JP2002076046A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定してバンプを供給できる半導体装置の製
造方法を提供することである。 【解決手段】 バンプ下金属膜２７のＴｉＷ膜２３は、
過酸化水素水または過酸化水素水と１種類以上のアンモ
ニア水を代表とする無機塩基類を混合した混合液または
水溶液でエッチングする半導体装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は集積回路を形成した
半導体装置と外部基板とを電気的に接続する目的で半導
体装置上に形成するバンプの製造方法に関し、とくに、
集積回路の配線材料、バンプを構成する金属材料をエッ
チングすることなく、バンプをマスクにしてバンプ下金
属膜をエッチング除去することを特徴とする半導体装置
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路形成した半導体装置と外部基板
との電気的接続を行なうバンプを半導体基板に形成する
従来技術を説明する。図９〜図１５は従来技術のはんだ
バンプをメッキ法で形成する製造方法を説明する断面図
である。

【０００３】図９に示すように、半導体基板１１上に所
定の集積回路（図示せず）が形成してある。半導体装置
は外部と電気的に接合するために半導体基板１１上にコ
ンタクトパッド１３が形成してある。コンタクトパッド
に１３に用いられている金属は集積回路の配線に用いて
いる金属であり、アルミニウム（Ａｌ）またはＡｌを主
成分としたＡｌと銅（Ｃｕ）に代表される複合金属や、
Ｃｕや、金（Ａｕ）などである。

【０００４】さらに、半導体基板１１とコンタクトパッ
ド１３の間には電気的に絶縁するために絶縁膜１５が設
けられている。

【０００５】集積回路の最上層は集積回路を保護するた
めに保護膜１７が形成してある。この保護膜１７として
は、通常、シリコン酸化膜や、シリコン窒化膜や、リン
を入れたシリコン酸化膜のなかから１種類または２種類
以上の積層膜から構成している。保護膜１７はコンタク
トパッド１３が露出するように開口してある。

【０００６】つぎに、図１０に示すように、有機系保護
膜１９を形成する。この有機系保護膜１９の材料とし
て、たとえば、ポリイミドを用いる。そして半導体基板
１１表面に感光性ポリイミドの前駆体をスピンコート法
によりコーティングした後、８０℃〜１００℃で熱処理
を行なう。

【０００７】つぎに、コンタクトパッド１３上部が開口
するように、ホトリソマスクを用いて露光を行った後、
現像液を用いて現像する。現像処理したのち、オーブン
またはホットプレートを用いて、温度３５０℃〜４００
℃で３０分〜１時間の熱処理を行なう。

【０００８】熱処理によりポリイミドの前駆体はポリイ
ミド化し、ポリイミド膜となる。ポリイミド膜からなる
有機系保護膜１９のコンタクトパッド１３部に有機系保
護膜１９の開口部２１が形成される。有機系保護膜の開
口部２１の開口径は保護膜１７の開口径と同じ径か、ま
たは小さくする。

【０００９】つぎに、図１１に示すように、バンプ下金
属膜２７を形成する。スパッタリング法により、半導体
基板１１表面に、チタンタングステン合金膜（ＴｉＷ
膜）２３を膜厚で１０ｎｍ〜４００ｎｍと、そのうえに
Ｃｕ膜２５を膜厚で１００ｎｍ〜１０００ｎｍ形成す
る。

【００１０】これ以下の説明では、ＴｉＷ膜２３とＣｕ
膜２５の２層構造の金属膜をバンプ下金属膜２７と称す
る。Ｃｕ膜２５は、バンプを構成する金属とＴｉＷ膜２
３間で接着金属膜となる。また、ＴｉＷ膜２３はコンタ
クトパッド１３を構成する金属とＣｕ膜２５間で形成さ
れる金属間化合物の生成を防止するためのバリアメタル
となる。

【００１１】つぎに、図１２に示すように、感光性有機
液体を用いて、有機膜開口部３１を形成する。半導体基
板１１上に感光性有機液体をスピンコート法によりコー
ティングした後、７０℃〜９０℃で熱処理を行なう。

【００１２】コンタクトパッド１３上部のバンプ下金属
膜２７が露出されるように開口するようにホトマスクを
用いて露光を行なった後、現像液を用いて現像する。そ
の現像処理後、オーブンを用いて１３０℃〜１４０℃で
２０分〜５０分間熱処理を行なう。熱処理により感光性
有機液体は有機膜２９になる。

【００１３】有機膜２９は、コンタクトパッド１３上部
のバンプ下金属膜２７が露出されるように有機膜開口部
３１が形成される。有機膜開口部３１の開口径は有機系
膜の開口部２１の径と同じ径か、または大きくする。

【００１４】つぎに、図１３に示すように、メッキ法で
Ｃｕコア３３とはんだメッキ膜３５を形成する。硫酸銅
水溶液を主成分とするＣｕメッキ浴中で、Ｃｕ板をアノ
ード電極とし、バンプ下金属膜２７をカソード電極とし
て電界Ｃｕメッキを行なう。

【００１５】Ｃｕメッキ膜は、有機膜開口部３１に露出
しているバンプ下金属膜２７表面に選択的に成長し、Ｃ
ｕコア３３が形成される。

【００１６】つぎに、はんだメッキ浴中で、はんだ板を
アノード電極とし、バンプ下金属膜２７をカソード電極
として電界はんだメッキを行なう。

【００１７】たとえば、はんだとして鉛とスズの共晶は
んだ、鉛を多く含んだ高温はんだ、鉛を含まないはんだ
などがある。はんだメッキ膜３５はＣｕコア３３表面に
選択的に成長する。

【００１８】つぎに、図１４に示すように、はんだメッ
キ膜を球状にする。共晶はんだを用いた場合、はんだメ
ッキ膜３５形成後、半導体基板１１上にフラックスをス
ピンコート法で塗布した後、共晶はんだの融点である１
８４℃以上の温度のリフロー炉にウェハーを入れると、
はんだメッキ膜３５は溶融する。

【００１９】溶融したはんだは、有機膜２９の表面には
濡れ広がらないため、はんだの表面張力によって球状に
なる。これ以下の説明においては、Ｃｕコア３３と球状
はんだ３７とを総称してはんだバンプ３９と記載する。
この溶融処理したのちのはんだバンプ３９の表面は金属
光沢がある。

【００２０】つぎに、図１５に示すように、有機膜２９
とはんだバンプ３９をマスクとしてバンプ下金属膜２７
をエッチング除去する。

【００２１】球状はんだ３７を形成した後、フラックス
をフラックス洗浄液を用いて洗浄したのち、有機膜２９
を有機膜剥離剤を用いて剥離除去する。

【００２２】つぎに、はんだバンプ３９をエッチングマ
スクとして、はんだバンプ３９形成領域以外の露出した
バンプ下金属膜２７のＣｕ膜２５をＣｕエッチャントを
用いてエッチング除去する。Ｃｕエッチャントとして
は、たとえば、エンストリップＣ水溶液とアンモニア水
の混合液がある。

【００２３】Ｃｕ膜２５をエッチング除去した後、はん
だバンプ３９をマスクとして、フッ酸と硝酸を混合した
エッチング液でＴｉＷ膜２３をエッチング除去する。こ
のＴｉＷ膜２３をエッチング除去すると、はんだバンプ
３９が形成される。

【００２４】しかし、形成されたはんだバンプ３９の表
面はフッ酸と硝酸の混合エッチャントによってひどく腐
食されて、金属光沢が無くなり、表面には凹凸を観察す
ることができる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】図９〜図１５を用いて
説明した従来の製造方法におけるはんだバンプの製造工
程では、ＴｉＷ膜２３のエッチング液としてとしてフッ
酸と硝酸の混合液を用いている。このように、フッ酸と
硝酸の混合液でＴｉＷ膜２３のエッチングを行なうと、
はんだバンプ３８表面が腐食される。

【００２６】このように、表面が腐食したはんだバンプ
３８は溶けにくくなり、半導体装置を外部基板に実装す
る際に、接続不良の原因になるだけでなく、接続信頼性
をも低下させてしまうという問題点がある。

【００２７】またさらに、フッ酸と硝酸の混合エッチャ
ントはＴｉＷ膜２３と同時にＣｕ膜２５もエッチングす
る。このため、エッチング時間が長くなると、はんだバ
ンプ下金属膜２７を構成しているＣｕ膜２５とＣｕコア
３３にサイドエッチングが進み、はんだバンプ３８の密
着強度が低下してしまう。この課題点はバンプを構成す
る金属が、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕの場合でも同様である。

【００２８】はんだバンプ３８の密着強度が低下する
と、半導体装置を外部基板に接続した後、接続信頼性を
低下させてしまう。

【００２９】また、フッ酸と硝酸を混合したＴｉＷ膜２
３エッチャントはＡｌをエッチングする。このため、集
積回路最上層の保護膜１７にピンホールがあると、ピン
ホール底部に露出した集積回路のＡｌ配線をエッチング
してしまい集積回路が断線する。

【００３０】このため、従来技術の半導体装置の製造方
法では、ピンホールを埋めるために有機系保護膜１９を
形成してある。

【００３１】〔発明の目的〕本発明の目的は、上記課題
を解決して、安定してバンプを供給できる半導体装置の
製造方法を提供することである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体装置の製造方法は、下記記載の手段を
採用する。

【００３３】本発明の半導体装置の製造方法は、集積回
路を形成した半導体基板上にコンタクトパッドを形成す
る工程と、半導体基板上の全面に保護膜を形成し、フォ
トエッチング処理を行い、コンタクトパッドが露出する
ように保護膜に開口を形成する工程と、少なくともＴｉ
Ｗ膜を有する複数層からなるバンプ下金属膜を全面に形
成する工程と、全面に感光性有機液体を形成し、熱処理
を行ったのち、フォト利祖処理によって有機膜開口部を
形成するように有機膜をパターン形成する工程と、有機
膜開口部にバンプをメッキ処理によって形成する工程
と、バンプ下金属膜をバンプをマスクにエッチングする
工程とを有し、バンプ下金属膜のＴｉＷ膜は過酸化水素
水または過酸化水素水と１種類以上のアンモニア水を代
表とする無機塩基類を混合した混合液または水溶液でエ
ッチングすることを特徴とする。

【００３４】本発明の半導体装置の製造方法は、集積回
路を形成した半導体基板上にコンタクトパッドを形成す
る工程と、半導体基板上の全面に保護膜を形成し、フォ
トエッチング処理を行い、コンタクトパッドが露出する
ように保護膜に開口を形成する工程と、少なくともＴｉ
Ｗ膜を有する複数層からなるバンプ下金属膜を全面に形
成する工程と、全面に感光性有機液体を形成し、熱処理
を行ったのち、フォト利祖処理によって有機膜開口部を
形成するように有機膜をパターン形成する工程と、有機
膜開口部にバンプをメッキ処理によって形成する工程
と、バンプ下金属膜をバンプをマスクにエッチングする
工程とを有し、バンプ下金属膜のＴｉＷ膜は過酸化水素
水または過酸化水素水と１種類以上のアンモニア水を代
表とする無機塩基類とジエチルアミンに代表される有機
塩基類から少なくとも２種類以上の混合液または水溶液
でエッチングすることを特徴とする。

【００３５】また本発明の半導体装置の製造方法におけ
るバンプを構成する金属材料が、はんだ、Ａｕ、Ａｌ、
Ｃｕから選択される少なくとも１種類以上の金属からな
ることを特徴とする。

【００３６】さらに本発明の半導体装置の製造方法にお
けるバンプ下金属膜が、ＴｉＷ膜とＣｕ膜、Ａｕ膜、Ｎ
ｉ膜、ＮｉＶ膜、Ｃｒ膜に代表される金属膜から選択さ
れる少なくとも１種類以上の金属膜からなる積層膜を用
いることを特徴とする。

【００３７】〔作用〕本発明における半導体装置の製造
方法は、半導体基板表面に集積回路が形成され、外部と
電気的に接続することを目的とするコンタクトパッドが
形成されてある半導体装置上にバンプを形成する方法に
関して、バンプ下金属膜でバンプ真下以外の半導体装置
表面に形成されたバンプ下金属膜をＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ、
はんだとエッチング選択性の高いエチング液を用いて、
エッチング除去する。

【００３８】また本発明における半導体装置の製造方法
は、バンプ下金属膜には、ＴｉＷ膜とＣｕ膜、Ａｕ膜、
Ｎｉ膜、ＮｉＶ膜、Ｃｒ膜に代表される金属膜から少な
くとも１種類以上の金属膜からなる積層膜を用いる。

【００３９】ＴｉＷ膜のエッチング液はＡｌ、Ｃｕ、は
んだ、Ａｕ、Ｎｉ，ＮｉＶをエッチングしないか、少な
くともＡｌ、Ｃｕ、はんだ、Ａｕ、Ｎｉ，ＮｉＶのエッ
チング速度がＴｉＷより遅いエッチング特性を有する。

【００４０】ＴｉＷ膜のエッチング液としては、過酸化
水素水、または過酸化水素水と１種類以上のアンモニア
水に代表される無機塩基類を混合した混合液または水溶
液を用いる。

【００４１】また、ＴｉＷ膜のエッチング液は過酸化水
素水とアンモニア水に代表される無機塩基類とジエチル
アミンに代表される有機塩基類から少なくとも２種類以
上の混合液または水溶液を用いる。

【００４２】この製造方法により、はんだバンプの製造
工程において、ＴｉＷ膜のエッチング時にはんだが腐食
されることを防ぎ、半導体装置を外部基板に実装する際
の接続不良、および接続信頼性の低下を防ぐことができ
る。

【００４３】また、本発明の製造方法では、ＴｉＷとＣ
ｕとのエッチング選択性が向上し、エッチング時間が長
くなっても、バンプ下のバンプ下金属膜を構成している
Ｃｕ膜とＣｕコアにサイドエッチングが進まず、はんだ
バンプの密着強度の低下を防止することができる。この
作用はバンプおよびバンプ下金属膜を構成する金属とし
て、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＮｉＶの場合でも同様に
得られる。

【００４４】はんだバンプの密着強度が低下しないこと
は、半導体装置を外部基盤に接続した後の接続信頼性の
を低下を防止できる。

【００４５】また、ＴｉＷ膜のエッチング液である過酸
化水素水または、過酸化水素水と１種類以上の無機塩基
類を混合した混合液または水溶液、過酸化水素水と無機
塩基類と有機塩基類から少なくとも２種類以上の混合液
または水溶液はＡｌをエッチングしないため、集積回路
最上層の保護膜にピンホールがあっても、ピンホール底
部に露出した集積回路のＡｌ配線をエッチングすること
がない。この結果、従来の製造方法で、ピンホールを埋
めるために用いていた有機系保護膜を、本発明では形成
する必要がない。

【００４６】このため、本発明の半導体装置の製造方法
においては、工程が削減でき、さらに歩留まりが向上す
るという効果を有する。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明を実施
するための最適な実施形態における半導体製造装置の製
造方法を説明する。図１から図６は、本発明の実施形態
における半導体装置の製造方法を示す断面図である。

【００４８】まずはじめに、図１に示すように、半導体
基板１１上に所定の集積回路（図示せず）が形成してあ
る。半導体装置は外部と電気的に接合するために半導体
基板１１上にコンタクトパッド１３が形成してある。コ
ンタクトパッド１３に用いられている金属は集積回路の
配線に用いている金属であり、Ａｌ、またはＡｌを主成
分としたＡｌとＣｕに代表される複合金属、またはＣｕ
や、Ａｕなどである。

【００４９】半導体基板１１とコンタクトパッド１３の
間には、電気的に絶縁するために絶縁膜１５が設けられ
ている。

【００５０】集積回路の最上層は集積回路を保護するた
めに保護膜１７が形成してある。この保護膜１７として
は、通常、シリコン酸化膜や、シリコン窒化膜や、リン
を添加したシリコン酸化膜のなかから１種類または２種
類以上の積層膜から構成する。保護膜１７はコンタクト
パッド１３部が露出するように開口してある。

【００５１】つぎに、図２に示すように、バンプ下金属
膜２７を被膜形成する。アルゴンガスを用いたスパッタ
エッチング法により、有機系保護膜１９の開口部２１に
露出しているコンタクトパッド１３表面の酸化膜を除去
する。そののち、スパッタリング法によって、半導体基
板１１の表面の全面に、チタン（Ｔｉ）とタングステン
（Ｗ）との合金膜であるＴｉＷ膜２３を、膜厚が１０ｎ
ｍ〜４００ｎｍ、Ｃｕ膜２５を膜厚で１００ｎｍ〜１０
００ｎｍ連続膜形成する。ここでＴｉＷ膜２３は、Ｔｉ
が５重量％から２０重量％を含み、残りがＷの合金膜を
使用する。

【００５２】これ以下の説明では、ＴｉＷ膜２３とＣｕ
膜２５の２層構造の金属膜を総称してバンプ下金属膜２
７と記載する。

【００５３】バンプ下金属膜２７を膜形成する前に、ア
ルゴンガスを用いたスパッタエッチング法により、有機
系保護膜１９の開口部２１に露出しているコンタクトパ
ッド１３表面の酸化膜を除去した。このように、酸化膜
を除去することにより、コンタクトパッド１３とバンプ
下金属膜２７間のコンタクト抵抗は低くなる。

【００５４】Ｃｕ膜２５は、バンプを構成する金属とＴ
ｉＷ膜２３間で接着金属膜となる。また、ＴｉＷ膜２３
はコンタクトパッド１３の金属とＣｕ膜２５間での金属
間化合物の生成を防止するためのバリアメタルとなる。

【００５５】つぎに、図３に示すように、感光性有機液
体を用いて、有機膜開口部３１を形成する。半導体基板
１１上に感光性有機液体をスピンコート法によりコーテ
ィングしたのち、温度７０℃〜９０℃で熱処理を行な
う。

【００５６】コンタクトパッド１３上部のバンプ下金属
膜２７が露出して開口するように、ホトマスクを用いて
露光を行なった後、現像液を用いて現像する。

【００５７】その現像処理後、オーブンまたはホットプ
レートを用いて１３０℃〜１４０℃で２０分〜５０分間
熱処理を行なう。この熱処理により感光性有機液体は有
機膜２９になる。

【００５８】有機膜２９は、コンタクトパッド１３上部
のバンプ下金属膜２７が露出するように有機膜開口部３
１を形成する。有機膜開口部３１の開口径は、コンタク
トパッド１３開口してある保護膜１９の開口径と同じ大
きさか、あるいは保護膜１９の開口径より大きくする。

【００５９】つぎに、図４に示すように、メッキ法でＣ
ｕコア３３とはんだメッキ膜３５を形成する。硫酸銅水
溶液を主成分とするＣｕメッキ浴中で、Ｃｕ板をアノー
ド電極とし、バンプ下金属膜２７をカソード電極として
電界Ｃｕメッキを行なう。

【００６０】Ｃｕメッキ膜は、有機膜開口３１に露出し
ているバンプ下金属膜２７表面に選択的に成長し、Ｃｕ
コア３３が形成される。

【００６１】つぎに、はんだメッキ浴中で、はんだ板を
アノード電極とし、バンプ下金属膜２７をカソード電極
として電界はんだメッキを行なう。たとえば、はんだと
しては、鉛とスズの共晶はんだや、鉛を多く含んだ高温
はんだや、鉛を含まないはんだなどがある。はんだメッ
キ膜３５はＣｕコア３３表面に選択的に成長する。

【００６２】Ｃｕコア３３の高さとはんだメッキ膜３５
の厚さは、メッキ膜が等方的、すなわち、厚さ方向と同
時に横方向にも成長する性質を有することから、コンタ
クトパッド１３の配列ピッチ寸法によって決まる。

【００６３】つぎに、図５に示すように、はんだメッキ
膜３５を球状にする。共晶はんだを用いた場合、はんだ
メッキ膜３３形成後、半導体基板１１上にフラックスを
スピンコート法で塗布した後、共晶はんだの融点である
１８４℃以上の温度のリフロー炉にウェハーを挿入す
る。

【００６４】この熱処理によって、はんだメッキ膜３３
は溶融する。溶融したはんだは有機膜２９に濡れ広がら
ないため、はんだの表面張力によって球状になる。これ
以下では、Ｃｕコア３３と球状はんだ３７をはんだバン
プ３９と称する。この溶融処理した後のはんだバンプ３
９の表面は金属光沢を有する。

【００６５】つぎに、図６に示すように、有機膜２９と
はんだバンプ３９形成領域以外の露出したバンプ下金属
膜２７をエッチング除去する。球状はんだ３７形成後、
フラックスをフラックス洗浄液を用いて洗浄後、有機膜
２９を有機膜剥離剤を用いて剥離除去する。

【００６６】つぎに、はんだバンプ３９をマスクとし
て、はんだバンプ３９形成領域以外に露出したバンプ下
金属膜２７のＣｕ膜２５を、Ｃｕエッチャントを用いて
エッチング除去する。Ｃｕエッチャントとしては、たと
えば、エンストリップＣの水溶液とアンモニア水の混合
液を用いる。

【００６７】Ｃｕ膜２５をエッチング除去した後、はん
だバンプ３９をマスクとして、過酸化水素水とアンモニ
アを混合したエッチング液でＴｉＷ膜２３をエッチング
除去する。

【００６８】過酸化水素水とアンモニアの性状に関して
図７および図８を用いて説明する。ＴｉＷ膜２３は過酸
化水素水を用いてもエッチングすることができる。しか
しながら、はんだバンプを製造する工程で過酸化水素水
を用いると、はんだ中に含まれる鉛（Ｐｂ）は水酸化物
を形成し、ＴｉＷ表面に付着してしまう。

【００６９】Ｐｂの付着現象は、はんだバンプ３９を中
心としてほぼ同心円上に発生するため、付着したＰｂが
マスクとなりＴｉＷ膜２３はエッチングできなくなる。
そこで、Ｐｂの付着を起こさせないようにする必要があ
る。

【００７０】図７は、ＴｉＷ膜のエッチング速度に及ぼ
す、過酸化水素水にアンモニアを添加した場合の特性を
示す。図７から明らかなように、ＴｉＷ膜のエッチング
速度はアンモニアの添加量が多くなるに従って早くなっ
ていることがわかる。同時に、ペーハー（ｐＨ）も大き
くなり弱アルカリ性になっている。今回調査した範囲で
はｐＨ３．７〜９．０であった。

【００７１】過酸化水素水とアンモニアを用いてＴｉＷ
膜をエッチング処理したところ、エッチング時にＴｉＷ
膜２３表面にＰｂが付着する現象は観察されなかった。

【００７２】はんだのエッチング量を調べるために、平
面形状に形成したはんだメッキ膜表面に、有機系膜でパ
ターニングを行ない、過酸化水素水にアンモニアを添加
したエッチング液に１２０秒間浸漬したのち、有機系膜
を剥離し、有機系膜で覆われた部分と覆われなかった部
分の段差を接触型の段差測定法で測定した。その結果、
段差は１０ｎｍ以下で、ほとんどエッチングされていな
いことがわかった。

【００７３】また、はんだと同様な方法で、過酸化水素
水にアンモニアを添加したエッチング液における各種金
属のエッチング量をはんだの場合と同様に段差測定法で
測定したところ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕでは１２０秒
処理で段差は確認できず、エッチングされていなかっ
た。

【００７４】また、図８はバンプシェア強度に及ぼすオ
ーバーエッチング時間との関係を示す図面である。バン
プシェア強度は、形成したバンプを横方向から剛体を用
いて押し続け、バンプが破断するときの剛体にかかった
力を測定するもので、バンプの密着強度を評価する場
合、一般的に用いられる。

【００７５】図８から明らかなように、オーバーエッチ
ング時間１０００秒行っても、バンプのシェア強度は低
下していないことがわかる。このことは、バンプ及びバ
ンプ下金属膜が過酸化水素水にアンモニアを添加したエ
ッチング液によってシェア強度に影響を及ぼすほどエッ
チングされていないことを示している。

【００７６】図８を作成するために実験に用いた試料の
ＴｉＷ膜２３の膜厚は、４０ｎｍであった。ＴｉＷ膜２
３が４０ｎｍの場合のエッチング時間は５０秒であった
ことから、エッチング時間が２０倍でも、バンプの密着
強度に影響を与えていないことがわかる。

【００７７】ＴｉＷ膜２３エッチング除去すると、はん
だバンプ３９が形成される。このようにして形成された
はんだバンプ３９表面の光沢は失われておらず、はんだ
バンプ３９表面の腐食はほとんど観測されない。

【００７８】今回の実施形態では、はんだバンプ３９の
製造工程を例に挙げて説明したが、バンプ下金属膜２７
にＴｉＷ膜２３とＣｕ膜、Ａｕ膜、Ｎｉ膜、ＮｉＶ膜、
Ｃｒ膜に代表される金属膜から少なくとも１種類以上の
金属膜からなる積層膜を使用し、また、Ａｕバンプ、Ｃ
ｕバンプ、Ａｌバンプ、などのバンプ製造工程における
ＴｉＷ膜エッチング工程において、本発明の過酸化水素
水にアンモニア水を添加したエッチング液を適用するこ
とができる。

【００７９】また、以上の説明ではＴｉＷ膜のエッチン
グ液として過酸化水素水とアンモニア水の混合液を例に
挙げたが、過酸化水素水にアンモニア、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムに代表される無機塩基類から１種類
または少なくとも２種類以上の無機塩基を添加しても同
様な効果がある。

【００８０】また、ＴｉＷ膜のエッチング液として過酸
化水素水とにジエチルアミンに代表される有機塩基類か
ら１種類または少なくとも２種類以上の有機塩基を添加
すると、ＴｉＷのエッチング速度が遅くなる傾向が確認
されており、エッチング速度を制御するのに有効であ
る。

【００８１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の製造方法によれば、バンプ下金属膜にＴｉＷ膜をバリ
アメタルとして用いるバンプの製造工程において、Ｔｉ
Ｗ膜のエッチング液として過酸化水素水に無機塩基類、
有機塩基類の中から１種類以上混合した混合液を用い
る。

【００８２】このことによって、バンプ下金属膜のエッ
チング時に、バンプを構成している金属の腐食を抑え、
バンプ真下のバンプ下金属膜を構成しているＣｕ膜とＣ
ｕコアへのサイドエッチングを防ぎ、さらに、Ａｌをエ
ッチングしないことから、ピンホールを有機保護膜で埋
める必要がない。

【００８３】以上説明した諸効果により、本発明の半導
体装置の製造方法においては従来のバンプ製造工程を簡
略化し、バンプの密着強度を低下させることが無く、半
導体装置を外部基板に接続した時に接続信頼性の高いバ
ンプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における半導体装置の製造方
法を示す断面図である。

【図２】本発明の実施形態における半導体装置の製造方
法を示す断面図である。

【図３】本発明の実施形態における半導体装置の製造方
法を示す断面図である。

【図４】本発明の実施形態における半導体装置の製造方
法を示す断面図である。

【図５】本発明の実施形態における半導体装置の製造方
法を示す断面図である。

【図６】本発明の実施形態における半導体装置の製造方
法を示す断面図である。

【図７】本発明の実施形態におけるＴｉＷエッチング液
の特性を示す図面である。

【図８】本発明の実施形態におけるＴｉＷエッチング液
の特性を示す図面である。

【図９】従来技術における半導体装置の製造方法を示す
断面図である。

【図１０】従来技術における半導体装置の製造方法を示
す断面図である。

【図１１】従来技術における半導体装置の製造方法を示
す断面図である。

【図１２】従来技術における半導体装置の製造方法を示
す断面図である。

【図１３】従来技術における半導体装置の製造方法を示
す断面図である。

【図１４】従来技術における半導体装置の製造方法を示
す断面図である。

【図１５】従来技術における半導体装置の製造方法を示
す断面図である。

【符号の説明】

１１：半導体基板 １３：コンタクトパッド １５：絶縁膜 １７：保護膜
１９：有機系保護膜 ２１：開口部 ２３：ＴｉＷ膜
２５：Ｃｕ膜 ２７：バンプ下金属膜 ２９：有機膜 ３１：有機膜開口部 ３３：Ｃｕコア ３５：はんだメッキ膜 ３７：球状はんだ ３９：はんだバンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路を形成した半導体基板上にコン
   タクトパッドを形成する工程と、 上記半導体基板上の全面に保護膜を形成し、フォトエッ
   チング処理を行ない、コンタクトパッドが露出するよう
   に上記保護膜に開口を形成する工程と、 少なくともＴｉＷ膜を有する複数層からなるバンプ下金
   属膜を全面に形成する工程と、 全面に感光性有機液体を形成し、熱処理を行ったのち、
   フォトリソ処理によって有機膜開口部を形成するように
   有機膜をパターン形成する工程と、 上記有機膜開口部にバンプをメッキ処理によって形成す
   る工程と、 バンプ下金属膜をバンプをマスクにエッチングする工程
   とを有し、 上記バンプ下金属膜のＴｉＷ膜は、過酸化水素水または
   過酸化水素水と１種類以上のアンモニア水を代表とする
   無機塩基類を混合した混合液または水溶液でエッチング
   することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 集積回路を形成した半導体基板上にコン
   タクトパッドを形成する工程と、 上記半導体基板上の全面に保護膜を形成し、フォトエッ
   チング処理を行ない、コンタクトパッドが露出するよう
   に上記保護膜に開口を形成する工程と、 少なくともＴｉＷ膜を有する複数層からなるバンプ下金
   属膜を全面に形成する工程と、 全面に感光性有機液体を形成し、熱処理を行ったのち、
   フォトリソ処理によって有機膜開口部を形成するように
   有機膜をパターン形成する工程と、 上記有機膜開口部にバンプをメッキ処理によって形成す
   る工程と、 バンプ下金属膜をバンプをマスクにエッチングする工程
   とを有し、 上記バンプ下金属膜のＴｉＷ膜は、過酸化水素水または
   過酸化水素水と１種類以上のアンモニア水を代表とする
   無機塩基類とジエチルアミンに代表される有機塩基類か
   ら少なくとも２種類以上の混合液または水溶液でエッチ
   ングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 上記バンプを構成する金属材料が、 はんだ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕから選択される少なくとも１
   種類以上の金属からなる請求項１または請求項２記載の
   半導体装置の製造方法
4. 【請求項４】 上記バンプ下金属膜は、 ＴｉＷ膜とＣｕ膜、Ａｕ膜、Ｎｉ膜、ＮｉＶ膜、Ｃｒ膜
   に代表される金属膜から選択される少なくとも１種類以
   上の金属膜からなる積層膜を用いる請求項１または請求
   項２記載の半導体装置の製造方法。