JP2003201574A - 無電解メッキ装置、バンプ付き半導体ウエハ及びバンプ付き半導体チップ並びにこれらの製造方法、半導体装置、回路基板並びに電子機器 - Google Patents

無電解メッキ装置、バンプ付き半導体ウエハ及びバンプ付き半導体チップ並びにこれらの製造方法、半導体装置、回路基板並びに電子機器

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JP2003201574A JP2002244822A JP2002244822A JP2003201574A JP 2003201574 A JP2003201574 A JP 2003201574A JP 2002244822 A JP2002244822 A JP 2002244822A JP 2002244822 A JP2002244822 A JP 2002244822A JP 2003201574 A JP2003201574 A JP 2003201574A
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bumps
plating treatment
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Hiroshi Obara
浩志 小原
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無電解メッキ装置、バンプ付き半導体ウエハ
及びバンプ付き半導体チップ並びにこれらの製造方法、
半導体装置、回路基板並びに電子機器に関して、高品質
のメッキを行うことを目的とする。 【解決手段】 無電解メッキ装置は、無電解メッキ処理
液１２の貯留槽１０と、貯留槽１０に取り付けられた半
導体ウエハ２０の無電解メッキ処理液１２を向く処理面
２２からその裏面２４への無電解メッキ処理液１２の流
動を遮断する遮断部材２６と、無電解メッキ処理液１２
を半導体ウエハ２０の処理面２２に接触するように流動
させる流動器４０と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無電解メッキ装
置、バンプ付き半導体ウエハ及びバンプ付き半導体チッ
プ並びにこれらの製造方法、半導体装置、回路基板並び
に電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】半導体集積回路の高集積化、半導体チッ
プの縮小化が進むと、微細ピッチの端子接続に対応可能
な実装技術が要求される。この要求に対応しやすい実装
技術として、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）等で利用
されるＴＡＢ（Tape AutomatedBonding）実装や、ＣＳ
Ｐ（Chip Size Package）等で利用されるフリップチッ
プ実装があげられる。
【０００３】上記のような実装技術には、通常、半導体
チップのパッドにバンプが設けられる。バンプは例えば
Ａｕバンプが代表的であり、その形成は電解メッキ法に
よるものが一般的である。電解メッキ法によるＡｕバン
プ電極の形成方法を以下に説明する。
【０００４】図１４は、従来の半導体チップにおけるＡ
ｕバンプの断面図である。内部の集積回路に繋がる配線
の一部であるパッド５０２は、電気的接続領域の表面を
除いてパッシベーション膜５０４によって被覆されてい
る。
【０００５】まず、アンダーバンプメタル層（バリアメ
タル層及び密着性金属層の積層）５０６をスパッタ法に
より形成する。その後、フォトリソグラフィ技術により
パッド５０２の電気的接続領域及びその周囲部を露出さ
せたバンプ形成用のレジスト層５０８を形成する。次
に、レジスト層５０８のパターンに従って電解メッキ法
によりＡｕをメッキ成長させる。その後、レジスト層５
０８を剥離してからメッキ成長したＡｕをマスクとし
て、アンダーバンプメタル層５０６を、その層の種類に
応じてウェットエッチングする。その後はアニールなど
を経てバンプ５１０を形成する。各所で適宜洗浄工程も
入る。このように、電解メッキ法によるバンプ形成プロ
セスは長く、よりいっそうの短縮合理化が要求されてい
る。
【０００６】そこで、最近提案されているのが、無電解
メッキ法によるバンプの形成である。無電解メッキ法で
形成したバンプは、少なくともアンダーバンプメタル層
のスパッタ形成及びエッチング工程が不要である。ま
た、メッキ成長用のレジストの形成が省略できることが
期待されている。これにより、大幅なプロセスの短縮が
可能で、安価なバンプの形成が実現される。
【０００７】従来、無電解メッキ法でバンプを形成する
ときには、アルミパッドに、メッキの前処理としていわ
ゆるジンケート処理を施す。すなわち、Ｚｎイオンの入
った処理液に半導体ウエハを浸漬し、 ２Ａｌ＋３Ｚｎ2+→２Ａｌ3+＋３Ｚｎ の反応により、パッド表面をＺｎに置換する。そして、
半導体ウエハ全体を無電解メッキ処理液に浸漬して、メ
ッキ金属を析出する。なお、複数枚の半導体ウエハをメ
ッキ液に浸漬するバッジ処理で合理化を図ることができ
る。
【０００８】ＧＮＤ電極となるアルミパッドは、半導体
ウエハのＳｉ基板と電気的に接続されている。Ｓｉ基板
は無電解メッキ処理液に電気的に導通し、Ｓｉ基板の電
子が無電解メッキ処理液に放出されると、そのアルミパ
ッドの電位が変化する。このようなグランド効果の影響
により、化学反応のための電子が減少してしまう結果、
イオン結合が起こりにくくなり、ジンケート処理でアル
ミパッド表面のＺｎへの置換が不十分となる。同様に、
グランド効果の影響によりメッキレートが変化して、メ
ッキ金属の析出に影響を及ぼす。
【０００９】そこで、グランド効果の影響を防ぐため
に、半導体ウエハ裏面及び周縁部近傍（半導体ウエハ表
面の外周部から側部にかけて）にレジストを相当量厚く
塗布することがある。こうすることで、メッキに関する
無電解メッキ処理液が半導体ウエハ周縁部近傍及び裏面
に接触しないようにしてから、ジンケート処理及びメッ
キ処理を行う。
【００１０】半導体ウエハ裏面へのレジスト塗布は、ス
ピンコーターの回転テーブルにバンプ形成面（半導体ウ
エハ主面）をチャック（真空吸着）して行う。その場
合、その後のメッキ成長に影響を与えないように、バン
プ形成面に傷が付かないようにしなければならない。
【００１１】本発明は、メッキ装置、バンプ付き半導体
ウエハ及びバンプ付き半導体チップ並びにこれらの製造
方法、半導体装置、回路基板並びに電子機器に関して、
高品質のメッキを行うことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る無電
解メッキ装置は、無電解メッキ処理液の貯留槽と、前記
貯留槽に取り付けられた半導体ウエハの前記無電解メッ
キ処理液を向く処理面からその裏面への前記無電解メッ
キ処理液の流動を遮断する遮断部材と、前記無電解メッ
キ処理液を前記半導体ウエハの前記処理面に接触するよ
うに流動させる流動器と、を有する。
【００１３】本発明によれば、半導体ウエハの裏面に無
電解メッキ処理液が流動しないので、グランド効果の影
響をなくして、高品質の無電解メッキを行うことができ
る。
【００１４】（２）この無電解メッキ装置において、前
記遮断部材の少なくとも表面は、絶縁部材のみからなる
ものであってもよい。
【００１５】（３）この無電解メッキ装置において、前
記遮断部材は、絶縁部材のみからなるものであってもよ
い。
【００１６】（４）この無電解メッキ装置において、前
記流動器は、前記無電解メッキ処理液の噴流を生じさせ
てもよい。
【００１７】（５）この無電解メッキ装置において、前
記無電解メッキ処理液の噴流によって、前記無電解メッ
キ処理液の液面を上昇させてもよい。
【００１８】（６）この無電解メッキ装置において、前
記無電解メッキ処理液の液面の上昇及び下降を繰り返し
て、前記無電解メッキ処理液を、前記半導体ウエハの前
記処理面に断続的に接触させてもよい。
【００１９】（７）この無電解メッキ装置において、前
記半導体ウエハを前記無電解メッキ処理液の方向に押圧
する押圧力供給器をさらに有してもよい。
【００２０】（８）この無電解メッキ装置において、前
記押圧力供給器の少なくとも表面は、絶縁部材のみから
なるものであってもよい。
【００２１】（９）この無電解メッキ装置において、前
記押圧力供給器は、前記半導体ウエハの前記無電解メッ
キ処理液が接触する領域の全体に、前記裏面から力を加
えてもよい。
【００２２】（１０）この無電解メッキ装置において、
前記半導体ウエハが取り付けられた前記貯留槽の内側
に、閉空間が形成されていてもよい。
【００２３】（１１）本発明に係るバンプ付き半導体ウ
エハの製造方法は、無電解メッキ処理液の貯留槽に、複
数のパッドを有する半導体ウエハを取り付け、前記半導
体ウエハの前記無電解メッキ処理液を向く処理面からそ
の裏面への前記無電解メッキ処理液の流動を遮断部材に
よって遮断すること、及び、前記無電解メッキ処理液
を、前記半導体ウエハの前記処理面に接触するように、
流動器によって流動させて、前記無電解メッキ処理液に
よって、前記パッドにバンプを形成すること、を含む。
【００２４】本発明によれば、半導体ウエハの裏面に無
電解メッキ処理液が流動しないので、グランド効果の影
響をなくして、高品質の無電解メッキを行うことができ
る。
【００２５】（１２）このバンプ付き半導体ウエハの製
造方法において、前記流動器によって、前記無電解メッ
キ処理液の噴流を生じさせてもよい。
【００２６】（１３）このバンプ付き半導体ウエハの製
造方法において、前記無電解メッキ処理液の噴流によっ
て、前記無電解メッキ処理液の液面を上昇させてもよ
い。
【００２７】（１４）このバンプ付き半導体ウエハの製
造方法において、前記無電解メッキ処理液の液面の上昇
及び下降を繰り返して、前記無電解メッキ処理液を、前
記半導体ウエハの前記処理面に断続的に接触させてもよ
い。
【００２８】（１５）このバンプ付き半導体ウエハの製
造方法において、前記半導体ウエハを前記無電解メッキ
処理液の方向に押圧してもよい。
【００２９】（１６）このバンプ付き半導体ウエハの製
造方法において、前記半導体ウエハの前記無電解メッキ
処理液が接触する領域の全体に、前記裏面から力を加え
てもよい。
【００３０】（１７）このバンプ付き半導体ウエハの製
造方法において、前記半導体ウエハには、それぞれの前
記パッドの少なくとも一部を露出させる開口を有するレ
ジスト層が形成されており、前記開口内に、前記無電解
メッキ処理液を流動させてもよい。
【００３１】（１８）本発明に係るバンプ付き半導体チ
ップの製造方法は、上記方法によってバンプ付き半導体
ウエハを製造すること、及び、前記バンプ付き半導体ウ
エハを切断すること、を含む。
【００３２】（１９）本発明に係るバンプ付き半導体ウ
エハは、上記方法によって製造されてなる。
【００３３】（２０）本発明に係るバンプ付き半導体チ
ップは、上記方法によって製造されてなる。
【００３４】（２１）本発明に係る半導体装置は、上記
バンプ付き半導体チップと、前記バンプ付き半導体チッ
プが実装されてなる基板と、外部端子と、を有する。
【００３５】（２２）本発明に係る回路基板は、上記バ
ンプ付き半導体チップが実装されてなる。
【００３６】（２３）本発明に係る回路基板は、上記半
導体装置が実装されてなる。
【００３７】（２４）本発明に係る電子機器は、上記半
導体装置を有する。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。
【００３９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る無電解メッキ装置を示す図であ
る。無電解メッキ装置は、貯留槽（例えば、噴流縦円筒
槽などの噴流槽）１０を有する。貯留槽１０には、無電
解メッキ処理液（例えば、ジンケート処理液又は無電解
メッキ液）１２が貯められている。貯留槽１０には、無
電解メッキ処理液１２の供給口（例えば噴流口）１４が
形成されていてもよい。供給口１２は、貯留槽１０の下
部（例えば底面）に形成されていてもよい。貯留槽１０
には、無電解メッキ処理液１２の排出口（又はオーバー
フロー送出口）１６が形成されていてもよい。排出口１
６は、貯留槽１０の上部（例えば側面の上部）に形成さ
れていてもよい。無電解メッキ処理液１２の液面が排出
口１６よりも高くなると、無電解メッキ処理液１２が排
出口１６から排出される。貯留層１０には、電解メッキ
法に用いられるような電極（陽極及び陰極）は設けられ
ていない。
【００４０】貯留槽１０は、開口を有している。貯留槽
１０には、半導体ウエハ２０を取り付けられるようにな
っている。半導体ウエハ２０は、無電解メッキ処理が行
われる処理面（例えば主表面）２２を無電解メッキ処理
液１２に向けて配置される。半導体ウエハ２０の処理面
２２からその裏面２４へは、無電解メッキ処理液１２の
流動が遮断されるようになっている。そのために遮断部
材（例えばシール部）２６が使用される。遮断部材２６
は、弾性体（例えばポリテトラフルオロエチレン（テフ
ロン（登録商標））やゴム）で構成されていてもよい。
少なくとも遮断部材２６の表面又はその全体は、絶縁材
料のみから構成されてもよい。遮断部材２６は、絶縁材
料で構成されていてもよい。遮断部材２６は、半導体ウ
エハ２０と貯留槽１０との間に配置される。図１に示す
例では、半導体ウエハ２０の処理面２２（詳しくはその
周縁部）と貯留槽１０の側壁の上端との間に、遮断部材
２６が配置されている。変形例として、半導体ウエハ２
０の側端面と貯留槽１０の内面との間に遮断部材２６を
配置してもよい。遮断部材２６は、貯留槽１０に固定さ
れていてもよい。遮断部材２６が、貯留槽１０と密着
し、かつ、半導体ウエハ２０と密着することで、無電解
メッキ処理液１２の流動が遮断される。すなわち、半導
体ウエハ２０と貯留槽１０との間に液密性が保持され
る。半導体ウエハ２０が取り付けられた貯留槽１０の内
側には、閉空間が形成されてもよい。
【００４１】無電解メッキ装置は、押圧力供給器３０を
有する。押圧力供給器３０は、バッファ（あるいは押圧
部）３２を有する。バッファ３２は、弾性体（例えばポ
リテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））や
ゴム）で構成されていてもよい。少なくともバッファ３
２の表面又はその全体は、絶縁材料のみから構成されて
もよい。バッファ３２は、絶縁材料構成されていてもよ
い。バッファ３２は、遮断部材２６と対向する位置に設
けられている。バッファ３２及び遮断部材２６によっ
て、半導体ウエハ２０が挟み込まれる。これにより、半
導体ウエハ２０と貯留槽１０との間の液密性が確保され
る。遮断部材２６の表面、バッファ３２の表面が、絶縁
材料のみから構成されることによって、無電解メッキ処
理をする際に、半導体ウエハが外界から絶縁された状態
となる。このため、グランド効果をより効果的に防止す
ることができる。
【００４２】押圧力供給器３０は、膨張袋３４を有す
る。膨張袋３４は、流体（空気又はＮ ２などのガス又は
液体）によって膨張可能な材料で形成されている。膨張
袋３４は、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登
録商標））やゴムで構成されていてもよい。膨張袋３４
は、支持部３６の内部に設けられており、膨張すると支
持部３６の開口から押圧力を加えられるようになってい
る。
【００４３】本実施の形態によれば、押圧力供給器３０
（膨張袋３４）は、半導体ウエハ２０を無電解メッキ処
理液１２の方向に押圧する。押圧力供給器３０（膨張袋
３４）は、半導体ウエハ２０の無電解メッキ処理液２２
が接触する領域（遮断部材２６の内側の領域）の全体
に、裏面２４から力を加える。なお、押圧力供給器３０
（膨張袋３４）によって、半導体ウエハ２０の無電解メ
ッキ処理液２２が接触する領域（遮断部材２６の内側の
領域）に加えられる力は、無電解メッキ処理液１２の噴
流圧に対向する力であってもよい。
【００４４】メッキ装置は、循環路１８を有していても
よい。循環路１８は、排出口１６と供給口１４を接続し
ている。循環路１８を無電解メッキ処理液１２が循環す
るようになっている。
【００４５】無電解メッキ装置は、流動器（例えばポン
プ）４０を有していてもよい。流動器（例えばポンプ）
４０は、循環路１８に設けられていてもよい。流動器４
０は、無電解メッキ処理液１２を半導体ウエハ２０の処
理面２２に接触するように流動させる。例えば、流動器
４０は、無電解メッキ処理液１２の噴流を生じさせる。
そして、無電解メッキ処理液１２の噴流によって、無電
解メッキ処理液１２の液面を上昇させてもよい。また、
無電解メッキ処理液１２の液面の上昇及び下降を繰り返
して、無電解メッキ処理液１２を、半導体ウエハ２０の
処理面２２に断続的に接触させてもよい。
【００４６】循環路１８には、ヒータ（加熱機構）４２
が設けられていてもよい。ヒータ４２によって、無電解
メッキ処理液１２を加熱する。これにより、無電解メッ
キ処理液１２の温度を所定温度の範囲（例えば９０℃〜
９５℃の範囲）に保つことができる。無電解メッキ処理
液１２がジンケート処理液であれば、これを１５〜３０
℃、望ましくは２０±５℃に保ってもよい。無電解メッ
キ処理液１２が無電解Ｎｉメッキ液であれば、これを４
０〜６０℃、望ましくは５０±５℃に保ってもよい。セ
ンサ４４によって、貯留槽１０に貯められた無電解メッ
キ処理液１２又は循環路１８を循環する無電解メッキ処
理液１２の温度を検出し、その結果に基づいてヒータ４
２を制御してもよい。
【００４７】循環路１８にはフィルタ４６が設けられて
いてもよい。フィルタ４６によって、メッキの析出物な
どのゴミを除去し、無電解メッキ処理液１２の正常な成
分を保つことができる。フィルタ４６を供給口１４の直
前に設ければ、ゴミが除去された直後の無電解メッキ処
理液１２を貯留槽１０に供給することができる。あるい
は、フィルタ４６を、排出口１６の直後に設ければ、ゴ
ミを除去した後に無電解メッキ処理液１２を循環させる
ことができる。フィルタ４６は、ヒータ４２又は流動器
４０の直前に設けてよい。これにより、ヒータ４２又は
流動器４０へのゴミの流入を防止することができる。そ
して、これらの寿命をのばすことができ、性能の低下を
防止することができるなど、信頼性が高められる。
【００４８】循環路１８は、処理液排出制御部（処理液
排出制御機構）５０に接続されていてもよい。処理液排
出制御部５０から、不要となった無電解メッキ処理液１
２が排出される。
【００４９】循環路１８は、処理液供給制御部（処理液
供給制御機構）５２に接続されていてもよい。処理液供
給制御部５２は、無電解メッキ処理液１２を補充するた
めのもので、図示しない補充液貯留槽を有していてもよ
い。例えば、貯留槽１０に貯められた無電解メッキ処理
液１２又は循環路１８を循環する無電解メッキ処理液１
２の成分をセンサ５４によって検出し、その結果に基づ
いて、無電解メッキ処理液１２を補充してもよい。ま
た、センサ（濃度センサ）５４の検出結果に基づいて、
処理液排出制御部５０から、不要となった無電解メッキ
処理液１２を排出してもよい。これにより、正常な成分
を有する無電解メッキ処理液１２を使用することができ
る。
【００５０】本実施の形態によれば、半導体ウエハ２０
の裏面２４に無電解メッキ処理液１２が流動しないの
で、グランド効果の影響をなくして、高品質のメッキを
行うことができる。また、半導体ウエハ２０の処理面
（主表面）２２側だけに常に成分の均一化した無電解メ
ッキ処理液１２の供給がなされる。さらに、グランド効
果の影響を受けないので、半導体ウエハ２０の裏面２４
へのレジスト塗布工程も不要であり、半導体ウエハ２０
の処理面（主表面）２２へのダメージもなくすことがで
きる。
【００５１】本実施の形態に係るメッキ装置は、上述し
たように構成されており、以下これを使用したメッキ方
法を説明する。図示しないロボットアーム等によって、
あるいは手作業により、半導体ウエハ２０を貯留槽１０
に取り付ける。例えば、半導体ウエハ２０の処理面２２
（詳しくはその周縁部）を遮断部材２６上に配置する。
【００５２】次に、図１に示すように、バッファ３２及
び遮断部材２６によって半導体ウエハ２０（詳しくはそ
の周端部）を挟み込む。こうすることで、半導体ウエハ
２０及び遮断部材２６を密着させることができるので、
半導体ウエハ２０の処理面２２から裏面２４への無電解
メッキ処理液１２の流動を遮断することができる。ま
た、バッファ（押圧部）３２と遮断部材（シール部）２
６とで、半導体ウエハ２０を固定することができる。半
導体ウエハ２０の貯留槽１０への取り付けが終わるまで
は、膨張袋（押圧袋）３４にはまだエア等の流体は入っ
ておらず、半導体ウエハ２０の裏面２４に押圧力が加え
られない。
【００５３】そして、押圧力供給器３０によって、半導
体ウエハ２０を無電解メッキ処理液１２の方向に押圧す
る（図２参照）。例えば、膨張袋３４に、エア又はＮ2
ガス等の流体を導入してこれを膨張させることで、半導
体ウエハ２０に押圧力を加える。膨張袋３４に加熱され
た流体を導入して、半導体ウエハ２０を加熱することが
できる。押圧力は、半導体ウエハ２０の裏面２４の全面
に均等に圧力がかかるようにしてもよい。詳しくは、半
導体ウエハ２０の無電解メッキ処理液１２が接触する領
域の全体に、裏面２４から力を加えてもよい。
【００５４】図２に示すように、流動器（例えばポン
プ）４０を作動させて、無電解メッキ処理液１２を、半
導体ウエハ２０の処理面２２に接触するよう流動させ
る。例えば、無電解メッキ処理液１２の噴流を生じさせ
てもよいし、噴流によって無電解メッキ処理液１２の液
面を上昇させてもよい。無電解メッキ処理液１２の液面
が排出口１６を超えても、液面の上昇のスピードが、排
出スピードを超えていれば、排出口１６を超えたレベル
で液面が維持される。
【００５５】無電解メッキ処理液１２の不足分供給は、
必要時に処理液供給制御部５２によって行ってもよい。
あるいは、センサ５４による無電解メッキ処理液１２の
成分の検知結果に基づいて、無電解メッキ処理液１２の
追加供給も考えられる。本実施の形態によれば、フィル
タ４６を介して無電解メッキ処理液１２が噴流、循環供
給されるので、半導体ウエハ２０の処理面２２に、ゴミ
のない無電解メッキ処理液１２が常に接触する。その他
の動作は、上述した構成から当然に導き出される内容で
ある。
【００５６】次に、本実施の形態に係るバンプ付き半導
体ウエハの製造方法を説明する。図３は、図１に示す半
導体ウエハ２０の処理面２２の詳細を示す図である。半
導体ウエハ２０は、処理面２０側にパッド６２が形成さ
れている。パッド６２は、例えばアルミニウムで形成さ
れていてもよい。半導体ウエハ２０には、複数の集積回
路６４（図５参照）が形成されている。パッド６２は、
いずれかの集積回路６４に電気的に接続されている。半
導体ウエハ２０は、複数の半導体チップに切断（例えば
ダイシング又はスクライビング）されるものであり、各
半導体チップが１つの集積回路６４を有する。
【００５７】半導体ウエハ２０には、パッシベーション
膜６６が形成されている。パッシベーション膜６６は、
半導体ウエハ２０の最上層であってもよい。パッシベー
ション膜６６は、切断するためのライン（例えばダイシ
ングライン又はスクライブライン）上を避けて形成して
もよい。パッシベーション膜６６は、ＳｉＯ２、Ｓｉ
Ｎ、ポリイミド等の樹脂などで形成することができる。
パッシベーション膜６６は、パッド６２の一部（例えば
中央部）を露出させるように形成されている。パッシベ
ーション膜６６は、パッド６２の一部（例えば端部）を
覆っていてもよい。
【００５８】本実施の形態では、無電解メッキによって
パッド６２にバンプを形成する。そのため、半導体ウエ
ハ２０にレジスト層６８が形成されている。レジスト層
６８は、パッド６２の一部（例えば中央部）を露出させ
るように形成されている。すなわち、レジスト層６８に
は、パッド６２の一部を露出させる開口が形成されてい
る。レジスト層６８は、パッシベーション膜６６の、パ
ッド６２の一部（例えば端部）を覆う部分上に載ってい
てもよい。このようにパターニングされたレジスト層６
８は、メッキの成長方向を規制する。メッキの横方向へ
の成長をレジスト層６８によって規制するので、幅小さ
い又は狭ピッチのバンプを形成することができる。ま
た、半導体ウエハ２０は、洗浄工程などを経ている。
【００５９】無電解メッキでは、例えば、ジンケート処
理を行う。そのため、図１に示すメッキ装置を用意し、
貯留槽１０に無電解メッキ処理液１２としてジンケート
処理液を貯めておく。そして、レジスト層６８が形成さ
れた半導体ウエハ２０を貯留槽１０に取り付け、図２に
示すように、無電解メッキ処理液１２を半導体ウエハ２
０の処理面２２に接触させる。詳しくは、上述したとお
りである。
【００６０】図４（Ａ）に示すように、ジンケート処理
により、パッド６２の表面にＺｎを置換する。すなわ
ち、 ２Ａｌ＋３Ｚｎ2+→２Ａｌ3+＋３Ｚｎ の反応によりＺｎを置換する。
【００６１】本実施の形態によれば、無電解メッキ処理
液１２の噴流によって、レジスト層６８の開口内への気
泡の入り込みを極力防止することができる。また、流動
器４０をオン／オフ制御することによって、無電解メッ
キ処理液１２の液面の上昇及び下降を繰り返してもよ
い。これにより、半導体ウエハ２０の処理面２２への無
電解メッキ処理液１２の接触を複数回に分けることがで
き、レジスト層６８の開口内の同じ場所に気泡を残留さ
せないように、段階的に気泡を逃がすことができる。メ
ッキ処理及びジンケート処理の少なくとも一方の際、半
導体ウエハ２０を、電気的に絶縁された状態（フローテ
ィングした状態）にしてもよい。この場合、グランド効
果をより効果的に防止することができる。
【００６２】このように、半導体ウエハ２０の裏面２４
に無電解メッキ処理液１２が至らないように、処理面２
２に無電解メッキ処理液１２を接触させることで、パッ
ド６２の電位変動がなく、後のメッキ金属の析出に影響
を及ぼすようなジンケート処理の不良が生じることはな
い。すなわち、グランド効果の影響を受けることなく、
全てのパッド６８に対して均等にジンケート処理を行う
ことができる。
【００６３】次に、図４（Ｂ）に示すように、金属（例
えばＮｉ）の析出を行う。そのために、無電解メッキ処
理液１２として貯留槽１０に無電解メッキ処理液（例え
ば無電解Ｎｉメッキ液）を貯めた無電解メッキ装置を用
意する。金属を析出するためのメッキ装置は、上述した
ジンケート処理を行うためのメッキ装置とは別に用意す
ることが現実的である。
【００６４】上述したように、半導体ウエハ２０の処理
面２２に無電解メッキ処理液１２を接触させる。無電解
Ｎｉメッキを行う場合、ジンケート処理したパッド６２
の表面ではＺｎとＮｉの置換反応が起こる。すなわち、
ＮｉとＺｎのイオン化傾向の違いで置換メッキが行われ
る。次いで、Ｎｉ上に、 Ｎｉ2+＋２Ｈ2ＰＯ2-→２Ｈ2ＰＯ3-＋Ｎｉ＋２Ｈ＋Ｈ2 の反応により、Ｎｉを析出することができる。その他の
詳しい作用効果については、ジンケート処理について説
明した内容が該当する。全てのパッド６８に対して均等
にＮｉメッキを行ってバンプ７０を形成することができ
る。なお、フィルタ４６を介して無電解メッキ処理液１
２を噴流させるので、ゴミのない無電解メッキ処理液１
２が常に半導体ウエハ２０の処理面２２に接触する。こ
のことは、メッキの成長速度の向上、メッキ高さの均一
化に寄与する。
【００６５】次に、図４（Ｃ）に示すように、レジスト
層６８を除去する。さらに、図４（Ｄ）に示すように、
パッド６２上の１層からなるバンプ７０に他の金属（例
えばＡｕ）の析出を行ってもよい。そのために、無電解
メッキ処理液１２として貯留槽１０に、図４（Ｂ）の工
程で使用したものとは異なる無電解メッキ処理液（例え
ば無電解Ａｕメッキ液）を貯めた無電解メッキ装置を用
意する。バンプ７０にさらに金属を析出するための無電
解メッキ装置は、１層からなるバンプ７０を形成するた
めのメッキ装置とは別に用意することが現実的である。
【００６６】上述したように、半導体ウエハ２０の処理
面２２に無電解メッキ処理液１２を接触させる。無電解
Ａｕメッキを行う場合、バンプ７０（Ｎｉからなる層）
の表面で、ＮｉとＡｕのイオン化傾向の違いから ３Ｎｉ＋２Ａｕ3+→３Ｎｉ2+＋２Ａｕ で示される置換メッキが行われる。次いで、置換メッキ
Ａｕ上に、例えばキノン系還元剤を用いて、Ａｕの無電
解析出が生じる。その他の詳しい作用効果については、
バンプ７０を形成するための無電解メッキについて説明
した内容が該当する。全てのバンプ７０に対して均等に
Ａｕメッキを行ってバンプ７０の被覆層（第２層）７２
を形成することができる。Ａｕによって形成された被覆
層７２は、電気的接続を向上させるだけでなく、Ｎｉか
らなるバンプ７０の酸化やマイグレーションに対する耐
性の向上にも寄与する。
【００６７】以上の工程によって、バンプ付きの半導体
ウエハを製造することができる。
【００６８】図５に示すように、半導体ウエハ２０をツ
ール（ダイサ等のカッタ又はスクライバ）７４によって
切断して、個々の半導体チップ（バンプ付き半導体チッ
プ）を得ることができる。
【００６９】図６は、本実施の形態に係る半導体装置を
示す図である。半導体装置は、半導体チップ８０を有す
る。半導体チップ８０は、集積回路６４を有する。集積
回路６４には、複数のパッド６２が電気的に接続されて
いる。パッシベーション膜６６は、それぞれのパッド６
２の一部（例えば中央部）を覆うとともに他の部分を露
出させてなる。それぞれのパッド６２にはバンプ７０が
形成されている。バンプ７０の一部は、パッド６２のパ
ッシベーション膜６６からの露出部とパッシベーション
膜６６とに載る単一層であってもよい。バンプ７０の外
側には、被覆層７２が形成されていてもよい。
【００７０】半導体チップ８０は、基板（例えばセラミ
ック基板又はフレキシブル基板等）８２に実装（例えば
フェースダウンボンディング）されている。基板８２に
は配線パターン８４が形成されている。配線パターン８
４とバンプ７０とが電気的に接続されている。電気的接
続に、異方性導電材料（異方性導電膜又は異方性導電ペ
ースト）、導電性材料（導電性ペースト等）を使用して
もよいし、金属接合を適用してもよいし、絶縁性接着剤
を使用してもよい。基板８２には、外部端子（例えばハ
ンダボール）８６が設けられていてもよい。
【００７１】図７は、本実施の形態に係る半導体チップ
が実装された回路基板を示す図である。回路基板（マザ
ーボード）９０には、上述した半導体チップ８０が実装
（例えばフリップチップボンディング）されている。な
お、回路基板９０には、図示しない配線パターンが形成
されている。
【００７２】図８は、本実施の形態に係る半導体チップ
が実装された半導体装置を示す図である。半導体装置
は、半導体チップ８０が基板１００に実装されて、ＴＣ
Ｐ（Tape Carrier Package）を構成している。この半導
体装置は、電子パネル（例えば液晶パネルやエレクトロ
ルミネッセンスパネル）１０２に接合されている。な
お、半導体チップ８０の実装形態は、ＣＯＧ（Chip On
Glass）、ＣＯＦ（Chip OnFilm/Flexible）であっても
よい。
【００７３】図９には、図６に示す半導体装置が実装さ
れた回路基板１１０が示されている。本発明を適用した
半導体装置を有する電子機器として、図１０にはノート
型パーソナルコンピュータ１２０、図１１には携帯電話
１３０が示されている。
【００７４】（第２の実施の形態）図１２は、本発明の
第２の実施の形態に係る無電解メッキ装置を示す図であ
る。本実施の形態に係る無電解メッキ装置は、第１の実
施の形態で説明したメッキ装置と比べて、半導体ウエハ
２０を押圧するための機構あるいは半導体ウエハ２０を
固定するための機構が異なる。
【００７５】半導体ウエハ２０は、第１及び第２の保持
部２００，２０２によって保持されている。詳しくは、
半導体ウエハ２０の周縁部が、第１の保持部（支持リン
グ）２００の上に載せられている。第１の保持部２００
は、半導体ウエハ２０から突出していてもよい。そし
て、第１の保持部２００を第２の保持部（押圧円筒部）
２０２が保持している。例えば、第１の保持部２００の
側面に第２の保持部２０２が摩擦力をもって接触し、第
１の保持部２００及び半導体ウエハ２０を、第２の保持
部２０２が保持していてもよい。第２の保持部２０２
は、第１の保持部２００を、遮断部材２６の方向に押圧
している。これにより、第１の保持部２００と遮断部材
２６とが密着して、半導体ウエハ２０の処理面２２から
裏面２４への無電解メッキ処理液１２の流動が遮断され
る。第２の保持部２０２は、半導体ウエハ２０の裏面２
４を押圧してもよい。第１及び第２の保持部２００，２
０２の少なくとも一方は、弾性体（例えばポリテトラフ
ルオロエチレン（テフロン（登録商標））やゴム）で構
成されていてもよい。第１及び第２の保持部２００，２
０２の少なくとも一方の表面は、絶縁材料からなるもの
であってもよい。第１及び第２の保持部２００，２０２
の少なくとも一方は、全体が絶縁材料からなるものであ
ってもよい。
【００７６】第１及び第２の保持部２００，２０２、あ
るいは、第２の保持部２０２と半導体ウエハ２０とは、
気密状態を保つように密着している。第２の保持部２０
２が取り付けられている支持部２０４は、半導体ウエハ
２０によって蓋がされてチャンバ２０６が形成されるよ
うになっている。チャンバ２０６に、流体（例えばエア
又はＮ２等のガス）が導入されて、半導体ウエハ２０を
押圧できるようになっている。すなわち、本実施の形態
に係るメッキ装置も、押圧力供給器を有する。その作用
効果は、第１の実施の形態で説明した膨張袋３４による
押圧と同じである。
【００７７】次に、本実施の形態に係るメッキ装置の動
作を説明する。図１３に示すように、第１の保持部２０
０に半導体ウエハ２０を載せておく。例えば、図示しな
いロボットアーム等が半導体ウエハ２０（例えばその周
縁部（端面））を保持し、半導体ウエハ２０の処理面２
２の周縁部を第１の保持部２００上に配置してもよい。
第１の保持部２００には、半導体ウエハ２０の厚みより
も浅い段差が設けられていてもよい。段差があること
で、半導体ウエハ２０の位置合わせが可能になる。
【００７８】次に、第２の保持部２０２を第１の保持部
２００に嵌め合わせ、第１及び第２の保持部２０２によ
って半導体ウエハ２０を保持する。そして、支持部２０
４によって、半導体ウエハ２０を貯留槽１０に取り付け
る。その後の工程は、第１の実施の形態で説明した内容
が該当する。なお、第２の保持部２０２には、通気孔が
設けられてもよい。これにより、チャンバ２０６内の流
体の圧力を一定に保つことができる。
【００７９】上述した実施の形態で、無電解メッキ処理
液１２は、メッキに関連する工程で使用する液体であれ
ば、ジンケート処理液及び無電解メッキ処理液以外の液
体であってもよい。例えばパッド６２の酸化膜の除去
や、処理液を使用する各処理間で行われるリンスや、エ
ッチング工程でも本発明を適用することができる。メッ
キ金属が、Ｎｉ、Ａｕ以外の無電解析出できる金属（例
えばＣｕ、Ｓｎ等）であっても、本発明を適用すること
ができる。Ｎｉ、Ａｕ以外の金属の無電解メッキを伴う
バンプの形成には、それに応じた処理液、温度条件など
が適宜採用される。高品質でメッキ速度の高い条件等を
選べばよい。本発明に係る無電解メッキ装置には、簡便
なリンス槽やディップ槽等を組み合わせてもよい。
【００８０】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本
発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構
成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるい
は目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明
は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置
き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説
明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目
的を達成することができる構成を含む。また、本発明
は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構
成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無
電解メッキ装置を示す図である。
【図２】 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る無
電解メッキ装置の動作を説明する図である。
【図３】 図３は、本発明の第１の実施の形態に係るバ
ンプ付き半導体ウエハの製造方法を説明する図である。
【図４】 図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の第１の
実施の形態に係るバンプ付き半導体ウエハの製造方法を
説明する図である。
【図５】 図５は、本発明の第１の実施の形態に係るバ
ンプ付き半導体チップの製造方法を説明する図である。
【図６】 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る半
導体装置を示す図である。
【図７】 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る半
導体チップが実装された回路基板を示す図である。
【図８】 図８は、本発明の第１の実施の形態に係る半
導体チップが実装された半導体装置を示す図である。
【図９】 図９は、図６に示す半導体装置が実装された
回路基板を示す図である。
【図１０】 図１０は、本発明の実施の形態に係る半導
体装置を有する電子機器を示す図である。
【図１１】 図１１は、本発明の実施の形態に係る半導
体装置を有する電子機器を示す図である。
【図１２】 図１２は、本発明の第２の実施の形態に係
る無電解メッキ装置及びその動作を説明する図である。
【図１３】 図１３は、本発明の第２の実施の形態に係
る無電解メッキ装置及びその動作を説明する図である。
【図１４】 図１４は、本発明の従来技術を説明する図
である。
【符号の説明】
１０ 貯留槽 １２ 無電解メッキ処理液 ２０ 半導体ウエハ ２２ 処理面 ２４ 裏面 ２６ 遮断部材 ３０ 押圧力供給器 ４０ 流動器

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無電解メッキ処理液の貯留槽と、 前記貯留槽に取り付けられた半導体ウエハの前記無電解
    メッキ処理液を向く処理面からその裏面への前記無電解
    メッキ処理液の流動を遮断する遮断部材と、 前記無電解メッキ処理液を前記半導体ウエハの前記処理
    面に接触するように流動させる流動器と、 を有する無電解メッキ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の無電解メッキ装置におい
    て、 前記遮断部材の少なくとも表面は、絶縁部材のみからな
    る無電解メッキ装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の無電解メッキ装置におい
    て、 前記遮断部材は、絶縁部材のみからなる無電解メッキ装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
    の無電解メッキ装置において、 前記流動器は、前記無電解メッキ処理液の噴流を生じさ
    せる無電解メッキ装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の無電解メッキ装置におい
    て、 前記無電解メッキ処理液の噴流によって、前記無電解メ
    ッキ処理液の液面を上昇させる無電解メッキ装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の無電解メッキ装置におい
    て、 前記無電解メッキ処理液の液面の上昇及び下降を繰り返
    して、前記無電解メッキ処理液を、前記半導体ウエハの
    前記処理面に断続的に接触させる無電解メッキ装置。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
    の無電解メッキ装置において、 前記半導体ウエハを前記無電解メッキ処理液の方向に押
    圧する押圧力供給器をさらに有する無電解メッキ装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の無電解メッキ装置におい
    て、 前記押圧力供給器の少なくとも表面は、絶縁部材のみか
    らなる無電解メッキ装置。
  9. 【請求項９】 請求項７又は請求項８記載の無電解メッ
    キ装置において、 前記押圧力供給器は、前記半導体ウエハの前記無電解メ
    ッキ処理液が接触する領域の全体に、前記裏面から力を
    加える無電解メッキ装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９のいずれかに記
    載の無電解メッキ装置において、 前記半導体ウエハが取り付けられた前記貯留槽の内側
    に、閉空間が形成されてなる無電解メッキ装置。
  11. 【請求項１１】 無電解メッキ処理液の貯留槽に、複数
    のパッドを有する半導体ウエハを取り付け、前記半導体
    ウエハの前記無電解メッキ処理液を向く処理面からその
    裏面への前記無電解メッキ処理液の流動を遮断部材によ
    って遮断すること、及び、 前記無電解メッキ処理液を、前記半導体ウエハの前記処
    理面に接触するように、流動器によって流動させて、前
    記無電解メッキ処理液によって、前記パッドにバンプを
    形成すること、 を含むバンプ付き半導体ウエハの製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載のバンプ付き半導体ウ
    エハの製造方法において、 前記流動器によって、前記無電解メッキ処理液の噴流を
    生じさせるバンプ付き半導体ウエハの製造方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載のバンプ付き半導体ウ
    エハの製造方法において、 前記無電解メッキ処理液の噴流によって、前記無電解メ
    ッキ処理液の液面を上昇させるバンプ付き半導体ウエハ
    の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載のバンプ付き半導体ウ
    エハの製造方法において、 前記無電解メッキ処理液の液面の上昇及び下降を繰り返
    して、前記無電解メッキ処理液を、前記半導体ウエハの
    前記処理面に断続的に接触させるバンプ付き半導体ウエ
    ハの製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１１から請求項１４のいずれか
    に記載のバンプ付き半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハを前記無電解メッキ処理液の方向に押
    圧するバンプ付き半導体ウエハの製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載のバンプ付き半導体ウ
    エハの製造方法において、 前記半導体ウエハの前記無電解メッキ処理液が接触する
    領域の全体に、前記裏面から力を加えるバンプ付き半導
    体ウエハの製造方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１１から請求項１６のいずれか
    に記載のバンプ付き半導体ウエハの製造方法において、 前記半導体ウエハには、それぞれの前記パッドの少なく
    とも一部を露出させる開口を有するレジスト層が形成さ
    れており、 前記開口内に、前記無電解メッキ処理液を流動させるバ
    ンプ付き半導体ウエハの製造方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１１から請求項１７のいずれか
    に記載の方法によってバンプ付き半導体ウエハを製造す
    ること、及び、 前記バンプ付き半導体ウエハを切断すること、 を含むバンプ付き半導体チップの製造方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１１から請求項１７のいずれか
    に記載の方法によって製造されてなるバンプ付き半導体
    ウエハ。
  20. 【請求項２０】 請求項１８記載の方法によって製造さ
    れてなるバンプ付き半導体チップ。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載のバンプ付き半導体チ
    ップと、 前記バンプ付き半導体チップが実装されてなる基板と、 外部端子と、 を有する半導体装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２０記載のバンプ付き半導体チ
    ップが実装されてなる回路基板。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の半導体装置が実装さ
    れてなる回路基板。
  24. 【請求項２４】 請求項２１記載の半導体装置を有する
    電子機器。
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