JPH0817833A - Method for formation of bump of semiconductor device - Google Patents

Method for formation of bump of semiconductor device

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JPH0817833A
JPH0817833A JP6150122A JP15012294A JPH0817833A JP H0817833 A JPH0817833 A JP H0817833A JP 6150122 A JP6150122 A JP 6150122A JP 15012294 A JP15012294 A JP 15012294A JP H0817833 A JPH0817833 A JP H0817833A
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JP
Japan
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semiconductor device
resist
thick film
pattern
showing
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JP6150122A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsusada Itou
睦禎 伊藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0817833A publication Critical patent/JPH0817833A/en
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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
    • H01L2224/03Manufacturing methods
    • H01L2224/0347Manufacturing methods using a lift-off mask
    • H01L2224/03472Profile of the lift-off mask

Abstract

PURPOSE:To form a tall bump on a semiconductor device of microscopic electrode pitch. CONSTITUTION:This bump forming method uses which a thick film resist on the electrode part of a semiconductor device using a lift-off method. A thick film resist 3 is patterned on a substrate 1 which is prepared separately from the semiconductor device 7, so that a lift-off resist pattern is formed 5 by reversing the resist 3 to the semiconductor device 7. Consequently, as a reverse tapered-shaped resist pattern 5 is formed, a tall bump can be formed. Also, if a transparent material is used for the substrate 1, the pattern of the semiconductor device 7 can be seen across the substrate 1 during reverse-transfer operation, and accurate registration can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップに突起状
の接続電極である半田バンプを形成する半導体装置のバ
ンプ形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bump forming method for a semiconductor device for forming solder bumps which are projecting connection electrodes on a semiconductor chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の実装方法には、種々のもの
があるが、例えば、いわゆるフリップチップ(「FC
B」と略称されている。)実装と呼ばれるものでは、半
導体チップを該半導体チップ上に形成された微小寸法の
半田バンプを介して回路基板上に実装している。また、
いわゆるテープ・オートメーティッド・ボンディング
(「TAB」と略称されている。)実装と呼ばれるもの
では、半導体チップ上に形成したバンプとキャリアテー
プ上に形成したリードの一端を接合し、もう一端のリー
ドを回路基板に実装している。このように、半導体装置
の実装方法には、半田バンプが必要となるものがある。
2. Description of the Related Art There are various methods for mounting a semiconductor device. For example, a so-called flip chip ("FC
It is abbreviated as "B". ) In what is called mounting, a semiconductor chip is mounted on a circuit board via minute solder bumps formed on the semiconductor chip. Also,
In what is called tape automated bonding (abbreviated as "TAB") mounting, bumps formed on a semiconductor chip and one end of a lead formed on a carrier tape are joined, and the other lead is connected. It is mounted on the circuit board. As described above, some semiconductor device mounting methods require solder bumps.

【0003】ところで、従来、Pb(鉛)合金材料のパ
ターン形成には、リフトオフ法と呼ばれる方法が用いら
れている。このリフトオフ法は、絶縁に素子領域の加工
に用いたレジストパターンをそのままステンシルにする
もので、精度よく、かつ、歩留まりよくパターン加工す
るためには、「ひさし構造」をもったステンシルを形成
しなければならないものとされている。
By the way, conventionally, a method called a lift-off method has been used for forming a pattern of a Pb (lead) alloy material. In this lift-off method, the resist pattern used for processing the element region is used as a stencil for insulation, and in order to perform pattern processing with high accuracy and yield, a stencil with a "overhang structure" must be formed. It is supposed to be necessary.

【0004】そこで、このリフトオフ法による上記半田
バンプの形成方法の一例について、まず、図2を用いて
説明する。なお、図2は、従来の半導体装置におけるリ
フトオフ法による半田バンプの形成方法の一例を示す概
略断面図であり、図2中の符号31は半導体ウェハー、
32はA1(アルミニウム)電極パッド(電極部)33
はA1電極パッド(電極部)32上に自然形成されたア
ルミニウム酸化膜、34は表面保護用のパッシベーショ
ン膜である。
Therefore, an example of the method of forming the solder bumps by the lift-off method will be described first with reference to FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method of forming solder bumps by a lift-off method in a conventional semiconductor device. Reference numeral 31 in FIG. 2 is a semiconductor wafer,
32 is an A1 (aluminum) electrode pad (electrode part) 33
Is an aluminum oxide film naturally formed on the A1 electrode pad (electrode portion) 32, and 34 is a passivation film for surface protection.

【0005】先ず、図13に示すように、上記電極パッ
ド32とパッシベーション膜34を設けた半導体ウェハ
ー31が用意される。なお、電極パッド32の上にはア
ルミニウム酸化膜33が自然形成されている。
First, as shown in FIG. 13, a semiconductor wafer 31 provided with the electrode pads 32 and a passivation film 34 is prepared. An aluminum oxide film 33 is naturally formed on the electrode pad 32.

【0006】次に、図14に示すように、フォトレジス
ト35をスピンコート法によってバリヤメタル38の厚
さより厚く、例えば5μmなどの厚さで形成する。
Next, as shown in FIG. 14, a photoresist 35 is formed by spin coating so as to have a thickness larger than that of the barrier metal 38, for example, 5 μm.

【0007】次いで、図15に示すように、図示しない
バリヤメタル用のパターンが描かれたマスクを用い露
光、現像して、開口部36を形成する。この時、リフト
オフが可能となるように露光や現像の条件を工夫して、
逆テーパー形状となるようにパターン形成する。
Then, as shown in FIG. 15, an opening 36 is formed by exposing and developing using a mask (not shown) on which a pattern for barrier metal is drawn. At this time, devise the conditions of exposure and development to enable lift-off,
A pattern is formed so as to have an inverse tapered shape.

【0008】次いで、図16に示すように、アルゴン3
7などをイオン化させ、加速させて、いわゆる逆スパッ
タ法によってアルミ酸化膜33を除去する。
Then, as shown in FIG.
7 and the like are ionized and accelerated, and the aluminum oxide film 33 is removed by a so-called reverse sputtering method.

【0009】さらに、図17に示すように、半導体ウェ
ハー31の全面にA1電極パッド32側から、Cr(ク
ロム)を0.3μm,Cu(銅)を0.8μm,Au
(金)を0.2μmと各金属をそれぞれの厚みでスパッ
タし、バリヤメタル38とする
Further, as shown in FIG. 17, Cr (chromium) is 0.3 μm, Cu (copper) is 0.8 μm, Au from the A1 electrode pad 32 side on the entire surface of the semiconductor wafer 31.
(Gold) is sputtered to 0.2 μm and each metal is used as a barrier metal 38.

【0010】。[0010]

【0009】その後、図18のように、レジスト35を
レジスト溶解液39を用いて、溶解を除去する。する
と、図19のように、電極パッド32にのみバリヤメタ
ル38が形成される。
Then, as shown in FIG. 18, the resist 35 is dissolved by using a resist solution 39. Then, as shown in FIG. 19, the barrier metal 38 is formed only on the electrode pad 32.

【0011】引き続き、図20のように、厚膜レジスト
40をスピンコート法により10μmの厚さで塗布す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 20, a thick film resist 40 is applied by spin coating to a thickness of 10 μm.

【0012】次いで、図21に示すように、図示しない
バンプ用のパターンが描かれたマスクを用い露光、現像
して、開口部41を形成する。この時、レジスト35の
パターン形成時と同様、リフトオフが可能となるように
露光や現像の条件を工夫し、逆テーパー形状のパターン
を形成する。
Then, as shown in FIG. 21, an opening 41 is formed by exposure and development using a mask on which a pattern for bumps (not shown) is drawn. At this time, similarly to the case of forming the pattern of the resist 35, the conditions of exposure and development are devised so that the lift-off is possible, and the pattern of the inverse taper shape is formed.

【0013】次いで、図22のように、半導体ウェハー
31の全面に亘って蒸着法によって、鉛42を7μm,
スズ43を1μmの厚みで堆積させる。
Next, as shown in FIG. 22, lead 42 is deposited to 7 μm on the entire surface of the semiconductor wafer 31 by a vapor deposition method.
Tin 43 is deposited to a thickness of 1 μm.

【0014】その後、図23に示すように、レジスト4
0をレジスト溶解液44を用いて溶解し除去する。する
と、図24のように、電極パッド32の上方にのみ、鉛
42の層とスズ43の層が残る。
After that, as shown in FIG.
0 is dissolved and removed using the resist solution 44. Then, as shown in FIG. 24, the layer of lead 42 and the layer of tin 43 remain only above the electrode pad 32.

【0015】さらにその後、図示しない半導体ウェハー
31の全面にフラックスを塗布し、300〜360℃の
加熱によって鉛42およびスズ43を同時に溶解させ
る、いわゆるウェットバックと呼ばれる工程によって半
田合金とする。そしてその後、フラックスを洗浄して、
図25に示すような球状の半田バンプ45の形成が終了
する。
Further, after that, a flux is applied to the entire surface of the semiconductor wafer 31 (not shown), and the lead 42 and the tin 43 are simultaneously melted by heating at 300 to 360 ° C. to form a solder alloy by a so-called wet back process. And after that, wash the flux,
The formation of the spherical solder bumps 45 as shown in FIG. 25 is completed.

【0016】上述した方法が、一般的なリフトオフ法に
よるバンプの形成方法ではあるが、しかしながら、従来
の半導体装置のリフトオフ法によるバンプ形成方法で
は、10μm以上の厚さの液状レジストをパターン形成
しようとすると、図28に示すように、順テーパー形状
のパターンになってしまい、リフトオフが不可能となる
ことがある。そこで、以下、このリフトオフが不可能と
なる状態と現象を、図26乃至図28、及び、図29乃
至図30を参照しながら従来の技術の問題点を説明す
る。
Although the above-described method is a bump forming method by a general lift-off method, however, in the bump forming method by the conventional lift-off method for a semiconductor device, an attempt is made to pattern a liquid resist having a thickness of 10 μm or more. Then, as shown in FIG. 28, the pattern becomes a forward taper shape, and lift-off may be impossible. Therefore, the problems and problems of the conventional technique will be described below with reference to FIGS. 26 to 28 and FIGS.

【0017】先ず、図26に示すように、基板51の上
に塗布され、プリベークと呼ばれる仮乾燥の工程を経た
厚膜レジスト52をクロムなどの金属によって、パター
ン53が描かれたマスク54を介して、光55によって
露光する。なお、図26乃至図28は、厚膜パターン形
成時のレジスト形状を説明するための概略断面図であ
る。
First, as shown in FIG. 26, a thick film resist 52 applied on a substrate 51 and subjected to a temporary drying process called pre-baking is made of a metal such as chromium through a mask 54 on which a pattern 53 is drawn. Exposure by the light 55. 26 to 28 are schematic cross-sectional views for explaining the resist shape when forming the thick film pattern.

【0018】次いで、図示しない現像工程において図2
7に示すように、逆テーパー形状のレジスト56を形成
する。
Next, in a developing step not shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a reverse taper-shaped resist 56 is formed.

【0019】次いで、レジストの完全乾燥や耐熱性など
を向上させるため、ポストベークと呼ばれる図示しない
加熱を行う。しかしながら、この時の加熱により、厚膜
レジスト52の硬度が低下し、レジストの表面張力など
によって下方に少しづつ流れ出すという、いわゆるレジ
ストダレの現象を生じる。その結果、結局図28に示す
ような、順テーパー形状のレジスト形状57となってし
まう。このような順テーパーのレジストでは、リフトオ
フが不可能になる。
Next, in order to improve the complete drying and heat resistance of the resist, heating called not shown is called post bake. However, the heating at this time lowers the hardness of the thick film resist 52 and causes a so-called resist sag phenomenon in which the film gradually flows downward due to the surface tension of the resist. As a result, a resist shape 57 having a forward taper shape is eventually obtained as shown in FIG. Lift-off is not possible with such a forward taper resist.

【0020】すなわち、先ず、図29(a)に示すよう
な順テーパー形状の厚膜レジスト62の場合、図29
(b)に示すように、金属64を蒸着しても、厚膜レジ
スト62の全体に金属64が付着してしまう(「ひさし
構造」とならない。)。なお、図29は、レジストが順
テーパー形状の場合のリフトオフの関係を説明するため
の概略断面図であり、図29中、符号61は基板、62
は順テーパー形状の厚膜レジストである。
That is, first, in the case of the forward taper-shaped thick film resist 62 as shown in FIG.
As shown in (b), even if the metal 64 is vapor-deposited, the metal 64 adheres to the entire thick-film resist 62 (the "eave structure" does not occur). Note that FIG. 29 is a schematic cross-sectional view for explaining a lift-off relationship when the resist has a forward taper shape. In FIG. 29, reference numeral 61 is a substrate, and 62 is a substrate.
Is a forward tapered thick film resist.

【0021】したがって、図29(c)のように厚膜レ
ジスト62を溶解する際、溶剤65が厚膜レジスト62
まで達しないので、結局、厚膜レジスト62がそのまま
残り、リフトオフが不可能となってしまう。
Therefore, when the thick film resist 62 is dissolved as shown in FIG.
Since the maximum thickness is not reached, the thick film resist 62 remains as it is and lift-off becomes impossible.

【0022】これに対し、図30(a)に示すような、
逆テーパー形状の厚膜レジスト63の場合は、図30
(b)のように、金属64を蒸着しても、厚膜レジスト
63の側面側は金属64に覆われることがない。なお、
図30は、レジストが逆テーパー形状の場合のリフトオ
フの関係を説明するための概略断面図であり、図30
中、符号61は基板、63は逆テーパー形状の厚膜レジ
ストである。
On the other hand, as shown in FIG.
In the case of the inverse taper-shaped thick film resist 63, FIG.
As in (b), even if the metal 64 is vapor-deposited, the side surface of the thick film resist 63 is not covered with the metal 64. In addition,
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view for explaining a lift-off relationship when the resist has a reverse taper shape.
Among them, reference numeral 61 is a substrate, and 63 is a thick film resist having an inverse taper shape.

【0023】この状態で、図30(c)のように、溶剤
65を作用させれば、上記図29の場合とは異なり、溶
剤65が厚膜レジスト63と接することができるので、
結局、レジスト63は溶解してリフトオフが可能である
(「ひさし構造」となる。)。そのため、図30(d)
に示すように、金属のパターン66を形成することがで
きる。
In this state, if the solvent 65 is caused to act as shown in FIG. 30C, the solvent 65 can contact the thick film resist 63 unlike the case of FIG. 29.
Eventually, the resist 63 dissolves and can be lifted off (it becomes a "canopy structure"). Therefore, FIG. 30 (d)
A metal pattern 66 can be formed, as shown in FIG.

【0024】以上すなわち、リフトオフ法でパターン形
成するためには、逆テーパー形状のレジスト形成が必要
である。しかし、レジストが厚くなればなるほどレジス
トのいわゆるレジストダレが大きくなり、逆テーパー形
状のレジスト形成は困難を極める。従来の技術では、以
上のような問題があるので、レジストを10μm以下と
いうように薄くしてから上記リフトオフ法でバンプ形成
しているのが実情である。
That is, in order to form a pattern by the lift-off method, it is necessary to form a resist having an inverse taper shape. However, the thicker the resist, the greater the so-called resist sag of the resist, making it difficult to form a reverse-tapered resist. Since the conventional technique has the above problems, it is a reality that the resist is thinned to 10 μm or less and then the bump is formed by the lift-off method.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の半導体ウェハー(半導体装置)へのリフトオフ法によ
るバンプ形成方法では、厚膜レジストを使用すると、い
わゆるレジストダレによってリフトオフができなくなる
ので、レジストの厚みを10μm以下に薄くして、バン
プ形成していた。
As described above, in the conventional bump forming method for a semiconductor wafer (semiconductor device) by the lift-off method, when a thick film resist is used, lift-off cannot be performed due to so-called resist sag. Was formed to a thickness of 10 μm or less to form bumps.

【0026】このため、半田を厚く蒸着することができ
ないので、結局、半田バンプの高さが低くなってしまう
ことは避けられなかった。一般にフリップチップ実装な
どにおいては、バンプの高さが低くなるとバンプにかか
る半導体チップと基板との熱膨張係数の差による応力が
大きくなるので、バンプが破壊しやすくなり、結局、配
線の信頼性が低下することが知られている。
For this reason, since the solder cannot be vapor-deposited thickly, it is unavoidable that the height of the solder bump eventually becomes low. Generally, in flip chip mounting and the like, when the height of the bump becomes low, the stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor chip and the substrate becomes large, so that the bump is easily broken and, eventually, the reliability of the wiring is reduced. It is known to decline.

【0027】したがって、従来のような半導体ウェハー
のリフトオフ法によるバンプ形成方法では、十分な配線
の信頼性が得られないという問題があった。
Therefore, the conventional bump forming method using the lift-off method for a semiconductor wafer has a problem in that sufficient wiring reliability cannot be obtained.

【0028】一方、上述した従来の方法で、十分な信頼
性を得るために半田蒸着の厚みは同じでも、その面積を
広くして半田体積を大きくするという方法も行われては
いる。
On the other hand, in the above-mentioned conventional method, in order to obtain sufficient reliability, a method of enlarging the area and increasing the solder volume is used even though the thickness of the solder vapor deposition is the same.

【0029】しかし、この場合は、隣接する半導体の電
極パッド同志を十分離れた位置に配置する必要がある
が、これでは、最近のますます高集積化するため、多ピ
ン化する半導体に対しては、結局、実装密度の低下につ
ながり、電子機器の小型化などには不向きとなってしま
うという等の問題点があった。
However, in this case, it is necessary to dispose the electrode pads of the adjacent semiconductors at positions sufficiently separated from each other. However, this is more and more highly integrated in recent years. However, there is a problem in that it leads to a reduction in packaging density and is not suitable for downsizing electronic devices.

【0030】そこで、本発明は、このような問題点に鑑
みて提案されたものであり、微細な電極ピッチの半導体
装置へ高さの高いバンプを形成できるようにした半導体
装置のバンプ形成方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above problems, and provides a bump forming method for a semiconductor device, which is capable of forming high-height bumps on a semiconductor device having a fine electrode pitch. The purpose is to provide.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明にあっては、半導体装置の電極部に厚膜レ
ジストを用いたリフトオフ法により半田バンプを形成す
るに際し、予め半導体装置とは別に用意した基板上に厚
膜レジストをパターン形成し、これを半導体装置に転写
してリフトオフ用のレジストパターンとする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, when a solder bump is formed on an electrode portion of a semiconductor device by a lift-off method using a thick film resist, the semiconductor device is previously formed. Separately, a thick film resist is formed on a substrate prepared separately and transferred to a semiconductor device to form a lift-off resist pattern.

【0032】また、上記基板は、透明な材質であること
を特徴とする。
The substrate is made of a transparent material.

【0033】[0033]

【作用】本発明に係る半導体装置のバンプ形成方法によ
れば、先ず基板上に厚膜レジストによって順テーパー形
状のパターンを形成し、これを半導体ウェハーに反転転
写するので、半導体ウェハー上には逆テーパー形状のレ
ジストパターンが形成されることになる。したがって、
高さの高い逆テーパー形状のレジストパターンが形成さ
れることになる。
According to the bump forming method for a semiconductor device of the present invention, a forward taper pattern is first formed on a substrate by a thick film resist, and this pattern is reversely transferred to a semiconductor wafer. A tapered resist pattern will be formed. Therefore,
A high-height inverted taper-shaped resist pattern is formed.

【0034】また、基板に透明な材質を使用すれば、反
転転写する際、該基板ごしに半導体ウェハーのパターン
を見ることができるので、レジストパターンと半導体ウ
ェハーの位置合わせを正確、かつ、簡単に行うことがで
きる。
If a transparent material is used for the substrate, the pattern of the semiconductor wafer can be seen over the substrate during reverse transfer, so that the resist pattern and the semiconductor wafer can be aligned accurately and easily. Can be done.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0036】図1は、本発明に係わる半導体装置のバン
プ形成方法を適用した一実施例を工程順に示すための概
略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing, in order of steps, an embodiment to which a bump forming method for a semiconductor device according to the present invention is applied.

【0037】先ず、図1に示すように、ガラス基板1上
に接着剤(東亜合成社製;商品名「アロンアルファ」)
2を全面に亘ってスピンコート法によって塗布する。こ
のガラス基板1は、予め半導体装置(半導体ウェハー)
とは別に用意され、後述するように反転転写した後は除
去されるものである。そして、この反転転写の際の位置
合わせが正確に行えるよう透明な材質が使用されてい
る。
First, as shown in FIG. 1, an adhesive (manufactured by Toagosei Co., Ltd .; trade name "Aron Alpha") is applied on a glass substrate 1.
2 is applied over the entire surface by spin coating. This glass substrate 1 is a semiconductor device (semiconductor wafer) in advance.
It is prepared separately, and is removed after reverse transfer as described later. A transparent material is used so that the position can be accurately aligned during the reverse transfer.

【0038】次に、図2に示すように、耐熱性がある5
0μm厚の透明シート(米国デュポン社製;商品名「テ
フロンシート」)3をラミネートし接着する。ここでの
透明シート3は、50μmと薄いので透明性が良い。
Next, as shown in FIG.
A 0 μm thick transparent sheet (manufactured by DuPont, USA; trade name “Teflon sheet”) 3 is laminated and adhered. Since the transparent sheet 3 here is as thin as 50 μm, it has good transparency.

【0039】次いで、図3に示すように、厚膜レジスト
4を50〜60μmの厚みで、スピンコートして全面に
塗布する。
Then, as shown in FIG. 3, a thick film resist 4 having a thickness of 50 to 60 μm is spin-coated and applied on the entire surface.

【0040】次いで、図示しない工程によって露光、現
像して、図4に示すように、厚膜レジストにパターン5
を形成する。
Then, the film is exposed and developed by a process (not shown) to form a pattern 5 on the thick film resist as shown in FIG.
To form.

【0041】次いで、厚膜レジスト4の完全乾燥や耐熱
性などを向上させるため、図示しないポストベークと呼
ばれる120℃,1時間などの条件の加熱工程を加え
る。この加熱工程によって該厚膜レジストパターンは、
後のスパッタや蒸着などの工程に十分耐え得るように機
械強度が向上する。
Next, in order to improve the complete drying and heat resistance of the thick film resist 4, a heating step called post bake (not shown) such as 120 ° C. for 1 hour is added. By this heating step, the thick film resist pattern is
The mechanical strength is improved so that it can sufficiently withstand subsequent processes such as sputtering and vapor deposition.

【0042】しかし、この状態では、未だ、十分接着性
を保った状態を保持している。また、上記ポストベーク
による加熱工程よって、図5に示すように、厚膜レジス
トパターンは、逆テーパー形状から順テーパー形状に、
いわゆるレジストダレによって変化する。さらに、該加
熱工程によって、接着剤2は該接着力が低下し、容易に
ガラス基板1と透明シート3がはがれる状態となってい
る。
However, in this state, the state that the adhesiveness is sufficiently maintained is still maintained. Further, as shown in FIG. 5, the thick film resist pattern is changed from the reverse taper shape to the forward taper shape by the heating process by the above post-baking.
It changes depending on what is called resist sag. Further, the adhesive strength of the adhesive 2 is reduced by the heating step, and the glass substrate 1 and the transparent sheet 3 are easily peeled off.

【0043】したがって、ここで、図6に示すように、
ガラス基板1を反転させ、バンプ形成する半導体ウェハ
ー(半導体装置)7に当該パターンを合わせ圧着する。
すると、レジストダレにより順テーパー形状になった厚
膜レジストパターン5が逆向きの逆テーパー形状になっ
た厚膜レジストパターン6として半導体ウェハー7に圧
着される。
Therefore, here, as shown in FIG.
The glass substrate 1 is turned over, and the pattern is aligned and pressed onto a semiconductor wafer (semiconductor device) 7 on which bumps are to be formed.
Then, the thick film resist pattern 5 having a forward taper shape due to resist sagging is pressure-bonded to the semiconductor wafer 7 as a thick film resist pattern 6 having a reverse reverse taper shape.

【0044】この場合、ガラス基板1は透明であるた
め、このガラス基板1ごしに半導体ウェハー7のパター
ンを見ることができるので、レジストパターンと半導体
ウェハー7の位置合わせが正確、かつ、簡単に行うこと
ができる。なお、図6において、半田バンプ13が形成
されることとなる半導体ウェハー7は、Si(珪素)な
どの半導体ウェハーに回路を形成してなる半導体ウェハ
ーであり、半導体装置としての電気検査が既になされて
いる。また、8は、A1(アルミニウム)電極パッド
(電極部)、9は、表面保護用のパッシベーション膜で
ある。
In this case, since the glass substrate 1 is transparent, the pattern of the semiconductor wafer 7 can be seen through the glass substrate 1. Therefore, the alignment between the resist pattern and the semiconductor wafer 7 is accurate and easy. It can be carried out. In FIG. 6, the semiconductor wafer 7 on which the solder bumps 13 will be formed is a semiconductor wafer in which circuits are formed on a semiconductor wafer such as Si (silicon), and an electrical inspection as a semiconductor device has already been performed. ing. Further, 8 is an A1 (aluminum) electrode pad (electrode portion), and 9 is a passivation film for surface protection.

【0045】その後、図7に示すように、ガラス基板1
を除去する。この際、接着剤2は厚膜レジスト4のポス
トベーク時(図5参照)に接着力が低下しているので、
容易にガラス基板1と透明シート3を剥がすことができ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the glass substrate 1
Is removed. At this time, since the adhesive 2 has a reduced adhesive force when the thick film resist 4 is post-baked (see FIG. 5),
The glass substrate 1 and the transparent sheet 3 can be easily peeled off.

【0046】次いで、図8に示すように、透明シート3
を除去する。この状態で、厚膜レジスト4の逆テーパー
形状の厚膜レジストパターン6の形成が完了する。
Next, as shown in FIG. 8, the transparent sheet 3
Is removed. In this state, formation of the reverse taper-shaped thick film resist pattern 6 of the thick film resist 4 is completed.

【0047】その後、図9に示すように、半導体ウェハ
ー7側からCr(クロム)を0.3μm,Cu(銅)を
0.8μm,Au(金)を0.2μmの順にそれぞれの
厚みでスパッタして、バリヤメタル10を形成する。
Then, as shown in FIG. 9, from the semiconductor wafer 7 side, Cr (chromium) is 0.3 μm, Cu (copper) is 0.8 μm, and Au (gold) is 0.2 μm in this order. Then, the barrier metal 10 is formed.

【0048】次いで、図10に示す工程において、鉛
(Pb)11を36μm,スズ(Sn)12を4μmと
いう厚みでそれぞれ厚く蒸着する。
Next, in the step shown in FIG. 10, lead (Pb) 11 is deposited to a thickness of 36 μm and tin (Sn) 12 is deposited to a thickness of 4 μm, respectively.

【0049】その後、図11に示すように、図示しない
リフトオフ法によって、厚膜レジストパターンを除去
し、バンプ形成される電極パッド(電極部)9上だけに
バリヤメタル10及び、鉛11の金属層とスズ12の金
属層が残される。
Then, as shown in FIG. 11, the thick film resist pattern is removed by a lift-off method (not shown) to form a barrier metal 10 and a metal layer of lead 11 only on the electrode pad (electrode portion) 9 to be bumped. A metal layer of tin 12 is left.

【0050】そして、図示しないウェットバックと呼ば
れるフラックスを上記鉛11とスズ12の金属層に塗布
し、300〜360℃に加熱して鉛11とスズ12を溶
融し、さらにフラックスを洗浄する工程を経て、図12
に示すような、球状の半田バンプ13の形成が終了す
る。
Then, a step called wet back (not shown) is applied to the metal layer of lead 11 and tin 12, heated to 300 to 360 ° C. to melt the lead 11 and tin 12, and the flux is washed. After that, FIG.
The formation of the spherical solder bumps 13 as shown in FIG.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、透明なガラス基板上に厚膜のレジストをパタ
ーン形成し、順テーパー形状のレジストパターンを形成
し、これを半導体ウェハーに反転転写するので、半導体
ウェハー上には逆テーパー形状のレジストパターンが形
成されることになり、これにより、高さの高い逆テーパ
ー形状のレジストパターンが形成されることになる。そ
の結果、鉛とスズの金属層を厚く蒸着して付着させるこ
とができるようになり、これによって微細な電極ピッチ
の半導体装置へ高さの高いバンプを形成することが可能
となる。したがって、半田バンプが破壊されるような事
態を防止でき、配線の信頼性が向上する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a thick film resist is patterned on a transparent glass substrate to form a forward tapered resist pattern, which is used as a semiconductor wafer. Since the reverse transfer is performed, a resist pattern having an inverse taper shape is formed on the semiconductor wafer, and thus a resist pattern having an inverse taper shape having a high height is formed. As a result, the metal layer of lead and tin can be vapor-deposited thickly and adhered, which makes it possible to form high-height bumps on a semiconductor device having a fine electrode pitch. Therefore, it is possible to prevent the situation where the solder bumps are broken, and the reliability of the wiring is improved.

【0052】また、ガラス基板は透明な材質を使用して
いるので、上記反転転写の際に、ガラス基板ごしに半導
体ウェハーのパターンを見ることができ、レジストパタ
ーンと半導体ウェハーの位置合わせを正確、かつ、簡単
に行うことができる。
Since the glass substrate is made of a transparent material, the pattern of the semiconductor wafer can be seen through the glass substrate during the reversal transfer, and the alignment of the resist pattern and the semiconductor wafer can be accurately performed. And it can be done easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる半導体装置のバンプ形成方法を
適用した一実施例を工程順に示すための概略断面図であ
り、ガラス基板に接着剤を塗布する工程を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing, in order of steps, an embodiment to which a bump forming method for a semiconductor device according to the present invention is applied, showing a step of applying an adhesive to a glass substrate.

【図2】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、耐熱性
のある透明シートをラミネートし接着する工程を示す。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment in which the bump forming method for a semiconductor device is applied in the order of steps, showing a step of laminating and adhering a heat-resistant transparent sheet.

【図3】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、厚膜レ
ジストと塗布する工程を示す。
3A to 3C are schematic cross-sectional views showing, in order of steps, an embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device is applied, showing a step of applying a thick film resist.

【図4】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、厚膜レ
ジストにパターンを形成する工程を示す。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device is applied in the order of steps, showing a step of forming a pattern on a thick film resist.

【図5】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、厚膜レ
ジストパターンがレジストダレによって変化する状態を
示す。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment in which the bump forming method for a semiconductor device is applied in the order of steps, showing a state where a thick film resist pattern changes due to resist sag.

【図6】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、厚膜レ
ジストパターンを半導体ウェハーに反転転写する工程を
示す。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment in which the bump forming method for a semiconductor device is applied, in order of steps, showing a step of reversibly transferring a thick film resist pattern onto a semiconductor wafer.

【図7】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、ガラス
基板を除去する工程を示す。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device is applied in the order of steps, showing a step of removing a glass substrate.

【図8】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、透明シ
ートを除去する工程を示す。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing, in order of steps, an embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device is applied, showing a step of removing a transparent sheet.

【図9】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した一
実施例を工程順に示すための概略断面図であり、バリヤ
メタルを形成する工程を示す。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment in which the bump forming method for a semiconductor device is applied, in order of steps, showing a step of forming a barrier metal.

【図10】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した
一実施例を工程順に示すための概略断面図であり、鉛と
スズを蒸着する工程を示す。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing, in order of steps, an embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device is applied, showing a step of depositing lead and tin.

【図11】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した
一実施例を工程順に示すための概略断面図であり、厚膜
レジストを除去する工程を示す。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing, in order of steps, an embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device is applied, showing a step of removing a thick film resist.

【図12】上記半導体装置のバンプ形成方法を適用した
一実施例を工程順に示すための概略断面図であり、半田
バンプを形成する工程を示す。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment to which the bump forming method for a semiconductor device described above is applied, in order of steps, showing a step of forming solder bumps.

【図13】従来のリフトオフ法による半導体装置のバン
プ形成方法を説明するための概略断面図であり、電極パ
ッド上にアルミ酸化膜が形成された半導体ウェハーを示
す。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining a bump forming method of a semiconductor device by a conventional lift-off method, showing a semiconductor wafer having an aluminum oxide film formed on an electrode pad.

【図14】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、レジストを形成する工
程を示す。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of forming a resist.

【図15】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、開口部を形成する工程
を示す。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of forming an opening.

【図16】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、アルミ酸化物を除去す
る工程を示す。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of removing aluminum oxide.

【図17】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、バリヤメタルを形成す
る工程を示す。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the bump forming method for the conventional semiconductor device, showing a step of forming a barrier metal.

【図18】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、レジストを除去する工
程を示す。
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of removing a resist.

【図19】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、電極パッドにバリヤメ
タルが形成される工程を示す。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of forming a barrier metal on an electrode pad.

【図20】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、レジストを塗布する工
程を示す。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of applying a resist.

【図21】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、開口部を形成する工程
を示す。
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of forming an opening.

【図22】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、鉛とスズを蒸着する工
程を示す。
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view for explaining the bump forming method for the conventional semiconductor device, showing a step of depositing lead and tin.

【図23】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、レジストを除去する工
程を示す。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a step of removing a resist.

【図24】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、電極パッドに鉛とスズ
の層が残る状態を示す。
FIG. 24 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional bump forming method for a semiconductor device, showing a state in which a lead and tin layer remains on an electrode pad.

【図25】上記従来の半導体装置のバンプ形成方法を説
明するための概略断面図であり、半田バンプを形成する
工程を示す。
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view for explaining the bump forming method for the conventional semiconductor device, showing a step of forming solder bumps.

【図26】従来の厚膜レジストパターン形成時のレジス
ト形状を説明するための概略断面図であり、厚膜レジス
トを露光する工程を示す。
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view for explaining a resist shape when forming a conventional thick film resist pattern, showing a step of exposing the thick film resist.

【図27】従来の厚膜レジストパターン形成時のレジス
ト形状を説明するための概略断面図であり、逆テーパー
形状のレジストを形成する工程を示す。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view for explaining a resist shape when forming a conventional thick film resist pattern, showing a step of forming a resist having an inverse taper shape.

【図28】従来の厚膜レジストパターン形成時のレジス
ト形状を説明するための概略断面図であり、レジストダ
レにより逆テーパー形状から順テーパー形状になる状態
を示す。
FIG. 28 is a schematic cross-sectional view for explaining a resist shape at the time of forming a conventional thick film resist pattern, showing a state in which a reverse taper shape is changed to a forward taper shape due to resist sag.

【図29】レジストが順テーパー形状の場合のリフトオ
フ法の関係を説明するための概略断面図であり、(a)
は、順テーパー形状の厚膜レジストの形成状態を示し、
(b)は、金属膜を蒸着する工程を示し、(c)は、レ
ジストを溶解する工程を示す。
FIG. 29 is a schematic cross-sectional view for explaining the relationship of the lift-off method when the resist has a forward taper shape, (a)
Indicates the state of formation of a thick film resist having a forward taper shape,
(B) shows a step of depositing a metal film, and (c) shows a step of dissolving the resist.

【図30】レジストが逆テーパー形状の場合のリフトオ
フ法の関係を説明するための概略断面図であり、(a)
は、逆テーパー形状の厚膜レジストの形成状態を示し、
(b)は、金属を蒸着する工程を示し、(c)は、レジ
ストを溶解する工程を示し、(d)は、金属のパターン
を形成する工程を示す。
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view for explaining the relationship of the lift-off method when the resist has an inverse tapered shape, (a)
Indicates the state of formation of an inverse taper-shaped thick film resist,
(B) shows a step of depositing a metal, (c) shows a step of dissolving a resist, and (d) shows a step of forming a metal pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 接着剤 3 透明シート 4 厚膜レジスト 5 逆テーパー形状の厚膜レジストパターン 6 順テーパー形状の厚膜レジストパターン 7 半導体ウェハー(半導体装置) 8 表面保護膜 9 電極パッド(電極部) 10 バリヤメタル 11 鉛(層) 12 スズ(層) 13 半田バンプ 1 Glass Substrate 2 Adhesive 3 Transparent Sheet 4 Thick Film Resist 5 Inverse Tapered Thick Film Resist Pattern 6 Forward Tapered Thick Film Resist Pattern 7 Semiconductor Wafer (Semiconductor Device) 8 Surface Protective Film 9 Electrode Pad (Electrode) 10 Barrier metal 11 Lead (layer) 12 Tin (layer) 13 Solder bump

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置の電極部に厚膜レジストを用
いたリフトオフ法により半田バンプを形成するに際し、 予め半導体装置とは別に用意した基板上に厚膜レジスト
をパターン形成し、これを半導体装置に転写してリフト
オフ用のレジストパターンとすることを特徴とする半導
体装置のバンプ形成方法。
1. When a solder bump is formed by a lift-off method using a thick film resist on an electrode portion of a semiconductor device, a thick film resist is patterned on a substrate prepared separately from the semiconductor device, and the semiconductor device is formed. A bump forming method for a semiconductor device, comprising: forming a resist pattern for lift-off by transferring onto a wafer.
【請求項2】 上記基板は、透明な材質であることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置のバンプ形成方法。
2. The bump forming method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate is made of a transparent material.
JP6150122A 1994-06-30 1994-06-30 Method for formation of bump of semiconductor device Pending JPH0817833A (en)

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