JPH04131395A - 半導体ウエハのメッキ方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハのメッキ方法に係り、特に、半
導体バンブメッキのように微小溝内に金属メッキ被膜を
形成する方法において、均一厚さ膜を得られるようにし
た金属メッキ被膜形成法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、バンブメッキは、主として第５図に示されるカッ
プ方式により行なわれている。この方式では、第６図の
ウェハ内バンプ部の微小溝に存在する気泡のモデル図に
示すように、被メッキ面が下向きとなっているた約、溝
内の気泡が溝の大小に拘らず抜けにくくなっている。そ
こで、カップ方式では下方より噴流を流しながら第５図
のカップ押え部１を上下させることによりウェハ３下面
部の気泡を抜く工夫がなされている。ところが、この方
法では大きな気泡（＋ｒ＋（Ｉｌオーダ）は抜けても微
小溝内気泡は十分抜けず、そのためカップ方式によるバ
ンブメッキ厚はバラつくことが多かった。

一方、第７図に示される浸漬式メッキ法では、ウェハ裏
面へのメッキ廻り込み防止に問題がある（ワックス剥離
に時間がかかる等）だ約、現在ではあまり用いられてい
ないが、この方法でもウェハの設置方法によっては、上
記気泡抜きは問題となる。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、前記の従来技術の欠点を解消し、どのような
微小な穴あるいは溝内の気泡でも除くことのできる半導
体ウェハのメッキ方法及びその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〕

上記目的を達成するために、本発明では、被メッキ面に
微小な穴あるいは溝を有する半導体ウェハのメッキ方法
において、メッキ液中でウェハの微小な穴あるいは溝内
に付着した気泡にエネルギーを与え、該気泡を微小な穴
あるいは溝から離脱させてメッキすることとしたもので
あり、また、上記の半導体ウェハのメッキ方法に用いる
装置として、 メッキ液で満されたメッキ槽と、メッキ槽中のウェハ治
具よりなる半導体ウェハのメッキ装置において、メッキ
液中のウェハの微小な穴あるいは溝内に付着した気泡に
エネルギーを与える手段を設けることとしたものである
。

そして、上記の装置において、エネルギーを与える手段
としては、■ウェハ固定治具に設けた加熱手段、■ウェ
ハ固定治具に設けた加振手段又は■超音波発生装置のう
ちの１つ以上を用いるものである。また、他の手段とし
ては、メッキ液に上向きに設置したウェハ被メッキ面と
平行になるような平行流を付与する手段を用いるもので
、この手段と上前の■、■、■の手段の１つ以上を併用
するのがよい。

〔作　用〕

本発明の装置に用いる各手段を説明すると、まず加熱手
段は、微小な穴あるいは溝内の気泡を除去し均一なメッ
キ膜を得るために、ウェハ及びウェハ近傍を昇温するた
めのヒータ等加熱手段をウェハ固定治具内に設けたもの
であり、また、加振手段はウェハ上メッキ面内の微小溝
内の気泡を除去するために、ウェハ固定治具に直接微小
振動を与える加振手段を設けたものであり、更に、超音
波発生装置は、ウェハ微小溝内気泡を核としてキャビテ
ーションを発生させることにより気泡を除去させるため
に設けたものである。

また、別の手段として、メッキ流に平行流を付与する手
段は、ウェハ裏面にメッキ液の廻り込まないシールを持
つウェハ治具を用いて、ウェハ被メッキ面を上向きに１
〜多段設置できるようにし、かつメッキ液の流れ方向を
メッキ面と平行になるようにしたことにより、メッキ面
に気泡が付着しにくいようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ 第１図は、治具内にヒータを設置した本発明のウェハ治
具加熱法の断面構造図であり、第１図においてはウェハ
治具２の内部にヒータ６が設けられている。ウェハ３は
シール５により裏面と縁が浴液からシールされている。

陰極１８はウェハ３表面に針により導通されている。

このウェハ治具加熱法は、第７図の浸漬式メッキ法ある
いは第４図の浸漬式メッキ法に適用するのが好ましい。

この発明では、先ずウェハ治具内に設置されたヒータ、
あるいは他の方法でウェハ及びウェハ近傍を昇温するこ
とにより、ウェハ微小溝内気泡に離脱力を与える。上記
のウエノ＼及びウェハ近傍の昇温は、液の蒸発温度以下
で、少なくとも液温より５℃以上高くする。実施例では
、８℃の差で良い結果を得たものもある。離脱した気泡
は、（イ）ポンプによるメッキ槽内の上向き流れ、（０
）ウェハ近傍に発生する温度差対流、（ハ）浮力などの
外力により、ウェハに再付着することなくメッキ槽外に
持ち去ることができる。

そのため、微小槽内の被メッキ面には気泡がなく、常に
新しいメッキ浴液が供給され、安定したメッキが期待で
きる。

実施例２ 第２図は、本発明の機械的微小振動を与える方法を示す
概略図であり、第２図において、商用電源（５０／６０
Ｈｚ）に接続された振動発生器８により、〜５　ｋ）Ｉ
ｚ程度のパルス又は連゛続波を発生させ、これに接続さ
れている加振器９により、ウェハ治具２が、メッキ槽１
内で加振される。

この方法は、ウェハを装着している陰極及び支え治具を
加振器等の振動源に接続し、微小振動を与え、これによ
りウェハ微小溝内に付着した気泡を除去させる。従来、
かくはん目的で治具を大きくゆする（１回／秒程度）カ
ッ−ドロツタという方法が公知だが、本発明の振動数は
、微小溝内気泡抜きが目的であるため、１０〜５０００
回／秒となる。

実施例３ 第３図は、本発明の超音波発生装置を用いた方法の概略
断面図であり、第３図においては、メッキ槽１の外側に
整合槽１１を設け２重構造になっている。メッキ槽１に
はメッキ液４を入れ、整合槽１１には整合液１２を入れ
、整合槽内に設けられた超音波発生素子１０により、メ
ッキ槽１内のウェハ治具２に向けて超音波を発生する。

この際、整合液１２はメッキ液４・メッキ槽１・整合槽
１１の指す音響インピーダンスにより超音波減衰のない
ものが選ばれる。上記２重構造は腐食液を扱うため、交
換等メンテナンス性を考慮したものであるが、超音波減
衰をなくすためには超音波発生素子ｌＯを直接メッキ槽
工内に設置するのも良い。

この方法は、２０〜５０　ｋＨｚ低周波あるいは４００
〜５００　ｋＨｚ程度の高周波により、メッキ液にキャ
ビテーションを発生させることができる。微小溝内に残
存している気泡を核として、効率よくキャビテーション
を発生させ、成長したキャビティ　（＝気泡）を微小溝
から離脱させる。また、キャビティ消滅時のキャビテー
ション破壊による微小振動により、実施例２記載の微小
振動による離脱効果も期待できる。

実施例４ 第４図は、本発明の浸漬式メッキ法による断面構造図で
あり、第４図において、ウェハ３はウェハ治具２に固定
され、シール５によりウェハ裏面によりメッキ液が廻り
込まないようシールされている。ウェハメッキ面は、陰
極１８及び支え治具により電源陰極に接続される。各ウ
ェハに対向し、陽極１９及び支え治具が設置され、電源
陽極に接続されている。メッキ液は下方より、メッキ槽
１に導かれ、整流孔１３により整流された後、各ウェハ
に平行流として導かれオーバフローし、ポンプ等により
循環されることが好ましい。

平行流の流速は、通常のオーバフロー槽の流速は１ｎ＋
＋ｎ／ｓ以下が多いが、本実施例では３〜１０ｍｍ／ｓ
を使用した。この流速は早ければ早い方が望ましい。

第４図に示されるように、ウェハは裏面に液が廻り込ま
ないシールを用いて治具に固定され、上向に１〜多段設
置される。メッキ面に付着している気泡の比較的大きな
ものは（ｍｍオーダ）ポンプによって、作られる浴内平
行流によって、比較的簡単に除去できる。微小溝内に残
る気泡については、外的エネルギーを与える実施例１．
２及び３の方法を併用することが好ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記したように、微小溝内の気泡抜き
は、先ず微小溝内に付着した気泡にエネルギーを与える
ことにより気泡を微小溝から離脱させ、次に離脱した気
泡が微小溝内に再付着しないように、速やかに持ち去る
ことにより可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のウェハ治具加熱法の断面構造図、第
２図は、本発明の機械的微小振動法の概略構成図、第３
図は、本発明の超音波発生装置を用いた方法の概略断面
図、第４図は、本発明の浸漬式メッキ法による断面構造
図、第５図は、従来のカップ式メッキ法による断面構造
図、第６１！ｌは、ウェハバンブ部微小溝拡大図、第７
図は、従来の吊下げ設置型の浸漬式メッキ法の断面構造
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被メッキ面に微小な穴あるいは溝を有する半導体ウ
   ェハのメッキ方法において、メッキ液中でウェハの微小
   な穴あるいは溝内に付着した気泡にエネルギーを与え、
   該気泡を微小な穴あるいは溝から離脱させてメッキする
   ことを特徴とする半導体ウェハのメッキ方法。 ２、メッキ液で満されたメッキ槽と、メッキ槽中のウェ
   ハ治具よりなる半導体ウェハのメッキ装置において、メ
   ッキ液中のウェハの微小な穴あるいは溝内に付着した気
   泡にエネルギーを与える手段を設けてなることを特徴と
   する請求項１記載の半導体ウェハのメッキ方法に用いる
   装置。 ３、請求項２記載において、エネルギーを与える手段が
   、（ａ）ウェハ固定治具に設けた加熱手段、（ｂ）ウェ
   ハ固定治具に設けた加振手段、又は（ｃ）超音波発生装
   置のうちの１つ以上であることを特徴とする半導体ウェ
   ハのメッキ装置。 ４、請求項２記載において、エネルギーを与える手段が
   、メッキ液に上向きに設置したウェハ被メッキ面と平行
   になるような平行流を付与する手段であることを特徴と
   する半導体ウェハのメッキ装置。 ５、請求項４記載において、さらに、エネルギーを与え
   る手段として、（ａ）ウェハ固定治具に設けた加熱手段
   、（ｂ）ウェハ固定治具に設けた加振手段、又は（ｃ）
   超音波発生装置のうちの１つ以上を設けたことを特徴と
   する半導体ウェハのメッキ装置。