JPH07201865A - バンプを備えた半導体装置 - Google Patents

バンプを備えた半導体装置

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JPH07201865A
JPH07201865A JP5350762A JP35076293A JPH07201865A JP H07201865 A JPH07201865 A JP H07201865A JP 5350762 A JP5350762 A JP 5350762A JP 35076293 A JP35076293 A JP 35076293A JP H07201865 A JPH07201865 A JP H07201865A
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JP
Japan
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pad
semiconductor device
probe
metal layer
bump
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Application number
JP5350762A
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English (en)
Inventor
Michihiko Yamamoto
充彦 山本
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH07201865A publication Critical patent/JPH07201865A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置(ICチップ)のパッドの表面に
プローブを圧接させてテストを行った際に、パッドの表
面にプローブ跡が残ったとしても、このプローブ跡に起
因する不都合を完全に解決する。 【構成】 パッド12に接続されてその近傍に形成され
たテスト用パッド17aの所定の表面にプローブ19を
圧接させる。この結果、テスト用パッド17aの所定の
表面にプローブ跡が生じたとしても、バンプ形成領域の
本来のパッド12上に形成されたテスト用パッド17a
の表面に下地金属層20aを均一な厚さで形成すること
ができ、したがってプローブ跡に起因する不都合を完全
に解決することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はバンプを備えた半導体
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばTAB方式と呼ばれる半導体装置
(ICチップ)の実装技術では、半導体装置をTABテ
ープ上に搭載している。この場合、半導体装置に設けら
れたバンプをTABテープのフィンガリード(インナリ
ード)に金すず共晶法や金金熱圧着法等によるボンディ
ングによって接続している。
【0003】図11(A)および(B)は従来のこのよ
うな半導体装置の一部を示したものである。この半導体
装置はシリコンウエハ1を備えている。シリコンウエハ
1の上面にはほぼ正方形状のパッド2およびこのパッド
2から引き出された引出線3等を含む配線がAlによっ
て形成されている。この配線を含むシリコンウエハ1の
上面全体には窒化シリコン等からなるパッシベーション
膜4が形成されている。この場合、パッド2のほぼ全域
に対応する部分におけるパッシベーション膜4にはエッ
チングによりほぼ正方形状の開口部5が形成され、この
開口部5を介してパッド2の一部が露出されている。こ
の露出部分におけるパッド2の上面およびその周囲のパ
ッシベーション膜4の上面には下地金属層6を介してA
uからなるバンプ7が形成されている。下地金属層6は
接着層6a、バリア層6bおよび表面層6cからなって
いる。このうちバリア層6bは、Alからなるバッド2
とAuからなるバンプ7との直接接触により金属間化合
物が形成されるのを阻止するためのもので、Pd、Cu
等からなっている。接着層6aは、Alからなるバッド
2およびPd、Cu等からなるバリア層6bと密着性の
良い材質であるTi、Cr、TiW、Ni等からなって
いる。表面層6cは、Auからなるバンプ7の密着性を
より一層高めるためのもので、バンプ7と同じAuから
なっている。
【0004】ところで、このような半導体装置では、シ
リコンウエハ1の上面にパッド2および引出線3を含む
配線を形成し、かつ開口部5を有するバッシベーション
膜4を形成した状態において、プローブを用いた動作テ
ストを行うことがある。この場合、図示していないが、
板バネ状の針からなるプローブをパッド2の表面に圧接
させている。しかるに、プローブの材質としては一般に
耐摩耗性の高いタングステンが用いられているので、例
えば図12に示すように、比較的軟らかいAlからなる
パッド2の表面に幅20〜30μm程度、長さ40〜6
0μm程度のプローブ跡8が残る。このプローブ跡8
は、例えば図13に示すように、盛り上がり、最大1μ
m程度にも達することがある。
【0005】そして、このようなプローブ跡8を有する
パッド2の表面に下地金属層6をスパッタや真空蒸着等
の薄膜形成技術により形成すると、ステップカバレッジ
の良いスパッタの場合でも、下地金属層6を均一に形成
することができず、下地金属層6本来の効果が薄れるこ
とになる。すなわち、図13に示すように、プローブ跡
8の周囲には下地金属層6が形成されず、その上に形成
されたAuからなるバンプ7がAlからなるパッド2と
直接接触し、AuがAl中へAlがAu中へと相互拡散
が生じ、特にバッド2を形成しているAlがAuに食わ
れてしまい、プローブ跡8の周囲にはAlとAuとの金
属間化合物が形成される。この金属間化合物は硬くても
ろいので、バンプ7の初期強度が低下し、またバリア効
果(Au、Al拡散防止効果)がほとんどないので、特
に耐熱性が弱くなってしまうことになる。そこで、従来
では、このようなプローブ跡8に起因する不都合を解決
するために、下地金属層6の厚さを厚くしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような半導体装置では、下地金属層6の厚さを厚く
しているだけであるので、プローブ跡8に起因する不都
合を完全に解決することができないばかりか、下地金属
層6の形成に時間がかかって生産性が低下し、また下地
金属層6の内部応力が増加してしまうという問題があっ
た。この発明の目的は、下地金属層の厚さを厚くするこ
となく、プローブ跡に起因する不都合を完全に解決する
ことのできるバンプを備えた半導体装置を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、パッド上に
下地金属層を介してバンプが形成された半導体装置にお
いて、前記バンプの形成領域以外の領域に前記パッドに
接続されたテスト用パッドを備えたものである。
【0008】
【作用】この発明によれば、テスト用パッドの表面にプ
ローブ跡が生じたとしても、バンプ形成領域の本来のパ
ッド上に下地金属層を均一な厚さで形成することがで
き、したがって下地金属層の厚さを厚くすることなく、
プローブ跡に起因する不都合を完全に解決することがで
きる。
【0009】
【実施例】図1〜図10はそれぞれこの発明の一実施例
における半導体装置の各製造工程を示したものである。
そこで、これらの図を順に参照しながら、この実施例の
半導体装置の構造についてその製造方法と併せ説明す
る。
【0010】まず、図1に示すように、シリコンウエハ
11の上面にほぼ正方形状のパッド12(図5参照)を
含む配線をAlによって形成する。次に、上面全体に窒
化シリコン等からなるパッシベーション膜13を形成
し、次いでパッド12のほぼ全域に対応する部分におけ
るパッシベーション膜13をエッチングして除去するこ
とによりほぼ正方形状の開口部14を形成し(図5参
照)、この開口部14を介してパッド12の一部を露出
させる。次に、上面全体にポリイミド等の有機膜からな
る絶縁膜15をスピン塗布法により厚さ1〜3μm程度
に形成し、次いで開口部14を介して露出しているパッ
ド12のほぼ全域に対応する部分における絶縁膜15を
エッチングして除去することによりほぼ正方形状の開口
部16を形成し(図5参照)、この開口部16を介して
パッド12の一部を露出させる。このとき、絶縁膜15
の材質として感光性ポリイミドを用いた場合には、この
感光性ポリイミドを直接露光し、そうでない場合には、
フォトレジストを用いて露光する。
【0011】次に、図2に示すように、上面全体にテス
ト用パッド形成用金属膜17を形成する。テスト用パッ
ド形成用金属膜17は、詳細には図示していないが、下
から順に、接着層、耐摩耗層、表面層の3層構造となっ
ている。このうち接着層は、ポリイミドからなる絶縁膜
15と密着性の良い材質であるTiまたはCrからな
り、膜厚1000〜2000Å程度となっている。耐摩
耗層は、高硬度で接点材料に適しているRhからなり、
膜厚1〜3μm程度となっている。表面層は、表面酸化
等を防ぐためのもので、Auからなり、膜厚500〜1
000μm程度となっている。
【0012】次に、図3に示すように、テスト用パッド
形成領域に対応する部分におけるテスト用パッド形成用
金属膜17の上面にフォトレジストパターン18を形成
する。次に、このフォトレジストパターン18をマスク
としてテスト用パッド形成用金属膜17の不要な部分を
エッチングして除去すると、図4に示すように、フォト
レジストパターン18下に残存するテスト用パッド形成
用金属膜17によってテスト用パッド17aが形成され
る。この後、フォトレジストパターン18を除去する。
この状態におけるテスト用パッド17aは、図5に示す
ように、ほぼ長方形状であって、その長辺をパッド12
の一辺の2倍強とされ、その短辺をバツド12の一辺よ
りもやや大きくされ、長辺方向一端部でパッド12を全
体的に被うとともに開口部16を介してパッド12と直
接接続された構造となっている。
【0013】そして、この状態においてプローブを用い
たテストを行う。すなわち、図6に示すように、パッド
12の左側におけるテスト用パッド17aの表面に板バ
ネ状の針からなるプローブ19を圧接させ、テストを行
う。この場合、テスト用パッド17a下にはポリイミド
等の有機膜からなる膜厚1〜3μm程度の絶縁膜15を
設けているので、この絶縁膜15により、プローブ19
の圧接による圧力や衝撃からシリコンウエハ11の表面
(デバイス表面)を保護することができる。なお、この
ような保護を必要としない場合には、絶縁膜15はなく
てもよい。
【0014】次に、図7に示すように、上面全体に下地
金属層形成用膜20を形成する。下地金属層形成用膜2
0は、詳細には図示していないが、下から順に、Ti、
Cr、TiW、Ni等からなる接着層、Pd、Cu等か
らなるバリア層、Au等からなる表面層の3層構造とな
っている。次に、下地金属層形成用膜20の上面に所定
のメッキレジストパターン21を形成する。すなわち、
この場合のメッキレジストパターン21は、パッド12
上の所定のバンプ形成領域に対応する部分に開口部22
を備えている。次に、開口部22内にAuを電解メッキ
することにより、図8に示すように、開口部22内の下
地金属層形成用膜20の上面にバンプ23を形成する。
この後、メッキレジストパターン21を除去すると、図
9に示すようになる。次に、バンプ23をマスクとして
下地金属層形成用膜20の不要な部分をエッチングして
除去すると、図10に示すように、バンプ23下に残存
する下地金属層形成用膜20によって下地金属層20a
が形成される。すなわち、下地金属層20aは、テスト
用バッド17aのプローブ19が圧接された表面ではな
く、バンプ形成領域の本来のパッド12上に形成された
テスト用バッド17aの表面に形成される。
【0015】このように、この半導体装置では、パッド
12に接続されてその近傍に形成されたテスト用パッド
17aの所定の表面にプローブ19を圧接させているの
で、テスト用パッド17aの所定の表面にプローブ跡が
生じたとしても、バンプ形成領域の本来のパッド12上
に形成されたテスト用バッド17aの表面に下地金属層
20aを均一な厚さで形成することができ、したがって
下地金属層20aの厚さを厚くすることなく、プローブ
跡に起因する不都合を完全に解決することができる。な
お、図10に示す状態ではプローブ19が圧接されたテ
スト用バッド17aの所定の表面が露出しているので、
この状態においてつまりバンプ23を形成した後におい
てプローブ19によるテストを行うようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、テスト用パッドの表面にプローブ跡が生じたとして
も、バンプ形成領域の本来のパッド上に下地金属層を均
一な厚さで形成することができるので、下地金属層の厚
さを厚くすることなく、プローブ跡に起因する不都合を
完全に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における半導体装置の製造
に際し、シリコンウエハ上にパッド、パッシベーション
膜および絶縁膜を形成した状態の断面図。
【図2】この半導体装置の製造に際し、下地金属層形成
用膜を形成した状態の断面図。
【図3】この半導体装置の製造に際し、フォトレジスト
パターンを形成した状態の断面図。
【図4】この半導体装置の製造に際し、テスト用パッド
を形成した状態の断面図。
【図5】この半導体装置の製造に際し、フォトレジスト
パターンを除去した状態の平面図。
【図6】この半導体装置の製造に際し、プローブによる
テストを説明するために示す断面図。
【図7】この半導体装置の製造に際し、下地金属層形成
用膜およびメッキレジストパターンを形成した状態の断
面図。
【図8】この半導体装置の製造に際し、バンプを形成し
た状態の断面図。
【図9】この半導体装置の製造に際し、メッキレジスト
パターンを除去した状態の断面図。
【図10】この半導体装置の完成した状態の断面図。
【図11】(A)は従来の半導体装置の一部の平面図、
(B)はそのB−B線に沿う断面図。
【図12】この従来の半導体装置においてプローブによ
るテストを行った後の状態の平面図。
【図13】この従来の半導体装置においてプローブ跡に
起因する不都合を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
12 パッド 15 絶縁膜 17a テスト用パッド 20a 下地金属層 23 バンプ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッド上に下地金属層を介してバンプが
    形成された半導体装置において、 前記バンプの形成領域以外の領域に前記パッドに接続さ
    れたテスト用パッドを備えていることを特徴とするバン
    プを備えた半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記テスト用パッド下には有機膜からな
    る絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項1記
    載のバンプを備えた半導体装置。
JP5350762A 1993-12-31 1993-12-31 バンプを備えた半導体装置 Pending JPH07201865A (ja)

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JP5350762A JPH07201865A (ja) 1993-12-31 1993-12-31 バンプを備えた半導体装置

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JP5350762A JPH07201865A (ja) 1993-12-31 1993-12-31 バンプを備えた半導体装置

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JPH07201865A true JPH07201865A (ja) 1995-08-04

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JP5350762A Pending JPH07201865A (ja) 1993-12-31 1993-12-31 バンプを備えた半導体装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005286266A (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Nec Electronics Corp 半導体装置およびその検査方法と製造方法
JP2006100828A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Agere Systems Inc フリップ・チップ・バンピング・プロセスの実行に先立って半導体ウェハを試験するための方法および構造
JP2006518115A (ja) * 2003-02-18 2006-08-03 ユニティブ・エレクトロニクス,インコーポレイテッド 集積回路基板および関連する構造の選択的バンピング方法
US8421224B2 (en) 2010-03-29 2013-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor chip having double bump structure and smart card including the same

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