JP2803143B2 - 半導体ウエハのメッキ前処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体ウエハのメッキ前処理方法に関す
る。

［従来の技術］ 従来、複数の半導体素子が形成された半導体ウエハに
おいては、各半導体素子のゲート等の内部電極に接続さ
れて外部に突出するバンプ電極が形成されている。この
ようなバンプ電極を形成する場合には、半導体ウエハの
表面に絶縁膜を介してアンダーバンプメタルを形成し、
このアンダーバンプメタル上にフォトレジスト層を塗布
し、このフォトレジスト層にバンプ電極形成用の開口部
を形成し、この開口部を通して所定箇所のアンダーバン
プメタルを露出させ、この露出したアンダーバンプメタ
ル上にメッキによりバンプ電極突出形成している。この
場合、アンダーバンプメタルは、バンプ電極を形成する
ための金属層であり、半導体ウエハの表面から側面を通
り裏面の縁部に亘って形成され、メッキを施してバンプ
電極を形成した後に不要な部分が除去される。また、フ
ォトレジスト層はアンダーバンプメタルの不要な部分に
メッキが付着しないように保護するものであり、半導体
ウエハの表面側のみに塗布され、バンプ電極が形成され
る箇所に開口部が形成されている。

しかし、上述したような半導体ウエハにおいては、フ
ォトレジスト層の膜厚が薄いとメッキによるバンプ電極
がフォトレジスト層の上方で突出して「きのこ」状に形
成されるため、バンプ電極のファインピッチ化が困難と
なる。そのため、フォトレジスト層の膜厚を厚くしてバ
ンプ電極がフォトレジスト層の上方へ突出するのを少な
くすることが検討されているが、このようにフォトレジ
スト層の膜厚を厚くすると、メッキを施す際に例えば電
解メッキ装置の電極ピンがフォトレジスト層を突き破れ
ず、半導体ウエハのアンダーバンプメタルの接触しない
ことがある。

このようなことから、フォトレジスト層の周縁部にメ
ッキ電極用の開口部を形成し、この開口部内に電解メッ
キ装置の電極ピンを挿入してアンダーバンプメタルに接
触させることが検討されている。このような方法では、
メッキ電極用の開口部を通して電極ピンをアンダーバン
プメタルに確実に接触させることができるので、半導体
ウエハにメッキ液を噴き付けて良好にバンプ電極を形成
することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述したような半導体ウエハにおいては、そ
の表面のみにフォトレジスト層から設けられ、周辺部に
おける側面および裏面には全く設けられないため、メッ
キ液を噴き付けてバンプ電極形成用の開口部内にバンプ
電極を形成する際に、メッキ電極用の開口部は勿論のこ
と、半導体ウエハ側面および裏面側周縁部に露出してい
るアンダーバンプメタルにもメッキ液が噴き付けられる
ため、これらの部分にも不必要にメッキが施されてしま
う。このようなメッキの析出はメッキ液の消耗を速める
だけでなく、析出したメッキが後工程の妨げとなる。例
えば、アンダーバンプメタルの不要な部分をエッチング
する際に、析出したメッキによりアンダーバンプメタル
が除去できないという問題が起こる。このような問題
は、電解メッキに限らず、無電解メッキについても言え
る。

この発明の目的は、電解メッキや無電解メッキに限ら
ず、半導体ウエハの周辺部における側面から裏面に亘っ
てメッキが施されるのを防ぎ、メッキ液の無駄を少なく
し、後工程の妨げにならないように、必要な箇所にのみ
良好にメッキを施すことのできる半導体ウエハのメッキ
前処理方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は上述した目的を達成するために、アンダー
バンプメタル上にフォトレジスト層を形成した後、ウエ
ハ周辺部の前記フォトレジスト層にレジスト溶剤または
洗浄剤を吹き付け、ウエハの表面側周縁部と側部、およ
び裏面側周縁部に前記フォトレジスト層よりも薄いメッ
キレジスト層を形成し、しかる後にメッキを施すことに
ある。

［作 用］ この発明によれば、ウエハ周辺部のフォトレジスト層
にレジスト溶剤または洗浄剤を吹き付けることにより、
簡単かつ容易にメッキレジスト層をウエハの表面側周縁
部と側部、および裏面側周縁部に形成することができる
とともに、このメッキレジスト層でウエハ周辺部に露出
したアンダーバンプメタルを良好に包み込むことができ
る。しかも、このメッキレジスト層はフォトレジスト層
よりも薄く形成されるので、例えば電解メッキ装置の電
極ピンを突き当てメッキを施す際に、電極ピンがメッキ
レジスト層を簡単に突き破ることができ、確実にアンダ
ーバンプメタルに電極ピンを接触させることができる。
そのため、半導体ウエハに確実にメッキを施すことがで
きる。また、このような半導体ウエハに電解メッキや無
電解メッキ等のメッキが施される際には、ウエハの表面
側周縁部と側部、および裏面側周縁部にメッキレジスト
層が形成されているので、メッキ液がウエハ周縁部がら
側部を通って裏面側周縁部に回り込んでも、その部分に
メッキが施されることはない。そのため、メッキ液が無
駄になることがないばかりか、後工程の妨げにならず、
後工程を円滑に行なうことができる。

［第１実施例］ 以下、第１図（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この発明の
第１実施例を説明する。

この第１実施例は洗浄剤によってメッキレジスト層を
形成するメッキの前処理方法である。この場合には、予
め、第１図（Ａ）に示すように、半導体ウエハ１上にア
ンダーバンプメタル２を形成し、このアンダーバンプメ
タル２上にフォトレジスト層３を形成する。アンダーバ
ンプメタル２は後述するバンプ電極９を形成するための
金属層であり、半導体ウエハ１の上面に絶縁膜（図示せ
ず）を介して形成され、後述するメッキ処理後に不要な
部分が除去される。なお、このアンダーバンプメタル２
は接着メタルやバリアメタル、あるいはそれらの合金等
の金属を蒸着またはスパッタリング等により成膜され
る。また、フォトレジスト層３はアンダーバンプメタル
２をメッキ液から保護するものであり、フォトレジスト
液を滴下して半導体ウエハ１を回転させることにより、
所定の厚さ（例えば、20〜40μｍ程度）で半導体ウエハ
１の表面側に形成される。この場合、フォトレジスト液
は通常のフォトレジスト液でもよいが、通常のものより
も粘性が数倍〜数十倍高いものを用いることが望まし
い。このような粘性の高いフォトレジスト液を用いる
と、第１図（Ａ）に示すように、半導体ウエハ１の周辺
部に滞留によってエッジ部４が盛り上がって形成され
る。

このようにフォトレジスト層３の周辺部にエッジ部４
が盛り上がっていると、フォトリソグラフィ法によりフ
ォトレジスト層３を露光し現像する際に、フォトマスク
をフォトレジスト層３上に密着させることがでないた
め、エッジ部４の盛り上がりを解消する必要がある。そ
のため、第１図（Ａ）に示すように、エッジ部４の上方
にエッジリンスノズル５を配置し、半導体ウエハ１を回
転させながらエッジリンスノズル５からエッジリンス
（洗浄剤）６を滴下する。

すると、第１図（Ｂ）に示すように、フォトレジスト
層３の周辺部に形成されたエッジ部４が溶けて半導体ウ
エハ１の側面に流れ出す。このとき、半導体ウエハ１の
回転速度、エッジリンスノズル５の位置、エッジリンス
の吐出圧および吐出流量等を調節することにより、エッ
ジ部４を所望の膜厚まで減らすと、流れ出したフォトレ
ジスト層３は半導体ウエハ１の側面から裏面側周縁部に
回り込む。これにより、半導体ウエハ１の周辺部は中央
のフォトレジスト層３の膜厚よりも薄いメッキレジスト
層７が形成され、このメッキレジスト層７により半導体
ウエハ１の側面および裏面側周縁部に露出したアンダー
バンプメタル２を包み込む。

この後、乾燥処理してフォトレジスト層３上にフォト
マスクをアライメントし、露光して現像する。すると、
第１図（Ｃ）に示すように、フォトレジスト層３の所定
箇所に開口部８が形成され、この開口部８を通してアン
ダーバンプメタル２の所定箇所が露出する。しかる後、
半導体ウエハ１をメッキ装置内に配置し、半導体ウエハ
１の周辺部に形成されたメッキレジスト層７に電極ピン
（図示せず）を突き当てる。このとき、メッキレジスト
層７はフォトレジスト層３よりも膜厚が薄いので、電極
ピンはメッキレジスト層３を容易に突き破り、アンダー
バンプメタル２に接触する。これにより、半導体ウエハ
１にメッキ可能な状態となり、この状態でメッキを施す
と、フォトレジスト層３の開口部８に露出したアンダー
バンプメタル２上にメッキが析出されて、第１図（Ｃ）
に示すようにバンプ電極９が形成される。このとき、半
導体ウエハ１の周辺部にはメッキレジスト層７が表面が
ら側面および裏面に亘って形成されているので、メッキ
が周辺部に付着することがない。

したがって、上述したようなメッキの前処理方法によ
れば、フォトレジスト層３の周辺部に盛り上がって形成
されたエッジ部４にエッジリンス６を滴下してエッジ部
４を溶かし、この溶けたエッジ部４を表面側周縁部から
側面および裏面側周縁部に亘って回り込ませることによ
り、半導体ウエハ１の周縁部にメッキレジスト層７を簡
単に形成することができ、このメッキレジスト層７によ
り半導体ウエハ１の周辺部における側面および裏面側周
縁部に露出したアンダーバンプメタル２を包み込むこと
ができる。しかも、このメッキレジスト層７はエッジ部
４を溶かして半導体ウエハ１の表面側周縁部から側面お
よび裏面側周縁部に亘って回り込ませることにより、フ
ォトレジスト層３の膜厚よりも薄く形成することがで
き、これによりメッキを施す際に、電極ピンがメッキレ
ジスト層７を簡単かつ容易に突き破ることができ、確実
にアンダーバンプメタル２に接触する。そのため、半導
体ウエハ１に良好にメッキを施することができる。ま
た、このようにメッキが施される際には、メッキレジス
ト層７が半導体ウエハ１の表面側周縁部から側面および
裏面側周縁部に亘って形成されているため、この部分に
メッキが析出することがない。そのため、メッキ液が無
駄にならないばかりか、その後のエッチング処置等の後
工程の妨げにならず、後工程を円滑に行なうことができ
る。なお、メッキレジスト層７はフォトレジスト層３よ
りも薄く形成されているので、フォトレジスト層３を剥
離する際に容易に剥離することができる。

［第２実施例］ 次に、第２図を参照して、この発明の第２実施例を説
明する。この場合、前述した第１実施例と同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。

この第２実施例はレジスト溶剤によりメッキレジスト
層を形成するメッキの前処理方法である。この場合に
は、予め、前述した第１実施例と同様に、半導体ウエハ
１上にアンダーバンプメタル２を形成し、このアンダー
バンプメタル２上にフォトレジスト層３を形成する。こ
の場合にも、このフォトレジスト層３の周辺部には前述
した第１実施例と同様にエッジ部４が盛り上がって形成
されるため、第２図（Ａ）に示すように、まず、エッジ
部４除去する。すなわち、エッジ部４を除去する場合に
は、エッジ部４の上方にエッジリンスノズル５を配置
し、この状態で半導体ウエハ１を回転させながらエッジ
リンスノズル５からエッジリンス６を滴下する。これに
より、エッジ部４のみを溶かして遠心力により側方へ吹
き飛ばし、半導体ウエハ１の周辺部からエッジ部４を完
全に洗い流す。

この後、第２図（Ｂ）に示すように、エッジ部４が洗
い流された半導体ウエハ１の周辺部にメッキレジストノ
ズル10によりメッキレジスト液（レジスト溶剤）11を吹
き付けてメッキレジスト層12を形成する。この場合に
は、半導体ウエハ１を回転させながらメッキレジストノ
ズル10からメッキレジスト液11を吹き付ける。また、メ
ッキレジストノズル10はメッキレジスト液11を半導体ウ
エハ１の表面側周縁部から側面および裏面側周縁部に亘
って塗布できるように、傾き角度や設置位置が最適に調
節される。しかも、このメッキレジストノズル10は１本
に限らず、場合によっては２本以上配設してもよい。さ
らに、メッキレジスト液11はメッキ液に耐え、かつフォ
トレジスト層３と共に剥離可能で、しかもフォトレジス
ト層３よりも低粘度の液体（例えばベースポリマーを薄
めたもの等）である。このようにして、メッキレジスト
液11が半導体ウエハ１の周辺部に吹き付けられると、こ
のメッキレジスト液11は表面から側面および裏面に回り
込む。これにより、半導体ウエハ１の周辺部にフォトレ
ジスト層３よりも膜厚と薄いメッキレジスト層12が形成
され、このメッキレジスト層12により半導体ウエハ１の
周辺部に露出したアンダーバンプメタル２が包み込まれ
る。

したがって、このようなメッキの前処理方法によれ
ば、フォトレジスト層３の周辺部に形成されたエッジ部
４を一旦洗い流した後、この洗い流した部分にメッキレ
ジスト液11を吹き付けることにより、半導体ウエハ１の
表面側周縁部から側面および裏面側周縁部に亘ってフォ
トレジスト層３よりも膜厚の薄いメッキレジスト層12を
容易に形成することができる。そのため、前述した第１
実施例と同様の効果がある。

なお、上述した各実施例では半導体ウエハ１の周辺部
に表面がら側面および裏面に亘ってメッキレジスト層を
薄く形成し、このメッキレジスト層を電極ピンが突き破
ってアンダーバンプメタル２に接触するようにしたが、
表面側メッキレジスト層にのみメッキ電極用の開口を形
成し、この開口を通して電極ピンを接触させるようにし
てもよい。

また、上述した各実施例では電極ピンを用いる電極メ
ッキによりメッキを施したが、これに限らず、無電解メ
ッキに適用しても同じ効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明に係る半導体ウ
エハのメッキ前処理方法によれば、ウエハ周辺部のフォ
トレジスト層にレジスト溶剤または洗浄剤を吹き付ける
ことにより、簡単にかつ容易にメッキレジスト層をウエ
ハの表面側周縁部と側部、および裏面側周縁部に形成す
ることができるとともに、このメッキレジスト層でウエ
ハ周辺部に露光したアンダーバンプメタルを良好に包み
込むことができる。しかも、このメッキレジスト層はフ
ォトレジスト層よりも薄く形成されるので、例えば電解
メッキ装置の電極ピンを突き当てメッキを施す際に、電
極ピンがメッキレジスト層を簡単に突き破ることがで
き、確実にアンダーバンプメタルに電極ピンを接触させ
ることができる。そのため、半導体ウエハに確実にメッ
キを施すことができる。また、このような半導体ウエハ
に電解メッキや無電解メッキ等のメッキが施される際に
は、ウエハの表面側周縁部と側部、および裏面側周縁部
にメッキレジスト層が形成されているので、メッキ液が
ウエハ周縁部から側部を通って裏面側周縁部に回り込ん
でも、その部分にメッキが施されることはない。そのた
め、メッキ液が無駄になることがないばかりか、後工程
の妨げにならず、後工程を円滑に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は洗浄剤によりメッキレジスト層を形成する第１
実施例のメッキ前処理工程を示し、第１図（Ａ）はフォ
トレジスト層のエッジ部をエッジリンスで溶かす状態を
示す要部断面図、第１図（Ｂ）は半導体ウエハの周辺部
にメッキレジスト層が形成された状態を示す要部断面
図、第１図（Ｃ）はメッキを施した状態を示す要部断面
図、第２図はレジスト溶剤によりメッキレジスト層を形
成する第２実施例のメッキ前処理工程を示し、第２図
（Ａ）はフォトレジスト層のエッジ部をエッジリンスで
完全に洗い流した状態を示す要部断面図、第２図（Ｂ）
は半導体ウエハの周辺部にメッキレジスト液を吹き付け
てメッキレジスト層を形成した状態を示す要部断面図で
ある。 １……半導体ウエハ、２……アンダーバンプメタル、３
……フォトレジスト、６……エッジリンス、7,12……メ
ッキレジスト層、11……メッキレジスト液。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アンダーバンプメタル上にフォトレジスト
   層を形成した後、ウエハ周辺部の前記フォトレジスト層
   にレジスト溶剤または洗浄剤を吹き付け、ウエハの表面
   側周縁部と側部、および裏面側周縁部に前記フォトレジ
   スト層よりも薄いメッキレジスト層を形成することを特
   徴とする半導体ウエハのメッキ前処理方法。