JPH06132291A - バンプ表面処理方法 - Google Patents
バンプ表面処理方法Info
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- JPH06132291A JPH06132291A JP3191290A JP19129091A JPH06132291A JP H06132291 A JPH06132291 A JP H06132291A JP 3191290 A JP3191290 A JP 3191290A JP 19129091 A JP19129091 A JP 19129091A JP H06132291 A JPH06132291 A JP H06132291A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
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- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Weting (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 表面付着物の生成を防ぎ、ブラシ法による手
作業を廃し、ＩＣチップの歩留まりを向上することので
きるバンプ形成方法を提供する。 【構成】 ウエハ−を１００℃のレジスト剥離液にて表
面層のライトエッチングの後水洗し、次いで水酸化ナト
リウム等の強アルカリ水溶液中に１０〜３０秒入れて剥
離反応層１１１の還元を行い、次にアンモニア水溶液中
にてＮａＯＨ反応層１１２を除去し、次いで水、熱水で
ＮＨ3 残留物１１３を除去し、最後にアルコ−ル洗浄に
より微量に残る可能性のあるＮａイオン、アンモニアそ
の他の不純物を除去する。
作業を廃し、ＩＣチップの歩留まりを向上することので
きるバンプ形成方法を提供する。 【構成】 ウエハ−を１００℃のレジスト剥離液にて表
面層のライトエッチングの後水洗し、次いで水酸化ナト
リウム等の強アルカリ水溶液中に１０〜３０秒入れて剥
離反応層１１１の還元を行い、次にアンモニア水溶液中
にてＮａＯＨ反応層１１２を除去し、次いで水、熱水で
ＮＨ3 残留物１１３を除去し、最後にアルコ−ル洗浄に
より微量に残る可能性のあるＮａイオン、アンモニアそ
の他の不純物を除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路を形成したウ
エハ−上にプリント基板へのボンディング用接続部（バ
ンプ）を形成するに際し、バンプ表面に最終的に生じる
厚い表面付着物質の生成を防止するバンプの表面処理方
法に関する。
エハ−上にプリント基板へのボンディング用接続部（バ
ンプ）を形成するに際し、バンプ表面に最終的に生じる
厚い表面付着物質の生成を防止するバンプの表面処理方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造工程にはウエハ−の表面
上に形成したＩＣのリ−ド部、ボンディング用のバンプ
を形成するバンプ形成工程が含まれている。このバンプ
形成工程には主として蒸着による方法と鍍金を用いる方
法とが用いられているが、本発明は後者を対象としてい
る。鍍金法はウエハ−の大口径化、細密化などのバンプ
形成に有利であるが製造法に難点がある。特に後述の鍍
金と共通電極エッチングに至る工程は工夫を要する。こ
のような要請に答えるため、本出願人は先に特願平２−
１５０４２４号、特願平２−２４６３４３号にて円筒鍍
金法、バンプ形成法を提案した。
上に形成したＩＣのリ−ド部、ボンディング用のバンプ
を形成するバンプ形成工程が含まれている。このバンプ
形成工程には主として蒸着による方法と鍍金を用いる方
法とが用いられているが、本発明は後者を対象としてい
る。鍍金法はウエハ−の大口径化、細密化などのバンプ
形成に有利であるが製造法に難点がある。特に後述の鍍
金と共通電極エッチングに至る工程は工夫を要する。こ
のような要請に答えるため、本出願人は先に特願平２−
１５０４２４号、特願平２−２４６３４３号にて円筒鍍
金法、バンプ形成法を提案した。
【０００３】従来の鍍金法によるバンプ形成法について
図面を参照して説明する。図５（イ〜ヘ）は従来工程に
おけるバンプ形成工程を示す断面図である。図６は従来
工程を示すフロ−チャ−ト図である。図７（ａ）は従来
工程により形成されたバンプ表面であり、同図は（ｂ）
はＩＣがプリント基板へボンディングされる様子を示す
概略図である。図８（ａ）は鍍金装置の断面正面図、同
図（ｂ）は同じく断面側面図である。図９は剥離液槽を
示し、（ａ）は浸漬前の状態を示す概略斜視図、（ｂ）
は浸漬状態を示す概略斜視図である。図１０は中間金属
層Ｃｕのエッチング装置の概略斜視図である。図１１は
同じく中間金属層Ｃｒ，Ａｌのエッチング装置の概略斜
視図である。図１２はリフロ−装置の概略図である。図
１３は自動フラックス洗浄装置の概略図である。
図面を参照して説明する。図５（イ〜ヘ）は従来工程に
おけるバンプ形成工程を示す断面図である。図６は従来
工程を示すフロ−チャ−ト図である。図７（ａ）は従来
工程により形成されたバンプ表面であり、同図は（ｂ）
はＩＣがプリント基板へボンディングされる様子を示す
概略図である。図８（ａ）は鍍金装置の断面正面図、同
図（ｂ）は同じく断面側面図である。図９は剥離液槽を
示し、（ａ）は浸漬前の状態を示す概略斜視図、（ｂ）
は浸漬状態を示す概略斜視図である。図１０は中間金属
層Ｃｕのエッチング装置の概略斜視図である。図１１は
同じく中間金属層Ｃｒ，Ａｌのエッチング装置の概略斜
視図である。図１２はリフロ−装置の概略図である。図
１３は自動フラックス洗浄装置の概略図である。
【０００４】図６のフロ−チャ−トについて、図５のバ
ンプ形成工程を示す断面図を参考にしながら説明する
と、図６の（ａ）〜（ｅ）において、ＩＣチップが形成
されたウエハ−Ｗの表面に図５（イ）のポリイミド層１
０８を形成し、その上にレジストを形成し、露光、エッ
チングによりＩＣのリ−ド部のみを除去し、次いで蒸着
によりウエハ−一面に鍍金時の導通電極を兼ねた中間金
属層としてＡｌ層１０５，Ｃｒ層１０６，Ｃｕ層１０７
を形成する。次いで図６の（ｆ）において、ウエハ−表
面および裏面に図５（イ）のレジスト（メッキ付着防止
膜）１０１を形成し、各ＩＣのリ−ド部分を露光、現像
することにより、当該部分のみレジストを除去する。
ンプ形成工程を示す断面図を参考にしながら説明する
と、図６の（ａ）〜（ｅ）において、ＩＣチップが形成
されたウエハ−Ｗの表面に図５（イ）のポリイミド層１
０８を形成し、その上にレジストを形成し、露光、エッ
チングによりＩＣのリ−ド部のみを除去し、次いで蒸着
によりウエハ−一面に鍍金時の導通電極を兼ねた中間金
属層としてＡｌ層１０５，Ｃｒ層１０６，Ｃｕ層１０７
を形成する。次いで図６の（ｆ）において、ウエハ−表
面および裏面に図５（イ）のレジスト（メッキ付着防止
膜）１０１を形成し、各ＩＣのリ−ド部分を露光、現像
することにより、当該部分のみレジストを除去する。
【０００５】次いで図６の（ｇ）〜（ｊ）において、図
５（イ）の銅鍍金層１０３、ハンダ鍍金層１０４を形成
後に、同図（ロ）のように、レジスト１０１を剥離し、
次いで同図の中間金属層としてのＣｕ層１０５，Ｃｒ層
１０６，Ａｌ層１０７のエッチングを行うと同図（ハ）
の状態となる。ここで、前工程で付着した恐れのあるＮ
ａイオンを除くため図６の（ｋ）において硫酸により中
和を行うが、この場合図５（ニ）のように表面に硫化物
と酸化物からなる変質層１１５が形成される。この状態
で図６（ｌ）、（ｍ）のリフロ−、フラックス洗浄の仕
上げを行うと、図５（ホ）において、変質層１１５が反
応してできた表面付着物１１６が生成される。最後に表
面付着物１１６をブラッシングにより取り除くと図５
（ヘ）のように純金属表面１１７が得られる。
５（イ）の銅鍍金層１０３、ハンダ鍍金層１０４を形成
後に、同図（ロ）のように、レジスト１０１を剥離し、
次いで同図の中間金属層としてのＣｕ層１０５，Ｃｒ層
１０６，Ａｌ層１０７のエッチングを行うと同図（ハ）
の状態となる。ここで、前工程で付着した恐れのあるＮ
ａイオンを除くため図６の（ｋ）において硫酸により中
和を行うが、この場合図５（ニ）のように表面に硫化物
と酸化物からなる変質層１１５が形成される。この状態
で図６（ｌ）、（ｍ）のリフロ−、フラックス洗浄の仕
上げを行うと、図５（ホ）において、変質層１１５が反
応してできた表面付着物１１６が生成される。最後に表
面付着物１１６をブラッシングにより取り除くと図５
（ヘ）のように純金属表面１１７が得られる。
【０００６】図５（イ）の鍍金の形成は図８の新しく開
発した円筒型鍍金装置によっている。本円筒型鍍金装置
の概略を図８を参照しながら説明すると、筒状体８００
は筐体８０１に納められており、この筒状体８００の一
端近傍にウエハ−取付板８０４を備え、固定されたウエ
ハ−Ｗと共に負電極８０２となる。筒状体の径及び、開
口面はウエハ−の正面形状とほぼ合致する形状に形成し
てあり均一な鍍金を得るのに効果をもたらしている。
発した円筒型鍍金装置によっている。本円筒型鍍金装置
の概略を図８を参照しながら説明すると、筒状体８００
は筐体８０１に納められており、この筒状体８００の一
端近傍にウエハ−取付板８０４を備え、固定されたウエ
ハ−Ｗと共に負電極８０２となる。筒状体の径及び、開
口面はウエハ−の正面形状とほぼ合致する形状に形成し
てあり均一な鍍金を得るのに効果をもたらしている。
【０００７】図８（ａ）、（ｂ）において、８０３はウ
エハ−Ｗの表面周辺の撹拌を目的とする液を噴出するノ
ズルであり、ウエハ−小領域内での均一な鍍金を得るの
に効果をもたらしている。本装置による鍍金処理により
ＩＣのリ−ド部分に図５（イ）のごとく銅鍍金層１０３
を形成し、さらに銅鍍金層１０３の上にハンダ鍍金層１
０４を形成する。
エハ−Ｗの表面周辺の撹拌を目的とする液を噴出するノ
ズルであり、ウエハ−小領域内での均一な鍍金を得るの
に効果をもたらしている。本装置による鍍金処理により
ＩＣのリ−ド部分に図５（イ）のごとく銅鍍金層１０３
を形成し、さらに銅鍍金層１０３の上にハンダ鍍金層１
０４を形成する。
【０００８】次いで、図５（ロ）においてレジスト剥離
を行なう。レジスト剥離装置の概略斜視図を図９によっ
て説明すると、９０１はウエハ−掴みであり、９０２は
バスケットであり、９０３は剥離液槽である。９０３ａ
は自動蓋であり、９０４は撹拌機であり、９０５は温調
器である。レジスト剥離液の成分はフェノ−ル、Ｏ−ジ
クロルベンゼン、テトラクロロエチレン、及び界面活性
剤となっている。レジスト剥離を行うと剥離液の成分を
成す元素Ｓや元素Ｃが表面分析手段ＥＰＭＡによる元素
分析によりハンダ鍍金層表面１０４ａに検出されること
から、同表面に元素Ｓや元素Ｃが化学結合や物理吸着を
していると考えられる。又、元素Ｏも検出される。
を行なう。レジスト剥離装置の概略斜視図を図９によっ
て説明すると、９０１はウエハ−掴みであり、９０２は
バスケットであり、９０３は剥離液槽である。９０３ａ
は自動蓋であり、９０４は撹拌機であり、９０５は温調
器である。レジスト剥離液の成分はフェノ−ル、Ｏ−ジ
クロルベンゼン、テトラクロロエチレン、及び界面活性
剤となっている。レジスト剥離を行うと剥離液の成分を
成す元素Ｓや元素Ｃが表面分析手段ＥＰＭＡによる元素
分析によりハンダ鍍金層表面１０４ａに検出されること
から、同表面に元素Ｓや元素Ｃが化学結合や物理吸着を
していると考えられる。又、元素Ｏも検出される。
【０００９】レジスト剥離の後図５（ハ）のごとくＣｕ
層１０５のエッチングを行う。Ｃｕ層１０５のエッチン
グ装置の概略斜視図を図１０によって説明すると、１０
０１はウエハ−用バスケットであり、１０００はＣｕエ
ッチング槽であり、１００２は空気撹拌のための空気孔
である。図５（ハ）において、Ｃｕ層１０５をエッチン
グし、更にＣｒ層１０６，Ａｌ層１０７をフェリシアン
化カリウムと水酸化ナトリウムの混合液でエッチングす
ると、十分な水洗後においてもハンダ鍍金層表面１０４
ａにＮａ元素やシアン化合物が検出されることが多い。
その他にＣｕやＣｌが同時に検出されることもあるの
で、ＣｕＣｌ2 化合物の存在が考えられる。これらの元
素は前駆物質を形成していると考えられ、図１２の丸め
工程においてフラックスと反応し、よって化合物の形態
としては明らかではないが、厚い表面付着物を形成する
ものと考えられる。
層１０５のエッチングを行う。Ｃｕ層１０５のエッチン
グ装置の概略斜視図を図１０によって説明すると、１０
０１はウエハ−用バスケットであり、１０００はＣｕエ
ッチング槽であり、１００２は空気撹拌のための空気孔
である。図５（ハ）において、Ｃｕ層１０５をエッチン
グし、更にＣｒ層１０６，Ａｌ層１０７をフェリシアン
化カリウムと水酸化ナトリウムの混合液でエッチングす
ると、十分な水洗後においてもハンダ鍍金層表面１０４
ａにＮａ元素やシアン化合物が検出されることが多い。
その他にＣｕやＣｌが同時に検出されることもあるの
で、ＣｕＣｌ2 化合物の存在が考えられる。これらの元
素は前駆物質を形成していると考えられ、図１２の丸め
工程においてフラックスと反応し、よって化合物の形態
としては明らかではないが、厚い表面付着物を形成する
ものと考えられる。
【００１０】Ｃｕ層１０５のエッチング後は図５（ハ）
のごとく中間金属層Ｃｒ層１０６、Ａｌ層１０７のエッ
チングを行う。Ａｌ、Ｃｒエッチング槽の概略斜視図を
図１１によって説明すると、１１０２は自動調節の温熱
器であり、１１０１はフェリシアン化カリウムとＮａＯ
Ｈの混合液を入れたＡｌ，Ｃｒエッチング槽であり、１
１００は水洗槽である。水洗槽１１００には矢印１１０
３より水を供給する。上述の装置により中間金属層Ｃｒ
層１０６，Ａｌ層１０７を除去すると、水洗後に微量の
Ｎａイオンがバンプ表面であるハンダ鍍金層表面１０４
ａおよびポリイミド層１０８にに残る可能性が高いため
図５（ニ）において硫酸による中和工程を設けてこれを
防いでいる。
のごとく中間金属層Ｃｒ層１０６、Ａｌ層１０７のエッ
チングを行う。Ａｌ、Ｃｒエッチング槽の概略斜視図を
図１１によって説明すると、１１０２は自動調節の温熱
器であり、１１０１はフェリシアン化カリウムとＮａＯ
Ｈの混合液を入れたＡｌ，Ｃｒエッチング槽であり、１
１００は水洗槽である。水洗槽１１００には矢印１１０
３より水を供給する。上述の装置により中間金属層Ｃｒ
層１０６，Ａｌ層１０７を除去すると、水洗後に微量の
Ｎａイオンがバンプ表面であるハンダ鍍金層表面１０４
ａおよびポリイミド層１０８にに残る可能性が高いため
図５（ニ）において硫酸による中和工程を設けてこれを
防いでいる。
【００１１】本中和工程によりＩＣにおける存在が好ま
しくないとされるＮａイオンの影響は防げるが、しかし
新たな問題として硫酸の化学式（Ｈ2 ＳＯ4 ）中のＳと
Ｏによるハンダ中のＳｎ、Ｐｂとの反応物が生じてく
る。
しくないとされるＮａイオンの影響は防げるが、しかし
新たな問題として硫酸の化学式（Ｈ2 ＳＯ4 ）中のＳと
Ｏによるハンダ中のＳｎ、Ｐｂとの反応物が生じてく
る。
【００１２】次いで行うハンダリフロ−工程において、
前述の反応物は他の状態に変化する。リフロ−工程にお
いて、フラックスと反応し、フラックス洗浄後に厚さ約
１０オングストロ−ムから１０ミクロンの物理的付着物
がバンプ全体を覆う。
前述の反応物は他の状態に変化する。リフロ−工程にお
いて、フラックスと反応し、フラックス洗浄後に厚さ約
１０オングストロ−ムから１０ミクロンの物理的付着物
がバンプ全体を覆う。
【００１３】図１２を用いて高温リフロ−の概略図を説
明すると、Ｗはウエハ−であり、１２０１はフラックス
の吐出口であり、１２０２はスピンナ−であり、１２０
３は搬送ベルトであり、１２０４は加熱炉であり、１２
０５は窒素導入口であり、１２０６は排気口である。搬
送ベルト１２０３により搬送されたウエハ−にフラック
ス吐出口１２０１から供給されたフラックスをスピンナ
−１２０２によって回転塗布する。次いで、ウエハ−Ｗ
は加熱炉１２０４に搬送され、窒素導入口１２０３より
供給される窒素雰囲気の下で所定温度条件においてリフ
ロ−され、図５（ホ）のようにハンダ丸めを行う。
明すると、Ｗはウエハ−であり、１２０１はフラックス
の吐出口であり、１２０２はスピンナ−であり、１２０
３は搬送ベルトであり、１２０４は加熱炉であり、１２
０５は窒素導入口であり、１２０６は排気口である。搬
送ベルト１２０３により搬送されたウエハ−にフラック
ス吐出口１２０１から供給されたフラックスをスピンナ
−１２０２によって回転塗布する。次いで、ウエハ−Ｗ
は加熱炉１２０４に搬送され、窒素導入口１２０３より
供給される窒素雰囲気の下で所定温度条件においてリフ
ロ−され、図５（ホ）のようにハンダ丸めを行う。
【００１４】リフロ−後はフラックスを除去する。図１
３を用いて自動フラックス洗浄装置の概略斜視図を説明
すると、１３０３は搬送機であり、１３００はフラック
ス剥離槽で、１３００ａはオ−バ−フロ−部、また１３
０１は予備タンクである。１３０２はメッシュであり、
１３０４はアルコ−ル槽、１３０６はフィルタ−であ
り、１３０５はポンプである。
３を用いて自動フラックス洗浄装置の概略斜視図を説明
すると、１３０３は搬送機であり、１３００はフラック
ス剥離槽で、１３００ａはオ−バ−フロ−部、また１３
０１は予備タンクである。１３０２はメッシュであり、
１３０４はアルコ−ル槽、１３０６はフィルタ−であ
り、１３０５はポンプである。
【００１５】ウエハ−Ｗは搬送機１３０３によってフラ
ックス剥離槽１３００に搬送され、剥離剤（商品名マイ
クロクリ−ナ−）によってフラックスの大部分を除去さ
れる。剥離剤は循環しておりオ−バ−フロ−部１３０３
ａからメッシュ１３０２を経て予備タンク１３０１に入
り、さらにポンプ１３０５によってフィルタ−１３０６
を経てフラックス剥離槽１３００に戻る。フラックス剥
離槽１３００で除去しきれないフラックス成分はアルコ
−ル槽１３０４にて除去する。これによりフラックスは
完全に除去されるがバンプの表面には図５（ホ）のごと
く表面付着物１１６が形成されている。
ックス剥離槽１３００に搬送され、剥離剤（商品名マイ
クロクリ−ナ−）によってフラックスの大部分を除去さ
れる。剥離剤は循環しておりオ−バ−フロ−部１３０３
ａからメッシュ１３０２を経て予備タンク１３０１に入
り、さらにポンプ１３０５によってフィルタ−１３０６
を経てフラックス剥離槽１３００に戻る。フラックス剥
離槽１３００で除去しきれないフラックス成分はアルコ
−ル槽１３０４にて除去する。これによりフラックスは
完全に除去されるがバンプの表面には図５（ホ）のごと
く表面付着物１１６が形成されている。
【００１６】前述の説明において、本リフロ−、本フラ
ックス洗浄後に生じる表面付着物１１６の密着力は強い
ために、超音波洗浄、化学薬品による除去は難しい。そ
のため表面付着物１１６を除去するためにウエハ−を流
水中に浸し、柔らかいブラシを用いた手作業により除去
しているが、この方法は手間と労力を要するほかにウエ
ハ−の割れを発生して歩留りの低下をもたらす。ＩＣの
プリント基板への実装工程の概略を説明すると、ロ−ダ
−から連続的に高速で送り出されるＩＣチップの上に形
成されたバンプは、全部同時に１秒以下でプリント基板
にボンディングされ、高速自動検査機で検査の後、次工
程へ順次送られる。従ってバンプは高速で溶融される必
要があるので、表面の酸化物や付着物の存在は好ましく
ない。
ックス洗浄後に生じる表面付着物１１６の密着力は強い
ために、超音波洗浄、化学薬品による除去は難しい。そ
のため表面付着物１１６を除去するためにウエハ−を流
水中に浸し、柔らかいブラシを用いた手作業により除去
しているが、この方法は手間と労力を要するほかにウエ
ハ−の割れを発生して歩留りの低下をもたらす。ＩＣの
プリント基板への実装工程の概略を説明すると、ロ−ダ
−から連続的に高速で送り出されるＩＣチップの上に形
成されたバンプは、全部同時に１秒以下でプリント基板
にボンディングされ、高速自動検査機で検査の後、次工
程へ順次送られる。従ってバンプは高速で溶融される必
要があるので、表面の酸化物や付着物の存在は好ましく
ない。
【００１７】図７（ｂ）を用いてＩＣのプリント基板７
０３へのボンディングを説明すると、バキュウムチャッ
ク７０４により持ち上げられたＩＣチップ７００に形成
されたバンプ７０１はプリント基板７０３に形成された
基板リ−ド部７０２へ位置合わせされ、超音波と加熱に
より瞬間的に溶融物７０１ａとなり、冷却によりそのま
まの形で固化し、ボンディングが完了する。
０３へのボンディングを説明すると、バキュウムチャッ
ク７０４により持ち上げられたＩＣチップ７００に形成
されたバンプ７０１はプリント基板７０３に形成された
基板リ−ド部７０２へ位置合わせされ、超音波と加熱に
より瞬間的に溶融物７０１ａとなり、冷却によりそのま
まの形で固化し、ボンディングが完了する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上述したバンプの形成
法においては、鍍金後にレジスト剥離（図５（ロ））、
中間金属層の除去（同図（ハ））、硫酸による中和（同
図（ニ））、ハンダ層リフロ−（同図（ホ））の順に行
なうが、本方式によると、最後に図５（ホ）のごとく各
バンプの表面上に大量の厚い表面付着物１１６が生成さ
れる。この傾向は特に共晶ハンダに於いて顕著である。
この場合、図７（ｂ）のプリント基板へのＩＣチップの
ボンディングの際に、図７（ａ）の模式図のように更に
表面付着物の存在は、金属界面相互の溶融を妨げるので
好ましくない。
法においては、鍍金後にレジスト剥離（図５（ロ））、
中間金属層の除去（同図（ハ））、硫酸による中和（同
図（ニ））、ハンダ層リフロ−（同図（ホ））の順に行
なうが、本方式によると、最後に図５（ホ）のごとく各
バンプの表面上に大量の厚い表面付着物１１６が生成さ
れる。この傾向は特に共晶ハンダに於いて顕著である。
この場合、図７（ｂ）のプリント基板へのＩＣチップの
ボンディングの際に、図７（ａ）の模式図のように更に
表面付着物の存在は、金属界面相互の溶融を妨げるので
好ましくない。
【００１９】特に時計用ＩＣチップのボンディングは大
量生産における一個が一秒以下の高速処理のために、ボ
ンデイング条件が厳しく、バンプとプリント基板の間に
酸化物、炭化物、硫化物等の化合物の存在は金属界面の
溶融を妨げるので好ましくない。前記理由により表面付
着物１１６を除去する必要があるが、薬品、超音波洗浄
等による除去は困難のために、流水中においてブラシを
かける方法により取り除いている。表面付着物はバンプ
の頂上から裏側に至るまで全面を覆っているために、細
いブラシを用いて角度を変えながら丁寧にかける必要が
あり機械化が難しい。しかも本ブラシの方法はポリイミ
ド層１０８を傷つけたり、ウエハ−の割れによる歩留ま
りの低下につながる。また、ウエハ−全面へのブラシか
けに要する時間と労力は相当なものである。
量生産における一個が一秒以下の高速処理のために、ボ
ンデイング条件が厳しく、バンプとプリント基板の間に
酸化物、炭化物、硫化物等の化合物の存在は金属界面の
溶融を妨げるので好ましくない。前記理由により表面付
着物１１６を除去する必要があるが、薬品、超音波洗浄
等による除去は困難のために、流水中においてブラシを
かける方法により取り除いている。表面付着物はバンプ
の頂上から裏側に至るまで全面を覆っているために、細
いブラシを用いて角度を変えながら丁寧にかける必要が
あり機械化が難しい。しかも本ブラシの方法はポリイミ
ド層１０８を傷つけたり、ウエハ−の割れによる歩留ま
りの低下につながる。また、ウエハ−全面へのブラシか
けに要する時間と労力は相当なものである。
【００２０】本発明はこのような事情にかんがみてなさ
れたもので、ブラシ法による手作業を廃することによ
り、自動化への道を開き、またＩＣチップの歩留まりを
向上させることのできるバンプ形成方法を提供すること
を目的とする。
れたもので、ブラシ法による手作業を廃することによ
り、自動化への道を開き、またＩＣチップの歩留まりを
向上させることのできるバンプ形成方法を提供すること
を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のバンプ表面処理方法は、中間金属層Ａｌ層
１０７，Ｃｒ層１０６，Ｃｕ層１０５のエッチング後に
おける硫酸による中和工程を廃止し、代わりに次ぎに述
べる処理を本リフロ−前に順次施す。即ち、ウエハ−Ｗ
を１００℃のレジスト剥離液にて図５（ハ）で生じた表
面層１１０のライトエッチングの後水洗し、次いで水酸
化ナトリウム溶液等の強アルカリ水溶液（ｐＨ１０以
上）中に１０〜３０秒入れて剥離液反応層１１１の還元
を行い、次にアンモニア水溶液の中にてＮａＯＨ反応層
１１２を除去し、次いで水、熱水でＮＨ3 残留物１１３
を洗浄し、最後にエタノ−ル等のアルコ−ル類による洗
浄によって微量のＮａイオン、アンモニア成分、その他
の不純物を除去する。これらの処理の後に、本リフロ−
を行うものである。
に、本発明のバンプ表面処理方法は、中間金属層Ａｌ層
１０７，Ｃｒ層１０６，Ｃｕ層１０５のエッチング後に
おける硫酸による中和工程を廃止し、代わりに次ぎに述
べる処理を本リフロ−前に順次施す。即ち、ウエハ−Ｗ
を１００℃のレジスト剥離液にて図５（ハ）で生じた表
面層１１０のライトエッチングの後水洗し、次いで水酸
化ナトリウム溶液等の強アルカリ水溶液（ｐＨ１０以
上）中に１０〜３０秒入れて剥離液反応層１１１の還元
を行い、次にアンモニア水溶液の中にてＮａＯＨ反応層
１１２を除去し、次いで水、熱水でＮＨ3 残留物１１３
を洗浄し、最後にエタノ−ル等のアルコ−ル類による洗
浄によって微量のＮａイオン、アンモニア成分、その他
の不純物を除去する。これらの処理の後に、本リフロ−
を行うものである。
【００２２】
【作用】本発明は上述した構成としたので、従来のよう
に本リフロ−、フラックス洗浄後においてバンプ表面に
厚い表面付着物を生成することがないために、図４
（ａ）の模式図のごとく良好な光沢の金属表面状態が得
られ、同図（ｂ）のボンディング工程においてＩＣ４０
１のバンプ４０２と基板４００のリ−ド部４０３の熱に
よる良好な融合が高速でも可能となる。また流水中にお
けるブラシによる手作業が不要となるので、省力化が可
能となり、ウエハ−割れを生じることもなく、またＰＩ
Ｘ表面１０８を傷つけることもないので歩留りの低下の
防止にも役立つ。
に本リフロ−、フラックス洗浄後においてバンプ表面に
厚い表面付着物を生成することがないために、図４
（ａ）の模式図のごとく良好な光沢の金属表面状態が得
られ、同図（ｂ）のボンディング工程においてＩＣ４０
１のバンプ４０２と基板４００のリ−ド部４０３の熱に
よる良好な融合が高速でも可能となる。また流水中にお
けるブラシによる手作業が不要となるので、省力化が可
能となり、ウエハ−割れを生じることもなく、またＰＩ
Ｘ表面１０８を傷つけることもないので歩留りの低下の
防止にも役立つ。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明のバンプ形成法に係わる実
施例の主要工程におけるバンプの断面図（イ）〜（チ）
を示す。図２は本発明のバンプ形成法に係わる実施例の
主要工程のフロ−チャ−トである。図３は主要工程の概
略図である。図４（ａ）は本実施例により形成されたバ
ンプの表面の模式図であり、同図（ｂ）はプリント基板
へのボンディング前の状態を示す概略図である。
して説明する。図１は本発明のバンプ形成法に係わる実
施例の主要工程におけるバンプの断面図（イ）〜（チ）
を示す。図２は本発明のバンプ形成法に係わる実施例の
主要工程のフロ−チャ−トである。図３は主要工程の概
略図である。図４（ａ）は本実施例により形成されたバ
ンプの表面の模式図であり、同図（ｂ）はプリント基板
へのボンディング前の状態を示す概略図である。
【００２４】図２のフロ−チャ−トについて、図１のバ
ンプ形成工程を示す断面図を参考にしながら説明する
と、図２の（ａ）〜（ｊ）までは従来例の図６と同じで
ある。次いで図２（ｏ）において、レジスト剥離液によ
り、ライトエッチングを行い、図１（ハ）の表面層１１
０を除去する。この場合、同図（ニ）に示すような剥離
液反応層１１１が発生する。次いで図２（ｐ）におい
て、強アルカリ水溶液で処理すると、剥離液反応層１１
１は消えるが、図１（ホ）のようにＮａＯＨ反応層１１
２が表面に残る恐れがあるので、次ぎに図２（ｑ）のよ
うにアンモニア水溶液処理を超音波装置を用いて行う
と、図１（ヘ）のごとく表面のＮａＯＨ反応層１１２は
ＮＨ3 残留物１１３と入れ替わる。表面のＮＨ3 やその
他の付着物を効率よく除去するために、図２（ｒ）のよ
うに温水洗浄を行い、次いで、図２（ｓ）のように超音
波装置によりアルコ−ル洗浄を行った後に、リフロ−を
行うと、図１（ト）のように表面付着物のない光沢のあ
る金属表面状態が得られる。
ンプ形成工程を示す断面図を参考にしながら説明する
と、図２の（ａ）〜（ｊ）までは従来例の図６と同じで
ある。次いで図２（ｏ）において、レジスト剥離液によ
り、ライトエッチングを行い、図１（ハ）の表面層１１
０を除去する。この場合、同図（ニ）に示すような剥離
液反応層１１１が発生する。次いで図２（ｐ）におい
て、強アルカリ水溶液で処理すると、剥離液反応層１１
１は消えるが、図１（ホ）のようにＮａＯＨ反応層１１
２が表面に残る恐れがあるので、次ぎに図２（ｑ）のよ
うにアンモニア水溶液処理を超音波装置を用いて行う
と、図１（ヘ）のごとく表面のＮａＯＨ反応層１１２は
ＮＨ3 残留物１１３と入れ替わる。表面のＮＨ3 やその
他の付着物を効率よく除去するために、図２（ｒ）のよ
うに温水洗浄を行い、次いで、図２（ｓ）のように超音
波装置によりアルコ−ル洗浄を行った後に、リフロ−を
行うと、図１（ト）のように表面付着物のない光沢のあ
る金属表面状態が得られる。
【００２５】図２（ｏ）において、レジスト剥離液に再
び浸漬する理由は、図３のレジスト剥離槽３０１にてハ
ンダ鍍金層表面１０４ａをライトエッチングすることに
より、化学結合や物理吸着している元素類を除去するた
めである。この場合、ライトエッチングのメカニズムと
して考えられるのは、レジスト剥離液中に生じたキノン
の酸化還元力により、ハンダの成分Ｓｎ，Ｐｂがイオン
化され溶解していくからであると考えられる。しかし、
前述の処理により、図１の工程（ロ）と同様の元素Ｓや
元素Ｃが再び付着する。またシアン化合物や酸化物も微
量残ることも判っている。この場合、特にＳとＯは対で
検出されるので剥離反応層１１１はスルフォン化してい
ると考えられる。
び浸漬する理由は、図３のレジスト剥離槽３０１にてハ
ンダ鍍金層表面１０４ａをライトエッチングすることに
より、化学結合や物理吸着している元素類を除去するた
めである。この場合、ライトエッチングのメカニズムと
して考えられるのは、レジスト剥離液中に生じたキノン
の酸化還元力により、ハンダの成分Ｓｎ，Ｐｂがイオン
化され溶解していくからであると考えられる。しかし、
前述の処理により、図１の工程（ロ）と同様の元素Ｓや
元素Ｃが再び付着する。またシアン化合物や酸化物も微
量残ることも判っている。この場合、特にＳとＯは対で
検出されるので剥離反応層１１１はスルフォン化してい
ると考えられる。
【００２６】前述のこれらの元素や化合物を取り除きや
すくするために図３において、１０％濃度の強アルカリ
水溶液の入った強アルカリ水溶液槽３０２に短時間（１
０〜３０秒）浸し、揺動した後水槽３０２ａに入れる。
この場合、剥離反応層１１１からスルフォン基がとれて
スルフォン酸ソ−ダとなり、代わりに剥離反応層１１１
は成分Ｓｎ，Ｐｂがヒドロキシル化されたＮａＯＨ反応
層１１２を形成する。但し図１工程（ホ）の処理の後、
ウエハ−表面にＮａイオンが残る恐れがあるので、図３
の超音波装置付きアンモニア水溶液槽３０３でＮａＯＨ
反応層１１２の残留Ｎａイオンを溶解し除去した後水槽
３０３ａで水洗いする。この時、ヒドロキシル化してい
たＳｎとＰｂは図１の工程（ヘ）においてアンモニアと
錯体を形成しつつハンダ鍍金表面層１０４ａから離れ
る。次いで、一部ウエハ−表面に付着したＮＨ3 残留物
を水洗浄した後、図３の温水洗浄槽３０４によって除去
する。最後にアルコ−ル槽３０５にて洗浄する。なお図
３の各工程において、反応の効果や洗浄の効果を確実
に、且つ速やかにするためには、できるかぎり超音波装
置を使用することが好ましい。
すくするために図３において、１０％濃度の強アルカリ
水溶液の入った強アルカリ水溶液槽３０２に短時間（１
０〜３０秒）浸し、揺動した後水槽３０２ａに入れる。
この場合、剥離反応層１１１からスルフォン基がとれて
スルフォン酸ソ−ダとなり、代わりに剥離反応層１１１
は成分Ｓｎ，Ｐｂがヒドロキシル化されたＮａＯＨ反応
層１１２を形成する。但し図１工程（ホ）の処理の後、
ウエハ−表面にＮａイオンが残る恐れがあるので、図３
の超音波装置付きアンモニア水溶液槽３０３でＮａＯＨ
反応層１１２の残留Ｎａイオンを溶解し除去した後水槽
３０３ａで水洗いする。この時、ヒドロキシル化してい
たＳｎとＰｂは図１の工程（ヘ）においてアンモニアと
錯体を形成しつつハンダ鍍金表面層１０４ａから離れ
る。次いで、一部ウエハ−表面に付着したＮＨ3 残留物
を水洗浄した後、図３の温水洗浄槽３０４によって除去
する。最後にアルコ−ル槽３０５にて洗浄する。なお図
３の各工程において、反応の効果や洗浄の効果を確実
に、且つ速やかにするためには、できるかぎり超音波装
置を使用することが好ましい。
【００２７】以上の工程処理にもかかわらず、極く微量
のＮａイオンやアンモニア、有機物等がさらに残留した
場合を考慮して、図２の工程（ｓ）の超音波方式アルコ
−ル洗浄にて除去する。以上の（イ）〜（ト）の工程を
用いることにより、前駆物質が形成されないか、あるい
は消滅するので、本リフロ−において反応により形成さ
れる表面付着物１１６は生じない。
のＮａイオンやアンモニア、有機物等がさらに残留した
場合を考慮して、図２の工程（ｓ）の超音波方式アルコ
−ル洗浄にて除去する。以上の（イ）〜（ト）の工程を
用いることにより、前駆物質が形成されないか、あるい
は消滅するので、本リフロ−において反応により形成さ
れる表面付着物１１６は生じない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバンプ表
面処理方法によれば従来のように本リフロ−、フラック
ス洗浄後においてバンプ表面に厚い表面付着物を生成す
ることがないので、光沢の良好な金属表面状態が得ら
れ、後のボンディング工程において、バンプ４０２と基
板リ−ド部４０３の熱による良好な融合が可能となる。
また流水中におけるブラシによる手作業が不要となるの
で、省力化が可能となり、ウエハ−割れを生じることも
なく、またＰＩＸ１０８を傷つけることもないので歩留
りの低下の防止にも役立つ。
面処理方法によれば従来のように本リフロ−、フラック
ス洗浄後においてバンプ表面に厚い表面付着物を生成す
ることがないので、光沢の良好な金属表面状態が得ら
れ、後のボンディング工程において、バンプ４０２と基
板リ−ド部４０３の熱による良好な融合が可能となる。
また流水中におけるブラシによる手作業が不要となるの
で、省力化が可能となり、ウエハ−割れを生じることも
なく、またＰＩＸ１０８を傷つけることもないので歩留
りの低下の防止にも役立つ。
【図１】本発明のバンプ形成法に係わる実施例の主要工
程においてバンプ形成工程を示す断面図である。
程においてバンプ形成工程を示す断面図である。
【図２】本発明の主要工程のフロ−チャ−トである。
【図３】本発明のバンプ形成法の工程図である。
【図４】（ａ）は本発明によって得られたボンディング
前のバンプ表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディン
グ前の状態を示す概略図である。
前のバンプ表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディン
グ前の状態を示す概略図である。
【図５】従来技術におけるバンプ形成工程を示す断面図
である。
である。
【図６】従来技術における主要工程のフロ−チャ−トで
ある。
ある。
【図７】（ａ）は従来技術によるボンディング前のバン
プの表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディング前の
様子を示す概略図である。
プの表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディング前の
様子を示す概略図である。
【図８】ウエハ−鍍金装置を示し、（ａ）は断面正面
図、（ｂ）は断面側面図である。
図、（ｂ）は断面側面図である。
【図９】レジスト剥離装置で（ａ）は斜視図である。
【図１０】中間金属層Ｃｕのエッチング装置の概略斜視
図である。
図である。
【図１１】中間金属層Ｃｒ，Ａｌエッチング装置の概略
斜視図である。
斜視図である。
【図１２】リフロ−装置の概略図である。
【図１３】自動フラックス洗浄装置の概略図である。
３０１ レジスト剥離槽 ３０２ 強アルカリ水溶液槽 ３０３ 超音波付アンモニア溶液槽 ３０４ 温水洗浄槽 ４００ 基板 ４０１ ＩＣ ８００ 筒状体 ８０１ 筐体 ９０３ 剥離液槽 １０００ Ｃｕエッチング槽 １１０１ Ａｌ，Ｃｒエッチング槽 １２０２ スピンナ− １２０４ 加熱炉 １３００ フラックス剥離槽
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバンプ形成法に係わる実施例の主要工
程においてバンプ形成工程を示す断面図である。
程においてバンプ形成工程を示す断面図である。
【図２】本発明のバンプ形成法に係わる実施例の主要工
程においてバンプ形成工程を示す断面図である。
程においてバンプ形成工程を示す断面図である。
【図３】本発明の主要工程のフローチャートである。
【図４】本発明のバンプ形成法の工程図である。
【図５】（ａ）は本発明によって得られたボンディング
前のバンプ表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディン
グ前の状態を示す概略図である。
前のバンプ表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディン
グ前の状態を示す概略図である。
【図６】従来技術におけるバンプ形成工程を示す断面図
である。
である。
【図７】従来技術におけるバンプ形成工程を示す断面図
である。
である。
【図８】従来技術における主要工程のフローチャートで
ある。
ある。
【図９】（ａ）は従来技術によるボンディング前のバン
プの表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディング前の
様子を示す概略図である。
プの表面状態を示す模式図、（ｂ）はボンディング前の
様子を示す概略図である。
【図１０】ウエハー鍍金装置を示し、（ａ）は断面正面
図、（ｂ）は断面側面図である。
図、（ｂ）は断面側面図である。
【図１１】レジスト剥離装置で（ａ）は斜視図である。
【図１２】中間金属層Ｃｕのエッチング装置の概略斜視
図である。
図である。
【図１３】中間金属層Ｃｒ，Ａｌエッチング装置の概略
斜視図である。
斜視図である。
【図１４】リフロー装置の概略図である。
【図１５】自動フラックス洗浄装置の概略図である。
【符号の説明】 ３０１ レジスト剥離槽 ３０２ 強アルカリ水溶液槽 ３０３ 超音波付アンモニア溶液槽 ３０４ 温水洗浄槽 ４００ 基板 ４０１ ＩＣ ８００ 筒状体 ８０１ 筐体 ９０３ 剥離液槽 １０００ Ｃｕエッチング槽 １１０１ Ａｌ，Ｃｒエッチング槽 １２０２ スピンナー １２０４ 加熱炉 １３００ フラックス剥離槽
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図４】
【図５】
【図１２】
【図２】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図３】
【図１３】
【図１４】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図１５】
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｆ 9278−4Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】 ウエハ−上の全面に蒸着により中間金属
層を形成する工程と、パタ−ンを形成する工程と、開口
部を残してレジストを塗布する工程と、開口部にメッキ
を形成する工程と、メッキ上にハンダをメッキしてバン
プを形成する工程と、中間金属層をバンプ周辺のみ残し
てエッチングする工程と、リフロ−によりハンダを丸め
る工程とよりなるバンプの形成方法に於いて、中間金属
層のエッチング後に強アルカリ水溶液、及びアンモニア
水に浸漬する工程を附加することを特徴とするバンプ表
面処理方法。 - 【請求項２】 バンプの形成方法に於いて、中間金属層
のエッチング後に強アルカリ水溶液、及びアンモニア
水、及びアルコ−ルの各溶液に浸漬する工程を附加する
ことを特徴とする請求項１記載のバンプ表面処理方法。 - 【請求項３】 バンプの形成方法に於いて、中間金属層
のエッチング後にレジストを剥離する剥離液、強アルカ
リ水溶液、アンモニア水溶液、熱水、アルコ−ルの各溶
液に浸漬する各工程を附加することを特徴とする請求項
１記載のバンプ表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191290A JPH06132291A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | バンプ表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191290A JPH06132291A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | バンプ表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132291A true JPH06132291A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=16272109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3191290A Pending JPH06132291A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | バンプ表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132291A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5145751A (en) * | 1989-06-26 | 1992-09-08 | Kao Corporation | Magnetic recording medium comprising magnetic particles and a binder and a dioxolane ester lubricant |
| DE102005055280B3 (de) * | 2005-11-17 | 2007-04-12 | Infineon Technologies Ag | Verbindungselement zwischen Halbleiterchip und Schaltungsträger sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Verbindungselements |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3191290A patent/JPH06132291A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5145751A (en) * | 1989-06-26 | 1992-09-08 | Kao Corporation | Magnetic recording medium comprising magnetic particles and a binder and a dioxolane ester lubricant |
| DE102005055280B3 (de) * | 2005-11-17 | 2007-04-12 | Infineon Technologies Ag | Verbindungselement zwischen Halbleiterchip und Schaltungsträger sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Verbindungselements |
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