JP2011017064A - めっき処理方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解めっき処理法に用いられるアノード電極の乾燥を抑制する技術を提供する。
【解決手段】めっき浴槽に設けられた開口部を覆ってめっき処理対象物を配置する段階、当該めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象物の表出部ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、前記めっき電極を用いて前記めっき処理対象物にめっき処理を施す段階、前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、前記めっき浴槽の前記開口部を覆ってめっき処理非対象物を配置する段階、前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階を備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、めっき処理方法及び半導体装置の製造方法に関する。

電子機器の高機能化、高速動作化に伴い、当該電子機器に搭載される半導体装置に対しても、より高機能化、高速動作化が求められている。このため、当該半導体装置に於ける半導体集積回路素子（以下半導体素子とする）の高集積化が図られ、当該半導体素子に於ける外部接続用端子数も増加しつつある。

多数の外部接続用端子を具備する半導体素子を、配線基板などの支持基板へ実装する方法の一つとして、当該半導体素子と配線基板との間を、半導体素子に於ける電極パッド上或いは配線基板上の電極端子上に配設されたバンプと称される突起電極をもって接続する方法がとられている。

当該バンプは、半導体素子の主面（電子回路形成面）に於ける広い領域に対して配設することができ、外部接続用端子数の増加に対応することができる。当該バンプは、電極パッド或いは電極端子上に、所謂はんだ材を、例えば転写法或いはめっき（鍍金）法などにより被着し、被着されたはんだ材を再溶融（リフロー）して、電極パッドに固着すると共にその外形を略球状とすることにより形成される。

当該はんだ材をめっき法により被着してバンプを形成する方法にあっては、半導体素子が複数個形成された半導体基板に対して、個々の半導体素子に於ける電極パッド上に、下地金属層を介してはんだ材を、所謂電解めっき法（電気めっき法）により被着する処理が施される。

即ち、当該半導体基板の一方の主面（複数個の半導体素子が形成された面）を、めっき液（電解液）を介して陽極板（アノード電極板）と対向せしめ、当該陽極板と半導体基板の前記主面に配設された下地金属層との間に直流電源を接続して、当該半導体基板の主面に於ける各半導体素子の電極パッド上に於ける下地金属層上にはんだ材を被着する。

この時、当該電極パッド以外の領域は、フォト・レジストなどの絶縁物によって被覆される。この様な電解めっき法を実施する際、被処理半導体基板と陽極板（アノード電極板）とを、めっき液（電解液）を介してほぼ垂直に立てた状態で対向せしめることが、例えば下記特許文献１に開示されている。

特開２００１−１４００９９号公報

半導体装置の製造工程にあっては、前記めっき処理にあっても、複数枚の被処理半導体基板を一組とする処理単位（１ロット）毎のめっき処理が実施される。従って、一つの製造ロットに於けるめっき処理が終了し、次なる製造ロットに対するめっき処理が開始されるまでの間、めっき処理装置が休止状態とされることが生ずる場合がある。かかる休止状態に於いては、めっき浴槽中に充填されていためっき液は、組成の変動を防止する為、通常、めっき液タンクに回収・収容され、保持される。

この為、当該めっき浴槽中に配置された陽極板（アノード電極板）は、めっき液に濡れることなく大気中に曝され、少なくともその表面が乾燥した状態となる場合がある。そして、かかる状態が長時間（例えば、室温で６０分間以上）に及ぶと、陽極板（アノード電極板）材料によっては、その表面に酸化膜を生じてしまう場合がある。当該酸化膜が生じた陽極板（アノード電極板）を用いて電解めっき処理を行なうと、生成されるめっき層に不均一な膜厚を生じてしまう。これは、当該酸化膜の存在により、当該酸化膜の存在する部位に対向する被めっき処理体に於ける部位に対するめっき電流が制限されてしまうことによる。

前記はんだバンプを、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ（半田）のめっき処理により形成する場合には、陽極板（アノード電極板）として錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）はんだ材が用いられるが、その表面に酸化膜が形成されることにより、半導体基板に於ける電極パッド上に形成されるはんだめっき層に、膜厚の不均一（バラツキ）を生じてしまう。

一方、当該バンプの下地金属層、或いは所謂再配線層として適用される銅（Ｃｕ）層を、めっき法により形成する場合には、陽極板（アノード電極板）として銅（Ｃｕ）が用いられる。かかる銅（Ｃｕ）のめっき処理工程に於いては、銅（Ｃｕ）からなる陽極板（アノード電極板）の表面に所謂ブラックフィルムが形成される。当該ブラックフィルムは、銅（Ｃｕ）とめっき液中の元素との化合物であるといわれている。

当該ブラックフィルムが形成された銅（Ｃｕ）からなる陽極板（アノード電極板）が長時間大気中に曝されると、銅（Ｃｕ）電極表面からのブラックフィルムの剥離を生じ、剥離したブラックフィルム片はめっき浴槽中に落下するか、導入されためっき液中に取り込まれる。この為、当該めっき浴槽中にめっき液を導入してめっき処理を行なう際、ブラックフィルム片が被めっき処理半導体基板の表面、或いはめっき層の表面などに付着して、当該めっき処理の歩留りの低下を招く一因となる。また、当該ブラックフィルムが剥離した部位に対応する半導体基板に於ける銅（Ｃｕ）めっき層に、膜厚のバラツキを生じてしまう。

従って、この様な陽極板（アノード電極板）材料を用いて電解めっき処理を実施する場合、そのめっき処理工程にあっては、陽極板（アノード電極板）がめっき液に触れずに大気中に晒されてしまう時間を、できるだけ短くすることが必要である。尚、前記錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ、或いは銅（Ｃｕ）は、それ自体がめっき液中に溶け込む、所謂溶解性アノード電極を構成している。

本発明の一観点によるめっき処理方法は、めっき浴槽に設けられた開口部を覆って、めっき処理対象物を配置する段階、当該めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象物の表出部ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、前記めっき電極を用いて前記めっき処理対象物にめっき処理を施す段階、前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、前記めっき浴槽の前記開口部を覆って、めっき処理非対象物を配置する段階、前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階を具備する。

本発明の他の観点による半導体装置の製造方法は、めっき浴槽に設けられた開口部を覆って、めっき処理対象半導体基板を配置する段階、前記めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象半導体基板の表出部ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、前記めっき電極を用いて、前記めっき処理対象半導体基板にめっき処理を施す段階、前記めっき浴槽内の前記めっき液
を排除する段階、前記めっき浴槽の前記開口部を覆って、めっき処理非対象物を配置する段階、前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階を具備する。

本発明によれば、電解めっき処理工程中に於いて、陽極板（アノード電極板）の乾燥を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に適用されるめっき処理装置の上面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に適用されるめっき処理装置の側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その１）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その２）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その３）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その４）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その５）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その６）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その７）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その８）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その９）である。 本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に於けるめっき処理工程を示すめっき処理装置の側断面図（その１０）である。 本発明に係るめっき処理装置の制御装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。

以下、本発明に係るめっき処理方法について、実施の形態をもって説明する。
〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態に係るめっき処理方法について、半導体装置の製造工程と共に、図１乃至図２４を参照して説明する。図１乃至図１０は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す。

所謂ウエハープロセス工程を経て、半導体基板１の一方の主面には、複数個の半導体素子が形成されており、当該複数個の半導体素子のそれぞれに於いて、アルミニウム（Ａｌ）からなる電極パッドが複数個配設されている。尚、当該電極パッドとして、ウエハープロセス工程を経て形成された配線層上に、所謂再配線層（図示せず。これは再配置配線層とも称される。）をもって形成された電極パッドも相当する。

本第１の実施の形態にあっては、当該電極パッド上に、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ材からなる突起電極（バンプ）を、電解めっき法により形成する。半導体基板１の一方の主面に配設された電極パッド２を選択的に覆って、無機絶縁層３ならびに有機絶縁層４が被覆された状態を、図１に示す。かかる構成は、所謂ウエハープロセス工程或いは再配線工程により形成される。本第１の実施の形態にあっては、当該電極パッド２の表出部に、はんだ材からなる突起電極（バンプ）が形成される。

当該半導体基板１は、シリコン（Ｓｉ）基板であり、その一方の主面に形成された複数個の半導体素子領域のそれぞれには、素子分離領域を介して、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ或いはバイポーラトランジスタなどの能動素子、容量素子或いは抵抗素子などの受動素子が配設されている。

そして当該半導体基板１上にはこれらの能動素子、受動素子間を相互に接続するアルミニウム（Ａｌ）或いは銅（Ｃｕ）からなる配線層、及び当該配線層間を絶縁する層間絶縁層などが選択的に形成されて、所望の電子回路が形成されている。（図示せず）尚、半導体基板１として、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの化合物半導体が適用される場合もある。

前記電極パッド２は、例えば厚さ１μｍ程のアルミニウム（Ａｌ）を主体とする材料から構成され、無機絶縁層３は、厚さ１μｍ程の窒化シリコン（ＳｉＮ）或いは酸化シリコン（ＳｉＯ）から構成されている。また、有機絶縁層４は、厚さ２μｍ以上のポリイミドから構成されている。

本第１の実施の形態にあっては、当該有機絶縁膜４の表面ならびに電極パッド２の表出部に、半導体基板１側より、チタン（Ｔｉ）層５ならびに銅（Ｃｕ）層６を積層形成する。当該チタン（Ｔｉ）層５は、例えば１００ｎｍの厚さを有し、一方、銅（Ｃｕ）層６は、例えば２５０ｎｍの厚さを有する。かかる状態を、図２に示す。

当該チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、スパッタリング法或いは化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成される。当該チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、突起電極（バンプ）の下地金属層となるものであるが、当該突起電極（バンプ）を電解めっき法により被着する際の電極（負極）としても機能する。即ち、当該当該チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、半導体基板１の主面に於ける複数個の半導体素子領域上を覆って
配設され、電解めっき法を実施する際には、半導体素子領域間に於ける共通の負電極（共通電極）として機能する。

次いで、前記銅（Ｃｕ）層６上に、フォト・レジスト層を選択的に形成する。即ち、前記電極パッド２に対応する位置に開口７Ａを有するフォト・レジスト層７を形成する。当該フォト・レジスト層７は、３０μｍ程の厚さを有する。かかる状態を、図３に示す。

当該フォト・レジスト層７は、例えば回転塗布法により被着された後、フォトリソグラフィ技術により選択的に開口７Ａが形成される。そして、当該開口７Ａ内に表出された銅（Ｃｕ）層６の表面を、例えば希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）を用いて洗浄する。

本第１の実施の形態にあっては、次いで、前記フォト・レジスト層７の開口７Ａ内に表出された前記銅（Ｃｕ）層６の表面に、ニッケル（Ｎｉ）層８を形成する。当該ニッケル（Ｎｉ）層８は、４μｍ程の厚さを有する。かかる状態を、図４に示す。

当該ニッケル（Ｎｉ）層８は、電解めっき法により形成される。この時、前記チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、直流電源（図示せず）の負極に接続されて、一方のめっき電極として機能する。当該ニッケル（Ｎｉ）の電界メッキ処理にあっては、めっき液として硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）系のものが適用され、陽極板（アノード電極板）として白金(Ｐ
ｔ)が被覆されたチタン（Ｔｉ）が適用される。

次いで、前記フォト・レジスト層７の開口７Ａ内に表出されているニッケル（Ｎｉ）層８の表面に、はんだ層９を形成する。当該はんだ層９は、フォト・レジスト層７の開口７Ａ内を埋め、更に当該フォト・レジスト層７の上面にまで延在する様に被着される。当該はんだ層９は、５０μｍ程の厚さを有する。かかる状態を、図５に示す。

当該はんだ層９も、電解めっき法により形成される。この時、前記チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、直流電源（図示せず）の負極に接続されて、めっき電極として機能する。当該はんだ層９は、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだであって、その電界メッキ処理にあっては、めっき液としてアルカンスルフォン酸を適用し、陽極板（アノード電極板）として錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだが適用される。当該錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだは、それ自体がめっき液中に溶解する、所謂可溶性めっき電極を構成している。しかる後、前記フォト・レジスト層７を除去し、はんだ層９の周囲に前記銅（Ｃｕ）層６を表出せしめる。かかる状態を、図６に示す。当該フォト・レジスト層７は、レジスト剥離液或いはアッシング処理により、除去される。

次いで、前記ニッケル（Ｎｉ）層８の周囲に表出している銅（Ｃｕ）層６を選択的に除去する。かかる状態を、図７に示す。銅（Ｃｕ）層６は、エッチャントとして過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）系エッチャントを用いた所謂湿式（ウェット）エッチング処理により除去することができる。

次いで、前記ニッケル（Ｎｉ）層８及び銅（Ｃｕ）層６の周囲に表出した前記チタン（Ｎｉ）層５を選択的に除去する。これにより、ニッケル（Ｎｉ）層８及び銅（Ｃｕ）層６の周囲には、前記有機絶縁層４が表出される。かかる状態を、図８に示す。チタン（Ｔｉ）層５は、フッ酸（ＨＦ）系エッチャントを用いた湿式エッチング処理により除去することができる。かかる工程により、電極パッド２の表出部上に、半導体基板１側より、チタン（Ｔｉ）層５、銅（Ｃｕ）層６、ならびにニッケル（Ｎｉ）層８を介して、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ層９が配設される。

しかる後、半導体基板１を、前記錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ層９を構成するはんだ
材の融点以上の温度に加熱して、当該錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ層９を再溶融（リフロー）する。これにより当該錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ層９は、球状を呈するに至る。かかる状態を、図９に示す。即ち、前記ニッケル（Ｎｉ）層８上に、略球状を有する錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなるバンプ１０が形成される。前記チタン（Ｔｉ）層５、銅（Ｃｕ）層６、ならびにニッケル（Ｎｉ）層８の積層体は、当該バンプ１０の下（即ち、半導体基板１側）に配置されることから、ＵＢＭ（Under Bump Metal）層とも称される。

かかる錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ層９の再溶融（リフロー）処理の際、当該ＵＢＭ（Under Bump Metal）層に於けるニッケル層８は、はんだ材が電極パッド２の方向へ浸透することを阻止するバリヤ層として機能する。

この様にして、個々の電極パッド２に錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなるはんだバンプ１０が配設され、更に半導体基板１に対するダイシング処理によって分割（個片化）された半導体素子１００が、配線基板１２０上に搭載されてなる半導体装置１５０を、図１０に示す。即ち、半導体素子１００は、配線基板１２０の上面に配設された電極端子（図示せず）に対して、バンプ１０を介して接続される、所謂フリップチップボンディング法により搭載されている。従って、当該半導体素子１００の一方の主面（電子回路形成面）は、当該配線基板１２０の上面に対向している。

尚、当該配線基板１２０の下面には、前記はんだバンプ１０を構成するはんだ材料よりも低融点のはんだ材からなるバンプが複数個配設され、外部接続用端子１２１を構成している。当該バンプからなる外部接続用端子１２１は、半導体装置１５０を、電子機器の所謂マザーボードなどに於ける電極端子に接続する際に適用される。

また、当該半導体素子１００と配線基板１２０との間の接続を高い信頼性をもって維持するために、当該半導体素子１００と配線基板１２０との間に所謂アンダーフィル材を充填すること、或いは当該半導体素子１００に於いて生ずる熱の放散のために、当該半導体素子１００の背面に放熱部材を配設することなどは、必要に応じて実施される。（図示せず）
本発明にあっては、この様な半導体装置の製造工程に於けるめっき処理に於いて、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ材の電解めっき処理が、以下の様に実施される。

当該第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法に於ける電解めっき処理に適用されるめっき処理装置を、図１１、図１２に示す。図１２は、図１１に於ける線Ｘ１−Ｘ１に沿う断面を示している。

当該めっき処理装置２００は、めっき処理槽２１、基板設置ステージ２４、基板固定ステージ２５、直流電源３１、めっき液タンク４１、ポンプ４２、半導体基板格納室５１、ダミー基板格納室５２、搬送用ロボットアーム５３、ならびに制御装置６１などを具備している。

めっき処理槽２１は、矩形状の平面形状を有する箱型であって、その内部に配設された隔壁２２により、横方向に、第１の浴２３Ａと第２の浴２３Ｂとに分割されている。当該隔壁２２の高さは、めっき処理槽２１の外壁２１Ｗの高さよりも低い高さに設定されている。当該めっき処理槽２１に於いて、第１の浴２３Ａは、被処理半導体基板７１に対するめっき処理がなされるめっき浴槽であって、その外側面２１Ｗ１には、被処理半導体基板７１の主面（被めっき処理面）に対応する開口、即ち被処理半導体基板７１が例えば直径３００ｍｍφを有する円形である場合には、これに対応する円形の開口２１Ｓが配設されている。

そして、当該第１の浴２３Ａ内には、前記被処理半導体基板７１の主面（被めっき処理面）に対向し、且つ当該被処理半導体基板７１の当該主面と平行する如く、陽極板（アノード電極板）３２が配設される。前述の如く、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ材のめっき処理に於いては、当該陽極板（アノード電極板）３２として、板状の錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ材が適用され、少なくとも被処理半導体基板７１と同等の形状、面積を有している。

当該陽極板（アノード電極板）３２は、直流電源３１の正（＋）極接続される。即ち、電気めっき処理の際には、当該陽極板（アノード電極板）３２に対して前記直流電源３１の正（＋）電位が印可され、被処理半導体基板７１に於ける下地金属層（共通電極）に対しては当該直流電源３１の負（−）電位が印可される。

一方、めっき液タンク４１は、めっき処理用電解液（以下めっき液とする）８１としてアルカンスルフォン酸を収容し、当該めっき液（アルカンスルフォン酸）８１は、ポンプ４２により、パイプ４３を介してめっき処理槽２１の第１の浴２３Ａ内へ供給される。

前記めっき液８１は、当該第１の浴２３Ａ内に於いて、前記隔壁２２の高さまで導入されると、当該隔壁２２を越えて第２の浴２３Ｂへと流れる（オーバーフロー）。即ち、電気めっき処理の際には、隔壁２２によって、第１の浴２３Ａ内に於けるめっき液８１の高さが一定に保たれる。これにより、後述する如く、被処理半導体基板７１の表面ならびに陽極板（アノード電極板）３２は、その表面がめっき液８１に接した状態が維持される。

当該第１の浴２３Ａならびに第２の浴２３Ｂは、それぞれの底部或いは底部近傍に配設されたバルブ４４、４５ならびにパイプ４６、４７を介して、前記めっき液タンク４１に接続されている。従って、当該第１の浴２３Ａならびに第２の浴２３Ｂに供給されためっき液８１は、それぞれのバルブ４４、４５を開放することにより、パイプ４６、４７を介してめっき液タンク４１に流動し、回収することができる。

また、前記半導体基板格納室５１内には、複数枚の被処理半導体基板７１が収容され、一方、ダミー基板格納室５２には、被処理半導体基板７１と同等の形状、面積を有するダミー基板７２が収容される。

被処理半導体基板７１は、前述の如く、所謂ウエハープロセス工程を経たシリコン（Ｓｉ）基板或いは化合物半導体基板であって、めっき処理対象物である。一方、ダミー基板７２は、めっき処理非対象物であって、被処理半導体基板７１と同様の半導体基板、或いは無機絶縁性材料から形成された基板などから適宜選択される。当該ダミー基板７２は、めっき処理非対象物であることから、めっき液８１に接する主表面について導電性を有する状態とする必要は無い。即ち、当該ダミー基板７２の主表面は、絶縁性とされる。

そして、搬送用ロボットアーム５３は、半導体基板格納室５１内に収容されている被処理半導体基板７１の一枚を、基板設置ステージ２４に搬送し、当該被処理半導体基板７１を基板設置ステージ２４上に配置された基板固定ステージ２５上に載置する。この時、当該被処理半導体基板７１は、その被めっき処理面即ち電子回路形成面が、上面（表出面）とされて載置される。

そして、めっき処理後、当該搬送用ロボットアーム５３は、被処理半導体基板７１を、基板設置ステージ２４上に在る基板固定ステージ２５上から、半導体基板格納室５１内へ搬送する。また、当該搬送用ロボットアーム５３は、ダミー基板格納室５２内に収容されているダミー基板７２を、基板設置ステージ２４に搬送し、当該ダミー基板７２を基板設
置ステージ２４上に配置された基板固定ステージ２５上に載置する。

そして、当該搬送用ロボットアーム５３は、当該ダミー基板７２を、基板設置ステージ２４上に在る基板固定ステージ２５上から、ダミー基板格納室５２内へ搬送することも行う。

当該基板固定ステージ２５には、真空吸引孔が配設されており（図示せず）、当該基板固定ステージ２５上に載置された被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２は、当該真空吸引孔を介して当該基板固定ステージ２５上に吸着保持される。尚、当該真空吸引孔にパイプなどを介して接続される真空ポンプ等の吸引装置についても、図示しない。そして、当該基板固定ステージ２５自体も、係止ピンなどの機械的係止機構或いは真空吸着機構（図示せず）などによって、基板設置ステージ２４上に、離脱可能に固定される。

当該基板設置ステージ２４は、前記めっき処理槽２１の第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１の近傍に位置して配置された回転機構２６によって、矢印Ｑの如く回動可能に支持されている。これにより、その上面に載置された基板固定ステージ２５に吸着・保持されている被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２を、当該第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１に在る開口２１Ｓに対して移動せしめることができる。

即ち、基板固定ステージ２５に吸着・保持された被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２は、当該基板設置ステージ２４の回動によって、第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１に在る開口２１Ｓに対して搬送・移動され、当該開口２１Ｓ内に挿入・配置される。

めっき処理槽２１の第１の浴２３Ａに於ける開口２１Ｓ内に挿入された被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２は、その主面の外周縁部が、当該第１の浴２３Ａの内壁に於いて開口２１Ｓの縁部に沿って配設された絶縁性シールパッキン２１ＳＰに当接する。かかる当接状態に於いて、基板固定ステージ２５は、前記係止ピンなどの機械的係止機構或いは真空吸着機構が開放されることにより、基板設置ステージ２４から分離されると共に、その裏面がシリンダ（図示せず）などにより第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１方向に押圧される。

これにより、被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２の、開口２１Ｓ内への配置が維持され、且つ、当該被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２の外周縁部が前記絶縁性シールパッキン２１ＳＰに当接した状態が維持されて、第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１に在る開口２１Ｓは閉じられる。

この様に、被処理半導体基板７１が、第１の浴２３Ａに於ける開口２１Ｓ内に挿入・配置されることにより、被処理半導体基板７１に於ける下地金属層（共通電極）に対して、直流電源３１の負極に接続された電極端子３３が接触する。当該電極端子３３は、前記絶縁性シールパッキン２１ＳＰを貫通して配設されている。

一方、基板固定ステージ２５が取り外された基板設置ステージ２４は、反対方向に回動して、第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１から離間する。かかる状態に於いて、予めめっき液タンク４１に収容されためっき液８１は、ポンプ４２により、パイプ４３を介してめっき処理槽２１の第１の浴２３Ａ内へ供給され、隔壁２２の高さ、即ち、陽極板（アノード電極板）３２と被処理半導体基板７１の上端を越えた位置まで充填される。

この時、被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２の外周縁部が前記絶縁性シールパッキン２１ＳＰに当接していることから、当該めっき液８１は、被処理半導体基板７１、
或いはダミー基板７２の側面、更にはその裏面に流出しない。

この結果、当該陽極板（アノード電極板）３２と、被処理半導体基板７１の一方の主面（被めっき処理面）或いはダミー基板７２の主面は、めっき液８１を介して、且つ互いにほぼ垂直に立てられた状態をもって対向する。かかる状態において、直流電源３１から、陽極板（アノード電極板）３２と被処理半導体基板７１に於ける下地金属層との間を流れる直流電流が供給されて、当該被処理半導体基板７１の一方の主面に配設された電極パッド上に対して、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ材の電解めっき処理が実施される。

尚、ダミー基板７２が、第１の浴２３Ａに於ける開口２１Ｓ内に挿入・配置された場合、当該ダミー基板７２はその主表面に金属層などを有しないことから、電極端子３３の接触を生じても、ダミー基板７２に対するめっき処理は実行されない。

被処理半導体基板７１へのめっき処理が行われている間、第１の浴２３Ａに導入され、隔壁２２をオーバーフローして第２の浴２３Ｂに流れるめっき液８１は、バルブ４５ならびにパイプ４７を介してめっき液タンク４１へ戻される。めっき液タンク４１に戻されためっき液８１は、ポンプ４２によって第１の浴２３Ａに送出される。即ち、被処理半導体基板７１に対するめっき処理が行われている間、めっき液８１は、めっき処理槽２１とめっき液タンク４１との間を循環する。

この様な構成を有する電解めっき処理装置に於いて、めっき処理を実行する際には、前記制御装置６１によって各部位の動作が制御される。所定の電解めっき処理が終了した後には、めっき処理槽２１内に導入されているめっき液８１を、バルブ４４，４５、ならびにパイプ４６，４７を介して、めっき液タンク４１に回収する。

しかる後、基板設置ステージ２４を回動して基板固定ステージ２５の裏面に当接させ、当該基板固定ステージ２５を基板設置ステージ２４上に固定した後、逆方向へ回動して、基板固定ステージ２５上に保持された被処理半導体基７１を、第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１から引き離す。

尚、前記第１の浴２３Ａに於ける開口２１Ｓに対して被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２を配設するにあたり、これらの基板を当該開口２１Ｓ内に挿入・配置せず、当該開口２１Ｓを覆う如く配設することもできる。即ち、当該開口２１Ｓの寸法を、被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２の外形寸法よりも小として、当該被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２の主面の周縁部を、開口２１Ｓの縁部周囲に於ける外側面２１Ｗ１に当接せしめる。かかる構成は図示しないが、この様な構成によっても、めっき液８１が、被処理半導体基板７１或いはダミー基板７２の側面、更にはその裏面に流出することを防止することができる。

尚、この様な構成を有するめっき処理装置に於いて、電解めっき処理を実行する際には、被着される金属の種類に対応して、陽極板（アノード電極板）３２の材料ならびにめっき液の組成が選択される。

本第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程に於ける電解めっき処理方法を、図１３に於ける工程フロー、ならびに図１４乃至図２３に示すところのめっき処理装置に於ける各部位の動作状態をもって説明する。

先ず被処理半導体基板７１に対する所望のめっき処理が開始される迄、即ち待機状態（図１３、ステップＳ０１）にあっては、めっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａは、その開口２１Ｓがダミー基板７２により閉じられ、当該第１の浴２３Ａ中にはめっき液８１
が導入されている。当該ダミー基板７２は、その裏面が基板固定ステージ２５に吸着されて保持されている。

この結果、当該第１の浴２３Ａ内に配置された陽極板（アノード電極板）３２は、めっき液８１中に位置して配置されている。かかる状態を図１４に示す。即ち、めっき処理槽２１に於ける隔壁２２の存在により、めっき液８１は当該第１の浴２３Ａ中に所定の深さをもって収容されており、陽極板（アノード電極板）３２は当該めっき液８１中に浸漬されて、外気（大気）に晒されることのない状態とされている。

そして、当該隔壁２２をオーバーフローして第２の浴２３Ｂへ流れためっき液８１は、バルブ４５、パイプ４７を介してめっき液タンク４１へ送られ、更にポンプ４２により第１の浴２３Ａへと循環して送出される。めっき液８１は、循環されることにより、その濃度がほぼ一定に保たれ、組成の変動を招来しない。

この様に、第１の実施の形態にあっては、待機時間中、即ち、例えば最初の製造ロットに於ける被処理半導体基板７１に対してめっき処理が開始される迄の間、或いは次なる製造ロットに於ける被処理半導体基板７１が準備され、当該被処理半導体基板７１に対するめっき処理が開始される迄の間、図１４に示す状態が維持される。

即ち、本第１の実施の形態にあっては、めっき処理が待機状態に於いても、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなる陽極板（アノード電極板）３２は乾燥状態に至らず、その表面に酸化膜が生成されることが防止される。これにより、所望のめっき処理工程に於いて、生成されるはんだめっき層に、膜厚の異常を生ずることがない。

当該待機状態の後、所定枚数の被処理半導体基板７１を含む製造ロットに対するめっき処理を開始する際には、先ず前記めっき処理槽２１に導入され循環しているめっき液８１を、めっき液タンク４１へ回収する。（図１３、ステップＳ０２）
かかる一つの製造ロットに対するめっき処理は、例えば当該ロットに含まれる被処理半導体基板７１が、半導体基板格納室５１に収容されることにより開始される。即ち、当該ロットに含まれる被処理半導体基板７１が半導体基板格納室５１に収容されたならば、めっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａならびに第２の浴２３Ｂに導入され循環しているめっき液８１を、バルブ４４、４５、パイプ４６、４７を介してめっき液タンク４１へ回収する。即ち、めっき浴槽２１内のめっき液８１を排除する。かかる状態を図１５に示す。

めっき液８１をめっき液タンク４１へ回収した後、回転機構２６により前記基板設置ステージ２４を回動して、基板固定ステージ２５の裏面に当接させる。そして、当該基板固定ステージ２５を基板設置ステージ２４に固定した後、当該基板設置ステージ２４を逆方向に回動せしめ、前記ダミー基板７２をめっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａの側面から取り外す。（図１３、ステップＳ０３）かかる状態を図１６に示す。

そして、当該ダミー基板７２を、基板固定ステージ２５による吸着保持から開放し、搬送用ロボットアーム５３によってダミー基板格納室５２内へ搬送する。しかる後、当該搬送用ロボットアーム５３を用い、半導体基板格納室５１に収容されている被処理半導体基板７１を、前記基板設置ステージ２４上に在る基板固定ステージ２５上に搬送し、当該基板固定ステージ２５上に載置する。（図１３、ステップＳ０４）かかる状態を図１７に示す。この時、当該被処理半導体基板７１は、その主面（半導体素子形成面）を上として、基板固定ステージ２５上に載置される。

そして、当該被処理半導体基板７１を基板固定ステージ２５上に吸着保持した状態を保
ちつつ、基板固定ステージ２５をめっき処理槽２１の第１の浴２３Ａの外側面２１Ｗ１方向に回動させて、当該被処理半導体基板７１を第１の浴２３Ａの外側面２１Ｗ１に在る開口２１Ｓに対して搬送する。これにより、当該被処理半導体基板７１は、開口２１Ｓ内に挿入・配置される。（図１３、ステップＳ０５）
かかる挿入状態に於いて、基板固定ステージ２５は、前記係止ピンなどの機械的係止機構或いは真空吸着機構が開放されることにより、基板設置ステージ２４から分離可能とされると共に、その裏面がシリンダ（図示せず）などにより第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１方向に押圧される。これにより、被処理半導体基板７１の開口２１Ｓ内への配置が維持される。

この様に、被処理半導体基板７１が、第１の浴２３Ａに於ける開口２１Ｓ内に挿入・配置されることにより、当該被処理半導体基板７１に於ける下地金属層に対して、直流電源３１の負極に接続された電極端子３３が接触した状態とされる。一方、基板固定ステージ２５が取り外された基板設置ステージ２４は、反対方向に回動して、第１の浴２３Ａに於ける外側面２１Ｗ１から離間する。かかる状態を図１８に示す。この結果、被処理半導体基板７１は、その主面（半導体素子形成面）を、第１の浴２３Ａ内に向けて配置され、当該第１の浴２３Ａ内に配置されている陽極板（アノード電極板）３２と対向する。

当該被処理半導体基板７１が、めっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａの開口２１Ｓ内に配置されて当該開口２１Ｓが閉じられた状態に於いて、めっき液タンク４１に収容されているめっき液８１が、ポンプ４２により、パイプ４３を介してめっき処理槽２１の第１の浴２３Ａ内へ供給される。そして当該めっき液８１は、前記隔壁２２の高さ、即ち、陽極板（アノード電極板）３２と被処理半導体基板７１の上端を越えた位置まで導入される。（図１３、ステップＳ０６）かかる状態を図１９に示す。

この結果、陽極板（アノード電極板）３２と被処理半導体基板７１の主面（半導体素子形成面）は、当該めっき液８１を介して対向する。かかる状態に於いて、直流電源３１から、陽極板（アノード電極板）３２と被処理半導体基板７１に於ける下地金属層との間に直流電流を供給して、当該被処理半導体基板７１の一方の主面に在る電極パッド２上にはんだ材の電解めっき処理を実施する。（図１３、ステップＳ０７）
被処理半導体基板７１のめっき処理が行われている間、第１の浴２３Ａに導入され、隔壁２２をオーバーフローして第２の浴２３Ｂに流れるめっき液８１は、バルブ４５ならびにパイプ４７を介してめっき液タンク４１へ戻される。即ち、被処理半導体基板７１のめっき処理が行われている間、めっき液８１は、めっき処理槽２１とめっき液タンク４１との間を循環する。

かかる電解めっき処理にあっては、陽極板（アノード電極板）３２と、被処理半導体基板７１に於ける下地金属層との間を流れる直流電流により、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなる陽極板（アノード電極板）３２がめっき液８１中に溶出して生じたところの錫（Ｓｎ）イオンならびに鉛（Ｐｂ）イオンが、被処理半導体基板７１の表面にある電極パッド上にはんだ層として析出される。

即ち、前記図５に示すはんだめっき工程にあっては、陽極板（アノード電極板）３２の材料として錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだを用い、めっき液８１としてアルカンスルフォン酸を用いることにより、ニッケル（Ｎｉ）層８の表面に、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ層９が被着される。

当該被処理半導体基板７１に対する当該錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだ材のめっき処理が終了したならば、めっき処理槽２１に収容されているめっき液８１を、めっき液タンク４１へ回収する。（図１３、ステップＳ０８）即ち、被処理半導体基板７１に対する所定
のめっき処理が終了したならば、めっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａならびに第２の浴２３Ｂに収容されているめっき液８１を、バルブ４４、４５ならびにパイプ４６、４７を介してめっき液タンク４１に回収する。かかる状態を図２０に示す。

当該めっき液８１をめっき液タンク４１へ回収した後、回転機構２６により前記基板設置ステージ２４を回動して、基板固定ステージ２５の裏面に当接させる。そして、当該基板固定ステージ２５を基板設置ステージ２４に固定した後、当該基板設置ステージ２４を逆方向に回動せしめ、前記被処理半導体基板７１をめっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａの外側面２１Ｗ１から取り外す。（図１３、ステップＳ０９）かかる状態を図２１に示す。

しかる後、当該被処理半導体基板７１を、基板固定ステージ２５による吸着保持から開放し、搬送用ロボットアーム５３により半導体基板格納室５１内へ搬送する。そして、当該搬送用ロボットアーム５３を用い、半導体基板格納室５１に収容されている次なる被処理半導体基板７１を、前記基板設置ステージ２４上に在る基板固定ステージ２５上に搬送し、当該基板固定ステージ２５上に載置する。

そして、当該被処理半導体基板７１に対して、前記図１７乃至図２１に示されるめっき工程、即ちステップＳ０４乃至ステップＳ０９をもって説明した電解めっき処理を行う。この様なめっき処理を、一つのロットに含まれる半導体基板１（被処理半導体基板７１）に対して順次実施する。（図１３、線Ｌ１）
当該一つのロットに対するめっき処理工程中に於いては、被処理半導体基板７１の交換の際、陽極板（アノード電極板）３２はめっき液８１に触れない状態が生ずるが、当該被処理半導体基板７１の交換に要する時間は短く、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなる陽極板（アノード電極板）３２が乾燥する状態は生じない。

当該ロットに含まれる半導体基板１（被処理半導体基板７１）の全てに対してめっき処理が施されたならば、当該半導体基板１は、半導体基板格納室５１から取り出され、キャリアに収容されるなどして次の処理工程へ搬送される。

前述の如く、半導体装置の製造工程にあっては、他の製造工程の進捗状況などにより、ある一つのロットに於ける所定枚数の半導体基板１（被処理半導体基板７１）に対するメッキ処理が終了した状態に於いて、次なる被処理ロットが到着していない状態、即ち待機状態が発生する場合がある。

本発明にあっては、かかる場合にあっても、めっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａについて、その開口２１Ｓをダミー基板７２によって閉じ、当該第１の浴２３Ａ中へのめっき液８１の導入を可能とすることにより、陽極板（アノード電極板）３２が当該めっき液８１中に浸された状態を保持する。

即ち、搬送用ロボットアーム５３を用い、ダミー基板格納室５２に収容されているダミー基板７２を、前記基板設置ステージ２４上に在る基板固定ステージ２５上に搬送し、当該基板固定ステージ２５上に載置する。（図１３、ステップＳ１０）かかる状態を図２２に示す。

そして、当該ダミー基板７２を基板固定ステージ２５上に吸着保持した状態を保ちつつ、基板固定ステージ２５をめっき処理槽２１の第１の浴２３Ａの外側面２１Ｗ１方向に回動させて、当該ダミー基板７２を第１の浴２３Ａの外側面２１Ｗ１に在る開口２１Ｓに対して搬送・移動する。これにより、当該ダミー基板７２は、当該開口２１Ｓを閉じて配置される。（図１３、ステップＳ１１）
当該ダミー基板７２が、めっき処理槽２１に於ける第１の浴２３Ａの開口２１Ｓ内に挿入・配置されることにより当該開口２１Ｓが閉じられた状態に於いて、予め、めっき液タンク４１に収容されているめっき液８１が、ポンプ４２により、パイプ４３を介してめっき処理槽２１の第１の浴２３Ａ内へ導入される。（図１３、ステップＳ１２）導入されためっき液８１により、当該第１の浴２３Ａ内に配置された陽極板（アノード電極板）３２は、めっき液８１中に位置して配置される。かかる状態を図２３に示す。

即ち、処理対象ロット間に於ける待機状態に於いても、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなる陽極板（アノード電極板）３２は、めっき液８１中に保持される。（図１３、線Ｌ２）当該めっき液８１は、めっき処理槽２１とめっき液タンク４１との間を循環する。

一方、当該処理対象ロット間に於ける待機状態に於いては、当該陽極板（アノード電極板）３２に対する電圧の印可は行われない。直流電源３１の電圧を零（０）Ｖとするか、或いは当該直流電源３１と陽極板（アノード電極板）３２との間のスイッチ（図示せず）を開くことにより、めっき浴中に浸漬され、保持されている陽極板（アノード電極板）３２に対して、電圧が印可されない状態とする。

そして、次なる処理対象ロットが、半導体基板格納室５１に搬入されることが検知されると、前述の如くめっき処理槽２１に於けるめっき液８１の回収が行われ（図１３、ステップＳ０２）、次なる処理対象ロットに対するめっき処理が実施される。

ここで、前記電解めっき処理装置２００に於ける制御装置６１の構成の一例を、図２４に示す。当該制御装置６１は、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）６０
１と共に、入力装置６０２、表示装置６０３、ハードディスク装置６０４、メモリ６０５、インターフェース６０６、ならびに可読媒体装置６０７などを具備する。

ＣＰＵ６０１は、ハードディスク装置６０４に格納されている制御プログラムを実行することにより、めっき処理装置２００全体を制御する。入力装置６０２は、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、或いはワイヤレスリモコン等である。また、表示装置６０３は、ＣＰＵ６０１で処理されるデータ及び／或いはメモリ６０５に記憶されるデータを表示する。当該表示装置６０３は、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、エレクトロルミネッセンスパネル等である。

ハードディスク装置６０４は、制御プログラム他各種プログラム、ならびに各種データを格納している。そして、メモリ６０５は、ＣＰＵ６０１に於いて実行される各種プログラム及び／或いはＣＰＵ６０１が処理する各種データを記憶する。当該メモリ６０５は、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）、書き換え可能であって且つ不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成される。

一方、インターフェース６０６は、当該めっき処理装置２００をインターネット或いはＬＡＮ（Local Area Network）等の外部ネットワークに接続する。当該インターフェース６０６は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のシリアルインターフェース、或いは、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）等のパラレルインターフェースのいずれで
もよい。

そして、可読媒体装置６０７は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＨＤ−ＤＶＤ、ＢＤ（Blue-ray Disc）等のコンピュータ可読媒体の読み取り／
書き込み装置、或いは、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを有するコンピュータ可読媒体の読み取り／書き込み装置であってもよい。当該可読媒体装置６０７に挿入又は装着するコンピュータ可読媒体から各種プログラム及び各種データを、ハードディスク装置６
０４に格納してもよい。

また、ＣＰＵ６０１が、可読媒体装置６０７に挿入又は装着するコンピュータ可読媒体に格納されている制御プログラムを実行することにより、制御装置６１がめっき処理装置２００を制御することとしてもよい。

前述の如く、前記第１の実施の形態に於いては、陽極板（アノード電極板）３２として錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだを用い、はんだめっき処理を行う工程について示した。しかしながら、本発明にかかるめっき処理は、陽極板（アノード電極板）３２の材質ならびにめっき液を変更することにより、他の金属材料のめっき処理に適用することができる。これを、第２の実施の形態として、以下に説明する。
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について、図２５乃至図３１を参照して説明する。尚、前記第１の実施の形態に於ける部位に対応する部位には、同一の符号を付している。

本第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法にあっては、銅（Ｃｕ）層を、電解めっき法により被着する。半導体基板１の一方の主面に配設された電極パッド２を選択的に覆って、無機絶縁層３ならびに有機絶縁層４が被覆された状態を、図２５に示す。かかる構成は、ウエハープロセス工程に於いて形成される。

本第２の実施の形態にあっては、電極パッド２の表出部及びその周辺領域上に、銅（Ｃｕ）配線層が配設される。前記第１の実施の形態と同様、半導体基板１は、シリコン（Ｓｉ）基板であり、その一方の主面に形成された複数個の半導体素子領域のそれぞれには、素子分離領域を介してＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ或いはバイポーラトランジスタなどの能動素子、容量素子あるいは抵抗素子などの受動素子が配設される。

そして当該半導体基板１上にはこれらの能動素子、受動素子間を相互に接続するアルミニウム（Ａｌ）或いは銅（Ｃｕ）からなる配線層、及び当該配線層間を絶縁する層間絶縁層などが形成されて、所望の電子回路が形成されている。（図示せず）尚、半導体基板１として、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの化合物半導体が適用される場合もある。

そして、前記電極パッド２は、アルミニウム（Ａｌ）を主体とする材料から構成され、無機絶縁層３は、窒化シリコン（ＳｉＮ）或いは酸化シリコン（ＳｉＯ）から構成されている。また、有機絶縁層４は、ポリイミドから構成されている。

本第２の実施の形態にあっても、当該有機絶縁膜４の表面ならびに電極パッド２の表出部に、半導体基板１側より、チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６を積層形成する。当該チタン（Ｔｉ）層５は、例えば１００ｎｍの厚さを有し、一方、銅（Ｃｕ）層６は、例えば２５０ｎｍの厚さを有する。かかる状態を、図２６に示す。

当該チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、突起電極（バンプ）の下地金属層となるものであるが、当該突起電極（バンプ）を電解めっき法により被着する際の電極（負極）として機能する。当該チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、スパッタリング法或いは化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成される。

次いで、前記銅（Ｃｕ）層６上に、フォト・レジスト層を選択的に形成する。即ち、前記電極パッド２に対応し且つその周辺に広がる開口７Ｂを有するフォト・レジスト層７を形成する。かかる状態を、図２７に示す。

当該フォト・レジスト層７は、例えば回転塗布法により被着された後、フォトリソグラフィ技術により選択的に開口７Ｂが形成される。そして、当該開口７Ｂ内に表出された銅（Ｃｕ）層６の表面を、例えば希硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）を用いて洗浄する。

本第２の実施の形態にあっては、次いで前記フォト・レジスト層７の開口７Ｂ内に表出された銅（Ｃｕ）層６の表面に、銅（Ｃｕ）層９１を形成する。当該銅（Ｃｕ）層９１は、４μｍ程の厚さを有する。かかる状態を、図２８に示す。

当該、銅（Ｃｕ）層９１は、電解めっき法により形成される。この時、前記チタン（Ｔｉ）層５及び銅（Ｃｕ）層６は、直流電源（図示せず）の負極に接続されて、めっき電極として機能する。当該銅（Ｃｕ）めっき処理の際には、陽極板（アノード電極板）３２の材料として銅（Ｃｕ）を用い、めっき液８１としてアルカンスルフォン酸を用いる。当該メッキ処理工程に於いて、銅（Ｃｕ）からなる陽極板（アノード電極板）３２の表面には、ブラックフィルムが生成される。

しかる後、前記フォト・レジスト層７を除去し、銅（Ｃｕ）層９１の周囲に前記銅（Ｃｕ）層６を表出せしめる。かかる状態を、図２９に示す。当該フォト・レジスト層７は、レジスト剥離液或いはアッシング処理により、除去される。

次いで、前記銅（Ｃｕ）層９１の周囲に表出している銅（Ｃｕ）層６を選択的に除去する。かかる状態を、図３０に示す。当該銅（Ｃｕ）層６は、銅（Ｃｕ）層９１をエッチングマスクとし、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）系エッチャントを用いた所謂湿式エッチング処理により除去することができる。この時、銅（Ｃｕ）層９１は、銅（Ｃｕ）層６に対して十分な膜厚差を有することから、エッチングマスクとして機能し、当該エッチング処理後にも残される。

次いで、前記銅（Ｃｕ）層９１周囲に表出したチタン（Ｎｉ）層５を選択的に除去する。これにより、ニッケル（Ｎｉ）層８の周囲には、前記有機絶縁層４が表出される。かかる状態を、図３１に示す。当該チタン層５は、銅（Ｃｕ）層９１、銅（Ｃｕ）層６をエッチングマスクとし、フッ酸（ＨＦ）系エッチャントを用いた湿式エッチング処理により除去することができる。

かかる工程により、電極パッド２上に、チタン層５及び銅層６を介して、銅（Ｃｕ）層９１が形成され、当該チタン層５、銅（Ｃｕ）層６及び銅（Ｃｕ）層９１からなる配線層は、前記有機絶縁層４上に延在して配設される。当該配線層は、所謂再配線層（再配置配線層）に相当するものである。当該配線層は、必要に応じて、絶縁層（図示せず）により選択的に被覆される。

この様な銅（Ｃｕ）層の電解めっき処理工程についても、前記図１３に於ける工程フロー、ならびに図１４乃至図２３に示すところのめっき処理装置に於ける処理形態を適用することができる。即ち、製造ロット間などに於ける待機状態に際して、めっき浴槽２１の開口２１Ｓをダミー基板７２によって閉じ、当該第１の浴２３Ａ中へのめっき液８１の導入を可能とすることにより、銅（Ｃｕ）からなる陽極板（アノード電極板）３２を当該めっき液８１中に保持する。

これにより、当該銅（Ｃｕ）からなる陽極板（アノード電極板）３２、ならびにその表面に形成されるブラックフィルムの乾燥を防止することができ、もって当該ブラックフィルムの剥離を防止することができる。従って、当該銅（Ｃｕ）めっき処理を、高い製造歩留りをもって実施することができる。

尚、前記銅（Ｃｕ）層９１を配線層として半導体基板１上に於いて延在させず、電極パッド２上に選択的に配設することにより、当該銅（Ｃｕ）層９１を前記第１の実施の形態に於けるニッケル（Ｎｉ）層と同様に、はんだバンブを配設する際の下地金属層（ＵＢＭ）の一部として適用することもできる。

即ち、前記第１の実施の形態に於けるはんだ材の電解めっき法を適用し、フォト・レジスト層７をマスクとして、当該銅（Ｃｕ）層９１上に、はんだ層を被着する。これにより、チタン（Ｔｉ）層５、銅（Ｃｕ）層６、ならびに銅（Ｃｕ）層９１の積層体は、バンプの下に配置され、ＵＢＭ（under bump metal）層を構成する。当該ＵＢＭ（under bump metal）層に於ける銅（Ｃｕ）層９１は、はんだ層の再溶融（リフロー）処理の際、はんだ材が電極パッド２の方向へ浸透することを阻止するバリヤ層として機能する。

かかる銅（Ｃｕ）層９１上へのはんだバンブを配設工程に於いても、当該バンプを構成するはんだ材として錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだを適用する場合には、前記図１３に於ける工程フロー、ならびに図１４乃至図２３に示すところのめっき処理形態を適用することができる。これにより、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだからなる陽極板（アノード電極板）３２の乾燥を防止することができ、もってその酸化を防止することができる。

尚、前記本発明の第１の実施の形態、ならびに本第２の実施の形態にあっては、半導体装置の製造工程に於いて、半導体素子に於ける電極端子を形成する際の電解めっき処理を対象として掲げている。しかしながら、本発明思想はこれに限られるものではなく、陽極板（アノード電極板）が大気中などに置かれる時間を短くする必要がある電解めっき（電気めっき）処理が適用される他のメッキ処理に対しても適用することができる。例えば、前記半導体素子１００に於ける多層配線層の少なくとも一部を銅（Ｃｕ）の埋め込み配線層をもって形成する工程、或いは前記配線基板１２０の主面に、銅（Ｃｕ）配線、或いははんだバンプを形成する場合にも適用することができる。

以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
めっき浴槽に設けられた開口部を覆って、めっき処理対象物を配置する段階、
当該めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象物の表出部、ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、
前記めっき電極を用いて、前記めっき処理対象物にめっき処理を施す段階、
前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、
前記めっき浴槽の前記開口部を覆って、めっき処理非対象物を配置する段階、
前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階
を含むことを特徴とするめっき処理方法。

（付記２）
さらに、前記めっき浴槽内のめっき液を排除する段階、
前記めっき浴槽に設けられた開口部に、第２のめっき処理対象物を配置する段階
を含むことを特徴とする付記１記載のめっき処理方法。

（付記３）
前記めっき処理対象物が、一方の主面に複数の半導体素子が形成された半導体基板であることを特徴とする付記１又は２記載のめっき処理方法。

（付記４）
前記めっき浴槽の開口部は、当該めっき浴槽の側面に配設され、めっき処理対象物に対応した形状ならびに面積を有することを特徴とする付記１又は２記載のめっき処理方法。

（付記５）
前記めっき電極は、めっき液に対して可溶性であることを特徴とする付記１又は２記載のめっき処理方法。

（付記６）
前記めっき電極は、錫（Ｓｎ）鉛（Ｐｂ）系はんだであることを特徴とする付記５記載のめっき処理方法。

（付記７）
前記めっき電極は、銅（Ｃｕ）であることを特徴とする付記５記載のめっき処理方法。

（付記８）
第１のめっき処理ロットに対する第１のめっき処理工程と、第２のめっき処理ロットに対する第２のめっき処理工程との間に於いて、めっき浴槽内に配置されためっき電極をめっき液中に浸す段階を含むことを特徴とするめっき処理方法。

（付記９）
めっき浴槽に設けられた開口部を覆って、めっき処理対象半導体基板を配置する段階、
前記めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象半導体基板の表出部、ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、
前記めっき電極を用いて、前記めっき処理対象半導体基板にめっき処理を施す段階、
前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、
前記めっき浴槽の前記開口部を覆って、めっき処理非対象物を配置する段階、
前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

（付記１０）
さらに、前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、
前記めっき浴槽に設けられた開口部に、第２のめっき処理対象半導体基板を配置する段階、
を含むことを特徴とする付記９記載の半導体装置の製造方法。

（付記１１）
前記めっき処理非対象物は、半導体基板或いは無機絶縁物からなる基板から選択されることを特徴とする付記９又は１０記載の半導体装置の製造方法。

（付記１２）
前記めっき処理非対象物は、めっき処理対象物に対応した形状ならびに面積を有することを特徴とする付記９又は１０記載の半導体装置の製造方法。

１ 半導体基板
２ 電極パッド
３ 無機絶縁層
４ 有機絶縁膜
５ チタン層
６、９１ 銅層
７ フォト・レジスト層
８ ニッケル層
９ はんだ層
１０ はんだバンプ
２１ めっき処理槽
２２ 隔壁
２３ 浴
２４ 基板設置ステージ
２５ 基板固定ステージ
２６ 回転機構
３１ 直流電源
３２ 陽極板（アノード電極板）
３３ 電極端子
４１ めっき液タンク
４２ ポンプ
４４、４５ バルブ
５１ 半導体基板格納室
５２ ダミー基板格納室
５３ 搬送用ロボットアーム
６１ 制御装置
７１ 被処理半導体基板
７２ ダミー基板
１２０ 配線基板
１２１ 外部接続用端子
１５０ 半導体装置

Claims (7)

1. めっき浴槽に設けられた開口部を覆って、めっき処理対象物を配置する段階、
   当該めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象物の表出部、ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、
   前記めっき電極を用いて、前記めっき処理対象物にめっき処理を施す段階、
   前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、
   前記めっき浴槽の前記開口部を覆って、めっき処理非対象物を配置する段階、
   前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階
   を含むことを特徴とするめっき処理方法。
2. さらに、
   前記めっき浴槽内のめっき液を排除する段階、
   前記めっき浴槽に設けられた開口部に、第２のめっき処理対象物を配置する段階
   を含むことを特徴とする請求項１記載のめっき処理方法。
3. 前記めっき処理対象物が、一方の主面に複数の半導体素子が形成された半導体基板であることを特徴とする請求項１又は２記載のめっき処理方法。
4. 前記めっき浴槽の開口部は、当該めっき浴槽の側面に配設され、めっき処理対象物に対応した形状ならびに面積を有することを特徴とする請求項１又は２記載のめっき処理方法。
5. 第１のめっき処理ロットに対する第１のめっき処理工程と、第２のめっき処理ロットに対する第２のめっき処理工程との間に於いて、めっき浴槽内に配置されためっき電極をめっき液中に浸す段階を含むことを特徴とするめっき処理方法。
6. めっき浴槽に設けられた開口部を覆って、めっき処理対象半導体基板を配置する段階、
   前記めっき浴槽の前記開口部に於ける前記めっき処理対象半導体基板の表出部、ならびに当該めっき浴槽内に配置されためっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階、
   前記めっき電極を用いて、前記めっき処理対象半導体基板にめっき処理を施す段階、
   前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、
   前記めっき浴槽の前記開口部を覆って、めっき処理非対象物を配置する段階、
   前記めっき浴槽内に配置された前記めっき電極を浸す様に、当該めっき浴槽内にめっき液を導入する段階
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. さらに、前記めっき浴槽内の前記めっき液を排除する段階、
   前記めっき浴槽に設けられた開口部に、第２のめっき処理対象半導体基板を配置する段階、
   を含むことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。

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