NL2002693C2 - Solder plating method for copper pads of wafer. - Google Patents

Solder plating method for copper pads of wafer. Download PDF

Info

Publication number
NL2002693C2
NL2002693C2 NL2002693A NL2002693A NL2002693C2 NL 2002693 C2 NL2002693 C2 NL 2002693C2 NL 2002693 A NL2002693 A NL 2002693A NL 2002693 A NL2002693 A NL 2002693A NL 2002693 C2 NL2002693 C2 NL 2002693C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
solder
copper
wafer
layer
copper contacts
Prior art date
Application number
NL2002693A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2002693A1 (nl
Inventor
Wei-Hua Lu
Original Assignee
Univ Nat Pingtung Sci & Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Pingtung Sci & Tech filed Critical Univ Nat Pingtung Sci & Tech
Publication of NL2002693A1 publication Critical patent/NL2002693A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL2002693C2 publication Critical patent/NL2002693C2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/11—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/0401—Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05575—Plural external layers
    • H01L2224/0558—Plural external layers being stacked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05639—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/114—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/114—Manufacturing methods by blanket deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1146—Plating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/1147—Manufacturing methods using a lift-off mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/116—Manufacturing methods by patterning a pre-deposited material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/119—Methods of manufacturing bump connectors involving a specific sequence of method steps
    • H01L2224/11901—Methods of manufacturing bump connectors involving a specific sequence of method steps with repetition of the same manufacturing step
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys

Claims (23)

1. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van een wafer, omvattende: het verschaffen van een wafer, die op zijn oppervlak kopercontacten heeft; het vormen van een metaalfolie op het oppervlak van de wafer om alle kopercontacten elektrisch te verbinden en om deeloppervlakken van elk van de 5 kopercontacten bloot te stellen aan de metaalfolie; het bewerken van de deeloppervlakken van de aan de metaalfolie blootgestelde deeloppervlakken van de kopercontacten door middel van dompelplateren, om de deeloppervlakken van de kopercontacten te voorzien van een soldeerlaag, totdat de soldeerlaag op het metaalfolie is neergeslagen; 10 het vormen van een fotolaklaag op de soldeerlaag en het patroneren van de fotolaklaag om openingen te vormen voor het blootleggen van het metaalfolie in een gebied van de wafer, exclusief de kopercontacten; het verwijderen van het resterende metaalfolie in de door de fotolaklaag onbedekt gelaten openingen; en 15 het verwijderen van de fotolaklaag.
2. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij de stap van het verschaffen van de wafer verder omvat: het vormen van een beschermingslaag op het oppervlak van de wafer en het patroneren van de beschermingslaag om een aantal openingen voor het blootleggen van de kopercontacten te 20 definiëren.
3. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij de stap van het vormen van het metaalfolie verder omvat: het bewerken van de wafer door middel van sputterdepositie, verdampingsdepostie of electrodeloos plateren om het metaalfolie te vormen.
4. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij de dikte van het metaalfolie tussen 1 nm tot en met 1 pm ligt.
5. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij het materiaal van het metaalfolie een metaal is, dat niet door tin kan worden vervangen.
6. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 5, waarbij 30 het materiaal van het metaalfolie zilver of goud is.
7. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van een substraat volgens conclusie 1, waarbij het dompelplateren een dompeltinproces is.
8. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 7, waarbij een door het dompeltinproces gebruikt elektrolyt tinchloride omvat.
9. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 8, waarbij het door het dompeltinproces gebruikte elektrolyt verder een complexmiddel omvat.
10. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 9, waarbij het complexmiddel thiourea is.
11. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij in de stap van het dompelplateren koper van elk van de deeloppervlakken van de kopercontacten door tin wordt vervangen, zodat de kopercontacten een ruw concaaf gedeelte vormen, dat stevig met de soldeerlaag wordt verbonden.
12. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 11, 10 waarbij een reactietijd van het dompelplateren verder wordt verlengd, zodat tinionen koper van andere gedeelten, die grenzen aan de deeloppervlakken van de kopercontacten, die door het metaalfolie zijn blootgelegd, verder vervangen, waarbij koper van de aangrenzende gedeelten oorspronkelijk door het metaalfolie zijn bedekt, en een vervangingsbereik van de soldeerlaag en de mate van concaafheid van het ruwe concave gedeelte verder worden 15 uitgebreid.
13. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij de hoogte van de soldeerlaag tussen 100 nm en 100 pm ligt.
14. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 1, waarbij het materiaal van de soldeerlaag loodvrij soldeermateriaal is.
15. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 14, waarbij het loodvrije soldeermateriaal wordt gekozen uit Sn, Sn-Ag legering en Sn-Ag-Cu legering.
16. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van een substraat volgens conclusie 1, waarbij in de stap van het vormen van de fotolaklaag de fotolaklaag wordt gevormd door 25 middel van het aanbrengen van een vloeibaar fotolaklaagmateriaal of door middel van vasthechten met een droogfolie.
17. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van een substraat volgens conclusie 1, verder omvattende na de stap van het verwijderen van de fotolaklaag: het vormen van een secundaire fotolaklaag op de wafer, en het in patroon vormen 30 van de secundaire fotolaklaag om een aantal openingen te vormen teneinde de soldeerlagen op de kopercontacten bloot te leggen; het vormen van een soldeermateriaal in elk van de openingen; het verwijderen van de secundaire fotolaklaag; en het doen vloeien van het soldeermateriaal om een aantal metalen 35 contacteerbobbels te vormen.
18. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 17, waarbij in de stap van het vormen van het soldeermateriaal het soldeermateriaal wordt gevormd op de soldeerlaag in de openingen door middel van printen, electrodeloos plateren of verdampingsdepositie.
19. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 17, waarbij het soldeermateriaal loodvrij soldeermateriaal is.
20. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van een de wafer volgens conclusie 19, waarbij het loodvrije soldeermateriaal wordt gekozen uit Sn, Sn-Ag legering en Sn-Ag-Cu legering.
21. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 17, waarbij het materiaal en het smeltpunt van het soldeermateriaal gelijk zijn aan het materiaal 10 en het smeltpunt van de soldeerlaag.
22. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van het substraat volgens conclusie 17, waarbij het materiaal en het smeltpunt van het soldeermateriaal verschillen van het materiaal en het smeltpunt van de soldeerlaag.
23. Soldeerwerkwijze voor kopercontacten van de wafer volgens conclusie 17, 15 waarbij de hoogte van de metalen contacteerbobbels tussen 5 pm en 300 pm ligt.
NL2002693A 2008-04-03 2009-03-31 Solder plating method for copper pads of wafer. NL2002693C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW97112408 2008-04-03
TW097112408A TWI353645B (en) 2008-04-03 2008-04-03 Tin processing method for copper pads of wafer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2002693A1 NL2002693A1 (nl) 2009-10-06
NL2002693C2 true NL2002693C2 (en) 2010-11-02

Family

ID=41397322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2002693A NL2002693C2 (en) 2008-04-03 2009-03-31 Solder plating method for copper pads of wafer.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL2002693C2 (nl)
TW (1) TWI353645B (nl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020081843A1 (en) * 2000-12-22 2002-06-27 Shinji Yamaguchi Semicoductor device and method of manufacturing of the same
US6551931B1 (en) * 2000-11-07 2003-04-22 International Business Machines Corporation Method to selectively cap interconnects with indium or tin bronzes and/or oxides thereof and the interconnect so capped
US20050001324A1 (en) * 2003-07-01 2005-01-06 Motorola, Inc. Corrosion-resistant copper bond pad and integrated device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6551931B1 (en) * 2000-11-07 2003-04-22 International Business Machines Corporation Method to selectively cap interconnects with indium or tin bronzes and/or oxides thereof and the interconnect so capped
US20020081843A1 (en) * 2000-12-22 2002-06-27 Shinji Yamaguchi Semicoductor device and method of manufacturing of the same
US20050001324A1 (en) * 2003-07-01 2005-01-06 Motorola, Inc. Corrosion-resistant copper bond pad and integrated device

Also Published As

Publication number Publication date
TWI353645B (en) 2011-12-01
NL2002693A1 (nl) 2009-10-06
TW200943444A (en) 2009-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8901735B2 (en) Connector design for packaging integrated circuits
US7932169B2 (en) Interconnection for flip-chip using lead-free solders and having improved reaction barrier layers
TWI536470B (zh) 半導體裝置及形成雙凸塊底層金屬結構以用於無鉛凸塊連接之方法
US7199036B2 (en) Under-bump metallization layers and electroplated solder bumping technology for flip-chip
US7098126B2 (en) Formation of electroplate solder on an organic circuit board for flip chip joints and board to board solder joints
US7064446B2 (en) Under bump metallization layer to enable use of high tin content solder bumps
EP1321982B1 (en) Wafer-level method of fabricating a contact pad copper cap layer
US20060279000A1 (en) Pre-solder structure on semiconductor package substrate and method for fabricating the same
US7682959B2 (en) Method of forming solder bump on high topography plated Cu
US20040007779A1 (en) Wafer-level method for fine-pitch, high aspect ratio chip interconnect
US7041591B1 (en) Method for fabricating semiconductor package substrate with plated metal layer over conductive pad
US7250362B2 (en) Solder bump structure and method for forming the same
US8501613B2 (en) UBM etching methods for eliminating undercut
US7651937B2 (en) Bumping process and structure thereof
US7375020B2 (en) Method of forming bumps
US6723630B2 (en) Solder ball fabrication process
NL2002693C2 (en) Solder plating method for copper pads of wafer.
EP1322146A1 (en) Method of electroplating solder bumps on an organic circuit board
TWI353030B (en) Tin processing method for surfaces of copper pads
KR100726059B1 (ko) 플립칩 조인트 및 보드대면형 솔더 조인트를 위한유기회로보드 상의 전기도금 솔더 형성
TWI421989B (zh) 多重金屬層導線結構及其形成方法
KR100597994B1 (ko) 반도체 패키지의 솔더 범프 및 그 제조 방법
TW200939367A (en) Processing method for copper pads of semiconductor wafer
TW200939369A (en) Surface processing method for copper pads of semiconductor wafer
TW200939350A (en) Surface processing method for copper pads of wafer

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed