JP2002134546A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2002134546A JP2002134546A JP2000330720A JP2000330720A JP2002134546A JP 2002134546 A JP2002134546 A JP 2002134546A JP 2000330720 A JP2000330720 A JP 2000330720A JP 2000330720 A JP2000330720 A JP 2000330720A JP 2002134546 A JP2002134546 A JP 2002134546A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度の異なる金属膜を析出させることができ
る半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】異なる硬度の金属の積層膜を備えた半導体
装置を形成する場合、メッキ液の温度を断続的、あるい
は連続的に変えることによって、硬度の異なる金属膜を
析出させて形成する。
る半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】異なる硬度の金属の積層膜を備えた半導体
装置を形成する場合、メッキ液の温度を断続的、あるい
は連続的に変えることによって、硬度の異なる金属膜を
析出させて形成する。
Description
【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、特に、金属膜の硬度を制御することができ
る半導体装置の製造方法に関する。
方法に関し、特に、金属膜の硬度を制御することができ
る半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばバンプ電極を備えた半導体装置に
おいて、バンプ電極の硬度が高い場合、バンプ電極の変
形量が少なく、実装基板と半導体装置との間の寸法が大
きくなる利点がある反面、基板との接着性が悪くなると
いう欠点があった。逆に、バンプ電極の硬度が低い場
合、実装基板との接着性は良くなる反面、バンプ電極の
変形量が大きく、実装基板と半導体装置との間の寸法が
小さくなるという欠点があった。このように相反する問
題を解決するため、硬度の高い金属膜上に硬度の低い金
属膜を積層させて、硬度の低い金属膜が変形して実装基
板に接着するとともに、硬度の高い金属膜によって実装
基板との間の寸法を確保する構造のバンプ電極が知られ
ている。
おいて、バンプ電極の硬度が高い場合、バンプ電極の変
形量が少なく、実装基板と半導体装置との間の寸法が大
きくなる利点がある反面、基板との接着性が悪くなると
いう欠点があった。逆に、バンプ電極の硬度が低い場
合、実装基板との接着性は良くなる反面、バンプ電極の
変形量が大きく、実装基板と半導体装置との間の寸法が
小さくなるという欠点があった。このように相反する問
題を解決するため、硬度の高い金属膜上に硬度の低い金
属膜を積層させて、硬度の低い金属膜が変形して実装基
板に接着するとともに、硬度の高い金属膜によって実装
基板との間の寸法を確保する構造のバンプ電極が知られ
ている。
【０００３】一般的に、このようなバンプ電極を電界メ
ッキ法により形成する場合、電流密度を変化させて、硬
度の異なる金属膜を析出させていた。即ち、電流密度を
低くして硬度の高い金属膜を析出させた後、電流密度を
高くして硬度の低い金属膜を析出させることができる。
ッキ法により形成する場合、電流密度を変化させて、硬
度の異なる金属膜を析出させていた。即ち、電流密度を
低くして硬度の高い金属膜を析出させた後、電流密度を
高くして硬度の低い金属膜を析出させることができる。
【０００４】しかし、通常使用されているノンシアン系
の金メッキ液では、電流密度の差で硬度を変化させるこ
とが難しい場合がある。具体的には、ノンシアン系メッ
キ液であるミクロファブＡｕ６２０（商品名、日本エレ
クトロプレイティング・エンジニヤース（株）製）を使
用し、電流密度と硬度の関係を調べた結果を図４に示
す。
の金メッキ液では、電流密度の差で硬度を変化させるこ
とが難しい場合がある。具体的には、ノンシアン系メッ
キ液であるミクロファブＡｕ６２０（商品名、日本エレ
クトロプレイティング・エンジニヤース（株）製）を使
用し、電流密度と硬度の関係を調べた結果を図４に示
す。
【０００５】図に示すように、電流密度を５〜１５ｍＡ
／ｃｍ2と変化させたとき、硬度は３．２Ｈｖ程度しか
変化せず、硬度の異なる金属膜を形成することができな
かった。また、この種のメッキ液では、５〜１２ｍＡ／
ｃｍ2の範囲でメッキを行わないと、析出する金属膜の
表面が荒れ、いわゆるメッキ焼けを起こしてしまう。
／ｃｍ2と変化させたとき、硬度は３．２Ｈｖ程度しか
変化せず、硬度の異なる金属膜を形成することができな
かった。また、この種のメッキ液では、５〜１２ｍＡ／
ｃｍ2の範囲でメッキを行わないと、析出する金属膜の
表面が荒れ、いわゆるメッキ焼けを起こしてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように異なる硬度
の金属膜からなる積層膜で構成されたバンプ電極を形成
する際、ノンシアン系のメッキ液を用いて電流密度を変
える方法では、十分な硬度差のある積層膜を得ることが
できないという問題点があった。本発明は上記問題点を
解消し、簡便に硬度の異なる金属膜を析出させることが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。特に、バンプ電極を形成する際、簡便に硬度の異な
る金属層を析出させることができる半導体装置の製造方
法を提供することを目的とする。
の金属膜からなる積層膜で構成されたバンプ電極を形成
する際、ノンシアン系のメッキ液を用いて電流密度を変
える方法では、十分な硬度差のある積層膜を得ることが
できないという問題点があった。本発明は上記問題点を
解消し、簡便に硬度の異なる金属膜を析出させることが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。特に、バンプ電極を形成する際、簡便に硬度の異な
る金属層を析出させることができる半導体装置の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、異なる硬度の金属膜からな
る積層膜を備えた半導体装置の製造方法において、前記
積層膜は、メッキ液の温度を断続的、あるいは連続的に
変えることによって、硬度の異なる金属膜を析出させて
形成することを特徴とするものである。
め、請求項１に係る発明は、異なる硬度の金属膜からな
る積層膜を備えた半導体装置の製造方法において、前記
積層膜は、メッキ液の温度を断続的、あるいは連続的に
変えることによって、硬度の異なる金属膜を析出させて
形成することを特徴とするものである。
【０００８】また請求項２に係る発明は、異なる硬度の
金属の積層膜で構成されたバンプ電極を備えた半導体装
置の製造方法において、少なくとも前記バンプ電極の一
部は、メッキ液を第１の温度に設定し、第１の硬度の金
属膜を析出させた後、前記メッキ液を前記第１の温度よ
り高い第２の温度に設定し、前記第１の硬度より低い第
２の硬度の金属膜を析出させて形成することを特徴とす
るものである。
金属の積層膜で構成されたバンプ電極を備えた半導体装
置の製造方法において、少なくとも前記バンプ電極の一
部は、メッキ液を第１の温度に設定し、第１の硬度の金
属膜を析出させた後、前記メッキ液を前記第１の温度よ
り高い第２の温度に設定し、前記第１の硬度より低い第
２の硬度の金属膜を析出させて形成することを特徴とす
るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、メッキ液としてミクロファブＡｕ６
２０を使用し、電流密度８ｍＡ／ｃｍ2一定とし、メッ
キ液の温度とメッキされた金膜の硬度との関係を図１に
示す。図１に示すように、メッキ液の温度が上昇するに
従い、硬度が減少していることがわかる。なお、硬度
は、ビッカース硬度を示している。
て説明する。まず、メッキ液としてミクロファブＡｕ６
２０を使用し、電流密度８ｍＡ／ｃｍ2一定とし、メッ
キ液の温度とメッキされた金膜の硬度との関係を図１に
示す。図１に示すように、メッキ液の温度が上昇するに
従い、硬度が減少していることがわかる。なお、硬度
は、ビッカース硬度を示している。
【００１０】このような関係を利用して、硬度の異なる
金属膜が積層した構造を形成することができる。まず、
メッキ液の温度を第１の設定温度としてメッキを行な
い、第１の硬度の金メッキ層を析出させる。その後、メ
ッキ液の温度を第２の設定温度とした後、再度メッキを
行なう。その結果、第１の硬度の金メッキ層上に第２の
硬度の金メッキ層が析出することになる。
金属膜が積層した構造を形成することができる。まず、
メッキ液の温度を第１の設定温度としてメッキを行な
い、第１の硬度の金メッキ層を析出させる。その後、メ
ッキ液の温度を第２の設定温度とした後、再度メッキを
行なう。その結果、第１の硬度の金メッキ層上に第２の
硬度の金メッキ層が析出することになる。
【００１１】本発明ではメッキ液の温度を変化させるこ
とによって、メッキ層の硬度を適宜設定することができ
る。なお、第１の硬度の金メッキ層を析出させた後、第
２の硬度のメッキ層を析出させる際、メッキ液の温度を
第１の設定温度から第２の設定温度に変化させた後、第
２の硬度のメッキを行っても良いし、第２の設定温度に
変化させながら徐々に硬度の異なるメッキ層を析出さ
せ、第２の設定温度に達した後、第２の硬度の金メッキ
層を析出させるように構成しても良い。
とによって、メッキ層の硬度を適宜設定することができ
る。なお、第１の硬度の金メッキ層を析出させた後、第
２の硬度のメッキ層を析出させる際、メッキ液の温度を
第１の設定温度から第２の設定温度に変化させた後、第
２の硬度のメッキを行っても良いし、第２の設定温度に
変化させながら徐々に硬度の異なるメッキ層を析出さ
せ、第２の設定温度に達した後、第２の硬度の金メッキ
層を析出させるように構成しても良い。
【００１２】このような方法を利用して、バンプ電極を
形成することができる。以下、直径１００μｍ、高さ２
５μｍのバンプ電極を形成する方法について説明する。
半導体基板１上に電極２が形成されている。全面に電界
メッキ時に電源に接続される金属膜３を形成し、バンプ
電極形成予定領域を開口するようにホトレジスト４をパ
ターニングする。
形成することができる。以下、直径１００μｍ、高さ２
５μｍのバンプ電極を形成する方法について説明する。
半導体基板１上に電極２が形成されている。全面に電界
メッキ時に電源に接続される金属膜３を形成し、バンプ
電極形成予定領域を開口するようにホトレジスト４をパ
ターニングする。
【００１３】まず第１のメッキを行なう。このメッキ工
程で析出させるメッキ層は、比較的硬度の高い層とす
る。そのため、メッキ液の温度を比較的低温に設定す
る。具体的には、電流密度８ｍＡ／ｃｍ2、メッキ液の
温度を４５℃とし、３６分間メッキを行うことによっ
て、約１５μｍの第１のメッキ層５を形成する。この第
１のメッキ層５のビッカース硬度は、１６２ＨＶと測定
された。
程で析出させるメッキ層は、比較的硬度の高い層とす
る。そのため、メッキ液の温度を比較的低温に設定す
る。具体的には、電流密度８ｍＡ／ｃｍ2、メッキ液の
温度を４５℃とし、３６分間メッキを行うことによっ
て、約１５μｍの第１のメッキ層５を形成する。この第
１のメッキ層５のビッカース硬度は、１６２ＨＶと測定
された。
【００１４】次に第２のメッキを行なう。このメッキ工
程で析出させるメッキ層は、比較的硬度の低い層とす
る。そのため、メッキ液の温度を比較的高温に設定す
る。具体的には、メッキ液の温度を７０℃とし、２３分
間メッキを行うことによって、約１０μｍの第２のメッ
キ層６を形成する（図２）。この第２のメッキ層６のビ
ッカース硬度は、８８ＨＶと測定された。
程で析出させるメッキ層は、比較的硬度の低い層とす
る。そのため、メッキ液の温度を比較的高温に設定す
る。具体的には、メッキ液の温度を７０℃とし、２３分
間メッキを行うことによって、約１０μｍの第２のメッ
キ層６を形成する（図２）。この第２のメッキ層６のビ
ッカース硬度は、８８ＨＶと測定された。
【００１５】以下、通常のバンプ電極の製造方法に従
い、ホトレジスト４を除去した後、第２のメッキ層６を
エッチングマスクとして使用し、金属層３をエッチング
除去し、バンプ電極７を形成する（図３）。
い、ホトレジスト４を除去した後、第２のメッキ層６を
エッチングマスクとして使用し、金属層３をエッチング
除去し、バンプ電極７を形成する（図３）。
【００１６】このように形成したバンプ電極を、圧着荷
重２００〜３００ｇ、加熱温度２００℃（超音波併用）
で実装基板上の金パターンに圧着したところ、バンプ電
極−実装基板間にはがれは発生しなかった。従来のバン
プ電極、即ち第１のメッキ層のみで形成したバンプ電極
を実装基板上の金パターンに圧着させる場合、圧着荷重
３００ｇ以下でははがれが生じていたため、接着性が向
上していることが確認された。また、第１のメッキ層５
の硬度は高いため、バンプ電極全体がつぶれて半導体装
置と実装基板との間の寸法が小さくなることもない。
重２００〜３００ｇ、加熱温度２００℃（超音波併用）
で実装基板上の金パターンに圧着したところ、バンプ電
極−実装基板間にはがれは発生しなかった。従来のバン
プ電極、即ち第１のメッキ層のみで形成したバンプ電極
を実装基板上の金パターンに圧着させる場合、圧着荷重
３００ｇ以下でははがれが生じていたため、接着性が向
上していることが確認された。また、第１のメッキ層５
の硬度は高いため、バンプ電極全体がつぶれて半導体装
置と実装基板との間の寸法が小さくなることもない。
【００１７】なお、第１のメッキ工程と第２のメッキ工
程は、同一のメッキ装置を用いて、第１のメッキが終了
した後、メッキ液の温度を上昇させ、所定の温度に安定
した後、第２のメッキを行なうように、断続的にメッキ
液の温度を変化させて行っても良いし、第１のメッキが
終了した後、メッキを行いながらメッキ液の温度を上昇
させ、所定の温度で第２のメッキを行なうように、連続
的にメッキ液の温度を変化させて行っても良い。
程は、同一のメッキ装置を用いて、第１のメッキが終了
した後、メッキ液の温度を上昇させ、所定の温度に安定
した後、第２のメッキを行なうように、断続的にメッキ
液の温度を変化させて行っても良いし、第１のメッキが
終了した後、メッキを行いながらメッキ液の温度を上昇
させ、所定の温度で第２のメッキを行なうように、連続
的にメッキ液の温度を変化させて行っても良い。
【００１８】２つのメッキ装置を用意しておき、第１の
メッキの液の温度に設定された第１のメッキ装置でメッ
キを終了させた後、第２のメッキの液の温度に設定され
た第２のメッキ装置でメッキを終了させるように構成し
ても良いことはいうまでもない。さらに、第１のメッキ
工程と第２のメッキ工程を複数回繰り返し行っても良
い。
メッキの液の温度に設定された第１のメッキ装置でメッ
キを終了させた後、第２のメッキの液の温度に設定され
た第２のメッキ装置でメッキを終了させるように構成し
ても良いことはいうまでもない。さらに、第１のメッキ
工程と第２のメッキ工程を複数回繰り返し行っても良
い。
【００１９】以上、バンプ電極の形成方法を例にとり説
明を行ったが、本発明は、バンプ電極の形成方法に限定
されることはなく、異なる硬度の金属膜を積層形成する
場合に適用することが可能である。例えば、ワイヤボン
ディングするための電極や、ヒートシンク構造に適用す
ることが可能である。
明を行ったが、本発明は、バンプ電極の形成方法に限定
されることはなく、異なる硬度の金属膜を積層形成する
場合に適用することが可能である。例えば、ワイヤボン
ディングするための電極や、ヒートシンク構造に適用す
ることが可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、メッキに
より析出させる金属の硬度を、メッキ液の温度を変化さ
せるだけで制御することができ、簡便な方法である。
より析出させる金属の硬度を、メッキ液の温度を変化さ
せるだけで制御することができ、簡便な方法である。
【００２１】本発明によりバンプ電極を形成した場合、
実装基板との接着性が良く、かつ実装基板と半導体装置
との間の寸法を大きく保つことができる。
実装基板との接着性が良く、かつ実装基板と半導体装置
との間の寸法を大きく保つことができる。
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態のバンプ電極の製造方法を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態のバンプ電極の製造方法を
説明する図である。
説明する図である。
【図４】本発明に使用するメッキ液の電流密度と硬度と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
１ 半導体基板 ２ 電極 ３ 金属膜 ４ ホトレジスト ５ 第１のメッキ層 ６ 第２のメッキ層 ７ バンプ電極
Claims (2)
- 【請求項１】 異なる硬度の金属膜からなる積層膜を備
えた半導体装置の製造方法において、前記積層膜は、メ
ッキ液の温度を断続的、あるいは連続的に変えることに
よって、硬度の異なる金属膜を析出させて形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 異なる硬度の金属の積層膜で構成された
バンプ電極を備えた半導体装置の製造方法において、少
なくとも前記バンプ電極の一部は、メッキ液を第１の温
度に設定し、第１の硬度の金属膜を析出させた後、前記
メッキ液を前記第１の温度より高い第２の温度に設定
し、前記第１の硬度より低い第２の硬度の金属膜を析出
させて形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000330720A JP2002134546A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000330720A JP2002134546A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134546A true JP2002134546A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18807186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000330720A Pending JP2002134546A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134546A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016086044A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 新日本無線株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPWO2019150825A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2020-02-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体装置 |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000330720A patent/JP2002134546A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016086044A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 新日本無線株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPWO2019150825A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2020-02-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体装置 |
| US11183615B2 (en) | 2018-02-01 | 2021-11-23 | Nuvoton Technology Corporation Japan | Semiconductor device |
| US11417805B2 (en) | 2018-02-01 | 2022-08-16 | Nuvoton Technology Corporation Japan | Semiconductor device |
| US11742461B2 (en) | 2018-02-01 | 2023-08-29 | Nuvoton Technology Corporation Japan | Semiconductor device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
| A02 | Decision of refusal |
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