JPH07113159B2 - Plating equipment - Google Patents

Plating equipment

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JPH07113159B2
JPH07113159B2 JP63212400A JP21240088A JPH07113159B2 JP H07113159 B2 JPH07113159 B2 JP H07113159B2 JP 63212400 A JP63212400 A JP 63212400A JP 21240088 A JP21240088 A JP 21240088A JP H07113159 B2 JPH07113159 B2 JP H07113159B2
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plating
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plated
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敦資 坂井田
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日本電装株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はめっき装置に関し、更に詳しくは高品質・高速
で電気めっきを行なう噴流方式のめっき装置に関し、特
に半導体ウェハ上に電極用バンプを形成するめっき装置
として好適である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plating apparatus, and more particularly to a jet-type plating apparatus for performing high-quality and high-speed electroplating, and in particular, forming electrode bumps on a semiconductor wafer. It is suitable as a plating device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体ウェハ上に数10〜数100μm程度の寸法の
電極用バンプを形成する方法として、電気めっきが一般
的に行なわれている。第5図に示したように、半導体ウ
ェハ1上の各チップ領域1a内に多数の電極用バンプ2が
形成される。第6図に示したように、ウェハ1上に配線
1dを形成し、その上に形成したレジスト層1cをパターニ
ングして多数の凹部1b(同図A)を形成し、それぞれの
凹部1b内の個々の電極用バンプ2(同図B)を電析形成
する。
Conventionally, electroplating is generally performed as a method for forming electrode bumps having a size of about several tens to several hundreds of μm on a semiconductor wafer. As shown in FIG. 5, a large number of electrode bumps 2 are formed in each chip region 1a on the semiconductor wafer 1. Wiring on the wafer 1 as shown in FIG.
1d is formed, the resist layer 1c formed thereon is patterned to form a large number of recesses 1b (A in the same figure), and individual electrode bumps 2 (B in the same figure) in each recess 1b are electrodeposited. Form.

電気めっきの方式としては、浸漬方式が最も一般的に用
いられてきた。たとえば、第7図に示すように、めっき
液5を容れためっき槽5a内に、第6図(A)の状態のウ
ェハ1をカソードとして浸漬し、これと対向するアノー
ド4との間で電析反応させる。しかし、浸漬方式は、必
要なバンプ形成に要するめっき処理時間が極めて長いた
め、生産性を確保するためには多数のウェハを併行して
めっき処理する必要がある。
The immersion method has been most commonly used as the electroplating method. For example, as shown in FIG. 7, the wafer 1 in the state of FIG. 6 (A) is immersed as a cathode in a plating tank 5a containing a plating solution 5 and an electric current is applied between the wafer 1 and an anode 4 facing the wafer. Let the precipitation reaction. However, the immersion method requires an extremely long plating process time for forming the necessary bumps, and therefore it is necessary to perform plating processing on a large number of wafers in parallel in order to ensure productivity.

このような欠点を解消するためには、めっき処理を高速
化できる噴流方式が開発された(たとえば特開昭56−15
2991)。噴流方式で電気めっきを行なう装置の例を第8
図に示す。第6図Aの状態のウェハ1を、被めっき面を
下に向けてめっきセル8に配置する。循環槽6に収容し
ためっき液9を、ポンプ7で揚液してノズル8aから噴射
させ、被めっき面に噴流として当てて、めっきを行な
う。
In order to eliminate such drawbacks, a jet method capable of speeding up the plating process has been developed (for example, JP-A-56-15).
2991). Eighth example of apparatus for electroplating by jet method
Shown in the figure. The wafer 1 in the state of FIG. 6A is placed in the plating cell 8 with the surface to be plated facing down. The plating solution 9 contained in the circulation tank 6 is pumped up by the pump 7, jetted from the nozzle 8a, and applied to the surface to be plated as a jet stream to perform plating.

噴流方式では浸漬方式にくらべてめっき処理速度を2〜
3度程度に高速化できる。しかし、被めっき面上でのめ
っき液の流れに方向性があるため、たとえば第9図に示
した異形バンプ2aや成長異常バンプ2bのようなバンプの
形成不良が、浸漬方式にくらべて4倍以上の高率で発生
する。更に、品質向上を画るにはめっき浴中に種々の添
加剤を加える必要があり、めっき浴管理に多大なコスト
を要する上、めっき処理に多くの手作業を要するため、
自動化、省力化が極めて困難であった。
The jet method has a plating treatment speed of 2 to 2 compared to the immersion method.
The speed can be increased to about 3 degrees. However, since the flow of the plating solution on the surface to be plated is directional, the defective formation of bumps such as the irregular bump 2a and abnormal growth bump 2b shown in FIG. It occurs at a high rate above. Further, in order to improve the quality, it is necessary to add various additives to the plating bath, which requires a great deal of cost for managing the plating bath and a lot of manual work for the plating treatment.
Automation and labor saving were extremely difficult.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

本発明は、品質を浸漬方式と同等に確保しあるいはそれ
よりも高めながら、処理速度を従来の噴流方式よりも著
しく高めた、噴流方式で電気めっきを行なうめっき装置
を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a plating apparatus for performing electroplating by a jet method, which secures quality equal to or higher than that of a dipping method and has a treatment speed significantly higher than that of a conventional jet method. .

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記の目的は、本発明によれば、被めっき物の被めっき
面にめっき液を噴流させて電気めっきを行うめっき装置
において、めっき液を噴流させるノズル群を、被めっき
面に対向する向きにかつ被めっき面を覆う面積で配置
し、被めっき面と上記ノズル群とを、被めっき面と平行
に相対的に2次元揺動させる機構を気密容器内に設け、
この気密容器内を減圧または加圧する装置を設けたこと
を特徴とするめっき装置によって達成される。
According to the present invention, according to the present invention, in a plating apparatus for performing electroplating by jetting a plating solution onto a surface to be plated of a plating object, a group of nozzles for jetting the plating solution is arranged in a direction facing the surface to be plated. In addition, a mechanism is provided in an area covering the surface to be plated, and a mechanism for two-dimensionally swinging the surface to be plated and the nozzle group relative to the surface to be plated is provided in an airtight container,
This is achieved by a plating apparatus characterized by being provided with a device for depressurizing or pressurizing the inside of this airtight container.

本発明の装置においては、被めっき面と平行な面内のX
−Y直交座標系でのX方向とY方向の1次元揺動を組み
合わせて2次元揺動を行なうことが便利である。この場
合、X,Y各方向の揺動速度の比率を一定に維持した状態
でめっきを行ってもよく、この比率をめっき実行中に変
化させてもよい。比率をランダムに変化させて、被めっ
き面から見たノズル群の揺動軌跡をランダム化すること
が有利である。
In the device of the present invention, X in the plane parallel to the surface to be plated
It is convenient to perform two-dimensional rocking by combining one-dimensional rocking in the X and Y directions in the -Y Cartesian coordinate system. In this case, the plating may be performed while the ratio of the rocking speeds in the X and Y directions is kept constant, and this ratio may be changed during the plating. It is advantageous to randomly change the ratio to randomize the swing locus of the nozzle group viewed from the surface to be plated.

ノズル群は、必要個数のノズルを適当に配列して組立て
てもよく、単一の素材に必要個数のノズル部分を加工し
て作製してもよい。
The nozzle group may be assembled by appropriately arranging the required number of nozzles, or may be manufactured by processing the required number of nozzle portions on a single material.

本発明の装置は、前記2次元揺動させる機構を気密容器
内に設け、この気密容器内を減圧または加圧する装置を
設けたことにより、下記の作用が得られる。
In the apparatus of the present invention, the two-dimensional swing mechanism is provided in the airtight container, and the device for depressurizing or pressurizing the airtight container is provided, so that the following operation can be obtained.

本発明の装置に減圧(排気)装置を設けた場合は、めっ
き液の噴流する領域を減圧することによって、電解によ
って発生する水素ガスおよびその他噴流中に取り込まれ
ているガスを除去することができる。
When the apparatus of the present invention is provided with a depressurization (exhaust) apparatus, by depressurizing the region where the plating solution is jetted, hydrogen gas generated by electrolysis and other gas taken in the jet can be removed. .

本発明の装置に加圧装置を設けた場合は、めっき液の噴
流する領域を加圧することによって、特に高速の噴流で
めっきを行なう際のキャビテーションの発生を防止する
ことができる。
When the apparatus of the present invention is provided with a pressurizing device, by pressurizing the area where the plating solution is jetted, it is possible to prevent cavitation from occurring particularly when plating is performed with a jet stream of high speed.

ノズル群の各ノズル内に電解用電極を内蔵させて、被め
っき面全体についてのめっき電流分布の均一性を高める
ことができる。
An electrolysis electrode can be built in each nozzle of the nozzle group to enhance the uniformity of the plating current distribution over the entire surface to be plated.

〔作 用〕[Work]

本発明のめっき装置は、被めっき面全体を覆う範囲に配
置したノズル群と被めっき面とを平行に相対的に2次元
揺動させることによって、被めっき面上でめっき液の流
動を均一に多方向化する。これにより、異形バンプ、成
長異常バンプ等のバンプ形成不良を防止できるので、品
質を浸漬方式と同等に確保しあるいはそれよりも高めな
がら、処理速度を従来の噴流方式よりも著しく高めるこ
とができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION The plating apparatus of this invention makes the flow of a plating solution uniform on a to-be-plated surface by making the nozzle group arrange | positioned in the range which covers the whole to-be-plated surface and a to-be-plated surface relatively two-dimensionally rock in parallel. Be multi-directional. As a result, it is possible to prevent bump formation defects such as irregularly shaped bumps and abnormal growth bumps, so that the processing speed can be significantly increased as compared with the conventional jet method, while ensuring the quality equal to or higher than that of the immersion method.

更に、上記2次元揺動させる機構を気密容器内に設け、
この気密容器内を減圧または加圧する装置を設けたこと
により、減圧の場合にはめっき時に発生する水素ガスそ
の他噴流中のガスを容易に排除できるし、加圧の場合に
はキャビテーションの発生を防止してめっき処理をより
高速化できる。
Furthermore, the above-mentioned two-dimensional swing mechanism is provided in the airtight container,
By providing a device for decompressing or pressurizing the inside of this airtight container, hydrogen gas generated during plating and other gas in the jet stream can be easily eliminated in the case of decompression, and cavitation can be prevented in the case of pressurization. The plating process can be sped up.

以下に、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

実施例1 第1図に、本発明にしたがっためっき装置の一例を示
す。
Example 1 FIG. 1 shows an example of a plating apparatus according to the present invention.

ウェハ1は図示してないローダによりめっきセル10に液
めっき面を多孔ノズル11に対向するようにローディング
される。ウェハ1はローディング後、キャップ12により
裏面をバックアップされ、シャワー圧に対して保護され
る。セル10は気密チャンバ13上に配置され、キャップで
ウェハ1をクランプすることにより、シャワーブース14
内が密閉される。多孔ノズル11はこのシャワーブース14
内に配置され、直交して設けたモータ15により作動する
リンク16によって、被めっき面と平行なX−Y座標平面
内でXおよびY方向に揺動する。多孔ノズル11にはフレ
キシブルチューブ17を通ってめっき液21が供給される。
多孔ノズル11内に設けた電極19には配線18が接続されて
おり、めっき用電流が供給される。気密チャンバ13には
気密槽20が各配管を通して接続されており、気密槽20内
にはめっき液21が貯留してある。温調器22はめっき液21
を一定温度に保持する。温調範囲はたとえば10〜50℃の
範囲で任意に設定できる。ポンプ23はめっき液21を多孔
ノズル11に圧送するもので、めっき準備時(ローディン
グ、アンローディング時等)は切替弁24により方向に
めっき液を循環し、めっき実行時は方向に切り替えて
多孔ノズル11にめっき液を供給し、シャワーを行なう。
ドレン弁25は、シャワー時のめっき液21を気密チャンバ
13内から、気密槽20へ戻どすための配管で、めっき準備
液はウェハ1の出し入れのためキャップ12が、上昇し、
気密チャンバ13内が、大気圧に開放されるため、ドレン
弁25を閉じて、気密槽20が大気開放されるのを防止す
る。めっき実行時はドレン弁25を開放し、めっき液21を
気密チャンバ13から、気密槽20へ戻どす。圧力制御器26
はセル10、気密チャンバ13及び気密槽20内の圧力を制御
するための装置で、真空又は加圧作用を行なう。バルブ
27及びバルブ28はめっき準備時には閉止してありめっき
実行時には開放することにより、気密槽20とセル10及び
気密チャンド13との圧力を同一にしたり、大気開放時に
気密槽20が大気開放されることを防止する。大気開放弁
29及び30にはフィルタ31が設けてあり、これらの弁29に
より気密チャンバ13及びセル10を大気開放する。大気開
放弁29と30の作動タイミングを制御する事により、ウェ
ハ1の表裏の圧力差によるウェハ1の破損を防止する。
電源32は極33がウェハ1に又極が多孔ノズル11内の
電極19に配線されており、シャワーがウェハに作用した
後に給電する様に制御される。又、極33はウェハ1の
外周に4ヶ所配置され、各々の導通確認をシャワー前に
行なうことにより、ウェハ1の割れ、電極との接触状態
をモニタリングする。シリンダ34はキャップ12の昇降を
行ないウェハ1のクランプ及び、気密チャンバ13内の加
圧時の封止力をキャップ12に加える。
The wafer 1 is loaded into a plating cell 10 by a loader (not shown) so that the liquid plating surface faces the porous nozzle 11. After the wafer 1 is loaded, the back surface of the wafer 1 is backed up by the cap 12 and is protected against shower pressure. The cell 10 is placed on the airtight chamber 13 and the wafer 1 is clamped by the cap, so that the shower booth 14
The inside is sealed. This perforated nozzle 11 is this shower booth 14
A link 16, which is arranged inside and is operated by a motor 15 provided orthogonally, swings in the X and Y directions in an XY coordinate plane parallel to the surface to be plated. The plating solution 21 is supplied to the multi-hole nozzle 11 through the flexible tube 17.
A wiring 18 is connected to the electrode 19 provided in the multi-hole nozzle 11, and a plating current is supplied. An airtight tank 20 is connected to the airtight chamber 13 through each pipe, and a plating solution 21 is stored in the airtight tank 20. Temperature controller 22 is plating solution 21
Is maintained at a constant temperature. The temperature control range can be arbitrarily set, for example, in the range of 10 to 50 ° C. The pump 23 pumps the plating solution 21 to the multi-hole nozzle 11, and circulates the plating solution in a direction by the switching valve 24 when preparing for plating (during loading, unloading, etc.), and switches to the direction when performing plating and changes the direction of the multi-hole nozzle. Supply the plating solution to 11 and shower.
The drain valve 25 is an airtight chamber for the plating solution 21 when showering.
A pipe for returning to the airtight tank 20 from inside 13, and the cap 12 moves up and down for the plating preparation liquid for loading and unloading the wafer 1.
Since the airtight chamber 13 is opened to the atmospheric pressure, the drain valve 25 is closed to prevent the airtight tank 20 from being opened to the atmosphere. When performing plating, the drain valve 25 is opened, and the plating solution 21 is returned from the airtight chamber 13 to the airtight tank 20. Pressure controller 26
Is a device for controlling the pressure in the cell 10, the airtight chamber 13, and the airtight tank 20, and performs a vacuum or pressurizing action. valve
27 and the valve 28 are closed at the time of plating preparation and opened at the time of plating so that the pressures of the airtight tank 20 and the cell 10 and the airtight chand 13 become the same, or the airtight tank 20 is opened to the atmosphere when opening to the atmosphere. Prevent. Atmosphere release valve
A filter 31 is provided at 29 and 30, and these valves 29 open the airtight chamber 13 and the cell 10 to the atmosphere. By controlling the operation timing of the atmosphere release valves 29 and 30, the damage of the wafer 1 due to the pressure difference between the front and back of the wafer 1 is prevented.
The power supply 32 is controlled so that the pole 33 is wired to the wafer 1 and the pole is wired to the electrode 19 in the multi-hole nozzle 11, and power is supplied after the shower acts on the wafer. Further, the poles 33 are arranged at four places on the outer periphery of the wafer 1, and by confirming the continuity of each of them before the shower, the crack of the wafer 1 and the contact state with the electrode are monitored. The cylinder 34 moves the cap 12 up and down to clamp the wafer 1 and apply a sealing force to the cap 12 when the air-tight chamber 13 is pressurized.

第2図は多孔ノズル11を正面から見た図で、ノズル全面
にノズル孔11aが多数配置してある。又、多孔ノズル11
は回転軸15a及び15bの回転にともない偏心プーリ15cお
よび15dに駆動されて、XおよびY方向に揺動するよう
に構成されており、さらに回転軸15aと15bの回転比を可
変することにより、揺動パターンをランダム化すること
ができるため、シャワーによりウェハ1表面を均一に走
査することができる。
FIG. 2 is a view of the multi-hole nozzle 11 seen from the front, and a large number of nozzle holes 11a are arranged on the entire surface of the nozzle. Also, the multi-hole nozzle 11
Is driven by eccentric pulleys 15c and 15d as the rotating shafts 15a and 15b rotate, and is configured to swing in the X and Y directions. Further, by changing the rotation ratio of the rotating shafts 15a and 15b, Since the swing pattern can be randomized, the surface of the wafer 1 can be uniformly scanned by the shower.

第3図は多孔ノズル11によるウェハ1へのシャワー状況
を示す図で多孔ノズル11及びウェハ1周辺の断面図であ
る。ウェハ1は被めっき面の外周をパッキン10aにより
シールされるようにキャップ12により押し付けられ、同
じに極33との接触を行なう。極33と接触するウェハ
1の給電面のレジスト1cは除去されており、パッキン10
aはこの面にめっき液が付着しないように作用する。ノ
ズル孔11aより吐出しためっき液21はウェハ1の被めっ
き面を第3図のように流れ、各ノズル孔の中間で集ま
り、流れ落ちるため、局部的には第8図に示すような流
れの不均一性が生じるが、多孔ノズル11がXおよびY方
向に揺動するように構成されているため、均一な液流分
布が得られる。
FIG. 3 is a view showing a shower state on the wafer 1 by the multi-hole nozzle 11, and is a cross-sectional view around the multi-hole nozzle 11 and the wafer 1. The wafer 1 is pressed by the cap 12 so that the outer periphery of the surface to be plated is sealed by the packing 10a, and similarly contacts the pole 33. The resist 1c on the power feeding surface of the wafer 1 that is in contact with the pole 33 has been removed, and the packing 10
a works so that the plating solution does not adhere to this surface. The plating solution 21 discharged from the nozzle holes 11a flows on the surface to be plated of the wafer 1 as shown in FIG. 3, gathers in the middle of each nozzle hole, and flows down. Although uniformity occurs, since the multi-hole nozzle 11 is configured to swing in the X and Y directions, a uniform liquid flow distribution can be obtained.

以上で説明しためっき装置の作動態様の例を説明する。An example of the operation mode of the plating apparatus described above will be described.

従来第6図のような浸漬方式で、110分のめっき時間を
要したウェハのめっき処理を、本発明にしたがった上記
の装置でめっきを行なった。
Conventionally, a dipping method as shown in FIG. 6 was used to perform a plating treatment on a wafer, which required a plating time of 110 minutes, by the above apparatus according to the present invention.

例1 めっき液21は温調器22により30〜33℃に温調されてお
り、切替弁24を方向に切替えてポンプ23により循環し
均質の均一化を行った。めっき液の組成は、硫酸50g/
、硫酸銅100g/、添加剤なしとした。圧力制御器26
は運転せず、気密チャンバ13及び気密槽20内は、大気開
放弁29及び30を開放して大気圧に設定した。次にキャッ
プ1をシリンダー34を作用させて開き、図示してないロ
ーディング機構によりウェハ1を被めっき面が多孔ノズ
ル11に対向するようにセットし、キャップ1を閉じてウ
ェハ1をクランプした。
Example 1 The plating solution 21 was temperature-controlled by the temperature controller 22 to 30 to 33 ° C. The switching valve 24 was switched to the direction and circulated by the pump 23 to homogenize the plating solution. The composition of the plating solution is 50 g of sulfuric acid /
, Copper sulfate 100 g /, without additives. Pressure controller 26
In the airtight chamber 13 and the airtight tank 20, the atmosphere release valves 29 and 30 were opened to the atmospheric pressure. Next, the cap 1 is opened by operating the cylinder 34, the wafer 1 is set by a loading mechanism (not shown) so that the surface to be plated faces the porous nozzle 11, and the cap 1 is closed to clamp the wafer 1.

セル10内に配置された4ヶ所の極間の導通チェックを
行ないウェハ1が各極に確実に接触していることを確
認した後、モータ15を始動させて、多孔ノズル11をXお
よびY方向に揺動させた。モータ15の回転比はX方向:Y
方向=100:97〜100:95の範囲とした。
After conducting a conduction check between the four poles arranged in the cell 10 and confirming that the wafer 1 is surely in contact with each pole, the motor 15 is started to move the multi-hole nozzle 11 in the X and Y directions. Rocked to. The rotation ratio of the motor 15 is X direction: Y
Direction = 100: 97 to 100: 95.

次に、ドレン弁25を開き気密チャンバ13及び気密槽20を
導通した後切替弁24をに切替えてポンプ23によりめっ
き液21を多孔ノズル11に圧送し、ウェハ1に対し、80〜
70/分のめっき液を1.5kg/cm2の圧力でシャワーし
た。このシャワー条件(圧力、流量)を図示してない圧
力計及び流量計で確認した後、電源32を入れて、セル10
内の極と多孔ノズル11内の極に給電し、めっきを行
なった。
Next, after opening the drain valve 25 and connecting the airtight chamber 13 and the airtight tank 20, the switching valve 24 is switched to, and the plating solution 21 is pressure-fed to the multi-hole nozzle 11 by the pump 23.
A plating solution of 70 / min was showered at a pressure of 1.5 kg / cm 2 . After confirming these shower conditions (pressure and flow rate) with a pressure gauge and a flow meter (not shown), turn on the power supply 32 and turn on the cell 10.
Power was supplied to the inner electrode and the inner electrode of the multi-hole nozzle 11 to perform plating.

必要電気量(300クーロン)を給電後、電源32を停止
し、揺動を停め、切替弁24を側に切り替えてめっきを
終了した。
After supplying the required amount of electricity (300 coulombs), the power supply 32 was stopped, the oscillation was stopped, the switching valve 24 was switched to the side, and plating was completed.

次にシリンダー34を作動させてキャップ12を開き、図示
していないアンローディング装置によりウェハ1をセル
10内からアンローディングした。
Next, the cylinder 34 is operated to open the cap 12, and the wafer 1 is placed in the cell by an unloading device (not shown).
Unloaded from within 10.

以上の動作をすべて自動で行なった。All the above operations were performed automatically.

以上の結果、めっき処理時間は5分であり、浸漬方式
(110分)にくらべて22倍の高速度化を行なう事ができ
た。バンプ形成不良の発生率は2%で、浸漬方式と同等
であった。
As a result, the plating treatment time was 5 minutes, and the speed could be increased 22 times as compared with the immersion method (110 minutes). The rate of occurrence of defective bump formation was 2%, which was equivalent to that of the immersion method.

一般的に、めっき処理を行なうと被めっき面にH2ガスが
多量に発生し、特に電極用バンプのように径が100〜200
μ程度の電析形成物では、発生したH2ガスや、めっき液
中の気泡が被めっき面に付着して第8図で示すように成
長異常バンプ(形状が異常、欠けが発生)が発生してお
り、従来は浸漬方式でもこれらの不良が数%程度であっ
た。
Generally, when plating is performed, a large amount of H 2 gas is generated on the surface to be plated, and the diameter is 100 to 200, especially for electrode bumps.
In the case of a deposit of about μ, the generated H 2 gas and bubbles in the plating solution adhere to the surface to be plated, causing abnormal growth bumps (abnormal shape, chipping) as shown in Fig. 8. In the conventional dipping method, these defects were about several percent.

本発明においては、シャワーを揺動させることにより、
ウェハ1表面の液を効果的に流す事ができるため、付着
した気泡はすみやかに押し流されてウェハ1の被めっき
面から離脱する。
In the present invention, by swinging the shower,
Since the liquid on the surface of the wafer 1 can be effectively flowed, the adhered bubbles are swiftly swept away and separated from the plated surface of the wafer 1.

良く知られているように、めっきの高速化をするために
は限界電流密度を高くする必要がある。限界電流密度の
向上にはめっきの各過程における律速となる物質移動過
程を高速化することが一般に知られている。本発明もこ
の点において、被めっき面の拡散層の薄膜化を行なって
いる。その手段として、被めっき面近傍のめっき液を強
制攪拌することが考えられるが、通常の撹拌では、定常
流が生じて流速分布に不均一性が発生し、最も流速の遅
い部分の限界電流密度により、めっき速度が制限され
る。
As is well known, in order to increase the plating speed, it is necessary to increase the limiting current density. In order to improve the limiting current density, it is generally known to speed up the mass transfer process, which is the rate-determining process in each plating process. In this respect, the present invention also thins the diffusion layer on the surface to be plated. As a means for this, it is possible to forcibly stir the plating solution in the vicinity of the surface to be plated. With normal stirring, however, a steady flow occurs, causing non-uniformity in the flow velocity distribution, and the limiting current density at the slowest flow velocity part. Limits the plating rate.

本発明はこの問題をノズルを揺動することで解消した。
すなわち、常にシャワー位置を移動することにより最も
流速の遅い部位と速い部位が平均化され、限界電流密度
が平均流速まで高まるために高速化が可能となった。
The present invention solves this problem by rocking the nozzle.
That is, by constantly moving the shower position, the portion having the slowest flow velocity and the portion having the fastest flow velocity are averaged, and the limiting current density is increased to the average flow velocity so that the speed can be increased.

例2 次に、更に高速化された作動態様の一例を説明する。Example 2 Next, an example of an operating mode with a further increased speed will be described.

更に高速化するためには、ウェハ1表面での流速を確保
するため、ウェハ1表面におけるキャビテーションによ
るめっき液の発泡を防止する必要がある。
In order to further increase the speed, in order to secure the flow velocity on the surface of the wafer 1, it is necessary to prevent the plating solution from foaming due to cavitation on the surface of the wafer 1.

例1と同様のめっき処理を行なった。ただし、圧力制御
器26を作動させて、めっき実行時に気密チャンバ13及び
気密槽20内を加圧した。
The same plating treatment as in Example 1 was performed. However, the pressure controller 26 was operated to pressurize the airtight chamber 13 and the airtight tank 20 at the time of performing the plating.

この例では、2kg/cm2のN2ガス加圧下においてめっきを
行なった。めっき液は80/分の流量で相対圧力2.5kg/
cm2のシャワー圧とした。キャビテーションは発生せ
ず、めっき処理時間は2.5分(電流密度100A/dm2)であ
った。これは浸漬方式(110分)にくらべて44倍の高速
化である。品質は同等以上であった。
In this example, plating was performed under a N 2 gas pressure of 2 kg / cm 2 . Plating solution is 80 / min and relative pressure is 2.5kg /
The shower pressure was cm 2 . Cavitation did not occur, and the plating treatment time was 2.5 minutes (current density 100 A / dm 2 ). This is 44 times faster than the immersion method (110 minutes). The quality was equal or better.

例3 次に、浸漬方式よりも高品質化された作動態様の一例を
説明する。
Example 3 Next, an example of an operation mode of which the quality is higher than that of the immersion method will be described.

例1と同様のめっき処理を行なった。ただし、圧力制御
器26を作動させ気密チャンバ13及び気密槽20内を360
Torrに減圧してめっきを施した。発生したH2ガスはすみ
やかに排気され、シャワー中に気密チャンバ13内の空気
を巻き込むことも抑へるため、バンプ形成不良の発生率
を0%にすることができた。
The same plating treatment as in Example 1 was performed. However, the pressure controller 26 is activated to move the airtight chamber 13 and the airtight tank 20 to 360
The pressure was reduced to Torr and plating was performed. The generated H 2 gas was quickly exhausted, and the air in the airtight chamber 13 was also prevented from being trapped during the shower, so that the occurrence rate of bump formation defects could be reduced to 0%.

減圧下でシャワーを行なうため、ウェハ1表面の流速を
大気圧時ほど高くできず、めっき時間は10分であった。
これは、浸漬方式にくらべて11倍の高速化である。
Since the shower was performed under reduced pressure, the flow velocity on the surface of the wafer 1 could not be increased as much as at atmospheric pressure, and the plating time was 10 minutes.
This is 11 times faster than the immersion method.

この例のように、加圧下でめっき処理を行なえば、電極
用バンプの微細化にも十分対応できる。
If the plating process is performed under pressure as in this example, it is possible to sufficiently cope with the miniaturization of the electrode bumps.

例1〜3で用いためっき液は、硫酸50g/硫酸銅100g/
の基本的な組成であり、添加剤は不要である。したが
ってめっき液管理は、補給を行なう程度で十分であり、
管理コストを大巾に低減することが可能である。
The plating solution used in Examples 1 to 3 was 50 g of sulfuric acid / 100 g of copper sulfate /
It is a basic composition of, and no additive is required. Therefore, it is enough to manage the plating solution by replenishing it.
It is possible to greatly reduce the management cost.

本実施例は、設備コストを低減するため、ウェハの処理
数を一枚としたが、必要に応じて複数のウェハを併行処
理する構成としてもよい。
In the present embodiment, the number of processed wafers is one in order to reduce the equipment cost, but a plurality of wafers may be processed in parallel if necessary.

マシンサイクル向上のため、シャワーの立上時間の短
縮、気密槽20の圧力変化の防止等の機構を盛り込んだ構
成としたが、小形化のため気密チャンバ13及び気密槽20
を一体にしても良い。シャワーもバルブ24による切替で
はなく、ポンプの起動停止により、配管系を簡略化して
も良い。
In order to improve the machine cycle, it has a structure in which the rising time of the shower is shortened and the pressure change of the airtight tank 20 is prevented.However, the airtight chamber 13 and the airtight tank 20 are reduced in size.
May be integrated. For the shower, the piping system may be simplified by starting and stopping the pump instead of switching by the valve 24.

実施例2 第4図に、本発明にしたがっためっき装置のもう一つの
例を示す。
Example 2 FIG. 4 shows another example of the plating apparatus according to the present invention.

図示したように、ノズル11をX−Yに揺動するための駆
動部を気密チャンバ13の外部にフレキジョイント35等で
シールした構造として配置し、駆動部から発生するゴミ
が内部に侵入することを防止するとさらに良好な結果が
得られる。
As shown in the figure, a drive unit for swinging the nozzle 11 in the XY direction is arranged outside the airtight chamber 13 with a structure such as a flexible joint 35, and dust generated from the drive unit enters the inside. If this is prevented, better results can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、バンプ形成不良を防止して品質を確保あるい
は向上させながら処理速度を著しく高めることができる
自動化、省力化の容易なめっき装置であり、品質向上、
生産性向上およびコスト低減に極めて大きな貢献をなす
ものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is an automated plating apparatus that can significantly improve the processing speed while preventing or preventing bump formation defects and ensuring or improving quality, and improve the quality.
It makes a great contribution to productivity improvement and cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明にしたがっためっき装置の一例を示す
断面図、 第2図は、本発明にしたがった多孔ノズルの平面図、 第3図は、本発明にしたがった多孔ノズルおよびウェハ
周辺の断面図、 第4図は、本発明にしたがっためっき装置の別の一例を
示す断面図、 第5図AおよびBは、それぞれウェハの平面図(A)お
よびチップの斜視図(B)、 第6図AおよびBは、それぞれレジストパターンを形成
した状態(A)と電極用バンプ形成後(B)のウェハの
部分断面図、 第7図は、浸漬方式の電気めっき装置を模式的に示す断
面図、 第8図は、従来の噴流方式めっき装置を示す断面図、お
よび 第9図は、第8図のめっき装置でめっきを行なう状態を
示す断面図である。 1……ウェハ、2……電極用バンプ、 10……めっきセル、11……多孔ノズル、 15c,15d……偏心プーリ。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a plating apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a multi-hole nozzle according to the present invention, and FIG. 3 is a multi-hole nozzle and a wafer periphery according to the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing another example of the plating apparatus according to the present invention, FIGS. 5A and 5B are a plan view of a wafer (A) and a perspective view of a chip (B), respectively. 6A and 6B are partial cross-sectional views of the wafer in which a resist pattern has been formed (A) and after electrode bumps have been formed (B), and FIG. 7 schematically shows an immersion type electroplating apparatus. Sectional view, FIG. 8 is a sectional view showing a conventional jet-type plating apparatus, and FIG. 9 is a sectional view showing a state where plating is performed by the plating apparatus of FIG. 1 ... Wafer, 2 ... Electrode bump, 10 ... Plating cell, 11 ... Multi-hole nozzle, 15c, 15d ... Eccentric pulley.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被めっき物の被めっき面にめっき液を噴流
させて電気めっきを行うめっき装置において、めっき液
を噴流させるノズル群を、被めっき面に対向する向きに
かつ被めっき面を覆う面積で配置し、被めっき面と上記
ノズル群とを、被めっき面と平行に相対的に2次元揺動
させる機構を気密容器内に設け、この気密容器内を減圧
または加圧する装置を設けたことを特徴とするめっき装
置。
1. A plating apparatus for electroplating a plating solution by jetting the plating solution onto a surface to be plated of an object to be plated, the nozzle group jetting the plating solution facing the surface to be plated and covering the surface to be plated. A mechanism is provided in an airtight container, which is arranged in an area, and two-dimensionally swings the surface to be plated and the nozzle group relative to the surface to be plated, and a device for depressurizing or pressurizing the inside of the airtight container is provided. A plating device characterized in that
【請求項2】前記ノズル群の各ノズル内に電解用電極を
設けたことを特徴とする請求項1記載のめっき装置。
2. The plating apparatus according to claim 1, wherein an electrode for electrolysis is provided in each nozzle of the nozzle group.
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