JPS63237445A - 半導体装置の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に突起状電極
（バンプ）の形成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置の外部引出し電極、すなわちパッド電
極上にはバンプと呼ばれる突起状電極が形成される。

第３図ｔａｌ〜（ｄｌは従来の製造方法によるバンプの
形成工程図で、第３図（ａｌに示すように半導体基板１
上には第１の絶縁膜２伏；ず形成され、ついで、その周
辺領域にパッド電極３が設けられる。このパッド電極３
の材料は通常アルミを主成分とし、厚さは１μｍ程度の
ものがよく用いられる。更にその全面には第２の絶縁膜
４がパッド電極３の周辺部がオーバーラツプするように
形成される。つぎに、バリアまたは接着の役目をもつ二
層以上の金属層５，６が基板全面に被着される。この金
属層には、通常チタン−白金（Ｔｉ−Ｐｔ、）クロム−
銅（Ｃｒ−Ｃｕ）またはチタ７−パ２チウム（Ｔｉ−Ｐ
ｄ）などの二層構造が、或いは；カ今銅−金（Ｃｒ−Ｃ
ｕ　−Ａｕ）、チタン−バラチウム−金（Ｔｉ　−Ｐｄ
−Ａｕ）の三層構造のものが用いられそれぞれ厚さ１０
０ＯＡ前後に設定される。〔第３図（ｂ）参照〕。

ついで、フォトレジスト７を設は選択的電解メッキ法に
より金材などからなるバンプ８が形成される。このバン
プ８の形状は設けるフォトレジスト７の厚さにもよるが
、レジストの厚さが５μｍ以下であれは第３図（Ｃ）に
示すように高さ２０μｍ程度のマツシュルーム形となる
。更に詳細に述べるならばバンプの中央部は周縁部に比
べると窪んだ形状となる。この窪みは第３図（ａｌで明
らかなように第２の絶縁膜４を選択的に除去した窓明は
工程の結果であり、通常金メッキなどのつきまわシ性か
ら、絶縁膜４の厚さよシも大きな深さをもつ形状のもの
となる。ここで、最後にバンク８をマスクとして絶縁膜
４上の金属層５，６をそれぞれエツチング除去すること
によって第３図（ｄｌの如く、パッド電極３上にバンプ
８が形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、バンプの中央部に窪みが形成されるとフ
ィルム上に接着、形成されたＴＡＢ用のリードに熱圧着
でボンディングされる際リードとの接触は萱ずバンプ周
辺のマツシュルーム形の高い部分からリードに始まり、
ある程度バンプが潰れてからリード全面とバンプ全面が
接触する形となるので、バンプ周辺にのみ一時的に過大
な圧力が加わシ下部の半導体基板などにクラックを発生
させる欠点がある。

本発明の目的は、上記の情況に鑑み、バンク中央部に窪
みを形成することなきバンプ形成工程を備えた半導体装
置の製造方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、半導体装置の製造方法は、半導体基板
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜
上にパッド電極をパターニング形成する工程と、前記パ
ッド電極を含む基板上に第２の絶縁膜を°被覆する工程
と、前記パッド電極の周辺とオーバラップする開口部を
パッド電極上に形成する前記第２の絶縁膜の選択的除去
工程と、前記開口部により露出されるパッド電極に対し
周期的に位相反転する電流を通じる電解メッキ工程とを
含むバンプ形成工程を備えて構成される。また、電解メ
ッキ工程によシ形成されるバンプ表面にボンディング性
の良好な金属を表面金属層としてメッキ形成する追加工
程を加えればなお一層バンプのボンディング性を向上す
ることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａｌ〜（ｄ）は本発明製造方法の一実施例を示
す工程順序図である。本実施例によれば、従来方法と同
じく、半導体基板１上に第１の絶縁膜２を介して（アル
ミ）パッド電極３がまず形成され、ついでパッド電極３
にオーバーラツプするように第２の絶縁膜４が例えば０
．５μｆｒＬ〜１．０μｍの厚さで形成され、更にフォ
トレジストを用いてパッド電極３上を選択的に開孔した
後接着またはバリアとしての役目を持つ二層以上の金属
層５，６（例えば、クロム−銅、チタン−パラジウム）
などがそれぞ〔第１図（ａ）参照〕。ついで第１図（ｂ
）に示すように、フォトレジスト７を用いてパッド電極
３上の開口部よりも大きな窓を金属層５．６上に開はバ
ンプ材の電解メッキを正、負に交互に反転するパルス電
流を通じて行なう。ここで、電解メッキ電圧波形と形成
されるバンプの形状との関係を説明する。

第２図（ａ）〜（Ｃ）および（山〜（ｆＪはそれぞれ電
解メッキ電圧の印加波形と形成されるバンプ形状との相
関を示す実験観測図であって、通常は第２図（ａｌの如
く電解メッキ電圧には直流が使用される。すなわちｔ母
坑＝メッキ液中にカンード側に試料、アノード側にメッ
キする材料金属を板状或いはメッシェ状に置いて直流電
圧をかける。しかし、この方法ではメッキのつきまわシ
によって角の尖かった部分であるとか、突出した部分に
、電流が集中し易いので第２図（ｄｌに示す如くその部
分のメッキ膜厚が厚くなシ中央部に窪みを作る傾向があ
る。

それに対して第２図（ｂ）のようにパルス波で周期１周
辺の厚膜メッキ層を逆に削り取るように作用するので、
第２図（ｆ）に示す如く上面が平坦な窪みの全くない形
状のバンプを得ることが可能となる。

この逆電流を通じる方法は、また、メッキの膜質、し すなわち、結晶性等を変えることをきるので、この面か
らもきわめて有効な手段であシ、通常用いられる金、銅
、ハンダ等全てのバンク材について変わることなき効果
を得ることができる。従って、上記のメッキ条件を用い
て金属層５，６の窓上にバンプ形成を行うと、バンプ８
は第１図ｔｂ）に示すように中央部に窪みのない平坦面
をもつ形状に形成される。ここで、バンプ８上にボンデ
ィング性に適した表面金属層９を１〜２μ慣程コーテイ
ングし、〔第１図（Ｃ）参照〕。更に、このバンプ８を
マスクとして従来と同じく金属層５，６をそれぞれエツ
チング除去すれば第１図ｔｄ）の如く本発明のバンプ構
造が形成される。

ここで、表面金属層９とバンプ８との間に相互拡散する
恐れがある場合はこの間にこの相互拡散を防止できる第
３の金属層を設ければよい。この構造をとるとバンプ８
の材質に廉価な金属材を用いることができるのでコスト
低減をはかることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれは。

バンプを周期的に位相反転する電圧を用いる電解メッキ
法で形成することによシ下地絶縁展の段差による影響を
解消し、ボンディング面を平坦化することができ、熱圧
着工程における基板り２ツク発生問題を解決することが
できるので、生産歩留シの向上に顕著なる効果を奏し得
る。また、バンプ上にボンディング性の良好な膜質を表
面金属層として被着することによりバンプそのものの材
質に低廉金属を用いることも可能となるので、半導体装
置の製造コストの低減にも大きな効果をあげることかで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（ｄｌは本発明製造方法の一実施例を示
す工程順序図、第２図（ａ）〜（Ｃ１および（ｄ）〜（
ｆ）はそれぞれ電解メッキ電圧の印加波形と形成される
バンプの形状との相関を示す実験観測図、第３図＜ａ＋
〜（ｄ）は従来の製造方法によるバンプの形成工程図で
ある。 １・・・半導体基板、２・・・第１の絶縁膜、３・・・
パッド電極、４・・・第２の絶縁膜、５，６・・・金属
層、７・・・レジスト、８・・・バンプ、９・・・表面
金属層。 代理人　弁理士　　内　原　　　音 ｔＣノ ￥−１圀 ４７１１Ｍ・岨ＩＴ） （ｅ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（しＪ（しン （Ｃ］ ｔｄ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の絶縁膜上にパッド電極をパターニング形成す
   る工程と、前記パッド電極を含む基板上に第２の絶縁膜
   を被覆する工程と、前記パッド電極の周辺とオーバラッ
   プする開口部をパッド電極上に形成する前記第２の絶縁
   膜の選択的除去工程と、前記開口部により露出されるパ
   ッド電極に対し周期的に位相反転する電流を通じる電解
   メッキ工程とを含むバンプ形成工程を備えることを特徴
   とする半導体装置の製造方法。
2. （２）前記電解メッキ工程により形成されるバンプ表面
   にボンディング性の良好な金属を表面金属層としてメッ
   キ形成す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。