JP2001192896A - 電解めっき処理装置 - Google Patents

電解めっき処理装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アノード電極や遮蔽板等の処理槽付帯部品の
交換や取付位置変更等の面倒な作業を行うことなく、様
々な成膜状態の導電下地層を有する被めっき処理物に対
して均一な膜厚分布の電解めっきを行うことができる電
解めっき処理装置を提供すること。 【解決手段】 めっき処理槽11内にメインアノード1
3とサブアノード14を配置し、このメインアノード1
3とサブアノード14の電流制御を電流制御部16で独
立的に行い、かつ電流制御条件を複数に変更可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
工程において半導体ウェハの表面に電解めっき配線処理
を施すために使用される電解めっき処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の電解めっき処理装置を図
12に示す。この図において、1はめっき処理槽で、内
部には図示しないがめっき液が供給される。このめっき
処理槽1内の底部には、めっき処理面を上に向けて例え
ば半導体ウェハなどの被めっき処理物2が配置される。
一方、めっき処理槽1内の上部にはアノード電極3が設
けられ、このアノード電極3と前記被めっき処理物2間
にはめっき電源4が接続される。
【0003】このように構成された電解めっき処理装置
においては、めっき処理槽1内にめっき液が供給され、
そのめっき液が被めっき処理物2の表面からアノード電
極3までを満たすと、めっき電源4によりアノード電極
3と被めっき処理物2間に電流が流れ、被めっき処理物
2の処理面に対して電解めっきが行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の電解めっき処理装置では、様々な成膜状態
の導電下地層を有する被めっき処理物2に対して均一な
膜厚分布の電解めっきを行うことができないという問題
点があった。これを詳述すると、上記のような従来の電
解めっき処理装置では、アノード電極が1つで構成され
ているため、一旦アノード電極径や極間距離(アノード
電極3と被めっき処理物3間の距離)を固定すると、め
っき時、被めっき処理物2上の電界分布条件を大きく変
更することはできず、どうしても電界分布条件を変更し
たい場合は、装置を分解してアノード電極3や図示しな
い遮蔽板等の処理槽付帯部品を交換したり、それらの取
付位置を変更したりするといった手間のかかる作業を必
要とする。
【0005】一方、被めっき処理物2は前工程で導電下
地層が成膜されるが、この導電下地層はその成膜方法・
条件により成膜状態(成膜の物性、膜厚分布)が異なる
場合があり、それが電解めっき膜厚の不均一をもたらす
原因の一つである。したがって、ある成膜状態の導電下
地層を有する被めっき処理物に対して均一な膜厚分布の
電解めっきが得られるように上記の電界分布を設定して
も、別の成膜状態の導電下地層を有する被めっき処理物
に対しては前記電界分布は適当でなく、均一な電解めっ
きができない。そこで、導電下地層の成膜状態に応じて
上記の電界分布を変更する必要があるが、上記従来の電
解めっき処理装置では上記のように容易に電界分布を変
更することは困難であり、様々な成膜状態の導電下地層
を有する被めっき処理物に対して均一な膜厚分布の電解
めっきを行うことはできなかった。
【0006】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
アノード電極や遮蔽板等の処理槽付帯部品の交換や取付
位置変更等の面倒な作業を行うことなく被めっき処理物
上の電界分布を任意に変更でき、様々な成膜状態の導電
下地層を有する被めっき処理物に対して均一な膜厚分布
の電解めっきを行うことができる電解めっき処理装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電解めっき処理
装置は、めっき処理槽内に複数のアノード電極を配置
し、この複数のアノード電極のそれぞれに対して独立的
に電流制御を行い、かつ電流制御条件を変更可能なこと
を特徴とする。
【0008】上記電解めっき処理装置において、複数の
アノード電極としては、具体的には、小径のアノード電
極と、その外側に小径のアノード電極とは電気的に絶縁
されたリング状の大径アノード電極とを有する。あるい
は、電気的に絶縁された複数枚のアノード電極が被めっ
き処理物に対して異なる距離に配置される。この被めっ
き処理物に対する距離を変える方法は、前記の小径アノ
ード電極とリング状大径アノード電極にも適用できる。
また、アノード電極はメッシュ状に形成され、あるいは
スリットまたは小穴を複数個有するようにすることがで
きる。さらに、複数のアノード電極の電流制御条件は複
数種類、電流制御部に予め記憶されており、そのうち任
意の一つを選択できる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる電解めっき処理装置の実施の形態を詳細に説明す
る。図1は本発明の電解めっき処理装置の第1の実施の
形態を示す構成図である。この図において、11はめっ
き処理槽で、内部には図示しないがめっき液が供給され
る。このめっき処理槽11内の底部には、めっき処理面
を上に向けて例えば半導体ウェハなどの被めっき処理物
12が配置される。一方、めっき処理槽11内の上部に
は、前記被めっき処理物12に対応する大きさを有する
主アノード電極(以下メインアノードという)13が配
置される。また、メインアノード13と被めっき処理物
12間のめっき処理槽11中間部には、被めっき処理物
12の中央部に対応する大きさで、メインアノード13
より小さいサイズの補助アノード電極(以下サブアノー
ドという)14が前記メインアノード13とは電気的に
絶縁されて配置される。これら2つのアノード13,1
4と被めっき処理物12間にはめっき電源15が接続さ
れる。その際、めっき電源15とアノード13,14間
には電流制御部16が介在される。この電流制御部16
は、メインアノード13とサブアノード14のそれぞれ
に対して独立的に電流制御を行うもので、しかも電流制
御条件を変更できる。アノード13,14の電流制御条
件は例えば図2ないし図4に示すように複数種類作成さ
れて予め電流制御部16に記憶されており、この電流制
御部16のパネル面の図示しないスイッチなどにより任
意の一つを選択できる。
【0010】上記のように構成された電解めっき処理装
置においては、被めっき処理物12を底部に配置しため
っき処理槽11内にめっき液が供給される。そのめっき
液が被めっき処理物12の表面から、該表面に近いサブ
アノード14までを満たすと、その時点から図2、図3
または図4に示すようにサブアノード14に所定電流値
による通電が電流制御部16により開始される。したが
って、サブアノード14と被めっき処理物12間に電流
が流れ、被めっき処理物12の処理面に対して電解めっ
きが開始される。その後、めっき液がメインアノード1
3まで達すると、図2の条件が選択されている場合はサ
ブアノード14に対する通電が電流制御部16により遮
断され、他の図3または図4の条件が選択されている場
合は引き続き通電が続けられながら、同時にメインアノ
ード13に対する所定電流値による通電が電流制御部1
6により開始される。したがって、メインアノード13
と被めっき処理物12間の電流に切り替えられて(図2
の場合)、あるいはサブおよびメインアノード14,1
3と被めっき処理物12間の電流となって(図3または
図4の場合)、アノードと被めっき処理物間に電流が流
れ、被めっき処理物12の処理面に対する電解めっきが
継続される。そして、所望のめっき膜厚が得られるまで
上記の通電が続けられる。この間、メインアノード13
とサブアノード14の印加電流値は図2または図3の条
件下では一定、図4の条件下では途中で段階的に変化す
るように制御される。図4では、メインアノード13の
通電が開始されると、サブアノード14の電流値が増大
され、その後、一定時間後、最初より低い電流値に減少
するように制御される。一方、メインアノード13は、
サブアノード14の電流値が減少した後、一定時間後に
電流が増大するように制御される。
【0011】以上のように上記の電解めっき処理装置に
よれば、1つのめっき処理槽11内にメインアノード1
3とサブアノード14が配置され、それらの電流制御を
独立的に、かつ電流制御条件を複数に変更して行うこと
ができる。したがって、電流制御条件(電流値や通電時
間)を例えば図2、図3または図4に示すように変更す
ることにより、アノード電極や図示しない遮蔽板等の処
理槽付帯部品の交換や取付位置変更等の面倒な作業を行
うことなく、様々な成膜状態の導電下地層を有する被め
っき処理物に対して常に最適な電界分布を得ることがで
き、常に均一な膜厚分布の電解めっきを行うことができ
る。特に、上記の装置では、メインアノード13の通電
に加えてサブアノード14の通電を行うと、あるいはサ
ブアノード14の通電をメインアノード13の通電に先
行させると、サブアノード14による電界の影響を受け
る部分のめっき膜厚を増加させることが可能となるの
で、サブアノード14が配置された中央部分のめっき膜
厚が薄くなる傾向の被めっき処理物12に対しても均一
な電解めっき処理が可能となる。なお、サブアノード1
4は、被めっき処理物12の中央部分以外の部分に対応
させて配置することも可能である。
【0012】図5は本発明の電解めっき処理装置の第2
の実施の形態を示す。この第2の実施の形態では、図6
に取出して示すようにアノード電極が、小径の円板状ア
ノード電極(以下小径アノードという)21と、大径の
リング状アノード電極(以下大径リングアノードとい
う)22とで構成される。小径アノード21は、被めっ
き処理物12から充分離れてめっき処理槽11の上部
に、被めっき処理物12の中央部表面に対向して配置さ
れる。大径リングアノード22は、小径アノード21の
外側に小径アノード21とは電気的に絶縁されて設けら
れる。しかも、大径リングアノード22は、めっき処理
槽11の底部に、該底部の被めっき処理物12の外周部
表面に近接して配置される。これらの小径アノード21
および大径リングアノード22の電流制御が電流制御部
16によって独立的に行われ、かつ電流制御条件を変更
できることは前記第1の実施の形態と同様である。
【0013】上記のように構成された第2の実施の形態
では、被めっき処理物12を底部に配置しためっき処理
槽11内にめっき液が供給され、このめっき液が被めっ
き処理物12の表面から大径リングアノード22を経て
小径アノード21まで注入されると、小径アノード21
および大径リングアノード22に対する所定電流値によ
る通電が電流制御部16により開始される。この通電
は、小径アノード21と大径リングアノード22とで独
立的に行われ、かつ電流制御部16での選択状態に応じ
て例えば図7ないし図11のいずれかの制御条件で行わ
れる。図7の制御条件が選択されている場合は、小径ア
ノード21と大径リングアノード22に対して同じ一定
電流値、同じ一定時間で通電される。図8の制御条件が
選択されている場合は、小径アノード21と大径リング
アノード22に対して同じ一定電流値を異なる一定時間
印加する方法で通電される。図9の制御条件が選択され
ている場合は、小径アノード21と大径リングアノード
22に対して異なる一定電流値を同じ一定時間印加する
方法で通電される。図10の制御条件が選択されている
場合は、小径アノード21と大径リングアノード22に
対して異なる一定電流値を異なる一定時間印加する方法
で通電される。図11の制御条件が選択されている場合
は、小径アノード21と大径リングアノード22に対し
て異なる電流値、異なる時間で任意に段階的に変化させ
て印加する方法で通電される。
【0014】そして、以上のような第2の実施の形態で
も、1つのめっき処理槽11内に小径アノード21と大
径リングアノード22が配置され、それらの電流制御を
独立的に、かつ電流制御条件を複数に変更して行うこと
ができるから、アノード電極や図示しない遮蔽板等の処
理槽付帯部品の交換や取付位置変更等の面倒な作業を行
うことなく、様々な成膜状態の導電下地層を有する被め
っき処理物に対して常に最適な電界分布を得ることがで
き、常に均一な膜厚分布の電解めっきを行うことができ
る。
【0015】なお、以上の実施の形態では、1つのめっ
き処理槽11内に複数のアノード電極として2つのアノ
ード電極を配置したが、3以上のアノード電極を配置し
てより細かく電界分布を調整できるようにすることもで
きる。また、各アノード電極の被めっき処理物からの距
離(極間距離)も上記実施の形態に限定されず、任意に
変えることができる。さらに、使用するアノード電極の
形状は局部的な電流密度を調整可能とするために必ずし
も均一ではなく、めっき液が通過可能である任意の大き
さのメッシュ状、あるいはスリット、小穴等を任意の場
所に複数個持つ構造とすることができる。
【0016】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の電解
めっき処理装置によれば、アノード電極や遮蔽板等の処
理槽付帯部品の交換や取付位置変更等の面倒な作業を行
うことなく、様々な成膜状態の導電下地層を有する被め
っき処理物に対して均一な膜厚分布の電解めっきを行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電解めっき処理装置の第1の実施
の形態を示す構成図。
【図2】本発明の第1の実施の形態における電流制御条
件を示す特性図。
【図3】本発明の第1の実施の形態における他の電流制
御条件を示す特性図。
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるさらに他の
電流制御条件を示す特性図。
【図5】本発明の電解めっき処理装置の第2の実施の形
態を示す構成図。
【図6】本発明の第2の実施の形態におけるアノード電
極を取出して示す斜視図。
【図7】本発明の第2の実施の形態における電流制御条
件を示す特性図。
【図8】本発明の第2の実施の形態における他の電流制
御条件を示す特性図。
【図9】本発明の第2の実施の形態におけるさらに他の
電流制御条件を示す特性図。
【図10】本発明の第2の実施の形態におけるさらに他
の電流制御条件を示す特性図。
【図11】本発明の第2の実施の形態におけるさらに他
の電流制御条件を示す特性図。
【図12】従来の電解めっき処理装置を示す構成図。
【符号の説明】
11 めっき処理槽 12 被めっき処理物 13 主アノード電極 14 補助アノード電極 15 めっき電源 16 電流制御部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年6月23日(2000.6.2
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】 アノード電極はメッシュ状に形成され、
あるいはスリットまたは小穴を複数個有することを特徴
とする請求項1または2に記載の電解めっき処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野畑 博敬 東京都調布市柴崎2丁目1番地3 島田理 化工業株式会社内 (72)発明者 立幅 義人 東京都調布市柴崎2丁目1番地3 島田理 化工業株式会社内 (72)発明者 森戸 泰臣 静岡県島田市阿知ケ谷25番地 島田理化工 業株式会社島田製作所内 Fターム(参考) 4K024 BA11 BB12 BC06 CA05 CB06 CB08 CB21 CB24 GA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 めっき処理槽内に複数のアノード電極を
    配置し、この複数のアノード電極のそれぞれに対して独
    立的に電流制御を行い、かつ電流制御条件を変更可能な
    ことを特徴とする電解めっき処理装置。
  2. 【請求項2】 複数のアノード電極として、小径のアノ
    ード電極と、その外側に小径のアノード電極とは電気的
    に絶縁されたリング状の大径アノード電極とを有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電解めっき処理装置。
  3. 【請求項3】 複数のアノード電極として、電気的に絶
    縁された複数枚のアノード電極が被めっき処理物に対し
    て異なる距離に配置されたことを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の電解めっき処理装置。
  4. 【請求項4】 アノード電極はメッシュ状に形成され、
    あるいはスリットまたは小穴を複数個有することを特徴
    とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電解めっき
    処理装置。
  5. 【請求項5】 複数のアノード電極の電流制御条件は複
    数種類、電流制御部に予め記憶されており、そのうち任
    意の一つを選択できることを特徴とする請求項1ないし
    4のいずれかに記載の電解めっき処理装置。
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