JP2002241990A - めっき装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
めっき装置、及び半導体装置の製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
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- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板の外周部への電流集中を防止し
て、半導体基板上に均一に導電膜を形成する。 【解決手段】 ヘッド２はめっき液１０が満たされため
っき槽１内で半導体基板３を保持し、カソード電極２２
は半導体基板３にマイナス電位を印加する。めっき液供
給口６はめっき槽１内にめっき液を供給し、アノード電
極５は半導体基板３と対向しプラス電位が印加されてい
る。磁気回路４１は、めっき槽１内に磁場を形成する。
磁気回路４１は、半導体基板３の中心軸を取り囲むよう
に配置された電磁石コイルと、電磁石コイルに電流を供
給する電源とを有している。
て、半導体基板上に均一に導電膜を形成する。 【解決手段】 ヘッド２はめっき液１０が満たされため
っき槽１内で半導体基板３を保持し、カソード電極２２
は半導体基板３にマイナス電位を印加する。めっき液供
給口６はめっき槽１内にめっき液を供給し、アノード電
極５は半導体基板３と対向しプラス電位が印加されてい
る。磁気回路４１は、めっき槽１内に磁場を形成する。
磁気回路４１は、半導体基板３の中心軸を取り囲むよう
に配置された電磁石コイルと、電磁石コイルに電流を供
給する電源とを有している。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
係り、特にめっき装置及びこのめっき装置を用いた半導
体装置の製造方法に関する。
係り、特にめっき装置及びこのめっき装置を用いた半導
体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体装置の製造工程におい
て、半導体基板上に例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ等か
らなる導電膜を形成する際に、めっき装置が用いられて
いる。
て、半導体基板上に例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ等か
らなる導電膜を形成する際に、めっき装置が用いられて
いる。
【０００３】以下、従来のめっき装置について説明す
る。図７は、従来のめっき装置を説明するための断面図
である。図７において、参照符号１はめっき槽、１０は
めっき液、２はヘッド、２１はウェハ押さえ、２２はカ
ソード電極、２３はシール材、３は半導体基板、５はア
ノード電極、６はめっき液供給口を示している。
る。図７は、従来のめっき装置を説明するための断面図
である。図７において、参照符号１はめっき槽、１０は
めっき液、２はヘッド、２１はウェハ押さえ、２２はカ
ソード電極、２３はシール材、３は半導体基板、５はア
ノード電極、６はめっき液供給口を示している。
【０００４】図７において、カソード電極２２から半導
体基板３の外周部にマイナス電位が印加され、アノード
電極５にプラス電位が印加される。これにより、めっき
槽１に満たされためっき液１０内で、アノード電極５か
ら半導体基板３まで電流が流れる。すなわち、陽イオン
である金属イオン（例えば、銅イオンＣｕ２＋）が、半
導体基板３の表面に引き寄せられる。そして、半導体基
板３の表面で金属イオンが電子を受け取り、半導体基板
３上に金属（例えば、銅）が析出する。すなわち、半導
体基板３上に導電膜が形成される。
体基板３の外周部にマイナス電位が印加され、アノード
電極５にプラス電位が印加される。これにより、めっき
槽１に満たされためっき液１０内で、アノード電極５か
ら半導体基板３まで電流が流れる。すなわち、陽イオン
である金属イオン（例えば、銅イオンＣｕ２＋）が、半
導体基板３の表面に引き寄せられる。そして、半導体基
板３の表面で金属イオンが電子を受け取り、半導体基板
３上に金属（例えば、銅）が析出する。すなわち、半導
体基板３上に導電膜が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のめっき装置においては、カソード電極２２から半導
体基板３の外周部にマイナス電位が印加されている。こ
のため、半導体基板３の中心部と外周部との間で電位差
が生じてしまう。従って、アノード電極５から半導体基
板３に向かって流れる電流の電流密度が、半導体基板３
上で不均一になってしまう問題があった。すなわち、半
導体基板３の外周部Ａに電流集中が発生してしまう問題
があった。
来のめっき装置においては、カソード電極２２から半導
体基板３の外周部にマイナス電位が印加されている。こ
のため、半導体基板３の中心部と外周部との間で電位差
が生じてしまう。従って、アノード電極５から半導体基
板３に向かって流れる電流の電流密度が、半導体基板３
上で不均一になってしまう問題があった。すなわち、半
導体基板３の外周部Ａに電流集中が発生してしまう問題
があった。
【０００６】ここで、半導体基板３に形成される導電膜
の膜厚は、アノード電極５から半導体基板３表面に流れ
る電流すなわち半導体基板３表面に引き寄せられる金属
イオンに比例する。このため、上述のように電流集中が
発生する半導体基板３の外周部において、析出する導電
膜の膜厚が厚くなってしまう問題があった。従って、半
導体基板３上に形成された導電膜の膜厚の面内均一性が
悪くなってしまう問題があった。
の膜厚は、アノード電極５から半導体基板３表面に流れ
る電流すなわち半導体基板３表面に引き寄せられる金属
イオンに比例する。このため、上述のように電流集中が
発生する半導体基板３の外周部において、析出する導電
膜の膜厚が厚くなってしまう問題があった。従って、半
導体基板３上に形成された導電膜の膜厚の面内均一性が
悪くなってしまう問題があった。
【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、半導体基板の外周部への電流集中を
防止して、半導体基板上に均一に導電膜を形成すること
を目的とする。
になされたもので、半導体基板の外周部への電流集中を
防止して、半導体基板上に均一に導電膜を形成すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】請求項１の発明に係るめっ
き装置は、基板上に導電膜を形成するめっき装置であっ
て、めっき槽と、前記めっき槽内で前記基板を保持する
ヘッドと、前記基板にマイナス電位を印加するカソード
電極と、前記めっき槽内にめっき液を供給するめっき液
供給口と、前記基板と対向するアノード電極と、前記め
っき槽内に磁場を形成する磁気回路と、を備えることを
特徴とするものである。
き装置は、基板上に導電膜を形成するめっき装置であっ
て、めっき槽と、前記めっき槽内で前記基板を保持する
ヘッドと、前記基板にマイナス電位を印加するカソード
電極と、前記めっき槽内にめっき液を供給するめっき液
供給口と、前記基板と対向するアノード電極と、前記め
っき槽内に磁場を形成する磁気回路と、を備えることを
特徴とするものである。
【０００９】請求項２の発明に係るめっき装置は、請求
項１に記載のめっき装置において、前記磁気回路は、前
記基板の中心軸を取り囲むように配置された電磁石コイ
ルと、前記電磁石コイルに電流を供給する電源とを有す
ることを特徴とするものである。
項１に記載のめっき装置において、前記磁気回路は、前
記基板の中心軸を取り囲むように配置された電磁石コイ
ルと、前記電磁石コイルに電流を供給する電源とを有す
ることを特徴とするものである。
【００１０】請求項３の発明に係るめっき装置は、請求
項２に記載のめっき装置において、前記電源は、前記電
磁石コイルに流れる電流の向きを反転させる反転制御部
を有することを特徴とするものである。
項２に記載のめっき装置において、前記電源は、前記電
磁石コイルに流れる電流の向きを反転させる反転制御部
を有することを特徴とするものである。
【００１１】請求項４の発明に係るめっき装置は、請求
項２又は３に記載のめっき装置において、前記電源は、
前記電磁石コイルに供給する電流の電流値を制御する電
流値制御部を有することを特徴とするものである。
項２又は３に記載のめっき装置において、前記電源は、
前記電磁石コイルに供給する電流の電流値を制御する電
流値制御部を有することを特徴とするものである。
【００１２】請求項５の発明に係るめっき装置は、請求
項１に記載のめっき装置において、前記磁気回路は、前
記基板の中心軸に対して対称に配置された永久磁石を有
することを特徴とするものである。
項１に記載のめっき装置において、前記磁気回路は、前
記基板の中心軸に対して対称に配置された永久磁石を有
することを特徴とするものである。
【００１３】請求項６の発明に係る半導体装置の製造方
法は、請求項１から５何れかに記載のめっき装置を用い
て導電膜を形成する工程を含むことを特徴とするもので
ある。
法は、請求項１から５何れかに記載のめっき装置を用い
て導電膜を形成する工程を含むことを特徴とするもので
ある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図中、同一または相当する
部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省
略することがある。
施の形態について説明する。図中、同一または相当する
部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省
略することがある。
【００１５】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１によるめっき装置を説明するための図である。図１
において、参照符号１はめっき槽、１０はめっき液、２
はヘッド、２１はウェハ押さえ、２２はカソード電極、
２３はシール材、３は半導体基板、４１は磁気回路、５
はアノード電極、６はめっき液供給口を示している。
態１によるめっき装置を説明するための図である。図１
において、参照符号１はめっき槽、１０はめっき液、２
はヘッド、２１はウェハ押さえ、２２はカソード電極、
２３はシール材、３は半導体基板、４１は磁気回路、５
はアノード電極、６はめっき液供給口を示している。
【００１６】めっき槽１は、その内部にめっき液１０が
満たされた処理槽である。めっき液１０は、めっき槽１
底部に配置されためっき液供給口６から供給される。ま
た、めっき液１０は、例えば硫酸銅水溶液（ＣｕＳＯ４
・Ｈ２Ｏ）が電気分解されたものであり、銅イオンＣｕ
２＋と硫酸化物イオンＳＯ４ ２−とを含有する。
満たされた処理槽である。めっき液１０は、めっき槽１
底部に配置されためっき液供給口６から供給される。ま
た、めっき液１０は、例えば硫酸銅水溶液（ＣｕＳＯ４
・Ｈ２Ｏ）が電気分解されたものであり、銅イオンＣｕ
２＋と硫酸化物イオンＳＯ４ ２−とを含有する。
【００１７】ヘッド２は、めっき槽１内で半導体基板３
を保持するためのものである。ヘッド２は、ウェハ押さ
え２１、カソード電極２２、及びシール材２３を有して
いる。ウェハ押さえ２１は、半導体基板３を上方から押
圧するためのものである。これにより、半導体基板３の
外周部と、カソード電極２２とが接触する。カソード電
極２２は、マイナス電位を半導体基板３の外周部に印加
するためのものである。また、カソード電極２２は、半
導体基板３の外周に沿ってヘッド２内に複数設けられて
いる。シール材２３は、めっき槽１からヘッド２内部へ
のめっき液１０の流入を防止するためのものである。シ
ール材２３は、酸性溶液（例えば、硫酸銅水溶液）に対
して高い耐腐食性を有する例えばシリコンやカルレッツ
等の材質からなるオーリング（Ｏ−ｒｉｎｇ）である。
また、シール材２３は、半導体基板３の外周から約３〜
５ｍｍの部分と接するように、ヘッド２内に配置されて
いる。また、ヘッド２は、図示しない駆動機構によって
上下に駆動される。
を保持するためのものである。ヘッド２は、ウェハ押さ
え２１、カソード電極２２、及びシール材２３を有して
いる。ウェハ押さえ２１は、半導体基板３を上方から押
圧するためのものである。これにより、半導体基板３の
外周部と、カソード電極２２とが接触する。カソード電
極２２は、マイナス電位を半導体基板３の外周部に印加
するためのものである。また、カソード電極２２は、半
導体基板３の外周に沿ってヘッド２内に複数設けられて
いる。シール材２３は、めっき槽１からヘッド２内部へ
のめっき液１０の流入を防止するためのものである。シ
ール材２３は、酸性溶液（例えば、硫酸銅水溶液）に対
して高い耐腐食性を有する例えばシリコンやカルレッツ
等の材質からなるオーリング（Ｏ−ｒｉｎｇ）である。
また、シール材２３は、半導体基板３の外周から約３〜
５ｍｍの部分と接するように、ヘッド２内に配置されて
いる。また、ヘッド２は、図示しない駆動機構によって
上下に駆動される。
【００１８】半導体基板３は、ヘッド２によってめっき
槽１内に保持されるめっき対象であり、例えばシリコン
基板である。なお、本発明は、半導体基板に限らず、石
英基板、セラミック基板等の絶縁基板にも適用すること
ができる（後述する実施の形態１の変形例、並びに、実
施の形態２及びその変形例についても同様）。半導体基
板３は、ヘッド２内でウェハ押さえ２１によって上方よ
り加圧される。これにより、半導体基板３の外周部はカ
ソード電極２２と接触して、カソード電極２２からマイ
ナス電位が印加される。
槽１内に保持されるめっき対象であり、例えばシリコン
基板である。なお、本発明は、半導体基板に限らず、石
英基板、セラミック基板等の絶縁基板にも適用すること
ができる（後述する実施の形態１の変形例、並びに、実
施の形態２及びその変形例についても同様）。半導体基
板３は、ヘッド２内でウェハ押さえ２１によって上方よ
り加圧される。これにより、半導体基板３の外周部はカ
ソード電極２２と接触して、カソード電極２２からマイ
ナス電位が印加される。
【００１９】磁気回路４１は、めっき槽１内に磁場を形
成するためのものである。磁気回路４１は、半導体基板
３の中心軸を取り囲むように配置された電磁石コイルを
有している。より詳細には、磁気回路４１としての電磁
石コイルは、半導体基板３の中心軸と、アノード電極５
の中心軸とを結ぶ線分の少なくとも一部を取り囲むよう
に配置されている。
成するためのものである。磁気回路４１は、半導体基板
３の中心軸を取り囲むように配置された電磁石コイルを
有している。より詳細には、磁気回路４１としての電磁
石コイルは、半導体基板３の中心軸と、アノード電極５
の中心軸とを結ぶ線分の少なくとも一部を取り囲むよう
に配置されている。
【００２０】また、磁気回路４１は、上記電磁石コイル
に電流を供給する電源（図示省略）を更に有している。
そして、電磁石コイル４１は、電源から供給された電流
に応じて、磁場を形成する。
に電流を供給する電源（図示省略）を更に有している。
そして、電磁石コイル４１は、電源から供給された電流
に応じて、磁場を形成する。
【００２１】ここで、電源は、電磁石コイル４１に流れ
る電流の向きを反転させる反転制御部（図示省略）を有
している。反転制御部は、電磁石コイル４１に流れる電
流の向きを反転させることにより、めっき槽１内に形成
される磁場すなわち磁力線の向きを反転させる。そし
て、この反転制御部は、アノード電極５から半導体基板
３に向かって流れる電流を半導体基板３の外周部方向に
曲げるような磁界と、半導体基板３の中心部方向に曲げ
るような磁界とを切り換える。
る電流の向きを反転させる反転制御部（図示省略）を有
している。反転制御部は、電磁石コイル４１に流れる電
流の向きを反転させることにより、めっき槽１内に形成
される磁場すなわち磁力線の向きを反転させる。そし
て、この反転制御部は、アノード電極５から半導体基板
３に向かって流れる電流を半導体基板３の外周部方向に
曲げるような磁界と、半導体基板３の中心部方向に曲げ
るような磁界とを切り換える。
【００２２】本実施の形態１によるめっき装置では、め
っき処理中に反転制御を適宜行って、アノード電極５か
ら半導体基板３に流れる電流密度が基板面内でほぼ均一
に保たれるようにする（詳細は後述）。また、反転のタ
イミングは、カソード電極２２から半導体基板３に印加
される電位、アノード電極５の電位、及びめっき液１の
濃度等のプロセスパラメータに基づいて決定する。
っき処理中に反転制御を適宜行って、アノード電極５か
ら半導体基板３に流れる電流密度が基板面内でほぼ均一
に保たれるようにする（詳細は後述）。また、反転のタ
イミングは、カソード電極２２から半導体基板３に印加
される電位、アノード電極５の電位、及びめっき液１の
濃度等のプロセスパラメータに基づいて決定する。
【００２３】また、電源は、電磁石コイル４１に供給す
る電流の電流値を制御する電流値制御部（図示省略）を
有している。電流値制御部は、電磁石コイル４１に供給
する電流値を制御することにより、めっき槽１内に形成
される磁場の強度を制御する。また、電流値制御部は、
カソード電極２２から半導体基板３に印加される電位、
アノード電極５の電位、及びめっき液１の濃度等のプロ
セスパラメータに基づいて、上記電流値を決定する。
る電流の電流値を制御する電流値制御部（図示省略）を
有している。電流値制御部は、電磁石コイル４１に供給
する電流値を制御することにより、めっき槽１内に形成
される磁場の強度を制御する。また、電流値制御部は、
カソード電極２２から半導体基板３に印加される電位、
アノード電極５の電位、及びめっき液１の濃度等のプロ
セスパラメータに基づいて、上記電流値を決定する。
【００２４】アノード電極５は、図示しない外部回路か
らプラス電位が印加される例えば銅電極である。アノー
ド電極５は、半導体基板３と対向するようにめっき槽１
内に配置されている。めっき液供給口６は、めっき槽１
内にめっき液１０を供給するためのものである。
らプラス電位が印加される例えば銅電極である。アノー
ド電極５は、半導体基板３と対向するようにめっき槽１
内に配置されている。めっき液供給口６は、めっき槽１
内にめっき液１０を供給するためのものである。
【００２５】本実施の形態１によるめっき装置を要約す
ると、ヘッド２はめっき液１０が満たされためっき槽１
内で半導体基板３を保持し、カソード電極２２は半導体
基板３にマイナス電位を印加する。また、めっき液供給
口６はめっき槽１内にめっき液１０を供給し、アノード
電極５は半導体基板３と対向して配置されプラス電位が
印加される。そして、磁気回路４１は、めっき槽１内に
磁場を形成する。
ると、ヘッド２はめっき液１０が満たされためっき槽１
内で半導体基板３を保持し、カソード電極２２は半導体
基板３にマイナス電位を印加する。また、めっき液供給
口６はめっき槽１内にめっき液１０を供給し、アノード
電極５は半導体基板３と対向して配置されプラス電位が
印加される。そして、磁気回路４１は、めっき槽１内に
磁場を形成する。
【００２６】次に、図１を参照して、上述しためっき装
置の動作について説明する。先ず、半導体基板３をヘッ
ド２内に図示しない搬送装置によって搬送する。次に、
ウェハ押さえ２１により半導体基板３を上方から押圧す
る。これにより、半導体基板３の外周部が、カソード電
極２２と接触する。
置の動作について説明する。先ず、半導体基板３をヘッ
ド２内に図示しない搬送装置によって搬送する。次に、
ウェハ押さえ２１により半導体基板３を上方から押圧す
る。これにより、半導体基板３の外周部が、カソード電
極２２と接触する。
【００２７】次に、ヘッド２を下方向に移動させて、半
導体基板３の主面をめっき槽１内のめっき液１０に浸漬
させる。そして、カソード電極２２から半導体基板３に
マイナス電位を印加して、外部の電源回路からアノード
電極５にプラス電位を印加する。これにより、アノード
電極５と半導体基板３との間に電界が形成される。すな
わち、アノード電極５から半導体基板３に向かって電流
が流れる。
導体基板３の主面をめっき槽１内のめっき液１０に浸漬
させる。そして、カソード電極２２から半導体基板３に
マイナス電位を印加して、外部の電源回路からアノード
電極５にプラス電位を印加する。これにより、アノード
電極５と半導体基板３との間に電界が形成される。すな
わち、アノード電極５から半導体基板３に向かって電流
が流れる。
【００２８】また、めっき槽１内に上記電界を形成する
とともに、電源から電磁石コイル４１に電流を供給す
る。より具体的には、図１において左側のコイルを手前
方向に流れる電流が右側のコイルに入るように、電磁石
コイル４１に電流を流す。これにより、めっき槽１内に
磁場が形成される。そして、このように形成された磁場
により、アノード電極５から半導体基板３に向かって流
れる電流が、半導体基板３の中心方向に曲げられる。従
って、従来発生していたような半導体基板３の外周部へ
の電流集中が、本実施の形態１によるめっき装置では起
こらない。さらに、上述のような磁場によって半導体基
板３の中心部に電流が集中した場合には、上記電源の反
転制御部によって電磁石コイル４１に流れる電流の向き
を反転させる。これにより、アノード電極５から半導体
基板３に向かって流れる電流が、半導体基板３の外周方
向に曲げられる。なお、ここで電磁石コイル４１への電
流供給を停止してもよい。このように、電磁石コイル４
１に流れる電流の向きを適宜反転させることにより、半
導体基板３における局所的な電流集中を防止する。すな
わち、めっき処理において、アノード電極５から半導体
基板３に流れる電流密度を、半導体基板３全面で概略均
一にする。
とともに、電源から電磁石コイル４１に電流を供給す
る。より具体的には、図１において左側のコイルを手前
方向に流れる電流が右側のコイルに入るように、電磁石
コイル４１に電流を流す。これにより、めっき槽１内に
磁場が形成される。そして、このように形成された磁場
により、アノード電極５から半導体基板３に向かって流
れる電流が、半導体基板３の中心方向に曲げられる。従
って、従来発生していたような半導体基板３の外周部へ
の電流集中が、本実施の形態１によるめっき装置では起
こらない。さらに、上述のような磁場によって半導体基
板３の中心部に電流が集中した場合には、上記電源の反
転制御部によって電磁石コイル４１に流れる電流の向き
を反転させる。これにより、アノード電極５から半導体
基板３に向かって流れる電流が、半導体基板３の外周方
向に曲げられる。なお、ここで電磁石コイル４１への電
流供給を停止してもよい。このように、電磁石コイル４
１に流れる電流の向きを適宜反転させることにより、半
導体基板３における局所的な電流集中を防止する。すな
わち、めっき処理において、アノード電極５から半導体
基板３に流れる電流密度を、半導体基板３全面で概略均
一にする。
【００２９】次に、めっき液１０内に形成され磁場の影
響を受けた電界によって、めっき液１０に含まれる金属
イオン（例えば、銅イオンＣｕ２＋）が半導体基板３の
表面に引き寄せられ、半導体基板３上に金属が析出す
る。すなわち、半導体基板３上に導電膜が析出する。
響を受けた電界によって、めっき液１０に含まれる金属
イオン（例えば、銅イオンＣｕ２＋）が半導体基板３の
表面に引き寄せられ、半導体基板３上に金属が析出す
る。すなわち、半導体基板３上に導電膜が析出する。
【００３０】以上説明したように、本実施の形態１によ
るめっき装置では、めっき槽１内に磁場を形成するため
の磁気回路４１を備えた。ここで、磁気回路４１は、半
導体基板３の中心軸を取り囲むように配置された電磁石
コイル、及び電磁石コイルに電流を供給する電源を有す
る。
るめっき装置では、めっき槽１内に磁場を形成するため
の磁気回路４１を備えた。ここで、磁気回路４１は、半
導体基板３の中心軸を取り囲むように配置された電磁石
コイル、及び電磁石コイルに電流を供給する電源を有す
る。
【００３１】このめっき装置によれば、半導体基板３と
アノード電極５との間に形成された電界が、磁気回路４
１により形成された磁場によって影響を受ける。具体的
には、アノード電極５から半導体基板３に向かって流れ
る電流が、上記磁場により半導体基板３の中心方向に曲
げられる。従って、従来のめっき装置で発生していた半
導体基板３の外周部への電流集中を防止することができ
る。これにより、アノード電極５から半導体基板３に流
れる電流密度が、半導体基板３の全面でほぼ均一にな
る。よって、半導体基板３上に均一に導電膜を形成する
ことができる。すなわち、半導体基板３上に形成された
導電膜の膜厚の面内均一性が向上する。
アノード電極５との間に形成された電界が、磁気回路４
１により形成された磁場によって影響を受ける。具体的
には、アノード電極５から半導体基板３に向かって流れ
る電流が、上記磁場により半導体基板３の中心方向に曲
げられる。従って、従来のめっき装置で発生していた半
導体基板３の外周部への電流集中を防止することができ
る。これにより、アノード電極５から半導体基板３に流
れる電流密度が、半導体基板３の全面でほぼ均一にな
る。よって、半導体基板３上に均一に導電膜を形成する
ことができる。すなわち、半導体基板３上に形成された
導電膜の膜厚の面内均一性が向上する。
【００３２】また、電源は電磁石コイル４１に流れる電
流の向きを反転させる反転制御部を有している。この反
転制御部は、半導体基板３の中心部に電流集中が発生し
た場合、電磁石コイル４１に流れる電流の向きを反転さ
せる。この時、めっき槽１内に形成された磁場（磁力
線）の向きも反転する。これにより、半導体基板３の外
周部方向に電流が曲げられる。なお、ここで電磁石コイ
ル４１への電流供給を停止することによっても、同様の
効果が得られる。このように、反転制御を適宜行うこと
によって、半導体基板３上に流れる電流密度が、半導体
基板３の面内でほぼ一定に保たれる。
流の向きを反転させる反転制御部を有している。この反
転制御部は、半導体基板３の中心部に電流集中が発生し
た場合、電磁石コイル４１に流れる電流の向きを反転さ
せる。この時、めっき槽１内に形成された磁場（磁力
線）の向きも反転する。これにより、半導体基板３の外
周部方向に電流が曲げられる。なお、ここで電磁石コイ
ル４１への電流供給を停止することによっても、同様の
効果が得られる。このように、反転制御を適宜行うこと
によって、半導体基板３上に流れる電流密度が、半導体
基板３の面内でほぼ一定に保たれる。
【００３３】また、この反転制御を行うことによって、
プロセスパラメータ（例えば、カソード電極の電位、ア
ノード電極５の電位等）が異なるプロセスであっても、
半導体基板３上の電流密度の制御を容易に行うことがで
きる。すなわち、条件の異なるプロセスに対してのチュ
ーニングを容易に行うことができる。
プロセスパラメータ（例えば、カソード電極の電位、ア
ノード電極５の電位等）が異なるプロセスであっても、
半導体基板３上の電流密度の制御を容易に行うことがで
きる。すなわち、条件の異なるプロセスに対してのチュ
ーニングを容易に行うことができる。
【００３４】また、本実施の形態１によるめっき装置
は、電磁石コイル４１に流れる電流値を制御する電流値
制御部を備えている。そして、この電流値制御部の電流
値制御により、めっき槽１内の磁場の強度が制御され
る。この電磁石コイル４１に流れる電流の電流値を制御
して磁場の強度を制御することによっても、半導体基板
３上に供給される電流密度を均一にすることができる。
は、電磁石コイル４１に流れる電流値を制御する電流値
制御部を備えている。そして、この電流値制御部の電流
値制御により、めっき槽１内の磁場の強度が制御され
る。この電磁石コイル４１に流れる電流の電流値を制御
して磁場の強度を制御することによっても、半導体基板
３上に供給される電流密度を均一にすることができる。
【００３５】次に、本実施の形態１によるめっき装置の
変形例について説明する。
変形例について説明する。
【００３６】図２は、本実施の形態１によるめっき装置
の第１の変形例について説明するための断面図である。
図３は、本実施の形態１によるめっき装置の第２の変形
例について説明するための断面図である。
の第１の変形例について説明するための断面図である。
図３は、本実施の形態１によるめっき装置の第２の変形
例について説明するための断面図である。
【００３７】図２に示すめっき装置では、磁気回路４１
としての電磁石コイルを、めっき槽１の側壁を取り囲む
ように配置している。一方、図３に示すめっき装置で
は、電磁石コイル４１を、アノード電極５よりも内側に
配置している。
としての電磁石コイルを、めっき槽１の側壁を取り囲む
ように配置している。一方、図３に示すめっき装置で
は、電磁石コイル４１を、アノード電極５よりも内側に
配置している。
【００３８】図２及び図３に示すように、電磁石コイル
４１は、半導体基板３の中心軸を取り囲むように配置す
ればよい。すなわち、この条件を満たせば、図２又は図
３に示すように電磁石コイル４１を任意の場所に配置し
てもよい。このように電磁石コイル４１の位置が変わっ
たとしても、電磁石コイル４１によってめっき槽１内に
磁場が形成される。これにより、アノード電極５から半
導体基板３に流れる電流密度が、半導体基板３の全面で
ほぼ均一となる。従って、半導体基板３上に均一に導電
膜を形成することができる。
４１は、半導体基板３の中心軸を取り囲むように配置す
ればよい。すなわち、この条件を満たせば、図２又は図
３に示すように電磁石コイル４１を任意の場所に配置し
てもよい。このように電磁石コイル４１の位置が変わっ
たとしても、電磁石コイル４１によってめっき槽１内に
磁場が形成される。これにより、アノード電極５から半
導体基板３に流れる電流密度が、半導体基板３の全面で
ほぼ均一となる。従って、半導体基板３上に均一に導電
膜を形成することができる。
【００３９】また、図２に示すようにめっき槽１の外部
に電磁石コイル４１を設ける場合には、既存のめっき装
置に簡単に増設することが可能である。従って、設備導
入コストを抑えることができる。
に電磁石コイル４１を設ける場合には、既存のめっき装
置に簡単に増設することが可能である。従って、設備導
入コストを抑えることができる。
【００４０】なお、本実施の形態１のめっき装置では半
導体基板３上に導電膜としての銅を析出させているが、
金、スズ、銀、白金等からなる導電膜を形成する際にも
適用可能である。
導体基板３上に導電膜としての銅を析出させているが、
金、スズ、銀、白金等からなる導電膜を形成する際にも
適用可能である。
【００４１】また、電磁石コイル４１の巻き数や、電磁
石コイル４１の高さについては、任意であってよい。
石コイル４１の高さについては、任意であってよい。
【００４２】実施の形態２．図４は、本発明の実施の形
態２によるめっき装置を説明するための図である。図４
に示す本実施の形態２によるめっき装置と、前述の実施
の形態１によるめっき装置（図１参照）との相違点は、
磁気回路４２にある。以下、この相違点である磁気回路
４２を中心に説明し、第１の実施の形態と重複する説明
については省略する。
態２によるめっき装置を説明するための図である。図４
に示す本実施の形態２によるめっき装置と、前述の実施
の形態１によるめっき装置（図１参照）との相違点は、
磁気回路４２にある。以下、この相違点である磁気回路
４２を中心に説明し、第１の実施の形態と重複する説明
については省略する。
【００４３】図４に示す第２の実施の形態によるめっき
装置において、磁気回路４２が、半導体基板３の中心軸
に対して対称に配置されている。
装置において、磁気回路４２が、半導体基板３の中心軸
に対して対称に配置されている。
【００４４】磁気回路４２は、めっき槽１内に磁場を形
成するためのものであり、例えば永久磁石である。永久
磁石４２は、例えば、半導体基板３の中心軸を取り囲む
ように配置されたリング状の永久磁石や、半導体基板３
の中心軸に対して対向する複数の永久磁石である。ま
た、複数組の永久磁石を、それぞれ半導体基板３の中心
軸に対して対向させて配置してもよい。なお、磁気回路
４２は、永久磁石の周りにコイルが巻かれたものであっ
てもよい。
成するためのものであり、例えば永久磁石である。永久
磁石４２は、例えば、半導体基板３の中心軸を取り囲む
ように配置されたリング状の永久磁石や、半導体基板３
の中心軸に対して対向する複数の永久磁石である。ま
た、複数組の永久磁石を、それぞれ半導体基板３の中心
軸に対して対向させて配置してもよい。なお、磁気回路
４２は、永久磁石の周りにコイルが巻かれたものであっ
てもよい。
【００４５】また、永久磁石４２は、この永久磁石４２
により発生する磁場によって、アノード電極５から半導
体基板３に対して均一に電流が流れるような位置に配置
される。
により発生する磁場によって、アノード電極５から半導
体基板３に対して均一に電流が流れるような位置に配置
される。
【００４６】本実施の形態２によるめっき装置も、めっ
き槽１内に磁場を形成する磁気回路４２を備えた。この
磁気回路４２は、半導体基板３の中心軸に対して対称に
配置された永久磁石である。そして、永久磁石４２によ
ってめっき槽１内に発生する磁場によって、アノード電
極５から半導体基板３の全面に均一に電流を流すように
した。すなわち、従来のように半導体基板３の外周部に
電流集中することがない。従って、半導体基板３上に均
一に導電膜を形成することができる。
き槽１内に磁場を形成する磁気回路４２を備えた。この
磁気回路４２は、半導体基板３の中心軸に対して対称に
配置された永久磁石である。そして、永久磁石４２によ
ってめっき槽１内に発生する磁場によって、アノード電
極５から半導体基板３の全面に均一に電流を流すように
した。すなわち、従来のように半導体基板３の外周部に
電流集中することがない。従って、半導体基板３上に均
一に導電膜を形成することができる。
【００４７】次に、本実施の形態２によるめっき装置の
変形例について説明する。
変形例について説明する。
【００４８】図５は、本実施の形態２によるめっき装置
の第１の変形例について説明するための断面図である。
図６は、本実施の形態２によるめっき装置の第２の変形
例について説明するための断面図である。
の第１の変形例について説明するための断面図である。
図６は、本実施の形態２によるめっき装置の第２の変形
例について説明するための断面図である。
【００４９】図５に示すめっき装置では、磁気回路４２
としての永久磁石を、めっき槽１の側壁の外部に配置し
ている。また、図６に示すめっき装置では、永久磁石４
２をアノード電極５の外側に配置している。図５及び図
６に示すように、永久磁石４２は、半導体基板３の中心
軸に対して対称に配置されればよい。すなわち、この条
件を満たせば、図５又は図６に示すように永久磁石４２
を配置してもよい。このように永久磁石４２の位置が変
わったとしても、永久磁石４２によってめっき槽１内に
磁場が形成される。これにより、アノード電極５から半
導体基板３に流れる電流密度が、半導体基板３の全面で
ほぼ均一となる。従って、半導体基板３上に均一に導電
膜を形成することができる。
としての永久磁石を、めっき槽１の側壁の外部に配置し
ている。また、図６に示すめっき装置では、永久磁石４
２をアノード電極５の外側に配置している。図５及び図
６に示すように、永久磁石４２は、半導体基板３の中心
軸に対して対称に配置されればよい。すなわち、この条
件を満たせば、図５又は図６に示すように永久磁石４２
を配置してもよい。このように永久磁石４２の位置が変
わったとしても、永久磁石４２によってめっき槽１内に
磁場が形成される。これにより、アノード電極５から半
導体基板３に流れる電流密度が、半導体基板３の全面で
ほぼ均一となる。従って、半導体基板３上に均一に導電
膜を形成することができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、アノード電極と半導体
基板との間に形成される電界を変化させるためにめっき
槽内に磁場を形成するようにした。これにより、半導体
基板の外周部への電流集中を防止することができ、アノ
ード電極から半導体基板上に流れる電流密度が半導体基
板の全面で均一になる。従って、半導体基板上に導電膜
を均一に形成することができる。
基板との間に形成される電界を変化させるためにめっき
槽内に磁場を形成するようにした。これにより、半導体
基板の外周部への電流集中を防止することができ、アノ
ード電極から半導体基板上に流れる電流密度が半導体基
板の全面で均一になる。従って、半導体基板上に導電膜
を均一に形成することができる。
【図１】 本発明の実施の形態１によるめっき装置を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１によるめっき装置の第
１の変形例を説明するための断面図である。
１の変形例を説明するための断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１によるめっき装置の第
２の変形例を説明するための断面図である。
２の変形例を説明するための断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２によるめっき装置を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態２によるめっき装置の第
１の変形例を説明するための断面図である。
１の変形例を説明するための断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態２によるめっき装置の第
２の変形例を説明するための断面図である。
２の変形例を説明するための断面図である。
【図７】 従来のめっき装置を説明するための断面図で
ある。
ある。
１ めっき槽、 １０ めっき液、 ２ ヘッド、 ２
１ ウェハ押さえ、２２ カソード電極、 ２３ シー
ル材、 ３ 半導体基板、 ４１ 磁気回路（電磁石コ
イル）、 ４２磁気回路（永久磁石）、 ５ アノード
電極、 ６めっき液供給口。
１ ウェハ押さえ、２２ カソード電極、 ２３ シー
ル材、 ３ 半導体基板、 ４１ 磁気回路（電磁石コ
イル）、 ４２磁気回路（永久磁石）、 ５ アノード
電極、 ６めっき液供給口。
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に導電膜を形成するめっき装置で
あって、 めっき槽と、 前記めっき槽内で前記基板を保持するヘッドと、 前記基板にマイナス電位を印加するカソード電極と、 前記めっき槽内にめっき液を供給するめっき液供給口
と、 前記基板と対向するアノード電極と、 前記めっき槽内に磁場を形成する磁気回路と、 を備えることを特徴とするめっき装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のめっき装置において、 前記磁気回路は、前記基板の中心軸を取り囲むように配
置された電磁石コイルと、前記電磁石コイルに電流を供
給する電源とを有することを特徴とするめっき装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のめっき装置において、 前記電源は、前記電磁石コイルに流れる電流の向きを反
転させる反転制御部を有することを特徴とするめっき装
置。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載のめっき装置にお
いて、 前記電源は、前記電磁石コイルに供給する電流の電流値
を制御する電流値制御部を有することを特徴とするめっ
き装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載のめっき装置において、 前記磁気回路は、前記基板の中心軸に対して対称に配置
された永久磁石を有することを特徴とするめっき装置。 - 【請求項６】 請求項１から５何れかに記載のめっき装
置を用いて導電膜を形成する工程を含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032919A JP2002241990A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | めっき装置、及び半導体装置の製造方法 |
| KR1020010083755A KR100850158B1 (ko) | 2001-02-08 | 2001-12-24 | 도금 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032919A JP2002241990A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | めっき装置、及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002241990A true JP2002241990A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18896765
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032919A Pending JP2002241990A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | めっき装置、及び半導体装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002241990A (ja) |
| KR (1) | KR100850158B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100806032B1 (ko) | 2006-10-09 | 2008-02-26 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 전해도금장치 |
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