JP2751242B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に突起電極
を有する半導体装置の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般にテープキャリア方式の半導体装置では、半導体
基板の主面に突出する金属の突起電極を設けている。従
来、この種の突起電極を有する半導体装置の製造方法
は、半導体基板に対する所要の素子形成工程及び配線形
成工程を全て終了した後、基板表面全体に新たに金属膜
を被着してこれを電解メッキの際の電流路として構成
し、その後この金属膜上にリフトオフ法等を利用して突
起電極形成領域の下地膜を形成し、更にフォトレジスト
等をマスクとしかつ前記金属膜を電流路とする電解メッ
キにより突起電極形成領域に突起電極を形成する方法が
とられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の突起電極を有する半導体装置の製造方
法は、半導体装置の配線形成後に、電解メッキを行う際
の電流路としての金属膜を半導体基板表面全体に新たに
被着しているため、電解メッキ終了後に不要となったこ
の金属膜を除去する必要がある。この除去に際しては、
形成した突起電極をマスクにしたエッチング法が採用さ
れているため、突起電極の下側にアンダーカットが生じ
易く、さらにエッチング液の残液により金属膜が腐食す
る場合があり、突起電極と基板間の密着強度を著しく低
下させる原因になるという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に配
線用金属膜を形成したのちパターニングし、素子用配線
および電解メッキ用配線を形成する工程と、全面に保護
膜を形成したのちパターニングし、前記素子用配線の突
起電極形成領域と、前記素子用配線と電解メッキ用配線
とを電気的に接続させるための接続膜形成領域の該保護
膜を除去する工程と、保護膜が除去された前記突起電極
形成領域および接続膜形成領域にバリア膜を形成する工
程と、バリア膜が形成された前記突起電極形成領域に電
解メッキ法により突起電極を形成する工程と、突起電極
形成後突起電極間の短絡を解除するために前記電解メッ
キ用配線を選択的に除去する工程とを含んで構成され
る。

〔実施例〕

次に本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（ｉ）及び第２図は本発明をテープキ
ャリア式集積回路の突起電極形成に適用した第１の実施
例を説明するための図であり、第２図は製造工程途中に
おける平面図、第１図（ａ）〜（ｉ）はそのAA′線にお
ける製造工程順に示した断面図である。以下、製造工程
順に説明する。

まず第１図（ａ）に示すように、シリコンからなる半
導体基板１に素子を形成する。次で厚さ約１μｍのシリ
コン酸化膜が形成された素子領域及び半導体基板１の表
面が露出された幅約200μｍのダイシングライン領域Ｉ
上に、スパッタ法により厚さ約0.8μｍのアルミニウム
膜３を形成する。

次に第１図（ｂ）のように、所望の厚さ及び形状に第
１のフォトレジストパターン４を形成し、これをマスク
としたエッチング法により不要部分のアルミニウム膜３
を除去し、半導体装置に必要な素子用配線を形成する。
この素子用配線は突起電極形成領域IIを含むアルミニウ
ム配線3aとして形成する。また、同時に、ダイシングラ
イン領域Ｉに電解メッキ用配線3bを形成する。

次に、第１図（ｃ）のように第１のフォトレジストパ
ターン４を剥離した後、保護膜であるシリコン酸化膜５
を全面に約0.5μｍの膜厚で成長させる。次で所望の厚
さ及び形状にパターニングした第２のフォトレジストパ
ターン６をマスクにして突起電極形成領域IIと、アルミ
ニウム配線3aと電解メッキ用配線3bとを接続するための
接続膜形成領域IIIのシリコン酸化膜５をエッチング除
去する。

次に第１図（ｄ）のように、第２のフォトレジストパ
ターン６を残したまま、メッキを成長させる際のバリア
膜となる金属膜７を基板表面に被着する。ここで金属膜
７は、金が下層に拡散することを防ぐことを目的とした
膜厚0.1μｍの白金膜と、白金膜と下地の密着性を強化
することを目的とした膜厚0.1μｍのチタン膜の２層構
造とする。

次に第１図（ｅ）のように、第２のフォトレジストパ
ターン６を剥離することにより、同時に不要部分の金属
膜７をリフトオフ法により除去し、400℃の窒素雰囲気
中で60分間熱処理することにより、突起電極形成領域II
内にバリア膜7aを、また接続膜形成領域IIIに電解メッ
キ用配線の接続膜7bを形成する。したがって、ここでア
ルミニウム配線3aは接続膜7bによって電解メッキ用配線
3bと電気的に接続される。

次に第１図（ｆ）のように、保護膜であるポリイミド
樹脂８を約３μｍの厚さに塗布し、所望の厚さ及び形状
にパターニングした第３のフォトレジストパターン９を
マスクにして突起電極形成領域II及びダイシングライン
領域Ｉの各ポリイミド樹脂８を除去する。なお、第２図
の平面構造は、この第１図（ｆ）の工程完了状態を示し
ている。

次に第１図（ｇ）のように、基板全体を金メッキ液に
浸漬し、半導体基板１と金メッキ装置側に設置された陽
極電極板間との間に電流を流して、金突起電極10が突起
電極形成領域IIのバリア膜7a上に10〜30μｍの厚さに形
成されるまで電解メッキを行う。

電解メッキ終了後に、第１図（ｈ）のように第３のフ
ォトレジストパターン９及び金突起電極10をマスクにし
てエッチング法でダイシングライン領域Ｉのシリコン酸
化膜５及び電解メッキ用配線3bを除去し、ダイシングラ
イン領域Ｉとアルミニウム配線3aを絶縁分離する。ここ
で、アルミニウム配線3aは、接続膜7bがエッチングのス
トッパーとなるためにエッチングされることはない。

その後、第３のフォトレジストパターン９を全部剥離
することにより、第１図（ｉ）のように金突起電極10を
有する半導体装置が完成する。

このように第１の実施例では、電解メッキ時の電流路
に半導体素子用の配線と同時に形成した電解メッキ用配
線3bを利用しているので、電解メッキ工程の後には、ダ
イシングライン領域Ｉにおける不要の電解メッキ用配線
3bを除去するだけで良く、しかもこの際アルミニウム配
線3aは接続膜7bで保護されているためエッチングされる
ことはなく、金突起電極10と半導体基板１の密着強度を
保持することができる。

また、最終段階の保護膜に比較的膜厚調整の容易なポ
リイミド樹脂８を用いているので、シリコン酸化膜５と
合わせた保護膜の膜厚を厚くすることができ、メッキの
等方成長による突起電極の肥大化を抑えて半導体装置の
微細化にも有効となる。

第３図（ａ）〜（ｆ）は本発明の第２の実施例を説明
するための製造工程順に示した断面図であり、第１の実
施例と同じ位置で切断した断面図である。

まず第３図（ａ）に示すように、第１の実施例と同様
にシリコン酸化膜２を除去して半導体基板１の表面を露
呈させたダイシングライン領域Ｉと、シリコン酸化膜２
が形成された素子領域の全面にアルミニウム膜を被着す
る。次で所望の膜厚及び形状に形成した第１のレジスト
パターン４をマスクにして不要部分のアルミニウム膜を
除去して、突起電極形成領域IIを含むアルミニウム配線
3aと電解メッキ用配線3bを形成する。

次に第３図（ｂ）に示すように、第１のフォトレジス
トパターン４を剥離した後、保護膜であるシリコン窒化
膜11を基板全面に0.4〜0.6μｍの厚さに成長させ、所望
の膜厚及び形状にパターニングした第２のフォトレジス
トパターン6Aをマスクにして突起電極形成領域II,接続
膜形成領域III及びダイシングライン領域Ｉのシリコン
窒化膜11を除去する。

次に第３図（ｃ）に示すように、第２のフォトレジス
トパターン6Aを剥離し、新たに所望の膜厚及び形状に第
３のフォトレジストパターン9Aを形成し、突起電極形成
領域II及び接続膜形成領域IIIのみを露呈させる。次で
メッキを成長させる際のバリア膜となる金属膜７を基板
表面に被着する。ここで金属膜７は第１の実施例と同様
に、チタン及び白金の２層膜である。

次に第３図（ｄ）のように、第３のフォトレジストパ
ターン9Aを剥離すると同時に不要部分の金属膜７をリフ
トオフ法で除去し、400℃の窒素雰囲気中で60分間熱処
理を行い、突起電極形成領域II内にバリア膜7aを、接続
膜形成領域III内に接続膜7bを形成する。

次に第３図（ｅ）のように、基板全体を金メッキ液に
浸漬し、半導体基板１とメッキ装置側に設置された陽極
電極板との間に電流を流して金突起電極10Aが10〜30μ
ｍに形成されるまで電解メッキをおこなう。

電解メッキ終了後、第１の実施例と同様にしてダイシ
ングライン領域Ｉの電解メッキ用配線3bを全て除去し、
ダイシングライン領域Ｉとアルミニウム配線3aを絶縁分
離すれば、第３図（ｆ）のように金突起電極10A及び小
金突起電極10Bを有する半導体装置が完成する。

この第２の実施例においても、金突起電極10Aの形成
後に電解メッキ用配線3bを除去する際に、接続膜7bでア
ルミニウム配線3aが保護されているので、アルミニウム
配線3aのサイドエッチングを防止して基板との密着強度
を保持することができる。

また、この第２の実施例では、第３図（ｂ）の工程で
突起電極形成領域IIのシリコン窒化膜11とともに、ダイ
シングライン領域Ｉにおけるシリコン窒化膜11を同時に
エッチング除去しているので、電解メッキ用配線3bを除
去してダイシングライン領域Ｉとアルミニウム配線3aを
絶縁分離する際にシリコン窒化膜11を除去する必要がな
い。このため、電解メッキを行う前にダイシングライン
領域Ｉ及び突起電極形成領域II以外をレジスト等でマス
クする必要がなく、セルフアラインによる電解メッキが
できる利点がある。また、この際に同時に形成された小
金突起電極10Bはテープキャリアと半導体装置を圧着ボ
ンディングする際に、テープキャリアのリードが半導体
装置のエッジ部と接触することを防止する役割りもはた
すことができる。

尚、上記実施例では突起電極の形成に金メッキを用い
た場合について説明したが、他の金属からなるメッキ法
により突起電極を形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明は、半導体基板に形成した金
属膜をパターン形成して素子用配線及び電解メッキ用配
線を形成し、突起電極領域及び接続膜形成領域を露出し
た保護膜を形成したのち、これらの領域にバリア膜を形
成し、突起電極形成領域のみあるいは突起電極形成領域
と接続膜形成領域に電解メッキ用配線を電流路として電
解メッキを行い、金属メッキ膜からなる突起電極を形成
し、しかる上で電解メッキ用配線を選択的に除去して、
半導体装置に必要な配線と半導体基板との絶縁分離を行
うことにより、電解メッキ完了後は電解メッキ用配線を
除去するだけでよく、工程は極めて簡単なものとなる。
さらにバリア膜からなる接続膜をストッパーとして用い
ているので、突起電極形成領域の下側にアンダーカット
が発生することを防止して突起電極と基板間の密着強度
を確保することができる効果がある。

また、突起電極形成以前に最終段階の保護膜を形成し
ているため、セルフアラインによる電解メッキが可能と
なり、独立したマスク形成工程等を省略して工程の簡易
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｉ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した断面図、第２図は第１の実施例
の工程途中における平面図、第３図（ａ）〜（ｆ）は本
発明の第２の実施例を説明するための工程順に示した断
面図である。 １……半導体基板、２……シリコン酸化膜、３……アル
ミニウム膜、3a……アルミニウム配線、3b……電解メッ
キ用配線、４……第１のフォトレジストパターン、５…
…シリコン酸化膜、6,6A……第２のフォトレジストパタ
ーン、７……金属膜、7a……バリア膜、7b……接続膜、
８……ポリイミド樹脂、9,9A……第３のフォトレジスト
パターン、10,10A……金突起電極、10B……小金突起電
極、11……シリコン窒化膜、Ｉ……ダイシングライン領
域、II……突起電極形成領域、III……接続膜形成領
域。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板上に配線用金属膜を形成したの
   ちパターニングし、素子用配線および電解メッキ用配線
   を形成する工程と、全面に保護膜を形成したのちパター
   ニングし、前記素子用配線の突起電極形成領域と、前記
   素子用配線と電解メッキ用配線とを電気的に接続させる
   ための接続膜形成領域の該保護膜を除去する工程と、保
   護膜が除去された前記突起電極形成領域および接続膜形
   成領域にバリア膜を形成する工程と、バリア膜が形成さ
   れた前記突起電極形成領域に電解メッキ法により突起電
   極を形成する工程と、突起電極形成後突起電極間の短絡
   を解除するために前記電解メッキ用配線を選択的に除去
   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。