JP2001352005A

JP2001352005A - 配線基板および半導体装置

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Publication number: JP2001352005A
Application number: JP2000174200A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tenmyo; 浩之天明; Atsushi Kazama; 敦風間; Mitsuko Ito; 光子伊藤; Kazuma Miura; 一真三浦; Yoshihide Yamaguchi; 欣秀山口; Hiroyuki Hozoji; 裕之宝蔵寺; Kosuke Inoue; 康介井上; Noriyuki Dairoku; 範行大録
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP3916850B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、はんだの拡散を防止する膜を
低コストで形成し、信頼性の高い配線基板または半導体
装置を提供することである。【解決手段】本発明は、上記目的を達成するために、配
線層の上にニッケル層を形成し、そのニッケル層の厚さ
を０．８〜５．０マイクロメートルとするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板および半
導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、導体の上に直接はんだを接続した
際に、はんだが拡散することを防止するため、拡散防止
層を別途形成することが一般的である。例えば、（株）
技術情報協会刊「ベアチップ実装」ページ１２５に
は、金バンプをめっきで形成する際に、アルミ電極への
金の拡散を防止し、金属間化合物の形成を防止するバリ
ア層として、ＵＢＭ（ＵｎｄｅｒＢｕｍｐＭｅｔａ
ｌ）を形成する方法が掲載されている。その方法は、図
１０に示すように、まず、（１）半導体素子が形成され
たシリコンウェハ１９上に、アルミパッド２を開口する
ようにパッシベーション膜４を形成する。次に、（２）
ＵＢＭ材料１をスパッタ成膜し、（３）はんだバンプを
形成するための逆パターン（レジスト７）を形成し、
（４）金めっき１０を行う。（５）最後にレジスト７と
ＵＢＭ材料１の不要な部分をエッチング除去する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、ＵＢＭの形成を金バンプ形成工程、アルミ電極
形成工程と全く独立して行うため配線基板または半導体
装置の製造工程が増え、さらにＵＢＭの形成にはスパッ
タ、露光・現像工程、エッチング工程と煩雑な工程が必
要であったため、コストを上昇させる原因となってい
た。本発明の目的は、はんだの拡散を防止する膜を低コ
ストで形成し、信頼性の高い配線基板または半導体装置
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、特許請求の範囲の通りに構成するものであ
る。すなわち、銅のように良好な導電性を有する配線層
の上にニッケル層を形成し、配線を形成するために用い
たレジストパターンをそのままニッケル層のパターン形
成に用いることで達成される。

【０００５】また、ニッケル層の厚さの上限値および下
限値を設けることにより、高信頼性の配線基板及び半導
体装置を提供することができる。具体的には、ニッケル
層の下限値を約０．８マイクロメートル以上にすること
ではんだが拡散し配線層に達するのを防止することがで
き、上限値を約５．０マイクロメートル以下にすること
でニッケル層の応力によりウエハまたは、有機材料、無
機材料から成る基板が反ることにより発生する配線層及
びニッケル層の露光・現像工程で問題を通常の露光装置
により解決することができる。なお、より好ましくは、
ニッケル層の厚さは約０．８マイクロメートル以上約
３．０マイクロメートルであり、もっとも好ましくは約
０．８マイクロメートル以上約１．６マイクロメートル
である。また、ニッケル層はニッケル１００％で形成さ
れる必要はなく、不純物、例えば銅等を含んだニッケル
合金層であってもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図を併用しつつ説明する。なお、全ての図において、同
一符号は同一部位を示しているため、重複する説明を省
いている場合があり、また説明を容易にするため各部の
寸法比を実際とは変えてある。

【０００７】本発明に係る実装基板、例えば配線用実装
基板の製造方法を第一の実施例として、図１から図２を
用いて説明する。図１により第一工程から第三工程まで
を、図２により第四工程から第六工程を説明する。

【０００８】第一工程では、基板１８として、半導体工
程が完了したシリコンウェハ、配線が形成されたプリン
ト基板、配線が形成されたガラスセラミクス基板など、
外部の回路と接続するための端子を有する基板を用いる
ことができる。また、基板１８として、前記に示した半
導体工程が完了したシリコンウェハ、配線が形成された
プリント配線基板、ガラスセラミクス配線基板が有して
いる内層配線や半導体素子などの、外部の回路と接続す
るための端子を有していない、有機材料基板や無機材料
基板を用いることが出来る。

【０００９】第二工程では、必要に応じて、基板１８の
上に保護膜１６を形成する。保護膜１６は無機材料また
は有機材料を用いて形成される。また、無機材料の上に
有機材料を用いて重ねて形成してもよい。ここで、有機
材料を塗布することは、基板の表面凹凸が大きいセラミ
クス基板の場合に有用である。また、ここに塗布した有
機樹脂を厚くすることで、後に形成するはんだボールと
実装したときの応力を低減することが可能となる。

【００１０】第三工程では、電気めっきを実施するため
の給電膜９を半導体ウェーハ全面に形成する。ここで
は、蒸着や、無電解銅めっき、ＣＶＤなども用いること
が可能であるが、ポリイミドとの接着強度が強いためス
パッタを用いることとした。スパッタの前処理として、
導体の導通を確保するためにスパッタエッチングを行っ
た。

【００１１】本実施例におけるスパッタ膜としては、ク
ロム（７５ナノメートル）／銅（０．５マイクロメート
ル）の多層膜を形成した。ここでのクロムの機能は、そ
の上下に位置する銅と応力緩和層等との接着を確保する
ことにあり、その膜厚はそれらの接着を維持する最低限
でかまわない。所要膜厚は、スパッタエッチングおよび
スパッタの条件、クロムの膜質などによっても変動す
る。なお、本実施例で使用したクロム膜に代えてチタン
膜やチタン／白金膜、タングステンなどでも代替でき
る。

【００１２】一方、銅の膜厚は、後の工程で行う電気銅
めっき及び電気ニッケルめっきを行ったときに、膜厚分
布が生じない最小限度の膜厚が好ましく、めっき前処理
として行なう酸洗などでの膜減り量も考慮に入れたうえ
で膜厚分布を誘発しない膜厚を決定する。銅の膜厚を必
要以上に厚くした場合、例えば１マイクロメートルを越
える銅厚の場合には、スパッタ時間が長くなって生産効
率が低下するという問題に加えて、後の工程で実施する
給電膜９のエッチング除去の際に長時間エッチングが避
けられず、その結果として再配線用配線１１のサイドエ
ッチングが大きくなる。次に、ホトリソグラフィー技術
を用い、再配線用配線１１を形成する部分のみが開口し
た配線の逆パターン１４をレジストを用いて形成する。
なお、再配線用配線１１は配線１３とその上に形成され
るはんだ拡散防止膜１２からなる。

【００１３】第四工程では、給電膜９および配線の逆パ
ターン１４を利用して電気めっきを行い、再配線用配線
１１およびバンプパッド６の形成を行う。なお、再配線
用配線１１の一端をバンプパッド６と兼用してもよい。

【００１４】また、必要に応じて電気銅めっきを繰り返
すことで図９に示すように、配線１３を多層構造とする
ことも可能である。多層配線とする場合は最表層、つま
りはんだバンプ５と接する配線のみに電気ニッケルめっ
きを行うようにしてもよい。なお、本実施例では、再配
線用配線１１は１層として図示している。

【００１５】配線１３は、硫酸・硫酸銅めっき液を用
い、界面活性剤による洗浄、水洗、希硫酸による洗浄、
水洗を行った後、給電膜９を陰極に接続し、リンを含有
する銅板を陽極に接続して電気銅めっき膜を形成した。
はんだ拡散防止膜１２は、給電膜９を陰極に接続し、ニ
ッケル板を陽極に接続して電気ニッケル膜を形成した。
電気ニッケルめっき前に、界面活性剤による洗浄、水
洗、希硫酸による洗浄、水洗を行うと良好な膜質の電気
ニッケルめっき膜が得られる場合がある。なお、銅、ニ
ッケルとも電気めっきを用いて導体を形成する方法を示
したが、無電解めっきを用いることも可能である。ま
た、配線１３は銅以外に、金または銀を包含するもので
あってもよく、はんだ拡散防止膜１２はニッケル合金で
あってもよい。

【００１６】次に、はんだ拡散防止膜１２であるニッケ
ル層の厚さについて説明する。まず、ニッケル層の下限
値をはんだのリフロー回数とはんだが拡散するニッケル
層の厚さの関係より規定する。図１１ははんだのリフロ
ー回数とはんだが拡散するニッケル層の厚さの関係を調
べた実験結果、図７はそれを表にまとめたものである。
図７より、一度のはんだリフローでニッケル層の表面か
ら約０．８マイクロメートルまではんだが拡散している
ことが分かる。したがって、はんだが配線に拡散しない
ために、ニッケル層は少なくとも０．８マイクロメート
ル以上でなければならないことが分かる。

【００１７】また、本実施例で記述する配線基板、また
は第二の実施例の半導体パッケージの製造工程におい
て、はんだリフローが行われるのは、はんだボール搭
載、基板表面への実装、基板裏面への実装、表面リペア
時のチップ取り外し、裏面リペア時のチップ取り外し、
表面リペア時の実装、裏面リペア時の実装などであり、
７回のはんだリフローが考えられる。図７より、はんだ
のリフローを７回行った場合にはニッケル層表面から約
１．５マイクロメータのところまではんだが拡散してい
ることがわかる。したがって、７回リフローした場合に
配線基板においてはんだが銅配線に拡散しないために、
ニッケル層の厚さは約１．５マイクロメートル以上有し
ていることが望ましい。

【００１８】次に、ニッケル層の上限値をニッケル層の
厚さとニッケル層の応力との関係より規定する。ニッケ
ル層はその膜応力が銅に比べて大きので、膜厚を厚くす
るとウエハの反りが大きくなり、ニッケル層の上にカバ
ーコート層を形成する際に露光・現像工程で問題が生じ
るおそれがある。そこで、シリコンウエハの上にニッケ
ル層を形成した場合に、ニッケル膜の応力を調べ、続い
てニッケルの膜応力とウエハの反りの関係のシミュレー
ションを行った。その結果を図８に示す。

【００１９】例えば、２．０マイクロメータのニッケル
層をシリコンウエハの上に形成した場合、ニッケル層の
膜応力の実測値は約２０ＭＰａであった。このときのニ
ッケルの膜応力とウエハの反りの関係をシミュレーショ
ンすると、直径２００ｍｍ、厚さが０．７２５ｍｍのシ
リコンウエハの上にニッケル層を形成した場合のシリコ
ンウエハの反りは１ｍｍであり、直径３００ｍｍ、厚さ
が１．０００ｍｍのシリコンウエハの上にニッケル層を
形成した場合のシリコンウエハの反りは１．７ｍｍであ
った。

【００２０】また、５．０マイクロメートルのニッケル
層を直径２００ｍｍ、厚さが０．７２５ｍｍのシリコン
ウエハの上に形成した場合、その応力の実測値は約５０
ＭＰａであった。上記と同じシミュレーションを行う
と、直径２００ｍｍ、厚さが０．７２５ｍｍのシリコン
ウエハの上にニッケル層を形成した場合のシリコンウエ
ハの反りは２．５ｍｍであり、直径３００ｍｍ、厚さが
１．０００ｍｍのシリコンウエハの上にニッケル層を形
成した場合のシリコンウエハの反りは４．２５ｍｍであ
った。

【００２１】本実施例を実現するために、通常、基板を
真空吸着している露光機では約４ｍｍ程度の反りが矯正
できるため、ウエハが約４ｍｍ反るニッケル層の厚さ
５．０マイクロメートルを最大値とした。但し、矯正値
については露光機の装置の依存性が大きく、ニッケル層
の厚さの最大値は露光機が矯正できるウエハの反りに大
きく依存する。

【００２２】また、ニッケルの抵抗率は６．９×１０
^−８Ωｍであり、銅の抵抗率１．６９×１０^−８Ωｍよ
り高いため、あまりニッケル層を厚くすることは好まし
くない。

【００２３】よって、上記はんだリフローとニッケル層
へのはんだ拡散の関係、およびニッケル層の厚さとウエ
ハの反りの関係を考慮すると、配線層の上に形成される
ニッケル層の厚さは約０．８〜約５．０マイクロメート
ルであることが望ましい。なお、より好ましくは、ニッ
ケル層の厚さは約０．８〜約３．０マイクロメートル、
もっとも好ましくは、約０．８〜約１．６マイクロメー
トルである。約０．８〜約１．６マイクロメートルであ
れば、ウエハの反りを気にせず、８回以内のリフローに
対応できる。

【００２４】第五工程ではフォトレジストからなる配線
の逆パターン１４および電気めっきの給電膜９をエッチ
ング処理により除去する。電気銅めっきおよび電気ニッ
ケルめっきを行ったのちにレジストを使用した配線の逆
パターン１４を除去し、エッチング処理をすることで予
め成膜した給電膜９を除去する。銅のエッチングには、
塩化鉄、アルカリ系エッチング液等の種類があるが、本
実施例では硫酸／過酸化水素水を主成分とするエッチン
グ液を用いた。１０秒以上のエッチング時間がないと制
御が困難となって実用的観点では不利であるが、あまり
に長い時間エッチングを行なうと、例えば５分を越えて
エッチングするような場合には、サイドエッチングが大
きくなったりタクトが長くなるという問題も生じるた
め、エッチング液およびエッチング条件は、適宜実験に
より求めるのがよい。引き続いて実施する給電膜９のク
ロム部分のエッチングには、本願発明では過マンガン酸
カリウムとメタケイ酸を主成分とするエッチング液を用
いた。

【００２５】第六工程では有機材料または無機材料を用
い表面保護膜１５を形成する。そして、このパターンを
利用してバンプパッド６の最表面に無電解金めっき１７
を行う。この無電解金めっきは、はんだと電気ニッケル
めっきの濡れ性が良好な場合は、不要である。

【００２６】第七工程では、バンプパッド６上にフラッ
クスと共にはんだボールを搭載し、加熱することでバン
プパッド６にはんだボールを接続し、はんだバンプ５を
形成する。はんだバンプは半導体装置側に形成すること
が一般的であるが、実装基板側に形成することも可能で
ある。例えば、はんだボール搭載装置とリフロー炉を使
用しバンプを形成する。つまり、はんだボール搭載装置
を利用することで、バンプパッド６上に所定量のフラッ
クスとはんだボールを搭載する。この際、はんだボール
はフラックスの粘着力によりバンプパッド上に仮固定さ
れる。はんだボールが搭載された実装基板または半導体
ウェーハをリフロー炉に投入することではんだボールは
一旦溶融し、その後再び固体化することで、図３に示し
たバンプパッド６に接続したはんだバンプ５となる。こ
のほかにも印刷機を用いてはんだペーストをバンプパッ
ド６上に印刷塗布し、これをリフローすることではんだ
バンプ５を形成する方法もある。何れの方法においても
はんだ材料は様々なものを選択することが可能となり、
現時点において市場に供給されているはんだ材料の多く
が使用できる。この他、はんだ材料は限定されるもの
の、めっき技術を用いることで、はんだバンプ５を形成
する方法もある。また、金や銅を核としたボールを使用
したバンプや導電材料を配合した樹脂を使用して形成し
たバンプを使用しても良い。先に、第五工程の項で記述
したが、本実施例では、はんだ拡散による拡散層の厚さ
によって、電気ニッケルの必要膜厚を決定し、その条件
として、はんだの種類やリフロー条件によって異なって
くることを記述した。はんだボール搭載時のリフロー条
件は、ベルト式のリフロー炉を用い、最大温度２４５
℃、２３０℃以上で３０秒保持される時間でリフローを
行った。また、用いたはんだボールは、Ｓｎを主成分と
し、他の成分として、Ｃｕ、Ｂｉ、Ａｇを添加したも
の、例えばＳｎ-Ｃｕ、Ｓｎ-Ａｇ、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕが考
えられる。具体的には、Ｓｎ-０．５〜３．５Ａｇ-０．
５〜１．０Ｃｕであり、実施例ではその一例として、Ｓ
ｎ-１．０Ａｇ-０．５Ｃｕを用いた。

【００２７】なお、はんだバンプとニッケル層により形
成される合金層の厚さは、はんだバンプとニッケル層と
の結合を考慮すると、約０．５マイクロメートルから約
５．０マイクロメートル、より好ましくは約２．５マイ
クロメートルから約３．５マイクロメートルである。ま
た合金層の主成分はＮｉ-Ｓｎである。

【００２８】第一工程から第七工程までの工程を経るこ
とではんだ拡散防止層を有する実装基板を形成すること
が出来る。

【００２９】次に、第二の実施例として、本発明に係る
はんだ拡散防止膜を半導体装置に適用した例を示す。本
実施例において、前記第一の実施例に示した部分と共通
する事項については、その旨を本文中に記す。

【００３０】まず、本実施例にかかる半導体装置の構造
について説明する。半導体装置は、ウェーハ単位で多数
個が一括して製造されるが、以下では説明を容易にする
ために、その一部を取り出して説明する。図６に本実施
例の半導体装置の部分断面図を示し、その半導体装置の
製造工程の一例を説明する。図４により第一工程から第
三工程までを、図５により第四工程から第七工程を、図
６により第八工程を説明する。なお、いずれの図におい
ても、本実施例における半導体装置の断面構造がわかり
やすいように、一部分を取り出した断面図としてある。

【００３１】第一工程において、半導体素子が形成され
たウェーハ１９とは、半導体製造工程でいうところの前
工程を終了したウェーハであり、多数個の半導体装置に
分割切断前のものである。各半導体装置には外部用接続
端子、例えばアルミパッド２が形成されている。このア
ルミパッド２は従来型の半導体装置において、ＱＦＰ
（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）などの半導体
パッケージにおさめる場合に、金ワイヤ等を接続し、半
導体パッケージの外部端子との導通を実現するために使
用されている。

【００３２】第二工程では、半導体回路が形成された半
導体装置の表面をアルミパッド２上および多数個の半導
体が形成されたウェーハをチップ状の半導体装置に切断
する際の切断部３およびその周辺を除き、保護膜１６で
覆う。この保護膜１６には厚さ1乃至１０マイクロメー
トル程度の無機材料からなる絶縁樹脂単独あるいは有機
材料からなる絶縁樹脂を併用している。保護膜１６は、
無機材料を用いて半導体製造工程におけるいわゆる前工
程において既に形成される場合もあり、また、更に無機
材料の上に有機材料を用いて重ねて形成する場合もあ
る。

【００３３】第三工程では、ペースト状ポリイミド材料
を応力緩和層８の形成予定箇所に印刷塗布し、その後こ
れを加熱することで硬化させる。これにより保護膜１６
上に応力緩和層５が形成される。なお、本実施例では、
アンダーフィルを実施せず半導体装置をフリップチップ
接続した場合について記述しているが、応力緩和層８を
形成せずアンダーフィルを充填することを前提とした構
造であってもよいことはいうまでもない。

【００３４】本実施例では、保護膜１６の上には厚さ３
５乃至１５０マイクロメートルの応力緩和層８が選択的
に形成されている。応力緩和層の膜厚は、半導体素子の
サイズ、応力緩和層の弾性率、半導体素子厚などにも依
存していて一概には断定できないが、一般的に使用され
る半導体素子厚はおよそ１５０乃至７５０マイクロメー
トルであり、半導体素子とその表面に形成される応力緩
和層とからなるバイメタルモデルで応力シミュレーショ
ン実験をおこなったところ、所要の応力緩和層膜厚は１
０乃至２００マイクロメートルが望ましく、更に好まし
くは３５乃至１５０マイクロメートルであることがわか
ったため本実施例はこの膜厚範囲で形成した。

【００３５】第四工程では、電気めっきに用いるための
給電膜９をスパッタ等の方法で形成し、給電膜９の上に
配線の逆パターン１４を形成しする。本実施例の給電膜
９の形成方法は、前記第一の実施例の第三工程と同様で
ある。

【００３６】第五工程では、給電膜９の上に、配線１３
とはんだ拡散防止膜１２を形成し、再配線用配線１１お
よびバンプパッド６の形成を行う。また、図９に示すよ
うに、必要に応じて電気銅めっきを繰り返すことで配線
１３を多層構造とすることも可能である。多層配線とす
る場合には、最表層層の配線のみに電気ニッケルめっき
を行ってもよいことは前記第一の実施例と同様である。
本実施例の配線１３およびはんだ拡散防止膜１２の形成
方法は、前記第一の実施例の第四工程と同様である。

【００３７】第六工程では、フォトレジストからなる配
線の逆パターン１４および電気めっきの給電膜９をエッ
チング処理により除去する。本実施例の第六工程の内容
は、前記第一の実施例の第五工程と同様である。

【００３８】第七工程では、ソルダーレジストを用い表
面保護膜１５を形成する。そして、このパターンを利用
してバンプパッド６の最表面に無電解金めっき１７を行
う。ここでは表面保護膜１５としてソルダーレジストを
使用し、これを半導体装置の全面に塗布した後に露光、
現像することでパターンを形成する。なお、ソルダーレ
ジストの他にも感光性ポリイミドや印刷用ポリイミドな
どの材料を用いて表面保護膜１５を形成することも可能
であるが、半導体素子の特性変動やバンプパッド部金属
の組織・表面状態の変化を回避するという観点から、そ
の最終硬化温度が４００℃以下の材料が望ましく、さら
に好ましくは２５０℃以下、最も好ましくは２００℃以
下である。ここで、最終硬化温度が３５０℃を下回った
処理を行った場合には、無電解金めっきを行うことな
く、はんだと電気ニッケルめっきを接合することが可能
であった。以上のような工程を経ることで、表面保護膜
１５は、再配線用配線１１、応力緩和層８、保護膜１６
などを完全に覆うこととなる。このため、表面保護膜１
５は、再配線用配線１１、応力緩和層８、保護膜１６が
刺激性物質により変質、剥離、腐蝕することを抑止でき
る。表面保護膜１５に使用する材料は、このような保護
膜としての特性と上述の最終硬化温度という特性とを勘
案して決定する。

【００３９】第八工程ではバンプパッド６上にフラック
スと共にはんだボールを搭載し、加熱することでバンプ
パッド６にはんだボールを接続し、はんだバンプ５を形
成する。本実施例の第八工程におけるはんだバンプ５の
形成方法は、前記第一の実施例の第七工程と同様であ
る。

【００４０】第九工程では、本工程は、特に図示しない
が、上記工程までを半導体が形成されたウェーハ上で複
数個一括して形成してきたものを、ウェーハダイシング
技術により半導体装置に切断する。

【００４１】本実施例の第一工程から第九工程までの工
程を経ることではんだの拡散を防止するニッケル層が形
成された再配線用配線１１を有する半導体装置が少ない
工程数で形成される。また、応力緩和層８を有し、再配
線用配線１１の途中に応力が集中する屈曲部が存在しな
い半導体装置が実現できる。また、印刷技術を使用する
ことで、露光や現像技術を用いることなく厚膜の絶縁層
である応力緩和層８をパターン形成することができ、そ
の応力緩和層８は再配線用配線１１を形成するための斜
面を有することができる。本実施例によれば、アンダー
フィルを実施せず半導体装置をフリップチップ接続した
場合でも半導体装置の接続信頼性が大幅に向上する。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、はんだの拡散を防止
し、信頼性の高い配線基板または半導体装置を低コスト
で提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板の製造工程を示す図（１）

【図２】本発明の配線基板の製造工程を示す図（２）

【図３】本発明の配線基板の製造工程を示す図（３）

【図４】はんだ拡散防止層を有する半導体パッケージの
製造工程を示す図（１）

【図５】はんだ拡散防止層を有する半導体パッケージの
製造工程を示す図（２）

【図６】はんだ拡散防止層を有する半導体パッケージの
製造工程を示す図（３）

【図７】はんだリフロー回数とはんだ拡散厚さの関係を
示す図

【図８】界面膜応力と、ウェハの反りの関係を示す図

【図９】本発明の配線基板において、配線層を多層化し
た図

【図１０】従来のはんだ拡散防止層形成方法を示す図

【図１１】はんだリフロ回数によるニッケル層へのはん
だ拡散深度の変化を示す写真

【符号の説明】

１…ＵＢＭ材料、２…アルミパッド、３…チップ状の半
導体装置に切断する際の切断部、４…パッシベーション
膜、５…はんだバンプ、６…バンプパッド、７…レジス
ト、８…応力緩和層、９…給電膜、１０…金めっき、１
１…再配線用配線、１２…はんだ拡散防止膜、１３…配
線、１４…配線の逆パターン、１５…表面保護膜、１６
…保護膜、１７…無電解金めっき、１８…基板、１９…
半導体素子が形成されたシリコンウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤光子神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者三浦一真神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者山口欣秀神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者宝蔵寺裕之神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者井上康介神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者大録範行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子と、該半導体素子の上に形成さ
れた絶縁層と、該絶縁層の上に形成され該半導体素子の
有する電極と外部接続端子と電気的に接続する配線と、
該配線の上に形成され、かつ約０．８マイクロメートル
以上約５．０マイクロメートル以下の厚さを有するニッ
ケル層を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】半導体素子と、粒子を含有する絶縁材料を
該半導体素子の上にマスク印刷することで形成された絶
縁層と、該絶縁層の上に形成され該半導体素子の有する
電極と外部接続端子と電気的に接続する配線と、該配線
の上に形成され、かつ約０．８マイクロメートル以上約
５．０マイクロメートル以下の厚さを有するニッケル層
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】請求項２に記載の半導体装置において、前
記絶縁層の厚さが約３５マイクロメートルから約１５０
マイクロメートルであることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の半導体
装置において、上記ニッケル層の厚さが約０．８マイク
ロメートル以上約３．０マイクロメートル以下であるこ
とを特徴とする半導体装置。
【請求項５】請求項４に記載の半導体装置において、上
記ニッケル層の厚さが約０．８マイクロメートル以上約
１．６マイクロメートル以下であることを特徴とする半
導体装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の半導体
装置において、前記外部接続端子がはんだバンプであ
り、該はんだバンプと上記ニッケル層により形成された
合金層の厚さが約０．５マイクロメートル以上約５．０
マイクロメートル以下であることを特徴とする半導体装
置。
【請求項７】請求項６に記載の半導体装置において、上
記合金層の厚さが２．５マイクロメートル以上３．５マ
イクロメートル以下であることを特徴とする半導体装
置。
【請求項８】請求項６または７に記載の半導体装置にお
いて、前記合金層の主成分がＮｉとＳｎであることを特
徴とする半導体装置。
【請求項９】請求項６から８のいずれかに記載の半導体
装置において、前記はんだバンプの成分にＳｎ、Ａｇを
有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】請求項１から９のいずれかに記載の半導
体装置において、前記配線と前記ニッケル層または前記
ニッケル合金層は電気めっきまたは無電解めっきを用い
て形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】無機材料基板または有機材料基板の上
に、第一の外部電極と第二の外部電極とを電気的に接続
する配線と、該配線の上に形成され、かつ０．８マイク
ロメートル以上５．０マイクロメートル以下の厚さを有
するニッケル層を有することを特徴とする配線基板。
【請求項１２】請求項１１に記載の配線基板において、
前記無機材料基板がガラス基板またはシリコンウェハで
あり、前記有機材料基板がプリント基板であることを特
徴とする配線基板。
【請求項１３】請求項１１または１２に記載の配線基板
において、上記ニッケル層の厚さが約０．８マイクロメ
ートル以上約３．０マイクロメートル以下であることを
特徴とする配線基板。
【請求項１４】請求項１３に記載の配線基板において、
上記ニッケル層の厚さが約０．８マイクロメートル以上
約１．６マイクロメートル以下であることを特徴とする
配線基板。
【請求項１５】請求項１１から１４のいずれかに記載の
配線基板において、すくなくとも前記第一の外部電極と
第二の外部電極のどちらかがはんだバンプであり、該は
んだバンプと上記ニッケル層により形成された合金層の
厚さが約０．５マイクロメートル以上約５．０マイクロ
メートル以下であることを特徴とする配線基板。
【請求項１６】請求項１５に記載の配線基板において、
上記合金層の厚さが２．５マイクロメートル以上３．５
マイクロメートル以下であることを特徴とする配線基
板。
【請求項１７】請求項１５または１６に記載の配線基板
において、前記合金層の主成分がＮｉとＳｎであること
を特徴とする配線基板。
【請求項１８】請求項１５から１７のいずれかに記載の
配線基板において、前記はんだバンプの成分がＳｎ、Ａ
ｇを有することを特徴とする配線基板。
【請求項１９】請求項１０から１８のいずれかに記載の
配線基板において、前記配線と前記ニッケル層または前
記ニッケル合金層は電気めっきまたは無電解めっきを用
いて形成されたことを特徴とする配線基板。