(57)【要約】【課題】  高周波領域において誘導素子の特性が低下するのを防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体基板１上に絶縁層１１、１２を設け、その上にスパイラルインダクタ１５を形成し、その上に封止層１６を形成するに先だって、スパイラルインダクタ１５を、塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液、およびリン酸溶液のうち１または２以上に接触させて、スパイラルインダクタ１５の表面に形成された酸化膜を除去する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成された半導体基板上に絶縁層を設ける工程と、
前記絶縁層上に、前記電極と電気的に接続される誘導素子を形成する工程と、
前記誘導素子形成後、その表面に形成された酸化膜を除去する工程と、
酸化膜が除去された誘導素子を覆うように、封止層を設ける工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記誘導素子は銅からなり、
前記酸化膜を除去する工程において、誘導素子を、塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液、およびリン酸溶液から選ばれた１または２以上に接触させることによって酸化膜を除去することを特徴とする請求項１に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、誘導素子を備えた半導体装置の製造方法に関し、特に高周波領域における特性に優れた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スパイラルインダクタ等の誘導素子を備えた半導体装置が用いられている（例えば特許文献１を参照）。
近年、電子工業、通信工業においては、使用される周波数が高くなってきている。高周波領域では、電流が導体の表面に集中して流れることが知られている。電流密度は表面から深くなるほど小さくなり、電流密度が表面の１／ｅになる深さである表皮深さδは、次式で表される。
【数１】
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ここで、σ：電気伝導率、ω：角振動数、μ：導体の透磁率である。
表皮深さは周波数が高くなるほど小さくなるため、一般に、高周波領域では電気抵抗は大きくなる。
【特許文献１】特開２００２−０９２５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の半導体装置では、高周波領域において誘導素子の特性が低下することがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高周波領域において誘導素子の特性が低下するのを防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の請求項１に係る半導体装置の製造方法は、電極が形成された半導体基板上に絶縁層を設ける工程と、前記絶縁層上に、前記電極と電気的に接続される誘導素子を形成する工程と、前記誘導素子形成後、その表面に形成された酸化膜を除去する工程と、酸化膜が除去された誘導素子を覆うように、封止層を設ける工程とを含むことを特徴とする。
本発明の請求項２に係る半導体装置の製造方法は、請求項１において、前記誘導素子が銅からなり、前記酸化膜を除去する工程において、誘導素子を、塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液、およびリン酸溶液から選ばれた１または２以上に接触させることによって酸化膜を除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の半導体装置の製造方法では、誘導素子表面の酸化膜を除去することによって、誘導素子の表層部分における電気抵抗を低くすることができる。
このため、高周波領域において電気抵抗が増大することがなく、誘導素子における損失を小さくすることができる。また、誘導素子における発熱を抑え、信頼性および耐久性を高めることができる。従って、設計値どおりの特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１〜図６を参照して、本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明する。
図１に示すように、シリコンウエハなどの基材２上に、集積回路（図示略）の電極３と、無機絶縁膜４を形成し、半導体基板１を得る。
電極３は、Ａｌ、Ｃｕなどで構成することができる。
無機絶縁膜４は、不動態化された絶縁膜であり、酸化シリコン、窒化シリコン等からなる。無機絶縁膜４は、電極３が露出するように形成されている。無機絶縁膜４は、例えばＣＶＤ法等により形成することができる。
【０００７】
図２に示すように、半導体基板１上に、電極３に整合する位置に第１の開口部５を有する第１の絶縁樹脂層１１を形成する。
第１の絶縁樹脂層１１は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば１〜３０μｍとすると良い。
第１の絶縁樹脂層１１は、回転塗布法、印刷法、ラミネート法などによって上記樹脂からなる膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術等を利用して、電極３と整合する位置に第１の開口部５を形成し、上記樹脂膜を加熱により硬化させる方法によって形成することができる。
【０００８】
図３に示すように、第１の絶縁樹脂層１１上に、第１の配線層１２を形成する。第１の配線層１２は、第１の開口部５を介して電極３に接続される。
第１の配線層１２には、Ｃｕ、Ａｌ等が用いられ、その厚さは例えば１〜２０μｍとすると良い。
第１の配線層１２は、例えば次のようにして形成することができる。
スパッタ法、蒸着法などによって、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ等からなるシード層を第１の絶縁樹脂層１１上に形成する。
次いで、シード層の上に、レジスト層（図示略）を形成する。レジスト層は、フォトリソグラフィ技術等を利用して、第１の配線層１２を形成すべき領域以外の領域に形成する。
シード層上に、メッキ法、スパッタ法、蒸着法等により、第１の配線層１２を形成する。
第１の配線層１２を形成した後、レジスト層をアッシング処理によって除去するとともに、シード層の不要部分をエッチング等により除去する。
【０００９】
レジスト層やシード層不要部分を除去する工程などにおいて、第１の配線層１２の表面が空気に触れると、酸化膜が形成されることがあるが、この酸化膜は、次に示す酸化膜除去剤処理により除去することができる。
酸化膜除去剤としては、酸化膜を除去できるものであれば限定されないが、塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液、およびリン酸溶液から選ばれた１または２以上が好ましい。
酸化膜除去剤処理は、第１の配線層１２を酸化膜除去剤に接触させることにより行われる。例えば、第１の配線層１２を酸化膜除去剤に浸漬する方法や、酸化膜除去剤を第１の配線層１２に塗布する方法が可能である。
【００１０】
塩酸を使用する場合には、塩酸の濃度が低いと酸化膜除去が不十分となるため、１質量％以上、好ましくは２質量％以上の塩酸を用いるのが好ましい。塩酸は濃度が高いと取り扱いが難しくなるため、１０質量％以下のものが好ましい。
アンモニア水を使用する場合には、アンモニア濃度が低いと酸化膜除去が不十分となるため、１質量％以上、好ましくは２質量％以上のアンモニア水を用いるのが好ましい。アンモニアは酸化銅と反応し、銅錯体を生成する。
シアン化塩としては、例えばシアン化カリウム、シアン化ナトリウムを使用できる。シアン化塩溶液のシアン化塩濃度は、低すぎれば酸化膜除去が不十分となるため、１質量％以上、好ましくは２質量％以上が好適である。シアン化塩は酸化銅と反応し、銅錯体を生成する。
リン酸（Ｈ３ＰＯ４）溶液の濃度は、１０質量％以下とすることができる。
溶媒は水が好ましい。
【００１１】
銅、アルミニウムなどは上記酸化膜除去剤（塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液）にはほとんど不溶であるが、これら酸化膜除去剤は金属酸化物に対する反応性が高い。このため、上記酸化膜除去剤を用いることによって、酸化膜のみを除去することができる。リン酸溶液についても、銅は不溶であるが酸化銅は可溶であるため、酸化膜のみを除去することができる。従って、上記シード層にサイドエッチが生じるのを防ぐことができる。
【００１２】
酸化膜除去剤処理における処理温度は、０℃以上、好ましくは２０℃以上が好適である。処理時間は、例えば１０秒〜２分間とすることができる。
【００１３】
酸化膜除去剤処理によって、第１の配線層１２の表面の酸化膜を除去することができるため、第１の配線層１２の表層部分における電気抵抗を低くすることができる。
従って、高周波領域において電気抵抗が増大するのを防ぐことができる。
【００１４】
図４に示すように、第１の絶縁樹脂層１１および第１の配線層１２を覆うように、第２の開口部７を有する第２の絶縁樹脂層１３を形成する。
第２の絶縁樹脂層１３は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは、５〜５０μｍが好ましい。
第２の絶縁樹脂層１３は、第１の絶縁樹脂層１１と同様にして形成することができる。
【００１５】
図５に示すように、第２の絶縁樹脂層１３上に、平面視らせん状に形成されたスパイラルインダクタ１５（誘電素子）を有する第２の配線層１４を形成する。第２の配線層１４は、第２の開口部７を介して第１の配線層１２に接続される。
第２の配線層１４の材料としては、Ｃｕ、Ａｌ等が用いられ、その厚さは例えば１〜３０μｍとすると良い。
【００１６】
第２の配線層１４は、第１の配線層１２と同様の方法により形成することができる。例えば、スパッタ法などによってＡｌ等からなるシード層を第２の絶縁樹脂層１３上に形成し、その上に、フォトリソグラフィ技術等を利用してレジスト層（図示略）を形成し、次いで、メッキ法等により第２の配線層１４を形成する方法が可能である。第２の配線層１４を形成した後、レジスト層をアッシング処理によって除去するとともに、シード層の不要部分をエッチング等により除去する。
【００１７】
レジスト層やシード層不要部分を除去する工程などにおいて、第２の配線層１４の表面が空気に触れ、酸化膜が形成されることがあるが、この酸化膜は、酸化膜除去剤処理により除去することができる。
酸化膜除去剤としては、塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液、およびリン酸溶液から選ばれた１または２以上が好ましい。
酸化膜除去剤処理は、第２の配線層１４を酸化膜除去剤に接触させることにより行われる。例えば、第２の配線層１４を酸化膜除去剤に浸漬する方法や、酸化膜除去剤を第２の配線層１４に塗布する方法が可能である。
【００１８】
塩酸を使用する場合には、１質量％以上、好ましくは２質量％以上の塩酸を用いるのが好ましい。アンモニア水を使用する場合には１質量％以上、好ましくは２質量％以上のアンモニア水を用いるのが好ましい。シアン化塩としては、例えばシアン化カリウム、シアン化ナトリウムを使用でき、シアン化塩溶液のシアン化塩濃度は１質量％以上、好ましくは２質量％以上が好適である。リン酸（Ｈ３ＰＯ４）溶液の濃度は、１０質量％以下とすることができる。溶媒は水が好ましい。
第２の配線層１４に銅が用いられる場合には、塩酸、アンモニア水、シアン化塩溶液、およびリン酸溶液のうち１または２以上を用いることによって、酸化膜のみを除去することができる。従って、上記シード層にサイドエッチが生じるのを防ぐことができる。
【００１９】
酸化膜除去剤処理における処理温度は、０℃以上、好ましくは２０℃以上が好適である。処理時間は、例えば１０秒〜２分間とすることができる。
具体的な処理方法としては、第２の配線層１４を、常温（２０℃）において、３質量％の塩酸に３０秒間浸漬する方法を挙げることができる。
【００２０】
酸化膜除去剤処理によって、第２の配線層１４の表面の酸化膜を除去することができるため、第２の配線層１４の表層部分における電気抵抗を低くすることができる。
このため、高周波領域において電気抵抗が増大することがなく、スパイラルインダクタ１５における損失を小さくすることができる。
また、スパイラルインダクタ１５における発熱を抑え、スパイラルインダクタ１５の信頼性および耐久性を高めることができる。従って、設計値どおりの特性が得られる。
また、酸化膜の除去によって、第２の配線層１４と封止層１６との接合強度を高めることができる。
【００２１】
図６に示すように、第２の絶縁樹脂層１３および第２の配線層１４の上には、少なくとも第２の配線層１４を覆う封止層１６を形成する。
封止層は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、その厚さは例えば１０〜１５０μｍである。
封止層１６上には、はんだ等からなるソルダボール（図示略）を設けることができる。ソルダボールは、封止層１６に形成された開口部を通して第２の配線層１４に接続することができる。
以上の工程を経て、半導体基板１上に絶縁樹脂層１１、配線層１２、絶縁樹脂層１３、配線層１４、および封止層１６を形成した半導体装置が得られる。
【００２２】
本発明では、ウエハレベルＣＳＰ技術を適用して半導体装置を製造することができる。ウエハレベルＣＳＰ技術は、例えば半導体基板上に、絶縁層、配線層、封止層、ソルダボールなどを形成した後にダイジングを行う方法である。ウエハレベルＣＳＰ技術によって、半導体装置の小型化が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明半導体装置の製造方法では、例えば誘導素子がアンテナコイルとして機能する非接触ＩＣタグなどの半導体装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明する工程図である。
【図２】前図に続く製造方法を示す工程図である。
【図３】前図に続く製造方法を示す工程図である。
【図４】前図に続く製造方法を示す工程図である。
【図５】前図に続く製造方法を示す工程図である。
【図６】前図に続く製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…半導体基板、１１…第１の絶縁樹脂層、１２…第１の配線層、１３…第２の絶縁樹脂層、１４…第２の配線層、１５…スパイラルインダクタ（誘導素子）、１６…封止層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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