JPS6112045A

JPS6112045A - バンプ電極の形成方法

Info

Publication number: JPS6112045A
Application number: JP59131874A
Authority: JP
Inventors: Muneo Hiramitsu; 平光　宗生; Kazuo Matsumura; 和夫松村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1986-01-20

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）この発明は、ホトリソグラフィを行ないバンプ電極を形
成するバンプ電極の形成方法に関する０（従来の技術）半導体装置の実装技術は金線あるいはアルミ線の細線を
ワイヤポンディング装置で半導体装置のポンディングパ
ッド部にボンディングする方法と、混成集積回路（ハイ
ブリッドＩＣ）や多数ピン構造のパッケージおよびマル
チチップの実装技術上従来と異なシ、ボンティングパッ
ド部にバンプ電極を形成して、前者のように細線を使用
しないボンディング法の二つがある。

後者の電極形成の従来の製造方法において説明すると、
一般の半導体装置の製造工程であるホトリングラフィは
シリコン基板にホトレジストをコーティング、シ、マス
ク合せ装置を使用して、マスク基板を合せて露光し現像
する。

現像で得られたホトレジストを塗布を利用して、ノリー
ンのｉ川面の処理（たとえば、　５ｉＣｈ膜ならフッ酸
においてエツチングをする）工程を行なう。

第５図し）ニこのようにホトリソグラフィのホトレジス
トを塗布を利用して形成するバンプ電極の製造工程（途
中）を表わす断面図である。この第５図（４）において
、１は半導体装置の基板（ウェハ）であシ、この基板１
上にシリコン酸化膜２を形成し、その上にポンディング
パッド部のメタル３を形成する。メタル３はバンプ電極
形成領域である（一般にアルミニウムである）０このメタル３の形成後、全面に表面保護膜４を形成し、メ
タル３の部分が露出するようにパターニングする。この
表面保護膜４け５ｉＯｚ膜またはＰＳＧ膜である。

次いで、全面に接合用メタル５を形成するー　この接合
用メタル５にアルミニウムであル膜厚は０．８μ〜１．
０μである。

また、６はバンプ電極メタルの拡散防止用メタルで、２
層構造をしている。メタル材は一般ＫＣｒまたはＴｉと
Ｃｕ　、　Ｎｉ　’ｐ　Ｐｔなどが用いられる。

このバンプ電極メタル６の形成後、ホトレジスト７を塗
布する。このホトレジストアはホトリソグラフィ工程の
ホトレジストで、ポジ型レジストである。ボッ型レジス
トは、有機溶剤（アセトン）で容易に除去できるととも
にメタル材の損傷や変色を起すことがない。

ネガ型レジストは、除去剤として、硫酸と過酸化水素の
混合液が使用されるため、メタル材の損傷や変色を起す
。これがネガ型レジストでなぐポジ型レジストを使用す
る理由である。

ボッ型レジストは一般にメタル材への密着はよいと言わ
れるが、バンプ電極形成領域のように下地部分が凹凸で
ある場合および電極拡散防止用メタル６のを塗布に対し
て、バンプ電極形成を塗布が接近している場合は、ホト
レジ“ストの現像・やターンは、メタル材に対してしば
しば密着性が劣り、エツチング液やメッキ液がしみ込む
問題がある。

このしみ込み防止には、たとえば、一般に密着性向上剤
として有機７０ルシランやヘキサメチルジシラザンがボ
ッ型およびネガ型ホトレジスト、％にボッ型ホトレジス
トの密着性向上に使用されることは、周知の事実である
。

第５図（至）の７ａはホトレジストの現像を塗布であ、
９，７ｂは隣接のノ母ターンである。この部分にパンツ
電極を電解メッキで形成させる。

この場合一般にバンプ電極材は、金または鉛−錫合金で
ある。電解メッキ工程が終了し、ホトレジストをアセト
ンで除去した後のバンプ電極の形成状態を第５図■およ
び第５図Ｃ）Ｋ示す。

第５図０３）は断面図であシ、第５図Ｃ）は平面図であ
る。この第５図ノ〕、第５図Ｃ）において、８はバンプ
電極、９はバンプ電極材のメタルがホトレゾストの密着
性が悪いためメッキ液のしみ込みによシ成長したもので
ある。また、１０は隣地のバンプ電極形成部がしみ込み
でメタルが成長したものである。

°また。１ｌｔｆポンプイングツ母ツド部（バンプ電極
形成領域）と内部半導体素子とを結ぶメタル配線（アル
ミニウム）のノやターンである。

（発明が解決しようとする問題点）以上のように、ホトレジストの密着性が劣り、メタル９
と１０の成長部分が接触し、電気的短絡を起こす。

また、バンプ電極８の形成不良として、チップ外観選別
で不良となる。ホトリソグラフィ工程の再処理率が高く
なる。このように密着性が悪りための欠点がある。

この発明の目的は、ホトレジ”ストの密着性を良くシ、
バンプ電極の形成がホトレジストＩ４ターン通シの良好
な形状になり得るバンプ電極の形成方−法を得ることに
ある。

（問題点を解決するための手段）この発明の要点は、バンプ電極の形成の際の保護となる
ホトレジストを半導体基板にコーティングする前にプラ
ズマ灰化装置を使用し所定時間プラズマを照射すること
にある。

（作用）このようにすれば、半導体基板とホトレジストの密着性
が向上し、これにともない、ホトレジスト／母ターン通
シの良好な形状にバンプ電極が形成される。

（実施例）以下、この発明のバンプ電極の形成方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第１図（４）ないし第１図８
はその一実施例の工程説明図である。

まず、第１図（４）において′、基板２１上にシリコン
酸化ｊｉｌ［２２を形成した後、ポンプイングツぐラド
部のメタル２３をパンツ電極形成領域に形成する。

次に、第１図の）に示すように基板２１に表面保護膜（
５ｉｎｓ膜また＃−！ＰＳＧ膜）２４ｔ−１成し、必要
とする部分にホトリソグラフィで窓２５ａ。

２５ｂをあける。

次に、第１図Ｃ）Ｋ示すように、アルミ蒸着Ｍ２６を全
面に生成する。このアルミ蒸着膜２６は接合用メタルと
言う。このアルミ蒸着膜２６の上にホトリソグラフィ用
のホトレジスト２７（ポジ型ＡＺ１３５０Ｊシュプレー
社製品名などである）を塗布する。

次に、第１図ＯＫ示すように、ホトリソグラフィでホト
レジスト２７にノ母ターンを形成し、さらにその上にバ
ンプ電極のメタル拡散防止用のメタル２８を一般に二層
構造で蒸着する。

次に、第１図■に示すように、ホトレゾスト２７を有機
溶剤（アセトンなど）で除去すると、メタルのノやター
ンが残る。一般にこれをリフトオフという。

次に、第１図■に示すように、プラズマ灰化装置で、矢
印Ａで示すようにプラズマ照射をする。

このプラズマ灰化装置は第２図に詳細に示されている。

この第２図におりて、３１は反応管であシ、この反応管
３１にはプラズマ発生のための電極３２が設けられてお
り、この電極３２に所定の電圧がｆ　５　Ｘ７発振器に
ょシ供給するようにしている。

このプラズマ発振器の供給によシ反応管３１内でプラズ
マを発生するようにしている。

プラズマ反応管３１内には、０寓ガス配管３４を通して
０雪ガスが導入され、排気口３５には真空ボンｆ（図示
せず）カミ連結されている。この真空ポンプによシ、反
応管３１内のガスを除去するようにしている。

反応管３１内には被プラズマ処理物３３が収納される。

このプラズマ処理物３３は治具に塔載し友手導体基板で
ある。

このようなプラズマ灰化装置は反応管型で半導体基板３
３’ｉ５０枚〜１００枚並べて、同時処理が可能である
。

この場合のプラズマ発振器Ｅの出力は４００〜５００ｗ
、反応管３１内の真空度は０．８〜１．０Ｔｏｒｒ　　
であシ、ガス４けＯ！ガスを使用する。処理時間は０．
５〜１．０分である。

次に、第１図旬に示すように、ホトレジスト２９をコー
ティングし、マスク合せ、Ｎ元、現像をして、ホトレジ
ストを塗布３０ａ、３０ｂ′ｆｔ形成する０このホトレ
ジストパターｙ３０ａ、Ｍｂは現像でホトレジスト２９
が溶解除去された部分（）ぐターン）である。

このホトレジストを塗布３０ａ、３０ｂを利用して、第
１図０に示すように金メッキ３１を行なう。この第１図
０け正常に金メッキ３１が行なわれ、ホトレジスト２９
を除去した状態の断面図である。

第１の実施例はバンプ電極の形成方法のホトリソグラフ
ィ工程において、一般にホトレジストコーティング前に
１５００〜２００℃の高温ベーキングをするが、このベ
ーキングにとって代ってプラズマ灰化装置でプラズマ処
理をする。その後にレソストコーティングを行なうよう
にしている。

一般にプラズマによる処理は、発生した活性種、たとえ
ばイオン、電子、ラジカルなどが基板物質と反応して揮
発性物質をつくれば表面の物質は除去されていく。

たとえば、基板に有機性物質がある場合は、プラズマで
活性化された酸素によシ有機物ＴｈＣ０！、Ｈ８０とし
て除去されることは知られている。

この発＃Ｊは、バンプ電極の一形成工程において、高温
熱処理（たとえば半導体装置のＭ　ＯＳデバイス特性閾
値電圧１丁を安定化させるために行なうＨ２雰囲気での
高温処理）を施した後、ホトレジストのコーティング前
にメッキ工程のためのホトリングラフィ工程を行なう場
合、プラズマ灰化装置でプラズマ処理をすることで、ホ
トレジストの密着性を向上させる。

半導体装置の基板上のバンプ電極形成領域の拡散防止用
メタルの表面を清浄にするとともに、第３図に示すよう
に、疎水性であったものが親水性に変化をし、ホトレジ
“スト液のしみわたシを良好にする。この第３図は半導
体基板上にホトレジストを滴下した場合、ある面積に広
がるまでの時間を表わしたもので、プラズマ照射未処理
と出力に水準をとって表わしている。

このように、親水性になるので、ホトレジストは、下地
メタルの界面まで入シ込み、密着性をよくするので、金
メッキ中メッキ液のしみ込みがなく、バンプ電極が正常
な形状で形成できる。

金メッキのためのホトリソグラフィ工程における現像後
の顕微鏡検査で、ホトレジ“ストの密着性が確認できる
ため、従来は現像後検査で不良ロットは再処理をしてい
た。

しかし、この発明によると、第４図に示すように、ホト
リソグラフィ再処理率の低減、バンプ電極の形状不良が
減少できて、歩留シの向上になる０すなわち、第４図は
、従来法とこの発明の方法とによるホトリソグラフィ再
処理率およびバンプ電ｉ不良率を示し、従来法によれば
、再処理率が３２チ、電極形状不良率が５％だったのが
、この発明の方法によれば前者が０％、後者が１％とな
る。

この発明は半導体装置の基板とホトレジスト２９の密着
性が増加するため、金メツキ用のホトリングラフィ工程
だけでなく、半導体装置のホトリソクラフイで利用でき
る。

（発明の効果）この発明は以上説明したように、バンプ電極の形成の際
の保護膜となるレソストを半導体基板にコーティングす
る前にプラズマ灰化装置を使用して所定時間プラズマ照
射するようにしたので、半導体基板とホトレジストの密
着性を向上でき、これにともない、バンプ電極の形成が
ホトレソストを塗布通シの良好な形状にできる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）ないし第１図（［（ｌはこの発明のバンプ
電極の形成方法の一実施例の工程説明図、第２図は同上
バンプ電極の形成方法に適用されるプラズマ灰化装置の
構成を示す断面図、第３図は同上プラズマ電極の形成方
法を説明するためめ半導体基板上にホトレジストを滴下
した場合にある面積に広がるまでの時間を示す図、第４
図はホトリソグラフィ工程におりるホトリングラフィ再
処理率とバンプを極刑状不良率を従来とこの発明のバン
プ電極の形成方法とを比較して示した図、第５図（４）
ないし第５図Ｃ）は従来のバンプ電極の形成方法の工程
説明図である。２１・・・基板、２２・・・シリコン酸化膜、２３　、
２８・・・メタル、２４・・・表面保護膜、２５ａ、２
５ｂ・・・窓、２６・・・アルミ蒸着膜、２７．２９・
・・ホトレジスト、３１・・・金メッキ。特許出願人　沖電気工業株式会社第１図（〜Ｏエ第２図第３図アラスマ出力（Ｗ）第４図咲未法　　　　　本発明

Claims

【特許請求の範囲】

　半導体装置の基板上に酸化膜を介してバンプ電極形成
領域に第１のメタルを形成して、この第１のメタルに対
応する個所に窓を形成して第１のメタルと接合する第２
のメタルを全面に形成する工程と、この第２のメタル形
成後第１のホトレジストを塗布して、上記バンプ電極形
成領域に開孔してバンプ電極のメタルの拡散防止用のメ
タルを形成するとともに第１のホトレジストを除去する
工程と、この拡散防止用のメタル形成後プラズマ処理す
る工程と、このプラズマ処理後に第２のホトレジストを
塗布して上記バンプ電極形成領域に開孔して上記拡散防
止用のメタル上にバンプ電極を形成する工程とよりなる
バンプ電極の形成方法。