(57)【要約】      （修正有）【課題】めっき液槽内でめっき液中の金属イオン濃度分布が異なってしまうことにより、被めっき材である例えばテープキャリア内でのめっき膜の厚みばらつきが発生することを抑制する。【解決手段】テープキャリア８にめっき法により金属膜を形成するめっき液槽１を備えた半導体装置の製造装置であって、めっき液槽１の底面にめっき槽底面起伏１１を有する。めっき液面底面起伏１１により、めっき液槽１内に圧力分布を設ける事が可能となる。このため、めっき液槽１内のめっき液２が圧力分布により攪拌され、めっき液槽１内のめっき液２の金属イオン分布を均一にすることが可能となる。その結果、金属膜の厚みばらつきを抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状の絶縁性材料にめっき液を流して金属膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記めっき液が流れる底面に起伏を設けることにより、めっき液の圧力を変化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
回路素子と、前記回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板にめっき液を流して前記電極上に金属突起を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記めっき液が流れる底面に起伏を設けることにより、めっき液の圧力を変化させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
テープ状の絶縁性材料にめっき法により金属膜を形成するめっき液槽を備えた半導体装置の製造装置であって、前記めっき液槽の底面に起伏を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
回路素子と、前記回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板の前記電極上にめっき法により金属突起を形成するめっき液槽を備えた半導体装置の製造装置であって、前記めっき液槽の底面に起伏を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項５】
前記回路基板がめっき液表面にて稼働可能とした請求項４記載の半導体装置の製造装置。
【請求項６】
前記金属膜が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕである請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項７】
前記金属突起が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、はんだである請求項２記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記めっき法が電解めっき法である請求項３または４記載の半導体装置の製造装置。
【請求項９】
前記めっき法が無電解めっき法である請求項３または４記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、外部接続端子を形成するための、めっき性質を高める事が可能な半導体装置の製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高集積化、半導体チップの縮小に伴い、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ている。この要求に対応しやすい実装技術として、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）等に利用されるＴＡＢ(Tape Automated Bonding)実装が挙げられる。その他の実装技術としては、また異方性導電膜、すなわちＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)を利用したＣＯＧ(Chip On Glass)、ＣＯＦ(Chip On FilmまたはFlexible)といった実装が知られている。
【０００３】
図６は一般的な、ＴＣＰやＣＯＦに使用されるテープ材料にめっきをする装置の模式的な断面図である。
【０００４】
１はめっきを行うめっき槽、２はめっき用金属イオンが含まれる、めっき液、３はめっき槽内にめっき液を送り込む口、めっき液吐出口、４はめっき槽内からめっき液が排出される、めっき液排出口、５は循環するめっき液のバッファーの役割をする、めっき液プール槽、６はめっき液を循環させるための圧力水頭を生み出す、めっき液循環ポンプ、７はめっき液を循環するための路である、めっき液循環管、８は被めっき材である、テープキャリア、９はテープキャリア１がめっき槽に入る、テープキャリア入口、１０はテープキャリアがめっき槽から出る、テープキャリア出口で構成されている。
【０００５】
次に動作内容について説明をする。
【０００６】
めっき槽１には、めっき液２を入れる、めっき液吐出口３とめっき液２が出ていく、めっき液排出口４が設けられている。めっき液２は、めっき槽１内をめっき液吐出口３からめっき液排出口４方向へ流れていく。めっき液排出口４から排出されためっき液２はめっき液プール槽５に蓄えられる。その後、めっき液２は、めっき液循環ポンプ６によって圧力水頭差が生じ、めっき液プール槽５から出ていき、めっき液循環管７を通ってめっき液吐出口９へ導かれる。
【０００７】
めっき液２は、めっき液プール槽５より出てめっき液循環管７を通り、めっき槽１を通って再びめっき液プール槽５入り、循環している。
【０００８】
また同時に、テープキャリア８がテープキャリア入口９から入り、テープキャリア出口１０の方向に向かい出ていく。
【０００９】
この時、めっき槽１内では、テープキャリア８に金属めっき反応により、金属膜が形成される。
【特許文献１】特開平１０−３３５３７３号公報
【特許文献２】特開平１０―２０４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、半導体製造装置は、めっき槽１内でのめっき液２の流れは一様であり、めっき槽１内では、めっき液２中の金属イオン濃度分布がめっき液吐出口９とめっき液排出口４では異なってしまう。めっき液排出口４に近づくほどめっき液２中の金属イオン濃度は薄くなる、このため、テープキャリア８内でめっき金属膜の厚みばらつきが発生する問題があった。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、上記従来の問題点を解決するもので、めっき液槽内でめっき液中の金属イオン濃度分布が異なってしまうことにより、被めっき材である例えばテープキャリア内でのめっき膜の厚みばらつきが発生することを抑制することが可能な半導体装置の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法は、テープ状の絶縁性材料にめっき液を流して金属膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記めっき液が流れる底面に起伏を設けることにより、めっき液の圧力を変化させる。
【００１３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法は、回路素子と、前記回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板にめっき液を流して前記電極上に金属突起を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記めっき液が流れる底面に起伏を設けることにより、めっき液の圧力を変化させる。
【００１４】
請求項３記載の半導体装置の製造装置は、テープ状の絶縁性材料にめっき法により金属膜を形成するめっき液槽を備えた半導体装置の製造装置であって、前記めっき液槽の底面に起伏を有する。
【００１５】
請求項４記載の半導体装置の製造装置は、回路素子と、前記回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板の前記電極上にめっき法により金属突起を形成するめっき液槽を備えた半導体装置の製造装置であって、前記めっき液槽の底面に起伏を有する。
【００１６】
請求項５記載の半導体装置の製造装置は、請求項４記載の半導体装置の製造装置において、前記回路基板がめっき液表面にて稼働可能とした。
【００１７】
請求項６記載の半導体装置の製造装置は、請求項１記載の半導体装置の製造装置において、前記金属膜が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕである。
【００１８】
請求項７記載の半導体装置の製造装置は、請求項２記載の半導体装置の製造装置において、前記金属突起が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、はんだである。
【００１９】
請求項８記載の半導体装置の製造装置は、請求項３または４記載の半導体装置の製造装置において、前記めっき法が電解めっき法である。
【００２０】
請求項９記載の半導体装置の製造装置は、請求項３または４記載の半導体装置の製造装置において、前記めっき法が無電解めっき法である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法によれば、テープ状の絶縁性材料にめっき液を流して金属膜を形成する工程において、めっき液が流れる底面に起伏を設けることにより、めっき液の圧力を変化させるので、めっき液槽内のめっき液が圧力分布により攪拌され、めっき液槽内のめっき液の金属イオン分布を均一にすることが可能となり、めっき膜の厚みばらつきを抑えることができる。
【００２２】
この発明の請求項２記載の半導体装置の製造方法によれば、回路素子と、回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板にめっき液を流して電極上に金属突起を形成する工程において、めっき液が流れる底面に起伏を設けることにより、めっき液の圧力を変化させるので、めっき液槽内のめっき液が圧力分布により攪拌され、めっき液槽内のめっき液の金属イオン分布を均一にすることが可能となり、めっき膜の厚みばらつきを抑えることができる。
【００２３】
この発明の請求項３記載の半導体装置の製造装置によれば、テープ状の絶縁性材料にめっき法により金属膜を形成するめっき液槽の底面に起伏を有するので、めっき液面底面の起伏により、めっき液槽内に圧力分布を設ける事が可能となる。このため、めっき液槽内のめっき液が圧力分布により攪拌され、めっき液槽内のめっき液の金属イオン分布を均一にすることが可能となる。その結果、金属膜の厚みばらつきを抑えることができる。
【００２４】
この発明の請求項４記載の半導体装置の製造装置によれば、回路素子と、回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板の電極上にめっき法により金属突起を形成するめっき液槽の底面に起伏を有するので、めっき液面底面の起伏により、めっき液槽内に圧力分布を設ける事が可能となる。このため、めっき液槽内のめっき液が圧力分布により攪拌され、めっき液槽内のめっき液の金属イオン分布を均一にすることが可能となる。その結果、金属突起の厚みばらつきを抑えることができる。
【００２５】
請求項５では、回路基板がめっき液表面にて稼働可能としたので、回路基板の稼働の際にめっき液槽の底面の起伏の影響を受けることがない。
【００２６】
請求項６では、金属膜が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕであるテープ状の絶縁材料を得ることができる。
【００２７】
請求項７では、金属突起が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、はんだである回路基板を得ることができる。
【００２８】
請求項８では、電解めっき法により金属膜、金属突起を設けることができる。
【００２９】
請求項９では、無電解めっき法により金属膜、金属突起を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における半導体装置の製造装置の概念図である。
【００３１】
本実施形態では、テープ状の絶縁性材料にめっき法により金属膜を形成するめっき液槽を備え、このめっき液槽の底面に起伏を有する。すなわち、図１において、１はめっきを行うめっき槽、２はめっき用金属イオンが含まれる、めっき液、３はめっき槽内にめっき液を送り込む口、めっき液吐出口、４はめっき槽内からめっき液が排出される、めっき液排出口、５は循環するめっき液のバッファーの役割をする、めっき液プール槽、６はめっき液を循環させるための圧力水頭を生み出す、めっき液循環ポンプ、７はめっき液を循環するための路である、めっき液循環管、８は被めっき材である、テープキャリア、９はテープキャリア１がめっき槽に入る、テープキャリア入口、１０はテープキャリアがめっき槽から出る、テープキャリア出口、１１はめっき槽底面に起伏を持たせるためのめっき槽底面起伏、１２はめっき槽底部起伏で形成される、めっき液通路狭い部、１３はめっき槽底部起伏で形成される、めっき液通路広い部で構成されている。
【００３２】
また、図２は本発明の第１の実施の形態における半導体装置の製造装置において、めっき液の圧力（流速）分布を表した、めっき液圧力（流速）分布図である。図１と符号が同じ部分は説明を省略する。１４は、めっき液の圧力が低く流速が遅い、めっき液流速遅い部、１５は、めっき液の圧力が高く流速が早い、めっき液流速早い部である。
【００３３】
被めっき材である、テープキャリア８は、あらかじめ、めっきを施す部分について選択する為に、フォトマスク法などを用いマスクをしておく。テープキャリア８はめっき槽１内に、テープキャリア入口９から入り、テープキャリア出口１０から出ていく。テープキャリア８がめっき槽１内に滞在するとき、めっき液２により、電解めっき法、もしくは無電解めっき法によりテープキャリア８上に、マスク選択されためっき膜が形成される。めっき槽１内では、めっき液２がめっき液吐出口３から入り、被めっき材にめっき液２中の金属イオンを供給した後、めっき液排出口４から出ていく。その後、めっき液２を貯めておく、めっき液プール槽５に入る。再びめっき液循環ポンプ６により、めっき液循環管７を通り、めっき液吐出口３へ導かれる。
【００３４】
めっき液２がめっき槽１内を通る時、めっき液底面に設けられた、めっき底面起伏１１によりめっき液２が通る部分の断面積が変化するため、めっき槽１内において、液圧力に差が生じる。圧力差により、めっき液２の流速に差が生じ、図２で示すめっき液流速分布図の様に、めっき液通路狭い部１２では、めっき液２の流速が早くなり、また、めっき液通路広い部１３では、めっき液２の流速が遅くなる。めっき槽１内において、めっき槽底面起伏１１を設ける事により、積極的にめっき液２の流速を変化させることによって、めっき槽１内のめっき液２を新たなる動力を使わずに攪拌することが可能になる。めっき液２を攪拌する事によりめっき液２内の金属イオンをめっき槽内で均一にすることが可能となり、被めっき材である、テープキャリア８上に形成されるめっき膜の厚みばらつきを均一にすることが可能となる。
【００３５】
めっき槽１内において、めっき液２を別の動力を用いて攪拌する手法を加えると、めっき槽１内のめっき液２はさらに攪拌される。例えば、めっき槽２に超音波振動を加える手法や、テープキャリア８付近に超音波振動機を備え付ける手法がある。また、テープキャリア８の近傍に攪拌棒を備え付け、テープキャリア８付近で動かす手法も有効である。
【００３６】
めっき槽１内のめっき底面起伏１１によって形成される、めっき液通路狭い部１２と、めっき液通路広い部１３の寸法については、流体のエネルギー方程式はベルヌーイの式（数１）により表すことができる。
【００３７】
【数１】
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めっき槽１の幅を５０ｃｍとした場合、めっき液通路狭い部１２と、めっき液通路広い部１３の深さはそれぞれ、４０ｃｍ、８０ｃｍにする事により、めっき液２の流速は約２：１となり、めっき槽１内のめっき液２は攪拌が可能となる。
【００３８】
なお、金属配線材料として、例えばＣｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕが用いられる。
【００３９】
この発明の第２の実施の形態を図３〜図５に基づいて説明する。図３は本発明の第２の実施の形態における半導体装置の製造装置の概念図である。図１と符号が同じ部分は説明を省略する。
【００４０】
本実施形態では、回路素子と、回路素子と外部回路を結ぶための電極とを形成した回路基板の電極上にめっき法により金属突起を形成するめっき液槽を備え、このめっき液槽の底面に起伏を有する。すなわち、図３において、１６は回路素子が形成されている、回路基板すなわちウェーハにめっきするための、めっきカップ（めっき液槽）、１７はめっき液をめっきカップ内に送り込む、めっきカップ吐出口、１８はウェーハに当たった後めっき液をめっきカップの外に排出する、めっきカップ排出口、１９はウェーハを支持する、支持面、２０は電解めっきにおいて、金属膜（金属突起）が形成されるカソード電極となる、ウェーハ、２１は電解めっきを行う時のアノード電極、２２はめっきカップ内底面に起伏を持たせる、めっきカップ底面起伏である。
【００４１】
また、図４は本発明の第２の実施の形態における半導体装置の製造装置において、めっき液の圧力分布を表した、めっき液圧力分布図である。図１、図２、図３と符号が同じ部分は説明を省略する。
【００４２】
また、図５は本発明の第２の実施の形態における半導体装置の製造装置において、被めっき材であるウェーハの移動の軌跡を示したものである。図１、図２、図３、図４と符号が同じ部分は説明を省略する。
【００４３】
２３は、ウェーハの移動の様子を表す、ウェーハの移動軌跡である。
めっき液２は、めっきカップ吐出口１７よりめっきカップ１６内に吐出される。その後ウェーハ支持面１９に当たり、めっきカップ排出口１８からめっきカップ１６の外に排出される。ウェーハ支持面１９の一部はウェーハ２０の面となっている。ウェーハ２０は予め、めっきを形成する部分を選択するために、フォトマスク法などを用いマスクをしておく。ウェーハ２０に当たっためっき液２は、カソード電極となっているウェーハ２０とめっきカップ１６中のアノード電極２１により、カソード電極であるウェーハ２０のめっき選択部分にめっき膜が電解めっきにより形成される。また、無電解めっき法の場合は、アノード電極２１は必要無い。
【００４４】
カソード電極であるウェーハ２０付近にてめっき膜が電解めっきにより形成される時、めっきカップ吐出口１７に近い部分は、めっき液中の金属イオン濃度は高く、めっきカップ排出口１８付近は、金属イオンは消費されるので、金属イオン濃度が低くなっている。その為、ウェーハ２０の周辺部と中央部とでは、めっき膜厚の差が発生する。めっきカップ１６底面にめっきカップ底面起伏２２を設けることにより、めっきカップ１６内にめっき液２の圧力差が発生する。圧力差が発生することにより、めっきカップ１６内のめっき液２は攪拌される。攪拌される事により、めっきカップ１６内のめっき液２の金属イオン濃度は均一になる。
【００４５】
さらに、図５に示す様に、ウェーハ２０をウェーハ支持面１９内で移動させながら、めっきをする事により、めっきカップ１６内のめっき液２中の金属イオン濃度の濃淡の差に関わらず、均一にめっき液をウェーハ２０にめっき液２をあてる事が可能となる。
【００４６】
なお、金属突起として、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、はんだが用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかる半導体装置の製造方法および製造装置は、ＴＣＰ及びＣＯＦテープ上に形成される、配線、電極のめっき厚みばらつき精度向上や、ウェーハ上のパッド電極上に形成される突起電極の厚みばらつき精度を向上する事ができ、情報通信機器、事務用電子機器等に用いられる半導体装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体装置の製造装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における半導体装置の製造装置において、めっき液の圧力分布を表した、めっき液圧力分布図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における半導体装置の製造装置の概念図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における半導体装置の製造装置において、めっき液の圧力分布を表した、めっき液圧力分布図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における半導体装置の製造装置において、被めっき材であるウェーハの移動の軌跡を示した説明図である。
【図６】従来の半導体製造装置を示す、ＴＣＰやＣＯＦに使用されるテープ材料にめっきをする装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  めっき槽
２  めっき液
３  めっき液吐出口
４  めっき液排出口
５  めっき液プール槽
６  めっき液循環ポンプ
７  めっき液循環管
８  テープキャリア
９  テープキャリア入口
１０  テープキャリア出口
１１  めっき槽底面起伏
１２  めっき液通路狭い部
１３  めっき液通路広い部
１４  めっき液流速遅い部
１５  めっき液流速早い部
１６  めっきカップ
１７  めっきカップ吐出口
１８  めっきカップ排出口
１９  ウェーハ支持面
２０  ウェーハ
２１  アノード電極
２２  めっきカップ底面起伏
２３  ウェーハの移動軌跡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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