[发明专利]电镀装置及电镀方法

说明书

本申请为分案申请，其原申请是于2008年12月4日向中国专利局提交的专利申请，申请号为201210570167.2，发明名称为“电镀装置及电镀方法”。

技术领域

本发明涉及对半导体晶片等被电镀体(基板)的表面进行电镀的电镀装置及电镀方法；尤其涉及适合在设置于半导体晶片表面的细微的布线用槽或孔、保护层开口部形成镀膜，或者在半导体晶片的表面形成与封装的电极等电连接的凸点(凸起状电极)的电镀装置及电镀方法。

背景技术

例如在TAB(TapeAutomatedBonding，卷带自动结合)或倒装片中，目前正广泛推行在形成了布线的半导体芯片表面的预定地方(电极)形成金、铜、焊锡、镍或者将这些材料多层层叠起来的凸起状连接电极(凸点)，通过该凸点与封装电极或TAB电极电连接。作为形成这种凸点的方法有电镀法、蒸镀法、印刷法、滚动凸点(ボールバンプ)法等各种方法，但随着半导体芯片I/O数量的增加、间距变细，大多使用能够细微化、性能比较稳定的电镀法。

如果采用电镀法，能够容易地获得高纯度的金属膜(镀膜)，而且不仅金属膜的成膜速度快，还能够比较容易地控制金属膜的厚度。并且，在往半导体晶片上形成金属膜的过程中，为了追求高密度的安装、高性能和高的成品率，还严格要求面内膜厚的均匀性。如果采用电镀，通过使电镀液中金属离子供给速度的分布和电位分布均匀，期待能够获得面内膜厚均匀性好的金属膜。

作为采用了所谓浸渍方式的电镀装置，我们知道内部具有保存电镀液的电镀槽，在电镀槽的内部彼此相对并且互相垂直地配置了水密性地密封了外周边缘保持在基板保持架上的基板(被电镀体)以及保持在阳极保持架上的阳极，在阳极与基板之间配置了由中央形成了中央孔的电介质构成的调整板(regulationplate)，并且在调整板与基板之间配置了搅拌电镀液的搅拌器的装置(参照例如专利文献1)。

如果采用专利文献1所记载的电镀装置，将电镀液收容到电镀槽内，将阳极、基板和调整板浸渍到电镀液中，同时通过导线将阳极连接到电镀电源的阳极上、将基板连接到电镀电源的阴极上，在阳极与基板之间施加预定的电镀电压，通过这样在基板的表面析出金属，形成金属膜(镀膜)。并且在电镀时用配置在调整板与基板之间的搅拌器搅拌电镀液，通过这样将足够量的离子均匀地提供给基板，形成膜厚更均匀的金属膜。

专利文献1记载的发明在阳极和配置在与该阳极相对的位置上的基板之间配置有在圆筒体内部具有电镀液流路的调整板，用该调整板调节电镀槽内的电位分布，通过这样调节在基板表面形成的金属膜的膜厚分布。

并且提出过通过尽量缩短浸渍在电镀槽内的电镀液中配置的调整板与被电镀物(被电镀体)之间的距离，使被电镀物的整个表面的电位分布更加均匀，来形成膜厚更均匀的金属膜的电镀装置的方案(参照例如专利文献2)。

近年来，为了实现更高的装置生产率，强烈要求将形成预定膜厚的镀膜所需要的电镀时间缩短到以往时间的2/3左右。为了以更短的时间对某一电镀面积进行预定膜厚的电镀，需要流过大的电流以高的电镀速度进行电镀，即需要以高的电流密度进行电镀。但是，如果用现有的一般的电镀装置和运行方法以高的电流密度条件进行电镀的话，则具有电镀膜厚的面内均匀性变差的倾向。电镀膜厚的面内均匀性要求比以往增高，具有高的水准。因此，像专利文献2所记载的那样缩短调整板与被电镀物之间的距离在以高电流密度的电镀条件进行电镀时变得更加重要。

作为以高电流密度的条件进行电镀的问题点，本发明者发现，如果用以往一般的电镀装置及运行方法以高电流密度的条件进行电镀，则电镀形成的凸点具有顶端形状不平坦，变成尖凸形状的倾向。虽然目前正在开发中的WL-CSP(WaferLevel-ChipSizePackage，圆片级芯片尺寸封装)技术在通过电镀形成凸点后用树脂被覆凸点，但如果凸点的顶端为尖凸形状的话，为了被覆整个凸点必须堆积过量的树脂，使成本增加。而且，当堆积树脂时，为了使表面平滑，用被称为刮板的刮刀将树脂表面推平，但如果是局部变尖凸的高的凸点，用刮刀(squeegee)推平树脂表面时存在凸点倒塌的问题。并且，在用树脂被覆凸点后，通过机械抛光将树脂和凸点削到预定的厚度，但此时也必须削去过多堆积的量的树脂，使成本增加。

提出过以5cm/sec～20cm/sec的速度驱动搅拌电镀液的一对搅拌棒中的一根、以25cm/sec～70cm/sec的速度驱动另一根，电镀具有通孔的印刷电路板的电镀装置及电镀方法(参照例如专利文献3)。但是，即使一边以这样的速度分别移动一对搅拌棒一边进行电镀，也不能形成顶端形状平坦的凸点。