JPH07126895A - めっき装置およびめっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 噴流式の電気めっきにおいて、複雑な機構を
必要とせず、めっき膜厚の均一性を向上させる。 【構成】 被めっき面にめっき液を噴流させて電気めっ
きを行う際に、被めっき基板 16, 33 よりも大きい横断
面を有する筒状体の一方の端面を被めっき基板保持部材
11, 31 で閉塞し、該一方の端面の外縁に沿って筒状体
側壁にめっき液流出口 13, 35 を配列し、筒状体の他方
の端面にはめっき液流入口を設けた電気めっきセル 12,
32 を用い、保持部材 11, 31 の代わりに上記筒状体の
横断面よりも大きい参照用被めっき基板で該一方の端面
を閉塞してめっきした際にめっき膜厚がピークとなる環
状領域に囲まれためっき膜厚均一領域 15 に対応させて
設定した上記保持部材 11, 31 上の凹部領域内に、且つ
上記被めっき面を上記保持部材と同一面になるように、
上記被めっき基板 16, 33 を保持するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、めっき装置およびめっ
き方法に関し、更に詳しくは高品質・高速で電気めっき
を行う噴流方式のめっき装置およびめっき方法に関す
る。本発明のめっき装置および方法は特に半導体ウェハ
上に電極バンプを形成するような微細なめっきを行うの
に好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば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高速で形成す
る方法として、噴流方式が採用されている（特開昭第５
６−１５２９９１号公報）。噴流方式の電気めっき法
は、半導体ウェハをその被めっき面を下に向けてめっき
セルに配置し、循環槽に収容してあるめっき液をポンプ
で揚液して被めっき面に噴流として当て、電気めっきを
行う方法である。

【０００３】これまでに噴流方式の電気めっき装置にお
いて、被めっき基板内（被めっき面内）で均一なめっき
膜厚分布を得る方法が提案されている（特開平第２−６
１０８９号公報、特開平第３−２４７７９２号公報
等）。しかしこれら従来の方法は、めっき液の吹き出し
ノズルを多数設けたり、そのノズル群を揺動する等の複
雑な機構が必要であり、装置の大幅なコストアップが避
けられないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、複雑な機構
を必要とせず、めっき膜厚の均一性を向上させることが
できる噴流式のめっき装置およびめっき方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のめっき装置は、被めっき基板の被めっき面
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、被めっき基板よりも大きい横断面を有する筒状
体の一方の端面を被めっき基板保持部材で閉塞し、該一
方の端面の外縁に沿って上記筒状体側壁にめっき液流出
口を配列し、上記筒状体の他方の端面にはめっき液流入
口を設けた電気めっきセルを備え、上記保持部材の代わ
りに上記筒状体の横断面よりも大きい参照用被めっき基
板で上記一方の端面を閉塞してめっきした際にめっき膜
厚がピークとなる環状領域に囲まれためっき膜厚均一領
域に対応させて設定した上記保持部材上の凹部領域内
に、且つ上記被めっき面を上記保持部材と同一面になる
ように、上記被めっき基板を保持するようにしたことを
特徴とする。

【０００６】また、本発明の装置を用いためっき方法
は、被めっき基板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方法において、被めっき基板よ
りも大きい横断面を有する筒状体の一方の端面を被めっ
き基板保持部材で閉塞し、該一方の端面の外縁に沿って
上記筒状体側壁にめっき液流出口を配列し、上記筒状体
の他方の端面にはめっき液流入口を設けた電気めっきセ
ルを用い、上記保持部材の代わりに上記筒状体の横断面
よりも大きい参照用被めっき基板で上記一方の端面を閉
塞してめっきした際にめっき膜厚がピークとなる環状領
域に囲まれためっき膜厚均一領域に対応させて設定した
上記保持部材上の凹部領域内に、且つ上記被めっき面を
上記保持部材と同一面になるように、上記被めっき基板
を保持することを特徴とする。

【０００７】本発明においては、前記めっき膜厚均一領
域に対応させて設定した前記保持部材上の領域内に、複
数の被めっき基板を保持して同時にめっきすることがで
きる。

【０００８】

【作用】本発明者は、噴流式の電気めっきにおいて、め
っき膜厚の分布が環状の膜厚ピーク領域とそれに囲まれ
た膜厚均一領域とから成る特有の形態をとるという知見
を得た。本発明はこの特有のめっき膜厚分布形態を利用
したもので、上記のめっき膜厚均一領域内に被めっき面
が包含される状態にしてめっきを行うことにより、被め
っき面全体にわたって均一なめっき膜厚を得ることがで
きる。そのために、被めっき基板よりも大きい横断面を
有する筒状体のめっきセルを用い、この筒状セルの一方
の端面は被めっき基板保持部材で閉塞させる。この端面
の外縁に沿って筒状体側壁にめっき液流出口を配列して
ある。筒状セルの他方の端面にはめっき液流入口が設け
てあり、外部からめっき液の供給を受ける。流入口から
セル内に供給されためっき液の噴流は、上記一端面に保
持された被めっき基板の被めっき面に供給される。

【０００９】被めっき基板は、セルの一端面を閉塞して
いる保持部材の凹部内に、被めっき面が保持部材と同一
面となるように保持されている。これにより、セル横断
面全体をカバーする大きい被めっき基板でセルの一方端
面を閉塞した際と同等のめっき液流が形成される。この
めっき液流により上記の大きい被めっき基板上に形成さ
れるめっき膜厚分布は、予め実験により求められる。こ
の実験で得られためっき膜厚分布に基づき、環状のめっ
き膜厚ピーク領域よりも内側にあるめっき膜厚均一領域
に対応させて、保持部材面に凹部領域を設ける。この凹
部内に被めっき基板を保持してめっきを行うことによ
り、めっき膜厚の均一性を簡易に向上させることができ
る。

【００１０】

【実施例】

〔実施例１〕図１(b) は、本発明による噴流方式電解め
っき装置の断面図である。内部をめっき液が流れる筒状
のめっきセル１２の一端面を、被めっき基板保持具１１
で閉塞した構成となっている。めっき液は筒状セル１２
の下方から上方に流れた後、基板保持具１１に当たって
流れの向きを変え、矢印１４で示したように放射状に流
れて、筒状セル１２の上部に設けられためっき液流出口
１３から筒状セル１２の外部に流出する。流出口１３は
筒状セル１２の上端外縁に沿って配列されている。

【００１１】図１(a) には、これとは別途に、横断面全
体を覆う大きさの被めっき基板でセル１２の同じ一端面
を閉塞してめっきを行って得た、筒状セル１２の直径方
向のめっき膜厚分布を示す。めっき液の流れの不均一に
より、めっき膜厚分布は中心部分と外縁部分の膜厚が薄
くなり、外縁のすぐ内側に環状の膜厚ピーク領域が存在
する。従来の噴流方式の電気めっきでは、基板保持具１
１を用いずこのように１枚の被めっき基板自体で筒状セ
ル１２の一端面を閉塞していた。そのため被めっき基板
面内で、図１(a) の膜厚分布が発生した。これに対し本
発明の噴流方式めっき装置では、筒状セル１２の直径を
被めっき基板の直径よりも大きくし、さらに図１(b) の
基板保持具１１を用いて被めっき基板１６を図１(a) の
膜厚均一範囲１５内に配置することにより、被めっき基
板１６面内の膜厚分布の均一性を向上させることができ
る。

【００１２】保持具１１は被めっき基板に電解めっきを
行うための給電電極１７を有し、給電電極１７へのめっ
き金属の付着を防止するため、セル１２の内壁相当位置
から被めっき基板１６との接続点までは保持具１１の内
部を延びており、給電電極１７をめっき液に曝さないよ
うにしてある。また保持具１１には被めっき基板１６を
取り付ける部分に被めっき基板１６の形状の凹部を設
け、基板保持具１１の表面と被めっき基板１６の表面と
を高さにしてある。これによりめっき液の流れを均一に
し、めっき膜厚分布を向上することができる。

【００１３】図２は図に示した本発明の噴流式めっき装
置の全体の構成図である。筒状セル１２の一端面に被め
っき基板１６を装着した保持具１１で蓋をして閉塞し、
筒状セル１２の中には被めっき基板１６と対向してアノ
ード（陽極）２７を設置してある。容器２４中のめっき
液２３をポンプ２５で吸い込み、筒状セル１２の下部に
導入する。筒状セル１２の下部に導入されためっき液２
３は、アノード２７に複数設けた貫通孔を通して、基板
保持具１１の凹部内に装着された被めっき基板１６に当
たり、筒状セル１２の上部に設けためっき液の流出口１
３から容器２４中に流れ出す。電解めっきは被めっき基
板１６表面に設けた給電電極とアノード２７間に、定電
流を印加することにより行う。

【００１４】〔実施例２〕図３は本発明のめっき装置
を、複数枚数の被めっき基板のめっきに用いた場合の実
施例を示した断面模式図である。図３の装置は、めっき
液が流れる筒状セル３２上に、治具３１で蓋をした構成
となっている。治具３１には複数の被めっき基板３３を
装着されており、めっき実行時には各被めっき基板３３
の表面に給電電極３４を通じて定電流が印加される。め
っき液は筒状セル３２の下方から上方に流れた後、基板
保持具３１に当たって流れの向きを変え、矢印３６で示
したように放射状に流れて、筒状セル３２の上部に設け
られためっき液の流出口３５から筒状セル３２の外部に
流出する。流出口３５はセル３２の上端の外縁に沿って
配列してある。

【００１５】被めっき基板３３の直径に対して筒状セル
３２の直径を充分大きくすることにより、めっき膜厚の
均一範囲を広くすることができ、複数の被めっき基板３
３に対するめっきが同時に行うことができ、スループッ
トが向上する。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
噴流式の電気めっきにおいて、複雑な機構を必要とせ
ず、めっき膜厚の均一性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) はめっき膜厚分布を示すグラフであり、
(b) は本発明による噴流式電気めっき装置のめっきセル
上端部付近を示す断面図である。

【図２】図１のめっき装置の全体を示す断面図である。

【図３】本発明により複数の被めっき基板を同時に電気
めっきするための噴流式電気めっき装置のめっきセル上
端部付近を示す断面図である。

【符号の説明】

１６，３３…被めっき基板 １１，３１…被めっき基板保持具 １３，３５…めっき液流出口 １２，３２…電気めっきセル １５…めっき膜厚均一領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 祥樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被めっき基板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、 被めっき基板(16, 33)よりも大きい横断面を有する筒状
   体の一方の端面を被めっき基板保持部材(11, 31)で閉塞
   し、該一方の端面の外縁に沿って上記筒状体側壁にめっ
   き液流出口(13, 35)を配列し、上記筒状体の他方の端面
   にはめっき液流入口を設けた電気めっきセル(12, 32)を
   備え、 上記保持部材(11, 31)の代わりに上記筒状体の横断面よ
   りも大きい参照用被めっき基板で上記一方の端面を閉塞
   してめっきした際にめっき膜厚がピークとなる環状領域
   に囲まれためっき膜厚均一領域(15)に対応させて設定し
   た上記保持部材(11, 31)上の凹部領域内に、且つ上記被
   めっき面を上記保持部材と同一面になるように、上記被
   めっき基板(16, 33)を保持するようにしたことを特徴と
   するめっき装置。
2. 【請求項２】 前記めっき膜厚均一領域(15)に対応させ
   て設定した前記保持部材(31)上の領域内に、複数の被め
   っき基板(33)を保持して同時にめっきするようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
3. 【請求項３】 被めっき基板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方法において、 被めっき基板(16, 33)よりも大きい横断面を有する筒状
   体の一方の端面を被めっき基板保持部材(11, 31)で閉塞
   し、該一方の端面の外縁に沿って上記筒状体側壁にめっ
   き液流出口(13, 35)を配列し、上記筒状体の他方の端面
   にはめっき液流入口を設けた電気めっきセル(12, 32)を
   用い、 上記保持部材(11, 31)の代わりに上記筒状体の横断面よ
   りも大きい参照用被めっき基板で上記一方の端面を閉塞
   してめっきした際にめっき膜厚がピークとなる環状領域
   に囲まれためっき膜厚均一領域(15)に対応させて設定し
   た上記保持部材(11, 31)上の凹部領域内に、且つ上記被
   めっき面を上記保持部材と同一面になるように、上記被
   めっき基板(16, 33)を保持することを特徴とするめっき
   方法。
4. 【請求項４】 前記めっき膜厚均一領域(15)に対応させ
   て設定した前記保持部材(31)上の領域内に、複数の被め
   っき基板(33)を保持して同時にめっきすることを特徴と
   する請求項１記載のめっき方法。