[发明专利]镀覆装置

说明书

本申请是申请日为2004年3月9日、申请号为200810166115.2、发明 名称为“镀覆装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于镀覆衬底等的表面(待镀覆的表面)的镀覆装置，尤 其涉及这样的镀覆装置，该镀覆装置用于根据镀覆技术在LSI电路等的衬 底上形成金属膜和互连，在半导体晶片等的表面中限定的细互连凹槽(沟 槽)，通孔，或者保护层开口中形成镀膜，和在半导体晶片的表面上形成突 出部(突出电极)以电连接到封装等的电极。

背景技术

近年来，已经在使用一种方法，该方法根据镀覆技术通过在硅晶片或 其它衬底上形成金属膜而在半导体电路中形成互连或突出部。

例如在TAB(卷带式自动接合)或FC(倒装晶片法)中，已经广泛使 用的方法是在具有形成于其中的互连的半导体芯片表面的预定部分(电极) 处形成金、铜、焊锡、无铅焊锡或镍的突出连接电极(突出部)或这些金 属的多层薄板，和通过所述突出部电连接所述互连和封装的电极或TAB电 极。形成突出部的方法包括各种方法，例如电镀法、汽相淀积法、印刷法、 和植球凸点法(ball bumping)。随着近来半导体芯片中I/O端口数量的增加 和朝着更细小间距发展的趋势，电镀被更频繁地使用，原因在于它能够应 付更细小的处理和具有较稳定的性能。

尤其是，由电镀产生的金属膜的优点在于它们具有高纯度，能够高速 地增长，并且它们的厚度容易控制。另一方面，无电镀的优点在于形成互 连或突出部所需步骤的数量可以较小，原因在于不需要用于在诸如衬底等 这样的待镀覆的工件上通过电流的种子层。由于严格要求在半导体衬底上 形成的薄膜具有一致的厚度，因此在上述的镀覆过程中采取了很多尝试以 满足这样的要求。

图27显示了传统的无电镀装置的一个例子，该装置利用所谓的倒装 (face-down)法。该无电镀装置具有用于在其中保持镀液(无电镀液)10 的向上开口的镀槽12，和可垂直运动的衬底支座14，该支座用于可拆卸地 保持作为工件的衬底W，该衬底将在这样的状态下被镀覆使得衬底W的前 表面(待镀的表面)朝下(倒装)。溢出槽16设在镀槽12的上部周围，镀 液排放管18连接到溢出槽16。此外，镀液补给喷嘴22设在镀槽12的底部 并且连接到镀液补给管20。

在操作中，由衬底支座14水平保持的衬底W位于一个位置，例如接 近镀槽12的上端的开口处。在该状态下，镀液10从镀液补给喷嘴22供应 到镀液槽12中并且允许溢出镀槽12的上部，由此镀液10沿着由衬底支座 14保持的衬底W的表面流动，并且通过镀液排放管18返回到循环槽(未 示出)。因此，通过使镀液与衬底W的预处理表面接触，金属淀积在衬底 W的表面上从而形成金属膜。

根据该镀覆装置，通过调节从镀液补给喷嘴22补给的镀液10的补给 速度，和旋转衬底支座14等，形成于衬底W表面上的金属膜的厚度的一 致性可以进行某种程度的调节。

图28显示了传统的电镀装置的一个例子，该装置利用所谓的浸渍法。 该电镀装置具有用于在其中保持镀液(电镀液)的镀槽12a，和可垂直运动 的衬底支座14a，该支座可拆卸地保持衬底W使得前表面(待镀的表面) 被暴露而衬底W的周围部分被防水密封。阳极24由阳极支座26保持并且 垂直地布置在镀槽12a中。此外，当由衬底支座14a保持的衬底W布置在 面对阳极24的位置时，具有中心孔28a、由介电材料制造的调整板28布置 在镀槽12a中，从而定位在阳极24和衬底W之间。

在操作中，阳极24，衬底W，和调整板28浸在镀槽12a的镀液中。 同时，阳极24通过导体30a连接到镀电源32的阳极，衬底W通过导体30b 连接到镀电源32的阴极。因此，由于衬底W和阳极24之间的电势差，镀 液中的金属离子从衬底W的表面接收电子，从而金属淀积在衬底W的表 面上，从而形成金属膜。

根据该镀覆装置，通过把具有中心孔28a的调整板28布置在阳极24 和在面对阳极24处布置的衬底W之间，和用该调整板28调节镀槽12a上 的电势分布，形成于衬底W表面上的金属膜的厚度分布可以进行某种程度 的调节。