專利名稱：半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路裝置(或半導(dǎo)體裝置)的制造方法中的凸塊形成技 術(shù)，尤其涉及在金凸塊形成技術(shù)中應(yīng)用而有效的技術(shù)。
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在日本專利特開平8-311699號公報(bào)(專利文獻(xiàn)l)中揭示有一技術(shù)在對晶片進(jìn)行 電鍍時(shí)，為了消除電鍍膜的不均勻，對晶片附近的電鍍液加以攪拌。
在曰本專利特開2006-22379號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中揭示有一電鍍技術(shù)在用以形 成晶片等的凸塊電極的金的電鍍中，為了提高電鍍膜厚的均勻性以及實(shí)現(xiàn)裝置的免維護(hù) 化，使用在鈦基材上鍍鉑且進(jìn)一步涂布有氧化銥的陽極電極。
在日本專利特開2004-197228號公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中揭示有一技術(shù)在鑲嵌布線 中的銅的電鍍中，為了形成無空隙等的埋入式銅布線，最初是以低電流進(jìn)行電鍍，然后 以高電流進(jìn)行電鍍。
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平8-311699號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2006-22379號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2004-197228號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在LCD驅(qū)動器等的半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造中，具有用以形成約15 20 pm的金凸塊 (Bump)電極的凸塊電鍍步驟。關(guān)于該凸塊電極，根據(jù)安裝上的原因，要求高度的密 度具有均勻性。因此，本發(fā)明者等人對各種形式的電鍍裝置進(jìn)行比較研究后明確了解， 在設(shè)置被處理晶片后，使電鍍杯反轉(zhuǎn)，在晶片的元件面朝上的狀態(tài)下進(jìn)行電鍍，此方法 從氣泡及電鍍的均勻性角度而言有利。
然而，本申請案發(fā)明者等人顯然了解，該凸塊電鍍步驟是使用特定的電鍍液通過電 鍍而進(jìn)行，此情況在量產(chǎn)過程中會存在以下問題在凸塊電極上間歇地產(chǎn)生突起。凸塊電極上的突起成為安裝上的重大障礙。因此，在對其原因進(jìn)行研究后明確了解如下情況， 即，如果在處理批次期間或者晶片處理期間在電鍍槽內(nèi)讓電鍍液干燥，則析出物會附著 在電鍍槽內(nèi)。在開始下一晶片或批次的處理時(shí)，如果在此析出物充分溶解于電鍍液之前 開始進(jìn)行電鍍處理，則析出物會附著在晶片上，且析出物會成為核，導(dǎo)致突起異常成長。 而且顯然了解，所述析出物不僅使得電鍍前所進(jìn)行的通常的攪拌時(shí)間延長，而且?guī)缀鯖] 有得到改善。
本發(fā)明的目的在于提供一種可靠性高的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法。 本發(fā)明的所述目的及其他目的與新穎的特征通過本說明書的記述及附圖而明確了解。
如下所述，對本申請案所揭示的發(fā)明中代表性的發(fā)明的概要進(jìn)行簡單說明。
艮卩，本申請案發(fā)明是在金凸塊電鍍步驟開始前追加一步驟，以此防止突起在金凸塊
電極上異常成長，該步驟是針對各個(gè)被處理晶片，在讓電鍍杯正立的狀態(tài)下， 一邊使電
鍍液循環(huán)， 一邊對其加以攪拌，從而使析出物有效地溶解、排出。 [發(fā)明的效果]
如下所述，對本申請案所揭示的發(fā)明中的代表性發(fā)明所獲得的效果進(jìn)行簡單說明。 艮口，在金凸塊電鍍步驟開始前追加一步驟，以此防止突起在金凸塊電極上異常成長，
該步驟系針對各個(gè)被處理晶片，在讓電鍍杯正立的狀態(tài)下， 一邊使電鍍液循環(huán)， 一邊對
其加以攪拌，從而使析出物有效地溶解、排出。


圖1是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，金凸 塊電鍍處理流程的概要的處理方框流程圖。
圖2 (a) 圖2 (d)是用以對本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置 的制造方法中，金凸塊電鍍處理所使用的電鍍裝置的問題點(diǎn)進(jìn)行說明的裝置以及元件示 意截面圖。
圖3是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中所用的 半導(dǎo)體集成電路裝置(半導(dǎo)體裝置)的一例的芯片俯視圖。
圖4是表示將本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中所用 的半導(dǎo)體集成電路裝置(半導(dǎo)體裝置)安裝在液晶顯示裝置上的構(gòu)造的截面圖。
圖5是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的凸塊形成處理前的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖6是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的 UBM (Under Bump Metal)形成步驟的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖7是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的光致 抗蝕劑涂布步驟結(jié)束后的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖8是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的光致 抗蝕劑顯影步驟結(jié)束后的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖9是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的電鍍 步驟結(jié)束后的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖10是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的抗 蝕劑去除步驟結(jié)束后的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖11是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的 UBM蝕刻步驟結(jié)束后的元件構(gòu)造的示意截面圖。
圖12是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法所使用 的抗蝕劑涂布裝置的涂布部的立體圖。
圖13是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的俯視圖。
圖14是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的電鍍槽(為了容易觀察內(nèi)部而將蓋去除)的俯視圖。
圖15是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，金 凸塊電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的陰極電極與晶片的元件面的導(dǎo)電層的接觸狀 態(tài)的放大截面圖。
圖16是對本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸 塊電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的電鍍液等的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行說明的系統(tǒng)框圖。
圖17是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金 凸塊電鍍處理的全體流程的方框流程圖。
圖18是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金 凸塊電鍍處理的全體流程中杯清洗步驟的詳細(xì)流程的方框流程圖。
圖19是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金 凸塊電鍍處理的全體流程中事先攪拌步驟的詳細(xì)流程的方框流程圖。
圖20是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊電鍍處理的全體流程中電鍍步驟的詳細(xì)流程的方框流程圖。
圖21是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中晶片裝載時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖22是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中開始導(dǎo)入用以清洗的電鍍液時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖23是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中導(dǎo)入用以清洗的電鍍液的中途的電鍍杯截面圖。
圖24是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中導(dǎo)入用以清洗的電鍍液結(jié)束時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖25是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中進(jìn)行用以清洗的逆時(shí)針攪拌時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖26是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中進(jìn)行用以清洗的電鍍液循環(huán)時(shí)(旋轉(zhuǎn)切換時(shí))的電鍍杯截面圖。
圖27是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行清洗的順時(shí)針攪拌時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖28是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行清洗的電鍍液循環(huán)時(shí)(清洗結(jié)束時(shí))的電鍍杯截面圖。
圖29是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行電鍍(包括事先攪拌)的電鍍杯反轉(zhuǎn)時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖30是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行電鍍(包括事先攪拌)的電鍍液完全填充時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖31是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行電鍍(包括事先攪拌)的逆時(shí)針攪袢時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖32是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行電鍍(包括事先攪拌)的電鍍液循環(huán)時(shí)(旋轉(zhuǎn)切換時(shí))的電鍍杯截 面圖。
圖33是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行電鍍(包括事先攪拌)的順時(shí)針攪拌時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖34是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理中用以進(jìn)行電鍍(包括事先攪拌)的電鍍液循環(huán)時(shí)(電鍍或事先攪拌結(jié)束時(shí)) 的電鍍杯截面圖。
8圖35是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理的電鍍結(jié)束時(shí)，電鍍液循環(huán)時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖36是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊
電鍍處理的電鍍結(jié)束后，電鍍杯再反轉(zhuǎn)時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖37是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理的電鍍結(jié)束后，電鍍液排出中途的電鍍杯截面圖。
圖38是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理的電鍍結(jié)束后，電鍍液排出中途的電鍍杯截面圖。
圖39是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理的電鍍結(jié)束后，氣體凈化時(shí)的電鍍杯截面圖。
圖40是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理的電鍍結(jié)束后，晶片卸載時(shí)的電鍍杯截面圖。
1 晶片
la 晶片的第一主面(元件面)
2 析出物 12 抗蝕劑膜 15 金凸塊電極
21 電鍍液(化學(xué)藥品)
22 單片式電鍍裝置 24 電鍍杯
38 電鍍槽
具體實(shí)施例方式
首先，對本申請案所揭示的發(fā)明的代表性的實(shí)施方式的概要進(jìn)行說明。
l.一種半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，包括以下步驟
(a) 在晶片的第一主面上，形成具有多個(gè)開口部的抗蝕劑膜；
(b) 將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片導(dǎo)入到具有電鍍杯的單片式電鍍裝置內(nèi)；
(C)在所述單片式電鍍裝置內(nèi)，將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片裝載到所述電鍍
杯中，使得所述第一主面與所述電鍍杯的電鍍槽相對；(d) 在所述步驟(b)之后，將電鍍液導(dǎo)入到所述電鍍槽內(nèi)；
(e) 在所述步驟(d)之后，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液；
(f) 在所述步驟(C)及(e)之后，在所述電鍍槽內(nèi)，在所述第一主面的所述多個(gè) 開口部上，通過電鍍形成金凸塊電極；以及
(g) 在所述步驟(f)之后，將所述晶片從所述電鍍杯中卸載，
這里，所述步驟(e)與所述步驟(f)中，所述電鍍杯的姿勢不同。
2. 在所述第1項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(d)是在所述步驟 (c)之后進(jìn)行。
3. 在所述第1或2項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述電鍍液為非氰系。
4. 在所述第1至3項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(e) 的所述電鍍液的攪拌是在將所述晶片裝載到所述電鍍杯中的狀態(tài)下進(jìn)行。
5. 在所述第l至4項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(d) 及(e)是在所述晶片的所述第一主面朝下的狀態(tài)下進(jìn)行。
6. 在所述第1至5項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中.，所述步驟(e) 是在所述電鍍液以接觸到所述晶片的所述第一主面的程度將所述電鍍槽填滿的狀態(tài)下 進(jìn)行。
7. 在所述第1至6項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，其中進(jìn)一步包 括以下步驟
(h) 在所述步驟(c)及(e)之后且所述步驟(f)之前，在所述電鍍杯采取與所 述步驟(f)實(shí)質(zhì)上相同的姿勢的狀態(tài)下，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液。
8. 在所述第7項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，在所述步驟(h)之后，并不 將所述電鍍液排出，而是進(jìn)行所述步驟(f)。
9. 在所述第1至8項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(f) 是在所述晶片的所述第一主面朝上的狀態(tài)下進(jìn)行。
10. 在所述第1至9項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(f) 是在所述電鍍液填滿了所述電鍍槽的狀態(tài)下進(jìn)行。
11. 在所述第1至IO項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(f) 的電鍍是使用以氧化銥為主要成分的陽極電極而進(jìn)行。
12. 在所述第1至11項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(f)
包括以下子步驟
(fl)向所述電鍍槽供給第一電流以進(jìn)行電鍍；
10(f2)在所述子步驟(fl)之后，供給與所述第一電流相比較大的第二電流以進(jìn)行電鍍。
13. 在所述第1至12項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(a) 的所述抗蝕劑膜的形成是通過涂布而進(jìn)行。
14. 在所述第1至13項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(e) 及(f)是從所述電鍍槽的所述晶片附近導(dǎo)入所述電鍍液，同時(shí)從所述電鍍槽的底部排出， 由此一邊使電鍍液循環(huán)一邊進(jìn)行。
15. —種半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，包括以下步驟
(a) 在晶片的第一主面上，形成具有多個(gè)開口部的抗蝕劑膜；
(b) 將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片導(dǎo)入到具有電鍍杯的單片式電鍍裝置內(nèi)；
(c) 在所述單片式電鍍裝置內(nèi)，將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片裝載到所述電鍍 杯中，使得所述第一主面與所述電鍍杯的電鍍槽相對且朝下；
(d) 在所述步驟(C)之后，將電鍍液導(dǎo)入到所述電鍍槽內(nèi)；
(e) 在所述步驟(d)之后，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液；
(f) 在所述步驟(e)之后，在將所述電鍍杯反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，于所述電鍍槽內(nèi)，在 所述第一主面的所述多個(gè)開口部上，通過電鍍形成金凸塊電極；
(g) 在所述步驟(f)之后，在將所述電鍍杯再反轉(zhuǎn)而還原的狀態(tài)下，從所述電鍍
槽中排出所述電鍍液；以及
(h) 在所述步驟(g)之后，將所述晶片從所述電鍍杯中卸載。
16. 在所述第15項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述電鍍液的導(dǎo)入是從所 述電鍍杯的所述晶片附近進(jìn)行，所述電鍍液的排出是從所述電鍍杯的底部進(jìn)行。
17. 在所述第15或16項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(e)及(f) 是從所述電鍍杯的所述晶片附近導(dǎo)入所述電鍍液，同時(shí)從所述電鍍杯的底部排出所述電 鍍液，由此一邊使電鍍液循環(huán)一邊進(jìn)行。
18. 在所述第15至17項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，進(jìn)一步包括 以下步驟
(i) 在所述步驟(e)之后且所述步驟(f)之前，在將所述電鍍杯反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下， 在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液。
19. 在所述第15至18項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(f) 的電鍍是使用以氧化銥為主要成分的陽極電極而進(jìn)行。
20. 在所述第15至19項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(f)包括以下子步驟
(fl)向所述電鍍槽供給第一電流以進(jìn)行電鍍；以及
(f2)在所述子步驟(fl)之后，供給與所述第一電流相比較大的第二電流以進(jìn)行電鍍。
21. 在所述第15至20項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述電鍍液 為非氰系。
22. 在所述第15至21項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，所述步驟(a) 的所述抗蝕劑膜的形成是通過涂布而進(jìn)行。
23. 在所述第18至22項(xiàng)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，在所述步驟
(i)之后，并不將所述電鍍液排出，而是進(jìn)行所述步驟(f)。 [本申請案中的記載形式、基本的用語、用法的說明]
1. 在本申請案中，根據(jù)需要，實(shí)施態(tài)樣的記載有時(shí)也會為方便起見而分為多個(gè)部分 進(jìn)行記載，但除了特別明示并非如此的情況以外，這些并非相互獨(dú)立的個(gè)別部分，而是 單一的例的各部分、其中一者是另一者的一部分詳細(xì)情況或者一部分或全部的變形例。 而且，原則上，省略相同部分的重復(fù)說明。另外，對于實(shí)施態(tài)樣中的各構(gòu)成要素，除了 特別明示并非如此的情況、理論上限定于此數(shù)目的情況以及根據(jù)上下文而明確了解并非 如此的情況以外，未必為所需。
2. 同樣地，在實(shí)施態(tài)樣等的記載中，關(guān)于材料、組成等，即使說"由A構(gòu)成的X" 等，除特別明示并非如此的情況以及根據(jù)上下文明確了解并非如此的情況以外，并不排 除由A以外的要素作為主要的構(gòu)成要素之一的情況。例如，關(guān)于成分，是指"包含以A 作為主要成分的X"等的意思。例如，即使說"金凸塊電極"等，也并非指純粹的金， 還包含以金為主要成分的金合金等。同樣地，即使說"硅部件"等，也并非限定為純粹 的硅，當(dāng)然還包含SiGe合金或其他以硅為主要成分的多元合金、含有其他添加物等的 部件。同樣地，即使說"氧化硅膜"，也并非指較純粹的非摻雜氧化硅(Undoped Silicon Dioxide )，當(dāng)然還包含F(xiàn)SG ( Fluorosilicate Glass ，氟硅酸鹽玻璃)、以TEOS
(tetraethoxysilane,四乙氧基甲硅烷)為基質(zhì)的氧化硅(TEOS-based silicon oxide)、 SiOC (Silicon Oxycarbide，氧碳化硅)或碳摻雜氧化硅(Carbon-doped Silicon oxide)或OSG (Organosilicate glass,有機(jī)硅玻璃)、PSG (Phosphorus Silicate Glass,硅酸磷玻璃)、 BPSG (Borophosphosilicate Glass,摻雜硼磷的硅玻璃)等的熱氧化膜、CVD (Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積)氧化膜、SOG (Spin ON Glass,旋涂玻璃)、納米二 氧化硅(Nano-Clustering Silica: NSC)等的涂布系氧化硅、在與這些相同的部件上導(dǎo)入了空孔的硅系Low-k (低介電常數(shù))絕緣膜(多孔絕緣膜)、以及與以這些為主要構(gòu)成 要素的其他硅系絕緣膜的復(fù)合膜等。
另外，當(dāng)說到硅氮化膜(silicon nitride)、氮化硅膜等時(shí)，不僅是指化學(xué)計(jì)量的物質(zhì)， 也包括含有若干氫或氧等的附加成分的物質(zhì)。
3. 同樣地，關(guān)于圖形、位置、屬性等進(jìn)行較佳的例示，但是除了特別明示并非如此 的情況以及根據(jù)上下文而明確了解并非如此的情況以外，當(dāng)然并不嚴(yán)格地限定于此。
4. 進(jìn)一步，當(dāng)說到特定的數(shù)值、數(shù)量時(shí)，除特別明示并非如此的情況、理論上限定 于此數(shù)目的情況以及根據(jù)上下文而明確了解并非如此的情況以外，也可以是超過該特定 數(shù)值的數(shù)值，還可以是不滿該特定數(shù)值的數(shù)值。
5. 當(dāng)說到"晶片"時(shí)，通常是指形成在半導(dǎo)體集成電路裝置(半導(dǎo)體裝置、電子裝 置也相同)上的單晶硅晶片，當(dāng)然還包括外延晶片、絕緣基板與半導(dǎo)體層等的復(fù)合晶片 等。
6. 關(guān)于晶片處理裝置，當(dāng)說到裝置的"內(nèi)部"時(shí)，在本申請案中，放置在晶片端口 上的晶片盒等的晶片搬送容器或者連結(jié)于晶片端口的晶片搬運(yùn)盒(foup， Front Opening UnifiedPod，前開式晶片盒)等的晶片搬送容器的內(nèi)部是該裝置的內(nèi)部。另一方面，在 向晶片端口外移動或者解除連結(jié)時(shí)，該晶片搬送容器的內(nèi)部是該裝置的"外部"。
7. 關(guān)于電鍍槽的電鍍液或化學(xué)藥品(電鍍液等)的"排出"，除根據(jù)上下文而明確了 解并非如此的情況以外(說到循環(huán)等時(shí)等情況)，是指使電鍍液等的液面全部或者部分
(主要中大部分)下降。這是因?yàn)椋?一般在電鍍槽中，電鍍時(shí)等情況下是使電鍍液等循 環(huán)(連續(xù)性的排出與導(dǎo)入)，所以必須與此加以區(qū)別。另外，通常和"排出"交替地進(jìn) 行氣體凈化。這是因?yàn)橐獙㈦婂儾蹆?nèi)的壓力保持固定。另一方面，除根據(jù)上下文而明確 了解并非如此的情況以外，"導(dǎo)入"是指使電鍍液等的液面全部或部分上升。再者，具 體而言，在循環(huán)狀態(tài)中，較多情況是對導(dǎo)入量與排出量進(jìn)行調(diào)整(包括使哪一個(gè)為零)， 以控制"排出"與"導(dǎo)入"。此外，"化學(xué)藥品"不僅是水溶液等，有時(shí)也會是純水本身。
8. 關(guān)于電鍍杯的電鍍槽中的導(dǎo)入口或排出口，當(dāng)說到"電鍍槽的下方"時(shí)，是指與 裝載到電鍍杯中的晶片相對的底面或者底面附近的側(cè)面。同樣地，當(dāng)說到"電鍍槽的上 方"時(shí)，是指裝載到電鍍杯中的晶片附近的上表面(與底面相對的面)或者其附近的側(cè) 面。目卩，因?yàn)楸崔D(zhuǎn)，所以限定于此，與有無反轉(zhuǎn)無關(guān)，以杯正立時(shí)作為基準(zhǔn)對上下進(jìn) 行定義。
9. 關(guān)于電鍍液等，當(dāng)說到"同一組成"時(shí)，像在各種步驟中共用循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的電鍍
液等的情況般，當(dāng)然包括在該各種步驟中共用同一物質(zhì)的情況。IO.關(guān)于電鍍裝置，所謂"單片式"，是指與具備幾個(gè)電鍍杯無關(guān)，對于單一的杯， 是指一次處理l片晶片。
對本申請案發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)敘述。在各圖中，同一或者同樣的部分是 以同一或類似的記號或者參照編號來表示，原則上不作重復(fù)說明。
l.對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊電鍍處理以及對象元 件的概要說明(主要是從圖1至圖4)
圖1是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，金凸 塊電鍍處理流程的概要的處理方框流程圖。圖2是用以對本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的 半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，金凸塊電鍍處理所使用的電鍍裝置的問題點(diǎn)進(jìn)行說 明的裝置以及元件示意截面圖。圖2 (a)是正立狀態(tài)的電鍍杯24的截面圖，圖2 (b) 是倒立狀態(tài)(反轉(zhuǎn)狀態(tài))的電鍍杯24的截面圖。另一方面，圖2 (c)及圖2 (d)是圖 2(b)的A部分的放大示意截面圖，是表示產(chǎn)生突起的問題的機(jī)制的截面流程圖。根據(jù) 所述附圖，對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊電鍍處理的概要 進(jìn)行說明。如圖1或圖2所示，首先將被處理晶片1裝載到電鍍杯24中(晶片裝載步 驟71)。此時(shí)，成為晶片1的元件面la朝下(重力的方向)的狀態(tài)。這樣操作是因?yàn)槲?出物2比較重，所以在該位置關(guān)系時(shí)，析出物2不會附著在晶片1的元件面la上，而 是乘著從上方周邊向下方的液流(循環(huán)流)迅速地從下方排出。
其次，填充電鍍液21直到電鍍液的上表面接觸到晶片1的元件面la的程度，在使 電鍍液21循環(huán)的狀態(tài)下進(jìn)行攪拌以使析出物2溶解(杯清洗步驟72)。這里，并不完全 填充電鍍液21、即并不100%填充(導(dǎo)入)的理由是，在裝置構(gòu)造上，在電鍍液21的上 方殘留有氣體層。因此，當(dāng)電鍍液21的上方并未殘留有氣體層的情況下，也可以進(jìn)行 100%填充。進(jìn)行清洗步驟72的必要理由是，如果在析出物2附著于晶片1的元件面la、 尤其是光致抗蝕劑膜12的開口部的狀態(tài)下進(jìn)行金凸塊電極15的電鍍，則電鍍會異常成 長，從而出現(xiàn)突起3。當(dāng)清洗步驟72結(jié)束時(shí)，電鍍液的循環(huán)暫時(shí)停止，在此期間電鍍杯 24反轉(zhuǎn)(杯反轉(zhuǎn)步驟74)。電鍍杯24未必需要反轉(zhuǎn)，但是如果在反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行電 鍍，則由于和重力的關(guān)系，因而具有使得向晶片l上附著的氣泡減少的優(yōu)點(diǎn)。其次，在 使電鍍杯24反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下開始進(jìn)行電鍍液的循環(huán)，則電鍍液21會迅速地幾乎100%填 充(完全填充)。電鍍液21也未必需要完全填充，但是如果完全填充，則具有使氣泡減 少的效果。接著，在保持使電鍍杯24反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下， 一邊使電鍍液21循環(huán)一邊進(jìn)行電 鍍處理(電鍍處理步驟76)。當(dāng)電鍍處理結(jié)束時(shí)，使電鍍杯24再反轉(zhuǎn)(電鍍杯再反轉(zhuǎn)步驟77)。在電鍍杯24再反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，排出電鍍液21。然后，從電鍍杯24中卸載晶片 1 (晶片卸載步驟78)。
圖3是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中所用的 半導(dǎo)體集成電路裝置(半導(dǎo)體裝置)的一例的芯片俯視圖。這是液晶顯示裝置即LCD
(Liquid Crystal Display)驅(qū)動器用芯片的一例，在芯片51上配置有電路區(qū)域52及其周 邊的多個(gè)凸塊電極15。
圖4是表示將本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中所用 的半導(dǎo)體集成電路裝置(半導(dǎo)體裝置)安裝在液晶顯示裝置上的構(gòu)造的截面圖。如圖4 所示，在液晶顯示裝置的液晶基板55上設(shè)置有多個(gè)ITO (Indium Tin Oxide，氧化銦錫) 電極53等的導(dǎo)電體外部電極，并經(jīng)由LCD驅(qū)動器用芯片51上的多個(gè)金凸塊電極15與 各向異性導(dǎo)電膜54即ACF (Anisotropic Conductive Film,各向異性導(dǎo)電膜)而電性連 接。此時(shí)，如果金凸塊電極15的厚度存在不均，則一部分電極間連接電阻變高等的不 良情況產(chǎn)生的可能性會較高。
2.對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法的全體處理以及對象元件的說明
(主要是從圖5至圖12)
其次，根據(jù)圖5至圖12，對本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制 造方法中的凸塊形成處理進(jìn)行說明。如圖5所示，在形成有多個(gè)元件或布線(由氧化硅 膜或各種金屬層而形成)的晶片l的主面上，形成有例如氮化硅等(不僅為無機(jī)系膜， 也可以為有機(jī)系膜)的最終鈍化膜61，在與該鋁墊62對應(yīng)的部分上，設(shè)置有墊開口 63。 其次，如圖6所示，通過濺鍍而依次形成UBM (Under Bump Metal，凸塊下金屬)膜， 例如厚度為175微米左右的鈦膜64(下層)、例如厚度為175微米左右的鈀膜65(上層)
(這些UBM材料只是例示，并不排除其他相同的材料。例如，鈀膜也可以是金膜，但 是如果使用鈀膜，則可靠度會變得更高。另外，比金相比，鈀的材料價(jià)格具有稍便宜的 優(yōu)點(diǎn))。如圖7所示，在其上，使用所述的涂布系統(tǒng)及方法，形成例如厚度為19至25 微米左右(例如20微米)的正型抗蝕劑膜12。這里所使用的抗蝕液，例如有東京應(yīng)化 工業(yè)股份有限公司(Tokyo OhkaKogyo Co., LTD.)制的重氮萘醌酚醛系厚膜用正型抗蝕 劑，產(chǎn)品名稱為"PMERP-LA900PM"等。也可以使用膜抗蝕劑來代替涂布系抗蝕劑。 如圖8所示，將抗蝕劑曝光、顯影，由此形成開口66。如圖9所示，在開口66中通過 電鍍而埋入例如厚度為15微米左右的作為凸塊電極15的金層。其次，如圖IO所示， 去除抗蝕劑膜12。最后，如圖ll所示，將金凸塊15作為掩膜，通過濕式蝕刻將無需的 UBM膜選擇去除。這樣，凸塊電極大致完成。
15圖12是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法所使用 的抗蝕劑涂布裝置的涂布部的立體圖。從噴嘴67滴下的抗蝕液通過旋轉(zhuǎn)夾頭41在晶片 l上的高速旋轉(zhuǎn)，在特定厚度的抗蝕劑膜12上延展。
3.對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金電鍍處理所使用的電鍍裝 置的說明(主要是從圖13至圖16)
圖13是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的俯視圖。根據(jù)圖13，對裝置內(nèi)的晶片1的移動情況 加以說明。作為這里所使用的裝置，例如，可以利用日本電鍍工程有限公司(Electroplating Engineers of Japan Ltd.)制的300O晶片用全自動電鍍裝置即ALETA300等。如圖13所 示，電鍍裝置22是300O晶片用的裝置，具備放置晶片收納容器26即晶片搬運(yùn)盒(Foup) 的裝載端口 25。通過搬送機(jī)器人28從設(shè)置在裝載端口 25上的晶片收納容器26中取出 被處理晶片1。首先將晶片1在晶片位置對準(zhǔn)部27進(jìn)行位置對準(zhǔn)，通過搬送機(jī)器人28 搬運(yùn)到清洗部29,在事先處理部31中利用化學(xué)藥品或純水對晶片1的元件面la進(jìn)行濕 式清洗處理。然后，通過搬送機(jī)器人28搬運(yùn)到位于電鍍處理部23中的多個(gè)電鍍杯24 的其中一個(gè)上，并裝載于其中。在電鍍處理結(jié)束后，通過搬送機(jī)器人28將晶片1搬運(yùn) 到清洗及干燥部30 (濕式清洗干燥部)，并利用化學(xué)藥品或純水進(jìn)行清洗等的濕式清洗 處理以及旋轉(zhuǎn)干燥處理等。在干燥處理后，通過搬送機(jī)器人28將晶片l移送到原來的 晶片收納容器26或者根據(jù)需要而移送到其他的晶片收納容器中。
圖14是本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊 電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的電鍍槽(為了容易觀察內(nèi)部而將蓋去除)的俯視圖。 根據(jù)圖14,對電鍍杯24的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行說明。如圖14所示，電鍍杯24具有電鍍槽38， 在電鍍槽38的底面上設(shè)置有陽極電極35。該陽極電極35是在母材即鈦圓板上涂布有氧 化銦的氧化銦電極。該電極與鉑電極不同，具有不會附著有金的優(yōu)點(diǎn)。因此，不需要以 前所必須的定期維護(hù)。然而，與金不會附著在電極上的優(yōu)點(diǎn)正好相反，具有易產(chǎn)生含金 的析出物的缺點(diǎn)。因此，也會不使用氧化銦電極而選擇使用鉑電極以外的陽極電極的情 況。在電鍍槽38的中央部上，設(shè)置有用以攪拌電鍍液21的攪拌器37 (攪拌棒)。攪拌 器37被控制為在電鍍槽38中左右旋轉(zhuǎn)。在電鍍槽38的底面及陽極電極上，設(shè)置有用 以排出凈化氣體或電鍍液的多個(gè)氣體液體排出口 36 (為了方便作圖，并未全部顯示)。 在電鍍槽38的側(cè)壁的上部，遍及圓周均等地設(shè)置有用以導(dǎo)入凈化氣體或電鍍液的多個(gè) 氣體液體導(dǎo)入口 34 (為了方便作圖，并未全部顯示)。在側(cè)壁上表面的內(nèi)側(cè)上，具有用
以防止液漏的彈性體環(huán)即唇形密封件33。另一方面，在側(cè)壁上表面的中央部上，設(shè)置有
16用以與晶片1電性連接的陰極環(huán)電極32。
圖15是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中，金 凸塊電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的陰極電極與晶片的元件面的導(dǎo)電層的接觸狀 態(tài)的放大截面圖。根據(jù)圖15，對于向電鍍杯24中裝載晶片1的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。如 圖15所示，使陰極環(huán)電極32接觸到晶片1的終端部的鈀層65，利用電鍍杯24的蓋42 從上向下按壓晶片l，由此，唇形密封件33變形，將電鍍槽38密封。
圖16是對本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸 塊電鍍處理所使用的單片式電鍍裝置的電鍍液等的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行說明的系統(tǒng)框圖。根據(jù) 圖16，對該循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行說明。如圖16所示，從電鍍杯24下方的排出口所排出的電鍍 液21等(化學(xué)藥品、電鍍液、氣體等)進(jìn)入到容量為200公升左右的槽40中。槽40 與用以去除異物的過濾器39形成封閉回路系統(tǒng)，從而使槽40內(nèi)的電鍍液21始終保持 潔凈的狀態(tài)。從一個(gè)電鍍杯中排出的未溶解異物被送到其他杯中時(shí)可能會產(chǎn)生問題，當(dāng) 必須使此可能性進(jìn)一步減小時(shí)，只要在各杯與槽40之間插入異物去除過濾器等即可。 在槽40中去除混入氣體以及進(jìn)行液溫調(diào)整(在約攝氏50度至60度之間進(jìn)行調(diào)整)。之 后，電鍍液21等通過泵152以及切換電磁閥151，從電鍍杯24上方的導(dǎo)入口返回到電 鍍杯24中。循環(huán)時(shí)電鍍液的流量平均一杯例如5公升/分鐘左右為適當(dāng)(這里，將一個(gè) 電鍍杯的容量設(shè)為5公升)。另一方面，凈化氣體等的導(dǎo)入是通過對切換電磁閥151實(shí) 施切換而進(jìn)行。氣體凈化時(shí)的氮?dú)饬髁科骄槐?公升/分鐘左右(l個(gè)大氣壓下) 為適當(dāng)。以上，對循環(huán)狀態(tài)進(jìn)行了具體的說明，導(dǎo)入或排出情況也大致相同，通過泵152 的傳送量與排出側(cè)的流量控制機(jī)構(gòu)153的調(diào)整來進(jìn)行。
4.對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金電鍍處理的詳細(xì)說明(主 要是從圖17至圖40)
圖17是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金 凸塊電鍍處理的全體流程的方框流程圖。圖18是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半 導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法中的金凸塊電鍍處理的全體流程中杯清洗步驟86 (圖17) 的詳細(xì)流程的方框流程圖。圖19是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路 裝置的制造方法中的金凸塊電鍍處理的全體流程中事先攪拌步驟90 (圖17)的詳細(xì)流 程的方框流程圖。圖20是表示本申請案發(fā)明的一實(shí)施方式的半導(dǎo)體集成電路裝置的制 造方法中的金凸塊電鍍處理的全體流程中電鍍步驟91 (圖17)的詳細(xì)流程的方框流程 圖。圖21至圖40是表示與圖17至圖20的各步驟(因重復(fù)的要素的關(guān)系，也存在與多
個(gè)步驟對應(yīng)的情況)對應(yīng)的電鍍杯24的狀態(tài)的截面圖。根據(jù)這些圖，對已通過一部分說明了概要的金凸塊電鍍處理的全體流程進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖17所示，導(dǎo)入到電鍍裝置中的多個(gè)晶片1(例如也可以是3000晶片、直徑4500 以外的晶片)在晶片搬運(yùn)盒內(nèi)等待(晶片搬運(yùn)盒內(nèi)等待步驟81)。之后，讓晶片l進(jìn)行 位置對準(zhǔn)(位置對準(zhǔn)步驟82)，進(jìn)行晶片表面處理(晶片表面處理步驟83)。接著，如 圖21所示，將晶片1導(dǎo)入到電鍍杯24內(nèi)(杯內(nèi)導(dǎo)入步驟84，圖17)。另外，在電鍍杯 24的下端部(底部)上，設(shè)置有用以將來自多個(gè)排出口 36的電鍍液等聚集并向循環(huán)系 統(tǒng)傳送的下端排出管44。其次，如圖22所示，從上部側(cè)面導(dǎo)入口 34 (放置在電鍍杯上 的晶片的附近所設(shè)置的電鍍液導(dǎo)入口)開始導(dǎo)入電鍍液(電鍍液或清洗液的導(dǎo)入步驟85， 圖17)。進(jìn)一步，如圖23所示，電鍍液21的液面上升。此時(shí)氣體的一部分與電鍍液21 的一部分一起經(jīng)過下端排出管44排出。這里，清洗用的化學(xué)藥品與電鍍用的電鍍液使 用相同物質(zhì)。其原因在于，這樣會使得處理穩(wěn)定性高，裝置結(jié)構(gòu)變得簡單。然而，只要 可以溶解含金的析出物，就可以用作清洗用的化學(xué)藥品。因此，作為清洗用的化學(xué)藥品 (清洗用化學(xué)藥品)，如果使用電鍍液本身，則可以確保處理穩(wěn)定性，而且具有裝置結(jié) 構(gòu)也變得簡單的優(yōu)點(diǎn)。但是，根據(jù)需要，也可以使用改變了若干組成的清洗用化學(xué)藥品， 以謀求清洗條件的最佳化。
另外，這里使用具有較少環(huán)境問題的非氰系電鍍液即亞硫酸金系的電鍍液(主要成 分為亞硫酸金鈉、乙二胺、無機(jī)酸鹽、其他微量添加物的水溶液)作為電鍍液。例如有 日本電鍍工程有限公司制的"MicrofiveAu 100HM基本液"等。而且，如果對環(huán)境進(jìn)行 充分的考慮，當(dāng)然也可以使用氰系電鍍液。
這樣，如圖 24所示，當(dāng)電鍍槽38大致被電鍍液21 (清洗液或化學(xué)藥品)填滿時(shí)， 維持原樣地成為電鍍液循環(huán)狀態(tài)(電鍍液循環(huán)子步驟101，圖18)，并開始杯清洗步驟 86 (圖17)。該電鍍液循環(huán)子步驟101起初例如為60秒左右，在兩個(gè)周期后，例如達(dá)到 l秒左右。接著，如圖25所示，在從上部側(cè)面導(dǎo)入口 34導(dǎo)入電鍍液、且從下端排出管 44排出的循環(huán)狀態(tài)下，通過攪拌器37的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行電鍍液21的攪拌(逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn)攪拌子步驟102，圖18)。在此時(shí)刻，沒有施加用以電鍍的電流。攪拌器37的旋轉(zhuǎn)速 度例如為50rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為29秒左右。之后，攪拌器37的逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn)停止，返回到循環(huán)狀態(tài)(電鍍液循環(huán)子步驟103)。該時(shí)間例如為1秒左右。如圖27 所示，攪拌器37順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行電鍍液21的攪拌(順時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子步驟104，圖 18)。攪拌器37的旋轉(zhuǎn)速度例如為50rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為29秒左右。此 后，如圖18所示，根據(jù)需要，重復(fù)進(jìn)行從電鍍液循環(huán)子步驟101到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子 步驟104所組成的清洗周期106。該重復(fù)次數(shù)通常較理想的是5次到IO次左右。在此重復(fù)周期之后，如圖28所示，進(jìn)入用以使清洗步驟結(jié)束的電鍍液循環(huán)子步驟105 (圖18)。 該時(shí)間例如為60秒左右。
當(dāng)杯清洗結(jié)束時(shí)，電鈹液的循環(huán)停止，轉(zhuǎn)到接下來的杯反轉(zhuǎn)步驟88 (圖17)。即， 如圖29所示，杯反轉(zhuǎn)180度(倒立狀態(tài))。再者，也可以在循環(huán)狀態(tài)下使杯反轉(zhuǎn)。但是， 裝置構(gòu)成可能會變得復(fù)雜。在杯反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，如圖30所示，從上部側(cè)面導(dǎo)入口34(如 以上所說明，如果根據(jù)杯的正立、倒立情況而變更名稱則會混亂，因此關(guān)于導(dǎo)入口及排 出口，與重力的方向無關(guān)，使杯的打開端為"上方")導(dǎo)入電鍍液21，并再次開始電鍍 液的循環(huán)。此時(shí)，杯內(nèi)部的氣體被電鍍液21上頂，有秩序地從下端排出管44 (是指杯 的底部，因?yàn)樘幱诘沽顟B(tài)，所以通常意義上是指上方)排出(電鍍液完全填充)，從 而氣泡殘留的可能性降低。這樣，如圖30所示，電鍍液21完全填充(100%填充)后， 維持原樣地進(jìn)入到用以使電鍍液21充分混合的事先攪拌步驟90 (圖17)的電鍍液循環(huán) 子步驟lll (圖19)。這里，用以電鍍的電流還沒有流通。接著，如圖31所示，攪拌器 37逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對電鍍液21進(jìn)行攪拌(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪袢子步驟112，圖19)。攪拌器 37的旋轉(zhuǎn)速度例如為50 rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為29秒左右。當(dāng)攪拌器37停 止時(shí)，如圖32所示，進(jìn)入到循環(huán)子步驟113 (圖19)。該時(shí)間例如為l秒左右。其次， 如圖33所示，攪拌器37順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對電鍍液21進(jìn)行攪拌(順時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子步驟 114，圖19)。攪拌器37的旋轉(zhuǎn)速度例如為50 rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為29秒 左右。之后，當(dāng)攪拌器37再次停止時(shí)，如圖34所示，進(jìn)入到電鍍步驟91 (圖17)的 循環(huán)子步驟121 (圖20)。該時(shí)間例如為1秒左右。
如圖20所示，電鍍步驟91 (圖17)分為第一階段的低電流電鍍周期136 (例如施 加直流電壓5伏特、電流0.2安培)與第二階段的高電流電鍍周期137 (例如施加直流 電壓5伏特、電流0.7安培)。將此稱為"兩階段電鍍處理"。這是因?yàn)?，如果從一開始 就迅速地進(jìn)行高電流電鍍，則可能會產(chǎn)生氣泡。另外，本實(shí)施方式中，是在晶片面朝上 的狀態(tài)下進(jìn)行電鍍處理，因此從一開始?xì)馀莸幕烊?外部氣泡)就極少，通過兩階段電 鍍處理，也可以降低來自液體內(nèi)部的氣泡(內(nèi)部氣泡)的產(chǎn)生。例如，如果共計(jì)進(jìn)行15 微米左右的電鍍，則較理想的是，在低電流電鍍周期136中進(jìn)行例如0.5微米到1微米 左右的電鍍。另外，如果時(shí)間充裕，也可以進(jìn)一步延長。
繼續(xù)循環(huán)子步驟121 (圖20)，如圖31所示，攪拌器37逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對電鍍液21 進(jìn)行攪拌(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子步驟122，圖20)。此時(shí)施加有低電流的電鍍電流(這里 首先施加電鍍電流)。攪拌器37的旋轉(zhuǎn)速度例如為120rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如 為59秒左右。之后，當(dāng)攪拌器37停止時(shí)，如圖32所示，進(jìn)入到循環(huán)子步驟123 (圖20)。此時(shí)電鍍電流被切斷。該時(shí)間例如為1秒左右。其次，如圖33所示，攪拌器37 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對電鍍液21進(jìn)行攪拌(順時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子步驟124，圖20)。此時(shí)施加有 低電流的電鍍電流。攪拌器37的旋轉(zhuǎn)速度例如為120rpm左右。另夕卜，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為 59秒左右。如圖20所示，該低電流電鍍周期136可根據(jù)需要而重復(fù)。重復(fù)次數(shù)例如2 次到6次左右較適當(dāng)。
當(dāng)?shù)碗娏麟婂冎芷?36結(jié)束時(shí)，如圖34所示，攪拌器37再次停止，進(jìn)入到高電流 電鍍周期137 (圖20)的電鍍液循環(huán)子步驟131 (圖20)。此時(shí)電鍍電流被切斷。該時(shí) 間例如為l秒左右。其次，如圖31所示，攪拌器37逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對電鍍液21進(jìn)行攪 拌(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子步驟132，圖20)。此時(shí)施加有高電流的電鍍電流。攪拌器37的 旋轉(zhuǎn)速度例如為120 rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為59秒左右。之后，當(dāng)攪拌器37 停止時(shí)，如圖32所示，進(jìn)入到循環(huán)子步驟133 (圖20)。此時(shí)電鍍電流被切斷。該時(shí)間 例如為l秒左右。其次，如圖33所示，攪拌器37順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對電鍍液21進(jìn)行攪拌 (順時(shí)針旋轉(zhuǎn)攪拌子步驟134，圖20)。此時(shí)施加有高電流的電鍍電流。攪拌器37的旋 轉(zhuǎn)速度例如為120rpm左右。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)間例如為59秒左右。如圖20所示，該高電 流電鍍周期137根據(jù)需要而重復(fù)。如果全部電鍍?yōu)?5微米左右的厚度，則重復(fù)次數(shù)例 如IO次到15次左右較適當(dāng)。此時(shí)，如果電鍍電流被切斷、攪拌器37停止，則電鍍周 期結(jié)束，如圖34所示，進(jìn)入到循環(huán)子步驟135 (圖20)。該時(shí)間例如為60秒左右。關(guān) 于各電鍍周期的最終周期，因電鍍厚度調(diào)整的關(guān)系，也可以在周期中途結(jié)束。
接著，如圖35所示，電鍍液21的循環(huán)也停止。這里，如圖36所示，電鍍杯24再 次反轉(zhuǎn)后返回到正立狀態(tài)(杯再反轉(zhuǎn)步驟92，圖17)。之后，如圖37所示，電鍍液21 從下端排出管44排出。將杯再反轉(zhuǎn)而成為正立狀態(tài)，以進(jìn)行電鍍液的排出，這樣，從 上向下流出電鍍液，因而異物等不會附著在晶片上，而是從杯的底部迅速地排出。電鍍 液21減少了的部分，對應(yīng)于從上部側(cè)面導(dǎo)入口 34向電鍍槽38供給氮?dú)?電鍍液排出 步驟93，圖17)。進(jìn)一步如圖38所示，從電鍍槽38完全排出電鍍液21。隨后，如圖 39所示，從上部側(cè)面導(dǎo)入口 34向電鍍槽38供給氮?dú)?，并從下端排出?4排出，由此 進(jìn)行將電鍍槽38內(nèi)部的環(huán)境氣體進(jìn)行置換的氮凈化步驟94 (圖17)。最后，打開電鍍 杯24的蓋42，取出晶片l (晶片取出步驟95，圖17)。
5.對其他處理或裝置構(gòu)成的說明
本實(shí)施方式中采用了將電鍍杯反轉(zhuǎn)來進(jìn)行電鍍的形式的裝置，也可以采用不使杯反 轉(zhuǎn)而是保持晶片面朝下的狀態(tài)進(jìn)行電鍍的形式。此時(shí)，只需跳過圖1的杯反轉(zhuǎn)步驟74 與杯再反轉(zhuǎn)步驟77 (圖17中，為杯反轉(zhuǎn)步驟88及杯再反轉(zhuǎn)步驟92)。即，在清洗與正式電鍍步驟中，使電鍍杯的姿勢(空間中的朝向，即，晶片的元件面的朝向)最適合于 各個(gè)步驟(其結(jié)果為，在這些步驟中，電鍍杯的姿勢不同)，由此可進(jìn)行高可靠性且平 坦性高的凸塊電鍍。電鍍杯的姿勢僅例示了正立與倒立，當(dāng)然根據(jù)需要，也可以采用稍 傾斜的姿勢。
另外，己對將進(jìn)行電鍍處理的產(chǎn)品晶片l放置(或裝載)在電鍍杯24上來進(jìn)行圖1 的杯清洗步驟72的一例進(jìn)行了說明，但是也可以不放置晶片1，而是僅關(guān)閉蓋42，或 者放置虛擬晶片來代替產(chǎn)品晶片1而進(jìn)行杯清洗步驟72。不放置產(chǎn)品晶片1的方法，有 時(shí)也存在一優(yōu)點(diǎn)，B卩，在此期間可以對產(chǎn)品晶片進(jìn)行其他處理等。此外，即便使用產(chǎn)品 晶片1，只要充分留意處理順序或時(shí)間分配等，就可以使生產(chǎn)量等實(shí)質(zhì)上不下降而進(jìn)行 處理。在將產(chǎn)品晶片l裝載到電鍍杯24的狀態(tài)下進(jìn)行清洗，具有處理流程順利的優(yōu)點(diǎn)。
此外，不需要圖17的事先攪拌步驟90，這在電鍍特性的穩(wěn)定化方面有效。
6.總結(jié)
以上，根據(jù)實(shí)施方式，以形成金凸塊時(shí)的電鍍處理為例對本發(fā)明者所研制的發(fā)明進(jìn) 行了具體說明，當(dāng)然本發(fā)明并不限定于此，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。
例如，在形成金以外之焊錫凸塊、銀凸塊等時(shí)，當(dāng)然也可以同樣應(yīng)用。另外，并不 限定于形成凸塊，當(dāng)然在處理材料時(shí)也可以廣泛應(yīng)用。
另外，在本實(shí)施方式中，已對在抗蝕劑膜上設(shè)置開口、并在該開口上進(jìn)行電鍍之處
理進(jìn)行了說明，當(dāng)然也可以像銅鑲嵌處理(或銀鑲嵌處理)般應(yīng)用于如下處理不使用 抗蝕劑膜等，在晶片的大致整個(gè)面上電鍍金屬膜。
進(jìn)一步，在所述實(shí)施方式中，主要是釆用容易確保高平坦性的杯反轉(zhuǎn)型(晶片面朝 上型)的電鍍裝置為例進(jìn)行了具體的說明，當(dāng)然本發(fā)明并不限定于此，在當(dāng)前廣泛使用 的不使杯反轉(zhuǎn)的晶片面朝下型的電鍍裝置中，也可以大致維持原樣地應(yīng)用。
2權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，包括以下步驟(a)在晶片的第一主面上，形成具有多個(gè)開口部的抗蝕劑膜；(b)將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片導(dǎo)入到具有電鍍杯的單片式電鍍裝置內(nèi)；(c)在所述單片式電鍍裝置內(nèi)，將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片裝載到所述電鍍杯中，使得所述第一主面與所述電鍍杯的電鍍槽相對；(d)在所述步驟(b)之后，將電鍍液導(dǎo)入到所述電鍍槽內(nèi)；(e)在所述步驟(d)之后，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液；(f)在所述步驟(c)及(e)之后，在所述電鍍槽內(nèi)，在所述第一主面的所述多個(gè)開口部上，通過電鍍形成金凸塊電極；以及(g)在所述步驟(f)之后，將所述晶片從所述電鍍杯中卸載，這里，所述步驟(e)與所述步驟(f)中，所述電鍍杯的姿勢不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(d)是在 所述步驟(c)之后進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述電鍍液為非氰系。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(e)的所 述電鍍液的攪拌是在將所述晶片裝載到所述電鍍杯中的狀態(tài)下進(jìn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(d)及(e) 是在所述晶片的所述第一主面朝下的狀態(tài)下進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(e)是在 所述電鍍液以接觸到所述晶片的所述第一主面的程度將所述電鍍槽填滿的狀態(tài)下 進(jìn)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中進(jìn)一步包括以下步驟(h) 在所述步驟(c)及(e)之后且所述步驟(f)之前，在所述電鍍杯采取 與所述步驟(f)實(shí)質(zhì)上相同的姿勢的狀態(tài)下，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中在所述步驟(h)之 后，并不將所述電鍍液排出，而是進(jìn)行所述步驟(f)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(f)是在所述晶片的所述第一主面朝上的狀態(tài)下進(jìn)行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(f)是在所述電鍍液填滿了所述電鍍槽的狀態(tài)下進(jìn)行。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(f)的電鍍 是使用以氧化銥為主要成分的陽極電極進(jìn)行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(f)包括以下子步驟(fl)向所述電鍍槽供給第一電流以進(jìn)行電鍍；(f2)在所述子步驟(fl)之后，供給與所述第一電流相比較大的第二電流以 進(jìn)行電鍍。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(a)的所 述抗蝕劑膜的形成是通過涂布而進(jìn)行。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(e)及(f) 是從所述電鍍槽的所述晶片附近導(dǎo)入所述電鍍液，同時(shí)從所述電鍍槽的底部排出所 述電鍍液，由此一邊使電鍍液循環(huán)一邊進(jìn)行。
15. —種半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，包括以下步驟(a) 在晶片的第一主面上，形成具有多個(gè)開口部的抗蝕劑膜；(b) 將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片導(dǎo)入到具有電鍍杯的單片式電鍍裝置內(nèi)；(c) 在所述單片式電鍍裝置內(nèi)，將具有所述抗蝕劑膜的所述晶片裝載到所述電鍍杯中，使得所述第一主面與所述電鍍杯的電鍍槽相對.目.朝下；(d) 在所述步驟(C)之后，將電鍍液導(dǎo)入到所述電鍍槽內(nèi)；(e) 在所述步驟(d)之后，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液；(f) 在所述步驟(e)之后，在將所述電鍍杯反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，于所述電鍍槽內(nèi)， 在所述第一主面的所述多個(gè)開口部上，通過電鍍形成金凸塊電極；(g) 在所述步驟(f)之后，在將所述電鍍杯再反轉(zhuǎn)而還原的狀態(tài)下，從所述 電鍍槽中排出所述電鍍液；以及(h) 在所述步驟(g)之后，將所述晶片從所述電鍍杯中卸載。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述電鍍液的導(dǎo)入 是從所述電鍍杯的所述晶片附近進(jìn)行，所述電鍍液的排出是從所述電鍍杯的底部進(jìn) 行。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(e)及(f) 是從所述電鍍杯的所述晶片附近導(dǎo)入所述電鍍液，同時(shí)從所述電鍍杯的底部排出所 述電鍍液，由此一邊使電鍍液循環(huán)一邊進(jìn)行。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中進(jìn)一步包括以下步 驟(i) 在所述步驟(e)之后且所述步驟(f)之前，在將所述電鍍杯反轉(zhuǎn)的狀態(tài) 下，在所述電鍍槽內(nèi)攪拌所述電鍍液。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(f)的電 鍍是使用以氧化銥為主要成分的陽極電極而進(jìn)行。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法，其中所述步驟(f)包括 以下子步驟(fl)向所述電鍍槽供給第一電流以進(jìn)行電鍍；以及(f2)在所述子步驟(fl)之后，供給與所述第一電流相比較大的第二電流以進(jìn)行電鍍。
全文摘要
本申請是關(guān)于半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法。在LCD驅(qū)動器等的半導(dǎo)體產(chǎn)品的制造中，具有用以形成約15～20μm的金凸塊(Bump)電極的凸塊電鍍步驟。該凸塊電鍍步驟是使用特定的電鍍液通過電鍍來進(jìn)行，但是在量產(chǎn)過程中，會存在以下問題在凸塊電極上間歇地產(chǎn)生突起。本申請案發(fā)明是在金凸塊電鍍步驟開始前追加一步驟，以此防止突起在金凸塊電極上異常成長，該步驟是針對各個(gè)被處理晶片，在讓電鍍杯正立的狀態(tài)下，一邊使電鍍液循環(huán)，一邊對其進(jìn)行攪拌，從而使析出物有效地溶解、排出。
文檔編號C25D7/12GK101425471SQ20081017304
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者米谷統(tǒng)多, 金崗卓 申請人:株式會社瑞薩科技