JP2007103593A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 異種の金属膜の積層構造からなる導電膜に対するボンディングパッドの保護膜の開口を保護膜の減損を生じることなく形成し、かつダイシング工程等水溶液に浸される工程において金属膜の溶解を回避するボンディングパッドを提供する。
【解決手段】 アルミ膜とアルミ膜上に堆積されたＴｉ,ＴｉＮ等の反射防止膜を含む導電膜の上に堆積した保護膜と前記反射防止膜を除去して前記アルミ膜を露出させたボンディングパッド等の保護膜開口を有し、前記保護膜の除去領域が、前記反射防止膜の除去領域の内側となるように、前記反射防止膜を除去するエッチング工程が、前記保護膜の堆積前に行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、異種の金属膜の積層構造からなる導電膜に対するボンディングパッド等の保護膜の開口を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
図２は、異種の金属膜の積層構造からなる導電膜に対するボンディングパッド等の保護膜の開口を有する一般的な半導体装置及びその製造方法の例である。この例の場合、図２（ａ）に示す様に、層間絶縁膜１の上にＴｉ、ＴｉＮ膜等のバリアメタル膜２と、アルミ膜３（Ｓｉ、Ｃｕを含有する場合もある）と、Ｔｉ、ＴｉＮ膜等の反射防止膜４とをスパッタ等で順次に堆積させて、異種の金属膜の積層構造からなる導電膜５を形成し、配線、ボンディングパッド等のパターンに導電膜５を加工する。
次に、図２（ｂ）、（ｃ）に示す様に、シリコン窒化膜、あるいはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の２層膜等からなる保護膜６をＣＶＤ等で堆積させて、ボンディングパッドに対応するパターンの保護膜６の開口７をドライエッチング等で形成し、ボンディングパッド８を形成する。
このとき、アルミ膜３の上に反射防止膜４が残存すると、ボンディングパッド８とボンディングワイヤとの間の電気的な接触抵抗が高くなり、本来の電気特性が得られないため、保護膜の開口７を形成するドライエッチングの工程で、ボンディングパッド８の反射防止膜４を同時に除去し、アルミ膜３を露出させる。
しかし、図２（ｄ）に示す様に、ボンディングパッド８の保護膜開口７の端部では、Ｔｉ、ＴｉＮ膜等の反射防止膜４とアルミ膜３との界面が開口７に露出しているため、その後、ダイシング工程等水溶液に浸される工程において、異種の金属間で生じる局部的な電池効果により、イオン化傾向の高いＡｌ（アルミニウム）がアルミ膜３のＴｉ、ＴｉＮ膜等の反射防止膜４との界面近傍から溶解し、ボンディングパッド８に腐食穴９が発生する。また、溶解したＡｌの反応生成物である水酸化アルミ１０がボンディングパッド８の表面に再付着する。
ボンディングパッド８の表面に再付着した水酸化アルミ１０は、ボンディングパッド８とボンディングワイヤとの間の電気的、機械的な接触を阻害する要因となる。特に、ダイシング工程で生成し、ボンディングパッド８の表面に再付着した水酸化アルミ１０は、ダイシング中に発生するシリコンの微細な切り屑をボンディングパッド８の表面に強固に付着させる接着剤としても働くため、ボンディングパッド８とボンディングワイヤとの間の機械的な接触を大いに阻害する要因となる。
この問題を回避するため、図３（ａ）に示す様に、保護膜の開口７を形成した後に、図３（ｂ）に示す様に、絶縁膜１１を堆積して、図３（ｃ）に示す様に、絶縁膜１１の全面に異方性のドライエッチングを施して、絶縁膜１１からなる側壁保護膜１２を開口８の側面に形成し、Ｔｉ、ＴｉＮ膜等の反射防止膜４とアルミ膜３との界面が開口７に露出することを防止する方法が提案されている。（特許文献１を参照のこと。）
特開平１１−３１２６７０号公報
しかしながら、図３に示した従来方法の場合、側壁保護膜１２を加工形成するため絶縁膜１１の全面を異方性のドライエッチングした際に、ボンディングパッド８の表面に絶縁膜１１が残存しないように、絶縁膜１１の膜厚分に必要なエッチングよりも過大なエッチングが必要となる。一般的にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜は、各々のエッチング選択比はそれほど大きくない。このため、絶縁膜１１の全面をエッチングする際に、保護膜６もエッチングされ、保護膜６の膜厚が減損する可能性が高い。保護膜６の膜厚が減損するということは、本来の役割である、ＩＣの保護を阻害する要因となり、ＩＣの信頼性上で重大な問題である。
本発明は、ボンディングパッド等の保護膜の開口内で異種の金属膜の積層界面が露出しない構造を、保護膜が減損することなく実現する半導体装置及びその製造方法を提案することを目的とする。
本発明の半導体装置及びその製造方法は、第１の金属膜と第１の金属膜上に堆積された第１の金属膜とは異種の金属からなる第２の金属膜を含む導電膜と、前記導電膜の上部に堆積した絶縁膜からなる保護膜と、前記保護膜及び前記第２の金属膜を除去して前記第１の金属膜を露出させた開口を有し、前記保護膜の除去領域が、前記第２の金属膜における除去領域の内側となるように開口部を加工している。
このため、ボンディングパッド等の保護膜の開口内で異種の金属膜の積層界面が露出することがなく、その後、ダイシング工程等水溶液に浸される工程において、第１の金属膜と第２の金属膜との間の異種金属で生じる局部的な電池効果が生じなく、イオン化傾向の高い金属の溶解を回避できる。
また、前記第２の金属膜の除去するエッチング工程が、前記保護膜の堆積前に行われるため、保護膜の堆積工程、前記開口部の形成工程へ影響を与えることはなく、保護膜の減損等の問題は生じない。
本発明の半導体装置及びその製造方法は、ボンディングパッド等の保護膜の開口内でアルミ膜とＴｉ、ＴｉＮ等の反射防止膜となる異種の金属膜との積層界面が露出しない構造を、保護膜の減損することなく実現することができ、ダイシング工程等水溶液に浸される工程においてイオン化傾向の高いＡｌの溶解を回避することができるため、信頼性の高い半導体装置が提供できる。
以下、本発明の実施形態を図１により説明する。
図１（ａ）に示す様に、層間絶縁膜１の上にＴｉ、ＴｉＮ膜等のバリアメタル膜２と、アルミ膜３（Ｓｉ、Ｃｕを含有する場合もある）と、Ｔｉ、ＴｉＮ膜等の反射防止膜４とをスパッタ等で順次に堆積させて、異種の金属膜の積層構造からなる導電膜５を形成し、配線、ボンディングパッド等のパターンに導電膜５を加工する。
次に、図１（ｂ）に示す様に、ボンディングパッド等、最終的に保護膜の開口を形成する領域より一回り大きい領域の反射防止膜４をドライエッチングで除去して、反射防止膜４の開口１３を形成する。このとき、（反射防止膜の開口１３の大きさ）＞（保護膜の開口７の大きさ）となっている。
その後、図１（ｃ）、（ｄ）に示す様に、シリコン窒化膜、あるいはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の２層膜等からなる保護膜６をＣＶＤ等で堆積させて、ボンディングパッドに対応するパターンの保護膜６の開口７をドライエッチング等で形成し、ボンディングパッド８を形成する。
図１（ｄ）に示す様に、本実施形態では、アルミ膜３と反射防止膜４の界面が、保護膜の開口７に露出することがなく、ダイシング工程等水溶液に浸される工程においてイオン化傾向の高いＡｌの溶解を回避することができる。
また、保護膜６のエッチングも、一般的な半導体製造装置と同様であり、保護膜を減損することはなく、信頼性も高いことがわかる。
本発明の実施形態を示す断面図 従来の一般的な半導体装置を示す断面図 従来例の半導体装置を示す断面図
符号の説明
１ 層間絶縁膜
２ バリアメタル膜
３ アルミ膜
４ 反射防止膜
５ 導電膜
６ 保護膜
７ 保護膜の開口
８ ボンディングパッド
９ ボンディングパッドに生じた腐食穴
１０ 水酸化アルミ
１１ 絶縁膜
１２ 側壁保護膜
１３ 反射防止膜の開口

Claims (3)

  1. 第１の金属膜と第１の金属膜上に堆積された第１の金属膜とは異なる第２の金属膜とを含む導電膜と、
    前記導電膜の上部に堆積した絶縁膜からなる保護膜と、
    前記保護膜及び前記第２の金属膜を除去して前記第１の金属膜を露出させた開口を有し、前記保護膜の除去領域が、前記第２の金属膜における除去領域の内側となることを特徴とする半導体装置。
  2. 第１の金属膜と第１の金属膜上に堆積された第１の金属膜とは異なる第２の金属膜とを含む導電膜とを形成する工程と、
    前記第２の金属膜を除去して前記第１の金属膜を露出させるための第1の開口を形成する工程と、
    前記開口を有する前記導電膜に絶縁膜からなる保護膜を堆積する工程と、
    前記第１の開口の上に堆積された前記保護膜を除去して前記第１の金属膜を露出させた第２の開口を形成する工程とからなり、前記第２の開口は前記第１の開口の内側に位置することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 前記第１の金属膜はアルミニウムを主とする低抵抗の金属膜であり、前記第２の金属膜はチタンあるいは窒化チタン等の比較的高抵抗の反射防止膜であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
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