JPH0684919A - Bump electrode for face down bonding of flip chip type semiconductor device and its production - Google Patents
Bump electrode for face down bonding of flip chip type semiconductor device and its productionInfo
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、フリップチップ（Fl
ip-Chip)形半導体装置のフェイスダウンボンディング
（Face Down Bonding ）用バンプ（Bump）電極及びその
作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is applied to a flip chip (Fl
The present invention relates to a bump (Bump) electrode for face down bonding of an ip-Chip type semiconductor device and a method for manufacturing the bump electrode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に伴なって、
接続端子が多数化する傾向にある。このため、半導体チ
ップの実装工程においては、従来のワイヤボンディング
(WireBonding ）方式による端子接続方式では対処でき
なくなり、フリップチップボンディング方式が脚光を浴
びてきた。2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices,
The number of connection terminals tends to increase. Therefore, in the process of mounting the semiconductor chip, the conventional wire bonding
The terminal connection method using the (WireBonding) method cannot handle the problem, and the flip chip bonding method has been in the limelight.
【０００３】フリップチップボンディングは、フェイス
ダウンボンディングの一種で、半導体チップのフェイス
ダウンボンディング側電極と、基板又はパッケージ側の
配線電極を向い合わせて直接接続する接続方式である。
フェイスダウンボンディングする半導体チップの電極に
は、図３に示すようなはんだバンプ８が形成されてお
り、ボンディングされる基板（図示せず）側の配線電極
に下向き（図３では上向き）に直接接触し、はんだ溶融
させて圧接し接続するものである。なお、半導体チップ
１上のフェイスダウンボンディング側電極２とはんだバ
ンプ８の界面には、中間金属層５としてチタン、銅、ク
ローム等の多層の下地金属膜を介してはんだバンプ（は
んだ突起層）が形成されている。はんだバンプ８の作製
は、従来は、図４（ａ）ないし（ｆ）のプロセスにより
行っていた。Flip-chip bonding is a type of face-down bonding, and is a connection method in which the face-down bonding-side electrode of a semiconductor chip and the wiring electrode on the substrate or the package face each other and are directly connected.
Solder bumps 8 as shown in FIG. 3 are formed on the electrodes of the semiconductor chip to be face down bonded, and the wiring electrodes on the side of the substrate (not shown) to be bonded are directly contacted downward (upward in FIG. 3). Then, the solder is melted and pressure-welded for connection. At the interface between the face-down bonding side electrode 2 on the semiconductor chip 1 and the solder bump 8, a solder bump (solder protrusion layer) is formed as an intermediate metal layer 5 via a multi-layered base metal film of titanium, copper, chrome or the like. Has been formed. Conventionally, the solder bumps 8 have been manufactured by the process shown in FIGS. 4A to 4F.
【０００４】すなわち、図４（ａ）に示すように、半導
体チップ１のフェイスダウンボンディング（上向き）側
表面に形成した金属電極（例えばアルミ電極）２を除く
上面にパッシベイション絶縁層としてＳｉＮ層３を形成
する。次いで、図４（ｂ）に示すように、ＳｉＮ層膜３
及びアルミ電極２上にチタン（又は銅やクローム）膜
（４−１）、銅膜（４−２）などからなる中間金属層５
を１０-5Torr程度に減圧した真空容器内において膜構成
金属材料をターゲットとしてスパッタリングして被膜形
成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、上述した半
導体チップ１のはんだバンプ（後述する）形成部のみ開
口するフォトレジスト６をパターニングする。そして、
その後、図４（ｄ）に示すようにフォトレジスト６の開
口部を介して電解メッキによりスズ及鉛からなるハンダ
材料を堆積し、その後、フォトレジスト膜６を剥離した
後、図４（ｅ）に示すようにはんだ堆積部直下以外の中
間金属層５をエッチングによって除去する。さらに、リ
フロー炉中において図４（ｆ）に示すように、はんだ堆
積物をリフローして球状化し、はんだバンプ８を形成し
ていた。That is, as shown in FIG. 4A, a SiN layer is formed as a passivation insulating layer on the upper surface excluding the metal electrode (for example, aluminum electrode) 2 formed on the surface of the semiconductor chip 1 on the face-down bonding (upward) side. 3 is formed. Then, as shown in FIG. 4B, the SiN layer film 3
And an intermediate metal layer 5 made of a titanium (or copper or chrome) film (4-1), a copper film (4-2), etc. on the aluminum electrode 2.
Is sputtered in a vacuum container whose pressure is reduced to about 10 −5 Torr using the film-forming metal material as a target to form a film. Next, as shown in FIG. 4C, the photoresist 6 having an opening only in the solder bump (described later) forming portion of the semiconductor chip 1 is patterned. And
After that, as shown in FIG. 4D, a solder material made of tin and lead is deposited by electrolytic plating through the opening of the photoresist 6, and then the photoresist film 6 is peeled off. As shown in, the intermediate metal layer 5 other than immediately below the solder deposition portion is removed by etching. Further, as shown in FIG. 4 (f), the solder deposit was reflowed into a spherical shape to form the solder bump 8 in the reflow furnace.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した構
造の半導体チップのバンプ電極は、中間金属層５の一層
である銅膜（４−２）がはんだ中に拡散して銅−スズ間
で金属間化合物を形成してしまい、銅膜（４−２）の厚
さが１μｍ程度の厚さであれば、銅膜（４−２）の殆ど
がはんだ中に拡散してしまい、中間金属層５とはんだ間
の密着性が低下し、信頼性を損うという難点があった。
このような難点を解消するため、中間金属層５上にはん
だを堆積する前に、例えばメッキによって、銅膜（４−
２）を厚く形成したり、はんだに対し拡散速度の小さい
ニッケルを堆積する等のプロセスを導入したり、又は、
中間金属層５としてニッケル膜を形成することで信頼性
の向上を図っている。しかし、前者のように、メッキに
よって銅やニッケルを堆積する場合にははんだバンプ根
元の応力歪が大きくなり、上述した理由とは違う点で信
頼性上難点がある。さらに、プロセス増による構造コス
トアップといった難点も生じる。However, in the bump electrode of the semiconductor chip having the above-described structure, the copper film (4-2), which is one layer of the intermediate metal layer 5, diffuses into the solder and metal between copper and tin is formed. If an intermetallic compound is formed and the thickness of the copper film (4-2) is about 1 μm, most of the copper film (4-2) diffuses into the solder, and the intermediate metal layer 5 However, there is a problem that the adhesion between the solder and the solder is reduced and the reliability is impaired.
In order to eliminate such a difficulty, before depositing the solder on the intermediate metal layer 5, for example, by plating, a copper film (4-
2) is formed thickly, a process of depositing nickel having a low diffusion rate to the solder is introduced, or
The reliability is improved by forming a nickel film as the intermediate metal layer 5. However, as in the former case, when copper or nickel is deposited by plating, the stress strain at the root of the solder bump becomes large, and there is a reliability difficulty in that it is different from the reason described above. Further, there is a problem that the structural cost is increased due to the increase in processes.
【０００６】また、後者の場合には、ニッケルが磁性材
料であるため、単独ではスパッタリング率が低く、作業
効率が低下するという難点がある。さらにまた、スパッ
タリングの代りに、真空蒸着法でニッケルを堆積する方
法もあるが、下地金属との密着性が低く、信頼性に難点
がある。そこで、この発明は、上述のような従来のフリ
ップチップ形半導体装置のフェイスダウンボンディング
用バンプ電極における中間金属層の一部である銅がはん
だ中に拡散し、中間金属層とはんだバンプ間の密着性が
低下する難点を除去することを第１の目的とするもので
ある。また、この発明は、はんだバンプ根元の応力歪を
大にすることなく信頼性の高いフリップチップ形半導体
装置のフェイスダウンボンディング用バンプ電極を提供
することを第２の目的とするものである。Further, in the latter case, since nickel is a magnetic material, there is a problem that the sputtering rate is low and the working efficiency is lowered by itself. Furthermore, instead of sputtering, there is also a method of depositing nickel by a vacuum evaporation method, but the adhesion to the underlying metal is low, and there is a difficulty in reliability. Therefore, according to the present invention, copper, which is a part of the intermediate metal layer in the bump electrode for face-down bonding of the conventional flip-chip type semiconductor device as described above, diffuses into the solder, and the adhesion between the intermediate metal layer and the solder bump is increased. The first purpose is to eliminate the disadvantage that the property deteriorates. A second object of the present invention is to provide a bump electrode for face-down bonding of a flip chip type semiconductor device which is highly reliable without increasing stress strain at the root of the solder bump.
【０００７】また、この発明は中間金属層との密着性の
高いはんだバンプを形成できるフリップチップ形半導体
装置のフェイスダウンボンディング用パンプ電極作製方
法を提供することを第３の目的とするものである。さら
に、この発明は製造工程が少なく製造コストが安価なフ
リップチップ形半導体装置のフェイスダウンボンディン
グ用バンプ電極の作製方法を提供することを第４の目的
とするものである。A third object of the present invention is to provide a method for manufacturing a pump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device, which can form a solder bump having high adhesion with an intermediate metal layer. . A fourth object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device which has a small number of manufacturing steps and a low manufacturing cost.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ためのこの発明のフリップチップ形半導体装置のフェイ
スダウンボンディング用バンプ電極は、半導体チップの
フェイスダウンボンディング表面に形成した金属電極上
に、中間金属層を介してハンダ突起層を設けて成るフリ
ップチップ形半導体装置のフェイスダウンボンディング
用バンプ電極において、中間金属層として少くとも一の
銅−ニッケル合金層を設けたことを特徴とするものであ
る。A flip-down type semiconductor device of the present invention for achieving the above-mentioned object has a bump electrode for face-down bonding, which is formed on a metal electrode formed on a face-down bonding surface of a semiconductor chip by an intermediate process. In a bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device in which a solder projection layer is provided via a metal layer, at least one copper-nickel alloy layer is provided as an intermediate metal layer. .
【０００９】また、上述の目的を達成するためのこの発
明のフリップチップ形半導体装置のフェイスダウンボン
ディング用バンプ電極の作製方法は、半導体チップのフ
ェイスダウンボンディング表面に形成した金属電極形成
部分を除く半導体チップ全面にパッシベイト絶縁層を形
成する第１の工程と、第１の工程を終了した半導体チッ
プを減圧真空槽内において金属電極上に、少くとも一の
銅ニッケル金属スパッタ膜を形成する第２の工程と、Further, in order to achieve the above-mentioned object, a method of manufacturing a bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device of the present invention is a semiconductor except a metal electrode forming portion formed on a face-down bonding surface of a semiconductor chip. A first step of forming a passivating insulating layer on the entire surface of the chip and a second step of forming at least one copper-nickel metal sputtered film on the metal electrode of the semiconductor chip which has completed the first step in a vacuum chamber. Process,
【００１０】第２の工程を終了した半導体チップを常圧
下において、半導体チップの金属電極上の中間金属層形
成部のみが開口したフォトレジスト膜をパターニングす
る第３の工程と、第３の工程を終了した半導体チップ上
のフォトレジスト膜をマスクにして電解メッキし、中間
金属層上にはんだを堆積させる第４の工程と、第４の工
程を終了した半導体チップ上のフォトレジスト膜を除去
する第５の工程と、Under the atmospheric pressure of the semiconductor chip which has completed the second step, the third step of patterning the photoresist film in which only the intermediate metal layer forming portion on the metal electrode of the semiconductor chip is opened, and the third step are performed. A fourth step of electrolytic plating using the photoresist film on the completed semiconductor chip as a mask to deposit solder on the intermediate metal layer, and a step of removing the photoresist film on the semiconductor chip after the fourth step. 5 steps,
【００１１】第５の工程を終了した半導体チップ上の露
出された中間金属層をエッチング除去する第６の工程
と、第６の工程を終了した半導体チップをリフローし、
半導体チップ上の中間金属層上に堆積したはんだをバン
プ状にする第７の工程と、から成ることを特徴とするも
のである。A sixth step of etching away the exposed intermediate metal layer on the semiconductor chip which has finished the fifth step, and a reflow of the semiconductor chip which has finished the sixth step,
And a seventh step of forming the solder deposited on the intermediate metal layer on the semiconductor chip into a bump shape.
【００１２】[0012]
【作用】以上のように、この発明のフリップチップ形半
導体装置のフェイスダウンボンディング用バンプ電極に
よれば、半導体チップのフェイスダウンボンディング表
面の金属電極上に形成する中間金属層を銅−ニッケル合
金層にしているから、中間金属層の銅がはんだバンプ中
に拡散して銅−スズ間金属化合物を形成したり、はんだ
中に銅が全部拡散してしまい、中間金属層とはんだ間の
密着性を低下させるようなことがなくなる。また、この
発明のフリップチップ形半導体装置のフェイスダウンボ
ンディング用バンプ電極の作製方法によれば、半導体チ
ップのフェイスダウンボンディング表面の金属電極上に
形成する中間金属電極層を銅−ニッケル合金を減圧真空
槽内でスパッタリングして銅−ニッケル合金層を形成す
るから、通常の真空蒸着製膜法に比べて膜の均一性、膜
強度及び製膜効率が高く、信頼性が高く、製造コストも
安価に済ませる。As described above, according to the bump electrode for face-down bonding of the flip-chip type semiconductor device of the present invention, the intermediate metal layer formed on the metal electrode on the face-down bonding surface of the semiconductor chip is a copper-nickel alloy layer. Therefore, the copper of the intermediate metal layer diffuses into the solder bumps to form a copper-tin metal compound, or the copper entirely diffuses into the solder, resulting in the adhesion between the intermediate metal layer and the solder. It will not be lowered. Further, according to the method for manufacturing the bump electrode for face-down bonding of the flip-chip type semiconductor device of the present invention, the intermediate metal electrode layer formed on the metal electrode on the face-down bonding surface of the semiconductor chip is vacuum-decompressed with copper-nickel alloy. Since the copper-nickel alloy layer is formed by sputtering in the bath, the film uniformity, film strength and film forming efficiency are higher, reliability is higher, and the manufacturing cost is lower than the conventional vacuum evaporation film forming method. Get done.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面に基づいて、この発明のフリップ
チップ形半導体装置のフェイスダウンボンディング用バ
ンプ電極及びその作製方法について詳細に説明する。図
１は、この発明の一実施例のフリップチップ形半導体装
置のフェイスダウンボンディング用バンプ電極の概略構
成を示す要部縦断面図である。図１中、１は半導体チッ
プ、２はフェイスダウンボンディング側表面のアルミ電
極、３は半導体チップ１上のアルミ電極形成部を除く半
導体チップのフェイスダウンボンディング側全面に形成
したＳｉＮ絶縁膜、（４−１）はアルミ電極２上に形成
した中間金属層５の一つのチタン層、（４−３）ははん
だバンプ層８（後述する）の最隣接する側に形成した銅
−ニッケル合金層で、チタン層（４−１）と銅−ニッケ
ル合金層（４−３）にはんだ突起層７とアルミ電極２と
の間の中間金属層（あるいは電極下地金属層）５として
機能している。また、図１中の８は中間金属層５上に形
成したはんだバンプである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A bump electrode for face-down bonding of a flip chip type semiconductor device of the present invention and a method of manufacturing the same will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a schematic configuration of a bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a semiconductor chip, 2 is an aluminum electrode on the face down bonding side surface, 3 is a SiN insulating film formed on the entire face down bonding side of the semiconductor chip except the aluminum electrode forming portion on the semiconductor chip 1, (4 -1) is one titanium layer of the intermediate metal layer 5 formed on the aluminum electrode 2, (4-3) is a copper-nickel alloy layer formed on the most adjacent side of the solder bump layer 8 (described later), The titanium layer (4-1) and the copper-nickel alloy layer (4-3) function as an intermediate metal layer (or electrode base metal layer) 5 between the solder bump layer 7 and the aluminum electrode 2. Further, 8 in FIG. 1 is a solder bump formed on the intermediate metal layer 5.
【００１４】上述した本実施例のフリップチップ形半導
体装置のフェイスダウンボンディング用バンプ電極は、
アルミ電極２とはんだバンプ８との密着性を高めるため
中間金属層５をおき、さらに中間金属層５のはんだバン
プ層８に隣接する層を銅−ニッケル合金で形成している
ため通電使用中でも、はんだバンプ層８中に銅が拡散し
て銅−スズ金属間化合物を形成してはんだバンプ層８と
の間の密着性が低下してしまうようなことがない。ま
た、従来のフェイスダウンボンディング用バンプ電極の
ように銅層の上にニッケル層を設けてからはんだ層を設
け（特開昭５７−１３９９４５号公報明細書）る必要も
ない。The bump electrodes for face-down bonding of the flip-chip type semiconductor device of this embodiment described above are
An intermediate metal layer 5 is provided in order to enhance the adhesion between the aluminum electrode 2 and the solder bump 8, and a layer adjacent to the solder bump layer 8 of the intermediate metal layer 5 is formed of a copper-nickel alloy, so that even when electricity is being used, There is no possibility that copper diffuses into the solder bump layer 8 to form a copper-tin intermetallic compound and the adhesion with the solder bump layer 8 is deteriorated. Further, unlike the conventional face-down bonding bump electrode, it is not necessary to provide a nickel layer on a copper layer and then a solder layer (Japanese Patent Laid-Open No. 57-139945).
【００１５】本実施例のフリップチップ形半導体装置の
フェイスダウンボンディング用バンプ電極は図２（ａ）
〜（ｆ）に示す工程により作製される。すなわち、ま
ず、図２（ａ）のように、半導体チップ１のフェイスダ
ウンボンディング側のアルミ電極２設置部分を除く、半
導体チップ１のフェイスダウンボンディング側全面にプ
ラズマＣＶＤ法によりＳｉＮ絶縁膜を形成する。次い
で、ＳｉＮ絶縁膜を形成した半導体チップ１のアルミ電
極２及びＳｉＮ絶縁膜３上面に、１０-5Torr以上に減圧
した真空槽（非図示）内において、Ａｒガス雰囲気中で
チタン及び７０％銅−３０％ニッケル合金をターゲット
とし、連続的にスパッタリングして、図２（ｂ）に示す
ように、チタン膜（４−１）及び７０％銅−３０％ニッ
ケル合金膜（４−３）を形成する。The bump electrodes for face-down bonding of the flip chip type semiconductor device of this embodiment are shown in FIG.
To (f). That is, first, as shown in FIG. 2A, a SiN insulating film is formed by plasma CVD on the entire face-down bonding side of the semiconductor chip 1 except for the aluminum electrode 2 installation portion on the face-down bonding side of the semiconductor chip 1. . Then, on the upper surface of the aluminum electrode 2 and the SiN insulating film 3 of the semiconductor chip 1 on which the SiN insulating film is formed, titanium and 70% copper are placed in an Ar gas atmosphere in a vacuum chamber (not shown) depressurized to 10 −5 Torr or more. As shown in FIG. 2B, a titanium film (4-1) and a 70% copper-30% nickel alloy film (4-3) are formed by continuously sputtering using a -30% nickel alloy as a target. To do.
【００１６】その後、真空槽を常圧にもどし、チタン膜
（４−１）及び７０％銅−３０％ニッケル膜（４−３）
を形成した半導体チップ１を真空槽から取り出し、常圧
下において、フォトレジスト６をパターニングし、図２
（ｃ）に示すようにアルミ電極２設置部分を除く、目的
とするバンプ（はんだバンプ）形成部分のみ開口してお
く。さらに、フォトレジスト６をパターニングした半導
体チップ１上に電解メッキ法により、図２（ｄ）に示す
ように、はんだ突起７を堆積する。その後、はんだ突起
７を堆積した半導体チップ１のフォトレジスト膜６を剥
離すると供に、チタン膜（４−１）及び７０％銅−３０
％ニッケル合金膜（４−３）も図２（ｅ）に示すように
剥離する。Then, the vacuum chamber is returned to normal pressure, and the titanium film (4-1) and the 70% copper-30% nickel film (4-3).
2 is taken out from the vacuum chamber, and the photoresist 6 is patterned under normal pressure.
As shown in (c), only the intended bump (solder bump) forming portion is opened except the aluminum electrode 2 installation portion. Further, as shown in FIG. 2D, solder protrusions 7 are deposited on the semiconductor chip 1 on which the photoresist 6 is patterned by electrolytic plating. Then, the photoresist film 6 of the semiconductor chip 1 on which the solder protrusions 7 are deposited is peeled off, and the titanium film (4-1) and 70% copper-30 are also used.
The% nickel alloy film (4-3) is also peeled off as shown in FIG.
【００１７】次いで、フラックス（硼砂）を塗布した状
態で、半導体チップ１を窒素ガス雰囲気のリフロー炉を
通してハンダ突起７を球状化し、最後にフラックスを溶
剤洗滌して除去し、図２（ｆ）に示すようなはんだバン
プ８を形成する。本実施例によるフリップチップ形半導
体装置の作製方法において、チタン膜（４−１）及び７
０％銅−３０％Ｎｉ膜（４−３）の形成を、減圧下の真
空槽内でＡｒガス雰囲気中でチタン及び７０％銅−３０
％Ｎｉ材料をターゲットとしてスパッタリング法で形成
するため、真空蒸着法で形成する作製方法に比べて、膜
の均一性、膜強度及び製膜効率が高くなる。Next, with the flux (borax) applied, the semiconductor chip 1 is passed through a reflow furnace in a nitrogen gas atmosphere to make the solder protrusions 7 spherical, and finally the flux is removed by washing with a solvent, as shown in FIG. 2 (f). The solder bumps 8 as shown are formed. In the method of manufacturing the flip-chip type semiconductor device according to the present embodiment, the titanium films (4-1) and 7 are used.
The formation of a 0% copper-30% Ni film (4-3) was performed by using titanium and 70% copper-30 in an Ar gas atmosphere in a vacuum chamber under reduced pressure.
Since the film is formed by the sputtering method using the% Ni material as the target, the uniformity of the film, the film strength, and the film formation efficiency are higher than in the manufacturing method in which the vacuum evaporation method is used.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明のフリップチップ形半導体装置のフェイスダウンボン
ディング用バンプ電極は、半導体チップのフェイスダウ
ンボンディング表面に形成した金属電極とはんだ突起層
との間に銅−ニッケル合金層を有する中間金属層を介在
させているから、通電使用中に中間金属層中の銅がはん
だ突起層中に拡散して金属間化合物を形成し、はんだパ
ンプとの間の密着性を低下させるようなことがない。ま
た、この発明のフリップチップ形半導体装置のフェイス
ダウンボンディング用バンプ電極の作製方法によれば、
はんだ中への拡散速度の低い銅−ニッケル合金を、スパ
ッタリングによって形成し中間金属層として使用するた
め、密着性が高く、信頼性に優れ、しかも低コストでは
んだバンプを形成することができる。As is apparent from the above description, the face-down bonding bump electrode of the flip-chip type semiconductor device of the present invention is provided between the metal electrode formed on the face-down bonding surface of the semiconductor chip and the solder protrusion layer. Since the intermediate metal layer having a copper-nickel alloy layer is interposed in the copper, copper in the intermediate metal layer diffuses into the solder protrusion layer during use of current to form an intermetallic compound, and between the solder bump and It does not deteriorate the adhesion. Further, according to the method of manufacturing the bump electrode for face-down bonding of the flip-chip type semiconductor device of the present invention,
Since a copper-nickel alloy having a low diffusion rate into solder is formed by sputtering and used as an intermediate metal layer, it is possible to form solder bumps with high adhesiveness, excellent reliability, and low cost.
【図１】この発明の一実施例にかかるフリップチップ形
半導体装置のフェイスダウンボンディング用バンプ電極
の構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a face-down bonding bump electrode of a flip-chip type semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び
（ｆ）は図１に示すフリップチップ形半導体装置のフェ
イスダウンボンディング用バンプ電極の作製工程図であ
る。2 (a), (b), (c), (d), (e) and (f) are manufacturing process diagrams of bump electrodes for face-down bonding of the flip-chip type semiconductor device shown in FIG. .
【図３】従来のフリップチップ形半導体装置のフェイス
ダウンボンディング用バンプ電極の構成を示す縦断面図
である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the structure of a face-down bonding bump electrode of a conventional flip-chip type semiconductor device.
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び
（ｆ）は図３に示す従来のフェイスダウンボンディング
用バンプ電極の作製工程図である。4 (a), (b), (c), (d), (e) and (f) are manufacturing process diagrams of the conventional bump electrode for face-down bonding shown in FIG.
１ 半導体チップ ２ 半導体チップのフェイスダウンボンディング表面の
金属電極（アルミ電極） ３ ＳｉＮ絶縁膜 （４−１） チタン膜（中間金属層の中の一層） （４−２） 銅膜 （４−３） ７０％銅−３０％ニッケル合金膜中間金属
層 ５ 中間金属層 ６ フォトレジスト膜 ７ はんだ突起層 ８ はんだバンプ1 Semiconductor Chip 2 Metal Electrode (Aluminum Electrode) on Face Down Bonding Surface of Semiconductor Chip 3 SiN Insulating Film (4-1) Titanium Film (One Layer in Intermediate Metal Layer) (4-2) Copper Film (4-3) 70% copper-30% nickel alloy film Intermediate metal layer 5 Intermediate metal layer 6 Photoresist film 7 Solder protrusion layer 8 Solder bump
Claims (2)
ング表面に形成した金属電極上に、中間金属層を介して
ハンダ突起層を設けて成るフリップチップ形半導体装置
のフェイスダウンボンディング用バンプ電極において、 中間金属層として少くとも一の銅−ニッケル合金層を設
けたことを特徴とするフリップチップ形半導体装置のフ
ェイスダウンボンディング用バンプ電極。1. A bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device in which a solder projection layer is provided on a metal electrode formed on a face-down bonding surface of a semiconductor chip via an intermediate metal layer. A bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device, characterized in that at least one copper-nickel alloy layer is provided.
ング表面に形成した金属電極形成部分を除く半導体チッ
プ全面にパッシベイト絶縁層を形成する第１の工程と、 第１の工程を終了した半導体チップを減圧真空槽内にお
いて金属電極上に、少くとも一の銅−ニッケル合金スパ
ッタ膜を形成する第２の工程と、 第２の工程を終了した半導体チップを常圧下において、
半導体チップの金属電極上の中間金属層形成部のみが開
口したフォトレジスト膜をパターニングする第３の工程
と、 第３の工程を終了した半導体チップ上のフォトレジスト
膜をマスクにして電解メッキし、中間金属層上にはんだ
を堆積させる第４の工程と、 第４の工程を終了した半導体チップ上のフォトレジスト
膜を除去する第５の工程と、 第５の工程を終了した半導体チップ上の露出された中間
金属層をエッチング除去する第６の工程と、 第６の工程を終了した半導体チップをリフローし、半導
体チップ上の中間金属層上に堆積したはんだをバンプ状
にする第７の工程と、から成ることを特徴とするフリッ
プチップ形半導体装置のフェイスダウンボンディング用
バンプ電極の作製方法。2. A first step of forming a passivating insulating layer on the entire surface of the semiconductor chip excluding a metal electrode formation portion formed on the face-down bonding surface of the semiconductor chip, and a semiconductor vacuum chamber for which the first step is completed A second step of forming at least one copper-nickel alloy sputtered film on the metal electrode inside the semiconductor chip, and a semiconductor chip that has completed the second step under normal pressure,
A third step of patterning a photoresist film in which only the intermediate metal layer forming portion on the metal electrode of the semiconductor chip is opened, and electrolytic plating using the photoresist film on the semiconductor chip that has completed the third step as a mask, A fourth step of depositing solder on the intermediate metal layer, a fifth step of removing the photoresist film on the semiconductor chip that has completed the fourth step, and an exposure on the semiconductor chip that has completed the fifth step. A sixth step of etching away the formed intermediate metal layer, and a seventh step of reflowing the semiconductor chip that has completed the sixth step to form the solder deposited on the intermediate metal layer on the semiconductor chip into a bump shape. And a bump electrode for face-down bonding of a flip-chip type semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4235497A JPH0684919A (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Bump electrode for face down bonding of flip chip type semiconductor device and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4235497A JPH0684919A (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Bump electrode for face down bonding of flip chip type semiconductor device and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684919A true JPH0684919A (en) | 1994-03-25 |
Family
ID=16986910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4235497A Pending JPH0684919A (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | Bump electrode for face down bonding of flip chip type semiconductor device and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684919A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059937A (en) * | 2006-10-26 | 2007-03-08 | Fujitsu Ltd | External connection terminal |
| WO2007138922A1 (en) | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Nec Corporation | Electronic component, semiconductor package and electronic device |
| WO2009068374A1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | International Business Machines Corporation | Underbump metallurgy employing sputter-deposited nickel copper alloy |
| US7723847B2 (en) * | 2006-07-14 | 2010-05-25 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device having an electrode pad, a bump provided above the electrode pad and a bump foundation layer therebetween |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP4235497A patent/JPH0684919A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2007138922A1 (en) | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Nec Corporation | Electronic component, semiconductor package and electronic device |
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| JP4597940B2 (en) * | 2006-10-26 | 2010-12-15 | 富士通セミコンダクター株式会社 | External connection terminal |
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