(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上にワイヤーボンディング用パッドとしての第１の導電膜を形成する工程と、前記第１の導電膜を絶縁膜で被覆する工程と、前記第１の導電膜における所定の領域上の前記絶縁膜を任意の形状に選択的に途中までエッチングし、凹凸のある絶縁膜を残す工程と、前記所定の領域上の凹凸のある絶縁膜をさらにエッチングして凹部に対応する部分は前記第１の導電膜を露出させ、凸部に対応する部分は周囲の絶縁膜より高さの低い島状の絶縁膜を残すような開口部を形成する工程と、前記開口部に、前記第１の導電膜の露出した部分に導通する第２の導電膜を埋め込み、周囲の前記絶縁膜の表面とほぼ同じ高さになるように加工する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
開口部に第２の導電膜を埋め込む工程は、導電材料を堆積した後に熱処理し、前記導電材料をフローさせる工程を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
開口部に第２の導電膜を埋め込む工程は、前記半導体基板を加熱しながら導電材料を堆積と同時にフローさせる工程を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置のワイヤーボンディング工程において、ボンディング部の段差をなくすことで、安定したボンディングを実施することの可能な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】
以下、一般に行われているワイヤーボンディング工程を含む従来の半導体装置の製造方法について説明する。図２は、従来の半導体装置の製造工程を示したもので、１は半導体基板、２は第１絶縁膜、３は導電膜、４は第２絶縁膜、９はワイヤーボンディング時に形成された金のボールである。
【０００３】
まず、図２（ａ）に示すように、導電型決定不純物が一様に導入された半導体基板１上に第１絶縁膜２を形成し、次に、導電膜３を形成した後、半導体装置上で所定パターンの配線、電極パッドとなるように、所定の寸法に加工する。次いで導電膜３の上に第２絶縁膜４を形成した後、フォトレジスト５をパターニングする。
【０００４】
続いて、図２（ｂ）に示すように、第２絶縁膜４を選択的にエッチングしてワイヤーボンディング用の接続孔を形成し、図２（ｃ）に示すように、金線を超音波熱圧着方式でワイヤーボンドする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上ような従来の半導体装置の製造工程においては、ワイヤーボンドするための接続孔を形成すると、導電膜３と第２絶縁膜４との間に段差が生じる。これにより、ワイヤーボンディングの際の超音波パワーの減衰が発生することが多くなる。
【０００６】
これは、特に第２絶縁膜４の接続孔からワイヤーボンディング位置が少しずれた場合、段差で生じた側壁方向、つまり横方向にも超音波パワーが伝達され、導電膜３に本来伝達されるべきパワーが損なわれるためである。このため、導電膜３の平面部におけるボンディング部の共晶反応が進みにくくなるとともに、導電膜３と第２絶縁膜４の段差の境界部分でも共晶反応の悪い箇所ができ、全体として安定したワイヤーボンドを実現することができないという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、半導体装置のワイヤーボンド箇所の導電膜と絶縁膜の段差をなくすことで、安定したボンディングを実施するようにした半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この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、半導体基板上にワイヤーボンディング用パッドとしての第１の導電膜を形成する工程と、前記第１の導電膜を絶縁膜で被覆する工程と、前記第１の導電膜における所定の領域上の前記絶縁膜を任意の形状に選択的に途中までエッチングし、凹凸のある絶縁膜を残す工程と、前記所定の領域上の凹凸のある絶縁膜をさらにエッチングして凹部に対応する部分は前記第１の導電膜を露出させ、凸部に対応する部分は周囲の絶縁膜より高さの低い島状の絶縁膜を残すような開口部を形成する工程と、前記開口部に、前記第１の導電膜の露出した部分に導通する第２の導電膜を埋め込み、周囲の前記絶縁膜の表面とほぼ同じ高さになるように加工する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
上記開口部に第２の導電膜を埋め込む工程は、導電材料を堆積した後に熱処理し、前記導電材料をフローさせる工程か、前記半導体基板を加熱しながら導電材料を堆積と同時にフローさせる工程を含むようにする。
【００１２】
上記本発明の半導体装置の構成若しくは製造方法によれば、ワイヤーボンドするため導電膜とその周囲の絶縁膜の段差をなくし、安定したボンディングを実施することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるワイヤーボンディング工程を含む半導体装置の製造方法を示したものである。まず、図１（ａ）に示すように、導電型決定不純物が一様に導入された半導体基板１上に第１絶縁膜２を形成し、次に、アルミニウム合金膜、銅膜などからなるワイヤーボンディング用パッドとしての第１導電膜３を形成する。次いで、第１絶縁膜２および第１導電膜３の上に第２絶縁膜４を形成し、続いてフォトレジスト５をパターン形成する。このフォトレジストパターンは第１導電膜３の所定領域上で短冊状の細い開口を多数有するもの、ほぼ正方形または円形の開口を多数並べたもの、あるいは細い溝を適当に一様な密度で配置したもの等、任意に形成することができる。
【００１５】
次に、図１（ｂ）に示すように、フォトレジスト５のパターンをマスクとして第１導電膜３上にある第２絶縁膜４の露出された部分の約半分の膜厚をエッチングした後、フォトレジスト５を除去する。次に、図１（ｃ）に示すように、再度フォトレジスト６をパターン形成するが、このフォトレジストパターンは広い開口からなるものとする。そして、フォトレジスト６をマスクとしてさらに異方性の高いエッチング方法で、第１導電膜３の表面が一部露出するまで、第２絶縁膜４をエッチングする。第１導電膜３上には、島状の絶縁膜７が残っている。
【００１６】
続いて、図１（ｄ）に示すように、アルミニウム合金膜や銅膜からなる第２導電膜８を、基板温度が約２００℃〜５００℃程度でスパッタリング堆積する。この第２導電膜８の堆積においては、図１（ｃ）に示すように、第１導電膜３の表面上に第２絶縁膜が部分的にエッチングされ狭い間隔で配置された島状になった絶縁膜７が存在し、その高さは、第１絶縁膜上にある第２絶縁膜より低くなっている。絶縁膜７の狭い間隔と基板加熱スパッタリング堆積のために、第２導電膜８は絶縁膜７の間に容易に埋め込み形成される。
【００１７】
続いて、図１（ｅ）に示すように、機械化学研磨法（ＣＭＰ法）により、第２導電膜８を第２絶縁膜４の表面とほぼ同じ位置まで研磨し、かつ第２絶縁膜上面には第２導電膜が残らないようにする。こうして第２導電膜８は開口部に埋め込まれ、開口部の表面はほぼ平坦となる。そして、図１（ｆ）に示すように超音波熱圧着で金線のワイヤーボンディングを実施して半導体装置を完成させる。
【００１８】
以上のように、上記実施の形態１においては、第１導電膜３上に間隔の狭い島状になった絶縁膜７を設けて、第２導電膜８を埋め込むようにし、さらにＣＭＰ法で第２導電膜８と第２絶縁膜４の表面を平坦にしたことにより段差がなくなり、ワイヤーボンディング時の超音波が分散して金線と導電膜との共晶反応を阻害するということがなくなり、したがって安定したボンディングを実施することが可能となる。
【００１９】
上記の実施の形態１では、ボンディングパッドとなる第１導電膜３上に形成する島状の絶縁膜７を第１の導電膜周辺の絶縁膜４よりも低く形成し、第２導電膜８で第１導電膜３上の開口部を全部埋めるようにした。しかし、図１（ａ）の工程で、フォトレジスト５のパターンを形成後、これをマスクとして第２絶縁膜４の全膜厚を選択的にエッチングして第１導電膜３の表面を露出させ、フォトレジスト５のパターンを除去した後、直ちに第２導電膜８を堆積して埋め込む工程としてもよい。この後の工程は、図１（ｅ），（ｆ）と同じである。この場合は、ワイヤーボンディングをする領域表面に島状の絶縁膜７が露出し、ボンディングワイヤーと埋め込まれ平坦化された第２導電膜８との接触面積は減少するが、図１に示した製造方法よりも工程数が少なくなるという利点がある。
【００２０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるワイヤーボンディング工程を含む半導体装置の製造方法を示したものである。まず、図３（ａ）に示すように、実施の形態１と同様に、第２絶縁膜４まで形成した後、ワイヤーボンディングパッドとなる第１導電膜３上が大きく開口したパターンを有するフォトレジスト５を形成する。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、フォトレジスト５をマスクとして第２絶縁膜４をエッチングして開口し、第１導電膜３の表面を露出させた後、図３（ｃ）に示すように、アルミニウム合金などからなる第２導電膜８を堆積後、５００℃以上の熱処理により、第２導電膜８をフローさせ、図３（ｄ）に示すように、開口部を埋め込み形成する。
【００２２】
その後の工程は、図３（ｅ），（ｆ）に示すように、実施の形態１と同様に、第２導電膜８を研磨して平坦化し、ワイヤーボンディングする。
【００２３】
以上の実施の形態２では、大きい開口部に直接第２導電膜８を埋め込むので、ボンディング部に多少の凹部が生じやすいが、このようにしても、ボンディング時の超音波パワーの分散を軽減することができる。また、第２導電膜８を堆積後高温熱処理によりフローして埋め込んだが、その代わりに、第２導電膜８を堆積する際、３００℃以上の高温条件下で導電膜材料をフローさせながら堆積し、直接開口部に埋め込むことも可能である。そしてこれらのフローを含む第２導電膜８の堆積は、実施の形態１においても適用できる。
【００２４】
以上のように、本発明の半導体装置の製造方法によれば、ワイヤーボンドするためのパッドとなる導電膜と、その周辺の絶縁膜との間に段差をなくすことで、安定したワイヤーボンディングを実現することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ワイヤーボンドするため導電膜と絶縁膜の段差をなくし、安定したワイヤーボンディングを実施することができる優れた半導体装置の製造方法を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【図２】従来例の半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【図３】本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【符号の説明】
１  半導体基板
２  第１絶縁膜
３  第１導電膜
４  第２絶縁膜
５，６  フォトレジスト
７  島状の絶縁膜
８  第２導電膜
９  ワイヤーボンディングのボール
【図１】
0003571252.tif 000002
【図２】
0003571252.tif 000003
【図３】
0003571252.tif 000004