JPH08340029A - フリップチップic及びその製造方法 - Google Patents

フリップチップic及びその製造方法

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JPH08340029A
JPH08340029A JP7144443A JP14444395A JPH08340029A JP H08340029 A JPH08340029 A JP H08340029A JP 7144443 A JP7144443 A JP 7144443A JP 14444395 A JP14444395 A JP 14444395A JP H08340029 A JPH08340029 A JP H08340029A
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JP
Japan
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pad
bump
wafer
inspection
metal film
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JP7144443A
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English (en)
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Kazuo Nishiyama
和夫 西山
Yoshikuni Taniguchi
芳邦 谷口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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
    • H01L2224/039Methods of manufacturing bonding areas involving a specific sequence of method steps
    • H01L2224/0392Methods of manufacturing bonding areas involving a specific sequence of method steps specifically adapted to include a probing step
    • 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査工程において、バンプを損壊せず、検査
用のプローブカードも兼用できるフリップチップIC及
びその製造方法を提供する。 【構成】 バンプパッド8と検査用パッド9を金属膜3
で接続し、検査用パッド9を表面に露出させた。 【効果】 検査用パッドにプローブを針立てする。プロ
ーブカードはウエハの検査に用いたものが兼用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はICの内部配線と接続さ
れた電極上に球状の金属より成るバンプを形成し、印刷
配線基板の表面に形成した電極と面接合する構造のフリ
ップチップIC及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化の要求に応じ
て、印刷配線基板に搭載する部品の実装密度を如何にし
て上げるかが大きな技術的課題となっている。実装密度
を上げる一つの手法として、フリップチップICと称さ
れる素子の利用がある。フリップチップICは例えば図
3に示すように、半導体基体1上にIC等の内部配線に
接続された電極2、その上に層間絶縁層、表面保護層、
金属膜(BLM膜)3を積層し、金属膜3の一部を露出
して電極パッド4a、4bを形成し、この上にバンプ5
と称されるはんだ等から成る球状突起を形成したもので
ある。
【0003】そしてこのフリップチップICは用意され
た印刷配線基板上のランド電極に対して、バンプ5の位
置が一致するように位置合わせして面接合される。フリ
ップチップICは印刷配線基板との接続にリード線を用
いないので、実装密度を上げるには非常に有利である。
【0004】さらに、最近ICの大規模化に伴い、個々
のICに数多くのバンプを形成する必要が生じてきてい
る。この要求を満たすため、通常のICのウエハに形成
していた電極からリードによって引き出した位置に、新
たに電極を形成する構成や電極の配列から位置を外す構
成が考案されている。これらは、図3に示す様に、前者
をエリア化された電極パッド4a、後者を再配置した電
極パッド4bと以下称す。
【0005】一方この種のフリップチップICのような
ベアーチップでは、何時、どの段階で特性を検査するか
が重要であり、少なくともウエハ加工工程後のウエハに
対しては、電極に針立てして検査し、またバンプ形成工
程後のウエハに対してもバンプに針立てして検査する必
要があった。この従来のフリップチップICの検査で
は、完成したバンプに針立てして検査を行なうが、この
時の針立てによるバンプの形状の損壊も大きな問題であ
る。
【0006】例えば、図4に示す如くバンプ5にプロー
ブ6を直接接触させると、接触部に損壊5aを生じる。
【0007】また、電極に針立てして検査を行なう治具
としては、例えば図5に示すようなプローブカード7と
称するものがある。これは樹脂製の基板に開口を設け、
この開口の周縁に弾力性のある導体から成るプローブ
(針)6を下方に臨ませたものである。このプローブの
数とその先端の位置は、検査する対象のICウエハ毎に
異なったものが用意される。
【0008】前述のフリップチップICにおいては、少
なくとも2回の検査を行なうので、2種類のプローブカ
ードを必要としていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、ウエハ加工工程後のウエハの特性検査と、バンプ形
成後のウエハの特性検査において、同一のプローブカー
ドを用いることが出来、またバンプに直接プローブを接
触させない構造のフリップチップICの構造及びその製
造方法を提供する事である。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項1に係る発明においては、半導体基体上に
形成されたバンプパッドと検査用パッドを金属膜により
接続して成る、フリップチップICの構成とした。
【0011】請求項2に係る発明においては、金属膜が
クローム、銅、金から成る多層膜であることを特徴とす
る請求項1記載のフリップチップICの構成とした。
【0012】請求項3に係る発明においては、金属膜が
アルミニュームまたはアルミニューム合金であることを
特徴とする請求項1記載のフリップチップICの構成と
した。
【0013】請求項4に係る発明においては、半導体基
体上の電極を除いてウエハ保護膜で覆ってなるウエハを
用意し、その上に前記電極を除いて第1保護膜で覆う工
程と、電極とバンプパッド形成領域と、その間を金属膜
で形成する工程と、電極上に検査用パッドと、バンプパ
ッド形成領域にバンプパッドを形成する第2保護膜のパ
ターニング工程と、バンプパッドを除いてレジスト膜を
パターンニングする工程と、半田層を形成する工程と、
レジスト膜を剥離しバンプパッドに半田層を設け、検査
用パッドを露出させるリフトオフ工程と、バンプパッド
上の半田層を加熱し球状のバンプとするウエットバック
工程とよりなるフリップチップICの製造方法の構成と
した。
【0014】
【作用】請求項1の発明においては、検査用パッドに針
を立て検査する。
【0015】請求項2の発明においては、バンプパッド
に必要な金属膜の形成と同時に検査パッドとその間を接
続する手段を形成する。
【0016】請求項3の発明においては、金属膜をアル
ミニュームまたはアルミニューム合金とし、リフトオフ
の際に検査用パッドが浸食されることを軽減した。
【0017】請求項4の発明においては、半導体基体上
を電極を除いてウエハ保護膜で覆ってなるウエハを用意
し、その上に前記電極を除いて第1保護膜で覆い、電極
とバンプパッド形成領域と、その間を金属膜で形成し、
電極上に検査用パッドとバンプパッド形成領域にバンプ
パッドを形成する第2保護膜をパターニングし、バンプ
パッドを除いてレジスト膜をパターンニングし、半田層
を形成し、レジスト膜を剥離し、バンプパッドに半田層
を設け、検査用パッドを露出させてリフトオフし、バン
プパッド上の半田層を加熱し球状のバンプとする。
【0018】
【実施例】以下、図1ないし図2を参照して本発明のフ
リップチップICとその製造方法について説明する。図
1、図2は本発明のフリップチップICの製造方法を各
工程のウエハの側断面図で示したもので、(a)はウエ
ハ加工後のウエハ、(b)は第1保護膜パターンニング
後のウエハ、(c)は金属膜(BLM膜)被着後のウエ
ハ、(d)は第2保護膜被着後のウエハ、(e)は厚膜
レジストパターンニング後のウエハ、(f)は半田層形
成後のウエハ、(g)は半田層パターニング後のウエ
ハ、(h)は半田層のウエットバック後のウエハ、
(i)はプローブ検査中のウエハである。
【0019】実施例1 本発明のフリップチップICの構造としては、図2
(h)に示すごとく、半田バンプ5が形成されたバンプ
パッド8と接続された検査用パッド9を設けたものであ
る。
【0020】その結果、(i)に示すごとく半田バンプ
5形成後のフリップチップICのプローブ検査において
は、この検査用パッド9にプローブ6を接触して検査を
行なえば、バンプ5に接触させないので、バンプ5を損
壊することが避けられる。また、この検査用パッド9の
位置はウエハの電極2と同じ位置であるので、バンプ形
成後の検査に用いるプローブカードはウエハの検査で用
いたものと同じものが使用できる。
【0021】実施例2 次に、本発明のフリップチップICの製造方法について
説明する。先ず、(a)に示すごとくシリコンチップか
ら成る半導体基体1にIC形成層10、その上にアルミ
ニューム等から成る電極2が形成され、さらにその上に
薄いポリイミド等のウエハ保護膜が施されたウエハが用
意される。このウエハは電極2にプローブが当てられ特
性検査がなされる。
【0022】次いで、電極2の部分を除いて全面にポリ
イミド等の第1保護膜11がパターンニングされ、
(b)のごとくなる。
【0023】次いで、電極2とバンプパッドが形成され
る領域12に渡って、金属膜(BLM膜)3が形成され
る。この金属膜3は例えば、クローム、銅、金を順次ス
パッタリングして形成する。この金属膜3は電極2と後
述するバンプとの間の密着性を向上させ、かつ相互の拡
散を防止する作用をなし、BLM膜(Ball Lim
itting Metal)と称される。この結果、
(c)に示すようなウエハが得られる。
【0024】この金属膜に代えて、アルミニューム、ア
ルミニューム合金例えば、Al−Si系合金、Al−S
i−Cu系の合金を用いることもでき、その場合は後の
工程で行なわれるリフトオフにおいて耐浸食性を高める
効果がある。
【0025】次いで、電極2の部分とバンプパッド形成
領域12を除いて、ポリイミド等から成る第2保護膜1
3を全面にパターンニングして電極2の位置に検査用パ
ッド9、バンプパッド形成領域12の位置にバンプパッ
ド8が形成される。
【0026】次いで、バンプパッド8の周辺を除いて、
厚膜レジスト14をパターンニングする。この結果、
(e)の様なウエハが得られる。
【0027】次いで、半田を蒸着し、半田層15を形成
する。この結果、(f)の様なウエハが得られる。
【0028】次いで、バンプパッド8の周辺を除いて、
レジスト膜とレジスト膜上の半田層15を剥離する。こ
の結果、バンプパッド8上にのみ半田層が残された、
(g)に示す様な、ウエハが得られる。
【0029】次いで、このウエハを加熱炉に入れ、加熱
し半田層を溶融すると、(h)に示す如く半田層は球状
に丸められる。これは通常ウェットバック工程と称せら
れる。
【0030】次いで、バンプが形成されたウエハの検査
工程(i)において、検査用パッド9にプローブカード
のプローブ(針)6を針立てし、このウエハの特性を検
査する。
【0031】本発明のフリップチップICの製造方法に
おいては、第2保護膜のパターンニング工程(d)にお
いて検査用パッド9を開口するのみで、他の工程に用い
るマスクも変更することなく、本発明を実施できる。よ
って、従来方法に比しコストアップの要因もない。
【0032】本発明の実施例ではフリップチップIC及
びその製造方法について、夫々一つの例によって説明し
たが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、用いる材料、
製造工程を選択して実施できることは当然である。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば半田バンプ形成後のフリップチップICのプロ
ーブ検査において、検査用パッドにプローブを接触して
検査を行なえば、バンプに接触させないので、バンプを
損壊することが避けられる。
【0034】また、この検査用パッドはバンプ形成工程
前の電極と同じ位置であるので、バンプ形成後の検査に
用いるプローブカードはウエハ検査において用いたもの
をそのまま用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフリップチップICの製造方法を各工
程のウエハの側断面図で示したもので、(a)はウエハ
加工後のウエハ、(b)は第1保護膜パターンニング後
のウエハ、(c)は金属膜(BLM膜)被着後のウエ
ハ、(d)は第2保護膜被着後のウエハである。
【図2】本発明のフリップチップICの製造方法を各工
程のウエハの側断面図で示したもので、(e)は厚膜レ
ジストパターンニング後のウエハ、(f)は半田層形成
後のウエハ(g)は半田層パターニング後のウエハ、
(h)は半田層のウエットバック後のウエハ、(i)は
プローブ検査中のウエハである。
【図3】通常のフリップチップICの斜視図。
【図4】検査中の従来のフリップチップICの側断面
図。
【図5】フリップチップICの検査に用いられるプロー
ブカードの斜視図。
【符号の説明】
1 半導体基体 2 電極 3 金属膜(BLM膜) 4a エリア化した電極パッド 4b 再配置した電極パッド 5 バンプ 5a 損壊 6 プローブ(針) 7 プローブカード 8 バンプパッド 9 検査用パッド 10 IC形成層 11 第1保護層 12 バンプパッド形成領域 13 第2保護膜 14 厚膜レジスト 15 半田層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基体上に形成されたバンプパッド
    と検査用パッドを金属膜により接続して成る、フリップ
    チップIC。
  2. 【請求項2】 前記金属膜がクローム、銅、金から成る
    多層膜であることを特徴とする請求項1記載のフリップ
    チップIC。
  3. 【請求項3】 前記金属膜がアルミニュームまたはアル
    ミニューム合金であることを特徴とする請求項1記載の
    フリップチップIC。
  4. 【請求項4】 半導体基体上に、電極を除いてウエハ保
    護膜で覆ってなるウエハを用意し、 その上に前記電極を除いて第1保護膜で覆う工程と、 前記電極とバンプパッド形成領域と、その間を金属膜で
    形成する工程と、 前記電極上に検査用パッドと、前記バンプパッド形成領
    域にバンプパッドを形成する第2保護膜のパターニング
    工程と、 前記バンプパッドを除いてレジスト膜をパターンニング
    する工程と、 半田層を形成する工程と、 前記レジスト膜を剥離し前記バンプパッドに半田層を設
    け、検査用パッドを露出させるリフトオフ工程と、 前記バンプパッド上の半田層を加熱し球状のバンプとす
    るウエットバック工程とより成る、フリップチップIC
    の製造方法。
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