JP2001234399A - カップ式めっき装置用クリーナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シード金属付きウェーハをカップ式めっ
き装置を用いて順次めっき処理する場合でも良好なめっ
き処理が長時間連続的に可能となる技術の提供を目的と
する。 【解決手段】 カップ式めっき装置１のめっき槽２上部
開口に沿って設けらたウェハー支持部３に付着するめっ
き液を除去するためのカップ式めっき装置用クリーナー
７において、ウェハー支持部３へ洗浄水を供給する洗浄
機構１３と、ウェハー支持部３に付着しためっき液及び
該洗浄水を吸引して除去する吸引機構１４とを備えてな
るものとした。

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ハー
にめっき処理する際に用いられるカップ式めっき装置の
清浄技術に関するものであり、特に、ウェハーを載置す
るために設けられたカップ式めっき装置のウェハー支持
部を清浄化するクリーナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体用のウェハーにめっき
を施す装置として、カップ式めっき装置が知られている
（特開平５−３２０９７８号公報参照）。このカップ式
めっき装置は、めっき槽開口上部に沿って設けられてい
るウェハー支持部にウェハーを載置し、めっき槽の下方
からめっき液を上昇流で供給するとともにウェハーのめ
っき対象面にめっき液を接触させながらめっき処理を行
うようになっているものである。このカップ式めっき装
置は、ウェハー支持部に載置するウェハーを順次取り換
えることで同一のめっき処理を連続的に施すことがで
き、めっき処理工程の自動化や小ロット生産に好適なも
のとして広く用いられている。

【０００３】ところで、このカップ式めっき装置におい
て順次ウェハーを取り替えてめっき処理する場合、めっ
き処理されたウェハーを取り外すとウェハーの載置され
ていたウェハー支持部にはめっき液が付着することが多
い。そのため、めっき処理済みのウェハーを取り外し新
たなウェハーを載置すると、ウェハー支持部に載置され
る新たなウェハーの周辺部は、付着しためっき液と接す
ることになる。

【０００４】このような現象は、カップ式めっき装置に
おける良好なめっき処理の実現を阻む一要因となってい
た。特に、シード金属付きウェハー、即ちウェハーのめ
っき対象面に予めＣｕ等の金属を被覆したウェハーをめ
っき処理する場合に、ウェハー支持部に付着しためっき
液がシード金属を溶解して、めっき処理に悪影響を及ぼ
すのである。それは、めっき処理後、めっき処理済みの
ウェハーを新たなシード金属付きウェハーに取り替える
場合、新たにウェハーを載置してからめっき電流を供給
するまでの間に、ウェハー支持部に付着しためっき液が
載置されたウェハーの周辺部においてシード金属を溶解
してしまい、シード金属を介してウェハーのめっき対象
面に流すめっき電流が均一に供給されなくなるのであ
る。

【０００５】そのため、このようなウェハー支持部に付
着しためっき液の悪影響を回避するため、ウェハーを交
換する際に、付着しためっき液を清浄手段により除去す
る技術が提案されている（特許番号第２８８６１５７
号）。この技術における清浄手段は、ウェハー支持部に
付着しためっき液を吸収除去するスポンジなどの吸収
材、或いは、めっき液を吸引して除去できる吸引具を用
いるものである。この従来の清浄手段により、ウェハー
支持部に付着しためっき液を除去することは可能であ
り、ウェハーを順次取り替えながら連続的にめっき処理
を行っても、均一なめっき処理を施すことはできる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の清浄手段では次のような不具合が生じることがあっ
た。まず、スポンジなどの吸収材による場合では、吸収
材にめっき液が含浸されるため、適宜吸収材の洗浄を必
要とし、その工程管理が煩雑になる傾向があり、また、
吸収材へのめっき液含浸量の制御が困難で、めっき液の
付着量やめっき液の種類によっては汎用的に使用しずら
いものであった。そして、吸引具による場合では、ウェ
ハー支持部に付着しためっき液を完全に除去することが
できないため、連続的にウェハーを取り替えながらめっ
き処理を続けると、ウェハー支持部に若干量残存するめ
っき液が乾燥し、その成分が結晶化する現象が生じ、ウ
ェハーの載置やめっき電流の均一供給に悪影響を及ぼす
ことがあった。

【０００７】本発明は、以上のようような事情を背景に
なされたものであり、従来のカップ式めっき装置のウェ
ハー支持部を清浄化する装置、即ち、クリーナーを改善
することで、カップ式めっき装置を用いて順次シード金
属付きウェハーをめっき処理する場合でも、良好なめっ
き処理を長時間連続的に施すことができ、めっき液種類
の相違にも十分に対応して使用できる技術を提供せんと
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明では、カップ式めっき装置のめっき槽上部開
口に沿って設けらたウェハー支持部に付着するめっき液
を除去するためのカップ式めっき装置用クリーナーにお
いて、ウェハー支持部へ洗浄水を供給する洗浄機構と、
ウェハー支持部に付着しためっき液及び該洗浄水を吸引
して除去する吸引機構とを備えてなるものとした。本発
明によれば、ウェハー支持部に付着しためっき液は、洗
浄水により希釈され、その希釈された状態で吸引除去さ
れるので、ウェハー支持部から完全に除去することがで
きる。従って、シード金属付きウェハーを順次取り替え
ながら長時間連続的にめっき処理を行ったとしても、取
り替え時にウェハー支持部へ付着するめっき液の影響、
即ち、めっき液によるシード金属の溶解やめっき液成分
の結晶化などは全くなくなり、均一なめっき電流の供給
ができ、均一性の高いめっき処理を施すことが可能とな
る。

【０００９】本発明に係るカップ式めっき装置用クリー
ナーでは、洗浄機構及び吸引機構をウェハー支持部に対
して、どうのように配置するかについては特に制約はな
いものであるが、ウェハー支持部に供給される洗浄水が
カップ式めっき装置のめっき槽内へ流入しないように洗
浄機構が設けられるとともに、その洗浄水により希釈さ
れためっき液もめっき槽内に流入しないように吸引機構
が設けられていることが好ましい。洗浄水がめっき槽内
に流入するとめっき液濃度の変化が生じ、めっき液濃度
管理を別途必要になるからである。

【００１０】本発明のカップ式めっき装置用クリーナー
における洗浄機構から供給する洗浄水としては、ウェハ
ー支持部への汚染物付着やめっき液への混入影響等を考
慮すると、純水を用いることが好ましいものである。ま
た、吸引機構としては、吸引ポンプに接続された吸引部
を備えたものを用いることができ、例えば、吸引部をウ
ェハー支持部へ近接して移動することにより、付着して
いるめっき液及び洗浄水の除去を行うことも可能であ
る。さらに吸引機構は、供給される洗浄水及び付着めっ
き液を十分に吸引除去できる吸引力を有するものを使用
することが好ましい。カップ式めっき装置がクリーンル
ーム内に配置されているような場合、クリーンルーム内
の湿度環境等への影響を極力抑制することができるから
である。

【００１１】そして、以上のような本発明によるカップ
式めっき装置用クリーナーを構成する際には、請求項２
に記載するように、カップ式めっき装置のめっき槽上部
開口に沿って設けられたウェハー支持部に付着するめっ
き液を除去するためのカップ式めっき装置用クリーナー
において、めっき槽上部開口の中心にその先端部を位置
させることができる位置決めアームと、該位置決めアー
ムの先端部にその一端が取り付けられるととともに、他
端にウェハー支持部へ洗浄水を供給する洗浄機構とウェ
ハー支持部に付着しためっき液及び該洗浄水を吸引して
除去する吸引機構とが設けられ、且つ前記位置決めアー
ムの先端部を中心に回動可能となった回動アームとを備
えたものとすることが好ましい。

【００１２】本発明に係るカップ式めっき装置は、ウェ
ハーの取り換え作業がめっき槽開口上方空間を使用して
行われるため、ウェハー支持部からウェハーが取り外さ
れる時以外、つまり、ウェハー支持部の清浄処理を行う
時以外は、クリーナーがめっき槽開口の上方空間を占拠
しないようにする必要がある。そのため、この請求項２
に記載するカップ式めっき装置用クリーナーのような構
成にすれば、ウェハー支持部のウェハーが取り外された
状態になったときにのみ位置決めアームを移動して、め
っき槽開口上方に回動アームを配置し、回動アームを駆
動させることで洗浄機構及び吸引機構によりウェハー支
持部に付着しためっき液を除去する。そして、ウェハー
支持部の全体を清浄処理した後は、位置決めアームの移
動させることによりめっき槽開口上方から回動アームを
離すようにするのである。この請求項２に記載するクリ
ーナーは構造的に単純であるため、直接カップ式めっき
装置に取り付けてもよく、また、カップ式めっき装置の
近傍へ別に備えてもよいものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。図１には、本実施形態によるカップ式めっき装置
及びクリーナーの断面概略図を、図２には、これらの平
面概略図を示している。図１に示すようにカップ式めっ
き装置１は、めっき槽２の上部開口に沿って設けられた
ウェハー支持部３にウェハー４を載置し、めっき槽２下
方に設けられためっき液供給部５からめっき液を上昇さ
せて供給するとともに載置されたウェハー４のめっき対
象面６にめっき液を接触させながらめっき処理を行うも
のである。

【００１４】そして、載置したウェハー４のめっき処理
が終えると、めっき電流及びめっき液供給を停止して、
ウェハー４を吸着保持可能とされた図示せぬウェハー保
持具により、ウェハー支持部３からめっき処理済みのウ
ェハー４を取り外し、次にめっき処理を行う新たなウェ
ハー４を再びウェハー支持部３に載置し、順次連続的に
めっき処理を行うものである。

【００１５】このウェハー４の取り替え作業の間に、め
っき槽２のウェハー支持部３に付着しためっき液はクリ
ーナー７により除去される。クリーナー７は、ロータリ
ーアクチェーター８に接続されエアーシリンダ９により
上下方向に伸縮可能とされた支柱１０と、支柱８上端に
取り付けられた位置決めアーム１１と、位置決めアーム
１１の先端側に取り付けられた回動モーター１２に接続
されており、且つ洗浄ノズル１３及び吸引ノズル１４を
その先端に備えた回動アーム１５とから形成されてい
る。この位置決めアーム１１は、ロータリーアクチェー
ター８により支柱１０を介して回動させると、位置決め
アーム１１の先端がめっき槽２上部開口の中心に位置す
ることができる長さとしてあり、また、回動アーム１５
は、位置決めアーム１１の先端がめっき槽２上部開口の
中心位置に移動した際、回動アーム１５の先端に備えら
れている洗浄ノズル１３及び吸引ノズル１４がウェハー
支持部３に沿って回動できる長さとしてある（図２参
照）。

【００１６】洗浄ノズル１３は回動アーム１５及位置決
めアーム１１、支柱１０の内部に設けられた図示せぬ配
管を純水が通過することにより、ウェハー支持部３へ純
水を供給することができるようにしてある。また、吸引
ノズル１４は洗浄ノズル１３に隣接した位置に設けられ
ており、ウェハー支持部３に供給される純水及び付着し
ためっき液を強制的に吸引できるような配置としてい
る。具体的には、図２に示すように洗浄ノズル１３及び
吸引ノズル１４の先端が、それぞれ横並びになるように
配置されている。この吸引ノズルについても、回動アー
ム１５及位置決めアーム１１、支柱１０の内部に設けら
れ、図示せぬ吸引ポンプに接続された排出管を使用し
て、ウェハー支持部に供給される純水及び付着しためっ
き液を吸引排出するようになっている。

【００１７】ここで、本実施形態のクリーナー７による
具体的なめっき液の除去について説明する。めっき処理
後のウェハー４を取り外す作業が終えるまで、つまり、
ウェハー支持部３にウェハー４が載置されている状態に
おいては、回動アーム１５、位置決めアーム１１、めっ
き槽２上部空間から離れた場所を初期位置として待機し
てある。そして、ウェハー支持部３に載置されためっき
処理済みウェハー４が図示せぬウェハー保持具により取
り外されると、ロータリーアクチェーター８により位置
決めアーム１１が回動し、位置決めアーム１１の先端が
めっき槽２上部開口の中心位置にまで移動する。

【００１８】その後、エアーシリンダー９により支柱１
０が下側に短くされ、洗浄ノズル１３及び吸引ノズル１
４の先端がウェハー支持部３に近接する位置まで降下さ
れる。このような状態を維持して、回動モーター１２を
駆動することにより、回動アーム１５の先端に設けられ
た洗浄ノズル１３及び吸引ノズル１４がウェハー支持部
３に沿って移動する。この回動アーム１５の移動は、図
２の矢示のように、洗浄ノズル１３が先頭で、その後方
側に吸引ノズル１４が続いて移動するような方向に回動
するようにした。この回動動作の際には、断続的に純水
が洗浄ノズル１３から供給されると同時に、吸引ノズル
１５が連続して吸引動作を行うように設定してある。こ
れによって、ウェハー支持部３に付着しためっき液は、
供給される純水とともにウェハー支持部３から完全に除
去されることとなる。この場合の回動回数は、めっき液
の付着量に応じて適宜行われるもので、最低一回以上回
動させることになる。

【００１９】ウェハー支持部３に付着しためっき液が完
全に除去された後は、回動アーム１５の駆動を止め、エ
アーシリンダー９により支柱１０を上側に伸ばし、洗浄
ノズル１３及び吸引ノズル１４をウェハー支持部３から
離し、ロータリーアクチェーター６により位置決めアー
ム１１を回動して、めっき槽２上部空間から離れた初期
位置まで戻る。その後、めっき液が完全に除去されたウ
ェハー支持部３に新たなウェハー４を載置してめっき処
理が開始される。

【００２０】最後に、めっき液として硫酸銅溶液を用
い、Ｃｕのシード金属が施されたウェハーを順次取り替
え、連続的にめっき処理した場合における連続処理テス
トの結果について説明する。従来の清浄装置であるスポ
ンジを吸収材として、ウェハー支持部のめっき液除去を
行った場合、連続して約２０００枚のウェハーが均一に
めっき処理することが可能であった。しかしながら、こ
の従来のスポンジを使用した場合では、スポンジの吸収
力の低下、スポンジのめっき液残査量の増加などによ
り、吸収材であるスポンジの交換が必要となった。ま
た、清浄装置として吸引具のみによるめっき液の除去を
行った場合、連続して約１０００枚処理した時点でウェ
ハー支持部に硫酸銅の結晶が残留する現象が生じてしま
った。一方、本実施形態におけるクリーナーによる場合
では、連続して５０００枚のウェハーを処理しても、ウ
ェハー支持部に付着するめっき液の悪影響は全く認めら
れず、さらに連続してウェハーのめっき処理を行うこと
が可能であった。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ップ式めっき装置を用いて順次シード金属付きウェハー
をめっき処理する場合においても、良好なめっきを長時
間連続的に施すことができるようになる。

【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及びカ
ップ式めっき装置用クリーナーの概略断面図。

【図２】本実施形態におけるカップ式めっき装置及びカ
ップ式めっき装置用クリーナーの概略平面図。

【符号の説明】

１ カップ式めっき装置 ２ めっき槽 ３ ウェハー支持部 ４ ウェハー ５ めっき液供給部 ６ めっき対象面 ７ クリーナー ８ ロータリーアクチェーター ９ エアーシリンダー １０ 支柱 １１ 位置決めアーム １２ 回動モーター １３ 洗浄ノズル １４ 吸引ノズル １５ 回動アーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カップ式めっき装置のめっき槽上部開口
   に沿って設けらたウェハー支持部に付着するめっき液を
   除去するためのカップ式めっき装置用クリーナーにおい
   て、 ウェハー支持部へ洗浄水を供給する洗浄機構と、ウェハ
   ー支持部に付着しためっき液及び該洗浄水を吸引して除
   去する吸引機構とを備えてなることを特徴とするカップ
   式めっき装置用クリーナー。
2. 【請求項２】 カップ式めっき装置のめっき槽上部開口
   に沿って設けられたウェハー支持部に付着するめっき液
   を除去するためのカップ式めっき装置用クリーナーにお
   いて、 めっき槽上部開口の中心にその先端部を位置させること
   ができる位置決めアームと、 該位置決めアームの先端部にその一端が取り付けられる
   ととともに、他端にウェハー支持部へ洗浄水を供給する
   洗浄機構とウェハー支持部に付着しためっき液及び該洗
   浄水を吸引して除去する吸引機構とが設けられ、且つ前
   記位置決めアームの先端部を中心に回動可能となった回
   動アームとを備えたことを特徴とするカップ式めっき装
   置用クリーナー。