[发明专利]半导体集成电路及其制备方法

说明书

本发明与2001年1月29日提交的日本专利申请2001-019950有关。该申请依美国法典35§119提出优先权请求，其全部公开在此引作参考。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及半导体集成电路及其制备方法。本发明尤其是涉及具有多个高度均匀的凸起电极的半导体集成电路及其制备方法。

2.相关技术描述

在电子信息工业的蜂窝电话和移动信息终端领域中，近来试图提高半导体器件的集成密度。为了提高集成密度，必须可靠地形成半导体器件上微小电极焊盘之间的电气和物理连接以及安装有半导体器件的衬底上的互连。

形成连接的一种方法例子是在半导体器件的电极焊盘上形成金凸起。一般采用镀覆法在半导体器件上形成金凸起。镀覆法大体分为两类：无电镀覆方法和电镀方法。

在无电镀覆方法中，将要被镀覆的金属基的金属用含在镀液中的金属化学替代。因此，无电镀覆方法优点在于不需要例如电镀电源的设备。然而，金属基和镀液的可能组合受到限制，镀覆速率相对低。因此，无电镀覆方法并不适合在半导体器件上形成凸起所需的形成厚度十几微米到几十微米的金属膜。

另一方面，在电镀方法中，通过电流流经将要电镀的金属基和镀液而电化学地实现电镀。因此，电镀方法可应用于上述无电镀覆方法不能应用的金属基和镀液的组合。在电镀方法中，与无电镀覆方法相比，电镀电流提高电镀速率，可容易形成几十微米厚度的金属膜。因此，电镀方法适合于在半导体集成电路上形成凸起。

接着，简要描述采用电镀方法的凸起形成工艺。

首先在半导体衬底(在此称为“晶片”)上形成的绝缘膜上形成金属基膜。然后，在金属基膜上形成光致抗蚀剂膜，并利用光刻技术在光致抗蚀剂膜中形成开口，以便曝露金属基膜的预定部分，即在凸起电极形成区。之后，给金属基膜施加电镀电流，从而金属淀积在金属基膜的曝露部分上，形成凸起电极。有三种传统公知方法用于供给电镀电流。

在第一种传统方法中，当在金属基膜上形成光致抗蚀剂膜时，用于连接电镀电极(在此称为“阴极”)的开口形成在晶片边缘区的光致抗蚀剂膜中，然后阴极通过开口与金属基膜连接。另一方面，利用阴极穿进先致抗蚀剂膜来去除光致抗蚀剂膜，以便连接阴极和金属基膜。

具体而言，电极焊盘23位于晶片21上的绝缘膜22上，晶片覆盖有保护膜24，保护膜24在凸起电极形成区A的电极焊盘23上具有开口，如图6所示。在所得到的晶片上面形成金属基膜25，并在金属基膜25上形成光致抗蚀剂膜26。此外，在凸起电极形成区A的光致抗蚀剂膜26中形成开口。

用阴极28穿透光致抗蚀剂膜26，以便电连接阴极28与金属基膜25(尽管未示出，开口可在光致抗蚀剂膜26中形成，以便连接阴极与金属基膜)。

而所得到的晶片21又放置在电镀装置101中，如图7所示。晶片21被阴极28支撑，其凸起电极形成表面朝下面对阳极10。

在电镀装置101中，镀液9从装置的内下侧朝晶片21的凸起形成表面喷注，并从晶片21的边缘放出到外面。

在这种情况下，在阳极10和与晶片21上的金属基膜25连接的阴极28之间施加电压，从而电镀电流供给金属基膜25，形成凸起电极27(参见图6)。

在第二种传统方法中，鉴于金属基膜不仅在凸起电极形成表面上形成，而且还在晶片的侧表面上形成，阴极与晶片的侧表面上的部分金属基膜连接(参见，例如，日本未审查专利公开No.1-110751(1989))。

具体而言，金属基膜35形成在晶片31的凸起电极形成表面和侧表面上，阴极38电连接到晶片侧表面上的部分金属基膜，如图8所示。之后，所得到的晶片基本上以第一种方法的相同方式在上述电镀装置101中进行电镀处理(参见图7)。

在第三种传统方法中，与金属基膜电连接的金属膜形成在晶片的背面上，并且阴极连接到晶片背面上的金属膜(参见，例如，日本未审查专利公开No.3-54829(1991))。

具体而言，形成金属基膜45，覆盖晶片41的凸起电极形成表面和侧表面，并在晶片41的背表面上形成金属膜46，从而在晶片的侧表面上电连接金属基膜。阴极48电连接金属膜46。之后，所得到的晶片基本上以第一种方法的相同方式在上述电镀装置101中进行电镀处理(参见图7)。

在第一种传统方法中，在电镀装置中电镀处理期间镀液穿过为阴极连接而设置的开口，从而电镀电流不均匀地供给除凸起电极形成区以外的区域。因此，通过电镀无用的金属化层形成在不想要的区域，所得到的凸起电极的高度不均匀。