JPS5934240B2 - めつき装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子を形成したウェハ等のめつきを行
なうめつき装置に係り、特に、半導体素子の突起電極の
形成に通しためつき装置に関するものである。

半導体素子（以下単にチップといラ）の回路に形成され
た電極を、他の基板等に接合するための方法として、前
記電極にはんだあろいは金等の突起電極を形成し、この
突起電極を他の基板等の電極の上に直接接合させること
が知られている。

このような接合方法において、同一基板上に複数個のチ
ップを接合する場合、各チップに形成された突起電極の
大きさ（高さ、外径）にバラツキがあると、突起電極の
大きさに比例し接合強度のバラツキが発生する。また、
突起電極が大きすぎると接合時に隣接する電極間が短絡
することがある。また、同一のチップに形成された突起
電極の大きさにバラツキがあると、大きな突起電極が十
分に接合しても、小さな突起電極は接合が不十分であつ
たり、極端な場合には全く接合しないこともある。この
ように、チップに形成される突起電極の大きさのバラツ
キは、その接合強度や、チップを組込んだ回路の信頼性
を左右するため、極力小さくしなければならなぃ。上記
突起電極は、通常、。チップに分割する直前に、ウェハ
の状態゛ｑ君１図に示すようにして形成される。すなわ
ち、ウェハ１上には、所要のパターンの配線と、この配
線の端部の電極２の一部が露出するように窒化シリコン
等の保護膜３が形成されている。このようなウェハ１上
に、まず、銅などの金属を蒸着等の工程で被着させ、（
ａ）のように、電極下地膜４を形成する。次に、前記電
極下地膜４上にホトレジストを塗布したのち、露光、現
像を行ない、（ｂ）のように、電極゛２の上方に穴の明
いたレジスト膜５を形成する。ついで、電極２の上方に
電気めつきにより、はんだ（もしくは金、以下同様）を
所要の厚さにめつきして、（ｃ）のように、突起電極６
を形成する。そして、レジスト膜５を除去したのち、前
記突起電極６をエツチングレジストとして、電極下地膜
４のエツチングを行ない、不要の電極下地膜４除去して
、（ｄ）のように、所要の突起電極６を形成する。上記
電気メツキ工程においては、一般に用いられる箱形のめ
つき槽を用い、めつき液中でウエハ１を陰極に接続し、
陽極と所定の間隔で対向させてめつきを行なつている。

このため、陽極から流れる電流が一担円錐状に広がつた
のち、ウエ一・１に向けて集束されるため、ウエハ１の
外周部に集中し、第２図に示すように、ウエハ１の中心
部に比べ外周部のめつきが厚くなる。このめつき厚は、
たとえば、平均８０μｍの厚さのめつきを行なつた場合
、ウエ・・１の中心部と外周部とでは±１６μｍ程度の
バラツキが発生し、突起電極の大きさに大きなバラツキ
を・与える欠点がある。本発明の目的は、上記した従来
技術の欠点をなくし、均一な厚さのめつきができるよう
にしためつき装置を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明においては、ウエハと
陽極を平行に配置し、かつ、ウエハと陽極との対向間隙
を、ウエ・・の外径とほぼ同径の円筒状の壁で囲い、陽
極から流れる電流の広がりを防止し、ウエ・・に向けて
直線的に流すようにしたことを特徴とする。

以下、本発明の実施例を図面にしたがつて説明する。

第３図ないし第５図は、本発明の第１の実施例を示ずも
ので、同図において、めつき槽本体１０には、中央にめ
つきすべきウエハ１とほぼ同径の貫通穴１１が形成され
、かつ、その両端面ＦｌＣ．は、貫通穴１１と同心円上
に環状の溝１２が形成され、この溝１２内に＆＠Ｏリン
グ１３が取付けられてぃる。

また、めつき槽本体１０ｖｃほ、貫通穴１１の壁面に相
対向するように開口する一対の穴１４，１５が穿設され
、各々めつき液の供給管１６と排出管１７が接続されて
いる。ウエハ取付板１８には、ウエハ１が嵌合するウエ
ハ１の厚さより浅ぃ溝１９が形成され、かつ．その周囲
には止具２０が数個所定の間隔で配置されてぃる。そし
て、溝１９内にウエハ１を嵌合させ，かつ、止具２０で
ウエハ１を止めたのち、図示しない駆動手段によりめつ
き槽本体１０のＯリング１３に圧着されるようになつて
いる。なお、止具２０は、ウエハ１への通電端子を兼ね
ている。陽極取付板２１には、陽極２２が取付けられ、
陽極２２が、めつき槽本体１０の貫通穴１１内に突出す
るように、Ｏリング１３を介しボルト２３でめつき槽本
体１０の端面に固定されている。そして、めつき槽本体
１０の貫通穴１１と、ウエハ１９および陽極２２の間に
、密閉空間２４を形成し、この密閉空間２４に供給管２
４に供給管１６および穴１４を通してめつき液を供給し
、穴１５および排出管１７を通して排出する。上記のよ
うな構成のめつき装置で、ウエハ１と陽極２２を約２０
ｍ１Ｌの間隔で対向させめつき液として、硼弗化鉛２０
０ｆ／ｅ１硼弗酸２０ｆ／ｅ１硼酸２０ｆ／ｅ１ゼラチ
／１ｆ／ｅからなる硼弗化鉛めつき液を用い、めつき電
流密度２Ａ／Ｄｍ２液温３０℃、めつき液流速約２ＣＴ
ＩＬ．／Ｓｅｃで約６０分間めつきを行なつた結果、め
つき厚の分布が、第４図に示すようにほぼ均一となり、
従来の８０μｍ±１６μｍに対しバラツキをなくすこと
ができた。

なお、上記実施例において、めつき槽本体１０、ウエハ
取付板１８および陽極取付板２１は、アクリル板等の絶
縁材料で形成されている。

また、陽極は鉛板で形成されてぃる。第６図は、本発明
の第２の実施例を示すもので、同図において、めつき槽
本体１０ａＶｃ．は、貫通穴１１が形成されている。

また、めつき槽本体１０ａにはめつき液の供給管１６と
排出管１７が接続され、かつ、これらの供給管１６と排
出管１７に連通する穴１４，１５が形成されている。前
記穴１４，１５は各々枝穴１４ａ，１４ｂ，１４ｃと１
５ａ，１５ｂ，１５ｅに分岐して、その一端が前記貫通
穴１１の壁面に向けて開口している。その他は、前記実
施例と同様であるから図示は省略してある。上記の構成
において、前記第］の実施例と同じめつき液を用いてめ
つきを行なうと、メツキ液の流速を３ｃｒ１Ｌ／Ｓｅｃ
程度まで上昇させることができ、その結果、電流密度を
４Ａ／Ｄｍ′まで向上させることができる。

したがつて、前記実施例と同じ厚さのめつきを行なうの
に、めつき時間を約３０分に短縮し、しかも、前記実施
例と同様にウエハ全体にほぼ均一なめつきを行なうこと
ができる。第７図ないし第８図は、本発明の第３の実施
例を示すもので、同図において、第３図および第４図と
同じものは同じ符号を付けて示してある。めつき槽本体
１０ｂの貫通穴１１と給排液用の穴１４および１５１１
′＄．、各穴１４，１５から貫通穴１１の接線方向に向
けて拡開する扇状の通路１４ｄ，１５ｄ１Ｃよつて連通
するように構成されてぃる。上記の構成において、前記
第１の実施例と同一のめつき液を用いてめつきを行なう
と、メツキ液の流速を約５０！Ｎ，／Ｓｅｃまで上昇さ
せることができ、その結果、電流密度を６Ａ／Ｄｍ”ま
で向上させることができる。したがつて、前記各実施例
と同じ厚さのめつきを行なうのに、めつき時間を約２０
分Ｖｃ短縮することができ、しかも、前記各実施例と同
様に、ウエハ全体にほぼ均一なめつきを行なうことがで
きる。第９図ないし第１２図は、本発明の第４の実施例
２ｋ示すもので、同図（Ｃおいて、第３図、第４図、第
７図および第８図と同じものは、同じ符号を付けて示し
てある。

円筒形のスペーサ２５の外径は、めつき槽本体１０の貫
通穴１１と同径に貫通穴１１に嵌合するように形成され
、中心Ｖｃ．ぱ、めつきすべきウエハ１の外径と同径の
貫通穴１１ａが形成されている。スペーサ２５の円周部
には、スペーサ２５をめつき槽本体１０に嵌入したとき
、めつき槽本体１０に形成された扇状の通路１４ｄ，１
５ｄと連通する通路１４ｅと１５ｅが形成されている。
上記構成において、大径のウエハのめつきを行なう場合
には、スペーサ２５を貫通穴１１から取外した状態で使
用し、小径のウエハ１のめつきを行なう場合には、スペ
ーサ２５を、通路１４ｅと１５ｅが各々通路１４ｄと１
５ｄＶｃ連通するように貫通穴１１内に圧入して行なう
。

貫通穴１１を４インチウエハ用に形成した上記のような
構成のめつき装置で、２インチウエハの外径とほぼ同径
の貫通穴１１ａを設けたスペーサ２５めつき槽本体１０
に嵌入し、めつき液としてシアン金カリウムを主成分と
する金めつき液を用い、めつき電流密度２Ａ／Ｄｍ”、
液温６５℃、めつき液流速約２ＣＴ！Ｌ／Ｓｅｃで約６
０分間めつきを行なつた。

めつきしたウエハは２イ／チウエハであり、陽極には白
金めつきしたチタン陽極を用いた。その結果、前記実施
例と同様にウエハ全体にほぼ均一なめつきをすることが
できた。なお、４インチウエハについても、スペーサ２
５を貫通穴１１から取外した状態で、上記実施例と同様
にめつきを行ない、ウエ・・全体に均一なめつきをする
ことができた。

以上述べた如く、本発明によれば、めつき槽本体に形成
された貫通穴の両端にウエ・・と陽極を相対向するよう
に固定し貫通穴とウエハおよび陽極によつて構成される
密閉空間に、めつき液を流してめつきを行なうようにし
たので、ウエハ全体にほぼ均一な厚さのめつきを行なう
ことができる。

また、貫通穴に対するめつき液の供給口および排出口を
各々複数個づつ設けたので、貫通穴内のめつき液の流速
を大きくすることができ、めつき時間を短縮することが
できる。さらに、貫通穴に対するめつき液の供給口およ
び排出口を扇状に拡開させることにより、さらに貫通穴
内のめつき液の流速をさらに大きくすることができ、電
流密度を上げて、めつき時間をさらに短縮することがで
きる。さらにまた、スペーサを設けることにより、大き
さの異るウエハのめつきを行なうことができる。また、
後工程におけるチツプの接合時に、接合強度を均一化１
−、かつ、信頼性を大巾に向上させることができるなど
、品質や作業性を大巾に向上することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体素子に接合用の突起電極を形成する工程
を示す工程図、第２図は従来のめつき装置によつてめつ
きされためつきの厚さの分布を示す図、第３図は本発明
によるめつき装置の第１の実施例を示す側面断面図、第
４図は第３図の正面図、第５図は本発明によるめつき装
置でめつきした時のめつき厚の分布を示す図、第６図は
本発明によるめつき装置の第２の実施例の要部を示す正
圃析面図、第７図は本発明によるめつき装置の第３の実
施例を示す側面断面図、第８図は第７図の正面図、第９
図はスペーサの側面析面図、第１０図は第９図の正面図
、第１１図は本発明によるめつき装置の第４の実施例を
示す側面断面図、第１２図は第１１図の正面図である。 １・・・ウエハ、１０・・・めつき槽本体、１１・・・
貫通穴、１４，１５・・・穴、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ
，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ・・・枝穴、１４ｄ，１４ｅ
，１５ｄ，１，５ｅ・・・通路、１８・・・ウエハ取付
板、２１・・・陽極取付板、２２・・・陽極、２４・・
・密閉空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被めつき物の外径とほぼ同径の貫通穴を形成し、か
   つ、この貫通穴の内周面に向けて開口するめつき液の供
   給口および排出口を形成しためつき槽と、電源に接続さ
   れた陽極を支持する陽極取付板と、電源の陰極に接続さ
   れた被めつき物を支持する被めつき物の取付板とを備え
   、前記貫通穴を通して陽極と被めつき物とが対向するよ
   うに前記めつき槽に陽極取付板と取付板とを固定し、貫
   通穴と陽極取付板および取付板の間に密閉空間を構成し
   、この密閉空間にめつき液を供給して、めつきを行なう
   ようにしたことを特徴とするめつき装置。 ２ めつき槽に各々複数個のめつき液の供給口と排出口
   を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のめつき装置。 ３ めつき槽に形成されためつき液の供給口と排出口の
   開口部を、めつき槽の貫通穴もしくは、その接線方向に
   向けて扇状に拡開させたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のめつき装置。 ４ めつき槽に形成された貫通穴に嵌合し、かつ、各々
   めつき液の供給口と排出口に連通するめつき液の供給口
   と排出口を形成した円筒状のスペーサを設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載のめつき装置。