JP2002249899A - 基板メッキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板端面の給電電極層に対して電極を当接させ
ることにより、マスク部材の寸法を小さくでき、メッキ
処理の有効面積を大きくとることができる基板メッキ装
置を提供する。 【解決手段】メッキ槽１７のメッキ液Ｌを供給してメッ
キ処理を施す基板メッキ装置であり、マスク部材３にカ
ソード電極を構成する導通板１２を有する。基板Ｗの処
理面Ｗｓには給電電極層Ｗ１が端面Ｗ２に渡って形成さ
れており、端面Ｗ２の給電電極層Ｗ１に導通板１２が接
触される。マスク部材は内部に配置されたシール部材１
１が基板の処理面Ｗｓに当接することで、メッキ液Ｌが
マスク部材３の内部に流れることを防止するとともに、
基板Ｗの端面Ｗ２を非メッキ領域として設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハや液
晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）
に対してメッキ処理を施す基板メッキ装置に係り、特に
電解液（メッキ液）を基板の処理面に供給した状態で給
電して電解メッキ処理を行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板メッキ装置として、
例えば、図５に示すような構成が挙げられる。基板Ｗ
は、その処理面Ｗｓを下方に向けた状態、いわゆるフェ
イスダウンで、処理面の周辺部をマスク部材１００でマ
スクし、メッキ液Ｌを貯留しているメッキ槽１０１の開
口部１０２に保持されている。

【０００３】マスク部材１００には、基板Ｗに電気的に
接続された陰電極、即ちカソード電極１０３が、メッキ
槽１０１の底部には、陽電極、即ちアノード電極１０４
がそれぞれ配設されているとともに、前記カソード電極
１０３とアノード電極１０４とは電源ユニット１０５に
よって接続されている。そして、カソード電極１０３と
アノード電極１０４との間で電流が流れるように給電す
る給電手段の機能を、電源ユニット１０５は果たしてい
る。

【０００４】また、メッキ槽１０１の底部には、図示を
省略するタンクからメッキ液Ｌをメッキ槽１０１に供給
して基板Ｗの処理面Ｗｓに向けて噴出するノズル１０６
が配設されている。一方、メッキ槽１０１の上部で、か
つマスク部材１００より下には、メッキ液Ｌを排出する
排出口１０７が配設されている。

【０００５】上記構成を有することによって、基板メッ
キ装置は以下の作用をもたらす。即ち、電源ユニット１
０５がカソード電極１０３とアノード電極１０４とに給
電している状態で、ノズル１０６からメッキ液Ｌを噴出
させて、基板Ｗの処理面Ｗｓにメッキ液Ｌを供給する。
メッキ槽１０１の上部から溢れ出たメッキ液Ｌは、排出
口１０７から排出される。この過程において、メッキ液
Ｌに触れている基板Ｗの処理面Ｗｓに例えば、銅のメッ
キ層が形成されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、マスク部材１００は、マスク部材１０
０内にメッキ液Ｌが侵入することを防ぐものであり、こ
れにより、マスク部材１００内に設けたカソード電極１
０３がメッキ液Ｌと接触して、このカソード電極１０３
がメッキされるのを防止し、ひいては、メッキ液Ｌ中の
高価なメッキ金属が無駄に消費されるのを防止してい
る。

【０００７】そのため、マスク部材１００は、基板Ｗの
処理面Ｗｓ側で端縁から中心部に向かって突出して形成
されている。さらに、マスク部材１００の内部では、カ
ソード電極１０３が基板Ｗに接続されるので、そのため
の空間を配設しなければならなかった。その結果、基板
Ｗの処理面Ｗｓのうち実際にメッキ処理が施される有効
面積が小さくなってしまうという問題がある。

【０００８】近年、１枚の基板Ｗから得られるチップを
多くすることで収率の向上が試みられているが、基板Ｗ
の周辺部に対して依然、改善する余地があった。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板の端面より通電することにより、
メッキ処理の有効面積を大きくとることができる基板メ
ッキ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するために、本発明は、基板をメッキ液が
供給される槽の液面上に保持して、基板の処理面の周辺
部に配設された電極を介して基板の処理面に通電するこ
とで、基板の処理面にメッキを施す基板メッキ装置にお
いて、基板の周辺部をマスクするマスク部材と、前記マ
スク部材により基板に形成される非メッキ領域に対向
し、基板の外周側に配設された電極と、を具備し、前記
電極を前記基板の端面に形成された給電電極層と接触さ
せたことを特徴とする基板メッキ装置である。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
基板メッキ装置において、前記基板の端面は外周方向に
凸部を有し、前記電極は導通板が基板端面の凸部に形成
された給電電極層に接触したことを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
基板メッキ装置において、前記マスク部材は、基板の端
面の凸部に当接したことを特徴とする。

【００１３】本発明の作用は次のとおりである。請求項
１に係る発明の基板メッキ装置においては、メッキ液は
槽内に供給され、メッキ液に触れている基板の処理面に
電解メッキ処理が施されるようになっている。また、基
板は周辺部がマスクされることで非メッキ領域が形成さ
れる。その非メッキ領域において、基板の端面に形成さ
れた給電電極層と電極が接触することにより基板処理面
に通電される。すなわち、電極の基板への接触を基板端
面で行う事で、マスク部材を内周側への突出を小さくす
ることができる。その結果、メッキ処理が施される有効
面積を大きくすることができる。

【００１４】請求項２に係る発明によれば、電極は、導
通板が基板端面の凸部に当接されることで構成される。
基板端面に凸部が形成されることで、導通板の接触を容
易に達成される。

【００１５】請求項３に係る発明によれば、マスク部材
は基板端面の凸部に当接することで、基板の周辺部をマ
スクする。その結果、基板の処理面の有効面積をより大
きくすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。 ＜第１実施例＞図１は、本発明の実施例に係る基板メッ
キ装置の概略構成を示した縦断面図であり、図２は基板
の端面の拡大図である。なお、以下の説明では、硫酸銅
をメッキ液として、配線用の銅をメッキする装置を例に
とって説明する。

【００１７】基板Ｗは、後述する給電電極層が形成され
た処理面Ｗｓを下方に向けた状態、いわゆるフェイスダ
ウンで、図１に示すようにスピンベース１によって水平
姿勢となるように保持されている。このスピンベース１
は、板状で環状を呈するマスク部材３と、このマスク部
材３の上部に連結された３本（図示の関係上２本だけを
示す）の支柱５と、これら３本の支柱５が連結された中
空の回転軸７とを備えている。

【００１８】回転軸７は、図１に示すような高さの処理
位置と、この処理位置よりも上方に位置する待機位置と
にわたって昇降手段９により昇降駆動される。また、図
示しない回転駆動手段によって回転駆動される。

【００１９】スピンベース１の内部には、基板Ｗの裏面
周辺部を押圧する押圧部材１３が配備されている。この
押圧部材１３は、回転軸７に沿って昇降可能および回転
自在に構成されており、スピンベース１内に搬入された
基板Ｗをマスク部材３に対して押圧して基板Ｗを挟持す
る。

【００２０】スピンベース１の下方には、基板Ｗの直径
よりもやや小径で一方である上面が開口した処理槽とし
てのメッキ槽１７（チャンバ）が備えられ、このメッキ
槽１７を囲うように回収槽１９が配備されている。メッ
キ槽１７には、高分子界面活性剤と有機硫黄化合物と有
機窒素化合物とを混合させた添加剤を含む硫酸銅溶液で
あるメッキ液Ｌが貯留されている。

【００２１】メッキ槽１７の他方である底面は円錐状に
傾斜し、その中心部にはメッキ液Ｌを供給する流入口２
０が形成されている。そして、さらに、流入口２０の上
方近傍でメッキ液Ｌが供給される下流側には、正電圧を
印加するためのアノード電極２１が配設されている。

【００２２】このアノード電極２１は、例えば、メッシ
ュ状で環状を呈するメッキ液に対して不溶性の陽電極で
形成されている。そして、メッキ槽１７をこのアノード
電極２１により上下槽に仕切るように配置される。回収
槽１９からメッキ槽１７の流入口２０には配管２３が連
通接続されており、配管２３に取り付けられたポンプ２
５によって回収槽１９のメッキ液Ｌがメッキ槽１７の上
方に向けて供給されるようになっている。

【００２３】次に、本実施例の特徴的な構成部分につい
て説明する。即ち、図２に示すように、本発明のメッキ
装置は基板Ｗの端面から通電するように構成される。

【００２４】マスク部材３は、その内周側の凹部３１に
弾性を有するシール部材１１が装着されている。このシ
ール部材１１は、メッキ液が基板Ｗの周辺部に達するこ
とを防止するものであり、基板Ｗの処理面Ｗｓのうち周
辺部のみに当接するように平面視環状に形成されてい
る。また、処理面Ｗｓの給電電極層Ｗ１に対して負電圧
を印加するためのカソード電極としての導通板１２が、
シール部材１１の外周側から基板Ｗの端面Ｗ２に向けて
延出して配設されている。この導通板１２が本発明の陰
電極に相当する。

【００２５】ここで、本発明における基板Ｗについて説
明する。基板Ｗの表面には、基板Ｗ上に積層されている
保護膜上に導電性下地膜が形成される。この導電性下地
膜は、情報蓄積用容量素子の下部電極材料である金属膜
を電解メッキ法で形成する際のカソード電極の一部とし
て使用される給電電極層であり、基板Ｗを処理面Ｗｓ全
面に被着する。また、下部電極材料である金属膜に比べ
て薄い膜厚で形成する。この給電電極層は、例えばスパ
ッタリング法やＣＶＤ法で堆積した膜厚１０〜２０ｍｍ
程度のＣｕ膜からなる。

【００２６】図２に拡大して示すように、接触端子であ
るは導通板１２は、基板Ｗの最外周辺部に露出した給電
電極層Ｗ１の表面に接触し、これにより、給電電極層Ｗ
１がカソード電極として機能する。基板Ｗの端面Ｗ２は
外周方向に凸部に形成され、給電電極層Ｗ１が凸部の頂
点近傍まで形成されている。この実施例では、基板Ｗの
端面Ｗ２に至るまで給電電極層Ｗ１を堆積させ、この基
板Ｗに対して導通板１２が接触するように構成されてい
る。

【００２７】このとき、図に示すように、基板Ｗの処理
面Ｗｓは、導通板１２が接触する端面Ｗ２を含む最外周
辺部と、メモリセルアレイの溝の底部のみに給電電極層
Ｗ１が露出し、他の領域（図示しない周辺回路領域やス
クライブ領域など）の導電性下地膜は、その表面が酸化
シリコン膜で覆われている。

【００２８】また、導通板１２は、端面Ｗ２の給電電極
層Ｗ１に確実に当接するように、内周側が僅かに上方に
向けて傾斜するように形成され、その先端が凸部の傾斜
面に接触している。また、導通板１２は、低抵抗化のた
めにＴｉ金属に白金（Ｐｔ）メッキを施してある導通板
であることが好ましい。

【００２９】基板Ｗの処理面Ｗｓのうちマスク部材３の
シール部材１１が当接することで、メッキ液Ｌが当接部
位より端面Ｗ２側に達することが防止され、その結果、
基板Ｗの端面Ｗ２付近はメッキ処理が施されない、非メ
ッキ領域として設定される。

【００３０】また、上記導通板１２はメッキ電源４０が
接続されているとともに、アノード電極２１にもメッキ
電源４０が接続されている。

【００３１】続いて、図１を参照しつつ上述した装置の
動作について説明する。

【００３２】まず、待機位置にあるスピンベース１に対
して処理対象である基板Ｗを搬入する。基板Ｗは処理面
Ｗｓが下向きとされた姿勢であり、その姿勢のまま各支
柱５の間を通してマスク部材３上に載置される。次に、
押圧部材１３を下降させて基板Ｗを押圧し、基板Ｗの処
理面Ｗｓをシール部材１１に密着させるとともに、処理
面Ｗｓの端面Ｗ２の給電電極層Ｗ１にカソード電極を構
成する導通板１２を当接させる。このとき、基板Ｗの端
面Ｗ２は、凸部に形成されており、導通板１２は凸部の
傾斜面に対して接触するので、確実に当接される。

【００３３】さらに、ポンプ２５を作動させて一定量の
メッキ液Ｌを流入口２０からアノード電極２１のメッシ
ュを介して、メッキ槽１７から押し上げ、メッキ槽１７
の上面にメッキ液Ｌを液盛りする。

【００３４】次に、昇降手段９によりスピンベース１と
押圧部材１３を処理位置まで下降させメッキ液Ｌの液面
上に基板Ｗの処理面Ｗｓを載置する。これとともにポン
プ２５を作動させ、メッキ電源４０によって陽電極であ
るアノード電極２１と、陰電極である導通板１２の間に
通電し、図示しない回転駆動手段によりスピンベース１
を低速回転させることにより所定時間だけメッキ処理を
施す。

【００３５】メッキ液Ｌは基板Ｗの中央部から回収槽１
９に向かって円滑に流れる。排出されたメッキ液Ｌは、
回収槽１９に送り込まれて、再度、配管２３のポンプ２
５、図示しないフィルタを経て、流入口２０に供給され
る。

【００３６】所定時間が経過した後は、電極への通電及
びポンプ２５を停止するとともに、昇降手段９により待
機位置まで基板Ｗとともにスピンベース１を上昇させ
る。そして、スピンベース１を高速回転させて、処理面
Ｗｓに付着しているメッキ液Ｌを振り切る。

【００３７】以上のように、本発明によれば、基板Ｗの
端面Ｗ２に導通板１２を接触させて通電するように構成
することで、マスク部材３の基板Ｗにおける当接位置
を、より基板Ｗの端面Ｗ２に近づけることができる。そ
の結果、基板Ｗの処理面ＷＳの有効面積を大きくするこ
とができる。

【００３８】本発明は上述した実施例に限らず次のよう
に変形実施することができる。 （１）図３に示すように、給電電極層Ｗ３を基板Ｗの端
面Ｗ４を形成する凸部の頂点近傍を含んで堆積させる。
そして、導通板１２１を凸部の頂点に対して給電電極層
Ｗ３を介して接触させる。このように構成することで、
マスク部材３１０をより基板Ｗの端面Ｗ４側へ当接させ
ることができる。

【００３９】すなわち、図３の実施例では、マスク部材
３１０は、基板Ｗの端面Ｗ４の傾斜面に当接される。そ
の結果、より基板Ｗの処理面Ｗｓの有効面積を大きくと
ることができる。

【００４０】（２）また、図４に示すように、基板Ｗの
端面Ｗ５に形成される凸部の略全面に給電電極層Ｗ６を
形成し、マスク部材３２０を凸部の頂点に当接させ、導
通板１２２を凸部の上面側の傾斜面に接触させて構成し
てもよい。

【００４１】（３）また、基板Ｗの処理面Ｗｓを上に向
け、メッキ液Ｌを上方から供給する基板メッキ装置であ
っても本発明を適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メッキ液に触れている基板の処理面に電解メッキ処理が
施される際、基板に通電を行う電極を、基板の端面に形
成されて給電電極層に対して接触して構成することで、
基板の処理面の有効面積を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る基板メッキ装置の概略構成を示し
た縦断面図である。

【図２】基板の端部を拡大して示し拡大図である。

【図３】本発明に係る他の変形例を示す基板端部の拡大
図である。

【図４】さらに本発明に係る他の変形例を示す基板端部
の拡大図である。

【図５】従来例に係る基板メッキ装置の概略構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

Ｗ 基板 Ｗｓ 処理面 Ｗ２、Ｗ４、Ｗ５ 端面 Ｗ１、Ｗ３、Ｗ６ 給電電極層 Ｌ メッキ液 １ スピンベース ３、３１０、３２０ マスク部材 ５ 支柱 ７ 回転軸 ９ 昇降手段 １１ シール部材 １２、１２１、１２２ 導通板 １３ 押圧部材 １７ メッキ槽（チャンバ） ２０ 流入口 ２１ アノード電極 ２３ 配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をメッキ液が供給される槽の液面上
   に保持して、基板の処理面の周辺部に配設された電極を
   介して基板の処理面に通電することで、基板の処理面に
   メッキを施す基板メッキ装置において、 基板の周辺部をマスクするマスク部材と、 前記マスク部材により基板に形成される非メッキ領域に
   対向し、基板の外周側に配設された電極と、を具備し、 前記電極を前記基板の端面に形成された給電電極層と接
   触させたことを特徴とする基板メッキ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板メッキ装置におい
   て、 前記基板の端面は外周方向に凸部を有し、前記電極は導
   通板が基板端面の凸部に形成された給電電極層に接触し
   たことを特徴とする基板メッキ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板メッキ装置におい
   て、 前記マスク部材は、基板の端面の凸部に当接したことを
   特徴とする基板メッキ装置。