(57)【要約】【課題】  無電解メッキによりダイオードなどに金属層を製造する。【解決手段】  金属層を形成しようとするダイオードチップ或いはウエハ１０の所定区域に無電解メッキの還元金属湿式プロセスの触媒となる金属下地層１２を形成し、その上に金属層パターン１８を定めるレジスト層１６を設けて還元金属湿式プロセスにより、パターン化された金属層１４を形成する。  湿式プロセスにより形成された金属層は、接着性に優れ、ワイヤボンディングパッドやフリップチップボンディングの電極層として好適である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオードチップ或いはウエハを準備し、
該ダイオードチップ或いはウエハ上にパターン化した金属下地層を形成し、
該ダイオードチップ或いはウエハ上にレジスト層を形成し、
該レジスト層に対してパターン化を行って該金属下地層を露出する開口を形成し、
該ダイオードチップ或いはウエハに無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、該開口より露出する該金属下地層上に金属層を積層、形成することを特徴とする無電解メッキによりダイオード又はウエハに金属層を形成する方法。
【請求項２】
前記金属層の積層完成後、該レジスト層を除去することを特徴とする請求項１記載の無電解メッキによりダイオード又はウエハに金属層を形成する方法。
【請求項３】
前記金属下地層を蒸着、電気メッキ、スパッタリング、或いは無電解メッキにより形成することを特徴とする請求項１記載の無電解メッキによりダイオード又はウエハに金属層を形成する方法。
【請求項４】
前記金属層が金であり、該無電解メッキの還元金属湿式プロセスに使用する反応液がシアン化金、亜硫酸金、又は三フッ化金などの金属塩溶液であることを特徴とする請求項１記載の無電解メッキによりダイオード又はウエハに金属層を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解メッキによりダイオード又はウエハに金属層を製造する方法に関する。特に、無電解メッキを利用してダイオード構造内に金属層を形成する無電解メッキによるダイオード上に金属層を製造する方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(Light emitted diode)とレーザーダイオード(Laser diode)は半導体材料中の電子ホール結合時のエネルギーギャップレベルの変化を利用し、その放出するエネルギーにより発光表示するものである。これらは体積が小さく、寿命が長く、駆動電圧が低く、消費電力量が低く、反応速度が迅速で、耐電性が優良などの長所を備えるため、日常生活で使用される各種応用設備中に広く用いられている。
しかし、現行のプロセスにおいては、発光ダイオードとレーザーダイオードに対して蒸着或いはスパッタリングにより金属材質の部分を積層して形成するが、これら方法では、積層しようとする金属材質は積層対象物上に積層する他に、真空チャンバーの内壁面上にも堆積してしまう。このような状況は、余分な金属材料の浪費を招くばかりか、チャンバーを汚染しその清浄度を低下させ、積層形成の金属層の品質に影響を及ぼしてしまう。しかも、もしいわゆる両面処理を行う時には、真空を一旦破ってウエハやチップを裏返して再度処理する必要があり、プロセス全体の時間を長引かせてしまっている。
【特許文献１】特開平７−２６３４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知方法には以下の欠点があった。
すなわち、公知方法では蒸着或いはスパッタリングにより金属材質の部分を積層するが、該方式では積層対象物上以外に真空チャンバーの内壁面上にも金属層が積層してしまい、材料の浪費であるばかりか、チャンバーの清浄度を低下させ、金属層の品質にも悪影響を及ぼしてしまう。しかも、両面処理が必要な場合には、ウエハやチップを裏返して再度処理する必要があり、プロセス全体の時間を長引かせてしまっている。
本発明は、上記構造の問題点を解決した無電解メッキによりダイオード金属層を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は下記の無電解メッキを利用しダイオード金属層を製造する方法を提供する。
無電解メッキによりダイオードなどに金属層を形成する方法を提供し、均一性が高い金属層を形成可し、操作が簡単で、ウエハ或いはチップの両面に同時に金属層を積層可能であって、製造時間を短縮可能で、製造コストを大幅に低下させることができ、
また、無電解メッキによりダイオードに金属層を形成する方法であって、積層しようとする金属を触媒反応を生じる金属下地層周囲或いはその上に選択的な還元反応により所定箇所にのみ金属層を形成し、蒸着或いはスパッタリングを使用した全体面への金属積層に取って代わり、金属の消費量を大幅に節減可能で、消費電力を低下させることができ、操作と生産コストを低下させることができ、
さらにそれは無電解メッキによりダイオードに金属層を形成する方法であって、その設備コストは蒸着或いはスパッタリングに比べ低く、設備投資を大幅に圧縮可能で、生産コストを低下させることができ、
またそれは無電解メッキによりダイオードに金属層を形成する方法であって、それにより製造された金属層表面は蒸着或いはスパッタリングを使用し形成される金属層表面に比べ耐久性性に優れ、ワイヤーボンディング或いは溶接による接合強度を効果的に向上し、製品の品質に対する信頼性を高めることができ、これにより製品の市場競争力を強化することができ、
加えてそれは無電解メッキによりダイオードに金属層を形成する方法であって、それにより製造された金属層は、配線、ワイヤーボンディング・溶接パッド、導電性ペースト、電極パッド、フリップチップ電極などの用途に使用可能で、放熱効果を向上し、製品の品質と信頼性を向上させることができ、
すなわち、
ダイオードチップ或いはウエハを準備し、
該ダイオードチップ或いはウエハ上にパターン化金属下地層を形成し、
該ダイオードチップ或いはウエハに対して無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、該パターン化金属下地層上にそれぞれ金属層を積層して形成し、
さらに、他の実施例において、
ダイオードチップ或いはウエハを準備し、
該ダイオードチップ或いはウエハ上にパターン化金属下地層を形成し、
該ダイオードチップ或いはウエハ上にレジスト層を形成し、該レジスト層に対してパターン化を行い、金属下地層を露出する開口を形成し、
該ダイオードチップ或いはウエハに対して無電解メッキの還元金属湿式プロセスを行い、該開口より露出する金属下地層上に金属層を積層して形成することを特徴とする無電解メッキによりダイオードまたはウエハ上に金属層を形成する方法である。
【発明の効果】
【０００５】
上記のように、本発明は金属層を形成しようとするダイオードチップ或いはウエハ区域において、無電解メッキの還元金属湿式プロセスの触媒とすることができる金属底層を形成し、金属層形成位置を制限するレジスト層の有無を対応させることで、必要とする金属層を形成する。さらに、本発明が使用する原理は無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、還元金属(反応液中の添加金属物)を形成するに足る金属下地層を形成させ、触媒反応により金属下地層上に積層させ、こうして均一且つ十分な厚みを備えた金属層を形成する。よって、ダイオードチップ或いはウエハ上において両面に同時に金属層の積層を行うことができ、公知方法のように被処理面を入れ換える工程が不要である。また本発明のプロセスは均一性が極めて高い金属層を形成可能で、操作は簡易で、プロセスにかかる時間を効果的に短縮可能であるため、生産コストの大幅な低下を達成することができる。さらに、本発明により製造される金属層表面は蒸着、或いはスパッタリングにより形成する金属層表面に比べややラフであるため、ワイヤーボンディング或いは溶接の付着力を有効に強化可能で、製品の品質に対する信頼性を向上させることで、製品の市場競争力を明らかに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の無電解メッキによってダイオードチップ或いはウエハに金属層を形成する方法において、ここで言う金属層とは、電気伝導、或いは放熱伝導のための金属層で、配線、ワイヤボンディング・溶接・導電性ペースト用パッド、或いはフリップチップ用パッドなどに用いることができる。よって、本発明の無電解メッキを利用して形成するダイオードチップ或いはウエハの上記の任意の用途に適用する金属層は、本発明を応用可能である。
先ず、本発明の目的は、無電解鍍金法である還元金属湿式プロセスにより、還元金属(反応液中の添加金属)を形成するに足る金属下地層を形成し、触媒反応により金属下地層上に積層させて、均一かつ十分な厚みを備えた金属層を形成することである。
本発明により製造される金属層の厚みは通常は0.1ミクロンより大きい。
金属層の材質は、金、ニッケル、銅、白金、パラジウム、亜鉛、スズ、銀、クロムなどである。
金属下地層の材質は、通常は金、またはニッケル、銅、白金、パラジウム、亜鉛、スズ、銀、クロムなどの金属、或いは上記金属の一種以上で形成する２層金属下地層として、蒸着、スパッタリング、電気メッキ、或いは無電解メッキにより形成する。例えば、積層しようとする金属層が金である時には、該無電解メッキの還元金属湿式プロセスに使用する反応液は、シアン化金、亜硫酸金、三フッ化金などの金属塩溶液である。
無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより形成する金属層は金属下地層周囲において被覆されるため、積層金属を金属下地層の上方或いはある特定の方向上に限定する場合には、二酸化シリコン(SiO2)、フォトマスク、PIなどの材料によりレジスト層を形成し、該レジスト層に金属下地層を露出する開口を形成し、さらに無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、該開口より露出する金属下地層上に金属積層を行う。こうして特定の方向と形状を備えた金属層を形成し、レジスト層は該金属層積層後に除去し、或いは残す。
【０００７】
本発明の実施例指示図である図１、図１の実施例のステップフローチャートである図２に示すように、
ステップＳ１では、ダイオードチップ１０を準備・提供する。
ステップＳ２では、該ダイオードチップ１０の両面に還元プロセルにより触媒反応を生じさせるに足る金属下地層を形成する。
ステップＳ３では、リソグラフエッチングにより、金属下地層に対してパターン形成を行い、目的のパターン化した金属下地層１２を形成する。
最後にステップＳ４では、無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、パターン化した金属下地層１２上にパターン化した金属下地層周囲を被覆する金属層１４を形成し、図１に示す構造を形成する。
次に、本発明の第二実施例の指示図である図３に示すように、該実施例と第一実施例との差異は、本実施例では一方の側面の金属下地層に対してのみパターン化工程を行う点である。
【０００８】
さらに、本発明の第三実施例の指示図である図４、及び図４の実施例のステップフローチャートである図５に示すように、先ずステップＳ５では、ダイオードチップ１０を準備・提供する。
ステップＳ６では、該ダイオードチップ１０の両面に還元反応により触媒反応を生じさせるに足るパターン化金属下地層１２を形成する。
ステップＳ７では、該金属下地層上に二酸化シリコン(SiO2)、フォトマスク、PIなどの材料層からなるレジスト層１６を積層する。さらに、該レジスト層１６上に開口１８を開設して、無電解メッキの還元金属湿式プロセスを適用しようとする下地層区域位置を露出させる。
ステップＳ８では、無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、該開口１８より露出した金属下地層上に金属層１４を形成する。
【０００９】
次に、本発明の第四実施例の指示図である図６に示すように、該実施例と図４に示す実施例との差異は、本実施例では片面の金属下地層に対してのみレジスト層１６の積層を行い、金属層は金属下地層の位置を限定する点である。
さらに本発明の第五実施例の指示図である図７に示すように、本実施例では図５のステップＳ８の後に、上記図４の上下レジスト層１６を除去するステップＳ９を加える(図８参照)。
続いて本発明の第六実施例の指示図である図９に示すように、該構造は図６の実施例構造完成後にレジスト層１６を除去した構造である。
【００１０】
次に、本発明第七実施例の指示図である図１０、図１０実施例のステップフローチャートである図１１に示すように、先ずステップＳ１０では、電極を同一側に異なる高さに形成したダイオードチップ１０を提供する。
ステップＳ１１では、該ダイオードチップ１０上の金属層を形成しようとする位置に数個の適当なパターンの金属下地層１２を形成する。
ステップＳ１２では、無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、パターン化金属下地層１２上に該パターン化金属下地層１２周囲を被覆する金属層１４を形成する。
【００１１】
続いて本発明第八実施例の指示図である図１２に示すように、該実施例では第三実施例中のレジスト層を使用して金属層が金属下地層に積層する位置を制限するアイディアを同一側の電極形成に応用して、しかも異なる高さのダイオードチップ１０を備える。該実施例のステップフローチャート図１３に示すように、先ずステップＳ１３では、ダイオードチップ１０を提供する。
ステップＳ１４では、該ダイオードチップ１０上の金属層を形成しようとする位置に数個の適当なパターンの金属下地層１２を形成する。
ステップＳ１５では、該金属下地層１２上に二酸化シリコン(SiO2)、フォトマスク、PIなどの材料からなるレジスト層１６を積層し、該レジスト層１６上には開口１８を開設し、無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより金属下地層１２区域位置を露出させる。
ステップＳ１６では、無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより、該開口１８により露出した金属下地層上に金属層１４形成する。
【００１２】
さらに、本発明第九実施例の指示図である図１４に示すように、該実施例は本発明の第八実施例中のレジスト層を、金属層１４の積層完成後に最後に除去する。これに続いて、該金属層１４上においてワイヤーボンディング２２を行い、図１５に示す構造を形成する。
或いは、該レジスト層１６の除去後に、該金属層１４上において導電性ペースト層２４を形成し、該ペースト層２４により本発明の第九実施例の完成品をキャリア２６上に接着し、図１６に示す構造を形成する。
【００１３】
次に、本発明第十実施例の指示図である図１７に示すように、該実施例では本発明の無電解メッキの還元金属湿式プロセスにより完成した金属層を積層したダイオードチップを利用してチップ或いはキャリアへの設置とワイヤーボンディングを行う。図１７では、本発明の第六実施例を第十実施例の基礎として説明している。図に示すように、導電性ペースト層２４により、第六実施例の完成品をチップ或いはキャリア２６上に接合して別の金属層１４上においてワイヤーボンディング２２を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明第一実施例の指示図である。
【図２】図１実施例のステップフローチャートである。
【図３】本発明第二実施例の指示図である。
【図４】本発明第三実施例の指示図である。
【図５】図４実施例のステップフローチャートである。
【図６】本発明第四実施例の指示図である。
【図７】本発明第五実施例の指示図である。
【図８】図７実施例のステップフローチャートである。
【図９】本発明第六実施例の指示図である。
【図１０】本発明第七実施例の指示図である。
【図１１】図１０実施例のステップフローチャートである。
【図１２】本発明第八実施例の指示図である。
【図１３】図１２実施例のステップフローチャートである。
【図１４】本発明第九実施例の指示図である。
【図１５】本発明の別種の実施例指示図である。
【図１６】本発明のさらに別種の実施例指示図である。
【図１７】本発明第十実施例の指示図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  ダイオードチップ
１２  金属下地層
１４  金属層
１６  レジスト層
１８  開口
２２  ワイヤーボンディング
２４  粘着層
２６  キャリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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