JPH11251482A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パシベーション時にメッキ部の下部に生ずる
カバレージ問題を解消した半導体装置を提供することで
ある。 【解決手段】 トランジスタとこれに接続された配線と
が形成された基板の前記配線上に下地メタルを介して積
み増しされたメッキ部を有し、該メッキ部の下部が前記
配線に向けてテーパ状に形成された半導体装置におい
て、前記下地メタルを介して前記メッキ部の下部全体を
被包するように前記基板上に有機塗布膜を形成したこと
にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＧａＡｓのＭＭＩ
Ｃ等に搭載され、配線上にメッキを形成した半導体装置
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧａＡｓのＭＭＩＣでは、ＦＥＴ
の配線メタル上にメッキでＡｕを積み増しすることでポ
ンディング・パッド部の形成が行われている。

【０００３】図４は、従来の半導体装置の構成を示す縦
断面図であり、ＧａＡｓ・ＭＭＩＣ用ウエハにおけるパ
シベーション前のボンディング・パッド部分を示してい
る。

【０００４】基板１００には、ＦＥＴが形成されると共
に、２層目の配線１０１も形成されている。配線１０１
の上部には、下地メタル１０３を介してＡｕメッキ部１
０５が設けられている。Ａｕメッキ部１０５は、ボンデ
ィング・パッド形成用に積み増しされたもので、その下
部が、製造の容易性等の観点から配線１０１に向けてテ
ーパ状に形成されたオーバーハング形状となっている
（図４のＷ参照）。

【０００５】このメッキプロセスにおいては、２層レジ
ストを用いたプロセスによりメッキを行うが一般的であ
る。このメッキプロセスの工程フローを図５（ａ）〜
（ｆ）及び図６（ｇ）〜（ｊ）に示す。

【０００６】まず、図５（ａ）に示すように基板１００
を用意する。この基板１００には、ＦＥＴの他に配線メ
タル（２層目）１０１も形成されている。この基板１０
０上にアンダー・レジスト膜１０２を成膜してメッキ形
成前にウェハ全面を平坦化する（図５（ｂ））。さら
に、レジスト膜１０２をパターニングし（図５
（ｃ））、バードベーク後（図５（ｄ））、下地メタル
１０３を蒸着する（図５（ｅ））。

【０００７】その後、トップ・レジスト膜１０４を成膜
してパターニングし（図５（ｆ））、これによって形成
された開口部１０４ａにＡｕメッキ部１０５を形成する
（図６（ｇ））。そして、トップ・レジスト膜１０４を
剥離し（図６（ｈ））、イオンミリングにより下地メタ
ル１０３の不要な部分をエッチングし（図６（ｉ））、
さらにアンダー・レジスト１０２を剥離すれば、図４に
示す半導体装置が得られる（図６（ｊ））。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のメッキプロセスでは、Ａｕメッキ部１０５の形成前
に、アンダー・レジスト膜１０２とトップ・レジスト膜
１０４とによる２層レジスト構造を用いて平坦化を行う
ので、メッキ部１０５の形成後にはレジスト膜１０２，
１０４が不要となり除去する必要がある。そのため、メ
ッキ部１０５の形成後にパシベーションを行う場合にお
いて、レジスト１０２の除去によってメッキ１０６の下
部がオーバーハング形状（図４のＷ）となり、パシベー
ション時のカバレージが問題となっていた。

【０００９】また、通常、レジスト塗布前には、前処理
として薬品によるウエハの洗浄が行われるが、ウエハに
レジストが設けられている状態で通常の薬品（メタノー
ル等）を使用してウエハの洗浄を行うと、レジストに凹
凸が発生したり、場合によってはレジストが剥がれたり
し、既に設けられているレジスト膜に悪影響が及ぶ。上
記の２層レジスト構造では、レジスト膜１０２に悪影響
が出ることになる。そのため、前処理用の薬品の使用が
制限されるという問題もあった。

【００１０】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、パシベーショ
ン時にメッキ部の下部に生ずるカバレージ問題を解消し
た半導体装置を提供することである。またその他の目的
は、上記半導体装置を簡易かつ的確に製造することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の特徴は、トランジスタとこれに接続さ
れた配線とが形成された基板の前記配線上に下地メタル
を介して積み増しされたメッキ部を有し、該メッキ部の
下部が前記配線に向けてテーパ状に形成された半導体装
置において、前記下地メタルを介して前記メッキ部の下
部全体を被包するように前記基板上に有機塗布膜を形成
したことにある。

【００１２】第２の発明の特徴は、上記第１の発明にお
いて、前記下地メタルはＴｉを含むものとしたことにあ
る。

【００１３】第３の発明の特徴は、上記第１または第２
の発明において、前記有機塗布膜は低誘電率樹脂膜で構
成したことにある。

【００１４】第４の発明の特徴は、トランジスタとこれ
に接続された配線とが形成された基板上に有機塗布膜を
成膜する第１の工程と、前記配線に向けてテーパ状とな
る第１の開口部が設けられるように前記有機塗布膜をパ
ターン化する第２の工程と、前記有機塗布膜がパターン
形成された基板上に下地メタルを形成する第３の工程
と、前記下地メタル上にレジスト膜を成膜した後、前記
配線上に前記第１の開口部を含んだ第２の開口部が設け
られるように前記レジスト膜をパターン化する第４の工
程と、前記第２の開口部にメッキを形成する第５の工程
と、前記レジスト膜を剥離すると共に前記メッキ以外の
領域に残された前記下地メタルをエッチングして、前記
有機塗布膜を露出する第６の工程とを順次実行すること
にある。

【００１５】第５の発明の特徴は、上記第４の発明にお
いて、前記有機塗布膜に、感光性ポリイミド膜、非感光
性ポリイミド膜または低誘電率樹脂膜を用いることにあ
る。

【００１６】第６の発明の特徴は、上記第５の発明にお
いて、前記有機塗布膜に非感光性ポリイミドを用いる場
合は、前記第２の工程でレジスト膜をマスクに前記非感
光性ポリイミドをパターニングして前記第１の開口部を
形成するようにしたものである。

【００１７】第７の発明の特徴は、上記第４または第５
の発明において、前記有機塗布膜をパシベーション膜と
して用いることにある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる半導体装置
の製造方法について説明する。

【００１９】図１は、本発明の実施形態に係る半導体装
置の構成を示す縦断面図である。図中の半導体装置は、
例えばＧａＡｓ・ＭＭＩＣ用ウエハにおけるパシベーシ
ョン前のボンディング・パッド部分を示すものであり、
基板１０には、ＦＥＴと、ＦＥＴに接続されたＡｌ配線
１１（２層目）とが形成されている。Ａｌ配線１１の上
部には、Ｔｉ＼Ａｕ層からなる下地メタル１３を介して
Ａｕメッキ部１５（膜厚：例えば４μｍ）が設けられて
いる。

【００２０】Ａｕメッキ部１５は、ボンディング・パッ
ド形成用に積み増しされたもので、その下部が配線１１
に向けてテーパ状に形成されている。そして、前記メッ
キ部１５の下部を被包するように基板１０上に有機塗布
膜１２が形成され、その有機塗布膜１２とＡｕメッキ部
１５との界面部には下地メタル１３が介在している。こ
こで、有機塗布膜１２は、非感光性ポリイミド膜、感光
性ポリイミド膜あるいは低誘電率樹脂膜から成る。

【００２１】かかる半導体装置の構造によれば、有機塗
布膜１２をパシベーション膜として用いることができる
ので、従来装置で生じていたパシベーション時のＡｕメ
ッキ下部のカバレージ問題を解消することができる。さ
らに、下地メタル１３にＴｉを用いているため、有機塗
布膜１２とＡｕメッキ部１５の界面の密着性が高まり、
Ａｕメッキ部１５全体の安定性が向上する。

【００２２】次に、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を説明する。

【００２３】図２（ａ）〜（ｅ）及び図３（ｆ）〜
（ｉ）は、図１に示した半導体装置の製造方法を示す工
程図である。

【００２４】まず、基板１０を用意する。この基板１０
には既にＦＥＴが形成され、さらにＦＥＴ用の配線メタ
ル（２層目）１１も形成されている（図２（ａ）参照）
次に、図２（ｂ）に示すように基板１０上に有機塗布膜
１２を成膜してメッキ形成前にウェハ全面を平坦化す
る。有機塗布膜１２として感光性ポリイミド、非感光性
ポリイミド、あるいは低誘電率樹脂のいづれかを塗布に
より成膜し、キュアによりイミド化する。イミド化後の
熱分解温度は５００℃前後であり、ガラス転移温度も３
５０℃と耐熱性は良好であると共に、カバレージも良好
である。有機塗布膜１２の膜厚を２μｍとする。

【００２５】続いて、有機塗布膜１２の加工（パターン
ニング）を行う。すなわち、図２（ｃ）に示すように、
有機塗布膜１２にＡｕメッキ部１５下部形成用の第１の
開口部１２ａをパターンニングする。このとき、第１の
開口部１２ａは配線１１に向けてテーパ状となるように
する。ポリイミド膜は現像液に可溶であるため、加工は
大変容易である。感光性ポリイミドにおいては、光反応
により現像液に可溶となるため、露光装置により露光
し、現像することで加工することができる。非感光性ポ
リイミドにおいては、光反応は起こらないが現像液には
可溶であるため、非感光性ポリイミド膜を成膜した後、
レジスト膜を成膜し、通常のリソグラフィー技術により
現像液に可溶とし、現像する。つまり、有機塗布膜１２
に非感光性ポリイミドを用いる場合は、レジスト膜をマ
スクに非感光性ポリイミドをパターニングし、その後に
レジスト膜を剥離する。

【００２６】有機塗布膜１２のパターンニング後は、図
２（ｄ）に示すように、蒸着法により下地メタル１３と
なるＴｉ＼Ａｕ層を５０＼１０００Å程度にデポジショ
ンする。Ｔｉは下地（Ｐ−ＳｉＯ及び有機塗布膜１２）
とＡｕの密着性を向上させる。

【００２７】下地メタル１３を蒸着した後は、前処理と
して、薬品（メタノール等）を用いてウエハの洗浄を行
って、ウエハ全面にレジスト膜を成膜する。このレジス
ト膜の膜厚は、Ａｕメッキ部１５の膜厚が４μｍである
ことを考慮して、６μｍ程度とする。そして、通常のリ
ソグラフィー技術により、図２（ｅ）に示すように前記
第１の開口部１２ａを含む形で、メッキ部１５上部形成
用の第２の開口部１５ａ設けられるようにレジストパタ
ーン１４を形成する。

【００２８】このようにして形成された第２の開口部１
５ａに、図３（ｆ）に示すように膜厚４μｍのＡｕメッ
キ部１５を形成する。その後、レジストパターン１４を
剥離すると図３（ｇ）に示す形状となる。さらにイオン
ミリングにより下地メタル１３の不要部分（メッキ部１
５以外の領域に残された部分）をエッチングして、有機
塗布膜１２の表面を露出することで、上記図１に示した
半導体装置が完成する（図３（ｈ））。

【００２９】さらに、図３（ｈ）に示す形状から、有機
塗布膜１２の上部に第２の有機塗布膜１６を成膜し、こ
の有機塗布膜１６を表面保護膜（パシベーション膜）と
する。第２の有機塗布膜１６の膜厚は、前記Ａｕメッキ
部１５の膜厚が４μｍであるので５μｍ程度とする。前
記有機塗布膜１２の加工方法と同様の方法で、第２の有
機塗布膜１６の上部にボンディングパッド部１７を開口
する。

【００３０】このように、本実施形態の製造方法によれ
ば、Ａｕメッキ部１５形成前に有機塗布膜１２を成膜し
てウェハ全面を平坦化する工程と、Ａｕメッキ部１５下
部に位置する有機塗布膜１２をパターニングする工程
と、下地メタル１３を蒸着する工程と、レジストパター
ン１４によってＡｕメッキ部１５をパターニングする工
程と、Ａｕメッキ部１５を形成する工程とを順次行い、
その後に、レジストパターン１４の剥離及び下地メタル
１３の不要部分のエッチングを行うが、このとき、有機
塗布膜１２を残した状態で工程を進める。これにより、
次のような利点が生ずる。

【００３１】（１）有機塗布膜１２をパシベーション膜
として用いることができ、メッキ下部へのパシベーショ
ンのカバレージ問題を解消することができる。

【００３２】（２）従来のように２層レジスト構造を採
っていないので、レジストを塗布する前に、通常の薬品
（メタノール等）を使用してウエハの洗浄を行うことが
できるので、製造しやすくなる。

【００３３】（３）有機塗布膜１２とＡｕメッキ部１５
の界面の密着性は、下地メタル１３にＴｉを用いている
ことで向上する。

【００３４】（４）有機塗布膜１２として感光性ポリイ
ミドを用いた場合では、加工性が良好となり、非感光性
ポリイミドを用いた場合では、微細化に対応できる。ま
た、低誘電率樹脂膜を有機塗布膜１２として用いた場合
では、感光性ポリイミドや非感光性ポリイミドを用いた
場合よりも電気的特性が向上する。

【００３５】なお、本発明は図示の実施形態に限定され
ず種々の変形が可能であり、例えば、基板上の配線とそ
の上部のメッキ部を一括して形成する方式にも適用可能
である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
である半導体装置によれば、下地メタルを介してメッキ
部の下部全体を被包するように基板上に有機塗布膜を形
成したので、前記有機塗布膜をパシベーション膜として
用いることができ、パシベーション時にメッキ部の下部
に生ずるカバレージ問題を解消することが可能になる。

【００３７】第２の発明である半導体装置によれば、上
記第１の発明において、下地メタルにＴｉを含むように
したので、有機塗布膜とメッキ部の界面の密着性が高ま
り、メッキ部全体の安定性が向上する。

【００３８】第３の発明である半導体装置によれば、上
記第１または第２の発明において、有機塗布膜を低誘電
率樹脂膜で構成したので、電気的特性が向上する。

【００３９】第４の発明である半導体装置の製造方法に
よれば、上記第１の発明と同等の半導体装置を簡易かつ
的確に製造することが可能になる。例えば、従来のよう
に２層レジスト構造を採っていないので、レジスト塗布
前に通常の薬品（メタノール等）を使用して基板の洗浄
を行うことができ、製造しやすくなる。

【００４０】第５の発明である半導体装置の製造方法に
よれば、上記第４の発明において、前記有機塗布膜とし
て感光性ポリイミドを用いた場合では加工性が良好とな
り、非感光性ポリイミドを用いた場合では微細化に対応
でき、低誘電率樹脂膜を用いた場合では電気的特性が向
上する。

【００４１】第６の発明である半導体装置の製造方法に
よれば、上記第５の発明において、有機塗布膜に非感光
性ポリイミドを用いる場合は、レジスト膜をマスクに非
感光性ポリイミドをパターニングして第１の開口部を形
成するようにしたので、第１の開口部を精密に形成する
ことが可能になる。

【００４２】第７の発明である半導体装置の製造方法に
よれば、上記第４または第５の発明において、有機塗布
膜をパシベーション膜として用いるようにしたので、上
記第１の発明と同等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の構成を示
す縦断面図である。

【図２】図１に示した半導体装置の製造方法を示す工程
図である。

【図３】図２の続きの工程図である。

【図４】従来の半導体装置の構成を示す縦断面図であ
る。

【図５】従来の半導体装置の製造方法を示す工程図であ
る。

【図６】図５の続きの工程図である。

【符号の説明】

１０ 基板 １１ 配線メタル １２，１６ 有機塗布膜 １２ａ 第１の開口部 １３ 下地メタル １４ レジストパターン １５ Ａｕメッキ部 １５ａ 第２の開口部 １７ ボンディング・パッド部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランジスタとこれに接続された配線と
   が形成された基板の前記配線上に下地メタルを介して積
   み増しされたメッキ部を有し、該メッキ部の下部が前記
   配線に向けてテーパ状に形成された半導体装置におい
   て、 前記下地メタルを介して前記メッキ部の下部全体を被包
   するように前記基板上に有機塗布膜を形成したことを特
   徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記下地メタルはＴｉを含むことを特徴
   とする請求項１記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記有機塗布膜は、低誘電率樹脂膜で構
   成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   半導体装置。
4. 【請求項４】 トランジスタとこれに接続された配線と
   が形成された基板上に有機塗布膜を成膜する第１の工程
   と、 前記配線に向けてテーパ状となる第１の開口部が設けら
   れるように前記有機塗布膜をパターン化する第２の工程
   と、 前記有機塗布膜がパターン形成された基板上に下地メタ
   ルを形成する第３の工程と、 前記下地メタル上にレジスト膜を成膜した後、前記配線
   上に前記第１の開口部を含んだ第２の開口部が設けられ
   るように前記レジスト膜をパターン化する第４の工程
   と、 前記第２の開口部にメッキを形成する第５の工程と、 前記レジスト膜を剥離すると共に前記メッキ以外の領域
   に残された前記下地メタルをエッチングして、前記有機
   塗布膜を露出する第６の工程とを順次実行することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記有機塗布膜に、感光性ポリイミド
   膜、非感光性ポリイミド膜または低誘電率樹脂膜を用い
   ることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記有機塗布膜に非感光性ポリイミドを
   用いる場合は、前記第２の工程でレジスト膜をマスクに
   前記非感光性ポリイミドをパターニングして前記第１の
   開口部を形成することを特徴とする請求項５記載の半導
   体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記有機塗布膜をパシベーション膜とし
   て用いることを特徴とする請求項４または請求項５記載
   の半導体装置の製造方法。