JP2005159050A - Semiconductor element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路基板上にフェースダウンボンディングにて実装されるフリップチップ型IC等の半導体素子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor element such as a flip-chip IC mounted on a circuit board by face-down bonding.
従来より、回路パターンを有した回路基板の上面に、ICをフェースダウンボンディングすること、すなわち、ICの集積回路形成面を回路基板と対面させた状態でICを回路基板上に実装することが行われている。 Conventionally, an IC is face-down bonded to the upper surface of a circuit board having a circuit pattern, that is, the IC is mounted on the circuit board with the integrated circuit formation surface of the IC facing the circuit board. It has been broken.
かかるフェースダウンボンディングに用いられるICはフリップチップ型ICと呼ばれ、その端子を回路基板上の回路パターンに対し半田等の導電材料を介して接続させるようにしたものが一般的であった。 An IC used for such face-down bonding is called a flip-chip type IC, and generally has a terminal connected to a circuit pattern on a circuit board via a conductive material such as solder.
このようなフリップチップ型IC等の半導体素子としては、集積回路が設けられている基板の一主面に被着されたニッケル等から成る複数のバリアメタル層上に半田バンプを選択的に形成した構造のものが知られている。かかる半導体素子を回路基板上に実装する場合、半田バンプが回路基板上の対応する回路パターンと対向するようにして半導体素子を回路基板上に載置させた状態で、これらをリフロー炉に入れて加熱処理し、半田バンプを溶融させることによって半導体素子のバリアメタル層が回路基板上の回路パターンに半田接合される。 As such a semiconductor element such as a flip-chip IC, solder bumps are selectively formed on a plurality of barrier metal layers made of nickel or the like deposited on one main surface of a substrate on which an integrated circuit is provided. Structures are known. When mounting such semiconductor elements on a circuit board, put them in a reflow furnace with the semiconductor elements placed on the circuit board so that the solder bumps face the corresponding circuit patterns on the circuit board. The barrier metal layer of the semiconductor element is soldered to the circuit pattern on the circuit board by heat treatment and melting the solder bumps.
以上のような半導体素子は、通常、次のような手法により製作されている。すなわち、
(1)上面に複数のバリアメタル層23を有する基板21と、バリアメタル層23に1対1に対応する複数の開口27を有した印刷マスク26とを準備し、該印刷マスク26を、その開口27がバリアメタル層23上に位置するように基板21上に配設し(図5(a))、
(2)続いて、印刷マスク26上に半田ペースト25’を供給するとともに、スキージ29を印刷マスク26に対して押し付けながら所定の方向に移動させることにより、半田ペースト25’を開口27内に充填し(図5(b))、
(3)次に、印刷マスク26を基板21から引き離すことにより、開口27内に充填された半田ペースト25’をバリアメタル層23上に印刷・塗布し(図5(c))、
(4)最後に、バリアメタル層23上に塗布した半田ペースト25’を加熱することによってバリアメタル層23上に球状の半田バンプ25を形成し、基板21を所定形状に加工することによって半導体素子が完成する(図5(d))。
The semiconductor element as described above is usually manufactured by the following method. That is,
(1) A
(2) Subsequently, the
(3) Next, by separating the
(4) Finally, the
ところで、上述した半導体素子を回路基板上に搭載した場合の半田接合の信頼性は半田バンプの高さに依存するところが大きく、一般的に、半田バンプの高さが高い方が好ましいとされている。半田バンプの高さを高くする場合、半田ペースト25’をバリアメタル層23上に多く塗布すれば良い。
By the way, the reliability of solder bonding when the semiconductor element described above is mounted on a circuit board largely depends on the height of the solder bump, and it is generally preferable that the height of the solder bump is high. . In order to increase the height of the solder bumps, a large amount of
しかしながら、上述した従来の半導体素子の製造方法において、多量の半田ペースト25’を一度に塗布しようとすると、半田ペースト25’の一部がバリアメタル層23より大きくはみ出し、隣接する半田ペースト25’と接触するおそれがあるため、バリアメタル層同士の間隔を小さくすることが困難であるという課題があった。
However, in the above-described conventional method of manufacturing a semiconductor device, when a large amount of solder paste 25 'is applied at once, a part of the solder paste 25' protrudes beyond the
そのため、特許文献1に示すように、半田ペースト25’を複数回に分けて塗布することにより、1回の半田ペースト25’の塗布量を小さくすることで半田ペースと25’のはみ出しを小さくし、バリアメタル層23間の間隔を小さくすることが提案されている。
Therefore, as shown in
このような方法により製作される半導体素子は、半田ペースト25’を2回に分けて塗布する場合、図6に示すような順序を経て製作される。すなわち、
(1)まず、バリアメタル層23上に半田ペースト25’を塗布し、これを加熱して下層バンプ25aを形成し(図6(a))、
(2)次に、印刷マスク26を、開口27が下層バンプ25a上に位置するように基板21上に配設し(図6(b))、
(3)続いて、印刷マスク26上に供給された半田ペースト25’を開口27を介して下層バンプ25a上に塗布し(図6(c))、
(4)最後に、下層バンプ25a上に塗布した半田ペースト25’を加熱することによって上層バンプ25bを形成し、これによって下層バンプ25a及び上層バンプ25bからなる半田バンプ25が完成する(図6(d))。
(1) First, solder paste 25 'is applied on the
(2) Next, the
(3) Subsequently, the
(4) Finally, the
しかしながら、このような製造方法により半田バンプ25を形成する場合、2回目に塗布した半田ペースト25’を加熱して上層バンプ25bを形成する際に、熱によって下層バンプ25aが一旦溶融することから、下層バンプ25aが横に広がって潰れ、その分高さが低くなり、トータルの半田バンプ25の高さを十分に高くできないという課題があった。
However, when the
本発明は上記課題に鑑み案出されたものであり、その目的はバリアメタル層間の間隔が小さく、且つ半田バンプの高さが高い半導体素子及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a small interval between barrier metal layers and a high solder bump, and a method for manufacturing the same.
本発明の半導体素子の製造方法は、半導体基板上に点在させるように設けられた複数のバリアメタル層上に下層バンプを形成する第1の工程と、前記下層バンプの存在しない領域にレジスト層を形成し、該レジスト層で下層バンプを囲繞する第2の工程と、前記下層バンプ表面に導電ペーストを供給するとともに、該導電ペーストを加熱して下層バンプ上に上層バンプを形成する第3の工程と、を備えたことを特徴とする。 The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a first step of forming a lower layer bump on a plurality of barrier metal layers provided to be scattered on a semiconductor substrate, and a resist layer in a region where the lower layer bump does not exist A second step of surrounding the lower bump with the resist layer, and supplying a conductive paste to the lower bump surface, and heating the conductive paste to form an upper bump on the lower bump. And a process.
また本発明の半導体素子の製造方法は、前記レジスト層と前記下層バンプとが互いに接触していることを特徴とする。 In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the resist layer and the lower bump are in contact with each other.
更に本発明の半導体素子の製造方法は、前記第3の工程において供給される導電ペーストが前記レジスト層の表面にも供給されることを特徴とする。 Furthermore, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is characterized in that the conductive paste supplied in the third step is also supplied to the surface of the resist layer.
また更に本発明の半導体素子の製造方法は、前記上層バンプの形成前に前記下層バンプの表面を平坦に成すことを特徴とする。 Furthermore, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is characterized in that the surface of the lower bump is made flat before the formation of the upper bump.
更にまた本発明の半導体素子の製造方法は、前記レジスト層をスクリーン印刷法により形成する際に、レジスト層の構成材料であるレジスト材料を基板上に塗布するための印刷マスクの非開口部を下層バンプの表面に押圧することにより、下層バンプの表面を平坦化することを特徴とする。 Furthermore, in the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention, when the resist layer is formed by a screen printing method, a non-opening portion of a printing mask for applying a resist material, which is a constituent material of the resist layer, on the substrate is formed in the lower layer By pressing against the surface of the bump, the surface of the lower-layer bump is flattened.
また本発明の半導体素子の製造方法は、前記レジスト層の厚みが前記下層バンプの高さと略等しいことを特徴とする。 In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the thickness of the resist layer is substantially equal to the height of the lower bump.
一方、本発明の半導体素子は、半導体基板上に点在させるように設けられた複数のバリアメタル層上にバンプを有する半導体素子において、前記バンプの存在しない領域に、バンプの下部を囲繞するレジスト層を形成し、該レジスト層と前記バンプとを互いに接触させたことを特徴とする。 On the other hand, the semiconductor element of the present invention is a resist that surrounds a lower portion of a bump in a region where the bump does not exist in a semiconductor element having a bump on a plurality of barrier metal layers provided so as to be scattered on a semiconductor substrate. A layer is formed, and the resist layer and the bump are brought into contact with each other.
本発明によれば、下層バンプを形成した後、該下層バンプ上に形成される上層バンプを形成する前に、前記下層バンプを囲繞するレジスト層を形成し、しかる後、前記下層バンプ表面に導電ペーストを供給し、これを加熱して上層バンプを形成するようにしたことから、上層バンプを形成する際に導電ペーストに加える熱によって下層バンプが溶融しても、該溶融した下層バンプが横に大きく広がって潰れることが良好に抑制される。従って、下層バンプと上層バンプとで構成されるバンプのトータルの高さを十分に高くすることができ、接合信頼性の高い半導体素子を実現することができる。 According to the present invention, after forming the lower layer bump, before forming the upper layer bump formed on the lower layer bump, a resist layer surrounding the lower layer bump is formed, and thereafter, the conductive layer is formed on the surface of the lower layer bump. Since the paste is supplied and heated to form the upper layer bump, even if the lower layer bump is melted by the heat applied to the conductive paste when forming the upper layer bump, the molten lower layer bump is placed sideways. It is well suppressed that it spreads and collapses greatly. Therefore, the total height of the bumps constituted by the lower layer bumps and the upper layer bumps can be made sufficiently high, and a semiconductor element with high bonding reliability can be realized.
しかも、導電ペーストを複数回に分けて供給するようにしたことから、1回の導電ペーストの供給量が少なくなる。従って、バリアメタル層同士の間隔を小さくする場合、隣接するバリアメタル層上の導電ペースト同士の接触を良好に防止できる。 In addition, since the conductive paste is supplied in a plurality of times, the amount of supply of the conductive paste is reduced. Therefore, when the interval between the barrier metal layers is reduced, the contact between the conductive pastes on the adjacent barrier metal layers can be satisfactorily prevented.
また本発明によれば、前記レジスト層と前記下層バンプとを互いに接触させることにより、上層バンプを形成する際に溶融した下層バンプの横方向への広がりをより一層防止することができ、更に高さの高いバンプを形成することが可能となる。 Further, according to the present invention, by bringing the resist layer and the lower layer bump into contact with each other, it is possible to further prevent the molten lower layer bump from spreading in the lateral direction when the upper layer bump is formed. A high bump can be formed.
更に本発明によれば、前記レジスト層の形成後に供給される導電ペーストを前記レジスト層の表面にも供給することにより、より多くの導電ペーストを下層バンプ上に供給することができ、トータルのバンプの高さを更に高くすることが可能となる。 Furthermore, according to the present invention, by supplying the conductive paste supplied after the formation of the resist layer also to the surface of the resist layer, more conductive paste can be supplied onto the lower bumps, and the total bumps It is possible to further increase the height.
また更に本発明によれば、上層バンプの形成前に前記下層バンプの表面を平坦に成すことにより、上層バンプの形成前の下層バンプの高さを揃えることができることから、上層バンプ形成後のバンプ全体の高さのバラツキを小さくすることができるという利点がある。 Furthermore, according to the present invention, since the surface of the lower layer bump is made flat before the formation of the upper layer bump, the height of the lower layer bump before the formation of the upper layer bump can be made uniform. There is an advantage that variation in the overall height can be reduced.
かかる下層バンプの平坦化は、前記レジスト層をスクリーン印刷法により形成する場合、該スクリーン印刷法にて使用される印刷マスクを、のそ開口部が下層バンプの存在しない領域に、非開口部が下層バンプ上に、それぞれ位置するように配置し、この状態で印刷マスク上に供給されるレジスト材料を前記開口部を介して基板上に塗布する際に、前記印刷マスクの非開口部を下層バンプの表面に対して押圧させるようにすれば、非開口部の押圧力によって下層バンプの表面が平坦化されるため、レジスト材料の塗布と下層バンプの平坦化を同時進行的に行うことができ、下層バンプの平坦化の手間を軽減することが可能となる。 The flattening of the lower layer bump is performed when the resist layer is formed by a screen printing method, and a printing mask used in the screen printing method is formed in a region where the opening portion is not present in the lower layer bump and a non-opening portion is formed. When the resist material, which is placed on the lower bumps and is applied to the printing mask in this state, is applied to the substrate via the openings, the non-opening portions of the printing mask are formed on the lower bumps. If it is made to press against the surface, the surface of the lower layer bump is flattened by the pressing force of the non-opening, so that the application of the resist material and the flattening of the lower layer bump can be performed simultaneously, It is possible to reduce the trouble of flattening the lower bump.
また本発明によれば、半導体基板上に点在させるように設けられた複数のバリアメタル層上にバンプを有する半導体素子において、前記バンプの存在しない領域に、バンプの下部を囲繞するレジスト層を形成し、該レジスト層と前記バンプとを互いに接触させたことから、かかる半導体素子を回路基板上に実装して構成される実装構造体に対して力が印加されたとき、バンプのみならず、その周囲に配されるレジスト層でもって力が良好に吸収されることとなる。従って、接続信頼性の高い半導体素子の実現に供することができる。 According to the present invention, in a semiconductor element having bumps on a plurality of barrier metal layers provided so as to be scattered on a semiconductor substrate, a resist layer surrounding a lower portion of the bump is formed in a region where the bump does not exist. Since the resist layer and the bumps are in contact with each other, when a force is applied to a mounting structure configured by mounting such a semiconductor element on a circuit board, not only the bumps, The force is satisfactorily absorbed by the resist layer disposed around the periphery. Therefore, it is possible to provide a semiconductor element with high connection reliability.
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
半導体素子の説明
まず本発明の半導体素子について図1,図2を用いて詳細に説明する。
Description of Semiconductor Device First, the semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は本発明の半導体素子の一実施形態に係る断面図、図2は図1の半導体素子を回路基板上に実装して構成される実装構造体の断面図であり、図1に示す半導体素子は、大略的に半導体基板1上に回路配線2やバリアメタル層3,パッシベーション層4,バンプ5等が設けられた構成となっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view according to an embodiment of the semiconductor element of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a mounting structure configured by mounting the semiconductor element of FIG. 1 on a circuit board. The element generally has a configuration in which
半導体基板1は、単結晶シリコン等の半導体材料から成り、その上面にトランジスタ等の機能素子(図示せず)や回路配線2、バリアメタル層3、パッシベーション層4、バンプ5、レジスト層6等が被着され、これらを支持する支持母材として機能する。
The
このような半導体基板1は、例えば従来周知のチョコラルスキー法(引き上げ法)等によって形成された単結晶シリコンのインゴット(塊)を所定厚みにスライスして板体を得るとともに、その表面を研磨し、しかる後、従来周知の熱酸化法によって板体表面全体に絶縁膜を形成することによって製作される。
Such a
また半導体基板1上に形成される回路配線2は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の金属材料により0.5μm〜1.5μmの厚みに被着されており、図示しないトランジスタ等の機能素子に外部からの電源電力や電気信号等を供給するための給電配線として機能する。
The
このような回路配線2の一部上面には複数のバリアメタル層3が半導体基板1の端部に沿って直線状に配列されるように点在している。
A plurality of
バリアメタル層3は、半導体素子を回路基板9上に実装する際、バリアメタル層3上に設けられるバンプ5の溶融に伴って回路配線2を形成するアルミニウム等が浸蝕されるのを有効に防止するためのものであり、バンプ5を構成する材料に対して濡れ性が良好となるような構造、例えば、半導体基板1側から亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)及び金(Au)を順次積層させた3層構造、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)の2層構造、もしくは、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、金(Au)の3層構造、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)の2層構造等の構造が考えられる。
The
尚、回路配線2は、従来周知のスパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術を採用することにより半導体基板1の上面に所定パターンに形成される。またバリアメタル層3は、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)及び金(Au)の3層構造である場合、例えば、後述するパッシベーション層4を形成した後、該パッシベーション層4より露出した回路配線2の一部上面に、従来周知の無電解メッキ法等を採用することにより、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)及び金(Au)を基板側より順次積層して円柱状を成すように形成される。
The
一方、バリアメタル層3の非形成領域には、窒化珪素(Si3N4)や酸化珪素(SiO2)、ポリイミド等の電気絶縁材料から成るパッシベーション層4が回路配線2や図示しない機能素子を被覆するように被着されている。
On the other hand, a
かかるパッシベーション層4は、機能素子や回路配線2を大気と良好に遮断することで、機能素子や回路配線2が大気中に含まれている水分等の接触により腐食するのを有効に防止するためのものであり、その一部はバリアメタル層3の外周上面を被覆していることが好ましい。
The
尚、パッシベーション層4は、従来周知のスパッタリング、フォトリソグラフィー技術、エッチング技術等を採用することによって半導体基板1の上面に0.5μm〜3.0μmの厚みに形成される。
The
そして、先に述べたバリアメタル層3の上面にはバンプ5が形成されている。
A
このバンプ5は、半導体素子を回路基板9上に実装する際、加熱されることによって溶融し、半導体素子のバリアメタル層3と回路基板9上の回路パターン10とを電気的・機械的に接続するためのものであり、例えば錫(Sn)と銀(Ag)と銅(Cu)とを96.5:3.0:0.5の比率で溶融・固化させた半田等の導電材料により20μm〜100μmの高さに形成される。なお、このようなバンプ5は、後述の製造方法により製作される。
The
一方、上述のバンプ5の非形成領域には、該バンプ5の下部を囲繞するレジスト層6が被着されており、該レジスト層6とバンプ5とが互いに接触した状態となっている。
On the other hand, a resist
レジスト層6は、半導体素子を回路基板9上に実装して実装構造体を構成した場合に、該実装構造体に印加された外力を吸収することでバンプ5にかかる負荷を小さくするためのものであり、これによって半導体素子の接合信頼性を高く維持することができる。それ故、レジスト層6はバンプ5よりもヤング率の大きな材料により形成することが好ましく、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等のソルダーレジスト材料により形成する。
The resist
半導体素子の製造方法の説明
次に本発明の半導体素子の製造方法について、上述の半導体素子を製造する場合を例に図3を用いて説明する。図3の(a)〜(f)は半導体素子の製造方法を説明するための各工程の断面図である。
Description of Method for Manufacturing Semiconductor Device Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 3A to 3F are cross-sectional views of each step for explaining a method for manufacturing a semiconductor element.
(1)まず、上面に回路配線2やバリアメタル層3、パッシベーション層4を被着した半導体基板1を準備し、バリアメタル層3上に導電ペースト5’を塗布する(図3(a))。
(1) First, the
導電ペースト5’の塗布には、例えば、従来周知のスクリーン印刷法が採用される。すなわち、半導体基板1上にバリアメタル層3に対応する開口を有した印刷マスクを配置させるとともに、該印刷マスク上に載置させた導電ペースト5’を印刷マスクの開口を介してバリアメタル層3上に塗布する。
For the application of the
また導電ペースト5’としては、多数の半田粒子にフラックス等を添加・混合して所定の粘度に調整した半田ペーストが好適に用いられる。 As the conductive paste 5 ', a solder paste adjusted to a predetermined viscosity by adding and mixing a flux or the like to a large number of solder particles is preferably used.
なお、印刷マスクの材料としては、アルミニウム合金、ステンレス鋼、Ni合金、Cr合金等の金属材料、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン等の樹脂材料、あるいはこれらの材料を組み合わせたものが挙げられ、例えば印刷マスクがNi合金からなる場合、従来周知のアディティブ法により形成される。 In addition, as a material of the printing mask, metal materials such as aluminum alloy, stainless steel, Ni alloy, Cr alloy, resin materials such as polyimide, polyester, epoxy, polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, or these materials For example, when the printing mask is made of a Ni alloy, it is formed by a conventionally well-known additive method.
(2)次に、バリアメタル層3上に塗布した導電ペースト5’を、該導電ペースト5’の融点以上の温度で例えば40秒〜60秒間、加熱することによりバリアメタル層3上に下層バンプ5aを形成する(図3(b))。
(2) Next, the
導電ペースト5’の加熱は、例えば、導電ペースト5’が塗布された半導体基板1をリフロー炉内に導入し、該リフロー炉内に設けられるヒーターからの熱によって行われる。
The
(3)続いて、下層バンプ5aの存在しない領域に、レジスト層を構成するレジスト材料6’を塗布する(図3(c))。
(3) Subsequently, a resist material 6 'constituting the resist layer is applied to a region where the
レジスト材料6’の塗布には、例えば従来周知のスクリーン印刷法やディスペンサー法が採用される。本実施形態においては、スクリーン印刷法を採用している。すなわち、スクリーン印刷に使用される印刷マスクを、その開口部が下層バンプ5aの存在しない領域に、非開口部が下層バンプ5a上に、それぞれ位置するように基板上に配置するとともに、レジスト材料を印刷マスク上に載置し、しかる後、スキージ等の押圧手段を移動させることにより、レジスト材料を開口部を介して半導体基板1上に塗布する。なお、本実施形態においては、レジスト材料6’として熱硬化性エポキシ樹脂を用いている。
For the application of the resist material 6 ', for example, a conventionally known screen printing method or dispenser method is employed. In this embodiment, a screen printing method is employed. That is, a printing mask used for screen printing is arranged on the substrate such that the opening is located in a region where the
(4)次に、塗布したレジスト材料6’を例えば50℃〜90℃の温度で加熱することでレジスト材料6’を流動させ、しかる後、これを90℃〜160℃の高温で熱硬化させることにより、レジスト層6を形成する(図3(d))。
(4) Next, the applied resist
このとき、流動化したレジスト材料6’は半導体基板1上で広がって下層バンプ5aを囲繞する。さらに流動化が大きければ、本実施形態のようにレジスト材料6’が下層バンプ5aに対して接触するようになる。
At this time, the fluidized resist material 6 'spreads on the
なお、レジスト層6の厚みが下層バンプ5aの高さよりも高いと、下層バンプ5a上に上層バンプ5bを形成するために、下層バンプ5a上のレジスト層を除去する必要が生じ、製造工程が複雑化することから、レジスト層6の厚みを下層バンプ5aと等しくするか、もしくは、下層バンプ5aよりも低く設定することが好ましい。
If the thickness of the resist
またレジスト層6表面とバンプ5の表面との差は4μm以下に設定することが好ましい。その理由はレジスト層6とバンプの表面との段差が4μmよりも大きいと、後の工程でスクリーン印刷によって導電ペーストを塗布する際、スキージからの押圧力によって印刷マスクがダメージを受けやすくなり、印刷マスクの寿命を短くしてしまうという問題を誘発するからである。
The difference between the surface of the resist
(5)続いて、下層バンプ上に導電ペースト5”を塗布する(図3(e))。
(5) Subsequently, a
このとき、図3(e)に示すように、下層バンプ5aの表面のみならずレジスト層6の表面にも導電ペースト5”を塗布するようにすれば、より多くの導電ペースト5”を下層バンプ5a上に塗布することができ、トータルのバンプの高さを高くすることが可能となる。
At this time, as shown in FIG. 3 (e), if the
なお、導電ペースト5”の塗布には、例えば、従来周知のスクリーン印刷法が採用される。すなわち、半導体基板1上にバリアメタル層3に対応する開口を有した印刷マスクを配置させるとともに、該印刷マスク上に載置させた導電ペースト5”を印刷マスクの開口を介してバリアメタル層3上に塗布する。
For the application of the
(6)最後に、工程(5)で塗布した導電ペースト5”を、該導電ペースト5”の融点以上の温度で40秒〜60秒間、加熱することにより上層バンプを形成し、下層バンプと上層バンプとでバンプ5を形成する(図3(f))。
(6) Finally, the upper layer bump is formed by heating the
このとき、上層バンプを形成する際に導電ペースト5”に加える熱によって下層バンプ5aが溶融するものの、該溶融した下層バンプ5aがレジスト層6によって囲繞されていることから、下層バンプ5aが横に大きく広がって潰れることを良好に抑制できる。従って、下層バンプと上層バンプとで構成されるバンプ全体の高さを十分に高くすることができ、接合信頼性の高い半導体素子を実現することが可能となる。しかも、本実施形態においては、レジスト層6と下層バンプ5aとを互いに接触させるようにしたことから、溶融した下層バンプ5aの横方向への広がりをより一層防止することができ、更に高さの高いバンプを形成することが可能となる。
At this time, although the
また本発明の製造方法によれば、導電ペースト5’,5”を複数回に分けて塗布するため、1回の導電ペーストの塗布量が少なくなり、バリアメタル層同士の間隔が小さい場合であっても、隣接するバリアメタル層上の導電ペースト同士の接触を良好に防止できる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, since the
尚、上層バンプの形成時に導電ペースト5”が下層バンプ5a内に流れ込むため、バンプ5の形成後においては上層バンプと下層バンプとを明確に区別できないことがあるが、このような場合でも本発明は適用可能であることは言うまでもない。
Incidentally, since the
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態の工程(3)において、レジスト材料6’をスクリーン印刷法により塗布する際に、印刷マスク7の非開口部をスキージ等の押圧手段8でもって下層バンプの表面に対して押圧すれば(図4(a))、下層バンプ5aの表面が平坦化されるため(図4(b))、上層バンプ形成前の下層バンプ5aの高さを揃えることができる。従って、上層バンプ形成後のバンプ全体の高さのバラツキを小さくすることが可能となる。なお、この場合、スキージ等の押圧手段の印刷マスク7に対する押圧力を略一定に保持した状態で押圧手段を移動させることが好ましい。
For example, in the step (3) of the above-described embodiment, when the resist
また、下層バンプ5aを平坦化した後に形成されるレジスト層6の高さを、図4(c)に示すように下層バンプ5aの高さと略等しくすれば(高さの差が4μm以内)、下層バンプ5とレジスト層6とを同一平面とすることができるため、図4(d)に示すように、上層バンプ形成のためにスクリーン印刷にて導電ペースト5”を塗布する際、印刷マスクのダメージを更に小さくすることができるとともに、その作業性を良好となすことが可能となる。
Further, if the height of the resist
1・・・半導体基板
2・・・回路配線
3・・・バリアメタル層
4・・・パッシベーション層
5・・・バンプ
5’,5”・・・導電ペースト
6・・・レジスト層
6’・・・レジスト材料
7・・・印刷マスク
8・・・押圧手段(スキージ)
9・・・回路基板
10・・・回路パターン
DESCRIPTION OF
9 ...
Claims (7)
前記下層バンプの存在しない領域にレジスト層を形成し、該レジスト層で下層バンプを囲繞する第2の工程と、
前記下層バンプ表面に導電ペーストを供給するとともに、該導電ペーストを加熱して下層バンプ上に上層バンプを形成する第3の工程と、を備えたことを特徴とする半導体素子の製造方法。 A first step of forming a lower bump on a plurality of barrier metal layers provided to be scattered on a semiconductor substrate;
Forming a resist layer in a region where the lower bump does not exist, and surrounding the lower bump with the resist layer;
A third step of supplying a conductive paste to the surface of the lower bump and heating the conductive paste to form an upper bump on the lower bump.
前記バンプの存在しない領域に、バンプの下部を囲繞するレジスト層を形成し、該レジスト層と前記バンプとを互いに接触させたことを特徴とする半導体素子。 In a semiconductor element having bumps on a plurality of barrier metal layers provided so as to be scattered on a semiconductor substrate,
A semiconductor element, wherein a resist layer surrounding a lower portion of a bump is formed in an area where the bump does not exist, and the resist layer and the bump are brought into contact with each other.
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