JP2022063889A - Tin or tin alloy plating solution and formation method of bump using the solution - Google Patents

Tin or tin alloy plating solution and formation method of bump using the solution Download PDF

Info

Publication number
JP2022063889A
JP2022063889A JP2020172259A JP2020172259A JP2022063889A JP 2022063889 A JP2022063889 A JP 2022063889A JP 2020172259 A JP2020172259 A JP 2020172259A JP 2020172259 A JP2020172259 A JP 2020172259A JP 2022063889 A JP2022063889 A JP 2022063889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tin
acid
plating solution
bump
surfactant
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.)
Granted
Application number
JP2020172259A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7064178B2 (en
Inventor
康司 巽
Yasushi Tatsumi
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.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials 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 Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2020172259A priority Critical patent/JP7064178B2/en
Priority to PCT/JP2021/036819 priority patent/WO2022080191A1/en
Priority to KR1020227045259A priority patent/KR20230086636A/en
Priority to TW110137342A priority patent/TW202229648A/en
Publication of JP2022063889A publication Critical patent/JP2022063889A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7064178B2 publication Critical patent/JP7064178B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/30Electroplating: Baths therefor from solutions of tin
    • C25D3/32Electroplating: Baths therefor from solutions of tin characterised by the organic bath constituents used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/60Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/60Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11Manufacturing 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
    • H01L2224/118Post-treatment of the bump connector
    • H01L2224/1183Reworking, e.g. shaping
    • 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
    • H01L2224/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099Material
    • H01L2224/131Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13101Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/13111Tin [Sn] as principal constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

To prevent a void from generating inside a bump in a range of wide current density 2 to 14 ASD.SOLUTION: A tin or tin alloy plating solution includes: a soluble salt (A) at least including a stannous salt; an acid or a salt thereof (B) selected from an organic acid and an inorganic acid; and a surfactant (C). The plating solution includes polypropylene glycol at a proportion of 0.05 to 5 g/L in the plating solution. Mass average molecular weight of the polypropylene glycol is 610 to 740. The surfactant (D) is preferably a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電解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、半導体ウエハやプリント基板用のはんだバンプ(以下、単にバンプという。)の形成に適す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 an electrolytic plating method, and a method for forming bumps using the solution. More specifically, the present invention relates to a tin or tin alloy plating solution suitable for forming solder bumps (hereinafter, simply referred to as bumps) for semiconductor wafers and printed circuit boards, and a method for forming bumps using the solution.

従来、電解めっき法により、バンプを形成するときに、バンプ内にボイドを発生させないめっき液が求められている。この種の錫又は錫合金めっき液として、無機酸及び有機酸、並びにその水溶性塩と、界面活性剤と、レベリング剤と、を含む錫又は錫合金の電気めっき浴が開示されている(例えば、特許文献1(段落[0012]、段落[0019]、段落[0080])参照。)。 Conventionally, there has been a demand for a plating solution that does not generate voids in the bumps when forming the bumps by the electrolytic plating method. As this type of tin or tin alloy plating solution, an electroplating bath for tin or a tin alloy containing an inorganic acid and an organic acid, a water-soluble salt thereof, a surfactant, and a leveling agent is disclosed (for example,). , Patent Document 1 (see paragraph [0012], paragraph [0019], paragraph [0080]).).

特許文献1の界面活性剤は、ポリオキシアルキレンフェニルエーテル又はその塩、及びポリオキシアルキレン多環フェニルエーテル又はその塩よりなる群から選択される少なくとも一種の非イオン界面活性剤であり、ポリオキシアルキレンフェニルエーテルを構成するフェニル、及びポリオキシアルキレン多環フェニルエーテルを構成する多環フェニルは、炭素数1~24のアルキル基、又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、レベリング剤は、脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド、脂肪族ケトン、及び芳香族ケトンよりなる群から選択される少なくとも一種と;α,β-不飽和カルボン酸若しくはそのアミド、又はこれらの塩である。 The surfactant of Patent Document 1 is at least one nonionic surfactant selected from the group consisting of polyoxyalkylene phenyl ether or a salt thereof, and polyoxyalkylene polycyclic phenyl ether or a salt thereof, and is polyoxyalkylene. The phenyl constituting the phenyl ether and the polycyclic phenyl constituting the polyoxyalkylene polycyclic phenyl ether may be substituted with an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms or a hydroxy group, and the leveling agent is an aliphatic aldehyde. , At least one selected from the group consisting of aromatic aldehydes, aliphatic ketones, and aromatic ketones; α, β-unsaturated carboxylic acids or amides thereof, or salts thereof.

この特許文献1には、特定の非イオン界面活性剤と特定の二種類のレベリング剤を含むため、リセス埋め性に優れており、かつ、ボイドの発生を抑制することができ、これにより、このめっき液を用いれば、リセスが無く平滑で、しかもリフロー後のボイドも発生しない良好なバンプを提供できることが記載されている。 Since this Patent Document 1 contains a specific nonionic surfactant and a specific two types of leveling agents, it is excellent in recess filling property and can suppress the generation of voids. It is described that if a plating solution is used, it is possible to provide a good bump that is smooth without recess and does not generate voids after reflow.

一方、プリント回路板、IC基板、半導体素子及びその種のものの製造におけるスズ又はスズ合金層の堆積のための、第一銅イオンの除去が改善されたスズ又はスズ合金浸漬めっき浴が開示されている(例えば、特許文献2(請求項1、請求項3、段落[0001]、段落[0008])参照。)。このスズ又はスズ合金水性浸漬めっき浴は、Sn(II)イオン、随意に合金金属のイオン、少なくとも1つの芳香族スルホン酸又はそれらの塩、チオウレア及びそれらの誘導体からなる群から選択される少なくとも1つの錯化剤、及び少なくとも1つの第一の析出添加剤と、少なくとも1つの第二の析出添加剤との混合物を含む。 On the other hand, a tin or tin alloy dip plating bath with improved removal of cuprous ions for the deposition of tin or tin alloy layers in the manufacture of printed circuit boards, IC substrates, semiconductor devices and the like has been disclosed. (See, for example, Patent Document 2 (claim 1, claim 3, paragraph [0001], paragraph [0008])). This tin or tin alloy aqueous dip plating bath is at least one selected from the group consisting of Sn (II) ions, optionally alloy metal ions, at least one aromatic sulfonic acid or salt thereof, thiourea and derivatives thereof. It comprises one complexing agent and a mixture of at least one first precipitation additive and at least one second precipitation additive.

上記少なくとも1つの第一の析出添加剤が、62g/mol~600g/molの範囲の平均分子量を有する、脂肪族多価アルコール化合物、それらのエーテル、及びそれらから誘導されるポリマーからなる群から選択される。また上記少なくとも1つの第二の析出添加剤が、750~10000g/molの範囲の平均分子量を有するポリアルキレングリコール化合物からなる群から選択され、かつ、少なくとも1つの第二の析出添加剤の濃度が、少なくとも1つの第一の析出添加剤と少なくとも1つの第二の析出添加剤との総量に対して、1~10質量%にわたる。また上記少なくとも1つの第一の析出添加剤が、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールからなる群から選択される。 The at least one first precipitation additive is selected from the group consisting of aliphatic polyhydric alcohol compounds having an average molecular weight in the range of 62 g / mol to 600 g / mol, their ethers, and polymers derived from them. Will be done. Further, the at least one second precipitation additive is selected from the group consisting of a polyalkylene glycol compound having an average molecular weight in the range of 750 to 10,000 g / mol, and the concentration of the at least one second precipitation additive is high. , 1-10% by mass, based on the total amount of at least one first precipitation additive and at least one second precipitation additive. Further, the at least one first precipitation additive is selected from the group consisting of polyethylene glycol and polypropylene glycol.

特許文献2には、このめっき浴によれば、浴の寿命が延長されている一方で、0.05~0.1μm/分のスズの高い堆積速度を保持することができることが記載されている。 Patent Document 2 describes that this plating bath can maintain a high deposition rate of tin of 0.05 to 0.1 μm / min while extending the life of the bath. ..

特開2015-193916号公報JP-A-2015-193916 特許5766301号公報Japanese Patent No. 5766301

最近、半導体の微細化及び複雑化に伴い、バンプを用いるデバイスの多様化が進んでいる。デバイス種が増える中、それぞれのデバイスに適しためっき堆積層を形成する目的で、電解めっき法により、デバイス毎にめっき時の電流密度を調整して、バンプを形成している。このとき、上記目的を達成するために、幅広い電流密度範囲において、バンプ内にボイドを発生させないめっき液が求められている。この点において、特許文献1に記載のめっき浴では、その実施例1~10において、2A/dm2(以下、ASDという。)の電流密度のみで電気めっきを行っており、バンプ内にボイドの発生を抑制できる電流密度範囲が広くないという課題があった。 Recently, with the miniaturization and complexity of semiconductors, devices using bumps have been diversified. As the number of device types increases, bumps are formed by adjusting the current density during plating for each device by the electrolytic plating method for the purpose of forming a plating deposit layer suitable for each device. At this time, in order to achieve the above object, there is a demand for a plating solution that does not generate voids in the bumps in a wide current density range. In this respect, in the plating bath described in Patent Document 1, in Examples 1 to 10, electroplating is performed only with a current density of 2 A / dm 2 (hereinafter referred to as ASD), and voids are formed in the bumps. There is a problem that the current density range that can suppress the generation is not wide.

また特許文献2に記載のめっき浴は、浸漬めっき浴、即ち無電解めっき浴であって電解めっき浴ではない。また特許文献2のめっき浴の課題は、浴寿命の延長とスズの高い堆積速度の保持することにあり、バンプ内のボイドの発生を抑制する課題を有しない。 Further, the plating bath described in Patent Document 2 is a dip plating bath, that is, an electroless plating bath, not an electrolytic plating bath. Further, the problems of the plating bath of Patent Document 2 are to extend the bath life and maintain a high tin deposition rate, and do not have a problem of suppressing the generation of voids in the bump.

本発明の目的は、例えば、2ASD~14ASDといった幅広い電流密度の範囲においてバンプ内におけるボイドの発生を抑制す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。 An object of the present invention is to provide a tin or tin alloy plating solution that suppresses the generation of voids in a bump in a wide range of current densities such as 2ASD to 14ASD, and a method for forming a bump using the solution.

本発明者は、上記の課題を解決するために、鋭意研究を行った結果、特定の質量平均分子量を有するポリプロピレングリコールを特定の質量割合でめっき液中に含有させることで、例えば、2ASD~14ASDといった幅広い電流密度の範囲においてバンプ内におけるボイドの発生を抑制できることを見出し本発明に到達した。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor has made polypropylene glycol having a specific mass average molecular weight contained in the plating solution in a specific mass ratio, for example, 2ASD to 14ASD. We have found that the generation of voids in the bump can be suppressed in a wide range of current densities such as, and arrived at the present invention.

本発明の第1の観点は、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)とを含む錫又は錫合金めっき液であって、前記めっき液は、前記めっき液中にポリプロピレングリコールを0.05g/L~5g/Lの割合で含み、前記ポリプロピレングリコールの質量平均分子量が610~740であることを特徴とする。 The first aspect of the present invention comprises a soluble salt (A) containing at least a tin salt, an acid selected from organic and inorganic acids (B), and a surfactant (C). A tin or tin alloy plating solution, wherein the plating solution contains polypropylene glycol at a ratio of 0.05 g / L to 5 g / L, and the weight average molecular weight of the polypropylene glycol is 610 to 740. It is characterized by that.

本発明の第2の観点は、第1の観点に係る発明であって、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である錫又は錫合金めっき液である。 The second aspect of the present invention is the invention according to the first aspect, wherein the surfactant (C) is a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed. Is a tin or tin alloy plating solution.

本発明の第3の観点は、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、基材上に複数のバンプ前駆体となる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である。 A third aspect of the present invention is to form a tin or tin alloy plating deposit layer as a plurality of bump precursors on a substrate by using the tin or tin alloy plating solution of the first aspect or the second aspect. It is a bump forming method including a step and then a step of forming a plurality of bumps by performing a reflow process.

本発明の第1の観点の錫又は錫合金めっき液は、質量平均分子量が610~740のポリプロピレングリコールを0.05g/L~5g/L含むことで、例えば、2ASD~14ASDといった幅広い電流密度範囲においてバンプ内におけるボイドの発生を抑制することができる。
バンプ内にボイドが生じる理由については、以下のような理由が考えられる。
先ず、はんだめっきバンプにおけるボイドには、2つの発生メカニズムが考えられる。 第1の発生メカニズムは、添加剤(界面活性剤)による錫(Sn)の析出の抑制力が不足する場合である。この場合、適切に抑制された条件で錫(Sn)が析出しないと、緻密なめっき堆積層が形成されずに、めっき液がめっき堆積層中に取り込まれることで、リフロー後のバンプ内にボイドが発生し易くなる。
第2の発生メカニズムは、添加剤(界面活性剤)の抑制力が過剰な場合である。この場合、Snの析出と同時に水の電気分解により水素発生が起こり、生じた水素ガスがめっき堆積層中に取り込まれることで、リフロー後のバンプ内にボイドが発生し易くなる。
質量平均分子量が610~740の範囲にあるポリプロピレングリコールは、親水性と疎水性の両方の性質があることから、添加剤(界面活性剤)のカソード面への吸着不足を補助するととともに、過度の吸着を緩衝する効果があるため、Snの析出が適切に行われ、結果としてボイドが抑制されると考えられる。
The tin or tin alloy plating solution according to the first aspect of the present invention contains 0.05 g / L to 5 g / L of polypropylene glycol having a mass average molecular weight of 610 to 740, and thus has a wide current density range of, for example, 2 ASD to 14 ASD. It is possible to suppress the generation of voids in the bump.
The following are possible reasons for the voids to occur in the bumps.
First, there are two possible mechanisms for voids in solder-plated bumps. The first generation mechanism is a case where the ability of the additive (surfactant) to suppress the precipitation of tin (Sn) is insufficient. In this case, if tin (Sn) is not deposited under appropriately suppressed conditions, a dense plating deposit layer is not formed, and the plating solution is taken into the plating deposit layer, so that voids are formed in the bumps after reflow. Is likely to occur.
The second generation mechanism is when the inhibitory power of the additive (surfactant) is excessive. In this case, hydrogen is generated by electrolysis of water at the same time as the precipitation of Sn, and the generated hydrogen gas is taken into the plating deposit layer, so that voids are likely to be generated in the bump after reflow.
Polypropylene glycol having a mass average molecular weight in the range of 610 to 740 has both hydrophilic and hydrophobic properties, so that it assists in insufficient adsorption of the additive (surfactant) to the cathode surface and is excessive. Since it has the effect of buffering adsorption, it is considered that Sn precipitation is appropriately performed, and as a result, voids are suppressed.

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であるため、上記ポリプロピレングリコールと併用することで、より一層ボイドの発生を抑制することができる。 In the tin or tin alloy plating solution according to the second aspect of the present invention, since the surfactant is a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed, the polypropylene glycol and the above-mentioned polypropylene glycol are used. When used in combination, the generation of voids can be further suppressed.

本発明の第3の観点のバンプの形成では、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、基材上に複数のバンプ前駆体となる錫又は錫合金めっき堆積層を、例えば、2ASD~14ASDといった幅広い電流密度の範囲において形成する。次いで、リフロー処理をする。これにより、各種デバイスに適した電流密度でめっき堆積層を形成できるとともに、内部にボイドの少ない複数のバンプを形成することができる。 In the formation of the bumps according to the third aspect of the present invention, the tin or tin alloy plating solution as a plurality of bump precursors is deposited on the substrate by using the tin or tin alloy plating solution according to the first aspect or the second aspect. Layers are formed over a wide range of current densities, eg, 2ASD-14ASD. Next, a reflow process is performed. As a result, the plating deposit layer can be formed with a current density suitable for various devices, and a plurality of bumps with few voids can be formed inside.

本発明の実施例で作製したレジスト層を有する半導体ウエハの平面図である。It is a top view of the semiconductor wafer which has the resist layer produced in the Example of this invention. めっき後のめっき堆積層がリフロー後にバンプになる状況を示す断面図である。図2(a)はめっき後の断面図であり、図2(b)はリフロー後の上部が膨らんだ球状の正常バンプが形成された断面図であり、図2(c)はリフロー後の上部が膨らんだ球状のバンプ内にボイドが形成された欠陥バンプの断面図である。It is sectional drawing which shows the situation that the plating deposit layer after plating becomes a bump after reflow. FIG. 2A is a cross-sectional view after plating, FIG. 2B is a cross-sectional view in which a spherical normal bump with a bulging upper part is formed after reflow, and FIG. 2C is a cross-sectional view after reflow. It is sectional drawing of the defect bump which void was formed in the spherical bump which bulged.

以下に、本発明の実施形態の錫又は錫合金めっき液について説明する。このめっき液は、半導体ウエハやプリント基板用のバンプなどとして使用される錫又は錫合金のめっき堆積層の形成用材料として利用される。 Hereinafter, the tin or tin alloy plating solution according to the embodiment of the present invention will be described. This plating solution is used as a material for forming a plating deposit layer of tin or a tin alloy used as a bump for a semiconductor wafer or a printed circuit board.

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、めっき液中にポリプロピレングリコールを0.05g/L~5g/Lの割合で含み、前記ポリプロピレングリコールの質量平均分子量が610~740であることにある。 The tin or tin alloy plating solution of the present embodiment contains a soluble salt (A) containing at least a first tin salt, an acid selected from organic and inorganic acids (B), and a surfactant (C). A tin or tin alloy plating solution containing. The characteristic point is that polypropylene glycol is contained in the plating solution at a ratio of 0.05 g / L to 5 g / L, and the mass average molecular weight of the polypropylene glycol is 610 to 740.

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 the present 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 alloys, tin-copper alloys, tin-bismas alloys, tin-nickel alloys, tin-antimon alloys, tin-indium alloys, and tin-zinc alloys, tin-copper-bismus, etc. 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、第一錫塩単独であるか、又は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 the present embodiment is the stannous salt alone, or one selected from the group consisting of the stannous salt and silver, copper, bismuth, nickel, antimony, indium, and zinc. It consists of a mixture of two or more metal salts.

従って、本実施形態の可溶性塩(A)はめっき液中でSn2+を単独で含むか、或いは、Sn2+とともに、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1種又は2種以上含む。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) of the present embodiment contains Sn 2+ alone in the plating solution, or together with Sn 2+ , Ag + , Cu + , Cu 2+ , Bi 3+ , Ni 2+ , Contains one or more of any soluble salts that generate various metal ions such as Sb 3+ , In 3+ , Zn 2+ and the like. Examples of the soluble salt include oxides of these metals, halides, and the metal salts of inorganic or organic acids.

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, zinc oxide and the like. Examples of metal halides 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。 Metallic salts of inorganic or organic acids include copper sulfate, stannous sulfate, bismuth sulfate, nickel sulfate, antimony sulfate, bismuth nitrate, silver nitrate, copper nitrate, antimonite nitrate, indium nitrate, nickel nitrate, zinc nitrate and copper acetate. , Nickel acetate, nickel carbonate, sodium tinate, 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 acid and inorganic acid or salt thereof (B)]
The acid or salt (B) thereof of the present 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, or aliphatic carboxylic acids, and examples of the inorganic acid include borohydrophobic acid, silicate hydrofluoric acid and sulfamine. Examples include acids, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid and the like. These salts are alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, sulfonates and the like. As the component (B), an organic sulfonic acid is preferable 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Cn2n+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 the alkane sulfonic acid, those represented by the chemical formula C n H 2n + 1 SO 3 H (for example, n = 1 to 5, preferably 1 to 3) can be used. Specifically, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 2-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 2-butanesulfonic acid, pentansulfonic acid, etc., as well as hexanesulfonic acid and decanesulfonic acid. Acids, dodecane sulfonic acids and the like can be mentioned.

上記アルカノールスルホン酸としては、化学式Cp2p+1-CH(OH)-Cq2q-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 the alkanolsulfonic acid, those represented by the chemical formula C p H 2p + 1 -CH (OH) -C q H 2q -SO 3 H (for example, p = 0 to 6, q = 1 to 5) can be used. .. Specifically, in addition to 2-hydroxyethane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 2-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypentane-1-sulfonic acid, etc., 1- 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- Hydroxidodecane-1-sulfonic acid and the like can be mentioned.

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 and the like. Specifically, 1-naphthalene sulfonic acid, 2-naphthalene sulfonic acid, toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, p-phenol sulfonic acid, cresol sulfonic acid, sulfosalicylic acid, nitrobenzene sulfonic acid, sulfobenzoic acid, diphenylamine-4- Examples 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.

本実施形態のめっき液における第一錫塩の含有量は、錫の量に換算して、好ましくは5g/L以上200g/L以下の範囲、更に好ましくは20g/L以上100g/L以下の範囲にある。 The content of the first tin salt in the plating solution of the present embodiment is preferably in the range of 5 g / L or more and 200 g / L or less, more preferably in the range of 20 g / L or more and 100 g / L or less in terms of the amount of tin. It is in.

〔界面活性剤(C)〕
本実施形態のめっき液において用いる界面活性剤(C)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であることが好ましい。この界面活性剤として、末端がポリオキシプロピレン(PO)であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー(PO-EO-PO)、末端がポリオキシエチレン(EO)であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー(EO-PO-EO)、エチレンジアミンEO-PO縮合物(エチレンジアミンテトラポリオキシエチレンポリオキシプロピレン)等が挙げられる。その中でも、PO-EO-POがポリプロピレングリコールとの相互作用に優れるため、より好ましい。ブロックポリマー中のEO比率(モル比)が30%~50%であり、界面活性剤の質量平均分子量が2000~7800であることが、カソード表面に界面活性剤が吸着するため、より好ましい。まためっき液中の界面活性剤の含有量が、0.5g/L~10g/Lの範囲にあることが、均一なめっき堆積層を得るために、より好ましい。
[Surfactant (C)]
The surfactant (C) used in the plating solution of the present embodiment is preferably a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed. As this surfactant, a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer (PO-EO-PO) having a polyoxypropylene (PO) terminal and a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer having a polyoxyethylene (EO) terminal. (EO-PO-EO), ethylenediamine EO-PO condensate (ethylenediaminetetrapolyoxyethylenepolyoxypropylene) and the like can be mentioned. Among them, PO-EO-PO is more preferable because it has an excellent interaction with polypropylene glycol. It is more preferable that the EO ratio (molar ratio) in the block polymer is 30% to 50% and the mass average molecular weight of the surfactant is 2000 to 7800 because the surfactant is adsorbed on the cathode surface. Further, it is more preferable that the content of the surfactant in the plating solution is in the range of 0.5 g / L to 10 g / L in order to obtain a uniform plating deposit layer.

〔ポリプロピレングリコール〕
本実施形態のめっき液におけるポリプロピレングリコールは、0.05g/L~5g/L、好ましくは0.5g/L~4g/L、より好ましくは1g/L~2g/Lの割合で含有する。ポリプロピレングリコールの質量平均分子量は、610~740、好ましくは650~730、より好ましくは670~730である。上記界面活性剤及びポリプロピレングリコールの質量平均分子量は、それぞれサイズ排除クロマトグラフィー(SEC法)によって求められる。ポリプロピレングリコールの含有量が0.05g/L未満では、Snの析出の抑制力が不足し、緻密なめっき堆積層が形成されずにめっき液がめっき堆積層中に取り込まれるため、リフロー後のバンプ内にボイドが発生し易くなる。また5g/Lを超えると、Snの析出と同時に水素発生が起こり、水素ガスがめっき堆積層中に取り込まれることで、リフロー後のバンプ内にボイドが発生し易くなる。ポリプロピレングリコールは、その質量平均分子量が610未満では、親水性が強過ぎて相互作用により界面活性剤の抑制力を弱めて、リフロー後にバンプ内にボイドを誘発する。一方、ポリプロピレングリコールの質量平均分子量が740を超えると、疎水性が強過ぎて相互作用により界面活性剤の抑制力を強めて、リフロー後にバンプ内にボイドを誘発する。ポリプロピレングリコールは、その質量平均分子量が610~740の範囲にあると、親水性と疎水性の両方の性質があることから、界面活性剤のカソード面への吸着不足を補助するととともに、過度の吸着を緩衝しする効果がある。この結果、Snの析出が適切に行われ、結果としてリフロー後のバンプ内のボイドが抑制される。
[Polypropylene glycol]
The polypropylene glycol in the plating solution of the present embodiment is contained at a ratio of 0.05 g / L to 5 g / L, preferably 0.5 g / L to 4 g / L, and more preferably 1 g / L to 2 g / L. The mass average molecular weight of polypropylene glycol is 610 to 740, preferably 650 to 730, and more preferably 670 to 730. The mass average molecular weights of the above-mentioned surfactant and polypropylene glycol are each determined by size exclusion chromatography (SEC method). If the content of polypropylene glycol is less than 0.05 g / L, the ability to suppress the precipitation of Sn is insufficient, and the plating solution is taken into the plating deposit layer without forming a dense plating deposit layer, so that the bump after reflow Voids are likely to occur inside. If it exceeds 5 g / L, hydrogen is generated at the same time as the precipitation of Sn, and hydrogen gas is taken into the plating deposit layer, so that voids are likely to be generated in the bump after reflow. When the mass average molecular weight of polypropylene glycol is less than 610, the hydrophilicity is too strong and the inhibitory force of the surfactant is weakened by the interaction, and voids are induced in the bump after reflow. On the other hand, when the mass average molecular weight of polypropylene glycol exceeds 740, the hydrophobicity is too strong and the inhibitory force of the surfactant is strengthened by the interaction, and voids are induced in the bump after reflow. When the mass average molecular weight of polypropylene glycol is in the range of 610 to 740, it has both hydrophilic and hydrophobic properties, so that it assists the insufficient adsorption of the surfactant to the cathode surface and excessively adsorbs it. Has the effect of buffering. As a result, Sn is properly deposited, and as a result, voids in the bump after reflow are suppressed.

本実施形態のめっき液は、必要に応じて更に酸化防止剤、錯体化剤、pH調整剤、光沢剤を含んでもよい。 The plating solution of the present embodiment may further contain an antioxidant, a complexing agent, a pH adjusting agent, and a brightening agent, if necessary.

〔酸化防止剤〕
酸化防止剤はめっき液中のSn2+の酸化防止を目的としたものである。酸化防止剤の例としては、アスコルビン酸又はその塩、ピロガロール、ヒドロキノン、フロログルシノール、トリヒドロキシベンゼン、カテコール、クレゾールスルホン酸又はその塩、カテコールスルホン酸又はその塩、ヒドロキノンスルホン酸又はその塩などが挙げられる。例えば、酸性浴では、ヒドロキノンスルホン酸又はその塩、中性浴ではアスコルビン酸又はその塩などが好ましい。
〔Antioxidant〕
The antioxidant is intended to prevent the oxidation of Sn 2+ in the plating solution. Examples of antioxidants include ascorbic acid or a salt thereof, pyrogallol, hydroquinone, fluoroglucinol, trihydroxybenzene, catechol, cresol sulfonic acid or a salt thereof, catechol sulfonic acid or a salt thereof, hydroquinone sulfonic acid or a salt thereof, and the like. Can be mentioned. For example, hydroquinone sulfonic acid or a salt thereof is preferable in an acidic bath, and ascorbic acid or a salt thereof is preferable in a neutral bath.

酸化防止剤は、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。本実施形態のめっき液における酸化防止剤の添加量は、一般に0.01g/L~20g/Lの範囲、好ましくは0.1g/L~10g/Lの範囲、より好ましくは0.1g/L~5g/Lの範囲にある。 As the antioxidant, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. The amount of the antioxidant added to the plating solution of the present embodiment is generally in the range of 0.01 g / L to 20 g / L, preferably in the range of 0.1 g / L to 10 g / L, and more preferably in the range of 0.1 g / L. It is in the range of ~ 5 g / L.

〔錯体化剤〕
本実施形態のめっき液は、酸性、弱酸性、中性などの任意のpH領域の錫又は錫合金めっき浴に適用できる。Sn2+イオンは強酸性(pH:<1)では安定であるが、酸性から中性付近(pH:1~7)では白色沈澱を生じ易い。このため、本実施形態の錫又は錫合金めっき液を中性付近の錫めっき浴に適用する場合には、Sn2+イオンを安定化させる目的で、錫用の錯体化剤を添加するのが好ましい。
[Complexing agent]
The plating solution of the present embodiment can be applied to a tin or tin alloy plating bath in any pH range such as acidic, weakly acidic, and neutral. Sn 2+ ions are stable in strong acidity (pH: <1), but tend to cause white precipitates near acidic to neutral (pH: 1-7). Therefore, when the tin or tin alloy plating solution of the present embodiment is applied to a tin plating bath near neutrality, it is recommended to add a complexing agent for tin for the purpose of stabilizing Sn 2+ ions. preferable.

錫用の錯体化剤としては、オキシカルボン酸、ポリカルボン酸、モノカルボン酸を使用できる。具体例としては、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、グルコノラクトン、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アスコルビン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、或はこれらの塩などが挙げられる。好ましくは、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、グルコノラクトン、グルコヘプトラクトン、或はこれらの塩などである。また、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、イミノジ酢酸(IDA)、イミノジプロピオン酸(IDP)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)、エチレンジオキシビス(エチルアミン)-N,N,N′,N′-テトラ酢酸、メルカプトトリアゾール類、メルカプトテトラゾール類、グリシン類、ニトリロトリメチルホスホン酸、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、或はこれらの塩などのポリアミンやアミノカルボン酸類も錯体化剤として有効である。 As the complexing agent for tin, oxycarboxylic acid, polycarboxylic acid, and monocarboxylic acid can be used. Specific examples include gluconic acid, citric acid, glucoheptonic acid, gluconolactone, acetic acid, propionic acid, butyric acid, ascorbic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glycolic acid, malic acid, tartrate acid, or salts thereof. And so on. Preferred are gluconic acid, citric acid, glucoheptonic acid, gluconolactone, glucoheptlactone, or salts thereof. In addition, ethylenediamine, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentacetic acid (DTPA), nitrilotriacetic acid (NTA), iminodiacetic acid (IDA), iminodipropionic acid (IDP), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), triethylene. Tetramine hexaacetic acid (TTHA), ethylenedioxybis (ethylamine) -N, N, N', N'-tetraacetic acid, mercaptotriazoles, mercaptotetrazole, glycins, nitrilotrimethylphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1, 1-Diphosphonic acid, polyamines such as salts thereof, and aminocarboxylic acids are also effective as compositing agents.

錫用の錯体化剤は、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。本実施形態のめっき液における錫用の錯体化剤の添加量は、錫又は錫合金めっき液に含まれる可溶性錫塩化合物中の錫1モルに対して、一般に0.001モル~10モルの範囲、好ましくは0.01モル~5モルの範囲、より好ましくは0.5モル~2モルの範囲にある。 As the complexing agent for tin, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. The amount of the complexing agent for tin added in the plating solution of the present embodiment is generally in the range of 0.001 mol to 10 mol with respect to 1 mol of tin in the soluble tin salt compound contained in tin or a tin alloy plating solution. , Preferably in the range of 0.01 mol to 5 mol, more preferably in the range of 0.5 mol to 2 mol.

また、錫合金めっき液がSnAgめっき液である場合、銀用の錯体化剤として、水溶性スルフィド化合物又は水溶性チオール化合物を用いることができる。 When the tin alloy plating solution is a SnAg plating solution, a water-soluble sulfide compound or a water-soluble thiol compound can be used as the complexing agent for silver.

〔pH調整剤〕
本実施形態のめっき液は、必要に応じてpH調整剤を含有することができる。pH調整剤の例としては、塩酸、硫酸等の各種の酸、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の各種の塩基などが挙げられる。また、pH調整剤としては、酢酸、プロピオン酸などのモノカルボン酸類、ホウ酸類、リン酸類、シュウ酸、コハク酸などのジカルボン酸類、乳酸、酒石酸などのオキシカルボン酸類なども有効である。
[PH regulator]
The plating solution of the present embodiment may contain a pH adjuster, if necessary. Examples of the pH adjuster include various acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and various bases such as aqueous ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide and sodium hydrogen carbonate. Further, as the pH adjusting agent, monocarboxylic acids such as acetic acid and propionic acid, dicarboxylic acids such as boric acid, phosphoric acid, oxalic acid and succinic acid, and oxycarboxylic acids such as lactic acid and tartaric acid are also effective.

〔光沢化剤〕
本実施形態のめっき液は、必要に応じて光沢化剤を含有することができる。光沢化剤としては、芳香族カルボニル化合物が有効である。芳香族カルボニル化合物は、錫合金めっき堆積層中の錫合金の結晶粒子を微細化する作用がある。芳香族カルボニル化合物は、芳香族炭化水素の炭素原子にカルボニル基(-CO-X:但し、Xは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素原子数が1~6個の範囲にあるアルキル基または炭素原子数が1~6個の範囲にあるアルコキシ基を意味する)が結合した化合物である。芳香族炭化水素は、ベンゼン環、ナフタレン環およびアントラセン環を含む。芳香族炭化水素は、置換基を有してもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素原子数が1~6個の範囲にあるアルキル基および炭素原子数が1~6個の範囲にあるアルコキシ基を挙げることができる。カルボニル基は、芳香族炭化水素に直結していてもよいし、炭素原子数が1個~6個の範囲にあるアルキレン基を介して結合してもよい。芳香族カルボニル化合物の具体例としては、ベンザルアセトン、桂皮酸、シンナムアルデヒド、ベンズアルデヒドを挙げることができる。
[Brightening agent]
The plating solution of the present embodiment may contain a brightening agent, if necessary. As the brightening agent, an aromatic carbonyl compound is effective. The aromatic carbonyl compound has the effect of refining the crystal particles of the tin alloy in the tin alloy plated deposit layer. Aromatic carbonyl compounds are carbon atoms of aromatic hydrocarbons with a carbonyl group (-CO-X: where X is a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group or a carbon atom having a carbon atom number in the range of 1 to 6). It is a compound to which an alkoxy group (meaning an alkoxy group having a number in the range of 1 to 6) is bonded. Aromatic hydrocarbons include a benzene ring, a naphthalene ring and an anthracene ring. Aromatic hydrocarbons may have substituents. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having a carbon atom number in the range of 1 to 6, and an alkoxy group having a carbon atom number in the range of 1 to 6 atoms. The carbonyl group may be directly linked to an aromatic hydrocarbon, or may be bonded via an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples of the aromatic carbonyl compound include benzalacetone, cinnamic acid, cinnamaldehyde, and benzaldehyde.

芳香族カルボニル化合物は、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。本実施形態の錫合金めっき液における芳香族カルボニル化合物の添加量は、一般に0.01mg/L~500mg/Lの範囲、好ましくは0.1mg/L~100mg/Lの範囲、より好ましくは1mg/L~50mg/Lの範囲にある。 The aromatic carbonyl compound may be used alone or in combination of two or more. The amount of the aromatic carbonyl compound added to the tin alloy plating solution of the present embodiment is generally in the range of 0.01 mg / L to 500 mg / L, preferably in the range of 0.1 mg / L to 100 mg / L, and more preferably in the range of 1 mg / L. It is in the range of L to 50 mg / L.

〔電解めっき方法〕
本実施形態の電解めっき方法では、めっき槽に、上述した錫又は錫合金めっき液を供給して、カソードに接続される被めっき部材、例えば半導体ウエハに不溶性アノードを対向配置して、行われる。本実施形態のめっき液を用いることによって、めっき堆積層の形成時のアノード電流密度を各種デバイスに適した幅広い電流密度に設定することができる。例えば、2ASD~14ASDの範囲にあることが好ましく、4ASD~12ASDの範囲にあることが更に好ましい。2ASD未満では、Snの析出が遅くなり過ぎ、Snの析出に対する界面活性剤の抑制力が強くなり過ぎるおそれがある。14ASDを超えると、Snの析出が速くなり過ぎ、Snの析出に対する界面活性剤の抑制力が弱くなり過ぎるおそれがある。めっき液に上述したポリプロピレングリコールを添加することにより、上記抑制効果が補助されるか、又は抑制効果が緩衝され、リフロー後にボイドの発生しない電流密度の範囲が広くなる。めっき液の液温は、10℃以上50℃以下の範囲にあることが好ましく、20℃以上40℃以下の範囲にあることが更に好ましい。
[Electroplating method]
In the electrolytic plating method of the present embodiment, the above-mentioned tin or tin alloy plating solution is supplied to the plating tank, and the insoluble anode is arranged facing the member to be plated connected to the cathode, for example, a semiconductor wafer. By using the plating solution of the present embodiment, the anode current density at the time of forming the plating deposit layer can be set to a wide range of current densities suitable for various devices. For example, it is preferably in the range of 2 ASD to 14 ASD, and even more preferably in the range of 4 ASD to 12 ASD. If it is less than 2 ASD, the precipitation of Sn may be too slow, and the inhibitory force of the surfactant against the precipitation of Sn may become too strong. If it exceeds 14 ASD, the precipitation of Sn may become too fast, and the inhibitory force of the surfactant against the precipitation of Sn may become too weak. By adding the above-mentioned polypropylene glycol to the plating solution, the above-mentioned suppressing effect is assisted or the suppressing effect is buffered, and the range of the current density in which voids do not occur after reflow is widened. The temperature of the plating solution is preferably in the range of 10 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and more preferably in the range of 20 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.

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.

(SnAgめっき液の建浴)
<実施例1>
メタンスルホン酸Sn水溶液に、遊離酸としてのメタンスルホン酸と、錯体化剤としてチオジエタノールとを混合して溶解させた後、更にメタンスルホン酸Ag液を加えて混合した。混合によって均一な溶液となった後、更に界面活性剤として構造式(PO-EO-PO)を有し、EO比率が40%で、質量平均分子量が3500であるノニオン系界面活性剤(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー)と、光沢剤としてベンザルアセトンと、質量平均分子量が610のポリプロピレングリコールを加えた。そして最後にイオン交換水を加えて、下記組成のSnAg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Ag水溶液は、金属Ag板を、それぞれ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。
(Building bath of SnAg plating solution)
<Example 1>
Methanesulfonic acid as a free acid and thiodiethanol as a compositing agent were mixed and dissolved in an aqueous solution of methanesulfonic acid Sn, and then a solution of methanesulfonic acid Ag was further added and mixed. After becoming a uniform solution by mixing, a nonionic surfactant (polyoxy) having a structural formula (PO-EO-PO) as a surfactant, an EO ratio of 40%, and a mass average molecular weight of 3500. Ethylene polyoxypropylene block polymer), benzalacetone as a brightener, and polypropylene glycol having a mass average molecular weight of 610 were added. Finally, ion-exchanged water was added to form a SnAg plating solution having the following composition. The methanesulfonic acid Sn aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Sn plate, and the methanesulfonic acid Ag aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Ag plate in the methanesulfonic acid aqueous solution.

(SnAgめっき液の組成)
メタンスルホン酸Sn(Sn2+として):50g/L
メタンスルホン酸Ag(Ag+として):0.2g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として):100g/L
チオジエタノール(錯体化剤として):5g/L
界面活性剤:5g/L
ベンザルアセトン(光沢剤として):10mg/L
ポリプロピレングリコール:1g/L
イオン交換水:残部
(Composition of SnAg plating solution)
Methanesulfonic acid Sn (as Sn 2+ ): 50 g / L
Methanesulfonic acid Ag (as Ag + ): 0.2 g / L
Methanesulfonic acid (as free acid): 100 g / L
Thiodiethanol (as a complexing agent): 5 g / L
Surfactant: 5g / L
Benzalacetone (as a brightener): 10 mg / L
Polypropylene glycol: 1g / L
Ion-exchanged water: balance

上記実施例1で述べたポリプロピレングリコールの質量平均分子量、めっき液中の含有割合、及び界面活性剤の構造式、質量平均分子量、ブロックポリマー中のEO比率を、以下の表1に示す。 The mass average molecular weight of polypropylene glycol described in Example 1, the content ratio in the plating solution, the structural formula of the surfactant, the mass average molecular weight, and the EO ratio in the block polymer are shown in Table 1 below.

Figure 2022063889000002
Figure 2022063889000002

<実施例2~11、比較例1~5>
実施例2~11及び比較例1~5では、ポリプロピレングリコールとして、質量平均分子量が上記表1に示すものを用い、またポリプロピレングリコールを上記表1に示す含有割合にした。また界面活性剤として、上記表1に示すように、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー(PO-EO-PO)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー(EO-PO-EO)又はエチレンジアミンテトラポリオキシエチレンポリオキシプロピレン(エチレンジアミンEO-PO)の構造式を有するものを用いた。またEO比率と質量平均分子量が上記表1に示す性状のノニオン系界面活性剤を用いた。また界面活性剤の含有割合は、すべて5g/Lであった。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例2~11及び比較例1~5のSnAgめっき液を建浴した。
<Examples 2 to 11, Comparative Examples 1 to 5>
In Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 5, polypropylene glycols having a mass average molecular weight shown in Table 1 above were used, and polypropylene glycol was used in the content ratio shown in Table 1 above. As the surfactant, as shown in Table 1 above, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer (PO-EO-PO), polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer (EO-PO-EO) or ethylenediamine tetrapolyoxy. Those having a structural formula of ethylene polyoxypropylene (ethylene diamine EO-PO) were used. In addition, a nonionic surfactant having the properties shown in Table 1 above with an EO ratio and a mass average molecular weight was used. The content ratio of the surfactant was 5 g / L in all cases. Other than that, the SnAg plating solutions of Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 5 were bathed in the same manner as in Example 1.

(Snめっき液の建浴)
<実施例12>
メタンスルホン酸Sn水溶液に、遊離酸としてのメタンスルホン酸と、錯体化剤としてチオジエタノールと、界面活性剤として上記表1に示す構造式(PO-EO-PO)を有し、EO比率が40%で、質量平均分子量が3500であるノニオン系界面活性剤と、光沢剤としてベンザルアセトンと、質量平均分子量が700のポリプロピレングリコールを加えた。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。
(Building bath of Sn plating solution)
<Example 12>
The methanesulfonic acid Sn aqueous solution has methanesulfonic acid as a free acid, thiodiethanol as a compositing agent, and the structural formula (PO-EO-PO) shown in Table 1 above as a surfactant, and has an EO ratio of 40. %, A nonionic surfactant having a mass average molecular weight of 3500, benzalacetone as a brightener, and polypropylene glycol having a mass average molecular weight of 700 were added. Finally, ion-exchanged water was added to form a Sn plating solution having the following composition. The methanesulfonic acid Sn aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Sn plate in the methanesulfonic acid aqueous solution.

(Snめっき液の組成)
メタンスルホン酸Sn(Sn2+として):50g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として):100g/L
チオジエタノール(錯体化剤として):5g/L
界面活性剤:5g/L
ベンザルアセトン(光沢剤として):10mg/L
ポリプロピレングリコール:1g/L
イオン交換水:残部
(Composition of Sn plating solution)
Methanesulfonic acid Sn (as Sn 2+ ): 50 g / L
Methanesulfonic acid (as free acid): 100 g / L
Thiodiethanol (as a complexing agent): 5 g / L
Surfactant: 5g / L
Benzalacetone (as a brightener): 10 mg / L
Polypropylene glycol: 1g / L
Ion-exchanged water: balance

(SnCuめっき液の建浴)
<実施例13>
メタンスルホン酸Sn水溶液に、遊離酸としてのメタンスルホン酸と、錯体化剤としてチオジエタノールとを混合して溶解させた後、更にメタンスルホン酸Cu液を加えて混合した。混合によって均一な溶液となった後、更に界面活性剤として構造式(PO-EO-PO)を有し、EO比率が40%で、質量平均分子量が3500であるノニオン系界面活性剤と、光沢剤としてベンザルアセトンと、質量平均分子量が700のポリプロピレングリコールを加えた。そして最後にイオン交換水を加えて、下記組成のSnCu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Cu水溶液は、金属Cu板を、それぞれ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。
(Building bath of SnCu plating solution)
<Example 13>
Methanesulfonic acid as a free acid and thiodiethanol as a compositing agent were mixed and dissolved in an aqueous solution of methanesulfonic acid Sn, and then a Cu solution of methanesulfonic acid was further added and mixed. After becoming a uniform solution by mixing, a nonionic surfactant having a structural formula (PO-EO-PO) as a surfactant, an EO ratio of 40%, and a mass average molecular weight of 3500, and gloss. As an agent, benzalacetone and polypropylene glycol having a mass average molecular weight of 700 were added. Finally, ion-exchanged water was added to form a SnCu plating solution having the following composition. The methanesulfonic acid Sn aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Sn plate and the methanesulfonic acid Cu aqueous solution by electrolyzing a metal Cu plate in the methanesulfonic acid aqueous solution.

(SnCuめっき液の組成)
メタンスルホン酸Sn(Sn2+として):50g/L
メタンスルホン酸Cu(Cu2+として):0.2g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として):100g/L
チオジエタノール(錯体化剤として):5g/L
界面活性剤:5g/L
ベンザルアセトン(光沢剤として):10mg/L
ポリプロピレングリコール:1g/L
イオン交換水:残部
(Composition of SnCu plating solution)
Methanesulfonic acid Sn (as Sn 2+ ): 50 g / L
Cu methanesulfonic acid (as Cu 2+ ): 0.2 g / L
Methanesulfonic acid (as free acid): 100 g / L
Thiodiethanol (as a complexing agent): 5 g / L
Surfactant: 5g / L
Benzalacetone (as a brightener): 10 mg / L
Polypropylene glycol: 1g / L
Ion-exchanged water: balance

<比較試験及び評価>
先ず、直径300mmのシリコンウエハの表面に、スパッタリング法によりチタン0.1μm、銅0.3μmの電気導通用シード層を形成し、そのシード層の上にドライフィルムレジスト(膜厚50μm)を積層した。次いで、露光用マスクを介して、ドライフィルムレジストを部分的に露光し、その後、現像処理した。こうして、図1に示すように、シリコンウエハ1の表面に、直径が75μmの開口部であって、開口面積が1dm2であるビア2が150μmピッチで160万個形成されているパターンを有する、膜厚が50μmのレジスト層3を形成した。
<Comparative test and evaluation>
First, a seed layer for electrical conduction of titanium 0.1 μm and copper 0.3 μm was formed on the surface of a silicon wafer having a diameter of 300 mm by a sputtering method, and a dry film resist (thickness 50 μm) was laminated on the seed layer. .. Next, the dry film resist was partially exposed via an exposure mask, and then developed. Thus, as shown in FIG. 1, the surface of the silicon wafer 1 has a pattern in which 1.6 million vias 2 having an opening having a diameter of 75 μm and an opening area of 1 dm 2 are formed at a pitch of 150 μm. A resist layer 3 having a film thickness of 50 μm was formed.

次に、実施例1~13及び比較例1~5の18種類の建浴したそれぞれのめっき液を用いて、下記のめっき条件で、アノード電流密度を、2ASD、4ASD、6ASD、8ASDの4種類に設定して、それぞれ電解めっきを行った。 Next, using each of the 18 types of plated solutions of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 5, the anode current densities were set to 4 types of 2ASD, 4ASD, 6ASD, and 8ASD under the following plating conditions. Was set to, and electrolytic plating was performed for each.

(めっき条件)
浴量:40L
撹拌形式:バトル撹拌
撹拌速度:10m/分
浴温:25℃
アノード電流密度:2ASD、6ASD、10ASD、14ASDの4種類
アノード材質: 白金コートチタン(Pt/Ti)メッシュ板
(Plating conditions)
Bath amount: 40L
Stirring type: Battle stirring Stirring speed: 10 m / min Bath temperature: 25 ° C
Anode current density: 4 types of 2ASD, 6ASD, 10ASD, 14ASD Anode material: Platinum coated titanium (Pt / Ti) mesh plate

レジスト層のビアを電解めっきした後で、めっき液からウエハを取り出して、洗浄、乾燥した。引き続いて、アルカリ成分としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を含むレジスト剥離液を用いて、50℃で30分間処理することにより、レジスト層を剥離した。次いで、硫酸と過酸化水素水を含むエッチング液を用いて、25℃で5分間処理することにより、形成されたバンプ下部のシード層をエッチングした。
こうして、1つのダイ(die)上に、直径が75μmであって、膜厚が45μmであるめっき堆積層が150μmピッチで160万個の等しいピッチ間隔で配列されているパターンを有するめっき堆積層付ウエハを作製した。
After electroplating the vias of the resist layer, the wafer was taken out from the plating solution, washed and dried. Subsequently, the resist layer was stripped by treating with a resist stripping solution containing tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as an alkaline component at 50 ° C. for 30 minutes. Next, the seed layer under the formed bump was etched by treating at 25 ° C. for 5 minutes with an etching solution containing sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
Thus, on one die, with a plating deposit layer having a pattern in which plating deposit layers having a diameter of 75 μm and a film thickness of 45 μm are arranged at a pitch of 150 μm and 1.6 million at equal pitch intervals. A wafer was made.

図2(a)にめっき後のレジスト3を除去する前のウエハ1を、図2(b)及び(c)にリフロー後のバンプが形成されたウエハ1をそれぞれ示す。図2において、図1と同じ要素には同一符号を付している。図2(b)には、レジスト3の表面よりも厚くならないようにめっきされたリフロー後の球状のボイドのない正常なバンプ4を示す、また図2(c)には、リフロー後の上部が膨らんだ球状ではあるが、バンプ4内にボイド5が形成されたボイド混入バンプ4を示す。 2 (a) shows the wafer 1 before removing the resist 3 after plating, and FIGS. 2 (b) and 2 (c) show the wafer 1 on which bumps after reflow are formed. In FIG. 2, the same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. FIG. 2B shows a normal bump 4 without spherical voids after reflow plated so as not to be thicker than the surface of the resist 3, and FIG. 2C shows the upper part after reflow. Although it is a bulging spherical shape, it shows a void mixed bump 4 in which a void 5 is formed in the bump 4.

(欠陥バンプの測定)
図2(b)及び(c)に示すめっき後のレジスト3を除去したウエハ1を、リフロー装置(SEMIgear社製)を用いてリフロー処理を行った。リフローはめっき堆積層の表面酸化膜を除去するため、ギ酸と窒素の還元雰囲気下で行い、溶融温度を250℃とした。次に、透過X線装置(Dage社製)を用いて、リフロー処理後の直径300mmのウエハの面内を均等に275箇所、合計5000個のバンプを観察し、各バンプ内に存在するボイドの有無を検査した。
ボイドを有するバンプ毎に、バンプ面積に対するボイド面積を百分率で計算した。バンプ総数の5000個のうち、ボイド面積が1%以上のボイドのあるバンプ(欠陥バンプ)の数をカウントした。その結果を4種類のアノード電流密度毎に、表2に示す
(Measurement of defect bump)
The wafer 1 from which the resist 3 after plating shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c) was removed was reflowed using a reflow device (manufactured by SEMIgear). Reflow was performed in a reducing atmosphere of formic acid and nitrogen in order to remove the surface oxide film of the plating deposit layer, and the melting temperature was set to 250 ° C. Next, using a transmission X-ray device (manufactured by Dage), 275 bumps in total, 5000 bumps, were observed evenly in the plane of the wafer with a diameter of 300 mm after reflow processing, and the voids existing in each bump were observed. The presence was inspected.
For each bump with voids, the void area relative to the bump area was calculated as a percentage. Of the total number of bumps of 5,000, the number of bumps (defect bumps) having voids having a void area of 1% or more was counted. The results are shown in Table 2 for each of the four types of anode current densities.

Figure 2022063889000003
Figure 2022063889000003

表2から明らかなように、比較例1のめっき液を用いて形成されたバンプについては、ポリプロピレングリコールを含有しないため、アノード電流密度が4種類のいずれであっても、欠陥バンプ数が371個~3171個と多かった。特に電流密度を14ASDに設定してめっき処理を行った場合、3171個と他の電流密度でのめっき処理と比べて欠陥バンプ数が多かった。 As is clear from Table 2, since the bumps formed by using the plating solution of Comparative Example 1 do not contain polypropylene glycol, the number of defect bumps is 371 regardless of the four types of anode current densities. There were as many as 3171. In particular, when the plating process was performed with the current density set to 14 ASD, the number of defective bumps was 3171, which was larger than that of the plating process at other current densities.

比較例2のめっき液を用いて形成されたバンプについては、ポリプロピレングリコールのめっき液中の含有量が0.02g/Lと少な過ぎたため、比較例1よりも欠陥バンプ数は減少したが、アノード電流密度が4種類のいずれであっても、欠陥バンプ数が64個~428個と多かった。 Regarding the bumps formed using the plating solution of Comparative Example 2, the content of polypropylene glycol in the plating solution was too small, 0.02 g / L, so that the number of defective bumps was smaller than that of Comparative Example 1, but the anode. Regardless of the current density of any of the four types, the number of defect bumps was as large as 64 to 428.

比較例3のめっき液を用いて形成されたバンプについては、ポリプロピレングリコールのめっき液中の含有量が10g/Lと多過ぎたため、比較例1よりも欠陥バンプ数は減少したが、アノード電流密度が4種類のいずれであっても、欠陥バンプ数が28個~2028個と多かった。特に電流密度を14ASDに設定してめっき処理を行った場合、2028個と他の電流密度でのめっき処理と比べて欠陥バンプ数が多かった。 Regarding the bumps formed using the plating solution of Comparative Example 3, the content of polypropylene glycol in the plating solution was too high at 10 g / L, so that the number of defect bumps was smaller than that of Comparative Example 1, but the anode current density. However, the number of defective bumps was as high as 28 to 2028 in any of the four types. In particular, when the plating process was performed with the current density set to 14 ASD, the number of defective bumps was 2028, which was larger than that of the plating process at other current densities.

比較例4のめっき液を用いて形成されたバンプについては、ポリプロピレングリコールの質量平均分子量が400と小さ過ぎたため、比較例1よりも欠陥バンプ数は減少したが、アノード電流密度が4種類のいずれであっても、欠陥バンプ数が145個~2547個と多かった。特に電流密度を2ASDに設定してめっき処理を行った場合、2547個と他の電流密度でのめっき処理と比べて欠陥バンプ数が多かった。 Regarding the bumps formed by using the plating solution of Comparative Example 4, since the mass average molecular weight of polypropylene glycol was too small as 400, the number of defect bumps was smaller than that of Comparative Example 1, but any of the four types of anode current densities. Even so, the number of defective bumps was as high as 145 to 2547. In particular, when the plating process was performed with the current density set to 2 ASD, the number of defective bumps was 2547, which was larger than that of the plating process at other current densities.

比較例5のめっき液を用いて形成されたバンプについては、ポリプロピレングリコールの質量平均分子量が1000と大き過ぎたため、比較例1よりも欠陥バンプ数は減少したが、アノード電流密度が4種類のいずれであっても、欠陥バンプ数が892個~2525個と多かった。特に電流密度を14ASDに設定してめっき処理を行った場合、2525個と他の電流密度でのめっき処理と比べて欠陥バンプ数が多かった。 Regarding the bumps formed by using the plating solution of Comparative Example 5, the number of defective bumps was smaller than that of Comparative Example 1 because the mass average molecular weight of polypropylene glycol was 1000, which was too large, but any of the four types of anode current densities. Even so, the number of defective bumps was as high as 892 to 2525. In particular, when the plating process was performed with the current density set to 14 ASD, the number of defective bumps was 2525, which was larger than that of the plating process at other current densities.

これに対して、実施例1~13のめっき液は、ポリプロピレングリコールが含有割合が0.05g/L~5g/Lであり、その質量平均分子量が610~740であったため、これらのめっき液から形成した5000個のバンプにおける欠陥バンプ数は、アノード電流密度が4種類のいずれであっても、0個~31個であり、極めて少なかった。 On the other hand, in the plating solutions of Examples 1 to 13, the content ratio of polypropylene glycol was 0.05 g / L to 5 g / L, and the mass average molecular weight thereof was 610 to 740. The number of defective bumps in the formed 5000 bumps was 0 to 31 regardless of the four types of anode current densities, which was extremely small.

以上の結果から、本発明によれば、各種デバイスに適するように、電流密度を2ASD、6ASD、10ASD又は14ASDのいずれかに設定しても、いずれの電流密度においても、錫含有のバンプにおけるバンプ内のボイドを少なくすることが確認された。 From the above results, according to the present invention, even if the current density is set to any of 2ASD, 6ASD, 10ASD or 14ASD so as to be suitable for various devices, the bump in the tin-containing bump is obtained at any current density. It was confirmed that the voids inside were reduced.

本発明のめっき液は、半導体ウエハやプリント基板のバンプ電極などのような電子部品の一部を形成するために利用することができる。 The plating solution of the present invention can be used to form a part of an electronic component such as a semiconductor wafer or a bump electrode of a printed circuit board.

1 ウエハ
2 ビア(開口部)
3 レジスト層
4 バンプ
5 ボイド
1 Wafer 2 Via (opening)
3 Resist layer 4 Bump 5 Void

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)とを含む錫又は錫合金めっき液であって、
前記めっき液は、前記めっき液中にポリプロピレングリコールを0.05g/L~5g/Lの割合で含み、前記ポリプロピレングリコールの質量平均分子量が610~740であることを特徴とする錫又は錫合金めっき液。
A tin or tin alloy plating solution containing at least a soluble salt (A) containing a first tin salt, an acid selected from organic and inorganic acids or a salt thereof (B), and a surfactant (C). ,
The plating solution contains polypropylene glycol at a ratio of 0.05 g / L to 5 g / L in the plating solution, and the mass average molecular weight of the polypropylene glycol is 610 to 740. Tin or tin alloy plating. liquid.
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である請求項1記載の錫又は錫合金めっき液。 The tin or tin alloy plating solution according to claim 1, wherein the surfactant (C) is a nonionic surfactant in which polyoxyethylene (EO) and polyoxypropylene (PO) are condensed. 請求項1又は2記載の錫又は錫合金めっき液を用いて、基材上に複数のバンプ前駆体となる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 tin or tin alloy plating deposit layer to be a plurality of bump precursors on a substrate, and then performing a reflow treatment to form a plurality of bumps. A method for forming a bump having a step of forming the bump.
JP2020172259A 2020-10-13 2020-10-13 Tin or tin alloy plating solution and method for forming bumps using the solution Active JP7064178B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020172259A JP7064178B2 (en) 2020-10-13 2020-10-13 Tin or tin alloy plating solution and method for forming bumps using the solution
PCT/JP2021/036819 WO2022080191A1 (en) 2020-10-13 2021-10-05 Tin or tin alloy plating solution, and bump formation method which uses said plating solution
KR1020227045259A KR20230086636A (en) 2020-10-13 2021-10-05 Tin or tin alloy plating solution and bump formation method using the plating solution
TW110137342A TW202229648A (en) 2020-10-13 2021-10-07 Tin or tin alloy plating solution and formation method of bump using the solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020172259A JP7064178B2 (en) 2020-10-13 2020-10-13 Tin or tin alloy plating solution and method for forming bumps using the solution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022063889A true JP2022063889A (en) 2022-04-25
JP7064178B2 JP7064178B2 (en) 2022-05-10

Family

ID=81208003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020172259A Active JP7064178B2 (en) 2020-10-13 2020-10-13 Tin or tin alloy plating solution and method for forming bumps using the solution

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7064178B2 (en)
KR (1) KR20230086636A (en)
TW (1) TW202229648A (en)
WO (1) WO2022080191A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5413212B2 (en) * 1973-09-18 1979-05-29
JPS59182986A (en) * 1983-04-01 1984-10-17 Keigo Obata Tin, lead and tin-lead alloy plating bath
JPH07157889A (en) * 1993-12-03 1995-06-20 Nippon Steel Corp Production of plated steel sheet excellent in corrosion resistance
JPH10168592A (en) * 1996-12-09 1998-06-23 Daiwa Kasei Kenkyusho:Kk Tin-zinc alloy plating bath
JP2001323392A (en) * 2000-03-31 2001-11-22 Shipley Co Llc Tin electrolytic composition
CN103184480A (en) * 2011-12-30 2013-07-03 谢柳芳 Tinning solution additive
JP2014503692A (en) * 2011-01-13 2014-02-13 アトテツク・ドイチユラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Tin or tin alloy immersion plating bath with improved cuprous ion removal

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015193916A (en) 2014-03-18 2015-11-05 上村工業株式会社 Tin or tin alloy electroplating bath and method for producing bump

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5413212B2 (en) * 1973-09-18 1979-05-29
JPS59182986A (en) * 1983-04-01 1984-10-17 Keigo Obata Tin, lead and tin-lead alloy plating bath
JPH07157889A (en) * 1993-12-03 1995-06-20 Nippon Steel Corp Production of plated steel sheet excellent in corrosion resistance
JPH10168592A (en) * 1996-12-09 1998-06-23 Daiwa Kasei Kenkyusho:Kk Tin-zinc alloy plating bath
JP2001323392A (en) * 2000-03-31 2001-11-22 Shipley Co Llc Tin electrolytic composition
JP2014503692A (en) * 2011-01-13 2014-02-13 アトテツク・ドイチユラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Tin or tin alloy immersion plating bath with improved cuprous ion removal
CN103184480A (en) * 2011-12-30 2013-07-03 谢柳芳 Tinning solution additive

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022080191A1 (en) 2022-04-21
JP7064178B2 (en) 2022-05-10
TW202229648A (en) 2022-08-01
KR20230086636A (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4603812B2 (en) Improved tin plating method
TWI703239B (en) Plating solution of tin or tin alloy and method for forming bumps
WO2019181906A1 (en) Tin or tin-alloy plating solution and bump forming method
JP3632499B2 (en) Tin-silver alloy electroplating bath
JP7015975B2 (en) Tin or tin alloy plating solution
JP2017179515A (en) Plating solution
JP6677873B2 (en) Tin or tin alloy plating solution and bump forming method using the same
KR20170131418A (en) Plating solution using ammonium salt
JP7064178B2 (en) Tin or tin alloy plating solution and method for forming bumps using the solution
JP6631348B2 (en) Plating solution using phosphonium salt
KR102629674B1 (en) tin alloy plating solution
WO2021193696A1 (en) Electroplating solution and electroplating method
JP3180918B2 (en) Electroless tin and electroless tin-lead alloy plating bath
JP2021155850A (en) Electrolytic plating solution and electrolytic plating method
CN110869539A (en) Eliminating H2S in immersion tin solution
WO2021153160A1 (en) Tin or tin alloy electroplating solution, method for forming bumps, and method for producing circuit board
KR20170131419A (en) Plating solution using sulfonium salt
WO2016152983A1 (en) Plating solution using phosphonium salt
WO2018180192A1 (en) Plating liquid
CN116848292A (en) Tin alloy plating solution
JP2024500292A (en) Tin-silver plating solution and method for forming tin-silver solder bumps using the same
TW202134476A (en) Electroless plating process and two-layer plating film
WO2016152997A1 (en) Plating solution using sulfonium salt

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220209

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220323

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220405

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7064178

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150