專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法以及半導(dǎo)體裝置，特別涉及在半導(dǎo)體基板上具有以狹窄間距配置的電極的半導(dǎo)體裝置的制造方法以及半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體裝置的安裝技術(shù)，有不將半導(dǎo)體芯片進(jìn)行封裝而直接與其它布線基板連接的所謂倒裝芯片連接。在用于倒裝芯片連接的半導(dǎo)體芯片上，在形成了包含功能元件和布線的活性層的面上形成有凸出電極，通過將該凸出電極和在布線基本上形成的電極焊盤等連接，從而實(shí)現(xiàn)倒裝芯片連接。這時(shí)，半導(dǎo)體芯片本身就是半導(dǎo)體裝置。
圖26(a)、26(b)、26(c)以及26(d)，表示用于說明形成了凸出電極的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
在半導(dǎo)體晶圓等半導(dǎo)體基板101的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成了包含功能元件和布線的活性層102，在活性層102上的給定位置上，形成用于將活性層的功能元件等與外部電連接的電極焊盤103。
然后，使電極焊盤103露出，在半導(dǎo)體基板101上形成鈍化膜107。然后，在經(jīng)過以上工藝的半導(dǎo)體基板101的活性層102側(cè)面上，在整個(gè)面上形成用于保護(hù)電極焊盤103和活性層102的勢(shì)壘金屬層(UBMUnderBump Metal)104。該狀態(tài)如圖26(a)所示。
進(jìn)一步，在勢(shì)壘金屬層104上，形成在與電極焊盤103對(duì)應(yīng)的部分上具有開口105a的抗蝕劑膜(光抗蝕劑)105(參見圖26(b))。開口105a具有與半導(dǎo)體基板101大致垂直的內(nèi)壁面。
然后，利用電解電鍍，在抗蝕劑膜105的開口105a內(nèi)形成凸出電極106。這時(shí)，通過勢(shì)壘金屬層104，與電鍍液之間流入電流。這樣，勢(shì)壘金屬層104成為種子層(Seed Layer)，在勢(shì)壘金屬層104上覆蓋銅等金屬，形成凸出電極106(參照?qǐng)D26(c))。
然后，除去抗蝕劑膜105，進(jìn)一步，勢(shì)壘金屬層104，除了在電極焊盤103和凸出電極106之間存在的部分外被除去。這樣，獲得從半導(dǎo)體基板凸出的凸出電極106。該狀態(tài)如圖26(d)所示。
進(jìn)一步，根據(jù)需要，在包含凸出電極106的前端的區(qū)域形成低熔點(diǎn)金屬層108。例如，除去抗蝕劑膜105后，利用無電解電鍍形成低熔點(diǎn)金屬層108時(shí)，如圖27(e)所示，低熔點(diǎn)金屬層108，在凸出電極106的露出表面整個(gè)面上形成。即，低熔點(diǎn)金屬層108，在凸出電極106的側(cè)面上也形成。
另外，也有在由電解電鍍對(duì)凸出電極106的形成結(jié)束后保留開口105a的情況下在除去抗蝕劑膜105和勢(shì)壘金屬層104之前，通過電解電鍍形成低熔點(diǎn)金屬層108。這時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層108，如圖28(f)所示，只是在開口105a內(nèi)形成。然后，除去抗蝕劑膜105，如果除了電極焊盤103和凸出電極106之間存在的部分以外將勢(shì)壘金屬層104除去，如圖28(g)所示，可以獲得只在前端形成了低熔點(diǎn)金屬層108的凸出電極106。
然后，切斷半導(dǎo)體基板101，形成具有凸出電極106的半導(dǎo)體芯片的單片(半導(dǎo)體裝置)。在凸出電極106上形成低熔點(diǎn)金屬層108時(shí)，這樣的半導(dǎo)體裝置，通過將低熔點(diǎn)金屬層熔化并且固化，可以容易與布線基板的電極焊盤等連接。這樣的半導(dǎo)體裝置的制造方法，例如在下述文獻(xiàn)中已經(jīng)公開。
山本好明，《チツソのウエハバンピングサビス(氮的晶圓植球技術(shù)服務(wù))》，電子材料，1995年5月，p.101-104。
然而，當(dāng)采用電鍍形成凸出電極106時(shí)，多個(gè)凸出電極106的長(zhǎng)度(從勢(shì)壘金屬層104開始的高度)有可能出現(xiàn)不均勻的情況。這是因?yàn)?，在電鍍時(shí)，凸出電極106的形成速度大致與在勢(shì)壘金屬層104和電鍍液之間流動(dòng)的電流的大小成比例，而在勢(shì)壘金屬層104和電鍍液之間流動(dòng)的電流的大小在半導(dǎo)體基板101的面內(nèi)(例如在半導(dǎo)體基板101的中心部和周緣部之間)不均勻。
如果多個(gè)凸出電極106的長(zhǎng)度不一致，其前端將不在同一平面上。這樣的凸出電極106形成后的半導(dǎo)體芯片，在與布線基板上形成的電極焊盤等連接時(shí)，短凸出電極106與布線基板的電極焊盤等不能良好接觸，出現(xiàn)機(jī)械上的接觸不良以及電的接觸不良的情況。
再有，在成為電鍍的下底的勢(shì)壘金屬層104上，由于鈍化膜107而形成有段差。為此，凸出電極106的前端面，如圖26(c)、26(d)、27(e)、28(f)以及28(g)所示，中央部為凹陷形成。這時(shí)也會(huì)出現(xiàn)機(jī)械上的接觸不良以及電的接觸不良的情況。
進(jìn)一步，在電鍍時(shí)，凸出電極106擴(kuò)壓開口105a，在使抗蝕劑膜105變形中進(jìn)行成長(zhǎng)，隨著成長(zhǎng)的進(jìn)程，逐漸增大其前端的寬度。其結(jié)果，具有圖26(d)所示那樣的倒梯形截面形狀。這樣，當(dāng)相鄰電極焊盤103的間隔(間距)狹窄時(shí)，在其上形成的凸出電極106之間，其前端相互處于接近狀態(tài)。為此，在連接等時(shí)相鄰的凸出電極106容易接觸，造成電短路。為此，不能將多個(gè)凸出電極106(電極焊盤103)之間相互鄰近配置，即不能窄小間距化。
進(jìn)一步，由于可以用電鍍成膜的金屬種類有限，有關(guān)構(gòu)成凸出電極106的材料的選擇的范圍窄小。
進(jìn)一步，在抗蝕劑膜105除去后用無電解電鍍形成低熔點(diǎn)金屬層108時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層108不僅在凸出電極106的前端而且在側(cè)面也被形成。用于倒裝芯片連接的半導(dǎo)體裝置，由于在凸出電極106的前端外部連接，相當(dāng)于在凸出電極106的前端以外部分上形成的低熔點(diǎn)金屬層16的層，不僅無助于連接，而且還會(huì)成為相鄰?fù)钩鲭姌O106之間形成短路的原因。
另外，在由電解電鍍形成低熔點(diǎn)金屬層108時(shí)，和凸出電極106同樣，低熔點(diǎn)金屬層108的厚度在半導(dǎo)體基板101的面內(nèi)也不均勻。因此，由于包含低熔點(diǎn)金屬層108的凸出電極106的前端，不能處在同一平面上，成為接觸不良的原因。
進(jìn)一步，在用電解電鍍形成凸出電極106后，采用濕蝕刻除去勢(shì)壘金屬層104，這時(shí)，蝕刻量的控制難，有時(shí)會(huì)將凸出電極106和鈍化膜107以及電極焊盤103之間的勢(shì)壘金屬層104除去(過蝕刻)。這時(shí)，對(duì)降低凸出電極106對(duì)電極焊盤103的連接強(qiáng)度。并且，當(dāng)勢(shì)壘金屬層104的蝕刻到達(dá)電極焊盤103和凸出電極106之間時(shí)，出現(xiàn)電極焊盤103露出(沒有被覆蓋)的區(qū)域，這與由于電極焊盤103的腐蝕等造成可靠性降低的情況相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有前端大致處在同一平面上的多個(gè)凸出電極的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種凸出電極可以狹窄間距化的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種構(gòu)成凸出電極的金屬材料的選擇范圍寬的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種可以只在凸出電極的前端以大致均勻的膜厚形成低熔點(diǎn)金屬層的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有前端大致處在同一平面上的多個(gè)凸出電極的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種凸出電極可以狹窄間距化的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種構(gòu)成凸出電極的金屬材料的選擇范圍寬的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種可以只在凸出電極的前端以大致均勻的膜厚形成低熔點(diǎn)金屬層的半導(dǎo)體裝置。
有關(guān)該發(fā)明的第1方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成由金屬構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向上述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；在該金屬材料供給工藝之后除去上述阻擋掩模層的工藝。
依據(jù)該發(fā)明，由金屬構(gòu)成的阻擋掩模層，和在現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中所采用的抗蝕劑膜(光抗蝕劑)相比，在施加力的情況下不容易變形。為此，在金屬材料供給工藝中，金屬材料向阻擋掩模層供給時(shí)，阻擋掩模層基本上不會(huì)變形。因此，向阻擋掩模層的開口內(nèi)供給的金屬材料，即凸出電極的形狀，遵循開口的初始形狀。
并且，形成凸出電極的工藝，當(dāng)伴隨研磨工藝時(shí)，即使在這樣的工藝中施加力，阻擋掩模層也不容易變形。因此，凸出電極的形狀，遵循開口的初始形狀。
為此，例如，開口的內(nèi)壁面與半導(dǎo)體基板基本垂直時(shí)，凸出電極的側(cè)面和半導(dǎo)體基板基板上垂直，凸出電極的寬度成為一致(凸出電極不會(huì)在沿半導(dǎo)體基板的表面方向上凸出)。即，不會(huì)象現(xiàn)有技術(shù)的制造方法那樣，出現(xiàn)隨著凸出電極的成長(zhǎng)，凸出電極前端的寬度逐步增大的情況。
因此，這時(shí)，由于相鄰?fù)钩鲭姌O之間，不會(huì)出現(xiàn)其前端接觸造成電短路的情況，可以接近配置凸出凸出電極。即，凸出電極可以窄小間距化。
在凸出電極形成后，由于阻擋掩模層被除去，在所獲得的半導(dǎo)體裝置中，不會(huì)出現(xiàn)通過阻擋掩模層使凸出電極之間電短路的情況。
如以上那樣，阻擋掩模層優(yōu)選不容易變形，例如可以由比凸出電極硬的金屬構(gòu)成。例如，凸出電極由銅構(gòu)成時(shí)，阻擋掩模層可以由鉻(Cr)構(gòu)成。
有關(guān)該發(fā)明的第2方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成由絕緣體構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向上述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；在該金屬材料供給工藝之后從表面除去上述阻擋掩模層，使上述凸出電極從表面凸出的工藝。上述阻擋掩模層采用在上述凸出電極形成時(shí)不容易變形的材料構(gòu)成。
依據(jù)該發(fā)明，阻擋掩模層在凸出電極形成時(shí)不容易變形。因此，由于可以形成具有遵循阻擋掩模層的開口的初始形狀的凸出電極，不會(huì)出現(xiàn)相鄰?fù)钩鲭姌O接觸造成電短路的情況。因此，凸出電極可以窄小間距化。
在金屬材料供給工藝后，阻擋掩模層也可以只從表面除去給定厚度，這樣，阻擋掩模層的剩余部成為覆蓋活性層的保護(hù)膜。由于阻擋掩模層是絕緣體，保護(hù)膜不會(huì)使凸出電極相互之間電短路，反而可以起到保護(hù)半導(dǎo)體基板(例如在半導(dǎo)體基板的表面上形成的活性層或者電極)的作用。
這時(shí)，可以獲得具有大致恒定寬度的、與半導(dǎo)體基板大致垂直延伸的、其前端部從保護(hù)膜凸出的凸出電極。即，凸出電極在保護(hù)膜的上方?jīng)]有凸出(橫向伸出)。
除去的阻擋掩模層的厚度，優(yōu)選在凸出電極的高度一半以下，這時(shí)，可以獲得至少埋沒了上述凸出電極的至少一半的保護(hù)膜。這樣，可以良好包含半導(dǎo)體基板(活性層或者電極)。
在金屬材料供給工藝后，也可以將阻擋掩模層完全除去，使凸出電極從半導(dǎo)體基板凸出。
通過從阻擋掩模層(保護(hù)膜)或者半導(dǎo)體基板凸出的凸出電極，可以容易將該半導(dǎo)體裝置與其它布線基板等連接。
阻擋掩模層，例如可以采用彈性率在1.5GPa以上的材料。在現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中所采用的抗蝕劑膜(光抗蝕劑)的彈性率為1GPa的程度。因此，具有1.5GPa以上的彈性率的阻擋掩模層，和在現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中所采用的抗蝕劑膜相比，在施加力的情況下也不容易變形。
阻擋掩模層也可以例如由氧化硅或者氮化硅構(gòu)成。將由氧化硅或者氮化硅構(gòu)成的阻擋掩模層的一部分除去時(shí)，留在半導(dǎo)體基板上的阻擋掩模層，可以作為保護(hù)膜起到良好的作用。
只要阻擋掩模層和在現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中所采用的抗蝕劑膜相比，在凸出電極形成時(shí)不容易變形，也可以采用樹脂構(gòu)成。
在金屬材料供給工藝中，向阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料，可以采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法進(jìn)行，也可以采用電解電鍍法進(jìn)行，也可以采用無電解電鍍進(jìn)行。
采用化學(xué)蒸鍍法可以成膜的金屬材料，比采用電鍍可以成膜的金屬材料的種類多。因此，依據(jù)該發(fā)明，由金屬材料供給工藝可以向阻擋掩模層的開口內(nèi)供給的金屬材料的種類多。即，依據(jù)該制造方法，構(gòu)成凸出電極的金屬材料的可選擇范圍廣。
形成比較薄的阻擋掩模層時(shí)，金屬材料工藝也可以采用濺射法向上述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料。采用濺射法可以成膜的金屬材料，也比采用電鍍可以成膜的金屬材料的種類多。因此，構(gòu)成凸出電極的金屬材料的可選擇范圍廣。
由電解電鍍或者無電解電鍍供給金屬材料時(shí)，可以提高生產(chǎn)效率。
根據(jù)阻擋掩模層和金屬材料的種類等，可以從以上的方法中選擇適當(dāng)?shù)姆椒ā?br> 該發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在形成上述阻擋掩模層的工藝之前，也可以進(jìn)一步包含在上述半導(dǎo)體基板上形成金屬薄膜的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，使金屬薄膜與電鍍液接觸，通過使金屬薄膜作為用于與電鍍液之間流動(dòng)電流的種子層進(jìn)行電解電鍍，可以在金屬薄膜上形成金屬膜。因此，例如阻擋掩模層由金屬構(gòu)成時(shí)，可以采用電解電鍍形成阻擋掩模層。
再有，形成阻擋掩模層的工藝，可以按照從開口內(nèi)露出金屬薄膜那樣形成阻擋掩模層。這時(shí)，金屬材料供給工藝，可以使電鍍液與在開口內(nèi)露出的金屬薄膜接觸，以金屬薄膜作為種子層采用電解電鍍進(jìn)行。
金屬薄膜，也可以作為防止各種原子的擴(kuò)散，保護(hù)在半導(dǎo)體基板的表面上形成的活性層和電極的勢(shì)壘金屬層(UBMUnder Bump Metal)發(fā)揮作用。因此，即使采用化學(xué)蒸鍍法等電解電鍍之外的方法形成阻擋掩模層或者凸出電極時(shí)，也可以形成金屬薄膜。
形成上述阻擋掩模層的工藝也可以包含在上述阻擋掩模層上形成具有蝕刻用開口的抗蝕劑膜的工藝；通過利用上述蝕刻用開口對(duì)上述阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，形成上述開口的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，例如在形成完全沒有開口的阻擋掩模層之后，通過利用抗蝕劑膜的蝕刻形成開口。蝕刻用開口，例如可以通過采用光抗蝕劑的光刻形成。這樣，可以容易形成在給定位置上具有開口的阻擋掩模層。
經(jīng)過蝕刻用開口對(duì)阻擋掩模層的蝕刻，雖然也可以采用濕蝕刻進(jìn)行，但優(yōu)選采用干蝕刻進(jìn)行。在干蝕刻(特別是各向異性干蝕刻)中，由于蝕刻媒介與半導(dǎo)體基板大致垂直突入到阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，開口的內(nèi)壁面基本上與半導(dǎo)體基板垂直。這時(shí)，由金屬材料供給工藝，可以獲得具有與半導(dǎo)體基板大致垂直的側(cè)面的凸出電極。
上述阻擋掩模層也可以由具有感光性材料構(gòu)成，這時(shí)，形成上述阻擋掩模層的工藝，包含通過利用給定圖案的掩模對(duì)上述阻擋掩模層進(jìn)行曝光后進(jìn)行顯影來形成上述開口的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，半導(dǎo)體基板上形成阻擋掩模層或者其前驅(qū)體層后，通過采用具有給定圖案的掩模對(duì)阻擋掩模層或者其前驅(qū)體層進(jìn)行曝光，可以改變曝光部分的蝕刻耐性。然后，通過采用適當(dāng)?shù)奈g刻液對(duì)阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻(顯影)，可以在阻擋掩模層上形成開口。
因此，沒有必要為了在阻擋掩模層上形成開口而另外形成抗蝕劑膜。這時(shí)，作為阻擋掩模層的材料，可以采用光抗蝕劑材料(正型或者負(fù)型)中彈性率高的材料或者具有感光性的聚銑亞胺等。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在形成上述阻擋掩模層的工藝之后，在上述金屬材料供給工藝之前，也可以進(jìn)一步包含在上述阻擋掩模層的露出表面上形成用于防止原子的擴(kuò)散的擴(kuò)散防止膜的工藝。
根據(jù)阻擋掩模層的材質(zhì)以及形成凸出電極的金屬材料的種類，當(dāng)阻擋掩模層和該金屬材料接觸時(shí)，有可能發(fā)生反應(yīng)。特別是，阻擋掩模層由金屬構(gòu)成，在由電鍍形成阻擋掩模層時(shí)，容易產(chǎn)生這樣的反應(yīng)。
依據(jù)該構(gòu)成，通過在阻擋掩模層的露出表面形成擴(kuò)散防止膜，可以防止這樣的反應(yīng)。這樣，在凸出電極形成后，除去阻擋掩模層時(shí)，容易選擇性只除去阻擋掩模層。
擴(kuò)散防止膜，例如可以由氧化物或者氮化物構(gòu)成。并且，擴(kuò)散防止膜可以采用和勢(shì)壘金屬層相同的金屬材料構(gòu)成。即使在該情況下，作為擴(kuò)散防止膜，通過選擇適當(dāng)金屬，可以避免使阻擋掩模層和構(gòu)成凸出電極的技術(shù)材料之間進(jìn)行反應(yīng)。金屬構(gòu)成的擴(kuò)散防止膜，在除去阻擋掩模層之后，容易由濕蝕刻處理除去。因此，最終要想獲得不包含擴(kuò)散防止膜的半導(dǎo)體裝置時(shí)，擴(kuò)散防止膜可以采用金屬構(gòu)成。
該發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，在上述金屬材料供給工藝之后，也可以進(jìn)一步包括在上述開口內(nèi)形成金屬薄膜的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，可以以金屬薄膜作為種子層，采用電解電鍍形成金屬材料。金屬薄膜，也可以作為防止各種原子的擴(kuò)散，保護(hù)在半導(dǎo)體基板的表面上形成的活性層和電極的勢(shì)壘金屬層發(fā)揮作用。
例如，阻擋掩模層由絕緣體構(gòu)成時(shí)，通過有關(guān)該發(fā)明的制造方法，可以只在需要的部分上形成勢(shì)壘金屬層。即，由于勢(shì)壘金屬層不是在活性層以及電極焊盤上全面形成，即使在留下絕緣體構(gòu)成的阻擋掩模層，形成半導(dǎo)體裝置時(shí)，電極焊盤之間也不會(huì)短路。
上述金屬材料供給工藝也可以包含采用上述金屬材料填滿上述開口內(nèi)的工藝，這時(shí)，在上述金屬材料供給工藝之后，進(jìn)一步包括通過研磨使上述阻擋掩模層的表面以及上述開口內(nèi)的上述金屬材料的表面成為連續(xù)的平坦面的平坦化工藝。
上述金屬材料供給工藝，例如采用化學(xué)蒸鍍法供給金屬材料時(shí)，在阻擋掩模層上等開口之外也供給金屬材料而堆積。依據(jù)該構(gòu)成，采用平坦化工藝，可以將這樣在開口外堆積的金屬材料除去。
并且，在阻擋掩模層上形成多個(gè)開口時(shí)，使向這些開口內(nèi)供給的金屬材料、即凸出電極的前端，處在大致同一平面上。半導(dǎo)體基板的形成了凸出電極的面平坦，阻擋掩模層的厚度均勻時(shí)，凸出電極的高度變得均勻。因此，在將所獲得的半導(dǎo)體裝置與在布線基板上形成的電極焊盤(pad)等連接時(shí)，所有的凸出電極均可以和布線基板的電極焊盤良好接觸，使機(jī)械上的連接和電連接均良好。
平坦化工藝，例如可以采用CMP(Chemical Mechanical Polishing化學(xué)機(jī)械拋光)實(shí)施。阻擋掩模層由金屬構(gòu)成時(shí)，在CMP中阻擋掩模層和凸出電極之間的化學(xué)蝕刻性的差異少。這時(shí)，通過使阻擋掩模層由比凸出電極硬的金屬材料構(gòu)成，在CMP中可以避免凸出電極從阻擋掩模層凸出，被磨掉的事態(tài)。凸出電極由銅構(gòu)成時(shí)，阻擋掩模層作為比銅硬的金屬材料可以由鉻構(gòu)成。
在實(shí)施金屬材料供給工藝之前，也可以對(duì)阻擋掩模層的表面預(yù)先平坦化。這時(shí)，由平坦化工藝，容易使凸出電極的前端處在大致同一平面上。并且，這時(shí)，通過使阻擋掩模層比形成凸出電極的金屬材料硬(具有耐磨性)，通過研磨，實(shí)際上可以選擇性只將在阻擋掩模層的開口之外存在的金屬材料除去。
形成上述阻擋掩模層的工藝也可以包含在上述阻擋掩模層上形成具有蝕刻用開口的抗蝕劑膜的工藝；通過利用上述蝕刻用開口對(duì)上述阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，形成上述開口的工藝，這時(shí)，上述金屬材料供給工藝也可以包含通過上述抗蝕劑膜的蝕刻用開口，向上述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給上述金屬材料的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，在利用抗蝕劑膜在阻擋掩模層上形成開口后，在留下抗蝕劑膜的情況下供給金屬材料。在形成阻擋掩模層之前形成金屬薄膜，金屬材料供給工藝，通過利用在開口底部露出的金屬薄膜的電鍍供給金屬材料時(shí)，金屬材料，從金屬薄膜側(cè)開始填滿開口內(nèi)以及蝕刻用開口內(nèi)。
因此，在用金屬材料填滿開口內(nèi)之后，在用金屬材料填滿蝕刻用開口之前，如果結(jié)束金屬材料的供給，金屬材料處于不在阻擋掩模層的開口以及蝕刻用開口之外存在的狀態(tài)。
然后，如果除去抗蝕劑膜，金屬材料在開口存在的部分從阻擋掩模層的表面凸出，而在阻擋掩模層的表面上不存在。因此，如果對(duì)這樣的半導(dǎo)體基板實(shí)施平坦化工藝，和在阻擋掩模層的表面上存在金屬材料的情況相比，可以減少除去的金屬材料的量。為此，金屬材料，例如包含由金那樣的昂貴材料時(shí)，可以降低成本。
該發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，進(jìn)一步包括在上述平坦化工藝之后，將上述開口內(nèi)存在的上述金屬材料的一部分除去，在上述金屬材料上形成凹部的工藝；在包含該凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中，形成由比上述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
凹部，例如也可以利用蝕刻將金屬材料只除去給定厚度后形成。低熔點(diǎn)金屬也可以在凹部外形成，這時(shí)，在形成低熔點(diǎn)金屬層的工藝后，可以實(shí)施例如采用研磨除去凹部外的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。并且，低熔點(diǎn)金屬層，也可以例如采用電鍍只在凹部?jī)?nèi)形成。
這樣，低熔點(diǎn)金屬層只在凹部?jī)?nèi)存在。然后，通過將阻擋掩模層的一部分或者全部除去，可以獲得只在前端形成了低熔點(diǎn)金屬層的凸出電極。通過利用這樣的凹部，可以容易制造只在凸出電極的前端形成了低熔點(diǎn)金屬的半導(dǎo)體裝置。所獲得的半導(dǎo)體裝置，在與形成在布線基板上的電極焊盤等連接時(shí)，將該低熔點(diǎn)金屬層熔化后固化，可以將凸出電極和布線基板的電極焊盤連接。
低熔點(diǎn)金屬，例如可以采用錫、銦、這些的合金等。
上述金屬材料供給工藝也可以是通過在由上述金屬材料完全填滿上述阻擋掩模層的開口之前結(jié)束上述金屬材料的供給，在上述金屬材料上確保形成凹部的工藝，這時(shí)，該發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可以進(jìn)一步包括在包含該凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中，形成由比上述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，凹部，不是先用金屬材料將開口內(nèi)填滿后將金屬材料一部分除去后獲得，而是通過按照不用金屬材料填滿開口那樣限制供給金屬材料而獲得。這樣，由于不需要將向開口供給的金屬材料的一部分除去的工藝，可以簡(jiǎn)化工藝。
采用這樣的方法，也可以獲得只在前端形成了低熔點(diǎn)金屬層的凸出電極，所獲得的半導(dǎo)體裝置，在與形成在布線基板上的電極焊盤等連接時(shí)，將該低熔點(diǎn)金屬層熔化后固化，可以將凸出電極和布線基板的電極焊盤連接。
有關(guān)該發(fā)明的第3方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成由金屬構(gòu)成的、表面平坦的阻擋掩模層的工藝；在該阻擋掩模層的表面的給定位置上形成凹部的工藝；在該凹部?jī)?nèi)形成由低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝；以在該凹部?jī)?nèi)形成的上述低熔點(diǎn)金屬層作為掩模對(duì)上述阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，形成由上述阻擋掩模層的剩余部構(gòu)成的凸出電極的工藝。構(gòu)成上述低熔點(diǎn)金屬層的低熔點(diǎn)金屬的固態(tài)線溫度，比構(gòu)成上述凸出電極的金屬的固態(tài)線溫度低。
依據(jù)該發(fā)明，由于阻擋掩模層的一部分成為凸出電極，采用具有開口的阻擋掩模層，與另外形成凸出電極的情況相比，可以簡(jiǎn)化工藝。
阻擋掩模層的凹部，例如，采用具有蝕刻用開口的抗蝕劑膜，可以由通過蝕刻用開口的蝕刻形成。這時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層的形成也可以在留下抗蝕劑膜的情況下進(jìn)行，在凹部之外形成有低熔點(diǎn)金屬層時(shí)，例如也可以利用研磨將抗蝕劑膜和凹部外的低熔點(diǎn)金屬層除去。這樣，低熔點(diǎn)金屬層只在凹部?jī)?nèi)存在。
對(duì)應(yīng)于形成多個(gè)凹部，獲得多個(gè)低熔點(diǎn)金屬的掩模，通過采用這些掩模對(duì)阻擋掩模層的蝕刻，可以獲得多個(gè)凸出電極。在凹部形成之前的阻擋掩模層的表面由于是平坦的，凹部的深度和低熔點(diǎn)金屬層的厚度可以看作為大致恒定，所獲得的凸出電極的前端，大致處于同一平面上。當(dāng)半導(dǎo)體基板的形成了凸出電極的面是平坦的，阻擋掩模層的厚度均勻時(shí)，凸出電極高度變得均勻。因此，所獲得的半導(dǎo)體裝置，可以通過凸出電極與外部良好連接。
有關(guān)該發(fā)明的第4方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成由絕緣體構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向上述開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；在該金屬材料供給工藝之后，通過研磨使上述阻擋掩模層的表面以及上述金屬材料的表面成為連續(xù)的平坦面的平坦化工藝。上述阻擋掩模層具有比上述凸出電極的固態(tài)線溫度低的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。
依據(jù)該發(fā)明，通過向阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料，可以在半導(dǎo)體基板上的給定位置上形成凸出電極。在阻擋掩模層上形成多個(gè)開口時(shí)，獲得多個(gè)凸出電極，利用平坦化工藝，使這些凸出電極的前端處在大致同一平面上。當(dāng)半導(dǎo)體基板的形成了凸出電極的面是平坦的，阻擋掩模層的厚度均勻時(shí)，凸出電極高度變得均勻。因此，所獲得的半導(dǎo)體裝置，可以通過凸出電極與外部良好連接。
阻擋掩模層，可以在凸出電極形成后不除去而留下。將該半導(dǎo)體基板切斷后所獲得的半導(dǎo)體芯片，例如可以作為倒裝芯片連接用的半導(dǎo)體裝置使用。在將該半導(dǎo)體裝置與布線基板的電極焊盤等連接時(shí)，如果加熱到構(gòu)成阻擋掩模層的絕緣體的玻璃轉(zhuǎn)移溫度以上的溫度時(shí)，阻擋掩模層軟化，可以流動(dòng)埋入到半導(dǎo)體基板和布線基板等之間。
這樣，半導(dǎo)體裝置的與布線基板等對(duì)向的面(例如形成有包含功能元件和布線的活性層的面)，受到阻擋掩模層保護(hù)。即，阻擋掩模層起到下填材料的作用。為此，在將半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體芯片)倒裝芯片連接后，可以省略在半導(dǎo)體裝置和布線基板等之間填充下填材料的工藝。
阻擋掩模層，例如可以由熱可塑性樹脂或者玻璃構(gòu)成。阻擋掩模層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，優(yōu)選在通過凸出電極進(jìn)行連接時(shí)的溫度(連接溫度)以下。
例如，在凸出電極上形成由錫或者銦等低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的層時(shí)，通過凸出電極的連接，以這些低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)(例如對(duì)于錫為237℃，對(duì)于銦為150℃)以上的溫度進(jìn)行。這時(shí)，阻擋掩模層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，例如在作為低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)(固態(tài)線溫度)的連接溫度以下。
當(dāng)凸出電極由金或者銅等熔點(diǎn)高的金屬構(gòu)成，沒有低熔點(diǎn)金屬層時(shí)，連接溫度根據(jù)連接工程為室溫～350℃。這時(shí)，阻擋掩模層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度，可以在這些連接溫度以下。
另外，凸出電極的前端和阻擋掩模層的表面由于是連續(xù)的平坦面，在將所獲得的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行倒裝芯片連接時(shí)，在阻擋掩模層軟化之前的階段，在半導(dǎo)體裝置和布線基板等之間的空間處于由阻擋掩模層大致填埋的狀態(tài)。通過對(duì)該狀態(tài)的阻擋掩模層加熱進(jìn)行軟化，可以使半導(dǎo)體裝置和布線基板等之間的空間具有更少的空隙，而由阻擋掩模層填滿。
并且，這樣的半導(dǎo)體裝置，可以與具有同樣結(jié)構(gòu)的其它半導(dǎo)體裝置的形成了活性層側(cè)的面對(duì)向，使凸出電極的前端之間連接，進(jìn)行所謂的芯片上芯片連接。這時(shí)，也和倒裝芯片連接時(shí)的情況相同，對(duì)向連接的半導(dǎo)體裝置(芯片)之間的空隙可以由阻擋掩模層填埋。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可以進(jìn)一步包括在上述平坦化工藝之后，將上述阻擋掩模層的一部分除去，使上述凸出電極從表面凸出的工藝。依據(jù)該制造方法，可以獲得具有前端從阻擋掩模層凸出的凸出電極的半導(dǎo)體裝置。
通過使凸出電極的前端從阻擋掩模層凸出，可以容易進(jìn)行芯片上芯片連接。這時(shí)，優(yōu)選凸出電極只是從阻擋掩模層稍微凸出。這樣，兩半導(dǎo)體裝置(芯片)之間的空隙可以由阻擋掩模層基本填滿。
用于芯片上芯片連接的半導(dǎo)體裝置(芯片)，也可以只使一方的凸出電極的前端從阻擋掩模層凸出，而另一方的凸出電極的前端和阻擋掩模層的表面大致處在同一平面上。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可以包括在上述平坦化工藝之后，將在上述開口內(nèi)存在的上述金屬材料的一部分除去，在上述金屬材料上形成凹部的工藝。
采用這樣構(gòu)成的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置，可以與具有上述前端從阻擋掩模層凸出的凸出電極的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行芯片上芯片連接。這時(shí)，一方的半導(dǎo)體裝置的凸出的凸出電極可以嵌入到另一方半導(dǎo)體裝置的凹部中進(jìn)行連接。這樣，容易將兩方半導(dǎo)體裝置的凸出電極之間連接，并且由阻擋掩模層可以將兩方半導(dǎo)體裝置之間的空隙基本填滿。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可以進(jìn)一步包括在包含該凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中，形成由比上述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
所獲得的半導(dǎo)體裝置，通過加熱使低熔點(diǎn)金屬層熔化后固化，可以將凸出電極用戶布線基板的電極焊盤等連接。加熱溫度，在低熔點(diǎn)金屬層的熔點(diǎn)(固態(tài)線溫度)以上，并且在阻擋掩模層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度以上。這樣，可以將凸出電極用戶布線基板的電極焊盤等連接，同時(shí)由阻擋掩模層將方半導(dǎo)體裝置和布線基板等之間填埋。
并且，也可以將具有同樣結(jié)構(gòu)的2個(gè)半導(dǎo)體裝置使凸出電極之間對(duì)向進(jìn)行連接。這時(shí)，優(yōu)選使一方半導(dǎo)體裝置的凸出電極的前端(低熔點(diǎn)金屬層)相對(duì)于阻擋掩模層的表面成為大致為同一面或者稍微凹陷的形狀，而使另一方半導(dǎo)體裝置的凸出電極的前端從阻擋掩模層的表面稍微凸出。這樣，2個(gè)半導(dǎo)體裝置可以良好連接，并且通過加熱，使阻擋掩模層軟化，可以采用阻擋掩模層將2個(gè)半導(dǎo)體裝置之間的空間良好填滿。
由形成低熔點(diǎn)金屬層的工藝，當(dāng)在凹部外也形成了低熔點(diǎn)金屬層時(shí)，也可以采用研磨等將凹部外的低熔點(diǎn)金屬層除去。通過利用凹部，可以獲得只在前端形成了低熔點(diǎn)金屬層的凸出電極。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可以進(jìn)一步包括在由上述金屬材料供給工藝獲得的凸出電極的前端上，形成由比上述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，通過使低熔點(diǎn)金屬層熔化并且固化，可以將該半導(dǎo)體裝置倒裝芯片連接在布線基板上的電極焊盤上，或者也可以與具有同樣結(jié)構(gòu)的其它半導(dǎo)體裝置(芯片)進(jìn)行芯片上芯片連接。在連接(接合)時(shí)通過加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，使阻擋掩模層流?dòng)，可以將該半導(dǎo)體裝置(芯片)和布線基板上的電極焊盤或者其它半導(dǎo)體裝置(芯片)之間由阻擋掩模層填滿。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法，在上述平坦化工藝之后，在形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝之前，也可以進(jìn)一步包括將在上述開口內(nèi)存在的上述金屬材料的一部分除去，在上述金屬材料上形成凹部的工藝，這時(shí)，形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝也可以包括在包含該凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，利用凹部可以在凸出電極的前端上形成低熔點(diǎn)金屬層。
該半導(dǎo)體裝置的制造方法，也可以進(jìn)一步包括在形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝之后，將上述阻擋掩模層的一部分除去，使上述低熔點(diǎn)金屬層以及上述凸出電極從表面凸出的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，凸出電極在形成低熔點(diǎn)金屬層之后從阻擋掩模層凸出。因此，低熔點(diǎn)金屬層利用凹部可以容易只在凸出電極的前端上形成。
有關(guān)該發(fā)明的第5方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成在給定位置上具有開口的、在表面中除了上述開口以外的部分大致在同一面上的阻擋掩模層的工藝；在上述開口內(nèi)填充熱固化型的導(dǎo)電性漿料，使其表面和上述阻擋掩模層大致成相同面的漿料填充工藝；在該漿料填充工藝后，通過對(duì)上述導(dǎo)電性漿料加熱使其固化的固化工藝；在包含由于在上述固化工藝中導(dǎo)電性漿料的收縮所產(chǎn)生的凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中形成由低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
依據(jù)該發(fā)明，阻擋掩模層的表面，除了開口存在的部分外基本上是平坦的。因此，形成多個(gè)開口時(shí)，在各開口內(nèi)充填的導(dǎo)電性漿料的表面，基本上處于同一表面上。相同種類的導(dǎo)電性漿料的收縮率由于基本上恒定，固化后的導(dǎo)電性漿料的表面，即凸出電極的前端也大致處在同一表面上。因此，所獲得的半導(dǎo)體裝置，通過凸出電極可以與外部良好連接。
另外，利用阻擋掩模層的凹部，可以在凸出電極的前端形成低熔點(diǎn)金屬層。
進(jìn)一步，凹部由于是在導(dǎo)電性漿料固化收縮時(shí)形成，和采用蝕刻等的情況相比，可以容易形成凹部。
上述形成低熔點(diǎn)金屬層的工藝，也可以包含采用化學(xué)蒸鍍法形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
上述形成低熔點(diǎn)金屬層的工藝，也可以包含采用濺射法形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法，可以形成具有均勻膜厚并且良好膜質(zhì)的低熔點(diǎn)金屬層。
上述形成低熔點(diǎn)金屬層的工藝，也可以包含采用無電解電鍍法形成上述低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
依據(jù)該構(gòu)成，利用無電解電鍍可以只向凹部?jī)?nèi)供給金屬材料。因此，在金屬材料供給工藝之后，沒有必要除去向凹部外供給的金屬材料。
本發(fā)明中上述的、或者進(jìn)一步其它目的、特征以及效果，將在參照附圖對(duì)以下的實(shí)施方案的說明中更加明確。


圖1表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第1實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖2(a)、圖2(b)以及圖2(c)表示用于說明圖1所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖3(d)、圖3(e)以及圖3(f)表示用于說明圖1所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖4表示依據(jù)第1實(shí)施方案的變形例的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖5(g)、圖5(h)以及圖5(i)表示用于說明圖4所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖6表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第2實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖7(a)、圖7(b)以及圖7(c)表示用于說明圖6所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖8(d)、圖8(e)以及圖8(f)表示用于說明圖6所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖9表示依據(jù)第2實(shí)施方案的變形例的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖10(g)、圖10(h)以及圖10(i)表示用于說明圖9所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖11表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第3實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖12(a)、圖12(b)以及圖12(c)表示用于說明圖11所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖13(d)、圖13(e)以及圖13(f)表示用于說明圖11所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖14表示依據(jù)第3實(shí)施方案的變形例的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖15(g)、圖15(h)以及圖15(i)表示用于說明圖14所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖16表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第4實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖17(a)、圖17(b)以及圖17(c)表示用于說明圖16所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖18(d)、圖18(e)以及圖18(f)表示用于說明圖16所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖19表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第5實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖20(a)、圖20(b)以及圖20(c)表示用于說明圖19所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖21(d)、圖21(e)以及圖21(f)表示用于說明圖19所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖22表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第6實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖23(a)、圖23(b)以及圖23(c)表示用于說明圖22所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖24表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第7實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
圖25(a)、圖25(b)、圖25(c)以及圖25(d)表示用于說明圖24所示半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖26(a)、圖26(b)、圖26(c)以及圖26(d)表示形成了凸出電極的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖27(e)表示在凸出電極上形成了低熔點(diǎn)金屬層的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
圖28(f)、圖28(g)表示在凸出電極上形成了低熔點(diǎn)金屬層的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖解性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第1實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置10，具有沒有封裝的半導(dǎo)體基板8，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板8的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)2，在活性層2上的給定位置上，形成例如由鋁(Al)、銅(Cu)、這些的合金、金(Au)構(gòu)成的、與活性層2的功能元件電連接的電極焊盤(pad)以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)3。在活性層2上，使電極焊盤3露出那樣形成用于保護(hù)活性層2的鈍化膜(圖中未畫出)。
從電極焊盤3凸出形成柱狀的凸出電極7。凸出電極7，既可以采用與電極焊盤3不同的材料構(gòu)成，也可以采用相同的材料構(gòu)成。該半導(dǎo)體裝置10，通過將凸出電極7與在布線基板上形成的電極焊盤等連接，可以進(jìn)行倒裝芯片連接。這樣，活性層2的功能元件通過電極焊盤3以及凸出電極7可以與外部連接。
圖2(a)、圖2(b)以及圖2(c)，并且圖3(d)、圖3(e)以及圖3(f)表示用于說明圖1所示半導(dǎo)體裝置10的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在半導(dǎo)體基板的一例的半導(dǎo)體晶圓(以下僅稱為“晶圓”)W的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層2，在活性層2上的給定位置上形成電極焊盤3。該狀態(tài)如圖2(a)所示。然后，使電極焊盤3露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。
然后，采用電解電鍍、無電解電鍍、化學(xué)氣相沉積(CVDChemicalVapor Deposition)、濺射法等方法，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層2側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成由金屬構(gòu)成的阻擋掩模層(Stopper MaskLayer)4。阻擋掩模層4由比凸出電極7硬的材料構(gòu)成，例如，凸出電極7由金(維氏硬度24)和銅(維氏硬度78)構(gòu)成時(shí)，阻擋掩模層4可以由鉻(Cr，維氏硬度130)構(gòu)成。
采用電解電鍍形成阻擋掩模層4時(shí)，在晶圓W的活性層2側(cè)的面上，預(yù)先采用濺射等方法形成具有導(dǎo)電性的種子層(Seed Layer)。通過介入該種子層與電鍍液之間流動(dòng)電流，在種子層上粘附金屬原子，形成阻擋掩模層4。
當(dāng)所獲得的阻擋掩模層4的厚度不均勻時(shí)或者表面的平坦度差時(shí)，采用CMP(Chemical Mechanical Polishing)，使厚度均勻，將表面平坦化(參見圖2(b))。
然后，在阻擋掩模層4上，在整個(gè)面上形成抗蝕劑膜(光抗蝕劑)5，利用光刻將抗蝕劑膜5的處于電極焊盤3上方的部分除去后，形成蝕刻用開口5a。蝕刻用開口5a的寬度，例如比電極焊盤3的寬度窄，比從鈍化膜(圖中未畫出)中電極焊盤3的露出寬度要寬(參見圖2(c))，但并不限定于此。
然后，通過抗蝕劑膜5的蝕刻用開口5a，對(duì)阻擋掩模層4進(jìn)行蝕刻。這樣，在阻擋掩模層4上形成與抗蝕劑膜5的蝕刻用開口5a連續(xù)的開口4a。在開口4a的底部使電極焊盤3露出。
該工藝，雖然也可以采用利用蝕刻液的濕蝕刻進(jìn)行，但優(yōu)選采用各向異性干蝕刻進(jìn)行。在干蝕刻中，由于使蝕刻媒介基本上與晶圓W大致垂直突入到阻擋掩模層4中進(jìn)行蝕刻，如圖3(d)所示，開口4a的內(nèi)壁面，與晶圓W大致垂直。并且通過使電極焊盤3比阻擋掩模層4更具有耐蝕刻性，可以在電極焊盤3不被蝕刻的情況下對(duì)阻擋掩模層4進(jìn)行蝕刻。
然后，在除去抗蝕劑膜5后，采用化學(xué)蒸鍍法、濺射法等，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層2側(cè)的面上，按照完全埋住開口4a那樣，供給例如金，形成由金構(gòu)成的金屬膜6。金屬膜6，如圖3(e)所示，也在阻擋掩模層4上堆積。
然后，對(duì)晶圓W的形成了金屬膜6的面，采用CMP進(jìn)行研磨(研削)，將在開口4a之外形成的金屬膜6除去。該工藝也可以采用沒有化學(xué)研磨的機(jī)械研磨進(jìn)行。這時(shí)，由于阻擋掩模層4可以防止金屬膜6的研磨屑到達(dá)活性層2上。
這樣，阻擋掩模層4的表面和金屬膜6的表面成為連續(xù)平坦的表面(參見圖3(f))。
阻擋掩模層4，例如，由鉻構(gòu)成時(shí)，阻擋掩模層4比由金構(gòu)成的金屬膜6硬。為此，采用機(jī)械研磨將阻擋掩模層4上的金屬膜6除去后，可以使阻擋掩模層4基本上不被除去。
金屬膜6的殘部成為與電極焊盤3連接的凸出電極7。凸出電極7的前端面，不會(huì)象由現(xiàn)有方法形成的凸出電極106的前端面(參見圖26(c)、圖26(d)、圖27(e)、圖28(f)以及圖28(g))那樣，出現(xiàn)由于鈍化膜(圖中未畫出)形成的段差的影響而在中央部出現(xiàn)凹陷形狀的情況。
然后，采用濕蝕刻除去阻擋掩模層4，使凸出電極7處于從電極焊盤3凸出的狀態(tài)。該工藝可以通過采用對(duì)阻擋掩模層4(例如鉻)比對(duì)金屬膜6(例如金)的腐蝕性強(qiáng)的蝕刻液對(duì)阻擋掩模層4進(jìn)行蝕刻實(shí)施。另外，該工藝也可以采用干蝕刻實(shí)施。
然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板8的單片，獲得圖1所示半導(dǎo)體裝置10。
在以上的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，由鉻構(gòu)成的阻擋掩模層4，與現(xiàn)有的制造方法所使用的抗蝕劑膜(光抗蝕劑)105(參見圖26(b)以及26(c))相比，其彈性率和剛性率要高，在施加力后不容易變形。為此，在形成金屬膜6時(shí)，金屬膜6中沿開口4a的側(cè)壁的面，反映開口4a的初期的形狀，與晶圓W基本上垂直。因此，凸出電極7的側(cè)面與晶圓W基本上垂直。即，不會(huì)象現(xiàn)有制造方法獲得的凸出電極106那樣，出現(xiàn)隨著成長(zhǎng)的進(jìn)程而其前端寬度逐漸增大，而具有倒梯形的截面形狀(參見圖26(d))的情況。
特別是，相鄰?fù)钩鲭姌O7之間的間隔(間距)設(shè)計(jì)得窄小時(shí)，阻擋掩模層4也變薄，阻擋掩模層4即使在這樣的情況下也不容易變形。為此，即使在相鄰?fù)钩鲭姌O7之間的間隔(間距)設(shè)計(jì)得窄小的情況下，這些凸出電極7的前端相互之間不會(huì)出現(xiàn)容易接觸、造成電短路的情況。即，采用該制造方法，可以制造出將凸出電極7窄小間距化后的半導(dǎo)體裝置10。
并且，阻擋掩模層4的表面，由于在金屬膜6形成前已經(jīng)平坦化，通過研磨金屬膜6，可以獲得高度均勻度高的凸出電極7。并且假定即使在晶圓W表面的平坦度差的情況下，凸出電極7的前端也可以高精度大致處在同一平面上。因此，包括這樣的凸出電極7的半導(dǎo)體裝置10，倒裝芯片連接在布線基板上時(shí)，所有凸出電極7均可以與在布線基板上形成的電極焊盤等接觸，可以良好接觸。凸出電極7的前端面不凹陷而平坦，也可以確保良好的連接。
在采用現(xiàn)有的抗蝕劑膜105的制造方法中，凸出電極106由于形成為不從抗蝕劑膜105的表面凸出，如果不除去抗蝕劑膜105，將不能對(duì)凸出電極106的前端進(jìn)行研磨。這時(shí)，由于研磨壓力只是由凸出電極106的前端承受，不容易進(jìn)行研磨。
對(duì)此，在以上的實(shí)施方案中，對(duì)金屬膜6進(jìn)行研磨(研削)時(shí)，研削壓力由阻擋掩模層4整個(gè)面承受。因此，可以采用通常的機(jī)械研削過程(包含CMP)，而不需要特殊的研削過程。
進(jìn)一步，采用化學(xué)蒸鍍法和濺射法，即使對(duì)于由電鍍成膜比較困難的情況，也可以成膜。例如，采用電極電鍍成膜時(shí)，暴露在電鍍液中的圖案開口部如果不大到一定程度將不能電鍍，而在無電解電鍍時(shí)，由構(gòu)成實(shí)施電鍍的下底的金屬的種類確定可以電鍍的金屬種類。而在化學(xué)蒸鍍法和濺射法中，沒有這樣的限制，可以容易形成凸出電極7。
進(jìn)一步，采用化學(xué)蒸鍍法和濺射法中形成金屬膜6時(shí)，沒有必要形成成為種子層的勢(shì)壘金屬層(UBM，Under Bump Metal)。因此，不會(huì)產(chǎn)生在將凸出電極7形成后不需要部分的勢(shì)壘金屬層時(shí)，對(duì)勢(shì)壘金屬層過蝕刻的問題。
圖4表示依據(jù)有關(guān)第1實(shí)施方案的變形例的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。和圖1所示半導(dǎo)體裝置10相同構(gòu)成的部分采用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。
在該半導(dǎo)體裝置15的凸出電極7的前端上，形成由錫(Sn)、銦(In)、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層16。半導(dǎo)體裝置15，通過使低熔點(diǎn)金屬層16熔化并且固化后，可以與在布線基板上形成的電極焊盤等倒裝芯片連接。
圖5(g)、圖5(h)以及圖5(i)表示用于說明圖4所示半導(dǎo)體裝置15的制造方法的圖解性剖視圖。和圖3(d)、圖3(e)以及圖3(f)所示晶圓W相同構(gòu)成的部分，在圖5(g)、圖5(h)以及圖5(i)中采用和圖3(d)、圖3(e)以及圖3(f)的情況相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。
依據(jù)有關(guān)第1實(shí)施方案的制造方法，到采用CMP等對(duì)金屬膜6研磨為止結(jié)束后的晶圓W(參見圖3(f))上的凸出電極7，采用干蝕刻或者濕蝕刻，只將一定厚度(以下稱為“蝕刻掉厚度”)Te除去，這樣，在凸出電極7上形成凹部6a。該狀態(tài)如圖5(g)所示。
然后，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層2側(cè)的面上，采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層16。低熔點(diǎn)金屬層16，沿具有凹部6a形成的段差的阻擋掩模層4以及凸出電極7的表面形成。低熔點(diǎn)金屬層16的厚度，例如比蝕刻掉厚度Te薄(參見圖5(h))，也可以比蝕刻掉厚度Te厚。當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)金屬層16的厚度比蝕刻掉厚度Te厚時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層16也可以采用浸漬法形成。
然后，到使阻擋掩模層4露出為止，對(duì)低熔點(diǎn)金屬層16進(jìn)行研磨(研削)。這樣，低熔點(diǎn)金屬層16只有在凹部6a內(nèi)存在(參見圖5(i))。然后，采用濕蝕刻除去阻擋掩模層4，凸出電極7處于從電極焊盤3凸出的狀態(tài)。采用化學(xué)蒸鍍法形成時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層16，在凹部6a的內(nèi)壁面上形成的部分，在凸出電極7前端周緣部只比其它部分稍微凸出。
采用濺射法形成時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層16由于基本上不在凹部6a的內(nèi)壁面上形成，沒有采用化學(xué)蒸鍍法形成的低熔點(diǎn)金屬層16所具有的凸出部分。并且，在完全埋住凹部6a形成低熔點(diǎn)金屬層16時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層16，與采用何種方法形成無關(guān)，在低熔點(diǎn)金屬層16中不形成凸出部分。
該工藝可以采用對(duì)阻擋掩模層4(鉻)的腐蝕性要比對(duì)金屬膜6(金)以及低熔點(diǎn)金屬層16(錫、銦等)強(qiáng)的蝕刻液實(shí)施。
然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板8的單片，獲得圖4所示半導(dǎo)體裝置15。
在以上的半導(dǎo)體裝置15的制造方法中，低熔點(diǎn)金屬層16采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法形成，在這些方法中，可以提高膜厚精度，以良好的膜質(zhì)形成薄膜。例如，低熔點(diǎn)金屬層16如果采用無電解電鍍形成，低熔點(diǎn)金屬層16的膜厚的偏差在數(shù)μm的程度。對(duì)此，采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法時(shí)，膜厚的偏差可以在數(shù)的程度。
再有，采用無電解電鍍可以成膜的金屬材料的種類，比電解電鍍時(shí)更受到限制，而采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法時(shí)基本上沒有這樣的限制，可以形成各種各樣的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層16。
進(jìn)一步，依據(jù)該實(shí)施方案的制造方法，由于低熔點(diǎn)金屬層16只在凸出電極7的前端形成，半導(dǎo)體裝置15，不會(huì)出現(xiàn)上述那樣的不良情況，而可以與外部良好連接。
也可以不采用對(duì)金屬膜6進(jìn)行干蝕刻或者濕蝕刻形成凹部6a(參見圖5(g))的方式，在形成金屬膜6的工藝(參見圖3(e))中，也可以在采用金屬膜6完全填滿開口4a內(nèi)為止，停止供給構(gòu)成金屬膜6的金屬材料。這時(shí)，通過采用CMP將開4a外的金屬膜6除去，可以獲得圖5(g)所示相同的凹部。
圖6表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第2實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置20，包含沒有封裝的半導(dǎo)體基板28，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板28的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)22，在活性層22上的給定位置上，形成與活性層22的功能元件電連接的電極焊盤以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)23。在活性層22上，使電極焊盤23露出那樣形成用于保護(hù)活性層22的鈍化膜(圖中未畫出)。在電極焊盤23上，柱狀的凸出電極27基本上與電極焊盤23垂直進(jìn)行連接。
在活性層22上，按照完全埋住電極焊盤23整體并且埋住凸出電極27的大約一半那樣，形成保護(hù)膜21。凸出電極27的前端側(cè)的大約一半從保護(hù)膜21凸出。保護(hù)膜21，由氧化硅(SiO2)等絕緣體構(gòu)成。凸出電極27，具有恒定寬度，在半導(dǎo)體基板28上大致垂直延伸，在保護(hù)膜21的上方?jīng)]有凸出(橫向伸出)。
該半導(dǎo)體裝置20，通過將凸出電極27與在布線基板上形成的電極焊盤等連接，可以進(jìn)行倒裝芯片連接。這樣，通過在鈍化膜的基礎(chǔ)上形成保護(hù)膜21，在活性層22上形成的器件不容易受到損傷。
圖7(a)、圖7(b)以及圖7(c)，并且圖8(d)、圖8(e)以及圖8(f)表示用于說明圖6所示半導(dǎo)體裝置20的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在晶圓W的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層22，在活性層22上的給定位置上形成電極焊盤23。該狀態(tài)如圖7(a)所示。然后，使電極焊盤23露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。
然后，采用化學(xué)蒸鍍法，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層22側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成由氧化硅或者氮化硅等絕緣體構(gòu)成的阻擋掩模層24。阻擋掩模層24具有1.5GPa以上的彈性率。獲得的阻擋掩模層24的表面，當(dāng)平坦度差時(shí)，采用CMP進(jìn)行平坦化。該狀態(tài)如圖7(b)所示。
然后，在阻擋掩模層24上，在整個(gè)面上形成抗蝕劑膜(光抗蝕劑)25，利用光刻將抗蝕劑膜25的處于電極焊盤23上方的部分除去后，形成蝕刻用開口25a。蝕刻用開口25a的寬度，例如比電極焊盤23的寬度窄，比從鈍化膜(圖中未畫出)中電極焊盤23的露出寬度要寬(參見圖7(c))，但并不限定于此。
然后，通過抗蝕劑膜25的蝕刻用開口25a，對(duì)阻擋掩模層24進(jìn)行蝕刻。這樣，在阻擋掩模層24上形成與抗蝕劑膜25的蝕刻用開口25a連續(xù)的開口24a。在開口24a的底部使電極焊盤3露出。該工藝，優(yōu)選采用干蝕刻進(jìn)行。這時(shí)，如圖8(d)所示，開口24a的內(nèi)壁面，與晶圓W大致垂直。
然后，在除去抗蝕劑膜25后，采用化學(xué)蒸鍍法或者電解電鍍等，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層22側(cè)的面上，按照完全埋住開口24a那樣，形成由金屬(例如金)構(gòu)成的金屬膜26。采用電鍍形成金屬膜26時(shí)，在經(jīng)過以上工藝厚的晶圓W的活性層22側(cè)的面上，預(yù)先形成具有導(dǎo)電性的種子層。金屬膜6，特別是采用化學(xué)蒸鍍法形成時(shí)，如圖8(e)所示，也在阻擋掩模層24上堆積。
然后，對(duì)晶圓W的形成了金屬膜26的面，采用CMP進(jìn)行研磨，將在開口24a之外形成的金屬膜26除去。這樣，如圖8(f)所示，阻擋掩模層4的表面和金屬膜6的表面成為連續(xù)的平坦面。金屬膜26采用電鍍形成時(shí)，在開口24a內(nèi)，金屬膜26按照成為下底的種子層的截面形狀進(jìn)行成長(zhǎng)，金屬膜26的表面在中央部具有凹陷的形狀。即使在這種情況下，通過研磨使金屬膜26的表面平坦。金屬膜26的殘部成為與電極焊盤3連接的凸出電極27。
阻擋掩模層24，例如，由氧化硅構(gòu)成時(shí)，阻擋掩模層24比金屬膜26硬。為此，采用CMP將阻擋掩模層24上的金屬膜26除去后，可以使阻擋掩模層24基本上不被除去。即，利用阻擋掩模層24和金屬膜26之間的硬度差，可以實(shí)際上只對(duì)阻擋掩模層24上的金屬膜26選擇性除去。
然后，采用干蝕刻或者濕蝕刻對(duì)阻擋掩模層24只除去給定厚度(例如，相當(dāng)于凸出電極27的大約一半的厚度)。阻擋掩模層24的剩余部分成為保護(hù)膜21。該工藝可以通過采用對(duì)阻擋掩模層24的腐蝕性比對(duì)凸出電極27強(qiáng)的蝕刻液進(jìn)行，凸出電極27基本上不會(huì)被蝕刻。這樣，凸出電極，其前端側(cè)從保護(hù)膜21凸出。
然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板28的單片，獲得圖6所示半導(dǎo)體裝置20。
在以上的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，由氧化硅構(gòu)成的阻擋掩模層24，與現(xiàn)有的制造方法所使用的抗蝕劑膜(光抗蝕劑)105(參見圖26(b)以及26(c))相比要硬?，F(xiàn)有的制造方法所使用的抗蝕劑膜105的彈性率，大約在1GPa的程度。因此，具有1.5GPa以上的彈性率的阻擋掩模層24，在施加相同大小的力時(shí)，與抗蝕劑膜105相比，不容易變形。
為此，在形成金屬膜26時(shí)，金屬膜26中沿開口24a的側(cè)壁的面，反映開口24a的初期的形狀，與晶圓W基本上垂直。因此，凸出電極27的側(cè)面與晶圓W基本上垂直。即，不會(huì)象現(xiàn)有制造方法獲得的凸出電極106那樣，出現(xiàn)隨著成長(zhǎng)的進(jìn)程而其前端寬度逐漸增大，而具有倒梯形的截面形狀(參見圖26(d))的情況。
為此，即使在相鄰?fù)钩鲭姌O27之間的間隔(間距)設(shè)計(jì)得窄小的情況下，這些凸出電極27的前端相互之間不會(huì)出現(xiàn)容易接觸、造成電短路的情況。即，采用該制造方法，可以制造出以窄小間距配置凸出電極27的半導(dǎo)體裝置20。
并且，通過采用CMP研磨金屬膜26，研磨后的金屬膜26的表面，即凸出電極27的前端，處在一個(gè)平坦面(同一平面)上。這對(duì)于即使在晶圓W表面的平坦度差的情況也同樣。因此，包括這樣的凸出電極27的半導(dǎo)體裝置20，可以與在布線基板上形成的電極焊盤等良好接觸。
進(jìn)一步，金屬膜26采用學(xué)氣相沉積法或者濺射法形成時(shí)，和第1實(shí)施方案同樣，構(gòu)成凸出電極27的金屬材料的選擇寬度寬。
阻擋掩模層24也可以采用感光性樹脂構(gòu)成。這時(shí)，阻擋掩模層24的開口24a可以如下那樣形成。首先，在到電極焊盤23為止形成后的晶圓W(參見圖7(a))的電極焊盤23側(cè)的面上，形成在整個(gè)面具有感光性的阻擋掩模層24或者其前驅(qū)體。
阻擋掩模層24，例如可以采用正型光抗蝕劑材料構(gòu)成。這時(shí)，通過在和圖7(c)所示抗蝕劑膜25同樣的位置(電極焊盤23的上方)上具有開口的掩模，對(duì)阻擋掩模層24進(jìn)行曝光。然后，通過采用適當(dāng)?shù)奈g刻液對(duì)阻擋掩模層24進(jìn)行蝕刻(顯影)，可以獲得形成了圖8(d)～圖8(f)所示開口24a的阻擋掩模層24。
阻擋掩模層24，例如也可以采用負(fù)型光抗蝕劑材料構(gòu)成。這時(shí)，通過采用和圖7(c)所示抗蝕劑膜25在開口部和非開口部相反的掩模對(duì)阻擋掩模層24的前驅(qū)體層進(jìn)行曝光后進(jìn)行顯影，可以獲得形成了圖8(d)～圖8(f)所示開口24a的阻擋掩模層24。阻擋掩模層24也可以采用感光性的聚銑亞胺構(gòu)成。
圖9表示依據(jù)有關(guān)第2實(shí)施方案的變形例的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。和圖6所示半導(dǎo)體裝置20相同構(gòu)成的部分采用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。
在該半導(dǎo)體裝置35的凸出電極27的前端上，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層36。低熔點(diǎn)金屬層36和凸出電極27的前端，不從阻擋掩模層24凸出。半導(dǎo)體裝置35，通過使低熔點(diǎn)金屬層36熔化并且固化后，例如，和與凸出電極27對(duì)應(yīng)的凸出的凸出電極的其它半導(dǎo)體裝置(芯片)可以進(jìn)行芯片上芯片連接。
圖10(g)、圖10(h)以及圖10(i)表示用于說明圖9所示半導(dǎo)體裝置35的制造方法的圖解性剖視圖。和圖8(d)、圖8(e)以及圖8(f)所示晶圓W相同構(gòu)成的部分，在圖10(g)、圖10(h)以及圖10(i)中采用和圖8(d)、圖8(e)以及圖8(f)的情況相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。
依據(jù)有關(guān)第2實(shí)施方案的制造方法，到采用CMP等對(duì)金屬膜26研磨為止結(jié)束后的晶圓W(參見圖8(f))上的凸出電極27，采用干蝕刻或者濕蝕刻，只將蝕刻掉厚度Te除去，這樣，在阻擋掩模層24以及凸出電極27的表面上，在凸出電極27上形成凹部26a。該狀態(tài)如圖10(g)所示。
然后，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層22側(cè)的面上，采用化學(xué)蒸鍍法、濺射法等，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層36。低熔點(diǎn)金屬層36，沿具有凹部26a形成的段差的阻擋掩模層24以及凸出電極27的表面形成。低熔點(diǎn)金屬層36的厚度，例如比蝕刻掉厚度Te薄(參見圖10(h))，也可以比蝕刻掉厚度Te厚。當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)金屬層36的厚度比蝕刻掉厚度Te厚時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層36也可以采用浸漬法形成。
然后，到使阻擋掩模層24露出為止，對(duì)低熔點(diǎn)金屬層36進(jìn)行研磨(研削)。這樣，低熔點(diǎn)金屬層36只有在凹部26a內(nèi)存在(參見圖10(i))。
然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板28的單片，獲得圖9所示半導(dǎo)體裝置35。
以上表明，和采用金屬構(gòu)成的阻擋掩模層4的情況(參見圖5(g)、圖5(h)以及圖5(i))同樣，即使采用絕緣體構(gòu)成的阻擋掩模層24，通過選擇適當(dāng)?shù)奈g刻媒介以及蝕刻方法，可以形成凹部26a。然后，通過利用該凹部26a，可以獲得只在前端形成了低熔點(diǎn)金屬層36的凸出電極27。
也可以不采用對(duì)凸出電極27進(jìn)行干蝕刻或者濕蝕刻形成凹部6a(參見圖10(g))的方式，在形成金屬膜26的工藝(參見圖8(e))中，也可以在采用金屬膜26完全填滿開口24a內(nèi)為止，停止供給構(gòu)成金屬膜26的金屬材料。這時(shí)，通過采用CMP將開口24a外的金屬膜26除去，可以獲得圖10(g)所示相同的凹部。
圖11表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第3實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置40，具有沒有封裝的半導(dǎo)體基板48，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板48的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)42，在活性層42上的給定位置上，形成與活性層42的功能元件電連接的電極焊盤以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)43。在活性層42上，使電極焊盤43露出那樣形成用于保護(hù)活性層42的鈍化膜(圖中未畫出)。
從電極焊盤43凸出形成柱狀的凸出電極47。凸出電極47，既可以采用與電極焊盤43相同的材料構(gòu)成，也可以采用不同的材料構(gòu)成。凸出電極47，例如由金構(gòu)成。在電極焊盤43和凸出電極47之間設(shè)置薄的勢(shì)壘金屬層41。這樣，防止勢(shì)壘金屬層41跨過來的金屬元素的擴(kuò)散，保護(hù)電極焊盤43和活性層42。該半導(dǎo)體裝置40，通過將凸出電極47與在布線基板上形成的電極焊盤等連接，可以進(jìn)行倒裝芯片連接。
圖12(a)、圖12(b)以及圖12(c)，并且圖13(d)、圖13(e)以及圖13(f)表示用于說明圖11所示半導(dǎo)體裝置40的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在晶圓W的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層42，在活性層42上的給定位置上形成電極焊盤43。然后，使電極焊盤43露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。進(jìn)一步，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層42側(cè)的面上，全面形成薄的勢(shì)壘金屬層41。該狀態(tài)如圖12(a)所示。
勢(shì)壘金屬層41，優(yōu)選采用與電極焊盤43和凸出電極47的密接性高的金屬構(gòu)成，例如，采用金(Au)形成凸出電極47時(shí)，勢(shì)壘金屬層41可以采用鈦鎢(TiW)構(gòu)成。
然后，利用電解電鍍、化學(xué)蒸鍍法等方法，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層42側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成由例如鉻等金屬構(gòu)成的阻擋掩模層44。采用電解電鍍形成阻擋掩模層44時(shí)，勢(shì)壘金屬層41成為種子層，在勢(shì)壘金屬層41上粘附金屬原子，形成阻擋掩模層44。
當(dāng)所獲得的阻擋掩模層44的表面的平坦度差時(shí)，采用CMP進(jìn)行平坦化。該狀態(tài)如圖12(b)所示。
然后，在阻擋掩模層44上，在整個(gè)面上形成抗蝕劑膜(光抗蝕劑)45，利用光刻將抗蝕劑膜45的處于電極焊盤43上方的部分除去后，形成蝕刻用開口45a。蝕刻用開口45a的寬度，例如比電極焊盤43的寬度窄，比從鈍化膜(圖中未畫出)中電極焊盤43的露出寬度要寬(參見圖12(c))，但并不限定于此。
然后，通過抗蝕劑膜45的蝕刻用開口45a，對(duì)阻擋掩模層44進(jìn)行蝕刻。這樣，在阻擋掩模層44上形成與抗蝕劑膜45的蝕刻用開口45a連續(xù)的開口44a。在開口44a的底部使勢(shì)壘金屬層41露出。該工藝優(yōu)選采用各向異性干蝕刻進(jìn)行。這時(shí)，如圖13(d)所示，開口44a的內(nèi)壁面，與晶圓W大致垂直。
然后，在開口44a以及蝕刻用開口45a內(nèi)，采用電解電鍍，形成例如由金構(gòu)成的金屬膜46。這時(shí)，通過勢(shì)壘金屬層41，在與電鍍液之間流入電流，金屬膜46在勢(shì)壘金屬層41上成長(zhǎng)。即，開口44a、45a，從勢(shì)壘金屬層41側(cè)開始由金屬膜46填埋。金屬膜46的形成，在由金屬膜46完全填滿開口44a之后，而在完全填滿蝕刻用開口45a之前結(jié)束。這樣，如圖13(e)所示，金屬膜46處于只在開口44a以及蝕刻用開口45a內(nèi)存在的狀態(tài)。
然后，對(duì)晶圓W的形成了金屬膜46側(cè)的面，采用CMP進(jìn)行研磨(研削)，將金屬膜46中從阻擋掩模層44的表面凸出的部分除去。金屬膜46的研磨，可以在預(yù)先除去抗蝕劑膜45后進(jìn)行，也可以在抗蝕劑膜45存在的狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)將金屬膜46和抗蝕劑膜45除去。
這樣，阻擋掩模層44的表面和金屬膜46的表面成為連續(xù)平坦的表面(參見圖13(f))。阻擋研磨層44的硬度，比金屬膜46的硬度大時(shí)，可以實(shí)際上只選擇性除去從阻擋掩模層44的表面凸出的金屬膜46。金屬膜46的剩余部成為凸出電極47。
然后，通過利用與凸出電極47的蝕刻速率的差異的蝕刻等，除去阻擋掩模層44，進(jìn)一步，將除去阻擋掩模層44后露出的勢(shì)壘金屬層41除去。這樣，勢(shì)壘金屬層41只剩下在電極焊盤43和金屬膜46之間所夾的部分。凸出電極47，成為從晶圓W(電極焊盤43)的表面凸出的狀態(tài)。然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板48的單片，獲得圖11所示半導(dǎo)體裝置40。
在以上的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，形成金屬膜46的工藝，和第1以及第2實(shí)施方案中的情況大不相同。即，在第1以及第2實(shí)施方案中，金屬膜6、26的形成，在除去了抗蝕劑膜5、25之后進(jìn)行(參見圖3(e)以及圖8(e))，而在本實(shí)施方案中，是在留下抗蝕劑膜45的情況下形成金屬膜46(參見圖13(e))。
然后，在第1以及第2實(shí)施方案中，金屬膜6、26在開口4a、24a之外的寬區(qū)域(阻擋掩模層4、24上)也形成，而在本實(shí)施方案中，金屬膜46在開口44a之外只在蝕刻用開口45內(nèi)形成。即，在開口4a、24a、44a之外形成的金屬膜實(shí)施方案相比，在本實(shí)施方案中明顯減少。6、26、46的量，和第1以及第2實(shí)施方案相比，在本實(shí)施方案中明顯減少。
為此，在研磨(研削)中被除去的金屬膜6、26、46的量，在本實(shí)施方案中，和第1以及第2實(shí)施方案相比減少。因此，象本實(shí)施方案那樣金屬膜46采用昂貴的金構(gòu)成時(shí)，可以減少由研磨損失的金的量，可以降低成本。
另外，通過研磨使金屬膜46的表面大致處在同一平面上，這和第1以及第2實(shí)施方案的情況同樣，凸出電極47的高度一致，其前端均大致處在同一平面上。
在本實(shí)施方案中，金屬膜46雖然采用電解電鍍形成，也可以采用無電解電鍍形成。
在本實(shí)施方案中，勢(shì)壘金屬層41雖然是在阻擋掩模層44形成之前在活性層42以及電極焊盤43上全面形成，勢(shì)壘金屬層41也可以在阻擋掩模層44上形成了開口44a之后，只在開口44a內(nèi)露出的電極焊盤43上形成。這時(shí)，阻擋掩模層44可以采用CVD等方法形成，勢(shì)壘金屬層41可以采用電鍍形成。
依據(jù)這樣的制造方法，勢(shì)壘金屬層41從最初就只在電極焊盤43上形成。因此，阻擋掩模層44由絕緣體材料構(gòu)成，使阻擋掩模層44殘留(沒有完全除去)形成半導(dǎo)體裝置時(shí)，電極焊盤43之間不會(huì)因?yàn)閯?shì)壘金屬層41而造成短路。
圖14表示依據(jù)有關(guān)第3實(shí)施方案的變形例的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。和圖11所示半導(dǎo)體裝置40相同構(gòu)成的部分采用相同的標(biāo)號(hào)并省略其說明。
在該半導(dǎo)體裝置55的凸出電極47的前端上，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層56。半導(dǎo)體裝置55，通過使低熔點(diǎn)金屬層16熔化并且固化后，可以與在布線基板上形成的電極焊盤等倒裝芯片連接。
圖15(g)、圖15(h)以及圖15(i)表示用于說明圖14所示半導(dǎo)體裝置55的制造方法的圖解性剖視圖。和圖13(d)、圖13(e)以及圖13(f)所示晶圓W相同構(gòu)成的部分，在圖15(g)、圖15(h)以及圖15(i)中采用和圖13(d)、圖13(e)以及圖13(f)的情況相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。
依據(jù)有關(guān)第3實(shí)施方案的制造方法，到采用CMP等對(duì)金屬膜6研磨為止結(jié)束后的晶圓W(參見圖13(f))上的凸出電極47，采用干蝕刻或者濕蝕刻，只將一定蝕刻掉厚度Te除去，這樣，阻擋掩模層44的表面以及凸出電極47的表面上，在凸出電極47上形成凹部46a。該狀態(tài)如圖15(g)所示。
然后，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層42側(cè)的面上，采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層56。低熔點(diǎn)金屬層56，沿具有凹部46a形成的段差的阻擋掩模層44以及凸出電極47的表面形成。低熔點(diǎn)金屬層56的厚度，例如比蝕刻掉厚度Te薄(參見圖15(h))，也可以比蝕刻掉厚度Te厚。當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)金屬層56的厚度比蝕刻掉厚度Te厚時(shí)，低熔點(diǎn)金屬層56也可以采用浸漬法形成。
然后，到使阻擋掩模層44露出為止，對(duì)低熔點(diǎn)金屬層56進(jìn)行研磨(研削)。這樣，低熔點(diǎn)金屬層56只有在凹部46a內(nèi)存在(參見圖15(i))。
然后，除去阻擋掩模層44，進(jìn)一步，將除去阻擋掩模層44后露出的勢(shì)壘金屬層41除去。這樣，只留下在電極焊盤43和凸出電極47之間所夾的部分。凸出電極47處于從晶圓W(電極焊盤3)的表面凸出的狀態(tài)。然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板48的單片，獲得圖14所示半導(dǎo)體裝置55。
圖16表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第4實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置60，具有沒有封裝的半導(dǎo)體基板68，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板68的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)62，在活性層62上的給定位置上，形成與活性層62的功能元件電連接的電極焊盤以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)63。在活性層62上，使電極焊盤63露出那樣形成用于保護(hù)活性層62的鈍化膜(圖中未畫出)。
從電極焊盤63凸出形成柱狀的凸出電極67。凸出電極67，采用金等金屬材料構(gòu)成。在電極焊盤63和凸出電極67之間設(shè)置薄的勢(shì)壘金屬層(UBM)61。這樣，防止勢(shì)壘金屬層61跨過來的金屬元素的擴(kuò)散，保護(hù)電極焊盤63和活性層62。該半導(dǎo)體裝置60，通過將凸出電極67與在布線基板上形成的電極焊盤等連接，可以進(jìn)行倒裝芯片連接。
在凸出電極67的側(cè)面上，形成氧化物或者氮化物構(gòu)成的擴(kuò)散防止膜69。
圖17(a)、圖17(b)以及圖17(c)，并且圖18(d)、圖18(e)以及圖18(f)表示用于說明圖16所示半導(dǎo)體裝置60的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在晶圓W的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層62，在活性層62上的給定位置上形成電極焊盤63。該狀態(tài)如圖17(a)所示。然后，使電極焊盤63露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。進(jìn)一步，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層62側(cè)的面上，全面形成薄的勢(shì)壘金屬層61。
然后，利用電解電鍍、化學(xué)蒸鍍法等，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層62側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成由例如鉻等金屬構(gòu)成的阻擋掩模層64。采用電解電鍍形成阻擋掩模層64時(shí)，勢(shì)壘金屬層61成為種子層，在勢(shì)壘金屬層61上粘附金屬原子，形成阻擋掩模層44。
當(dāng)所獲得的阻擋掩模層64的厚度不均勻或者表面的平坦度差時(shí)，采用CMP使膜厚均勻，使表面平坦化(參見圖17(b))。
然后，在阻擋掩模層64上，在整個(gè)面上形成抗蝕劑膜(光抗蝕劑)65，利用光刻將抗蝕劑膜65的處于電極焊盤63上方的部分除去后，形成蝕刻用開口65a。蝕刻用開口65a的寬度，例如比電極焊盤63的寬度窄，比從鈍化膜(圖中未畫出)中電極焊盤63的露出寬度要寬(參見圖17(c))，但并不限定于此。
然后，通過抗蝕劑膜65的蝕刻用開口65a，對(duì)阻擋掩模層64進(jìn)行蝕刻。這樣，在阻擋掩模層64上形成與抗蝕劑膜65的蝕刻用開口65a連續(xù)的開口64a。在開口64a的底部使勢(shì)壘金屬層61露出。該工藝優(yōu)選采用各向異性干蝕刻進(jìn)行。這時(shí)，開口64a的內(nèi)壁面，與晶圓W大致垂直。
然后，在除去抗蝕劑膜65之后，采用CVD在阻擋掩模層64以及勢(shì)壘金屬膜61的露出表面上，形成由氧化物、氮化物、或者金屬構(gòu)成的擴(kuò)散防止膜69。當(dāng)擴(kuò)散防止膜69由金屬構(gòu)成時(shí)，擴(kuò)散防止膜69可以采用和勢(shì)壘金屬層61相同的金屬材料構(gòu)成。
然后，采用干蝕刻(各向異性蝕刻)，將阻擋掩模層64以及勢(shì)壘金屬膜61上的擴(kuò)散防止膜69除去，使擴(kuò)散防止膜69只在開口64a的內(nèi)壁面上形成。該狀態(tài)如圖18(d)所示。
然后，按照完全埋住開口64a那樣形成金屬膜66。這時(shí)，勢(shì)壘金屬層61作為種子層作用，金屬膜66在勢(shì)壘金屬層61上成長(zhǎng)。即，開口64a從勢(shì)壘金屬層61側(cè)開始由金屬膜66埋入。
金屬膜66由擴(kuò)散防止膜69與阻擋掩模層64相隔的情況下成長(zhǎng)。并且，金屬元素不容易擴(kuò)散到由氧化物或者氮化物構(gòu)成的擴(kuò)散防止膜69中。因此，即使構(gòu)成金屬膜66的金屬元素和構(gòu)成阻擋掩模層64的金屬元素相互之間擴(kuò)散容易進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，也不會(huì)使金屬膜66和阻擋掩模層64進(jìn)行反應(yīng)。并且，金屬膜66也不會(huì)從電鍍液在擴(kuò)散防止膜69上直接形成。
擴(kuò)散防止膜69，即使采用和勢(shì)壘金屬層61同樣的金屬材料構(gòu)成時(shí)，金屬膜66和阻擋掩模層64之間的原子擴(kuò)散，也可以被擴(kuò)散防止膜69阻擋。
金屬膜66的形成，在由金屬膜66完全填滿開口64a之后，而在完全填滿蝕刻用開口65a之前結(jié)束。該狀態(tài)如圖18(e)所示。
然后，對(duì)晶圓W的形成了金屬膜66側(cè)的面，采用CMP進(jìn)行研磨(研削)，將在開口64a之外形成的擴(kuò)散防止膜69以及金屬膜66除去。這樣，這樣，阻擋掩模層64的表面和金屬膜66的表面成為連續(xù)的平坦面，金屬膜66的剩余部成為凸出電極67。擴(kuò)散防止膜69只在開口64a的內(nèi)壁面上留下(參見圖18(f))。
然后，采用濕蝕刻將阻擋掩模層64除去。由于阻擋掩模層64和金屬膜66之間沒有反應(yīng)，可以容易選擇性只除去阻擋掩模層64。凸出電極67，成為從晶圓W(電極焊盤63)的表面凸出的狀態(tài)。凸出電極67的側(cè)面被擴(kuò)散防止膜69所覆蓋。
根據(jù)需要，也可以進(jìn)一步除去擴(kuò)散防止膜69。例如，采用干蝕刻，使蝕刻媒介相對(duì)于晶圓W斜向突入，使蝕刻媒介擋接在凸出電極67的側(cè)面的擴(kuò)散防止膜69上，可以除去擴(kuò)散防止膜69。另外，擴(kuò)散防止膜69，由金屬構(gòu)成時(shí)，在濕蝕刻處理中容易被除去。
然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板68的單片，獲得圖16所示半導(dǎo)體裝置60。
圖19表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第5實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置70，具有沒有封裝的半導(dǎo)體基板78，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板78的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)72，在活性層72上的給定位置上，形成與活性層72的功能元件電連接的電極焊盤以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)73。在活性層72上，使電極焊盤73露出那樣形成用于保護(hù)活性層72的鈍化膜(圖中未畫出)。
從電極焊盤73凸出形成柱狀的凸出電極77。凸出電極77的前端上，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層76。半導(dǎo)體裝置70，通過使低熔點(diǎn)金屬層76熔化并且固化后，可以倒裝芯片連接在布線基板上形成的電極焊盤等上。
圖20(a)、圖20(b)以及圖20(c)，并且圖21(d)、圖21(e)以及圖21(f)表示用于說明圖19所示半導(dǎo)體裝置70的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在晶圓W的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層72，在活性層72上的給定位置上形成電極焊盤73。該狀態(tài)如圖20(a)所示。然后，使電極焊盤73露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。
然后，利用化學(xué)蒸鍍法，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層72側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成由例如鉻等金屬構(gòu)成的阻擋掩模層74。通過采用化學(xué)蒸鍍法形成阻擋掩模層74，可以不需要?jiǎng)輭窘饘賹?，也可以形成?shì)壘金屬層后采用電解電鍍形成阻擋掩模層74。采用電解電鍍可以適合形成膜厚的阻擋掩模層74。
當(dāng)所獲得的阻擋掩模層74的厚度不均勻或者表面的平坦度差時(shí)，采用CMP使膜厚均勻，使表面平坦化(參見圖20(b))。
然后，在阻擋掩模層74上，在整個(gè)面上形成抗蝕劑膜(光抗蝕劑)75，利用光刻將抗蝕劑膜75的處于電極焊盤73上方的部分除去后，形成蝕刻用開口75a。蝕刻用開口75a的寬度，例如比電極焊盤73的寬度窄。該狀態(tài)如圖20(c)所示。
然后，通過抗蝕劑膜75的蝕刻用開口75a，對(duì)阻擋掩模層74進(jìn)行比較淺的干蝕刻或者濕蝕刻。這樣，在阻擋掩模層74上形成與抗蝕劑膜75的蝕刻用開 75a連續(xù)的凹部74a。該狀態(tài)如圖21(d)所示。
然后，在該狀態(tài)，即在留下抗蝕劑膜75的情況下，采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層72側(cè)的面上，形成由低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層76。低熔點(diǎn)金屬層76，如圖21(e)所示，在抗蝕劑膜75上、蝕刻用開口75a的內(nèi)壁面以及凹部74a的內(nèi)壁面和底面上形成。
然后，對(duì)晶圓W的形成了抗蝕劑膜75的面進(jìn)行研磨(研削)，將在抗蝕劑膜75以及凹部74a之外形成的低熔點(diǎn)金屬層76除去。這樣，低熔點(diǎn)金屬層76，只在凹部74a內(nèi)，即電極焊盤73上方存在。
另外，當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)金屬層76基本上沒有覆蓋抗蝕劑膜75的蝕刻用開75a的內(nèi)壁面時(shí)，可以不對(duì)抗蝕劑膜75研磨(研削)，而只采用蝕刻除去抗蝕劑膜75。即，當(dāng)抗蝕劑膜75的蝕刻用開口75a內(nèi)壁面露出時(shí)，從該露出部可以對(duì)抗蝕劑膜75蝕刻。采用這樣的工藝也可以使低熔點(diǎn)金屬層76只在電極焊盤73上方存在(參見圖21(f))。
樹脂構(gòu)成的抗蝕劑膜75，由于比由金屬構(gòu)成的阻擋掩模層74耐磨性小，實(shí)際上可以選擇性只抗蝕劑膜75以及凹部74a之外形成的低熔點(diǎn)金屬層76除去。
然后，通過以低熔點(diǎn)金屬層76的剩余部作為掩模進(jìn)行蝕刻，除去阻擋掩模層74。阻擋掩模層74的剩余部成為凸出電極77。該工藝可以采用比低熔點(diǎn)金屬層76對(duì)阻擋掩模層74的蝕刻速度快的蝕刻方法進(jìn)行。
然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板78的單片，獲得圖19所示半導(dǎo)體裝置70。
在該制造方法中，不是象有關(guān)第1到第4實(shí)施方案的制造方法那樣，為了在晶圓W的給定位置上形成凸出電極7、27、47、67而采用阻擋掩模層4、24、44、64，而是為了在晶圓W的給定位置上形成低熔點(diǎn)金屬層76而采用阻擋掩模層74。在第1到第4實(shí)施方案中，通過利用阻擋掩模層4、24、44、64，將另外形成的金屬膜6、26、46、66的不需要部分除去后獲得凸出電極7、27、47、67。另一方面，在有關(guān)本實(shí)施方案的制造方法中，通過利用低熔點(diǎn)金屬層76，將阻擋掩模層76的不需要部分除去后獲得凸出電極77。
這樣，在本實(shí)施方案的制造方法中，對(duì)阻擋掩模層74本身加工后成為凸出電極77。即，由于不需要另外形成金屬膜6、26、46、66的工藝，可以簡(jiǎn)化工序。
如上所述，盡管制造方法有很大差別，依據(jù)有關(guān)本實(shí)施方案的制造方法，可以獲得和采用例如有關(guān)第1實(shí)施方案的變形例的制造方法(參見圖2、3以及5)獲得的半導(dǎo)體裝置15(參見圖4)同樣的半導(dǎo)體裝置70。根據(jù)構(gòu)成凸出電極7、77和低熔點(diǎn)金屬層16、76等的材料，可以選擇采用其中一種制造方法。
圖22表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第6實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置80，具有沒有封裝的半導(dǎo)體基板88，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板88的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)82，在活性層82上的給定位置上，形成與活性層82的功能元件電連接的電極焊盤以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)83。在活性層82上，使電極焊盤83露出那樣形成用于保護(hù)活性層82的鈍化膜(圖中未畫出)。
在電極焊盤83連接柱狀的凸出電極87。在凸出電極87的前端上，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的薄低熔點(diǎn)金屬層86。在活性層82上形成由熱可塑性樹脂或者低軟化點(diǎn)(熔點(diǎn))玻璃構(gòu)成的阻擋掩模層84，阻擋掩模層84的表面和低熔點(diǎn)金屬層86的表面大致成相同的平面。即，凸出電極87和低熔點(diǎn)金屬層86不從阻擋掩模層84的表面凸出。
半導(dǎo)體裝置80，通過使低熔點(diǎn)金屬層86熔化并且固化后，將凸出電極87與在布線基板上形成的電極焊盤等連接，可以倒裝芯片連接。這時(shí)，通過使凸出電極87以及低熔點(diǎn)金屬層86不從阻擋掩模層84的表面凸出，在半導(dǎo)體基板88和布線基板之間的空間基本上處于由阻擋掩模層84填埋的狀態(tài)。
另外，當(dāng)為了使低熔點(diǎn)金屬層86熔化，而將半導(dǎo)體裝置80加熱到阻擋掩模層的玻璃轉(zhuǎn)移溫度(或者軟化點(diǎn))以上的溫度時(shí)，阻擋掩模層84也容易變形并且流動(dòng)。這樣，在半導(dǎo)體基板88和布線基板之間可以沒有間隙而由阻擋掩模層84填埋。這樣，阻擋掩模層84可以作為下填(UnderFill)劑作用。
阻擋掩模層84，也可以具有包含在半導(dǎo)體基板88側(cè)形成的氧化物、氮化物或者彈性率高的樹脂構(gòu)成的絕緣物層、和在遠(yuǎn)隔半導(dǎo)體基板88側(cè)上形成的熱可塑性樹脂及其它具有粘接性的粘接性樹脂層的2層(多層)結(jié)構(gòu)。這時(shí)，優(yōu)選使絕緣物層厚而使粘接性樹脂層薄那樣形成。熱可塑性樹脂一邊絕緣性差，通過加厚絕緣物層，可以提高阻擋掩模層84整體的絕緣性。
這樣的半導(dǎo)體裝置80，通過使其與具有相同結(jié)構(gòu)的其它半導(dǎo)體裝置80的形成了活性層82側(cè)的面對(duì)向，將低熔點(diǎn)金屬86之間連接，可以進(jìn)行所謂的芯片上芯片連接。
這時(shí)，優(yōu)選使在一方半導(dǎo)體裝置80的凸出電極87的前端上形成的低熔點(diǎn)金屬層86的表面相對(duì)于阻擋掩模層84的表面大致在相同面或者稍微凹陷，而使另一方的半導(dǎo)體裝置80的凸出電極87的前端從阻擋掩模層84的表面稍微凸出。
再有，也可以不在一方的半導(dǎo)體裝置80的凸出電極87上形成低熔點(diǎn)金屬層86，而使該凸出電極87的表面相對(duì)于阻擋掩模層84的表面大致在相同面或者稍微凹陷。這時(shí)，對(duì)于另一方半導(dǎo)體裝置80，在凸出電極87的前端上形成低熔點(diǎn)金屬層86，可以使該凸出電極87從阻擋掩模層84的表面稍微凸出。
在這些情況下，容易將兩半導(dǎo)體裝置80連接，并且在這些半導(dǎo)體裝置80之間的空間可以由阻擋掩模層84填滿。
再有，如果將具有相同結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置80按照相互的能動(dòng)區(qū)域?qū)ο蚰菢舆M(jìn)行芯片上芯片連接，在這些能動(dòng)區(qū)域上形成的布線之間有可能產(chǎn)生串?dāng)_。熱可塑性樹脂一般介電常數(shù)高，不適合用于降低串?dāng)_。為此，將阻擋掩模層84做成上述那樣的包含絕緣物層和粘接性樹脂層的2層(多層)結(jié)構(gòu)，通過將介電常數(shù)更低的絕緣物層的厚度，可以降低串?dāng)_。進(jìn)一步，雖然通過增大對(duì)向的半導(dǎo)體裝置80之間的間隔也可以降低串?dāng)_，但通過將比粘接性樹脂層的彈性率低、線膨脹率低的絕緣物層加厚，可以降低伴隨熱膨脹/收縮而在接合部形成的應(yīng)力，提高可靠性。
圖23(a)、圖23(b)以及圖23(c)，表示用于說明圖22所示半導(dǎo)體裝置80的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在晶圓W的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層82，在活性層82上的給定位置上形成電極焊盤83。然后，使電極焊盤83露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。
然后，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層82側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成由熱可塑性樹脂或者低軟化點(diǎn)(熔點(diǎn))玻璃構(gòu)成的阻擋掩模層84。阻擋掩模層84，與在現(xiàn)有技術(shù)的制造方法中所采用的抗蝕劑膜105(參見圖26(b)以及圖26(c))相比，優(yōu)選采用在室溫下彈性率和剛性率足夠高，在施加力后也不容易變形的材料。
也可以取代形成由熱可塑性樹脂或者低軟化點(diǎn)玻璃構(gòu)成的阻擋掩模層84，而首先在晶圓W上形成由氧化物、氮化物或者彈性率高的樹脂構(gòu)成的絕緣物層，在該絕緣物層上形成熱可塑性樹脂及其它具有粘接性的粘接性樹脂層。這時(shí)，阻擋掩模層84包含絕緣物層以及粘接性樹脂層。
當(dāng)所獲得的阻擋掩模層84的厚度不均勻或者表面的平坦度差時(shí)，采用CMP使膜厚均勻并且平坦化。
然后，采用和第1到第4實(shí)施方案相同的方法，利用抗蝕劑膜(光抗蝕劑)，將阻擋掩模層84的處于電極焊盤83上方的部分除去后，在阻擋掩模層84上形成開口84a。開口84a的寬度，例如比電極焊盤83的寬度窄，比從鈍化膜(圖中未畫出)中電極焊盤83的露出寬度寬，但并不限定于此。開口84a形成后，除去抗蝕劑膜。該狀態(tài)如圖23(a)所示。
然后，采用和第1以及第2實(shí)施方案相同的方法，在開口84a內(nèi)形成凸出電極87(金屬膜)。這時(shí)，通過采用CMP的研磨(研削)，使阻擋掩模層84的表面和凸出電極87的表面成為連續(xù)的平坦面。該狀態(tài)如圖23(b)所示。
當(dāng)阻擋掩模層84，例如具有包含絕緣物層和粘接性樹脂層的2層(多層)結(jié)構(gòu)，使彈性率高的絕緣物層比粘接性樹脂層加厚形成時(shí)，可以使凸出電極87的形狀遵循開口84a的初始形狀。這樣，可以避免凸出電極87的短路，提高可靠性。
然后，將凸出電極87蝕刻掉給定厚度，在凸出電極87上形成凹部87a(參見圖23(c))。然后，采用和有關(guān)第1到第3實(shí)施方案的變形例的制造方法相同的方法，在凸出電極87的前端上形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層86。在凹部87a之外形成的低熔點(diǎn)金屬層86，采用CMP除去，使低熔點(diǎn)金屬層86處于只在凹部87a內(nèi)存在的狀態(tài)。
然后，在留下阻擋掩模層84的情況下，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板88的單片，獲得圖22所示的半導(dǎo)體裝置80。
如果按照不完全填滿凹部87a那樣形成低熔點(diǎn)金屬層86，在取出凹部87a之外的低熔點(diǎn)金屬層86后，將處在該階段的晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板的單片，可以獲得在凸出電極87(低熔點(diǎn)金屬層86)上具有凹部的半導(dǎo)體裝置。另外，在形成凹部87a后，采用無電解電鍍只在凸出電極87的前端面上形成低熔點(diǎn)金屬層86后，將處在該階段的晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板的單片，也可以獲得相同結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。
在這樣的半導(dǎo)體裝置的凹部中嵌入圖22所示半導(dǎo)體裝置80的凸出的凸出電極87進(jìn)行芯片上芯片連接，可以將兩方的半導(dǎo)體裝置的凸出電極之間連接。這時(shí)，在兩方半導(dǎo)體裝置的凸出電極之間可以處于由阻擋掩模層84基本填滿的狀態(tài)。
圖24表示依據(jù)有關(guān)本發(fā)明第7實(shí)施方案的制造方法獲得的半導(dǎo)體裝置的圖解性剖視圖。
該半導(dǎo)體裝置90，具有沒有封裝的半導(dǎo)體基板98，可以進(jìn)行所謂的倒裝芯片連接。在半導(dǎo)體基板98的一方表面上，形成有包含功能元件(器件)和布線的活性層(有源層)92，在活性層92上的給定位置上，形成與活性層92的功能元件電連接的電極焊盤以及布線(以下總稱為“電極焊盤”)93。在活性層92上，使電極焊盤93露出那樣形成用于保護(hù)活性層92的鈍化膜(圖中未畫出)。
從電極焊盤93凸出形成柱狀的凸出電極97。凸出電極97由熱固化型的導(dǎo)電性漿料的固化物構(gòu)成。在凸出電極97的前端上，形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的比較薄的低熔點(diǎn)金屬層96。
半導(dǎo)體裝置90，通過使低熔點(diǎn)金屬層96熔化并且固化后，將凸出電極97與在布線基板上形成的電極焊盤等連接，可以倒裝芯片連接。也可以不在凸出電極97的前端上形成低熔點(diǎn)金屬層96，這時(shí)將凸出電極97直接與在布線基板上形成的電極焊盤等連接。
圖25(a)、圖25(b)、圖25(c)以及圖25(d)表示用于說明圖24所示半導(dǎo)體裝置90的制造方法的圖解性剖視圖。
首先，在晶圓W的預(yù)先平坦化后的一方表面上，形成包含功能元件和布線的活性層92，在活性層92上的給定位置上形成電極焊盤93。然后，使電極焊盤93露出那樣形成鈍化膜(圖中未畫出)。
然后，在經(jīng)過以上工藝的晶圓W的活性層92側(cè)的面上，在整個(gè)面上形成阻擋掩模層94。阻擋掩模層94由具有耐溶劑性的材料構(gòu)成，例如可以由鉻或者鋁那樣的金屬、氧化硅那樣的絕緣體、樹脂等構(gòu)成。并且阻擋掩模層94由彈性率和剛性率高的材料構(gòu)成，在施加力后也不容易變形。
當(dāng)所獲得的阻擋掩模層94的厚度不均勻或者表面的平坦度差時(shí)，采用CMP使膜厚均勻并且平坦化。
然后，采用和第1到第4實(shí)施方案相同的方法，利用抗蝕劑膜(光抗蝕劑)，將阻擋掩模層94的處于電極焊盤93上方的部分除去后，在阻擋掩模層94上形成開口94a。開口94a的寬度，例如比電極焊盤93的寬度窄，比從鈍化膜(圖中未畫出)中電極焊盤93的露出寬度寬，但并不限定于此。開口94a形成后，除去出抗蝕劑膜。該狀態(tài)如圖25(a)所示。
然后，采用例如絲網(wǎng)印刷等中所使用的橡皮滾，將熱固化型的導(dǎo)電性漿料91填充到開口94a內(nèi)，同時(shí)將開口94a之外的導(dǎo)電性漿料91擦去。這樣，阻擋掩模層94的表面和導(dǎo)電性漿料91的表面大致成為相同面。該狀態(tài)如圖25(b)所示。
當(dāng)導(dǎo)電性漿料91的粘度足夠低時(shí)，該工藝也可以采用旋轉(zhuǎn)涂敷實(shí)施。在任一種情況下，具有耐溶劑性的阻擋掩模層94都不會(huì)由于包含導(dǎo)電性漿料91的溶劑，造成變質(zhì)或者溶解。
然后，對(duì)經(jīng)過以上工藝的晶圓W加熱，導(dǎo)電性漿料91被固化后成為凸出電極97。這時(shí)，由于溶劑的蒸發(fā)，導(dǎo)電性漿料91固化收縮，在凸出電極97上形成凹部91a(參見圖25(c))。阻擋掩模層94，通過使其具有足夠高彈性率和剛性率，在導(dǎo)電性漿料91固化收縮時(shí)，開口94a的形狀不會(huì)變形。因此，凸出電極97的側(cè)面，成為遵循開口94a的初始形狀的形狀。
然后，采用和有關(guān)第1到第3實(shí)施方案的變形例的制造方法相同的方法，在凸出電極97的前端上形成由錫、銦、這些的合金等的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層96。低熔點(diǎn)金屬層96的形成也可以通過將包含低熔點(diǎn)金屬的熱固化型導(dǎo)電性漿料進(jìn)行涂敷、固化后進(jìn)行。在凹部91a之外形成的低熔點(diǎn)金屬層96，采用CMP除去，使低熔點(diǎn)金屬層96處于只在凹部91a內(nèi)存在的狀態(tài)。該狀態(tài)如圖25(d)所示。
然后，采用蝕刻將阻擋掩模層94除去，凸出電極97成為從晶圓W(電極焊盤93)的表面凸出的狀態(tài)。然后，將晶圓W切斷成半導(dǎo)體基板98的單片，獲得圖24所示的半導(dǎo)體裝置90。
當(dāng)阻擋掩模層94由絕緣體構(gòu)成時(shí)，在低熔點(diǎn)金屬層96形成后，也可以只將阻擋掩模層94除去給定厚度，其剩余部作為保護(hù)膜。
在本制造方法中，只是將晶圓W加熱使導(dǎo)電性漿料91固化，就可以容易形成凹部91a。這樣，容易在凸出電極91(導(dǎo)電性漿料的固化物)的前端上形成低熔點(diǎn)金屬層96。
該發(fā)明的實(shí)施方案的說明，雖然如上述那樣，該發(fā)明，對(duì)于凸出電極7、27、47、67、87、97(金屬膜6、26、46、66)、阻擋掩模層4、24、44、64、74、84、94等的材質(zhì)、金屬膜6、26、46、46的形成方法、勢(shì)壘金屬層41、61形成的有無、擴(kuò)散防止層69形成的有無、低熔點(diǎn)金屬層形成的有無等，也可以任意組合后實(shí)施。
雖然對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)說明，這些只不過為更明確理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的具體例子，本發(fā)明并不能被限定在這些具體例子中進(jìn)行解釋，本發(fā)明的精神以及范圍只能由權(quán)利要求的范圍所限定。
本申請(qǐng)與2002年11月21日在日本國(guó)特許廳提出的特願(yuàn)2002-338480對(duì)應(yīng)，在此通過引用了該申請(qǐng)的全部后組成。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板上形成由金屬構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向所述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；以及在該金屬材料供給工藝之后除去所述阻擋掩模層的工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述阻擋掩模層由比所述凸出電極硬的金屬材料構(gòu)成。
3.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板上形成由絕緣體構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向所述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；以及在該金屬材料供給工藝之后從表面除去所述阻擋掩模層，使所述凸出電極從表面凸出的工藝，所述阻擋掩模層采用在形成所述凸出電極時(shí)不容易變形的材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述阻擋掩模層由氧化硅或者氮化硅構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述金屬材料供給工藝包含采用化學(xué)蒸鍍法或者濺射法向所述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料的工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述金屬材料供給工藝包含采用電解電鍍法向所述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料的工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述金屬材料供給工藝包含采用無電解電鍍法向所述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料的工藝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在形成所述阻擋掩模層的工藝之前，進(jìn)一步包含在所述半導(dǎo)體基板上形成金屬薄膜的工藝。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于形成所述阻擋掩模層的工藝包含在所述阻擋掩模層上形成具有蝕刻用開口的抗蝕劑膜的工藝；和通過利用所述蝕刻用開口對(duì)所述阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，形成所述開口的工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述阻擋掩模層由具有感光性材料構(gòu)成，形成所述阻擋掩模層的工藝，包含通過利用給定圖案的掩模對(duì)所述阻擋掩模層進(jìn)行曝光后進(jìn)行顯影來形成所述開口的工藝。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在形成所述阻擋掩模層的工藝之后，在所述金屬材料供給工藝之前，進(jìn)一步包含在所述阻擋掩模層的露出表面上形成用于防止原子的擴(kuò)散的擴(kuò)散防止膜的工藝。
12.根據(jù)權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述金屬材料供給工藝之前，進(jìn)一步包括在所述開口內(nèi)形成金屬薄膜的工藝。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述金屬材料供給工藝包含采用所述金屬材料填滿所述開口內(nèi)的工藝，在所述金屬材料供給工藝之后，進(jìn)一步包括通過研磨使所述阻擋掩模層的表面以及所述開口內(nèi)的所述金屬材料的表面成為連續(xù)的平坦面的平坦化工藝。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于形成所述阻擋掩模層的工藝包含在所述阻擋掩模層上形成具有蝕刻用開口的抗蝕劑膜的工藝；和通過利用所述蝕刻用開口對(duì)所述阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，形成所述開口的工藝，所述金屬材料供給工藝包含通過所述抗蝕劑膜的蝕刻用開口，向所述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給所述金屬材料的工藝。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所述平坦化工藝之后，將所述開口內(nèi)存在的所述金屬材料的一部分除去，在所述金屬材料上形成凹部的工藝；和在包含該凹部?jī)?nèi)的區(qū)域，形成由比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述金屬材料供給工藝是通過在由所述金屬材料完全填滿所述阻擋掩模層的開口之前結(jié)束所述金屬材料的供給，在所述金屬材料上確保形成凹部的工藝，進(jìn)一步包括在包含該凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中，形成由比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
17.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板上形成由金屬構(gòu)成的、表面平坦的阻擋掩模層的工藝；在該阻擋掩模層的表面的給定位置上形成凹部的工藝；在該凹部?jī)?nèi)形成由低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝；以及以在該凹部?jī)?nèi)形成的所述低熔點(diǎn)金屬層作為掩模對(duì)所述阻擋掩模層進(jìn)行蝕刻，形成由所述阻擋掩模層的剩余部構(gòu)成的凸出電極的工藝，構(gòu)成所述低熔點(diǎn)金屬層的低熔點(diǎn)金屬的固態(tài)線溫度，比構(gòu)成所述凸出電極的金屬的固態(tài)線溫度低。
18.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板上形成由絕緣體構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向所述開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；以及在該金屬材料供給工藝之后，通過研磨使所述阻擋掩模層的表面以及所述金屬材料的表面成為連續(xù)的平坦面的平坦化工藝，所述阻擋掩模層具有比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的玻璃轉(zhuǎn)移溫度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所述平坦化工藝之后，將所述阻擋掩模層的一部分除去，使所述凸出電極從表面凸出的工藝。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在所述平坦化工藝之后，將在所述開口內(nèi)存在的所述金屬材料的一部分除去，在所述金屬材料上形成凹部的工藝。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)一步包括在包含所述凹部的區(qū)域中，形成由比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
22.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)一步包括在由所述金屬材料供給工藝獲得的凸出電極的前端，形成由比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在所述平坦化工藝之后，在形成所述低熔點(diǎn)金屬層的工藝之前，進(jìn)一步包括將在所述開口內(nèi)存在的所述金屬材料的一部分除去，在所述金屬材料上形成凹部的工藝，形成所述低熔點(diǎn)金屬層的工藝包括在包含所述凹部的區(qū)域中形成所述低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于進(jìn)一步包括在形成所述低熔點(diǎn)金屬層的工藝之后，將所述阻擋掩模層的一部分除去，使所述低熔點(diǎn)金屬層以及所述凸出電極從表面凸出的工藝。
25.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板上形成在給定位置上具有開口的、在表面中除了所述開口以外的部分大致在同一面上的阻擋掩模層的工藝；在所述開口內(nèi)填充熱固化型的導(dǎo)電性漿料，并使其表面和所述阻擋掩模層大致成相同面的漿料填充工藝；在該漿料填充工藝后，通過對(duì)所述導(dǎo)電性漿料加熱使其固化的固化工藝；以及在包含因在所述固化工藝中導(dǎo)電性漿料的收縮所產(chǎn)生的凹部?jī)?nèi)的區(qū)域中形成由低熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的低熔點(diǎn)金屬層的工藝。
26.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板的一方表面上形成的、包含功能元件的活性層；與該活性層的給定功能元件電連接的、由金屬構(gòu)成的凸出電極；以及按照覆蓋所述活性層，埋沒所述凸出電極的至少一半，并且使所述凸出電極的前端露出那樣形成的由絕緣體構(gòu)成的保護(hù)膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述凸出電極，具有大致恒定的寬度并且與所述半導(dǎo)體基板大致垂直地延伸。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述保護(hù)膜由氧化硅或者氮化硅構(gòu)成。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述保護(hù)膜由具有感光性的材料構(gòu)成。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于進(jìn)一步包括在所述凸出電極的前端上形成的、比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬層。
31.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板的一方表面上形成的、包含功能元件的活性層；由包含金屬的熱固化型的導(dǎo)電性漿料的固化物構(gòu)成的、與所述活性層的給定功能元件電連接的凸出電極；以及在該凸出電極的前端上形成的、比構(gòu)成所述凸出電極的金屬的固態(tài)線溫度低的低熔點(diǎn)金屬層。
32.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在半導(dǎo)體基板的一方表面上形成的、包含功能元件的活性層；與該活性層的給定功能元件電連接的凸出電極；按照覆蓋所述活性層，使所述凸出電極的前端露出那樣形成的，由具有比所述凸出電極的固態(tài)線溫度低的玻璃轉(zhuǎn)移溫度的絕緣體構(gòu)成的阻擋掩模層。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于進(jìn)一步包括在所述凸出電極的前端形成的低熔點(diǎn)金屬層。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或者33所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述凸出電極的前端面和所述阻擋掩模層的表面成大致同一面。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括在半導(dǎo)體基板上形成由金屬構(gòu)成的、在給定位置上具有開口的阻擋掩模層的工藝；向上述阻擋掩模層的開口內(nèi)供給金屬材料并形成由該金屬構(gòu)成的凸出電極的金屬材料供給工藝；在該金屬材料供給工藝之后除去上述阻擋掩模層的工藝。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1503337SQ20031011644
公開日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月21日
發(fā)明者谷田一真, 彥, 根本義彥, 梅本光雄, 雄 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司, 三菱電機(jī)株式會(huì)社, 三洋電機(jī)株式會(huì)社