JP2002231748A - バンプ電極の形成方法 - Google Patents
バンプ電極の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金バンプ電極の形成工程において金バンプ表面
に「しみ」が発生するのを防止する。 【解決手段】 シリコン窒化膜（Si3N4膜）及びシリコ
ン酸化膜（SiO2膜）から成る積層の保護膜３をエッチン
グして金バンプ形成用の開口部を形成する際に、反応性
イオンエッチングを用いると共に、開口部Ｈの側壁に付
着するデポ物を除去するための後処理に用いられる薬液
として、開口部のエッジに「えぐれ」あるいはアンダー
カットを生じない薬液を用いる。そのような薬液とし
て、ジクロルベンゼン等の芳香族炭化水素、フェノール
及びアルキルベンゼンスルフォン酸を混合した薬液が最
適である。また薬液中のジクロルベンゼン、フェノール
及びアルキルベンゼンスルフォン酸の重量比は６：２：
２であることが好ましい。
に「しみ」が発生するのを防止する。 【解決手段】 シリコン窒化膜（Si3N4膜）及びシリコ
ン酸化膜（SiO2膜）から成る積層の保護膜３をエッチン
グして金バンプ形成用の開口部を形成する際に、反応性
イオンエッチングを用いると共に、開口部Ｈの側壁に付
着するデポ物を除去するための後処理に用いられる薬液
として、開口部のエッジに「えぐれ」あるいはアンダー
カットを生じない薬液を用いる。そのような薬液とし
て、ジクロルベンゼン等の芳香族炭化水素、フェノール
及びアルキルベンゼンスルフォン酸を混合した薬液が最
適である。また薬液中のジクロルベンゼン、フェノール
及びアルキルベンゼンスルフォン酸の重量比は６：２：
２であることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ電極の形成
方法に関し、特に信頼性を向上させたバンプ電極の形成
方法に関する。
方法に関し、特に信頼性を向上させたバンプ電極の形成
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高密度実装技術の一つとして金バンプ電
極構造が知られている。図８に金バンプ電極構造の一例
を示す。図７（Ａ）は金バンプ電極構造の平面図、図７
（Ｂ）は図７（Ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
極構造が知られている。図８に金バンプ電極構造の一例
を示す。図７（Ａ）は金バンプ電極構造の平面図、図７
（Ｂ）は図７（Ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【０００３】所望の半導体集積回路（不図示）が形成さ
れた集積回路チップ１（シリコン基板等）上に半導体集
積回路と外部接続端子（不図示）との接続を担うＡｌ薄
膜から成る接続用電極（パッド電極とも呼ばれる）２が
形成されている。接続用電極２は通常、矩形の形状を呈
している。
れた集積回路チップ１（シリコン基板等）上に半導体集
積回路と外部接続端子（不図示）との接続を担うＡｌ薄
膜から成る接続用電極（パッド電極とも呼ばれる）２が
形成されている。接続用電極２は通常、矩形の形状を呈
している。
【０００４】集積回路チップ１及び接続用電極２の周辺
部はシリコン窒化膜（Si3N4膜）等から成る保護膜３に
よって被覆されている。接続用電極２の中央部について
は保護膜３は部分的に除去される結果、開口部Ｈが設け
られている。この開口部Ｈにおいて露出された接続用電
極２にAu層/TiW層から成るバリアメタル層４'を介し
て、金バンプ電極６が形成されている。
部はシリコン窒化膜（Si3N4膜）等から成る保護膜３に
よって被覆されている。接続用電極２の中央部について
は保護膜３は部分的に除去される結果、開口部Ｈが設け
られている。この開口部Ｈにおいて露出された接続用電
極２にAu層/TiW層から成るバリアメタル層４'を介し
て、金バンプ電極６が形成されている。
【０００５】上述した金バンプ電極構造は集積回路チッ
プ１上に複数設けられ、この集積回路チップ１は金バン
プ電極６がプリント基板上の所定の配線上に圧着される
ことにより高密度の実装構造が可能となる。
プ１上に複数設けられ、この集積回路チップ１は金バン
プ電極６がプリント基板上の所定の配線上に圧着される
ことにより高密度の実装構造が可能となる。
【０００６】次に、図７を参照しながら金バンプ電極の
形成方法を簡単に説明すれば、以下の通りである。ま
ず、接続用電極２上を含む全面にAu層/TiW層から成るメ
ッキ電極を形成し、電解メッキ法によりこのメッキ電極
を介して接続用電極２上に金バンプ電極６を形成し、そ
の後、王水、過酸化水素水H2O2等のウエットエッチング
処理により不要となったメッキ電極を除去する。こうし
て、Au層/TiW層から成るバリアメタル層４'上に金バン
プ電極６を形成していた。
形成方法を簡単に説明すれば、以下の通りである。ま
ず、接続用電極２上を含む全面にAu層/TiW層から成るメ
ッキ電極を形成し、電解メッキ法によりこのメッキ電極
を介して接続用電極２上に金バンプ電極６を形成し、そ
の後、王水、過酸化水素水H2O2等のウエットエッチング
処理により不要となったメッキ電極を除去する。こうし
て、Au層/TiW層から成るバリアメタル層４'上に金バン
プ電極６を形成していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た金バンプ電極の形成方法によれば、２つの問題があっ
た。第１の問題は、金バンプ電極６の表面に「しみ」が
生じることである。この「しみ」はウエーハ外観検査に
おいて不良となると共に、金バンプ電極６の接触不良を
招くおそれもあった。
た金バンプ電極の形成方法によれば、２つの問題があっ
た。第１の問題は、金バンプ電極６の表面に「しみ」が
生じることである。この「しみ」はウエーハ外観検査に
おいて不良となると共に、金バンプ電極６の接触不良を
招くおそれもあった。
【０００８】そこで、本発明者は鋭意検討した結果、そ
の「しみ」の原因が以下の工程によるものであることを
明らかにした。図８に示すように、集積回路チップ１上
にアルミニウム合金から成る接続用電極２を形成し、更
にこの接続用電極２上にシリコン窒化膜及びシリコン酸
化膜（Si3N4膜/SiO2膜）から成る保護膜３を形成し、こ
の保護膜３にドライエッチングを施して開口部Ｈを形成
する。なおシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜の２層構
造は耐湿性が良好であると共に、シリコン窒化膜の単層
膜構造に比べて応力緩和に優れていることが知られてい
る。
の「しみ」の原因が以下の工程によるものであることを
明らかにした。図８に示すように、集積回路チップ１上
にアルミニウム合金から成る接続用電極２を形成し、更
にこの接続用電極２上にシリコン窒化膜及びシリコン酸
化膜（Si3N4膜/SiO2膜）から成る保護膜３を形成し、こ
の保護膜３にドライエッチングを施して開口部Ｈを形成
する。なおシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜の２層構
造は耐湿性が良好であると共に、シリコン窒化膜の単層
膜構造に比べて応力緩和に優れていることが知られてい
る。
【０００９】Si3N4膜/SiO2膜から成る保護膜３に対する
エッチング法として、反応性イオンエッチング（Reacti
ve Ion Etching）が用いられる。そして、エッチング終
了後に反応性イオンエッチングの副産物たるデポ物を除
去するための後処理が通常行われる。この後処理のため
に、図８に示すように、Ａｌから成る接続用電極２の表
面がアタックされる結果、開口部Ｈのエッジにはアンダ
ーカットＵＣが生じてしまう。
エッチング法として、反応性イオンエッチング（Reacti
ve Ion Etching）が用いられる。そして、エッチング終
了後に反応性イオンエッチングの副産物たるデポ物を除
去するための後処理が通常行われる。この後処理のため
に、図８に示すように、Ａｌから成る接続用電極２の表
面がアタックされる結果、開口部Ｈのエッジにはアンダ
ーカットＵＣが生じてしまう。
【００１０】すると、図９に示すように、メッキ電極を
スパッタ法で形成する際に、このアンダーカットＵＣの
部分にはAu層/TiW層が形成されないため、接続用電極２
の表面が部分的に露出されることになる。
スパッタ法で形成する際に、このアンダーカットＵＣの
部分にはAu層/TiW層が形成されないため、接続用電極２
の表面が部分的に露出されることになる。
【００１１】ところで、ウエーハ上にはテストエレメン
トグループ(Test Element Group)として、接続用電極２
上に金バンプ電極６を形成しない評価用のパターンが含
まれる。また、多数の集積回路チップが形成されるウエ
ーハの周辺部はメッキ装置上の制約から、金バンプ電極
６が形成されない領域が生じていた。
トグループ(Test Element Group)として、接続用電極２
上に金バンプ電極６を形成しない評価用のパターンが含
まれる。また、多数の集積回路チップが形成されるウエ
ーハの周辺部はメッキ装置上の制約から、金バンプ電極
６が形成されない領域が生じていた。
【００１２】このため、金バンプ電極６の形成後にウエ
ットエッチング処理により不要となったメッキ電極を除
去する際に、接続用電極２がアルミニウム合金から成る
場合、上述した接続用電極２の露出部からアルミニウム
合金が王水等の薬液中に溶出し、薬液が汚染されると共
に、このときに生じたアルミニウムと薬液との化合物が
金バンプ電極６上に付着して「しみ」として現れること
が判明した。
ットエッチング処理により不要となったメッキ電極を除
去する際に、接続用電極２がアルミニウム合金から成る
場合、上述した接続用電極２の露出部からアルミニウム
合金が王水等の薬液中に溶出し、薬液が汚染されると共
に、このときに生じたアルミニウムと薬液との化合物が
金バンプ電極６上に付着して「しみ」として現れること
が判明した。
【００１３】第２の問題は、上記開口部Ｈのエッジには
アンダーカットＵＣが生じる結果、メッキ電極をスパッ
タ法で形成すると、メッキ電極のステップカバレージが
悪化したり、断線してしまうおそれもある。このため、
電解メッキによりバンプ電極を形成する時にメッキ不良
が発生するおそれがあった。
アンダーカットＵＣが生じる結果、メッキ電極をスパッ
タ法で形成すると、メッキ電極のステップカバレージが
悪化したり、断線してしまうおそれもある。このため、
電解メッキによりバンプ電極を形成する時にメッキ不良
が発生するおそれがあった。
【００１４】そこで、本発明は上述した原因により生じ
る金バンプ電極６の「しみ」の発生を防止し、外観不良
及び接触不良の問題を解決することを目的とする。
る金バンプ電極６の「しみ」の発生を防止し、外観不良
及び接触不良の問題を解決することを目的とする。
【００１５】また、本発明の他の目的はメッキ電極のス
テップカバレージを良好にすることにより、メッキ不良
を防止することである。
テップカバレージを良好にすることにより、メッキ不良
を防止することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するために為されたものであり、その特徴とすると
ころは、集積回路チップ１上にアルミニウム合金から成
る接続用電極２を形成し、更にこの接続用電極２上に成
る保護膜３を形成し、この保護膜３にドライエッチング
を施して開口部Ｈを形成する際に、当該エッチングによ
り生成されたデポ物（ポリマー）を薬液処理により除去
する際に、開口部ＨのエッジにアンダーカットＵＣが生
じないような薬液を用いることである。
解決するために為されたものであり、その特徴とすると
ころは、集積回路チップ１上にアルミニウム合金から成
る接続用電極２を形成し、更にこの接続用電極２上に成
る保護膜３を形成し、この保護膜３にドライエッチング
を施して開口部Ｈを形成する際に、当該エッチングによ
り生成されたデポ物（ポリマー）を薬液処理により除去
する際に、開口部ＨのエッジにアンダーカットＵＣが生
じないような薬液を用いることである。
【００１７】本発明者の実験によれば、薬液としては、
芳香族炭化水素、フェノール及びアルキルベンゼンスル
フォン酸を混合したものが適していることが判明した。
芳香族炭化水素、フェノール及びアルキルベンゼンスル
フォン酸を混合したものが適していることが判明した。
【００１８】これにより、アルミニウムのアタックが防
止され、アンダーカットＵＣは生じなくなるために、こ
の上に形成されるメッキ電極のステップカバレージも良
好となり、金バンプ電極６を形成後のウエットエッチン
グ処理にも十分耐えることができる。
止され、アンダーカットＵＣは生じなくなるために、こ
の上に形成されるメッキ電極のステップカバレージも良
好となり、金バンプ電極６を形成後のウエットエッチン
グ処理にも十分耐えることができる。
【００１９】したがって、ウエーハ上に上述したような
事情により、金バンプ電極６が形成されない領域が生じ
る場合であっても、接続用電極２からのアルミニウムの
溶出が防止されるので、「しみ」の発生が防止される。
事情により、金バンプ電極６が形成されない領域が生じ
る場合であっても、接続用電極２からのアルミニウムの
溶出が防止されるので、「しみ」の発生が防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１〜図６は本発明のバンプ電極
構造の形成方法を示す断面図である。
構造の形成方法を示す断面図である。
【００２１】以下、工程の順に金バンプ電極構造の形成
方法を説明する。図１に示すように、所望の集積回路
（例えばＬＣＤドライバー）が形成された集積回路チッ
プ１上にアルミニウムや、Al-Si、Al-Si-Cu等のアルミ
ニウム合金から成る接続用電極２（パッド電極とも呼ば
れる）を形成する。接続用電極２の厚さは約１μｍであ
る。
方法を説明する。図１に示すように、所望の集積回路
（例えばＬＣＤドライバー）が形成された集積回路チッ
プ１上にアルミニウムや、Al-Si、Al-Si-Cu等のアルミ
ニウム合金から成る接続用電極２（パッド電極とも呼ば
れる）を形成する。接続用電極２の厚さは約１μｍであ
る。
【００２２】次に、ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜３ｂ
（Si3N4膜）及びシリコン酸化膜３ａ（SiO2膜）から成
る積層の保護膜３を全面に形成する。下層のSiO2膜３ａ
の厚さは０．３μｍ、上層のSi3N4膜３ｂの厚さは０．
６μｍ程度が適当である。
（Si3N4膜）及びシリコン酸化膜３ａ（SiO2膜）から成
る積層の保護膜３を全面に形成する。下層のSiO2膜３ａ
の厚さは０．３μｍ、上層のSi3N4膜３ｂの厚さは０．
６μｍ程度が適当である。
【００２３】そして、フォトリソグラフィ法により、保
護膜３の中央部に開口部Ｈを形成する。すなわち、保護
膜３上にフォトレジスト（不図示）を塗布形成し、開口
部に対応したマスクパターンを有するフォトマスクを用
いて当該フォトレジストを露光及び現像することによ
り、フォトレジストに開口部を形成する。そして、当該
フォトレジストをマスクとしてドライエッチングを施
し、保護膜３をエッチングし、開口部Ｈを形成する。
護膜３の中央部に開口部Ｈを形成する。すなわち、保護
膜３上にフォトレジスト（不図示）を塗布形成し、開口
部に対応したマスクパターンを有するフォトマスクを用
いて当該フォトレジストを露光及び現像することによ
り、フォトレジストに開口部を形成する。そして、当該
フォトレジストをマスクとしてドライエッチングを施
し、保護膜３をエッチングし、開口部Ｈを形成する。
【００２４】このときのドライエッチングとして反応性
イオンエッチング（Reactive Ion Etching）を用いる。
保護膜３がシリコン窒化膜３ｂ（Si3N4膜）及びシリコ
ン酸化膜３ａ（SiO2膜）から成る積層膜をドライエッチ
ングする場合には、反応性イオンエッチングが不可欠で
ある。ここで、Si3N4膜３ｂに対するエッチング条件と
して、CHF3ガスの流量６６sccm、O2ガス流量３４sccm、
ＤＣバイアス−４５０Ｖ、圧力７５mt（ミリトール）と
することが好ましい。また、SiO2膜３ａに対するエッチ
ング条件として、CHF3ガスの流量７５sccm、O2ガス流量
２５sccm、ＤＣバイアス−５７５Ｖ、圧力４５mt（ミリ
トール）とすることが好ましい。また、このメインエッ
チング後、フォトレジスト及び開口部Ｈの側壁に付着し
たデポ物（C,F,H,O等のポリマー）の除去を容易にする
ために、O2アッシングが行われる。
イオンエッチング（Reactive Ion Etching）を用いる。
保護膜３がシリコン窒化膜３ｂ（Si3N4膜）及びシリコ
ン酸化膜３ａ（SiO2膜）から成る積層膜をドライエッチ
ングする場合には、反応性イオンエッチングが不可欠で
ある。ここで、Si3N4膜３ｂに対するエッチング条件と
して、CHF3ガスの流量６６sccm、O2ガス流量３４sccm、
ＤＣバイアス−４５０Ｖ、圧力７５mt（ミリトール）と
することが好ましい。また、SiO2膜３ａに対するエッチ
ング条件として、CHF3ガスの流量７５sccm、O2ガス流量
２５sccm、ＤＣバイアス−５７５Ｖ、圧力４５mt（ミリ
トール）とすることが好ましい。また、このメインエッ
チング後、フォトレジスト及び開口部Ｈの側壁に付着し
たデポ物（C,F,H,O等のポリマー）の除去を容易にする
ために、O2アッシングが行われる。
【００２５】その後、反応性イオンエッチングにより生
じた上記デポ物を除去するための後処理が行われる。本
発明の特徴とするところは、その薬液として、開口部Ｈ
のエッジに「えぐれ」あるいはアンダーカットを生じな
い薬液を用いる点である。
じた上記デポ物を除去するための後処理が行われる。本
発明の特徴とするところは、その薬液として、開口部Ｈ
のエッジに「えぐれ」あるいはアンダーカットを生じな
い薬液を用いる点である。
【００２６】通常、後処理用に薬液Ａ（ジメチルスルホ
キシド、ヒドロキシルアミン、有機アミン、ピロカテコ
ール及び水の混合液）、薬液Ｂ（モノエタノールアミ
ン、エーテル及びアルコールの混合液）が用いられる
が、アミン系成分を含んでいるために下地にアルミニウ
ムをアタックしていると考えられる。
キシド、ヒドロキシルアミン、有機アミン、ピロカテコ
ール及び水の混合液）、薬液Ｂ（モノエタノールアミ
ン、エーテル及びアルコールの混合液）が用いられる
が、アミン系成分を含んでいるために下地にアルミニウ
ムをアタックしていると考えられる。
【００２７】そこで、本発明者はアミン系を含まない薬
液の中で、芳香族炭化水素、フェノール及びアルキルベ
ンゼンスルフォン酸を混合した薬液が最適であることを
見いだした。
液の中で、芳香族炭化水素、フェノール及びアルキルベ
ンゼンスルフォン酸を混合した薬液が最適であることを
見いだした。
【００２８】また薬液中のジクロルベンゼン、フェノー
ル及びアルキルベンゼンスルフォン酸の重量比は６：
２：２であることが好ましい。これにより、アルミニウ
ムのアタックが防止され、開口部Ｈのエッジに「えぐ
れ」あるいはアンダーカットを生じないため、従来生じ
ていた接続用電極２からのアルミニウムの溶出が防止さ
れる。
ル及びアルキルベンゼンスルフォン酸の重量比は６：
２：２であることが好ましい。これにより、アルミニウ
ムのアタックが防止され、開口部Ｈのエッジに「えぐ
れ」あるいはアンダーカットを生じないため、従来生じ
ていた接続用電極２からのアルミニウムの溶出が防止さ
れる。
【００２９】上記薬液は元来はレジスト剥離用の薬液で
あるためにデポ物（ポリマー）除去能力はやや劣るが、
O2アッシングを適度に行うことにより、デポ物の除去性
を向上させることが可能であることもわかった。
あるためにデポ物（ポリマー）除去能力はやや劣るが、
O2アッシングを適度に行うことにより、デポ物の除去性
を向上させることが可能であることもわかった。
【００３０】なお、保護膜構造としてシリコン窒化膜
（Si3N4膜）が単層であっても本発明を適用することが
できる。この場合、開口部Ｈを形成するためのドライエ
ッチング法として反応性イオンエッチングに限らず、プ
ラズマエッチングやＥＣＲ等を用いてもよい。
（Si3N4膜）が単層であっても本発明を適用することが
できる。この場合、開口部Ｈを形成するためのドライエ
ッチング法として反応性イオンエッチングに限らず、プ
ラズマエッチングやＥＣＲ等を用いてもよい。
【００３１】次に、図２に示すように、全面にメッキ電
極４を形成する。このメッキ電極４は後の工程で金バン
プ電極下に位置するため、ＵＢＭ（Under Bump Metal）
とも呼ばれる。このメッキ電極４は、例えばチタンタン
グステン合金（TiW）、金（Au）を順次スパッタして成
る、Au/ TiW層である。ここで、上層のAu層の厚さは１
００ｎｍ〜２００ｎｍ、下層のTiW層は２００ｎｍ程度
が適当である。上述したように、下地のアンダーカット
ＵＣが生じないので、保護膜３の開口部Ｈの端におい
て、メッキ電極４のステップカバレージは良好となる。
極４を形成する。このメッキ電極４は後の工程で金バン
プ電極下に位置するため、ＵＢＭ（Under Bump Metal）
とも呼ばれる。このメッキ電極４は、例えばチタンタン
グステン合金（TiW）、金（Au）を順次スパッタして成
る、Au/ TiW層である。ここで、上層のAu層の厚さは１
００ｎｍ〜２００ｎｍ、下層のTiW層は２００ｎｍ程度
が適当である。上述したように、下地のアンダーカット
ＵＣが生じないので、保護膜３の開口部Ｈの端におい
て、メッキ電極４のステップカバレージは良好となる。
【００３２】次に、図３（Ａ）に示すように、メッキ電
極４上にフォトレジスト５を塗布し、所定の露光現像を
行うことにより、金バンプ電極形成領域にフォトレジス
ト５の開口部を設ける。ここで、フォトレジスト５の厚
さは、形成する金バンプ電極の高さに応じて決まるが、
金バンプ電極の高さが例えば１５μｍである場合、２０
μｍ程度のものを用いることが適当である。また、フォ
トレジスト５はネガ型又はポジ型レジストを用いること
ができる。
極４上にフォトレジスト５を塗布し、所定の露光現像を
行うことにより、金バンプ電極形成領域にフォトレジス
ト５の開口部を設ける。ここで、フォトレジスト５の厚
さは、形成する金バンプ電極の高さに応じて決まるが、
金バンプ電極の高さが例えば１５μｍである場合、２０
μｍ程度のものを用いることが適当である。また、フォ
トレジスト５はネガ型又はポジ型レジストを用いること
ができる。
【００３３】一方、図３（Ｂ）に示すように、テストエ
レメントグループにおいては、デバイス／プロセス評価
のために、フォトレジスト５の開口部を設けない。そし
て、図４（Ａ）に示すように、電解メッキ法により、フ
ォトレジスト５の開口部に露出されたメッキ電極４上に
金バンプ電極６が形成される。このとき、金バンプ電極
６の高さは例えば１５μｍ程度である。一方、図４
（Ｂ）に示すように、テストエレメントグループにおい
ては、フォトレジスト５の開口部が設けられていないの
で金バンプ電極６は形成されない。次に、図５（Ａ）
（Ｂ）に示すように、フォトレジスト５を除去する。
レメントグループにおいては、デバイス／プロセス評価
のために、フォトレジスト５の開口部を設けない。そし
て、図４（Ａ）に示すように、電解メッキ法により、フ
ォトレジスト５の開口部に露出されたメッキ電極４上に
金バンプ電極６が形成される。このとき、金バンプ電極
６の高さは例えば１５μｍ程度である。一方、図４
（Ｂ）に示すように、テストエレメントグループにおい
ては、フォトレジスト５の開口部が設けられていないの
で金バンプ電極６は形成されない。次に、図５（Ａ）
（Ｂ）に示すように、フォトレジスト５を除去する。
【００３４】次に、図６（Ａ）に示すように、金バンプ
電極６をマスクとした薬品処理によって不要部分のメッ
キ電極４を除去する。ここで、メッキ電極４の上層のAu
層をエッチングするためには王水、下層のTiW層をエッ
チングするためには過酸化水素水H2O2が用いられる。こ
れにより、メッキ電極４は金バンプ電極６の下にのみ残
存し、文字通りＵＢＭ（Under Bump Metal）となる。Ｕ
ＢＭはバリアメタル層として機能する。一方、図６
（Ｂ）に示すように、テストエレメントグループにおい
ては、金バンプ電極６が存在しないため、メッキ電極４
は全面に露出されているが、保護膜３の開口部Ｈの端に
おいて、メッキ電極４のステップカバレージは良好であ
るために、接続用電極２からアルミニウムが上記の薬液
中に溶出することが極力防止される。
電極６をマスクとした薬品処理によって不要部分のメッ
キ電極４を除去する。ここで、メッキ電極４の上層のAu
層をエッチングするためには王水、下層のTiW層をエッ
チングするためには過酸化水素水H2O2が用いられる。こ
れにより、メッキ電極４は金バンプ電極６の下にのみ残
存し、文字通りＵＢＭ（Under Bump Metal）となる。Ｕ
ＢＭはバリアメタル層として機能する。一方、図６
（Ｂ）に示すように、テストエレメントグループにおい
ては、金バンプ電極６が存在しないため、メッキ電極４
は全面に露出されているが、保護膜３の開口部Ｈの端に
おいて、メッキ電極４のステップカバレージは良好であ
るために、接続用電極２からアルミニウムが上記の薬液
中に溶出することが極力防止される。
【００３５】なお、本実施形態においては金バンプ電極
６の形成方法について説明したが本発明の思想はこれに
限定されず、他の材料（例えば銅）のバンプ電極にも適
用することができるものである。
６の形成方法について説明したが本発明の思想はこれに
限定されず、他の材料（例えば銅）のバンプ電極にも適
用することができるものである。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、バンプ電極の「しみ」
の発生を防止し、外観不良及び接触不良の問題を解決す
ることができると共に、メッキ電極のステップカバレー
ジが良好となるので、バンプ電極のメッキ不良を防止す
ることができる。
の発生を防止し、外観不良及び接触不良の問題を解決す
ることができると共に、メッキ電極のステップカバレー
ジが良好となるので、バンプ電極のメッキ不良を防止す
ることができる。
【００３７】特に、近年では多層化された微細デバイス
においては、信頼性向上のためにシリコン窒化膜及びシ
リコン酸化膜の積層膜から成る保護膜を有するデバイス
が一般的となっている。かかる保護膜のエッチング方法
としては化学的ドライエッチング（Chemical Dry Etchi
ng）では不可能であり、反応性イオンエッチングを用い
ることが不可欠となる。
においては、信頼性向上のためにシリコン窒化膜及びシ
リコン酸化膜の積層膜から成る保護膜を有するデバイス
が一般的となっている。かかる保護膜のエッチング方法
としては化学的ドライエッチング（Chemical Dry Etchi
ng）では不可能であり、反応性イオンエッチングを用い
ることが不可欠となる。
【００３８】本発明によれば、保護膜を反応性イオンエ
ッチング法によりエッチングして、金バンプを形成する
ための開口部を接続電極上に形成する際に、後処理用の
薬液として、開口部のエッジにアンダーカットが生じな
いような薬液を用いたので、接続用電極からのアルミニ
ウムの溶出が防止されることにより、金バンプ表面に
「しみ」が発生することが防止される。
ッチング法によりエッチングして、金バンプを形成する
ための開口部を接続電極上に形成する際に、後処理用の
薬液として、開口部のエッジにアンダーカットが生じな
いような薬液を用いたので、接続用電極からのアルミニ
ウムの溶出が防止されることにより、金バンプ表面に
「しみ」が発生することが防止される。
【図１】本発明の実施の形態に係る金バンプ電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る金バンプ電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る金バンプ電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る金バンプ電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る金バンプ電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る金バンプ電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図７】従来例に係る金バンプ電極の形成方法を示す断
面図である。
面図である。
【図８】従来例に係る金バンプ電極の形成方法を示す断
面図である。
面図である。
【図９】従来例に係る金バンプ電極の形成方法を示す断
面図である。
面図である。
１ 集積回路チップ ２ 接続用電極（パッド電極） ３ 保護膜 ３ａ シリコン酸化膜 ３ｂ シリコン窒化膜 ４ メッキ電極 ４' バリアメタル層 ５ フォトレジスト ６ 金バンプ電極 Ｈ 開口部 ＵＣ アンダーカット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA14 DB03 DB07 EB02 FA08 5F033 HH08 HH09 HH13 HH23 PP15 PP27 QQ09 QQ10 QQ13 RR04 RR06 VV07 XX00
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に形成された接続用電極を被覆す
る保護膜に開口部が設けられ、この開口部を介してバン
プ電極を形成するバンプ電極の形成方法において、前記
開口部をドライエッチング法により形成すると共に、当
該ドライエッチングにより生成されたデポ物を除去する
ための後処理において、前記開口部のエッジにアンダー
カットを生じない薬液を用いることを特徴とするバンプ
電極の形成方法。 - 【請求項２】 基板上にアルミニウム又はアルミニウム
合金から成る接続用電極を形成する工程と、 前記接続用電極を含む前記基板上の全面に保護膜を形成
する工程と、 前記接続用電極の中央部上の保護膜をドライエッチング
法によりエッチングすることにより開口部を設ける工程
と、 前記開口部に露出された接続用電極金を含む全面に金層
を含むメッキ電極をスパッタ法により形成する工程と、 前記メッキ電極上のバンプ電極形成領域に開口部を有す
るフォトレジスト層を形成する工程と、 電解メッキ法によりバンプ電極を形成する工程と、 前記フォトレジスト層を除去した後に、前記メッキ電極
をウエットエッチング法により除去する工程と、を具備
し、 前記接続用電極の中央部上の保護膜をドライエッチング
法によりエッチングすることにより開口部を設ける工程
において、当該エッチングにより生成されたデポ物を除
去するための後処理の際に、前記開口部のエッジにアン
ダーカットを生じない薬液を用いることを特徴とするバ
ンプ電極の形成方法。 - 【請求項３】 前記保護膜は、シリコン窒化膜の単層か
ら成ることを特徴とする請求項２に記載のバンプ電極の
形成方法。 - 【請求項４】 前記保護膜は、シリコン酸化膜及びシリ
コン窒化膜の積層膜から成ることを特徴とする請求項２
に記載のバンプ電極の形成方法。 - 【請求項５】 前記ドライエッチング法は反応性イオン
エッチングであることを特徴とする請求項４に記載のバ
ンプ電極の形成方法。 - 【請求項６】 前記薬液は芳香族炭化水素、フェノール
及びアルキルベンゼンスルフォン酸を混合した薬液であ
ることを特徴とする請求項２に記載のバンプ電極の形成
方法。 - 【請求項７】 前記薬液中の芳香族炭化水素、フェノー
ル及びアルキルベンゼンスルフォン酸の重量比は６：
２：２であることを特徴とする請求項６に記載のバンプ
電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001025156A JP2002231748A (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | バンプ電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001025156A JP2002231748A (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | バンプ電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002231748A true JP2002231748A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18890194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001025156A Pending JP2002231748A (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | バンプ電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002231748A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006061875A1 (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Renesas Technology Corp. | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008235728A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Eudyna Devices Inc | 半導体装置 |
| KR100943896B1 (ko) | 2003-02-20 | 2010-02-24 | 엘지전자 주식회사 | 화합물 반도체 소자의 제조방법 |
| WO2015147848A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Intel Corporation | Anchored interconnect |
| US9399822B2 (en) | 2013-09-17 | 2016-07-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid compositions and methods of fabricating a semiconductor device using the same |
-
2001
- 2001-02-01 JP JP2001025156A patent/JP2002231748A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100943896B1 (ko) | 2003-02-20 | 2010-02-24 | 엘지전자 주식회사 | 화합물 반도체 소자의 제조방법 |
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| JPWO2006061875A1 (ja) * | 2004-12-06 | 2008-08-07 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置の製造方法 |
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| WO2015147848A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Intel Corporation | Anchored interconnect |
| US9818710B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-11-14 | Intel Corporation | Anchored interconnect |
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