JPH09148331A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプ下地金属およびバンプ形成工程の生産
効率の向上、製造コストの削減および新規設備の投資に
伴うコスト上昇を抑制する。 【解決手段】 半導体基板１の主面上に形成された配線
２の上層にタングステンからなる中間層３を形成するこ
とにより、ニッケルからなる第１金属層６と金からなる
第２金属層７とで構成されるバンプ下地金属を、無電解
メッキ法で安定に形成する。また、バンプ下地金属の形
成前にウェハ検査を行い、ウェハをダイシングして分断
した後、前記検査で良品と判定された半導体基板１にの
みバンプ下地金属を形成する次工程に進め、不良品と判
定された半導体チップは次工程の処理を行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、半導体チップが突
起電極（バンプ）により配線基板に実装された半導体集
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】フリップチップ方式やテープキャリア方
式等の接続方式において、半導体チップとセラミック基
板や樹脂基板等の配線基板との電気的接続に突起電極が
使用される。

【０００３】この突起電極を有する半導体チップの実装
は、ＣＣＢ(Controlled Collapse Bonding) 実装および
ＴＡＢ(Tape Automated Bonding)実装として知られてい
る。

【０００４】突起電極は、その突起部分がＰｂＳｎ合金
等からなるバンプで構成され、その下地にバンプ下地金
属（ＢＬＭ）を介在させて設置するようになっているの
が一般的である。バンプ下地金属には多層金属膜が用い
られ、Ｃｒ／Ｃｕ／Ａｕ，Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｃ
Ｕ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ等の組み合わせが知られて
いる。バンプ下地金属は、スパッタ法等の薄膜形成法に
より形成された後、パターニングされたフォトレジスト
をマスクとしてエッチングされ、バンプはパターニング
されたレジストをマスクとして、あるいは金属マスクを
使用して蒸着等により形成されるのが一般的である。

【０００５】なお、バンプやバンプ下地金属について述
べた文献の例としては、１９８０年１月１５日、工業調
査会発行、「ＩC 化実装技術」ｐ１７５およびｐ８４
や、昭和５９年１１月３０日、株式会社オーム社発行、
「ＬＳＩハンドブック」ｐ４０９〜ｐ４１０がある。

【０００６】また、突起電極の形成を低価格で実現する
ことを目的として、バンプ下地金属の形成を、その形成
するべき領域の配線を亜鉛化した後、無電解メッキで形
成する技術が、1995 Flip Chip,BGA,TAB & AP Symposiu
m, pp16 〜21, “Low cost bumping process for flip
chip”に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の場合には、
バンプ下地金属およびバンプの形成は、フォトプロセス
を前提とするため、半導体プロセスの前工程同様、ウェ
ハ単位で処理されることとなる。そのため、ウェハ内に
不良箇所が存在しても、それを良品箇所と分別すること
なく、同時に処理を行わなければならない。すなわち、
本来それ以降の工程を継続する必要のない不良箇所に対
しても、バンプ下地金属およびバンプの形成工程を継続
して行わねばならないため、無駄な材料費および製造経
費が発生し、製造コストの上昇要因となる。

【０００８】また、低価格化を目的とした無電解メッキ
法によるバンプ下地金属は、それが形成される半導体チ
ップのアルミニウム配線表面を、亜鉛化処理(Alkaline
zincating)する必要があり、工程が繁雑となる。

【０００９】さらに、ウェハ処理を前提とした場合、ウ
ェハサイズの増大に伴い、大口径ウェハに対応した新規
設備を必要とし、この設備投資に対する償却に伴う製品
コストの上昇を来たすこととなる。

【００１０】本発明の目的は、バンプ下地金属およびバ
ンプ形成工程における不良領域への処理または加工を排
除して、その工程の生産効率を向上し、製造コストを削
減することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、低価格化実現に有効
と考えられる無電解メッキ法を、亜鉛化処理等の複雑な
工程を経ることなく、安定に実現できる技術を提供し、
工程の簡略化、短縮化を実現することにある。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、ウェハサイズ
の増大に関わりなく、従来の設備を継続して使用するこ
とが可能なバンプ下地金属およびバンプ形成工程を開発
することにより、新規設備の投資に伴うコスト上昇を抑
制することにある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。

【００１４】

【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。

【００１５】すなわち、本発明の半導体集積回路装置
は、半導体基板に形成されたバンプ下地金属と配線との
間に、バンプ下地金属を無電解メッキで形成するための
中間層を形成したものである。

【００１６】このような中間層を形成することにより、
バンプ下地金属を無電解メッキ法で安定に形成すること
が可能となる。無電解メッキ法はウェハ単位の処理を前
提とせず、ウェハを半導体チップに分断した後でもその
処理が可能であるため、選別された良品チップのみに対
してバンプ下地金属の形成およびバンプの形成が可能と
なる。これによりウェハ内の不良部分への無駄な処理を
無くし、コストの削減に寄与することができる。

【００１７】上記の中間層は、半導体基板の電極部分に
形成されるため、導電性材料であることが好ましく、少
なくとも半導電性材料であることが必要である。また、
前記中間層は、その次工程で形成されるニッケル等のバ
ンプ下地金属を無電解メッキ法で良好に堆積できる材料
である必要がある。無電解メッキ法における析出初期の
段階では、元素置換型の析出が進行すると考えられるた
め、前記中間層は、被メッキ物であるバンプ下地金属を
構成する元素よりもイオン化傾向が大きい元素で構成さ
れることが必要である。一方、大気中で安定に存在し、
酸化されにくい材料であることも必要である。上記要件
を満たすものとして、単元素材料の場合は、周期律表に
おいてIVa 族からVIII族の間にある元素（ニッケル、パ
ラジウム、白金を除く）で構成される材料が適当であ
る。これらの元素はニッケルよりもイオン化傾向が大き
く、また比較的安定な元素である。

【００１８】また、本発明の半導体集積回路装置は、バ
ンプ下地金属と配線との間に形成された中間層を、タン
グステン、モリブデン、クロムまたはチタンより選択さ
れた元素で構成される薄膜としたものである。

【００１９】中間層を、特に、タングステン、モリブデ
ン、クロムあるいはチタンとすることにより、バンプ下
地金属をさらに安定に形成することが可能となる。すな
わち、前記材料はニッケル等のバンプ下地金属よりもイ
オン化傾向が大きく、かつ比較的安定な材料であること
に加えて、適当な活性化処理により表面が清浄化され、
メッキに適した表面とすることができるからである。

【００２０】また、本発明の半導体集積回路装置は、バ
ンプ下地金属を２層以上の積層金属膜とし、第１金属層
を無電解メッキ法により形成された銅、ニッケル、コバ
ルトまたは錫よりなるメッキ層とし、第２金属層を同様
に無電解メッキで形成された金、銀または白金よりなる
メッキ層としたものである。

【００２１】このように、バンプ下地金属を積層金属膜
とし、表面層（第２金属層）を金、銀または白金のよう
な貴金属とすることにより、後にこのバンプ下地金属上
にバンプを形成してリフローすることにより突起電極が
形成されるまで、バンプ下地金属が酸化等変質すること
なく安定に存在することとなる。その結果リフローの信
頼性を向上させることが可能となる。また、前記したタ
ングステン、モリブデン、クロムあるいはチタン等の中
間層の上層に形成されるバンプ下地金属の第１金属層を
ニッケル、コバルトまたは錫とすることにより、この第
１金属層を無電解メッキで安定に形成することが可能と
なる。

【００２２】なお、第２金属層である貴金属は、第１金
属層であるニッケル、コバルトまたは錫よりもイオン化
傾向は小さく、それら第１金属層を構成する材料の上に
安定な無電解メッキ層を形成することが可能である。こ
れにより、バンプ下地金属は、第１金属層および第２金
属層ともに、生産性が有利な無電解メッキ法で形成する
ことが可能である。

【００２３】また、本発明の半導体集積回路装置は、バ
ンプ下地金属の下層に形成される中間層が、配線を接続
するために開孔した表面保護膜の開孔部、およびその開
孔部周辺の表面保護膜の上面に形成されたものである。
すなわち、前記中間層を前記開孔部に限らず、開孔部周
辺の表面保護膜上にも形成するものである。

【００２４】このような半導体集積回路装置とすること
により、前記開孔部が微小な場合であっても、ウェハ切
断前のデバイス検査を容易に行うことが可能となる。す
なわち、集積度の向上に伴って配線寸法は微細化され、
突起電極を形成するパット部分も微小化する傾向にあ
る。そのため、マイクロプローブ等の針電極を前記パッ
ト部に接触させて測定を実行するウェハ分断前の検査に
おいて、その針電極の接触がパット部面積の縮小に伴い
困難となる。そこで、本発明の半導体集積回路装置は、
前記中間層をその開孔部周辺の表面保護膜上にも形成
し、実質的に検査用パットとして機能させることにより
前記問題を解決したものである。さらに、バンプ下地金
属およびバンプを後に形成する際に必要となる一定の面
積を確保できるという効果も有する。

【００２５】また、本発明の半導体集積回路装置は、上
記のバンプ下地金属の上に形成されるバンプの材料をＰ
ｂ・Ｓｎ合金、Ｓｎ・Ａｇ合金またはＡｕとするもので
ある。

【００２６】このような材料を用いることによって、上
記のバンプ下地金属とバンプとは、リフロー工程で互い
に溶融し、密着性および信頼性に優れた突起電極を形成
することができる。

【００２７】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板に半導体集積回路素子を形成した
後、この半導体集積回路素子に接続される配線およびバ
ンプ下地電極を無電解メッキで形成するための中間層を
形成し、その後表面保護膜を形成して、必要箇所に開孔
を設け、その開孔部に露出した前記中間層の上層にバン
プ下地金属を無電解メッキ法で形成するものである。

【００２８】このような半導体集積回路装置の製造方法
を用いると、バンプ下地金属を無電解メッキ法で安定に
形成することができ、また、前記中間層を配線と同時に
形成するため、製造工程を簡略化することが可能とな
る。

【００２９】ここで、配線はアルミニウムまたはその合
金を用いることができ、中間層は前記した通りタングス
テン、モリブデン、クロムあるいはチタンを用いること
ができる。配線と中間層はともにスパッタ法により連続
した工程で基板全面に膜形成を行なって積層膜を形成
し、その後フォトレジストを用いて同時にエッチングし
てパターニングすることが可能である。

【００３０】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、半導体基板に半導体集積回路素子およびそれに
接続される配線を形成した後、表面保護膜を形成して必
要な開孔を形成し、その後、その開孔部に露出した配線
の上面および開孔部周辺の前記表面保護膜の上面にバン
プ下地電極を無電解メッキで形成するための中間層を形
成し、その中間層の表面にバンプ下地金属を無電解メッ
キ法で形成するものである。

【００３１】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、集積度向上に伴う配線の微細化に対応して前
記表面保護膜の開孔が微小化しても、前記配線に電気的
に接続される中間層は、前記表面保護膜の開孔の面積に
関わらず、必要な面積を確保することが可能となる。

【００３２】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記した製造方法においてバンプ下地金属を形
成する工程の前に、形成された半導体集積回路の検査を
行ない、ダイシングにより前記半導体基板を分断して半
導体チップとし、前記検査により良品と判定された半導
体チップのみを選別して次工程に流すことを特徴とする
ものである。

【００３３】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、バンプ下地金属およびバンプ形成工程の前
に、良品のみが選別され、不良品を処理することがなく
なるため、工程の無駄を省くことが可能となり、製造コ
ストを低くすることができる。また、バンプ下地金属を
形成する工程以降の工程では、半導体チップ単位での処
理となるため、使用する装置を半導体基板サイズの拡大
に対応して新たに導入する必要がなく、製造コストを抑
制することが可能となる。

【００３４】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、バンプ下地電極を形成した後、転写バンプ法で
バンプを形成するものである。

【００３５】このような半導体集積回路装置の製造方法
では、転写バンプ法を用いることにより半導体チップ毎
のバンプ形成処理に比較的容易に対応することが可能と
なり、工程の簡略化とコストの削減に寄与することがで
きる。

【００３６】

【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。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【００３７】（実施の形態１）図１は、本発明の半導体
集積回路装置の実施の形態の一つである突起電極の一例
を示した部分断面図である。

【００３８】ウェハ状態の半導体基板１の主面上に、図
示しない半導体集積回路素子が形成され、その半導体集
積回路素子に接続される配線２と、その配線２の上層に
中間層３とが形成されている。

【００３９】前記半導体基板１ならびに配線２および中
間層３を覆って表面保護膜４が形成されており、表面保
護膜４の突起電極が形成される部分には前記配線２およ
び中間層３と電気的接触を確保するための開孔５が設け
られている。

【００４０】開孔５が設けられた領域の前記中間層３の
上層にはバンプ下地金属が形成されている。バンプ下地
金属は、第１金属層６と第２金属層７とから構成され、
バンプ下地金属の上にはバンプ８が形成されている。

【００４１】半導体基板１は単結晶シリコンからなる。
配線２はアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とす
る合金からなり、その上層もしくは下層に、チタン、ク
ロム、タングステン、モリブデン、窒化チタン等の単体
物および化合物をバリアー層として形成してもよい。

【００４２】中間層３は、バンプ下地金属を無電解メッ
キ法で形成するために設けるものであり、タングステ
ン、モリブデン、クロムおよびチタンが例示されるが、
これらに限定されるわけではなく、バンプ下地金属が安
定に形成されるものであればよい。バンプ下地金属が安
定に形成されるための条件は、すでに記載したように、
その下地となる中間層３を構成する元素のメッキ溶液中
でのイオン化傾向が、バンプ下地金属を構成する元素の
イオン化傾向より大きく、かつ、中間層３の表面が酸化
等され難く、安定に存在するか、もしくは中間層３の表
面が活性化されやすい、というものである。本実施の形
態では、一例として、中間層３はタングステンとする。

【００４３】表面保護膜４は、プラズマＣＶＤ法、ある
いはＳＯＧ法で形成された酸化シリコン膜とすることが
できる。開孔５の大きさは６０μｍ□とする。

【００４４】バンプ下地金属の第１金属層６は、無電解
メッキ法により形成され、材料としては銅、ニッケル、
コバルト、錫が例示されるが、これに限られるわけでは
なく、前記中間層３の上に無電解メッキ法で形成される
ものであればよい。第１金属層６が無電解メッキ法で形
成されるためには、適当な溶液に溶解する金属塩と還元
剤、補助成分としてのｐＨ調整剤、緩衝剤、錯化剤、促
進剤、安定剤および改良材等が必要である。これらの要
件を満たすものとして、前記材料が例示される。本実施
の形態では、第１金属層６としてニッケルを用い、膜厚
は、たとえば２μｍとすることができる。

【００４５】第２金属層７も、第１金属層６と同様に無
電解メッキ法により形成され、材料としては金、銀、白
金が例示される。この第２金属層７を形成する無電解メ
ッキ法で使用する金属塩は、イオン化傾向が小さいもの
であり、形成された金属膜は非常に安定なものであるた
め、リフロー工程に至るまでバンプ下地金属を安定に保
ち、リフロー信頼性を高くして実施できるものである。
また、リフロー工程でのハンダの濡れ性をよくする作用
も有する。本実施の形態では金を用い、膜厚は、たとえ
ば0.１μｍとすることができる。

【００４６】バンプ８は、Ｐｂ・Ｓｎ合金、Ｓｎ・Ａｇ
合金または金からなる。本実施の形態ではＣＣＢバンプ
に一般的に用いられるＰｂ・Ｓｎ合金を用いる。

【００４７】なお、バンプ８をリフローにより溶融させ
た後は、バンプ下地金属の第２金属層７である金はＰｂ
・Ｓｎ合金内に溶け込み、バンプ下地金属の第１金属層
６であるニッケルの一部はＮｉ・Ｓｎ合金と化してバン
プ８と接合される。

【００４８】次に、上記突起電極の具体的な製造方法の
一例を図２〜図５を用いて説明する。なお、半導体基板
１の主面に形成されるＣＭＯＳ等の半導体集積回路素子
の製造工程（いわゆる前工程）は、周知の技術であるの
で省略し、本実施の形態では前工程の最終段階である配
線２の形成工程以降の工程を主に説明する。

【００４９】まず、周知の製造方法にしたがって、半導
体基板１の主面に半導体集積回路素子（図示せず）を形
成し、配線を接続するための接続孔を開孔する。

【００５０】その後、半導体基板１の全面に配線材料と
なる、たとえばアルミニウムもしくはアルミニウム合金
からなる金属膜１０をスパッタ法もしくは真空蒸着法で
形成し、さらにその上層に中間層となる、たとえばタン
グステンからなる薄膜１１をスパッタ法で形成する（図
２）。

【００５１】次に、薄膜１１の上にフォトレジスト（以
下単にレジストという）からなるレジストパターンを形
成し、このレジストパターンをマスクとして薄膜１１お
よび金属膜１０をエッチングし、配線２および中間層３
を形成する（図３）。エッチングはフッ素形ガスを用い
たドライエッチングまたはリン酸および硝酸を主成分と
した混酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング
により行うことができる。

【００５２】次に、前記レジストパターンを除去した
後、配線２および中間層３が形成された半導体基板１の
全面に、酸化シリコンからなる表面保護膜４を、たとえ
ばプラズマＣＶＤ法、ＳＯＧ法あるいは熱ＣＶＤ法で形
成する。その後、前記中間層３の上層が開口したレジス
トパターンを形成し、これをマスクとして、表面保護膜
４に開孔５を形成する（図４）。前記開孔５の形成は、
酸系のエッチャントによるウェットエッチングにより行
うことも可能ではあるが、中間層３への損傷の低減を考
慮して、ハロゲン系ガス等を用いたドライエッチングに
より行うことが好ましい。

【００５３】次に、レジストパターンを除去した後、開
孔５により露出した中間層３にマイクロプローブ（図示
せず）を接触させ、前記半導体集積回路素子の検査を実
施する。検査の結果、不良品であると判断された領域に
は、適当なマーキングを施し、良品部分と区別できるよ
うにしておく。

【００５４】次に、ウェハの状態にある半導体基板１
を、半導体集積回路装置の一単位である半導体チップに
分割する。分割は、ダイサーを用いてダイシングにより
行う。分割された半導体チップは、前記マーキングの有
無に応じて選別し、不良品は廃棄もしくは再生利用と
し、良品のみを次工程に流す。

【００５５】次に、良品選別された半導体チップについ
て、中間層３の表面を活性化するために、半導体基板１
を洗浄する。

【００５６】次に、前記半導体基板１を、第１金属層６
を形成するためのメッキ浴に浸漬し、開孔５に露出した
中間層３の上面にニッケルを形成する。このときのメッ
キ条件としては、たとえば、金属塩を塩化ニッケルもし
くは硫酸ニッケルまたはそれらの混合物、還元剤を時亜
リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウムまたはヒド
ラジンとすることができる。必要に応じてｐＨ調整剤、
緩衝剤、錯化剤、促進剤、安定剤および改良材を添加し
てもよい。また、一例として、ｐＨ値は４〜６、メッキ
浴温度は８０℃〜１００℃とし、メッキ時間は１０分程
度とすることができる。このときのニッケル膜厚は２μ
ｍとなる。

【００５７】次に、半導体基板１を、第２金属層７を形
成するための別のメッキ浴に浸漬し、前記第１金属層６
の上面に金をメッキする（図５）。このときのメッキ条
件としては、たとえば、金属塩を塩化金あるいはシアン
化金カリウム、還元剤を酒石酸、アルデヒド、次亜リン
酸ナトリウム等を用いることができ、必要に応じてｐＨ
調整剤等を添加してもよいことは前記ニッケルメッキ浴
の場合と同様である。また、一例として、ｐＨ値は５〜
7.５、メッキ浴温度は８０℃〜１００℃とし、メッキ時
間は数分程度とすることができる。このときの金膜厚は
0.１μｍとなる。

【００５８】次に、前記第２金属層７の上面にバンプ８
を形成し、その後リフローを行ってバンプ８を溶融し、
第１金属層６および第２金属層７からなるバンプ下地金
属の一部と合金を形成して密着性を確実なものとした。
ここで、バンプ８は、Ｐｂ・Ｓｎ合金からなるハンダと
し、転写バンプ法により形成した。転写バンプ法は、バ
ンプををあらかじめ別基板上に整列させたものを、半導
体集積回路素子が形成された半導体基板１にマウント
し、はんだリフローしてバンプを転写する方法である。

【００５９】上記の製造方法により、図１に示した突起
電極がほぼ完成する。

【００６０】このような実施の形態の半導体集積回路装
置およびその製造方法によれば、以下のような効果を得
ることができる。

【００６１】（１）バンプ下地金属が形成される領域に
中間層３を形成することにより、バンプ下地金属を無電
解メッキ法で安定に形成することが可能となる。

【００６２】（２）中間層３をタングステン、バンプ下
地金属の第１金属層６をニッケルとすることにより、さ
らに安定に無電解メッキ法を実施することができる。

【００６３】（３）バンプ下地金属の第２金属層を金と
することにより、バンプ下地金属をリフロー工程までそ
の表面を変質させることなく安定に保つことができる。

【００６４】（４）配線２と中間層３を積層膜として形
成した後に同時にエッチングしてパターニングすること
により、製造工程を簡略化することが可能となる。

【００６５】（５）バンプ下地金属およびバンプを形成
する前に、良品と不良品を電気的測定による検査により
選別し、その後ウェハ状態の基板をダイシングして分断
することにより、前記検査により良品とされたチップ状
態の半導体基板１にのみバンプ下地金属とバンプの形成
処理を施すことが可能となる。これにより製造コストを
抑制することができ、また、製造時間の短縮を図ること
ができる。また、バンプ下地金属およびバンプの形成工
程で使用する設備を、半導体ウェハの大口径化に対応し
て新規導入する必要はなく、製造コストの低減を図るこ
とが可能となる。

【００６６】（６）バンプ８を転写バンプ法を用いて形
成することにより、半導体基板１がチップ状態となった
本実施の形態の場合であっても、比較的容易にバンプの
形成処理を実施することが可能となる。

【００６７】（実施の形態２）本実施の形態２では中間
層３が開孔５の領域を越えて表面保護膜４の上面に一部
形成される場合を説明する。

【００６８】第６図は、本発明の半導体集積回路装置の
実施の形態の一つである突起電極の一例を示した部分断
面図である。

【００６９】半導体基板１の主面上に、図示しない半導
体集積回路素子が形成され、その半導体集積回路素子に
接続される配線２が形成されている。

【００７０】前記半導体基板１ならびに配線２を覆って
表面保護膜４が形成されており、表面保護膜４の突起電
極が形成される部分の一領域には前記配線２と電気的接
触を確保するための開孔５が設けられている。

【００７１】開孔５が設けられた領域とその周辺の表面
保護膜４の上面には中間層３が形成され、その上層には
バンプ下地金属が形成されている。バンプ下地金属は、
第１金属層６と第２金属層７とから構成され、バンプ下
地金属の上にはバンプ８が形成されている。

【００７２】半導体基板１、配線２、中間層３、表面保
護膜４、第１金属層６、第２金属層７およびバンプ８の
材料的な特徴、物性等は前記実施の形態１に記載したも
のと同様であるので、本実施の形態２での説明は省略す
る。

【００７３】開孔５の大きさについては、本実施の形態
２で前記は実施の形態１と異なり、６０μｍ□よりもさ
らに小さなものであっても構わない。前記実施の形態１
では前記開口部に電気的測定のためのマイクロプローブ
を接触させる必要があったため、その接触が確実に行え
る最小の面積として、前記６０μｍ□が必要であった。
しかしながら、本実施の形態２では、中間層３を開孔５
の周辺の表面保護膜４の上面にも形成させるため、電気
的測定のためのマイクロプローブの接触領域は、開孔５
が小さな面積であっても十分に広くすることが可能であ
る。開孔５の面積を小さくすることができることによ
り、集積度向上に伴う配線２の微細化に対応することが
でき、レイアウトの自由度も増すこととなる。

【００７４】次に、本実施の形態２の突起電極の具体的
な製造方法の一例を図７〜図１０を用いて説明する。な
お、前記実施の形態１と同様な事項は説明を省略し、本
実施の形態２に特徴的な事項を中心に説明する。

【００７５】半導体集積回路素子が形成されたウェハ状
態の半導体基板１に配線を形成するための、たとえばア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる金属膜を
スパッタ法もしくは真空蒸着法で形成し、この金属膜の
上層にレジストからなるマスクを形成して金属膜をエッ
チングし、配線２を形成する（図７）。エッチング等は
前記実施の形態１と同様である。

【００７６】次に、前記レジストパターンを除去した
後、配線２が形成された半導体基板１の全面に、酸化シ
リコンからなる表面保護膜４を形成し、配線２の上層が
開口したレジストパターンを形成して、これをマスクと
し、表面保護膜４に開孔５を形成する（図８）。表面保
護膜４の形成方法、開孔５の形成方法等は前記実施の形
態１と同様である。

【００７７】次に、表面保護膜４が形成された半導体基
板１の全面に、スパッタ法によりタングステン膜を形成
し、レジストによるマスクを形成して前記タングステン
膜をエッチングして中間層３を形成する（図９）。

【００７８】次に、レジストパターンを除去した後、前
記中間層３にマイクロプローブ（図示せず）を接触さ
せ、前記半導体集積回路素子の検査を実施する。検査の
結果、不良品であると判断された領域には、適当なマー
キングを施し、良品部分と区別できるようにしておく。

【００７９】次に、ウェハの状態にある半導体基板１
を、半導体集積回路装置の一単位である半導体チップに
分割する。分割は、ダイサーを用いてダイシングにより
行う。分割された半導体チップは、前記マーキングの有
無に応じて選別し、不良品は廃棄もしくは再生利用と
し、良品のみを次工程に流す。

【００８０】次に、良品選別された半導体チップについ
て、中間層３の表面を活性化するために、半導体基板１
を洗浄する。

【００８１】次に、前記半導体基板１を、前記実施の形
態１に記載したメッキ方法と同様の方法で処理し、中間
層３の上層に第１金属層６と第２金属層７を形成する
（図１０）。

【００８２】次に、前記第２金属層７の上面に、前記実
施の形態１と同様の方法で、バンプ８を形成し、その後
リフローを行ってバンプ８を溶融し、第１金属層６およ
び第２金属層７からなるバンプ下地金属の一部と合金を
形成する。これにより、バンプ８はバンプ下地金属と確
実に密着し、図６に示した突起電極がほぼ完成する。

【００８３】このような実施の形態の半導体集積回路装
置およびその製造方法によれば、前記実施の形態１に記
載した効果の他に、以下のような効果を得ることができ
る。

【００８４】（１）中間層３を開孔５とその周辺の表面
保護膜４の上面に形成することにより、電気的測定時の
マイクロプローブの接触に必要な面積を確保しつつ開孔
５の面積を小さくすることが可能となる。これにより、
集積度向上に伴う微細化に対処することが可能となり、
また、レイアウトの自由度を増すことができる。

【００８５】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言うまでも
ない。

【００８６】たとえば、前記実施の形態では、バンプ８
を半導体基板１の側に転写バンプ法で形成した場合を説
明したが、半導体基板１の側にはバンプ下地金属で構成
される電極のみを有し、パッケージ基板側にバンプを形
成しても構わない。これら半導体基板１とパッケージ基
板は、その後リフロー処理によりＣＣＢ接続されること
となり、いずれの基板にバンプが形成されていても本発
明の本質に影響はない。

【００８７】また、前記実施の形態では、配線２をアル
ミニウムもしくはその合金とした場合について説明した
が、配線２はそれら材料に限られるものではなく、銅等
の導電体、シリコン等の半導体であってもよい。さら
に、たとえば、配線２の上層および下層またはそのどち
らか一方にタングステン、モリブデン、クロム等のバリ
ア層を積層化した、積層構造の配線であってもよい。

【００８８】

【発明の効果】本願におい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。

【００８９】（１）バンプ下地金属を無電解メッキ法で
安定に形成し、その表面を変質させることなく安定に保
つことが可能となる。

【００９０】（２）製造工程の簡略化、無駄な処理の合
理化、新規設備投資の抑制が可能となり、製造コストを
抑制と製造時間の短縮を図ることができる。

【００９１】（３）集積度向上に伴う配線寸法の微細化
に対処することができ、設計レイアウトの自由度を増す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体集積回路装置の実施の形態の一
つである突起電極の一例を示した部分断面図である。

【図２】本発明の半導体集積回路装置の実施の形態の一
つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断面図
である。

【図３】本発明の半導体集積回路装置の実施の形態の一
つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断面図
である。

【図４】本発明の半導体集積回路装置の実施の形態の一
つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断面図
である。

【図５】本発明の半導体集積回路装置の実施の形態の一
つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断面図
である。

【図６】本発明の半導体集積回路装置の他の実施の形態
の一つである突起電極の一例を示した部分断面図であ
る。

【図７】本発明の半導体集積回路装置の他の実施の形態
の一つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断
面図である。

【図８】本発明の半導体集積回路装置の他の実施の形態
の一つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断
面図である。

【図９】本発明の半導体集積回路装置の他の実施の形態
の一つである突起電極の製造工程の一例を示した部分断
面図である。

【図１０】本発明の半導体集積回路装置の他の実施の形
態の一つである突起電極の製造工程の一例を示した部分
断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ 配線 ３ 中間層 ４ 表面保護膜 ５ 開孔 ６ 第１金属層 ７ 第２金属層 ８ バンプ １０ 金属膜 １１ 薄膜

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０３Ｄ ６０４Ｍ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その主面に半導体集積回路素子が設けら
   れた半導体基板と、 前記半導体基板の主面上に形成され、前記半導体集積回
   路素子に接続される配線と、 前記半導体基板および前記配線に接して形成された表面
   保護膜と、 前記配線上の前記表面保護膜を開孔した表面保護膜の開
   孔部と、 前記開孔部に形成され、または前記開孔部を覆って形成
   されたバンプ下地金属とを含む半導体集積回路装置であ
   って、 前記バンプ下地金属の下面には、バンプ下地金属を無電
   解メッキで形成するための中間層を形成したことを特徴
   とする半導体集積回路装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体集積回路装置であ
   って、 前記中間層は、タングステン、モリブデン、クロムまた
   はチタンより選択された元素で構成される薄膜であるこ
   とを特徴とする半導体集積回路装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体集積回路
   装置であって、 前記バンプ下地金属は、無電解メッキ法により形成され
   た、銅、ニッケル、コバルトまたは錫からなる第１金属
   層と、金、銀または白金からなる第２金属層とを含む積
   層金属膜であることを特徴とする半導体集積回路装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の半導体集積
   回路装置であって、 前記中間層は、前記開孔部およびその開孔部周辺の前記
   表面保護膜の上面に形成されていることを特徴とする半
   導体集積回路装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載の半導体
   集積回路装置であって、 前記バンプ下地金属の上にはＰｂ・Ｓｎ合金、Ｓｎ・Ａ
   ｇ合金またはＡｕからなるバンプ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。
6. 【請求項６】 その主面に半導体集積回路素子が設けら
   れた半導体基板が、バンプ電極を用いて配線基板に接続
   される半導体集積回路装置の製造方法であって、 （ａ）前記半導体基板に半導体集積回路素子を形成する
   工程、 （ｂ）前記半導体集積回路素子に接続される配線、およ
   び前記配線上にバンプ下地電極を無電解メッキで形成す
   るための中間層を形成する工程、 （ｃ）前記半導体基板および前記中間層の上面に表面保
   護膜を形成した後、前記中間層を介して前記配線を外部
   に接続するための前記表面保護膜の開孔を形成する工
   程、 （ｄ）前記開孔が形成された前記中間層の表面に、無電
   解メッキ法を用いてバンプ下地電極を形成する工程、 を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
   法。
7. 【請求項７】 その主面に半導体集積回路素子が設けら
   れた半導体基板が、バンプ電極を用いて配線基板に接続
   される半導体集積回路装置の製造方法であって、 （ａ）前記半導体基板に半導体集積回路素子および前記
   半導体集積回路素子に接続される配線を形成する工程、 （ｂ）前記半導体基板および前記配線基板の上面に表面
   保護膜を形成した後、前記配線を外部に接続するための
   前記表面保護膜の開孔を形成する工程、 （ｃ）前記開孔の形成された開孔部または前記開孔部と
   その周辺を含む領域にバンプ下地電極を無電解メッキで
   形成するための中間層を形成する工程、 （ｄ）前記中間層の表面に、無電解メッキ法を用いてバ
   ンプ下地電極を形成する工程、 を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項６または７記載の半導体集積回路
   装置の製造方法であって、 前記（ｄ）バンプ下地金属を形成する工程の前に、 （ｅ）前記半導体基板に形成された半導体集積回路の検
   査を行った後、ダイシングにより前記半導体基板を分断
   して半導体チップとし、前記検査により良品と判定され
   た半導体チップを選別する工程、 を有し、前記検査により良品と選別された半導体チップ
   のみを、次工程である前記（ｄ）バンプ下地金属を形成
   する工程以降の工程に進めることを特徴とする半導体集
   積回路装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項６、７または８記載の半導体集積
   回路装置の製造方法であって、 前記（ｄ）バンプ下地電極を形成する工程の後に、 バンプ形成用基板に形成されたバンプを前記バンプ下地
   金属の上に転写した後、リフローを行なってバンプ電極
   を形成するバンプ電極形成工程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。