
試験を1000サイクル行った。その結果、何れの試料
も動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the SRAM using these evaluation substrates, 10 of the 20 evaluation substrates are
After the high temperature storage test at 125 ° C for 500 hours, the remaining 10
Each of the evaluation substrates was subjected to a temperature cycle test of -55 ° C and 125 ° C for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0080】(評価2)DRAM(Dynamic Random Acc
ess Memory)についても同様の評価を行った。この場
合、チップ外形は、15mm×8mmで、中央部に、
0.22mmピッチで、58端子が形成されている。パ
ッドは、Al表面で、0.14mm幅、開口部で0.1
0mm幅である。
(Evaluation 2) DRAM (Dynamic Random Acc
The same evaluation was performed for ess Memory). In this case, the outer shape of the chip is 15 mm × 8 mm,
58 terminals are formed at a pitch of 0.22 mm. The pad has a width of 0.14 mm on the Al surface and 0.1 at the opening.
It has a width of 0 mm.

【0081】レジスト膜の厚さは、5.5μmで、開口
部幅は、約0.095mmである。開口部にNi膜を5
μm程度、電界めっき法で形成し、さらに、この上部
に、0.5μm程度のPd膜を無電界めっき法で堆積し
た。
The thickness of the resist film is 5.5 μm and the width of the opening is about 0.095 mm. Ni film 5 in the opening
The film was formed by electroplating to a thickness of approximately μm, and a Pd film having a thickness of approximately 0.5 μm was further deposited thereon by electroless plating.

【0082】評価1と同様、これらを搭載した評価用基
板を用い、DRAMの初期特性を確認した後、評価用基
板50枚の内25枚は、125℃で、500時間の高温
放置試験を、残りの25枚の評価用基板は、−55℃と
125℃の温度サイクル試験を1000サイクル行っ
た。その結果、何れの試料も動作異常の発生がないこと
を確認した。
After the initial characteristics of the DRAM were confirmed by using the evaluation substrates mounted with these as in Evaluation 1, 25 of the 50 evaluation substrates were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours. The remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0083】(実施の形態2)実施の形態1において
は、Al膜よりなる最上層配線M上に直接バンプ電極B
を形成したが、最上層配線上のパッド領域PADを再配
線を用いて引き回し、その上部にバンプ電極を形成して
もよい。なお、最上層配線M上のパッド領域PAD形成
工程までは、図1および図2を参照しながら説明した実
施の形態1の場合と同様であるため、その説明を省略す
る。
(Second Embodiment) In the first embodiment, the bump electrode B is directly formed on the uppermost layer wiring M made of an Al film.
However, the pad area PAD on the uppermost layer wiring may be routed by using rewiring, and the bump electrode may be formed on the pad area PAD. The steps up to the pad area PAD forming step on the uppermost layer wiring M are the same as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, and therefore description thereof will be omitted.

【0084】即ち、図10に示すように、最上層配線M
上には、ポリイミド樹脂膜22およびパッシベーション
膜21が形成されている。これらの膜は、開口部を有
し、最上層配線Mが露出している。ここでは、この最上
層配線Mの露出領域を、第1パッド部PAD1と呼ぶ。
That is, as shown in FIG. 10, the uppermost layer wiring M
A polyimide resin film 22 and a passivation film 21 are formed on the top. These films have openings and the uppermost layer wiring M is exposed. Here, the exposed region of the uppermost layer wiring M is referred to as a first pad portion PAD1.

【0085】次いで、第1パッド部PAD1上を含むポ
リイミド樹脂膜22の上部に、シード層(給電層)45
を形成する。このシード層45は、例えば、Cr(クロ
ム)膜とCu(銅)膜との積層膜よりなり、例えば、ポ
リイミド樹脂膜22の上部にスパッタリング法でCr膜
を堆積し、続いてこのCr膜の上部にスパッタリング法
でCu膜を堆積することにより形成する。
Next, a seed layer (power feeding layer) 45 is formed on the polyimide resin film 22 including the first pad portion PAD1.
To form. The seed layer 45 is made of, for example, a laminated film of a Cr (chrome) film and a Cu (copper) film. For example, a Cr film is deposited on the polyimide resin film 22 by a sputtering method, and then the Cr film is formed. It is formed by depositing a Cu film on the upper portion by a sputtering method.

【0086】次に、シード層45の上部にフォトリソグ
ラフィー技術を用いて、第1パッド部PAD1の上部か
ら後述する第2パッド部PAD2形成領域まで延在する
長溝47を有するレジスト膜R2を形成する。
Next, a resist film R2 having a long groove 47 extending from an upper portion of the first pad portion PAD1 to a second pad portion PAD2 forming region described later is formed on the seed layer 45 by using a photolithography technique. .

【0087】次に、長溝47の内部に電解めっき法でC
u膜49aを形成する。Cu膜49aを形成するには、
基板1をCu用のめっき液に浸漬してシード層45をマ
イナス(−)電極に固定し、レジスト膜R2で覆われて
いない長溝47の底部のシード層45の表面にCu膜4
9aを析出させる。
Next, C is formed inside the long groove 47 by electrolytic plating.
The u film 49a is formed. To form the Cu film 49a,
The substrate 1 is dipped in a Cu plating solution to fix the seed layer 45 to the negative (-) electrode, and the Cu film 4 is formed on the surface of the seed layer 45 at the bottom of the long groove 47 not covered with the resist film R2.
9a is deposited.

【0088】さらに、この後、長溝47の内部のCu膜
49a上にNi(ニッケル)膜49bを電界めっき法で
形成する。Ni膜49bを形成するには、基板1をNi
用のめっき液に浸漬してシード層45をマイナス(−)
電極に固定し、レジスト膜Rで覆われていない長溝47
の底部のCu膜49aの表面にNi膜49bを析出させ
る。
Further, thereafter, a Ni (nickel) film 49b is formed on the Cu film 49a inside the long groove 47 by the electroplating method. To form the Ni film 49b, the substrate 1 is made of Ni.
The seed layer 45 with a minus (-)
Long groove 47 fixed to the electrode and not covered with the resist film R
A Ni film 49b is deposited on the surface of the Cu film 49a at the bottom of the.

【0089】その後、レジスト膜R2を除去した後、C
u膜49aおよびNi膜49bをマスクにしたウェット
エッチングで不要となったシード層45を除去する。そ
の結果、シード層45、Cu膜49aとNi膜49bと
の積層膜で構成される再配線49が形成される。
Then, after removing the resist film R2, C
The unnecessary seed layer 45 is removed by wet etching using the u film 49a and the Ni film 49b as a mask. As a result, the rewiring 49 composed of the seed layer 45, the laminated film of the Cu film 49a and the Ni film 49b is formed.

【0090】この再配線は、例えばチップ領域の全面に
渡りバンプ電極を第1パッド部PAD1より広い間隔で
配置する際、第1パッド部PAD1とバンプ電極(後述
する第2パッド部PAD2)とを接続する役割を果た
す。
This rewiring, for example, when arranging the bump electrodes at a wider interval than the first pad portion PAD1 over the entire surface of the chip area, the first pad portion PAD1 and the bump electrodes (second pad portion PAD2 described later) are arranged. Play a role in connecting.

【0091】次に、再配線49上の第2パッド部PAD
2を開口したポリイミド樹脂膜51を形成する。このポ
リイミド樹脂膜51は、感光性ポリイミド樹脂膜をスピ
ン塗布し、熱処理(プリベーク)を施す。次いで、ポリ
イミド樹脂膜を露光、現像して第2パッド部PAD2
(直径0.25mm)を開口した後、熱処理(ポストベ
ーク)を施し、ポリイミド樹脂膜を硬化(キュア)させ
る。
Next, the second pad portion PAD on the rewiring 49
A polyimide resin film 51 having openings 2 is formed. As the polyimide resin film 51, a photosensitive polyimide resin film is spin-coated and heat treatment (prebaking) is performed. Next, the polyimide resin film is exposed and developed to develop the second pad portion PAD2.
After opening (diameter 0.25 mm), heat treatment (post-baking) is performed to cure (cure) the polyimide resin film.

【0092】ここで、ポリイミド樹脂膜51の開口部
(第2パッド部PAD2)からは、再配線49(Ni膜
49b)の表面が露出している。
Here, the surface of the rewiring 49 (Ni film 49b) is exposed from the opening (second pad portion PAD2) of the polyimide resin film 51.

【0093】次に、図12に示すように、ポリイミド樹
脂膜51の開口部(第2パッド部PAD2)に露出した
Ni膜49b上に、バンプ電極Bを形成するのである
が、まず、第2パッド部PAD2上を含むポリイミド樹
脂膜51の上部に、シード層(給電層)55を形成す
る。このシード層55は、例えば、Cr(クロム)膜と
Cu(銅)膜との積層膜よりなり、例えば、ポリイミド
樹脂膜51の上部にスパッタリング法でCr膜を堆積
し、続いてこのCr膜の上部にスパッタリング法でCu
膜を堆積することにより形成する。
Next, as shown in FIG. 12, the bump electrode B is formed on the Ni film 49b exposed in the opening (second pad portion PAD2) of the polyimide resin film 51. A seed layer (power feeding layer) 55 is formed on the polyimide resin film 51 including the pad portion PAD2. The seed layer 55 is made of, for example, a laminated film of a Cr (chrome) film and a Cu (copper) film. For example, a Cr film is deposited on the polyimide resin film 51 by a sputtering method, and then the Cr film is formed. Cu on top by sputtering
It is formed by depositing a film.

【0094】次いで、シード層(給電層)55上に、フ
ォトリソグラフィー技術を用いて、第2パッド領域PA
D2上に開口部(OA、直径0.23mm)を有するレ
ジスト膜R3(膜厚11μm程度)を形成する。ここ
で、レジスト膜R3の開口部(開口領域)OAを、第2
パッド領域PAD2より小さくする。
Next, the second pad area PA is formed on the seed layer (power feeding layer) 55 by photolithography.
A resist film R3 (having a film thickness of about 11 μm) having an opening (OA, diameter 0.23 mm) is formed on D2. Here, the opening (opening region) OA of the resist film R3 is changed to the second
It is made smaller than the pad area PAD2.

【0095】次いで、開口部OA内のシード層55上に
Ni(ニッケル)膜B1を電界めっき法で、8μm程度
形成する。Ni膜B1を形成するには、基板1をNi用
のめっき液に浸漬してシード層55をマイナス(−)電
極に固定し、レジスト膜R3で覆われていない開口部O
Aの底部のシード層55の表面にNi膜B1を析出させ
る。次いで、半導体基板1をAu(金)用のめっき液に
浸漬して、シード層55をマイナス(−)電極に固定
し、レジスト膜R3で覆われていない開口部OAのNi
膜B1上に、1μm程度のAu膜B2を析出させる。
Next, a Ni (nickel) film B1 is formed on the seed layer 55 in the opening OA by electroplating to a thickness of about 8 μm. To form the Ni film B1, the substrate 1 is dipped in a plating solution for Ni to fix the seed layer 55 to the minus (−) electrode, and the opening O not covered with the resist film R3 is formed.
The Ni film B1 is deposited on the surface of the seed layer 55 at the bottom of A. Next, the semiconductor substrate 1 is immersed in a plating solution for Au (gold) to fix the seed layer 55 to the negative (-) electrode, and the Ni of the opening OA not covered with the resist film R3.
An Au film B2 of about 1 μm is deposited on the film B1.

【0096】その後、レジスト膜R3を除去し、Ni膜
B1およびAu膜B2をマスクにしたウェットエッチン
グで不要となったシード層55を除去し、熱処理を行う
ことにより、Ni膜B1およびその上部のAu膜B2よ
りなるバンプ(突起)電極Bが形成される(図13)。
即ち、第2パッド領域PAD2上に、バンプ電極Bが形
成される。このバンプ電極Bの形成領域は、第2パッド
領域PAD2よりも小さい。
After that, the resist film R3 is removed, the unnecessary seed layer 55 is removed by wet etching using the Ni film B1 and the Au film B2 as a mask, and heat treatment is performed to remove the Ni film B1 and the upper portion thereof. A bump (projection) electrode B made of the Au film B2 is formed (FIG. 13).
That is, the bump electrode B is formed on the second pad area PAD2. The formation area of the bump electrode B is smaller than the second pad area PAD2.

【0097】この後、実施の形態1と同様に、ウエハ状
態の半導体基板1をチップ領域間に存在するスクライブ
ラインに沿って切断し、複数の略矩形状のチップとする
(ダイシングする)。
Thereafter, as in the first embodiment, the semiconductor substrate 1 in a wafer state is cut along the scribe lines existing between the chip regions to form a plurality of substantially rectangular chips (dicing).

【0098】その後、配線が印刷されたテープや実装基
板上に、配線と前記バンプ電極とが合うように接着し、
必要に応じて樹脂で封止するが、これらの図示は省略す
る。
After that, the wiring and the bump electrodes are attached to the tape or the mounting substrate on which the wiring is printed so that the wiring and the bump electrodes are aligned with each other.
It is sealed with resin as necessary, but these are not shown.

【0099】このように、本実施の形態によれば、バン
プ電極Bの形成領域を、第2パッド領域PAD2よりも
小さくする等、実施の形態1と同様の構造としたので、
実施の形態1で説明した(A)〜(E)の効果を得るこ
とができる。また、再配線を利用することで、第1パッ
ド領域よりバンプ電極のピッチを広くすることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, since the formation area of the bump electrode B is made smaller than the second pad area PAD2, the structure similar to that of the first embodiment is obtained.
The effects (A) to (E) described in the first embodiment can be obtained. Further, by using the rewiring, the pitch of the bump electrodes can be made wider than that of the first pad region.

【0100】本実施の形態の半導体装置の一態様を試験
(評価)した結果について、次に説明する。
The results of testing (evaluating) one aspect of the semiconductor device of this embodiment will be described below.

【0101】(評価1)対象製品は、マイコンである。
即ち、図13に示す絶縁膜11中には、マイコンを構成
する素子や配線等(図示せず)が形成されている。図1
4は、このマイコン(半導体チップ)の上面図、図15
は、図14のB1−B1断面図である。
(Evaluation 1) The target product is a microcomputer.
That is, in the insulating film 11 shown in FIG. 13, elements and wirings (not shown) that form a microcomputer are formed. Figure 1
4 is a top view of this microcomputer (semiconductor chip), FIG.
FIG. 15 is a B1-B1 sectional view of FIG. 14;

【0102】なお、チップ外形は、約10mm角であ
る。例えば、このチップの周辺には、第1パッド領域が
形成され(図示せず)、このパッド領域が、前述した再
配線により引き回され、チップの内部にエリアアレイさ
れている。エリアアレイされた第2パッド領域PAD2
の開口部の径は、0.25mmであり、その上部にバン
プ電極Bが形成されている。ピンの配列は、16行×1
6列で、ピン数は、256ピンであり、パッド間の平均
ピッチは約0.5mmである。このようなピン配列の半
導体チップは、CSPに多く用いられる。
The outer shape of the chip is about 10 mm square. For example, a first pad area (not shown) is formed around the chip, and the pad area is routed by the above-mentioned rewiring and area-arrayed inside the chip. Area-padded second pad area PAD2
The diameter of the opening is 0.25 mm, and the bump electrode B is formed on the upper portion thereof. Pin arrangement is 16 rows x 1
In 6 rows, the number of pins is 256, and the average pitch between pads is about 0.5 mm. A semiconductor chip having such a pin arrangement is often used for CSP.

【0103】このマイコン(半導体チップ)を、評価用
基板(図示せず)に実装して、各種接続信頼性の評価を
行った。なお、この評価用基板は、有機基板であり、マ
イコン搭載領域が1つあり、搭載領域には、マイコンの
バンプ電極に対応するテスト端子(直径0.25mm、
0.5mmピッチ、256個)が形成されている。この
端子は、実施の形態1(図9参照)と同様に、外部に引
き出され、その一部は露出した状態となっている。
This microcomputer (semiconductor chip) was mounted on an evaluation board (not shown) and various connection reliability was evaluated. This evaluation substrate is an organic substrate and has one microcomputer mounting area. In the mounting area, test terminals (diameter 0.25 mm, corresponding to bump electrodes of the microcomputer,
0.5 mm pitch, 256 pieces) are formed. Similar to the first embodiment (see FIG. 9), this terminal is pulled out to the outside and a part thereof is exposed.

【0104】この評価用基板を50枚用意し、これにマ
イコンを1個ずつ搭載する。搭載法は、実施の形態1の
場合と同様である。
Fifty evaluation boards are prepared, and one microcomputer is mounted on each of the evaluation boards. The mounting method is the same as in the first embodiment.

【0105】これらの評価用基板を用い、マイコンの初
期特性を確認した後、評価用基板50枚の内25枚は、
125℃で、500時間の高温放置試験を、残りの25
枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度サイクル
試験を1000サイクル行った。その結果、何れの試料
も動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the microcomputer using these evaluation boards, 25 of the 50 evaluation boards were
The high temperature storage test at 125 ° C for 500 hours was performed for the remaining 25 hours.
Each of the evaluation substrates was subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0106】(評価2)評価1では、レジスト膜R3の
膜厚を11μm、Ni膜の膜厚を8μmとしたが、レジ
スト膜R3の膜厚を8μmとし、Ni膜の膜厚を、1.
5μm、3μmもしくは5μmとした場合について、同
様の評価を行った。なお、Ni膜上のAu膜の膜厚は、
全て1μmとした。
(Evaluation 2) In Evaluation 1, the resist film R3 has a film thickness of 11 μm and the Ni film has a film thickness of 8 μm. However, the resist film R3 has a film thickness of 8 μm and the Ni film has a film thickness of 1.
The same evaluation was performed when the thickness was 5 μm, 3 μm or 5 μm. The thickness of the Au film on the Ni film is
All were 1 μm.

【0107】これらを搭載した評価用基板を用い、マイ
コンの初期特性を確認した後、各評価用基板の50枚の
内25枚を、125℃で、500時間の高温放置試験し
た結果、いずれの膜厚のものも、動作異常の発生はなか
った。しかしながら、残りの25枚の評価用基板を、そ
れぞれ−55℃と125℃の温度サイクル試験を100
0サイクル行ったところ、Ni膜の膜厚が、1.5μm
のものを搭載した評価用基板、25枚のうち4枚に抵抗
増加の不良が確認された。しかし、Ni膜の膜厚が、3
μmおよび5μmのものを搭載した評価用基板について
は、動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the microcomputer using the evaluation boards equipped with these, 25 out of 50 evaluation boards were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours. There was no malfunction in the film thickness. However, the remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of -55 ° C and 125 ° C, respectively.
After 0 cycles, the Ni film thickness was 1.5 μm.
It was confirmed that the resistance increasing defect was found in 4 out of 25 evaluation substrates having the above-mentioned ones mounted thereon. However, the Ni film thickness is 3
It was confirmed that no abnormal operation occurred with respect to the evaluation substrates mounted with μm and 5 μm.

【0108】(評価3)本評価では、レジスト膜R3の
膜厚を16μmとし、Ni膜の膜厚を13μm、Au膜
の膜厚を1μmとしたものについて、同様の評価を行っ
た。
(Evaluation 3) In this evaluation, the same evaluation was performed for the resist film R3 having a film thickness of 16 μm, the Ni film having a film thickness of 13 μm, and the Au film having a film thickness of 1 μm.

【0109】評価用基板50枚を用い、マイコンの初期
特性を確認した後、評価用基板50枚の内25枚は、1
25℃で、500時間の高温放置試験を、残りの25枚
の評価用基板は、−55℃と125℃の温度サイクル試
験を1000サイクル行った。その結果、何れの試料も
動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the microcomputer using 50 evaluation substrates, 25 of the 50 evaluation substrates are set to 1
A high temperature storage test was performed at 25 ° C. for 500 hours, and the remaining 25 evaluation substrates were subjected to temperature cycle tests of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0110】(実施の形態3)前記実施の形態において
は、バンプ電極BをNi膜B1とAu膜B2とで構成し
たが、さらに、この上部にハンダボールHBを形成して
もよい。
(Third Embodiment) In the above-mentioned embodiment, the bump electrode B is composed of the Ni film B1 and the Au film B2, but a solder ball HB may be further formed on the bump electrode B.

【0111】なお、Ni膜B1とAu膜B2との積層膜
の形成工程までは、図1〜図6や図10〜図13を参照
しながら説明した前記実施の形態の場合と同様であるた
め、その説明を省略する。なお、本実施の形態において
は、Ni膜B1の膜厚を5μm程度、Au膜B2の膜厚
を0.05μm程度とした。また、この際、半導体基板
は、ウエハ状態である。即ち、ウエハ状態で(ダイシン
グする前に)、ハンダボールHBを形成する。なお、こ
こでは、図6に示したバンプ電極Bの上部にハンダボー
ルHBを形成する工程について説明するが、図13に示
したバンプ電極Bの上部にも同様にハンダボールHBを
形成することができる。
The steps up to the step of forming the laminated film of the Ni film B1 and the Au film B2 are the same as those in the above-described embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6 and 10 to 13. , The description is omitted. In this embodiment, the thickness of the Ni film B1 is about 5 μm and the thickness of the Au film B2 is about 0.05 μm. At this time, the semiconductor substrate is in a wafer state. That is, the solder balls HB are formed in a wafer state (before dicing). Although the process of forming the solder ball HB on the bump electrode B shown in FIG. 6 will be described here, the solder ball HB can be similarly formed on the bump electrode B shown in FIG. it can.

【0112】例えば、図16に示すように、その上部に
ハンダペースト63が形成されたガラス基板61を準備
する。このハンダペースト63は、例えば、ガラス基板
61上に、メタルマスクを用いて印刷することにより形
成することができる。このハンダペーストの印刷位置
は、図6に示す半導体チップ上のバンプ電極Bを、ガラ
ス基板61上にフェースダウンで搭載した場合のバンプ
電極Bに対応する。例えば、0.5mmのピッチで、1
6行×16列で、配列されている。
For example, as shown in FIG. 16, a glass substrate 61 having a solder paste 63 formed thereon is prepared. The solder paste 63 can be formed, for example, by printing on the glass substrate 61 using a metal mask. The printing position of the solder paste corresponds to the bump electrode B when the bump electrode B on the semiconductor chip shown in FIG. 6 is mounted face down on the glass substrate 61. For example, with a pitch of 0.5 mm, 1
It is arranged in 6 rows × 16 columns.

【0113】次いで、図17に示すように、ガラス基板
61上のハンダペースト63とAu膜B2とを位置合わ
せして、半導体ウエハ(1)を搭載する。この際、Au
膜B2とハンダペースト63とが接触する。
Then, as shown in FIG. 17, the solder paste 63 on the glass substrate 61 and the Au film B2 are aligned, and the semiconductor wafer (1) is mounted. At this time, Au
The film B2 and the solder paste 63 are in contact with each other.

【0114】次いで、半導体ウエハの裏面を上面とした
状態で、リフロー炉に搬入し、熱処理を施した。その結
果、ハンダペースト63が、Ni膜B1上にボール状と
なって接着する(図18)。なお、Au膜B2は、ハン
ダボールHB内に、溶融する。
Then, with the back surface of the semiconductor wafer facing upward, the semiconductor wafer was carried into a reflow furnace and subjected to heat treatment. As a result, the solder paste 63 becomes a ball shape and adheres to the Ni film B1 (FIG. 18). The Au film B2 melts inside the solder ball HB.

【0115】次いで、ガラス基板61を半導体ウエハか
ら剥離し、ガラス基板61および半導体ウエハを洗浄す
る(図19)。この際、ハンダペースト内に含まれ、熱
処理の際にハンダボールHBの表面等に表出するフラッ
クス等を除去する。ハンダボールの高さは、0.2mm
程度である。
Next, the glass substrate 61 is separated from the semiconductor wafer, and the glass substrate 61 and the semiconductor wafer are washed (FIG. 19). At this time, the flux contained in the solder paste and exposed on the surface of the solder ball HB during heat treatment is removed. Solder ball height is 0.2mm
It is a degree.

【0116】このように、本実施の形態によれば、実施
の形態1や2と同様に、Ni膜およびAu膜(以下これ
らの積層膜を第1バンプ電極という)を形成したので、
実施の形態1で説明した種々の効果を得ることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the Ni film and the Au film (hereinafter, these laminated films are referred to as the first bump electrodes) are formed as in the first and second embodiments.
The various effects described in the first embodiment can be obtained.

【0117】即ち、(A)まず、バンプ電極Bの形成領
域を、パッド領域PADよりも小さくしたので、実施の
形態1で詳細に説明した、2)バンプ電極と絶縁膜(本
実施の形態の場合は、パッシベーション膜21およびポ
リイミド樹脂膜22)との界面における剥離やボイド
(空孔)の発生を低減することができる、3)バンプ電
極の形成領域を小さくすることができ、そのピッチが微
細な半導体装置に対応することが可能となる、4)バン
プ電極の形成領域を小さく(バンプ電極を細く)形成し
たため、搭載許容範囲が広くなる、5)バンプ電極が細
く高いため、実装後の寿命を長くすることができる、等
の効果を得ることができる。
That is, (A) First, since the formation area of the bump electrode B is made smaller than the pad area PAD, 2) the bump electrode and the insulating film (of the present embodiment) described in detail in the first embodiment. In this case, peeling at the interface with the passivation film 21 and the polyimide resin film 22) and the occurrence of voids (holes) can be reduced. 3) The bump electrode formation region can be made small and its pitch can be made fine. 4) The bump electrode formation area is small (the bump electrode is thin), so the mounting allowable range is wide. 5) The bump electrode is thin and high, resulting in a long life after mounting. It is possible to obtain effects such as being able to lengthen.

【0118】また、実施の形態1と同様に、(B)Ni
膜の代わりにCu(銅)、Ti(チタン)もしくはZn
(亜鉛)を主成分とする材料を用いることができ、1)
これらの材料(Ni、Cu、Ti、Zu)を用いること
により、精度よく、実装基板等との接続を図ることがで
きる。2)また、これらの材料を用いることにより、半
導体チップと実装基板間を埋める封止樹脂との密着性を
向上させることができ、その結果、接続の高信頼度化を
達成することができる。
Also, as in the first embodiment, (B) Ni
Cu (copper), Ti (titanium) or Zn instead of the film
A material containing (zinc) as a main component can be used, and 1)
By using these materials (Ni, Cu, Ti, Zu), the connection with the mounting board or the like can be achieved accurately. 2) Further, by using these materials, the adhesiveness between the semiconductor chip and the sealing resin filling the space between the semiconductor chip and the mounting substrate can be improved, and as a result, high reliability of connection can be achieved.

【0119】さらに、3)これらの材料は、ハンダに対
するバリア性が高く、その上部のハンダボールをリフロ
ーしても、ハンダ中のSn等がAl(最上層配線)との
界面に到達することを防止することができる。
Furthermore, 3) these materials have a high barrier property against solder, and Sn or the like in the solder may reach the interface with Al (uppermost layer wiring) even if the solder ball on the upper part is reflowed. Can be prevented.

【0120】また、(C)Ni膜を3μm程度とする
等、1)バンプ電極の高さを3μm以上とすることによ
り、実装基板と半導体チップ(バンプ電極)との接続を
良好にすることができる。2)また、バンプ電極の底面
積を小さくし、さらに、その高さを3μm以上と高くす
ることにより、熱歪等に対してバンプ電極の変形を容易
にし、接続信頼性を高めることができる。
Further, (C) the Ni film has a thickness of about 3 μm, and 1) the height of the bump electrode is 3 μm or more, so that the connection between the mounting substrate and the semiconductor chip (bump electrode) can be improved. it can. 2) Further, by making the bottom area of the bump electrode small and further increasing the height to 3 μm or more, the bump electrode can be easily deformed due to thermal strain and the like, and the connection reliability can be improved.

【0121】さらに、3)実装基板にハンダボールを介
して接続する場合に、第1バンプ電極(Ni膜等)のハ
ンダバリア性を確保することで接続信頼性を確保でき
る。即ち、ハンダをリフローすることにより、第1バン
プ電極(Ni膜等)の上面にハンダボールを接続し、こ
の半導体チップを実装基板上にハンダで実装する場合に
は、リフロー処理の際、場合によっては半導体チップを
リペアし、再リフロー実装を行う際、もしくは、実装基
板の実使用環境下等でも、ハンダボール中のSnが、第
1バンプ電極中を熱拡散し得る。しかしながら、第1バ
ンプ電極の高さを3μm以上とすることにより、Snが
第1バンプ電極の下面のAl(最上層配線)等の下地パ
ッドにまで到達することを防止することができる。その
結果、接続信頼性を向上させることができる。
Furthermore, 3) when connecting to the mounting substrate via solder balls, the connection reliability can be ensured by ensuring the solder barrier property of the first bump electrodes (Ni film or the like). That is, when the solder balls are connected to the upper surface of the first bump electrodes (Ni film or the like) by reflowing the solder, and this semiconductor chip is mounted on the mounting substrate with solder, the reflow process may be performed depending on the case. The Sn in the solder ball can thermally diffuse in the first bump electrode even when the semiconductor chip is repaired and re-reflow mounting is performed, or even under the actual use environment of the mounting substrate. However, by setting the height of the first bump electrode to 3 μm or more, it is possible to prevent Sn from reaching the underlying pad such as Al (uppermost layer wiring) on the lower surface of the first bump electrode. As a result, the connection reliability can be improved.

【0122】また、本実施の形態においては、Ni膜の
表面上にAu膜を形成したので、第1バンプ電極(Ni
膜等)の上部にハンダボールを精度良く形成することが
できる。即ち、Ni膜表面のみならずその側壁にもAu
膜を形成した場合には、側壁を覆うようにハンダボール
が形成され、第1バンプ電極およびその上部のハンダボ
ールの高さを確保することができなくなる。しかしなが
ら、本実施の形態においては、Ni膜の表面上にAu膜
を形成したので、ハンダボールを精度良く形成すること
ができ、また、第1バンプ電極およびその上部のハンダ
ボールの高さを確保することができる。
Further, in the present embodiment, since the Au film is formed on the surface of the Ni film, the first bump electrode (Ni
Solder balls can be accurately formed on the upper part of a film or the like). That is, not only on the surface of the Ni film but also on the side wall thereof, Au is formed.
When the film is formed, solder balls are formed so as to cover the side walls, and it becomes impossible to secure the height of the first bump electrodes and the solder balls above them. However, in the present embodiment, since the Au film is formed on the surface of the Ni film, the solder balls can be formed with high accuracy, and the heights of the first bump electrode and the solder balls above it can be secured. can do.

【0123】なお、例えば、Ni等の上面にAu膜等を
形成する際、めっき用のレジスト膜とNi等のバンプと
の密着性が良くないと、Ni等バンプの上側面にまでA
u膜が付着する。このような場合、ハンダバンプを形成
するとその上側面を覆うようハンダボールが付着する
が、Ni等の高さ2μm以上にわたってハンダが付着し
ていなければ、リフロー等の加熱時にハンダの熱拡散に
よる不具合がでないことを確認している。
For example, when the Au film or the like is formed on the upper surface of Ni or the like, if the adhesion between the resist film for plating and the bump of Ni or the like is not good, the A or even the upper surface of the bump of Ni or the like is
The u film adheres. In such a case, when the solder bump is formed, the solder ball is attached so as to cover the upper surface thereof. However, if the solder is not attached over the height of 2 μm or more of Ni or the like, there is a problem due to thermal diffusion of the solder during heating such as reflow. I'm sure it's not.

【0124】また、(D)バンプ電極を構成するNi膜
等の上面部にAu膜等を形成したので、1)Ni膜表面
の酸化や汚染等を防止することができる。その結果、実
装基板の端子とバンプ電極との電気的接触を良好とする
ことができる。なお、Au膜の代わりに、Pd(パラジ
ウム)、Ag(銀)、Rh(ロジウム)もしくはPt
(白金)等を用いることもできる。
Further, (D) since the Au film or the like is formed on the upper surface of the Ni film or the like forming the bump electrode, it is possible to 1) prevent the Ni film surface from being oxidized or contaminated. As a result, good electrical contact between the terminals of the mounting board and the bump electrodes can be achieved. Instead of the Au film, Pd (palladium), Ag (silver), Rh (rhodium) or Pt.
(Platinum) or the like can also be used.

【0125】さらに、2)本実施の形態においては、N
i膜の表面上にAu膜を形成したので、Ni膜の側面、
少なくとも側面下部(Al側)にハンダが濡れ広がるこ
とを防止することができる。また、第1バンプ電極上面
に形成したハンダボールもしくは実装基板上に搭載され
ているハンダが、第1バンプ電極上面のみで接続する。
従って、一定のハンダ量に対して、ハンダボールの高さ
を高くすることができるため、実装後の接続信頼性を高
くすることができる。
2) In the present embodiment, N
Since the Au film was formed on the surface of the i film, the side surface of the Ni film,
It is possible to prevent the solder from spreading wet to at least the lower portion of the side surface (Al side). Further, the solder ball formed on the upper surface of the first bump electrode or the solder mounted on the mounting substrate connects only on the upper surface of the first bump electrode.
Therefore, the height of the solder balls can be increased for a certain amount of solder, and the connection reliability after mounting can be increased.

【0126】また、3)ハンダボールが、実装後に第1
バンプ電極の側面下部まで付着すると、その後の温度環
境によって、ハンダが第1バンプ電極の側面を伝わりA
l界面まで熱拡散する。その結果、第1バンプ電極がA
lパッドから剥離し易くなる。しかしながら、本実施の
形態においては、ハンダボールが、第1バンプ電極の上
面のみ、もしくは上面と側面上部までしか被覆しないこ
とにより、これらの現象を防止することができる。
Also, 3) the solder ball is first mounted after mounting.
When the solder adheres to the lower part of the side surface of the bump electrode, the solder will propagate along the side surface of the first bump electrode A depending on the temperature environment thereafter.
Thermal diffusion to the l interface. As a result, the first bump electrode is A
It becomes easy to peel from the l-pad. However, in the present embodiment, these phenomena can be prevented by the solder ball covering only the upper surface of the first bump electrode or only the upper surface and the upper side surface.

【0127】また、4)第1バンプ電極の上面のみに、
ハンダが濡れる場合は、第1バンプ電極の側面までハン
ダが濡れる場合と比較して、第1バンプ電極およびハン
ダボールの外形(最大外周)が、小さくなる。従って、
実装の際、隣りのバンプ電極等との短絡発生割合を減少
させることができる。また、その結果、微細ピッチの場
合であっても、その接続が容易となる。
4) Only on the upper surface of the first bump electrode,
When the solder gets wet, the outer shapes (maximum outer circumference) of the first bump electrodes and the solder balls become smaller than when the solder gets wet to the side surfaces of the first bump electrodes. Therefore,
At the time of mounting, it is possible to reduce the rate of occurrence of a short circuit with an adjacent bump electrode or the like. As a result, even in the case of a fine pitch, the connection becomes easy.

【0128】また、5)半導体チップと実装基板との間
に樹脂を充填する場合に、樹脂中のボイド等の発生が少
なくなり、結果として、接続信頼性が向上する。これ
は、Ni膜の側面までAu膜等で被覆すると、この側面
においてもハンダが濡れ、側面を覆うようにハンダボー
ルが形成されてしまう。その結果、その下層のAl膜も
しくは絶縁膜等との隙間が非常に狭いものとなる。特
に、フラックス等を用いてハンダ付けする場合は、隙間
のフラックスは洗浄によっても除去し難く、フラックス
が残留してしまう。また、フラックスが洗浄により除去
された場合であっても、その狭い隙間には、封止樹脂が
充填され難く、ボイドが形成されてしまう。このよう
に、フラックスの残留やボイドの発生により、接続信頼
性の低下が起こる。しかしながら、本実施の形態におい
ては、Ni膜等の第1バンプ電極の側面、少なくとも、
側面上部以外にAu膜等の被膜を形成していないので、
第1バンプ電極の下部に、狭い隙間等が生じず、接続信
頼性を高く保持することができる。
5) When the resin is filled between the semiconductor chip and the mounting substrate, the generation of voids in the resin is reduced, and as a result, the connection reliability is improved. This is because when the side surface of the Ni film is covered with the Au film or the like, the solder also wets the side surface, and a solder ball is formed so as to cover the side surface. As a result, the gap with the underlying Al film or insulating film becomes very narrow. In particular, when soldering with flux or the like, the flux in the gap is difficult to remove even by washing, and the flux remains. Further, even if the flux is removed by cleaning, it is difficult to fill the sealing resin in the narrow gap and a void is formed. Thus, due to the residual flux and the generation of voids, the connection reliability is reduced. However, in the present embodiment, the side surface of the first bump electrode such as the Ni film, at least,
Since no coating such as Au film is formed on the upper side surface,
A narrow gap or the like does not occur under the first bump electrode, and the connection reliability can be kept high.

【0129】また、6)第1バンプ電極の側面と樹脂と
の密着性を確保し、接続信頼性を向上させる。顧客実装
の上で、半導体チップと実装基板との間に樹脂を充填
し、熱応力等に対する接続信頼性を向上させることが多
く試みられている。この場合、その樹脂が実装基板や半
導体チップとの密着性が高いことが必要である。この場
合、第1バンプ電極側面にAu膜等の貴金属面が残って
しまうと、一般的な封止樹脂であるエポキシ系樹脂との
密着性が劣り、接着し難い。従って、第1バンプ電極側
面をNi膜やCu膜等にしておくと、実装時の加熱等で
表面酸化が促進され、第1バンプ電極側面と樹脂との良
好な密着性を確保することができる。その結果、接続信
頼性が向上する。
6) The adhesion between the side surface of the first bump electrode and the resin is secured, and the connection reliability is improved. Upon customer mounting, it is often attempted to fill a resin between a semiconductor chip and a mounting board to improve connection reliability against thermal stress and the like. In this case, it is necessary that the resin has high adhesion to the mounting substrate and the semiconductor chip. In this case, if the noble metal surface such as the Au film remains on the side surface of the first bump electrode, the adhesion with the epoxy resin, which is a general sealing resin, is poor and it is difficult to adhere. Therefore, if the side surface of the first bump electrode is made of a Ni film, a Cu film, or the like, surface oxidation is promoted by heating during mounting and the like, and good adhesion between the side surface of the first bump electrode and the resin can be secured. . As a result, the connection reliability is improved.

【0130】さらに、(E)本実施の形態においては、
バンプ電極を構成するNi膜等の上面部にAu膜等を形
成したので、次の効果を有する。なお、前述した通りA
u膜の代わりに、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、R
h(ロジウム)もしくはPt(白金)等を用いることも
できる。
Further, (E) in the present embodiment,
Since the Au film or the like is formed on the upper surface of the Ni film or the like forming the bump electrode, the following effects are obtained. As mentioned above, A
Instead of the u film, Pd (palladium), Ag (silver), R
It is also possible to use h (rhodium) or Pt (platinum).

【0131】即ち、これらの金属は、めっき等での成膜
が容易で、ハンダボールとの電気的接続において、低抵
抗な接続を得られる。
That is, these metals can be easily formed by plating or the like, and a low resistance connection can be obtained in the electrical connection with the solder balls.

【0132】また、これらの金属の代わりに、フラック
スを形成してもよい。例えば、Ni膜を形成後、その上
部にフラックス被膜を形成することにより、Ni膜等の
第1バンプ電極の上面の酸化を防止でき、また、フラッ
クスによって、ハンダ酸化膜の除去ができ、ハンダボー
ルと第1バンプ電極との電気的接続において、低抵抗な
接続を得られる。
A flux may be formed instead of these metals. For example, by forming a Ni film and then forming a flux film on the Ni film, oxidation of the upper surface of the first bump electrode such as the Ni film can be prevented, and the solder oxide film can be removed by the flux. A low resistance connection can be obtained in the electrical connection between the and the first bump electrode.

【0133】さらに、(F)本実施の形態においては、
第1バンプ電極上にハンダボール(第2バンプ電極)を
形成したので、次の効果を有する。
Further, (F) in the present embodiment,
Since the solder balls (second bump electrodes) are formed on the first bump electrodes, the following effects are obtained.

【0134】例えば、実装基板にハンダボールを介して
半導体チップを接続する場合、実装基板側にハンダを印
刷法を用いて形成し、その上に半導体チップのバンプ電
極を対向させ、リフローして接続する方法がある。しか
し、半導体チップの端子ピッチが微細化するに伴い、印
刷法により微細ピッチのハンダを実装基板上に供給する
ことが困難となってくる。逆に言えば、ファインピッチ
の印刷マスクや、高精度の印刷機を準備することが必要
になる。このような場合、半導体チップ側にハンダボー
ルを形成しておけば、実装基板側へのハンダの印刷を不
要にできる。例えば、実装基板上面には、ただフラック
スをべた印刷するとか、半導体チップのハンダボールを
フラックスに浸け、それを実装基板上に直接搭載し、リ
フローする等の方法が可能となり、また、実装が容易に
なる。
For example, when connecting a semiconductor chip to a mounting substrate via a solder ball, solder is formed on the mounting substrate side by a printing method, bump electrodes of the semiconductor chip are made to face it, and reflowing is performed for connection. There is a way to do it. However, as the terminal pitch of the semiconductor chip becomes finer, it becomes difficult to supply solder with a fine pitch onto the mounting substrate by the printing method. Conversely, it is necessary to prepare a fine-pitch print mask and a high-precision printing machine. In such a case, if solder balls are formed on the semiconductor chip side, it is not necessary to print solder on the mounting substrate side. For example, it is possible to simply print the flux on the top surface of the mounting board, or to soak the solder balls of the semiconductor chip in the flux, mount it directly on the mounting board, and then reflow it. become.

【0135】本実施の形態の半導体装置の一態様を試験
(評価)した結果について、次に説明する。
The results of testing (evaluating) one aspect of the semiconductor device of this embodiment will be described below.

【0136】(評価1)対象製品は、実施の形態2の図
14および図15に示すNi膜(高さ5μm)の上部
に、ハンダボール(98.5Sn−1Ag−0.5C
u)が形成されたマイコンである。図20は、このマイ
コン(半導体チップ)の上面図、図21は、図20のC
−C断面図である。なお、チップ外形は、約10mm角
である。
(Evaluation 1) The target product is a solder ball (98.5Sn-1Ag-0.5C) on the Ni film (height 5 μm) shown in FIGS. 14 and 15 of the second embodiment.
u) is the formed microcomputer. 20 is a top view of this microcomputer (semiconductor chip), and FIG. 21 is C of FIG.
FIG. The outer shape of the chip is about 10 mm square.

【0137】このマイコン(半導体チップ)を、評価用
基板(図示せず)に実装して、各種接続信頼性の評価を
行った。なお、この評価用基板は、有機基板であり、マ
イコン搭載領域が1つあり、搭載領域には、マイコンの
バンプ電極に対応するテスト端子(直径0.25mm、
0.5mmピッチ、256個)が形成されている。この
端子は、実施の形態1(図9参照)と同様に、外部に引
き出され、その一部は露出した状態となっている。
This microcomputer (semiconductor chip) was mounted on an evaluation board (not shown), and various connection reliability was evaluated. This evaluation substrate is an organic substrate and has one microcomputer mounting area. In the mounting area, test terminals (diameter 0.25 mm, corresponding to bump electrodes of the microcomputer,
0.5 mm pitch, 256 pieces) are formed. Similar to the first embodiment (see FIG. 9), this terminal is pulled out to the outside and a part thereof is exposed.

【0138】この評価用基板を50枚用意し、これにマ
イコンを1個ずつ搭載する。搭載法について以下に説明
する。評価用基板の端子上に、あらかじめ無洗浄フラッ
クスを印刷法により形成しておく。この端子と、評価対
象のマイコンの端子とを対向するよう位置合わせし、搭
載する。その後、約240℃で、リフローし、さらに、
評価用基板とマイコンとの間に樹脂を充填し、150℃
で硬化させる。
Fifty evaluation substrates are prepared, and one microcomputer is mounted on each of the evaluation substrates. The mounting method will be described below. Non-cleaning flux is previously formed on the terminals of the evaluation substrate by a printing method. This terminal and the terminal of the microcomputer to be evaluated are aligned and mounted so as to face each other. After that, reflow at about 240 ℃,
Resin is filled between the evaluation board and the microcomputer, and the temperature is 150 ° C.
To cure.

【0139】これらの評価用基板を用い、マイコンの初
期特性を確認した後、評価用基板50枚の内25枚は、
125℃で、500時間の高温放置試験を、残りの25
枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度サイクル
試験を1000サイクル行った。その結果、何れの試料
も動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the microcomputer using these evaluation boards, 25 of the 50 evaluation boards were
The high temperature storage test at 125 ° C for 500 hours was performed for the remaining 25 hours.
Each of the evaluation substrates was subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0140】(評価2)評価1では、Ni膜の膜厚を5
μmとしたが、Ni膜の膜厚を、3μmとした場合につ
いて、同様の評価を行った。
(Evaluation 2) In Evaluation 1, the thickness of the Ni film was set to 5
However, the same evaluation was performed when the thickness of the Ni film was 3 μm.

【0141】これらを搭載した評価用基板を用い、マイ
コンの初期特性を確認した後、評価用基板50枚の内2
5枚は、125℃で、500時間の高温放置試験を、残
りの25枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度
サイクル試験を1000サイクル行った。その結果、何
れの試料も動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the microcomputer using the evaluation boards on which these are mounted, 2 out of 50 evaluation boards are used.
Five of them were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours, and the remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0142】(実施の形態4)実施の形態1において
は、無電界めっきで、バンプ電極を構成するNi膜やA
u膜を形成したが、これらを電界めっき法を用いて形成
してもよい。なお、電界めっき法を用いたバンプ電極の
形成方法は、実施の形態2において、図12および図1
3を参照しながら説明した方法と同様であるため、その
詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4) In Embodiment 1, electroless plating is used to form the Ni film and the A film forming the bump electrode.
Although the u film is formed, these may be formed by using the electroplating method. It should be noted that the method of forming the bump electrode using the electric field plating method is the same as that in the second embodiment with reference to FIGS.
Since it is the same as the method described with reference to FIG. 3, detailed description thereof will be omitted.

【0143】本実施の形態によっても、実施の形態1と
同様に、(A)〜(E)の効果を得ることができる。
According to this embodiment, the effects (A) to (E) can be obtained as in the first embodiment.

【0144】本実施の形態の半導体装置の一態様を試験
(評価)した結果について、次に説明する。
The results of testing (evaluating) one aspect of the semiconductor device of this embodiment will be described below.

【0145】(評価1)対象製品は、ASIC(Applic
ation specific IC)である。即ち、半導体基板上の絶
縁膜中には、ASICを構成する素子や配線等(図示せ
ず)が形成されている。図22は、このASIC(半導
体チップ)の上面図、図23は、図22のD−D断面図
である。
(Evaluation 1) The target product is an ASIC (Applic
ation specific IC). That is, in the insulating film on the semiconductor substrate, elements and wirings (not shown) that form the ASIC are formed. 22 is a top view of this ASIC (semiconductor chip), and FIG. 23 is a sectional view taken along line DD of FIG.

【0146】なお、チップ外形は、約5mm角であり、
端子数は、196で、チップの周辺部に、最小0.08
mmピッチで端子が並んでいる。パッドPADの形状
(外形)は、50μm幅(短辺)であり、その開口は4
5μm幅(短辺)である。
The outer shape of the chip is about 5 mm square,
The number of terminals is 196 and the minimum is 0.08 on the periphery of the chip.
The terminals are lined up at mm pitch. The shape (outer shape) of the pad PAD is 50 μm width (short side), and its opening is 4
The width is 5 μm (short side).

【0147】シード層は、0.05μm程度のTi膜と
し、その上部のレジスト膜のベーク後の膜厚は、7μm
程度、開口は、40μm角とした。この開口部にTi膜
を電界めっきにより5μm程度堆積し、さらに、その上
部に、Au膜を1μm程度堆積し、バンプ電極Bを形成
した。従って、40μm角で、5μmのTi膜および1
μmのAu膜を有するバンプ電極Bが形成される。
The seed layer is a Ti film having a thickness of about 0.05 μm, and the thickness of the resist film on the seed layer after baking is 7 μm.
The opening was 40 μm square. A Ti film was deposited in this opening by electroplating to a thickness of about 5 μm, and an Au film was further deposited thereon to a thickness of about 1 μm to form bump electrodes B. Therefore, a 40 μm square Ti film of 5 μm and 1
The bump electrode B having an Au film of μm is formed.

【0148】このマイコン(半導体チップ)を、評価用
基板(図示せず)に実装して、各種接続信頼性の評価を
行った。なお、この評価用基板は、ASIC搭載領域が
1つあり、搭載領域には、ASICのバンプ電極に対応
するテスト端子(50μm角)が形成されている。この
端子は、実施の形態1(図9参照)と同様に、外部に引
き出され、その一部は露出した状態となっている。この
評価用基板を50枚用意し、これにASICを1個ずつ
搭載する。搭載法は、実施の形態1の場合と同様であ
る。
This microcomputer (semiconductor chip) was mounted on an evaluation board (not shown), and various connection reliability was evaluated. This evaluation substrate has one ASIC mounting area, and test terminals (50 μm square) corresponding to the bump electrodes of the ASIC are formed in the mounting area. Similar to the first embodiment (see FIG. 9), this terminal is pulled out to the outside and a part thereof is exposed. Fifty evaluation substrates are prepared, and one ASIC is mounted on each. The mounting method is the same as in the first embodiment.

【0149】これらの評価用基板を用い、ASICの初
期特性を確認した後、評価用基板50枚の内25枚は、
125℃で、500時間の高温放置試験を、残りの25
枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度サイクル
試験を1000サイクル行った。その結果、何れの試料
も動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of the ASIC using these evaluation substrates, 25 of the 50 evaluation substrates were
The high temperature storage test at 125 ° C for 500 hours was performed for the remaining 25 hours.
Each of the evaluation substrates was subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0150】(評価2)評価1では、Ti膜を電界めっ
きにより5μm程度形成したが、ここでは、Cu膜を5
μm程度、電界めっきで形成し、さらに、その上部に、
1μm程度のAu膜を形成したもの、および、Cu膜
(5μm)上にPt膜(1μm)を形成したものについ
て評価を行った。
(Evaluation 2) In Evaluation 1, the Ti film was formed by electroplating to a thickness of about 5 μm.
It is formed by electrolytic plating with a thickness of about μm, and further on top of it,
The evaluation was performed on a film having an Au film with a thickness of about 1 μm and a film having a Pt film (1 μm) formed on a Cu film (5 μm).

【0151】これらを搭載した評価用基板を用い、AS
ICの初期特性を確認した後、評価用基板50枚の内2
5枚は、125℃で、500時間の高温放置試験を、残
りの25枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度
サイクル試験を1000サイクル行った。その結果、何
れの試料も動作異常の発生がないことを確認した。
Using the evaluation board on which these are mounted, the AS
After checking the initial characteristics of the IC, 2 out of 50 evaluation boards
Five of them were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours, and the remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0152】(実施の形態5)実施の形態4で説明し
た、ASICのバンプ電極上に、ハンダボールを搭載し
たものおよびバンプ上にフラックスを形成したものにつ
いて評価を行った。なお、ハンダボールの形成方法は、
実施の形態3において図16〜図19を参照しながら説
明したので、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 5) Evaluations were made on the ASIC bump electrodes on which solder balls were mounted and the bumps on which flux was formed as described in the fourth embodiment. The method of forming the solder ball is
Since the third embodiment has been described with reference to FIGS. 16 to 19, detailed description thereof will be omitted.

【0153】(評価)対象製品は、実施の形態4の図2
2および図23に示すASIC(チップ外形:約5mm
角で、端子数:196)である。
(Evaluation) The target product is the one shown in FIG.
2 and the ASIC shown in FIG. 23 (chip outline: approximately 5 mm
The number of terminals is 196).

【0154】このASICをウエハの状態で2枚入手
し、回路面上にシード層としてTi膜を成膜した。その
上部に40μm角の開口部を有するレジスト膜を形成す
る。ベーク後のレジスト膜厚は12μm程度である。こ
の開口部内に、Ni膜を電界めっきによって10μm程
度堆積する。レジスト膜の除去後、Ti膜をエッチング
する。
Two ASIC wafers were obtained, and a Ti film was formed as a seed layer on the circuit surface. A resist film having an opening of 40 μm square is formed on top of it. The resist film thickness after baking is about 12 μm. A Ni film is deposited in this opening by electroplating to a thickness of about 10 μm. After removing the resist film, the Ti film is etched.

【0155】これら2枚のウエハを、アルカリ処理液を
含ませたシート上に搭載し、Ni膜先端部の酸化膜を除
去した。次いで、1枚のウエハを63Sn-37Pbの
ハンダペーストが全面に印刷されたガラス基板上に搭載
し、ウエハの各端子の表面にハンダペーストを付着させ
る。これをリフロー炉内を通過させ、端子上に63Sn
-37Pbのハンダバンプを形する。一方、他のウエハ
は、Ni膜表面の酸化膜を除去後、液状のフラックスが
全面に印刷されたガラス基板上に搭載し、各端子の表面
にフラックスを付着させる。これを乾燥させることで、
端子上にフラックスの被膜を形成する。さらに、これら
2枚のウエハをダイシングして、半導体チップとする。
These two wafers were mounted on a sheet containing an alkaline processing liquid, and the oxide film at the tip of the Ni film was removed. Next, one wafer is mounted on a glass substrate on which 63Sn-37Pb solder paste is printed, and the solder paste is attached to the surface of each terminal of the wafer. This is passed through the reflow furnace and 63Sn is put on the terminals.
Shape a -37Pb solder bump. On the other hand, after removing the oxide film on the surface of the Ni film, another wafer is mounted on a glass substrate on which the liquid flux is printed, and the flux is attached to the surface of each terminal. By drying this,
Form a flux coating on the terminals. Further, these two wafers are diced into semiconductor chips.

【0156】これら2種類のASIC半導体装置を、評
価用基板に実装して、各種接続信頼性評価を実施した。
評価用基板は、実施の形態4で用いたものと同様のもの
を用いた。評価用基板の端子上にはあらかじめ63Sn
-37Pbのハンダペーストが印刷され、この上に半導
体チップをフェースダウンで搭載した。これを、最高温
度約230℃のリフロー炉を通し、半導体チップと評価
用基板間を接続した。その後、ハンダ中のフラックスを
洗浄で落とし評価用基板と半導体チップ間に樹脂を注入
し、これを180℃でベークした。
These two types of ASIC semiconductor devices were mounted on an evaluation board and various connection reliability evaluations were carried out.
As the evaluation substrate, the same substrate as used in the fourth embodiment was used. 63Sn is pre-installed on the terminal of the evaluation board.
-37Pb solder paste was printed, and the semiconductor chip was mounted face down on it. This was passed through a reflow furnace having a maximum temperature of about 230 ° C. to connect the semiconductor chip and the evaluation substrate. Then, the flux in the solder was removed by washing, resin was injected between the evaluation substrate and the semiconductor chip, and this was baked at 180 ° C.

【0157】これらを搭載した評価用基板を用い、AS
ICの初期特性を確認した後、評価用基板50枚の内2
5枚は、125℃で、500時間の高温放置試験を、残
りの25枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度
サイクル試験を1000サイクル行った。その結果、何
れの試料(上部がハンダボール、フラックスのもの)も
動作異常の発生がないことを確認した。
Using the evaluation board on which these are mounted, the AS
After checking the initial characteristics of the IC, 2 out of 50 evaluation boards
Five of them were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours, and the remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples (the upper part has solder balls and flux).

【0158】(実施の形態6)実施の形態5で説明し
た、ASICのバンプ電極を再配線で引き回しエリア配
置(14列×14行、0.3mmピッチ)とし、さら
に、ハンダボールを形成してもよい。なお、再配線およ
びハンダボールの形成方法は、それぞれ、実施の形態2
の図10や図11、および実施の形態3の図16〜図1
9を参照しながら説明したので、その詳細な説明を省略
する。
(Embodiment 6) The bump electrodes of the ASIC described in Embodiment 5 are laid out by rewiring to form an area arrangement (14 columns × 14 rows, 0.3 mm pitch), and solder balls are formed. Good. The rewiring and the solder ball forming method are the same as those in the second embodiment.
10 and FIG. 11 and FIG. 16 to FIG. 1 of the third embodiment.
Since the description has been made with reference to FIG. 9, detailed description thereof will be omitted.

【0159】(評価1)対象製品は、実施の形態4の図
22および図23に示すASIC(チップ外形:約5m
m角で、端子数:196)であるが、端子は、再配線に
よりエリア配置されている。図24は、このASIC
(半導体チップ)の上面図、図25は、図24のE−E
断面図である。
(Evaluation 1) The target product is an ASIC (chip outer shape: about 5 m) shown in FIGS. 22 and 23 of the fourth embodiment.
Although it is m square and the number of terminals is 196), the terminals are arranged in an area by rewiring. Figure 24 shows this ASIC
FIG. 25 is a top view of the (semiconductor chip), and FIG.
FIG.

【0160】再配線材料は、Cr/Cu/Crの積層膜
であり、その上部の絶縁層はポリイミド樹脂膜である。
再配線層は2層であり、エリアアレイの端子は、Cr膜
およびその上部のCu膜で構成される。この端子周辺に
はポリイミド樹脂膜で覆われており、端子開口部径は
0.15mmである。
The rewiring material is a laminated film of Cr / Cu / Cr, and the insulating layer above it is a polyimide resin film.
The rewiring layer has two layers, and the terminals of the area array are composed of a Cr film and a Cu film above the Cr film. The periphery of this terminal is covered with a polyimide resin film, and the diameter of the terminal opening is 0.15 mm.

【0161】ポリイミド樹脂膜上に、シード層としてC
r膜を形成し、この上部に直径0.11mmの開口部を
有するレジスト膜を形成する。レジスト膜の膜厚は8μ
mである。Ti膜を周辺のポリイミド樹脂膜の上面より
5μm程度の所まで電界めっきし、さらに、その上部に
Au膜を約1μm電界めっきする。その後、レジスト膜
を除去し、Cr膜をエッチングした後、Ni膜の上部
に、ハンダボールを形成する。このハンダボールは、実
施の形態2で説明したように、ハンダペーストが印刷さ
れたガラス板を用いて行う。ハンダボールの高さは約
0.1mmとした。
C is used as a seed layer on the polyimide resin film.
An r film is formed, and a resist film having an opening with a diameter of 0.11 mm is formed on the r film. Resist film thickness is 8μ
m. The Ti film is electroplated up to about 5 μm from the upper surface of the peripheral polyimide resin film, and further the Au film is electroplated on the upper part thereof by about 1 μm. After that, the resist film is removed, the Cr film is etched, and then a solder ball is formed on the Ni film. This solder ball is performed using the glass plate on which the solder paste is printed, as described in the second embodiment. The height of the solder balls was about 0.1 mm.

【0162】このASIC(半導体チップ)を、評価用
基板(図示せず)に実装して、各種接続信頼性の評価を
行った。なお、この評価用基板は、有機基板であり、A
SIC搭載領域が1つあり、搭載領域には、ASICの
バンプ電極に対応するテスト端子(直径0.15mm)
が形成されている。この端子は、実施の形態1(図9参
照)と同様に、外部に引き出され、その一部は露出した
状態となっている。
This ASIC (semiconductor chip) was mounted on an evaluation board (not shown), and various connection reliability was evaluated. The evaluation substrate is an organic substrate, and
There is one SIC mounting area, and the mounting area has a test terminal (0.15 mm diameter) corresponding to the bump electrode of the ASIC.
Are formed. Similar to the first embodiment (see FIG. 9), this terminal is pulled out to the outside and a part thereof is exposed.

【0163】この評価用基板を50枚用意し、これにA
SICを1個ずつ搭載する。搭載法について以下に説明
する。評価用基板の端子上に、あらかじめ無洗浄ハンダ
ペーストを印刷法により形成しておく。この端子と、評
価対象のマイコンの端子とを対向するよう位置合わせ
し、搭載する。その後、約240℃で、リフローし、さ
らに、評価用基板とマイコンとの間に樹脂を充填し、1
50℃で硬化させる。
Fifty evaluation substrates were prepared and A
One SIC is installed. The mounting method will be described below. An uncleaned solder paste is previously formed on the terminals of the evaluation board by a printing method. This terminal and the terminal of the microcomputer to be evaluated are aligned and mounted so as to face each other. After that, reflow is performed at about 240 ° C., and resin is filled between the evaluation substrate and the microcomputer, and 1
Cure at 50 ° C.

【0164】これらを搭載した評価用基板を用い、AS
ICの初期特性を確認した後、評価用基板50枚の内2
5枚は、125℃で、500時間の高温放置試験を、残
りの25枚の評価用基板は、−55℃と125℃の温度
サイクル試験を1000サイクル行った。その結果、何
れの試料も動作異常の発生がないことを確認した。
Using the evaluation board on which these are mounted, the AS
After checking the initial characteristics of the IC, 2 out of 50 evaluation boards
Five of them were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours, and the remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0165】(評価2)評価1では、5μm程度のTi
膜を形成したが、これをZn膜とした場合について評価
を行った。Zn膜は、評価1と同様に、電界めっき法で
形成し、ポリイミド樹脂膜の上面より5μm程度とす
る。
(Evaluation 2) In Evaluation 1, Ti of about 5 μm
A film was formed, and the case where this was used as the Zn film was evaluated. The Zn film is formed by the electroplating method in the same manner as in Evaluation 1, and is about 5 μm from the upper surface of the polyimide resin film.

【0166】評価1と同様、これらを搭載した評価用基
板を用い、ASICの初期特性を確認した後、評価用基
板50枚の内25枚は、125℃で、500時間の高温
放置試験を、残りの25枚の評価用基板は、−55℃と
125℃の温度サイクル試験を1000サイクル行っ
た。その結果、何れの試料も動作異常の発生がないこと
を確認した。
After the initial characteristics of the ASIC were confirmed using the evaluation boards on which these were mounted, as in Evaluation 1, 25 of the 50 evaluation boards were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours. The remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0167】(実施の形態7)また、チップの一辺に沿
って形成されたバンプ電極の上部に、ハンダボールHB
を形成してもよい。このようなものについて評価を行っ
た。
(Embodiment 7) Further, a solder ball HB is formed on the bump electrode formed along one side of the chip.
May be formed. Evaluations were made on such items.

【0168】評価対象は、外形が約16mm×8mmの
フラッシュメモリ、即ち、半導体基板上には、フラッシ
ュメモリが形成されている。図26は、このメモリ(半
導体チップ)の上面図、図27は、図26のF−F断面
図である。このチップの長辺の一辺には0.3mmピッ
チで50端子(HB)が形成されている。また、他の長
辺のコーナ部には、ダミー端子(DHB)が形成されて
いる。端子パッドはAlで0.19mm幅、開口は窒化
シリコン(SiN)で0.15mm幅である。なお、ハ
ンダボールHBの形成方法は、実施の形態3において図
16〜図19を参照しながら説明したので、その詳細な
説明を省略する。
The evaluation target is a flash memory having an outer shape of about 16 mm × 8 mm, that is, a flash memory is formed on a semiconductor substrate. FIG. 26 is a top view of this memory (semiconductor chip), and FIG. 27 is a sectional view taken along line FF of FIG. Fifty terminals (HB) are formed on one side of the long side of this chip at a pitch of 0.3 mm. Dummy terminals (DHB) are formed on the other long side corners. The terminal pad is made of Al and has a width of 0.19 mm, and the opening is made of silicon nitride (SiN) and has a width of 0.15 mm. Since the method of forming the solder ball HB has been described in the third embodiment with reference to FIGS. 16 to 19, detailed description thereof will be omitted.

【0169】最上層配線(Al)上に開口を有するレジ
スト膜を形成する。その膜厚は、5.5μm程度とし、
開口部の直径は、0.11mm程度とする。なお、ダミ
ー端子用のパッド上も同様に開口する。開口部に、厚さ
5μm程度Ni膜を形成し、その上部に、約0.05μ
mのAu膜を形成し、バンプ電極Bを形成する。その
後、Ni膜の上部に、ハンダペーストが印刷されたガラ
ス板を用いてハンダボールHBを形成する。ハンダボー
ルHBの高さは約0.1mmとした。
A resist film having an opening is formed on the uppermost wiring (Al). The film thickness is about 5.5 μm,
The diameter of the opening is about 0.11 mm. It should be noted that openings are similarly made on the pads for the dummy terminals. A Ni film with a thickness of about 5 μm is formed in the opening, and about 0.05 μm is formed on the Ni film.
Then, an Au film of m is formed and bump electrodes B are formed. After that, a solder ball HB is formed on the Ni film by using a glass plate on which a solder paste is printed. The height of the solder ball HB was about 0.1 mm.

【0170】この半導体チップを、評価用基板に実装し
て、各種接続信頼性評価を実施した。なお、この評価用
基板は、有機基板であり、フラッシュメモリ搭載領域が
1つあり、搭載領域には、メモリのバンプ電極に対応す
るテスト端子(直径0.18mm)が形成されている。
この端子は、実施の形態1(図9参照)と同様に、外部
に引き出され、その一部は露出した状態となっている。
搭載法は、実施の形態3等の場合と同様である。
This semiconductor chip was mounted on an evaluation board and various connection reliability evaluations were carried out. The evaluation substrate is an organic substrate and has one flash memory mounting area, and the mounting area is provided with test terminals (diameter 0.18 mm) corresponding to the bump electrodes of the memory.
Similar to the first embodiment (see FIG. 9), this terminal is pulled out to the outside and a part thereof is exposed.
The mounting method is the same as in the third embodiment and the like.

【0171】これらの基板搭載試料を、初期特性を確認
後、基板25枚は、125℃での高温放置試験を500
時間、別の基板25枚は、−55℃と125℃の温度サ
イクル試験を1000サイクル実施した。その結果、何
れの試料も動作異常の発生がないことを確認した。
After confirming the initial characteristics of these substrate-mounted samples, the 25 substrates were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 times.
The other 25 substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0172】(実施の形態8)本実施の形態において
は、実施の形態1〜7で説明した半導体チップの実装形
態について説明する。以下に、BGA(ball grid arra
y)、テープ実装、MCM(multi chip module)、MC
Mカード、メモリボード等に半導体チップを実装する場
合について、これらの具体的な評価結果とともに以下に
説明する。
(Embodiment 8) In this embodiment, a mounting form of the semiconductor chip described in Embodiments 1 to 7 will be described. Below is the BGA (ball grid arra
y), tape mounting, MCM (multi chip module), MC
The case of mounting a semiconductor chip on an M card, a memory board, etc. will be described below together with the specific evaluation results.

【0173】(評価1)実施の形態1の評価2のPd膜
の代わりにAg膜を用い、BGA形状とした場合につい
て評価を行った。Ag膜の膜厚は、約0.05μmであ
る。図28は、このBGA(半導体装置)の断面図、図
29は、BGAの裏面図(平面図)であり、図28は、
例えば、図29のG−G断面に対応する。
(Evaluation 1) An evaluation was carried out in the case where an Ag film was used in place of the Pd film of Evaluation 2 of the first embodiment and a BGA shape was formed. The film thickness of the Ag film is about 0.05 μm. 28 is a sectional view of this BGA (semiconductor device), FIG. 29 is a back view (plan view) of the BGA, and FIG.
For example, it corresponds to the GG cross section of FIG.

【0174】この半導体チップを図28および図29に
示すように、エリアアレイ端子を有する実装基板に実装
したものについて評価を行った。このような装置は、B
GAと呼ばれる。図30および図31に、半導体チップ
と実装基板との接着状態を示す。
As shown in FIGS. 28 and 29, the semiconductor chip mounted on a mounting board having area array terminals was evaluated. Such a device is
Called GA. 30 and 31 show the bonding state between the semiconductor chip and the mounting substrate.

【0175】実装基板JKには、DRAM端子に対応す
る位置に、0.13mm幅の端子(T8)が形成されて
いる。この端子は、厚さ1μmのSnよりなる。このS
nは、めっきにより形成することができる。この端子と
実装基板裏面のBGA端子部(T9部、図28)とは、
基板表面及び内層を経由して延在するCu配線により接
続される。このBGA端子部は、図29に示す様に4行
×15列配置であり、端子開口径は0.5mmで、長辺
方向では1.0mmピッチであり、短辺方向では最小
1.27mmピッチである。実装基板裏面のBGA端子
部にも厚さ約1μmのSnめっきを施してある。この基
板は同一の回路が5連になった多連基板である。
On the mounting board JK, a terminal (T8) having a width of 0.13 mm is formed at a position corresponding to the DRAM terminal. This terminal is made of Sn having a thickness of 1 μm. This S
n can be formed by plating. This terminal and the BGA terminal portion (T9 portion, FIG. 28) on the back surface of the mounting board are
It is connected by Cu wiring extending through the substrate surface and the inner layer. As shown in FIG. 29, the BGA terminal portions are arranged in 4 rows × 15 columns, the terminal opening diameter is 0.5 mm, the long side direction has a 1.0 mm pitch, and the short side direction has a minimum 1.27 mm pitch. Is. The BGA terminal portion on the back surface of the mounting substrate is also plated with Sn having a thickness of about 1 μm. This board is a multi-series board in which the same circuit is formed in 5 series.

【0176】この基板を100枚準備し、これにDRA
M半導体チップ1を1個ずつ搭載した。搭載法を、以下
に説明する。実装基板JKの端子(T8)とDRAMの
端子(B)を対向させ(図30)、基板とDRAMを加
圧しながら240℃まで昇温し、端子同士を接合する
(図31)。なお、M8は、Cu配線、R8は、レジス
ト膜である。その後、DRAMと実装基板間に接着樹脂
を充填し、180℃で硬化させ、その後、実装基板裏面
の端子上に無洗浄のフラックスを印刷し、そこに直径約
0.7μm程度のSn-Ag-Cu系ハンダボールを搭載
し、最高温度240℃でリフローすることにより、実装
基板裏面にハンダボール(BGA端子T9)を形成する
(図28、図29)。
100 boards of this substrate were prepared, and DRA
One M semiconductor chip 1 was mounted. The mounting method will be described below. The terminal (T8) of the mounting substrate JK and the terminal (B) of the DRAM are opposed to each other (FIG. 30), and the temperature is raised to 240 ° C. while applying pressure to the substrate and the DRAM to bond the terminals (FIG. 31). In addition, M8 is a Cu wiring and R8 is a resist film. After that, an adhesive resin is filled between the DRAM and the mounting board and cured at 180 ° C., and then a non-cleaning flux is printed on the terminals on the back surface of the mounting board, and Sn-Ag- with a diameter of about 0.7 μm is printed there. A Cu-based solder ball is mounted and reflowed at a maximum temperature of 240 ° C. to form a solder ball (BGA terminal T9) on the back surface of the mounting substrate (FIGS. 28 and 29).

【0177】その後、5連の実装基板をDRAM単位に
分離して、BGAが略完成する。なお、このBGAを分
解して内部を調査した結果、実装基板表面のSnが、ハ
ンダ同様溶融し半導体チップ(DRAM)端子と接続し
ていたことを確認した。
After that, the five mounting boards are separated into DRAM units, and the BGA is almost completed. As a result of disassembling this BGA and inspecting the inside, it was confirmed that Sn on the surface of the mounting substrate was melted like solder and connected to a semiconductor chip (DRAM) terminal.

【0178】このBGAを50枚抜き取り、印刷配線が
形成された評価用基板に、リフローで実装し、BGAの
特性と信頼性を評価した。BGAの初期特性を確認した
後、評価用基板50枚の内25枚は、125℃で、50
0時間の高温放置試験を、残りの25枚の評価用基板
は、−55℃と125℃の温度サイクル試験を1000
サイクル行った。その結果、何れの試料も動作異常の発
生がないことを確認した。
Fifty BGAs were taken out and mounted on a substrate for evaluation having printed wiring by reflow to evaluate the characteristics and reliability of BGA. After confirming the initial characteristics of the BGA, 25 of the 50 evaluation substrates were tested at 125 ° C.
A high temperature storage test of 0 hours was performed, and the remaining 25 evaluation substrates were subjected to a temperature cycle test of -55 ° C and 125 ° C at 1000 times.
Went cycle. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0179】(評価2)DRAMをテープ回路からなる
実装基板に実装した場合について評価を行った。図32
は、装置の断面図である。
(Evaluation 2) An evaluation was carried out for the case where the DRAM was mounted on a mounting substrate composed of a tape circuit. Figure 32
FIG. 3 is a sectional view of the device.

【0180】図32に示すように、ポリイミドテープか
らなる実装基板JKの裏面には配線M81が印刷され、
その裏面には、例えば、図28および図29を参照しな
がら説明した、ハンダボールHBを搭載できる4行×1
5列のパッドが形成されている。このパッドの周辺およ
び印刷配線上は、レジスト膜R81で被覆されている。
As shown in FIG. 32, wiring M81 is printed on the back surface of the mounting board JK made of a polyimide tape,
On the back surface thereof, for example, 4 rows × 1 on which the solder balls HB described above with reference to FIGS. 28 and 29 can be mounted.
Five rows of pads are formed. The periphery of this pad and the printed wiring are covered with a resist film R81.

【0181】また、実装基板の表面には、DRAMの端
子と対応する位置に、端子およびこの端子から延在する
配線T81が形成されている。この実装基板の表面に
は、レジスト膜は形成されていない。
On the surface of the mounting board, terminals and wirings T81 extending from the terminals are formed at positions corresponding to the terminals of the DRAM. No resist film is formed on the surface of this mounting substrate.

【0182】また、DRAM端子(T81)は、幅0.
095mmで、高さ5μmのCu膜およびその上部のA
u膜(膜厚:0.05μm)よりなり、DRAMは、実
装基板JK上にフェイスダウンで搭載される。なお、A
u膜やCu膜は、電界めっき法により形成することがで
きる。搭載法について以下に説明する。実装基板JKの
端子T81とDRAM(1)の端子(B)を対向させそ
の間にシート状に成形した接着膜を置き、基板とDRA
Mを加圧しながら180℃まで温度を上げ1個づつ接着
させる。
The DRAM terminal (T81) has a width of 0.
Cu film with a height of 095 mm and a height of 5 μm and A above it
The u-film (film thickness: 0.05 μm) is used, and the DRAM is mounted face down on the mounting board JK. In addition, A
The u film and the Cu film can be formed by electroplating. The mounting method will be described below. The terminal T81 of the mounting board JK and the terminal (B) of the DRAM (1) are made to face each other, and a sheet-shaped adhesive film is placed therebetween, and the board and the DRA.
While pressurizing M, the temperature is raised to 180 ° C. and they are bonded one by one.

【0183】これらの試料の中から50個を抜き取り、
初期特性を確認後、BGA25個は、125℃での高温
放置試験を500時間、別のBGA25個は、−55℃
と125℃の温度サイクル試験を1000サイクル実施
した。その結果、何れの試料も動作異常の発生はないこ
とを確認した。
From these samples, 50 pieces were taken out,
After confirming the initial characteristics, 25 BGAs were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C for 500 hours, and another 25 BGAs were -55 ° C.
And a temperature cycle test of 125 ° C. was performed for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0184】(評価3)実施の形態1の評価1に用いた
DRAMや、実施の形態2の評価1等に用いたマイコン
や、その他、コンデンサ等の部品(C1〜C5)を実装
基板JK上に搭載したMCMについて評価を行った。
(Evaluation 3) The DRAM used in the evaluation 1 of the first embodiment, the microcomputer used in the evaluation 1 of the second embodiment, and other components (C1 to C5) such as capacitors are mounted on the mounting board JK. The MCM mounted on the board was evaluated.

【0185】図33にMCMの上面図、図34に図33
のH−H断面図を示す。図33に示すように、MCMの
外形は、約30mm×30mmであり、その厚さは約
2.5mmである。実装基板表面には、マイコンやDR
AM等(C1〜C5)が搭載され、その裏面には、1m
mピッチで、24行×24列のうち、中央の8行×8列
が抜けた512ピン(HB)を有する。
FIG. 33 is a top view of the MCM, and FIG. 34 is FIG.
The HH sectional drawing of is shown. As shown in FIG. 33, the outer shape of the MCM is about 30 mm × 30 mm, and its thickness is about 2.5 mm. On the surface of the mounting board, a microcomputer or DR
AM etc. (C1 to C5) are mounted and 1m on the back side
It has 512 pins (HB) in which the central 8 rows × 8 columns out of 24 rows × 24 columns at m pitch are omitted.

【0186】実装基板JKの表面には、マイコンおよび
DRAMの端子に対応する位置に、端子が形成され、ま
た、コンデンサ等の端子に対応する位置にも端子が形成
されている。各端子は、実装基板表面及びその内部に引
き回されるCu配線を介して実装基板JKの裏面のBG
A端子(HB)と接続され、回路を構成している。BG
A端子は開口径が約0.6mmであり、この端子及び実
装基板表面の端子上には、Ni膜が形成され、さらにそ
の上部にはAu膜が形成されている。これらの膜は、め
っき法により形成することができる。
On the surface of the mounting board JK, terminals are formed at positions corresponding to the terminals of the microcomputer and the DRAM, and terminals are also formed at positions corresponding to the terminals of the capacitor and the like. Each terminal is provided on the front surface of the mounting board and the BG on the back surface of the mounting board JK through the Cu wiring routed inside the mounting board.
It is connected to the A terminal (HB) to form a circuit. BG
The A terminal has an opening diameter of about 0.6 mm, a Ni film is formed on the terminal and the terminal on the surface of the mounting substrate, and an Au film is further formed on the Ni film. These films can be formed by a plating method.

【0187】まず、コンデンサ等の部品をハンダペース
トが印刷された実装基板上に搭載し、リフローにより接
着する。次に、マイコン、DRAMの順に実装基板に搭
載した。搭載法は、実施の形態1の評価1および実施の
形態2の評価1と同様である。即ち、実装基板の端子と
マイコンおよびDRAMの端子を対向させその間に液状
の接着材を置き、実装基板とマイコンおよびDRAMを
加圧しながら180℃まで、温度を上げて1個づつ接着
させる。
First, a component such as a capacitor is mounted on a mounting board on which a solder paste is printed, and adhered by reflow. Next, the microcomputer and the DRAM were mounted on the mounting board in this order. The mounting method is the same as the evaluation 1 of the first embodiment and the evaluation 1 of the second embodiment. That is, the terminals of the mounting board and the terminals of the microcomputer and the DRAM are opposed to each other, and a liquid adhesive material is placed between them, and the mounting board and the microcomputer and the DRAM are heated to 180 ° C. while being pressure-bonded to each other.

【0188】次いで、実装基板の裏面の端子上に無洗浄
フラックスを印刷し、ここに直径約0.7mm程度のハ
ンダボールHBをリフローにより形成する。
Next, non-cleaning flux is printed on the terminals on the back surface of the mounting board, and solder balls HB having a diameter of about 0.7 mm are formed thereon by reflow.

【0189】このように形成した複数のMCMから50
個を抜き取り、配線が印刷された評価用基板にリフロー
により実装し、初期特性を確認し、その後、基板25枚
は、125℃での高温放置試験を500時間、別の基板
25枚は、−55℃と125℃の温度サイクル試験を1
000サイクル実施した。その結果、何れの試料も動作
異常の発生はないことを確認した。
50 from the plurality of MCMs formed in this way
Individual pieces are taken out and mounted on a board for evaluation printed with wiring by reflow to confirm the initial characteristics. After that, 25 boards are subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours, and another 25 boards are 55 ℃ and 125 ℃ temperature cycle test 1
000 cycles were carried out. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0190】(評価4)本評価では、MCMカードにつ
いての評価を行った。図35にMCMカードの上面図、
図36に図35のI−I断面図を示す。図35に示すよ
うに、MCMカードの外形は、約74mm×48mmで
あり、その厚さは約2.5mmである。実装基板表面に
は、実施の形態1の評価1に用いたDRAMや、実施の
形態2の評価1に用いたマイコンや、実施の形態4の評
価1に用いたASIC等が、それぞれ1個づつ搭載され
(C1〜C8等)、また、実施の形態7で用いたフラッ
シュメモリが12個搭載されている。また、コンデンサ
等の部品も搭載される。
(Evaluation 4) In this evaluation, the MCM card was evaluated. FIG. 35 is a top view of the MCM card,
FIG. 36 is a sectional view taken along line I-I of FIG. 35. As shown in FIG. 35, the outer shape of the MCM card is about 74 mm × 48 mm, and the thickness thereof is about 2.5 mm. Each of the DRAM used in the evaluation 1 of the first embodiment, the microcomputer used in the evaluation 1 of the second embodiment, the ASIC used in the evaluation 1 of the fourth embodiment, etc., is provided on the surface of the mounting board. It is mounted (C1 to C8, etc.), and 12 flash memories used in the seventh embodiment are mounted. In addition, parts such as capacitors are also mounted.

【0191】カード基板CKの表面や裏面には、マイコ
ンやDRAM等各チップの端子に対応する位置に、端子
が形成され、また、コンデンサ等の端子に対応する位置
にも端子が形成されている。各チップの端子間は、必要
に応じてカード基板の表面、裏面およびその内部に引き
回されるCu配線で接続され、回路を構成している。カ
ードの接栓T83及び部品搭載の端子上には、Ni膜が
形成され、さらにその上部にはAu膜が形成されてい
る。これらの膜は、めっき法により形成することができ
る。
On the front surface and the back surface of the card substrate CK, terminals are formed at positions corresponding to the terminals of each chip such as a microcomputer and DRAM, and terminals are also formed at positions corresponding to the terminals of a capacitor and the like. . The terminals of each chip are connected by Cu wiring routed to the front surface, the back surface of the card substrate and the inside thereof as necessary to form a circuit. A Ni film is formed on the contact plug T83 of the card and the terminal for mounting the component, and an Au film is further formed on the Ni film. These films can be formed by a plating method.

【0192】まず、コンデンサ等の部品をハンダペース
トが印刷されたカード基板CK上に搭載し、リフローに
より接着する。次に、マイコン、DRAM等の順にカー
ド基板CKに搭載する。次いで、フラッシュメモリ等の
残りのチップを、ハンダペーストが印刷されたカード基
板の裏面上に搭載し、リフローにより接着する。その
後、カード基板表面と半導体チップ等との間に樹脂MR
を充填し、仮ベークした後、カード基板裏面と半導体チ
ップとの間にも樹脂MRを充填し、基板ごと180℃で
ベークした。このようにしてMCMカードを略完成す
る。
First, a component such as a capacitor is mounted on a card substrate CK on which a solder paste is printed, and adhered by reflow. Next, the microcomputer, the DRAM, etc. are mounted in this order on the card substrate CK. Next, the remaining chips such as the flash memory are mounted on the back surface of the card substrate on which the solder paste is printed, and adhered by reflow. After that, resin MR is applied between the surface of the card substrate and the semiconductor chip.
Was filled with the resin MR, and the resin MR was filled between the back surface of the card substrate and the semiconductor chip, and the whole substrate was baked at 180 ° C. In this way, the MCM card is almost completed.

【0193】このように形成した複数のMCMカードか
ら50個を抜き取り、配線が印刷された評価用基板にリ
フローにより実装し、初期特性を確認し、その後、基板
25枚は、125℃での高温放置試験を500時間、別
の基板25枚は、−55℃と125℃の温度サイクル試
験を1000サイクル実施した。その結果、何れの試料
も動作異常の発生はないことを確認した。
Fifty MCM cards thus formed were taken out and mounted on a board for evaluation printed with wiring by reflow to confirm the initial characteristics. After that, 25 boards were heated at a high temperature of 125 ° C. The standing test was performed for 500 hours, and the other 25 substrates were subjected to a temperature cycle test of −55 ° C. and 125 ° C. for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0194】(評価5)評価2のDRAMをメモリボー
ド(外形:130mm×25mm)に搭載した場合につ
いて、評価を行った。その表面と裏面にそれぞれ8個づ
つ、計16個のDRAMが搭載されている。
(Evaluation 5) Evaluation was carried out for the case where the DRAM of Evaluation 2 was mounted on a memory board (outer shape: 130 mm × 25 mm). A total of 16 DRAMs are mounted, 8 on each of the front and back surfaces.

【0195】このメモリボードには、DRAMの搭載位
置が、計16箇所あり、それぞれDRAM端子に対応す
る位置に、0.13mm幅の端子が形成されている。こ
の端子は、図9の評価用基板と同様に、外部に引き出さ
れ、その一部は露出した状態となっている。DRAMの
搭載方法は、評価1等と同様である。このようなメモリ
ボードを100枚準備した。
On this memory board, there are a total of 16 DRAM mounting positions, and terminals each having a width of 0.13 mm are formed at positions corresponding to the DRAM terminals. Similar to the evaluation board of FIG. 9, this terminal is pulled out to the outside, and a part thereof is exposed. The mounting method of the DRAM is similar to that of the evaluation 1 and the like. 100 such memory boards were prepared.

【0196】評価1と同様、これらをメモリボード10
0枚のうち20枚を抜き取り、DRAMの初期特性を確
認した後、10枚は、125℃で、500時間の高温放
置試験を、残りの10枚は、−55℃と125℃の温度
サイクル試験を1000サイクル行った。その結果、何
れの試料も動作異常の発生がないことを確認した。
Similar to the evaluation 1, these are set in the memory board 10.
After checking out the initial characteristics of the DRAM by extracting 20 out of 0 sheets, 10 sheets were subjected to a high temperature storage test at 125 ° C. for 500 hours, and the remaining 10 sheets were subjected to a temperature cycle test at −55 ° C. and 125 ° C. Was carried out for 1000 cycles. As a result, it was confirmed that no abnormal operation occurred in any of the samples.

【0197】このように、本実施の形態によれば、半導
体チップのバンプ電極の形状を実施の形態1〜7で説明
した形状としたので、実装基板との接続の信頼性を向上
させることができる。また、半導体装置(MCMカード
等)の特性を向上させ、また、歩留まりを向上させるこ
とができる。
As described above, according to this embodiment, since the bump electrodes of the semiconductor chip have the shapes described in the first to seventh embodiments, the reliability of connection with the mounting substrate can be improved. it can. Further, the characteristics of the semiconductor device (MCM card or the like) can be improved, and the yield can be improved.

【0198】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲において変更可能であることは勿論であ
る。
The inventions made by the present inventors are as follows.
Although the specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be changed without departing from the scope of the invention.

【0199】特に、実施の形態1等においては、最上層
配線Mの上部にパッシベーション膜21やポリイミド樹
脂膜22等を形成した後、バンプ電極Bを形成したが、
半導体チップのかかる面を封止樹脂で覆う場合には、最
上層配線M上に、各実施の形態のバンプ電極Bを形成し
た後、前記封止樹脂により最上層配線Mの被覆や絶縁を
図ってもよい。
In particular, in the first embodiment and the like, the bump electrode B is formed after the passivation film 21, the polyimide resin film 22 and the like are formed on the uppermost wiring M.
When such a surface of the semiconductor chip is covered with the sealing resin, the bump electrodes B of the respective embodiments are formed on the uppermost layer wiring M, and then the uppermost layer wiring M is covered or insulated with the sealing resin. May be.

【0200】[0200]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0201】半導体チップの上方に形成された配線と、
前記配線上に形成され、前記配線上に開口部を有する絶
縁膜と、前記開口部上に形成されたバンプ電極とを有す
る半導体装置のバンプ電極の形成領域を、前記開口部か
ら露出した前記配線の露出領域より小さくしたので、バ
ンプ電極が、狭いピッチであってもその接続が容易とな
り、また、その接続信頼性を高くすることができる。
Wiring formed above the semiconductor chip,
The wiring in which a region for forming a bump electrode of a semiconductor device, which has an insulating film formed on the wiring and has an opening on the wiring and a bump electrode formed on the opening, is exposed from the opening. Since the bump electrodes are smaller than the exposed area, the bump electrodes can be connected easily even at a narrow pitch, and the connection reliability can be improved.

【0202】また、半導体チップを実装基板等への搭載
する際の端子の接続信頼性を向上させることができる。
また、搭載時の短絡や開放(open)不良を低減でき
る。また、半導体装置の製造歩留まりを向上させること
ができる。また、半導体装置を、低コストで製造するこ
とができる。また、半導体装置の小型化に対応すること
ができる。また、配線が短くなることにより、半導体装
置の動作速度を向上することができる。また、バンプ電
極が微細になるため、バンプ電極材料を少なくすること
ができる。
Further, it is possible to improve the connection reliability of the terminals when mounting the semiconductor chip on the mounting substrate or the like.
In addition, it is possible to reduce short circuits and open defects during mounting. In addition, the manufacturing yield of semiconductor devices can be improved. Further, the semiconductor device can be manufactured at low cost. In addition, miniaturization of the semiconductor device can be dealt with. Further, the shorter wiring can improve the operation speed of the semiconductor device. Further, since the bump electrodes are fine, the bump electrode material can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a main-portion cross-sectional view of a substrate showing a manufacturing step of a semiconductor device which is Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a main-portion cross-sectional view of the substrate, showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 1 of the present invention;

【図3】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 1 of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a main-portion cross-sectional view of the substrate, showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 1 of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a main-portion cross-sectional view of the substrate, showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 1 of the present invention;

【図6】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a main-portion cross-sectional view of the substrate, showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 1 of the present invention;

【図7】本発明の実施の形態1である半導体装置の一例
を示す基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 7 is a main-portion plan view (top view) of a substrate showing an example of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本発明の実施の形態1である半導体装置の一例
を示す基板の要部断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of essential parts of a substrate showing an example of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態1である半導体装置を評価
するための基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 9 is a plan view (top view) of a main part of a substrate for evaluating the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 10 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 11 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 12 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 13 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態2である半導体装置の一
例を示す基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 14 is a plan view (top view) of a main part of a substrate showing an example of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態2である半導体装置の一
例を示す基板の要部断面図である。
FIG. 15 is a main-portion cross-sectional view of a substrate illustrating an example of a semiconductor device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 16 is a main-portion cross-sectional view of the substrate, showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図17】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 17 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 18 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図19】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す基板の要部断面図である。
FIG. 19 is a main-portion cross-sectional view of the substrate showing the manufacturing process of the semiconductor device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図20】本発明の実施の形態3である半導体装置の一
例を示す基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 20 is a main-portion plan view (top view) of a substrate showing an example of a semiconductor device which is Embodiment 3 of the present invention;

【図21】本発明の実施の形態3である半導体装置の一
例を示す基板の要部断面図である。
FIG. 21 is a main-portion cross-sectional view of a substrate illustrating an example of a semiconductor device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図22】本発明の実施の形態4である半導体装置の一
例を示す基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 22 is a plan view (top view) of a main portion of a substrate showing an example of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の実施の形態4である半導体装置の一
例を示す基板の要部断面図である。
FIG. 23 is a main-portion cross-sectional view of a substrate illustrating an example of a semiconductor device in Embodiment 4 of the present invention.

【図24】本発明の実施の形態6である半導体装置の一
例を示す基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 24 is a plan view (top view) of a main portion of a substrate showing an example of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の実施の形態6である半導体装置の一
例を示す基板の要部断面図である。
FIG. 25 is a main-portion cross-sectional view of a substrate showing an example of a semiconductor device in Embodiment 6 of the present invention.

【図26】本発明の実施の形態7である半導体装置の一
例を示す基板の要部平面図(上面図)である。
FIG. 26 is a plan view (top view) of a main portion of a substrate showing an example of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図27】本発明の実施の形態7である半導体装置の一
例を示す基板の要部断面図である。
FIG. 27 is a fragmentary cross-sectional view of a substrate showing an example of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図28】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部断面図で
ある。
FIG. 28 is a cross-sectional view of essential parts of a device showing an example of a mounting form of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention.

【図29】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部平面図
(裏面図)である。
FIG. 29 is a main-portion plan view (back view) of a device showing an example of a mounting form of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention;

【図30】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部断面図で
ある。
FIG. 30 is a cross-sectional view of essential parts of a device showing an example of a mounting form of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention.

【図31】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部断面図で
ある。
FIG. 31 is a cross-sectional view of essential parts of a device showing an example of a mounting form of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention.

【図32】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部断面図で
ある。
FIG. 32 is a main-portion cross-sectional view of a semiconductor device (semiconductor chip) which is an embodiment of the present invention and shows an example of how the semiconductor device is mounted;

【図33】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部平面図
(上面図)である。
FIG. 33 is a main-portion plan view (top view) of a device showing an example of a mounting mode of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention;

【図34】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部断面図で
ある。
FIG. 34 is a cross-sectional view of essential parts of a device showing an example of a mounting form of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention.

【図35】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部平面図
(上面図)である。
FIG. 35 is a main-portion plan view (top view) of a device showing an example of a mounting form of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention;

【図36】本発明の実施の形態である半導体装置(半導
体チップ)の実装形態の一例を示す装置の要部断面図で
ある。
FIG. 36 is a main-portion cross-sectional view of an example of a mounting mode of a semiconductor device (semiconductor chip) according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板(半導体ウエハ、半導体チップ) 11 絶縁膜 21 パッシベーション膜 22 ポリイミド樹脂膜 45 シード層 47 長溝 49 再配線 49a Cu膜 49b Ni膜 51 ポリイミド樹脂膜 55 シード層 61 ガラス基板 63 ハンダペースト B バンプ電極 B1 Ni膜 B2 Au膜 C1〜C10 半導体チップ CK カード基板 DPAD ダミーパッド HB ハンダボール JK 実装基板 M 最上層配線 M8 Cu配線 M81 配線 MR 樹脂 OA 開口部 PAD パッド領域 PAD1 第1パッド部 PAD2 第2パッド部 R レジスト膜 R2 レジスト膜 R3 レジスト膜 R8 レジスト膜 R81 レジスト膜 SA1〜SA4 SRAM搭載領域 T1 評価用基板 T3 テスト端子 T81 配線(端子) T83 接栓 T9 BGA端子 1 Semiconductor substrate (semiconductor wafer, semiconductor chip) 11 Insulating film 21 passivation film 22 Polyimide resin film 45 seed layer 47 long groove 49 Rewiring 49a Cu film 49b Ni film 51 Polyimide resin film 55 Seed layer 61 glass substrate 63 Solder paste B bump electrode B1 Ni film B2 Au film C1 to C10 semiconductor chips CK card board DPAD dummy pad HB solder ball JK mounting board M Top layer wiring M8 Cu wiring M81 wiring MR resin OA opening PAD pad area PAD1 first pad section PAD2 second pad section R resist film R2 resist film R3 resist film R8 resist film R81 resist film SA1 to SA4 SRAM mounting area T1 evaluation board T3 test terminal T81 wiring (terminal) T83 plug T9 BGA terminal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップの上方に形成された配線
と、前記配線上に形成され、前記配線上に開口部を有す
る絶縁膜と、前記開口部上に形成されたバンプ電極とを
有する半導体装置であって、 前記バンプ電極の形成領域は、前記開口部から露出した
前記配線の露出領域より小さいことを特徴とする半導体
装置。
1. A semiconductor device having a wiring formed above a semiconductor chip, an insulating film formed on the wiring and having an opening on the wiring, and a bump electrode formed on the opening. The semiconductor device is characterized in that a formation region of the bump electrode is smaller than an exposed region of the wiring exposed from the opening.
【請求項2】 半導体チップの上方に形成された配線
と、前記配線上に形成され、前記配線上に開口部を有す
る絶縁膜と、前記開口部上に形成されたバンプ電極とを
有する半導体装置であって、 前記バンプ電極の形成領域は、前記開口部から露出した
前記配線の露出領域より小さく、 前記バンプ電極は、 ニッケル(Ni)、銅(Cu)、チタン(Ti)もしく
は亜鉛(Zn)膜を有する第1金属膜と、 前記第1金属膜上の、金(Au)、パラジウム(P
d)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)もしくは白金(P
t)膜を有する第2金属膜と、を有することを特徴とす
る半導体装置。
2. A semiconductor device having a wiring formed above a semiconductor chip, an insulating film formed on the wiring and having an opening on the wiring, and a bump electrode formed on the opening. The bump electrode formation region is smaller than the exposed region of the wiring exposed from the opening, and the bump electrode is formed of nickel (Ni), copper (Cu), titanium (Ti), or zinc (Zn). A first metal film having a film, and gold (Au), palladium (P) on the first metal film.
d), silver (Ag), rhodium (Rh) or platinum (P
t) A second metal film having a film, and a semiconductor device.
【請求項3】 半導体チップの上方に形成された配線
と、前記配線上に形成され、前記配線上に開口部を有す
る絶縁膜と、前記開口部上に形成されたバンプ電極とを
有する半導体装置であって、 前記バンプ電極の形成領域は、前記開口部から露出した
前記配線の露出領域より小さく、 前記バンプ電極の高さは、前記絶縁膜の表面より3μm
以上であることを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device having a wiring formed above a semiconductor chip, an insulating film formed on the wiring and having an opening on the wiring, and a bump electrode formed on the opening. The bump electrode formation region is smaller than an exposed region of the wiring exposed from the opening, and the bump electrode has a height of 3 μm from the surface of the insulating film.
A semiconductor device having the above.
【請求項4】 半導体チップの上方に形成された配線
と、前記配線上に形成され、前記配線上に開口部を有す
る絶縁膜と、前記開口部上に形成されたバンプ電極とを
有する半導体装置であって、 前記バンプ電極の形成領域は、前記開口部から露出した
前記配線の露出領域より小さく、 前記バンプ電極は、 金属膜と、前記金属膜の上部のボール状の導電性部より
なることを特徴とする半導体装置。
4. A semiconductor device having a wiring formed above a semiconductor chip, an insulating film formed on the wiring and having an opening on the wiring, and a bump electrode formed on the opening. The bump electrode formation region is smaller than an exposed region of the wiring exposed from the opening, and the bump electrode is formed of a metal film and a ball-shaped conductive portion above the metal film. A semiconductor device characterized by:
【請求項5】 (a)半導体基板の上方に配線を形成す
る工程と、 (b)前記配線上に、絶縁膜を形成する工程と、 (c)前記配線上の絶縁膜を選択的に除去することによ
り、前記配線のパッド領域を露出させる工程と、 (d)前記絶縁膜上に、前記パッド領域より小さい開口
部を前記パッド領域上に有するマスク膜を形成する工程
と、 (e)前記開口部内に、バンプ電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. (a) a step of forming a wiring above the semiconductor substrate; (b) a step of forming an insulating film on the wiring; and (c) a selective removal of the insulating film on the wiring. Thereby exposing the pad region of the wiring, (d) forming a mask film having an opening smaller than the pad region on the pad region on the insulating film, and (e) A step of forming a bump electrode in the opening,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
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