JP2005259942A

JP2005259942A - ウエハーチップのポストバンプ形成方法および装置

Info

Publication number: JP2005259942A
Application number: JP2004068753A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hojo; 徹也北城
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】ポストバンプ形成用メッキを短時間で効率よく、より高精度で均一な安定したＣＳＰを歩留りよく生産でき、かつ生産スペースの縮小化を図れるようにする。
【解決手段】筒状開口部７内奥に外部端子用部６が露呈するウエハー１の下方から、円盤状で多細孔１８付きのメッキ液噴出部材１７を縦の中心線の周りに回転させながら、各細孔１８から各筒状開口部７内へ連続した糸状の多数本のメッキ液１０を噴出させ、かつその噴出したメッキ液１０が、メッキ処理室９からオーバーフローする前のメッキ液層１１を経て各開口部７内へ噴流入し外部端子用部６へ当たるようにする。メッキ液噴出部材１７を、ウエハー１との極間距離ｓが周辺寄り部分よりも中央寄り部分ほど近くなる形状にする。
【選択図】図８

Description

本発明は、半導体ウエハーの状態下で配線パターンのバンプ形成箇所即ち外部端子用部分に、ポスト状（柱状）のバンプ（以下ポストバンプという）をメッキにより形成する方法、およびそれに用いる装置に関するものである。

半導体パッケージに関する小型・軽量化への技術の進歩は目ざましい。従来一般には、リードフレーム上にウエハーチップを搭載して、ワイヤーボンディグ等で配線されているが、近時はさらに微細・軽量化のために、ウエハーレベルＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅ
Ｐａｃｋａｇｅ，ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ）が提唱・実用化されている。

ウエハーレベルＣＳＰの技術は、上記の如くウエハーの状態下でパッケージ加工を実施するものであり、ウエハーの平坦性や精度の安定性から加工精度が高いし、小型・微細化を図りやすく、またウエハー単位での加工であるから歩留りもよく、低コスト化も図れる等の特徴がある。特に湿式メッキ法である銅ダマシン微細配線メッキ技術により、配線プロセスでの高精度・微細加工も可能となったことで、小型・微細化の程度はリードフレームを用いたものに比べ、現行技術でも２０倍程度にもなる、と言われている。

このウエハーレベルＣＳＰを実用化する上で重要なポイントの一つは、上記ウエハーの微細配線パターンの一部に、如何にしてポストバンプを高速で効率よく形成するかの生産手段の完成である。基本的には、多層化されたウエハーの表面に予め、例えば上記のように銅ダマシン微細配線メッキで厚さ約５μｍ程度の例えば銅膜よる微細配線パターンを形成し、その外部端子用部以外を厚さ約１２０μｍ程度のレジスト膜で被覆しておき、これで形成された円筒状開口部内に例えば銅、ニッケルまたはスズ等のメッキを厚く析出・積層させて、円柱状のポストバンプを形成するものである。

そのポストバンプ形成用メッキの具体的手段として、従来一般には「カップ法」と称する手段が行われている。これは、カップ状をしたメッキ処理槽の内底寄りに、カソードと接続するウエハーを各円筒上開口部が上向きで水平状に保持させ、メッキ処理槽内へ上方の液供給部からメッキ液を供給し、上記ウエハーの各開口部へメッキ液を平均的に流入させ、各開口部内奥に露呈した外部端子用部に徐々にメッキを析出・積層させて、円柱状のポストバンプを形成させるものである。
特開平１１−９２９４９号公報（特に図１参照）

ところが、上記カップ法よるメッキ手段には次のような問題点がある。
ａ）まずはメッキ効率上の問題がある。即ち、上方へ開口した円筒状開口部にメッキ液を流入させるものであるが、ウエハーにはプリント基板のスルホールのような貫通孔が無い。そのため、内奥に外部端子用部が露呈する円筒状開口部へのメッキ液の流入・流出は緩慢にならざるを得ず、開口部内のメッキ液の入れ替わりが早く行えず、メッキ効率が良好とは言えない。

ｂ）次に、ポストバンプ形成用のメッキ膜厚の均一化に問題がある。即ち、銅ダマシン微細配線メッキに対応するような、精密な均一さが要求されるにもかかわらず、一般に板状物へのメッキの析出は外周部から始まり中央部が遅れる傾向にあるため、ウエハーの中心部と周辺部とでメッキ膜厚に偏差が生じる。その差は最大許容範囲の±１５パーセントを越えて±３０パーセント程度に及ぶこともある。これはウエハーが大きくなればなるほどこの偏差は顕著で、８インチから１２インチへと拡大しつつある今、このメッキ膜厚均一化技術の完成が必要となってきている。

ｃ）上記ロ）の問題に対して従来は、例えばアノードとカソードとの極間距離、正確にはメッキ液噴流部材のアノード部とウエハーの開口部内奥の外部端子用部との極間距離を長くすることで対応したり、メッキ液の流れを均等にするため整流板を設けたりする等の策がとられている。しかし未だ、ウエハー全体で十分に均一な膜厚のポストパンプ用メッキが得られておらず、しかもメッキ処理時間が大幅に長くなっている。

ｄ）さらに、ポストバンプ形成用メッキ処理に特有の問題からも、メッキ処理時間が長くなったり、設備が過大になることがある。即ち、ポストバンプ形成用メッキが析出される外部端子用部は、大きさが例えば外径が１２０μｍ程度の微小な表面積であるから、被メッキ箇所の表面積の大きさで決まる通電可能な電流をあまり大きくできず、いわゆる高速メッキ浴を使用できない。

そのため、微電流を長時間流して行うメッキ処理となり、例えば外径約１２０μｍ、高さ約１２０μｍの大きさのポストバンプを銅メッキで形成するのに、現行では約１２０分以上もの時間を要することになり、作業手順に遅延が生じるし、また長時間加工を解決するために過大・膨大な設備が必要となっている。

本発明は、ウエハーレベルＣＳＰでメッキ処理によりポストバンプを形成する際の上記問題点の解消を課題としたものである。即ち本発明の目的は、ポストバンプ形成用メッキを短時間で効率よく行えると共に、より高精度で均一な安定したＣＳＰを歩留りよく生産でき、かつ生産スペースの縮小化を図れるような、ウエハーレベルＣＳＰでのバンプ形成方法および装置を提供することにある。

イ）本発明に係るウエハーチップのバンプ形成方法は、
各配線パターン部４の外部端子用部６がレジスト膜５の筒状開口部７内奥に露呈するようにしたウエハー１を、
円盤状で多細孔１８付きのメッキ液噴出部材１７の上方に水平状に保持し、
上記メッキ液噴出部材１７を縦の中心線ｙの周りに回転させながら、各細孔１８から連続した糸状の多数本としてメッキ液１０を噴出させ、
かつその噴出したメッキ液１０が、メッキ処理室９から溢流する前のメッキ液層１１を経て上記各開口部７内へ噴流入するようにし、
各外部端子用部６にポストバンプ形成用メッキを析出・積層させて、ポスト状メッキ部１２を形成するようにしたものである。

上記構成において、連続した糸状で多数本のメッキ液１０の噴出は、ウエハー１との極間距離ｓ、即ち、アノードを兼ねたメッキ液噴出部材１７から、ウエハー１の筒状開口部７内の被メッキ箇所までの距離ｓが、ウエハー１の中心寄り部分ほど近くて、周辺寄り部分ほど徐々に遠くなるような形状にしたメッキ液噴出部材１７で行うことが望ましい。

また、ポストバンプ形成用のメッキが析出・積層される被メッキ箇所は、ウエハー１の開口部７内奥の外部端子用部６だけでなく、予め表面からメッキ膜を形成して、開口部７内奥の外部端子用部６の内奥メッキ部８ａと共に、内周面にも円筒状に内周メッキ部８ａを形成し（例えば図１１参照）、開口部７内に露呈する被メッキ箇所がコップ状になるようにしておくことが望ましい。

ロ）本発明に係るウエハーチップのバンプ形成装置は、
圧力タンク１４に通じたメッキ処理室９の下部寄りにメッキ液噴出部１５を設けると共に、上部寄りにウエハー保持部１６を対向状に設けたもので、
上記メッキ液噴出部１５は、不溶金属製で円盤状のメッキ液噴出部材２１を有し、該メッキ液噴出部材１７のほぼ全面に、メッキ液が連続した糸状に噴出可能な細孔１８を多数形成して、少なくとも各細孔１８内周面をアノード部１９にすると共に、該メッキ液噴出部材１７を縦の中心線ｙの周りに回転可能な回転駆動部２０を設け、
上記ウエハー保持部１６は、メッキ液噴出部１５に近接した上方に、ウエハー１を水平状に保持可能なウエハー保持部材２１を有し、その内周辺部寄りにウエハー１の外周縁寄りへ接触可能なカソード部２２を設け、
かつ、上記メッキ処理室９内でウエハー１の開口部７内へ噴流入後に流出したメッキ液１０が、オーバーフローする前に一時的に滞留してメッキ液層１１を形成可能に、該処理室９の側上部寄りに溢流孔２３を形成したものである。

上記構成において、不溶金属製で多細孔１８をもつ円盤状のメッキ液噴出部材１７は、ウエハー１との極間距離ｓがウエハー１の中心寄り部分ほど近く、周辺寄り部分ほど徐々に離れた形状に形成したもの（例えば図３参照）を用いるのがよい。

上記構成の本発明に係るウエハーのポストバンプ形成方法および装置によれば、ウエハーレベルＣＳＰで、ポストバンプのメッキ形成を短時間で効率よく行えると共に、より高精度に安定したＣＳＰを歩留り良く生産でき、かつ生産スペースの縮小化を図ることもできる。

即ち、従来のウエハーレベルＣＳＰでカップ式のポストバンプ形成メッキでは、メッキ液の入れ替わり・交換が活発でなく、また被メッキ箇所の表面積が小さくて大きな電流を流せない等で、メッキ処理時間が長くなって非効率なものであるし、品質上の信頼性に問題があると共に、過大・膨大な設備が必要で設置スペースも大きくなっていた。

これに対して本発明では、
ａ）メッキ液噴出部材１７が、不溶金属製でほぼ全面に細孔１８を多数形成した円盤状で、それをウエハー１面に接近した位置に設けることにより、各細孔１８から連続した糸状の多数本のメッキ液を噴出させてメッキ処理しており、メッキ液は連続した糸状、言わばジェット噴流のように各開口部７内へ向けて噴流されることになる。

メッキ液噴出部材１７を不溶金属製のアノードを用いたことで、カソード側のウエハー１との極間距離ｓを、従来のものよりも大幅に近づけて（例えば最も近くなるウエハー１の中央部寄りでは約１５ｍｍ程度にまで近づけて）メッキ処理を行えることになり、メッキ効率が向上してスピードアップを図れる。同時に、メッキ液１０がジェット噴流であるために、各開口部７内でメッキ液１０が強制的に入れ替わり、イオン交換が活発になると共にエアー溜まり（ガス溜まり）も生じ難くなるから、この面でもメッキ効率が向上し、短時間でポストバンプ１３を形成できることになる。

ｂ）また本発明では、連続した糸状の多数本のメッキ液１０の噴出を、ウエハー１を縦の中心線ｙの周りに回動させながら行うようにしている。そのため、上記連続した糸状の多数本のメッキ液１０は、ウエハー１の全ての筒状開口部７内へ均等に流入して、各筒状開口部７内奥の外部端子用部６へ均一にぶつかることになる。したがって、ウエハー１の各開口部７内の外部端子用部６には、均一にポストバンプ形成用メッキが析出・積層することになり、均一な膜厚のメッキによってポストバンプ１３を形成できる。

ｃ）さらに本発明では、各細孔１８から噴出した連続する糸状の多数本のメッキ液１０を、そのまま直接に各開口部７内へ噴流入させているのではない。先に各開口部７内へ流入して外部端子用部６へ衝突後に開口部７から流出したメッキ液１０を、オーバーフローする前にメッキ処理室９内で一時的に滞留させることで生じたメッキ液層１１を通過させてから、各開口部７内へ噴流入させている（例えば図１・図８・図１３参照）。

即ち、各細孔１８から噴出した連続する糸状の多数本のメッキ液１０は、外部端子用部６へ直接・急激に衝突するのではなく、メッキ処理室９内に均等に充満している上記メッキ液層１１を経ることで、言わばジェット噴流の先端部が滑らかにする平滑スムーザーの作用を受けながら、外部端子用部６に当たることになる。

そのため、このポストバンプ形成用メッキにより析出・積層されるポストバンプ１３の表面は、連続した糸状のメッキ液１０がジェット噴流のようになって直接・急激に衝突する場合に時として生じる凹凸形状（例えば図１７参照）と異なり、ここでは凹凸形状が生じずに、平滑面に形成することができる（例えば図１５参照）。

ｄ）しかも、メッキ液１０を連続した糸状の多数本として噴出する円盤状メッキ液噴出部材１７の形状を、ウエハー１の各開口部７内奥の外部端子用部６との極間距離ｓを、ウエハー１表面の中心寄り部分ほど近くて、周辺寄り部分ほど徐々に遠くなるようなドーム形状・伏せ椀形状にしたものでは（例えば図１・図３参照）、ポストバンプ形成用メッキがウエハー１全体で均一な膜厚に形成できる。

即ち、一般にメッキの析出・積層は、被メッキ物の外周部から始まって中央寄り部分で遅れるから、ウエハーのポストバンプ形成用メッキでも中心寄り部分と周辺寄り部分とでメッキ膜厚に偏差が生じる。これは、ウエハー１が大きくなるほどその差が顕著で、偏差が±３０パーセント程度にまで及ぶこともあった（例えば図１６参照）。これに対して、メッキ液噴出部材１７の形状を上記のようにしてあれば、元来メッキの析出・積層が遅れるウエハー１の中央寄り部分ほど、周辺寄り部分よりも極間距離ｓが近いために、メッキの析出・積層が活発に行われる。

これにより、例えば８インチから１２インチへと拡大したウエハー１でも、ウエハー１の全体にわたり均一な膜厚でポストバンプ形成用メッキを行うことができ、均一な厚み・高さのポストバンプを形成することができる（例えば図１４参照）。

ｅ）またアノードを兼ねたメッキ液噴出部材１７を上記の如き形状にしたことにより、上記ａ）のように極間距離ｓを小さくしても、従来の平板状のものと異なりなり、ウエハー１の中心寄り部分と周辺寄り部分とでメッキ膜厚に偏差が生じることが無くなる。換言すれば、アノードを兼ねたメッキ液噴出部材１７を上記の如き形状にしたことにより、ウエハー１との極間距離ｓを従来のものよりもかなり小さくしてのメッキ処理が可能となって、この面でもメッキ効率を高めることができている。

ｆ）ウエハー１の円筒状開口部７内周面にも予め内周メッキ膜８ｂを形成してあれば、各開口部７内で露呈した被メッキ箇所が開口部７内奥の外部端子用部６と合わせてコップ状となっている（例えば上記図１１参照）。そのため、被メッキ箇所の表面積が従来の外部端子用部だけの場合と比べて数倍になり、この増大した表面積に対応して大きな電流を流すことができ、かつ外部端子用部６と内周メッキ部８ｂの両方からメッキが析出・積層されるから、ポストバンプの形成をより一層効率的かつ短時間に行えるようになる。

ｇ）本発明で上記円盤状メッキ液噴出部材１７の各細孔１８を、同心円上ではなく千鳥足状に配置したものでは、メッキ液噴出部材１７が縦の中心線ｙの周りに回転しながらメッキ処理を受けるので、連続した糸状の多数本のメッキ液１０をウエハー１の各円筒状開口部７内へより均等に噴流入させることができ、この面からもメッキ効率と均一な膜厚のメッキが形成される。

ｈ）上記のような構成でポストバンプ形成を効率よく短時間で行えるので、従来のものに比べて作業手順に遅延が無くなり、長時間加工も不要となって、装置自体をシンプルで小型化でき、過大・膨大な設備を無くすことができる。

上記構成において、ポストバンプ形成用のメッキは、銅メッキが一般的であるが、金、銀やニッケルやスズその他の金属を用いることも可能である。円盤状メッキ液噴出部材１７は、ある程度の厚さをもつ不溶性金属板に多数の小孔を形成したものとすればよいが、それに限らず多数の細孔をもつメッシュ状板を用いてもよい。この場合に多細孔１８の向きが不規則であっても、該メッキ液噴出部材１７が回転することから、各細孔１８から噴出するメッキ液１はウエハー１の各円筒状開口部７へ均等に流入する。該円盤状メッキ液噴出部材１７は、板厚が例えば約２．０ｍｍ程度、各細孔１８の内径が例えば０．５〜１．５ｍｍ程度にしておけばよいが、必ずしもこれに限るものではない。

メッキ液噴出部材１７は不溶金属製とするが、例えばチタン製またはその表面にジルコニウム膜を形成したものがよく、アノードとして作用させるためには、ウエハー１と対向する面に白金メッキまたは白金箔をクラッドしておくが、少なくとも各細孔１８の内周面にはアノード部１９として白金膜は不可欠である。

ただし、白金膜はウエハー１が８インチや１２インチのように大きい場合には、ウエハー１の周辺寄り部分でのメッキの析出・積層を抑制して、メッキ膜厚の均一化をより一層図るために、円盤状メッキ液噴出部材１７外周部よりで白金膜を設けないようにしてもよい。

上記メッキ液噴出部材１７の回転は、連続した糸状の多数本のメッキ液１０がウエハー１の各円筒状開口部７内へより均等に噴流入するように、正・逆回転にすることが望ましい。同じ意味から、円盤状メッキ液噴出部材１７の多細孔１８は、円盤の同心円上ではなく、隣接したものが交互になるように千鳥足状に配置しておくのがよい。

円盤状メッキ液噴出部材１７の形状は、ウエハー１との極間距離ｓが中心寄り部分ほど近くて周辺寄り部分ほど徐々に離れるように、滑らかな曲面をもつドーム形状・伏せ椀形状にしておくのがよい（例えば上記図１・図３参照）。これは、ウエハー１や円盤状メッキ液噴出部材１７の大きさ、各細孔１８の内径・数、メッキ処理室９の大きさ・形状、メッキの種類等を考慮して、ウエハー１全面でメッキ膜厚が均一になるように設定する。ウエハー１の大きさが８ないし１２インチのものでは、通常は極間距離ｓが中心部で約１３ないし１７ｍｍ程度、周辺部で３０ないし４５ｍｍ程度になるようにすることが望ましいが、これに限定するものではない。

そして、溢流孔２３をメッキ処理室９の側上部に設けたのは、各開口部７から流出したメッキ液１０がオーバーフローする前に一時的に滞留してメッキ水層１１を形成させるためである。このメッキ液層１１の厚みも、ウエハー１や円盤状メッキ液噴出部材１７の大きさ、各細孔１８の内径・数、メッキ処理室９の大きさ・形状、メッキの種類等を考慮して設定すればよい。

図１ないし図１０は、本発明に係るウエハーのポストバンプ形成方法の第１のものに関する各工程、およびそれに用いる装置の実施例を示すものである。

まず、ここでのウエハー１は外径が８インチのものであり、従来のこの種のものと同様で、図６で示すように積層化されており、絶縁層３を介してその表面に、ここでは無電解銅メッキにより、厚さ約５μｍで多数の配線パターン部４が形成されて、その一側部は約１２０μｍφの外部端子用部６になっている。図で、２はＬＳＩ端子パッドを示す。

上記各配線パターン部４が形成されたウエハー１の表面に、図７で示す如く、外部端子用部６以外を厚いレジスト膜５で覆い、内奥に外部端子用部６だけが露呈するように、ここではエッチング処理にて筒状の開口部７を形成する。このレジスト膜５には、膜厚が約１２０μｍの専用のドライフィルムを用いるものとし、ここではポリイミド樹脂製としてある。

上記ウエハー１を、図１で示す如くポストバンプ形成装置のウエハー保持部１６で、図８で示すように各開口部７が下向きの水平状態で保持させて、ポストバンプ形成用のメッキ処理を行う。

そのポストバンプ形成装置は、図１ないし図５で示すような構成のものである。ここでは有底円筒体２５を上下方向へ二分して、その内の下半部２５ａを圧力タンク１４とし、上半部２５ｂをメッキ処理室９としてあり、その中間位置にメッキ液噴出部１５を設けると共に、その上部にウエハー保持部１６を設けてある。

メッキ液噴出部１５は上記の如く、圧力タンク１４からのメッキ液１０が、連続した糸状言わばジェット噴流のようになって、多数本がウエハー１の各開口部７へ向けて噴出する構造である。即ち、該メッキ液噴出部材１７は不溶金属製の円盤状で、圧力タンク１４上部に設けてある。ここでは厚さが約２．０ｍｍのチタン製とし、メッキ液１０が連続した糸状の多数本として噴出可能に、そのほぼ全面にわたり内径が約１．０ｍｍの細孔１８を多数形成してあり、しかもその配置は隣接のものが同心円上ではなく千鳥足状になるようにしてある。

またこの円盤状メッキ液噴出部材１７の形状は、図１・図３で示すように、極間距離ｓがウエハー１の中心寄り部ほど近くて、周辺寄り部分ほど徐々に離れるように、言わば滑らかな曲面をもつドームにしてある。この形状の設定は、ポストバンプ形成用メッキ処理を行うウエハー１や円盤状メッキ液噴出部材１７の大きさ、各細孔１８の内径・数、メッキ処理室９の大きさ・形状、メッキの種類等を考慮しながら、ウエハー１全面のメッキ膜厚が均一になるように形成してある。ここでは、ウエハー１との極間距離ｓが、中心部で約１５ｍｍ、周辺部で約４０ｍｍとなるようにしたものを用いている。

該メッキ液噴出部材１７はアノードを兼ねており、ここでは各細孔１８内周面とその周辺がアノード部１９になるように、その部分にメッキにより白金膜を施してあり、後記の如く外部のアノードリード線と電気的に接続されている。

また該メッキ液噴出部材は、縦の中心線ｙの周りに回転可能とするため、ここでは図２で示すように、有底円筒体２５を上下方向へ二分して、その下半部２５ａの上端周縁と上半部２５ｂの下端周縁との間に、２枚の回動用リング部材２６，２７を介在させて、該両回動用リング部材２６，２７に円盤状メッキ液噴出部材１７の周縁部を挟持させてある。

即ち、まず下側の回動用リング部材２６を、有底円筒体２５の下半部２５ａ上で周方向へ回動可能に、ここでは下半部２５ａの上端周縁に半円殻状の丸穴２９を周方向へ等極間距離状に形成して、各丸穴２９にセラミック製ボール３０を転動可能に係合させ、該ボール３０を係合可能な断面半円状の環状凹溝３１を下端周縁にもつ下側の回動用リング部材２６が重ねてある。

他方、上側の回動用リング部材２７を、有底円筒体２５の上半部２５ｂの下で周方向へ回動可能に、ここではその上端周縁に半円殻状の丸穴３２を周方向へ等極間距離状に形成して、各丸穴３２にセラミック製ボール３３を転動可能に係合させる。そして該ボール３３を係合可能な断面半円状の環状凹溝３４を下端周縁にもつ上半部２５ｂが重ねてある。この両可回動リング部材２６，２７間に、上記のように円盤状メッキ液噴出部材１７の周縁部を挟持させてある。

上記底有円筒体２５の下半部２５ａと下側の可回動リング部材２６間、および上半部２５ｂと上側の可回動リング部材２７間等には、図２で示すように、可回動を妨げること無くメッキ液漏れを防止するため、ここではテフロン（登録商標）製の断面ト形のシール材２８ａ，２８ｂを介装してある。

２０は上記メッキ液噴出部材１７の回動駆動部を示し、図５で示す如く、ここでは上記有底円筒体２５の上側部に設けたモータ３５の回転軸にピニオン３６を軸装すると共に、上記下側の回動用リング部材２６外周にリングギヤ３７を設けて、両ギヤ３６，３７の噛合で回転力を下側の回動用リング部材２６に伝達し、上・下側の両回動リング部材２６，２７間で挟持された上記メッキ液噴出部材１７を、縦の中心線ｙの周りに正・逆回転可能としてある。

メッキ液噴出部材１７への電気的接続は、ここでは外側部のアノードリード線を上記モータ３５の回転軸に軸装した導電用ブラシ３８に接続することで、該回転軸・ピニオン３６・リングギヤ３７・下側の可回動リング部材２６から、導電用環状板３９を介してメッキ液噴出部材１７へ導通するようにしてある。

上記ウエハー保持部１６は、ここでは図４で示すように、リング状のウエハー保持部材２１を有し、該保持部材２１の断面逆Ｕ字状部４１にて上記有底円筒体２５の上半部２５ｂの上端周縁上に載置可能とすると共に、内周に形成した内鍔部４２上にウエハー１の周縁部を支承可能としてある。

ウエハー保持部材２１はカソード部２２を有しており、外側部のカソードリード線に接続するの環状導板４３を内装して、内鍔部４２上面にブラシ状のカソード部２２を露出させ、その上に載置されるウエハー１表面の外周縁部に接触して電気的に導通可能としてある。

２３は溢流孔を示し、上記図４で示す如く、ここでは上記有底円筒体２５の上半部２５ｂの上端周縁とウエハー保持部材２１との間に周方向へ複数箇所を形成して、メッキ液１０がメッキ処理室９の側上部からオーバーフロー可能としてある。これは上記のように、開口部７から流出した後のメッキ液が、直ちにオーバーフローするのではなく、一時的にメッキ処理室９内で滞留するようにして、そのメッキ水層１１を各細孔１８から噴出するメッキ液１０が通過することにより、ジェット噴流の先端を滑らかにするものである。

４５はウエハー押圧部材であり、ここでは下部が吸盤式の弾性材で（図１参照）、ウエハー１の裏面（上面）を吸引して搬送し、ウエハー保持部材２１上へ載置後は、ウエハー１裏面を押下げて上記カソード部２２上へ密着可能としてある。

４４はメッキ液整流板を示し、ここでは上部が伏せ椀形状で多数の小さな孔を有しており、圧力タンク１４内の下部中央寄りに設けてある（図１参照）。下部のメッキ液リザーブ槽４７から圧力ポンプ４８・液供給パイプ４９を経て流入してくるメッキ液１０を、圧力タンク１４内の各部で均等圧にして、メッキ液噴出部材１７の各細孔１８からメッキ処理室９へ送り出すためのものである。

５０はメッキ液循環パイプを示し、上記溢流孔２３からオーバーフローしたメッキ液１０をリザーブ槽４７へ戻すものである。

ここでポスト状メッキ部１２が形成された後は、上記レジスト膜５を剥離・エッチングして除去することで、図１３で示すようにポストバンプ１３が形成される。ポストバンプ１３の高さとほぼ同じ厚みに封止樹脂膜４０で外周を被覆すればよいが、これには上記樹脂レジスト膜５を利用することも可能である。なお図で、２４はポストバンプ１３先端に接合させた半田ボール２４、４６は有底筒状体２５の上半部２５ｂを支持する固定杆を示す。

実験値によれば、約１０Ａ／スケアー／Ｄｍ²で問題なく処理ができており、これは従来のコップ法が約２Ａ／スケアー／Ｄｍ²のスピードであったのに比べて、５倍のスピードが得られたことになる。実際、直径８インチのウエハー１に高さ約１２０μｍのポストバンプ１３を形成するのに、約２４分でメッキ処理することができており、従来のカップ法で約１２０分を要したのに比べると、約５倍のスピードが得られている。

図１１ないし図１３は他の実施例を示し、被メッキ箇所をコップ状としたものであり、上記実施例との相違点を中心に説明する。

ここでもウエハー１は、上記実施例と同様にして円筒状開口部７を形成したものであるが、さらに図１１で示す如く、該ウエハー１裏面をレジスト膜５で被覆して、それ以外の全面にここでは厚さ約５μｍの無電解銅メッキ膜８ａを施し、開口部７内周面にも薄い銅メッキ膜８ｂを形成し、その後レジスト膜５表面の銅メッキ膜を除去しておく。

この銅メッキ膜の除去はここでは研磨によっており、これで円筒状開口部７内に内奥メッキ部８ａと内周メッキ部８ｂとでコップ状の被メッキ箇所が形成される。この状態で、上記実施例で説明したのと同じポストバンプ形成装置を用いて、図１２で示すようにポストバンプ形成用のメッキ処理を行う。

この実施例での作用・効果は、上記第１の実施例に関するものに加えて、次のものがある。ウエハー１の円筒状開口部７内周面にも予め内周メッキ膜８ｂを形成してあるので、各開口部７内で露呈した被メッキ箇所は、開口部７内奥の外部端子用部６と合わせてコップ状で、被メッキ箇所の表面積が従来の外部端子用部６だけの場合と比べて数倍になっている。

ここでは、外部端子用部６の外径を１２０μｍとし、円筒状開口部７の高さも１２０μｍとしたので、被メッキ箇所の表面積は５πｒ²の５６５２０μｍ²となり、同じ外径の外部端子用部６だけでは表面積がπｒ²の１１３０４μｍ²であるのに対して、５倍の表面積を有している。そのため、この広い表面積に最大で約５倍の電流を流してメッキ処理を行なえると共に、外部端子用部６上の内奥メッキ部８ａと内周メッキ部８ｂの両方の表面に、徐々にメッキが析出・積層されていくから（図１２参照）、ポストバンプ１３は一層効率よくかつ短時間で形成される。

後は上記と同様に、レジスト膜５を剥離・エッチングすることで、図１３で示す如く外部端子用部６にポストバンプ１３が完成する。後は、レジスト膜５を剥離してポストバンプ１３の高さとほぼ同じ厚みに封止樹脂膜４０を形成し、またはレジスト膜５を封止樹脂膜４０として利用すればよい。

本発明に係るポストバンプ形成方法の実施に用いる装置の実施例の一部切欠き正面図である。図１で示した装置の上・下側の両回動リング部材の部分を示す拡大縦断面図である。図１で示した装置で用いたメッキ液噴出部材の斜視図である。図１で示した装置のウエハー保持部材の部分を示す拡大縦断面図である。図１で示した装置の回転駆動部の部分を示す拡大縦断面図である。本発明の第１の方法の実施例で、ウエハーの絶縁層上に配線パターン部が形成された段階の拡大縦断面図である。図６で示したものに、レジスト膜で筒状開口部を形成した段階の拡大縦断面図である。図７で示したものに、ポストバンプ形成用メッキ処理中の段階の拡大縦断面図である。図８で示したメッキ処理で、ポストバンプが形成された段階の拡大縦断面図である。図９で示したものから、レジスト膜を剥離後の状態を示す拡大縦断面図である。本発明の第２の方法の実施例で、ウエハーの筒状開口部に内周メッキ部を形成した段階の拡大縦断面図である。図１１で示したものに、ポストバンプ形成用メッキを処理中の段階の拡大縦断面図である。図１２で示したメッキ処理でポストバンプを形成後、レジスト膜を剥離した状態を示す拡大縦断面図である。本発明の第１の方法の実施例で、ウエハーにポストバンプ形成用メッキを施した際のメッキ膜厚の状態を示す縦断側面図である。本発明の第１の方法の実施例で、ウエハーにポストバンプ形成用メッキを施した際のポストバンプの拡大斜視図である。従来方法で、ウエハーにポストバンプ形成用メッキを施した際のメッキ膜厚の偏差を示す縦断側面図である。メッキ液をウエハーに、ジェット噴流のように直接に当ててポストバンプ形成用メッキを施した際のポストバンプの拡大斜視図である。

符号の説明

１−ウエハー
２−ＬＳＩ端子パッド
３−絶縁層
４−配線パターン部
５−レジスト膜
６−外部端子用部
７−開口部
８−メッキ膜
８ａ−内奥メッキ部
８ｂ−内周メッキ部
９−メッキ処理室
１０−メッキ液
１１−メッキ液層
１２−ポスト状メッキ部
１３−ポストバンプ
１４−圧力タンク
１５−メッキ液噴出部
１６−ウエハー保持部
１７−メッキ液噴出部材
１８−細孔
１９−アノード部
２０−回転駆動部
２１−ウエハー保持部材
２２−カソード部
２３−溢流孔
２４−半田ボール
２５−有底円筒体
２５ａ−下半部
２５ｂ−上半部
２６−回動用リング部材
２７−回動用リング部材
２８ａ−シール材
２８ｂ−シール材
２９−丸穴
３０−ボール
３１−環状凹溝
３２−丸穴
３３−ボール
３４−環状凹溝
３５−モータ
３６−ピニオン
３７−リングギヤ
３８−導電用ブラシ
３９−導電用環状板
４０−封止樹脂
４１−逆Ｕ字状部
４２−内鍔部
４３−導板
４４−整流板
４５−ウエハー押圧部材
４６−固定杆
４７−リザーブ槽
４８−圧力ポンプ
４９−液供給パイプ
５０−液循環パイプ
ｓ−極間距離
ｙ−中心線

Claims

各配線パターン部４の外部端子用部６がレジスト膜５の筒状開口部７内奥に露呈するようにしたウエハー１を、
円盤状で多細孔１８付きのメッキ液噴出部材１７の上方に水平状に保持し、
上記メッキ液噴出部材１７を縦の中心線ｙの周りに回転させながら、各細孔１８から連続した糸状の多数本としてメッキ液１０を噴出させ、
かつその噴出したメッキ液１０が、メッキ処理室９から溢流する前のメッキ液層１１を経て上記各開口部７内へ噴流入するようにし、
各外部端子用部６にポストバンプ形成用メッキを析出・積層させて、ポスト状メッキ部１２を形成するようにしたことを特長とする、ウエハーチップのポストバンプ形成方法。
各配線パターン部４の外部端子用部６がレジスト膜５の筒状開口部７内奥に露呈するようにしたウエハー１を、
極間距離ｓがウエハー１の中心寄り部分ほど近くて周辺寄り部分ほど徐々に遠くなる形状の円盤状で、多細孔１８付きの液噴出部材１７の上方に水平状に保持し、
上記メッキ液噴出部材１７を縦の中心線ｙの周りに回転させながら、各細孔１８から連続した糸状の多数本としてメッキ液１０を噴出させ、
かつその噴出したメッキ液１０が、メッキ処理室９から溢流する前のメッキ液層１１を経て上記各開口部７内へ噴流入するようにし、
各外部端子用部６にポストバンプ形成用メッキを析出・積層させて、ポスト状メッキ部１２を形成するようにしたことを特長とする、ウエハーチップのポストバンプ形成方法。
各配線パターン部４の外部端子用部６がレジスト膜５の筒状開口部７内奥に露呈するようにしたウエハー１に、さらに裏面を除く全面にメッキ膜を施した後、表面に付着したメッキを除去して、上記外部端子用部６上の内奥メッキ部８ａと筒状開口部７内周面の内周メッキ部８ｂとで被メッキ箇所をカップ状に形成し、
各筒状開口部７内へ連続した糸状で多数本のメッキ液１０を噴流入させて、上記外部端子用部６上のメッキ部８ａと内周メッキ部８ｂとに、ポストバンプ形成用メッキを徐々に析出・積層させるようにした、請求項１または２に記載のウエハーチップのポストバンプ形成方法。
圧力タンク１４に通じたメッキ処理室９の下部寄りにメッキ液噴出部１５を設けると共に、上部寄りにウエハー保持部１６を対向状に設けたもので、
上記メッキ液噴出部１５は、不溶金属製で円盤状のメッキ液噴出部材２１を有し、該メッキ液噴出部材１７のほぼ全面に、メッキ液が連続した糸状に噴出可能な細孔１８を多数形成して、少なくとも各細孔１８内周面をアノード部１９にすると共に、該メッキ液噴出部材１７を縦の中心線ｙの周りに回転可能な回転駆動部２０を設け、
上記ウエハー保持部１６は、メッキ液噴出部１５に近接した上方に、ウエハー１を水平状に保持可能なウエハー保持部材２１を有し、その内周辺部寄りにウエハー１の外周縁寄りへ接触可能なカソード部２２を設け、
かつ、上記メッキ処理室９内でウエハー１の開口部７内へ噴流入後に流出したメッキ液１０が、オーバーフローする前に一時的に滞留してメッキ液層１１を形成可能に、該処理室９の側上部寄りに溢流孔２３を形成したことを特長とする、ウエハーチップのポストバンプ形成装置。
圧力タンク１４に通じたメッキ処理室９の下部寄りにメッキ液噴出部１５を設けると共に、上部寄りにウエハー保持部１６を対向状に設けたもので、
上記メッキ液噴出部１５は、メッキ液噴出部材１７が不溶金属製で、極間距離ｓがウエハー１の中心寄り部分ほど近く周辺寄り部分ほど離れた形状の円盤状で、そのほぼ全面にメッキ液１０が連続した糸状に噴出可能な細孔１８を多数有すると共に、少なくとも各細孔１８内周面をアノード部１９にして、該メッキ液噴出部材１７を縦の中心線ｙの周りに回転可能な回転駆動部２０を設け、
上記ウエハー保持部１６は、上記円盤状メッキ液噴出部材１７に近接した上方に、ウエハー１を水平状に保持可能なウエハー保持部材２１を有し、その内周辺部寄りにウエハー１の外周縁寄りへ接触可能なカソード部２２を設け、
かつ上記メッキ処理室９に、ウエハー１の開口部７内から流出したメッキ液１０が、オーバーフローする前に一時的に滞留してメッキ液層１１を形成可能に、該処理室９の側部上部寄りに溢流孔２３を形成した、ウエハーチップのポストバンプ形成装置。