JP2001032095A - カップ式めっき装置 - Google Patents
カップ式めっき装置Info
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Abstract
装置において、可溶性アノードを使用しても、アノード
の溶解によるめっき液濃度の変化に対応して、めっき液
濃度を安定的に維持してめっき処理が可能な技術の提供
を目的とする。 【解決手段】 めっき槽1に載置したウェーハ2とアノ
ード10とを通電してめっきを行うもので、めっき槽1
内に設けた隔膜9により、ウェーハ側隔離室11とアノ
ード側隔離室12を形成し、ウェーハ側隔離室11への
めっき液の供給・排出をする主めっき液循環路(M1〜M
2)と、アノード側隔離室12へのめっき液の供給・排
出をする補助めっき液循環路(S1〜S2)とを別々に備え
たカップ式めっき装置において、主めっき液貯槽16
と、補助めっき液貯槽17とを設け、両貯槽(16、1
7)に保有されるめっき液を相互に送液できる送液手段
(18、19)を設けたものとした。
Description
にめっきを行うカップ式めっき装置に関するものであ
り、特にカップ式めっき装置のめっき液濃度制御に関す
るものである。
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、一般的に、めっき槽上部開口に載置
したウェーハに対して、めっき槽内に設けられたアノー
ドと、カソードに接続したウェーハとを通電することに
よりウェーハへめっきを行うようになっている。
ノード側で生じる現象によるめっき不良、例えば、アノ
ード表面に形成されるブラックフィルムの剥離によって
生じる不良や、めっき性状をコントロールする添加剤の
過剰分解によって生じる不良などを防止するため、アノ
ードとウェーハとを隔離するために、めっき槽内へ隔膜
を設けたものがある。例えば、特許番号第290879
0号公報に開示されている。
隔膜上方にウェーハ側隔離室を、隔膜下方にアノード側
隔離室とを区画して形成するもので、両隔離室にはめっ
き液を供給、排出できるようなめっき液循環路を備え、
それぞれの隔離室のめっき液を循環できるようにされて
いる。ここで本明細書においては、カソード側隔離室へ
めっき液を供給・排出するものを主めっき液循環路と、
アノード側隔離室へめっき液を供給・排出するものを補
助めっき液循環路というものとする。
あるのは、例えば、アノードに形成され剥離したブラッ
クフィルムやアノードによってめっき液中の添加剤が分
解されて生じる不純物等が、ウェーハ側隔離室内に供給
されるめっき液に混入しないようにするためである。従
って、このように隔膜を備えたカップ式めっき装置を用
いると、均一且つ精密なめっき性状を要求されるウェー
ハのめっき処理において、めっき不良の発生を著しく減
少できるものである。
めっき装置により、めっき処理を行うと次のような好ま
しくない状態が生じることが判明した。例えば、硫酸銅
めっき液を用いウェーハにCuのめっき処理を施す場
合、可溶性アノードとしてCu材を使用してめっき処理
を行うと、アノード側隔離室のめっき液中のCu濃度が
上昇し、ウェーハ側隔離室内のめっき濃度とアノード側
隔離室内のめっき液濃度のバランスがとれなくなるので
ある。アノード側隔離室内のめっき液は、浸透圧により
若干量カソード側隔離室へ浸入するが、アノードである
Cu材の溶解によるCu濃度の上昇の方が迅速に進行す
るため、アノード側隔離室とカソード隔離室とのCu濃
度差が大きなものとなる。この現象が生じると、めっき
電流効率の低下やそれに伴うめっき性状の変化が生じ、
安定しためっき処理が行えなくなるのである。
っき槽内部を隔膜で区画され、隔膜によりめっき槽内に
形成されるアノード側隔離室とウェーハ側隔離室とに別
々のめっき液循環路を備えたカップ式めっき装置におい
て、可溶性アノードを使用しても、アノードの溶解によ
って生じるめっき液濃度の変化に対応でき、めっき液濃
度を安定的に維持してめっき処理を行えることができる
カップ式めっき装置を提供せんとするものである。
に、本発明は、めっき槽上部開口に載置したウェーハに
対して、めっき槽内に設けられたアノードと、カソード
に接続したウェーハとを通電してウェーハにめっきを行
うようになっており、且つアノードとウェーハとを、め
っき槽内に設けられた隔膜により互いに隔離し、隔膜上
方にウェーハ側隔離室を、隔膜下方にアノード側隔離室
を各々形成し、ウェーハ側隔離室へのめっき液の供給・
排出をする主めっき液循環路と、アノード側隔離室への
めっき液の供給・排出をする補助めっき液循環路とを別
々に備えているカップ式めっき装置において、主めっき
液循環路のめっき液を保有するための主めっき液貯槽
と、補助めっき液循環路のめっき液を保有するための補
助めっき液貯槽とを設け、主めっき液貯槽と補助めっき
液貯槽とにそれぞれに保有されるめっき液を相互に送液
できるような送液手段を設けたものとした。
ノード側隔離室のめっき液濃度が、アノードの溶解によ
って変化した場合であっても、主めっき液貯槽内のめっ
き液と補助めっき液貯槽内のめっき液とを相互に混ぜ合
わせることができるので、アノード側隔離室とカソード
側隔離室とへ、ほぼ同じ濃度のめっき液を供給すること
ができる。また、アノードの溶解によって補助めっき液
濃度が上昇した場合、濃度の上昇した補助めっき液を主
めっき液貯槽に送液し、めっきされる金属イオンを主め
っき液に補給することや、逆に主めっき液を補助めっき
液貯槽へ送液して補助めっき液濃度の低下を行うことが
できる。即ち、両めっき貯槽のめっき濃度を任意に調整
することが可能となり、めっき液の効率的な使用が可能
となる。
へ相互に送液できる送液手段には、フィルター等の濾過
手段を備えることが好ましい。このようにすれば、アノ
ードに形成され剥離するブラックフィルムやアノードに
よってめっき液中の添加剤を分解して生じる不純物等
を、補助めっき液貯槽及び主めっき液貯槽のめっき液中
から除去できるからである。
する場合、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とにめっ
き液濃度の検出手段を設け、両貯槽のめっき液濃度を検
出して、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とのめっき
液濃度を調整するように送液手段を制御するようにして
おくことが好ましい。このようにすると、両貯槽のめっ
き液濃度を、それぞれ所定の範囲濃度なるようコントロ
ールでき、安定しためっき処理を長時間連続的に行うこ
とが可能となる。
可溶性アノードを用いた場合に限らず、不溶性アノード
を使用した場合でも用いることも可能である。不溶性ア
ノードを使用して、主めっき液と補助めっき液とに異な
る組成のものを供給する場合、両めっき液は混合されな
いことが原則となる。この不溶性アノードを使用する場
合は、本発明における両貯槽に設けられた送液手段の使
用を行わないことで対応できるものである。
き装置の好ましい一実施形態について説明する。本実施
形態では、硫酸銅めっき液を用い、Cuシード付きウェ
ーハにCuめっき処理を行う場合を例として解説する。
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、本実施形態によるカップ式めっき装置Cは、
めっき槽1の上部開口に沿ってウェーハ2を載置し、こ
の状態でウェーハ2下方側ののめっき対象面3に対して
めっきを行えるようにしたものである。めっき槽1の開
口には、図示を省略するカソードが設けられており、載
置したウェーハ2は、このカソードと接触しているもの
である。
き液供給管4が設けられており、めっき槽1上端側に
は、めっき対象面3の中心付近に到達するめっき液(硫
酸銅溶液)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
排出口5が設けられている。
る。この隔壁6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、その中心に穿設された主めっき液供
給管差込口7に主めっき液供給管4を差し込んだ状態で
めっき槽1内に固定している。そして、この隔壁6に
は、多数の開口8、8、8・・を穿設しており、各開口
8、8、8・・・には、各開口8を覆うように隔膜9を
配している。ここで各開口8は、主めっき液供給管差込
口7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9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との電導が行える特
性を有したものである。
管4の周囲に配置できるように、円盤状に形成された可
溶性のCuアノード10が設けられている。めっき槽1
内は、隔膜9を備えた隔壁6によって、上方にウェーハ
側隔離室11を、下方にアノード側隔離室12を形成す
ることになる。
1底側より、めっき液を供給する補助めっき液供給管1
3が設けられ、アノード側隔離室12の外側に、アノー
ド側隔離室12に供給されためっき液を排出する補助め
っき液貯留室14が設けられている。そして、補助めっ
き液貯留室14には、補助めっき液を排出する補助めっ
き液排出管15が設けられている。
環経路を表す概略図を示したものである。図2では、図
1で示したカップ式めっき装置Cの3台(C1、C2、
C3)を同時に使用する場合を示している。本実施形態
では、このように複数のカップ式めっき装置を使用する
場合で説明しているが、1台のカップ式めっき装置の場
合であっても同様に使用できるものである。
3)の主めっき液供給管4と主めっき液排出口5とは、
主めっき液貯槽16につながるよう配管されており、主
めっき液循環路(M1、M2、M3)をそれぞれ形成し
ている。同様に各カップ式めっき装置(C1、C2、C
3)の補助めっき液供給管13と補助めっき液排出管1
5とは、補助めっき液貯槽17につながるよう配管され
ており、補助めっき液循環路(S1、S2、S3)をそ
れぞれ形成している。
17のそれぞれには、両貯槽内16、17のめっき液を
相互に送液できるように、濾過フィルター(f1、f
2)及び送液ポンプ(p1、p2)とからなる送液機構
18、19が設けられている。この送液ポンプ(p1、
p2)は、主めっき液貯槽16及び補助めっき液貯槽1
7に取り付けている銅濃度センサー(図示せぬ)の検知
する銅濃度に応答して起動するように制御されている。
れる。めっき処理を連続して行うと、補助めっき液貯槽
17のCu濃度が上昇するため、銅濃度センサーの検知
により送液ポンプp2が起動され、補助めっき液貯槽1
7のめっき液が主めっき液貯槽16に送られる。これに
よって、主めっき液貯槽16内のめっき液へCuの補給
が行われることになる。また、補助めっき液のCu濃度
上昇が著しい場合、送液ポンプp1の起動により、主め
っき液貯槽16のめっき液が補助めっき液貯槽17に送
られ、補助めっき液のCu濃度が低減されることにな
る。
めっき槽内を隔膜により、アノード側隔離室とウェーハ
側隔離室とに区画し、両隔離室に別々のめっき液循環路
を備えたもので、可溶性アノードを使用しても、アノー
ドの溶解によって生じるめっき液濃度の変化に対応で
き、供給するめっき液濃度を安定維持してしてめっき処
理を行えるものとなる。
概略図。
概略図。
Claims (2)
- 【請求項1】 めっき槽上部開口に載置したウェーハに
対して、めっき槽内に設けられたアノードと、カソード
に接続したウェーハとを通電してウェーハにめっきを行
うようになっており、 且つアノードとウェーハとを、めっき槽内に設けられた
隔膜により互いに隔離し、隔膜上方にウェーハ側隔離室
を、隔膜下方にアノード側隔離室を各々形成し、 ウェーハ側隔離室へのめっき液の供給・排出をする主め
っき液循環路と、アノード側隔離室へのめっき液の供給
・排出をする補助めっき液循環路とを別々に備えている
カップ式めっき装置において、 主めっき液循環路のめっき液を保有するための主めっき
液貯槽と、補助めっき液循環路のめっき液を保有するた
めの補助めっき液貯槽とが設けられ、主めっき液貯槽と
補助めっき液貯槽とのそれぞれに保有されるめっき液を
相互に送液できるような送液手段が設けられていること
を特徴とするカップ式めっき装置。 - 【請求項2】 主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とに
めっき液濃度の検出手段を設け、両貯槽のめっき液濃度
を検出し、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とのめっ
き液濃度を調整するように送液手段が制御されるもので
ある請求項1に記載のカップ式めっき装置。
Priority Applications (4)
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JP20523499A JP4060012B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カップ式めっき装置 |
US09/516,788 US6454918B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-01 | Cup type plating apparatus |
US09/779,526 US6482300B2 (en) | 1999-03-23 | 2001-02-09 | Cup shaped plating apparatus with a disc shaped stirring device having an opening in the center thereof |
US10/087,845 US6991711B2 (en) | 1999-03-23 | 2002-03-05 | Cup type plating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20523499A JP4060012B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カップ式めっき装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001032095A true JP2001032095A (ja) | 2001-02-06 |
JP4060012B2 JP4060012B2 (ja) | 2008-03-12 |
Family
ID=16503638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20523499A Expired - Fee Related JP4060012B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-07-19 | カップ式めっき装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4060012B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008539329A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | アトテック・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | ろ過膜を備えたアルカリ電気めっき浴 |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP20523499A patent/JP4060012B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008539329A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | アトテック・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | ろ過膜を備えたアルカリ電気めっき浴 |
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---|---|
JP4060012B2 (ja) | 2008-03-12 |
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