JP2002129349A - めっき装置及びめっき方法 - Google Patents
めっき装置及びめっき方法Info
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- JP2002129349A JP2002129349A JP2000327801A JP2000327801A JP2002129349A JP 2002129349 A JP2002129349 A JP 2002129349A JP 2000327801 A JP2000327801 A JP 2000327801A JP 2000327801 A JP2000327801 A JP 2000327801A JP 2002129349 A JP2002129349 A JP 2002129349A
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- plating solution
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板のめっき反応時のめっき反応面を
常に正確に所定温度に保温しておくことができて安定且
つ確実なめっきを行なうことができ、スループットの向
上も図れるめっき装置を提供すること。 【解決手段】 半導体基板Ｗの被めっき面を上向きに保
持する保持手段１１と、保持手段１１に保持された半導
体基板Ｗの被めっき面の周囲をシールする堰部材１５
と、堰部材１５でシールされた半導体基板Ｗの被めっき
面にめっき処理液を供給するシャワーヘッド１９とを具
備しためっき処理槽１０を、その内部空間を外気よりも
高い温度に維持する恒温室として構成する。
常に正確に所定温度に保温しておくことができて安定且
つ確実なめっきを行なうことができ、スループットの向
上も図れるめっき装置を提供すること。 【解決手段】 半導体基板Ｗの被めっき面を上向きに保
持する保持手段１１と、保持手段１１に保持された半導
体基板Ｗの被めっき面の周囲をシールする堰部材１５
と、堰部材１５でシールされた半導体基板Ｗの被めっき
面にめっき処理液を供給するシャワーヘッド１９とを具
備しためっき処理槽１０を、その内部空間を外気よりも
高い温度に維持する恒温室として構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の配線
形成（シード層形成や、シード層の上にこれを補強する
目的で形成される補助シード層形成も含む）や配線保護
膜形成や拡散防止膜形成等に用いて好適なめっき装置及
びめっき方法に関するものである。
形成（シード層形成や、シード層の上にこれを補強する
目的で形成される補助シード層形成も含む）や配線保護
膜形成や拡散防止膜形成等に用いて好適なめっき装置及
びめっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体基板上に配線回路を形成す
る材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金が一般
に用いられてきたが、集積度の向上に伴い、より伝導率
の高い材料を配線材料に採用することが要求されてい
る。このため配線材料として銅又はその合金を用い、こ
れを半導体基板にめっき処理することで基板に形成され
た配線パターン用の溝に充填する方法が提案されてい
る。
る材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金が一般
に用いられてきたが、集積度の向上に伴い、より伝導率
の高い材料を配線材料に採用することが要求されてい
る。このため配線材料として銅又はその合金を用い、こ
れを半導体基板にめっき処理することで基板に形成され
た配線パターン用の溝に充填する方法が提案されてい
る。
【０００３】配線パターン用の溝に銅又はその合金を充
填する方法としては、ＣＶＤ（化学的蒸着）やスパッタ
リング等各種の方法が知られているが、金属層の材質が
銅又はその合金である場合、即ち、銅配線を形成する場
合には、ＣＶＤではコストが高く、またスパッタリング
では高アスペクト（パターンの深さの幅に対する比が大
きい）の場合に埋め込みが不可能である等の短所を有し
ており、めっきによる方法が最も有効だからである。
填する方法としては、ＣＶＤ（化学的蒸着）やスパッタ
リング等各種の方法が知られているが、金属層の材質が
銅又はその合金である場合、即ち、銅配線を形成する場
合には、ＣＶＤではコストが高く、またスパッタリング
では高アスペクト（パターンの深さの幅に対する比が大
きい）の場合に埋め込みが不可能である等の短所を有し
ており、めっきによる方法が最も有効だからである。
【０００４】そして半導体基板の配線パターンを無電解
銅めっきで均一厚さに形成する場合、半導体基板の各め
っき反応部におけるめっき温度を所定の高温に一定に維
持することが必須となる。ここで図３はめっき液温度と
無電解銅めっき膜厚の関係を実験によって求めた測定結
果を示す図である。この実験のめっき条件は以下の通り
である。 めっき液仕様 ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ ２．５ ｇ／Ｌ ＥＤＴＡ・２Ｎａ ２０ ｇ／Ｌ ＮａＯＨ ４ ｇ／Ｌ ＨＣＨＯ（３７％） ５ ｍｌ／Ｌ めっきに用いる試料 φ８インチ半導体基板であってシリコンの上にＴａＮ
（２０ｎｍ）のバリア層とＣｕ（５０ｎｍ）のシード層
（ベタ膜）を形成したもの めっき時間 ６０秒
銅めっきで均一厚さに形成する場合、半導体基板の各め
っき反応部におけるめっき温度を所定の高温に一定に維
持することが必須となる。ここで図３はめっき液温度と
無電解銅めっき膜厚の関係を実験によって求めた測定結
果を示す図である。この実験のめっき条件は以下の通り
である。 めっき液仕様 ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ ２．５ ｇ／Ｌ ＥＤＴＡ・２Ｎａ ２０ ｇ／Ｌ ＮａＯＨ ４ ｇ／Ｌ ＨＣＨＯ（３７％） ５ ｍｌ／Ｌ めっきに用いる試料 φ８インチ半導体基板であってシリコンの上にＴａＮ
（２０ｎｍ）のバリア層とＣｕ（５０ｎｍ）のシード層
（ベタ膜）を形成したもの めっき時間 ６０秒
【０００５】上記めっき条件で半導体基板の無電解めっ
きを行なった結果、図３に示すように、めっき液温度が
１℃変化する毎に、１分間のめっき時間で概ね１．８ｎ
ｍの膜厚差が生じ、まためっき液温度が高いほうがより
めっき膜厚が厚くなることがわかる。従って前述のよう
に半導体基板を迅速に所望の厚みで各部均一に無電解め
っきするには、めっき液温度を所定の高温に維持しなけ
ればならず、また１枚の半導体基板の各部のめっき反応
時の温度を均一になるように管理しなければならない。
きを行なった結果、図３に示すように、めっき液温度が
１℃変化する毎に、１分間のめっき時間で概ね１．８ｎ
ｍの膜厚差が生じ、まためっき液温度が高いほうがより
めっき膜厚が厚くなることがわかる。従って前述のよう
に半導体基板を迅速に所望の厚みで各部均一に無電解め
っきするには、めっき液温度を所定の高温に維持しなけ
ればならず、また１枚の半導体基板の各部のめっき反応
時の温度を均一になるように管理しなければならない。
【０００６】このため従来のめっき装置においては、予
めめっき処理温度又はそれ以上に昇温しためっき液を半
導体基板の被めっき面に接液し、さらにめっき反応面を
ヒータ若しくはランプで保温するという機構を採用して
いた。
めめっき処理温度又はそれ以上に昇温しためっき液を半
導体基板の被めっき面に接液し、さらにめっき反応面を
ヒータ若しくはランプで保温するという機構を採用して
いた。
【０００７】しかしながら上記従来の方法で半導体基板
のめっき反応時のめっき反応面を常に正確に所定温度に
保温しておくことは困難であった。特に半導体基板を１
枚ずつめっき処理する枚葉式のめっき装置の場合は、半
導体基板を１枚ずつ昇温しなければならず、正確且つ迅
速に所定温度に加熱・保温することは困難で、スループ
ットも悪くなっていた。
のめっき反応時のめっき反応面を常に正確に所定温度に
保温しておくことは困難であった。特に半導体基板を１
枚ずつめっき処理する枚葉式のめっき装置の場合は、半
導体基板を１枚ずつ昇温しなければならず、正確且つ迅
速に所定温度に加熱・保温することは困難で、スループ
ットも悪くなっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、基板のめっき反応
時のめっき反応面を常に正確に所定温度に保温しておく
ことができて安定且つ確実なめっきを行なうことがで
き、またスループットの向上も図れるめっき装置及びめ
っき方法を提供することにある。
みてなされたものでありその目的は、基板のめっき反応
時のめっき反応面を常に正確に所定温度に保温しておく
ことができて安定且つ確実なめっきを行なうことがで
き、またスループットの向上も図れるめっき装置及びめ
っき方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明にかかるめっき装置は、基板の被めっき面を上
向きに保持する保持手段と、前記保持手段に保持された
基板の被めっき面の周囲をシールするめっき処理液保持
機構と、前記めっき処理液保持機構でシールされた基板
の被めっき面にめっき処理液を供給する手段とを具備し
ためっき処理槽を、その内部空間を外気よりも高い温度
に維持する恒温室として構成したことを特徴とする。こ
れによって安定且つ確実なめっきを行なうことができる
ばかりか、スループットの向上を図ることができる。
め本発明にかかるめっき装置は、基板の被めっき面を上
向きに保持する保持手段と、前記保持手段に保持された
基板の被めっき面の周囲をシールするめっき処理液保持
機構と、前記めっき処理液保持機構でシールされた基板
の被めっき面にめっき処理液を供給する手段とを具備し
ためっき処理槽を、その内部空間を外気よりも高い温度
に維持する恒温室として構成したことを特徴とする。こ
れによって安定且つ確実なめっきを行なうことができる
ばかりか、スループットの向上を図ることができる。
【００１０】また本発明は、基板の被めっき面にめっき
処理液を接液してめっき処理を施すめっき処理槽を、そ
の内部空間をめっき処理温度とほぼ等しい温度に維持す
る恒温室として構成したことを特徴とする。
処理液を接液してめっき処理を施すめっき処理槽を、そ
の内部空間をめっき処理温度とほぼ等しい温度に維持す
る恒温室として構成したことを特徴とする。
【００１１】また本発明は、前記めっき処理槽内に搬入
する基板とめっき処理液とを予め前記めっき処理槽内部
の温度と同程度の温度にプレヒートするように構成した
ことを特徴とする。これによってめっき処理槽内に搬入
した半導体基板にめっき処理液を供給するだけで即座に
最適なめっき処理反応が得られ、さらにスループットの
向上を図ることができる。
する基板とめっき処理液とを予め前記めっき処理槽内部
の温度と同程度の温度にプレヒートするように構成した
ことを特徴とする。これによってめっき処理槽内に搬入
した半導体基板にめっき処理液を供給するだけで即座に
最適なめっき処理反応が得られ、さらにスループットの
向上を図ることができる。
【００１２】また本発明は、複数枚の未処理の基板を収
納して前記めっき処理槽に供給する基板収納槽を前記め
っき処理槽に併設し、この基板収納槽の内部空間を前記
めっき処理槽内部の温度と同程度の温度に維持する基板
プレヒート領域としたことを特徴とする。
納して前記めっき処理槽に供給する基板収納槽を前記め
っき処理槽に併設し、この基板収納槽の内部空間を前記
めっき処理槽内部の温度と同程度の温度に維持する基板
プレヒート領域としたことを特徴とする。
【００１３】また本発明は、前記めっき処理液を収納し
ておくめっき処理液収納槽を前記めっき処理槽に併設
し、このめっき処理液収納槽の内部空間を前記めっき処
理槽内部の温度と同程度の温度に維持するめっき処理液
プレヒート領域としたことを特徴とする。
ておくめっき処理液収納槽を前記めっき処理槽に併設
し、このめっき処理液収納槽の内部空間を前記めっき処
理槽内部の温度と同程度の温度に維持するめっき処理液
プレヒート領域としたことを特徴とする。
【００１４】また本発明にかかる基板のめっき方法は、
基板の被めっき面を保持手段により上向きに保持し、基
板の被めっき面の周囲をめっき液保持機構によりシール
した上で基板の被めっき面にめっき液を供給して行なう
めっき処理を、恒温室内で行うことを特徴とする。
基板の被めっき面を保持手段により上向きに保持し、基
板の被めっき面の周囲をめっき液保持機構によりシール
した上で基板の被めっき面にめっき液を供給して行なう
めっき処理を、恒温室内で行うことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。この実施形態にかかるめっ
き装置は、例えば半導体基板Ｗの表面に無電解銅めっき
を施して、銅層からなるシード層や配線を形成するのに
使用される。このめっき工程の一例を図１を参照して説
明する。
を参照して詳細に説明する。この実施形態にかかるめっ
き装置は、例えば半導体基板Ｗの表面に無電解銅めっき
を施して、銅層からなるシード層や配線を形成するのに
使用される。このめっき工程の一例を図１を参照して説
明する。
【００１６】半導体基板Ｗには、図１（ａ）に示すよう
に、半導体素子が形成された基板１の導電層１ａの上に
ＳｉＯ2からなる絶縁膜２が堆積され、リソグラフィ・エ
ッチング技術によりコンタクトホール３と配線用の溝４
が形成され、その上にＴｉＮ等からなるバリア層５、更
にその上に無電解銅めっきによってシード層７が形成さ
れる。なおシード層７はスパッタなどによって予め形成
しておき、このシード層７の上にこれを補強するために
補助シード層を無電解銅めっきによって形成する場合も
ある。そして図１（ｂ）に示すように半導体基板Ｗ表面
に電解銅めっきを施すことで半導体基板Ｗのコンタクト
ホール３及び溝４内に銅を充填させると共に、絶縁膜２
上に銅層６を堆積させる。その後化学的機械的研磨（Ｃ
ＭＰ）により絶縁膜２上の銅層６を除去して、図１
（ｃ）に示すようにコンタクトホール３および配線用の
溝４に充填した銅層６の表面と絶縁膜２の表面とを略同
一平面にし、露出する金属表面の上に配線保護膜８を形
成する。
に、半導体素子が形成された基板１の導電層１ａの上に
ＳｉＯ2からなる絶縁膜２が堆積され、リソグラフィ・エ
ッチング技術によりコンタクトホール３と配線用の溝４
が形成され、その上にＴｉＮ等からなるバリア層５、更
にその上に無電解銅めっきによってシード層７が形成さ
れる。なおシード層７はスパッタなどによって予め形成
しておき、このシード層７の上にこれを補強するために
補助シード層を無電解銅めっきによって形成する場合も
ある。そして図１（ｂ）に示すように半導体基板Ｗ表面
に電解銅めっきを施すことで半導体基板Ｗのコンタクト
ホール３及び溝４内に銅を充填させると共に、絶縁膜２
上に銅層６を堆積させる。その後化学的機械的研磨（Ｃ
ＭＰ）により絶縁膜２上の銅層６を除去して、図１
（ｃ）に示すようにコンタクトホール３および配線用の
溝４に充填した銅層６の表面と絶縁膜２の表面とを略同
一平面にし、露出する金属表面の上に配線保護膜８を形
成する。
【００１７】図２は本発明にかかるめっき装置（無電解
めっき装置）の一実施形態を示す概略構成図である。同
図に示すようにこの無電解めっき装置は、無電解めっき
処理を行なうめっき処理槽１０と、未処理の半導体基板
Ｗを収納しておく基板収納槽３０と、めっき液やその他
のめっき処理液を収納しておくめっき処理液収納槽５０
とを一体に併設して構成されている。
めっき装置）の一実施形態を示す概略構成図である。同
図に示すようにこの無電解めっき装置は、無電解めっき
処理を行なうめっき処理槽１０と、未処理の半導体基板
Ｗを収納しておく基板収納槽３０と、めっき液やその他
のめっき処理液を収納しておくめっき処理液収納槽５０
とを一体に併設して構成されている。
【００１８】ここでめっき処理槽１０は、半導体基板Ｗ
をその上面に保持する保持手段１１と、保持手段１１が
上昇した際に保持手段１１に保持された半導体基板Ｗの
被めっき面（上面）の周縁部に当接して周縁部をシール
する堰部材（めっき処理液保持機構）１５と、堰部材１
５でその周縁部をシールされた半導体基板Ｗの被めっき
面にめっき液を供給するシャワーヘッド（めっき処理液
供給手段）１９と、保持手段１１の上部外周近傍に設置
されて半導体基板Ｗの被めっき面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段２３と、排出された洗浄液等（めっき廃
液）を回収する回収容器２７と、半導体基板Ｗ上に保持
しためっき液を吸引して回収するめっき液回収ノズル２
９と、前記保持手段１１を回転駆動するモータＭとを具
備して構成されている。
をその上面に保持する保持手段１１と、保持手段１１が
上昇した際に保持手段１１に保持された半導体基板Ｗの
被めっき面（上面）の周縁部に当接して周縁部をシール
する堰部材（めっき処理液保持機構）１５と、堰部材１
５でその周縁部をシールされた半導体基板Ｗの被めっき
面にめっき液を供給するシャワーヘッド（めっき処理液
供給手段）１９と、保持手段１１の上部外周近傍に設置
されて半導体基板Ｗの被めっき面に洗浄液を供給する洗
浄液供給手段２３と、排出された洗浄液等（めっき廃
液）を回収する回収容器２７と、半導体基板Ｗ上に保持
しためっき液を吸引して回収するめっき液回収ノズル２
９と、前記保持手段１１を回転駆動するモータＭとを具
備して構成されている。
【００１９】保持手段１１はその上面に半導体基板Ｗを
載置して保持する。保持手段１１は具体的には半導体基
板Ｗを真空吸着する図示しない真空吸着機構を具備して
いる。保持手段１１はモータＭによって回転駆動される
と共に、図示しない昇降手段によって上下動できるよう
に構成されており、図示する実線の位置は半導体基板Ｗ
を着脱する位置、その上の位置Ａは半導体基板Ｗを洗浄
する位置、その上の位置Ｂは堰部材１５に当接して半導
体基板Ｗをめっき処理する位置である。
載置して保持する。保持手段１１は具体的には半導体基
板Ｗを真空吸着する図示しない真空吸着機構を具備して
いる。保持手段１１はモータＭによって回転駆動される
と共に、図示しない昇降手段によって上下動できるよう
に構成されており、図示する実線の位置は半導体基板Ｗ
を着脱する位置、その上の位置Ａは半導体基板Ｗを洗浄
する位置、その上の位置Ｂは堰部材１５に当接して半導
体基板Ｗをめっき処理する位置である。
【００２０】堰部材１５は筒状であってその下端部が半
導体基板Ｗの外周縁をシールするシール部となってお
り、図示の位置から上下動しないように設置されてい
る。シャワーヘッド１９は、先端に多数のノズルを設け
ることで、供給されためっき液をシャワー状に分散して
半導体基板Ｗの被めっき面に略均一に供給する構造のも
のである。また洗浄液供給手段２３はノズルから洗浄液
を噴出する構造である。
導体基板Ｗの外周縁をシールするシール部となってお
り、図示の位置から上下動しないように設置されてい
る。シャワーヘッド１９は、先端に多数のノズルを設け
ることで、供給されためっき液をシャワー状に分散して
半導体基板Ｗの被めっき面に略均一に供給する構造のも
のである。また洗浄液供給手段２３はノズルから洗浄液
を噴出する構造である。
【００２１】めっき液回収ノズル２９は上下動且つ旋回
できるように構成されていて、その先端が半導体基板Ｗ
上面周縁部の堰部材１５の内側に下降して半導体基板Ｗ
上のめっき処理液を吸引するように構成されている。
できるように構成されていて、その先端が半導体基板Ｗ
上面周縁部の堰部材１５の内側に下降して半導体基板Ｗ
上のめっき処理液を吸引するように構成されている。
【００２２】次に基板収納槽３０は、その内部に基板保
持手段３１を設置し、この基板保持手段３１に複数枚の
半導体基板Ｗを上下に所定間隔毎に重ね合わせるように
保持させている。この基板保持手段３１は保持した半導
体基板Ｗをエレベータ式に昇降するように構成されてお
り、図示しない基板搬送機構によって上部に保持してい
た半導体基板Ｗが前記保持手段１１上に移送されると、
次の半導体基板Ｗが搬送位置まで上昇するように構成さ
れている。
持手段３１を設置し、この基板保持手段３１に複数枚の
半導体基板Ｗを上下に所定間隔毎に重ね合わせるように
保持させている。この基板保持手段３１は保持した半導
体基板Ｗをエレベータ式に昇降するように構成されてお
り、図示しない基板搬送機構によって上部に保持してい
た半導体基板Ｗが前記保持手段１１上に移送されると、
次の半導体基板Ｗが搬送位置まで上昇するように構成さ
れている。
【００２３】次にめっき処理液収納槽５０はその内部に
めっき処理液収納部５１を設置し、このめっき処理液収
納部５１の内部にめっき液やその他のめっき処理液をそ
れぞれ貯留しておき、必要に応じて前記シャワーヘッド
１９にめっき液やその他のめっき処理液を供給するよう
に構成している。
めっき処理液収納部５１を設置し、このめっき処理液収
納部５１の内部にめっき液やその他のめっき処理液をそ
れぞれ貯留しておき、必要に応じて前記シャワーヘッド
１９にめっき液やその他のめっき処理液を供給するよう
に構成している。
【００２４】そして上記めっき処理槽１０は、その内部
全体の気体（不活性ガス、例えばアルゴン等が好適であ
る）が無電解めっきするのに最適な温度（めっき処理温
度、例えば６０℃）と同等な温度を常に維持できる恒温
室として構成されている。このように構成することでめ
っき処理槽１０の内部はその雰囲気ばかりでなく、保持
手段１１などの各種部材もめっき処理温度と同等な温度
に保温維持される。
全体の気体（不活性ガス、例えばアルゴン等が好適であ
る）が無電解めっきするのに最適な温度（めっき処理温
度、例えば６０℃）と同等な温度を常に維持できる恒温
室として構成されている。このように構成することでめ
っき処理槽１０の内部はその雰囲気ばかりでなく、保持
手段１１などの各種部材もめっき処理温度と同等な温度
に保温維持される。
【００２５】そしてさらにこの実施形態では、基板収納
槽３０とめっき処理液収納槽５０も同様にその内部全体
の気体が無電解めっきするのに最適なめっき処理温度
（例えば６０℃）と同等な温度に維持されるプレヒート
領域（恒温室）として構成されており、これによって収
納されている多数枚の半導体基板Ｗの温度やめっき液等
の温度もめっき処理温度と同等な温度にプレヒートされ
維持されている。
槽３０とめっき処理液収納槽５０も同様にその内部全体
の気体が無電解めっきするのに最適なめっき処理温度
（例えば６０℃）と同等な温度に維持されるプレヒート
領域（恒温室）として構成されており、これによって収
納されている多数枚の半導体基板Ｗの温度やめっき液等
の温度もめっき処理温度と同等な温度にプレヒートされ
維持されている。
【００２６】めっき処理槽１０と基板収納槽３０とめっ
き処理液収納槽５０とを同一温度に保温するため、図２
に点線矢印で示すように例えばめっき処理温度と同等な
温度に加熱された不活性ガス等の気体（温風）を、外部
から基板収納槽３０内に導入し、さらにこの気体をめっ
き処理槽１０とめっき処理液収納槽５０に循環して、め
っき処理槽１０から排出するように構成している。導入
する気体の温度と湿度と量は、例えばめっき処理槽１０
内に設置した温度センサ及び湿度センサによってめっき
処理槽１０内の温度と湿度が最適になるように制御す
る。なお各槽１０，３０，５０内の温度を所定温度に昇
温保持する手段としては、前記温風の代りに、ヒータや
ランプ等を用いても良い。要は各槽１０，３０，５０内
を所定温度に昇温保持する加熱手段であれば良い。
き処理液収納槽５０とを同一温度に保温するため、図２
に点線矢印で示すように例えばめっき処理温度と同等な
温度に加熱された不活性ガス等の気体（温風）を、外部
から基板収納槽３０内に導入し、さらにこの気体をめっ
き処理槽１０とめっき処理液収納槽５０に循環して、め
っき処理槽１０から排出するように構成している。導入
する気体の温度と湿度と量は、例えばめっき処理槽１０
内に設置した温度センサ及び湿度センサによってめっき
処理槽１０内の温度と湿度が最適になるように制御す
る。なお各槽１０，３０，５０内の温度を所定温度に昇
温保持する手段としては、前記温風の代りに、ヒータや
ランプ等を用いても良い。要は各槽１０，３０，５０内
を所定温度に昇温保持する加熱手段であれば良い。
【００２７】次にこのめっき装置の動作を説明する。ま
ず前述のようにめっき処理槽１０と基板収納槽３０とめ
っき処理液収納槽５０とを同一温度に保温することで、
内部の各部材温度も同一温度に保温しておく。そしてま
ず基板保持手段３１に保持した最上部に位置する半導体
ウエハＷを図示しない基板搬送機構によって保持手段１
１上に移送して保持させ、保持手段１１を上昇（位置
Ｂ）して半導体基板Ｗの外周縁を堰部材１５の下端部に
当接してシールする。
ず前述のようにめっき処理槽１０と基板収納槽３０とめ
っき処理液収納槽５０とを同一温度に保温することで、
内部の各部材温度も同一温度に保温しておく。そしてま
ず基板保持手段３１に保持した最上部に位置する半導体
ウエハＷを図示しない基板搬送機構によって保持手段１
１上に移送して保持させ、保持手段１１を上昇（位置
Ｂ）して半導体基板Ｗの外周縁を堰部材１５の下端部に
当接してシールする。
【００２８】次にシャワーヘッド１９からめっき液を噴
出し、半導体基板Ｗの表面にめっき液を降り注ぐ。半導
体基板Ｗ表面は堰部材１５によって囲まれているので、
注入しためっき液は半導体基板Ｗ上に保持され、無電解
めっきされる。本発明においては、半導体基板Ｗとめっ
き液は共にめっき処理温度（例えば６０℃）に予め昇温
保持されており、まためっき処理槽１０内部の雰囲気と
保持手段１１などの各部材もほぼ同一温度に昇温保持さ
れているので、改めて半導体基板Ｗなどを加熱などする
必要はなく、単に半導体基板Ｗ上にめっき液を供給する
だけで最適なめっきが開始される。
出し、半導体基板Ｗの表面にめっき液を降り注ぐ。半導
体基板Ｗ表面は堰部材１５によって囲まれているので、
注入しためっき液は半導体基板Ｗ上に保持され、無電解
めっきされる。本発明においては、半導体基板Ｗとめっ
き液は共にめっき処理温度（例えば６０℃）に予め昇温
保持されており、まためっき処理槽１０内部の雰囲気と
保持手段１１などの各部材もほぼ同一温度に昇温保持さ
れているので、改めて半導体基板Ｗなどを加熱などする
必要はなく、単に半導体基板Ｗ上にめっき液を供給する
だけで最適なめっきが開始される。
【００２９】上記めっき処理が完了した後、めっき液回
収ノズル２９の先端を半導体基板Ｗの表面近傍に下降
し、めっき液を吸い込む。そして保持手段１１を下降し
て半導体基板Ｗを堰部材１５から離し（位置Ａ）、半導
体基板Ｗの回転を開始して洗浄液供給手段２３から洗浄
液（超純水）を半導体基板Ｗの被めっき面に噴射して被
めっき面を冷却すると同時に希釈化・洗浄することで無
電解めっき反応を停止させる。このときのめっき廃液は
回収容器２７に回収され、廃棄される。
収ノズル２９の先端を半導体基板Ｗの表面近傍に下降
し、めっき液を吸い込む。そして保持手段１１を下降し
て半導体基板Ｗを堰部材１５から離し（位置Ａ）、半導
体基板Ｗの回転を開始して洗浄液供給手段２３から洗浄
液（超純水）を半導体基板Ｗの被めっき面に噴射して被
めっき面を冷却すると同時に希釈化・洗浄することで無
電解めっき反応を停止させる。このときのめっき廃液は
回収容器２７に回収され、廃棄される。
【００３０】この実施形態の場合、使用されるめっき液
の量は従来に比べて非常に少ないので、一度使用しため
っき液は再利用せず使い捨てとする。そしてモータＭに
よって半導体基板Ｗを高速回転してスピン乾燥した後、
図示の実線で示す位置まで下降し、保持手段１１から外
部に取り出す。
の量は従来に比べて非常に少ないので、一度使用しため
っき液は再利用せず使い捨てとする。そしてモータＭに
よって半導体基板Ｗを高速回転してスピン乾燥した後、
図示の実線で示す位置まで下降し、保持手段１１から外
部に取り出す。
【００３１】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であって
も、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技
術的思想の範囲内である。例えば本発明にかかるめっき
装置は、シード層や配線用の銅層形成に限られず、配線
保護膜形成や拡散防止膜形成などにも用いることができ
る。さらに本発明にかかるめっき装置は、無電解めっき
の前処理工程や触媒処理工程にも用いることができる。
即ち無電解めっき液の代りに前処理工程や触媒処理工程
に用いる他のめっき処理液を用いることで、これらの処
理もこのめっき装置で行うことができる。また上記めっ
き処理槽１０内部の無電解めっきを行なう機構の構造
や、基板収納槽３０内部の半導体基板Ｗを複数枚収納し
ておく機構の構造や、めっき処理液収納槽５０内部の各
種めっき処理液を収納しておく機構の構造も種々変更可
能である。また上記実施形態では半導体基板Ｗに無電解
めっきする例を示したが、本発明は半導体基板以外の各
種基板に無電解めっきする場合にも適用できる。
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であって
も、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技
術的思想の範囲内である。例えば本発明にかかるめっき
装置は、シード層や配線用の銅層形成に限られず、配線
保護膜形成や拡散防止膜形成などにも用いることができ
る。さらに本発明にかかるめっき装置は、無電解めっき
の前処理工程や触媒処理工程にも用いることができる。
即ち無電解めっき液の代りに前処理工程や触媒処理工程
に用いる他のめっき処理液を用いることで、これらの処
理もこのめっき装置で行うことができる。また上記めっ
き処理槽１０内部の無電解めっきを行なう機構の構造
や、基板収納槽３０内部の半導体基板Ｗを複数枚収納し
ておく機構の構造や、めっき処理液収納槽５０内部の各
種めっき処理液を収納しておく機構の構造も種々変更可
能である。また上記実施形態では半導体基板Ｗに無電解
めっきする例を示したが、本発明は半導体基板以外の各
種基板に無電解めっきする場合にも適用できる。
【００３２】また本発明は、電解めっき装置に用いるこ
ともできる。電解めっきの一つである電解黒クロムめっ
きの場合のめっき処理温度は２０℃であり、電解Ｓｎめ
っきの場合のめっき処理温度は２０℃であり、Ｓｎ−Ｐ
ｂ半田バンプめっきの場合のめっき処理温度は５〜１０
℃の場合もある。また無電解Ｎｉめっきの場合のめっき
処理温度は６０〜９０℃である。従ってめっきの種類に
応じてめっき処理槽内の温度を種々変更することは言う
までもない。
ともできる。電解めっきの一つである電解黒クロムめっ
きの場合のめっき処理温度は２０℃であり、電解Ｓｎめ
っきの場合のめっき処理温度は２０℃であり、Ｓｎ−Ｐ
ｂ半田バンプめっきの場合のめっき処理温度は５〜１０
℃の場合もある。また無電解Ｎｉめっきの場合のめっき
処理温度は６０〜９０℃である。従ってめっきの種類に
応じてめっき処理槽内の温度を種々変更することは言う
までもない。
【００３３】また上記実施形態ではめっき処理槽内部の
温度をめっきに最適なめっき処理温度とほぼ等しい温度
に維持したが、めっき処理温度が外気温よりも高い温度
の場合（無電解めっきの場合に多い）は、めっき処理槽
内部の温度を外気温より高い温度にするだけでも、好適
な無電解めっきが得られる。
温度をめっきに最適なめっき処理温度とほぼ等しい温度
に維持したが、めっき処理温度が外気温よりも高い温度
の場合（無電解めっきの場合に多い）は、めっき処理槽
内部の温度を外気温より高い温度にするだけでも、好適
な無電解めっきが得られる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、めっき処理槽をめっき処理温度とほぼ等しい温度
（又は外気よりも高い温度）に維持する恒温室として構
成したので、基板のめっき反応時のめっき反応面を常に
正確に所定温度に保温しておくことができて安定且つ確
実なめっきを行なうことができる。さらにめっき処理槽
内に搬入する基板とめっき処理液とを予め前記めっき処
理槽内部の温度と同程度の温度にプレヒートするように
構成しておけば、めっき処理槽において搬入した基板に
めっき処理液を供給するだけで即座に最適なめっき処理
反応が得られ、さらにスループットの向上を図ることが
できる。
ば、めっき処理槽をめっき処理温度とほぼ等しい温度
（又は外気よりも高い温度）に維持する恒温室として構
成したので、基板のめっき反応時のめっき反応面を常に
正確に所定温度に保温しておくことができて安定且つ確
実なめっきを行なうことができる。さらにめっき処理槽
内に搬入する基板とめっき処理液とを予め前記めっき処
理槽内部の温度と同程度の温度にプレヒートするように
構成しておけば、めっき処理槽において搬入した基板に
めっき処理液を供給するだけで即座に最適なめっき処理
反応が得られ、さらにスループットの向上を図ることが
できる。
【図１】めっき工程の一例を示す図である。
【図２】本発明にかかるめっき装置の一実施形態を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図３】めっき液温度と無電解銅めっき膜厚の関係の測
定結果を示す図である。
定結果を示す図である。
Ｗ 半導体基板（基板） １０ めっき処理槽 １１ 保持手段 １５ 堰部材（めっき処理液保持機構） １９ シャワーヘッド（めっき処理液供給手段） ２３ 洗浄液供給手段 ２７ 回収容器 ２９ めっき液回収ノズル Ｍ モータ ３０ 基板収納槽 ３１ 基板保持手段 ５０ めっき処理液収納槽 ５１ めっき処理液収納部
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｋ (72)発明者 狩俣 努 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 国沢 淳次 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4K022 AA05 AA41 BA08 BA31 DA01 DB06 DB24 DB26 4K024 AA02 AA22 BB12 CA04 CB01 CB20 CB26 4M104 BB04 DD53 HH20 5F033 HH11 HH33 JJ01 JJ11 JJ33 MM02 MM12 MM13 NN06 NN07 PP15 PP27 PP28 QQ48 RR04
Claims (6)
- 【請求項１】 基板の被めっき面を上向きに保持する保
持手段と、前記保持手段に保持された基板の被めっき面
の周囲をシールするめっき処理液保持機構と、前記めっ
き処理液保持機構でシールされた基板の被めっき面にめ
っき処理液を供給する手段とを具備しためっき処理槽
を、その内部空間を外気よりも高い温度に維持する恒温
室として構成したことを特徴とするめっき装置。 - 【請求項２】 基板の被めっき面にめっき処理液を接液
してめっき処理を施すめっき処理槽を、その内部空間を
めっき処理温度とほぼ等しい温度に維持する恒温室とし
て構成したことを特徴とするめっき装置。 - 【請求項３】 前記めっき処理槽内に搬入する基板とめ
っき処理液とを予め前記めっき処理槽内部の温度と同程
度の温度にプレヒートするように構成したことを特徴と
する請求項１又は２記載のめっき装置。 - 【請求項４】 複数枚の未処理の基板を収納して前記め
っき処理槽に供給する基板収納槽を前記めっき処理槽に
併設し、この基板収納槽の内部空間を前記めっき処理槽
内部の温度と同程度の温度に維持する基板プレヒート領
域としたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の
めっき装置。 - 【請求項５】 前記めっき処理液を収納しておくめっき
処理液収納槽を前記めっき処理槽に併設し、このめっき
処理液収納槽の内部空間を前記めっき処理槽内部の温度
と同程度の温度に維持するめっき処理液プレヒート領域
としたことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４記
載のめっき装置。 - 【請求項６】 基板の被めっき面を保持手段により上向
きに保持し、基板の被めっき面の周囲をめっき液保持機
構によりシールした上で基板の被めっき面にめっき液を
供給して行なうめっき処理を、恒温室内で行うことを特
徴とする基板のめっき方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327801A JP2002129349A (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | めっき装置及びめっき方法 |
| KR1020027007935A KR20020074176A (ko) | 2000-10-26 | 2001-10-24 | 도금장치 및 방법 |
| PCT/JP2001/009338 WO2002034963A1 (fr) | 2000-10-26 | 2001-10-24 | Dispositif et procede pour depot electrolytique |
| EP01978885A EP1335039A1 (en) | 2000-10-26 | 2001-10-24 | Device and method for plating |
| US09/983,401 US6858084B2 (en) | 2000-10-26 | 2001-10-24 | Plating apparatus and method |
| TW090126456A TWI255867B (en) | 2000-10-26 | 2001-10-25 | Electroless plating apparatus |
| TW094126922A TW200540299A (en) | 2000-10-26 | 2001-10-25 | Electroless plating method |
| US10/995,174 US20050074559A1 (en) | 2000-10-26 | 2004-11-24 | Plating apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327801A JP2002129349A (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | めっき装置及びめっき方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002129349A true JP2002129349A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18804761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327801A Pending JP2002129349A (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | めっき装置及びめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002129349A (ja) |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000327801A patent/JP2002129349A/ja active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040121 |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060912 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20061113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061113 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070424 |