JPH0252436A - ハンダバンプ製造方法 - 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、例えばフリップチップ実装等において、ＩＣ
チップと基板との電気的な接続を行うためのハンダバン
プを製造する方法に関する。

〈従来の技術〉 フリップチップ実装法等においては、一般に、ハンダバ
ンプはＩＣチップ側に設けられている。

このようなハンダバンプの製造方法の従来例を第５図を
参照しつつ説明する。

まず、ＩＣチップは、通常、ハンダバンプ製造の前工程
において、第５図（ａ）に示すように、ハンダバンプが
導通すべき部分のみが露呈するようにパッシベーション
膜３３が形成されている。

このようなＩＣチップ３１に複数種の金属を一様に蒸着
してバリアメタル層３４を形成しく第５図〔ｂ〕）、そ
のバリアメタル層３４表面上にハンダバンプ形成部分を
除いてマスク３５を施しく第５図〔Ｃ〕）、その後、バ
リアメタル層３４を電流通路とする電気ハンダメッキに
よりバリアメタル層３４表面上に所定量のハンダ３６ａ
を付着させ（第５図〔ｄ〕）、次いで、その付着したハ
ンダ３６ａを融点以上に加熱し溶解した後硬化（リフロ
ー）することによって表面張力により球状に成形しく第
５図〔ｅ〕）、そして、成形したハンダをマスクとして
、電気メツキ用のマスク３５を除去し、次いでバリアメ
タル層３４をエツチングにより除去することにより、第
５図Ｃｆ）に示すような、チップ電極３２にバリアメタ
ル層３４を介して導通ずるハンダバンプ３６を得ていた
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述の製造方法によれば、電気ハンダメンキ
時のマスク３５は、後のハンダリフロー工程においてバ
ンプ形状を保持する役割も果たしており、ハンダリフロ
ーが終了するまで残しておく必要があり、その材料とし
てはハンダの融点以上の温度においても耐熱性を有する
ものを用いる必要がある。このため、−船釣なポジ型の
フォトレジストは使用できず、従来、ネガ型のフォトレ
ジストや熱硬化性ガラス等が用いられている。ところが
、ネガ型のフォトレジストによると、■超高密度化され
たＩＣチップの微細な電極パターンに対応できない、■
除去の際に■ｃチップ内部に不純物が拡散する虞れがあ
る等の問題があり、−方、熱硬化性ガラスによると、微
細な電極パターンに対応できるものの、バリアメタル層
３４の最上層には、通常、酸化保護用のＡｕ製薄膜が形
成されているため、バリアメタル層３４との密着性が悪
くクランクが生じる等、良好なマスクが得られないとい
う問題がある。

さらに、上述の製造方法によれば、ＩＣチップ等、前工
程でパッシベーション膜が形成されているチップにはハ
ンダバンプを形成できるものの、チップ電極の面積が大
きい等の理由によりパッシベーション膜を形成できない
センサチップ等については、バリアメタル層をチップ電
極のハンダバンプ導通部分のみに当接させることが不可
能なため、ハンダバンプを形成できないという問題が残
されている。

なお、上述の製造方法においては、バリアメタル層３４
の除去をエツチングにより行っているので、エツチング
時にハンダバンプも腐食されるため、バンプ部の接続抵
抗が増大するという問題もあった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の諸問題点を解決すべくなされたもので
、その製造方法を実施例に対応する第１図を参照しつつ
説明すると、本発明は、電気部品（ＩＣチップ）１の導
電材（チップ電極）２例の面にガラスＮ７を一様に積層
し、そのガラス層７表面上をハンダバンプ形成部に相応
する部分を除いて第１のフォトレジスト膜８により被覆
し、その第１のフォトレジスト膜８をマスクとしてガラ
ス層７のエツチングを行った後、バリアメタル層４を一
様に積層し、そのバリアメタルＮ４の表面上をハンダバ
ンプ形成部に相応する部分を除いて第２のフォトレジス
ト膜５により被覆し、その第２のフォトレジスト膜５を
マスクとして電気ハンダメッキを施してバリアメタルＨ
４上に所定量のハンダ６ａを付着させた後、第２のフォ
トレジスト膜５を除去し、バリアメタル層４を、その下
層の第１のフォトレジスト膜８とともに除去した後、バ
リアメタル層４上のハンダ６ａをリフローすることを特
徴としている。

く作用〉 メツキ時のマスクの下層に、ハンダリフロー時のバンプ
形状保持層としてのガラス層７を形成しておくことによ
り、ハンダリフロー工程前にメツキ用マスクを除去する
ことが可能になり、従ってメツキ用マスク材料としてポ
ジ型のフォトレジスト膜を使用できる。

また、カレントメタル層形成前にチップ表面上にガラス
層を積層することにより、チップにパッシベーション膜
が形成されていな（でもガラス層がパッシベーション膜
と同じ役割を果たすことになり、ハンダバンプを形成で
きる。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のハンダバンプ製造方法の手順を説明す
る図であって、ＩＣチップに本発明を適用した例を示す
。

まず、第１図（ａ）に示すように、前工程において、Ｉ
Ｃチップ１のチップ電極２側の面を、チップ電極２のハ
ンダバンプ導通部分のみが露呈するよう、５ｉＯｚ製の
パッシベーション膜３により被覆しておく。

さて、ＩＣチップ１の電極側の面に、例えばシラノール
のアルコール系溶液等、焼成することによりガラスにな
る化合物の溶液を一様に塗布した後、焼成してガラス膜
７を形成し、次いでガラス膜７の表面上にポジ型のフォ
トレジストを一様に塗布してフォトレジスト膜８を形成
した後、ハンダバンプ形成部に相応する部分のフオ［レ
ジスト膜８を除去し、この状態で、残ったフォトレジス
ト膜８をマスクとしてガラス膜７のエツチングを行って
チップ電極２のコンタクトホールを形成する（第１図〔
ｂ〕）。

次に、ＩＣチップ１の電極側の面金域に亘ってＣｒ、Ｃ
ｕおよびＡｕを順次−様に蒸着して、接着用メタル層と
してのＣｒ層、拡散防止メタル層としてのＣｕ層および
酸化保護メタル層としてのＡｕ層からなるバリアメタル
層４を形成し、そのバリアメタル層４の表面上にポジ型
のフォトレジストを一様に塗布してフォトレジスト膜５
を形成した後、バリアメタル層４の窪み部、つまりハン
ダバンプ形成部分のフォトレジスト膜５を除去する（第
１図〔Ｃ〕）。

次に、残ったフォトレジスト膜５をマスクとして、ハン
ダメッキ浴中でバリアメタル層４を電流通路とする電解
メツキにより、露呈しているバリアメタル層４表面上に
所定量のハンダ６ａを付着させる（第１図〔ｄ〕）。

次いで、バリアメタル層４上のフォトレジスト膜５を除
去し、さらに、フォトレジスト膜８の除去とともに、ハ
ンダが付着した部分以外のバリアメタル層４を除去する
。つまり、リフトオフ法によりバリアメタル層４を除去
しく第１図〔ｅ〕）、そして、バリアメタル層上のハン
ダ６ａをリフローすることにより、ハンダ６ａはガラス
膜７によってその形状が保持されつつ、表面張力により
、第１図（ｆ）に示すような球状のハンダバンプ６とな
る。

ここで、バリアメタル層４の除去は、そのメタル層が、
メツキ時に電流経路となるのでコンタクトホール部の段
差のところにおいても切れ目のないように形成されてい
るため、通常のリフトオフ法では困難であるが、バリア
メタル層４の膜厚を、メツキ電流が均一に流れ得る程度
にまで可能な限り薄＜シておき、除去時にバリアメタル
層４に超音波を印加しつつフォトレジスト剥離溶剤を塗
布するか、もしくは剥離溶剤をスプレーガン等によりス
プレー塗布することにより、ハンダ６ａが付着していな
い部分を機械的に分離してゆくことによって可能となる
。

次に、他の実施例を第２図を参照しつつ説明する。第２
図はセンサチップにハンダバンプを形成する手順を説明
する図である。

まず、第２図（ａ）に示すように、チップ電極２２を、
最上層２２ａをＷ、ＴｉもしくはＣｒ等、ガラス材と密
着性の良い金属とする、複数の金属層により形成してお
く。

次に、センサチップ２１の電極側の面に、シラノールの
アルコール系溶液を一様に塗布した後、焼成してガラス
膜２７を形成し、そのガラス膜２７の表面上にポジ型の
フォトレジストを一様に塗布してフォトレジスト膜２８
を形成した後、ハンダバンプ形成部に相応する部分のフ
ォトレジスト膜２８を除去し、この状態で、残ったフォ
トレジスト膜２８をマスクとしてガラス膜２７のエツチ
ングを行ってチップ電極２２のコンタクトホールを形成
する（第２図〔ｂ〕）。

以下、先の実施例と同様にして、バリアメタル層２４お
よびフォトレジスト膜２５を形成しく第２図〔Ｃ〕）、
次に、バリアメタル層２４表面上に所定量のハンダ２６
ａを付着させ（第２図〔ｄ〕）、次いで、バリアメタル
層２４上のフォトレジスト膜２５を除去し、さらに、フ
ォトレジスト膜２８の除去とともに、ハンダ２６ａが付
着した部分以外のバリアメタル層２４を除去しく第２図
〔ｅ〕）、そして、ハンダ２６ａをリフローすることに
より、第２図（ｆ）に示すようなハンダバンプ２６を得
る。

この実施例では、チップ電極２２を複数の金属層として
いるが、Ｗ、ＴｉもしくはＣｒ等、ガラス材と密着性の
良い金属の単体層としてもよいことは言うまでもない。

なお、以上説明した二つの実施例によれば、本発明の効
果に加えて、メツキ後不要な部分のバリアメタル層を機
械的なリフトオフ法により除去するので、その除去時に
ハンダバンプ部が腐食されることはなく、例えばフリッ
プチップ実装等を行なうに当り、その接続の信幀性をよ
り高めることができるという効果もある。

次に、他の実施例を第３図を参照しつつ説明する。第３
図はＩＣチップにハンダバンプを形成する手順を説明す
る図である。

まず、第３図（ａ）に示すように、前工程において、Ｉ
Ｃチップ１のチップ電極２側の面を、チップ電極２のハ
ンダバンプ導電部分のみが露呈するよう、ＳｉＣ２製の
パッシベーション膜３により被覆し、さらに、第３図（
ｂ）に示すように、ＩＣチップ１の電極側の面に、例え
ばＡ１等、エッチャントとしてハンダが腐食され難いも
のを使用できる金属を一様に蒸着してカレントメタル層
１０９を形成しておく。

さて、カレントメタル層１０９の上面に、シラノールの
アルコール系溶液を一様に塗布した後、焼成してガラス
膜１０７を形成し、次いでガラス膜１０７の表面上にポ
ジ型のフォトレジストを一様に塗布してフォトレジスト
膜１０８を形成した後、ハンダバンプ形成部に相応する
部分のフォトレジスト膜１０８を除去し、この状態で、
残ったフォトレジスト膜１０８をマスクとしてガラス膜
１０７のエツチングを行なう（第３図〔Ｃｒ）。

次に、先の実施例の第１図（Ｃ）と同様な手順によりバ
リアメタル層１０４を形成し、そのバリアメタルＮ１０
４の表面上をハンダバンプ形成部に相応する部分を除い
てフォトレジスト膜１０５によって被覆する（第３図〔
ｄ〕）。

次に、フォトレジスト膜１０５をマスクとして、ハンダ
メッキ浴中でカレントメタル層１０９を電流通路とする
電界メツキにより、露呈しているバリアメタル層１０４
表面上に所定量のハンダ１０６ａを付着させる（第３図
〔ｅ〕）。

次いで、パリアメクル層１０４のフォトレジスト膜１０
５を除去し、さらにバリアメタル層１０４をその下層の
フォトレジスト膜１０８とともにリフトオフ法により除
去する（第３図〔ｆ〕）。そして、バリアメタル層１０
４上のハンダ１０６ａをリフローすることにより球状の
ハンダバンプ１０６を得た後（第３図〔ｇ〕）、そのハ
ンダバンプ１０６をマスクとしてガラス膜１０７および
カレントメタル層１０９を順次エツチングすることによ
って第３図（ｈ）に示すような、チップ電極２にカレン
トメタル層１０９およびバリアメタル層１０４を介して
導通ずるハンダバンプ１０６を得る。

次に、他の実施例を第４図を参照しつつ説明する。第４
図はセンサチップにハンダバンプを形成する手順を説明
する図である。

この例では、前工程において、センサチップ２１の表面
に、先の実施例の第２図（ａ）と同様にチップ電極２２
を形成し、次いでセンサチップ２１の表面をガラス膜２
０３により選択的に被覆してチップ電極２２のコンタク
トホールを形成した後（第４図〔ａ））、ＡＩを一様に
蒸着してカレントメタル層２０９．を形成しておく（第
４図〔ｂ〕）。

そして、先に説明した第３図の実施例と同様な手順によ
り、カレントメタル層２０９上にガラス膜２０７および
フォトレジスト膜２０８を形成しく第４図〔Ｃｒ）、さ
らにバリアメタル層２０４およびフォトレジスト膜２０
５を形成する（第４図〔ｄ〕）。次いで、バリアメタル
層２０４表面上に所定量のハンダ２０６ａを付着させた
後（第４図〔ｅ〕）、バリアメタル層２０４上のフォト
レジスト膜２０５を除去し、さらに、バリアメタル層２
０４をその下層のフォトレジスト膜２０８とともにリフ
トオフ法により除去した後（第４図〔ｆ〕）、ハンダ２
０６ａをリフローする（第４図〔ｇ〕）。その後、ガラ
ス膜２０７およびカレントメタル層２０９をエツチング
により除去することによって、第４図（ｈ）に示すよう
なハンダバンプ２０６を得る。

以上説明した第３図および第４図の実施例においては、
バリアメタル層とは別に、メツキ時の電流通路としての
カレントメタル層を形成し、かつ、そのカレントメタル
層の除去をエツチングにより行なうので、カレントメタ
ル層の膜厚を、メツキ電流を充分均一に供給できる程度
にまで厚くすることが可能で、従って、チップ表面上の
複数のチップ電極それぞれのハンダ付着量を均一にする
ことができる。その結果、各チップ電極に形成されるハ
ンダバンプそれぞれのバンプ高さを揃えることが可能に
なる。ここで、この二つの実施例の場合、カレントメタ
ル層をエツチングにより除去するので、その除去工程に
おいてハンダも腐食されるものの、カレントメタル層の
材料としてＡＩ等を用いることにより、除去時にハンダ
が腐食され難いエッチャントを使用できることがら、そ
の腐食の度合は従来に比して低く抑えることができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、チップ表面上に
、ハンダリフロー時のバンプ形状保持層としてのガラス
膜、およびフォトレジスト膜を順次積層した後バリアメ
タル層を形成するので、ハンダメッキ時のバリアメタル
層のマスク材料としてポジ型のフォトレジスト膜を使用
でき、微細なハンダバンプを得ることが可能になる結果
、ＩＣチップのフリップチップ実装等を、従来に比して
より高密度に行うことが可能になる。

しかも、バリアメタル層形成前にチップ表面上にガラス
層を積層するので、パンベーション膜が形成されていな
いチップにおいても、そのガラス層がパッシベーション
膜と同じ役割を果たすことになり、ハンダバンプを形成
できる結果、センサチップのフリップ実装等が実現可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の手順を説明する図、第２図乃至
第４図は本発明の他の実施例の手順を説明する図、 第５図はハンダバンプ製造方法の従来例を説明する図で
ある。 ＩＣチップ チップ電極 バリアメタル層 フォトレジスト膜 ハンダバンプ ガラス膜 フォトレジスト膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＩＣチップ等の電気部品表面に沿う導電材に導通するハ
   ンダバンプを形成する方法であって、上記電気部品の上
   記導電材側の面にガラス層を一様に積層し、そのガラス
   層表面上をハンダバンプ形成部に相応する部分を除いて
   第１のフォトレジスト膜により被覆し、その第１のフォ
   トレジスト膜をマスクとして上記ガラス層のエッチング
   を行った後、所定のメタル層を一様に積層し、そのメタ
   ル層の表面上をハンダバンプ形成部に相応する部分を除
   いて第２のフォトレジスト膜により被覆し、その第２の
   フォトレジスト膜をマスクとして電気ハンダメッキを施
   して上記メタル層上に所定量のハンダを付着させた後、
   上記第２のフォトレジスト膜を除去し、次いで上記メタ
   ル層を、その下層の第１のフォトレジスト膜とともに除
   去した後、上記メタル層上のハンダをリフローすること
   を特徴とする、ハンダバンプ製造方法。