JP2010040691A - Lead-free bump forming method - Google Patents

Lead-free bump forming method Download PDF

Info

Publication number
JP2010040691A
JP2010040691A JP2008200504A JP2008200504A JP2010040691A JP 2010040691 A JP2010040691 A JP 2010040691A JP 2008200504 A JP2008200504 A JP 2008200504A JP 2008200504 A JP2008200504 A JP 2008200504A JP 2010040691 A JP2010040691 A JP 2010040691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
lead
free
bump
plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008200504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Rei Kokai
冷 黄海
Fumio Kuriyama
文夫 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2008200504A priority Critical patent/JP2010040691A/en
Publication of JP2010040691A publication Critical patent/JP2010040691A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/1147Manufacturing methods using a lift-off mask

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability lead-free bump forming method for preventing breakage of Ni due to formation of an inter-metal compound due to contact between Ni as UBM of a bump and a bump material. <P>SOLUTION: Disclosed is the lead-free bump forming method of forming a lead-free bump 17 consisting principally of Sn at a terminal 6 of an integrated circuit, wherein an Ni layer 11 is formed on the terminal, a Cu layer 15 is formed on an Ni layer 11, a lead-free solder layer 16 consisting principally of Sn is formed on the Cu layer 15, and the Ni layer 11, Cu layer 15, and lead-free solder layer 16 are heated to form the spherical lead-free bump. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般的に、集積回路パッケージにおけるバンプ形成方法に関し、より特定的には、フリップチップまたはウェハレベルパッケージに使われる信頼性の高い鉛フリーバンプの形成方法に関する。   The present invention generally relates to a bump forming method in an integrated circuit package, and more particularly to a method for forming a reliable lead-free bump used in a flip chip or wafer level package.

コンシューマ製品の機能が増大する中で、機器のさらなる小型化が進んでいる。集積回路パッケージ(以下、単にパッケージという)のフットプリント面積、つまりパッケージに占められる回路基板の面積を最小化し、プリント基板上にパッケージを互いに密に配置することが、機器のさらなる小型化を実現する上で求められている。近年では、携帯電話やデジタルカメラなどのコンシューマ製品が市場を支配し、イノベーションとインテグレーションを牽引している。   As the functions of consumer products increase, the size of devices has been further reduced. Minimizing the footprint area of an integrated circuit package (hereinafter simply referred to as “package”), that is, the area of the circuit board occupied by the package, and arranging the packages closely on each other realizes further miniaturization of the device. Needed above. In recent years, consumer products such as mobile phones and digital cameras dominate the market and drive innovation and integration.

多くの機能を追加する要求が高まるに従い、CSP(Chip Size Packaging)の導入が進んでいる。このCSPは、チップサイズの回路基板を有し、従来のパッケージに比べて小型である。したがって、このCSPの導入は、高密度配置、最小のフットプリント面積、および短い電気的経路を可能とし、電子機器のさらなる小型化に大きく貢献している。   As demand for adding many functions increases, introduction of CSP (Chip Size Packaging) is progressing. This CSP has a chip-sized circuit board and is smaller than a conventional package. Therefore, the introduction of this CSP enables a high-density arrangement, a minimum footprint area, and a short electrical path, and greatly contributes to further miniaturization of electronic devices.

しかしながら、パッケージの小型化は多くの困難に直面している。ITRS(国際半導体技術ロードマップ)では、最も難しい課題の中の一つとしてシステムレベルの問題を挙げている。1つのチップに複数の機能を収容したSOC(System on a Chip)や、1つのパッケージ内に複数のチップが集積されたSIP(System in Packaging)の開発が進められている中、これらシステムが小型化するに従い、直面する課題は増大する。例えば、システム全体の信頼性の問題、個々のコンポーネントの熱問題、複数のコンポーネントが収容されたパッケージを如何にテスティングするかという問題である。さらに、微細化による製造の難しさによる品質の問題や、応力など機械的な信頼性の問題も提起される。これに加え、高密度実装では、単位面積に流される電流が非常に高くなるため、電気的、熱的な信頼性を高めることが非常に厳しく要求されている。   However, downsizing of the package faces many difficulties. The ITRS (International Semiconductor Technology Roadmap) lists system level issues as one of the most difficult issues. While the development of SOC (System on a Chip) that accommodates multiple functions in one chip and SIP (System in Packaging) in which multiple chips are integrated in one package, these systems are small. As you become more and more, the challenges you face will increase. For example, the reliability problem of the entire system, the thermal problem of individual components, and the problem of how to test a package containing a plurality of components. Furthermore, quality problems due to difficulty in manufacturing due to miniaturization and mechanical reliability problems such as stress are also raised. In addition to this, in high-density mounting, the current that flows in the unit area becomes very high, so it is extremely demanded to improve electrical and thermal reliability.

典型的なCSPでは、Si基板の表面上に集積回路が形成され、その集積回路の端部に金属パッド(集積回路の端子)が形成される。その集積回路を有する基板の上に、UBM(Under Bump Metallurgy)の形成、レジストの塗布、バンプパターンの形成、バンプの形成、レジストの剥離、UBMのエッチング、リフローなどの一連の工程が施され、CSPの外部接合点としてのはんだバンプが製作される。そして、このSi基板が各々の集積回路領域(Die)ごとに切り離され半導体チップとなる。この半導体チップはこれらはんだバンプを介して、最終製品の配線基板上に機械的および電気的に固定される。より具体的には、導電性接合材料であるはんだバンプを配線基板に押し付けながらはんだバンプを加熱することにより、半導体チップの集積回路と配線基板とを電気的に接続させる。   In a typical CSP, an integrated circuit is formed on the surface of a Si substrate, and metal pads (terminals of the integrated circuit) are formed at the ends of the integrated circuit. On the substrate having the integrated circuit, a series of steps such as UBM (Under Bump Metallurgy) formation, resist application, bump pattern formation, bump formation, resist removal, UBM etching, and reflow are performed. Solder bumps are manufactured as external joint points of the CSP. And this Si substrate is cut | disconnected for every integrated circuit area | region (Die), and becomes a semiconductor chip. This semiconductor chip is mechanically and electrically fixed on the wiring board of the final product through these solder bumps. More specifically, the integrated circuit of the semiconductor chip and the wiring substrate are electrically connected by heating the solder bump while pressing the solder bump, which is a conductive bonding material, against the wiring substrate.

さらに最近では、環境に対する意識が高まる中、鉛を含有するはんだを電気製品に使用することを禁止することが世界的な傾向となっている。現在、最も広く用いられている鉛フリーはんだとしては、Sn(錫)に、Ag(銀)およびCu(銅)の少なくとも一方を少量添加することで得られるSn合金が挙げられる。したがって、従来のアプリケーションのために使用されている鉛−錫合金に直接替わる鉛フリーバンプの組成は、殆どSnに近いものであるといえる。   More recently, as environmental awareness has increased, it has become a worldwide trend to ban the use of lead-containing solder in electrical products. Currently, the most widely used lead-free solder includes Sn alloys obtained by adding a small amount of at least one of Ag (silver) and Cu (copper) to Sn (tin). Therefore, it can be said that the composition of the lead-free bump that directly replaces the lead-tin alloy used for the conventional application is almost similar to Sn.

ここで、Sn系無鉛バンプの一般的な形成工程について図1を参照して説明する。まず、表面に集積回路が形成された基板(半導体ウェハ)Wを用意する(ステップ1)。この基板Wの表面には集積回路の端子としてのパッド6および保護膜5が形成され、さらにパッド6の中央部は保護膜5から露出している。その集積回路を有する基板Wに逆スパッタによりイオンを照射して、基板Wの表面上の不純物を物理的に除去する(ステップ2)。逆スパッタにより清浄化された基板Wの表面にバリア層としてのTi層7を形成する(ステップ3)。続いて、Ti層7の上に導電シード層としてのCu層8を形成する(ステップ4)。さらに、レジスト9をCu層8の上に形成し(ステップ5)、露光する(ステップ6)。レジスト9を現像し、パッド6の上方にレジストパターン(開口部)10を形成する(ステップ7)。レジストパターン10内のCu層8にはレジストの残さ(スカム)が残留するので、これを除去する(ステップ8)。   Here, a general formation process of the Sn-based lead-free bump will be described with reference to FIG. First, a substrate (semiconductor wafer) W having an integrated circuit formed on the surface is prepared (step 1). A pad 6 and a protective film 5 as terminals of an integrated circuit are formed on the surface of the substrate W, and the central portion of the pad 6 is exposed from the protective film 5. The substrate W having the integrated circuit is irradiated with ions by reverse sputtering to physically remove impurities on the surface of the substrate W (step 2). A Ti layer 7 as a barrier layer is formed on the surface of the substrate W cleaned by reverse sputtering (step 3). Subsequently, a Cu layer 8 as a conductive seed layer is formed on the Ti layer 7 (step 4). Further, a resist 9 is formed on the Cu layer 8 (step 5) and exposed (step 6). The resist 9 is developed to form a resist pattern (opening) 10 above the pad 6 (step 7). Resist residue (scum) remains on the Cu layer 8 in the resist pattern 10 and is removed (step 8).

次に、Cu層8をシードとして、電気めっきによりNi層11をレジストパターン10内に形成する(ステップ9)。次いで、Ni層11の上にSnまたはSn系合金からなる鉛フリーはんだ層12を電気めっきにより形成する(ステップ10)。レジスト9を剥離し(ステップ11)、さらにバンプ形成部以外の領域について保護膜5が露出するまでCu層8およびTi層7をエッチングする(ステップ12)。そして、リフロー(加熱)工程により鉛フリーはんだ層12を溶解してボール形のはんだバンプ13を形成する(ステップ13)。このようにして直径100μm以下の球状のバンプが形成される。   Next, the Ni layer 11 is formed in the resist pattern 10 by electroplating using the Cu layer 8 as a seed (step 9). Next, a lead-free solder layer 12 made of Sn or an Sn-based alloy is formed on the Ni layer 11 by electroplating (step 10). The resist 9 is peeled off (step 11), and the Cu layer 8 and the Ti layer 7 are etched until the protective film 5 is exposed in a region other than the bump forming portion (step 12). Then, the lead-free solder layer 12 is dissolved by a reflow (heating) process to form ball-shaped solder bumps 13 (step 13). In this way, spherical bumps having a diameter of 100 μm or less are formed.

上述のように、Ni層を形成し、その上にSnまたはSn系合金からなる鉛フリーはんだ層を形成する理由は、Ni層がバリア層として機能することにある。すなわち、Ni層は、はんだバンプ13と集積回路との拡散反応、エレクトロマイグレーションなど導電性の異種材料間の反応によって集積回路の信頼性が損なわれることを防ぐ役割がある。   As described above, the reason for forming the Ni layer and forming the lead-free solder layer made of Sn or Sn-based alloy thereon is that the Ni layer functions as a barrier layer. That is, the Ni layer has a role of preventing the reliability of the integrated circuit from being impaired by a reaction between different kinds of conductive materials such as a diffusion reaction between the solder bump 13 and the integrated circuit, electromigration, and the like.

しかしながら、NiはSn中に容易に拡散しやすい金属として知られている。従来のバンプ材料は主に鉛系はんだであり、バンプ材料中に含まれるSnによるNiへの影響は、実用上の信頼性においては問題がない程度のものであったが、最近の鉛フリー化にともない、バンプ材料に占めるSnの割合が多くなったことにより、SnによるNiの影響が無視できない状況になっている。特に、電気めっきでSnを主成分とするはんだ層を形成した後、リフロー工程によりはんだ層を溶融すると、図2に示すように、NiとSnとの接触反応に起因する金属間化合物(IMC:Intermetallic Compound)が形成される。このIMCは、時間の経過とともに成長し、その厚さは1μm以上に達する。NiとSnとのIMCは脆く、温度サイクル試験などの信頼性試験で、このIMC内から早期に破断して不良になるなどの問題がある。また、IMCの形成によって、Niが消費され、そのバリア層としての役割が果せなくなり、半導体デバイスの寿命が大幅に短縮されてしまう懸念がある。
また、サイズにおいても、従来は数100−250μmと大きなバンプであったが、最近の高集積化によりバンプサイズはますます微細化が進む一方で、確実なNiバリア層の形成が必要とされる。
However, Ni is known as a metal that easily diffuses into Sn. Conventional bump materials are mainly lead-based solders, and the influence of Sn contained in the bump material on Ni is such that there is no problem in practical reliability. Along with this, since the ratio of Sn in the bump material has increased, the influence of Ni by Sn cannot be ignored. In particular, when a solder layer containing Sn as a main component is formed by electroplating and then melted by a reflow process, as shown in FIG. 2, an intermetallic compound (IMC: resulting from a contact reaction between Ni and Sn) is obtained. Intermetallic Compound) is formed. This IMC grows over time, and its thickness reaches 1 μm or more. The IMC of Ni and Sn is brittle, and there is a problem that the IMC breaks early and becomes defective in a reliability test such as a temperature cycle test. In addition, there is a concern that Ni is consumed by the formation of IMC, and the role of the barrier layer cannot be fulfilled, and the life of the semiconductor device is significantly shortened.
Also, in terms of size, the bumps are conventionally as large as several hundreds to 250 μm. However, with the recent high integration, the bump size is further miniaturized, but a reliable Ni barrier layer must be formed. .

国際公開第2004/059042号パンフレットInternational Publication No. 2004/059042 Pamphlet 特開2003−342784号公報JP 2003-342784 A

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、バンプのUBMとしてのNiとバンプ材料との接触に起因する金属間化合物の形成によるNiの破壊を防止できる、信頼性の高い鉛フリーバンプ形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can prevent destruction of Ni due to formation of an intermetallic compound caused by contact between Ni as a bump UBM and a bump material, and has high reliability. An object is to provide a lead-free bump forming method.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、集積回路の端子上にSnを主成分とする鉛フリーバンプを形成する方法であって、前記端子上にNi層を形成し、前記Ni層上にCu層を形成し、前記Cu層上にSnを主成分とする鉛フリーはんだ層を形成し、前記Ni層、前記Cu層、および前記鉛フリーはんだ層からなる鉛フリーバンプを加熱することにより球状の鉛フリーバンプを形成することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, one aspect of the present invention is a method of forming a lead-free bump containing Sn as a main component on a terminal of an integrated circuit, the Ni layer being formed on the terminal, A Cu layer is formed on the Ni layer, a lead-free solder layer mainly composed of Sn is formed on the Cu layer, and a lead-free bump composed of the Ni layer, the Cu layer, and the lead-free solder layer is heated. Thus, a spherical lead-free bump is formed.

本発明の好ましい態様は、前記Cu層は、0.5μm〜1μmの厚さを有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記鉛フリーはんだ層は、Sn−Ag合金からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記鉛フリーはんだ層は、Snからなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記端子は、基板上に形成された集積回路の金属電極としてのパッドであることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the Cu layer has a thickness of 0.5 μm to 1 μm.
In a preferred aspect of the present invention, the lead-free solder layer is made of a Sn—Ag alloy.
In a preferred aspect of the present invention, the lead-free solder layer is made of Sn.
In a preferred aspect of the present invention, the terminal is a pad as a metal electrode of an integrated circuit formed on a substrate.

本発明の好ましい態様は、前記Ni層、前記Cu層、及び前記鉛フリーはんだ層の形成は、レジストに開口されたパターンに連続的に形成されることを特徴とする請求項1記載のバンプ形成方法。
本発明の好ましい態様は、前記球状の鉛フリーバンプが、Sn−Ni金属間化合物の結晶を実質的に含有していないことを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, the formation of the Ni layer, the Cu layer, and the lead-free solder layer is continuously formed in a pattern opened in a resist. Method.
In a preferred aspect of the present invention, the spherical lead-free bumps are substantially free of Sn—Ni intermetallic compound crystals.

本発明の他の態様は、集積回路の外部接合点としての鉛フリーバンプであって、前記集積回路の端子に接続された、バリア層としてのNi層と、前記Ni層上に形成されたCu層と、前記Cu層の上に形成された、Snを主成分とする鉛フリーはんだ層とを有し、前記鉛フリーはんだ層と前記Ni層との間にSn−Cu金属間化合物が形成されていることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is a lead-free bump as an external junction point of an integrated circuit, a Ni layer as a barrier layer connected to a terminal of the integrated circuit, and a Cu formed on the Ni layer A Sn-Cu intermetallic compound is formed between the lead-free solder layer and the Ni layer. It is characterized by.

本発明によれば、はんだバンプとNi層との間にCu層を形成することでNi層の崩壊を防ぎ、集積回路の信頼性が損なわれることを防止することができる。はんだバンプとNi層の間に、脆いSn−Ni IMCの代わりに、Sn−Cu IMC(SnとCuとの金属間化合物)を形成させ、機械的強度を高めることによりバンプの信頼性を高めることができる。   According to the present invention, by forming a Cu layer between the solder bump and the Ni layer, the Ni layer can be prevented from collapsing and the reliability of the integrated circuit can be prevented from being impaired. Improve bump reliability by forming Sn-Cu IMC (intermetallic compound of Sn and Cu) instead of brittle Sn-Ni IMC between solder bump and Ni layer to increase mechanical strength Can do.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図3は本発明の一実施形態に係るバンプ形成方法を示すフローダイヤグラムである。図3に示すように、まず、表面に集積回路が形成された基板(半導体ウェハ)Wを用意する(ステップ1)。この基板Wの表面には集積回路の端子としてのパッド6および保護膜5が形成され、さらにパッド6の中央部は保護膜5から露出している。パッド6は、基板W上に形成された集積回路の金属電極として機能する。その集積回路を有する基板Wに逆スパッタによりイオンを照射して、基板Wの表面上の不純物を物理的に除去する(ステップ2)。逆スパッタにより清浄化された基板Wの表面にバリア層としてのTi層7を形成する(ステップ3)。続いて、Ti層7の上に導電シード層としてのCu層8を形成する(ステップ4)。なお、シード層としてCu層に代えてCu合金からなる層を形成してもよい。さらに、レジスト9をCu層8の上に形成し(ステップ5)、露光する(ステップ6)。レジスト9を現像し、パッド6の上方にレジストパターン(開口部)10を形成する(ステップ7)。レジストパターン10のCu層8にはレジスト9の残さ(スカム)が残留するので、これを除去する(ステップ8)。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a flow diagram showing a bump forming method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, first, a substrate (semiconductor wafer) W on which an integrated circuit is formed is prepared (step 1). A pad 6 and a protective film 5 as terminals of the integrated circuit are formed on the surface of the substrate W, and the central portion of the pad 6 is exposed from the protective film 5. The pad 6 functions as a metal electrode of an integrated circuit formed on the substrate W. The substrate W having the integrated circuit is irradiated with ions by reverse sputtering to physically remove impurities on the surface of the substrate W (step 2). A Ti layer 7 as a barrier layer is formed on the surface of the substrate W cleaned by reverse sputtering (step 3). Subsequently, a Cu layer 8 as a conductive seed layer is formed on the Ti layer 7 (step 4). Note that a layer made of a Cu alloy may be formed as the seed layer instead of the Cu layer. Further, a resist 9 is formed on the Cu layer 8 (step 5) and exposed (step 6). The resist 9 is developed to form a resist pattern (opening) 10 above the pad 6 (step 7). Since the residue (scum) of the resist 9 remains on the Cu layer 8 of the resist pattern 10, it is removed (step 8).

次に、Cu層8をシードとして、電気めっきによりNi層(UBM)11をレジストパターン10内に形成する(ステップ9)。次いで、Ni層11の上にCu層15を電気めっきにより形成する(ステップ10)。そして、Cu層15の上にSnまたはSn合金(例えばSn−Ag)からなる鉛フリーはんだ層16を電気めっきにより形成する(ステップ11)。このようにして、Ni層11、Cu層15、および鉛フリーはんだ層16を連続的にレジストパターン10に形成する。レジスト9を剥離し(ステップ12)、さらにCu層8およびTi層7をバンプ形成部以外の領域について保護膜5が露出するまでエッチングする(ステップ13)。そして、リフロー(加熱)工程によりNi層11、Cu層15、および鉛フリーはんだ層16からなる鉛フリーバンプを加熱し、鉛フリーはんだ層16を溶解してボール形のはんだバンプ17を形成する(ステップ14)。このようにして球状の鉛フリーバンプが形成される。   Next, a Ni layer (UBM) 11 is formed in the resist pattern 10 by electroplating using the Cu layer 8 as a seed (step 9). Next, a Cu layer 15 is formed on the Ni layer 11 by electroplating (step 10). Then, a lead-free solder layer 16 made of Sn or an Sn alloy (for example, Sn—Ag) is formed on the Cu layer 15 by electroplating (step 11). In this way, the Ni layer 11, the Cu layer 15, and the lead-free solder layer 16 are continuously formed on the resist pattern 10. The resist 9 is peeled off (step 12), and the Cu layer 8 and the Ti layer 7 are etched until the protective film 5 is exposed in a region other than the bump forming portion (step 13). Then, a lead-free bump composed of the Ni layer 11, the Cu layer 15, and the lead-free solder layer 16 is heated by a reflow (heating) process, and the lead-free solder layer 16 is melted to form ball-shaped solder bumps 17 ( Step 14). A spherical lead-free bump is thus formed.

図4は上述のようにして形成された鉛フリーバンプの構造を示す断面図である。図4から分かるように、Ni層とはんだバンプとの間にはSn−Cu IMCが存在し、Sn−Ni IMCはほとんど形成されていない。Cu層の厚みは、Sn−Ni IMCの形成の有無に影響する。つまり、Cu層の厚みが充分でないと、Snと合金化するCuが消滅し、SnがさらにNiと合金化してSn−Ni IMC形成されてしまう。めっき直後のCu層15(図3参照)の厚みは、0.2μm〜5μm、好ましくは0.5um〜1μmである。Cu層の厚みは0.5um以上であると、Sn−Cu IMCが厚く形成される。ただし、Cuの量が多いとはんだバンプの融点が上昇し、接続時の不良を発生させるので、Cu層を構成するCuの量は鉛フリーはんだ層の量に比較して1.0at%〜20at%(at%は、原子数量比割合)であることが好ましい。Cu層はSnとの反応によって消費されるが、Cu層の厚さが一般的には1μm以上であれば、層としてなくなることはない。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the lead-free bump formed as described above. As can be seen from FIG. 4, Sn—Cu IMC exists between the Ni layer and the solder bump, and almost no Sn—Ni IMC is formed. The thickness of the Cu layer affects whether or not Sn—Ni IMC is formed. That is, if the thickness of the Cu layer is not sufficient, Cu alloyed with Sn disappears, and Sn further alloys with Ni to form Sn—Ni IMC. The thickness of the Cu layer 15 (see FIG. 3) immediately after plating is 0.2 μm to 5 μm, preferably 0.5 μm to 1 μm. When the thickness of the Cu layer is 0.5 μm or more, Sn—Cu IMC is formed thick. However, if the amount of Cu is large, the melting point of the solder bump rises and a defective connection is generated. Therefore, the amount of Cu constituting the Cu layer is 1.0 at% to 20 at compared to the amount of the lead-free solder layer. % (At% is an atomic quantity ratio). The Cu layer is consumed by reaction with Sn, but if the thickness of the Cu layer is generally 1 μm or more, it will not disappear as a layer.

鉛フリーはんだ層16の材料としてSn−Ag合金を用いる場合には、Sn−Ag合金中のAg濃度を3.5質量%以下、好ましくは1.6〜2.6質量%とすることが好ましい。これは、はんだバンプ中にボイドが形成されることを避けるためである。リフロー温度は、鉛フリーはんだ層16の材料によって多少異なるが、一般的には250〜270℃である。また、リフロー処理時間は1〜3分である。   When a Sn-Ag alloy is used as the material of the lead-free solder layer 16, the Ag concentration in the Sn-Ag alloy is 3.5% by mass or less, preferably 1.6 to 2.6% by mass. . This is to avoid the formation of voids in the solder bumps. The reflow temperature varies somewhat depending on the material of the lead-free solder layer 16, but is generally 250 to 270 ° C. The reflow processing time is 1 to 3 minutes.

一般に合金めっきにおける析出成分組成は、めっき液中の各成分濃度や、電析条件で決定する。従って、本実施形態の合金めっきにおいても、合金めっき液中のAgイオンとSnイオンとの濃度比を調整したり、電析条件を制御したりすることにより、合金めっき膜中のAg濃度を上記範囲とすることができる。具体的には、(a)めっき浴中のAgイオンとSnイオンの濃度比を一定にし、電析条件を変化させることにより合金めっき膜中のAg濃度を制御する方法や、(b)電析条件を一定にし、めっき浴中のAgイオンとSnイオンの濃度比を変化させることにより合金めっき膜中のAg濃度を制御することができる。   In general, the composition of precipitation components in alloy plating is determined by the concentration of each component in the plating solution and the electrodeposition conditions. Therefore, also in the alloy plating of the present embodiment, the Ag concentration in the alloy plating film is controlled by adjusting the concentration ratio of Ag ions and Sn ions in the alloy plating solution or controlling the electrodeposition conditions. It can be a range. Specifically, (a) a method in which the concentration ratio of Ag ions and Sn ions in the plating bath is kept constant, and the Ag concentration in the alloy plating film is controlled by changing the electrodeposition conditions, or (b) electrodeposition The Ag concentration in the alloy plating film can be controlled by making the conditions constant and changing the concentration ratio of Ag ions and Sn ions in the plating bath.

すなわち、合金めっき液中には、合金を形成する金属のイオンの他、金属イオンを安定化する錯化剤や、めっき膜表面を綺麗に形成するための光沢剤、あるいはその他の添加剤が配合されている。しかし、合金めっき膜中のAg濃度を主に決めるものは合金めっき浴中のAgイオンとSnイオンの濃度比であるから、実験的に好ましい範囲を見出し、この濃度比を維持しつつめっきすることにより、Ag濃度が制御された合金めっき膜が得られる。実際、電析条件を固定した状態で合金めっきを行うと、合金めっき膜中のAg濃度は、めっき液中に存在するAgイオンとSnイオンとの濃度比と比例関係にある。   In other words, the alloy plating solution contains metal ions that form the alloy, complexing agents that stabilize the metal ions, brighteners to cleanly form the plating film surface, and other additives. Has been. However, since it is the concentration ratio of Ag ions and Sn ions in the alloy plating bath that mainly determines the Ag concentration in the alloy plating film, an experimentally preferable range is found, and plating is performed while maintaining this concentration ratio. Thus, an alloy plating film in which the Ag concentration is controlled is obtained. In fact, when alloy plating is performed with the electrodeposition conditions fixed, the Ag concentration in the alloy plating film is proportional to the concentration ratio of Ag ions and Sn ions present in the plating solution.

したがって、被処理物を、AgイオンとSnイオンを所定の濃度比とした合金めっき液に浸漬させ、一定の電析条件でめっきすれば、Ag濃度の制御された合金めっき膜が得られ、これをリフローすることにより、ボイド発生のないバンプが得られる。   Therefore, if the object to be processed is immersed in an alloy plating solution having a predetermined concentration ratio of Ag ions and Sn ions and plated under a certain electrodeposition condition, an alloy plating film with a controlled Ag concentration is obtained. By reflowing, a bump free from voids can be obtained.

本実施形態で使用される合金めっき液の一例としては、次のめっき液を挙げることができる。
組成:
Snイオン(Sn2+): 10〜100g/L(好適には35〜50g/L)
Agイオン(Ag): 0.3〜8g/L(好適には0.6〜4g/L)
メタンスルホン酸: 100g/L
As an example of the alloy plating solution used in this embodiment, the following plating solution can be mentioned.
composition:
Sn ion (Sn 2+ ): 10 to 100 g / L (preferably 35 to 50 g / L)
Ag ion (Ag + ): 0.3 to 8 g / L (preferably 0.6 to 4 g / L)
Methanesulfonic acid: 100 g / L

また、合金めっきでは、電析条件により析出成分組成が異なることは知られており、本実施形態の合金めっきでも、電析条件を変化させることにより、合金めっき膜中のAg濃度を変化させることができる。   In addition, it is known that the composition of precipitation components varies depending on the electrodeposition conditions in alloy plating. Even in the alloy plating of this embodiment, the Ag concentration in the alloy plating film can be changed by changing the electrodeposition conditions. Can do.

本実施形態の合金めっきは、種々の電流パターンで行うことができ、直流電流を連続的に印加する直流めっきであっても、直流電流を間歇的に印加して周期的に休止期が存在する間歇めっきであっても良い。   The alloy plating of this embodiment can be performed with various current patterns. Even in the case of DC plating in which a direct current is continuously applied, a direct current is intermittently applied to periodically have a rest period. Intermittent plating may be used.

直流電流を連続的に印加してめっきを行う直流めっきの場合は、電流密度が高くなるほど合金めっき膜中のAg含有濃度が低下する関係があるので、好ましい電流条件を実験的に決め、この条件を維持しつつめっきすればよい。この直流めっきの場合の好ましい電流密度は、10〜100mA/cm程度である。 In the case of DC plating in which plating is performed by continuously applying a direct current, since there is a relationship that the Ag content concentration in the alloy plating film decreases as the current density increases, preferable current conditions are experimentally determined. It is sufficient to perform plating while maintaining the above. Preferred current density in the case of this DC plating is about 10 to 100 / cm 2.

また、直流電流を間歇的に印加してめっきを行うことで周期的に休止期が存在する間歇めっきの場合は、直流を連続して印加する場合と同じ電流を間歇的に印加する場合のAg含有濃度が異なるので、この場合も、好ましい印加電圧、休止時間の割合等を実験的に定め、この条件を維持しつつめっきすればよい。この間歇めっきの場合の好ましい印加時電流密度は、10〜200mA/cm程度であり、休止時間(ゼロ電流)は、印加時間の1/10〜1倍の範囲である。 In addition, in the case of intermittent plating in which a quiescent period periodically exists by performing plating by intermittently applying a direct current, Ag in the case of intermittently applying the same current as when direct current is continuously applied Since the contained concentrations are different, in this case as well, a preferable applied voltage, a ratio of the pause time, and the like are experimentally determined, and plating may be performed while maintaining these conditions. In the case of this intermittent plating, the preferable current density during application is about 10 to 200 mA / cm 2 , and the rest time (zero current) is in the range of 1/10 to 1 times the application time.

上記両めっきでの印加電圧は、電流強度、下地材料、厚さ、めっき液、アノードなどの条件によっても変動するが、1〜5V程度であることが好ましい。上記した合金めっきを実施するための装置としては、特に制約はなく、一般のディップ式めっき装置等を使用することができる。しかし、実際の作業にあたっては、被処理物の機械的条件を考慮した治具構造、金属イオンをウェハ等の被処理物の全面に均一かつ迅速供給するための撹拌機構(パドル構造)、電場分布を均一にさせるためのマスクの形状と大きさ、異物をとり、めっき液の変質を防ぎ、金属イオンを被処理物全面に均一かつ迅速に提供するためのめっき液循環システム等を備えた装置を使用することが好ましい。   The applied voltage in the above two platings varies depending on conditions such as current intensity, base material, thickness, plating solution, and anode, but is preferably about 1 to 5V. There is no restriction | limiting in particular as an apparatus for implementing said alloy plating, A general dip type plating apparatus etc. can be used. However, in actual work, a jig structure that takes into account the mechanical conditions of the object to be processed, a stirring mechanism (paddle structure) for uniformly and quickly supplying metal ions to the entire surface of the object to be processed, such as a wafer, electric field distribution A device equipped with a plating solution circulation system to remove the foreign matter, remove the foreign matter, prevent the plating solution from changing, and provide metal ions uniformly and quickly over the entire surface of the workpiece. It is preferable to use it.

また、前記のように、めっき液中のAgイオンやSnイオンの濃度の調整や、電析条件を制御しつつ合金めっきを行うことが必要であるため、Agイオン及びSnイオンを補充する補充機構、Agイオン及びSnイオンをモニターする分析装置および分析装置からの分析情報をもとに、合金めっき液中のAgイオンやSnイオンの濃度の調整および/または電析条件を制御するための制御機構を有するめっき装置を使用することが好ましい。
図3に示した、パッドの形成、レジスト塗布、レジストパターンの形成、およびレジストの除去は、何れもこの技術分野における常法に従って行うことができる。
Further, as described above, since it is necessary to adjust the concentration of Ag ions and Sn ions in the plating solution and to perform alloy plating while controlling the electrodeposition conditions, a replenishment mechanism that replenishes Ag ions and Sn ions. , An analytical device for monitoring Ag ions and Sn ions, and a control mechanism for adjusting the concentration of Ag ions and Sn ions in the alloy plating solution and / or controlling the electrodeposition conditions based on analysis information from the analytical devices It is preferable to use a plating apparatus having
The formation of the pad, application of the resist, formation of the resist pattern, and removal of the resist shown in FIG. 3 can all be performed according to conventional methods in this technical field.

次に、本実施形態に係るバンプ形成方法と、従来の方法を用いて形成されたバンプの試験結果について説明する。この試験は、IMCができるだけ薄く、かつシェア強度ができるだけ高くなる材料を選定することを目的として行われた。   Next, the bump formation method according to the present embodiment and the test results of bumps formed using the conventional method will be described. This test was conducted for the purpose of selecting a material having the smallest possible IMC and the highest shear strength.

以下の表1は、試験に用いた各サンプルの条件を示す。

Figure 2010040691
Table 1 below shows the conditions of each sample used in the test.
Figure 2010040691

上記各サンプルは、電解めっきによりNi層、Cu層、および鉛フリーはんだ層をこの順に形成することによって得られたものである。めっき後およびリフロー処理後、各サンプルのシェア強度および断面を調べた。さらに、リフロー処理後、各サンプルをHTS(High Temperature Storage:高温放置)テストに付した。このHTSテストでは、各サンプルを125℃の温度下に置き、その状態で100時間、300時間、および500時間経過後の各サンプルのシェア強度および断面を調べた。サンプルの断面は研磨され、その断面に見られるIMCの厚みや成長状態を、走査電子顕微鏡(SEM)、X線マイクロアナライザ(EPMA)、及びエネルギー分散型蛍光X線分析装置(EDX)などを用いて観察した。   Each of the above samples was obtained by forming a Ni layer, a Cu layer, and a lead-free solder layer in this order by electrolytic plating. After plating and after reflow treatment, the shear strength and cross section of each sample were examined. Further, after the reflow treatment, each sample was subjected to an HTS (High Temperature Storage) test. In this HTS test, each sample was placed at a temperature of 125 ° C., and the shear strength and the cross section of each sample after 100 hours, 300 hours, and 500 hours were examined in that state. The cross section of the sample is polished, and the thickness and growth state of the IMC observed in the cross section are measured using a scanning electron microscope (SEM), an X-ray microanalyzer (EPMA), an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (EDX), etc. And observed.

以下の表2は、上記表1に示す各サンプルのシェア強度の測定結果を示す。下記の表2において、矢印の左側の数値は、めっき直後の鉛フリーはんだ層の強度を示し、矢印の右側の数値は、リフロー後のはんだバンプ(溶解した鉛フリーはんだ層)の強度を示す。なお、数値の単位はmNである。

Figure 2010040691
Table 2 below shows the measurement results of the shear strength of each sample shown in Table 1 above. In Table 2 below, the numerical value on the left side of the arrow indicates the strength of the lead-free solder layer immediately after plating, and the numerical value on the right side of the arrow indicates the strength of the solder bump (dissolved lead-free solder layer) after reflow. The unit of the numerical value is mN.
Figure 2010040691

上記表2から、SnバンプよりもSn−Agバンプの方が、ややシェア強度が高いことが分かる。また、Cuの厚みが大きいほど、SnバンプとSn−Agバンプとの強度の差異が大きくなる傾向にあることが分かる。   From Table 2 above, it can be seen that the Sn-Ag bump has a slightly higher shear strength than the Sn bump. It can also be seen that the difference in strength between the Sn bump and the Sn-Ag bump tends to increase as the Cu thickness increases.

以下、上述の試験におけるめっき条件の一例を挙げる。
(a)Cuめっき
めっき浴組成:
Cu2+ 220g/L
SO 200g/L
HCl 5mL/L
添加剤 5mL/L
めっき温度:25℃
撹拌:機械撹拌(パドル撹拌速度10m/min)
めっき液循環:流量2.5L/min
電極:銅陽極、電極間距離約7.5mm、アノードマスクφ250mm
陰極電流密度(総電流):5A/dm(7.48A)
Hereinafter, an example of the plating conditions in the above-mentioned test is given.
(A) Cu plating Plating bath composition:
Cu 2+ 220 g / L
H 2 SO 4 200 g / L
HCl 5mL / L
Additive 5mL / L
Plating temperature: 25 ° C
Stirring: Mechanical stirring (paddle stirring speed 10 m / min)
Plating solution circulation: Flow rate 2.5L / min
Electrode: Copper anode, distance between electrodes is about 7.5 mm, anode mask φ250 mm
Cathode current density (total current): 5A / dm 2 (7.48A )

(b)Niめっき
めっき浴組成
Ni(NHSO)・4HO 450g/L
BO 30g/L
NiCl・6HO 10g/L
添加剤 2mL/L
めっき温度:50℃
撹拌:機械撹拌(パドル撹拌速度10m/min)
めっき液循環:流量 2.5L/min
電極:ニッケル陽極、電極間距離約75mm、アノードマスクφ250mm
陰極電流密度(総電流):3A/dm(4.49A)
めっき厚:3μm
(B) Ni plating Plating bath composition Ni (NH 2 SO 4 ) · 4H 2 O 450 g / L
H 3 BO 3 30g / L
NiCl 2 · 6H 2 O 10 g / L
Additive 2mL / L
Plating temperature: 50 ° C
Stirring: Mechanical stirring (paddle stirring speed 10 m / min)
Plating solution circulation: Flow rate 2.5L / min
Electrode: Nickel anode, distance between electrodes is about 75mm, anode mask φ250mm
Cathode current density (total current): 3 A / dm 2 (4.49 A)
Plating thickness: 3μm

(c)Sn−Agめっき
めっき浴組成
Sn2+ 40g/L
Ag 1.5g/L
メタンスルホン酸 100g/L
添加剤 10g/L
(ポリオキシエチレン系界面活性剤、チオ尿素、カテコールを重量比で
2:2:1としたもの)
めっき温度:25℃
撹拌:機械撹拌(パドル撹拌速度10m/min)
めっき液循環:流量 2.5L/min
電極:チタン陽極、電極間距離約7.5mm、アノードマスクφ250mm
陰極電流密度(総電流):10A/dm(14.9A)、直流めっき
めっき厚:140μm
(C) Sn-Ag plating Plating bath composition Sn 2+ 40 g / L
Ag + 1.5g / L
Methanesulfonic acid 100g / L
Additive 10g / L
(Polyoxyethylene surfactant, thiourea, catechol by weight ratio
2: 2: 1)
Plating temperature: 25 ° C
Stirring: Mechanical stirring (paddle stirring speed 10 m / min)
Plating solution circulation: Flow rate 2.5L / min
Electrode: Titanium anode, distance between electrodes is about 7.5 mm, anode mask φ250 mm
Cathode current density (total current): 10A / dm 2 (14.9A ), DC plating plating thickness: 140 .mu.m

図5乃至図7は、それぞれ表1に示すサンプル1,2,3のリフロー後のバンプと、500時間のHTSテスト後のバンプSEM画像の模式図とEPMA分析結果を示す。図5はNi層とSn層との間にCu層を形成しない場合の結果を示している。リフロー後(左図)では、Sn層とNi層との界面において一部のSnとNiとが合金化している。HTS後(右図)においては、SnとNiとの合金化が進み、Sn層とNi層との間にSn−Ni IMCが形成されている。   5 to 7 show schematic views of bumps SEM images after the reflow of samples 1, 2 and 3 shown in Table 1, and bumps SEM images after 500 hours of HTS test, respectively, and the results of EPMA analysis. FIG. 5 shows the results when no Cu layer is formed between the Ni layer and the Sn layer. After reflow (left figure), a part of Sn and Ni is alloyed at the interface between the Sn layer and the Ni layer. After HTS (right figure), alloying of Sn and Ni proceeds, and Sn—Ni IMC is formed between the Sn layer and the Ni layer.

図7はNi層とSn層との間に0.5μmのCu層を形成した場合の結果を示している。リフロー後(左図)に於いてはSn層とCu層との間でSnとCuとの合金化が始まっているがCu層が残っており、SnとNiとの合金化は殆ど行われていない。また、HTS後(右図)においては、SnとCuとの相互拡散が進みSn−Cu IMCが形成されている。しかし、Sn−Ni IMCは殆ど形成されておらず、Ni層の侵食が進んでいない。このようにSn層とNi層との間に0.5μmのCu層を形成することによりNi層の破壊を防止することができる。   FIG. 7 shows the result when a Cu layer of 0.5 μm is formed between the Ni layer and the Sn layer. After reflow (left figure), alloying of Sn and Cu has begun between the Sn layer and the Cu layer, but the Cu layer remains, and alloying of Sn and Ni has almost been performed. Absent. In addition, after HTS (right figure), Sn-Cu IMC is formed by the mutual diffusion of Sn and Cu. However, Sn—Ni IMC is hardly formed, and the erosion of the Ni layer has not progressed. Thus, the Ni layer can be prevented from being destroyed by forming the 0.5 μm Cu layer between the Sn layer and the Ni layer.

図6はNi層とSn層との間に0.1μmのCu層を形成した場合の結果を示している。リフロー後(左図)で既にCu層はほぼ消滅してSn層とNi層との界面において一部のSnとNiとの合金化が開始している。HTS後(右図)においては、NiがSn-Cu層に拡散し、Sn-Cu(Ni) IMCを形成している。Sn層とNi層との間のCu層の厚みが充分ではなかったと考えられる。
なお、各SEM画像の右側にあるCu層は電気めっきを行うための給電用シード層であり、Sn層とNi層との間のバリアとして形成されたものではない。
FIG. 6 shows the results when a 0.1 μm Cu layer is formed between the Ni layer and the Sn layer. After the reflow (left figure), the Cu layer has almost disappeared, and a part of Sn and Ni has started to be alloyed at the interface between the Sn layer and the Ni layer. After the HTS (right diagram), Ni diffuses into the Sn—Cu layer to form Sn—Cu (Ni) IMC. It is considered that the thickness of the Cu layer between the Sn layer and the Ni layer was not sufficient.
The Cu layer on the right side of each SEM image is a power supply seed layer for performing electroplating, and is not formed as a barrier between the Sn layer and the Ni layer.

一般的なバンプ形成工程を示すフローダイヤグラムである。It is a flow diagram which shows a general bump formation process. 図1に示すバンプ形成工程で作成されたバンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the bump produced at the bump formation process shown in FIG. 本発明の一実施形態に係るバンプ形成工程を示すフローダイヤグラムである。It is a flow diagram which shows the bump formation process which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るバンプ形成工程で作成された鉛フリーバンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lead free bump produced at the bump formation process which concerns on one Embodiment of this invention. Cu層を形成しなかったときの鉛フリーバンプのSEM画像の模式図とEPMA分析結果を示す図である。It is a figure which shows the schematic diagram of the SEM image of a lead-free bump when a Cu layer is not formed, and the EPMA analysis result. 0.1μmのCu層を形成したときの鉛フリーバンプのSEM画像の模式図とEPMA分析結果を示す図である。It is a figure which shows the schematic diagram of the SEM image of a lead-free bump when a 0.1 micrometer Cu layer is formed, and an EPMA analysis result. 0.5μmのCu層を形成したときの鉛フリーバンプのSEM画像の模式図とEPMA分析結果を示す図である。It is a figure which shows the schematic diagram of the SEM image of a lead-free bump when a 0.5 micrometer Cu layer is formed, and an EPMA analysis result.

符号の説明Explanation of symbols

5 保護膜
6 パッド(端子)
7 Ti層
8 Cu層
9 レジスト
10 レジストパターン
11 Ni層
12,16 鉛フリーはんだ層
13,17 はんだバンプ
15 Cu層
5 Protective film 6 Pad (terminal)
7 Ti layer 8 Cu layer 9 Resist 10 Resist pattern 11 Ni layer 12, 16 Lead-free solder layer 13, 17 Solder bump 15 Cu layer

Claims (8)

集積回路の端子上にSnを主成分とする鉛フリーバンプを形成する方法であって、
前記端子上にNi層を形成し、
前記Ni層上にCu層を形成し、
前記Cu層上にSnを主成分とする鉛フリーはんだ層を形成し、
前記Ni層、前記Cu層、および前記鉛フリーはんだ層からなる鉛フリーバンプを加熱することにより球状の鉛フリーバンプを形成することを特徴とする方法。
A method of forming a lead-free bump mainly composed of Sn on a terminal of an integrated circuit,
Forming a Ni layer on the terminal;
Forming a Cu layer on the Ni layer;
Forming a lead-free solder layer mainly composed of Sn on the Cu layer;
A spherical lead-free bump is formed by heating a lead-free bump made of the Ni layer, the Cu layer, and the lead-free solder layer.
前記Cu層は、0.5μm〜1μmの厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the Cu layer has a thickness of 0.5 μm to 1 μm. 前記鉛フリーはんだ層は、Sn−Ag合金からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the lead-free solder layer is made of a Sn—Ag alloy. 前記鉛フリーはんだ層は、Snからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the lead-free solder layer is made of Sn. 前記端子は、基板上に形成された集積回路の金属電極としてのパッドであることを特徴とする請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein the terminal is a pad as a metal electrode of an integrated circuit formed on a substrate. 前記Ni層、前記Cu層、及び前記鉛フリーはんだ層の形成は、レジストに開口されたパターンに連続的に形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the formation of the Ni layer, the Cu layer, and the lead-free solder layer is continuously formed in a pattern opened in a resist. 前記球状の鉛フリーバンプが、Sn−Ni金属間化合物の結晶を実質的に含有していないことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the spherical lead-free bumps are substantially free of Sn-Ni intermetallic crystals. 集積回路の外部接合点としての鉛フリーバンプであって、
前記集積回路の端子に接続された、バリア層としてのNi層と、
前記Ni層上に形成されたCu層と、
前記Cu層の上に形成された、Snを主成分とする鉛フリーはんだ層とを有し、
前記鉛フリーはんだ層と前記Ni層との間にSn−Cu金属間化合物が形成されていることを特徴とする鉛フリーバンプ。
Lead-free bumps as external junctions of integrated circuits,
A Ni layer as a barrier layer connected to a terminal of the integrated circuit;
A Cu layer formed on the Ni layer;
A lead-free solder layer mainly composed of Sn formed on the Cu layer;
A lead-free bump, wherein a Sn-Cu intermetallic compound is formed between the lead-free solder layer and the Ni layer.
JP2008200504A 2008-08-04 2008-08-04 Lead-free bump forming method Pending JP2010040691A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008200504A JP2010040691A (en) 2008-08-04 2008-08-04 Lead-free bump forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008200504A JP2010040691A (en) 2008-08-04 2008-08-04 Lead-free bump forming method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010040691A true JP2010040691A (en) 2010-02-18

Family

ID=42012941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008200504A Pending JP2010040691A (en) 2008-08-04 2008-08-04 Lead-free bump forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010040691A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023721A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Lsi Corp Improvement of solder interconnect by addition of copper
CN103534795A (en) * 2011-08-16 2014-01-22 株式会社爱发科 Component manufacturing method and component
JP2015115568A (en) * 2013-12-16 2015-06-22 富士通株式会社 Method of manufacturing electronic device
US9391034B2 (en) 2012-08-23 2016-07-12 International Business Machines Corporation Interfacial alloy layer for improving electromigration (EM) resistance in solder joints
JP2017183592A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社荏原製作所 Method of manufacturing substrate and substrate
US10062657B2 (en) 2014-10-10 2018-08-28 Ishihara Chemical Co., Ltd. Method for manufacturing alloy bump
JP2018157173A (en) * 2016-09-29 2018-10-04 株式会社クオルテック Method for manufacturing power module, power module, method for manufacturing electronic component, and electronic component

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023721A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Lsi Corp Improvement of solder interconnect by addition of copper
CN103534795A (en) * 2011-08-16 2014-01-22 株式会社爱发科 Component manufacturing method and component
CN103534795B (en) * 2011-08-16 2016-09-21 株式会社爱发科 The manufacture method of parts and parts
US9391034B2 (en) 2012-08-23 2016-07-12 International Business Machines Corporation Interfacial alloy layer for improving electromigration (EM) resistance in solder joints
US9698119B2 (en) 2012-08-23 2017-07-04 International Business Machines Corporation Interfacial alloy layer for improving electromigration (EM) resistance in solder joints
JP2015115568A (en) * 2013-12-16 2015-06-22 富士通株式会社 Method of manufacturing electronic device
US10062657B2 (en) 2014-10-10 2018-08-28 Ishihara Chemical Co., Ltd. Method for manufacturing alloy bump
JP2017183592A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 株式会社荏原製作所 Method of manufacturing substrate and substrate
JP2018157173A (en) * 2016-09-29 2018-10-04 株式会社クオルテック Method for manufacturing power module, power module, method for manufacturing electronic component, and electronic component
JP7117747B2 (en) 2016-09-29 2022-08-15 株式会社クオルテック Electronic component manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6622907B2 (en) Sacrificial seed layer process for forming C4 solder bumps
JP4425799B2 (en) Method for forming lead-free bumps
US8497200B2 (en) Method to form solder alloy deposits on substrates
US20120325671A2 (en) Electroplated lead-free bump deposition
JP2010040691A (en) Lead-free bump forming method
KR20140025406A (en) Lead-free solder ball
KR20180065952A (en) Nuclear material, semiconductor package and bump electrode forming method
JP5636122B1 (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
JP6149306B2 (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
JP2004207685A (en) Manufacturing method for unleaded solder bump
US20060011482A1 (en) Electrocodeposition of lead free tin alloys
KR101983510B1 (en) Core material and solder joint and bump electrode forming method
US20130309862A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING Sn ALLOY BUMP
US20220395935A1 (en) Sn-bi-in-based low melting-point joining member, production method therefor, semiconductor electronic circuit, and mounting method therefor
JP2003342784A (en) Method of forming tin - silver - copper solder alloy, lead- free bumper obtained by using the same alloy and method of producing semiconductor device
JP3916850B2 (en) Semiconductor device
JP2021065923A (en) Nucleus material, electronic component and method for forming bump electrode
JP2015126159A (en) Core paste for forming sintered core of solder bump
WO2001063668A2 (en) Method of forming lead-free solder alloys by electrochemical deposition process
Yin et al. Development of micro-alloying method for Cu pillar solder bump by solid liquid interaction
Kiumi et al. Composition control for lead-free alloy electroplating on flip chip bumping
JP2015201541A (en) Method of manufacturing bump electrode
CN117673010A (en) Connecting column
Kim et al. The Stability of Plating Solution and the Current Density Characteristics of the Sn-Ag Plating for the Wafer Bumping
JP4485604B1 (en) Manufacturing method, manufacturing apparatus, and solder alloy for tin or solder alloy for electronic parts