JPH03139841A - はんだバンプ構造 - 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法等において、半
導体チップと基板との接続を行うためのはんだのバンプ
構造に関する。

〈従来の技術〉 半導体素子等を高密度に実装する技術の一つにフリップ
チップ実装法がある。フリップチップ実装法は、半導体
チップの表面に形成された電極上にはんだバンプを形成
し、そのはんだのりフローによって基板の導体部にチッ
プを直接接続する方法であり、ＩＣチップやＬＳＩチッ
プの高密度実装に広く利用されている。

また、半導体センサを用いた放射線像の撮像装置等にお
いては、半導体センサのチップを例えば２次元状にアレ
イ化する必要があって、その信号処理回路とともに高密
度の実装が要求されるが、従来、この半導体センサの実
装に際しても上述のＩＣチップ等と同様のフリップチッ
プ実装法が採用されている。

このようなフリップチップ実装用はんだのバンプ構造と
しては、例えば、第３図に示すように、Ｓｉチップ１表
面のｌｅ配線２上にカレントメタル層３４（１ｇ）が形
成され、そのメタル層３４上に、例えば接着メタル層と
してのＣｒ層、Ｃｒ−Ｃｕ層、拡散防止メタルとしての
Ｃｕ層および酸化保護メタルとしてのＡｕ層の４層から
なるバリアメタル層３３を介してバンプ状のはんだ５が
形成された構造のものが一般的である。なお、８はパン
シベーション膜である。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、第３図のバンプ構造によれば、バリアメタル
１ｉ３３とその下層のカレントメタル層３４との接合界
面が、Ｃｒ−Ａｊ！接合となるためその接合強度が弱く
、はんだバンプが実装時等において脱落することがあっ
た。

〈課題を解決するための手段〉 上記の問題点を解決するために、本発明では、実施例に
対応する第１図に示すように、はんだバンプ５下層のバ
リアメタル層３表面の周縁部を、電子部品（Ｓｉチップ
）１表面上に形成する絶縁膜７によって覆っている。

く作用〉 バリアメタル層３０周縁部は絶縁膜７によって押さえら
れることになり、下層のメタル層（例えばＡｆ配線２）
との接合強度が弱くても、バリアメタル層３が剥離する
ことを防止できる。

〈実施例〉 第１図は本発明実施例の構造を示す縦断面図である。

Ｓｉチップ１０表面に形成されたＡＩ！、製の配線２上
に、接着メタル層としてのＣｒ層、Ｃｒ−Ｃｕ層、拡散
防止メタルとしてのＣｕ層および酸化保護メタルとして
のＡｕ層の４層からなるバリアメタル層３が形成されて
いる。このバリアメタル層３上に、カレントメタル層（
Ｃｕ）４およびＡｕ層６が形成され、そのＡｕ層層上上
はんだバンプ５が形成されている。

この本発明実施例における特徴は、Ｓｉチップ１表面を
被覆するパッシベーション膜８上に、さらにもう−層の
絶縁膜７を形成し、この絶縁膜７によりバリアメタル層
３表面の周縁部を被覆した点である。

次に、この本発明実施例の製造方法を説明する。

第２図はその手順の説明図である。

まず、（ａ）に示すように、Ｓｉチップ１表面は、前工
程において、配線２のはんだバンプ導通部分を残して５
ｉｎ２製のパンシベーション膜８により被覆しておき、
そのパッシベーション膜８上にフォトリソグラフィ法に
よりレジスト膜９を形成する。

次に、Ｃｒ、Ｃｒ−Ｃｕ、ＣｕおよびＡｕを順次−様に
蒸着して、バリアメタル層３を形成した後（ｂ）、その
バリアメタル層３の不用な部分をリフトオフ法により除
去する（Ｃ）。

次に、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溶液を、スピンコード法によ
って一様に塗布した後、焼成して絶縁膜７を形成し、次
いで、フォトリソグラフィ法により、絶縁膜７表面上の
バリアメタル層３中央部上方に相応する部分以外を、レ
ジスト膜１０によって被覆する（ｄ）。この状態で、レ
ジスト膜１０をマスクとして絶縁ｌｌ！７のエツチング
を行って、バリアメタル層３の中央部分を露呈させ、さ
らにレジスト膜１０を除去した後にライトエツチングを
行って、絶縁膜７のエツチング面をなだらかにする（ｅ
）。なお、絶縁膜７のエツチング面をなだらかにするの
は、次の工程において形成されるカレントメタル層４に
段切れが生じることを防ぐためである。

次に、（ｆ）に示すにように、Ｃｕを一様に蒸着してカ
レントメタル層４を形成した後、リフトオフ法によって
、カレントメタル層４の必要な部分に酸化防止用のＡ　
ｕ　ｉｉ　６を形成する。次いで、フォトリングラフィ
法により、Ａｕ層６のはんだバンプ形成部以外をレジス
ト膜１１によって被覆する屹 次に、レジスト膜１１をマスクとして、はんだメツキ浴
中でカレントメタル層４を電流通路とする電解メツキに
より、Ａｕ層６表面上に所定量のはんだ５ａを析出させ
る（５）。次いで、レジスト膜１１を除去した後、Ａｕ
層６をマスクとしてカレントメタル層４のエツチングを
行う（ｉ）。そして、はんだ５ａのウェットバックを行
ってそのはんだを球状に成形することによって、第１図
に示す構造のはんだバンプ５を得る。

以上の工程により、バリアメタル層３の周縁部は絶縁膜
７によって押さえ込まれることになり、バリアメタル層
３がＳｉチップのＡｌ製配線２から剥離することを防止
できる。しかも、バリアメタル層３とその上層のカレン
トメタル層４との界面は接合強度の高いＡｕ−Ｃｕ接合
となる。これよにって、バンプ全体の強度を高めること
ができる。

なお、（ｈ）の工程において、はんだメツキ量をバンプ
を形成するための量よりも少なくメツキし、次いでＣｕ
をメツキし、さらにはんだをメツキしてはんだ中にＣｕ
を埋め込んでおくと、フリップチップ実装等のはんだリ
フローに際して、その埋め込んだＣｕは溶解することな
くそのまま残り、これにより、バンプ高さをより均一に
することも可能となる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、バリアメタル層
表面の周縁部を絶縁膜によって被覆したので、バリアメ
タル層が剥離することを防止でき、バンプ全体の強度を
向上させることができる。これにより、フリップチップ
実装時等において、はんだバンプが脱落することを防ぐ
ことができる結果、歩留りの向上をはかることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構造を示す縦断面図、第２図は
その製造手順の説明図である。 第３図は、従来のはんだバンプの一般的な構造例を示す
縦断面図である。 １・・・Ｓｉチップ ２・・・配線 ３・・・バリアメタル層 ４・・・カレントメタル層 ５・・・はんだバンプ ７・・・絶縁膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体チップ等の電気部品表面上に沿う導電材に、バ
   リアメタル層を介して導通するバンプ状のはんだが形成
   された構造において、上記バリアメタル層表面の周縁部
   が、上記電子部品表面上に形成した絶縁膜によって覆わ
   れていることを特徴とする、はんだバンプ構造。