JP2019173162A - Tin or tin alloy plating solution and method of forming bumps using the solution - Google Patents

Tin or tin alloy plating solution and method of forming bumps using the solution Download PDF

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Abstract

To obtain void-free bumps with high uniformity and small variation in terms of height, even in a pattern which includes bumps of various diameters including large and small diameters, formed after reflow.SOLUTION: A tin or tin alloy plating solution comprises a soluble salt (A) containing at least a stannous salt, an acid or a salt thereof (B) selected from an organic acid and an inorganic acid, a surfactant (C), a benzal acetone (D), and a solvent (E). The plating solution is used to form a pattern having different bump diameters on a substrate. The plating solution contains benzal acetone (D) in an amount of 0.05 g/L-0.2 g/L, and a mass ratio (C/D) of the surfactant (C) to the benzal acetone (D) is 10-200. A mass ratio (E/D) of the solvent (E) to the benzal acetone (D) is 10 or more. The surfactant (C) is preferably a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気めっき法により錫又は錫合金のめっき膜を形成するための錫又は錫合金めっき液及び該液を用いたバンプの形成方法に関する。更に詳しくは、半導体ウエハ等の基材上にバンプ径が異なるはんだバンプを形成するのに適する、ベンザルアセトンを含む錫又は錫合金めっき液及び該液を用いたバンプの形成方法に関するものである。   The present invention relates to a tin or tin alloy plating solution for forming a tin or tin alloy plating film by electroplating, and a bump forming method using the solution. More particularly, the present invention relates to a tin or tin alloy plating solution containing benzalacetone, which is suitable for forming solder bumps having different bump diameters on a substrate such as a semiconductor wafer, and a bump forming method using the solution. .

特許文献1には、半導体チップ搭載用基板のような基材に、アスペクト比などが特定された構造のビアが形成されていることが開示されている。特許文献1には、この構造のビアに、ベンザルアセトンのような特定の充填用有機化合物(C)とノニオン系界面活性剤(D)とを組み合わせた錫又は錫合金めっき浴を用いて、電気めっき方式によりビア充填して、突起電極を形成する方法が開示されている。この方法によれば、基材上のビアに錫又は錫合金電気めっきにより突起電極を形成するに際し、成分(C)と成分(D)の共存により、ビア上部への金属の析出を効果的に抑制し、金属の析出をビア底部から優先的に進行させる。このことにより、ボイドの発生なしに円滑にビア充填できるとされる。   Patent Document 1 discloses that a via having a structure with a specified aspect ratio or the like is formed on a base material such as a semiconductor chip mounting substrate. Patent Document 1 uses a tin or tin alloy plating bath in which a specific filling organic compound (C) such as benzalacetone and a nonionic surfactant (D) are combined in the via of this structure, A method is disclosed in which vias are filled by electroplating to form protruding electrodes. According to this method, when the bump electrode is formed on the via on the base material by tin or tin alloy electroplating, the coexistence of the component (C) and the component (D) effectively deposits the metal on the upper portion of the via. Suppress and preferentially advance metal deposition from the bottom of the via. As a result, the via can be filled smoothly without the generation of voids.

また、特許文献2には、(a) アルカンスルホン酸の二価の錫塩、アルカンスルホン酸の二価の鉛塩並びにアルカンスルホン酸の二価の錫塩及びアルカンスルホン酸の二価の鉛塩の混合物よりなる群から選ばれる浴可溶性金属塩;(b) アルカンスルホン酸;(c) α−ナフトアルデヒド及びベンジリデンアセトン(ベンザルアセトン)の混合物のような光沢剤;(d) プロピレングリコール中にシリコーンとシリカ及び/又はシリケートとの混合物を含む消泡剤;(e) エトキシル化アリールフエノールよりなる第一の非イオン性界面活性剤;及び(f) エトキシル化短鎖アルコールよりなる第二の非イオン性界面活性剤よりなる水性の酸性錫、鉛又は錫・鉛合金電気めっき浴が開示されている。そして上記光沢剤であるα−ナフトアルデヒドが約0.02g/L約5g/Lの濃度で存在し、ベンジリデンアセトン(ベンザルアセトン)が約0.02g/L〜約5g/Lの濃度で存在することが示される。この電気めっき浴によれば、浴の高い電流密度及び/又は激しい循環により生じるような高速めっき条件下ですら、電気めっき中殆んど又は全く発泡しない固有の能力を有する。そしてその浴は均一で優れた錫及び/又は鉛の析出物を生成するとされる。   Patent Document 2 discloses (a) a divalent tin salt of alkanesulfonic acid, a divalent lead salt of alkanesulfonic acid, a divalent tin salt of alkanesulfonic acid, and a divalent lead salt of alkanesulfonic acid. A bath-soluble metal salt selected from the group consisting of: (b) an alkanesulfonic acid; (c) a brightener such as a mixture of α-naphthaldehyde and benzylideneacetone (benzalacetone); (d) in propylene glycol; An antifoaming agent comprising a mixture of silicone and silica and / or silicate; (e) a first nonionic surfactant comprising an ethoxylated arylphenol; and (f) a second nonionic surfactant comprising an ethoxylated short chain alcohol. An aqueous acidic tin, lead or tin-lead alloy electroplating bath comprising an ionic surfactant is disclosed. And the above-mentioned brightener α-naphthaldehyde is present at a concentration of about 0.02 g / L, about 5 g / L, and benzylideneacetone (benzalacetone) is present at a concentration of about 0.02 g / L to about 5 g / L. Is shown to do. This electroplating bath has the inherent ability to foam little or no during electroplating, even under high speed plating conditions such as those caused by the high current density and / or vigorous circulation of the bath. The bath is said to produce uniform and excellent tin and / or lead deposits.

更に、特許文献3には、錫イオン、鉛イオン及びそれらの混合イオンからなる群より選ばれた金属イオンが約15.0g/L〜約350.0g/Lと、フルオロホウ酸塩、フルオロケイ酸塩、スルファミン酸塩及びそれらの混合塩からなる群より選ばれたラジカルが約100.0g/L〜約500.0g/Lと、アルコキシル化した脂肪酸の特定のアルキルアリル界面活性剤が約10.0g/L〜約25.0g/Lと、を含み、pHが約3.0未満の水性の酸性錫、鉛又は錫・鉛合金電気めっき浴が開示されている。この電気めっき浴は、ベンジリデンアセトン(ベンザルアセトン)、3−ブチルアルデヒド、チオフェンアルデヒド、トルアルデヒド、桂皮アルデヒド及びアニスアルデヒドからなる群より選ばれたカルボニル含有化合物を約0.1g/L〜約10.0g/Lの量で更に含んでいる。この電気めっき浴によれば、十分な光沢のある錫・鉛合金めっきを堆積し、簡潔かつ効率的な電気めっきプロセスが提供される。これにより、光沢から十分な光沢のある錫・鉛合金を経済的な条件で製造でき、錫・鉛合金で電気めっきされた光沢のある外観を有する製品を提供するとされる。   Further, Patent Document 3 discloses that metal ions selected from the group consisting of tin ions, lead ions, and mixed ions thereof are about 15.0 g / L to about 350.0 g / L, fluoroborate, fluorosilicic acid. About 100.0 g / L to about 500.0 g / L of a radical selected from the group consisting of salts, sulfamate salts, and mixed salts thereof, and about 10.0.0 g / L of a specific alkylallyl surfactant of an alkoxylated fatty acid. An aqueous acidic tin, lead, or tin-lead alloy electroplating bath having a pH of less than about 3.0 is disclosed, including 0 g / L to about 25.0 g / L. This electroplating bath contains about 0.1 g / L to about 10 carbonyl-containing compounds selected from the group consisting of benzylideneacetone (benzalacetone), 3-butyraldehyde, thiophene aldehyde, tolualdehyde, cinnamaldehyde and anisaldehyde. Further included in an amount of 0.0 g / L. This electroplating bath deposits a sufficiently bright tin-lead alloy plating and provides a simple and efficient electroplating process. Thereby, it is said that a sufficiently bright tin / lead alloy can be manufactured under economical conditions, and a product having a glossy appearance electroplated with a tin / lead alloy is provided.

近年では、一つのウエハ基板等の基材上に、バンプ径やバンプピッチが異なる配線パターンが混在するようになってきている。そのような複雑なパターンにおいて、特に異なるバンプ径のバンプを均一な高さで形成することが求められている。上記特許文献1〜3のめっき浴によれば、ボイドの発生なしに円滑にビア充填できたり、電気めっき中で発泡せずに均一な析出物を生成できたり、十分な光沢のある製品を簡潔かつ経済的に製造できるなどの優れた特長がある。しかしながら、これらの特許文献1〜3におけるめっき液は、一つの基材上にバンプ径の異なる(以下、「異径」ということもある。)バンプを形成するときに、バンプ径の異なるバンプ間の高さ均一性(以下、「バンプの高さ均一性」ということもある。)を図ることをその課題としていない。   In recent years, wiring patterns having different bump diameters and bump pitches are mixed on a base material such as a single wafer substrate. In such a complicated pattern, it is required to form bumps having different bump diameters with a uniform height. According to the plating baths of Patent Documents 1 to 3 above, via filling can be performed smoothly without generating voids, uniform precipitates can be formed without foaming during electroplating, and a product with sufficient gloss can be simplified. In addition, it has excellent features such as being economical to manufacture. However, the plating solutions in these Patent Documents 1 to 3 have different bump diameters on one substrate (hereinafter sometimes referred to as “different diameter”). It is not an issue to achieve the height uniformity (hereinafter also referred to as “bump height uniformity”).

具体的に、バンプ径が異なるパターンでバンプを形成する例を、図2により説明すると、図2(a)に示すように、先ず半導体ウエハ基板のような基材1の表面にチタン層2及び銅シード層3を順次形成する。次いで、レジスト層4を形成し、このレジスト層4にマスク露光をし、現像を行って異なる径のビア4a、4bを有するレジストパターン5を形成する。次いでこれらのビア4a、4b内の銅シード層3上に銅又はニッケルをめっきして下地層6を形成する。次に錫めっき液を用いて銅シード層3を通じて給電することにより、レジストパターン5のビア4a、4bの内部に電気錫めっきを行い、下地層6の上のビア4a、4b内に錫めっき堆積層(錫めっき膜)7a、7bをそれぞれ形成する。続いて図2(b)に示すように、レジスト層4、銅シード層3及びチタン層2を順次除去する。次いで、残った錫めっき堆積層7a、7bをリフロー処理により溶融する。これにより、図2(c)に示すように、錫バンプ8a、8bを形成する。これらの錫バンプでは、バンプ径の大きなバンプ8bの高さは、バンプ径の小さなバンプ8aの高さよりも大きくなって、高さの差異Dを生じ、バンプの高さ均一性を図ることができない。   Specifically, an example of forming bumps with patterns having different bump diameters will be described with reference to FIG. 2. First, as shown in FIG. 2A, first, a titanium layer 2 and a surface of a substrate 1 such as a semiconductor wafer substrate are formed. The copper seed layer 3 is formed sequentially. Next, a resist layer 4 is formed, mask exposure is performed on the resist layer 4, and development is performed to form a resist pattern 5 having vias 4a and 4b having different diameters. Next, copper or nickel is plated on the copper seed layer 3 in the vias 4a and 4b to form the underlayer 6. Next, by supplying power through the copper seed layer 3 using a tin plating solution, electrotin plating is performed inside the vias 4 a and 4 b of the resist pattern 5, and tin plating is deposited in the vias 4 a and 4 b on the base layer 6. Layers (tin plating films) 7a and 7b are respectively formed. Subsequently, as shown in FIG. 2B, the resist layer 4, the copper seed layer 3, and the titanium layer 2 are sequentially removed. Next, the remaining tin plating deposited layers 7a and 7b are melted by a reflow process. Thus, tin bumps 8a and 8b are formed as shown in FIG. In these tin bumps, the height of the bump 8b having a large bump diameter is larger than the height of the bump 8a having a small bump diameter, resulting in a height difference D, and the bump height cannot be made uniform. .

特許文献1〜3に示される従来のベンザルアセトンを含むめっき液を用いて電気めっきを行っても、バンプの高さ均一性を図ることが困難であった。   Even when electroplating is performed using a conventional plating solution containing benzalacetone disclosed in Patent Documents 1 to 3, it is difficult to achieve bump height uniformity.

なお、本明細書で、バンプ径の異なるパターン、即ち「異径パターン」とは、最小の下地層面積Sminと最大の下地層面積Smaxの比(Smax/Smin)が1.5以上であるパターンをいう。従来のめっき液では、Smax/Sminが1.5以上の場合、異径バンプの高さばらつきを抑えることが困難になる。Smax/Sminの上限値は特に制限はないが、約30である。   In this specification, patterns having different bump diameters, that is, “different diameter patterns” are patterns in which the ratio (Smax / Smin) of the minimum underlayer area Smin to the maximum underlayer area Smax is 1.5 or more. Say. In the conventional plating solution, when Smax / Smin is 1.5 or more, it is difficult to suppress the height variation of the different-diameter bumps. The upper limit value of Smax / Smin is not particularly limited, but is about 30.

特開2016−74963号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-74963 特公平3−17912号公報Japanese Patent Publication No. 3-17912 米国特許第3,730,853号公報U.S. Pat. No. 3,730,853

本発明の目的は、バンプ径が異なるパターンでも、リフロー後に形成された大径及び小径のバンプの高さばらつきが小さくバンプ高さの均一性があり、かつボイドの無いバンプが得られる錫又は錫合金めっき液及び該液を用いたバンプの形成方法を提供することにある。   The object of the present invention is to make tin or tin that can provide bumps with a uniform bump height with small variations in height of large and small-diameter bumps formed after reflow, even in patterns with different bump diameters. An object of the present invention is to provide an alloy plating solution and a bump forming method using the solution.

本発明の第1の観点の錫又は錫合金めっき液は、少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩(A)と、有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩(B)と、界面活性剤(C)と、ベンザルアセトン(D)と、溶剤(E)とを含む錫又は錫合金めっき液であって、前記めっき液は基材上にバンプ径が異なるパターンを形成するために用いられ、前記ベンザルアセトン(D)が前記めっき液中に0.05g/L〜0.2g/Lの量で含まれ、前記ベンザルアセトン(D)に対する前記界面活性剤(C)の質量比(C/D)が10〜200であり、前記ベンザルアセトン(D)に対する前記溶剤(E)の質量比(E/D)が10以上である。   The tin or tin alloy plating solution according to the first aspect of the present invention includes a soluble salt (A) containing at least a stannous salt, an acid selected from an organic acid and an inorganic acid or a salt thereof (B), and a surface activity. A tin or tin alloy plating solution containing an agent (C), benzalacetone (D), and a solvent (E), wherein the plating solution is used to form patterns having different bump diameters on a substrate. The benzalacetone (D) is contained in the plating solution in an amount of 0.05 g / L to 0.2 g / L, and the mass ratio of the surfactant (C) to the benzalacetone (D). (C / D) is 10 to 200, and the mass ratio (E / D) of the solvent (E) to the benzalacetone (D) is 10 or more.

本発明の第2の観点の錫又は錫合金めっき液は、第1の観点に基づく錫又は錫合金めっき液において、前記界面活性剤(C)がポリオキシエチレン(EO)とポリオキシプロピレン(PO)が縮合したノニオン系界面活性剤、又はフェノール、アルキルフェノール、スチレン化フェノール、β-ナフトール、ビスフェノール類及びクミルフェノールから選択されるいずれか1つとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤である。   The tin or tin alloy plating solution according to the second aspect of the present invention is the tin or tin alloy plating solution according to the first aspect, wherein the surfactant (C) is polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO). ) Or a nonionic surfactant obtained by condensing polyoxyethylene (EO) with any one selected from phenol, alkylphenol, styrenated phenol, β-naphthol, bisphenols, and cumylphenol. It is an agent.

本発明の第3の観点のバンプの形成方法は、第1又は第2の観点の錫又は錫めっき液を用いて、基材上に異なる径の複数の錫又は錫合金めっき堆積層を形成する工程と、次いで、リフロー処理をしてバンプ径の異なる複数のバンプを形成する工程を有する。   The bump forming method according to the third aspect of the present invention uses the tin or tin plating solution according to the first or second aspect to form a plurality of tin or tin alloy plating deposition layers having different diameters on the substrate. And a step of performing a reflow process to form a plurality of bumps having different bump diameters.

本発明の第1の観点の錫又は錫合金めっき液では、ベンザルアセトン(D)がめっき液中に0.05g/L〜0.2g/Lの量で含まれる。ベンザルアセトン(D)に対する界面活性剤(C)の質量比(C/D)が10〜200に規定される。ベンザルアセトン(D)に対する溶剤(E)の質量比(E/D)が10以上に規定される。図1(a)に示すように、このめっき液を用いて銅シード層13を通じて給電することにより、レジストパターン15のビア内部に電気錫めっきを行うと、めっき液中のベンザルアセトンがビアの底部に吸着し、錫の析出を阻害する。めっき液が入り易い大径のビア14bにはベンザルアセトンが吸着し易く、錫の析出を抑制する効果が大きい。これに対して、めっき液が入り難い小径のビア14aには大径のビア14bと比べ、相対的にベンザルアセトンの吸着量が少なく、錫の析出を抑制する効果が小さい。これにより、大径のビア14bのめっき堆積層17bの膜厚が小径のビア14aのめっき堆積層17aの膜厚と比較して、より薄く形成される。図1(b)に示すように、レジスト層14、シード層13、12を順次除去し、次いで残っためっき堆積層17a、17bをリフロー処理により溶融すると、図1(c)に示すように、バンプ高さのばらつきがなく、かつボイドの無いバンプ(めっき膜)18a、18bが形成される。これにより、基板と、基板上に形成された複数のそれぞれ面積が異なる下地層と、複数の下地層上のそれぞれに形成された複数のはんだバンプと、を備え、複数のはんだバンプの高さ均一性が10%以下であるはんだバンプ付き電子部品を得ることができる。   In the tin or tin alloy plating solution according to the first aspect of the present invention, benzalacetone (D) is contained in the plating solution in an amount of 0.05 g / L to 0.2 g / L. The mass ratio (C / D) of the surfactant (C) to benzalacetone (D) is defined as 10 to 200. The mass ratio (E / D) of the solvent (E) to benzalacetone (D) is defined as 10 or more. As shown in FIG. 1 (a), by supplying power through the copper seed layer 13 using this plating solution, when electrotin plating is performed inside the vias of the resist pattern 15, benzal acetone in the plating solution is removed from the vias. Adsorbs on the bottom and inhibits tin precipitation. Benzal acetone is easily adsorbed to the large-diameter via 14b where the plating solution easily enters, and the effect of suppressing the precipitation of tin is great. On the other hand, the small-diameter via 14a in which the plating solution is difficult to enter has a relatively small amount of benzalacetone adsorbed compared to the large-diameter via 14b, and the effect of suppressing the precipitation of tin is small. Thereby, the film thickness of the plating deposition layer 17b of the large diameter via 14b is formed thinner than the film thickness of the plating deposition layer 17a of the small diameter via 14a. As shown in FIG. 1B, when the resist layer 14 and the seed layers 13 and 12 are sequentially removed, and then the remaining plating deposition layers 17a and 17b are melted by a reflow process, as shown in FIG. Bumps (plating films) 18a and 18b having no bump height variation and no voids are formed. Accordingly, the substrate includes a substrate, a plurality of underlayers having different areas formed on the substrate, and a plurality of solder bumps formed on the plurality of underlayers, and the height of the plurality of solder bumps is uniform. An electronic component with solder bumps having a property of 10% or less can be obtained.

本発明の第2の観点の錫又は錫合金めっき液では、界面活性剤(C)がめっき膜の表面に吸着して錫の結晶成長を抑制して、結晶を微細化する。これにより、めっき膜の外観の向上、めっき膜と被めっき物との密着性の向上、膜厚の均一化などの作用を生じ、ベンザルアセトン(D)と相乗して、上記効果をより効果的に発揮する。   In the tin or tin alloy plating solution according to the second aspect of the present invention, the surfactant (C) is adsorbed on the surface of the plating film and suppresses the crystal growth of tin to refine the crystal. As a result, the appearance of the plating film is improved, the adhesion between the plating film and the object to be plated is improved, the film thickness is uniformed, etc., and the above effects are more effective in synergy with benzalacetone (D). Demonstrate.

本発明の第3の観点のバンプの形成方法では、第1の観点又は第2の観点の錫又は錫合金めっき液を用いて、基材上に異なる径の錫又は錫合金めっき堆積層を形成する。次いで、リフロー処理をする。これにより、バンプ径が異なるパターンでも、高さが均一でかつボイドの無いバンプを形成することができる。   In the bump forming method according to the third aspect of the present invention, a tin or tin alloy plating deposition layer having a different diameter is formed on the substrate using the tin or tin alloy plating solution according to the first or second aspect. To do. Next, reflow processing is performed. Thereby, even with patterns having different bump diameters, bumps having a uniform height and no voids can be formed.

本発明の第1〜第3の観点に基づく発明によると、基材上にバンプ高さ均一性のある異径バンプを有する電子部品を提供できる。この電子部品を用いれば、電気的な接続不良のない信頼性の高い半導体装置を作製することができる。   According to the invention based on the first to third aspects of the present invention, it is possible to provide an electronic component having different-diameter bumps with bump height uniformity on a base material. By using this electronic component, a highly reliable semiconductor device free from electrical connection failure can be manufactured.

図1は、本実施形態において、バンプ径の異なるパターンにバンプを形成する工程を示す図である。図1(a)は本発明のビア内に異なる径のめっき堆積層が形成された断面図を示す。図1(b)はレジスト層、チタンシード層及び銅シード層を剥離した後の異なる径のめっき堆積層の断面図を示す。図1(c)はリフロー処理した後のバンプの高さが均一に形成された異なる径のバンプの断面図を示す。FIG. 1 is a diagram illustrating a process of forming bumps in patterns having different bump diameters in the present embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view in which plating deposition layers having different diameters are formed in the via according to the present invention. FIG. 1 (b) shows a cross-sectional view of a plating deposition layer of different diameters after stripping the resist layer, titanium seed layer and copper seed layer. FIG. 1C shows a cross-sectional view of bumps with different diameters in which the bumps are uniformly formed after the reflow process. 図2は、従来技術において、バンプ径の異なるパターンにバンプを形成する工程を示す図である。図2(a)はビア内に異なる径のめっき堆積層が形成された断面図を示す。図2(b)はレジスト層、チタンシード層及び銅シード層を剥離した後の異なる径のめっき堆積層の断面図を示す。図2(c)はリフロー処理した後のバンプの高さが不均一に形成された異なる径のバンプの断面図を示す。FIG. 2 is a diagram showing a process of forming bumps in patterns having different bump diameters in the prior art. FIG. 2A shows a cross-sectional view in which plating deposition layers having different diameters are formed in the via. FIG. 2B shows a cross-sectional view of the plating deposition layer having different diameters after the resist layer, titanium seed layer, and copper seed layer are peeled off. FIG. 2C shows a cross-sectional view of bumps with different diameters in which the bump heights are non-uniformly formed after the reflow process.

次に本発明を実施するための形態を説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated.

本実施形態の錫又は錫合金めっき液は、少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩(A)と、有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩(B)と、界面活性剤(C)と、ベンザルアセトン(D)と、溶剤(E)とを含む錫又は錫合金めっき液である。その特徴ある点は、めっき液は基材上にバンプ径が異なるパターンを形成するために用いられ、ベンザルアセトン(D)がめっき液中に0.05g/L〜0.2g/Lの量で含まれ、ベンザルアセトン(D)に対する界面活性剤(C)の質量比(C/D)が10〜200であり、ベンザルアセトン(D)に対する溶剤(E)の質量比(E/D)が10以上であることにある。なお、本実施形態の基材とは、半導体ウエハ及び半導体チップ搭載用基板を含む。   The tin or tin alloy plating solution of the present embodiment comprises a soluble salt (A) containing at least a stannous salt, an acid selected from organic acids and inorganic acids or a salt thereof (B), and a surfactant (C). And a tin or tin alloy plating solution containing benzalacetone (D) and a solvent (E). The characteristic point is that the plating solution is used to form patterns with different bump diameters on the substrate, and benzalacetone (D) is contained in the plating solution in an amount of 0.05 g / L to 0.2 g / L. The mass ratio (C / D) of surfactant (C) to benzalacetone (D) is 10 to 200, and the mass ratio of solvent (E) to benzalacetone (D) (E / D ) Is 10 or more. In addition, the base material of this embodiment includes a semiconductor wafer and a semiconductor chip mounting substrate.

本実施形態の錫合金は、錫と、銀、銅、ビスマス、ニッケル、アンチモン、インジウム、及び亜鉛より選ばれた1種又は2種以上の所定金属との合金である。例えば、錫−銀合金、錫−銅合金、錫−ビスマス合金、錫−ニッケル合金、錫−アンチモン合金、錫−インジウム合金、及び錫−亜鉛合金などの2元合金や、錫−銅−ビスマス、及び錫−銅−銀合金などの3元合金が挙げられる。   The tin alloy of this embodiment is an alloy of tin and one or more predetermined metals selected from silver, copper, bismuth, nickel, antimony, indium, and zinc. For example, binary alloys such as tin-silver alloy, tin-copper alloy, tin-bismuth alloy, tin-nickel alloy, tin-antimony alloy, tin-indium alloy, and tin-zinc alloy, tin-copper-bismuth, And ternary alloys such as tin-copper-silver alloys.

〔少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩(A)〕
本実施形態の可溶性塩(A)は、第一錫塩と、この第一錫塩及び銀、銅、ビスマス、ニッケル、アンチモン、インジウム、亜鉛からなる群から選ばれた1種又は2種以上の金属の塩の混合物よりなる。
[Soluble salt containing at least stannous salt (A)]
The soluble salt (A) of this embodiment is a stannous salt, one or more selected from the group consisting of the stannous salt and silver, copper, bismuth, nickel, antimony, indium, and zinc. It consists of a mixture of metal salts.

従って、本実施形態の可溶性塩(A)はめっき液中でSn2+、Ag+、Cu+、Cu2+、Bi3+、Ni2+、Sb3+、In3+、Zn2+などの各種金属イオンを生成する任意の可溶性塩を意味する。可溶性塩としては、例えば、これらの金属の酸化物、ハロゲン化物、無機酸又は有機酸の当該金属塩などが挙げられる。   Therefore, the soluble salt (A) in the present embodiment means any soluble salt that generates various metal ions such as Sn2 +, Ag +, Cu +, Cu2 +, Bi3 +, Ni2 +, Sb3 +, In3 +, Zn2 + in the plating solution. Examples of the soluble salt include oxides, halides, inorganic acids or organic acids of these metals, and the like.

金属酸化物としては、酸化第一錫、酸化銀、酸化銅、酸化ニッケル、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化亜鉛などが挙げられる。金属のハロゲン化物としては、塩化第一錫、塩化ビスマス、臭化ビスマス、塩化第一銅、塩化第二銅、塩化ニッケル、塩化アンチモン、塩化インジウム、塩化亜鉛などが挙げられる。   Examples of the metal oxide include stannous oxide, silver oxide, copper oxide, nickel oxide, bismuth oxide, antimony oxide, indium oxide, and zinc oxide. Examples of the metal halide include stannous chloride, bismuth chloride, bismuth bromide, cuprous chloride, cupric chloride, nickel chloride, antimony chloride, indium chloride, and zinc chloride.

無機酸又は有機酸の金属塩としては、硫酸銅、硫酸第一錫、硫酸ビスマス、硫酸ニッケル、硫酸アンチモン、硝酸ビスマス、硝酸銀、硝酸銅、硝酸アンチモン、硝酸インジウム、硝酸ニッケル、硝酸亜鉛、酢酸銅、酢酸ニッケル、炭酸ニッケル、錫酸ナトリウム、ホウフッ化第一錫、メタンスルホン酸第一錫、メタンスルホン酸銀、メタンスルホン酸銅、メタンスルホン酸ビスマス、メタンスルホン酸ニッケル、メタスルホン酸インジウム、ビスメタンスルホン酸亜鉛、エタンスルホン酸第一錫、2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマスなどが挙げられる。   Metal salts of inorganic or organic acids include copper sulfate, stannous sulfate, bismuth sulfate, nickel sulfate, antimony sulfate, bismuth nitrate, silver nitrate, copper nitrate, antimony nitrate, indium nitrate, nickel nitrate, zinc nitrate, copper acetate , Nickel acetate, nickel carbonate, sodium stannate, stannous borofluoride, stannous methanesulfonate, silver methanesulfonate, copper methanesulfonate, bismuth methanesulfonate, nickel methanesulfonate, indium metasulfonate, bismethane Examples thereof include zinc sulfonate, stannous ethanesulfonate, and bismuth 2-hydroxypropanesulfonate.

〔有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩(B)〕
本実施形態の酸又はその塩(B)は、有機酸及び無機酸、及びそれらの塩から選択される。上記有機酸には、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、芳香族スルホン酸等の有機スルホン酸、或いは脂肪族カルボン酸などが挙げられ、無機酸には、ホウフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、スルファミン酸、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸などが挙げられる。それらの塩は、アルカリ金属の塩、アルカリ土類金属の塩、アンモニウム塩、アミン塩、スルホン酸塩などである。成分(B)としては、金属塩の溶解性や排水処理の容易性の観点から有機スルホン酸が好ましい。
[Acid selected from organic acids and inorganic acids or salts thereof (B)]
The acid or salt (B) of this embodiment is selected from organic acids and inorganic acids, and salts thereof. Examples of the organic acid include organic sulfonic acids such as alkane sulfonic acid, alkanol sulfonic acid, and aromatic sulfonic acid, and aliphatic carboxylic acids. Inorganic acids include borohydrofluoric acid, silicohydrofluoric acid, and sulfamine. Acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid and the like can be mentioned. These salts include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, sulfonate salts, and the like. The component (B) is preferably an organic sulfonic acid from the viewpoint of the solubility of the metal salt and the ease of wastewater treatment.

上記アルカンスルホン酸としては、化学式CnH2n+1SO3H(例えば、n=1〜5、好ましくは1〜3)で示されるものが使用できる。具体的には、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1―プロパンスルホン酸、2―プロパンスルホン酸、1―ブタンスルホン酸、2―ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸などの他、ヘキサンスルホン酸、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸などが挙げられる。   As said alkanesulfonic acid, what is shown by chemical formula CnH2n + 1SO3H (for example, n = 1-5, preferably 1-3) can be used. Specifically, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 2-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 2-butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, hexanesulfonic acid, decanesulfone, etc. Examples include acid and dodecanesulfonic acid.

上記アルカノールスルホン酸としては、化学式CPH2P+1−CH(OH)−CqH2q−SO3H(例えば、p=0〜6、q=1〜5)で示されるものが使用できる。具体的には、2―ヒドロキシエタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシブタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシペンタン―1―スルホン酸などの外、1―ヒドロキシプロパン―2―スルホン酸、3―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸、4―ヒドロキシブタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシヘキサン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシデカン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシドデカン―1―スルホン酸などが挙げられる。   As said alkanol sulfonic acid, what is shown by Chemical formula CPH2P + 1-CH (OH) -CqH2q-SO3H (for example, p = 0-6, q = 1-5) can be used. Specifically, 2-hydroxyethane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 2-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypentane-1-sulfonic acid, etc. Hydroxypropane-2-sulfonic acid, 3-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 4-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxyhexane-1-sulfonic acid, 2-hydroxydecane-1-sulfonic acid, 2- Examples thereof include hydroxydodecane-1-sulfonic acid.

上記芳香族スルホン酸は、基本的にはベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸などである。具体的には、1−ナフタレンスルホン酸、2―ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、p―フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、スルホサリチル酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホ安息香酸、ジフェニルアミン―4―スルホン酸などが挙げられる。   The aromatic sulfonic acid is basically benzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid, or the like. Specifically, 1-naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, cresolsulfonic acid, sulfosalicylic acid, nitrobenzenesulfonic acid, sulfobenzoic acid, diphenylamine-4- Examples thereof include sulfonic acid.

上記脂肪族カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、スルホコハク酸、トリフルオロ酢酸などが挙げられる。   Examples of the aliphatic carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, gluconic acid, sulfosuccinic acid, and trifluoroacetic acid.

〔界面活性剤(C)〕
本実施形態の界面活性剤(C)は、ベンザルアセトン(D)と相乗して錫の析出を抑制する効果を高める作用がある。この界面活性剤(C)としては、ポリオキシエチレン(EO)とポリオキシプロピレン(PO)が縮合したノニオン系界面活性剤、又はフェノール、アルキルフェノール、スチレン化フェノール、β-ナフトール、ビスフェノール類、及びクミルフェノールから選択されるいずれか1つとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤であることが好ましい。
[Surfactant (C)]
The surfactant (C) of this embodiment has an effect of enhancing the effect of suppressing the precipitation of tin in synergy with benzalacetone (D). Examples of the surfactant (C) include nonionic surfactants obtained by condensation of polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO), or phenols, alkylphenols, styrenated phenols, β-naphthols, bisphenols, and polymers. A nonionic surfactant obtained by condensing polyoxyethylene (EO) with any one selected from milphenol is preferable.

EOPO縮合物(ポリオキシエチレン(EO)とポリオキシプロピレン(PO)が縮合した縮合物)としては、具体的には、下記式(1)で表されるN,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンであることが好ましい。このN,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンは、炭素原子数が5個以上20個以下の範囲にあるアルキル基(R)を1個有し、エチレンオキシド基(EO基)とプロピレンオキシド基(PO基)とをモル比(EO基:PO基)でそれぞれ独立に30:70〜70:30の範囲にて含むポリアルキレンオキシド基(X及びY)を2個有する。   As the EOPO condensate (condensate obtained by condensing polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO)), specifically, N, N-dipolyalkylene oxide N— represented by the following formula (1): An alkylamine is preferred. This N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine has one alkyl group (R) having 5 to 20 carbon atoms in the range of ethylene oxide group (EO group) and propylene oxide group. It has two polyalkylene oxide groups (X and Y) each containing (PO group) in a molar ratio (EO group: PO group) independently in the range of 30:70 to 70:30.

Figure 2019173162
Figure 2019173162

EO基は親水性であり、PO基は疎水性である。これにより、N,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンの水溶性と錫又は錫合金の表面への吸着性とがバランスよく発揮されている。即ち、本実施形態のめっき液においては、EO基とPO基との比率が上記の範囲にあって、EO基とPO基の両者をバランスよく有するので、ノニオン系界面活性剤は錫又は錫合金に対する親和性が高く、めっき膜の表面に吸着し易い。複数の界面活性剤分子がめっき膜の表面に吸着することによって層状の皮膜を形成し、金属の析出反応を抑制する。このため、この界面活性剤により、めっき膜厚が均一になると考えられる。   The EO group is hydrophilic and the PO group is hydrophobic. Thereby, the water-solubility of N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine and the adsorptivity to the surface of tin or a tin alloy are exhibited with good balance. That is, in the plating solution of this embodiment, since the ratio of EO groups and PO groups is in the above range and both the EO groups and PO groups are in a well-balanced state, the nonionic surfactant is tin or a tin alloy. Has a high affinity for and easily adsorbs to the surface of the plating film. A plurality of surfactant molecules are adsorbed on the surface of the plating film to form a layered film and suppress the metal precipitation reaction. For this reason, it is thought that a plating film thickness becomes uniform by this surfactant.

N,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンは、その質量平均分子量が500以上30000以下の範囲にあることが好ましい。質量平均分子量が小さすぎる場合は、錫又は錫合金の析出を抑制する効果が十分でないおそれがある。一方、質量平均分子量が大きすぎる場合は抑制力が強くなり過ぎて、均一なめっき膜が形成されないおそれがある。このN,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine preferably has a mass average molecular weight in the range of 500 to 30,000. If the mass average molecular weight is too small, the effect of suppressing the precipitation of tin or tin alloy may not be sufficient. On the other hand, when the mass average molecular weight is too large, the suppression force becomes too strong, and there is a possibility that a uniform plating film may not be formed. This N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態のめっき液におけるN,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンの含有量は、好ましくは0.1g/L以上100g/L以下の範囲、更に好ましくは1g/L以上50g/L以下の範囲である。N,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンの含有量が過度に少なかったり、または多かったりすると、均一なめっき膜が形成されないおそれがある。   The N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine content in the plating solution of the present embodiment is preferably in the range of 0.1 g / L to 100 g / L, more preferably 1 g / L to 50 g / L. Range. If the content of N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine is excessively low or high, a uniform plating film may not be formed.

フェノールとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンフェニルエーテルが挙げられる。
アルキルフェノールとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルが挙げられる。
スチレン化フェノールとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンモノスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレントリスチレン化が挙げられる。
β-ナフトールとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンβ-ナフチルエーテルが挙げられる。
ビスフェノール類とポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル、ポリオキシエチレンビスフェノールEエーテル、ポリオキシエチレンビスフェノールFエーテル、ポリオキシエチレンビスフェノールSエーテル、ポリオキシエチレンビスフェノールMエーテルが挙げられる。
クミルフェノールとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテルが挙げられる。
Examples of the nonionic surfactant obtained by condensing phenol and polyoxyethylene (EO) include polyoxyethylene phenyl ether.
Examples of the nonionic surfactant in which alkylphenol and polyoxyethylene (EO) are condensed include polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, and polyoxyethylene dodecyl phenyl ether.
Examples of the nonionic surfactant obtained by condensing styrenated phenol and polyoxyethylene (EO) include polyoxyethylene monostyrenated phenyl ether, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether, and polyoxyethylene tristyrenation.
Examples of the nonionic surfactant obtained by condensing β-naphthol and polyoxyethylene (EO) include polyoxyethylene β-naphthyl ether.
Nonionic surfactants in which bisphenols and polyoxyethylene (EO) are condensed include polyoxyethylene bisphenol A ether, polyoxyethylene bisphenol E ether, polyoxyethylene bisphenol F ether, polyoxyethylene bisphenol S ether, polyoxy Ethylene bisphenol M ether is mentioned.
Examples of the nonionic surfactant obtained by condensation of cumylphenol and polyoxyethylene (EO) include polyoxyethylene cumylphenyl ether.

これらのノニオン系界面活性剤の質量平均分子量は100以上5000以下の範囲にあることが好ましい。質量平均分子量が小さすぎる場合は、錫又は錫合金の析出を抑制する効果が十分でないおそれがある。一方、質量平均分子量が大きすぎる場合は抑制力が強くなり過ぎて、均一なめっき膜が形成されないおそれがある。   These nonionic surfactants preferably have a mass average molecular weight in the range of 100 or more and 5000 or less. If the mass average molecular weight is too small, the effect of suppressing the precipitation of tin or tin alloy may not be sufficient. On the other hand, when the mass average molecular weight is too large, the suppression force becomes too strong, and there is a possibility that a uniform plating film may not be formed.

本実施形態の界面活性剤(C)としては、上記界面活性剤の代わりに、他の界面活性剤を単独で用いてもよい。或いは他の界面活性剤を上記界面活性剤と併用してもよい。この場合の他の界面活性剤としては、通常のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤及び両性界面活性剤が挙げられる。   As the surfactant (C) of the present embodiment, other surfactants may be used alone in place of the surfactant. Alternatively, another surfactant may be used in combination with the above surfactant. Examples of other surfactants in this case include ordinary anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants.

アニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド:12モル含有)ノニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド:12モル含有)ドデシルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、1−ナフトール−4−スルホン酸ナトリウム、2−ナフトール−3,6−ジスルホン酸ジナトリウム等のナフトールスルホン酸塩、ジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム等の(ポリ)アルキルナフタレンスルホン酸塩、ドデシル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩等が挙げられる。   Examples of anionic surfactants include polyoxyethylene (ethylene oxide: containing 12 mol) nonyl ether sulfate polyoxyalkylene alkyl ether sulfate such as sodium sulfate, polyoxyethylene (ethylene oxide: containing 12 mol) dodecyl phenyl ether sodium sulfate, etc. Polyoxyalkylene alkylphenyl ether sulfates, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, naphthol sulfonates such as 1-naphthol-4-sulfonic acid sodium, 2-naphthol-3,6-disulfonic acid disodium salt (Poly) alkylnaphthalene sulfonates such as sodium diisopropyl naphthalene sulfonate, sodium dibutyl naphthalene sulfonate, sodium dodecyl sulfate, sodium oleyl sulfate Alkyl sulfates such as beam are exemplified.

カチオン系界面活性剤としては、モノ〜トリアルキルアミン塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩、トリメチルアルキルアンモニウム塩、ドデシルトリメチルアンモニウム塩、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩、オクタデシルトリメチルアンモニウム塩、ドデシルジメチルアンモニウム塩、オクタデセニルジメチルエチルアンモニウム塩、ドデシルジメチルベンジルアンモニウム塩、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム塩、トリメチルベンジルアンモニウム塩、トリエチルベンジルアンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウム塩、ドデシルピリジニウム塩、ドデシルピコリニウム塩、ドデシルイミダゾリニウム塩、オレイルイミダゾリニウム塩、オクタデシルアミンアセテート、ドデシルアミンアセテートなどが挙げられる。   Cationic surfactants include mono-trialkylamine salts, dimethyldialkylammonium salts, trimethylalkylammonium salts, dodecyltrimethylammonium salts, hexadecyltrimethylammonium salts, octadecyltrimethylammonium salts, dodecyldimethylammonium salts, octadecenyl Dimethylethylammonium salt, dodecyldimethylbenzylammonium salt, hexadecyldimethylbenzylammonium salt, octadecyldimethylbenzylammonium salt, trimethylbenzylammonium salt, triethylbenzylammonium salt, hexadecylpyridinium salt, dodecylpyridinium salt, dodecylpicolinium salt, dodecylimidazo Linium salt, oleylimidazolinium salt, octadecylamine acetate , And the like dodecylamine acetate.

上記ノニオン系界面活性剤以外のノニオン系界面活性剤としては、直鎖アルキルポリオキシエチレンエーテル、分岐アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル、シリコン系ポリオキシエチレンエーテル、シリコン系ポリオキシエチレンエステル、フッ素系ポリオキシエチレンエーテル、フッ素系ポリオキシエチレンエステル、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化或いはスルホン化付加物などが挙げられる。   Nonionic surfactants other than the above nonionic surfactants include linear alkyl polyoxyethylene ether, branched alkyl polyoxyethylene ether, alkylphenol polyoxyethylene ether, silicon polyoxyethylene ether, silicon polyoxyethylene ester , Fluorinated polyoxyethylene ether, fluorinated polyoxyethylene ester, sulfated or sulfonated adducts of condensation products of ethylene oxide and / or propylene oxide with alkylamine or diamine.

両性界面活性剤としては、ベタイン、カルボキシベタイン、イミダゾリニウムベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸などが挙げられる。   Examples of amphoteric surfactants include betaine, carboxybetaine, imidazolinium betaine, sulfobetaine, and aminocarboxylic acid.

〔ベンザルアセトン(D)〕
本実施形態のベンザルアセトン(D)は、市販されているものをそのまま使用することができる。また、市販されているものを精製して含有される不純物を除去した精製品を使用することができる。
ベンザルアセトン(D)は、被めっき物の表面に吸着し、電析による錫の結晶成長を阻害するため、めっき皮膜の堆積を抑制する効果を有する。
そして、めっき液が入り易い大径のビアにはベンザルアセトンが吸着し易く、めっきの抑制効果が大きい。これに対して、めっき液が入り難い小径のビアにはベンザルアセトンが吸着し難く、めっきの抑制効果が小さい。
このため、小径のビアでのめっき堆積層の形成と比較して、大径のビアでのめっき堆積層の形成がより抑制される。このため、大径のビアのめっき膜が、小径のビアのめっき膜よりも薄く形成される。このようなめっき膜をリフロー処理により溶融すると、高さのばらつきのないバンプが得られる。
なお、ベンザルアセトンの含有量は、異径バンプの径の差の大きさに応じて、差が大きいほど配合量を多くすることが好ましい。
[Benzalacetone (D)]
As the benzal acetone (D) of this embodiment, a commercially available one can be used as it is. Moreover, the refined product which removed the impurity contained by refine | purifying what is marketed can be used.
Benzalacetone (D) is adsorbed on the surface of the object to be plated and inhibits the crystal growth of tin by electrodeposition, and thus has an effect of suppressing the deposition of the plating film.
And benzal acetone is easy to adsorb | suck to the large diameter via which a plating solution enters easily, and the inhibitory effect of plating is large. On the other hand, benzalacetone is hardly adsorbed to a small-diameter via in which the plating solution is difficult to enter, and the plating suppression effect is small.
For this reason, compared with the formation of the plating deposition layer with the small diameter via, the formation of the plating deposition layer with the large diameter via is further suppressed. For this reason, the plating film of a large diameter via is formed thinner than the plating film of a small diameter via. When such a plating film is melted by a reflow process, bumps having no variation in height can be obtained.
In addition, it is preferable to increase the amount of benzalacetone according to the size of the difference in the diameters of the different diameter bumps as the difference is larger.

〔溶剤(E)〕
本実施形態の溶剤(E)としては、炭素数が1〜3のアルコールが好ましい。炭素数が1〜3のアルコールは、上記界面活性剤やベンザルアセトンの溶解性を向上させる。このアルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール(イソプロピルアルコール)等が挙げられる。アルコールは、1種を単独で用いることができるが、2種以上を組合せて用いることもできる。
[Solvent (E)]
As a solvent (E) of this embodiment, a C1-C3 alcohol is preferable. An alcohol having 1 to 3 carbon atoms improves the solubility of the surfactant and benzalacetone. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol (isopropyl alcohol). Alcohol can be used individually by 1 type, but can also be used in combination of 2 or more type.

〔錫又は錫合金めっき液の製造〕
本実施形態の錫又は錫合金めっき液は、上記可溶性錫塩(A)と、有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩(B)と、界面活性剤(C)と、ベンザルアセトン(D)と、溶剤(E)と、水(残部)とを混合することによって調製することができる。
[Production of tin or tin alloy plating solution]
The tin or tin alloy plating solution of the present embodiment comprises the soluble tin salt (A), an acid selected from organic acids and inorganic acids or salts thereof (B), a surfactant (C), and benzal acetone. It can be prepared by mixing (D), solvent (E), and water (remainder).

ここに、ベンザルアセトン(D)はめっき液中に0.05g/L〜0.2g/Lの濃度、好ましくは0.06g/L〜0.18g/L、より好ましくは0.08g/L〜0.15g/Lの濃度になるように添加する。異なる大きさのビア径の差が大きいほど、上記範囲内で多めに添加する。0.05g/L未満では、上述したベンザルアセトンの効果が低くリフロー後の異径バンプの高さのばらつきを小さくすることができない。0.2g/Lを超えると、ベンザルアセトンがビアの底部に過度に吸着して、めっき皮膜表面が粗面化により、一般的に焦げ・ヤケと呼ばれる現象が生じて、黒色となり、めっき皮膜の外観不良を生じる。   Here, benzalacetone (D) has a concentration of 0.05 g / L to 0.2 g / L in the plating solution, preferably 0.06 g / L to 0.18 g / L, more preferably 0.08 g / L. Add to a concentration of ~ 0.15 g / L. The larger the difference between the via diameters of different sizes, the larger the addition within the above range. If it is less than 0.05 g / L, the effect of the benzalacetone described above is low, and the variation in height of the different-diameter bumps after reflow cannot be reduced. When it exceeds 0.2 g / L, benzal acetone is excessively adsorbed on the bottom of the via and the surface of the plating film is roughened, resulting in a phenomenon generally called scorching / burning, resulting in a black color. This causes poor appearance.

また、ベンザルアセトン(D)に対する界面活性剤(C)の質量比(C/D)が10〜200、好ましくは30〜180、より好ましくは50〜150になるように、界面活性剤とベンザルアセトンとを混合する。質量比C/Dが10未満、もしくは200を超えた場合では、ベンザルアセトンと界面活性剤の相乗効果による錫の析出を抑制する作用が十分に働かず、大径バンプにおける錫の析出を抑制する作用が弱まる。このため、リフロー後の異径バンプの高さのばらつきを小さくすることができない。   Further, the surfactant and the ben so that the mass ratio (C / D) of the surfactant (C) to benzalacetone (D) is 10 to 200, preferably 30 to 180, more preferably 50 to 150. Mix with colacetone. When the mass ratio C / D is less than 10 or exceeds 200, the action of suppressing the precipitation of tin due to the synergistic effect of benzalacetone and the surfactant does not work sufficiently, and the precipitation of tin on the large-diameter bump is suppressed. The action to do is weakened. For this reason, the variation in the height of the different-diameter bumps after reflow cannot be reduced.

また、界面活性剤(C)のめっき液中での濃度は5g/L〜20g/Lとすることが好ましい。界面活性剤(C)の量が過度に少なかったり、または多かったりすると、均一なめっき膜が形成されないおそれがある。   The concentration of the surfactant (C) in the plating solution is preferably 5 g / L to 20 g / L. If the amount of the surfactant (C) is excessively small or large, a uniform plating film may not be formed.

更に、ベンザルアセトン(D)に対する溶剤(E)の質量比(E/D)が10以上、好ましくは20以上、より好ましくは30以上になるように、溶剤とベンザルアセトンとを混合する。質量比E/Dが10未満では、必要な量のベンザルアセトンが溶剤に溶解せず、めっき液を作成することができない。質量比E/Dの上限は、特に限定されないが300以下とするとよい。300を超えた場合、必要以上の溶剤を用いることとなり、めっき液のコストが上昇するおそれがある。   Further, the solvent and benzalacetone are mixed so that the mass ratio (E / D) of the solvent (E) to benzalacetone (D) is 10 or more, preferably 20 or more, more preferably 30 or more. When the mass ratio E / D is less than 10, the required amount of benzal acetone does not dissolve in the solvent, and the plating solution cannot be prepared. The upper limit of the mass ratio E / D is not particularly limited, but is preferably 300 or less. When 300 is exceeded, the solvent more than necessary will be used and there exists a possibility that the cost of a plating solution may rise.

また、溶剤(E)のめっき液中での濃度は0.5g/L〜20g/Lとすることが好ましい。0.5g/L未満の場合、めっき液中にベンザルアセトン(D)が析出し、リフロー後の異径バンプの高さのばらつきを小さくすることができない。20g/Lを超えた場合、めっき液のコストが上昇するおそれがある。0.5g/L〜10g/Lがより好ましい。   The concentration of the solvent (E) in the plating solution is preferably 0.5 g / L to 20 g / L. When it is less than 0.5 g / L, benzalacetone (D) is precipitated in the plating solution, and the variation in height of the different-diameter bumps after reflow cannot be reduced. If it exceeds 20 g / L, the cost of the plating solution may increase. 0.5 g / L to 10 g / L is more preferable.

また、上記所定の可溶性金属塩(A)としては、1種を単独で使用でき、また2種以上の混合物も使用できる。めっき液中での可溶性金属塩(A)の含有量は10g/L〜200g/L、好ましくは50g/L〜100g/Lである。含有量が適正範囲外であると、良好なめっき皮膜が得られなくなる。   Moreover, as said predetermined soluble metal salt (A), 1 type can be used independently and 2 or more types of mixtures can also be used. The content of the soluble metal salt (A) in the plating solution is 10 g / L to 200 g / L, preferably 50 g / L to 100 g / L. When the content is outside the proper range, a good plating film cannot be obtained.

無機酸、有機酸又はその塩(B)としては、1種を単独で使用でき、また2種以上の混合物も使用できる。めっき液中での含有量は10g/L〜300g/L、好ましくは100g/L〜200g/Lである。含有量が適正範囲外であると、表面が平滑で膜厚均一性が良好なめっき皮膜が得られなくなる。   As an inorganic acid, an organic acid, or its salt (B), 1 type can be used individually and 2 or more types of mixtures can also be used. The content in the plating solution is 10 g / L to 300 g / L, preferably 100 g / L to 200 g / L. When the content is outside the proper range, a plating film having a smooth surface and good film thickness uniformity cannot be obtained.

〔バンプの形成方法〕
本実施形態のめっき液を用いてバンプを形成する方法について説明する。図1(a)に示すように、先ず半導体ウエハ基板などのような基材11の表面にチタン層12及び銅シード層13を順次形成する。例えば、チタン層12は厚さ100nm程度にスパッタリング法により形成され、銅シード層13は厚さ500nm程度にスパッタリング法により形成される。その後、所定の厚さのレジスト層14を形成する。このレジスト層14にマスク露光をし、現像を行って異なる径のビア14a、14bを有するレジストパターン15を形成する。次いでこれらのビア14a、14b内の銅シード層13上に銅又はニッケルをめっきして下地層16を形成する。次に上述した本実施形態の錫又は錫合金めっき液を用いて銅シード層13を通じて給電することにより、レジストパターン15のビア14a、14bの内部に電気錫めっきを行う。これにより、下地層16の上のビア14a、14b内に錫又は錫合金めっき堆積層(錫又は錫合金のめっき膜)17a、17bをそれぞれ形成する。続いて図1(b)に示すように、有機溶剤を用いて、レジスト層14を剥離する。次いで、酸により銅シード層13及びチタン層12を順次エッチングして除去する。更に続いて、残った錫又は錫合金のめっき堆積層(錫又は錫合金のめっき膜)17a、17bを窒素雰囲気下で210℃〜240℃でリフロー処理により溶融する。これにより、図1(c)に示すように、ドーム形状の錫又は錫合金バンプ18a、18bを形成する。なお、錫又は錫合金バンプは、上面視で円形の円柱状のバンプに限らず、上面視で三角形、四角形、多角形の角柱状のバンプ、及び上面視で楕円形の楕円柱状のバンプを含む。
[Bump formation method]
A method for forming bumps using the plating solution of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1A, first, a titanium layer 12 and a copper seed layer 13 are sequentially formed on the surface of a base material 11 such as a semiconductor wafer substrate. For example, the titanium layer 12 is formed by a sputtering method to a thickness of about 100 nm, and the copper seed layer 13 is formed by a sputtering method to a thickness of about 500 nm. Thereafter, a resist layer 14 having a predetermined thickness is formed. The resist layer 14 is subjected to mask exposure and developed to form a resist pattern 15 having vias 14a and 14b having different diameters. Subsequently, copper or nickel is plated on the copper seed layer 13 in the vias 14a and 14b to form the underlayer 16. Next, electric tin plating is performed inside the vias 14a and 14b of the resist pattern 15 by supplying power through the copper seed layer 13 using the tin or tin alloy plating solution of the present embodiment described above. Thus, tin or tin alloy plating deposition layers (plating films of tin or tin alloy) 17a and 17b are formed in the vias 14a and 14b on the base layer 16, respectively. Subsequently, as shown in FIG. 1B, the resist layer 14 is peeled off using an organic solvent. Next, the copper seed layer 13 and the titanium layer 12 are sequentially removed by acid. Subsequently, the remaining tin or tin alloy plating deposition layers (tin or tin alloy plating films) 17a and 17b are melted by reflow treatment at 210 to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. As a result, as shown in FIG. 1C, dome-shaped tin or tin alloy bumps 18a and 18b are formed. Note that the tin or tin alloy bump is not limited to a circular cylindrical bump in a top view, but includes a triangular, quadrangular, polygonal prismatic bump in a top view, and an elliptical elliptical bump in a top view. .

ここで、電気めっきは、めっき膜形成時の電流密度が0.1A/dm2以上100A/dm2以下の範囲、好ましくは0.5A/dm2以上20A/dm2以下の範囲で行う。電流密度が低すぎると生産性が悪化し、高すぎるとバンプの高さ均一性が悪化してしまう。液温は、10℃以上50℃以下の範囲、より好ましくは20℃以上40℃以下の範囲である。なお、図示しないが、上記バンプの形成方法において、下地層を形成した後、レジスト層14を剥離し、別の新たなレジスト層を形成し、下地層の径と同じになるように、このレジスト層をマスク露光し、現像を行って異なる径のビア14a、14bを有するレジストパターン15を形成してもよい。   Here, the electroplating is performed in a current density range of 0.1 A / dm 2 or more and 100 A / dm 2 or less, preferably 0.5 A / dm 2 or more and 20 A / dm 2 or less when forming the plating film. If the current density is too low, the productivity deteriorates, and if it is too high, the bump height uniformity deteriorates. The liquid temperature is in the range of 10 ° C to 50 ° C, more preferably in the range of 20 ° C to 40 ° C. Although not shown, in the bump formation method, after forming the base layer, the resist layer 14 is peeled off, another new resist layer is formed, and this resist is formed so as to have the same diameter as the base layer. The layer may be exposed to a mask and developed to form a resist pattern 15 having vias 14a and 14b having different diameters.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。   Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

(Snめっき液の建浴)
<実施例1>
先ず、ベンザルアセトン(D)とメタノール(E)を用い、質量比でE/Dが10になるようにこれらを混合して、ベンザルアセトンをメタノールに溶解した。次いでメタンスルホン酸Sn(A)の水溶液に、遊離酸としてのメタンスルホン酸(B)と、ベンザルアセトンのメタノール溶液を混合して、均一な溶液を得た。次いで、界面活性剤(C)として、上述した式(1)のN,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンを用意した。このN,N−ジポリアルキレンオキシドN−アルキルアミンは、炭素原子数12個のアルキル基(R)を1個有し、EO基:PO基が50:50のモル比でEO基とPO基を含むポリアルキレンオキシド基(X及びY)を2個有した。この界面活性剤を質量比でC/Dが100となるように加えた。なお、この界面活性剤のアルキル基の炭素数は12、質量平均分子量は940である。そして最後にイオン交換水を加えて、下記組成のSnめっき液を建浴した。
なお、メタンスルホン酸Sn水溶液は、金属Sn板をメタンスルホン酸水溶液中で電解させることにより調製した。まためっき液中のアルコール量をガスクロマトグラフィーにより測定し、配合量とほぼ同じ含有量であることを確認した。
(Building bath of Sn plating solution)
<Example 1>
First, using benzalacetone (D) and methanol (E), these were mixed so that E / D was 10 by mass ratio, and benzalacetone was dissolved in methanol. Next, methanesulfonic acid (B) as a free acid and a methanol solution of benzalacetone were mixed with an aqueous solution of methanesulfonic acid Sn (A) to obtain a uniform solution. Next, the N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine of the formula (1) described above was prepared as the surfactant (C). This N, N-dipolyalkylene oxide N-alkylamine has one alkyl group (R) having 12 carbon atoms, and EO group: PO group in a 50:50 molar ratio of EO group and PO group. Two polyalkylene oxide groups (X and Y) containing This surfactant was added so that C / D was 100 by mass ratio. In addition, carbon number of the alkyl group of this surfactant is 12, and a mass average molecular weight is 940. And finally ion-exchange water was added and the Sn plating liquid of the following composition was constructed.
The methanesulfonic acid Sn aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Sn plate in a methanesulfonic acid aqueous solution. Further, the amount of alcohol in the plating solution was measured by gas chromatography, and it was confirmed that the content was almost the same as the blending amount.

(Snめっき液の組成)
メタンスルホン酸Sn(Sn2+として):80g/L
メタンスルホン酸カリウム(遊離酸として):150g/L
ノニオン系界面活性剤:12g/L
ベンザルアセトン:0.05g/L
メタノール:0.5g/L
イオン交換水:残部
(Composition of Sn plating solution)
Methanesulfonic acid Sn (as Sn2 +): 80 g / L
Potassium methanesulfonate (as free acid): 150 g / L
Nonionic surfactant: 12 g / L
Benzalacetone: 0.05 g / L
Methanol: 0.5g / L
Ion-exchange water: balance

実施例1のめっき液中の成分(A)〜(E)の種類と配合割合を表1に示し、質量比(C/D)及び質量比(E/D)を表4に示す。   Table 1 shows the types and proportions of components (A) to (E) in the plating solution of Example 1, and Table 4 shows the mass ratio (C / D) and mass ratio (E / D).

Figure 2019173162
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<実施例2〜11及び比較例1〜5>
実施例2〜11及び比較例1〜5のめっき液中の成分(A)〜(E)の種類と配合割合を表1、3に示すように変更し、質量比(C/D)及び質量比(E/D)を表4に示すように、変更した。それ以外は、実施例1と同様にして、めっき液を建浴した。実施例6では、メタンスルホン酸Sn、メタンスルホン酸Ag及びメタンスルホン酸Cuを可溶性塩として用いて、SnAgCuめっき液を建浴した。
<Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 5>
The types and proportions of components (A) to (E) in the plating solutions of Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 5 were changed as shown in Tables 1 and 3, and the mass ratio (C / D) and mass were changed. The ratio (E / D) was changed as shown in Table 4. Otherwise, the plating solution was erected in the same manner as in Example 1. In Example 6, a SnAgCu plating solution was constructed using methanesulfonic acid Sn, methanesulfonic acid Ag, and methanesulfonic acid Cu as soluble salts.

<実施例12〜17>
実施例12〜17のめっき液中の成分(A)〜(E)の種類と配合割合を表2に示すように変更し、質量比(C/D)及び質量比(E/D)を表4に示すように、変更した。それ以外は、実施例1と同様にして、めっき液を建浴した。実施例12〜17では、表2に示す界面活性剤(C)を用いた。実施例13では、メタンスルホン酸Sn、メタンスルホン酸Agを可溶性塩として用いて、SnAgめっき液を建浴した。
なお、表1〜3中、「MeOH」はメタノールを、「IPA」はイソプロピルアルコールを意味する。
<Examples 12 to 17>
The types and blending ratios of components (A) to (E) in the plating solutions of Examples 12 to 17 were changed as shown in Table 2, and the mass ratio (C / D) and mass ratio (E / D) are shown. As shown in FIG. Otherwise, the plating solution was erected in the same manner as in Example 1. In Examples 12 to 17, the surfactant (C) shown in Table 2 was used. In Example 13, a SnAg plating solution was constructed using methanesulfonic acid Sn and methanesulfonic acid Ag as soluble salts.
In Tables 1 to 3, “MeOH” means methanol, and “IPA” means isopropyl alcohol.

<比較試験及び評価>
実施例1〜17及び比較例1〜5の22種類の建浴しためっき液を用いて、図1(a)〜(c)に示すように、22種類のシリコンウエハ上に、液温25℃、電流密度4A/dm2の条件で電気めっきを行った。これにより、上面視がそれぞれ円形である小径のビア及び大径のビアの内部の下地層上にめっき膜を形成した。その後、レジスト層、銅シード層及びチタン層を順次除去した。続いて、残っためっき膜を窒素雰囲気下で、240℃でリフロー処理により溶融した。これにより、直径約20μmの小径のバンプを2000個形成し、直径約60μmの大径のバンプを2000個形成した。(1) リフロー処理した後のバンプの高さばらつき(均一性)及び(2) バンプ表面のめっき膜の外観を次の方法で評価した。その結果を上記の表4に示す。
<Comparison test and evaluation>
As shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), the liquid temperature of 25 ° C. was used on 22 types of silicon wafers using the 22 types of plating baths of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 5. Electroplating was performed under the condition of a current density of 4 A / dm2. Thus, a plating film was formed on the base layer inside the small diameter via and the large diameter via each having a circular top view. Thereafter, the resist layer, the copper seed layer, and the titanium layer were sequentially removed. Subsequently, the remaining plating film was melted by reflow treatment at 240 ° C. in a nitrogen atmosphere. As a result, 2000 small bumps having a diameter of about 20 μm were formed, and 2000 large bumps having a diameter of about 60 μm were formed. (1) The bump height variation (uniformity) after reflow treatment and (2) the appearance of the plating film on the bump surface were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 4 above.

(1) バンプの高さばらつき(均一性)
下地層の表面からドーム形状のバンプの頭頂部までの距離をリフロー処理後のバンプの高さとした。2000個の小径のバンプと2000個の大径のバンプ、計4000個について、それぞれのバンプの高さをレーザー顕微鏡を用いて測定した。4000個のバンプの高さ平均値、最大値及び最小値を求め、下記の式によりバンプの高さばらつきを算出した。
バンプ高さばらつき(%)={(最大値−最小値)/平均値}×100
(1) Bump height variation (uniformity)
The distance from the surface of the base layer to the top of the dome-shaped bump was taken as the bump height after reflow treatment. The height of each of the 2000 small bumps and 2000 large bumps, a total of 4000, was measured using a laser microscope. The average height, maximum value, and minimum value of 4000 bumps were obtained, and the bump height variation was calculated by the following formula.
Bump height variation (%) = {(maximum value−minimum value) / average value} × 100

(2) バンプ表面のめっき膜の外観
22種類の建浴した錫及び錫合金めっき液を山本鍍金試験器社製のハルセル槽にそれぞれ別々に入れ、液中にカソードとして銅製ハルセル板を配置し、アノードとして白金板を配置し、ハルセル試験を行った。めっき条件としては、液温を25℃とし、通電電流を3Aとし、めっき処理時間は5分間とした。めっき処理中、めっき液をカソードロッカーで撹拌した。以下の手順で、ハルセル評価を行った。めっき処理したハルセル板上のめっき膜の皮膜外観を電流密度早見板を用いて、目視で確認した。光沢・半光沢のある皮膜を「良好」と評価した。無光沢・くもりのある皮膜を「可」と評価した。焦げ・ヤケのある皮膜を「不良」と評価した。以上の3つの判断基準で評価した。
(2) Appearance of the plating film on the bump surface Twenty-two kinds of built-in tin and tin alloy plating solutions were separately placed in the hull cell tanks manufactured by Yamamoto Metal Tester Co., Ltd., and a copper hull cell plate was placed as a cathode in the solution. A platinum plate was placed as the anode, and a hull cell test was conducted. The plating conditions were a liquid temperature of 25 ° C., an energization current of 3 A, and a plating treatment time of 5 minutes. During the plating process, the plating solution was stirred with a cathode rocker. The hull cell evaluation was performed according to the following procedure. The appearance of the plating film on the plated hull cell plate was visually confirmed using a current density quick-view plate. A glossy or semi-glossy film was evaluated as “good”. The film with dullness and cloudiness was evaluated as “OK”. The film with scorching / burning was evaluated as “bad”. Evaluation was made based on the above three criteria.

表4から明らかなように、比較例1では、めっき膜の外観は「可」であった。しかし、ベンザルアセトンのめっき液中に含有割合が0.01g/Lと少な過ぎたため、リフロー処理後のバンプの高さばらつきが16.2%と大きく、バンプの高さ均一性に劣っていた。   As is clear from Table 4, in Comparative Example 1, the appearance of the plating film was “OK”. However, since the content ratio in the plating solution of benzal acetone was too small as 0.01 g / L, the bump height variation after reflow treatment was as large as 16.2%, and the bump height uniformity was poor. .

比較例2では、リフロー処理後のバンプの高さばらつきが7.1%と小さく、バンプの高さ均一性はあった。しかし、ベンザルアセトンのめっき液中の含有割合が0.3/Lと過剰であったため、めっき膜の外観は「不良」であった。   In Comparative Example 2, the bump height variation after the reflow process was as small as 7.1%, and the bump height was uniform. However, since the content ratio of benzalacetone in the plating solution was an excessive 0.3 / L, the appearance of the plating film was “poor”.

比較例3では、めっき膜の外観は「可」であった。しかし、ベンザルアセトン(D)に対する界面活性剤(C)の質量比(C/D)が5と小さ過ぎたため、リフロー処理後のバンプの高さばらつきが12.8%と大きく、バンプの高さ均一性に劣っていた。   In Comparative Example 3, the appearance of the plating film was “OK”. However, since the mass ratio (C / D) of the surfactant (C) to the benzalacetone (D) was too small as 5, the bump height variation after reflow treatment was as large as 12.8%. The uniformity was inferior.

比較例4では、めっき膜の外観は「可」であった。しかし、ベンザルアセトン(D)に対する界面活性剤(C)の質量比(C/D)が250と大き過ぎたため、リフロー処理後のバンプの高さばらつきが21.5%と大きく、バンプの高さ均一性に劣っていた。   In Comparative Example 4, the appearance of the plating film was “OK”. However, since the mass ratio (C / D) of the surfactant (C) to benzalacetone (D) was too large as 250, the bump height variation after reflow treatment was as large as 21.5%, and the bump height was high. The uniformity was inferior.

比較例5では、ベンザルアセトン(D)に対する溶剤(E)の質量比(E/D)が5と小さ過ぎたため、ベンザルアセトンが溶剤であるメタノールに溶けなかった。そのため、リフロー処理後のバンプの高さばらつきとめっき膜の外観の評価はいずれもできなかった。   In Comparative Example 5, since the mass ratio (E / D) of the solvent (E) to benzalacetone (D) was too small as 5, benzalacetone was not dissolved in methanol as a solvent. For this reason, neither the height variation of the bump after the reflow treatment nor the evaluation of the appearance of the plating film could be performed.

これに対して、表4から明らかなように、実施例1〜17では、ベンザルアセトン(D)のめっき液中の含有割合、ベンザルアセトン(D)に対する界面活性剤(C)の質量比(C/D)、及びベンザルアセトン(D)に対する溶剤(E)の質量比(E/D)が本発明第1の観点の要件をすべて満たしていた。このため、リフロー処理後のバンプの高さばらつきが1.8〜8.6と小さく、まためっき膜の外観は「良好」又は「可」であった。   On the other hand, as apparent from Table 4, in Examples 1 to 17, the content ratio of benzalacetone (D) in the plating solution, the mass ratio of the surfactant (C) to benzalacetone (D). The mass ratio (E / D) of the solvent (E) to (C / D) and benzalacetone (D) satisfied all the requirements of the first aspect of the present invention. For this reason, the bump height variation after the reflow treatment was as small as 1.8 to 8.6, and the appearance of the plating film was “good” or “good”.

本発明の錫又は錫合金めっき液は、半導体ウエハ基板、プリント回路基板、フレキシブルプリント回路基板、半導体集積回路などの回路基板に利用することができる。   The tin or tin alloy plating solution of the present invention can be used for circuit boards such as semiconductor wafer boards, printed circuit boards, flexible printed circuit boards, and semiconductor integrated circuits.

11 基材
12 チタン層
13 銅シード層
14 レジスト層
14a、14b ビア
15 レジストパターン
16 下地層
17a、17b 錫又は錫合金めっき堆積層(錫又は錫合金めっき膜)
18a、18b 錫バンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base material 12 Titanium layer 13 Copper seed layer 14 Resist layer 14a, 14b Via 15 Resist pattern 16 Underlayer 17a, 17b Tin or tin alloy plating deposition layer (tin or tin alloy plating film)
18a, 18b Tin bump

Claims (3)

少なくとも第一錫塩を含む可溶性塩(A)と、有機酸及び無機酸から選ばれた酸又はその塩(B)と、界面活性剤(C)と、ベンザルアセトン(D)と、溶剤(E)とを含む錫又は錫合金めっき液であって、
前記めっき液は基材上にバンプ径が異なるパターンを形成するために用いられ、
前記ベンザルアセトン(D)が前記めっき液中に0.05g/L〜0.2g/Lの量で含まれ、
前記ベンザルアセトン(D)に対する前記界面活性剤(C)の質量比(C/D) が10〜200であり、
前記ベンザルアセトン(D)に対する前記溶剤(E)の質量比(E/D) が10以上であることを特徴とする錫又は錫合金めっき液。
A soluble salt (A) containing at least a stannous salt, an acid selected from organic acids and inorganic acids or salts thereof (B), a surfactant (C), benzalacetone (D), a solvent ( E) a tin or tin alloy plating solution,
The plating solution is used to form patterns with different bump diameters on the substrate,
The benzal acetone (D) is included in the plating solution in an amount of 0.05 g / L to 0.2 g / L,
A mass ratio (C / D) of the surfactant (C) to the benzalacetone (D) is 10 to 200;
A tin or tin alloy plating solution, wherein a mass ratio (E / D) of the solvent (E) to the benzalacetone (D) is 10 or more.
前記界面活性剤(C)が、ポリオキシエチレン(EO)とポリオキシプロピレン(PO)が縮合したノニオン系界面活性剤、又はフェノール、アルキルフェノール、スチレン化フェノール、β-ナフトール、ビスフェノール類、及びクミルフェノールから選択されるいずれか1つとポリオキシエチレン(EO)が縮合したノニオン系界面活性剤である請求項1記載の錫又は錫合金めっき液。   The surfactant (C) is a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed, or phenol, alkylphenol, styrenated phenol, β-naphthol, bisphenols, and cumyl. The tin or tin alloy plating solution according to claim 1, which is a nonionic surfactant obtained by condensing any one selected from phenol and polyoxyethylene (EO). 請求項1又は2記載の錫又は錫合金めっき液を用いて、基材上に異なる径の複数の錫又は錫合金めっき堆積層を形成する工程、次いでリフロー処理をしてバンプ径の異なる複数のバンプを形成する工程とを有するバンプの形成方法。   Using the tin or tin alloy plating solution according to claim 1 or 2, a step of forming a plurality of tin or tin alloy plating deposition layers having different diameters on the substrate, and then performing a reflow treatment, a plurality of bump diameters different from each other. Forming a bump, and a bump forming method.
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