JPH02230740A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02230740A JPH02230740A JP1050037A JP5003789A JPH02230740A JP H02230740 A JPH02230740 A JP H02230740A JP 1050037 A JP1050037 A JP 1050037A JP 5003789 A JP5003789 A JP 5003789A JP H02230740 A JPH02230740 A JP H02230740A
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- JP
- Japan
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- bump
- metal layer
- plating
- barrier metal
- mask
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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。
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〕
半導体装置の製造方法、特に半導体チップ上の接続電極
とパッケージの端子とを接続するためのバンプの形成方
法に関し、 基板にハンダバンプを形成するにおいてバリアーメタル
のエッチング制御性を向上し、高信頼度のバンプ形成方
法を提供することを目的とし、基板にハンダバンプを形
成する半導体装置の製造方法において、前記ハンダバン
プのメンキ成長前に該ハンダバンプ下を除く部分のバリ
アーメタル層をエッチング除去する工程と、前記バリア
ーメタル層のバターニング後に基板全面にハンプ材又は
その一部を用いてメッキ電極用のメタル層を堆積する工
程と、前記メタル層にフォトレジスト膜でメッキマスク
を形成しバンプメッキによりハンダバンプを形成する工
程と、前記バンプメッキ後に前記メッキマスクを除去し
、ハンダバンプをマスクとして該ハンダバンプ下を除く
バリアーメタル層をエッチング除去する工程と、前記バ
リアーメタル層を除去後、非酸化性又は還元性雰囲気中
にてウェットバックを行う工程とを含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法を含み構成する。
とパッケージの端子とを接続するためのバンプの形成方
法に関し、 基板にハンダバンプを形成するにおいてバリアーメタル
のエッチング制御性を向上し、高信頼度のバンプ形成方
法を提供することを目的とし、基板にハンダバンプを形
成する半導体装置の製造方法において、前記ハンダバン
プのメンキ成長前に該ハンダバンプ下を除く部分のバリ
アーメタル層をエッチング除去する工程と、前記バリア
ーメタル層のバターニング後に基板全面にハンプ材又は
その一部を用いてメッキ電極用のメタル層を堆積する工
程と、前記メタル層にフォトレジスト膜でメッキマスク
を形成しバンプメッキによりハンダバンプを形成する工
程と、前記バンプメッキ後に前記メッキマスクを除去し
、ハンダバンプをマスクとして該ハンダバンプ下を除く
バリアーメタル層をエッチング除去する工程と、前記バ
リアーメタル層を除去後、非酸化性又は還元性雰囲気中
にてウェットバックを行う工程とを含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法を含み構成する。
本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体チップ上の
接続電極とパッケージの端子とを接続するためのバンプ
の形成方法に関する。
接続電極とパッケージの端子とを接続するためのバンプ
の形成方法に関する。
従来、半導体装置の実装工程において、半導体チップ上
の接続電極とパッケージの外部引出し用端子の間をボン
ディングワイヤで接続するワイヤボンディング法が用い
られていた。このワイヤボンディング法は、接続する金
属同士を加圧し熱または超音波振動を与えて接合する方
法である。
の接続電極とパッケージの外部引出し用端子の間をボン
ディングワイヤで接続するワイヤボンディング法が用い
られていた。このワイヤボンディング法は、接続する金
属同士を加圧し熱または超音波振動を与えて接合する方
法である。
ところが、近年、半導体集積回路(IC)の高密度化、
高集積化に伴い入出力端子数の増加が益々加速されてお
り、従来のワイヤボンディング法では最早対処困難な状
態になっている。そこで、これの代替技術として、IC
チップに金(Au)バンプを形成し加熱圧着によりテー
プに貼り付けたリードフレームの配線に接合するT A
B (Tape AutomatedBonding
)法、またはICチップにハンダバンプを形成しりフロ
ーで実装基板の電極に接合するフリップチップボンディ
ングによるC C B (ControlledCol
lapse Bonding)法などのバンプ形式の結
線方法が使用されている。
高集積化に伴い入出力端子数の増加が益々加速されてお
り、従来のワイヤボンディング法では最早対処困難な状
態になっている。そこで、これの代替技術として、IC
チップに金(Au)バンプを形成し加熱圧着によりテー
プに貼り付けたリードフレームの配線に接合するT A
B (Tape AutomatedBonding
)法、またはICチップにハンダバンプを形成しりフロ
ーで実装基板の電極に接合するフリップチップボンディ
ングによるC C B (ControlledCol
lapse Bonding)法などのバンプ形式の結
線方法が使用されている。
第2図(a)〜(C)はCCB法に用いる従来のパンブ
の製造工程断面図である。
の製造工程断面図である。
まず、同図(a)に示すように、IC基板1にはl(ア
ルミニュウム)電極2、保護膜としてPSG(リン・ケ
イ酸ガラス)膜3が形成され、このAj2電極2上のP
SG膜3にバンプ形成用の開口部が設けられる。そして
、この開口部にバンプを形成する場合、バンプ材のA!
電極2への拡散、合金化を防ぐために全面にバリアーメ
タル層4を形成し、レジスト膜5をマスクとしてバンプ
形成領域にのみ電気メッキにより鉛/スズ(Pb/Sn
)のハンダバンプ6を形成する。このとき、バリアーメ
タル層4は、メッキ電極となる。ハンダバンプ6は、電
気メッキにより等方的にメッキ成長するため、レジスト
膜5の端部から庇状に形成される。
ルミニュウム)電極2、保護膜としてPSG(リン・ケ
イ酸ガラス)膜3が形成され、このAj2電極2上のP
SG膜3にバンプ形成用の開口部が設けられる。そして
、この開口部にバンプを形成する場合、バンプ材のA!
電極2への拡散、合金化を防ぐために全面にバリアーメ
タル層4を形成し、レジスト膜5をマスクとしてバンプ
形成領域にのみ電気メッキにより鉛/スズ(Pb/Sn
)のハンダバンプ6を形成する。このとき、バリアーメ
タル層4は、メッキ電極となる。ハンダバンプ6は、電
気メッキにより等方的にメッキ成長するため、レジスト
膜5の端部から庇状に形成される。
次に、同図(b)に示すように、レジスト膜5を除去し
た後、ハンダバンプ6をマスクとして下地のバリアーメ
タル層4をエッチング除去する。
た後、ハンダバンプ6をマスクとして下地のバリアーメ
タル層4をエッチング除去する。
次に、同図(C)に示すように、バンプ高さを増加させ
るために、不活性あるいは還元性雰囲気中でハンダバン
プ6をリフローし、表面張力によりその形状がほぼ球状
に形成されるようにする。
るために、不活性あるいは還元性雰囲気中でハンダバン
プ6をリフローし、表面張力によりその形状がほぼ球状
に形成されるようにする。
従来の電気メッキによるバンプの形成方法では、等方的
にメッキ成長するために、メッキマスクとなるレジスト
膜5端部からほぼバンプ高さ分庇で覆われてしまう。こ
のため、ハンダバンプ6をマスクとして下地のバリアー
メタル層4をエッチング除去する場合、例えば、レジス
ト膜5端部を越えてエッチングを行うとバリアーメタル
層4下のAJ2電極2をもエッチングしてしまうことに
なる。
にメッキ成長するために、メッキマスクとなるレジスト
膜5端部からほぼバンプ高さ分庇で覆われてしまう。こ
のため、ハンダバンプ6をマスクとして下地のバリアー
メタル層4をエッチング除去する場合、例えば、レジス
ト膜5端部を越えてエッチングを行うとバリアーメタル
層4下のAJ2電極2をもエッチングしてしまうことに
なる。
また、エッチングが不充分の場合に、微細バンプパター
ンではバンプ間での短絡が生じることもあり極めて不都
合な状態となる。
ンではバンプ間での短絡が生じることもあり極めて不都
合な状態となる。
そこで本発明は、基板にハンダバンプを形成するにおい
て、バリアーメタルのエッチング制御性を向上し、高信
頼度のバンプ形成方法を提供することを目的とする。
て、バリアーメタルのエッチング制御性を向上し、高信
頼度のバンプ形成方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、基板にハンダバンプを形成する半導体装置
の製造方法において、前記ハンダバンプのメッキ成長前
に該ハンダバンプ下を除《部分のバリアーメタル層をエ
ッチング除去する工程と、前記バリアーメタル層のパタ
ーニング後に基板全面にバンプ材又はその一部を用いて
メッキ電極用のメタル層を堆積する工程と、前記メタル
層にフォトレジスト膜でメッキマスクを形成しバンプメ
ッキによりハンダバンプを形成する工程と、前記バンプ
メッキ後に前記メッキマスクを除去し、ハンダバンプを
マスクとして該ハンダバンプ下を除くバリアーメタル層
をエッチング除去する工程と、前記バリアーメタル層を
除去後、非酸化性又は還元性雰囲気中にてウェットバッ
クを行う工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法によって解決される。
の製造方法において、前記ハンダバンプのメッキ成長前
に該ハンダバンプ下を除《部分のバリアーメタル層をエ
ッチング除去する工程と、前記バリアーメタル層のパタ
ーニング後に基板全面にバンプ材又はその一部を用いて
メッキ電極用のメタル層を堆積する工程と、前記メタル
層にフォトレジスト膜でメッキマスクを形成しバンプメ
ッキによりハンダバンプを形成する工程と、前記バンプ
メッキ後に前記メッキマスクを除去し、ハンダバンプを
マスクとして該ハンダバンプ下を除くバリアーメタル層
をエッチング除去する工程と、前記バリアーメタル層を
除去後、非酸化性又は還元性雰囲気中にてウェットバッ
クを行う工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法によって解決される。
本発明では、ハンダバンプをメッキ成長する前に、バリ
アーメタル層をエッチングするため、通常のフォトレジ
スト膜をマスクとして用いて精度よ《エッチングが容易
に行える。その後、基板全面にメタル層を堆積し、バン
プ形成領域にフォトレジスト膜をマスクとしてバンプメ
ッキを行ってから、メッキ電極として用いたメタル層を
ハンダバンプをマスクとしてエッチング除去する。この
場合、後の工程でリフロ一によりバリアーメタル層をベ
ースとしてハンダバンプが形成されるため、エッチング
精度はそれ程要求されず、多少のオーバーエッチやアン
ダーエッチが生じてもよい。従って、バリアーメタル層
のエッチング制御性が向上し、高信頼度のバンプ形成方
法ができる。
アーメタル層をエッチングするため、通常のフォトレジ
スト膜をマスクとして用いて精度よ《エッチングが容易
に行える。その後、基板全面にメタル層を堆積し、バン
プ形成領域にフォトレジスト膜をマスクとしてバンプメ
ッキを行ってから、メッキ電極として用いたメタル層を
ハンダバンプをマスクとしてエッチング除去する。この
場合、後の工程でリフロ一によりバリアーメタル層をベ
ースとしてハンダバンプが形成されるため、エッチング
精度はそれ程要求されず、多少のオーバーエッチやアン
ダーエッチが生じてもよい。従って、バリアーメタル層
のエッチング制御性が向上し、高信頼度のバンプ形成方
法ができる。
?実施例]
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
。
第1図(a)〜(d)は本発明実施例のバンプの製造工
程断面図である。
程断面図である。
まず、同図(a)に示すように、IC基板11には、保
護膜として酸化(SiO■)膜l2が形成され、このS
iO■膜12上にA2電極13、PSG膜14が形成さ
れ、この八!電極13上の一部分のPSG膜14にパン
プ形成用の開口部が設けられる。そして、全面に例えば
チタン(Ti)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)からな
り、それぞれの膜厚が2000人/2μm /2000
人のバリアーメタル層15を堆積する。このバリアーメ
タル層15としては、チタン(Ti)/パラジウム(P
d)、チタン(Ti)/白金(Pt)、クロム(Cr)
/銅(Cu) / 二7ケル(Ni)、クロム(Cr)
/ニッケル(Ni)等でもよい。
護膜として酸化(SiO■)膜l2が形成され、このS
iO■膜12上にA2電極13、PSG膜14が形成さ
れ、この八!電極13上の一部分のPSG膜14にパン
プ形成用の開口部が設けられる。そして、全面に例えば
チタン(Ti)/銅(Cu)/ニッケル(Ni)からな
り、それぞれの膜厚が2000人/2μm /2000
人のバリアーメタル層15を堆積する。このバリアーメ
タル層15としては、チタン(Ti)/パラジウム(P
d)、チタン(Ti)/白金(Pt)、クロム(Cr)
/銅(Cu) / 二7ケル(Ni)、クロム(Cr)
/ニッケル(Ni)等でもよい。
その後、バンプ形成領域のみバリアーメタル層15を残
すためにフォトレジスト膜16をマスクとして用いて不
要部分のバリアーメタル層15をエッチング除去する。
すためにフォトレジスト膜16をマスクとして用いて不
要部分のバリアーメタル層15をエッチング除去する。
次に、同図G)に示すように、フォトレジスト膜16を
除去した後、全面にメッキ電極としてバンプ材料又はそ
の一部のメタル層17を蒸着により堆積する。このメタ
ル層17としては、例えば、Pb又はSn又はPb/S
nなどの材料を2μm程度の膜厚に形成する。
除去した後、全面にメッキ電極としてバンプ材料又はそ
の一部のメタル層17を蒸着により堆積する。このメタ
ル層17としては、例えば、Pb又はSn又はPb/S
nなどの材料を2μm程度の膜厚に形成する。
次に、メッキマスクとしてフォトレジスト膜18をパタ
ーニングする。
ーニングする。
次に、同図(C)に示すように、電気メッキによりバン
プ19を所望の厚さに形成する。このバンプ19は、例
えば、Pb/Snを60μm程度にメッキ成長した。バ
ンプ19は、電気メッキにより等方的にメッキ成長する
ため、フォトレジスト膜18の端部から庇状に形成され
る。その後、メッキマスク用のフォトレジスト膜18を
除去し、メッキ電極として用いたメタル層17を酢酸、
過酸化水の水溶液を用いてハンプ形成領域を残してエッ
チング除去する。
プ19を所望の厚さに形成する。このバンプ19は、例
えば、Pb/Snを60μm程度にメッキ成長した。バ
ンプ19は、電気メッキにより等方的にメッキ成長する
ため、フォトレジスト膜18の端部から庇状に形成され
る。その後、メッキマスク用のフォトレジスト膜18を
除去し、メッキ電極として用いたメタル層17を酢酸、
過酸化水の水溶液を用いてハンプ形成領域を残してエッ
チング除去する。
この場合多少のサイドエッチがあっても次の工程のウェ
ットバック(Wetback)によりバンプが形成され
るためそれは許容される。また。このエッチングでのバ
ンプ19表面での酸化物はHDTA (エチレンジアミ
ン四酢酸)溶液で除去される。
ットバック(Wetback)によりバンプが形成され
るためそれは許容される。また。このエッチングでのバ
ンプ19表面での酸化物はHDTA (エチレンジアミ
ン四酢酸)溶液で除去される。
次に、同図(d)に示すように、400゜Cの水素(+
12)ガス雰囲気中において、ウェットバック(リフロ
ー)を行い表面張力によりバンプ19”をほぼ球状に形
成する。この場合、バリアーメタル層15をベースとし
てウェットバックするため、バン119゛は他の領域に
流れ出ることはない。このようにして形成したバンプ1
9゛ の高さはウェットバック後、約110μm程度に
なった。
12)ガス雰囲気中において、ウェットバック(リフロ
ー)を行い表面張力によりバンプ19”をほぼ球状に形
成する。この場合、バリアーメタル層15をベースとし
てウェットバックするため、バン119゛は他の領域に
流れ出ることはない。このようにして形成したバンプ1
9゛ の高さはウェットバック後、約110μm程度に
なった。
上記バンプの形成方法によれば、Pb/Snのハンプ1
9をメッキ成長する前に、バリアーメタル層15をエッ
チングするため、通常のフォトレジスト膜16をマスク
として用いて精度よくエッチングが容易に行える。その
後、バリアーメタル層15を含む全面にメタル層l7を
堆積させ、バンプ形成領域にフォトレジスト膜18をマ
スクとしてバンプメッキを行ってから、メッキ電極とし
て用いたメタル層17をバンプ19をマスクとしてエッ
チング除去する。
9をメッキ成長する前に、バリアーメタル層15をエッ
チングするため、通常のフォトレジスト膜16をマスク
として用いて精度よくエッチングが容易に行える。その
後、バリアーメタル層15を含む全面にメタル層l7を
堆積させ、バンプ形成領域にフォトレジスト膜18をマ
スクとしてバンプメッキを行ってから、メッキ電極とし
て用いたメタル層17をバンプ19をマスクとしてエッ
チング除去する。
この場合、後の工程でリフロ一によりバリアーメタル層
15をベースとしてバンプ19“が形成されるため、エ
ッチング精度はそれ程要求されず、多少のオーバーエッ
チやアンダーエッチが生じてもよい。従って、バリアー
メタル層15のエッチング制御性を向上でき、高信頼度
のバンプ形成方法が可能になる。これにより多端子接続
技術へのハンダバンプの適用が可能になる。
15をベースとしてバンプ19“が形成されるため、エ
ッチング精度はそれ程要求されず、多少のオーバーエッ
チやアンダーエッチが生じてもよい。従って、バリアー
メタル層15のエッチング制御性を向上でき、高信頼度
のバンプ形成方法が可能になる。これにより多端子接続
技術へのハンダバンプの適用が可能になる。
なお、上記実施例において、パンプ材料はハンダ材であ
ればよく、またメタル層17をPb又はSn又はPb/
Snなどの材料を蒸着により堆積しているが、リフロー
後に溶融してバン119′ となるものであればよく、
本発明の適用範囲は実施例のものに限定されない。
ればよく、またメタル層17をPb又はSn又はPb/
Snなどの材料を蒸着により堆積しているが、リフロー
後に溶融してバン119′ となるものであればよく、
本発明の適用範囲は実施例のものに限定されない。
以上説明した様に本発明によれば、バンプ形成における
バリアーメタルのエッチングにおいて、高精度のパター
ン形成ができ、八2電極のエッチングによる腐食などが
回避でき、高信頬度のバンプが形成できる効果がある。
バリアーメタルのエッチングにおいて、高精度のパター
ン形成ができ、八2電極のエッチングによる腐食などが
回避でき、高信頬度のバンプが形成できる効果がある。
第1図(a)〜(d)は本発明実施例のバンプの製造工
程断面図、 第2図(a)〜(C)はCCB法に用いる従来のバンプ
の製造工程断面図である。 図中、 11はIC基板、 12は酸化(Sin2)膜、 13はへ2電極、 14はPSG膜、 15はバリアメタル層、 16はフォトレジスト膜、 17はメタル層、 18はフォトレジスト膜、 19、19’はバンプ を示す。 特許出願人 富士通株式会社
程断面図、 第2図(a)〜(C)はCCB法に用いる従来のバンプ
の製造工程断面図である。 図中、 11はIC基板、 12は酸化(Sin2)膜、 13はへ2電極、 14はPSG膜、 15はバリアメタル層、 16はフォトレジスト膜、 17はメタル層、 18はフォトレジスト膜、 19、19’はバンプ を示す。 特許出願人 富士通株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板(11)にハンダバンプ(19)を形成する半導体
装置の製造方法において、 前記ハンダバンプ(19)のメッキ成長前に該ハンダバ
ンプ(19)下を除く部分のバリアーメタル層(15)
をエッチング除去する工程と、 前記バリアーメタル層(15)のパターニング後に基板
(11)全面にバンプ材又はその一部を用いてメッキ電
極用のメタル層(17)を堆積する工程と、前記メタル
層(17)にフォトレジスト膜(18)でメッキマスク
を形成しバンプメッキによりハンダバンプ(19)を形
成する工程と、 前記バンプメッキ後に前記メッキマスクを除去し、ハン
ダバンプ(19)をマスクとして該ハンダバンプ(19
)下を除くバリアーメタル層(15)をエッチング除去
する工程と、 前記バリアーメタル層(15)を除去後、非酸化性又は
還元性雰囲気中にてウェットバックを行う工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050037A JPH02230740A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1050037A JPH02230740A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230740A true JPH02230740A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12847802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1050037A Pending JPH02230740A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02230740A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874199A (en) * | 1995-11-30 | 1999-02-23 | International Business Machines Corporation | Method of forming oversized solder bumps |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1050037A patent/JPH02230740A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874199A (en) * | 1995-11-30 | 1999-02-23 | International Business Machines Corporation | Method of forming oversized solder bumps |
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