JPH0129064B2 - - Google Patents
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- JPH0129064B2 JPH0129064B2 JP59080049A JP8004984A JPH0129064B2 JP H0129064 B2 JPH0129064 B2 JP H0129064B2 JP 59080049 A JP59080049 A JP 59080049A JP 8004984 A JP8004984 A JP 8004984A JP H0129064 B2 JPH0129064 B2 JP H0129064B2
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
この発明は、バンプ電極を有する半導体装置の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
（従来技術）
従来、半導体フリツプ・チツプ素子のハンダ電
極を形成する方法としては、選択蒸着法、電気メ
ツキ法およびハンダボール法、ハンダデイツプ法
があり、たとえば、特公昭43−28735号公報ある
いはPhilip Tech、Rev Vol 34′、74などにより
知られている。
極を形成する方法としては、選択蒸着法、電気メ
ツキ法およびハンダボール法、ハンダデイツプ法
があり、たとえば、特公昭43−28735号公報ある
いはPhilip Tech、Rev Vol 34′、74などにより
知られている。
前者の選択蒸着法は、蒸着時間が非常に長いこ
と、蒸着膜厚の制御が困難であること、および製
造装置の投資が非常に掛るなどの理由で、一般に
は行われていない。
と、蒸着膜厚の制御が困難であること、および製
造装置の投資が非常に掛るなどの理由で、一般に
は行われていない。
従来の電気メツキ法による半導体フリツプ・チ
ツプ素子のバンプ電極形成法の一例を第１図ａ〜
第１図ｈに示す。まず第１図ａに示すように、半
導体基板１上に形成されたフイールド酸化膜２の
上のバンプを形成すべき個所に、Al電極パツド
３を形成し、さらにCVD法にてパシベーシヨン
膜４を成長させた後、Al電極パツド３上にスル
ーホールを開孔する。
ツプ素子のバンプ電極形成法の一例を第１図ａ〜
第１図ｈに示す。まず第１図ａに示すように、半
導体基板１上に形成されたフイールド酸化膜２の
上のバンプを形成すべき個所に、Al電極パツド
３を形成し、さらにCVD法にてパシベーシヨン
膜４を成長させた後、Al電極パツド３上にスル
ーホールを開孔する。
次に、第１図ｂに示すように、Al―Ni合金層
５、Ni層６を順次蒸着する。
５、Ni層６を順次蒸着する。
次に、第１図ｃに示すようにレジストなどにて
マスキングを行つて、バンプ電極が形成される個
所以外のNi層６をエツチングしてAl―Ni合金層
５の一部を露出させる。
マスキングを行つて、バンプ電極が形成される個
所以外のNi層６をエツチングしてAl―Ni合金層
５の一部を露出させる。
次に、第１図ｄに示すように、Al―Ni合金層
５が露出された個所において、通常のホトリソ工
程によりレジスト７にてバンプ電極が形成される
個所以外を覆う。
５が露出された個所において、通常のホトリソ工
程によりレジスト７にてバンプ電極が形成される
個所以外を覆う。
次に第１図ｅに示すように、Al―Ni合金層５
を電流の導通層として、電気メツキ法により銅メ
ツキ層８をメツキする。この銅メツキ層８は、通
常10μｍ程度の厚さである。
を電流の導通層として、電気メツキ法により銅メ
ツキ層８をメツキする。この銅メツキ層８は、通
常10μｍ程度の厚さである。
その後、第１図ｆに示すように、ハンダメツキ
を行ないハンダメツキ層９のバンプ電極を形成す
る。このハンダの厚さは、40〜60μｍ程度であ
る。
を行ないハンダメツキ層９のバンプ電極を形成す
る。このハンダの厚さは、40〜60μｍ程度であ
る。
次に、第１図ｇに示すように、メツキ用のレジ
スト７を通常の溶剤およびAl―Ni合金層５を、
エツチヤントにてそれぞれ除去する。
スト７を通常の溶剤およびAl―Ni合金層５を、
エツチヤントにてそれぞれ除去する。
最後に、第１図ｈに示すように、通常340〜350
℃の温度でハンダメツキ層９を溶解させて、円板
状のバンプ電極を半球状にさせる。
℃の温度でハンダメツキ層９を溶解させて、円板
状のバンプ電極を半球状にさせる。
ここで、中間金属層Al―Ni合金層５はフイー
ルド酸化膜２およびAl電極パツド３への密着金
属で、中間金属層Ni６および銅メツキ層８は、
Al電極パツド３とハンダ層９との相互拡散を防
止する拡散バリヤ層である。ここでは銅メツキ層
８を拡散バリヤメツキ層と呼ぶことにする。
ルド酸化膜２およびAl電極パツド３への密着金
属で、中間金属層Ni６および銅メツキ層８は、
Al電極パツド３とハンダ層９との相互拡散を防
止する拡散バリヤ層である。ここでは銅メツキ層
８を拡散バリヤメツキ層と呼ぶことにする。
第１図の製造方法では、二つの欠点がある。そ
の一つは拡散バリヤメツキ層８を形成する際、下
地がNi層６であるためにNiの表面の酸化物を除
去する活性剤で処理を行う必要がある。この活性
剤処理が不充分であると、酸化物が残り、密度強
度に悪影響を与える。また処理時間が長すぎる
と、Niがエツチングされ過ぎて、拡散バリヤー
層の効果を示さなくなる。
の一つは拡散バリヤメツキ層８を形成する際、下
地がNi層６であるためにNiの表面の酸化物を除
去する活性剤で処理を行う必要がある。この活性
剤処理が不充分であると、酸化物が残り、密度強
度に悪影響を与える。また処理時間が長すぎる
と、Niがエツチングされ過ぎて、拡散バリヤー
層の効果を示さなくなる。
したがつて、この活性剤処理は、コントロール
が非常に困難で、製造工程の簡略化の意味でも、
行わないのが望ましい。なお、ハンダメツキ層９
は、拡散バリヤメツキ層８の後、連続的に行える
ので、活性剤処理を必要としない。
が非常に困難で、製造工程の簡略化の意味でも、
行わないのが望ましい。なお、ハンダメツキ層９
は、拡散バリヤメツキ層８の後、連続的に行える
ので、活性剤処理を必要としない。
もう一つの欠点は、第１図ｇに示すAl―Ni合
金層５を除去する工程においてハンダメツキ層９
が一緒にエツチングされてしまう点である。ハン
ダメツキ層９がエツチングされると、第１図ｈに
示すハンダ・バンプの球状化処理がうまく行え
ず、フリツプ・チツプのボンデイング性に悪影響
を与える。
金層５を除去する工程においてハンダメツキ層９
が一緒にエツチングされてしまう点である。ハン
ダメツキ層９がエツチングされると、第１図ｈに
示すハンダ・バンプの球状化処理がうまく行え
ず、フリツプ・チツプのボンデイング性に悪影響
を与える。
また、ハンダメツキ層９のエツチング防止策と
して、レジストをバンプ電極に覆う方法がある
が、バンプ電極の高さが40μｍ程度あるため、ホ
トリソがうまく行えない。
して、レジストをバンプ電極に覆う方法がある
が、バンプ電極の高さが40μｍ程度あるため、ホ
トリソがうまく行えない。
以上は、第１図に示したように、ハンダ・バン
プ電極の形成法として、Al―Ni―Cu―Pb／Snの
金属構成を例示したが、その他の代表的金属構成
として、Ti―Cu―Ni―Pb／Sn、Cr―Cu―Ni―
Pb／Snがある。
プ電極の形成法として、Al―Ni―Cu―Pb／Snの
金属構成を例示したが、その他の代表的金属構成
として、Ti―Cu―Ni―Pb／Sn、Cr―Cu―Ni―
Pb／Snがある。
これらの例の場合にも下地の蒸着膜Cu上にNi
メツキを施すが銅表面の活性剤の処理工程が必要
となり、また、Ti、Cu、Crをエツチングする際
に、ハンダメツキ層Pb／Snも同時にエツチング
され、ボンデイングの信頼性に悪影響を与える。
メツキを施すが銅表面の活性剤の処理工程が必要
となり、また、Ti、Cu、Crをエツチングする際
に、ハンダメツキ層Pb／Snも同時にエツチング
され、ボンデイングの信頼性に悪影響を与える。
また、ハンダボール法あるいはハンダデイツプ
法の場合にも、拡散バリヤメツキ層は必要とな
り、活性処理を行う必要がある（ただし、これら
の方法では、メツキの電流導通層を除去する際
に、ハンダがエツチングされる心配はない）。加
えて、ボンデイングの信頼性に悪影響を与える。
法の場合にも、拡散バリヤメツキ層は必要とな
り、活性処理を行う必要がある（ただし、これら
の方法では、メツキの電流導通層を除去する際
に、ハンダがエツチングされる心配はない）。加
えて、ボンデイングの信頼性に悪影響を与える。
（発明の目的）
この発明の目的は、拡散バリヤメツキ層の銅あ
るいはNiメツキを行う際、Ptの活性剤処理を必
要とせず、製造工程の簡略化と高信頼性のバリヤ
効果を示すとともに、高歩留りで球状化処理を行
うことができ、基板へのフリツプチツプボンデイ
ングの信頼性を高めることのできる半導体装置の
製造方法を得ることにある。
るいはNiメツキを行う際、Ptの活性剤処理を必
要とせず、製造工程の簡略化と高信頼性のバリヤ
効果を示すとともに、高歩留りで球状化処理を行
うことができ、基板へのフリツプチツプボンデイ
ングの信頼性を高めることのできる半導体装置の
製造方法を得ることにある。
（発明の概要）
この発明の要点は、バンプ電極の拡散のバリヤ
層にPt層を設けるとともに、バンプ電極の外側
にスズメツキ層を設けたことにある。
層にPt層を設けるとともに、バンプ電極の外側
にスズメツキ層を設けたことにある。
（実施例）
以下、この発明の半導体装置の製造方法の実施
例について図面に基づき説明する。第２図ａ〜第
２図ｈはその一実施例の工程説明図であり、これ
らの第２図ａ〜第２図ｈにおいて、第１図ａ〜第
１図ｈと同一部分には同一符号を付して述べるこ
とにする。
例について図面に基づき説明する。第２図ａ〜第
２図ｈはその一実施例の工程説明図であり、これ
らの第２図ａ〜第２図ｈにおいて、第１図ａ〜第
１図ｈと同一部分には同一符号を付して述べるこ
とにする。
まず、第２図ａに示すように半導体基板１上に
形成されたフイールド酸化膜２の上のバンプを形
成すべき個所に、Al電極パツド３を形成し、さ
らにCVD法にてパシベーシヨン膜４を成長させ
た後、Al電極パツド３上にスルー・ホールを開
孔する。
形成されたフイールド酸化膜２の上のバンプを形
成すべき個所に、Al電極パツド３を形成し、さ
らにCVD法にてパシベーシヨン膜４を成長させ
た後、Al電極パツド３上にスルー・ホールを開
孔する。
次に、第２図ｂに示すように、半導体基板１全
面にメツキの電流導通層としてAl層１０を蒸着
する。
面にメツキの電流導通層としてAl層１０を蒸着
する。
次に、第２図ｃに示すように、レジストにてパ
ターニングを行つてからTi１１−Pt１２の蒸着
を行ない、その後アセトンのような溶剤でレジス
トを溶解させて、バンプ電極が形成される個所に
Ti１１−Pt１２のパターニングを行う。
ターニングを行つてからTi１１−Pt１２の蒸着
を行ない、その後アセトンのような溶剤でレジス
トを溶解させて、バンプ電極が形成される個所に
Ti１１−Pt１２のパターニングを行う。
次に、第２図ｄに示すように通常のホトリソ工
程によりレジスト７にてバンプ電極が形成される
個所以外を覆う。
程によりレジスト７にてバンプ電極が形成される
個所以外を覆う。
次に第２図ｅに示すように、Al層１０を電流
の導通層として、電気メツキ法により、拡散バリ
ヤメツキ層８ａをメツキする。この拡散バリヤメ
ツキ層８ａは、銅あるいは、ニツケルでもよい。
この拡散バリヤメツキ層８ａの厚みとしては、通
常10μｍ程度の厚さである。
の導通層として、電気メツキ法により、拡散バリ
ヤメツキ層８ａをメツキする。この拡散バリヤメ
ツキ層８ａは、銅あるいは、ニツケルでもよい。
この拡散バリヤメツキ層８ａの厚みとしては、通
常10μｍ程度の厚さである。
次に、第２図ｆに示すように、全面に鉛メツキ
１３を行ない連続してスズメツキ１４を行う。鉛
メツキ１３とスズメツキ１４の厚さの比は、要求
されるハンダ組成から決定される。一般にはハン
ダの組成としては、Pb／Sn＝90／10のものが使
われる。
１３を行ない連続してスズメツキ１４を行う。鉛
メツキ１３とスズメツキ１４の厚さの比は、要求
されるハンダ組成から決定される。一般にはハン
ダの組成としては、Pb／Sn＝90／10のものが使
われる。
次に、第２図ｇに示すように、メツキ用のレジ
スト７を通常の溶剤、たとえばアセトンにて徐去
した後、電流導通層の純Al層１０を半導体工業
に使われている通常のAlのエツチヤント、すな
わちりん酸、硝酸、氷酢酸、水の混合液にて、エ
ツチングを行う。バンプ電極の表面は、スズメツ
キ１４で覆われており、スズメツキ１４は、りん
酸、硝酸、氷酢酸、水の混合エツチヤントでは、
侵されない。
スト７を通常の溶剤、たとえばアセトンにて徐去
した後、電流導通層の純Al層１０を半導体工業
に使われている通常のAlのエツチヤント、すな
わちりん酸、硝酸、氷酢酸、水の混合液にて、エ
ツチングを行う。バンプ電極の表面は、スズメツ
キ１４で覆われており、スズメツキ１４は、りん
酸、硝酸、氷酢酸、水の混合エツチヤントでは、
侵されない。
次に、第２図ｈに示すように、通常340〜350℃
の温度で、それぞれ鉛メツキ層１３およびスズメ
ツキ層１４を溶解させてハンダの合金化処理を行
う。
の温度で、それぞれ鉛メツキ層１３およびスズメ
ツキ層１４を溶解させてハンダの合金化処理を行
う。
この発明では、Al層１０がメツキの電流導通
層、Ti層１１がフイールド酸化膜２およびAl電
極パツド３への密着金属、Pt層１２がAl電極パ
ツド３とハンダメツキ層９との拡散バリヤメツキ
層、および銅メツキあるいは、Niメツキが拡散
バリヤメツキ層の役割を果たす。
層、Ti層１１がフイールド酸化膜２およびAl電
極パツド３への密着金属、Pt層１２がAl電極パ
ツド３とハンダメツキ層９との拡散バリヤメツキ
層、および銅メツキあるいは、Niメツキが拡散
バリヤメツキ層の役割を果たす。
（発明の効果）
この発明は、以上説明したように、拡散バリヤ
メツキ層にPt層を設けたので、拡散バリヤメツ
キ層の銅あるいは、Niメツキを行う際、Ptの活
性剤処理を必要としない。
メツキ層にPt層を設けたので、拡散バリヤメツ
キ層の銅あるいは、Niメツキを行う際、Ptの活
性剤処理を必要としない。
また、バンプ電極のメツキに合金ハンダメツキ
を使わないで、鉛メツキを施した後、連続的にス
ズメツキを行ない、バンプ電極の外側をスズで覆
うため、Al電流導通層をエツチングする際に、
通常のりん酸を主体とするエツチヤントでもバン
プ電極を侵されることなく、Al電流導通層をエ
ツチングできる。したがつて、活性剤処理が不要
になることで製造工程の簡略化、高信頼性のバリ
ヤ効果を示すことが可能となるとともに、Al電
流導通層をエツチングする際にバンプ電極が侵さ
れないため、高歩留りで球状化処理が行なえ、基
板へのフリツプチツプボンデイングの信頼性を高
められる。
を使わないで、鉛メツキを施した後、連続的にス
ズメツキを行ない、バンプ電極の外側をスズで覆
うため、Al電流導通層をエツチングする際に、
通常のりん酸を主体とするエツチヤントでもバン
プ電極を侵されることなく、Al電流導通層をエ
ツチングできる。したがつて、活性剤処理が不要
になることで製造工程の簡略化、高信頼性のバリ
ヤ効果を示すことが可能となるとともに、Al電
流導通層をエツチングする際にバンプ電極が侵さ
れないため、高歩留りで球状化処理が行なえ、基
板へのフリツプチツプボンデイングの信頼性を高
められる。
第１図ａないし第１図ｈはそれぞれ従来のバン
プ電極形成法の工程説明図、第２図ａないし第２
図ｈはそれぞれこの発明の半導体装置の製造方法
の一実施例の工程説明図である。 １……半導体基板、２……フイールド酸化膜、
３……アルミ電極パツド、４……パシベーシヨン
膜、７……レジスト、８ａ……拡散バリアメツキ
層、９……ハンダメツキ層、１０……アルミ層、
１１……Ti層、１２……Pt層、１３……鉛メツ
キ層、１４……スズメツキ層。
プ電極形成法の工程説明図、第２図ａないし第２
図ｈはそれぞれこの発明の半導体装置の製造方法
の一実施例の工程説明図である。 １……半導体基板、２……フイールド酸化膜、
３……アルミ電極パツド、４……パシベーシヨン
膜、７……レジスト、８ａ……拡散バリアメツキ
層、９……ハンダメツキ層、１０……アルミ層、
１１……Ti層、１２……Pt層、１３……鉛メツ
キ層、１４……スズメツキ層。
Claims (1)
- １ 半導体基板上の突起電極が形成される個所以
外を絶縁膜で覆う工程と、上記半導体基板上の全
面にメツキの電流導通層をAlで蒸着により形成
する工程と、上記突起電極が形成される個所に
TiおよびPtを順次蒸着により被着させる工程と、
上記Al電流導通層に通電して上記Pt上に銅ある
いはニツケルの拡散バリヤメツキ層を形成する工
程と、この拡散バリヤメツキ層上に鉛メツキを行
う工程と、上記鉛メツキ上にスズメツキを行う工
程と、上記TiおよびPt形成部分以外のAl電流導
通層をリン酸、硝酸、氷酢酸、水の混合エツチヤ
ントを用いて除去する工程と、前記メツキされた
鉛とスズをハンダ合金化処理する工程とよりなる
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59080049A JPS60224248A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59080049A JPS60224248A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224248A JPS60224248A (ja) | 1985-11-08 |
| JPH0129064B2 true JPH0129064B2 (ja) | 1989-06-07 |
Family
ID=13707382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59080049A Granted JPS60224248A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224248A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997003465A1 (en) * | 1995-07-12 | 1997-01-30 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor pellet, method of its packaging, and bump electrode |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4847273A (ja) * | 1971-10-15 | 1973-07-05 | ||
| JPS51117574A (en) * | 1975-04-08 | 1976-10-15 | Seiko Epson Corp | Semiconductor equipment |
| JPS5524414A (en) * | 1978-08-09 | 1980-02-21 | Hitachi Ltd | Electrode forming process |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP59080049A patent/JPS60224248A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4847273A (ja) * | 1971-10-15 | 1973-07-05 | ||
| JPS51117574A (en) * | 1975-04-08 | 1976-10-15 | Seiko Epson Corp | Semiconductor equipment |
| JPS5524414A (en) * | 1978-08-09 | 1980-02-21 | Hitachi Ltd | Electrode forming process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60224248A (ja) | 1985-11-08 |
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