JP2567716B2 - 電気メッキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体ウエハにバンプ電極をメッキ形成するための噴
流式の電気メッキ装置に関し、カソードとウエハ電極を
電気的に接続する際の位置合わせを容易にできるように
することを目的とし、メッキ液を溜めるメッキ液溜槽で
被メッキ対象物のメッキ対象面にメッキ液を接触させて
電気メッキ処理を施す電気メッキ装置に於いて、メッキ
液溜槽上にウエハトレーが着脱可能に取り付けられ、ウ
エハトレーは、その下面に被メッキ対象物のメッキ対象
面の下向き取り付け用手段と、取り付けられる被メッキ
対象物の外周外側における被メッキ対象面の複数のウエ
ハ電極のそれぞれに対応する位置にカソード用の孔部と
を備え、複数のカソードのそれぞれはその先端の針端子
がメッキ対象面上の対応するウエハ電極に接触し、先端
と同一方向に屈曲した他端は対応するカソード用の孔部
を貫通して保持され、さらにメッキ液溜槽中にはメッキ
液を被メッキ対象物のメッキ対象面に吹き上げて接触さ
せるメッキ液噴流手段を備えるようにする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体ウエハにバンプ電極をメッキ形成す
るための噴流式の電気メッキ装置に関する。

一般に半導体ウエハにバンプ電極を形成する方法に
は、浸漬式の電気メッキ法と噴流式の電気メッキ法が採
用されている。前者浸漬式メッキ法はウエハの被メッキ
面でない片面にワックスを塗布して保護しておき、この
ウエハと電極板を対向させてメッキ液中に浸漬し、ウエ
ハにマイナス電圧を、電極板にプラス電圧を印加してウ
エハの被メッキ面側に複数個のバンプ電極を一括してメ
ッキする方法である。しかし、この方法はワックスの塗
布や除去の手間を要し、ワックスの除去は有機溶剤を使
用するため廃液処理の手間も要した。そこで、上記浸漬
式の電気メッキ法を改良するものとして次の噴流式の電
気メッキ法が開発された。

〔従来の技術〕

第３図は従来例としての電気メッキ装置の説明図であ
る。同図は噴流式の電気メッキ装置に被メッキ対象物を
セットした断面図であり、図において１は被メッキ対象
物となる半導体ウエハである。なお半導体ウエハ１は所
定の形成工程を経た図示しない集積回路等を内蔵する数
チップ単位のSi基板1aと、図示しないPSG膜と、その表
面に形成されるメッキ電流の導電路となるバリア金属膜
1bと、バンプコンタクト窓及びウエハ電極1e以外を絶縁
するレジスト膜1cと、カソードの針端子2dと接続すべき
バリア電極膜の表出したウエハ電極1e等とにより形成さ
れる。なおバンプ1dはウエハ単位毎にメッキ成長され
る。２は噴流式の電気メッキ装置であり、メッキ液溜槽
2aと、メッキ対象面を下にしてセットされた半導体ウエ
ハ１の全面にメッキ液３を下から上に噴き上げるための
メッキ液噴流ポンプ2bと、メッキ電源のマイナス電圧の
接続される針端子2dを有するカソード2cとメッキ電源の
プラス電圧（地気）の接続されるメッシュ端子2fを有す
るアノード2eと噴流カップ2gとから構成されている。そ
して、フタ2hを矢印（点線）のように閉めると電源のマ
イナス電圧とつながっているカソードコンタクトピン2i
がカソード2cと接続し、また電源のプラス電圧（地気）
とつながっているアノードコンタクトピン2jがアノード
2eと接続して通電しメッキ処理を開始する。なお３のメ
ッキ液は金（Au）バンプ形成の際には金メッキ液を用
い、その他Pb/Sn,Ni,Cuバンプメッキ等を形成する場合
には所定のメッキ液を用いる。例えば、半導体ウエハ１
のバンプコンタクト窓内にバンプ1dを形成する場合に
は、ウエハ１の表面（パターン面）を下にしてカソード
2cの針端子2dをバリア金属膜1bの表出しているウエハ電
極1eに合わせ噴流カップ2g上にセットする。また、一方
のアノードのメッシュ端子2fを介して金メッキ液にメッ
キ電流を通電する。次に、所定の温度によりメッキ液噴
流ポンプ2bを介してメッキ液を噴き上げて金メッキ３を
成長しバンプ1d（金バンプ1d）を形成する。なお上にな
っているウエハ裏面に窒素（N_z）ガスを流すことにより
ウエハ裏面へのメッキ液の回り込みを防いでいる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明してきたようにウエハバンプ電極形成のため
のメッキ処理を行うが、ここでカソードの針端子2dをウ
エハ電極1eに接続させる際に位置合わせが困難であると
いう問題があった。すなわち、従来ウエハ電極1eは第４
図に示すように120°の角度を置いて３か所に配置して
あるため、第３図の如くウエハ表面（パターン面）1Aを
下にして噴流カップ2gの上にセットする際、ウエハ電極
を３点とも３つのカソードの針端子2d（そのうち１つは
図示せず）に接続するような位置にウエハがセットされ
ているかを目で確認するのが難しく、ウエハ電極とカソ
ードとの接続に手間がかかった。

本発明は、カソードとウエハ電極を電気的に接続する
際に位置合わせを容易にできる噴流式の電気メッキ装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は本発明により、メッキ液を溜めるメッキ液
溜槽で被メッキ対象物のメッキ対象面にメッキ液を接触
させて電気メッキ処理を施す電気メッキ装置に於いて、 メッキ液溜槽上にウエハトレーが着脱可能に取り付け
られ、 ウエハトレーは、その下面に被メッキ対象物のメッキ
対象面の下向き取り付け用手段と、取り付けられる被メ
ッキ対象物の外周外側における被メッキ対象面の複数の
ウエハ電極のそれぞれに対応する位置にカソード用の孔
部とを備え、 複数のカソードのそれぞれはその先端の針端子がメッ
キ対象面上の対応するウエハ電極に接触し、先端と同一
方向に屈曲した他端は対応するカソード用の孔部を貫通
して保持され、 さらにメッキ液溜槽中にはメッキ液を被メッキ対象物
のメッキ対象面に吹き上げて接触させるメッキ液噴流手
段を備えることを特徴とする電気メッキ装置によって達
成される。

〔作用〕

本発明では、メッキ液溜槽における従来のフタのほか
に、メッキ液溜槽上部とフタとの間にウエハトレーが設
けられる。そしてこのウエハトレーはメッキ液溜槽上に
着脱可能に取り付けられると共に、被メッキ対象物のメ
ッキ対象面をメッキ液面に向けて取り付ける手段と、カ
ソードをウエハトレーの上方からメッキ液面に挿入する
孔部とを備えている。そしてこの孔部の位置は、被メッ
キ対象物がウエハトレーに取り付けられた場合、被メッ
キ対象物の外周外側で、しかもメッキ対象面のウエハ電
極に対応する位置となっている。

従ってメッキ液溜槽からウエハトレーを取外し、下側
を上に向け、その上に被メッキ対象物のメッキ対象面を
上にして載置する。この場合ウエハトレー取り付け用手
段によってウエハトレーと被メッキ対象物の裏面との間
に窒素ガス流通路が形成される。また複数のカソードの
それぞれの先端をウエハトレーの対応するカソード用の
孔部の下から上方に突出させる。この場合カソードの先
端は屈曲されており、またカソード用の孔部は、メッキ
対象面のウエハ電極に対応する位置となっているので、
各カソードの先端の針端子をメッキ対象面の対応するウ
エハ電極に正しく接触させることが出来る。またカソー
ドはカソード用の孔部位置で保持される。この状態でウ
エハトレーを下向きとし、メッキ液溜槽上に取り付ける
と、ウエハトレー上の被メッキ対象物のメッキ対象面は
メッキ液面に正しく向けられ、またカソードの先端の針
端子はメッキ対象面のウエハ電極に正しく接触された状
態となり、その他端はカソード用の孔部を貫通し上方に
取り出され、またカソードはカソード用の孔部位置で保
持される。

このため本発明によればカソードの先端の針端子とメ
ッキ対象面のウエハ電極との位置合わせは容易に、しか
も確実に行われ、電極位置合わせに要する時間を短縮出
来ることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の説明図である。

本発明ではウエハトレー４にウエハ表面1Aが上になる
ように置き、ウエハ電極1eとカソード2cとを接続する位
置合わせを行ってからウエハトレー４を裏返しにして噴
流カップ2g上にセットするので、従来よりも電極位置合
わせが容易になる。

以下、第１図をもとに本発明の実施例を説明する。

まず、ウエハトレー４上でパターンが形成されている
ウエハ表面1Aを上にしてウエハ電極1eにカソード2cをあ
わせる。そして、矢印に示すように、ウエハ表面（パ
ターン面）1Aが下になるようにウエハトレー４をひっく
り返してウエハを噴流カップ2g上にセットする。

このようにウエハトレーを採用して、この上で電極位
置合わせを行ってから噴流カップ上にセットすれば、
（以下ウエハトレーセッティング方式と称する）従来に
比べてウエハ電極の３点を３つのカソード2cに接続させ
ることが容易になる。そして、次に矢印のようにフタ
2hを下ろして、従来と同じくカソード，アノードがそれ
ぞれカソードコンタクトピン，アノードコンタクトピン
（図示せず）に接して通電可となる。

次に第２図は、この様にしてウエハトレー４を噴流カ
ップ上にセットした状態を示している。

ウエハ１はバネ５でウエハトレー４に固定されている
ため、図のように下向きにセットしてもウエハは落ちる
心配はない。このように、ウエハトレー４をセットして
から点線矢印のようにフタ2hを閉じてカソード2cと電源
につながっているカソードコンタクトピン2iとを接続
し、アノード2eと電源につながっているアノードコンタ
クトピン2jとを接続し、メッキ処理を行う。

尚、本実施例では半導体ウエハに形成するバンプを例
に掲げたが、本発明の装置はこれに限定されずに用いる
ことができる。すなわち、本発明のメッキ処理を行うメ
ッキ対象物は半導体ウエハに限定されず、また、メッキ
もバンプに限定しないで用いることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、従来に比べて電
極位置合わせの時間を短縮できるので、半導体チップ量
産の効率アップに寄与する。また、電極位置合わせが容
易に、かつ確実になったことによってバンプ電極を形成
するためのメッキ処理を安定して行うことができるの
で、半導体装置の信頼性向上にも寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の説明図、第２図は本発明の実
施例としての噴流式の電気メッキ装置の説明図、第３図
は従来例の噴流式の電気メッキ装置の説明図、第４図は
従来のウエハ電極を有する半導体ウエハの平面図であ
る。図中、 １は半導体ウエハ、1aはSi基板、1bはバリア金属膜、1c
はレジスト膜、1dはバンプ電極、1eはウエハ電極、1Aは
ウエハ表面（パターン面）、２は噴流式の電気メッキ装
置、2aはメッキ液溜槽、2bはメッキ液噴流ポンプ、2cは
カソード、2dは針端子、2eはアノード、2fはメッシュ端
子、2gは噴流カップ、2hはフタ、2iはカソードコンタク
トピン、2jはアノードコンタクトピン、３はメッキ液、
４はウエハトレー、５はバネを示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メッキ液を溜めるメッキ液溜槽で被メッキ
   対象物のメッキ対象面にメッキ液を接触させて電気メッ
   キ処理を施す電気メッキ装置に於いて、 メッキ液溜槽上にウエハトレーが着脱可能に取り付けら
   れ、 ウエハトレーは、その下面に被メッキ対象物のメッキ対
   象面の下向き取り付け用手段と、取り付けられる被メッ
   キ対象物の外周外側における被メッキ対象面の複数のウ
   エハ電極のそれぞれに対応する位置にカソード用の孔部
   とを備え、 複数のカソードのそれぞれはその先端の針端子がメッキ
   対象面上の対応するウエハ電極に接触し、先端と同一方
   向に屈曲した他端は対応するカソード用の孔部を貫通し
   て保持され、 さらにメッキ液溜槽中にはメッキ液を被メッキ対象物の
   メッキ対象面に吹き上げて接触させるメッキ液噴流手段
   を備えることを特徴とする電気メッキ装置。