JP2001262392A - 浸漬型アレイによるメガソニックめっき - Google Patents
浸漬型アレイによるメガソニックめっきInfo
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- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/1601—Process or apparatus
- C23C18/1633—Process of electroless plating
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- C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気めっき、無電解めっき、又はその他の湿
式化学反応の場合に、ウェーハ又はその他の基板上で金
属物質の平坦性を向上させる装置を提供する。 【解決手段】 メガソニックめっき技術は、浸漬型メガ
ソニック変換器アレイ（２２）を使用してめっきトレイ
（１２）の上方に延在する電解液の隆起部（３８）を発
生させる。めっき対象の表面が下方に向くようにチャッ
ク（４０）が基板（４２）を保持する。メガソニック変
換器（２２）用の制御された電源（３２）が、選択され
た変換器セル（３６）に電圧を印加すると、電解液の隆
起部（３８）が発生し、この隆起部が基板の表面の端か
ら端まで移動、即ち歩いて行く。本技術は、変換器トレ
イ（１２）にもチャック（４０）にも駆動機構を必要と
しない。円環アノード要素（２４）は、前記変換器アレ
イの上部に配置されていて、消耗型アノードが可能であ
る。本技術は、電気めっき、無電解めっき、又は平滑化
若しくはエッチングのような他の湿式化学技術に利用出
来る。
式化学反応の場合に、ウェーハ又はその他の基板上で金
属物質の平坦性を向上させる装置を提供する。 【解決手段】 メガソニックめっき技術は、浸漬型メガ
ソニック変換器アレイ（２２）を使用してめっきトレイ
（１２）の上方に延在する電解液の隆起部（３８）を発
生させる。めっき対象の表面が下方に向くようにチャッ
ク（４０）が基板（４２）を保持する。メガソニック変
換器（２２）用の制御された電源（３２）が、選択され
た変換器セル（３６）に電圧を印加すると、電解液の隆
起部（３８）が発生し、この隆起部が基板の表面の端か
ら端まで移動、即ち歩いて行く。本技術は、変換器トレ
イ（１２）にもチャック（４０）にも駆動機構を必要と
しない。円環アノード要素（２４）は、前記変換器アレ
イの上部に配置されていて、消耗型アノードが可能であ
る。本技術は、電気めっき、無電解めっき、又は平滑化
若しくはエッチングのような他の湿式化学技術に利用出
来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板、例えば半導
体ウェーハ等、の湿式化学処理に関するものであり、更
に詳しくは、効率良く、しかも表面欠陥も最小限に抑え
られる方法で平坦な加工物をめっきする技術に関する。
本発明は、また、ロボットによる物品のハンドリングを
容易にする技術にも関する。
体ウェーハ等、の湿式化学処理に関するものであり、更
に詳しくは、効率良く、しかも表面欠陥も最小限に抑え
られる方法で平坦な加工物をめっきする技術に関する。
本発明は、また、ロボットによる物品のハンドリングを
容易にする技術にも関する。
【０００２】
【従来の技術】電気めっき及び無電解めっきは、多くの
かなり精巧な技術製品の製造に大きい役割を演じてい
る。これらの技術は、最近、半導体デバイスの金属化に
発展している。最近、シリコン上に銅の導体を形成して
半導体デバイスのパワー及び速度を高めるめっき技術に
関心が集まっている。電気めっき及び無電解めっきは、
また、記録用コンパクトディスク素材を製造するのにも
使用することが出来る。その他の関連する湿式技術に
は、エッチング、剥離、及び平坦化（ｐｌａｎｉｎｇ）
が挙げられる。
かなり精巧な技術製品の製造に大きい役割を演じてい
る。これらの技術は、最近、半導体デバイスの金属化に
発展している。最近、シリコン上に銅の導体を形成して
半導体デバイスのパワー及び速度を高めるめっき技術に
関心が集まっている。電気めっき及び無電解めっきは、
また、記録用コンパクトディスク素材を製造するのにも
使用することが出来る。その他の関連する湿式技術に
は、エッチング、剥離、及び平坦化（ｐｌａｎｉｎｇ）
が挙げられる。
【０００３】湿式処理又は被覆の数種の技術は、特許文
献に記載されている。
献に記載されている。
【０００４】めっき浴の内部に層流スパージャー又は噴
射ノズルを採用している１つの最近の技術は、１９９７
年１月２８日に付与された本出願人の最近の米国特許第
５，５９７，４６０号に記載されている。この特許に記
載されている手段によって、めっき過程で基板の表面の
端から端まで均等な層流が得られる。逆洗技術によって
スラッジや微粒子の不純物がめっき対象の物品から取り
除かれて、高密度コンパクトディスクマスター又は半導
体ウェーハのような厳しい許容度の平坦なめっき物品が
作り出される。流動パターンが作業の成功の鍵を握ると
見なされるように、前記特許の技術が、めっきタンク、
即ち槽内のめっき溶液の流動パターンを改善する。流動
パターンは、タンクの設計、めっき容器内の流体の動
き、めっき容器内部や、その容器に入る溶液の導入ゾー
ンでの流体の分布、及び流体がめっき槽内の基板と接触
して端から端まで横断して流れる時の均一な流れのよう
な因子によって影響を受ける。
射ノズルを採用している１つの最近の技術は、１９９７
年１月２８日に付与された本出願人の最近の米国特許第
５，５９７，４６０号に記載されている。この特許に記
載されている手段によって、めっき過程で基板の表面の
端から端まで均等な層流が得られる。逆洗技術によって
スラッジや微粒子の不純物がめっき対象の物品から取り
除かれて、高密度コンパクトディスクマスター又は半導
体ウェーハのような厳しい許容度の平坦なめっき物品が
作り出される。流動パターンが作業の成功の鍵を握ると
見なされるように、前記特許の技術が、めっきタンク、
即ち槽内のめっき溶液の流動パターンを改善する。流動
パターンは、タンクの設計、めっき容器内の流体の動
き、めっき容器内部や、その容器に入る溶液の導入ゾー
ンでの流体の分布、及び流体がめっき槽内の基板と接触
して端から端まで横断して流れる時の均一な流れのよう
な因子によって影響を受ける。
【０００５】前記米国特許第５，５９７，４６０号に記
載されているめっき槽では、めっき浴は、電解液、即ち
めっき液を含み、そしてめっき対象の基板はこの溶液の
中に浸漬される。スパージャー又は等価の噴射手段は、
めっき液をめっき浴へ導入して、めっき対象の基板の表
面の端から端まで横断する電解液、即ちめっき液の層流
を発生させる。循環装置は、僅かの同伴の粒子を含むめ
っき液をアノード室から抜き出した後、このめっき液を
顕微鏡サイズ以上の全ての粒子がこのめっき液から取り
除かれるようなミクロフィルターに通す。次いで、この
濾過された溶液はスパージャーへ戻された後、めっき槽
へ再導入される。
載されているめっき槽では、めっき浴は、電解液、即ち
めっき液を含み、そしてめっき対象の基板はこの溶液の
中に浸漬される。スパージャー又は等価の噴射手段は、
めっき液をめっき浴へ導入して、めっき対象の基板の表
面の端から端まで横断する電解液、即ちめっき液の層流
を発生させる。循環装置は、僅かの同伴の粒子を含むめ
っき液をアノード室から抜き出した後、このめっき液を
顕微鏡サイズ以上の全ての粒子がこのめっき液から取り
除かれるようなミクロフィルターに通す。次いで、この
濾過された溶液はスパージャーへ戻された後、めっき槽
へ再導入される。
【０００６】前記米国特許第５，５９７，４６０号に記
載されている流動パターンは、更に、めっき浴用のめっ
きタンク（ｔａｎｋ）を形成する井戸部の形状によって
改善されている。この井戸は、めっき対象の基板の軸と
共通の軸を持つ円筒形の壁を有する。この装置は、めっ
き槽の中にコーナー部及びデッドスペースを作らないよ
うに考慮されていて、そうしなければ基板の回転か、め
っき液の流動のどちらかによって乱流が起ることがあ
る。
載されている流動パターンは、更に、めっき浴用のめっ
きタンク（ｔａｎｋ）を形成する井戸部の形状によって
改善されている。この井戸は、めっき対象の基板の軸と
共通の軸を持つ円筒形の壁を有する。この装置は、めっ
き槽の中にコーナー部及びデッドスペースを作らないよ
うに考慮されていて、そうしなければ基板の回転か、め
っき液の流動のどちらかによって乱流が起ることがあ
る。
【０００７】回転翼やワイパーがめっき浴の中に配設さ
れている、本出願人の米国特許第５，６３４，５６４号
の技術によって、めっき品の平坦性が向上する。
れている、本出願人の米国特許第５，６３４，５６４号
の技術によって、めっき品の平坦性が向上する。
【０００８】無電解めっきは多くの用途に適していて、
特に、カソードとしての役割をすることが出来る導電性
層が存在しない場合は特に好適である。従って、無電解
めっきは、現在ではスパッタリングや真空蒸着に対して
経済性のある代替方法と見られている。このことは、ス
パッタリングやプラズマ技術を使って蒸着することの難
しい金属にはには特に当てはまる。無電解めっきへの有
効なアプローチは、本出願人の以前の米国特許第５，８
６５，８９４号に開示されている。その装置では、めっ
き槽の床の近くにあるメガソニック変換器が約０．２な
いし５ＭＨｚの周波数のメガソニックエネルギーをめっ
き液へ印加する。この周波数は１ＭＨｚ超、そして或る
場合には５ＭＨｚ超が可能である。メガソニック波は、
めっき液をめっき対象の基板に均一に分配し、めっきさ
れた表面で欠陥となるかも知れない僅かの気泡又は濃縮
部も粉々にする。
特に、カソードとしての役割をすることが出来る導電性
層が存在しない場合は特に好適である。従って、無電解
めっきは、現在ではスパッタリングや真空蒸着に対して
経済性のある代替方法と見られている。このことは、ス
パッタリングやプラズマ技術を使って蒸着することの難
しい金属にはには特に当てはまる。無電解めっきへの有
効なアプローチは、本出願人の以前の米国特許第５，８
６５，８９４号に開示されている。その装置では、めっ
き槽の床の近くにあるメガソニック変換器が約０．２な
いし５ＭＨｚの周波数のメガソニックエネルギーをめっ
き液へ印加する。この周波数は１ＭＨｚ超、そして或る
場合には５ＭＨｚ超が可能である。メガソニック波は、
めっき液をめっき対象の基板に均一に分配し、めっきさ
れた表面で欠陥となるかも知れない僅かの気泡又は濃縮
部も粉々にする。
【０００９】メガソニックめっき技術によって、シリコ
ンウェーハの電気めっきを改善することが出来る。回転
運動を行なわせることにより流動パターンが更に改善さ
れるそのような技術の例は、本出願人の米国特許第５，
８６５，８９４号に記載されている。メガソニック変換
器及び回転翼は、本出願人の米国特許第５，９０４，８
２７号に記載されて例示されているように、めっき槽の
中に一緒に組み入れることが出来る。本出願人の米国特
許第５，９３２，０７７号に記載されている技術によっ
て、基板を取り付けて、自動化又はロボット化されてい
るめっき槽の中にその基板を降ろすことが出来る。或る
加工槽から別の加工槽へ加工物の挿入、取り外し及び移
送の自動化及びロボット化によって、清浄な又は超清浄
な環境の中で完全な多段階めっき作業を行なうことが出
来る。このような技術では、基板用のキャリヤは、めっ
き槽の密閉型ドアに配設されている。このドアは水平位
置が好ましく、装入位置に対して開き、そしてめっき室
の中で基板を垂直に保持するのが好ましい位置に対して
は閉じる。このドアは密閉型であり、めっき槽の側壁に
ある開口部に装着される。電気めっき用には、ドアが閉
じられるとカソードリングは基板と電気的に接触するた
めにドア開口部の周縁部に配設することが出来る。この
装置は、めっきプロセスのロボット化に役立たせること
は出来るが、それにも拘らず、移送ホルダーから、めっ
き槽と関連があるプラテンへ基板を移送する必要があ
る。更に、基板を水平方向と垂直方向の間で動かす必要
があるので、機械的と、流体の取り扱いとを考慮しなけ
ればならない。
ンウェーハの電気めっきを改善することが出来る。回転
運動を行なわせることにより流動パターンが更に改善さ
れるそのような技術の例は、本出願人の米国特許第５，
８６５，８９４号に記載されている。メガソニック変換
器及び回転翼は、本出願人の米国特許第５，９０４，８
２７号に記載されて例示されているように、めっき槽の
中に一緒に組み入れることが出来る。本出願人の米国特
許第５，９３２，０７７号に記載されている技術によっ
て、基板を取り付けて、自動化又はロボット化されてい
るめっき槽の中にその基板を降ろすことが出来る。或る
加工槽から別の加工槽へ加工物の挿入、取り外し及び移
送の自動化及びロボット化によって、清浄な又は超清浄
な環境の中で完全な多段階めっき作業を行なうことが出
来る。このような技術では、基板用のキャリヤは、めっ
き槽の密閉型ドアに配設されている。このドアは水平位
置が好ましく、装入位置に対して開き、そしてめっき室
の中で基板を垂直に保持するのが好ましい位置に対して
は閉じる。このドアは密閉型であり、めっき槽の側壁に
ある開口部に装着される。電気めっき用には、ドアが閉
じられるとカソードリングは基板と電気的に接触するた
めにドア開口部の周縁部に配設することが出来る。この
装置は、めっきプロセスのロボット化に役立たせること
は出来るが、それにも拘らず、移送ホルダーから、めっ
き槽と関連があるプラテンへ基板を移送する必要があ
る。更に、基板を水平方向と垂直方向の間で動かす必要
があるので、機械的と、流体の取り扱いとを考慮しなけ
ればならない。
【００１０】過去の高精度の電気めっきでは、基板を回
転するか、又はワイパーを回転するかのどちらかを必要
とし、欠陥のない均一なめっきを得るために表面から水
素の気泡は取り除かれた。このことから、基板は水平方
向ではなく、垂直方向か又は対角線、即ち斜め方向のど
ちらかに位置決めしなければならなかったので気泡は表
面に集まることはなかった。つい最近まで、水平な回路
側截（ｃｉｒｃｕｉｔｓｉｄｅ−ｄｏｗｎ）方向でウェ
ーハ又はその他の基板をめっき、エッチング又は剥離す
るための有効な技術は存在しなかった。１９９９年５月
１５日に出願して現在は審理中の本出願人の米国特許出
願第０９／３１４，４００号は、電気めっきの技術を記
載していて、その技術では、細長いメガソニック変換器
がウェーハ又は基板の表面の端から端まで掃引する電解
液の隆起部を形成する。基板は、水平に保たれていて、
平坦な表面、即ち基板のウェーハの回路側は下向にされ
ている。関連する電気めっき浴には、上部開放型の、細
長い、水平に延在するトレイが使用されている。細長く
水平に延在するメガソニック変換器はトレイの底部に配
置されていて、アノードは、この変換器の上方で水平に
延在している。スパージャー装置が電解液のような加工
流体の流れをこのトレイに供給して、メガソニック変換
器は電解液の横方向の隆起部、或いはトレイから上方へ
突き出る別の湿式流体を発生させる。この隆起部は、基
板と接触してトレイの上を通過することが出来る。めっ
きには、メガソニックエネルギーを変換器に印加して前
記電解液の横方向の隆起部を発生させることが含まれ
る。めっき電流はアノードと基板の間に印加される。こ
の基板は水平方向で、かつ下向きであり、電解液の横方
向の隆起部と接触する位置にあり、その時は基板ホルダ
ー又はトレイのどちらかは方向としては隆起部の端から
端まで移動するのであり、隆起部が基板の表面の端から
端まで掃引するように基板とトレイの間で相対的運動が
起こる。すすぎ液供給器は、めっき作業の後の基板をす
すぐために電解液トレイに沿って置くことが出来る。す
すぎ液供給器にもメガソニック変換器を使用してすすぎ
溶液の隆起部を発生させる役目をさせることが出来る。
米国特許出願書第０９／３１４，４００号の技術では、
アノードは、変換器に平行で、かつ電解液の中でその変
換器の直ぐ上に延在する横方向の金属棒又は類似の導電
性部材であることが好ましい。これとは別に、アノード
は、変換器のレンズとして組み入れられたステンレスス
チール表面が可能である。ウェーハ又はその他の基板用
のホルダーは、加熱又は非加熱のチャックが可能であ
る。メガソニックエネルギーも隆起部が接触する基板を
加熱するし、或る場合には、金属被膜を一部分又は完全
に熱処理することが出来る。
転するか、又はワイパーを回転するかのどちらかを必要
とし、欠陥のない均一なめっきを得るために表面から水
素の気泡は取り除かれた。このことから、基板は水平方
向ではなく、垂直方向か又は対角線、即ち斜め方向のど
ちらかに位置決めしなければならなかったので気泡は表
面に集まることはなかった。つい最近まで、水平な回路
側截（ｃｉｒｃｕｉｔｓｉｄｅ−ｄｏｗｎ）方向でウェ
ーハ又はその他の基板をめっき、エッチング又は剥離す
るための有効な技術は存在しなかった。１９９９年５月
１５日に出願して現在は審理中の本出願人の米国特許出
願第０９／３１４，４００号は、電気めっきの技術を記
載していて、その技術では、細長いメガソニック変換器
がウェーハ又は基板の表面の端から端まで掃引する電解
液の隆起部を形成する。基板は、水平に保たれていて、
平坦な表面、即ち基板のウェーハの回路側は下向にされ
ている。関連する電気めっき浴には、上部開放型の、細
長い、水平に延在するトレイが使用されている。細長く
水平に延在するメガソニック変換器はトレイの底部に配
置されていて、アノードは、この変換器の上方で水平に
延在している。スパージャー装置が電解液のような加工
流体の流れをこのトレイに供給して、メガソニック変換
器は電解液の横方向の隆起部、或いはトレイから上方へ
突き出る別の湿式流体を発生させる。この隆起部は、基
板と接触してトレイの上を通過することが出来る。めっ
きには、メガソニックエネルギーを変換器に印加して前
記電解液の横方向の隆起部を発生させることが含まれ
る。めっき電流はアノードと基板の間に印加される。こ
の基板は水平方向で、かつ下向きであり、電解液の横方
向の隆起部と接触する位置にあり、その時は基板ホルダ
ー又はトレイのどちらかは方向としては隆起部の端から
端まで移動するのであり、隆起部が基板の表面の端から
端まで掃引するように基板とトレイの間で相対的運動が
起こる。すすぎ液供給器は、めっき作業の後の基板をす
すぐために電解液トレイに沿って置くことが出来る。す
すぎ液供給器にもメガソニック変換器を使用してすすぎ
溶液の隆起部を発生させる役目をさせることが出来る。
米国特許出願書第０９／３１４，４００号の技術では、
アノードは、変換器に平行で、かつ電解液の中でその変
換器の直ぐ上に延在する横方向の金属棒又は類似の導電
性部材であることが好ましい。これとは別に、アノード
は、変換器のレンズとして組み入れられたステンレスス
チール表面が可能である。ウェーハ又はその他の基板用
のホルダーは、加熱又は非加熱のチャックが可能であ
る。メガソニックエネルギーも隆起部が接触する基板を
加熱するし、或る場合には、金属被膜を一部分又は完全
に熱処理することが出来る。
【００１１】スパージャー装置は、メガソニック変換器
の両側、例えば、メガソニック変換器の片側に沿って配
置された１つの横列と、もう片側に沿って配置されたも
う１つの横列との２列の開口部から出す非乱流の電解液
を発生するのが好ましい。
の両側、例えば、メガソニック変換器の片側に沿って配
置された１つの横列と、もう片側に沿って配置されたも
う１つの横列との２列の開口部から出す非乱流の電解液
を発生するのが好ましい。
【００１２】この装置では、チャック又はトレイが機械
的に前後に動かなければならない。このことから、大規
模な機械的駆動装置が必要である。水平駆動は高価で、
かつ複雑になることがあり、多大のアフターサービスと
修理が必要である。更に、運動する部品は、トレイの中
のめっき浴に落ち込む恐れがある微粒子汚染物の発生源
となることがある。また、掃引の速度と方向は限られて
いるので、隆起部のパターンで、或いは隆起部がいかに
して基板の端から端まで移動するかによって生じる融通
性はさほど大きくはない。
的に前後に動かなければならない。このことから、大規
模な機械的駆動装置が必要である。水平駆動は高価で、
かつ複雑になることがあり、多大のアフターサービスと
修理が必要である。更に、運動する部品は、トレイの中
のめっき浴に落ち込む恐れがある微粒子汚染物の発生源
となることがある。また、掃引の速度と方向は限られて
いるので、隆起部のパターンで、或いは隆起部がいかに
して基板の端から端まで移動するかによって生じる融通
性はさほど大きくはない。
【００１３】従って、隆起部を発生させて基板のめっき
を制御することは出来るが、機械的運動部分が最小限に
保持され、そして基板の端から端まで動く隆起部の速
度、形状及び方向に関して向上した融通性がある湿式装
置を提供することは有益である。
を制御することは出来るが、機械的運動部分が最小限に
保持され、そして基板の端から端まで動く隆起部の速
度、形状及び方向に関して向上した融通性がある湿式装
置を提供することは有益である。
【００１４】同時に、格子状に配列された多数の変換器
を含み、かつマイクロプロセッサーの制御によって作動
する利用可能な浸漬型メガソニック変換器が現われる。
これらは、多数のウェーハをカセット又は“ボート（ｂ
ｏａｔ）”の中に入れた後、洗浄又はすすぎ液の中に浸
漬して、同時にきれいさっぱりと洗浄する洗浄用途に一
般的に使用される。今日まで、このタイプのメガソニッ
ク変換器装置を使用して、液面上に延在する制御された
隆起部を発生させた人はいない。
を含み、かつマイクロプロセッサーの制御によって作動
する利用可能な浸漬型メガソニック変換器が現われる。
これらは、多数のウェーハをカセット又は“ボート（ｂ
ｏａｔ）”の中に入れた後、洗浄又はすすぎ液の中に浸
漬して、同時にきれいさっぱりと洗浄する洗浄用途に一
般的に使用される。今日まで、このタイプのメガソニッ
ク変換器装置を使用して、液面上に延在する制御された
隆起部を発生させた人はいない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従って、電気めっき、
無電解めっき、又はその他の湿式化学反応の場合に、ウ
ェーハ又はその他の基板上で金属物質の平坦性を向上さ
せる装置を提供することが、本発明の１つの目的であ
る。
無電解めっき、又はその他の湿式化学反応の場合に、ウ
ェーハ又はその他の基板上で金属物質の平坦性を向上さ
せる装置を提供することが、本発明の１つの目的であ
る。
【００１６】自動化されたウェーハハンドリングに対し
て基板を維持することが、本発明のもう１つの目的であ
る。
て基板を維持することが、本発明のもう１つの目的であ
る。
【００１７】既に実施可能とされているよりも優れた制
御及び適応性が実施出来ることに加えて、機械的に動く
部品の使用を最小限に抑えることが、本発明の更なる目
的である。
御及び適応性が実施出来ることに加えて、機械的に動く
部品の使用を最小限に抑えることが、本発明の更なる目
的である。
【００１８】本発明の１つの局面によると、基板の平ら
な表面は金属層でめっきされる。めっきは、開放型上部
を有するトレイの中のめっき浴の中で実施される。メガ
ソニック変換器アレイがこのトレイの中に置かれ、スパ
ージャー装置がめっき液をこのトレイへ供給する。メガ
ソニック変換器アレイは、このめっき液の中の少し上方
に延在する隆起部を発生させるので、溶液の隆起部はめ
っき液の僅かに上に置かれた基板と接触する。変換器ア
レイと関連があるマイクロプロセッサー又は同様な制御
装置が、メガソニックエネルギーをこのアレイに印加す
るのを制御する。これによって、アレイのどの変換器に
メガソニックエネルギーを印加するかも選択される。本
技術では、隆起部が前記基板の下面と接触するように、
基板は水平で、かつ下向きにされる。メガソニックエネ
ルギーを変換器アレイに印加するのを制御することによ
り、この制御装置は隆起部を発生させて、この変換器ア
レイに対する隆起部の位置を変える。基板とトレイとの
間で相対運動を起こすことなく、又は必要とすることな
く、隆起部は制御された方法で基板の端から端まで掃引
する。
な表面は金属層でめっきされる。めっきは、開放型上部
を有するトレイの中のめっき浴の中で実施される。メガ
ソニック変換器アレイがこのトレイの中に置かれ、スパ
ージャー装置がめっき液をこのトレイへ供給する。メガ
ソニック変換器アレイは、このめっき液の中の少し上方
に延在する隆起部を発生させるので、溶液の隆起部はめ
っき液の僅かに上に置かれた基板と接触する。変換器ア
レイと関連があるマイクロプロセッサー又は同様な制御
装置が、メガソニックエネルギーをこのアレイに印加す
るのを制御する。これによって、アレイのどの変換器に
メガソニックエネルギーを印加するかも選択される。本
技術では、隆起部が前記基板の下面と接触するように、
基板は水平で、かつ下向きにされる。メガソニックエネ
ルギーを変換器アレイに印加するのを制御することによ
り、この制御装置は隆起部を発生させて、この変換器ア
レイに対する隆起部の位置を変える。基板とトレイとの
間で相対運動を起こすことなく、又は必要とすることな
く、隆起部は制御された方法で基板の端から端まで掃引
する。
【００１９】電気めっき装置では、アノードは電解液内
のトレイの中に置かれる。このアノードは、メガソニッ
ク変換器アレイの中央の上部に置かれ、かつ前記装置と
平行な円環部材の形状で、例えば３／８インチ（９．５
ｍｍ）の棒の円環が可能である。このアノードは、消耗
型アノード、即ち銅めっき用には銅製が好ましい。この
メガソニックアレイは、メガソニック変換器アレイがウ
ェーハ又は同類の基板の面と少なくとも同一の広がりを
持つような寸法及び形状をしている。この場合、このア
ノードの直径は、ウェーハの直径より僅かに小さくする
ことが可能である。
のトレイの中に置かれる。このアノードは、メガソニッ
ク変換器アレイの中央の上部に置かれ、かつ前記装置と
平行な円環部材の形状で、例えば３／８インチ（９．５
ｍｍ）の棒の円環が可能である。このアノードは、消耗
型アノード、即ち銅めっき用には銅製が好ましい。この
メガソニックアレイは、メガソニック変換器アレイがウ
ェーハ又は同類の基板の面と少なくとも同一の広がりを
持つような寸法及び形状をしている。この場合、このア
ノードの直径は、ウェーハの直径より僅かに小さくする
ことが可能である。
【００２０】本発明の技術は、多くの湿式技術、例えば
無電解めっき、及び例えば化学エッチング又は平坦化の
ような湿式化学除去技術に適用出来るのが好ましい。次
の説明及び特許請求の範囲の中で使用している“めっ
き”と言う用語は、電気めっき以外に前記のその他の湿
式化学処理を含むと考えるべきである。
無電解めっき、及び例えば化学エッチング又は平坦化の
ような湿式化学除去技術に適用出来るのが好ましい。次
の説明及び特許請求の範囲の中で使用している“めっ
き”と言う用語は、電気めっき以外に前記のその他の湿
式化学処理を含むと考えるべきである。
【００２１】本発明の前記及びその他の多くの目的、特
徴及び長所は、付図と関連があると見なされる好ましい
実施態様の次の詳細な説明から更に完全に理解されるだ
ろう。
徴及び長所は、付図と関連があると見なされる好ましい
実施態様の次の詳細な説明から更に完全に理解されるだ
ろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の或る１つの実施態様によ
るメガソニックめっき装置１０を図１及び２に示してい
る。ここには示していないけれども、めっきや多くのそ
の他の加工段階が、多数のウェーハ又はその他の加工物
に対して順次、自動的に実施されるように、この装置１
０は、清浄な空気装置やウェーハ自動ハンドリング機器
と一緒にキャビネット内部に配設することが出来る。ま
た、この装置は、示されていないが、当業者には周知の
流体処理及び補充装置も含んでいる。図１の部分的にカ
ットした透視図に示すように、細長いトレイ、即ち水盤
（ｂａｓｉｎ）１２は、ポリプロピレンのように耐久性
があり、非反応性で非伝導性の材料から作られるのが好
ましい。このトレイは、いずれの適当な寸法でもよい
が、水平方向に細長く、上部は開放されている。このト
レイは、境界が概ね長方形の堰１６によって定義される
中央部１４を有する。図１に示すように、この堰１６
は、流体用の余水路として機能する鋸歯状の上部端部１
８を有し、中央部１４にある。トラフ２０は、堰１６を
囲み、この堰から溢れる全ての液体を受け入れる。メガ
ソニック変換器アレイ２２は、中央部１４にあるトレイ
の底部に配置されていて、正方形の形状である。アノー
ド２４は、ここでは円形又は円環ループの形状をしてい
て、トレイの中で前記変換器アレイ２２の上方でかつ溶
液面の下に配置されている。ここではアノード２４は変
換器アレイ２２の上方で、かつ中央に置かれている。ア
ノードは、例えば、３／８インチの金属棒で作ることが
出来る。或る実施態様では、永久アノードとしてステン
レススチール棒を使用することが出来る。別の実施態様
では、アノードは消耗することが出来て、銅の電気めっ
き工程では銅の巻き線として、又はニッケルの電気めっ
き工程ではニッケルの巻き線として、めっきされるのと
同じ金属製である。１個以上のスパージャー２６は、流
体流をトレイ１２の中央部１４に導入する。このスパー
ジャー（類）は、メガソニック変換器アレイ２２の上部
全体に電解液の層流、即ち非乱流を発生させる。供給管
２８は、スパージャー（類）２６に溶液を供給し、排水
管３０はトラフ２０に溢れ落ちる溶液を外に出す。ここ
には示していないけれども、排水管は、戻り導管によっ
てポンプ、濾過装置、及び流体調整装置に繋がってい
て、調整された流体は最終的には供給管２８を通ってス
パージャー（類）２６へ戻る。
るメガソニックめっき装置１０を図１及び２に示してい
る。ここには示していないけれども、めっきや多くのそ
の他の加工段階が、多数のウェーハ又はその他の加工物
に対して順次、自動的に実施されるように、この装置１
０は、清浄な空気装置やウェーハ自動ハンドリング機器
と一緒にキャビネット内部に配設することが出来る。ま
た、この装置は、示されていないが、当業者には周知の
流体処理及び補充装置も含んでいる。図１の部分的にカ
ットした透視図に示すように、細長いトレイ、即ち水盤
（ｂａｓｉｎ）１２は、ポリプロピレンのように耐久性
があり、非反応性で非伝導性の材料から作られるのが好
ましい。このトレイは、いずれの適当な寸法でもよい
が、水平方向に細長く、上部は開放されている。このト
レイは、境界が概ね長方形の堰１６によって定義される
中央部１４を有する。図１に示すように、この堰１６
は、流体用の余水路として機能する鋸歯状の上部端部１
８を有し、中央部１４にある。トラフ２０は、堰１６を
囲み、この堰から溢れる全ての液体を受け入れる。メガ
ソニック変換器アレイ２２は、中央部１４にあるトレイ
の底部に配置されていて、正方形の形状である。アノー
ド２４は、ここでは円形又は円環ループの形状をしてい
て、トレイの中で前記変換器アレイ２２の上方でかつ溶
液面の下に配置されている。ここではアノード２４は変
換器アレイ２２の上方で、かつ中央に置かれている。ア
ノードは、例えば、３／８インチの金属棒で作ることが
出来る。或る実施態様では、永久アノードとしてステン
レススチール棒を使用することが出来る。別の実施態様
では、アノードは消耗することが出来て、銅の電気めっ
き工程では銅の巻き線として、又はニッケルの電気めっ
き工程ではニッケルの巻き線として、めっきされるのと
同じ金属製である。１個以上のスパージャー２６は、流
体流をトレイ１２の中央部１４に導入する。このスパー
ジャー（類）は、メガソニック変換器アレイ２２の上部
全体に電解液の層流、即ち非乱流を発生させる。供給管
２８は、スパージャー（類）２６に溶液を供給し、排水
管３０はトラフ２０に溢れ落ちる溶液を外に出す。ここ
には示していないけれども、排水管は、戻り導管によっ
てポンプ、濾過装置、及び流体調整装置に繋がってい
て、調整された流体は最終的には供給管２８を通ってス
パージャー（類）２６へ戻る。
【００２３】制御された電源３２は、ケーブルによって
変換器アレイ２２に接続されている。この電源３２は、
小型コンピューターのような入力制御デバイス３４に接
続されている。電源３２は、また、内蔵式でもよく、プ
ログラマブルマイクロプロセッサー及び関連する制御用
電子部品を含むことが出来る。図３に示すように、変換
器アレイ２２は、変換器要素、即ちセル３６の長方形格
子であり、この実施態様では、このアレイには２５６個
のセル３６があり、横１６行と縦１６列で配列されてい
る。用途によっては別の構成が可能である。変換器セル
３６は、いかなる構成でも作動することが出来るので、
制御された電源３２は、変換器セル３６の適当な１個を
選択してプログラム化された順序でセルに電力を供給す
るアルゴリズムを有する。電源３２は、選択されたセル
３６のメガソニックエネルギーの強度及び相を制御する
ので、この場合は、図２に示すように溶液の細長い隆起
部３８が発生する。
変換器アレイ２２に接続されている。この電源３２は、
小型コンピューターのような入力制御デバイス３４に接
続されている。電源３２は、また、内蔵式でもよく、プ
ログラマブルマイクロプロセッサー及び関連する制御用
電子部品を含むことが出来る。図３に示すように、変換
器アレイ２２は、変換器要素、即ちセル３６の長方形格
子であり、この実施態様では、このアレイには２５６個
のセル３６があり、横１６行と縦１６列で配列されてい
る。用途によっては別の構成が可能である。変換器セル
３６は、いかなる構成でも作動することが出来るので、
制御された電源３２は、変換器セル３６の適当な１個を
選択してプログラム化された順序でセルに電力を供給す
るアルゴリズムを有する。電源３２は、選択されたセル
３６のメガソニックエネルギーの強度及び相を制御する
ので、この場合は、図２に示すように溶液の細長い隆起
部３８が発生する。
【００２４】図１及び図２に示すように、チャック又は
プラテン４０は、基板４２、即ちシリコンウェーハ、を
保持する。チャック４０はキャリヤ又はコンベア４４上
に保持されていて、このキャリヤ又はコンベアは、図２
に示すように基板４２がトレイ１２の中の溶液面より少
し上で保持される位置までチャック４０を下げることが
出来る。この位置では、隆起部３８は基板４２の下側、
即ち回路側と接触している。制御された電源３２が変換
器アレイ２２のセル３６の縦列に次々と作動するにつれ
て、隆起部３８は、基板の表面の端から端まで“歩いて
行く（ｗａｌｋ）”、即ち掃引する。隆起部３８が、一
方向へ掃引したり、前後に掃引したり、或いは別のやり
方で、即ちパターンで掃引するように、アレイ２２の作
動を制御することが出来る。隆起部３８の制御されたパ
ターンが同時に現われることも可能であり、これらの隆
起部は、同じ方向で、又は異なる方向で、即ち交差する
方向で移動して、基板の選択された部分と接触すること
が出来る。この隆起部は、横軸に沿っても、縦軸に沿っ
ても、或るいは対角軸の端から端まで現われるように発
生させることが出来る。
プラテン４０は、基板４２、即ちシリコンウェーハ、を
保持する。チャック４０はキャリヤ又はコンベア４４上
に保持されていて、このキャリヤ又はコンベアは、図２
に示すように基板４２がトレイ１２の中の溶液面より少
し上で保持される位置までチャック４０を下げることが
出来る。この位置では、隆起部３８は基板４２の下側、
即ち回路側と接触している。制御された電源３２が変換
器アレイ２２のセル３６の縦列に次々と作動するにつれ
て、隆起部３８は、基板の表面の端から端まで“歩いて
行く（ｗａｌｋ）”、即ち掃引する。隆起部３８が、一
方向へ掃引したり、前後に掃引したり、或いは別のやり
方で、即ちパターンで掃引するように、アレイ２２の作
動を制御することが出来る。隆起部３８の制御されたパ
ターンが同時に現われることも可能であり、これらの隆
起部は、同じ方向で、又は異なる方向で、即ち交差する
方向で移動して、基板の選択された部分と接触すること
が出来る。この隆起部は、横軸に沿っても、縦軸に沿っ
ても、或るいは対角軸の端から端まで現われるように発
生させることが出来る。
【００２５】メガソニック変換器アレイ２２は、そのエ
ネルギーを上方へ向けてトレイ１２の中の流体に入れる
ので、流体は上方へ押し上げられ、要するに、流体壁の
ような隆起部３８を発生させる。周波数は、メガソニッ
クの範囲（公称、５００ＫＨｚないし５ＭＨｚ）内で選
ばれ、隆起部３８の所望の形状と高さが得られるよう
に、印加されるメガソニックエネルギーの強さも選ばれ
る。めっき電流供給源（示されていない）は、その陽極
側はアノード２４に接続され、一方、その陰極側はウェ
ーハの表面又は別の基板４２に接続される。めっき電源
は公称めっき電圧、例えば１２ボルト、を有することが
可能である。
ネルギーを上方へ向けてトレイ１２の中の流体に入れる
ので、流体は上方へ押し上げられ、要するに、流体壁の
ような隆起部３８を発生させる。周波数は、メガソニッ
クの範囲（公称、５００ＫＨｚないし５ＭＨｚ）内で選
ばれ、隆起部３８の所望の形状と高さが得られるよう
に、印加されるメガソニックエネルギーの強さも選ばれ
る。めっき電流供給源（示されていない）は、その陽極
側はアノード２４に接続され、一方、その陰極側はウェ
ーハの表面又は別の基板４２に接続される。めっき電源
は公称めっき電圧、例えば１２ボルト、を有することが
可能である。
【００２６】勿論、無電解めっき技術では、電極２４を
省くことが出来る。電気的平滑化又は湿式エッチングの
ような他の技術では、印加電流の極性を逆転させること
が可能なので、その結果、基板はアノードとして接続さ
れる。
省くことが出来る。電気的平滑化又は湿式エッチングの
ような他の技術では、印加電流の極性を逆転させること
が可能なので、その結果、基板はアノードとして接続さ
れる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の技術では、溶液は、接触部分の
水平線に沿ってのみウェーハ又は他の基板４２と接触す
るので、電解液はウェーハ表面の他の区域へは流れな
い。本めっき（又は別の湿式処理）は、非乱流のもと
で、かつ接触部分の明確なゾーンに沿ってのみ行なわれ
るので、各ウェーハ毎に最高の平坦性と高度の反復性が
得られる。
水平線に沿ってのみウェーハ又は他の基板４２と接触す
るので、電解液はウェーハ表面の他の区域へは流れな
い。本めっき（又は別の湿式処理）は、非乱流のもと
で、かつ接触部分の明確なゾーンに沿ってのみ行なわれ
るので、各ウェーハ毎に最高の平坦性と高度の反復性が
得られる。
【００２８】本湿式作業には、含まれる材料と化学反応
によるが、シングルパス（ｓｉｎｇｌｐａｓｓ）も複数
パスも含まれる。また、幾つかの実施態様では、トレイ
とウェーハとの間で相対運動も見られる。
によるが、シングルパス（ｓｉｎｇｌｐａｓｓ）も複数
パスも含まれる。また、幾つかの実施態様では、トレイ
とウェーハとの間で相対運動も見られる。
【図１】本発明の１つの好ましい実施態様による湿式装
置の透視図である。
置の透視図である。
【図２】本実施態様の一部の断面略図である。
【図３】本実施態様のメガソニック変換器アレイの平面
略図である。
略図である。
【図４】本実施態様の部分的平面図である。
１０ メガソニックめっき装置 １２ めっきトレイ ２２ メガソニック変換器アレイ ２４ 円環アノード要素 ２６ スパージャー ３２ 電源 ３６ 変換器セル ３８ 隆起部 ４０ チャック ４２ 基板 ４４ キャリヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｚ // Ｃ２３Ｆ 1/08 １０１ Ｃ２３Ｆ 1/08 １０１
Claims (10)
- 【請求項１】 開放型上部を有するトレイ、前記トレイ
の中に置かれたメガソニック（ｍｅｇａｓｏｎｉｃ）変
換器アレイ、めっき液を前記トレイの中に供給する手段
を含むめっき浴の中で平坦な基板の表面をめっきする方
法において、前記メガソニック変換器アレイが前記溶液
の上に配置された基板と接触出来る隆起部（ｒｉｄｇ
ｅ）を前記トレイの中にある前記めっき液の中で発生さ
せること、及びメガソニックエネルギーが、前記アレイ
の選択された変換器に制御出来る状態で印加されること
を特徴とすること；並びに前記方法が、前記隆起部が前
記基板の表面と接触するように前記基板を水平状態で前
記トレイの上で表面を下向きにさせること；前記変換器
アレイへのメガソニックエネルギーの印加を制御して前
記隆起部を発生させること、並びに前記変換器アレイ及
び前記基板に対する前記隆起部の位置を変更すること、
を特徴とする前記方法。 - 【請求項２】 前記めっき浴が前記変換器アレイの上に
置かれた１個の電極を含み、前記方法が更に前記電極と
前記基板との間で電流を印加することを含むことを特徴
とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 メガソニックエネルギーの印加の前記制
御が、前記隆起部を前記基板の表面の端から端まで掃引
するのに有効であることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 メガソニックエネルギー印加の前記制御
が、１つのパターンの隆起部を発生させて前記基板の選
択された部分と接触するのに有効であることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 メガソニックエネルギーを印加して前記
隆起部を発生させて前記隆起部の位置の変更をする前記
制御が、前記基板と前記トレイとの間で相対運動を起こ
さないように前記基板及び前記トレイを固定して保持す
ることを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 基板の表面をめっきするめっき浴装置で
あって、チャック（４０）は前記基板の前記表面を曝し
て下向きにして前記基板を水平に保持すること；トレイ
（１２）はめっき液を含み、開放型上部を有し、前記溶
液を前記トレイへ導入するための手段を備える前記装置
において；前記溶液の隆起部（３８）を発生させて、ト
レイ（１２）の上の前記チャック（４０）の中の前記基
板（４２）の少なくともレベルまで上げるメガソニック
変換器アレイ（２２）が前記チャックの下の前記トレイ
の中に置かれること；並びに前記隆起部（３８）の位置
が前記変換器アレイ及び前記基板に対して変更するよう
に、前記アレイ（２２）の中の選択された変換器（３
６）にメガソニックエネルギーを印加することを制御す
るための手段（３２、３４）が配置されること、を特徴
とする前記装置。 - 【請求項７】 更に、前記メガソニック変換器アレイ
（２２）が、前記基板（４２）の表面と少なくとも同じ
広がりを有することを特徴とする請求項６記載のめっき
浴装置。 - 【請求項８】 更に、アノード（２４）が前記変換器ア
レイ（２２）と前記チャック（４０）との間の前記トレ
イの中に置かれ、電源（＋、−）が前記アノードと前記
基板との間にめっき電流を提供することを特徴とする請
求項６記載のめっき浴装置。 - 【請求項９】 更に、前記アノードが、前記メガソニッ
ク変換器アレイの中央の上部に置かれ、前記アレイと平
行な円環部材（２４）を含むことを特徴とする請求項８
記載のめっき浴装置。 - 【請求項１０】 更に、めっき過程で前記トレイと前記
チャックとの間に相対的水平運動が起らないように、前
記チャック（４０）のキャリヤ（４４）が前記トレイに
対して前記基板を固定して保持することを特徴とする請
求項６記載のめっき浴装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/497,224 US6319386B1 (en) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | Submerged array megasonic plating |
| US09/497224 | 2000-02-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001262392A true JP2001262392A (ja) | 2001-09-26 |
Family
ID=23975967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001025383A Pending JP2001262392A (ja) | 2000-02-03 | 2001-02-01 | 浸漬型アレイによるメガソニックめっき |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6319386B1 (ja) |
| EP (1) | EP1122339A2 (ja) |
| JP (1) | JP2001262392A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107099838A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-29 | 昆明理工大学 | 一种抛光铝箔的装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6573183B2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-06-03 | Agere Systems Inc. | Method and apparatus for controlling contamination during the electroplating deposition of metals onto a semiconductor wafer surface |
| US20040159335A1 (en) * | 2002-05-17 | 2004-08-19 | P.C.T. Systems, Inc. | Method and apparatus for removing organic layers |
| CN110787984B (zh) * | 2019-12-04 | 2023-09-22 | 航天精工股份有限公司 | 具有超声波换能器的紧固件及制造工艺和用途 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4602184A (en) | 1984-10-29 | 1986-07-22 | Ford Motor Company | Apparatus for applying high frequency ultrasonic energy to cleaning and etching solutions |
| US4686406A (en) | 1986-11-06 | 1987-08-11 | Ford Motor Company | Apparatus for applying high frequency ultrasonic energy to cleaning and etching solutions |
| US4869278A (en) | 1987-04-29 | 1989-09-26 | Bran Mario E | Megasonic cleaning apparatus |
| US5383484A (en) | 1993-07-16 | 1995-01-24 | Cfmt, Inc. | Static megasonic cleaning system for cleaning objects |
| US5669971A (en) * | 1994-04-06 | 1997-09-23 | Specialty Coating Systems, Inc. | Selective coating apparatus |
| US5625249A (en) | 1994-07-20 | 1997-04-29 | Submicron Systems, Inc. | Megasonic cleaning system |
-
2000
- 2000-02-03 US US09/497,224 patent/US6319386B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-23 EP EP01300587A patent/EP1122339A2/en not_active Withdrawn
- 2001-02-01 JP JP2001025383A patent/JP2001262392A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107099838A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-29 | 昆明理工大学 | 一种抛光铝箔的装置 |
| CN107099838B (zh) * | 2017-05-09 | 2019-07-16 | 昆明理工大学 | 一种抛光铝箔的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6319386B1 (en) | 2001-11-20 |
| EP1122339A2 (en) | 2001-08-08 |
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