JPH02205695A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 〔従来の技術〕 半導体装置を製造する場合、半導体ウェーハに対し、メ
ッキ処理を施したり、化成処理を施すことがある。例え
ば、ＤＨＤ　（Ｄｏｕｂｌｅ　ＨｅａｔｓｉｎｋＤｉｏ
ｄｅ）型ダイオードを製造する場合や、ＴＡＢ（Ｔａｐ
ｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　　Ｂｏｎｄｉｎｇ）型半導体
装置を製造する場合、半導体ウェーハに対し、Ａｇ、Ａ
　ｕＣｕ＋半田等よりなる５０〜６０μｍ程度のバンブ
電極を形成している。また、Ａｕその他の金属により、
配線を形成している。

このようなバンブ電極や配線を形成する場合、一般に噴
流式のメッキ装置が用いられている。このメッキ装置の
従来例を図面により説明する。第８図はシステム全体の
概略説明図で、第９図は平面図、第１０図はその縦断面
図である。図において、（１）はポリプロピレン等の樹
脂よりなる処理槽、すなわちメッキ槽で、（２）はメッ
キ槽（１）の内部に配設されているメツシュ状の下部電
極。

すなわち陽極である。（３）はメッキ槽（１）の上部内
面に、その先端がメッキ槽（１）の上端から数ｍｍ程度
突出するように植設されている３本のＬ字形の上部電極
、すなわち陰極ピンである。

（４）はメッキ槽（１）の上端で、かつ、前記ピ極ピン
（３）（３）位置およびそれらの中間位置に配設され綽
でいる、半導体ウェーハの位置決め用の突起である。（
５）は陰極ピン（３）の上に、被メッキ面を下にして保
持された半導体ウェーハ（以下、単にウェーハという）
である。（６）はメッキ槽（１）の下方から導入され、
その上端からオーバーフローする処理液、すなわちメッ
キ液で、メッキ槽（１）の上端からオーバーフローした
メッキ液（６）は、ポンプ（７）およびフィルタ（８）
を介して、再びメッキ槽（１）の下方からメッキ槽（１
）内に導入される（特公昭５８−５３１８号公報、実公
昭６３−５０８５２号公報）。

次に上記装置を用いたメッキ方法について説明する。メ
ッキ槽（１）の下方からメッキ液（６）を導入し、その
上端からオーバーフローさせながら、陽極（２）−メッ
キ液（６）−ウェー／１（５）−陰極ピン（３）の経路
で所定のメッキ電流を表すと、ウェーハ（５）の下面に
バンプ電極や配線が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記の噴流式メッキ装置によれば、ｔ、ｂピ
ン（３）が、メッキ液（６）中に浸漬されているので、
前述の経路でウェー１Ｘ（５）にバンプ電極や配線が形
成されると同時に、ウェー７Ｘ（５）を経由しないで、
直接陰極ピン（３）に電流が流〆、陰極ピン（３）もメ
ッキされる。このため、陰極ピン（３）に付着した析出
金属と、ウェー７　（５）に付着した析出金属とが接続
一体か化して、ウェーハ（５）が陰極ピン（３）から取
れないことがあり、無理に取ろうとすると、ウェーノ′
％（５）が破損することがあった。特に、シリコンより
も機械的強度が格段に小さいＧａ　Ａｓ等の化合物半導
体ウェーハにおいては破損しやすかった。のみならず、
一般に、陰極ピン（３）とウェーハ（５）の下地金属と
の材質が相違しているので、両者の電解電圧が異なり、
しかも、陰極ピン（３）の総面積が、ウェーハ（５）の
総被メッキ面積に対して無視できないため、メッキ条件
の設定が非常に困難であった。さらには、陰極ピン（３
）に付着したＡ　ｇ　＋　Ａ　ｕなどの析出金属の除去
が必要になり、装置の稼働率が低下するといった、各種
の問題があった。

なお、上記の特公昭５６ｔ−５３１８号公報には、この
ような問題に対処すめため、陰極ピン（３）をその先端
部を除いて絶縁物で被覆し、先端部をウェーハ（５）に
くいこませるようにしているが、先端部をウェーハ（５
）にくいこませると、ウェーハ（５）が破損するという
、新しい問題点が生じた。

また、上記と同様の装置で、メッキ液（６）の代わりに
化成液を用い、上部電極（３）にプラス、下部電極（２
）にマイナスの電圧を印加して、ウェーハ（５）に化成
処理を施す場合も、上部電極（３）から直接、化成液を
通して電流が流れて、上部電極（３）の周辺のウェーハ
（５）部分の化成が阻害されたり、上部電極（３）に不
所望の化成膜が形成されるという問題点があった。

このため、この発明は、前記の問題点のないメッキ装置
や化成装置等の半導体製造装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記の問題点を解決するために、処理液を
下方から導入し上端からオーバーフローさせる噴流式の
処理槽と、この処理槽内に配設された下部電極と、処理
槽の上部に処理槽の上端から若干突出するように配設さ
れ、ウェーハをその処理面を下にして保持する複数の上
部電極とを具備し、ウェーハの被処理面に処理液を噴流
させながら両電極間に電流を流してウェーハにメッキや
化成等の処理を施す装置において、 上部電極の周囲を絶縁性の流体で包囲する手段を設けた
ことを特徴とする。

〔作　用〕

上記の流体包囲手段より、上部電極の周囲が絶縁性の流
体９例えば窒素ガス、空気等の気体、または純水等の液
体によって包囲されて、上部電極がメッキ液や化成液等
の処理液と絶縁されて、この上部電極に直接電流が流入
したり、流出することが阻止される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例装置の特徴部分である
上部電極を絶縁性の流体で包囲する手段を示す拡大断面
図で、第２図は同部分の平面図、第３図は同装置全体の
平面図、第４図はその一部を断面で示した正面図であり
、第５図は絶縁性流体導入路部分の断面図、第６図は上
部電極の一例の斜視図である。

なお、第８図ないし第１０図の従来装置と同一部分には
同一符号を付して、その説明を省略する。この実施例の
特徴は、各上部電極１例えば陰極ピン（１０）の周囲を
絶縁性の流体で包囲する手段（１１）を設けたことであ
る。この包囲手段（１１）は、陰極ピン（１０）を貫通
させたセラミック等よりなるブッシング（１２）の穴（
１２ａ）の径を、陰極ピン（１１）より若干大きく形成
するとともに、陰極ピン（１０）の中途部に、第６図に
示すように、ブッシング（１２）の内径トはぼ等しい外
径の扁平部（１０ａ）（１０ｂ）を設け、下端に雄ネジ
（１０ｃ）を有する。このため、陰極ピン（１０）をブ
ッシング（１２）の中心に保持することができるととも
に、第２図に示すように、陰極ピン（１０）とブッシン
グ（１２）との間に隙間、すなわち流体流出路（１３）
が形成されている。また、陰極ピン（１０）への給電導
体（１４）（１５）に沿って、流体導入路（１６ａ）（
１ｆ３ｂ）を有する。この流体導入路（１６ａ）（１６
ｂ）は、例えば断面が円形の縦孔（１７）、横孔（１８
）の中に、これとほぼ同一径を有し、一部に切削加工に
よる小断面積部（１４ａ）（１５Ｂ）を有するステンレ
ス等よりなる給電導体（１４）（１５）を挿通すること
によって形成することができる。給電導体（１４）およ
び陰極ピン（１０）は、それぞれ下端に形成された雄ネ
ジを、給電導体（１５）の上面両端に形成した雌ネジに
ねじこんで、電気的および機械的に接続固定されている
。（１９）は前記流体導入路（１６ａ）へ絶縁性の流体
を導入する流体導入口、（２０）はメッキ槽（１）の上
で　、しかも陰極ピン（１０）よりも外方位置に突出す
るウェーハ（５）の位置決めピンである。（２１ａ　）
〜（２１ｄ）はそれぞれ流体の漏洩防止用のＯリングで
ある。

上記の構造において、流体導入口（１９）から流体１例
えば窒素ガス（２２）を導入すると、窒素ガス（２２）
は、流体導入路（ｌｅａ）（１８ｂ）および陰極ピン（
１０）とブッシング（１２）との間の流体流出路（１３
）を通って、陰極ピン（１０）の周囲から流出される。

このため、陰極ピン（１０）の周囲は窒素ガス（２２）
によす包囲されるため、陰極ピン（１０）がメッキ液（
８）に接触しなくなり、応じて陰極ピン（１ｏ）にウェ
ーハ（５）をバイパスする電流が流れなくなる。この結
果、陰極ピン（１０）に不所望の金属が析出付着するこ
とがなくなり、陰極ピン（１０）とウェーハ（５）が析
出金属によって接続一体化することがなくなり、陰極ピ
ン（１０）からウェーハ（５）が取れなくなるといった
ことがなくなる。また、陰極ピン（１０）にバイパス電
Ｒが流れなくなるので、メッキ条件の設定が、非常に容
易になる。さらに、陰極ピン（１０）に不所望の金属が
析出しないので、その除去作業も不要であり、装置の稼
働率が向上する。さらにまた、陰極ピン（１０）の先端
をウェーハ（５）に喰い込ませる必要がないので、ウェ
ーハ（５）を破損することもない。

なお、窒素ガス（２２）は、必ずしも常に流し続ける必
要はなく、その表面張力によって、陰極ピン（１０）の
周囲に、単に泡状に付着していてもよい。

第７図は、この発明の第２の実施例の装置の特徴部分の
断面図を示す。この実施例は、流体導入口（３０）を１
個だけ設け、これに連なる共通の流体導入路（３１）お
よびリング状の流体導入路（３２）を介して、各陰極ピ
ン（１０）に連絡する流体導入路（３３ａ）、流体（２
２）の流量翼間節用のニードル弁（３４）、流体導入路
（３３ｂ）（３３ｃ）を設けたことを特徴とするもので
ある。（３５）（３Ｂ）は給電導体、（３７ａ）〜（３
７ｈ）は０リングである。この実施例においても、前記
実施例と同様の効果が得られる。

なお、上実施例は、この発明をメッキ装置に適用した場
合について説明したが、化成処理装置としても用いるこ
七もできる。

また、流体としては、窒素ガスの他に、空気等の気体や
純水等の液体を用いることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、上部電極の周
囲を絶縁性の流体で包囲することによって、上部電極が
メッキ液や化成液等の処理液に接触することがなくなり
、上部電極に不所望のメッキ金属が析出したり、不所望
の化成処理が施されることがなくなり、半導体ウェーハ
が上部電極と接続一体止して、上部電極から取れなくな
ったり、メッキや化成処理の条件が不安定になることが
なくなる。また、上品電極に不所望のメッキ金属や化成
膜が形成されないので、その除去が不要になり、装置の
稼働率が向上する。さらに、上部電極の先端をウェーハ
に喰い込ませなくてもよいので、半導体ウェーハの破損
も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の半導体製造装置の特徴
部分である上部電極を絶縁性の流体で包囲する手段を示
す断面図で、第２図はその平面図、第３図は装置全体の
平面図、第４図はその一部を断面で示した正面図、第５
図は流体導入路の断面図、第６図は上部ｉ極の一例の斜
視図である。 第７図はこの発明の第２実施例の装置の特徴部分である
流体導入路の断面図である。 第８図は従来の半導体製造装置の概略系統図、第９図は
装置全体の平面図、第１０図はその一部を断面で示した
正面図である。 （１）・・・・・・・・処理槽（メッキ槽）、（２）・
・・・・・・・下部電極（陽極）、（５）・・・・・・
・・半導体ウェーハ、（６）・・・・・・・・処理液（
メッキ液）、（１０）・・・・・・・・上部電極（＠極
ピン）、（１１）・・・・・・・・陰極ビンを流体で包
囲する手段（１２）・・・・・・・・ブッシング、（Ｉ
３）・・・・・・・・流体流出路、（１Ｇ）　　（３３
）・・流体導入路、（１９）　　（３０）・・流体導入
口、（２２）・・・・・・・・流体（窒素ガス）。 第１図 Ｍ２図 第１Ｌ図 第５図 陰極ピンを流体で包囲する手段 流体導 第７図 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 処理液を下方から導入し上方からオーバーフローさせる
   噴流式の処理槽と、 この処理槽内に配設された下部電極と、 処理槽の上部に処理槽の上端から若干突出するように配
   設され、半導体ウェーハをその被処理面を下にして保持
   する複数の上部電極とを有し、半導体ウェーハの被処理
   面に処理液を噴流させながら上下電極間に電流を流して
   半導体ウェーハにメッキ、化成等の処理を施す装置にお
   いて、前記上部電極の周囲を絶縁性の流体で包囲する手
   段を設けたことを特徴とする半導体製造装置。