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JP2000252313A - Formation of plating film and fabrication of semiconductor device - Google Patents

Formation of plating film and fabrication of semiconductor device

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JP2000252313A
JP2000252313AJP11047364AJP4736499AJP2000252313AJP 2000252313 AJP2000252313 AJP 2000252313AJP 11047364 AJP11047364 AJP 11047364AJP 4736499 AJP4736499 AJP 4736499AJP 2000252313 AJP2000252313 AJP 2000252313A
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JP
Japan
Prior art keywords
electroless plating
forming
plating layer
nickel
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP11047364A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Yamanaka
英雄 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sony CorpfiledCriticalSony Corp
Priority to JP11047364ApriorityCriticalpatent/JP2000252313A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a solder bump excellent in reliability by removing contaminants, oxide films, hydroxide films, and the like, from the surface of an electrode part thereby enhancing adhesion between the electrode part and a nickel based electroless plating layer and then removing hydroxides from the surface of the nickel based electroless plating layer. SOLUTION: An electrode part 12 formed on a substrate (semiconductor wafer) 11 is subjected to plasma cleaning and a zinc substitution layer is formed on the surface of the electrode part 12 along with a nickel based electroless plating layer 15 by an ultrasonic method. The nickel based electroless plating layer 15 is then subjected to annealing at a temperature equal to or higher than the melting point of solder being used. Subsequently, the surface of the nickel based electroless plating layer 15 is subjected to plasma cleaning and a solder bump is formed thereon. A substrate 11 sealed with a resin protective film or mold resin having exposed solder bumps is thereby formed and palletized to produce a chip size package.

Description

Translated fromJapanese
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ被膜の形成
方法および半導体装置の製造方法に関し、詳しくはアル
ミニウム系金属からなる電極部上にニッケル系無電解メ
ッキ層を形成するメッキ被膜の形成方法およびこのメッ
キ被膜の形成方法を用いた半導体装置の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a plating film and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a plating film for forming a nickel-based electroless plating layer on an electrode portion made of aluminum-based metal. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using the method for forming a plating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のバンプ形成は、半田や金が用いら
れているが、コストやリペアの面から半田を用いること
が有利である。ところが、アルミニウム系金属電極の表
面には、数nm厚の酸化膜が存在するため、半田の濡れ
性が悪い。また一旦濡れると、アルミニウム−スズの共
晶反応が起こる。しかもその反応物は腐食されやすい。
そこで、通常はバンプと電極界面に下地金属〔パラジウ
ム(Pd)/ニッケル(Ni)/チタン(Ti)、金
(Au)/銅(Cu)/クロム(Cr)、金(Au)/
白金(Pt)/チタン(Ti)等〕を形成している。
2. Description of the Related Art In the conventional bump formation, solder or gold is used, but it is advantageous to use solder in terms of cost and repair. However, since an oxide film having a thickness of several nm exists on the surface of the aluminum-based metal electrode, the wettability of the solder is poor. Also, once wet, an aluminum-tin eutectic reaction occurs. Moreover, the reactants are susceptible to corrosion.
Therefore, the base metal [palladium (Pd) / nickel (Ni) / titanium (Ti), gold (Au) / copper (Cu) / chromium (Cr), gold (Au) /
Platinum (Pt) / titanium (Ti) etc.].

【0003】しかし、この方法では、上記下地金属を蒸
着やスパッタリングでウエハ全面に形成した後、汎用フ
ォトリソグラフィーとエッチング技術を用いて電極部だ
け開孔する。その後、蒸着、電解メッキ、浸漬等の方法
によって、半田バンプを形成する。次いで、レジストを
剥離してから、半田バンプをマスクにして、下地金属を
エッチングする。さらに、蒸着の場合は、最後にリフロ
ーを行い、ウエットバックを行って半球状のバンプ形状
を保つ方法等が実施されている。
However, in this method, after the base metal is formed on the entire surface of the wafer by vapor deposition or sputtering, only the electrode portion is opened using general-purpose photolithography and etching techniques. Thereafter, solder bumps are formed by a method such as vapor deposition, electrolytic plating, and immersion. Next, after the resist is removed, the underlying metal is etched using the solder bumps as a mask. Furthermore, in the case of vapor deposition, a method of performing reflow at the end and performing wet back to maintain a hemispherical bump shape is performed.

【0004】しかしながら、下地金属を用いる必要があ
ること、電解メッキ以外の部分に半田メッキもしくは蒸
着がなされないように、マスクを形成すること等が必要
になり、また高価な装置を利用する必要があり、しかも
工程が複雑になり、コストダウンの障害となっている。
However, it is necessary to use a base metal, it is necessary to form a mask so that solder plating or vapor deposition is not performed on portions other than electrolytic plating, and it is necessary to use expensive equipment. In addition, the process becomes complicated, which is an obstacle to cost reduction.

【0005】そこで、最近では、アルミニウム電極の表
面に無電解メッキ薄層を形成する方法が進展している。
無電解メッキ薄層としては、品質、信頼性、コスト等の
面から総合的に判断して多分野で実績のあるニッケル系
無電解メッキが選択されている。
Accordingly, recently, a method of forming a thin electroless plating layer on the surface of an aluminum electrode has been developed.
As the electroless plating thin layer, nickel-based electroless plating, which has a proven track record in various fields, is selected comprehensively in terms of quality, reliability, cost, and the like.

【0006】ニッケル系無電解メッキ法は、亜鉛置換法
やパラジウム触媒付与法に分類される。一般にニッケル
系無電解メッキ法ではニッケルリン系薄膜層が形成さ
れ、その上に無電解のフラッシュ金メッキ薄膜層が形成
される。パラジウム触媒付与法はパラジウム価格の変動
が大きく、亜鉛置換法がコスト面で有利である。
[0006] The nickel-based electroless plating method is classified into a zinc substitution method and a palladium catalyst application method. Generally, in the nickel-based electroless plating method, a nickel-phosphorus-based thin film layer is formed, and an electroless flash gold-plated thin film layer is formed thereon. The palladium catalyst application method has a large fluctuation in palladium price, and the zinc substitution method is advantageous in terms of cost.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では以下のような課題がある。
However, the prior art has the following problems.

【0008】アルミニウム電極部の表面は、チップ合
否測定等での汚れの付着、バッドマークの焼き付けでの
汚れの付着、空気中での酸化膜の生成、ウエットエッチ
ング時の水酸化膜の生成があり、このままでは無電解メ
ッキ層を形成することが困難である。そこで、酸性脱脂
剤(硫酸タイプ)および低濃度のアルカリ(KOH)を
用いた前処理を行っていたが、アルミニウム電極の表面
に生成される数nm厚の酸化膜は除去することは困難で
あった。また、酸エッチング処理(硫酸−フッ酸含有、
98%硫酸等)では、酸化膜を除去することができる
が、酸エッチング処理によってアルミニウムパッドが溶
解、脱落しやすいので、量産条件の安定性に課題があっ
た。
On the surface of the aluminum electrode portion, there is adhesion of dirt in chip pass / fail measurement, etc., adhesion of bad marks by burning, formation of an oxide film in the air, and formation of a hydroxide film in wet etching. In this state, it is difficult to form an electroless plating layer. Therefore, pretreatment using an acidic degreasing agent (sulfuric acid type) and a low concentration of alkali (KOH) has been performed, but it is difficult to remove an oxide film having a thickness of several nm formed on the surface of the aluminum electrode. Was. In addition, acid etching treatment (containing sulfuric acid and hydrofluoric acid,
With 98% sulfuric acid, etc., the oxide film can be removed, but there is a problem in stability of mass production conditions because the aluminum pad is easily dissolved and dropped off by the acid etching treatment.

【0009】形成されたニッケル系無電解メッキとフ
ラッシュ金メッキ層の表面には、水酸化ニッケル化合物
膜が存在し、これが金ボンド付き性や半田バンプ付き性
を悪化させている。
A nickel hydroxide compound film is present on the surface of the formed nickel-based electroless plating and flash gold plating layers, which deteriorates the gold bondability and the solder bumpability.

【0010】アルミニウムとニッケル系無電解メッキ
との密着性が低い。
Low adhesion between aluminum and nickel-based electroless plating.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために成されたメッキ被膜の形成方法および半導
体装置の製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for forming a plating film and a method for manufacturing a semiconductor device, which have been made to solve the above-mentioned problems.

【0012】本発明のメッキ被膜の形成方法は、基板に
形成された電極部上に無電解メッキを施すメッキ被膜の
形成方法において、無電解メッキを行う前に電極部をプ
ラズマクリーニングする。超音波法により電極部の表面
に亜鉛置換層を形成した後、無電解メッキによりニッケ
ル系無電解メッキ層を形成する。この亜鉛置換層を形成
する亜鉛置換処理は、複数回に分けて行い、かつ初回よ
り回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして亜鉛置換処
理を行う。そして、ニッケル系無電解メッキ層を形成し
た後、使用する半田の融点以上の温度でニッケル系無電
解メッキ層に不活性ガス雰囲気中でアニーリングを施
す。
According to the method of forming a plating film of the present invention, in the method of forming a plating film for performing electroless plating on an electrode portion formed on a substrate, the electrode portion is plasma-cleaned before performing the electroless plating. After a zinc-substituted layer is formed on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method, a nickel-based electroless plated layer is formed by electroless plating. The zinc substitution treatment for forming this zinc substitution layer is performed in a plurality of times, and the zinc substitution treatment is performed by increasing the treatment time for each treatment each time the treatment is repeated from the first time. Then, after forming the nickel-based electroless plating layer, annealing is performed on the nickel-based electroless plating layer in an inert gas atmosphere at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used.

【0013】上記メッキ被膜の形成方法では、無電解メ
ッキを行う前に電極部をプラズマクリーニングすること
から、電極部表面に形成されている酸化膜、水酸化膜、
有機系の汚れが除去される。
In the method of forming a plating film, the electrode portion is subjected to plasma cleaning before performing the electroless plating, so that an oxide film, a hydroxide film,
Organic dirt is removed.

【0014】超音波法により電極部の表面に亜鉛置換層
を形成した後、無電解メッキによりニッケル系無電解メ
ッキ層を形成することから、超音波の印加により発生期
の水素の分離が促進され、ニッケル系無電解メッキ層の
成長速度が高められて、メッキむらが無くなり、電極部
に対するニッケル系無電解めっき層の密着力が向上す
る。
Since a nickel-based electroless plating layer is formed by electroless plating after forming a zinc-substituted layer on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method, the separation of nascent hydrogen is promoted by the application of ultrasonic waves. In addition, the growth rate of the nickel-based electroless plating layer is increased, plating unevenness is eliminated, and the adhesion of the nickel-based electroless plating layer to the electrode portion is improved.

【0015】また、ニッケル系無電解メッキ層を形成し
た後、使用する半田の融点以上の温度でニッケル系無電
解メッキ層にアニーリングを施すことから、電極部と無
電解メッキ層との界面及び無電解メッキ層中の吸着水分
及びガスが除去される。この亜鉛置換層を形成する亜鉛
置換処理を複数回に分けて行い、かつ初回より回を重ね
る毎に各回の処理時間を長くして処理を行うことから、
亜鉛置換むらが少なくなる。そのため、微小ふくれが無
くなり、ニッケル系無電解メッキ層と電極部との密着性
が向上し、半田付き性が良くなる。また、使用する半田
の融点以上の温度でアニーリングすることにより、半田
を付けた時には水分および吸着ガスの放出が無くなり、
ニッケル系無電解メッキ層と半田との密着性が向上し、
半田の信頼性が高まる。
After the nickel-based electroless plating layer is formed, the nickel-based electroless plating layer is annealed at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used. Adsorbed moisture and gas in the electrolytic plating layer are removed. Since the zinc substitution treatment for forming the zinc substitution layer is performed in a plurality of times, and the treatment time is increased by increasing the treatment time each time the treatment is repeated from the first time,
Zinc substitution unevenness is reduced. For this reason, fine blisters are eliminated, the adhesion between the nickel-based electroless plating layer and the electrode portion is improved, and the solderability is improved. In addition, by annealing at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder used, the release of moisture and adsorbed gas is eliminated when solder is attached,
The adhesion between the nickel-based electroless plating layer and the solder is improved,
Solder reliability is improved.

【0016】本発明の半導体装置の製造方法は、基板に
形成された電極部をプラズマクリーニングする工程と、
超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
た後、無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ層を
形成する工程と、使用する半田の融点以上の温度で前記
ニッケル系無電解メッキ層に対してアニーリングを施す
工程と、ニッケル系無電解メッキ層の表面をプラズマク
リーニングする工程と、ニッケル系無電解メッキ層上に
半田バンプを形成する工程とを備えている。その半田バ
ンプを形成する工程は、ニッケル系無電解メッキ層を形
成した電極部上に一段目の半田バンプを形成する工程
と、一段目の半田バンプをドライクリーニングする工程
と、一段目の半田バンプ上に二段目の半田バンプを形成
する工程とからなる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of plasma cleaning an electrode portion formed on a substrate;
After forming a zinc-substituted layer on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method, forming a nickel-based electroless plating layer by electroless plating, and forming the nickel-based electroless plating layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder used. , A step of plasma cleaning the surface of the nickel-based electroless plating layer, and a step of forming solder bumps on the nickel-based electroless plating layer. The step of forming the solder bump includes a step of forming a first-stage solder bump on the electrode portion on which the nickel-based electroless plating layer is formed, a step of dry-cleaning the first-stage solder bump, and a step of dry-cleaning the first-stage solder bump. Forming a second-stage solder bump thereon.

【0017】上記半導体装置の製造方法では、前記メッ
キ被膜の形成方法と同様なる作用が得られる。それとと
もに、ニッケル系無電解メッキ層の表面をプラズマクリ
ーニングすることから、ニッケル系無電解メッキ層の表
面に形成されている水酸化ニッケル化合物、有機系の汚
れ等が除去される。
According to the method of manufacturing a semiconductor device, the same operation as that of the method of forming the plating film can be obtained. At the same time, since the surface of the nickel-based electroless plating layer is subjected to plasma cleaning, nickel hydroxide compounds, organic stains, and the like formed on the surface of the nickel-based electroless plating layer are removed.

【0018】また、半田バンプを形成する際に、ニッケ
ル系無電解メッキ層を形成した電極部上に一段目の半田
バンプを形成した後に、一段目の半田バンプをドライク
リーニングすることから、一段目の半田バンプの表面に
形成されている酸化膜、水酸化膜、有機系の汚れが除去
される。さらに、一段目の半田バンプの融点を二段目の
半田バンプの融点よりも高くすることで、半田バンプの
高さと形状安定による電気的、機械的接続の品質および
信頼性が向上する。
In forming the solder bumps, the first-stage solder bumps are dry-cleaned after the first-stage solder bumps are formed on the electrode portions on which the nickel-based electroless plating layers are formed. An oxide film, a hydroxide film, and organic stains formed on the surface of the solder bump are removed. Further, by setting the melting point of the first-stage solder bump higher than the melting point of the second-stage solder bump, the quality and reliability of electrical and mechanical connection due to the height and shape stability of the solder bump are improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明に係わる第1の実施の形態
を、図1の断面図で示す製造工程図によって説明する。
図1では、メッキ被膜の形成方法および半導体装置の製
造方法を示し、一例として、ペリフェラルパッドの場合
を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described with reference to a manufacturing process diagram shown in a sectional view of FIG.
FIG. 1 shows a method of forming a plating film and a method of manufacturing a semiconductor device. As an example, a case of a peripheral pad is shown.

【0020】図1の(1)に示すように、基板(例えば
半導体ウエハ)11上に設けられたアルミニウム系金属
からなる電極部12の表面をアルゴン+フォーミングガ
ス(例えば、窒素+2%水素)等の放電ガスを用いてプ
ラズマクリーニングする。なお、上記基板11は、保護
膜13に被覆され、上記電極部12上およびスクライブ
ラインS上の保護膜13は除去されている。また基板1
1上に形成されているダイシングアライメントマーク1
4も上記保護膜13に被覆されている。
As shown in FIG. 1A, the surface of an electrode portion 12 made of an aluminum-based metal provided on a substrate (for example, a semiconductor wafer) 11 is coated with argon + forming gas (for example, nitrogen + 2% hydrogen) or the like. Is subjected to plasma cleaning using the discharge gas. The substrate 11 is covered with a protective film 13, and the protective film 13 on the electrode section 12 and the scribe line S is removed. Substrate 1
Dicing alignment mark 1 formed on 1
4 is also covered by the protective film 13.

【0021】上記プラズマクリーニングでは、高周波平
行平板逆スパッタ方式クリーニング装置等を用い、クリ
ーニングガスには水素を含む不活性なガスとして、例え
ばアルゴン+フォーミングガス(窒素+水素)等の放電
ガスを用いてプラズマを発生させ、電極部12の表面を
クリーニングし、その表面に生じているアルミニウム酸
化膜、アルミニウム水酸化膜および有機物汚れ等を除去
する。このとき、従来のアルゴンガスのみを用いたクリ
ーニングでは不十分であり、水素含有のフォーミングガ
スを混入することで、プラズマ中にラジカルな水素を発
生させ、これによるアルミニウム酸化膜の還元とアルゴ
ンガスの物理的衝撃により、アルミニウム酸化膜、アル
ミニウム水酸化膜等を除去する。
In the above-mentioned plasma cleaning, a high frequency parallel plate reverse sputtering type cleaning apparatus or the like is used, and a cleaning gas such as argon + forming gas (nitrogen + hydrogen) is used as an inert gas containing hydrogen. Plasma is generated to clean the surface of the electrode portion 12 to remove an aluminum oxide film, an aluminum hydroxide film, organic contaminants, and the like generated on the surface. At this time, the conventional cleaning using only argon gas is not sufficient. By mixing a hydrogen-containing forming gas, radical hydrogen is generated in the plasma, thereby reducing the aluminum oxide film and reducing the argon gas. The aluminum oxide film, the aluminum hydroxide film and the like are removed by physical impact.

【0022】次に、図1の(2)に示すように、超音波
法、特にメガソニック超音波法により、上記電極部12
の表面に亜鉛置換層(図示省略)とニッケル系無電解メ
ッキ層15とを形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, the electrode portion 12 is formed by an ultrasonic method, in particular, a megasonic ultrasonic method.
A zinc-substituted layer (not shown) and a nickel-based electroless plating layer 15 are formed on the surface of the substrate.

【0023】上記亜鉛置換法は、亜鉛を強アルカリ性溶
液に溶解させ、亜鉛イオンを形成させて硝酸液中に浸漬
した際や水洗時に形成された電極部12の表面の酸化被
膜を除去するとともに、アルミニウムより電位的に負で
ある亜鉛粒子と鉄粒子とを溶液中のアルミニウム系金属
からなる電極部12の表面に置換析出させ、上記亜鉛置
換層を形成する。この亜鉛置換層中の鉄粒子の量(ニッ
ケル系無電解メッキ液に投入した時の電極部12上にあ
る鉄粒子の量)によって、電極部12とニッケル系無電
解メッキ層15との密着力が決定する。
In the above zinc substitution method, zinc is dissolved in a strong alkaline solution to form zinc ions, and the oxide film formed on the surface of the electrode portion 12 formed when immersed in a nitric acid solution or washed with water is removed. Zinc particles and iron particles, which are more negative in potential than aluminum, are substituted and deposited on the surface of the electrode portion 12 made of an aluminum-based metal in the solution to form the zinc-substituted layer. The adhesion force between the electrode portion 12 and the nickel-based electroless plating layer 15 depends on the amount of the iron particles in the zinc-substituted layer (the amount of the iron particles on the electrode portion 12 when injected into the nickel-based electroless plating solution). Is determined.

【0024】上記のように亜鉛置換処理を行った電極部
12をニッケル系無電解メッキ液に投入すると、電極部
12の表面の亜鉛粒子はほとんど溶解してメッキ浴中の
ニッケルイオンと置換する。そして、かなりの鉄粒子は
電極部12の表面上に残り、メッキ初期反応の触媒核と
して、次亜りん酸塩の酸化を助けてメッキ反応を推進さ
せ、数秒後にメッキ被膜が形成される。
When the electrode portion 12 having been subjected to the zinc substitution treatment as described above is introduced into a nickel-based electroless plating solution, zinc particles on the surface of the electrode portion 12 are almost dissolved and replaced with nickel ions in the plating bath. Then, considerable iron particles remain on the surface of the electrode portion 12 and serve as catalyst nuclei for the initial reaction of the plating to assist the oxidation of hypophosphite to promote the plating reaction, and a plating film is formed several seconds later.

【0025】この時、新しいメッキ液の場合、メッキ液
に投入後に亜鉛はほとんど溶解し、鉄はかなり残る。新
しいメッキ液はメッキ成長速度が速く、鉄の溶解は少な
く、ブリスター(微小ふくれ)の発生はない。
At this time, in the case of a fresh plating solution, zinc is almost dissolved after being put into the plating solution, and iron remains considerably. The new plating solution has a high plating growth rate, little iron dissolution, and no blistering (fine swelling).

【0026】一方、老化したメッキ液の場合、メッキ液
に投入後に亜鉛はほとんど溶解し、鉄はかなり残るが新
しいメッキ液と比較すると少ない。老化したメッキ液は
メッキ成長速度が少し遅く、その分、鉄の溶解量が多く
なる。そのため、鉄粒子の不足した箇所では局所的な密
着力不足の部分が発生し、それがブリスターの発生の要
因となる。
On the other hand, in the case of an aged plating solution, zinc is almost dissolved after being put into the plating solution, and iron is considerably left, but it is less than that of a new plating solution. The aged plating solution has a slightly slower plating growth rate, and accordingly, the amount of dissolved iron increases. Therefore, a portion where the adhesion is insufficient locally occurs in a portion where the iron particles are insufficient, which causes blistering.

【0027】したがって、亜鉛置換処理によって多量の
鉄粒子を電極部12上に残すことが、ブリスターの発生
を防止し、密着性を向上させることに対して重要であ
る。このため、亜鉛置換処理を、複数回に分けて行い、
初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして処理
を行うことが望ましい。例えば2回に分け、前の亜鉛を
硝酸または硫酸で除去して再度亜鉛置換する。その際、
第1回目の処理時間を短く、例えば20秒とし、第2回
目の処理時間を長く、例えば40秒とする。なお、第1
回目の処理時間を第2回目の処理時間と比較して長くす
ると、亜鉛置換むらが発生し、このむらの発生した部分
でブリスターが発生しやすくなる。したがって、上述し
たように、初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長
くして処理を行うことにより、亜鉛置換むらが少なくな
り、それによって、微小ふくれが無くなり、ニッケル系
無電解メッキ層15と電極部12との密着性が向上す
る。そのため、半田付き性が良くなる。
Therefore, it is important to leave a large amount of iron particles on the electrode portion 12 by the zinc substitution treatment in order to prevent the occurrence of blisters and improve the adhesion. Therefore, the zinc substitution process is performed in a plurality of times,
It is desirable that each time the processing is repeated from the first time, the processing time is increased for each processing. For example, it is divided into two times, and the previous zinc is removed with nitric acid or sulfuric acid and replaced with zinc again. that time,
The first processing time is short, for example, 20 seconds, and the second processing time is long, for example, 40 seconds. The first
When the processing time of the second treatment is longer than the processing time of the second treatment, uneven zinc substitution occurs, and blisters are likely to occur in the portion where the unevenness occurs. Therefore, as described above, by performing the treatment by increasing the treatment time for each treatment each time the treatment is repeated from the first treatment, the zinc substitution unevenness is reduced, whereby the fine blister is eliminated, and the nickel-based electroless plating layer 15 is removed. The adhesion between the electrode and the electrode portion 12 is improved. Therefore, the solderability is improved.

【0028】このようにして、アルミニウム系金属から
なる電極部12上に、汎用の無電解メッキ法によって、
ニッケル−リン(以下、Ni−Pと記す)、ニッケル−
リン−ホウ素(以下、Ni−P−Bと記す)、ニッケル
−ホウ素(以下、Ni−Bと記す)等のニッケル系無電
解メッキ層15を2μm〜10μmの厚さに形成する。
例えば、Ni−P合金は次亜リン酸浴(次亜リン酸ナト
リウムまたは次亜リン酸カリウム)で形成し、Ni−B
合金は水素化ホウ素ナトリウム浴またはジメチル(ジエ
チル)アミノボランを用いる弱酸性浴または中性浴で形
成し、Ni−P−B合金は中性浴で形成する。
In this manner, the electrode portion 12 made of aluminum-based metal is formed by a general-purpose electroless plating method.
Nickel-phosphorus (hereinafter referred to as Ni-P), nickel-
A nickel-based electroless plating layer 15 of phosphorus-boron (hereinafter, referred to as Ni-P-B) or nickel-boron (hereinafter, referred to as Ni-B) is formed to a thickness of 2 μm to 10 μm.
For example, a Ni-P alloy is formed in a hypophosphorous acid bath (sodium hypophosphite or potassium hypophosphite) and Ni-B
The alloy is formed in a sodium borohydride bath or a weakly acidic or neutral bath using dimethyl (diethyl) aminoborane, and the Ni-P-B alloy is formed in a neutral bath.

【0029】上記亜鉛置換層(図示省略)とニッケル系
無電解メッキ層15とを形成する過程において、超音波
印加により発生期の水素の分解を促進させることで、亜
鉛置換およびNi−P、Ni−P−B、Ni−B等のニ
ッケル系無電解メッキ層15の成長速度が高くなり、メ
ッキむらが無くなり、密着力が向上する。超音波は、定
在波の無い2周波数(26kHzと28kHzの混在
等)またはメガソニック(1MHz)のいずれでもよい
が、電極部12に対するダメージの少ないメガソニック
を用いる方が望ましい。
In the process of forming the zinc-substituted layer (not shown) and the nickel-based electroless plating layer 15, the decomposition of nascent hydrogen by application of ultrasonic waves is promoted, so that zinc-substitution and Ni-P, Ni The growth rate of the nickel-based electroless plating layer 15 such as -PB, Ni-B or the like is increased, the plating unevenness is eliminated, and the adhesion is improved. The ultrasonic wave may be any of two frequencies (for example, a mixture of 26 kHz and 28 kHz) having no standing wave or megasonic (1 MHz), but it is preferable to use megasonic which causes less damage to the electrode portion 12.

【0030】なお、必要に応じて、ニッケル系無電解メ
ッキ層15上にフラッシュ金の無電解メッキ層(図示省
略)を形成する。このフラッシュ金の厚さは30nm〜
50nm程度が好ましく、必要に応じてメガソニック超
音波を印加して形成してもよい。
If necessary, an electroless plating layer (not shown) of flash gold is formed on the nickel-based electroless plating layer 15. The thickness of this flash gold is 30nm ~
The thickness is preferably about 50 nm, and may be formed by applying megasonic ultrasonic waves as needed.

【0031】次に、半田バンプを形成する際に用いる半
田の融点以上の温度でアニーリングを行う。このアニー
リングは、窒素等の不活性なガス雰囲気中で、使用する
半田の融点以上の温度(例えば、融点より30℃〜50
℃高い温度)で30分〜120分間行う。それによっ
て、電極部12とニッケル系無電解メッキ層15との界
面およびニッケル系無電解メッキ層15中の吸着水分お
よびガスが除去される。また、使用する半田の融点以上
の温度でアニーリングすることにより、半田を付けた時
には水分および吸着ガスの放出が無くなり、ボイドを発
生しなくなるので、ニッケル系無電解メッキ層15と半
田との密着性が向上し、半田の信頼性が高まる。このよ
うにして、ニッケル系無電解メッキ層15からなる本発
明のメッキ被膜が形成される。
Next, annealing is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder used when forming the solder bumps. This annealing is performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen at a temperature higher than the melting point of the solder used (for example, 30 ° C. to 50 ° C. below the melting point).
30 ° C. for 120 minutes. Thereby, the adsorbed moisture and gas in the interface between the electrode portion 12 and the nickel-based electroless plating layer 15 and in the nickel-based electroless plating layer 15 are removed. Also, by annealing at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used, moisture and adsorbed gas are not released when solder is applied, and voids are not generated, so that the adhesion between the nickel-based electroless plating layer 15 and the solder is reduced. And the reliability of the solder is increased. Thus, the plating film of the present invention composed of the nickel-based electroless plating layer 15 is formed.

【0032】次に、ニッケル系無電解メッキ層15の表
面をプラズマクリーニングする。前記説明した電極部1
2の表面のプラズマクリーニングと同様に、例えば高周
波平行平板逆スパッタ方式クリーニング装置等を用い
て、アルゴン+フォーミングガス(窒素+水素)または
水素の放電用ガスでニッケル系無電解メッキ層15の表
面をプラズマクリーニングする。それによって、ニッケ
ル系無電解メッキ層15の表面の水酸化ニッケル化合物
や有機物汚れ等が除去される。
Next, the surface of the nickel-based electroless plating layer 15 is subjected to plasma cleaning. The electrode unit 1 described above
Similarly to the plasma cleaning of the surface of No. 2, the surface of the nickel-based electroless plating layer 15 is cleaned with a gas for discharging argon + forming gas (nitrogen + hydrogen) or hydrogen using, for example, a high-frequency parallel flat plate reverse sputtering type cleaning device. Perform plasma cleaning. This removes nickel hydroxide compounds, organic stains, and the like on the surface of the nickel-based electroless plating layer 15.

【0033】次いで、図1の(3)に示すように、上記
ニッケル系無電解メッキ層15上に、一段目の半田バン
プ16を形成する。任意の組成の半田溶融液への浸漬、
または任意組成の半田スクリーン印刷と溶融等により形
成する。例えば、スズ−亜鉛系半田溶融液もしくはスズ
−銀半田溶融液を用いることで、鉛を含まない半田バン
プとなる。この一段目の半田バンプ16の高さは、所定
の高さ、例えば50μm以上あれば、その高さのばらつ
きは問題としないが、そのばらつきを±5μm以内に抑
えることが望ましい。
Next, as shown in FIG. 1C, a first-stage solder bump 16 is formed on the nickel-based electroless plating layer 15. Immersion in solder melt of any composition,
Alternatively, it is formed by solder screen printing of an arbitrary composition and melting. For example, by using a tin-zinc solder melt or a tin-silver solder melt, a solder bump containing no lead is obtained. If the height of the first-stage solder bump 16 is a predetermined height, for example, 50 μm or more, the variation in the height does not matter, but it is desirable to keep the variation within ± 5 μm.

【0034】さらに、基板11の表面を樹脂保護膜17
で封止する。この樹脂保護膜17は、例えばポリイミ
ド、ポリイミドシロキサン、エポキシ系、アクリル系、
フェノール系のいずれで形成してもよい。例えば、回転
塗布等で5μm〜10μmの厚さに塗布し、キュアする
ことにより形成する。このとき、加熱真空または加熱加
圧で脱泡し、密着性を向上させることが好ましい。また
上記樹脂保護膜17は透明、または半透明で、ダイシン
グアライメントマーク14が認識できることが望まし
い。
Further, the surface of the substrate 11 is covered with a resin protective film 17.
Seal with. The resin protective film 17 is made of, for example, polyimide, polyimide siloxane, epoxy, acrylic,
It may be formed of any of phenols. For example, it is formed by applying to a thickness of 5 μm to 10 μm by spin coating and curing. At this time, it is preferable to remove bubbles by heating vacuum or heating and pressurizing to improve adhesion. Preferably, the resin protective film 17 is transparent or translucent so that the dicing alignment mark 14 can be recognized.

【0035】次に、図1の(4)に示すように、上記樹
脂保護膜17および一段目の半田バンプ16を、例えば
研削および研磨して、この一段目の半田バンプ16の高
さh1をそろえる。上記樹脂保護膜17でコーティング
された一段目の半田バンプ16を、比較的荒い番手の研
削砥石を用いて研削し、その後に酸化セリウムの研磨剤
を用いてバフ研磨して、例えば、その高さh1を20μ
m〜40μmの所定の高さにそろえる。ここでは一例と
して、40μmの高さにそろえた一段目の半田バンプ1
6を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, the resin protective film 17 and the first-stage solder bumps 16 are ground and polished, for example, so that the height h1 of the first-stage solder bumps 16 is reduced. Align The first-stage solder bumps 16 coated with the resin protective film 17 are ground using a relatively rough grinding wheel, and then buff-polished with a cerium oxide abrasive, for example, to the height thereof. h1 is 20μ
The height is adjusted to a predetermined height of m to 40 μm. Here, as an example, the first-stage solder bumps 1 having a height of 40 μm
6 is formed.

【0036】次いで、一段目の半田バンプ16の表面に
対してドライクリーニングを行うことが望ましい。この
ドライクリーニングは、先に説明したプラズマクリーニ
ングと同様に、アルゴン+フォーミングガス(窒素+水
素)のような水素を含む放電ガスを用いる。もしくは、
スパッタクリーニングにより行うことも可能である。こ
のように、一段目の半田バンプ16の表面に対してドラ
イクリーニングを行うことにより、一段目の半田バンプ
16の表面に形成されている酸化膜、水酸化膜、有機系
の汚れが除去される。そのため、二段目の半田バンプの
付き性が高められる。
Next, it is desirable to perform dry cleaning on the surface of the first-stage solder bump 16. This dry cleaning uses a discharge gas containing hydrogen, such as argon + forming gas (nitrogen + hydrogen), similarly to the plasma cleaning described above. Or
It is also possible to carry out by sputter cleaning. As described above, by performing dry cleaning on the surface of the first-stage solder bump 16, an oxide film, a hydroxide film, and organic stains formed on the surface of the first-stage solder bump 16 are removed. . Therefore, the attachment property of the second-stage solder bump is improved.

【0037】次に、図1の(5)に示すように、上記一
段目の半田バンプ16の上に、二段目の半田バンプ18
を形成する。例えば、高さをそろえた一段目の半田バン
プ16の上に、スクリーン印刷と溶融等により二段目の
半田バンプ18を、例えばその高さh2が70μm〜8
0μm程度になるように形成する。上記一段目の半田バ
ンプ16および二段目の半田バンプ18ともに、その材
質は鉛を含まないスズ−銀系、スズ−亜鉛系、亜鉛−ビ
スマス系の半田を用いることが望ましい。また二段目の
半田バンプ18を形成するときおよびチップをマウント
するときに、バンプの高さおよび形状安定させるため
に、一段目の半田バンプ16を形成する半田は、二段目
の半田バンプ18を形成する半田よりも融点の高い半田
を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1 (5), the second-stage solder bumps 18 are placed on the first-stage solder bumps 16.
To form For example, a second-stage solder bump 18 having a height h2 of, for example, 70 μm to 8
It is formed so as to be about 0 μm. It is desirable that the material of both the first-stage solder bump 16 and the second-stage solder bump 18 be a tin-silver, tin-zinc, or zinc-bismuth solder containing no lead. When forming the second-stage solder bumps 18 and mounting the chip, the solder for forming the first-stage solder bumps 16 is replaced with the second-stage solder bumps 18 in order to stabilize the height and shape of the bumps. It is preferable to use a solder having a higher melting point than the solder forming.

【0038】その後、ペレタイズを行う。すなわち、樹
脂保護膜17を透かしたダイシングアライメントマーク
14の検出によりフルカットダイシングを行って、基板
11をペレットに分割する。このようにして、半導体装
置が製造される。
Thereafter, pelletizing is performed. That is, the substrate 11 is divided into pellets by performing full cut dicing by detecting the dicing alignment mark 14 through the resin protective film 17. Thus, a semiconductor device is manufactured.

【0039】次に、本発明に係わる第2の実施の形態
を、図2の断面図で示す製造工程図によって以下に説明
する。図2では、一例として、エリアパッドの場合を示
し、前記第1の実施の形態で示した構成部品と同様のも
のには同一符号を付与する。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described below with reference to a manufacturing process diagram shown in a sectional view of FIG. FIG. 2 shows a case of an area pad as an example, and the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0040】図2の(1)に示すように、基板(例えば
半導体ウエハ)11上にはアルミニウム系金属からなる
電極部12が設けられている。その基板11は保護膜1
3に被覆されていて、電極部12上およびスクライブラ
イン上の保護膜13は除去されている。なお、基板11
上に形成されているダイシングアライメントマーク14
も上記保護膜13に被覆されている。このような基板1
1上の全面に感光性ポリイミド膜21をコーティングし
た後、電極部12上およびスクライブライン上のポリイ
ミド膜21を露光、現像処理により除去した後、所定条
件でキュアを行って硬化させる。
As shown in FIG. 2A, an electrode portion 12 made of an aluminum-based metal is provided on a substrate (for example, a semiconductor wafer) 11. The substrate 11 is a protective film 1
3, the protective film 13 on the electrode portion 12 and the scribe line is removed. The substrate 11
Dicing alignment mark 14 formed on top
Is also covered by the protective film 13. Such a substrate 1
After the photosensitive polyimide film 21 is coated on the entire surface of the substrate 1, the polyimide film 21 on the electrode section 12 and the scribe line is removed by exposure and development, and then cured under predetermined conditions to cure.

【0041】次に、図2の(2)に示すように、スパッ
タリングによって、上記ポリイミド膜21上の全面に密
着金属層(図示省略)となるクロム層とエリアパッドと
なる例えばアルミニウム系金属層との2層構造膜を形成
する。上記アルミニウム系金属層は、例えば1%のシリ
コン入りアルミニウムで形成する。なお、上記アルミニ
ウム系金属層の代わりに、アルミニウム、アルミニウム
銅合金、銅もしくは銅合金でエリアパッドとなる層を形
成してもよい。
Next, as shown in FIG. 2B, a chromium layer serving as an adhesion metal layer (not shown) and an aluminum-based metal layer serving as an area pad are formed on the entire surface of the polyimide film 21 by sputtering. Is formed. The aluminum-based metal layer is formed of, for example, 1% silicon-containing aluminum. Note that, instead of the aluminum-based metal layer, a layer serving as an area pad may be formed of aluminum, an aluminum copper alloy, copper, or a copper alloy.

【0042】上記スパッタリングでは、それを行う前に
逆スパッタリングを行って、アルミニウム表面のアルミ
ニウム酸化膜、アルミニウム水酸化膜、有機物残さ、ポ
リイミドキュア時のアウトガス汚れ等を除去することが
必要である。
In the above sputtering, it is necessary to remove the aluminum oxide film, the aluminum hydroxide film, the organic residue, the outgas contamination during polyimide curing, etc. on the aluminum surface by performing reverse sputtering before performing the sputtering.

【0043】次いでフォトリソグラフィーとエッチング
技術とによって、上記2層構造膜を加工して電極パッド
再配置のパターン22を形成する。そして、そのパター
ン22を被覆する状態に感光性ポリイミド膜23を形成
する。この形成方法は、上記ポリイミド膜21と同様で
ある。
Then, the two-layer structure film is processed by photolithography and etching to form a pattern 22 for electrode pad rearrangement. Then, a photosensitive polyimide film 23 is formed so as to cover the pattern 22. This forming method is the same as that of the polyimide film 21.

【0044】その後、ポリイミド膜23を露光、現像お
よびキュア処理して、このポリイミド膜23の所定の位
置に開口部を形成してエリアパッド部24を形成する。
Thereafter, the polyimide film 23 is exposed, developed and cured to form an opening at a predetermined position of the polyimide film 23 to form an area pad portion 24.

【0045】なお、ポリイミド膜21、23中の吸着水
分除去での金属膜との密着性向上のために、真空ベーキ
ングを行ってスパッタリングを行う必要がある。そのと
きの基板温度は、例えば150℃〜200℃に設定す
る。
It is necessary to perform vacuum baking and sputtering in order to improve the adhesion to the metal film by removing adsorbed moisture in the polyimide films 21 and 23. The substrate temperature at that time is set, for example, to 150 ° C. to 200 ° C.

【0046】その後、上記エリアパッド24に対して前
記図1によって説明した第1の実施の形態と同様のプロ
セスを行えばよい。
Thereafter, a process similar to that of the first embodiment described with reference to FIG. 1 may be performed on the area pad 24.

【0047】上記各実施の形態で説明した電極部12は
アルミニウム系金属に限定されることはなく、電極部1
2が銅、銅合金であっても、上記説明したプラズマクリ
ーニングの効果は得られる。
The electrode portion 12 described in each of the above embodiments is not limited to the aluminum-based metal,
Even if 2 is copper or a copper alloy, the above-described effect of the plasma cleaning can be obtained.

【0048】なお、上記各実施の形態で説明したプラズ
マクリーニングでは、高周波平行平板型逆スパッタ方式
のプラズマクリーニング装置を用いているが、酸化物の
除去、水酸化物の除去、有機物汚れの除去等を可能にす
るプラズマクリーニングを行うことが可能なものであれ
ば、上記装置に限定されることはない。
In the plasma cleaning described in each of the above embodiments, a high frequency parallel plate type reverse sputtering type plasma cleaning apparatus is used. However, removal of oxides, removal of hydroxides, removal of organic contamination, etc. The apparatus is not limited to the above-described apparatus as long as the apparatus can perform plasma cleaning that enables the above.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上、説明したように本発明のメッキ被
膜の形成方法によれば、以下のような効果が得られる。
As described above, according to the plating film forming method of the present invention, the following effects can be obtained.

【0050】(1)無電解メッキを行う前に電極部をプ
ラズマクリーニングするので、電極部表面に形成されて
いる酸化膜、水酸化膜、有機系の汚れを除去することが
できる。通常、アルミニウム系金属からなる電極部の表
面には数nm厚の酸化膜が形成されており、酸性脱脂剤
(硫酸タイプ)および低濃度のアルカリ(KOH)では
その酸化膜は除去できず、また酸エッチング処理(硫酸
−フッ酸含有、98%硫酸等)すると除去はできるが、
電極部が溶解、脱落しやすいので、量産条件の安定性に
問題があったが、例えばアルゴン+フォーミングガスま
たは水素等の放電用ガスによる上記プラズマクリーニン
グを行うことにより、電極部の表面の有機物汚れや酸化
膜および水酸化膜を除去することができ、その後に無電
解メッキ薄膜を形成した場合、メッキむらを少なくし、
メッキ速度を速くして、生産性を高め、しかもコストダ
ウンを実現することができる。
(1) Since the electrode portion is subjected to plasma cleaning before performing the electroless plating, an oxide film, a hydroxide film, and organic stains formed on the surface of the electrode portion can be removed. Usually, an oxide film having a thickness of several nm is formed on the surface of the electrode portion made of an aluminum-based metal, and the oxide film cannot be removed with an acidic degreasing agent (sulfuric acid type) or a low-concentration alkali (KOH). It can be removed by acid etching (sulfuric acid-hydrofluoric acid containing, 98% sulfuric acid etc.)
Since the electrode portion was easily dissolved and dropped, there was a problem in the stability of mass production conditions. However, by performing the above-described plasma cleaning using a discharge gas such as argon + forming gas or hydrogen, organic contamination on the surface of the electrode portion was reduced. And oxide film and hydroxide film can be removed, and when an electroless plating thin film is formed thereafter, plating unevenness is reduced,
It is possible to increase the plating speed, increase the productivity, and reduce the cost.

【0051】(2)超音波法により電極部の表面に亜鉛
置換層を形成した後、無電解メッキによりニッケル系無
電解メッキ層を形成するので、超音波の印加により発生
期の水素の分離が促進され、亜鉛置換およびニッケル系
無電解メッキ層の成長速度を高めてメッキむらを無く
し、密着力を向上させることができる。よって、品質、
信頼性、生産性の向上を実現するとともにコストダウン
を実現することができる。また、超音波法においては、
特に、メガソニック超音波法を用いることにより、ダメ
ージを軽減できる。
(2) Since a zinc-substituted layer is formed on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method and then a nickel-based electroless plated layer is formed by electroless plating, the generation of hydrogen can be separated by application of ultrasonic waves. This promotes the growth of the zinc-substituted and nickel-based electroless plating layer, thereby eliminating plating unevenness and improving the adhesion. Therefore, quality,
The reliability and productivity can be improved and the cost can be reduced. In the ultrasonic method,
In particular, damage can be reduced by using a megasonic ultrasonic method.

【0052】(3)ニッケル系無電解メッキ層を形成し
た後、使用する半田の融点以上の温度でニッケル系無電
解メッキ層にアニーリングを施すので、電極部と無電解
メッキ層との界面及び無電解メッキ層中の吸着水分及び
ガスを除去することができる。また、この亜鉛置換層を
形成する亜鉛置換処理を複数回に分けて行い、かつ初回
より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして処理を行
うので、亜鉛置換むらを少なくすることができ、そのた
め、微小ふくれが無くなり、ニッケル系無電解メッキ層
と電極部との密着性を向上させることができるので、半
田付き性が良くなり、品質および信頼性の向上が図れ
る。また、使用する半田の融点以上の温度でアニーリン
グするので、半田を付けた時には水分および吸着ガスの
放出が無くなり、半田の信頼性をさらに高めることがで
きる。
(3) After forming the nickel-based electroless plating layer, the nickel-based electroless plating layer is annealed at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used. Adsorbed moisture and gas in the electrolytic plating layer can be removed. In addition, since the zinc substitution treatment for forming the zinc substitution layer is performed in a plurality of times, and the treatment time is increased by increasing the treatment time each time the treatment is repeated from the first time, the zinc substitution unevenness can be reduced. Therefore, fine blisters are eliminated, and the adhesion between the nickel-based electroless plating layer and the electrode portion can be improved, so that the solderability is improved, and the quality and reliability can be improved. Also, since annealing is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used, the release of moisture and adsorbed gas when solder is applied is eliminated, and the reliability of the solder can be further improved.

【0053】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
前記メッキ被膜の形成方法の効果(1)〜(3)と同様
なる効果が得られるとともに、以下のような効果が得ら
れる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
The same effects as the effects (1) to (3) of the method of forming the plating film are obtained, and the following effects are obtained.

【0054】(4)ニッケル系無電解メッキ層の表面を
プラズマクリーニングするので、ニッケル系無電解メッ
キ層の表面に形成されている水酸化ニッケル化合物、有
機系の汚れ等を除去することができる。よって、ニッケ
ル系無電解メッキ層の表面の半田付き性が良くなり、品
質および信頼性の向上が図れる。
(4) Since the surface of the nickel-based electroless plating layer is subjected to plasma cleaning, it is possible to remove nickel hydroxide compounds, organic dirt, and the like formed on the surface of the nickel-based electroless plating layer. Therefore, the solderability of the surface of the nickel-based electroless plating layer is improved, and the quality and reliability can be improved.

【0055】(5)半田バンプを形成する際に、ニッケ
ル系無電解メッキ層を形成した電極部上に一段目の半田
バンプを形成した後に、その一段目の半田バンプをドラ
イクリーニングすることから、一段目の半田バンプの表
面に形成されている酸化膜、水酸化膜、有機系の汚れを
除去することができる。よって、一段目の半田バンプの
表面の半田付き性が良くなり、品質および信頼性の向上
が図れる。
(5) When forming the solder bumps, the first-stage solder bumps are dry-cleaned after the first-stage solder bumps are formed on the electrode portions on which the nickel-based electroless plating layers are formed. An oxide film, a hydroxide film, and organic stains formed on the surface of the first-stage solder bump can be removed. Therefore, the solderability of the surface of the first-stage solder bump is improved, and the quality and reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる第1の実施の形態を示す製造工
程図である。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram showing a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明に係わる第2の実施の形態を示す製造工
程図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram showing a second embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…基板、12…電極部、15…ニッケル系無電解メ
ッキ層、16…一段目の半田バンプ、18…二段目の半
田バンプ
11: substrate, 12: electrode part, 15: nickel-based electroless plating layer, 16: first-stage solder bump, 18: second-stage solder bump

Claims (19)

Translated fromJapanese
【特許請求の範囲】[Claims]【請求項1】 基板に形成された電極部の表面に無電解
メッキを施すメッキ被膜の形成方法において、 前記無電解メッキを行う前に前記電極部の表面をプラズ
マクリーニングする工程を備えたことを特徴とするメッ
キ被膜の形成方法。
1. A method for forming a plating film for performing electroless plating on a surface of an electrode portion formed on a substrate, comprising a step of plasma cleaning the surface of the electrode portion before performing the electroless plating. Characteristic plating film forming method.
【請求項2】 前記プラズマクリーニングに用いるクリ
ーニングガスは、水素を含む不活性なガスを用いること
を特徴とする請求項1記載のメッキ被膜の形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein an inert gas containing hydrogen is used as a cleaning gas for the plasma cleaning.
【請求項3】 基板に形成された電極部の表面に無電解
メッキを施すメッキ被膜の形成方法において、 超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
た後、前記無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ
層を形成する工程を備えたことを特徴とするメッキ被膜
の形成方法。
3. A method for forming a plating film for performing electroless plating on a surface of an electrode portion formed on a substrate, comprising: forming a zinc-substituted layer on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method; A method for forming a plating film, comprising a step of forming a nickel-based electroless plating layer.
【請求項4】 前記亜鉛置換層を形成する亜鉛置換処理
は、 複数回に分けて行い、 かつ初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして
亜鉛置換処理を行うことを特徴とする請求項3記載のメ
ッキ被膜の形成方法。
4. The method according to claim 1, wherein the zinc substitution treatment for forming the zinc substitution layer is performed a plurality of times, and the zinc substitution treatment is carried out by increasing the treatment time for each treatment each time the treatment is repeated from the first time. The method for forming a plating film according to claim 3.
【請求項5】 前記亜鉛置換層を形成した後で前記ニッ
ケル系無電解メッキ層を形成し、フラッシュ金無電解メ
ッキ層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項
3記載のメッキ被膜の形成方法。
5. The plating film according to claim 3, further comprising a step of forming the nickel-based electroless plating layer after forming the zinc-substituted layer and forming a flash gold electroless plating layer. Formation method.
【請求項6】 前記プラズマクリーニングを行った後、
超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
た後、前記無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ
層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項1記
載のメッキ被膜の形成方法。
6. After performing the plasma cleaning,
2. The method according to claim 1, further comprising a step of forming a nickel-based electroless plating layer by electroless plating after forming a zinc-substituted layer on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method. Method.
【請求項7】 基板に形成された電極部の表面に無電解
メッキを施すメッキ被膜の形成方法において、 ニッケル系無電解メッキ層、または前記ニッケル系無電
解メッキ層とフラッシュ金無電解メッキ層を形成した
後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル系無
電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたことを
特徴とするメッキ被膜の形成方法。
7. A method for forming a plating film for performing electroless plating on a surface of an electrode portion formed on a substrate, comprising: a nickel-based electroless plating layer, or the nickel-based electroless plating layer and a flash gold electroless plating layer. A method of forming a plating film, comprising a step of annealing the nickel-based electroless plating layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used after the formation.
【請求項8】 前記アニーリングは、前記半田の融点よ
りも高い温度の不活性雰囲気中で行うことを特徴とする
請求項7記載のメッキ被膜の形成方法。
8. The method according to claim 7, wherein the annealing is performed in an inert atmosphere at a temperature higher than the melting point of the solder.
【請求項9】 前記アニーリング後に、前記ニッケル系
無電解メッキ層、または前記ニッケル系無電解メッキ層
とフラッシュ金無電解メッキ層の表面をプラズマクリー
ニングする工程を備えたことを特徴とする請求項7記載
のメッキ被膜の形成方法。
9. The method according to claim 7, further comprising the step of plasma cleaning the surface of the nickel-based electroless plating layer or the surfaces of the nickel-based electroless plating layer and the flash gold electroless plating layer after the annealing. The method for forming a plating film according to the above.
【請求項10】 前記ニッケル系無電解メッキ層を形成
した後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル
系無電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたこ
とを特徴とする請求項1記載のメッキ被膜の形成方法。
10. The method according to claim 1, further comprising, after forming the nickel-based electroless plating layer, annealing the nickel-based electroless plating layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used. Method for forming a plating film.
【請求項11】 前記ニッケル系無電解メッキ層を形成
した後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル
系無電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたこ
とを特徴とする請求項3記載のメッキ被膜の形成方法。
11. The method according to claim 3, further comprising, after forming the nickel-based electroless plating layer, annealing the nickel-based electroless plating layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used. Method for forming a plating film.
【請求項12】 前記ニッケル系無電解メッキ層を形成
した後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル
系無電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたこ
とを特徴とする請求項6記載のメッキ被膜の形成方法。
12. The method according to claim 6, further comprising, after forming the nickel-based electroless plating layer, annealing the nickel-based electroless plating layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used. Method for forming a plating film.
【請求項13】 基板に形成された電極部をプラズマク
リーニングする工程と、 超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
た後、無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ層を
形成する工程と、 必要に応じて、フラッシュ金無電解メッキ層を形成する
工程と、 使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル系無電解
メッキ層に対してアニーリングを施す工程と、 前記ニッケル系無電解メッキ層の表面、または前記ニッ
ケル系無電解メッキ層とフラッシュ金無電解メッキ層の
表面をプラズマクリーニングする工程と、 前記ニッケル系無電解メッキ層上に半田バンプを形成す
る工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
13. A step of plasma cleaning an electrode portion formed on a substrate, forming a zinc-substituted layer on the surface of the electrode portion by an ultrasonic method, and then forming a nickel-based electroless plating layer by electroless plating. Forming a flash gold electroless plating layer, and, if necessary, annealing the nickel-based electroless plating layer at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder to be used; and A step of plasma cleaning the surface of the plating layer, or the surfaces of the nickel-based electroless plating layer and the flash gold electroless plating layer, and forming a solder bump on the nickel-based electroless plating layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項14】 前記プラズマクリーニングに用いるク
リーニングガスは、水素を含む不活性なガスを用いるこ
とを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方
法。
14. The method according to claim 13, wherein an inert gas containing hydrogen is used as a cleaning gas for the plasma cleaning.
【請求項15】 前記亜鉛置換層を形成する亜鉛置換処
理は、 複数回に分けて行い、 かつ初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして
亜鉛置換処理を行うことを特徴とする請求項13記載の
半導体装置の製造方法。
15. The zinc substitution treatment for forming the zinc substitution layer is performed in a plurality of times, and the zinc substitution treatment is performed by increasing the treatment time for each treatment each time the treatment is repeated from the first time. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13.
【請求項16】 前記亜鉛置換層を形成した後で前記ニ
ッケル系無電解メッキ層を形成し、フラッシュ金無電解
メッキ層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求
項13記載の半導体装置の製造方法。
16. The semiconductor device according to claim 13, further comprising a step of forming said nickel-based electroless plating layer after forming said zinc-substituted layer and forming a flash gold electroless plating layer. Manufacturing method.
【請求項17】 前記アニーリングは、前記半田の融点
よりも高い温度の不活性雰囲気中で行うことを特徴とす
る請求項13記載の半導体装置の製造方法。
17. The method according to claim 13, wherein the annealing is performed in an inert atmosphere at a temperature higher than the melting point of the solder.
【請求項18】 前記半田バンプを形成する工程は、 前記熱処理系無電解メッキ層を形成した電極部上に一段
目の半田バンプを形成する工程と、 必要に応じて、前記一段目の半田バンプを研削または研
磨または研削と研磨で平坦化処理する工程と、 前記一段目の半田バンプをドライクリーニングする工程
と、 前記一段目の半田バンプ上に二段目の半田バンプを形成
する工程とからなることを特徴とする請求項13記載の
半導体装置の製造方法。
18. The step of forming the solder bump includes the steps of: forming a first-stage solder bump on an electrode portion on which the heat-treating electroless plating layer is formed; and optionally, forming the first-stage solder bump. Grinding, polishing or flattening by grinding and polishing, dry cleaning the first-stage solder bumps, and forming a second-stage solder bump on the first-stage solder bumps. 14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein:
【請求項19】 前記一段目の半田バンプの融点よりも
低い融点を有する半田を用いて前記二段目の半田バンプ
を形成することを特徴とする請求項18記載の半導体装
置の製造方法。
19. The method according to claim 18, wherein the second-stage solder bump is formed using a solder having a melting point lower than the melting point of the first-stage solder bump.
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