JP7276049B2 - Plating method - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路チップを回路基板に搭載する際に基板又はシリコンウエハ上に錫又は錫合金の突起電極となる錫系バンプ(以下、単にバンプということもある。)を形成するためのめっき方法に関する。更に詳しくは錫系バンプを形成するための錫めっき液及び錫合金めっき液(以下、錫系めっき液ということもある。)を用いたフィリングめっき方法に関する The present invention provides a method for forming tin-based bumps (hereinafter sometimes simply referred to as bumps) that serve as protruding electrodes of tin or tin alloy on a substrate or silicon wafer when a semiconductor integrated circuit chip is mounted on a circuit substrate. It relates to a plating method. More specifically, the present invention relates to a filling plating method using a tin plating solution and a tin alloy plating solution (hereinafter sometimes referred to as a tin-based plating solution) for forming tin-based bumps .

半導体集積回路チップ(以下、半導体チップという。)を搭載する回路基板では、軽薄短小に対応するため、パッケージ基板面積を、基板に搭載する半導体チップとほぼ等しい程度に小型化したCSP(Chip Size/scale Package)型の半導体装置が現在主として製造されている。この回路基板と半導体チップを接続するためには、基板側のビア胴体部であるビア開口部を錫又は錫合金で充填して突起状の金属端子の突起電極であるバンプを形成し、このバンプに半導体チップを装填している。 For circuit boards on which semiconductor integrated circuit chips (hereafter referred to as semiconductor chips) are mounted, CSPs (Chip Size/Chip Size/ Currently, scale package type semiconductor devices are mainly manufactured. In order to connect the circuit board and the semiconductor chip, the via opening, which is the body of the via on the board side, is filled with tin or a tin alloy to form a bump, which is the protruding electrode of the protruding metal terminal. is loaded with a semiconductor chip.

従来、この錫又は錫合金材料の充填により錫系バンプを形成する方法の一つとして、錫系めっき液を用いた電気めっき法がある。この方法では、ビア(凹み)内に錫系めっき堆積層である錫系バンプとなる錫又は錫合金めっき皮膜(以下、錫系めっき皮膜ということもある。)を形成した後、熱処理によって錫系めっき皮膜を溶融させて錫系バンプを形成している。 Conventionally, as one method of forming tin-based bumps by filling with tin or tin alloy material, there is an electroplating method using a tin-based plating solution. In this method, after forming a tin or tin alloy plating film (hereinafter sometimes referred to as a tin-based plating film ), which is a tin-based plating deposition layer, which is a tin-based bump, in the via (recess) , a tin-based plating film is formed by heat treatment. Tin-based bumps are formed by melting the plated film.

電気めっき法でバンプを形成する一般的な方法を図3を参照して説明する。図3(a)に示すように、配線などが施された基板又はシリコンウエハ1の表面に開口部を有するソルダーレジストパターンを形成する。次いで、ソルダーレジスト層2の表面に無電解めっきを行い、給電のための銅シード層3を形成する。次に、この銅シード層3の表面にドライフィルムレジスト層4を形成し、ソルダーレジスト層2の開口部と接続するように、開口部を有するドライフィルムレジストパターンを形成する。次に、上記銅シード層3を通じて給電することにより、ドライフィルムレジストパターンのビア6の内部に電気錫系めっきを行い、銅シード層3の上のビア6内に錫系めっき堆積層である錫系めっき皮膜7を形成する。次に、ドライフィルムレジスト層と銅シード層を順次除去した後、残った錫系めっき皮膜をリフロー処理により溶融し、図3(b)に示すように、錫系バンプ8を形成する。 A general method of forming bumps by electroplating will now be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, a solder resist pattern having openings is formed on the surface of a substrate or silicon wafer 1 on which wiring is provided. Next, electroless plating is performed on the surface of the solder resist layer 2 to form a copper seed layer 3 for power supply. Next, a dry film resist layer 4 is formed on the surface of the copper seed layer 3, and a dry film resist pattern having openings is formed so as to connect with the openings of the solder resist layer 2. Next, as shown in FIG. Next, by supplying electric power through the copper seed layer 3, the inside of the via 6 of the dry film resist pattern is electrotin-plated, and the inside of the via 6 on the copper seed layer 3 is filled with tin, which is a tin-based plating deposition layer. A system plating film 7 is formed. Next, after the dry film resist layer and the copper seed layer are sequentially removed, the remaining tin-based plating film is melted by reflow treatment to form tin-based bumps 8 as shown in FIG. 3(b).

電気めっき装置において、電流密度、めっき液の撹拌強さ、めっき液濃度等を変化させることにより、めっきの性質を変化させて、基板又はシリコンウエハ上のビア内のめっき皮膜の物性及び/又はめっき皮膜の表面形状を制御することができる。例えば、めっき皮膜の成長を抑制するレベリング剤を含むフィリングめっき液を用いて、ビアのあるパターンをめっきすることで、レベリング剤の作用によりビアの底部からの優先的な析出することが可能である。こうしたレベリング剤を含むめっき方法が開示されている(例えば、特許文献1(請求項1,段落[0010])参照)。 In the electroplating equipment, by changing the current density, the stirring strength of the plating solution, the concentration of the plating solution, etc., the properties of the plating are changed, and the physical properties and / or plating of the plating film in the via on the substrate or silicon wafer The surface shape of the film can be controlled. For example, by plating a pattern with vias using a filling plating solution containing a leveling agent that suppresses the growth of the plating film, it is possible to preferentially precipitate from the bottom of the vias due to the action of the leveling agent. . A plating method containing such a leveling agent is disclosed (see, for example, Patent Document 1 (claim 1, paragraph [0010])).

特許文献1のめっき方法は、表面にアスペクト比が2以上の貫通電極用凹部を有する基板とアノードとを、撹拌が弱いとめっき膜成長の抑制作用が弱くなるレベリング剤を含むめっき液中に互いに対峙させて配置し、前記基板と前記アノードとの間に電圧を印加しながら前記基板と前記アノードとの間のめっき液を撹拌して前記貫通電極用凹部内へ金属を充填し、前記貫通電極用凹部の未充填部のアスペクト比が小さくなるに従い、前記基板と前記アノードとの間のめっき液の撹拌条件を高速撹拌から低速撹拌に変化させ、かつ電流密度を上げる方法である。このめっき方法によれば、貫通電極用凹部の底部からのめっき膜の成長速度を遅くすることなく、貫通電極用凹部内に銅等の金属を、内部にボイド等の欠陥を生じさせることなく完全に充填することができるとされる。 In the plating method of Patent Document 1, a substrate having recesses for through electrodes having an aspect ratio of 2 or more on the surface and an anode are placed in a plating solution containing a leveling agent that weakens the effect of suppressing the growth of the plating film when the stirring is weak. The plating solution between the substrate and the anode is stirred while a voltage is applied between the substrate and the anode so as to face each other, and the metal is filled in the recess for the through electrode, and the through electrode is filled with the metal. In this method, the stirring condition of the plating solution between the substrate and the anode is changed from high-speed stirring to low-speed stirring and the current density is increased as the aspect ratio of the unfilled portion of the recess becomes smaller. According to this plating method, the growth rate of the plating film from the bottom of the through electrode recess is not slowed down, and the metal such as copper is completely deposited in the through electrode recess without causing defects such as voids therein. It is said that it can be filled to

一方、別のめっき方法として、微細な溝或いは孔に対し、ボイドの発生を防ぎながら効率よく銅めっきを行い、基材上の配線溝を孔埋めするめっきが開示されている(例えば、特許文献2(段落[0010]、段落[0017])参照)。特許文献2のめっき方法では、最初のめっきは、平均陰極電流密度0.03A/dm2~0.5A/dm2程度の低電流で、10秒~10分間程度の時間行い、孔埋めの進行に伴って、その後のめっきは、金属めっき浴の一般的な条件範囲にある0.5A/dm2~10A/dm2程度の電流密度まで上昇させてめっきする方法である。このめっき方法では、後のめっきは、一定の電流条件で行うか、又は電流密度を複数段或いは連続的に上昇させて実施する。 On the other hand, as another plating method, plating is disclosed in which copper plating is efficiently applied to fine grooves or holes while preventing the generation of voids to fill the wiring grooves on the base material (for example, Patent Document 2 (see paragraphs [0010] and [0017])). In the plating method of Patent Document 2, the first plating is performed at a low current with an average cathode current density of about 0.03 A/dm 2 to 0.5 A/dm 2 for about 10 seconds to 10 minutes, and the hole filling progresses. The subsequent plating is a method of plating by increasing the current density to about 0.5 A/dm 2 to 10 A/dm 2 , which is within the range of general conditions for metal plating baths. In this plating method, the subsequent plating is carried out under constant current conditions, or by increasing the current density in multiple steps or continuously.

特許第5749302号公報Japanese Patent No. 5749302 特開2004-197228号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-197228

特許文献1のめっき方法は、表面にアスペクト比が2以上の貫通電極用凹部を有する基板に用いられ、貫通電極用凹部の底部からのめっき膜の成長速度を遅くすることなく、貫通電極用凹部内に銅等の金属を、内部にボイド等の欠陥を生じさせることなく完全に充填することを目的としている。この目的を達成するために、このめっき方法では、貫通電極用凹部の未充填部のアスペクト比が小さくなるに従い、撹拌条件を高速撹拌から低速撹拌に変化させることにより、めっき膜の成長を抑制するレベリング剤の効果を弱め、かつ電流密度を上げることで短時間でのめっきを実現可能にしている。 The plating method of Patent Document 1 is used for a substrate having through-electrode recesses having an aspect ratio of 2 or more on the surface thereof, and the through-electrode recesses are formed without slowing down the growth rate of the plating film from the bottom of the through-electrode recesses. The object is to completely fill metal such as copper inside without causing defects such as voids inside. In order to achieve this object, in this plating method, as the aspect ratio of the unfilled portion of the through electrode recess decreases, the stirring condition is changed from high speed stirring to low speed stirring, thereby suppressing the growth of the plating film. By weakening the effect of the leveling agent and increasing the current density, it is possible to achieve plating in a short time.

しかしながら、特許文献1には、撹拌条件を高速撹拌から低速撹拌に変化させるときにめっきの電流密度をどの程度上げるかについて具体的な記載がない。特許文献2には、最初のめっきは、平均陰極電流密度0.03A/dm2~0.5A/dm2程度の低電流で、10秒~10分間程度の時間行い、孔埋めの進行に伴って、その後のめっきは、0.5A/dm2~10A/dm2程度の電流密度でめっきする。特許文献1のめっき方法における電流密度の上昇を特許文献2と同様に上昇した場合、この方法では、異なるビアピッチ及び/又は複数種類のビア径が混在するパターンにおいて、基板又はシリコンウエハ上の複数のビア内に形成されためっき皮膜上面のリセス(recess)の深さが大きくなり、リフロー後のバンプの高さが意図したよりも低くなる課題があった。 However, Patent Document 1 does not specifically describe how much the plating current density is increased when the stirring condition is changed from high-speed stirring to low-speed stirring. In Patent Document 2, the first plating is performed at a low current with an average cathode current density of about 0.03 A/dm 2 to 0.5 A/dm 2 for about 10 seconds to 10 minutes. Then, subsequent plating is performed at a current density of about 0.5 A/dm 2 to 10 A/dm 2 . When the current density in the plating method of Patent Document 1 is increased in the same manner as in Patent Document 2, in this method, in a pattern in which different via pitches and/or multiple types of via diameters are mixed, a plurality of substrates or silicon wafers are formed. There is a problem that the depth of the recess on the upper surface of the plating film formed in the via becomes large, and the height of the bump after reflow becomes lower than intended.

具体的には、ビア径が異なる複数種類のビアが混在するパターンの場合、従来の錫又は錫合金めっき液を用いてめっきを行うと、小径若しくは大径のどちらかのビアフィリング性を良くすることは可能であるが、もう一方のビアフィリング性が低下する。即ち、小径及び大径のビアが両方存在する基板において、両方のビアに対して同時にめっきする場合、例えば、図4(a)に示すように、小径のビア6a内に上面を平らに堆積しためっき皮膜7aを形成してフィリング性良くめっきをすることができても、大径のビア6b内には上面にリセスRを生じためっき皮膜7bを形成することがあった。こうした基板1をリフローすると、図4(c)に示すように、リフロー後の小径のビア6aから作られたバンプ8aと大径のビア6bから作られたバンプ8bとではバンプ高さが相違しバンプの高さばらつきが生じる課題があった。このため、図4(b)に示すように、小径のビア6a及び大径のビア6bに対してともにビアへのビアフィリング性を良くして、上面にリセスのない平らなめっき皮膜7a、7bを形成し、図4(d)に示すように、バンプ8aとバンプ8bの双方の高さが揃って、バンプの高さ均一性を図ることが求められていた。 Specifically, in the case of a pattern in which multiple types of vias with different via diameters are mixed, plating using a conventional tin or tin alloy plating solution improves the filling property of vias with either a small diameter or a large diameter. Although it is possible, the via-filling property on the other hand is degraded. That is, in a substrate having both small and large vias, when both vias are plated at the same time, for example, as shown in FIG. Even if the plating film 7a can be formed and the plating can be performed with a good filling property, the plating film 7b having a recess R formed on the upper surface of the large-diameter via 6b may be formed. When such a substrate 1 is reflowed, as shown in FIG. 4(c), there is a difference in bump height between a bump 8a made from a small-diameter via 6a and a bump 8b made from a large-diameter via 6b after reflow. There was a problem that bump height variation occurred. For this reason, as shown in FIG. 4(b), the via-filling properties for both the small-diameter via 6a and the large-diameter via 6b are improved, and flat plating films 7a and 7b without recesses on the upper surface are formed. are formed, and as shown in FIG. 4(d), both the heights of the bumps 8a and 8b are aligned to achieve uniform height of the bumps.

本発明の目的は、基板又はシリコンウエハ上の複数のビア内に形成されためっき皮膜上面のリセスの深さを減少するとともに、リフロー後の錫系バンプの高さを均一にするめっき方法を提供することにある An object of the present invention is to provide a plating method that reduces the depth of recesses on the upper surface of a plating film formed in a plurality of vias on a substrate or a silicon wafer and makes the height of tin-based bumps uniform after reflow. to do .

本発明者らは、めっきのビアへのフィリングの進行に伴い、めっき液を強撹拌から弱撹拌にすると、フィリングめっき液に含まれる抑制剤(カルボニル基含有化合物)の作用が抑えられてめっき皮膜の中心部に錫が析出し易くなり、めっき皮膜上面のリセスの深さが減少すること、及び電流密度をめっき初期において高くし、めっき後期においてはめっき初期よりも低くすると、抑制剤がより効果的に作用してビアへのフィリング性が向上することに着目し、本発明に到達した。 The present inventors found that when the plating solution is changed from strong stirring to weak stirring as the filling of the plating via progresses, the action of the inhibitor (carbonyl group-containing compound) contained in the filling plating solution is suppressed and the plating film Tin is more likely to deposit in the center of the plating film, the depth of the recess on the top surface of the plating film is reduced, and the current density is made higher at the beginning of plating and lower at the end of plating than at the beginning of plating, so that the inhibitor becomes more effective. The present inventors have arrived at the present invention by paying attention to the fact that the filling property to the via is improved by acting effectively.

本発明の第1の観点は、基板又はシリコンウエハ上の複数のビアのそれぞれに錫系バンプを形成するめっき方法において、前記めっき方法に用いられるめっき液が、少なくとも、第一錫塩を含む可溶性塩(A)と、カルボニル基含有化合物(B)と、界面活性剤(C)と、不飽和カルボン酸(D)とを含み、めっき開始時よりもめっき液の撹拌速度を低くした低撹拌めっき期と、めっき開始時よりもめっきの電流密度を低くした低電流めっき期とを設けることを特徴とするめっき方法である。 A first aspect of the present invention is a plating method for forming tin-based bumps in each of a plurality of vias on a substrate or a silicon wafer, wherein the plating solution used in the plating method contains at least a soluble tin salt containing stannous salt. Low-stirring plating containing a salt (A), a carbonyl group-containing compound (B), a surfactant (C), and an unsaturated carboxylic acid (D), in which the stirring speed of the plating solution is lower than at the start of plating and a low-current plating period in which the plating current density is lower than that at the start of plating.

本発明の第2の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記低電流めっき期の後に、前記低電流めっき期よりもめっきの電流密度を高めた高電流めっき期を設けるめっき方法である。 A second aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, and a plating method in which, after the low-current plating period, a high-current plating period in which the plating current density is higher than that of the low-current plating period is provided. is.

本発明の第3の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、前記複数のビアがビア径の異なる複数種類のビアからなるめっき方法である。 A third aspect of the present invention is an invention based on the first or second aspect, and is a plating method in which the plurality of vias are composed of a plurality of types of vias having different via diameters.

本発明の第1の観点のめっき方法では、錫系めっき液の撹拌速度をめっき初期では高くすることにより、基板又はシリコンウエハ上のビア底部までめっき液が十分に行き渡り、ビア内にめっき皮膜が緻密に形成される。また低撹拌めっき期において、撹拌速度をめっき初期よりも低くすることにより、錫系めっき液に含まれる抑制剤(カルボニル基含有化合物)の作用が抑えられてめっき皮膜の中心部に錫が析出し易くなり、めっき皮膜上面のリセスの深さが減少する。まためっきの電流密度をめっき初期において、高めることにより、抑制剤がより効果的に作用してビアへのフィリング性が向上する。これらの結果として、ビア内に形成されためっき皮膜上面のリセスの深さを小さくすることができ、リフロー後の錫系バンプの高さを均一にすることができる。また低電流めっき期において、めっきの電流密度をめっきの初期より低くすることにより、ビア内で成長してきためっき皮膜の上面にリセスがより形成されにくくなる。 In the plating method of the first aspect of the present invention, by increasing the stirring speed of the tin-based plating solution at the initial stage of plating, the plating solution is sufficiently spread to the bottom of the via on the substrate or silicon wafer, and the plating film is formed in the via. Densely formed. In addition, in the low-stirring plating period, by setting the stirring speed lower than that in the initial stage of plating, the action of the inhibitor (carbonyl group-containing compound) contained in the tin-based plating solution is suppressed, and tin deposits in the center of the plating film. The depth of the recess on the upper surface of the plating film is reduced. In addition, by increasing the current density of the plating at the initial stage of plating, the suppressing agent acts more effectively and the via filling property is improved. As a result, the depth of the recess on the upper surface of the plating film formed in the via can be reduced, and the height of the tin-based bumps after reflow can be made uniform. Further, in the low-current plating period, by setting the current density of plating lower than that in the initial stage of plating, recesses are less likely to be formed on the upper surface of the plating film that has grown within the via.

また、本発明の第2の観点のめっき方法では、低電流めっき期の後に、低電流めっき期よりも電流密度を高めた高電流めっき期を設けることにより、より一層、リセスの発生が抑えられるとともに、リフロー後の錫系バンプの高さばらつきを低減できる。 In addition, in the plating method of the second aspect of the present invention, by providing a high-current plating period in which the current density is higher than that of the low-current plating period after the low-current plating period, the occurrence of recesses can be further suppressed. At the same time, variations in height of the tin-based bumps after reflow can be reduced.

また、本発明の第3の観点のめっき方法では、ビア径の異なる複数種類のビア内にめっき皮膜を形成する場合、めっきをしている間、めっき液の撹拌速度やめっきの電流密度を変更しない通常のめっき条件では、小径のビアに比べて大径のビアでは、ビア内にめっき皮膜上面に深いリセスが形成され易かったものが、第1又は第2の観点に記載されためっき条件にすることにより、大径のビア内に形成されるめっき皮膜上面にリセスが形成されにくくなり、リフロー後の錫系バンプの高さを均一にすることができる。 In addition, in the plating method of the third aspect of the present invention, when forming a plating film in a plurality of types of vias having different via diameters, the stirring speed of the plating solution and the current density of the plating are changed during plating. Under the normal plating conditions, which do not require a large-diameter via, a deep recess is more likely to be formed on the upper surface of the plating film in the via than in a small-diameter via. As a result, recesses are less likely to be formed on the upper surface of the plating film formed in the large-diameter via, and the height of the tin-based bumps after reflow can be made uniform.

本実施形態のめっき法を工程順に示すビア付き基板の断面構成図である。図1(a)はめっき前のビア付き基板の断面構成図であり、図1(b)は撹拌速度をめっき初期において高くしたビア付き基板の断面構成図であり、図1(c)は撹拌速度をめっき後期に低くしたビア付き基板の断面構成図である。1A to 1C are cross-sectional configuration diagrams of a substrate with vias showing the plating method of the present embodiment in the order of steps; FIG. 1(a) is a cross-sectional configuration diagram of the substrate with vias before plating, FIG. 1(b) is a cross-sectional configuration diagram of the substrate with vias in which the stirring speed is increased at the initial stage of plating, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a substrate with vias in which the speed is lowered in the latter stage of plating; 図2(a)は実施例1のめっき前のビア付きシリコンウエハの断面構成図であり、図2(b)は実施例1のめっき後のビア付きシリコンウエハの断面構成図である。2(a) is a cross-sectional configuration diagram of the silicon wafer with vias before plating in Example 1, and FIG. 2(b) is a cross-sectional configuration diagram of the silicon wafer with vias after plating in Example 1. FIG. 一般的なビア内にめっき皮膜を形成した後、錫系バンプを形成する断面構成図である。図3(a)はビア内にめっき皮膜が形成された断面構成図であり、図3(b)はドライフィルム及び銅シード層を剥離し、めっき皮膜を加熱した後の断面構成図である。FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of forming a tin-based bump after forming a plating film in a general via. FIG. 3(a) is a cross-sectional view showing a plated film formed in the via, and FIG. 3(b) is a cross-sectional view after the dry film and copper seed layer are peeled off and the plated film is heated. 図4(a)はビア径が異なるパターンでめっき皮膜が不均一に形成された例を示す断面構成図であり、図4(b)はビア径が異なるパターンでめっき皮膜が均一に形成された例を示す断面構成図であり、図4(c)は図4(a)においてドライフィルム及び銅シード層を剥離し、めっき皮膜をリフローした後、形成されたバンプの高さがばらついた例を示す断面構成図であり、図4(d)は図4(b)においてドライフィルム及び銅シード層を剥離し、めっき皮膜をリフローした後、形成されたバンプの高さが均一になった例を示す断面構成図である。FIG. 4(a) is a cross-sectional configuration diagram showing an example in which a plating film is unevenly formed in patterns with different via diameters, and FIG. 4(b) is a pattern in which via diameters are different and a plating film is uniformly formed. FIG. 4C is a cross-sectional configuration diagram showing an example, FIG. 4C shows an example in which the height of the bumps formed after peeling off the dry film and the copper seed layer in FIG. 4A and reflowing the plating film is uneven. FIG. 4D is a cross-sectional configuration diagram showing an example in which the height of the bumps formed after peeling off the dry film and the copper seed layer in FIG. 4B and reflowing the plating film is uniform. It is a sectional block diagram showing.

次に本発明を実施するための形態を説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described.

〔本実施形態のめっき方法に用いられるめっき液〕
本実施形態のめっき方法に用いられるめっき液は、錫又は錫合金のめっき液であって、少なくとも、第一錫塩を含む可溶性塩(A)と、カルボニル基含有化合物(B)と、界面活性剤(C)と、不飽和カルボン酸(D)を含む。
[Plating solution used in the plating method of the present embodiment]
The plating solution used in the plating method of the present embodiment is a tin or tin alloy plating solution comprising at least a soluble salt (A) containing a stannous salt, a carbonyl group-containing compound (B), and a surfactant It contains an agent (C) and an unsaturated carboxylic acid (D).

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、亜鉛より選ばれた所定金属との合金であり、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、錫-亜鉛合金の2元合金、錫-銅-ビスマス、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 a predetermined metal selected from silver, copper, bismuth, nickel, antimony, indium, and zinc. Binary alloys such as bismuth alloys, tin-nickel alloys, tin-antimony alloys, tin-indium alloys, tin-zinc alloys, and ternary alloys such as tin-copper-bismuth and tin-copper-silver alloys.

従って、本実施形態の可溶性塩(A)はめっき液中でSn2+、Ag+、Cu+、Cu2+、Bi3+、Ni2+、Sb3+、In3+、Zn2+などの各種金属イオンを生成する任意の可溶性塩を意味し、例えば、当該金属の酸化物、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+ , Ag + , Cu + , Cu 2+ , Bi 3+ , Ni 2+ , Sb 3+ , In 3+ , Zn 2+ and the like in the plating solution. means any soluble salt that generates various metal ions of, for example, oxides, halides, and metal salts of inorganic acids or organic acids.

金属酸化物としては、酸化第一錫、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、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 metal oxides include stannous oxide, copper oxide, nickel oxide, bismuth oxide, antimony oxide, indium oxide, and zinc oxide. Examples of metal halides include stannous chloride, bismuth chloride, and bromide. Bismuth, cuprous chloride, cupric chloride, nickel chloride, antimony chloride, indium chloride, zinc chloride and the like.

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

本実施形態のカルボニル基含有化合物(B)は抑制剤として働き、具体的には、例えば、1-ナフトアルデヒド、2-ナフトアルデヒド、1-ナフトエ酸、2-ナフトエ酸、ベンズアルデヒド、ベンザルアセトン、グルタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド、2-メトキシ-1-ナフトアルデヒド、2-エトキシ-1-ナフトアルデヒド、4-メトキシ-1-ナフトアルデヒド、1-ヒドロキシ-2-ナフトアルデヒド、6-ヒドロキシ-2-ナフトアルデヒド、6-メトキシ-2-ナフトアルデヒドなどを用いることができる。 The carbonyl group-containing compound (B) of the present embodiment acts as an inhibitor, and specifically includes, for example, 1-naphthaldehyde, 2-naphthaldehyde, 1-naphthoic acid, 2-naphthoic acid, benzaldehyde, benzalacetone, glutaraldehyde, crotonaldehyde, 2-hydroxy-1-naphthaldehyde, 2-methoxy-1-naphthaldehyde, 2-ethoxy-1-naphthaldehyde, 4-methoxy-1-naphthaldehyde, 1-hydroxy-2-naphthaldehyde , 6-hydroxy-2-naphthaldehyde, 6-methoxy-2-naphthaldehyde and the like can be used.

本実施形態の界面活性剤(C)としては、通常のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤及び両性界面活性剤が挙げられる。 The surfactant (C) of the present embodiment includes ordinary anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants and amphoteric surfactants.

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

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

ノニオン系界面活性剤としては、糖エステル、脂肪酸エステル、C1~C25アルコキシルリン酸(塩)、ソルビタンエステル、C1~C22脂肪族アミドなどにエチレンオキシド(EO)及び/又はプロピレンオキシド(PO)を2モル~300モル付加縮合させたもの、シリコン系ポリオキシエチレンエーテル、シリコン系ポリオキシエチレンエステル、フッ素系ポリオキシエチレンエーテル、フッ素系ポリオキシエチレンエステル、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化あるいはスルホン化付加物などが挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include sugar esters, fatty acid esters, C 1 -C 25 alkoxyl phosphates (salts), sorbitan esters, C 1 -C 22 aliphatic amides, ethylene oxide (EO) and/or propylene oxide (PO ), silicon-based polyoxyethylene ether, silicon-based polyoxyethylene ester, fluorine-based polyoxyethylene ether, fluorine-based polyoxyethylene ester, ethylene oxide and/or propylene oxide and alkyl Examples include sulfated or sulfonated adducts of condensation products with amines or diamines.

両性界面活性剤としては、ベタイン、カルボキシベタイン、イミダゾリニウムベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸などが挙げられる。 Amphoteric surfactants include betaines, carboxybetaines, imidazolinium betaines, sulfobetaines, aminocarboxylic acids and the like.

本実施形態の不飽和カルボン酸(D)は、カルボニル基含有化合物(B)とともに用いることにより、ビアに形成されるめっき皮膜の成長を抑制し、めっき皮膜を均一かつ緻密に形成するとともにめっき皮膜上面を平らにする機能を有する。この不飽和カルボン酸としては、例えば、メタクリル酸、クロトン酸、アクリル酸、マレイン酸などが挙げられる。 By using the unsaturated carboxylic acid (D) of the present embodiment together with the carbonyl group-containing compound (B), the growth of the plating film formed in the via is suppressed, the plating film is formed uniformly and densely, and the plating film It has the function of flattening the top surface. Examples of unsaturated carboxylic acids include methacrylic acid, crotonic acid, acrylic acid, and maleic acid.

本実施形態のめっき液は、上記(A)~(D)の成分以外に錯体化剤、酸化防止剤等を含有してもよい。錯体化剤は、めっき液が銀などの貴金属を含むめっき液である場合、このめっき液で貴金属イオンなどを浴中で安定化させるとともに析出した合金の組成を均一化する。また酸化防止剤は、可溶性第一錫塩の第二錫塩への酸化を防止するために用いられる。 The plating solution of the present embodiment may contain complexing agents, antioxidants, and the like in addition to the above components (A) to (D). When the plating solution contains a noble metal such as silver, the complexing agent stabilizes the noble metal ions and the like in the bath and homogenizes the composition of the precipitated alloy. Antioxidants are also used to prevent oxidation of soluble stannous salts to stannic salts.

また、本実施形態において、不飽和カルボン酸(D)以外の、有機酸及び無機酸、或いはその塩が含まれていてもよい。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。当該成分は、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。 Moreover, in this embodiment, organic acids and inorganic acids other than the unsaturated carboxylic acid (D), or salts thereof may be contained. Examples of the above organic acids include organic sulfonic acids such as alkanesulfonic acids, alkanolsulfonic acids and aromatic sulfonic acids, or aliphatic carboxylic acids. acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid and the like. The salts include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, sulfonates, and the like. The component is preferably an organic sulfonic acid from the viewpoint of the solubility of metal salts and 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、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 alkanesulfonic acid, those represented by the chemical formula C n H 2n+1 SO 3 H (eg, n = 1 to 5, preferably 1 to 3) can be used. Specifically, methanesulfonic acid, ethane Sulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 2-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 2-butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, hexanesulfonic acid, decanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid and the like.

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、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 and the like, 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 -Hydroxydodecane-1-sulfonic acid and the like.

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って、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, etc. Specifically, 1-naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalene Sulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, cresolsulfonic acid, sulfosalicylic acid, nitrobenzenesulfonic acid, sulfobenzoic acid, diphenylamine-4-sulfonic acid and the like.

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.

また、上記所定の可溶性金属塩(A)は単用又は併用でき、めっき液中での含有量は30g/L~100g/Lであることが好ましく、40g/L~60g/Lであることが更に好ましい。含有量が下限値より少な過ぎると生産性が落ち易く、含有量が上限値を超えるとめっき液のコストが上昇し易くなる。 Further, the predetermined soluble metal salt (A) can be used singly or in combination, and the content in the plating solution is preferably 30 g/L to 100 g/L, more preferably 40 g/L to 60 g/L. More preferred. If the content is too less than the lower limit, the productivity tends to drop, and if the content exceeds the upper limit, the cost of the plating solution tends to rise.

上記カルボニル基含有化合物(B)は単用又は併用でき、めっき液中での含有量は0.005g/L~50g/Lであることが好ましく、0.01g/L~10g/Lであることが更に好ましい。含有量が下限値より少な過ぎると導電率が低く電圧が上昇し易くなり、含有量が上限値を超えるとめっき液の粘度が上昇し易くめっき液の撹拌速度が低下し易い。 The carbonyl group-containing compound (B) can be used singly or in combination, and the content in the plating solution is preferably 0.005 g/L to 50 g/L, and is 0.01 g/L to 10 g/L. is more preferred. If the content is less than the lower limit, the electrical conductivity tends to be low and the voltage tends to rise.

上記界面活性剤(C)は単用又は併用でき、めっき液中での含有量は0.1g/L~50g/Lであることが好ましく、5g/L~20g/Lであることが更に好ましい。含有量が下限値より少な過ぎるか、又は含有量が上限値を超えると均一なめっき皮膜が形成されないおそれがある。 The surfactant (C) can be used singly or in combination, and the content in the plating solution is preferably 0.1 g/L to 50 g/L, more preferably 5 g/L to 20 g/L. . If the content is too less than the lower limit, or if the content exceeds the upper limit, a uniform plating film may not be formed.

上記不飽和カルボン酸(D)は単用又は併用でき、めっき液中での含有量は0.05g/L~50g/Lであることが好ましく、0.5g/L~20g/Lであることが更に好ましい。含有量が下限値より少な過ぎると、リフロー後の錫系バンプの高さばらつきを小さくすることができない場合があり、含有量が上限値を超えると、めっき皮膜の外観不良を生じる場合がある。 The unsaturated carboxylic acid (D) can be used singly or in combination, and the content in the plating solution is preferably 0.05 g/L to 50 g/L, and is 0.5 g/L to 20 g/L. is more preferred. If the content is too less than the lower limit, it may not be possible to reduce the height variation of the tin-based bumps after reflow, and if the content exceeds the upper limit, the appearance of the plating film may be poor.

なお、上記(A)~(D)の各成分の添加濃度はバレルめっき、ラックめっき、高速連続めっき、ラックレスめっき、バンプめっきなどのめっき方式に応じて任意に調整・選択することになる。 The addition concentration of each of the above components (A) to (D) is arbitrarily adjusted and selected according to the plating method such as barrel plating, rack plating, high-speed continuous plating, rackless plating, and bump plating.

〔本実施形態のめっき方法〕
次に本実施形態のめっき方法を説明する。本実施形態のめっき方法の特徴ある構成は、めっきをしている間、めっき液の撹拌速度及びめっきの電流密度を変化させることにある。本実施形態の電気めっき液の液温は70℃以下が好ましく、10℃~40℃であることが更に好ましい。本実施形態の電気めっき装置は、めっき皮膜形成時の電流密度を0.1A/dm2~100A/dm2の範囲に調整可能である。以下、電流密度の単位A/dm2を「ASD」と称することもある。また電気めっき装置中のめっき液の撹拌装置は、鉛直方向に延びる複数の攪拌棒を備えたパドルを基板又はシリコンウエハの表面と平行に水平方向に往復運動してめっき液を攪拌するパドル撹拌装置である。この撹拌装置は、撹拌速度を0.1cm/秒~30cm/秒の範囲で調整可能である。
[Plating method of the present embodiment]
Next, the plating method of this embodiment will be described. A characteristic configuration of the plating method of the present embodiment is to change the stirring speed of the plating solution and the current density of the plating during plating. The temperature of the electroplating solution of the present embodiment is preferably 70°C or less, more preferably 10°C to 40°C. The electroplating apparatus of this embodiment can adjust the current density in the range of 0.1 A/dm 2 to 100 A/dm 2 when forming the plating film. Hereinafter, the unit of current density, A/dm 2 , may be referred to as "ASD". In addition, the plating solution stirring device in the electroplating apparatus is a paddle stirring device in which a paddle provided with a plurality of stirring rods extending in the vertical direction reciprocates in the horizontal direction parallel to the surface of the substrate or silicon wafer to stir the plating solution. is. This stirring device can adjust the stirring speed in the range of 0.1 cm/second to 30 cm/second.

本実施形態で、「めっき初期」とは、めっき開始からめっき所要時間の25%~85%が経過するまでをいう。めっき所要時間はめっき皮膜の目標とする膜厚に応じて決められる。
低撹拌めっき期は、めっき初期より後に設けられ、めっき開始時(めっき初期)よりも撹拌速度を低くしためっき期間であり、めっき所要時間の15%~75%を占める。
低電流めっき期は、めっき初期より後に設けられ、めっき開始時(めっき初期)よりも電流密度を低くしためっき期間であり、めっき所要時間の15%~75%を占める。
高電流めっき期は、低電流めっき期の後に設けられ、低電流めっき期よりも電流密度を高くしためっき期間であり、めっき所要時間の15%以下である。
なお、低撹拌めっき期と、低電流めっき期又は高電流めっき期とは、重複している場合がある。
In this embodiment, the term “initial plating” refers to the period from the start of plating until 25% to 85% of the required plating time has passed. The time required for plating is determined according to the target film thickness of the plating film.
The low-stirring plating period is set after the initial stage of plating, and is a plating period in which the stirring speed is lower than that at the start of plating (initial stage of plating), and occupies 15% to 75% of the required plating time.
The low-current plating period is set after the initial stage of plating, and is a plating period in which the current density is lower than that at the start of plating (initial stage of plating), and occupies 15% to 75% of the time required for plating.
The high-current plating period is provided after the low-current plating period, is a plating period in which the current density is higher than that of the low-current plating period, and is 15% or less of the required plating time.
In addition, the low-agitation plating period and the low-current plating period or the high-current plating period may overlap.

(第1のめっき方法)
第1のめっき方法では、めっき液の撹拌速度を、めっき初期から中期にかけて高くし、めっき後期において低くし、かつめっきの電流密度を、めっき初期において高くし、めっき中期から後期にかけて低くする。具体的には、めっき初期から中期にかけて、めっき液の撹拌速度を強撹拌の10cm/秒~25cm/秒の範囲にすることが好ましい。まためっき初期において、めっきの電流密度を2A/dm2~6A/dm2の範囲に調整することが好ましい。まためっき後期において、めっき液の撹拌速度を弱撹拌の2cm/秒~15cm/秒の範囲にすることが好ましく、めっき中期からめっき後期にかけて、めっきの電流密度をめっき初期の電流密度よりも低い、1A/dm2~3A/dm2の範囲に調整することが好ましい。弱撹拌の撹拌速度は、強撹拌の撹拌速度の10%~50%にすることが好ましい。この第1のめっき方法においては、めっき後期が低撹拌めっき期に当たり、めっき中期からめっき後期が低電流めっき期に当たる。
(First plating method)
In the first plating method, the stirring speed of the plating solution is increased from the early stage to the middle stage of plating and decreased during the late stage of plating, and the plating current density is increased at the early stage of plating and decreased from the middle stage to the late stage of plating. Specifically, from the early stage to the middle stage of plating, the stirring speed of the plating solution is preferably in the range of 10 cm/second to 25 cm/second for strong stirring. Also, in the initial stage of plating, it is preferable to adjust the current density of plating to a range of 2 A/dm 2 to 6 A/dm 2 . In the latter stage of plating, it is preferable to set the stirring speed of the plating solution to a weak stirring range of 2 cm / sec to 15 cm / sec. It is preferable to adjust within the range of 1 A/dm 2 to 3 A/dm 2 . The stirring speed for weak stirring is preferably 10% to 50% of the stirring speed for strong stirring. In this first plating method, the late plating period corresponds to the low agitation plating period, and the middle to late plating period corresponds to the low current plating period.

(第2のめっき方法)
第2のめっき方法では、めっき液の撹拌速度を、めっき初期から中期にかけて高くし、めっき後期において低くし、かつめっきの電流密度を、めっき初期において高くし、めっき中期において低くし、めっき後期においてめっき初期より低くめっき中期より高くする。具体的には、めっき初期から中期にかけて、めっき液の撹拌速度を強撹拌の10cm/秒~15cm/秒の範囲にすることが好ましい。めっき初期において、めっきの電流密度を2A/dm2~6A/dm2の範囲に調整することが好ましい。まためっき中期において、めっきの電流密度をめっき初期の電流密度よりも低い、1A/dm2~3A/dm2の範囲に調整することが好ましい。更にめっき後期において、めっき液の撹拌速度を弱撹拌の2cm/秒~15cm/秒の範囲にすることが好ましく、めっきの電流密度をめっき初期より低くめっき中期より高い、2A/dm2~6A/dm2の範囲に調整することが好ましい。この第2のめっき方法においては、めっき後期が低撹拌めっき期に当たり、めっき中期が低電流めっき期に当たり、めっき後期が高電流めっき期に当たる。
(Second plating method)
In the second plating method, the stirring speed of the plating solution is increased from the early stage to the middle stage of plating, and is decreased in the late stage of plating, and the current density of the plating is increased in the early stage of plating, decreased in the middle stage of plating, and lowered in the late stage of plating. Lower than the initial stage of plating and higher than the middle stage of plating. Specifically, from the early stage to the middle stage of plating, the stirring speed of the plating solution is preferably in the range of 10 cm/sec to 15 cm/sec for strong stirring. At the initial stage of plating, it is preferable to adjust the current density of plating to the range of 2 A/dm 2 to 6 A/dm 2 . Further, in the middle stage of plating, it is preferable to adjust the current density of plating to a range of 1 A/dm 2 to 3 A/dm 2 , which is lower than the current density in the initial stage of plating. Furthermore, in the latter stage of plating, the stirring speed of the plating solution is preferably set to a weak stirring range of 2 cm/sec to 15 cm/sec. It is preferred to adjust to the range of dm 2 . In this second plating method, the latter period of plating corresponds to the low agitation plating period, the middle period of plating corresponds to the low current plating period, and the latter period of plating corresponds to the high current plating period.

この第1のめっき方法の一例を図面に基づいて説明する。図1(a)に示すように、基板11上にソルダーレジスト層12及びドライフィルムレジスト層14が形成されたビア付き基板10を用意する。図3に示した銅シード層は省略し図示していない。このビア付き基板10は小径の第1のビア16aと大径の第2のビア16bを有する。ビア径は特に限定されるものではない。 An example of this first plating method will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1(a), a substrate 10 with vias is prepared in which a solder resist layer 12 and a dry film resist layer 14 are formed on a substrate 11. As shown in FIG. The copper seed layer shown in FIG. 3 is omitted and not shown. This substrate with vias 10 has a small-diameter first via 16a and a large-diameter second via 16b. The via diameter is not particularly limited.

図1(b)に示すように、めっき初期からめっき中期にかけて、上記めっき条件により、小径の第1のビア16aではめっき皮膜17aは均一に成長し、めっき皮膜17a上面は平らになる。その一方、大径の第2のビア16bではめっき皮膜17b上面にリセスRが形成される。図1(c)に示すように、続くめっき後期において、上記めっき条件により、小径の第1のビア16aではめっき皮膜17aは順調に成長し、めっき皮膜17a上面は凸状になる。その一方、大径の第2のビア16bではめっき皮膜17b上面に形成していたリセスRはその深さが減少する。
なお、ここでは、小径の第1のビア16aと大径の第2のビア16bの2種類のビア径の異なるビアが形成されている場合を示したが、3種類や4種類のビア径の異なるビアが基板又はシリコンウエハ上に形成されていてもよい。
As shown in FIG. 1B, from the initial stage to the middle stage of plating, under the above plating conditions, the plating film 17a grows uniformly in the first via 16a with a small diameter, and the top surface of the plating film 17a becomes flat. On the other hand, a recess R is formed on the upper surface of the plated film 17b in the large-diameter second via 16b. As shown in FIG. 1(c), in the subsequent plating stage, the plated film 17a grows smoothly in the small-diameter first via 16a under the above-described plating conditions, and the upper surface of the plated film 17a becomes convex. On the other hand, in the large-diameter second via 16b, the depth of the recess R formed on the upper surface of the plating film 17b is reduced.
Here, the case where two types of vias with different via diameters, that is, the first via 16a with a small diameter and the second via 16b with a large diameter, are formed. Different vias may be formed on the substrate or silicon wafer.

〔本実施形態のビア付き基板及びビア付きシリコンウエハ〕
本実施形態のビア付き基板は、基板上に複数のビア内に形成された錫系めっき皮膜上面のリセス深さが4.0μm以下であり、錫系めっき皮膜をリフローして形成される錫系バンプの高さばらつきが9.5%以下である。
本実施形態のビア付きシリコンウエハは、シリコンウエハ上の複数のビア内に形成された錫系めっき皮膜上面のリセス深さが4.0μm以下であり、錫系めっき皮膜をリフローして形成される錫系バンプの高さばらつきが9.5%以下である。
本実施形態のビア付き基板又はビア付きシリコンウエハによれば、基板又はシリコンの複数のビア内に形成された錫系めっき皮膜上面のリセス深さが小さいとともに、リフロー後の錫系バンプの高さを均一にすることができる。
なお、リセス深さは、2.5μm以下であることが好ましく、2.0μm以下であることが更に好ましい。錫系バンプの高さばらつきは、9.0%以下であることがより好ましく、8.0%以下であることが更に好ましい。
[Substrate with Via and Silicon Wafer with Via According to the Present Embodiment]
In the substrate with vias of the present embodiment, the recess depth of the upper surface of the tin-based plating film formed in the plurality of vias on the substrate is 4.0 μm or less, and the tin-based plating film is formed by reflowing the tin-based plating film. Variation in bump height is 9.5% or less.
The silicon wafer with vias of the present embodiment has a recess depth of 4.0 μm or less on the upper surface of the tin-based plating film formed in the plurality of vias on the silicon wafer, and is formed by reflowing the tin-based plating film. Variation in height of tin-based bumps is 9.5% or less.
According to the substrate with vias or silicon wafer with vias of the present embodiment, the recess depth of the upper surface of the tin-based plating film formed in the plurality of vias of the substrate or silicon is small, and the height of the tin-based bumps after reflow is can be made uniform.
The recess depth is preferably 2.5 μm or less, more preferably 2.0 μm or less. The height variation of the tin-based bumps is more preferably 9.0% or less, and even more preferably 8.0% or less.

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.

<めっき液の建浴と組成>
実施例及び比較例に使用するSnめっき液、SnAgめっき液及びSnCuめっき液の3種類のめっき液を次に述べるように建浴した。
<Bath preparation and composition of plating solution>
Three types of plating solutions, Sn plating solution, SnAg plating solution and SnCu plating solution, used in Examples and Comparative Examples were prepared as described below.

(Snめっき液の建浴)
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、酸化防止剤としてカテコールとを混合して、均一な溶液となった後、更に界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルアミンとカルボニル基含有化合物として1-ナフトアルデヒドと溶剤としてイソプロパノールを加えた。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。
(Sn plating solution bath preparation)
An aqueous Sn methanesulfonic acid solution is mixed with methanesulfonic acid as a free acid and catechol as an antioxidant to form a uniform solution, and then polyoxyethylene laurylamine and a carbonyl group-containing compound as surfactants. 1-naphthaldehyde was added as a solvent and isopropanol was added as a solvent. Finally, deionized water was added to prepare a Sn plating solution having the following composition. The Sn methanesulfonic acid 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):60g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として):120g/L
カテコール:0.9g/L
ポリオキシエチレンラウリルアミン:15g/L
1-ナフトアルデヒド:0.05g/L
クロトン酸:1.8g/L
イソプロパノール:5g/L
イオン交換水:残部
(Composition of Sn plating solution)
Sn methanesulfonate (as Sn 2+ ): 60 g/L
Methanesulfonic acid (as free acid): 120 g/L
Catechol: 0.9g/L
Polyoxyethylene laurylamine: 15 g/L
1-naphthaldehyde: 0.05g/L
Crotonic acid: 1.8g/L
Isopropanol: 5g/L
Deionized water: balance

(SnAgめっき液の建浴)
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、酸化防止剤としてカテコールと、錯化剤としてチオ尿素とを混合して溶解させた後、更にメタンスルホン酸Ag水溶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ポリオキシエチレンラウリルアミンとカルボニル基含有化合物としてベンズアルデヒドと溶剤としてイソプロパノールを加えた。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。
(SnAg plating solution bath preparation)
Methanesulfonic acid as a free acid, catechol as an antioxidant, and thiourea as a complexing agent were mixed and dissolved in an aqueous solution of Sn methanesulfonate, and then an aqueous solution of Ag methanesulfonate was added and mixed. . After mixing to form a uniform solution, polyoxyethylene laurylamine as a surfactant, benzaldehyde as a carbonyl group-containing compound, and isopropanol as a solvent were added. Finally, deionized water was added to prepare a SnAg plating solution having the following composition. The Sn methanesulfonic acid aqueous solution was prepared by electrolyzing the metal Sn plate, and the methanesulfonic acid Ag aqueous solution was prepared by electrolyzing the 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):80g/L
メタンスルホン酸Ag(Ag+として):1.0g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として):150g/L
カテコール:1g/L
チオ尿素:2g/L
ポリオキシエチレンラウリルアミン:15g/L
ベンズアルデヒド:0.01g/L
メタクリル酸:3.5g/L
イソプロパノール:5g/L
イオン交換水:残部
(Composition of SnAg plating solution)
Sn methanesulfonate (as Sn 2+ ): 80 g/L
Ag methanesulfonate (as Ag + ): 1.0 g/L
Methanesulfonic acid (as free acid): 150 g/L
Catechol: 1g/L
Thiourea: 2g/L
Polyoxyethylene laurylamine: 15 g/L
Benzaldehyde: 0.01g/L
Methacrylic acid: 3.5g/L
Isopropanol: 5g/L
Deionized water: balance

(SnCuめっき液の建浴)
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、酸化防止剤としてカテコールと、錯化剤としてチオ尿素とを混合して溶解させた後、更にメタンスルホン酸Cu水溶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ポリオキシエチレンラウリルアミンとカルボニル基含有化合物として2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒドと溶剤としてイソプロパノールを加えた。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。
(Bath making of SnCu plating solution)
Methanesulfonic acid as a free acid, catechol as an antioxidant, and thiourea as a complexing agent were mixed and dissolved in an aqueous solution of Sn methanesulfonate, and then an aqueous solution of Cu methanesulfonate was added and mixed. . After mixing to form a uniform solution, polyoxyethylene laurylamine as a surfactant, 2-hydroxy-1-naphthaldehyde as a carbonyl group-containing compound, and isopropanol as a solvent were added. Finally, deionized water was added to prepare a SnCu plating solution having the following composition. The Sn methanesulfonic acid aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Sn plate, and the methanesulfonic acid Cu aqueous solution was prepared by electrolyzing a metal Cu plate in an aqueous methanesulfonic acid solution.

(SnCuめっき液の組成)
メタンスルホン酸Sn(Sn2+として):80g/L
メタンスルホン酸Cu(Cu2+として):1.5g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として):150g/L
カテコール:1g/L
チオ尿素:4g/L
ポリオキシエチレンラウリルアミン:15g/L
2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド:0.01g/L
メタクリル酸:1.8g/L
イソプロパノール:5g/L
イオン交換水:残部
(Composition of SnCu plating solution)
Sn methanesulfonate (as Sn 2+ ): 80 g/L
Cu methanesulfonate (as Cu 2+ ): 1.5 g/L
Methanesulfonic acid (as free acid): 150 g/L
Catechol: 1g/L
Thiourea: 4g/L
Polyoxyethylene laurylamine: 15 g/L
2-hydroxy-1-naphthaldehyde: 0.01 g / L
Methacrylic acid: 1.8g/L
Isopropanol: 5g/L
Deionized water: balance

<実施例1>
図2(a)に示すように、シリコンウエハ(8インチ)21の表面に、スパッタリング法により100nm厚のチタン層と500nm厚の銅層からなる下地層21aを形成した。次いで、ソルダーレジストを塗布して5μm厚のソルダーレジスト層22を形成した後、このレジスト層を露光機にて開口させソルダーレジストパターンを形成した。15μmの開口径を有するソルダーレジスト層22に無電解銅めっきを行って銅シード層23を形成して、下地層21aと導通させた。次に、銅シード層23の表面にドライフィルムレジストを塗布して56μm厚のドライフィルムレジスト層24を形成した。更に、露光用マスクを介して、ドライフィルムレジスト層24を部分的に露光し、その後、現像処理して、第1のビア26aのビア径が35μmであり、第2のビア26bのビア径が75μmであるビア付きシリコンウエハ20を得た。図2(a)では、第1のビア26a及び第2のビア26bをそれぞれ1個示しているが、このシリコンウエハ上には第1のビア26a及び第2のビア26bはそれぞれ1000個、即ち総数で2000個形成された。
<Example 1>
As shown in FIG. 2A, on the surface of a silicon wafer (8 inches) 21, a base layer 21a composed of a titanium layer with a thickness of 100 nm and a copper layer with a thickness of 500 nm was formed by sputtering. Next, after applying a solder resist to form a solder resist layer 22 having a thickness of 5 μm, the resist layer was opened with an exposure machine to form a solder resist pattern. Electroless copper plating was applied to the solder resist layer 22 having an opening diameter of 15 μm to form a copper seed layer 23, which was electrically connected to the underlying layer 21a. Next, a dry film resist was applied to the surface of the copper seed layer 23 to form a dry film resist layer 24 having a thickness of 56 μm. Further, the dry film resist layer 24 is partially exposed through an exposure mask, and then developed, so that the first via 26a has a via diameter of 35 μm and the second via 26b has a via diameter of 35 μm. A silicon wafer 20 with vias of 75 μm was obtained. Although one first via 26a and one second via 26b are shown in FIG. 2(a), there are 1000 first vias 26a and 1000 second vias 26b on this silicon wafer. A total of 2000 were formed.

上述したSnめっき液を用いて「第1のめっき方法」により、ビア付きシリコンウエハ20をめっき装置(ディップ式パドル撹拌装置)に浸漬し、めっき液の液温:25℃で、次の条件で、電気錫めっきを行い、図2(b)に示すように、このビア付きシリコンウエハの第1のビア26a及び第2のビア26bのそれぞれ内部に目標厚さ35μmのめっき皮膜27a及び27bを形成した。 Using the Sn plating solution described above, the silicon wafer 20 with vias is immersed in a plating device (dip-type paddle stirrer) according to the “first plating method”, and the temperature of the plating solution is 25° C. under the following conditions. Then, electrotin plating is performed to form plating films 27a and 27b having a target thickness of 35 μm inside the first via 26a and the second via 26b of this silicon wafer with vias, respectively, as shown in FIG. 2(b). bottom.

(1)めっき初期の6.5分間
電流密度:3ASD
めっき液の撹拌速度(パドルの往復移動速度):強撹拌の11cm/秒
(2)めっき後期の10分間
電流密度:1ASD
めっき液の撹拌速度(パドルの往復移動速度):弱撹拌の5cm/秒
実施例1のめっき条件を、次に述べる実施例2~6及び比較例1~5のめっき条件とともに、以下の表1に示す。なお、表1において、めっき中期に「-」と記載されている条件においては、めっき中期の時間は存在せず、めっき処理は初期の条件での処理が終わった後に、連続して後期の条件で処理を行い、完了とした。
(1) Current density for 6.5 minutes at the beginning of plating: 3ASD
Stirring speed of plating solution (reciprocating speed of paddle): 11 cm/sec for strong stirring (2) 10 minutes in the latter part of plating Current density: 1 ASD
Stirring speed of plating solution (reciprocating speed of paddle): 5 cm/sec for weak stirring shown in In Table 1, under the conditions indicated as "-" in the middle period of plating, there is no middle period of plating. was processed and completed.

Figure 0007276049000001
Figure 0007276049000001

<実施例2~6、比較例1~5>
めっき液、第1及び第2のビア径、撹拌速度、電流密度、めっき時間を、表1に記載の条件に変更した以外は、実施例1と同様にしてめっき皮膜を形成した。なお、比較例1~3では、めっき初期、中期及び後期を区別することなく、単一の条件でめっき皮膜を形成した。
<Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 5>
A plating film was formed in the same manner as in Example 1, except that the plating solution, first and second via diameters, stirring speed, current density, and plating time were changed to the conditions shown in Table 1. In Comparative Examples 1 to 3, plating films were formed under a single condition without distinguishing between the early, middle and late stages of plating.

<比較試験及び評価>
実施例1~6及び比較例1~5の11種類のビア付きシリコンウエハにおける(i)めっき皮膜上面のリセス深さと、(ii)ビア付きシリコンウエハをリフローした後のバンプ高さのばらつきを以下の方法で測定した。これらの結果を以下の表2に示す。
<Comparative test and evaluation>
Variations in (i) the recess depth of the top surface of the plating film and (ii) the bump height after reflowing the silicon wafers with vias in 11 types of silicon wafers with vias of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 are as follows. It was measured by the method of These results are shown in Table 2 below.

(i)めっき皮膜上面のリセス深さ
リフローする前のビア付きシリコンウエハ上の第1のビア及び第2のビアからそれぞれ15個のビアを無作為に選択し、これらのリセス深さを測定した。これらのビアに形成されためっき皮膜上面のリセス深さをレーザー顕微鏡で測定し、その平均値を算出した。具体的には、めっき皮膜の表面中央部の高さと、めっき皮膜の端部における高さとの差をリセス深さとした。この平均値が4.0μm以下のときを「良好」と判定し、4.0μmを超えるときを「不良」と判定した。
(i) Recess depth of the top surface of the plating film 15 vias were randomly selected from the first vias and the second vias on the silicon wafer with vias before reflow, and the recess depths of these vias were measured. . The depth of the recess on the upper surface of the plating film formed in these vias was measured with a laser microscope, and the average value was calculated. Specifically, the recess depth was defined as the difference between the height of the central portion of the surface of the plating film and the height of the end portions of the plating film. When this average value was 4.0 μm or less, it was judged as “good”, and when it exceeded 4.0 μm, it was judged as “poor”.

(ii)リフロー後のバンプ高さのばらつき
ビア付きシリコンウエハをリフローして、めっき皮膜から形成された錫系バンプの高さを、レーザー顕微鏡で測定した。第1のビアと第2のビアの2種類の径に対して、それぞれ1000点を測定し、以下の式により、錫系バンプ高さのばらつきを算出した。また第1のビアと第2のビアを合計したビア全体についても、同様にして錫系バンプ高さのばらつきを算出した。錫系バンプの高さは、下地層からバンプ頂点(最も高い箇所)までの距離とした。以下の式において、錫系バンプ高さの最大値を「最大高さ」とし、錫系バンプ高さの最小値を「最小高さ」とし、錫系バンプ高さの平均値を「平均高さ」とした。このばらつきが9.5%以下のときを「良好」と判定し、9.5%を超えるときを「不良」と判定した。
バンプ高さのばらつき(%)=(最大高さ―最小高さ)/(2×平均高さ)×100
(ii) Variation in bump height after reflow After reflowing the silicon wafer with vias, the height of the tin-based bump formed from the plating film was measured with a laser microscope. 1000 points were measured for each of the two types of diameters of the first via and the second via, and the variation in tin-based bump height was calculated by the following formula. In addition, the variation in the height of the tin-based bumps was calculated in the same manner for the entire via including the first via and the second via. The height of the tin-based bump was the distance from the base layer to the top of the bump (the highest point). In the following formula, the maximum tin-based bump height is defined as "maximum height," the minimum tin-based bump height is defined as "minimum height," and the average tin-based bump height is defined as "average height."" When this variation was 9.5% or less, it was judged as "good", and when it exceeded 9.5%, it was judged as "poor".
Bump height variation (%) = (maximum height - minimum height) / (2 x average height) x 100

Figure 0007276049000002
Figure 0007276049000002

表2から明らかなように、第1のビアのビア径及び第2のビアのビア径がともに75μmと同一である比較例1では、めっきをしている間、強撹拌を続けたため、第1のビア及び第2のビアから形成された錫系バンプの高さばらつきは、8.9%及び8.7%と小さく、良好であったが、両ビアの各内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は、4.1μm及び4.4μmと深く、不良であった。 As is clear from Table 2, in Comparative Example 1, in which the via diameter of the first via and the via diameter of the second via were both the same, 75 μm, strong stirring was continued during plating. The height variation of the tin-based bumps formed from the first via and the second via was small, 8.9% and 8.7%, which was good. The average value of the recess depth was 4.1 μm and 4.4 μm, which were deep and unsatisfactory.

第1のビアのビア径が50μmであって、第2のビアのビア径が75μmである比較例2では、めっきをしている間、弱撹拌を続けたため、第1のビア及び第2のビアの各内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は、0.7μm及び1.2μmと浅く、良好であったが、両ビアの各内部から形成された錫系バンプの高さばらつきは、16.2%及び12.2%と大きく、不良であった。 In Comparative Example 2, in which the diameter of the first via was 50 μm and the diameter of the second via was 75 μm, weak stirring was continued during plating. The average value of the recess depth on the upper surface of the plating film formed inside each via was shallow at 0.7 μm and 1.2 μm, which was satisfactory. The variation was as large as 16.2% and 12.2%, which was unsatisfactory.

第1のビアのビア径が35μmであって、第2のビアのビア径が75μmである比較例3では、めっきをしている間、強撹拌を続けたため、第1のビア及び第2のビアから形成された錫系バンプの高さばらつきは、9.4%及び8.3%と小さく、良好であり、小径の第1のビアの内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は1.7μmと浅く良好であったが、大径の第2の両ビアの内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は、5.8μmと深く、不良であった。 In Comparative Example 3, in which the diameter of the first via was 35 μm and the diameter of the second via was 75 μm, strong stirring was continued during plating. The height variations of the tin-based bumps formed from the vias are small, 9.4% and 8.3%, which are favorable. The average value of the recesses was as shallow as 1.7 μm, which was good, but the average depth of the recesses on the top surface of the plating film formed inside both the large-diameter second vias was as deep as 5.8 μm, which was unsatisfactory. .

第1のビアのビア径及び第2のビアのビア径がともに75μmと同一である比較例4では、めっきをしている間、電流密度を一定としたため、第1のビア及び第2のビアの各内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は1.8μm及び1.6μmと浅く良好であったが、両ビアの各内部に形成された錫系バンプの高さばらつきは、9.6%及び9.8%と大きく、不良であった。 In Comparative Example 4, in which both the via diameter of the first via and the via diameter of the second via were the same, 75 μm, the current density was kept constant during plating. The average value of the recess depth on the upper surface of the plating film formed inside each of the vias was 1.8 μm and 1.6 μm, which were good and shallow. , 9.6% and 9.8%.

第1のビアのビア径及び第2のビアのビア径がともに75μmと同一である比較例5では、めっきをしている間、電流密度を一定としたため、第1のビア及び第2のビアの各内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は2.1μm及び2.4μmと浅く良好であったが、両ビアの各内部に形成された錫系バンプの高さばらつきは、9.9%及び10.3%と大きく、不良であった。 In Comparative Example 5, in which both the via diameter of the first via and the via diameter of the second via were the same, 75 μm, the current density was kept constant during plating. The average value of the recess depth on the upper surface of the plating film formed inside each of the vias was 2.1 μm and 2.4 μm, which were good and shallow. , 9.9% and 10.3%.

これに対して、実施例1~6では、本発明の第1の観点のめっき液を用いて、第1の観点のめっき条件を満たしているため、第1のビアのビア径及び第2のビアのビア径が同一又は異なっていても、第1のビア及び第2のビアの各内部に形成されためっき皮膜上面のリセス深さの平均値は、0.7μm~2.2μmの範囲にあって、浅く、良好であった。また両ビアの各内部から形成されたバンプの高さばらつきも、6.1%~8.8%の範囲にあって、小さく、良好であった。ビア全体においても、バンプの高さばらつきは6.9%~9.2%の範囲にあって、小さく、良好であった。 On the other hand, in Examples 1 to 6, the plating solution of the first aspect of the present invention was used and the plating conditions of the first aspect were satisfied. Even if the via diameters of the vias are the same or different, the average value of the recess depth on the upper surface of the plating film formed inside each of the first via and the second via is within the range of 0.7 μm to 2.2 μm. It was shallow and good. Also, the variation in the height of the bumps formed from inside the two vias was within the range of 6.1% to 8.8%, which was good and small. In the entire via, the bump height variation was in the range of 6.9% to 9.2%, which was small and favorable.

本発明のめっき方法は、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フィルムキャリア、半導体集積回路等の基板上にバンプを形成するのに、またシリコンウエハ上にバンプを形成するのにそれぞれ利用することができる。 The plating method of the present invention can be used to form bumps on substrates such as printed circuit boards, flexible printed circuit boards, film carriers and semiconductor integrated circuits, and to form bumps on silicon wafers.

10 ビア付き基板
11 基板
12 ソルダーレジスト層
14 ドライフィルムレジスト層
16a、16b ビア
17a、17b めっき皮膜
10 substrate with vias 11 substrate 12 solder resist layer 14 dry film resist layers 16a, 16b vias 17a, 17b plating film

Claims (3)

基板又はシリコンウエハ上の複数のビアのそれぞれに錫系めっき皮膜を形成するめっき方法において、
前記めっき方法に用いられるめっき液が、少なくとも、第一錫塩を含む可溶性塩(A)と、カルボニル基含有化合物(B)と、界面活性剤(C)と、不飽和カルボン酸(D)とを含み、
めっき開始時よりもめっき液の撹拌速度を低くした低撹拌めっき期と、
めっき開始時よりもめっきの電流密度を低くした低電流めっき期とを設けることを特徴とするめっき方法。
In a plating method for forming a tin-based plating film on each of a plurality of vias on a substrate or silicon wafer,
The plating solution used in the plating method contains at least a soluble salt (A) containing a stannous salt, a carbonyl group-containing compound (B), a surfactant (C), and an unsaturated carboxylic acid (D). including
A low stirring plating period in which the stirring speed of the plating solution is lower than that at the start of plating,
A plating method characterized by providing a low-current plating period in which the current density of plating is lower than that at the start of plating.
前記低電流めっき期の後に、前記低電流めっき期よりもめっきの電流密度を高めた高電流めっき期を設ける請求項1記載のめっき方法。 2. The plating method according to claim 1, wherein a high-current plating period is provided after said low-current plating period, wherein the plating current density is higher than that of said low-current plating period. 前記複数のビアがビア径の異なる複数種類のビアからなる請求項1又は2記載のめっき方法。 3. The plating method according to claim 1, wherein said plurality of vias are composed of a plurality of types of vias having different via diameters.
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