(57)【要約】      （修正有）【課題】ボンディングパッドの特性の劣化を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、ＬＳＩ基板１上に形成された第１の金属を含む再配線層８ａ、ｂおよび前記ＬＳＩ基板上に形成されたボンディングパッドとなる第２の金属を含むパッド電極２２を被覆するように、層間膜１０を形成する。前記層間膜のうち、前記再配線層に接続されるマイクロバンプを形成する領域およびボンディングワイヤが接続される領域に対応する部分を感光させ、アルカリ水溶液を含む第１のアルカリ現像液で現像することにより、前記再配線層が露出するように前記層間膜に第１の開口部１０ａを形成するとともに、前記パッド電極が露出するように前記層間膜に第２の開口部１０ｂを形成する。さらに、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよび多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液で、前記層間膜の残りの露光された部分を現像する。【選択図】図３−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＳＩ基板上に形成された第１の金属を含む再配線層および前記ＬＳＩ基板上に形成されたボンディングパッドとなる第２の金属を含むパッド電極を被覆するように、層間膜を形成し、
前記層間膜のうち、前記再配線層に接続されるマイクロバンプを形成する領域およびボンディングワイヤが接続される領域に対応する部分を、露光して感光させ、
アルカリ水溶液を含む第１のアルカリ現像液で前記層間膜の露光された領域を現像することにより、前記再配線層が露出するように前記層間膜に第１の開口部を形成するとともに、前記パッド電極が露出するように前記層間膜に第２の開口部を形成し、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよび多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液で、前記層間膜の残りの露光された部分を現像する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
ＬＳＩ基板上に形成された第１の金属を含む再配線層および前記ＬＳＩ基板上に形成されたボンディングパッドとなる第２の金属を含むパッド電極を被覆するように、層間膜を形成し、
前記層間膜のうち、前記再配線層に接続されるマイクロバンプを形成する領域およびボンディングワイヤが接続される領域に対応する部分を、露光して感光させ、
アルカリ水溶液を含む第１のアルカリ現像液で、第１の期間だけ、前記層間膜の露光された領域を、現像することにより、前記層間膜に第１の開口部を形成するとともに、前記層間膜に第２の開口部を形成し、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよび多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液で、第２の期間だけ、前記層間膜の残りの露光された部分を現像する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記多価アルコールは、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の金属は、Ｃｕであり、
前記第２の金属は、Ａｌである
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ＬＳＩ基板は、ＤＲＡＭメモリを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記アルカリ水溶液は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項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】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボンディングパッドの製造プロセスにおいては、一般的に、ポリイミド等の最上層の保護膜を形成した後、ドライエッチング法により、Ａｌからなるボンディングパッドを露出させて形成する。このような製造プロセスにおいては、ボンディングパッドがアルカリ現像に曝されるケースを回避するプロセスが主流となっていた。
【０００３】
ここで、マイクロバンププロセスにおいては、ボンディングパッドが形成され、その特性を測定した後に、層間膜／Ｃｕ再配線／バンプが形成される。
【０００４】
このとき、ボンディングパッドのＡｌがアルカリ現像液により浸食され得る。すなわち、Ｃｕ再配線とＡｌで構成されたボンディングパッドとの間で、電池効果が発生し、ボンディングパッドがエッチングされ得る。したがって、ボンディングパッドの特性が劣化し、製品の歩留まりが低下する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３４１７４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、ボンディングパッドの特性の劣化を抑制することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施例に従った半導体装置の製造方法は、ＬＳＩ基板上に形成された第１の金属を含む再配線層および前記ＬＳＩ基板上に形成されたボンディングパッドとなる第２の金属を含むパッド電極を被覆するように、層間膜を形成する。さらに、前記層間膜のうち、前記再配線層に接続されるマイクロバンプを形成する領域およびボンディングワイヤが接続される領域に対応する部分を、露光して感光させる。さらに、アルカリ水溶液を含む第１のアルカリ現像液で前記層間膜の露光された領域を現像することにより、前記再配線層が露出するように前記層間膜に第１の開口部を形成するとともに、前記パッド電極が露出するように前記層間膜に第２の開口部を形成する。さらに、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよび多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液で、前記層間膜の残りの露光された部分を現像する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る現像装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】実施例１に係る半導体装置の製造方法の工程の一例を示す図である。
【図３】図２に続く、実施例１に係る半導体装置の製造方法の工程の一例を示す図である。
【図４】図３に続く、実施例１に係る半導体装置の製造方法の工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、各実施例について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１に係る現像装置１００の構成の一例を示す図である。なお、図１に示す現像装置１００の構成は、一例であり、同様の機能を有するものであれば、同様に適用可能である。
【００１１】
図１に示すように、現像装置１００は、ウェハ１０２を支持する支持部１０１と、第１のアルカリ現像液１０３ｂをウェハ１０２に塗布する吐出部１０３ａを有する第１のアーム１０３と、第２のアルカリ現像液１０４ｂをウェハ１０２に塗布する吐出部１０４ａを有する第２のアーム１０４と、を備える。
【００１２】
この塗布装置１００は、第１のアルカリ現像液１０３ｂをウェハ１０２に、予め設定された第１の期間、塗布した後、第２のアルカリ現像液１０４ｂをウェハ１０２に、予め設定された第２の期間、塗布する。すなわち、塗布装置１００は、異なるアルカリ現像液で段階的にウェハ１０２のレジスト膜（層間膜）を現像することができるようになっている。
【００１３】
なお、後述のように、第１のアルカリ現像液には、アルカリ水溶液（例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ））が含まれ、第２のアルカリ現像液には、例えば、アルカリ水溶液（例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ））および多価アルコール（例えば、グリセリン）が含まれる。
【００１４】
ここで、本実施例１に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００１５】
図２ないし図４は、実施例１に係る半導体装置の製造方法の各工程の一例を示す図である。
【００１６】
先ず、図２（ａ）に示すように、例えば、ＤＲＡＭメモリなどのメモリを含むＬＳＩ回路が形成されたＬＳＩ基板１上に、例えばＡｌを含むパッド電極２１、２２を形成した後、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ等の絶縁膜３および層間膜４を成膜する。そして、パッド電極２１、２２上の絶縁膜３、層間膜４を選択的にエッチングして、開口部２１ａ、２２ａを形成する。
【００１７】
なお、この層間膜４は、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、PBO（ポリベンゾオキサゾール）樹脂などを用いることができる。ただ、フェノール樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂を用いれば、樹脂の硬化温度が２００℃から３５０℃と低く、すでにＬＳＩ基板に形成されているＤＲＡＭメモリが、樹脂硬化による熱によって、不良・劣化を引き起こすのを防ぐことができる。また、２２０ｃｐから１５００ｃｐの粘度の低いフェノール樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂を用いることにより、5um以下の薄い層間膜を形成することができ、LSI基板のウェハの反りを抑制することができる。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、例えば、ＵＢＭ（Ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ）スパッタリング法等により、層間膜４上およびパッド電極２１、２２上に、バリアメタルとなる金属（Ｔｉ）膜５と金属（Ｃｕ）膜６を順に成膜する。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト膜７を成膜した後、Ｃｕ再配線を形成する領域に開口部７ａ、７ｂを形成する。
【００２０】
次に、図２（ｄ）５に示すように、めっき法により、金属（Ｃｕ）膜６が露出した部分に、Ｃｕを含むめっき層である再配線層８ａ、８ｂを形成する。
【００２１】
次に、図２（ｅ）に示すように、レジスト膜７をレジスト剥離液により、剥離する。
【００２２】
次に、図３（ａ）に示すように、ＵＢＭエッチング法等により、再配線層８ａ、８ｂにより被覆されていない部分（Ｃｕ再配線を形成しない領域）の金属（Ｃｕ）膜６および金属（Ｔｉ）膜５をエッチングして除去するとともに、アッシング処理により残っているレジスト膜を除去する。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、回転塗布方法等により、ＬＳＩ基板１上に形成された第１の金属（Ｃｕ）を含む再配線層８ａ、８ａｂおよびＬＳＩ基板１上に形成されたボンディングパッドとなる第２の金属（ＡＬ）を含むパッド電極２２を被覆するように、感光性のポジ型のレジストとして機能する層間膜１０を形成する。
【００２４】
なお、この層間膜１０は、層間膜４と同じ特性を有する、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などを用いることができる。
【００２５】
次に、層間膜１０を選択的に露光する。すなわち、層間膜１０のうち、再配線層８ａ、８ｂに接続されるマイクロバンプを形成する領域（再配線層８ａ、８ｂ上）およびボンディングワイヤが接続される領域（パッド電極２２上）に対応する部分を、露光して感光させる。これにより、層間膜１０の露光された部分が感光し、アルカリ現像液により現像（溶解）され易い状態になる。なお、このアルカリ現像液には、例えば、ＴＭＡＨが含まれる。
【００２６】
そして、図３（ｃ）に示すように、図１に示す現像装置１００により、第１の期間だけ、ＴＭＡＨを含む第１のアルカリ現像液で層間膜１０の露光された部分を現像する。これにより、再配線層８ａ、８ｂの上面が露出するように層間膜１０に第１の開口部１０ａを形成するとともに、ボンディングワイヤが接続されるボンディングパッドとなるパッド電極２２の上面が露出するように層間膜１０に第２の開口部１０ｂを形成する。
【００２７】
その後、図１に示す現像装置１００により、該第１のアルカリ現像液からＴＭＡＨおよび多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液に現像液を切り替えて、この第２のアルカリ現像液で、第２の期間だけ、層間膜１０の残りの露光された部分を現像する。これにより、層間膜１０の現像が完了する。なお、該多価アルコールには、例えば、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等の高い防食効果を有するものが選択される。
【００２８】
このように、比較的安価な第１のアルカリ現像液で再配線層８ａ、８ｂの上面およびパッド電極２２の上面が露出するまで、層間膜１０を現像する。そして、再配線層８ａ、８ｂの上面およびパッド電極２２の上面が露出して電池効果が発生し得る状態では、防食効果が高く多価アルコールを含む高価な第２のアルカリ現像液で層間膜１０の残りの露光された部分を現像する。
【００２９】
これにより、パッド電極２２の露出後の電池効果によるパッド電極２２の腐食を抑制することができる。すなわちボンディングパッドの特性の劣化を抑制することができる。さらに、高価なグリセリン等の多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液の使用を少なくすることにより、製造コストを削減することができる。
【００３０】
なお、第１のアルカリ現像液で、必ずしも、再配線層８ａ、８ｂの上面およびパッド電極２２の上面が露出まで現像しなくてもよい。この場合、第２のアルカリ現像液で層間膜１０の残りの露光された部分が現像される。したがって、この場合も、パッド電極２２の露出後の電池効果によるパッド電極２２の腐食を抑制することができる。
【００３１】
次に、図３（ｄ）に示すように、例えば、ＵＢＭスパッタリング法等により、層間膜１０上、再配線層８ａ、８ｂ上、およびパッド電極２２上に、バリアメタルとなる金属（Ｔｉ）膜１３と金属（Ｃｕ）膜１４を順に成膜する。
【００３２】
次に、図４（ａ）に示すように、再配線層８ａ、８ｂに接続されるマイクロバンプを形成する領域に開口部１５ａを有するレジスト膜１５を形成し、例えば、めっき法により、開口部１５ａ内に、金属（Ｎｉ）膜１６、金属（Ｃｕ）膜１７、はんだ（Ｓｎ）層１８を順に成膜する。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜１５を、レジスト剥離液により剥離する。さらに、ＵＢＭエッチング法等により、はんだ層１８により被覆されていない部分（マイクロバンプを形成しない領域）の金属膜１３および金属膜１４をエッチングして除去するとともに、アッシング処理により残っているレジスト膜を除去する。
【００３４】
次に、図４（ｃ）に示すように、ウエットバックにより、はんだ層１８のエッジが除去されて、はんだボール１８ａが形成される。
【００３５】
次に、図４（ｄ）に示すように、別工程で形成されたロジック回路を含むＬＳＩ基板２０１に形成されたはんだボール２０２と、ＤＲＡＭメモリを含むＬＳＩ回路が形成されたＬＳＩ基板１に形成されたはんだボール１８ａとを接続する。さらに、得られた構造体を実装基板に実装し、所定のワイヤボンデイング、樹脂モールド等を実施することにより、ＳＣＳ（Ｓｔａｃｋｅｄ  Ｃｈｉｐ  ＳｏＣ）技術によるＬＳＩチップが完成する。
【００３６】
既述のように、層間膜１０を現像する工程では、比較的安価な第１のアルカリ現像液で再配線層８ａ、８ｂの上面およびパッド電極２２の上面が露出するまで、層間膜１０を現像する。そして、再配線層８ａ、８ｂの上面およびパッド電極２２の上面が露出して電池効果が発生し得る状態では、防食効果が高く多価アルコールを含む高価な第２のアルカリ現像液で層間膜１０の残りの露光された部分を現像する。
【００３７】
上記半導体装置の製造方法では、パッド電極２２の露出後の電池効果によるパッド電極２２の腐食を抑制することができる。すなわちボンディングパッドの特性の劣化を抑制することができる。さらに、高価なグリセリン等の多価アルコールを含む第２のアルカリ現像液の使用を少なくすることにより、製造コストを削減することができる。
【００３８】
以上のように、本実施例１に係る半導体装置の製造方法によれば、ボンディングパッドの特性の劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００  現像装置
１０１  支持部
１０２  ウェハ
１０３  第１のアーム
１０４  第２のアーム
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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