JP2000252313A - メッキ被膜の形成方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極部表面の汚れ、酸化膜、水酸化膜等を除
去し、電極部とニッケル系無電解メッキ層との密着性を
高め、ニッケル系無電解メッキ層表面の水酸化物を除去
して、信頼性に優れた半田バンプの形成方法を提供す
る。 【解決手段】 基板（半導体ウエハ）１１に形成された
電極部１２をプラズマクリーニングし、超音波法により
電極部１２の表面に亜鉛置換層（図示省略）とニッケル
系無電解メッキ層１５を形成した後、使用する半田の融
点以上の温度でそのニッケル系無電解メッキ層１５にア
ニーリングを施し、その後ニッケル系無電解メッキ層１
５の表面をプラズマクリーニングし、その上に半田バン
プを形成して、樹脂保護膜またはモールド樹脂で封止さ
れた半田バンプが露出した基板１１を形成し、ペレタイ
ズしてチップサイズパッケージを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ被膜の形成
方法および半導体装置の製造方法に関し、詳しくはアル
ミニウム系金属からなる電極部上にニッケル系無電解メ
ッキ層を形成するメッキ被膜の形成方法およびこのメッ
キ被膜の形成方法を用いた半導体装置の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のバンプ形成は、半田や金が用いら
れているが、コストやリペアの面から半田を用いること
が有利である。ところが、アルミニウム系金属電極の表
面には、数ｎｍ厚の酸化膜が存在するため、半田の濡れ
性が悪い。また一旦濡れると、アルミニウム−スズの共
晶反応が起こる。しかもその反応物は腐食されやすい。
そこで、通常はバンプと電極界面に下地金属〔パラジウ
ム（Ｐｄ）／ニッケル（Ｎｉ）／チタン（Ｔｉ）、金
（Ａｕ）／銅（Ｃｕ）／クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）／
白金（Ｐｔ）／チタン（Ｔｉ）等〕を形成している。

【０００３】しかし、この方法では、上記下地金属を蒸
着やスパッタリングでウエハ全面に形成した後、汎用フ
ォトリソグラフィーとエッチング技術を用いて電極部だ
け開孔する。その後、蒸着、電解メッキ、浸漬等の方法
によって、半田バンプを形成する。次いで、レジストを
剥離してから、半田バンプをマスクにして、下地金属を
エッチングする。さらに、蒸着の場合は、最後にリフロ
ーを行い、ウエットバックを行って半球状のバンプ形状
を保つ方法等が実施されている。

【０００４】しかしながら、下地金属を用いる必要があ
ること、電解メッキ以外の部分に半田メッキもしくは蒸
着がなされないように、マスクを形成すること等が必要
になり、また高価な装置を利用する必要があり、しかも
工程が複雑になり、コストダウンの障害となっている。

【０００５】そこで、最近では、アルミニウム電極の表
面に無電解メッキ薄層を形成する方法が進展している。
無電解メッキ薄層としては、品質、信頼性、コスト等の
面から総合的に判断して多分野で実績のあるニッケル系
無電解メッキが選択されている。

【０００６】ニッケル系無電解メッキ法は、亜鉛置換法
やパラジウム触媒付与法に分類される。一般にニッケル
系無電解メッキ法ではニッケルリン系薄膜層が形成さ
れ、その上に無電解のフラッシュ金メッキ薄膜層が形成
される。パラジウム触媒付与法はパラジウム価格の変動
が大きく、亜鉛置換法がコスト面で有利である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では以下のような課題がある。

【０００８】アルミニウム電極部の表面は、チップ合
否測定等での汚れの付着、バッドマークの焼き付けでの
汚れの付着、空気中での酸化膜の生成、ウエットエッチ
ング時の水酸化膜の生成があり、このままでは無電解メ
ッキ層を形成することが困難である。そこで、酸性脱脂
剤（硫酸タイプ）および低濃度のアルカリ（ＫＯＨ）を
用いた前処理を行っていたが、アルミニウム電極の表面
に生成される数ｎｍ厚の酸化膜は除去することは困難で
あった。また、酸エッチング処理（硫酸−フッ酸含有、
９８％硫酸等）では、酸化膜を除去することができる
が、酸エッチング処理によってアルミニウムパッドが溶
解、脱落しやすいので、量産条件の安定性に課題があっ
た。

【０００９】形成されたニッケル系無電解メッキとフ
ラッシュ金メッキ層の表面には、水酸化ニッケル化合物
膜が存在し、これが金ボンド付き性や半田バンプ付き性
を悪化させている。

【００１０】アルミニウムとニッケル系無電解メッキ
との密着性が低い。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために成されたメッキ被膜の形成方法および半導
体装置の製造方法である。

【００１２】本発明のメッキ被膜の形成方法は、基板に
形成された電極部上に無電解メッキを施すメッキ被膜の
形成方法において、無電解メッキを行う前に電極部をプ
ラズマクリーニングする。超音波法により電極部の表面
に亜鉛置換層を形成した後、無電解メッキによりニッケ
ル系無電解メッキ層を形成する。この亜鉛置換層を形成
する亜鉛置換処理は、複数回に分けて行い、かつ初回よ
り回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして亜鉛置換処
理を行う。そして、ニッケル系無電解メッキ層を形成し
た後、使用する半田の融点以上の温度でニッケル系無電
解メッキ層に不活性ガス雰囲気中でアニーリングを施
す。

【００１３】上記メッキ被膜の形成方法では、無電解メ
ッキを行う前に電極部をプラズマクリーニングすること
から、電極部表面に形成されている酸化膜、水酸化膜、
有機系の汚れが除去される。

【００１４】超音波法により電極部の表面に亜鉛置換層
を形成した後、無電解メッキによりニッケル系無電解メ
ッキ層を形成することから、超音波の印加により発生期
の水素の分離が促進され、ニッケル系無電解メッキ層の
成長速度が高められて、メッキむらが無くなり、電極部
に対するニッケル系無電解めっき層の密着力が向上す
る。

【００１５】また、ニッケル系無電解メッキ層を形成し
た後、使用する半田の融点以上の温度でニッケル系無電
解メッキ層にアニーリングを施すことから、電極部と無
電解メッキ層との界面及び無電解メッキ層中の吸着水分
及びガスが除去される。この亜鉛置換層を形成する亜鉛
置換処理を複数回に分けて行い、かつ初回より回を重ね
る毎に各回の処理時間を長くして処理を行うことから、
亜鉛置換むらが少なくなる。そのため、微小ふくれが無
くなり、ニッケル系無電解メッキ層と電極部との密着性
が向上し、半田付き性が良くなる。また、使用する半田
の融点以上の温度でアニーリングすることにより、半田
を付けた時には水分および吸着ガスの放出が無くなり、
ニッケル系無電解メッキ層と半田との密着性が向上し、
半田の信頼性が高まる。

【００１６】本発明の半導体装置の製造方法は、基板に
形成された電極部をプラズマクリーニングする工程と、
超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
た後、無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ層を
形成する工程と、使用する半田の融点以上の温度で前記
ニッケル系無電解メッキ層に対してアニーリングを施す
工程と、ニッケル系無電解メッキ層の表面をプラズマク
リーニングする工程と、ニッケル系無電解メッキ層上に
半田バンプを形成する工程とを備えている。その半田バ
ンプを形成する工程は、ニッケル系無電解メッキ層を形
成した電極部上に一段目の半田バンプを形成する工程
と、一段目の半田バンプをドライクリーニングする工程
と、一段目の半田バンプ上に二段目の半田バンプを形成
する工程とからなる。

【００１７】上記半導体装置の製造方法では、前記メッ
キ被膜の形成方法と同様なる作用が得られる。それとと
もに、ニッケル系無電解メッキ層の表面をプラズマクリ
ーニングすることから、ニッケル系無電解メッキ層の表
面に形成されている水酸化ニッケル化合物、有機系の汚
れ等が除去される。

【００１８】また、半田バンプを形成する際に、ニッケ
ル系無電解メッキ層を形成した電極部上に一段目の半田
バンプを形成した後に、一段目の半田バンプをドライク
リーニングすることから、一段目の半田バンプの表面に
形成されている酸化膜、水酸化膜、有機系の汚れが除去
される。さらに、一段目の半田バンプの融点を二段目の
半田バンプの融点よりも高くすることで、半田バンプの
高さと形状安定による電気的、機械的接続の品質および
信頼性が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係わる第１の実施の形態
を、図１の断面図で示す製造工程図によって説明する。
図１では、メッキ被膜の形成方法および半導体装置の製
造方法を示し、一例として、ペリフェラルパッドの場合
を示す。

【００２０】図１の（１）に示すように、基板（例えば
半導体ウエハ）１１上に設けられたアルミニウム系金属
からなる電極部１２の表面をアルゴン＋フォーミングガ
ス（例えば、窒素＋２％水素）等の放電ガスを用いてプ
ラズマクリーニングする。なお、上記基板１１は、保護
膜１３に被覆され、上記電極部１２上およびスクライブ
ラインＳ上の保護膜１３は除去されている。また基板１
１上に形成されているダイシングアライメントマーク１
４も上記保護膜１３に被覆されている。

【００２１】上記プラズマクリーニングでは、高周波平
行平板逆スパッタ方式クリーニング装置等を用い、クリ
ーニングガスには水素を含む不活性なガスとして、例え
ばアルゴン＋フォーミングガス（窒素＋水素）等の放電
ガスを用いてプラズマを発生させ、電極部１２の表面を
クリーニングし、その表面に生じているアルミニウム酸
化膜、アルミニウム水酸化膜および有機物汚れ等を除去
する。このとき、従来のアルゴンガスのみを用いたクリ
ーニングでは不十分であり、水素含有のフォーミングガ
スを混入することで、プラズマ中にラジカルな水素を発
生させ、これによるアルミニウム酸化膜の還元とアルゴ
ンガスの物理的衝撃により、アルミニウム酸化膜、アル
ミニウム水酸化膜等を除去する。

【００２２】次に、図１の（２）に示すように、超音波
法、特にメガソニック超音波法により、上記電極部１２
の表面に亜鉛置換層（図示省略）とニッケル系無電解メ
ッキ層１５とを形成する。

【００２３】上記亜鉛置換法は、亜鉛を強アルカリ性溶
液に溶解させ、亜鉛イオンを形成させて硝酸液中に浸漬
した際や水洗時に形成された電極部１２の表面の酸化被
膜を除去するとともに、アルミニウムより電位的に負で
ある亜鉛粒子と鉄粒子とを溶液中のアルミニウム系金属
からなる電極部１２の表面に置換析出させ、上記亜鉛置
換層を形成する。この亜鉛置換層中の鉄粒子の量（ニッ
ケル系無電解メッキ液に投入した時の電極部１２上にあ
る鉄粒子の量）によって、電極部１２とニッケル系無電
解メッキ層１５との密着力が決定する。

【００２４】上記のように亜鉛置換処理を行った電極部
１２をニッケル系無電解メッキ液に投入すると、電極部
１２の表面の亜鉛粒子はほとんど溶解してメッキ浴中の
ニッケルイオンと置換する。そして、かなりの鉄粒子は
電極部１２の表面上に残り、メッキ初期反応の触媒核と
して、次亜りん酸塩の酸化を助けてメッキ反応を推進さ
せ、数秒後にメッキ被膜が形成される。

【００２５】この時、新しいメッキ液の場合、メッキ液
に投入後に亜鉛はほとんど溶解し、鉄はかなり残る。新
しいメッキ液はメッキ成長速度が速く、鉄の溶解は少な
く、ブリスター（微小ふくれ）の発生はない。

【００２６】一方、老化したメッキ液の場合、メッキ液
に投入後に亜鉛はほとんど溶解し、鉄はかなり残るが新
しいメッキ液と比較すると少ない。老化したメッキ液は
メッキ成長速度が少し遅く、その分、鉄の溶解量が多く
なる。そのため、鉄粒子の不足した箇所では局所的な密
着力不足の部分が発生し、それがブリスターの発生の要
因となる。

【００２７】したがって、亜鉛置換処理によって多量の
鉄粒子を電極部１２上に残すことが、ブリスターの発生
を防止し、密着性を向上させることに対して重要であ
る。このため、亜鉛置換処理を、複数回に分けて行い、
初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして処理
を行うことが望ましい。例えば２回に分け、前の亜鉛を
硝酸または硫酸で除去して再度亜鉛置換する。その際、
第１回目の処理時間を短く、例えば２０秒とし、第２回
目の処理時間を長く、例えば４０秒とする。なお、第１
回目の処理時間を第２回目の処理時間と比較して長くす
ると、亜鉛置換むらが発生し、このむらの発生した部分
でブリスターが発生しやすくなる。したがって、上述し
たように、初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長
くして処理を行うことにより、亜鉛置換むらが少なくな
り、それによって、微小ふくれが無くなり、ニッケル系
無電解メッキ層１５と電極部１２との密着性が向上す
る。そのため、半田付き性が良くなる。

【００２８】このようにして、アルミニウム系金属から
なる電極部１２上に、汎用の無電解メッキ法によって、
ニッケル−リン（以下、Ｎｉ−Ｐと記す）、ニッケル−
リン−ホウ素（以下、Ｎｉ−Ｐ−Ｂと記す）、ニッケル
−ホウ素（以下、Ｎｉ−Ｂと記す）等のニッケル系無電
解メッキ層１５を２μｍ〜１０μｍの厚さに形成する。
例えば、Ｎｉ−Ｐ合金は次亜リン酸浴（次亜リン酸ナト
リウムまたは次亜リン酸カリウム）で形成し、Ｎｉ−Ｂ
合金は水素化ホウ素ナトリウム浴またはジメチル（ジエ
チル）アミノボランを用いる弱酸性浴または中性浴で形
成し、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ合金は中性浴で形成する。

【００２９】上記亜鉛置換層（図示省略）とニッケル系
無電解メッキ層１５とを形成する過程において、超音波
印加により発生期の水素の分解を促進させることで、亜
鉛置換およびＮｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ、Ｎｉ−Ｂ等のニ
ッケル系無電解メッキ層１５の成長速度が高くなり、メ
ッキむらが無くなり、密着力が向上する。超音波は、定
在波の無い２周波数（２６ｋＨｚと２８ｋＨｚの混在
等）またはメガソニック（１ＭＨｚ）のいずれでもよい
が、電極部１２に対するダメージの少ないメガソニック
を用いる方が望ましい。

【００３０】なお、必要に応じて、ニッケル系無電解メ
ッキ層１５上にフラッシュ金の無電解メッキ層（図示省
略）を形成する。このフラッシュ金の厚さは３０ｎｍ〜
５０ｎｍ程度が好ましく、必要に応じてメガソニック超
音波を印加して形成してもよい。

【００３１】次に、半田バンプを形成する際に用いる半
田の融点以上の温度でアニーリングを行う。このアニー
リングは、窒素等の不活性なガス雰囲気中で、使用する
半田の融点以上の温度（例えば、融点より３０℃〜５０
℃高い温度）で３０分〜１２０分間行う。それによっ
て、電極部１２とニッケル系無電解メッキ層１５との界
面およびニッケル系無電解メッキ層１５中の吸着水分お
よびガスが除去される。また、使用する半田の融点以上
の温度でアニーリングすることにより、半田を付けた時
には水分および吸着ガスの放出が無くなり、ボイドを発
生しなくなるので、ニッケル系無電解メッキ層１５と半
田との密着性が向上し、半田の信頼性が高まる。このよ
うにして、ニッケル系無電解メッキ層１５からなる本発
明のメッキ被膜が形成される。

【００３２】次に、ニッケル系無電解メッキ層１５の表
面をプラズマクリーニングする。前記説明した電極部１
２の表面のプラズマクリーニングと同様に、例えば高周
波平行平板逆スパッタ方式クリーニング装置等を用い
て、アルゴン＋フォーミングガス（窒素＋水素）または
水素の放電用ガスでニッケル系無電解メッキ層１５の表
面をプラズマクリーニングする。それによって、ニッケ
ル系無電解メッキ層１５の表面の水酸化ニッケル化合物
や有機物汚れ等が除去される。

【００３３】次いで、図１の（３）に示すように、上記
ニッケル系無電解メッキ層１５上に、一段目の半田バン
プ１６を形成する。任意の組成の半田溶融液への浸漬、
または任意組成の半田スクリーン印刷と溶融等により形
成する。例えば、スズ−亜鉛系半田溶融液もしくはスズ
−銀半田溶融液を用いることで、鉛を含まない半田バン
プとなる。この一段目の半田バンプ１６の高さは、所定
の高さ、例えば５０μｍ以上あれば、その高さのばらつ
きは問題としないが、そのばらつきを±５μｍ以内に抑
えることが望ましい。

【００３４】さらに、基板１１の表面を樹脂保護膜１７
で封止する。この樹脂保護膜１７は、例えばポリイミ
ド、ポリイミドシロキサン、エポキシ系、アクリル系、
フェノール系のいずれで形成してもよい。例えば、回転
塗布等で５μｍ〜１０μｍの厚さに塗布し、キュアする
ことにより形成する。このとき、加熱真空または加熱加
圧で脱泡し、密着性を向上させることが好ましい。また
上記樹脂保護膜１７は透明、または半透明で、ダイシン
グアライメントマーク１４が認識できることが望まし
い。

【００３５】次に、図１の（４）に示すように、上記樹
脂保護膜１７および一段目の半田バンプ１６を、例えば
研削および研磨して、この一段目の半田バンプ１６の高
さｈ１をそろえる。上記樹脂保護膜１７でコーティング
された一段目の半田バンプ１６を、比較的荒い番手の研
削砥石を用いて研削し、その後に酸化セリウムの研磨剤
を用いてバフ研磨して、例えば、その高さｈ１を２０μ
ｍ〜４０μｍの所定の高さにそろえる。ここでは一例と
して、４０μｍの高さにそろえた一段目の半田バンプ１
６を形成する。

【００３６】次いで、一段目の半田バンプ１６の表面に
対してドライクリーニングを行うことが望ましい。この
ドライクリーニングは、先に説明したプラズマクリーニ
ングと同様に、アルゴン＋フォーミングガス（窒素＋水
素）のような水素を含む放電ガスを用いる。もしくは、
スパッタクリーニングにより行うことも可能である。こ
のように、一段目の半田バンプ１６の表面に対してドラ
イクリーニングを行うことにより、一段目の半田バンプ
１６の表面に形成されている酸化膜、水酸化膜、有機系
の汚れが除去される。そのため、二段目の半田バンプの
付き性が高められる。

【００３７】次に、図１の（５）に示すように、上記一
段目の半田バンプ１６の上に、二段目の半田バンプ１８
を形成する。例えば、高さをそろえた一段目の半田バン
プ１６の上に、スクリーン印刷と溶融等により二段目の
半田バンプ１８を、例えばその高さｈ２が７０μｍ〜８
０μｍ程度になるように形成する。上記一段目の半田バ
ンプ１６および二段目の半田バンプ１８ともに、その材
質は鉛を含まないスズ−銀系、スズ−亜鉛系、亜鉛−ビ
スマス系の半田を用いることが望ましい。また二段目の
半田バンプ１８を形成するときおよびチップをマウント
するときに、バンプの高さおよび形状安定させるため
に、一段目の半田バンプ１６を形成する半田は、二段目
の半田バンプ１８を形成する半田よりも融点の高い半田
を用いることが好ましい。

【００３８】その後、ペレタイズを行う。すなわち、樹
脂保護膜１７を透かしたダイシングアライメントマーク
１４の検出によりフルカットダイシングを行って、基板
１１をペレットに分割する。このようにして、半導体装
置が製造される。

【００３９】次に、本発明に係わる第２の実施の形態
を、図２の断面図で示す製造工程図によって以下に説明
する。図２では、一例として、エリアパッドの場合を示
し、前記第１の実施の形態で示した構成部品と同様のも
のには同一符号を付与する。

【００４０】図２の（１）に示すように、基板（例えば
半導体ウエハ）１１上にはアルミニウム系金属からなる
電極部１２が設けられている。その基板１１は保護膜１
３に被覆されていて、電極部１２上およびスクライブラ
イン上の保護膜１３は除去されている。なお、基板１１
上に形成されているダイシングアライメントマーク１４
も上記保護膜１３に被覆されている。このような基板１
１上の全面に感光性ポリイミド膜２１をコーティングし
た後、電極部１２上およびスクライブライン上のポリイ
ミド膜２１を露光、現像処理により除去した後、所定条
件でキュアを行って硬化させる。

【００４１】次に、図２の（２）に示すように、スパッ
タリングによって、上記ポリイミド膜２１上の全面に密
着金属層（図示省略）となるクロム層とエリアパッドと
なる例えばアルミニウム系金属層との２層構造膜を形成
する。上記アルミニウム系金属層は、例えば１％のシリ
コン入りアルミニウムで形成する。なお、上記アルミニ
ウム系金属層の代わりに、アルミニウム、アルミニウム
銅合金、銅もしくは銅合金でエリアパッドとなる層を形
成してもよい。

【００４２】上記スパッタリングでは、それを行う前に
逆スパッタリングを行って、アルミニウム表面のアルミ
ニウム酸化膜、アルミニウム水酸化膜、有機物残さ、ポ
リイミドキュア時のアウトガス汚れ等を除去することが
必要である。

【００４３】次いでフォトリソグラフィーとエッチング
技術とによって、上記２層構造膜を加工して電極パッド
再配置のパターン２２を形成する。そして、そのパター
ン２２を被覆する状態に感光性ポリイミド膜２３を形成
する。この形成方法は、上記ポリイミド膜２１と同様で
ある。

【００４４】その後、ポリイミド膜２３を露光、現像お
よびキュア処理して、このポリイミド膜２３の所定の位
置に開口部を形成してエリアパッド部２４を形成する。

【００４５】なお、ポリイミド膜２１、２３中の吸着水
分除去での金属膜との密着性向上のために、真空ベーキ
ングを行ってスパッタリングを行う必要がある。そのと
きの基板温度は、例えば１５０℃〜２００℃に設定す
る。

【００４６】その後、上記エリアパッド２４に対して前
記図１によって説明した第１の実施の形態と同様のプロ
セスを行えばよい。

【００４７】上記各実施の形態で説明した電極部１２は
アルミニウム系金属に限定されることはなく、電極部１
２が銅、銅合金であっても、上記説明したプラズマクリ
ーニングの効果は得られる。

【００４８】なお、上記各実施の形態で説明したプラズ
マクリーニングでは、高周波平行平板型逆スパッタ方式
のプラズマクリーニング装置を用いているが、酸化物の
除去、水酸化物の除去、有機物汚れの除去等を可能にす
るプラズマクリーニングを行うことが可能なものであれ
ば、上記装置に限定されることはない。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のメッキ被
膜の形成方法によれば、以下のような効果が得られる。

【００５０】（１）無電解メッキを行う前に電極部をプ
ラズマクリーニングするので、電極部表面に形成されて
いる酸化膜、水酸化膜、有機系の汚れを除去することが
できる。通常、アルミニウム系金属からなる電極部の表
面には数ｎｍ厚の酸化膜が形成されており、酸性脱脂剤
（硫酸タイプ）および低濃度のアルカリ（ＫＯＨ）では
その酸化膜は除去できず、また酸エッチング処理（硫酸
−フッ酸含有、９８％硫酸等）すると除去はできるが、
電極部が溶解、脱落しやすいので、量産条件の安定性に
問題があったが、例えばアルゴン＋フォーミングガスま
たは水素等の放電用ガスによる上記プラズマクリーニン
グを行うことにより、電極部の表面の有機物汚れや酸化
膜および水酸化膜を除去することができ、その後に無電
解メッキ薄膜を形成した場合、メッキむらを少なくし、
メッキ速度を速くして、生産性を高め、しかもコストダ
ウンを実現することができる。

【００５１】（２）超音波法により電極部の表面に亜鉛
置換層を形成した後、無電解メッキによりニッケル系無
電解メッキ層を形成するので、超音波の印加により発生
期の水素の分離が促進され、亜鉛置換およびニッケル系
無電解メッキ層の成長速度を高めてメッキむらを無く
し、密着力を向上させることができる。よって、品質、
信頼性、生産性の向上を実現するとともにコストダウン
を実現することができる。また、超音波法においては、
特に、メガソニック超音波法を用いることにより、ダメ
ージを軽減できる。

【００５２】（３）ニッケル系無電解メッキ層を形成し
た後、使用する半田の融点以上の温度でニッケル系無電
解メッキ層にアニーリングを施すので、電極部と無電解
メッキ層との界面及び無電解メッキ層中の吸着水分及び
ガスを除去することができる。また、この亜鉛置換層を
形成する亜鉛置換処理を複数回に分けて行い、かつ初回
より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして処理を行
うので、亜鉛置換むらを少なくすることができ、そのた
め、微小ふくれが無くなり、ニッケル系無電解メッキ層
と電極部との密着性を向上させることができるので、半
田付き性が良くなり、品質および信頼性の向上が図れ
る。また、使用する半田の融点以上の温度でアニーリン
グするので、半田を付けた時には水分および吸着ガスの
放出が無くなり、半田の信頼性をさらに高めることがで
きる。

【００５３】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
前記メッキ被膜の形成方法の効果（１）〜（３）と同様
なる効果が得られるとともに、以下のような効果が得ら
れる。

【００５４】（４）ニッケル系無電解メッキ層の表面を
プラズマクリーニングするので、ニッケル系無電解メッ
キ層の表面に形成されている水酸化ニッケル化合物、有
機系の汚れ等を除去することができる。よって、ニッケ
ル系無電解メッキ層の表面の半田付き性が良くなり、品
質および信頼性の向上が図れる。

【００５５】（５）半田バンプを形成する際に、ニッケ
ル系無電解メッキ層を形成した電極部上に一段目の半田
バンプを形成した後に、その一段目の半田バンプをドラ
イクリーニングすることから、一段目の半田バンプの表
面に形成されている酸化膜、水酸化膜、有機系の汚れを
除去することができる。よって、一段目の半田バンプの
表面の半田付き性が良くなり、品質および信頼性の向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１の実施の形態を示す製造工
程図である。

【図２】本発明に係わる第２の実施の形態を示す製造工
程図である。

【符号の説明】

１１…基板、１２…電極部、１５…ニッケル系無電解メ
ッキ層、１６…一段目の半田バンプ、１８…二段目の半
田バンプ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に形成された電極部の表面に無電解
   メッキを施すメッキ被膜の形成方法において、 前記無電解メッキを行う前に前記電極部の表面をプラズ
   マクリーニングする工程を備えたことを特徴とするメッ
   キ被膜の形成方法。
2. 【請求項２】 前記プラズマクリーニングに用いるクリ
   ーニングガスは、水素を含む不活性なガスを用いること
   を特徴とする請求項１記載のメッキ被膜の形成方法。
3. 【請求項３】 基板に形成された電極部の表面に無電解
   メッキを施すメッキ被膜の形成方法において、 超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
   た後、前記無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ
   層を形成する工程を備えたことを特徴とするメッキ被膜
   の形成方法。
4. 【請求項４】 前記亜鉛置換層を形成する亜鉛置換処理
   は、 複数回に分けて行い、 かつ初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして
   亜鉛置換処理を行うことを特徴とする請求項３記載のメ
   ッキ被膜の形成方法。
5. 【請求項５】 前記亜鉛置換層を形成した後で前記ニッ
   ケル系無電解メッキ層を形成し、フラッシュ金無電解メ
   ッキ層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項
   ３記載のメッキ被膜の形成方法。
6. 【請求項６】 前記プラズマクリーニングを行った後、
   超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
   た後、前記無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ
   層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１記
   載のメッキ被膜の形成方法。
7. 【請求項７】 基板に形成された電極部の表面に無電解
   メッキを施すメッキ被膜の形成方法において、 ニッケル系無電解メッキ層、または前記ニッケル系無電
   解メッキ層とフラッシュ金無電解メッキ層を形成した
   後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル系無
   電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたことを
   特徴とするメッキ被膜の形成方法。
8. 【請求項８】 前記アニーリングは、前記半田の融点よ
   りも高い温度の不活性雰囲気中で行うことを特徴とする
   請求項７記載のメッキ被膜の形成方法。
9. 【請求項９】 前記アニーリング後に、前記ニッケル系
   無電解メッキ層、または前記ニッケル系無電解メッキ層
   とフラッシュ金無電解メッキ層の表面をプラズマクリー
   ニングする工程を備えたことを特徴とする請求項７記載
   のメッキ被膜の形成方法。
10. 【請求項１０】 前記ニッケル系無電解メッキ層を形成
    した後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル
    系無電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたこ
    とを特徴とする請求項１記載のメッキ被膜の形成方法。
11. 【請求項１１】 前記ニッケル系無電解メッキ層を形成
    した後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル
    系無電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたこ
    とを特徴とする請求項３記載のメッキ被膜の形成方法。
12. 【請求項１２】 前記ニッケル系無電解メッキ層を形成
    した後、使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル
    系無電解メッキ層にアニーリングを施す工程を備えたこ
    とを特徴とする請求項６記載のメッキ被膜の形成方法。
13. 【請求項１３】 基板に形成された電極部をプラズマク
    リーニングする工程と、 超音波法により前記電極部の表面に亜鉛置換層を形成し
    た後、無電解メッキによりニッケル系無電解メッキ層を
    形成する工程と、 必要に応じて、フラッシュ金無電解メッキ層を形成する
    工程と、 使用する半田の融点以上の温度で前記ニッケル系無電解
    メッキ層に対してアニーリングを施す工程と、 前記ニッケル系無電解メッキ層の表面、または前記ニッ
    ケル系無電解メッキ層とフラッシュ金無電解メッキ層の
    表面をプラズマクリーニングする工程と、 前記ニッケル系無電解メッキ層上に半田バンプを形成す
    る工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
14. 【請求項１４】 前記プラズマクリーニングに用いるク
    リーニングガスは、水素を含む不活性なガスを用いるこ
    とを特徴とする請求項１３記載の半導体装置の製造方
    法。
15. 【請求項１５】 前記亜鉛置換層を形成する亜鉛置換処
    理は、 複数回に分けて行い、 かつ初回より回を重ねる毎に各回の処理時間を長くして
    亜鉛置換処理を行うことを特徴とする請求項１３記載の
    半導体装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記亜鉛置換層を形成した後で前記ニ
    ッケル系無電解メッキ層を形成し、フラッシュ金無電解
    メッキ層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求
    項１３記載の半導体装置の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記アニーリングは、前記半田の融点
    よりも高い温度の不活性雰囲気中で行うことを特徴とす
    る請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記半田バンプを形成する工程は、 前記熱処理系無電解メッキ層を形成した電極部上に一段
    目の半田バンプを形成する工程と、 必要に応じて、前記一段目の半田バンプを研削または研
    磨または研削と研磨で平坦化処理する工程と、 前記一段目の半田バンプをドライクリーニングする工程
    と、 前記一段目の半田バンプ上に二段目の半田バンプを形成
    する工程とからなることを特徴とする請求項１３記載の
    半導体装置の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記一段目の半田バンプの融点よりも
    低い融点を有する半田を用いて前記二段目の半田バンプ
    を形成することを特徴とする請求項１８記載の半導体装
    置の製造方法。