JPH0476921A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0476921A JPH0476921A JP2191133A JP19113390A JPH0476921A JP H0476921 A JPH0476921 A JP H0476921A JP 2191133 A JP2191133 A JP 2191133A JP 19113390 A JP19113390 A JP 19113390A JP H0476921 A JPH0476921 A JP H0476921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- semiconductor device
- aluminum pad
- solution
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/90—Bond pads, in general
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/59—Bond pads specially adapted therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に有機絶縁
フィルム上のリードと、シリコン基板上のアルミニウム
パッドをバンプを介してボンディングする半導体装置(
以下TAB半導体という)のボンディング性に優れた製
造方法に関する。
フィルム上のリードと、シリコン基板上のアルミニウム
パッドをバンプを介してボンディングする半導体装置(
以下TAB半導体という)のボンディング性に優れた製
造方法に関する。
TAB半導体においては、第7A図及び第7B図に示す
ように、有機111!縁フィルム101面に形成された
り−ド102と半導体素子103側の電極のアルミニウ
ムパッド104は、アルミニウムパッド104上に形成
されたバンプ105を介して接合されている。尤も、図
示のように半導体素子を有機絶縁フィルムの下につける
もの、また逆に上につけるものがある。
ように、有機111!縁フィルム101面に形成された
り−ド102と半導体素子103側の電極のアルミニウ
ムパッド104は、アルミニウムパッド104上に形成
されたバンプ105を介して接合されている。尤も、図
示のように半導体素子を有機絶縁フィルムの下につける
もの、また逆に上につけるものがある。
従来、TAB半導体のバンプ形成技術は特開昭63−3
05532号公報に記載のようにパラジウム溶液にアル
ミニウム電極(以下アルミニウムパッドという)を形成
した半導体素子を浸漬してアルミニウムパッド表面を活
性化した後、アルミニウムパッド上に無電解ニッケルメ
ッキを施す方法がある。しかし、アルミニウムとニッケ
ル界面の密着性についは考慮されていない。すなわち。
05532号公報に記載のようにパラジウム溶液にアル
ミニウム電極(以下アルミニウムパッドという)を形成
した半導体素子を浸漬してアルミニウムパッド表面を活
性化した後、アルミニウムパッド上に無電解ニッケルメ
ッキを施す方法がある。しかし、アルミニウムとニッケ
ル界面の密着性についは考慮されていない。すなわち。
パラジウム溶液中に半導体素子を浸漬してアルミニウム
パッド表面を活性化しても、アルミニウムパッド表面は
無電解ニッケルメッキ液に移しかえる際酸化されてしま
うため、ニッケルメッキは難しい。たとえニッケルメッ
キされたとしても、アルミニウムとニッケル界面の密着
性が極めて弱い。
パッド表面を活性化しても、アルミニウムパッド表面は
無電解ニッケルメッキ液に移しかえる際酸化されてしま
うため、ニッケルメッキは難しい。たとえニッケルメッ
キされたとしても、アルミニウムとニッケル界面の密着
性が極めて弱い。
その対策として、無電解ニッケルメッキを施す前に亜鉛
置換をする方法が提案されている。特開昭53 135
269号公報に記載のように、アルミニウムパッドの厚
さを5μm以上にして亜鉛置換を行うものである。しか
し、高集積化された半導体素子には適用できない。すな
わち亜鉛置換液はpH14以上の強アルカリ溶液である
ため、アルミニウムパッドは激しく溶解する。上記従来
技術はアルミニウムが溶解しても電極の厚みを確保する
ため、あらかしめバットの厚さを5μm以上にしたもの
である。
置換をする方法が提案されている。特開昭53 135
269号公報に記載のように、アルミニウムパッドの厚
さを5μm以上にして亜鉛置換を行うものである。しか
し、高集積化された半導体素子には適用できない。すな
わち亜鉛置換液はpH14以上の強アルカリ溶液である
ため、アルミニウムパッドは激しく溶解する。上記従来
技術はアルミニウムが溶解しても電極の厚みを確保する
ため、あらかしめバットの厚さを5μm以上にしたもの
である。
しかし2半導体の高集積化に伴い微細化及び薄膜化が進
んでおり、現在用いられている4MDRAMにおいては
、配線及びバットの厚さが0.8μmまで薄型化されて
いるため、従来法では適用不可能である。また、亜鉛置
換の際、アルミニウムパッド上に亜鉛が置換されなかっ
たり、あるいはアルミニウムが溶解しすぎるバットが現
われ、各アルミニウムパッドによるばらつきの問題が生
しる。すなわち、アルミニウムパッドの中には電源及び
グラウンドがあり、それらは基板のシリコンと接続され
ているため、バット表面の電位がばらつくことにより生
ずる問題である。それ故、アルミニウムパッド上におけ
るアルミニウムの溶解反応及び亜鉛置換反応の反応速度
が異なり、亜鉛置換が均一に行なわれない。
んでおり、現在用いられている4MDRAMにおいては
、配線及びバットの厚さが0.8μmまで薄型化されて
いるため、従来法では適用不可能である。また、亜鉛置
換の際、アルミニウムパッド上に亜鉛が置換されなかっ
たり、あるいはアルミニウムが溶解しすぎるバットが現
われ、各アルミニウムパッドによるばらつきの問題が生
しる。すなわち、アルミニウムパッドの中には電源及び
グラウンドがあり、それらは基板のシリコンと接続され
ているため、バット表面の電位がばらつくことにより生
ずる問題である。それ故、アルミニウムパッド上におけ
るアルミニウムの溶解反応及び亜鉛置換反応の反応速度
が異なり、亜鉛置換が均一に行なわれない。
上記従来技術はアルミニウムのエツチングの点及び金R
置換の均一性については配慮されておらず、はんだバン
プを用いる上で、アルミニウムパッドが過多に溶解する
という問題があった。
置換の均一性については配慮されておらず、はんだバン
プを用いる上で、アルミニウムパッドが過多に溶解する
という問題があった。
本発明の目的は、アルミニウムパッドの溶解を抑制し、
さらに均一に金属置換を行いボンディング性に優れた半
導体の製造方法を提供することにある。
さらに均一に金属置換を行いボンディング性に優れた半
導体の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、次の工程で、半導体のアル
ミニウムパッド上にハンプを形成する。
ミニウムパッド上にハンプを形成する。
1)シリコンマスキング
2)有機物添加溶液における浸漬処理
3)金17&置換処理
4)ニッケル無電解メッキ
5)はんだ浸漬
ここでシリコンマスキングとはアルミニウムパッドに対
するシリコンの電位の影響を遮断するために設けたもの
である。つまり、アルミニウムパッドには電源及びグラ
ンドがあり、これらのパッドがシリコン基板と接触して
いる。そのため、電源及びグランドのパッドはアルミニ
ウムとシリコンの混成電位となる。このように電位と異
なるアルミニウムパットが混在する状態で金属置換処理
すると、それぞれのアルミニウムパットにおけるアルミ
ニウムの溶解反応と金属の置換反応の反応速度が異なり
、均一に金属置換が行なわれない。
するシリコンの電位の影響を遮断するために設けたもの
である。つまり、アルミニウムパッドには電源及びグラ
ンドがあり、これらのパッドがシリコン基板と接触して
いる。そのため、電源及びグランドのパッドはアルミニ
ウムとシリコンの混成電位となる。このように電位と異
なるアルミニウムパットが混在する状態で金属置換処理
すると、それぞれのアルミニウムパットにおけるアルミ
ニウムの溶解反応と金属の置換反応の反応速度が異なり
、均一に金属置換が行なわれない。
各アルミニウムパットにおける金属置換に均一性がない
と、当然ニッケルメッキも不均一になり、メッキされた
ニッケル膜でのはんだのぬれが悪くなるため、バンプを
形成しないものがでてくる。
と、当然ニッケルメッキも不均一になり、メッキされた
ニッケル膜でのはんだのぬれが悪くなるため、バンプを
形成しないものがでてくる。
よってシリコンの電位の影響を遮断し、アルミニウムパ
ッドの電位を均一にするため、シリコン基板をマスキン
グする。
ッドの電位を均一にするため、シリコン基板をマスキン
グする。
マスキングの方法としては、絶縁テープ、レジスト等で
塗布する方法あるいは、絶a膜をスパッタする方法が考
えられるが、上記方法に限定されない。
塗布する方法あるいは、絶a膜をスパッタする方法が考
えられるが、上記方法に限定されない。
本発明の半導体の製造方法は、上記シリコンマスキング
の後、有機物添加溶液中に半導体素子を浸漬処理するこ
とを特徴とする。ここで用いる有機物溶液は、オキシン
またはその半導体、N−二トロリフェルヒドロキシルア
ミンアンモニウム、アミノフェノール類及びβ−ジケト
ン類からなる化合物群から選択した少なくとも1種類の
化合物を含み、且つこれらの有機物とアルミニウムの反
応溶液であることを特徴とする。
の後、有機物添加溶液中に半導体素子を浸漬処理するこ
とを特徴とする。ここで用いる有機物溶液は、オキシン
またはその半導体、N−二トロリフェルヒドロキシルア
ミンアンモニウム、アミノフェノール類及びβ−ジケト
ン類からなる化合物群から選択した少なくとも1種類の
化合物を含み、且つこれらの有機物とアルミニウムの反
応溶液であることを特徴とする。
金属置換処理は、亜鉛、パラジウム、銅、ニッケル置換
等がある。金属置換処理の後、半導体素子にニッケル無
電解メッキを行い、それからはんだ浸漬してアルミニウ
ムパット上にはんだバンプを形成する。
等がある。金属置換処理の後、半導体素子にニッケル無
電解メッキを行い、それからはんだ浸漬してアルミニウ
ムパット上にはんだバンプを形成する。
また上記工程の有機物添加溶液における浸漬処理を省き
、金属置換液中に直接オキシンを添加口で、アルミニウ
ムパッドの溶解を抑制することもできる。また、TAB
半導体以外でのはんだバンプ形成にも上記方法が適用で
きる。
、金属置換液中に直接オキシンを添加口で、アルミニウ
ムパッドの溶解を抑制することもできる。また、TAB
半導体以外でのはんだバンプ形成にも上記方法が適用で
きる。
さらに、樹脂封止型半導体装置において、オキシンとア
ルミニウムの反応溶液に半導体素子を浸漬処理すること
により、耐湿信頼性の優れた半導体装置を提供できる。
ルミニウムの反応溶液に半導体素子を浸漬処理すること
により、耐湿信頼性の優れた半導体装置を提供できる。
上記処理を施すことにより、樹脂封止後、外界から水分
が侵入したとしてもアルミニウム配ahに形成した保護
皮膜がアルミニウムの腐食を抑制する。
が侵入したとしてもアルミニウム配ahに形成した保護
皮膜がアルミニウムの腐食を抑制する。
さらに、アルミニウム製のセルにオキシンm Hを入れ
て使用するとよい。上記セルを使用することにより、オ
キシン溶液は常にアルミニウムと反応し、皮膜形成に有
効なキレート化合物を供給することができる。
て使用するとよい。上記セルを使用することにより、オ
キシン溶液は常にアルミニウムと反応し、皮膜形成に有
効なキレート化合物を供給することができる。
金属を置換する金属置換液には、亜鉛、パラジウム、銅
、またはニッケル等の置換液があり、いづれの金属置換
液も強アルカリ性あるいは強酸性である。つまり、金属
が亜鉛の場合アルミニウムを溶解する環境(例えばアル
カリ性溶液中)で次の(1)式で示す反応を起こし、(
2)式で示すように、その電子を溶液中の金属イオンが
受けとり、アルミニウムパッド上に金属を置換させる。
、またはニッケル等の置換液があり、いづれの金属置換
液も強アルカリ性あるいは強酸性である。つまり、金属
が亜鉛の場合アルミニウムを溶解する環境(例えばアル
カリ性溶液中)で次の(1)式で示す反応を起こし、(
2)式で示すように、その電子を溶液中の金属イオンが
受けとり、アルミニウムパッド上に金属を置換させる。
AQ+30H→AQ (○H) 、+ 3 e−(])
Zn”+2e−→Zn −(2)
すなわち、ある電位でアルミニウムの溶解反応と亜鉛の
析出反応が平衡状態を保ちアルミニウムパッド」−に亜
鉛を析出させる。しかし、電源及びグランドはシリコン
と接続されているため、この部分のアルミニウムパッド
はアルミニウムとシリコンの混成電位となる。それ故、
見かけは平衡状態を保っていても、実際のアルミニウム
の溶解速度は極めて小さく、亜鉛析出反応に用いる電子
が供給されない。その結果、電源及びグランドは、他の
バットに比へ亜鉛の置換効率が非常に悪くなる。
Zn”+2e−→Zn −(2)
すなわち、ある電位でアルミニウムの溶解反応と亜鉛の
析出反応が平衡状態を保ちアルミニウムパッド」−に亜
鉛を析出させる。しかし、電源及びグランドはシリコン
と接続されているため、この部分のアルミニウムパッド
はアルミニウムとシリコンの混成電位となる。それ故、
見かけは平衡状態を保っていても、実際のアルミニウム
の溶解速度は極めて小さく、亜鉛析出反応に用いる電子
が供給されない。その結果、電源及びグランドは、他の
バットに比へ亜鉛の置換効率が非常に悪くなる。
以」二のことから、シリコンの電位の影響を遮断し、ど
のアルミニウムパッドも同し電位に保つためにシリコン
基板をマスキングした後、金属置換処理を行なう。これ
により、亜鉛の置換効果がどのバットにおいても一様に
なり、亜鉛が均一に析出する。なお、シリコンマスキン
グは、有機物溶液における浸漬処理の後に行なっても支
障はない。
のアルミニウムパッドも同し電位に保つためにシリコン
基板をマスキングした後、金属置換処理を行なう。これ
により、亜鉛の置換効果がどのバットにおいても一様に
なり、亜鉛が均一に析出する。なお、シリコンマスキン
グは、有機物溶液における浸漬処理の後に行なっても支
障はない。
有機物添加溶液における浸漬処理は、オキシンを例にあ
げて説明する。
げて説明する。
オキシン溶液にアルミニウムを浸漬することにより、オ
キシンとアルミニウムが反応しあい、キレートを形成す
る。溶液中のアルミニウム−オキシンキレートが、活性
化したアルミニウムパッド表面に化学吸着し、パッド表
面にキレート化合物皮膜を形成する。この皮膜形成のメ
カニズムは。
キシンとアルミニウムが反応しあい、キレートを形成す
る。溶液中のアルミニウム−オキシンキレートが、活性
化したアルミニウムパッド表面に化学吸着し、パッド表
面にキレート化合物皮膜を形成する。この皮膜形成のメ
カニズムは。
溶液中にアルミニウムが溶解し、さらに溶解したアルミ
ニウムとオキシンが反応しあい、そしてアルミニウムパ
ッド表面に化学吸着するという3段階の作用を必要とす
るため、皮膜が形成されるまでに多くの時間を必要とし
、また被処理金属であるアルミニウムを著しく溶解する
ため、TAB半導体への適用は困難である。
ニウムとオキシンが反応しあい、そしてアルミニウムパ
ッド表面に化学吸着するという3段階の作用を必要とす
るため、皮膜が形成されるまでに多くの時間を必要とし
、また被処理金属であるアルミニウムを著しく溶解する
ため、TAB半導体への適用は困難である。
そこで、あらかじめオキシンとアルミニウムが反応しあ
った溶液中に半導体素子を浸漬することにより、浸漬処
理時間を大幅に短縮することができ、アルミニウムパッ
ドを損なわず保護皮膜を形成することができる。
った溶液中に半導体素子を浸漬することにより、浸漬処
理時間を大幅に短縮することができ、アルミニウムパッ
ドを損なわず保護皮膜を形成することができる。
上記浸漬処理をTAB半導体バンプ形成時の前処理とし
て用いると、金属置換処理の際、バットの溶解を抑制で
きる。すなわち、保護皮膜を形成したアルミニウムパッ
ドは、エツチング性の強い溶液中に浸漬しても、エツチ
ングを抑制しながら他金属を析出することができる。そ
れ故、アルミニウムパッドの溶解を抑制しながらのアル
ミニウム活性化プロセスを確立することができ、金属置
換後にニッケルメッキも支障なく行えることから、接続
信頼性も従来並みを保持することができる。
て用いると、金属置換処理の際、バットの溶解を抑制で
きる。すなわち、保護皮膜を形成したアルミニウムパッ
ドは、エツチング性の強い溶液中に浸漬しても、エツチ
ングを抑制しながら他金属を析出することができる。そ
れ故、アルミニウムパッドの溶解を抑制しながらのアル
ミニウム活性化プロセスを確立することができ、金属置
換後にニッケルメッキも支障なく行えることから、接続
信頼性も従来並みを保持することができる。
また、オキシンとアルミニウムの反応溶液で前処理をす
る二とにより、それぞれのアルミニウムパットの表面状
態を同し様にし、金属置換が一様に行えることから、ニ
ッケルメッキの均一性も良くボンディング性に優れたT
AB半導体を提供することができる。
る二とにより、それぞれのアルミニウムパットの表面状
態を同し様にし、金属置換が一様に行えることから、ニ
ッケルメッキの均一性も良くボンディング性に優れたT
AB半導体を提供することができる。
本発明は、オキシン以外のキレート化剤すなわちオキシ
ンの誘導体、N−ニトロリフェリヒドロキシルアルミン
アンモニウム 類及びβ−ジケトン類の一種類以上からなるものでも、
上記作用により同様な効果を期待できる。
ンの誘導体、N−ニトロリフェリヒドロキシルアルミン
アンモニウム 類及びβ−ジケトン類の一種類以上からなるものでも、
上記作用により同様な効果を期待できる。
さらに、本発明の応用として、オキシンを金属置換液中
に直接添加し、オキシンのインヒビタ効果でアルミニウ
ムパッドの溶解を抑制しながら、金属をパッド表直に析
出させる方法がある。この方法によれば、オキシンのア
ルミニウムに対する腐食抑制効果は極めて高く、アルミ
ニウムパットの溶解を抑制できる。
に直接添加し、オキシンのインヒビタ効果でアルミニウ
ムパッドの溶解を抑制しながら、金属をパッド表直に析
出させる方法がある。この方法によれば、オキシンのア
ルミニウムに対する腐食抑制効果は極めて高く、アルミ
ニウムパットの溶解を抑制できる。
また、この方法はT A B半導体以外にも、例えばア
ルミニウム薄膜あるいはアルミニウム合金薄膜にも適用
可能である。
ルミニウム薄膜あるいはアルミニウム合金薄膜にも適用
可能である。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
本発明はこれら実施例に限定されない。
(実施例1)
本発明による半導体装置の製造方法の実施例の手順を第
1図に示す。シリコン基板3上面でアルミニウムパット
1が露出し、他の配線がSiN膜2により保護されてい
る半導体素子を絶縁テープ8によりシリコンマスキング
しその半導体素子を、オキシンとアルミニウムをあらか
しめ20時間反応させた80℃の溶液中に10分間浸漬
した。その後、その半導体素子を亜鉛置換液に常温で2
分間浸漬し、さらに60°Cのニッケル無電解メノキ液
中で20分間浸漬した。このようにして、アルミニウム
パッド1上にニッケルをメッキした半導体素子を溶融し
ているはんだ液にくぐらせ、はんだバンプ7を形成した
。亜鉛置換液で処理する前にオキシンとアルミニウムの
化合物皮膜4をアルミニウムパッド1表面に形成したた
め、亜鈴置換時には、アルミニウムの溶解を抑制しなが
らアルミニウム−オキシン化合物皮膜4上に均一に亜鉛
膜5を形成でき、さらにその上にニッケルメッキにより
容易にニッケル膜6を形成することができる。かくして
アルミニウムパット上にアルミニウムの溶解を抑制しな
がらはんだバンプ7を形成することが可能となる。
1図に示す。シリコン基板3上面でアルミニウムパット
1が露出し、他の配線がSiN膜2により保護されてい
る半導体素子を絶縁テープ8によりシリコンマスキング
しその半導体素子を、オキシンとアルミニウムをあらか
しめ20時間反応させた80℃の溶液中に10分間浸漬
した。その後、その半導体素子を亜鉛置換液に常温で2
分間浸漬し、さらに60°Cのニッケル無電解メノキ液
中で20分間浸漬した。このようにして、アルミニウム
パッド1上にニッケルをメッキした半導体素子を溶融し
ているはんだ液にくぐらせ、はんだバンプ7を形成した
。亜鉛置換液で処理する前にオキシンとアルミニウムの
化合物皮膜4をアルミニウムパッド1表面に形成したた
め、亜鈴置換時には、アルミニウムの溶解を抑制しなが
らアルミニウム−オキシン化合物皮膜4上に均一に亜鉛
膜5を形成でき、さらにその上にニッケルメッキにより
容易にニッケル膜6を形成することができる。かくして
アルミニウムパット上にアルミニウムの溶解を抑制しな
がらはんだバンプ7を形成することが可能となる。
第2図は、はんだバンプを形成するための本発明による
方法と従来の方法を比較する図である。
方法と従来の方法を比較する図である。
従来の方法では、本発明で用いるところのシリコン基板
へのシリコンマスキング、オキシン浸漬処理を施さなか
ったので、亜鉛置換処理においてシリコン基板3上のア
ルミニウムパット1が過度に溶解し、亜鉛置換が不均一
になるため、その後のニッケル無電解メッキ、はんだハ
ンプ形成の処理を行ってもはんだハンプが形成されない
アルミラムバットが生しる。
へのシリコンマスキング、オキシン浸漬処理を施さなか
ったので、亜鉛置換処理においてシリコン基板3上のア
ルミニウムパット1が過度に溶解し、亜鉛置換が不均一
になるため、その後のニッケル無電解メッキ、はんだハ
ンプ形成の処理を行ってもはんだハンプが形成されない
アルミラムバットが生しる。
第3A図は本発明によるはんだバンプ形成法のフローチ
ャートを示し、比較のために第3B図に従来例で金バン
プ形成法のフローチャートを示す。
ャートを示し、比較のために第3B図に従来例で金バン
プ形成法のフローチャートを示す。
また、第4A図に第3A図に示すはんだバンプ形成法に
より形成したはんだハンプの形状を示し、比較のために
第4B図には第3B図に示す金ハンプ形成法による金バ
ンプの形状を示す。
より形成したはんだハンプの形状を示し、比較のために
第4B図には第3B図に示す金ハンプ形成法による金バ
ンプの形状を示す。
第4A図に示す半導体素子はシリコン基板3の側面、下
面に絶縁テープ8が貼り付けられ、シリコン基板3上面
でアルミニウムパット1以外の面をパッシベーション膜
2に保護された状態で、アルミニウムパット1上に順次
アルミニウム−オキシンキレート化合物皮膜4、亜鈴膜
5、ニッケル膜6及びはんだバンプ7が形成されている
。一方、第4B図に示す半導体素子は、シリコン基板3
上面でアルミニウムパット1以外の面がパッシベーショ
ン膜2により保護された状態で、アルミニウムパッド1
及びパッシベーション膜2の上に、バリヤメタルとして
のチタン/パラジウム膜9が形成され、さらにホトレジ
スト10により区画されたチタン/パラジウム膜10の
中央部に金ハンプ11が形成されている。
面に絶縁テープ8が貼り付けられ、シリコン基板3上面
でアルミニウムパット1以外の面をパッシベーション膜
2に保護された状態で、アルミニウムパット1上に順次
アルミニウム−オキシンキレート化合物皮膜4、亜鈴膜
5、ニッケル膜6及びはんだバンプ7が形成されている
。一方、第4B図に示す半導体素子は、シリコン基板3
上面でアルミニウムパット1以外の面がパッシベーショ
ン膜2により保護された状態で、アルミニウムパッド1
及びパッシベーション膜2の上に、バリヤメタルとして
のチタン/パラジウム膜9が形成され、さらにホトレジ
スト10により区画されたチタン/パラジウム膜10の
中央部に金ハンプ11が形成されている。
本発明の方法によれば、はんだバンプを25μm径で形
成できるのに対し、従来の方法による金バンプは125
μmであって、本発明により極めて小さいバンプの形成
が可能なことがわかる。また従来例である金メッキバン
プ形成法は、露光あるいはエツチング等の工程があるの
に対し1本発明によるはんだバンプ形成法はウェット中
での一連の処理であるため、材料コストはもとより、製
造プロセスにおいても工程減少による大幅なコストダウ
ンが可能になる。
成できるのに対し、従来の方法による金バンプは125
μmであって、本発明により極めて小さいバンプの形成
が可能なことがわかる。また従来例である金メッキバン
プ形成法は、露光あるいはエツチング等の工程があるの
に対し1本発明によるはんだバンプ形成法はウェット中
での一連の処理であるため、材料コストはもとより、製
造プロセスにおいても工程減少による大幅なコストダウ
ンが可能になる。
(実施例2)
オキシンとアルミニウムの反応溶液中で浸漬処理したと
きの防食効果をアルミニウム板及び薄膜を用いて説明す
る。
きの防食効果をアルミニウム板及び薄膜を用いて説明す
る。
99.99%アルミニウム板(面積10d)を酢酸−過
塩素酸液中で電解研磨し、水洗、乾燥したものを試験片
とした。この試験片を、あらかしめアルミニウムとオキ
シンを充分に反応させたpH4↓の0.001mo Q
/Qオキンン溶液中に80℃で10分間浸漬処理した。
塩素酸液中で電解研磨し、水洗、乾燥したものを試験片
とした。この試験片を、あらかしめアルミニウムとオキ
シンを充分に反応させたpH4↓の0.001mo Q
/Qオキンン溶液中に80℃で10分間浸漬処理した。
オキシン処理後の試験片を80℃の3%食塩水に浸漬し
、200時間時間状験した。その試験結果を第1表に示
す。
、200時間時間状験した。その試験結果を第1表に示
す。
第1表には比較例として、アルミニウムを反応させない
pH4のO,OO1mo12/Qオキシン7B液で、同
様の表面処理を施したもの及び無処理の試験片について
、腐食試験した結果を示す。第1表より明らかなように
、本発明によるアルミニウムとオキシンのエージング液
中で浸漬処理したアルミニウムは試験200時間後の腐
食量はO,12μmであり、処理しないものの同腐食j
tll。
pH4のO,OO1mo12/Qオキシン7B液で、同
様の表面処理を施したもの及び無処理の試験片について
、腐食試験した結果を示す。第1表より明らかなように
、本発明によるアルミニウムとオキシンのエージング液
中で浸漬処理したアルミニウムは試験200時間後の腐
食量はO,12μmであり、処理しないものの同腐食j
tll。
50μmに比へ腐食量が格段に小さく、耐食性の高い保
護皮膜が形成されていることがわがる。それに対し、従
来方法によるオキシン溶液中で浸漬処理したアルミニウ
ムは、同腐食量は4.75μmであり、本発明の処理に
比へ腐食量が大きく。
護皮膜が形成されていることがわがる。それに対し、従
来方法によるオキシン溶液中で浸漬処理したアルミニウ
ムは、同腐食量は4.75μmであり、本発明の処理に
比へ腐食量が大きく。
十分な耐食性を示していないことがわかる9第1表
十分でなく、一方耐食性が良好になる処理時間例えば1
0時間後においては初期膜厚の1.30μmから0.4
5μmへと膜厚が著しく減少する。
0時間後においては初期膜厚の1.30μmから0.4
5μmへと膜厚が著しく減少する。
(実施例3)
スパッタリングにより形成した厚さ1.3μmのアルミ
ニウム薄膜を、本発明による実施例1と同様な表面処理
をした。比較としてオキシン溶液中に単に浸漬したアル
ミニウム薄膜についても試験した。第2表に処理時間、
膜厚及び耐食性の関係を示す。第2表より明らかなよう
に1本発明によるオキシンとアルミニウムのエージング
液による浸漬処理は、表面処理後も膜厚がほとんど変化
せず良好な耐食性を示している。それに対し従来法であ
るオキシン溶液による浸漬処理は、膜厚がほとんど変化
しない処理時間においては耐食性が×:耐食性不良、
○:耐食性良好この結果から、アルミニウムとオキ
シンのエージング液中での浸漬処理によれば、処理時間
が短く且つアルミニウム素地を損なうことなく高耐食性
のアルミニウムを得ることができ、特に薄膜に有効な表
面処理法であることがわかる。
ニウム薄膜を、本発明による実施例1と同様な表面処理
をした。比較としてオキシン溶液中に単に浸漬したアル
ミニウム薄膜についても試験した。第2表に処理時間、
膜厚及び耐食性の関係を示す。第2表より明らかなよう
に1本発明によるオキシンとアルミニウムのエージング
液による浸漬処理は、表面処理後も膜厚がほとんど変化
せず良好な耐食性を示している。それに対し従来法であ
るオキシン溶液による浸漬処理は、膜厚がほとんど変化
しない処理時間においては耐食性が×:耐食性不良、
○:耐食性良好この結果から、アルミニウムとオキ
シンのエージング液中での浸漬処理によれば、処理時間
が短く且つアルミニウム素地を損なうことなく高耐食性
のアルミニウムを得ることができ、特に薄膜に有効な表
面処理法であることがわかる。
(実施例4)
樹脂封止型半導体装置のアルミニウム配線及びパッドに
、本発明で用いるオキシンとアルミニウムの反応溶液に
よる浸漬処理を施した例を第5図に示す。
、本発明で用いるオキシンとアルミニウムの反応溶液に
よる浸漬処理を施した例を第5図に示す。
0、O○1. m o Q / Qのオキシンとアルミ
ニウムの反応溶液をpH4,80℃に調整し、その反応
溶液中にシリコン基板を1o分間浸漬処理した。
ニウムの反応溶液をpH4,80℃に調整し、その反応
溶液中にシリコン基板を1o分間浸漬処理した。
その後パッケージに固定しワイヤボンディングし樹脂封
止した。
止した。
第5図に示す樹脂封止型半導体において、シリコン基板
3はリードフレーム15に搭載されており、シリコン基
板3上面に形成されたアルミニウムパット1とり−I〜
フレーム15はリードワイヤ]24により接続されてい
る。樹脂はシリコン基板3、アルミニウムパッド1及び
リードワイヤ4を包括して封止している。
3はリードフレーム15に搭載されており、シリコン基
板3上面に形成されたアルミニウムパット1とり−I〜
フレーム15はリードワイヤ]24により接続されてい
る。樹脂はシリコン基板3、アルミニウムパッド1及び
リードワイヤ4を包括して封止している。
上記浸漬処理により、樹脂封止後、外界から水分が侵入
したとしても、アルミニウム配線及びパッド上にアルミ
ニウムとオキシンの化合物皮膜が形成されているため、
アルミニウム配線及びパッドは腐食されることなく、信
頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供することができ
る。
したとしても、アルミニウム配線及びパッド上にアルミ
ニウムとオキシンの化合物皮膜が形成されているため、
アルミニウム配線及びパッドは腐食されることなく、信
頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供することができ
る。
(実施例5)
本発明における有機物とアルミニウム反応溶液による浸
漬処理に用いるセルを第6図に示す。アルミニウムセル
を用いることにより、随時アルミニウムを供給する必要
がなくなる。すなわち、セル自身のアルミニウムとオキ
シン等の有機化合物が反応しあい、溶液中には常にアル
ミニウムと有機化合物の反応体が存在し、アルミニウム
パッド上の皮膜形成を速やかに行なうことができる。
漬処理に用いるセルを第6図に示す。アルミニウムセル
を用いることにより、随時アルミニウムを供給する必要
がなくなる。すなわち、セル自身のアルミニウムとオキ
シン等の有機化合物が反応しあい、溶液中には常にアル
ミニウムと有機化合物の反応体が存在し、アルミニウム
パッド上の皮膜形成を速やかに行なうことができる。
また、温度センサ及びpHセンサを備えることにより、
温度及びPHのコントロールが可能になる。すなわち、
上記の浸漬処理では溶液の温度及びpHの管理が重要と
なるため、これらが制御可能なセルが必要となる。
温度及びPHのコントロールが可能になる。すなわち、
上記の浸漬処理では溶液の温度及びpHの管理が重要と
なるため、これらが制御可能なセルが必要となる。
例えば、有機化合物がオキシンである場合、温度は60
〜80℃、PHは3〜4に制御し、この溶液中で形成さ
れる皮膜は、厚さ約0.05μmのアルミニウムオキシ
ンキレート化合物皮膜であり、この化合物皮膜が次の亜
鉛置換処理でのアルミニウムパッドの溶解を抑制する。
〜80℃、PHは3〜4に制御し、この溶液中で形成さ
れる皮膜は、厚さ約0.05μmのアルミニウムオキシ
ンキレート化合物皮膜であり、この化合物皮膜が次の亜
鉛置換処理でのアルミニウムパッドの溶解を抑制する。
なお、第6図において、アルミニウムセルにはアルミニ
ウムと有機化合物の反応溶液が入っており、その反応溶
液はアルミニウムセル21底に設置された回転モータ2
8により撹拌される。
ウムと有機化合物の反応溶液が入っており、その反応溶
液はアルミニウムセル21底に設置された回転モータ2
8により撹拌される。
この反応溶液中にはシリコン基板24がウェハケース2
5の上に並へられて浸漬されている。反応溶液はp H
センサ22とpHコントローラ23によりそのp Hが
調整され、また温度センサ26と温度コントローラ27
によりその温度が調節される。
5の上に並へられて浸漬されている。反応溶液はp H
センサ22とpHコントローラ23によりそのp Hが
調整され、また温度センサ26と温度コントローラ27
によりその温度が調節される。
本発明によれば、シリコン基板を有機物とアルミニウム
の反応溶液に浸漬してシリコン基板上のアルミニウムパ
ッド表面にアルミニウム−有機物化合物の皮膜を形成す
るので、金属置換処理においてアルミニウムパッドのエ
ツチングが抑制でき、かつアルミニウムパッド上で均一
な金属置換ができ、その後のニッケル無電解メッキ及び
はんだ浸漬によりアルミニウムパッド上に均一なはんだ
バンプを形成することができ、このはんだバンプを介し
て、アルミニウムパッドと有機絶縁フィルム上に形成し
たり−トを良好にボンディングできるため、ボンディン
グ性に優れたTAB半導体装置を提供することができる
。さらに従来の金ハンプに代ってはんだバンプを用いる
ことができTAB半導体装置の低コスト化を図れる。
の反応溶液に浸漬してシリコン基板上のアルミニウムパ
ッド表面にアルミニウム−有機物化合物の皮膜を形成す
るので、金属置換処理においてアルミニウムパッドのエ
ツチングが抑制でき、かつアルミニウムパッド上で均一
な金属置換ができ、その後のニッケル無電解メッキ及び
はんだ浸漬によりアルミニウムパッド上に均一なはんだ
バンプを形成することができ、このはんだバンプを介し
て、アルミニウムパッドと有機絶縁フィルム上に形成し
たり−トを良好にボンディングできるため、ボンディン
グ性に優れたTAB半導体装置を提供することができる
。さらに従来の金ハンプに代ってはんだバンプを用いる
ことができTAB半導体装置の低コスト化を図れる。
また、前記化合物の皮膜を形成する代りに有機物を金属
置換液に添加して、その有機物添加互換液にシリコン基
板を浸漬すれば、有機物のインヒビタ効果によってシリ
コン基板上のアルミニウムパッドのエツチングを抑制で
き、かつアルミニウムパッド上で均一な金属置換を行な
うことができるので、上記と同様に、後処理で均一なは
んだバンプを形成でき、ひいてはボンディング性に優れ
かつ低コストのTAB半導体を提供することができる。
置換液に添加して、その有機物添加互換液にシリコン基
板を浸漬すれば、有機物のインヒビタ効果によってシリ
コン基板上のアルミニウムパッドのエツチングを抑制で
き、かつアルミニウムパッド上で均一な金属置換を行な
うことができるので、上記と同様に、後処理で均一なは
んだバンプを形成でき、ひいてはボンディング性に優れ
かつ低コストのTAB半導体を提供することができる。
第1図は本発明の実施例なる半導体装置の製造方法の説
明図、第2A図は本発明の実施例の手順を示す説明図、
第2B図は第2A図の比較図で従来方法の手順を示す説
明図、第3A図は本発明の実施例によるはんだバンプ形
成の手順を示す図、第3B図は第3A図の比較図で従来
技術における金バンプ形成の手順を示す図、第4A図は
第3A図に示す手順に従い形成したはんだバンプの断面
図、第4B図は第3B図に示す手順に従い形成した金バ
ンプの断面図、第5図は本発明によるオキシン浸漬処理
を施した樹脂封止型半導体装置の構成図、第6図はオキ
シン浸漬処理に用いるセルを示す図、第7A図はTAB
半導体の平面図、第7B図は第7A図のA−A断面を示
す図である。 1・・アルミニウムパッド、3・・シリコン基板、4・
アルミニウム−オキシン化合物皮膜、5・・亜鉛膜、6
・ニッケル膜。 7・・・はんだバンプ、8・・I!!縁テープ、14
リードワイヤ。 第1図
明図、第2A図は本発明の実施例の手順を示す説明図、
第2B図は第2A図の比較図で従来方法の手順を示す説
明図、第3A図は本発明の実施例によるはんだバンプ形
成の手順を示す図、第3B図は第3A図の比較図で従来
技術における金バンプ形成の手順を示す図、第4A図は
第3A図に示す手順に従い形成したはんだバンプの断面
図、第4B図は第3B図に示す手順に従い形成した金バ
ンプの断面図、第5図は本発明によるオキシン浸漬処理
を施した樹脂封止型半導体装置の構成図、第6図はオキ
シン浸漬処理に用いるセルを示す図、第7A図はTAB
半導体の平面図、第7B図は第7A図のA−A断面を示
す図である。 1・・アルミニウムパッド、3・・シリコン基板、4・
アルミニウム−オキシン化合物皮膜、5・・亜鉛膜、6
・ニッケル膜。 7・・・はんだバンプ、8・・I!!縁テープ、14
リードワイヤ。 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、シリコン基板のアルミニウムパッド上にはんだバン
プを形成する半導体装置の製造方法において、前記シリ
コン基板を有機物とアルミニウムの反応溶液中に浸漬処
理し、前記アルミニウムパッド面にアルミニウム−有機
物化合物皮膜を形成した後、金属置換処理、ニッケル無
電解メッキ処理及びはんだ浸漬処理を順次施し、前記ア
ルミニウムパッド上にはんだバンプを形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 2、シリコン基板のアルミニウムパッド上に形成された
バンプを形成する半導体装置の製造方法において、前記
アルミニウムパッド面を、有機物が添加された金属置換
液中で金属置換処理した後、ニッケル無電解メッキ処理
及び、はんだ処理を順次施すことを特徴とする半導体装
置の製造方法。 3、シリコン基板のアルミニウムパッド上に形成された
バンプにリードワイヤをボンディングする半導体装置の
製造方法において、前記シリコン基板をシリコンマスキ
ングして有機物とアルミニウムの反応溶液中で浸漬処理
し、前記アルミニウムパッド面にアルミニウム−有機物
化合物皮膜を形成した後、金属置換処理、ニッケル無電
解メッキ処理及びはんだ浸漬処理を順次施し、前記アル
ミニウムパッド上にはんだバンプを形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 4、シリコン基板のアルミニウムパッド上に形成された
バンプにリードワイヤをボンディングする半導体装置の
製造方法において、前記シリコン基板をシリコンマスキ
ングした後、前記アルミニウムパッド面を有機物が添加
された金属置換液中での金属置換処理、ニッケル無電解
メッキ処理及びはんだ処理を順次施し、前記アルミニウ
ムパッド上にはんだバンプを形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 5、前記有機物は、オキシン、オキシンの誘導体、N−
ニトロリフェルヒドロキシルアミンアンモニウム、アミ
ノフェノール類及びβジケトン類の少なくとも1種類か
らなることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の半
導体装置の製造方法。 6、前記有機物とアルミニウムの反応溶液を入れる容器
をアルミニウム製にしたことを特徴とする請求項1また
は3記載の半導体装置の製造方法。 7、シリコン基板のアルミニウムパッド上に形成された
はんだバンプを有する半導体装置において、前記アルミ
ニウムパッド上にアルミニウム−有機物化合物皮膜、置
換金属膜、ニッケル膜及びはんだバンプが順に形成され
ていることを特徴とする半導体装置。 8、前記はんだバンプは、有機絶縁フィルム上に形成さ
れたリードと接合されていることを特徴とする請求項7
記載の半導体装置。 9、有機物とアルミニウムの反応溶液で浸漬処理した半
導体装置を樹脂で封止して構成した樹脂封止型半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191133A JPH0476921A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2191133A JPH0476921A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476921A true JPH0476921A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16269433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2191133A Pending JPH0476921A (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476921A (ja) |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP2191133A patent/JPH0476921A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100446715B1 (ko) | 반도체 장치의 제조방법 | |
| KR900007303B1 (ko) | 수지봉지형 반도체장치 | |
| EP2177646B1 (en) | Stress-reduced Ni-P/Pd stacks for bondable wafer surfaces | |
| US6933614B2 (en) | Integrated circuit die having a copper contact and method therefor | |
| JP2002540631A (ja) | 銅を用いたボンディングパッド構造に対する従来型のワイヤボンディングの適用を可能にする方法および装置 | |
| US6759751B2 (en) | Constructions comprising solder bumps | |
| US10867895B2 (en) | Lead-frame structure, lead-frame, surface mount electronic device and methods of producing same | |
| US20140110844A1 (en) | Wire bondable surface for microelectronic devices | |
| JP2000038682A (ja) | ニッケルめっき方法及び半導体装置 | |
| JP3371072B2 (ja) | 銅または銅合金の変色防止液並びに変色防止方法 | |
| JP3274381B2 (ja) | 半導体装置の突起電極形成方法 | |
| JPH1070128A (ja) | 半導体回路担体にパラジウム接触バンプを作り出す方法 | |
| JP3484367B2 (ja) | 無電解めっき方法およびその前処理方法 | |
| JPH09316650A (ja) | 無電解ニッケルめっき用活性化処理液及びエッチング液並びに半導体装置の製造方法 | |
| US4818727A (en) | Method of improving the corrosion resistance of aluminum contacts on semiconductors | |
| JP2002237517A (ja) | ウェハホルダ | |
| JPS62291123A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS63109191A (ja) | 置換防止剤 | |
| JPS63266844A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4380100B2 (ja) | 半導体装置用テープキャリアの製造方法 | |
| JPH03155637A (ja) | 電極構造およびその製造方法 | |
| JPH10256452A (ja) | はんだメッキ方法 | |
| JPS63310152A (ja) | リ−ドフレ−ムの製造方法 | |
| JPS6038849A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH10335558A (ja) | 半導体装置用リードフレーム |