JPH0437139A - 金属突起電極の形成方法 - 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、金属突起電極の形成方法に関し、特にフリッ
プチップＩＣ等の金属突起電極の形成方法に関する。

［従来技術］ 従来、例えばフリップチップＩＣの金属突起電極（よ　
第５図の工程Ａに示す様に、レジスト塗布。

露光・現像　Ｃｕバンプメッキ、レジスト剥胤Ｃｒ　／
　Ｃｕエツチング、はんだ形成等の工程を経て、シリコ
ンチップＰ１上に形成されたＣｕバンプＰ２の上に、は
んだ印刷によってはんだバンプＰ３を設けることによっ
て形成されていたところが、この方法で１友　金属突起
電極の微細化に伴ってはんだ印刷が困難になるため、第
５図の工程Ｂに示す様な、はんだメッキ方法による金属
突起電極の形成方法が考えられち　この金属突起電極形
成の手順は下記の要領で行われる。

■シリコンウェハ内にトランジスタ、ダイオード、抵抗
等の素子を形成する。

■素子が形成されたシリコンチップＰ４上に、熱酸化膜
Ｐ５を形成し、更にその上にＡＱ配線Ｐ６を施して各々
の素子を結線する。

■素子を保護するために、素子上にパッシベ−ジョン膜
Ｐ７を形成する。

■金属突起電極を形成する位置１；Ｃｒ膜及びＣｕ膜Ｐ
８の蒸着を行う。

■フィルム状のレジストＰ９でラミネートする。

或は液状のレジストＰ９を塗布する。　（レジスト形成
工程） ■露光及び現像を行って、スルーホールＰＩＯを形成す
る（露光・現像工程）。

■Ｃｕメッキを施して、ＣｕバンプｐＨを形成する（Ｃ
ｕバンプメッキ工程）。

■レジスト層９を剥離せずに、そのままはんだメッキを
施してはんだメッキ層Ｐ１２を形成する（はんだメッキ
工程）。

■レジスト層９を、剥離する（レジスト剥離工程）。

（：ＤＣｒ／Ｃｕエツチングを行い、はんだメッキ層Ｐ
１２をリフローさせて金属突起電極を形成する（はんだ
形成工程）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この後者の技術でも、金属突起電極をよ
り微細化する場合（例えばバンブ径が１１００ｊｉ程度
）に（よ好適に微細な金属突起電極を形成できないとい
う問題があった つまり、金属突起電極を微細化した場合にも、第６図に
示す様に、電気的接合の信頼性の点から、また基板とチ
ップの間に補強用の樹脂を充填する必要があるため、所
定のはんだ量（はんだ高さ）が必要とされている。従っ
て、第７図（Ａ）に示す様（：、従来のＣｕバンプＰ１
］上にはんだメッキ層Ｐ１２を形成する方法で（表　フ
ィルム状のレジスト２９表面にオーバーハングするはん
だ量が多くなって、レジストＰ９が剥離しにくくなると
いう問題が生じていた。

また、オーバーハングするはんだ量があまり多くなると
、はんだメッキ層Ｐ１２にレジストＰ９が残留するいわ
ゆるレジスト残りが生じるという問題があった。

尚、この様な問題（表　第７図（Ｂ）に示す様に液状の
レジストＰ９の場合にも生じ、同様に微細な金属突起電
極を形成する上での障害となってい本発明（よ前記課題
を解決して、好適に微細な電極を形成できる金属突起電
極の形成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］ かかる課題を解決するための本発明（よ素子が形成され
たチップの表面に保護膜及びメッキ下地金属膜を形成し
た後に、該メッキ下地金属膜上に金属突起電極を形成す
る方法において、前記保護膜及びメッキ下地金属層を覆
ってメッキ金属層を形成し、次いで該メッキ金属層を覆
ってレジスト層を形成し、更に前記メッキ下地金属膜の
上方の前記レジスト層を除去してスルーホールを形成し
、次に該スルーホールにはんだ層を形成し、その後前記
レジスト層を剥離し、次いで前記保護膜の上方のメッキ
金属層を除去することを特徴とする金属突起電極の形成
方法を要旨とする。

［作用］ 本発明で（衣　ます、素子が形成されたチップの表面に
保護膜及びメッキ下地金属膜を形成し、この保護膜及び
メッキ下地金属層を覆ってメッキ金属層を形成すること
により、金属突起電極の軸となる部分が形成される。次
に、メッキ金属層を覆ってレジスト層を形成し、このレ
ジスト層のうちメッキ下地金属膜の上方部分を除去する
ことによって、メッキ金属層に達するスルーホールが形
成される そして、このスルーホールに充填する様にはんだ層を形
成することによって、金属突起電極となるメッキ金属層
の上部にはんだ層が形成されることになる。その後レジ
スト層の残りの部分を剥離し、次いで保護膜の上方のメ
ッキ金属層を除去することによって、メッキ下地金属膜
上のメッキ金属層及びその上部のはんだ層が残される。

この様にして、はんだ層を上部に備えたメッキ金属層が
形成さね、後の加工によってはんだ層がリフローされて
金属突起電極が完成される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本実施例の微細な金属突起電極］の形成方法を工程
順に示し、第２図は形成された金属突起電極（はんだリ
フロー前の金属突起電極）１の断面を示している。尚、
第１図において（良木実施例の特徴部分である工程ｖ〜
工程Ｘ１１のみを図示する。

（拡散工程）・・・１ まず、拡散工程にて、シリコンウェハ内１：、トランジ
スタ、ダイオード、抵抗等の素子を形成することにより
、第２図のシリコンチップ２を製造する。

（ＡＱ結線工程）・・・１１ 次１：、そのシリコンチップ２上１ミ熱酸化膜（ＳｉＯ
２）　３を形成し、更に熱酸化膜３の表面１：、蒸着に
よってＡＱ配線４を形成して、各素子の結線を行う。

（保護膜形成工程）・・・１１１ その後、シリコンチップ２上の素子を保護する目的で、
金属突起電極１を形成する部分を除いて、素子の上部全
体をガラス質のパッシベーション膜５で覆う。

（メッキ下地工程）・・・１ｖ 更１：、金属突起電極１を形成する部分に露出するＡＱ
配線４上に、メッキ下地金属であるＣｒ膜６を蒸着によ
って形成し、更にこのＣｒ膜６上にＣｕ膜７も蒸着によ
って形成する。尚、前記Ｃｒ膜６に代えて、はんだ中の
Ｓｎの拡散を防止できる例えばＴｉ膜やＭｏ膜等を形成
してもよく、また前記Ｃｕ膜７に代えてＡｕ膜等を形成
してもよし＼。

以下に第１図に示す本実施例の特徴部分を説明する。

（全面Ｃｕメッキ工程）・・・Ｖ 前記Ｃｕ膜６及びパッシベーション膜５の表面全体を覆
って、所望の厚さ（例えば約３０ｕｍ）のＣｕメッキを
施して、後に金属突起電極１の軸の部分となるＣｕメッ
キ層８を形成する。

（レジストラミネート工程）・・・ｖ１次いで、前記Ｃ
ｕメッキ層８の上（ミ所望の厚さ（例えば５０μｍ）の
フィルムレジストを、２゜５〜４．　０　ｋｇ／　ｃｍ
２の正方　９０〜１３０℃の温度で全面に貼り付けてラ
ミネートして、レジスト層９を形成する。

（露光・現像工程）・・・■１ その後、半導体露光装置（アライナ−）を用いて、金属
突起電極１を形成する部分のレジスト層９を露光し、そ
の後現像処理を行う。それによって、露光した部分のレ
ジスト層９を除去して、Ｃｕメッキ層８に達するスルー
ホール１０を形成する。

（はんだメッキ工程）・・・■ 更に、このスルーホール１０にはんだメッキを行って、
はんだメッキ層１］を形成する。この時、はんだメッキ
層１１はレジスト層９の上に若干オーバーハングする。

（レジスト剥離工程）・・・１ｘ 次に、前記レジスト層９の残り全てを、Ｃｕメッキ層８
の上から剥離して除去する。これによって、平らなＣｕ
メッキ層８上１ミオ−バーハング１２を備えた柱状のは
んだメッキ層］］が突出することになる。

（厚膜Ｃｕエツチング工程）・・・Ｘ その後、前記はんだメッキ層１］をレジストとして、厚
膜Ｃｕエツチングを行い、・Ｃｕメッキ層８及びＣｕ膜
７を除去して、後に金属突起電極１の軸となるＣｕバン
ブ１４を形成する。つまりＣＵバンブ１４以外のＣｕメ
ッキ層８及びＣｕ膜７の部分を除去して、Ｃｒ膜６を露
出させる。

この場合、使用するエツチング液（Ｃｕエツチング液）
（表　　はんだメッキ層１２をエツチングすることなく
Ｃｕメッキ層１４及びＣｕ膜７のみをエツチングする溶
斉１例えば塩化テトラアンミン銅（１１）液等を使用す
る。

（Ｃｒエツチング工程）・・・×１ そして、このＣｕエツチング後に、Ｃｒ膜６のみエツチ
ング可能な液（例えば（株）メルテックス　エンストリ
ップＣＲ−５）を使用して、Ｃｒ膜６のエツチングを行
う。

（はんだリフロー工程）・・・Ｘ１１ 最後に、Ｃｕバンプ］４上のはんだメッキ層］２を加熱
し、軟化させてリフローさせ、所望の微細な金属突起電
極］を完成する。

この様に、本実施例で（、ｔ、Ｃｕ膜７の表面にレジス
ト層９を形成するのではなく、まず、厚膜のＣｕメッキ
層８を形成し、そのＣｕメッキ層８の上面にレジスト層
９を形成した後に、はんだメッキ層１２を形成し、更に
エツチング等を施してＣｕメッキ層８等を除去すること
によって、金属突起電極１を形成するので、第３図に示
すような微細な金属突起電極１を容易に形成できる。

つまり、予め金属突起電極１の軸となるＣｕバンプ］４
を、厚膜のＣｕメッキによって形成するので、レジスト
層９の厚さに相当する十分なはんだの高さを設定できる
。即ち、多くのはんだ量をＣｕバンプ］４上に保持でき
る。従って、金属突起電極１が微細化しても、電気的接
合及び樹脂の充填のため１こ必要なはんだ晋を確保する
ことができるので、レジスト層９にオーバーハングする
はんだ量が少なくて済み、レジスト層９が剥離し易くな
る。

更に、オーバーハングするはんだ量が少なくなるので、
はんだメッキ層１］にレジスト残りが生じにくくなる。

その結果、金属突起電極１の一層の微細化が可能になる
。

次に、他の実施例について、第４図に基づいて説明する
。

前記実施例で（表　レジスト層９としてフィルムレジス
トを使用したが、本実施例の金属突起電極２０で（よ　
それに代えて通常のネガ型液状レジスト２１を使用し、
Ｃｕメッキ層２２からなるＣｕバンプ２３の上に所定の
厚さ（例えば３〜５μｍ）に塗布する。

この様に、液状レジスト２１を使用して金属突起電極２
０を形成しても、微少な金属突起電極２０を容易に形成
することができる。

尚、液状レジスト２１と使用した場合には、般にフィル
ムレジストと比較して薄いので、オーバーハング量はや
や多くなるが、上述した様に、Ｃｕメッキ層２２を形成
してからスルーホール２４にはんだメッキ層２５を形成
するので、十分なよんだ高さを容易に確保できるという
利点がある。

［発明の効果］ 以上詳述した様に、本発明では、Ｃｕメッキ層を形成し
、そのＣｕメッキ層の上面にレジスト層を形成し、更に
はんだメッキ層を形成して、エツチング等を施して金属
突起電極を形成する。それによって、微細な電極上部に
多くのはんだ量を確保できるので、レジスト層にオーバ
ーハングするはんだ量が少なくて済み、従って、レジス
ト層が剥離し易くなるとともに、はんだメッキ層にレジ
スト残りが生じにくくなる。その結果、金属突起電極の
一層の微細化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の金属突起電極の形成方法を示
す工程図、第２図は金属突起電極を示す断面図、第３図
は金属突起電極の斜視図、第４図は他の実施例の金属突
起電極を示す断面図、第５図は従来の金属突起電極の形
成方法を示す工程図、第６図はチップの接合を示す説明
図、第７図は従来の金属突起電極を示す断面図である。 １．２ ８．２ ９．２ １２゜ ０・・・金属突起電極（電極） ２・・・Ｃｕメッキ層 ］・・・レジスト層 ２５・・はんだメッキ層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　素子が形成されたチップの表面に保護膜及びメッキ
   下地金属膜を形成した後に、該メッキ下地金属膜上に金
   属突起電極を形成する方法において、 前記保護膜及びメッキ下地金属層を覆ってメッキ金属層
   を形成し、次いで該メッキ金属層を覆ってレジスト層を
   形成し、更に前記メッキ下地金属膜の上方の前記レジス
   ト層を除去してスルーホールを形成し、次に該スルーホ
   ールにはんだ層を形成し、その後前記レジスト層を剥離
   し、次いで前記保護膜の上方のメッキ金属層を除去する
   ことを特徴とする金属突起電極の形成方法。