JPS63249346A - 集積回路チップにおけるパツドとその形成方法 - 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】 〔概要〕 集積回路チップにおいて、アルミニウム等の薄膜から成
る単一パッド上に外部回路接続用の領域とプローブテス
ト専用の領域を設け、かつ、プローブテストに用いられ
た領域に、前記薄膜上に形成されるバリヤメタル層の加
工に用いられるエツチング剤に対して耐え得るように厚
いもしくは不活性な１例えば、金（Ａｕ）から成るマス
ク層を形成する。こののち、従来と同様にして、外部接
続用領域にバンプ用の導体層を形成し、さいごに。

マスク層およびバンプ用導体層をマスクとして。

不要部分のバリヤメタル層を除去する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体集積回路に係り、とくにチップ段階での
試験に使用されるパッド領域の構造とその形成方法に関
する。

〔従来の技術〕

集積度の増大およびパッケージの薄型化にともない、従
来のワイヤボンディング方式に代わって。

チップ周辺部に設けられたバンプ（突起）を用いて半導
体集積回路チップと外部リードとを接続する方式がしば
しば使用されるようになっている。

このようなバンプとしては、１５〜３０μｍ程度の厚さ
の導体層が必要であるため２通常、電気メッキによって
形成される。したがって、バンプ材料としては、パッド
材料として一般的なアルミニウム（ＡＩ）は不適当で、
金（Ａｕ）や半田（Ｐｂ−３ｎ　）が用いられる。しか
しながら、金や半田はアルミニウムと合金をつくりやす
く、パッドを構成しているアルミニウム等の薄膜がパッ
ド材中に溶解（拡散）してしまい、導通不良を生じる。

このために、アルミニウムパッド上にアルミニウムと合
金を作りにくい金属から成るバリヤメタル層を形成し、
この上にＡｕあるいはＰｂ−５ｎのバンプを形成する。

一方、集積回路チップは、パッケージに実装される前に
、あらかじめ機能試験が行われる。この試験では、第２
図（ａ）に示すように、パッドを構成しているアルミニ
ウム等の金属層２１に、タングステンのような硬い物質
から成るプローブ２２０針状の先端を、充分な圧力を以
て押しつけ、電気的な接触をとる。このために、金属層
２１に引掻き傷が生じる。なお、第２図（ａ）において
符号２０はシリコンウェハ等の基板、２３は金属層２１
が露出する開口２４が設けられた絶縁層である。

上記のようにして機能試験（プローブテストとも呼ばれ
る）が終了したのち、第２図（ｂ）に示すように、基板
２０の全面に１例えばチタン（Ｔｉ）とパラジウム（Ｐ
ｄ）の二層から成るバリヤメタル層２５を形成し、この
バリヤメタル層２５の上に、開口２４とその周囲を含む
領域に対応する窓が設けられたレジストマスク２６を形
成する。そして、バリヤメタル層２５を陰極として、金
等の電気メッキを行うと、開口２４の上に、金のバンプ
２７が形成される。さいごに、レジストマスク２６を除
去したのち。

露出しているバリヤメタル層２５を、バンプ２７を侵さ
ない公知のエツチング剤を用いて除去する。このように
して、第２図（Ｃ）に示すような、絶縁層２３に設けら
れている開口部に、バンプ２７が形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕 第２図（ｂ）および（ｃ）から明らかなように。

前記プローブテストにおいて金属層２１に生じた引掻き
傷の部分では、充分な厚さのバリヤメタル層２５が存在
せず、アルミニウム等から成る金属層２１に金から成る
バンプ２７が直接に接触している。したがって、この部
分を通じて金属層２１がバンプ２７に溶解し、ついには
パッド部分で断線が生じる問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来の問題点は１本発明に係るアルミニウムあるい
はアルミニウム合金薄膜から成り、プローブテスト用の
第一の領域と外部回路との接続に用いられる第二の領域
とを有し、第一および第二の領域上にはバリヤメタル層
が選択的に形成されており、第一の領域におけるバリヤ
メタル層上には、バリヤメタル層を選択的除去するため
の処理に対して耐蝕性を有する材料から成るマスク層が
形成されていることを特徴とする。集積回路チップにお
けるパッドにより解決される。

〔作用〕

パッド上に、プローブテスト専用の領域とバンプ形成用
の領域とを設け、プローブテストに用いられた領域に対
応する開口部を、バリヤメタル層の除去に用いられるエ
ツチング剤に対して耐蝕性を有する材料の層によってマ
スクする。バンプ形成領域において、パッド材がバンプ
材中へ溶解して消失することが確実に防止されるととも
に、バンプ形成後に行われる余分なバリヤメタル層の除
去において、バンプ下のアルミニウム層の侵食が防止さ
れ、パッド部における断線不良が排除される。

〔実施例〕

上記従来の問題点は、第１図（ａ）の平面図と（ｂ）の
断面図に示すように、アルミニウム等の薄膜から成る一
つのパッド１１において９機能試験時にプローブ１２を
接触する領域１４１と、外部接続用のバンプを形成する
領域１４２とを、別々に設ければよい、しかしながら、
プローブテスト専用の領域１４１を、試験終了後そのま
まの状態で放置してお（と、第２図で説明したような、
バンプ形成後における余分なバリヤメタル層の除去の際
に。

エツチング剤がこの領域１４１からパッド１１を構成す
る下地のアルミニウム等の層に侵入し、バンプ下部のア
ルミニウム層まで侵食してしまう。なお。

第１図において符号１０はシリコンウェハ等の基板。

１３は１例えば燐珪酸ガラス（ＰＳＧ　）から成る。絶
縁層である。

本発明においては、さらに、第１図（ｃ）に示すように
、プロニブテストが終了したのち、基板１０の全面に９
例えばチタン（Ｔｉ）と、厚さが２０００人程度Ｏｓラ
ジウム（Ｐｄ）との二層から成るバリヤメタル層１５を
形成する。このバリヤメタルＪｉｉ１５の上に、第１図
（ｄ）に示すように、プローブテスト用領域１４１およ
びその周辺を含む領域に対応する窓が設けられたレジス
トマスク１６を形成する。

ここで、バリヤメタル層１５を陰極として９例えば金（
Ａｕ）の電気メッキを行い、プローブテスト用領域１４
１におけるバリヤメタル層１５の上に＋　Ａｕがら成る
厚さ１〜５μｍ程度のマスク層１８を形成する。

つぎに、レジストマスク１６を除去し、露出・したバリ
ヤメタル層１５の上に、第１図（ｅ）に示すように、外
部接続用領域１４２およびその周辺を含む領域に対応す
る窓が設けられたレジストマスク１９を形成する。ここ
で、バリヤメタル層１５を陰極として１例えばＡｕの電
気メッキを行い、外部接続用領域１４２におけるバリヤ
メタル層１５の上に＋　Ａｕがら成る厚さ１５〜３０μ
ｍ程度のバンプ１７を形成する。

上記ののち、第１図（ｆ）に示すように、レジストマス
ク１９を除去し、さらに、マスク層１８およびバンプ１
７をマスクとして、露出しているバリヤメタル層１５を
エツチングする。バリヤメタル層１５がＴｉとＰｄから
構成されている場合のエツチング剤は１例えば王水と弗
酸（ＨＦ）である、Ａｕがら成るバンプ１７およびマス
ク層１８は王水により溶解されるが、バリヤメタル層１
５を構成するＰｄ層に比して充分な厚さを有し、マスク
としての機能することができる。したがって、前記エツ
チング剤がプローブテスト用領域１４１からパッド１１
を構成するアルミニウム等の層内に侵入することが防止
される。

このようにして、バンプ１７の下のパッド１１が侵食さ
れ、その結果、導通不良を生じるということがなくなる
。

上記実施例においては、バンプ１７およびマスク層１８
を構成する材料としてＡｕを、また、このときに用いる
バリヤメタル層１５の材料としてＴｉとＰｄを例に挙げ
たが、バンプ１７とマスク層１８は同一の材料で構成す
る必要はなく、また、バンプ１７あるいはマスク層１８
がＡｕの場合には、バリヤメタル層１５としてチタン（
Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）から成る二層構造あるいはＴｉと
タングステン（Ｗ）の合金から成る層を用いてもよい。

さらにまた、バンプ１７としては半田（Ｐｂ−５ｎ　）
を用いてもよく、この場合のバリヤメタル層１５として
は、チタン／銅／ニッケル（Ｔｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）三層構
造を用いることができる。

〔発明の効果〕

バンプ形成領域においてバンプ材とパッド層とが、バリ
ヤメタル層によって確実に分離され、また、バンプ下の
バンド層のエツチング剤による侵食が防止されるので、
バンプを用いる半導体集積回路の製造歩留りおよび信頼
性の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体集積回路におけるパッドを
形成する工程を示し、（ａ）は平面図。 （ｂ）ないしくｆ）は断面図。 第２図（ａ）ないしくＣ）は従来のプローブテストおよ
びバンプの形成方法を示す断面図である。 図において。 １０および２０は基板。 １１はパッド。 １２および２２はプローブ。 １３および２３は絶縁層。 １５および２５はバリヤメタル層。 １６、１９．２６勢会發豊はレジストマスク。 １７および２７はバンプ。 １８はマスク層。 ２１は金属層。 ２４は開口。 １４１はプローブテスト用領域。 １４２は外部接続用領域。 である。 艷りっ脹丘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アルミニウムまたはアルミニウム合金薄膜から成り
   、プローブテスト用の第一の領域（１４１）と外部回路
   との接続に用いられる第二の領域（１４２）とを有し、
   該第一および第二の領域上にはバリヤメタル層（１５）
   が選択的に形成されており、該第一の領域（１４１）に
   おける該バリヤメタル層（１５）の上には、該バリヤメ
   タル層（１５）の該選択的形成のための処理に対するマ
   スク層（１８）が形成されていることを特徴とする、集
   積回路チップにおけるパッド。 ２）該マスク層（１８）は金（Ａｕ）から成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の集積回路チップに
   おけるパッド。 ３）基板（１０）の上に形成されたアルミニウムあるい
   はアルミニウム合金膜（１１）の上の所定位置に対応し
   て設けられた第一および第二の開口を有する絶縁層（１
   ３）を形成したのち、該基板の全面にバリヤメタル層（
   １５）を形成する工程と、該バリヤメタル層（１５）の
   全面に、該第一の開口とその周辺を含む領域に対応する
   窓が設けられたレジスト層（１６）を形成したのち、該
   レジスト層（１６）の該窓内に露出している該バリヤメ
   タル層（１５）の表面に、該バリヤメタル層（１５）を
   選択的に除去するためのエッチング剤に対するマスク層
   （１８）を形成する工程と、 前記レジスト層（１６）を除去したのち、該第二の開口
   とその周辺を含む領域に対応する窓が設けられた別のレ
   ジスト層（１９）を形成したのち、該別のレジスト層（
   １９）の該窓内に露出している該バリヤメタル層（１５
   ）の表面に、前記マスク層（１８）より大きな厚さを有
   し、かつ、前記バリヤメタル層（１５）の選択的エッチ
   ング剤に対して耐蝕性を有する材料から成る導体層（１
   ７）を形成する工程と、 該別のレジスト層（１９）を除去したのち、該マスク層
   （１８）および導体層（１７）をマスクとして、露出し
   ている該バリヤメタル層（１５）を前記エッチング剤を
   用いて除去する工程、 とから成ることを特徴とする集積回路チップにおけるパ
   ッドの形成方法。 ４）該第一の開口内に、バリヤメタル層（１５）を陰極
   として金（Ａｕ）を電気メッキすることにより、該マス
   ク層（１８）を形成することを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の集積回路チップにおけるパッドの形成方
   法。