JPH0465832A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0465832A
JPH0465832A JP2179134A JP17913490A JPH0465832A JP H0465832 A JPH0465832 A JP H0465832A JP 2179134 A JP2179134 A JP 2179134A JP 17913490 A JP17913490 A JP 17913490A JP H0465832 A JPH0465832 A JP H0465832A
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metal layer
bump
resist
wiring
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Yorio Kamata
鎌田 順夫
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps

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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〕 バンプの形成方法および配線電極の形成方法に関し バンプや配線電極の下部におけるバリアメタルがエツチ
ング時に侵食されるのを防止することを目的とし バンプの形成方法は、ウェーハ上に多数個形成された電
極パッド上に金属をメッキすることによって形成される
バンプの形成方法において、ウェーハ上に多数個形成さ
れた電極パッドを絶縁性のカバー膜で被覆し、′1を極
パッド部を開口する工程と、前記ウェーハの全面に、電
極パッドを構成する金属とバンプまたは配線電極を構成
する金属との相互拡散を防止するための第1金属層、お
よび該第1金属層とバンプまたは配線電極との密着性を
強化するための第2金属層を連続的に堆積してバリアメ
タルを形成する工程と、全面にレジストを塗布する工程
と、フォトリソグラフィ技術によって、バンプまたは配
線電極を形成すべき部分のレジストを除去して凹部を形
成する工程と、電界メッキ法によって、該凹部内にバン
プまたは配線電極を構成する金属をメッキ成長させて充
填する工程と、前記レジストを除去する工程と、全面に
第3金属層を堆積する工程と、前記第3金属層。
並びに第2金属層および第1金属層から成るバリアメタ
ルのうち、バンプ以外の不要な部分をエツチングによっ
て除去する工程とを含むように構成し。
配線電極の形成方法は、ウェーハ上に多数個形成された
下地配線層上に金属をメッキすることによって形成され
る配線電極の形成方法において。
ウェーハ上に多数個形成された下地配線層を絶縁性のカ
バー膜で被覆し、!極数り出し部を開口する工程と、前
記ウェーハの全面に、下地配線層を構成する金属とバン
プまたは配線電極を構成する金属との相互拡散を防止す
るための第1金属層。
および該第1金属層とバンプまたは配線電極との密着性
を強化するための第2金属層を連続的に堆積してバリア
メタルを形成する工程と、全面にレジストを塗布する工
程と、フォトリソグラフィ技術によって、バンプまたは
配線電極を形成すべき部分のレジストを除去して凹部を
形成する工程と。
電界メッキ法によって、該凹部内にバンプまたは配線電
極を構成する金属をメッキ成長させて充填する工程と、
前記レジストを除去する工程と、全面に第3金属層を堆
積する工程と、前記第3金属層、並びに第2金属層およ
び第1金属層から成るバリアメタルのうち、配線電極以
外の不要な部分をエツチングによって除去する工程とを
含むように構成する。
C産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法、特にバンプの形成方
法および配線電極の形成方法に関する。
近年、半導体集積回路装置においては、高速化。
高密度化が要求されるのに伴って、 T A B (T
apeAuto+*ated Bonding)方式の
利用が増加する傾向にある。
このため、半導体ウェーハ上に形成されるバンプについ
ても、高密度化の要求が高まり、バンプピッチは狭くな
る一方である。
また、半導体ウェーハ上にメッキによって形成される配
線のピンチも狭くすることが望まれている。
〔従来の技術〕
第9図〜第15図は、従来のバンプ形成方法の各工程を
示す図である。
以下、工程順に説明する。
(工程1.第9図参照) ウェーハ11上に多数個形成された電極パ・ンド12を
含む配線層を絶縁性のカバー膜13で被覆し、電極パッ
ド部を開口する。
(工程2.第10図参照) 全面に、電極パッド12を構成する金属とバンプを構成
する金属との相互拡散を防止するための第1金属層14
を堆積する。
(工程3.第11図参照) 全面に、第1金属層14とバンプとの密着性を強化する
ための第2金属層15を堆積する。
第1金属層14および第2金属層15とでバリアメタル
が構成される。
(工程4.第12図参照) 全面にレジスト16を塗布する。
フォトリソグラフィ技術によって、バンプを形成すべき
部分のレジスト16を除去して凹部を形成する。
(工程5.第13図参照) 電界メッキ法によって、凹部内にバンプ金属17をメッ
キ成長させて充填する。
(工程6.第14図参照) レジスト16を除去する。
(工程7、第15図参照) 第2金属層15および第1金属層14から成るバリアメ
タルのうち、バンプ17以外の不要な部分をエツチング
によって除去する。
以上の各工程を経て、ウェーハ上に設けられた電極パッ
ド12上にバンプ17が形成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
通常、バリアメタルを構成する第2金属層15にはpt
やPdなとの貴金属を用い、バンプ金属17にはAuを
用いる。
そして、上記の工程7(第15図)において。
第2金属層15および第1金属層14から成るバリアメ
タルのうち、バンプ17以外の不要な部分をエツチング
によって除去する際にウェットエツチングを用いる。
その場合、第2金属層15はバンプ金属17と直に接し
ているので、ウェットエツチングの際に。
第2金属層15を構成する金属とバンプ金属17とのイ
オン化傾向の相違から、“電池効果”が起こり、バンプ
金属17の下部で2図中Aで示すように、バリアメタル
(第2金属層15/第1金属層14)を侵食するエツチ
ングが進行する。
バリアメタルの侵食が激しくなると、ウェーハ11上に
設けられた電極パッド12までエツチングしてしまい、
バンプとして全く役立たなくなってしまう、という問題
が生じる。
この問題に対する一つの解決策として、カバー膜13を
バリアメタルを侵食するエツチングが電極パッド12ま
で及ばない範囲まで延長することが考えられる。しかし
、この方法では電極パッドを小さく形成することができ
なくなると共に電極パッド間のピンチを狭くすることが
できなくなる。
すなわち、バンプの高密度化を阻害する。という新たな
問題が生じる。
本発明は、上記の問題点を解決して、バンプや配線電極
の下部におけるバリアメタルがエツチング時に侵食され
るのを防止した。半導体装置の製造方法、特にバンプの
形成方法および配線電極の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〕
上記の目的を達成するために1本発明に係る半導体製造
装置の製造方法は2次のように構成する。
(バンプの形成方法) ウェーハ上に多数個形成された電極パッド上に金属をメ
ッキすることによって形成されるバンプの形成方法にお
いて、ウェーハ上に多数個形成された電極パッドを絶縁
性のカバー膜で被覆し、電極パッド部を開口する工程と
、前記ウェーハの全面に、を極パッドを構成する金属と
バンプまたは配線電極を構成する金属との相互拡散を防
止するための第1金属層、および該第1金属層とノ\ン
プまたは配線電極との密着性を強化するための第2金属
層を連続的に堆積してバリアメタルを形成する工程と、
全面にレジストを塗布する工程と、フォトリソグラフィ
技術によって、バンプまたは配線電極を形成すべき部分
のレジストを除去して凹部を形成する工程と、電界メッ
キ法によって、該凹部内にバンプまたは配線電極を構成
する金属をメッキ成長させて充填する工程と、前記レジ
ストを除去する工程と、全面に第3金属層を堆積する工
程と、前記第3金属層、並びに第2金属層および第1金
属層から成るバリアメタルのうち、バンプ以外の不要な
部分をエツチングによって除去する工程とを含むように
構成する。
(配線電極の形成方法) ウェーハ上に多数個形成された下地配線層上に金属をメ
ッキすることによって形成される配線電極の形成方法に
おいて、ウェーハ上に多数個形成された下地配線層を絶
縁性のカバー膜で被覆し。
電極取り出し部を開口する工程と、前記ウェーハの全面
に、下地配線層を構成する金属とバンプまたは配線電極
を構成する金属との相互拡散を防止するための第1金属
層、および該第1金属層とバンプまたは配線電極との密
着性を強化するための第2金属層を連続的に堆積してバ
リアメタルを形成する工程と、全面にレジストを塗布す
る工程と。
フォトリソグラフィ技術によって、バンプまたは配線電
極を形成すべき部分のレジストを除去して凹部を形成す
る工程と、電界メッキ法によって。
該凹部内にバンプまたは配線電極を構成する金属をメッ
キ成長させて充填する工程と、前記レジストを除去する
工程と、全面に第3金属層を堆積する工程と、前記第3
金属層、並びに第2金属層および第1金属層から成るバ
リアメタルのうち、配線電極以外の不要な部分をエツチ
ングによって除去する工程とを含むように構成する。
〔作 用〕
本発明に係る半導体装置の製造方法を1本発明の一実施
例製造方法を示す第1図〜第8図を藉りて説明する。
以下の説明では、ウェーハ上に設けられた電極パッド上
に形成されたバンプを対象とするが、ウェーハ上に設け
られた下地配線層上に形成された配線電極についても同
様である。
1)工程1.第1図参照 ウェーハ1上に多数個形成された電極パッド2を含む配
線層を絶縁性のカバー膜3で被覆し、電極パッド部を開
口する。
2)工程2.第2図参照 ウェーハの全面に、電極パッド2を構成する金属とバン
プを構成する金属との相互拡散を防止するための第1金
属層4を堆積する。
3)工程3.第3図参照 全面に、第1金属層4とバンプとの密着性を強化するた
めの第2金属層5を堆積する。
第1金属層4および第2金属層5でバリアメタルを構成
する。
4)工程4.第4図参照 全面にレジスト6を塗布した後、フォトリソグラフィ技
術によって、バンプを形成すべき部分のレジスト6を除
去して凹部を形成する。
5)工程5.第5図参照 レジスト6で囲まれたバンプを形成すべき凹部内に、電
界メッキによってバンプ金属7を充填する。
6)工程6.第6図参照 レジスト6を除去する。
7)工程7.第7図参照 全面に第3金属層8を堆積する。
8)工程8.第8図参照 第3金属層8.並びに第2金属層5および第1金属層4
から成るバリアメタルのうち、バンプ以外の不要な部分
をエツチングによって除去する。
以上の各工程を経て、電極パッド2上にバンプが形成さ
れる。
本発明に係る半導体装置の製造方法では、工程7(第7
図)において、バンプ金属7を第3金属層8によって被
覆している。こうすることによって、工程8において、
バリアメタルをウェットエツチングする時に、バリアメ
タルを構成する第2金属層5とバンプ金属7とがメッキ
液中で直に接することがなくなるので、従来例のように
、第2金属層5とバンプ金属7との間で“電池効果”が
生じることがなく、バリアメタルが侵食されることがな
くなる。
[実 施 例] 第1図〜第8図は2本発明に係る半導体装置の製造方法
の一実施例の各工程を示す図である。
以下の説明では、ウェーハ上に設けられた電極パッド上
に形成されたバンプを対象とするが、ウェーハ上に設け
られた下地配線層上に形成された配線電極についても同
様である。
1)工程1.第1図参照 ウェーハ1上に多数個形成された。アルミニウム電極パ
ッド2を含む配線層を9例えばPSG。
513N4.ポリイミドなどから成る絶縁性のカバー膜
3で被覆しl極パッド部を開口する。
2)工程2.第2図参照 ウェーハ1の全面に、電極パッド2を構成するアルミニ
ウムとバンプを構成するAuとの相互拡散を防止するた
めに、TiやCrなどから成る第1金属層4を堆積する
3)工程3.第3図参照 全面に、第1金属層4とAuバンプとの密着性を強化す
るために、Pt、Pdなどから成る第2金属層5を堆積
する。
第1金属層4および第2金属層5でバリアメタルが構成
される。
4)工程4.第4図参照 全面にレジスト6を塗布した後、フォトリソグラフィ技
術によって、バンプを形成すべき部分のレジスト6を除
去して凹部を形成する。
5)工程5.第5図参照 レジスト6で囲まれたバンプを形成すべき凹部内にl界
メンキによってバンプ金属7としてAUを充填する。
6)工程6.第6図参照 レジスト6を除去する。
7)工程7.第7図参照 全面に、メッキ金属7としてのAuと350°C〜40
0°Cに加熱して行うILB(インナーリードポンディ
ング)の際に反応する1例えばSn。
Cu、Niなどから成る第3金属層8を、無電界メッキ
法、を界メッキ法、蒸着法、スパッタ法などによって、
堆積する。
8)工程8.第8図参照 第3金属層8.並びに第2金属層5および第1金属層4
から成るバリアメタルのうち、バンプ以外の不要な部分
をウェットエツチングによって除去する。
以上の各工程を経て、アルミニウム電極パッド2上にA
uバンブ7が形成される。
本実施例の半導体装置の製造方法では、工程7(第7図
)において、Auバンプ7とILB時に反応する。Sn
、Cu、Niなどの金属から成る第3金属層8によって
被覆している。こうすることによって、工程8(第8図
)において バリアメタルをウェットエツチングする時
に、バリアメタルを構成する第2金属層5とAuバンプ
7とがメッキ液中で直に接することがなくなるので、第
2金属層5とAuバンブ7との間で゛電池効果゛。
が生しることがなく、バリアメタルが侵食されることが
なくなる。
バンプ金1i7を被覆する第3金属層8には バンプ金
属7とILB時の加熱温度で反応する金属を用いている
ので、ILB工程において バンプ7とインナーリード
との接着は容易に行うことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、バンプまたは配線電極とバリアメタル
とを直接接触させることなく、バリアメタルのウェット
エツチングを行うことが可能となるので、バンプ下部ま
たは配線電極下部におけるバリアメタルの侵食エツチン
グの進行を抑制することができる。
この結果、バンプサイズの縮小およびバンプピッチの縮
小が可能となり、また、配線電極の幅の縮小および配線
ピッチの縮小が可能となるので。
半導体集積回路装置を高密度化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第8図は本発明の一実施例製造方法の各工程を
示す図 第9図〜第15図は従来例の各工程を示す図である。 第1図〜第8図において 1:ウェーハ 2:電極パッド 3:カバー膜 4:第1金属層 5:第2金属層 6:レジスト 7:バンプ金属 8:第3金属層 第8図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウェーハ上に多数個形成された電極パッド上に金
    属をメッキすることによって形成されるバンプの形成方
    法において、 ウェーハ上に多数個形成された電極パッドを含む配線層
    を絶縁性のカバー膜で被覆し、電極パッド部を開口する
    工程と、 前記ウェーハの全面に、電極パッドを構成する金属とバ
    ンプを構成する金属との相互拡散を防止するための第1
    金属層、および該第1金属層とバンプとの密着性を強化
    するための第2金属層を連続的に堆積してバリアメタル
    を形成する工程と、全面にレジストを塗布する工程と、 フォトリソグラフィ技術によって、バンプを形成すべき
    部分のレジストを除去して凹部を形成する工程と、 電界メッキ法によって、該凹部内にバンプ金属をメッキ
    成長させて充填する工程と、 前記レジストを除去する工程と、 全面に第3金属層を堆積する工程と、 前記第3金属層、並びに第2金属層および第1金属層か
    ら成るバリアメタルのうち、バンプ以外の不要な部分を
    エッチングによって除去する工程とを含むことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  2. (2)ウェーハ上に多数個形成された下地配線層上に金
    属をメッキすることによって形成される配線電極の形成
    方法において、 ウェーハ上に多数個形成された下地配線層を絶縁性のカ
    バー膜で被覆し、電極取り出し部を開口する工程と、 前記ウェーハの全面に、下地配線層を構成する金属と配
    線電極を構成する金属との相互拡散を防止するための第
    1金属層、および該第1金属層と配線電極との密着性を
    強化するための第2金属層を連続的に堆積してバリアメ
    タルを形成する工程と、 全面にレジストを塗布する工程と、 フォトリソグラフィ技術によって、配線電極を形成すべ
    き部分のレジストを除去して凹部を形成する工程と、 電界メッキ法によって、該凹部内に配線電極を構成する
    金属をメッキ成長させて充填する工程と、前記レジスト
    を除去する工程と、 全面に第3金属層を堆積する工程と、 前記第3金属層、並びに第2金属層および第1金属層か
    ら成るバリアメタルのうち、配線電極以外の不要な部分
    をエッチングによって除去する工程 とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2179134A 1990-07-06 1990-07-06 半導体装置の製造方法 Pending JPH0465832A (ja)

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