JPH07221101A - 半導体ウエハ上への突起電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】半導体集積回路装置の製造技術に関し、特にＴ
ＡＢ方式におけるウエハ上の突起（バンプ）電極形成に
適用して、その生産性、信頼性を向上させ、さらにコス
トを低減させる突起電極形成方法を提供する。 【構成】半導体ウエハ上の半導体集積回路素子の最上部
の配線層として、アルミニウム合金１０と銅（又は、ニ
ッケル）９の積層配線層を形成し、この積層配線層を形
成するときに、複数の外部引出電極パッド部２それぞれ
から半導体ウエハのダイシング領域１２上に延在する引
出配線を同時に形成し、それらをダイシング領域１２上
で接続して共通通電部４とする。電気めっきによる突起
電極８形成はこのダイシング領域１２上の共通通電部４
を用いて行ない、突起電極８形成後は上記共通通電部４
をエッチング除去する。 【効果】従来方法では不可欠であったバリアメタルが不
要となるために材料費が低減され、工程数も減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造方法に関し、特にＴＡＢ(Tape-Automated-Bonding)
方式におけるウエハ上の突起電極の形成に適用して有効
な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＡＢ用突起電極形成技術につい
ては、例えば、１９９０年６月１３日株式会社工業調査
会発行の『ＴＡＢ技術入門』第７５頁下から５行目〜第
８１頁下から３行目にかけて記載されている。

【０００３】その概要は、通常の半導体ウエハ上への半
導体集積回路形成方法で外部引出電極パッド形成後、半
導体ウエハ全面にバリアメタルを被着する、このメタル
層は突起（バンプ）電極形成のための電気めっき時に通
電部としても使用する。そして、前記外部引出電極パッ
ド上に電気めっきで突起（バンプ）電極を形成し、その
後この突起電極以外のバリアメタルはエッチング除去す
るというものである。

【０００４】この突起電極形成の具体的方法として『Ｔ
ＡＢ技術入門』第７９頁の図5.3に３つの方法が示され
ているが、第８０頁に記載されているように３つの方法
それぞれに問題点がある。その問題点は半導体ウエハ全
面に被着したバリアメタルを電気めっき時の通電部とし
て用いるために生じるものである。そこで、このバリア
メタルを通電部として用いない方法として、特開昭６３
−１２４５５２号公報に記載されている方法が考えられ
た。これはバリアメタルの代わりに、選択的にスクライ
ブエリア上に形成した最上アルミ配線層を突起（バン
プ）電極形成時の通電部として用いるものである。これ
によって、前記した問題点は生じなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、この方法
は高価なポリイミド膜を使用したり、バリアメタルをリ
フトオフ法でウエハ全面に被着したりする（バリアメタ
ルにはＡｌとの密着性を保証するためＰｔ／Ｔｉ、Ａｕ
／Ｎｉ／Ｃｒ等の多層膜が必要で材料費が高い）ため材
料費が高く、かつ工程が複雑になる。さらに、リフトオ
フ法で形成されるバリアメタル周辺は下地のＡｌが露出
されるため、Ａｕバンプを囲む絶縁膜、ポリイミド膜と
Ａｕバンプの界面は良好には接着していない。そのた
め、この界面にＡｕめっき液、エッチング液が残った
り、界面から水分が入り込み上記露出したＡｌが腐食す
る心配があり、信頼性にも問題がある。

【０００６】そこで本発明は、上記問題点を解決し、信
頼性を向上させ、さらにコスト低減ができるＴＡＢ方式
の突起電極形成方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。

【０００８】すなわち、半導体ウエハ上の半導体集積回
路素子の最上部の配線層として、アルミニウム合金層ま
たはアルミニウム合金と銅の積層配線層を形成し、この
最上部の配線層を形成するときに、複数の電極パッド部
それぞれからウエハのダイシング領域上に延在する引出
配線を形成し、それらをダイシング領域上で接続して共
通通電部とする。電気めっきによる突起電極形成はこの
ダイシング領域上の共通通電部を用いて行なわれ、突起
電極形成後、上記共通通電部はエッチング除去する。

【０００９】

【作用】上記した手段によれば、最上部配線層に直接金
やはんだの電極を形成できるため、バリアメタルが不要
となり、また、ダイシング領域に共通通電部を作ったこ
とでバリアメタルを通電部として用いる事も不要とな
る。そのため、バリアメタルの全面被着やエッチング除
去工程が無くなる。また、バリアメタルのエッチング除
去工程によって発生するサイドエッチ等の問題も解決す
る。

【００１０】その結果、材料費や工程数の低減によるコ
スト低減及び信頼性の向上を達成することができる。

【００１１】

【実施例１】図１、図２（ａ）〜（ｅ）は本発明をＴＡ
Ｂ用突起電極形成方法に適用した場合の一実施例を示
す。

【００１２】図１は、突起電極が形成される前の半導体
ウエハの一部平面図である。図２（ａ）〜（ｅ）は、上
記図１のＡ−Ａ’断面構造を突起電極の形成工程に沿っ
て示した図である。

【００１３】図１において点線で示されるダイシング領
域１２によって分割される４つの領域２０、２１、２
２、２３、それぞれにダイシング領域１２に沿って複数
の外部引出電極パッド部２が形成されている。これら複
数の外部引出電極パッド部２それぞれから半導体ウエハ
上に形成された半導体回路素子（図示せず）に延在し、
かつ接続する配線路３０が４つの領域２０、２１、２
２、２３それぞれに形成されている。（これらは半導体
素子回路の最上部の配線層である。） そして、複数の外部引出電極パッド部２それぞれから引
出配線部３がダイシング領域１２まで引き出され、ダイ
シング領域１２に形成された電気めっきのための共通通
電部４に接続している。

【００１４】上記複数の外部引出電極パッド部２、引出
配線部３、共通通電部４それぞれは同一工程で形成する
ことができる。これら複数の外部引出電極パッド部２、
引出配線３、共通通電部４は、アルミニウム合金と銅
（又は、ニッケル）を同一真空中で連続して形成し、ア
ルミニウム合金と銅（又は、ニッケル）の積層配線層と
するものである。

【００１５】次に、このような半導体ウエハ上に複数の
突起電極を形成する方法を図２（ａ）〜（ｅ）の断面図
を基に説明する。最初に、図２（ａ）に示すように、シ
リコンなどから成る半導体基板６上に酸化膜７を介して
形成されたアルミニウム合金１０と銅（又は、ニッケ
ル）９の積層配線上及び酸化膜７上に絶縁膜５を形成
し、この絶縁膜５を選択的に除去して、外部引出電極パ
ッド部２とダイシング領域１２を窓開けする。

【００１６】図１の説明時にも述べたように、外部引出
電極パッド部２、ダイシング領域１２及びそれらを接続
する引出配線部３は同一工程で形成されるもので、アル
ミニウム合金１０と銅（又は、ニッケル）９を同一真空
チャンバ−中で連続して形成するものである。

【００１７】次に、図２（ｂ）に示すように、ホトレジ
スト膜１１を上記絶縁膜５、外部電極パッド部２、ダイ
シング領域１２上に形成し、ダイシング領域１２を覆
い、外部引出電極パッド部２を選択的に露出するように
上記ホトレジスト膜１１を選択的に除去する。

【００１８】その後、図２（ｃ）に示すように共通通電
部４を通じて電流を供給し、電気めっきにより突起電極
８を半導体ウエハ上の各引出電極パッド部２上に形成す
る。

【００１９】そして、図２（ｄ）に示すように、突起電
極８形成後ホトレジスト膜１１を除去する。

【００２０】そして、図２（ｅ）に示すように、ダイシ
ング領域１２のアルミニウム合金と銅の積層配線層で形
成した共通通電部４をエッチング除去する。この結果、
半導体ウエハ上に形成された複数の半導体集積回路素子
は電気的に分離されるのでプロ−ピングによる電気特性
検査ができる。

【００２１】そして、図示はしないが、上記の半導体ウ
エハをダイシング領域１２に沿ってダイサ−で切断して
個々の半導体チップに分割する。

【００２２】このような実施例１によれば、ホトレジス
ト膜から露出する最上部の積層配線層９、１０から成る
外部引出電極パッド部２に直接突起電極８を電気めっき
するため、従来のような、半導体ウエハ上全面にバリア
メタルを被着したり、リフトオフでホトレジストを除去
したり、さらに、ポリイミド樹脂を形成し、それをパタ
−ニングしたりする工程は不要となる。

【００２３】従って、材料費の低減や製造工程の低減を
図ることができる。

【００２４】又、本発明の実施例１によれば、図２
（ｂ）に示されるように、ホトレジスト膜１１によっ
て、露出される外部引出電極パッド部２のアルミニウム
合金１０表面は銅（又は、ニッケル）９により完全に覆
われており、従来のリフトオフ法を用いる時のような下
地アルミニウムの露出という問題はなく、半導体集積回
路装置の信頼性を向上差せることができる。

【００２５】又、アルミニウム合金１０と銅（又は、ニ
ッケル）９を同一真空チャンバ−中で連続して形成する
ためこれらの密着性は良く、その上に形成する突起（バ
ンプ）電極８の接着強度も強くなる。

【００２６】

【実施例２】図３（ａ）〜（ｅ）は発明をＴＡＢ用突起
電極形成方法に適用した場合の他の実施例を示す。

【００２７】上記図１と同様に複数の外部引出電極パッ
ド部２、この外部引出電極パッド部２から半導体集積回
路素子に延在する配線路３０、上記電極パッド部２から
ダイシング領域１２まで引き出された引出配線部３、ダ
イシング領域１２に形成された電気めっきのための共通
通電部４が形成された半導体ウエハを準備する。

【００２８】但し、この実施例では、電極パッド部２、
引出配線部３、共通通電部４は実施例１とは異なり、ア
ルミニウムを主成分とする合金だけで形成されるもので
ある。

【００２９】最初に、図３（ａ）に示すように、半導体
基板６上に酸化膜７を介して形成されたアルミニウム合
金１０及び酸化膜７上に絶縁膜５を形成し、この絶縁膜
５を選択的に除去して、外部引出電極パッド部２とダイ
シング領域１２を窓開けする。

【００３０】次に、図３（ｂ）に示すように、ホトレジ
スト膜１１を上記絶縁膜５、外部引出電極パッド部２、
ダイシング領域１２上に形成し、外部引出電極パッド部
２を露出するように上記ホトレジスト膜１１を選択的に
除去する。

【００３１】次に、図３（ｃ）に示すように、選択的に
露出された外部引出電極パッド部２に無電解ニッケルめ
っきを行いニッケル層１３を形成する。

【００３２】そして、図３（ｄ）に示すように、共通通
電部４を用いて通電し、電気めっきにより突起電極８を
上記外部引出電極パッド部２上に形成する。突起電極８
形成後、ホトレジスト膜１１を除去し、ダイシング領域
１２を露出する。

【００３３】その後、図３（ｅ）のように、アルミニウ
ム合金の共通通電部４をエッチング除去する。

【００３４】そして、図示はしないが、上記の半導体ウ
エハをダイシング領域１２に沿ってダイサ−で切断し
て、個々の半導体チップに分割する。

【００３５】この実施例２によれば、従来のような、半
導体ウエハ全面にバリアメタルを被着したり、リフトオ
フでホトレジスト膜を除去したり、ポリイミド樹脂の形
成・パタ−ニングをしたりする工程は不要となる。

【００３６】従って、材料費の低減や製造工程の低減を
図ることができる。

【００３７】さらに、図３（ｃ）に示すように、ホトレ
ジッスト膜１１によって露出される外部引出電極パッド
部２のアルミニウム合金１０表面は、ニッケル膜１３に
よって完全に覆われるため、従来のリフトオフ法を用い
る時のような下地アルミニウムの露出という問題は発生
せず、半導体集積回路装置の信頼性を向上することがで
きる。

【００３８】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば実施
例１において、外部引出電極パッド部２及びこれから延
在する配線路３０、引出配線部３、共通通電部４をニッ
ケル、銅又はそれらを主成分とする合金層で形成しても
良い。又、実施例２において、アルミニウム合金層で形
成しても良い。

【００３９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を説明すれば下記のとお
りである。

【００４０】従来の方法では不可欠であったバリアメタ
ルが不要となるため半導体ウエハ上全面にバリアメタル
を被着する必要がなく、材料費が低減される。又、リフ
トオフ法やポリイミド樹脂形成などのプロセスを用いる
必要がなく工程数が低減する。その結果、コスト低減が
可能となる。

【００４１】又、バリアメタルを使用しないのでバリア
メタルエッチング除去の際に生じるサイドエッチ等の問
題も無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１である半導体ウエハ上の外部
引出電極パッド部からの引出配線とダイシング領域上の
電気めっきのための共通通電部を説明する平面図。

【図２】（ａ）から（ｅ）は本発明の実施例１の突起電
極形成の工程フロ−を示す電極部の断面図。

【図３】（ａ）から（ｅ）は本発明の実施例２の突起電
極形成の工程フロ−を示す電極部の断面図。

【符号の説明】

１…ダイシング領域の境界線、２…外部引出電極パッ
ド、３…電極パッドからの引出配線、４…電気めっきの
ための共通通電路、５…絶縁膜、６…半導体基板、７…
酸化膜、８…突起電極、９…銅（又はニッケル）、１０
…アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合
金、１１…ホトレジスト、１２…ダイシング領域、１３
…無電解ニッケルめっき。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハ上に形成される電子回路素子
   の最上部配線を、銅またはニッケルあるいはそれらの合
   金が表面に出る構造に形成し、それと同時に突起電極を
   形成する部分からそれぞれウエハのダイシング領域に導
   通用の引出線を形成し、これらをダイシング領域上で接
   続し、電気めっき法で突起電極を形成する際の共通通電
   部とし、上記突起電極形成後、上記引出線をエッチング
   除去することを特徴とする半導体ウエハ上への突起電極
   形成方法。
2. 【請求項２】請求項１において、半導体ウエハ上の最上
   部配線がアルミニウムあるいはアルミニウムを主成分と
   する合金で形成し、その表面を絶縁保護膜で覆った後、
   外部引出電極部を窓開けし、この電極部のアルミニウム
   あるいはアルミニウムを主成分とする合金上に予め無電
   解めっき膜を形成し、その後、電気めっき法で突起電極
   を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体ウエ
   ハ上への突起電極形成方法。