JPS6356941A - 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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JPS6356941A
JPS6356941A JP61200101A JP20010186A JPS6356941A JP S6356941 A JPS6356941 A JP S6356941A JP 61200101 A JP61200101 A JP 61200101A JP 20010186 A JP20010186 A JP 20010186A JP S6356941 A JPS6356941 A JP S6356941A
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JP
Japan
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barrier metal
bump
etching
stopper
plating
Prior art date
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Pending
Application number
JP61200101A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Hasegawa
長谷川 斉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to US07/086,805 priority patent/US4742023A/en
Priority to EP87307459A priority patent/EP0261799B1/en
Priority to DE8787307459T priority patent/DE3777047D1/de
Priority to KR1019870009416A priority patent/KR900006511B1/ko
Publication of JPS6356941A publication Critical patent/JPS6356941A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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】 〔1既  要〕 バンプ形成後、その外側に位置するバリヤメタルをエツ
チングにより除去する段階で、す1゛ドエツチが起こっ
てハンプ下側のハリA・メタルがエツチングされること
を防止するために、バンプ形成前にまたはバンプ形成と
同時に、エツチングのストッパとなる物質をバリヤメタ
ルの所定部分に埋め込むように配置した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の!!!造方決方法するものであ
り、さらに詳しく述べるならば、半導体装置の端子電極
として使用されるバンプ(bump)の形成に特徴があ
る半導体装置の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
通常、半導体装置の端子電極はAuワイヤの端子電極に
より構成されるが、大きな突起状金属を半導体装置の電
極部に付着させ、該突起状金属にワイヤを接続する電極
構造も採用されている。この電極構造は半導体装置の高
さを低くできるなどの利点がある。突起状金属(ハンプ
と言われる)を形成する方法の従来技術を第2図の(a
lおよび(blにより説明する。
第2図(alおよび(b)において、1は基板、2はA
N配線、3はSiO□などの絶縁膜、4はバリヤメタル
、5はレジスト、6はバンプである。第2図(alは、
通常の工程でAe配′frfA2の一部を開孔する電極
窓を絶縁膜3に形成した後、バンプ6のめっき時に下地
のA1配線2を保護するバリヤメタル4を被着し、レジ
スト5゛によりバンプ6形成部を開孔した後めっきによ
りバンプ6を形成した状態を示す。第2図(b)はバン
プ6のめっき後、バンプ6をマスクとして下地のバリヤ
メタル4をエツチングにより選択的に残し、表出部は除
去した状態を示す。従来法はこの様にバンプ形成後バリ
ヤメタルが除去されていた。すなわち、バンプ形成前に
バリヤメタルを除去することはできなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第2図(al (blに示されるように、バンプ6形成
後バリヤメタル4がエツチングされると、バンプ6がき
のこ状の形をしており、またバンプの幅が10−100
μmとかなり大きいために、バンプ6の張り出し部仔下
方ではメッキ液の到達と循環が悪くなり、またバンプ6
とバリヤメタル4とにより電池が構成されることは避け
られないため午、バンプ6の下のバリヤメタル4がエツ
チングされる。
本発明者は上記問題点を解決するための方法として、バ
ンプの下のバリヤメタルをエツチングからマスクするス
トッパを設ける手段を具体的に検討した。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、下記■〜@を充足するようにバンプを形成
すると、ストッパ物質がバリヤメタルをエツチングから
保護し、問題点が解決されることを見出した。
■ バリヤメタルの少なくとも一部を除去して溝を形成
する。
◎ 前記溝形成位置をバンプ形成予定領域の外縁の少な
(ともほぼ全周とする。
0 前記溝にストッパとなる物質を埋込む。
■ 前記溝形成位置より外側でバリヤメタルを除去する
際に内側のバリヤメタルをエツチングから保護する。
以下、これらの必要条件を説明する。
Oによりストッパとなる物質を配置する場所を形成する
ため、バンプ形成予定領域の境界を定め、その領域では
バリヤメタル本来の機能を果すとともに、その領域外で
は■によりバリヤメタルを除去できるようにするため、
バリヤメタルの少なくとも一部を除去して溝を形成する
(■)こととした。バリヤメタルはバンプ形成の際バン
プ材の下地への侵入を阻止できまた下地配線との密着性
がよいものであれば特に制限はなく、いかなる材質、層
構造のものでも使用することができる。現在は、Ni 
1000人(上層)/Cu2μm(中間層)/Ti10
00人(下層)の三層構造が多用されている。バリヤメ
タルの除去幅(すなわち溝幅)は、ストッパ物質の耐エ
ツチング性、バンプの大きさ、などによって、定められ
る。バリヤメタルの除去幅はストッパ物質の幅を定め、
この幅が大なほどストッパ機能も高められるので、バリ
ヤメタルの錬去幅は大きければ大きいほど良い。しかし
バリヤメタルの除去幅が大きくなると、ストッパ物質を
めっきで形成する場合はめっき作業が困難になる。
上記Ni /Cu /Tiバリャメクル、バンプのAN
配線からの高さ一80μm、バンプ径−200μmの場
合はバリヤメタルの除去幅は5μm程度が好ましい。
前記◎については、バンプ形成予定領域のほぼ全周また
は完全に全周でストッパ機能を実現しなければならない
ため、上述のように規定した。
前記Oについては、ストッパとなる物質が、バンプ形成
予定領域と、バリヤメタル除去領域との境界に、■のバ
リヤメタル除去時より前に、存在していることが必要で
あるので、上述のように規定した。ストッパとなる物質
はバリヤメタルに対してエツチングの選択性があるもの
であれば、如何なる物質でもよい。例えばNiのエッチ
ャントとしてHNO:l系溶液、Cuのエッチャントと
してuoz?8?&、Tiのエッチャントとして希フフ
酸系溶液を用いる場合、A・」、ハンダはこれらの工ソ
チャントに対して不溶性である。
前記■については、バリヤメタル除去は通常の工程であ
るが、ストッパ物質の効果を発現させるための必須の工
程でもあり、また、開花位置より外側でエツチングを行
なうとストッパ物質がエツチングが内側に進行するのを
防止するから、上述のように規定した。
以下、本発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
第1図ta+、 (bl、第3図および第4図は本発明
の基本的バンプ形成方法を図解している。なお図中の符
号1,2,3,4.5は第2図のものと同−層等を示し
ている。第1図(al、 (blに示されているように
、レジスト5によって溝状のバリヤメタル除去部■を形
成する。バリヤメタル除去部■の内側の領域はバンプ形
成予定領域■である。よってバリヤメタル除去部■はバ
ンプ形成予定領域すの全周を取り囲むように形成されて
いる。またバンプ形成予定領域■のバリヤメタル4bは
バリヤメタル除去部■より外側のバリヤメタル4aとは
非導通状態になっている。
第1 (al、 tb1図に示されるようにバリヤメタ
ル4を除去した後に、バリヤメタル4aを陰極とする電
気めっきを行なって、ストッパとなる物質として、例え
ば金10、をバリヤメタル除去部0に埋め込む。この電
気めっきの初期には、バリヤメタル4aから金10のデ
ポジットが開始し、その後金10は上方向および横方向
に成長し、そしてバリヤメタル4bに達する。この時点
で、バリヤメタル4bも4aと導通され、そしてバリヤ
メタル除去部■の断面全体でめっきが進行する。続いて
、レジスト11によりバンプ形成領域以外をマスクし、
そしてめっきによりバンプ6を形成すると、バンプ6は
金10とバリヤメタル4b上から成長し、図示のような
きのこ状形状となる。R1’Jcにレジスト11を除去
し、エツチングによりバリヤメタル4aを除去する。こ
のエツチング中に、第5図に図示されるように、バンプ
6が多少サイドエツチングされても、金10が表出され
た時点より金10がエツチングのスト、7バとなる。
第6図(al、 (b)、第7図および第8図は、バリ
ヤメタルの一部の層をエツチングの際に残して置きそし
てストッパめっきの際の電気的パスとして使用する実施
例である。図中4′はTi層、4″はPdまたはNi/
Cu層を示し、4′と41によりバリヤメタル4が構成
されている。レジスト5によりバリヤメタル除去部■を
形成する際に、PdまたはN i / Cu層4″のみ
を除去しTi層4′を残す。このように一部の層のバリ
ヤメタルを残ずとバリヤメタル4の工・ノチングが簡単
になる。また、電気めっきの代りに無電解めっきも可能
になる。続いて、Auまたはハンダを用いてめっきによ
りストッパ10を形成しく第7図)、次にレジスト11
によりマスクされない場所でバンプ6はめっきで形成す
る。最後に、レジスト11を剥離し、そして表出された
バリヤメタル4をエツチングにより除去する。なお、第
7図に示されるめっき工程を省略し、第8図に示される
レジスト11をマスクするバンプ6のめっきを行なって
も、Ti層4′により電気的パスが形成されているため
、バリヤメタル除去部■にバンプの金属が埋め込まれそ
してストッパとしての機能を備える。
第9図(al、 (b)、第10図および第11図はバ
ンプめっきを2回行なう実施例である。第9図(a)。
(b)に示す如く、バリヤメタル除去部■を形成後レジ
スト5を剥離し、次に第10図に示す如く、バンプ材1
2のめっきを行なう。レジスト13によりバンプ材12
をバンプ形成予定領域にのみ残す。
なお、バンプ材12の代りにAuなどストッパとしての
機能を有する材料をバンプ形成予定領域に残してもよい
。バンプ材12の厚さは極く薄く、後工程のバンプめっ
き際の電気的パスとなる程度のものであってよい。続い
て、第11図に示すように、レジスト13を剥に1シ、
バンプ形成予定領域外のバリヤメタル4bをマスクする
レジスト(図示せず)を形成し、このレジストをマスク
としてバンプ6のめっきを行なう。この場合、バンプ材
12による電気的パスが形成されており、バンプ材12
の面積全体が陰極となるから、電気量が多くなりそして
バンプ6が厚くなる。
第12図(a)、 (b)、第13図および第14図は
バリヤメタル除去部■をバンプ形成予定領域のほぼ全周
に形成する実施例である。第12図(blに示されるよ
うに、0部を除外してバリヤメタル4をし。
レジスト5をマスクとしてエツチングにより除去する。
このようにバリヤメタル4の一部を残すことによりバリ
ヤメタル4のエツチングが容易になる。以下の工程は第
3図、第4図、第7図、第9図、第1O図に示されるも
のを行なう。
第13図および第14図は1回のめっき工程で形成され
るバンプそのものの一部をストッパとして使用する実施
例である。第1図(al、 (bl、第6図(a)、 
Fblまたは第12図(a)、 (blのようにバリヤ
メタル4を除去した後に、レジスト11をバリヤメタル
除去部■より僅かに外側からバンプ形成予定領域を表出
するようにパターンニングし、そしてバンプ6をめっき
により形成すると、バリヤメタル4aの外縁はバンプの
脚部「で囲まれ、第14図で行なわれるバリヤメタル4
aのエツチングの際にバンプの脚部「が多少は溶解され
ることはあっても溶解がバリヤメタル4bに及ぶのを防
止する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、バンプ下側のバリヤメタルのサイドエ
ッチが防止されるため、バンプとAe配線との電気的接
続が良好になり、そして半導体装置の信頼性が高められ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (b)は、バリヤメタルに形成する溝
を示した図、 第2図(al、 (blは従来のバンプ形成法の説明図
、第3図、第4図は本発明の一実施例によりストッパ物
質を埋め込む工程の説明図、 第5図は形成されたバンプを示す図面、第6図(al、
 (hl、第7図iよび第8図は、本発明の一実施例に
よりバリヤメタルの一部を除去して溝を形成する方法の
説明図、 第9図(a)、 (bl、第10図および第11図は、
本発明の一実施例によりめっきを2回行う方法の説明図
、 第12図(al、 (blはバリヤメタル除去部の溝を
バンプ形成予定領域のほぼ全長に形成する本発明の一実
施例の説明図、 第13図および第14図はバンプ自体をストッパ物質と
する本発明の一実施例の説明図である。 1・・・基板、      2・・・A7!配線、3・
・・絶縁膜、    4・・・バリヤメタル、4a・・
・バンプ形成領域外のバリヤメタル、4b・・・バンプ
形成領域内のバリヤメタル、5・・・レジスト、   
 6・・・バンプ、10・・・ストッパ、11・・・レ
ジスト、12・・・バンプ材。 第8目 第9図(Q)     第9図(b) 第10図 第11図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、バリヤメタル上にバンプを形成する工程を含む半導
    体装置の製造方法において、 バンプ形成予定領域の外縁の少なくともほぼ全周でバリ
    ヤメタルの少なくとも一部を除去した溝を形成し、前記
    溝にストッパ物質を埋め込み、そして前記バンプ形成予
    定領域より外側のバリヤメタルをエッチングにより除去
    する際に、前記ストッパ物質によって内側のバリヤメタ
    ルをエッチングから保護することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
JP61200101A 1986-08-28 1986-08-28 半導体装置の製造方法 Pending JPS6356941A (ja)

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JP61200101A JPS6356941A (ja) 1986-08-28 1986-08-28 半導体装置の製造方法
US07/086,805 US4742023A (en) 1986-08-28 1987-08-19 Method for producing a semiconductor device
EP87307459A EP0261799B1 (en) 1986-08-28 1987-08-24 Method for producing a terminal electrode of a semi-conductor device
DE8787307459T DE3777047D1 (de) 1986-08-28 1987-08-24 Verfahren zur herstellung einer anschlusselektrode einer halbleiteranordnung.
KR1019870009416A KR900006511B1 (ko) 1986-08-28 1987-08-27 반도체장치를 제조하는 방법

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5952746A (ja) * 1982-09-20 1984-03-27 Horiba Ltd 塩化物イオン選択性電極用応答膜
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