JP3637214B2 - ウエハのメッキ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハ表面にメッキを均一に形成することができるウエハのメッキ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハ表面に電解メッキを施すウエハのメッキ装置は、図５に示すように、電解メッキ液１２０中に、ウエハ１００と、ウエハ１００表面に平行に対向するように設置される平板状のアノード電極１１０とを浸漬し、ウエハ１００とアノード電極１１０間に通電することでウエハ１００表面にメッキを行なうように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのメッキ装置においてはその構造上、ウエハ１００にメッキを行なうために電界を印加した場合、ウエハ１００の外周部周辺の電位勾配と、中心部周辺の電位勾配に相違が生じ、このためウエハ１００の各部におけるメッキの膜厚が不均一になってしまう恐れがあった。
【０００４】
これを避けてウエハ１００表面に均一にメッキを施すためには、ウエハ１００表面近傍の各部の電位ができるだけ均一になるように調整する必要があるが、このため従来はこの電場調整法として、アノード電極の大きさを調整したり、アノード電極１１０とウエハ１００の間に誘電体の遮蔽板を入れるなどの方法を用いていた。
【０００５】
しかしながらこれらの従来の方法では調整できる電場の範囲が狭く、ウエハ１００表面において自由に電場を調整することができなかった。特にウエハ１００の径が大きくなればなるほどその中心部と外周部の電位の差が大きくなるので、ウエハ１００表面全体の広い範囲にわたって電位分布を均一にしてメッキを均一に形成することは困難になる。
【０００６】
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、ウエハ面上の広い範囲にわたって各部の電場を調整でき、これによってウエハ表面に均一な膜厚のメッキを形成することができるウエハのメッキ方法を提供することにある。
【０００７】
【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は、電解メッキ液中に、ウエハを浸漬すると共にウエハから所定距離離間してウエハと平行にアノード電極を浸漬して設置し、さらにウエハとアノード電極の間に誘電体からなる遮蔽板をウエハと平行に浸漬して設置し、ウエハとアノード電極間に通電する電流の電流値をその電圧を下げていくことで一定に維持しながら前記遮蔽板をウエハから徐々に遠ざけていくことでウエハ表面にメッキを行うこととした。
なお遮蔽板は、その中央部分の遮蔽効果がそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも小さくなる形状に形成されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に用いるメッキ装置を示す全体概略図である。同図に示すようにこのメッキ装置は、メッキ槽１０の電解メッキ液２０中に、ウエハ１００とアノード電極３０とをそれぞれの対向面が平行になるように所定距離離間して浸漬し、さらにウエハ１００とアノード電極３０の間に遮蔽板５０を移動可能に浸漬して構成されている。以下各構成部品について説明する。
【０００９】
メッキ槽１０はその外周にオーバーフロー槽１３を設け、メッキ槽１０とオーバーフロー槽１３間をポンプ１５，恒温ユニット１７，フィルター１９を取り付けた配管２１で接続して構成されている。
【００１０】
ウエハ１００は略円板形状であって、その外周をウエハ保持部材１０１で保持することでその一方の表面を電解メッキ液２０中に露出せしめるように構成されている。
【００１１】
次にアノード電極３０はその外形形状が前記ウエハ１００の外形形状と相似形となるように、即ちウエハ１００と略同一寸法形状の円板形状に形成されている。
【００１２】
次に図４は遮蔽板５０の平面図である。同図及び図１に示すように遮蔽板５０は誘電体製の板であって、中央に円形の孔５１を設けて構成されている。
【００１３】
遮蔽板５０を構成する誘電体の材質としてはこの実施形態では塩化ビニールを用いているが、それ以外の誘電体材料、例えば耐熱塩化ビニール，ポリプロピレン，ポリエーテルサルフォン，ポリエーテルエーテルケトン，ポリカーボネート，ポリエチレン，ポリスチレン，ポリフッ化ビニリデン，フッ素樹脂等、種々のものを使用しても良い。
【００１４】
そしてこの遮蔽板５０は、所定の駆動手段４０によって、電解メッキ液２０中で、ウエハ１００の面に対して平行のままでウエハ１００に接近したり遠ざかったりすることができるように構成されている。その際、ウエハ１００の中心軸とアノード電極３０の中心軸と遮蔽板５０の中心軸は一致している。
【００１５】
次にこのメッキ装置の動作を説明する。まず遮蔽板５０をウエハ１００に最も近づけた位置（図１の点線で示す）にセットしておき、ポンプ１５を駆動することで恒温ユニット１７とフィルタ１９を通った電解メッキ液２０をメッキ槽１０内にその下部から供給して、オーバーフロー槽１３にオーバーフローし循環する。
【００１６】
そしてウエハ１００とアノード電極３０間に通電を行なってウエハ１００表面にメッキを始める。
【００１７】
ここで図２はメッキ当初において遮蔽板５０がウエハ１００に接近しているときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。同図に示すように遮蔽板５０がウエハ１００に接近している際は、遮蔽板５０の孔５１によって遮蔽板５０の中心部よりも外周部の方の遮蔽効果が大きいので、ウエハ１００の外周部よりも中心部の方が電位勾配が高くなる。従ってこの状態ではウエハ１００の中心部の方が外周部よりもメッキがより厚く形成されていく。
【００１８】
そして遮蔽板５０を駆動手段４０によって徐々にウエハ１００から引き離しながらメッキを継続して行ない、遮蔽板５０がウエハ１００から最も離れた位置（図１の実線の位置）でそのメッキが完了するようにする。
【００１９】
ここで図３は遮蔽板５０がウエハ１００から離れた所定位置にあるときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。同図に示すように遮蔽板５０がウエハ１００から離れれば離れるほど相対的にウエハ１００の中心部に比べて外周部の方が徐々に電位勾配が高くなっていく。従って遮蔽板５０がウエハ１００から離れるに従って相対的にウエハ１００の外周部の方が中心部よりもメッキがより厚く形成されていくようになる。
【００２０】
このように最初ウエハ１００の中心部のメッキをより厚く形成し、徐々に外周部のメッキをより厚く形成していくように遮蔽板５０を移動するので、全体としてウエハ１００全面に形成されるメッキの膜厚は均一化される。
【００２１】
なおこの実施形態においては、遮蔽板５０をウエハ１００から引き離すに従って、つまりメッキ時間の経過と共に、その電圧を下げていくように制御している。何故ならウエハ１００にメッキを形成していくと、メッキ膜厚が厚くなることによってメッキ形成当初よりも徐々に通電時の抵抗値が減少していく。このため電圧値を一定にしておくと徐々に流れる電流値が上昇していく。
【００２２】
一方メッキ膜厚は、流れる電流値と時間の積によって容易に求めることができるので、電流値は一定にしておきたい（そうすると時間の管理だけでメッキ膜厚を制御できるから）。さらに電流値が変化することで電流密度が変化すると、形成されるメッキ自体の特性（膜の表面状態や密度等）が変化する。そこでこの実施形態においては、電流値を一定にするために上述のように電圧値を変化するように制御しているのである。
【００２３】
上記実施形態において遮蔽板５０をウエハ１００に接近した位置から離れるように移動したのは以下の理由による。
【００２４】
即ち通常ウエハ１００はウエハ保持手段１０１で保持される際にウエハ保持手段１０１に設けた図示しない通電ピンがウエハ１００の外周に接触されることによって通電される。このため通電ピンに近いウエハ１００の外周部分の方がウエハ１００の中心部分よりも電気抵抗が小さく、このためもし両部分の電位勾配が同一だったとしても外周部の方により厚くメッキが形成されていく傾向にある。このためメッキ当初はまず遮蔽板５０をウエハ１００に接近させておくことで前述のようにウエハ１００中心部の方のメッキ膜厚を外周部のメッキ膜厚よりも厚く形成せしめ、これによって中心部の電気抵抗を外周部の電気抵抗よりも小さくするようにして通電ピンまでの抵抗値を均一化し、より効果的にウエハ１００全面のメッキ膜厚の均一化を図るためである。
【００２５】
なお遮蔽板５０の中央に孔５１を開ける代わりに、遮蔽板の中央部分の板厚を外周部分の板厚よりも薄くするようにしたり、遮蔽板に多数の孔を開けるが中央部分に開ける孔の径を大きくし外周付近に開ける孔の径を小さくする等、種々の変形が可能である。要は遮蔽板５０の中央部分の遮蔽効果をそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも小さくすれば良い。また穴５１の形状も必要に応じて円形以外としても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼遮蔽板の位置を移動するようにしたので、ウエハ面上の広い範囲にわたって各部の電場をメッキの最中に大きく変更・調整することが容易に行なえ、ウエハ表面に均一な膜厚のメッキを形成することができる。
【００２７】
▲２▼遮蔽板の中央部分の遮蔽効果が外周部分の遮蔽効果よりも小さくなるように該遮蔽板の形状を形成したので、より効果的にウエハ全面のメッキ膜厚の均一化を図ることができる。
【００２８】
▲３▼ウエハにメッキする際の電流値を一定にすると同時に、遮蔽板を徐々にウエハから遠ざけながらメッキを行なうこととしたので、さらに容易且つ効果的にウエハ全面のメッキ膜厚の均一化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるメッキ装置を示す全体概略図である。
【図２】遮蔽板５０がウエハ１００に接近しているときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。
【図３】遮蔽板５０がウエハ１００から離れた所定位置にあるときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。
【図４】遮蔽板５０の平面図である。
【図５】従来のメッキ装置を示す全体概略図である。
【符号の説明】
１０ メッキ槽
２０ 電解メッキ液
３０ アノード電極
４０ 駆動手段
５０ 遮蔽板
１００ ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハ表面にメッキを均一に形成することができるウエハのメッキ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハ表面に電解メッキを施すウエハのメッキ装置は、図５に示すように、電解メッキ液１２０中に、ウエハ１００と、ウエハ１００表面に平行に対向するように設置される平板状のアノード電極１１０とを浸漬し、ウエハ１００とアノード電極１１０間に通電することでウエハ１００表面にメッキを行なうように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのメッキ装置においてはその構造上、ウエハ１００にメッキを行なうために電界を印加した場合、ウエハ１００の外周部周辺の電位勾配と、中心部周辺の電位勾配に相違が生じ、このためウエハ１００の各部におけるメッキの膜厚が不均一になってしまう恐れがあった。
【０００４】
これを避けてウエハ１００表面に均一にメッキを施すためには、ウエハ１００表面近傍の各部の電位ができるだけ均一になるように調整する必要があるが、このため従来はこの電場調整法として、アノード電極の大きさを調整したり、アノード電極１１０とウエハ１００の間に誘電体の遮蔽板を入れるなどの方法を用いていた。
【０００５】
しかしながらこれらの従来の方法では調整できる電場の範囲が狭く、ウエハ１００表面において自由に電場を調整することができなかった。特にウエハ１００の径が大きくなればなるほどその中心部と外周部の電位の差が大きくなるので、ウエハ１００表面全体の広い範囲にわたって電位分布を均一にしてメッキを均一に形成することは困難になる。
【０００６】
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、ウエハ面上の広い範囲にわたって各部の電場を調整でき、これによってウエハ表面に均一な膜厚のメッキを形成することができるウエハのメッキ方法を提供することにある。
【０００７】
【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は、電解メッキ液中に、ウエハを浸漬すると共にウエハから所定距離離間してウエハと平行にアノード電極を浸漬して設置し、さらにウエハとアノード電極の間に誘電体からなる遮蔽板をウエハと平行に浸漬して設置し、ウエハとアノード電極間に通電する電流の電流値をその電圧を下げていくことで一定に維持しながら前記遮蔽板をウエハから徐々に遠ざけていくことでウエハ表面にメッキを行うこととした。
なお遮蔽板は、その中央部分の遮蔽効果がそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも小さくなる形状に形成されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に用いるメッキ装置を示す全体概略図である。同図に示すようにこのメッキ装置は、メッキ槽１０の電解メッキ液２０中に、ウエハ１００とアノード電極３０とをそれぞれの対向面が平行になるように所定距離離間して浸漬し、さらにウエハ１００とアノード電極３０の間に遮蔽板５０を移動可能に浸漬して構成されている。以下各構成部品について説明する。
【０００９】
メッキ槽１０はその外周にオーバーフロー槽１３を設け、メッキ槽１０とオーバーフロー槽１３間をポンプ１５，恒温ユニット１７，フィルター１９を取り付けた配管２１で接続して構成されている。
【００１０】
ウエハ１００は略円板形状であって、その外周をウエハ保持部材１０１で保持することでその一方の表面を電解メッキ液２０中に露出せしめるように構成されている。
【００１１】
次にアノード電極３０はその外形形状が前記ウエハ１００の外形形状と相似形となるように、即ちウエハ１００と略同一寸法形状の円板形状に形成されている。
【００１２】
次に図４は遮蔽板５０の平面図である。同図及び図１に示すように遮蔽板５０は誘電体製の板であって、中央に円形の孔５１を設けて構成されている。
【００１３】
遮蔽板５０を構成する誘電体の材質としてはこの実施形態では塩化ビニールを用いているが、それ以外の誘電体材料、例えば耐熱塩化ビニール，ポリプロピレン，ポリエーテルサルフォン，ポリエーテルエーテルケトン，ポリカーボネート，ポリエチレン，ポリスチレン，ポリフッ化ビニリデン，フッ素樹脂等、種々のものを使用しても良い。
【００１４】
そしてこの遮蔽板５０は、所定の駆動手段４０によって、電解メッキ液２０中で、ウエハ１００の面に対して平行のままでウエハ１００に接近したり遠ざかったりすることができるように構成されている。その際、ウエハ１００の中心軸とアノード電極３０の中心軸と遮蔽板５０の中心軸は一致している。
【００１５】
次にこのメッキ装置の動作を説明する。まず遮蔽板５０をウエハ１００に最も近づけた位置（図１の点線で示す）にセットしておき、ポンプ１５を駆動することで恒温ユニット１７とフィルタ１９を通った電解メッキ液２０をメッキ槽１０内にその下部から供給して、オーバーフロー槽１３にオーバーフローし循環する。
【００１６】
そしてウエハ１００とアノード電極３０間に通電を行なってウエハ１００表面にメッキを始める。
【００１７】
ここで図２はメッキ当初において遮蔽板５０がウエハ１００に接近しているときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。同図に示すように遮蔽板５０がウエハ１００に接近している際は、遮蔽板５０の孔５１によって遮蔽板５０の中心部よりも外周部の方の遮蔽効果が大きいので、ウエハ１００の外周部よりも中心部の方が電位勾配が高くなる。従ってこの状態ではウエハ１００の中心部の方が外周部よりもメッキがより厚く形成されていく。
【００１８】
そして遮蔽板５０を駆動手段４０によって徐々にウエハ１００から引き離しながらメッキを継続して行ない、遮蔽板５０がウエハ１００から最も離れた位置（図１の実線の位置）でそのメッキが完了するようにする。
【００１９】
ここで図３は遮蔽板５０がウエハ１００から離れた所定位置にあるときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。同図に示すように遮蔽板５０がウエハ１００から離れれば離れるほど相対的にウエハ１００の中心部に比べて外周部の方が徐々に電位勾配が高くなっていく。従って遮蔽板５０がウエハ１００から離れるに従って相対的にウエハ１００の外周部の方が中心部よりもメッキがより厚く形成されていくようになる。
【００２０】
このように最初ウエハ１００の中心部のメッキをより厚く形成し、徐々に外周部のメッキをより厚く形成していくように遮蔽板５０を移動するので、全体としてウエハ１００全面に形成されるメッキの膜厚は均一化される。
【００２１】
なおこの実施形態においては、遮蔽板５０をウエハ１００から引き離すに従って、つまりメッキ時間の経過と共に、その電圧を下げていくように制御している。何故ならウエハ１００にメッキを形成していくと、メッキ膜厚が厚くなることによってメッキ形成当初よりも徐々に通電時の抵抗値が減少していく。このため電圧値を一定にしておくと徐々に流れる電流値が上昇していく。
【００２２】
一方メッキ膜厚は、流れる電流値と時間の積によって容易に求めることができるので、電流値は一定にしておきたい（そうすると時間の管理だけでメッキ膜厚を制御できるから）。さらに電流値が変化することで電流密度が変化すると、形成されるメッキ自体の特性（膜の表面状態や密度等）が変化する。そこでこの実施形態においては、電流値を一定にするために上述のように電圧値を変化するように制御しているのである。
【００２３】
上記実施形態において遮蔽板５０をウエハ１００に接近した位置から離れるように移動したのは以下の理由による。
【００２４】
即ち通常ウエハ１００はウエハ保持手段１０１で保持される際にウエハ保持手段１０１に設けた図示しない通電ピンがウエハ１００の外周に接触されることによって通電される。このため通電ピンに近いウエハ１００の外周部分の方がウエハ１００の中心部分よりも電気抵抗が小さく、このためもし両部分の電位勾配が同一だったとしても外周部の方により厚くメッキが形成されていく傾向にある。このためメッキ当初はまず遮蔽板５０をウエハ１００に接近させておくことで前述のようにウエハ１００中心部の方のメッキ膜厚を外周部のメッキ膜厚よりも厚く形成せしめ、これによって中心部の電気抵抗を外周部の電気抵抗よりも小さくするようにして通電ピンまでの抵抗値を均一化し、より効果的にウエハ１００全面のメッキ膜厚の均一化を図るためである。
【００２５】
なお遮蔽板５０の中央に孔５１を開ける代わりに、遮蔽板の中央部分の板厚を外周部分の板厚よりも薄くするようにしたり、遮蔽板に多数の孔を開けるが中央部分に開ける孔の径を大きくし外周付近に開ける孔の径を小さくする等、種々の変形が可能である。要は遮蔽板５０の中央部分の遮蔽効果をそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも小さくすれば良い。また穴５１の形状も必要に応じて円形以外としても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼遮蔽板の位置を移動するようにしたので、ウエハ面上の広い範囲にわたって各部の電場をメッキの最中に大きく変更・調整することが容易に行なえ、ウエハ表面に均一な膜厚のメッキを形成することができる。
【００２７】
▲２▼遮蔽板の中央部分の遮蔽効果が外周部分の遮蔽効果よりも小さくなるように該遮蔽板の形状を形成したので、より効果的にウエハ全面のメッキ膜厚の均一化を図ることができる。
【００２８】
▲３▼ウエハにメッキする際の電流値を一定にすると同時に、遮蔽板を徐々にウエハから遠ざけながらメッキを行なうこととしたので、さらに容易且つ効果的にウエハ全面のメッキ膜厚の均一化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるメッキ装置を示す全体概略図である。
【図２】遮蔽板５０がウエハ１００に接近しているときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。
【図３】遮蔽板５０がウエハ１００から離れた所定位置にあるときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。
【図４】遮蔽板５０の平面図である。
【図５】従来のメッキ装置を示す全体概略図である。
【符号の説明】
１０ メッキ槽
２０ 電解メッキ液
３０ アノード電極
４０ 駆動手段
５０ 遮蔽板
１００ ウエハ
Claims (2)
- 電解メッキ液中に、ウエハを浸漬すると共にウエハから所定距離離間してウエハと平行にアノード電極を浸漬して設置し、さらにウエハとアノード電極の間に誘電体からなる遮蔽板をウエハと平行に浸漬して設置し、ウエハとアノード電極間に通電する電流の電流値をその電圧を下げていくことで一定に維持しながら前記遮蔽板をウエハから徐々に遠ざけていくことでウエハ表面にメッキを行うことを特徴とするウエハのメッキ方法。
- 前記遮蔽板は、その中央部分の遮蔽効果がそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも小さくなる形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のウエハのメッキ方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26992998A JP3637214B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | ウエハのメッキ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26992998A JP3637214B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | ウエハのメッキ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000096292A JP2000096292A (ja) | 2000-04-04 |
| JP3637214B2 true JP3637214B2 (ja) | 2005-04-13 |
Family
ID=17479174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26992998A Expired - Fee Related JP3637214B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | ウエハのメッキ方法 |
Country Status (1)
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1998
- 1998-09-24 JP JP26992998A patent/JP3637214B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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