JPH05299423A - 電極膜形成方法及び装置 - Google Patents

電極膜形成方法及び装置

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JPH05299423A
JPH05299423A JP10328492A JP10328492A JPH05299423A JP H05299423 A JPH05299423 A JP H05299423A JP 10328492 A JP10328492 A JP 10328492A JP 10328492 A JP10328492 A JP 10328492A JP H05299423 A JPH05299423 A JP H05299423A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
wafer
electrode
forming
cathode electrode
Prior art date
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Withdrawn
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JP10328492A
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English (en)
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Mitsuji Nunokawa
満次 布川
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明は,電極膜形成方法及び装置の改良に
関し,金属メッキ層の厚さのウェハ面内均一性を改善
し,該金属メッキ処理の自動化を行う方法とその装置を
提供することを目的とする。 【構成】 半導体ウェハ1の両面に導電層2を形成する
工程と,該半導体ウェハをカソード電極6となる吸着パ
ッド7により保持し,該半導体ウェハを該ウェハ面に垂
直な軸の回りに回転する工程と,アノード電極4を通し
て,該半導体ウェハ面にメッキ液を噴流させて該ウェハ
の表面に金属層を形成する工程とを有するように構成
し,並びに上記工程を実行するための金属メッキ層形成
装置の要素を有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,電極膜形成方法及び装
置の改良に関する。近年,益々半導体装置の高速化及び
高密度化が要求され,それに伴って半導体素子の実装技
術の高度化が必要になってきている。現在,半導体素子
の高密度実装方法としてTAB(tape assist bonding)とCC
B(chip colaps bonding)と呼ばれる二つの技術が主流に
なっている。両者ともバンプと呼ばれる電極パッドを半
導体装置上に精度良く形成する技術が必要である。この
バンプパッドを形成するためには一般に選択メッキの方
法が用いられている。
【0002】
【従来の技術】図4 は従来の電界式メッキ装置とその動
作を説明する模式図である。図において,31は半導体ウ
ェハ, 32はカソード電極ピン, 33は噴流ポンプ, 34はア
ノード電極,35は導電層である。
【0003】半導体ウェハ31はカソード電極ピン32によ
って, 導電層35の面を下に向けて三点支持される。この
ウェハ31の部分詳細図が図5に示される。図5において
示されるように,複数の電極を形成するため電極パッド
39と層間絶縁膜38が形成されている。この全面に導電層
35がスパッタリング法により形成さる。更に, この全面
に渡り, 厚さ約30μm のフォトレジスト膜を設け, これ
をパターニングして電極パッド39の上に相当する部分に
ホールを形成する。次いで, これらのホールにフォトレ
ジスト膜と略同じ厚さの金属層36がメッキ法により形成
される金をメッキする場合には, 亜硫酸金イオン液のよ
うなメッキ液が噴流ポンプ33によって送られ, メッシュ
状アノード電極34を通り, ウェハ31の表面に到達する。
ウェハ上において電界反応により金が電極金として選択
的にメッキされる。亜硫酸金イオン液は噴流ポンプ33に
よって還流される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし,本装置を用い
る方法においては,カソード電極ピン32の先端部が露出
しているために, カソード電極ピン32の半導体ウェハ31
の導電層32に接触する点の近傍, 及びウェハ31の裏面側
に多量の金が析出する。これを除去するためには余分の
時間を要し,或いは,ウェハの破損を招く等の問題があ
った。
【0005】又,一般に,ウェハ面の各所に選択メッキ
された金属層の厚さの均一性(単に,金属層の厚さのウ
ェハ面内均一性と呼ぶ)は,メッキ液の噴流速度及びウ
ェハ面と噴流の成す角度に依存している。従って,通常
初回に形成した金属層の厚さのウェハ面内均一性をテス
トし,その結果により,ウェハの三点支持を調節してい
た。しかし,仮にそれができたとしても,ウェハの中心
部分と周辺部分では,噴流速度およびウェハ面と噴流の
成す角度が相違しているため,これを自動的に調整する
ことは困難であった。
【0006】更に又,本方法ではメッキ終了後,ウェハ
を水洗するために,メッキ槽より取り出して水洗の場所
へ移動しているために,全工程の自動化を行うことは困
難であった。
【0007】そこで,本発明は,金属メッキ層の厚さの
ウェハ面内均一性を改善し,該金属メッキ処理の自動化
を行う方法とその装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の手段
によって解決される。即ち,半導体ウェハの両面に導電
層を形成する工程と,該半導体ウェハをカソード電極と
なる吸着パッドにより保持し,該半導体ウェハを該ウェ
ハ面に垂直な軸の回りに回転する工程と,アノード電極
を通して該半導体ウェハ面にメッキ液を噴流させて該ウ
ェハ表面に金属層を形成する工程とを有する金属メッキ
層形成方法,或いは,半導体ウェハの表面に導電層を形
成する工程と,半導体ウェハを該導電層側を上にして,
吸着パッド上に載置し,第1の真空チャックにより該ウ
ェハを固定する工程と,該導電層に接するカソード電極
を具備するカソード電極リングを該半導体ウェハの導電
層上に載置し,第2の真空チャックにより該カソード電
極リングをを固定する工程と,該半導体ウェハとカソー
ド電極リングを該ウェハ面に垂直な軸の回りに回転する
工程と,アノード電極を通して可動ノズルより,該半導
体ウェハ面にメッキ液を噴流させて該ウェハ面に金属層
を形成する工程とを有する金属メッキ層形成方法,並び
に,それら金属メッキ層形成装置によって解決される。
【0009】
【作用】半導体ウェハをカソード電極となる吸着パッド
(スピンチャック)で保持し,スピンモータにより半導
体ウェハに垂直で略ウェハの中心を通る軸の回りに回転
し,一方,アノード電極メッシュを通してメッキ液が噴
流するノズルを,ウェハの一つの直径に沿って往復運動
させる。このようにすることによって,ウェハ面内にお
ける単位面積あたりのメッキ液流を均一化し,ノズルか
ら噴出するメッキ液の中心部と周辺部における流速の差
の影響を平均化できる。その結果,ウェハに流れ込むイ
オン電流は,ウェハ面内において均一化されて,メッキ
される金属層の厚さはウェハ面内において一様になる。
【0010】従来, 金属層の厚さが20乃至30μm の場
合, 厚さの不均一が5 μm 程度であったものを, 本発明
によって2 乃至3 μm に抑えることができるようにな
る。又,本発明においては,ウェハ位置の精密な制御が
不要であること,メッキ終了後の水洗も, そのままメッ
キ装置において行うことができる等の理由により,工程
の自動化が容易になる。
【0011】
【実施例】本発明の二つの実施例について,図を参照し
ながら以下に説明する。図中,同一符号は,同一部品,
同一部材を表す。 第1の実施例 図1は本実施例の構成を説明する模式図である。
【0012】図において,1 は半導体ウェハ, 2 は導電
層, 4 はアノード電極, 5 は可動ノズル, 6 はカソード
電極, 7 は吸着パッド, 8 は直流電源, 9 は半導体ウェ
ハのエッジ, 10は半導体ウェハの裏面である。
【0013】本実施例では, 半導体ウェハの裏面よりカ
ソード電極6 をとる必要上, 導電層は半導体ウェハの両
面に設けられる。これは, スパッタリング法等により半
導体ウェハ表面に導電層を形成する際に, 例えば, 半導
体ウェハの裏面を三個のピンで支持し, ウェハと基台と
の間に空間を設ける等によって実現することができる。
導電層には金またはチタニウム・金が用いられる。
【0014】吸着パッド7 のチューブの外壁はカソード
電極6 に接触し, メッキ進行時に吸着パッド7 が回転す
る場合も褶動してカソード電極6 に接触している。メッ
キ液はメッシュ状アノード電極4 を通り, 可動ノズル5
より噴出して半導体ウェハ1 の表面に達する。可動ノズ
ル5 は半導体ウェハ1 の直径上を往復運動する。 メッ
キ進行中は, 半導体ウェハのエッジ9 及び裏面10に金属
が析出することを防止するため, 局所的に純水又は窒素
ガスを噴出させてリンスを行う。純水によってリンスす
る場合, メッキ液が希釈されるためにメッキ液の再利用
はできない。窒素ガスによってリンスする場合, メッキ
液を還流させて利用できるが, 窒素ガスをウェハの全周
にわたって吹きつける構造が必要である。 第2の実施例 図2は本実施例の構成を説明する模式図である。本実施
例における吸着パットは,第1の実施例における吸着パ
ッドと異なり,二つの真空系を有する。即ち,真空系13
は半導体ウェハ1 を吸着する(チャックする)ための真空
系であり, 真空系14はカソード電極リング12を吸着する
(チャックする)ための真空系である。カソード電極リン
グ12は半導体ウェハ1 の導電層2と吸着パット7 を介し
てカソード電極6 とを電気的に接続するためのものであ
る。真空系14を作動させることにより, 半導体ウェハ1
はカソード電極6 に接続される。
【0015】本実施例の装置においては, メッキ液が
半導体ウェハ1 のエッジ及び裏面に供給されない構造に
なっているために, 半導体ウェハ1 のエッジ及び裏面の
リンス機構は不要である。又半導体ウェハ1 の表面がカ
ソード電極6 に接続する構造であるために, 導電層は半
導体ウェハ1 の一面のみに形成されれば良い。図3 は本
実施例の装置により, 半導体ウェハにメッキ層を形成す
る工程を説明する模式図である。
【0016】先ず, 半導体ウェハ1 をウェハカセット20
より取り出し, 吸着パッド7 の上に置いて位置決めを行
う。それから, 図2 の真空系13を作動させる。次ぎにカ
ソード電極リング12を半導体ウェハ1 の上に置き, 図2
の真空系14を作動させる。半導体ウェハ1 とカソード電
極リング12をスピンモータ( 図示されない) により回転
させる。
【0017】ポンプ15を作動させ, メッキ液をメッキ槽
に送り, 可動ノズル5 より半導体ウェハ1 の表面へ噴流
させる。メッキ液はメッキ槽で集められ, バルブ16の切
り換えによって回収タンク17或いは排出口18に送られ
る。
【0018】メッキ工程が終了した時点において,バル
ブ16は排出口18に切り替わり, 同時に純水供給19が作動
して純水が半導体ウェハ1 の表面へ噴流する。一定時間
後半導体ウェハ1 を乾燥させるために, 窒素ガス供給口
( 図示されない) より窒素ガスを半導体ウェハ1 の表面
へブローさせ, 排気口21より排出させる。
【0019】最後に, 図2 の真空系14をリークさせてカ
ソード電極リング12を外し, 次ぎに真空系13をリークさ
せて半導体ウェハ1 を外し, ウェハカセット20に回収す
る。上記には, 直流電界を印加する工程の説明は省略さ
れている。 又, 因みに無電界メッキの場合には,半導
体ウェハを回転し,メッキ液をウェハ面に噴流させるこ
とによって,金属メッキ層の形成が可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によって,半導体ウェハ面内にお
いて厚さの均一なメッキ層を形成する自動化に適した方
法及び装置が提供される。その結果,本発明が半導体素
子の高密度実装技術の進歩に寄与するところは大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例の構成を説明する模式図
【図2】 第2の実施例の構成を説明する模式図
【図3】 第2の実施例の装置により, 半導体ウェハに
メッキ層を形成する工程を説明する模式図
【図4】 従来の電界式メッキ装置とその動作を説明す
る模式図
【図5】 メッキ層を形成する半導体ウェハの詳細図
【符号の説明】
1, 31 半導体ウェハ 2, 35 導電層 4, 34 アノード電極 5 可動ノズル 6 カソード電極 7 吸着パッド 8 直流電源 9 ウェハエッジ 10 ウェハ裏面 11, 13, 14 真空排気 12 カソード電極リング 15 ポンプ 16 バルブ 17, 33 回収タンク 18 排気口 19 給水機構 20 ウェハカセット 21 排気口 32 カソード電極ピン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電界メッキによって電極層を形成する電
    極膜形成方法において,該方法が半導体ウェハの両面に
    導電層を形成する工程と, 該半導体ウェハをカソード電極となる吸着パッドにより
    保持し,該半導体ウェハを該ウェハ面に垂直な軸の回り
    に回転する工程と, アノード電極を通して,該半導体ウェハ面にメッキ液を
    噴流させて該ウェハの表面に金属層を形成する工程とを
    有することを特徴とする電極膜形成方法。
  2. 【請求項2】 電界メッキによって電極層を形成する電
    極膜形成装置において,該装置がカソード電極としての
    機能を有し,回転可能な半導体ウェハ用吸着パッドと, アノード電極を通して,該ウェハ上の導電層面にメッキ
    液を噴流させる可動ノズルと, 該ウェハの裏面及び周辺部を,局所リンスするリンス機
    構と, 該メッキ液と水とを切り換えるバルブ機構とを有するこ
    とを特徴とする電極膜形成装置。
  3. 【請求項3】 電界メッキによって電極層を形成する電
    極膜形成方法において,該方法が半導体ウェハの表面に
    導電層を形成する工程と, 半導体ウェハを該導電層側を上にして,吸着パッド上に
    載置し,第1の真空チャックにより該ウェハを固定する
    工程と, 該導電層に接するカソード電極を具備するカソード電極
    リングを該半導体ウェハの導電層上に載置し,第2の真
    空チャックにより該カソード電極リングをを固定する工
    程と, 該半導体ウェハとカソード電極リングを該ウェハ面に垂
    直な軸の回りに回転する工程と, アノード電極を通して可動ノズルより,該半導体ウェハ
    面にメッキ液を噴流させて該ウェハ面に金属層を形成す
    る工程とを有することを特徴とする電極膜形成方法。
  4. 【請求項4】 電界メッキによって電極層を形成する電
    極膜形成装置において,該装置が半導体ウェハ上に形成
    された導電層の周辺部に接触するカソード電極を具備す
    るカソード電極リングと, 該吸着パッドに設けられた半導体ウェハ用真空チャック
    機構と, 該吸着パッドに設けられたカソード電極リング用真空チ
    ャック機構と, アノード電極を通して,該ウェハ上の導電層面にメッキ
    液を噴流させる可動ノズルと該メッキ液と水とを切り換
    えるバルブ機構とを有することを特徴とする電極膜形成
    装置。
JP10328492A 1992-04-23 1992-04-23 電極膜形成方法及び装置 Withdrawn JPH05299423A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111441072A (zh) * 2020-03-27 2020-07-24 绍兴同芯成集成电路有限公司 一种先晶粒切割后双面电镀的晶粒生产方法

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Effective date: 19990706