(57)【要約】【課題】  バンプを形成する工程で同時に配線を形成することで配線がショートする問題を解消し、その配線を保護し、加えて半導体装置すべてを保護する。【解決手段】  半導体電極２の位置を開口するように表面保護膜３で覆ったウェハ状の半導体装置１の全面にバリアメタル膜４を形成し、このバリアメタル膜４をマスク工程、エッチング工程により少なくとも半導体電極２上に形成されるようにパターニングする工程と、バリアメタル膜４をパターニングした半導体装置１に、樹脂膜６を塗布し、半導体装置１の半導体電極２上を含むバンプ形成箇所の樹脂膜６を開口する工程と、樹脂膜６の開口部分にめっきを行うことでバンプ７を形成する工程と、樹脂膜６を削りバンプ頂部を樹脂膜６より高い位置にする工程と、樹脂膜６を削った半導体装置１をダイシング工程で切り出す工程とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体電極の位置を開口するように表面保護膜で覆ったウェハ状の半導体装置の全面にバリアメタル膜を形成し、このバリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程により少なくとも前記半導体電極上に形成されるようにパターニングする工程と、
前記バリアメタル膜をパターニングした半導体装置に、樹脂膜を塗布し、前記半導体装置の半導体電極上を含むバンプ形成箇所の樹脂膜を開口する工程と、
前記樹脂膜の開口部分にめっきを行うことでバンプを形成する工程と、
前記樹脂膜を削り前記バンプ頂部を前記樹脂膜より高い位置にする工程と、
前記半導体装置をダイシング工程で切り出す工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程でパターニングする際、ウェハ全体のバリアメタル膜を全て電気的に導通させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ウェハのスクライブラインにバリアメタル膜を残し繋ぐことで、ウェハ全体のバリアメタル膜をすべて電気的に導通させる請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程でパターニングする際、前記バリアメタル膜で前記表面保護膜上に配線を形成する請求項１，２または３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記表面保護膜上に形成したバリアメタル膜からなる配線上に、前記樹脂膜を形成することでバリアメタル膜からなる配線を保護する請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体装置を切り出すダイシング工程で、スクライプラインに存在する不要なバリアメタル膜を全て切除する請求項１，２，３，４または５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、特にバンプ付き半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バンプ付き半導体装置の作成方法に関して、従来技術について、以下、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図５（Ａ）〜（Ｆ）は従来例として、バンプ付き半導体装置の作成方法の平面図であり、図５（ａ）〜（ｆ）は従来例として、バンプ付き半導体装置の作成方法の断面図である。尚、この断面図は図５（Ａ）の平面図をｉの方向から切った図である。
【０００４】
以上の様なバンプ付き半導体装置の作成方法についてその内容を説明する。
【０００５】
図５（Ａ）、（ａ）に示すように、まず、拡散工程で、半導体装置１の内部回路を形成するとともに、外部の装置や基板などと電気的な接合をとる為に使用する電極パッドである半導体電極２を形成する。通常この半導体電極２は導電性があり加工しやすい金属が材料として使用されており、その代表的な物質がＡｌである。またＡｌなどの金属を電気的に移動させてしまうエレクトロマイグレーション対策の為にこのＡｌの中にＳｉやＣｕ等を混ぜる場合もある。その後、この半導体装置の内部回路部分を保護する為に表面保護膜３で半導体電極２の全体を覆い、その後、エッチング等で半導体電極２に開口部分を形成する。表面保護膜３の材料としては内部回路を腐食させないよう吸湿性が低く密封性が良好なＰｌ−ＳｉＮが広く用いられる。またその後、半導体装置１を保護する為、半導体電極２からある程度離した場所にポリイミドを始めとする樹脂膜６を形成する場合もある。
【０００６】
図５（Ｂ）、（ｂ）に示すように、その後、半導体装置１全面、半導体電極２全面に導電性の金属薄膜であるバリアメタル４をスパッタリング等で形成する。このバリアメタル４を形成する目的は後の工程でめっきを行う為にこのバリアメタル４を電極として用いる為である。このバリアメタル４は通常２層で形成され各層０．１から０．５μｍ程度の膜厚で形成される。バリアメタル１層目（下層）としては、半導体電極２の材料であるＡｌに近い金属であるＴｉやＴｉＷが用いられる。また、バリアメタル２層目（上層）としては、後にめっきにより形成されるバンプの材料に近い金属、例えばバンプがＡｕやＣｕなどで形成されていた場合はバリアメタル２層目にはＡｕやＣｕやＰｄなどが使用される。バリアメタルを２層で形成する理由としてバリアメタル第２層目はめっきを行う際シード層として用いる為、導電性の良いＡｕやＰｄやＣｕを使用する必要があるが、このＡｕやＰｄやＣｕは半導体電極２の材料であるＡｌとの相性が悪く半導体電極２上にバリアメタル第２層を直接形成した場合には密着力が弱く剥がれてしまう恐れがある為である。
【０００７】
図５（Ｃ）、（ｃ）に示すように、その後、バリアメタル４全面にめっきレジスト（樹脂膜）６’を塗布する。このめっきレジストであるが後に成長させるバンプに対して十分に厚い膜厚で形成を行うことが重要である。たとえばバンプ高さを１５μｍと設定するならば本樹脂膜６’は２０μｍの膜厚で形成する必要がある。また、高膜厚で形成する為に高粘度のレジストを使用する必要がある。その後、マスク工程（露光、現像工程）でこの樹脂膜６’のパターニングを行う。このパターニングの際、図５（Ｃ）に示すようにバンプを形成する部分を開口させる。
【０００８】
図５（Ｄ）、（ｄ）に示すように、その後、めっき工程でバンプ７の形成を行う。通常、バンプ７の材料にはＡｕやＣｕやはんだなどが用いられる。またこのめっきであるが通常は電解めっきで形成する。
【０００９】
図５（Ｅ）、（ｅ）に示すように、その後、めっきレジスト６’の除去を行う。
【００１０】
図５（Ｆ）、（ｆ）に示すように、その後、エッチング工程で余分なバリアメタル４を除去するエッチングを行う。このエッチングはウェットエッチング（薬液を使用し化学反応でバリアメタルを除去する方法）で行われるバリアメタルの材質によりエッチング液の組成は変化する。エッチングを行い不要な部分のバリアメタル４を除去した後、エッチングレジストを除去する。その後、必要であればアニール等を入れる。その後、ダイシング工程で半導体装置１を形成したウェハの切断を行う。方法としてはダイサーのダイシングカッターを用いてカットを行う。以上の方法でバンプ付き半導体装置の作成を行う。
【特許文献１】特開２０００−２４３７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図５に示すバンプ付き半導体装置の作成方法では以下の問題点がある。
【００１２】
まず第１に半導体装置１の表面保護膜３上での配線形成が不可能であることが挙げられる。すなわちバンプ形成の際、表面保護膜３上には何も形成しない為１層分であるが配線を形成できず半導体装置自体の集積率が落ちてしまう。また、図６（Ａ）、（ａ）に示すようにバンプ７を形成する際にめっきで配線を形成することも可能であるがバンプ７と配線の高さがほぼ同じになってしまう恐れがある。尚、この図６（ａ）の断面図は図６（Ａ）の平面図をiiの方向から切った図である。このことで後のパッケージ工程や組立工程でこの配線自体が他のものとショートしたりする異常が発生する恐れがある。また配線自体が剥き出しの為、組立樹脂の水分などにより配線自体が腐食したりマイグレーションを起こしたりする恐れがある。
【００１３】
第２に樹脂膜の保護の問題が挙げられる。すなわち樹脂膜が半導体装置１のすべてを保護できない問題がある。図６（Ｂ）、（ｂ）に示すように通常樹脂膜６はバンプ７からある程度離した部分に形成される為、バンプ付近の表面保護膜には樹脂膜は被らずその分だけ信頼性が落ちてしまう恐れが発生する。尚、この図６（ｂ）の断面図は図６（Ｂ）の平面図をiiの方向から切った図である。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、バンプを形成する工程で同時に配線を形成することで配線がショートすることを防止し、その配線を保護し、加えて半導体装置すべてを保護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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法は、半導体電極の位置を開口するように表面保護膜で覆ったウェハ状の半導体装置の全面にバリアメタル膜を形成し、このバリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程により少なくとも前記半導体電極上に形成されるようにパターニングする工程と、前記バリアメタル膜をパターニングした半導体装置に、樹脂膜を塗布し、前記半導体装置の半導体電極上を含むバンプ形成箇所の樹脂膜を開口する工程と、前記樹脂膜の開口部分にめっきを行うことでバンプを形成する工程と、前記樹脂膜を削り前記バンプ頂部を前記樹脂膜より高い位置にする工程と、前記半導体装置をダイシング工程で切り出す工程とを含む。
【００１６】
請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程でパターニングする際、ウェハ全体のバリアメタル膜を全て電気的に導通させる。
【００１７】
請求項３記載の半導体装置の製造方法は、請求項１または２記載の半導体装置の製造方法において、前記ウェハのスクライブラインにバリアメタル膜を残し繋ぐことで、ウェハ全体のバリアメタル膜をすべて電気的に導通させる。
【００１８】
請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項１，２または３記載の半導体装置の製造方法において、前記バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程でパターニングする際、前記バリアメタル膜で前記表面保護膜上に配線を形成する。
【００１９】
請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項４記載の半導体装置の製造方法において、前記表面保護膜上に形成したバリアメタル膜からなる配線上に、前記樹脂膜を形成することでバリアメタル膜からなる配線を保護する。
【００２０】
請求項６記載の半導体装置の製造方法は、請求項１，２，３，４または５記載の半導体装置の製造方法において、半導体装置を切り出すダイシング工程で、スクライプラインに存在する不要なバリアメタル膜を全て切除する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体電極の位置を開口するように表面保護膜で覆ったウェハ状の半導体装置の全面にバリアメタル膜を形成し、バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程により少なくとも半導体電極上に形成されるようにパターニングする工程を含むので、半導体装置の表面保護膜上での配線形成が可能となる。すなわち従来はバンプ形成の際、表面保護膜上には何も形成しない為、１層分配線を形成できず半導体装置自体の集積率が落としてしまっていたが、本発明ではバンプの下側のバリアメタルを形成する際、配線の形成も可能となる。また、従来はバンプを形成する際にめっきで配線を形成することでバンプと配線の高さがほぼ同じになってしまい、配線が他のものとショートする場合があったが、本発明ではバリアメタルのみで配線を形成することで、配線がショートする問題を解消できる。また従来は配線自体が剥き出しの為、樹脂の水分などにより配線自体が腐食したりマイグレーションを起こしたりする恐れがあったが、本発明では配線を樹脂膜で保護することで、配線が腐食、マイグレーションを起こす問題を解消できる。
【００２２】
また、バリアメタル膜をパターニングした半導体装置に、樹脂膜を塗布し、半導体装置の半導体電極上を含むバンプ形成箇所の樹脂膜を開口する工程と、樹脂膜の開口部分にめっきを行うことでバンプを形成する工程とを含むので、樹脂膜の保護の問題が解消できる。すなわち従来は樹脂膜が半導体装置のすべてを保護できない問題があったが、本発明では半導体装置の半導体電極上をはじめとする予めバンプを形成させようとしている箇所の樹脂膜を開口させ、その開口部分にめっき工程においてめっきを行うことでバンプを形成させること、すなわち半導体装置を保護する樹脂膜をめっきレジストとして使用することで半導体装置のすべてを樹脂膜で保護することが可能となる。
【００２３】
請求項２では、バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程でパターニングする際、ウェハ全体のバリアメタル膜を全て電気的に導通させるので、バリアメタルに電流を供給した際、ウェハ中のすべてのバリアメタルが帯電可能となり、めっき工程においてバンプを形成することができる。
【００２４】
請求項３では、ウェハのスクライブラインにバリアメタル膜を残し繋ぐことで、ウェハ全体のバリアメタル膜をすべて電気的に導通させるので、バリアメタルに電流を供給した際、ウェハ中のすべてのバリアメタルが帯電可能となり、めっき工程においてバンプを形成することができる。
【００２５】
請求項４では、バリアメタル膜をマスク工程、エッチング工程でパターニングする際、バリアメタル膜で表面保護膜上に配線を形成するので、表面保護膜上での配線形成が可能となる。
【００２６】
請求項５では、表面保護膜上に形成したバリアメタル膜からなる配線上に、樹脂膜を形成することでバリアメタル膜からなる配線を保護するので、樹脂の水分などにより配線自体が腐食したりマイグレーションを起こしたりすることがない。
【００２７】
請求項６では、半導体装置を切り出すダイシング工程で、スクライプラインに存在する不要なバリアメタル膜を全て切除するので、隣り合う半導体電極が電気的に繋がることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２９】
図１（Ａ）〜図２（Ｃ）は本発明の実施形態として、バンプ付き半導体装置の作成方法の平面図であり、図１（ａ）〜図２（ｃ）は本発明の実施形態として、バンプ付き半導体装置の作成方法の断面図である。この断面図は図１（Ａ）の平面図をｉの方向から切った図である。
【００３０】
以上の様なバンプ付き半導体装置の作成方法についてその内容を説明する。
【００３１】
図１（Ａ）、（ａ）に示すように、まず、拡散工程で、ウェハ状の半導体装置１の内部回路を形成するとともに、外部の装置や基板などと電気的な接合をとる為に使用する電極パッドである半導体電極２を形成する。通常この半導体電極２は導電性があり加工しやすい金属が材料として使用されており、その代表的な物質がＡｌである。またＡｌなどの金属を電気的に移動させてしまうエレクトロマイグレーション対策の為にこのＡｌの中にＳｉやＣｕ等を混ぜる場合もある。その後、この半導体装置の内部回路部分を保護する為に表面保護膜３で半導体電極２の全体を覆い、その後、エッチング等で半導体電極２に開口部分を形成する。また下層の配線と接続可能なコンタクト部分２ー１を開口する場合もある。表面保護膜３の材料としては内部回路を腐食させないよう吸湿性が低く密封性が良好なＰｌ−ＳｉＮが広く用いられる。
【００３２】
図１（Ｂ）、（ｂ）に示すように、その後、半導体装置１全面、半導体電極２全面に導電性の金属薄膜であるバリアメタル４をスパッタリング等で形成する。このバリアメタル４を形成する目的は後の工程でめっきを行う為にこのバリアメタル４を電極として用いる為である。このバリアメタル４は通常２層で形成され各層０．１から０．５μｍ程度の膜厚で形成される。本実施形態においてはバリアメタル１層目（下層）としては、半導体電極２の材料であるＡｌに近い金属であるＴｉやＴｉＷが用いられる。また、バリアメタル２層目（上層）としては、後にめっきにより形成されるバンプの材料に近い金属、例えばバンプがＡｕやＣｕなどで形成されていた場合はバリアメタル２層目にはＡｕやＣｕやＰｄなどが使用される。バリアメタルを２層で形成する理由としてバリアメタル第２層目はめっきを行う際シード層として用いる為、導電性の良いＡｕやＰｄやＣｕを使用する必要があるが、このＡｕやＰｄやＣｕは半導体電極２の材料であるＡｌとの相性が悪く半導体電極２上にバリアメタル第２層を直接形成した場合には密着力が弱く剥がれてしまう恐れがある為である。
【００３３】
図１（Ｃ）、（ｃ）に示すように、その後、バリアメタル４上全面にエッチングレジスト５を塗布する。エッチングレジスト５には後工程のエッチングに耐えられるように耐エッチング性の良好なものを使用する必要がある。その後、マスク工程（露光、現像工程）でこのエッチングレジスト５のパターニングを行う。このパターニングの際、図１（Ｃ）に示すようにバンプを形成する部分や半導体装置上に配線を形成する部分やコンタクト部分はもちろんのこと、後工程であるダイシング工程（半導体装置をチップとして切り出す工程）で切りしろ部分であるスクライブ部分にもエッチングレジスト５をパターニングする。この際、バンプを形成する部分や配線を形成する部分やコンタクト部分やスクライブ部分のすべてにおいてそのエッチングレジストをつなげて形成することが重要である。本理由については後に説明する。
【００３４】
図１（Ｄ）、（ｄ）に示すように、その後、エッチング工程で余分なバリアメタル４を除去するエッチングを行う。このエッチングはウェットエッチング（薬液を使用し化学反応でバリアメタルを除去する方法）で行われるバリアメタルの材質によりエッチング液の組成は変化する。エッチングを行い不要な部分のバリアメタル４を除去した後、エッチングレジスト５を除去する。
【００３５】
図１（Ｅ）、（ｅ）に示すように、その後、半導体装置１全面、半導体電極２全面にポリイミドをはじめとする樹脂膜６を塗布する。本樹脂膜６は後に成長させるバンプに対して十分に厚い膜厚で形成を行うことが重要である。たとえばバンプ高さを１５μｍと設定するならば本樹脂膜６は２０μｍの膜厚で形成する必要がある。その理由は後に説明する。その後、マスク工程（露光、現像工程）でこの樹脂膜６のパターニングを行う。このパターニングの際、図１（Ｅ）に示すようにバンプを形成する部分を開口させる。
【００３６】
図２（Ａ）、（ａ）に示すように、その後、めっき工程でバンプ７の形成を行う。通常、バンプ７の材料にはＡｕやＣｕやはんだなどが用いられる。またこのめっきであるが通常は電解めっきで形成する。以下にその内容について詳しく説明する。
【００３７】
図３（Ａ）はウェハ状の半導体装置１について示した図である。同図に示すように半導体装置１が連なって形成されており、加えてバリアメタル４も連なって形成されている。この連なって形成されたバリアメタル４の先に電極８を形成し、そこから電流を供給する。ここで図１（Ｃ）、（ｃ）で述べた通りバンプを形成する部分や配線を形成する部分やコンタクト部分やスクライブ部分のすべてにおいてそのエッチングレジスト５をつなげて形成する意味が有効になってくる。すなわちエッチングレジスト５をつなげて形成することでバリアメタル４も１つに繋がって形成されることで、電極８から電流を供給した際、ウェハ中のすべてのバリアメタル４が帯電可能となるからである。
【００３８】
図３（Ｂ）は電解めっきについて説明した図である。同図に示すように、めっき液９中にウェハ状の半導体装置１と対面電極１０を浸漬して電源１１から電極８および対面電極１０に電流を供給する。そうすることでバリアメタル４がマイナス帯電し、めっき液９中に溶け込んでいるプラスイオン１２であるＡｕやＣｕやはんだがバリアメタル４に引き付けられめっきが形成される方式である。ここではめっき液とバリアメタル４が接触する部分である樹脂膜６が開口した部分のみバンプ７が形成される。ここでバンプ７の高さであるが図１（Ｅ）、（ｅ）の説明でも述べたとおり、例えばバンプ高さを１５μｍと設定するならば樹脂膜６は２０μｍの膜厚で形成する必要がある。その理由としてはバンプ７が樹脂膜６の膜厚より高い場合、バンプ７が樹脂膜６上にも形成され隣り合うバンプ７同士でショートしてしまう恐れが発生するからである。
【００３９】
図２（Ｂ）、（ｂ）に示すように、その後、この樹脂膜６をアッシングにより表面を削る。その方法としてはドライの真空装置に半導体装置１を入れ、樹脂膜６をエッチングする成分のガスを入れプラズマ反応で樹脂膜６とエッチングガスとを反応させ樹脂膜６の表面を削る。この際、樹脂膜６を削りすぎることなく２〜３μｍ程度残す必要がある。すなわちバンプ７の頂部を樹脂膜６より十分高くすることおよび樹脂膜６を薄くしてウェハ状の半導体装置１全体を保護させることが重要である。その後、必要であればアニール等を入れる。
【００４０】
図２（Ｃ）、（ｃ）に示すように、その後、ダイシング工程で半導体装置１を形成したウェハの切断を行う。方法としてはダイサーのダイシングカッターを用いてカットを行う。この際、図４（Ａ）に示すようにスクライブ部分に形成したバリアメタル４を削り取るようにダイシングする必要がある。その理由としては図４（Ｂ）に示すようにバリアメタル４を削り取らない場合は隣り合う半導体電極２が電気的に繋がっている状態のままになってしまうからである。以上の方法でバンプ付き半導体装置の作成を行う。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、バンプ付き半導体装置の作成方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施形態として、バンプ付き半導体装置の作成方法の平面図、（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施形態として、バンプ付き半導体装置の作成方法の断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の実施形態として、バンプ付き半導体装置の作成方法の平面図、（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態として、バンプ付き半導体装置の作成方法の断面図である。
【図３】（Ａ）はウェハ状の半導体装置について示した図、（Ｂ）は電解めっきについて説明した図である。
【図４】本発明の実施形態のダイシング工程の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は従来例のバンプ付き半導体装置の作成方法の平面図、（ａ）〜（ｆ）は従来例のバンプ付き半導体装置の作成方法の断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は従来例のバンプ付き半導体装置の作成方法の平面図、（ａ）〜（ｃ）は従来例のバンプ付き半導体装置の作成方法の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  半導体装置
２  半導体電極
２ー１  コンタクト部分
３  表面保護膜
４  バリアメタル
５  エッチングレジスト
６  樹脂膜
７  バンプ
８  外部電極
９  めっき液
１０  対面電極
１１  電源
１２  プラスイオン
１３  めっきレジスト
【図１】
2006287146.tif 000003
【図２】
2006287146.tif 000004
【図３】
2006287146.tif 000005
【図４】
2006287146.tif 000006
【図５】
2006287146.tif 000007
【図６】
2006287146.tif 000008