JPH02224336A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に金属バンブ
を有する半導体装置の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、パッド電極上に絶縁膜を介して形成された金属バ
ンプを有する半導体装置は、第３図（ａ）乃至（ｄ）に
示すようにして製造されている。

先ず、第３［］（ａ＞に示すように、半導体基板１１上
に第１の絶縁膜１２として、例えばシリコン酸化膜を１
．０μｍ以上の厚さで形成し、その−部の領域、特にチ
ップの周辺となる領域に外部への引き出し電極となるア
ルミニウムのパッド電極１４をパターン形成する。その
後、パッド電極１４の周縁部に重なるようにして、絶縁
膜１３をパターン形成する。

この絶縁ｗＡ１３は全面に、例えば、シリコン酸化膜又
はシリコン窒化膜等の絶縁膜を約１．０μｍの厚さに形
成し、更にこの絶縁膜におけるパッド電極１４上の所定
領域を感光性樹脂膜を使用して選択的に開孔することに
より形成される。その後、スパッタリング法により金属
層１５．１６を全面に順次形成する。この金属層１５．
１６は後述する突起型電極層１８と下地との間の接着性
を向上させ、又は両者間のバリアとして作用させるもの
である。

金属層１５．１６としては、チタン、銅、クロム、白金
及びパラジウム等の金属の中から適宜選択して組みあわ
せられている。例えば、金属層１５．１６として、チタ
ン層／銅層を夫々１０００乃至３０００人程度０厚さで
形成する。

次に、第３図（ｂ）に示すように、パッド電極１４の直
上の突起型電極形成領域以外の領域を覆うようにして、
感光性樹脂膜１７を選択的に形成する。

その後、第３図（Ｃ）に示すように、この感光性樹脂膜
１７をマスクとして、パッド電極１４直上の所定領域に
突起型電極層１８を形成する。この突起型電極層１８と
しては、金、銅及び半田等の金属のうち、例えば、銅を
１０乃至２０μｍの厚さで被着して形成する。更に、必
要があれば、外部リードとの密着性又は突起型電極層１
８の保護を目的として半田又は金等の金属層１９を突起
型電極層１８を被覆するようにして、１．０乃至５．０
μｍの厚さで形成する。

次に、第３図（ｄ）に示すように、感光性樹脂膜１７を
除去した後、突起型電極層１８をマスクとして、金属層
１５．１６を各金属層１５．１６に適したエツチング液
で除去する。

このようにして、突起型電極が形成される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の如く形成された突起型電極を有す
る半導体装置においては、第３図（ｄ）に示すように、
突起型電極層１８を形成した後、接着・バリア用及び電
解メッキ用の金属層１５゜１６をエツチング除去すると
、突起型電極１８がきのこ状をなして残存し、しかもこ
の突起型電極１８の幅がかなり大きいため、突起型電極
１８の張り出し部の下方ではメッキ液の到達と循環が悪
くなる。また、突起型電極１８と複数金属層１５゜１６
とにより電池が構成されることは避けられず、突起型電
極１８の下方の接着又はバリア用金属層１５．１６がサ
イドエツチングされてしまう。これによって、パッド電
極１４が露出して腐食されたり、パッド電極１４と突起
型電極１８との間で良好な電気的接続がとれないという
欠点があり、更に突起型電極１８の強度を十分に確保で
きないという欠点もある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
接着・バリア金属層のサイドエツチングが防止されて下
層のパッド電極の腐食が防止されると共に、突起型電極
層とパッド電極との間の電気的接続性及び強度が良好で
その信頼性が高い半導体装置を製造することができる半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に
第１の絶縁膜を介して選択的にパッド電極を形成する工
程と、このパッド電極を含む全面に絶縁膜と単層又は複
数層の金属層を順次形成する工程と、前記パッド電極上
の所定領域に第１の開孔部を有する第１のマスクを前記
金属層上に形成する工程と、前記マスクに被覆されてい
ない部分の前記金属層及び絶縁膜を順次除去して前記パ
ッド電極を露出させる工程と、前記第１のマスクの替わ
りに前記第１の開孔部よりも大きい第２の開孔部を有す
る第２のマスクを前記金属層上に形成する工程と、前記
第２のマスクの前記第２の開孔部内に無電解メッキ法に
より前記金属層と異種の材料で接着・バリア金属層を形
成する工程と、この接着・バリア金属層上に電解メッキ
法により突起型電極層を形成する工程と、前記第２のマ
スクを除去すると共に前記突起型電極層をマスクとして
前記金属層を除去する工程とを有することを特徴とする
。

［作用］ 本発明においては、金属層における第１のマスクの第１
の開孔部に整合する部分を除去し、次いで、第２のマス
クの第２の開孔部内に接着・バリア金属層を形成する。

この場合に、第２の開孔部が第１の開孔部よりも大きい
ので、接着・バリア金属層はその縁部で前記金属層の開
孔部側縁部と重なり、接着・バリア金属層と金属層とが
電気的に接続される。

従って、前記金属層は突起型電極層の形成時には、電解
メッキ用電極として作用し、この金属層に電気的に接続
された接着・バリア金属層上に突起型電極層がメッキ被
着される。また、この接着・バリア金属層は突起型電極
層とパッド電極との間に介在して、両者の接着性を向上
させると共に、バリアとして作用する。而して、この接
着・バリア金属層は前記金属層とは異種の材料で形成さ
れているので、そのサイドエツチングが防止され、パッ
ド電極の腐食が回避されると共に、パッド電極と突起型
電極層との接続不良及び強度低下を防止することができ
る。

［実施例］ 次に１、本発明の実施例について添付の図面を参照して
説明する。

第１図（ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施例方法を工程順
に示す断面図である。

先ず、第１図（ａ）に示すように、半導体基板１上の全
面に約１．０μｍの厚さのシリコン酸化膜２を形成し、
このシリコン酸化膜２上に厚さが１．０μｍのアルミニ
ウムパッド電極４を選択的に形成する。その後、パッド
電極４を含む全面にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜
等の絶縁膜３を例えば１．０μｍの厚さで形成し、更に
この絶縁膜３上に電解メッキ用電極となる単層又は複数
層（図示例は２層）の金属層５，６を１０００人乃至３
０００人の厚さで順次形成する。この金属層５．６とし
ては、例えばアルミニウム単層、チタン／銅複数層又は
クロム／銅複数層等がある。

次に、第１図（ｂ）に示すように、ポジ型の感光性樹脂
Ｍ７を全面に形成した後、この樹脂膜７におけるパッド
電極４上の領域を選択的に開孔する。そして、このパタ
ーニングされた樹脂Ｍ７をマスクとして、複数金属層５
．６及び絶縁膜３を順次エツチング除去し、アルミニウ
ムパッド電極４を露出させる。エツチング液としては、
希弗酸、リン酸・硝酸・氷酢酸の混合液、第２硝酸セリ
ウムアンモン又は希硝酸等を使用すればよい。

次に、第１図（Ｃ）に示すように、感光性樹脂膜７を除
去した後、再度ポジ型感光性樹脂膜７ａを全面に形成し
、更にフォトリソグラフィによりアルミニウムパッド環
ｆｉ４の直上域の樹脂膜７ａに樹脂膜７の開孔部より大
きい開孔部を選択的に形成する。そして、この樹脂膜７
ａの開孔部内に接着及びバリアとして機能させる金属層
８を無電解メッキ法により形成する。この金属層８は金
属Ｍ５，６とは異種の金属で形成し、少なくとも金属層
８の縁部が金属層５，６の縁部に重なって両者が電気的
に接続されるように形成する。この金属層８は例えば無
電解ニッケルメッキにより形成すればよい、パッド電極
４を構成するアルミニウム層上の無電解ニッケルメッキ
はパラジウム系の活性剤、例えば塩化パラジウム又は硫
酸パラジウム等でメッキ前処理を行うことにより、容易
に行うことかできる。メッキ時間は１ｏ乃至２０分で十
分である。

次に、第１図（ｄ）に示すように、金属層５６に電気的
に接続された金属層８をメッキ用電極として、電解メッ
キ法により金又は銅の突起型電極層９を形成する。この
突起型電極層９の厚さは、１０乃至２０μｍあれば十分
である。突起型電極層９を銅で形成した場合には、外部
リードとの密着性又は表面保護のなめ、更に金属層１０
を金又は半田を電解又は無電解メッキすることにより形
成する。

その後、第１図（ｅ）に示すように、感光性樹脂膜７ａ
を除去した後、突起型電極９をマスクとして、メッキ用
電極とした金属層５．６を順次エツチング除去する。エ
ツチング液については前述の通りである。

本実施例においては、突起型電極層つとパッド電極４と
の間の接着性を向上させると共に、バリアとして機能す
る接着・バリア金属層８は、電解メッキ用電極として機
能する金属層５，６とは異種の材料で形成されているた
め、そのサイドエツチングが防止される。従って、パッ
ド電極４の腐食並びに突起型電極層９とパッド電極４と
の間の電気的接続性の劣化及び強度の低下が防止される
。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第２図（ａ）乃至（ｆ）は本発明の第２の実施例方法を
工程順に示す断面図である。

先ず、第２図（ａ）に示すように、第１の実施例と同様
に、半導体基板２１上に絶縁膜２２を介してアルミニウ
ムパッド電極２４を選択的に形成し、更に絶縁膜２３及
び複数金属層２５．２６を順次形成する。そして、この
複数金属層２５．２６上に絶縁膜３１を形成する。この
絶縁膜３１は約１．０μｍの厚さを有し、絶縁膜２３と
同−材料及び同一厚さであってもよいが、絶縁膜３１は
複数金属層２５．２６に対し、エツチングにおいて十分
な選択性が必要である。このような絶縁膜３１として、
例えばポリイミドがある。この場合は、絶縁膜２３及び
複数金属層２５．２６の構成材料は第１の実施例と同様
でよい。

次に、第２図（ｂ）、（Ｃ）に示すように、ネガ型の感
光性樹脂膜２７を全面に形成した後、そのアルミニウム
パッド電極２４上の部分を選択的に開孔する。そして、
この樹脂膜２７をマスクにして、絶縁膜３１、複数金属
層２５．２６及び絶縁膜２３を選択的に順次除去する。

なお、樹脂膜２７を構成するポリイミドのエツチング液
としてはヒドラジンがある。

次に、絶縁膜３１のみを再度エツチングしてその開孔縁
部をサイドエツチングする。

次に、第２図（ｄ）に示すように、感光性樹脂膜２７を
除去した後、絶縁膜３１をマスクとして無電解ニッケル
メッキを行う、これにより、金属層８と同様の金属層２
８が形成される。

以下、第２図（ｅ）に示すように、第１の実施例と同様
の工程により、突起型電極層２９及び金属層３０を形成
し、第２図（ｆ）に示すように、絶縁膜３１及び複数金
属層２５．２６を順次除去すると、第１図（ｅ）に示す
ものと同様の構造を有する突起型電極が形成される。

本実施例においては、第１の実施例と同様の効果を奏す
るのに加え、第１の実施例に比して工程が大°幅に短縮
されるという利点がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、突起型電極層の
下に設けられる接着又はバリア用金属層のサイドエツチ
ングが防止されるため、アルミニウム等のパッド電極の
腐食が防止されると共に、突起型電極とパッド電極との
間の電気的接続が良好になり、半導体装置の信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｅ）は本発明の第１の実施例方法を
工程順に示す断面図、第２図（ａ）乃至（ｆ）は本発明
の第２の実施例方法を工程順に示す断面図、第３図は（
ａ）乃至（ｄ）は従来方法を工程順に示す断面図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に第１の絶縁膜を介して選択的にパ
   ッド電極を形成する工程と、このパッド電極を含む全面
   に絶縁膜と単層又は複数層の金属層を順次形成する工程
   と、前記パッド電極上の所定領域に第１の開孔部を有す
   る第１のマスクを前記金属層上に形成する工程と、前記
   マスクに被覆されていない部分の前記金属層及び絶縁膜
   を順次除去して前記パッド電極を露出させる工程と、前
   記第１のマスクの替わりに前記第１の開孔部よりも大き
   い第２の開孔部を有する第２のマスクを前記金属層上に
   形成する工程と、前記第２のマスクの前記第２の開孔部
   内に無電解メッキ法により前記金属層と異種の材料で接
   着・バリア金属層を形成する工程と、この接着・バリア
   金属層上に電解メッキ法により突起型電極層を形成する
   工程と、前記第２のマスクを除去すると共に前記突起型
   電極層をマスクとして前記金属層を除去する工程とを有
   することを特徴とする半導体装置の製造方法。