JP2772801B2 - チタニウム・タングステンおよび／またはチタニウム・タングステン・ナイトライドを化学的にエッチングする方法 - Google Patents
チタニウム・タングステンおよび／またはチタニウム・タングステン・ナイトライドを化学的にエッチングする方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般に、化学的エッチングに関するもので
あり、更に詳細には、チタニウム・タングステン（Ti
W）および／またはチタニウム・タングステン・ナイト
ライド（TiWN）の化学的エッチングに関するものであ
る。
あり、更に詳細には、チタニウム・タングステン（Ti
W）および／またはチタニウム・タングステン・ナイト
ライド（TiWN）の化学的エッチングに関するものであ
る。
［従来の技術］ 当業界では多数の化学的エッチングの方法が知られて
いる。一般に、EDTA（エチレンジアミン四酢酸）、過酸
化水素（H2O2）、および水酸化アンモニウム（NH4OH）
の溶液がチタニウム・タングステンのエッチングに使用
されている。
いる。一般に、EDTA（エチレンジアミン四酢酸）、過酸
化水素（H2O2）、および水酸化アンモニウム（NH4OH）
の溶液がチタニウム・タングステンのエッチングに使用
されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記混合物をエッチャントとして使用
する場合、アンダーカットと、TiWおよびTiWNに対して
エッチ速度が異なることという２つの問題が存在する。
アンダーカットは化学的に異なる２つの金属の界面にお
いて生ずる問題である。テープ自動化ボンデング（TA
B）では、金のバンプ（bump）と基板とを物理的に結合
するのにTiWおよびTiWNの層がしばしば使用される。TiW
およびTiWNのエッチング中、ガルバニック（galvanic）
効果のためエッチャントが金のバンプをアンダーカット
する。これは電解液であるNH4OHの存在により増進され
る。NH4OHのこの導電的性質によりガルバニック効果が
増進し、エッチャントのアンダーカットの速度が増大す
る。通常のエッチング状態のもとで、エッチャントはTi
WN層のエッチを完了する前に金のバンプを完全にアンダ
ーカットすることがわかっている。
する場合、アンダーカットと、TiWおよびTiWNに対して
エッチ速度が異なることという２つの問題が存在する。
アンダーカットは化学的に異なる２つの金属の界面にお
いて生ずる問題である。テープ自動化ボンデング（TA
B）では、金のバンプ（bump）と基板とを物理的に結合
するのにTiWおよびTiWNの層がしばしば使用される。TiW
およびTiWNのエッチング中、ガルバニック（galvanic）
効果のためエッチャントが金のバンプをアンダーカット
する。これは電解液であるNH4OHの存在により増進され
る。NH4OHのこの導電的性質によりガルバニック効果が
増進し、エッチャントのアンダーカットの速度が増大す
る。通常のエッチング状態のもとで、エッチャントはTi
WN層のエッチを完了する前に金のバンプを完全にアンダ
ーカットすることがわかっている。
第２の問題はTiWとTiWNとのエッチ速度が異なりTiWが
速くエッチされるということである。これはエッチング
中のアンダーカットの問題全体に寄与する。
速くエッチされるということである。これはエッチング
中のアンダーカットの問題全体に寄与する。
従って、上記欠点および問題を克服するTiWおよび／
またはTiWNの化学的エッチングの方法を提供するのが本
発明の目的である。
またはTiWNの化学的エッチングの方法を提供するのが本
発明の目的である。
［課題を解決するための手段］ 本発明の特定の実施例は、基板と金バンプとの間に配
置されたTiWN、TiW、およびAuの層を有する半導体基板
をエッチングすることを含んでいる。金層を除去してか
ら、TiWおよびTiWNを過酸化水素（H2O2）の約30％の水
溶液を使用して約90℃の温度でエッチする。
置されたTiWN、TiW、およびAuの層を有する半導体基板
をエッチングすることを含んでいる。金層を除去してか
ら、TiWおよびTiWNを過酸化水素（H2O2）の約30％の水
溶液を使用して約90℃の温度でエッチする。
［実施例］ 第１図〜第３図を参照すると、本発明を利用する方法
のプロセス流れ図が示されている。
のプロセス流れ図が示されている。
第１図に示すように、本プロセスは総体的に10と記し
た半導体装置について始まる。装置10は、この特定の実
施例ではシリコン層12、ポリイミド13、およびアルミニ
ウム層14を有する基板11から構成されている。ここで基
板は任意の材料のものとしてもよいことおよび上記は１
つの好ましい実施例として示していることに注意すべき
である。
た半導体装置について始まる。装置10は、この特定の実
施例ではシリコン層12、ポリイミド13、およびアルミニ
ウム層14を有する基板11から構成されている。ここで基
板は任意の材料のものとしてもよいことおよび上記は１
つの好ましい実施例として示していることに注意すべき
である。
基板11の表面に接着・障壁層15が配設されている。層
15はチタニウム・タングステン・ナイトライド（TiWN）
の層16、チタニウム・タングステン（TiW）の層17、お
よび金（Au）の層18から構成されている。層16はアルミ
ニウム14と金18との間の拡散障壁として作用する。層16
は、アルミニウムの他にポリイミドにも良く接着するこ
とがわかっているので、最初に被着する。ただし、金は
TiWN層16に良く接着しないので、TiW層17を層16の上面
に被着する。チタニウム・タングステンはチタニウム・
タングステン・ナイトライドと金との双方に良く接着す
ることがわかっている。最後に金属18を被着し、金バン
プ19を形成する。
15はチタニウム・タングステン・ナイトライド（TiWN）
の層16、チタニウム・タングステン（TiW）の層17、お
よび金（Au）の層18から構成されている。層16はアルミ
ニウム14と金18との間の拡散障壁として作用する。層16
は、アルミニウムの他にポリイミドにも良く接着するこ
とがわかっているので、最初に被着する。ただし、金は
TiWN層16に良く接着しないので、TiW層17を層16の上面
に被着する。チタニウム・タングステンはチタニウム・
タングステン・ナイトライドと金との双方に良く接着す
ることがわかっている。最後に金属18を被着し、金バン
プ19を形成する。
これらのステップに続いて、余分の接着・障壁層15を
除去する必要がある。最初に、余分の金層18を除去す
る。これによって第２図に示すような装置10が残る。次
に、層16と17とを除去しなければならない。典型的に
は、これは乾式エッチとは反対の湿式エッチ環境で行わ
れる。湿式エッチを利用する理由は金が乾式エッチング
を受けるとき再スパッタされる（resputter）傾向があ
るからである。この再スパッタがあればバンプ19の大き
さが小さくなり、バンプ19が弱くなり、金層が層16およ
び17の表面に戻って付着する。
除去する必要がある。最初に、余分の金層18を除去す
る。これによって第２図に示すような装置10が残る。次
に、層16と17とを除去しなければならない。典型的に
は、これは乾式エッチとは反対の湿式エッチ環境で行わ
れる。湿式エッチを利用する理由は金が乾式エッチング
を受けるとき再スパッタされる（resputter）傾向があ
るからである。この再スパッタがあればバンプ19の大き
さが小さくなり、バンプ19が弱くなり、金層が層16およ
び17の表面に戻って付着する。
上述の問題を避けるには、湿式エッチングを使用す
る。ただし、湿式エッチングもエッチング中バンプ19を
アンダーカットするというようないくつかの欠点があ
る。アンダーカットの大きな原因はガルバニック効果で
あって、これは２つの化学的に異なる金属の界面で起
る。ここでは異なる金属は金とチタニウム・タングステ
ンである。この作用はエッチャントが導電性（たとえ
ば、電解質）である場合エッチング時に増強される。
る。ただし、湿式エッチングもエッチング中バンプ19を
アンダーカットするというようないくつかの欠点があ
る。アンダーカットの大きな原因はガルバニック効果で
あって、これは２つの化学的に異なる金属の界面で起
る。ここでは異なる金属は金とチタニウム・タングステ
ンである。この作用はエッチャントが導電性（たとえ
ば、電解質）である場合エッチング時に増強される。
典型的には、TiWはEDTA（エチレンジアミン四酢
酸）、過酸化水素（H2O2）、および水酸化アンモニウム
（NH4OH）の溶液を用いて室温でエッチされる。この内
水酸化アンモニウムは電解質である。この電解質は層17
のエッチングを層16と18との間で加速させる。更に、Ti
WN層16はTiW層17ほど速くはエッチしない。これにより
第４図に示すような装置10が生じる。金属とチタニウム
・タングステン層の界面に沿うエッチングの増大とTiWN
のエッチングの速度がTiWと比較して低いこととが組合
わさるため、TiW層全体が層16がエッチングを終る前に
バンプ19の下から除去されることになる。
酸）、過酸化水素（H2O2）、および水酸化アンモニウム
（NH4OH）の溶液を用いて室温でエッチされる。この内
水酸化アンモニウムは電解質である。この電解質は層17
のエッチングを層16と18との間で加速させる。更に、Ti
WN層16はTiW層17ほど速くはエッチしない。これにより
第４図に示すような装置10が生じる。金属とチタニウム
・タングステン層の界面に沿うエッチングの増大とTiWN
のエッチングの速度がTiWと比較して低いこととが組合
わさるため、TiW層全体が層16がエッチングを終る前に
バンプ19の下から除去されることになる。
この問題を解決するには、水酸化アンモニウムの電解
質を排除して過酸化水素（H2O2）の30％水溶液のみを使
用する。過酸化水素は中性薬品であるからガルバニック
効果を加速させるようには働かない。このため金属18の
下の層17のエッチングが比較的のろくなる。
質を排除して過酸化水素（H2O2）の30％水溶液のみを使
用する。過酸化水素は中性薬品であるからガルバニック
効果を加速させるようには働かない。このため金属18の
下の層17のエッチングが比較的のろくなる。
ただし、TiW層17はなおTiWN層16より速くエッチする
のでいくらかのアンダーカットが残る。これを排除する
には、反応の温度を室温から約80〜90℃に上げる。これ
はTiWのエッチ速度にほとんど影響を与えず、TiWNのエ
ッチ速度を増大する。このステップの後、装置10は第３
図に示すようになる。図示のとおり、余分の層16と17と
が全体的にバンプ19をアンダーカットすることなく除去
されている。
のでいくらかのアンダーカットが残る。これを排除する
には、反応の温度を室温から約80〜90℃に上げる。これ
はTiWのエッチ速度にほとんど影響を与えず、TiWNのエ
ッチ速度を増大する。このステップの後、装置10は第３
図に示すようになる。図示のとおり、余分の層16と17と
が全体的にバンプ19をアンダーカットすることなく除去
されている。
上述に加え、アンダーカットはバイア20で停止する傾
向があることが分った。これは過酸化水素エッチングと
は反対にEDTAエッチング中では泡形成がないためである
と考えられる。泡はエッチング溶液を表面から離す傾向
があり、これによりバンプ19の下のエッチングがのろく
なる。
向があることが分った。これは過酸化水素エッチングと
は反対にEDTAエッチング中では泡形成がないためである
と考えられる。泡はエッチング溶液を表面から離す傾向
があり、これによりバンプ19の下のエッチングがのろく
なる。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなとおり、本発明によれば上層
の金バンプをアンダーカットすることなく余剰のTiW層
およびTiWN層が適確に除去される。
の金バンプをアンダーカットすることなく余剰のTiW層
およびTiWN層が適確に除去される。
第１図から第３図までは、本発明の１実施例に係る方法
を示す処理工程流れ図、そして 第４図は、従来技術の方法における１工程を示す処理工
程流れ図である。 10:装置（デバイス）、11:基板、 12:シリコン層、13:ポリイミド層、 14:アルミニウム層、15:接着・障壁層、 16:TiWN層、17:TiW層、 18:金層、19:バンプ、20:バイア。
を示す処理工程流れ図、そして 第４図は、従来技術の方法における１工程を示す処理工
程流れ図である。 10:装置（デバイス）、11:基板、 12:シリコン層、13:ポリイミド層、 14:アルミニウム層、15:接着・障壁層、 16:TiWN層、17:TiW層、 18:金層、19:バンプ、20:バイア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−64431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−193282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−184859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−13075（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−19661（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23F 1/00 - 1/46 H01L 21/306 - 21/3063
Claims (3)
- 【請求項１】基板、該基板に結合したチタニウム・タン
グステン・ナイトライド層、該チタニウム・タングステ
ン・ナイトライド層に結合したチタニウム・タングステ
ン層、および該チタニウム・タングステン層の一部分に
結合しかつ覆っている金属コンタクトを有する半導体装
置を化学的にエッチングする方法であって、 前記チタニウム・タングステン層およびチタニウム・タ
ングステン・ナイトライド層を過酸化水素の30％水溶液
で80から90℃の温度でエッチングして前記チタニウム・
タングステン層の前記金属コンタクトによって覆われて
いない部分を除去しそれによって前記チタニウム・タン
グステン・ナイトライド層の一部分を露出しかつ前記チ
タニウム・タングステン・ナイトライド層の露出された
部分を除去する工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】更に、前記チタニウム・タングステン層と
前記金属コンタクトとの間に配置された金の層を有する
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】前記金属コンタクトは金である特許請求の
範囲第１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US090,823 | 1987-08-28 | ||
| US07/090,823 US4787958A (en) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | Method of chemically etching TiW and/or TiWN |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6462482A JPS6462482A (en) | 1989-03-08 |
| JP2772801B2 true JP2772801B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=22224490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63193553A Expired - Lifetime JP2772801B2 (ja) | 1987-08-28 | 1988-08-04 | チタニウム・タングステンおよび／またはチタニウム・タングステン・ナイトライドを化学的にエッチングする方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4787958A (ja) |
| JP (1) | JP2772801B2 (ja) |
| KR (1) | KR0133869B1 (ja) |
Families Citing this family (31)
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