JP2017137523A - 半導体ウェハ - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェハへの金属めっき処理を可及的に膜厚状、且つ、略均一に処理することができる半導体ウェハめっき用治具とめっき処理方法の提供。【解決手段】２枚の半導体ウェハ３０を、ウェハ圧接盤２０を介してめっきをしない面同志を合わせ、両側からウェハ保持盤１１で挟んで密閉し、めっきをする面が両側になるように挟持する治具１０を用いる。【選択図】図６

Description

この発明は、半導体ウェハに略均一に金属めっき（特に、銀めっき、ニッケルめっき等）を積層した半導体ウェハ、かかる半導体ウェハを製造するための半導体ウェハめっき用治具及びかかる治具を用いた半導体ウェハのめっき処理方法に関し、これらの治具や方法によって製造した半導体ウェハを用いた半導体装置、また、この半導体装置を有する通信機器、電子機器、映像機器、家電機器等に関する。

従来、半導体ウェハの半導体の実装面（半導体を実装する面であり、以下、表面という）に金属（例えば、金、銀、プラチナ、銅等）のめっきをするために、電解（電気）めっき方法を用いることが良く知られている。

このような、半導体ウェハの表面に対する電解（電気）めっきを施すめっき装置の電解めっきの工程において、安定した給電が可能な半導体装置の製造方法が開示されている（特許文献１参照）。

また、半導体ウェハ等の被めっき体に電気めっきを行う場合に、高電流密度の条件であっても平坦な先端形状のバンプを形成したり、良好な面内均一性を有する金属膜を形成したりすることができるめっき装置が開示されている（特許文献２参照）。

上記のような半導体ウェハ等の被めっき物に対するめっき処理時には、半導体ウェハを支持部材で挟持して外部直流電源を用いてめっき槽内の金属イオンのカソード還元により、貴金属のめっき薄膜を形成する電解めっき処理が行われており、電解めっき槽内での搬送めっき処理を迅速に正確に行いやすいようにウェハの支持部材に多種の工夫が施されている。

特開２０１０−２８７６４８号公報 特開２０１５−１４５５３７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている電解（電気）めっきの技術は、あくまで、半導体ウェハの表面（半導体の実装面）に金属による電気めっき処理を行うものである。ところが、近年では、半導体ウェハの表面だけではなく、半導体ウェハの裏面（半導体の実装面とは反対の面）に金属（金、銀、プラチナ、銅等）をめっきすることが行われている。この半導体ウェハの裏面にめっきする意義は、最終的にウェハ半導体装置の電気導電性（以下、単に導電性という。）を向上し、抵抗値を下げて消費電力の低減を図ることができることにあり、特に昨今のスマートフォン等の通信機器に用いる半導体装置では消費電力の低減は最重要課題の一つになっている。

そのための半導体ウェハの裏面へのめっき方法としては、スパッタ法や蒸着法を用いて、１〜３μの厚みのめっき被膜を半導体ウェハの裏面に形成している。最終的にウェハ半導体装置の導電性を向上させるためには、従来の１〜３μの金属めっきの被膜を略１０μ以上にすることで、さらなる導電性の向上を期待できる。ところが、スパッタ法や蒸着法では、被膜の厚い（例えば、略１０μ以上）めっき被膜を半導体ウェハの裏面に形成することはできなかった。そこで、上記の電解（電気）めっきにより、半導体ウェハの裏面に金属めっきの被膜を略１０μ以上の厚みで形成することが考えられる。

半導体ウェハを支持装置（例えば、ハンガー等）に吊下支持して、循環搬送機器によってハンガーを循環移動しながら外部直流電源を用いて水溶液中の金属イオンをカソード還元で金属薄膜を形成する従来の電解めっき方法では、半導体ウェハの裏面全体に均一に皮膜処理されない場合がある。これは、電解めっきで使われる電流は電極表面の等電位面に垂直に流れることから電極面（被処理面）上での電流分布が不均一となり、被めっき処理物たる円盤の周縁では被膜が厚くなるからである。

このように、単に、電解めっき方法を用いて半導体ウェハの裏面に金属めっきの被膜を略１０μ以上の厚みで形成しても、電流密度の高い半導体ウェハ周縁の金属めっきの被膜が厚くなり、電流密度の低い中央部では被膜が薄くなるという欠点を有していた。半導体ウェハの裏面のめっき処理時に膜厚にひずみが生起すると、半導体装置に組み込んだ際に半導体機能に支障を生起し不適格となる。また、均等な膜厚のめっき処理のなされたウェハ部分のみを半導体装置に使用するとウェハ使用の歩留まりが悪くなり不経済となる。

この発明では、半導体ウェハの裏面に形成される導電性の向上のための金属めっきによる被膜を、電解めっき方法を用いて可及的に膜厚にするにもかかわらず略均一に処理することができる半導体ウェハのめっき治具、めっき処理方法、及び、それらのめっき処理がなされた半導体ウェハを用いた半導体装置並びにかかる半導体装置を用いた各種電気機器を提供せんとするものである。

この発明は、半導体ウェハの裏面全体に略均一に少なくとも２種類以上の異なる種類の金属めっきを積層して構成したことを特徴とする半導体ウェハに関する。

また、間に半導体ウェハを挟持するように、ウェハ保持盤とそれとは別体のウェハ圧接盤との各盤を圧着固定する圧着治具とより構成し、ウェハ保持盤は、外周縁に懸架部を突設した一定幅員の環状支持板と、環状支持板面に形成した位置決め部と、環状支持板の内周縁部に形成したウェハ保持部と、により構成し、ウェハ圧接盤は、環状支持板の支持板面に圧接する環状板と、環状支持板の位置決め部に嵌着自在となるように環状板面に形成した嵌着部と、より構成してなる請求項１に記載の半導体ウェハを製造するための半導体ウェハめっき用治具に関する。

また、ウェハ保持盤とウェハ圧接盤との間に圧着治具を介して半導体ウェハを挟持圧着固定してめっき槽中に浸漬し、半導体ウェハ裏面に少なくとも２種類以上の異なる種類の金属めっきを形成し、水洗、乾燥することにも特徴を有する。

また、半導体ウェハにより製造した半導体装置に関する。

また、半導体ウェハめっき用治具によりめっき処理した半導体ウェハによって製造した半導体装置に関する。

また、半導体ウェハのめっき処理方法により製造した半導体ウェハにより製造した半導体装置に関する。

また、これらの半導体装置を有する通信機器、電子機器、映像機器、家電機器、バッテリー等に関する。

本発明によれば、半導体ウェハの裏面全体に導電性の高い金属（金、銀、プラチナ、銅等）めっきと、この導電性の高い金属めっきを保護する金属（ニッケル等）めっきとを積層して略均一にめっき処理しているため、金属のめっき膜厚が厚くなってもウェハ裏面が膜厚のまだらなめっきとならずに膜厚を均一にできるため、半導体装置に用いるのに何ら支障とならず、導電性の高い金属のめっきの膜厚にともなう導電性の向上や抵抗値の低下による消費電力の低減効果を充分に発揮することができる。

また、ウェハ保持盤とウェハ圧接盤との間に圧着治具により半導体ウェハを挟持圧着固定し、特に半導体ウェハの裏面の外周縁部、すなわち環状縁部を覆う状態で挟持することになり、その後各盤の位置決め部と嵌着部とによりウェハ保持盤及びウェハ圧接盤を一体に固定して電解槽内を流通搬送しながら水溶液中の金属イオンのカソード還元により金属皮膜を形成する電解めっき処理を行うことができる。

従って、電極面状での電流分布が不均一で特に電流密度の高い被めっき対象物の円盤形体周縁に金属めっき被膜が集中して膜厚になるものの、この膜厚となる部分は、ウェハ保持盤の環状支持板が電流密度の高い部分と一致し、ダミーの金属めっき被膜の膜厚増大域となる。すなわち、ウェハ保持盤の環状支持板の円環域が被めっき対象物の中で電流密度の高い膜厚増大域と一致する為、ウェハ保持盤の一定幅員の環状支持板上においては金属めっき被膜が集中して膜厚になるものの、半導体ウェハの裏面の周縁部は、ウェハ保持盤の環状支持板で覆われているため膜厚になることなく、その他の金属めっき域、つまり、ウェハ保持盤の環状支持板で覆われていない半導体ウェハの裏面では電流分布が均一となり、半導体ウェハの裏面における金属めっきの膜厚を略均一とすることができる。従って、金属めっきの膜厚を厚くしても均一なめっき処理が可能となる効果がある。

また、ウェハ保持盤の版環状支持板に形成した位置決め部は、環状支持板面に形成した凹状溝からなり、ウェハ圧接盤の環状板面に形成した嵌着部は、環状板面に形成された嵌着凸部から構成することもできる。この構成により、ウェハ保持盤に対するウェハ圧接盤の嵌着位置決めを容易とする効果がある。

また、電解めっき処理において電極表面に垂直に流れる電流分布の不均一域、特に金属めっきの被膜の膜厚が大となる環状域を簡単な構造によりダミー域として、その他のめっき処理域たるウェハ本体裏面は均一めっきとすることができ、半導体ウェハの導電性の向上、消費電力の低減化を図ることができる効果がある。

また、上記のようにして金属めっきを施した半導体ウェハを細分化して半導体基盤とした半導体装置を製造することができ、半導体装置の消費電力を大幅に低減することができる効果がある。

また、上述した半導体装置を各電気機器（例えば、通信機器、電子機器、映像機器、家電機器、バッテリー等）に実装することで、各電気機器の作動を迅速化し、電力消費を可及的に低減することができるため、各電気機器の独自の機能性を向上することができる効果がある。

本実施形態に係る半導体ウェハめっき用治具の構成を説明する斜視図である。 本実施形態に係る半導体ウェハめっき用治具のウェハ保持盤を説明する図である。 本実施形態に係る半導体ウェハめっき用治具のウェハ保持盤を説明する図である。 本実施形態に係る半導体ウェハめっき用治具のウェハ圧接盤を説明する図である。 本実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の圧着治具を説明する図である。 実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の組み立てを説明する斜視図である。 本実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の組み立てを説明する斜視図である。 実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の組み立てを説明する斜視図である。 実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の組み立てを説明する斜視図である。 実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の組み立てを説明する側面図である。 実施形態係る半導体ウェハめっき用治具の組み立てを説明する断面図である。 実施形態係る半導体ウェハめっき用治具を用いためっき処理の工程を説明する図である。

この発明は、ウェハの裏面全体に略均一に銀めっきとニッケルめっきを積層して構成したことを特徴とする半導体ウェハに関する。

この発明の実施形態を以下図面に基づき詳説する。

まず、半導体ウェハの裏面全体に略均一に導電性の高い金属である銀めっきと、この銀メッキを保護するニッケルめっきを積層するための半導体ウェハめっき用治具について説明する。なお、以下の実施形態では、導電性の高い金属として銀をめっきに用いた場合を一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、銀の代わりに他の導電性の高い金属（金、プラチナ、銅等）の金属を用いることもできる。本実施形態に係る半導体ウェハめっき用治具は、基本的には、ウェハ保持盤とそれとは別体のウェハ圧接盤と、これらの二個の盤を圧着して半導体ウェハを挟持固定するための圧着治具とより構成している。以下、半導体ウェハめっき用治具１０の構成を図１〜図５を参照して説明する。

図１に示すように、半導体ウェハめっき用治具１０を構成するウェハ保持盤１１は、金属めっきを行う電解めっき装置（図示せず）のめっき槽中に浸潤させるために、外周縁に突設している懸架部１２の上端に電解めっき装置のめっき槽の上方に吊下するためのホルダー１６を設けているＡ型（以下、ウェハ保持盤１１Ａという）と、ホルダー１６が設けられていないＢ型（以下、ウェハ保持盤１１Ｂという）との２種類で構成されている。

このウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの相違点は、Ａ型には懸架部１２の上端にホルダー１６が設けられているところにある。また、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの外周縁に突設している懸架部１２は、詳細は後述するが、ウェハ保持盤１１Ａの懸架部１２とウェハ保持盤１１Ｂの懸架部１２を一体に重ねた場合に、お互いの環状支持板１３間が垂直に所定距離（例えば、２０ｍｍ）の空間を形成するように、懸架部１２の中程で外側に屈折するように折り曲げられている。なお、このウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの素材としては、酸に強くさびにくい耐久性に優れた合金であるステンレス鋼（ＳＵＳ）が好適に用いられる。

図２及び図３に示すように、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの本体は、一定幅員の環状支持板１３よりなり、図２に示すように環状支持板１３の裏面（ウェハ保持盤１１Ａとウェハ保持盤１１Ｂとを一体に重ねた場合に対抗する面）には環状略中央位置に位置決め部としての凹状溝１４を形成しており、この凹状溝１４は後述するウェハ圧接盤２０の嵌着部としての嵌着凸部２１が嵌着する。これにより、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂとそれぞれのウェハ圧接盤２０とにより半導体ウェハ３０を容易に位置決めして挟持できるようにしている。

また、環状支持板１３の内周縁部には、環状内空間に接した状態で環状のウェハ保持部としてのウェハ嵌着凹部１５を形成しており、このウェハ嵌着凹部１５の幅員は半導体ウェハ３０の外周縁の略１ｍｍの幅員が載置される大きさとしており、深さは半導体ウェハ３０の略同一厚み、すなわち略２００μの深さとしている。

ウェハ嵌着凹部１５には、円盤状の半導体ウェハ３０の外周縁部が嵌着して環状内空間を閉塞するように環状支持板１３に半導体ウェハ３０を支持載置することができるように構成されている。すなわち、環状支持板１３の環状内空間に半導体ウェハ３０が位置して、電解めっき処理により半導体ウェハ３０の裏面に銀及びニッケルがめっき処理される。ここで、本実施形態における半導体ウェハ３０のめっき面は、ウェハ保持盤１１Ａとウェハ保持盤１１Ｂとを一体に重ねた場合に対抗する面ではなく裏側の面である。つまり、半導体ウェハ３０は、ウェハ保持盤１１Ａとウェハ保持盤１１Ｂとを一体に重ねた場合に対抗するように、半導体の実装面（以下、半導体ウェハ３０の表面という。）が配置され、それぞれの実装面の裏側の面（以下、半導体ウェハ３０の裏面という。）に、電解めっき処理により銀及びニッケル等の金属がめっき処理される。

半導体ウェハ３０は、例えば、シリコン等の素材が用いられるが、シリコンの表面に銀を直接めっきするのは難しい。そのため、半導体ウェハ３０のめっき面（半導体ウェハ３０の裏面）には、予め銀の薄い膜が貼付されており、このめっき面に通電することで、銀やニッケルによる電解めっき処理を容易としている。この時、半導体ウェハ３０の表面（半導体の実装面）には、回路パターンが形成されており、そこには様々な半導体（例えば、トランジスタやコンデンサ、抵抗等で構成されたＩＣ（半導体集積回路））が実装される。そのため、半導体ウェハ３０の表面は、予め絶縁体の素材からなる被膜で覆われており、半導体ウェハ３０の表面には銀及びニッケルが電解めっきで付着しないようにしている。

上述した構成により、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３の円環域が半導体ウェハ３０の裏面の中で電流密度の高い膜厚増大域と一致する為、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの一定幅員の環状支持板１３上においては銀やニッケルのめっき被膜が集中して膜厚になるものの、半導体ウェハ３０の裏面の周縁部は、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３で覆われているため膜厚になることなく、その他のめっき域、つまり、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３で覆われていない半導体ウェハの裏面（つまり、露出面）では電流分布が均一となり、半導体ウェハ３０の裏面における銀やニッケルによるめっきの膜厚を略均一とすることができる。これにより、銀やニッケルのめっきの膜厚を厚くしても均一なめっき処理を可能としている。

上記構成により、本実施形態においては、従来めっき処理等が行われていない又は、めっき処理が行われていても通電性の向上や抵抗値の低減を図る効果が小さい厚み（例えば、略１〜３μ）の銀のめっきが施されていた半導体ウェハ３０の裏面に、膜厚（例えば、略１０μ）の銀の電解めっき処理を行うことで、表面に設置される各種半導体集積回路間の導電性の向上や抵抗値の低減を図ることができ、消費電力の低減効果を充分に図ることができる。

図４に示すように、上記したウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３と一体に合体して半導体ウェハ３０を挟持するウェハ圧接盤２０は、例えば、塩化ビニールの素材で環状板状に形成されている。ウェハ圧接盤２０は、環状支持板１３の支持板面に略同一の大きさで合わせて圧接可能に構成しており、ウェハ圧接盤２０の一面には、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂと、それぞれの環状支持板１３との板面を合わせて合体した場合に、環状支持板１３の位置決め部である凹状溝１４に嵌着自在となるように、ウェハ圧接盤２０の嵌着部である嵌着凸部２１をウェハ圧接盤２０に突設している。なお、嵌着凸部２１は、ウェハ圧接盤２０に沿った環条に形成する場合やウェハ圧接盤２０の中途を適宜切断した半円弧条とする場合等がある。

また、上述した実施形態に限らず、位置決め部として凸状突起を環状支持板１３に設け、嵌着部として嵌着凹部（凹状溝）をウェハ圧接盤２０に設けて、位置決め部としての凸状突起と嵌着部として嵌着凹部を嵌着するように構成することもできる。また、位置決め部として位置決めピンを環状支持板１３上に突出して設け、嵌着部として位置決め孔をウェハ圧接盤２０に設けて、位置決め部としての位置決めピンを嵌着部として位置決め孔に挿入することで、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂとウェハ圧接盤２０とを位置決めして嵌着するように構成することもできる。すなわち、環状支持板１３の位置決め部とウェハ圧接盤２０の嵌着部の構成は、環状支持板１３とウェハ圧接盤２０との間に半導体ウェハ３０を確実に位置決めして挟持できる構成であれば、特に限定されるものではない。

ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂとウェハ圧接盤２０とは上記のように構成されており、両盤を重ねて一体に合体固定するために、複数の圧着治具４０を用いる。図５に示すように、圧着治具４０は断面Ｕ字状の弾性板体（例えば、ポリプロピレン）でクリップ状に形成しており、図1に示すように、９０度の間隔で４個の圧着治具４０により、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３とウェハ圧接盤２０との両盤をそれぞれ重ね合わせて外側面から挟持する。このため、圧着治具４０には、環状支持板１３とウェハ圧接盤２０とを挟持するための開口部及びそれに連なる挟持空間４１が形成されている。なお、開孔部は先端が狭く形成され、圧着治具４０の弾性力で環状支持板１３とウェハ圧接盤２０とを挟持する構成としている。

そして、ウェハ保持盤１１Ａの懸架部１２とウェハ保持盤１１Ｂの懸架部１２を一体に重ねて、本実施形態における半導体ウェハめっき用治具１０が構成される（図１参照）。これにより、ウェハ保持盤１１Ａとウェハ保持盤１１Ｂとを構成するそれぞれの環状支持板１３間に形成された環状内空間に一枚ずつの半導体ウェハ３０が挟持されることになる。すなわち、本実施形態における半導体ウェハめっき用治具１０は、一度に二枚の半導体ウェハ３０の裏面に電解めっきを同時に行い、膜厚の銀メッキの被膜を形成することができるようにしている。

半導体ウェハめっき用治具１０は上記のように構成されており、以下、かかる治具を用いて半導体ウェハ３０の裏面に銀、ニッケルを電解めっきする手順を説明する。

まず、半導体ウェハめっき用治具１０に半導体ウェハ３０を取付ける手順を図６〜図１１を参照して説明する。図６及び図７に示すように、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれのウェハ嵌着凹部１５にめっき処理対象物となる半導体ウェハ３０の外周縁部を嵌着して、ウェハ保持盤１１の環状内空間を閉塞する状態に半導体ウェハ３０をウェハ保持盤１１上に載置する。

次いで、図８に示すように、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれの環状支持板１３上にウェハ圧接盤２０を重ねる。この際にウェハ圧接盤２０の嵌着凸部２１をウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれのウェハ嵌着凹部１５に嵌着して両盤の位置決め及び合体固定を確実にすると共に、半導体ウェハ３０の外周縁部が両盤で挟持固定される。

そして、図９に示すように、９０度の間隔で４個の圧着治具４０で、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれの環状支持板１３にウェハ圧接盤２０を固定した状態で、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれの懸架部１２を重ねて、半導体ウェハめっき用治具１０が構成される。そして、ウェハ保持盤１１Ａの懸架部１２の上端に設けられたホルダー１６を、電解めっき装置（図示せず）のめっき槽の上方に吊下して、めっき槽中に半導体ウェハ３０を浸漬して電解めっき処理が行われる。すなわち、ホルダー１６は、２枚の半導体ウェハ３０をウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂとそれぞれのウェハ圧接盤２０との間に挟持した半導体ウェハめっき用治具１０を、めっき処理のために電解めっき装置のめっき槽の上方に吊下するためのものである。

そして、電解めっき装置のめっき槽中には、銀、ニッケルイオンを含有しためっき液が充填されおり、このめっき液に半導体ウェハ３０を浸漬した状態で、半導体ウェハめっき用治具１０をカソード（陰極（−））とし、同じくめっき液中に浸漬した銀、ニッケルの金属板をアノード（陽極（＋））として外部直流電源から電流を印可する。これにより、アノード側では、アノード反応により電子がカソード側に外部直流電源を通して運ばれて、メッキ槽のめっき液中に銀、ニッケルイオンを放出する。一方、カソード側では、被メッキ面である半導体ウェハ３０の裏面に帯電した電子と、めっき槽のめっき液中の銀、ニッケルイオンとのカソード反応により、金属銀、金属ニッケルが析出して半導体ウェハ３０の裏面に銀、ニッケルの被膜が形成されてめっき処理が行われる。

図１０及び図１１に示すように、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの懸架部１２の構造は、一定幅員の縦吊下板とその上半部を前方に略４５°だけ折曲し、その上端近傍に形成した係合部とよりなり、特に係合部は、前方に突設した合わせ舌片１７とよりなる。かかる係合部の構造は２枚の半導体ウェハ３０をユニットとして同時に吊下して銀、ニッケルめっき処理するために構成された構造である。すなわち、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれの環状支持板１３を一定間隔の空間を保持して重ね、それぞれに半導体ウェハ３０を、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３の環状略中央位置に凹状溝１４にウェハ圧接盤２０の嵌着凸部２１を嵌着させて挟持し、それぞれの環状支持板１３とウェハ圧接盤２０とを位置決めして重ねて圧着治具４０で固定する。

図１１に示すように、このようにウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれの環状支持板１３とウェハ圧接盤２０とのユニットを、一定間隔を保持して２ユニット形成し、各ユニットに半導体ウェハ３０を挟持させることにより、同時に２枚の半導体ウェハ３０を保持してめっき処理することができる。この際に、他方のユニットのウェハ保持盤に突設した懸架部１２は一方のユニットの保持盤の懸架部１２と対照的な形状に形成し、係合部のみは、ウェハ保持盤１１Ｂに舌片挿通孔１８（図３参照）を形成し、この舌片挿通孔１８の直上部にウェハ保持盤１１Ｂの受け舌片１７を突設し、ウェハ保持盤１１Ａの合わせ舌片１７とウェハ保持盤１１Ｂの受け舌片１７とを一体に重ねることで、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂにそれぞれ挟持された半導体ウェハ３０の中心位置を水平に同一とすることができる。なお、一方のユニットのウェハ保持盤１１Ａの合わせ舌片１７とウェハ保持盤１１Ｂの受け舌片１７とは略同一形状としている。

従って、２枚の半導体ウェハ３０をユニットとして吊下して同時にめっき処理を行うに際しては半導体ウェハ３０を挟持したウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂのそれぞれの環状支持板１３とウェハ圧接盤２０の一方のユニットと同じく他方のユニットとを対向状態に配置し、各ユニットの有する懸架部の係合部を当接して重ねる。この際に、一方の懸架部の合わせ舌片１７を他方の懸架部の舌片挿通孔１８から突出して受け舌片１７と重ねて固定することにより各ユニットは一体に連設されてそれぞれのユニットに挟持された２枚の半導体ウェハ３０の裏面に同時に銀、ニッケルめっき処理を行うことができる。

次に上述した半導体ウェハめっき用治具１０を用いためっき処理方法について図１２を参照して説明する。

図１２に示すように、まず、２枚の半導体ウェハ３０をセットした半導体ウェハめっき用治具１０の前処理（ステップＳ１０）を行う。この前処理では、半導体ウェハ３０のめっき面（半導体ウェハ３０の裏面）を、シアン化カリウム等の溶液に浸漬して不純物の洗浄、表面活性化処理等を行い、以下のめっき工程において、半導体ウェハ３０のめっき面への電解めっき処理が均一に行えるようにする。

次いで、銀めっきを行うめっき槽に半導体ウェハ３０を浸漬して所定時間電流を流して銀めっき処理（ステップＳ１１）を行う。この銀めっき処理では、電解めっき装置（図示せず）の銀イオンを含んだめっき液が充填されためっき槽に半導体ウェハ３０を浸漬する。このめっき槽では、上述したようにカソード電極として半導体ウェハ３０を挟持した半導体ウェハめっき用治具１０が用いられ、アソード電極として銀が用いられる。そして、カソード電極を構成する半導体ウェハめっき用治具１０とアソード電極を構成する銀とに、図示しない外部直流電源から直流電流が供給されることで、半導体ウェハ３０のめっき面（裏面）に銀めっきの被膜が形成される。電解めっきにおいては、この外部直流電源から供給される電流の供給時間及び電流値に応じて所定の厚みの銀めっきの被膜が形成される。このため、本実施形態においては、所定の膜厚（実施形態では略１０μ）の銀メッキが形成される電流の供給時間及び電流値が外部直流電源から供給されることになる。

このように、半導体ウェハ３０のめっき面に従来にない略１０μの厚みの銀めっきを形成する場合でも、ウェハ保持盤１１Ａ，１１Ｂとそれぞれのウェハ圧接盤２０との間に半導体ウェハ３０を挟持しているため、特に半導体ウェハ３０のめっき面の外周縁部、すなわち環状縁部が、ウェハ保持盤１１Ａ及びウェハ保持盤１１Ｂの環状支持板１３で覆われた状態で、めっき槽内でめっき液中の銀イオンのカソード反応により、半導体ウェハ３０のめっき面の表面に銀めっきの皮膜が形成される。このとき、半導体ウェハ３０のめっき面の環状縁部を覆う環状支持板１３上においては銀のめっき被膜が集中して膜厚になるものの、その他の環状支持板１３で覆われていない半導体ウェハの裏面（つまり、露出面）では電流分布が均一となり、半導体ウェハ３０の裏面における銀によるめっきの膜厚を略均一とすることを可能としている。

また、本実施形態においては、半導体ウェハめっき用治具１０を構成するウェハ保持盤１１Ａとウェハ保持盤１１Ｂとに２枚の半導体ウェハ３０を挟持する構成としている。そして、２枚の半導体ウェハ３０は、ウェハ保持盤１１Ａとウェハ保持盤１１Ｂの対抗する面に半導体の実装面（非めっき面）が配置され、それぞれの実装面の裏面に半導体ウェハ３０のめっき面が配置される構成としている。そして、銀のアノード電極は、カソード電極である半導体ウェハめっき用治具１０の外側に所定の距離を置いて２ヶ所配置されることになる。これにより、１箇所のめっき槽において、同時に２枚の半導体ウェハ３０のめっき面に銀めっきを行うことを可能としている。

次いで、半導体ウェハ３０のめっき面のシャワー水洗処理（ステップＳ１２）を行う。このシャワー水洗処理では、半導体ウェハ３０のめっき面のシャワー洗浄を行い、環状支持板１３上やめっき面上の余分なめっき液を洗い流す。

次いで、半導体ウェハめっき用治具１０を所定の浸漬水洗液に漬けて、半導体ウェハ３０のめっき面の浸漬水洗処理（ステップＳ１３）を行う。この浸漬水洗処理では、浸漬水洗液に銀めっきした半導体ウェハ３０のめっき面を漬けることで、半導体ウェハ３０のめっき面上の余分なめっき液を洗浄する。すなわち、本実施形態においては、シャワー水洗処理（ステップＳ１２）及び浸漬水洗処理（ステップＳ１３）の２工程において、半導体ウェハ３０のめっき面を洗浄して、めっき面上の余分なめっき液を洗浄している。

次いで、ニッケルめっきを行うめっき槽に半導体ウェハ３０を浸漬して所定時間電流を流してニッケルめっき処理（ステップＳ１４）を行う。このニッケルめっき処理では、電解めっき装置（図示せず）のニッケルイオンを含んだめっき液が充填されためっき槽に半導体ウェハ３０を浸漬する。このめっき槽では、上述したようにカソード電極として半導体ウェハ３０を挟持した半導体ウェハめっき用治具１０が用いられ、アソード電極としてニッケルが用いられる。そして、カソード電極を構成する半導体ウェハめっき用治具１０とアソード電極を構成するニッケルとに、図示しない外部直流電源から直流電流が供給されることで、半導体ウェハ３０の裏面に施された銀めっきに積層してニッケルめっきが略１μの膜厚で形成される。この場合も、所定の膜厚（実施形態では略１μ）のニッケルめっきが形成される電流の供給時間及び電流値が外部直流電源から供給されることになる。

このように、従来にない略１０μの銀めっきの上に略１μニッケルめっきを積層した場合でも、環状支持板１３上においてはニッケルのめっき被膜が集中して被膜の膜厚が厚くになるものの、その他の環状支持板１３で覆われていない半導体ウェハの裏面（つまり、露出面）では電流分布が均一となり、半導体ウェハ３０の裏面におけるニッケルによるめっきの膜厚を略均一に保つことを可能としている。

このニッケルめっき処理においても上述した銀めっき処理と同様に、ニッケルのアノード電極は、カソード電極である半導体ウェハめっき用治具１０の外側に所定の距離を置いて２ヶ所配置されることになる。これにより、１箇所のめっき槽において、同時に２枚の半導体ウェハ３０のめっき面にニッケルめっきを行うことを可能としている。

次いで、半導体ウェハめっき用治具１０のシャワー水洗処理（ステップＳ１５）を行う。このシャワー水洗処理では、環状支持板１３上や半導体ウェハ３０のめっき面のシャワー洗浄を行い、めっき面上の余分なめっき液を洗い流す。

次いで、半導体ウェハめっき用治具１０を所定の浸漬水洗液に漬けて、半導体ウェハ３０のめっき面の浸漬水洗処理（ステップＳ１６）を行う。この浸漬水洗処理では、浸漬水洗液にニッケルめっきした半導体ウェハ３０のめっき面を漬けることで、半導体ウェハ３０のめっき面上の余分なめっき液を洗浄する。すなわち、本実施形態においては、上述した銀めっき処理の後と同様に、シャワー水洗処理（ステップＳ１５）及び浸漬水洗処理（ステップＳ１６）の２工程において、半導体ウェハ３０のめっき面を洗浄して、めっき面上の余分なめっき液を洗浄している。

次いで、半導体ウェハめっき用治具１０に挟持固定された２枚の半導体ウェハ３０を取外す。

次いで、取外した２枚の半導体ウェハ３０を湯洗浄する湯洗浄処理（ステップＳ１７）を行う。この湯洗浄処理において、上述した工程で、銀とニッケルで電解めっき処理が施された半導体ウェハ３０のめっき面を湯洗浄する。このように、半導体ウェハ３０のめっき面を湯洗浄することで後述の乾燥処理（ステップＳ１８）におけるメッキ面の乾燥を促進する効果がある。

最後に、２枚の半導体ウェハ３０を乾燥する乾燥処理（ステップＳ１８）を行う。この乾燥処理では、銀とニッケルで電解めっき処理した半導体ウェハ３０を、定温循環乾燥炉にいれて定温の乾燥した空気にさらすことで、半導体ウェハ３０のめっき面を速やかに乾燥させる。この工程を最後として、半導体ウェハ３０のめっき処理を終了する。

上述したように、半導体ウェハ３０のめっき面にまず所定膜厚（例えば、１０μ）の銀めっきを処理することで、半導体ウェハ３０の導電性の向上及び抵抗値の低減を図ることができる。そして、銀めっきの上層に所定膜厚（例えば、１μ）のニッケルめっきを積層することで、銀めっきの拡散を防止するとともに、薬液に対する耐性を高めた半導体ウェハ３０のめっき面を形成することができる。

上述した半導体ウェハのめっき処理方法により製造した半導体ウェハにより製造した半導体装置を有する通信機器、電子機器、映像機器、家電機器、バッテリー等について説明する。

近年では、通信機器として、大型の液晶表示装置を備えたスマートフォンやタブレット型端末等の通信機器が普及している。このような通信機器においては、大型の液晶表示装置を使用しているため消費電力が大きく、従来の携帯電話（所謂、ガラゲー）と比較して機器のバッテリーの消耗が早く頻繁に充電する必要があり、使い勝手が悪いという問題があった。

このような状況において、導電性の高い金属（金、銀、プラチナ、銅等）めっきと、この導電性の高い金属めっきを保護する金属（ニッケル等）めっきとを積層して略均一にめっき処理し、なおかつ、導電性の高い金属めっきの膜厚を可及的に増大した半導体ウェハ３０で製造した半導体装置を用いることで、導電性の向上や抵抗値の低下を図ることができ、電気の消耗を抑えた使い勝手の良い通信機器を提供することが可能となる。

また、その他の通信機器、電子機器、映像機器、家電機器、バッテリー等においても、本発明で金属めっきを形成した半導体ウェハ３０を用いることで、消費電力の少ない機器を提供することができるため、家庭、会社、公共施設等において省電力を図ることができ、近年問題となっている発電による二酸化炭素の増大を抑えることができ、地球環境にやさしい半導体装置を提供することが可能となる。

１０ 半導体ウェハめっき用治具１０
１１Ａ ウェハ保持盤
１１Ｂ ウェハ保持盤
１２ 懸架部
１３ 環状支持板
１４ 凹状溝
１５ ウェハ嵌着凹部
１６ ホルダー
１７ 舌片
２０ ウェハ圧接盤
２１ 嵌着凸部
３０ 半導体ウェハ

Claims (11)

1. ウェハの裏面全体に略均一に少なくとも２種類以上の異なる種類の金属めっきを積層して構成したことを特徴とする半導体ウェハ。
2. 間に半導体ウェハを挟持するように、ウェハ保持盤とそれとは別体のウェハ圧接盤とを圧着固定する圧着治具とより構成し、
   ウェハ保持盤は、
   外周縁に懸架部を突設した一定幅員の環状支持板と、
   環状支持板面に形成した位置決め部と、
   環状支持板の内周縁部に形成したウェハ保持部と、により構成し、
   ウェハ圧接盤は、
   環状支持板の支持板面に圧接する環状板と、
   環状支持板の位置決め部に嵌着自在となるように環状板面に形成した嵌着部と、
   より構成してなる請求項１に記載の半導体ウェハを製造するための半導体ウェハめっき用治具。
3. ウェハ保持盤とウェハ圧接盤との間に圧着治具を介して半導体ウェハを挟持圧着固定してめっき槽中に浸漬し、半導体ウェハ裏面に少なくとも２種類以上の異なる種類の金属めっきを形成し、水洗、乾燥することを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェハめっき用治具を用いた半導体ウェハのめっき処理方法。
4. 請求項１に記載の半導体ウェハにより製造した半導体装置。
5. 請求項２に記載の半導体ウェハめっき用治具によりめっき処理した半導体ウェハによって製造した半導体装置。
6. 請求項３記載の半導体ウェハのめっき処理方法により製造した半導体ウェハにより製造した半導体装置。
7. 請求項４，５，６のいずれかの半導体装置を有する通信機器。
8. 請求項４，５，６のいずれかの半導体装置を有する電子機器。
9. 請求項４，５，６のいずれかの半導体装置を有する映像機器。
10. 請求項４，５，６のいずれかの半導体装置を有する家電機器。
11. 請求項４，５，６のいずれかの半導体装置を有するバッテリー。

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