JP2000332116A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置およびその製造方法Info
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- JP2000332116A JP2000332116A JP11142633A JP14263399A JP2000332116A JP 2000332116 A JP2000332116 A JP 2000332116A JP 11142633 A JP11142633 A JP 11142633A JP 14263399 A JP14263399 A JP 14263399A JP 2000332116 A JP2000332116 A JP 2000332116A
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- fuse
- film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冗長回路の一部を構成するヒューズの信頼性
を向上することのできる技術を提供する。 【解決手段】 CCBバンプ5の下地金属BLMは、無
機絶縁膜10aおよびPIQ膜10bが積層された表面
保護膜10の上層に形成し、冗長回路の一部を構成する
ヒューズ8は、無機絶縁膜10a上のみに形成する。さ
らに、ヒューズ8は、上記下地金属BLMと同一材料に
よって構成するが、ヒューズ8の切断箇所8aは、下地
金属BLMの一金属層9aのみによって構成される。
を向上することのできる技術を提供する。 【解決手段】 CCBバンプ5の下地金属BLMは、無
機絶縁膜10aおよびPIQ膜10bが積層された表面
保護膜10の上層に形成し、冗長回路の一部を構成する
ヒューズ8は、無機絶縁膜10a上のみに形成する。さ
らに、ヒューズ8は、上記下地金属BLMと同一材料に
よって構成するが、ヒューズ8の切断箇所8aは、下地
金属BLMの一金属層9aのみによって構成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造技術に関し、特に、冗長回路を有する
半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもの
である。
置およびその製造技術に関し、特に、冗長回路を有する
半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置においては、
回路機能の向上や記憶容量の増大が進められている。し
かし、回路機能の向上や記憶容量の増大に伴って、半導
体チップの製造歩留まりを実用的水準以上に保つことが
困難となってきている。これは、素子や配線等が微細と
なり、また、半導体チップが大形となるので、異物等に
起因する欠陥発生率が高くなるからである。
回路機能の向上や記憶容量の増大が進められている。し
かし、回路機能の向上や記憶容量の増大に伴って、半導
体チップの製造歩留まりを実用的水準以上に保つことが
困難となってきている。これは、素子や配線等が微細と
なり、また、半導体チップが大形となるので、異物等に
起因する欠陥発生率が高くなるからである。
【0003】この欠陥発生に起因する半導体チップの製
造歩留まりの低下を抑制する技術として冗長構成技術が
ある。
造歩留まりの低下を抑制する技術として冗長構成技術が
ある。
【0004】冗長構成技術は、予め半導体チップ内に欠
陥部分と置換できる予備エレメントを設けておき、欠陥
が発生した場合にその欠陥部分と予備エレメントとを置
換することによって、半導体チップを救済する技術であ
る。欠陥部分と予備エレメントとの切り換えは、冗長回
路の一部を構成するヒューズの切断によって行われる。
陥部分と置換できる予備エレメントを設けておき、欠陥
が発生した場合にその欠陥部分と予備エレメントとを置
換することによって、半導体チップを救済する技術であ
る。欠陥部分と予備エレメントとの切り換えは、冗長回
路の一部を構成するヒューズの切断によって行われる。
【0005】冗長回路の一部を構成するヒューズを形成
する方法としては幾つかの方法が提案されており、例え
ば特開平5−114655号には、切断処理の容易性等
の観点から、ヒューズを半田バンプの下地金属と同一材
料によって構成し、ヒューズの切断箇所を下地金属の一
金属層のみによって構成する方法が開示されている。
する方法としては幾つかの方法が提案されており、例え
ば特開平5−114655号には、切断処理の容易性等
の観点から、ヒューズを半田バンプの下地金属と同一材
料によって構成し、ヒューズの切断箇所を下地金属の一
金属層のみによって構成する方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術においては、以下の問題があることを本発明者
は見いだした。
来の技術においては、以下の問題があることを本発明者
は見いだした。
【0007】すなわち、半導体チップと基板との間に樹
脂を設けて、半導体チップと基板との熱膨張係数のミス
マッチから半田バンプに生ずる応力を低減したアンダー
フィル封止では、半導体チップの最上層の表面保護膜に
ポリイミド樹脂膜(以下、PIQ膜と称す)が用いられ
ている。ヒューズの切断箇所となる金属層は、通常、ク
ロム(Cr)によって構成されているが、このCrは硬
くて脆い性質を有するため、柔らかい耐熱性高分子樹脂
であるPIQ膜上にCrからなるヒューズを形成する
と、製造工程におけるある一定の温度以上の熱処理によ
ってヒューズが破断することが考えられた。また、組立
後の信頼性試験における熱膨張係数の差などによっても
破断する可能性がある。
脂を設けて、半導体チップと基板との熱膨張係数のミス
マッチから半田バンプに生ずる応力を低減したアンダー
フィル封止では、半導体チップの最上層の表面保護膜に
ポリイミド樹脂膜(以下、PIQ膜と称す)が用いられ
ている。ヒューズの切断箇所となる金属層は、通常、ク
ロム(Cr)によって構成されているが、このCrは硬
くて脆い性質を有するため、柔らかい耐熱性高分子樹脂
であるPIQ膜上にCrからなるヒューズを形成する
と、製造工程におけるある一定の温度以上の熱処理によ
ってヒューズが破断することが考えられた。また、組立
後の信頼性試験における熱膨張係数の差などによっても
破断する可能性がある。
【0008】本発明の目的は、冗長回路の一部を構成す
るヒューズの信頼性を向上することのできる技術を提供
することにある。
るヒューズの信頼性を向上することのできる技術を提供
することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、(1)本発明の半導体集
積回路装置は、半導体チップに形成された複数のCon
trolled collapse Bonding
(以下CCBと称す)バンプ用下地金属を、無機絶縁膜
および有機絶縁膜が下層から順に積層された表面保護膜
の上層に形成し、冗長回路の一部を構成する複数のヒュ
ーズを、上記無機絶縁膜上のみに形成するとともに、C
CBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材料によ
ってヒューズを構成するものである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、(1)本発明の半導体集
積回路装置は、半導体チップに形成された複数のCon
trolled collapse Bonding
(以下CCBと称す)バンプ用下地金属を、無機絶縁膜
および有機絶縁膜が下層から順に積層された表面保護膜
の上層に形成し、冗長回路の一部を構成する複数のヒュ
ーズを、上記無機絶縁膜上のみに形成するとともに、C
CBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材料によ
ってヒューズを構成するものである。
【0011】(2)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)の半導体集積回路装置において、CCBバンプ
を介して半導体チップがパッケージ基板に実装され、半
導体チップとパッケージ基板との間をアンダーフィル樹
脂によって封止するものである。
記(1)の半導体集積回路装置において、CCBバンプ
を介して半導体チップがパッケージ基板に実装され、半
導体チップとパッケージ基板との間をアンダーフィル樹
脂によって封止するものである。
【0012】(3)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)の半導体集積回路装置において、有機絶縁膜の
厚さを0.5〜10μmとするものである。
記(1)の半導体集積回路装置において、有機絶縁膜の
厚さを0.5〜10μmとするものである。
【0013】(4)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)の半導体集積回路装置において、少なくともヒ
ューズの切断領域上に有機絶縁膜からなる保護膜が形成
されているものである。
記(1)の半導体集積回路装置において、少なくともヒ
ューズの切断領域上に有機絶縁膜からなる保護膜が形成
されているものである。
【0014】(5)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)の半導体集積回路装置において、無機絶縁膜の
表面が平坦化されているものである。
記(1)の半導体集積回路装置において、無機絶縁膜の
表面が平坦化されているものである。
【0015】(6)本発明の半導体集積回路装置は、前
記(1)の半導体集積回路装置において、複数のヒュー
ズを囲んで有機絶縁膜が設けられており、隣接するヒュ
ーズの間には上記有機絶縁膜からなるダミーパターンが
配置されているものである。
記(1)の半導体集積回路装置において、複数のヒュー
ズを囲んで有機絶縁膜が設けられており、隣接するヒュ
ーズの間には上記有機絶縁膜からなるダミーパターンが
配置されているものである。
【0016】(7)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板上に形成された最上層配線の上層
に、無機絶縁膜をパターン形成する工程と、無機絶縁膜
の上層に有機絶縁膜を堆積した後、この有機絶縁膜をパ
ターン形成し、少なくとも冗長回路の一部を構成するヒ
ューズが形成される領域の有機絶縁膜を除去する工程
と、CCBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材
料を用いて、CCBバンプ用下地金属と冗長回路の一部
を構成するヒューズとを同時にパターン形成する工程と
を有するものである。
方法は、半導体基板上に形成された最上層配線の上層
に、無機絶縁膜をパターン形成する工程と、無機絶縁膜
の上層に有機絶縁膜を堆積した後、この有機絶縁膜をパ
ターン形成し、少なくとも冗長回路の一部を構成するヒ
ューズが形成される領域の有機絶縁膜を除去する工程
と、CCBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材
料を用いて、CCBバンプ用下地金属と冗長回路の一部
を構成するヒューズとを同時にパターン形成する工程と
を有するものである。
【0017】(8)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板上に形成された最上層配線の上層
に、無機絶縁膜をパターン形成する工程と、無機絶縁膜
の上層に有機絶縁膜を堆積した後、この有機絶縁膜をパ
ターン形成し、少なくとも冗長回路の一部を構成するヒ
ューズが形成される領域の有機絶縁膜を除去する工程
と、CCBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材
料を用いて、CCBバンプ用下地金属と冗長回路の一部
を構成するヒューズとを同時にパターン形成する工程
と、少なくともヒューズの切断領域上を有機絶縁膜から
なる保護膜で覆う工程とを有するものである。
方法は、半導体基板上に形成された最上層配線の上層
に、無機絶縁膜をパターン形成する工程と、無機絶縁膜
の上層に有機絶縁膜を堆積した後、この有機絶縁膜をパ
ターン形成し、少なくとも冗長回路の一部を構成するヒ
ューズが形成される領域の有機絶縁膜を除去する工程
と、CCBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材
料を用いて、CCBバンプ用下地金属と冗長回路の一部
を構成するヒューズとを同時にパターン形成する工程
と、少なくともヒューズの切断領域上を有機絶縁膜から
なる保護膜で覆う工程とを有するものである。
【0018】(9)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板上に形成された最上層配線の上層
に、無機絶縁膜をパターン形成し、この無機絶縁膜を開
口してスルーホールを形成した後、無機絶縁膜の表面を
平坦化する工程と、無機絶縁膜の上層に導体膜を堆積し
た後、導体膜の表面を平坦化することにより、スルーホ
ールの内部にプラグを形成する工程と、無機絶縁膜の上
層に有機絶縁膜を堆積した後、この有機絶縁膜をパター
ン形成し、少なくとも冗長回路の一部を構成するヒュー
ズが形成される領域の有機絶縁膜を除去する工程と、C
CBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材料を用
いて、CCBバンプ用下地金属と冗長回路の一部を構成
するヒューズとを同時にパターン形成する工程とを有す
るものである。
方法は、半導体基板上に形成された最上層配線の上層
に、無機絶縁膜をパターン形成し、この無機絶縁膜を開
口してスルーホールを形成した後、無機絶縁膜の表面を
平坦化する工程と、無機絶縁膜の上層に導体膜を堆積し
た後、導体膜の表面を平坦化することにより、スルーホ
ールの内部にプラグを形成する工程と、無機絶縁膜の上
層に有機絶縁膜を堆積した後、この有機絶縁膜をパター
ン形成し、少なくとも冗長回路の一部を構成するヒュー
ズが形成される領域の有機絶縁膜を除去する工程と、C
CBバンプ用下地金属の少なくとも一部の構成材料を用
いて、CCBバンプ用下地金属と冗長回路の一部を構成
するヒューズとを同時にパターン形成する工程とを有す
るものである。
【0019】上記した手段によれば、アンダーフィル封
止を採用したパッケージにおいて、CCBバンプ用下地
金属の下には剥がれを防止するための柔らかい有機膜で
あるPIQ膜およびその下層に無機絶縁膜が形成されて
いるが、硬くて脆い性質を有するヒューズの下にはPI
Q膜が形成されずに、無機絶縁膜のみが形成されてい
る。これにより、製造工程における熱処理または組立後
の信頼性試験における熱膨張係数の差等によるヒューズ
に加わる応力を低減することができて、ヒューズの破断
を防ぐことができる。
止を採用したパッケージにおいて、CCBバンプ用下地
金属の下には剥がれを防止するための柔らかい有機膜で
あるPIQ膜およびその下層に無機絶縁膜が形成されて
いるが、硬くて脆い性質を有するヒューズの下にはPI
Q膜が形成されずに、無機絶縁膜のみが形成されてい
る。これにより、製造工程における熱処理または組立後
の信頼性試験における熱膨張係数の差等によるヒューズ
に加わる応力を低減することができて、ヒューズの破断
を防ぐことができる。
【0020】また、上記した手段(4)、(8)によれ
ば、ヒューズの直上に保護膜を設けることによって、ア
ンダーフィル樹脂を充填する際のプロセスバラツキ等に
起因するヒューズ直上でのボイドの発生、またはアンダ
ーフィル樹脂の剥離等を防ぐことができて、ヒューズ上
に水分が溜まることによるヒューズの腐食を防止するこ
とが可能となる。
ば、ヒューズの直上に保護膜を設けることによって、ア
ンダーフィル樹脂を充填する際のプロセスバラツキ等に
起因するヒューズ直上でのボイドの発生、またはアンダ
ーフィル樹脂の剥離等を防ぐことができて、ヒューズ上
に水分が溜まることによるヒューズの腐食を防止するこ
とが可能となる。
【0021】また、上記した手段(5)、(9)によれ
ば、ヒューズ下の無機絶縁膜の表面を平坦化することに
より、ヒューズの下地段差を緩和してヒューズの微細加
工を容易とし、ヒューズを構成する金属層のエッチ残り
を防ぐことができる。
ば、ヒューズ下の無機絶縁膜の表面を平坦化することに
より、ヒューズの下地段差を緩和してヒューズの微細加
工を容易とし、ヒューズを構成する金属層のエッチ残り
を防ぐことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0023】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
【0024】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態である冗長回路の一部を構成するヒューズを有する
半導体集積回路装置の要部断面図、図2は冗長回路の一
部を構成するヒューズの断面図、図3および図4はヒュ
ーズの全体平面図である。
形態である冗長回路の一部を構成するヒューズを有する
半導体集積回路装置の要部断面図、図2は冗長回路の一
部を構成するヒューズの断面図、図3および図4はヒュ
ーズの全体平面図である。
【0025】図1に示すように、パッケージ1を構成す
るパッケージ基板2の上下面には、それぞれパッド電極
3,4が形成されている。パッケージ基板2は、例えば
アルミナ、ホウケイ酸ガラスまたはムライト等のような
セラミック材料、あるいはビルドアップ配線板からな
る。また、パッド電極3,4は、パッケージ基板2の内
部に形成された、例えばタングステンまたはモリブデン
等からなる内部配線によって電気的に接続されている。
上記内部配線は貫通スルーホールでも、スルーホールに
よって接続される多層配線でもよい。
るパッケージ基板2の上下面には、それぞれパッド電極
3,4が形成されている。パッケージ基板2は、例えば
アルミナ、ホウケイ酸ガラスまたはムライト等のような
セラミック材料、あるいはビルドアップ配線板からな
る。また、パッド電極3,4は、パッケージ基板2の内
部に形成された、例えばタングステンまたはモリブデン
等からなる内部配線によって電気的に接続されている。
上記内部配線は貫通スルーホールでも、スルーホールに
よって接続される多層配線でもよい。
【0026】パッケージ基板2の下面の電極パッド3に
は、図示はしないが、例えばCCB(Controlled Colla
pse Bonding )バンプまたは例えばPGA(Pin Grid A
rraypackage)のピンなどが接合されており、パッケー
ジ1と外部とは電極パッド3によって接続される。
は、図示はしないが、例えばCCB(Controlled Colla
pse Bonding )バンプまたは例えばPGA(Pin Grid A
rraypackage)のピンなどが接合されており、パッケー
ジ1と外部とは電極パッド3によって接続される。
【0027】また、パッケージ基板1の上面の電極パッ
ド4には、CCBバンプ5が接合されている。CCBバ
ンプ5は、例えば1〜10重量%程度の錫(Sn)を含
有する鉛(Pb)/Sn合金(融点:320〜330℃
程度)、または3重量%程度の銀(Ag)を含有するS
n/Ag合金(融点:250〜260℃程度)からな
る。
ド4には、CCBバンプ5が接合されている。CCBバ
ンプ5は、例えば1〜10重量%程度の錫(Sn)を含
有する鉛(Pb)/Sn合金(融点:320〜330℃
程度)、または3重量%程度の銀(Ag)を含有するS
n/Ag合金(融点:250〜260℃程度)からな
る。
【0028】半導体チップ6とパッケージ基板2との間
には、CCBバンプ5を機械的に補強して接続寿命を向
上するためのアンダーフィル樹脂7が充填してある。ア
ンダーフィル樹脂7は、例えばエポキシ系樹脂からな
る。
には、CCBバンプ5を機械的に補強して接続寿命を向
上するためのアンダーフィル樹脂7が充填してある。ア
ンダーフィル樹脂7は、例えばエポキシ系樹脂からな
る。
【0029】CCBバンプ5は、半導体チップ6の主面
側に形成された下地金属(CCBバンプ用下地金属)B
LMに接合されている。すなわち、半導体チップ6は、
CCBバンプ5を介してパッケージ基板2のパッド電極
4上に実装されている。なお、BLMは、Ball Limitin
g Metalizationの略である。
側に形成された下地金属(CCBバンプ用下地金属)B
LMに接合されている。すなわち、半導体チップ6は、
CCBバンプ5を介してパッケージ基板2のパッド電極
4上に実装されている。なお、BLMは、Ball Limitin
g Metalizationの略である。
【0030】半導体チップ6の主面側には、例えば論理
付きSRAM(Static Random Access Memory )回路ま
たは論理付きDRAM(Dynamic RAM )等のような半導
体集積回路装置が形成されている。半導体集積回路装置
は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semi
conductor )またはBi−CMOS(Bipolar-CMOS)な
どのCMOS系の半導体素子で形成されている。
付きSRAM(Static Random Access Memory )回路ま
たは論理付きDRAM(Dynamic RAM )等のような半導
体集積回路装置が形成されている。半導体集積回路装置
は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semi
conductor )またはBi−CMOS(Bipolar-CMOS)な
どのCMOS系の半導体素子で形成されている。
【0031】半導体チップ6の主面には、図示はしない
が、例えば所定の論理回路ブロックおよび同一のワード
・ビット構成のメモリ回路ブロックが複数配置されてお
り、各メモリ回路ブロックには、例えば予備メモリセル
が形成されている。予備メモリセルは、欠陥メモリセル
が発生した場合に、その欠陥メモリセルと置換される予
備のメモリセルである。すなわち、半導体チップ6に
は、冗長回路が形成されている。欠陥メモリセルと予備
メモリセルとの切り換えを行うための後述するヒューズ
は、例えば上記メモリ回路ブロック内に形成されてお
り、半導体チップ6の周辺で生じやすい剥がれを避け
て、半導体チップ6の中央部に近い領域に形成される。
が、例えば所定の論理回路ブロックおよび同一のワード
・ビット構成のメモリ回路ブロックが複数配置されてお
り、各メモリ回路ブロックには、例えば予備メモリセル
が形成されている。予備メモリセルは、欠陥メモリセル
が発生した場合に、その欠陥メモリセルと置換される予
備のメモリセルである。すなわち、半導体チップ6に
は、冗長回路が形成されている。欠陥メモリセルと予備
メモリセルとの切り換えを行うための後述するヒューズ
は、例えば上記メモリ回路ブロック内に形成されてお
り、半導体チップ6の周辺で生じやすい剥がれを避け
て、半導体チップ6の中央部に近い領域に形成される。
【0032】次に、下地金属BLMおよびヒューズ8の
構造を図2を用いて説明する。
構造を図2を用いて説明する。
【0033】まず、下地金属BLMは、例えば3種類の
金属層9a〜9cが下層から順に積層されて構成されて
いる。最下層の金属層9aは、例えばCrまたはチタン
(Ti)からなり、その厚さは、例えば0. 03〜0.
2μm程度である。また、中間の金属層9bは、例えば
ニッケル(Ni)または銅(Cu)からなり、その厚さ
は、例えば0. 3〜3μm程度である。さらに、最上層
の金属層9cは、例えば金(Au)からなり、その厚さ
は、例えば0. 05〜0. 2μm程度である。従って、
下地金属BLMの構造としては、Au/Ni/Cr、A
u/Cu/Cr、Au/Ni/Ti、Au/Cu/Ti
が提案される。なお、中間の金属層9bには、Ni−C
u合金またはNi−タングステン(W)合金を用いるこ
ともできる。
金属層9a〜9cが下層から順に積層されて構成されて
いる。最下層の金属層9aは、例えばCrまたはチタン
(Ti)からなり、その厚さは、例えば0. 03〜0.
2μm程度である。また、中間の金属層9bは、例えば
ニッケル(Ni)または銅(Cu)からなり、その厚さ
は、例えば0. 3〜3μm程度である。さらに、最上層
の金属層9cは、例えば金(Au)からなり、その厚さ
は、例えば0. 05〜0. 2μm程度である。従って、
下地金属BLMの構造としては、Au/Ni/Cr、A
u/Cu/Cr、Au/Ni/Ti、Au/Cu/Ti
が提案される。なお、中間の金属層9bには、Ni−C
u合金またはNi−タングステン(W)合金を用いるこ
ともできる。
【0034】このような金属層9a〜9cによって構成
された下地金属BLMは、表面保護膜10に穿孔された
スルーホール11aを通じて、半導体チップ6の最上層
配線である引き出し電極12と電気的に接続されてい
る。
された下地金属BLMは、表面保護膜10に穿孔された
スルーホール11aを通じて、半導体チップ6の最上層
配線である引き出し電極12と電気的に接続されてい
る。
【0035】下地金属BLM上には、リフトオフ法また
はメタルマスク蒸着法等によって形成されたCCBバン
プ5が接合されている。なお、半導体チップ6をパッケ
ージ基板2に実装する際に、下地金属BLMとパッケー
ジ基板2の電極パッド3に接合されたCCBバンプ5と
を接続してもよい。
はメタルマスク蒸着法等によって形成されたCCBバン
プ5が接合されている。なお、半導体チップ6をパッケ
ージ基板2に実装する際に、下地金属BLMとパッケー
ジ基板2の電極パッド3に接合されたCCBバンプ5と
を接続してもよい。
【0036】表面保護膜10は、半導体チップ6上に形
成された絶縁膜のうちの最終絶縁膜である。下地金属B
LM下の表面保護膜10は、下層から順に無機絶縁膜1
0aおよびPIQ膜10bが積層されて構成されてい
る。無機絶縁膜10aの厚さは、例えば0. 5〜3μm
程度であり、PIQ膜10bの厚さは、その接着性およ
び段差緩和等から決められるが、0.5〜10μm程度で
ある。
成された絶縁膜のうちの最終絶縁膜である。下地金属B
LM下の表面保護膜10は、下層から順に無機絶縁膜1
0aおよびPIQ膜10bが積層されて構成されてい
る。無機絶縁膜10aの厚さは、例えば0. 5〜3μm
程度であり、PIQ膜10bの厚さは、その接着性およ
び段差緩和等から決められるが、0.5〜10μm程度で
ある。
【0037】無機絶縁膜10aは、主に、例えば二酸化
ケイ素(SiO2 )、窒化ケイ素(Si3 N4 )または
SiO2 とSi3 N4 との積層膜からなり、従って、無
機絶縁膜10aの構造としては、下層側からSi3 N4
/SOG(Spin On Glass )/SiO2 、Si3 N4 /
SiO2 、SiO2 /Si3 N4 、SiO2 /SOG/
Si3 N/SiO2 /SOG/Si3 N4 /SiO2 ,
SiO2 /Si3 N4/SiO2 ,SiO2 ,SiO2
/SOG/SiO2 等が提案される。この構造及び膜厚
は、(1)Crヒューズ部の平坦性、(2)絶縁膜の機
械的強度、耐湿性、(3)スルーホールの断面形状、加
工容易性、(4)Crヒューズ切断時のダメージ、切断
の容易性、(5)絶縁膜の膜応力(ウエハの反り量)等
から決定される。PIQ膜10bは、無機絶縁膜10a
とアンダーフィル樹脂7との界面の剥離により生ずるC
CBバンプ5の破断を防ぐために設けられる。
ケイ素(SiO2 )、窒化ケイ素(Si3 N4 )または
SiO2 とSi3 N4 との積層膜からなり、従って、無
機絶縁膜10aの構造としては、下層側からSi3 N4
/SOG(Spin On Glass )/SiO2 、Si3 N4 /
SiO2 、SiO2 /Si3 N4 、SiO2 /SOG/
Si3 N/SiO2 /SOG/Si3 N4 /SiO2 ,
SiO2 /Si3 N4/SiO2 ,SiO2 ,SiO2
/SOG/SiO2 等が提案される。この構造及び膜厚
は、(1)Crヒューズ部の平坦性、(2)絶縁膜の機
械的強度、耐湿性、(3)スルーホールの断面形状、加
工容易性、(4)Crヒューズ切断時のダメージ、切断
の容易性、(5)絶縁膜の膜応力(ウエハの反り量)等
から決定される。PIQ膜10bは、無機絶縁膜10a
とアンダーフィル樹脂7との界面の剥離により生ずるC
CBバンプ5の破断を防ぐために設けられる。
【0038】引き出し電極12は、例えばアルミニウム
(Al)膜、Al−Si合金膜、Al−Si−Cu膜、
W/Al/W積層膜、窒化チタン(TiN)/Al/T
iN積層膜、TiN/Ti/Al/Ti/TiN積層
膜、Cr/Cu/Cr積層膜、TiN/Cu積層膜など
からなり、半導体チップ6の主面に形成された半導体集
積回路と電気的に接続されている。その厚さは0. 3〜
5μm程度である。
(Al)膜、Al−Si合金膜、Al−Si−Cu膜、
W/Al/W積層膜、窒化チタン(TiN)/Al/T
iN積層膜、TiN/Ti/Al/Ti/TiN積層
膜、Cr/Cu/Cr積層膜、TiN/Cu積層膜など
からなり、半導体チップ6の主面に形成された半導体集
積回路と電気的に接続されている。その厚さは0. 3〜
5μm程度である。
【0039】次に、ヒューズ8は、上記した下地金属B
LMの構成材料によって構成されている。ところで、ヒ
ューズ8の切断箇所8aを下地金属BLMの三種類の金
属層9a〜9cによって構成すると、レーザ等による切
断処理が困難となる。そこで、ヒューズ8の切断箇所8
aは、例えば金属層9aのみによって構成されている。
すなわち、切断箇所8aは、例えばCr層のみによって
構成されている。Crをヒューズ8の構成材料に用いる
利点としては、下地金属BLMを形成すると同時に形成
できること、Crの耐蝕性がAlよりも優れていること
が挙げられる。
LMの構成材料によって構成されている。ところで、ヒ
ューズ8の切断箇所8aを下地金属BLMの三種類の金
属層9a〜9cによって構成すると、レーザ等による切
断処理が困難となる。そこで、ヒューズ8の切断箇所8
aは、例えば金属層9aのみによって構成されている。
すなわち、切断箇所8aは、例えばCr層のみによって
構成されている。Crをヒューズ8の構成材料に用いる
利点としては、下地金属BLMを形成すると同時に形成
できること、Crの耐蝕性がAlよりも優れていること
が挙げられる。
【0040】金属層9aの両端、すなわち、ヒューズ8
の両端は、表面保護膜10に穿孔されたスルーホール1
1bを通じて、それぞれ半導体チップ6の最上層配線で
ある引き出し電極12と電気的に接続されている。ただ
し、ヒューズ8の非切断箇所8b1 ,8b2 は、金属層
9a〜9cが下層から順に積層されて構成されている。
の両端は、表面保護膜10に穿孔されたスルーホール1
1bを通じて、それぞれ半導体チップ6の最上層配線で
ある引き出し電極12と電気的に接続されている。ただ
し、ヒューズ8の非切断箇所8b1 ,8b2 は、金属層
9a〜9cが下層から順に積層されて構成されている。
【0041】さらに、ヒューズ8下の表面保護膜10
は、無機絶縁膜10aのみによって構成されている。P
IQ膜10b上にヒューズ8を形成すると、300〜3
50℃の熱処理を施した場合、PIQ膜10b上のヒュ
ーズ8がPIQ膜10bとの熱膨張係数の差によって破
断しやすく、また、レーザ等による切断処理が困難とな
る。そこで、ヒューズ8下には、PIQ膜10bは設け
られていない。
は、無機絶縁膜10aのみによって構成されている。P
IQ膜10b上にヒューズ8を形成すると、300〜3
50℃の熱処理を施した場合、PIQ膜10b上のヒュ
ーズ8がPIQ膜10bとの熱膨張係数の差によって破
断しやすく、また、レーザ等による切断処理が困難とな
る。そこで、ヒューズ8下には、PIQ膜10bは設け
られていない。
【0042】図3に、ヒューズ8のレイアウト図の一例
を示す。ヒューズ8は、必要に応じて複数配置されてい
る。各ヒューズ8の切断箇所8aは、切断しやすいよう
に他の部分よりも細くなっている。さらに、切断箇所8
aおよび一方の非切断箇所8b1 の下に引き出し電極1
2aを配置することにより、下地の段差に起因するヒュ
ーズ8の断線不良を抑制し、また、引き出し電極12a
は下地へのダメージストッパとしての機能を有する。
を示す。ヒューズ8は、必要に応じて複数配置されてい
る。各ヒューズ8の切断箇所8aは、切断しやすいよう
に他の部分よりも細くなっている。さらに、切断箇所8
aおよび一方の非切断箇所8b1 の下に引き出し電極1
2aを配置することにより、下地の段差に起因するヒュ
ーズ8の断線不良を抑制し、また、引き出し電極12a
は下地へのダメージストッパとしての機能を有する。
【0043】各々のヒューズ8は、PIQ膜10bによ
って分離されている。これにより、ヒューズ8が形成さ
れる領域の全体としての占有面積が大きくなるが、下地
の段差に起因する金属層9aのエッチ残り等によって隣
接するヒューズ8間のショート不良を抑制することがで
きる。
って分離されている。これにより、ヒューズ8が形成さ
れる領域の全体としての占有面積が大きくなるが、下地
の段差に起因する金属層9aのエッチ残り等によって隣
接するヒューズ8間のショート不良を抑制することがで
きる。
【0044】図4に、ヒューズ8のレイアウト図の他の
例を示す。ヒューズ8が形成される領域の全体を囲んで
PIQ膜10bが設けられている。これにより、PIQ
膜10bの開口部の面積が大きくなり、PIQ膜10b
の接着性が低下する可能性があるが、ヒューズ8が形成
される領域の全体としての占有面積は、前記図3に示し
たヒューズのレイアウトよりも相対的に小さくすること
ができる。
例を示す。ヒューズ8が形成される領域の全体を囲んで
PIQ膜10bが設けられている。これにより、PIQ
膜10bの開口部の面積が大きくなり、PIQ膜10b
の接着性が低下する可能性があるが、ヒューズ8が形成
される領域の全体としての占有面積は、前記図3に示し
たヒューズのレイアウトよりも相対的に小さくすること
ができる。
【0045】また、下地段差による金属層9aのエッチ
残り等によって隣接するヒューズ8間がショートするの
を防ぐために、隣接するヒューズ8間に、PIQ膜10
bからなる矩形パターン10b1 を配置してもよい。
残り等によって隣接するヒューズ8間がショートするの
を防ぐために、隣接するヒューズ8間に、PIQ膜10
bからなる矩形パターン10b1 を配置してもよい。
【0046】次に、本実施の形態1の半導体集積回路装
置の製造方法の一例である感光性PIQを用いた工程を
図5〜図7を用いて説明する。ここでは、ヒューズ8の
形成方法を説明した後、ヒューズ8の切断方法を簡単に
説明し、さらに半導体チップ6をパッケージングするま
での工程を簡単に説明する。なお、ヒューズ8の形成工
程から切断処理工程は、半導体チップ6を半導体ウエハ
(図示せず)から分離する前に行う工程である。
置の製造方法の一例である感光性PIQを用いた工程を
図5〜図7を用いて説明する。ここでは、ヒューズ8の
形成方法を説明した後、ヒューズ8の切断方法を簡単に
説明し、さらに半導体チップ6をパッケージングするま
での工程を簡単に説明する。なお、ヒューズ8の形成工
程から切断処理工程は、半導体チップ6を半導体ウエハ
(図示せず)から分離する前に行う工程である。
【0047】まず、図5に示すように、例えばAlで構
成された引き出し電極12の上層に無機絶縁膜10aを
堆積した後、図示はしないが、この無機絶縁膜10a上
にレジスト膜を堆積し、これをリソグラフィ技術によっ
てパターニングしてレジストパターンを形成する。次
に、このレジストパターンをマスクとして無機絶縁膜1
0aを加工した後、レジストパターンを除去してスルー
ホール11a,11bを形成する。
成された引き出し電極12の上層に無機絶縁膜10aを
堆積した後、図示はしないが、この無機絶縁膜10a上
にレジスト膜を堆積し、これをリソグラフィ技術によっ
てパターニングしてレジストパターンを形成する。次
に、このレジストパターンをマスクとして無機絶縁膜1
0aを加工した後、レジストパターンを除去してスルー
ホール11a,11bを形成する。
【0048】次に、図6に示すように、無機絶縁膜10
aの上層に感光性のPIQ膜10bを塗布した後、PI
Q膜10bをリソグラフィ技術によって感光、現像処理
を行い、次いで320〜350℃程度の硬化ベークを施
す。ここで、感光性のPIQ膜の現像液は有機現像液で
あり、Alの引き出し電極12が腐食することはない。
これによって、無機絶縁膜10aおよびPIQ膜10b
の積層からなる表面保護膜10が形成される。
aの上層に感光性のPIQ膜10bを塗布した後、PI
Q膜10bをリソグラフィ技術によって感光、現像処理
を行い、次いで320〜350℃程度の硬化ベークを施
す。ここで、感光性のPIQ膜の現像液は有機現像液で
あり、Alの引き出し電極12が腐食することはない。
これによって、無機絶縁膜10aおよびPIQ膜10b
の積層からなる表面保護膜10が形成される。
【0049】次に、図7に示すように、PIQ膜10b
の上層に、例えばスパッタリング法により金属層9a〜
9cを下層から順に堆積する。次いで、レジストパター
ンをマスクとして、例えばウエットエッチング法によ
り、金属層9cおよび金属層9bを順次加工した後、レ
ジストパターンを除去して金属層9c,9bをパターン
形成する。金属層9cをAuで構成し、金属層9bをN
iで構成した場合は、金属層9c,9bはヨウ素系の溶
液でウエットエッチングされる。
の上層に、例えばスパッタリング法により金属層9a〜
9cを下層から順に堆積する。次いで、レジストパター
ンをマスクとして、例えばウエットエッチング法によ
り、金属層9cおよび金属層9bを順次加工した後、レ
ジストパターンを除去して金属層9c,9bをパターン
形成する。金属層9cをAuで構成し、金属層9bをN
iで構成した場合は、金属層9c,9bはヨウ素系の溶
液でウエットエッチングされる。
【0050】続いて、レジストパターンをマスクとし
て、例えばドライエッチング法により、金属層9aを加
工した後、レジストパターンを除去して金属層9aをパ
ターン形成し、ヒューズ8および下地金属BLMを同時
に形成する。
て、例えばドライエッチング法により、金属層9aを加
工した後、レジストパターンを除去して金属層9aをパ
ターン形成し、ヒューズ8および下地金属BLMを同時
に形成する。
【0051】なお、前記金属層9a,9b,9cのパタ
ーン形成では、金属層9b,9cと金属層9aとを異な
るレジストパターンを用いて各々加工したが、金属層9
b,9cをウエットエッチング法により加工する際のサ
イドエッチングを利用して、一つのレジストパターンで
金属層9a,9b,9cのパターン形成を行うことも可
能である。
ーン形成では、金属層9b,9cと金属層9aとを異な
るレジストパターンを用いて各々加工したが、金属層9
b,9cをウエットエッチング法により加工する際のサ
イドエッチングを利用して、一つのレジストパターンで
金属層9a,9b,9cのパターン形成を行うことも可
能である。
【0052】このように、ヒューズ8と下地金属BLM
とを同時にパターン形成するので、ヒューズ8を形成す
るための新たなマスクを製造する必要がなく、また、ヒ
ューズ8を形成するために新たな製造工程を追加するこ
ともない。
とを同時にパターン形成するので、ヒューズ8を形成す
るための新たなマスクを製造する必要がなく、また、ヒ
ューズ8を形成するために新たな製造工程を追加するこ
ともない。
【0053】次に、半導体ウエハ上の各半導体チップに
対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基づ
いて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレーザ
ビーム(エネルギービーム)を照射して、そのヒューズ
8を切断する。ヒューズ8の切断箇所8aが、一つの金
属層9aのみによって構成されているので、比較的低い
エネルギーでヒューズ8を切断することが可能である。
対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基づ
いて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレーザ
ビーム(エネルギービーム)を照射して、そのヒューズ
8を切断する。ヒューズ8の切断箇所8aが、一つの金
属層9aのみによって構成されているので、比較的低い
エネルギーでヒューズ8を切断することが可能である。
【0054】その後、再度プローブ検査を行った後にダ
イシング等の手段によって、半導体ウエハから半導体チ
ップを分離する。そして、分離された半導体チップ6の
うち良品のみを、CCBバンプ5が備わったバンプ付き
のパッケージ基板2上に実装した後、半導体チップ6と
パッケージ基板2との間にアンダーフィル樹脂7を充填
し、パッケージ1を製造する。
イシング等の手段によって、半導体ウエハから半導体チ
ップを分離する。そして、分離された半導体チップ6の
うち良品のみを、CCBバンプ5が備わったバンプ付き
のパッケージ基板2上に実装した後、半導体チップ6と
パッケージ基板2との間にアンダーフィル樹脂7を充填
し、パッケージ1を製造する。
【0055】なお、前記製造工程では、下地金属BLM
のままプローブ検査を行い、CCBバンプ5が備わった
バンプ付きのパッケージ基板2に半導体チップ6を実装
する方法を説明したが、下地金属BLM上にCCBバン
プ5を接合してもよい。
のままプローブ検査を行い、CCBバンプ5が備わった
バンプ付きのパッケージ基板2に半導体チップ6を実装
する方法を説明したが、下地金属BLM上にCCBバン
プ5を接合してもよい。
【0056】この方法は、まず、下地金属BLM上に半
田を、例えばリフトオフ法またはメタルマスク蒸着によ
って形成する。
田を、例えばリフトオフ法またはメタルマスク蒸着によ
って形成する。
【0057】次いで、半導体ウエハ上の各半導体チップ
に対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基
づいて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレー
ザビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
に対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基
づいて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレー
ザビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
【0058】その後、再度プローブ検査を行った後に、
ウエットバックにより上記半田を球形化してCCBバン
プ5を形成し、次いで半導体ウエハから半導体チップを
分離する。そして、分離された半導体チップ6のうち良
品のみをパッケージ基板2上に実装した後、半導体チッ
プ6とパッケージ基板2との間にアンダーフィル樹脂7
を充填し、パッケージ1を製造する。
ウエットバックにより上記半田を球形化してCCBバン
プ5を形成し、次いで半導体ウエハから半導体チップを
分離する。そして、分離された半導体チップ6のうち良
品のみをパッケージ基板2上に実装した後、半導体チッ
プ6とパッケージ基板2との間にアンダーフィル樹脂7
を充填し、パッケージ1を製造する。
【0059】次に、本実施の形態1の半導体集積回路装
置の製造方法の他の例である非感光性PIQを用いた工
程を図8〜図10を用いて説明する。
置の製造方法の他の例である非感光性PIQを用いた工
程を図8〜図10を用いて説明する。
【0060】まず、図8に示すように、例えばAlで構
成された引き出し電極12の上層に第1の無機絶縁膜1
0a1 を堆積した後、図示はしないが、この第1の無機
絶縁膜10a1 上にレジスト膜を堆積し、これをリソグ
ラフィ技術によってパターニングしてレジストパターン
を形成する。次に、レジストパターンをマスクとして第
1の無機絶縁膜10a1 を加工した後、レジストパター
ンを除去してスルーホール11a,11bを形成し、次
いで、第1の無機絶縁膜10a1 の上層に第2の無機絶
縁膜10a2 を堆積する。この第2の無機絶縁膜10a
2 は、後の工程で、引き出し電極12を構成するAlが
アルカリ現像液によって腐食するのを防ぐために設けら
れている。
成された引き出し電極12の上層に第1の無機絶縁膜1
0a1 を堆積した後、図示はしないが、この第1の無機
絶縁膜10a1 上にレジスト膜を堆積し、これをリソグ
ラフィ技術によってパターニングしてレジストパターン
を形成する。次に、レジストパターンをマスクとして第
1の無機絶縁膜10a1 を加工した後、レジストパター
ンを除去してスルーホール11a,11bを形成し、次
いで、第1の無機絶縁膜10a1 の上層に第2の無機絶
縁膜10a2 を堆積する。この第2の無機絶縁膜10a
2 は、後の工程で、引き出し電極12を構成するAlが
アルカリ現像液によって腐食するのを防ぐために設けら
れている。
【0061】次に、図9に示すように、第2の無機絶縁
膜10a2 の上層に非感光性のPIQ膜10bを塗布し
た後、図示はしないが、このPIQ膜10b上にレジス
ト膜を堆積し、これをリソグラフィ技術によって感光、
現像処理を施すことによって、レジスト膜をパターニン
グしてレジストパターンを形成すると同時に、現像処理
で用いられるアルカリ現像液でPIQ膜10bを加工す
る。続いて、例えばドライエッチング法により、第2の
無機絶縁膜10a2 を加工し、次いでレジストパターン
を除去した後、320〜350℃程度の硬化ベークを施
す。
膜10a2 の上層に非感光性のPIQ膜10bを塗布し
た後、図示はしないが、このPIQ膜10b上にレジス
ト膜を堆積し、これをリソグラフィ技術によって感光、
現像処理を施すことによって、レジスト膜をパターニン
グしてレジストパターンを形成すると同時に、現像処理
で用いられるアルカリ現像液でPIQ膜10bを加工す
る。続いて、例えばドライエッチング法により、第2の
無機絶縁膜10a2 を加工し、次いでレジストパターン
を除去した後、320〜350℃程度の硬化ベークを施
す。
【0062】この後は、前記感光性のPIQを用いた製
造方法と同様な製造方法で、図10に示すように、PI
Q膜10bの上層にヒューズ8および下地金属BLMを
同時に形成する。
造方法と同様な製造方法で、図10に示すように、PI
Q膜10bの上層にヒューズ8および下地金属BLMを
同時に形成する。
【0063】さらに、半導体ウエハ上の各半導体チップ
に対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基
づいて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレー
ザビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
に対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基
づいて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレー
ザビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
【0064】その後、再度プローブ検査を行い、半導体
ウエハから半導体チップを分離する。そして、分離され
た半導体チップ6のうち良品のみを、CCBバンプ5が
備わったバンプ付きのパッケージ基板2上に実装した
後、半導体チップ6とパッケージ基板2との間にアンダ
ーフィル樹脂7を充填し、パッケージ1を製造する。
ウエハから半導体チップを分離する。そして、分離され
た半導体チップ6のうち良品のみを、CCBバンプ5が
備わったバンプ付きのパッケージ基板2上に実装した
後、半導体チップ6とパッケージ基板2との間にアンダ
ーフィル樹脂7を充填し、パッケージ1を製造する。
【0065】このように、本実施の形態1によれば、ア
ンダーフィル封止を採用したパッケージ1において、C
CBバンプ5が形成される下地電極BLMの下層には剥
がれを防止するための柔らかい有機膜であるPIQ膜1
0bが形成されているが、硬くて脆い性質を有するヒュ
ーズ8の下層にはPIQ膜10bが形成されずに、無機
絶縁膜10aのみが形成されている。これにより、製造
工程における熱処理または組立後の信頼性試験における
熱膨張係数の差等によるヒューズ8に加わる応力を低減
することができて、ヒューズ8の破断を防ぐことができ
る。
ンダーフィル封止を採用したパッケージ1において、C
CBバンプ5が形成される下地電極BLMの下層には剥
がれを防止するための柔らかい有機膜であるPIQ膜1
0bが形成されているが、硬くて脆い性質を有するヒュ
ーズ8の下層にはPIQ膜10bが形成されずに、無機
絶縁膜10aのみが形成されている。これにより、製造
工程における熱処理または組立後の信頼性試験における
熱膨張係数の差等によるヒューズ8に加わる応力を低減
することができて、ヒューズ8の破断を防ぐことができ
る。
【0066】(実施の形態2)図11は、本発明の他の
実施の形態である下地金属BLMおよびヒューズ8を示
す要部断面図である。
実施の形態である下地金属BLMおよびヒューズ8を示
す要部断面図である。
【0067】図11に示すように、ヒューズ8がヒュー
ズ保護膜13によって被覆され保護されている。ヒュー
ズ保護膜13は、例えばPIQ膜からなり、下地金属B
LMの上面を除く、半導体チップ6の主面上のほぼ全面
に堆積されている。ヒューズ保護膜13の厚さは、例え
ば0. 05〜0. 5μm程度の範囲に設定される。
ズ保護膜13によって被覆され保護されている。ヒュー
ズ保護膜13は、例えばPIQ膜からなり、下地金属B
LMの上面を除く、半導体チップ6の主面上のほぼ全面
に堆積されている。ヒューズ保護膜13の厚さは、例え
ば0. 05〜0. 5μm程度の範囲に設定される。
【0068】次に、本実施の形態2の下地金属BLMお
よびヒューズ8の形成方法の一例を説明する。
よびヒューズ8の形成方法の一例を説明する。
【0069】まず、前記実施の形態1と同様な方法で、
前記図7または前記図10に示したように、半導体チッ
プ6の最上層配線である引き出し電極12上に、無機絶
縁膜10aおよびPIQ膜10bからなる表面保護膜1
0をパターン形成した後、下地金属BLMおよびヒュー
ズ8を形成する。
前記図7または前記図10に示したように、半導体チッ
プ6の最上層配線である引き出し電極12上に、無機絶
縁膜10aおよびPIQ膜10bからなる表面保護膜1
0をパターン形成した後、下地金属BLMおよびヒュー
ズ8を形成する。
【0070】次に、下地金属BLM上に半田を、例えば
リフトオフ法またはメタルマスク蒸着によって形成す
る。
リフトオフ法またはメタルマスク蒸着によって形成す
る。
【0071】次いで、半導体ウエハ上の各半導体チップ
に対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基
づいて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレー
ザビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
に対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基
づいて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレー
ザビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
【0072】その後、再度プローブ検査を行い、ウエッ
トバックにより上記半田を球形化してCCBバンプ5を
形成する。次いで、半導体ウエハの全面に感光性のPI
Q膜を塗布した後、このPIQ膜をリソグラフィ技術に
よって感光、現像処理を行い、CCBバンプ周辺のPI
Q膜を開口し、次いで320〜350℃程度の硬化ベー
クを施すことによって、ヒューズ保護膜13を形成す
る。なお、ヒューズ8上のみにヒューズ保護膜13をパ
ターン形成してもよい。
トバックにより上記半田を球形化してCCBバンプ5を
形成する。次いで、半導体ウエハの全面に感光性のPI
Q膜を塗布した後、このPIQ膜をリソグラフィ技術に
よって感光、現像処理を行い、CCBバンプ周辺のPI
Q膜を開口し、次いで320〜350℃程度の硬化ベー
クを施すことによって、ヒューズ保護膜13を形成す
る。なお、ヒューズ8上のみにヒューズ保護膜13をパ
ターン形成してもよい。
【0073】次に、半導体ウエハから半導体チップを分
離する。そして、分離された半導体チップ6のうち良品
のみをパッケージ基板2上に実装した後、半導体チップ
6とパッケージ基板2との間にアンダーフィル樹脂7を
充填し、パッケージ1を製造する。
離する。そして、分離された半導体チップ6のうち良品
のみをパッケージ基板2上に実装した後、半導体チップ
6とパッケージ基板2との間にアンダーフィル樹脂7を
充填し、パッケージ1を製造する。
【0074】なお、前記製造工程では、ヒューズ保護膜
13のパターン形成を下地金属BLM上にCCBバンプ
5を形成した後に行ったが、CCBバンプ5を形成する
前に行ってもよい。これにより、CCBバンプの備わっ
たパッケージ基板2との接続工程と硬化ベーク工程とを
同一工程で行うこともできる。これらの方法では、ヒュ
ーズ8の直上の樹脂の欠陥をダイシング後のチップ検査
で見つけだすことが可能となる。
13のパターン形成を下地金属BLM上にCCBバンプ
5を形成した後に行ったが、CCBバンプ5を形成する
前に行ってもよい。これにより、CCBバンプの備わっ
たパッケージ基板2との接続工程と硬化ベーク工程とを
同一工程で行うこともできる。これらの方法では、ヒュ
ーズ8の直上の樹脂の欠陥をダイシング後のチップ検査
で見つけだすことが可能となる。
【0075】このように、本実施の形態2によれば、ヒ
ューズ保護膜13を設けることによって、アンダーフィ
ル樹脂7を充填する際のプロセスバラツキ等に起因する
ヒューズ直上でのボイドの発生、またはアンダーフィル
樹脂7の剥離等を防ぐことができて、ヒューズ8上に水
分が溜まることによるヒューズ8の腐食を防止すること
が可能となる。
ューズ保護膜13を設けることによって、アンダーフィ
ル樹脂7を充填する際のプロセスバラツキ等に起因する
ヒューズ直上でのボイドの発生、またはアンダーフィル
樹脂7の剥離等を防ぐことができて、ヒューズ8上に水
分が溜まることによるヒューズ8の腐食を防止すること
が可能となる。
【0076】(実施の形態3)図12は、本発明の他の
実施の形態である下地金属BLMおよびヒューズ8を示
す要部断面図である。
実施の形態である下地金属BLMおよびヒューズ8を示
す要部断面図である。
【0077】図12に示すように、下地段差を緩和して
ヒューズ8の微細加工を容易とするために、ヒューズ8
下の表面保護膜10を構成する無機絶縁膜10aの表面
が平坦化されている。
ヒューズ8の微細加工を容易とするために、ヒューズ8
下の表面保護膜10を構成する無機絶縁膜10aの表面
が平坦化されている。
【0078】次に、本実施の形態4の下地金属BLMお
よびヒューズ8の形成方法の一例を説明する。
よびヒューズ8の形成方法の一例を説明する。
【0079】まず、例えばTiN/Al/TiN積層膜
で構成された引き出し電極12の上層に無機絶縁膜10
aを堆積した後、図示はしないが、この無機絶縁膜10
a上にレジスト膜を堆積し、これをリソグラフィ技術に
よってパターニングしてレジストパターンを形成する。
次に、レジストパターンをマスクとして無機絶縁膜10
aを加工した後、レジストパターンを除去してスルーホ
ール11a,11bを形成する。次いで、例えば化学的
機械研磨(Chemical Vapor Deposition ;CMP)法で
無機絶縁膜10aの表面を平坦化する。
で構成された引き出し電極12の上層に無機絶縁膜10
aを堆積した後、図示はしないが、この無機絶縁膜10
a上にレジスト膜を堆積し、これをリソグラフィ技術に
よってパターニングしてレジストパターンを形成する。
次に、レジストパターンをマスクとして無機絶縁膜10
aを加工した後、レジストパターンを除去してスルーホ
ール11a,11bを形成する。次いで、例えば化学的
機械研磨(Chemical Vapor Deposition ;CMP)法で
無機絶縁膜10aの表面を平坦化する。
【0080】次に、無機絶縁膜10aの上層に金属膜、
例えばWを堆積した後、この金属膜の表面をCMP法で
平坦化することにより、金属膜をスルーホール11a,
11bの内部に埋め込み、プラグ14を形成する。
例えばWを堆積した後、この金属膜の表面をCMP法で
平坦化することにより、金属膜をスルーホール11a,
11bの内部に埋め込み、プラグ14を形成する。
【0081】次に、前記実施の形態1と同様な方法で、
無機絶縁膜10aとPIQ膜10bとからなる表面保護
膜10をパターン形成した後、下地金属BLMおよびヒ
ューズ8を形成する。
無機絶縁膜10aとPIQ膜10bとからなる表面保護
膜10をパターン形成した後、下地金属BLMおよびヒ
ューズ8を形成する。
【0082】次に、半導体ウエハ上の各半導体チップに
対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基づ
いて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレーザ
ビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
対してプローブ検査を行った後、その検査の結果に基づ
いて、例えば所定のヒューズ8の切断箇所8aにレーザ
ビームを照射して、そのヒューズ8を切断する。
【0083】その後、再度プローブ検査を行い、検査に
合格しなかった半導体チップにフェイスマークを付けた
後、半導体ウエハから半導体チップを分離する。そし
て、分離された半導体チップ6のうち良品のみを、CC
Bバンプ5が備わったバンプ付きのパッケージ基板2上
に実装した後、半導体チップ6とパッケージ基板2との
間にアンダーフィル樹脂7を充填し、パッケージ1を製
造する。
合格しなかった半導体チップにフェイスマークを付けた
後、半導体ウエハから半導体チップを分離する。そし
て、分離された半導体チップ6のうち良品のみを、CC
Bバンプ5が備わったバンプ付きのパッケージ基板2上
に実装した後、半導体チップ6とパッケージ基板2との
間にアンダーフィル樹脂7を充填し、パッケージ1を製
造する。
【0084】このように、本実施の形態3によれば、ヒ
ューズ8下の表面保護膜10を構成する無機絶縁膜10
bの表面を平坦化することにより、ヒューズ8の下地段
差を緩和してヒューズ8の微細加工を容易とし、ヒュー
ズ8を構成する金属層9aのエッチ残りを防ぐことがで
きる。
ューズ8下の表面保護膜10を構成する無機絶縁膜10
bの表面を平坦化することにより、ヒューズ8の下地段
差を緩和してヒューズ8の微細加工を容易とし、ヒュー
ズ8を構成する金属層9aのエッチ残りを防ぐことがで
きる。
【0085】(実施の形態4)図13は、本発明の他の
実施の形態である下地金属BLMおよびヒューズ8を示
す要部断面図である。
実施の形態である下地金属BLMおよびヒューズ8を示
す要部断面図である。
【0086】ヒューズ8は、前記実施の形態1の前記図
2に示したヒューズ8と同様な構造を有しており、ヒュ
ーズ8下の表面保護膜10は、無機絶縁膜10aのみに
よって構成されている。さらに、図13に示すように、
下地金属BLM下の表面保護膜10も無機絶縁膜10a
のみによって構成されている。
2に示したヒューズ8と同様な構造を有しており、ヒュ
ーズ8下の表面保護膜10は、無機絶縁膜10aのみに
よって構成されている。さらに、図13に示すように、
下地金属BLM下の表面保護膜10も無機絶縁膜10a
のみによって構成されている。
【0087】このように、本実施の形態3によれば、下
地金属BLM下にPIQ膜10bを配置しないことによ
り、PIQ膜10bまたはスルーホール11a,11b
等の加工精度に余裕をもたせることができて、製造工程
における加工を容易とすることができる。
地金属BLM下にPIQ膜10bを配置しないことによ
り、PIQ膜10bまたはスルーホール11a,11b
等の加工精度に余裕をもたせることができて、製造工程
における加工を容易とすることができる。
【0088】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0089】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0090】本発明によれば、アンダーフィル封止を採
用したパッケージにCCBバンプを介して実装された半
導体チップにおいて、この半導体チップに形成された冗
長回路の一部を構成するヒューズの破断および腐食を防
止することが可能となり、さらにヒューズを構成する金
属層のエッチ残りを防ぐことができるので、ヒューズの
信頼性を向上することができる。
用したパッケージにCCBバンプを介して実装された半
導体チップにおいて、この半導体チップに形成された冗
長回路の一部を構成するヒューズの破断および腐食を防
止することが可能となり、さらにヒューズを構成する金
属層のエッチ残りを防ぐことができるので、ヒューズの
信頼性を向上することができる。
【図1】本発明の一実施の形態である冗長回路の一部を
構成するヒューズを有する半導体集積回路装置の要部断
面図である。
構成するヒューズを有する半導体集積回路装置の要部断
面図である。
【図2】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面図で
ある。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面図で
ある。
【図3】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部平面図一
例のである。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部平面図一
例のである。
【図4】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部平面図の
他の例である。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部平面図の
他の例である。
【図5】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の一
例の説明図である。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の一
例の説明図である。
【図6】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の一
例の説明図である。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の一
例の説明図である。
【図7】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の一
例の説明図である。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の一
例の説明図である。
【図8】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の他
の例の説明図である。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の他
の例の説明図である。
【図9】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の他
の例の説明図である。
置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の他
の例の説明図である。
【図10】本発明の一実施の形態である半導体集積回路
装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の
他の例の説明図である。
装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの製造方法の
他の例の説明図である。
【図11】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面
図である。
路装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面
図である。
【図12】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面
図である。
路装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面
図である。
【図13】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面
図である。
路装置の冗長回路の一部を構成するヒューズの要部断面
図である。
1 パッケージ 2 パッケージ基板 3 パッド電極 4 パッド電極 5 CCBバンプ 6 半導体チップ 7 アンダーフィル樹脂 8 ヒューズ 8a 切断箇所 8b1 非切断箇所 8b2 非切断箇所 9a 金属層 9b 金属層 9c 金属層 10 表面保護膜 10a 無機絶縁膜 10a1 第1の無機絶縁膜 10a2 第2の無機絶縁膜 10b PIQ膜 10b1 矩形パターン 11a スルーホール 11b スルーホール 12 引き出し電極 12a 引き出し電極 13 ヒューズ保護膜 14 プラグ BLM 下地金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 広 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 安藤 英子 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 吉田 育生 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 5F064 BB13 BB14 BB40 CC12 CC16 DD42 DD48 EE32 EE33 EE34 FF02 FF27 FF32 FF33 FF42 FF60 GG10
Claims (10)
- 【請求項1】 半導体チップに形成された複数の電極導
体パターンを、無機絶縁膜および有機絶縁膜が下層から
順に積層された表面保護膜の上層に形成し、冗長回路の
一部を構成する複数のヒューズを、前記無機絶縁膜上の
みに形成するとともに、前記電極導体パターンの少なく
とも一部の構成材料によって前記ヒューズを構成するこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記電極導体パターンは、CCBバンプ用下地金
属であることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記半導体チップは、CCBバンプを介してパッ
ケージ基板に実装され、前記半導体チップと前記パッケ
ージ基板との間がアンダーフィル樹脂によって封止され
ていることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記有機絶縁膜の厚さは、0.5〜10μmである
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、少なくとも前記ヒューズの切断領域上に有機絶縁
膜からなる保護膜が形成されていることを特徴とする半
導体集積回路装置。 - 【請求項6】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記無機絶縁膜の表面が平坦化されていることを
特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項7】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、複数の前記ヒューズを囲んで前記有機絶縁膜が設
けられており、隣接する前記ヒューズの間に前記有機絶
縁膜からなるダミーパターンが配置されていることを特
徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項8】 (a).半導体基板上に形成された最上層配
線の上層に、無機絶縁膜をパターン形成する工程と、
(b).前記無機絶縁膜の上層に有機絶縁膜を堆積した後、
前記有機絶縁膜をパターン形成し、少なくとも冗長回路
の一部を構成するヒューズが形成される領域の前記有機
絶縁膜を除去する工程と、(c).電極導体パターンの少な
くとも一部の構成材料を用いて、前記電極導体パターン
と前記冗長回路の一部を構成するヒューズとを同時にパ
ターン形成する工程とを有することを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。 - 【請求項9】 (a).半導体基板上に形成された最上層配
線の上層に、無機絶縁膜をパターン形成する工程と、
(b).前記無機絶縁膜の上層に有機絶縁膜を堆積した後、
前記有機絶縁膜をパターン形成し、少なくとも冗長回路
の一部を構成するヒューズが形成される領域の前記有機
絶縁膜を除去する工程と、(c).電極導体パターンの少な
くとも一部の構成材料を用いて、前記電極導体パターン
と前記冗長回路の一部を構成するヒューズとを同時にパ
ターン形成する工程と、(d).少なくとも前記ヒューズの
切断領域上を有機絶縁膜からなる保護膜で覆う工程とを
有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項10】 (a).半導体基板上に形成された最上層
配線の上層に、無機絶縁膜をパターン形成し、前記無機
絶縁膜を開口してスルーホールを形成した後、前記無機
絶縁膜の表面を平坦化する工程と、(b).前記無機絶縁膜
の上層に導体膜を堆積した後、前記導体膜の表面を平坦
化することにより、前記スルーホールの内部にプラグを
形成する工程と、(c).前記無機絶縁膜の上層に有機絶縁
膜を堆積した後、前記有機絶縁膜をパターン形成し、少
なくとも冗長回路の一部を構成するヒューズが形成され
る領域の前記有機絶縁膜を除去する工程と、(d).電極導
体パターンの少なくとも一部の構成材料を用いて、前記
電極導体パターンと前記冗長回路の一部を構成するヒュ
ーズとを同時にパターン形成する工程とを有することを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142633A JP2000332116A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142633A JP2000332116A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332116A true JP2000332116A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15319898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11142633A Pending JP2000332116A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000332116A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100389037B1 (ko) * | 2001-04-11 | 2003-06-25 | 삼성전자주식회사 | 플립 칩형 반도체소자 및 그 제조방법 |
| JP2005322703A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置、およびその製造方法 |
| JP2006228792A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-05-24 JP JP11142633A patent/JP2000332116A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100389037B1 (ko) * | 2001-04-11 | 2003-06-25 | 삼성전자주식회사 | 플립 칩형 반도체소자 및 그 제조방법 |
| JP2005322703A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置、およびその製造方法 |
| JP2006228792A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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