JP3483490B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、さらに詳しくは、アルミニウム電極と外部
との接続のためのアルミニウム電極上への突起電極形成
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、Ａｌ電極パッドと外部との接続の
為の突起電極を形成する手法の１つとして、無電解メッ
キ法が行われてきている。無電解メッキ法は、電解メッ
キ法と比較してスパッタリング、フォト、エッチング工
程などを省略でき、コストを低く抑えることが可能であ
り注目されている。
【０００３】しかし、Ａｌ電極パッドへ選択的に突起電
極を形成するため、Ａｌ電極パッド上に表面酸化膜があ
ると、突起電極の形状、信頼性に大きく影響する。その
ため無電解メッキを行う場合には、メッキ前処理として
Ａｌ電極パッド上の表面酸化膜の除去が大きなポイント
となる。Ａｌ電極パッド上へ表面酸化膜が残った状態の
ままで、次工程のジンケート処理を行うとＡｌとＺｎの
置換を均一且つ緻密に行うことができず、このＺｎと置
換反応するＮｉ又はＮｉ合金の核も粗に析出してしま
う。粗に析出したＮｉ又はＮｉ合金は密着強度も弱く、
粗なため外部からの不純物の侵入などにより腐食などの
問題も発生し信頼性も低い。
【０００４】このような問題に対して、特開平９−３２
６３９５号公報には、Ａｌ電極パッド上の表面酸化膜を
除去する例として、水酸化ナトリウム、燐酸などの溶液
を用いた方法が挙げられている。
【０００５】また、特開平９−３０６８７１号公報には
スパッタリング法によりＡｌ電極パッド上の表面酸化膜
を除去し、不活性雰囲気中で直接Ｎｉメッキ工程を行う
方法が挙げられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４は、特開平９−３
２６３９５号公報に記載されるように溶液を使用し、Ａ
ｌ電極パッド上の表面酸化膜を除去して突起電極を形成
する場合の工程断面図である。従来この方法が行われて
いるが、エッチャントのライフ及び使用回数による、Ａ
ｌ電極パッドのエッチング量のばらつきが発生する問題
と、スパッタリング法によって形成されたＡｌ電極パッ
ド上のエッチングレートの差によるエッチング量のばら
つきが発生する問題がある。この問題により、図４
（ｂ）に表すように部分的にＡｌ電極パッド２２上に表
面酸化膜２３が残り、図４（ｃ）に表すように無電解Ｎ
ｉ又はＮｉ合金メッキを析出させる為の、前工程である
ジンケート処理でのＡｌとＺｎとの置換反応が、均一且
つ緻密に行われなくなり、Ｚｎ膜２５の析出にばらつき
が発生する。
【０００７】次に、無電解Ｎｉ又はＮｉ合金メッキ処理
を行うが、核になるＮｉ又はＮｉ合金はＺｎとの置換反
応によって形成されるため、核となるＮｉ又はＮｉ合金
の析出も粗になり、ばらつきが発生し、図４（ｄ）に示
すように表面に凸凹を有するＮｉ又はＮｉ合金の突起電
極２６となる。この後、Ｎｉ又はＮｉ合金の自己析出で
突起電極は形成されていくが、核になる部分が粗な為、
グレインサイズも大きくなり粒界に隙間ができてしま
う。この隙間があるために次工程メッキでのメッキ液に
よる腐食の発生や不純物の侵入などにより低い信頼性と
なってしまう。
【０００８】またＮｉの核となる部分が粗になっている
ために、Ａｌ電極パッドとＮｉの密着力も弱い。
【０００９】また、特開平９−３０６８７１号公報に記
載されるように、スパッタリング法によりＡｌ電極パッ
ド上の表面酸化膜を除去後、Ａｌ電極パッド上へ直接Ｎ
ｉメッキを行い突起電極の形成を行う場合、Ａｌ電極パ
ッド上への自然酸化膜の再形成を完全に防止する必要が
あり、スパッタリング法によりＡｌ電極パッド上の表面
酸化膜の除去後直接、不活性雰囲気中へ移動し、メッキ
工程を行わなければならなく、大掛かりな装置が必要と
なる。
【００１０】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、Ａｌ電極パッド上の表面酸化膜の
状態に拘わらず、Ａｌパッド上の表面酸化膜のエッチン
グ工程を安定化させることができ、大気中で緻密な突起
電極を無電解メッキ法にて形成することに有る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に、配線層及
び能動素子を有し、配線層及び能動素子が保護膜によっ
て保護されており、上記配線層と電気的に接続されたＡ
ｌ電極パッド上の保護膜開口部に、外部との接続の為の
突起電極が設けられた半導体装置の製造方法において、
所定の出力でスパッタリングを行い、上記Ａｌ電極パッ
ド上に形成された表面酸化膜を除去する工程と、上記Ａ
ｌ電極パッド表面に第１の置換反応により、第１金属膜
を形成する工程と、該第１金属膜と第２の置換反応によ
り第２金属膜を析出させた後、自己触媒反応により、無
電解メッキが行われ、第２金属膜からなる突起電極を形
成する工程とを有し、第１金属膜がＺｎからなり、第２
金属膜がＮｉ又はＮｉ合金からなることを特徴とするも
のである。
【００１２】
【００１３】 また、請求項２に記載の本発明の半導体
装置の製造方法は、上記Ｚｎ膜を、Ｚｎを含有するアル
カリ性溶液に浸漬する工程を複数回行うことによって形
成することを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置
の製造方法である。
【００１４】 また、請求項３に記載の本発明の半導体
装置の製造方法は、上記スパッタリングの際の出力を、
５００Ｗ以上、且つ１０００Ｗ以下で行うことを特徴と
する、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造
方法である。
【００１５】 また、請求項４に記載の本発明の半導体
装置の製造方法は、上記スパッタリングを不活性ガス雰
囲気中で行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、一実施の形態に基づいて、
本発明について詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の実施形態における半導体装
置上の突起電極形成時の工程断面図、図２は本発明によ
り形成された、最表面に置換Ａｕメッキ層が設けられた
突起電極の実装工程図、図３は本発明により形成され
た、最表面に無電解Ａｕメッキ層が設けられた突起電極
の実装工程図である。
【００１８】以下、図１を用いて本発明の、Ａｌ電極パ
ッド上に突起電極を形成する工程を説明する。
【００１９】図１（ａ）は、半導体基板１上へ能動素子
及び配線を形成されたものであり、Ａｌ電極パッド２上
へは、Ａｌ電極パッド２形成以降の熱処理によって表面
酸化膜３が形成されている。
【００２０】図１（ｂ）は、同（ａ）に示すＡｌ電極パ
ッド２上の表面酸化膜３をスパッタリング法により除去
した状態を示している。この時のスパッタリングの条件
は出力５００Ｗ〜１０００Ｗ、処理時間５分で、放電用
ガスにＡｒを使用している。また高真空度になると、真
空チャンバー内の不純物が少なくなり、よりＡｌ電極パ
ッド上の表面酸化膜を均一に除去でき、Ｚｎの粒径もよ
り均一且つ緻密に析出する。スパッタリングの条件の出
力が５００Ｗ未満では、酸化膜の除去が不完全なため、
表面形状の良いＮｉやＮｉ合金突起電極を得ることがで
きない。また、出力が１０００Ｗを越えると半導体基板
上の素子を破壊してしまう可能性がある。
【００２１】図１（ｃ）はジンケート工程後のＡｌ電極
パッド２表面にＺｎ膜５を形成した状態の断面図であ
る。Ａｌ電極パッド２上の表面酸化膜３はスパッタリン
グ法により除去されているために、大気中でＡｌとＺｎ
の置換反応がＡｌ電極パッド２上で均一に行われる。Ｚ
ｎの粒径も従来の溶液によるエッチングでＡｌ電極パッ
ド２上の酸化膜を除去したものと比較して、１／１０以
下の粒径で緻密に析出する。このジンケート工程は、２
５℃で３０秒程度、Ｚｎを含有するアルカリ性溶液に浸
漬することにより、Ｚｎ膜５の膜厚を３００〜５００Å
とする。また、この浸漬を繰り返すと、より均一、緻密
にＺｎが置換されるが、ジンケート処理でＡｌ電極パッ
ドは膜減を起こすので、繰り返しすぎるとＡｌパッドが
消失し、密着力がなくなる。このためジンケート処理は
１回または２回程度が良い。
【００２２】従来技術における、スパッタリング法によ
り酸化膜を除去されたＡｌ電極パッド２上へ、直接Ｎｉ
メッキを行いＮｉを析出させる場合は、スパッタリング
装置の真空チャンバーより直接、不活性雰囲気中へ試料
を移動させなければならなく、大気中での酸化膜形成は
防止しなければＮｉを析出させることはできない。しか
し、本発明のように、スパッタリング法によりＡｌ電極
パッド２上の表面酸化膜３を除去した後は、大気中へ１
０日程度放置をしても、ジンケート処理の場合は、Ｚｎ
は均一且つ緻密に置換されるので、大気中で形成される
酸化膜はジンケート処理では問題とならない。
【００２３】図１（ｄ）は、Ａｌ電極パッド２上にＮｉ
又はＮｉ合金メッキで突起電極６を形成した状態であ
る。この時の条件は９０℃、２０分程度である。ジンケ
ート処理でＺｎが均一且つ緻密に析出されているため、
Ｎｉ又はＮｉ合金のＺｎとの置換反応も均一且つ緻密に
行われる。このため自己触媒反応で析出するＮｉ又はＮ
ｉ合金も均一且つ緻密に析出し、隙間なく滑らかな表面
形状になる。
【００２４】この時のＮｉおよびＮｉ合金の突起電極６
の高さは、デバイスホールに突出した導体リードとの接
続時の半導体基板と導体リードのスペース確保や、基板
と半導体基板とのスペースを確保することを考慮して５
μｍ程度で十分である。
【００２５】次に上記の突起電極付き半導体装置の実施
例について説明する。
【００２６】図２（ａ）は、Ｎｉ又はＮｉ合金メッキ表
面上へ置換Ａｕメッキを行ったものである。このときの
Ａｕ厚はＮｉとの置換で析出するため、０．０５μｍ程
度の厚さである。これはＮｉ又はＮｉ合金の酸化を防止
することと、無電解Ａｕメッキ工程の前処理として行
う。実装形態としては、基板やデバイスホールがない絶
縁フィルム上に配線された導体パターンを使用する場合
や一般的なプリント基板やガラス、セラミック基板など
を使用する場合等がある。例として、図２（ｂ）に示す
ような、異方性導電フィルムを使用して接続する場合に
ついて説明する。基板側の導体パターンに異方性導電フ
ィルムを仮圧着し、突起電極付き半導体装置の位置合わ
せを行い熱圧着する。この時の温度は２００℃、圧力は
１０００ｋｇ／ｃｍ2前後で、最適な熱圧着条件となり
導電粒子を介して接続される。
【００２７】図３（ａ）は、Ｎｉ又はＮｉ合金メッキ上
へ置換Ａｕメッキを行ったものに無電解Ａｕメッキを行
ったときの断面図である。無電解Ａｕメッキでは、Ａｕ
メッキ溶液中の還元剤により成長していく。実装例とし
ては、図３（ｂ）に示すように、デバイスホールを有す
る絶縁性フィルム上に、配線された導体パターンから電
気的に接続されたデバイスホールに突出した導体リード
との接続に使用する。デバイスホールから突出した導体
リードにはＳｎメッキがされており、Ｎｉ又はＮｉ合金
突起電極上には無電解Ａｕメッキが１μｍ以上されてい
る。これを位置合わせし、一括で熱圧着する。このとき
の温度は５００℃、圧力は１２００ｋｇ／ｃｍ2、程度
で行う。このとき無電解ＡｕメッキとＳｎメッキとの割
合は、重量比で８（Ａｕ）：２（Ｓｎ）になるように導
体リードのＳｎメッキ厚を調整する。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、詳細に説明したように、
本発明を用いることにより、Ａｌ電極パッド上の表面酸
化膜のエッチングを安定してできるようになり、次工程
のジンケート処理でも安定して均一且つ緻密にＺｎが析
出され、次のＮｉメッキとの置換反応も安定して均一且
つ緻密に析出される。この結果、不活性雰囲気中でメッ
キ工程を行うための大掛かりな装置を用いることなく、
Ｎｉ又はＮｉ合金メッキも均一且つ緻密に成長しグレイ
ンサイズが細かく、表面が滑らかな形状で形成すること
ができる。
【００２９】スパッタリング法によりＡｌ電極パッド２
上の表面酸化膜３を除去した後は、大気中へ１０日程度
放置をしても、ジンケート処理の場合は、Ｚｎは均一且
つ緻密に置換されるので、大気中で形成される酸化膜は
ジンケート処理では問題とならなず、さらに、ジンケー
ト処理により形成されるＺｎがＡｌ電極パッド上に形成
されるため、大気中で無電解メッキ法による所望の金属
の形成をおこなうことが可能となる。
【００３０】また、Ｎｉ又はＮｉ合金上へ置換Ａｕメッ
キを０．０５μｍ程度行う場合、接続の信頼性がＮｉ又
はＮｉ合金の出来あがりに影響されるが、本発明によっ
て形成された突起電極であれば、ムラなく均一に置換Ａ
ｕを形成することが可能である。また、Ｎｉ又はＮｉ合
金上へ置換Ａｕメッキの形成を行いその後、無電解Ａｕ
メッキの形成を行うのでＮｉ又はＮｉ合金突起電極の形
状、表面状態に大きく影響されるが、本発明によって形
成された突起電極であれば、無電解Ａｕメッキを１μｍ
以上、緻密な表面状態で形成することが可能である。
【００３１】Ｓｎメッキされた導体リードと接続するた
めに、無電解Ａｕメッキされた突起電極を使用する場
合、導体リードと突起電極は、ＡｕとＳｎの共晶で接続
されているが、本発明によって形成された緻密な表面状
態の無電解Ａｕメッキ付き突起電極を使用することによ
って、ＡｕとＳｎの共晶形成を安定して行うことが可能
になり、信頼性が高い接続を可能とした。
【００３２】基板やデバイスホールのないキャリアテー
プに形成された導電パターンとの接続にＡＣＦを使用す
る接続を可能とした。ＡＣＦの中の導電粒子は３〜５μ
ｍ程度であり、突起電極表面が粗いと、導電粒子が浮い
てしまい接続が不安定となり、オープン不良など発生す
るが、本発明によって形成された緻密な表面状態の置換
Ａｕメッキ付き突起電極を使用することによって、信頼
性の高い接続を可能とした。
【００３３】以上のように、本発明を用いて、Ａｌ電極
パッド上の表面酸化膜の除去を行い、無電解メッキ法を
用いて突起電極を形成することによって、Ｎｉ又はＮｉ
合金突起電極の表面を緻密且つ滑らかな、形状にするこ
とが可能となり、置換Ａｕメッキ、無電解Ａｕメッキで
も緻密で滑らかな形状を維持することが可能となった。
これにより安定した接続が可能となり、信頼性の高い接
続を可能とした。
【００３４】また、突起電極自体もＡｌとＺｎが緻密且
つ均一に置換されているため、密着強度もあり、Ｎｉ又
はＮｉ合金メッキも緻密でグレインサイズも細かいため
外部からの不純物の侵入に強く、高い信頼性を確保する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造工程断面図である。
【図２】本発明により形成された、最表面に置換Ａｕメ
ッキ層が設けられた突起電極の実装工程図である。
【図３】本発明により形成された、最表面に無電解Ａｕ
メッキ層が設けられた突起電極の実装工程図である。
【図４】従来の無電解メッキ法による突起電極の形成工
程図である。
【符号の説明】
１ 半導体基板 ２ Ａｌ電極パッド ３ 表面酸化膜 ４ 保護膜 ５ Ｚｎ ６ Ｎｉ又はＮｉ合金突起電極 ７ 置換Ａｕメッキ層 ８ 基板 ９ 導体パターン １０ 導電粒子 １１ 樹脂（異方性導電膜のバインダー） １２ 無電解Ａｕメッキ層 １３ 導体リード
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/288 H01L 21/3205

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板上に、配線層及び能動素子を
    有し、配線層及び能動素子が保護膜によって保護されて
    おり、上記配線層と電気的に接続されたＡｌ電極パッド
    上の保護膜開口部に、外部との接続の為の突起電極が設
    けられた半導体装置の製造方法において、 所定の出力でスパッタリングを行い、上記Ａｌ電極パッ
    ド上に形成された表面酸化膜を除去する工程と、 上記Ａｌ電極パッド表面に第１の置換反応により、第１
    金属膜を形成する工程と、 該第１金属膜と第２の置換反応により第２金属膜を析出
    させた後、自己触媒反応により、無電解メッキが行わ
    れ、第２金属膜からなる突起電極を形成する工程とを有
    し、 第１金属膜がＺｎからなり、第２金属膜がＮｉ又はＮｉ
    合金からなる ことを特徴とする、半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 上記Ｚｎ膜を、Ｚｎを含有するアルカリ
    性溶液に浸漬する工程を複数回行うことによって形成す
    ることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置の製
    造方法。
  3. 【請求項３】 上記スパッタリングの際の出力を、５０
    ０Ｗ以上、且つ１０００Ｗ以下で行うことを特徴とす
    る、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方
    法。
  4. 【請求項４】 上記スパッタリングを不活性ガス雰囲気
    中で行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のい
    ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642136B1 (en) 2001-09-17 2003-11-04 Megic Corporation Method of making a low fabrication cost, high performance, high reliability chip scale package
US6815324B2 (en) 2001-02-15 2004-11-09 Megic Corporation Reliable metal bumps on top of I/O pads after removal of test probe marks
TWI313507B (en) 2002-10-25 2009-08-11 Megica Corporatio Method for assembling chips
US6818545B2 (en) * 2001-03-05 2004-11-16 Megic Corporation Low fabrication cost, fine pitch and high reliability solder bump
US7099293B2 (en) 2002-05-01 2006-08-29 Stmicroelectronics, Inc. Buffer-less de-skewing for symbol combination in a CDMA demodulator
TWI245402B (en) 2002-01-07 2005-12-11 Megic Corp Rod soldering structure and manufacturing process thereof
US7470997B2 (en) * 2003-07-23 2008-12-30 Megica Corporation Wirebond pad for semiconductor chip or wafer
US8067837B2 (en) 2004-09-20 2011-11-29 Megica Corporation Metallization structure over passivation layer for IC chip
US8294279B2 (en) 2005-01-25 2012-10-23 Megica Corporation Chip package with dam bar restricting flow of underfill
JP4775369B2 (ja) * 2007-12-17 2011-09-21 富士電機株式会社 半導体チップ、半導体装置および製造方法
WO2013067659A1 (zh) * 2011-11-11 2013-05-16 Chu Tse-Ming 晶圆焊垫的凸块结构及其制造方法
JP2019029581A (ja) * 2017-08-02 2019-02-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP7027066B2 (ja) 2017-08-24 2022-03-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03209770A (ja) * 1990-01-11 1991-09-12 Fuji Electric Co Ltd ショットキーバリアダイオード
US5938845A (en) * 1995-10-20 1999-08-17 Aiwa Co., Ltd. Uniform heat distribution apparatus and method for electroless nickel plating in fabrication of thin film head gaps
JP3334489B2 (ja) * 1996-05-13 2002-10-15 松下電器産業株式会社 半導体素子の製造方法及び製造装置
JPH09326395A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の電極形成方法

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