JPH02217428A - メッキ方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ メッキ方法に係り、特に半導体装置の製造方法における
バンプ形成やメタル配線形成に用いられるメッキ方法に
関し、 メッキ中に発生する気泡が半導体基板のメッキ面に付着
することを防止し、均一なメッキ層を形成して、製造歩
留まりを高め、信顆性を向上させることができるメッキ
方法およびメッキ装置を提供することを目的とし、 メッキ液を介して対向する基板と陽極板とに電圧を印加
して前記基板表面にメッキを施すメッキ方法において、
メッキされるべきメッキ面が上向きになるように前記基
板を設置し、前記基板上方に前記陽極板を設置して、メ
ッキの際に前記基板のメッキ面に生じる気泡を上方に離
脱させるように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明はメッキ方法に係り、特に半導体装置の製造方法
におけるバンプ形成やメタル配線形成に用いられるメッ
キ方法に関する。

近年、半導体集積回路の高集積化、信頼性の向上、製造
コストの低減等が進むのに伴い、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａ
ｕｔｏｎａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｔｎａ）方式のためのバン
プメッキ技術やＡｕメッキ配線技術が要求されている。

そこでは、半導体基板上に、厚さが均でで表面が平坦な
メッキ層が精度良く形成される必要がある。

［従来の技術］ 従来のメッキ方法としては、第３図に示されるような浸
漬（Ｄｉｐ）方式が使用されてきた。この浸漬方式は、
メッキ槽５２に貯えたメッキ液５４中に、ウェーハ５６
をほぼ垂直に立て、このウェーハ５６のメッキされるべ
きメッキ面と対向させて陽極板５８を設ける。そしてこ
れらのウェーハ５６と陽極板５８とをそれぞれ電圧印加
手段（図示せず）の陰極６０と陽４１１ｉ６１とに接続
して所定の電圧を印加することにより、バターニングさ
れたレジスト６２によって覆われた場所以外のウェーハ
５６のメッキ面の露出部分に電気メッキを施すものであ
る。

この浸漬方式は、方法が簡単なため容易に行なうことが
できる反面、メッキ液５４中に浸漬するウェーハ５６ご
とにその裏面をレジスト６４等で保護する必要がある等
の理由により、メッキの自動化には余り適していない。

そこで第４図に示されるような噴流方式が多く用いられ
るようになってきた。この噴流方式は、メッキ槽７２に
貯えたメッキ液７４上に、ウェーハ７６をメッキ面を下
向きにしてほぼ水平に置く。

そして第４図（ａ）の矢印に示されるように、循環ポン
プ７８を用いてメッキ液を循環させ、つニーハフ６のメ
ッキ面に向かって上方から下方に噴流させるものである
。陽極板８０はウェーハ７６のメッキ面と対向させてメ
ッキ液７４中にほぼ水平に設けられている。そしてこれ
らのウェーハ７６は陰極コンタクトビン８１を介して電
圧印加手段（図示せず）の陰極８２に接続され、他方陽
極板８０はその電圧印加手段の陽［！８３に接続されて
でいる。そしてウェーハ７６と陽極板８０とに所定の電
圧を印加し、バターニングされたレジスト８４によって
覆われた場所以外のウェーハ７６のメッキ面の露出部分
に電気メッキを施す。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記第３図および第４図にそれぞれ示さ
れる従来のメッキ方法においては、メッキ中に反応上必
然的に陽極６１．８３１１Ｎの陽極板５８．８０表面か
らは酸素の気泡が、また陰＠６０．８２側のウェーハ５
６．７６のメッキ面からは水素の気泡が、それぞれ発生
する。そしてつ工−ハ５６．７６のメッキ面に発生する
水素の気泡６６．８６は、第３図（ｃ）および第４図（
ｃ）のウェーハ５６．７６の拡大図にそれぞれ示される
ように、全てがウェーハ５６．７６のメッキ面から離脱
するのではなく、その−窓部分はウェーハ５６．７６上
にバターニングされているレジスト６２．８４間のウェ
ーハ５６．７６のメッキ面に付着したまま残留する。

特に、例えばウェーハ上にバンプを形成する場合、従来
はレジストの厚さは薄く、そのためにメッキ層が厚くな
るにしたがってレジストパターンからはみ出してマツシ
ュルーム型バンプが形成されていたが、最近の微細化の
要求によってレジストパターンからはみ出さないストレ
ートバンプが形成されるようになった。そのためにレジ
ストの厚さはバンプの高さかそれ以上に厚くなり、付着
した気泡はますます離脱し憎くなっている。

また、第４図に示される噴流方式の場合、レジスト８４
間のウェーハ７６のメッキ面に付着した気泡８６は、逃
げ場がないだけでなく、陽極板８０表面から発生した酸
素の気泡までも付着することがあり、いっそう深刻であ
る。

そしてこの付着し残留した気泡６６．８６は、例えばウ
ェーハ５６，７６のメッキ面に形成したメッキ層６８．
８８のメッキ厚が部分的に不足する等のメッキ異常を招
き、半導体装置の製造歩留まりを低下させ、その信頼性
を低下させるという問題を有している。

そこで本発明は、メッキ中に発生する気泡が半導体基板
のメッキ面に付着することを防止し、均一なメッキ層を
形成して、製造歩留まりを高め、信頼性を向上させるこ
とができるメッキ方法およびメッキ装置を提供すること
を目的とする。

際に前記基板のメッキ面に生じる気泡を上方に離脱させ
ることを特徴とするメッキ方法によって達成される。

また上記課題は、メッキ液が貯えられたメッキ槽と、前
記メッキ槽の底面に、メッキされるべきメッキ面が上向
きになるように基板を設置する設置手段と、前記基板上
方のメッキ液中に、前記基板のメッキ面と対向して設け
られた陽極板と、前記基板と前記陽極板とに電圧を印加
する電圧印加手段と、前記メッキ液を前記基板のメッキ
面に向かって上方から下方に噴流させるメッキ液循環手
段とを有することを特徴とするメッキ装置によって達成
される。

［課題を解決するための手段］ 上記課題は、メッキ液を介して対向する基板と陽極板と
に電圧を印殖して前記基板表面にメッキを施すメッキ方
法において、メッキされるべきメッキ面が上向きになる
ように前記基板を設置し、前記基板上方に前記陽極板を
設置して、メッキの［作　用コ 本発明によれば、半導体基板のメッキ面に発生する気泡
は、その上方に気泡の上昇を妨げるものがないため、半
導体基板のメッキ面からの離脱が容易になり、気泡のｔ
ｆ着は大幅に減少する。

また、気泡に超音波振動を与えることにより、気泡の雌
親はさらに促進される。

さらにまた、半導体基板は陽極板より下方に位置してい
るため、陽極板表面から発生した気泡が半導体基板のメ
ッキ面に付着することもない。

従って、気泡の付着によるメッキ異常の発生を防ぐこと
ができる。

［実施例コ 以下、本発明によるメッキ方法およびメッキ装置を、図
示する実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例によりＴＡＢ方式
のためのバンプメッキを行なうメッキ装置を示す断面図
、第１図（ｂ）はそれに用いるつ工−ハの断面図である
。

メッキ槽２中にメッキ液４が貯えられている。

このメッキ液４中に、半導体素子を形成したつニーハロ
がメッキされるべきメッキ面を上向きにしてほぼ水平に
して設置されている。このウェーハ６のメッキ面は、例
えばＴｉ（チタン）／Ｐｄ（パラジウム）からなるバリ
アメタル８が形成され、その上にバンブ形成用のレジス
ト１０がバターニングされている。そしてウェーハ６裏
面は、全面にレジスト１２等が塗布されてメッキ液４か
ら保護されている。

また、ウェーハ６上方のメッキ液４中に、つニーハロの
メッキ面と対向して例えばＰＬからなる陽極板１４が設
けられている。そしてウェーハ６および陽極板１４は、
それぞれ電圧印加手段（図示せず）の陰極１６および陽
極１７に接続されている。

さらに、メッキ′ＭＪ２の下方には、超音波発振器１８
が設けられている。

次に、動作を述べる。

電圧印加手段によってウェーハ６と陽極板１４とに所定
の電圧を印加して、ウェーハ６のメッキ面の露出してい
るバリアメタル８上に電気メッキを施す、このメッキ中
に、反応上必然的に陽極１７側の陽極板１４表面からは
酸素の気泡が、また陰極１６側のウェーハ６のメッキ面
からは水素の気泡が、それぞれ発生する。

そしてこのウェーハ６のメッキ面に発生する気泡２０は
、第１図（ｂ）の破線の矢印に示されるように、その上
方に気泡１６の上昇を妨げるものがないため、容易にウ
ェーハ６のメッキ面から離脱し上昇していく。

また、超音波発振器１８によってウェーハ６のメッキ面
に発生する気泡２０に超音波振動を与えることにより、
気泡１６のウェーハ６のメッキ面からの離脱はさらに促
進される。

さらにまた、ウェーハ６は陽極板１４より下方に位置し
ているため、陽極板１４表面から発生した酸素の気泡が
ウェーハ６のメッキ面に付着することらない。

このように第１の実施例によれば、メッキ中にウェーハ
６のメッキ面に発生する気泡２０は、ウェーハ６のメッ
キ面から容易に離脱するため、気泡２０の付着を防止す
ることができる。これにより、メッキ異常を防ぎ、ウェ
ーハ６の所定のバリアメタル８上に厚さの均一なバンプ
を形成することができ、従って製造歩留まりを高め、信
顆性を向上させることができる。

次に、第２図を用いて、本発明の第２の実施例を説明す
る。

第２図（ａ）は本発明の第２の実施例によりＴＡＢ方式
のためのパンプメヅキを行なうメッキ装置を示す断面図
、第２図（ｂ）はそれに用いるウェーハの断面図である
。

メッキ槽２２中にメッキ液２４が貯えられている。この
メッキ槽２２底面に、ウェーハ設置手段（図示せず）に
よって、半導体素子を形成したウェーハ２６がメッキさ
れるべきメッキ面を上向きにしてほぼ水平に設置されて
いる。すなわち、メッキ面に例えば’ｒ”　ｉ　／　Ｐ
　ｄからなるバリアメタル２８が形成され、このバリア
メタル２８上にバンプ形成用のレジスト３０がパターニ
ングされているウェーハ２６がメッキ槽２２底面をなし
ており、そのウェーハ２６のメッキ面側がメッキ液２４
に露呈されている。

また、ウェーハ２６上方のメッキ液２４中に、ウェーハ
２６のメッキ面と対向して例えばｐｔからなる陽極板３
２が設けられている。そしてつ工−ハ２６のメッキ面の
バリアメタル２８には陰極コンタクトビン３４が接続さ
れ、この陰極コンタクトビン３４は電圧印加手ｌ−１（
図示せず）の陰極３６に接続されている。他方、陽極板
３２はその電圧印加手段の陽極３７に接続されている。

そしてメッキ液循環手段として循環ポンプ３８が設置さ
れ、メッキ液２４をメッキ槽２２下部に設けた出口４０
から流出させ、そのメッキ液２４を再びメッキ槽２２上
部に設けた入口４２から流入させて、循環するようにな
っている。

さらにまた、メッキ槽２２底面をなすウェーハ２６下方
には、超音波発振器４４が設けられている。

次に、動作を述べる。

循環ポンプ３８によってメッキ槽２２下部の出口４０か
ら流出したメッキ液２４は、第２図（ａ）の矢印に示さ
れるように、再びメッキ槽２２上部の入口４２から流入
して、メッキ槽２２内でウェーハ２６のメッキ面に向か
って上方から下方に噴流する。この状態において、電圧
印加手段によってウェーハ２６と陽極板３２とに所定の
電圧を印加して、ウェーハ２６のメッキ面の露出してい
るバリアメタル２８上に電気メッキを施す、このメッキ
中には、反応上必然的に陽ｉ＃／！３７側の陽極板３２
表面からは酸素の気泡が、また陰４Ｉｉ３６側のウェー
ハ２６のメッキ面からは水素の気泡が、それぞれ発生す
る。

そして上記第１の実施例と同様にして、ウェーハ２６の
メッキ面に発生する気泡４６は、第２図（ｂ）の破線の
矢印に示されるように、その上方に気泡４６の上昇を妨
げるものがないため、容易にウェーハ２６のメッキ面か
らの離脱して上昇していき、また超音波発振器４４によ
ってウェーハ２６のメッキ面に発生する気泡４６に超音
波振動を与えることにより、気泡４６の離脱はさらに促
進され、さらにまたウェーハ２６は陽極板３２より下方
に位置しているため、陽極板３２表面から発生した酸素
の気泡がウェーハ２６のメッキ面に付着することしない
。

このように第２の実施例によれば、上記第１の実施例と
同様にして、メッキ中にウェーハ２６のメッキ面に発生
する気泡４６は、ウェーハ２６のメッキ面から容易に離
脱するため、気泡の付着を防止することができる。これ
により、メッキ異常を防ぎ、ウェーハ２６の所定のバリ
アメタル２８上に厚さの均一なバンブを形成することが
でき、従って製造歩留まりを高め、信頼性を向上させる
ことができる。

なお、上記第２の実施例においては、ウェーハ２６はそ
のメッキ面のバリアメタル２８に接続された陰極コンタ
クトビン３４を介して電圧印加手段の陰極３６に接続さ
れているが、ウェーハ２６に形成された素子の種類によ
っては、ウェーハ２６裏面を直接に電圧印加手段の陰極
３６に接続してらよい。

また、上記第１および第２の実施例においては、ＴＡＢ
方式のためのバンブメッキについて説明したが、バンブ
に限らず、例えばＡｕ等の金属配線のためのメッキに用
いることもできる。

さらにまた、上記第１および第２の実施例において、メ
ツ−ＶＷ２．２２として密閉されたメッキ槽を用い、そ
のメッキ栖２．２２内のメッキ液４゜２４上方の閉空間
を減圧状態にして、メッキを行なってもよい、この場合
、ウェーハ２．２６のメッキ面に発生する気泡２０．４
６は、意識的に設定された気圧差によって、いっそう容
易にウェーハ６．２６のメッキ面から離脱させることが
できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、メッキ液を介して対向す
る基板と陽極板とに電圧を印加して前記基板表面にメッ
キを施すメッキ方法において、メッキされるべきメッキ
面が上向きになるように基板を設置し、この基板上方に
陽極板を設置して、メッキの際に基板のメッキ面に生じ
る気泡を容易に上方に離脱させることにより、メッキ中
に発生する気泡が基板のメッキ面に付着することを防止
してメッキ異常を防ぎ、均一なメッキ層を形成すること
ができる。これによって、製造歩留まりを高め、信頼性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例によるメッキ方法の説明
図、 第２図は本発明の第２の実施例によるメッキ方法の説明
図、 第３図および第４図はそれぞれ従来のメッキ方法の説明
図である。 １６．３６，６０．８２・・・・・・陰極、１７．３７
，６１．８３・・・・・・陽極、１８．４４・・・・・
・超音波発振器、２０．４６，６６．８６・・・・・・
気泡、３４．８１・・・・・・陰極コンタクトピン、３
８．７８・・・・・・循環ポンプ、 ４０・・・・・・出口、 ４２・・・・・・入口。 ６８．８８・・・・・・メッキ層。 図において、 ２、．２２，５２．７２・・・・・・メッキ槽、４．２
４，５４．７４・・・・・・メッキ液、６．２６，５６
．７６・・・・・・ウェーハ、８．２８・・・・−・バ
リアメタル、 １０．１２．３０．６２，６４．８４・・・・・・レジ
スト、 】４．３２．５８．８０・・・・・・陽極板、第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、メッキ液を介して対向する基板と陽極板とに電圧を
   印加して前記基板表面にメッキを施すメッキ方法におい
   て、 メッキされるべきメッキ面が上向きになるように前記基
   板を設置し、前記基板上方に前記陽極板を設置して、メ
   ッキの際に前記基板のメッキ面に生じる気泡を上方に離
   脱させる ことを特徴とするメッキ方法。 ２、メッキ液が貯えられたメッキ槽と、 前記メッキ槽の底面に、メッキされるべきメッキ面が上
   向きになるように基板を設置する設置手段と、 前記基板上方のメッキ液中に、前記基板のメッキ面と対
   向して設けられた陽極板と、 前記基板と前記陽極板とに電圧を印加する電圧印加手段
   と、 前記メッキ液を前記基板のメッキ面に向かって上方から
   下方に噴流させるメッキ液循環手段とを有することを特
   徴とするメッキ装置。