JP2006016651A - ウエハめっき用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコンウエハの大きさや、シリコンウエハに形成される給電層の厚さに関わらず、シリコンウエハに対して均等に電解めっきを施すことが可能なウエハめっき用治具を提供する。
【解決手段】めっき給電層が形成されたウエハＷに給電手段１６により給電して電解めっきを施す際に用いられるウエハめっき用治具１０であって、電源と導通する本体部１２と、本体部１２と電気的に接続され、ウエハＷに給電する給電手段１６と、ウエハＷを保持するウエハ保持手段とを有し、給電手段１６は、ウエハＷのめっき給電層が形成された面内に散点的に当接することを特徴とするウエハめっき用治具１０である。
【選択図】図１

Description

本発明はウエハめっき用治具に関し、より詳細には、ウエハ上に電解めっきにより再配線を形成する際に用いられるウエハめっき用治具に関する。

ウエハレベルパッケージの製造工程では、シリコンウエハの表面に電極端子と外部接続端子とを接続する再配線が形成される。再配線パターンは、例えば、シリコンウエハ表面にめっき給電層を形成し、めっき給電層の表面にレジストパターンを形成した後、電解めっきを施して配線パターンとなる導体部を形成した後、レジストパターンを除去し、めっき給電層の露出部分を除去することにより形成される。

このような再配線を形成する際の電解めっき時における給電形態の例として、シリコンウエハの外周縁に沿ってシリコンウエハを把持すると手により給電層に給電しながら電解めっきを施すことが可能なウエハめっき用治具が特許文献１において開示されている。
通常、めっき給電層を利用して電解めっきを施す場合は、シリコンウエハの外周縁をめっき給電部（電極）により全周にわたって把持し、めっき用治具からシリコンウエハが脱落してしまわないよう保持すると共に、確実な電解めっきが施されるようにしている。
特開平５−３６６９８号公報

近年においては、シリコンウエハが大型化していると共に、微細な再配線を形成することが望まれている。シリコンウエハが大型化すると、給電部が当接しているシリコンウエハの外周縁部分と、ウエハの中央部との間に、その距離に反比例した電位差が生じる。このような電位差により、シリコンウエハの外周縁部分と中央部分とで電解めっきの析出量に差が生じ、再配線パターンの厚さがばらついて不良率が高くなるという問題がある。

また、シリコンウエハに微細な再配線の形成をするためには、給電層を薄く形成しなければならないが、給電層の厚さが薄くなると、給電層自体の電気抵抗値が大きくなり、給電部が当接している部分と給電部から離れている中央部分とにおける電位差がさらに大きくなってしまう。すなわち、シリコンウエハの外周縁部分と中央部分との間における電解めっきの析出量に差が生じやすくなる傾向がさらに強くなってしまうという課題もある。

本発明は、シリコンウエハの大きさや、シリコンウエハに形成される給電層の厚さに関わらず、シリコンウエハに対して常に均等に電解めっきを施すことが可能なウエハめっき用治具の提供を目的としている。

本発明は、めっき給電層が形成されたウエハに給電手段により給電して電解めっきを施す際に用いられるウエハめっき用治具であって、電源と導通する本体部と、本体部と電気的に接続され、前記ウエハに給電する給電手段と、前記ウエハを保持するウエハ保持手段を有し、前記給電手段は、前記ウエハのめっき給電層が形成された面内に散点的に当接することを特徴とするウエハめっき用治具である。

また他の発明は、めっき給電層が形成されたウエハに給電手段により給電し、めっき液噴射手段により前記めっき給電層側からめっき液を噴射して電解めっきを施す際に用いられるウエハめっき用治具であって、電源と導通する本体部と、本体部と電気的に接続され、前記ウエハに給電する給電手段と、前記ウエハを保持するウエハ保持手段と、前記ウエハのめっき給電層を前記ウエハの外周縁部に沿って所要幅でシールするシール手段を有し、前記給電手段は、前記ウエハのめっき給電層に散点的に当接することを特徴とするウエハめっき用治具である。

また、前記給電手段は、前記ウエハのめっき給電層に均等間隔に当接していることを特徴とする。
これにより、ウエハの給電層の全ての位置において均等に給電することが可能になり、ウエハへの電解めっきを均一に施すことができ、歩留まりを向上させることができる。

また、前記給電手段は、 前記ウエハとの当接部以外が絶縁体により覆われていることを特徴とする。
これにより、給電手段がめっき液と接触した場合であっても、給電手段にめっきが析出するおそれを無くすことができる。

また、前記給電手段は、中途部が屈曲自在であることを特徴とする。
これにより、ウエハの形状に応じて、給電層への給電位置を適宜変更させることができる。
また、前記給電手段は、バネ材により形成されていることを特徴とする。
これにより、給電層に対して確実に給電することが可能になると共に、電解めっき液槽内においてウエハが脱落するおそれを無くすことができる。

また、前記ウエハ保持手段は、前記本体部下面において前記ウエハの径方向にスライド自在に配設され、前記ウエハを支持するスライド支持片と、前記ウエハと略同じ大きさに形成されたウエハ裏当板とにより構成され、前記給電手段と前記スライド支持片とにより前記ウエハを挟持可能であることを特徴とする。
これにより、めっき用治具へのウエハの取り付け／取り外しが容易に行えると共に、さらに確実にウエハを保持することが可能になる。

本発明にかかるめっき用治具によれば、給電手段をめっき給電層の平面領域内に適宜配設できることから、ウエハに形成しためっき給電層の平面領域内全体において均等に電荷を与えることができる。これにより、大型なウエハに電解めっきを施す場合であっても、めっき給電層の全面において均等にめっき金属を析出させることが可能になる。
また、めっき給電層を薄く形成することができるので、ウエハに詳細なパターンで再配線を形成することが可能になる。
さらには、めっき給電層への給電面積を大幅に減少させることができるので、ウエハの有効面積が増加し、歩留まりを向上させることができる。

以下、ウエハめっき用治具の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施例１におけるウエハめっき用治具を電解めっき液槽に設置した状態における正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３は、ウエハめっき用治具の背面図である。

本実施の形態におけるウエハめっき用治具１０は、図示しない電源装置に接続された本体部１２と、本体部１２にセットされたウエハＷをシールするシール部１４と、本体部１２に接続された給電手段である給電ピン１６と、本体部１２にセットされたウエハＷを保持するウエハ保持手段１８とを有している。

本体部１２は、図２に示すように、銅等の金属に代表される導体部１２ａと、導体部１２ａの外表面に形成された絶縁体による皮膜１２ｂとにより構成されている。本体部１２は、電解めっき液槽５０の内部断面形状と相似な形状に形成されている。本体部１２は、本体部１２の上端部に形成されている耳部１２ｃの位置で電解めっき液槽５０に支持された状態で収容されている。もちろん電解めっき液槽５０に収容される電解めっき液の液面は、本体部１２の耳部１２ｃの位置よりも下方になっている。電解めっき液槽５０が本体部１２の耳部１２ｃと接触する箇所には、電源装置（図示せず）と電気的に接続する通電端子５０ａが配設されている。

本体部１２には、ウエハＷより若干大きい寸法に形成され、ウエハＷを収容可能な配設孔１２ｄが形成されている。本体部１２の表面には、配設孔１２ｄの外周縁に沿ってシール部１４が配設されている。シール部１４は、本体部１２の表面から本体部１２から離反する方向に立ち上がる立上り部１４ａと、立上り部１４ａからウエハＷの中央部分に向かって屈曲した方向に延出する延出部１４ｂと、延出部１４ｂの下面側先端部に配設されたシール部材１４ｃとにより構成されている。立上り部１４ａと延出部１４ｂは断面形状が略逆Ｌ字状に形成されている。シール部材１４ｃは、ウエハＷの外周縁に沿って所要幅に配設されている。配設孔１２ｄと連通し、かつ、延出部１４ｂの先端部により外形が形成された開口部分１４ｄは、ウエハＷよりも若干小径の円形となっている。

本体部１２の表面側には、ウエハＷの給電層に給電する給電ピン１６が配設されている。給電ピン１６は、シール部１４の外周縁に沿って所要間隔に配設されている。給電ピン１６の本体部１２との接続部分は、電気的に接続された状態を維持して、本体部１２に対して回動自在に取り付けられている。給電ピン１６はバネ材によりなり、中途部において任意の方向に屈曲可能である。給電ピン１６は、ウエハＷと接触する側の端部以外の部分は絶縁体により皮膜が形成されている。

本体部１２の配設孔１２ｄに収容されたウエハＷの裏面側には、ウエハ保持手段１８が配設されている。ウエハ保持手段１８は、ウエハＷの裏面側に重ねられた状態で配設孔１２ｄに収容される当接板１８ａと、本体部１２の裏面側にウエハＷの径方向（図３における矢印方向）にスライド可能に配設された保持片１８ｂとにより構成されている。

当接板１８ａはウエハＷと略同じ形状若しくは若干大きく形成されている。当接板１８ａは、軽量かつ変形しにくい材料からなることが好ましく、例えば合成樹脂等により形成されている。
保持片１８ｂは、当接板１８ａの外周縁に沿った円弧状に形成され、配設孔１２ｄと当接板１８ａの外周縁の境界部分を中心とする所要幅の範囲が覆われるように形成されている。図３に示すように、本実施例の保持片１８ｂは２分割され、それぞれが半円弧状に形成されている。保持片１８ｂは、ウエハＷと当接板１８ａが配設孔１２ｄから脱落しないように支持すると共に、本体部１２背面側（図２における下方側）からのめっき液の侵入を防止するためのシール部材としても作用する。よって、保持片１８ｂは、当接板１８ａおよび他の保持片１８ｂと水密に接触可能に形成されている。具体的には、耐薬品性のゴムにより形成され、保持片１８ｂどうしが互いにラップするように形成されている。

配設孔１２ｄに収容されたウエハＷは、表面側にはシール部１４および給電ピン１６が押圧気味に当接しており、裏面側には当接板１８ａおよび保持片１８ｂからなるウエハ保持手段１８により支持されている。すなわち、配設孔１２ｄに収容されたウエハＷは、シール部１４および給電ピン１６と、ウエハ保持手段１８により水密に挟持された状態となっている。

ウエハめっき用治具１０は以上に説明した構造となっている。以下に、ウエハＷへの電解めっき方法について説明する。
図４は、保持片を外方へスライドさせた状態におけるウエハめっき用治具の背面図である。図５は、配設孔にウエハと当接板を収容した状態を示すウエハめっき用治具の背面図である。図６は、ウエハをめっき可能な状態にしたウエハめっき用治具の背面図である。

まず、電解めっきを施すウエハＷに給電層を形成する。本実施形態における給電層の形成は、ウエハＷに無電解めっきを施すことによりなる。なお、ウエハＷへの給電層の形成方法には、無電解めっき方の他に、ウエハＷの表面又は裏面のいずれか一面にスパッタリングにより形成する方法も採用しうる。なお、スパッタリング等によりウエハＷの片面のみに給電層を形成した場合には、必ずしも本体部１２にシール部１４を配設する必要はない。

給電層が形成されたウエハＷは、裏面側に当接板１８ａを重ねた状態で本体部１２に形成された配設孔１２ｄの裏面側から本体部１２に収容される。本体部１２の表面側には、シール部１４が配設されている。配設孔１２ｄに収容されたウエハＷは、延出部１４ｂの先端部の下面側に配設されているシール部材１４ｃに当接した状態で位置決めされる。
このように、ウエハＷと当接板１８ａを配設孔１２ｄに収容する際には、配設孔１２ｄの裏面側に配設されている保持片１８ｂは、図４に示すように配設孔１２ｄの外周縁より外側にスライドされた状態になっている。

ウエハＷと当接板１８ａを配設孔１２ｄに収容した後、保持片１８ｂを配設孔１２ｄの内径側にスライドさせ、配設孔１２ｄと当接板１８ａとの隙間部分をシールすると共に、ウエハＷと当接板１８ａを支持する。

次に給電ピン１６の先端部をウエハＷの表側に当接させる。給電ピン１６は本体部１２に複数本配設されており、それぞれが本体部１２に対して回動自在に配設されているので、ウエハＷの任意の位置に給電ピン１６の先端部を当接させることができる。ウエハＷは非常に薄く形成されているが、ウエハＷの裏面側には当接板１８ａが重ねられているので、給電ピン１６の先端部が押圧気味に当接してもウエハＷが割れてしまうことはない。
なお、給電ピン１６はウエハＷの給電層の平面領域内において均等に配設されることが望ましく、ウエハＷのダイシング位置において給電ピン１６がウエハＷに当接する状態であることがさらに好ましい。

このように、ウエハＷは、表面側からはシール部１４および給電ピン１６により押圧され、裏面側からは当接板１８ａおよび保持片１８ｂにより保持されることにより、本体部１２に挟持された状態で配設される。よって、電解めっきを施す際に電解めっき液槽５０のめっき液に浸してもウエハＷがめっき液の中に落ちてしまうことはない。
また、シール部１４のシール部材１４ｃとウエハ保持手段１８の保持片１８ｂにより、ウエハＷの表面側と裏面側がシールされた状態になっているので、開口部分１４ｄに面している給電層以外の部分にはめっき液が浸入することが無い。したがって、無電解めっき法により外表面全体に無電解めっき膜（給電層）が形成されたウエハＷであっても、開口部分１４ｄに面している部分以外の無電解めっき膜部分にめっきが析出してしまうことは無い。

本体部１２にウエハＷを収容したら、ウエハめっき用治具１０を電解めっき槽５０に配設する。本体部１２の上部には耳部１２ｃが形成されていて、電解めっき槽５０に形成された通電端子５０ａと接触すると共に、電解めっき液槽５０に支持され、ウエハＷがめっき液に浸漬された状態になる。
電解めっき液槽５０の図示しないスイッチを印加し、めっき液に通電し、ウエハＷの給電層に所要厚さまでめっきを析出させる。

所要の厚さにめっきが析出したウエハＷはウエハＷの収容手順と逆の手順により取り外さる。続いて、次のウエハＷが先と同様の手順により本体部１２に収容され、新しいウエハＷを収容したウエハめっき用治具１０が電解めっき液槽５０に収められて、ウエハＷに電解めっきが施される。以上の手順が繰り返し行われる。

以上にめっき用治具１０について具体例に基づいて詳細に説明してきたが、めっき用治具１０は実施例１の形態に限定されるものではない。例えば、本体部１２は銅等の金属製の板により形成された後、表面を絶縁体による皮膜が形成されているが、本体部１２を絶縁体の合成樹脂により形成し、耳部１２ｃから各給電ピン１６までを配線により電気的に接続する形態とすることもできる。
この場合、耳部１２ｃと給電ピン１６を接続する配線は、本体部１２の表面に形成することもできるし、本体部１２の板厚内に埋設させることも可能である。配線が本体部１２の表面に形成された場合には、導体を絶縁体により覆う処理が必要となるのはいうまでもない。

また、ウエハＷの片面のみに給電層を形成した場合には、シール部材１４ｃは配設する必要はないが、延出部１４ｂとウエハＷの当接部分でウエハＷが破損してしまうおそれがある。そこで、このような場合には、シール部材１４ｃの代わりに緩衝部材を配設することが好ましい。これによればウエハＷの破損を防ぐことができるため好都合である。

また、保持片１８ｂは半円弧状に形成されたものを用い、それぞれの保持片１８ｂはウエハＷの径方向にスライド自在に配設されているが、保持片１８ｂはウエハＷの外周縁と配設孔１２ｄとの境界部分をシールすることができればよく、半円弧状以外の形状であっても良いのはもちろんである。例えば、保持片１８ｂは、円を３以上に分割した円弧状に形成し、それぞれの保持片１８ｂが本体部１２の面内においてスライド自在に配設する形態を採用することも可能である。

図７は、実施例２におけるウエハめっき用治具１０の背面図である。図８は、図７のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、本実施例においては、実施例１と同一の部材には実施例１における部材番号と同じ番号を付すことにより、詳細な説明を省略しているものがある。

当接板１８ａの裏面側には、当接板１８ａの外周縁に沿って凹溝２０が形成されている。また、当接板１８ａの中央部分には、当接板１８ａを軽量化すると共に、めっき液の抜けを良好にするための貫通孔２２が形成されている。
当接板１８ａを保持する保持片１８ｂは、当接板１８ａの外周縁に均等間隔に配設されている。保持片１８ｂは、本体部１２の裏面に配設された支持片１８ｃにより支持されている。支持片１８ｃは、コの字型断面に形成されており、コの字の開口部分を本体部１２に向けてネジ止めにより本体部１２に固定されている。保持片１８ｂは、本体部１２と支持片１８ｃにより形成された空間に挿通され、当接板１８ａの径方向にスライド自在に配設されている。なお、本実施例における保持片１８ｂにシール機能は備わっていない。

保持片１８ｂの先端部分には、板厚方向に貫通するネジ孔ＮＨが形成されている。ネジ孔ＮＨにはネジＮが配設される。ネジＮは当接板１８ａと当接する面から突出入可能に設けられている。当接板１８ａとの当接面から突出させたネジＮは、当接板１８ａに設けられた凹溝２０に嵌合可能に設けられている。

実施例２におけるウエハめっき用治具１０へのウエハＷの取り付け方法について説明する。
本実施例におけるウエハＷは、電解めっきの給電層を無電解めっき法により形成しているため、ウエハＷの全面に給電層が形成されている。ウエハめっき用治具１０に取り付けられるウエハＷは、電解めっきを施す面を除いた給電層を粘着テープ等によりマスキングしたものが用いられる。

本体部１２の背面側から配設孔１２ｂにウエハＷを配設し、ウエハＷを延出部１４ｂに支持させた後、ウエハＷの裏面側から当接板１８ａを当接させる。当接板１８ａをウエハＷの裏面に当接させた後、保持片１８ｂをウエハＷの中心方向にスライドさせる。この際、先端部のネジＮは取り外すか、ネジＮの先端部が保持片１８ｂの板厚内に収まるようにしておく。

保持片１８ｂの先端部のネジＮを凹溝２０の位置に合わせ、ネジＮを凹溝２０側に突出させる。ネジＮの先端部が凹溝２０に嵌合して、保持片１８ｂが当接板１８ａおよびウエハＷを保持することになる。
保持片１８ｂを固定した後、給電ピン１６をウエハＷの表面に均等間隔に当接させる。これにより、ウエハＷが給電ピン１６と保持手段１８とにより挟持された状態になる。

ウエハめっき用治具１０にウエハＷを取り付けした後、実施例１と同様に電解めっき液槽５０にウエハめっき用治具１０を浸漬させた後、通電し、給電層部分に電解めっきを施す。当接板１８ａには貫通孔２２が形成されているため、ウエハめっき用治具１０を軽量化することができると共に、めっき液の抜けを良好にし、効率的なめっき処理が可能である。

本実施例においては、ウエハＷの全面に給電層が形成されているため、ウエハＷの裏面側をマスキングしてウエハめっき用治具１０に取り付けられているが、電解めっきを施すウエハＷ全てをマスキング処理するのは手間がかかる。そこで、貫通孔２２を設けない当接板１８ａとし、ウエハＷの裏面に当接する当接板１８ａの外周縁に沿って所要幅にシール部材（図示せず）を配設する形態にすればウエハＷのめっき前処理が大幅に軽減されるため好都合である。

実施例１におけるウエハめっき用治具を電解めっき液槽に設置した状態における正面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 ウエハめっき用治具の背面図である。 保持片を外方へスライドさせた状態におけるウエハめっき用治具の背面図である。 配設孔にウエハと当接板を収容した状態を示すウエハめっき用治具の背面図である。 ウエハをめっき可能な状態にしたウエハめっき用治具の背面図である。 実施例２におけるウエハめっき用治具の背面図である。 図７のＢ−Ｂ線における断面図である。

符号の説明

１０ ウエハめっき用治具
１２ 本体部
１４ シール部
１６ 給電ピン
１８ ウエハ保持手段
１８ａ 当接板
１８ｂ 保持片
２０ 凹溝
２２ 貫通孔
５０ 電解めっき液槽
５０ａ 通電端子
Ｗ ウエハ

Claims (7)

1. めっき給電層が形成されたウエハに給電手段により給電して電解めっきを施す際に用いられるウエハめっき用治具であって、
   電源と導通する本体部と、本体部と電気的に接続され、前記ウエハに給電する給電手段と、前記ウエハを保持するウエハ保持手段とを有し、
   前記給電手段は、前記ウエハのめっき給電層が形成された面内に散点的に当接することを特徴とするウエハめっき用治具。
2. めっき給電層が形成されたウエハに給電手段により給電し、めっき液噴射手段により前記めっき給電層側からめっき液を噴射して電解めっきを施す際に用いられるウエハめっき用治具であって、
   電源と導通する本体部と、本体部と電気的に接続され、前記ウエハに給電する給電手段と、前記ウエハを保持するウエハ保持手段と、前記ウエハのめっき給電層を前記ウエハの外周縁部に沿って所要幅でシールするシール手段を有し、
   前記給電手段は、前記ウエハのめっき給電層に散点的に当接することを特徴とするウエハめっき用治具。
3. 前記給電手段は、前記ウエハのめっき給電層に均等間隔に当接していることを特徴とする請求項１または２記載のめっき用治具。
4. 前記給電手段は、 前記ウエハとの当接部以外が絶縁体により覆われていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のウエハめっき用治具。
5. 前記給電手段は、中途部が屈曲自在であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項記載のウエハめっき用治具。
6. 前記給電手段は、バネ材により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項記載のウエハめっき用治具
7. 前記ウエハ保持手段は、前記本体部下面において前記ウエハの径方向にスライド自在に配設され、前記ウエハを支持するスライド支持片と、前記ウエハと略同じ大きさに形成されたウエハ裏当板とにより構成され、前記給電手段と前記スライド支持片とにより前記ウエハを挟持可能であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項記載のウエハめっき用治具。

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