JPH05218045A - 半導体装置の電解メッキ方法 - Google Patents

半導体装置の電解メッキ方法

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JPH05218045A
JPH05218045A JP1753192A JP1753192A JPH05218045A JP H05218045 A JPH05218045 A JP H05218045A JP 1753192 A JP1753192 A JP 1753192A JP 1753192 A JP1753192 A JP 1753192A JP H05218045 A JPH05218045 A JP H05218045A
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弘和 江澤
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孝 依田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明にあっては、半導体装置表面への電解
メッキ工程に於いて、メッキ厚の面内均一性を向上させ
るために、メッキ時の陽極電極を半導体装置に対向させ
ずに配置することを特徴とする。 【構成】この発明は、半導体装置のバンプ電極形成の電
解メッキ方法に於いて、上記半導体装置表面のメッキ面
15のみをメッキ処理槽12中に露出させ、メッキ液1
6に浸漬させた状態で保持する。そして、多数枚基板の
共通電極として陽極電極13を上記半導体装置に対向さ
せることなく配置して、電解メッキを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の電解メッ
キ方法に関し、特に半導体基板表面に電解メッキを行う
半導体装置の電解メッキ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法の代表例と
して、半導体装置のバンプ電極形成工程に於ける電解メ
ッキ方法がある。図7はこの電解メッキ方法を実行する
ための製造装置を示したものである。
【0003】図7に示される半導体装置1に於いて、基
板2上であって、半導体素子が形成され、Al電極パッ
ド3上部に開孔を有する絶縁保護膜4上に、例えばPd
/Ti等の金属層5が全面に堆積される。そして、この
金属層5上に電極パッド3上部にのみ、所望の大きさの
バンプ径に相当する開孔部を有するフォトレジスト層6
がメッキマスクとして形成されている。
【0004】このように構成された半導体装置1を、図
7に示されるように、メッキマスクの形成されているメ
ッキ面を下向きにする。そして、図8に示されるよう
に、半導体装置1を保持するカップ7周辺部の陰極電極
ピン8によってフォトレジスト層6を破り、このフォト
レジスト層6の下の金属層5と電気的導通がとられる。
【0005】また、図8に示されるように、メッキ液9
は、カップ7の下部から上部へ、陽極電極10を介して
噴き上げることによりメッキ面に供給され、カップ7上
部からオーバーフローに液槽へ戻る。また、半導体装置
1の基板2の裏面にN2 ガス11を吹きつけることによ
り、メッキ液9の裏面への回り込みを防止し、不要なメ
ッキ析出を抑制している。量産装置としては、1つのメ
ッキ槽内に24〜25個のカップを並列に設置する装置
が一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
れば、メッキ液を噴き上げてオーバーフローさせている
ために、メッキ液の流速は、メッキ面の中心部より周辺
部の方が小さい。これと対応して、メッキ厚すなわちバ
ンプ高さも、図9に示されるように、中心部より周辺部
の方が低く、面内均一性が悪く、TABリードのボンデ
ィング不良を引き起こす要因となる。
【0007】また、上述した技術では、裏面へのメッキ
析出を防止できることは利点であるが、半導体基装置1
上でのメッキ電極及びAuメッキの場合に、Al電極パ
ッドとの相互拡散抑制層の役割を果たすPd/Ti等の
金属層は真空蒸着法、スパッタ法等により形成され、半
導体基板最外周のベベリング加工部のように、メッキマ
スクとしてのフォトレジスト層が形成できない部位にも
一部金属層が堆積する。したがって、メッキ析出が起こ
り、半導体装置の裏面研削工程、ダイシング工程に於い
てダストの発生源となり、Auメッキ等の軟い金属の場
合、研削砥石、ダイシングブレードが目づまりを起こし
て使用不能となる事故を引き起こす。当然のことなが
ら、電極パッド3上部以外のメッキ析出は、析出面積が
大きくなったことと等しく、所望のバンプ高さを得るた
めに設定したメッキ電流値では、高さの低いバンプが得
られてしまう。
【0008】更に、半導体装置のメッキ面を下向きに保
持するために、メッキ液9の配管系、メッキ液9中の溶
存ガス等により発生した気泡がメッキ表面でメッキマス
クとなってしまい、局所的にメッキ析出がなく、不良チ
ップとなってしまう事故を引き起こしている。そのた
め、バンプ形成工程が通常の半導体装置としての完成品
に、更に工程を追加することになるために、バンプメッ
キ工程に於ける歩留り低下は著しいコスト上昇を招く結
果となる。
【0009】この本発明は、上記課題に鑑みてなされた
もので、半導体装置表面への電解メッキ工程に於いて、
所望の高さより低いバンプになることなく、メッキ厚の
面内均一性を向上させてTABリードのボンディング不
良を引き起こすことなく、バンプメッキ工程に於ける歩
留り低下による著しいコスト上昇を招くことのない半導
体装置の電解メッキ方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、半
導体装置のバンプ電極形成の電解メッキ方法に於いて、
上記半導体装置表面のメッキ面のみをメッキ液槽中に露
出させた状態で保持し、複数枚基板の共通電極として陽
極電極を上記半導体装置に対向させることなく配置して
電解メッキを行うことを特徴とする。
【0011】またこの発明は、半導体装置のバンプ電極
形成の電解メッキ方法に於いて、上記半導体装置表面の
メッキ面のみをメッキ液槽中に露出させた状態で保持
し、上記半導体装置のメッキ面の法線と上記陽極電極の
法線を直交配置して電解メッキを行うことを特徴とす
る。
【0012】
【作用】この発明の半導体装置の電解メッキ方法にあっ
ては、例えばバンプ電極形成工程に於いて、半導体基板
の裏面及び最外周ベベリング部をシールする治具を用い
て、半導体基板をメッキ槽内へ複数枚浸漬し、メッキ時
の陽極電極を半導体基板に対向させることなく、半導体
基板と直交させて配置し、複数枚の共通陽極電極とす
る。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図1は、この発明に係る半導体装置の電解メッ
キ方法を実施するためのメッキ装置の構造を示したもの
である。
【0014】図1(a)は、多数枚同時メッキ処理槽の
電極配置を示したものであり、図1(b)は同図(a)
の断面図である。図1に於いて、メッキ処理槽12内に
は、表面がPtで被覆されたTi材質の網目状電極であ
って電解メッキ中で陽極となる一対の陽極電極13が配
置されている。そして、これら陽極電極13間には、治
具14が垂直方向に複数個配列されている。これらの治
具14は、電極パッド上部にのみ所望の大きさのバンプ
径に相当する開孔部を有するフォトレジスト層が、メッ
キマスクとして形成されており、上記レジスト層の下層
全面に形成されたPd/Ti等の金属層が電解メッキ中
の陰極電極となる半導体基板表面のメッキ面15をメッ
キ液16中に露出させ、半導体装置の裏面及び外周ベベ
ル加工部位とメッキ液の接触を断つためのものである。
【0015】陰極電極17は、メッキ処理槽12の外部
に設けられるもので、この陰極電極17と上記メッキ面
15との電気的接続は、陰極電極17から治具14を介
してメッキ面15へ達する電極ピン等によりなされる。
図2は、上記治具14の構成例を示すもので、図2
(a)は斜視図、図2(b)は同図(a)の断面図、図
2(c)は同図(a)の側面図である。
【0016】上記治具14は、本体部141 、上蓋部1
2 から成っており、上記本体部141 の一部には外部
の陰極電極17と接続される給電プラグ143 及びパッ
キングねじ144 が設けられている。また、上蓋部14
2 の略中央部には、本体部141 に形成されたウェハ載
置部145 と相対する位置にウェハを固定するようにし
て孔146 が形成されている。ウェハは、上記ウェハ載
置部145 上に、メッキ面を表にしてセットされるよう
にする。
【0017】また、本体部141 と上蓋部142 は、カ
イダック丸棒147 を軸として図示矢印A方向に開閉自
在とされる。そして、この治具14は、一部を除いて全
面にテフロンコーティングが施されている。尚、148
は通電部、149 はパッキンである。
【0018】また、同実施例では、シアン系Auメッキ
液(商品名:Temperey401)を用い、電流密
度5mA/cm2 、メッキ浴温65℃、メッキ時間60
分のメッキ条件の下に、バンプ径60×60μm、バン
プ高さ18μmのAuバンプ形成を行っている。
【0019】特に、溶液中で金属錯イオンを形成してい
るメッキ液からの電解析出は、面内均一性を支配する要
因が電場よりメッキ液の流れの効果が大きいと考えられ
るため、金属錯イオンの供給律速過程である。したがっ
て、図7にメッキ液の流れが模式的に示されたように、
従来カップ方式の場合、ウェハ中心部の方が周辺部より
メッキ層が厚い。故に、図1(b)に示されるようなウ
ェハ浸漬方式の場合、ウェハ表面上でメッキ液の流れを
均一にすることによって、メッキ厚の面内均一性が向上
すると考えられる。
【0020】図3は、実際に上記メッキ条件で5インチ
ウェハにバンプメッキを行い、バンプ高さの面内分布を
調べた結果を示したものである。これにより、明らかに
バンプ高さの面内均一性を著るしく向上させることが可
能となることがわかる。また、図4(a)、(b)及び
図5を参照して、バンプ高さと流量の関係、及び高さば
らつきと流量との関係について述べると、次のようにな
る。
【0021】図5は、ウェハ(陰極電極)17と陽極電
極13を、メッキ処理槽12内で対向配置させた場合の
メッキ液の流れを示した図である。メッキ処理槽12を
オーバーフローしたメッキ液はメッキ液循環槽18に流
れ込む。このとき、バンプ高さ(ウェハに析出するAu
量)は、ウェハと陽極電極間の距離(電場の大きさ)よ
りも液の流量に依存している。流量が大きいほど、析出
量が多くなる。すなわち、Auイオンの供給律速となっ
ている。
【0022】一方、面内ばらつきの挙動も、流量が支配
的である。したがって、錯イオンからのメッキ析出の場
合、液の流れが支配要因であることがわかる。よって、
陽極電極の配置は、ウェハと対向させる必要はないこと
になる。
【0023】また、面内均一性に及ぼす電場の影響が小
さいことから、図1のように、陰極となるウェハメッキ
面15と陽極電極13をメッキ液中で直交配置させても
バンプ高さの面内分布に影響しないために、陽極電極1
3を共通電極として同一槽内に多数枚のウェハをメッキ
処理することが可能となり、従来のカップ式装置と比較
して、設置面積が大巾に縮小できる利点もある。そし
て、一電源多数枚処理を行う場合、予め治具14に高抵
抗(100〜200Ω程度)を負荷することにより、電
極ピンとメッキ面15との接触抵抗、治具自身の抵抗の
不均一(〜1Ω程度)の影響を小さくしてしまい、各ウ
ェハに均等に電流が流れることを補償すればよい。
【0024】尚、これに限られずに、例えば図6に示さ
れるように、治具14を水平方向に挿入配置して、ウェ
ハのメッキ面15を上向きにしてメッキ液中に浸漬させ
てもよい。この場合、共通の陽極電極19とウェハは直
交している。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バン
プ高さの面内均一性が著しく向上し、TABリードのボ
ンディング不良を低減することができ、これにより、半
導体装置としてTAB実装の大幅な信頼性の向上、歩留
りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例で、半導体装置の電解メッ
キ方法を実施するためのメッキ装置の構造を示した図で
ある。
【図2】図1の治具の詳細を示した図である。
【図3】バンプ高さの面内分布を示した図である。
【図4】バンプ高さと流量の関係、及び高さばらつきと
流量との関係を示した特性図である。
【図5】ウェハ(陰極電極)と陽極電極を対向配置させ
た場合のメッキ処理槽内のメッキ液の流れを示した図で
ある。
【図6】この発明の他の実施例で、ウェハを上向きにし
てメッキ液中に浸漬させた例を示した図である。
【図7】従来の電解メッキ方法を実行するための製造装
置の一部を示した図である。
【図8】従来の電解メッキ方法を実行するための製造装
置を示した図である。
【図9】従来のバンプ高さの面内分布を示した図であ
る。
【符号の説明】
12…メッキ処理槽、13…陽極電極、14…治具、1
5…メッキ面、16…メッキ液、17…陰極電極、18
…メッキ液循環槽。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置のバンプ電極形成の電解メッ
    キ方法に於いて、 上記半導体装置表面のメッキ面のみをメッキ液槽中に露
    出させた状態で保持し、 複数枚基板の共通電極として陽極電極を上記半導体装置
    に対向させることなく配置して電解メッキを行うことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体装置のバンプ電極形成の電解メッ
    キ方法に於いて、 上記半導体装置表面のメッキ面のみをメッキ液槽中に露
    出させた状態で保持し、 上記半導体装置のメッキ面の法線と上記陽極電極の法線
    を直交配置して電解メッキを行うことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記電解メッキは、析出させようとする
    金属の金属錯イオンが形成されているメッキ液を用いる
    ことを特徴とする請求項1及び2に記載の半導体装置の
    電解メッキ方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003008179A (ja) * 2001-06-18 2003-01-10 Yazaki Corp 印刷回路及びフレキシブル配線のパターンニング方法
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