JPH0350733A - 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、特にバンプ電極
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

−ｍに、テープキャリア方式の半導体装置では、半導体
基板の主面に突出するバンプ電極を設けている。

従来、この種のバンプ電極を有する半導体装置の製造方
法は、例えば、半導体基板に対する所要の素子形成工程
およびアルミニウムによる配線形成工程を終了し、表面
保護膜を形成した後、基板表面全体に・電解メッキの電
流路としてのアルミニウム膜を形成する。

その後、このアルミニウム膜上にリフトオフ法等を利用
してバンブ電極形成領域にバリア金属膜例えばチタン・
白金膜を形成し、そのチタン・白金膜の一部を露呈させ
たフォトレジストをメッキのマスクとし、アルミニウム
膜を陰極、メッキ装置側に設置した電極を陽極として電
解メッキを行なってバンブ電極を形成する。

その後、フォトレジストと電流路として用いたアルミニ
ウム膜とを除去する方法であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のバンブ電極の製造方法は、半導体基板の
主面側全体に被着した金属膜およびメッキ液を介して対
向させた白金板等を各々陰極電極および陽極電極とし、
所望の膜厚が得られる長さの時間だけ電流を流してバン
ブ電極を形成するため、メッキ装置の電極間でリーク電
流が生じた時などはメッキ膜厚を所望の厚さに成長させ
ることが著しく困難になる。

また、メッキ成長速度が半導体基板内で均等ではないた
め、半導体基板上に半導体装置が複数個存在する場合に
は、各々の半導体装置間でメッキ膜厚が不均一となりな
り膜厚不足となる欠点がある６ 〔課題を解決するための手段〕 本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上のバン
ブ電極形成領域を含む領域に、電解メッキ時の陰極側の
電流路としての第１の金属導電膜を形成する工程と、第
１の金属導電膜上のバンブ電極形成領域にバリア金属膜
を形成する工程と、第１の金属導電膜およびバリア金属
膜を含む半導体基板の主面側に第１の保護膜を形成する
工程と、第１の保護膜上に第２の金属導電膜を形成する
工程と、第２の金属導電股上にバンブ電極形成領域のみ
開口した第２の保護膜を形成する工程と、第２の保護膜
をマスクとして第２の金属導電膜および第１の保護膜を
エツチング除去してバリア金属膜を露出させる工程と、
第２の保護膜をマスクとして第１の金属導電膜を陰極、
電解メッキ装置側に設置した電極を陽極、第２の金属導
電膜をメッキ終了検知用配線として電解メッキを行ない
露呈されたバリア金属膜上にバンブ電極を形成する工程
と、メッキ完了後不要となった第２の保護膜、第２の金
属導電膜、第１の保護膜をエツチング除去する工程と、
その後に第１の金属導電膜の不要部分をエツチング除去
する工程とを有している。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（ｉ＞は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順断面図である。

まず、第１図（ａ）に示すように、素子形成済みの半導
体基板１の表面に形成した約１μｍの膜厚のシリコン酸
化膜２を除去して幅約２００μｍのダイシングライン領
域Ｉを形成し、スパッタ法により約０．８μｍの膜厚の
アルミニウム３を被着する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、第１のフォトレジス
トパターン４を形成し、これをマスクに不要部分をエツ
チング除去して半導体装置に必要なアルミニウム配線３
ａを形成する。アルミニウム配線３ａには約１００μｍ
口のバンブ電極形成領域が含まれている。

次に、第１図（ｃ）に示すように、第１のフォトレジス
トパターン４を剥離した後、約０．５μｍの膜厚のシリ
コン酸化膜５を成長させ、更に、第２のフォトレジスト
パターン６を形成し、これをマスクにしてバンブ電極形
成領域■およびダイシングライン領域Ｉの部分のシリコ
ン酸化膜５をエンチング除去する。

その後、第１図（ｄ）に示すように、第２の７オトレジ
ストパターン６を剥離した後、第１の金属導電膜である
ところのアルミニウム膜を被着し６、第３のフォトレジ
ストパターン８を用いてアルミニウム膜の不要部分を工
・ソチング除去し、バンブ電極形成領域■およびダイシ
ングライン領域■を電気的に接続するメッキ用配線７を
形成する。

ここで、メッキ用配線７はダイシングライン領域■の側
壁部において、カバレッジが良好ではなく、大電流例え
ば１００ｍＡ以上の電流が流れると容易に断線するよう
になっている。

次に、第１図（ｅ）に示すように、第３のフォトレジス
トパターン８を剥離した後、バンブ電極形成領域Ｈの一
部または全部を開口した第４のフォＩ・レジストパター
ン９を形成し、金メッキを成長させる際のバリア膜とな
る金属膜１０を第４の７オトレジストパターン９上に被
着する。

ここで、金属膜１０は、金が下層に拡散することを防ぐ
ことを目的とした膜厚０．１μｍの白金膜と、白金膜と
下地の密着性を強化することを目的とした膜厚０．１μ
ｍのチタン膜の２層構造となっている６ 次に、第１図（ｆ）に示すように、バンブ電極形成領域
■以外の不要部分の金属膜１０は、第４のフォトレジス
トパターン９と共にリフトオフ法により除去され、その
後４００℃、窒素雰囲気中での熱処理により、バンブ電
極形成領域■を含む領域に残された金属膜１０はバリア
金属膜１０ａとなる。

次に、形成するバンブ電極の膜厚に応じ、第１の保護膜
であるところのポリイミド樹脂１１を、例えば２０μＩ
ｎ塗布形成する９ここで、ポリイミド樹脂１１は後工程
での発泡現象を考慮して、２５０℃、６０分間の熱処理
を行なう。

次いで、この上層に電解金メッキの終了検知用配線とな
る第２の金属導電膜であるところの膜厚的０．５μｍの
チタン膜１２を被着する。その後、第１図（ｇ）に示す
ように、バンブ電極形成領域■を開口しである第２の保
護膜であるところの第５のフォトレジストパターン１３
を形成し、第５のフォトレジストパターン１３をマスク
にしてチタン膜１２およびポリイミド樹脂１１を等方的
に十分にエツチング除去し、バンブ電極形成領域■内の
バリア金属膜１０ａを露呈させる。

続いて、第５のフォトレジストパターン１３をマスクに
、メッキ用配線７を陰極、メッキ装置側に設置した電極
（図示せず）を陽極、チタン膜１２をメッキ終了検知用
配線として電解金メッキを行ない、金バンプ電極１４を
形成する。

この様にして電解金メッキを続けると、金バンブ電極１
４は徐々に成長し、やがて、メッキ終了検知用配線であ
るチタン膜１２に接触し、金バンブ電極１４の成長は停
止して形成が完了し、第１図（ｈ）に示すようになる。

最後に、第５のフォＩ・レジストパターン１３゜メッキ
終了検知用配線であるチタン膜１２．ポリイミド膜１１
を順次除去し、バリア金属膜１０ａをマスクにメッキ用
配線７の不要部分を除去して、第１図（ｉ）に示した半
導体装置が完成する。

本実施例では、金メッキの等方成長による横方向への拡
大を抑制することができ、金バンプ電極の平面寸法を低
減して半導体装置の微細化を図ることができる。

ここで、メッキ時の電流路としてのアルミニウム膜やメ
ッキ終了検知用配線としてのチタン膜には他の金属を使
用しても良く、また、バンブ電極には金具外の金属を使
用することも出来る。

第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例の工程順
断面図である。

本実施例は第１の実施例における第１図（ｆ）に示す工
程まで同じであるので、それ以降を説明する。

第２図（ａ＞において、ポリイミド膜１１を金バンプ電
極の膜厚に応じて約１５μｍの膜厚に塗布し、２５０℃
の窒素雰囲気中で６０分間熱処理を行なった後、ポリイ
ミド膜１１の上にシリコン酸化膜１５を約５μｍ成長さ
せ、さらにシリコン酸化膜１５上にメッキ終了検知用配
線となる膜厚的１．０μｍのアルミニウム膜３ｂを被着
する。

その後、バンプ電極形成領域■内を開口した第５のフォ
トレジスト１３を形成し、第５のフォＩ・レジスト１３
をマスクとしてアルミニウム膜３ｂを工・ソチング除去
し、更に、シリコン酸化膜］５．ポリイミド膜１１を等
方的にエツチング除去してバリア金属膜１０ａを露呈さ
せる。

この時、シリコン酸化膜１５．ポリイミド膜１１は各々
の上層膜よりオーバーエツチングされる、 その後、第１の実施例と同様に電解金メッキを行ない、
第２図（ｂ）に示すように、金バンブ電極１４はアルミ
ニウム膜３ｂに達するまで成長する６ 本実施例では、上述したシリコン酸化膜１５゜ポリイミ
ド膜１１のエツチング形状から、金バンブ電極１４の断
面形状は、その中央部が約５μｍ凸になっている。

なお、この形状は、シリコン酸化膜１５の膜厚やエツチ
ング条件により決定される。

最後に、第１の実施例と同様に、第５のフォトレジスト
１３．アルミニウム膜３ｂ、シリコン酸化膜１５．ポリ
イミド膜１１．メッキ用配線７を順次除去し、第２図（
ｃ）に示す半導体装置が完成する。

本実施例では、金バンプ電極の中央部を凸状にすること
が出来るため、キャリアテープと金バンブ電極をボンデ
ィングする際、両者の接触面積を大きくすることが出来
、密着強度を増大することが出来る。

〔発明の効果〕

第３図を参照して、本発明の第１の実施例を例にして、
本発明の詳細な説明する。

第３図は、第１図（ｇ）と第１（ｈ）との中間の状態を
示す図である。

第１図（ｇ）に示した状態の後、半導体基板１の主面側
を金メッキ液（図示せず）に接触させ、メッキ電源コン
トロールユニ・ソＩ・１６により、定電流電解金メッキ
を行なう。

ここで、メッキ装置の陽極側は白金板電極１７と電極端
子１８で構成されており、白金板電極１７は金メッキ液
中で陽ｉ電極となり、電極端子１８は第５のフォトレジ
ストパターン１３を突き破りチタン膜１２に接触させて
いる。

また、メッキ装置の陰極側は半導体基板１の裏面に接続
され、半導体基板１はダイシングライン領域を介してメ
ッキ用配線７と接続し、更に、半導体基板１はメッキ用
配線７を介してバリア金属膜１０ａと接続し、バリア金
属膜１０ａが陰極電極となっている。この電極間に電流
を流すことにより、バリア金属膜１０ａ上に金メ・・Ｉ
キ層すなわち金バンプ電極１４が形成される。

この様にして電解金メッキを続けると、金バンプ電極１
４は徐々に成長し、やがてメッキ終了検知用配線である
チタン膜１２に接触し、成長は停止する。

これは、陰極電極であるバリア金属膜１０ａと陽極電極
である白金電極１７との間の電気抵抗が極小となり、瞬
間的に大電流が流れ、ダイシングライン領域の側壁部分
のようにメッキ用配線７のステップカバレッジの悪い箇
所が融断してメッキ電流が流れなくなるためである。

従って、本実施例の機構を各金バンブ電極単位または半
導体装置単位に構成しておけば、金バンプ電極１４の成
長状況を監視することなしに、金バンプ電極の膜厚を精
度良くコントロールすることが可能となる。

また、本実施例では、ポリイミド樹脂の膜厚のみで金バ
ンブ電極の膜厚が決定されることがら、容易に膜厚をコ
ントロールすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｉ）は本発明の第１の実施例の工程順
断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例
の工程順断面図、第３図は本発明の第１の実施例を例に
して本発明の詳細な説明するための断面図である。 １・・・半導体基板、２，５．１５・・・シリコン酸化
膜、３・・・アルミニウム、３ａ・・・アルミニウム配
線、３ｂ・・・アルミニウム膜、４，６．８．９゜１３
・・・フォトレジストパターン、７・・・メッキ用配線
、１０・・・金属膜、１０ａ・・・バリア金属膜、１１
・・・ポリイミド樹脂、１２・・・チタン膜、１４・・
・金バンプ電極、１６・・・メッキ電源コントロールユ
ニ・ソト、１７・・・白金板電極、１８・・・電極端子
。 ■・・・ダイシングライン領域、■・・・金バンブ電極
形成領域。 代理友

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上のバンプ電極形成領域を含む領域に、電解
   メッキ時の陰極側の電流路としての第１の金属導電膜を
   形成する工程と、前記第１の金属導電膜上の前記バンプ
   電極形成領域にバリア金属膜を形成する工程と、前記第
   １の金属導電膜および前記バリア金属膜を含む前記半導
   体基板の主面側に第１の保護膜を形成する工程と、前記
   第１の保護膜上に第２の金属導電膜を形成する工程と、
   前記第２の金属導電膜上に前記バンプ電極形成領域のみ
   開口した第２の保護膜を形成する工程と、前記第２の保
   護膜をマスクとして前記第２の金属導電膜および前記第
   １の保護膜をエッチング除去して前記バリア金属膜を露
   出させる工程と、前記第２の保護膜をマスクとして前記
   第１の金属導電膜を陰極、電解メッキ装置側に設置した
   電極を陽極、前記第２の金属導電膜をメッキ終了検知用
   配線として電解メッキを行ない露呈された前記バリア金
   属膜上にバンプ電極を形成する工程と、メッキ完了後不
   要となった前記第２の保護膜、前記第２の金属導電膜、
   前記第１の保護膜をエッチング除去する工程と、その後
   に前記第１の金属導電膜の不要部分をエッチング除去す
   る工程からなることを特徴とする半導体装置の製造方法
   。