JP3931454B2

JP3931454B2 - Method for manufacturing electrode of semiconductor device

Info

Publication number: JP3931454B2
Application number: JP31896598A
Authority: JP
Inventors: 夏也石川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: JP2000150422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の電極の製造方法に関し、特に、フリップチップ方式の実装に適用される半導体装置の電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における半導体装置の高密度実装化の要求に伴い、フェイスダウンボンディングすなわちフリップチップ方式の実装手法が採用されるようになった。このタイプの実装は、半導体装置すなわち半導体素子の表面に形成されたＡｌ電極上にＡｕあるいは半田からなる突起電極を形成し、この突起電極を実装基板に接続することにより行なわれるものである。
【０００３】
すなわち、図５に示すように、半導体素子１の表面に形成したＡｌ電極２を覆うように、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕ等の金属を用いて蒸着法あるいはスパッタリング法により金属膜３を形成し、その後、フォトレジスト４を用いたフォトリソグラフィ法により、上記金属膜３を部分的にエッチングして下地電極５を形成し、さらに、この下地電極５の上にフラックス６を介して半田ボール７を設け、加熱することにより半田ボール７を下地電極５に溶融接合させて、突起電極８を形成し、この突起電極８を実装基板上の電極に対してはんだ付け等により接合するものであり、又、突起電極としてＡｕを用いる場合は、下地電極５上にスタッドボンダーを用いてＡｕからなる突起電極を形成し、異方性導電接着剤を用いてこの突起電極を実装基板に接合するものである。
【０００４】
ところで、上記蒸着法あるいはスパッタリング法においては高価な真空装置を用い、又、フォトリソグラフィ法においても高価な作画装置を用いることから、製造コストが高く、さらには、作画装置による作画に長時間を要することから、生産性の低いものであった。
【０００５】
そこで、最近において、抵抗あるいはコイル等の受動部品、半導体パッケージのリードフレーム等のメッキの際に用いられていた無電解Ｎｉメッキ手法を、前述下地電極の形成に適用することが検討されている。この無電解Ｎｉメッキ手法は、特開平５−１４８６５７号公報、特開平５−９５１８９号公報、特開平６−２０９９９号公報、特開平９−２３５２００号公報等にも開示されているように、核となる金属をメッキ液に浸すことにより、この核となる金属の表面にＮｉを析出させるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記無電解メッキ手法を用いて、析出金属により下地電極等を形成しようとすると、核となる金属の表面に析出する析出金属の厚みあるいは高さにバラツキを生じるという問題があった。
すなわち、ダイオード、トランジスタ、ＩＣ等の半導体素子においては、光に曝されると、この光による励起作用（光起電力効果）で、その内部に光起電力が発生し、この光起電力は、核となる金属すなわちＡｌ電極を通して、良好なイオン伝導性を備えた無電解メッキ液の中に流出し再び他のＡｌ電極に戻ることにより、局部電池が形成されることになる。
【０００７】
この局部電池の作用により、無電解メッキ液中の金属イオンは、マイナスに帯電したＡｌ電極に選択的に堆積し、一方、プラスに帯電したＡｌ電極上には堆積し難くなり、その結果、各々のＡｌ電極上に析出する析出金属の厚みあるいは高さにバラツキが生ずることになる。
【０００８】
このような光起電力は、従来の蒸着法あるいはスパッタリング法等を用いる工法では、電流として外部に流れないため特に問題とされることはなく、又、無電解メッキ手法を用いる場合でも、抵抗、コイル等の受動部品あるいは半導体パッケージ用のリードフレーム等においては、析出金属のメッキ厚さのバラツキが特に問題となることはなかった。さらに、前述の特開平５−１４８６５７号公報、特開平５−９５１８９号公報、特開平６−２０９９９号公報、特開平９−２３５２００号公報等においては、積極的に光を照射してメッキを行なうものであり、上記のようなダイオード、トランジスタ、ＩＣ等の半導体素子（能動素子）等において、無電解メッキ手法を適用する場合に初めて、この光起電力が問題となるものである。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、従来のような蒸着法、スパッタリング法等を用いることなく、安価にかつ高精度にバラツキのない電極を形成できる半導体装置の電極の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、以下の如き構成をなす発明を見出すに至った。
すなわち、本発明の半導体装置の電極の製造方法は、光起電力を生じ得る半導体装置に無電解メッキ処理を施して電極を形成する半導体装置の電極の製造方法であって、上記光起電力を取り除いた状態で、上記無電解メッキ処理を施す、ことを特徴としている。
上記製造方法においては、上記半導体装置に予め形成された金属電極を核にして、上記無電解メッキ処理により析出金属を生成させる、製造方法を採用することができる。
また、上記製造方法においては、形成される電極として、外部に接続するための外部電極を採用することができる。
【００１１】
また、本発明の半導体装置の電極の製造方法は、光起電力を生じ得る半導体装置に無電解メッキ処理を施して電極を形成する半導体装置の電極の製造方法であって、上記半導体装置に照射される光を遮断した遮光状態を形成し、この遮光状態のままで上記無電解メッキ処理を施す、ことを特徴としている。
上記製造方法においては、上記半導体装置に予め形成された金属電極を核にして、上記無電解メッキ処理により析出金属を生成させる、製造方法を採用することができる。
また、上記製造方法においては、形成される電極として、外部に接続するための外部電極を採用することができる。
【００１２】
さらに、本発明の半導体装置の電極の製造方法は、光起電力を生じ得る半導体装置に無電解メッキ処理を施して電極を形成する半導体装置の電極の製造方法であって、半導体装置の価電子帯から伝導帯への電子の励起を生じさせる光を遮断した状態で上記無電解メッキ処理を施す、ことを特徴としている。
上記製造方法においては、上記半導体装置に予め形成された金属電極を核にして、上記無電解メッキ処理により析出金属を生成させる、製造方法を採用することができる。
また、上記製造方法においては、形成される電極として、外部に接続するための外部電極を採用することができる。
【００１３】
上記半導体装置の電極の製造方法においては、半導体装置に生じた光起電力をを取り除いた状態で無電解メッキ処理を施すことから、この無電解メッキ処理による電極形成の際に、従来のような光起電力による局部電池の作用がなく、同電位の状態で析出金属が均一に生成されて、厚みあるいは高さが均一の電極が形成される。
【００１４】
また、上記半導体装置の電極の製造方法においては、半導体装置に照射される光を遮断した遮光状態を形成し、この遮光状態のままで無電解メッキ処理を施すことから、この無電解メッキ処理による電極形成の際に、この遮光により発生していた光起電力が除去され、あるいは、新たに光起電力を生じることがないため、従来のような光起電力による局部電池の作用がなく、同電位の状態で析出金属が均一に生成されて、厚みあるいは高さが均一の電極が形成される。
【００１５】
さらに、上記半導体装置の電極の製造方法においては、半導体装置の価電子帯から伝導帯への電子の励起を生じさせる光を遮断した状態で無電解メッキ処理を施すことから、例えばＰＮ接合部に、電位差すなわち光起電力を生じることはなく、この無電解メッキ処理による電極形成の際に、従来のような光起電力による局部電池の作用がなく、同電位の状態で析出金属が均一に生成されて、厚みあるいは高さが均一の電極が形成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明に係る半導体装置の電極の製造方法を実施するための装置を示すものであり、図１はその外観図、図２はその透視図である。尚、ここで対象とする半導体装置とは、例えば、Ｓｉ基板上に所定の電子回路が形成されて所定の目的とされる動作を行なうＰＮ接合等の構造をもつシリコンウェーハ等の能動素子である。
【００１７】
この装置は、全体を覆って光の進入を遮る遮光筐体１０と、この遮光筐体１０の内部に配置された複数の処理部２０と、この複数の処理部２０のそれぞれに対応させて半導体装置としてのシリコンウェーハＷを搬送するためのラック３１、搬送アーム３２、搬送アーム３２を案内する案内レール３３等からなる搬送機構３０等により構成されている。
【００１８】
上記遮光筐体１０は、その一側面にシリコンウェーハＷの投入口１０ａを有し、この一側面と対向する他側面にシリコンウェーハＷの取り出し口１０ｂを有しており、これら投入口１０ａ及び取り出し口１０ｂには、それぞれ遮光シャッタ１１、１２が開閉自在に設けられている。
【００１９】
この遮光筐体１０は、その外板が光を透過させないような材料で形成されており、外部からの光の進入を完全に遮るように形成されているが、内部に配置されたシリコンウェーハＷに例え光が照射されたとしても、このシリコンウェーハＷ内において光起電力を生じないような、すなわち、価電子帯から伝導帯への電子の励起を生じさせるような光を遮断するようなものであれば、有色のプラスチック板あるいはガラス板等を用いて形成することもできる。
【００２０】
また、上記シリコンウェーハＷに照射される光としては、室内の蛍光灯あるいは白熱灯、半導体工場における黄色蛍光灯等があり、これらの光でも十分な光起電力を発生するため、上記遮光あるいは減光は、これらの光に対処するものでなければならない。
【００２１】
上記複数の処理部２０は、シリコンウェーハＷを水洗いするための水槽２１、希硝酸槽２２、水酸化ナトリウム槽２３、ジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を行なうためのジンケート槽２４、無電解メッキを施すためのＮｉ槽２５、及び無電解メッキを施すためのＡｕ槽２６により構成されている。
【００２２】
上記装置を用いて、シリコンウェーハＷ上に予め形成された例えばＡｌ電極を核として、このＡｌ電極上に無電解メッキ処理により金属膜すなわち電極を形成する場合の手順について、図３に基づき以下に説明する。
パッケージングされていない剥き出しの状態にあるシリコンウェーハＷ等は、通常光に曝されていることから、光起電力を生じた状態にある。そこで、先ずシリコンウェーハＷをラック３１に収納して、投入口１０ａから遮光筐体１０内に投入し、光を遮りあるいは受ける光量を減少させて、シリコンウェーハＷに発生していた光起電力を除去（除電）あるいは減少させる（工程Ｓ１）。
【００２３】
続いて、シリコンウェーハＷをラック３１と共に、先ず水槽２１に浸漬して水洗いした後、希硝酸槽２２及び水酸化ナトリウム槽２３に適宜繰り返して浸漬し、再び水槽２１に浸漬して水洗いし、シリコンウェーハＷのＡｌ電極の表面に自然に形成された自然酸化膜を酸処理により除去する（工程Ｓ２）。
【００２４】
その後、同様にシリコンウェーハＷをラック３１と共にジンケート槽２４に浸漬して、ジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を行なう（工程Ｓ３）。続いて、その上に連続的に無電解メッキ処理を施すべく、Ｎｉ槽２５及びＡｕ槽２６に浸漬する（工程Ｓ４，工程Ｓ５）。
【００２５】
以上の無電解メッキ処理手順により、Ａｌ電極を核としてこの上にＮｉ及びＡｕの析出金属を生成させ、一様な厚さあるいは高さの金属膜すなわち電極を形成することができる。尚、この金属膜が薄い場合は、図５に示す従来の下地電極として用いることができ、一方、所定以上の厚みを有する場合は、そのまま実装基盤に接続する外部電極（突起電極）として用いることができる。
【００２６】
次に、上記装置及び手順を用いて、表面にＡｌ電極をもつシリコンウェーハＷに、このＡｌ電極を核として電極を形成した実施例について、図４に基づき説明する。
先ず、シリコンウェーハＷを遮光筐体１０に投入して光起電力を除去し、続いて、水槽２１に浸漬して水洗いした。その後、希硝酸槽２２に約１分間、続いて、水酸化ナトリウム槽２５に約３分間それぞれ浸漬した後、再び希硝酸槽２２に約１分間浸漬し、最後に水槽２１に浸漬して水洗いし、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ａｌ電極４１の表面に自然に形成された自然酸化膜４１ａを除去した。
【００２７】
続いて、この自然酸化膜４１ａを除去したシリコンウェーハＷを約２分間ジンケート槽２４に浸漬して、図４（ｃ）に示すようなＺｎ膜４２を形成するためのジンケート処理（Ｚｎ置換メッキ）を施した。この際、ジンケート処理液としては、酸化亜鉛を水酸化ナトリウム水溶液に溶かしたものを使用した。また、この時のジンケート処理液の温度は約３０度とした。
【００２８】
次に、このＺｎ膜４２を形成したシリコンウェーハＷをＮｉ槽２５に約３０分間浸漬して、図４（ｄ）に示すようなＮｉ膜４３（析出金属）を形成した。この際、無電解Ｎｉメッキ液としては、硫酸ニッケル、次亜燐酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムを水溶液にしたものを、約５０度の温度に保持して使用した。これにより、約６μｍの厚さあるいは高さのＮｉ膜４３が形成された。尚、このＮｉ膜４３の厚さ（高さ）は、２〜３０μｍの範囲とすることができる。
【００２９】
続いて、このＮｉ膜４３を形成したシリコンウェーハＷを１〜２分間Ａｕ槽２６に浸漬して、図４（ｅ）に示すようなＡｕ膜４４（析出金属）を形成した。この際、無電解Ａｕメッキ液としては、シアン化金カリウム水溶液を約８０度の温度に保持して使用した。これにより、約０．１μｍの厚さあるいは高さのＡｕ膜４４が形成された。このＡｕ膜４４は、Ｎｉ膜４３の酸化を防止する酸化防止膜として機能するものである。尚、このＡｕ膜４４の厚さ（高さ）は、０．０５〜０．２μｍの範囲とすることができる。
【００３０】
最後に、これらＮｉ膜４３及びＡｕ膜４４等からなる電極を形成したシリコンウェーハＷを水槽２１に浸漬して水洗いし、その後乾燥させた。このようにして形成された無電解メッキによる電極（突起電極）の厚さ（高さ）は、電極相互間で±１μｍの範囲に収まり、バラツキの少ない極めて良好な電極として形成された。尚、比較のために、遮光を施さない白色蛍光灯のある通常の部屋で、上記と同様の条件にて無電解メッキ処理を施したところ、形成された電極相互間の厚さ（高さ）のバラツキは最大９μｍにも達した。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べた本発明に係る半導体装置の電極の製造方法によれば、半導体装置に生じた光起電力を取り除いた状態で無電解メッキ処理を施すことから、この無電解メッキ処理による電極形成の際に、従来のような光起電力による局部電池の作用がなく、同電位の状態で析出金属が均一に生成されて、相互間で厚みあるいは高さが均一の電極を形成することができる。
【００３２】
また、本発明に係る半導体装置の電極の製造方法によれば、半導体装置に照射される光を遮断した遮光状態を形成し、この遮光状態のままで無電解メッキ処理を施すことから、この無電解メッキ処理による電極形成の際に、この遮光により、発生していた光起電力が除去されあるいは新たに光起電力を生じることがないため、従来のような光起電力による局部電池の作用がなく、同電位の状態で析出金属が均一に生成されて、相互間で厚みあるいは高さが均一の電極を形成することができる。
【００３３】
さらに、本発明に係る半導体装置の電極の製造方法によれば、半導体装置の価電子帯から伝導帯への電子の励起を生じさせる光を遮断した状態で無電解メッキ処理を施すことから、例えばＰＮ接合部に、電位差すなわち光起電力を生じることはなく、この無電解メッキ処理による電極形成の際に、従来のような光起電力による局部電池の作用がなく、同電位の状態で析出金属が均一に生成されて、相互間で厚みあるいは高さが均一の電極を形成することができる。
【００３４】
これらの製造方法により、従来の蒸着法あるいはスパッタリング法さらにはフォトリソグラフィ法を用いないことによる製造コストの低減等を達成しつつ、短時間でバラツキのない高品質の電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電極の製造方法を実施する装置の外観図である。
【図２】本発明に係る電極の製造方法を実施する装置の内部構成を示す透視図である。
【図３】本発明に係る電極の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明に係る電極の製造方法を適用して電極を形成した実施例を示すものであるり、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれの工程図である。
【図５】従来の電極の製造方法を示すものであり、（ａ）〜（ｇ）はそれぞれの工程図である。
【符号の説明】
１０・・・遮光筐体、１１・・・遮光シャッタ、１２・・・遮光シャッタ、２１・・・水槽、２２・・・希硝酸槽、２３・・・水酸化ナトリウム槽、２４・・・ジンケート槽、２５・・・Ｎｉ槽、２６・・・Ａｕ槽、３１・・ラック、３２・・・搬送アーム、３３・・・案内レール、４１・・・Ａｌ電極、４１ａ・・・自然酸化膜、４２・・・Ｚｎ膜、４３・・・Ｎｉ膜（析出金属）、４４・・・Ａｕ膜（析出金属）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an electrode of a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing an electrode of a semiconductor device applied to flip chip mounting.
[0002]
[Prior art]
With the recent demand for high-density mounting of semiconductor devices, face-down bonding, that is, a flip chip mounting method has been adopted. This type of mounting is performed by forming a protruding electrode made of Au or solder on an Al electrode formed on the surface of a semiconductor device, that is, a semiconductor element, and connecting the protruding electrode to a mounting substrate.
[0003]
That is, as shown in FIG. 5, the metal film 3 is formed by vapor deposition or sputtering using a metal such as Cr, Ti, Ni, Cu, Au or the like so as to cover the Al electrode 2 formed on the surface of the semiconductor element 1. After that, the metal film 3 is partially etched by photolithography using a photoresist 4 to form a base electrode 5, and solder balls are formed on the base electrode 5 via a flux 6. 7 is heated to melt and bond the solder ball 7 to the base electrode 5 to form the protruding electrode 8, and this protruding electrode 8 is bonded to the electrode on the mounting substrate by soldering or the like. , in the case of using Au as the protruding electrodes, to form the protruding electrodes made of Au with a stud bonder on the base electrode 5, the projection electrodes by using an anisotropic conductive adhesive real It is intended to bond to the substrate.
[0004]
By the way, an expensive vacuum apparatus is used in the vapor deposition method or the sputtering method, and an expensive drawing device is also used in the photolithography method. Therefore, the manufacturing cost is high, and further, drawing with the drawing device takes a long time. Therefore, the productivity was low.
[0005]
Therefore, recently, application of the electroless Ni plating technique used for plating of passive components such as resistors or coils, lead frames of semiconductor packages, etc., to the formation of the base electrode has been studied. This electroless Ni plating technique is disclosed in JP-A-5-148657, JP-A-5-95189, JP-A-6-20999, JP-A-9-235200, etc. Ni is deposited on the surface of the metal that becomes the core by immersing the metal to become the plating solution.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the base electrode or the like is formed from the deposited metal using the electroless plating method, there is a problem that the thickness or height of the deposited metal deposited on the surface of the metal that becomes the nucleus varies.
That is, in semiconductor elements such as diodes, transistors, and ICs, when exposed to light, a photoelectromotive force is generated inside the photoelectromotive force (photovoltaic effect), and this photoelectromotive force is A local battery is formed by flowing out into the electroless plating solution having good ion conductivity through the core metal, that is, the Al electrode, and returning to the other Al electrode again.
[0007]
Due to the action of this local battery, the metal ions in the electroless plating solution are selectively deposited on the negatively charged Al electrode, whereas it is difficult to deposit on the positively charged Al electrode. Therefore, the thickness or height of the deposited metal deposited on the Al electrode varies.
[0008]
Such a photovoltaic power is not particularly problematic because it does not flow to the outside as a current in a method using a conventional vapor deposition method or sputtering method, and even when an electroless plating method is used, resistance, In passive components such as coils or lead frames for semiconductor packages, variations in the plating thickness of the deposited metal did not pose a particular problem. Further, in the above-mentioned JP-A-5-148657, JP-A-5-95189, JP-A-6-20999, JP-A-9-235200, etc., plating is performed by positively irradiating light. This photovoltaic power becomes a problem only when an electroless plating method is applied to semiconductor elements (active elements) such as diodes, transistors, and ICs as described above.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide an electrode that is inexpensive and highly accurate without using a conventional vapor deposition method, sputtering method, or the like. It is an object to provide a method for manufacturing an electrode of a semiconductor device that can form a semiconductor device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found an invention having the following configuration.
That is, a method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing an electrode of a semiconductor device in which an electrode is formed by subjecting a semiconductor device capable of generating photovoltaic power to electroless plating. The electroless plating process is performed in the removed state.
In the manufacturing method, it is possible to employ a manufacturing method in which a metal electrode formed in advance on the semiconductor device is used as a nucleus and a deposited metal is generated by the electroless plating process.
Moreover, in the said manufacturing method, the external electrode for connecting outside can be employ | adopted as an electrode formed.
[0011]
The method for manufacturing an electrode of a semiconductor device of the present invention is a method for manufacturing an electrode of a semiconductor device in which an electrode is formed by subjecting a semiconductor device capable of generating photovoltaic power to electroless plating, wherein the semiconductor device is irradiated with the electrode. The light-shielding state which blocked | interrupted the light to be formed is formed, and the said electroless-plating process is performed in this light-shielding state.
In the manufacturing method, it is possible to employ a manufacturing method in which a metal electrode formed in advance on the semiconductor device is used as a nucleus and a deposited metal is generated by the electroless plating process.
Moreover, in the said manufacturing method, the external electrode for connecting outside can be employ | adopted as an electrode formed.
[0012]
Furthermore, a method of manufacturing an electrode of a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing an electrode of a semiconductor device in which an electrode is formed by subjecting a semiconductor device capable of generating photovoltaic power to electroless plating. The electroless plating process is performed in a state where light that causes excitation of electrons from the band to the conduction band is blocked.
In the manufacturing method, it is possible to employ a manufacturing method in which a metal electrode formed in advance on the semiconductor device is used as a nucleus and a deposited metal is generated by the electroless plating process.
Moreover, in the said manufacturing method, the external electrode for connecting outside can be employ | adopted as an electrode formed.
[0013]
In the method of manufacturing an electrode of the semiconductor device, since the electroless plating process is performed in a state in which the photovoltaic power generated in the semiconductor device is removed, the electrode is formed by this electroless plating process. There is no action of the local battery due to the photovoltaic power, and the deposited metal is uniformly generated at the same potential, so that an electrode having a uniform thickness or height is formed.
[0014]
Further, in the method of manufacturing an electrode of the semiconductor device, a light shielding state in which light irradiated to the semiconductor device is blocked is formed, and the electroless plating process is performed in this light shielding state. When the electrodes are formed, the photovoltaic power generated by the light shielding is removed, or no new photovoltaic power is generated. Deposited metal is uniformly generated in a potential state, and an electrode having a uniform thickness or height is formed.
[0015]
Further, in the method for manufacturing an electrode of the semiconductor device, since electroless plating is performed in a state where light that causes excitation of electrons from the valence band to the conduction band of the semiconductor device is blocked, for example, in the PN junction portion. No potential difference or photoelectromotive force is generated, and when forming electrodes by this electroless plating process, there is no local battery action due to photovoltaic force as in the past, and deposited metal is uniformly generated at the same potential state. Thus, an electrode having a uniform thickness or height is formed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show an apparatus for carrying out a method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to the present invention. FIG. 1 is an external view thereof, and FIG. 2 is a perspective view thereof. The target semiconductor device here is, for example, an active element such as a silicon wafer having a structure such as a PN junction in which a predetermined electronic circuit is formed on a Si substrate and performs a predetermined intended operation. .
[0017]
The apparatus includes a light shielding housing 10 that covers the entire surface and blocks light from entering, a plurality of processing units 20 disposed inside the light shielding housing 10, and a semiconductor corresponding to each of the plurality of processing units 20. The apparatus includes a transport mechanism 30 including a rack 31 for transporting a silicon wafer W as an apparatus, a transport arm 32, a guide rail 33 for guiding the transport arm 32, and the like.
[0018]
The light shielding casing 10 has a silicon wafer W inlet 10a on one side surface and a silicon wafer W outlet 10b on the other side opposite to the one side surface. The mouth 10b is provided with light-shielding shutters 11 and 12 that can be opened and closed, respectively.
[0019]
The light shielding casing 10 is made of a material whose outer plate does not transmit light and is formed so as to completely block the entrance of light from the outside. Even if light is irradiated, it does not generate a photoelectromotive force in the silicon wafer W, that is, blocks light that causes excitation of electrons from the valence band to the conduction band. If so, it can be formed using a colored plastic plate or a glass plate.
[0020]
The light irradiated to the silicon wafer W includes an indoor fluorescent lamp or incandescent lamp, a yellow fluorescent lamp in a semiconductor factory, etc., and these lights generate sufficient photovoltaic power. The light must deal with these lights.
[0021]
The plurality of processing units 20 perform a water bath 21 for washing the silicon wafer W, a dilute nitric acid bath 22, a sodium hydroxide bath 23, a zincate bath 24 for performing zincate treatment (Zn substitution plating), and electroless plating. The Ni tank 25 is for the purpose, and the Au tank 26 is used for the electroless plating.
[0022]
A procedure for forming a metal film, that is, an electrode by electroless plating on the Al electrode using, for example, an Al electrode formed in advance on the silicon wafer W as a nucleus will be described below with reference to FIG. explain.
Since the silicon wafer W or the like that is not packaged and is exposed is usually exposed to light, it is in a state where a photovoltaic force is generated. Therefore, first, the silicon wafer W is stored in the rack 31 and is inserted into the light shielding casing 10 through the insertion port 10a, and the amount of light that blocks or receives the light is reduced, so that the photovoltaic power generated on the silicon wafer W is reduced. Removal (static elimination) or reduction (step S1).
[0023]
Subsequently, the silicon wafer W is first immersed in the water tank 21 together with the rack 31 and washed with water, then repeatedly immersed in the dilute nitric acid tank 22 and the sodium hydroxide tank 23 as appropriate, and again immersed in the water tank 21 and washed with water. The natural oxide film naturally formed on the surface of the Al electrode of the wafer W is removed by acid treatment (step S2).
[0024]
Thereafter, similarly, the silicon wafer W is immersed in the zincate tank 24 together with the rack 31 to perform zincate treatment (Zn displacement plating) (step S3). Subsequently, it is immersed in the Ni bath 25 and the Au bath 26 in order to continuously perform electroless plating treatment thereon (steps S4 and S5).
[0025]
Through the above electroless plating treatment procedure, Ni and Au deposited metal can be generated on the Al electrode as a nucleus, and a metal film, that is, an electrode having a uniform thickness or height can be formed. If this metal film is thin, it can be used as the conventional base electrode shown in FIG. 5, while if it has a predetermined thickness or more, it can be used as it is as an external electrode (projection electrode) connected to the mounting substrate. Can do.
[0026]
Next, an embodiment in which an electrode is formed on a silicon wafer W having an Al electrode on the surface using the Al electrode as a nucleus using the above apparatus and procedure will be described with reference to FIG.
First, the silicon wafer W was put into the light shielding casing 10 to remove the photovoltaic power, and then immersed in the water tank 21 and washed with water. Then, after immersing in the dilute nitric acid tank 22 for about 1 minute and then in the sodium hydroxide tank 25 for about 3 minutes, respectively, immerse in the dilute nitric acid tank 22 again for about 1 minute, and finally immerse in the water tank 21 and wash with water. 4A and 4B, the natural oxide film 41a naturally formed on the surface of the Al electrode 41 was removed.
[0027]
Subsequently, the silicon wafer W from which the natural oxide film 41a has been removed is immersed in the zincate bath 24 for about 2 minutes to form a zincate process (Zn displacement plating) for forming a Zn film 42 as shown in FIG. Was given. At this time, a zincate treatment solution in which zinc oxide was dissolved in an aqueous sodium hydroxide solution was used. The temperature of the zincate treatment liquid at this time was about 30 degrees.
[0028]
Next, the silicon wafer W on which the Zn film 42 was formed was immersed in the Ni bath 25 for about 30 minutes to form a Ni film 43 (deposited metal) as shown in FIG. At this time, as an electroless Ni plating solution, an aqueous solution of nickel sulfate, sodium hypophosphite, and sodium citrate was used at a temperature of about 50 degrees. As a result, a Ni film 43 having a thickness or height of about 6 μm was formed. In addition, the thickness (height) of the Ni film 43 can be in the range of 2 to 30 μm.
[0029]
Subsequently, the silicon wafer W on which the Ni film 43 was formed was immersed in the Au bath 26 for 1 to 2 minutes to form an Au film 44 (deposited metal) as shown in FIG. At this time, as the electroless Au plating solution, a potassium gold cyanide aqueous solution was used at a temperature of about 80 degrees. As a result, an Au film 44 having a thickness or height of about 0.1 μm was formed. The Au film 44 functions as an antioxidant film for preventing the Ni film 43 from being oxidized. The thickness (height) of the Au film 44 can be in the range of 0.05 to 0.2 μm.
[0030]
Finally, the silicon wafer W on which the electrode composed of the Ni film 43, the Au film 44, and the like was formed was immersed in the water tank 21, washed with water, and then dried. The thickness (height) of the electrodes (projection electrodes) formed by the electroless plating was within a range of ± 1 μm between the electrodes, and the electrodes were formed as extremely good electrodes with little variation. For comparison, the thickness (height) between the electrodes formed when electroless plating was performed under the same conditions as described above in a normal room with a white fluorescent lamp without light shielding. The variation was up to 9 μm.
[0031]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to the present invention described above, since the electroless plating process is performed with the photovoltaic power generated in the semiconductor device removed, the electrode is formed by the electroless plating process. In addition, there is no local battery action due to the photovoltaic force as in the prior art, and the deposited metal is uniformly generated at the same potential, so that electrodes having a uniform thickness or height can be formed.
[0032]
In addition, according to the method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to the present invention, a light-shielding state in which light applied to the semiconductor device is blocked is formed, and an electroless plating process is performed in this light-shielded state. When the electrode is formed by electrolytic plating, the generated photovoltaic power is removed by this light shielding or no new photovoltaic power is generated. However, the deposited metal is uniformly generated in the same potential state, and electrodes having a uniform thickness or height can be formed between them.
[0033]
Furthermore, according to the method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to the present invention, the electroless plating process is performed in a state where light that causes excitation of electrons from the valence band to the conduction band of the semiconductor device is blocked. There is no potential difference, that is, a photovoltaic force at the PN junction, and when the electrode is formed by this electroless plating process, there is no local battery effect due to the photovoltaic force as in the conventional case, and the deposited metal is in the same potential state. Can be formed uniformly, and electrodes having a uniform thickness or height can be formed.
[0034]
With these manufacturing methods, it is possible to form high-quality electrodes without variations in a short time while achieving reduction in manufacturing costs by not using a conventional vapor deposition method, sputtering method, or photolithography method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of an apparatus for performing an electrode manufacturing method according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an internal configuration of an apparatus for performing an electrode manufacturing method according to the present invention.
FIG. 3 is a process diagram showing a method of manufacturing an electrode according to the present invention.
FIG. 4 shows an embodiment in which an electrode is formed by applying the electrode manufacturing method according to the present invention, and (a) to (e) are respective process diagrams.
FIGS. 5A and 5B show a conventional method for manufacturing an electrode, and FIGS. 5A to 5G are respective process diagrams. FIGS.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Shading case, 11 ... Shading shutter, 12 ... Shading shutter, 21 ... Water tank, 22 ... Dilute nitric acid tank, 23 ... Sodium hydroxide tank, 24 ... Zincate Tank, 25 ... Ni tank, 26 ... Au tank, 31 ... rack, 32 ... transport arm, 33 ... guide rail, 41 ... Al electrode, 41a ... natural oxide film, 42 ... Zn film, 43 ... Ni film (deposited metal), 44 ... Au film (deposited metal).

Claims

A method of manufacturing an electrode of a semiconductor device in which an electroless plating process is performed on a semiconductor device capable of generating photovoltaic power to form an electrode, wherein a light shielding state in which light applied to the semiconductor device is blocked is formed, and the light shielding Apply the electroless plating process in the state,
A method for manufacturing an electrode of a semiconductor device.

Using the metal electrode formed in advance in the semiconductor device as a nucleus, the deposited metal is generated by the electroless plating process.
The method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to claim 1 .

The electrode is an external electrode for connecting to the outside.
The method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to claim 1 .

A method for manufacturing an electrode of a semiconductor device in which an electrode is formed by subjecting a semiconductor device capable of generating photovoltaic power to electroless plating, wherein light that causes excitation of electrons from a valence band to a conduction band of the semiconductor device Applying the electroless plating process in a state of blocking,
A method for manufacturing an electrode of a semiconductor device.

Using the metal electrode formed in advance in the semiconductor device as a nucleus, the deposited metal is generated by the electroless plating process.
The method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to claim 4 .

The electrode is an external electrode for connecting to the outside.
The method for manufacturing an electrode of a semiconductor device according to claim 4 .