JP2547590B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体素子にフ
ェースダウンボンディングするために用いる突起電極を
形成する半導体装置の製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a protruding electrode used for face-down bonding to a semiconductor element is formed.
（ロ）従来の技術 従来半導体素子の電極の取り出し方法として、ボンデ
ィングワイヤを用いる方法と突起電極を用いてフェース
ダウンボンディングする方法とがある。後者は突起電極
を一度に固着電極に半田付けできるので組立工程を大幅
に簡素化できる利点を有する。(B) Conventional Technology As methods for extracting electrodes of conventional semiconductor elements, there are a method of using a bonding wire and a method of face-down bonding using a protruding electrode. The latter has the advantage that the assembly process can be greatly simplified because the protruding electrodes can be soldered to the fixed electrodes at once.
斯る従来のフェースダウンボンディング方法に用いる
突起電極の形成方法は特開昭58−15253号公報（H01L21/
92）等で知られている。以下に従来の突起電極の形成方
法を第２図Ａ乃至第２図Ｆを参照して説明する。A method of forming a protruding electrode used in such a conventional face-down bonding method is disclosed in JP-A-58-15253 (H01L21 /
92) etc. Hereinafter, a conventional method of forming the bump electrode will be described with reference to FIGS. 2A to 2F.
まず第２図Ａに示すように、シリコン半導体基板（2
1）上に被着した酸化シリコン膜（22）上にアルミニウ
ムのスパッタにより付着された第１下地電極（23）を形
成する。この第１下地電極（23）は半導体基板（21）内
に形成された半導体素子と接続され、チップの周辺まで
延在されている。この第１下地電極（23）の上部にはリ
ンガラス層（PSG層）などから成る表面保護膜（24）を
被着し、突起電極を形成するための開孔部（25）を形成
する。First, as shown in FIG. 2A, a silicon semiconductor substrate (2
1) A first base electrode (23) attached by sputtering aluminum is formed on the silicon oxide film (22) deposited thereon. The first base electrode (23) is connected to the semiconductor element formed in the semiconductor substrate (21) and extends to the periphery of the chip. A surface protective film (24) made of a phosphor glass layer (PSG layer) or the like is deposited on the first base electrode (23) to form an opening (25) for forming a protruding electrode.
次に第２図Ｂに示すように、半導体基板（21）全面に
アルミニウム層（26）をスパッタにより被着する。アル
ミニウム層（26）は膜厚を２〜３μｍと厚く形成し、後
の突起電極のメッキの際にメッキ用電極として十分な電
流容量を確保する。更にこのアルミニウム層（26）上を
突起電極を形成する第１下地電極（23）上を露出してホ
トレジスト層（27）で被覆し、全面にCr−Cu層等から成
る第２下地電極（28）を蒸着する。その後ホトレジスト
層（27）を除去することにより第１下地電極（23）上の
第２下地電極（28）のみ残り、他の第２下地電極（28）
はリフトオフされる。第２下地電極（28）は突起電極の
半田をメッキでき且つ第１下地電極（23）であるアルミ
ニウムとのなじみの良い金属を用いると良い。Next, as shown in FIG. 2B, an aluminum layer (26) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate (21) by sputtering. The aluminum layer (26) is formed to have a large film thickness of 2 to 3 [mu] m to secure a sufficient current capacity as a plating electrode during the subsequent plating of the protruding electrode. Further, the aluminum layer (26) is covered with a photoresist layer (27) by exposing the first base electrode (23) forming a protruding electrode, and the second base electrode (28) made of a Cr--Cu layer or the like is formed on the entire surface. ) Is vapor-deposited. After that, by removing the photoresist layer (27), only the second base electrode (28) on the first base electrode (23) remains, and the other second base electrode (28).
Is lifted off. For the second base electrode (28), it is preferable to use a metal that can be plated with the solder of the bump electrode and that is well compatible with the first base electrode (23), aluminum.
次に第２図Ｃに示すように、半田メッキ用のホトレジ
スト層（29）で第２下地電極（28）を露出して他の部分
を被覆する。Next, as shown in FIG. 2C, the second base electrode (28) is exposed by a photoresist layer (29) for solder plating to cover other portions.
次に第２図Ｄに示すように、第２下地電極（28）上に
10μｍの銅メッキをした後、半田メッキを行い数10μｍ
の厚さに半田メッキ層（30）を選択的に形成する。この
工程では前述したアルミニウム層（26）をメッキ電極と
して用い、第２下地電極（28）をすべて電解メッキの一
方の電極として働かせている。このためにアルミニウム
層（26）は電解メッキの電流が流れるので十分な厚みが
必要となる。Next, as shown in FIG. 2D, on the second base electrode (28).
10 μm copper plating, then solder plating, several 10 μm
The solder plating layer (30) is selectively formed in the thickness of. In this step, the aluminum layer (26) described above is used as a plating electrode, and the second base electrode (28) is entirely used as one electrode for electrolytic plating. For this reason, the aluminum layer (26) must have a sufficient thickness because an electric current for electrolytic plating flows.
次に第２図Ｅに示すように、ホトレジスト層（29）を
除去し、更に半田メッキ層（30）をマスクとしてアルミ
ニウム層（26）を除去する。アルミニウム層（26）はカ
性ソーダNaOH溶液で除去し、半田メッキ層（30）下以外
のアルミニウム層（26）は完全に除去され、第２下地電
極（28）上に電気的に分離された半田メッキ層（30）が
形成される。Next, as shown in FIG. 2E, the photoresist layer (29) is removed, and the aluminum layer (26) is removed using the solder plating layer (30) as a mask. The aluminum layer (26) was removed with caustic soda NaOH solution, the aluminum layer (26) other than under the solder plating layer (30) was completely removed and electrically separated on the second base electrode (28). A solder plating layer (30) is formed.
更に第２図Ｆに示すように、半導体基板（21）全体を
加熱して半田メッキ層（30）を溶融して球状の突起電極
（31）を形成する。本工程ではフラックスを全面に付着
した後に半田メッキ層（30）を溶融しているので、きれ
いな突起電極（31）を形成できる。Further, as shown in FIG. 2F, the entire semiconductor substrate (21) is heated to melt the solder plating layer (30) to form a spherical protruding electrode (31). In this step, since the solder plating layer (30) is melted after the flux is attached to the entire surface, a clean protruding electrode (31) can be formed.
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら斯上した従来の半導体装置の製造方法で
は、半田メッキ層（30）を溶融して球状の突起電極（3
1）を形成する際に、半田メッキ層（30）の酸化されたP
b,Snが飛散して突起電極（31）周辺にハンダボール（3
2）として付着する。このハンダボール（32）はPb,Snを
主成分とするので、導電性があり、突起電極（31）間の
絶縁不良等を発生し、信頼性を低下する問題点を有して
いた。(C) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device described above, the solder plating layer (30) is melted to form the spherical projection electrode (3
1) When forming the solder plating layer (30) oxidized P
b and Sn are scattered and solder balls (3
2) Attach as. Since the solder ball (32) contains Pb and Sn as the main components, it is conductive and has a problem of causing insulation failure between the protruding electrodes (31) and lowering reliability.
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は斯上した問題点に鑑みてなされ、半田メッキ
した後に基板表面を多価アルコールより成る保護膜で被
服し突起電極を形成することにより、従来の問題点を除
去した半導体装置の製造方法を提供するものである。(D) Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above problems, and is achieved by forming a protruding electrode by coating the surface of a substrate with a protective film made of polyhydric alcohol after solder plating. The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which eliminates the above problem.
（ホ）作 用 本発明に依れば、半田メッキした後に基板表面を多価
アルコールより成る保護膜で被覆して加熱して突起電極
を形成しているので、その際に飛散するハンダボールは
すべて保護膜上に付着する。従ってこの保護膜を除去す
ればハンダボールも一緒に除去でき、ハンダボールによ
る絶縁不良等を防止できる。(E) Operation According to the present invention, after the solder plating, the substrate surface is covered with a protective film made of polyhydric alcohol and heated to form the protruding electrodes. All adhere to the protective film. Therefore, if this protective film is removed, the solder balls can be removed together, and the insulation failure due to the solder balls can be prevented.
（ヘ）実施例 本発明の一実施例を第１図Ａ乃至第１図Ｈを参照して
詳述する。(F) Embodiment One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1H.
まず第１図Ａに示すように、シリコン半導体基板
（１）上に被着した酸化シリコン膜（２）上にアルミニ
ウムのスパッタにより付着された第１下地電極（３）を
形成する。この第１下地電極（３）は半導体基板（１）
内に形成された半導体素子と接続され、チップの周辺ま
で延在されている。この第１下地電極（３）の上部には
リンガラス層（PSG層）などから成る表面保護膜（４）
を被着し、突起電極を形成するための開孔部（５）を形
成する。First, as shown in FIG. 1A, a first base electrode (3) attached by sputtering aluminum is formed on a silicon oxide film (2) deposited on a silicon semiconductor substrate (1). The first base electrode (3) is a semiconductor substrate (1)
It is connected to the semiconductor element formed inside and extends to the periphery of the chip. A surface protective film (4) composed of a phosphor glass layer (PSG layer) or the like is provided on the first base electrode (3).
To form an opening (5) for forming a protruding electrode.
次に第１図Ｂに示すように、半導体基板（１）全面に
アルミニウム層（６）をスパッタにより被着する。アル
ミニウム層（６）は膜厚を２〜３μｍと厚く形成し、後
の突起電極のメッキの際にメッキ用電極として十分な電
流容量を確保する。更にこのアルミニウム層（６）上を
突起電極を形成する第１下地電極（３）上を露出してホ
トレジスト層（７）で被覆し、全面にCr−Cu層等から成
る第２下地電極（８）を蒸着する。その後ホトレジスト
層（７）を除去することにより第１下地電極（３）上の
第２下地電極（８）のみ残り、他の第２下地電極（８）
はリフトオフされる。第２下地電極（８）は突起電極の
半田をメッキでき且つ第１下地電極（３）であるアルミ
ニウムとのなじみの良い金属を用いると良い。Next, as shown in FIG. 1B, an aluminum layer (6) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate (1) by sputtering. The aluminum layer (6) is formed to have a large film thickness of 2 to 3 μm, and secures a sufficient current capacity as a plating electrode during the subsequent plating of the protruding electrode. The aluminum layer (6) is covered with a photoresist layer (7) by exposing the first base electrode (3) forming a bump electrode, and a second base electrode (8) made of a Cr—Cu layer or the like is formed on the entire surface. ) Is vapor-deposited. Then, by removing the photoresist layer (7), only the second base electrode (8) on the first base electrode (3) remains, and the other second base electrode (8).
Is lifted off. For the second base electrode (8), it is preferable to use a metal that can be plated with the solder of the protruding electrode and that is well compatible with the first base electrode (3), aluminum.
次に第１図Ｃに示すように、半田メッキ用のホトレジ
スト層（９）で第２下地電極（８）を露出して他の部分
を被覆する。Next, as shown in FIG. 1C, the second base electrode (8) is exposed by a photoresist layer (9) for solder plating to cover other portions.
次に第１図Ｄに示すように、第２下地電極（８）上に
10μｍの銅メッキをした後、半田メッキを行い数10μｍ
の厚さに半田メッキ層（10）の選択的に形成する。この
工程では前述したアルミニウム層（６）をメッキ電極と
して用い、第２下地電極（８）をすべて電解メッキの一
方の電極として働かせている。このためにアルミニウム
層（６）は電解メッキの電流が流れるので十分な厚みが
必要となる。Next, as shown in FIG. 1D, on the second base electrode (8).
10 μm copper plating, then solder plating, several 10 μm
The solder plating layer (10) is selectively formed to a thickness of. In this step, the aluminum layer (6) described above is used as a plating electrode, and the second base electrode (8) is made to function as one electrode of electrolytic plating. Therefore, the aluminum layer (6) is required to have a sufficient thickness because an electric current for electrolytic plating flows.
次に第１図Ｅに示すように、ホトレジスト層（９）を
除去し、更に半田メッキ層（10）をマスクとしてアルミ
ニウム層（６）を除去する。アルミニウム層（６）はカ
性ソーダHaOH溶液で除去し、半田メッキ層（10）下以外
のアルミニウム層（６）は完全に除去され、第２下地電
極（８）上に電気的に分離された半田メッキ層（10）が
形成される。Next, as shown in FIG. 1E, the photoresist layer (9) is removed, and further the aluminum layer (6) is removed using the solder plating layer (10) as a mask. The aluminum layer (6) was removed with caustic soda HaOH solution, the aluminum layer (6) except under the solder plating layer (10) was completely removed, and was electrically separated on the second base electrode (8). A solder plating layer (10) is formed.
次に第１図Ｆに示すように、半田メッキ層（10）を除
いて基板（１）全面に低級アルコールで希釈した多価ア
ルコール等の高粘度の保護膜（11）で被覆する。この高
粘度の保護膜（11）は表面保護膜（４）を被い、突起電
極（12）を形成する間の保護を行う。具体的には、グリ
セリンをメタノールで希釈して基板（１）全面に塗布
し、約60℃で加熱してメタノールを蒸発させて、グリセ
リンより成る高粘度の保護膜（11）を形成している。Next, as shown in FIG. 1F, the entire surface of the substrate (1) excluding the solder plating layer (10) is covered with a high-viscosity protective film (11) such as polyhydric alcohol diluted with lower alcohol. The high-viscosity protective film (11) covers the surface protective film (4) and protects it during the formation of the protruding electrodes (12). Specifically, glycerin is diluted with methanol and applied on the entire surface of the substrate (1), and the methanol is evaporated by heating at about 60 ° C to form a high-viscosity protective film (11) made of glycerin. .
次に第１図Ｇに示すように、半導体基板（１）全体を
約230℃に加熱して半田メッキ層（10）を溶融して球状
の突起電極（12）を形成する。本工程ではフラックスを
全面に付着した後に半田メッキ層（10）を溶融して所望
の突起電極（12）を形成している。なお本工程では酸化
したPb,Snがハンダボール（13）として高粘度の保護膜
（11）上に付着し固定する。Next, as shown in FIG. 1G, the entire semiconductor substrate (1) is heated to about 230 ° C. to melt the solder plating layer (10) and form a spherical protruding electrode (12). In this step, the solder plating layer (10) is melted after the flux is attached to the entire surface to form a desired protruding electrode (12). In this step, the oxidized Pb and Sn adhere and fix as solder balls (13) on the high-viscosity protective film (11).
更に第１図Ｈに示すように、高粘度の保護膜（11）を
低級アルコールで除去し、表面に飛散したハンダボール
（13）も一緒に除去する。即ち、メタノール液内に基板
（１）を入れて、グリセリン等の多価アルコールより成
る高粘度の保護膜（11）を超音波洗浄して除去し、同時
にハンダボール（13）も除去している。この際、メタノ
ール液は突起電極（12）表面を酸化等変化させない。Further, as shown in FIG. 1H, the high-viscosity protective film (11) is removed with lower alcohol, and the solder balls (13) scattered on the surface are also removed. That is, the substrate (1) is placed in a methanol solution, and the high-viscosity protective film (11) made of polyhydric alcohol such as glycerin is ultrasonically cleaned to remove the solder balls (13) at the same time. . At this time, the methanol solution does not change the surface of the protruding electrode (12) by oxidation or the like.
（ト）発明の効果 以上に詳述した如く、本発明に依れば高粘度の保護膜
（11）で基板（１）表面を被覆してから突起電極（12）
を形成しているので、この際に生ずるハンダボール（1
3）は高粘度の保護膜（11）上に付着し、その後の保護
膜（11）の除去によりハンダボール（13）を全て除去で
きる利点を有する。この結果、ハンダボール（13）は全
て残存せず、絶縁不良等を防止し、信頼性が向上する。(G) Effect of the Invention As described in detail above, according to the present invention, the surface of the substrate (1) is covered with the high-viscosity protective film (11) before the protruding electrode (12).
The solder balls (1
3) has the advantage that it adheres to the high-viscosity protective film (11) and the solder balls (13) can be completely removed by subsequent removal of the protective film (11). As a result, the solder balls (13) are not entirely left, insulation defects and the like are prevented, and reliability is improved.
また高粘度の保護膜（11）の除去は低級アルコールを
用いるので、突起電極（12）の表面を酸化するおそれも
なくなる。Further, since the lower alcohol is used for removing the high-viscosity protective film (11), there is no fear of oxidizing the surface of the protruding electrode (12).
第１図Ａ乃至第１図Ｈは本発明による半導体装置の製造
方法を説明する断面図、第２図Ａ乃至第２図Ｆは従来の
半導体装置の製造方法を説明する断面図である。 （１）は半導体基板、（２）は酸化シリコン膜、（３）
は第１下地電極、（４）は表面保護膜、（５）は開孔
部、（６）はアルミニウム層、（７）はホトレジスト
層、（８）は第２下地電極、（９）はホトレジスト層、
（10）は半田メッキ層、（11）は高粘度の保護膜、（1
2）は突起電極、（13）はハンダボールである。1A to 1H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional semiconductor device. (1) is a semiconductor substrate, (2) is a silicon oxide film, (3)
Is a first base electrode, (4) is a surface protective film, (5) is an opening, (6) is an aluminum layer, (7) is a photoresist layer, (8) is a second base electrode, and (9) is a photoresist. layer,
(10) is a solder plating layer, (11) is a high-viscosity protective film, (1
2) is a protruding electrode and (13) is a solder ball.
Claims (1)
に下地電極を形成する工程と、 前記下地電極上に半田メッキ層を形成する工程と、 前記半田メッキ層を除いて前記基板表面を希釈した高粘
度の保護膜で被覆する工程と、 前記基板を加熱して前記半田メッキ層を突起電極にする
工程と、 前記保護膜を除去し、表面の飛散ハンダボールを一緒に
除去する工程とを有することを特徴とした半導体装置の
製造方法。1. A step of forming a base electrode in a region where a protruding electrode is to be formed on a semiconductor substrate, a step of forming a solder plating layer on the base electrode, and a step of diluting the surface of the substrate except the solder plating layer. A step of coating the substrate with a high-viscosity protective film described above, a step of heating the substrate to form the solder plating layer as a protruding electrode, and a step of removing the protective film and removing scattered solder balls on the surface together. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235420A JP2547590B2 (en) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62235420A JP2547590B2 (en) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6477948A JPS6477948A (en) | 1989-03-23 |
| JP2547590B2 true JP2547590B2 (en) | 1996-10-23 |
Family
ID=16985838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62235420A Expired - Lifetime JP2547590B2 (en) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547590B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5466635A (en) * | 1994-06-02 | 1995-11-14 | Lsi Logic Corporation | Process for making an interconnect bump for flip-chip integrated circuit including integral standoff and hourglass shaped solder coating |
-
1987
- 1987-09-18 JP JP62235420A patent/JP2547590B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6477948A (en) | 1989-03-23 |
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