JPH1187331A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1187331A
JPH1187331A JP23572897A JP23572897A JPH1187331A JP H1187331 A JPH1187331 A JP H1187331A JP 23572897 A JP23572897 A JP 23572897A JP 23572897 A JP23572897 A JP 23572897A JP H1187331 A JPH1187331 A JP H1187331A
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JP
Japan
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film
passivation film
etching
metal conductor
inorganic passivation
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Pending
Application number
JP23572897A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Satake
哲郎 佐竹
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 残留フッ素系ガスを除去し、露出している金
属膜の腐食、汚れおよびワイヤボンド不良などを防止す
る。 【解決手段】 半導体基板3上に所定の形状に形成され
た金属導体膜4上に、無機パシベーション膜2を形成し
た後、感光性の有機パシベーション膜1をフォトリソグ
ラフィ工程で所定の形状に形成したものを硬化し、硬化
後の有機パシベーション膜1をマスクとして下層の無機
パシベーション膜2をプラズマエッチングを用いて除去
し下層の金属導体膜4を表出させる工程で、フッ素系ガ
スで無機パシベーション膜2を除去した後、酸素ガスプ
ラズマのみでエッチング処理を行う。これにより、金属
導体膜4上および有機パシベーション膜1上に吸着して
いる残留フッ素系ガスが酸化して除去され、エッチング
後のウエハ切削工程で、金属導体膜4の腐食、汚れおよ
びワイヤボンド不良を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、有機パシベーシ
ョン膜をエッチングのマスクとして用いて無機パシベー
ション膜をエッチングする半導体装置の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置内部の回路素子を応力、水
分、α線等から保護するために金属導体膜で形成された
配線の上部に無機パシベーション膜を、さらにその無機
パシベーション膜の上にポリイミド等の有機パシベーシ
ョン膜を設けることは一般的である。この場合、一部の
パシベーション膜をエッチングして半導体装置内部の回
路と外部の間で電気信号を伝達するために金属導体膜
(電極)を表出させることが必要である。所定の形状に
形成し硬化処理を行った感光性の有機パシベーション膜
をマスクとして下層の無機パシベーション膜をプラズマ
エッチングし下層のAlパッド等の金属導体膜を表出さ
せる方法(方法B)は工程省略の方法としてよく用いら
れている。この場合、下地の金属導体膜をエッチングす
ることなく無機パシベーション膜のみをエッチングする
必要があるため、CF4 あるいはCHF 3 等のフッ素系
ガスをエッチングガスとして用いる。
【0003】無機パシベーション膜をあらかじめフォト
リソグラフィ工程とプラズマエッチング工程で除去した
後に有機パシベーション膜を形成する方法(方法C)と
比較すると方法Bは大幅に工程数を省略することが出来
るため非常に有効な方法である。方法Bと方法Cの工程
を表1に示す。
【0004】
【表1】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法Bではエッチングの次工程のウエハの部品加工及び
組立工程すなわち所定の厚みに裏面を研削するあるいは
所定の形状にウエハを切削する等の工程で、露出してい
る金属導体膜の表面が腐食するという問題があった。ま
た、ウエハの切削屑が金属導体膜上に付着し電気信号を
半導体装置内部と外部で伝達するワイヤボンドが金属導
体膜上に付着しないという不都合、不良が生じることが
わかった。かかる不都合の発生原因は明らかではない
が、エッチング処理の際に用いたフッ素系プラズマガス
が半導体装置表面上に残留する事で以下の様な機構で不
具合が発生していると考えられる。
【0006】(1)ウエハの加工の際に使用する水の中
で残留フッ素系ガスがフッ酸に変化し金属導体膜上で電
池反応を起こし金属導体膜を腐食させる。 (2)腐食した金属導体膜はその表面粗さが粗くなり切
削屑が表面に容易に付着する。 (3)ウエハを切削する際には水流を用いて切削屑の除
去を行うが、残留フッ素系ガスによりウエハ表面が疎水
性となるため切削屑を含んだ水が局所的に凝集しやす
い。凝集した水がウエハ上に残留し最終的に乾燥した後
に切削屑が局所的に凝集する。
【0007】したがって、この発明の目的は、かかる問
題の検討並びに不都合に鑑みてなされたもので、残留フ
ッ素系ガスを除去し、露出している金属導体膜の腐食、
汚れおよびワイヤボンド不良などを防止することができ
る半導体装置の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に
所定の形状に形成された金属導体膜上に、無機パシベー
ション膜を形成した後、感光性の有機パシベーション膜
をフォトリソグラフィ工程で所定の形状に形成したもの
を硬化し、硬化後の有機パシベーション膜をマスクとし
て下層の無機パシベーション膜をプラズマエッチングを
用いて除去し下層の金属導体膜を表出させる工程で、フ
ッ素系ガスで無機パシベーション膜を除去した後、酸素
(O2 )ガスプラズマのみでエッチング処理を行うこと
を特徴とするものである。
【0009】このように、フッ素系ガスで無機パシベー
ション膜を除去した後、酸素ガスプラズマのみでエッチ
ング処理を行うので、金属導体膜上および有機パシベー
ション膜上に吸着している残留フッ素系ガスは酸化され
ることで除去される。そして、表面に吸着したフッ素系
ガスが除去されることにより、エッチングの後のウエハ
を所定の形状に切削する工程で、金属導体膜を腐食させ
ることはなく、これに伴い切削屑が金属導体膜表面に付
着して汚れることもないのでワイヤボンドを金属導体膜
に確実に接着させることができる。
【0010】また、酸素ガスプラズマでエッチングを行
うと、無機パシベーション膜及び金属導体膜についてエ
ッチングされない。一方、有機パシベーション膜は酸素
ガスプラズマで酸化されてエッチングされるが、フッ素
系ガスを除去するのに必要な時間範囲内ではパシベーシ
ョンの膜厚が0.01μm〜0.1μm減少する程度で
あり、パシベーションとしての機能には大きな影響を及
ぼさない。
【0011】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態の半導体装
置の製造方法を図1〜図3に基づいて説明する。図1は
この発明の実施の形態で有機パシベーションをマスクと
して無機パシベーション膜をエッチングした状態の断面
図である。図2はこの発明の実施の形態で金属導体膜上
に無機パシベーション膜を形成した状態の断面図、図3
はこの発明の実施の形態で無機パシベーション膜上に有
機パシベーション膜を所定の形状に形成した状態の断面
図を示す。図1において、1は感光性の有機パシベーシ
ョン膜、2はシリコンナイトライド(Si3 4)膜等か
らなる無機パシベーション膜、3は半導体基板、4はア
ルミニウム(Al)あるいはアルミニウム合金膜等から
なる金属導体膜である。
【0012】上記のように構成された半導体装置の製造
方法(方法A)の工程を表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】すなわち、半導体基板3上に所定の形状に
形成された金属導体膜4上に、無機パシベーション膜2
を形成した後(工程1)、感光性の有機パシベーション
膜1をフォトリソグラフィ工程で所定の形状に形成した
ものを硬化する(工程2〜5)。硬化後の有機パシベー
ション膜1をマスクとして下層の無機パシベーション膜
2をプラズマエッチングを用いて除去し下層の金属導体
膜4を表出させる。このとき、CF4 あるいはCHF3
等のフッ素系ガスで無機パシベーション膜2を除去した
後(工程6)、酸素(O2 )ガスプラズマのみでエッチ
ング処理を行う(工程7)。
【0015】つぎに、半導体装置の製造方法の実施例に
ついて説明する。
【0016】
【実施例】図2に示すように、所定の形状に形成された
Al膜(金属導体膜4)上にCVDで膜厚1μmのSi
3 4 膜(無機パシベーション膜2)を形成する。形成
されたSi3 4 膜上に旭化成(株)製の感光性ポリイ
ミド前駆体I−8320Aを用いて硬化後、膜厚7μm
のポリイミド膜(有機パシベーション膜1)を形成す
る。ポリイミド膜をマスクとして用いてSi3 4 膜を
エッチングし電気信号を取り出すAlパッドを表出させ
るために、フォトリソグラフィ工程でポリイミド膜には
あらかじめ所定の形状の開口部が設けてある。ポリイミ
ド膜は所定のパターンを形成後窒素雰囲気下で硬化処理
を行う。ポリイミド膜を形成した状態の半導体装置の断
面を図3に示す。
【0017】この後、上記半導体基板を東京エレクトロ
ン社製ドライエッチング装置TE−8500を用いて表
3に示すガス組成1でまず95秒エッチングを行い、S
34 を除去して金属導体膜4のAlパッドを表出さ
せる。終了後引き続きドライエッチャー内のガスを排出
し、排出終了後表3に示す組成2のガスを再度チャンバ
内に充填して10秒間エッチングを行う。エッチング終
了後の半導体装置の断面を図1に示す。拡散工程終了後
のウエハを以下の手順で組立、部品加工工程を行う。
【0018】(1)バックグラインドシートをウエハ主
面に接着した後、ウエハ厚み300μmまで裏面を研削
する。 (2)バックグラインドシートを機械的に剥離した後、
ウエハ面に残留したシートの糊成分を純水で洗浄し除去
する。 (3)ダイシング装置を用いてウエハを所定のチップ形
状に切削し半導体チップを作製した。切削時には切削ブ
レードの加熱防止及び切削屑の除去のために純水をブレ
ード、ウエハ表面に供給した。
【0019】比較例 上記実施例で組成2のガスを用いたエッチングを行わず
に、その他の工程は同じ方法を用いて半導体チップを作
製した。
【0020】
【表3】
【0021】実施例、比較例で作製された工程(2)終
了後のウエハ及び工程(3)の終了後の半導体チップの
50個のAlパッドの表面観察を行った。また工程
(3)終了後の半導体チップについて所定のリードフレ
ームに接着し、30mmφの金線を用いて前記Alパッ
ド上にワイヤボンドを1000箇所行った。比較例のウ
エハではパッド表面に数μm程度の腐食孔が多数観察さ
れた、チップ状態ではパッド表面に切削屑が付着してい
た。これらの付着物は超音波洗浄でも除去することが出
来なかった。また比較例のワイヤボンドでは金ボールが
Alパッドに接着しない不良が発生した。不良数の結果
を表4に示す。
【0022】
【表4】
【0023】以上のようにこの実施の形態によれば、フ
ッ素系ガスで無機パシベーション膜2を除去した後、酸
素ガスプラズマのみでエッチング処理を行うので、金属
導体膜4上および有機パシベーション膜1上に吸着して
いる残留フッ素系ガスは酸化されることで除去される。
そして、表面に吸着したフッ素系ガスが除去されること
により、エッチングの後のウエハを所定の形状に切削す
る工程で、残留フッ素系ガスがフッ酸に変化して金属導
体膜4上で電池反応を起こし金属導体膜4を腐食させる
ということはなく、これに伴い切削屑が金属導体膜4表
面に付着し難い構造となり、金属導体膜4表面の汚れを
防止できるのでワイヤボンドを金属導体膜4に確実に接
着させることができる。
【0024】また、酸素ガスプラズマでエッチングを行
うと、無機パシベーション膜2及び金属導体膜4につい
てエッチングされない。一方、有機パシベーション膜1
は酸素ガスプラズマで酸化されてエッチングされるが、
フッ素系ガスを除去するのに必要な時間範囲内ではパシ
ベーションの膜厚が0.01μm〜0.1μm減少する
程度であり、パシベーションとしての機能には大きな影
響を及ぼさない。
【0025】
【発明の効果】この発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、フッ素系ガスで無機パシベーション膜を除去した
後、酸素ガスプラズマのみでエッチング処理を行うの
で、金属導体膜上および有機パシベーション膜上に吸着
している残留フッ素系ガスは酸化されることで除去され
る。そして、表面に吸着したフッ素系ガスが除去される
ことにより、エッチングの後のウエハを所定の形状に切
削する工程で、残留フッ素系ガスがフッ酸に変化して金
属導体膜上で電池反応を起こし金属導体膜を腐食させる
ということはなく、これに伴い切削屑が金属導体膜表面
に付着し難い構造となり、金属導体膜表面の汚れを防止
できるのでワイヤボンドを金属導体膜に確実に接着させ
ることができる。
【0026】また、酸素ガスプラズマでエッチングを行
うと、無機パシベーション膜及び金属導体膜についてエ
ッチングされない。一方、有機パシベーション膜は酸素
ガスプラズマで酸化されてエッチングされるが、フッ素
系ガスを除去するのに必要な時間範囲内ではパシベーシ
ョンの膜厚が0.01μm〜0.1μm減少する程度で
あり、パシベーションとしての機能には大きな影響を及
ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態でフッソ系ガスでのエッ
チング終了後、引き続き酸素プラズマを用いてエッチン
グを行った状態の半導体装置の断面図である。
【図2】この発明の実施の形態で金属導体膜上に無機パ
シベーション膜を形成した状態の半導体装置の断面図で
ある。
【図3】この発明の実施の形態で無機パシベーション膜
を形成した後、感光性の有機パシベーション膜を所定の
形状に形成し硬化した状態の半導体装置の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 有機パシベーション膜 2 無機パシベーション膜 3 半導体基板 4 金属導体膜(Alパッド)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に所定の形状に形成された
    金属導体膜上に、無機パシベーション膜を形成した後、
    感光性の有機パシベーション膜をフォトリソグラフィ工
    程で所定の形状に形成したものを硬化し、硬化後の前記
    有機パシベーション膜をマスクとして下層の前記無機パ
    シベーション膜をプラズマエッチングを用いて除去し下
    層の前記金属導体膜を表出させる工程で、フッ素系ガス
    で無機パシベーション膜を除去した後、酸素(O2 )ガ
    スプラズマのみでエッチング処理を行うことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP23572897A 1997-09-01 1997-09-01 半導体装置の製造方法 Pending JPH1187331A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009524217A (ja) * 2006-01-12 2009-06-25 クリー インコーポレイテッド 炭化ケイ素デバイス用のエッジ終端構造およびエッジ終端構造を含む炭化ケイ素デバイスの製造方法
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