JP2647886B2 - ウエハの外部電極形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はウエハの外部電極形成方法に関する。

［従来の技術］ 従来、ウエハの外部電極を形成するメッキ装置は、第
８図に示すように構成されている。すなわち、このメッ
キ装置１はメッキ槽２内にメッキ液３が噴流するカップ
４が設けられ、メッキ槽２の上部に上蓋５が開閉可能に
取り付けられており、メッキ槽２とカップ４とは液路６
により連通し、この液路６に設置された噴流ポンプ７に
よりメッキ槽２内のメッキ液３がカップ４内に送り込ま
れて噴流する。この場合、カップ４の上部にはウエハ８
を載置するヘッドリング９が設けらているとともに、そ
の両側には対向する一対のカソードピン10、10が取り付
けられており、カップ４の底部側にはアノード電極板11
が配置されている。また、上蓋５には電源装置（図示せ
ず）に接続された陰極端子12、12および陽極端子13が設
けられており、この各端子12、13のうち、陰極端子12、
12にはカソードピン10、10が直接接続され、陽極端子13
にはリード線13aを介してアノード電極板11が接続され
ている。

このようなメッキ装置１を用いてウエハ８の表面に外
部電極8aを形成する場合には、予め、第９図に示すウエ
ハ８の表面に厚さ数μｍのメッキレジスト層8bを形成
し、このメッキレジスト層8bをエッチングして開口を形
成し、この開口内にパッド部8cを露出させる。そして、
このように形成されたウエハ８を上下反転、つまりウエ
ハ８の表面に形成されたメッキレジスト層8bを下にして
メッキ装置１内のヘッドリング９上にセットし、ウエハ
８の周縁部に形成されたメッキ用電極（図示せず）をカ
ップ４の上部に設けられたカソードピン10、10の先端に
接触させる。

この後、噴流ポンプ７を作動させ、メッキ槽２内のメ
ッキ液３をカップ４内に送り込んで噴流させ、ウエハ８
のメッキ面にメッキ３を噴き付ける。この状態で、カソ
ードピン10、10とアノード電極板11とにメッキ電流を流
すと、第９図に示すように、ウエハ８の表面、つまりメ
ッキレジスト層8bの開口内に外部電極8aが形成される。
なお、ウエハ８に噴き付けられたメッキ液３はカップ４
の上端から外側へ流れ落ち、再びメッキ槽２内に回収さ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような外部電極の形成方法では、ウエハ８の表
面に予め形成されるメッキレジスト層8bが数μｍと薄い
ため、外部電極8aがメッキレジスト層8bの外側（第９図
では上側）に「きのこ」状に盛り上がる。特に、メッキ
液３が適正な流量、例えば６インチのウエハでは毎分1.
0リットル程度、つまりウエハに対し毎分10cc/cm²以下
でないと、外部電極8aの盛り上がりが広がり、ファイン
ピッチ化が困難となる。

このようなことから、最近ではメッキレジスト層8bを
厚くして、外部電極8aの外周面をストレートに形成する
方法が検討されているが、上記のようなメッキ装置１で
メッキすると、メッキ液３の流量が少ないため、カップ
４内のメッキ液３の濃度（金（Au）濃度）が不均一とな
り、ウエハ８に形成される外部電極8aの高さ分布は第10
図に示すように、ウエハ８の中央が高く、周辺が低い山
形状となり、外部電極8aの高低差が10μｍ程度にも達
し、外部電極8aが均一性を全く失ってしまうという問題
がある。

この発明の課題は、ウエハの中央と周辺とで外部電極
の高低差のバラツキが少なく、大きなウエハでも外部電
極をほぼ均一に形成することができるウエハ外部電極形
成方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上述した目的を達成するために、メッキ用
電極上に外部電極形成部が開口された厚さ10μｍ程度以
上のメッキレジスト層が形成されたウエハをメッキ装置
に装着し、該ウエハに毎分30cc/cm²乃至70cc/cm²程度の
メッキ液を噴流して高さが該メッキレジスト層の厚さ以
下となる外部電極を電解メッキにより形成することにあ
る。

［作 用］ この発明によれば、メッキ用電極上に外部電極形成部
が開口されたメッキレジスト層を厚さ10μｍ程度以上に
形成することにより、外部電極形成部に形成される外部
電極が「きのこ」状にならず、その外周面をストレート
な形状に形成可能とし、この後、ウエハをメッキ装置に
装着して、メッキ液をウエハに毎分30cc/cm²乃至70cc/c
m²程度の流量で噴流させることにより、メッキ液の濃度
が均一な状態で噴流させ、ウエハの中央と周辺とで高低
差のバラツキを少なく、ほぼ均一な高さの外部電極を形
成することができ、しかも外部電極が「きのこ」状にな
らないため、ファインピッチ化をも図ることができる。

［実施例］ 以下、第１図〜第７図を参照して、この発明の一実施
例を説明する。

第１図はこの発明の外部電極形成方法を適したメッキ
装置を示す。このメッキ装置20はメッキ液21を貯えるメ
ッキ槽22の上部に上蓋23が開閉可能に取り付けられ、メ
ッキ槽22内にメッキ液21が噴流するカップ24を設け、こ
のカップ24とメッキ槽22とが液路25により連通され、こ
の液路25に噴流ポンプ26が設置されており、この噴流ポ
ンプ26によりメッキ液21がメッキ槽22内からカップ24内
に送り込まれて矢印で示すように噴流する構成となって
いる。この場合、カップ24はその下面に形成された円形
状の嵌合部24aがメッキ槽22の底部中央に形成されたリ
ング状の取付凸部22aに圧入により取り付けられてお
り、その上部には後述するウエハ30を載置するヘッドリ
ング27が設けられているとともに、その両側に対向する
一対のカソードピン28、28が取り付けられ、さらにカッ
プ24の底部側にはアノード電極板29が配置されている。
ヘッドリング27は第２図に示すように、上面に一対のメ
ッキ液遮断壁27a、27aが上方へ突出して形成され、下端
部がカップ24の上部に形成された段部24aに圧入等によ
り嵌着されている。このメッキ液遮断壁27a、27aはカソ
ードピン28、28にメッキ液21が付着するのを遮断するも
ので、カソードピン28、28と対応し、かつカソードピン
28、28の先端よりもカップ24の中心側に位置付けられ、
その上端にウエハ30が載置される。カソードピン28、28
は先端が上を向いた「鉤」形状をなし、通常はその先端
がメッキ液遮断壁27a、27aの上方へ若干突出している。
なお、上蓋23には電源装置（図示せず）に接続された陰
極端子23a、23aおよび陽極端子23bが設けられており、
この端子23a、23bのうち、陰極端子23a、23aにはカソー
ドピン28、28が直接接続され、陽極端子23bにはアノー
ド電極板29がリード線29aを介して接続されている。

次に、上記のようなメッキ装置20を用いてウエハ30に
外部電極を形成する場合について説明する。この場合に
は、予め、第４図および第５図に示すように、ウエハ30
を形成する。すなわち、まず、シリコン基板31の上面に
酸化シリコン層32を形成するとともに、この酸化シリコ
ン層32の上面にシリコン層33を形成する。そして、この
窒化シリコン層33上の所定箇所にゲート等の内部電極
（図示せず）と接続されるアルミニウム合金よりなるパ
ッド部34…（第５図では２つのみを示す）を形成し、こ
のパッド部34…を覆って窒化シリコン層33の全表面にバ
リアメタル層35および金蒸着層36を積層形成する。この
後、最上面の金蒸着層36上にメッキレジスト層37を10μ
ｍ以上の厚さで形成し、このメッキレジスト層37上にマ
スクを配置して露光し、現像することにより、メッキレ
ジスト層37に開口37a…をパッド部34…と対応させて形
成する。これにより、ウエハ30は外部電極が形成可能な
状態となる。なお、この場合には、ウエハ30の周縁部に
メッキ用電極、つまり金蒸着層36の一部が露出する。

次に、このように形成されたウエハ30をメッキ装置20
内にセットする。この場合には、まず、メッキ装置20の
上蓋23を開き、ウエハ30を上下反転させてメッキ槽22内
のカップ24上のヘッドリング27上に載置する。すなわち
ウエハ30はメッキを施すメッキレジスト層37側を下向き
にして、ヘッドリング27のメッキ液遮断壁27a、27a上に
載置される。すると、メッキ液遮断壁27a、27aよりも外
側に設けられたカソードピン28、28の先端にウエハ30の
周縁部に形成されたメッキ用電極、つまり金蒸着層36の
一部に接触する。これにより、ウエハ30の外部電極用の
メッキ処理が可能となる。

このようにして、ウエハ30がセットされた後は、上蓋
23を閉じて、噴流ポンプ26を作動させる。すると、メッ
キ槽22内のメッキ液21は液路25を介してカップ24内に送
り込まれ、第１図に矢印で示すように噴流し、ウエハ30
のメッキ面に毎分30cc/cm²以上の流量で噴き付けられ、
第３図に示すようにメッキ面を浸しながら中心から周辺
に向けて放射状に流れ、カップ24の上端から外側へ流れ
落ち、メッキ槽22内に回収される。このとき、メッキ液
21はヘッドリング27のメッキ液遮断壁27a、27aにより、
その流れが阻止され、カソードピン28、28を回避してウ
エハ30の周辺側に向けて流れる。

このような状態で、カソードピン28、28とアノード電
極板29とにメッキ電流を流すと、ウエハ30のメッキレジ
スト層37に形成された開口37a…内にメッキ（例えば金
（Au）メッキ）が施され、外部電極が形成される。この
ようにして、ウエハ30のメッキ面にメッキ液21が毎分30
cc/cm²以上の流量で噴き付けられてメッキされると、第
６図に示すようにウエハ30の中央部と周辺部とで外部電
極の高低差にバラツキがなく、均一に形成される。以
下、このことについて説明する。

すなわち、ウエハ30に形成される外部電極の高低差の
バラツキは、第７図に示すように、メッキ液21の流量の
増大に伴なって急激に小さくなり、流量がある一定量ｓ
に達すると、それ以降はほとんど変化しなくなる。この
屈曲点（流量ｓの点）におけるバラツキは格別に高い精
度が要求されない限り問題にはならない。そのため、こ
の屈曲点程度の流量ｓとすることが効率的であることが
分かる。勿論、ILB（Inner Lead Bonding）の際のバラ
ツキとして屈曲点よりも小さい流量で満足できれば、流
量はｓ以下としても良い。

このようなことを検討した結果、ウエハ30のメッキレ
ジスト層37の厚さを10μｍ以上とするとき、流量は毎分
30cc/cm²以上（例えば、６インチのウエハ用として毎分
5.5リットルの流量のメッキ装置を用い、８インチのウ
エハ用として毎分10リットル、４インチのウエハ用とし
て毎分２リットルの各メッキ装置を用いる）であれば、
外部電極のバラツキは満足できるものであることが判明
した。ちなみに、メッキレジスト層37の厚さが30μｍの
場合には、屈曲点（流量Ｓの点）に対するメッキ液21の
流量は、６インチのウエハ用として毎分９〜13リットル
の流量のメッキ装置を用いると、毎分50〜70cc/cm²であ
った。このようなことから、噴流ポンプ26の能力を増大
し、メッキ液21の流量を増加させ、メッキ液の濃度（例
えば金（Au）濃度）を均一にすることができ、これによ
り上述したように外部電極をウエハ30の中央部と周辺部
とで高低差がほとんどなく均一に成形することができ
る。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明によれば、メッ
キ用電極上に外部電極形成部が開口されたメッキレジス
ト層を厚さ10μｍ程度以上に形成することにより、外部
電極形成部に形成される外部電極が「きのこ」状になら
ず、その外周面をストレートな形状に形成可能とし、こ
の後、ウエハをメッキ装置に装着して、メッキ液をウエ
ハに毎分30cc/cm²乃至70cc/cm²程度の流量で噴流させる
ことにより、メッキ液の濃度が均一な状態で噴流させる
ことができ、ウエハの中央と周辺とで高低差のバラツキ
が少なく、ほぼ均一な高さの外部電極を形成することが
でき、しかも外部電極が「きのこ」状にならないため、
ファインピッチ化をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
この発明の方法に適したメッキ装置の断面図、第２図は
そのヘッドリングを示す斜視図、第３図はヘッドリング
の部分におけるメッキ液の流れ状態を示す図、第４図は
ウエハの外観側面図、第５図はその要部拡大断面図、第
６図はこの発明の方法により形成された外部電極の高低
差のバラツキを示す図、第７図は外部電極の高低差のバ
ラツキとメッキ液の流量との関係を示す図、第８図から
第10図は従来例を示し、第８図は従来のメッキ装置を示
す断面図、第９図は従来の方法で形成された外部電極を
示すウエハの要部拡大断面図、第10図はその外部電極の
高低差を示す図である。 20……メッキ装置、21……メッキ液、30……ウエハ、37
……メッキレジスト層、37a……開口。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メッキ用電極上に外部電極形成部が開口さ
   れた厚さ10μｍ程度以上のメッキレジスト層が形成され
   たウエハをメッキ装置に装着し、該ウエハに毎分30cc/c
   m²乃至70cc/cm²程度のメッキ液を噴流して高さが該メッ
   キレジスト層の厚さ以下となる外部電極を電解メッキに
   より形成することを特徴とするウエハの外部電極形成方
   法。