(57)【要約】【課題】ウエハーにニッケルめっきするとニッケル皮膜が収縮するため、密着している母材の電極部分に収縮応力がかかり、ウエハーが反ってしまうため、後工程において空気吸引方式でウエハーを搬送できないことやウエハーの加工が難しい等の問題点を生じる。【解決手段】無電解ニッケル浴にモリブデンを添加し、成膜したニッケル皮膜にモリブデンを共析させることにより、皮膜中の内部応力の発生を抑え、ウエハーの反りを止めることができる。応力はめっき時より熱処理後の方が大きいが、ニッケル皮膜にモリブデンを入れると熱処理時にも効果がある。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
モリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含むニッケル皮膜を有するウエハー
【請求項２】
モリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含むニッケル皮膜を有する半導体部品
【請求項３】
無電解ニッケルめっきにより成膜した皮膜中にモリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含む皮膜を有する半導体部品
【請求項４】
無電解ニッケルめっきにより1乃至3マイクロメータ厚さ成膜した皮膜中にモリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含む皮膜を有するウエハー
【請求項５】
無電解ニッケルめっきにより1乃至3マイクロメータ厚さ成膜した皮膜中にモリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含む皮膜を有する半導体集積回路
【請求項６】
無電解ニッケルめっきにより1乃至3マイクロメータ厚さ成膜した皮膜中にモリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含む皮膜を有するトランジスタ及びダイオード
【請求項７】
100マイクロメータ乃至200マイクロメータ厚さのウエハーに無電解ニッケルめっきを1乃至3マイクロメータ厚さ成膜した皮膜中にモリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含むもの
【請求項８】
100マイクロメータ乃至200マイクロメータ厚さのウエハーに無電解ニッケルめっきにより1乃至3マイクロメータ厚さ成膜した皮膜中にモリブデンを0.9at%乃至5.5 at%を含む皮膜を150℃乃至350℃で処理したもの
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用ウエハーおよびチップの表面皮膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の実装はリードフレームあるいはリードの付いたパッケージにチップを実装した後、基板に実装する表面実装に移行している。
【０００３】
従来、ＩＣやトランジスタはリードフレームあるいはリードの付いたパッケージに電気的にチップを導通させる。導通方法にはワイヤボンデイング法が使用されてきた。
【０００４】
一方、フリップチップやウエハーレベルパッケージ（ＷＬＰ）などの表面実装ではチップ電極を実装しやすい金バンプやはんだバンプにより基板への実装が行われてきた。
【０００５】
しかし、金バンプやはんだバンプは真空中でのスパッター加工が必要になり、設備的にも大掛かりなものが必要となるため、近年になって湿式成膜法（以下、めっきと言う）処理法が開発されている。
【０００６】
めっきのなかでも化学的な反応を利用した無電解めっき法の中に無電解ニッケルめっきがある。
【０００７】
従来、無電解ニッケルめっきを行うと成膜時及び熱処理後に、応力が発生するため、めっき皮膜の応力によって、めっき処理された母材に変形が起こる。
【０００８】
【特許文献１】特開2002-231970
【０００９】
【特許文献２】特開特開2003-96573
【特許文献３】特開2003-313669
【非特許文献１】逢坂哲弥,臼田雅彦,小岩一郎,澤井秀夫；金属表面技術,vol.39,NO11,37〜43ｐ（1990）
【非特許文献２】逢坂哲弥,増渕長則,新井克矢,奥野泰幸；表面技術,vol.41,NO1,49〜52ｐ（1990）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
フリップチップやウエハーレベルパッケージ（ＷＬＰ）におけるアルミ電極ははんだ付性を改善するために、電極上に無電解ニッケルめっきを施し、さらに金めっきを施す。
【００１１】
ウエハーにはチップになるためのものが多量にあり、ウエハーをダイシングにてチップとしている。この各チップには電極となるパッドが多数配置されている。
【００１２】
ウエハーに存在する多数のパッドに無電解ニッケルめっきを行うと成膜時及び熱処理後に、応力が発生するため、フリップチップやウエハーレベルパッケージ（ＷＬＰ）の原版であるウエハーに反りが発生する。また、無電解ニッケルめっき後、はんだ付作業時に250℃以上の温度になるため、析出したニッケル内の結晶に変化が起こり、さらにニッケル皮膜に圧縮力がかかる。
【００１３】
一方、ウエハーも従来の650μｍからより薄いものに移行し、200μｍから100μｍのウエハーもでているため、めっき時にニッケル皮膜が収縮すると密着している母材の電極部分に収縮応力がかかり、ウエハーが反ってしまう。そのため、後工程において空気吸引方式でウエハーを搬送できないことやウエハーの加工が難しい等の問題点を生じている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明はウエハーが反らないニッケルめっき方法として、無電解ニッケルめっき液中に添加物として適量のモリブデン（以下、Ｍｏと言う）を入れ、この添加物によって成膜時及び熱処理後に発生するニッケル皮膜内部の応力を緩和することが特徴である。
【発明の効果】
【００１５】
無電解ニッケルめっきにＭｏを適量添加すると、ニッケル皮膜内部の応力が下がるため、ウエハーの形状変化が無くなり、ニッケル皮膜処理後のウエハーを加工しやすくなる。特に、最近はウエハーの厚さが薄くなってきているため、本発明によりウエハーをサイジングし、半導体部品、例えば，半導体集積回路、トランジスタやダイオードを製造するコストを大幅に下げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
無電解ニッケルめっき液にＭｏを添加し、ニッケル皮膜中にＭｏを共析し、ニッケル皮膜の応力を緩和できる。
【実施例】
【００１７】
無電解ニッケル及び無電解ニッケルめっき液にＭｏを添加しためっき液組成を表1に示す。
【００１８】
【表１】
2005200707.tif 000002
【００１９】
使用したウエハーのサイズは6インチ直径であり、厚さは120μｍである。めっき液はＰＨ8から10に調整し、60℃に管理し、めっき時はエアー攪拌をおこない1乃至3μｍの厚さで実験を行った。また、モリブデン酸はめっき液に滴下法で補充している。
【００２０】
無電解ニッケルめっきの工程はウエハーの汚れを脱脂工程で取り去り、酸で活性化処理を行う。次に触媒化工程を行ってから無電解ニッケルめっきをし、最後に置換金で表面を覆う。この他にもジンケート処理で無電解ニッケルめっきを行うことも可能である。
【００２１】
無電解ニッケルめっき液及び無電解ニッケルめっき液にＭｏを添加しためっき液でウエハー上のパッドにニッケルめっきをした後、ストリップ電着応力測定器（米国・エレクトロケミカル社製；以下、応力テスターという）で測定を行った。
【００２２】
モリブデン酸の添加によってニッケル皮膜中のＭｏが表2に示すように増加する。また、皮膜内の応力は圧縮応力であり、応力テスターによって表2に示すようにＭｏの添加に従って、減少する。しかし、Ｍｏ量が多すぎると皮膜の耐食性が悪くなる。
【００２３】
【表２】
2005200707.tif 000003
【００２４】
また、皮膜を加熱処理すると応力テスターによる値は増加し、圧縮応力が増大している。試験温度は表3に示すように400℃まで行ったが、350℃までは増加し、400℃ではやや減少傾向にある。しかし、実用上では350℃以上ではウエハー上のポリイミドが変質するため使用できない。
【００２５】
【表３】
2005200707.tif 000004
【００２６】
適量なＭｏ添加量はウエハーの反りから判断するとニッケル皮膜中にＭｏが0.90at%以上含まれることが必要である。しかし、Ｍｏが5.5 at%以上含まれると耐食性が悪くなり、実用上問題である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
現在はウエハーにニッケル皮膜を成膜すると反りが起こるため、めっきするウエハーを厚くしておく必要があり、不要な厚みはバックグラインド加工で取り除いている。本発明はニッケルめっき皮膜内部の応力が低くなるため、薄いウエハーでも対応が可能となり、工数の削減とめっき密着性の向上が確保される。