(57)【要約】【課題】噴流方式のめっき処理において、処理面への気泡の付着を防止する。【解決手段】噴流式めっき装置Ａの噴流するめっき液に超音波を照射して、超音波照射に基づくキャビテーション効果等によりめっき液中の気泡除去を行う。ウエハＷ等の下方に向けた被めっき処理物のめっき処理面近くに、超音波振動子６０を設ける。例えば、噴流式めっき装置ＡにセットしたウエハＷの押え１４の裏面に超音波振動子６０を設け、めっき処理時には、ウエハＷの裏面に超音波振動子６０が当接するように構成する。あるいは、アノード１５等のめっき処理カップ２０内に超音波振動子６０を設けても構わない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴流式めっき方法でめっき処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
めっき液に超音波を照射することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
噴流式めっき装置により下方に向けためっき処理面にめっき液を噴流させてめっき処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記噴流式めっき装置には、めっき液中の気泡の消泡手段、あるいは、前記めっき処理面側でのめっき液攪拌手段、あるいは、前記消泡手段と前記めっき液攪拌手段の双方が設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
噴流ポンプによりめっき液をめっき処理カップから、ウエハのめっき処理面に向けて噴流させて、前記ウエハのめっき処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記めっき処理カップのカップ内側に、超音波振動子を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
アノード電極に対面配置され、カソード電極に接続されたウエハのめっき処理面に向けて、前記アノード電極を通してめっき液を噴流させることにより前記ウエハのめっき処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記アノード電極に、超音波振動子を設けたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ウエハのめっき処理面に向けて、めっき液を噴流させて、めっき処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
超音波振動子を前記ウエハに当接させながら前記めっき処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置の製造工程におけるめっき工程に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体ウエハを対象とした金属膜のめっき方法の一つに、噴流方式がある。噴流方式では、処理面に導電性薄膜を付けたシリコンウエハを、そのめっき処理面を下向きにしてセットした状態で、めっき液貯蔵槽に蓄えられためっき液を、噴流ポンプによりめっき処理カップ内の下方から導入し、下向きのウエハ処理面全面に向けてめっき液を噴流状態で接触させることにより、電解めっきを行うものである。
【０００４】
かかる電解めっきでは、めっき処理カップ内に被めっき金属または白金類のアノード電極（正極）を設け、このアノードに対面配置させたウエハ側をカソード電極（負極）に接続して、ウエハのめっき処理面に所望の金属めっき膜を形成する。
【０００５】
めっき処理中には、めっき液に気泡が巻き込まれたり、あるいはめっき反応等によって気泡が発生したりするが、かかる気泡はめっき液中を上方に移動して、その一部が下向きにセットしたウエハのめっき処理面に付着することとなる。
【０００６】
例えば、バンプ形成用のウエハの場合には、めっき処理面には、パッシベーション膜を一部開口してめっき形成領域が狭小な凹部として多数形成されているが、かかる狭小な凹部等に一旦入り込んだ気泡は、めっき液の噴流による流れ程度では簡単に離散せず、気泡を残した状態で電解めっきが行われることとなる。
【０００７】
気泡を残した状態でめっきを行うと、気泡が残留している箇所ではめっき液との接触が妨げられてめっき成長が不十分となる。例えば、気泡が配線パッド上に付着した状態では、めっき部分と配線パッド側との接触面積が少なくなり、根元の細いバンプ電極が形成される。かかる根元の細いバンプ電極では、例えば、実装基板側の電極との間に異方性導電膜を介在させて所定圧力で圧接実装する際に、バンプ電極の折れが発生する虞がある。
【０００８】
また、気泡が、バンプ電極形成範囲の配線パッド上の全面を覆った場合には、配線パッド上ではめっき成長が起きず、バンプ電極が全く形成されない無めっき状態のめっき膜欠陥に至ることともなる。
【０００９】
このようにめっき時における残留気泡はめっき欠陥の大きな原因の一つであるが、しかし、噴流式めっき方式では、噴流ポンプでめっき液を上方に噴き上げる構成を採用するため、どうしても、気泡が発生し、めっき液に巻き込まれることとなる。
【００１０】
発生した気泡は自然消滅しにくく、噴流めっきと共に勢い良く上方に噴き上げられて、下方に向けたウエハ処理面の前記バンプ電極形成用の狭小な凹部に入る。一旦入った気泡は、狭小凹部に閉じ込められた状態と成りやすい。
【００１１】
また、気泡の発生は、噴流ポンプに関わる以外にも、乾燥した状態でのウエハのめっき処理面に、めっき液が接触する場合にも起こりやすい。すなわち、めっき処理面の濡れ性によっても気泡発生が見られる。
【００１２】
そこで気泡対策として、めっきスタート前に、例えば、１０分程度、めっき液の噴流量を適宜変更しながら、めっき噴流を処理面に当てることでめっき処理面の濡れ性を確保し、併せて、めっき処理面の狭小凹部内に入り込んだ気泡を、めっき液の流れにより離散させる予備的な前処理を行っている。
【００１３】
しかし、電解めっき処理前のかかる前処理程度では、気泡を十分に取り除くことはできない。
【００１４】
そこで、かかる気泡付着に基づくめっき不良を解消する対策として、噴流式めっき方式で、ウエハ処理面を上方に向けて行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
また、ウエハのめっき処理とは異なるが、半導体チップをボンディングするＩＣ基板のスルーホール、フォトビア内のめっき膜形成に際して、スルーホール、フォトビア内の気泡を排気するために、噴流式めっき装置とは異なる構成のラック式めっき装置において、水中に超音波振動子を入れた超音波発振槽を、隔壁を仕切りとしてめっき槽に併設する構成が提案されている。隔壁を介してめっき槽中に超音波を伝播させて、めっき液中に保持したＩＣパッケージ用基板を振動させて気泡の排気を行う構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１６】
【特許文献１】
特開平５−１６０１３４号公報（図１）
【００１７】
【特許文献２】
特開平１０−３６９９６号公報（図１）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記技術においては以下の課題があることを本発明者は見出した。
【００１９】
すなわち、めっき処理面を上方に向けることにより、上昇する気泡を付着させないようにする構成は、確かに有効な技術ではあるが、それまでの噴流式めっき装置で採用されていた構成を大きく変える必要がある。
【００２０】
例えば、アノード、カソードの電極配置を逆構成にする一方で、処理面を上方に向けた状態で、めっき処理カップ内の下方にアノード電極に相対するようにウエハを保持させることが必要となる。
【００２１】
装置経済の観点からは、これまで使用されてきた構成を大きく変えることなく、装置構成の一部の改作等で対応できるようにするのが好ましい。現在使用中の装置を入れ換えることなく、改作手段で対応できればより好ましい。また、既にある噴流式めっき装置の製造ラインを大幅に変えることなく対応できれば、装置の製造コストの大幅なアップも回避できる。
【００２２】
そこで、本発明者は、これまでの噴流式めっき装置で採用されているウエハ処理面を下方に向けた状態で、めっき噴流を当てて電解めっきを行う構成で、如何に気泡付着を抑制できるかの技術開発が必要と考えた。
【００２３】
また、ウエハ処理面を上方に向ける前記特許文献１に開示の構成は、あくまでウエハ処理面のセット方法を変えることにより気泡付着を回避する技術であり、気泡そのものに着目して、気泡の解消等を直接的に行う処理技術ではない。
【００２４】
そこで、本発明者は、発生する気泡の処理をそのままにして気泡付着を回避するのではなく、めっき液中の気泡そのものの解消、排除に努める技術の開発が必要であると考えた。
【００２５】
すなわち、めっき液中に発生する気泡の除去、あるいは、発生した気泡をめっき噴流液と共にめっき装置外に効果的に排出する技術が開発できれば、気泡付着の問題点をより十分に解消できるものと考えた。
【００２６】
一方、特許文献２に開示の構成は、めっき対象がＩＣパッケージ用基板であり、且つ、静置めっき液中に基板等のめっき処理対象を浸漬する方式のめっき装置に関するものであり、噴流式めっき装置における場合とは気泡の混入率は格段に異なるものである。かかるラック式めっき装置における構成をそのまま適用することはできない。
【００２７】
また、噴流式めっき装置においても、他の装置同様にその小型化が求められている。現行の装置構成では、複数の噴流式めっき装置を平面配置して、必要枚数のウエハのめっき処理を平行処理できる構成を採用しているが、より省スペース化が図れる装置構成が望まれる。装置構成の拡大が必要となる超音波発生槽の併置構成は、かかる観点からは採用し難い。
【００２８】
本発明は、噴流方式のめっき処理において、めっき処理面への気泡の付着を防止することにある。
【００２９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００３１】
すなわち、本発明では、噴流式めっき処理において、ウエハの処理面に向けて噴流するめっき液に超音波を照射する構成を有する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００３３】
図１は、本発明で使用する噴流式めっき装置の全体構成の一例を模式的に示す断面説明図である。図２は、超音波振動子の設置状況をより詳細に示す部分断面図である。
【００３４】
噴流式めっき装置Ａには、図１に示すように、ウエハＷ等の被めっき処理物を保持するホルダ１０と、ホルダ１０に保持された被めっき処理物に向けてめっき液が噴流するめっき処理カップ２０とが設けられている。めっき処理カップ２０は、噴流ポンプ３０側と配管接続され、噴流ポンプ３０側はめっき貯蔵タンク４０と配管接続されている。
【００３５】
めっき処理カップ２０は、上方に被めっき処理物のめっき処理面にほぼ合わせた大きさの開口部を有し、下方に、噴流ポンプ３０側に通じる配管が設けられている。かかる配管から、噴流ポンプ３０によりめっき液が開口部に向けて噴流させられるようになっている。
【００３６】
めっき処理カップ２０は、めっき貯蔵タンク４０に配管接続された外方容器５０内に、図１に示すように、二重容器状態に格納されている。めっき処理カップ２０の開口部の周縁部２１とホルダ１０との間には、隙間Ｓが形成され、かかる隙間Ｓが外方容器５０内に連通させられている。
【００３７】
めっき貯蔵タンク４０内のめっき液は、図１の矢印に示すように、噴流ポンプ３０により、めっき処理カップ２０の開口部に向けて噴流させられる。噴流しためっき液は、ホルダ１０に保持されたウエハＷ等の被めっき処理物のめっき処理面に当たり、さらにめっき処理カップ２０の開口部の周縁部２１とホルダ１０との間の隙間Ｓを通って、外方容器５０内に流れる。
【００３８】
外方容器５０内に流れためっき液は、図中の矢印に示すように、めっき貯蔵タンク４０内に戻る。噴流式めっき装置Ａでは、このように、噴流ポンプ３０を介して、めっき液がめっき処理カップ２０、めっき貯蔵タンク４０内を繰り返し循環している。
【００３９】
尚、図示はしないが、噴流式めっき装置Ａには、温度調節装置が設けられ、めっき液を所要の温度に維持して、良好なめっきが行えるようになっている。
【００４０】
一方、かかる構成の噴流式めっき装置Ａでは、めっき処理カップ２０の上方に対向配置されたホルダ１０に、トップリング１２が設けられている。トップリング１２は、ウエハＷ等の被めっき処理物をめっき処理カップ２０の開口部上方の所定高さにセットするセッティング用挿通孔１１を中央に設けたリング状に形成されている。
【００４１】
また、トップリング１２の裏面側には、ウエハＷ等の被めっき処理物を支持する支持部１３が設けられている。支持部１３は、その一部がセッティング用挿通孔１１の周縁に沿って内側に迫り出して設けられている。本実施の形態では、かかる支持部１３は、カソード１３ａの一部を平らに突出させて構成されている。
【００４２】
そこで、セッティング用挿通孔１１内に、支持部１３に当接するまで被めっき処理物を落としこむことにより、被めっき処理物のめっき処理面が、めっき処理カップ２０の開口部の所定高さにセットされることとなる。
【００４３】
例えば、被めっき処理物としてウエハＷを想定すれば、ウエハＷの周縁部を予めレジスト剥離しておき、その状態で、上記セッティング用挿通孔１１内にウエハＷを挿入してセットする。セットした状態では、レジスト剥離がなされたウエハ周縁部が支持部１３としてのカソード１３ａと接触することとなり、電解めっきによりこれから形成するバンプ電極の下地の配線層との電気的接続が確保されることとなる。
【００４４】
このようにしてウエハＷは、セッティング用挿通孔１１内に入れられ、その周縁部がカソード１３ａに接触した状態で、ウエハＷ上には、押え１４が載せられる。押え１４の裏面側周縁部には、押圧用凸部１４ａが設けられ、ウエハＷとカソード１３ａとの接続部を所定の圧力で押え付けて電気的接続が緩まないようになっている。
【００４５】
さらに、押え１４の裏面側には、図１、２に示すように、超音波振動子６０が設けられ、押え１４をウエハＷ上に載せた状態で、超音波振動子６０がウエハＷの背面に当接することができるようになっている。また、かかる超音波振動子６０は、電源６１に接続され、所定の周波数の超音波を発振することができるように構成されている。
【００４６】
超音波振動子６０は、押え１４との間にばね等の伸縮部材を介在させて、ウエハＷの裏面にウエハの反りを発生させない範囲で付勢を付けて押し付けることができるようにしても構わない。
【００４７】
かかる構成の超音波振動子６０により、めっき処理中に、ウエハＷは超音波振動により加震され、めっき液中に超音波が伝えられる。
【００４８】
また、めっき処理カップ２０内には、図１、２に示すように、アノード１５が設けられている。アノード１５は、例えば、白金をメッシュ状に形成する等して形成しておけばよい。
【００４９】
かかる構成の噴流式めっき装置Ａを用いて、半導体装置を製造する方法について、以下説明する。以下の説明においては、ＬＣＤドライバを半導体装置の一例として取り上げるが、しかし、本発明に係る噴流式めっき装置の適用は、かかるＬＣＤドライバに限定するものではなく、ＬＣＤドライバ以外の構成を有する半導体装置にも適用できることは言うまでもない。
【００５０】
先ず、ウエハプロセスにおいて、表面が鏡面研磨されたウエハＷの主面上に、液晶表示装置の駆動に必要な素子、およびＬＣＤ（  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）のセルアレイの各画素に電圧供給を行い液晶分子の向きを制御するドライバ回路を設けて、多数の半導体チップ７０を作り込む。ウエハ状態でのかかる様子を、図３（ａ）に示した。
【００５１】
図３（ａ）に模式的に示す構成では、個々の半導体チップ７０は、ドライバ回路として、ゲート駆動回路、ソース駆動回路、液晶駆動回路、グラフッイクＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、周辺回路が作り込まれている。さらに、個々の半導体チップ７０の周縁域には、複数のパッド７１が設けられている。
【００５２】
このように形成された半導体チップ７０のパッド７１上に、めっき工程により、ＦＣ（フリップ・チップ）用のバンプ電極７２が、図３（ｂ）に模式的に示すように形成される。
【００５３】
かかるバンプ電極７２は、図３（ａ）で示すように所定のパッド７１が形成された段階で、ウエハＷごと一括して前記説明の噴流式めっき装置Ａを用いて電解めっきにより形成される。かかる電解めっきは、図４に示すフローに従って行われる。尚、図４では、説明のため、めっき工程の前後のステップをも示している。
【００５４】
図４のめっき工程に入る前には、ウエハＷ上には、前述の通り、ウエハ状態で必要な素子、ドライバ回路、パッド７１がそれぞれ形成され、その上にパッシベーション膜が設けられる。かかるパッシベーション膜にフォトレジスト膜を塗布し、露光、現像によりパッシベーション膜上にパッド７１上に通じる開口部を形成する。
【００５５】
この開口されたパッド７１上に、図４のフローに示すように、ＵＢＭ膜（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ，金属下地膜）をステップＳ１０でスパッタにより形成する。
【００５６】
その後、パッド７１上に対応した部分に電解めっきによりバンプ電極７２を形成するためのめっき用マスクを形成する。めっき用マスクは、図４のフローに示すように、ステップＳ２０、Ｓ３０においてＵＢＭ膜上にフォトレジスト用の感光性樹脂を塗布し、所定温度でベーク後、所望のマスクパターンを用いて露光させて樹脂感光を行えばよい。
【００５７】
ステップＳ４０で感光後の現像を行い、さらに、ステップＳ５０で処理面のレジスト膜の残りを除去するためにプラズマ等のドライエッチングを利用してアッシングを行う。
【００５８】
このようにしてめっき処理面の不要なレジスト残りを十分に除去した状態で、めっき工程Ｓ１００に移行する。めっき工程Ｓ１００における一連のステップは、図４のフローでは、四角の大枠で囲んで示した。
【００５９】
めっき工程Ｓ１００では、図４のフローに示すように、めっき付着が良好となるように、めっき前水洗ステップＳ１１０により、ウエハ表面を純水で濡らし、めっき処理面の濡れ性を確保する。例えば、５リットル／分の流量の水で洗浄を行う。
【００６０】
このようにして水で濡れたままのウエハＷは、ロボットにより前記説明の噴流式めっき装置Ａまで搬送される。搬送されたウエハＷは、その裏面が吸着保持された状態で、噴流式めっき装置Ａのセッテイング用挿通孔１１内に挿入される。支持部１３にウエハＷが支持された状態で吸着が解除され、ウエハ裏面側には上から押え１４が被せられる。
【００６１】
押え１４の内側、すなわち、ウエハＷの裏面の相対する側には、超音波振動子６０が設けられ、押え１４をウエハＷの裏面に圧接した状態で、超音波振動子６０がウエハＷの裏面に当接させられるようになっている。
【００６２】
当接させられた状態では、ウエハＷの周縁域のレジストが剥離されて露出しているＵＢＭが、支持部１３を兼ねているカソード１３ａと電気的に接続されることとなる。
【００６３】
この状態で、ステップＳ１２０のめっき前フラッシングステップで、ウエハＷのめっき処理カップ２０に対向して下方を向けためっき処理面に、めっき液を噴流させる。かかるステップは、あくまで、めっき処理面の気泡を除去することを目的として行うもので、例えば、電解めっき時のめっき流量より多い流量のめっき液を噴き付ける。例えば、２０リットル／分の流量のめっき液を、２分程度噴き付ける。
【００６４】
しかし、かかるめっき前フラッシングステップＳ１２０は、前記説明の噴流式めっき装置Ａでは、超音波により噴流めっき中の気泡の消泡、あるいは、発生した気泡をめっき処理カップ２０内から外方容器５０側に逃げやすくすることにより、気泡付着を十分に抑制することができるので、めっき前フラッシングステップの省略、あるいは、めっき前フラッシング時間の短縮を行うこともできる。
【００６５】
上記めっき前フラッシング時間は、超音波による気泡処理を行わない場合は約１０分程度必要とされていたが、超音波処理を用いることにより上記の如く１／５の２分に時間短縮が可能となった。
【００６６】
また、図４に示すフローでは、めっき前フラッシング処理を残した工程を示しているが、上記の如く、めっき前フラッシング処理を省く構成も可能となる。めっき前フラッシング処理を行う場合には、フラッシング用のめっき液を気泡除去の目的で勢い良く噴き付けることができるようにウエハＷのめっき処理面とめっき処理カップ２０側との間隔をある程度確保するように構成していた。
【００６７】
しかし、かかるめっき前フラッシング処理を省く構成では、めっき処理カップ２０とウエハＷのめっき処理面との間を、これまでよりも短く設定することが可能となる。すなわち、その分、噴流式めっき装置の高さ方向のダウンサイズ化を積極的に図ることができる。そこで、例えば、これまでは複数の噴流式めっき装置を平面配置していた構成を、縦方向に多段に配置する構成も採用することができ、省スペース化を促進することができる。
【００６８】
ステップＳ１２０の終了後は、ステップＳ１３０により電解めっきによる金めっきを施すこととなる。ウエハＷの金めっきは、ウエハ周縁部のレジスト剥離により露出したＵＢＭ膜を支持部１３を兼ねるカソード１３ａに電気的に接続させた状態で、電解めっきにより行われる。図示はしないが、カソード１３ａと、アノード１５は電源を介して接続され、めっき液を介して通電したＵＢＭ上に金めっきを形成することとなる。めっき流量は、例えば、１０リットル／分程度で、液温は約６０℃に設定しておけばよい。因みに、金めっき液の組成としては、例えば、亜硫酸金ナトリウム（Ｎａ３Ａｕ（ＳＯ３）２）溶液を用いればよい。
【００６９】
かかるめっき処理中は、図５にめっき処理のウエハの状況を模式的に示すように、ウエハ裏面に当接させた超音波振動子６０により、ウエハＷは微細な振動が与えられることとなる。そのため、めっき処理部の狭小凹部に付着した気泡は、かかる振動により剥がれやすくなる。
【００７０】
また、ウエハＷを通して、超音波振動は噴流めっき液中にも伝わり、超音波照射に特有のキャビテーションバブルが形成され、かかるキャビテーションバブルの崩壊によるエネルギーで噴流中に巻き込まれていた気泡が破壊されて消泡される。かかるキャビテーションバブルの崩壊による消泡は、狭小凹部に入り込んだ気泡についても行われる。
【００７１】
かかるキャビテーション効果は、上記消泡以外に、付着している気泡の脱離も促進する。超音波振動によりめっき噴流自体が振動され、めっき処理面の狭小な凹部においてもめっき液の入れ換えが促進される。
【００７２】
従って、かかるキャビテーション効果が望めない場合に比べて、狭小凹部でのめっき液の攪拌、入れ換えが円滑に行われ、狭小凹部における金イオンが十分に補給されることとなり、気泡付着の抑制と併せて、円滑なめっき成長が確保されることとなる。
【００７３】
尚、図５は、めっき処理面におけるめっき液、気泡等の上記説明の状況を、あくまで分かりやすく示すために、バンプ形成用の凹部７３のみを模式的に拡大して示した説明図であり、めっき時における精密な状況を詳細に再現するものではない。
【００７４】
ウエハＷの裏面に当接させられた超音波振動子６０は、電源６１に接続され、めっき処理中は適宜選択された周波数で、例えば、数十〜数百ｋＨｚの超音波が発振される。
【００７５】
図５は、ウエハＷのバンプ電極形成用の凹部７３ａ（７３）で、一旦付着した気泡Ｂがキャビテーション効果により太い矢印方向に剥離、解離しようとしている様子を示している。かかる気泡Ｂの剥離現象は、凹部７３ａ（７３）に限定されるものではなく、凹部７３全体に亙って確認されるものである。
【００７６】
一方、キャビテーション効果による気泡Ｂがはじける消泡現象を、凹部７３ｂ（７３）近傍に図中Ｃで示した。かかる気泡Ｂの消泡現象は、図中に示される位置でのみ起こるものではなく、ウエハＷのめっき処理面に対応する全域で起こり得るものである。
【００７７】
また、凹部７３ｃ（７３）では、キャビテーション効果によりめっき液の攪拌が進み、金イオンが円滑に供給される様子を示した。キャビテーション効果による攪拌が行われない場合には、狭小凹部ではめっき成長により金イオン濃度が低下しためっき液が、場合によっては、狭小凹部内で渦のように巡回することとなる。そのため、めっき成長に必要な濃度の金イオンを含有しためっき液が狭小凹部内に入り難く、狭小凹部内でのめっき液の交換が円滑に進まない。
【００７８】
しかし、超音波振動子６０を上記のように設けることで、狭小凹部等のめっき析出部近傍でのめっき液の攪拌が効率よく行われるため、めっき膜の均一成長、すなわち膜厚の均一性の向上が図れる。めっき液の入れ換えが十分に行われるので、めっき成長の速度向上も図ることができる。
【００７９】
また、めっき液の交換が円滑に進められる分、供給するめっき液量を少なくすることができ、噴流式めっき装置稼働コスト、さらには半導体装置の製造コストの低減を図ることもできる。
【００８０】
このようにウエハＷの裏面に超音波振動子６０を当接させながらめっき処理を行うことにより、上記説明のように、気泡によるめっき障害を十分に抑制することができる。
【００８１】
かかる超音波振動子６０を設けない構成では、例えば、図６に示すように、気泡Ｂが凹部７３に付着した状態で噴流式めっき処理が行われ、その結果、無めっき部分、あるいは、めっき付着面積が少ないめっき折れの危険があるバンプ電極が形成されることとなる。
【００８２】
また、図６に示すような状態で電解めっきを行うと、図７に示すように、めっき膜Ｄが形成された状態で、残留気泡があった箇所にはめっき欠陥Ｅが発生することとなる。めっき液中に巻き込まれた気泡Ｂを積極的に破壊して消泡することができないため、噴流中に巻き込まれた気泡Ｂは、凹部７３内でのめっき液の入れ換えに際して、凹部７３内に気泡が引き込まれて、気泡Ｂの付着が起きる可能性が高い。
【００８３】
かかる障害は、めっき処理中にウエハＷの裏面に超音波振動子６０を当接させておくことにより、簡単に除去することができる。
【００８４】
このようにして気泡付着を十分に抑制した状態でめっき処理を行った後は、図４のフローに示すように、ステップＳ１４０のめっき後水洗ステップで、ウエハＷに付着しためっき液を純水で洗浄する。
【００８５】
水洗後は、ステップＳ１５０に従って、例えばウエハＷを高速回転させるスピン乾燥方等を用いてウエハＷの乾燥を行う。
【００８６】
その後は、レジスト除去ステップＳ６０で、めっき用マスクとして使用していたフォトレジストをアッシング等で処理し、さらに、ステップＳ７０で不要箇所のＵＢＭ膜もエッチング処理で除去すればよい。このようにして所要のバンプ電極７２が形成された半導体チップ７０が、図３（ｂ）に示すように、ウエハＷ上に形成されることとなる。
【００８７】
ウエハＷ上に多数取りに構成された半導体チップ７０は、その後、ダイシングにより個片化され、液晶表示機構の互いに交差する方向に設けられるゲート線群と、ドレイン線群との電圧切替え制御を行う細長矩形形状に形成されたＬＣＤドライバ７０ａとなる。
【００８８】
ＬＣＤドライバ７０ａには、図８に示すように、液晶表示画面の画素数に対応したゲート線群、ドレイン線群を構成する多数の線数に対応したバンプ電極７２が、ＬＣＤドライバ７０ａの矩形面の長辺側、短辺側の周縁に沿って多数設けられている。
【００８９】
このようにして形成されたＬＣＤドライバ７０ａは、バンプ電極７２を用いて、実装基板側の電極に、フリップチップボンダにより面実装することができる。上方に向けた実装側基板の電極上に、ＬＣＤドライバ７０ａ側のバンプ電極７２を下方に向けて相対させ、その状態で、両者の間に異方性導電膜を介在させて、所定圧力でＬＣＤドライバ７０ａを圧着させればよい。
【００９０】
圧着に際しては、異方性導電膜中の導電性粒子が両電極の間で、潰される程度に圧力を掛けて行えばよい。液晶基板では、例えば、実装側基板として、ガラス基板等を想定すればよい。
【００９１】
ＬＣＤには、種々の形式のものが開発されているが、代表的なＴＦＴ（  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ）液晶ディスプレイでは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、内側に配向膜（図示省略）を設けた２枚のガラス基板８１ａ、８１ｂを、配向膜同士を相対させた状態で、その間にＳＴＮ液晶８２を挟んで液晶パネル８０が構成されている。
【００９２】
液晶パネル８０の一方のガラス基板８１ｂには、ガラス基板８１ｂの板面方向に沿って互いに交差するＸ電極線、Ｙ電極線がそれぞれ複数本設けられ、一方のＸ電極線がゲート線（データ信号線とも云う）に、他方のＹ電極線がドレイン線（アドレス線とも云う）に形成され、他方のガラス基板８１ａが共通電極に形成されている。
【００９３】
両複数本のＸ電極線、Ｙ電極線の各々の交差位置に対応してアドレスが指定された画素が設定され、個々の画素に対応してＴＦＴアクティブ素子が設けられている。モノクロディスプレイでは、画素数は、Ｘ電極線の本数とＹ電極線の本数を掛け合わせた数となる。カラーディスプレイでは、各々の画素が、赤、青、黄色の三原色表示用のサブ画素にさらに分かれ、併せてＸ電極線の数も３倍となるため、画素数はモノクロディスプレイの場合の３倍となる。
【００９４】
このようにＸ電極線群と、Ｙ電極線群との交差域で画素を決めるマトリックス表示方式では、Ｙ電極線により特定されたアドレスにＸ電極線から送られた映像データを、ＴＦＴアクティブ素子を介して取り込み、各々の画素に映像データの書込を行う。ＴＦＴアクティブ素子で取り込まれた映像データは、各々の画素に設けた蓄積キャパシタに充放電電荷として蓄えられ、この電荷により映像表示を行う。
【００９５】
かかる構成の液晶パネル８０では、図９（ａ）に示すように、ガラス基板８１ｂがガラス基板８１ａより大きく形成されており、ガラス基板８１ａの二方の周縁に沿って、マトリックス表示に必要な上記Ｘ電極線群、Ｙ電極線群の線数に合わせて、Ｘ電極線用、すなわちゲート線用にＬＣＤドライバ７０ａが、Ｙ電極線、すなわちドレイン線用にＬＣＤドライバ７０ｂが、それぞれ必要な数ＣＯＧ実装形式で設けられている。
【００９６】
図９（ｂ）に示すように、ガラス基板８１ａ、８１ｂの間にシール部８３により封止されたＳＴＮ液晶８２が封入されている。かかる液晶ディスプレイ側からは、入力側基板配線８４が延ばされて外部端子が形成され、かかる外部端子とＬＣＤドライバ７０ａのバンプ電極７２の一方がフリップチップ方式で、異方性導電膜７４を介在させて実装されている。
【００９７】
ＬＣＤドライバ７０ａの他方のバンプ電極７２は、図９（ｂ）に示すように、出力側基板配線８５に、異方性導電膜７４を介してフリップチップ方式で実装され、出力側基板配線８５が異方性導電膜７４を介在させてプリント基板などの外部回路８６に接続されている。かかる構成は、ＬＣＤドライバ７０ｂにおいても同様である。
【００９８】
外部回路８６から映像データが出力側基板配線８５を通してＬＣＤドライバ７０ａ、入力側基板配線８４を通して所定アドレスにＸ電極線を通して送られることとなる。同様に、ＬＣＤドライバ７０ｂによりＹ電極線による画素の書込などのアドレス指定がなされる。このようにして、ＬＣＤドライバ７０ａ、７０ｂにより、Ｘ電極線を介しての所要アドレスの画素における電圧制御が行われる。
【００９９】
図１０には、フィルムなどフレキシブル素材上に液晶パネルに必要な周辺回路を設けて、かかるフィルム上に前記構成の電極表面の平坦度を向上させたバンプ電極７２を有するＬＣＤドライバ７０ａを実装した構成を示す。
【０１００】
フィルム８７上には、周辺回路がプリントされ、これに通じる配線電極８８、８９が、それぞれ異方性導電膜７４を介在させて、ガラス基板８１ｂ上の透明な入力側基板配線８４、ＬＣＤドライバ７０ａのバンプ電極７２に接続されている。このようにＬＣＤにおける分野のＣＯＦ実装方式でも本発明は有効に適用することができる。
【０１０１】
かかるＣＯＦ実装においても、前述の如く、バンプ電極７２の平坦化により導電性粒子との接触面積の増加により、ＬＣＤモジュールの信頼性が向上する。
【０１０２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態１に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態１の説明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１０３】
例えば、上記説明では、ＬＣＤドライバを例に挙げて説明したが、本発明は、ＬＣＤドライバ以外でも、異方性導電膜を介在させてフェイスダウン実装によりバンプ電極を実装基板側電極等の相手側電極と電気的に接続させる構成の半導体装置に適用しても構わない。
【０１０４】
尚、上記説明のＬＣＤドライバ７０ａでは、例えば、図８に示すように、バンプ電極７２を周辺配置にした構成を示したが、例えば、図３（ａ）に示す構成のパッド７１の配置から、図示はしないが、樹脂封止をウエハ状態で行い、さらに再配線を行って、バンプ電極を周辺域に過密に設けるのではなく、中央側にも設けるようにして、ＷＰＰ（ウエハ・プロセス・パッケージ）に基づく構成にしても構わない。
【０１０５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、前記実施の形態とは異なり、超音波振動子６０が、めっき処理カップ２０内に設けられている。
【０１０６】
図１１に示す構成では、超音波振動子６０がアノード１５に設けられている。超音波振動子６０をアノード１５に設けることにより、アノード１５の下方から噴き上げてくるめっき液に超音波を照射させることになる。超音波照射に基づくキャビテーション効果により、噴流ポンプ３０で巻き込まれた気泡が破壊され、かかる構成を有しない場合に比べて、噴流めっき液中の気泡を十分に抑制することができる。
【０１０７】
また、アノード１５の位置は、ウエハＷのめっき処理面と近くに相対して設けられているため、上記キャビテーション効果は、めっき処理面に形成されたバンプ形成用の微細な狭小凹部にまで作用し、かかる凹部に滞留している気泡の破壊をも促進することができる。
【０１０８】
超音波振動子６０によりめっき液が振動され、かかる振動付与がなされない場合に比べてめっき液の攪拌が十分に行われ、上記微細な狭小凹部におけるめっき液の入れ換えも促進される。かかる入れ換えが十分に行われない場合とは異なり、所望のめっきに必要な金属イオン濃度を十分に確保することができ、金属イオン濃度のバラツキに基づくめっき成長のバラツキを防止することもできる。
【０１０９】
図１２（ａ）に示す場合には、超音波振動子６０を、めっき処理カップ２０内に設けた支持部材６２上に設けた構成を示している。支持部材６２は略筒状に形成され、噴流ポンプ３０からめっき処理カップ２０内に通じる配管２２の開口部に近づけて設けられている。配管２２を通して上昇してきためっき液は、全て、この筒状の支持部材６２内を通過して、めっき処理カップ２０内に噴流して行くこととなる。
【０１１０】
かかる構成の支持部材６２の天端上に超音波振動子６０を設けておけば、図１１に示す構成とは異なり、噴流するめっき液が拡散する前に、超音波照射が行えるため、より効果的にキャビテーション効果による気泡の破壊を行うことができる。
【０１１１】
また、かかる構成では、支持部材６２の天端位置を、アノード１５より低く、且つ、配管開口部２２ａより高く設定して、超音波振動子６０のキャビテーション効果が、ウエハＷのウエハ処理面にも及ぶように配慮されている。
【０１１２】
図１２（ｂ）に示す構成では、めっき処理カップ２０のカップ内周縁に沿って、超音波振動子６０を設けた場合を示している。かかる位置は、下方から上昇してきた噴流めっきが、ウエハのめっき処理面に当たって分かれ、分かれためっき流が、外方容器５０内に溢流する流れの下方近くに相当する。
【０１１３】
これまでの噴流式めっき装置の構成では、分かれためっき流は、ホルダ１０とめっき処理カップ２０上端との間の隙間Ｓを通って外方容器５０内に流れるが、めっき処理２０内に発生する乱流の影響により狭い隙間Ｓを通して外方容器５０内へのめっき液の流れがスムーズに行われない場合が見られた。そのため、めっき流内に巻き込まれた気泡がこの流れとともに外方容器５０内へ逃げ難かった。
【０１１４】
しかし、図１２（ｂ）に示す位置に、超音波振動子６０を設ける構成を採用することにより、外方容器５０内に流れるめっき流を円滑にすることができ、めっき流中の気泡も、円滑に外方容器５０内に逃がすことができることが確認された。
【０１１５】
超音波振動子６０の設置箇所は、図１２（ｂ）に示す以外でもよい。要は、めっき処理カップ２０内に発生する乱流によりめっき液の外方容器側への流れが円滑に行われない状況が解消するように、例えば、ウエハ外周縁側に相当する位置に設けるようにすればよい。
【０１１６】
また、超音波振動子６０に基づく上記効果は、ウエハ径が大きくなる程より有効に効くとも言える。それは、噴流式めっき処理の方法では、めっき液中に混在した気泡は、ウエハの外周側程付着し易い傾向がある。そのため、大径になればなる程、例えば、現行の主流のφ２００ｍｍウエハから、将来的に広く採用されるφ３００ｍｍウエハにおいては、ウエハ外周側での気泡付着は、現行よりも多くなることが予想されるが、かかる大径ウエハの気泡付着抑制には、図１２（ｂ）に示す配置構成の採用はより有効と言える。
【０１１７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１１８】
例えば、前記実施の形態の説明では、超音波振動子を、ウエハ押え裏面に、あるいは、カップ処理内にそれぞれ各別に設けた場合について説明したが、超音波振動子をウエハ裏面とめっき処理カップ処理内の双方に設けるようにしてもよいことは言うまでもない。
【０１１９】
また、前記実施の形態の説明では、超音波振動子の設置場所として、めっき処理が行われる領域内に設ける構成を示したが、併せて、例えば、気泡がめっき液内に巻き込まれる噴流ポンプとめっき処理カップ間の配管内のめっき流に超音波照射できる位置に設けるようにしても構わない。
【０１２０】
めっき液貯蔵タンクおよび、めっき液貯蔵タンク内に通じる、あるいは、めっき液貯蔵タンクから噴流ポンプへ通じる配管内のめっき液に、超音波照射が行えるように設けても構わない。
【０１２１】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【０１２２】
すなわち、噴流式めっき方式に基づくめっき処理の残留気泡障害を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法で使用する噴流式めっき装置の全体構成の一例を示す断面図である。
【図２】超音波振動子の設置状況をより詳細に示す要部断面拡大図である。
【図３】（ａ）はウエハプロセスにおける半導体チップのパッドの形成状況をウエハ状態で模式的に示す平面説明図であり、（ｂ）はウエハプロセスにおける半導体チップのバンプ電極の形成状況をウエハ状態で模式的に示す平面説明図である。
【図４】めっき工程の処理ステップを示すフロー図である。
【図５】噴流式めっき方法における超音波振動子による気泡障害の除去効果を示す説明図である。
【図６】超音波振動子を設けない構成におけるめっき時の残留気泡の影響を模式的に示す説明図である。
【図７】超音波振動子を設けない構成におけるめっき時の残留気泡の影響を模式的に示す説明図である。
【図８】ウエハ状態から個片化された状況でのＬＣＤドライバにおけるバンプ電極の配列状況を示す平面図である。
【図９】（ａ）液晶パネルを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＬＣＤドライバの接続状況を模式的に示す要部断面図である。
【図１０】液晶ディスプレイにおいてＬＣＤドライバをＣＯＦ実装方式で実装した様子を模式的に示す要部断面図である。
【図１１】超音波振動子をアノードに設けた構成を示す噴流式めっき装置の要部断面説明図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、超音波振動子をめっき処理カップ内に設けた構成の噴流式めっき装置の変形例を示す要部断面説明図である。
【符号の説明】
１０      ホルダ
１１      セッティング用挿通孔
１２      トップリング
１３      支持部
１３ａ    カソード
１４      押え
１４ａ    押圧用凸部
１５      アノード
２０      めっき処理カップ
２１      周縁部
２２      配管
２２ａ    配管開口部
３０      噴流ポンプ
４０      めっき貯蔵タンク
５０      外方容器
６０      超音波振動子
６１      電源
６２      支持部材
７０      半導体チップ
７０ａ    ＬＣＤドライバ
７０ｂ    ＬＣＤドライバ
７１      パッド
７２      バンプ電極
７３      凹部
７３ａ    凹部
７３ｂ    凹部
７３ｃ    凹部
７４      異方性導電膜
８０      液晶パネル
８１ａ    ガラス基板
８１ｂ    ガラス基板
８２      ＳＴＮ液晶
８３      シール部
８４      入力側基板配線
８５      出力側基板配線
８６      外部回路
８７      フィルム
８８      配線電極
８９      配線電極
Ａ        噴流式めっき装置
Ｂ        気泡
Ｃ        消泡現象
Ｄ        めっき膜
Ｅ        めっき欠陥
Ｓ        隙間
Ｗ        ウエハ
【図１】
2004250747.tif 000003
【図２】
2004250747.tif 000004
【図３】
2004250747.tif 000005
【図４】
2004250747.tif 000006
【図５】
2004250747.tif 000007
【図６】
2004250747.tif 000008
【図７】
2004250747.tif 000009
【図８】
2004250747.tif 000010
【図９】
2004250747.tif 000011
【図１０】
2004250747.tif 000012
【図１１】
2004250747.tif 000013
【図１２】
2004250747.tif 000014