JPS5987848A - 半導体集積回路基板電極膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、はんだ溶融接続方式によるフリップチップボ
ンディングにおける回路基板への市、極膜の形成方法の
改良に係り、回路基板に形成し７た電極の強度を向上さ
せると共に製造上程を少なくしてコスト低減を計った雷
、極膜の形成方法に関する。

〔従来技術〕

はんだ溶融接続方式によるフリップチップボンデングに
おける基板筒７極は、２Ｍ以上の金属膜によって形成さ
れる。

即ち基板の上には、はんだにぬれない第１金属層を形成
し、この第１層金属板の上にはん７ｙにぬれる第２層金
属膜を形成して、第１層金属板によって、基板と８２層
とを接着すると共に、基板上へのはんだ流れを防止する
ようにしている。

又はんだによる第２層金属膜のくわれを防止すると共に
基板との接着強度をより向上させるために、上記第１層
金属膜と第２層金属膜との間に複数層の金属膜が介在さ
れる。更に第２層金属膜の表面酸化を防止するために、
第２層金属膜の上にｖ１金属膜が形成される。

このようにして形成された金属膜は、ホト１／ソスト或
は印刷レジストによってエッチ・ング加工されて、電極
膜が形成される。

従来の２層以」二の金属膜のパターニングは、第即ち第
１図において、第１層金属膜３と第２層金属膜４から成
る２層金属膜について説明すると、先ず基板１上に第１
層金属膜３を形成し、この上に更に第２層金属膜４を形
成し、この第２層金属膜４上にレジスト２を形成して上
層の第２層金属膜４から順次下層（第１層金属膜３）へ
とエツチング除去した後、レジスト２を除去して電極膜
を形成していた。その結果、最下層（第１層金属膜３）
にサイドエッチ７が生じた状態で′…１極膜が形成され
ていた。

この１Ｍ、極膜に第２図に示すように、半導体素子５を
はんだ・６によって接続すると、はんだ６の溶融熱およ
び接続後の温度変動によって、サイドエッチ７部に集中
熱応力が発生して、極部的に弾度が低下し、サイドエッ
チ７部での破断を誘発する原因となって、電極膜の信頼
性を低下させるという欠点があった。

この欠点をなくすためには、第３図に示すように、第１
層金属膜３を第２層膜よシも大きなパターンにすればよ
いのであるが、従来の方法でこのようなパターンにする
のは、先ず第１図に示す段階まで／ＩＰタニングした後
、レジスト２を除去し、更に新らたなレジストを塗布し
て、第４図に示すようにパタニングした後、第２層金属
膜４のエツチングを行なう必要があるので、加工工程が
多くなりコスト高になるという欠点があった。

又配管ノやターンの端部に匍、極膜を形成するような場
合は、第５図に示すように、第２層金属膜４の上に更に
はんだにぬれない金属膜８を形成し、この金属膜８をホ
トエツチングによってノｅタニノグしなければならず、
ホトエツチング工程が２回必要となって、コスト高にな
る欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の欠点を解決し、回路基板上に形成され
た電極膜の信頼性を向上させると共に、低コストで製造
できる半導体集積回路基板面極膜の形成方法を提供せん
とするものであ、゛る。

〔発明の概要〕

即ち本発明は、１回のレジストパターンを第２層金属膜
に形成して輿造工程をｆ？ｉｉ略化し、且つサイドエッ
チの部分をなくすようにエツチングして電極膜の信頼性
を向上するようにしたものであって、第２層金属膜の上
にレジストパターンを形成し、次にこのレジストと第１
層金属膜との間の金属膜をエツチングして第１層金属膜
を露出し、次いでこの露出した第１層金属膜をエツチン
グして所定の寸法形状にした後、前記レジストと該第１
層金属膜との間の金属膜を再度エツチングすることによ
って、サイドエッチをなりシ、最後にレジストを除去し
て、第１層金属板摸よシも小さい寸法の金属膜を順次積
層し、基板上に電極膜を形成したことを特徴とする。

又、各金属膜の材料を選んで紹合せ、エツチング速度な
順次第１層金属膜から第２層金属膜に行くにつれて速く
なるようにすることによって、第１層金属膜の寸法を基
準に徐々に寸法を小さくした金属膜の積層にすることが
できサイドエッチのない凸状の電極膜を得るようにした
ことを特徴とする特 〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例について詳細に説明する。

先ず詳細な説明に肖って、第６図を用い実施例の概略を
説明する。図の（イ）において、基板１上に第１層金属
膜３を形成し、その上に金属膜１（ｌを介して第２層金
属膜４が形成されている。なお９は、第２層金属膜４の
表面酸化を防止するための貴金属膜である。この真金属
膜９の土にレジストパターン２が形成される。

この状態から図（ロ）のように、金属膜９　、４　、１
０をエツチングし、第１層金属膜３を露出させる。

次に図（ハ）のように、露出した第１層金属膜３をエツ
チングした後、図に））のように再度金属膜９゜４　、
１０をエツチングし、第１層金属膜３の寸法を基準に徐
々に小さい寸法の金属膜１（１−，４−，９を積層し、
酷後にレジスト２を除去して、サイドエッチのない信頼
性の高い可、極膜を基板１上に形成することができる。

又金属膜９　、４　、１＋１　、３の拐料を選んで組合
せることにより、よシ確実にサイドエッチをなくすこと
ができ、信頼性の高い電極とすることができる。

ヌ上記工程に訃いて、レジストパターンは、−回形成す
ればよく、その分工程がｔ、１ｒＩ略化されコスト低減
を削ることができる。

、り下その詳細について更に詳しく説明する。第６図の
図（・〕）において、基板１上に、−ニんだにぬれない
例えばＣｒかも成る第１層金属膜３を形成する。４は、
はんだにぬれる例えばＣｕから成る第２層金属膜であシ
、この第１層金属膜３　（Ｃｒ）と第１層金属膜以外（
Ｃｕ）との間に、例えばＣｕ−Ｃｒ層（混合層）１０を
介在さぜる。ＩＬお９ば、第２層金属膜４の表面酸化を
防止するための、例えｒｊ：　Ａｕ等のｒ１金属膜であ
る。２はｙｔ金金属９上に形成されたレジストノやター
ンである。

以下説明を容易にするために、■゛を金属膜９をＡｌ１
層、第２層金属膜４をＣｕ層、金属膜１０をＣｒ　−Ｃ
ｕ層、及び第１Ｍ金す膜３をＣｒ１４として説明する。

前記図（イ）のように積層し７た金居層の内、Ａｕ層９
゜Ｃｕ層４及びＣｒ　−Ｃｕ層１０をヨウ素ヨウ化アン
モニウムの混液にて、図（ロ）に示すようにエツチング
し、Ｃｒ層３を露出させる。　次に図し→に゛示すよう
に、露出しｆｃＣｒ層３をフェリシアン化カリウムと水
酸化カリウムの混液を用いてエツチングする。

このエツチング工程において、Ａｕ及びＣｕのエツチン
グ速度は、Ｃｒの１７１００以下であるから、Ａｕ層９
とＣｕ層４はほとんどエツチングされず、又Ｃｒ　−Ｃ
ｕ層１０は、若干エツチングされる。次に再びヨウ素ヨ
ウ化アンモニウムの混液を用いてエツチング処理をする
ことにより、Ａｕ層９　、　Ｃｕ層４、Ｃｒ−Ｃｕ層１
０　ｕ、図に）に示すように小さい寸法になり、これら
各層は、サイドエッチもなく、なめらかに積層される。

次に第７図乃至第１１図は、レジス）　ノ９ターン２が
変形したものに適用したものである。

即ち第７図に示すレジメ）／ｆターン２を第８図（イ）
に示すように、多層膜基板上に形成する。以下第６図で
説明したのと同じように工゛ソチング処理を行なうこと
により、第９図に示すよ、″うに端子部１１と配線部１
２の間のくびれｄをよシ小さくし、はんだ流れ止め効果
を大きくした電極を得る。第１０図に示すものは、第８
図に）に示したサイドエッチ２をよシ大きく行なう・母
ターンにすることによシ・第９図に示したくびれｄをゼ
ロにし、孤立電極１１を得る。第１１図は、第１０図で
示した電極１１を、配線の途中に形成したものである。

以上のように構成した本実施例の作用について以下説明
する。

第６図の電極膜形成工程にふ・いて、図（イ）で、基板
１上に第１層金属膜３を形成し、その上に中間の金属膜
１０を介在して第２層金属膜４を形成し更にこの上に貴
金属膜９を形成して多層金属膜を積層する。この多層金
属膜の上にレジストパターン２を形成する。次に図（ロ
）の過程で金属膜９．第２層金属膜４及び中間の金属膜
１０　（以下これらを第１層金属膜以外の金属膜という
）をエツチングし　−て、第１層金属膜３を露出する。

次に図（ハ）の過程で露出した第１層金属膜３をエツチ
ングする。このエツチング過程において、名金属膜の祠
料を適当に選定して組合せることに、ｉ：、！７、第１
層金属膜３以外の金属膜をほとんどエツチングすること
なく、第１層金属膜３のみを所定の寸法形状にエツチン
グする。次に図に））の過程において、第１層金属膜３
の寸法形状に合せて、第１層金属膜以外の金属膜を再度
エツチングする。

このような過程を経ることによって、第１層金属膜３の
寸法を基準にして徐々に小さい寸法の金属膜を形成する
。このようにして得た、徐々に先細シの凸状の金属膜に
、半導体素子５をｔまんだ６で溶融接着した場合（第２
図参照）、凸状の電極膜になっているため、電極膜には
、集中熱応力は発生しない。又第６図（イ）〜に）の電
極膜形成過程において、レジス）Ａターン２は、図（イ
）の過程で一回行ない、図に）の過程でこのレジストパ
ターン２は除去される。

〔発明の効果〕

以上詳述した通υ本発明の電極形成方法によれば、基板
上に第１層金属膜を形成し、この上圧第２層金属膜を形
成して成る多層金属膜−［おいて、第２層金属膜の上に
レジストパターンを形成し、先ず、第１層金属膜以外の
金属膜をエツチングしした第１層金属膜をエツチングし
た後、再び第１層金属膜以外の金属膜をエツチングする
ようにしたので、サイドエッチのない′ｉ４．極膜を得
ることができた。又各金属膜の材料をエツチング速度に
適合させて選び組合せることによシ、更になめらかな凸
状の電極膜にすることができる。このようにサイドエッ
チのない凸状の電極にすることにより、電極膜には集中
熱応力は発生ぜず、従って強度上充分であシ、Ｍ、極膜
の信頼性を向上させることができｉｔ。又レジストノや
ターンの形成は１回でよく、これによって電極膜の形成
工程を簡略化することができ、大１］ブよコスト低減な
ｎすることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電極膜形成法によって得た電極膜の縦断
面、第２図は、第１図の電極に半導体をはんだ接続した
状態を縦断面して示した図、第３図は、理想的な孤立電
極膜を縦断面して示した説明用図、第４図及び第５図は
、従来の方法を用いて理想的なＮ、極を得る場合の過程
を示した説明用図、第６図乃至第１１同社本発明の一実
施例であυ、第６図（イ］〜に）は電極膜を形成してい
く過程を示し７た説明用図、第７図はレジスト・やター
ンの平面図、第８図（イ）へ・に）は、第７図のレジヌ
トノぞターンについて第６図（イ）〜に）の過程に合せ
て電極膜を形成した場合の説明用図、第９図乃至第１１
図七ｒ１名種Ｌ／ジヌトパターンの平面図である。 １・・・基板、２・・・レジスト、３・・・第１層金属
膜、４・・・第２層金属膜、５・・・半導体素子、６・
・・はんだ口・接続部、７・・・サイドエッチ。 代理人弁理士　　秋　本　正　実

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板の上にはんだにぬれない第１層金属膜を形成し
   、この第１層金属膜の上にはんだにぬれる第２金属膜を
   形成し、或は、上記第１層と第２層の金属膜の間に禅数
   層の金属膜を介在させて成るＮ＠膜の形成方法において
   、第２層金属膜の上にレジストを形成し、次に該レジス
   トと第１層金属膜との間の金属膜をエツチング加工して
   第１層金属膜を露出し２１次に該露出した第１層金属膜
   をエツチング加工して所定の形状にした後、続いてレジ
   ストと該第１層金属膜との間の金属膜を再度エツチング
   加工し、最後にレジストを除去して基板上に電極膜を形
   成しｆ−ことを特徴とする学導体集積回路基板電極膜の
   形成方法。 ２、基板の上にはんだにぬれない第１゛層金属膜を形成
   し、この第１層金属膜とはんだにぬれる第２層金属膜と
   の間に複数層の金属膜を介在させて成る電極膜の形成方
   法において、上記第１層金属膜から第２層金属膜に至る
   各金属膜のエツチング速度が第２層金属膜に行くにつれ
   て早くなるように各金属膜の拐質を選定して第１層から
   第２層までの金属膜を形成し、次いで２１１．２層金属
   膜の土にレジストを形成した後、該レノストと第１層金
   属膜との間の金属膜をエツチング加工して第１層金属膜
   を露出させ、次に該総出した第１層金属膜をエツチング
   加工して所定の寸法形状にしｒｔ　ｆ＆、続いてレジス
   トと該第１層金属膜との間の金属膜を再度エツチング加
   工した後、レジストを除去し、第１層金属膜の上に叫伏
   勺法の小さい金属膜を積層して、基板上に電極膜を形成
   したことを和徴とする半導体集積回路基板電極膜銅の形
   成方法。