JP2000500825A - Ｃ４マイクロバンプ、ｔａｂマイクロバンプおよび超大規模相互接続の電解めっき用たわみ性連続カソード接点回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ワークピース（１６）の目標面（１８）に付着を行うカソード接点装置（２０）を提供する。ワークピースは、目標面（１８）の周囲に第１の導電性連続接点（１７）を有する。カソード接点装置（２０）は、第１の接点（１７）上に位置した連続経路に沿って第１の接点（１７）と摩擦的に接触するように適合した第２の導電性連続接点を含む。第２の接点はさらに、目標面（１８）に向かって粒子を通過させる開口を画定する内周を有する。カソード接点装置（２０）はさらに、電流供給源（２５）に第２の接点を電気的に結合する回路を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ４マイクロバンプ、ＴＡＢマイクロバンプおよび超大規模相互接続の 電解めっき用たわみ性連続カソード接点回路 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、電気めっき分野に関する。より具体的には、本発明は、Ｃ４（ｃｏ ｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃｈｉｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）マイ クロバンプ、テープ・ボンディング（ＴＡＢ）マイクロバンプ、および集積回路 相互接続の電気めっきプロセスを改善する装置および方法に関する。 ２．関連技術 集積回路は一般に、集積回路の標準的な「ワイヤボンディング」法を使用して 組み立てられる。この方法を、第１ａ図ないし第１ｄ図を使って説明する。第１ ａ図に、水平および垂直の列に配置されたダイ１２を有するウェーハ１０を示す 。第１ｂ図に示すような１つのダイを選び出して、第１ｃ図に示すピン・グリッ ド・アレイ（ＰＧＡ）パッケージ１４に配置する。この図から分かるように、ダ イ１２は最初に、ＰＧＡ１４の上面１６に作られたくぼみ１７内に表面を上にし て置かれる。次いでダイは、ワイヤボンド・パッド１８によってＰＧＡ１４に接 続される。ワイヤボンド・パッド１８は、導線（図示せず）を介してダイの各種 機能ブロックにも接続される。パッケージとの接続を実施するために、一般に、 最大で６００個のワイヤボンド・パッドがダイの周囲に配置される。ワイヤボン ダを使用して、ワイヤボンド・パッド１８を介して、ＰＧＡ１４の上面１６に配 置されたワイヤボンド・パッド１９にダイをワイヤボンディングする。第１ｄ図 に示すように、ワイヤは、上方に湾曲させてパッケージ上の対応するパッドに渡 される。この方法の欠点の１つは、ダイの機能ブロックから周囲のワイヤボンド ・パッド１８までの配線が、導線の高いインピーダンスのために、信号伝搬遅延 を増大させることである。 「Ｃ４」（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃｈｉｐ ｃｏｎｎｅ ｃｔｉｏｎ ）と呼ばれるこれより新しい技術が集積回路組立の分野に出現した 。この方法によると、チップは、表面を上に向けてではなく、表面を下に向けて パッケージに配置される。次いでダイは、ダイとパッケージの両方にはんだ付け された複数のはんだバンプを介してパッケージに接続される。導線すなわちワイ ヤを、周囲のワイヤボンド・パッドに配線し、次いでワイヤを上方に湾曲させて パッケージに渡すことによって接続が実施される従来のワイヤボンド技術におけ る接続とは反対に、この方法によるパッケージとダイの間の接続は、パッケージ に向かってまっすぐ下に実施される。ダイからパッケージまでの信号経路が短く なることによって、この方法は、導線の寄生インピーダンスに関して従来の方法 を改良する。 はんだバンプをウェーハ上に付着させる一方法によれば、第２図に示すように 、モリブデン・マスク３０でウェーハ１０の表面を覆い、次いで、各ダイ１２の 入力／出力と位置合わせをする。モリブデン・マスクは、ダイ上の突出した信号 接点に対応する場所に開口３２を有する。ウェーハ１０およびこれを覆うマスク ３０は、真空チャンバに挿入され、物理蒸着が施される。例えば、鉛および錫な どの化合物が、溶けるまで加熱され、これが、真空チャンバ内で蒸発して、開口 ３２を通してウェーハ上に付着し、これによってバンプが形成される。化合物を 付着させた後、モリブデン・マスクはウェーハから剥離される。マスクのそれぞ れの開口に対応し、モリブデン・マスク上の所望のマイクロバンプ・パターンを 形成するウェーハ上の所望の場所にＣ４バンプが残る。このプロセスの問題は、 多量の材料が付着中に無駄になるということである。ほぼ９０〜９８％の材料が 、ウェーハではなく、真空チャンバの壁に付着してしまう。 これより有利な方法は、ウェーハの上にはんだを電気めっきするものである。 この方法は、最初に、ウェーハの表面を金属で被覆し、ウェーハの表面全体に導 電層を形成することを含む。次の段階で、所定のバンプ・パターンを決めるフォ トレジスト・マスクを導電層の表面に付着させる。フォトレジスト材料は、バン プがめっきされる場所を貫通するフォトレジストの開口以外の部分の金属層を絶 縁する。次の段階で、鉛と錫の合金でバンプをめっきする。所望の最終高さを有 するバンプが所定のバンプ・パターンで形成される。次の段階で、フォトレジス ト材料を剥ぎ取り、さらに、バンプが短絡しないように、バンプがめっきされて いない部分の導電層も剥ぎ取る。 前述の電気めっきプロセスに使用するシステムは、電解液を含み、電気めっき プロセスの間、ウェーハを所定の位置に保持するカップを利用して構成される。 電解めっきでは特に、イオン懸濁液の状態で例えば鉛および錫を含む電解液が必 要となる。しかし、特定の用途に応じて他の金属をイオン懸濁液として使用する ことができる。さらに、電解めっきでは、ウェーハの導電性金属層上に陰電荷が 分布するような電気接点がウェーハ上に必要である。ウェーハ上を流れる陰電荷 が、還元過程を通じて電解液の陽イオンと結合し、これによって、鉛が、所定の マイクロバンプ・パターンに従ってウェーハ上に配置されたマイクロバンプの形 態でウェーハ上に付着する。一般に、ウェーハ上に流す電流には、カソード電流 およびアノード電流の２種類がある。カソード電流は、ウェーハの表面に沿った カソードによって提供される。アノード・アセンブリによって供給されるアノー ド電流は、ウェーハ平面を実質的に横切る方向にめっきするウェーハへ向かって 流れる。 しかし、前述の方法にはいくつかの不利益がある。そのような不利益の１つは 、ウェーハのカソード表面に不均一なカソード電流が流れることである。この不 均一なカソード電流がアノード電流を不均一にし、この不均一なカソード電流が 、ウェーハ上に形成されるマイクロバンプをウェーハ上で不均一にする。不均一 なカソード電流がウェーハ上を流れるのは主に、従来技術のカソード接点が、ウ ェーハの周囲に配置された離散的ないくつかの点だけでウェーハに接続されるか らである。 不均一なバンプはいくつかの問題を引き起こす。例えば、チップが、非常に小 さなバンプと非常に大きなバンプを有する場合には、パッケージ上への組立て後 にダイが傾いてしまう。また、バンプ・パターンが均一性に欠けると、パッケー ジのパッドに接続されないマイクロバンプが生じることによって開路が生じる。 バンプ相互をあまり近づけて形成すると、短絡を生じるという別の問題が起こる 。この種の問題は橋絡バンプとしても知られている。 さらに、目標面上に陰電荷が不均一に分布すると、マイクロバンプの電気めっ き以外の場合にも金属粒子の付着に影響を与える。例えば、集積回路の相互接続 も、シリコン・ウェーハ上にめっきされる。カソード電流が不均一であると、め っきされた相互接続の厚さが不均一になる。このことが今度は、エレクトロマイ グレーションなどの望ましくない影響を引き起こす。 さらに、いくつかの電気めっき法では、カップの最上部に装着されるカソード 接点が消耗したときに簡単に除去できることが要求される。しかしカソード接点 は、カソード接点とカップのふちの間に付着した鉛、錫または他の金属によって 、カソード接点を保持しているカップのふちに張り付くので、カソード接点の除 去は非常に難しい。 従って、ウェーハを横切って流れるアノード電流が、ウェーハの表面全体に均 一に分布するような別の種類のカソード接点構成が望ましい。その構成がさらに 、粒子が付着しないように保護されたカソード接点を有することが望ましい。そ の構成がさらに、交換する必要があるときに簡単に除去することができるカソー ド接点を有することが望ましい。その構成がさらに、ウェーハのフォトレジスト 層に対して、弾力のあるシーリングとなり、これによって、ウェーハの端に位置 する露出した導電性金属接点をめっき時の付着から保護するカソード接点を有す ることが望ましい。さらに、ウェーハの周囲での電解液のスムーズな流れをでき る限り妨げないようにカソード接点が非常に薄いことが望ましい。さらに、ウェ ーハの導電性接点に対して、電気めっきカップ上に容易かつ正確に配置されるカ ソード接点を有することが望ましい。 発明の簡単な概要 従来技術のカソード接点装置に関連した不利益および限界を克服する装置およ び方法を開示する。上記不利益および限界には、離散的なカソード接点によって 生み出されるマイクロバンプまたは相互接続の不均一な付着、カソード表面への 望ましくない金属付着、カソード接点を交換する必要がある場合のウェーハから の除去の困難が含まれるが、それだけに限られるものではない。 本発明は、ワーキング・ピースの目標面上に粒子を付着させるカソード装置を 提供する。目標面上に付着させる粒子は、カソード装置とアノードによって生み 出された電界によって駆動させる。ワーキング・ピースは一般に、ワーキング・ ピースの目標面の周囲に第１の導電性連続接点を有する。カソード装置は、第１ の接点上に位置した連続経路に沿って第１の接点と摩擦的に接触するように形成 した第２の導電性連続接点を含む。第２の接点はさらに、ワーキング・ピースの 目標面に向かって粒子を通過させる開口を形成する内周を有する。カソード装置 にはさらに、第２の接点を電流供給源に結合する回路が設けられる。 本発明の一実施態様によれば、半導体ウェーハの実質的に円形の目標面上にマ イクロバンプまたは相互接続を電気めっきするカソード接点装置が提供される。 半導体ウェーハは目標面の周囲に実質的に環状の第１の導電性接点を有し、マイ クロバンプまたは相互接続は、目標面上の所定のマイクロバンプまたは相互接続 位置に金属イオンを付着させることによって形成される。イオンは、カソード装 置とアノードを電流供給源に結合させた後に、カソード装置とアノードによって 生み出された電界によって駆動される。カソード接点装置は、第１の接点と実質 的に同様で、実質的に環状の第２の導電性連続接点を含む。第２の接点は、第１ の接点上に位置した連続経路に沿って第１の接点と摩擦的に係合するように形成 される。第２の接点は、目標面に向かって金属イオンを通過させる開口を決める 実質的に円形の内周を有する。開口の場所は、円形の目標面と実質的に同一であ る。カソード接点装置はさらに、第２の接点に電流供給源からカソード電流を供 給する回路を有する。 他の実施態様では、ワーキング・ピースの目標面上に粒子を付着させるカソー ド接点装置が提供される。ワーキング・ピースは目標面の周囲に第１の導電性連 続接点を有する。カソード接点装置は、第１の接点上に位置した連続経路に沿っ て第１の接点と摩擦的に接触するように形成したたわみ性の導電性連続接点を有 するたわみ性の被覆金属積層板を含む。第２の接点はさらに、目標面に向かって 粒子を通過させる開口を決める内周を有する。カソード接点装置はさらに、第２ の接点を電流供給源に電気的に結合する回路を有する。 本発明はまた、ワーキング・ピースの導電性目標面にアノード・ソースから粒 子を均一に付着させる方法も提供する。この方法は、（ａ）フォトリソグラフィ によってフォトレジスト層を目標面に付着させる段階であって、所定の粒子付着 パターンに基づいて、目標面の選択領域はフォトレジストで覆い、目標面の非選 択領域はフォトレジストで覆わない段階と、（ｂ）フォトレジスト層の周囲に位 置した部分のフォトレジストをエッチングによって除去し、これによって、第１ の導電性連続接点を目標面の周囲に形成する段階と、（ｃ）粒子の供給源を設け る段階と、（ｄ）第１の接点上に位置した連続経路に沿って第１の接点と摩擦的 に接触するように形成した第２の導電性連続接点を有するカソード接点装置を用 意する段階であって、第２の接点が、粒子が目標面に向かって通過する開口を決 める内周をさらに有する段階と、（ｅ）カソードとの間に電界を発生させ、これ によって、粒子供給源からの粒子を駆動するアノードを配置する段階と、（ｆ） 第２の接点を電流供給源に電気的に結合する回路を配置する段階と、（ｇ）ワー ク構造の周囲にカソード接点装置を装着する段階と、（ｈ）カソード接点装置上 にワーキング・ピースを置き、これによって、第１および第２の接点を、第１の 接点上に位置した連続経路の周囲に摩擦的に係合させる段階と、（ｉ）第２の接 点およびアノードを電流供給源に結合する段階とを含む。 図面の簡単な説明 本発明の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明、添付の請求の範囲、お よび添付の図面からより明白となろう。 第１ａ図ないし第１ｄ図は、パッケージ上にダイを組み立てる従来のワイヤボ ンディングの異なる態様を示す図である。 第１ａ図は、複数のダイを有するウェーハを示す図である。 第１ｂ図は、複数のワイヤ・ボンド・パッドを有する単一のダイを示す図であ る。 第１ｃ図は、ＰＧＡパッケージ上にダイを装着する前のダイおよびＰＧＡパッ ケージを示す図である。 第１ｄ図は、ＰＧＡパッケージ上に装着されたダイを示す図である。 第２図は、従来技術のＣ４法に基づいたフリップ・チップ・マスクおよびウェ ーハを示す図である。 第３図は、カソード接点装置が装着された電気めっきアセンブリを示す図であ る。 第４図は、本発明に基づくウェーハおよびカソード接点装置を示す図である。 第５図は、本発明に基づく連続カソード接点装置の上面図である。 第６図は、電気めっきカップに装着された連続接点装置の上面図である。 第７図は、本発明に基づくカソード接点装置を組み込んだ積層被覆板の環状部 分の断面図である。 第８図は、カソード接点装置を電流供給源に接続するアームの縦断面図である 。 第９図は、ウェーハに装着されたカソード接点装置の断面図である。 第１０図は、本発明に基づく離散的なたわみ性カソード接点装置の代替実施形 態を示す図である。 発明の詳細な説明 以下の説明では、本発明を十分に理解できるように、多数の具体的な詳細を説 明する。しかし、具体的な詳細がなくとも当業者なら本発明を実施できるであろ う。いくつかの例では、本発明を不必要に不明瞭にすることがないように、周知 の回路、構造および技法を技術の詳細を示すことはしなかった。 本発明は、ウェーハの表面全体にわたって均一な電流分布を生み出すカソード 接点装置を提供する。本発明に基づく非限定的な好ましい実施形態では、カソー ド接点は、実質的に連続しており、ウェーハを取り囲む実質的に環状の表面を有 する。連続カソード接点を使用することによって、ウェーハ上を流れる陰電荷電 流がウェーハの表面で均一に分布し、これによって、アノード電流が、ウェーハ の表面の横断方向に均一に分布する。 第３図に、縦軸１を横切る方向にとった本発明に基づく電気めっきアセンブリ の断面図を示す。本発明に基づく電気めっきアセンブリは、内部容積を区画する 内壁４を有するカップ形のコンテナ２を含む。カップ形コンテナ２はさらに外壁 ６を有する。コンテナの下端に、コンテナの内部容積中へ上へ延びるパイプ８が 装着される。カップの下端部分とパイプ８の外壁７の間に置かれたシール１０が パイプ８の上部を取り巻いている。パイプ８の下端は、金属イオンを含んだ電解 液の入った容器（図示せず）に挿入される。容器にはさらに、金属イオンをパイ プ８を通してポンプアップし、管８の上端に位置した開口９を介してカップの内 壁４によって形成された容積中にこれらのイオンを排出するポンプを備えること ができる。 第３図に示すアセンブリは、ワーキング・ピース１６の目標面１８を電気めっ きするのに用いられる。目標面１８は、マイクロバンプ、または例えば相互接続 などのその他の導電性構造をウェーハ１６上に生成するために電気めっきを実施 する必要がある表面である。第３図では、目標面１８は、ウェーハの下を向いた 表面であり、したがって金属イオン流が当たる側の表面である。さらに、この特 定の実施形態では、ワーキング・ピース１６は実質的に円形の構成を有する。し かし、本発明に基づくアセンブリは、円形のワーキング・ピースを電気めっきす ることだけに限定されない。円形以外の表面に電気めっきすることもできる。 以下の議論では、ワーキング・ピース１６はシリコン・ウェーハであるとする 。ただし、本発明の範囲は、シリコン・ウェーハだけに限定されない。シリコン ・ウェーハ１６は、本発明に基づいた実質的に環状のカソード接点装置２０の上 面に装着される。ウェーハ１６は、目標面１８の周囲に導電性連続接点（図示せ ず）を有する。この接点は、目標面の実質的に円形の輪郭を形成する。この特定 の実施形態では、ウェーハの接点は実質的に環状である。カソード接点装置２０ は導電性連続接点（図示せず）を含む。この特定の実施形態のカソード接点装置 ２０の導電性連続接点は実質的に環状である。カソード接点装置２０の連続接点 は、ワーク・ピース１６の導電性連続接点に連続経路に沿って摩擦的に接触する ように形成される。この図に示したカソード接点装置およびアノードが電流供給 源２４に有効に接続されたときに、摩擦的係合が行われる連続経路は、電流供給 源２４とシリコン・ウェーハ１６の導電層との間に連続した電気的接続を形成す る働きをする。 アノード１２は、電気めっきカップの内壁４の内側に、縦軸１に対して実質的 に横断する方向に配置される。動作時、カソード接点装置２０は電流源２４の陰 極に接続され、アノード１２は電流源２４の陽極に接続される。 カップ２はさらに、実質的に環状のベース３を含む。このベースは、カソード 接点装置２０を支持する。カップ２はさらに、目標面１８に付着しなかった金属 イオンが排出される隙間２３を有する。 カソード接点装置２０はさらに、カソードの導電性接点から外側に延びた少く とも１本の導電性アーム２８を有する。この特定の実施形態では、導電性アーム ２８は、カソード装置をねじ２１に接続するたわみ性の材料から製作される。導 電性ワイヤ２５がねじ２１から電流供給源２４に接続される。バルーン２６が、 アセンブリの上部に配置され、このバルーンを膨張させてウェーハを所定の位置 に保持する。 第４図に、本発明に基づくウェーハ１６およびカソード接点装置を示す。この 構成によれば、カソード接点装置２０の中心０がウェーハ１６の中心００に同心 で位置合わせされ、ウェーハ１６が、カソード接点装置２０の上に摩擦的に重ね られたときに、導電性連続接点２０２は、連続経路（図示せず）に沿って、ウェ ーハの導電性連続接点１７の上面１９と摩擦的に接触する。したがって、カソー ド装置２０およびアノード（図示せず）を電流源に接続すると、ウェーハの目標 面１８上の陰電荷電流は実質的に均一になる。その結果、アノードとカソードの 間に生み出された対応する均一な電界が金属イオンに作用し、この金属イオンの 分布が、目標面１８全体にわたって均一になる。したがって、所定のマイクロバ ンプ・パターンまたは相互接続パターンの上に所望の金属が実質的に均一に付着 される。 第５図に、本発明に基づく連続カソード装置２０の上面図を示す。見て分かる とおり、この特定の実施形態のカソード装置２０は、実質的に環の形状を有する 。カソード装置２０は、導電性連続接点２０２を含む。接点２０２は、第３図お よび第４図の目標面１８の連続導電性接点と摩擦的に接触するようにした上面２ ０３を有する。 接点２０２は、ウェーハの導電性連続接点と実質的に同一の形状および寸法を 有する。これは、カソード接点装置２０の上面にウェーハ１６を装着したときに 、ウェーハ１６の導電性連続接点１７上に位置した連続経路に沿って、接点２０ ２が、ウェーハ１６の導電性連続接点と摩擦的に接触することを確実にするため である。しかし、導電性接点２０２の形状および寸法は、ウェーハ１６の導電性 連 続接点１７の形状および寸法に限定されない。ウェーハとカソード装置２０の位 置を合わせ相互に接触させたときに、接点２０２の上面２０３が、ウェーハの連 続接点上に位置した連続経路に沿ってウェーハ１６の接点１７と摩擦的に接触す る限り、接点２０２は、各種形状および／または寸法をとることができる。例え ば、接点２０２を、環形ではなく、ウェーハの目標面と同じ大きさか、またはこ れより大きい円板の形状にすることができる。この場合にはカソード装置２０が 、ウェーハ１６の下ではなくウェーハ１６の上に配置される。この場合、ウェー ハ１６の導電性連続接点は、ウェーハの裏面に沿って走ることになる。 他の実施形態において、ウェーハ１６の導電性連続接点を、第４図に示したウ ェーハ１６の円形側面３７の周囲に配置することができる。この場合、カソード 接点装置２０は、円形側面３７の周囲でウェーハ１６と連続的かつ摩擦的に係合 するようにされる。この場合、カソード接点装置のウェーハの導電性接点との所 望の連続電気的接触は、円形側面３７の周囲で実施されることになる。 カソード接点装置２０はさらに、導電性本体を電流供給源（図示せず）に結合 する回路を有する。この特定の実施形態では、導電性接点２０２を電流供給源に 結合する回路は、接点２０２から外側に延びた１つまたは複数のアーム２１４を 含む。この特定の実施形態では、アーム２１４は、接点２０２と一体に製作され る。アーム２１４は、カソード接点２０２を電流供給源に接続するための開口２ １６が形成された自由端２１８を有する。 さらに、カソード接点装置２０は、実質的に円形の内周２１０および実質的に 円形の外周２１２を有する。この図から分かるとおり、内周２１０および外周２ １２はカソード装置２２０の境界を決める。内周２１０は、電気めっきされる目 標面の領域を決める。この意味においては、内周の形状は円形に限定されず、電 気めっきする表面の所望の形状に対応したものであればどんな形状でもよい。同 様に、外周２１２の形状も円形には限定されず、その他の形状でもよい。 例えば、外周の形状は、カソードが装着されるカップのふち（上面）の上に配 置されたくぼみに従ったものでよい。 第６図に、カップ２の上面に載せた本発明のカソード接点装置２０を示す。連 続カソード接点装置は、カップ２の上面に機械加工されたくぼみによってこのカ ップ内の所定の位置に保持される。このくぼみは、カソード接点装置がカップに 対して実質的に一定の位置に保持されるよう、カソード接点装置の内周および外 周と一致させる。 第７図に、接点２０２に接着された環状の誘電体層２２６を有し、これによっ て、被覆積層板を形成したカソード接点装置２０の環状部分の断面図を示す。カ ソード接点装置を、第６図に示した電気めっきアセンブリのカップ２の上面に装 着したとき、導電性接点２０２は、この接点に金属イオンが付着するのを防ぐ誘 電体面２２６によってイオンの接触から保護される。一般に、誘電体層２２６は 、フォトリソグラフィ・プロセスによって導電性接点２０２に積層される。 導電性アーム２１４を同様に被覆して、第８図に示すように、間にアーム２１ ４を封入した２層の誘電体２３０および２３２を有する積層板とすることができ る。こうすると同じように、アーム２１４の表面へのイオンの付着が防げる。 カソード接点とウェーハ１６の周囲との間の結合を示す断面図である第９図か ら分かるように、誘電体層２２６は、ウェーハの導電性連続接点２０２へのイオ ンの付着を実質的に防止する。誘電体層２２６の内側の部分２２８を、目標面に コーティングされたフォトレジスト層２３の周囲に対してシールすることによっ てこれは達成される。誘電体層は、フォトレジスト表面２３に対する圧縮に対し て弾力のあるポリアミドまたはその他の種類の誘電性材料から形成される。第９ 図にはさらに、ウェーハの導電性接点１７と摩擦的に係合し、これによって、電 流供給源からウェーハの目標面への負電荷電流の電気経路となる接点２０２が示 されている。 導電性接点２０２および誘電体層２２６は、たわみ性の材料で製作し、たわみ 性の被覆積層板として接着させることができる。この特徴により、電解液の酸に さらされ、多数のウェーハ処理で摩耗して、カソードが消耗したときにカソード を除去することが容易になる。カソード接点装置は、狭い空間を通してはめ込ま れなければならず、従って、ときどき曲げる必要があるため、本発明に基づく接 点のようなたわみ性接点は、この装着の問題を克服する。同様に、本発明に基づ くたわみ性カソード接点装置のたわみ性アーム２１４は、ワイヤのように、カッ プの側面の狭いスロットの中にすべり込ませ、さらにそこから引き出して電源ま で導くことができる。したがって、このような特徴を有していなければ、電気め っきアセンブリ全体を分解するのに必要となるであろう時間の損失を招くことな く、カソード接点装置を容易に交換することができる。 本発明に基づくたわみ性のカソード接点装置は、追加の利点を有する。第３図 から分かるように、金属粒子は、目標面１８へ向かって飛散された後に、ある量 が、隙間２３を通して排出される。したがって、ウェーハの周囲の隙間２３の近 くで金属イオン流が妨げられないことが望ましい。これらの粒子の経路が妨害さ れると、これらの粒子のスムーズな流れが乱され、これによって、ウェーハの周 囲の金属の付着に影響を及ぼす乱気流が生じる。第３図から分かるように、ベー ス３がある程度、隙間２３へ向かって流れ出るイオンの経路の障害となる。電気 めっきアセンブリに挿入されたカソード接点装置２０がさらにイオンの妨害に寄 与する。したがって、カソード接点装置に起因する障害が最小となるような非常 に薄いカソード接点装置を有することが望ましい。本発明に基づくカソード接点 装置は、その薄さのために、金属イオンの経路におけるその障害の影響を実質的 に最小限にする。 第１０図に、カソード接点装置が、離散的ないくつかの点でウェーハの導電性 接点に電源を接続する複数のたわみ性タブを有する本発明の異なる実施形態を示 す。例えば、金の電気めっきのようなある種の電気めっきの用途では、必要とな るカソード電流は小さくてよい。このような用途では、電気めっきする目標面が カソード接点に比べて比較的小さいことが多い。この状況では、カソード接点が 、目標面に対して正確に配置されなければならない。本発明は、カップの上面に 配置された離散的なくぼみ上に離散的なカソード接点タブを取り付ける機構を提 供する。第１０図から分かるように、タブ３１４は、電流供給源に結合する端部 ３１８を有する第１の部分３１６を有する。タブ３１４は、第１の部分と一体の 第２の部分３１８を有する。第２の部分は、目標面（図示せず）の導電性接点と 摩擦的に接触する端部３２２を有する。第１の部分の幅は第２の部分の幅よりも 大きい。これらの部分の接続部にはショルダ３２０が形成される。このショルダ はストッパの働きをする。カソード接点装置２０が、第１０図に示すようにカッ プ２の内部に取り付けられたとき、ショルダ３２０はカップの外周に対して係止 さ れ、カップの上面のくぼみの中に接点を正確に配置する手段となる。 以上の明細書では、本発明を、その具体的な実施形態に関して説明してきた。 したがって、本明細書および図面は、限定的なものではなく、例示的なものと見 なすべきである。ただし、添付の請求の範囲に記載した本発明のより広範な趣旨 および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を実施できる ことは明白である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年９月１５日（１９９７．９．１５） 【補正内容】 補正請求の範囲 １．ワーキング・ピースと接触するカソード装置において、 ワーキング・ピースの第１の導電性連続接点上に位置した連続経路に沿って、 第１の連続接点と摩擦的に接触するように形成され、さらに、開口を決める内周 を有する第２の導電性連続接点と、 第２の導電性連続接点から延びる第２の連続接点と一体の少くとも１つの導電 性アームと を含むことを特徴とするカソード装置。 ２．第１の導電性連続接点が環状であることを特徴とする請求項１に記載の装置 。 ３．第１と第２の連続接点が実質的に同一の形状を有することを特徴とする請求 項２に記載の装置。 ４．前記第１と第２の連続接点が実質的に同一の寸法を有することを特徴とする 請求項３に記載の装置。 ５．ワーキング・ピースと接触するカソード接点装置において、 ワーキング・ピースの第１の導電性連続接点上に位置した連続経路に沿って、 その第１の導電性連続接点と摩擦的に接触するように形成したたわみ性導電性連 続接点と、開口を決める内周と、たわみ性導電性連続接点に結合したたわみ性絶 縁層とを有する第１のたわみ性被覆積層板と、 第２の接点から延びる前記第２の接点と一体の少くとも１つの導電性アームと を含むことを特徴とするカソード装置。 ６．絶縁層がポリアミドからなる請求項５に記載の装置。 ７．第１連続接点が実質的に環状である請求項５に記載の装置。 ８．第１の接点とたわみ性接点が実質的に同一の形状を有する請求項７に記載の 装置。 ９．第１の接点とたわみ性接点が実質的に同一の寸法を有する請求項８に記載の 装置。 １０．前記絶縁層が実質的に環状である請求項９に記載の装置。 １１．たわみ性絶縁層が、第２の接点から半径方向に内側に延びる実質的に環状 の弾力性のあるシール面を有する請求項５に記載の装置。 １２．ワーキング・ピースの目標面がフォトレジスト層で覆われている請求項１ １に記載の装置。 １３．シール面が、フォトレジスト層の周辺部と係合したときに、ワーキング・ ピースの第１の接点を環状に密封する請求項１２に記載の装置。 １４．第２の接点と絶縁層を合わせた厚さが、所定の値に等しいか、またはこれ より小さい請求項１３に記載の装置。 １５．たわみ性金属層とたわみ性絶縁層を合わせた厚さが約０．１２ｍｍである 請求項１４に記載の装置。 １６．ワーキング・ピースの導電性目標面に粒子を均一に付着させる方法におい て、 所定の粒子付着パターンに基づいて、目標面の選択領域をフォトレジストで覆 い、目標面の非選択領域をフォトレジストで覆わないように、フォトリソグラフ ィによってフォトレジスト層を目標面に付着させる段階と、 フォトレジスト層の周囲に位置した部分をエッチングによって除去し、これに よって、第１の導電性連続接点を形成する段階と、 粒子流を発生させる段階と、 第２の接点が、粒子が目標面に向かって通過する開口を決める内周を有する際 に、第１の連続接点上に位置した連続経路に沿って、第１の接点と摩擦的に接触 するように形成された第２の導電性連続接点を有するカソード接点装置を配置す る段階と、 カソードとの間に電界を発生させ、これによって、粒子供給源から粒子を駆動 させるアノードを配置する段階と、 回路を介して第２の接点を電流供給源に電気的に結合する段階と、 ワーク構造の周囲にカソード接点装置を装着する段階と、 カソード接点装置上にワーキング・ピースを置き、それによって、第１および 第２の接点を第１の接点上に位置した連続経路の周囲に摩擦的に係合させる段階 と、 第２の接点およびアノードを電流供給源に結合する段階と を含むことを特徴とする方法。 １７．カソード装置とアノードによって生み出された電界によって駆動される粒 子を目標面の周囲に位置した少なくとも１つの導電性接点を有するワーキング・ ピースの目標面に付着させるカソード接点装置において、 電流供給源に結合するための第１の端部を有する第１の部分と、第１の部分と 一体で、目標面の導電性接点と摩擦的に接触する第２の端部を第１の端部の反対 側に有する第２の部分とを有する少くとも１つの導電性タブを含み、第１の部分 が第１の幅を、第２の部分が第２の幅をそれぞれ有し、第１の幅が第２の幅より 大きく、第１の部分と第２の部分との接続部にショルダが形成されていることを 特徴とするカソード接点装置。 １８．前記ショルダが、タブを支持するカップと係合するように形成されており 、これによって、ショルダとカップの側面とを摩擦的に係合させ、タブの第２の 端部が、目標面の導電性接点と実質的に整列することを特徴とする請求項１７に 記載の装置。 １９．前記たわみ性導電性連続接点を電流供給源に結合する回路が、接点と一体 で、第１と第２のたわみ性絶縁層の間に密封状態で接着されたたわみ性導電層を 有する第２のたわみ性被覆積層板を含む請求項５に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 高橋 健二 神奈川県・平塚市・平塚・２−33−４ (72)発明者 石田 博文 神奈川県・平塚市・真土・1061

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ワーキング・ピースの目標面に粒子を付着させるカソード装置であって、前 記粒子が、前記カソード装置およびアノードによって生み出された電界によって 駆動され、前記ワーキング・ピースが、前記目標面の周囲に第１の導電性連続接 点を有するカソード装置において、 前記第１の接点上に位置した連続経路に沿って前記第１の接点と摩擦的に接触 するように適合された第２の導電性連続接点と、 前記第２の接点を電流供給源に電気的に結合する回路とを含み、 前記第２の接点がさらに、前記粒子が目標面に向かって通過する開口を画定す る内周を有することを特徴とするカソード装置。 ２．前記目標面が実質的に円形であり、前記第１の連続接点が実質的に環状であ ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．前記第１と第２の接点が実質的に同一の形状を有することを特徴とする、請 求項２に記載の装置。 ４．前記第１と第２の接点が実質的に同一の寸法を有することを特徴とする、請 求項３に記載の装置。 ５．前記第１の接点が前記目標面上に位置すること、ならびに前記第２の接点が 、前記カソード装置を目標面に装着したときに、前記第１の接点上に位置した連 続経路に沿って前記第１の接点と摩擦的に接触するように適合されることを特徴 とする、請求項２に記載の装置。 ６．前記第１の接点が、目標面を実質的に横断して配置されること、ならびに前 記カソード装置が、前記ワーキング・ピースの円周に沿って前記ワーキング・ピ ースの周囲に摩擦的に装着されたときに、前記第２の接点が、前記第１の接点上 に位置した連続経路に沿って、前記第１の接点と摩擦的に接触するように適合さ れることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 ７．前記第２の接点を前記電流供給源に結合する前記回路が、前記第２の接点と 一体で、前記第２の接点から外側に延びる少なくとも１本の導電性アームを含み 、前記アームが、前記電流供給源に接続するための第１の端部を有することを特 徴 とする、請求項４に記載の装置。 ８．半導体ウェーハの実質的に円形の目標面にマイクロバンプまたは相互接続を 電気めっきするカソード接点装置であって、前記半導体ウェーハが目標面の周囲 に実質的に環状の第１の導電性接点を有し、前記マイクロバンプまたは相互接続 が、目標面上の所定のマイクロバンプまたは相互接続線位置に金属イオンを付着 させることによって形成され、前記イオンが、前記カソード装置およびアノード を電流供給源に結合させた後に、前記カソード装置およびアノードによって生み 出される電界によって駆動されるカソード接点装置において、 前記第１の接点上に位置した連続経路に沿って前記第１の接点に摩擦的に係合 するように適合した実質的に環状の第２の導電性接点と、 前記第２の接点を電流供給源に電気的に結合する回路とを有し、 前記第２の接点が、前記金属イオンを目標面に向かって通過させる開口を画定 する実質的に円形の内周を有し、前記開口が、実質的に円形の前記目標面と実質 的に同一の寸法を有することを特徴とするカソード接点装置。 ９．ワーキング・ピースの目標面に粒子を付着させるカソード接点装置であって 、前記粒子が、前記カソード装置およびアノードによって生み出された電界によ って駆動され、前記ワーキング・ピースが、前記目標面の周囲に第１の導電性連 続接点を有するカソード接点装置において、 前記第１の接点上に位置した連続経路に沿って、前記第１の接点と摩擦的に接 触するように適合したたわみ性導電性連続接点を有するたわみ性被覆積層板と、 前記第２の接点を電流供給源に電気的に結合する回路とを含み、 前記たわみ性被覆積層板がさらに、前記粒子が目標面に向かって通過する開口 を画定する内周を有することを特徴とするカソード接点装置。 １０．前記たわみ性被覆積層板がさらに、前記第２の接点に結合したたわみ性絶 縁層を有することを特徴とする、請求項９に記載の装置。 １１．前記絶縁層がポリアミドを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の装 置。 １２．前記目標面が実質的に円形であり、前記第１の連続接点が実質的に環状で あることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。 １３．前記第１の接点と前記たわみ性接点が実質的に同一の形状を有することを 特徴とする、請求項１２に記載の装置。 １４．前記第１の接点と前記たわみ性接点が実質的に同一の寸法を有することを 特徴とする、請求項１３に記載の装置。 １５．前記絶縁層が実質的に環状であることを特徴とする、請求項１４に記載の 装置。 １６．前記第２の接点を前記電流供給に結合する前記回路が、第１と第２のたわ み性絶縁層の間に密封状態で結合されたたわみ性金属層を有する第２の被覆金属 積層板を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の装置。 １７．前記たわみ性絶縁層が、前記第２の接点から半径方向に内側に延びる実質 的に環状の弾力性のあるシール面を有することを特徴とする、請求項１６に記載 の装置。 １８．前記ワーキング・ピースの前記目標面がフォトレジスト層で覆われている ことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。 １９．前記シール面が、前記フォトレジスト層の周辺部と係合したときに、ワー キング・ピースの前記第１の接点を環状に密封するように適合されることを特徴 とする、請求項１８に記載の装置。 ２０．前記第２の接点と前記絶縁層を合わせた厚さが、目標面上へのスムーズな 粒子の流れを保証する所定の値に等しいか、またはこれより小さいことを特徴と する、請求項１９に記載の装置。 ２１．前記たわみ性金属層と前記たわみ性絶縁層を合わせた厚さが約０．１２ｍ ｍであることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。 ２２．ワーキング・ピースの導電性目標面に粒子を均一に付着させる方法におい て、 所定の粒子付着パターンに基づいて、目標面の選択領域はフォトレジストで覆 い、目標面の非選択領域はフォトレジストで覆わずに、フォトリソグラフィによ ってフォトレジスト層を目標面に付着させる段階と、 前記フォトレジスト層の周囲に位置した部分の前記フォトレジストをエッチン グによって除去し、これによって、第１の導電性連続接点を提供する段階と、 粒子流を発生させる段階と、 第１の接点上に位置した連続経路に沿って、第１の接点と摩擦的に接触するよ うに適合された第２の導電性連続接点を有するカソード接点装置を提供する段階 であって、前記第２の接点が、前記粒子が目標面に向かって通過する開口を画定 する内周をさらに有する段階と、 前記カソードとの間に電界を発生させ、これによって、前記粒子供給源からの 前記粒子を駆動するアノードを提供する段階と、 前記第２の接点を電流供給源に電気的に結合する回路を提供する段階と、 ワーク構造の周囲に前記カソード接点装置を装着する段階と、 前記カソード接点装置上に前記ワーキング・ピースを置き、それによって、前 記第１および第２の接点を、前記第１の接点上に位置した連続経路の周囲に摩擦 的に係合させる段階と、 前記第２の接点および前記アノードを電流供給源に結合する段階と を含むことを特徴とする方法。 ２３．ワーキング・ピースの目標面に粒子を付着させるカソード接点装置であっ て、前記粒子が、前記カソード装置およびアノードによって生み出された電界に よって駆動され、前記ワーキング・ピースが、前記目標面の周囲に位置した少な くとも１つの導電性接点を有するカソード接点装置において、 電流供給源に結合するための第１の端部を有する第１の部分と、前記第１の部 分と一体で、目標面の前記導電性接点と摩擦的に接触するための第２の端部を前 記第１の端部の反対側に有する第２の部分とを有する少くとも１つの導電性タブ を含み、前記第１の部分が第１の幅を、前記第２の部分が第２の幅をそれぞれ有 し、前記第１の幅が前記第２の幅より大きく、前記第１の部分と前記第２の部分 との接続部にショルダが形成されることを特徴とするカソード接点装置。 ２４．前記ショルダが、前記タブを支持するカップと係合するように適合してお り、これによって、前記ショルダと前記カップの側面とを摩擦的に係合させると 、タブの前記第２の端部が、前記目標面の前記導電性接点と実質的に整列するこ とを特徴とする請求項２３に記載の装置。