JPH0428234A - 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ＴＡ　Ｂ　
（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）法
による搭載を行う半導体装置のバンプ電極の製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、Ｔ　Ａ、　Ｂ法による搭載を行う半導体装置では
、テープ側に設けた配線電極に対して電気接続を行うた
めのバンプ電極が設けられる。このようなバンプ電極の
製造方法としては、例えば第３図に示すように、ウェハ
状態の半導体装置１０のシリコン基＋ｆｆ１ｌｌの絶縁
膜１２上にアルミニウム膜１３を所要パターンに形成し
、かつこれを絶縁膜１４で覆うとともに、この絶縁膜１
４に窓をあけてアルミニウム膜１３を露呈させる。そし
て、この窓内に露呈されたアルミニウム膜１３」二にメ
ッキ法により半田合金１５を盛り上げる製造方法が用い
られている。

この半田合金１５のメッキに際しては、ウェハ状態の半
導体装置１０を溶融したＰｂ−３ｎ系半田合金中に浸漬
し、同時にアルミニウム膜１３の表面に超音波振動を加
えることで、アルミニウム膜１３の表面に生成された酸
化膜（図示せず）を除去し、このアルミニウム膜１３の
表面に対する溶融半田合金１５の濡れ性を高めるように
した方法が提案されている。その−例として、昭和６２
年度、電子情報通信学会創立７０周年記念総合金国大会
予稿集２−２６．１　号に記載のものがある。

［発明が解決しようとする課題〕 このような従来のハンプ電極の製造方法では、アルミニ
ウム膜１３の表面に生成された酸化膜を超音波振動によ
り画一的に除去しているのに過ぎないため、各半導体装
置が受けた履歴の相違によってそれぞれのアルミニウム
膜表面の酸化膜の膜厚が相違している場合には、全ての
酸化膜を確実に除去することができない。特に、第３図
に示した例では、アルミニウム膜１３を形成した後から
半田合金１５を形成する迄の工程における環境温度や湿
度、経過日数等によって各アルミニウム膜１３における
酸化膜の膜厚にばらつきが生じ易く、経過日数に比例し
て酸化膜の膜厚が厚くなる。

このため、従来の製造方法では、経過日数の増大に伴っ
て酸化膜を除去するだめの時間が長くなり、あるいは超
音波ポーンの出力を増大する必要があり、酸化膜を除去
することが困難になる。また、酸化膜の膜厚の増大に伴
って酸化膜が完全に除去されない状態で半田合金１５を
メッキ処理してしまうごとがあり、アルミニウム膜１３
に対する半田合金１５の濡れ性が劣化され、信頼性の高
いハンプ電極を形成することかできないとい・う問題が
生じている。

本発明の目的は、信頼性に優れたハンプ電極の製造を可
能にした製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置に金属膜
を形成する７［程と、ごの金属膜を絶縁膜で覆うととも
にその一部に窓を開口して前記金属膜を露呈する工程と
、この露出された金属膜に金属メッキを施してハンプ電
極を形成する工程のうち、絶縁膜に窓を開口して金属膜
を露呈する二「程から金属メッキを施す迄の工程を、窒
素カス等の不活性雰囲気中で行なうようにする。

〔作用〕

本発明によれば、絶縁膜の窓に露呈される金属膜におけ
る酸化膜の生成を抑制し、金属メッキに際しての酸化膜
の除去を容易にし、金属膜に対する金属メッキの濡れ性
を高め、形成されるハンプ電極の信頼性を向上させる。

（実施例〕 次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の製造方法の一実施例を示す工程フロー
チャー１〜、第２図は本発明方法を実施するだめの製造
装置の概略構成図である。

先ず、第２図に示すように、半田浴槽２１内には溶融さ
れた半田合金１５が入れてあり、この半田浴槽２］内に
浸漬配置したダク１−２２とモータ２３によって回転さ
れるスクリュー２４出で半田合金１５を噴流状態に循環
させている。

また、前記ダクト２２の噴流口位置には、窒素ガスカバ
ー２５を配設し、この窒素ガスカバー２５内には窒素ガ
ス噴出口２６を通して窒素ガスを供給し、内部を窒素雰
囲気に保持している。また、この窒素ガスカバー２５内
にはウェハ出入口２７を通してウェハ状態の半導体装置
１０を入れることができ、入れられた半導体装置１０を
超音波ボーン２８で支持しなから半田合金１５に浸漬さ
せることができる。なお、この例では窒素ガスカバー２
５内には２０　ｎ　／ｍｉｄの窒素ガスを供給している
。

この装置を用いたバンブ電極の製造方法は、第１図およ
び第３図を参照すると、シリコン基板１１ノ絶縁膜１２
上に１μｍ程度の厚さのアルミニウム膜１３をスパッタ
法等により形成した後（ステップ１）、フォトリソグラ
フィ技術によりパターニングする（ステップ２）。その
後、表面保護のためのポリイミド等の絶縁膜１４を既知
の方法、例えばポリイミドの場合はスピンコーティング
により成膜しくステップ３）、その後バンプ電極を形成
すべき箇所の絶縁膜１４をフォトリソグラフィ技術によ
り除去して窓を開口する（ステップ４）ここまでの処理
が行われたウェハ状態の半導体装置は、電気的特性チエ
ック工程に至るまでの間、露点−６０°Ｃ以下の窒素ガ
ス中で保管される。また、この後行われる電気的特性チ
エツクは簡易的な窒素ガスカバーにより雰囲気の酸素濃
度０．５％以下とした状態で行い、作業終了後直ちに前
述の露点６０°Ｃ以下の窒素ガス雰囲気中の保管環境に
戻す（ステップ５）。

続いて、第２図に示したように、ウェハ状態の半導体装
置１０を窒素ガスカバー２５内に入れ、超音波ホーン２
８で支持しながら、溶融された半田合金１５、この例で
は２５０°Ｃに維持して溶融された６０％Ｓ　ｎ−３８
，５％Ｐｂ−１，５％Ａｇの半田合金を入れた半田浴槽
２１中に浸漬する。このとき、超音波ホーン２８を用い
て半導体装置１０に超音波振動を加え、アルミニウム膜
１３の表面の酸化膜を破壊しかつ除去しつつ、絶縁膜１
４の窓内に露呈されるアルミニウム膜１３の表面に半田
合金１５をメッキし、かつ盛り上げてハンプ電極を形成
する（ステップ６）。その後、半導体装置１０を半田浴
槽２１から引き上げて工程が完成される。

この製造方法によれば、アルミニウム膜１３の表面を絶
縁膜１４の窓に露出させた後は、アルミニウム膜１３０
表面を窒素ガス雰囲気に保っているため、アルミニウム
膜１３の表面における酸化膜の生成が抑制される。この
ため、半田合金１５のメッキに際しては、低出力の超音
波ホーンによって容易に酸化膜を破壊して除去すること
ができ、アルミニウム膜１３の表面に対する半田合金１
５の濡れ性を高め、信頼性の高いバンブ電極の製造を可
能とする。

第４図はアルミニウム膜１３の膜厚が１．１μｍ。

絶縁膜１４の窓の開口寸法７０Ｘ　１５０μｍとした評
価用ウェハを用いて第２図に示した製造装置によりバン
ブ電極を製造した結果を示す図である。ここでは、６０
％Ｓ　ｎ−３８，５％Ｐｂ−１，５％Ａｇ系半田を使用
し、浴温２５０°Ｃに固定した場合のハンプ形成率が最
大となる超音波出力を継軸に、電気的特性チエツク工程
からバンプ形成工程までの保管日数を横軸としてプロッ
トしたものである。

この結果から判るように、本発明の場合には必要とされ
る超音波ホーンの出力はほとんど一定であり、このこと
からアルミニウム膜１３に生成される酸化膜の膜厚が薄
く、容易に除去することができる。これに対し、通常の
大気中で保管しかつ半田合金メッキを行う従来方法の場
合には、必要とされる超音波ホーンの出力は保管日数の
経過とともに増大している。

因みに、１００日保管後の各々のウェハのアルうニウム
膜表面の酸化膜厚をオージェ分光分析で調べたところ、
本発明によるウェハの場合、５〜２０ｎｍであったのに
対し、従来のウェハでは５０〜８０ｎｍとなっており、
両者間に大きな差異のあることが判明した。

なお、アルミニウム膜以外の金属膜上にバンブ電極を形
成し、かつＰｂ−３ｎ系半田以外の金属を用いてバンブ
電極を形成する場合にも本発明を同様に適用することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、絶縁膜に窓を開口して金
属膜を露呈する工程から金属メッキを施す迄の工程を、
窒素ガス等の不活性雰囲気中で行なっているので、金属
膜における酸化膜の生成を抑制して酸化膜の膜厚が著し
く薄い状態のままで金属メッキを行うことが可能となり
、半導体装置の保管時間等にかかわらず信頼性の高いバ
ンブ電極を製造することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を工程順に示すフローチャー
ト、第２図は本発明の製造方法を実施するための装置の
概略構成図、第３図は本発明方法で製造するバンブ電極
の断面図、第４図はウェハ（半導体装置）の保管日数と
酸化膜を除去するのに必要とされる超音波ホーンの出力
との関係を示す図である。 １０・・・半導体装置、１１・・・シリコン基板、１２
・・・絶縁膜、１３・・・アルミニウム膜、１４・・・
絶縁膜、１５・・・半田合金、２１・・・半田浴槽、２
２・・・ダクト、２３・・・モータ、２４・・・スクリ
ュー、２５・・・窒素ガスカバー、２６・・・窒素ガス
噴出口、２７・・・ウェハ出入口、２８・・・超音波ホ
ーン。 第３ 図 第４ 図 ガ ／ ／ ／ ／ ／ 一一−７〜辷−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体装置に金属膜を形成する工程と、この金属膜
   を絶縁膜で覆うとともにその一部に窓を開口して前記金
   属膜を露呈する工程と、この露出された金属膜に金属メ
   ッキを施してバンプ電極を形成する工程を含む半導体装
   置の製造方法において、前記絶縁膜に窓を開口して金属
   膜を露呈する工程から金属メッキを施す迄の工程を、窒
   素ガス等の不活性雰囲気中で行うことを特徴とする半導
   体装置の製造方法。