JPH01247578A - 高密度実装部品の製造方法 - Google Patents

高密度実装部品の製造方法

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JPH01247578A
JPH01247578A JP7722988A JP7722988A JPH01247578A JP H01247578 A JPH01247578 A JP H01247578A JP 7722988 A JP7722988 A JP 7722988A JP 7722988 A JP7722988 A JP 7722988A JP H01247578 A JPH01247578 A JP H01247578A
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JP
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film
displacement plating
aluminum
thin
conductive layer
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JP7722988A
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English (en)
Inventor
Kiyoto Hamamura
浜村 清人
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/54Contact plating, i.e. electroless electrochemical plating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing of the conductive pattern
    • H05K3/244Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置のような高密度実装部品の製造方
法に関する。
(従来の技術) 従来から、半導体装置のような各種電子デバイス表面の
配線層や電極などの導電層として、アルミニウム薄膜を
真空蒸着法やスパッタ法などにより形成することが行わ
れている。このアルミニウム薄膜は、安価な材料であり
、低抵抗であることなどから導電層として多用されてい
る。
ところで、このアルミニウム薄膜からなる導電層表面に
は、その製造工程などにおいて酸化物層が形成され、た
とえばこのアルミニウム薄膜を電極として用いる場合、
リードや実装基板とのボンディング時に絶縁物である酸
化物層が導電性を低下させる原因となっている。そこで
、このアルミニウム薄膜表面の酸化膜を置換めっき膜に
置き換えることが行われている。この置換めっき膜は、
アルミニウム薄膜からなる導電層上にニッケル層や銅層
などを電気めっき法によってさらに形成する際のめっき
下地層としても利用されている。
このようなアルミニウム薄膜表面を置換めっきする方法
としては、亜鉛などを含む高アルカリ性置換めっき液に
浸漬する、いわゆるジンケート処理が一般的に用いられ
ている。また、従来のジンケート処理における置換めっ
き液は、水酸化ナトリウムやシアン化ナトリウムなどの
高濃度液からなる高アルカリ性めっき液が多用されてい
る。
このような置換めっき液を使用しためっき法は、めっき
素材を化学的にエツチングした後、置換めっき液中に含
まれる亜鉛などの金属を置換析出させる方法である。し
かし、得られる置換めっき膜の密着力が弱いため、一般
に硝酸などの酸で置換めっき膜を一旦溶解した後、再度
置換めっきする二重置換法が採用されている。
このような置換めっき法では、主に亜鉛やニッケルなど
の金属しか使用されておらず、これら以外の、たとえば
パラジウム、白金、金、銀などの貴金属はほとんど使用
されていない。これは材料を必要以上に失ったり、繁雑
な工程を伴うためだけでなく、多重置換しても粗雑な結
晶の置換めっき膜しか得られないためと考えられる。
また、上述したような従来の高アルカリ性めっき液を使
用した置換めっき法では、半導体装置などに形成された
アルミニウム薄膜からなる電極などに置換めっき膜を形
成する際に、重大な欠点を生じやすい。
つまり、めっき時やめっきの前処理として行う水酸化ナ
トリウム溶液などによるエツチング処理時のアルミニウ
ム薄膜表面に対する腐蝕力が強く、約lμl程度の薄膜
の場合、素地の全てを亜鉛などと置換してしまう恐れが
高く、アルミニウム薄膜の特性を失ってしまうとともに
基体となる半導体基板との密着性が失われてしまう。こ
れは、二重置換法によってさらに発生率が高まっている
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来の高アルカリ性めっき液を使用し
た置換めっき法では、たとえば半導体装置などの配線層
や電極のような導電層として使用されているアルミニウ
ム薄膜表面に置換めっき膜を形成する際に、置換めっき
膜の密着性が弱いために二重置換が必要となって工程が
繁雑となったり、また使用可能な置換金属が限定されて
しまうというような問題があった。また、前処理やめっ
き時のアルミニウム薄膜に対する腐蝕力が強く、表面層
の酸化膜のみならず素地全てを置換してしまう恐れが高
いというような問題もあった。
したがって、半導体装置のような高密度実装部品の製造
工程において、導電性を高めるなどを目的としてアルミ
ニウム薄膜からなる導電層表面に生じた酸化膜のみを置
換めっき膜に替える工程が繁雑になるとともに製造コス
トが高く、しかも得られる高密度実装部品の信頼性が低
下してしまうという問題があった。
本発明はこのような従来技術の課題に対処するべくなさ
れたもので、半導体装置のような高密度実装部品の製造
工程において、その表面に形成されたアルミニウム薄膜
からなる導電層表面の酸化膜のみを選択的にかつ高い信
頼性のもとて置換めっき膜に替え、その工程を簡略化す
るとともに、この置換めっき膜の素材として各種金属の
使用を可能にしだM密度実装部品の製造方法を提供する
ことを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) すなわち本発明は、基体上に所要のパターンを有するア
ルミニウム薄膜からなる導電層を形成する工程と、この
アルミニウム薄膜からなる導電層表面にアルミニウムよ
りイオン化傾向が責であり、かつ酸化されにくい貴金属
の被膜を置換めっき法により形成する工程とを備えてな
る高密度実装部品の製造方法において、前記置換めっき
工程は、前記導電層表面をアンモニウム溶液でエツチン
グ処理した後、前記アルミニウムよりイオン化傾向が貴
である貴金属のアンモニウム塩を主とするアルカリ性置
換めっき液に浸漬して前記金属被膜を形成することを特
徴としている。
(作 用) 本発明においては、置換めっき液として腐蝕力の弱いア
ンモニア水やアンモニウム塩を使用している。これによ
り、従来の水酸化アルカリ液などより反応が穏やかであ
ることから、アルミニウム表面の極薄い酸化膜のみを酸
化されにくい貴金属の置換めっき膜に替える制御が容易
となり、また置換析出する金属結晶も小さく均一で、1
回の浸漬処理のみで素地との密着性が強い置換めっき膜
が得られる。また、アンモニア水は亜鉛やニッケルなど
以外のアルミニウムよりイオン化傾向が貴である金属、
たとえば鉄、銅、パラジウム、白金、金、銀などとも安
定なアンモニウム塩を形成し、アルミニウムよりイオン
化傾向が小さい置換めっき液となり、これら金属の緻密
な結晶膜を形成することが可能になり、しかもこれら置
換めっき液は再現性を長期間保つ利点がある。
(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は、本発明を半導体装置の製造に適用した一実施
例の製造工程を示す図である。
同図(A)に示すように、まずシリコンチップなどから
なる半導体基板1表面に、約0.8μI程度の厚さから
なるアルミニウム電極2を所要のパターンとなるように
、真空蒸着法やスパッタ法などによって形成する。この
際に、アルミニウム電極2表面には極薄い酸化物層2a
が必然的に形成されてしまう。
次に、以下の手順に従い置換めっきを行って、アルミニ
ウム電極2表面の酸化物層2aを置換めっき膜3に置き
換える。
まず、約20%アンモニア溶液を用い、前処理のエツチ
ングを行った。この前処理は、室温で約30秒間上記ア
ンモニア水に浸漬することによって行った。次に、次表
に示す実施例1〜9の各置換めっき液を用いて、上記前
処理直後に室温で約30秒間浸漬換めっき液に浸漬する
ことによって置換めっきを行った。各置換めっき液は、
20%アンモニア水にそれぞれ塩化亜鉛5g/f2、塩
化ニッケル5g/ 12、塩化銅1g1J2、硫酸鋼1
g/j2、塩化鉄Ig/J2、塩化パラジウムIg/、
f2、塩化白金1g#2、シアン金カリウム Ig/、
ffi、硝酸銀1g/、12を溶解させて作製したもの
である。
一方、本発明との比較のために、上記実施例で作製した
半導体装置を用い、水酸化ナトリウムの20g/f2水
溶液に室温で約10秒間浸漬することによって前処理を
行い、次いで水洗した後、水酸化ナトリウム溶液に酸化
亜鉛、ロッセル塩および塩化鉄を溶解させた亜鉛置換め
っき液に約30秒間浸漬してまず1回目の置換めっき膜
3を形成した。次に、水洗後この 1回目の置換めっき
膜3を10%硝酸液で溶解除去し、水洗後上記置換めっ
き液に再度約30秒間浸漬することによって置換めっき
膜4を形成した(比較例1)。なお、アルミニウムの腐
蝕量を少なくするため、上記亜鉛置換めっき液中の水酸
化ナトリウム濃度は20g/β〜100g/ρの範囲で
変化させて行った。
また、上記アルミニウム電極2が形成された半導体基板
を、同様に5%水酸化ナトリウム溶液でエツチング前処
理を行い、上記実施例1で使用した置換めっき液と同一
のめっき液を用いて同様の条件で置換めっき膜3を形成
した(比較例2)。
これら各置換めっき膜3に対して、乾燥した後に粘着テ
ープを置換めっき膜3に張り付け、急激に引き剥がし、
置換めっき膜3の剥離の有無によって密着性を評価した
。その結果も合せて次表に示す。
(以下余白) *1:A−置換めっき膜剥離せず。
B−置換めっぎ膜中の金属粒子が僅かに剥馬C−置換め
っき膜の剥馬 D−A、e素地の消失および置換めっき膜の剥離。
*2:置換めっき液のNa011溶液の濃度が20〜5
0g/fl程度でBおよび50gノ1以上でり。
前人からも明らかなように、本発明方法に従ってアンモ
ニアアルカリ性液によって置換めっきを行って形成した
各置換めっき膜は、全て剥離せず、強固にアルミニウム
表面に密着していたのに対し、比較例1による従来のジ
ンケート処理は、前処理時および置換めっき時にアルミ
ニウム表面が水素ガスの発生を伴って著しく腐蝕され、
特に水酸化ナトリウムの濃度が50g1j2以上である
とアルミニウム素地が時々、全て消失する欠点が見られ
、水酸化ナトリウムの濃度が20g/12〜50g#2
の範囲でほぼ正常な置換めっき膜が得られたが、ゎずか
にめっき金属粒子の一部が剥がれた。また、比較例2に
よって得た置換めっき膜は、はとんど剥離してアルミニ
ウム素地のみが残り、導電性改善効果が得られなかった
また、実施例1と比較例2および3で得たそれぞれの亜
鉛置換めっき膜の表面色を比較したところ、比較例1の
ものは灰色、比較例2のものは暗灰色であったのに対し
て、実施例1のものは灰白色であった。この結果からも
この実施例による置換めっき膜が緻密な結晶膜であるこ
とがわかる。
以上の結果から、アンモニアアルカリ性液による前処理
および置換めっきの効果が明らかである。
すなわち、従来法のように二重めっきすることなく 1
回の浸漬処理のみによって密着性に優れた置換めっき膜
を再現性良く得ることが可能になるとともに、処理工程
を短縮することができる。また、上述の各実施例からも
明らかなように、アルミニウムよりイオン化傾向が貴で
ある各種金属を使用することが可能となり、用途に応じ
て各種金属の置換めっき膜を再現性よく形成することが
できる。
したがって、このようにしてアルミニウム薄膜からなる
電極表面の酸化物層を酸化されにくい貴金属の置換めっ
き膜に替えて半導体装置を製造することにより、半導体
装置の信頼性を大幅に向上させることが可能になり、し
かもその製造工程を短縮できコストダウンに繋がる。
また、本発明におけるアンモニアアルカリ性液を用いた
貴金属の置換めっきは半導体装置のアルミニウム薄膜表
面の導電性向上を目的とした置換めっき膜の形成に好適
であり、他のたとえば鉄、ニッケル、亜鉛、銅は従来の
ジンケート処理による亜鉛置換膜と同様にニッケル層や
銅層などをアルミニウム薄膜上にさらに電気めっき法に
よって形成する際の下地層としても充分使用に耐えるも
のであり、工程が簡便であるため広く応用が見込める。
[発明の効果コ 本発明の高密度実装部品の製造方法によれば、アルミニ
ウム薄膜からなる導電層表面の酸化物層のみを貴金属を
用いて密着性のよい置換めっき膜に替えることが可能と
なり、アルミニウム薄膜からなる導電層の導電性を高い
信頼性のもとで向上させることができ、さらにめっき下
地層としても目的に応じた置換金属を選定することがで
き応用用途が広がる。また、置換めっきの処理回数も従
来より削減できるため、一連の製造工程を簡略化でき、
製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の半導体装置の製造工程を示
す断面図である。 1・・・・・・・・・半導体基板 2・・・・・・・・・アルミニウム薄膜からなる電極2
a・・・・・・酸化物層 3・・・・・・・・・置換めっき展 出願人      株式会社 東芝 代理人 弁理士  須 山 佐 − ,2,3 第1 囚

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基体上に所要のパターンを有するアルミニウム薄
    膜からなる導電層を形成する工程と、このアルミニウム
    薄膜からなる導電層表面にアルミニウムよりイオン化傾
    向が貴である金属の被膜を置換めっき法により形成する
    工程とを備えてなる高密度実装部品の製造方法において
    、 前記置換めっき工程は、前記導電層表面をアンモニウム
    溶液でエッチング処理した後、前記アルミニウムよりイ
    オン化傾向が貴であるパラジウム、白金、金、銀等から
    選ばれた貴金属のアンモニウム塩を主とするアルカリ性
    置換めっき液に浸漬して前記金属被膜を形成することを
    特徴とする高密度実装部品の製造方法。
JP7722988A 1988-03-30 1988-03-30 高密度実装部品の製造方法 Pending JPH01247578A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169446A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 C Uyemura & Co Ltd アルミニウム酸化皮膜用除去液及びアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法
US7763536B2 (en) 2005-06-21 2010-07-27 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing a semiconductor device

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