JP2630326B2 - 半導体装置用バンプ形成方法 - Google Patents

半導体装置用バンプ形成方法

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JP2630326B2
JP2630326B2 JP63021288A JP2128888A JP2630326B2 JP 2630326 B2 JP2630326 B2 JP 2630326B2 JP 63021288 A JP63021288 A JP 63021288A JP 2128888 A JP2128888 A JP 2128888A JP 2630326 B2 JP2630326 B2 JP 2630326B2
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 表面安定化膜上に形成された高分子化合物の膜に電極
接続用開口を形成し、この電極接続用開口に接触して、
電極とバンプとを接続するための金属層を形成し、この
金属層をバンプ形成領域まで引き出し、この引き出され
た金属層を、バンプ形成領域を除いてカバーする高分子
化合物の膜上に形成される半導体装置用バンプの形成方
法の改良に関し、 半導体ウェーハが反らず、そのため、バンプ形成用マ
スクのマスク位置合わせが容易にでき、半導体ウェーハ
をダイシングする時ポリイミド膜にクラックが生ずるこ
となく、しかも、バンプ形成のためのメッキ処理を完全
に実施できるように改良した、半導体装置用バンプ形成
方法を提供することを目的とし、 電極および表面安定化膜が形成されてなる半導体ウェ
ーハ上に、高分子化合物よりなる膜を形成し、半導体ウ
ェーハをチップに分割するダイシングラインに沿い、各
ダイシングラインの隣接する交点間の一部領域を除いた
領域に形成される十字型のパターンと、前記電極に対接
する領域に形成されるパターンとを有する第1のマスク
を使用して、前記高分子化合物よりなる膜をパターニン
グし、前記高分子化合物よりなる膜の前記電極に対応す
る領域に開口を形成し、前記ダイシングライン上の一部
領域を除く領域において前記高分子化合物よりなる膜を
除去して、溝を形成し、金属膜を形成し、該金属膜をパ
ターニングして前記電極に接する領域からバンプ形成領
域に延在する金属膜を残留し、その上に、高分子化合物
膜を形成し、前記第1のマスクと同一の十字型のパター
ンと、バンプ形成領域に対応する領域にパターンを有す
る第2のマスクを使用して、前記高分子化合物膜をパタ
ーニングし、前記高分子化合物よりなる膜の、前記ダイ
シングライン上の一部領域を除く領域に溝を形成し、ま
た、バンプ形成領域に開口を形成し、バリアメタル膜
と、その上に、レジスト膜を形成し、パターニングして
バンプ形成領域の前記レジスト膜に開口を形成し、該開
口において露出している前記レジスト膜をマスクとして
メッキをなして、前記開口上に前記バリアメタル膜に接
触してバンプを形成し、前記レジスト膜およびバンプ形
成領域以外の前記バリアメタル膜を除去する工程を有す
る、半導体装置用バンプ形成方法をもって構成する。
〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面安定化膜上に形成された高分子化合物
の膜に電極接続用開口を形成し、この電極接続用開口に
接触して、電極とバンプとを接続するための金属層を形
成し、この金属層をバンプ形成領域まで引き出し、この
引き出された金属層を、バンプ形成領域を除いてカバー
する高分子化合物膜上に形成される半導体装置用バンプ
の形成方法の改良に関する。
〔従来の技術〕
半導体チップ上に、TAB(Tape Automated Bondin
g)、または、CCB(Controled Collapse Bonding)用の
バンプを形成する場合の従来技術について、図面を参照
して説明する。
第2図参照 電極2、および、リン珪酸ガラス(PSG)等からなる
表面安定化膜3が形成されている半導体ウェーハ1上
に、ポリイミド等の膜4を10〜20μm厚に形成し、パタ
ーニングしてこのポリイミド等の膜4を電極2上から除
去し、開口5を形成する。
銅、アルミニウム等の金属を全面に数μm厚に真空蒸
着法等を使用して形成し、この銅、アルミニウム等の金
属の膜をパターニングして開口5を介して、電極2に接
触してバンプ形成領域まで延在する引き出し層6を形成
する。
第3図参照 ポリイミド等の膜7を10μm厚に形成し、このポリイ
ミド等の膜7をパターニングして、これをバンプ形成領
域から除去し、開口8を形成する。
第4図参照 全面にバリアメタル膜9を形成し、その上に、レジス
ト膜10を形成してバンプ形成領域からレジスト膜10を除
去し、開口11を形成する。
第5図参照 バリアメタル膜9を電極としてメッキをなし、開口11
に、バリアメタル膜9に接触して20〜200μm厚のバン
プ12を形成し、レジスト膜10とバンプ形成領域以外のバ
リアメタル膜9とを除去し、ダイシングをなして各半導
体装置チップに分割する。
〔発明が解決しようとする課題〕
TABまたはCCB用のバンプを形成する場合、上記のよう
に、ポリイミド等の膜が使用される。これは、ポリイミ
ド等がα線を吸収するため、半導体装置のα線対策とし
て有効であることと、機械的ストレスを吸収し、PSG等
の表面安定化膜にクラックが発生しないようにするため
である。
ところで、半導体ウェーハ上にポリイミド等の膜4お
よび7を形成する際、ポリイミドを塗布した後80℃程度
の温度で熱風乾燥を行う。この際、ポリイミド等の膜が
収縮し、半導体ウェーハに反りが生ずる。このため、バ
ンプ形成用のマスクのマスク位置合わせが困難となる。
また、ポリイミド等の膜はダイシングしにくいので、
ダイシングの際、ポリイミド膜にクラックを生ずること
がある。
この欠点を解消する対策として、ダイシングする線上
にはポリイミド等の膜を形成しないようにする方法が考
えられるが、この場合には、バリアメタル膜9を形成す
る際、ポリイミド膜のないダイシング線上におけるバリ
アメタルのカバレージが悪くなり、バンプ11をメッキ形
成する時に、電極として使用するバリアメタル膜9の、
各チップ間の導通が不良となり、メッキが不完全となる
ことがある。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあ
り、半導体ウェーハに反りが発生することがなくバンプ
形成用マスクのマスク位置合わせが容易にでき、また、
半導体ウェーハをダイシングする時ポリイミド等の膜に
クラックが生ずることなく、しかも、バンプ形成のため
のメッキ処理を完全に実施できるように改良した、半導
体装置用バンプ形成方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、電極(2)および表面安定化膜(3)
が形成されてなる半導体ウェーハ(1)上に、高分子化
合物よりなる膜(4)を形成し、 半導体ウェーハ(1)をチップに分割するダイシング
ライン(1D)にそって幅が約150μmであり、各ダイシ
ングライン(1D)の隣接する交点間の一部領域(16)を
除いた領域に形成される十字型のパターン(17)と、前
記電極(2)に対接する領域に形成されるパターン(1
8)とを有する第1のマスク(15)を使用して、前記高
分子化合物よりなる膜(4)をパターニングし、前記高
分子化合物よりなる膜(4)の前記電極(2)に対応す
る領域に開口(5)を形成し、前記ダイシングライン
(1D)上の一部領域(16)を除く領域において前記高分
子化合物よりなる膜(4)を除去して、溝(19)を形成
し、 金属膜(6)を形成し、該金属膜(6)をパターニン
グして前記電極(2)に接する領域からバンプ形成領域
に延在する金属膜(6)を残留し、その上に、高分子化
合物膜(7)を形成し、 前記第1のマスク(15)と同一の十字型のパターン
(17)と、バンプ形成領域に対応する領域にパターンを
有する第2のマスクを使用して、前記高分子化合物膜
(7)をパターニングし、前記高分子化合物よりなる膜
(7)の、前記ダイシングライン(1D)上の一部領域
(16)を除く領域に溝(19a)を形成し、また、バンプ
形成領域に開口(8)を形成し、 バリアメタル膜(9)と、その上に、レジスト膜(1
0)を形成し、パターニングしてバンプ形成領域の前記
レジスト膜(10)に開口(11)を形成し、 該開口(11)において露出している前記レジスト膜
(10)をマスクとしてメッキをなして、前記開口(11)
上に前記バリアメタル膜(9)に接触してバンプ(12)
を形成し、前記レジスト膜(10)およびバンプ形成領域
以外の前記バリアメタル膜(9)を除去する工程を有す
る、半導体装置用バンプ形成方法によって達成される。
〔作用〕
本発明に係る半導体装置用バンプ形成方法にあって
は、高分子化合物よりなる膜4、7は半導体ウェーハ全
面に連続的に形成されず、ダイシングライン1D上におけ
る一部領域16を除く大部分の領域において、分断形成さ
れる。したがって、高分子化合物膜4、7を加熱乾燥す
る際の収縮により半導体ウェーハに反りが発生すること
がなく、また、ダイシングライン1D上には一部領域16を
除き高分子化合物膜4、7が存在しないので、ダイシン
グの際、高分子化合物にクラックが発生することがな
い。また、高分子化合物膜4、7は、ダイシングライン
1D上の一部領域16においては溝によって分断されず、半
導体チップ相互間にまたがって形成されるので、その上
に形成されるバリアメタル膜9も、半導体チップ相互間
にまたがって形成され、チップ相互間の電気的導通が十
分確保され、バンプ9の形成のためのメッキ処理が完全
に実行される。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係る半
導体装置用バンプ形成方法について説明する。
第6図参照 電極2およびPSGよりなる表面安定化膜3が形成され
てなる半導体ウェーハ1上にポリイミド等の膜4を10〜
20μm厚に形成し、約80℃において、約30分間通風乾燥
する。
第7図参照 この図は、次工程において使用される第1のマスク15
を示す。この第1のマスク15は半導体ウェーハ1をチッ
プに分割分離するダイシングライン1Dにそって幅が約15
0μmであり、各ダイシングライン1Dの隣接する交点間
の一部領域16を除いた領域に形成される十字型のパター
ン17と、電極2に対応する領域に設けられるパターン18
とにより構成される。
第8図参照 前記第1のマスク15を使用してポリイミド等の膜4に
フォトリソグラフィー法を実行してポリイミド等の膜4
をパターニングし、ポリイミド等の膜4に、電極2との
引き出し層形成用開口5を形成するとともに、ダイシン
グライン1D上の一部領域16を除く領域に対応して、ポリ
イミド等の膜4に溝19を形成する。
第9図参照 アルミニウム、銅等の金属を全面に数μm厚に蒸着法
等を使用して形成し、パターニングして電極2とバンプ
(図示せず)とを接続する引き出し層6を残留する。全
面にポリイミド等の膜7を約10μm厚に形成し、約80℃
において、約1時間通風乾燥し、第2のマスクを使用し
てパターニングする。
第10図参照 第2のマスクは第1のマスク15と同一の領域に十字型
のパターン17を有し、さらに、バンプ形成領域に対応す
る領域にパターンを有する。この第2のマスクを使用し
てポリイミド等の膜7をパターニングし、ダイシングラ
イン1D上の一部領域16を除く領域に溝19aを、また、バ
ンプ形成領域に開口8を形成する。しかる後、約400℃
において約30分間加熱し、ポリイミド膜4、7を硬化す
る。
第11図参照 バリアメタル膜9を約5,000Å厚に形成し、その上
に、レジスト膜10を形成し、パターニングして、レジス
ト膜10のバンプ形成領域に開口11を形成する。
第1図参照 バリアメタル膜9を1電極としてメッキをなし、開口
11上にバリアメタル膜9に接触して、金、半田等よりな
る20〜200μm厚のバンプ12を形成する。レジスト膜10
およびバンプ形成領域以外のバリアメタル膜9を除去
し、ダイシングライン1Dにそってダイシングし、半導体
ウェーハ1を各半導体装置チップに分割分離する。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装置用バン
プ形成方法においては、ポリイミド等の高分子化合物よ
りなる膜が半導体ウェーハ上の全面に連続して形成され
ず、ダイシングライン上の一部領域を除く大部分の領域
において分断形成される。この結果、高分子化合物膜の
加熱乾燥時の収縮に起因する半導体ウェーハの反りがな
く、バンプ形成用マスクのマスク位置合わせが容易にで
き、半導体ウェーハのダイシング時に、高分子化合物膜
にクラックを生ずることがない。
また、高分子化合物膜がダイシングライン上の一部領
域において半導体装置チップ相互間にまたがって形成さ
れるので、高分子化合物膜上に形成されるバリアメタル
も前記ダイシングライン上の一部領域において半導体装
置チップ相互間にまたがって形成され、バリアメタルの
半導体装置チップ相互間の電気的導通が十分に確保さ
れ、バンプ形成のためのメッキ処理用電極として有効に
機能する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る半導体装置用バンプ
形成方法を実施して製造した半導体装置の断面図であ
る。 第2〜5図は、従来技術に係る半導体装置用バンプ形成
方法の主要工程の工程図である。 第6〜11図は、本発明の一実施例に係る半導体装置用バ
ンプ形成方法の主要工程の工程図である。 1……半導体ウェーハ、 1D……ダイシングライン、 2……電極、 3……表面安定化膜、 4……高分子化合物膜(ポリイミド膜等)、 5……開口、 6……電極とバンプとを接続する引き出し層、 7……高分子化合物膜(ポリイミド膜等)、 8……開口、 9……バリアメタル膜、 10……レジスト膜、 11……開口、 12……バンプ、 15……第1のマスク、 16……一部領域 17……十字型パターン、 18……電極2に対接するパターン、 19、19a……溝。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電極(2)および表面安定化膜(3)が形
    成されてなる半導体ウェーハ(1)上に、高分子化合物
    よりなる膜(4)を形成し、 半導体ウェーハ(1)をチップに分割するダイシングラ
    イン(1D)に沿い、各ダイシングライン(1D)の隣接す
    る交点間の一部領域(16)を除いた領域に形成される十
    字型のパターン(17)と、前記電極(2)に対接する領
    域に形成されるパターン(18)とを有する第1のマスク
    (15)を使用して、前記高分子化合物よりなる膜(4)
    をパターニングし、前記高分子化合物よりなる膜(4)
    の前記電極(2)に対応する領域に開口(5)を形成
    し、前記ダイシングライン(1D)上の一部領域(16)を
    除く領域において前記高分子化合物よりなる膜(4)を
    除去して、溝(19)を形成し、 金属膜(6)を形成し、該金属膜(6)をパターニング
    して前記電極(2)に接する領域からバンプ形成領域に
    延在する金属膜(6)を残留し、その上に、高分子化合
    物膜(7)を形成し、 前記第1のマスク(15)と同一の十字型のパターン(1
    7)と、バンプ形成領域に対応する領域にパターンを有
    する第2のマスクを使用して、前記高分子化合物よりな
    る膜(7)をパターニングし、前記高分子化合物よりな
    る膜(7)の、前記ダイシングライン(1D)上の一部領
    域(16)を除く領域に溝(19a)を形成し、また、バン
    プ形成領域に開口(8)を形成し、 バリアメタル膜(9)と、その上に、レジスト膜(10)
    を形成し、パターニングしてバンプ形成領域の前記レジ
    スト膜(10)に開口(11)を形成し、 該開口(11)において露出している前記レジスト膜(1
    0)をマスクとしてメッキをなして、前記開口(11)上
    に前記バリアメタル膜(9)に接触してバンプ(12)を
    形成し、前記レジスト膜(10)およびバンプ形成領域以
    外の前記バリアメタル膜(9)を除去する工程を有する ことを特徴とする、半導体装置用バンプ形成方法。
  2. 【請求項2】前記高分子化合物はポリイミド、または、
    エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項第1項記載
    の半導体装置用バンプ形成方法。
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