JP2004131766A - Ｎｉめっき膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｎｉめっき膜の製造方法に関し、はんだバンプの下地膜として形成されたＮｉめっき膜が繰り返し熱サイクルを受けても、Ｎｉメッキ膜にボイドやクラックが発生しないようにする。
【解決手段】はんだバンプ４の下地膜であるＮｉめっき膜３を成膜する場合、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕（不純物成分がＰｂの場合は１〔ｐｐｍ〕）以下に管理されているもののみ用いる。
【選択図】 図２
【解決手段】はんだバンプ４の下地膜であるＮｉめっき膜３を成膜する場合、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕（不純物成分がＰｂの場合は１〔ｐｐｍ〕）以下に管理されているもののみ用いる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだバンプなどの下地膜として用いられるＮｉめっき膜を製造する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２ははんだバンプ構造を説明する為の要部切断側面図であり、図に於いて、１は基板、２はレジスト層、３はＮｉめっき膜、４ははんだバンプをそれぞれ示している。
【０００３】
例えば半導体装置に於いて、電気的な接続を実現する為、はんだバンプを用いることは欠かせない手段になっていて、その場合、図２に見られるように、基板１とはんだバンプ４との間には、下地膜としてＮｉめっき膜３を成膜している。
【０００４】
図２に見られる構造の場合、Ｎｉめっき膜３とはんだバンプ４との密着性は良好であることが重要であるのは云うまでもないが、半導体装置を動作させる度ごとに熱サイクルが繰り返されることが原因となり、はんだバンプとの間にボイドやクラックが生成されて接合不良が起こる。
【０００５】
一般に、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との間の密着性が低下する原因は、Ｎｉめっき膜の成膜時に取り込まれる不純物の影響が著しく大きいと考えられている。
【０００６】
前記不純物が金属元素の場合には、熱に依ってＮｉめっき膜内を移動して表層や下層に偏析し、はんだバンプと密着性が悪い金属組成となって剥がれを生ずることになる。
【０００７】
特に前記金属元素がＰｂである場合、Ｎｉめっき膜内で殆ど固溶せずに不安定な状態にある為、エネルギ的に安定な空孔と対になる傾向があり、熱に依って集まり成長しながらボイドを生成することが知られている（要すれば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１９１１２６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、はんだバンプの下地膜として形成されたＮｉめっき膜が繰り返し熱サイクルを受けても、Ｎｉメッキ膜にボイドやクラックが発生しないようにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者に依る実験及び特許文献１からの知見に依れば、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との間の密着性が低下する原因は、Ｎｉめっき膜の成膜時に取り込まれる不純物の影響が著しく大きいと考えられる。
【００１１】
Ｎｉめっき膜に不純物が取り込まれた場合、その不純物がバンプ形成後に行われる熱処理の際、局所的に偏析することでボイドやクラックを発生することになる。
【００１２】
取り込まれる不純物が有機物である場合には、熱に依ってガス化し、それが集まってボイドを生成する。また、不純物が金属元素の場合には、熱に依ってＮｉめっき膜内を移動して表層や下層に偏析し、はんだバンプと密着性が悪い金属組成となって剥がれを生ずることになる。
【００１３】
特に金属元素がＰｂである場合、Ｎｉめっき膜内で殆ど固溶せずに不安定な状態にある為、エネルギ的に安定な空孔と対になる傾向があり、熱に依って集まり成長しながらボイドを生成する。
【００１４】
また、実験に依れば、Ｎｉめっき液中のＰｂ量が１〔ｐｐｍ〕を越えた場合、バンプ剥がれが頻発することが確認されている。因みに、前記Ｎｉめっき槽内のＰｂ量が１〔ｐｐｍ〕なる数値は、Ｎｉめっき膜中の濃度にすると約１００〔ｐｐｍ〕となる。
【００１５】
図１はＮｉめっき液使用時間に対するＰｂ濃度の変化を表す線図であり、Ｎｉめっき液中のＰｂ量が時間と共に増加し、その濃度が１〔ｐｐｍ〕を越えると接続不良は多発することが看取されよう。
【００１６】
Ｎｉめっき液成分以外の不純物がめっき液中で増加した場合、Ｎｉめっき膜中に取り込まれる不純物量も多くなり、接続不良発生頻度の増加に結び付くことになる。
【００１７】
Ｎｉめっき液中で不純物が増加する原因は、めっき装置や治具の部材に使用されている樹脂材料からの溶出、或いは、連続めっき装置で使用するウエハ押さえの治具に依るクロス・コンタミネーションなどが考えられ、特に、Ｐｂについては、めっき装置に使用されている塩化ビニル樹脂からの溶出があり、また、連続めっきを行う場合には、ＮｉめっきとＰｂＳｎめっきとで同じ治具を用いて自動搬送することが普通である為、その治具を媒体としてＮｉめっき液槽中に不純物が持ち込まれると考えられる。
【００１８】
前記したところから明らかであるが、はんだバンプとの接合性が良好なＮｉめっき膜を成膜するには、めっき液槽内で増加する不純物に依る影響を考えなければならない。
【００１９】
そこで、本発明に依るＮｉめっき膜の製造方法に於いては、はんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜するに際し、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕（不純物成分がＰｂの場合は１〔ｐｐｍ〕）以下に管理されているもののみを用いることが基本になっている。
【００２０】
前記手段を採ることに依り、熱処理してもＮｉめっき膜にボイドやクラックが発生することは殆ど無くなり、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との密着性は良好であって、剥離することは防止されるので、不良発生頻度は減少し、製造歩留りは向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明では、Ｎｉめっき液中の不純物量を監視し、その使用を管理することではんだバンプとの密着性が良好なＮｉめっき膜を成膜する。
【００２２】
通常、めっき液中に不純物が混入して、それがめっき膜内に取り込まれた場合に於いては、めっき膜内の濃度にして約０．０１〔重量％〕から不良発生に影響し始める。このめっき膜内の不純物濃度をめっき液内の不純物濃度に換算すると約０．１〔ｐｐｍ〕となるので、めっき液中の不純物量は０．１〔ｐｐｍ〕レベルからの管理が必要である。
【００２３】
また、Ｎｉめっき膜の膜内不純物濃度にして１〔重量％〕を越えるものは、組成として管理した方が良い為、めっき液中の不純物濃度管理としては、０．１〜１０〔ｐｐｍ〕の範囲で行うのが適当となる。逆に、Ｎｉめっき膜中の不純物量でいえば、０．０１〜１〔重量％〕の範囲で不純物量を管理する必要がある。
【００２４】
例えば、Ｎｉめっき液中のＰｂの濃度管理方法は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ−ａｔｏｍｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＩＣＰ−ＡＥＳ）を適用して実施する。
【００２５】
その場合、Ｎｉめっき液をそのままＩＣＰ−ＡＥＳに導入すると、多量の有機物や主成分元素のＮｉに依る物理干渉や分光干渉が起こり、測定が困難となるので、希釈して導入すると良い。
【００２６】
また、Ｐｂの発光線は、波長がＮｉと重なる場合が多い為、そのような重なりの影響が少なく、且つ、感度が良好な波長を選択して測定を行う。
【００２７】
更に、装置や治具の洗浄を行う場合、洗浄液中の不純物量が１０〔ｐｐｍ〕以下となるように洗浄を行うことが必要があり、通常、１００枚程度のウエハを処理すると、Ｐｂの増加量が規定値を越えるので、その前後を目安にして実施して良い。
【００２８】
この場合の洗浄については、予め実験をして、洗浄条件を決める際に測定の必要性を判断すれば良い。また、不純物量の測定するには、この場合もＩＣＰ−ＡＥＳを適用することができる。
【００２９】
このように、Ｎｉめっき液中で増加する不純物成分について、その濃度の監視を行って、不純物量が適切な濃度範囲にあるＮｉめっき液のみを用いてめっき膜を成膜することに依って、はんだバンプとの密着性が高いＮｉめっき膜を形成することができ、不良発生頻度を低減することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に依るＮｉめっき膜の製造方法では、はんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜するに際し、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕（不純物成分がＰｂの場合は１〔ｐｐｍ〕）以下に管理されているもののみを用いることが基本になっている。
【００３１】
前記構成を採ることに依り、熱処理してもＮｉめっき膜にボイドやクラックが発生することは殆ど無くなり、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との密着性は良好であって、剥離することは防止されるので、不良発生頻度は減少し、製造歩留りは向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎｉめっき液使用時間に対するＰｂ濃度の変化を表す線図である。
【図２】はんだバンプ構造を説明する為の要部切断側面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ レジスト層
３ Ｎｉめっき膜
４ はんだバンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだバンプなどの下地膜として用いられるＮｉめっき膜を製造する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２ははんだバンプ構造を説明する為の要部切断側面図であり、図に於いて、１は基板、２はレジスト層、３はＮｉめっき膜、４ははんだバンプをそれぞれ示している。
【０００３】
例えば半導体装置に於いて、電気的な接続を実現する為、はんだバンプを用いることは欠かせない手段になっていて、その場合、図２に見られるように、基板１とはんだバンプ４との間には、下地膜としてＮｉめっき膜３を成膜している。
【０００４】
図２に見られる構造の場合、Ｎｉめっき膜３とはんだバンプ４との密着性は良好であることが重要であるのは云うまでもないが、半導体装置を動作させる度ごとに熱サイクルが繰り返されることが原因となり、はんだバンプとの間にボイドやクラックが生成されて接合不良が起こる。
【０００５】
一般に、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との間の密着性が低下する原因は、Ｎｉめっき膜の成膜時に取り込まれる不純物の影響が著しく大きいと考えられている。
【０００６】
前記不純物が金属元素の場合には、熱に依ってＮｉめっき膜内を移動して表層や下層に偏析し、はんだバンプと密着性が悪い金属組成となって剥がれを生ずることになる。
【０００７】
特に前記金属元素がＰｂである場合、Ｎｉめっき膜内で殆ど固溶せずに不安定な状態にある為、エネルギ的に安定な空孔と対になる傾向があり、熱に依って集まり成長しながらボイドを生成することが知られている（要すれば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１９１１２６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、はんだバンプの下地膜として形成されたＮｉめっき膜が繰り返し熱サイクルを受けても、Ｎｉメッキ膜にボイドやクラックが発生しないようにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者に依る実験及び特許文献１からの知見に依れば、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との間の密着性が低下する原因は、Ｎｉめっき膜の成膜時に取り込まれる不純物の影響が著しく大きいと考えられる。
【００１１】
Ｎｉめっき膜に不純物が取り込まれた場合、その不純物がバンプ形成後に行われる熱処理の際、局所的に偏析することでボイドやクラックを発生することになる。
【００１２】
取り込まれる不純物が有機物である場合には、熱に依ってガス化し、それが集まってボイドを生成する。また、不純物が金属元素の場合には、熱に依ってＮｉめっき膜内を移動して表層や下層に偏析し、はんだバンプと密着性が悪い金属組成となって剥がれを生ずることになる。
【００１３】
特に金属元素がＰｂである場合、Ｎｉめっき膜内で殆ど固溶せずに不安定な状態にある為、エネルギ的に安定な空孔と対になる傾向があり、熱に依って集まり成長しながらボイドを生成する。
【００１４】
また、実験に依れば、Ｎｉめっき液中のＰｂ量が１〔ｐｐｍ〕を越えた場合、バンプ剥がれが頻発することが確認されている。因みに、前記Ｎｉめっき槽内のＰｂ量が１〔ｐｐｍ〕なる数値は、Ｎｉめっき膜中の濃度にすると約１００〔ｐｐｍ〕となる。
【００１５】
図１はＮｉめっき液使用時間に対するＰｂ濃度の変化を表す線図であり、Ｎｉめっき液中のＰｂ量が時間と共に増加し、その濃度が１〔ｐｐｍ〕を越えると接続不良は多発することが看取されよう。
【００１６】
Ｎｉめっき液成分以外の不純物がめっき液中で増加した場合、Ｎｉめっき膜中に取り込まれる不純物量も多くなり、接続不良発生頻度の増加に結び付くことになる。
【００１７】
Ｎｉめっき液中で不純物が増加する原因は、めっき装置や治具の部材に使用されている樹脂材料からの溶出、或いは、連続めっき装置で使用するウエハ押さえの治具に依るクロス・コンタミネーションなどが考えられ、特に、Ｐｂについては、めっき装置に使用されている塩化ビニル樹脂からの溶出があり、また、連続めっきを行う場合には、ＮｉめっきとＰｂＳｎめっきとで同じ治具を用いて自動搬送することが普通である為、その治具を媒体としてＮｉめっき液槽中に不純物が持ち込まれると考えられる。
【００１８】
前記したところから明らかであるが、はんだバンプとの接合性が良好なＮｉめっき膜を成膜するには、めっき液槽内で増加する不純物に依る影響を考えなければならない。
【００１９】
そこで、本発明に依るＮｉめっき膜の製造方法に於いては、はんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜するに際し、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕（不純物成分がＰｂの場合は１〔ｐｐｍ〕）以下に管理されているもののみを用いることが基本になっている。
【００２０】
前記手段を採ることに依り、熱処理してもＮｉめっき膜にボイドやクラックが発生することは殆ど無くなり、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との密着性は良好であって、剥離することは防止されるので、不良発生頻度は減少し、製造歩留りは向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明では、Ｎｉめっき液中の不純物量を監視し、その使用を管理することではんだバンプとの密着性が良好なＮｉめっき膜を成膜する。
【００２２】
通常、めっき液中に不純物が混入して、それがめっき膜内に取り込まれた場合に於いては、めっき膜内の濃度にして約０．０１〔重量％〕から不良発生に影響し始める。このめっき膜内の不純物濃度をめっき液内の不純物濃度に換算すると約０．１〔ｐｐｍ〕となるので、めっき液中の不純物量は０．１〔ｐｐｍ〕レベルからの管理が必要である。
【００２３】
また、Ｎｉめっき膜の膜内不純物濃度にして１〔重量％〕を越えるものは、組成として管理した方が良い為、めっき液中の不純物濃度管理としては、０．１〜１０〔ｐｐｍ〕の範囲で行うのが適当となる。逆に、Ｎｉめっき膜中の不純物量でいえば、０．０１〜１〔重量％〕の範囲で不純物量を管理する必要がある。
【００２４】
例えば、Ｎｉめっき液中のＰｂの濃度管理方法は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ−ａｔｏｍｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＩＣＰ−ＡＥＳ）を適用して実施する。
【００２５】
その場合、Ｎｉめっき液をそのままＩＣＰ−ＡＥＳに導入すると、多量の有機物や主成分元素のＮｉに依る物理干渉や分光干渉が起こり、測定が困難となるので、希釈して導入すると良い。
【００２６】
また、Ｐｂの発光線は、波長がＮｉと重なる場合が多い為、そのような重なりの影響が少なく、且つ、感度が良好な波長を選択して測定を行う。
【００２７】
更に、装置や治具の洗浄を行う場合、洗浄液中の不純物量が１０〔ｐｐｍ〕以下となるように洗浄を行うことが必要があり、通常、１００枚程度のウエハを処理すると、Ｐｂの増加量が規定値を越えるので、その前後を目安にして実施して良い。
【００２８】
この場合の洗浄については、予め実験をして、洗浄条件を決める際に測定の必要性を判断すれば良い。また、不純物量の測定するには、この場合もＩＣＰ−ＡＥＳを適用することができる。
【００２９】
このように、Ｎｉめっき液中で増加する不純物成分について、その濃度の監視を行って、不純物量が適切な濃度範囲にあるＮｉめっき液のみを用いてめっき膜を成膜することに依って、はんだバンプとの密着性が高いＮｉめっき膜を形成することができ、不良発生頻度を低減することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に依るＮｉめっき膜の製造方法では、はんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜するに際し、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕（不純物成分がＰｂの場合は１〔ｐｐｍ〕）以下に管理されているもののみを用いることが基本になっている。
【００３１】
前記構成を採ることに依り、熱処理してもＮｉめっき膜にボイドやクラックが発生することは殆ど無くなり、はんだバンプと下地膜であるＮｉめっき膜との密着性は良好であって、剥離することは防止されるので、不良発生頻度は減少し、製造歩留りは向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎｉめっき液使用時間に対するＰｂ濃度の変化を表す線図である。
【図２】はんだバンプ構造を説明する為の要部切断側面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ レジスト層
３ Ｎｉめっき膜
４ はんだバンプ
Claims (5)
- はんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜するに際し、Ｎｉめっき液として、不純物成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕以下に管理されているもののみを用いること
を特徴とするＮｉめっき膜の製造方法。 - 不純物成分がＰｂである場合には濃度が１〔ｐｐｍ〕以下に管理されていること
を特徴とする請求項１記載のＮｉめっき膜の製造方法。 - Ｎｉめっき液中で不純物となる成分の濃度が１０〔ｐｐｍ〕以下となるようにＮｉめっき装置及び治具を洗浄してからＮｉめっき膜を形成すること
を特徴とするＮｉめっき膜の製造方法。 - 成膜されたＮｉめっき膜中の不純物濃度が１〔％〕以下となるように不純物成分の濃度が管理されたＮｉめっき液を用いてはんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜すること
を特徴とするＮｉめっき膜の製造方法。 - 成膜されたＮｉめっき膜中のＰｂ濃度が０．１〔％〕以下となるようにＰｂ成分の濃度が管理されたＮｉめっき液を用いてはんだバンプの下地膜であるＮｉめっき膜を成膜すること
を特徴とするＮｉめっき膜の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002295647A JP2004131766A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | Ｎｉめっき膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002295647A JP2004131766A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | Ｎｉめっき膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004131766A true JP2004131766A (ja) | 2004-04-30 |
Family
ID=32285828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002295647A Pending JP2004131766A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | Ｎｉめっき膜の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004131766A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07188971A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-25 | Nkk Corp | アルミニウムおよびアルミニウム合金板の亜鉛系めっき 方法 |
| JPH0864601A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-08 | Fujitsu Ltd | はんだバンプの形成方法 |
| JP2002076189A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Kyocera Corp | 配線基板 |
| JP2002088495A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Daiso Co Ltd | 金属箔の製造方法 |
| JP2002105696A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-04-10 | Enthone-Omi (Deutschland) Gmbh | 電解液の清浄方法 |
-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002295647A patent/JP2004131766A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH07188971A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-07-25 | Nkk Corp | アルミニウムおよびアルミニウム合金板の亜鉛系めっき 方法 |
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| JP2002088495A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Daiso Co Ltd | 金属箔の製造方法 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
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| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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