(57)【要約】【課題】本発明の目的は、液体が浸透しにくい配線２０をスパッタリングによって形成することにある。【解決手段】金属膜２４を配線２０の形状にエッチングしてパターニングする。パターニングされた金属膜２４をマスクとして下地膜２２をウェットエッチングによってパターニングする。金属膜２４を形成する工程は、第１のスパッタリングによって第１の膜２６を形成することと、第１のスパッタリングと同一膜種の第２のスパッタリングによって第１の膜２６の上に第２の膜２８を形成する。第１及び第２のスパッタリングは、二次元核成長及び二次元核成長後の三次元核成長によって、それぞれ第１及び第２の膜２８を形成する。第１のスパッタリングを止めて第１の膜２６の三次元核成長を中断した後に、第２の膜２８の成長が二次元核成長から始まるように第２のスパッタリングを開始する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路が形成され、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板に樹脂層を形成する工程と、
前記電極及び前記樹脂層上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を配線の形状にエッチングしてパターニングする工程と、
前記パターニングされた金属膜をマスクとして前記下地膜をウェットエッチングによってパターニングする工程と、
を含み、
前記金属膜を形成する工程は、第１のスパッタリングによって第１の膜を形成することと、前記第１のスパッタリングと同一膜種の第２のスパッタリングによって前記第１の膜の上に第２の膜を形成することを含み、
前記第１及び第２のスパッタリングは、二次元核成長及び前記二次元核成長後の三次元核成長によって、それぞれ前記第１及び第２の膜を形成し、
前記第１のスパッタリングを止めて前記第１の膜の前記三次元核成長を中断した後に、前記第２の膜の成長が前記二次元核成長から始まるように前記第２のスパッタリングを開始する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置の製造方法において、
前記第１のスパッタリングの中断後であって前記第２のスパッタリングの開始前に、前記第１の膜の表面をエッチングすることをさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
集積回路が形成され、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体基板と、
前記半導体基板に形成された樹脂層と、
前記電極上から前記樹脂層上に形成された配線と、
を有し、
前記配線は、前記樹脂層に密着する下地膜と、前記下地膜上に形成された金属膜と、を含み、
前記金属膜は、第１の膜と、前記第１の膜上に前記第１の膜と同一材料から形成された第２の膜と、を含み、
前記第１の膜を構成する第１の結晶粒は、前記下地膜上で二次元方向に隣り合う前記第１の結晶粒の結晶粒界が前記下地膜に連通するように配列され、
前記第２の膜を構成する第２の結晶粒は、前記第１の膜上で二次元方向に隣り合う前記第２の結晶粒の結晶粒界が、前記第１の結晶粒の前記結晶粒界と連通しないようにずれて配列されてなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
能動面に形成された樹脂層と、電極パッドの表面から樹脂層の表面にかけて配設された配線と、を備える半導体装置が知られている（特許文献１）。樹脂層とその上の配線は外部端子を構成している。図５は、従来例に係る配線を示す断面図（顕微鏡写真）であり、樹脂層上にはＴｉＷ膜が形成され、その上にＡｕ膜が形成されている。ＴｉＷ膜はスパッタリングによって形成し、Ａｕ膜もスパッタリングによって形成し、Ａｕ膜を配線の形状にパターニングし、パターニングされたＡｕ膜をマスクとしてＴｉＷをウェットエッチングして配線の形状にパターニングしていた。スパッタリングによって形成されたＡｕ膜は、結晶粒の間の結晶粒界が上下に連通するので、エッチング液が浸透してＴｉＷ膜に到達することがあった。その場合、残したいＴｉＷ膜までもエッチングされて配線の剥離が生じるおそれがあった。
【特許文献１】特開平２−２７２７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、液体が浸透しにくい配線をスパッタリングによって形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明に係る半導体装置の製造方法は、
集積回路が形成され、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体基板を用意する工程と、
前記半導体基板に樹脂層を形成する工程と、
前記電極及び前記樹脂層上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を配線の形状にエッチングしてパターニングする工程と、
前記パターニングされた金属膜をマスクとして前記下地膜をウェットエッチングによってパターニングする工程と、
を含み、
前記金属膜を形成する工程は、第１のスパッタリングによって第１の膜を形成することと、前記第１のスパッタリングと同一膜種の第２のスパッタリングによって前記第１の膜の上に第２の膜を形成することを含み、
前記第１及び第２のスパッタリングは、二次元核成長及び前記二次元核成長後の三次元核成長によって、それぞれ前記第１及び第２の膜を形成し、
前記第１のスパッタリングを止めて前記第１の膜の前記三次元核成長を中断した後に、前記第２の膜の成長が前記二次元核成長から始まるように前記第２のスパッタリングを開始する。本発明によれば、第２のスパッタリングを開始する前に、第１のスパッタリングが中断しているので、第１のスパッタリングによる膜の三次元核成長がされず、第２の膜の成長を二次元核成長から始められる。したがって、第１の膜を構成する結晶粒の結晶粒界と、第２の膜を構成する結晶粒の結晶粒界をずらすことができるので、液体が浸透しにくい配線をスパッタリングによって形成することができる。そのため、金属膜をマスクとして下地膜をウェットエッチングしても、エッチング液が金属膜を浸透しにくいので下地膜の剥離を防止することができる。
（２）この半導体装置の製造方法において、
前記第１のスパッタリングの中断後であって前記第２のスパッタリングの開始前に、前記第１の膜の表面をエッチングすることをさらに含んでもよい。
（３）本発明に係る半導体装置は、
集積回路が形成され、前記集積回路に電気的に接続された電極を有する半導体基板と、
前記半導体基板に形成された樹脂層と、
前記電極上から前記樹脂層上に形成された配線と、
を有し、
前記配線は、前記樹脂層に密着する下地膜と、前記下地膜上に形成された金属膜と、を含み、
前記金属膜は、第１の膜と、前記第１の膜上に前記第１の膜と同一材料から形成された第２の膜と、を含み、
前記第１の膜を構成する第１の結晶粒は、前記下地膜上で二次元方向に隣り合う前記第１の結晶粒の結晶粒界が前記下地膜に連通するように配列され、
前記第２の膜を構成する第２の結晶粒は、前記第１の膜上で二次元方向に隣り合う前記第２の結晶粒の結晶粒界が、前記第１の結晶粒の前記結晶粒界と連通しないようにずれて配列されてなる。本発明によれば、第１及び第２の結晶粒の結晶粒界がずれているので液体が浸透しにくく、下地膜と樹脂層の密着性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図である。図２は、図１に示す半導体装置のII-II線断面図である。図３は、図２の一部を拡大した図である。
【０００６】
半導体装置は、半導体基板１０を有する。半導体基板１０は、最終製品としての半導体装置においては半導体チップであるが、最終製品を得る前の段階では、半導体ウエハである。半導体ウエハを切断して半導体チップが得られる。半導体基板１０には、集積回路１２（半導体チップには１つの集積回路１２／半導体ウエハには複数の集積回路１２）が形成されている。半導体基板１０は、内部配線（図示せず）を介して集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有する。半導体チップとしての半導体基板１０は、一方向に長い形状（平面形状が長方形）であって、長い方の辺に沿って、複数の電極１４が配列されていてもよい。
【０００７】
半導体基板１０には、電極１４の少なくとも一部が露出する様にパッシベーション膜１６が形成されている。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機材料のみで形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、集積回路１２の上方に形成されている。
【０００８】
パッシベーション膜１６上に樹脂層１８が形成されている。樹脂層１８の材料としては、例えばポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）、フェノール系樹脂等の樹脂を用いてもよい。
【０００９】
複数の電極１４上からそれぞれ樹脂層１８上に複数の配線２０が形成されている。配線２０が、電極１４に電気的に接続されて樹脂層１８上に形成されている。配線２０は、電極１４上から、パッシベーション膜１６上を通って、樹脂層１８上に至る。配線２０は、電極１４上で電極１４に電気的に接続している。配線２０と電極１４は直接接触していてもよいし、両者間に導電膜（図示せず）が介在していてもよい。配線２０は、樹脂層１８の、電極１４とは反対側の端部を越えて、パッシベーション膜１６上に至るように形成されている。
【００１０】
配線２０は、樹脂層１８に密着する下地膜（例えばＴｉＷ膜）２２と、下地膜２２上に形成された金属膜２４と、を含む。金属膜２４は、第１の膜２６と、第１の膜２６上に第１の膜２６と同一材料（例えばＡｕ）から形成された第２の膜２８と、を含む。第１の膜２６を構成する第１の結晶粒３０は、下地膜２２上で二次元方向に隣り合う第１の結晶粒３０の結晶粒界が下地膜２２に連通するように配列されている。第２の膜２８を構成する第２の結晶粒３２は、第１の膜２６上で二次元方向に隣り合う第２の結晶粒３２の結晶粒界が、第１の結晶粒３０の結晶粒界と連通しないようにずれて配列される。本実施の形態によれば、第１及び第２の結晶粒３０，３２の結晶粒界がずれているので液体が浸透しにくく、下地膜２２と樹脂層１８の密着性を維持することができる。
【００１１】
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、集積回路１２が形成され、集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有する半導体基板１０を用意する。図４（Ａ）に示すように、半導体基板１０に樹脂層１８を形成する。電極１４及び樹脂層１８上に下地膜（例えばＴｉＷ膜）２２を形成する。
【００１２】
そして、下地膜２２上に金属膜２４を形成する。金属膜２４を形成する工程は、図４（Ｂ）に示すように、第１のスパッタリングによって第１の膜２６を形成することと、図４（Ｃ）に示すように、第１のスパッタリングと同一膜種の第２のスパッタリングによって第１の膜２６の上に第２の膜２８を形成することを含む。第１及び第２のスパッタリングは、二次元核成長及び二次元核成長後の三次元核成長によって、それぞれ第１及び第２の膜２８を形成する。本実施の形態では、第２のスパッタリングを開始する前に、第１のスパッタリングを止めて第１の膜２６の三次元核成長をいったん中断する。中断して真空チャンバ内に大気を導入してもよいし、真空状態を維持してもよい。電界の停止又はガス供給の停止によって、プラズマの励起をいったん止める。これにより熱を下げて分子のエネルギーも下げられる。その後に、第２の膜２８の成長が二次元核成長から始まるように第２のスパッタリングを開始する。こうすることで、第１のスパッタリングによる膜の三次元核成長がされず、第２の膜２８の成長を二次元核成長から始められる。
【００１３】
図４（Ｄ）に示すように、金属膜２４を配線２０の形状にエッチングしてパターニングする。パターニングされた金属膜２４をマスクとして下地膜２２をウェットエッチングによってパターニングする（図２参照）。本実施の形態によれば、第１の膜２６を構成する第１の結晶粒３０の結晶粒界と、第２の膜２８を構成する第２の結晶粒３２の結晶粒界がずれているので、液体が浸透しにくい。詳しくは、液体の浸透経路が長くなっている。そのため、金属膜２４をマスクとして下地膜２２をウェットエッチングしても、エッチング液が金属膜２４を浸透しにくいので下地膜２２の剥離を防止することができる。
【００１４】
なお、第１のスパッタリングの中断後であって第２のスパッタリングの開始前に、第１の膜２６の表面をエッチングしもよい。エッチングは、例えば、ＲＦ逆スパッタリングによって行ってもよい。そして、第１の膜２６の表面を平坦にしてもよいし荒らしてもよい。表面を荒らすのに、Ａｒイオン注入を行ってもよい。第１の膜２６の表面形状を変えることで、第２のスパッタリングによる第２の膜２８の成長を、第１の膜２６の第１の結晶粒３０の形状の影響を受けないように行うことができる。また、エッチングによって第１の膜２６の表面を活性化することができるので、第２の膜２８が自由に成長できるようになる。
【００１５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体装置のII-II線断面図である。
【図３】図３は、図２の一部を拡大した図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。
【図５】図５は、従来例に係る配線を示す断面図（顕微鏡写真）である。
【符号の説明】
【００１７】
１０…半導体基板、  １２…集積回路、  １４…電極、  １６…パッシベーション膜、  １８…樹脂層、  ２０…配線、  ２２…下地膜、  ２４…金属膜、  ２６…第１の膜、  ２８…第２の膜、  ３０…第１の結晶粒、  ３２…第２の結晶粒
【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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