JP2004083961A - Jet type wafer plating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体のウェハーのめっき装置、特に噴流式ウェハーめっき装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来の噴流式ウェハーめっき装置30の部分断面図である。噴流カップ31の上方に数mmのすきまをあけて半導体のウェハー32が置かれている。ウェハー32はめっき面を下にし、リングベース33とスプリング34の間にはさまれて固定されている。リングベース33は絶縁材料で作られている。リングベース33に3ヵ所カソード電極ピン35が埋め込まれている。カソード電極ピン35はウェハー32の端に電気的につながっている。噴流カップ31の中程には網状のアノード36がある。このアノード36とウェハー32の間にめっき電流がめっき液37を通して流れる。カソード電極ピン35とアノード36はそれぞれめっき電源38につながっている。噴流カップ31はめっき槽39の中に設置されている。噴流カップ31の底は配管40によりめっき槽39の外の流量計41、フィルター42、めっき液循環ポンプ43につながっており、それらを通して再びめっき槽39の底とつながっている。めっき槽39の底にはヒーター44があり、めっき液37を一定の温度に保っている。ヒーター44はヒーター電源45につながっている。
【0003】
次に従来の噴流式ウェハーめっき装置30を用いたウェハーめっき方法を説明する。まずウェハー32をリングベース33に載せ、上からスプリング34で押して固定する。次にめっき液循環ポンプ43をONにし、めっき液37を循環させる。めっき液37はめっき槽39下部のヒーター44により設定温度(60℃〜70℃程度)に加熱され、めっき液循環ポンプ43、フィルター42、流量計41を通って底から噴流カップ31に入る。めっき液37は噴流カップ31の中でアノード36のすきまを通り上昇する。めっき液37は噴流カップ31最上部まで来たら、流れの勢いでウェハー32に当り、噴流カップ31とリングベース33のすきまからあふれ、噴流カップ31の側面を流れ落ちてめっき槽39に戻る。
【0004】
このようにしてめっき液37は循環する。その間に、めっき電源38→アノード36→めっき液37→ウェハー32→カソード電極ピン35→めっき電源38、という回路を通してめっき電流が流れ、ウェハー32にめっき液37中の金属が析出する。つまりウェハー32がめっきされる。
【0005】
図4、図5は従来の噴流式ウェハーめっき装置30のウェハー32、リングベース33、カソード電極ピン35付近の詳しい斜視図および部分断面図である。ウェハー32は全周をリングベース33で支持されている。リングベース33には3個のカソード電極ピン35が埋め込まれている。カソード電極ピン35の先端がウェハー32に接していて、めっき電流が流れる。カソード電極ピン35は抵抗の低い銅の配線46でめっき電源38につながっている。
【0006】
なおカソード電極ピン35はリングベース33(絶縁材料)によりめっき液37と隔てられている。これはカソード電極ピン35が直接めっき液37と接すると、カソード電極ピン35にめっきが付いてしまい具合が悪いためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の噴流式ウェハーめっき装置30では、カソード電極ピン35とめっき電源38を結ぶ配線46の抵抗を極力低くしている。これは配線46での電圧降下を防ぐためである。通常の金属部品のめっき装置ならばこのようにするのが当然である。しかしウェハーのめっき装置の場合は事情が異なる。
【0008】
金属部品のめっきの場合は給電用配線をしっかりと取り付けられるので、金属部品と配線の接触抵抗が低く、しかもばらつかない。したがって配線の抵抗を低くすることにメリットはあってもデメリットはない。
【0009】
ところがウェハー32の場合は、ウェハー32上の厚さが僅か1μm以下のめっき下地金属膜(図示せず)にカソード電極ピン35の先端を押し付けているにすぎない。金属膜が薄いうえウェハー32は脆いからカソード電極ピン35を強く押し付けることはできない。その上噴流式ウェハーめっきの場合、めっき液37がダイナミックにウェハー32を押し上げ、常にウェハー32とカソード電極ピン35を引き離そうとする。このためウェハー32とカソード電極ピン35の接触抵抗は極めてばらつきが大きく、しかも時々刻々と変化する。接触抵抗の実測値は0.5Ω〜20Ωであり、実に40倍もの開きがある。
【0010】
配線46の抵抗が1Ω以下なのに、接触抵抗がカソード電極ピン35によって0.5Ω〜20Ωの間でばらつくから、3個のカソード電極ピン35に同じめっき電圧を印加しても、各カソード電極ピン35を流れる電流が大きく異なる。このため接触抵抗の低いカソード電極ピン35の近くはめっきが厚くなり、接触抵抗の高いカソード電極ピン35の近くはめっきが薄くなる。その結果ウェハー表面32のめっき厚さの分布が一様でなくなる。実測によるとめっき厚さは±20%程度ばらつく。
【0011】
さらに接触抵抗はコントロールできないから、標準めっき時間を決めるのが非常に難しい。
【0012】
本発明の目的は、ウェハーとカソード電極ピンの接触抵抗がばらつくのはやむを得ないとして、それでもウェハー表面のめっき厚さのばらつきが小さくできる噴流式ウェハーめっき装置を実現することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の噴流式ウェハーめっき装置では、カソード電極ピンとめっき電源を結ぶ配線の分岐部分の途中に電流制限抵抗を入れた。このようにすれば、たまたま、あるカソード電極ピンの接触抵抗が他より低いためそこに大電流が流れようとすると、電流制限抵抗の働きでそのカソード電極ピンの電圧(の絶対値)が降下する。その結果、そのカソード電極ピンを流れる電流は少なくなる。このようにして3個のカソード電極ピンの電流が均等化される。以上のようにしてカソード電極ピンの電流を均等化する作用効果はカソード電極ピンがいくつあっても同じである。
【0014】
もちろん個々のカソード電極ピンにひとつずつめっき電源(定電流電源)をつなげば、全てのカソード電極ピンの電流を厳密に等しくできる。しかしそれをするとめっき電源のコストがカソード電極ピンの数に比例して高くなる。ウェハーが5インチのときはカソード電極ピンが3個で足りるが、8インチ〜10インチになると、カソード電極ピンは6個〜12個にもなる。それに対してめっき電源を6個〜12個も使うことはコスト上無理である。
【0015】
本発明のように、配線の分岐部分の途中に電流制限抵抗を入れる方式ならば、いくらカソード電極ピンが多くなってもめっき電源は1個で済み、また電流制限抵抗は安価だからコストの問題がおこらない。したがって実用的である。
【0016】
請求項1記載の発明は、ウェハーのめっき面にめっき液の流れを連続的に当てながら、ウェハーにカソード電極ピンを圧接してめっき電流を供給し、ウェハーに電気めっきをおこなう噴流式ウェハーめっき装置において、カソード電極ピンとめっき電源を結ぶ配線の分岐部分の途中に電流制限抵抗を入れたことを特徴とする噴流式ウェハーめっき装置である。
【0017】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の噴流式ウェハーめっき装置において、電流制限抵抗の値が10Ω〜100Ωであることを特徴とする噴流式ウェハーめっき装置である。
【0018】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の噴流式ウェハーめっき装置において、カソード電極ピンの接触抵抗の統計的なかたよりに応じて、電流制限抵抗の値に差をつけることを特徴とする噴流式ウェハーめっき装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の噴流式ウェハーめっき装置10の部分断面図である。噴流カップ11の上方に数mmのすきまをあけて半導体のウェハー12が置かれている。ウェハー12はめっき面を下にし、リングベース13とスプリング14の間にはさまれて固定されている。リングベース13は絶縁材料で作られている。リングベース13に3ヵ所カソード電極ピン15が埋め込まれている。カソード電極ピン15はウェハー12の端に電気的につながっている。噴流カップ11の中程には網状のアノード16がある。このアノード16とウェハー12の間にめっき電流がめっき液17を通して流れる。カソード電極ピン15とアノード16はそれぞれめっき電源18につながっている。カソード電極ピン15とめっき電源18の間に電流制限抵抗19が入れてある。この電流制限抵抗19を入れたことが本発明の特徴である。これについてはあとで詳しく説明する。
【0020】
噴流カップ11はめっき槽20の中に設置されている。噴流カップ11の底は配管21によりめっき槽20の外の流量計22、フィルター23、めっき液循環ポンプ24につながっており、それらを通して再びめっき槽20の底とつながっている。めっき槽20の底にはヒーター25があって、めっき液17を一定の温度に保っている。ヒーター25はヒーター電源26につながっている。
【0021】
次に本発明の噴流式ウェハーめっき装置10を用いてウェハー12にめっきする方法を説明する。まずウェハー12をリングベース13に載せ、上からスプリング14で押して固定する。次にめっき液循環ポンプ24をONにし、めっき液17を循環させる。めっき液17はめっき槽20下部のヒーター25により設定温度(60℃〜70℃程度)に加熱され、めっき液循環ポンプ24、フィルター23、流量計22を通って底から噴流カップ11に入る。めっき液17は噴流カップ11の中でアノード16のすきまを通り上昇する。めっき液17は噴流カップ11最上部まで来たら、流れの勢いでウェハー12に当り、噴流カップ11とリングベース13のすきまからあふれ、噴流カップ11の側面を流れ落ちてめっき槽20に戻る。
【0022】
このようにしてめっき液17は循環する。その間にめっき電源18→アノード16→めっき液17→ウェハー12→カソード電極ピン15→めっき電源18という回路を通してめっき電流が流れ、ウェハー12にめっき液17中の金属が析出する。つまりウェハー12がめっきされる。
【0023】
図2は本発明の噴流式ウェハーめっき装置10のウェハー12、リングベース13、カソード電極ピン15付近の詳しい斜視図である。ウェハー12は全周をリングベース13で支持されている。リングベース13には3個のカソード電極ピン15が埋め込まれている。カソード電極ピン15の先端がウェハー12に接していて、めっき電流が流れる。カソード電極ピン15は抵抗の低い銅の配線27でめっき電源18につながっている。配線27はめっき電源18の近くでは1本であるが、カソード電極ピン15の近くでは3本に分岐しており、その分岐部分に電流制限抵抗19が直列に入れてある。この電流制限抵抗19を入れたことが本発明の特徴である。電流制限抵抗19の値は10Ω〜100Ωが適当である。基本的には各電流制限抵抗19の値は同一で良いが、接触抵抗の値がカソード電極ピン15により統計的にかたよりがある場合は、それに応じて電流制限抵抗19の値に差をつける方がベターである。
【0024】
電流制限抵抗19の作用効果は次の通りである。あるカソード電極ピン15の接触抵抗が他より低いためその分岐配線28に大電流が流れようとすると、その分岐配線28の電流制限抵抗19による電圧降下が他より大きくなる。したがって、そのカソード電極ピン15の電圧(の絶対値)が他より降下する。その結果、そのカソード電極ピン15を流れる電流は少なくなる。つまり接触抵抗の低いカソード電極ピン15にかかる電圧(絶対値)は自動的に低くなり、接触抵抗の高いカソード電極ピン15にかかる電圧(絶対値)は自動的に高くなる。このようにして3個のカソード電極ピン15の電流が均等化される。これによりウェハー12表面のめっき厚さのばらつきが少なくなる。
【0025】
本発明によりめっき厚さのばらつきは従来の約1/3になった。さらにめっき厚さのばらつきが小さくなったため、標準めっき時間を決めるのが容易になった。
【0026】
【発明の効果】
カソード電極ピン15とめっき電源18を結ぶ配線28に電流制限抵抗19を入れることにより、接触抵抗の低いカソード電極ピン15にかかる電圧(絶対値)は自動的に低くなり、接触抵抗の高いカソード電極ピン15にかかる電圧(絶対値)は自動的に高くなる。このようにしてウェハー12とカソード電極ピン15の接触抵抗がばらついていても、各カソード電極ピン15の電流が均等化でき、ウェハー12表面のめっき厚さのばらつきを小さくできる。この方式はカソード電極ピン15が多くなってもめっき電源18は1個で済み、電流制限抵抗19は安価だからコストが安く実用的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の噴流式ウェハーめっき装置10の部分断面図
【図2】本発明の噴流式ウェハーめっき装置10の一部の斜視図
【図3】従来の噴流式ウェハーめっき装置30の部分断面図
【図4】従来の噴流式ウェハーめっき装置30の一部の斜視図
【図5】従来の噴流式ウェハーめっき装置30の一部の断面図
【符号の説明】
10 本発明の噴流式ウェハーめっき装置
11 噴流カップ
12 ウェハー
13 リングベース
14 スプリング
15 カソード電極ピン
16 アノード
17 めっき液
18 めっき電源
19 電流制限抵抗
20 めっき槽
21 配管
22 流量計
23 フィルター
24 めっき液循環ポンプ
25 ヒーター
26 ヒーター電源
27 配線
28 分岐配線
30 従来の噴流式ウェハーめっき装置
31 噴流カップ
32 ウェハー
33 リングベース
34 スプリング
35 カソード電極ピン
36 アノード
37 めっき液
38 めっき電源
39 めっき槽
40 配管
41 流量計
42 フィルター
43 めっき液循環ポンプ
44 ヒーター
45 ヒーター電源
46 配線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor wafer plating apparatus, and particularly to a jet-type wafer plating apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a partial sectional view of a conventional jet-type
[0003]
Next, a wafer plating method using the conventional jet-type
[0004]
Thus, the
[0005]
4 and 5 are a detailed perspective view and a partial cross-sectional view of the vicinity of a
[0006]
The
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional jet-type
[0008]
In the case of plating a metal component, the power supply wiring can be firmly attached, so that the contact resistance between the metal component and the wiring is low and does not vary. Therefore, although there is an advantage in reducing the resistance of the wiring, there is no disadvantage.
[0009]
However, in the case of the
[0010]
Although the resistance of the
[0011]
Furthermore, since the contact resistance cannot be controlled, it is very difficult to determine the standard plating time.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a jet-type wafer plating apparatus capable of reducing the variation in plating thickness on the wafer surface even if the contact resistance between the wafer and the cathode electrode pins is unavoidable.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the jet-type wafer plating apparatus of the present invention, a current limiting resistor is provided in the middle of the branch portion of the wiring connecting the cathode electrode pin and the plating power supply. In this way, when a large current flows through a certain cathode electrode pin by chance because the contact resistance of the certain cathode electrode pin is lower than that of the other cathode electrode, the voltage (absolute value) of the cathode electrode pin drops due to the function of the current limiting resistor. . As a result, the current flowing through the cathode electrode pin is reduced. Thus, the currents of the three cathode electrode pins are equalized. The effect of equalizing the current of the cathode electrode pin as described above is the same regardless of the number of cathode electrode pins.
[0014]
Of course, if a plating power supply (constant current power supply) is connected to each cathode electrode pin one by one, the currents of all the cathode electrode pins can be made exactly equal. However, doing so increases the cost of the plating power supply in proportion to the number of cathode electrode pins. When the wafer is 5 inches, three cathode electrode pins are sufficient, but when the wafer is 8 inches to 10 inches, 6 to 12 cathode electrode pins are required. On the other hand, it is impossible to use 6 to 12 plating power supplies in terms of cost.
[0015]
If the current limiting resistor is inserted in the middle of the branch portion of the wiring as in the present invention, only one plating power source is required no matter how many cathode electrode pins are provided, and the current limiting resistor is inexpensive, so that there is a problem of cost. Will not happen. Therefore, it is practical.
[0016]
The invention according to claim 1 is a jet-type wafer plating apparatus for applying a plating current by pressing a cathode electrode pin against a wafer while continuously applying a flow of a plating solution to a plating surface of the wafer to perform electroplating on the wafer. , Wherein a current limiting resistor is provided in the middle of a branch portion of a wiring connecting a cathode electrode pin and a plating power source.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the jet-type wafer plating apparatus according to the first aspect, wherein the value of the current limiting resistance is 10Ω to 100Ω.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the jet type wafer plating apparatus according to the first aspect, the value of the current limiting resistance is made different depending on the statistical manner of the contact resistance of the cathode electrode pin. It is a type wafer plating apparatus.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a partial sectional view of a jet type
[0020]
The jet cup 11 is provided in a
[0021]
Next, a method for plating a
[0022]
Thus, the
[0023]
FIG. 2 is a detailed perspective view of the vicinity of the
[0024]
The operation and effect of the current limiting
[0025]
According to the present invention, the variation of the plating thickness is reduced to about 1/3 of the conventional one. Further, since the variation in plating thickness was reduced, it became easier to determine the standard plating time.
[0026]
【The invention's effect】
By inserting the current limiting
[Brief description of the drawings]
1 is a partial sectional view of a jet-type
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002244434A JP2004083961A (en) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | Jet type wafer plating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002244434A JP2004083961A (en) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | Jet type wafer plating apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004083961A true JP2004083961A (en) | 2004-03-18 |
Family
ID=32052886
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JP2002244434A Pending JP2004083961A (en) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | Jet type wafer plating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004083961A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106435701A (en) * | 2016-12-14 | 2017-02-22 | 陕西宝光真空电器股份有限公司 | Plating hanger with equalizing resistance values |
JP2023107659A (en) * | 2022-01-24 | 2023-08-03 | アスカコーポレーション株式会社 | Jet flow type plating device |
-
2002
- 2002-08-26 JP JP2002244434A patent/JP2004083961A/en active Pending
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JP2023107659A (en) * | 2022-01-24 | 2023-08-03 | アスカコーポレーション株式会社 | Jet flow type plating device |
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