JP3606795B2 - 噴流式バンプ形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造過程におけるバンプ形成に関し、詳しくは、均一な高さのバンプを形成するための噴流式バンプ形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウェーハへの金バンプを形成する方法として、ウェーハのバンプ形成面にレジスト層を形成し、このレジスト層を露光、現像してメタルパッド部を開口して露出させ、露出したメタルパッド部に、メッキ槽中の金属イオンを析出させることによってバンプの形成を行っている。
【０００３】
従来の、メッシュ状のアノード電極を用いた噴流式のメッキ装置の概略構成図を図４に示す。この噴流式メッキ装置は、円筒形のメッキ槽１１と、メッキ槽１１の内側には、図５に示すようにメッシュ状のアノード電極２２が設けられている。また、メッキ槽１１の上端開口部の周辺部にはカソードピン３３が設けられている。そして、カソードピン３３上にウェーハ４４を設置してメッキ処理が行われる。
【０００４】
以下に、上記のように構成された噴流式メッキ装置の動作を説明する。まず、ポンプ（図示せず）を動かすことにより、メッキ液をメッキ液貯蔵槽からメッキ液噴流口５５を経て、ウェーハ４４にメッキ液をあてる。そして、カソードピン３３とアノード電極２２とに電圧が供給され、カソードピン３３に接しているウェーハ４４にメッキ液の成分中の金属イオンが析出し、ウェーハ４４にメッキ処理が行われる。
【０００５】
ここにおいて、アノード電極２２が図５に示すようにメッシュ状となっているので、カソード側に設置されるウェーハ４４とアノード電極２２との間の電界強度はどの場所においても一定となっている為、金属イオンはメッキ槽１１内の位置によらず電界によって均一に加速される。また、メッキ液は噴流口５５からメッキ槽１１内に供給されるのでメッキ槽１１内でのメッキ液の流れは、ウェーハ４４のほぼ中心部に到達する流量がウェーハの周辺部に到達する流量よりも多くなる。その結果、ウェーハ４４にあたるメッキ液の量が多い分だけウェーハ４４の中央部の方が外周部よりバンプ厚が厚くなり、ウェーハ４４のバンプ厚の面内均一性が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
そこで、上記問題を解決する方法が、特開平１０−３２１６３２号公報に開示されており、以下に図６および図７に基づいて説明する。図６には、バンプ形成装置を構成する噴流式メッキ装置に使用するアノード電極の平面図が示されている。なお、噴流式メッキ装置の構造は、基本的には、上述の噴流式メッキ装置と同様である。図６に示すアノード電極１１１には、複数の孔８８８が設けられており、孔８８８はアノード電極１１１の中央部から外周部に向けて徐々に大きくなるように形成することにより、メッキ処理を行う際、中央部に供給過剰になりがちなメッキ液を抑えることが可能となり、メッキ液の流れを均一にすることにより、ウェーハ内全体に対するイオン供給が均一とし、バンプ高さを調整する技術が開示されている。
【０００７】
さらに、図７には、メッシュ状のアノード電極中央部を湾曲に凹ませた噴流式メッキ装置の概略構成図が示されている。アノード電極１１２の中央部を湾曲に凹ませることにより、ウェーハ２２２とアノード電極１１２との距離がウェーハ２２２の中央部に行くほど大きくなるため、アノード電極１１２とウェーハ２２２間の電界が中央部では弱く、外周部に向かうに従って徐々に強くなるようにし、中央部よりも外周部の方が金属イオンの析出速度が速くなり、ウェーハ２２２の中央部への金属イオンの析出過剰を抑え、バンプの高さを均一に調整する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の噴流式メッキ装置では、図６に示すようなアノード電極を利用することによりメッキ液の流れを調整する方法においては、アノード電極の構造自体メッキ液の流れを阻害する構造であるので、ウェーハに到達する金属イオンの量が少なくなるので、メッキの析出効率が低下し規定のバンプ厚を得るには、時間が長くかかるという問題が生じる。
【０００９】
また、図７に示すようなアノード電極を利用することにより電界強度を調節して金属イオンの析出量を調節する方法においては、規定の電界強度分布とするアノード電極の形状へと加工するのが非常に困難であるという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するものであり、メッキの析出効率を低下させることなく、また、アノード電極の構造を複雑にすることなく、ウェーハ上に形成されるバンプ厚を、ウェーハの面内で均一にすることができる噴流式メッキ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、メッキ槽内にメッキ液が噴流する噴流口と、該噴流口に対向するように設置された半導体基板と、前記噴流口と前記半導体基板との間に設けられた電極とからなる噴流式バンプ形成装置において、前記電極と前記半導体基板間に所定の電圧を印加した場合に、前記メッキ槽内のメッキ液の流量が最も多い領域の電界強度が最も弱くなり、メッキ液の流量が少ない領域に向けて漸増する構造の電極を有することを特徴とする噴流式バンプ形成装置である。
【００１２】
また、前記電極は、導線が渦巻き形状をしており、かつ、導線の間隔が中心部から外周部に向けて漸減していることを特徴としている噴流式バンプ形成装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置を構成する噴流式メッキ装置に使用する渦巻き状のアノード電極１の形状を示した平面図である。図２は、本発明の渦巻き状のアノード電極１を使用した噴流式メッキ装置の概略構造図である。
図１において、アノード電極１の形状は、渦巻き形状をしており、線間の距離が中心部から外周部に至るにつれて次第に小さくなっている。ここにおいて、アノード電極１の材料は、白金または白金の合金が使用されており、線径は直径０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである。例えば、渦巻き状のアノード電極の中心部の、白金の線間距離は７．５ｍｍから１５ｍｍと比較的疎に加工され、最外周の白金の線間距離は５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に密に加工されている。また、図２において、メッキ槽２とメッキ液貯蔵槽３とがポンプ４を介して接続されており、メッキ液貯蔵槽３内には、メッキ液が貯留されている。メッキ槽２は上下端が開口しており、上端開口部の周縁部には複数のカソードピン５が設けられ、下端開口部にはポンプ４が接続されている。また、メッキ槽２の内部には、アノード電極１が設けられている。そして、カソードピン５上にウェーハ６を設置してメッキ処理が行われる。
【００１４】
以下に、上記の噴流式メッキ装置の動作を説明する。まず、ポンプ４を動かすことにより、メッキ液がメッキ液貯蔵槽３からメッキ液噴流孔７を介してメッキ槽２へ噴流させ、ウェーハ６にメッキ液があてられる。そして、カソードピン５とアノード電極１とに電圧が供給され、カソードピン５に接しているウェーハ６にメッキ液成分中の金属イオンが析出し、ウェーハ６にメッキ処理が行われる。なお、配線方法はアノード電極１の最外周部と中心部は、定電圧源８の正電位側に接続してアノード電極１を一定電位とし、ウェーハ６側のカソードピン５には負電位側を接続する。
【００１５】
例えば、定電圧源として０．４〜０．５ボルトとした場合、３〜６ミリアンペアの電流が流れるようにする。
【００１６】
また、アノード電極１の形状を、図３に示したように、複数の同心円状とし、線間の距離が中心部から外周部に至るにつれて次第に小さくするようにしてもよい。
【００１７】
なお、本実施形態において使用されるメッキ液としては、主成分であるＡｕ、Ａｇ、半田の他に、亜硫酸、硫酸、タリウム等が溶解したメッキ液やシアンが溶解したメッキ液が用いられる。また、無電解のメッキ液を用いると、電流を供給しなくてもメッキを行うことが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のアノード電極を使用することにより、メッキ槽の中心部では電界強度が弱く、外周部に向かうにつれて電界強度が徐々に強くなり、外周部で最も電界強度が強くなるようにすることにより、ウェーハ中心部に向かうメッキ液中の金属イオンの量を減少させ、ウェーハ外周部に向かうメッキ液中の金属イオンの量を徐々に増やすことによってメッキ液の流れを変えることなくウェーハ上に析出する金属バンプの厚さを一定とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアノード電極の平面図である。
【図２】本発明に係る噴流式メッキ装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係る他のアノード電極の平面図である。
【図４】従来の噴流式メッキ装置の概略構成図である。
【図５】従来のメッシュ状のアノード電極の平面図である。
【図６】従来技術のアノード電極の平面図である。
【図７】従来の噴流式メッキ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ アノード電極
２ メッキ槽
３ メッキ液貯蔵槽
４ ポンプ
５ カソードピン
６ ウェーハ
７ メッキ液噴流孔
８ 定電圧源
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造過程におけるバンプ形成に関し、詳しくは、均一な高さのバンプを形成するための噴流式バンプ形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウェーハへの金バンプを形成する方法として、ウェーハのバンプ形成面にレジスト層を形成し、このレジスト層を露光、現像してメタルパッド部を開口して露出させ、露出したメタルパッド部に、メッキ槽中の金属イオンを析出させることによってバンプの形成を行っている。
【０００３】
従来の、メッシュ状のアノード電極を用いた噴流式のメッキ装置の概略構成図を図４に示す。この噴流式メッキ装置は、円筒形のメッキ槽１１と、メッキ槽１１の内側には、図５に示すようにメッシュ状のアノード電極２２が設けられている。また、メッキ槽１１の上端開口部の周辺部にはカソードピン３３が設けられている。そして、カソードピン３３上にウェーハ４４を設置してメッキ処理が行われる。
【０００４】
以下に、上記のように構成された噴流式メッキ装置の動作を説明する。まず、ポンプ（図示せず）を動かすことにより、メッキ液をメッキ液貯蔵槽からメッキ液噴流口５５を経て、ウェーハ４４にメッキ液をあてる。そして、カソードピン３３とアノード電極２２とに電圧が供給され、カソードピン３３に接しているウェーハ４４にメッキ液の成分中の金属イオンが析出し、ウェーハ４４にメッキ処理が行われる。
【０００５】
ここにおいて、アノード電極２２が図５に示すようにメッシュ状となっているので、カソード側に設置されるウェーハ４４とアノード電極２２との間の電界強度はどの場所においても一定となっている為、金属イオンはメッキ槽１１内の位置によらず電界によって均一に加速される。また、メッキ液は噴流口５５からメッキ槽１１内に供給されるのでメッキ槽１１内でのメッキ液の流れは、ウェーハ４４のほぼ中心部に到達する流量がウェーハの周辺部に到達する流量よりも多くなる。その結果、ウェーハ４４にあたるメッキ液の量が多い分だけウェーハ４４の中央部の方が外周部よりバンプ厚が厚くなり、ウェーハ４４のバンプ厚の面内均一性が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
そこで、上記問題を解決する方法が、特開平１０−３２１６３２号公報に開示されており、以下に図６および図７に基づいて説明する。図６には、バンプ形成装置を構成する噴流式メッキ装置に使用するアノード電極の平面図が示されている。なお、噴流式メッキ装置の構造は、基本的には、上述の噴流式メッキ装置と同様である。図６に示すアノード電極１１１には、複数の孔８８８が設けられており、孔８８８はアノード電極１１１の中央部から外周部に向けて徐々に大きくなるように形成することにより、メッキ処理を行う際、中央部に供給過剰になりがちなメッキ液を抑えることが可能となり、メッキ液の流れを均一にすることにより、ウェーハ内全体に対するイオン供給が均一とし、バンプ高さを調整する技術が開示されている。
【０００７】
さらに、図７には、メッシュ状のアノード電極中央部を湾曲に凹ませた噴流式メッキ装置の概略構成図が示されている。アノード電極１１２の中央部を湾曲に凹ませることにより、ウェーハ２２２とアノード電極１１２との距離がウェーハ２２２の中央部に行くほど大きくなるため、アノード電極１１２とウェーハ２２２間の電界が中央部では弱く、外周部に向かうに従って徐々に強くなるようにし、中央部よりも外周部の方が金属イオンの析出速度が速くなり、ウェーハ２２２の中央部への金属イオンの析出過剰を抑え、バンプの高さを均一に調整する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の噴流式メッキ装置では、図６に示すようなアノード電極を利用することによりメッキ液の流れを調整する方法においては、アノード電極の構造自体メッキ液の流れを阻害する構造であるので、ウェーハに到達する金属イオンの量が少なくなるので、メッキの析出効率が低下し規定のバンプ厚を得るには、時間が長くかかるという問題が生じる。
【０００９】
また、図７に示すようなアノード電極を利用することにより電界強度を調節して金属イオンの析出量を調節する方法においては、規定の電界強度分布とするアノード電極の形状へと加工するのが非常に困難であるという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するものであり、メッキの析出効率を低下させることなく、また、アノード電極の構造を複雑にすることなく、ウェーハ上に形成されるバンプ厚を、ウェーハの面内で均一にすることができる噴流式メッキ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、メッキ槽内にメッキ液が噴流する噴流口と、該噴流口に対向するように設置された半導体基板と、前記噴流口と前記半導体基板との間に設けられた電極とからなる噴流式バンプ形成装置において、前記電極と前記半導体基板間に所定の電圧を印加した場合に、前記メッキ槽内のメッキ液の流量が最も多い領域の電界強度が最も弱くなり、メッキ液の流量が少ない領域に向けて漸増する構造の電極を有することを特徴とする噴流式バンプ形成装置である。
【００１２】
また、前記電極は、導線が渦巻き形状をしており、かつ、導線の間隔が中心部から外周部に向けて漸減していることを特徴としている噴流式バンプ形成装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバンプ形成装置を構成する噴流式メッキ装置に使用する渦巻き状のアノード電極１の形状を示した平面図である。図２は、本発明の渦巻き状のアノード電極１を使用した噴流式メッキ装置の概略構造図である。
図１において、アノード電極１の形状は、渦巻き形状をしており、線間の距離が中心部から外周部に至るにつれて次第に小さくなっている。ここにおいて、アノード電極１の材料は、白金または白金の合金が使用されており、線径は直径０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである。例えば、渦巻き状のアノード電極の中心部の、白金の線間距離は７．５ｍｍから１５ｍｍと比較的疎に加工され、最外周の白金の線間距離は５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に密に加工されている。また、図２において、メッキ槽２とメッキ液貯蔵槽３とがポンプ４を介して接続されており、メッキ液貯蔵槽３内には、メッキ液が貯留されている。メッキ槽２は上下端が開口しており、上端開口部の周縁部には複数のカソードピン５が設けられ、下端開口部にはポンプ４が接続されている。また、メッキ槽２の内部には、アノード電極１が設けられている。そして、カソードピン５上にウェーハ６を設置してメッキ処理が行われる。
【００１４】
以下に、上記の噴流式メッキ装置の動作を説明する。まず、ポンプ４を動かすことにより、メッキ液がメッキ液貯蔵槽３からメッキ液噴流孔７を介してメッキ槽２へ噴流させ、ウェーハ６にメッキ液があてられる。そして、カソードピン５とアノード電極１とに電圧が供給され、カソードピン５に接しているウェーハ６にメッキ液成分中の金属イオンが析出し、ウェーハ６にメッキ処理が行われる。なお、配線方法はアノード電極１の最外周部と中心部は、定電圧源８の正電位側に接続してアノード電極１を一定電位とし、ウェーハ６側のカソードピン５には負電位側を接続する。
【００１５】
例えば、定電圧源として０．４〜０．５ボルトとした場合、３〜６ミリアンペアの電流が流れるようにする。
【００１６】
また、アノード電極１の形状を、図３に示したように、複数の同心円状とし、線間の距離が中心部から外周部に至るにつれて次第に小さくするようにしてもよい。
【００１７】
なお、本実施形態において使用されるメッキ液としては、主成分であるＡｕ、Ａｇ、半田の他に、亜硫酸、硫酸、タリウム等が溶解したメッキ液やシアンが溶解したメッキ液が用いられる。また、無電解のメッキ液を用いると、電流を供給しなくてもメッキを行うことが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のアノード電極を使用することにより、メッキ槽の中心部では電界強度が弱く、外周部に向かうにつれて電界強度が徐々に強くなり、外周部で最も電界強度が強くなるようにすることにより、ウェーハ中心部に向かうメッキ液中の金属イオンの量を減少させ、ウェーハ外周部に向かうメッキ液中の金属イオンの量を徐々に増やすことによってメッキ液の流れを変えることなくウェーハ上に析出する金属バンプの厚さを一定とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアノード電極の平面図である。
【図２】本発明に係る噴流式メッキ装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係る他のアノード電極の平面図である。
【図４】従来の噴流式メッキ装置の概略構成図である。
【図５】従来のメッシュ状のアノード電極の平面図である。
【図６】従来技術のアノード電極の平面図である。
【図７】従来の噴流式メッキ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ アノード電極
２ メッキ槽
３ メッキ液貯蔵槽
４ ポンプ
５ カソードピン
６ ウェーハ
７ メッキ液噴流孔
８ 定電圧源
Claims (2)
- メッキ槽内にメッキ液が噴流する噴流口と、該噴流口に対向するように設置された半導体基板と、前記噴流口と前記半導体基板との間に設けられた電極とからなる噴流式バンプ形成装置において、
前記電極と前記半導体基板間に所定の電圧を印加した場合に、前記メッキ槽内のメッキ液の流量が最も多い領域の電界強度が最も弱くなり、メッキ液の流量が少ない領域に向けて電界強度漸増する構造の電極を有し、電極は、渦巻き状と同心円状の一方の形状を有し、かつ、線間距離が中心部から外周部に至るにつれて次第に小さくなることを特徴とする噴流式バンプ形成装置。 - 前記電極は、導線が渦巻き形状をしており、かつ、導線の間隔が中心部から外周部に向けて漸減していることを特徴とする請求項１記載の噴流式バンプ形成装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000281418A JP3606795B2 (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 噴流式バンプ形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000281418A JP3606795B2 (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 噴流式バンプ形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002093834A JP2002093834A (ja) | 2002-03-29 |
| JP3606795B2 true JP3606795B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=18766081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000281418A Expired - Fee Related JP3606795B2 (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 噴流式バンプ形成装置 |
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| Country | Link |
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| JP7329268B2 (ja) * | 2022-01-24 | 2023-08-18 | アスカコーポレーション株式会社 | 噴流式めっき装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0336U (ja) * | 1989-05-18 | 1991-01-07 | ||
| JP2538705Y2 (ja) * | 1991-01-10 | 1997-06-18 | 日本電気株式会社 | めっき処理装置 |
| JPH0625899A (ja) * | 1992-07-10 | 1994-02-01 | Nec Corp | 電解メッキ装置 |
| JPH11135462A (ja) * | 1997-10-28 | 1999-05-21 | Shinjiro Suganuma | 半導体製造装置 |
| JP3343077B2 (ja) * | 1998-07-14 | 2002-11-11 | 松下電器産業株式会社 | めっき用電極 |
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2000
- 2000-09-18 JP JP2000281418A patent/JP3606795B2/ja not_active Expired - Fee Related
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