JPH06314664A - 半導体装置のメッキ方法 - Google Patents

半導体装置のメッキ方法

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JPH06314664A
JPH06314664A JP10208593A JP10208593A JPH06314664A JP H06314664 A JPH06314664 A JP H06314664A JP 10208593 A JP10208593 A JP 10208593A JP 10208593 A JP10208593 A JP 10208593A JP H06314664 A JPH06314664 A JP H06314664A
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JP
Japan
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wafer
plating
current density
warp
stress
Prior art date
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Application number
JP10208593A
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English (en)
Inventor
Yoriko Tanigami
依子 谷上
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハに生じた反りを打ち消すようにメッキ
膜を形成することができる半導体装置のメッキ方法を提
供する。 【構成】 メッキ膜2aの形成に伴って生じたウエハ1
の反りの方向と反り量を測定し、この測定結果に基づい
て、上記ウエハの反りを打ち消す電着応力が生ずる電流
密度でもって新たにメッキ膜2bを形成する。

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メッキ方
法に関し、特に、ウエハに生ずる反りを軽減してメッキ
膜を成長することができる半導体装置のメッキ方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の半導体装置におけるウエハ
にメッキ膜を形成した後の状態を示す断面図であり、図
において、1はウエハ、2はメッキ膜である。
【0003】以下、従来のメッキ方法について説明す
る。電解Auメッキにより例えばInP,GaAs等の
ウエハ上にメッキ膜を形成する場合、一般に図5に示す
ように電流密度の増大に伴って、電着応力が圧縮応力か
ら引張応力へと変化する。従って、ウエハ上にメッキ膜
を形成する場合、ウエハに反りを生じさせないために
は、電流密度を電着応力が0となる電流密度(I0 )に
制御してメッキ膜を形成するのが好ましい。
【0004】しかしながら、ウエハの表面状態等により
電流密度は変動し、電流密度を正確に電着応力が0とな
る電流密度(I0 )に制御することは困難であり、実際
は電流密度は電着応力が引張応力となる値(Ia )或い
は、電着応力が圧縮応力となる値(Ib )にずれてしま
い、その結果、メッキ膜形成後のウエハは図6(a) に示
すような圧縮方向或いは図6(b) に示すような引張方向
に反ってしまう。
【0005】また、電着応力が0となる電流密度(I0
)の値も使用するメッキ金属(メッキ液),ウエハの
材質や厚み等によって変り、必ずしも正確にこれを知る
ことはできないため、この点からも、メッキ膜の形成
時、電流密度を電着応力が0となる電流密度(I0 )の
値に正確に設定することは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の半
導体装置のメッキ方法では、ウエハ上にメッキ膜を形成
すると、その際の電着応力によりウエハに反りやこれに
伴って亀裂が生じ、その結果、メッキ膜形成後に得られ
る半導体装置の特性を劣化させてしまうという問題点が
あった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ウエハに反りや亀裂を生じさせ
ることなく、ウエハ上にメッキ膜を形成することができ
る半導体装置のメッキ方法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】この発明にかかる半導体
装置のメッキ方法は、ウエハに一旦生じた反りの方向と
反り量を測定し、この測定結果に基づいて、上記ウエハ
の反りを打ち消す電着応力が生ずる電流密度でもってメ
ッキ膜を形成するようにしたものである。
【0009】更に、この発明にかかる半導体装置のメッ
キ方法は、メッキ膜の成長に伴って生ずるウエハの反り
の方向と反り量、或いは、ウエハにかかる応力を逐次測
定し、その都度、ウエハの反り量或いはウエハにかかる
応力が減少する方向の電着応力が作用する電流密度に変
更するようにしたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、ウエハに一旦生じた反り
を打ち消す方向に電着応力が作用する電流密度でもって
メッキ膜を形成するようにしたから、ウエハに生じた反
りを軽減することができる。
【0011】更に、この発明においては、メッキ膜の成
長に伴って生ずるウエハの反り或いはウエハにかかる応
力が減少するように、逐次電流密度を変更してメッキ膜
を形成するようにしたから、ウエハに生ずる反りを軽減
しつつメッキ膜を形成することができる。
【0012】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明の実施例1によるウエハ上
にメッキ膜を形成する工程を示す工程別断面図であり、
図において、図6と同一符号は同一または相当する部分
を示し、2a,2bはメッキ膜である。
【0013】以下、この図に基づいてメッキ膜の形成工
程を説明する。図1(a) に示すように、例えばInPか
らなる反りが全く生じていないウエハ1に所要の電流密
度でもって、電解Auメッキによりメッキ膜2aを形成
する。この際、電着応力がこのウエハ1において図2に
示すような圧縮応力(σa)が作用する電流密度(Ia
)であった場合、ウエハは図1(b) に示す状態とな
る。次に、このウエハ1をメッキ装置内から取り出し、
ウエハ1の反りを測定する。次に、ウエハ1を再びメッ
キ装置内の所定位置に配置し、図2に示す上記の圧縮応
力(σa)を打ち消すような、ウエハ1に対して引っ張
り応力(σc)が作用する電流密度(Ic)に電流密度
を変更し、この条件でメッキ膜2a上に新たにメッキ膜
2bを形成すると、図1(c) に示すようにウエハ1に生
じていた反りは打ち消され、反りを殆ど無くすることが
できる。ここでの電流密度の値は経験的に得られた図2
に示す電流密度と電着応力との関係により適宜決定し、
電流密度の変更は例えばウエハと対向する電極間に印加
する電圧を変更することにより行われる。
【0014】このように本実施例のメッキ方法では、メ
ッキ膜2aの形成時に圧縮応力によって生じたウエハの
反りを、ウエハに対して引張応力となる電着応力が作用
する電流密度でメッキ膜2bを形成することにより、打
ち消すようにしたので、ウエハの反りを殆ど無くすこと
ができ、その結果、ウエハの反りや亀裂によって生ずる
半導体装置の特性劣化を防止することができる。
【0015】尚、上記実施例では、メッキ膜2aの形成
時に、ウエハ1に対して圧縮応力が作用する場合につい
て説明したが、逆にメッキ膜2aの形成時にウエハに対
して引張応力が作用する場合であっても、新たに形成す
るメッキ膜2bの形成条件を、ウエハに対して圧縮応力
が作用する電流密度に設定すれば、上記実施例と同様の
効果を得ることができる。
【0016】また、上記実施例では、メッキ膜を2層形
成するようにしたが、メッキ膜2b上に更にメッキ膜を
所要の電流密度で形成することにより、ウエハに更に所
要の圧縮または引張応力を作用させて、ウエハの平坦性
を一層向上させることもできる。
【0017】また、上記実施例では、メッキ膜2aの形
成によってウエハに反りが生ずる場合を説明したが、ウ
エハ自身が既に反りが生じていた場合や、メッキ形成前
の他のウエハプロセスにおいて、図示しないウエハ上の
メッキ膜の下地となる他の層の形成時にウエハに反りが
生じた場合も、これらの反りを打ち消す方向に電着応力
が作用するよう電流密度を設定してメッキ膜を形成すれ
ば、上記実施例と同様に一旦ウエハに生じた反りを殆ど
無くすことができる。
【0018】実施例2.図3はこの発明の実施例2によ
るウエハへのメッキ膜の形成を行うメッキ装置内の概略
図であり、図において、図1と同一符号は同一または相
当する部分を示し、3はレーザ光源、4aは入射光、4
bは反射光、5はディテクタである。ここで、このメッ
キ装置内の動作を簡単に説明すると、レーザ光源3から
ウエハ1上に形成されるメッキ膜2aにレーザ光4aが
照射され、この照射光4aはウエハの反りに応じた角度
2θで反射し、この反射光4bがメッキ装置内に配置さ
れたディテクタ5によって検知され、ディテクタ5に繋
がれた図示しない装置外に別途設けられた計算機によ
り、予め分かっているレーザ光源3の位置とディテクタ
5の光の検出位置から反射角θが求められる。
【0019】以下、メッキ膜の形成工程を説明する。ウ
エハ1に対して電解Auメッキにより所要の電流密度で
メッキ膜の形成を開始した後、上述した動作により、逐
次成長するメッキ膜2aにレーザ光4aを照射し、この
レーザ光4aの反射角θと、予め分かっているウエハ1
との距離L及びレーザ光源3とディテクタ5との間隔l
とからウエハ1の反り方向と量を求め、その都度この反
り量をゼロにする電着応力が上記ウエハ1に作用するよ
うに上記電流密度を変更する。この電流密度を変更する
期間は全体の所要とするメッキ膜の厚みに応じて適宜決
定される。尚、ここでの電流密度の変更は例えばメッキ
装置内のウエハ1と対向する図示しない電極間に印加す
る電圧を変更することにより行われ、上記計算機により
求められた反りの方向と量から、前述した図2に示した
特性に基づいて人間が手動で所要の電流密度に変更する
か、或いは、予め図2に示した特性に基づいて作成され
た制御プログラムを格納したマイコンにより所要の電流
密度に変更される。
【0020】このような本実施例のメッキ膜の形成方法
では、メッキ膜の成長に伴って生じるウエハの反りの方
向と量を逐次測定し、その都度電流密度をこの反りを打
ち消すような電着応力が作用するような値に変更するた
め、ウエハに生ずる反りを軽減してメッキ膜を形成する
ことができ、その結果、ウエハの反りや亀裂によって生
ずる半導体装置の特性劣化を防止することができる。
【0021】実施例3.図4は、この発明の実施例3に
よるウエハへのメッキ膜の形成を行うメッキ装置内の概
略図であり、図において、図1と同一符号は同一または
相当する部分を示し、6a,6bはTEG(テスト・エ
レメント・グループ)電極、7は電源、8は電流計であ
る。ここで、このメッキ装置内の動作を簡単に説明する
と、ウエハ1の裏面側に設けられたTEG電極6a,6
b間に電源7により電圧を印加することにより、電流計
8から電流値を測定するわけであるが、ウエハ1が反っ
た場合、ウエハにかかる応力によってウエハの抵抗が変
化し、その電流値が変化する。従って、この電流値の変
化をみることにより基板にかかる応力を測定することが
できる。尚、図示していないが、電流計8の値はメッキ
装置外においてもモニタできるようになっている。
【0022】以下、この図に基づいてメッキ膜の形成工
程を説明する。ウエハ1の上面に電解Auメッキにより
所要の電流密度でもってメッキ膜2aの成長を開始す
る。この後、逐次、電流計8によりモニタして、ウエハ
1にかかっている応力を測定し、その都度この応力を打
ち消す電着応力が作用する電流密度に変更してメッキ膜
の形成を行う。この電流密度を変更する期間は全体の所
要とするメッキ膜の厚みに応じて適宜決定される。尚、
ここでの電流密度の変更は例えばメッキ装置内のウエハ
1と対向する図示しない電極間に印加する電圧を変更す
ることにより行われ、上記計算機により求められた反り
の方向と量から、前述した図2に示した特性に基づいて
人間が手動で所要の電流密度に変更するか、或いは、予
め図2に示した特性に基づいて作成された制御プログラ
ムを格納したマイコンにより所要の電流密度に変更され
る。
【0023】このような本実施例のメッキ膜の形成方法
では、メッキ膜の成長に伴って生じるウエハにかかる応
力を逐次測定し、その都度電流密度をこの応力をゼロに
近づける電着応力が作用するような値に変更するため、
ウエハに生ずる反りを軽減してメッキ膜を形成すること
ができ、その結果、ウエハの反りや亀裂によって生ずる
半導体装置の特性劣化を防止することができる。
【0024】尚、上記何れの実施例においても、Auメ
ッキによるメッキ膜の形成について説明したが、電流密
度条件によって電着応力の方向が図2に示すように変化
する電解メッキであれば、他のメッキ金属を用いても、
同様の効果を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ウエ
ハに一旦生じた反りを打ち消す方向に電着応力が作用す
る電流密度でもってメッキ膜を形成するようにしたの
で、ウエハに生じた反りを軽減しつつメッキ膜を形成す
ることができ、その結果、ウエハの反りや亀裂によって
生ずる半導体装置の特性劣化を防止できる効果がある。
【0026】更に、この発明によれば、メッキ膜の成長
に伴って生ずるウエハの反り或いはウエハにかかる応力
を逐次測定し、その都度反り或いは応力が減少する方向
に電着応力が作用するように電流密度を変更してメッキ
膜を形成するようにしたので、ウエハの反りを軽減しつ
つメッキ膜を形成することができ、その結果、ウエハの
反りや亀裂によって生ずる半導体装置の特性劣化を防止
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1によるウエハ上へのメッキ
膜の形成工程を示す工程別断面図である。
【図2】図1のメッキ膜の形成工程に用いる電解Auメ
ッキの電流密度と電着応力との関係を示す図である。
【図3】この発明の実施例2によるメッキ膜の形成方法
を説明するためのメッキ装置内の概略構成図である。
【図4】この発明の実施例3によるメッキ膜の形成方法
を説明するためのメッキ装置内の概略構成図である。
【図5】電解Auメッキにおける電流密度と電着応力と
の関係を示す図である。
【図6】従来のメッキ膜の形成方法によりその上面にメ
ッキ膜を形成したウエハの断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 メッキ膜 2a メッキ膜 2b メッキ膜 3 レーザ光源 4a 入射光 4b 反射光 5 ディテクタ 6a TEG電極 6b TEG電極 7 電源 8 電流計

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハ上にメッキ膜を形成する半導体装
    置のメッキ方法であって、 圧縮或いは引張方向に反りが生じたウエハに、この反り
    を打ち消す方向の電着応力が作用する電流密度でもって
    メッキ膜を形成することを特徴とする半導体装置のメッ
    キ方法。
  2. 【請求項2】 ウエハ上にメッキ膜を形成する半導体装
    置のメッキ方法であって、 メッキ膜の成長に伴って生ずるウエハの反りが打ち消さ
    れるように、逐次電流密度を変更してメッキ膜を形成す
    るようにしたことを特徴とする半導体装置のメッキ方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の半導体装置のメッキ方
    法において、 上記ウエハに生ずる反りの方向と反り量は、成長するメ
    ッキ膜表面に照射するレーザ光の反射角度によって検出
    し、この検出結果に応じて上記ウエハに上記反りとは反
    対方向の反りを生じさせる電着応力が作用するように上
    記電流密度を変更することを特徴とする半導体装置のメ
    ッキ方法。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の半導体装置のメッキ方
    法において、 上記ウエハのメッキ膜の形成面とは異なる裏面側に張り
    つけた2つの電極間に電圧を印加し、メッキ膜の成長中
    の該電極間に流れる電流をモニタすることにより上記ウ
    エハにかかる応力を測定し、該応力を減少させる電着応
    力が得られるように上記電流密度を変更することを特徴
    とする半導体装置のメッキ方法。
JP10208593A 1993-04-28 1993-04-28 半導体装置のメッキ方法 Pending JPH06314664A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652395B1 (ko) * 2005-01-12 2006-12-01 삼성전자주식회사 다이-휨이 억제된 반도체 소자 및 그 제조방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652395B1 (ko) * 2005-01-12 2006-12-01 삼성전자주식회사 다이-휨이 억제된 반도체 소자 및 그 제조방법

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