(57)【要約】【課題】ウエハの半導体電極にスパッタリングでバリアメタルを形成していたために、バリアメタルの膜厚が十分に確保されず、ウエハ内の電流分布均一性が悪くなり、バリアメタル上に形成するバンプ高さにばらつきが発生するという課題があった。【解決手段】ウエハの半導体電極のバリアメタルを形成する工程において、めっき法でバリアメタルを形成することでバリアメタルの膜厚を厚く形成し、ウエハ内の導電性を向上させ、ウエハ内の電流分布均一性を向上させることで、バンプの膜厚の均一性を向上させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解めっき方式でバンプを形成するにあたり、電極に使用するバリアメタルの膜厚をめっき方式で厚く形成することを特徴とした半導体装置の製造方法。
【請求項２】
電極に使用するバリアメタルの膜厚を１．０μｍから２．０μｍの間であることを特徴とした上記請求項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製造工程、特にバンプ形成において用いられる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】
半導体装置の製造方法、特にバンプ形成について従来の方法について説明する。
【０００３】
図３（Ａ）〜（Ｆ）は従来の半導体装置の製造方法について示したものである。１は半導体電極、２は表面保護膜、３はウェハ、４−１はバリアメタル、５はバンプレジスト、６はバンプである。
【０００４】
以上の様なバンプ形状について、形成方法とその内容を説明する。
【０００５】
まず、拡散工程において、バンプ６を形成する前に半導体装置を形成する。その際、外部出力と接続する部分について、アルミなどで半導体電極１を形成する。また、半導体電極１以外の部分を表面保護膜２で覆う。通常、表面保護膜２は、窒化膜などを使用する（図３（Ａ））。
【０００６】
次に、半導体装置全体にバリアメタル４−１をスパッタリング等で蒸着する（図３（Ｂ））。このバリアメタル４−１はバンプ６をめっき方式で形成する場合、電極として用いる。バリアメタルは通常、２層に分けて蒸着され、１層目は半導体電極１に近い材質、２層目はバンプ６に近い材質が用いられる。
【０００７】
次に、このバリアメタル４−１の上にバンプレジスト５を塗布し、バンプ６を形成する部分のみ、露光工程で除く（図３（Ｃ））。通常、バンプレジスト５は形成するバンプ６の高さより、５μｍ程度高めにして、形成する。
【０００８】
次に、めっき工程で、バンプ６の形成を行う（図３（Ｄ））。めっき方式としては、通常、高膜厚のめっきを行う場合は、電解めっきで行う。また、電解をかけずに、めっきを行う無電解めっき方式もある。
【０００９】
次に、バンプレジスト５を除去する（図３（Ｅ））。
【００１０】
次にエッチング工程で、バリアメタル４−１の除去を行う。エッチングはバリアメタル４−１が２層で形成された場合は、バリアメタル４−１の材質により、２回に分けて行う。
【００１１】
最後にアニ−ル等を行い完成する（図３（Ｆ））。
【００１２】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−３４０５２４号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示す半導体装置の製造方法では、バリアメタル４−１を形成する際、バリアメタル４−１の膜厚を薄く形成してしまうと、次のめっき工程にて電解めっきを行う際、バリアメタル４−１の膜厚が薄い為、導電性が悪くなり、ひいてはウェハ内の電流分布均一性が悪くなる。すなわち、めっき工程で、めっき液中の金属イオンは電流分布の良いところに多く引き付けられ電流分布の悪いところには少なく引き付けられる。このことでめっき厚みばらつきすなわちバンプ高さばらつき異常が発生する恐れがある。また、このウェハ内電流分布均一性は流す電流値が大きければ大きい程、発生しやすくなる傾向がある。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、ウェハ内の電流分布均一性を良好にし、バンプ高さばらつきの小さい半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に示すとおり、電解めっき方式でバンプを形成するにあたり、電極に使用するバリアメタルの膜厚をめっき方式で厚く形成することを行う。また、この際、請求項２に示すとおり、このバリアメタルを１．０μｍから２．０μｍで形成する。そうすることで、ウェハ内の導電性を向上させ、ウェハ内の電流分布均一性を向上させることが可能になる。このことでバンプ膜厚均一性向上を特徴とした半導体装置の製造方法の提供が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の一実施の形態として、半導体装置の製造方法について示すものであり、１は半導体電極、２は表面保護膜、３はウェハ、４−１はバリアメタル、４−２はめっきメタル、５はバンプレジスト、６はバンプである。
【００１９】
以上の様な半導体装置の製造方法において、その内容を説明する。
【００２０】
まず、拡散工程で、半導体装置の内部回路を形成するとともに、外部電極パッドである半導体電極１を形成する。通常、この半導体電極はＡＬで形成される。また、マイグレーション対策の為、Ｃｕ等を混ぜる場合もある。その後、ウェハ３表面を表面保護膜２で、半導体電極１の全体を覆い、その後、エッチング等で、開口部分を形成する（図１（Ａ））。表面保護膜２の材料としては、Ｐｌ−ＳｉＮやポリイミド等が用いられる。
【００２１】
その後、半導体装置全面、半導体電極１全面にバリアメタル４−１をスパッタリング等で形成する（図１（Ｂ））。バリアメタル４−１は半導体電極１の材質により、２層で形成される。半導体電極１の材質がＡＬの場合は、バリアメタル１層目としては、ＡＬに近い金属であるＴｉやＴｉＷ等が用いられる。また、バリアメタル２層目としては、バンプ６の材質がＡｕの場合は、Ａｕ近い金属であるＰｄやＣｕ、またはＡｕが使用される。この理由としては、半導体電極１のＡＬ上に直接ＰｄやＣｕやＡｕを形成すると、ＡＬとバリアメタル４−１との強度が非常に弱くなるからであり、また、ＴｉやＴｉＷ上にバンプ６を形成すると、バリアメタル４とバンプ電極１との強度が非常に弱くなるからである。
【００２２】
その後、めっき工程でバリアメタル４−１上全面にめっきを施しめっきメタル４−２の形成を行う（図１（Ｃ））。ここで、スパッタリング等でこのめっきメタル４−２を形成しない理由としては、スパッタリングで高膜厚のメタルを形成すると、装置のスループットが非常に悪くなり、生産等に支障をきたすからである。
【００２３】
このめっきの際、導電性の良好なＡｕやＣｕでめっきを行うと、より効果的である。通常、金めっきなどは２〜４ｍｉｎで１μｍの金めっきが可能であり、また、めっき装置であれば同時に１０〜２０ウェハの処理が可能である為、設備能力上は問題とならない。ここでは、めっきの材質にもよるが１．０μｍから２．０μｍ程度のめっきメタル４−２の形成を行う。ここでこのめっきメタルの膜厚を１．０μｍから２．０μｍ程度にする理由としては、１．０μｍ以上の膜厚にすることで、ウェハ内の導電性が十分に向上する為であり、２．０μｍ以下の膜厚に抑えることで、後のバリアメタルのエッチングに支障を与えない様にする為である。
【００２４】
その後、半導体装置全面、半導体電極１全面にバンプレジスト５を塗布し、バンプ６を形成する部分をマスク工程で除く（図１（Ｄ））。この際、バンプ６を１０μｍ形成する場合はバンプレジスト５の膜厚はバンプ１の高さより厚い、１５μｍ程度で形成する。その為、通常使用するレジストより、粘度の高いものを使用する。
【００２５】
その後、めっき工程でバンプ６を形成する（図１（Ｅ））。めっきは通常、電解めっき、すなわち、バリアメタル４−１、めっきメタル４−２に電流を供給し、マイナス帯電させ、めっき液中の金属イオンであるＡｕやＣｕなどをめっきメタル４上にめっきする方法を採っている。
【００２６】
ここで、図２に電解めっきの電流供給構造について示す。７がめっき電流供給電極である。
【００２７】
図２に示すとおり、通常、めっきの電流供給はウェハ３端から行っている。その為、めっき電流供給電極のある部分近くには多くの電流が供給される。したがって、ウェハ中の導電率が良好なほど、ウェハに均一な電流が供給され、ウェハ３内の電流分布が均一化され、ウェハ３内に均一なめっきが可能になる効果がある。つまり、めっきメタル４−２をつけることで、ウェハ３上の導電率が良好になり、上記目標の達成が可能になる。
【００２８】
その後、不要部分であるバンプレジスト５を除去する（図１（Ｆ））。
【００２９】
その後、不要なバリアメタル４−１、めっきメタル４−２をエッチングで除去し、アニール等を加えて完成する（図１（Ｇ））。
【００３０】
【発明の効果】
上記目的を達成するため、電解めっき方式でバンプを形成するにあたり、電極に使用するバリアメタルの膜厚をめっき方式で厚く形成する。また、この際、このバリアメタルを１．０μｍから２．０μｍで形成する。そうすることで、ウェハ内の導電性を向上させ、ウェハ内の電流分布均一性を向上させることが可能になる。このことでバンプ膜厚均一性向上を特徴とした半導体装置の製造方法の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｇ）本発明の一実施の形態として、半導体装置の製造工程、特にバンプ形成において用いられる方法の概略説明図
【図２】本発明で用いる電解めっきの電流供給構造の概略説明図
【図３】（Ａ）〜（Ｆ）従来の半導体装置の製造工程、特にバンプ形成において用いられる方法の概略説明図
【符号の説明】
１  半導体電極
２  表面保護膜
３  ウェハ
４−１  バリアメタル
４−２  めっきメタル
５  バンプレジスト
６  バンプ
７  めっき電流供給電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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