半導体素子用バンプ形成方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の接続技術に係り、特に接着剤を用いて基板に半導体素子を実装するのに好適な形状を有する半導体素子用バンプの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板の電極部と半導体素子を電気的に導通するための半導体素子用バンプは、図４に示すように半導体素子１のパッド２上に形成されたポリイミドバンプ３に導電膜４を被覆したものである。
【０００３】このように構成された半導体素子用バンプ５を介して半導体素子１を基板に実装する際、図５に示すように基板６に接着剤７を用いて半導体素子１を接続することがある。
【０００４】ところで上記の半導体素子用バンプ５は柔軟性を有するので図５に示すように接着剤７の塗布された基板６に半導体素子１を圧力をかけて接続すると、半導体素子用バンプ５の頂部のサイズが直径40μｍを越える場合、図６に示すように頂部が押し戻されて変形し、バンプ頂部と基板６の電極部８との間の接着剤７が押し出しきれずに残ってしまい、充分な電気的接続が得られないことがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、バンプ頂部と基板の電極部との間に接着剤が残ることを防ぎ、安定した良好な電気的接続が得られる形状を持った半導体素子用バンプの形成方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の半導体素子用バンプ形成方法は、ウェーハ上に多数形成された半導体素子のパッド上にバンプを形成するに於いて、先ず半導体素子の全面にネガ型感光性ポリイミドを塗布し、次にパッドの中心部にのみ開口する小さな開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光し、次いでネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像し、以後前記開口部よりは順次大きい開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光することとネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像することを少なくとも１回繰り返し、最終の現像は最後まで行って階段状凸形のポリイミドバンプを形成し、然る後この階段状凸形のポリイミドバンプの外表面に導電膜を形成することを特徴とするものである。
【０００７】本発明の半導体素子用バンプ形成方法は、ネガ型感光性ポリイミドを半導体素子を塗布するので、紫外線の当たった部分が残り、露光するエリアを広げながら夫々の現像を途中で止めることで、容易に階段状凸形の半導体素子用バンプを得ることができる。
【０００８】このようにして得られた半導体素子用バンプは、導電膜被覆のポリイミドバンプの外形状が二股以上の階段状凸形に形成されているので、その頂部の大きさが直径40μｍを越えなければ、基板と接着剤を介して半導体素子を接続した際、接着剤により導電膜被覆のポリイミドバンプの頂部が押し戻されることがなく、従ってその頂部の導電膜被覆と基板の電極部との間に接着剤が残ることがなく、安定した良好な電気的接続がとれる。
【０００９】
【実施例】本発明の半導体素子用バンプ形成方法の一実施例を説明する。先ず、実施例の半導体素子用バンプ形成方法を図によって説明すると、ウェーハ上に100個形成された図１のａに示す半導体素子１の全面に、図１のｂに示すようにネガ型の感光性ポリイミド３ａを厚さ40μｍ塗布し、次に図１のｃに示すように半導体素子１の開口サイズ110μｍの200個の各パッド２の中心部にのみ開口する直径20μｍの小さな開口部10を200個有するフォトマスク11を感光性ポリイミド３ａ上に載置して紫外線によりネガ型の感光性ポリイミド３ａを図１のｄに示すように途中まで現像して高さ10μｍ、直径20μｍの突起12を形成し、次に図１のｅに示すように直径50μｍの大きな開口部13を有するフォトマスク14を突起12の頂面のレベルで配置して紫外線によりネガ型の感光性ポリイミド３ａを露光し、次いでネガ型の感光性ポリイミド３ａを図１のｆに示すように最後まで現像し、高さ20μｍ、直径50μｍの基部15を形成して階段状凸形のポリイミド16を形成し、然る後このポリイミドバンプ16の外表面及びパッド２の表面、さらにその周囲のパッシベーション膜１ａに、スパッタリング（Ａｒガス、５×１０-3Ｔｏｒｒ、１KW）により図１のｇに示すようにＡｌｌμｍ、Ｔｉ3000Å、Ｐｄ5000Å、Ａｕ３μｍの導電膜17を形成し、半導体素子用バンプ18を得た。
【００１０】こうして得た実施例の半導体素子用バンプ18を有する半導体素子１と、図４に示すように従来例の高さ30μｍ、全高直径50μｍの半導体素子用バンプ５を有する半導体素子１とを、夫々図２、図５に示すように基板６に接着剤７を用い圧力をかけて接続した処、図３に示すように実施例の半導体素子１のバンプ18の頂部は押し戻されることなく、その頂部の導電膜17と基板６の電極部８との間には接着剤７が残ることがなくて、安定した良好な電気的接続が得られたが、図６に示すように従来例の半導体素子１のバンプ５の頂部は押し戻されて変形し、バンプ５の頂部と基板６の電極部８との間の接着剤７が押し出しきれずに残ってしまい、充分な電気的接続が得られなかった。実際に実施例及び従来例の半導体素子用バンプ18及び５の接続抵抗値を測定した処、実施例の半導体素子用バンプ18は200個すべてが５ｍΩ以下で安定していたが、従来例の半導体素子用バンプ５は100ｍΩを越えるものが200個中13個もあって、電気的接続が不充分且つ不安定であった。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の半導体素子用バンプ形成方法によれば、素板と半導体素子を接着剤を介して接続した際、バンプ頂部と素板の電極部との間に接着剤が残ることがない、安定した良好な電気的接続がとれる半導体素子用バンプを容易に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子用バンプ形成方法を示すもので、ａ〜ｇはその工程図である。
【図２】図１のｇに示す半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤を用いて接続する時の状態を示す図である。
【図３】図２の半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤にて接続した状態を示す図である。
【図４】従来の半導体素子用バンプを有する半導体素子を示す図である。
【図５】図４の半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤を用いて接続する時の状態を示す図である。
【図６】図５の半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤にて接続した状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体素子
１ａ パッシベーション膜
２ パッド
３ａ ネガ型の感光性ポリイミド
10 小さな開口部
11、14 フォトマスク
12 突起
13 大きな開口部
15 基部
16 凸形のポリイミドバンプ
17 導電膜
18 半導体素子用バンプ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の接続技術に係り、特に接着剤を用いて基板に半導体素子を実装するのに好適な形状を有する半導体素子用バンプの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板の電極部と半導体素子を電気的に導通するための半導体素子用バンプは、図４に示すように半導体素子１のパッド２上に形成されたポリイミドバンプ３に導電膜４を被覆したものである。
【０００３】このように構成された半導体素子用バンプ５を介して半導体素子１を基板に実装する際、図５に示すように基板６に接着剤７を用いて半導体素子１を接続することがある。
【０００４】ところで上記の半導体素子用バンプ５は柔軟性を有するので図５に示すように接着剤７の塗布された基板６に半導体素子１を圧力をかけて接続すると、半導体素子用バンプ５の頂部のサイズが直径40μｍを越える場合、図６に示すように頂部が押し戻されて変形し、バンプ頂部と基板６の電極部８との間の接着剤７が押し出しきれずに残ってしまい、充分な電気的接続が得られないことがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、バンプ頂部と基板の電極部との間に接着剤が残ることを防ぎ、安定した良好な電気的接続が得られる形状を持った半導体素子用バンプの形成方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の半導体素子用バンプ形成方法は、ウェーハ上に多数形成された半導体素子のパッド上にバンプを形成するに於いて、先ず半導体素子の全面にネガ型感光性ポリイミドを塗布し、次にパッドの中心部にのみ開口する小さな開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光し、次いでネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像し、以後前記開口部よりは順次大きい開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光することとネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像することを少なくとも１回繰り返し、最終の現像は最後まで行って階段状凸形のポリイミドバンプを形成し、然る後この階段状凸形のポリイミドバンプの外表面に導電膜を形成することを特徴とするものである。
【０００７】本発明の半導体素子用バンプ形成方法は、ネガ型感光性ポリイミドを半導体素子を塗布するので、紫外線の当たった部分が残り、露光するエリアを広げながら夫々の現像を途中で止めることで、容易に階段状凸形の半導体素子用バンプを得ることができる。
【０００８】このようにして得られた半導体素子用バンプは、導電膜被覆のポリイミドバンプの外形状が二股以上の階段状凸形に形成されているので、その頂部の大きさが直径40μｍを越えなければ、基板と接着剤を介して半導体素子を接続した際、接着剤により導電膜被覆のポリイミドバンプの頂部が押し戻されることがなく、従ってその頂部の導電膜被覆と基板の電極部との間に接着剤が残ることがなく、安定した良好な電気的接続がとれる。
【０００９】
【実施例】本発明の半導体素子用バンプ形成方法の一実施例を説明する。先ず、実施例の半導体素子用バンプ形成方法を図によって説明すると、ウェーハ上に100個形成された図１のａに示す半導体素子１の全面に、図１のｂに示すようにネガ型の感光性ポリイミド３ａを厚さ40μｍ塗布し、次に図１のｃに示すように半導体素子１の開口サイズ110μｍの200個の各パッド２の中心部にのみ開口する直径20μｍの小さな開口部10を200個有するフォトマスク11を感光性ポリイミド３ａ上に載置して紫外線によりネガ型の感光性ポリイミド３ａを図１のｄに示すように途中まで現像して高さ10μｍ、直径20μｍの突起12を形成し、次に図１のｅに示すように直径50μｍの大きな開口部13を有するフォトマスク14を突起12の頂面のレベルで配置して紫外線によりネガ型の感光性ポリイミド３ａを露光し、次いでネガ型の感光性ポリイミド３ａを図１のｆに示すように最後まで現像し、高さ20μｍ、直径50μｍの基部15を形成して階段状凸形のポリイミド16を形成し、然る後このポリイミドバンプ16の外表面及びパッド２の表面、さらにその周囲のパッシベーション膜１ａに、スパッタリング（Ａｒガス、５×１０-3Ｔｏｒｒ、１KW）により図１のｇに示すようにＡｌｌμｍ、Ｔｉ3000Å、Ｐｄ5000Å、Ａｕ３μｍの導電膜17を形成し、半導体素子用バンプ18を得た。
【００１０】こうして得た実施例の半導体素子用バンプ18を有する半導体素子１と、図４に示すように従来例の高さ30μｍ、全高直径50μｍの半導体素子用バンプ５を有する半導体素子１とを、夫々図２、図５に示すように基板６に接着剤７を用い圧力をかけて接続した処、図３に示すように実施例の半導体素子１のバンプ18の頂部は押し戻されることなく、その頂部の導電膜17と基板６の電極部８との間には接着剤７が残ることがなくて、安定した良好な電気的接続が得られたが、図６に示すように従来例の半導体素子１のバンプ５の頂部は押し戻されて変形し、バンプ５の頂部と基板６の電極部８との間の接着剤７が押し出しきれずに残ってしまい、充分な電気的接続が得られなかった。実際に実施例及び従来例の半導体素子用バンプ18及び５の接続抵抗値を測定した処、実施例の半導体素子用バンプ18は200個すべてが５ｍΩ以下で安定していたが、従来例の半導体素子用バンプ５は100ｍΩを越えるものが200個中13個もあって、電気的接続が不充分且つ不安定であった。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の半導体素子用バンプ形成方法によれば、素板と半導体素子を接着剤を介して接続した際、バンプ頂部と素板の電極部との間に接着剤が残ることがない、安定した良好な電気的接続がとれる半導体素子用バンプを容易に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子用バンプ形成方法を示すもので、ａ〜ｇはその工程図である。
【図２】図１のｇに示す半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤を用いて接続する時の状態を示す図である。
【図３】図２の半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤にて接続した状態を示す図である。
【図４】従来の半導体素子用バンプを有する半導体素子を示す図である。
【図５】図４の半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤を用いて接続する時の状態を示す図である。
【図６】図５の半導体素子用バンプを有する半導体素子を基板に接着剤にて接続した状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体素子
１ａ パッシベーション膜
２ パッド
３ａ ネガ型の感光性ポリイミド
10 小さな開口部
11、14 フォトマスク
12 突起
13 大きな開口部
15 基部
16 凸形のポリイミドバンプ
17 導電膜
18 半導体素子用バンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ウェーハ上に多数形成された半導体素子のパッド上にバンプを形成するに於いて、先ず半導体素子の全面にネガ型感光性ポリイミドを塗布し、次にパッドの中心部にのみ開口する小さな開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光し、次いでネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像して小さな突起を形成し、以後前記開口部よりは順次大きい開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光することとネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像することを少なくとも１回繰り返し、最終の現像は最後まで行って階段状凸形のポリイミドバンプを形成し、然る後この階段状凸形のポリイミドバンプの外表面に導電膜を形成することを特徴とする半導体素子用バンプ形成方法。
【請求項１】 ウェーハ上に多数形成された半導体素子のパッド上にバンプを形成するに於いて、先ず半導体素子の全面にネガ型感光性ポリイミドを塗布し、次にパッドの中心部にのみ開口する小さな開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光し、次いでネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像して小さな突起を形成し、以後前記開口部よりは順次大きい開口部を有するフォトマスクを用いてネガ型感光性ポリイミドを露光することとネガ型感光性ポリイミドを途中まで現像することを少なくとも１回繰り返し、最終の現像は最後まで行って階段状凸形のポリイミドバンプを形成し、然る後この階段状凸形のポリイミドバンプの外表面に導電膜を形成することを特徴とする半導体素子用バンプ形成方法。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【特許番号】特許第３１６４３４１号（Ｐ３１６４３４１）
【登録日】平成１３年３月２日（２００１．３．２）
【発行日】平成１３年５月８日（２００１．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−２１０１３
【出願日】平成８年２月７日（１９９６．２．７）
【公開番号】特開平９−２１３７０１
【公開日】平成９年８月１５日（１９９７．８．１５）
【審査請求日】平成１０年７月１７日（１９９８．７．１７）
【出願人】（０００２１７２２８）田中貴金属工業株式会社 (146)
【参考文献】
【文献】特開 平８−３７１９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−２７５１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１７４７３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平９−６４０４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平８−１７８３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１８２９７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平８−１７８３９（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１３年３月２日（２００１．３．２）
【発行日】平成１３年５月８日（２００１．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成８年２月７日（１９９６．２．７）
【公開番号】特開平９−２１３７０１
【公開日】平成９年８月１５日（１９９７．８．１５）
【審査請求日】平成１０年７月１７日（１９９８．７．１７）
【出願人】（０００２１７２２８）田中貴金属工業株式会社 (146)
【参考文献】
【文献】特開 平８−３７１９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−２７５１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１７４７３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平９−６４０４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平８−１７８３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−１８２９７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平８−１７８３９（ＪＰ，Ａ）
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