JPS63224344A - 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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JPS63224344A
JPS63224344A JP62058112A JP5811287A JPS63224344A JP S63224344 A JPS63224344 A JP S63224344A JP 62058112 A JP62058112 A JP 62058112A JP 5811287 A JP5811287 A JP 5811287A JP S63224344 A JPS63224344 A JP S63224344A
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JP
Japan
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layer
metal
bump
electrode
metal layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP62058112A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Endo
隆之 遠藤
Hirokazu Ezawa
弘和 江澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP62058112A priority Critical patent/JPS63224344A/ja
Publication of JPS63224344A publication Critical patent/JPS63224344A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体素子の信号入出力用電極として、バンプ
と称する金属突起電極を電極ノ母ツド上に形成する半導
体装置の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来の半導体装置のバンプ形成工程を第2図を用いて説
明する。第2図(凰)において、拡散済みのSt基板1
上に5tO2膜2が形成され、その上にAt電極パッド
3が形成されている。At電極パッド3の上の部分を開
孔した保護用のS i 、、’N4膜4が半導体素子上
の全面に被覆されている。まず、この基板の全面に真空
蒸着法によυ1000〜2000 X厚のT1層を形成
し、その上に連続して1000〜2000 XのPd層
を蒸着することによりTI/Pdの2層金属膜5を形成
する。次に同図(b)において、液状ホトレジスト6を
スピンナー塗布(約1.2μm厚)し、電極パッド3の
上部にのみ、所望の大きさのバンプ径を〆ぜターニング
開孔する。同図(、)において、ホトレジスト6をメッ
キマスクとし、前記Tl/Pd金属膜5を電解メッキの
一方の電極(この場合には陰極)として、電極/4’ツ
ド3上部にのみ選択的にAu 7を析出させる。次に、
ホトレジスト6の除去を行ない、析出させたAu rを
マスクにして、電極パッド上部以外のTi/Pd金属膜
5をエツチング除去する(同図d)。このようにしてA
t電極パッド3上部に、An −At相互拡散抑制層で
あるTi/Pd金属膜5を介してAuバンプ7を形成す
る。
(発明が解決しようとする問題点〕 上述し九従来のバンプ電極形成方法によれば、メッキ析
出時に残留するAu−々ングの内部応力102〜105
Kf/cIK”のためのクラック発生、及び例えばAt
電極パッドとノ9ツ7ベーシ冒/膜(81,N4)4の
熱膨張係数の違い(具体的にはAt〜2 X 10−’
/K 。
Si、N4〜24X10/K)などによる半導体素子の
動作時の温度上昇における・臂ツシペーシN/膜のクラ
ック発生などがあり、バンプ電極形成によるワイヤレス
実装の信頼性及び歩留り向上の低下を招いていた。
本発明は、熱処理によりて生じるバンプ電極下の第1.
第2金属層の合金層及びZr層によってAuバンプと下
地金属との拡散を抑え、またバンプ付近の金属層間の内
部応力を抑え、またバンプと下地金属との間の強度を向
上させ、またバンプの硬度を低減させてリード電極とバ
ンプの接合性を向上させ、またパッシペーシッン膜のク
ラックの発生を抑制させ、バンプ電極形成によるワイヤ
レス実装の情、頼性の向上をはかることを目的とする。
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は、半導
体素子の信号入出力用電極として、バンプと称する金属
突起電極を電極パッド上に形成する半導体装置の製造方
法において、集積回路素子の形成された半導体基板上の
電極ノ4ッド上部を含む全面に、Zr層でなる第1金属
層を形成する工程と、前記第1金属層上部に連続して第
2金属層を全面に形成する工程と、前記第2金属層上の
バンプ電極形成予定領域に開孔部を有する感光性絶縁樹
脂膜を被着する工程と、メッキ法により前記開孔部の前
記第2金属層上にバンプ電極となる金属を析出する工程
と、前記バンプ金属析出後前記感光性絶縁樹脂膜を除去
する工程と、前記金属バンプ電極析出済みの半導体基板
に低温熱処理を施し前記第1.第2金属層間にこれら合
金層を形成する工程と、前記バンプ金属析出領域以外の
前記第2金属層、合金層、第1金属層をエツチング除去
する工程とを具備し九ことを特徴とする。すなわち本発
明は、半導体素子の信号入出用電極としてバンプを電極
ノ母ツド上に形成する半導体装置の製造方法において、
電極ノタッド上に例えばス・Iツタリング法によりZr
層を形成し、その上にこれと合金層を形成するTl 、
V、Cr 、Mn 、Co 、Ni 、F@ 。
Cuのいずれかの金属層を例えばスパッタリング法によ
り形成し、低温熱処理を施すことによって、Zr層とこ
の上の金属層間に合金層を生じさせる。
このために下地金属とバンプの強度を向上させると同時
に、上記低温熱処理によシ、バンプの硬度が低減してリ
ード電極とバンプの接合性が向上し、かつ金属層間の内
部応力が緩和する。またパッジページ冒ン膜のクラック
の発生を抑制させることもできるようにしたものである
(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図をもちいて説明する。ま
ず第1図(a)のように、すでにトランジスタ、ダイオ
ード等の素子が形成された半導体基板1ノの絶縁膜上に
選択的にアルミニウム電極パッドI2を形成する。この
アルミニウムtjLmノ’ツド12上を含む半導体基板
Iノ全面に窒化シリコンから成る絶縁膜13を被覆し、
ホトリソグラフィ技術を用いてアルミニウム電極12上
の絶縁膜13を開孔する。このシリコン窒化膜13は半
導体基板11に形成された回路素子の/4ツシベーシl
ン膜として作用する。なお、このバクシペーション膜は
窒化シリコンに限定されない。つづいて開孔部を含む全
面にスフ9ツタリング法にょF) Zn層14を100
0X形成し、その上1c Sa、Ti、V、Cr。
Mn、Co、Ni、Cuのうちのいずれかよシなる金属
層16を、同様にスパッタリング法により1000X形
成する。次に第1図伽)に示されるようにフォトレゾス
ト17を全面に被覆し、アルミニウム電極パッド12上
でAuバンプを形成する部分をホトリングラフイエ程を
経て開孔する。この後、第1図(e)に示すような金バ
ンプxsをメッキにょ膜形成する。
次にレジスト17を除去し、3501:で熱処理を行な
う。この低温熱処理により、21層14と金属層16と
の界面で低温固相反応が起こり、合金層19が形成され
る。つづいて少なくともアルミニウム電極パッド12上
に残る程度に金属層16及び合金層19及びZr層14
をHF−H20混液などでエツチング除去し、第1図(
、)の如く電極が形成される。
このように形成された電極は低温熱処理のために合金層
19が形成されている。しかして上記低温熱処理のため
に金属層(12,14116,18,19等)間の内部
応力を緩和し、同時にAuバンプ18の硬度がその再結
晶によシ析出時(メッキ時)の1/2以下に低減するた
め、リード電極との接合性が向上する。又、動作時の素
子の温度上昇による熱応力の不整合が(シリコン窒化膜
13と金属層16及びZr層14の熱膨張係数が近いた
めに)少ないのテ、Au”ング18の周辺部のパッジペ
ージ言ン膜のクラックの発生を抑制する。また金属層1
9は合金層なので、バンプ18と下地金属との間の接合
強度が向上するものである。
[発明の効果] 以上説明した如く本発明によれば、熱処理によって生じ
るバンプ電極下の第1.第2金属層の合金層及びZr層
によってAuバンプと下地金属との拡散を抑え、またバ
ンプ付近の金属層間の内部応力を抑え、またバンプと下
地金属との間の強度を向上させ、またバンプの硬度を低
減させてリード電極とバンプの接合性を向上させ、また
素子動作時の温度上昇による熱応力の不整合が少なくで
きるので、バンプ周辺のパッジページ璽ン膜のクラック
の発生を抑制させ、バンプ電極形成によるワイヤレス実
装の信頼性の向上をはかることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の製造工程を示す断面図、第
2図は従来装置の製造工程を示す断面図である。 1ノ・・・半導体基盤、12・・・A4電極、13・・
・シリコン窒化膜、14−Zr層、16−8e、T%、
V + Cr * M” pCo 、Ni 、Cu等の
金属層、19・・・熱処理によって生じる合金。 出願人代理人  弁理士 玲 江 武 彦(a) (c) 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体素子の信号入出用電極として、バンプと称
    する金属突起電極を電極パッド上に形成する半導体装置
    の製造方法において、集積回路素子の形成された半導体
    基板上の電極パッド上部を含む全面に、Zr層でなる第
    1金属層を形成する工程と、前記第1金属層上部に連続
    して第2金属層を全面に形成する工程と、前記第2金属
    層上のバンプ電極形成予定領域に開孔部を有する感光性
    絶縁樹脂膜を被着する工程と、メッキ法により前記開孔
    部の前記第2金属層上にバンプ電極となる金属を析出す
    る工程と、前記バンプ金属析出後前記感光性絶縁樹脂膜
    を除去する工程と、前記金属バンプ電極析出済みの半導
    体基板に低温熱処理を施し前記第1、第2金属層間にこ
    れらの合金層を形成する工程と、前記バンプ金属析出領
    域以外の前記第2金属層、合金層、第1金属層をエッチ
    ング除去する工程とを具備したことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  2. (2)前記第2金属が、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
    Co、Ni、Cuのいずれかよりなる金属層であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の
    製造方法。
JP62058112A 1987-03-13 1987-03-13 半導体装置の製造方法 Pending JPS63224344A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100319813B1 (ko) * 2000-01-03 2002-01-09 윤종용 유비엠 언더컷을 개선한 솔더 범프의 형성 방법
US6817071B2 (en) 1999-04-28 2004-11-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method of manufacturing surface acoustic wave device having bump electrodes
WO2022249500A1 (ja) * 2021-05-27 2022-12-01 石原ケミカル株式会社 アンダーバリアメタルとソルダー層とを含む構造体及び構造体の製造方法

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