DE69501690T2 - Elektroplattierungslösung zur Herstellung von Elektrodenhöckern aus Pb-Sn Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern - Google Patents
Elektroplattierungslösung zur Herstellung von Elektrodenhöckern aus Pb-Sn Legierungen auf der Oberfläche von HalbleiterwafernInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Elektroplattierungslösung zur Herstellung von Elektrodenhöckern aus Pb-Sn-Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern, wobei die Elektrodenhöcker gleichförmig hoch sind und eine glatte Oberfläche besitzen und 30 ppb oder weniger radioaktive Isotope, hauptsächlich U, Th und/oder deren zerfallene Nuklide (im folgenden einfach als "radioaktive Isotope" bezeichnet) enthalten, so daß radioaktive α - Teilchen, die von den radioaktiven Isotopen ausgestrahlt werden und die Software-Fehler verursachen können, auf 0,5 cph/cm² , ausgedrückt durch ihre Count-Zahl, oder eine geringere Count-Zahl verringert werden können.
- Herkömmlicherweise werden durch Elektroplattierung Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen (Lötmittel) gebildet, von denen jeder 20 bis 250 um Durchmesser und 20 bis 100 um Höhe besitzt und auf der Oberfläche einer Halbleiterwafer, etwa einer Si-Wafer oder einer Ga-As Wafer angeordnet ist., wie beschrieben in "Microelectronis Packaging Handbook", Seiten 368 bis 371, veröffentlicht 1989 bei VAN NOSTRAND REINHOLD.
- Elektrodenhöcker aus Pb-Sn Legierungen, die unter Verwendung einer herkömmlichen Elektroplattierungslösung hergestellt werden, sind jedoch in folgender Hinsicht nicht zufriedenstellend. Mit dem in letzter Zeit deutlichen Größenanstieg von Halbleiterwafern und dem Ausmaß der Integration der auf den Halbleiterwafern angeordneten Stromkreise (Packungsdichte) zeigen die auf der Oberfläche einer Halbleiterwafer hergestellten Elektrodenhöcker Variationen untereinander in Höhe und reduzierte Oberflächenglattheit, oder im schlimmsten Fall eine Igel-ähnliche oder zerklüftete Oberfläche.
- Der Zweck der Erfindung ist daher, eine Elektroplattierungslösung bereitzustellen, die in der Lage ist, auf der Oberfläche einer Halbleiterwafer Elektrodenhöcker aus einer Pb-Sn-Legierung herzustellen, die verbesserte gleichförmige Höhe und Oberflächenglattheit besitzen.
- Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die gegenwärtige Erfindung eine Elektroplatteriungslösung zur Herstellung von Eiektrodenhöckern aus Pb-Sn-Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern bereit, die eine wäßrige Lösung aus hauptsächlich den folgenden enthält:
- Bleiphenolsulfonat: 1 bis 250 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Zinnphenolsulfonat: 0,1 bis 250 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
- Phenolsulfonsäure: 20 bis 300 g/l;
- Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin, dargestellt in Formel (1):
- worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, x und x' eine ganze Zahl zwischen 1 und 20; und y und y' eine ganze Zahl zwischen 0 und 20:1 bis 50 g/l;
- ein 1-Napthaldehyd-Abkömmling, dargestellt in Formel (2):
- worin X Wasserstoff, eine Hydroxylgruppe, eine Alkyl,- Aryl-, Alkylaryl-, Carboxyl- oder eine Sulfongruppe darstellt und P eine ganze Zahl zwischen 1 und 3 ist:
- 0,001 bis 1 g/l, und
- ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling, dargestellt in Formel (3):
- worin Rb Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, oder eine Phenylgruppe darstellt, Ra Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Rc Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe, und A eine Phenylengruppe: 0,1 bis 30 g/l;
- und wobei die besagte wäßrige Lösung 50 ppb oder weniger radioaktive Isotope, hauptsächlich U, Th und/oder deren zerfallene Nuklide enthält.
- Vorzugsweise besteht die wäßrige Lösung hauptsächlich aus:
- Bleiphenolsulfonat: 5 bis 100 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Zinnphenolsulfonat: 0,2 bis 100 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
- Phenolsulfonsäure: 50 bis 150 g/l;
- Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin, dargestellt in Formel (1): 0,005 bis 0,3 g/l;
- ein 1-Napthaldehyd-Abkömmling, dargestellt in Formel (2): 0,005 bis 0,3 g/l; und
- ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling, dargestellt in Formel (3): 0,5 bis 15 g/l.
- Um das Ziel zu erreichen, stellt die gegenwärtige Erfindung alternativ eine Elektroplattierungslösung zur Herstellung von Elektrodenhöckern aus Pb- Sn-Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern bereit, die eine wäßrige Lösung hauptsächlich aus den folgenden enthält:
- Bleimethansulfonat: 1 bis 250 g/l, bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Zinnmethansulfonat: 0,1 bis 250 g/l bezogen auf den Sn-Geha lt;
- Methansulfonsäure 20 bis 300 g/l;
- Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin, dargestellt in Formel (1)
- worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, x und x' eine ganze Zahl zwischen 1 und 20; und y und y' eine ganze Zahl zwischen 0 und 20:1 bis 50 g/l; und
- ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling, dargestellt in Formel (3):
- worin Rb Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, oder eine Phenylgruppe darstellt, Ra Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Rc Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe, und A eine Phenylengruppe: 0,1 bis 30 g/l;
- und wobei die besagte Elektroplattierungslösung 50 ppb oder weniger radioaktive Isotope, hauptsächlich U, Th und/oder deren zerfallene Nuklide enthält.
- Vorzugsweise besteht die wäßrige Lösung hauptsächlich aus:
- Bleimethansulfonat: 5 bis 100 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Zinnmethansulfonat: 0,2 bis 100 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Methansulfonsäure: 50 bis 150 g/l;
- Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin, dargestellt in Formel (1): 2 bis 15 g/l; und
- ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling, dargestellt in Formel (3): 0,5 bis 15 g/l.
- Die oben beschriebenen und andere Ziele, Eigenheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher.
- Wegen der oben beschriebenen Umstände haben die Erfinder Untersuchungen zur Herstellung einer Elektroplattierungslösung durchgeführt, die in der Lage ist, Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern mit verringerten Höhenunterschieden und verbesserter Oberflächenglattheit herzustellen, und sind zu folgenden Ergebnissen gelangt.
- Wenn Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen durch Elektroplattierung auf der Oberfläche einer Halbleiterwafer hergestellt werden und die folgenden Elektroplattierungslösunen verwendet werden:
- Eine wäßrige Lösung (A) hauptsächlich aus:
- Bleiphenolsulfonat (im folgenden als "PB-P.S." bezeichnet): 1 bis 250 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Zinnphenolsulfonat (in folgenden als "Sn-P.S". bezeichnet): 0,1 bis 250 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
- Phenolsulfonsäure (im folgenden als "P.S." bezeichnet): 20 bis 300 g/l.
- Polyoxyethylen-polyoxypropylen-alkylamin (im folgenden als "E.P.A" bezeichnet): 1 bis 50 g/l;
- ein 1-Napthaldehyd-Abkömmling (im folgenden als "1N.D." bezeichnet): 0,001 bis 1 g/l; und
- ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling (im folgenden als "A.S.D." bezeichnet): 0,1 bis 30 g/l; oder
- Eine wäßrige Lösung (B) hauptsächlich aus:
- Bleimethansulfonat (im folgenden als 'PB-M.S.' bezeichnet): 1 bis 250 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
- Zinnmethansulfonat (in folgenden als 'Sn-M.S'. bezeichnet): 0,1 bis 250 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
- Methansulfonsäure (im folgenden als "M.S." bezeichnet): 20 bis 300 g/l.
- E.P.A.: 1 bis 50 g/l;
- A.S.D: 0,1 bis 30 g/l;
- weisen die so hergestellten Elektrodenhöcker gleichmäßige Höhe und eine glatte Oberfläche auf, auch wenn die Halbleiterwafer einen großen Durchmesser besitzt und so ausgebildet ist, daß darauf Stromkreiselemente mit hohem Integrationsgrad gebildet werden können. Weiterhin hat man gefunden, daß sich bei Beschränkung des Gehalts an radioaktiven Isotopen in der Elektroplattierungslösung auf 50 ppb oder weniger der Gehalt an radioaktiven Isotopen in den Elektrodenhöckern auf 30 ppb oder weniger reduziert, wobei die Count-Zahl der radioaktiven α -Teilchen, die von den Isotopen ausgestrahlt werden, auf 0.5 cph/cm² oder weniger beschränkt ist. Die oben beschriebene Elektroplattierungslösung kann daher bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, besonders von Flip-Chip-Packungen, in denen der Einfluß radioaktiver, in den Elektroden auf der Halbleiterwafer enthaltenen o( -Teilchen deutlich ist, zur Verringerung von Software-Fehlern aufgrund radioaktiver α - Teilchen beitragen.
- Die gegenwärtige Erfindung beruht auf den obigen Ergebnissen.
- Die Elektroplattierungslösung gemäß der Erfindung hat die vorher beschriebene chemische Zusammensetzung.
- Die Gehalte der Bestandteile der erfindungsgemäßen Elektroplattierungslösung wurden aus folgenden Gründen wie oben beschrieben beschränkt:
- Die Zusammensetzung der auf der Oberfläche einer Halbleiterwafer gebildeten Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen wird durch den Anteil an diesen Bestandelementen bestimmt. Generell enthält eine Pb-Sn-Legierung dieser Art 1 bis 60 Gewichts% Sn und den Rest Pb. Um mit der generellen Zusammensetzung der Pb-Sn-Legierung in Einklang zu stehen, sollte der Gehalt an Pb-P.S. oder Pb-M.S. daher so bestimmt sein, daß er bezogen auf den Pb-Gehalts auf den Bereich 1 bis 250 g/l, und vorzugsweise 5 bis 100 g/l beschränkt ist. Der Gehalt an Sn-P.S. und Sn-M.S. sollte so bestimmt sein, daß er bezogen auf den Sn-Gehalts auf den Bereich 0,1 bis 250 g/l, und vorzugsweise 0,2 und 100 g/l, beschränkt ist.
- P.S. oder M.S. wirkt unterstützend bei der Auflösung von Pb-P.S. und Sn- P.S. oder Pb-M.S. und Sn-M.S. in eine wäßrige Lösung, und verbessert die Haftung der Elektrodenhöcker an der Oberfläche der Halbleiterwafer. Liegt jedoch der Gehalt an P.S oder M.S. unter 20 g/l, kann der erwünschte Grad an Haftung nicht erreicht werden. Anderseits kann bei einem P.S. oder M.S.-Gehalt über 300 g/l die Plattierungsrate abfallen. Der P.S. oder M.S.-Gehalt wurde daher auf den Bereich 20 bis 300 g/l beschränkt, und vorzugsweise auf den Bereich 50 bis 150 g/l.
- E.P.A. unterdrückt in der Lösung (A) die Veränderung der Zusammensetzung der Elektrodenhöcker während ihrer Bildung, um somit die Zusammensetzung der Elektrodenhöcker zu homogenisieren. Liegt der E.P.A.-Gehalt jedoch unter 1 g/l, kann die obige Wirkung nicht im erwünschten Ausmaß erzielt werden. Liegt der E.P.A.-Gehalt über 50 g/l, weisen die resultierenden Elektrodenhöcker verringerte Oberflächenglätte auf. Der E.P.A.- Gehalt wurde daher auf den Bereich 1 bis 50 g/l, und vorzugsweise auf 2 bis 15 g/l beschränkt.
- Die Zusammensetzung des in der Erfindung verwendeten E.P.A. ist in der folgenden Formel (1) dargestellt:
- worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, x und x' eine ganze Zahl zwischen 1 und 20, und y und y' eine ganze Zahl zwischen 0 und 20.
- E.P.A. unterdrückt in der Lösung (B) die Veränderung der Zusammensetzung der Elektrodenhöcker während ihrer Bildung und gleicht die Plattierungsrate über die ganze Oberfläche der Halbleiterwafer aus, und reduziert somit deutlich die Höhenunterschiede der sich bildenden Elektrodenhöcker. Liegt der E.P.A.-Gehalt jedoch unter 1 g/l, kann die obige Wirkung nicht im erwünschten Ausmaß erzielt werden. Liegt der E.P.A.-Gehalt über 50 g/l, fällt die Plattierungsrate stark ab. Der E.P.A-Gehalt wurde daher auf den Bereich 1 bis 50 g/l beschränkt. Vorzugsweise sollte der E.P.A.- Gehalt 2 bis 15 g/l betragen.
- Die Zusammensetzung des in der Erfindung verwendeten E.P.A. ist in der gleichen chemischen Formel (1) wie oben angeführt dargestellt.
- 1N.D. wirkt dahingehend, die Plattierungsrate über die Oberfläche des ganzen Halbleiters hinweg auszugleichen und somit die Bildung einer Plattierungsschicht mit gleichmäßiger Dicke auf der gesamten Oberfläche der Halbleiterwafer zu erreichen, wodurch Unterschiede in Höhe der Elektrodenhöcker stark verringert werden. Liegt der 1N.D.-Gehalt unter 0,001 g/l, kann die obige Wirkung nicht im erwünschten Ausmaß erzielt werden. Liegt der 1N.D.-Gehalt jedoch über 1 g/l, sind manche der gebildeten Elektrodenhöcker deformiert. Der 1N.D.-Gehalt wurde daher auf den Bereich 0,001 bis 1 g/l, und vorzugsweise 0,005 bis 0,3 g/l beschränkt.
- Die Zusammensetzung des in der Erfindung verwendeten 1N.D. ist in der folgenden Formel (2) dargestellt:
- worin X Wasserstoff, eine Hydroxylgruppe, eine Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Carboxyl-, oder eine Sulfongruppe darstellt und P eine ganze Zahl zwischen 0 und 3.
- A.S.D. wirkt dahingehend, die Form der Elektrodenhöcker gleichmäßig und ihre Oberfläche glatt zu gestalten. Liegt der A.S.D.-Gehalt unter 0,1 g/l, können die obigen Wirkungen nicht im erwünschten Ausmaß erzielt werden. Liegt der A.S.D.-Gehalt jedoch über 30 g/l, fällt die Plattierungsrate ab. Der A.S.D-Gehalt wurde daher auf den Bereich 0,1 bis 30 g/l beschränkt. Vorzugsweise sollte der A.S.D.-Gehalt 0,5 bis 15 g/l betragen.
- Die Zusammensetzung des in den Lösungen (A) und (B) verwendeten A.S.D. ist in der folgenden chemischen Formel (3) dargestellt:
- worin Rb Wasserstoff, eine Alkygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe darstellt, Ra Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Rc Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe, und A eine Phenylengruppe.
- Durch die Metalle Pb und Sn, die bei der Herstellung von Pb-P.S. oder Pb-M.S. und Sn-P.S. oder Sn-M.S. als Ausgangsmaterialien verwendet werden, wird eine Beimischung radioaktiver Isotope in die erfindungsgemäße Elektroplattierungslösung verursacht. Durch Verringerung des Gehalts an radioaktiven Isotopen in den Pb und Sn-Metallen kann daher der Gehalt an radioaktiven Isotopen in der Elektroplattierungslösung auf 50 ppb oder darunter, und somit der Gehalt an radioaktiven Isotopen in den gebildeten Elektrodenhöckern auf 30 ppb oder darunter gesenkt werden. Dadurch kann die Count-Zahl der radioaktiven α -Teilchen, die von den Isotopen ausgestrahlt werden, bei 0,5 cph/cm² oder weniger liegen, was stark zur Senkung von Software-Fehlern aufgrund der radioaktiven α -Teilchen beitragen kann.
- Als nächstes werden Beispiele der erfindungsgemäßen Elektroplattierungslösung beschrieben.
- Als Ausgangsmaterialien wurden hergestellt: Pb-P.S. und Sn-P.S., beide mit 50 ppb Gehalt an radioaktiven Isotopen, das E.P.A. der chemischen Formel (1) , wobei R gleich einer Alkygruppe mit 12 Kohlenstoffatomen ist, x und x' gleich 10 und y und y' gleich 3; das 1N.D. der chemischen Formel (2), wobei X gleich einer Alkylgruppe ist und P gleich 1; und das A.S.D. der chemischen Formel (3), wobei Ra und Rb jeweils gleich einer Alkylgruppe mit zwei Kohlenstoffatomen sind und Rc gleich einer Hydroxylgruppe. Diese Ausgangsmaterialien wurden zu wäßrigen Lösungen mit den in Tabellen 1 und 2 gezeigten Anteilen aufgelöst. Somit wurden die erfindungsgemäßen Elektroplattierungslösungen Nr. 1 bis 16 und vergleichbare Elektroplattierungslösungen Nr 1 bis 10 hergestellt, die jeweils 50 ppb oder weniger radioaktive Isotope enthielten.
- Die Vergleichs-Elektroplattierungslösungen Nr 1 bis 10 fallen hinsichtlich des Gehalts einer der Bestandteile jeweils aus dem Bereich der Erfindung, was eine unerwünschte Wirkung auf die Höhe und/oder den Zustand der Oberfläche der Elektrodenhöcker zur Folge hat (in Tabelle 2 mit einem Stern gekennzeichnet). Tabelle 1 Tabelle 2
- N.B.: Die mit Stern gekennzeichneten Werte fallen aus dem Bereich der Erfindung.
- Als Ausgangsmaterialien wurden Pb-M.S. und Sn-M.S. hergestellt, beide mit 50 ppb Gehalt an radioaktiven Isotopen, das E.P.A. der chemischen Formel (1) , wobei R gleich einer Alkylgruppe mit 10 Kohlenstoffatomen ist, x und x' gleich 8 und y und y' gleich 3; und das A.S.D. der chemischen Formel (3), wobei Ra und Rb jeweils gleich einer Alkylgruppe mit zwei Kohlenstoffatomen sind und Rc gleich einer Hydroxylgruppe. Diese Ausgangsmaterialien wurden in eine wäßrige Lösung mit den in Tabelle 3 gezeigten Anteilen aufgelöst, und so wurden die erfindungsgemäßen Elektroplattierungslösungen Nr. 17 bis 30 und Vergleichs-Elektroplattierungslösungen Nr. 11 bis 14 hergestellt, die jeweils 50 ppb oder weniger radioaktive Isotope enthalten.
- Die Vergleichs-Elektroplattierungslösungen Nr. 11 bis 14 fallen hinsichtlich des Gehalts einer der Bestandteile jeweils aus dem Bereich der Erfindung, was eine unerwünschte Wirkung auf die Höhe und/oder den Zustand der Oberfläche der Elektrodenhöcker zur Folge hat (in Tabelle 3 mit einem Stern gekennzeichnet). Tabelle 3
- N.B.: Die mit Stern gekennzeichneten Werte fallen aus dem Bereich der Erfindung.
- Als nächstes wurden Si-Wafern mit einem Durchmesser von 10,1 cm (4 Inches) vorbereitet, indem auf einer 2 um dicken Kupfersubstrat-Elektrode ein 10 um dicker Schutzfilm gebildet und der so hergestellte Schutzfilm einer Photo-Ätzung unterzogen wurde, um 50.000 feine Löcher mit jeweils 50 um Durchmesser und gleichmäßiger Anordnung und regelmäßigen Zwischenräumen zu bilden.
- Weiterhin wurde eine Strahlplattierungsvorrichtung vorbereitet, indem ein Pt-plattiertes reines Ti-Geflecht mit 10 cm Durchmesser als Anode horizontal in einem Plattierungstank mit einem Innendurchmesser von 10 cm in dessen unterem Teil angebracht wurde.
- Jede der obigen vorbereiteten Si-Wafern wurde wie ein Deckel auf die obere Oberfläche des Plattierungstanks der obigen Plattierungsvorrichtung aufgebracht, so daß die Plattierungsoberfläche nach unten zeigt und als Kathode wirkt. Jede der oben vorbereiteten Plattierungslösungen wurde in den Plattierungstank geleitet. Elektroplattierung wurde dann unter Aufwärtsstrahlung und Zirkulation der Elektroplattierungslösung vom unteren Teil des Plattierungstanks unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
- Kathoden-Stromdichte: 2A/dm²;
- Strahlgeschwindigkeit: 6 l/min;
- Spannung in Volt: 3V;
- Temperatur der Plattierungslösung: 20ºC; und
- Plattierungszeit: 25 min.
- Somit wurden auf der Plattierungsoberfläche der Si-Wafern Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen mit der erwünschten Höhe von 30 um gebildet.
- Zur Messung der Count-Zahl der radioaktiven Teilchen wurde aus einer Pb-Sn-Legierung ein flacher Plattierungsfilm hergestellt, indem eine Kupferplatte in einen großen Meßbecher getaucht wurde, der jeweils mit einer der in Tabellen 1 bis 3 gezeigten Elektroplattierungslösungen gefüllt war, und unter den folgenden Bedingungen elektroplattiert wurde:
- Kathoden-Stromdichte: 2A/ dm²;
- Temperatur der Plattierungslösung: 20ºC; und
- Kathoden-Bewegungsgeschwindigkeit 2m/min
- Die so auf der Oberfläche von Si-Wafern hergestellten Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen wurden anschließend in ihrer Höhe gemessen, indem 100 Elektroden entlang zwei genau gegenüberliegenden, sich auf der Oberfläche der Si-Wafer in rechtem Winkel schneidenden Segmenten willkürlich ausgewählt und deren Höhe mit Hilfe eines Lichtmikroskops mit Höhenmesser gemessen wurden. Aus diesen Meßwerten wurden die maximalen und minimalen Höhenwerte ausgesondert und ihr Durchschnittswert berechnet. Weiterhin wurde der Oberflächenzustand der Elektroden untersucht, um so das Verhältnis der Elektrodenhöcker mit glatter Oberfläche bezogen auf die 100 Elektroden zu messen. Die Ergebnisse dieser Messungen und Berechnungen sind in Tabellen 4 bis 7 aufgeführt.
- Der Sn-Gehalt und der Gehalt an radioaktiven Isotopen (der gesamte quantitative Analysenwert von U und Th) der Elektrodenhöcker sowie die Count-Zahl der durch Verwendung des flachen Plattierungsfilms gemessenen radioaktiven α -Teilchen sind ebenfalls in Tabellen 4 bis 7 dargestellt. Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7
- Wie aus den Ergebnissen in Tabellen 1 bis 7 deutlich wird, enthalten die unter Verwendung jeder der erfindungsgemäßen Elektroplattierungslösungen Nr. 1 bis 30 auf der Oberfläche einer Si-Wafer mit großem Durchmesser hergestellten Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen nur 30 ppb oder weniger radioaktive Isotope, und besitzen somit eine Count-Zahl von 0,5 cphlcm² oder weniger an radioaktiven α -Teilchen. Weiterhin können die Elektrodenhöcker gemäß der Erfindung dicht beieinander auf der Oberfläche der Si-Wafer gebildet werden, wobei sie geringe Höhenunterschiede und die meisten oder alle zufriedenstellend glatte Oberflächen aufweisen. Fällt anderseits, wie aus den Vergleichs-Elektroplattierungslösungen 1 bis 14 deutlich wird, einer der Bestandteile außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, sind die resultierenden Elektroden in minderstens einer der oben genannten Eigenschaften unterlegen.
- Wie oben beschrieben können durch Elektroplattierung mit der erfindungsgemäßen Elektroplattierungslösung auf der Oberfläche einer Halbleiterwafer Elektrodenhöcker aus Pb-Sn-Legierungen hergestellt werden, die sehr geringe Höhenunterschiede und hohe Oberflächenglattheit aufweisen und nur 30 ppb oder weniger radioaktive Isotope enthalten, sogar wenn die Halbleiterwafer einen großen Durchmesser hat und einen hohen Grad an Integration haben soll. Die so hergestellten erfindungsgemäßen Elektrodenhöcker können also industrielle Vorteile liefern, wie etwa die Verringerung von Software-Fehlern.
Claims (4)
1. Elektroplattierungslösung zur Herstellung von Elektrodenhöckern
aus Pb-Sn-Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern,
mit einer wäßrigen Lösung bestehend hauptsächlich aus:
Bleiphenolsulfonat: 1 bis 250 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
Zinnphenolsulfonat: 0,1 bis 250 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
Phenolsulfonsäure: 20 bis 300 g/l;
Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin, dargestellt in Formel
(1):
worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, x und x'
eine ganze Zahl zwischen 1 und 20; und y und y' eine ganze Zahl
zwischen 0 und 20 darstellen: 1 bis 50 g/l;
ein 1-Napthaldehyd-Abkömmling, dargestellt in Formel (2):
worin X Wasserstoff, eine Hydroxylgruppe, eine Alkyl-, Aryl-,
Alkylaryl-, Carboxyl- oder eine Sulfongruppe darstellt und P eine
ganze Zahl zwischen 1 und 3: 0,001 bis 1 g/l, und
ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling, dargestellt in Formel (3):
worin Rb Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen, oder eine Phenylgruppe darstellt, Ra Wasserstoff oder
eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Rc Wasserstoff
oder eine Hydroxylgruppe, und A eine Phenylengruppe: 0,1 bis 30
g/l;
und wobei die besagte wäßrige Lösung 50 ppb oder weniger
radioaktive Isotope, hauptsächlich U, Th und/oder deren zerfallene
Nuklide enthält.
2. Elektroplattierungslösung zur Herstellung von Elektrodenhöckern
aus Pb-Sn-Legierungen auf der Oberfläche von Halbleiterwafern,
mit einer wäßrigen Lösung bestehend hauptsächlich aus:
Bleimethansulfonat: 1 bis 250 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
Zinnmethansulfonat: 0,1 bis 250 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
Methansulfonsäure: 20 bis 300 g/l;
Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin, dargestellt in Formel
(1):
worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, x und x'
eine ganze Zahl zwischen 1 und 20; und y und y' eine ganze Zahl
zwischen 0 und 20 darstellen: 1 bis 50 g/l; und
ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling, dargestellt in Formel (3):
worin Rb Wasserstoff, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen, oder eine Phenvlgruppe darstellt, Ra Wasserstoff oder
eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Rc Wasserstoff
oder eine Hydroxylgruppe, und A eine Phenylengruppe: 0,1 bis 30
und wobei die besagte Elektroplattierungslösung 50 ppb oder
weniger radioaktive Isotope, hauptsächlich U, Th und/oder deren
zerfallene Nuklide enthält.
3. Elektroplattierungslösung nach Anspruch 1, wobei die besagte
wäßrige Lösung hauptsächlich aus den folgenden besteht:
Bleiphenolsulfonat: 5 bis 100 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
Zinnphenolsulfonat: 0,2 bis 100 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
Phenolsulfonsäure: 50 bis 150 g/l;
Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin: 2 bis 15 g/l;
ein 1-Naphtaldehydabkömmling: 0,005 bis 0,3 g/l; und
ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling: 0,5 bis 15 g/l.
4. Elektroplattierungslösung nach Anspruch 2, wobei die besagte
wäßrige Lösung hauptsächlich aus den folgenden besteht:
Bleimethansulfonat: 5 bis 100 g/l bezogen auf den Pb-Gehalt;
Zinnmethansulfonat: 0,2 bis 100 g/l bezogen auf den Sn-Gehalt;
Methansulfonsäure 50 bis 150 g/l;
Polyoxyethylen -polyoxypropylen-alkylamin: 2 bis 15 g/l; und
ein Aldolsulfanilsäure-Abkömmling: 0,5 bis 15 g/l.
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