JP2013197255A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体素子又は半導体ウェハ5の金属端子6を有機酸32に曝して、金属端子6の酸化膜を除去する工程と、有機酸32と金属端子6とが反応して生成する有機酸塩70に紫外線を照射して、有機酸塩70を分解して除去する工程とを含む。
【選択図】図7
Description
図1〜図3は第1実施形態の半導体装置の製造装置を説明するための図、図4〜図10は第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。第1実施形態では、半導体装置の製造装置として、半導体素子又は半導体ウェハに設けられたはんだ端子をリフロー加熱して酸化膜を除去するリフロー装置を例に挙げて説明する。
SnO2+2HCOOH → Sn(HCOO)2+H2O+O2・・・(2)
このようにして、図6に示すように、半導体ウェハ5のはんだ端子6の成分である錫と蟻酸とが反応して蟻酸錫70が生成される。前述した予備的事項で説明したように、半導体ウェハ5の上に蟻酸錫70が残存すると、イオンマイグレーションが発生して電子回路が電気ショートすることがある。
このようにして、図7に示すように、図6の蟻酸錫(Sn(HCOO)2)70は紫外線と反応し、二酸化炭素(CO2)72、水(H2O)74、一酸化炭素(CO)76、及び錫(Sn)粒子78に分解される。
前述した第1実施形態では、半導体ウェハのはんだ端子をリフロー加熱して酸化膜を除去する方法を説明した。第2実施形態では、はんだ端子同士を対向させて半導体素子などの半導体部材を積層し、リフロー加熱して酸化膜を除去しながら両者を接合する形態について説明する。
また、図16(a)に示すように、図11(a)の積層半導体部材4とは別の形態として、第1配線基板80aの第1はんだ端子82aの上に第2配線基板80bの第2はんだ端子82bが配置されるように、第1配線基板80aの上に第2配線基板80bを積層してもよい。これにより、積層配線基板7dが得られる。
実施例1の実験サンプルとしては、まず、直径が300mmのシリコンウェハに銅端子を形成した。銅端子の配置ピッチを50μmに、銅端子の直径を30μmに、銅端子の高さを30μmに設定した。
実施例2の実験サンプルとしては、まず、直径が300mmのシリコンウェハに、Sn−3.0%Ag―0.5%Cuの組成のはんだ端子を形成した。はんだ端子の配置ピッチを100μmに、はんだ端子の直径を50μmに設定した。さらに、シリコンウェハを一辺が1mmの正方形にダイシングすることにより、図17(b)に示すように、はんだ端子9を備えたチップ状の半導体素子8を得た。
実施例3の実験サンプルとしては、図17(c)に示すように、大きさが一辺が400mmの正方形で、厚さが1mmのガラスエポキシ樹脂基板92にSn−38%Biの組成のはんだ端子94を形成して配線基板90とした。はんだ端子94の配置ピッチを1.27mmに、はんだ端子94の直径を600μmに設定した。
前記有機酸と前記金属端子とが反応して生成する有機酸塩に紫外線を照射する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記半導体素子又は半導体ウェハを加熱しながら行うことを特徴とする付記1に記載の半導体装置の製造方法。
減圧下で行うことを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
前記処理室内の半導体素子又は半導体ウェハに有機酸を供給する有機酸供給部と、
記処理室内の前記半導体素子又は半導体ウェハに紫外線を照射する紫外線照射部とを有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
前記紫外線照射部及び送風部は、前記処理室の天井面に設けられていることを特徴とする付記9乃至13のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
前記紫外線照射部及び送風部は、前記処理室の側壁に設けられていることを特徴とする付記9乃至13のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
Claims (10)
- 半導体素子又は半導体ウェハの金属端子を有機酸に曝す工程と、
前記有機酸と前記金属端子とが反応して生成する有機酸塩に紫外線を照射する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記有機酸塩に紫外線を照射する工程において、
前記半導体素子又は半導体ウェハを加熱しながら行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記有機酸塩に紫外線を照射する工程において、
減圧下で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記紫外線の照射によって前記有機酸塩が分解して生成する生成物を吸引して除去する工程を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体素子又は半導体ウェハの金属端子を有機酸に曝す工程と前記有機酸塩に紫外線を照射する工程とは、同時に行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記金属端子は少なくとも表面がはんだより形成され、前記半導体素子又は半導体ウェハを加熱する際に、前記はんだの融点より高い温度で行うことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 金属端子を備えた半導体素子又は半導体ウェハを載置する処理室と、
前記処理室内の前記半導体素子又は半導体ウェハに有機酸を供給する有機酸供給部と、
前記処理室内の前記半導体素子又は半導体ウェハに紫外線を照射する紫外線照射部と
を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 前記処理室内の前記半導体素子又は半導体ウェハを加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造装置。
- 前記処理室内の雰囲気を吸引する吸引機構を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の半導体装置の製造装置。
- 前記処理室内の前記半導体素子又は半導体ウェハに送風する送風部を有することを特徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造装置。
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