JPH03159152A - バンプ電極の製造方法 - Google Patents

バンプ電極の製造方法

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JPH03159152A
JPH03159152A JP1298436A JP29843689A JPH03159152A JP H03159152 A JPH03159152 A JP H03159152A JP 1298436 A JP1298436 A JP 1298436A JP 29843689 A JP29843689 A JP 29843689A JP H03159152 A JPH03159152 A JP H03159152A
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    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
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    • H01L2224/14051Bump connectors having different shapes

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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、半導体集積回路基板上のバンプ電極の製造方
法に関し、特に、基板の素子領域上にバンプ電極を形成
する技術に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体集積回路の高機能化により外部端子用電極の数が
増加する傾向があり、このため、基板の周辺の非素子領
域に全てのバンプ電極を形成できない場合がある。この
ような場合において、チップ寸法を拡大せずに、集積回
路の素子領域(能動領域)上にバンプ電極を形成する方
法が知られている。
まず、第5図を参照して、この従来の方法によって形成
したバンプ電極の平面配置を説明する。
第5図には、説明の便宜上、基板2の平面を外部端子用
電極が形成されている非素子領域2aと各種素子が形成
されている素子領域(能動領域)2bとに分けて示す。
非素子領域2a上には外部端子用電極部4a、4bが素
子領域2bを取り巻くように並んでいる。通常はこの外
部端子用電極部4a、4bの直上にバンプ電極が形成さ
れるが、非素子領域2aには全ての外部端子用電極部に
対応するバンプ電極を形成する面積がないので、−部の
外部端子用電極部4bから素子領域2b上に配線14を
延長し、素子領域2b上にバンプ電極lObを形成する
。したがって、基板2上には、非素子領域2a上に形成
されたバンプ電極10aと素子領域2b上に形成された
バンプ電極10bとが配置されることになり、基板表面
が有効に利用され、数多くのバンプ電極を形成できる。
次に、第6図から第8図までを参照して、従来のバンプ
電極の形成方法を説明する。第6図(a)、第7図(a
)及び第8図(a)は第5図に示すA−A’線に沿って
切断した基板2の断面図である。第6図(b)、第7図
(b)及び第8図(b)は第5図に示すB−B’線に沿
って切断した基板2の断面図である。第6図(a)及び
(b)に示すように、基板2上に酸化膜3が形成されて
おり、この酸化膜3上にアルミニウムで形成した外部端
子用電極部4aと4bがあり、さらにその上にプラズマ
CVDにより形成された窒化シリコン等の保護膜6が形
成されている。この保護膜6に電極接続用の窓を開口し
て開口部5aと5bを形成するが、B−B“断面部にお
いては第6図(b)に示すように、この開口部5bによ
り外部端子用電極部4bから素子領域2b上に延長する
引込み配線14をアルミニウム蒸着することにより形成
し、この上を更に保護膜7で被覆して多層配線構造とし
、素子領域2b上の保護膜7に開口部7aを設ける。次
に、第7図(a)及び(b)に示すように、A−A’断
面部では外部端子用電極部4a上に、また、B−B’断
面部では素子領域上にある引込み配線14上に、第1層
の密着用金属のクロムと、第2層の拡散バリア用金属の
銅からなるバリア層8a及び8bを形成する。最後に、
第8図(a)及び(b)に示すように、レジストにより
マスクを形成し、このマスクを介して電界メッキをする
ことによりバリア層8a及び8b上に銅のバンプ電極1
0a及び10bを形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来のバンプ電極の製造方法においては、次のよう
な問題点がある。
まず、素子領域2b内に位置するバンプ電極10bの形
成は、外部端子領域2a内に位置するバンプ電極10a
の形成と比べて引込み配線14を多層配線技術により形
成する工程が余分に必要であるため、工程数が増えコス
ト高になる。
また、バリア層8a、8bに用いる密着用と拡散バリア
用のクロム、wl等の金属は腐蝕しやすいため、外部端
子用電極との導電性が悪化したり、バンプ電極が熱歪等
により剥離するおそれがある。
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、そ
の課題は、従来の工程を利用して引込み配線を形成する
と共に腐蝕防止手段を付加することにより、工程数を増
加させることなくバンプ電極の耐久性を向上させること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明が講じた手段は、
保護膜で表面が被覆された基板の非素子領域に第1及び
第2の複数の外部端子用電極部を露出させ、このうちの
第1の外部端子用電極部の上にバリア層を導電被着する
際、これと同時並行して該基板の素子領域の該保護膜上
にバンプ電極用下地層及びこのバンプ電極用下地層と第
2の外部端子用電極部とを接続すべき引込み配線を該バ
リア層と同材質により形成し、この後、同時形成された
該非素子領域のバリア層及び該素子領域の該バンプ電極
用下地層の上にバンプ電極を形成し、最後に、該引込み
配線及び該バンプ電極の露出領域を耐腐蝕性金属の無電
解メッキで被覆するものである。
〔作用〕
このような手段によれば、次の作用が得られる。
従来と同様に、基板の非素子領域だけでなく素子領域上
にもバンプ電極を分散して形成するため、基板寸法を拡
大せずに多数のバンプ電極を形成することができるが、
非素子領域から素子領域に延長する引込み配線をバリア
層と同材質で同時に形成しているので、配線形成のため
の単独工程が不要であり、非素子領域上に形成するバン
プ電極と同一の工程で並行して素子領域内のバンプ電極
を形成できるため、工程上の無駄がない。
更に、バンプ電極の形成後にバンプ電極と引込み配線を
耐腐蝕性金属で被覆するので、バンプ電極と共に引込み
配線の腐蝕の発生が防止できる。
加えて、上記の耐腐蝕性金属で被覆する工程は無電解メ
ッキにより施されるので、簡易であり、製造コストを低
く抑えることができる。
〔実施例〕
次に、本発明のバンプ電極に係る実施例を第1図から第
4図までを参照して説明する。
第1図は、本実施例によりバンプ電極を形成した基板上
のバンプ電極の平面配置を示す。
基板2上の非素子領域2aに複数の外部端子用電極部4
a及び4bが形成されており、外部端子用電極部4aに
はバリア層8aを介してその直上にバンプ電極10aが
形成され、また、外部端子用電極部4bと導電接続され
た素子領域2bにまで延長する引込み配線19が形成さ
れ、この引込み配線19には素子領域2b上のバンプ電
極用下地層9bが連続しており、このバンプ電極用下地
層9bの上にバンプ電極10bが形成されている。
次に、第2図から第4図までに基づいて本発明の実施例
に係るハンプ電極の製造方法について説明する。この第
2図(a)、第3図(a)及び第4図(a)は、第1図
のA−A’線に沿って切断した断面部を示す。第2図(
b)、第3図(b)及び第4図(b)は、第1図のB−
B”線に沿って切断した断面部を示す。
第2図(a)及び(b)に示すように、基板2の非素子
領域2a上に外部端子用電極4a、4bが形成されてお
り、これらはシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜等の保
護膜6で被覆されている。
この保護膜6に外部端子用電極4a、4bの直上に位置
する開口部5a、5bを設ける。次に、外部端子用電極
部4aの直上には開口部5aを通して真空蒸着によりチ
タンと銅又はクロムと銅の2層の金属膜からなるバリア
層8aを形成する。第1層のチタン又はクロムは主に外
部端子用電極4aとの密着性を高めるためのものであり
、第2層の銅は上層と下層の合金化防止のためのバリア
として若しくはメッキ下地として用いるものである。
バリア層は一般に上記のように2層で形成されるが、1
層又は3層以上で構成してもよい。一方、素子領域2b
上のバンプ電極用下地層9b及び外部端子用電極部4b
に開口部5bを通して導電接続し、バンプ電極用下地層
9bとも接続する引込み配線19とがA−A’断面部の
バリア層8aと同時並行して形成される。この引込み配
線19は、バリア層の前記第1層及び第2層のうち1層
の材質のみで形成してもよい。
次に、第3図(a)及び(b)に示すように、A−A’
断面部においては外部端子用電極4aの直上に形成され
たバリア層8aの上に電界メッキにより銅のバンプ電極
10aを形成するが、この際、B−B’断面部では素子
領域2b上のバンプ電極用下地層9bの上にバンプ電極
10bを形成する。
この後、第4図(a)及び(b)に示すように、引込み
配線19及びバンプ電極10a、10bを、次亜リン酸
ナトリウム、塩化ニッケル及び水酸化アンモニウムのメ
ッキ液を用いて無電解メッキにより0.5〜1.0μm
厚のニッケル膜で被覆し、更に、ンアン金カリウム液を
用いて0.1〜0. 2μm厚の金の無電解メッキを施
し、メッキ膜12a。
12bを形成する。この場合に、ニッケルメッキを施さ
ずに0.2〜0.5μm厚の金の無電解メッキのみを行
なってもよい。
この実施例においては、素子領域2b上に延長している
引込み配線19をバリア層8aと同時に同材質で形成す
るため、配線形成工程を別に設ける必要がない。また、
基板2の非素子領域2aにはバンプ電極10aを形成し
、素子領域2bにはバンプ電極10bを形成することに
より、基板2上の非素子領域2aのみにバンプ電極を形
成した場合よりも多数のバンプ電極を形成することがで
きる。
更に、バンプ電極10a、10bを形成した後にバンプ
電極10、a、10b及び引込み配線19を耐腐蝕性の
金属で被覆するから、バンプ電極10a、10bは勿論
のこと、腐蝕し易いバリア材質で形成されている引込み
配線19の腐蝕をも防止できる。
加えて、耐腐蝕性の金属で被覆する工程は無電解メッキ
により施されるので、製造コストを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、本発明に係るバンプ電極の製造方
法は、素子領域上に延長する引込み配線をバンプ電極の
形成に必要なバリア層と同時に同材質で形成し、バンプ
電極及び引込み配線を耐腐蝕性金属で被覆することを特
徴とするものであるから、以下の効果を奏する。
■ 素子領域上に延長する引込み配線をバリア層と同時
に同材質で形成するので、素子領域上へのバンプ電極形
成を可能としながら配線形成のみの工程が不要であり、
非素子領域上に形成するバンプ電極と同一の工程で並行
して形成できるから、製造コストを低減することができ
る。
■ バンプ電極及び引込み配線を耐腐蝕性金属で被覆す
るので、バンプ電極と共に引込み配線の腐蝕をも防止す
ることができ、また、環境試験等の際バンプ電極を保護
することができるので、素子全体の耐久性、信中頁性を
向上させることができる。
■ 耐腐蝕性金属で被覆する工程は無電解メッキにより
施されるから、簡易であると共に製造コストを低(抑え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例により形成したバンプ電極の平
面配置を示す基板の平面図である。 第2図(a)、第3図(a)及び第4図(a)は第1図
に示すA−A’線に沿って切断した基板の断面を示す本
発明の実施例の工程断面図である。 第2図(b)、第3図(b)及び第4図(b)は第1図
に示すB−B’線に沿って切断した基板の断面を示す本
発明の実施例の工程断面図である。 第5図は従来の方法によりバンプ電極を形成した基板の
平面図である。 第6図(a)、第7図(a)及び第8図(a)は第5図
に示すA−A’線に沿って切断した基板の断面を示す従
来のバンプ電極の製造方法の工程断面図である。 第6図(b)、第7図(b)及び第8図(b)は第5図
に示すB−B’線に沿って切断した基板の断面を示す従
来のバンプ電極の製造方法の工程断面図である。 〔符号の説明〕 2・・・基板 2a・・・非素子領域 2b・・・素子領域 3・・・酸化膜 4a、4b・・・外部端子用電極部 5a、5b・・・開口部 6・・・保護膜 8a・・・バリア層 9b・・・バンプ電極下地層 10a、10b・・・バンプ電極 12a、12b・・・メッキ膜 19・・・引込み配線。 第1図 第 2 図 (a) (b) 第 図 第 図 (a) (b) 第 図 第 図 (a) (b) 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 保護膜で表面被覆された基板の非素子領域に露出する第
    1及び第2の複数の外部端子用電極部のうち、第1の外
    部端子用電極部上にバリア層を導電被着する際、同時並
    行して該基板の素子領域の該保護膜上にバンプ電極用下
    地層及びこれと第2の外部端子用電極部とを接続すべき
    引込み配線を同バリア材質で以て形成する工程と、 次に、同時形成された該非素子領域の該バリア層及び該
    素子領域の該バンプ電極用下地層の上にそれぞれバンプ
    電極を形成する工程と、 次に、該引込み配線及び該バンプ電極の露出領域を耐腐
    蝕性金属の無電解メッキにより被覆する工程と、 を有することを特徴とするバンプ電極の製造方法。
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