JP2001064795A - カップ式めっき装置 - Google Patents

カップ式めっき装置

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JP2001064795A JP23786899A JP23786899A JP2001064795A JP 2001064795 A JP2001064795 A JP 2001064795A JP 23786899 A JP23786899 A JP 23786899A JP 23786899 A JP23786899 A JP 23786899A JP 2001064795 A JP2001064795 A JP 2001064795A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のカップ式めっき装置におけるめっ
き液の流動状態により生じていた、めっき対象面周辺に
おける不均一なめっき処理を改善し、めっき対象面全面
で、より均一なめっき処理ができる技術を提供する。 【解決手段】 めっき槽1の上部開口に沿って設けられ
たウェーハ支持部2と、ウェーハ支持部2の下側位置に
設けられた液流出路7と、めっき槽1底部に設けられた
液供給管6とを備え、液供給管6から上昇流で供給され
るめっき液に液流出路7からめっき槽1の外部へ流出す
る流れを形成させ、このめっき液に支持部に載置された
ウェーハ3のめっき対象面4を接触させることで、めっ
き処理を行うようになっているカップ式めっき装置にお
いて、載置されたウェーハ3のめっき対象面4の下方
に、めっき槽1内へ供給されるめっき液を強制的に撹拌
する撹拌手段17、18が設けられたものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体用のウェーハ
にめっきを施すカップ式めっき装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体用のウェーハにめっき
を施す装置として、カップ式めっき装置が知られてい
る。このカップ式めっき装置は、めっき槽の上部開口に
沿って設けられたウェーハ支持部と、このウェーハ支持
部の下側位置に設けられためっき槽の内部から外部に貫
通する液流出路と、めっき槽底部に設けられた液供給管
とを備え、液供給管から上昇流で供給されるめっき液に
液流出路からめっき槽の外部へ流出する流れを形成さ
せ、このめっき液に支持部に載置されたウェーハのめっ
き対象面を接触させることで、めっき処理を行うように
なっている。
【0003】このカップ式めっき装置は、めっき液をめ
っき対象面に向けて上昇流で供給する結果、めっき対象
面には、その中央付近から周辺方向に広がるような流動
状態でめっき液が接触することとなり、めっき対象面全
面に均一なめっき処理が行えるという特長を有するもの
である。そして、ウェーハ支持部へ載置するウェーハを
順次取り替えてめっき処理を行うことができるので、小
ロット生産やめっき処理の自動化に好適なものとして広
く利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このカ
ップ式めっき装置では、ウェーハ支持部の下側位置に設
けられている液流出路とウェーハ支持部に載置されたウ
ェーハのめっき対象面との間に、僅かな段差が生じて角
部を形成するため、その角部にめっき液の流動が滞留
し、その影響により、めっき対象面の周辺部分における
めっき処理が不均一になるという現象がある。このこと
は、ウェーハの使用可能面積を制限するので、歩留まり
的に好ましくなく、よりウェーハの使用面積を大きくで
きるような技術が求められている。
【0005】また、昨今の微細配線加工技術の発達に伴
い、ウェーハ表面に施される回路パターンも、非常に微
細なものが加工されるようになっており、そのような微
細配線加工がなされたウェーハ表面をめっき対象面にし
ても、より均一なめっき処理を行える技術が要求されて
きている。
【0006】これらの要求に対して、従来のカップ式め
っき装置では、めっき対象面におけるめっき液の流動状
態が、その中央付近から周辺方向に広がるような流れを
定常的に形成するため、微細配線が施されたものに対し
て、めっき対象面全面で、より均一なめっき処理を行う
には、今ひとつ満足できるものではなかった。また、ウ
ェーハのめっき対象面周辺にまで亘り、より広い面積で
均一なめっき処理を施すにも限界があった。
【0007】そこで、本発明は、従来のカップ式めっき
装置におけるめっき液の流動状態により生じていた、め
っき対象面周辺における不均一なめっき処理を改善する
ととものに、めっき対象面全面で、より均一なめっき処
理が可能となるカップ式めっき装置を提供せんとするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的のために
本発明では、めっき槽の上部開口に沿って設けられたウ
ェーハ支持部と、このウェーハ支持部の下側位置に設け
られためっき槽の内部から外部に貫通する液流出路と、
めっき槽中央底部に設けられた液供給管とを備え、液供
給管から上昇流で供給されるめっき液に液流出路からめ
っき槽の外部へ流出する流れを形成させ、このめっき液
に支持部に載置されたウェーハのめっき対象面を接触さ
せることで、めっき処理を行うようになっているカップ
式めっき装置において、載置されたウェーハのめっき対
象面の下方に、上昇流で供給されるめっき液を強制的に
撹拌できる撹拌手段を設けるものとした。
【0009】従来のカップ式めっき装置では、上昇流で
供給されためっき液が、めっき対象面の中央付近から周
辺方向に広がる流動状態を定常的に形成するため、めっ
き液中のめっき金属イオンは、めっき対象面の周辺部と
中心付近とで、その供給量の差異が生じやすくなり、特
に電流密度を高くすると中心付近と周辺方向でのめっき
性状が、不均一なものとなる傾向がある。ところが、本
発明のカップ式めっき装置によれば、液供給管より供給
されるめっき液の上昇流は、撹拌手段により、その流動
方向を変えられるため、めっき対象面全面から見ると、
比較的ランダムな流動状態となって接触する。従って、
めっき対象面の全面に、めっき金属イオンが均一的に供
給されることになり、非常に均一性の高いめっき処理が
実現できる。また、めっき液は比較的ランダムな流動状
態を形成して、めっき対象面に接触することなるので、
めっき液の流動状態によって生じやすい、液流れ状の不
均一なめっき外観も生じなくなる。
【0010】本発明における撹拌手段は、上昇流で供給
されるめっき液を撹拌できるものであれば、どのような
ものでもよい。例えば、複数のインペラを有した撹拌翼
をめっき対象面の下方位置に配置して回転させるように
したり、液供給管から供給されるめっき液の上昇流を、
妨げるように、めっき液を噴射するようなポンプ機構な
どを別途設けて行うことも可能である。要するに、供給
されるめっき液の上昇流によって生じる、めっき対象面
でのめっき液流動状態を変更できるような手段であれ
ば、いずれを選択してもよいものである。
【0011】本発明のカップ式めっき装置では、撹拌手
段は、めっき対象面の周辺下方付近におけるめっき液流
動を強制的に変更させるための攪拌翼が設けられたドー
ナツ形状の円板と、該円板をめっき対象面と平行に支持
するとともに、液供給管から供給されるめっき液の上昇
流に対して垂直に回転させることができる駆動機構とか
らなるものとすることが好ましい。
【0012】このようにすると、上昇流で供給されため
っき液は、ドーナツ形状の円板における開口を通過し
て、めっき対象面にある程度到達することができ、そし
て、めっき対象面の周辺方向に広がるようなめっき液の
流動状態は、撹拌翼により変更されることになる。従っ
て、ウェーハ支持部の下側位置に設けられている液流出
路とウェーハ支持部に載置されたウェーハのめっき対象
面との間での僅かな段差におけるめっき液の流動が滞留
する現象は、解消されることになり、めっき対象面の周
辺部分においても均一なめっき処理が施せるものとな
る。
【0013】この場合における撹拌翼は、めっき対象面
の周辺下方付近におけるめっき液流動を強制的に変更で
きるような形状であれば、どのようなものでもよい。め
っき対象面におけるめっき液の流動状態を効率的に変更
するには、この撹拌翼はめっき対象面の近傍に位置する
よう配置することが、より好ましいものである。また、
ドーナツ形状の円板における開口は、めっき液の液供給
管の位置や大きさに合わせて、適宜、その形状、開口面
積等を決定すればよく、上昇流で供給されるめっき液が
めっき対象面にある程度到達できるようにされていれば
よいものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカップ式めっ
き装置の好ましい一実施形態について説明する。図1は
本実施形態におけるカップ式めっき装置のめっき槽断面
概略を表したものである。図1で示すように、本実施形
態におけるカップ式めっき装置は、めっき槽1の上部開
口に沿ってウェーハ支持部2が設けられており、このウ
ェーハ支持部2にウェーハ3を載置して、ウェーハ3の
めっき対象面4に対してめっき処理が行われるものであ
る。このウェーハ支持部2は、図示を省略するカソード
とその下にあるめっき液漏洩防止用のシールパッキン5
とにより構成されている。
【0015】また、めっき槽1の底部中央には、主めっ
き液供給管6が設けられており、ウェーハ支持部2の下
側位置には、めっき対象面4の中心付近に到達するめっ
き液がウェーハ2の外周に向かう方向に広がる流れを形
成するように外部に溢出させるための主めっき液流出路
7が設けられている。
【0016】そして、めっき槽1内には隔壁8が配置さ
れている。この隔壁8は、めっき槽1の横断面形状に一
致する円盤状に形成され、主めっき液供給管6に差し込
まれた状態でめっき槽1内に固定している。そして、こ
の隔壁8には、多数の開口9、9、9・・を穿設してお
り、各開口9、9、9・・・には、各開口9を覆うよう
に隔膜10を配している。ここで各開口9は、主めっき
液供給管6を中心とした同心円上に等間隔に配置されて
いる。この隔膜10は、めっき液に対して耐薬品性を有
し、絶縁性の材料で形成された多孔性の膜であり、めっ
き液中のイオンを介してアノードとウェーハ3との電導
が行える特性を有したものである。
【0017】そして、隔壁8下方には、主めっき液供給
管6の周囲に配置できるように、円盤状に形成されたア
ノード11が設けられている。めっき槽1内は、隔壁8
によって、上方にウェーハ側隔離室12を、下方にアノ
ード側隔離室13を形成している。このアノード側隔離
室13には、めっき槽1底側より、主めっき液供給管6
とは別にめっき液を供給するための補助めっき液供給管
14が設けられ、アノード側隔離室13の外側に、アノ
ード側隔離室13に供給されためっき液を排出する補助
めっき液貯留室15が設けられている。そして、補助め
っき液貯留室15には、補助めっき液を排出する補助め
っき液排出管16が設けられている。
【0018】ウェーハ側隔離室12には、めっき対象面
4の下方位置へ、複数のインペラ17が立設されたドー
ナツ形円板18が配置されている。このインペラ17
は、その上端がめっき対象面4に近接する位置になるよ
う配置されている。このドーナツ形円板18は、平面図
で見ると、図2に示すようになっており、中央に開口1
9が設けられ、インペラ17が放射状に配置されている
ものである。また、ドーナツ形円板18の外周側には歯
車部20が形成されている。そして、このドーナツ形円
板18は、主めっき液流出路7の下側位置で、めっき対
象面4と平行になるように、複数のプーリー21と歯車
部20とが咬合することにより支持されている。プーリ
ー21の一つは、駆動シャフト22に連動するようにさ
れたベベルギア23と接続されている。
【0019】主めっき液供給管6より上昇流で供給され
ためっき液は、ドーナツ形円板18の開口19を通過し
てめっき対象面4に到達し、めっき対象面4の外周に向
かう方向に広がるようなめっき液の流動状態を形成す
る。この際、駆動シャフト22によりベベルギア23を
介してプーリー21を回転させることにより、ドーナツ
形円板18が、めっき液の上昇流に対して垂直に回転す
ることになる。そして、このドーナツ形円板18のイン
ペラ17により、めっき対象面4における外周に向かう
方向に広がるめっき液の流動状態は変更されることにな
る。特に、主めっき液流出路7とめっき対象面4とので
形成される角部24では、めっき液流動の淀みが生じや
すいものであるが、このインペラ17の撹拌により、角
部24にもめっき液が十分に流動することになる。
【0020】本実施形態で示したカップ式めっき装置を
用いて、ウェーハにめっき処理を行った結果、めっき対
象面の中心付近と周辺部とのめっき性状の相違も生じ
ず、均一なめっき処理が行えた。また、めっき液の定常
的な流動状態によって生じやすい、液流れ状の不均一な
めっき外観も確認されなかった。
【0021】
【発明の効果】本発明のカップ式めっき装置によれば、
めっき対象面全面で、より均一なめっき処理が可能とな
り、めっき対象面周辺部分で生じ易い不均一なめっき処
理を解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態におけるカップ式めっき装置のめっ
き槽断面図。
【図2】ドーナツ形円板の平面図。
【符号の説明】
1 めっき槽 2 ウェーハ支持部 3 ウェーハ 4 めっき対象面 5 シールパッキン 6 主めっき液供給管 7 主めっき液流出路 8 隔膜 9 開口 10 隔膜 11 アノード 12 ウェーハ側隔離室 13 アノード側隔離室 14 補助めっき液供給管 15 補助めっき液貯留室 16 補助めっき液排出管 17 インペラ 18 ドーナツ形円板 19 開口 20 歯車部 21 プーリー 22 駆動シャフト 23 ベベルギア 24 角部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 めっき槽の上部開口に沿って設けられた
    ウェーハ支持部と、このウェーハ支持部の下側位置に設
    けられためっき槽の内部から外部に貫通する液流出路
    と、めっき槽底部に設けられた液供給管とを備え、 液供給管から上昇流で供給されるめっき液に液流出路か
    らめっき槽の外部へ流出する流れを形成させ、このめっ
    き液に支持部に載置されたウェーハのめっき対象面を接
    触させることで、めっき処理を行うようになっているカ
    ップ式めっき装置において、 載置されたウェーハのめっき対象面の下方に、めっき槽
    内へ供給されるめっき液を強制的に撹拌する撹拌手段が
    設けられたことを特徴とするカップ式めっき装置。
  2. 【請求項2】 撹拌手段は、めっき対象面の周辺下方付
    近におけるめっき液流動を強制的に変更させるための攪
    拌翼が設けられたドーナツ形状の円板と、 該円板をめっき対象面と平行に支持するとともに、液供
    給管から供給されるめっき液の上昇流に対して垂直に回
    転させることができる駆動機構とからなる請求項1に記
    載のカップ式めっき装置。
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