(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ等の電極パッドの上面に，バリアメタル層を介して金による中間金属層を積層し，この中間金属層の外側に，絶縁性樹脂よりなる樹脂層を，当該樹脂層が中間金属層の上面外周に重なり，且つ，当該樹脂層の上面が中間金属層の上面となだらかに連続する状態で設ける一方，前記中間金属層の上面に，バンプ電極を，アンダーバンプメタル層を介して若しくはアンダーバンプメタル層と補助金属層とを介して接合していることを特徴とする，
バンプ電極を備えている電子部品。
【請求項２】
電極パッドの上面にバリアメタル層を積層する工程と，前記バリアメタル層の上面に金による中間金属層を積層する工程と，前記中間金属層の上面にアンダーバンプメタル層を積層する工程と，アンダーバンプメタル層の上面にバンプ電極を接合する工程とを備えており，
前記中間金属層を形成してから，プローブを中間金属層に接触させて検査や測定を行い，その後に，前記アンダーバンプメタル層を形成することを特徴とする，
バンプ電極を備えている電子部品の製造方法。
【請求項３】
電極パッドの上面にバリアメタル層を積層する工程と，前記バリアメタル層の上面に金による中間金属層を積層する工程と，前記中間金属層の上面にアンダーバンプメタル層を積層する工程と，アンダーバンプメタル層の上面に補助金属層を介してバンプ電極を接合する工程とを備えており，
前記中間金属層を形成してから，プローブを中間金属層に接触させて検査や測定を行い，その後に，前記アンダーバンプメタル層及び前記補助金属層を形成することを特徴とする，
バンプ電極を備えている電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ電極を備えている半導体装置等の電子部品、並びにその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやＬＳＩのような半導体装置において、半導体基板上にバンプ電極を設けて、これにチップ類をボンディングすることが広く行われている。バンプ電極の素材には金やＰｂ／Ｓｎ系半田、或いは銅などが使用されており、一般に、金製の場合は金バンプ、半田を使用する場合は半田バンプと呼ばれている。
【０００３】
このうち、従来における半田バンプの大まかな形成工程を図５に基づいて説明する。まず、（Ａ）に示すように、半導体基板（シリコン基板）１のうちバンプ電極を形成する部分には、パッシベーション（保護絶縁膜）３に設けた開口部から露出した状態でアルミ製の電極パッド２が形成されている。そして、バンプ電極の形成には次のような工程が採られる。
【０００４】
▲１▼．先ず、（Ｂ）に示すように、電極パッド２及びパッシベーション３を覆うように、拡散防止機能や下地機能を持つバリアメタル層４をスパッタリングによって成膜する。
【０００５】
図ではバリアメタル層４は単層に表示しているが、実際には二層又は三層であることが多い。半田バンプにおいて二層とする場合は、下層は電極パッド２に対する保護機能が高いＴｉとして、上層はバンプ電極５との接合性を高めるためＣｕ又はＮｉとすることが多い。
【０００６】
▲２▼．（Ｃ）に示すように、レジスト液を塗布して乾燥させることによってレジスト膜６を形成してから、マスク等を使用して露光したのち現像するフォトレジスト法により、レジスト膜６のうち電極パッド２の部分に一点鎖線で示すように穴６ａを空け、次いで、バリアメタル層４を電極パッド２の部分だけ露出させ、それから、（Ｃ）に一点鎖線で示すように、露出したバリアメタル層２にＮｉメッキ層７を施す。
【０００７】
▲３▼．Ｎｉメッキ層７上に、メッキによってマッシュルーム形のバンプ電極５を接合し、それからレジスト膜６を除去することによってバンプ電極５を露出させ、次いで、２５０℃程度の温度で数秒加熱して溶融させることにより、表面張力を利用してバンプ電極５を球状に形成する。
【０００８】
このようにしてバンプ電極５を形成するに先立って、回路の検査や各種数値の測定が行われている。この検査や測定には、先端を尖らせた金属製のプローブ（触針）８が使用されており、このプローブ９を電極パッド２に当てることによって検査や測定が行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、バンプ電極５を形成する工程でバリアメタル層２の蒸着不良に起因したと思われる腐食等の不良が発生することが度々あった。そこで本願発明者たちが原因を研究したところ、検査・測定工程での電極パッドの損傷が原因になっていることが分かった。
【００１０】
すなわち、アルミ製の電極パッド２は厚さが１μｍ程度で薄いと共に柔らかいため、何回も検査や測定を繰り返しているうちにプローブ９によって傷付けられて、穴が空いたりバリ状の盛り上がりができたりして表面が凹凸になってしまうことがある一方、スパッタリングにおいて粒子（イオン）は直進性があるため、バリアメタル層２をスパッタリングによって成膜するに際して、バリアメタル層２にムラやホールができてしまい、その結果、電極パッド２の保護機能を果たすことができないと共にＮｉメッキ層８の成膜が不完全になって不良品化しているという事実が判明した。
【００１１】
本発明は、このような研究と知見に基づいて成されたもので、バンプ電極形成工程の不具合に起因した不良品発生を防止することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため，請求項１の発明は，アルミ等の電極パッドの上面に，バリアメタル層を介して金による中間金属層を積層し，この中間金属層の外側に，絶縁性樹脂よりなる樹脂層を，当該樹脂層が中間金属層の上面外周に重なり，且つ，当該樹脂層の上面が中間金属層の上面となだらかに連続する状態で設ける一方，前記中間金属層の上面に，バンプ電極を，アンダーバンプメタル層を介して若しくはアンダーバンプメタル層と補助金属層とを介して接合していることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は製法に係るもので，電極パッドの上面にバリアメタル層を積層する工程と，前記バリアメタル層の上面に金による中間金属層を積層する工程と，前記中間金属層の上面にアンダーバンプメタル層を積層する工程と，アンダーバンプメタル層の上面にバンプ電極を接合する工程とを備えており，
前記中間金属層を形成してから，プローブを中間金属層に接触させて検査や測定を行い，その後に，前記アンダーバンプメタル層を形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は製法に係るもので，この製法は，電極パッドの上面にバリアメタル層を積層する工程と，前記バリアメタル層の上面に金による中間金属層を積層する工程と，前記中間金属層の上面にアンダーバンプメタル層を積層する工程と，アンダーバンプメタル層の上面に補助金属層を介してバンプ電極を接合する工程とを備えており，前記中間金属層を形成してから，プローブを中間金属層に接触させて検査や測定を行い，その後に，前記アンダーバンプメタル層及び前記補助金属層を形成することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面（図１〜図４）に基づいて説明する。本発明は半田バンプの形成に適用しており、以下に述べるように、（Ａ）の構造を出発点として、（Ｂ）〜（Ｒ）の工程を経て半田バンプ電極が形成される。
【００１６】
(1).検査・測定までの工程
先ず、（Ｂ）（Ｃ）（Ｃ′）に示すように、半導体装置の上向き露出面の全体に、中間金属層を形成するためのバリアメタル層１０をスパッタリングによって成膜する。バリアメタル層１０は、ＴｉＷよりなる下層１１とＡｕよりなる上層１２との二層構造になっており、ぞれぞれの単独の膜厚は２０００Å程度でよい。従って、バリアメタル層１０の全体の厚さは４０００Åになっている。
【００１７】
なお、半導体基板１には多数の電極パッド２が形成されていて、各電極パッド２にバンプ電極が形成されることになるが、（Ｃ）の段階では、各バリアメタル層１０は、後述する電解メッキ工程での電極としての役割を果たすため互いに連続している。
【００１８】
次いで、レジスト液を塗布して乾燥させることにより、（Ｄ）に示すように、バリアメタル層１０の全体を覆う第１レジスト膜１３を形成し、次いで、マスク等を使用して露光させてから現像するフォトレジスト法により、（Ｅ）に示すように、第１レジスト膜１３のうち電極パッド２に対応した箇所に穴（開口）１４を空ける。
【００１９】
それから、電解メッキ等のメッキ法により、（Ｆ）に示すようにバリアメタル層１０の上面（表面）に、例えばＡｕよりなる中間金属層１５を積層形成する。中間金属層１５の厚さは電極パッド２の厚さよりも厚くなっており、具体的には５μｍ程度が好ましい。従って、第１レジスト膜１３は５μｍよりも厚い厚さに塗布しておく必要がある。
【００２０】
次いで、第１レジスト膜１３を除去することによって（Ｇ）のようにバリアメタル層１０の余分な部分を露出させ、それから（Ｈ）（Ｉ）に示すように、例えばマスク１６を重ねてエッチング液で洗う化学的エッチング処理により、バリアメタル層１０の余分な部分を除去する。
【００２１】
それから、（Ｊ）に示すように、例えばポリイミド樹脂のような耐熱性で且つ絶縁性の樹脂を全体にわたって塗布することによって樹脂層１７を積層し、次いで、マスクを重ねて露光したのち現像処理する等したフォトレジスト法等により、（Ｋ）に示すように、中間金属層１５を露出させる。
【００２２】
この場合，樹脂層１７の厚さを中間金属層１５と同じ程度の厚さに設定することにより，樹脂層１７が中間金属層１５における上面のうち外周に重なるようにし，かつ，フォトレジストの後に加熱処理（ベーキング処理）して樹脂層１７の内周縁の軟化させて角を丸めることにより，樹脂層１７の上面と中間金属層１５の上面とをなだらかに連続させている。
【００２３】
このようにして樹脂層１７を形成すると共に中間金属層１５を露出させた段階で、プローブ９を中間金属層１５に当てて、製造段階における半導体装置の検査や測定を行う。
【００２４】
(2).検査・測定後の工程
検査や測定の工程を終えてから、スパッタリング法により、半導体装置の上面の露出部の全体に、（Ｌ）（Ｌ′）のようにアンダーバンプメタル層（アッパーバリアメタル層と言っても良い）１８を成膜する。
【００２５】
本例ではアンダーバンプメタル層１８は二層になっており、下層１９は金との密着性が高いＴｉとし、上層２０は半田付着性や半田濡れ性が高いＮｉとしている。上下両層１９，２０の単独の厚さはそれぞれ３０００Å程度でよく、従って、アンダーバンプメタル層１８の全体としては６０００Å程度となる。
【００２６】
次いで、（Ｈ）に示すように、レジスト液を塗布することによって第２レジスト膜２１を形成し、フォトレジスト法により、（Ｎ）に示すように、第２レジスト膜２１のうち中間金属層１５の箇所に穴２２を空け、それから、（Ｏ）に示すように、アンダーバンプメタル層１８を電極として利用した電解メッキ法等のメッキ法により、Ｎｉよりなる補助金属層２３を堆積させる。この補助金属層２３は半田の拡散防止のために設ける。
【００２７】
次いで、（Ｐ）に示すように、電解メッキ法やどぶ漬けなどのメッキ法によって半田を補助金属層２３に堆積・成長させることにより、Ｐｂ／Ｓｎ系半田よりなる粒状のバンプ電極２４を形成する。第２レジスト膜２１は薄く塗っているため、バンプ電極２４はマッシュルーム形になっている。
【００２８】
次いで、第２レジスト膜２１を除去してから、アンダーバンプメタル層１８の余分な部分をエッチングによって除去する。アンダーバンプメタル層１８の余分な部分の除去は、例えば、バンプ電極２４をマスクとして利用したエッチングによって行う。
【００２９】
バンプ電極２４はマッシュルーム形のままでも使用可能であるが、本実施形態では、安定性を高めるため、（Ｑ）に示すように球状に形成している。
【００３０】
(3).利点
以上の工程において、検査や測定の工程の前に、電極パッド２が何ら傷付けられていない状態でバリアメタル層１０が成膜されてるため、バリアメタル層１０による電極パッド２の保護は確保されており、このため腐食のような問題は生じない。
【００３１】
また、中間金属層１５はプローブ９が貫通しない程度の厚さに設定しているため、プローブ９によって電極パッド２が傷付けられることはないと共に、仮にプローブ９によって中間金属層１５が傷付けられてアンダーバンプメタル層の成膜にムラが発生しても、それが電極パッド２に影響することはない。従って，検査や測定の容易性・確実性を損なうことなく、不良品の発生率を格段に低減することができる。
【００３２】
ところで、中間金属層１５はパッシベーション３の上面から突出しているため、仮に、樹脂層１７を形成せずにアンダーバンプメタル層１８を形成すると、アンダーバンプメタル層１８が中間金属層１５の周縁のエッジによって断線する虞があり、すると、アンダーバンプメタル層１８を電極として行う補助金属層２３のメッキ工程やバンプ電極２４のメッキ工程などの後続の工程に悪影響を与える虞がある。
【００３３】
これに対して本実施形態のように樹脂層１７を設けると、アンダーバンプメタル層１８の断線を防止できるため、メッキによる補助金属層２３の形成などの後続の工程を支障無く行うことができる。また、樹脂層によってパッシベーション３の損傷を防止できる利点もある。なお、樹脂層１７は中間金属層１５の周囲の適当な範囲だけに形成しても良い。
【００３４】
(4).バリエーション
上記の実施形態では中間金属層としてＡｕを使用したが、例えばＮｉを使用することも可能である。半田バンプにおいて中間金属層としてＮｉを使用すると、半田くわれなどの問題は生じないため、中間金属層に半田バンプ電極を直接に接合することが可能とある。
【００３６】
また、バリアメタル層やアンダーバンプメタル層の素材や層数、成膜方法などは、求められる特性に応じて様々に異ならせることができる。例えばバリアメタル層としては、Ｃｒ、Ｃｒ−Ｃｕ、Ｔi −Ｐｄ、Ａｇなどを適宜選択して使用できる。条件が許せば、バリアメタル層とアンダーバンプメタル層とをそれそれ単層とすることも可能である。
【００３７】
また，シリコン基板製の半導体装置の場合は電極パッドはアルミ製とすることが殆どであるが，基板の条件が異なれば，電極パッドとして銅や金を使用することも可能である。補助金属層を設ける場合，複層とすることも可能である。
【００３８】
また、バンプ電極２４の形状はマッシュルーム形には限らず、厚いレジスト膜を使用して形成するストレートウォール形とするなどしても良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の作用・効果】
本発明によると，電極パッドを傷付けることなくバリアメタル層を形成してから，中間金属層を積層形成した後に，中間金属層にプローブを当てて検査や測定を行うという工程を経ることにより，電極パッドを，前記中間金属層及びバリアメタル層によって確実にガードすることができる。
【００４０】
また，中間金属層がプローブによって傷付けられてアンダーバンプメタル層にムラが生じることは有り得るが，この中間金属層は，耐食性の高い金であることにより，仮にアンダーバンプメタル層にムラができても，前記バンプ電極の接合に悪影響を受けることを防止できる。
しかも，中間金属層の外側に，絶縁性樹脂よりなる樹脂層を，その上面が中間金属層の上面となだらかに連続する状態で設けたことにより，工程途中においてアンダーバンプメタル層が中間金属層の縁部において断線することを防止して，後工程を支障無く行うことができるため，より好適である。
【００４１】
従って，検査・測定の確実性を損なうことなく，バンプ電極の形成工程での不良に起因した不良品発生を防止又は著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態の工程を示す図である。
【図２】本願発明の実施形態の工程を示す図である。
【図３】本願発明の実施形態の工程を示す図である。
【図４】本願発明の実施形態の工程を示す図である。
【図５】従来例を示す図である。
【符号の簡単な説明】
１  シリコン基板
２  アルミ製の電極パッド
３  パッシベーション（保護絶縁膜）
８  プローブ
１０  バリアメタル層
１５  金の中間金属層
１７  樹脂層
１８  アンダーバンプメタル層
２３  Ｎｉの補助金属層
２４  半田のバンプ電極
【図１】
0003825355.tif 000002
【図２】
0003825355.tif 000003
【図３】
0003825355.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003825355.tif 000006