JPH0352236A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0352236A
JPH0352236A JP1185987A JP18598789A JPH0352236A JP H0352236 A JPH0352236 A JP H0352236A JP 1185987 A JP1185987 A JP 1185987A JP 18598789 A JP18598789 A JP 18598789A JP H0352236 A JPH0352236 A JP H0352236A
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JP
Japan
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metal layer
wiring
opening
layer
thick film
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JP1185987A
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English (en)
Inventor
Aiichiro Umezuki
梅月 愛一郎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

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】 〔概要〕 電解メンキ法を使用して半導体装置の厚膜配線とバンプ
とを形成する方法の改良に関し、金属配線とyLWA配
線との間に形成される密着性メタル層とバリアメタル層
とのサイドエンチングを防止して半導体装置の信頼性を
向上すると覧もに、製造工程を簡略化して製造コストの
低減を可能にする電解メッキ法を使用してなす厚膜配線
とバンプとの形成方法を提供することを目的とし、半導
体層上に第1の絶縁膜を形成し、この第1の絶緑膜上に
金属配線を形成し、次に、第2の絶縁膜を形成し、この
第2の絶USをパターニングして、前記の金属配線上か
ら除去して第1の開口を形成し、次に、バリアメタル層
と密着性メタル層とを順次積層形成した後、レジスト層
を形成し、このレジスト層をパターニングして、前記の
第1の開口に対応する領域に第2の開口を形成し、この
第2の開口に金属層よりなる厚膜配線をメッキ形成し、
次に、カバー膜を形戒し、このカバー膜をパターニング
してバンプ形戒頷域と厚膜配線相互間とチップ形成領域
を除く領域とから除去し、次に、レジスト層を形成し、
このレジスト層をパターニングして、前記の厚膜配線に
対応する領域に第3の開口を形成し、この第3の開口に
金属層よりなるバンプをメッキ形成し、次に、前記のカ
バー膜をマスクとして前記の密着性メタル層とバリアメ
タル層とを除去するように構戒する.〔産業上の利用分
野〕 本発明は、電解メッキ法を使用して半導体装置の厚膜配
線とバンプとを形戒する方法の改良に関する. 〔従来の技術〕 半導体チップの大容量化及び高速化にともなって、入出
力ビン数の増加及び大電流化に対する技術開発が必要に
なっている.これまで、入出力ピン数の増加に対しては
、TAB (Tape AutomatedBondi
ng ) , F/ C (Flip Chip)等の
実装技術が開発され、また、大電流化に対しては、電源
ライン等の配線層を厚膜化する技術が開発されている.
ところで、蒸着法またはスバッタ法を使用して厚膜の配
線を形戒する場合には、パターニング工程を含めて考え
ると、最大膜厚としては3n程度が限界であり、それ以
上の膜厚の配線を形成する場合には電解メッキ法を使用
しなければならないのが現状である. 以下に、電解メッキ法を使用して厚膜配線とバンプとを
形戒する従来の方法について説明する.第7図参照 半導体層1上に第1の絶縁ll!2を形成し、これに開
口(図示せず)を形成した後、アルミニウム層を形成し
、これをパターニングして半導体層1に接触するアルミ
ニウムの配線3を形成する.全面にPSG等の第2の絶
縁1!14を形成し、これをパターニングしてアルごニ
ウム配wA3上から除去して第1の開口6を形成する. 第8図参照 スパッタ法を使用して、次工程において形成される金の
厚膜配線とアルξニウム配線3との間の化学反応を防ぐ
ためのチタン等よりなるバリアメタル層9を形成し、次
いで、次工程において形成される金の厚膜配線との密着
性を良好にするためのパラジウム等よりなる密着性メタ
ル層10を形成する.次に、レジスト層11を形成し、
これをパターニングして厚膜配線形成領域から除去して
第2の開口l2を形成し、電解メッキ法を使用して金メ
ッキをなし、第2の開口12内に金の厚膜配線エ3を形
戒する. 第9図参照 レジスト層l1を除去し、金の厚膜配線13をマスクと
して、王水を使用して密着性メタル層IOをエッチング
除去し、次いで、過酸化水素水とアンモニアとの混合液
を使用してバリアメタル層9をエッチング除去する. 第10図参照 I膜配線13の信頼性を向上するため、CVD法等を使
用して窒化シリコンよりなるカバー膜l4を形成し、こ
れをパターニングしてバンプ形成領域に開口を形戒し、
スバッタ法を使用して、カバー膜14との密着性を向上
するためのチタンよりなる密着性メタル層18と次工程
において形成される金のバンプとの密着性を向上するた
めのパラジウムよりなる密着性メタル層19とを形戒す
る.第11図参照 レジスト層l5を形成し、これをパターニングしてバン
プ形成頷域から除去して第3の開口l6を形成し、電解
メッキ法を使用して金メッキをなし、第3の開口l6内
にバンプ17を形成する。
第12図参照 レジスト層15を除去し、金のバンプ17をマスクとし
て、王水を使用してパラジウムの密着性メタル層19を
エッチング除去し、次いで、過酸化水素水とアンモニア
との混合液を使用してチタンよりなる密着性メタル11
18をエッチング除去する.〔発明が解決しようとする
課題〕 ところで、金の厚膜配線13をマスクとしてパラジウム
の密着性メタル層10をエッチングする場合に、金とパ
ラジウムとの間の電池効果によって、第9図に示すよう
に、パラジウムの密着性メタル層10がサイドエッチン
グされ、こ\からエッチング液が侵入してアルξニウム
配線3が損傷されたり、あるいは、厚膜配線13上にカ
バー膜14を形成した時に、このサイドエッチされた領
域におけるカバレージが悪くなり、カバー膜14にクラ
ツクが発生して半導体装夏の信頼性が低下するという問
題がある.さらに、バンプ17の形成に際しても、厚膜
配!13の形戒時と同様に、チタンの密着性メタル層l
8とパラジウムの密着性メタル7119とを積層して形
戒する必要があるため、製造工程が複雑であり、製造コ
スト面で不利益となっている.本発明の目的は、これら
の欠点を解消することにあり、金属配線と厚膜配線との
間に形成される密着性メタル層とバリアメタル層とのサ
イドエッチングを防止して半導体装寛の信頼性を向上す
ると一もに、製造工程を簡略化して製造コストの低減を
可能にする電解メッキ法を使用してなず厚膜配線とバン
プとの形成方法を提供することにある.(t%題を解決
するための手段〕 上記の目的は、半導体層(1)上に第1の絶縁WA(2
)を形成し、この第1の絶縁膜(2)上に金属配線(3
)を形成し、次に、第2の絶縁膜(4)を形成し、この
第2の絶縁膜(4)をパターニングして、前記の金属配
線(3)上から除去して第1の開口(6)を形成し、次
に、バリアメタル層(9)と密着性メタル層(10)と
を順次積層形成した後、レジスト禰(11)を形成し、
このレジスト層I (11)をパターニングして、前記
の第1の開口(6)に対応する領域に第2の開口(12
)を形戒し、この第2の開口(12)に金属層よりなる
厚膜配線(13)をメッキ形成し、次に、カバー膜(1
4)を形成し、このカバー膜(14)をパターニングし
てバンプ形成領域と厚膜配線(13)相互間とチップ形
T9.81域を除《領域とから除去し、次に、レジスト
層(15)を形成し、このレジスト層(15)をパター
ニングして、前記の厚膜配線(13)に対応する領域に
第3の開口(16)を形成し、この第3の開口(16)
に金属層よりなるバンプ(17)をメッキ形成し、次に
、前記のカバー膜(14)をマスクとして前記の密着性
メタル層(10)とバリアメタル層(9)とを除去する
工程を有する半導体装置の製造方法によって連或される
.〔作用〕 本発明に係る厚膜配線とバンプとの形成方法においては
、バンプ17のメッキ形成に際して、厚膜配線13を形
戒する時に形戊した密着性メタル層10を一方の電極と
して使用して電解メッキをなすことができるので、これ
までバンプ17の形成時に形成されたカバー膜14との
密着性メタル層18とバンプ17との密着性メタル屠1
9とが不必要になり、これにともなう工程が削減されて
製造コストが低減される.また、密着性メタル層10と
バリアメタルIl9のエッチングはカバー1pl14を
マスクとしてなされるので、密着性メタル層10とバリ
アメタル層9とのサイドエッチングは防止され、半導体
装寛の信頼性が向上する. 〔実施例〕 以下、図面を参照しつ一、本発明の一実施例に係る厚膜
配線とバンプとの形戒方法について説明する. 第2図参照 半導体層l上に二酸化シリコン等の第1の絶縁l!l2
を形成し、これに開口(図示せず)を形成した後、アル
ミニウム層を形成し、これをバタ一二ソグして半導体層
1に接触するアルミニウムの配線3を形戒する,CVD
法等を使用して、PSG等の第2の絶al14を1.O
n厚程度に形成し、次いで、耐湿性を高めるため窒化シ
リコン膜5を0.3μ厚程度に形成し、PSGll4と
窒化シリコン膜5とをパターニングしてアルミニウム配
層Aa上に第1の開口6を形戒する. 第3図参照 次工程で形成される金の厚膜配綿と窒化シリコン膜5と
の間に熱膨張差に起因して発生する応力を緩衝するため
、ポリイミド117を2.On厚程度に形放し、これを
パターニングして第1の開口6の内側に開口8を形戒す
る. 第4図参照 スバシタ法を使用し、チタン等よりなるバリアメタル層
9をs.ooo人厚程度に形成し、次いで、パラジウム
等よりなる密着性メタル層10をa,ooo人厚程度に
形戒する.次に、東京応化製のレジストBMR−SFI
OOO等を1On厚程度に豫布してレジスト層11を形
成し、これをパターニングして第1の開口6に対応する
領域に第2の開口12を形成し、電解メッキ法を使用し
て金メッキをなし、第2の開口12内に5μ厚程度の厚
膜配線13を形成する. 第5図参照 レジスト層11を除去し、CVD法等を使用して窒化シ
リコンよりなるカバー11A14を0.3n厚程度に形
成し、これをパターニングしてバンプ形戒籟域と厚膜配
線13相互間とチップ形戒領域を除く領域とから除去す
る.なお、チップ形成領域を除く領域のカバーMl4を
除去するのは、電解メッキをなす時に、メッキ用1i極
と密着性メタル層10とのコンタクトを可能にするため
である. 第6図参照 東京応化製のレジス}BMR−SFIOOO等を塗布し
て30μ厚程度のレジスト層15を形成し、これをパタ
ーニングして厚膜配線13に対応する領域に第3の開口
16を形成し、電解メッキ法を使用して金メッキをなし
、第3の開口16内に25n厚程度の金のバンプ17を
形戒する. 第1図参照 レジスト層15を除去し、カバー膜l4をマスクとして
、王水を使用して密着性メタル層10をエッチングし、
次いで、過酸化水素水とアンモニアとの混合液を使用し
てバリアメタル層9をエッチングし、密着性メタル層1
0とバリアメタル屠9とを厚膜配線相互間とチップ形t
c 81域を除く領域とから除去する. 〔発明の効果〕 以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装lの製遣方
法においては、電解メッキ法を使用してバンプを形戒す
る際に、厚膜配線の形成時に形成された厚膜配線との密
着性メタル層を一方の電極として使用することができる
ので、これまでのバンプ形成時に必要であったカバー膜
との密着性メタル層とバンプとの密着性メタル層とが不
必要になり、これにともなう工程が削減されて製造コス
トが低減される.また、厚膜配線との密着性メタル層の
エッチングはカバー膜をマスクとしてなされるのでサイ
ドエッチングが防止され、半導体装置の信幀性が向上す
る.
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は、本発明の一実施例に係る半導体装置
の製造方法を説明する工程図である.第7図〜第12図
は、従来技術に係る半導体装置の製造方法を説明する工
程図である. ■・・・半導体層、 2・・・第1の絶縁膜、 3・・・金属配線、 4・・・第2の絶縁膜、 5・・・窒化シリコン膜、 6・・・第1の開口、 7・・・ポリイミド膜、 8・・・開口、 9・・・バリアメタル層、 10・・・密着性メタル層、 1l・・・レジスト層、 12・・・第2の開口、 厚膜配線、 カバー膜、 レジスト層、 第3の開口、 バンプ、 カバー膜との密着性メタル層、 バンプとの密着性メタル層.

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体層(1)上に第1の絶縁膜(2)を形成し、 該第1の絶縁膜(2)上に金属配線(3)を形成し、 第2の絶縁膜(4)を形成し、該第2の絶縁膜(4)を
    パターニングして、前記金属配線(3)上から除去して
    第1の開口(6)を形成し、バリアメタル層(9)と密
    着性メタル層(10)とを順次積層形成した後、レジス
    ト層(11)を形成し、該レジスト層(11)をパター
    ニングして、前記第1の開口(6)に対応する領域に第
    2の開口(12)を形成し、 該第2の開口(12)に金属層よりなる厚膜配線(13
    )をメッキ形成し、 カバー膜(14)を形成し、該カバー膜(14)をパタ
    ーニングしてバンプ形成領域と厚膜配線(13)相互間
    とチップ形成領域を除く領域とから除去し、レジスト層
    (15)を形成し、該レジスト層(15)をパターニン
    グして、前記厚膜配線(13)に対応する領域に第3の
    開口(16)を形成し、 該第3の開口(16)に金属層よりなるバンプ(17)
    をメッキ形成し、 前記カバー膜(14)をマスクとして前記密着性メタル
    層(10)とバリアメタル層(9)とを除去する 工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP1185987A 1989-07-20 1989-07-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH0352236A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5917231A (en) * 1997-02-17 1999-06-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device including an insulative layer having a gap

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5917231A (en) * 1997-02-17 1999-06-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device including an insulative layer having a gap

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