(57)【要約】【課題】  半導体基板に高さの異なる多数の金属構造物を簡単に形成する。【解決手段】  半導体基板に形成しようとする高さの異なる金属構造物の高さに応じ、多数のシードレイヤ２０ｃ，２０’ａ，２０’ｂをそれぞれ電気的に分離形成する。その後、メッキモールドを用いてメッキを行い、それぞれのシードレイヤに異なる電流を印加することにより、シードレイヤ別にメッキ厚さを調節する。【選択図】    図２ｆ
2005183977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる高さを有する金属構造物を半導体基板に形成する金属構造物の製造方法であって、
前記半導体基板に前記金属構造物の高さの種類に応じ、複数のシードレイヤをそれぞれ電気的に分離形成するシードレイヤ形成ステップと、
前記複数のシードレイヤ上にメッキモールドを形成するモールド形成ステップと、
それぞれのシードレイヤに異なる電流を印加することによりシードレイヤ別にメッキ厚さを調節しながら、前記メッキモールドを用いてメッキを行うメッキステップと、
を含むことを特徴とする、金属構造物の製造方法。
【請求項２】
前記シードレイヤをパターニングし、それぞれの金属構造物が形成される部分を形成するパターニングステップをさらに含み、
前記モールド形成ステップでは、各金属構造物が形成される位置に溝を形成するように前記メッキモールドを形成し、
前記メッキステップでは、１回のメッキを行なって同一な材質からなされる高さの異なる金属構造物を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の金属構造物の製造方法。
【請求項３】
前記シードレイヤをパターニングし、それぞれの金属構造物が形成される部分を形成するパターニングステップをさらに含み、
前記モールド形成ステップでは、各金属構造物が形成される位置に溝を形成するように前記メッキモールドを形成し、
前記メッキステップでは、第１材質の金属で１次メッキを行なって第１金属構造物を形成し、前記第１材質とは異なる第２材質の金属で２次メッキを行なって第２金属構造物を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の金属構造物の製造方法。
【請求項４】
半導体基板上に第１シードレイヤを形成するステップと、
前記第１シードレイヤ上に絶縁層を蒸着し、その上に第２シードレイヤを形成するステップと、
前記第２シードレイヤおよび絶縁層をパターニングするステップと、
前記パターニングされた第１シードレイヤ上に第１溝が、前記パターニングされた第２シードレイヤ上に第２溝が、それぞれ形成されるように、パターニングされた構造物上にメッキモールドを形成するステップと、
前記第１シードレイヤおよび第２シードレイヤに異なる電流を印加しつつメッキを行ない、前記メッキモールドの第１溝および第２溝へ厚さの異なるメッキ層を形成するステップと、
前記メッキモールドを取除き、前記メッキ層を露出することにより異なる高さを有する第１および第２金属構造物を露出するステップと、
を含むことを特徴とする、金属構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に金属構造物を形成する製造方法に関する。例えば、素子で使用される構造物と、前記素子のパッケージのために使用される高さの異なる金属構造物と、を半導体基板に形成する金属構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体素子に使用される微細金属構造物は、その保護のためにパッケージングの必要性がある。係る場合、一般に微細金属構造物の両側に素子パッケージのために前記微細金属構造物より高さの高い第２微細金属構造物を形成している。
【０００３】
図１ａないし図１ｆは、素子パッケージのための金属構造物を形成する一般の方法を説明するための図である。従来の金属構造物の製造方法は次の通りである。
【０００４】
まず、図１ａに示したように、半導体基板１上にシードレイヤ２を形成し、フォトリソグラフィ工程を介して多数の第１溝３ａを有する第１メッキモールド３を形成する。尚、前記シードレイヤ２は後述するメッキを行なうための基盤層である。
【０００５】
そして、メッキ工程を介して前記第１メッキモールド３の第１溝３ａに金属を充填し、前記第１メッキモールド３を取除き、図１ｂに示したように、同一素子に使用されるべく一定高さを有する第１金属構造物４を形成する。
【０００６】
その後、図１ｃに示したように、第１金属構造物４が形成された半導体基板１上にフォトリソグラフィ工程を用いて多数の第２溝５ａを有する第２メッキモールド５を形成する。
【０００７】
そして、図１ｄに示したように、メッキ工程を介して前記第２メッキモールド５の第２溝５ａに金属を充填し、第２メッキモールド５を取除いて図１ｅに示したように前記第１金属構造物４より高さの高い第２金属構造物６を形成する。
【０００８】
最後に不要なシードレイヤ２部分を取除いて図１ｆに示したような異なる高さを有する第１金属構造物４および第２金属構造物６を半導体基板１上に形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の過程で製造された金属構造物構造において、第１金属構造物４は半導体素子に使用され、その両側の第２金属構造物６は素子保護のためのパッケージングの際に使用される。
【００１０】
しかし、前述のような従来の金属構造物の製造方法は、第１および第２メッキモールド３、５形成のための２回の複雑なフォトリソグラフィ工程と２回のメッキ工程を行なわなければならないので、その工程が複雑になる恐れがある。
【００１１】
さらに、従来の金属構造物の製造方法は、第１金属構造物４を形成した状態で第２金属構造物６の形成のための第２メッキモールド５を形成しメッキを行なうが、第２メッキモールド５を形成する際に前もって形成された第１金属構造物４の形状にその影響を受けるなど、その工程は極めて複雑になる。また、頻繁なフォトリソグラフィ工程により基板１が汚れてしまうので、第２金属構造物６を形成するためのメッキが不安定になる問題点も生じる。
【００１２】
更に、第１および第２金属構造物４，６が異なる材質からなっている場合、第１金属構造物４を形成した後、シードレイヤ２を取除き第２金属構造物６を形成するためのメッキ基盤層である第２シードレイヤ（図示せず）を形成しなければならない。この際、前記第２シードレイヤ形成のためには第１金属構造物４を保護する絶縁層のような別のレイヤーを備えるべきであり、その工程が複雑になりがちである。
【００１３】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、複雑で難しいメッキモールドの形成とメッキ工程を最小化することによって、全般的な工程の簡単化および単純化が図れる金属構造物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するための本発明１は、異なる高さを有する金属構造物を半導体基板に形成する金属構造物の製造方法を提供する。この方法は、以下のステップを含む。
・前記半導体基板に前記金属構造物の高さの種類に応じ、複数のシードレイヤをそれぞれ電気的に分離形成するシードレイヤ形成ステップ、
・前記複数のシードレイヤ上にメッキモールドを形成するモールド形成ステップ、
・それぞれのシードレイヤに異なる電流を印加することによりシードレイヤ別にメッキ厚さを調節しながら、前記メッキモールドを用いてメッキを行うメッキステップ。
【００１５】
電気的に分離された複数のシードレイヤにそれぞれ別の電流を印加することで、溝に充填される金属のメッキ厚さを異ならせる。即ち、１回のメッキ工程で高さの異なる金属構造物を同時に形成することができる。従って、金属構造物の材質が同じであれば、１回のメッキモールド形成工程と１回のメッキ工程で、高さの異なる２つの金属構造物が得られるのである。また、従来に比べてフォトリソグラフィによるパターニングが単純となるため、基板の汚れ程度を減らすことができ、基板の汚れによる不良を抑えて収率向上を図ることができる。
【００１６】
本発明２は、前記発明１において、前記シードレイヤをパターニングし、それぞれの金属構造物が形成される部分を形成するパターニングステップをさらに含む金属構造物の製造方法を提供する。この方法の前記モールド形成ステップでは、各金属構造物が形成される位置に溝を形成するように前記メッキモールドを形成する。また、前記メッキステップでは、１回のメッキを行なって同一な材質からなされる高さの異なる金属構造物を形成する。
【００１７】
同一材質で金属構造物を形成する場合は、１回のメッキモールド形成工程と１回のメッキ工程で、高さの異なる２つの金属構造物を得ることができる。
【００１８】
本発明３は、前記発明１において、
前記シードレイヤをパターニングし、それぞれの金属構造物が形成される部分を形成するパターニングステップをさらに含む金属構造物の製造方法を提供する。この方法の前記モールド形成ステップでは、各金属構造物が形成される位置に溝を形成するように前記メッキモールドを形成する。また、前記メッキステップでは、第１材質の金属で１次メッキを行なって第１金属構造物を形成し、前記第１材質とは異なる第２材質の金属で２次メッキを行なって第２金属構造物を形成する。
【００１９】
本発明４は、下記ステップを含む金属構造物の製造方法を提供する。
・半導体基板上に第１シードレイヤを形成するステップ、
・前記第１シードレイヤ上に絶縁層を蒸着し、その上に第２シードレイヤを形成するステップ、
・前記第２シードレイヤおよび絶縁層をパターニングするステップ、
・前記パターニングされた第１シードレイヤ上に第１溝が、前記パターニングされた第２シードレイヤ上に第２溝が、それぞれ形成されるように、パターニングされた構造物上にメッキモールドを形成するステップ、
・前記第１シードレイヤおよび第２シードレイヤに異なる電流を印加しつつメッキを行ない、前記メッキモールドの第１溝および第２溝へ厚さの異なるメッキ層を形成するステップ、
・前記メッキモールドを取除き、前記メッキ層を露出することにより異なる高さを有する第１および第２金属構造物を露出するステップ。
【００２０】
割合に簡単な工程であるシードレイヤ蒸着工程の回数は増えるものの、複雑な工程であるメッキモールド形成工程とメッキ工程数が減少するので、全体的な工程が単純になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、高さの異なる多数の金属構造物を、より単純化された工程を介して簡単に製造することできるので、生産性の向上および品質向上が図れる。
【００２２】
さらに、従来に比べて基板の汚れ程度を減らすことができるため、基板の汚れによる不良を抑え、収率向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を詳述する。
＜第１実施形態＞
図２ａないし図２ｈは、本発明の実施形態に係る金属構造物製造方法を示した工程図である。これらの図を参照しながら本実施形態の金属構造物製造方法を説明する。
【００２４】
本発明による金属構造物の製造方法は、半導体基板１０上にメッキ基盤層を形成するに当たって、多数層を形成する。例えば、２種類の高さの金属構造物を形成する場合、２つの第１および第２シードレイヤ２０、２０’を形成している。この際、前記第１および第２シードレイヤ２０、２０’は、それらの間に挟んだ絶縁層３０により電気的に分離された状態になる。図示された例では、シードレイヤ２０、２０’が２つであると示しているが、形成しようとする金属構造物の高さの種類に応じ、シードレイヤの数を増加することもできる。
【００２５】
本発明の金属構造物製造方法では、１つのメッキモールド５０を用いて１回のメッキで高さの異なる２つの金属構造物６０、７０が具現される。従って、従来の方法に比べて工程の単純化を図ることができる。以下、具体的に詳説する。
【００２６】
まず、図２ａに示したように、半導体基板１０上に第１シードレイヤ２０を所定の厚さで蒸着形成した後、絶縁層３０を蒸着し、この絶縁層３０の上に蒸着工程を介して第２シードレイヤ２０’を所定厚さで形成する。
【００２７】
それから、図２ｂに示したように、第２シードレイヤ２０’をフォトリソグラフィ工程を介してパターニングした後、エッチングを行い第２金属構造物７０が形成される位置にシードレイヤ２０’の一部２０'ａ、２０’ｂを形成する。図２ｂ中、フォトレジスト４１は、フォトリソグラフィ工程においてシードレイヤ２０’の一部を残すために形成される。
【００２８】
続いて、図２ｃおよび図２ｄに示したように、フォトリソグラフィ工程を介して絶縁層３０をパターニングしてからエッチングを行なって第１シードレイヤ２０の一部分を露出させることによって第１金属構造物６０が形成される位置２０ｃを形成する。図２ｂ中、フォトレジスト４２は、フォトリソグラフィ工程において絶縁層３０の一部を残すために形成される。
【００２９】
その後、フォトリソグラフィ工程で使用されたフォトレジスト（図２ｂないし図２ｄにおいての４１，４２）を取除いたあと、パターニングされた構造物の上部へ図２ｅに示したように、メッキモールド５０を形成する。係るメッキモールド５０の形成は、通常の方法、即ち、フォトリソグラフィ工程を介して形成する。但し、本発明のメッキモールド５０には前記第１金属構造物形成位置２０ｃに対応される第１溝５１と、前記第２金属構造物形成位置２０'ａ、２０’ｂに対応される第２溝５２が共に存する。
【００３０】
それから、図２ｆに示したように、前記メッキモールド５０を用いてメッキを行なうことにより、それぞれの溝５１，５２に金属が充填される。この時、電気的に分離された第１シードレイヤ２０と第２シードレイヤ２０'とにそれぞれ別の電流を印加することで、前記溝５１，５２に充填される金属のメッキ厚さを異ならせる。即ち、１回のメッキ工程で高さの異なる第１金属構造物６０と第２金属構造物７０とを同時に形成することができるのである。
【００３１】
従来の方法では、高さの異なる２つの金属構造物を獲得するため２回のメッキモールド形成工程及び２回のメッキ工程が必要であったが、本発明によると、１回のメッキモールド形成工程と１回のメッキ工程で、高さの異なる２つの金属構造物が得られるのである。
【００３２】
前述のようなメッキ工程後に、図２ｇに示したように、メッキに使用されたメッキモールド５０を取除いて溝５１，５２に異なる厚さで充填された金属物質を露出させることにより、高さの異なる第１および第２金属構造物６０，７０を露出する。
【００３３】
最後に、図２ｈに示したように、不要な余分の第１および第２シードレイヤ部分を取除くことで金属構造物の製造を完了する。
【００３４】
一方、図２ｈでは、第１および第２シードレイヤの一部分が依然として残っているが、これは金属構造物の形状や用途などによって完全に取除くこともでき、一部を残すこともできる。
【００３５】
さらに、前述した実施形態においては、第１および第２金属構造物６０，７０の材質が同一である場合について説明したが、第１および第２金属構造物６０，７０の材質が異なる場合においても同様の方法で金属構造物を製造することができる。ただし、係る場合、材質別にメッキ工程を行なわなければならない。
【００３６】
即ち、メッキモールドを形成した後、第１金属構造物材質で１次メッキを行い、第２の金属構造物材質で２次メッキを行なうという２回のメッキ工程を行なう。
【００３７】
以上で詳説したように、本発明に係る金属構造物の製造方法は、割合に簡単な工程であるシードレイヤ蒸着工程の回数は増えるものの、複雑な工程であるメッキモールド形成工程とメッキ工程数が減少するので、全体的な工程が単純になる。
【００３８】
以上、図面を参照して本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は基板に高さの異なる金属構造物を形成する半導体製造工程につき工程の単純化側面において有利に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１ａ】従来の技術に係る金属構造物の製造方法に対する工程図
【図１ｂ】従来の技術に係る金属構造物の製造方法を示す工程図
【図１ｃ】従来の技術に係る金属構造物の製造方法を示す工程図
【図１ｄ】従来の技術に係る金属構造物の製造方法を示す工程図
【図１ｅ】従来の技術に係る金属構造物の製造方法を示す工程図
【図１ｆ】従来の技術に係る金属構造物の製造方法を示す工程図
【図２ａ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｂ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｃ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｄ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｅ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｆ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｇ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【図２ｈ】第１実施形態に係る金属構造物の製造方法を示す工程図。
【符号の説明】
【００４１】
１０            半導体基板
２０、２０’    第１および第２シードレイヤ
３０            絶縁層
５０            メッキモールド
５１、５２      溝
６０、７０      第１および第２金属構造物
【図１ａ】
2005183977.tif 000003
【図１ｂ】
2005183977.tif 000004
【図１ｃ】
2005183977.tif 000005
【図１ｄ】
2005183977.tif 000006
【図１ｅ】
2005183977.tif 000007
【図１ｆ】
2005183977.tif 000008
【図２ａ】
2005183977.tif 000009
【図２ｂ】
2005183977.tif 000010
【図２ｃ】
2005183977.tif 000011
【図２ｄ】
2005183977.tif 000012
【図２ｅ】
2005183977.tif 000013
【図２ｆ】
2005183977.tif 000014
【図２ｇ】
2005183977.tif 000015
【図２ｈ】
2005183977.tif 000016