(57)【要約】【課題】バンプ組立用のテープあるいはフィルムなどにより、製造が影響されないようにする。【解決手段】ＴＣＰ用テープ８は、はんだがリード９に拡散し、合金化することを防ぐため、リード９の銅めっき部分が剥き出し状態に構成されている。組立時には、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８との位置合わせを行い、その後、接合させる半導体電極２とバンプ６との位置合わせを行って両者の接合を行い、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８とをツールなどで熱圧着させる。このようすることにより、はんだめっき部分７がツールの熱で溶解し、バンプ６およびリード９中に、はんだめっき部分７のはんだが共晶することにより、両者の接合および導通が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層にコアとなる金属層を形成し、該金属層にはんだ層を形成して、２層構造のバンプを形成することを特徴とする半導体装置のバンプ形成方法。
【請求項２】
前記金属層と、はんだ層とを共にめっきにより形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置のバンプ形成方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体装置のバンプ形成方法によりバンプが形成された半導体装置であって、下層にコアとなる金属層が設けられ、上層にはんだ層が設けられた２層構造のバンプを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体装置のバンプに接合させるリードが設けられたテープ状あるいはフィルム状のリード担持部材の形成方法であって、銅製の前記リードを剥き出しの状態に形成したことを特徴とするリード担持部材の形成方法。
【請求項５】
請求項４記載のリード担持部材の形成方法により形成されたリード担持部材であって、銅製のリードが剥き出し状態で設けられていることを特徴とするリード担持部材。
【請求項６】
請求項３記載の半導体装置におけるバンプのはんだ層と、請求項５記載のリード担持部材におけるリードとを熱圧着させて接合することを特徴とする半導体装置パッケージ形成方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置パッケージ方法により形成されたことを特徴とする半導体装置パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプを有する半導体装置に係り、その半導体装置のバンプ形成方法，半導体装置，リード担持部材の形成方法，リード担持部材，半導体装置パッケージ形成方法，半導体装置パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、ワイヤレスボンディング方式の半導体装置において突起電極あるいはバンプとよばれる金属突起物が形成されている。
【０００３】
これらの半導体装置におけるバンプ形状および形成方法の従来の技術について図３，図４を参照して説明する。
【０００４】
図３（ａ）〜（ｆ）は従来のバンプ形成方法の工程の説明図である。
【０００５】
まず、図３（ａ）に示すように、拡散工程において、後述するバンプ６を形成する前に、半導体チップ１内に半導体電極２を形成する。その際、外部出力と接続する部分について、アルミなどで半導体電極２を形成する。また、半導体チップ１以外の部分を表面保護膜３で覆う。通常、表面保護膜３は窒化膜などを使用する。
【０００６】
次に、図３（ｂ）に示すように、半導体チップ１全体にバリアメタル４をスパッタリングなどで蒸着する。このバリアメタル４は、バンプ６をめっき方式で形成する場合、電極として用いる。バリアメタル４は、通常、２層に分けて蒸着され、１層目は半導体電極２に近い材質のものが用いられ、２層目はバンプ６に近い材質のものが用いられる。
【０００７】
次に、図３（ｃ）に示すように、バリアメタル４の上のバンプレジスト５を塗布し、バンプ６を形成する部分のみ露光工程で除く。通常、バンプレジスト５は、形成するバンプ６の高さより、５μｍ程度高めにして形成する。
【０００８】
次に、図３（ｄ）に示すように、めっき工程でバンプ６の形成を行う。めっき方式としては、通常、高膜厚のめっきを行う場合は電解めっきで行う。また電解をかけずにめっきを行う無電解めっき方式も採用される。
【０００９】
次に、図３（ｅ）に示すように、バンプレジスト５を除去する。
【００１０】
次に、図３（ｆ）に示すように、エッチング工程でバリアメタル４の除去を行う。エッチングはバリアメタル４が２層で形成された場合は、バリアメタル４の材質に応じて２回に分けて行う。最後にアニールなどを行ってバンプ６が完成する。
【００１１】
図４（ａ），（ｂ）は従来のバンプ形成品の組立方法について説明図である。本例では代表的な組立方法であるＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）について説明図する。
【００１２】
まず、図４（ａ）に示すように、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８との組立を行う。その方法としてはまず、半導体電極２とＴＣＰ用テープ８とを位置合わせし、その後、接合させる半導体チップ１の電極とバンプ３との位置合わせを行って両者の接合を行う。通常、ＴＣＰ用テープ８はポリイミドテープ上に銅めっきをしたリード９を形成し、その上にはんだめっき部分１０を形成した構造になっている。
【００１３】
その後、図４（ｂ）に示すように、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８とを、ツールなどで熱圧着させる。このようにすることにより、はんだめっき部分１０がツールの熱で溶解し、バンプ６中に、はんだめっき部分１０のはんだが共晶することにより、両者の接合および導通が可能となる。またその際、封止樹脂を半導体チップ１およびＴＣＰ用テープ８の間に注入する。
【００１４】
その後、ツールなどを外して硬化させることにより、ＴＣＰパッケージが完成する。
【特許文献１】特開平１１−２１４４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図３に示すバンプ形成方法で形成したバンプ６を、図４に示す組立方法により組み立てた場合、ＴＣＰ用テープ８に寿命が限られてしまい余裕がなくなってしまうおそれがある。すなわち、ＴＣＰ用テープ８における銅製のリード９に、はんだめっき部分１０のはんだが拡散してしまい、約１ヶ月しか保存できないものになってしまう。
【００１６】
また、ＴＣＰ用テープ８は製造に約２週間かかってしまうため、緊急時などの対応が不可能になるリスクもある。
【００１７】
本発明は、前記従来の問題点に鑑み、バンプ組立用のテープあるいはフィルムなどにより、製造が影響されない半導体装置のバンプ形成方法，半導体装置，リード担持部材の形成方法，リード担持部材および半導体装置パッケージ形成方法ならびに半導体装置パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のように、バンプが２層構造になっており、下層の材質がコアとなる金属、上層の材質がはんだとなっていることを特徴としたバンプ形成方法を採用し、加えて請求項２に記載の発明のように、バンプを形成する際、コアとなる金属とはんだを共にめっき方式で形成することを特徴としている。この方法により、バンプの上層部分に接合のために使用されるはんだの形成が可能となる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のように、銅製のリードのバンプ接合部分について、銅を剥き出しの状態にしたことを特徴としたＴＣＰ、あるいはＣＯＦテープ形成方法を採用している。この方法により、従来のようにテープリード（銅製リード）のはんだが、バンプに拡散して合金化してしまい、約１ヶ月しか保存できないような異常の状態を回避することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明のように、本発明に係る半導体装置におけるバンプのはんだ層と、本発明に係るリード担持部材におけるリードとを熱圧着させて接合することにより、新規なパッケージの提供が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、半導体装置のバンプ上にはんだを形成し、テープリードを銅剥き出しにすることが可能となるため、テープリード（銅製リード）のはんだがバンプに拡散し、合金化することを防ぐことができ、従来のような径時的な劣化による保存期間の問題を解消することができる。
【００２２】
また、バンプ形成のリードタイムに関しては、１〜２日で可能であるため、必要なときにバンプを形成すれば、バンプ上のはんだがコアとなる金属部分に拡散するおそれもない。
【００２３】
また、本発明に係るバンプ付き半導体装置およびリード担持部材を使用することにより、最終的には新規の半導体パッケージの形成方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施形態を説明するためのバンプ形成方法の工程の説明図である。
【００２６】
まず、図１（ａ）に示すように、拡散工程で、半導体装置の内部回路を形成すると共に、外部電極パッドである半導体電極２を形成する。通常、この半導体電極２はＡＬで形成される。また、マイグレーション対策のためＣｕなどを混ぜる場合もある。その後、表面保護膜３で、半導体電極２の全体を覆い、その後、エッチングなどで開口部分を形成する。表面保護膜３の材料としては、Ｐｌ−ＳｉＮあるいはポリイミドなどが用いられる。
【００２７】
その後、図１（ｂ）に示すように、半導体チップ１全面、半導体電極２全面にバリアメタル４をスパッタリングなどで形成する。バリアメタル４は、通常、２層で形成される。本実施形態においては、バリアメタル１層目としては、半導体電極２の材質であるＡＬに近い金属であるＴｉあるいはＴｉＷなどを用いる。また、バリアメタル２層目としては、バンプ５の材質がＡｕの場合は、Ａｕ近い金属であるＰｄあるいはＣｕ、またはＡｕが使用される。この理由としては、半導体電極２のＡＬ上に、Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕを直接形成すると、ＡＬとバリアメタル４との強度が非常に弱くなるからであり、また、ＴｉあるいはＴｉＷ上にバンプ６を形成すると、バリアメタル３とバンプ５との強度が非常に弱くなるからである。
【００２８】
その後、図１（ｃ）に示すように、半導体チップ１全面、半導体電極２全面にバンプレジスト５を塗布し、バンプ６を形成する部分をマスク工程で除く。この際、バンプ６を１０μｍ形成する場合は、バンプレジスト５の膜厚はバンプ６の高さより厚い１５μｍ程度で形成する。そのため、通常使用するレジストより粘度の高いものを使用する。また、後工程でバンプを形成するめっきに使用するめっき液自体が、強酸，強アルカリの液である場合にはネガレジストを使うことが一般的である。
【００２９】
その後、図１（ｄ）に示すように、めっき工程でコアとなるバンプ６を形成する。めっきは、通常、電解金めっきとする。金をバンプ材料に使用する場合は、金めっき液にはシアン系金めっき液、あるいはノンシアン系の金めっき液などが用いられる。
【００３０】
その後、図１（ｅ）に示すように、バンプ６のめっきの上にはんだめっきを行い、はんだめっき部分７を形成する。はんだめっき部分７は通常、０．２〜０．５μｍ程度の厚みで形成する。はんだめっき部分７の厚みを０．２〜０．５μｍ程度にする理由としては、これ以上厚くした場合、はんだめっき部分７がバンプ６に拡散するスピードが増して、拡散しやすくなるからである。万一、はんだめっき部分７がバンプ６と拡散すると、はんだとバンプの合金が形成されてしまい、はんだとしての接合効力がなくなってしまうおそれがある。
【００３１】
その後、図１（ｆ）に示すように、不要部分のバンプレジスト５を除去する。
【００３２】
その後、図１（ｇ）に示すように、エッチング工程でバリアメタル４の除去を行う。エッチングはバリアメタル４が２層で形成された場合は、バリアメタル４の材質に応じて２回に分けて行う。最後にアニール処理などを行い完成する。
【００３３】
図２（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態を説明するためのバンプ形成品の組立方法の説明図である。バンプ付き品の組立方法としては、ＴＣＰあるいはＣＯＦなどがあるが、ここではＴＣＰについて説明する。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８との組立を行う。通常、ＴＣＰ用テープ８はポリイミドテープ上に銅めっきをしたリード９を形成し、その上にはんだめっき部分を形成した形状になっているが、本実施形態の場合は、はんだがリード９に拡散し、合金化することを防ぐため、リード９は銅めっき部分が剥き出しになった状態になっていることが特徴である。
【００３５】
組立方法としては、まず、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８との位置合わせ、その後、接合させる半導体電極２とバンプ６との位置合わせを行い、両者の接合を行う。
【００３６】
その後、図２（ｂ）に示すように、半導体チップ１とＴＣＰ用テープ８とをツールなどで熱圧着させる。こうすることにより、はんだめっき部分７がツールの熱で溶解し、バンプ６およびリード９中に、はんだめっき部分７のはんだが共晶することにより、両者の接合および導通が可能となる。また、その際、封止樹脂を半導体チップ１およびＴＣＰ用テープ８の間に注入する。
【００３７】
その後、ツールなどを外して硬化させることにより、ＴＣＰパッケージが完成する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、バンプを有する半導体装置に適用され、特に製造時において組立用のテープあるいはフィルムなどにより、製造が影響を受けないようにすることが要求される半導体装置の製造に実施して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施形態を説明するためのバンプ形成方法の工程の説明図
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態を説明するためのバンプ形成品の組立方法の説明図
【図３】（ａ）〜（ｆ）は従来のバンプ形成方法の工程の説明図
【図４】（ａ），（ｂ）は従来のバンプ形成品の組立方法について説明図
【符号の説明】
【００４０】
１  半導体チップ
２  半導体電極
３  表面保護膜
４  バリアメタル
５  バンプレジスト
６  バンプ
７  はんだめっき部分
８  ＴＣＰ用テープ
９  リード
【図１】
2005294685.tif 000003
【図２】
2005294685.tif 000004
【図３】
2005294685.tif 000005
【図４】
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