JPH0917792A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0917792A
JPH0917792A JP16390495A JP16390495A JPH0917792A JP H0917792 A JPH0917792 A JP H0917792A JP 16390495 A JP16390495 A JP 16390495A JP 16390495 A JP16390495 A JP 16390495A JP H0917792 A JPH0917792 A JP H0917792A
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秀明 堀井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多数のバンプ電極間の高さのバラツキを抑制
し、バンプ電極とパッド部間の電気抵抗を小にし、かつ
バンプ電極の上面を平坦にすることができる半導体装置
の製造方法を提供する。 【構成】半導体基板1の主面に設けられた絶縁膜2上に
内部配線用の導電膜3,4を形成する工程と、導電膜
3,4上に開口部5Kを有するレジストパータン5を形
成する工程と、導電膜3,4をメッキ電流経路として開
口部5Kにバンプ電極6をメッキにより形成する工程
と、しかる後、導電膜3,4をパターニングして内部配
線8,8Pを形成する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特に外部接続電極部にバンプ電極を有する半導
体集積回路装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミ等の内部配線のパッド部にAu/
Ti等の接着層を介して金等のバンプ電極を形成して外
部接続電極部とする半導体装置の従来技術の製造方法を
図3および図4を参照して説明する。
【0003】まず、半導体基板1の主面に絶縁膜2が形
成され、全面に内部配線用の膜厚約1μmのアルミ膜3
を形成し、その上にフォトレジストパターン17を形成
する(図3(A))。次に、フォトレジストパターン1
7をマスクにしてアルミ膜3を選択的にエッチングして
パッド部18Pを含む内部配線18をアルミ膜3から形
成する(図3(B))。次に保護絶縁膜19を成長し
(図3(C))、フォトリソグラフィーによりパッド部
18Pの上面周辺部を除く上面中央部が露出するコンタ
クト孔19Kを保護絶縁膜19に形成する(図3
(D))。次に、Au/Ti(上が金膜、下がチタン膜
の積層膜)の接着層4を全面に被着する。内部配線は所
定の値に電気抵抗を低減するために1μmと厚いアルミ
膜3にする必要があるが、この接着層4はアルミのパッ
ド部と金のバンプ電極との接着強度を得るためのもので
あるから、例えば200nmと薄い膜である(図3
(E))。次に、パッド部18P上に開口部15Kを有
する絶縁性のフォトレジストパターン15を形成する
(図4(A))。次に、薄い接着層4をメッキ電流経
路、すなわちメッキ電極として用いて金の部分メッキを
行なうことによりレジストパターン15の開口部15K
の内部に接着層4に被着する金のバンプ電極14を形成
し(図4(B))、その後、レジストパターン15を除
去し、レジストパターン下でメッキ電流経路として用い
た接着層4の部分を金のバンプ電極14をマスクとして
除去し、金のバンプ電極14がその下に残余している接
着層4を介してパッド部18Pに接続した構成となる
(図4(C))。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のバンプ電極
形成方法では、メッキ電流経路に用いる金属膜として薄
い接着層4のみを用いているために、メッキ電流経路の
電気抵抗が高くなり、これにより半導体ウェーハの面内
でメッキ用電極接続部からの距離によって各バンプ電極
形成部へのメッキ電流のバラツキが生じやすく、その結
果バンプ電極の高さがバラツキやすく、多数の外部リー
ドを一括してそれぞれのバンプ電極にボンディングする
ギャングボンディングに支障をきたすという問題があ
る。
【0005】またメッキ形成用に用いた薄い接着層をバ
ンプ電極形成後にエッチング除去する際に、パッド部を
含む内部配線を保護する必要があるので、保護絶縁膜1
9の開口部19Kはバンプ電極14よりも小さくする必
要があり、そのためにパッド部18Pとバンプ電極14
との間で電気抵抗が大きくなり、またパッド部18Pの
上面周辺に保護絶縁膜19が延在することによる段差が
リプリカ状にバンプ電極14の上面に反映して上面が凹
形状となってしまうから、外部リードとの接続強度が低
下する問題がある。
【0006】したがって本発明の目的は、多数のバンプ
電極間の高さのバラツキを抑制し、バンプ電極とパッド
部間の電気抵抗を小にし、かつバンプ電極の上面を平坦
にすることができる半導体装置の製造方法を提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、半導体
基板の主面に設けられた絶縁膜上に内部配線用の導電膜
を形成する工程と、前記導電膜上に開口部を有するレジ
ストパータンを形成する工程と、前記導電膜をメッキ電
流経路として前記開口部にバンプ電極をメッキにより形
成する工程と、しかる後、前記導電膜をパターニングし
て内部配線を形成する工程とを有する半導体装置の製造
方法にある。ここで前記導電膜は、内部配線主材料とな
る下層膜と前記下層膜より膜薄で下層膜と前記バンプ電
極との接着層となる上層膜とを有して構成されているこ
とができる。この場合、下層膜はアルミ膜であり、前記
下層膜はチタン膜上に金膜を積層した積層膜であり、前
記バンプ電極は金メッキにより形成された金バンプ電極
であることができる。また、前記導体膜の内部配線主材
料となる下層膜の膜厚は800nm〜1200nmであ
り、前記導体膜の接着層となる上層膜の膜厚は100n
m〜300nmであることが好ましい。さらに、前記下
層膜および上層膜は同一のチャンバー内で途中大気に晒
すことなく連続的にスパッタにより形成されることが好
ましい。
【0008】
【作用】上記製造方法によれば、内部配線となる導電膜
をそのままメッキ電流経路として利用するのでその膜厚
は厚くなり、したがってメッキ電流経路の電気抵抗が低
くなるから半導体ウェーハ面内での多数のバンプ電極間
の高さのバラツキを小さくすることができる。
【0009】またバンプ電極の底部の保護絶縁膜の配設
は必要としないから、バンプ電極とパッド部との間の電
気抵抗が小となり、かつバンプ電極上面を平坦にするこ
とができる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
1(A)乃至図2(D)は本発明の実施例の半導体装置
の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0011】まず図1(A)に示すように、半導体ウェ
ーハ状態の半導体基板1の主面に設けられたフィールド
絶縁膜等の絶縁膜2の全面上に、内部配線主材料となる
例えばアルミ膜3を膜厚1000nmにスパッタにより
成長する。すなわちこのアルミ膜3は内部配線用の導電
膜の下層膜であり、内部配線の低抵抗化およびメッキ電
流経路としての低抵抗化から800nm以上の膜厚であ
ることが好ましく、一方、内部配線の微細パターンをパ
ターニングすることから1200nm以下の膜厚である
ことが好ましい。
【0012】次に図1(B)に示すように、アルミ膜3
の全上面上に膜厚100nmのチタン膜をスパッタによ
り堆積し、チタン膜上に引き続き膜厚100nmの金膜
をスパッタにより堆積することによりAu/Tiの積層
構造の膜厚200nmの接着層4を形成する。チタン膜
はアルミ膜と良好な接着を行ない、金膜は後からその上
に形成する金バンプ電極と良好に接着するから、このチ
タン膜と金膜とから成る積層膜はバンプ電極とアルミ膜
との接着層となり、内部配線用の導電膜の上層膜であ
る。この接着層4は所定の接着強度を得るために100
nm以上の膜厚であることが好ましく、一方本発明はメ
ッキ電流経路の低抵抗化の役目はアルミ膜3で行なうこ
とができるから接着層4は所定の接着力を得るだけであ
り、必要以上に厚くする必要はなく、パターニング性、
スパッタ工数、高価な金の消費量等を考慮してこの積層
膜の接着層4は300nm以下の膜厚であることが好ま
しい。そして上記実施例のように接着層の内部では、下
のアルミ膜に当接するチタン膜の膜厚と上のバンプ電極
に当接する金膜の膜厚とは略同一の値である。
【0013】さらに本実施例では、アルミ膜の後にパタ
ーニングしてから積層膜を形成するものではないから、
アルミ膜形成のスパッタ→チタン膜形成のスパッタ→金
膜形成のスパッタを同一のチャンバー内で途中で大気に
晒すことなく連続的に行なうから、工数が削減でき、さ
らに、アルミ膜表面に酸化膜が生成されないからアルミ
膜3と接着層4の下膜とチタン膜との接着強度が高ま
る。
【0014】次に図1(C)に示すように、絶縁性のフ
ォトレジストを膜厚約10μm〜30μm塗布し、フォ
トリソグラフィーによりバンプ電極形成領域に開口部5
Kを設けたレジストパターン5を形成する。
【0015】次に図1(D)に示すように、厚いアルミ
膜3とAu/Tiの薄い接着層4との導電膜をメッキ電
流経路として金の電気メッキを行ってフォトレジストパ
ターンの開口部内に高さが約5〜25μm程度の金のバ
ンプ電極(突起電極)6を形成する。この実施例では、
内部配線の主材料となる厚いアルミ膜3を主としてメッ
キ電流経路に用いているから、このメッキ電流経路の電
気抵抗は低くなり、したがって各バンプ電極6間の高さ
のバラツキが低減される。さらに従来のような保護絶縁
膜は存在しないで、バンプ電極の全底面が導電膜の平坦
な上面に被着しているから両者間の電気抵抗は低減さ
れ、さらにバンプ電極6の上面も平坦なものとなる。
【0016】次に図2(A)に示すように、フォトレジ
ストパターン5を除去した後、新たにフォトレジストパ
ターン7を形成する。
【0017】次に図2(B)に示すように、フォトレジ
ストパターン7をマスクにしてAu/Ti積層膜の薄い
接着層4および配線主材料の厚いアルミ膜3を順次除去
して、バンプ電極6の全底面が被着するパッド部8Pを
有する内部配線8を、薄い接着層4を上面に被着したア
ルミ膜3から形成する。
【0018】次に膜厚1μm程度の二酸化シリコン等の
保護膜9を全体に成長し(図2(C))、マスク材(図
示省略)をマスクにしてバンプ電極6の上面上および側
面上部上の保護膜9をエッチング除去し、マスク材を除
去して図2(D)に示す半導体装置となる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部配線材料膜をパターニングして内部配線を形状形成す
る前にバンプ電極を形成するために、内部配線形成用の
低比抵抗で厚い金属膜をバンプ電極形成の際のメッキ電
流経路として利用できる。したがって本発明のメッキ電
流経路は、従来技術と比較して1/3程度にその電気抵
抗を低減させることがことができ、これにより半導体ウ
ェーハ面内に形成された多数のバンプ電極間の高さのバ
ラツキを、従来技術の±20%程度から本発明では±1
0%程度に低減することができる。
【0020】また、バンプ電極とパッド部との接続面積
が大きくとれるのでバンプ電極とパッド部間の接続抵抗
が、従来技術の約2Ω程度から本発明では約1Ω程度に
小さくすることができる。さらに、バンプ電極の下には
保護絶縁膜による段差が無いのでバンプ電極の上面(頂
部)の凹部形状段差を、従来技術の500nm程度を本
発明ではほぼ零にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の半導体装置の製造方法を工程
順に示す断面図である。
【図2】図1の続きの工程を順に示す断面図である。
【図3】従来技術の半導体装置の製造方法を工程順に示
す断面図である。
【図4】図3の続きの工程を順に示す断面図である。
【符号の説明】 1 半導体基板 2 絶縁膜 3 内部配線の主材料となるアルミ膜 4 Au/Ti積層膜の接着層 5 レジストパターン 5K レジストパターンの開口部 6 バンプ電極 7 レジストパターン 8 内部配線 8P 内部配線のパッド部 9 保護膜 15 レジストパターン 15K レジストパターンの開口部 17 レジストパターン 18 内部配線 18P 内部配線のパッド部 19 保護絶縁膜 19K 保護絶縁膜に形成されたコンタクト孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の主面に設けられた絶縁膜上
    に内部配線用の導電膜を形成する工程と、前記導電膜上
    に開口部を有するレジストパータンを形成する工程と、
    前記導電膜をメッキ電流経路として前記開口部内にバン
    プ電極をメッキにより形成する工程と、しかる後、前記
    導電膜をパターニングして内部配線を形成する工程とを
    有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記導電膜は、内部配線主材料となる下
    層膜と、前記下層膜より膜薄で前記下層膜と前記バンプ
    電極との接着層となる上層膜とを有して構成されている
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記下層膜はアルミ膜であり、前記上層
    膜はチタン膜上に金膜を積層した積層膜であり、前記バ
    ンプ電極は金メッキにより形成された金のバンプ電極で
    あることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 前記導体膜の下層膜の膜厚は800nm
    〜1200nmであり、前記導体膜の上層膜の膜厚は1
    00nm〜300nmであることを特徴とする請求項2
    記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記下層膜および上層膜は同一のチャン
    バー内で途中大気に晒すことなく連続的にスパッタによ
    り形成されることを特徴とする請求項2記載の半導体装
    置の製造方法。
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CN111640683A (zh) * 2020-06-08 2020-09-08 厦门通富微电子有限公司 一种驱动芯片上凸块的制备方法

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