(57)【要約】【課題】ＬＣＤドライバ等の半導体製品では高さ約１５〜２０μｍの電極形成のための金ＢＵＭＰメッキ工程がある。ＬＣＤドライバの金ＢＵＭＰ表面形状は実装時のコンタクト性向上のため平坦性が要求されている。一方、実装時の位置決めを画像認識で行なっている関係上、ＢＵＭＰ表面外観は光の反射が少ない無光沢性が要求されている。ＢＵＭＰ表面を無光沢にするには、光をあらゆる方向へ拡散させるために、ミクロ的に、ある程度の表面の粗さを保つことが重要であるが、マクロ的にはＢＵＭＰの断面形状は平坦にしなければならないという一見、矛盾する問題がある。【解決手段】本願発明は２段メッキの２段目（初期低電流密度メッキ後の高電流密度メッキ・ステップ）の終了部を低電流密度にするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１のメッキ層よりも平均メッキ粒塊が小さく、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ３）前記第２のメッキ層上に、前記第２のメッキ層よりも平均メッキ粒塊が大きく、前記第２の厚さよりも薄い第３の厚さを有し、金を主要な成分とする第３のメッキ層を堆積する工程。
【請求項２】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、前記メッキ液の温度はほぼ一定である。
【請求項３】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの３倍以上である。
【請求項４】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの４倍以上である。
【請求項５】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの５倍以上である。
【請求項６】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも大きい。
【請求項７】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも２倍以上、大きい。
【請求項８】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも３倍以上、大きい。
【請求項９】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低い。
【請求項１０】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも摂氏２度以上、低い。
【請求項１１】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を冷却することにより、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低くされている。
【請求項１２】
前記１項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を加熱することにより、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度よりも高くされている。
【請求項１３】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を、第１のメッキ電流密度による電気メッキにより、堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１のメッキ電流密度よりも高い第２のメッキ電流密度による電気メッキにより、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ３）前記第２のメッキ層上に、前記第２のメッキ電流密度よりも低い第３のメッキ電流密度による電気メッキにより、前記第２の厚さよりも薄い第３の厚さを有し、金を主要な成分とする第３のメッキ層を堆積する工程。
【請求項１４】
前記１３項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、前記メッキ液の温度はほぼ一定である。
【請求項１５】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を、第１のウエハ温度において、堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、前記第１のウエハ温度よりも低い第２のウエハ温度において、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ３）前記第２のメッキ層上に、前記第２の厚さよりも薄い第３の厚さを有し、前記第２のウエハ温度よりも高い第３のウエハ温度において、金を主要な成分とする第３のメッキ層を堆積する工程。
【請求項１６】
前記１５項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、メッキ電流密度は、ほぼ一定である。
【請求項１７】
前記１５項の半導体装置の製造方法において、前記第３のメッキ層の上面は実質的に光沢面ではない。
【請求項１８】
以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を、第１のウエハ温度において、堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、前記第１のウエハ温度よりも低い第２のウエハ温度において、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程。
【請求項１９】
前記１８項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、メッキ電流密度は、ほぼ一定である。
【請求項２０】
前記１８項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ１）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を加熱することにより、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度よりも高くされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置（または半導体集積回路装置）の製造方法におけるメッキ技術、特に金メッキ技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本特開２００２−２５６４８６号公報（特許文献１）または米国特許公開２００２−０１２７８２９号公報（特許文献２）には、半導体ウエハへの一般的なメッキ・プロセスにおいて、ウエハ内の温度分布を一様にするために加熱及び冷却を含む温調を施すことが開示されている。
【０００３】
日本特開２００５−１３６２２５号公報（特許文献３）または米国特許公開２００５−００２３１４９号公報（特許文献４）には、半導体ウエハへの埋め込み配線形成のための銅等のメッキ・プロセスにおいて、ウエハ内の温度を一定にするために加熱及び冷却を含む温調を施すことが開示されている。
【０００４】
日本特開平７−１４２４２５号公報（特許文献５）には、半導体ウエハへの一般的なメッキ・プロセスにおいて、ウエハ内の温度分布を一様にするために加熱を含む温調を施すことが開示されている。
【０００５】
日本特開平１１−２０００５８号公報（特許文献６）には、半導体ウエハへの埋め込み配線形成のための銅等のメッキ・プロセスにおいて、ウエハからの距離に応じて温度勾配を形成するためにウエハの裏面からの加熱を含む一定温度への温調を施すことが開示されている。
【０００６】
日本特開平１１−９２９４８号公報（特許文献７）または米国特許第６５４４５８５号公報（特許文献８）には、半導体ウエハへの埋め込み配線形成のための銅等のメッキ・プロセスにおいて、ウエハ上の気泡を除去するために、ウエハの裏面から加熱して、メッキ液を沸騰させることが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５６４８６号公報
【特許文献２】米国特許公開２００２−０１２７８２９号公報
【特許文献３】特開２００５−１３６２２５号公報
【特許文献４】米国特許公開２００５−００２３１４９号公報
【特許文献５】特開平７−１４２４２５号公報
【特許文献６】特開平１１−２０００５８号公報
【特許文献７】特開平１１−９２９４８号公報
【特許文献８】米国特許第６５４４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）ドライバ等の半導体製品では高さ約１５〜２０μｍの電極形成のための金ＢＵＭＰメッキ工程がある。ＬＣＤドライバの金ＢＵＭＰ表面形状は実装時のコンタクト性向上のため平坦性が要求されている。一方、実装時の位置決めを画像認識で行なっている関係上、ＢＵＭＰ表面外観は光の反射が少ない無光沢性が要求されている。ＢＵＭＰ表面を無光沢にするには、光をあらゆる方向へ拡散させるために、ミクロ的に、ある程度の表面の粗さを保つことが重要であるが、マクロ的にはＢＵＭＰの断面形状は平坦にしなければならないという一見、矛盾する問題がある。
【０００９】
ＢＵＭＰ表面の平坦化、無光沢化には電流密度は低い方が望ましいが、その半面、メッキ処理時間増大というデメリットがある。これは、低電流密度にすると金粒塊が大きくなるため、無光沢になり、下地段差をトレースせず、中央が凸型となるためである。逆に、高電流密度にすると金粒塊が小さくなるため、光沢になり、下地段差をトレースするので、中央が凹型となる。そのため、一般に、メッキ初期の数分間を低電流密度で、それ以降は高電流密度でメッキを行う２段メッキを実施している。
【００１０】
しかし、最近の高密度実装化により、無光沢状態を維持したまま、更なる平坦化が要求されている。この更なる一見矛盾する要求に答えるために、本願発明者らは、以下の検討を行った。
【００１１】
すなわち、メッキ液温（メッキ液の温度）は、適正メッキ液温度範囲（５０℃〜６５℃程度）内で所望のＢＵＭＰ表面の平坦化、無光沢化が得られる液温を設定してメッキを実施するのが一般的である。この適正メッキ液温度範囲内でメッキ液温を上げると（電流密度を下げるのとほぼ同一の効果）、金粒塊が大きくなるため、無光沢になり、下地段差をトレースせず、中央が凸型となる。逆に、メッキ液温を下げると（電流密度を上げるのとほぼ同一の効果）、金粒塊が小さくなるため、光沢になり、下地段差をトレースするので、中央が凹型となる。このように、金メッキ表面の微視的及び巨視的特性を決めるパラメータは電流密度とメッキ液温という二つの要素があり、それらの新規な組み合わせにより、前記の一見、矛盾する問題を解決できることが、本願発明者等によって明らかにされた。
【００１２】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置の製造プロセスを提供することにある。
【００１３】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１５】
すなわち、本願発明は２段メッキの２段目（初期低電流密度メッキ後の高電流密度メッキ・ステップ）の終了部を低電流密度にするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１７】
すなわち、金バンプ・メッキ・ステップを初期低電流密度メッキ、中間の高電流密度メッキ・ステップ、および最終段の低電流密度メッキからなる３段ステップとすることで、巨視的平坦性を犠牲にせず、中間の高電流密度メッキ・ステップにおいて光沢となった表面を再び無光沢にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
【００１９】
１．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１のメッキ層よりも平均メッキ粒塊が小さく、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ３）前記第２のメッキ層上に、前記第２のメッキ層よりも平均メッキ粒塊が大きく、前記第２の厚さよりも薄い第３の厚さを有し、金を主要な成分とする第３のメッキ層を堆積する工程。
【００２０】
２．前記１項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、前記メッキ液の温度はほぼ一定である。
【００２１】
３．前記１または２項の半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの３倍以上である。
【００２２】
４．前記１または２項の半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの４倍以上である。
【００２３】
５．前記１または２項の半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの５倍以上である。
【００２４】
６．前記１から５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも大きい。
【００２５】
７．前記１から５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも２倍以上、大きい。
【００２６】
８．前記１から５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも３倍以上、大きい。
【００２７】
９．前記１から８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低い。
【００２８】
１０．前記１から８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも摂氏２度以上、低い。
【００２９】
１１．前記１から１０項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を冷却することにより、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低くされている。
【００３０】
１２．前記１から１０項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を加熱することにより、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度よりも高くされている。
【００３１】
１３．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を、第１のメッキ電流密度による電気メッキにより、堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１のメッキ電流密度よりも高い第２のメッキ電流密度による電気メッキにより、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ３）前記第２のメッキ層上に、前記第２のメッキ電流密度よりも低い第３のメッキ電流密度による電気メッキにより、前記第２の厚さよりも薄い第３の厚さを有し、金を主要な成分とする第３のメッキ層を堆積する工程。
【００３２】
１４．前記１３項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、前記メッキ液の温度はほぼ一定である。
【００３３】
１５．前記１３または１４項の半導体装置の製造方法において、前記第３のメッキ層の上面は実質的に光沢面ではない。
【００３４】
１６．前記１３から１５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの３倍以上である。
【００３５】
１７．前記１３から１５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの４倍以上である。
【００３６】
１８．前記１３から１５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの５倍以上である。
【００３７】
１９．前記１３から１８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも２倍以上、大きい。
【００３８】
２０．前記１３から１９項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも３倍以上、大きい。
【００３９】
２１．前記１３から２０項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低い。
【００４０】
２２．前記１３から２０項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも摂氏２度以上、低い。
【００４１】
２３．前記１３から２２項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を冷却することにより、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低くされている。
【００４２】
２４．前記１３から２２項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を加熱することにより、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度よりも高くされている。
【００４３】
２５．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を、第１のウエハ温度において、堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、前記第１のウエハ温度よりも低い第２のウエハ温度において、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程；
（ｄ３）前記第２のメッキ層上に、前記第２の厚さよりも薄い第３の厚さを有し、前記第２のウエハ温度よりも高い第３のウエハ温度において、金を主要な成分とする第３のメッキ層を堆積する工程。
【００４４】
２６．前記２５項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、メッキ電流密度は、ほぼ一定である。
【００４５】
２７．前記２５または２６項の半導体装置の製造方法において、前記第３のメッキ層の上面は実質的に光沢面ではない。
【００４６】
２８．前記２５から２７項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、前記メッキ液の温度はほぼ一定である。
【００４７】
２９．前記２５から２８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの３倍以上である。
【００４８】
３０．前記２５から２８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの４倍以上である。
【００４９】
３１．前記２５から２８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの５倍以上である。
【００５０】
３２．前記２５および２７から３１項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも大きい。
【００５１】
３３．前記２５および２７から３１項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも２倍以上、大きい。
【００５２】
３４．前記２５および２７から３１項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）におけるメッキ電流密度よりも３倍以上、大きい。
【００５３】
３５．前記２５から３４項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低い。
【００５４】
３６．前記２５から３４項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも摂氏２度以上、低い。
【００５５】
３７．前記２５から３６項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を冷却することにより、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度よりも低くされている。
【００５６】
３８．前記２５から３６項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ１）および（ｄ３）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を加熱することにより、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度よりも高くされている。
【００５７】
３９．以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上に、複数の開口部を有するレジスト膜を形成する工程；
（ｂ）前記レジスト膜を有する前記ウエハを、メッキ・カップおよび前記メッキ・カップにメッキ液を供給するメッキ液タンクを有する枚葉メッキ装置内に導入する工程；
（ｃ）前記枚葉メッキ装置内において、前記レジスト膜を有する前記ウエハを、前記第１の主面が前記メッキ・カップのメッキ槽に対向するように、前記メッキ・カップにロードする工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記メッキ槽と前記メッキ液タンクの間で、前記メッキ液を循環させながら、前記第１の主面の前記複数の開口部に、電気メッキにより金バンプ電極を形成する工程、
ここで、前記工程（ｄ）は、以下の下位工程を含む：
（ｄ１）第１の厚さを有し、金を主要な成分とする第１のメッキ層を、第１のウエハ温度において、堆積する工程；
（ｄ２）前記第１のメッキ層上に、前記第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有し、前記第１のウエハ温度よりも低い第２のウエハ温度において、金を主要な成分とする第２のメッキ層を堆積する工程。
【００５８】
４０．前記３９項の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、メッキ電流密度は、ほぼ一定である。
【００５９】
４１．前記３９または４０項の半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ１）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を加熱することにより、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度よりも高くされている。
【００６０】
４２．前記３９から４１項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記工程（ｄ）においては、前記メッキ液の温度はほぼ一定である。
【００６１】
４３．前記３９から４２項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの３倍以上である。
【００６２】
４４．前記３９から４２項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの４倍以上である。
【００６３】
４５．前記３９から４２項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記第２の厚さは前記第１の厚さおよび前記第３の厚さの５倍以上である。
【００６４】
４６．前記３９および４１から４５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）におけるメッキ電流密度よりも大きい。
【００６５】
４７．前記３９および４１から４５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）におけるメッキ電流密度よりも２倍以上、大きい。
【００６６】
４８．前記３９および４１から４５項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）におけるメッキ電流密度は、前記下位工程（ｄ１）におけるメッキ電流密度よりも３倍以上、大きい。
【００６７】
４９．前記３９から４８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）における前記ウエハの温度よりも低い。
【００６８】
５０．前記３９から４８項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記下位工程（ｄ１）における前記ウエハの温度よりも摂氏２度以上、低い。
【００６９】
５１．前記３９，４０、および４２から５０項のいずれか一つの半導体装置の製造方法において、前記下位工程（ｄ２）における前記ウエハの温度は、前記ウエハの第２の主面を冷却することにより、前記下位工程（ｄ１）における前記ウエハの温度よりも低くされている。
【００７０】
〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
１．本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載する場合もあるが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
【００７１】
２．同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「ＡからなるＸ」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、Ａ以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Ａを主要な成分として含むＸ」等の意味である。たとえば、「金バンプ電極」等と言っても、純粋な金ばかりでなく、金を主要な成分とする金合金等も含まれるものとする。同様に「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。同様に、「酸化シリコン膜」と言っても、比較的純粋な非ドープ酸化シリコン(Undoped Silicon Dioxide)だけでなく、FSG（Fluorosilicate Glass）、TEOSベース酸化シリコン(TEOS-based silicon oxide)、SiOC(Silicon Oxicarbide)またはカーボンドープ酸化シリコン(Carbon-doped Silicon oxide)またはOSG(Organosilicate glass)、PSG(Phosphorus Silicate Glass)、BPSG(Borophosphosilicate Glass)等の熱酸化膜、CVD酸化膜、SOG(Spin ON Glass)、ナノ・クラスタリング・シリカ（Nano-Clustering Silica:NSC）等の塗布系酸化シリコン、これらと同様な部材に空孔を導入したシリカ系Low-k絶縁膜（ポーラス系絶縁膜）、およびこれらを主要な構成要素とする他のシリコン系絶縁膜との複合膜等を含むことは言うまでもない。
【００７２】
３．同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００７３】
４．さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
【００７４】
５．「ウエハ」というときは、通常は半導体装置（半導体集積回路装置、電子装置も同じ）をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、ＳＯＩウエハ等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。また、「ウエハの温度」というときは、特に場所を指定したとき又は明らかでそうでないときを除き、ウエハの裏面中央部の温度を指すものとする。
【００７５】
６．「メッキ液の温度」というときは、特に場所を指定したとき（たとえば「メッキ液タンク内のメッキ液の温度」）又は明らかでそうでないときを除き、メッキ・カップに流入する際のメッキ液の温度を表す。
【００７６】
７．バンプ電極等について「メッキ層の厚さ」というときは、特に場所を指定したとき又は明らかでそうでないときを除き、バンプ電極等の中央部の厚さを言う。
【００７７】
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
【００７８】
１．本実施形態の半導体装置の製造方法の金バンプ・メッキ・プロセスによるデバイスの実装状態の説明（主に図３及び図４）
図３は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法による半導体装置（半導体集積回路装置）の一例を示すチップ上面図である。図４は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法による半導体装置（半導体集積回路装置）を液晶表示装置に実装した構造を示す断面図である。これらに基づいて、本実施形態の半導体装置の製造方法の金バンプ・メッキ・プロセスによるデバイスの実装状態を説明する。
【００７９】
前記のように、図３は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法による半導体装置（半導体集積回路装置）の一例を示すチップ上面図である。これは液晶表示装置すなわちLCD(Liquid Crystal Display)ドライバー用チップの例であり、チップ５１上には回路領域５２とその周辺の多数のバンプ電極１５が配置されている。
【００８０】
図４は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法による半導体装置（半導体集積回路装置）を液晶表示装置に実装した構造を示す断面図である。図４に示すように、液晶表示装置の液晶基板５５上には複数のＩＴＯ(Indium Tin Oxide)電極５３等の導電体外部電極が設けられており、LCDドライバー用チップ５１上の複数の金バンプ電極１５と異方性導電膜５４すなわちＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)を介して電気的に接続されている。このとき、金バンプ電極１５に厚さばらつきがあると、一部の電極間で接続抵抗が高くなる等の不具合を生ずる可能性が高い。
【００８１】
２．本実施形態の半導体装置の製造方法の全体プロセス、メッキ・カップ（メッキ・カップ構造Ｘ）およびメッキプロセスの１例の詳細説明（主に図１、図２及び図５から１２）
図１は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセス（電流可変３ステップ・プロセス：メッキ・プロセスＡ）のシーケンス図である。図２は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する基本的なメッキ・カップの構造を示す断面図である。図５は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるバンプ形成処理前のデバイス構造を示す模式断面図である。図６は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるUBM(Under Bump Metal)形成工程のデバイス構造を示す模式断面図である。図７は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるフォトレジスト塗布工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。図８は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるフォトレジスト現像工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。図９は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキ工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。図１０は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるレジスト除去工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。図１１は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるUBMエッチ工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。図１２は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用するレジスト塗布装置の塗布部を示す斜視図である。これらに基づいて、本実施形態の半導体装置の製造方法の全体プロセス、メッキ・カップおよびメッキプロセスの１例の詳細を説明する。
【００８２】
まず、図２に基づいて、基本的なメッキ・カップ３の構造を説明する。以下では２００φシリコン単結晶ウエハの場合を例にとり具体的に説明する。図２に示すように、メッキ・カップ３内のメッキ槽２のウエハ・ホールダ２４にはリング状のカソード電極３２が設けられており、その上にウエハ１がフェースダウン（ウエハ１のデバイス面１ａが下向き）でセットされている。メッキ・カップ３の下端にはメッキ液供給配管４５が連結されている。メッキ液２はアノード電極３４を貫通して、ウエハ１の第１の主面１ａに当たり、方向変換して、メッキ液排出配管４６からタンクへ戻される。ウエハ１の第２の主面１ｂ（裏面）は、ウエハ押さえ４２によって、押し付けバネ４３およびウエハ・ホールダ駆動用シリンダ４４によって、カソード電極３２に押し付けられている。
【００８３】
次に、図５から図１２に基づいて、本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるバンプ形成プロセスを説明する。図５に示すように多数のデバイスや配線（酸化シリコン膜や種々のメタル層で形成されている）が形成されたウエハ１の第１の主面１ａ（第１の主面１ａはデバイス面であり、第２の主面１ｂすなわちウエハの裏面１ｂと反対側の主面のことである）上にたとえばシリコンナイトライド等（無機系のみでなく有機系の膜でもよい）のファイナルパッシベーション膜６１が形成されており、そのアルミニウムパッド６２に対応する部分には、パッド開口６３が設けられている。次に図６に示すようにスパッタリングによりＵＢＭ(Under Bump Metal)膜、たとえば厚さ１７５マイクロメータ程度のチタン膜６４（下層）、たとえば厚さ１７５マイクロメータ程度のパラジウム膜６５（上層）が順次形成される（これらのUBM材料はあくまでも例示であって、他の同様の材料を排除するものではない。たとえば、パラジウム膜は金膜でもよいが、パラジウム膜を用いると、より信頼度が高くなる。また、金より、材料価格が若干安いメリットがある。）。図７に示すように、その上に、前記の塗布システムおよび方法を用いて、たとえば１９から２５ミクロン程度（たとえば２０ミクロン）の厚さのポジ型レジスト膜１２が形成される。ここで用いるレジスト液は、たとえば東京応化工業株式会社(Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD.)製のジアゾ・ナフトキノン・ノボラック系厚膜用ポジ型レジスト、製品名称「PMER P-LA900PM」等がある。塗布系レジストの変わりにフィルムレジストを用いてもよい。図８に示すように、レジストを露光、現像することで開口６６を形成する。
【００８４】
次に図９に示すように、開口６６に電気メッキでたとえば１５マイクロメータ程度の厚さのバンプ電極１５となる金層を埋め込む（このとき、供給されるメッキ液の温度は、たとえば、摂氏５３度程度の一定の温度に保たれている）。このステップは、図１に示すように、３個のサブステップに分割して実行される。先ず、第１ステップでは、ＵＢＭ膜の段差を乗り越えるまで、すなわち、０から２マイクロ・メートルの間（第１の厚さＴａは、２マイクロ・メートル程度）は、比較的低電流密度（たとえば０．２Ａ/ｄｍ２程度）で電気メッキを施す。このようにするとメッキ層の粒塊径が比較的大きくなり、段差を埋める効果が期待でき、比較的平坦な第１のメッキ層１５ａが得られる。
【００８５】
第２ステップでは、すなわち、２から１４マイクロ・メートルの間（第２の厚さＴｂは、１２マイクロ・メートル程度）は、できるだけ高速で、且つ、平坦にメッキを行う必要があるため、比較的高電流密度（たとえば０．７５Ａ/ｄｍ２程度）で電気メッキを施し、第２のメッキ層１５ｂが得る。このようにすると、メッキ層の粒塊径が比較的小さくなり、平坦な下地そのままに平坦なメッキ層（中央が凸型とならず）を形成する。
【００８６】
第３ステップでは、すなわち、１４から１５マイクロ・メートルの間（第３の厚さＴｃは、１マイクロ・メートル程度）は、実質的に光沢面でない程度の表面粗さを得る必要があるため、再度、比較的低電流密度（たとえば０．２Ａ/ｄｍ２程度）で電気メッキを施し、上面が無光沢の第３のメッキ層１５ｃを得る。このようにするとメッキ層の粒塊径が比較的大きくなり、その結果、無光沢となる（メッキ層の上面が光沢面でない状態になる）。
【００８７】
ここで、第２の厚さは、処理時間または形状特性を考慮すると、第１の厚さ及び第３の厚さと比較して、３倍以上が望ましい。また、平坦性が厳しい場合には、４倍以上が望ましい。更に、５倍以上が更に好適である。これは、バンプ電極の厚さを１５マイクロ・メートル程度としたとき、下地段差は、通常２マイクロ・メートル以下程度であり、最上層は、最大粒塊径よりも大きければよいので、通常、０．５マイクロ・メートル以上あれば十分だからである。なお、このことは、以下の他のメッキプロセスでも同様である。
【００８８】
上記各ステップでの電流密度の関係は、以下のごとくである。すなわち、第１ステップでは、下地段差を解消する必要があり、第３ステップでは、実質的に無光沢とする必要がある。一方、第２ステップでは、できるだけ高速で、しかも、下地平坦性を維持したメッキ状態を確保しなければならない。従って、そのようなメッキ特性の際を実現するためには、第２ステップのメッキ電流密度は、第１ステップおよび第３ステップのメッキ電流密度の２倍以上が望ましい。更に、処理時間等を短縮するためには、３倍以上が更に好適である。なお、このことは、以下の他のメッキプロセスでも電流密度を可変にする場合は同様である。しかし、その場合は、電流密度とウエハ温度の相乗効果により、より小さな差異で、必要な特性が得られる点に配慮する必要がある。
【００８９】
なお、ここではメッキ液として環境的に問題の少ない非シアン系メッキ液である亜硫酸金系のメッキ液（主要成分が亜硫酸金ナトリウム、エチレンジアミン、無機酸塩、他の微量添加物の水溶液）を用いている。また、環境について十分な配慮が払われるのであれば、シアン系メッキ液を使用することも可能であることは言うまでもない。
【００９０】
次に図１０に示すように、レジスト膜１２を除去する。最後に図１１に示すように、金バンプ１５をマスクにしてウエットエッチングで不要なUBM膜を選択除去する。これでバンプ電極が一応完成したことになる。
【００９１】
図１２は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用するレジスト塗布装置の塗布部を示す斜視図である。ノズル６７から滴下されたレジスト液は、ウエハ１上でスピンチャック４１が高速回転することによって、所定の厚さのレジスト膜１２に伸ばされる。
【００９２】
３．本実施形態の半導体装置の製造方法における金メッキ・プロセスに使用するメッキ装置の説明（主に図１３から図１５）
図１３は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する枚葉メッキ装置の上面図である。図１４は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する枚葉メッキ装置のメッキ液循環機構を説明する模式断面図である。図１５は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法における金バンプ・メッキ・プロセスに使用する枚葉メッキ装置のカソード電極とウエハのデバイス面の導電層とのコンタクトの様子を示す拡大断面図（図１４のＣ部分に対応する）である。これらに基づいて、本実施形態の半導体装置の製造方法における金メッキ・プロセスに使用するメッキ装置を説明する。
【００９３】
まず、図１３に基づいて、枚葉メッキ装置の全体構造を説明する。図１３に示すように、枚葉メッキ装置７４は、操作盤７５により操作される。まず、被処理ウエハ１を複数枚収容したウエハ搬送容器がローダ・アンローダ部７６に収容される。収容されたウエハ１は、ウエハ位置又は配向合わせ部７７で位置等が調整され、搬送部７８（ウエハ搬送機構）によって、先ず、洗浄部７９に移送され、洗浄後、再び搬送部７８により、メッキ・カップ・アレー部７３内の空いているメッキ・カップ３にセットされる。その後、数十分程度のメッキ・プロセスが実行される。ここでメッキ液タンク６８は、メッキ液２（図１４）をすべてのメッキ・カップ３（ここでは総数１４台）に供給している。
【００９４】
次に、図１４に基づいて、メッキ・カップ３（図２と同一：メッキ・カップ構造Ｘ）とメッキ液タンク６８の間のメッキ液２の循環の様子を説明する。図１４に示すように、メッキ液タンク６８内のメッキ液２は、ヒータ６９、温度計７０およびヒータ出力制御装置７１によって、たとえば摂氏５３度程度（必要に応じて摂氏５０度から６５度の間の適切な一定の温度に温調されている）の一定の温度に制御されている。メッキ液２はポンプ７２により、メッキ液供給配管４５を通して各メッキ・カップ３に送られ、メッキ液排出配管４６からタンク６８へ戻される。
【００９５】
次に図２で説明したメッキ・カップ３へのウエハ１のセットの仕方の詳細を説明する。図１５は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法における金バンプ・メッキ・プロセスに使用する枚葉メッキ装置７４のカソード電極３２とウエハ１のデバイス面１ａの導電層とのコンタクトの様子を示す拡大断面図である。図１５に基づいてウエハ・ホルダ２４へのウエハ１のロード方法の詳細を説明する。図１５に示すように、ウエハ１の終端部のパラジウム層６５にカソード・リング電極３２が接触するようにして、上からウエハ押さえ４２でウエハ１の裏面１ｂを下方に押すとリップ・シール３３が変形し、尚且つ、レジストを押しつぶして、メッキ液が漏れないようにシールする構造となっている。
【００９６】
４．本実施形態の半導体装置の製造方法のメッキプロセスの他の例の詳細およびそれに用いるメッキ・カップの説明（主に図９および図１６から図１８）
図１６は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセス（ウエハ温度可変３ステップ・プロセス：メッキ・プロセスＢ）のシーケンス図である。図１７は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する他のメッキ・カップの構造（メッキ・カップ構造Ｙ）を示す断面図（非加熱時）である。図１８は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する他のメッキ・カップの構造（メッキ・カップ構造Ｙ）を示す断面図（加熱時）である。図９及び図１６から図１８に基づいて、本実施形態の半導体装置の製造方法のメッキプロセスの他の例の詳細およびそれに用いるメッキ・カップを説明する。
【００９７】
まず、以下に使用するメッキ・カップの構造を説明する。以下に説明する以外は図２と同一である。図１７および図１８に示すように、ウエハ押さえ４２には、ヒート・ブロック４が設けられている。このヒート・ブロック４内にはウエハ・ヒータ５が埋め込まれており、ウエハ・ヒータ制御部８によって、ヒート・ブロック４の温度が、メッキ液の温度よりも高い一定の温度（ここでは、たとえば摂氏５６度）に制御されている。このヒート・ブロック４が、ウエハ・ヒータ制御部８に制御されるヒート・ブロック押し付けバネ７およびヒート・ブロック駆動シリンダ６によって、ウエハ１の裏面１ｂに押し付けられるか（ウエハ加熱ＯＮ状態）、離れているか（ウエハ加熱ＯＦＦ状態）によって、ウエハ１の裏面１ｂの温度は上下する。
【００９８】
次に、図９に対応するメッキ・プロセスの詳細を説明する。これは、図５から図１２に説明した全体プロセスの図９の部分の変形例に当たる。
【００９９】
図９に示すように、開口６６に一定の電流密度（たとえば０．７５Ａ/ｄｍ２程度）による電気メッキにより、たとえば１５マイクロメータ程度の厚さのバンプ電極１５となる金層を埋め込む（このとき、供給されるメッキ液の温度は、たとえば、摂氏５３度程度の一定の温度に保たれている）。このステップは、図１６に示すように、３個のサブステップに分割して実行される。先ず、第１ステップでは、ＵＢＭ膜の段差を乗り越えるまで、すなわち、０から２マイクロ・メートルの間（第１の厚さＴａは、２マイクロ・メートル程度）は、図１８のようにヒート・ブロック４がウエハ１の裏面１ｂに密着した状態で電気メッキを施す。このようにすると粒塊径が比較的大きくなり、段差を埋める効果が期待でき、比較的平坦な第１のメッキ層１５ａが得られる。これはウエハ１の裏面１ｂの温度が上昇する結果、ウエハ１の表面１ａの温度もそれに伴って上昇するため、ウエハ１の表面１ａにおける実質的なメッキ液の温度が上昇するからである。
【０１００】
第２ステップでは、すなわち、２から１４マイクロ・メートルの間（第２の厚さＴｂは、１２マイクロ・メートル程度）は、できるだけ高速で、且つ、平坦にメッキを行う必要があるため、図１７のようにヒート・ブロック４がウエハ１の裏面１ｂからはなれた状態で電気メッキを施し、第２のメッキ層１５ｂが得る。
【０１０１】
第３ステップでは、すなわち、１４から１５マイクロ・メートルの間（第３の厚さＴｃは、１マイクロ・メートル程度）は、実質的に光沢面でない程度の表面粗さを得る必要があるため、再度、図１８のようにヒート・ブロック４がウエハ１の裏面１ｂに密着した状態で電気メッキを施し、上面が無光沢の第３のメッキ層１５ｃを得る。なお、ここではメッキ液として環境的に問題の少ない非シアン系メッキ液である亜硫酸金系のメッキ液（主要成分が亜硫酸金ナトリウム、エチレンジアミン、無機酸塩、他の微量添加物の水溶液）を用いている。また、環境について十分な配慮が払われるのであれば、シアン系メッキ液を使用することも可能であることは言うまでもない。
【０１０２】
上記各ステップでのウエハ温度間の関係は、以下のごとくである。すなわち、第１ステップでは、下地段差を解消する必要があり、第３ステップでは、実質的に無光沢とする必要がある。一方、第２ステップでは、できるだけ高速で、しかも、下地平坦性を維持したメッキ状態を確保しなければならない。従って、そのようなメッキ特性の際を実現するためには、第２ステップのウエハ温度は、第１ステップおよび第３ステップのウエハ温度よりも摂氏２度以上低いことが望ましい。なお、このことは、以下の他のメッキプロセスでもウエハ温度を可変にする場合は同様である。しかし、その場合は、電流密度とウエハ温度の相乗効果により、より小さな差異で、必要な特性が得られる点に配慮する必要がある。
【０１０３】
なお、このメッキ・プロセスＢ（ウエハ温度可変３ステップ・プロセス）の長所は、セクション２で説明したメッキ・プロセスＡ（電流可変３ステップ・プロセス）と比較して、終始、比較的高い電流密度でメッキ処理をすることができるので、処理時間を短縮できるところにある。
【０１０４】
また、バンプ電極の上面の無光沢性が特に要求されない場合には、メッキ・プロセスＢの最後のステップを省略することも可能である（ウエハ温度可変２ステップ・プロセス：すなわち、メッキ・プロセスＣ）。ただし、この場合に、同一のバンプ厚さを確保するためには、その分、第２ステップを長くする必要がある。
【０１０５】
５．本実施形態の半導体装置の製造方法における金メッキ・プロセスに使用するその他のメッキ装置およびそれを用いたメッキプロセスの詳細の説明（主に図１９）
図１９は本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセス（メッキ・プロセスＢまたはＣ）に使用する更に他のメッキ・カップの構造（メッキ・カップ構造Ｚ）を示す断面図（冷却時）である。これに基づいて、本実施形態の半導体装置の製造方法における金メッキ・プロセスに使用するその他のメッキ装置を説明する。
【０１０６】
まず、以下に使用するメッキ・カップの構造を説明する。以下に説明する以外は図１７，図１８と同一である。図１９に示すように、ウエハ押さえ４２には、冷却ブロック５６が設けられている。この冷却ブロック５６内には冷却水配管６０が埋め込まれており、ウエハ冷却制御部５９によって、冷却ブロック５６の温度が、メッキ液の温度よりも低い一定の温度（ここでは、たとえば摂氏５３度）に制御されている。この冷却ブロック５６が、ウエハ冷却制御部５９に制御される冷却ブロック押し付けバネ５８および冷却ブロック駆動シリンダ５７によって、ウエハ１の裏面１ｂに押し付けられるか（ウエハ加熱ＯＮ状態）、離れているか（ウエハ加熱ＯＦＦ状態）によって、ウエハ１の裏面１ｂの温度は上下する。
【０１０７】
次に、図９に対応するメッキ・プロセスの詳細を説明する。これは、図５から図１２に説明した全体プロセスの図９の部分の変形例に当たる。
【０１０８】
図９に示すように、開口６６に一定の電流密度（たとえば０．７５Ａ/ｄｍ２程度）による電気メッキにより、たとえば１５マイクロメータ程度の厚さのバンプ電極１５となる金層を埋め込む（このとき、供給されるメッキ液の温度は、たとえば、摂氏５６度程度の一定の温度に保たれている）。このステップは、図１６に示すように、３個のサブステップに分割して実行される。先ず、第１ステップでは、ＵＢＭ膜の段差を乗り越えるまで、すなわち、０から２マイクロ・メートルの間（第１の厚さＴａは、２マイクロ・メートル程度）は、冷却ブロック５６がウエハ１の裏面１ｂからはなれた状態で電気メッキを施す。このようにすると粒塊径が比較的大きくなり、段差を埋める効果が期待でき、比較的平坦な第１のメッキ層１５ａが得られる。メッキ液の温度がもともと高く設定されているからである。
【０１０９】
第２ステップでは、すなわち、２から１４マイクロ・メートルの間（第２の厚さＴｂは、１２マイクロ・メートル程度）は、できるだけ高速で、且つ、平坦にメッキを行う必要があるため、図１９のように冷却ブロック５６がウエハ１の裏面１ｂに密着した状態で電気メッキを施し、第２のメッキ層１５ｂが得る。このようにすると、ウエハ１の裏面１ｂの温度が下がるため、ウエハ１の表面１ａの温度も下がる結果、ウエハ１の表面１ａ部分のメッキ液の温度が実質的に低下するからである。
【０１１０】
第３ステップでは、すなわち、１４から１５マイクロ・メートルの間（第３の厚さＴｃは、１マイクロ・メートル程度）は、実質的に光沢面でない程度の表面粗さを得る必要があるため、再度、冷却ブロック５６がウエハ１の裏面１ｂからはなれた状態で電気メッキを施し、上面が無光沢の第３のメッキ層１５ｃを得る。なお、ここではメッキ液として環境的に問題の少ない非シアン系メッキ液である亜硫酸金系のメッキ液（主要成分が亜硫酸金ナトリウム、エチレンジアミン、無機酸塩、他の微量添加物の水溶液）を用いている。また、環境について十分な配慮が払われるのであれば、シアン系メッキ液を使用することも可能であることは言うまでもない。
【０１１１】
なお、このメッキ・プロセスＢ（ウエハ温度可変３ステップ・プロセス）の長所は、セクション２で説明したメッキ・プロセスＡ（電流可変３ステップ・プロセス）と比較して、終始、比較的高い電流密度でメッキ処理をすることができるので、処理時間を短縮できるところにある。
【０１１２】
また、バンプ電極の上面の無光沢性が特に要求されない場合には、メッキ・プロセスＢの最後のステップを省略することも可能である（ウエハ温度可変２ステップ・プロセス：すなわち、メッキ・プロセスＣ）。ただし、この場合に、同一のバンプ厚さを確保するためには、その分、第２ステップを長くする必要がある。
【０１１３】
６．本実施形態の半導体装置の製造方法における金メッキ・プロセスのバリエーションの説明
以上説明したメッキ・カップ構造Ｙ，Ｚは、前記メッキ・プロセスＡ，Ｂ，Ｃのいずれにも使用できることは言うまでもない。また、図１又は図１６のメッキ・プロセス・シーケンスは、説明の都合上、最も典型的な（メッキ電流密度一定の極限およびウエハ温度一定の極限）のみを具体的に説明したが、これらの中間的な形態を排除するものではない。実際には、必要に応じて、メッキ電流密度とウエハ温度を適宜変更して、量産上の各種要求に対応して最適条件を設定することの方がが普通である。
【０１１４】
７．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて金バンプを形成する際のメッキプロセスを例にとって具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１１５】
例えば、金以外の半田バンプ、銀バンプ等の形成において同様に適用できることは言うまでもない。また、バンプ形成に限定されるものではなく、材料を扱う際に広く適用できることは言うまでもない。
【０１１６】
また、本実施形態においては、レジスト膜に開口を設けて、その開口にメッキするプロセスについて説明したが、銅ダマシン・プロセス（または銀ダマシン・プロセス）のように、レジスト膜等を用いず、ウエハのほぼ全面に金属膜をメッキするプロセスにも適用できることは言うまでもない。
【０１１７】
更に、前記実施形態では、主に現時点で広く使用されているカップを反転しないウエハ・フェース・ダウン型のメッキ装置を例にとって、具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、カップ反転型（ウエハ・フェース・アップ型）のメッキ装置においても、ほぼそのまま適用できることは言うまでもない。
【０１１８】
なお、前記実施形態では、主に２００φウエハを用いた場合を例にとり具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、３００φウエハまたは４５０φ等にも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセス（電流可変３ステップ・プロセス）のシーケンス図である。
【図２】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する基本的なメッキ・カップの構造を示す断面図である。
【図３】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法による半導体装置（半導体集積回路装置）の一例を示すチップ上面図である。
【図４】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法による半導体装置（半導体集積回路装置）を液晶表示装置に実装した構造を示す断面図である。
【図５】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるバンプ形成処理前のデバイス構造を示す模式断面図である。
【図６】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるUBM(Under Bump Metal)形成工程のデバイス構造を示す模式断面図である。
【図７】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるフォトレジスト塗布工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。
【図８】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるフォトレジスト現像工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。
【図９】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキ工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。
【図１０】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるレジスト除去工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。
【図１１】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるUBMエッチ工程が完了したデバイス構造を示す模式断面図である。
【図１２】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法に使用するレジスト塗布装置の塗布部を示す斜視図である。
【図１３】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する枚葉メッキ装置の上面図である。
【図１４】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する枚葉メッキ装置のメッキ液循環機構を説明する模式断面図である。
【図１５】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法における金バンプ・メッキ・プロセスに使用する枚葉メッキ装置のカソード電極とウエハのデバイス面の導電層とのコンタクトの様子を示す拡大断面図（図１４のＣ部分に対応する）である。
【図１６】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセス（ウエハ温度可変３ステップ・プロセス）のシーケンス図である。
【図１７】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する他のメッキ・カップの構造を示す断面図（非加熱時）である。
【図１８】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する他のメッキ・カップの構造を示す断面図（加熱時）である。
【図１９】本願発明の一実施の形態の半導体装置の製造方法におけるメッキプロセスに使用する更に他のメッキ・カップの構造を示す断面図（冷却時）である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  ウエハ
１ａ  （ウエハの）第１の主面（デバイス面）
２  メッキ液（メッキ槽）
３  メッキ・カップ
１２  レジスト膜
１５  金バンプ電極
１５ａ  第１のメッキ層
１５ｂ  第２のメッキ層
１５ｃ  第３のメッキ層
６６  （レジスト膜の）開口部
６８  メッキ液タンク
７４  枚葉メッキ装置
Ｔａ  第１の厚さ
Ｔｂ  第２の厚さ
Ｔｃ  第３の厚さ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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