JPH06302607A - バンプ電極の形成方法およびそれを用いた半導体製造装置 - Google Patents

バンプ電極の形成方法およびそれを用いた半導体製造装置

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JPH06302607A
JPH06302607A JP8503493A JP8503493A JPH06302607A JP H06302607 A JPH06302607 A JP H06302607A JP 8503493 A JP8503493 A JP 8503493A JP 8503493 A JP8503493 A JP 8503493A JP H06302607 A JPH06302607 A JP H06302607A
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JP
Japan
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bump electrode
bump
metal film
forming
plating
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JP8503493A
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English (en)
Inventor
Shuichi Suzuki
秀一 鈴木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気めっき法によりバンプ電極を形成する前
に、同一のめっき槽内において電解エッチングによる洗
浄を行うことによってバンプ電極の接着不良要因となる
オーミック電極表面の汚染を低減することができるバン
プ電極の形成方法およびそれを用いた半導体製造装置を
提供する。 【構成】 ガラス封止型ダイオードの半導体素子にバン
プ電極を形成する対向式のめっき装置であって、めっき
液1が貯溜されためっき槽2内に、PN接合が形成され
たウェハ3とAg板の陽極板4が浸漬され、このウェハ
3と陽極板4との間に定電圧源5が切換スイッチ6によ
り電圧印加方向が切換可能に接続されている。そして、
切換スイッチ6により電圧印加方向が切り換えられ、電
解エッチングによる前洗浄終了後に直ちに電気めっきに
よるバンプ電極の形成が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バンプ電極の形成技術
に関し、特にガラス封止型ダイオードなどの半導体素子
に電気めっき法によりバンプ電極を形成する際に、同一
めっき槽内において電解エッチングによる洗浄と電気め
っきによるバンプ電極の形成が通電方向の切換によって
容易に可能とされるバンプ電極の形成方法およびそれを
用いた半導体製造装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、バンプ電極を有する半導体素
子において、そのバンプ電極の形成に電気めっき法を利
用する場合、一般的には対向式または噴流式が半導体素
子の製造方法として用いられている。この場合のめっき
用電源としては、定電流源を順バイアス、すなわちめっ
き成長方向にバイアスし、この電流値をバンプ電極の成
長による表面積の増加分に応じて制御する方式が一般的
である。
【0003】また、このような電流通電ではめっき成長
のみであるため、たとえばPN接合を有するダイオード
のP+ 側にオーミック電極を介してバンプ電極を形成す
る場合、オーミック電極の最表面の酸化汚染は、バンプ
電極とオーミック電極との接着性において致命的な不良
要因となる。従って、オーミック電極の最表面のめっき
前洗浄が不可欠となる。
【0004】しかしながら、めっき前洗浄を行っても、
たとえばオーミック電極にAgなどを用いた場合、オー
ミック電極の蒸着からバンプ電極のめっきまでの工程過
程により、Ag表面への薬液、熱などの影響により反応
物が形成される。この反応物は厚さにばらつきを有し、
めっき前洗浄で完全に除去できないままめっきを行うた
め、接着力の低下不良が発生する要因となっている。
【0005】このため、めっき前洗浄に対するマージン
確保を図る目的で、洗浄時間の延長により対策を行って
いる。このような状況からめっき前洗浄、すなわちバン
プ電極下層のライトエッチングの必要性が重要視されて
いることが判断される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、めっき前洗浄は薬液によるバン
プ電極下層のライトエッチングであり、現状では、この
洗浄作業は手動で行われ、かつ洗浄後にそのライトエッ
チングされた面が電気めっきを行うまでに再汚染される
という問題がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、電気めっき法に
よりバンプ電極を形成する前に、同一のめっき槽内にお
いて電解エッチングによる洗浄を行うことによってバン
プ電極の接着不良要因となるオーミック電極表面の汚染
を低減することができるバンプ電極の形成方法およびそ
れを用いた半導体製造装置を提供することにある。
【0008】また、本発明の他の目的は、良品に対する
電解エッチングと同時に、耐圧不良品の選別を行うこと
ができるバンプ電極の形成方法およびそれを用いた半導
体製造装置を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0011】すなわち、本発明のバンプ電極の形成方法
は、電気めっき法により金属膜上にバンプ電極を形成す
るバンプ電極の形成方法であって、バンプ電極が形成さ
れる対象物に対し、電解方向に通電して金属膜表面を電
解エッチングした後、この電解方向の逆方向に通電して
電解エッチングされた金属膜上にバンプ電極を形成する
ものである。
【0012】この場合に、前記金属膜表面の電解エッチ
ングと、前記金属膜上へのバンプ電極の形成とを同一の
めっき槽内で行うようにしたものである。
【0013】また、本発明の半導体製造装置は、前記バ
ンプ電極の形成方法を用い、めっき槽内で半導体素子の
接続用のバンプ電極を形成する前に、このバンプ電極が
形成される金属膜表面をめっき槽内で電解エッチングす
る通電方向切換手段を備えるものである。
【0014】
【作用】前記したバンプ電極の形成方法およびそれを用
いた半導体製造装置によれば、金属膜表面が電解エッチ
ングされた後、この金属膜上にバンプ電極が形成される
ことにより、金属膜表面の汚染を完全に除去した後にバ
ンプ電極を形成することができる。これにより、バンプ
電極と金属膜との接着力の低下が低減され、バンプ電極
の剥がれなどによる不良の発生を抑制することができ
る。
【0015】一方、耐圧不良の半導体素子においては、
金属膜が完全に除去された後にさらに半導体素子の表面
が露出され、これによってバンプ電極が形成されること
がないので、バンプ電極の形成時に耐圧不良品の選別を
行うことができる。
【0016】この場合に、電解エッチングおよびバンプ
電極の形成が同一のめっき槽内で行われることにより、
エッチング後に直ちにめっきを行うことができるので、
洗浄後に電気めっきを行うまでの再汚染を防止すること
ができる。
【0017】特に、半導体製造装置において、半導体素
子のバンプ電極を形成する場合には、通電方向切換手段
によって電解エッチング時と電気めっき時とで通電方向
が切り換えられることにより、洗浄からめっきまでの一
貫した自動化を図ることができる。
【0018】
【実施例】図1は本発明のバンプ電極の形成方法の一実
施例である半導体製造装置における電気めっき装置の要
部を示す概略構成図、図2は本実施例の電気めっき装置
により半導体素子にバンプ電極を形成した状態を示す断
面図、図3は本実施例によるバンプ電極の形成後に完成
された半導体素子を示す断面図、図4は本実施例の電気
めっき装置の変形例を示す概略構成図である。
【0019】まず、図1により本実施例の電気めっき装
置の概略構成を説明する。
【0020】本実施例の電気めっき装置は、たとえばガ
ラス封止型ダイオードの半導体素子にバンプ電極を形成
する対向式のめっき装置とされ、めっき液1が貯溜され
ためっき槽2内に、PN接合が形成されたウェハ(対象
物)3とAg板の陽極板4が浸漬され、このウェハ3と
陽極板4との間に定電圧源5が切換スイッチ(通電方向
切換手段)6により電圧印加方向が切換可能に接続され
ている。
【0021】ウェハ3は、たとえば図2に示すようなS
iにPN接合を形成するダイオードである場合、一般的
にPN接合の上部にAgによるバンプ電極7が電気めっ
きにより形成される。この時、バンプ電極7の下層に
は、オーミック電極8として2層金属膜構造が使用され
ている。
【0022】さらに、このウェハ3上に、各チップ毎に
バンプ電極7などを選択的に形成するためには、たとえ
ばSiO2 などの酸化膜9やレジスト10などの絶縁材
でバンプ電極7の形成領域以外をパターニングすること
により可能となっている。
【0023】定電圧源5は、バンプ電極7の形成時にめ
っき成長方向に順バイアスし、この電圧値がバンプ電極
7の成長による表面積の増加分に応じて制御される。ま
た、この定電圧源5は、バンプ電極7の形成前に、オー
ミック電極8の最表面を電解エッチングする際に、電気
めっき成長方向と逆の電解方向へ通電する電源としても
用いられるようになっている。
【0024】次に、本実施例の作用について説明する。
【0025】始めに、バンプ電極7の形成前の構造は、
酸化膜9、レジスト10などでバンプ形成領域がパター
ニングされ、このバンプ形成領域の下地層にオーミック
電極8が形成されている半導体素子であるものとする。
【0026】まず、この半導体素子に、図1のような対
向式のめっき装置でAgの電気めっきを行う。このとき
に、オーミック電極8である2層金属膜の上層膜と陽極
板4とが対向する方向で配置する。
【0027】そして、切換スイッチ6を電解エッチング
側、すなわち図1の一点鎖線方向に切り換えて定電圧源
5により定電圧を印加し、ウェハ3側に陽の電位、陽極
板4側に陰の電位を逆バイアスする。
【0028】このとき、定電圧を印加する理由は、たと
えばPN接合を有するダイオードにおいては、そのウェ
ハ3内に耐圧不良素子が存在する場合があり、その耐圧
の絶対値を知ることで印加する電圧を決定するためであ
る。
【0029】すなわち、耐圧不良素子はこの状態でオー
ミック電極8が電解エッチングされ、さらにウェハ3の
Siが露出してくるとSi上にSiO2 が形成される。
その後のバンプ成長過程において、その素子は導通しな
いためにバンプ電極7は成長せず、これによって耐圧不
良品の選別がバンプ電極7の形成時に可能となる。
【0030】一方、このような状態で耐圧の良品素子に
は微小の電流が流れ、これを耐圧不良品と比較するとお
よそ1/1000〜1/10000程度の微小電流であ
り、その電解レートは50〜100Å/min程度とな
る。従って、この印加電圧とその印加時間を選択するこ
とで、良品素子は十分に電解させることが可能となり、
従来の薬液浸漬による前洗浄と同じ効果を得ることがで
きる。
【0031】さらに、この電解処理が終了した後、切換
スイッチ6により印加方向を実線側に切り換えて、ウェ
ハ3側に陰、陽極板4側に陽の順バイアスを行う。これ
により、電解エッチングによる前洗浄終了後に直ちに電
気めっきによりバンプ電極7の形成を行うことができ
る。
【0032】そして、バンプ電極7の形成後にウェハ3
がチップ単位にダイシングされ、図3に示すようなガラ
ススリーブ11内に収納された後、両端がリード線12
の接続されたヒートシンク材によるスタッド13で気密
封止されることによってガラス封止型ダイオードが完成
される。
【0033】従って、本実施例の電気めっき装置によれ
ば、ウェハ3と陽極板4との間に接続される定電圧源5
の電圧印加方向を切り換える切換スイッチ6が備えら
れ、めっきによるバンプ電極7の形成前に、切換スイッ
チ6による電圧印加方向の切換によってオーミック電極
8の表面の汚染を除去することができるので、バンプ電
極7の接着性に対する十分なマージンを確保し、バンプ
電極7の剥がれを低減することができる。
【0034】同時に、バンプ電極7の形成時に、耐圧不
良素子は電解エッチングされたウェハ3のSi上に酸化
膜が形成され、バンプ電極7が成長することがないの
で、耐圧不良品の選別も行うことができる。
【0035】また、オーミック電極8の洗浄後に直ちに
同じめっき槽2内でバンプ電極7の形成が可能となるの
で、洗浄からめっきまでの一貫した完全自動化を図るこ
とができる。
【0036】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0037】たとえば、本実施例の電気めっき装置につ
いては、バンプ電極7を対向式の電気めっき装置により
形成する場合について説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、図4のような噴流式のめっ
き槽2aなどの他の構造による電気めっき装置について
も広く適用可能である。
【0038】また、本実施例においては、オーミック電
極8の上部にAgによるバンプ電極7が形成される場合
について説明したが、他の金属によるバンプ電極の形成
についても広く適用可能であることはいうまでもない。
【0039】この場合には、特にバンプ電極の下地層、
すなわちオーミック電極の最上層がバンプ電極と同金属
となっている半導体素子に対して、本発明は最も効果が
見られるものである。
【0040】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野であるガラス封止型ダイ
オードの半導体素子にバンプ電極を形成する電気めっき
装置に適用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、たとえばTAB(Tape Automated B
onding)用LSIなどの他の半導体素子についても広く
適用可能である。
【0041】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0042】(1).バンプ電極が形成される対象物に対
し、電解方向に通電して金属膜表面を電解エッチングし
た後、この電解方向の逆方向に通電して電解エッチング
された金属膜上にバンプ電極を形成することにより、金
属膜表面の汚染を電解エッチングによって完全に除去し
た後にバンプ電極を形成することができるので、バンプ
電極と金属膜との接着力の低下が低減され、バンプ電極
の剥がれなどによる不良発生の抑制が可能となる。
【0043】(2).金属膜表面の電解エッチングと、金属
膜上へのバンプ電極の形成とを同一のめっき槽内で行う
ことにより、電解エッチング後に直ちに電気めっきを行
うことができるので、洗浄後の電気めっきを行うまでの
再汚染の防止が可能となる。
【0044】(3).前記(1) により、耐圧不良の半導体素
子は、金属膜が完全に除去された後にさらに半導体素子
の表面が露出され、バンプ電極が形成されることがない
ので、めっき段階における不良素子の区分けが可能とな
り、後工程における選別不良率を低減することができ
る。
【0045】(4).前記(1) および(2) により、特に従来
のような薬液への浸漬による前洗浄を廃止することがで
きるので、電気めっき処理におけるスタンダードタイム
の低減が可能となる。
【0046】(5).前記(1) および(2) により、特に半導
体製造装置において、半導体素子のバンプ電極を形成す
る場合に、通電方向切換手段によって電解エッチング時
と電気めっき時とで通電方向を切り換えることができる
ので、洗浄からめっきまでの一貫した自動化が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバンプ電極の形成方法の一実施例であ
る半導体製造装置における電気めっき装置の要部を示す
概略構成図である。
【図2】本実施例の電気めっき装置により半導体素子に
バンプ電極を形成した状態を示す断面図である。
【図3】本実施例によるバンプ電極の形成後に完成され
た半導体素子を示す断面図である。
【図4】本実施例の電気めっき装置の変形例を示す概略
構成図である。
【符号の説明】
1 めっき液 2,2a めっき槽 3 ウェハ(対象物) 4 陽極板 5 定電圧源 6 切換スイッチ(通電方向切換手段) 7 バンプ電極 8 オーミック電極 9 酸化膜 10 レジスト 11 ガラススリーブ 12 リード線 13 スタッド
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/288 E 7376−4M 21/306 L 9272−4M

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気めっき法により金属膜上にバンプ電
    極を形成するバンプ電極の形成方法であって、前記バン
    プ電極が形成される対象物に対し、電解方向に通電して
    前記金属膜表面を電解エッチングした後、該電解方向の
    逆方向に通電して前記電解エッチングされた金属膜上に
    前記バンプ電極を形成することを特徴とするバンプ電極
    の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記金属膜表面の電解エッチングと、前
    記金属膜上へのバンプ電極の形成とを同一のめっき槽内
    で行うことを特徴とする請求項1記載のバンプ電極の形
    成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のバンプ電極の形
    成方法を用い、前記めっき槽内で半導体素子の接続用の
    バンプ電極を形成する前に、該バンプ電極が形成される
    金属膜表面を前記めっき槽内で電解エッチングする通電
    方向切換手段を備えることを特徴とする半導体製造装
    置。
JP8503493A 1993-04-13 1993-04-13 バンプ電極の形成方法およびそれを用いた半導体製造装置 Pending JPH06302607A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001007687A1 (en) * 1999-07-26 2001-02-01 Tokyo Electron Limited Plating method and device, and plating system
JP2006502582A (ja) * 2002-10-09 2006-01-19 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 半田めっきにおけるボイド発生を除去する方法
JP2007329498A (ja) * 2007-08-09 2007-12-20 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 半導体装置

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