JP3561582B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ電極を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノート型パソコン、液晶テレビ（以下、ＬＣＤと呼ぶ）、液晶プロジェクタなどに使われている液晶ディスプレイは、高精細化、狭額縁化、低コスト化への対応が図られている。これに伴い、ＬＣＤドライバＩＣの実装は、テープキャリアパッケージ（以下、ＴＣＰと呼ぶ）を使う方法が主流である。
これは、ＴＣＰが、小型化、薄型化、軽量化に適したパッケージであるばかりでなく、高精細パターニングで配線が形成されたフィルムキャリアを用いることにより、ドライバＩＣをＬＣＤパネルにファインピッチで多出力の実装が容易にできるからである。ＴＣＰは、バンプ電極をＩＣ上に形成し、テープキャリアのインナーリードとバンプ電極とをインナーリードボンディングしたものである。
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【０００３】
この半導体装置の製造方法では、以下の工程（ａ）〜（ｄ）が行われる。
（ａ） 図３（Ａ）の工程
半導体基板１に形成された酸化膜２上のバンプ電極を形成すべき位置に、Ａｌ電極パッド３を形成する。そして、表面保護膜４を形成した後、Ａｌ電極パッド３上にスルーホール５を開孔する。
（ｂ） 図３（Ｂ）の工程
半導体基板１の表面全体にスパッタ法等により、複数の下地金属層６を順次積層形成する。この下地電極６の構成としては、Ｔｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ、Ｔｉ／Ｗ−Ａｕ、Ｔｉ／Ｗ−Ｐｔ、Ｃｒ−Ｃｕ、Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｕなどが用いられる。ここでは、例として、Ｔｉ／Ｗ６ａとＰｄ６ｂとして説明する。
（ｃ） 図３（Ｃ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ６ａ、Ｐｄ６ｂ上に感光性樹脂膜７を全面に被着した後、Ａｌ金属パッド３上の一部にバンプ形成用のパターンを感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングし、形成する。
次に、下地金属層６を一方の共通電極として、一定の電流を供給することによりＡｕ、Ｃｕ、又は半田等を電気メッキにより電着させて、バンプ電極８を形成する。ここでは、一例として、Ａｕを材料として説明する。
（ｄ） 図３（Ｄ）の工程
感光性樹脂膜７を除去溶剤などで除去した後、バンプ電極８をマスクとしてこのパンプ電極８で覆われた以外の下地金属層６をウェットエッチング除去することにより、最終的な電極構造が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体装置の製造方法では、以下のような課題があった。
バンプ電極８を形成した後に、このバンプ電極８をエッチングマスクとして該バンプ電極８で覆われた以外の複数層の下地金属層６をエッチング除去する必要がある。このエッチングの際に、バンプ電極８の寸法より内側まで下地金属層１６がエッチングされる（以下、サイドエッチングと呼ぶ）現象が起こる。そのため、バンプ電極８と下地金属層６との接触面積が減少して、インナーリードとそのバンプ電極８とをインナーリードボンディングする際に発生する応力による剪断強度が低下するという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、半導体装置の製造方法において、絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、前記電極パッドと電気的に接続する導電性の下地金属層を全面に形成する工程と、前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成予定領域に欠損部を有する絶縁性のバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、前記下地金属層上にバンプ電極を形成する工程と、前記バンプ電極の周囲に隙間を有する下地金属保護層形成用パターンを形成する工程と、下地金属保護層を前記隙間に位置する前記下地金属層上に形成する工程と、前記下地金属保護層形成用パターンを除去する工程と、前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを施す。
以上のように本発明を構成したので、バンプ電極を形成した後に、バンプ電極の周囲に隙間を設けて、この隙間に位置する下地金属層上に下地金属保護層を形成する。この下地金属保護層をエッチングマスクとして、下地金属層をエッチング除去する。この時、下地金属層のサイドエッチングが開始される部位は、バンプ電極の直下の下地金属層よりも外側になるので、バンプ電極の直下の下地金属層がエッチングされることがなくなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態
図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
以下、図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しつつ、本第１の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｆ）を説明する。
（ａ） 図１（Ａ）の工程
半導体基板１１上に、ＣＶＤ法により酸化膜１２を形成した後、ＬＣＤドライバＩＣなどの半導体装置を形成する。スパッタ法などによりＡｌを全面に形成し、フォトリソ・エッチングによりＡｌをパターニングして、バンプ電極を形成すべき位置に、例えば、５０μｍ×７０μｍ程度の大きさのＡｌ電極パッド１３を形成する。
ＣＶＤ法によりＳｉＯ２ などの絶縁膜を全面に、例えば、０．８〜１．４μｍ程度の膜厚で、表面保護膜１４を形成した後、フォトリソ・エッチングによりＡｌ電極パッド１３上の表面保護膜１４を除去して、そのＡｌ電極パッド１３上にスルーホール１５を開孔する。
（ｂ） 図１（Ｂ）の工程
半導体基板１１の表面全体にスパッタ法等により、複数の下地金属層を順次積層形成する。この下地金属層の構成としては、例えば、Ａｌと密着性の良いＴｉ／Ｗ１６ａ、Ａｕの拡散を防止するためのＰｄ１６ｂにより構成する。
【０００７】
（ｃ） 図１（Ｃ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂ上にポジ形の感光性樹脂膜を全面に２５〜３０μｍ程度の膜厚に被着した後、マスクを用いて、Ａｌ電極パッド１３上の一部の感光性樹脂膜を露光し、感光性樹脂膜エッチング溶剤に浸して、露光した部位をエッチング（現像）し、Ａｌ電極パッド１３よりも２０μｍ程度内側のこのＡｌ電極パッド１８の上方に、３０μｍ×５０μｍ程度の欠損部を有するバンプ電極形成用パターン１７を形成する。
次に、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をシアン化金カリウムまたは亜流酸金ナトリウムなどのメッキ溶液に浸して、例えば、１Ａ／ｄｍ２ 程度の一定の電流を供給することにより、Ａｕメッキで、例えば、高さが１５〜２０μｍ程度のバンプ電極１８を形成する。
（ｄ） 図２（Ａ）の工程
マスクを用いてバンプ電極形成用パターン１７の欠損部の周辺の感光性樹脂膜を、例えば、５μｍ程度露光し、感光性樹脂膜エッチング溶剤に浸して、露光した部位をエッチングして、そのバンプ電極形成用パターン１７よりも各寸法が５μｍ程度大きい下地金属保護層形成用パターン１７ａを形成する。
（ｅ） 図２（Ｂ）の工程
再度、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をメッキ溶液に浸して、一定の電流（例えば、１Ａ／ｄｍ２ ）を供給することにより、Ａｕメッキで、バンプ電極１８の周囲の隙間に、１μｍ以下の膜厚（この膜厚は、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂの膜厚により決定する）の下地金属保護層１９を形成する。この際に、バンプ電極１８上にも同量のＡｕメッキが施される。
【０００８】
（ｆ） 図２（Ｃ）の工程
下地金属保護層形成用パターン１７ａを除去溶剤等で除去し、さらに、下地金属保護層１９をマスクとして、下地金属層Ｐｄ１６ｂ、Ｔｉ／Ｗ１６ａをエッチング溶液に浸して、ウェットエッチング除去した後、下地金属保護層１９を必要に応じてエッチング除去するとにより最終的なバンプ電極構造が得られる。
この時、下地金属層Ｐｂ１６ｂは、下地金属保護層１９により被膜されているので、下地金属層Ｐｄ１６ｂ、Ｔｉ／Ｗ１６ａのサイドエッチングが行われる部位がバンプ電極１８の直下よりも外側となり、このバンプ電極１８の下部の下地金属層Ｐｄ１６ｂがエッチングされることがなくなる。
そして、例えば、テープキャリアのインナーリードとバンプ電極１８をインナーリードボンディングして、実装を終了する。
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、バンプ電極１８の周辺の下地金属層Ｐｄ１６ｂの表面及びバンプ電極１８の全面に下地金属保護層１９を設けることにより、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａのエッチング時にサイドエッチングといわれるバンプ電極１８の寸法より内側まで、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂがエッチングされる現象が起こらない。そのため、バンプ電極１８と下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂとの接着面積を常に一定に保つことが可能となり、バンプ電極１８形成工程の品質の向上や歩留まりの向上が期待できる。
【０００９】
第２の実施形態
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
以下、図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照しつつ、本第２の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｄ）を説明する。
（ａ） 図４（Ａ）の工程
図１（Ａ）の工程と同様に、半導体基板１１上に酸化膜１２を形成し、この酸化膜１２上のバンプ電極を形成すべき位置にＡｌ電極パッド１３を形成する。表面保護膜１４を形成した後、Ａｌ電極パッド１３上の表面保護膜１４を除去して、そのＡｌ電極パッド１３上にスルーホール１５を開孔する。
（ｂ） 図４（Ｂ）の工程
図１（Ｂ）の工程と同様に、半導体基板１１の表面全体に、複数の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを形成する。
【００１０】
（ｃ） 図４（Ｃ）の工程
下地金属層１６ｂ上に感光性樹脂膜を全面に被着した後、マスクを用いて露光し、Ａｌ電極パッド１３上の一部の感光性樹脂膜を感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングして、そのＡｌ電極パッド１３上の一部に欠損部を有するバンプ電極形成用パターン１７を形成する。
次に、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の共通電極として被メッキ面積（バンプ電極を形成する感光性樹脂膜パターン）当たりの電流量（これを電流密度と呼ぶ）を、その後バンプ電極を形成する際のＡｕメッキ時の電流量の２〜３倍（例えば、２．５Ａ／ｄｍ２ ））に設定し、３０〜６０秒電流供給する。この時のバンプ電極形成用パターン１７の面積（被メッキ面積）に対して供給される電流量が過剰であるため、バンプ電極形成用パターン１７の欠損部以外にもＡｕメッキが成長しようと力が加わる。この作用が最も強いのは、バンプ電極形成用パターンに隣接する感光性樹脂膜であり、このパターンを中心にＡｕメッキが感光性樹脂膜を押しのけて横方向にも成長するので、１μｍ以下の膜厚の下地金属保護層２９が形成される。
その後、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をメッキ溶液に浸して、下地金属保護層２９を形成した際の電流密度の１／３〜１／２の電流供給（例えば、１Ａ／ｄｍ２ ）を一定時間行うことにより、Ａｕメッキをし、下地金属保護膜２９上にバンプ電極１８を形成する。この時の電流量は、下地金属保護層２９を形成した時の電流量より低くなっているので、過剰な電流は与えられておらず、メッキの横方向への成長も抑えることができる。
【００１１】
（ｄ） 図４（Ｄ）の工程
バンプ電極形成用パターン１７を除去溶剤などで除去する。次に、下地金属保護層２９及びバンプ電極１８をエッチングマスクとして下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂをウェットエッチングにより除去する。そして、下地金属保護層２９を必要に応じてエッチング除去することにより最終的なバンプ電極構造が得られる。
以上説明したように、本第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の利点がある上、メッキ時に供給する電流量を調整することにより下地金属保護層２９を形成するため、第１の実施形態で行った感光性樹脂膜の再エッチング工程及び再メッキ工程を削減することが可能となり、工程の簡略化が可能となり、製造コストを削減できる。
【００１２】
第３の実施形態
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図、図６は、図５（Ａ）中のＡ部拡大図である。
以下、図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６を参照しつつ、本第３の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｃ）を説明する。
（ａ） 図５（Ａ）の工程
図１（Ａ）の工程と同様にして、半導体基板１１上に酸化膜１２を形成した後、この酸化膜１２上のバンプ電極を形成すべき位置にＡｌ電極パッド１３を形成する。表面保護膜１４を形成した後、Ａｌ電極パッド１３上の該表面保護膜１４を除去し、該Ａｌ電極パッド１３上にスルーホールを開孔する。
図１（Ｂ）の工程と同様にして、半導体基板１１の表面全体に、複数の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂを順次積層形成する。
図１（Ｃ）の工程と同様にして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂ上に感光性樹脂膜を全面に被着した後、Ａｌ電極パッド１３上の一部に欠損部を有するバンプ電極形成用パターン１７を感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングして形成する。
次に、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂに対して、その後行うバンプ電極形成のためのＡｕメッキ時とは逆の電流（逆電解：＋と−とを入れ替える）を、例えば、５０〜６０ｍＡ程度かけることにより、下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面を微量電解除去し、図６に示すようにバンプ電極形成用パターン１７のエッジ部と下地金属層Ｐｄ３６ｂとの界面に、下地金属保護層用パターンの隙間３６を形成する。
【００１３】
（ｂ） 図５（Ｂ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をメッキ溶液に浸して、一定の電流（例えば、１Ａ／dm2 ）を供給することによりＡｕを電気メッキ法により電着させる。この際、メッキ前の逆電解で形成した下地金属保護層用パターンの隙間３６に最初にメッキが電着し、その後、バンプ電極１８にも連続して電着されることになるので、下地金属保護層３９とバンプ電極１８とが同時に形成される。
（ｃ） 図５（Ｃ）の工程
バンプ電極形成用パターン１７を除去溶剤で除去する。その後、下地金属保護層３９及びバンプ電極１８をエッチングマスクとして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂをウェットエッチングして除去する。
この時、バンプ電極１８の直下の周囲の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂは、下地金属保護層３９に被膜されているので、そのバンプ電極１８の直下の周囲の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｂ３６ｂがサイドエッチングされることがなくなる。下地金属保護層３９を必要に応じてエッチング除去することにより、最終的なバンプ電極構造が得られる。
【００１４】
以上説明したように、本第３の実施形態によれば、メッキ処理前に下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面に電解をかけ、感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面との界面に隙間３６を作り、その部分に下地金属保護層３９を形成するので、その電解除去時の電流量、時間などで下地金属保護層３９の大きさ及び厚さを制御することが可能となる。
よって、第２の実施形態で発生する下地金属保護層２９の大きさのバラツキによる下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂ及び下地金属保護層２９のエッチング処理条件のバラツキなどを解決することが可能であり、第２の実施形態に比べてさらに高信頼性が期待できる。
【００１５】
第４の実施形態
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第４の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図、図８は、図７（Ａ）中のＡ部拡大図である。
以下、図７（Ａ）〜（Ｃ）及び図８を参照しつつ、本第４の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｃ）を説明する。
（ａ） 図７（Ａ）の工程
図１（Ａ）の工程と同様にして、半導体基板１１上に形成した酸化膜１２上のバンプ電極を形成すべき位置にＡｌ電極パッド１３を形成する。表面保護膜１４を形成した後、Ａｌ電極パッド１３上の表面保護膜１４を除去し、そのＡｌ電極パッド１３上にスルーホールを開孔する。
図１（Ｂ）の工程と同様にして、半導体基板１１の表面全体に、複数の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを順次堆積する。
図１（Ｃ）の工程と同様にして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂ上に感光性樹脂膜を全面に被着した後、Ａｌ電極パッド１３上の一部にバンプ電極形成用パターンを感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングして形成する。
再度、露光後の感光性樹脂膜エッチング溶剤をバンプ電極形成用パターンの欠損部のエッジ部に滴下し（例えば、半導体基板１１の中心に感光性樹脂膜エッチング溶剤を被着させておき、半導体基板１１を回転させることによって滴下し）、バンプ電極形成用パターン内部の感光性樹脂膜を横方向にエッチングする。そして、バンプ電極形成用パターンのエッジ部と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面に隙間４７ａを形成し、図８に示すように下地金属保護層形成用パターン４７を形成する。
通常、バンプ電極形成用パターンは、露光・現像後のものであるが感光性樹脂膜エッチング溶剤による膜減りという現象が生じるため、感光性樹脂膜エッチング溶剤によって微量に露光・現像後の感光性樹脂膜がエッチングされる。
【００１６】
（ｂ） 図７（Ｂ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを陰極の一方の共通電極として、半導体基板１１をメッキ液に浸して、一定の電流（例えば、１Ａ／ｄｍ２ ）を供給し、Ａｕを電気メッキ法により電着させることにより、下地金属保護層４９とバンプ電極１８とを形成する。
（ｃ） 図７（Ｃ）の工程
下地金属保護層形成用パターン４７を除去溶剤で除去し、その後、下地金属保護層４９をエッチングマスクとして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂをウェットエッチングにより除去する。そして、下地金属保護層４９を必要に応じてエッチング除去することにより、最終的なバンプ電極構造が得られる。
以上説明したように、本第４の実施形態によれば、メッキ処理前に既に形成されているバンプ電極形成用の感光性樹脂膜パターンの内部を感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングし、そのエッチングされたパターンに下地金属保護層４９を形成する方法であるので、第３の実施形態で必要なメッキ装置に逆電解の機構を設ける必要がなくなり、第３の実施形態と同様の利点に加えて、更に、設備にかかるコストを削減することが期待出来る。
【００１７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
（１） 第１〜第４の実施形態では、感光性樹脂膜を用いてバンプ電極形成用パターンを形成する例を説明したが、例えば、ＳｉＯ２ や窒化膜などの絶縁性膜を成膜して、フォトリソ・エッチングによりパターニングして形成してもよい。 （２） 第２の実施形態では、メッキ開始時の電流密度を高くし、バンプ電極形成用パターン周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面にメッキ成長させる例を説明したが、高電流密度を加えることなくメッキ処理前にメッキ液中に半導体基板１１を長時間（例えば、３０分）浸すことによって感光性樹脂膜がメッキ液中の水分を吸収し膨潤（ふやけた状態）するので、下地金属層Ｐｄ１６ｂとの密着力が低下する作用を生む。
それにより、メッキ液がバンプ電極形成用パターン１７周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｂ１６ｂの界面に染み込む。この状態で通常の電流密度でメッキ処理を行えば、メッキはバンプ電極形成用パターン１７の周辺の下部にも成長するので、下地金属保護層２９を形成することができる。
【００１８】
一般的にメッキ液には使用可能な電流密度の範囲があり、その範囲外ではメッキ外観形状の異常やメッキ液成分の分解などの不具合が発生するが、メッキ開始時に高電流密度によるメッキ処理を行わなくてもよいので、第２の実施形態に比べて、さらに高歩留り、高品質、低コスト（メッキ液の使用期間が長くなるのでランニングコストが安くなる（メッキする際の電流量が多ければ、それだけメッキ液の劣化が大きい））などが期待できる。
上記は、メッキ液中に長時間浸すことでバンプ電極形成用パターン１７周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面にメッキ液を染み込ませる方法を説明したが、同様の利点を得るために、メッキ液を染み込ませるのに必要な時間（例えば、３０分程度）と同じ時間メッキ処理を行うことで、メッキをしながら感光性樹脂が膨潤し密着力を低下させバンプ電極形成用パターン１７周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面にメッキ液が染み込んだ後でメッキを成長させ、下地金属保護層２９を形成することができる。
さらに、メッキ時間を長くしたため、供給する電流密度は目標とするバンプ電極の高さに応じて下げる必要があるので、上記例や第２の実施形態と比べ、メッキ成長速度が遅くなり結晶の緻密なメッキ状態が得られ、半導体基板１１内のバンプ電極１８の高さのバラツキを少なくすることが可能となる。よって、上記例の利点に加え、さらに高品質が得られるという利点がある。
【００１９】
（３） 第３の実施形態では、下地金属保護層３９を形成するためにメッキ処理前、下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面にメッキ時とは逆の電解をかけてこの下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面を電解除去し、感光性樹脂膜と該下地金属層Ｐｄ３６ｂとの界面に隙間３６を作り、その部分に下地金属保護層３９を形成する実施の形態を説明したが、これに限定されない。例えば、逆電解をかけずに、メッキ処理前にバンプ電極形成用パターン１７の欠損部の下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面及びパターン周辺の該下地金属層Ｐｄ３６ｂに対して、その後の工程で使用するウェットエッチングと同じ方法で微量のエッチングを行った場合も、第３の実施形態と同様なバンプ電極形成用パターン１７と下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面との界面に隙間３６を作り、その部分に下地金属保護層３９を形成することが可能になる。この場合、第３の実施形態の逆電解で形成する場合に比べ、短時間で下地金属層用の隙間３６を形成することができるので、製造コストを削減することが可能となる。
【００２０】
（４） 第４の実施形態では、下地金属保護層４９を形成するために、メッキ処理前にバンプ電極形成用パターンの内部の感光性樹脂膜をエッチングして下地金属層の表面に下地金属保護層形成用パターン４７を形成した後、下地金属保護層４９を形成する実施形態を説明したが、これに限定されない。例えば、バンプ電極形成用パターンの内部の感光性樹脂膜をエッチングすることなく、メッキ処理前に感光性樹脂膜表面を熱処理し硬化させることで、感光性樹脂膜内の一部の成分を揮発させ感光性樹脂膜表面の体積を減少させる。
この際に、感光性樹脂膜の表面に張力が発生し、感光性樹脂膜の端部には内側に引っ張られる応力が加わる。この作用により、半導体基板１１上に形成された全てのバンプ電極形成用パターン周辺の感光性樹脂膜は、下地金属層Ｐｄ１６ｂ表面から浮き上がり、感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂの界面に隙間４７ａができる。
この隙間４７ａに下地金属保護層４９を形成することが可能となる。この場合に、第４の実施形態の様に、バンプ電極形成用の各感光性樹脂膜パターン内に感光性樹脂膜エッチング溶剤を滴下させる必要がなくなるので、短時間で処理することが可能となる上、感光性樹脂膜エッチング溶剤の使用量を削減することが可能となり、製造コストを削減することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１〜第８の発明によれば、バンプ電極形成用のパターンのエッジ部の底部の下地金属層上に下地金属保護層を形成するので、この下地金属保護層をエッチングマスクとして、下地金属層をエッチング除去するする。これにより、下地保護層のサイドエッチが開始される部位が、バンプ電極の直下の下地金属層よりも外側となるので、バンプ電極の直下の下地金属層がサイドエッチされることがなくなり、バンプ電極形成工程の品質の向上や歩留まりが向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】図５（Ａ）中のＡ部拡大図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】図７（Ａ）中のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１１ 半導体基板
１２ 酸化膜
１３ Ａｌ電極パッド
１４ 表面保護膜
１５ スルーホール
１６ａ 下地金属層Ｔｉ／Ｗ
１６ｂ，３６ｂ 下地金属層Ｐｄ
１７ バンプ電極形成用パターン
１７ａ，４７ 下地金属保護層形成用パターン
１８ バンプ電極
１９，２９，３９，４９ 下地金属保護層
３６，４７ａ 隙間
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ電極を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノート型パソコン、液晶テレビ（以下、ＬＣＤと呼ぶ）、液晶プロジェクタなどに使われている液晶ディスプレイは、高精細化、狭額縁化、低コスト化への対応が図られている。これに伴い、ＬＣＤドライバＩＣの実装は、テープキャリアパッケージ（以下、ＴＣＰと呼ぶ）を使う方法が主流である。
これは、ＴＣＰが、小型化、薄型化、軽量化に適したパッケージであるばかりでなく、高精細パターニングで配線が形成されたフィルムキャリアを用いることにより、ドライバＩＣをＬＣＤパネルにファインピッチで多出力の実装が容易にできるからである。ＴＣＰは、バンプ電極をＩＣ上に形成し、テープキャリアのインナーリードとバンプ電極とをインナーリードボンディングしたものである。
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【０００３】
この半導体装置の製造方法では、以下の工程（ａ）〜（ｄ）が行われる。
（ａ） 図３（Ａ）の工程
半導体基板１に形成された酸化膜２上のバンプ電極を形成すべき位置に、Ａｌ電極パッド３を形成する。そして、表面保護膜４を形成した後、Ａｌ電極パッド３上にスルーホール５を開孔する。
（ｂ） 図３（Ｂ）の工程
半導体基板１の表面全体にスパッタ法等により、複数の下地金属層６を順次積層形成する。この下地電極６の構成としては、Ｔｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ、Ｔｉ／Ｗ−Ａｕ、Ｔｉ／Ｗ−Ｐｔ、Ｃｒ−Ｃｕ、Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｕなどが用いられる。ここでは、例として、Ｔｉ／Ｗ６ａとＰｄ６ｂとして説明する。
（ｃ） 図３（Ｃ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ６ａ、Ｐｄ６ｂ上に感光性樹脂膜７を全面に被着した後、Ａｌ金属パッド３上の一部にバンプ形成用のパターンを感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングし、形成する。
次に、下地金属層６を一方の共通電極として、一定の電流を供給することによりＡｕ、Ｃｕ、又は半田等を電気メッキにより電着させて、バンプ電極８を形成する。ここでは、一例として、Ａｕを材料として説明する。
（ｄ） 図３（Ｄ）の工程
感光性樹脂膜７を除去溶剤などで除去した後、バンプ電極８をマスクとしてこのパンプ電極８で覆われた以外の下地金属層６をウェットエッチング除去することにより、最終的な電極構造が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体装置の製造方法では、以下のような課題があった。
バンプ電極８を形成した後に、このバンプ電極８をエッチングマスクとして該バンプ電極８で覆われた以外の複数層の下地金属層６をエッチング除去する必要がある。このエッチングの際に、バンプ電極８の寸法より内側まで下地金属層１６がエッチングされる（以下、サイドエッチングと呼ぶ）現象が起こる。そのため、バンプ電極８と下地金属層６との接触面積が減少して、インナーリードとそのバンプ電極８とをインナーリードボンディングする際に発生する応力による剪断強度が低下するという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、半導体装置の製造方法において、絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、前記電極パッドと電気的に接続する導電性の下地金属層を全面に形成する工程と、前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成予定領域に欠損部を有する絶縁性のバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、前記下地金属層上にバンプ電極を形成する工程と、前記バンプ電極の周囲に隙間を有する下地金属保護層形成用パターンを形成する工程と、下地金属保護層を前記隙間に位置する前記下地金属層上に形成する工程と、前記下地金属保護層形成用パターンを除去する工程と、前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを施す。
以上のように本発明を構成したので、バンプ電極を形成した後に、バンプ電極の周囲に隙間を設けて、この隙間に位置する下地金属層上に下地金属保護層を形成する。この下地金属保護層をエッチングマスクとして、下地金属層をエッチング除去する。この時、下地金属層のサイドエッチングが開始される部位は、バンプ電極の直下の下地金属層よりも外側になるので、バンプ電極の直下の下地金属層がエッチングされることがなくなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態
図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
以下、図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しつつ、本第１の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｆ）を説明する。
（ａ） 図１（Ａ）の工程
半導体基板１１上に、ＣＶＤ法により酸化膜１２を形成した後、ＬＣＤドライバＩＣなどの半導体装置を形成する。スパッタ法などによりＡｌを全面に形成し、フォトリソ・エッチングによりＡｌをパターニングして、バンプ電極を形成すべき位置に、例えば、５０μｍ×７０μｍ程度の大きさのＡｌ電極パッド１３を形成する。
ＣＶＤ法によりＳｉＯ２ などの絶縁膜を全面に、例えば、０．８〜１．４μｍ程度の膜厚で、表面保護膜１４を形成した後、フォトリソ・エッチングによりＡｌ電極パッド１３上の表面保護膜１４を除去して、そのＡｌ電極パッド１３上にスルーホール１５を開孔する。
（ｂ） 図１（Ｂ）の工程
半導体基板１１の表面全体にスパッタ法等により、複数の下地金属層を順次積層形成する。この下地金属層の構成としては、例えば、Ａｌと密着性の良いＴｉ／Ｗ１６ａ、Ａｕの拡散を防止するためのＰｄ１６ｂにより構成する。
【０００７】
（ｃ） 図１（Ｃ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂ上にポジ形の感光性樹脂膜を全面に２５〜３０μｍ程度の膜厚に被着した後、マスクを用いて、Ａｌ電極パッド１３上の一部の感光性樹脂膜を露光し、感光性樹脂膜エッチング溶剤に浸して、露光した部位をエッチング（現像）し、Ａｌ電極パッド１３よりも２０μｍ程度内側のこのＡｌ電極パッド１８の上方に、３０μｍ×５０μｍ程度の欠損部を有するバンプ電極形成用パターン１７を形成する。
次に、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をシアン化金カリウムまたは亜流酸金ナトリウムなどのメッキ溶液に浸して、例えば、１Ａ／ｄｍ２ 程度の一定の電流を供給することにより、Ａｕメッキで、例えば、高さが１５〜２０μｍ程度のバンプ電極１８を形成する。
（ｄ） 図２（Ａ）の工程
マスクを用いてバンプ電極形成用パターン１７の欠損部の周辺の感光性樹脂膜を、例えば、５μｍ程度露光し、感光性樹脂膜エッチング溶剤に浸して、露光した部位をエッチングして、そのバンプ電極形成用パターン１７よりも各寸法が５μｍ程度大きい下地金属保護層形成用パターン１７ａを形成する。
（ｅ） 図２（Ｂ）の工程
再度、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をメッキ溶液に浸して、一定の電流（例えば、１Ａ／ｄｍ２ ）を供給することにより、Ａｕメッキで、バンプ電極１８の周囲の隙間に、１μｍ以下の膜厚（この膜厚は、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂの膜厚により決定する）の下地金属保護層１９を形成する。この際に、バンプ電極１８上にも同量のＡｕメッキが施される。
【０００８】
（ｆ） 図２（Ｃ）の工程
下地金属保護層形成用パターン１７ａを除去溶剤等で除去し、さらに、下地金属保護層１９をマスクとして、下地金属層Ｐｄ１６ｂ、Ｔｉ／Ｗ１６ａをエッチング溶液に浸して、ウェットエッチング除去した後、下地金属保護層１９を必要に応じてエッチング除去するとにより最終的なバンプ電極構造が得られる。
この時、下地金属層Ｐｂ１６ｂは、下地金属保護層１９により被膜されているので、下地金属層Ｐｄ１６ｂ、Ｔｉ／Ｗ１６ａのサイドエッチングが行われる部位がバンプ電極１８の直下よりも外側となり、このバンプ電極１８の下部の下地金属層Ｐｄ１６ｂがエッチングされることがなくなる。
そして、例えば、テープキャリアのインナーリードとバンプ電極１８をインナーリードボンディングして、実装を終了する。
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、バンプ電極１８の周辺の下地金属層Ｐｄ１６ｂの表面及びバンプ電極１８の全面に下地金属保護層１９を設けることにより、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａのエッチング時にサイドエッチングといわれるバンプ電極１８の寸法より内側まで、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂがエッチングされる現象が起こらない。そのため、バンプ電極１８と下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂとの接着面積を常に一定に保つことが可能となり、バンプ電極１８形成工程の品質の向上や歩留まりの向上が期待できる。
【０００９】
第２の実施形態
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
以下、図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照しつつ、本第２の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｄ）を説明する。
（ａ） 図４（Ａ）の工程
図１（Ａ）の工程と同様に、半導体基板１１上に酸化膜１２を形成し、この酸化膜１２上のバンプ電極を形成すべき位置にＡｌ電極パッド１３を形成する。表面保護膜１４を形成した後、Ａｌ電極パッド１３上の表面保護膜１４を除去して、そのＡｌ電極パッド１３上にスルーホール１５を開孔する。
（ｂ） 図４（Ｂ）の工程
図１（Ｂ）の工程と同様に、半導体基板１１の表面全体に、複数の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを形成する。
【００１０】
（ｃ） 図４（Ｃ）の工程
下地金属層１６ｂ上に感光性樹脂膜を全面に被着した後、マスクを用いて露光し、Ａｌ電極パッド１３上の一部の感光性樹脂膜を感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングして、そのＡｌ電極パッド１３上の一部に欠損部を有するバンプ電極形成用パターン１７を形成する。
次に、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の共通電極として被メッキ面積（バンプ電極を形成する感光性樹脂膜パターン）当たりの電流量（これを電流密度と呼ぶ）を、その後バンプ電極を形成する際のＡｕメッキ時の電流量の２〜３倍（例えば、２．５Ａ／ｄｍ２ ））に設定し、３０〜６０秒電流供給する。この時のバンプ電極形成用パターン１７の面積（被メッキ面積）に対して供給される電流量が過剰であるため、バンプ電極形成用パターン１７の欠損部以外にもＡｕメッキが成長しようと力が加わる。この作用が最も強いのは、バンプ電極形成用パターンに隣接する感光性樹脂膜であり、このパターンを中心にＡｕメッキが感光性樹脂膜を押しのけて横方向にも成長するので、１μｍ以下の膜厚の下地金属保護層２９が形成される。
その後、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をメッキ溶液に浸して、下地金属保護層２９を形成した際の電流密度の１／３〜１／２の電流供給（例えば、１Ａ／ｄｍ２ ）を一定時間行うことにより、Ａｕメッキをし、下地金属保護膜２９上にバンプ電極１８を形成する。この時の電流量は、下地金属保護層２９を形成した時の電流量より低くなっているので、過剰な電流は与えられておらず、メッキの横方向への成長も抑えることができる。
【００１１】
（ｄ） 図４（Ｄ）の工程
バンプ電極形成用パターン１７を除去溶剤などで除去する。次に、下地金属保護層２９及びバンプ電極１８をエッチングマスクとして下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂをウェットエッチングにより除去する。そして、下地金属保護層２９を必要に応じてエッチング除去することにより最終的なバンプ電極構造が得られる。
以上説明したように、本第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の利点がある上、メッキ時に供給する電流量を調整することにより下地金属保護層２９を形成するため、第１の実施形態で行った感光性樹脂膜の再エッチング工程及び再メッキ工程を削減することが可能となり、工程の簡略化が可能となり、製造コストを削減できる。
【００１２】
第３の実施形態
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図、図６は、図５（Ａ）中のＡ部拡大図である。
以下、図５（Ａ）〜（Ｃ）及び図６を参照しつつ、本第３の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｃ）を説明する。
（ａ） 図５（Ａ）の工程
図１（Ａ）の工程と同様にして、半導体基板１１上に酸化膜１２を形成した後、この酸化膜１２上のバンプ電極を形成すべき位置にＡｌ電極パッド１３を形成する。表面保護膜１４を形成した後、Ａｌ電極パッド１３上の該表面保護膜１４を除去し、該Ａｌ電極パッド１３上にスルーホールを開孔する。
図１（Ｂ）の工程と同様にして、半導体基板１１の表面全体に、複数の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂを順次積層形成する。
図１（Ｃ）の工程と同様にして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂ上に感光性樹脂膜を全面に被着した後、Ａｌ電極パッド１３上の一部に欠損部を有するバンプ電極形成用パターン１７を感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングして形成する。
次に、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂに対して、その後行うバンプ電極形成のためのＡｕメッキ時とは逆の電流（逆電解：＋と−とを入れ替える）を、例えば、５０〜６０ｍＡ程度かけることにより、下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面を微量電解除去し、図６に示すようにバンプ電極形成用パターン１７のエッジ部と下地金属層Ｐｄ３６ｂとの界面に、下地金属保護層用パターンの隙間３６を形成する。
【００１３】
（ｂ） 図５（Ｂ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂを一方の陰極の共通電極として、半導体基板１１をメッキ溶液に浸して、一定の電流（例えば、１Ａ／dm2 ）を供給することによりＡｕを電気メッキ法により電着させる。この際、メッキ前の逆電解で形成した下地金属保護層用パターンの隙間３６に最初にメッキが電着し、その後、バンプ電極１８にも連続して電着されることになるので、下地金属保護層３９とバンプ電極１８とが同時に形成される。
（ｃ） 図５（Ｃ）の工程
バンプ電極形成用パターン１７を除去溶剤で除去する。その後、下地金属保護層３９及びバンプ電極１８をエッチングマスクとして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂをウェットエッチングして除去する。
この時、バンプ電極１８の直下の周囲の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂは、下地金属保護層３９に被膜されているので、そのバンプ電極１８の直下の周囲の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｂ３６ｂがサイドエッチングされることがなくなる。下地金属保護層３９を必要に応じてエッチング除去することにより、最終的なバンプ電極構造が得られる。
【００１４】
以上説明したように、本第３の実施形態によれば、メッキ処理前に下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面に電解をかけ、感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面との界面に隙間３６を作り、その部分に下地金属保護層３９を形成するので、その電解除去時の電流量、時間などで下地金属保護層３９の大きさ及び厚さを制御することが可能となる。
よって、第２の実施形態で発生する下地金属保護層２９の大きさのバラツキによる下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ３６ｂ及び下地金属保護層２９のエッチング処理条件のバラツキなどを解決することが可能であり、第２の実施形態に比べてさらに高信頼性が期待できる。
【００１５】
第４の実施形態
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第４の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図、図８は、図７（Ａ）中のＡ部拡大図である。
以下、図７（Ａ）〜（Ｃ）及び図８を参照しつつ、本第４の実施形態の半導体装置の製造方法の工程（ａ）〜（ｃ）を説明する。
（ａ） 図７（Ａ）の工程
図１（Ａ）の工程と同様にして、半導体基板１１上に形成した酸化膜１２上のバンプ電極を形成すべき位置にＡｌ電極パッド１３を形成する。表面保護膜１４を形成した後、Ａｌ電極パッド１３上の表面保護膜１４を除去し、そのＡｌ電極パッド１３上にスルーホールを開孔する。
図１（Ｂ）の工程と同様にして、半導体基板１１の表面全体に、複数の下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを順次堆積する。
図１（Ｃ）の工程と同様にして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂ上に感光性樹脂膜を全面に被着した後、Ａｌ電極パッド１３上の一部にバンプ電極形成用パターンを感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングして形成する。
再度、露光後の感光性樹脂膜エッチング溶剤をバンプ電極形成用パターンの欠損部のエッジ部に滴下し（例えば、半導体基板１１の中心に感光性樹脂膜エッチング溶剤を被着させておき、半導体基板１１を回転させることによって滴下し）、バンプ電極形成用パターン内部の感光性樹脂膜を横方向にエッチングする。そして、バンプ電極形成用パターンのエッジ部と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面に隙間４７ａを形成し、図８に示すように下地金属保護層形成用パターン４７を形成する。
通常、バンプ電極形成用パターンは、露光・現像後のものであるが感光性樹脂膜エッチング溶剤による膜減りという現象が生じるため、感光性樹脂膜エッチング溶剤によって微量に露光・現像後の感光性樹脂膜がエッチングされる。
【００１６】
（ｂ） 図７（Ｂ）の工程
下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂを陰極の一方の共通電極として、半導体基板１１をメッキ液に浸して、一定の電流（例えば、１Ａ／ｄｍ２ ）を供給し、Ａｕを電気メッキ法により電着させることにより、下地金属保護層４９とバンプ電極１８とを形成する。
（ｃ） 図７（Ｃ）の工程
下地金属保護層形成用パターン４７を除去溶剤で除去し、その後、下地金属保護層４９をエッチングマスクとして、下地金属層Ｔｉ／Ｗ１６ａ、Ｐｄ１６ｂをウェットエッチングにより除去する。そして、下地金属保護層４９を必要に応じてエッチング除去することにより、最終的なバンプ電極構造が得られる。
以上説明したように、本第４の実施形態によれば、メッキ処理前に既に形成されているバンプ電極形成用の感光性樹脂膜パターンの内部を感光性樹脂膜エッチング溶剤でエッチングし、そのエッチングされたパターンに下地金属保護層４９を形成する方法であるので、第３の実施形態で必要なメッキ装置に逆電解の機構を設ける必要がなくなり、第３の実施形態と同様の利点に加えて、更に、設備にかかるコストを削減することが期待出来る。
【００１７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
（１） 第１〜第４の実施形態では、感光性樹脂膜を用いてバンプ電極形成用パターンを形成する例を説明したが、例えば、ＳｉＯ２ や窒化膜などの絶縁性膜を成膜して、フォトリソ・エッチングによりパターニングして形成してもよい。 （２） 第２の実施形態では、メッキ開始時の電流密度を高くし、バンプ電極形成用パターン周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面にメッキ成長させる例を説明したが、高電流密度を加えることなくメッキ処理前にメッキ液中に半導体基板１１を長時間（例えば、３０分）浸すことによって感光性樹脂膜がメッキ液中の水分を吸収し膨潤（ふやけた状態）するので、下地金属層Ｐｄ１６ｂとの密着力が低下する作用を生む。
それにより、メッキ液がバンプ電極形成用パターン１７周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｂ１６ｂの界面に染み込む。この状態で通常の電流密度でメッキ処理を行えば、メッキはバンプ電極形成用パターン１７の周辺の下部にも成長するので、下地金属保護層２９を形成することができる。
【００１８】
一般的にメッキ液には使用可能な電流密度の範囲があり、その範囲外ではメッキ外観形状の異常やメッキ液成分の分解などの不具合が発生するが、メッキ開始時に高電流密度によるメッキ処理を行わなくてもよいので、第２の実施形態に比べて、さらに高歩留り、高品質、低コスト（メッキ液の使用期間が長くなるのでランニングコストが安くなる（メッキする際の電流量が多ければ、それだけメッキ液の劣化が大きい））などが期待できる。
上記は、メッキ液中に長時間浸すことでバンプ電極形成用パターン１７周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面にメッキ液を染み込ませる方法を説明したが、同様の利点を得るために、メッキ液を染み込ませるのに必要な時間（例えば、３０分程度）と同じ時間メッキ処理を行うことで、メッキをしながら感光性樹脂が膨潤し密着力を低下させバンプ電極形成用パターン１７周辺の感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂとの界面にメッキ液が染み込んだ後でメッキを成長させ、下地金属保護層２９を形成することができる。
さらに、メッキ時間を長くしたため、供給する電流密度は目標とするバンプ電極の高さに応じて下げる必要があるので、上記例や第２の実施形態と比べ、メッキ成長速度が遅くなり結晶の緻密なメッキ状態が得られ、半導体基板１１内のバンプ電極１８の高さのバラツキを少なくすることが可能となる。よって、上記例の利点に加え、さらに高品質が得られるという利点がある。
【００１９】
（３） 第３の実施形態では、下地金属保護層３９を形成するためにメッキ処理前、下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面にメッキ時とは逆の電解をかけてこの下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面を電解除去し、感光性樹脂膜と該下地金属層Ｐｄ３６ｂとの界面に隙間３６を作り、その部分に下地金属保護層３９を形成する実施の形態を説明したが、これに限定されない。例えば、逆電解をかけずに、メッキ処理前にバンプ電極形成用パターン１７の欠損部の下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面及びパターン周辺の該下地金属層Ｐｄ３６ｂに対して、その後の工程で使用するウェットエッチングと同じ方法で微量のエッチングを行った場合も、第３の実施形態と同様なバンプ電極形成用パターン１７と下地金属層Ｐｄ３６ｂの表面との界面に隙間３６を作り、その部分に下地金属保護層３９を形成することが可能になる。この場合、第３の実施形態の逆電解で形成する場合に比べ、短時間で下地金属層用の隙間３６を形成することができるので、製造コストを削減することが可能となる。
【００２０】
（４） 第４の実施形態では、下地金属保護層４９を形成するために、メッキ処理前にバンプ電極形成用パターンの内部の感光性樹脂膜をエッチングして下地金属層の表面に下地金属保護層形成用パターン４７を形成した後、下地金属保護層４９を形成する実施形態を説明したが、これに限定されない。例えば、バンプ電極形成用パターンの内部の感光性樹脂膜をエッチングすることなく、メッキ処理前に感光性樹脂膜表面を熱処理し硬化させることで、感光性樹脂膜内の一部の成分を揮発させ感光性樹脂膜表面の体積を減少させる。
この際に、感光性樹脂膜の表面に張力が発生し、感光性樹脂膜の端部には内側に引っ張られる応力が加わる。この作用により、半導体基板１１上に形成された全てのバンプ電極形成用パターン周辺の感光性樹脂膜は、下地金属層Ｐｄ１６ｂ表面から浮き上がり、感光性樹脂膜と下地金属層Ｐｄ１６ｂの界面に隙間４７ａができる。
この隙間４７ａに下地金属保護層４９を形成することが可能となる。この場合に、第４の実施形態の様に、バンプ電極形成用の各感光性樹脂膜パターン内に感光性樹脂膜エッチング溶剤を滴下させる必要がなくなるので、短時間で処理することが可能となる上、感光性樹脂膜エッチング溶剤の使用量を削減することが可能となり、製造コストを削減することが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１〜第８の発明によれば、バンプ電極形成用のパターンのエッジ部の底部の下地金属層上に下地金属保護層を形成するので、この下地金属保護層をエッチングマスクとして、下地金属層をエッチング除去するする。これにより、下地保護層のサイドエッチが開始される部位が、バンプ電極の直下の下地金属層よりも外側となるので、バンプ電極の直下の下地金属層がサイドエッチされることがなくなり、バンプ電極形成工程の品質の向上や歩留まりが向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】図５（Ａ）中のＡ部拡大図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】図７（Ａ）中のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１１ 半導体基板
１２ 酸化膜
１３ Ａｌ電極パッド
１４ 表面保護膜
１５ スルーホール
１６ａ 下地金属層Ｔｉ／Ｗ
１６ｂ，３６ｂ 下地金属層Ｐｄ
１７ バンプ電極形成用パターン
１７ａ，４７ 下地金属保護層形成用パターン
１８ バンプ電極
１９，２９，３９，４９ 下地金属保護層
３６，４７ａ 隙間
Claims (8)
- 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成予定領域に欠損部を有する絶縁性のバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、
前記下地金属層を共通電極として前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面が横方向にメッキされる第１の電流密度で電気メッキ法により前記界面に下地金属保護層を形成する工程と、
前記下地金属層を共通電極として前記第１の電流密度よりも小さく縦方向のみにメッキされる第２の電流密度で電気メッキ法によりバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成領域に欠損部を有する感光性樹脂膜からなるバンプ電極形成用パターンを前記感光性樹脂膜の露光・現像により形成する工程と、
前記半導体基板を水溶液に浸し、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面の前記感光性樹脂膜が前記水溶液中の水分を吸収して膨潤させる工程と、
前記下地金属層を共通電極として前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面の前記下地金属層上には下地金属保護層を形成し、かつ、前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部の前記下地金属層上にはバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層及び前記バンプ電極をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成領域に欠損部を有する感光性樹脂膜からなるバンプ電極形成用パターンを前記感光性樹脂膜の露光・現像により形成する工程と、
前記半導体基板を水溶液に浸し、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面の前記感光性樹脂膜が前記水溶液中の水分を吸収して膨潤させる工程と、
前記下地金属層を共通電極として、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面の前記感光性樹脂膜がメッキ液中の水分を吸収して膨潤して前記界面の前記下地金属層上が横方向にメッキされるまで時間をかけてメッキ処理を行い、前記界面の前記下地金属層上には下地金属保護層を形成し、かつ、前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部の前記下地金属層上にはバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層及び前記バンプ電極をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成予定領域に欠損部を有する絶縁性のバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、
前記下地金属層を陽極の共通電極として電気メッキ法により前記下地金属層の表面を電解させて、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面に隙間を形成する工程と、
前記下地金属層を陰極の共通電極として前記隙間に位置する前記下地金属層上には下地金属保護層を形成し、かつ、前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部に位置する前記下地金属層上にはバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成予定領域に欠損部を有する絶縁性のバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンをマスクとしてウェットエッチングにより下地金属層の表面をエッチングして、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面に隙間を形成する工程と、
前記下地金属層を陰極の共通電極として前記隙間に位置する前記下地金属層上には下地金属保護層を形成し、かつ、前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部に位置する前記下地金属層上にはバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成予定領域に欠損部を有する絶縁性のバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部に前記バンプ電極形成用パターンを微量に除去するエッチング液を滴下して、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部をエッチングし、前記エッジ部と前記下地金属層との界面に隙間を形成する工程と、
前記下地金属層を共通電極として前記隙間に位置する前記下地金属層上には下地金属保護層を形成し、かつ、前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部に位置する前記下地金属層上にはバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記バンプ電極形成用パターンは、
感光性樹脂膜の露光及び感光性樹脂膜エッチング溶剤により前記感光性樹脂膜をエッチング除去して形成し、
前記隙間は、
前記欠損部に前記感光性樹脂膜エッチング溶剤を滴下して形成したことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。 - 絶縁膜を有する半導体基板の前記絶縁膜上に電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドと電気的に接続する下地金属層を全面に形成する工程と、
前記下地金属層上に前記電極パッド上方の一部のバンプ電極形成領域に欠損部を有し、熱硬化する感光性樹脂からなるバンプ電極形成用パターンを形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを熱硬化させて、前記バンプ電極形成用パターンのエッジ部と前記下地金属層との界面に隙間を形成する工程と、
前記下地金属層を共通電極として前記隙間に位置する前記下地金属層上には下地金属保護層を形成し、かつ、前記バンプ電極形成用パターンの前記欠損部に位置する前記下地金属層上にはバンプ電極を形成する工程と、
前記バンプ電極形成用パターンを除去する工程と、
前記下地金属保護層をエッチングマスクとして前記下地金属層をエッチング除去する工程とを、
施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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