JP2643392B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体基板の背面の研磨方法の改良に関し、 半導体基板にマイクロクラックを生じさせないで、か
つ研磨済の背面を汚染させないで背面メタル層の剥離を
防止することが可能な半導体装置の製造方法の提供を目
的とし、 半導体基板の一主面上のバンプを形成する領域に開口
部を有するマスクを形成する工程と、メッキを施して前
記開口部内にバンプ電極を形成する工程と、前記マスク
及びバンプ電極上に保護膜を形成した後、前記半導体基
板の一主面を保持して反対側主面を研磨する工程とを含
むよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に半導体
基板の背面の研磨方法の改良に関するものである。

ストレートバンプを備えたLSIなどの半導体装置の製
造工程においては、通常は半導体基板の活性素子を形成
している面にバンプ形成用マスクを形成してストレート
バンプをメッキにより形成し、ストレートバンプ形成
後、このマスクを除去した後、研磨工程においてストレ
ートバンプを保護する保護膜を塗布し、活性素子を形成
していない背面を研磨し、研磨工程の直後に金などの金
属よりなる背面メタル層を蒸着或いはスパッタにより形
成しているが、この研磨工程における砥石による加工力
により、ストレートバンプの形成時に形成されたメッキ
用電極の部分の半導体基板にマイクロクラックが生じて
いる。

このマイクロクラックの発生を防止するため、活性素
子領域形成直後にストレートバンプを形成せず、まず研
磨工程を行い、研磨工程終了後にストレートバンプを形
成し、その後に背面メタル層を蒸着或いはスパッタによ
り形成すれば、研磨工程と背面メタル層形成工程の間
に、ストレートバンプ形成工程を行うことになり、研磨
加工した半導体基板の背面が汚染され、その後に形成し
た背面メタル層の剥離の原因となっている。

以上のような状況から、マイクロクラックを生じさせ
ないで、かつ背面メタル層の剥離も発生させない半導体
装置の製造方法が要望されている。

〔従来の技術〕

従来の半導体装置の製造方法を第３図により工程順に
説明する。

まず第３図（ａ）に示すように、表面に素子活性領域
を形成した半導体基板11の表面にバンプ形成用レジスト
膜15を塗布し、フォトリソグラフィー技術によりストレ
ートバンプ形成部に開口部を形成し、半導体基板11の周
辺に設けたメッキ用電極11aにメッキ用電源を接続して
メッキによりストレートバンプ16を形成する。

この際、メッキ用電極11aはストレートバンプ16の膜
厚と等しい膜厚にメッキされる。

つぎに、このバンプ形成用レジスト膜15を除去し、第
３図（ｂ）に示すようにプロテクトレジスト膜17を表面
に形成する。

この場合、メッキ用電極11aの上に形成したプロテク
トレジスト膜17の表面と、ストレートバンプ16の上に形
成したプロテクトレジスト膜17の表面との間に20〜30μ
ｍの段差が生じているので、プロテクトレジスト膜17の
表面が半導体基板11の背面と平行でなくなる。

ついで、第２図（ｃ）に示すように、プロテクトレジ
スト膜17が研磨機の定盤９の表面に接するように半導体
基板11を載置し、半導体基板11の背面を研磨機の砥石８
で研磨し、厚さ450μｍの半導体基板11を厚さ300μｍに
する。

ストレートバンプ16の形成工程において、半導体基板
11の周辺部にメッキ用の電極11aが形成されており、そ
の表面に形成したプロテクトレジスト膜17の表面が他の
部分と比べると高くなっているので、この研磨工程にお
いて、研磨機の砥石８の加圧力により、第２図（ｃ）に
示すように半導体基板11のこの電極11aの周辺部分にマ
イクロクラック11bが発生している。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した従来の半導体装置の製造方法において
は、ストレートバンプを形成した後にプロテクトレジス
ト膜を形成して背面研磨を行うが、プロテクトレジスト
膜では表面の段差が軽減されず、メッキ用電極の上に形
成したプロテクトレジスト膜の表面と、ストレートバン
プの上に形成したプロテクトレジスト膜の表面との間に
段差が生じているので、半導体基板の背面を研磨する際
に加わる圧力により、半導体基板のメッキ用電極の近傍
にマイクロクラックが発生する。

またその対策として、ストレートバンプを形成する前
に背面の研磨を行い、その後ストレートバンプを形成
し、ついで背面メタル層を形成すると、ストレートバン
プ形成時に研磨済の背面が汚染されるため、背面メタル
層が剥離するという問題点があった。

本発明は以上のような状況から、半導体基板にマイク
ロクラックを生じさせないで、かつ研磨済の背面を汚染
させないで背面メタル層の剥離を防止することが可能な
半導体装置の製造方法の提供を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の一主
面上のバンプを形成する領域に開口部を有するマスクを
形成する工程と、メッキを施してこの開口部内にバンプ
電極を形成する工程と、このマスク及びバンプ電極上に
保護膜を形成した後、半導体基板の一主面を保持して反
対側主面を研磨する工程とを含むよう構成する。

〔作用〕

即ち本発明においては、ストレートバンプ形成時に用
いたバンプ形成用のマスク除去せずに、ストレートバン
プ及びバンプ形成用のマスクの表面に更に保護膜を形成
して表面を平坦にし、このストレートバンプを形成して
いない半導体基板の背面の研磨を行うから、保護膜の表
面と半導体基板の背面とがほぼ平行になり、研磨工程に
おいて研磨機の砥石により圧力を加えても半導体基板に
マイクロクラックが生じない。

また、背面研磨工程の前にストレートバンプを形成し
ているから、背面研磨工程と背面メタル層の形成工程と
の間に他の工程を行わず連続して処理することができる
ので、基板背面の汚染による背面メタル層の剥離を防止
することも可能となる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第２図により本発明による一実施例を
工程順に説明する。

まず第１図（ａ）に示すように、表面に素子活性領域
を形成した半導体基板１の表面に形成するストレートバ
ンプ６の膜厚とほぼ等しい膜厚のマスク、例えば膜厚30
μｍのバンプ形成用レジスト膜５を形成し、フォトリソ
グラフィー技術によりストレートバンプ形成部に開口部
を形成し、次いで、半導体基板１の周辺に設けたメッキ
用電極1aにメッキ用電源を接続してメッキにより25μｍ
膜厚のストレートバンプ６を形成する。

このストレートバンプ６の形成を工程順に第２図によ
り詳細に説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、半導体基板１の表
面の絶縁膜２の表面に配線層３を形成し、この配線層３
の表面に絶縁膜４を形成してストレートバンプを形成す
る位置にフォトリソグラフィー技術により窓開けを行
う。

つぎに、第２図（ｂ）に示すように、絶縁膜４及び開
口部の配線層３の表面にバンプ形成用レジスト膜５を形
成し、ストレートバンプ６の形状の窓開けを行う。

ついで、第２図（ｃ）に示すように、メッキを施して
配線層３と接続したストレートバンプ６を形成する。

つぎに、このバンプ形成用レジスト膜５を除去せずに
そのままの状態で第１図（ｂ）に示すように保護膜、例
えば膜厚20μｍのプロテクトレジスト膜７を表面に形成
する。

バンプ形成用レジスト膜５の膜厚をストレートバンプ
６の高さとほぼ等しく形成しているから、このプロテク
トレジスト膜７は、図示のようにその下層のバンプ形成
用レジスト膜５とストレートバンプ６及びメッキ用電極
1aの高さの差を完全に埋めることが可能となるので、プ
ロテクトレジスト膜７の表面と半導体基板１の背面はほ
ぼ完全に平行となる。

ついで、第１図（ｃ）に示すように、プロテクトレジ
スト膜４が研磨機の定盤９の表面に接するように半導体
基板１を載置し、半導体基板１の背面を研磨機の砥石８
で研磨し、厚さ450μｍの半導体基板１を厚さ300μｍに
する。

このように、プロテクトレジスト膜７の表面と半導体
基板１の背面がほぼ平行に形成されているので、研磨工
程において砥石８の加圧力によって半導体基板１にマイ
クロクラックが発生することがなくなる。

また、ストレートバンプ６の形成を背面研磨工程の前
に行っているので、背面研磨工程と背面メタル層の形成
工程とを連続して行うことが可能となり、背面メタル層
の剥離を防止することも可能となる。

なお、パンプ形成用レジスト膜５とプロテクトレジス
ト膜７とに同じレジストを用いると、レジスト除去を同
時に行うことができるので工数を削減することが可能と
なる。

上記実施例においては、保護膜としてレジスト膜を用
いたが、10〜20μｍ厚のテープを用いることも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、スト
レートバンプを形成した後にプロテクトレジスト膜を半
導体基板の背面と平行に形成し、その後に背面研磨を行
うので、半導体基板のマイクロクラックの発生及び背面
メタル層の剥離を防止することが可能となる等の利点が
あり、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待でき
る半導体装置の製造方法の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を工程順に示す側断面
図、 第２図は本発明による一実施例のストレートバンプ形成
を工程順に示す側断面図、 第３図は従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す側
断面図、 である。 図において、 １は半導体基板、 1aはメッキ用電極、 ２は絶縁膜、 ３は配線層、 ４絶縁膜、 ５はバンプ形成用レジスト膜、 ６ストレートバンプ、 ７はプロテクトレジスト膜、 ８は砥石、 ９は定盤、 を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板（１）の一主面上のバンプを形
   成する領域に開口部を有するマスク（５）を形成する工
   程と、 メッキを施して前記開口部内にバンプ電極（６）を形成
   する工程と、 前記マスク（５）及びバンプ電極（６）上に保護膜
   （７）を形成した後、前記半導体基板（１）の一主面を
   保持して反対側主面を研磨する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。