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JP3323091B2 - Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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JP3323091B2
JP3323091B2 JP00766997A JP766997A JP3323091B2 JP 3323091 B2 JP3323091 B2 JP 3323091B2 JP 00766997 A JP00766997 A JP 00766997A JP 766997 A JP766997 A JP 766997A JP 3323091 B2 JP3323091 B2 JP 3323091B2
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pad
integrated circuit
barrier metal
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陽一 蛭田
浩 田沢
一英 土井
尚彦 平野
知章 田窪
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method, capable of reducing the cost of the flip chip connection between a bare chip and a wiring board, and capable of preventing the misconnection between the chip and the wiring board. SOLUTION: A first insulating film 13 is formed on an integrated circuit chip 11 where an I/O pad 12 has been formed, and a first opening 13A is formed above the I/O pad 12. On this first insulating film 13, a conductive layer 14 to be connected electrically with the I/O pad 12 through the first opening 13A, and a barrier metal layer 16 are lamination-formed. The conductive layer 14 and the barrier metal 16 are patterned with the same mask. On the whole surface a second insulating film 15 is formed, and a second opening 15A is formed at a position different from the first opening 13A. And a solder bump 17 or metal pad is formed on the barrier metal layer 16 inside the second opening 15A. And the position of the solder bump 17 or metal pad is regulated by the second opening 15A.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
装置を配線基板にバンプによって直接接続する、いわゆ
るフリップチップ接続型の半導体集積回路装置及びその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device in which a semiconductor integrated circuit device is directly connected to a wiring board by bumps, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置のI/O数の
増加や小型化傾向に対応するため、集積回路チップのI
/Oパッドをベアチップのまま直接配線基板の対応する
パッドと電気的に接続するフリップチップ接続による実
装方法が用いられている。フリップチップ接続法では、
まず、ベアチップの各I/Oパッド上にハンダの突起
(バンプ)を形成し、ベアチップを裏向きにして配線基
板上に配置して各ハンダバンプと配線基板の各パッドと
を精度良く位置合わせする。そして、荷重を加えること
でチップを配線基板に仮止めマウントする。しかる後、
ハンダバンプの融点より高い温度雰囲気に晒してハンダ
をリフローすることで、ハンダバンプとパッドどうしを
それぞれ直接接続する。この方法により、I/Oパッド
の数を増加させたり、各I/Oパッド間のピッチを微細
化することができる。また、集積回路チップと配線基板
間の接続距離が短くなるため、実装状態において集積回
路の高速動作が可能になる。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to cope with an increase in the number of I / Os and a tendency of miniaturization of a semiconductor integrated circuit device, an I / O of an integrated circuit chip is required.
A flip-chip mounting method is used in which the / O pad is directly connected to the corresponding pad of the wiring board directly as a bare chip. In the flip chip connection method,
First, solder projections (bumps) are formed on each I / O pad of the bare chip, and the bare chip is placed face down on the wiring board, and each solder bump and each pad of the wiring board are accurately aligned. Then, a chip is temporarily mounted on the wiring board by applying a load. After a while
The solder bump and the pad are directly connected to each other by reflowing the solder by exposing the solder bump to a temperature higher than the melting point of the solder bump. According to this method, the number of I / O pads can be increased, and the pitch between each I / O pad can be reduced. Further, since the connection distance between the integrated circuit chip and the wiring board is reduced, the integrated circuit can operate at high speed in the mounted state.

【0003】上記フリップチップ接続法を採用するにあ
たっては、半導体集積回路装置のI/Oパッドのピッチ
が微細(150μm以下)であるため、配線基板側のパ
ッドを集積回路チップのパッドと同じピッチで十分精度
良く形成する必要がある。しかしながら、配線基板側の
パッドを高精度に形成することは難しく、たとえこのよ
うな高精度のパッドを有する配線基板を作成することが
可能であったとしても、配線基板のコストが大幅に上昇
する。しかも、微細なパッドピッチのために、隣接する
パッド間のバンプがショートする危険性も増大する。
In adopting the flip-chip connection method, since the pitch of I / O pads of a semiconductor integrated circuit device is fine (150 μm or less), the pads on the wiring board side have the same pitch as the pads of the integrated circuit chip. It must be formed with sufficient accuracy. However, it is difficult to form the pads on the wiring board with high precision, and even if it is possible to produce a wiring board having such high-precision pads, the cost of the wiring board will increase significantly. . Moreover, the risk of short-circuiting between adjacent pads due to the fine pad pitch increases.

【0004】この問題に対処するために、集積回路チッ
プの上層に配線を追加し、集積回路チップの元のI/O
パッドと新たに設けたI/Oパッドとを1対1で配線接
続することによって、元来の集積回路チップのI/Oパ
ッドとは別の位置に、フリップチップ接続のためのI/
Oパッド(ハンダバンプ)を再配置して設ける方法が提
案されている。
In order to address this problem, wiring is added to the upper layer of the integrated circuit chip so that the original I / O of the integrated circuit chip can be reduced.
By connecting the pads to the newly provided I / O pads in a one-to-one manner, the I / O pads for flip-chip connection are located at positions different from the I / O pads of the original integrated circuit chip.
A method of rearranging and providing O pads (solder bumps) has been proposed.

【0005】図17は、I/Oパッドを再配置した従来
のフリップチップ接続型の半導体集積回路装置のI/O
パッド近傍の構造を抽出して示す断面図である。集積回
路チップ1上のI/Oパッド2とパッシベーション膜3
の上に、導電層4、絶縁膜5、ハンダボール位置規定金
属層(BLM)あるいはバリアメタル層6、及びハンダ
バンプ7等が積層形成されている。I/Oパッド2は、
上記導電層4と上記バリアメタル層6を介してハンダバ
ンプ7と1対1で配線接続される。
FIG. 17 shows a conventional flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device in which I / O pads are rearranged.
FIG. 4 is a cross-sectional view extracting and showing a structure near a pad. I / O pad 2 and passivation film 3 on integrated circuit chip 1
A conductive layer 4, an insulating film 5, a solder ball position defining metal layer (BLM) or a barrier metal layer 6, a solder bump 7, and the like are formed thereon. I / O pad 2
The wiring is one-to-one connected to the solder bump 7 via the conductive layer 4 and the barrier metal layer 6.

【0006】しかしながら、このような構成を採用した
フリップチップ接続型の半導体集積回路装置は、導電層
4、絶縁膜5、バリアメタル層6及びハンダバンプ7を
それぞれ別々に形成する工程が必要であり、製造コスト
が上昇するという問題がある。また、ハンダバンプ7を
電解メッキで形成する場合には、バリアメタル層6を絶
縁膜5上の全面に形成してメッキ電極として使用し、し
かる後にハンダバンプ7の下部以外に露出したバリアメ
タル層6をエッチングして除去するという方法がしばし
ば用いられる。この際、バリアメタル層6だけでなくハ
ンダバンプ7の表面もエッチングされて接続に支障をき
たしたり、バリアメタル層6のハンダバンプ7下の領域
がサイドエッチングされてハンダバンプ7とバリアメタ
ル層6との接続の信頼性が低下するという問題が生じ
る。
However, the flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device adopting such a configuration requires a step of separately forming the conductive layer 4, the insulating film 5, the barrier metal layer 6, and the solder bump 7, respectively. There is a problem that the manufacturing cost increases. When the solder bumps 7 are formed by electrolytic plating, the barrier metal layer 6 is formed on the entire surface of the insulating film 5 and used as a plating electrode. The method of removing by etching is often used. At this time, not only the barrier metal layer 6 but also the surface of the solder bump 7 is etched to hinder the connection, or the region of the barrier metal layer 6 below the solder bump 7 is side-etched to connect the solder bump 7 and the barrier metal layer 6. A problem occurs that the reliability of the device decreases.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のフ
リップチップ接続型の半導体集積回路装置及びその製造
方法では、製造工程の増加により製造コストが上昇した
り、ハンダバンプの下部以外に露出したバリアメタル層
をエッチングする際、ハンダバンプの表面がエッチング
されたり、ハンダバンプ下のバリアメタル層がサイドエ
ッチングされて信頼性が低下するという問題が生ずる。
As described above, in the conventional flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method, the manufacturing cost is increased due to the increase in the number of manufacturing steps, and the barrier exposed outside the lower part of the solder bumps is increased. When the metal layer is etched, there arises a problem that the surface of the solder bump is etched or a barrier metal layer under the solder bump is side-etched, thereby lowering reliability.

【0008】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、ベアチップと配
線基板とのフリップチップ接続を低コストで実現でき、
且つチップと配線基板との接続不良を防止できるフリッ
プチップ接続型の半導体集積回路装置及びその製造方法
を提供することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize flip-chip connection between a bare chip and a wiring board at low cost.
Another object of the present invention is to provide a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device capable of preventing a connection failure between a chip and a wiring board and a method of manufacturing the same.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に記
載した半導体集積回路装置は、集積回路チップと、この
集積回路チップ上に形成されたI/Oパッドと、上記集
積回路チップ上及び上記I/Oパッド上に形成され、上
記I/Oパッド上に第1の開口部を有する第1の絶縁膜
と、上記第1の絶縁膜上に形成され、上記第1の開口部
を介して上記I/Oパッドと電気的に接続される導電層
と、この導電層上に形成され、上記導電層と同じパター
ンを有するハンダボール位置規定金属層またはバリアメ
タル層と、上記ハンダボール位置規定金属層またはバリ
アメタル層上に形成され、上記導電層及びハンダボール
位置規定金属層またはバリアメタル層と同じパターンを
有し、上記ハンダボール位置規定金属層またはバリアメ
タル層上の上記第1の開口部と異なる位置に第2の開口
部を備えた第2の絶縁膜と、上記第2の開口部内の上記
ハンダボール位置規定金属層またはバリアメタル層上に
形成されたハンダバンプまたは金属パッドとを具備し、
上記ハンダバンプまたは金属パッドの位置を上記第2の
開口部で規定することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided:
The mounted semiconductor integrated circuit device includes an integrated circuit chip, I / O pads formed on the integrated circuit chip, and formed on the integrated circuit chip and the I / O pad, and on the I / O pad. A first insulating film having a first opening, and a conductive layer formed on the first insulating film and electrically connected to the I / O pad through the first opening. A solder ball position defining metal layer or a barrier metal layer formed on the conductive layer and having the same pattern as the conductive layer; and the conductive layer and the solder layer formed on the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer. A second pattern having the same pattern as the ball position defining metal layer or the barrier metal layer and having a second opening at a position different from the first opening on the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer; Comprising a Enmaku, and the second solder bumps or metal pads formed on the solder ball position defined metal layer or a barrier metal layer in the openings,
The position of the solder bump or the metal pad is defined by the second opening.

【0012】上記構成によれば、元来の集積回路チップ
のI/Oパッドとは別の位置に、フリップチップ接続の
ためのI/Oパッドを再配置して設けるので、接続パッ
ドピッチを大きくして隣接パッド間のバンプのショート
を防止するとともに、配線基板を低コスト化できる。ま
た、ハンダバンプまたは金属パッドの位置をハンダボー
ル位置規定金属層あるいはバリアメタルによって規定す
る代わりに、第2の絶縁膜に形成した第2の開口部によ
って規定するので、高精度に設定できる。
According to the above configuration, the I / O pads for flip chip connection are rearranged and provided at positions different from the I / O pads of the original integrated circuit chip, so that the connection pad pitch is increased. As a result, it is possible to prevent a short circuit of a bump between adjacent pads and to reduce the cost of the wiring board. Further, since the position of the solder bump or the metal pad is not defined by the solder ball position defining metal layer or the barrier metal but by the second opening formed in the second insulating film, the position can be set with high accuracy.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】また、この発明の請求項2に記載した半導
体集積回路装置の製造方法は、集積回路チップを形成す
る工程と、この集積回路チップ上にI/Oパッドを形成
する工程と、上記集積回路チップ上及び上記I/Oパッ
ド上に第1の絶縁膜を形成する工程と、上記第1の絶縁
膜における上記I/Oパッド上に第1の開口部を形成す
る工程と、上記第1の絶縁膜上及び上記開口部内に導電
層を形成する工程と、上記導電層上にハンダボール位置
規定金属層またはバリアメタル層を形成する工程と、上
記ハンダボール位置規定金属層またはバリアメタル層上
に第2の絶縁膜を形成する工程と、上記第2の絶縁膜、
ハンダボール位置規定金属層またはバリアメタル層、及
び上記導電層を同一のマスクを用いてパターニングする
工程と、上記第2の絶縁膜の上記第1の開口部と異なる
位置に第2の開口部を形成し、上記ハンダボール位置規
定金属層またはバリアメタル層を露出させる工程と、上
記第2の開口部内の上記ハンダボール位置規定金属層ま
たはバリアメタル層上にハンダバンプまたは金属パッド
を形成する工程とを具備することを特徴とする。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention.
A method of manufacturing a body integrated circuit device includes a step of forming an integrated circuit chip, a step of forming an I / O pad on the integrated circuit chip, and a step of forming a first on the integrated circuit chip and on the I / O pad. Forming an insulating film; forming a first opening on the I / O pad in the first insulating film; and forming a conductive layer on the first insulating film and in the opening. A step of forming a solder ball position defining metal layer or a barrier metal layer on the conductive layer, a step of forming a second insulating film on the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer, 2, insulating film,
Patterning the solder ball position defining metal layer or barrier metal layer and the conductive layer using the same mask, and forming a second opening in the second insulating film at a position different from the first opening. Forming and exposing the solder ball position defining metal layer or barrier metal layer; and forming a solder bump or metal pad on the solder ball position defining metal layer or barrier metal layer in the second opening. It is characterized by having.

【0016】上記製造方法によれば、第2の絶縁膜、ハ
ンダボール位置規定金属層またはバリアメタル層、及び
導電層を同一のマスクを用いてパターニングするので、
PEP工程を削減して低コスト化できる。また、ハンダ
ボール位置規定金属層あるいはバリアメタル層をエッチ
ングする際には、ハンダバンプや金属パッドは形成され
ていないので、これらがエッチングされて腐食すること
はなく、ハンダボール位置規定金属層あるいはバリアメ
タル層のハンダバンプ下あるいは金属パッド下の領域が
サイドエッチングされ、接続の信頼性が低下することも
ない。
According to the above manufacturing method, the second insulating film, the solder ball position defining metal layer or barrier metal layer, and the conductive layer are patterned using the same mask.
The cost can be reduced by reducing the number of PEP steps. Also, when etching the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer, no solder bumps or metal pads are formed, so that they are not etched and corroded, and the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer is not etched. The region under the solder bump or the metal pad of the layer is side-etched, so that the reliability of the connection does not decrease.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1ないし図3はそれぞ
れ、この発明の第1の実施の形態に係るフリップチップ
接続型の半導体集積回路装置について説明するためのも
ので、図1は集積回路チップにおけるハンダバンプ形成
面側の平面図、図2は上記図1における一つのハンダバ
ンプ部、引き出し配線部及びI/Oパッド部に着目し拡
大して示す平面図、図3は上記図2の4−4線に沿った
断面構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 are views for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a solder bump forming surface side of an integrated circuit chip. FIG. 2 is an enlarged plan view focusing on one solder bump portion, lead-out wiring portion, and I / O pad portion in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional configuration view taken along line 4-4 in FIG. is there.

【0018】図1に示す集積回路チップ11中には、各
種の半導体素子が形成されている。周辺部のハンダバン
プ17は、集積回路チップ11の上層に形成された引き
出し用の配線21を介してI/Oパッド12と1対1に
接続され、元来の集積回路チップ11のI/Oパッドと
は別の位置にフリップチップ接続のためのI/Oパッド
(ハンダバンプ17)が再配置して設けられている。こ
の周辺部のハンダバンプ17下の集積回路チップ11中
には、α線やα粒子の影響を受け易い回路、例えばDR
AMのメモリセル部、及びフローティング状態のノード
を有するロジック回路等のダイナミック型の回路が設け
られている。中央部のハンダバンプ17は、内部回路の
電源端子や電源線に接続され、これらのハンダバンプ1
7を介して複数箇所から電源を与えることにより電源ノ
イズを低減するようになっている。
Various semiconductor elements are formed in the integrated circuit chip 11 shown in FIG. The peripheral solder bumps 17 are connected one-to-one with the I / O pads 12 via lead-out wires 21 formed on the upper layer of the integrated circuit chip 11, and the I / O pads of the original integrated circuit chip 11 are connected. I / O pads (solder bumps 17) for flip-chip connection are rearranged and provided at a different position from that of FIG. In the integrated circuit chip 11 under the solder bumps 17 in the peripheral portion, a circuit susceptible to α rays and α particles, for example, DR
A dynamic circuit such as a logic circuit having an AM memory cell portion and a floating node is provided. The solder bump 17 at the center is connected to a power supply terminal or a power supply line of the internal circuit.
Power supply noise is reduced by supplying power from a plurality of locations via the power supply 7.

【0019】各々のハンダバンプ部、引き出し配線部及
びI/Oパッド部は、図2及び図3に示す如く構成され
ている。集積回路チップ11上には、厚さが0.8〜1
μmのアルミニウム(Al)層やAl合金層等からなる
I/Oパッド12が設けられている。上記集積回路チッ
プ11上及びI/Oパッド12上には、シリコン酸化膜
またはシリコン窒化膜で形成された厚さが1〜2μmの
パッシベーション膜13が形成され、このパッシベーシ
ョン膜13のI/Oパッド12上に対応する部分に開口
部13Aが形成されている。上記I/Oパッド12上及
びパッシベーション膜13上には、配線21が形成され
ている。この配線21は、Al、Al合金及び銅(C
u)の少なくともいずれか1つを含む材料で形成された
厚さ1〜2μmの導電層14と、クロム(Cr)、C
u、ニッケル(Ni)及びチタン(Ti)の少なくとも
いずれか1つを含む材料で形成され、拡散による金属間
化合物の生成を防止、接着強度の向上、並びに良好な電
気的接触を得るための厚さ0.5〜1μmのバリアメタ
ル層16とが積層されて形成されている。上記導電層1
4とバリアメタル層16は、単一のマスクを用いた同一
のパターンによるエッチング工程でパターニングされ、
一体構造をなしている。I/Oパッド12とハンダバン
プ17は、上記配線21を介して1対1で結線されてい
る。この配線21及び上記パッシベーション膜13上に
は、厚さが数μm〜20μmの絶縁膜15が形成されて
いる。この絶縁膜15の材料としては、例えばシリコン
酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはポリイミド膜等があ
げられる。上記絶縁膜15は上記パッシベーション膜1
3の開孔部13Aと異なる位置に開口部15Aを有し、
この開口部15A内に露出したバリアメタル層16に接
して直径が50〜100μm程度のハンダバンプ17が
形成されている。このハンダバンプ17の平面的な位置
は、絶縁膜15の開口部15Aによって規定される。
Each of the solder bumps, the lead wirings, and the I / O pads are configured as shown in FIGS. The thickness of the integrated circuit chip 11 is 0.8 to 1
An I / O pad 12 made of a μm aluminum (Al) layer, an Al alloy layer, or the like is provided. On the integrated circuit chip 11 and the I / O pad 12, a passivation film 13 having a thickness of 1 to 2 μm formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed. An opening 13 </ b> A is formed in a portion corresponding to 12. The wiring 21 is formed on the I / O pad 12 and the passivation film 13. This wiring 21 is made of Al, Al alloy and copper (C
u), a conductive layer 14 having a thickness of 1 to 2 μm formed of a material containing at least one of chromium (Cr), C
u, formed of a material containing at least one of nickel (Ni) and titanium (Ti), for preventing generation of an intermetallic compound due to diffusion, improving adhesion strength, and obtaining a good electrical contact. A barrier metal layer 16 having a thickness of 0.5 to 1 μm is laminated. The conductive layer 1
4 and the barrier metal layer 16 are patterned by an etching process using the same pattern using a single mask,
It has an integral structure. The I / O pad 12 and the solder bump 17 are connected one to one via the wiring 21. An insulating film 15 having a thickness of several μm to 20 μm is formed on the wiring 21 and the passivation film 13. Examples of the material of the insulating film 15 include a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a polyimide film. The insulating film 15 is the passivation film 1
3 has an opening 15A at a position different from the opening 13A,
A solder bump 17 having a diameter of about 50 to 100 μm is formed in contact with the barrier metal layer 16 exposed in the opening 15A. The planar position of the solder bump 17 is defined by the opening 15A of the insulating film 15.

【0020】このような構成によれば、元来の集積回路
チップ11のI/Oパッド12とは別の位置に、フリッ
プチップ接続のためのI/Oパッド(ハンダバンプ1
7)を再配置して設けるので、ハンダバンプ17間のピ
ッチを大きくして隣接するバンプ17のショートを防止
することができる。また、配線基板側のパッドのピッチ
が広くても済み、且つ高い精度も要求されないので配線
基板を低コスト化できる。更に、ハンダバンプ17は、
ハンダボール位置規定金属層やバリアメタル層16によ
って位置を規定する代わりに、絶縁膜15に形成した開
口部15Aによって位置を規定するので、高精度な位置
合わせが可能である。
According to such a configuration, the I / O pad (the solder bump 1) for flip chip connection is provided at a position different from the I / O pad 12 of the original integrated circuit chip 11.
Since (7) is rearranged and provided, the pitch between the solder bumps 17 can be increased to prevent short-circuiting of the adjacent bumps 17. Further, since the pitch of the pads on the wiring board side may be widened and high precision is not required, the cost of the wiring board can be reduced. Further, the solder bump 17
Since the position is defined by the opening 15A formed in the insulating film 15 instead of defining the position by the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer 16, highly accurate alignment is possible.

【0021】なお、上記第1の実施の形態では、バリア
メタル層16が1層の場合を例に取って説明したが、図
4に示すように、Cr、Cu、Ni及びTiの少なくと
もいずれか1つの材料を含む金属層16−1に、プラチ
ナ(Pt)、Au及びパラジウム(Pd)の少なくとも
いずれか1つの材料を含む金属層16−2を積層した2
層構造のバリアメタル層であっても同様な作用効果が得
られる。更に、上記材料を組み合わせた3層以上の構造
のバリアメタル層であっても良い。
In the first embodiment, the case where the barrier metal layer 16 is a single layer has been described as an example. However, as shown in FIG. 4, at least one of Cr, Cu, Ni, and Ti is used. A metal layer 16-2 containing at least one material of platinum (Pt), Au and palladium (Pd) is laminated on a metal layer 16-1 containing one material.
A similar effect can be obtained even with a barrier metal layer having a layer structure. Further, a barrier metal layer having a structure of three or more layers obtained by combining the above materials may be used.

【0022】また、図5に示すように、バリアメタル層
16に代えてハンダボール位置規定金属層(BLM)2
3を設けても良い。上記ハンダボール位置規定金属層2
3としては、ハンダ濡れ性が高い金属、例えばAuやP
d等が好適である。
As shown in FIG. 5, a solder ball position defining metal layer (BLM) 2 is used instead of the barrier metal layer 16.
3 may be provided. The solder ball position defining metal layer 2
3 is a metal having high solder wettability, for example, Au or P
d and the like are preferred.

【0023】図6は、この発明の第2の実施の形態に係
るフリップチップ接続型の半導体集積回路装置について
説明するためのもので、金属パッド部、引き出し配線部
及びI/Oパッド部を示している。図3に示した半導体
集積回路装置との相違は、ハンダバンプ17の代わりに
フリップチップ接続用I/Oパッドとして電解メッキで
形成した厚さ10〜20μmの金属パッド18を設けて
いる点である。上記金属パッド18としてはAu、Ni
及びCu等が採用できる。
FIG. 6 is a view for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention, and shows a metal pad portion, a lead wiring portion and an I / O pad portion. ing. The difference from the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 3 is that a metal pad 18 having a thickness of 10 to 20 μm formed by electrolytic plating is provided as an I / O pad for flip chip connection instead of the solder bump 17. Au, Ni is used as the metal pad 18.
And Cu can be adopted.

【0024】このように、ハンダバンプ17に代えて金
属パッド18を設けても上記第1の実施の形態と同様な
作用効果が得られるのは勿論である。なお、ハンダバン
プ17に代えて金属パッド18を設ける場合にも、図7
に示すようにバリアメタル層を2層の金属層16−1,
16−2で形成しても良く(3層以上でも良い)、図8
に示すようにバリアメタル層に代えて金属パッド位置規
定金属層23´を設けても良いのはもちろんである。
As described above, even if the metal pad 18 is provided instead of the solder bump 17, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. In the case where a metal pad 18 is provided instead of the solder bump 17, FIG.
As shown in FIG. 3, the barrier metal layer is formed of two metal layers 16-1,
16-2 (three or more layers may be used).
Of course, a metal pad position defining metal layer 23 'may be provided instead of the barrier metal layer as shown in FIG.

【0025】図9(a)ないし(c)はそれぞれ、上記
図3及び図6に示したフリップチップ接続型の半導体集
積回路装置の製造工程を順次示している。まず、集積回
路チップ11中に周知の製造工程により各種の半導体素
子や回路(図示せず)を形成した後、この集積回路チッ
プ11上にI/Oパッド12を形成する。次に、集積回
路チップ11上及びI/Oパッド12上にCVD法等に
よりパッシベーション膜13を形成し、このパッシベー
ション膜13の上記I/Oパッド12上に対応する部分
を選択的にウェットエッチングして開口部13Aを形成
することによりI/Oパッド12の表面を露出させる。
引き続き、上記I/Oパッド12上及びパッシベーショ
ン膜13上に、導電層14とバリアメタル層16を順次
積層形成する(図9(a))。
FIGS. 9A to 9C sequentially show the manufacturing steps of the flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device shown in FIGS. 3 and 6, respectively. First, after various semiconductor elements and circuits (not shown) are formed in the integrated circuit chip 11 by a known manufacturing process, the I / O pads 12 are formed on the integrated circuit chip 11. Next, a passivation film 13 is formed on the integrated circuit chip 11 and the I / O pad 12 by a CVD method or the like, and a portion of the passivation film 13 corresponding to the I / O pad 12 is selectively wet-etched. Thus, the surface of the I / O pad 12 is exposed by forming the opening 13A.
Subsequently, a conductive layer 14 and a barrier metal layer 16 are sequentially formed on the I / O pad 12 and the passivation film 13 (FIG. 9A).

【0026】その後、上記バリアメタル層16上にフォ
トレジスト19を塗布し、露光及び現像を行ってフォト
レジスト19のパターンを形成する。このフォトレジス
ト19をマスクにしてバリアメタル層16と導電層14
をエッチングすることにより、集積回路チップ11のI
/Oパッド12とハンダバンプ17とを1対1で結線接
続するための配線21を形成する(図9(b))。
Thereafter, a photoresist 19 is applied on the barrier metal layer 16, and is exposed and developed to form a pattern of the photoresist 19. Using the photoresist 19 as a mask, the barrier metal layer 16 and the conductive layer 14 are used.
Of the integrated circuit chip 11 by etching
The wiring 21 for connecting the / O pad 12 and the solder bump 17 one-to-one is formed (FIG. 9B).

【0027】次に、上記フォトレジスト19を除去し、
配線21上及びパッシベーション膜13上の全面に例え
ばCVD法を用いて絶縁膜15を形成する。そして、フ
リップチップ接続用I/Oパッドを再配置して設けるた
めに、絶縁膜15上にフォトレジスト20を塗布し、露
光及び現像を行ってフォトレジスト20のパターンを形
成する。このフォトレジスト20をマスクとして上記絶
縁膜15をウェットエッチングすることによって、上記
パッシベーション膜13に形成した開口部13Aとは別
の位置に開口部15Aを形成し、バリアメタル層16の
表面を露出させる(図9(c))。
Next, the photoresist 19 is removed,
An insulating film 15 is formed on the entire surface of the wiring 21 and the passivation film 13 by using, for example, a CVD method. Then, in order to relocate and provide the I / O pads for flip chip connection, a photoresist 20 is applied on the insulating film 15 and exposed and developed to form a pattern of the photoresist 20. The insulating film 15 is wet-etched using the photoresist 20 as a mask, so that an opening 15A is formed at a position different from the opening 13A formed in the passivation film 13, and the surface of the barrier metal layer 16 is exposed. (FIG. 9 (c)).

【0028】そして、上記フォトレジスト20を除去し
た後、バリアメタル層16の露出面上に、電解メッキと
リフロー、あるいはハンダボール転写法やスクリーン印
刷法等の手法でハンダバンプ17を形成すると図3に示
したような構造が形成できる。
After the photoresist 20 is removed, a solder bump 17 is formed on the exposed surface of the barrier metal layer 16 by a technique such as electrolytic plating and reflow, a solder ball transfer method or a screen printing method, as shown in FIG. The structure as shown can be formed.

【0029】一方、バリアメタル層16の露出面上に、
電解メッキでフリップチップ接続用I/Oパッドとして
の金属パッド18を形成すると図6に示したような構造
が得られる。
On the other hand, on the exposed surface of the barrier metal layer 16,
When a metal pad 18 as an I / O pad for flip chip connection is formed by electrolytic plating, a structure as shown in FIG. 6 is obtained.

【0030】上記のような製造方法では、バリアメタル
層16と導電層14を単一のマスクを用いて同一のパタ
ーンによるエッチング工程でパターニングできるので、
図17に示した構成を製造する場合に比してPEP工程
が3回から2回に削減でき、低コスト化できる。しか
も、バリアメタル層16のエッチングの際にはハンダバ
ンプ17あるいは金属パッド18は形成されていないの
で、ハンダバンプ17や金属パッド18がエッチングさ
れて腐食したり、ハンダバンプ17下または金属パッド
18下のバリアメタル層16がサイドエッチングされて
接続の信頼性が低下することもない。
In the manufacturing method as described above, the barrier metal layer 16 and the conductive layer 14 can be patterned by the same pattern using a single mask.
The PEP process can be reduced from three times to two times as compared with the case where the configuration shown in FIG. 17 is manufactured, and the cost can be reduced. Moreover, since the solder bumps 17 and the metal pads 18 are not formed when the barrier metal layer 16 is etched, the solder bumps 17 and the metal pads 18 are etched and corroded, or the barrier metal under the solder bumps 17 or the metal pads 18 is not formed. The layer 16 is not side-etched to reduce the connection reliability.

【0031】なお、図4または図7に示した構造を形成
する場合には、上記図9(a)に示した工程において、
第1層目のバリアメタル層16−1を形成した後、この
バリアメタル層16−1上に第2層目のバリアメタル層
を積層形成すれば良い。以降の工程は図9(b),
(c)と実質的に同様である。そして、図9(c)の工
程の後にハンダバンプ17を形成すれば図4に示した構
造が得られ、金属パッド18を形成すれば図7に示した
構造となる。また、図5または図8に示した構造を形成
する場合には、上記図9(a)に示した工程において、
バリアメタル層16に代えてハンダボール位置規定金属
層(BLM)23または金属パッド位置規定金属層23
´を形成すれば良い。以降の製造工程は図9(b),
(c)と同様である。そして、図9(c)の工程の後に
ハンダバンプ17を形成すれば図5に示した構造が得ら
れ、金属パッド18を形成すれば図8に示した構造とな
る。
When the structure shown in FIG. 4 or FIG. 7 is formed, the steps shown in FIG.
After forming the first-layer barrier metal layer 16-1, a second-layer barrier metal layer may be formed on the barrier metal layer 16-1. The subsequent steps are shown in FIG.
Substantially the same as (c). If the solder bump 17 is formed after the step of FIG. 9C, the structure shown in FIG. 4 is obtained, and if the metal pad 18 is formed, the structure shown in FIG. 7 is obtained. When the structure shown in FIG. 5 or FIG. 8 is formed, in the step shown in FIG.
In place of the barrier metal layer 16, a solder ball position defining metal layer (BLM) 23 or a metal pad position defining metal layer 23
'May be formed. The subsequent manufacturing steps are shown in FIG.
Same as (c). If the solder bumps 17 are formed after the step of FIG. 9C, the structure shown in FIG. 5 is obtained, and if the metal pads 18 are formed, the structure shown in FIG. 8 is obtained.

【0032】図10は、この発明の第3の実施の形態に
係るフリップチップ接続型の半導体集積回路装置につい
て説明するためのもので、ハンダバンプ部、引き出し配
線部及びI/Oパッド部を示している。集積回路チップ
11上にはI/Oパッド12が形成されている。上記集
積回路チップ11上及び上記I/Oパッド12上には、
I/Oパッド12上に対応する部分に開口部13Aを有
するパッシベーション膜13が形成されている。上記I
/Oパッド12及びパッシベーション膜13上には、引
き出し用の配線部21´が形成されている。この配線部
21´は、導電層14、バリアメタル層16及び絶縁膜
15の順に積層形成されており、これら導電層14、バ
リアメタル層16及び絶縁膜15は単一のマスクで同一
のパターンにパターニングされて一体構造をなしてい
る。集積回路チップ11のI/Oパッド12とハンダバ
ンプ17とは、上記配線部21´によって1対1で結線
接続されている。
FIG. 10 is a view for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention, and shows a solder bump portion, a lead-out wiring portion, and an I / O pad portion. I have. I / O pads 12 are formed on the integrated circuit chip 11. On the integrated circuit chip 11 and the I / O pad 12,
A passivation film 13 having an opening 13A is formed on a portion corresponding to the I / O pad 12. I above
On the / O pad 12 and the passivation film 13, a lead-out wiring part 21 'is formed. The wiring portion 21 ′ is formed by laminating the conductive layer 14, the barrier metal layer 16 and the insulating film 15 in this order. It is patterned to form an integral structure. The I / O pads 12 of the integrated circuit chip 11 and the solder bumps 17 are connected and connected one-to-one by the wiring part 21 ′.

【0033】このような構成であっても上記第1,第2
の実施の形態と実質的に同じ作用効果が得られる。ま
た、図4に示したようにバリアメタル層を2層以上の構
造にしたり、図5に示したようにバリアメタル層に代え
てハンダボール位置規定金属層(BLM)23を設けて
も良い。
Even with such a configuration, the first and second
Substantially the same functions and effects as those of the embodiment are obtained. Further, as shown in FIG. 4, the barrier metal layer may have a structure of two or more layers, or as shown in FIG. 5, a solder ball position defining metal layer (BLM) 23 may be provided instead of the barrier metal layer.

【0034】図11は、この発明の第4の実施の形態に
係るフリップチップ接続型の半導体集積回路装置につい
て説明するためのもので、金属パッド部、引き出し配線
部及びI/Oパッド部を示している。この第4の実施の
形態は、上記第3の実施の形態におけるハンダバンプ1
7に代えて、金属パッド18を設けたものである。他の
構成は図10に示した第3の実施の形態と同様である。
よって、このような構成であっても上記第1ないし第3
の実施の形態と実質的に同じ作用効果が得られる。ま
た、図7に示したようにバリアメタル層を2層以上の構
造にしたり、図8に示したようにバリアメタル層に代え
て金属パッド位置規定金属層23´を設けても良い。
FIG. 11 is a view for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention, and shows a metal pad portion, a lead wiring portion and an I / O pad portion. ing. The fourth embodiment is different from the third embodiment in that the solder bump 1
7, a metal pad 18 is provided. Other configurations are the same as those of the third embodiment shown in FIG.
Therefore, even with such a configuration, the above-described first to third embodiments
Substantially the same functions and effects as those of the embodiment are obtained. Further, as shown in FIG. 7, the barrier metal layer may have a structure of two or more layers, or as shown in FIG. 8, a metal pad position defining metal layer 23 'may be provided instead of the barrier metal layer.

【0035】図12(a)ないし(d)はそれぞれ、上
記図11に示したフリップチップ接続型の半導体集積回
路装置の製造方法について説明するためのもので、製造
工程を順次示している。まず、集積回路チップ11中に
周知の製造工程により各種の半導体素子や回路(図示せ
ず)を形成した後、この集積回路チップ11上にI/O
パッド12を形成する。上記集積回路チップ11及びI
/Oパッド12上にCVD法等によりパッシベーション
膜13を形成し、I/Oパッド12上に対応する部分に
開口部13Aを形成する。次に、上記I/Oパッド12
及びパッシベーション膜13上に、導電層14、バリア
メタル層16、及び絶縁膜15を順次積層形成する(図
12(a))。
FIGS. 12A to 12D are views for explaining the method of manufacturing the flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 11, and show the manufacturing steps sequentially. First, after various semiconductor elements and circuits (not shown) are formed in the integrated circuit chip 11 by a well-known manufacturing process, I / O
The pad 12 is formed. The integrated circuit chips 11 and I
A passivation film 13 is formed on the / O pad 12 by a CVD method or the like, and an opening 13A is formed in a portion corresponding to the I / O pad 12. Next, the I / O pad 12
Then, a conductive layer 14, a barrier metal layer 16, and an insulating film 15 are sequentially formed on the passivation film 13 (FIG. 12A).

【0036】フリップチップ接続用のI/Oパッドを再
配置して設けるために、PEPによりフォトレジスト2
0のパターン形成を行い、このフォトレジスト20をマ
スクとして上記絶縁膜15をエッチングし、上記パッシ
ベーション膜13に形成した開口部13Aと異なる位置
に、フリップチップ接続用の金属パッドの位置を規定す
るための開口部15Aを形成する(図12(b))。
In order to relocate and provide I / O pads for flip chip connection, a photoresist 2 is formed by PEP.
0 is formed, the insulating film 15 is etched using the photoresist 20 as a mask, and the position of the metal pad for flip chip connection is defined at a position different from the opening 13A formed in the passivation film 13. The opening 15A is formed (FIG. 12B).

【0037】その後、上記フォトレジスト20を除去
し、電解メッキで金属パッド18を形成する(図12
(c))。この際、導電層14とバリアメタル層16が
集積回路チップ11上の全面に形成され、電解メッキ用
の電極に導電層14とバリアメタル層16の積層構造を
使用することができるので、電解メッキを安定して行う
ことができる。
Thereafter, the photoresist 20 is removed, and a metal pad 18 is formed by electrolytic plating.
(C)). At this time, the conductive layer 14 and the barrier metal layer 16 are formed on the entire surface of the integrated circuit chip 11, and a laminated structure of the conductive layer 14 and the barrier metal layer 16 can be used for the electrode for electrolytic plating. Can be performed stably.

【0038】引き続き、PEPによるフォトレジスト2
2のパターン形成とこのフォトレジスト22をマスクと
したエッチングによって、集積回路チップ11のI/O
パッド12と金属パッド18とを1対1で結線接続する
ための配線部21´を形成する(図12(d))。そし
て、上記フォトレジスト22を除去することで図11に
示した構造を得る。
Subsequently, a photoresist 2 made of PEP
2 and etching using the photoresist 22 as a mask, the I / O of the integrated circuit chip 11 is reduced.
A wiring portion 21 'for forming a one-to-one connection between the pad 12 and the metal pad 18 is formed (FIG. 12D). Then, the structure shown in FIG. 11 is obtained by removing the photoresist 22.

【0039】なお、図12(c)に示した工程におい
て、フリップチップ接続用の金属パッド18の代わりに
ハンダバンプ17を電解メッキとリフロー、ハンダボー
ル転写、あるいはスクリーン印刷法等の手法で形成すれ
ば図10に示した構造が形成できる。
In the step shown in FIG. 12C, if the solder bumps 17 are formed by electrolytic plating and reflow, solder ball transfer, or a screen printing method instead of the metal pads 18 for flip chip connection. The structure shown in FIG. 10 can be formed.

【0040】このような製造方法によれば、PEP工程
が従来の3回から2回に削減できるため、従来の製造方
法よりも工程が短くて済み、低コスト化が可能となる。
また、バリアメタル層16のエッチングの際に、ハンダ
バンプ17あるいは金属パッド18がエッチングされて
腐食したり、ハンダバンプ17下あるいは金属パッド1
8下のバリアメタル層16がサイドエッチングされて信
頼性が低下することもない。更に、ハンダバンプ17
は、従来のようなハンダボール位置規定金属層やバリア
メタル層によって位置を規定する代わりに、絶縁膜15
に形成した開口部15Aによって位置を規定するので高
精度な位置合わせが可能である。
According to such a manufacturing method, since the number of PEP steps can be reduced from three times to two times in the conventional method, the steps are shorter than in the conventional manufacturing method, and the cost can be reduced.
Further, when the barrier metal layer 16 is etched, the solder bumps 17 or the metal pads 18 are etched and corroded.
There is no possibility that the lower portion of the barrier metal layer 8 is side-etched to lower the reliability. Furthermore, solder bump 17
Instead of defining the position with a solder ball position defining metal layer or a barrier metal layer as in the prior art, an insulating film 15 is used.
Since the position is defined by the opening 15A formed in the above, highly accurate positioning is possible.

【0041】なお、図10に示した構成において、図4
と同様にバリアメタル層を2層以上の構造で形成しても
良く、図5のようにバリアメタル層に代えてハンダボー
ル位置規定金属層23を設けても良いのはもちろんであ
る。同様に、図11に示した構成において、図7と同様
にバリアメタル層を2層以上の構造で形成しても良く、
図8のようにバリアメタル層に代えて金属パッド位置規
定金属層23´を設けても良い。
Note that, in the configuration shown in FIG.
Similarly to the above, the barrier metal layer may be formed with two or more layers, and the solder ball position defining metal layer 23 may be provided instead of the barrier metal layer as shown in FIG. Similarly, in the configuration shown in FIG. 11, two or more barrier metal layers may be formed as in FIG.
As shown in FIG. 8, a metal pad position defining metal layer 23 'may be provided instead of the barrier metal layer.

【0042】図13ないし図16はそれぞれ、この発明
の第5の実施の形態に係るフリップチップ接続型の半導
体集積回路装置について説明するためのものである。図
13は、上記図3におけるバリアメタル層16上に、ハ
ンダバンプ17中のα粒子やα線が集積回路チップ11
中の半導体素子に到達するのを遮断するためのバリアメ
タル層24を設けたものである。図14は、上記図10
におけるバリアメタル層16上に、ハンダバンプ17中
のα粒子やα線が集積回路チップ11中の半導体素子に
到達するのを遮断するためのバリアメタル層24を設け
たものである。図15は、上記図13におけるバリアメ
タル層24を導電層14とバリアメタル層16との間に
介在させたものである。同様に図16は、上記図14に
おけるバリアメタル層24を導電層14とバリアメタル
層16との間に介在させたものである。
FIGS. 13 to 16 each illustrate a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 13 shows that the α-particles and α-rays in the solder bumps 17 are formed on the barrier metal layer 16 in FIG.
In this embodiment, a barrier metal layer 24 is provided for blocking the semiconductor element from reaching the inside. FIG.
Is provided with a barrier metal layer 24 for blocking α particles and α rays in the solder bumps 17 from reaching the semiconductor elements in the integrated circuit chip 11. FIG. 15 shows a configuration in which the barrier metal layer 24 in FIG. 13 is interposed between the conductive layer 14 and the barrier metal layer 16. Similarly, FIG. 16 shows a configuration in which the barrier metal layer 24 in FIG. 14 is interposed between the conductive layer 14 and the barrier metal layer 16.

【0043】上記バリアメタル層24としては、重金
属、例えばAuやPt等が好適である。このような構成
によれば、バリアメタル層24によってハンダバンプ1
7中のα粒子やα線が集積回路チップ11中の半導体素
子に到達するのを阻止できるので、この配線層21ある
いは21´下の集積回路チップ11中にα線やα粒子の
影響を受け易い回路、例えばDRAMのメモリセル部、
及びフローティング状態のノードを有するロジック回路
等のダイナミック型の回路を設けることで、ハンダバン
プ17によるα線やα粒子の影響を抑制できる。
The barrier metal layer 24 is preferably made of a heavy metal, for example, Au or Pt. According to such a configuration, the solder bump 1 is formed by the barrier metal layer 24.
7 can be prevented from reaching the semiconductor element in the integrated circuit chip 11, so that the .alpha.-rays and .alpha. Circuits, such as DRAM memory cell sections,
In addition, by providing a dynamic circuit such as a logic circuit having a floating node, the influence of α-rays and α-particles by the solder bumps 17 can be suppressed.

【0044】なお、図13及び図14に示した構造と図
15及び図16に示した構造のいずれを選択するかは、
バリアメタル層16と24の材料、これらの材料のハン
ダ濡れ性、ハンダバンプとの接着強度及び電気的な接触
特性等を考慮して選択すれば良い。
It should be noted that which of the structures shown in FIGS. 13 and 14 and the structures shown in FIGS.
The material may be selected in consideration of the materials of the barrier metal layers 16 and 24, the solder wettability of these materials, the adhesive strength to solder bumps, the electrical contact characteristics, and the like.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ベアチップと配線基板とのフリップチップ接続を低
コストで実現でき、且つチップと配線基板との接続不良
を防止できるフリップチップ接続型の半導体集積回路装
置及びその製造方法が得られる。
As described above, according to the present invention, the flip-chip connection between the bare chip and the wiring board can be realized at low cost and the connection failure between the chip and the wiring board can be prevented. A semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the same are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態に係るフリップチ
ップ接続型の半導体集積回路装置について説明するため
のもので、集積回路チップにおけるハンダバンプ形成面
側の平面図。
FIG. 1 is a plan view of a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, which is on a solder bump forming surface side of an integrated circuit chip.

【図2】図1における一つのハンダバンプ部、引き出し
配線部及びI/Oパッド部に着目し拡大して示す平面
図。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing one solder bump portion, a lead-out wiring portion, and an I / O pad portion in FIG. 1;

【図3】図2の4−4線に沿った断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2;

【図4】図2の4−4線に沿った他の構成例を示す断面
図。
FIG. 4 is a sectional view showing another configuration example along the line 4-4 in FIG. 2;

【図5】図2の4−4線に沿った更に他の構成例を示す
断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing still another configuration example along line 4-4 in FIG. 2;

【図6】この発明の第2の実施の形態に係るフリップチ
ップ接続型の半導体集積回路装置について説明するため
のもので、金属パッド部、引き出し配線部及びI/Oパ
ッド部の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention, showing a metal pad portion, a lead-out wiring portion, and an I / O pad portion.

【図7】図6の他の構成例を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing another configuration example of FIG. 6;

【図8】図6の更に他の構成例を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing still another configuration example of FIG. 6;

【図9】図3及び図6に示したフリップチップ接続型の
半導体集積回路装置の製造工程を順次示す断面図。
FIG. 9 is a sectional view sequentially showing the manufacturing process of the flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device shown in FIGS. 3 and 6;

【図10】この発明の第3の実施の形態に係るフリップ
チップ接続型の半導体集積回路装置について説明するた
めのもので、ハンダバンプ部、引き出し配線部及びI/
Oパッド部を示す断面図。
FIG. 10 is a view for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
Sectional drawing which shows an O pad part.

【図11】この発明の第4の実施の形態に係るフリップ
チップ接続型の半導体集積回路装置について説明するた
めのもので、金属パッド部、引き出し配線部及びI/O
パッド部を示す断面図。
FIG. 11 is a view for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention.
Sectional drawing which shows a pad part.

【図12】図11に示したフリップチップ接続型の半導
体集積回路装置の製造方法について説明するためのもの
で、製造工程を順次示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 11 and sequentially showing manufacturing steps;

【図13】この発明の第5の実施の形態に係るフリップ
チップ接続型の半導体集積回路装置について説明するた
めのもので、ハンダバンプ部、引き出し配線部及びI/
Oパッド部の構成例を示す断面図。
FIG. 13 is a view for explaining a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention.
Sectional drawing which shows the structural example of an O pad part.

【図14】この発明の第5の実施の形態に係るフリップ
チップ接続型の半導体集積回路装置について説明するた
めのもので、ハンダバンプ部、引き出し配線部及びI/
Oパッド部の他の構成例を示す断面図。
FIG. 14 is for describing a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention.
Sectional drawing which shows the other structural example of an O pad part.

【図15】この発明の第5の実施の形態に係るフリップ
チップ接続型の半導体集積回路装置について説明するた
めのもので、ハンダバンプ部、引き出し配線部及びI/
Oパッド部の更に他の構成例を示す断面図。
FIG. 15 is for describing a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention, and includes a solder bump portion, a lead-out wiring portion, and an I / O device.
Sectional drawing which shows the other example of a structure of an O pad part.

【図16】この発明の第5の実施の形態に係るフリップ
チップ接続型の半導体集積回路装置について説明するた
めのもので、ハンダバンプ部、引き出し配線部及びI/
Oパッド部の別の構成例を示す断面図。
FIG. 16 is for describing a flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention, and includes a solder bump portion, a lead-out wiring portion, and an I / O device.
Sectional drawing which shows another example of a structure of the O pad part.

【図17】従来のフリップチップ接続型の半導体集積回
路装置及びその製造方法について説明するためのもの
で、I/Oパッド近傍の構造を抽出して示す断面図。
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a conventional flip-chip connection type semiconductor integrated circuit device and a method of manufacturing the same, extracting and showing a structure near an I / O pad.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…集積回路チップ、12…I/Oパッド、13…パ
ッシベーション膜(第1の絶縁膜)、13A…第1の開
口部、14…導電層、15…絶縁膜(第2の絶縁膜)、
15A…第2の開口部、16…バリアメタル層、16−
1,16−2…金属層、17…ハンダバンプ、18…金
属パッド、19,20,22…フォトレジスト、21…
配線、21´…配線部、23…ハンダボール位置規定金
属層、23´…金属パッド位置規定金属層、24…バリ
アメタル層。
11 integrated circuit chip, 12 I / O pad, 13 passivation film (first insulating film), 13A first opening, 14 conductive layer, 15 insulating film (second insulating film),
15A: second opening, 16: barrier metal layer, 16-
1, 16-2: metal layer, 17: solder bump, 18: metal pad, 19, 20, 22: photoresist, 21:
Wiring, 21 ': Wiring portion, 23: Solder ball position defining metal layer, 23': Metal pad position defining metal layer, 24: Barrier metal layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田沢 浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 土井 一英 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 平野 尚彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 田窪 知章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 細美 英一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 柴崎 康司 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (56)参考文献 特開 平8−124930(JP,A) 特開 平4−278542(JP,A) 特開 平8−250498(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Tazawa 1 Toshiba-cho, Komukai, Koyuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Kazuhide Doi Toshiba Komukai, Kochi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1, Toshiba R & D Center Co., Ltd. (72) Inventor Naohiko Hirano No. 1, Komukai Toshiba Town, Yuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba R & D Center Co., Ltd. No. 1 Toshiba-cho, Toshiba R & D Center Co., Ltd. (72) Inventor Eiichi Hosomi No. 1, Komukai Toshiba-cho, Yuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Pref. Toshiba R & D Center Co., Ltd. 25-1, Ekimae Honmachi, Kawasaki-ku Toshiba Microelectronics Corporation In-house (56) References JP-A-8-124930 JP, A) JP flat 4-278542 (JP, A) JP flat 8-250498 (JP, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 21/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 集積回路チップと、この集積回路チップ
上に形成されたI/Oパッドと、上記集積回路チップ上
及び上記I/Oパッド上に形成され、上記I/Oパッド
上に第1の開口部を有する第1の絶縁膜と、上記第1の
絶縁膜上に形成され、上記第1の開口部を介して上記I
/Oパッドと電気的に接続される導電層と、この導電層
上に形成され、上記導電層と同じパターンを有するハン
ダボール位置規定金属層またはバリアメタル層と、上記
ハンダボール位置規定金属層またはバリアメタル層上に
形成され、上記導電層及びハンダボール位置規定金属層
またはバリアメタル層と同じパターンを有し、上記ハン
ダボール位置規定金属層またはバリアメタル層上の上記
第1の開口部と異なる位置に第2の開口部を備えた第2
の絶縁膜と、上記第2の開口部内の上記ハンダボール位
置規定金属層またはバリアメタル層上に形成されたハン
ダバンプまたは金属パッドとを具備し、上記ハンダバン
プまたは金属パッドの位置を上記第2の開口部で規定す
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. An integrated circuit chip, an I / O pad formed on the integrated circuit chip, and a first I / O pad formed on the integrated circuit chip and on the I / O pad. A first insulating film having an opening, and a first insulating film formed on the first insulating film and having the I through the first opening.
A conductive layer electrically connected to the / O pad; a solder ball position defining metal layer or a barrier metal layer formed on the conductive layer and having the same pattern as the conductive layer; It is formed on the barrier metal layer, has the same pattern as the conductive layer and the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer, and is different from the first opening on the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer. Second with a second opening in position
And a solder bump or a metal pad formed on the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer in the second opening, and the position of the solder bump or the metal pad is changed to the second opening. A semiconductor integrated circuit device defined by a section.
【請求項2】 集積回路チップを形成する工程と、この
集積回路チップ上にI/Oパッドを形成する工程と、上
記集積回路チップ上及び上記I/Oパッド上に第1の絶
縁膜を形成する工程と、上記第1の絶縁膜における上記
I/Oパッド上に第1の開口部を形成する工程と、上記
第1の絶縁膜上及び上記開口部内に導電層を形成する工
程と、上記導電層上にハンダボール位置規定金属層また
はバリアメタル層を形成する工程と、上記ハンダボール
位置規定金属層またはバリアメタル層上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、上記第2の絶縁膜、上記ハンダボー
ル位置規定金属層またはバリアメタル層、及び上記導電
層を同一のマスクを用いてパターニングする工程と、上
記第2の絶縁膜の上記第1の開口部と異なる位置に第2
の開口部を形成し、上記ハンダボール位置規定金属層ま
たはバリアメタル層を露出させる工程と、上記第2の開
口部内の上記ハンダボール位置規定金属層またはバリア
メタル層上にハンダバンプまたは金属パッドを形成する
工程とを具備することを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
2. A process for forming an integrated circuit chip, a process for forming an I / O pad on the integrated circuit chip, and forming a first insulating film on the integrated circuit chip and on the I / O pad. Forming a first opening on the I / O pad in the first insulating film; forming a conductive layer on the first insulating film and in the opening; A step of forming a solder ball position defining metal layer or a barrier metal layer on the conductive layer, a step of forming a second insulating film on the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer, and a step of forming the second insulating film Patterning the solder ball position defining metal layer or the barrier metal layer and the conductive layer using the same mask, and forming a second insulating film at a position different from the first opening in the second insulating film.
Forming an opening of the solder ball position defining metal layer or barrier metal layer, and forming a solder bump or metal pad on the solder ball position defining metal layer or barrier metal layer in the second opening. And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
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