JPH0298951A - 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係り、特に、ＩＣチッ
プの外面に形成された端子を基板上に形成された配線に
フェースダウンボンディング法により直接接続する際、
配線に形成されるバンプの形成方法に関する。

（従来の技術） 外面に複数個の端子を有するＩＣチップを、基板上に形
成された複数の配線に接続する場合、フェースダウンボ
ンディング法と呼ばれる接続方式がある。これは、ＩＣ
チップの各端子と各配線とを対接接合する際に、多数の
接続箇所を同時に接続することができることから、混成
型の集積回路、例えば薄ｖ＃Ｉ逍のデバイス部とこれを
駆動するＩＣチップとを組み合わせてなる半導体装置（
イメージセンナ等）の製造に好んで適用されている。

フェースダウンボンディング法による接続は、例えば第
３図に示すように、真空板り１孔２１を有する超音波振
動子２０の先端部にＩＣチップ１０を装着し、この状態
でＩＣチップ１０の外面に形成された多数の端子１１と
基板３０の各配線３１上に形成されたバンプ３２とが互
いに正確に対向するように位置合わせを行なう、そして
、端子１１とバンプ３２とを接続した状態でＩＣチップ
ｌＯに超音波振動を加え、接触面の摩擦熱によって端子
１１とバンプ３２とを接着する（例えば特公昭４６−３
５０１５公報参照）。

上述のようなフェースダウンボンディング法による接続
において、各配線３１上に形成されるバンプ３２は、第
２図（ａ）乃至（ｃ）に示すような工程で形成されてい
た。

配線３１（図の表裏方向に長い）が形成された基板３０
上にポジレジスト４０を塗布し、フォトリン法によりバ
ターニングしてバンプ形成位置上のポジレジスト４０に
凹部４１を形成する（第２図（ａ））。

次いで凹部４１を介して配線３１に電気メッキによりＣ
ｕ、Ｎｉ等の金属５１を成長させる（第２図（ｂ））、
そして、十分に金属が成長した後、レジストを除去して
バンプ３２を得ていた（第２図（ｃ））。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の方法で形成したバンプは、その上
面が配線幅とほぼ同じ１００〜１５０μｍ四方となり比
較的大きいものであった。

近年のＬＳＩの多端子化に伴いフェースダウンボンディ
ングにより接続すべき総接着面積が増加し、接着に必要
な単位面積に生じる圧力を確保するため、一つのＩＣチ
ップに加えられる圧力が増加する傾向にある。その結果
、接着に際しＩＣチップに損傷を与えるという問題点が
あった。

また、ＩＣチップに加える圧力を増加させずに接触面積
の単位面積当たりに生じる圧力を確保するためにバンプ
全体を小さく形成すると、配線とパン１間の接着面積も
小さくなり、信頼性の高い接着を実現することができな
い。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、フェースダ
ウンボンディングを行なう場合に、その接着の信頼性を
確保しながら、且つＩＣチップに加える圧力、超音波振
幅、熱を最少限に設定することができるバンプを有する
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） 上記従来例の問題点を解消するため請求項１に記載の発
明は、次の工程を具備することを特徴としている。

第１の工程として、配線が形成された基板上にレジスト
を着脱する。

第２の工程として、このレジストを露光及び現像し、前
記配線に近づくにしたがい断面積が大きくなる凹部を、
配線のバンプ形成位置に対応するレジストに形成する。

第３の工程として、配線のバンプ形成位置に前記凹部を
介して電気メッキを施し、前記レジストの高さより低い
バンプ本体を形成する。

第４の工程として、前記レジストを除去して先細のバン
プを得る。

請求項２に記載の発明は、前記第３の工程と第４の工程
との間に、バンプ本体上面に金属薄膜を形成する工程を
挿間する。

（作用） 請求項１の発明によれば、バンプの側面をテーバ状に形
成しバンプ上面の面積を小さくすることができる。

請求項２の発明によれば、更に、ＩＣチップの端子と良
好に接続可能な金属でバンプ上面を形成することができ
る。

（実施例） 本発明方法の一実施例について第１図（ａ＞乃至（ｅ）
を参照しながら説明する。

先ず、基板１上の全面にネガレジスト２を′！４ｐＡす
る。基板１には、図の左右方向に並設され、表裏方向に
連続する複数の配ＭＡ３が形成されている。

次に、ネガレジスト２の露光を行なう、この露光では、
配！３のバンプ形成位置のネガレジスト２上に不透明パ
ターン４′　（方形若しくは円形で一辺若しくは直径が
配線幅より狭い）を有するマスク４を配置し、この部分
の下方位置のネガレジスト２のみ光が当たらないように
する（第１図（ａ））。

マスク４の上方から光を照射させると、ネガレジスト２
の深さ方向の光の濃度差により、レジスト２を現像した
場合、水平面の断面積が配線３側に近づくにしたがい大
きくなる四部５が形成される（第１図（ｂ））。

各配線３に電気メッキを施すことにより、凹部４に沿っ
てメッキ金属を成長させる。この金属としては、Ｃｕ、
Ｎｉ等の硬質金属を使用し、フェスダウンボンディング
時にその圧力により頂面が形くずれしないように構成す
る。メッキ金属は、その高さがレジスト２の高さより低
い時点でメッキを終了させて金属の成長を止め（厚さ５
〜３０μｍ）、バンプ本体６を形成する。従って、バン
プ本体６は、その頂面の面積が底面の面積より小さくな
るように形成される（第１図（Ｃ））。

ここでレジスト２を除去すれば、先端部の面積が小さく
四面が逆テーバ状のバンプを得ることができる。

また、メッキ金属の成長後、全面にアルミニウム、アル
ミニウム合金又は金等の軟らかい金属薄Ｉ＆！７を蒸着
法またはスパッタ法等で１〜５μｍの膜厚で形成する（
第１図（ｄ））、そして、レジスト２を除去することに
より、頂面が軟らかい金属薄膜７で形成されたバンプ８
を得ることができる（第１図（ｅ））。

ＩＣチップの端子はアルミニウム若しくはアルミニウム
合金で形成されているので、バンプ５の頂面をアルミニ
ウム若しくはアルミニウム合金で形成すれば、同じ金属
同士の接合となるため、相互拡散等による接続信顆性の
低下がない良好な接合を得ることができる。

（発明の効果） 請求項１記我の発明によれば、バンプ上面の面積を小さ
くしフェースダウンボンディングを行なう際に、ＩＣチ
ップに与える圧力、超音波振幅や熱を最少用に設定する
ことができ、ＩＣチップに損（Ｓ　ヲ与えない信頼性の
高い実装を行なうことができる。また、ＩＣチップに同
等加工をすることなく、ＩＣチップに与える圧力、超音
波振幅や熱の軽減をＩ−，２１ることができる。

請求項２記載の発明によれば、ＩＣチップの端子と良好
に接続可能な金属でバンブ上面を形成することができる
ので、ＩＣチップの端子とバンプとの接合に必要な圧力
、超音波振幅や熱を更に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｅ）は本発明方法実施例のｆＪＩＪ
、遣方法を示す工程図、第２図（ａ）乃至（ｃ）は従来
のバンプの形成方法を示す工程図、第３図はフェースダ
ウンボンディング法による接合を示す説明図である。 第１図 １・・・・・・基板 ２・・・・・・ネガレジスト ３・・・・・・配線 ４・・・・・・マスク ５・・・・・・凹部 ６・・・・・・バンプ本体 ７・・・・・・金属薄膜 ８・・・・・・バンプ 第２ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）配線が形成された基板上にレジストを着脱する第
   １の工程と、 該レジストを露光及び現像し、前記配線に近づくにした
   がい断面積が大きくなる凹部を、配線のバンプ形成位置
   に対応するレジストに形成する第２の工程と、 配線のバンプ形成位置に前記凹部を介して電気メッキを
   施し、前記レジストの高さより低いバンプ本体を形成す
   る第３の工程と、 前記レジストを除去して先細のバンプを得る第４の工程
   とを具備する半導体装置の製造方法。
2. （２）前記第３の工程と第４の工程との間に、バンプ本
   体上面に金属薄膜を形成する工程を挿間したことを特徴
   とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。