JPS6054782B2 - 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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JPS6054782B2
JPS6054782B2 JP51138136A JP13813676A JPS6054782B2 JP S6054782 B2 JPS6054782 B2 JP S6054782B2 JP 51138136 A JP51138136 A JP 51138136A JP 13813676 A JP13813676 A JP 13813676A JP S6054782 B2 JPS6054782 B2 JP S6054782B2
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JP
Japan
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photosensitive resin
metal film
electrode
pattern
film
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賢造 畑田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • 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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  • Weting (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属バンプを有する半導体装置の製造方法に
関する。
従来、このようなものとして次のような製造方法が知
られている。
すなわち、シリコン等の半導体基板1上にSiO2等の
絶縁膜2を設け、この膜上に、素子間を接続しかつ外部
へ導出するためのアルミニウム膜からなる電極パッド3
を設ける。電極パッド3の上面一部を除く電極パッド3
および半導体基板1の表面をCVDSi0。膜4で被着
する。次いで、前記電極パッド3の上面一部およびCV
DSi0。膜4上に例えばCr、Cuからなる二層の金
属膜5を真空蒸着法により被着し、電極パッド”3の部
分を残し、他の部分の二層膜を除去する。こののち、金
属膜5上に感光性樹脂等のパターン11を形成する(第
1図a)。次いで、金属膜の一部または一層を除去する
(第1図b)。次に前記感光性樹脂パターン11を除去
し、メッキ用マースク12を感光性樹脂で形成する。し
かるのち、金属膜5の一部5’をメッキ用共通電極とし
バンプ8を電着により形成する(第1図c)。そののち
、感光性樹脂12を除去し、金属膜5をマスクとして金
属膜5の一部5’を除去する(第1図d)。しかし、こ
のような方法では、金属膜5の一部5″を除去する際に
、金属膜5の他部も除去されてしまう。
そこで、必要以上に金属膜5の他部を厚く被着する必要
があるために、蒸着材料および蒸着時間が余分に必要で
ある。更に金属膜5″を除去する際、バンプ8と金属膜
5との境界より前記金属膜5″の除去液が浸みこみ、電
極バッド3を腐蝕してしまい、バンプ8の付着強度およ
びバンプ8と電極バッド3間の接触抵抗も増大せしめ、
電気的不良の原因となり、信頼性を著しく低下さすもの
であつた。又、エッチング工程が第1図b1第1図dの
2回を必要とするために、工程が繁雑となり、かつ工程
所要時間も増加するという欠点があつた。本発明はこの
ような従来の欠点を除去するためになされたものであり
、以下その一実施例を図面とともに説明する。
〔実施例 (1)〕 シリコン等の半導体基板21上にSiO,膜22を形成
し、その上に0.5〜2.0pm程度のアルミニウム膜
からなる電極バッド23を形成する。
更に機械的もしくは電気的保護のためにCVDSiO2
膜24を前記半導体基板21上に形成すると共に、前記
電極23の一部を光蝕剤法で開口25する。すなわち、
前記CVDSiO2膜24上に感光性樹脂を塗布して前
記電極部のみを開口したパターンを形成する。この状態
で、弗酸と弗化アンモニウムとの例えば1:10液に浸
せば、前記開口部のCVDSlO2膜は1500〜25
00A/Minの速度で除去され第2図aの状態ものと
なる。次に複数層からなる金属膜26を蒸着法により全
面に形成する。
前記金属膜26はCr−Cu,Ni一Cu,Cr−Ni
−CuもしくはCr−Cu−Au,Ni一Cu−Au,
Cr−Ni−Cu等の複数層からなり、同.一の蒸着時
に真空状態を保ちながら、順次に蒸着するものてある。
すなわち、所定の真空度に達したら、例えばCr用のヒ
ータを加熱し、シャッタを開き、一定時間に達したらシ
ャッタを閉じ、更に前記Cr用のヒータも電流を下げ、
次いで、Cu用のヒータを加熱し、シャッターを一定時
間開閉すれば、Cr−Cuの2層膜が、同一真空度内で
得る事が出来る。ここでCr又はNiはアルミニウムの
電極部分23もしくはCVDSiO2膜24との密着力
を高めるための膜であり、Cuはメッキ処理によるバン
プの形成を容易にならしめるための膜であつて、Crは
500〜1500A,.CUは1000〜5000Aの
膜厚を有する。又、Cr,Niの替りにTi膜を用いて
も良い(第2図b)。次いで、感光性樹脂27を全面に
塗布したのち、第2図cの如く電極23部分を開口し、
電極23の近傍に輪状のパターンを形成し、感光性樹脂
27および金属膜26上に別の感光性樹脂28“を設け
る。
ここで、例えば感光性樹脂27を光射により溶剤に不溶
となるネガ型感光性樹脂であるとすれば、感光性樹脂2
8は光照射により溶剤に対して可溶となるポジ型感光性
樹脂である。ここで前記感光性樹脂28は感光性樹脂2
7のパターンよりも小さ目あるいは大き目であつても良
いが、望ましくは第2図dにおいて第2の感光性樹脂2
7のパターンの最大寸法と同一もしくは小さ目がよい。
又、前記第2の感光性樹脂27は現像パターンの形成後
、前記金属膜26との接着強度を高めるため、熱重合を
発生する温度で熱処理するものであるが、第3の感光性
樹脂28は、現像パターンの形成後、熱かぶりを発生し
ない温度(AZ−1350Jであれば90℃前後の温度
)で処理されるものである。次いで、複数層の金属膜2
6をメッキ用の共通電極として用い例えは半田,銅,金
等を電着すれば、開口している前記金属膜26上にバン
プ29が形成されるものである。
これを第2図eに示す。前記バンプ表面上より紫外線を
照射すれば、感光性樹脂28は光分解を起し、溶剤に対
し可溶となる。すなわち、感光性樹脂28はバンプ下の
感光性樹脂2『を残し、専用の現像液に溶解する。しか
し、感光性樹脂27はネガ型であるために、感光性樹脂
28の現像液には溶解しない。第2図fの構造を得る事
が出来る。金属膜26を溶解する液に浸せば、バンプ2
9および感光性樹脂27で覆われていない部分は容易に
除去される。
金属膜26がCu−Crの2層からなる複数膜であれば
、10%塩化第二鉄溶液によつてCu膜を除去し、次い
で塩酸もしくはフェリシアン化カリウムとカセイソーダ
の混液に浸す事によつて、Cr膜を連続して除去出来る
。最も効果的な金属膜26の除去方法を説明すると、カ
セイソーダニ水=1:2とするA液,フェリシアン化カ
リウムニ水=1:3とするB液を,1:2の割合で混合
し、60℃に加熱する。これによりCrは25A/秒,
Cuは30A/秒の速度で除去される。従つて、同一の
液中で2層の膜を連続して除去できる。第2図gはこの
状態を示すものであつて、バンプ29と感光性樹脂27
で覆われた部分を残し、金属膜26は除去される。次い
で第2,第3の感光性樹脂を除去すべく剥離溶剤(例え
ばJ−100)に浸せば第2図hの状態を得ることが出
来る。
又、他の実施例を詳述する。
〔実施例 (2)〕 第2図cの工程において、上記実施例(1)はネガ型感
光性樹脂を用いた場合であつたが、他の実施例としては
ポジ型感光性樹脂を用いることが出来る。
すなわち、第2図cの如くポジ型感光性樹脂によつてパ
ターンを形成した後、完全に熱かぶりを発生する温度、
例えば前記ポジ型感光性樹脂がM−1350であれば1
40℃〜270℃の範囲で熱処理を行ない、光照射によ
り溶剤に対して不溶となる状態を得る。しかるのち、感
光性樹脂25として、感光性樹脂と同じくポジ型を用い
、パターン形成を行ない、熱かぶりを発生しない温度、
AZ一1350てあれば9Cf′C前後て熱処理をする
。これを第2図dに示す。次いで第2図eの如く金属バ
ンプを形成し、形成が終れば、全面に紫外光を照射すれ
ば、感光性樹脂28は熱かぶりを起こしていないから現
像液に対し可溶となるが、感光性樹脂27はすでに熱か
ぶりを発生しているので、現像液に対し可溶とならない
。第2図fの状態を得ることがてきる。後の工程は上記
実施例と同一である。実施例(1)においては感光性樹
脂27がネガ型であるため、金属膜26に対する密着性
が良好であり、かつ金属膜26の除去液に対する耐薬品
性を備えているため感光性樹脂27のパターンに対して
オーバエッチング等の影響が少ない。実施例(2)にお
いては、感光性樹脂27,28の両方ともポジ型を用い
ているために、工程に使用する感光性樹脂現像液等の材
料が少なくてすみ、かつ実施例(1)と同様、感光性樹
脂28がポジ型であるため、後の工程において光照射に
よつて、溶剤に対して可溶とならしめ除去するから、メ
ッキ工程が明所であつても良い。
又、実施例(3)においては感光性樹脂27が実施例(
1)と同様、ネガ型であるから、密着性,耐薬品性に優
れるが、感光性樹脂28がネガ型であるため、メッキ工
程を暗所でしなければならない反面、工程に使用する感
光性樹脂,現像液等材料が少なく管理が少なくてすむ等
の効果がある。
〔実施例 (3)〕第2図cの工程において、感光性樹
脂27としてネガ型を用い、パターン形成を行ない、し
かるのち、熱重合を行なう温度において、熱重合を行な
わしめる。
次に感光性樹脂28として同じくネガ型を用いパターン
形成を行ない、熱かぶりを発生しない温度、例えば90
℃程度で熱処理を行なう。これを第2図cに示す。次い
で第2図eの如く金属バンプを形成し、形成が終れば、
現像液に浸し、前記感光性樹脂28を除去する。感光性
樹脂27は熱重合を行なわしめているので前記現像液に
可溶とならない。そして第2図fの状態を得る事ができ
る。後の工程は他の実施例と同一である。以上説明した
ように、本発明は金属バンプ上に所望形状の金属膜を形
成するに当り、エッチングにより必要以外の金属膜部分
まで腐蝕されるのを防止することができるとともに、そ
のエッチング工程を1回で済ますことができる結果、従
来のように第1の感光性樹脂の塗布工程と第2の感光性
樹脂の塗布工程との間にもエッチング工程が含まれるも
のとは異なつて、その塗布,現像処理工程を連続して行
なうことができる。
このため、本発明は第1の感光性樹脂の塗布工程の直後
に半導体基板を洗浄,乾燥するという従来の処理工程を
不要にできるので、従来に比し工程を著しく簡素化でき
る。また、一方の感光性樹脂をマスクとして金属膜を除
去するので、金属膜を必要以上に厚くしたり、金属バン
プ下へのエッチング液の浸み込みによる電気的不良を防
止し、半導体装置の信頼性を著しく高めることができる
又、半導体基板21を分割する手段として、精度よく、
かつ歩留り良く分割するために、ダイヤモンド粉末を付
着せし”めた円盤を回転させ、水洗しながら切断する方
法が良く用いられている。この様な高速での切断時には
冷却水を噴射し水冷するにもかかわらず、基板の温度上
昇を伴ない、金属膜26は酸化され、例えばCu膜の如
きものは砂状化してしまい、もろくなりくずれ分散して
しまい、これがバンプ29の下にも作用し、電極バッド
23の腐蝕あるいは接着強度を弱めたり、接触抵抗を増
大させる事があつた。この主の問題に対して本発明の構
成で第2図gの如くの状態で半導体基板21を分割して
しまえば、金属膜26は感光性樹脂27に覆われている
から前記した如くの金属膜26の酸化を防止できるもの
である。
又、分割後、感光性樹脂27を除去すれば第2図hの構
造を得る事ができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図a−dは従来の半導体装置の製造方法の工程図、
第2図a−hは本発明の一実施例である半導体装置の製
造方法の工程図である。 21・・・・・・半導体基板、23・・・・・・電極バ
ッド、26・・・・・・金属膜、27,28・・・・・
・感光性樹脂。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電極を含む半導体基板上に第1の絶縁層を形成する
    工程と、前記電極上の所望の位置に第1の感光性樹脂膜
    を用いて第1の絶縁層を開口し電極取出し用の窓開けを
    行ない、しかる後前記第1の感光性樹脂膜を除去する工
    程と、複数層からなる金属膜を少なくとも前記窓開け領
    域を含み前記半導体基板の全域に被着する工程と、前記
    金属膜上に第2の感光性樹脂を塗布し、上記電極の一部
    又は全部を開口しかつこの電極近傍を囲むように輪状の
    前記感光性樹脂パターンを形成する工程と、前記第2の
    感光性樹脂パターンおよび前記金属膜上に第3の感光性
    樹脂を塗布し、前記電極近傍を開口せしめ、この開口部
    が前記第2の感光性樹脂パターンの開口とほぼ合致する
    前記第3の感光性樹脂パターンを形成する工程と、前記
    第3および第2の感光性樹脂パターンをマスクとして前
    記電極の露出した領域の金属膜上に金属バンプを形成す
    る工程と、溶剤により第3の感光性樹脂のみ除去する工
    程と、少なくとも前記第2の感光性樹脂パターンおよび
    前記バンプをマスクとして少なくとも前記バンプ領域以
    外の前記金属膜を除去する工程と、前記第2の感光性樹
    脂を除去する工程とを備えたことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。 2 第2、および第3の感光性樹脂が光照射により、溶
    剤に対して可溶となるポジ型感光性樹脂からなることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製
    造方法。 3 第2の感光性樹脂のパターン形成後の熱処理を熱か
    ぶりを発生する温度以上で行ない、かつ、第3の感光性
    樹脂のパターン形成後の熱処理を熱かぶりが発生しない
    温度で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置の製造方法。
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