JPH09148333A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置とその製造方法に関し、転写工程
或いはめっき工程によってバンプを形成する際の位置合
わせ、バンプ高さのばらつき、ボイドやはんだボールの
発生、バンプの剥離、レジストをマスクとしためっきバ
ンプの不均一などの不具合を防止する。 【解決手段】 位置合わせについては、バンプ用原板１
上に設けられた複数の転写用バンプ11が基板２上に設け
られた複数の電極用メタライズ層21に転写されてなるバ
ンプ３を有する半導体装置において、前記転写用バンプ
11が、直径が、隣接する前記電極用メタライズ層21同士
の隙間よりも小さく、かつ、ピッチが、前記電極用メタ
ライズ層21のピッチよりも小さく形成されるように半導
体装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップと基板
を接続するバンプ、特にフリップチップ接続法によって
半導体チップを基板に搭載するためのバンプを有する半
導体装置とその製造方法に関する。

【０００２】電子機器に用いられる半導体素子や電子部
品などは、回路基板などに搭載して電気的に接続するた
めに、いろいろな形態の電極が設けられ、これらの電極
同士はいろいろな接続手段によって接続される。

【０００３】近年、配線長を短くして電子機器を高速に
動作させるために、ワイヤを用いないで突起状の電極
（以下、バンプと呼ぶ）同士を直接接合する手段が採ら
れるようになっており、その代表的な接合方法はフリッ
プチップ接合法である。バンプによる接合においては、
一括して多くの微細なバンプを形成する必要があり、微
細で高さの揃ったバンプを如何に効率よく信頼性よく形
成するかが課題となっている。

【０００４】

【従来の技術】図13は転写法によるバンプの形成方法の
模式的な工程図、図14は蒸着法で形成したバンプの高さ
の実測値、図15はバンプの中のボイド発生を説明する模
式図、図16は回り込み膜からはんだ塊の生成を説明する
模式図、図17は蒸着法によるバンプの剥離を説明する模
式図、図18は従来のバンプ用はんだの形成方法の模式的
な工程図、図19は従来例のバンプ用はんだの形成後の顕
微鏡写真である。

【０００５】図において、１はバンプ用原板、２は基
板、３はバンプ、４はフラックス、５はメタルマスク、
5aは第１マスク、5bは第２マスク、６は金属層、７は周
覆層、８は転写用バンプ、21は電極用メタライズ層、22
は絶縁膜、31ははんだ塊、51は重置体、91は半導体基
板、92は金属電極、93は絶縁膜、94は液状レジスト、95
はバンプ、96はドライフィルム、97は開口部、98は空
隙、99は凹凸面である。

【０００６】バンプを形成するにはいろいろな方法が提
案されているが、はんだバンプの場合には、メタルマス
クを用いて蒸着したり、マスクの開孔にはんだボールを
充てんして融着したり、はんだペーストを塗着したり、
めっきしたりする方法などがあるが、めっきは微細なバ
ンプを短時間の処理で形成できる利点を持つ。

【０００７】さらに、バンプを設けようとする半導体チ
ップや半導体チップを搭載する回路基板を蒸着槽やめっ
き槽などの処理槽の中に導入せずに済ますために、予め
シリコンやガラスなどの原板上にバンプを設け、そのバ
ンプを半導体チップや回路基板に転写する転写法がよく
用いられる。

【０００８】図13は転写法によるバンプの形成方法の模
式的な工程図である。転写法によって半導体素子などが
形成された基板２にバンプ３を形成するには、先ず転写
するためのいわゆる転写用バンプ11を予めシリコンやガ
ラスなどのバンプ用原板１の上に設ける。この転写用バ
ンプ11はいろいろな方法によって形成される。

【０００９】図13の（Ａ）は、バンプ用原板１を例えば
コバール製のメタルマスク５で被って蒸着する、いわゆ
るマスク蒸着法によって転写用バンプ11を形成する方法
の模式図である。図示してない蒸着源には例えばＩｎは
んだを用い、メタルマスク５の所定の位置の開孔からバ
ンプ用原板１の表面にはんだを所定の厚みになるように
堆積させ、メタルマスク５を外せば転写用バンプ11が形
成できる。メタルマスク５を外す際，転写用バンプ11が
損傷しないように、メタルマスク５にははんだに濡れに
くい処理が施されている。

【００１０】次いで、図13の（Ｂ）では、バンプ用原板
１にレジスト８を被着して所定の位置に開孔し、めっき
によってはんだを堆積させ、レジスト８を剥離して転写
用バンプ11とする。

【００１１】次いで、図13の（Ｃ）では、バンプ用原板
１をメタルマスク５で覆い、所定の位置の開孔にはんだ
ペースト９を充てんしてからメタルマスクを外して転写
用バンプ11を得る。

【００１２】図13の（Ｄ）において、基板２には、予め
転写用バンプ11と位置合わせしてある所定の位置に電極
用メタライズ層21が設けられている。この電極用メタラ
イズ層21には、例えば、ＴｉやＣｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａ
ｕ、Ｃｕなどを積層した薄膜層が用いられる。この場
合、ＴｉやＣｒは基板２の密着性、ＰｔやＮｉははんだ
の拡散防止、ＡｕやＣｕははんだ濡れ性を良くするため
の膜である。

【００１３】図13の（Ｅ）において、必要に応じて転写
用バンプ11にフラックス４を塗布し、電極用メタライズ
層21が形成された基板２の上に、転写用バンプ11が設け
られたバンプ用原板１を対向して重ね合わせ、電極用メ
タライズ層21に転写用バンプ11を当接させて加熱する。
そうすると、転写用バンプ11が溶けて電極用メタライズ
層21に転写される。

【００１４】図13（Ｆ）において、バンプ用原板１を基
板２から開離し、必要に応じてフラックス洗浄を行え
ば、基板２の上にバンプ３を形成することができる。ま
た、めっきによるバンプの形成では、レジストをマスク
として、半導体基板上の金属電極にはんだバンプを形成
する方法が良く用いられる。

【００１５】図18はレジストをマスクとしたバンプ用め
っきの従来例の説明図で、模式的な工程図を示す。電解
めっきで用いるレジストには、大きく分けて２種類あ
る。一つは図18（Ａ）に示す通常の液状レジスト94で、
パターニング後の膜厚が数〜十数μｍであり、数μｍ程
度の微細なパターンが形成できる。もう一つは図18
（Ｂ）に示すドライフィルム96で、膜厚が数十μｍ以上
の比較的大きいパターンが形成できる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような転写法に
よるバンプの形成は、電極の導出本数が増大してバンプ
のサイズが小さくなり、あるいはバンプ同士のピッチが
細かくなるといろいろな厄介な課題が生じる。

【００１７】（１）課題：１（バンプ転写の際の位置合
わせ） バンプを転写によって形成するためには、電極用メタラ
イズ層と転写用バンプを対向するように位置合わせする
必要がある。ところが、例えば、直径が 200μｍφで、
ピッチが 500μｍといった細かいバンプ寸法になると、
この位置合わせが厄介であるため、手間隙掛けずにバン
プ転写の位置合わせができることが望まれている。

【００１８】（２）課題：２（バンプの高さのばらつ
き） フリップチップ接合を行う場合には、バンプの高さは一
様であることが望まれる。ところが、バンプの高さは、
図14に示した実測値から分かるようにばらつくことが避
けられず、ハッチ付き矢印に示した異常に高いバンプや
白抜き矢印で示した異常に低いバンプなどが形成されて
しまう。異常に高いバンプの場合には、数が少なけれ
ば、フリップチップ接合の際に加圧して潰せれば接合不
具合とはならない。しかし、異常に低いバンプの場合に
は、例えば数千個のバンプを加圧して潰さなければ低い
バンプとは接合できないので、実質的に接合不具合とみ
なされる。

【００１９】このようなバンプの高さのばらつきは、転
写用バンプがマスク蒸着によって形成される場合には、
メタルマスクの開孔面積のばらつきに起因している。因
みに、メタルマスクはエッチングによって開孔されるた
め、開孔面積の精度は±20％程度である。一方、バンプ
の高さはバンプの体積によって決まる。従って、−20％
の開孔のマスク蒸着によって形成されたバンプの体積
は、（１−0.2)² ＝0.64つまり平均的なバンプの64％と
なる。バンプの形状を球と仮定すると、0.64^1/3＝0.8
6、つまりバンプの高さは平均的な高さの−14％とな
り、安定した接合ができない。

【００２０】（３）課題：３（バンプ中のボイドの発
生） バンプ転写法によって、半導体チップ特にＬＳＩチップ
上にバンプを形成する際に、通常チップ上にはバンプを
設ける電極用メタライズ層以外の部位はポリイミドの絶
縁膜で覆われている。そのため、電極用メタライズ層の
部位が電極の回りよりも低くなっている。

【００２１】図15（Ａ）において、図示してないバンプ
用原板に設けた転写用バンプ11を基板２上の電極用メタ
ライズ層21に位置合わせして衝合した際、転写用バンプ
11の周縁が絶縁膜41の乗っかり隙間42が生じる。また、
多少の位置ずれがあると転写用バンプ11が電極用メタラ
イズ層21と絶縁膜41とに跨がり、転写用バンプ11と電極
用メタライズ層21との間に隙間42が生じることもある。
この状態で加熱して転写を行うと、図15（Ｂ）に示した
ようにこの隙間42が中空のボイド43としてバンプ３の中
に残存することが間々起こる。

【００２２】このボイド43は、マスク蒸着法で転写用バ
ンプを形成した場合には、密度が低いために、電極用メ
タライズ層21が凹んだ構成になっていない場合でも発生
することがある。そして、転写の際にフラックスが用い
られるので、フラックスが洗浄されずにボイドの中に残
ってしまい腐食の原因となる。

【００２３】バンプの中にボイドが発生することを防ぐ
方法としては、バンプを真空中で溶融して脱ガスする方
法が知られている。しかし、例えばＬＳＩに例をとる
と、電極上に形成されたバンプを溶融させると、バンプ
と電極との相互拡散によって配線が劣化したり、バンプ
の疲労寿命が短くなったりする。そのため、一旦形成し
たバンプをボイド除去のために溶融することは好ましく
ない。

【００２４】さらに、電極径 100μｍ、接合高さ80μｍ
のフリップチップ接合部において、40μｍφのボイドが
内在するはんだ接合部は、−55°Ｃ〜 125°Ｃの熱サイ
クル試験において 500サイクルで破断したが、30μｍφ
のボイドが内在するはんだ接合部では、 800サイクル以
上の疲労寿命であった。すなわち、電極径もしくは接合
高さの半分以上のボイドは、はんだ接合部の疲労寿命を
大幅に低下させる危惧がある。

【００２５】（４）課題：４（はんだボールの発生） 転写用バンプを形成するバンプ用原板上にメタルマスク
を用いたマスク蒸着法で転写用バンプを形成する場合に
は、バンプ用原板に重ねたマスクとの隙間にはんだなど
のバンプ材料が回り込み、マスクの開孔以外の部分には
み出した膜が形成されることが間々起こる。

【００２６】図16（Ａ）に示したように、転写用バンプ
11の領域以外に裾野が拡がるように回り込み膜32が形成
される。この回り込み膜32は、図16（Ｂ）示したように
加熱すると溶融して小さな球状のはんだ、いわゆるはん
だボール33となることが間々起こる。そのため、バンプ
転写の際に、基板と重ね合わせて加熱すると溶融してバ
ンプ３の隙間にはんだボールと呼ばれるはんだ塊31が点
在することになる。

【００２７】このようなはんだボールの生成を防ぐに
は、回り込み膜そのものを除去する方法が提案されてお
り、例えば、特開昭63-261857 では、バンプ用原板上の
転写用バンプが形成される領域以外を感光性ポリイミド
膜で覆い、バンプ材料をマスク蒸着したあとポリイミド
膜を回り込み膜とともに溶解除去する方法が提案されて
いる。

【００２８】ところが、この方法では、例えば、半導体
チップの表面の絶縁膜にポリイミドが用いられている場
合には適用できない。また、ポリイミドに代わってホト
レジスト膜を用いる方法もあるが、蒸着時や転写時の耐
熱性に難点がある。

【００２９】はんだボールは、バンプ間に点在して短絡
する原因ともなるので、転写したあとに形成されたはん
だボールを除去するとともに、転写用バンプを形成する
際にマスクの開孔から回り込んだ回り込み膜を転写工程
の前に除去する解決策も必要である。

【００３０】（５）課題：５（マスク蒸着法によるバン
プの剥離） ところで、メタルマスクを用いたマスク蒸着法によって
バンプを形成する際に、メタルマスクの開孔の側壁にバ
ンプ材料が付着し、マスクを剥離するとき、バンプや転
写用バンプも一緒に剥離してしまう不具合が間々起こ
る。

【００３１】この不具合を減少させるために、例えば、
特開昭63-261857 では、感光性ポリイミド層をバンプ形
成領域以外の部位に設け、バンプ材料を蒸着したあとポ
リイミド層を溶剤で溶解させる方法が提案されている。
しかし、この方法ではポリイミドを絶縁層として採用し
ている半導体チップなどには適用できない。

【００３２】また、特開平5-235003では、メタルマスク
の開孔の内壁をはんだに対して離型性のよい材質の被膜
で覆う方法が提案されている。しかし、この場合には、
開孔の側壁から隔離したバンプ材料がバンプの周囲に残
存し、隣接するバンプ間の短絡やはんだボールの原因と
なる。

【００３３】さらに、メタルマスクの表裏で開孔径を異
ならせるつまり開孔を逆テーパにして開孔の側壁を蒸着
源から蔭になるようにし、はんだ材料が開孔の側壁に付
着しないようにする方法がある。図17（Ａ）には、メタ
ルマスク５の開孔51の側壁52が逆テーパの理想的な形態
を示した。

【００３４】ところで、メタルマスクの開孔は化学的な
エッチングによって製造され、しかも、メタルマスクの
厚みが数十μｍあり、開孔51の直径に対して深さが大き
いため、オーバエッチングなしで精度よく穿孔すること
は難しい。因みにオーバエッチングすれば、図17（Ｂ）
に示したように、開孔51の側壁52は湾曲した形状とな
る。そして、開孔51の奥の側壁52の裾野にバンプ３や転
写用バンプ11の裾野が重なると、図17（Ｃ）に示したよ
うに、メタルマスク５を剥離する際に、形成されたバン
プ３も転写用バンプ11も剥離してしまう不具合が生じ
る。

【００３５】また、めっきによりはんだバンプを形成す
る方法においては、ドライフィルムに比べて薄い液状レ
ジストをマスクに用いてめっきする場合に、図18（Ａ）
に示すように、金属電極92上に、絶縁膜上にも拡がった
きのこ型のバンプ95a が形成され、めっき中にバンプ95
a のめっきされる表面積が増加し続ける。従って、一定
の電流密度でめっきすることは難しい。また、バンプ95
a 間のピッチが狭くなると、ショートし易くなる。ま
た、最終的なバンプ95a の高さのばらつきも大きくな
る。

【００３６】しかし、電極径よりも大きい径でめっきさ
れるために、体積が大きなバンプを形成することができ
る。体積が大きいバンプ95は、溶融すると高いバンプ95
となる。一般的に、接合高さの高いフリップチップ接合
部は疲労寿命が長いことが知られているため、この点で
有利である。

【００３７】一方、液状レジストに比べて厚いドライフ
ィルムを用いてめっきする場合、図18（Ｂ）に示すよう
に、ストレート形状のバンプ95b が形成される。従っ
て、めっき中に、バンプ95b 表面にめっきされる表面積
が変化せず、電流密度の制御が容易である。また、最終
的なバンプ95b の高さのばらつきは比較的小さい。

【００３８】しかし、形成できるバンプ95b の体積は液
状レジスト94を用いて形成したバンプ95a と比較して制
限される。ただし、原理的にはドライフィルム96を用い
てきのこ型にバンプ95を形成し、体積の大きなバンプ95
を形成することも可能であるが、その後のドライフィル
ム96の剥離が困難となる。

【００３９】また、ただ単に大きな径ではんだをめっき
しても、図18（Ｃ）に示すように、ドライフィルム96の
開口部97の全面がめっきで埋まらないことがあり、開口
部97の側壁の一部に空隙98が出来たりして、図19の５０
０倍に拡大した顕微鏡写真でバンプ用めっきのめっき後
の形状を示すように、めっきが均一に進まず、めっきさ
れたバンプ95の表面が不均一な凹凸面99となることがあ
る。

【００４０】以上の問題点に鑑み、本発明は、位置合わ
せの煩雑さがない転写バンプを有する半導体装置、バン
プの高さが一様になる転写工程を含む半導体装置の製造
方法、バンプの中に発生するボイドを低減する転写工程
を含む半導体装置の製造方法、はんだボールの発生を抑
える転写工程を含む半導体装置の製造方法およびマスク
蒸着法で剥離のないバンプを得るメタルマスクを用いた
転写工程を含む半導体装置の製造方法と、それらの製造
方法によって形成された半導体装置を提供すること、更
に、液状レジストの欠点ならびにドライフィルムの欠点
を解決するバンプのめっき方法を提供することにある。

【００４１】

【課題を解決するための手段】

（１）上で述べた課題：１のバンプ転写の際の位置合わ
せについては、請求項１で述べたように、バンプ用原板
上に設けられた複数の転写用バンプが基板上に設けられ
た複数の電極用メタライズ層に転写されてなるバンプを
有する半導体装置において、前記転写用バンプが、直径
が隣接する前記電極用メタライズ層同士の隙間よりも小
さく、かつ、ピッチが前記電極用メタライズ層のピッチ
よりも小さく形成されている半導体装置によって解決さ
れる。

【００４２】一方、こうした構成の半導体装置において
は、電極用メタライズ層に対面しないために転写されず
バンプになり損なった転写用バンプは、電極用メタライ
ズ層間に有害なはんだ塊として留まることが起こる。

【００４３】このはんだ塊は、請求項６で述べたよう
に、前記バンプ用原板上の転写用バンプを前記基板上の
電極用メタライズ層に移設する転写工程と、次いで、前
記基板上に形成されたバンプの間に生じて点在するはん
だ塊を転写工程で塗布したフラックスとともに洗浄する
除去工程とを含む半導体装置の製造方法によって解決さ
れる。

【００４４】つまり、例えば、半導体素子などの回路部
品が搭載されている基板上に設けられ、バンプ径が 100
μｍφ、ピッチが 200μｍ、しかも個数が数十〜数千個
の電極用メタライズ層に、バンプ用原板上に設けた転写
用バンプを全て位置合わせした状態にして転写すること
は、バンプ用原板が透明であっても容易ではない。

【００４５】そこで、本発明では、例えば、バンプ用原
板に形成する転写用バンプのバンプ径を50μｍφ、ピッ
チを 100μｍとし、バンプ径もピッチも小さくしてい
る。そして、個々の転写用バンプと電極用メタライズ層
を位置合わせしなくてもよいようにしている。

【００４６】そうすると、位置合わせの状態によって
は、例えば、電極用メタライズ層に対して衝合する転写
用バンプの数が１個だったり４個だったりといった場合
が生ずる。しかし、転写用バンプのピッチは一定なので
衝合する数がばらばらになることはなく不具合はない。
また、電極用メタライズ層に対面しないために転写され
ずに残った転写用バンプが、はんだ塊として電極用メタ
ライズ層間に点在した場合には、フラックスとともに洗
浄して除去するようにしている。さらに、基板の電極用
メタライズ層以外の部分がバンプ材料に濡れない絶縁層
などで覆われているので、隣接するバンプ間が短絡する
こともない。

【００４７】（２）次いで、課題：２のバンプの高さの
ばらつきについては、請求項７で述べたように、バンプ
用原板に重置されたメタルマスクの複数の開孔を通して
蒸着によって形成された転写用バンプを基板に移設する
転写工程を含む半導体装置の製造方法において、前記メ
タルマスクを検査し、所定の面積の20％以下の開孔面積
を含むメタルマスクを不具合として不使用にするととも
に、前記転写工程を複数回繰り返す半導体装置の製造方
法によって解決される。

【００４８】つまり、例えば、メタルマスクの開孔10,0
00個に１個の割合で -20％の開孔が混在しているとし、
所定の1/2 量の転写用バンプを２回転写してバンプを形
成するとする。１回目の転写で -20％の開孔で蒸着され
た転写用バンプを転写して形成されたバンプの体積は、
0.5×(1-0.2)²＝0.32となる。２回目の転写をされたバ
ンプはさらに0.32の体積が加えられ、0.64の体積＝0.64
の３乗根で0.86の高さとなり、高さ不良となる。

【００４９】しかし、メタルマスクの -20％の開孔で蒸
着されて形成された転写用バンプが２回とも同じ基板上
に転写される確率は（1/10,000)²となり、皆無に近い。
つまり、１回目に -20％の開孔で形成された転写用バン
プが転写されても２回目で所定の開孔で形成された転写
用バンプが転写されて0.32＋0.50＝0.82の体積となれ
ば、高さは0.82の３乗根から0.94となり、不具合とはな
らない。

【００５０】こうして、端子数が 3,000個の半導体装置
を例にとると、高さ不良を起こす確率は、約30,000装置
に１個の割合となり、従来に比べて著しく低減する。さ
らに、所定の1/3 量の転写用バンプを３回転写したり、
所定の1/4 量の転写用バンプを４回転写したりすれば、
転写工程は増大するが、バンプの高さ不良の発生確率は
さらに低減させることができる。

【００５１】高さが所定の値よりも高いバンプ場合に
は、フリップチップ接合を行う際に、先ず高いバンプが
対面する電極は衝合して潰される。ところが、図９で示
した測定例から分かるように、所定の高さを越えるバン
プの数はそれ程多くない。従って、高さが所定の値より
も高いバンプについては、考慮する必要がない。

【００５２】メタルマスクの開孔径の検査は、目視によ
る外観検査などによって多大な工数を要したが、本発明
になる複数回の転写工程を行えば、−20％以下の開孔径
の有無を調べればよく、メタルマスクの検査工程を大幅
に低減することができる。

【００５３】（３）次いで、課題：３のバンプ中のボイ
ドの発生については、請求項８で述べたように、基板上
に設けられた絶縁層に穿設された複数の電極用メタライ
ズ層にバンプ用原板上に設けられた転写用バンプを移設
する転写工程を含む半導体装置の製造方法において、前
記電極用メタライズ層と前記絶縁層とに跨がるように金
属層を設ける工程と、該金属層は前記転写用バンプに濡
れて拡散するものであり、前記転写工程に際しては、前
記転写用バンプを前記金属層に位置合わせする工程とを
含む半導体装置の製造方法によって解決される。

【００５４】つまり、バンプの中にボイドが発生する原
因の一つは、回りよりも凹んでいる電極用メタライズ層
に転写用バンプが蓋をするように衝合した結果、空気が
閉じ込められてボイドとなる。

【００５５】そこで、本発明では、バンプを構成するは
んだによく濡れ、しかもそのはんだの中に拡散する金属
材料を用いた金属層を、バンプを形成する基板の電極用
メタライズ層に跨がるように設ける。そして、転写用バ
ンプをこの金属層に位置合わせして転写するようにして
いる。

【００５６】そうすると、電極用メタライズ層と金属層
の上で溶解した転写用バンプは、金属層が転写用バンプ
の中に拡散していくと、金属層が消滅して転写用バンプ
は電極用メタライズ層に流下し、転写して形成されたバ
ンプの中にボイドが生じることを防ぐことができる。

【００５７】なお、電極用メタライズ層のはんだ濡れが
悪いために、オープンポアの形でボイドになる危惧があ
る場合には、（２）で述べた本発明になる複数回の転写
工程を併用すれば防ぐことができる。

【００５８】（４）次いで、課題：４のはんだボールの
発生については、請求項９、10または11で述べたよう
に、バンプ用原板上に蒸着工程によって形成された転写
用バンプを、基板上に設けられた電極用メタライズ層に
移設して該基板上にバンプを形成する転写工程を含む半
導体装置の製造方法において、前記転写用バンプ形成領
域の回りに該転写用バンプに不濡の周覆層を設ける工程
と、前記蒸着工程が終わったあと、加熱して前記転写用
バンプを融解してから前記周覆層を除去する工程とを含
む半導体装置の製造方法か、あるいは基板上に設けられ
た電極用メタライズ層にバンプ用原板上に設けられた転
写用バンプを移設して該基板上にバンプを形成する転写
工程を含む半導体装置の製造方法において、前記電極用
メタライズ層の回りに、該転写用バンプに不濡の周覆層
を設ける工程と、前記転写工程が終わったあと、前記周
覆層を除去する工程とを含む半導体装置の製造方法によ
って解決される。

【００５９】こゝで、周覆層には、前記バンプと差別的
にエッチング除去可能な金属層、または溶剤によって溶
解除去可能な樹脂層を用いるようにしている。転写用バ
ンプがバンプ用原板にマスク蒸着法によって形成された
とき、バンプ用原板にメタルマスクの開孔から回り込ん
だはんだ材料は、転写用バンプを電極用メタライズ層に
転写する際、電極用メタライズ層以外の周囲にはんだボ
ールとして残存する。

【００６０】そこで、本発明では、先ず、バンプ用原板
上に転写用バンプが形成される領域の回りに予め転写用
バンプ材料に濡れない周覆層を設けてから蒸着し、回り
込み膜をこの周覆層上で受けるようにしている。蒸着が
終わった後、バンプ用原板を加熱して転写用バンプを融
解すると、回り込み膜は細かいはんだボールとなって周
覆層の上に発生する。そこで、この周覆層を金属製の周
覆層の場合にはバンプ材料と差別的にエッチング可能な
エッチング液によるエッチングによって、樹脂製の周覆
層の場合には溶剤を用いて、周覆層と回り込み膜から生
じたはんだボールを一緒に除去するようにしている。

【００６１】あるいは、基板上の電極用メタライズ層の
回りにはんだ材料に濡れない材料からなる周覆層を設け
るようにしている。例えば、電極用メタライズ層の回り
が樹脂製の絶縁膜で覆われている場合には金属製の周覆
層を用い、絶縁膜が設けられていない場合には樹脂製の
周覆層も用いるようにしている。そして、転写用バンプ
を電極用メタライズ層に移設する転写工程の際に、発生
するはんだボールを周覆層上で受け、転写工程のあと、
周覆層をエッチングまたは溶解して、周覆層をはんだボ
ールと一緒に除去するようにしている。

【００６２】こうすると、メタルマスクを用いて転写用
バンプを形成する際に転写用バンプの回りに形成される
回り込み膜に起因する不具合、つまり、転写工程のあと
に生じたはんだボールを除去することができる。その結
果、はんだボールに起因して起こる隣接するバンプ間の
短絡などの不具合を低減することができる。

【００６３】（５）課題：５のマスク蒸着法によるバン
プの剥離については、請求項12または14で述べたよう
に、基板上に重置されたメタルマスクの開孔を通して該
基板上に設けられた電極用メタライズ層にバンプが蒸着
される工程を含む半導体装置の製造方法において、該メ
タルマスクが、寸法の異なる開孔を有する複数の該メタ
ルマスクの重置体からなり、開孔が前記基板に向かって
拡開するように重置されている半導体装置の製造方法、
または、バンプ用原板に重置されたメタルマスクの開孔
を通して蒸着された転写用バンプが基板上の電極用メタ
ライズ層に移設される工程を含む半導体装置の製造方法
において、該メタルマスクが、寸法の異なる開孔を有す
る複数の該メタルマスクの重置体からなり、開孔が前記
バンプ用原板に向かって拡開するように重置されている
半導体装置の製造方法によって解決される。

【００６４】メタルマスクの開孔を逆テーパ状に穿設す
れば、蒸着して転写用バンプを形成した後バンプ用原板
からマスクを剥離する際に、転写用バンプが一緒に剥離
してしまうことを防ぐことは分かっているが、開孔の側
壁にテーパを付けることは容易でない。

【００６５】そこで、本発明では、寸法の異なる開孔を
有する複数のメタルマスクを重ね合わせ、開孔の側壁を
階段状に拡開するようにしている。そして、開孔のバン
プ用原板に当接する側が大きくなるようにしている。

【００６６】そうすると、メタルマスクの開孔の側壁が
拡大する方向に逃げているので、マスク蒸着して仮にバ
ンプ材料が回り込んでも開孔の側壁に付着することを防
ぐことができる。その結果、マスクをバンプを形成しよ
うとする基板やバンプ用原板から剥離する際に、形成さ
れたバンプや転写用バンプまでが一緒に剥離してしまう
ことが防げる。なお、こうしてマスクの開孔に沿って回
り込んだ回り込み膜は、はんだボール発生の原因となる
が、（４）で述べた本発明になる解決策によって、はん
だボールを除去することができる。

【００６７】次に、レジストをマスクとしためっきによ
るバンプの形成方法における課題を解決する手段を説明
する。図８は本発明のバンプ用はんだの形成方法の模式
的な工程図である。

【００６８】図において、61は半導体基板、62は金属電
極、63は絶縁膜、64は金属膜または金属粒子、65はドラ
イフィルムまたは液状レジスト、66は開口部、67ははん
だ、68ははんだバンプである。

【００６９】この課題を解決する手段としては、図８に
示すように、半導体基板61上に形成された金属電極62の
電極径よりも大きな径でドライフィルムまたは液状レジ
スト65をパターニングしてめっきする。ストレート形状
のはんだ67から形成するはんだバンプ68では、従来の液
状レジストの問題は生じない。しかも、めっきする径が
大きいために、短時間で所望の体積のはんだ67をめっき
することができる。また、大きな径でめっきした後には
んだ67を加熱して溶融すると、絶縁膜63とはんだ67は濡
れないため、はんだ67は絶縁膜63からはじかれて、金属
電極62上で一体化し、高さの高いはんだバンプ68を形成
することが可能となる。

【００７０】しかし、ただ単に大きな径ではんだをめっ
きしても、前述の図18（Ｃ）で説明したように、ドライ
フィルムまたは液状レジスト94の開口部97の全面がはん
だで埋まらないことがあり、はんだバンプ95の高さや形
状が不均一なものとなる。

【００７１】そのため、普通のスパッタ装置を用いて、
半導体基板61上の絶縁膜63の表面をあらかじめ逆スパッ
タすると、金属電極62の表面も当然逆スパッタされて絶
縁膜63上に金属膜や金属粒子64が堆積され、これが導電
膜或いは核となってめっきが進行し、はんだ67が横方向
に成長することが明らかとなった。

【００７２】本発明は、この特徴を利用し、図８（Ａ）
に示す絶縁膜63、同時に金属電極62の表面を逆スパッタ
すると、、図８（Ｂ）に示すように、絶縁膜63上に金属
膜または金属粒子が薄く堆積する。続いて、図８（Ｃ）
に示すように、ドライフィルム又は液状レジスト65を塗
布し、金属電極62より大きい範囲の開口部66をパターニ
ングすると、図８（Ｄ）に示すように、はんだめっきの
際にはんだ67は先ずドライフィルム65の開口部66の絶縁
膜63表面に一面に拡がる。そして、ドライフィルム65の
開口部66全体がはんだ67でめっきされていく。こうする
ことで、ドライフィルム65の開口部66全体をはんだ67で
均一に埋めることができ、ドライフィルム65除去後、そ
の後熱処理して図８（Ｅ）に示すような体積の大きなは
んだバンプ68を形成することができる。

【００７３】このように、本発明のレジストをマスクと
しためっきによるバンプ形成の目的は、図８（Ａ）に示
すように、金属電極62が形成された半導体基板61上には
んだの融点に耐え得る絶縁膜63を該金属電極62上を除い
て被覆する工程と、次に、図８（Ｂ）に示すように、該
金属電極62を含む基板の表面を逆スパッタして、該絶縁
膜63上に金属膜または金属粒子64を堆積する工程と、次
に、図８（Ｃ）に示すように、該絶縁膜63上にドライフ
ィルムまたは液状レジスト65を被覆し、露光現像を行っ
て、該金属電極62を含み少なくとも該金属電極62より大
きい径の開口部66を形成する工程と、次に、図８（Ｄ）
に示すように、該開口部66内にはんだ67を被覆（めっ
き）する工程と、次に、図８（Ｅ）に示すように、該は
んだ67を加熱溶融して球状のはんだバンプ68を形成する
工程とを含むことにより達成される。

【００７４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例の説
明図、図２は本発明の第２の実施例の説明図、図３は本
発明の第３の実施例の説明図、図４は本発明の第４の実
施例の説明図、図５は本発明の第５の実施例の説明図、
図６は本発明の第６の実施例の説明図、図７は本発明の
第７の実施例の説明図、図９〜図10は本発明の第８の実
施例の工程順模式説明図、図11は本発明のバンプ用はん
だの形成後の顕微鏡写真、図12は本発明のバンプ用はん
だの溶融後のはんだバンプ完成後の顕微鏡写真である。

【００７５】図において、１はバンプ用原板、11は転写
用バンプ、２は基板、21は電極用メタライズ層、22は絶
縁膜、３はバンプ、31ははんだ塊、32は回り込み膜、４
はフラックス、５はメタルマスク、5aは第１マスク、5b
は第２マスク、51は重置体、６は金属層、７は周覆層、
71はＳｉウェーハ、72はＴｉ膜、73はＮｉ膜、74は金属
電極、75はポリイミド膜、76はスルーホール、77は金属
膜または金属粒子、78はドライフィルム、79は開口部、
80ははんだ、81ははんだバンプである。

【００７６】第１の実施例：１（請求項１〜６関連） 図１（Ａ）において、基板２には10ｍｍ□のＳｉチップ
からなり、Ａｕ／Ｎｉの厚さがそれぞれ 0.1／0.5 μｍ
で 200μｍφの電極用メタライズ層21を 500μｍピッチ
でマトリックス状に設け、その上にＰｂ−63wt％Ｓｎは
んだを被着する。バンプ用原板１はガラス基板からな
り、そのバンプ用原板１上にＰｂ−63wt％Ｓｎはんだを
図示してないメタルマスクを用いて蒸着し、直径50μｍ
φで高さが50μｍの転写用バンプ11を形成する。

【００７７】図１（Ｂ）において、転写用バンプ11にフ
ラックス４を塗布して基板２に位置合わせせず無造作に
重ね合わせ、 220°Ｃに加熱した。図１（Ｃ）に電極用
メタライズ層21に衝合した転写用バンプ11は転写されて
基板２上にバンプ３が形成された。また、電極用メタラ
イズ層21に衝合しなかった転写用バンプ11は、バンプ３
の間隙にはんだ塊31として残る。このはんだ塊31は、バ
ンプ用原板１を基板２から離し、フラックス４を洗浄す
ると、図１（Ｄ）に示したように、はんだ塊31がフラッ
クス４とともに清浄され除去され、基板２の上に良好な
バンプ３が形成できた。

【００７８】第１の実施例：２（請求項１〜６関連） 図１（Ａ）において、基板２にはハイブリッドＩＣに用
いるアルミナセラミック回路基板を用い、Ａｕ／Ｎｉの
厚さがそれぞれ 0.1／0.5 μｍで 400μｍφの電極用メ
タライズ層21を 800μｍピッチでマトリックス状に設
け、その上にＩｎ−48wt％Ｓｎはんだを被着する。ガラ
ス基板のバンプ用原板１上には、Ｉｎ−48wt％Ｓｎはん
だペーストを、スクリーン印刷によって、直径 100μｍ
φの転写用バンプ11を 200μｍピッチで形成する。

【００７９】図１（Ｂ）において、転写用バンプ11にフ
ラックス４を塗布して基板２に位置合わせすることなく
重ね合わせし、 150°Ｃに加熱した。図１（Ｃ）におい
て、電極用メタライズ層21に衝合した転写用バンプ11は
転写されて基板２上にバンプ３が形成された。バンプ用
原板１を基板２から離し、フラックス４を洗浄すると、
図１（Ｄ）に示したようにバンプ３が形成された。

【００８０】第１の実施例：３（請求項１〜６関連） 図１（Ａ）において、基板２にはハイブリッドＩＣに用
いるアルミナセラミック回路基板を用い、Ａｕ／Ｎｉの
厚さがそれぞれ 0.1／0.5 μｍで 200μｍφの電極用メ
タライズ層21を 500μｍピッチでマトリックス状に設
け、その上にＩｎはんだを被着する。ポリイミドフィル
ムからなるバンプ用原板１上には、メタルマスク５を介
してＩｎはんだを蒸着し、直径50μｍφ、高さ50μｍの
転写用バンプ11を 100μｍピッチで形成する。

【００８１】図１（Ｂ）において、転写用バンプ11にフ
ラックス４を塗布して基板２に位置合わせすることなく
衝合し、 150°Ｃ、５Kgf で熱圧着した。そのあと、図
１（Ｃ）において、 220°Ｃに加熱したところ、電極用
メタライズ層21に衝合した転写用バンプ11が基板２上に
転写された。バンプ用原板１を基板２から離し、フラッ
クス４を洗浄すると、図１（Ｄ）に示したようにバンプ
３が形成された。

【００８２】こゝでは、バンプ材料にＰｂ−63wt％Ｓｎ
はんだやＩｎ−48wt％Ｓｎはんだペーストなどを用いた
が、その外に、例えば、ＢｉやＧａ、Ｇｅ、Ｓｂを含む
はんだなども用いることができる。また、転写用バンプ
を形成するバンプ用原板や電極用メタライズ層にも種々
の変形が可能である。

【００８３】第２の実施例：１（請求項７、15、16、17
または18関連） 図２（Ａ）において、開孔の直径が表面 130μｍφ、裏
面 170μｍφで側壁の角度が約 100°の図示してないメ
タルマスクを用いて、Ｓｉのバンプ用原板１の上にＰｂ
−５wt％Ｓｎはんだを蒸着し、高さ30μｍの転写用バン
プ11を形成したが、こゝでは、模式的に右端の転写用バ
ンプ11が他のバンプ３よりも高さが低くなっている。

【００８４】図２（Ｂ）において、この転写用バンプ11
にフラックス４を塗布して、Ｓｉ素子が形成された基板
２の上のＮｉの電極用メタライズ層21に位置合わせし、
360°Ｃに加熱して転写したあと、図２（Ｃ）に示した
ように、バンプ用原板１を基板２から開離し、フラック
ス４を洗浄すると、基板２の上にバンプ３が形成され
た。

【００８５】さらに、図２（Ｄ）で、図２（Ａ）と同様
にバンプ用原板１に転写用バンプ11を形成し、図２
（Ｅ）に示したように、転写用バンプ11にフラックス４
を塗布して基板２の一回目の転写で形成されたバンプ３
に位置合わせし、 350°Ｃに加熱して転写したあとフラ
ックス４を洗浄した。図２（Ｆ）に示したように、基板
２の上には２回転写したバンプ３が形成された。

【００８６】こうして形成されたＳｉ素子からなる基板
２の上の全てのバンプ３を高さを測定したところ、平均
のバンプ高さは84.3μｍ、最小の高さは79.2μｍ、最大
のバンプ高さは87.9μｍであった。このＳｉ素子とＡｌ
Ｎ基板とをフラックスなしでフリップチップ接合し、Ｃ
ＰＵモジュールを作製した。接合部の電気的な信頼性を
調べたところ不具合が皆無であった。

【００８７】第２の実施例：２（請求項７、15、16、17
または18関連） 第２の実施例：１と同様の２回転写方式で、いろいろな
はんだを試料として用い、バンプ形成を行った。表１に
それぞれの試料の加熱条件を示す。

【００８８】

【表１】

【００８９】こうしてそれぞれの試料から形成されたバ
ンプの高さの測定結果を表２に示す。

【００９０】

【表２】

【００９１】この表２から分かるように、２回転写によ
ってバンプの高さのばらつき、特に最小値が異常に小さ
くなる不具合が防止できる。その結果、それぞれのバン
プを転写したＳｉ素子をＡｌＮ基板をフリップチップ接
合して、実施例：１と同様に信頼性を調べたところ接合
の不具合が皆無であった。

【００９２】第２の実施例：３（請求項７、15、16、17
または18関連） 開孔の直径が表面 150μｍφ、裏面 180μｍφで側壁の
角度が約 100°、開孔の平均直径 150μｍφ、最小直径
＞125 μｍφの図示してないメタルマスクを用いて、高
さ平均が85μｍ、最小高さが75μｍのバンプを形成する
ために、次のような計算を行った。

【００９３】 75／85＝0.88 (0.88)³＝0.69 0.69^1/2 ＝0.82 このメタルマスクを用いて、ガラスのバンプ用原板上に
Ｐｂ−５wt％Ｓｎはんだを蒸着したあとメタルマスクを
剥がして 転写用バンプを形成した。転写用バンプにフ
ラックスを塗布したあと、Ｓｉ素子上のＮｉの電極用メ
タライズ層と位置合わせし、 360°Ｃに加熱してＰｂ−
５wt％Ｓｎはんだの転写用バンプをバンプ用原板からＳ
ｉ素子の電極用メタライズ層上に転写した。この転写工
程を２回繰り返したあと、バンプ表面の酸化膜を除去す
るためにフラックスを塗布し、 350°Ｃに加熱し冷却し
たあとフラックスを除去した。

【００９４】Ｓｉ素子上の全バンプの高さを測定したと
ころ、平均のバンプ高さは84.9μｍ、最小のバンプ高さ
は78.3μｍ、最大のバンプ高さは90.1μｍであった。Ｓ
ｉ素子をＡｌＮ基板にフラックスなしでフリップチップ
接合し、ＣＰＵモジュールを作製した。接合部の電気的
な信頼性を調べたところ不具合が皆無であった。

【００９５】第２の実施例では、２回の転写工程によっ
てバンプの高さのばらつき補正を例示したが、転写回数
は２回に限定されるものではなく、メタルマスクや転写
用バンプ、転写形成されるバンプなどの寸法条件、はん
だの種類などによって種々の変形が可能である。

【００９６】第３の実施例：１（請求項８、15、17また
は18関連） 図３（Ａ）において、基板２には半導体素子が設けられ
たＳｉ基板からなり、Ｎｉの電極用メタライズ層21が形
成されており、その電極用メタライズ層21の回りはポリ
イミドの絶縁膜22で覆われている。そして、電極用メタ
ライズ層21と絶縁膜22に跨がって 0.5μｍの膜厚のＡｕ
の金属層６が設けられている。

【００９７】転写用バンプ11は、図示してないＳｉのバ
ンプ用原板の上にメタルマスクを用いてＰｂ−５wt％Ｓ
ｎはんだを蒸着して形成したものである。転写用バンプ
11にフラックス４を塗布したあと、図３（Ｂ）に示した
ように、金属層６の絶縁膜22側を狙って位置合わせし、
360°Ｃに加熱してＰｂ−５wt％Ｓｎはんだ製の転写用
バンプ11を基板２の金属層６に転写した。転写用バンプ
11のＰｂ−５wt％Ｓｎはんだの中には金属層６のＡｕが
拡散して消滅するとともに、Ｐｂ−５wt％Ｓｎはんだが
電極用メタライズ層21のＮｉにも濡れて矢印に示したよ
うに移動し、図３（Ｃ）に示したように基板２の上にＰ
ｂ−５wt％Ｓｎはんだ製のバンプ３が形成された。

【００９８】こうして基板２の上に形成されたバンプ３
は、図示してないフラックスを洗浄したあと、透過Ｘ線
で観察したところ、バンプ３の中にボイドは認められな
かった。バンプ３を表面の酸化膜を除去するために再度
フラックスを塗布して 350°Ｃに加熱し、冷却してフラ
ックス洗浄した。このバンプ３が形成された基板２をＡ
ｌＮ基板とフラックスなしでフリップチップ接合し、Ｃ
ＰＵモジュールとし、信頼性試験を行ったが不具合は皆
無であった。

【００９９】第３の実施例：２（請求項８、15、17また
は18関連） 第３の実施例：１と同様の転写方式で、いろいろなはん
だを試料として用い、バンプ形成を行った。それぞれの
試料の加熱条件は、第２の実施例：２の表１に示した条
件と同一である。

【０１００】それぞれの条件で形成されたバンプは、透
過Ｘ線で観察したところ、バンプの中にボイドは認めら
れなかった。また、それぞれのバンプが形成された基板
をＡｌＮ基板とフラックスなしでフリップチップ接合
し、ＣＰＵモジュールとし、腐食試験を行ったが不具合
は皆無であった。

【０１０１】こゝでは、バンプ材料にＰｂ−５wt％Ｓｎ
はんだやＩｎはんだを用いたが、その外に、例えば、Ｂ
ｉやＧａ、Ｇｅ、Ｓｂを含むはんだなども用いることが
できる。また、転写用バンプを形成するバンプ用原板に
は、Ｓｉの外にガラスやセラミック、あるいはポリイミ
ドのような耐熱性の高い樹脂膜なども用いることができ
る。さらに、バンプを形成する電極用メタライズ層に
は、バンプ材料の種類によって、Ｎｉの外にＡｕやＴ
ｉ、Ｃｕ、Ｃｒなどの多層薄膜も用いることができる。

【０１０２】第４の実施例（請求項９、11、15、17また
は18関連） 図４（Ａ）において、基板２は半導体素子が設けられた
Ｓｉ基板からなり、電極用メタライズ層21はＡｕ電極か
らなる。その電極用メタライズ層21の回りに、膜厚 0.1
μｍのＡｌの周覆層７を蒸着によって設けた。開孔の直
径が表面 130μｍφ、裏面 170μｍφで側壁の角度が約
100°の図示してないメタルマスクを用いて、Ｓｉのバ
ンプ用原板１の上にＰｂ−５wt％Ｓｎはんだを蒸着し、
高さ30μｍの転写用バンプ11を形成した。ところが、こ
の転写用バンプ11の裾野には、一般には避けがたいバン
プ用原板１と図示してないメタルマスク５の隙間に入り
込んだ回り込み膜32が這い出していた。

【０１０３】図４（Ｂ）において、この転写用バンプ11
にフラックス４を塗布して、基板２の上のＡｕの電極用
メタライズ層21に位置合わせし、 360°Ｃに加熱して転
写したあとバンプ用原板１を開離しフラックス４を洗浄
すると、図４（Ｃ）に示したように、基板２の上にバン
プ３が形成された。それとともに、バンプ３の回りには
回り込み膜32が球状のはんだ塊31がいわゆるはんだボー
ルとして生成され点在していた。

【０１０４】そこで、基板２を蒸留水：90ml、塩酸：15
ml、ふっ酸：10mlからなるエッチング溶液に浸漬し、Ａ
ｌの周覆層７を溶解し除去したところ、図４（Ｄ）に示
したように、はんだ塊31も同時に除去でき、基板２の上
に良好なバンプ３を転写形成することができた。

【０１０５】こゝでは、バンプ材料にＰｂ−５wt％Ｓｎ
はんだを用いたが、その外に、例えば、ＩｎやＧａ、Ｇ
ｅ、Ｓｂを含むはんだなども用いることができる。ま
た、転写用バンプを形成するバンプ用原板には、Ｓｉの
外にガラスやセラミック、あるいはポリイミドのような
耐熱性の高い樹脂膜なども用いることができる。さら
に、バンプを形成する電極用メタライズ層には、バンプ
材料の種類によって、Ｎｉ／ＴｉとかＣｕ／Ｃｒなどの
多層薄膜も用いることができる。さらに、メタルマスク
の開孔の大きさには、種々の変形が可能である。

【０１０６】バンプ形成材料に濡れない周覆層には、半
導体素子が設けられた基板２の上に、例えば、ポリイミ
ドなどの樹脂膜が絶縁膜として被着されている場合に
は、Ａｌのような金属膜が有効である。しかし、ポリイ
ミドなどの樹脂膜が被着されていない場合に、例えば、
ポリイミドのような耐熱性があり、溶剤に溶解可能な樹
脂膜を用いることもできる。また、はんだ塊が微細な場
合には、硝酸と酢酸の混酸に浸漬して、転写形成された
バンプを温存させ、はんだ塊のみを溶解させて除去する
こともでき、種々の変形が可能である。

【０１０７】第５の実施例（請求項10、11、15、17また
は18) 図５（Ａ）において、ガラスのバンプ用原板１の転写用
バンプ11の領域以外に膜厚 0.1μｍのＡｌの周覆層７を
蒸着によって設けた。そして、開孔の直径が表面 130μ
ｍφ、裏面 170μｍφで側壁の角度が約 100°のメタル
マスク５を用いて、ガラスのバンプ用原板１の上にＰｂ
−５wt％Ｓｎはんだを蒸着し、高さ30μｍの転写用バン
プ11を形成した。

【０１０８】この転写用バンプ11は、図５（Ｂ）に示し
たように、転写用バンプ11の裾野には、一般には避けが
たいバンプ用原板１とメタルマスク５との隙間に入り込
む回り込み膜32が這い出していた。

【０１０９】次いで、転写用バンプ11が形成されたバン
プ用原板１を、Ｎ₂-Ｈ₂(4:1)雰囲気中で 320°Ｃが加熱
すると、図５（Ｃ）に示したように、回り込み膜32の一
部がはんだ塊31として、周覆層７の上に生成する。

【０１１０】そこで、バンプ用原板１を蒸留水：90ml、
塩酸：15ml、ふっ酸：10mlからなるエッチング溶液に浸
漬し、Ａｌの周覆層７を溶解し除去したところ、図５
（Ｄ）に示したように、はんだ塊31も同時に除去でき、
バンプ用原板１の上に回り込み膜32のない転写用バンプ
11を形成することができた。

【０１１１】バンプ形成材料に濡れない周覆層には、Ａ
ｌのような金属膜の外に、例えば、ポリイミドのような
耐熱性があり、溶剤に溶解可能な樹脂膜を用いることも
できる。また、はんだ塊が微細な場合には、硝酸と酢酸
の混酸に浸漬して転写用バンプを温存させ、はんだ塊の
みを溶解して除去することもできる。さらに、バンプ材
料にＰｂ−５wt％Ｓｎはんだを用いたが、その外に、例
えば、ＩｎやＧａ、Ｇｅ、Ｓｂを含むはんだなども用い
ることができる。また、転写用バンプを形成するバンプ
用原板には、ガラスの外にＳｉやセラミック、あるいは
ポリイミドのような耐熱性の高い樹脂膜なども用いるこ
とができる。さらに、メタルマスクの開孔の大きさに
は、種々の変形が可能である。

【０１１２】第６の実施例：１（請求項12、13、16また
は18関連） 図６において、メタルマスク５には、開孔の直径が 140
μｍ、厚さ50μｍの42−アロイ製の第１マスク5aと、開
孔の直径が 170μｍ、厚さ50μｍの42−アロイ製の第２
マスク5bを、それぞれの開孔の中心を合致させて重ね合
わせた重置体51を用いた。基板２には、 100μｍφのＡ
ｕ／Ｎｉ／Ｔｉの電極用メタライズ層21を設けた回路基
板を用いた。図示してない蒸着装置の中で、第２マスク
5b、第１マスク5aの順に位置合わせした重置体51を、開
孔が基板２の電極用メタライズ層21に位置合わせされる
ように磁石を用いた蒸着用治具で固定した。

【０１１３】Ｐｂ−５wt％Ｓｎはんだを厚さ30μｍ蒸着
し、重置体51を基板２から剥離し、バンプ３を形成し
た。その際、はんだ材料が重置体51の特に第２マスク5b
の側壁への付着が見られず、バンプ３の欠落が起こらな
かった。そのあと、バンプ３の表面の酸化膜を除去した
り、バンプ３の整形を行うために、バンプ３にフラック
スを塗布してＰｂ−５wt％Ｓｎはんだの融点である 314
°Ｃより高い温度に加熱して溶融させ、冷却したあとフ
ラックスを洗浄して除去し、基板２の上に良好なバンプ
３を形成することができた。

【０１１４】こうして、Ｐｂ−５wt％Ｓｎはんだのバン
プ３が形成された基板２は、例えば、100 μｍφのＡｕ
／Ｎｉ／Ｔｉのメタライズ電極を設けたＳｉチップ上に
フラックスを塗布し、バンプ３を形成した基板２の上に
位置合わせする。そして、Ｎ ₂ ガス雰囲気のリフロー炉
内で 350°Ｃに加熱すれば、フリップチップ接合体を構
成することができる。

【０１１５】第６の実施例：２（請求項12、13、16また
は18関連） 図６において、開孔の直径が 140μｍ、厚さ50μｍの42
−アロイ製の第１マスク5aと、開孔の直径が 170μｍ、
厚さ50μｍの42−アロイ製の第２マスク5bを開孔の中心
を合致させて重ね合わせ、エポキシ系樹脂で貼着した重
置体51をメタルマスク５として用いる。基板２には、 1
00μｍφのＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉの電極用メタライズ層21を
設けたＳｉチップを用いた。図示してない蒸着装置の中
で、第２マスク5bが基板２に当接するように位置合わせ
した重置体51を図示してない磁石を用いた蒸着用治具で
固定した。

【０１１６】Ｉｎはんだを厚さ30μｍ蒸着し、重置体51
を基板２から剥離し、バンプ３を形成した。その際、は
んだ材料が重置体51の特に第２マスク5bの側壁への付着
が見られず、バンプ３の欠落が起こらなかった。そのあ
と、バンプ３の表面の酸化膜を除去したり、バンプ３の
整形を行うために、バンプ３にフラックスを塗布してＩ
ｎはんだの融点より高い 215°Ｃに加熱して溶融させ
た。冷却したあと、フラックスを洗浄して除去し、基板
２の上に良好なＩｎのバンプ３を形成することができ
た。

【０１１７】こうして、Ｉｎはんだのバンプ３が形成さ
れた基板２は、例えば、100 μｍφのＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉ
のメタライズ電極上に同様にしてＩｎのバンプを設けた
回路基板とバンプ同士を位置合わせし、フラックスを用
いずに、 260°Ｃのフルオロカーボン蒸気中でＶＰＳ法
によってフリップチップ接合体を構成することができ
る。

【０１１８】こゝでは、バンプ材料にＰｂ−５wt％Ｓｎ
はんだやＩｎはんだを用いたが、その外に、例えば、Ｂ
ｉやＧａ、Ｇｅ、Ｓｂを含むはんだなども用いることが
できる。また、転写用バンプを形成するバンプ用原板に
は、Ｓｉやガラスの外にセラミックやポリイミドのよう
な耐熱性の高い樹脂膜なども用いることができる。さら
に、バンプを形成する電極用メタライズ層には、バンプ
材料の種類によって、Ｎｉ／ＴｉとかＣｕ／Ｃｒなどの
多層薄膜も用いることができる。さらに、メタルマスク
の開孔の大きさには、種々の変形が可能である。

【０１１９】第７の実施例：１（請求項14、15、16、17
または18関連） 図７（Ａ）において、メタルマスク５には、開孔の直径
が 140μｍ、厚さ50μｍの42−アロイ製の第１マスク5a
と、開孔の直径が 170μｍ、厚さ50μｍの42−アロイ製
の第２マスク5bを、それぞれの開孔の中心を合致させて
重ね合わせた重置体51を用いた。図示してない蒸着装置
の中で、第２マスク5b、第１マスク5aの順に位置合わせ
した重置体51を、Ｓｉからなるバンプ用原板１に図示し
てない磁石を用いた蒸着用治具で固定した。

【０１２０】Ｐｂ−63％Ｓｎはんだを厚さ30μｍ蒸着
し、重置体51をバンプ用原板１から剥離し、転写用バン
プ11を形成した。その際、はんだ材料が重置体51の特に
第２マスク5bの側壁への付着が見られず、転写用バンプ
11の欠落もなく、良好な転写用バンプ11が得られた。

【０１２１】図７（Ｂ）において、転写用バンプ11を転
写する基板２には、半導体素子と 150μｍφのＮｉ／Ｔ
ｉの電極用メタライズ層21とを設けたＳｉ基板を用い、
転写用バンプ11にフラックス４を塗布し、図７（Ｃ）に
示したように、電極用メタライズ層21との位置が合致す
るようにバンプ用原板１と基板２を重ね合わせ、図示し
てないＮ₂ ガス雰囲気のリフロー炉内で 250°Ｃで加熱
して転写用バンプ11を電極用メタライズ層21の上に転写
を行った。そのあと、図７（Ｄ）に示したように、バン
プ用原板１を基板２から剥離し、基板２の上に形成され
たバンプ３の表面の酸化膜を除去したり、バンプ３の整
形を行うために、バンプ３にフラックスを塗布してＰｂ
−63％Ｓｎはんだの融点より高い 250°Ｃに加熱して溶
融させた。冷却したあとフラックスを洗浄して除去し、
基板２の上に良好なバンプ３を形成することができた。

【０１２２】こうして、Ｐｂ−63％Ｓｎはんだのバンプ
３が形成された基板２は、例えば、100 μｍφのＮｉ／
Ｔｉのメタライズ電極を設けた回路基板上に、バンプ３
とメタライズ電極を位置合わせさせ、フラックスを用い
てＮ₂ ガス雰囲気のリフロー炉内で 250°Ｃに加熱して
接合すれば、フリップチップ接合体を構成することがで
きる。

【０１２３】第７の実施例：２（請求項14、15、16、17
または18関連） 図７（Ａ）において、開孔の直径が 140μｍ、厚さ50μ
ｍの42−アロイ製の第１マスク5aと、開孔の直径が 170
μｍ、厚さ50μｍの42−アロイ製の第２マスク5bを開孔
の中心を合致させて重ね合わせ、エポキシ系樹脂で貼着
した重置体51をメタルマスク５として用いる。図示して
ない蒸着装置の中で、第２マスク5bがガラス製のバンプ
用原板１に当接するように位置合わせした重置体51を図
示してない磁石を用いた蒸着用治具で固定した。

【０１２４】Ｉｎはんだを厚さ30μｍ蒸着し、重置体51
をバンプ用原板１から剥離し、転写用バンプ11を形成し
た。その際、はんだ材料が重置体51の特に第２マスク5b
の側壁への付着が見られず、転写用バンプ11の欠落もな
く、良好な転写用バンプ11が得られた。

【０１２５】図７（Ｂ）において、転写用バンプ11の転
写は、半導体素子と 150μｍφのＣｕ／Ｃｒの電極用メ
タライズ層21とが設けられたＳｉからなる基板２と、図
示してない 100μｍφのＣｕ／Ｃｒの電極用メタライズ
層21が設けられたセラミック製の回路基板とにそれぞれ
行った。すなわち、転写用バンプ11にフラックス４を塗
布したあと、図７（Ｃ）に示したように、電極用メタラ
イズ層21との位置が合致するようにバンプ用原板１と基
板２を重ね合わせ、図示してないＮ₂ ガス雰囲気のリフ
ロー炉内で 215°Ｃで加熱して転写用バンプ11を電極用
メタライズ層21の上に転写した。図示してないが、回路
基板にも同じ条件で転写した。

【０１２６】そのあと、図７（Ｄ）に示したように、バ
ンプ用原板１を基板２から剥離し、基板２の上に形成さ
れたバンプ３の表面の酸化膜を除去したり、バンプ３の
整形を行うために、バンプ３にフラックスを塗布してＩ
ｎはんだの融点より高い 215°Ｃに加熱して溶融させ
た。冷却したあとフラックスを洗浄して除去し、基板２
の上に良好なバンプ３を形成することができた。図示し
てない回路基板も同様の条件で処理し、良好なバンプ３
を形成することができた。

【０１２７】こうして、バンプ３が形成された基板２と
回路基板とは、例えば、それぞれのバンプ３を位置合わ
せして重ね合わせ、フラックスを用いずに、 260°Ｃの
フルオロカーボン蒸気中でＶＰＳ法によってフリップチ
ップ接合体を構成することができる。

【０１２８】こゝでは、バンプ材料にＰｂ−５wt％Ｓｎ
はんだやＩｎはんだを用いたが、その外に、例えば、Ｂ
ｉやＧａ、Ｇｅ、Ｓｂを含むはんだなども用いることが
できる。また、転写用バンプを形成するバンプ用原板に
は、Ｓｉやガラスの外にセラミックやポリイミドのよう
な耐熱性の高い樹脂膜なども用いることができる。さら
に、バンプを形成する電極用メタライズ層には、バンプ
材料の種類によって、Ｎｉ／ＴｉとかＣｕ／Ｃｒなどの
多層薄膜も用いることができる。さらに、メタルマスク
の開孔の大きさには、種々の変形が可能である。

【０１２９】次に、レジストをマスクとしためっきによ
るバンプ形成方法についての本発明の第８の実施例につ
いて説明する。先ず、比較のために従来の方法について
説明する。

【０１３０】図９（Ｂ）に示すように、４インチのシリ
コン（Ｓｉ）ウェーハ71上にめっき用の金属電極74（１
００μｍφ）を形成する。この金属電極74は図９（Ａ）
に示すように、スパッタ法によりチタン（Ｔｉ）膜72を
１，０００Å、ニッケル（Ｎｉ）膜73を５，０００Åの
厚さに積層する。そして、図９（Ｄ）に示すように、金
属電極74となる部分以外を３μｍの厚さのポリイミド膜
75で覆って、絶縁膜を形成する。この上に、図10（Ｆ）
に示すように、５０μｍの厚さのドライフィルム78をラ
ミネートし、図10（Ｇ）に示すように、２５０μｍピッ
チで金属電極74の径より大きく１３０μｍφにめっき用
の開口部79をパターニングする。

【０１３１】次に、Ｎｉ膜をめっきの導電膜に利用し
て、鉛（Ｐｂ）−錫（Ｓｎ）（５％）はんだめっき液を
用いて、厚さ３５μｍに電解めっきを行い、図10（Ｈ）
に示すようにはんだ80を開口部79内にめっきする。

【０１３２】はんだ80のめっき後、ドライフィルム78を
剥離し、金属電極74上に形成されたはんだ80のバンプを
観察する。すると、図18（Ｃ）及び図19に顕微鏡写真で
示すように、１３０μｍφのバンプ95が形成されていた
が、一部周縁はめっきがつかずドライフィルム96の開口
部97で埋まっていないところが観察された。またバンプ
95の表面も高さが不均一となり、凹凸面99が見られた。

【０１３３】次に、本発明の第８の実施例を図９、図10
の工程順模式断面図により説明する。図９（Ａ）に示す
ように、４インチのＳｉウェーハ71上にめっき用の金属
電極74を形成するため、スパッタ法によりＴｉ膜72を
１，０００Å、Ｎｉ膜73を５，０００Åの厚さに積層
し、図９（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィにより
パターニングして、１００μｍφの金属電極74を形成す
る。

【０１３４】そして、図９（Ｃ）に示すようにバンプ形
成に用いるはんだの融点に耐え得る絶縁膜としてポリイ
ミド膜75を３μｍの厚さに被覆し、フォトリソグラフィ
により、金属電極74にバンプを形成するため、図９
（Ｄ）に示すようにスルーホール76を開口する。

【０１３５】この後、本発明の方法により、ポリイミド
膜75の表面を逆スパッタする。逆スパッタは一般のスパ
ッタ装置を用い、逆スパッタ時にはＮｉ等のターゲット
の前に遮蔽板を設け、ターゲットに対向するウェーハチ
ャックにＳｉウェーハ71をセットし、アルゴン（Ａｒ）
ガスを導入して、出力１ｋｗ、真空度１×10^-1ＰａでＳ
ｉウェーハ71表面の金属電極74をＡｒ粒子で叩く。

【０１３６】すると、図９（Ｅ）に示すように、当然金
属電極74のＮｉ膜73の表面が逆スパッタされて、周縁の
ポリイミド膜75上全体に金属膜または金属粒子77が堆積
される。

【０１３７】続いて、図10（Ｆ）に示すように、ポリイ
ミド膜75で被覆されたＳｉウェーハ71上全体に５０μｍ
の厚さのドライフィルム78をラミネートし、図10（Ｇ）
に示すように２５０μｍピッチで１３０φμｍのめっき
用レジストパターンを開口して開口部79とする。次に、
Ｐｂ−Ｓｎ（５％）はんだめっき液を用いて、電解めっ
きを行い、はんだ80を開口部79内に形成する。

【０１３８】はんだ80のめっき後、ドライフィルム78を
剥離し、金属電極74上に形成されたバンプ用のはんだ80
を観察すると、図11に顕微鏡写真で示すように、良好な
１３０φμｍのはんだバンプ81が形成されていた。

【０１３９】次に、このはんだ80のバンプを３５０℃で
１分程加熱してはんだ80を溶融すると、図10（Ｉ）なら
びに図12に顕微鏡写真で示すように、めっき後にはバン
プ高さが約３５μｍで径が１３０μｍのはんだ80が、加
熱溶融後には約７０μｍの球形のはんだバンプ81に形成
された。この時、はんだ80下面の薄い金属膜または金属
粒子77ははんだバンプ81に溶解・吸収されてしまう。

【０１４０】本発明の実施例では５０μｍの厚さのドラ
イフィルム78を用いたが、ドライフィルム78の厚さは２
０μｍ位まで可能であり、その場合にはバンプ高さが約
１５μｍで加熱溶融後には約３０μｍの球形のはんだバ
ンプ81が形成され、はんだバンプ81のピッチも１００μ
ｍ位まで可能となる。

【０１４１】また、更に微細なはんだバンプ81を必要と
する場合には、例えば電極径が１０μｍφ程度の微細パ
ターンであれば、液状レジストを用いて、フリップチッ
プボンディングが可能な大きさの２０μｍ以下のはんだ
バンプ81を同じような方法で得ることができる。

【０１４２】また、はんだ材料は、本発明の実施例に限
定されるものではなく、Ｓｎ系や銀（Ａｇ）系、アンチ
モン（Ｓｂ）系、インジウム（Ｉｎ）系、ビスマス（Ｂ
ｉ）系などのすべてのはんだ材料で実施可能であること
は言うまでもない。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写法によるバンプの形成において、課題：１の微細な
バンプ転写の際の位置合わせについては、請求項１〜５
で述べたように、基板上に設けられた複数の電極用メタ
ライズ層に転写するためのバンプ用原板上に設けられた
複数の転写用バンプの直径が、隣接する前記電極用メタ
ライズ層同士の隙間よりも小さく、かつ、ピッチが前記
電極用メタライズ層のピッチよりも小さく形成されてい
ることにより、位置合わせの必要がなくなる効果があ
る。また、この際、バンプ間に点在するはんだ塊は、請
求項６で述べたように、転写工程で塗布したフラックス
とともに洗浄して除去出来る。

【０１４４】次に、課題：２のバンプの高さのばらつき
については、請求項７で述べたように、バンプ用原板に
重置されたメタルマスクの複数の開孔を通して蒸着によ
って形成された転写用バンプのばらつきは、前記メタル
マスクを検査し、所定の面積の20％以下の開孔面積を含
むメタルマスクを不具合として不使用にするとともに、
前記転写工程を複数回繰り返すことでバンプの高さが図
14に示したような不均一がなくなる。

【０１４５】次に、課題：３のバンプ中のボイドの発生
については、請求項８で述べたように、電極用メタライ
ズ層と絶縁層とに跨がるように金属層を設け、この金属
層に転写用バンプを位置合わせして転写し、金属層を転
写バンプの中に拡散させることで、ボイドの発生を防止
出来る。

【０１４６】また、課題：４のはんだボールの発生につ
いては、請求項９、10または11で述べたように、転写用
バンプ形成領域の回りに、転写用バンプに不濡の周覆層
を設け、蒸着工程が終わったあと加熱して転写用バンプ
を融解してから周覆層を除去することで、あるいは電極
用メタライズ層の回りに、転写用バンプに不濡の周覆層
を設け、転写工程が終わったあと、周覆層を除去するこ
とで解決される。この周覆層には、バンプと差別的にエ
ッチング除去可能な金属層、または溶剤によって溶解除
去可能な樹脂層が効果的に用いられる。

【０１４７】更に、課題：５のマスク蒸着法によるバン
プの剥離については、請求項12または14で述べたよう
に、寸法の異なる開孔を有する複数のメタルマスクを重
ね合わせ、開孔の側壁を階段状に拡開するようにしてい
る。そして、開孔のバンプ用原板に当接する側が大きく
なるようにする。このように、メタルマスクの開孔の側
壁が拡大する方向に逃げているので、マスク蒸着して仮
にバンプ材料が回り込んでも開孔の側壁に付着すること
を防ぐことができ、その結果、マスクをバンプを形成し
ようとする基板やバンプ用原板から剥離する際に、形成
されたバンプや転写用バンプまでが一緒に剥離してしま
うことが防げる。

【０１４８】一方、レジストをマスクとしためっきによ
るバンプの形成方法における大きいバンプを形成する課
題については、請求項19〜23で述べたように、逆スパッ
タにより電極金属の薄膜または金属粒子を電極金属を取
り囲む絶縁膜の上へも形成することにより、めっき用の
導電膜が形成でき、電解めっきによる電極上の微細且つ
高密度のバンプを精度良く形成することが可能となっ
た。

【０１４９】その結果、本発明は、特にフリップチップ
接合を製造工程に含む半導体装置の製造工程の歩留り向
上や原価低減に対して、寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の説明図

【図２】 本発明の第２の実施例の説明図

【図３】 本発明の第３の実施例の説明図

【図４】 本発明の第４の実施例の説明図

【図５】 本発明の第５の実施例の説明図

【図６】 本発明の第６の実施例の説明図

【図７】 本発明の第７の実施例の説明図

【図８】 本発明のバンプ用はんだの形成方法の模式的
な工程図

【図９】 本発明の第８の実施例の工程順模式説明図
（その１）

【図１０】 本発明の第８の実施例の工程順模式説明図
（その２）

【図１１】 本発明のバンプ用はんだの形成後の顕微鏡
写真

【図１２】 本発明のバンプ用はんだの溶融後のはんだ
バンプ完成顕微鏡写真

【図１３】 転写法によるバンプの形成方法の模式的な
工程図

【図１４】 蒸着法で形成したバンプの高さの実測値

【図１５】 バンプの中のボイド発生を説明する模式図

【図１６】 回り込み膜からはんだ塊の生成を説明する
模式図

【図１７】 蒸着法によるバンプの剥離を説明する模式
図

【図１８】 従来のバンプ用はんだの形成方法の模式的
な工程図

【図１９】 従来例のバンプ用はんだの形成後の顕微鏡
写真

【符号の説明】

１ バンプ用原板 ２ 基板 ３ バンプ ４ フラックス ５ メタルマスク 5a 第１マスク 5b 第２マスク ６ 金属層 ７ 周覆層 11 転写用バンプ 21 電極用メタライズ層 22 絶縁膜 31 はんだ塊 51 重置体 61 半導体基板 62 金属電極 63 絶縁膜 64 金属膜または金属粒子 65 ドライフィルムまたは液状レジスト 66 開口部 67 はんだ 68 はんだバンプ 71 Ｓｉウェーハ 72 Ｔｉ膜 73 Ｎｉ膜 74 金属電極 75 ポリイミド膜 76 スルーホール 77 金属膜または金属粒子 78 ドライフィルム 79 開口部 80 はんだ 81 はんだバンプ

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプ用原板上に設けられた複数の転写
   用バンプが基板上に設けられた複数の電極用メタライズ
   層に転写されてなるバンプを有する半導体装置におい
   て、 前記転写用バンプが、直径が、隣接する前記電極用メタ
   ライズ層同士の隙間よりも小さく、かつ、ピッチが、前
   記電極用メタライズ層のピッチよりも小さく形成されて
   いるものであることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記バンプ用原板が、ガラス、シリコ
   ン、セラミックまたはプラスチックからなる請求項１記
   載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記基板が、電極用メタライズ層以外の
   表面が前記転写用バンプに不濡の絶縁材料で覆われてい
   る請求項１記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 前記転写用バンプが、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉ
   ｎ、Ｂｉ、Ｇａ、ＧｅまたはＳｂの少なくとも一つを含
   むはんだからなる請求項１記載の半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の半導体装置を製造する半
   導体装置の製造方法であって、 前記バンプ用原板上の転写用バンプを前記基板上の電極
   用メタライズ層に移設する転写工程を含むことを特徴と
   する半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記転写工程のあと、前記基板上に形成
   されたバンプの間に生じて点在するはんだ塊を転写工程
   で塗布したフラックスとともに洗浄する除去工程を含む
   請求項５記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 バンプ用原板に重置されたメタルマスク
   の複数の開孔を通して蒸着によって形成された転写用バ
   ンプを基板に移設する転写工程を含む半導体装置の製造
   方法において、 前記メタルマスクを検査し、所定の面積の20％以下の開
   孔面積を含むメタルマスクを不具合として不使用にする
   とともに、前記転写工程を複数回繰り返すことを特徴と
   する半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 基板上に設けられた絶縁層に穿設された
   複数の電極用メタライズ層にバンプ用原板上に設けられ
   た転写用バンプを移設する転写工程を含む半導体装置の
   製造方法において、 前記電極用メタライズ層と前記絶縁層とに跨がるように
   金属層を設ける工程と、該金属層は前記転写用バンプに
   濡れて拡散するものであり、 前記転写工程に際しては、前記転写用バンプを前記金属
   層に位置合わせ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。
9. 【請求項９】 バンプ用原板上に蒸着工程によって形成
   された転写用バンプを、基板上に設けられた電極用メタ
   ライズ層に移設して該基板上にバンプを形成する転写工
   程を含む半導体装置の製造方法において、 前記転写用バンプ形成領域の回りに該転写用バンプに不
   濡の周覆層を設ける工程と、 前記蒸着工程が終わったあと、加熱して前記転写用バン
   プを融解してから前記周覆層を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。
10. 【請求項１０】 基板上に設けられた電極用メタライズ
    層にバンプ用原板上に設けられた転写用バンプを移設し
    て該基板上にバンプを形成する転写工程を含む半導体装
    置の製造方法において、 前記電極用メタライズ層の回りに、該転写用バンプに不
    濡の周覆層を設ける工程と、 前記転写工程が終わったあと、前記周覆層を除去する工
    程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記周覆層が、前記バンプと差別的に
    エッチング除去可能な金属層、または溶剤によって溶解
    除去可能な樹脂層からなる請求項９または10記載の半導
    体装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 基板上に重置されたメタルマスクの開
    孔を通して該基板上に設けられた電極用メタライズ層に
    バンプが蒸着される工程を含む半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記メタルマスクが、寸法の異なる開孔を有する複数の
    メタルマスクの重置体からなり、開孔が前記基板に向か
    って拡開するように重置されていることを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記転写用バンプが、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉ
    ｎ、Ｂｉ、Ｇａ、ＧｅまたはＳｂの少なくとも一つを含
    むはんだからなる請求項12記載の半導体装置の製造方
    法。
14. 【請求項１４】 バンプ用原板に重置されたメタルマス
    クの開孔を通して蒸着された転写用バンプが基板上の電
    極用メタライズ層に移設される転写工程を含む半導体装
    置の製造方法において、 前記メタルマスクが、寸法の異なる開孔を有する複数の
    メタルマスクの重置体からなり、開孔が前記バンプ用原
    板に向かって拡開するように重置されていることを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記バンプ用原板が、ガラス、シリコ
    ン、セラミックまたはプラスチックの少なくとも一つか
    らなる請求項７、８、９、10または14記載の半導体装置
    の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記基板が、電極用メタライズ層以外
    の表面が前記転写用バンプに不濡の絶縁材料で覆われて
    いる請求項７、12または14記載の半導体装置の製造方
    法。
17. 【請求項１７】 前記転写用バンプが、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉ
    ｎ、Ｂｉ、Ｇａ、ＧｅまたはＳｂの少なくとも一つを含
    むはんだからなる請求項７、８、９、10または14記載の
    半導体装置の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項７、８、９、10、12または14記
    載の半導体装置の製造方法によって形成されることを特
    徴とする半導体装置。
19. 【請求項１９】 金属電極が形成された半導体基板上に
    レジストをマスクとしてめっきにより形成されたはんだ
    パンプを有する半導体装置の製造方法において、 金属電極が形成された半導体基板上にはんだの融点に耐
    える絶縁膜を該金属電極上を除いて被覆する工程と、 次に、該絶縁膜上にめっき用のレジストを被覆し、該金
    属電極を含み少なくとも該金属電極より大きい径の開口
    部を形成する工程と、 次に、該開口部内にはんだをめっきする工程と、 次に、該はんだを加熱溶融して球状のはんだバンプを形
    成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。
20. 【請求項２０】 前記金属電極が形成された半導体基板
    上にはんだの融点に耐える絶縁膜を該金属電極上を除い
    て被覆した後、該金属電極の表面を逆スパッタして、該
    絶縁膜上に金属膜または金属粒子を堆積する工程を含む
    請求項19記載の半導体装置の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記絶縁膜が、ポリイミド膜である請
    求項19または20記載の半導体装置の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記めっき用絶縁膜としてポリイミド
    膜を用いることを特徴とする請求項19または20記載の半
    導体装置の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記はんだが、Ｐｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｓ
    ｂ、Ｉｎ、Ｂｉのうち少なくとも一つの成分を含む請求
    項19または20記載の半導体装置の製造方法。