(57)【要約】【課題】本発明は、微細化しても剥離が生じ難い金属層を導電膜上に形成することを図ることを目的とする。【解決手段】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に、電極１４を覆うように第１の導電膜２０を形成する。第１の導電膜２０をエッチングして第１の導電膜パターン２４を形成する。第１の導電膜パターン２４を覆うように第２の導電膜２６を形成する。第２の導電膜２６に電流を流して行う電解メッキによって、第２の導電膜２６上に、全体が第１の導電膜パターン２４とオーバーラップするように金属層３０を形成する。金属層３０をマスクとして第２の導電膜２６をエッチングして、全体が第１の導電膜パターン２４とオーバーラップするように第２の導電膜パターン３２を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）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に、前記電極を覆うように第１の導電膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の導電膜をエッチングして第１の導電膜パターンを形成する工程と、
（ｃ）前記第１の導電膜パターンを覆うように第２の導電膜を形成する工程と、
（ｄ）前記第２の導電膜に電流を流して行う電解メッキによって、前記第２の導電膜上に、全体が前記第１の導電膜パターンとオーバーラップするように金属層を形成する工程と、
（ｅ）前記金属層をマスクとして前記第２の導電膜をエッチングして、全体が前記第１の導電膜パターンとオーバーラップするように第２の導電膜パターンを形成する工程と、
を含む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（ａ）工程で、前記第１の導電膜をチタンとタングステンの混合材料から形成し、
前記（ｂ）工程で、エッチング液として過酸化水素水系溶液を使用し、
前記（ｃ）工程で、前記第２の導電膜を銅で形成し、
前記（ｄ）工程で、前記金属層を銅で形成し、
前記（ｅ）工程で、エッチング液として過硫化アンモニウム溶液を使用する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程で、前記第１の導電膜パターンの端部が前記金属層からはみ出すように、前記金属層を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程前に、前記半導体基板の前記電極が形成された面に前記電極の少なくとも一部を避けるように樹脂層を形成する工程をさらに含み、
前記（ａ）工程で、前記樹脂層上に前記第１の導電膜を形成する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、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウエハレベルＣＳＰと呼ばれる、半導体チップ上に配線を形成して外部端子を形成するパッケージが開発されている（特許文献１）。また、半導体装置の小型化に伴い、配線を微細化することも要求されている。配線の形成方法として、２層の導電膜に電流を流して行う電解メッキによって導電膜上に金属層を形成し、金属層をマスクとして上層の導電膜をエッチングし、その後、下層の導電膜をエッチングする方法が知られている。なお、上下層の導電膜の材料が異なるために異なるエッチング液を使用する必要があって、二度のエッチングを行っている。この方法によれば、下層の導電膜は、局部電池効果によってサイドエッチングされるため、金属層及び上層の導電膜の端部が浮いた状態となり、これらの剥離が生じやすくなっていた。
【特許文献１】特開２００３−３０３８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、微細化しても剥離が生じ難い金属層を導電膜上に形成することを図ることを目的とする。
【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、
（ａ）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に、前記電極を覆うように第１の導電膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の導電膜をエッチングして第１の導電膜パターンを形成する工程と、
（ｃ）前記第１の導電膜パターンを覆うように第２の導電膜を形成する工程と、
（ｄ）前記第２の導電膜に電流を流して行う電解メッキによって、前記第２の導電膜上に、全体が前記第１の導電膜パターンとオーバーラップするように金属層を形成する工程と、
（ｅ）前記金属層をマスクとして前記第２の導電膜をエッチングして、全体が前記第１の導電膜パターンとオーバーラップするように第２の導電膜パターンを形成する工程と、
を含む。本発明によれば、金属層及び第２の導電膜パターン（上層）の全体が、第１の導電膜パターン（下層）とオーバーラップする。つまり、金属層及び第２の導電膜パターンの幅が、第１の導電膜パターンの幅と同じ又はそれよりも狭い。したがって、金属層及び第２の導電膜パターン（上層）が浮いた状態にならないので、これら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（ａ）工程で、前記第１の導電膜をチタンとタングステンの混合材料から形成し、
前記（ｂ）工程で、エッチング液として過酸化水素水系溶液を使用し、
前記（ｃ）工程で、前記第２の導電膜を銅で形成し、
前記（ｄ）工程で、前記金属層を銅で形成し、
前記（ｅ）工程で、エッチング液として過硫化アンモニウム溶液を使用してもよい。この場合、過酸化水素水系溶液は銅と反応して局部電池効果が生じることが知られているが、過酸化水素水系溶液を使用したエッチングを行うときには未だ銅からなる第２の導電膜が存在しないので、局部電池効果による影響を避けることができる。
（３）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程で、前記第１の導電膜パターンの端部が前記金属層からはみ出すように、前記金属層を形成してもよい。
（４）この半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程前に、前記半導体基板の前記電極が形成された面に前記電極の少なくとも一部を避けるように樹脂層を形成する工程をさらに含み、
前記（ａ）工程で、前記樹脂層上に前記第１の導電膜を形成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１（Ａ）〜図３（Ｂ）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、半導体基板（例えばＳｉ（シリコン）からなる半導体ウエハ）１０を使用する。半導体基板１０には集積回路１２を形成する。詳しくは、半導体基板１０の一方の面に、周知の半導体プロセスによって集積回路１２を形成する。集積回路１２は、半導体基板１０の一方の表層に作りこまれる。また、集積回路１２に電気的に接続されるように電極１４（図４参照）を形成し、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を形成する。言い換えると、集積回路１２から接続された内部配線（図示せず）のうち、パッシベーション膜１６から露出する部分が電極１４である。パッシベーション膜１６は無機材料（例えばＳｉＯ２等の無機酸化物）で形成してもよい。
【０００６】
図１（Ａ）に示すように、半導体基板１０の電極１４が形成された面に、電極１４の少なくとも一部を避けるように樹脂層（応力緩和層）１８を形成する。例えば、感光性樹脂によってフォトリソグラフィを適用して樹脂層１８を形成してもよい。また、熱硬化性樹脂を使用して樹脂層１８を形成してもよい。樹脂層１８は、その底面と側面１９との角度が鋭角になるように、側面１９が傾斜していてもよい。側面１９の傾斜は、熱硬化性樹脂前駆体の熱収縮によって形成される。樹脂層１８を、後述する半導体基板１０の切断ラインを避けて形成すれば、カッタ（又はスクライバ）の目詰まりを防止することができる。樹脂層１８の表面（上面）は、ドライエッチングなどによって粗面加工しておく。
【０００７】
図１（Ｂ）に示すように、半導体基板１０に、電極１４（図４参照）を覆うように第１の導電膜２０を形成する。また、第１の導電膜２０は樹脂層１８（その表面）上に形成する。樹脂層１８の表面が粗面加工されていると第１の導電膜２０の密着性が高く、第１の導電膜２０の樹脂層１８との密着面が、粗面に対応した形状になって平坦面よりも広い面積を有するようになる。また、第１の導電膜２０は、樹脂層１８上から連続的に電極１４を覆うように形成する。第１の導電膜２０は、電極１４と樹脂層１８の間ではパッシベーション膜１６上にも形成してよい。第１の導電膜２０は、チタンとタングステンの混合材料から形成する。第１の導電膜２０はスパッタリングによって形成することができる。
【０００８】
図１（Ｃ）に示すように、第１の導電膜２０の一部上にエッチングレジスト層２２を形成し、エッチングレジスト層２２をマスクとして第１の導電膜２０をエッチングする。エッチングレジスト層２２は、メッキレジスト層２８（図２（Ｂ）参照）よりも薄く形成すれば足りる。エッチング液として過酸化水素水系溶液を使用する。過酸化水素水系溶液（特に有機アルカリ化合物を含有する場合）は銅と反応して局部電池効果が生じることが知られているが、過酸化水素水系溶液を使用したエッチングを行うときには未だ銅からなる膜が存在しないので、局部電池効果による影響を避けることができる。また、未だ銅からなる膜が存在しないので、純粋な過酸化水素水系溶液（有機アルカリ化合物を含有しないもの）を使用しても、銅が酸化するという問題が生じない。エッチングレジスト層２２の幅（第１の導電膜パターン２４の配線幅）は、後述する金属層３０の幅よりも広い。
【０００９】
図２（Ａ）に示すように、第１の導電膜２０をエッチングして第１の導電膜パターン２４（複数の配線）を形成する。そして、次の工程に進む前に、第１の導電膜パターン２４の表面の酸化膜を除去することが好ましい。例えば、逆スパッタリングによって酸化膜を除去することができる。逆スパッタリングは例えばアルゴンガス雰囲気で行う。
【００１０】
図２（Ｂ）に示すように、第１の導電膜パターン２４を覆うように第２の導電膜２６を形成する。第２の導電膜２６は、後述する電解メッキで析出する金属層３０と同じ金属（例えば銅）で形成する。第２の導電膜２６もスパッタリングによって形成することができる。
【００１１】
図２（Ｃ）に示すように、第２の導電膜２６上に、第１の導電膜パターン２４とオーバーラップする領域に開口を有するようにメッキレジスト層２８を形成する。メッキレジスト層２８の開口２９は、電極１４とオーバーラップするとともに、電極１４上の部分から配線の形状で連続的に延びる部分を有する。開口２９は、第１の導電膜パターン２４の配線４２幅よりも狭く形成する。メッキレジスト層２８は、感光性樹脂で形成することができる。感光性樹脂は、紫外線硬化性樹脂であってもよいが、熱硬化性樹脂であれば硬化を簡単に行える。感光性樹脂前駆体層を導電膜上に形成し、露光・現像を含むフォトリソグラフィによって開口２９を形成し、硬化することでメッキレジスト層２８を形成する。なお、感光性樹脂前駆体層を硬化するときに、開口２９の内側面が傾斜するように、開口２９を外方向に拡がるテーパー形状にしてもよい。
【００１２】
図３（Ａ）に示すように、第２の導電膜２６上に、全体が第１の導電膜パターン２４とオーバーラップするように金属層３０を形成する。詳しくは、第２の導電膜２６に電流を流して行う電解メッキによって、メッキレジスト層２８の開口２９内に金属層３０を形成する。電解メッキにおいて、第２の導電膜２６は電極として使用する。金属層３０は例えば銅からなる層である。また、第１の導電膜パターン２４の端部が金属層３０からはみ出すように金属層３０を形成する。金属層３０は、メッキレジスト層２８の高さを超えないように（つまり開口２９から盛り上がらないように）形成することで、開口２９の幅で形成することができる。そして、メッキレジスト層２８を除去する。
【００１３】
図３（Ｂ）に示すように、金属層３０をマスクとして第２の導電膜２６をエッチングする。エッチング液として過硫化アンモニウム溶液を使用してもよい。こうして、全体が第１の導電膜パターン２４とオーバーラップするように第２の導電膜パターン３２（複数の配線）を形成する。
【００１４】
本実施の形態によれば、金属層３０及び第２の導電膜パターン３２（上層）の全体が、第１の導電膜パターン２４（下層）とオーバーラップする。つまり、金属層３０及び第２の導電膜パターン３２の幅が、第１の導電膜パターン２４の幅と同じ又はそれよりも狭い。したがって、金属層３０及び第２の導電膜パターン３２（上層）が浮いた状態にならないので、これらの剥離を防止することができる。
【００１５】
さらに、金属層３０上に外部端子３４（図４参照）を形成する。外部端子３４は、ハンダで形成してもよい。例えばクリームハンダを金属層３０上に設け、これを溶融して表面張力でボール状に形成してもよい。そして、半導体基板１０を切断（ダイシング又はスクライビング）して、図４に示すように、半導体装置を得ることができる。
【００１６】
図４は、本発明の実施の形態に係る方法で製造された半導体装置を示す図である。半導体装置は、半導体基板１０から切り出された半導体チップ４０を有する。半導体チップ４０は、集積回路１２が形成され、半導体チップ４０内に形成された内部配線を介して集積回路１２に電気的に接続された電極１４を有する。半導体チップ４０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。半導体チップ４０の電極１４が形成された面（パッシベーション膜１６の表面）に、電極１４の少なくとも一部を避けて樹脂層１８（応力緩和層）が形成されている。樹脂層１８の側面１９は傾斜面になっていてもよい。電極１４上から樹脂層１８上に複数の配線４２が形成されている。複数の配線４２は、上述した第１及び第２の導電膜パターン２４，３２及び金属層３０の積層構造を含む。樹脂層１８上で配線４２の一部（ランド）上に外部端子３４（ハンダボール）が設けられている。
【００１７】
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】
【００１８】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）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２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）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３】図３（Ａ）〜図３（Ｂ）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４】本発明の実施の形態に係る方法で製造された半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
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、  １９…側面、  ２０…第１の導電膜、  ２２…エッチングレジスト層、  ２４…第１の導電膜パターン、  ２６…第２の導電膜、  ２８…メッキレジスト層、  ２９…開口、  ３０…金属層、  ３２…第２の導電膜パターン、  ３４…外部端子、  ４０…半導体チップ、  ４２…配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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