JPH01297842A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH01297842A
JPH01297842A JP63128749A JP12874988A JPH01297842A JP H01297842 A JPH01297842 A JP H01297842A JP 63128749 A JP63128749 A JP 63128749A JP 12874988 A JP12874988 A JP 12874988A JP H01297842 A JPH01297842 A JP H01297842A
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JP
Japan
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wiring
film
metal
electrode
insulating film
Prior art date
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Application number
JP63128749A
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English (en)
Inventor
Shinji Sugaya
慎二 菅谷
Isao Motomura
功 本村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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] 半導体装置、特にLSIチップの高密度実装をするT 
A B (Tape Auto Bonding)技術
に係る突出電極(ハンプ)を形成するパッド部分やそれ
に至る最上層金属配線の構造に関し、 該最上層金属配線やパッド部の保護絶縁膜の不連続成長
を原因とする髭を侵入路として生ずるエツチング溶液の
浸込みを防止し、該金属配線やバンドの所定形状に維持
することを目的とし、バリアメタル膜を介して金属バン
プが形成される金属電極と、該電極に至る最上層金属配
線と、それ等の側壁に側壁絶縁膜とを具備していること
を含め構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するもので
あり、更に詳しく言えばLSIチップの高密度実装をす
るT A B (Tape Auto Bonding
)技術に係る突出電極(ハンプ)を形成するパッド部分
やそれに至る最上層金属配線の構造及び形成方法に関す
るものである。
昨今、LSIの多機能化、それに伴う多ピン化、及びフ
ィルムキャリアへのLSIチップの高密度実装の実現を
目的とするTAB技術の必要性が増大している。
このTAB技術において、LSIチップ上に突出した電
極(バンプ)が必要となる。このため、ハンプを安定か
つ、半導体素子の信頼性を損なう事なく形成する技術が
必要となる。
〔従来の技術] 第4図は、従来例の半導体製造方法に係る最上層配線工
程を説明する図である。
同図(a、)、  (a2)は半導体デツプ最上層のバ
ンド部分や最上層金属配線の絶縁方法を示す断面図であ
る。
図において、半導体素子等を形成したSi層1a。
層間絶縁膜1b及び下層Aff配線IC等の所定形成工
程を経た基板1は、最上層において、不図示の外部配線
とボンディングをするハンプを形成するため、最上層A
I!、配線2bから至るパッド部AにAffiff上2
aが形成され、その保護絶縁膜としてSiO□膜3が形
成される。なお、4はパッド部AのAffiバッド2a
や最上層AN配線2bの段差付近の5iOz膜3に発生
する靭である。これは、プラズマCVD法等による5i
O7膜3が、Aj2パッド2aや最上層AP配線2bの
保護絶縁工程の際、それ等の側壁付近に5in2膜が成
長する過程において5i02膜3に不連続部分を生じ、
これを原因として発生するものである。
同図(bl)、  (bz)は、パッド部分Aに^Uハ
ンプ6を形成した後にバリアメタル膜5を選択的に除去
する工程を示す断面図である。
図において、7はAnバッド2aや最上層AA配線2b
の浸食部分である。これは、バンド部AにAuバンプ6
を形成する際に用いたバリアメタル膜5のうち、不要な
バリアメタル膜5を所定エツチング溶液により選択的に
除去するときに、に4からエツチング溶液が混込み、A
ffiバッド2aや最上層/l配線2bが腐食して欠損
したものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで従来例によれば、基板1上に設けられた/lか
ら成るANパッド2aや最上層/l配線2bを形成し、
その保護絶縁膜としてPSG膜やプラズマCVD法等に
よるSiO□膜3を形成し、次いでバンプ形成後、ウェ
ットエンチングにより、バリアメタル膜5を選択的に除
去している。
このため、SiO□膜3の不連続部分を原因とするN4
をエツチング溶液の侵入路として、該エツチング溶液が
混込み、Afiバッド2aや最上層Affi配線2bを
腐食し、ANが欠損する浸食部分7を招くことがある。
これにより、電気特性が劣化したり、コンタクト特性が
悪化したり、生産歩留りが著しく低下したりするという
課題がある。
本発明は、かかる従来例の課題に鑑’j創作されたもの
であり、該最上層金属配線やパッド部の保護絶縁膜の不
連続成長を原因とする髭を侵入路として生ずるエツチン
グ溶液の混込のを防止し、該金属配線やパッドを所定形
状に維持することを可能とする半導体装置及びその製造
方法の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段] 本発明の半導体装置及びその製造方法は、その一実施例
を第1〜3図に示すように、その装置をバリアメタル膜
26を介して金属ハンプ28が形成される金属電極22
aと、該電極に至る最上層金属配線22bと、それ等の
側壁に側壁絶縁膜23とを具備していることを特徴とし
、その形成方法を基板21の最上に金属電極22a及び
最上層金属配線22bをパターン形成する工程と、 前記金属電極22a及び最上層金属配線22bの側壁に
側壁絶縁膜23を形成し、その後、前記基板21の全面
に保護絶縁膜24を形成する工程と、 前記金属電極22aの上部の保護絶縁膜24を選択的に
開口して、金属電極22aを露出する開口部25を形成
し、その後開口部25にバリアメタル又26を形成する
工程と、 前記金属電極22a上に選択的に金属バンプ28を形成
する工程と、 前記ハリアメクル膜26を選択的に除去する工程とを有
することを特徴とし、上記目的を達成する。
〔作用] 本発明の装置によれば、最上層金属配線及び金属電極(
パッド部)の側壁に側壁絶縁膜を設けている。
このため、最上層金属配線や金属電極を絶縁する保護絶
縁膜の側壁での傾斜が緩やかになり、すなわち、従来の
ような金属配線と基板との段差を原因とする不連続部分
の発生が緩和され、また仮に不連続部分を生じて、髭を
生じても、側壁絶縁膜によってバリアメタル膜等を除去
するエツチング溶液の浸込みから最上層金属配線や金属
電極を保護することができる。
これにより、最上層金属配線や金属電極等を所定形状に
維持することが可能となる。
また本発明の形成方法によれば、基板上に最上層金属配
線及び金属電極を形成した後に、例えばSOC(スピン
オングラス)等をスピンコーティングすることにより、
最上層金属配線や金属電極の側壁に自己整合的にSOG
を付着させ、その後熱処理をして側壁絶縁膜を形成して
いる。
このため、最上層金属配線や金属電極の側壁に、SOC
膜等により緩やかな傾斜を形成することができる。これ
により最上層金属配線や金属電極の上層に形成する保護
絶縁膜に対して、従来のような段差部の発生を無くする
ことができ、該保護絶縁膜の不連続部分の発生を抑制し
、髭の発生を抑止することが可能となる。
〔実施例] 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。
第1〜3図は本発明の実施例に係る半導体装置及びその
製造方法を説明する図であり、第1図は、本発明の実施
例に係る半導体装置の最上層配線及び電極の構造図を示
している。
同図(a)は半導体チップの最上層の電極(突出電極)
を説明する断面図である。図において、21は、トラン
ジスタ素子や抵抗素子等を形成したSi層21a1層間
絶縁膜21b及び下層A!配線21c等から成る基板(
半導体チップ)である。
22aはAEバッド、23はAI!、パッド22aの側
壁を保護する側壁絶縁膜である。また、24はAlパッ
ド22aを絶縁保護する保護絶縁膜。
26はバリアメタル膜、28ばへUハンプである。
同図(b)は、基板21の最上に形成され、ANパッド
に至る最上層金属配線を説明する断面図である。
図において、21は基板、22bは最上層AN配線、2
3は最上層A 1.配線22bの側壁を保護する側壁絶
縁膜、24は最上層Affi配線22bを絶縁保護する
PSGやBPSG膜等の保護絶縁膜(カバー絶縁膜)で
ある。
なお、第2図は、本発明の実施例の半導体装置の最上層
配線及び電極に係る平面図であり、Xl−Y、矢視断面
がパッド部分AのAuハンプ28に係る電極の断面に相
当し、X、−Y2矢視断面が配線部分Bに係る最上層配
線の断面に相当している。
これ等により本発明の実施例に係る半導体装置を構成す
る。
このようにして、Aj2パッド22aや最上層Afi配
線22bの側壁に側壁絶縁膜23を設けている。
このため、Anパッド22aや最上層A!配線22bを
絶縁するカバー絶縁膜24の側壁での傾斜が緩やかにな
り、すなわち従来のようなAl配線と基板との段差を原
因とする不連続部分の発生が緩和され、また、仮に不連
続部分が生し、穀が生じても側壁絶縁膜23によってバ
リアメタル膜等を除去するエツチング溶液の浸込みから
Af2パッド22aや最上層Affi配線22bを保護
することができる。
これにより、Affiパッド22aや最上層へρ配線2
2bを所定形状に維持することが可能となる。
第3図は本発明の実施例の半導体装置の最上層配線及び
電極に係る形成工程図である。
なお同図(al)〜(el)は、第2図の平面図におL
JるXl−Y1矢視断面に係る形成工程を示し、また同
図(a2)〜(e2)は、同様にN2  Y2矢視断面
に係る形成工程を示している。
図において、まず、トランジスタ素子や抵抗素子又、信
号線などの多層配線等の所定工程を経た基板(半導体チ
ンプ)21の最上層に膜厚1[μm]程度のANを形成
し、Aρパッド22aや、最上層へ!配線22b等をパ
ターらングして、バンプ形成用のパッド部Aと、配線部
分Bとを形成する(同図(al)(az ))。
次に、基板21上に膜F’−3000(入)程度のSO
G膜等を塗布して、スピンコーティングを行う。
その後熱処理をして固定化し、パッド部Aや配線部分B
の側壁に側壁絶縁膜23を形成する。なお熱処理条件は
、窒素(N2)雰囲気中において、加熱温度を、150
(’C)、加熱時間を30[分]程度とする。
その後、保護絶縁膜24として膜厚2〔μm]程度のp
sc膜やCV DSiOz膜を基板21上の全面に形成
する(同図(b、)(bz ))。
次いで、バンド部A上の保護膜24をRIE法等の異方
性エツチングにより選択的に除去して、八でバンド22
aを露出する開口部25を形成する。その後、開口部2
5にハリアメクル膜26を形成する。なおバリアメタル
膜26にはスパッタ法等によるTi/Pd膜やNi/C
u/Ti膜等を用いる(同図(c、)(c2))。
次に基板21にレジスト膜をパターニングする。
その後電気メツキ法等の鍍金方法によるAu膜やPd/
Sn膜をバリアメタル膜26上にメツキすることにより
、Pd/Snハンプや^Uハンプ28を形成する。なお
、メッキ厚を20〜30〔μm〕程度となるようにメツ
キ電流等を制御する(同図(dl)(d2))。
さらに、レジスト膜27を全面除去し、その後不要部分
のバリアメタル膜26を除去する。なお、ハリアメクル
膜26は、所定エツチング溶液を用いて等方性エンチン
グされる。
なお、このとき、パッド部Aや配線部分Bの側壁に側壁
絶縁膜23を設けているため、パッド部A等を絶縁する
PSG膜24の傾斜が緩やかになり、すなわち従来のよ
うなAl配線と基板との段差を原因とする不連続部分の
発生が緩和され、また仮に不連続部分を生じて、髭を生
じても、この側壁絶縁膜23がストッパーになって、バ
リアメタル膜26等を除去するエツチング溶液の浸込み
からパッド部Aや配線部分Bを保護することができる。
これによりへ!パッド22aや最上層Aρ配線22b等
を所定形状に維持することが可能となる(同図(e、)
(e2))。
これ等の形成工程により、突出電極(バンプ)を有する
半導体装置を製造することができる。
このようにして、基板21上に最上層へ!配線22b又
はへ!パッド22aを形成した後に、例えばSOG (
スピンオングラス)等をスピンコーティングすることに
より、パッド部Aや配線部分Bの側壁に自己整合的に付
着させ、その熱処理をして側壁絶縁膜23を形成してい
る。
このため、パッド部Aや配線部分Bの側壁にSOG膜等
により緩やかな傾斜を形成することができる。
これにより、パッド部Aや配線部分Bの上層に形成する
PSG膜等の保護絶縁膜24に対して、従来のような段
差部の発生を無くすことができ、PS’G膜24の不連
続部分の発生を抑制し、靭の発生を抑止することが可能
となる。
〔発明の効果] 以」二説明したように本発明によれば、ハリアメクル膜
等の除去時にエツチング溶液の浸込みを防止して、金属
配線又は電極を所定形状に維持することができる。
このため、高信頬度の半導体装置を製造すること、及び
生産歩留りの向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る半導体装置の構造図、 第2図は、本発明の実施例の半導体装置の最上層配線及
び電極に係る平面図、 第3図は、本発明の実施例の半導体装置の最上層配線及
び電極に係る形成工程図、 第4図は、従来例の半導体製造方法に係る最上層配線工
程を説明する図である。 (符号の説明) 1.21・・・基板、 1a・・・Si層、 1b・・・層間絶縁膜、 IC・・・下層へ!配線、 2 a、  22 a・Affバンド(金属電極)、2
’b、22b・・・最上層An配線(最上層金属配線)
、 3.24・・・psc膜又はSiO□膜(保護絶縁膜)
、A・・・パッド部分、 B・・・配線部分、 4・・・に、 5.26・・・バリアメタル膜、 7・・・浸食部分、 23・・・側壁絶縁膜、 25・・・開口部、 27・・・レジスト膜、 6.28・・・^Uハンプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、バリアメタル膜(26)を介して金属バンプ(28
    )が形成される金属電極(22a)と、該電極に至る最
    上層金属配線(22b)と、それ等の側壁に側壁絶縁膜
    (23)とを具備していることを特徴とする半導体装置
    。 2、基板(21)の最上に金属電極(22a)及び最上
    層金属配線(22b)をパターン形成する工程と、 前記金属電極(22a)及び最上層金属配線(22b)
    の側壁に側壁絶縁膜(23)を形成し、その後、前記基
    板(21)の全面に保護絶縁膜(24)を形成する工程
    と、 前記金属電極(22a)の上部の保護絶縁膜(24)を
    選択的に開口して、金属電極(22a)を露出する開口
    部(25)を形成し、その後開口部(25)にバリアメ
    タル膜(26)を形成する工程と、 前記金属電極(22a)上に選択的に金属バンプ(28
    )を形成する工程と、 前記バリアメタル膜(26)を選択的に除去する工程と
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP63128749A 1988-05-26 1988-05-26 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH01297842A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112213A (ja) * 1992-08-31 1994-04-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> エッチング処理方法

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JPH06112213A (ja) * 1992-08-31 1994-04-22 Internatl Business Mach Corp <Ibm> エッチング処理方法

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