DE69018656T2

DE69018656T2 - Haltevorrichtung und Verfahren zur Plattierung eines höckerförmigen Anschlusses für integrierte Schaltungen.

Info

Publication number: DE69018656T2
Application number: DE69018656T
Authority: DE
Inventors: Robert J Lessard; Roger J Stierman
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2010-01-10
Also published as: US4931149A; JP2836881B2; DE69018656D1; JPH02263996A; EP0379289B1; EP0379289A3; EP0379289A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Herstellung integrierter Schaltkreisvorrichtungen und insbesondere auf eine Halterung für das Elektroplattieren von metallischen Bondhügeln auf die metallisierten Schaltkreisstrukturen auf einer Halbleiterscheibe.
Metallische Bondhügelkontakte können in der Flip-Chip-Technologie elektrisch verwendet werden, um einen integrierten Schaltkreis mit einem Trägermaterial zu verbinden, und können in der TAB (tape automated bonding)-Technologie elektrisch verwendet werden, um einen integrierten Schaltkreis mit einem Leiterrahmen zu verbinden. Die Bondhügel werden typischerweise an durch eine Photolackstruktur auf der Scheibe bestimmten Stellen auf die metallisierten integrierten Schaltkreiskontakte auf der Oberfläche einer Halbleiterscheibe elektroplattiert.
Eine übliche Technik gemäß dem Stand der Technik zum Elektroplattieren von Bondhügelkontakten auf Scheiben wurde ausgeführt durch: Aufbringen einer Photolackstruktur an der Vorderseite der Scheibe, Abdecken der Rückseite der Scheibe mit Photolack oder Wachs, um ein Plattieren der Rückseite zu verhindern, dann Unterbringen der Scheibe in einem Gestell, das die Scheibe während dem Ausführen des Bondhügelplattierungsprozesses vertikal in einem Plattierungsbad hält.
Das US-Patent Nr. 4 137 867 offenbart eine Halterung zum Bondhügelplattieren, in welcher die Rückseite einer zu plattierenden Scheibe keine Beschichtung benötigt, um ein Plattieren der Rückseite zu vermeiden. Diese Halterung ermöglicht durch ein Verringern der Anzahl von Verarbeitungsschritten zum Bondhügelplattieren das Verwirklichen einer Kostenersparnis. Das heißt, daß die im Beschichten der Rückseite einer Scheibe enthaltenen Schritte nicht länger notwendig sind. Dies wurde durch eine Halterung ermöglicht, die eine Scheibe mit der Vorderseite nach unten an die Oberfläche des Plattierungsbades hält. Nur die Vorderseite der Scheibe berührt das Plattierungsbad, während die Rückseite durch Richten eines Stroms von Stickstoffgas gegen die Rückseite trocken gehalten wird.
Beide obigen Techniken gemäß dem Stand der Technik haben auf Grund von Luftblasen, die in den Bondhügelkontaktlöchern (die zylindrisch geformten Vertiefungen im Photolack, wo Bondhügel auf die Scheibe plattiert werden) im Photolack auf der Scheibenvorderseite eingeschlossen werden, eine geringere Ausbeute zur Folge. Die Blasen verdrängen in den Kontaktlöchern die Plattierungslösung und verhindern entweder, daß Bondhügel an Stellen, an denen die Blasen sind, plattiert werden, oder bewirken, daß Bondhügel plattiert werden, die eine unzulängliche Form oder Höhe haben. Es ist notwendig, die Plattierungslösung, oder das Bad, während des Plattierungsprozesses in Zirkulation zu halten, und es ist äußerst schwierig, das Bad in Zirkulation zu halten, ohne Blasen zu erzeugen. Wenn das Plattieren bei Scheiben mit vertikaler Ausrichtung oder mit der Vorderseite nach unten im Plattierungsbad ausgeführt wird, besteht die Möglichkeit, daß Luftblasen in den Kontaktlöchern eingeschlossen werden. Mit diesen Scheibenorientierungen gemäß dem Stand der Technik erhöht das Verdicken der Photolackbeschichtung auf der Vorderseite einer Scheibe die Wahrscheinlichkeit, daß Blasen in den Kontaktlöchern eingeschlossen werden.
Bei Verwendung mit TAB- oder Flip-Chip-Technologie ist es wünschenswert, daß die Bondhügel hoch sind. Studien, einschließlich computergestützte Modellierung von Beanspruchungen, zeigen, daß Bondhügel mehr Entlastung von Beanspruchung liefern, und somit größere Zuverlässigkeit, als kürzere Bondhügel. Die Höhe eines wallförmigen Bondhügels ist gleich der Dicke des Photolacks auf der Vorderseite der Scheibe. Da die Tiefe der Kontaktlöcher gleich der Dicke des Photolacks ist, ist es einleuchtend, daß tiefe Kontaktlöcher hohe Bondhügel erzeugen. Die tiefen Kontaktlöcher sind anfälliger für das Einschließen von Blasen als es die flacheren Kontaktlöcher sind, wenn sich die Kontaktlöcher auf Scheiben befinden, die durch einen der Prozesse gemäß dem Stand der Technik bondhügelplattiert werden, in welchem die Scheiben während des Plattierens entweder eine vertikale Ausrichtung oder die Vorderseite nach unten haben. Das Längenverhältnis eines Bondhügels (oder Kontaktloches) ist als Höhe (Tiefe) dividiert durch Breite definiert. Studien haben gezeigt, daß viele Blasen in den Kontaktlöchern von durch das im US- Patent Nr. 4 137 867 offenbarte Verfahren plattierte Scheiben eingeschlossen werden, wenn das Längenverhältnis ungefähr 0,4 oder mehr erreicht. Wenn das Längenverhältnis geringer als ungefähr 0,4 ist, dann können Blasen, die in der Halterung aufsteigen und die Vorderseite der Scheibe berühren, durch die Zirkulation des Plattierungsbades dazu gebracht werden, sich entlang der Vorderseite der Scheibe zu bewegen, um an der Kante der Scheibe zu entweichen. Die Blasen, die die Oberfläche der Scheibe erreichen, werden folglich nicht in den Kontaktlöchern eingeschlossen. Wenn das kritische Längenverhältnis von ungefähr 0,4 erreicht ist, dann kann die Strömung des Bades die Blasen nicht länger aus den Kontaktlöchern herausfegen, und das Plattieren könnte in Kontaktlöchern, in denen Blasen sind, vollständig verhindert werden, oder die Bondhügel könnten mißgestaltet sein.
Ein weiteres wichtiges Merkmal hinsichtlich der Bondhügel ist ihre Planheit. Planheit kann als Höhendifferenz zwischen dem höchsten und dem kürzesten Bondhügel auf einem einzelnen integrierten Schaltkreischip oder auf einer ganzen Scheibe ausgedrückt werden. Wenn zum Beispiel alle Bondhügel auf einem einzelnen Chip von exakt der gleichen Höhe wären, dann würden ihre obersten Flächen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und ihre Planheitsdifferenz würde Null sein. Wenn der höchste Bondhügel auf einem Chip 30 um hoch ist und der kürzeste 28 um ist, dann ist die Planheitsdifferenz für den Chip 2 um. Wenn die Planheitsdifferenz gering ist, wird die Planheit als hoch bezeichnet.
Planheit ist wichtig, da sie die Ausbeute von guten integrierten Schaltkreisen bei der Montage beeinflußt. Verfahren zum Herstellen elektrischer Verbindungen mit den Bondhügeln, wobei die TAB- oder Flip-Chip-Prozesse verwendet werden, geben Maximalausbeute, wenn die Planheit hoch ist, und die Ausbeute nimmt ab, wie die Planheit abnimmt. Wenn die Planheit niedrig ist, nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, daß einer der Bondhügel keine gute elektrische Verbindung bilden wird. Dies trifft besonders mit Flip-Chips zu, da das Trägermaterial, um elektrisch mit den Bondhügeln verbunden zu sein, eine Oberfläche hat, die im wesentlichen eben ist. Kontaktverlust mit einem einzelnen Bondhügel auf einem Chip wird die Montage des ganzen Chip mißlingen lassen. Geringe Planheit kann durch in die Bondhügelkontaktlöcher eingeschlossene Blasen verursacht werden, wo die Blasen entweder einplattierte Kontaktlöcher ohne eingeschlossene Blasen bewirken oder verhindern, daß Bondhügel überhaupt plattiert sind. Wie die Anzahl der Bondhügel pro Chip zunimmt, nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, daß eins der Bondhügelkontaktlöcher auf einem Chip eine Blase einfängt.
Wenn Scheiben in einer Ausrichtung mit der Vorderseite nach unten bondhügelplattiert werden, dann ist der einzige bekannte Weg, um hohe Bondhügel zu plattieren und zur gleichen Zeit Planheitsausbeuteverlust zu verhindern, Photolack zu strukturieren, der ein niedriges Längenverhältnis hat, das heißt flache Bondhügelkontaktlöcher. Um hohe Bondhügel zu bekommen wenn das Längenverhältnis niedrig ist, muß der Bondhügel überplattiert werden, so daß er eine Pilzform hat. Der Kopf des "Pilzes" ist durch plattierte Metallisierung gebildet, die sich seitwärts entlang der Oberfläche des Photolacks ausbreitet, nachdem der Plattierungsprozeß einen Bondhügel so hoch wie die Dicke des Photolacks gebildet hat. Diese Überplattierung, oder der Pilzkopf, kann den Photolack an der Scheibe festlegen, was das endgültige Entfernen des Photolacks kompliziert. Die Bondhügel können auch nicht dichter zusammen angeordnet werden, als die Menge der aberplattierung für zwei nebeneinanderliegende Bondhügel, was die Bondhügeldichte auf einem Chip begrenzt. Wenn zum Beispiel die Bondhügelüberplattierung 25 um (1 mil) ist, dann müssen die Bondhügel wenigstens 50 um (2 mils) Abstand zwischen sich auf der Scheibe haben.
Ein weiterer Nachteil der im US-Patent Nr. 4 137 867 offenbarten Halterung ist, daß irgendwelche von den Scheiben vor dem Plattieren benötigte Vortauch- oder Reinigungsbehandlungen erledigt sein müssen, bevor die Scheiben in der Halterung befestigt werden, da die Halterung, wenn überhaupt, nicht leicht bewegt werden kann. Das Vortauchen oder Reinigen bezieht sich auf das Entfernen von Oxiden und dergleichen von der Vorderseite einer Scheibe vor dem Beginn des Plattierungsprozesses selbst. Wenn eine Scheibe nach dem Reinigen austrocknet, dann bilden sich Oxide auf ihrer Oberfläche nach, und die Scheibe muß im Reinigungsbad nachgereinigt werden. Um die Nachoxidation zu verhindern, muß eine Scheibe innerhalb ungefähr 10 Sekunden nach Entfernen der Scheibe aus dem Reinigungsbad im Plattierungsbad untergebracht sein.
Einige der vorgenannten Nachteile wurden durch die in US 3 536 594, US 4 861 452 und US 4 874 476 beschriebenen Systeme überwunden. Jedes dieser Systeme bezieht sich auf eine tragbare Plattierungshalterung, die die Scheibe auf eine Weise trägt, daß die Plattierungslösung zum größten Teil vom Berühren der Unterseite der zu plattierenden Scheibe abgehalten ist und auch unerwünschtes Plattieren weitgehend ausschließt.
US 3 536 594 offenbart eine Plattierungshalterung, die eine Scheibe auf der Halterung hält und Plattierungslösung auf einer Seite der Scheibe zur Anwendung kommen läßt. Die Scheibe wird durch einen in der Halterung erzeugten Gegendruck in Position gehalten, der die Scheibe so eben gegen einen kreisförmigen Ring aus lsoliermaterial hält. Plattierungsfluid wird durch ein Netzwerk von Röhren durch die Halterung gesaugt, was diesen Druck bewirkt.
US 4 874 476 und US 4 861 452 beziehen sich beide auf eine tragbare Halterung, die in Figur 1 und 2 der Zeichnungen veranschaulicht ist.
Die Halterung trägt eine Scheibe auf einem elastomeren Polster. Dies verhindert, daß jegliche Lösung die Rückseite der Scheibe berührt, und setzt auch nicht die Scheibe unter irgendeine Spannung, und verhindert dadurch Schaden an der Scheibe. Die Plattierungslösung ist jederzeit in situ und wird durch die Wirkung der Katodennadel auf der Scheibe zur Anwendung gebracht.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Halterung schafft eine transportierbare Bondhügelplattierungshalterung zum Halten einer Scheibe in einer Ausrichtung mit der Vorderseite nach oben in einem Plattierungsbad. Die Halterung enthält ein elastomeres Polster, das die Rückseite der Scheibe berührt und eine Dichtung bildet, die verhindert, daß das Plattierungsbad mit der Rückseite der Scheibe in Berührung kommt. Die Halterung enthält auch ein Mittel zum Bilden einer katodischen elektrischen Verbindung zur Metallisierung auf der Vorderseite der Scheibe, und enthält außerdem eine über der Vorderseite der Scheibe angeordnete Plattierungsanode. Die Halterung ist offen für den Strom des Plattierungsbades über die Vorderseite der Scheibe und zwischen der Vorderseite der Scheibe und der Anode.
Die Ausrichtung der Scheibe mit der Vorderseite nach oben in der Halterung verhindert, daß Blasen in den Bondhügelkontaktlöchern eingeschlossen werden, und beseitigt somit eingeschlossene Blasen als einen Grund der niedrigen Planheit oder verformten einzelnen Bondhügeln. Tests haben gezeigt, daß die Planheit von in der Halterung hergestellten hohen Bondhügeln wesentlich höher ist als die Planheit von durch Verfahren gemäß dem Stand der Technik hergestellten hohen Bondhügeln.
Die Halterung ermöglicht das Verwenden dicker Photolacke, um ohne Überplattieren hohe Bondhügel mit geraden Seiten und flachen oberen Enden zu bilden, das heißt zylindrisch geformte Bondhügel. Dies erlaubt integrierte Schaltkreisvorrichtungen herzustellen, in denen die Bondhügel gute Entlastung von Beanspruchung besitzen. Das Fehlen von Überplattierung erlaubt auch, daß die Bondhügel in dichter Nähe zueinander untergebracht sind, was bedeutet, daß ein integrierter Schaltkreischip eine hohe Dichte von elektrischen Kontakten (Bondhügeln) zur äußeren Welt haben kann.
Die Rückseite einer in der Halterung befestigten Scheibe ist durch das elastomere Polster davor geschützt, dem Plattierungsbad ausgesetzt zu sein; somit werden keine Extraschritte benötigt, um die Rückseite mit Photolack, Wachs oder anderer derartig aufgetragener Schutzbeschichtung zu schützen.
Die Halterung erlaubt, eine Scheibe in ihr zu befestigen und dann in einer Reinigungslösung einzutauchen, wie z.B. Wasser oder eine Beiz- oder Entzunderlösung auf Säurebasis (z.B. Schwefelsäure), zum Reinigen der Vorderseite der Scheibe durch Entfernen der Oxide. Die komplette Halterung, mit der Scheibe, kann dann aus der Reinigungslösung entfernt und zum Plattierungsbad transportiert werden, ohne die Scheibe selbst handhaben zu müssen. Die Scheibe nicht direkt handhaben zu müssen, minimiert die Wahrscheinlichkeit, daß die Scheibe verschmutzt oder anders beschädigt wird, und minimiert die benötigte Zeit, um die Scheibe vom Reinigungsbad zur Plattierungslösung zu bringen. Somit macht es die Halterung möglich, Scheiben vom Reinigungsbad zum Plattierungsbad zu bringen, mit geringem Risiko, daß sich Oxide auf den Vorderseiten der Scheiben nachbilden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Halten einer Halbleiterscheibe während des Elektroplattierens geschaffen, mit einer Sockelplatte, die auf ihrer oberen Fläche ein Polster aus elastomerem Material enthält, um bei der Anwendung darauf eine Scheibe so zu tragen, daß die untere Fläche der Scheibe gegen die Elektroplattierungslösung abgedichtet wird, und einer darüber und im Abstand von der Sockelplatte angeordneten Anode, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sockelplatte in ihrer oberen Fläche eine Ausnehmung aufweist, die eine Halbleiterscheibe aufnehmen kann, wobei das Polster aus elastomerem Material am Boden der Ausnehmung angeordnet ist, wobei das Polster derart ist, daß die gesamte untere Fläche der Scheibe bedeckt wird und die Ausnehmung eine solche Tiefe hat, daß bei der Anwendung die obere Fläche einer Scheibe auf dem Polster aus elastomerem Material im wesentlichen in einer Ebene mit der oberen Fläche der Sockelplatte liegt, und daß wenigstens eine elektrisch leitende Katodennadel vorgesehen ist, die so angeordnet ist, daß sie auf der oberen Fläche der Scheibe auf dem elastomeren Polster nach unten drückt, damit eine elektrische Verbindung zur Scheibe hergestellt wird, die Scheibe in der Ausnehmung gehalten wird und die untere Fläche der Scheibe gegen das elastomere Polster abgedichtet wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Elektroplattieren einer Halbleiterscheibe geschaffen, bei welchem die zu plattierende Scheibe dadurch gehalten wird, daß sie auf ein Polster aus elastomerem Material auf der oberen Fläche einer Sockelplatte einer Halterung so gelegt wird, daß die untere Fläche der Scheibe gegen die Elektroplattierungslösung abgedichtet ist, mit einer Anode, die so an der Halterung befestigt ist, daß sie sich über der Sockelplatte im Abstand von dieser befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelplatte in ihrer oberen Fläche eine Ausnehmung aufweist, die eine Halbleiterscheibe aufnehmen kann, wobei das Polster aus elastomerem Material am Boden der Ausnehmung angeordnet ist, wobei das Polster derart ist, daß die gesamte untere Fläche der Scheibe bedeckt wird und die Ausnehmung eine solche Tiefe hat, daß bei der Anwendung die obere Fläche einer Scheibe auf dem Polster aus elastomerem Material im wesentlichen in einer Ebene mit der oberen Fläche der Sockelplatte liegt,
und daß die obere Fläche der Scheibe durch eine elektrische Katode über wenigstens eine elektrisch leitende Katodennadel versorgt wird, die an der Halterung befestigt ist und auf der oberen Fläche der Scheibe nach unten drückt, so daß die Scheibe in der Ausnehmung gehalten wird und die untere Fläche der Scheibe gegen das elastomere Polster abgedichtet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine isometrische Explosionsansicht der in US-A-4 874 476 und US-A-4 861 452 offenbarten Halterung;
Figur 2 ist eine Seitenschnittansicht der in Figur 1 gezeigten Halterung;
Figur 3 ist eine isometrische Explosionsansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 4 ist eine Seitenschnittansicht der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Die gleichen Bezugszeichen wurden in verschiedenen Figuren für entsprechende Teile verwendet.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wie in Fig. 1 zu sehen, enthält die Halterung 1 eine Kopf platte 2, eine Anode 3, einen Rahmen 4, ein elastomeres Polster 5, drei Katodennadeln 6 und eine Sockelplatte 7. Die Kopfplatte 2 und die Sockelplatte 7 sind aus einem elektrisch isolierenden Material, z.B. Plastik, konstruiert, und obwohl der Rahmen 4 vorzugsweise ebenfalls ein Isolator ist, könnte er elektrisch leitend sein, falls er mit einer gegen das Plattierungsbad und Reinigungslösungen beständigen Isolierung beschichtet ist.
Die Anode 3 ist am oberen Ende der Halterung 1 angebracht und ist mittels einer Anodenschraube 8 an der Kopfplatte 2 befestigt, wie sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 zu sehen ist. Die positive Anschlußklemme der Plattierungsspannungsversorgung ist mittels der Anodenleitung 9 und der Anodenschraube 8 am Anschluß 10 mit der Anode 3 verbunden. Die Anode 3 ist so dimensioniert, daß sie den gleichen Durchmesser wie oder geringfügig weniger als jener der zu plattierenden Scheibe 11 aufweist, und der Rahmen 4 stellt den Anode-zu- Scheibe-Abstand auf den für den zu verwendenden jeweiligen Plattierungsprozeß optimalen Abstand ein.
Die zu plattierende Scheibe 11 wird mit der Vorderseite 13 nach oben auf dem elastomeren Polster 5 untergebracht, das auf der oberen Fläche 12 der Sockelplatte 7 angebracht ist. Die drei Katodennadeln 6 liegen 120 Grad auseinander und stellen unmittelbar innerhalb der Peripherie der Scheibe eine elektrische Verbindung mit der Scheibe 11 her. Die Katodennadeln berühren die Metallisierung auf der Vorderseite 13 der Scheibe 11 und sind mittels der Katodenleitungen 14 und der Katodenanschlüsse 15 mit der negativen Anschlußklemme der Plattierungsspannungsversorgung elektrisch verbunden. Wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet, hat jede der Katodennadeln 6 ein Ende in einem der Katodenanschlüsse 15 verankert, wo sie mechanische und elektrische Verbindung mit den Katodenanschlüssen herstellen.
Die Katodenanschlüsse 15 und die Katodennadeln 6 sind bei 16 bzw. 17 vom Plattierungsbad elektrisch isoliert, wie in Figur 2 zu sehen. Die Isolation bei 16 und 17 ist gegen das umgebende Plattierungsbad beständig. Die Katodennadelspitzen 18 sind jedoch nicht isoliert, so daß sie den Photolack auf der Scheibe 11 durchdringen und elektrische Verbindung mit der darunter liegenden Metallisierung auf der Vorderseite 13 der Scheibe 11 herstellen können. Die Isolierung minimiert die Bereiche der negativ vorgespannten Leiter, die dem Plattierungsbad ausgesetzt werden, so daß ungewolltes Plattieren von Teilen der Halterung 1 minimiert wird.
Der Rahmen 4 könnte elektrisch leitend und, in ähnlicher Weise wie die Katodenanschlüsse 15, mit elektrischer Isolierung beschichtet sein, die gegen das Plattierungsbad beständig ist. In diesem Fall können die Katodenanschlüsse 15 entfallen und wird die elektrische Verbindung der Katodennadeln 6 zur negativen Anschlußklemme der Plattierungsspannungsversorgung durch den Rahmen 4 erreicht. Der Rahmen 4 kann an einem Punkt des Rahmens, der an oder über der Plattierungsbadoberfläche 19 ist, mit der Plattierungsspannungsversorgung elektrisch verbunden sein.
Die Katodennadelspitzen 18 üben eine hinreichend große Federkraft auf die Scheibe 11 aus, um eine gute elektrische Verbindung der Spitzen mit der Metallisierung auf der Oberseite 13 der Scheibe 11 sicherzustellen. Diese Kraft drückt auch die Scheibe 11 gegen das elastomere Polster 5, um eine gute Dichtung zwischen der Rückseite der Scheibe 11 und dem elastomeren Polster 5 zu bilden, um zu verhindern, daß das Plattierungsbad mit der Scheibenrückseite in Berührung kommt. Das elastomere Polster fungiert auch als ein Kissen, um verhindern zu helfen, daß die Scheibe 11 von der durch die Katodennadeln 6 ausgeübten Kraft zerbrochen wird. Das elastomere Polster 5 wird vorzugsweise aus elastischem Material hergestellt, z.B. Silikongummi oder Neopren, das gegen die Reinigungslösung und das Plattierungsbad beständig ist.
Während des Plattierungsprozesses ist die Halterung 1 nicht tiefer in das Plattierungsbad 20 eingetaucht als notwendig ist, um sicherzustellen, daß die Anode 3 vollständig im Bad untergetaucht ist, wie in Fig. 2 veranschaulicht. Wie in Fig. 2 zu sehen, befindet sich genug von der Kopfplatte 2 über der Plattierungsbadoberfläche 19, um die Anodenschraube 8 und den elektrischen Anschluß 10 (in Fig. 1 gezeigt) der Anodenleitung 9 an die Anodenschraube 8 über der Plattierungsbadoberfläche 19 zu halten. In der Ausführungsform der Erfindung, in der die Scheibe 11 durch den Rahmen 4 mit der Plattierungsspannungsversorgung elektrisch verbunden ist, ist der Rahmen an einer Anschlußklemme, die ebenfalls über der Plattierungsbadoberfläche 19 ist, mit einer Leitung von der Spannungsversorgung verbunden. Solch eine Anschlußklemme kann ähnlich wie die Anodenschraube 8 gebildet werden, wo solch eine Schraube die Kopfplatte 2 durchdringen und elektrische Verbindung mit dem Rahmen 4 herstellen würde. In jeder Ausführungsform kann die Halterung durch irgendwelche herkömmlichen Mittel, z.B. ein Träger unter der Sockelplatte 7, in der in Fig. 2 gezeigten Lage im Plattierungsbad 20 gehalten sein.
Wie in Fig. 1 zu sehen, sind Luftlöcher 21 in der Kopfplatte 2 vorgesehen, um Gasblasen rund um die Anode 3 während des Plattierens entweichen zu lassen. Abflußöffnungen 22 am Boden der Halterung 1 erlauben Reinigungs- und Plattierungslösungen, von der Scheibe 11 abzufließen, wenn die Halterung aus diesen Bädern entfernt wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung, in Fig. 3 gezeigt, ist ein Antriebsmechanismus 31 an die Halterung 1 gekoppelt, die der in den Figuren 1 und 2 gezeigten ähnlich ist. Der Antriebsmechanismus 31 enthält einen Motor 23, der durch eine Welle 24 an die Halterung 1 gekoppelt ist. Der Motor 23 kann irgendein passender elektrischer oder andersartiger Motor sein und ist durch Verwendung mehrerer Befestigungsvorrichtungen 29 an der Sockelplatte 28 befestigt. Die Sockelplatte 28 ist durch Verwendung mehrerer Bürstenhalterung- Befestigungsvorrichtungen 30 an der Bürstenhalterung 27 befestigt. Mehrere Bürsten 26 sind an der Bürstenhalterung 27 mechanisch befestigt und mit der Anodenleitung 9 und der Katodenleitung 14 elektrisch verbunden.
Die Halterung 1, wie in Fig. 3 gezeigt, enthält einen Schleifringhalter 32 mit mehreren Schleifringen 25, eine Welle, eine Kopfplatte 2, eine Anode 3 und einen Rahmen 4. Der Schleifringhalter 32 ist an der Kopfplatte 2 befestigt, die wie oben beschrieben durch die Welle 24 an den Motor 23 gekoppelt ist. Andere nützliche Ausführungsformen könnten eine stationäre Anode 3 einsetzen, da es nicht wesentlich ist, daß sich die Anode relativ zur Scheibenvorderseite 13 bewegt. Mehrere Schleifringkontakte 33 sind mit den Schleifringen 25 verbunden und versorgen wie oben beschrieben durch die Anodenleitung 9 die Anode 3 und durch die Katodenleitung 14 die Katodennadelspitzen 18.
Fig. 4 zeigt die Halterung 1 im Plattierungsbad 20. Die Halterung 1 ist mit der früher beschriebenen Halterung identisch, außer daß in diesem Fall die obere Fläche der Sockelplatte 12 einen tieferliegenden Bereich 34 hat, gerade tief genug, um sicherzustellen, daß die Scheibenvorderseite 13 mit der oberen Fläche der Sockelplatte 12 in einer Ebene liegt, wenn die Scheibe 11 oben auf einem elastomeren Polster 5 untergebracht wird, wie in der obigen Halterung beschrieben.
In Betrieb wird eine Scheibe 11 auf dem elastomeren Polster 5 untergebracht und die Halterung 1 im Plattierungsbad 20 untergebracht. Der Motor 23 wird eingeschaltet, und dadurch beginnt die Drehung der Welle 24 und der Halterung 1. Plattierungsstrom wird dann wie oben beschrieben durch die Anodenleitung 9 an die Anode 3 und durch die Katodennadelspitzen 18 an die Katodenleitung 14 angelegt.
Fig. 5 stellt eine andere nützliche Ausführungsform dar, in der das Plattierungsbad 20 in Zirkulation gehalten wird, wobei eine Drehröhre 36 verwendet wird, die eine Düse 37 dreht, die Plattierungslösung ausströmen läßt. In dieser Ausführungsform wird die Scheibe 11 stationär und mit der Vorderseite nach oben im Plattierungsbad 20 gehalten. Es sollte bemerkt werden, daß irgendein Verfahren zum Zirkulieren des Plattierungsbades 20, so daß die Scheibe in einem beständig wechselnden Zirkulationsstrom plattiert wird, der die Richtung bezüglich der Scheibe wechselt, die Erfordernisse dieses Prozesses erfüllt.

Claims

1. Vorrichtung zum Halten einer Halbleiterscheibe während des Elektroplattierens, mit einer Sockelplatte, die auf ihrer oberen Fläche ein Polster aus elastomerem Material enthält, um bei der Anwendung darauf eine Scheibe so zu tragen, daß die untere Fläche der Scheibe gegen die Elektroplattierungslösung abgedichtet wird, und einer darüber und im Abstand von der Sockelplatte angeordneten Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelplatte in ihrer oberen Fläche eine Ausnehmung aufweist, die eine Halbleiterscheibe aufnehmen kann, wobei das Polster aus elastomerem Material am Boden der Ausnehmung angeordnet ist, wobei das Polster derart ist, daß die gesamte untere Fläche der Scheibe bedeckt wird und die Ausnehmung eine solche Tiefe hat, daß bei der Anwendung die obere Fläche einer Scheibe auf dem Polster aus elastomerem Material im wesentlichen in einer Ebene mit der oberen Fläche der Sockelplatte liegt, und daß wenigstens eine elektrisch leitende Katodennadel vorgesehen ist, die so angeordnet ist, daß sie auf der oberen Fläche der Scheibe auf dem elastomeren Polster nach unten drückt, damit eine elektrische Verbindung zur Scheibe hergestellt wird, die Scheibe in der Ausnehmung gehalten wird und die untere Fläche der Scheibe gegen das elastomere Polster abgedichtet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Anode an einer oberen Platte befestigt ist, die durch einen Rahmen mit der Sockelplatte verbunden ist, so daß eine Plattierungshalterung gebildet wird, gekennzeichnet durch Mittel zum Drehen der Halterung in der Plattierungslösung, so daß die Lösung über der oberen Fläche der Scheibe während des Elektroplattierens zirkuliert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum Drehen des Sockels während des Elektroplattierens, damit die Plattierungslösung über der oberen Fläche der Scheibe zirkuliert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr vorgesehen ist, das um eine vertikale Achse um die Sockelplatte drehbar ist, wobei das Rohr eine Düse aufweist, durch die bei der Anwendung Plattierungslösung in Querrichtung gegen die Scheibe ausströmt, so daß die Plattierungslösung über der oberen Fläche der Scheibe zirkuliert.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Katodennadeln in gleichmäßigem Abstand um die Scheibe vorgesehen sind, die auf der oberen Fläche der Scheibe nach unten drücken und eine elektrische Verbindung zur oberen Fläche der Scheibe herstellen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie tragbar ist, während eine Scheibe an ihr befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Loch, durch das während des Elektroplattierens Blasen aus dem Bereich um die Anode entweichen können.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ablaßöffnungen, durch die Plattierungslösung von der Scheibe abströmen kann, wenn die Vorrichtung aus einem Plattierungsbad entnommen wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Gleitringe und Bürsten zum Zuführen von Elektroplattierungsstrom zu der Scheibe und zur Anode während des Drehens der Halterung.

10. Verfahren zum Elektroplattieren einer Halbleiterscheibe, bei welchem die zu plattierende Scheibe dadurch gehalten wird, daß sie auf ein Polster aus elastomerem Material auf der oberen Fläche einer Sockelplatte einer Halterung so gelegt wird, daß die untere Fläche der Scheibe gegen die Elektroplattierungslösung abgedichtet ist, mit einer Anode, die so an der Halterung befestigt ist, daß sie sich über der Sockelplatte im Abstand von dieser befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelplatte in ihrer oberen Fläche eine Ausnehmung aufweist, die eine Halbleiterscheibe aufnehmen kann, wobei das Polster aus elastomerem Material am Boden der Ausnehmung angeordnet ist, wobei das Polster derart ist, daß die gesamte untere Fläche der Scheibe bedeckt wird und die Ausnehmung eine solche Tiefe hat, daß bei der Anwendung die obere Fläche einer Scheibe auf dem Polster aus elastomerem Material im wesentlichen in einer Ebene mit der oberen Fläche der Sockelplatte liegt, und daß die obere Fläche der Scheibe durch eine elektrische Katode über wenigstens eine elektrisch leitende Katodennadel versorgt wird, die an der Halterung befestigt ist und auf der oberen Fläche der Scheibe nach unten drückt, so daß die Scheibe in der Ausnehmung gehalten wird und die untere Fläche der Scheibe gegen das elastomere Polster abgedichtet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sockelplatte mit der darauf befindlichen Scheibe während des Elektroplattierens um eine vertikale Achse dreht, damit die Plattierungslösung über der oberen Fläche der Scheibe zirkuliert.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Elektroplattierens ein Plattierungslösungsstrom quer über die obere Fläche der Scheibe aus einer Düse gerichtet wird, die sich um eine vertikale Achse dreht und um die Scheibe bewegt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung mit der auf dem Polster in der Ausnehmung der Sockelplatte getragenen Halbleiterscheibe tragbar ist, wobei das Verfahren den Schritt des Übertragens der Halterung mit der darauf befindlichen Scheibe zwischen einem Plattierungsbad und einem Reinigungsbad enthält.