(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面、少なくとも１つの接続パッド、及び少なくとも１つの第一開口部を有する保護層を有し、前記接続パッドが前記表面に形成され、前記保護層が前記表面に形成されると共に前記接続パッドを被覆し、前記第一開口部が前記接続パッドを露出させるシリコン基板を提供するステップと、
前記保護層及び前記接続パッドに、少なくとも１つの第一領域及び当該第一領域の外側に位置する少なくとも１つの第二領域を有する第一シード層を形成するステップと、
前記第一シード層に、前記第一領域に対応する少なくとも１つの第一溝部を有する第一フォトレジスト層を形成し、前記第一領域を露出させるステップと、
前記第一溝部に接合部及び包埋部を有する第一バッファー層を形成し、前記第一シード層の前記第一領域を被覆するステップと、
前記第一フォトレジスト層を除去し前記第一シード層の前記第二領域を露出させるステップと、
前記第一シード層の前記第二領域を除去し前記第一領域に第一バンプ下金属層を形成させるステップと、
前記保護層及び前記第一バッファー層に、前記第一バッファー層の前記接合部を露出させる少なくとも１つの第二開口部を有し、前記第一バンプ下金属層に形成されている第一環壁部、前記第一バッファー層に形成されている第二環壁部、及び、前記包埋部を被覆する支持層を形成するステップと、
前記第二開口部に接続部を形成すると共に前記第一バッファー層の前記接合部を被覆するステップを含むことを特徴とする半導体の製造方法。
【請求項２】
前記接続部は、第二バンプ下金属層、第二バッファー層、及び半田層を有し、
前記第二バンプ下金属層は前記第一バッファー層の前記接合部を被覆し、前記第二バッファー層は前記第二バンプ下金属層を被覆し、前記半田層は前記第二バッファー層を被覆することを特徴とする請求項１に記載の半導体の製造方法。
【請求項３】
前記支持層は頂部を有し、前記第二バンプ下金属層は前記頂部を被覆することを特徴とする請求項２に記載の半導体の製造方法。
【請求項４】
前記接続部の製造方法は、
前記支持層に少なくとも１つの第三領域及び前記第三領域の外側に位置される少なくとも１つの第四領域を有する第二シード層を形成し、前記第一バッファー層を被覆するステップと、
前記第二シード層の上に第二フォトレジスト層を形成し、前記第二フォトレジスト層に少なくとも１つの第二溝部を形成して前記第三領域を露出させるステップと、
前記第二溝部に前記第二バッファー層を形成し、前記第二シード層の前記第三領域を被覆するステップと、
前記第二バッファー層に半田層を形成するステップと、
前記第二フォトレジスト層を除去し前記第二シード層の前記第四領域を露出させるステップと、
前記第二シード層の前記第四領域を除去し前記第三領域に前記第二バンプ下金属層を形成させるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体の製造方法。
【請求項５】
前記第二シード層の前記第四領域を除去するステップの後に、前記半田層を溶接するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体の製造方法。
【請求項６】
前記第一シード層の材質は、チタン銅合金またはチタン・タングステン合金のうちの何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の半導体の製造方法。
【請求項７】
前記支持層の材質は、ポリイミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、または、ベンゾシクロブテンのうちの何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の半導体の製造方法。
【請求項８】
前記第二シード層の材質は、チタン銅合金またはチタン・タングステン合金のうちの何れか１つであることを特徴とする請求項４に記載の半導体の製造方法。
【請求項９】
前記第一バッファー層の材質は、銅またはニッケルのうちの何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の半導体の製造方法。
【請求項１０】
前記第二バッファー層の材質は、銅、ニッケル、または、銅ニッケル合金のうちの何れか１つである事を特徴とする請求項２に記載の半導体の製造方法。
【請求項１１】
前記第一バッファー層の前記接合部は接合面を有し、
前記第二バンプ下金属層は当接辺を有し、
前記当接辺は前記接合面に当接することを特徴とする請求項２に記載の半導体の製造方法。
【請求項１２】
表面、少なくとも１つの接続パッド、及び保護層を有し、前記接続パッドが前記表面に形成され、前記保護層が前記表面に形成されると共に前記接続パッドを被覆し前記接続パッドを露出させる少なくとも１つの第一開口部を有するシリコン基板と、
前記保護層及び前記接続パッドを被覆し、第一環壁部を有する少なくとも１つの第一バンプ下金属層と、
前記第一バンプ下金属層に形成され、接合部、包埋部、及び第二環壁部を有する少なくとも１つの第一バッファー層と、
前記保護層、前記第一バンプ下金属層、及び前記第一バッファー層に形成され、前記第一バッファー層の前記接合部を露出させる少なくとも１つの第二開口部を有し、前記第一バンプ下金属層の前記第一環壁部、前記第一バッファー層の前記第二環壁部、及び前記包埋部を被覆する支持層と、
前記第二開口部に形成されると共に前記第一バッファー層の前記接合部を被覆する少なくとも１つの接続部とを備える事を特徴とする半導体。
【請求項１３】
前記接続部は、第二バンプ下金属層、第二バッファー層、及び半田層を有し、
前記第二バンプ下金属層は前記第二開口部に形成されると共に前記第一バッファー層の前記接合部を被覆し、前記第二バッファー層は前記第二バンプ下金属層を被覆し、前記半田層は前記第二バッファー層を被覆することを特徴とする請求項１２に記載の半導体。
【請求項１４】
前記支持層は、頂部を有し、前記第二バンプ下金属層は前記頂部を被覆することを特徴とする請求項１３に記載の半導体。
【請求項１５】
前記第一バンプ下金属層の材質は、チタン銅合金、或いは、チタン・タングステン合金であることを特徴とする、請求項１２に記載の半導体。
【請求項１６】
前記支持層の材質は、ポリイミド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、或いはベンゾシクロブテンであることを特徴とする請求項１２に記載の半導体。
【請求項１７】
前記第二バンプ下金属層の材質は、チタン銅合金或いはチタン・タングステン合金であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体。
【請求項１８】
前記第一バッファー層の材質は、銅、或いは、ニッケルであることを特徴とする請求項１２に記載の半導体。
【請求項１９】
前記第二バッファー層の材質は、銅、ニッケル、或いは銅ニッケル合金であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体。
【請求項２０】
前記第一バッファー層の前記接合部は接合面を有し、
前記第二バンプ下金属層は当接辺を有し、
前記当接辺は前記接合面に当接することを特徴とする請求項１３に記載の半導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の半導体構造２００はシリコン基板２１０、バンプ下金属層２２０、及びボールボンディング２３０を備え、シリコン基板２１０はアルミニウムパッド２１１及び保護層２１２を有し、バンプ下金属層２２０はアルミニウムパッド２１１に電気的に接続され、ボールボンディング２３０はバンプ下金属層２２０に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来技術では、半導体２００の推力測定を行う場合、ボールボンディング２３０、バンプ下金属層２２０、及びアルミニウムパッド２１１の材質がそれぞれ異なるため、強度が最も弱い接合面が存在し、バンプ下金属層２２０がアルミニウムパッド２１１から剥離し、またアルミニウムパッド２１１が損傷され、半導体２００の歩留まり率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた強度を有する半導体、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体の製造方法は、以下のステップを含む。
表面、少なくとも１つの接続パッド、及び少なくとも１つの第一開口部を有する保護層を有し、接続パッドが表面に形成され、保護層が表面に形成されると共に接続パッドを被覆し、第一開口部が接続パッドを露出させるシリコン基板を提供するステップを含む。
保護層及び接続パッドに、少なくとも１つの第一領域及び第一領域の外側に位置する少なくとも１つの第二領域を有する第一シード層を形成するステップを含む。
第一シード層に、第一領域に対応する少なくとも１つの第一溝部を有する第一フォトレジスト層を形成し、第一領域を露出させるステップを含む。
第一溝部に接合部及び包埋部を有する第一バッファー層を形成し、第一シード層の第一領域を被覆するステップを含む。
第一フォトレジスト層を除去し第一シード層の第二領域を露出させるステップを含む。
第一シード層の第二領域を除去し第一領域に第一バンプ下金属層を形成させるステップを含む。
保護層及び第一バッファー層に、第一バッファー層の接合部を露出させる少なくとも１つの第二開口部を有し、第一バンプ下金属層に形成されている第一環壁部、第一バッファー層に形成されている第二環壁部、及び、包埋部を被覆する支持層を形成するステップを含む。
第二開口部に接続部を形成すると共に第一バッファー層の接合部を被覆するステップを含む。
【０００７】
本発明によれば、支持層は第一バンプ下金属層の第一環壁部、第一バッファー層の第二環壁部、及び包埋部を被覆し、第一バッファー層は第一バンプ下金属層を被覆する。これにより半導体の推力測定を行う場合、第一バンプ下金属層が接続パッドから剥離すること、または、接続パッドが損傷することを抑制し、半導体の歩留まり率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の半導体を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を示すフローチャート図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｇ】本発明の一実施形態による半導体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３Ｈ】本発明の一実施形態による半導体を示す断面図である。
【図３Ｉ】本発明の一実施形態による半導体プロセスを示す断面概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による接続部の製造方法を示すフローチャート図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による接続部の製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による接続部の製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による接続部の製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による接続部の製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態による接続部の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
（一実施形態）
本発明の一実施形態の構成を図２から図５Ｅに示す。図２及び図３ａから図３Ｉは本発明に係る一実施形態による半導体の製造方法を示す。
まず図２及び図３ａに示すように、ステップ１０では、表面１１１、少なくとも１つの接続パッド１１２、及び保護層１１３を有するシリコン基板１１０を提供する。接続パッド１１２は表面１１１に形成され、保護層１１３は表面１１１に形成されると共に接続パッド１１２を被覆する。保護層１１３は接続パッド１１２を露出させる少なくとも１つの第一開口部１１３ａを有する。
【００１１】
次に図２及び図３Ｂのように、ステップ１１では、第一シード層１２０´を形成する。第一シード層１２０´は、保護層１１３及び接続パッド１１２に、少なくとも１つの第一領域１２０´ａ及び第一領域１２０´ａ外側に位置される少なくとも１つの第二領域１２０´ｂを有する。第一シード層１２０´の材質はチタン銅合金、或いは、チタン・タングステン合金のうちの何れか１つである。
【００１２】
その後に図２及び図３Ｃに示すように、ステップ１２では、第一フォトレジスト層Ｐ１を形成する。第一フォトレジスト層Ｐ１は、第一シード層１２０´に形成され、少なくとも１つの第一溝部Ｏ１を有し、第一溝部Ｏ１により第一領域１２０´ａを露出させる。
続いて図２及び図３Ｄに示すように、ステップ１３では、第一バッファー層１３０を形成する。第一バッファー層１３０は、第一溝部Ｏ１に形成され、第一シード層１２０´の第一領域１２０´ａを被覆すると共に接合部１３１及び包埋部１３２を有する。第一バッファー層１３０の材質は銅或いはニッケルのうちの何れか１つである。
【００１３】
次いで図２及び図３Ｅに示すとおり、ステップ１４では、第一フォトレジスト層Ｐ１を除去する。よって、第一シード層１２０´の第二領域１２０´ｂが露出する。
そして図２及び図３Ｆに示すように、ステップ１５では、第一シード層１２０´の第二領域１２０´ｂを除去し、第一領域１２０´ａに第一バンプ下金属層１２０を形成させる。
【００１４】
最後に図２及び図３Ｇに示すように、ステップ１６では、支持層１４０を形成する。支持層１４０は保護層１１３及び第一バッファー層１３０に形成され、第一バッファー層１３０の接合部１３１を露出させる少なくとも１つの第二開口部１４１を有する。
【００１５】
第一バンプ下金属層１２０は第一環壁部１２１を有し、第一バッファー層１３０は第二環壁部１３３を有する。支持層１４０は第一バンプ下金属層１２０の第一環壁部１２１、第一バッファー層１３０の第二環壁部１３３、及び包埋部１３２を被覆する。支持層１４０の材質はポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（Ｐｏｌｙ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｂｅｎｚｏ−ｂｉｓｏｘａｚｏｌｅ、ＰＢＯ）、或いはベンゾシクロブテン（Ｂｅｎｚｏ−ｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ、ＢＣＢ）のうちの何れか１つである。
【００１６】
図２及び図３Ｈに示すように、ステップ１７では、第二開口部１４１に接続部１５０を形成し、第一バッファー層１３０の接合部１３１を被覆する。
本実施形態では、接続部１５０は、第二バンプ下金属層１５１、第二バッファー層１５２、及び半田層１５３を有する。第二バンプ下金属層１５１は第一バッファー層１３０の接合部１３１を被覆し、支持層１４０は頂部１４２を有し、第二バンプ下金属層１５１は頂部１４２を被覆する。また、本実施形態では、第二バンプ下金属層１５１は当接辺１５１ａを有し、第一バッファー層１３０の接合部１３１は接合面１３１ａを有し、当接辺１５１ａは接合面１３１ａに当接し、第二バッファー層１５２は第二バンプ下金属層１５１を被覆する。半田層１５３は第二バッファー層１５２を被覆する。
【００１７】
また、図４と図５Ａ乃至図５Ｅに示すように、本実施形態では、接続部１５０を形成するプロセスは、ステップ２０〜２５を含む。
まず図４及図５Ａのように、ステップ２０では、第二シード層１５１´を形成し、第一バッファー層１３０を被覆する。第二シード層１５１´は、支持層１４０に形成され、少なくとも１つの第三領域１５１´ａ及び第三領域１５１´ａの外側に位置される少なくとも１つの第四領域１５１´ｂを有する。第二シード層１５１´の材質はチタン銅合金或いはチタン・タングステン合金のうちの何れか１つである。
【００１８】
次に図４及び図５Ｂに示すとおり、ステップ２１では、第二フォトレジスト層Ｐ２を形成する。第二フォトレジスト層Ｐ２は、第二シード層１５１´に形成され、少なくとも１つの第二溝部Ｏ２を有し、第三領域１５１´ａを露出させる。
【００１９】
次いで、図４及び図５Ｃに示すように、ステップ２２では、第二バッファー層１５２を形成する。第二バッファー層１５２は、第二溝部Ｏ２に形成され、第二シード層１５１´の第三領域１５１´ａを被覆する。第二バッファー層１５２の材質は、銅、ニッケル、或いは銅ニッケル合金のうちの何れか１つである。
【００２０】
続いて、図４及び図５Ｄ示すように、ステップ２３では、第二バッファー層１５２に半田層１５３を形成する。
その後図４及び図５Ｅ示すように、ステップ２４では、第二フォトレジスト層Ｐ２を除去し第二シード層１５１´の第四領域１５１´ｂを露出させる。
【００２１】
そして図４及び図３Ｈに示すように、ステップ２５では、第二シード層１５１´の第四領域１５１´ｂを除去し第三領域１５１´ａに第二バンプ下金属層１５１を形成させ、且つ半導体１００を完成する。
【００２２】
最後に図３Ｉに示すように、半田層１５３を溶接し、半田層１５３に弧状表面１５３ａを形成する。半導体構造１００の支持層１４０は、第一バンプ下金属層１２０の第一環壁部１２１、第一バッファー層１３０の第二環壁部１３３、及び包埋部１３２を被覆し、第一バッファー層１３０は第一バンプ下金属層１２０を被覆し、第二バンプ下金属層１５１の当接辺１５１ａは接合部１３１の接合面１３１ａに当接する。これにより、半導体１００の推力測定を行う場合、第一バンプ下金属層１２０が接続パッド１１２から剥離すること、或いは、接続パッド１１２が損傷することを抑制し、半導体１００の歩留まり率を高めることができる。
【００２３】
図３Ｈは半導体１００であり、シリコン基板１１０、少なくとも１つの第一バンプ下金属層１２０、少なくとも１つの第一バッファー層１３０、支持層１４０、及び少なくとも１つの接続部１５０を備える。シリコン基板１１０は、表面１１１、少なくとも１つの接続パッド１１２、及び保護層１１３を有する。
接続パッド１１２は表面１１１に形成され、保護層１１３は表面１１１に形成されると共に接続パッド１１２を被覆し、保護層１１３は接続パッド１１２を露出させる少なくとも１つの第一開口部１１３ａを有する。
【００２４】
第一バンプ下金属層１２０は保護層１１３及び接続パッド１１２を被覆する。第一バンプ下金属層１２０の材質はチタン銅合金或いはチタン・タングステン合金のうちの何れか１つである。第一バンプ下金属層１２０は第一環壁部１２１を有し、第一バッファー層１３０は第一バンプ下金属層１２０に形成される。第一バッファー層１３０の材質は銅或いはニッケルのうちの何れか１つである。
【００２５】
第一バッファー層１３０は接合部１３１、包埋部１３２、及び第二環壁部１３３を有する。支持層１４０は保護層１１３、第一バンプ下金属層１２０、及び第一バッファー層１３０に形成される。支持層１４０の材質はポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（Ｐｏｌｙ−ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｂｅｎｚｏ−ｂｉｓｏｘａｚｏｌｅ、ＰＢＯ）、或いはベンゾシクロブテン（Ｂｅｎｚｏ−ｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ、ＢＣＢ）のうちの何れか１つである。
【００２６】
支持層１４０は第一バッファー層１３０の接合部１３１を露出させる少なくとも１つの第二開口部１４１及び頂部１４２を有する。支持層１４０は第一バンプ下金属層１２０の第一環壁部１２１、第一バッファー層１３０の第二環壁部１３３、及び包埋部１３２を被覆する。接続部１５０は第二開口部１４１に形成されると共に第一バッファー層１３０の接合部１３１を被覆する。
【００２７】
本実施形態では、接続部１５０は、第二バンプ下金属層１５１、第二バッファー層１５２、及び半田層１５３を有する。第二バンプ下金属層１５１は第二開口部１４１に形成されると共に第一バッファー層１３０の接合部１３１を被覆する。第二バンプ下金属層１５１の材質はチタン銅合金或いはチタン・タングステン合金のうちの何れか１つである。第二バッファー層１５２は第二バンプ下金属層１５１を被覆する。第二バッファー層１５２の材質は銅、ニッケル、或いは銅ニッケル合金のうちの何れか１つである。半田層１５３は第二バッファー層１５２を被覆する。第二バンプ下金属層１５１は支持層１４０の頂部１４２を被覆する。本実施形態では、第一バッファー層１３０の接合部１３１は接合面１３１ａを有し、第二バンプ下金属層１５１は当接辺１５１ａを有する。当接辺１５１ａは接合面１３１ａに当接する。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・シリコン基板を提供するステップ、
１１・・・第一シード層を形成するステップ、
１２・・・第一フォトレジスト層を形成するステップ、
１３・・・第一バッファー層を形成するステップ、
１４・・・前記第一フォトレジスト層を除去するステップ、
１５・・・前記第一シード層を除去するステップ、
１６・・・支持層を形成するステップ、
１７・・・接続部を形成するステップ、
２０・・・第二シード層を形成するステップ、
２１・・・第二フォトレジスト層を形成するステップ、
２２・・・前記第二バッファー層を形成するステップ、
２３・・・半田層を形成するステップ、
２４・・・前記第二フォトレジスト層を除去するステップ、
２５・・・前記第二シード層を除去するステップ、
１００・・・半導体構造、
１１０・・・シリコン基板、
１１１・・・表面、
１１２・・・接続パッド、
１１３・・・保護層、
１１３ａ・・・第一開口部、
１２０・・・第一バンプ下金属層、
１２０´・・・第一シード層、
１２０ａ´・・・第一領域、
１２０ｂ´・・・第二領域、
１２１・・・第一環壁部、
１３０・・・第一バッファー層、
１３１・・・接合部、
１３１ａ・・・接合部、
１３２・・・包埋部、
１３３・・・第二環壁部、
１４０・・・支持層、
１４１・・・第二開口部、
１４２・・・頂部、
１５０・・・接続部、
１５１・・・第二バンプ下金属層、
１５１ａ・・・当接辺、
１５１´・・・第二シード層、
１５１´ａ・・・第三領域、
１５１´ｂ・・・第四領域、
１５２・・・第二バッファー層、
１５３・・・半田層、
１５３ａ・・・弧状表面、
２００・・・半導体構造、
２１０・・・シリコン基板、
２１１・・・アルミニウムパッド、
２１２・・・保護層、
２２０・・・バンプ下金属層、
２３０・・・ボールボンディング、
Ｏ１・・・第一溝部、
Ｏ２・・・第二溝部、
Ｐ１・・・第一フォトレジスト層、
Ｐ２・・・第二フォトレジスト層。
【図１】
0005634535.tif 000002
【図２】
0005634535.tif 000003
【図３Ａ】
0005634535.tif 000004
【図３Ｂ】
0005634535.tif 000005
【図３Ｃ】
0005634535.tif 000006
【図３Ｄ】
0005634535.tif 000007
【図３Ｅ】
0005634535.tif 000008
【図３Ｆ】
0005634535.tif 000009
【図３Ｇ】
0005634535.tif 000010
【図３Ｈ】
0005634535.tif 000011
【図３Ｉ】
0005634535.tif 000012
【図４】
0005634535.tif 000013
【図５Ａ】
0005634535.tif 000014
【図５Ｂ】
0005634535.tif 000015
【図５Ｃ】
0005634535.tif 000016
【図５Ｄ】
0005634535.tif 000017
【図５Ｅ】
0005634535.tif 000018