JP5629065B2 - Electrode forming gold plating bath and electrode forming method using the same - Google Patents

Electrode forming gold plating bath and electrode forming method using the same Download PDF

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Description

本発明は、半導体ウエハに電極を形成させる際に好適に用いられる非シアン系の電解金めっき浴及びそれを用いた電極の形成方法に関する。特に、電極の中でも、異方性導電接着剤を用いる電極接合や、相手金属と共晶を形成させる電極接合に適した金バンプを半導体ウエハ上に形成させる際に好適に用いられる電極形成用金めっき浴及びそれを用いた電極形成方法に関する。   The present invention relates to a non-cyan electrolytic gold plating bath suitably used for forming an electrode on a semiconductor wafer and a method for forming an electrode using the same. In particular, among electrodes, gold for electrode formation that is suitably used for forming gold bumps suitable for electrode bonding using an anisotropic conductive adhesive and electrode bonding for forming a eutectic with a counterpart metal on a semiconductor wafer. The present invention relates to a plating bath and an electrode forming method using the same.

非シアン系電解金めっき浴は、一般に金塩として亜硫酸金アルカリ塩又は亜硫酸金アンモニウムが用いられる。これら金塩と、前記金塩に由来して生成する金錯体の安定化剤として作用する水溶性アミンと、めっき皮膜の結晶調整剤としての微量のTl、Pb、又はAsの各化合物と、電解質と、緩衝剤とからなる金めっき浴が知られている。   In the non-cyan electrolytic gold plating bath, gold sulfite alkali salt or gold ammonium sulfite is generally used as a gold salt. These gold salts, a water-soluble amine that acts as a stabilizer for the gold complex produced from the gold salt, a small amount of each of Tl, Pb, or As compounds as a crystal modifier for the plating film, and an electrolyte A gold plating bath comprising a buffering agent is known.

かかる金めっき浴を用いる電解めっきにより電子回路基板に用いられる電極が形成される。その中でも半導体ウエハ上の集積回路に形成される金バンプは、近年、半導体ウエハの回路形成電極として広く利用されている(特許文献1、2参照)。   Electrodes for use in the electronic circuit board are formed by electrolytic plating using such a gold plating bath. Among them, gold bumps formed on integrated circuits on semiconductor wafers have been widely used in recent years as circuit forming electrodes for semiconductor wafers (see Patent Documents 1 and 2).

図3は、ウエハ上に形成される従来の金バンプ断面に関する一例を示す構成図である。   FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a cross section of a conventional gold bump formed on a wafer.

ウエハ上への金バンプの形成は、一般に次のように行われる。まず、ウエハ201上に短軸柱状のAl電極203がスパッタリング等により形成される。ウエハ201には、シリコンウエハ又はGaAs等の化合物ウエハが用いられる。次いで、パターンニングされたパッシベーション膜205がウエハ上に形成される。Al電極203の上方のパッシベーション膜205には、開口部205aが形成される。その後、スパッタリングによりTiW等の皮膜からなるUBM(Under Bump Metal)層207が形成される。このUBM層207により、パッシベーション膜205及びその開口部205aに露出しているAl電極203が被覆される。UBM層207上には金スパッタ膜209が形成され、更に金スパッタ膜209上には、レジスト膜211によりマスクが形成される。Al電極203の上方のレジスト膜211には、開口部211aが形成されている。レジスト膜211の開口部211a内の金スパッタ膜209上面には、電解金めっきにより金バンプ213が形成される。その後、レジスト膜211が除去される。続いて、金バンプ213で被覆されていない金スパッタ膜209の部分及び同UBM膜207の部分が除去される。これにより、パッシベーション膜205が露出し、金バンプ213がAl電極203上方に形成されたウエハが得られる。   Formation of gold bumps on a wafer is generally performed as follows. First, a short-axis columnar Al electrode 203 is formed on the wafer 201 by sputtering or the like. As the wafer 201, a silicon wafer or a compound wafer such as GaAs is used. Next, a patterned passivation film 205 is formed on the wafer. An opening 205 a is formed in the passivation film 205 above the Al electrode 203. Thereafter, an UBM (Under Bump Metal) layer 207 made of a film such as TiW is formed by sputtering. The UBM layer 207 covers the passivation film 205 and the Al electrode 203 exposed in the opening 205a. A gold sputtered film 209 is formed on the UBM layer 207, and a mask is formed on the gold sputtered film 209 with a resist film 211. An opening 211 a is formed in the resist film 211 above the Al electrode 203. Gold bumps 213 are formed on the upper surface of the gold sputtered film 209 in the opening 211a of the resist film 211 by electrolytic gold plating. Thereafter, the resist film 211 is removed. Subsequently, the part of the gold sputtered film 209 and the part of the UBM film 207 not covered with the gold bump 213 are removed. As a result, a wafer in which the passivation film 205 is exposed and the gold bumps 213 are formed above the Al electrode 203 is obtained.

ウエハ上に形成される金バンプは、その後の工程でウエハと接合されるべき基板の電極と接合される(電極接合)。電極接合には、導電粒子が分散されたフィルム状の異方性導電接着剤を用いる電極接合や、相手金属と共晶を形成させる電極接合がある。   Gold bumps formed on the wafer are bonded to electrodes of a substrate to be bonded to the wafer in a subsequent process (electrode bonding). Electrode bonding includes electrode bonding that uses a film-like anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are dispersed, and electrode bonding that forms a eutectic with a counterpart metal.

近年、半導体パッケージの製造工程を簡略化し、電極接合を確実に行うことを目的として、電極と基板との電極接合に、フィルム状の異方性導電接着剤を用いて両者を熱圧着する前者の接合方法が多用されている。異方性導電接着剤は、ニッケル被覆後、金被覆された樹脂粒子等の導電粒子がエポキシ樹脂等に均一に分散されたものである。   In recent years, for the purpose of simplifying the manufacturing process of a semiconductor package and surely performing electrode bonding, the former of thermocompression bonding the film and the substrate using a film-like anisotropic conductive adhesive for electrode bonding Joining methods are frequently used. An anisotropic conductive adhesive is one in which conductive particles such as resin particles coated with gold are uniformly dispersed in an epoxy resin or the like after nickel coating.

図3中、213aは、金バンプ213が基板と接合される金バンプ接合面である。この金バンプ接合面213aは、中央がウエハ面に対して上方に突き出た凸型になっている。また、バンプ接合面が凹型の場合や、周縁部を切り欠く形状の場合もある。バンプ接合面213aがこれらの形状の場合、異方性導電接着剤中の導電粒子がバンプ接合面の凹部や周縁部に落ち込みやすい。そのため、導電粒子は金バンプ接合面213aに均一に分散配置されず、金バンプ接合面213aの一部に偏在化する。その結果、接合時には金バンプ接合面と基板との接合面積が減少して金バンプと基板との接合力が弱まる。そのため、その後の組み立て工程において断線や接合不良による電気的欠陥が生じる。   In FIG. 3, reference numeral 213a denotes a gold bump bonding surface on which the gold bump 213 is bonded to the substrate. The gold bump bonding surface 213a has a convex shape with the center protruding upward with respect to the wafer surface. In some cases, the bump bonding surface is concave or the peripheral edge is notched. When the bump bonding surface 213a has these shapes, the conductive particles in the anisotropic conductive adhesive easily fall into the concave portion or the peripheral edge of the bump bonding surface. Therefore, the conductive particles are not uniformly distributed on the gold bump bonding surface 213a but are unevenly distributed on a part of the gold bump bonding surface 213a. As a result, the bonding area between the gold bump bonding surface and the substrate is reduced during bonding, and the bonding force between the gold bump and the substrate is weakened. Therefore, an electrical defect due to disconnection or poor bonding occurs in the subsequent assembly process.

従って、異方性導電接着剤を用いて電極接合を行う場合には、特に接合面が平坦な電極を形成させることが必要となる。   Therefore, in the case of performing electrode bonding using an anisotropic conductive adhesive, it is necessary to form an electrode having a flat bonding surface.

また、電極接合に用いられる異方性導電接着剤中の導電粒子や金バンプと共晶を形成する相手金属の硬度は一様に特定することが出来ない。そのため、様々な不具合が発生する。   Moreover, the hardness of the other metal which forms a eutectic with the electroconductive particle and gold bump in the anisotropic conductive adhesive used for electrode joining cannot be specified uniformly. Therefore, various troubles occur.

例えば、異方性導電接着剤中の導電粒子に比べて電極の硬度が低い場合には、熱圧着時に導電粒子が電極に埋まってしまう。その結果、電極接合の際に電極と基板との間において導電粒子が熱圧着されず、電極と基板との電極接合が不十分になる。一方、異方性導電接着剤中の導電粒子に比べて電極の硬度が高すぎると、熱圧着時に導電粒子が押しつぶされて電極と基板とが電極接合しない。
また、相手金属と共晶を形成させる電極接合の場合には共晶を形成する相手金属に比べて電極の硬度が高すぎると、電極が相手金属にめり込むことができず十分な共晶を形成しない。その結果、断線や接合不良による電気的欠陥を生じさせる。
For example, when the hardness of the electrode is lower than that of the conductive particles in the anisotropic conductive adhesive, the conductive particles are embedded in the electrode during thermocompression bonding. As a result, the conductive particles are not thermocompression bonded between the electrode and the substrate during electrode bonding, and the electrode bonding between the electrode and the substrate becomes insufficient. On the other hand, when the hardness of the electrode is too high compared to the conductive particles in the anisotropic conductive adhesive, the conductive particles are crushed during thermocompression bonding, and the electrode and the substrate are not joined.
In addition, in the case of electrode bonding that forms a eutectic with the counterpart metal, if the electrode hardness is too high compared to the counterpart metal that forms the eutectic, the electrode cannot sink into the counterpart metal and forms a sufficient eutectic. do not do. As a result, an electrical defect due to disconnection or poor bonding is generated.

従って、異方性導電接着剤や、相手金属と形成した共晶で電極接合を行う場合、適切な硬度を有する電極を選択的に形成させることが必要となる。   Therefore, when electrode bonding is performed using an anisotropic conductive adhesive or a eutectic formed with a counterpart metal, it is necessary to selectively form electrodes having appropriate hardness.

従来の電解金めっき浴を用いて電極を形成させる場合には、異方性導電接着剤を用いた方法と共晶形成による方法の両方に対応した電極接合が困難となっている。即ち、接合面を平坦に維持し、且つ熱処理を施した後に所望の硬度を有した電極を得ることができない。ここでいう所望の硬度とは異方性導電接着剤を用いた電極接合では50〜120HV、相手金属と形成した共晶で電極接合を行う場合は35〜60HVであり、この硬度は熱処理を施した後の硬度をいう。   When electrodes are formed using a conventional electrolytic gold plating bath, it is difficult to join electrodes corresponding to both a method using an anisotropic conductive adhesive and a method using eutectic formation. That is, it is not possible to obtain an electrode having a desired hardness after the joining surface is kept flat and heat treatment is performed. The desired hardness here is 50 to 120 HV for electrode bonding using an anisotropic conductive adhesive, and 35 to 60 HV for electrode bonding with a eutectic formed with a counterpart metal. This hardness is subjected to heat treatment. The hardness after it is done.

以上のように、電極の形状と硬度は、電極と基板との接合性に大きな影響を及ぼす。従って、電極は電気伝導性、耐酸化性等に優れていることに加え、所定の形状、硬度を有していることが要求される。   As described above, the shape and hardness of the electrode greatly affect the bondability between the electrode and the substrate. Therefore, the electrode is required to have a predetermined shape and hardness in addition to excellent electrical conductivity and oxidation resistance.

特開2007−092156号公報JP 2007-092156 A 特開2006−322037号公報JP 2006-322037 A

本発明の目的は、めっき皮膜の外観が均一であり、且つ異方性導電接着剤を用いる電極接合や、相手金属と共晶を形成させる電極接合に適した形状を有し、熱処理により所望の硬度とすることが出来る電極を形成させるための電極形成用金めっき浴を提供することにある。本発明の他の目的は、このめっき浴を用いる電解めっきにより、めっき皮膜の外観が均一であり、且つ所定の形状、硬度を有する電極を形成させるめっき方法を提供することにある。   The object of the present invention is that the appearance of the plating film is uniform and has a shape suitable for electrode bonding using an anisotropic conductive adhesive or electrode bonding for forming a eutectic with a counterpart metal, and is desired by heat treatment. An object of the present invention is to provide a gold plating bath for forming an electrode for forming an electrode having a hardness. Another object of the present invention is to provide a plating method in which an electrode having a uniform appearance and a predetermined shape and hardness is formed by electrolytic plating using this plating bath.

本発明者は上記課題を解決すべく検討を行った結果、電極を形成させる際のめっき浴に所定の置換芳香族化合物を配合し、伝導塩として亜硫酸ナトリウムを配合することにより、めっき皮膜の外観が均一であり、接合面が平坦な電極が得られることを見出した。かかる電極は熱処理後の硬度を、電極と基板との電極接合に適する35〜120HVの範囲で任意に調整することが出来るものである。   As a result of investigations to solve the above-mentioned problems, the present inventor blended a predetermined substituted aromatic compound in a plating bath for forming an electrode, and blended sodium sulfite as a conductive salt, whereby the appearance of the plating film was obtained. Has been found that an electrode having a uniform bonding surface can be obtained. Such an electrode can adjust the hardness after heat treatment arbitrarily within a range of 35 to 120 HV suitable for electrode bonding between the electrode and the substrate.

上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。   The present invention for achieving the above object is described below.

〔1〕
(a)亜硫酸金アルカリ塩又は亜硫酸金アンモニウムが金濃度として1〜20g/Lと、
(b)Tl化合物、Pb化合物、As化合物、から選択される1種又は2種以上の化合物が金属濃度として0.1〜100mg/Lと、
(c)伝導塩として亜硫酸ナトリウムが5〜150g/Lと、
(d)無機酸塩、カルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、から選択される1種又は2種以上の化合物が塩濃度として1〜60g/Lと、
(e)安息香酸類、芳香族カルボン酸類、芳香族スルホン酸類、ピリジン類、及びこれらの塩、から選択される1種又は2種以上の置換芳香族化合物が0.1〜200mmol/Lと、
を含有する電極形成用金めっき浴。
[1]
(A) 1-20 g / L of gold sulfite alkali salt or gold ammonium sulfite as a gold concentration,
(B) One or two or more compounds selected from Tl compounds, Pb compounds, and As compounds have a metal concentration of 0.1 to 100 mg / L,
(C) 5 to 150 g / L of sodium sulfite as a conductive salt;
(D) 1 or 2 or more types of compounds selected from inorganic acid salts, carboxylate salts, and hydroxycarboxylate salts have a salt concentration of 1 to 60 g / L,
(E) one or two or more substituted aromatic compounds selected from benzoic acids, aromatic carboxylic acids, aromatic sulfonic acids, pyridines, and salts thereof are 0.1 to 200 mmol / L;
A gold plating bath for electrode formation containing

本発明には以下に記載する発明も含まれる。   The invention described below is also included in the present invention.

〔2〕
安息香酸類が、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,3,4−トリヒドロキシ安息香酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、2−ニトロ安息香酸、3−ニトロ安息香酸、4−ニトロ安息香酸、2,4−ジニトロ安息香酸、2,6−ジニトロ安息香酸、3,5−ジニトロ安息香酸、から選択される1種又は2種以上である〔1〕記載の電極形成用金めっき浴。
[2]
Benzoic acids are 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6- Dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 2,3,4-trihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, 2-aminobenzoic acid, 3- Aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 2-nitrobenzoic acid, 3-nitrobenzoic acid, 4-nitrobenzoic acid, 2,4-dinitrobenzoic acid, 2,6-dinitrobenzoic acid, 3,5-dinitrobenzoic acid The gold plating bath for forming an electrode according to [1], which is one or more selected from acids.

〔3〕
芳香族カルボン酸類(安息香酸類を除く)が、DL−4−ヒドロキシマンデル酸、ピロメリット酸、メタニル酸、2−ヒドロキシ−m−トルイル酸、イソバニリン酸、1−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、から選択される1種又は2種以上である 〔1〕に記載の電極形成用金めっき浴。
[3]
Aromatic carboxylic acids (excluding benzoic acids) are DL-4-hydroxymandelic acid, pyromellitic acid, metanilic acid, 2-hydroxy-m-toluic acid, isovanillic acid, 1-naphthoic acid, 3-hydroxy-2- The gold plating bath for electrode formation according to [1], which is one or more selected from naphthoic acid, 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, and 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid.

〔4〕
芳香族スルホン酸が、1−ナフトール−8−スルホン酸、2−ナフトール−7−スルホン酸、2−ナフトール−6,8−ジスルホン酸、2−アミノ−5−ナフトール−7−スルホン酸、1,5−ナフタレンジスルホン酸、2,7−ナフタレンジスルホン酸、ガンマ酸、ナフタレン−1,3,6−トリスルホン酸、メタニル酸、アミノJ酸、クロセイン酸、から選択される1種又は2種以上である〔1〕に記載の電極形成用金めっき浴。
[4]
Aromatic sulfonic acids are 1-naphthol-8-sulfonic acid, 2-naphthol-7-sulfonic acid, 2-naphthol-6,8-disulfonic acid, 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid, 1 type or 2 or more types selected from 5-naphthalenedisulfonic acid, 2,7-naphthalenedisulfonic acid, gamma acid, naphthalene-1,3,6-trisulfonic acid, methanyl acid, amino J acid, crocenic acid The gold plating bath for electrode formation as described in [1].

〔5〕
ピリジン類が、2−ピリジンカルボン酸、3−ピリジンカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、から選択される1種又は2種以上である〔1〕に記載の電極形成用金めっき浴。
[5]
The pyridine is one or more selected from 2-pyridinecarboxylic acid, 3-pyridinecarboxylic acid, 4-pyridinecarboxylic acid, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, and 4-aminopyridine. 1] The gold plating bath for electrode formation as described in 1].

〔6〕
〔1〕〜〔5〕の何れかに記載の電極形成用金めっき浴を用いてウエハをめっきすることにより、レジスト膜の開口部内に電極を形成した後、前記ウエハを150〜400℃で5分間以上熱処理することにより、硬度が35〜120HVで、接合面の高低差が2μm以内の電極をウエハに形成する電極形成方法。
[6]
After the electrode is formed in the opening of the resist film by plating the wafer using the electrode-forming gold plating bath according to any one of [1] to [5], the wafer is heated at 150 to 400 ° C. at 5 ° C. An electrode forming method in which an electrode having a hardness of 35 to 120 HV and a difference in height of a bonding surface within 2 μm is formed on a wafer by performing heat treatment for at least minutes.

〔7〕
電流密度が0.2〜2.0A/dm、液温が40〜70℃で電解金めっきをする〔6〕に記載の電極形成方法。
[7]
The electrode formation method according to [6], wherein electrolytic gold plating is performed at a current density of 0.2 to 2.0 A / dm 2 and a liquid temperature of 40 to 70 ° C.

〔8〕
電極が金バンプである〔6〕に記載の電極形成方法。
[8]
The electrode forming method according to [6], wherein the electrode is a gold bump.

本発明のめっき浴を用いて形成する電極は、平坦な接合面と所定の硬度を有しているので、半導体製造工程において異方性導電接着剤を介した電極接合や、相手金属と共晶を形成させる電極接合が簡単かつ確実に行える。加えて、断線や接合不良を生じる割合が極めて低い。特に、電極の熱処理後硬度を異方性導電接着剤による電極接合や、相手金属との共晶を形成させる電極接合に適した35〜120HVの範囲で任意の値に制御することができる。そのため、このめっき浴は金バンプの形成に好適である。   Since the electrode formed using the plating bath of the present invention has a flat joining surface and a predetermined hardness, electrode joining via an anisotropic conductive adhesive or a eutectic with a counterpart metal in a semiconductor manufacturing process Electrode bonding for forming can be performed easily and reliably. In addition, the rate of disconnection and poor bonding is extremely low. In particular, the hardness after heat treatment of the electrode can be controlled to an arbitrary value within a range of 35 to 120 HV suitable for electrode bonding with an anisotropic conductive adhesive or electrode bonding for forming a eutectic with a counterpart metal. Therefore, this plating bath is suitable for forming gold bumps.

本発明のめっき浴を用いて形成する電極は、めっき皮膜が均一であり、電気伝導性、耐酸化性等に優れている。   The electrode formed using the plating bath of the present invention has a uniform plating film and is excellent in electrical conductivity, oxidation resistance and the like.

本発明のめっき浴を用いて形成する電極は接合面のみならず、レジスト膜と接する電極の側面にも膨らみが生じない。そのため、レジスト膜の開口部形状に沿った電極が形成できる。従って、側面が平面で構成された角柱状、多角柱状の電極や、均一径の円柱状電極を形成することが可能である。   The electrode formed using the plating bath of the present invention does not swell not only on the bonding surface but also on the side surface of the electrode in contact with the resist film. Therefore, an electrode along the shape of the opening of the resist film can be formed. Accordingly, it is possible to form a prismatic or polygonal electrode having a flat side surface, or a cylindrical electrode having a uniform diameter.

本発明の金めっき浴を用いて形成される金バンプ断面に関する一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example regarding the gold bump cross section formed using the gold plating bath of this invention. 実施例1の金バンプ外観を示す金属顕微鏡による図面代用写真である。2 is a drawing-substituting photograph by a metallographic microscope showing an appearance of a gold bump in Example 1. FIG. 従来の金めっき浴を用いて形成される金バンプ断面に関する一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example regarding the gold bump cross section formed using the conventional gold plating bath. 比較例1の金バンプ外観を示す金属顕微鏡による図面代用写真である。4 is a drawing-substituting photograph by a metallographic microscope showing an appearance of a gold bump of Comparative Example 1.

以下、本発明の電極形成用金めっき浴の必須成分につき成分毎に説明する。   Hereinafter, the essential components of the gold plating bath for electrode formation of the present invention will be described for each component.

(1)亜硫酸金アルカリ塩、亜硫酸金アンモニウム(金源)
本発明の電極形成用金めっき浴に使用する亜硫酸金アルカリ塩としては、公知の亜硫酸金アルカリ塩を制限することなく使用できる。例えば、亜硫酸金(I)ナトリウムや亜硫酸金(I)カリウム等が挙げられる。これらは1種を単独で、あるいは2種以上を併用しても良い。
(1) Gold sulfite alkali salt, gold ammonium sulfite (gold source)
As the gold sulfite alkali salt used in the gold plating bath for electrode formation of the present invention, a known gold sulfite alkali salt can be used without limitation. Examples thereof include gold (I) sodium sulfite and potassium gold (I) sulfite. These may be used alone or in combination of two or more.

亜硫酸金アルカリ塩又は亜硫酸金アンモニウムの配合量は、金濃度として1〜20g/Lで、10〜16g/Lが好ましい。1g/L未満であると、めっき皮膜の厚さが不均一になる。20g/Lを超えると、めっき皮膜の特性等は問題ないが、製造コストが高くなる。   The compounding quantity of gold sulfite alkali salt or gold ammonium sulfite is 1-20 g / L as gold concentration, and 10-16 g / L is preferable. When it is less than 1 g / L, the thickness of the plating film becomes non-uniform. If it exceeds 20 g / L, there is no problem in the properties of the plating film, but the production cost increases.

(2)Tl化合物、Pb化合物、As化合物(結晶調整剤)
本発明の電極形成用金めっき浴に使用する結晶調整剤としては、蟻酸タリウム、マロン酸タリウム、硫酸タリウム、及び硝酸タリウム等のTl化合物; クエン酸鉛、硝酸鉛、及びアルカンスルホン酸鉛等のPb化合物; 三酸化二砒素等のAs化合物が挙げられる。これらは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。
(2) Tl compound, Pb compound, As compound (crystal modifier)
Crystal regulators used in the gold plating bath for electrode formation of the present invention include Tl compounds such as thallium formate, thallium malonate, thallium sulfate, and thallium nitrate; lead citrate, lead nitrate, lead alkanesulfonate, etc. Pb compound; As compounds such as diarsenic trioxide are listed. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

結晶調整剤の配合量は、金属濃度として0.1〜100mg/Lで、0.5〜50mg/Lが好ましく、10〜35mg/Lが特に好ましい。0.1mg/L未満であると、めっき付きまわり、めっき浴の安定性及び耐久性が悪化する。また、めっき浴の構成成分が分解する場合もある。100mg/Lを超えると、めっき付きまわりの悪化、およびめっき皮膜に外観ムラが生じる。   The compounding amount of the crystal modifier is 0.1 to 100 mg / L as a metal concentration, preferably 0.5 to 50 mg / L, and particularly preferably 10 to 35 mg / L. If it is less than 0.1 mg / L, the area around the plating and the stability and durability of the plating bath deteriorate. Moreover, the component of a plating bath may decompose | disassemble. When it exceeds 100 mg / L, deterioration around the plating and uneven appearance of the plating film occur.

(3)亜硫酸ナトリウム(伝導塩)
本発明の電極形成用金めっき浴においては、伝導塩として亜硫酸ナトリウムを使用する。亜硫酸ナトリウムの配合量は、5〜150g/Lで、10〜80g/Lが好ましく、30〜60g/Lが特に好ましい。5g/L未満であると、電極形状の膨らみが充分に抑制されず、接合面が平坦な電極が得られない。また、めっき付きまわりが不均一となりめっき浴安定性が悪化する。その結果、めっき浴の構成成分が分解する場合もある。150g/Lを超えると、限界電流密度が低下してヤケめっきとなる。
(3) Sodium sulfite (conductive salt)
In the gold plating bath for electrode formation of the present invention, sodium sulfite is used as a conductive salt. The blending amount of sodium sulfite is 5 to 150 g / L, preferably 10 to 80 g / L, and particularly preferably 30 to 60 g / L. If it is less than 5 g / L, the swelling of the electrode shape is not sufficiently suppressed, and an electrode having a flat joining surface cannot be obtained. In addition, the area around the plating becomes uneven and the plating bath stability deteriorates. As a result, the constituent components of the plating bath may be decomposed. If it exceeds 150 g / L, the limiting current density is lowered, resulting in burnt plating.

(4)無機塩、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸(緩衝剤)
本発明の電極形成用金めっき浴に使用する緩衝剤としては、公知のものが使用できる。例えば、リン酸塩やホウ酸塩等の無機酸塩、クエン酸塩、フタル酸塩、エチレンジアミン四酢酸塩等の有機酸(カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸)塩等が挙げられる。
(4) Inorganic salt, carboxylic acid, hydroxycarboxylic acid (buffering agent)
A well-known thing can be used as a buffering agent used for the gold plating bath for electrode formation of this invention. Examples thereof include inorganic acid salts such as phosphates and borates, organic acid (carboxylic acid, hydroxycarboxylic acid) salts such as citrate, phthalate, and ethylenediaminetetraacetate.

緩衝剤の配合量は、1〜60g/Lで、5〜40g/Lが好ましく、10〜30g/Lが特に好ましい。1g/L未満であると、pHが低下してめっき浴安定性が悪化し、めっき浴の構成成分が分解する場合もある。60g/Lを超えると、限界電流密度が低下してヤケめっきとなる。   The blending amount of the buffer is 1 to 60 g / L, preferably 5 to 40 g / L, and particularly preferably 10 to 30 g / L. If it is less than 1 g / L, the pH is lowered, the plating bath stability is deteriorated, and the constituent components of the plating bath may be decomposed. If it exceeds 60 g / L, the limiting current density is lowered, resulting in burnt plating.

(5)置換芳香族化合物
本発明の電極形成用金めっき浴に配合する置換芳香族化合物は、20℃の水に0.1〜200mmol/L溶解する化合物が選ばれる。
(5) Substituted aromatic compound As the substituted aromatic compound to be blended in the gold plating bath for electrode formation of the present invention, a compound that is dissolved in water at 20 ° C by 0.1 to 200 mmol / L is selected.

例えば、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,3,4−トリヒドロキシ安息香酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、2−ニトロ安息香酸、3−ニトロ安息香酸、4−ニトロ安息香酸、2,4−ジニトロ安息香酸、2,6−ジニトロ安息香酸、3,5−ジニトロ安息香酸等の安息香酸類及びその塩、
DL−4−ヒドロキシマンデル酸、ピロメリット酸、メタニル酸、2−ヒドロキシ−m−トルイル酸、イソバニリン酸、1−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸等の芳香族カルボン酸類(安息香酸類を除く)及びその塩、
1−ナフトール−8−スルホン酸、2−ナフトール−7−スルホン酸、2−ナフトール−6,8−ジスルホン酸、2−アミノ−5−ナフトール−7−スルホン酸、1,5−ナフタレンジスルホン酸、2,7−ナフタレンジスルホン酸、ガンマ酸、ナフタレン−1,3,6−トリスルホン酸、メタニル酸、アミノJ酸、クロセイン酸等の芳香族スルホン酸類及びその塩、
2−ピリジンカルボン酸、3−ピリジンカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、キノリン酸、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン等のピリジン類及びその塩が挙げられる。
For example, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid Acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 2,3,4-trihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid Acid, 4-aminobenzoic acid, 2-nitrobenzoic acid, 3-nitrobenzoic acid, 4-nitrobenzoic acid, 2,4-dinitrobenzoic acid, 2,6-dinitrobenzoic acid, 3,5-dinitrobenzoic acid, etc. Benzoic acids and salts thereof,
DL-4-hydroxymandelic acid, pyromellitic acid, metanilic acid, 2-hydroxy-m-toluic acid, isovanillic acid, 1-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid Acids, aromatic carboxylic acids such as 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid (excluding benzoic acids) and salts thereof,
1-naphthol-8-sulfonic acid, 2-naphthol-7-sulfonic acid, 2-naphthol-6,8-disulfonic acid, 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid, 1,5-naphthalenedisulfonic acid, Aromatic sulfonic acids such as 2,7-naphthalenedisulfonic acid, gamma acid, naphthalene-1,3,6-trisulfonic acid, metanilic acid, amino J acid, crocenic acid, and salts thereof;
Examples thereof include pyridines such as 2-pyridinecarboxylic acid, 3-pyridinecarboxylic acid, 4-pyridinecarboxylic acid, quinolinic acid, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, and salts thereof.

置換芳香族化合物の配合量は、0.1〜200mmol/Lで、0.2〜150mmol/Lが好ましい。0.1mmol/L未満であると、接合面が平坦な電極が得られない。200mmol/Lを超える場合には、めっき液に溶解しないか、限界電流密度が低下してヤケめっきとなる。   The compounding quantity of a substituted aromatic compound is 0.1-200 mmol / L, and 0.2-150 mmol / L is preferable. If it is less than 0.1 mmol / L, an electrode having a flat joining surface cannot be obtained. If it exceeds 200 mmol / L, it will not dissolve in the plating solution, or the critical current density will decrease, resulting in burnt plating.

置換芳香族化合物の配合量を上記範囲内で調整することにより、熱処理後の電極の硬度を35〜120HVの範囲で調整することが可能となる。なお、置換芳香族化合物の配合量が多いほど電極の硬度は高くなる。   By adjusting the compounding quantity of a substituted aromatic compound within the said range, it becomes possible to adjust the hardness of the electrode after heat processing in the range of 35-120HV. In addition, the hardness of an electrode becomes high, so that there are many compounding quantities of a substituted aromatic compound.

本発明の電極形成用金めっき浴には、本発明の目的を損なわない範囲でpH調整剤等の他の成分を適宜使用してもよい。pH調整剤としては、例えば、酸としては硫酸、亜硫酸水、りん酸等、アルカリとしては水酸化ナトリウム、アンモニア水等が挙げられる。   In the gold plating bath for electrode formation of the present invention, other components such as a pH adjuster may be appropriately used within a range not impairing the object of the present invention. Examples of the pH adjuster include sulfuric acid, aqueous sulfite, phosphoric acid and the like as acid, and sodium hydroxide, aqueous ammonia and the like as alkali.

本発明の電極形成用金めっき浴を用いるめっきにより半導体ウエハへ電極を形成させるには、常法に従ってめっき操作を行えば良い。以下、本発明の電極形成用金めっき浴を用いて半導体ウエハへ金バンプを形成させる方法について説明する。   In order to form an electrode on a semiconductor wafer by plating using the gold plating bath for electrode formation of the present invention, a plating operation may be performed according to a conventional method. Hereinafter, a method for forming gold bumps on a semiconductor wafer using the gold plating bath for electrode formation of the present invention will be described.

図1は、本発明の電極形成用金めっき浴を用いてウエハ上に形成される金バンプ断面に関する一例を示す構成図である。図1中、11はウエハで、シリコンウエハ、又はGaAs等の公知の化合物ウエハが用いられる。まず、ウエハ11上に短軸柱状のAl電極13をスパッタリング等で形成させる。次いで、パターンニングされたパッシベーション膜15を形成させる。パッシベーション膜15には、Al電極13の上方に開口部15aを形成させる。その後、スパッタリングによりTiW等の皮膜からなるUBM層17を形成させる。このUBM層17により、パッシベーション膜15及びその開口部15aを通して露出しているAl電極13を被覆させる。UBM層17上には金スパッタ膜19を形成させ、更に金スパッタ膜19上には、レジスト膜21によりマスクを形成させる。レジスト膜21には、Al電極13の上方に開口部21aが形成されている。上記工程は公知の方法により行うことが出来る。本発明の電極形成用めっき浴を用いて、開口部21aを形成したウエハのめっきを行う。これにより、レジスト膜21の開口部21a内には、金バンプ23が形成される。その後、レジスト膜21を公知の方法により除去し、続いて金バンプ23で被覆されていない金スパッタ膜19の部分及び同UBM膜17の部分を公知の方法により除去する。これにより、パッシベーション膜15が露出し、金バンプ23が形成されたウエハが得られる。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a cross section of a gold bump formed on a wafer using the electrode forming gold plating bath of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a wafer, which is a silicon wafer or a known compound wafer such as GaAs. First, a short-axis columnar Al electrode 13 is formed on the wafer 11 by sputtering or the like. Next, a patterned passivation film 15 is formed. An opening 15 a is formed in the passivation film 15 above the Al electrode 13. Thereafter, the UBM layer 17 made of a film such as TiW is formed by sputtering. The UBM layer 17 covers the passivation film 15 and the Al electrode 13 exposed through the opening 15a. A gold sputtered film 19 is formed on the UBM layer 17, and a mask is formed on the gold sputtered film 19 with a resist film 21. An opening 21 a is formed in the resist film 21 above the Al electrode 13. The said process can be performed by a well-known method. The wafer on which the opening 21a is formed is plated using the electrode forming plating bath of the present invention. Thereby, a gold bump 23 is formed in the opening 21 a of the resist film 21. Thereafter, the resist film 21 is removed by a known method, and then the portion of the gold sputtered film 19 and the portion of the UBM film 17 that are not covered with the gold bumps 23 are removed by a known method. As a result, a wafer on which the passivation film 15 is exposed and the gold bumps 23 are formed is obtained.

上記により形成する金バンプ接合面23aは平坦で、バンプ接合面の高低差(後述)は2μm以下である。   The gold bump bonding surface 23a formed as described above is flat, and the height difference (described later) of the bump bonding surface is 2 μm or less.

マスク剤には、ノボラック系ポジ型フォトレジストを使用することができる。市販品としては、例えばLA−900、HA−900(以上、東京応化工業株式会社製)等を挙げることができる。   A novolac positive photoresist can be used as the masking agent. As a commercial item, LA-900, HA-900 (above, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. make) etc. can be mentioned, for example.

めっき温度は通常40〜70℃で、50〜65℃が好ましい。めっき浴温度が40〜70℃の範囲外の場合は、めっき皮膜が析出しにくい場合がある。また、めっき浴が不安定となり、めっき浴構成成分が分解する場合もある。   The plating temperature is usually 40 to 70 ° C, preferably 50 to 65 ° C. When the plating bath temperature is outside the range of 40 to 70 ° C., the plating film may be difficult to deposit. In addition, the plating bath may become unstable and the plating bath components may be decomposed.

めっきに使用する設定電流密度はめっき液の組成、温度等の条件により適切な範囲が異なるので適宜決定すればよい。例えば、金濃度が8〜15g/L、60℃のめっき浴温度の条件下において、2.0A/dm以下、好ましくは0.2〜1.2A/dmである。設定電流密度が上記範囲を外れると作業性が悪くなる場合がある。また、めっき皮膜外観やめっき皮膜特性に異常が生じる場合がある。更には、著しくめっき浴が不安定となり、めっき浴構成成分の分解を生じる場合もある。 The set current density used for plating has an appropriate range depending on conditions such as the composition and temperature of the plating solution, and may be determined as appropriate. For example, the gold concentration is 2.0 A / dm 2 or less, preferably 0.2 to 1.2 A / dm 2 under the conditions of a plating bath temperature of 8 to 15 g / L and 60 ° C. When the set current density is out of the above range, workability may be deteriorated. Moreover, an abnormality may occur in the appearance of the plating film and the characteristics of the plating film. Furthermore, the plating bath may become extremely unstable, and decomposition of the plating bath components may occur.

本発明の電極形成用金めっき浴のpHは、7.0以上で、7.2〜10.0が好ましい。7.0未満であると、著しくめっき浴が不安定となり、めっき浴構成成分の分解を生じる場合もある。10.0を超える場合は、マスク材がめっき浴に溶解し、所望の金バンプが形成されない場合がある。   The pH of the gold plating bath for electrode formation of the present invention is 7.0 or more, and preferably 7.2 to 10.0. If it is less than 7.0, the plating bath becomes extremely unstable, which may cause decomposition of the components of the plating bath. If it exceeds 10.0, the mask material may be dissolved in the plating bath and a desired gold bump may not be formed.

本発明の電極形成用金めっき浴は、金源およびめっき浴を構成するその他の成分を補充管理することにより、2ターン(めっき浴中の金量全てをめっきに消費した場合を1ターンとする)以上の使用を行うことも出来る。   The gold plating bath for electrode formation of the present invention has two turns (one turn when the entire amount of gold in the plating bath is consumed for plating) by replenishing and managing the gold source and other components constituting the plating bath. ) You can also use the above.

本発明の電極形成用金めっき浴は、素地がメタライズされ、導通のとれるものであれば被めっき物を選ばない。ノボラック系ポジ型フォトレジストをマスク材に使用してパターンニングしたシリコンウエハ上やGa/Asウエハなどの化合物ウエハの回路上に金バンプを形成させる際に特に好適に使用することができる。   In the gold plating bath for electrode formation of the present invention, any material to be plated can be used as long as the substrate is metallized and can be electrically connected. It can be particularly suitably used when gold bumps are formed on a silicon wafer patterned using a novolac positive photoresist as a mask material or a compound wafer circuit such as a Ga / As wafer.

次いで、電極が形成されるウエハの熱処理を行う。熱処理は、150〜400℃で5分間以上加熱することにより行う。より好ましい熱処理は、200〜350℃で20〜30分間加熱することにより行う。熱処理は、チャンバー内部を設定温度に一定時間保持できるファインオーブン等を用いて行う。この熱処理により、電極の硬度は35〜120HVになる。   Next, heat treatment is performed on the wafer on which the electrodes are formed. The heat treatment is performed by heating at 150 to 400 ° C. for 5 minutes or more. More preferable heat treatment is performed by heating at 200 to 350 ° C. for 20 to 30 minutes. The heat treatment is performed using a fine oven or the like that can maintain the interior of the chamber at a set temperature for a certain period of time. By this heat treatment, the hardness of the electrode becomes 35 to 120 HV.

次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by these Examples.

(実施例1〜49、比較例1〜10)
表1〜6に示す配合にて非シアン系電解金めっき浴を調整した。各原料の配合濃度の単位は特に断りのない限り(g/L)である。但し、Na3Au(SO32は金元素の濃度を示してある。
(Examples 1 to 49, Comparative Examples 1 to 10)
A non-cyan electrolytic gold plating bath was prepared according to the formulation shown in Tables 1-6. The unit of the blending concentration of each raw material is (g / L) unless otherwise specified. However, Na 3 Au (SO 3 ) 2 indicates the concentration of the gold element.

被めっき物としてノボラック系ポジ型フォトレジストでパターンニングされたバンプ開口部を有するシリコンウエハ(素地断面組成は金スパッタ膜/TiW/SiO)を用いた。60℃に保持した各めっき浴1L中に、上記のバンプ開口部を有するシリコンウエハを浸漬し、0.8A/dmで35分間めっきを施すことにより18μmの膜厚を有するめっき皮膜を形成させた。なお、非シアン系電解金めっき浴の電流効率は定常のめっき操作条件下では通常、100%である。 As the object to be plated, a silicon wafer having a bump opening patterned with a novolac positive photoresist (base cross-sectional composition is gold sputtered film / TiW / SiO 2 ) was used. A silicon wafer having the above bump openings is immersed in 1 L of each plating bath maintained at 60 ° C., and plated at 0.8 A / dm 2 for 35 minutes to form a plating film having a thickness of 18 μm. It was. Note that the current efficiency of the non-cyan electrolytic gold plating bath is usually 100% under steady plating operation conditions.

その後、マスク剤を除去し、形成させたバンプの形状、浴安定性、めっき皮膜外観、皮膜硬度(未熱処理、200℃×30分、300℃×30分熱処理後)につき下記方法および基準にて評価を行った。結果を表1〜6に示す。   Thereafter, the masking agent is removed, and the following method and criteria for the shape of the formed bump, bath stability, plating film appearance, and film hardness (after non-heat treatment, 200 ° C. × 30 minutes, 300 ° C. × 30 minutes heat treatment) Evaluation was performed. The results are shown in Tables 1-6.

〔バンプ形状の評価(μm)〕
図1に示すように、シリコンウエハ上にノボラック系ポジ型フォトレジストを使用して、一辺が100μmの正方形開口部を有するパターンニングを行った。電解金めっき浴を用いてめっきを施した後、ノボラック系ポジ型フォトレジストをメチルエチルケトンにより溶解させた。得られた金バンプについて、キーエンス社製レーザー顕微鏡VK−9710を用いてバンプ接合面の最高点(ウエハ表面とバンプ接合面との距離の最大点)とバンプ接合面の最下点(ウエハ表面とバンプ接合面との距離の最小点)の差を高低差として計測し、平滑さの指標とした。なお、通常、バンプめっき用途において求められる高低差は3μm以下で、2μm以下が望ましいとされる。
[Evaluation of bump shape (μm)]
As shown in FIG. 1, using a novolac positive photoresist on a silicon wafer, patterning having a square opening with a side of 100 μm was performed. After plating using an electrolytic gold plating bath, a novolak positive photoresist was dissolved with methyl ethyl ketone. About the obtained gold bump, the highest point of the bump bonding surface (maximum point of the distance between the wafer surface and the bump bonding surface) and the lowest point of the bump bonding surface (with the wafer surface) using a Keyence Corporation laser microscope VK-9710 The difference in the minimum distance) from the bump bonding surface was measured as a height difference and used as an index of smoothness. In general, the height difference required for bump plating is 3 μm or less and preferably 2 μm or less.

〔浴安定性〕
被めっき物へめっきを施した後の、めっき浴の様子を観察し、下記基準にて評価した。
×:めっき浴中に金の沈殿が肉眼で判るレベルで観察された。
○:めっき浴中に金の沈殿は観察されなかった。
[Bath stability]
The state of the plating bath after plating the object to be plated was observed and evaluated according to the following criteria.
X: Precipitation of gold was observed in the plating bath at a level that can be seen with the naked eye.
○: No gold precipitation was observed in the plating bath.

〔めっき皮膜外観〕
被めっき物上に形成された金バンプの表面皮膜外観を観察し、下記基準にて評価した。
×:色調が赤い、デンドライト状析出が見られる、ムラが認められる、またはヤケが発生している。
○:均一外観である。
[Appearance of plating film]
The appearance of the surface film of the gold bump formed on the object to be plated was observed and evaluated according to the following criteria.
X: The color tone is red, dendrite-like precipitation is observed, unevenness is observed, or burns are generated.
○: Uniform appearance.

〔皮膜硬度(ビッカース硬さ;HV)〕
被めっき物上に形成される特定部位の金バンプの皮膜硬さ(未熱処理、200℃×30分熱処理後、300℃×30分熱処理後)を、ミツトヨ社製微小硬さ試験機HM−221にて測定した。なお、測定には、一辺が100μmの正方形バンプを用い、測定条件は、測定圧子を25gf荷重で10秒保持する条件によった。
[Film hardness (Vickers hardness; HV)]
The film hardness (non-heat-treated, after heat treatment at 200 ° C. for 30 minutes, after heat treatment at 300 ° C. for 30 minutes) of the gold bump at a specific part formed on the object to be plated is measured with a micro hardness tester HM-221 manufactured by Mitutoyo Corporation. Measured with In the measurement, a square bump with a side of 100 μm was used, and the measurement conditions were based on the condition that the measurement indenter was held at 25 gf load for 10 seconds.

〔総合評価〕
上記各評価結果から、下記評価基準にて評価した。
○:形成された金めっき皮膜(金バンプ) およびめっき処理後の非シアン系電解金めっき浴に関する上記評価結果が、全て良好な結果であった。
×:形成された金めっき皮膜(金バンプ) およびめっき処理後の非シアン系電解金めっき浴に関する上記評価結果に、好ましくない結果が含まれた。
〔Comprehensive evaluation〕
From the above evaluation results, the evaluation was made according to the following evaluation criteria.
○: The above-described evaluation results regarding the formed gold plating film (gold bump) and the non-cyan electrolysis gold plating bath after the plating treatment were all good results.
X: Unfavorable results were included in the evaluation results regarding the formed gold plating film (gold bumps) and the non-cyan electrolytic gold plating bath after the plating treatment.

(比較例9)
実施例1の置換芳香族化合物A:50(mmol/L)を、プロピオン酸(脂肪族カルボン酸)100(mmol/L)に変え、実施例1に準じてめっき皮膜を形成させた。得られた金バンプの皮膜硬度(200℃で30分熱処理後)は55HV、(300℃で30分熱処理後)は51HV、高低差は3.7μmであり、めっき皮膜は不均一な外観となった。
(Comparative Example 9)
The substituted aromatic compound A of Example 1: 50 (mmol / L) was changed to propionic acid (aliphatic carboxylic acid) 100 (mmol / L), and a plating film was formed according to Example 1. The film hardness of the gold bump obtained (after heat treatment at 200 ° C. for 30 minutes) is 55 HV, (after heat treatment at 300 ° C. for 30 minutes) is 51 HV, the height difference is 3.7 μm, and the plating film has a non-uniform appearance. It was.

(比較例10)
実施例1の置換芳香族化合物A:50(mmol/L)を、ヒドロキシメタンスルホン酸(脂肪族スルホン酸)100(mmol/L)に変え、実施例1に準じてめっき皮膜を形成させた。得られた金バンプの皮膜硬度(200℃で30分熱処理後)は52HV、(300℃で30分熱処理後)は46HV高低差は4.0μmであり、めっき皮膜は不均一な外観となった。
(Comparative Example 10)
The substituted aromatic compound A of Example 1: 50 (mmol / L) was changed to hydroxymethanesulfonic acid (aliphatic sulfonic acid) 100 (mmol / L), and a plating film was formed according to Example 1. The film hardness of the gold bump obtained (after heat treatment at 200 ° C. for 30 minutes) was 52 HV, (after heat treatment at 300 ° C. for 30 minutes) was 46 HV, and the height difference was 4.0 μm, and the plating film had a non-uniform appearance. .

本発明の電極形成用金めっき浴を用いて形成させた金バンプ(実施例1〜49)の接合面の高低差はいずれも2μm以下であった。一方、本発明の電極形成用金めっき浴を用いずに形成させた金バンプ(比較例1、9、10)の接合面の高低差は2μmを超えた。   The height difference of the bonding surfaces of the gold bumps (Examples 1 to 49) formed by using the gold plating bath for electrode formation of the present invention was 2 μm or less. On the other hand, the height difference of the bonding surfaces of the gold bumps (Comparative Examples 1, 9, and 10) formed without using the electrode-forming gold plating bath of the present invention exceeded 2 μm.

本発明の電極形成用金めっき浴を用いて形成させた金バンプ(実施例1〜49)の熱処理後の硬度はいずれも35〜120HVであった。また、置換芳香族化合物の濃度を変化させることで、熱処理後の硬度を35〜120HVの範囲で任意に選択できた。   The hardness after heat treatment of the gold bumps (Examples 1 to 49) formed using the electrode-forming gold plating bath of the present invention was 35 to 120 HV. Moreover, the hardness after heat processing could be arbitrarily selected in the range of 35-120HV by changing the density | concentration of a substituted aromatic compound.

本発明の電極形成用金めっき浴を用いて形成させた金バンプ(実施例1〜49)のめっき皮膜外観はいずれも均一で良好であった。一方、本発明の電極形成用金めっき浴を用いずに形成させた金バンプ(比較例1〜8)のめっき皮膜外観は色調が赤い、デンドライト状析出が見られる、ムラが認められる又はヤケが発生している。
The plating film appearance of the gold bumps (Examples 1 to 49) formed using the electrode-forming gold plating bath of the present invention was uniform and good. On the other hand, the appearance of the plating film of the gold bumps (Comparative Examples 1 to 8) formed without using the electrode-forming gold plating bath of the present invention has a red color tone, dendrite-like precipitation, irregularities are observed, or burns are observed. It has occurred.

11 ウエハ
13 Al電極
15 パッシベーション膜
15a パッシベーション膜の開口部
17 UBM層
19 金スパッタ膜
21 レジスト膜
21a レジスト膜の開口部
23 金バンプ
23a 金バンプの接合面
201 ウエハ
203 Al電極
205 パッシベーション膜
205a パッシベーション膜の開口部
207 UBM層
209 金スパッタ膜
211 レジスト膜
211a レジスト膜の開口部
213 金バンプ
213a 金バンプの接合面
11 Wafer 13 Al Electrode 15 Passivation Film 15a Passivation Film Opening 17 UBM Layer 19 Gold Sputtered Film 21 Resist Film 21a Resist Film Opening 23 Gold Bump 23a Gold Bump Bonding Surface 201 Wafer 203 Al Electrode 205 Passivation Film 205a Passivation Film 207 UBM layer 209 Sputtered gold film 211 Resist film 211a Resist film opening 213 Gold bump 213a Gold bump bonding surface

Claims (4)

(a)亜硫酸金アルカリ塩又は亜硫酸金アンモニウムが金濃度として1〜20g/Lと、
(b)Tl化合物、Pb化合物、As化合物、から選択される1種又は2種以上の化合物が金属濃度として0.1〜100mg/Lと、
(c)伝導塩として亜硫酸ナトリウムが5〜150g/Lと、
(d)無機酸塩、カルボン酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、から選択される1種又は2種以上の化合物が塩濃度として1〜60g/Lと、
(e)2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,3,4−トリヒドロキシ安息香酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、DL−4−ヒドロキシマンデル酸、ピロメリット酸、メタニル酸、2−ヒドロキシ−m−トルイル酸、イソバニリン酸、1−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、1−ナフトール−8−スルホン酸、2−ナフトール−7−スルホン酸、2−ナフトール−6,8−ジスルホン酸、2−アミノ−5−ナフトール−7−スルホン酸、1,5−ナフタレンジスルホン酸、2,7−ナフタレンジスルホン酸、ガンマ酸、ナフタレン−1,3,6−トリスルホン酸、メタニル酸、アミノJ酸、クロセイン酸、2−ピリジンカルボン酸、3−ピリジンカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、及びこれらの塩、から選択される1種又は2種以上の置換芳香族化合物が0.1〜200mmol/Lと、
を含有する電極形成用金めっき浴。
(A) 1-20 g / L of gold sulfite alkali salt or gold ammonium sulfite as a gold concentration,
(B) One or two or more compounds selected from Tl compounds, Pb compounds, and As compounds have a metal concentration of 0.1 to 100 mg / L,
(C) 5 to 150 g / L of sodium sulfite as a conductive salt;
(D) 1 or 2 or more types of compounds selected from inorganic acid salts, carboxylate salts, and hydroxycarboxylate salts have a salt concentration of 1 to 60 g / L,
(E) 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxy Benzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 2,3,4-trihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, 2-aminobenzoic acid, 3-amino Benzoic acid, 4-aminobenzoic acid, DL-4-hydroxymandelic acid, pyromellitic acid, metanilic acid, 2-hydroxy-m-toluic acid, isovanillic acid, 1-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid, 1-naphthol-8-sulfonic acid, 2-naphtho 7-sulfonic acid, 2-naphthol-6,8-disulfonic acid, 2-amino-5-naphthol-7-sulfonic acid, 1,5-naphthalenedisulfonic acid, 2,7-naphthalenedisulfonic acid, gamma acid, Naphthalene-1,3,6-trisulfonic acid, metanilic acid, amino J acid, crocenic acid, 2-pyridinecarboxylic acid, 3-pyridinecarboxylic acid, 4-pyridinecarboxylic acid, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 0.1-200 mmol / L of one or two or more substituted aromatic compounds selected from 4-aminopyridine and salts thereof;
A gold plating bath for electrode formation containing
請求項1に記載の電極形成用金めっき浴を用いてウエハをめっきすることにより、レジスト膜の開口部内に電極を形成した後、前記ウエハを150〜400℃で5分間以上熱処理することにより、硬度が35〜120HVで、接合面の高低差が2μm以内の電極をウエハに形成する電極形成方法。 By plating a wafer using the gold plating bath for electrode formation according to claim 1, after forming an electrode in the opening of the resist film, the wafer is heat-treated at 150 to 400 ° C. for 5 minutes or more, An electrode forming method in which an electrode having a hardness of 35 to 120 HV and a difference in height of a bonding surface within 2 μm is formed on a wafer. 電流密度が0.2〜2.0A/dm2、液温が40〜70℃で電解金めっきをする請求項に記載の電極形成方法。 The electrode forming method according to claim 2 , wherein electrolytic gold plating is performed at a current density of 0.2 to 2.0 A / dm 2 and a liquid temperature of 40 to 70 ° C. 電極が金バンプである請求項に記載の電極形成方法。

The electrode forming method according to claim 2 , wherein the electrode is a gold bump.

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