JPH08279513A - バンプ電極製造方法 - Google Patents

バンプ電極製造方法

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JPH08279513A
JPH08279513A JP7102988A JP10298895A JPH08279513A JP H08279513 A JPH08279513 A JP H08279513A JP 7102988 A JP7102988 A JP 7102988A JP 10298895 A JP10298895 A JP 10298895A JP H08279513 A JPH08279513 A JP H08279513A
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bumps
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Kiyotaka Watanabe
潔敬 渡辺
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    • 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 バンプ26からはみ出す各下地金属層20、
22を、それぞれの下地金属層20、22を侵食するが
バンプ26を侵食しない性質の互いに異なるエッチング
液に取り替えて、各下地金属層20、22毎にエッチン
グ処理する。 【効果】 各下地金属層20、22毎のエッチング液の
選択により、バンプ26を侵食することなく下地金属層
20、22の不要な部分を効果的に除去することができ
る。従って、バンプ電極28の仕上がり寸法にバラツキ
を生じることなく、バンプ電極28の品質および歩留ま
りの向上を図ることができ、またこのバンプ電極28の
組立て工程での品質の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の実装
に用いられるバンプ電極の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路が形成されたICチップを外部
配線に接続する技術の一つに、テープボンディング法が
ある。これによれば、ICチップの電極にバンプ電極が
形成される。バンプ電極が形成されたICチップは、各
バンプ電極で、基板であるポリイミドフィルム上に形成
されたそれぞれのリードパターンに熱圧着により一括的
に接続される。フィルム上に連続して接続されたICチ
ップは、個々に切断された後、各フィルム片のリードパ
ターンを経て、外部回路に接続される。
【0003】ところで、このようなバンプ電極は、IC
チップの電極上に直接にバンプを構成する金属を形成す
ると、この電極を構成する金属との相性の相違から、両
者の強固な結合に問題が生じることがある。その場合、
電極上に、例えばこの電極との密着性を高めるための密
着金属層を形成し、さらにその上に拡散防止金属層を形
成し、この2層の金属層を下地金属層として、その上
に、所定形状のバンプが形成されている。その後、この
バンプからはみ出す余分な下地金属層は、これらを一括
的に侵食するエッチング液を用いて除去されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、性質の
異なる複数の下地金属層を一括的に侵食するエッチング
液は、化学的に強力であり、しばしばバンプそのものを
も侵食する。そのため、バンプ電極の仕上がり寸法にバ
ラツキを生じることがあり、バンプ電極の最終寸法の正
確な管理が困難となり、またはICチップの組立て工程
にも不都合を及ぼす虞れがある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、半導体装置の電極を外部配線に接続
するためのバンプ電極製造方法において、電極上に材料
を互いに異にする複数の下地金属層を積層して形成する
こと、この下地金属層の表面に位置する下地金属層上に
これら下地金属層の何れとも材料を異にする金属材で所
定形状にバンプを形成すること、このバンプからはみ出
す各下地金属層を、各下地金属層毎にそれぞれの下地金
属層を侵食するがバンプを侵食しないエッチング液で各
下地金属層毎にエッチング処理することを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明では、下地金属層が例えば第1および第
2の下地金属層からなる場合、表面層の第2の下地金属
層のエッチング液として、バンプを侵食することなく第
2の下地金属層を効果的に侵食するエッチング液が選択
される。続いて、その下にあった第1の下地金属層のエ
ッチング処理に際しては、バンプを侵食することなく第
1の下地金属層を効果的に侵食するエッチング液が選択
される。この各下地金属層毎のエッチング液の選択によ
り、バンプを侵食することなく下地金属層の不要な部分
が効果的に除去される。
【0007】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に沿って詳細に
説明する。図1は、本発明に係るバンプ電極の製造工程
を示す縦断面図である。図1(A)に示されているよう
に、例えばICチップのような半導体基板からなる半導
体装置10上には、絶縁のための酸化シリコン膜12を
介して、従来におけると同様なIC内部回路の一部とし
てアルミニウム金属からなるアルミニウム電極14が形
成されている。
【0008】このアルミニウム電極14を、例えばポリ
イミドフィルム上に形成されたそれぞれのリードパター
ンに一括的に接続するために、各アルミニウム電極14
上にバンプ電極が形成されるが、それに先立ち、アルミ
ニウム電極14が不必要に露出しないように、このアル
ミニウム電極14を覆う酸化シリコン膜のような絶縁保
護膜16が形成され、この絶縁保護膜16にはアルミニ
ウム電極14に開口するコンタクトホール18が形成さ
れる。
【0009】図1(B)に示されているように、絶縁保
護膜16上には、例えばスパッタ法により、コンタクト
ホール18を経てアルミニウム電極14に接続される第
1の下地金属層20が形成される。第1の下地金属層2
0は、アルミニウム電極14に強固に結合する密着金属
層である。この第1の下地金属層20として、例えば従
来と同様なチタンを用いることができる。
【0010】第1の下地金属層20上には、例えばこれ
と同様なスパッタ法により、第2の下地金属層22が形
成される。第2の下地金属層22は、第1の下地金属層
20の表面を覆うことによりその酸化を防止すると共
に、第2の下地金属層22上に形成されるバンプの構成
金属が熱拡散によってアルミニウム電極14との間で脆
弱な合金層を作ることを防止する拡散防止金属層であ
る。この第2の下地金属層22として、例えば従来と同
様なパラジュウムを用いることができる。
【0011】両下地金属層20および22の形成後、図
1(C)に示されているように、例えばホト・リソグラ
フィ法により、バンプを形成すべき下地金属層22上に
開口する感光性樹脂膜24が形成される。この第2の下
地金属層22上には、例えば、金(Au)がメッキ法に
よって成長され、この金によってバンプ26が形成され
る。
【0012】バンプ26の形成後、除去溶剤等を用い
て、感光性樹脂膜24が除去される。その後、バンプ2
6からはみ出す両下地金属層20および22の不要な部
分が除去されることにより、図1(D)に示されるよう
なバンプ電極28が形成される。この両下地金属層20
および22の不要な部分の除去には、下地金属層の層の
数に応じた種類のエッチング液が用いられる。
【0013】バンプ26が金からなり、また両下地金属
層20および22がそれぞれチタンおよびパラジュウム
からなる場合、第2のエッチング液として、硝酸および
硫酸の混合液を用い、第1のエッチング液として過酸化
水素水を用いることができる。
【0014】第2のエッチング液である硝酸および硫酸
の混合液は、金を侵食することなくパラジュウムのみを
効果的に侵食する。従って、図1(C)に示されている
ような感光性樹脂膜の除去後、この第2のエッチング液
にバンプ26から露出する第2の下地金属層22を浸す
ことにより、バンプ26を侵すことなく第2の下地金属
層22の不要な部分のみを除去することができる。
【0015】続いて、第2のエッチング液に替えて、第
1のエッチング液である過酸化水素水が用いられる。過
酸化水素水は、バンプ26を侵食することはなく、この
バンプ26からはみ出した第2の下地金属22の不要な
部分の除去により表面に現れた第1の下地金属層20の
みを効果的に侵食する。
【0016】その結果、バンプ26はこれらのエッチン
グ液による侵食を受けることはなく、従って、バンプ2
6のための保護マスクのような格別な保護手段を設ける
ことなく、このバンプ26からはみ出す両下地金属層2
0および22の不要な部分のみを効果的に除去すること
ができ、これにより図1(D)に示したようなバンプ電
極28が形成される。
【0017】このようなエッチング液は、その組成割合
あるいは温度等に応じてエッチング速度を異にするが、
これら各エッチング液について、組成等に基づく侵食速
度に関するデータを予め求めておくことにより、各エッ
チング処理を正確かつ容易に制御することができる。
【0018】図2は、第2のエッチング液である硝酸お
よび硫酸の混合液の混合割合に対するパラジュウムの侵
食速度を示すグラフである。横軸には、硝酸および硫酸
の容積比が示されている。この容積比の和のうち100
に満たない分は水の容積を示す。また、縦軸はパラジュ
ウムが受けるエッチング速度(A゜/分)を示す。この
グラフに表されているように、硫酸85%−硝酸9%
(水6%)ないし硫酸90%−硝酸6%(水4%)の割
合のエッチング液がパラジュウムに対して1200A゜
/分という最も高いエッチング速度を示す。
【0019】従って、この組成比のエッチング液を第2
のエッチング液として用い、かつグラフのデータを得た
と同一の液量および液温に維持した状態で第2の下地金
属層22をエッチング処理することにより、能率的にし
かも高い再現性で以てエッチング処理を行うことができ
る。もちろん、第1のエッチング液についてもその濃度
に対するチタンの侵食速度を示すグラフを予め求め、こ
れに基づいて第1の下地金属層20をエッチング処理す
ることが、能率的かつ正確な制御下でのエッチング処理
を可能とする上で、望ましい。
【0020】パラジュウムからなる第2の下地金属層2
2のための第2のエッチング液として、硝酸および過酸
化水素水の混合液、硫酸および過酸化水素水の混合液あ
るいは硝酸、硫酸および酢酸の混合液を用いることがで
きる。しかしながら、安定した高い再現性を得て、正確
な制御下でのエッチング処理を可能とする上で、第2の
エッチング液として硝酸および硫酸の混合液を用いるこ
とが望ましい。また、チタンに対する第1のエッチング
液として、過酸化水素水に代えて、フッ素系のエッチン
グ液を用いることができる。
【0021】本発明は以上の実施例に限定されない。第
1の下地金属層20−第2の下地金属層22の組合せ例
として、例えばクロム−銅、チタン−金、チタン−白
金、チタンタングステン合金−パラジュウム、チタンタ
ングステン合金−金を用いることができ、また三層の下
地金属層として、クロム−銅−金を用いることができ
る。また、このような下地金属層の構成に応じて、バン
プの材料として金以外にも銅あるいは鉛錫合金等を適宜
選択することができ、また各エッチング液をも適宜選択
して組み合わせることができる。また、本発明のバンプ
電極を基板であるポリイミドフィルム上に形成されたそ
れぞれのリードパターンへの熱圧着に用いる例について
説明したが、本発明のバンプ電極は、これに限らず、種
々のワイヤレスボンディングに適用できる。
【0022】
【発明の効果】以上説明した本発明のバンプ電極製造方
法では、各下地金属層毎にそれぞれの下地金属層を侵食
するがバンプを侵食しないエッチング液に取り替えて、
各下地金属層毎にエッチング処理することから、この各
下地金属層毎のエッチング液の選択により、格別なバン
プ保護手段を用いることなくしかもバンプを侵食させる
ことなく、下地金属層の不要な部分を効果的に除去する
ことができる。従って、本発明によれば、バンプそのも
のを侵食することなくバンプ電極を形成することがで
き、バンプ電極の仕上がり寸法にバラツキを生じること
なく、バンプ電極の品質および歩留まりの向上および製
造コストの低減を図ることができ、またこのバンプ電極
の組立て工程での品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバンプ電極の製造工程を示す縦断
面図である。
【図2】本発明に係るエッチング液の組成とエッチング
速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 半導体基板 14 アルミニウム電極 20 第1の下地金属層 22 第2の下地金属層 26 バンプ 28 バンプ電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置の電極を外部配線に接続する
    ためのバンプ電極を前記半導体装置に形成するバンプ電
    極製造方法であって、 前記電極上に材料を互いに異にする複数の下地金属層を
    積層して形成すること、 該下地金属層の表面に位置する下地金属層上に前記下地
    金属層の何れとも材料を異にする金属材で所定形状にバ
    ンプを形成すること、 該バンプからはみ出す各下地金属層を、それぞれの下地
    金属層を侵食するがバンプを侵食しない性質の互いに異
    なるエッチング液で各下地金属層毎にエッチング処理す
    ることを含むバンプ電極製造方法。
  2. 【請求項2】 各下地金属層用エッチング液について、
    予め組成あるいは濃度等に基づく侵食速度に関するデー
    タを求め、このデータに基づいてエッチング処理を施す
    請求項1記載のバンプ電極製造方法。
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