專利名稱：緩沖墊的形成方法、半導體器件及其制造方法、電路基片及電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及緩沖墊(bumper)的形成方法、半導體器件及其制造方法、電路基片及電子設備。
發明的技術背景當在半導體芯片的襯墊上形成緩沖墊時，已知的方法是采用無電解電鍍形成緩沖墊。例如，已知在半導體芯片的面上形成帶有多個穿透孔的抗蝕劑層，以所述穿透孔作為壁面形成直的緩沖墊的方法。
然而，在無電解電鍍中，在使用堿性溶液的情況下，作成圖形的抗蝕劑層由堿性溶液溶解。當抗蝕劑層溶解時，不能形成對應于襯墊中狹小間距的穿透孔。無法形成間距狹小的緩沖墊。并且，對于難以被堿性溶液溶解的橡膠類的抗蝕劑等，在曝光后的抗蝕劑層的顯影和剝離過程中，由于必須使用難以處理的有機溶劑，因而使工序繁瑣。
本發明在于解決這一問題，其目的是提供一種對應于襯墊的狹小間距且具有耐無電解電鍍處理特性的緩沖墊形成方法、半導體器件及其制造方法、電路基片和電子設備。
技術方案(1)本發明的緩沖墊形成方法，包括以在襯墊(pad)的上方形成具有穿透孔的抗蝕劑層圖形，施加使得在前述抗蝕劑層發生交聯反應的能量并至少使前述抗蝕劑層的表面硬化，在前述穿透孔內形成與前述襯墊電連接的金屬層。
采用本發明，通過在形成圖形后使抗蝕劑層的表面硬化，在其后的處理中，可防止抗蝕劑層的形狀產生變形。即，例如利用藥品或加熱，可以使穿透孔形狀不產生變形，并形成所需形狀的緩沖墊。
(2)在該緩沖墊形成方法中，用在使前述抗蝕劑層硬化的工序，最好對前述抗蝕劑層進行固化處理并且用光能照射。
如果這樣，則可以在抗蝕劑層的耐蝕性的允許范圍內引起交聯反應。因而，在工序中可以不使抗蝕劑層的圖形發生變形地對其表面硬化。
(3)在該緩沖墊形成方法中，前述抗蝕劑層以樹脂和感光劑為主要成分，前述光能的特性為，與使前述感光劑發生反應的光波相比，在使前述樹脂交聯的光波更強。
如果這樣，由于用于使感光劑反應的光波較弱，所以可以抑制感光劑的激烈反應。因此，可防止抗蝕劑層起泡及圖形變形。
(4)在該緩沖墊的形成方法中，用前述固化抗蝕劑層的處理工藝，也可以通過對前述抗蝕劑層加熱防止前述感光劑與水的反應，也可用前述感光劑和前述樹脂使之產生交聯反應。
因此，可使抗蝕劑層的表面硬化。
(5)在該緩沖墊的形成方法中，前述抗蝕劑層主要成分可以為樹脂和酸發生劑。
(6)在該緩沖墊的形成方法中，前述抗蝕劑層的前述樹脂可以為酚醛樹脂。
酚醛類的抗蝕劑易于形成微細的圖形。
(7)在該緩沖墊的形成方法中，前述襯墊避開中間部，在端部覆蓋絕緣膜，可以使前述穿透孔與前述絕緣膜的開口部連通。
(8)在該緩沖墊的形成方法中，前述襯墊被絕緣膜覆蓋，前述穿透孔作為掩模的開口，形成使前述襯墊的至少一部分在前述絕緣膜上露出的開口部。
如果這樣，則采用抗蝕劑層的穿透孔在絕緣膜上形成開口部，由于形成了與襯墊電連接的金屬層，所以可以采用簡單的工序形成襯墊。因此，可節省處理抗蝕劑層所花費的時間。
(9)在該緩沖墊的形成方法中，在前述抗蝕劑層硬化的工序之前，
可以利用干腐蝕形成前述絕緣膜的前述開口部。
如果這樣，則由于在干腐蝕工序之后進行使抗蝕劑層硬化的工序，所以即使由腐蝕使抗蝕劑層被剝離，也可以使抗蝕劑層最表面的一層硬化。
(10)在該緩沖墊的形成方法中，前述抗蝕劑層可以由正性材料構成。
(11)在該緩沖墊的形成方法中，前述抗蝕劑層可以由負性材料構成。
(12)在該緩沖墊的形成方法中，在使前述抗蝕劑層形成圖形的工序中，通過使前述抗蝕劑層曝光，去除前述抗蝕劑層中前述襯墊上方的部分，可形成前述穿透孔。
(13)在該緩沖墊的形成方法中，前述抗蝕劑層傾斜地形成于前述穿透孔的開口端部中，在形成前述金屬層的工序中，可以使前述金屬膜形成得比前述穿透孔的前述開口端部低。
如果這樣，由于金屬層形成得比穿透孔的開口端部低，所以即使穿透孔的開口端部傾斜，也可以形成例如筆直形狀的襯墊。
(14)在該緩沖墊的形成方法中，在前述金屬層的形成工序中，可以利用無電解電鍍形成前述金屬層。
如果這樣，則由于在使抗蝕劑層的表面硬化之后進行無電解電鍍，所以不會由于例如在無電解電鍍中的加熱處理而使抗蝕劑層變形。因此，在無電解電鍍工序中，在形成金屬層時可以不必考慮抗蝕劑層的耐蝕性。
(15)在該緩沖墊的形成方法中，前述無電解電鍍可以包括使用堿性溶液的工序。
如果這樣，則由于在使抗蝕劑層的表面硬化之后才使用堿性溶液，所以不會由于堿性溶液而使抗蝕劑層變形。
(16)在該緩沖墊的形成方法中，前述金屬層可以由鎳、鎳和金的層、鎳和銅的層、銅、鎳和金和銅的層、鎳和銅和錫的層中的任何一種形成。
(17)在該緩沖墊的形成方法中，可以還包括去除前述抗蝕劑層的工序。
(18)在該緩沖墊的形成方法中，在使前述抗蝕劑層硬化的工序中，可以在比大氣壓低的氣壓下進行。
如果這樣，則使在抗蝕劑層中所含的溶劑揮發，可以促進抗蝕劑層的交聯反應。
(19)根據本發明的半導體器件制造方法，包括利用上述緩沖墊形成方法在半導體元件的前述襯墊上形成包含前述金屬層的緩沖墊的工序。
半導體元件可以為半導體晶片或半導體芯片。
(20)根據本發明的半導體器件，采用上述半導體器件制造方法進行制造。
(21)根據本發明的電路基片，裝載有上述半導體器件。
(22)根據本發明的電子設備，具有上述半導體器件。
附圖的簡單說明圖1是說明涉及適用本發明的第一個實施例的緩沖墊形成方法的圖示，是半導體晶片的平面圖。
圖2是說明涉及適用本發明的第一個實施例的緩沖墊形成方法的圖示，是半導體晶片的一部分的剖視圖。
圖3(A)～圖3(C)是表示涉及適用本發明的第一個實施例的緩沖墊形成方法的圖示。
圖4(A)～圖4(C)是表示涉及適用本發明的第一個實施例的緩沖墊形成方法的圖示。
圖5是說明涉及適用本發明的第一個實施例的緩沖墊的形成方法的圖示。
圖6是表示涉及適用本發明的第一個實施例的半導體器件的圖示。
圖7(A)～圖7(C)是表示涉及適用本發明的第二個實施例的緩沖墊的形成方法的圖示。
圖8(A)～圖8(C)是表示涉及適用本發明的第二個實施例的緩沖墊的形成方法的圖示。
圖9(A)和圖9(B)是表示涉及適用本發明的第三個實施例的緩沖墊的形成方法的圖示。
圖10是表示涉及適用本發明的實施例的半導體器件組裝的電路基片的圖示。
圖11是表示具有涉及適用本發明的實施例的半導體器件的電子設備的圖示。
圖12是表示具有涉及適用本發明的實施例的半導體器件的電子設備的圖示。
發明的實施例下面，參照


本發明的優選實施例。但是，本發明并不限于下面的
(第一個實施例)圖1～圖4是表示涉及適用于本發明的第一個實施例的緩沖墊形成方法。在本實施例中，以在半導體晶片(半導體元件)上形成緩沖墊為例進行說明，但涉及本發明的緩沖墊形成方法并不限于此。例如，當在布線圖形上形成緩沖墊時也可以適用。在這種情況下，布線圖形的平面相當于襯墊。并且，本發明也適用于在半導體芯片(半導體元件)的襯墊上形成緩沖墊。半導體芯片的形狀可以為長方體或球狀。
如圖1和圖2所示，制備半導體晶片10。圖1是半導體晶片10的平面圖。半導體晶片10，在后面的工序中沿切斷線切制成多個半導體芯片。半導體芯片大多被切成矩形，但形狀并不限制于矩形，例如也可以是圓形。
半導體晶片10具有多個襯墊12。襯墊12成為形成于半導體晶片10內部的集成電路的電極。襯墊12形成于每個單片化的半導體芯片區域內。襯墊12往往在半導體晶片10的一面上，在半導體芯片區域的周邊部(兩邊或四邊)上形成。在這種情況下，襯墊12形成于半導體晶片10的表面上形成集成電路的區域(有源區)的外側。或者，襯墊12也可以形成于在半導體晶片10的表面上包含有源區內側的區域上。在這種情況下，襯墊12也可以成矩陣狀多行、多列地配置。
各襯墊12大多以薄且平的方式形成于半導體晶片10上，但其側面或縱剖面的形狀不限，也可以與半導體晶片10的面成同一水平面。并且，對襯墊12的平面形狀沒有特別的限制，即可以是圓形也可以是矩形。襯墊12由鋁、鋁系合金、銅等形成。各襯墊12之間的間距可根據設計情況自由地選擇，例如可以為大約50μm以下的狹小間隙。在本實施例中所示的發明中，襯墊12在狹小間隙時效果更好。
圖2是表示在半導體晶片10中一部分剖面的視圖。在半導體晶片10中形成襯墊12的表面上，形成絕緣膜14。絕緣膜14覆蓋在各襯墊12上。即，如圖所示，襯墊12被絕緣膜14絕緣。絕緣膜14由一層或多層構成。絕緣膜14可以是普通的鈍化膜。絕緣膜14，例如可以由SiO2、SiN或聚酰亞胺樹脂構成。另外，如后面所述的實施例所示，半導體晶片10也可以采用已經使絕緣膜14在襯墊12上開口的設計。
如圖3(A)和圖3(B)所示，使抗蝕劑層20形成圖形。首先，如圖3(A)所示，在半導體晶片10中形成襯墊12的表面上，即在絕緣膜14上設置抗蝕劑層20。抗蝕劑層20包括襯墊12的上方并覆蓋了半導體晶片10的整個面。抗蝕劑層20的厚度可以根據緩沖墊的高度自由決定，可以形成例如10～30μm左右的厚度。
抗蝕劑層20可以使用感光性材料。抗蝕劑層20可以采用感應于能量30(例如紫外線)而改變性質的樹脂。即，可以采用光刻技術使抗蝕劑層20形成圖形。在這種情況下，當受到能量30的照射時，抗蝕劑層20可以是溶解性增加型的(正性)。通常，正性的抗蝕劑層20在無電解電鍍處理中易于溶解于堿性溶液，而采用本實施例所示的發明可對其進行改進。另外，作為抗蝕劑層20的材料可以采用含有酚醛樹脂的材料。由于采用酚醛類的材料可以只改變照射了能量30部分的性質，所以適于在抗蝕劑層20上成細微的圖形。
例如，使形成開口34的掩模32設置在抗蝕劑層20的上方并受到能量30的照射而曝光。在抗蝕劑層20當受到能量30照射且溶解性增加(正性)的情況下，在形成穿透孔22的區域上設置開口34。通過曝光，抗蝕劑層20中襯墊12上方的部分的溶解性增加。通過此后的顯影，如圖3(B)所示，除去抗蝕劑層20中襯墊12上方的部分，形成穿透孔22。
抗蝕劑層20的穿透孔22在襯墊12上方形成于絕緣膜14上。具體來說，在半導體晶片10的平面圖中，與襯墊12的至少一部分重疊地形成穿透孔22。絕緣膜14露出于穿透孔22內側。穿透孔22優選形成于包含襯墊12的中間部分的區域中。因此，襯墊12和緩沖墊可靠地形成電連接。穿透孔22最好與半導體晶片10的面相對，形成垂直向上豎起的壁面。由此，可以形成垂直向上豎起的緩沖墊。
穿透孔22的形狀可以不超出襯墊12的外周。因此，可對應于襯墊12的狹小間隙在彼此不短路的各襯墊12上形成緩沖墊。或者，穿透孔22的形狀也可以與襯墊12的外周相同或超出其外周。另外，穿透孔22的平面形狀可以是矩形、圓形或其它形狀。
與圖中所示的例子不同，抗蝕劑層20也可以通過蝕刻形成穿透孔22。在這種情況下，抗蝕劑層20可以是非感光性抗蝕材料。或者，也可以通過絲網印刷或噴墨方式直接按照圖形式樣涂布材料形成抗蝕劑層20。
如圖3(C)所示，采用穿透孔22在絕緣膜14上形成開口部16。更詳細地說，以形成圖形的抗蝕劑層20作為掩模，除去穿透孔22內的絕緣膜14的部分，使襯墊12的至少一部分露出。這樣，可以采用已經形成的抗蝕劑層20的穿透孔22，在絕緣膜14上進行形成開口部16的工序、和在襯墊12上形成金屬層(緩沖墊)的工序。因此，可以節省抗蝕劑層20的曝光、顯影或剝離等所花費的時間和成本。
利用蝕刻形成絕緣膜14的開口部16。蝕刻方法可以采用化學方法、物理方法或它們的組合。蝕刻的特性，既可以是干法蝕刻等的各向異性，也可以是濕法蝕刻等的各向同性。酚醛類材料易于進行干法蝕刻。
開口部16雖可以形成與穿透孔22直徑相等的直徑，但也可以形成比其小的直徑。如果開口部16的直徑比穿透孔22的直徑小，則可以通過在穿透孔22內形成金屬層(緩沖墊)而不使襯墊12的表面露出。或者，也可以例如采用濕蝕刻，使開口部16的直徑超過穿透孔22的直徑。
其次，使抗蝕劑層20的表面硬化。抗蝕劑層20的硬化是通過在抗蝕劑層20上施加產生交聯反應的能量來進行的。所述能量可包括熱能、光能(利如可見光、紫外光)、或它們的任意組合。這些能量可以根據抗蝕劑層20的材料特性分別使用。
抗蝕劑層20包括樹脂和感光劑(感光基)。下面，表示了以采用酚醛類抗蝕材料作為抗蝕劑層20的例子。具體地說，酚醛類抗蝕材料包括酚醛樹脂和感光劑。感光劑可以是萘醌二迭氮感光劑。
如圖3(C)所示，對抗蝕劑層20施加熱能和光能。即，固化(加熱)抗蝕劑層20，并且照射光能36。通過對抗蝕劑層20的固化，可引起酚醛樹脂自身的交聯反應。并且，利用光能36，可以以不超過酚醛樹脂耐熱性限度的溫度產生交聯反應。一方面，當照射光能36時，萘醌二迭氮感光劑形成烯酮中間體且形成易于吸收水分的狀態。感光劑在吸入水分時形成茚碳酸，增加了抗蝕材料整體相對于堿性溶液的溶解性。但是，若施加光能36的照射對抗蝕劑層20進行固化，則抗蝕劑層20不含有水分，阻礙了感光劑與水的反應，可以使感光劑和酚醛樹脂產生交聯反應。這樣，由于交聯反應而產生的聚合物化，而使抗蝕劑層20硬化。更詳細地說，抗蝕劑層20至少其表面被硬化。若其表面被硬化，能夠防止抗蝕劑層20例如被堿性溶液溶解。抗蝕劑層20可以從最表面到大約2～3μm的厚度范圍內被硬化。
抗蝕劑層20的固化溫度在阻礙感光劑與水反應的溫度以上，優選小于抗蝕劑層20耐熱性的臨界溫度。抗蝕劑層20可以被加熱到100℃以上。
光能36是使樹脂或感光劑中至少一方產生交聯反應的光波。即，選擇光能36的波長能夠選擇適于樹脂和感光劑的材料的范圍。光能36可以是紫外光(波長在1nm～360nm左右)、可見光(波長在360nm～830nm左右)，或者可以是電子束。
光能36可以為使樹脂本身產生交聯反應的光波值大于使感光劑反應的光波值。因此，由于可抑制感光劑的劇烈反應，所以可以防止由抗蝕劑層20的發泡而造成的圖形變形。使感光劑反應的光波，可以采用波長大約為300nm～600nm(例如365nm和436nm)的光波。使樹脂產生交聯反應的光波，可以采用波長在250nm左右(例如254nm)的光波。而且，波長在250nm左右(例如254nm)光波的峰值可大于波長大約在300nm～600nm(例如365nm和436nm)的光波的峰值。另外，可以采用水銀燈進行光能36的照射。而且其照射量可根據抗蝕劑層20的厚度進行調整。
使抗蝕劑層20硬化的工序優選在減壓條件下進行。即，在比大氣壓力小的壓力下，對抗蝕劑層20進行固化，并且，優選照射光能36。通過這樣做，可使抗蝕劑層20的溶劑發散(揮發)，以促進抗蝕劑層20的交聯反應。使抗蝕劑層20硬化的工序雖然可以在例如大約10～30Pa的低壓下進行，但也可以在比該壓力還低的壓力下進行。
另外，在利用干蝕刻形成絕緣膜14的開口部16的情況下，通過干蝕刻對抗蝕劑層20進行蝕刻加工，然后由于使抗蝕劑層20硬化，因此可以確保使其最表面硬化。
使抗蝕劑層20硬化的工序可以在對絕緣膜14蝕刻前進行。在這種情況下，在對絕緣膜14進行蝕刻之后，可以進一步實施使抗蝕劑層20硬化的工序，或者可以不實施這一工序。如果這樣，由于在蝕刻前使抗蝕劑層20硬化，所以可以提高在抗蝕劑層20中對干蝕刻等的耐蝕性。
如圖4(A)所示，采用穿透孔22形成金屬層。金屬層由一層或多層構成。在以下說明的例子中的金屬層包含第1和第2金屬層40、42。金屬層可以由鎳、金、銅、鈀、錫中的任何一種構成，也可以由在錫中含有從Ag、Cu、Bi、Zn中選擇的至少一種金屬的合金構成，也可以由這些金屬中的多種金屬構成。雖然例如金屬層可以由鎳層、鎳和金的層、鎳和銅的層、銅層、鎳和金和銅的層、鎳和銅和錫的層、鎳和金和銅和錫的層、鎳和金和銅和鈀的層、鎳和鈀和銅和鈀和錫的層中的任何一種構成，但是材料不受這些的限制。代替錫，也可以形成銀錫、銅錫合金。以鎳形成在多層中的最下層，最表層由金或錫形成。
首先，在穿透孔22內形成第1金屬層40。由于穿透孔22與開口部16連通，所以可以使第1金屬層40與襯墊12電連接設置。第1金屬層40可以與穿透孔22的高度(抗蝕劑層20的厚度)相同或者超出其高度。第1金屬層40可以是圖所示的單一層，或者也可以為多層。第1金屬層40由鎳、金或銅的任意一種或多種形成。
第1金屬層40可以通過無電解電鍍形成。在無電解電鍍中可采用堿性溶液進行。并且，在無電解電鍍中可以進行加熱處理。在本實施例中，通過使抗蝕劑層20的表面硬化，利用堿性溶液或加熱，可以使穿透孔22的形狀不變或難以變形。下面，表示第1金屬層40由鎳層形成的例子。鎳層比金層的成本低，并且可在短時間內形成。
首先，在用鋁形成襯墊12的情況下，采用堿性的鋅溶液在襯墊12上進行鋅酸鹽處理。即，在鋁(襯墊12)的表面上進行鋅的置換。當在襯墊12上施加堿性的鋅溶液時，可以將半導體晶片10浸入溶液中。
并且，當在襯墊12表面上析出鋅時，在將襯墊12浸入堿性鋅溶液之后，可以用硝酸溶解被置換出的鋅，再浸入堿性鋅溶液中。并且，在對襯墊12進行鋅酸鹽處理之前，優選利用規定的溶液(例如弱氫氟酸溶液)溶解半導體片10的絕緣膜14的殘余物。進而，在溶解了絕緣膜14的殘余物之后，優選將襯墊12浸入到堿性溶液中，去除襯墊12露出部分的氧化膜。通過這樣，可以良好地將鋁(襯墊12)的表面置換成鋅。
然后，在表面被置換成鋅的襯墊12上施加無電解鎳電鍍液，經過鋅和鎳的置換反應在襯墊12上形成鎳層。該工序是將半導體晶片10浸入無電解鎳電鍍液中進行的。在這種情況下，可以將溶液加熱到90℃左右。鎳層的高度可由作業溫度和時間、電鍍液的量以及pH值和電鍍次數(回數)等進行調整。另外，在襯墊12和鎳層之間可以殘留有在襯墊12的表面上置換出的鋅。
因此，由于在進行無電解電鍍之前使抗蝕劑層20的表面硬化，所以不會因使用堿性溶液而使抗蝕劑層20溶解、或延遲溶解的進行而形成金屬層。另外，通過使表面硬化，可以提高抗蝕劑層20的耐熱性，從而即使在無電解電鍍中進行加熱處理也可以形成抗蝕劑層20不產生變形的金屬層。因此，抗蝕劑層20的圖形(穿透孔22的形狀)不會產生變形，從而能夠以所需形狀形成緩沖墊。
與上述不同，也可以不進行鋅酸鹽處理，而在由鋁構成的襯墊12上施加含有鈀等還原劑的溶液，然后，施加無電解鎳電鍍液，以鈀等為核析出鎳，在襯墊12上形成鎳層。
并且，在襯墊12由含有銅的材料構成的情況下，例如在襯墊12上形成鎳層的情況下，在襯墊12上施加含有鈀等還原劑的溶液，然后通過施加無電解鎳溶液，以鈀為核析出鎳。
在第1金屬層40由其它金屬(上述金、銅等)形成的情況下，可將半導體晶片10浸入到規定的溶液(例如金電鍍液或銅電鍍液)中進行。在這種情況下，可以采用堿性溶液，也可以對溶液加熱。
另外，當通過無電解電鍍形成金屬層時，在半導體晶片10浸入到所需的溶液中的情況下，優選預先在半導體晶片10的里面和側面覆蓋保護膜。另外，最好在半導體晶片10浸入溶液期間進行遮光。從而，可以防止由于浸入半導體晶片10而引起的溶液中的電極之間的電位變化。即，可以使對各襯墊12進行無電解電鍍而產生的金屬析出等的處理均勻化。
如圖4(B)所示，除去抗蝕劑層20。抗蝕劑層20可以用硫酸過氧化氫的混合溶液剝離。如上述例子所示，對應于穿透孔22的形狀形成第1金屬層40。即，即使金屬適用各向同性生長的無電解電鍍，也可以抑制金屬層向橫向(寬度)的擴展，而在高度方向上生長。進而，由于即使抗蝕劑層20采用堿性溶液或者即使進行加熱處理也不易變形，所以可使穿透孔22的形狀不產生變形而以所需形狀形成金屬層。
如圖4(C)所示，如果必要則在第1金屬層40的表面上形成第2金屬層42。在去除抗蝕劑層20之后形成第2金屬層42。即，第2金屬層42形成，覆蓋了包含第1金屬層40側面的表面。從而，可以防止第1金屬層40(例如鎳層)的氧化。第2金屬層42由一層或多層構成，至少其表面優選由金或銅形成。從而，可保證金屬層與布線圖形等可靠地電連接。第2金屬層42也可以通過無電解電鍍形成，例如在第1金屬層40(鎳層)上施加無電解金電鍍液，可以在其表面上形成第2金屬層42(金層)。另外，第1和第2金屬層40、42也可被稱為緩沖墊50。
若采用本實施例中的緩沖墊形成方法，則通過在抗蝕劑層20形成圖形之后使其表面硬化，可以防止在其后工藝中抗蝕劑層20的形狀產生變形。特別是，在采用無電解電鍍形成緩沖墊的情況下，可以提高抗蝕劑層20對堿性溶液和加熱處理的承受性，從而能夠以所需形狀形成緩沖墊。因而，即使襯墊12間距狹小，形成于彼此相鄰的襯墊12上的緩沖墊50也不會相互短路，因而可以形成緩沖墊50。
另外，雖然對采用正性抗蝕材料作為抗蝕劑層20的情況進行了說明，但是本實施例中的發明也可以采用負性的抗蝕材料。即，作為抗蝕劑層20，當照射能量30時也可以采用溶解性降低的(負性)抗蝕劑。在采用負性抗蝕劑層20的情況下，掩模32的形狀相對于負性的為反轉形狀。
作為抗蝕劑層20，也可以采用化學增大型抗蝕材料(例如酸催化型抗蝕材料)。酸催化型抗蝕材料以基礎樹脂(例如酚醛樹脂)和酸發生劑(例如光酸發生劑)作為主要成分，也可以含有溶解阻礙劑或交聯劑。利用能量(當使用光酸發生劑時為光)從酸發生劑中產生酸，以酸作為催化進行反應。化學增大型抗蝕材料(例如酸催化型抗蝕材料)也可以為正性、負性中的任意一種。
在采用正性抗蝕材料的情況下，雖然抗蝕劑層20的表面層(從表面起2～3μm左右)硬化，但是最好使整個抗蝕劑層20硬化。例如，也可采用化學增大型抗蝕劑，促進抗蝕劑的交聯反應。更詳細地說，采用負性的化學增大型抗蝕材料(例如酸催化型抗蝕材料)，通過使基礎樹脂(例如酚醛樹脂)產生連鎖的交聯反應，可以使抗蝕劑層20在厚度方向上整體被硬化。這樣，可以減小抗蝕劑層20的變形，增強其耐堿性，從而更為正確地形成所需的緩沖墊形狀。
圖5是由上述工序形成的半導體晶片10的剖面圖。在半導體晶片10的各個襯墊12上形成緩沖墊50。緩沖墊50的高度也可以是10μm以上，例如可以是13～22μm左右。利用緩沖墊50，可以容易地與布線圖形電連接。另外，利用其后的工序將半導體晶片10切割成多個半導體芯片18。
圖6是表示涉及本實施例的半導體器件的視圖。半導體器件1包括具有上述緩沖墊50的半導體芯片18、形成布線圖形62的基板60和多個外部端子70。
半導體芯片18，作為倒裝片被面向下地焊接到基板60上。在這種情況下，將形成于基板60上的布線圖形62(平面land)和緩沖墊50電連接。在電連接中，采用各向異性的導電膜(ACF)和各向異性的導電膠(ACP)等各向異性的導電材料64，使導電粒子可以介于緩沖墊50和布線圖形62(特別是平面)之間。或者，可以由Au-Au、Au-Sn、焊料(包括軟焊料)等的金屬結，或絕緣樹脂的收縮力，使緩沖墊50和布線圖形62(特別是平面)電連接。
外部端子70通過圖中未示出的通孔等電連接到布線圖形62上。外部端子70可以是焊錫球。可以對焊錫等進行印刷，經過回流焊工藝形成外部端子70。并且，也可以不主動形成外部端子70，而在安裝主板時利用涂布在主板側的焊料膏劑，借助其熔融時的表面張力形成外部端子。該半導體器件，是所謂的平面柵陣型的半導體器件。
與圖中所示的例子不同，也可以將半導體芯片18配置在基板的設備孔中，將緩沖墊50、伸入設備孔中的內部引線電連接起來。即，由本實施例所示的發明可以適用于利用TAB技術的半導體器件。
另外，涉及本實施例的半導體器件的制造方法包括通過上述緩沖墊50的形成方法，在半導體晶片10(或半導體芯片18)的襯墊12中形成含有金屬層(第1及第2金屬層40、42)的緩沖墊工序。
(第二實施例)圖7(A)～圖8(C)是表示涉及適用于本發明第二實施例的緩沖墊的形成方法的圖示。在本實施例中，可以盡可能地采用第一個實施例中所說明的內容。
如圖7(A)所示，在本實施例中，半導體晶片10，采用已經在襯墊12的一部分上從絕緣膜14開口的晶片。即，在設置用于形成金屬層的抗蝕劑層20之前，預先在絕緣膜14上形成開口部16并使襯墊12的一部分露出。避開襯墊12的中央部分，在其端部覆蓋絕緣膜14。
如圖7(A)和圖7(B)所示，將抗蝕劑層20形成圖形，并形成穿透孔22。采用形成有開口34的掩模32，通過透過掩模32進行能量30的照射而使抗蝕劑層20形成圖案。穿透孔22與絕緣膜14的開口部16連通而形成。另外，可以在設置抗蝕劑層20之前，采用例如堿性溶液進行鋅酸鹽處理。從而，可以避免將抗蝕劑層20浸入到堿性溶液中。
如圖7(C)所示，對抗蝕劑層20進行固化，并且照射光能36使其表面硬化。更詳細的情況與上述實施例中所說明的情況相同。
如圖8(A)～圖8(C)所示，在穿透孔22中形成金屬層(第1和第2金屬層40、44)。利用無電解電鍍形成金屬層。更詳細地說，利用穿透孔22(保留抗蝕劑層20)，形成第1和第2金屬層40、44。第1和第2金屬層40、44可被稱作緩沖墊52。第1金屬層40的形成方法和其形態與上面所述相同。第2金屬層44形成于第1金屬層40的上面。第2金屬層44優選由金或銅等形成。從而，利用緩沖墊52的前端部分，可以與布線圖形等進行良好的電連接。并且，由于緩沖墊52僅在其上面具有金層(第2金屬層44)，所以可使易于濕潤金屬層的焊料(軟焊料等)在熔融時難以擴散到緩沖墊52的外側。
采用本實施例的緩沖墊形成方法，也能夠獲得與上述實施例相同的效果。本實施例中的半導體器件包含形成緩沖墊52的半導體芯片。并且，半導體器件的制造方法含有緩沖墊52的形成工序。
(第三實施例)圖9(A)和圖9(B)是表示涉及適用于本發明的第三個實施例的緩沖墊形成方法。在本實施例中，可以盡可能地采用在第一或第二實施例中所說明的內容。
如圖9(A)所示，將抗蝕劑層20作成圖形。在圖示的例子中，抗蝕劑層20傾斜地形成于穿透孔22的開口端部24中。開口端部24的傾斜可以形成曲面或平面。并且，穿透孔22的開口端部24向著開口方向擴大。該開口端部24的傾斜，大多是通過使抗蝕劑層20曝光和顯影、并使絕緣膜14的蝕刻、使抗蝕劑層20硬化的工序，或用其后的無電解電鍍工序等生成的。從而，穿透孔22的形狀產生變形，并不能以所需形狀形成緩沖墊。
為了改進，在本實施例中，使金屬層低于穿透孔22的開口端部24。換言之，以在低于穿透孔22的開口端部24的部分形成金屬層的程度，形成預定厚度的抗蝕劑層20。更詳細地說，在穿透孔22中向開口方向擴大并傾斜的開口端部24的厚度(高度)A、形成金屬層的厚度(高度)B、和抗蝕劑層20的整體厚度C中A+B≤C如此形成抗蝕劑層20的厚度。這樣，如圖9(B)所示，在穿透孔22中形成金屬層(第1和第2金屬層40、42)的部分中，可以保證垂直的壁面。并且，通過加厚抗蝕劑層20，能夠以所需厚度形成金屬層。
金屬層的厚度可以為例如13～22μm左右。并且，在穿透孔22中傾斜的開口端部24的厚度根據抗蝕劑層20的材料或抗蝕劑層20的處理而不同(例如為2～3μm)。抗蝕劑層20的厚度可以考慮這些因素而定。
采用本實施例中的緩沖墊形成方法，由于金屬層形成得比穿透孔22的開口端部24低，所以即使穿透孔22的開口端部24傾斜，也可以形成例如平直形狀緩沖墊。
另外，本實施例中的半導體器件包括形成含有上述金屬層(第1和第2金屬層40、42)的緩沖墊的半導體芯片。并且，半導體器件的制造方法包括形成金屬層(第1和第2金屬層40、42)的工序。
圖10表示了安裝涉及本實施例的半導體器件1的電路基片100。電路基片100中例如通常為采用了環氧玻璃基板等的有機類基板。電路基片100，例如是以由銅等構成的布線圖形形成所需電路的方式形成的，這些布線圖形和半導體器件1的外部端子70機械連接，以便使它們電導通。
而且，作為具有采用發明的半導體器件1的電子設備，在圖11中表示出了筆記本個人電腦200，在圖12中表示出了移動電話300。
權利要求
1.一種緩沖墊形成方法，包括以在襯墊上方具有穿透孔的方式將抗蝕劑層形成圖形，在前述抗蝕劑層上施加產生交聯反應的能量，使前述抗蝕劑層至少在表面硬化，在前述穿透孔內形成與前述襯墊電連接的金屬層。
2.如權利要求1所述的緩沖墊形成方法，其中，用使前述抗蝕劑層硬化的工序，對前述抗蝕劑層進行固化，并且照射光能，形成緩沖墊。
3.如權利要求2所述的緩沖墊形成方法，其中，前述抗蝕劑層以樹脂和感光劑作為主要成分，前述光能的特性為，與使前述感光劑反應的光波相比，使前述樹脂產生交聯反應的光波更強。
4.如權利要求3所述的緩沖墊形成方法，其中，用對前述抗蝕劑層固化的工序，通過加熱前述抗蝕劑層阻止前述感光劑和水的反應，由前述感光劑和前述樹脂產生交聯反應。
5.如權利要求2所述的緩沖墊形成方法，其中，前述抗蝕劑層以樹脂和酸發生劑作為主要成分。
6.如權利要求3所述的緩沖墊形成方法，其中，前述抗蝕劑層的前述樹脂是酚醛樹脂。
7.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，前述襯墊避開中央部在其端部覆蓋絕緣膜，使前述穿透孔與前述絕緣膜的開口部連通。
8.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，前述襯墊被絕緣膜覆蓋，前述穿透孔作為掩模的開口，在前述絕緣膜上形成使前述襯墊的至少一部分露出的開口部。
9.如權利要求8所述的緩沖墊形成方法，其中，在使前述抗蝕劑層硬化的工序之前，通過干蝕刻形成前述絕緣膜的前述開口部。
10.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，前述抗蝕劑層由正性材料構成。
11.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，前述抗蝕劑層由負性材料構成。
12.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，用將前述抗蝕劑層作成圖形的工序，通過使前述抗蝕劑層曝光，除去前述抗蝕劑層上前述襯墊上方的部分，形成前述穿透孔。
13.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，在前述穿透孔的開口端部中傾斜地形成前述抗蝕劑層，用形成前述金屬層的工序，前述金屬層低于前述穿透孔的前述開口端部形成。
14.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，用形成前述金屬層的工序，通過無電解電鍍形成前述金屬層。
15.如權利要求14所述的緩沖墊形成方法，其中，前述無電解電鍍具有使用堿性溶液的工序。
16.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，前述金屬層是由鎳、鎳和金的層、鎳和銅的層、銅、鎳和金和銅的層、鎳和銅和錫的層中的任何一種形成的。
17.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，還包括除去前述抗蝕劑層的工序。
18.如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，其中，使前述抗蝕劑層硬化的工序在比大氣壓低的低壓下進行。
19.一種半導體器件的制造方法，包括利用如權利要求1至權利要求6中任何一項所述的緩沖墊形成方法，在半導體元件的前述襯墊上形成含有前述金屬層的緩沖墊的工序。
20.利用權利要求19所述的半導體器件的制造方法制造的半導體器件。
21.裝載權利要求20所述的半導體器件的電路基片。
22.具有權利要求20所述的半導體器件的電子設備。
全文摘要
提供一種與襯墊的狹小間距相對應且具有耐無電解電鍍處理性能的緩沖墊形成方法、半導體器件及其制造方法、電路基片和電子設備。緩沖墊形成方法包括:以在襯墊12的上方具有穿透孔22的方式使抗蝕劑層20形成圖形的工序,在抗蝕劑層20上施加產生交聯反應的能量36且使抗蝕劑層20至少表面硬化的工序,在穿透孔22內形成與襯墊12電連接的金屬層40、42的工序。
文檔編號H01L21/60GK1359141SQ0114560
公開日2002年7月17日 申請日期2001年10月30日 優先權日2000年10月30日
發明者依田剛 申請人:精工愛普生株式會社