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    • 专利摘要:
    本發明之零件之製造方法至少依序包含：工序A1，其係使用一面由鎳形成之基板，而在上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜；工序A3，其係在上述合金膜上載置零件，該零件之至少與上述合金膜之接觸部位由銅及被覆鎳之鋁之任一者形成；及工序A4，其係實施熱處理，以分別接合上述基板與上述合金膜之間、及上述合金膜與上述零件之間；且在上述工序A1中，於減壓環境之空間內，將設有以錫為主要成份之合金靶材之陰極電極、與設有上述基板之陽極電極對向配置，在上述基板之上述一面上，於形成上述合金膜時，對上述陰極電極施加DC電壓。
    公开号:TW201315824A
    申请号:TW101129395
    申请日:2012-08-14
    公开日:2013-04-16
    发明作者:Yuu Nakamuta；Masahiro Matsumoto；Takayuki Inagaki；Daisuke Hiramatsu；Noriaki Tani
    申请人:Ulvac Inc；
    IPC主号:C23C14-00
    专利说明:
    零件之製造方法及零件
    本發明係關於零件之製造方法及零件。更詳細而言，本發明係關於一種可一方面確保機械特性、電性特性，且藉由焊錫層之薄膜化，亦可謀求低成本化及薄型化之零件之製造方法及零件。
    本案係基於且主張2011年08月16日於日本提交申請之專利申請案第2011-177893號之優先權，其內容以引用之方式併入本文中。
    半導體裝置等之安裝時，使用Sn-Pb(錫-鉛)合金或Sn-Au(錫-金)合金等之焊錫材料。尤其，Sn系焊錫向鋁等之電極層中之錫成份之擴散顯著，對焊錫接合部之可靠性造成較大之影響。因此，使用Sn系焊錫時，對底層之電極層，不直接形成焊錫層，而經由用於防止錫成份之擴散之屏障層、用以提高接合強度之密著層形成焊錫層(例如，參照專利文獻1)。
    圖10A~10F係模式性顯示先前之零件製造方法之工序剖面圖。先前之零件製造方法係以下述之程序10a至程序10f之順序進行。 (程序10a)
    如圖10A所示，在基板100上，作為底層膜101，利用濺鍍法依序積層形成Au膜(密著層)、Ni膜(屏障層)、Ti膜、及Al膜。 (程序10b)
    如圖10B所示，於相當於後置工序中裝載零件之區域之部分，將具備通孔102a之帶狀之抗蝕劑102設於上述底層膜101上。 (程序10c)
    如圖10C所示，於通過上述抗蝕劑102之通孔102a可見之上述底層膜101上，至少塗佈焊錫膏103。 (程序10d)
    如圖10D所示，在通過上述抗蝕劑之通孔102a可見之上述底層膜101上，經由焊錫膏103而載置零件104。 (程序10e)
    如圖10E所示，實施熱處理，而分別接合上述基板100與上述底層膜101之間、上述底層膜101與焊錫膏103之間、及上述焊錫膏103與上述零件104之間。 (程序10f)
    最後，如圖10F所示，除去上述抗蝕劑102。
    然而，作為底層膜之材料而使用之金(Au)價高，而會導致成本增加。
    再者，在使用於基板上安裝零件而成之安裝品之組件中，組件整體之小型化之要求亦日益強烈，安裝品自體之薄型化要求亦變得嚴格。
    如先前般，若藉由塗佈焊錫膏形成焊錫層，則會導致焊錫層之厚度變厚，例如為50 μm。若使焊錫層變薄，則有機械特性、電性特性降低之問題，進而安裝品成為組件薄型化之阻礙。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本特開2006-269458號公報
    本發明係鑒於如此之先前之實際情況而設計者，目的在於提供一種可一方面確保與先前同等之機械特性、電性特性，並可將焊錫層薄膜化，而可實現低成本化、薄型化之零件之製作方法及零件。
    (1)本發明之第一態樣之零件之製造方法，至少依序包含：工序A1，其係使用一面包含鎳之基板，而在上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜；工序A3，其係在上述合金膜上載置零件，該零件之至少與上述合金膜之接觸部位包含銅及被覆鎳之鋁之任一者；及工序A4，其係實施熱處理，以分別接合上述基板與上述合金膜之間、及上述合金膜與上述零件之間；且在上述工序A1中，於減壓環境之空間內，將設有以錫為主要成份之合金靶材之陰極電極、與設有上述基板之陽極電極對向配置，在上述基板之上述一面上，於形成上述合金膜時，對上述陰極電極施加DC電壓。
    (2)上述(1)中揭示之製造方法亦可於上述工序A1與上述工序A3之間進而包含工序A2，其係於相當於後置工序中裝載上述零件之區域之部分，將形成有通孔之帶狀之抗蝕劑設於上述合金膜上。
    (3)上述(2)中揭示之製造方法亦可於上述工序A2與上述工序A3之間進而包含工序A6，其係於通過上述抗蝕劑之上述通孔而可見之上述合金膜上塗佈焊劑，而除去成為上述合金膜之表層之氧化膜。
    (4)上述(2)或(3)中揭示之製造方法亦可進而包含工序A5，其係除去上述抗蝕劑。
    (5)本發明之第二態樣之零件之製造方法，至少依序包含：工序B1，其係使用一面包含鎳之基板，而在上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜；工序B3，其係在上述合金膜上，至少塗佈焊錫膏；工序B4，其係在上述合金膜上，經由上述焊錫膏而載置零件，該零件之至少接觸部位包含銅及被覆鎳之鋁之任一者；及工序B5，其係實施熱處理，以分別接合上述基板與上述合金膜之間、上述焊錫膏與上述合金膜之間、及上述焊錫膏與上述零件之間；且在上述工序B1中，於減壓環境之空間內，將設有以錫為主要成份之合金靶材之陰極電極、與設有上述基板之陽極電極對向配置，在上述基板之上述一面上，於形成上述合金膜時，對上述陰極電極施加DC電壓。
    (6)上述(5)中揭示之製造方法亦可於上述工序B1與上述工序B3之間進而包含工序B2，其係於相當於後置工序中裝載上述零件之區域之部分，將形成有通孔之帶狀之抗蝕劑設於上述合金膜上。
    (7)上述(5)或(6)中揭示之製造方法在上述工序B3中，上述焊錫膏可使用可含有焊劑之含焊劑之上述焊錫膏。
    (8)上述(6)或(7)中揭示之製造方法可進而包含工序B6，其係除去上述抗蝕劑。
    (9)本發明之第三態樣之零件，於一面包含鎳之基板上，在上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜，在上述合金膜上載置零件，該零件之至少與上述合金膜之接觸部位包含銅及被覆鎳之鋁之任一者。
    根據上述(1)至(9)中揭示之零件之製造方法及零件，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜時，於減壓環境之空間內，將設有以錫為主要成份之合金靶材之陰極電極、與設有上述基板之陽極電極對向配置。且，在上述基板之一面上形成上述合金膜時，對上述陰極電極施加DC電壓，藉此，可成膜即使薄膜化仍確保與先前同等之機械特性、電性特性之合金膜。因此，根據上述之零件之製造方法及零件，可提供一方面確保與先前同等之機械特性、電性特性，並可將焊錫層薄膜化，而可實現低成本化、薄型化之零件之製造方法及零件。
    以下，基於圖式說明本發明之零件之製造方法之一實施形態。
    在後述之各實施形態中，針對作為以錫(Sn)為主要成份之合金靶材，使用含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金靶材，而形成含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金膜之例進行詳述。然而，本發明並非完全限定於含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金靶材。作為適於本發明之以錫(Sn)為主要成份之合金靶材，例如可舉出以Sn為主要成份而包含銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉍(Bi)、銦(In)、銻(Sb)、鎳(Ni)等者。 (第一實施形態)
    圖1A~1F係說明根據本發明之零件之製造方法之工序剖面圖。 (程序1a)
    首先，如圖1A所示，使用一面10a由鎳(Ni)形成之基板10，而在一面10a上，利用濺鍍法形成含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金膜11(工序A1)。
    基板10只要一面由鎳形成即可，例如，適宜使用於矽(Si)基板10之一面形成有鎳(Ni)膜者。以下，將設為該構成者稱為具Ni膜之基板10。
    尤其本實施形態，於減壓環境之空間內，將設置有含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金靶材之陰極電極60(參照圖3)、與設置有上述基板10之陽極電極70(參照圖3)對向配置，而於上述基板10之一面上形成上述合金膜11時，對上述陰極電極60施加DC脈衝電壓。
    此處，圖2係顯示本實施形態中使用之濺鍍裝置110之構成之模式平面圖，其係用以於基板10上積層形成焊錫合金膜11者。
    在圖2中，濺鍍裝置110包含：基板(晶圓)10之搬送室T0；進行濺鍍處理之濺鍍室S1、S2；加載互鎖室L/UL；及基板10之移載機T1。
    在濺鍍裝置110中，濺鍍室S1係於Si基板10之一面上形成Ni膜之成膜室，濺鍍室S2係形成焊錫合金膜11之成膜室。因2個濺鍍室S1、S2係以經由後述之閥機構而與搬送室T0連通之方式構成，故可使濺鍍室S1中形成有Ni膜之矽(Si)基板10通過減壓環境中而向形成焊錫合金膜11之濺鍍室S2移動。藉此，因Ni膜表面不會氧化，故，於Ni膜上形成有焊錫合金膜11時，可良好地保持Ni膜與焊錫合金膜11之濡濕性。即，為良好地保持焊錫合金膜11相對於Ni膜之濡濕性，期望Ni膜與焊錫膜於真空中一貫地成膜。
    另，作為濺鍍裝置110，適宜使用例如磁控濺鍍裝置。
    在圖2之濺鍍裝置110中，搬送室T0具有機械手H0。機械手H0係在保持基板10之狀態下移動，且在濺鍍室間或濺鍍室S1、S2與加載互鎖室L/UL之間搬送基板10。又，移載機T1具有機械手H1、及基板(晶圓)10之晶匣C1、C2。機械手H1係在保持基板10之狀態下移動，將固著於晶匣C1之基板10搬入加載互鎖室L/UL，並將經濺鍍處理之基板10自加載互鎖室L/UL搬出而返回至晶匣C1。
    另，在濺鍍裝置110中，於搬送室T0與各濺鍍室S1、S2之間、搬送室T0與加載互鎖室L/UL之間、及加載互鎖室L/UL與移載機T1之間，分別設有閥機構，而成為可切斷室間之真空度．環境氣體之構成。 (藉由濺鍍裝置110中之DC脈衝濺鍍及靜電吸盤之焊錫合金膜11之形成)
    在如此之濺鍍裝置110中，在濺鍍室S2中，藉由對電極不施加DC電壓(直流電壓)而施加DC脈衝電壓之DC脈衝濺鍍，將合金膜11形成於預先形成有Ni膜之基板10上。又，在濺鍍室S2中，於固著基板10之靜電吸盤中設有溫度控制部，利用該靜電吸盤，抑制基板10之溫度上升，而形成合金膜11。設於靜電吸盤中之溫度控制部可調整控制基板10之溫度，於濺鍍處理時使基板10冷卻且保持於特定之溫度。 (DC脈衝電源單元)
    圖3係顯示對濺鍍室S3內所配置之電極施加DC脈衝電壓之DC脈衝電源單元50之構成之模式方塊圖。在圖3中，DC脈衝電源單元50具備DC電源51、OFF脈衝電源52、施加電壓產生部53、及控制部54。
    該DC脈衝電源單元50之輸出電壓係施加於濺鍍室S3內之陰極電極60。又，濺鍍室S3內之陽極電極70係接地。因此，陽極電極70之電位Ea為基準電位(0電位)，陰極電極60之電位Ek為DC脈衝電源單元50之輸出電位。 (DC脈衝)
    圖4A、圖4B係說明DC脈衝電源單元50之輸出電壓波形之時序圖。圖4A係DC脈衝濺鍍時施加於電極之DC脈衝電壓。圖4B係DC濺鍍時施加於電極之DC電壓。
    如圖4A所示，由DC脈衝電源單元50產生之DC脈衝之週期係t0。該週期t0內，期間t1係DC脈衝之OFF期間，剩餘之期間t2係DC脈衝之ON期間。在ON期間t2，陰極電位Ek為負電位Ek1。但，在OFF期間t1，陰極電位Ek為正或0之OFF脈衝電位Ek0(在圖4A中，電位Ek0係正電位)。另一方面，如圖4B所示，使DC脈衝電源單元50作為DC電源51發揮功能之情形時，陰極電位Ek成為負固定電位Ek2。
    針對圖3之DC脈衝電源單元50之動作進行說明。DC電源51依照自控制部54發送之波峰值控制信號，而產生負電位Ek1。OFF脈衝電源52依照自控制部54發送之波峰值控制信號，而產生OFF脈衝電位(正電位或0(零)電位)Ek0，並將該等電位Ek1、Ek0分別輸出至施加電壓產生部53。另，電位Ek1、Ek0之值可根據上述波峰值控制信號而可變設定。
    施加電壓產生部53依照自控制部54發送之切換控制信號，在ON期間t2，將電位Ek1切換輸出，在OFF期間t1，將電位Ek0進行切換而輸出。藉此，對陰極電極60施加DC脈衝Ek(參照圖4A)。另，DC脈衝Ek之OFF占空率t1/t0係根據上述切換控制信號，而可在例如0%~50%之間進行可變設定。在圖4A中，將OFF占空率t1/t0設定為20%。且，期望該OFF占空率t1/t0設定在10%~30%之範圍內。又，DC脈衝Ek之頻率(1/t0)亦根據上述切換控制信號，而可在例如50 Hz~250 Hz之間進行可變設定。
    另一方面，將DC脈衝電源單元50作為DC電源51使用時，施加電壓產生部53僅繼續DC電源51中所產生之電位Ek2(參照圖4B)，而作為陰極施加電位Ek進行輸出。
    (濺鍍裝置110之Ni膜及焊錫合金膜11之形成程序) (基板10之搬入)
    首先，將由矽(Si)形成之基板(晶圓)10固著於移載機T1內之晶匣C1。接著，彎曲加載互鎖室L/UL，而打開與移載機T1之間之閥機構後，利用機械手H1將固著於上述晶匣C1之基板10自晶匣C1移送至加載互鎖室L/UL內。
    接著，關閉加載互鎖室L/UL與移載機T1之間之閥機構，且將加載互鎖室L/UL進行真空排氣，直至10-3 Pa台。接著，打開加載互鎖室L/UL與搬送室T0之間之閥機構，利用搬送室T0內之機械手H0，將基板10搬入至搬送室T0內，而關閉與加載互鎖室L/UL之間之閥機構。 (Ni膜之形成，濺鍍室S1)
    接著，打開搬送室T0與濺鍍室S1之間之閥機構，利用機械手H0將Ni基板10自搬送室T0搬送至濺鍍室S1內。且，在濺鍍室S1中，形成Ni膜。在使濺鍍室S1之成膜壓力為0.1 Pa~1.0 Pa，Ar流量為5 sccm~50 sccm之減壓環境中，使用Ni靶材，利用DC濺鍍法，形成例如膜厚0.2 μm~4.0 μm之Ni膜。且，形成Ni膜後，打開與搬送室T0之間之閥機構，利用機械手H0使於背面(被成膜面)形成有Ni之具Ni膜之基板10由濺鍍室S1返回至搬送室T0，而關閉與濺鍍室S1之間之閥機構。 (合金膜11之形成、濺鍍室S2)
    接著，打開搬送室T0與濺鍍室S2之間之閥機構，利用機械手H0將具Ni膜之基板10自搬送室T0搬送至濺鍍室S2內。且，在濺鍍室S2中，將以Sn及Cu為主要成分而含有Ag之合金膜11成膜。在使濺鍍室S2之成膜壓力為0.1 Pa~1.0 Pa，Ar流量為5 sccm~50 sccm之減壓環境中，使用Ag-Sn-Cu合金之焊錫靶材(Ag-Sn-Cu合金靶材)，藉由DC脈衝濺鍍(磁控濺鍍)而將例如膜厚2 μm~10 μm之焊錫合金膜11成膜。且，成膜結束後，打開與搬送室T0之間之閥機構，利用機械手H0使於背面(被成膜面)形成有合金膜11之具Ni膜之基板10由濺鍍室S2返回至搬送室T0，並關閉與濺鍍室S2之間之閥機構。
    在成膜上述合金膜11之DC脈衝濺鍍中，例如，將DC脈衝之OFF占空率t1/t0(參照圖4A)設定為20%，DC脈衝之頻率1/t0設定為250 kHz。又，藉由利用靜電吸盤之溫度控制部冷卻Ni基板10，保持Ni基板10之溫度為150℃以下，而成膜焊錫合金膜11。對Ag-Sn-Cu合金靶材，可使用例如成為主要成分之Sn與Cu之重量%比率為Sn：Cu=60：40，且於其中添加有3重量%之Ag之合金靶材(Sn-Cu(60：40)-Ag(97：3)重量%靶材)。Ag-Sn-Cu合金靶材係設於濺鍍室S3內之陰極電極60(參照圖3)之陽極電極70側之面上。又，具Ni膜之基板10於陽極電極70(參照圖3)之陰極電極60側之面上，將被成膜面即背面(形成有Ni膜之面)朝向陰極電極60側而設置。 (經成膜之基板10之搬出)
    此後，打開與加載互鎖室L/UL之間之閥機構，利用機械手H0，將形成有合金膜11之具Ni膜之基板10自搬送室T0搬出，並關閉搬送室T0與加載互鎖室L/UL之間之閥機構。接著，彎曲加載互鎖室L/UL，而打開與移載機T1之間之閥機構後，利用移載機T1之機械手H1，使加載互鎖室L/UL內之上述具Ni膜之基板10返回至晶匣C2。 (基板10之冷卻)
    DC濺鍍雖一般比RF濺鍍濺鍍速率高，但若基板10之溫度上升，則附著於基板10之金屬易遊離，故，濺鍍速率下降。因此，若冷卻基板10，則附著於基板10之金屬不易遊離，故可抑制濺鍍速率下降。在本實施形態之焊錫合金膜11之DC脈衝濺鍍中，由於可在DC脈衝之OFF期間t1(參照圖4A)冷卻基板10，而抑制基板10之溫度上升，故可抑制濺鍍速率下降，從而可確保比RF濺鍍更高之濺鍍速率。
    再者，在本實施形態之焊錫合金膜11之DC脈衝濺鍍中，因利用靜電吸盤之溫度控制部冷卻基板10，而將基板溫度保持在150℃以下之特定溫度，故可有效抑制濺鍍速率下降。此處，使基板溫度為150℃以下係因為一般之焊錫之熔點為150℃，若為150℃以上之溫度，則薄膜之焊錫會蒸發。
    如以上般，根據本實施形態，藉由對陰極電極60施加DC脈衝電壓之DC脈衝濺鍍，使含有低熔點金屬Cu之合金膜11成膜，藉此，不會產生合金膜11之含有金屬組成之偏移，且不會降低成膜率而進行成膜。因此，無需設置先前技術中作為用於焊錫層成膜之基板10之大氣暴露時之防氧化膜而必要之底層膜。藉此，可減少為成膜焊錫合金膜11而將基板10自濺鍍裝置110取出而固著於真空蒸鍍裝置時之工夫或基板10之破損等，且可減少作為底層膜之金屬材料而使用之貴金屬(例如Au等)之成本。
    如上所述，DC脈衝濺鍍中雖存在優點，但本發明並非限定於DC脈衝濺鍍。藉由設定適當之構成之成膜裝置及適當之成膜條件等，即使取代DC脈衝濺鍍而使用DC濺鍍，仍可實現本發明。
    又，如後述之實施例所示，形成由焊錫形成之合金膜11時，藉由對陰極電極60施加DC脈衝電壓，可成膜即使薄膜化仍確保與先前同等之機械特性、電性特性之合金膜。尤其，即使不形成先前作為密著層而使用之Au膜，仍可確保充分之接合強度，而可謀求成本之降低。
    作為以如此之方式形成之合金膜11之厚度，雖並非特別限定者，但較好為例如2 μm以上、10 μm以下。
    如後所述，於形成於具Ni膜之基板(或Ni基板10)10上之合金膜11之上載置零件14，進行熱處理(回焊)而接合三者。此時，於合金膜11中與基板10相接之側，基板10所含之Ni侵入，而形成該Ni與Sn之合金區域α。又，於合金膜11中與零件14相接之側，零件14所含之Cu或Ni侵入，而形成該Cu或Ni與Sn之合金區域β。本發明者們已確認該等之合金區域α、合金區域β皆為1 μm左右之厚度。因此，作為合金膜11之厚度，較好為至少(1 μm+1 μm=)2 μm。另一方面，若合金膜11厚於10 μm，則有膜上產生龜裂之虞。 (程序1b)
    接著，根據需要，如圖1B所示般，於相當於後置工序中裝載零件14之區域之部分，將具備通孔12a之帶狀之抗蝕劑12設於上述合金膜11上(工序A2)。後置工序係指進行組裝、檢查之工序。
    於合金膜11上，貼合特定厚度之帶狀之抗蝕劑12。對帶狀之抗蝕劑12，於相當於後置工序中裝載零件14之區域之部分設有通孔12a(開口部)。
    作為帶狀之抗蝕劑12，並非特別限定者，可使用例如聚醯亞胺膠帶。 (程序1c)
    接著，如圖1C所示，於(已形成抗蝕劑12之情形時，通過抗蝕劑12之通孔12a可見之)上述合金膜11上，塗佈焊劑13，而除去構成上述合金膜11之表層之氧化膜(工序A6)。
    於合金膜11上，與零件14之接合面接觸時，為化學性地除去合金膜11表面所殘留之氧化膜，塗佈焊劑13。於該焊劑13中，與該金屬氧化物反應，而含有具有將其溶解除去之作用之活性化學物種。此後，藉由進行洗淨處理，除去氧化膜。 (程序1d)
    接著，如圖1D所示，於(已形成抗蝕劑12之情形時，通過抗蝕劑12之通孔12a可見之)上述合金膜11上，載置至少其接觸部位由銅(Cu)或被覆鎳(Ni)之鋁(Al)組成之零件14(工序A3)。 (程序1e)
    接著，如圖1E所示，為了分別接合上述基板10與上述合金膜11、及上述合金膜11與上述零件14之間，實施熱處理(工序A4)。
    藉由使用遠紅外線加熱器及熱風實施熱處理(回焊)，基板10與合金膜11、及合金膜11與零件14之間各自接合，藉此，基板10、合金膜11及零件14三者被接合。
    本發明者們發現，此時，僅是載置基板10與合金膜11、及零件14，雖不會產生任何變化，但藉由進行熱處理，在接合界面會產生如下變化。
    此處，圖5係將基板10、合金膜11及零件14之部分放大而模式性顯示之圖。
    在於相當於基板10之「構件a」之上，依序設置相當於合金膜11之「焊錫(Sn系)」、相當於零件14之「構件b」，在經回焊(熱處理)之物品中，「構件a」所含之元素X侵入「焊錫(Sn系)」之「構件a」側，而形成該元素X與Sn之合金區域α。又，「構件b」所含之元素Y侵入「焊錫(Sn系)」之「構件b」側，而形成與該元素Y之合金區域β。「焊錫」係於被2個合金區域α、β包夾之區域中，存在與靶材組成相同之合金區域γ(Sn-Ag-Cu)。
    即，在本實施形態中，如圖5所示，首先，在下方之基板10(Ni)與合金膜11(Sn-Ag-Cu)之接合界面，Ni侵入焊錫中，而形成(Sn-Ni)合金區域α。合金區域α為1 μm左右之厚度。
    另一方面，在上方之合金膜11(Sn-Ag-Cu)與零件14(Cu或塗敷有Ni之Ag)之接合界面，Cu或Ni侵入焊錫中，而形成(Sn-Cu)或(Sn-Ni)合金區域β。合金區域β為1 μm左右之厚度。
    且，焊錫合金膜11中被2個合金區域α、β包夾之區域中，存在與靶材組成相同之合金區域γ(Sn-Ag-Cu)。
    該等合金區域α(Sn-Ni)、合金區域β(Sn-Cu或Sn-Ni)成為比合金區域γ(Sn-Ag-Cu)更硬之部分。藉此，即使薄化焊錫合金膜11，仍可確保充分之機械強度。
    作為熱處理(回焊)之溫度，雖並非特別限定，但較好為例如240~250℃。藉由在比通常更高之240~250℃下進行熱處理，可良好地進行接合。 (程序1f)
    最後，如圖1F所示，(已形成抗蝕劑12之情形時，)除去上述抗蝕劑12(工序A5)。
    最後，藉由除去(剝離)帶狀之抗蝕劑12，於基板10上，可獲得介隔由焊錫形成之合金膜11而安裝有零件14之安裝品。
    另，當然，無需形成抗蝕劑12之情形時，無需上述之「工序A2」及「工序A5」。
    如以上所說明般，在本發明中，形成由焊錫形成之合金膜11時，對上述陰極電極60施加DC脈衝電壓，藉此，可成膜即使薄膜化仍確保與先前同等之機械特性、電性特性之合金膜11。因此，在本發明中，可一方面確保與先前同等之機械特性、電性特性，並可使合金膜11薄膜化，而可實現低成本化、薄型化。
    在藉此所獲得之安裝品中，由焊錫形成之合金膜11(Sn-Ag-Cu)分別於基板10(Ni層)附近、零件(Cu零件或塗敷有Ni之Al零件)14附近，包含(Sn-Ni)合金區域α、(Sn-Cu)合金或(Sn-Ni)合金區域β。 <第二實施形態>
    接著，就本發明之第二實施形態進行說明。
    另，在以下之說明中，主要針對與上述第一實施形態不同之部分進行說明，對於與第一實施形態相同之部分，有省略其說明之情形。
    圖6A~圖6F係說明根據本實施形態之零件之製造方法之工序剖面圖。 (程序2a)
    首先，如圖6A所示，使用一面由鎳(Ni)形成之基板10，而於上述一面上，利用濺鍍法形成含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金膜11(工序B1)。
    使用如圖2所示之裝置，於減壓環境之空間內，將設有含有銀(Ag)、錫(Sn)、及銅(Cu)之合金靶材之陰極電極60、與設有上述基板10之陽極電機70對向配置，而於上述基板10之一面上形成上述合金膜11時，對上述陰極電極60施加DC脈衝電壓。 (程序2b)
    接著，如圖6B所示，根據需要，將相當於後置工序中裝載零件14之區域之部分中具備通孔12a之帶狀之抗蝕劑12設於上述合金膜11上(工序B2)。 (程序2c)
    接著，如圖6C所示，於(已形成抗蝕劑12之情形時，通過抗蝕劑12之通孔12a可見之)上述合金膜11上，至少塗佈焊錫膏15(工序B3)。
    此時，作為焊錫膏15，使用含有焊劑13之焊錫膏15為佳。 (程序2d)
    接著，如圖6D所示，於(已形成抗蝕劑12之情形時，通過抗蝕劑12之通孔12a可見之)上述合金膜11上，介隔上述焊錫膏15，載置至少其接觸部位由銅(Cu)或被覆鎳(Ni)之鋁(Al)形成之零件14(工序B4)。 (程序2e)
    接著，如圖6E所示，為分別接合上述基板10與上述合金膜11、上述合金膜11與上述焊錫膏15、及上述焊錫膏15與上述零件14之間，而實施熱處理(回焊)(工序B5)。 (程序2f)
    最後，如圖6F所示，(已形成抗蝕劑12之情形時，)除去上述抗蝕劑12(工序B6)。
    另，當然，無需形成抗蝕劑12之情形時，無需上述之「工序B2」及「工序B6」。
    在本實施形態中，亦於形成由焊錫形成之合金膜11時，對上述陰極電極60施加DC脈衝電壓，藉此，可成膜即使薄膜化仍確保與先前同等之機械特性、電性特性之合金膜11。因此，在本發明中，一方面可確保與先前同等之機械特性、電性特性，並可使合金膜11薄膜化，而可實現低成本化、薄型化。
    在藉此所獲得之安裝品中，合金膜11、及焊錫膏15(Sn-Ag-Cu)分別於基板(Ni層)10附近、零件(Cu零件或塗敷有Ni之Al零件)14附近，包含(Sn-Ni)合金區域α、(Sn-Cu)合金或(Sn-Ni)合金區域β。 [實施例1]
    針對為確認本發明之效果而進行之實施例進行說明。
    (實施例1)
    使用圖2所示之裝置，於具Ni膜之基板10上形成焊錫(Sn-Ag-Cu)合金膜。
    首先，在濺鍍室S1中，於矽(Si)基板10上形成Ni膜。在使濺鍍室S1之成膜壓力為0.1 Pa~1.0 Pa，Ar流量為5 sccm~50 sccm之減壓環境中，使用Ni靶材，利用DC濺鍍法使膜厚0.7 μm之Ni膜成膜。
    接著，將具Ni膜之基板10自濺鍍室S1向濺鍍室S2移動後，在使濺鍍室S2之成膜壓力為0.1 Pa~1.0 Pa，Ar流量為5 sccm~50 sccm之減壓環境中，使用Ag-Sn-Cu合金之焊錫靶材(Ag-Sn-Cu合金靶材)，利用DC脈衝濺鍍(磁控濺鍍)，將膜厚10 μm之焊錫合金膜11形成於具Ni膜之基板10上。
    於焊錫合金膜11上，載置Cu零件14，其後藉由進行熱處理(回焊)，接合具Ni膜之基板10、焊錫合金膜11、及零件14三者。
    (實施例2)
    與實施例1相同，於具Ni膜之基板10上成膜膜厚5 μm之焊錫合金膜11。於焊錫合金膜11上載置Cu零件14，其後藉由進行熱處理(回焊)，接合具Ni膜之基板10、焊錫合金膜11、及零件14三者。
    (比較例1)
    於具Ni膜之基板10上利用濺鍍法成膜Au膜，於Au膜上塗佈焊錫而形成焊錫膜。於焊錫膜上載置Cu零件14，其後藉由進行熱處理(回焊)，接合具Ni膜之基板10、焊錫膜、及零件14三者。
    在實施例1中，於圖7顯示此時之回焊溫度曲線。
    自圖7獲知，相較於通常(標準)，在高溫條件(200-220秒之區域=240~250℃)下進行回焊時可獲得良好之結果。
    又，分別於圖8顯示實施例1中合金膜11與Ni基板10之接合界面之SEM照片，於圖9顯示焊錫合金膜11與Cu零件14之接合界面之SEM照片。
    自圖8獲知，自設於Si晶圓上之Ni層，Ni侵入焊錫(Sn-Ag-Cu)中，而局部(不均一)形成有(Sn-Ni)合金之區域。又，自圖9獲知，自Cu零件14，Cu侵入焊錫合金膜(Sn-Ag-Cu)11中，而局部(氣泡狀地)形成有(Sn-Cu)合金之區域。
    自該等結果確認：本發明之焊錫合金膜(Sn-Ag-Cu)11分別於具Ni膜基板(Ni膜)10附近、Cu零件(塗敷有Ni之Al零件)14附近，包含有(Sn-Ni)合金區域、(Sn-Cu)合金(或(Sn-Ni)合金)區域。
    接著，針對實施例1、2及比較例1中所獲得之安裝品，測定接合強度。其結果示於表1中。另，表1所示之結果係針對10樣品之平均值。
    自表1獲知，本發明之Sn-Ag-Cu系之焊錫具有與先前作為密著層而使用之Au膜同水準之接合強度。確認相較於Au膜之情形(比較例1)，焊錫合金膜11之厚度為5 μm之情形(實施例2)之接合強度稍低，而焊錫合金膜11之厚度為10 μm之情形(實施例1)時，可獲得超過Au膜之情形(比較例1)之接合強度。藉此，即使不形成作為密著層使用之Au膜，仍可確保充分之接合強度，而可謀求成本之降低。
    以上，雖已說明本發明之零件之製造方法，但本發明並非限定於上述之例，在不偏離發明之主旨之範圍內，可進行適當變更。 [產業上之可利用性]
    根據本發明，可提供一種一方面可確保與先前同等之機械特性、電性特性，並可使焊錫層薄膜化，而可實現低成本化、薄型化之零件之製造方法及零件。
    10‧‧‧基板
    10a‧‧‧一面
    11‧‧‧焊錫合金膜
    12‧‧‧抗蝕劑
    12a‧‧‧通孔
    13‧‧‧焊劑
    14‧‧‧零件
    15‧‧‧焊錫膏
    50‧‧‧DC脈衝電源單元
    51‧‧‧DC電源
    52‧‧‧OFF脈衝電源
    53‧‧‧施加電壓產生部
    54‧‧‧控制部
    60‧‧‧陰極電極
    70‧‧‧陽極電極
    100‧‧‧基板
    101‧‧‧底層膜
    102‧‧‧抗蝕劑
    102a‧‧‧通孔
    103‧‧‧焊錫膏
    104‧‧‧零件
    110‧‧‧濺鍍裝置
    C1‧‧‧晶匣
    C2‧‧‧晶匣
    Ea‧‧‧電位
    Ek‧‧‧電位
    Ek0‧‧‧OFF脈衝電位
    Ek1‧‧‧電位
    Ek2‧‧‧負固定電位
    H0‧‧‧機械手
    H1‧‧‧機械手
    L/UL‧‧‧加載互鎖室
    S1‧‧‧濺鍍室
    S2‧‧‧濺鍍室
    S3‧‧‧濺鍍室
    T0‧‧‧搬送室
    T1‧‧‧移載室
    t0‧‧‧週期
    t1‧‧‧期間
    t2‧‧‧期間
    圖1A係說明本發明之零件之製造方法(第1實施形態)之程序1a之工序剖面圖。
    圖1B係說明本發明之零件之製造方法(第1實施形態)之程序1b之工序剖面圖。
    圖1C係說明本發明之零件之製造方法(第1實施形態)之程序1c之工序面圖。
    圖1D係說明本發明之零件之製造方法(第1實施形態)之程序1d之工序剖面圖。
    圖1E係說明本發明之零件之製造方法(第1實施形態)之程序1e之工序剖面圖。
    圖1F係說明本發明之零件之製造方法(第1實施形態)之程序1f之工序剖面圖。
    圖2係顯示本發明中使用之濺鍍裝置之構成之模式平面圖。
    圖3係顯示在圖2所示之濺鍍裝置中對配置於濺鍍室內之電極施加DC脈衝電壓之DC脈衝電源單元之構成之模式方塊圖。
    圖4A係說明圖3之DC脈衝電源單元之輸出電壓波形之時序圖(DC脈衝電壓)。
    圖4B係說明圖3之DC脈衝電源單元之輸出電壓波形之時序圖(DC電壓)。
    圖5係將基板、合金膜、及零件之部分放大而模式性顯示之圖。
    圖6A係說明本發明之零件之製造方法(第2實施形態)之程序2a之工序剖面圖。
    圖6B係說明本發明之零件之製造方法(第2實施形態)之程序2b之工序剖面圖。
    圖6C係說明本發明之零件之製造方法(第2實施形態)之程序2c之工序剖面圖。
    圖6D係說明本發明之零件之製造方法(第2實施形態)之程序2d之工序剖面圖。
    圖6E係說明本發明之零件之製造方法(第2實施形態)之程序2e之工序剖面圖。
    圖6F係說明本發明之零件之製造方法(第2實施形態)之程序2f之工序剖面圖。
    圖7係顯示回焊溫度曲線之圖。
    圖8係顯示焊錫合金膜與Ni基板之接合界面之SEM照片之圖。
    圖9係顯示焊錫合金膜與Cu零件之接合界面之SEM照片之圖。
    圖10A係說明先前之零件之製造方法之程序10a之工序剖面圖。
    圖10B係說明先前之零件之製造方法之程序10b之工序剖面圖。
    圖10C係說明先前之零件之製造方法之程序10c之工序剖面圖。
    圖10D係說明先前之零件之製造方法之程序10d之工序剖面圖。
    圖10E係說明先前之零件之製造方法之程序10e之工序剖面圖。
    圖10F係說明先前之零件之製造方法之程序10f之工序剖面圖。
    10‧‧‧Ni晶圓
    10a‧‧‧一面
    11‧‧‧濺鍍膜
    12‧‧‧抗蝕劑
    12a‧‧‧通孔
    13‧‧‧焊劑
    14‧‧‧Cu
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種零件之製造方法，其特徵為至少依序包含：工序A1，其係使用一面包含鎳之基板，而在上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜；工序A3，其係在上述合金膜上載置零件，該零件之至少與上述合金膜之接觸部位包含銅及被覆鎳之鋁之任一者；及工序A4，其係實施熱處理，以分別接合上述基板與上述合金膜之間、及上述合金膜與上述零件之間；且在上述工序A1中，於減壓環境之空間內，將設有以錫為主要成份之合金靶材之陰極電極、與設有上述基板之陽極電極對向配置，在上述基板之上述一面上，於形成上述合金膜時，對上述陰極電極施加DC電壓。
    [2] 如請求項1之零件之製造方法，其中於上述工序A1與上述工序A3之間進而包含工序A2，其係於相當於後置工序中裝載上述零件之區域之部分，將形成有通孔之帶狀之抗蝕劑設於上述合金膜上。
    [3] 如請求項2之零件之製造方法，其中於上述工序A2與上述工序A3之間進而包含工序A6，其係於通過上述抗蝕劑之上述通孔而可見之上述合金膜上塗佈焊劑，而除去成為上述合金膜之表層之氧化膜。
    [4] 如請求項2或3之零件之製造方法，其中進而包含：工序A5，其係除去上述抗蝕劑。
    [5] 一種零件之製造方法，其特徵為至少依序包含：工序B1，其係使用一面包含鎳之基板，而在上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜；工序B3，其係在上述合金膜上至少塗佈焊錫膏；工序B4，其係在上述合金膜上，介隔上述焊錫膏而載置零件，該零件之至少接觸部位包含銅及被覆鎳之鋁之任一者；及工序B5，其係實施熱處理，以分別接合上述基板與上述合金膜之間、上述焊錫膏與上述合金膜之間、及上述焊錫膏與上述零件之間；且在上述工序B1中，於減壓環境之空間內，將設有以錫為主要成份之合金靶材之陰極電極、與設有上述基板之陽極電極對向配置，在上述基板之上述一面上，於形成上述合金膜時，對上述陰極電極施加DC電壓。
    [6] 如請求項5之零件之製造方法，其中於上述工序B1與上述工序B3之間進而包含工序B2，其係於相當於後置工序中裝載上述零件之區域之部分，將形成有通孔之帶狀之抗蝕劑設於上述合金膜上。
    [7] 如請求項5或6之零件之製造方法，其中於上述工序B3中，上述焊錫膏含有焊劑。
    [8] 如請求項6之零件之製造方法，其中進而包含：工序B6，其係除去上述抗蝕劑。
    [9] 如請求項7之零件之製造方法，其中進而包含：工序B6，其係除去上述抗蝕劑。
    [10] 一種零件，其特徵為：於一面包含鎳之基板上，於上述一面上，利用濺鍍法形成以錫為主要成份之合金膜；且在上述合金膜上載置零件，該零件之至少與上述合金膜之接觸部位包含銅及被覆鎳之鋁之任一者。
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