JP2002151537A - 半導体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプおよびその形成方法 - Google Patents
半導体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプおよびその形成方法Info
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Abstract
いアンダーバンプメタルやバンプの作製方法を提供し、
その方法による信頼性の高い半導体装置を得ることを目
的とする。 【解決手段】 金属電極上にニッケルメッキを行う前の
前処理を行うに際し、電極の付いたチップやウェハに対
し、1回以上有機溶媒による洗浄を行うことと、UVオゾ
ン洗浄を行うことにより、一つの電極内部・一つのチッ
プ上の各電極間・ウェハ上及びウェハ間の電極間での処
理の差を小さくすることが出来る。また、ニッケルメッ
キ液の濃度を濃くすることで中央部が凹んだUBMを形成
することが出来る。以上により、均一性・密着性・信頼
性に優れたUBMやバンプを形成することが出来る。ま
た、その方法により信頼性の高い半導体装置が得られ
る。
Description
ップチップ方式やフィルムキャリア方式などのワイヤレ
スボンディング方式を用いて実装する場合に必要な、半
導体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ形成方
法、及びそれを有する半導体装置に関するものである。
ウェット方法でアンダーバンプメタル(UBM)あるいは
突起電極(バンプ)を無電解メッキ法で形成する方法
は、(1)ウェハ上のアルミニウム薄膜電極にジンケー
ト処理によりアルミニウムと亜鉛とを置換する処理を行
った後、無電解ニッケルメッキでUBMまたはバンプを形
成する方法(Proceedings of IEEE Multi-Chip Module
Conference MCMC-93,SantaCruz 74 1993, Electronic C
omponents and Technology Conference 412 1990,ISHM
1993 Proceedings 439ページ、信技報 CPM87−37
13ページ)と、(2)アルミニウム電極表面をパラジウ
ムにより活性化させた後、無電解ニッケルメッキを行う
方法(Proceedings of IEEE Multi-Chip Module Confer
ence MCMC-93,Santa Cruz 74 1993, 信技報 CPM87−4
0)と、(3)アルミニウムとニッケルを直接置換さ
せ、自己触媒型無電解ニッケルメッキを行う方法(SHM
会誌 10巻、2号、21ページ)が用いられている。
のうち上記(1)の方法を説明する。通常のフォトリソ
プロセスを経て作成されたアルミニウム電極付きシリコ
ン基板を図1(a)に示す。図1(a)のアルミニウム電
極付シリコン基板を酸性液(硫酸、硝酸、リン酸あるい
はそれらの混合液)またはアルカリ性液(水酸化ナトリ
ウム水溶液または水酸化カリウム水溶液)でライトエッ
チングを行う。次に酸性あるいはアルカリ性のジンケー
ト(亜鉛)処理液で表面のアルミニウムの一部を亜鉛に
換える(図1(b))。アルミニウム電極の凸凹が大き
い場合は酸洗し再度ジンケート処理を行う。2度3度こ
の処理を繰り返す場合もある。無電解ニッケルメッキ
(図1(c))、さらに適宜無電解金メッキ(図1
(d))を行い、UBMやバンプを作製する。図2(b)及び
図3(b)には、さらにUBM上にハンダボールを搭載しリフ
ローすることにより、ハンダバンプを形成したものを示
している。銅電極表面へのニッケルバンプ形成も類似の
方法で処理が行われる。
ート処理やパラジウム処理を行う前の前処理を十分に行
っておかないと、ジンケート処理やパラジウム処理時
に、電極上でのアルミニウムと亜鉛やパラジウムとの置
換反応の速度あるいは銅とパラジウムとの置換反応の速
度が、一個の電極内,チップ上の個々の電極間,ウェハ
上でのチップ間,あるいは同時処理するウェハ間で異な
るという事態が生じ易い。この現象は、次工程の無電解
ニッケルメッキ工程や、場合により行われる酸洗工程,
2回目以降のジンケート処理工程の均一性に影響し、ニ
ッケルメッキ層の厚みや密着性に差を生じさせていた。
はなはだしい場合には、ニッケルが全くメッキ膜として
生成しない事態も起きていた。この為に出来上がったUB
Mやバンプの高さにバラツキや表面の凹凸に差が出たり
して、半導体装置として使用出来ないものが出来たりし
ていた。この原因としては、ウェハやチップ取り扱い時
における小さなゴミや油分や水分が考えられる。したが
って、それらの不均一状態を取り除き、全てのアルミニ
ウムや銅の電極部分が小さなゴミや油分や水分等の無い
均一な面となるように前処理を十分に行う必要がある。
が行われてきたが、不十分であったり、アルカリ脱脂時
に電極金属が溶けてしまったりした。また、プラズマエ
ッチングも行われた例があるが、真空装置が必要であ
り、コスト高である。
プロセスによりUBMやバンプを形成する際に、一個の電
極内の各部分,チップ上の個々の電極間,ウェハ内での
チップ間,異なるウェハ間での電極上のニッケル膜厚及
び密着性の差を出来るだけ小さくし、均一で信頼性に優
れたUBMやバンプを形成する方法を提供することを目的
とする。またそのようにして作製されたUBM上に均一で
信頼性に優れた金属バンプを付けた半導体装置を提供す
ることを目的とする。
成するために、以下のような手段を用いる。 (1)半導体素子の電極表面に金属メッキでUBMあるい
はバンプを形成する方法であって、メッキ前に上記半導
体素子の電極表面を1回以上有機溶媒で洗浄する工程を
含み、後は通常の前処理と金属メッキを行うことにより
半導体素子のUBMまたはバンプを形成する。 (2)半導体素子の電極表面に金属メッキでUBMあるい
はバンプを形成する方法であって、メッキ前に上記半導
体素子の電極表面を1回以上有機溶媒で洗浄する工程
と、さらにUVオゾン洗浄する工程とを行い、後は通常の
前処理と金属メッキを行うことにより半導体素子のUBM
またはバンプを形成する。 (3)半導体素子のアルミニウム電極表面にニッケルメ
ッキでUBMあるいはバンプを形成するにあたり、ニッケ
ルメッキ前に上記半導体素子のアルミニウム電極表面を
1回以上有機溶媒で洗浄する工程と、さらにUVオゾン洗
浄する工程と、酸性液あるいはアルカリ性液によりエッ
チング処理するライトエッチング工程と、ジンケート処
理またはパラジウム処理を行う工程を行い、無電解ニッ
ケルメッキ液でニッケルメッキし、適宜金メッキを行い
半導体素子のUBMまたはバンプを形成する。 (4)半導体素子のアルミニウム電極表面にニッケルメ
ッキでUBMあるいはバンプを形成するにあたり、ニッケ
ルメッキ前に上記半導体素子のアルミニウム電極表面を
1回以上有機溶媒で洗浄する工程と、さらにUVオゾン洗
浄する工程と、酸性液あるいはアルカリ性液によりエッ
チング処理するライトエッチング工程と、ジンケート処
理またはパラジウム処理を行い、酸洗する工程を一回以
上行う工程と、再びジンケート処理またはパラジウム処
理を行う工程を行ない、無電解ニッケルメッキ液でニッ
ケルメッキし、適宜金メッキを行い半導体素子のUBMま
たはバンプを形成する。 (5)半導体素子の銅電極表面にニッケルメッキでUBM
あるいはバンプを形成するにあたり、ニッケルメッキ前
に上記半導体素子の銅電極表面を1回以上有機溶媒で洗
浄する工程と、さらにUVオゾン洗浄する工程と、酸性液
あるいはアルカリ性液によりエッチング処理するライト
エッチング工程と、パラジウム処理を行う工程とを行
い、無電解ニッケルメッキ液でニッケルメッキし、適宜
金メッキを行い半導体素子のUBMまたはバンプを形成す
る。 (6)上記(1)において、メッキ前に半導体素子のア
ルミニウム電極表面を1回以上有機溶媒で洗浄する工程
の後、上記(2)においては、UVオゾン洗浄する工程の
後、それぞれ酸性液あるいはアルカリ性液によりエッチ
ング処理するライトエッチング工程を行い、複数回のジ
ンケート処理を行うにあたり、異なる種類のジンケート
処理液を交互に使用することにより半導体素子のUBMま
たはバンプを形成する。 (7)半導体素子の電極表面に金属メッキを成長させる
際に、電極パッドの外周部分のメッキ金属を早く成長さ
せることにより、中央部分が凹み外周部分がせり上がっ
た形状のUBMを形成させる。 (8)半導体素子の電極上に金属メッキにより形成した
UBMを用いた半導体装置であって、中央部分が凹み外周
部分がせり上がった形状のUBMを使用した半導体装置と
する。 (9)上記(1)〜(7)の形成方法で作製したUBM上
に、導電性ボールを搭載後、接着またはリフローするこ
とにより半導体装置用のバンプを形成する。 (10)上記(9)記載の半導体装置用のバンプ形成方
法において、導電性ボールの粒径を 2rとし、各UBMの
メッキパッドの面積をS1とした時、 (S1/π)3/2 < 2(r3) (式1) を満たす粒径2rの導電性ボールを使用することにより
半導体装置用バンプを形成する。 (11)上記(9)または(10)記載の半導体装置用
バンプ形成方法において、導電性ボールの粒径と使用す
る導電性ボールの平均粒径2rmとの差を△rとした
時、個々のボールが | △r|/2rm< 0.05 (式2) である条件を満たす導電性ボールを使用し、各UBMの表
面積をS1とし、 Smを全UBMパッドの平均の面積とした
時、 0 < | {S1 − Sm }|/Sm < 0.1 (式3) である条件を満たすUBMを使用することにより半導体装
置用のバンプを形成する。 (12)上記(1)〜(7)の形成方法で作製したUBM
上に導電性ボールが搭載され、接合されている半導体装
置であって、UBM上に搭載し接合した導電性ボールの頂
上からUBMの中心部への断面におけるボールの横方向の
最大長さをd、縦方向のボールの高さをcとし、ボール
断面でdとcの交点から上の部分をaとし、交点の下の
部分をbとした時、0.5 ≦ c/d < 1かつ、0 ≦
b/a <1 となるように導電性ボールを付けた半導体
装置とする。 (13)上記(1)〜(7)の形成方法で作製したUBM
上に導電性ボールが搭載され、接合されている半導体装
置であって、前記UBM上に接合された導電性ボールに、
更に他の電極が接合されている際に、前記のUBMの面積
をSとし、導電性ボールの接合後の高さをhとした時、 S < 4πh2 (式4) となるように導電性ボールを付けた半導体装置とする。
て図面に基づいて詳細に説明する。図1を用いて本発明
におけるアルミニウム電極上へのUBM及びバンプ形成法
を例に説明する。
ニングしたシリコン基板(アルミニウム電極の厚みは例
えば 0.5〜2μm)を示す。表面清浄化処理としての
以下の2工程を行う。
ウェハまたはチップ等の電極表面を洗浄する工程を導入
する。有機溶媒中の洗浄はそれぞれ1〜30分とし、超
音波をかけても良い。この処理工程は、1分以下では効
果が乏しく、30分以上行っても効果は同じである。有
機溶媒としては、例えばアセトンやメチルエチルケトン
等のケトン系のもの、エタノールやメタノールやプロパ
ノール等のアルコール系のもの、あるいはそれらを適当
な比率で混合した混合物を用いる。その他テトラヒドロ
フラン等ウェハ上に付着したごみ・油分・水分を溶かす
または流し去る各種の溶媒を使用しても良い。複数回洗
浄を行う時は、溶媒として比誘電率の低いものと高いも
ののように、比誘電率の異なるものを選択するのが良
い。
溶媒を乾燥後、さらにUVオゾン洗浄を行い、ウェハまた
はチップ等の電極上の有機物を完全に除去する工程を導
入する。これは、大気中または酸素雰囲気中または酸素
をわずかでも含む雰囲気中で紫外線を1分〜30分間当て
ることにより、有機物を分解除去する工程である。この
処理工程は、1分以下では効果が乏しく、30分以上行
っても効果は同じである。ここでいうUVオゾン洗浄と
は、電極表面に酸素の存在下でUV(紫外)光を当て、紫
外線及び紫外線により発生したオゾンで有機物を分解洗
浄する工程である。
有機物は全て除去される。この工程はメッキの脱脂処理
前に行うことが好ましい。上記処理後は通常の前処理を
してメッキ処理を行う。一例を下記に示す。
ングを行う。酸性液は主として希硫酸液が用いられる。
リン酸や硝酸を含んでいても良い。硫酸の濃度は10〜
60%のものを使用する。界面活性剤を含んでいても良
い。あるいは、有機酸を含んでいても良い。アルカリ性
の液の場合は、1〜50%の水酸化ナトリウムや水酸化
カリウム水溶液が用いられる。次にジンケート(亜鉛)
処理液またはパラジウム処理液で表面のアルミニウムの
一部を亜鉛またはパラジウムに換える(図1(b))。
本発明において、ジンケート処理とは亜鉛に置換する処
理のことをいう。一度亜鉛またはパラジウム置換したも
のを酸洗し再びジンケート処理またはパラジウム処理す
る工程を1回以上行って、より平滑性に優れた表面を得
ることも出来る。一般にこのジンケート処理液は、アル
カリ性のものが使用されるが、pHが10以上である場
合が多く、アルミ電極のロットによっては均一な表面が
得られないことがある。この際には、アルカリ強度の低
い処理液を使用したり、酸性の処理液を使用したり、複
数回のジンケート処理の場合は濃度の異なるものや液性
の異なる処理液を使用して均一な処理面とする。この
後、無電解ニッケルメッキ、適宜無電解金メッキを順次
行い、UBMやバンプを作成する。無電解ニッケルメッキ
液としては、Ni-P系のメッキ液やNi-B系メッキ液を使用
することが出来る。ジンケート処理液・無電解ニッケル
メッキ液・無電解金メッキ液は、一般書、例えば、
{「無電解めっき」 神戸徳蔵著 槇書店 1984年刊
} を参考にメッキ液を作成して使用しても良い。金メ
ッキは必要に応じて行う。
ケル濃度を高く変えることにより、電極パッドの中央部
が凹んだ形状のUBMを作製することが出来る。酸性のメ
ッキ液を用いる条件では、ニッケルの濃度を例えば3.4g
/l以上にしたメッキ液を用いる等の手段を行えば、上
記形状のUBMを形成することが出来る。この形状のUBMを
使用した場合はマウンターにより導電性ボールを搭載し
た時に、ボールが転がったりせず、バンプの信頼性を向
上させることが出来る。図4及び図5に電極パッドの中
央部が凹んだ形状のUBMの模式図を示す。電極パッドの
中央部が凹んだ形状のUBMを使用した場合、ボール高さ
・シェア強度とも表面が平坦なものと同様の値が得られ
る。銅電極の場合もアルミニウム電極とほぼ同様の処理
を行えば良い。
に、導電性ボールとして半田ボールを搭載し、リフロー
することにより、半田バンプを形成したものを示してい
る。半田は共晶半田,各種鉛フリー半田,コアが銅で周
囲が半田のボール等を使用することが出来る。
Mを使用しバンプを形成する方法、及びバンプ形成した
半導体装置について説明する。半田ボールを搭載するニ
ッケルあるいはニッケル金メッキのUBMにおいて、半田
ボールとUBMの接合面は、図2(a)と図3(a)の部分
9で示す様な形状をしており、UBMの大きさと同じ大き
さである。ここで、使用する導電性ボールの粒径を 2r
とし、UBMのニッケルあるいはニッケル金メッキパッド
の面積をS1とした時、(式1) の条件を満たす粒径2
rの導電性ボールを使用することにより、金属ボールを
UBM上に接続した際に、半導体素子における接着した導
電性ボールの縦断面形状が、少なくとも半球状(図2の
(a)及び(b))より大きい形状(例えば図3の (a)及び
(b))となり、半導体装置として使用する際に密着性の
良いボンデングが行える。それより小さい場合は平坦な
バンプ形状となり、密着性の良いチップとして使用しに
くくなる。
使用する平均直径2rmの導電性ボールの平均値からの
ずれを△rとした時、個々のボールが、(式2)の条件
を満たす導電性ボールを使用することにより導電性バン
プを形成すれば、高さの揃ったバンプが得られ、半導体
装置として使用する際に密着性の良いボンデングが行え
る。0.05より大きいとバンプ高さのバラツキのため、接
合不良が出やすくなる。さらに、各UBMパッドの表面積
をS1とし、 Smを全UBMパッドの平均の面積とした時、
(式3)の条件を満たすUBMを使用することにより導電
性バンプを形成すれば、高さの揃ったバンプが得られ、
半導体素子として使用する際に密着性の良いボンデング
が行える。0.1より大きい時はボール搭載後にバンプ高
さのバラツキのために、接合不良が出やすくなる。
に搭載し接合した後に、図6に示すようにボールの頂上
からUBMの中心部への断面において、ボールの横方向の
最大長さをd、縦方向のボールの高さをcとし、ボール
のdとcの交点から上の部分をaとし、交点の下の部分
をbとした時、0.5 ≦ c/d < 1かつ、0 ≦b/
a < 1 となるように導電性ボールを付けた半導体装置
とする。c/dが0.5より小さいと接続後のボールは
半球状より小さくなり、ボンデイングし難くなる。c/
dが1より大きいと密着性の良い接合が得られない。b
/aが0の場合は接続後のボールが半球状であり、b/a
が1以上では密着性が悪く好ましくない。
は接合されている半導体装置において、バンプを使用し
てボンデイングする際に、そのアンダーバンプメタルの
面積をSとし、導電性ボールの接合後の高さをhとした
時、(式4)を満たすように導電性ボールを付けると密
着性に優れた半導体装置が得られる。S=πh2で半球状
のまま接合する状態であり、S > 4πh2では、接合
性が悪くなる。銅電極の場合にも同様なプロセスで処理
を行い、半導体装置が得られる。
をもつUBMやバンプを形成することが出来る。またUBM上
にハンダボールを搭載し、リフローすれば、密着性の良
い均一な高さの信頼性の高いハンダバンプを形成するこ
とが出来、それによる半導体装置が得られる。ハンダボ
ール使用の場合にはチップやウェハの希望の位置にハン
ダバンプを形成することも出来る。作成したバンプのシ
ェア強度試験においても均一な値が得られる。
理条件等はこれら実施例のみにとらわれるものではな
い。
ーニングしたアルミニウム電極(厚さ1μm)の付いた
チップ(周囲に100μm角のアルミニウム電極を持
ち、80μm角で電極部分にアルミニウムが出ており、
140μmピッチで全部で200ピンの電極がある。)
を用いた。前処理としてアセトン中で5分、エタノール
中で5分それぞれ超音波洗浄を行った。乾燥後、UVオゾ
ン洗浄器で5分間洗浄処理を行った。その後、50%硫
酸水溶液を用いて55℃で3分間エッチングする。水洗
後、市販のジンケート処理液:サブスターAZ(奥野製薬
製)を用いて25℃で120秒間亜鉛置換を行った。水
洗後、無電解ニッケルメッキ液:トップケミアロイ66
(奥野製薬製)を用いて、65℃で30分間ニッケルメ
ッキを行った。ニッケルメッキ厚は5〜5.5μmであっ
た。水洗後、無電解金メッキ液:フラッシュゴールドNB
(奥野製薬製)を用いて90℃で15分間金メッキし
た。メッキ後のUBMの面積は平均値が952μm2であ
り、各々のUBMのパッド面積S1は、92.52〜97.5
2μm2であった。これは、各UBMパッドの表面積S1と、
全UBMパッドの平均の面積Smが(式3)条件を満たす。
金メッキ厚は0.05μmであった。水洗後、乾燥し
た。UBMの高さは5〜5.5μmであった。
用した。ここで使用したボール径の平均値は100μm
であり、使用した個々の導電性ボールは98〜102μ
m以内に入っていた。これは、(式2)の条件を満たし
ている。また、上記パッド面積と導電性ボールの粒径
は、前記(式1)を満たす。
ロー後、ハンダバンプのシェア強度を測定した。任意に
測定した10個のシェア強度測定値を表1に示す。測定
値にバラツキが少なく、十分な強度を持っている。また
ボール高さは、77.8 ± 1.5μmであり、バラツキが2%
以内になっていた。
6、b/a=0.45であった。また、このバンプを使
用して80μm角の電極を持つチップにフリップチップ
ボンデイングした際に、そのUBMの面積Sは、S = 92.
52〜97.52μm2 、導電性ボールの接合後の高さh
は、h=54μmとなり、 (式4) を満足していた。
間のジンケート処理の後水洗し、25%硝酸水溶液で3
0秒間酸洗処理を行い、水洗後、第二のジンケート処理
を120秒間行う以外は、全て同様の条件でハンダバン
プを作成した。その後、シェア強度の測定を行った。任
意に測定した10個の測定値を表1に示す。測定値にバ
ラツキが少ない。UBMの高さは、5〜5.5μmであった。
ボール高さは、77.3±1.6μmであった。図6におい
て、c/d=0.65〜0.66、b/a=0.45で
あった。
間のジンケート処理の後水洗し、25%硝酸水溶液で3
0秒間酸洗処理を行い、水洗後、第二のジンケート処理
を15秒間行う以外は、全て同様の条件でハンダバンプ
を作成した。その後、シェア強度の測定を行った。任意
に測定した10個の測定値を表1に示す。測定値にバラ
ツキが少ない。UBMの高さは、5〜5.5μmであった。ボ
ール高さは、77.3±1.6μmであった。図6において、
c/d=0.65〜0.66、b/a=0.45であっ
た。
間のジンケート処理の後水洗し、25%硝酸水溶液で1
5秒間酸洗処理を行い、水洗後、第二のジンケート処理
を120秒間行い、無電解ニッケルメッキ液としてICP
ニコロン−USD(奥野製薬製:85℃で30分メッキ)
を使用した以外は、全て同様の条件でハンダバンプを作
成した。中央部が凹んだUBMが得られた。その後、シェ
ア強度の測定を行った。任意に測定した10個の測定値
を表1に示す。測定値にバラツキが少ない。UBMの高さ
は、5〜5.5μmであった。ボール高さは、77.2±1.7μ
mであった。図6において、c/d=0.65〜0.6
6、b/a=0.45であった。
ッケルメッキ液濃度を半分にした以外は、全て同様の条
件でハンダバンプを作成した。平たい形状のUBMが得ら
れた。実施例4と同様の評価結果であった。
洗浄をしない以外は、全て同様の条件でハンダバンプを
作成した。平たい形状のUBMが得られた。メッキ後のUBM
の面積は(95±2.7)2μm2 であった。ボールリフ
ロー後のボール高さは、77.3±1.8μmであった。実施
例1よりややバラツクが、ほぼ同様の評価結果であっ
た。
UVオゾン洗浄を行わない以外は、全て実施例1と同様の
処理を行い、ハンダバンプを形成した。シェア強度の測
定を行った。任意に測定した10個の測定値(シェア強
度測定値(単位:gf/ピン))を表1に示す。測定値
にバラツキが大きい。UMBの高さは、4.5〜5.5μmであ
り、ややバラツキが大きかった。ボール高さは、77.3±
2.7μmで、バラツキが大きい。
よれば、以下のような効果を奏することが出来る。本方
法によれば、アルミニウムや銅の電極上に均一な高さの
UBMやバンプを形成することが出来る。またUBM上にハン
ダボールを搭載し、リフローすれば、均一な高さのハン
ダバンプを形成することが出来る。また、この様にして
均一高さのバンプを持つ信頼性のある半導体装置が得ら
れる。
す図であり、(a)はアルミ電極パターニング後、(b)
はジンケート処理(亜鉛置換)またはパラジウム処理、
(c)は無電解ニッケルメッキ、(d)は無電解金メッキ
を示す。
り、(a)はUBMを上から見た所(小さいボール)、
(b)はUBMを横から見た断面図(小さいボール)であ
る。
り、(a)はUBMを上から見た所(大きいボール)、
(b)はUBMを横から見た断面図(大きいボール)であ
る。
ション膜) 4. Zn膜 5. Ni-BまたはNi-P膜またはそれらの混合膜 6. Au膜 7. 半田ボール 8. 電極上のパッシベーション膜の外枠 9. UBM部分
Claims (13)
- 【請求項1】 半導体素子の電極表面に金属メッキでア
ンダーバンプメタルあるいはバンプを形成する方法であ
って、メッキ前に上記半導体素子の電極表面を1回以上
有機溶媒で洗浄する工程を含むことを特徴とする半導体
素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ形成方法。 - 【請求項2】 半導体素子の電極表面に金属メッキでア
ンダーバンプメタルあるいはバンプを形成する方法であ
って、メッキ前に上記半導体素子の電極表面を1回以上
有機溶媒で洗浄する工程と、さらにUVオゾン洗浄する工
程とを含むことを特徴とする半導体素子のアンダーバン
プメタルまたはバンプ形成方法。 - 【請求項3】 半導体素子のアルミニウム電極表面にニ
ッケルメッキでアンダーバンプメタルあるいはバンプを
形成する方法であって、ニッケルメッキ前に上記半導体
素子のアルミニウム電極表面を1回以上有機溶媒で洗浄
する工程と、さらにUVオゾン洗浄する工程と、酸性液あ
るいはアルカリ性液によりエッチング処理するライトエ
ッチング工程と、ジンケート処理またはパラジウム処理
を行う工程とを含むことを特徴とする半導体素子のアン
ダーバンプメタルまたはバンプ形成方法。 - 【請求項4】 半導体素子のアルミニウム電極表面にニ
ッケルメッキでアンダーバンプメタルあるいはバンプを
形成する方法であって、ニッケルメッキ前に上記半導体
素子のアルミニウム電極表面を1回以上有機溶媒で洗浄
する工程と、さらにUVオゾン洗浄する工程と、酸性液あ
るいはアルカリ性液によりエッチング処理するライトエ
ッチング工程と、ジンケート処理またはパラジウム処理
を行い、酸洗する工程を一回以上行う工程と、再びジン
ケート処理またはパラジウム処理を行う工程とを含むこ
とを特徴とする半導体素子のアンダーバンプメタルまた
はバンプ形成方法。 - 【請求項5】 半導体素子の銅電極表面にニッケルメッ
キでアンダーバンプメタルあるいはバンプを形成する方
法であって、ニッケルメッキ前に上記半導体素子の銅電
極表面を1回以上有機溶媒で洗浄する工程と、さらにUV
オゾン洗浄する工程と、酸性液あるいはアルカリ性液に
よりエッチング処理するライトエッチング工程と、パラ
ジウム処理を行う工程とを含むことを特徴とする半導体
素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ形成方法。 - 【請求項6】 請求項1においてはメッキ前に半導体素
子のアルミニウム電極表面を1回以上有機溶媒で洗浄す
る工程の後、請求項2においてはUVオゾン洗浄する工程
の後、それぞれ酸性液あるいはアルカリ性液によりエッ
チング処理するライトエッチング工程を行い、複数回の
ジンケート処理を行うにあたり、異なる種類のジンケー
ト処理液を使用することを特徴とする請求項1又は2に
記載の半導体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ
形成方法。 - 【請求項7】 半導体素子の電極表面に金属メッキを成
長させる際に、電極パッドの外周部分のメッキ金属を早
く成長させることにより、中央部分が凹み外周部分がせ
り上がった形状を形成させることを特徴とした半導体素
子のアンダーバンプメタルの形成方法。 - 【請求項8】 半導体素子の電極上に金属メッキにより
形成したアンダーバンプメタルを用いた半導体装置であ
って、中央部分が凹み外周部分がせり上がった形状のア
ンダーバンプメタルを使用したことを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項9】 請求項1乃至7のいずれかに記載の半導
体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ形成方法で
作製したアンダーバンプメタル上に、導電性ボールを搭
載後、接着またはリフローすることを特徴とする半導体
装置用バンプの形成方法。 - 【請求項10】 請求項9記載の半導体装置用のバンプ
形成方法において、導電性ボールの粒径を 2rとし、
各アンダーバンプメタルのメッキパッドの面積をS1とし
た時、 (S1/π)3/2 < 2(r3) (式1) を満たす粒径2rの導電性ボールを使用することを特徴
とする半導体装置用バンプの形成方法。 - 【請求項11】 請求項9または10記載の半導体装置
用バンプ形成方法において、導電性ボールの粒径と使用
する導電性ボールの平均粒径2rmとの差を△rとした
時、個々のボールが | △r|/2rm< 0.05 (式2) である条件を満たす導電性ボールを使用し、各アンダー
バンプメタルパッドの表面積をS1とし、 Smを全アンダ
ーバンプメタルパッドの平均の面積とした時、 0 < | {S1 − Sm }|/Sm < 0.1 (式3) である条件を満たすアンダーバンプメタルを使用するこ
とを特徴とする半導体装置用バンプの形成方法。 - 【請求項12】 請求項1乃至7のいずれかに記載の半
導体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ形成方法
で作製したアンダーバンプメタル上に導電性ボールが搭
載され、接合されている半導体装置であって、アンダー
バンプメタル上に搭載し接合した導電性ボールの頂上か
らアンダーバンプメタルの中心部への断面におけるボー
ルの横方向の最大長さをd、縦方向のボールの高さをc
とし、ボール断面でdとcの交点から上の部分をaと
し、交点の下の部分をbとした時、0.5 ≦ c/d <
1かつ、0 ≦b/a < 1 となることを特徴とする導
電性ボール付半導体装置。 - 【請求項13】 請求項1乃至7のいずれかに記載の半
導体素子のアンダーバンプメタルまたはバンプ形成方法
で作製したアンダーバンプメタル上に導電性ボールが搭
載され、接合されている半導体装置であって、前記アン
ダーバンプメタル上に接合された導電性ボールに、更に
他の電極が接合されている際に、前記のアンダーバンプ
メタルの面積をSとし、導電性ボールの接合後の高さを
hとした時、 S < 4πh2 (式4) となることを特徴とする導電性ボール付半導体装置。
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JP2000342798A JP4703835B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | アンダーバンプメタル、半導体装置用バンプ、導電性ボール付半導体装置 |
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---|---|---|---|---|
US9139915B2 (en) | 2007-01-12 | 2015-09-22 | C. Uyemura & Co., Ltd. | Solution for removing aluminum oxide film and method for surface treatment of aluminum or aluminum alloy |
US9567686B2 (en) | 2010-06-23 | 2017-02-14 | C. Uyemura & Co., Ltd. | Aluminum oxide film remover and method for surface treatment of aluminum or aluminum alloy |
CN113593912A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 信纮科技股份有限公司 | 电极表面处理方法 |
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- 2000-11-10 JP JP2000342798A patent/JP4703835B2/ja not_active Expired - Fee Related
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