JP3698596B2 - 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 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3698596B2 JP3698596B2 JP22889899A JP22889899A JP3698596B2 JP 3698596 B2 JP3698596 B2 JP 3698596B2 JP 22889899 A JP22889899 A JP 22889899A JP 22889899 A JP22889899 A JP 22889899A JP 3698596 B2 JP3698596 B2 JP 3698596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- substrate
- plating solution
- solution
- tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板のめっき装置及びめっき方法に係り、特に半導体基板に形成された配線用溝等に銅（Ｃｕ）等の金属を充填するのに使用されるめっき装置及びめっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体ウエハ等の基板の表面に形成された配線用の微細な溝や穴等を埋めるのに、銅めっき等の金属めっき装置を用いて、Ａｌ系よりも電気比抵抗の小さい銅等の金属めっきで前記溝や穴を埋めて埋込配線等を形成することが行われている。
【０００３】
図１３は、この種のめっき装置の内のフェイスダウン方式を採用した噴流めっき装置の従来の一般的な構成を示すもので、このめっき装置は、上方に開口し内部にめっき液１０を保持する円筒状のめっき槽１２と、半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に下向きに保持して該基板Ｗを前記めっき槽１２の上端開口部を塞ぐ位置に配置する基板保持部１４とを有している。前記めっき槽１２の内部にはめっき液１０中に浸漬されて陽極電極となる平板状の陽極板１６が水平に配置され、前記基板Ｗが陰極電極となるようになっている。この陽極板１６は、多孔質材料または網目を有する材料で構成されている。
【０００４】
前記めっき槽１２の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管１８が接続され、めっき槽１２の上部外側には、めっき液受け２０が配置されている。前記めっき液噴射管１８は、めっき液貯留槽２２から延び内部にポンプ２４とフィルタ２６を設置しためっき液供給管２８に接続され、前記めっき液受け２０から延びるめっき液戻り管３０に前記めっき液貯留槽２２が接続されている。
【０００５】
これにより、めっき槽１２の上部に基板Ｗを基板保持部１４で下向きに保持して配置し、陽極板１６（陽極電極）と基板Ｗ（陰極電極）の間に所定の電圧を印加しつつ、めっき液貯留槽２２内のめっき液１０をポンプ２４によりめっき槽１２の底部から上方に噴出させて、基板Ｗの下面（めっき面）に垂直にめっき液の噴流を当てることで、陽極板１６と基板Ｗの間にめっき電流を流して、基板Ｗの下面にめっき膜を形成するようにしている。この時、めっき槽１２をオーバーフローしためっき液１０は、めっき液受け２０で回収されてめっき液貯留槽２２内に流入する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の噴流式めっき装置では、基板に給電するためのカソード電極ピンにめっき液が触れてめっき金属が析出し、基板を取出す際にピン近傍のめっき層を破損してしまうことがあった。
【０００７】
また、基板表面に銅を電解めっきする場合、銅はシリコン中へ拡散しやすいため、基板表面のめっき面にバリヤ層としてＴｉＮ，ＴａＮ等を成膜し、このバリヤ層の上に薄く成膜した銅シード層を陰極として電解めっきを行っているが、基板の裏面や側面にはバリヤ層が成膜されていないので、この部分に銅を含むめっき液が付着することを防止する必要がある。このため、浸漬めっきなどでは、基板を基板保持部で保持し、基板の外周部と裏面がめっき液で濡らされることがないように基板の表面の外周部をシール部材でシールして、基板保持部と基板とシール部材で形成されためっき液に触れない空間でカソード電極ピンを基板表面に接触させるようにしている。
【０００８】
しかし、このような基板保持部を噴流めっきに適用しようとすると、基板保持部の周囲が基板表面（下面）より下方に出っ張るため、基板保持部に保持された基板をめっき液面に接触させただけでは基板表面の下方に空気層ができて、正常なめっき膜を形成することができない。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、噴流めっき装置であって、カソード電極ピンへのめっきの付着がなく、しかも基板の側面や裏面の金属汚染を防止しつつ、基板のめっき面全体を気泡のない良好な状態でめっきすることができるようにしためっき装置及びめっき方法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】
請求項１に記載の発明は、めっき液を保持する円筒状のめっき槽と、該めっき槽の外部から供給されるめっき液により前記めっき槽の内部に上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、めっき面を下方に向け該めっき面の周縁部をシール部材でシールして基板を水平に保持する基板保持部と、該基板保持部を回転及び昇降させる回転機構及び昇降機構を備えた駆動部とを有し、該昇降機構により基板保持部を下降させた位置において該基板下面のめっき面にめっきを施し、該昇降機構により基板保持部を上昇させた位置において該基板保持部への基板の取付けまたは該基板保持部からの基板の取出しを行うことを特徴とするめっき装置である。
【００１１】
これにより、基板保持部に保持した基板を水平方向に回転させながら下降させて、めっき槽内のめっき液中に上向きに形成されためっき液の噴流に基板下面のめっき面を接触させることで、基板のめっき面のめっき液との接触面を次第に外部に拡げ、同時に基板の回転に伴う遠心力を作用させて、めっき面の下側の気泡を外部に排出することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、めっき液を保持する円筒状のめっき槽と、該めっき槽の外部から供給されるめっき液により前記めっき槽の内部に上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、めっき面を下方に向け該めっき面の周縁部をシール部材でシールして基板を水平に保持する基板保持部と、該基板保持部を回転させる回転機構と、前記めっき槽内のめっき液の一部または全部をめっき槽から排出させてめっき液の液面を下降させるめっき液排出部とを有することを特徴とするめっき装置である。
【００１３】
これにより、基板保持部で保持した基板を回転させつつ、めっき槽内のめっき液の液面を該めっき液中に上方に向けためっき液の噴流を形成しながら上昇させて、基板下面のめっき面をめっき液の噴流に接触させることで、基板のめっき面のめっき液との接触面を次第に外部に拡げ、同時に基板の回転に伴う遠心力を作用させて、めっき面の下側の気泡を外部に排出することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、めっき槽内のめっき液中に上方に向けためっき液の噴流を形成し、基板保持部で水平に保持した基板を該基板下面のめっき面が前記めっき液の噴流に接し、更に基板がめっき液中に没する位置まで水平方向に回転させながら該基板とめっき液の相対位置を変化させて基板をめっき液中に配置することを特徴とするめっき方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記基板のめっき面がめっき液の噴流に接触した後、基板を３０mm／秒以下のゆっくりした速度で下降させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法である。これにより、めっき面下方の気泡を外部に確実に排出するのに十分な時間が確保される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記基板のめっき面がめっき液の噴流に接触するまでめっき液の噴出量を増大させておき、基板のめっき面がめっき液の噴流に接触した後、めっき液の噴出量を減少させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法である。これにより、基板のめっき面がめっき液の噴流に接触するまでの間におけるめっき液面の盛り上がりを強化することができる。めっき中は噴流を強くしすぎると陽極板表面のブラックフィルムが不安定化し、パーティクルを増加させるなどの弊害があるため、適切な噴流量まで低下させる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、めっき液中におけるめっき処理後、基板と基板保持部とをめっき液面上に露出させ、基板保持部を５００ｒｐｍ以上の高速で回転させることで基板の液切りを行うことを特徴とする請求項３記載のめっき方法である。これにより、基板を基板保持部で保持したまま基板の液切りを行って、液切り後の基板をロボットアーム等で次工程に搬送することができる。
【００１８】
【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説明する。
図１乃至図７は、本発明の第１の実施の形態のめっき装置を示すもので、このめっき装置は、上方に開口し内部にめっき液１０を保持する円筒状のめっき槽１２と、基板Ｗを着脱自在に下向きで保持する基板保持部１４とを有しており、前記めっき槽１２の内部にめっき液１０中に浸積されて陽極電極となる平板状の陽極板１６が該めっき槽１２の底面と所定間隔離間して水平に配置されている。
【００１９】
前記めっき槽１２の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管１８が接続され、このめっき液噴射管１８は、めっき槽１２の内部を上方に延び、前記陽極板１６に形成された中央口１６ａ内を貫通している。めっき槽１２の上部外側には、めっき液受け２０が配置されている。前記めっき液噴射管１８は、めっき液貯留槽２２から延び内部にポンプ２４とフィルタ２６を設置しためっき液供給管２８に接続され、前記めっき液受け２０から延びるめっき液戻り管３０に前記めっき液貯留槽２２が接続されている。
【００２０】
更に、めっき槽１２の下部には、前記めっき液噴射管１８に沿って下方に延出するめっき液流出孔１２ａが設けられ、この流出孔１２ａには、内部に開閉弁３２とフィルタ３４を設置しためっき液流出管３６の一端が接続され、このめっき液流出管３６の他端は前記めっき液貯留槽２２に接続されている。
【００２１】
これにより、ポンプ２４の駆動に伴って、めっき液１０がめっき液供給管２８を通ってめっき液噴射管１８から上方に噴射されてめっき槽１２内のめっき液１０中にめっき液の噴流が形成され、めっき槽１２をオーバーフローしためっき液１０は、めっき液受け２０で回収されてめっき液貯留槽２２内に流入し、また開閉弁３２を開くことで、めっき槽１２の底部のめっき液１０が自重によってフィルタ３４に運ばれ、ここで濾過されてめっき液貯留槽２２内に流入するようになっている。なお、めっき液流出管３６内にポンプを設置して、めっき槽１２の底部のめっき液１０を強制的に流出させるようにしても良い。
【００２２】
前記基板保持部１４は、内部にモータ３８と押え板昇降機構４０とを収納し上端に基板保持部昇降機構４２を備えた駆動部４４から下方に延びる回転軸４６の下端に連結され、この駆動部４４は、水平方向に延びる支持アーム４８の自由端部に連結されている。これにより、基板保持部１４で保持した基板Ｗは、モータ３８の駆動に伴って水平方向に回転（自転）し、基板保持部昇降機構４２の作動によって上下に昇降するようになっている。
【００２３】
前記基板保持部１４は、図２乃至図４に示すように、内部に収容する基板Ｗの直径よりやや大きい径の円筒状の基板保持ケース５０と、この基板保持ケース５０の内部に配置され基板Ｗの直径とほぼ同じ径の円板状の基板押え板５２とから主に構成されている。前記基板保持ケース５０は、絶縁材で構成されており、この下面には基板Ｗの直径より若干小さい径の下部開口５０ａが形成され、上部は閉じられている。更に、側面のやや上方のめっき液１０の浸入を防止した位置には、例えばロボットアーム５４を介して基板Ｗを出入れするためのスリット状の基板取出し開口５０ｂが形成されている。前記基板押え板５２も絶縁材で構成され、前記回転軸４６の内部を挿通して延び前記押え板昇降機構４０の作動に伴って上下動する基板押え軸５６の下端に連結されている。
【００２４】
前記押え板昇降機構４０は、例えば下方向にはばね力で、上方向にはエアで駆動するエアシリンダで基板押え軸５６を昇降させるようになっており、エア配管は、モータ３８の上部でロータリジョイントにより外部に接続されている。なお、基板取出し開口５０ｂにめっき液の浸入を防止するカバーを設けるようにしても良い。
【００２５】
前記基板保持ケース５０の下部開口５０ａの周囲には、シール部材５８が斜め上方に突出して配置され、このシール部材５８の外側に、基板Ｗに給電するための複数またはリング状のカソード電極ピン６０が斜め上方に突出して配置されている。これにより、基板保持部１４で基板Ｗを保持した時に、基板Ｗとカソード電極ピン６０が接触し、同時に基板Ｗの下面周縁部にシール部材５８の端部が密着してめっき液１０の浸入が防止されて、カソード電極ピン６０にめっき層が析出しないようになっている。
【００２６】
更に、基板保持ケース５０には、前記下端開口５０ａに連通して水平方向に延びる通気孔５０ｃが設けられている。これにより、基板Ｗを基板保持部１４で保持し回転させながらめっき液１０に接触させる際に、基板Ｗとめっき液１０との間に溜まった気泡を通気孔５０ｃから除去するようになっている。
【００２７】
なお、基板Ｗの下面（めっき面）の電位を均一にするためには、基板Ｗの下面の周縁部のほぼ全域に亘ってカソード電極ピン６０が接触するよう該カソード電極ピン６０を密に並べた形状とするか、または基板Ｗと線接触するようにカソード電極ピン６０をリング状の板体で形成し、内周部を基板Ｗ側に折り曲げて弾性を持たせた構造とすることが望ましい。
【００２８】
このように構成されためっき装置の使用例を、半導体基板の配線回路形成のためのＣｕ又はその合金のめっきを行なう場合について説明する。被処理対象の基板Ｗには、図８（ａ）に示すように、半導体回路素子が形成された半導体基材７０の上に導電層７２及びＳｉＯ２からなる絶縁層７４を堆積させた後、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール７６と配線用の溝７８が形成され、その上にＴｉＮ等からなるバリア層及びＣｕシード層８０が形成されている。
【００２９】
このような基板Ｗをロボットアーム５４で吸着保持して搬送し、基板保持部昇降機構４２を介して上昇させておいた基板保持部１４の基板保持ケース５０の内部に基板取出し開口５０ｂから搬入して、カソード電極ピン６０及びシール部材５８に当接させた状態で載置する。この時、基板押え板５２を上昇させておき、基板Ｗを載置した後に下降させて基板Ｗを挟持して保持する。
【００３０】
次に、図５に示すように、ポンプ２４を駆動させ、めっき液１０をめっき液供給管２８を通ってめっき液噴射管１８から上方に噴射させてめっき槽１２内のめっき液１０中に上方に盛り上がっためっき液の噴流を形成し、めっき槽１２をオーバーフローしためっき液１０をめっき液受け２０で回収し、必要に応じて、開閉弁３２を開いてめっき槽１２の下部のめっき液１０を外部に流出させておく。この状態で、陽極板１６（陽極電極）と基板Ｗ（陰極電極）の間に所定の電圧を印加し、モータ３８を駆動させて、基板Ｗを、例えば５０〜３００rpm 程度で回転させながら、基板保持部昇降機構４２を介して基板保持部１４を下降させる。
【００３１】
すると、基板Ｗの下面（めっき面）は、図６に示すように、めっき液の噴流によって形成された盛り上がっためっき液面の頂部にまず接触し、更に下降することで、この接触面積が次第に外部に拡がって行き、同時に基板Ｗの回転に伴う遠心力の作用を受けて、めっき面の下側の気泡が外部に排出される。
【００３２】
この時、めっき面がめっき液１０に接触した後、基板Ｗの下降速度を、例えば３０mm／秒以下のゆっくりした速度にすることで、めっき面下方の気泡を外部に確実に排出するのに必要な十分な時間を確保することができ、また空気の排出は、通気孔５０ｃにより効率的に行われる。なお、陽極板１６と基板Ｗの間に印加する電圧は、基板がめっき液１０内に完全に没する所定の位置に配置されるまでは基板表面がめっき液により侵食させることを防止する微小な電圧とし、所定位置に配置された後、所定のめっき電圧とすることもできる。
【００３３】
そして、図７に示すように、基板Ｗがめっき液１０内に完全に没する位置まで更に基板Ｗを下降させて、基板Ｗの下面にめっき処理を施す。つまり、めっき槽の下方からめっき液を噴流させる従来の噴流めっきでは、基板表面を下にして、基板はめっき槽の上端より上に位置させて、噴流によって盛り上がっためっき液面にめっき面を接触させる方法が一般的であるが、この実施の形態にあっては、シール部材５８によってめっき面以外をめっき液に接触させない基板保持部１４を用いているため、基板保持部１４と該基板保持部１４に保持された基板Ｗを、めっき液１０中に浸漬してめっきを行うことができる。これにより、基板Ｗのめっき面と陽極板１６との距離を自由に調整でき、しかも、基板Ｗを基板保持部１４に保持させたままめっき槽１２の外部に移動し、基板Ｗ及び基板保持部１４を水洗浄することも可能となる。
【００３４】
また、めっき槽１２の内部のめっき液流れや陽極板１６とめっき面との間の電界などは円周方向に必ずしも一様にはならないが、基板Ｗをめっき槽１２内で回転させることで、めっきの均一性を向上させることができる。この回転数は、例えば１０〜３００rpm の低速回転で良い。
【００３５】
なお、陽極板１６は、例えば溶解性電極板、銅めっきの場合は含リン銅が用いられる。このようにして銅めっきを行うと、陽極板１６の表面にブラックフィルムが形成され該ブラックフィルムが陽極板１６の表面から剥離して、微少な剥離片としてめっき液１０内に混入するが、このブラックフィルムの剥離片を陽極板１６の近傍のめっき液１０と共にめっき液流出孔１２ａからめっき槽１２の外部に排出することで、ブラックフィルムの剥離片がめっき表面に付着してめっき品質を低下させることが防止される。
【００３６】
更に、このように基板Ｗを回転させることで、基板Ｗのめっき面とめっき液１０の相対速度を増加させ、基板Ｗのめっき面近傍の濃度拡散層を薄くして、めっきが供給律速になることを防止し、これにより、めっき面の全面に亘る均一なめっき皮膜を形成し、更に電流密度を大きくし高速めっきが可能になる。
【００３７】
以上のめっき工程により、図８（ｂ）に示すように、半導体基板Ｗのコンタクトホール７６および溝７８にＣｕが充填される。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁層７４上に堆積したＣｕ層を除去し、コンタクトホール７６および配線用の溝７８に充填されたＣｕ層８２の表面と絶縁層７４の表面とを同一平面にする。これにより、図８（ｃ）に示すようにＣｕ層８２からなる配線が形成される。
【００３８】
そして、前述のようにしてめっき処理が終了した後、基板保持部昇降機構４２を介して基板保持部１４を基板Ｗがめっき液１０に接触しない位置まで上昇させ、例えば５００rpm 以上の回転（望ましくは１０００rpm 以上の回転）で基板Ｗを回転させて液切りを行った後、基板押え板５２を上昇させ、基板保持ケース５０の内部にロボットアーム５４を挿入し、このロボットアーム５４で基板Ｗを吸着保持して基板保持ケース５０から取出して次工程に搬送する。
【００３９】
図９は、本発明の第２の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、めっき液噴射管１８として、めっき槽１２の側壁を貫通して延び、先端を上方に向けて直角に屈曲させたものを使用するとともに、めっき槽１２の底部に該底部を貫通して延びるめっき液流出用のめっき液流出管８４を接続し、このめっき液流出管８４の上部拡径部の上端に複数の貫通孔１６ｂを有する陽極板１６を配置したものである。その他の構成は、前記第１の実施の形態と同様である。この実施の形態によれば、陽極板１６の表面から剥離したブラックフィルム等をより効果的にめっき槽１２の外部にめっき液と共に流出させることができる。
【００４０】
図１０は、本発明の第３の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、めっき槽１２として上方に拡がる漏斗状の周壁を有するものを使用し、この周壁に複数（図示では４個）のめっき液噴射管１８を該めっき液噴射管１８の噴射方向がめっき液１０の液面のほぼ中央に向くように円周方向に沿った等間隔で接続し、めっき槽１２の漏斗状の周壁の底部に内部に多数の貫通孔１６ｂ有する平板状の陽極板１６を掛渡して配置したものである。この実施の形態にあっては、各めっき液噴射管１８から噴射されるめっき液の流量を相互にほぼ等しく調整する必要があり、このために、各めっき液噴射管１８には流量調整弁が設けられている。
【００４１】
図１１は、本発明の第４の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、前記第３の実施の形態における平板状の陽極板１６の代わりに、内部に多数の貫通孔８６ａを有する半球状の陽極板８６を使用したものである。これにより、基板Ｗの大きさに比べて陽極板８６の大きさが大幅に小さく、かつ基板Ｗと陽極板８６との間隔が小さい場合に、基板Ｗと陽極板８６との間の電流分布をより均一にすることができる。
【００４２】
図１２は、本発明の第５の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、めっき槽１２の底部にめっき液排出孔１２ｂを設け、このめっき液排出孔１２ｂの内部にシャットオフバルブ８８を配置するとともに、めっき液排出孔１２ｂとめっき液貯留槽２２とをめっき液排出管９０で連結し、更に、めっき液供給管２８に接続された複数のめっき液噴射管１８を該噴射管１８の手前に開閉弁９２を設置して、この噴射方向が液面のほぼ中央部を向くように等間隔で配置したものである。また、めっき槽１２の上部には、めっき液飛散防止カバー９４が昇降自在に設けられている。
【００４３】
この実施の形態にあっては、めっき液は、開閉弁９２を開成させた状態でポンプ２４を駆動させることで、めっき液噴射管１８から噴射されてめっき槽１２の中央部の液面付近に向かって放出され、めっき槽１２の上縁部よりやや下にめっき面を下に向けて配置された基板Ｗに当たってめっき槽１２内を循環する。めっき槽１２内のめっき液は、めっき槽１２の上縁部からオーバーフローし、めっき槽１２の外部に設けためっき液受け２０に回収されてめっき液貯留槽２２に戻される。
【００４４】
めっきを始める場合には、めっき槽１２の内部のめっき液１０の一部又は全部をめっき槽１２から排出させておく。この状態で、基板Ｗを基板保持部１４で保持しめっき槽１２の上縁部よりやや下の所定の位置に配置して、基板保持部１４を回転させる。次に、めっき液１０をめっき槽１２内に噴射させる。すると、めっき槽１２内のめっき液１０の液面が上昇し、基板Ｗの下面（めっき面）がめっき液の噴流によって形成された盛り上がっためっき液面の頂部にまず接触し、更に液面が上昇することで、この接触面積が次第に外部に拡がって行き、同時に基板Ｗの回転に伴う遠心力の作用を受けて、めっき面の下側の気泡が外部に排出される。
【００４５】
めっき槽１２内のめっき液１０の量が増加すると、めっき液の噴流の勢いは弱まるが、めっき面はその全面に亘ってめっき液の盛り上がりの部分に接触しており、更にめっき槽１２内のめっき液１０の量が増加しても、めっき面はめっき液の噴流によって全面を覆われたままめっき液１０の中に浸漬される。従ってめっき面の下側には気泡が残らず、めっき面全体を良好な状態でめっきすることが可能となる。なお、めっき処理中はめっき液排出孔１２ｂ内のシャットオフバルブ８８をわずかに開き、陽極板１６のブラックフィルムの剥離片を陽極板１６近傍のめっき液とともにめっき槽１２の外部に流出させることも可能である。
【００４６】
めっきを終了した後は、めっき槽１２のめっき液排出孔１２ｂ内のシャットオフバルブ８８を開き、めっき槽１２内のめっき液１０の一部又は全部をめっき液貯留槽２２に移動させる。これにより、めっき槽１２内のめっき液面が低下し、基板保持部１４と該基板保持部１４に保持された基板Ｗがめっき液１０の上部に露出される。この状態で、基板保持部１４と該基板保持部１４に保持された基板Ｗを回転させ、基板Ｗに付着しているめっき液１０を遠心力により液切りした後、基板押え板５２を上昇させて基板保持ケース５０の内部からめっき処理された基板Ｗを取り出す。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カソード電極ピンへのめっきの付着や基板側面や裏面の金属汚染を防止することができる。しかも、基板のめっき面に気泡を残さないことにより、めっき膜厚の均一性に優れ、シミのない、高いめっき品質を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図２】基板保持部を示す縦断正面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図１に示すめっき装置によるめっき工程におけるめっき直前の状態を示す断面図である。
【図６】同じく、基板のめっき面にめっき液を接触させた状態を示す断面図である。
【図７】同じく、めっき工程中における断面図である。
【図８】本発明のめっき装置によってめっきを行う工程の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１３】従来の噴射めっき装置の縦断正面図である。
１０ めっき液
１２ めっき槽
１２ａ めっき液流出孔
１２ｂ めっき液排出孔
１４ 基板保持部
１６，８６ 陽極板
１８ めっき液噴射管
２２ めっき液貯留槽
２４ ポンプ
２８ めっき液供給管
３６ めっき液流出管
３８ モータ
４０ 押え板昇降機構
４２ 基板保持部昇降機構
４４ 駆動部
４６ 回転軸
４８ 支持アーム
５０ 基板保持ケース
５０ｃ 通気孔
５２ 押え板
５８ シール部材
６０ カソード電極ピン
８４ めっき液流出管
８８ シャットオフバルブ
９０ めっき液排出管
９４ 液飛散防止カバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板のめっき装置及びめっき方法に係り、特に半導体基板に形成された配線用溝等に銅（Ｃｕ）等の金属を充填するのに使用されるめっき装置及びめっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体ウエハ等の基板の表面に形成された配線用の微細な溝や穴等を埋めるのに、銅めっき等の金属めっき装置を用いて、Ａｌ系よりも電気比抵抗の小さい銅等の金属めっきで前記溝や穴を埋めて埋込配線等を形成することが行われている。
【０００３】
図１３は、この種のめっき装置の内のフェイスダウン方式を採用した噴流めっき装置の従来の一般的な構成を示すもので、このめっき装置は、上方に開口し内部にめっき液１０を保持する円筒状のめっき槽１２と、半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に下向きに保持して該基板Ｗを前記めっき槽１２の上端開口部を塞ぐ位置に配置する基板保持部１４とを有している。前記めっき槽１２の内部にはめっき液１０中に浸漬されて陽極電極となる平板状の陽極板１６が水平に配置され、前記基板Ｗが陰極電極となるようになっている。この陽極板１６は、多孔質材料または網目を有する材料で構成されている。
【０００４】
前記めっき槽１２の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管１８が接続され、めっき槽１２の上部外側には、めっき液受け２０が配置されている。前記めっき液噴射管１８は、めっき液貯留槽２２から延び内部にポンプ２４とフィルタ２６を設置しためっき液供給管２８に接続され、前記めっき液受け２０から延びるめっき液戻り管３０に前記めっき液貯留槽２２が接続されている。
【０００５】
これにより、めっき槽１２の上部に基板Ｗを基板保持部１４で下向きに保持して配置し、陽極板１６（陽極電極）と基板Ｗ（陰極電極）の間に所定の電圧を印加しつつ、めっき液貯留槽２２内のめっき液１０をポンプ２４によりめっき槽１２の底部から上方に噴出させて、基板Ｗの下面（めっき面）に垂直にめっき液の噴流を当てることで、陽極板１６と基板Ｗの間にめっき電流を流して、基板Ｗの下面にめっき膜を形成するようにしている。この時、めっき槽１２をオーバーフローしためっき液１０は、めっき液受け２０で回収されてめっき液貯留槽２２内に流入する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の噴流式めっき装置では、基板に給電するためのカソード電極ピンにめっき液が触れてめっき金属が析出し、基板を取出す際にピン近傍のめっき層を破損してしまうことがあった。
【０００７】
また、基板表面に銅を電解めっきする場合、銅はシリコン中へ拡散しやすいため、基板表面のめっき面にバリヤ層としてＴｉＮ，ＴａＮ等を成膜し、このバリヤ層の上に薄く成膜した銅シード層を陰極として電解めっきを行っているが、基板の裏面や側面にはバリヤ層が成膜されていないので、この部分に銅を含むめっき液が付着することを防止する必要がある。このため、浸漬めっきなどでは、基板を基板保持部で保持し、基板の外周部と裏面がめっき液で濡らされることがないように基板の表面の外周部をシール部材でシールして、基板保持部と基板とシール部材で形成されためっき液に触れない空間でカソード電極ピンを基板表面に接触させるようにしている。
【０００８】
しかし、このような基板保持部を噴流めっきに適用しようとすると、基板保持部の周囲が基板表面（下面）より下方に出っ張るため、基板保持部に保持された基板をめっき液面に接触させただけでは基板表面の下方に空気層ができて、正常なめっき膜を形成することができない。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、噴流めっき装置であって、カソード電極ピンへのめっきの付着がなく、しかも基板の側面や裏面の金属汚染を防止しつつ、基板のめっき面全体を気泡のない良好な状態でめっきすることができるようにしためっき装置及びめっき方法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】
請求項１に記載の発明は、めっき液を保持する円筒状のめっき槽と、該めっき槽の外部から供給されるめっき液により前記めっき槽の内部に上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、めっき面を下方に向け該めっき面の周縁部をシール部材でシールして基板を水平に保持する基板保持部と、該基板保持部を回転及び昇降させる回転機構及び昇降機構を備えた駆動部とを有し、該昇降機構により基板保持部を下降させた位置において該基板下面のめっき面にめっきを施し、該昇降機構により基板保持部を上昇させた位置において該基板保持部への基板の取付けまたは該基板保持部からの基板の取出しを行うことを特徴とするめっき装置である。
【００１１】
これにより、基板保持部に保持した基板を水平方向に回転させながら下降させて、めっき槽内のめっき液中に上向きに形成されためっき液の噴流に基板下面のめっき面を接触させることで、基板のめっき面のめっき液との接触面を次第に外部に拡げ、同時に基板の回転に伴う遠心力を作用させて、めっき面の下側の気泡を外部に排出することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、めっき液を保持する円筒状のめっき槽と、該めっき槽の外部から供給されるめっき液により前記めっき槽の内部に上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、めっき面を下方に向け該めっき面の周縁部をシール部材でシールして基板を水平に保持する基板保持部と、該基板保持部を回転させる回転機構と、前記めっき槽内のめっき液の一部または全部をめっき槽から排出させてめっき液の液面を下降させるめっき液排出部とを有することを特徴とするめっき装置である。
【００１３】
これにより、基板保持部で保持した基板を回転させつつ、めっき槽内のめっき液の液面を該めっき液中に上方に向けためっき液の噴流を形成しながら上昇させて、基板下面のめっき面をめっき液の噴流に接触させることで、基板のめっき面のめっき液との接触面を次第に外部に拡げ、同時に基板の回転に伴う遠心力を作用させて、めっき面の下側の気泡を外部に排出することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、めっき槽内のめっき液中に上方に向けためっき液の噴流を形成し、基板保持部で水平に保持した基板を該基板下面のめっき面が前記めっき液の噴流に接し、更に基板がめっき液中に没する位置まで水平方向に回転させながら該基板とめっき液の相対位置を変化させて基板をめっき液中に配置することを特徴とするめっき方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記基板のめっき面がめっき液の噴流に接触した後、基板を３０mm／秒以下のゆっくりした速度で下降させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法である。これにより、めっき面下方の気泡を外部に確実に排出するのに十分な時間が確保される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記基板のめっき面がめっき液の噴流に接触するまでめっき液の噴出量を増大させておき、基板のめっき面がめっき液の噴流に接触した後、めっき液の噴出量を減少させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法である。これにより、基板のめっき面がめっき液の噴流に接触するまでの間におけるめっき液面の盛り上がりを強化することができる。めっき中は噴流を強くしすぎると陽極板表面のブラックフィルムが不安定化し、パーティクルを増加させるなどの弊害があるため、適切な噴流量まで低下させる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、めっき液中におけるめっき処理後、基板と基板保持部とをめっき液面上に露出させ、基板保持部を５００ｒｐｍ以上の高速で回転させることで基板の液切りを行うことを特徴とする請求項３記載のめっき方法である。これにより、基板を基板保持部で保持したまま基板の液切りを行って、液切り後の基板をロボットアーム等で次工程に搬送することができる。
【００１８】
【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説明する。
図１乃至図７は、本発明の第１の実施の形態のめっき装置を示すもので、このめっき装置は、上方に開口し内部にめっき液１０を保持する円筒状のめっき槽１２と、基板Ｗを着脱自在に下向きで保持する基板保持部１４とを有しており、前記めっき槽１２の内部にめっき液１０中に浸積されて陽極電極となる平板状の陽極板１６が該めっき槽１２の底面と所定間隔離間して水平に配置されている。
【００１９】
前記めっき槽１２の底部中央には、上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管１８が接続され、このめっき液噴射管１８は、めっき槽１２の内部を上方に延び、前記陽極板１６に形成された中央口１６ａ内を貫通している。めっき槽１２の上部外側には、めっき液受け２０が配置されている。前記めっき液噴射管１８は、めっき液貯留槽２２から延び内部にポンプ２４とフィルタ２６を設置しためっき液供給管２８に接続され、前記めっき液受け２０から延びるめっき液戻り管３０に前記めっき液貯留槽２２が接続されている。
【００２０】
更に、めっき槽１２の下部には、前記めっき液噴射管１８に沿って下方に延出するめっき液流出孔１２ａが設けられ、この流出孔１２ａには、内部に開閉弁３２とフィルタ３４を設置しためっき液流出管３６の一端が接続され、このめっき液流出管３６の他端は前記めっき液貯留槽２２に接続されている。
【００２１】
これにより、ポンプ２４の駆動に伴って、めっき液１０がめっき液供給管２８を通ってめっき液噴射管１８から上方に噴射されてめっき槽１２内のめっき液１０中にめっき液の噴流が形成され、めっき槽１２をオーバーフローしためっき液１０は、めっき液受け２０で回収されてめっき液貯留槽２２内に流入し、また開閉弁３２を開くことで、めっき槽１２の底部のめっき液１０が自重によってフィルタ３４に運ばれ、ここで濾過されてめっき液貯留槽２２内に流入するようになっている。なお、めっき液流出管３６内にポンプを設置して、めっき槽１２の底部のめっき液１０を強制的に流出させるようにしても良い。
【００２２】
前記基板保持部１４は、内部にモータ３８と押え板昇降機構４０とを収納し上端に基板保持部昇降機構４２を備えた駆動部４４から下方に延びる回転軸４６の下端に連結され、この駆動部４４は、水平方向に延びる支持アーム４８の自由端部に連結されている。これにより、基板保持部１４で保持した基板Ｗは、モータ３８の駆動に伴って水平方向に回転（自転）し、基板保持部昇降機構４２の作動によって上下に昇降するようになっている。
【００２３】
前記基板保持部１４は、図２乃至図４に示すように、内部に収容する基板Ｗの直径よりやや大きい径の円筒状の基板保持ケース５０と、この基板保持ケース５０の内部に配置され基板Ｗの直径とほぼ同じ径の円板状の基板押え板５２とから主に構成されている。前記基板保持ケース５０は、絶縁材で構成されており、この下面には基板Ｗの直径より若干小さい径の下部開口５０ａが形成され、上部は閉じられている。更に、側面のやや上方のめっき液１０の浸入を防止した位置には、例えばロボットアーム５４を介して基板Ｗを出入れするためのスリット状の基板取出し開口５０ｂが形成されている。前記基板押え板５２も絶縁材で構成され、前記回転軸４６の内部を挿通して延び前記押え板昇降機構４０の作動に伴って上下動する基板押え軸５６の下端に連結されている。
【００２４】
前記押え板昇降機構４０は、例えば下方向にはばね力で、上方向にはエアで駆動するエアシリンダで基板押え軸５６を昇降させるようになっており、エア配管は、モータ３８の上部でロータリジョイントにより外部に接続されている。なお、基板取出し開口５０ｂにめっき液の浸入を防止するカバーを設けるようにしても良い。
【００２５】
前記基板保持ケース５０の下部開口５０ａの周囲には、シール部材５８が斜め上方に突出して配置され、このシール部材５８の外側に、基板Ｗに給電するための複数またはリング状のカソード電極ピン６０が斜め上方に突出して配置されている。これにより、基板保持部１４で基板Ｗを保持した時に、基板Ｗとカソード電極ピン６０が接触し、同時に基板Ｗの下面周縁部にシール部材５８の端部が密着してめっき液１０の浸入が防止されて、カソード電極ピン６０にめっき層が析出しないようになっている。
【００２６】
更に、基板保持ケース５０には、前記下端開口５０ａに連通して水平方向に延びる通気孔５０ｃが設けられている。これにより、基板Ｗを基板保持部１４で保持し回転させながらめっき液１０に接触させる際に、基板Ｗとめっき液１０との間に溜まった気泡を通気孔５０ｃから除去するようになっている。
【００２７】
なお、基板Ｗの下面（めっき面）の電位を均一にするためには、基板Ｗの下面の周縁部のほぼ全域に亘ってカソード電極ピン６０が接触するよう該カソード電極ピン６０を密に並べた形状とするか、または基板Ｗと線接触するようにカソード電極ピン６０をリング状の板体で形成し、内周部を基板Ｗ側に折り曲げて弾性を持たせた構造とすることが望ましい。
【００２８】
このように構成されためっき装置の使用例を、半導体基板の配線回路形成のためのＣｕ又はその合金のめっきを行なう場合について説明する。被処理対象の基板Ｗには、図８（ａ）に示すように、半導体回路素子が形成された半導体基材７０の上に導電層７２及びＳｉＯ２からなる絶縁層７４を堆積させた後、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール７６と配線用の溝７８が形成され、その上にＴｉＮ等からなるバリア層及びＣｕシード層８０が形成されている。
【００２９】
このような基板Ｗをロボットアーム５４で吸着保持して搬送し、基板保持部昇降機構４２を介して上昇させておいた基板保持部１４の基板保持ケース５０の内部に基板取出し開口５０ｂから搬入して、カソード電極ピン６０及びシール部材５８に当接させた状態で載置する。この時、基板押え板５２を上昇させておき、基板Ｗを載置した後に下降させて基板Ｗを挟持して保持する。
【００３０】
次に、図５に示すように、ポンプ２４を駆動させ、めっき液１０をめっき液供給管２８を通ってめっき液噴射管１８から上方に噴射させてめっき槽１２内のめっき液１０中に上方に盛り上がっためっき液の噴流を形成し、めっき槽１２をオーバーフローしためっき液１０をめっき液受け２０で回収し、必要に応じて、開閉弁３２を開いてめっき槽１２の下部のめっき液１０を外部に流出させておく。この状態で、陽極板１６（陽極電極）と基板Ｗ（陰極電極）の間に所定の電圧を印加し、モータ３８を駆動させて、基板Ｗを、例えば５０〜３００rpm 程度で回転させながら、基板保持部昇降機構４２を介して基板保持部１４を下降させる。
【００３１】
すると、基板Ｗの下面（めっき面）は、図６に示すように、めっき液の噴流によって形成された盛り上がっためっき液面の頂部にまず接触し、更に下降することで、この接触面積が次第に外部に拡がって行き、同時に基板Ｗの回転に伴う遠心力の作用を受けて、めっき面の下側の気泡が外部に排出される。
【００３２】
この時、めっき面がめっき液１０に接触した後、基板Ｗの下降速度を、例えば３０mm／秒以下のゆっくりした速度にすることで、めっき面下方の気泡を外部に確実に排出するのに必要な十分な時間を確保することができ、また空気の排出は、通気孔５０ｃにより効率的に行われる。なお、陽極板１６と基板Ｗの間に印加する電圧は、基板がめっき液１０内に完全に没する所定の位置に配置されるまでは基板表面がめっき液により侵食させることを防止する微小な電圧とし、所定位置に配置された後、所定のめっき電圧とすることもできる。
【００３３】
そして、図７に示すように、基板Ｗがめっき液１０内に完全に没する位置まで更に基板Ｗを下降させて、基板Ｗの下面にめっき処理を施す。つまり、めっき槽の下方からめっき液を噴流させる従来の噴流めっきでは、基板表面を下にして、基板はめっき槽の上端より上に位置させて、噴流によって盛り上がっためっき液面にめっき面を接触させる方法が一般的であるが、この実施の形態にあっては、シール部材５８によってめっき面以外をめっき液に接触させない基板保持部１４を用いているため、基板保持部１４と該基板保持部１４に保持された基板Ｗを、めっき液１０中に浸漬してめっきを行うことができる。これにより、基板Ｗのめっき面と陽極板１６との距離を自由に調整でき、しかも、基板Ｗを基板保持部１４に保持させたままめっき槽１２の外部に移動し、基板Ｗ及び基板保持部１４を水洗浄することも可能となる。
【００３４】
また、めっき槽１２の内部のめっき液流れや陽極板１６とめっき面との間の電界などは円周方向に必ずしも一様にはならないが、基板Ｗをめっき槽１２内で回転させることで、めっきの均一性を向上させることができる。この回転数は、例えば１０〜３００rpm の低速回転で良い。
【００３５】
なお、陽極板１６は、例えば溶解性電極板、銅めっきの場合は含リン銅が用いられる。このようにして銅めっきを行うと、陽極板１６の表面にブラックフィルムが形成され該ブラックフィルムが陽極板１６の表面から剥離して、微少な剥離片としてめっき液１０内に混入するが、このブラックフィルムの剥離片を陽極板１６の近傍のめっき液１０と共にめっき液流出孔１２ａからめっき槽１２の外部に排出することで、ブラックフィルムの剥離片がめっき表面に付着してめっき品質を低下させることが防止される。
【００３６】
更に、このように基板Ｗを回転させることで、基板Ｗのめっき面とめっき液１０の相対速度を増加させ、基板Ｗのめっき面近傍の濃度拡散層を薄くして、めっきが供給律速になることを防止し、これにより、めっき面の全面に亘る均一なめっき皮膜を形成し、更に電流密度を大きくし高速めっきが可能になる。
【００３７】
以上のめっき工程により、図８（ｂ）に示すように、半導体基板Ｗのコンタクトホール７６および溝７８にＣｕが充填される。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁層７４上に堆積したＣｕ層を除去し、コンタクトホール７６および配線用の溝７８に充填されたＣｕ層８２の表面と絶縁層７４の表面とを同一平面にする。これにより、図８（ｃ）に示すようにＣｕ層８２からなる配線が形成される。
【００３８】
そして、前述のようにしてめっき処理が終了した後、基板保持部昇降機構４２を介して基板保持部１４を基板Ｗがめっき液１０に接触しない位置まで上昇させ、例えば５００rpm 以上の回転（望ましくは１０００rpm 以上の回転）で基板Ｗを回転させて液切りを行った後、基板押え板５２を上昇させ、基板保持ケース５０の内部にロボットアーム５４を挿入し、このロボットアーム５４で基板Ｗを吸着保持して基板保持ケース５０から取出して次工程に搬送する。
【００３９】
図９は、本発明の第２の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、めっき液噴射管１８として、めっき槽１２の側壁を貫通して延び、先端を上方に向けて直角に屈曲させたものを使用するとともに、めっき槽１２の底部に該底部を貫通して延びるめっき液流出用のめっき液流出管８４を接続し、このめっき液流出管８４の上部拡径部の上端に複数の貫通孔１６ｂを有する陽極板１６を配置したものである。その他の構成は、前記第１の実施の形態と同様である。この実施の形態によれば、陽極板１６の表面から剥離したブラックフィルム等をより効果的にめっき槽１２の外部にめっき液と共に流出させることができる。
【００４０】
図１０は、本発明の第３の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、めっき槽１２として上方に拡がる漏斗状の周壁を有するものを使用し、この周壁に複数（図示では４個）のめっき液噴射管１８を該めっき液噴射管１８の噴射方向がめっき液１０の液面のほぼ中央に向くように円周方向に沿った等間隔で接続し、めっき槽１２の漏斗状の周壁の底部に内部に多数の貫通孔１６ｂ有する平板状の陽極板１６を掛渡して配置したものである。この実施の形態にあっては、各めっき液噴射管１８から噴射されるめっき液の流量を相互にほぼ等しく調整する必要があり、このために、各めっき液噴射管１８には流量調整弁が設けられている。
【００４１】
図１１は、本発明の第４の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、前記第３の実施の形態における平板状の陽極板１６の代わりに、内部に多数の貫通孔８６ａを有する半球状の陽極板８６を使用したものである。これにより、基板Ｗの大きさに比べて陽極板８６の大きさが大幅に小さく、かつ基板Ｗと陽極板８６との間隔が小さい場合に、基板Ｗと陽極板８６との間の電流分布をより均一にすることができる。
【００４２】
図１２は、本発明の第５の実施の形態のめっき装置を示すもので、これは、めっき槽１２の底部にめっき液排出孔１２ｂを設け、このめっき液排出孔１２ｂの内部にシャットオフバルブ８８を配置するとともに、めっき液排出孔１２ｂとめっき液貯留槽２２とをめっき液排出管９０で連結し、更に、めっき液供給管２８に接続された複数のめっき液噴射管１８を該噴射管１８の手前に開閉弁９２を設置して、この噴射方向が液面のほぼ中央部を向くように等間隔で配置したものである。また、めっき槽１２の上部には、めっき液飛散防止カバー９４が昇降自在に設けられている。
【００４３】
この実施の形態にあっては、めっき液は、開閉弁９２を開成させた状態でポンプ２４を駆動させることで、めっき液噴射管１８から噴射されてめっき槽１２の中央部の液面付近に向かって放出され、めっき槽１２の上縁部よりやや下にめっき面を下に向けて配置された基板Ｗに当たってめっき槽１２内を循環する。めっき槽１２内のめっき液は、めっき槽１２の上縁部からオーバーフローし、めっき槽１２の外部に設けためっき液受け２０に回収されてめっき液貯留槽２２に戻される。
【００４４】
めっきを始める場合には、めっき槽１２の内部のめっき液１０の一部又は全部をめっき槽１２から排出させておく。この状態で、基板Ｗを基板保持部１４で保持しめっき槽１２の上縁部よりやや下の所定の位置に配置して、基板保持部１４を回転させる。次に、めっき液１０をめっき槽１２内に噴射させる。すると、めっき槽１２内のめっき液１０の液面が上昇し、基板Ｗの下面（めっき面）がめっき液の噴流によって形成された盛り上がっためっき液面の頂部にまず接触し、更に液面が上昇することで、この接触面積が次第に外部に拡がって行き、同時に基板Ｗの回転に伴う遠心力の作用を受けて、めっき面の下側の気泡が外部に排出される。
【００４５】
めっき槽１２内のめっき液１０の量が増加すると、めっき液の噴流の勢いは弱まるが、めっき面はその全面に亘ってめっき液の盛り上がりの部分に接触しており、更にめっき槽１２内のめっき液１０の量が増加しても、めっき面はめっき液の噴流によって全面を覆われたままめっき液１０の中に浸漬される。従ってめっき面の下側には気泡が残らず、めっき面全体を良好な状態でめっきすることが可能となる。なお、めっき処理中はめっき液排出孔１２ｂ内のシャットオフバルブ８８をわずかに開き、陽極板１６のブラックフィルムの剥離片を陽極板１６近傍のめっき液とともにめっき槽１２の外部に流出させることも可能である。
【００４６】
めっきを終了した後は、めっき槽１２のめっき液排出孔１２ｂ内のシャットオフバルブ８８を開き、めっき槽１２内のめっき液１０の一部又は全部をめっき液貯留槽２２に移動させる。これにより、めっき槽１２内のめっき液面が低下し、基板保持部１４と該基板保持部１４に保持された基板Ｗがめっき液１０の上部に露出される。この状態で、基板保持部１４と該基板保持部１４に保持された基板Ｗを回転させ、基板Ｗに付着しているめっき液１０を遠心力により液切りした後、基板押え板５２を上昇させて基板保持ケース５０の内部からめっき処理された基板Ｗを取り出す。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カソード電極ピンへのめっきの付着や基板側面や裏面の金属汚染を防止することができる。しかも、基板のめっき面に気泡を残さないことにより、めっき膜厚の均一性に優れ、シミのない、高いめっき品質を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図２】基板保持部を示す縦断正面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図１に示すめっき装置によるめっき工程におけるめっき直前の状態を示す断面図である。
【図６】同じく、基板のめっき面にめっき液を接触させた状態を示す断面図である。
【図７】同じく、めっき工程中における断面図である。
【図８】本発明のめっき装置によってめっきを行う工程の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態のめっき装置の縦断正面図である。
【図１３】従来の噴射めっき装置の縦断正面図である。
１０ めっき液
１２ めっき槽
１２ａ めっき液流出孔
１２ｂ めっき液排出孔
１４ 基板保持部
１６，８６ 陽極板
１８ めっき液噴射管
２２ めっき液貯留槽
２４ ポンプ
２８ めっき液供給管
３６ めっき液流出管
３８ モータ
４０ 押え板昇降機構
４２ 基板保持部昇降機構
４４ 駆動部
４６ 回転軸
４８ 支持アーム
５０ 基板保持ケース
５０ｃ 通気孔
５２ 押え板
５８ シール部材
６０ カソード電極ピン
８４ めっき液流出管
８８ シャットオフバルブ
９０ めっき液排出管
９４ 液飛散防止カバー
Claims (6)
- めっき液を保持する円筒状のめっき槽と、
該めっき槽の外部から供給されるめっき液により前記めっき槽の内部に上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、
めっき面を下方に向け該めっき面の周縁部をシール部材でシールして基板を水平に保持する基板保持部と、
該基板保持部を回転及び昇降させる回転機構及び昇降機構を備えた駆動部とを有し、
該昇降機構により基板保持部を下降させた位置において該基板下面のめっき面にめっきを施し、該昇降機構により基板保持部を上昇させた位置において該基板保持部への基板の取付けまたは該基板保持部からの基板の取出しを行うことを特徴とするめっき装置。 - めっき液を保持する円筒状のめっき槽と、
該めっき槽の外部から供給されるめっき液により前記めっき槽の内部に上方に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射部と、
めっき面を下方に向け該めっき面の周縁部をシール部材でシールして基板を水平に保持する基板保持部と、
該基板保持部を回転させる回転機構と、
前記めっき槽内のめっき液の一部または全部をめっき槽から排出させてめっき液の液面を下降させるめっき液排出部とを有することを特徴とするめっき装置。 - めっき槽内のめっき液中に上方に向けためっき液の噴流を形成し、基板保持部で水平に保持した基板を該基板下面のめっき面が前記めっき液の噴流に接し、更に基板がめっき液中に没する位置まで水平方向に回転させながら該基板とめっき液の相対位置を変化させて基板をめっき液中に配置することを特徴とするめっき方法。
- 前記基板のめっき面がめっき液の噴流に接触した後、基板を３０mm／秒以下のゆっくりした速度で下降させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法。
- 前記基板のめっき面がめっき液の噴流に接触するまでめっき液の噴出量を増大させておき、基板のめっき面がめっき液の噴流に接触した後、めっき液の噴出量を減少させることを特徴とする請求項３記載のめっき方法。
- めっき液中におけるめっき処理後、基板と基板保持部とをめっき液面上に露出させ、基板保持部を５００ｒｐｍ以上の高速で回転させて基板の液切りを行うことを特徴とする請求項３記載のめっき方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22889899A JP3698596B2 (ja) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | めっき装置及びめっき方法 |
| US09/612,218 US6558518B1 (en) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | Method and apparatus for plating substrate and plating facility |
| KR1020000038883A KR100637890B1 (ko) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | 도금장치 및 도금방법 및 도금처리설비 |
| EP00114663A EP1067221A3 (en) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | Method and apparatus for plating substrate and plating facility |
| TW089113509A TW497143B (en) | 1999-07-08 | 2000-07-07 | Plating device, plating method and equipment for plating process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22889899A JP3698596B2 (ja) | 1999-08-12 | 1999-08-12 | めっき装置及びめっき方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001049495A JP2001049495A (ja) | 2001-02-20 |
| JP3698596B2 true JP3698596B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=16883596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22889899A Expired - Lifetime JP3698596B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-08-12 | めっき装置及びめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3698596B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316871A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Tokyo Electron Ltd | 液処理方法、及び液処理装置 |
| JP2004068151A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基板のメッキ方法及びメッキ装置 |
| CN1271683C (zh) | 2002-07-25 | 2006-08-23 | 松下电器产业株式会社 | 一种基板镀膜方法 |
| KR100542126B1 (ko) | 2003-04-29 | 2006-01-11 | 미래산업 주식회사 | 반도체 소자 테스트 핸들러 |
| US9728435B2 (en) | 2010-10-21 | 2017-08-08 | Ebara Corporation | Plating apparatus and plating method |
| JP5832786B2 (ja) * | 2011-05-30 | 2015-12-16 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 電解メッキ装置 |
| SG187305A1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-28 | Ebara Corp | Plating apparatus and plating method |
| WO2022144988A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 株式会社荏原製作所 | 基板の接液方法、およびめっき装置 |
| CN115244228B (zh) * | 2021-02-25 | 2023-08-25 | 株式会社荏原制作所 | 镀覆装置以及镀覆装置的气泡除去方法 |
-
1999
- 1999-08-12 JP JP22889899A patent/JP3698596B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001049495A (ja) | 2001-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6632335B2 (en) | Plating apparatus | |
| KR100637890B1 (ko) | 도금장치 및 도금방법 및 도금처리설비 | |
| JP2002220692A (ja) | めっき装置及び方法 | |
| US20050145482A1 (en) | Apparatus and method for processing substrate | |
| US20070158202A1 (en) | Plating apparatus and method for controlling plating solution | |
| US7374646B2 (en) | Electrolytic processing apparatus and substrate processing method | |
| US6746589B2 (en) | Plating method and plating apparatus | |
| JP3698596B2 (ja) | めっき装置及びめっき方法 | |
| US20090020434A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| JP3367655B2 (ja) | めっき処理装置及びめっき処理方法 | |
| JP2004250785A (ja) | 電解処理装置及び基板処理装置 | |
| JP3812891B2 (ja) | 配線形成方法 | |
| JP3877910B2 (ja) | めっき装置 | |
| JP2003264159A (ja) | 触媒処理方法及び触媒処理液 | |
| JP3836632B2 (ja) | めっき装置 | |
| JP2001049498A (ja) | めっき装置 | |
| JP3992421B2 (ja) | 基板のめっき方法 | |
| KR101170765B1 (ko) | 기판 도금 장치 및 방법 | |
| JP3657173B2 (ja) | 基板めっき装置 | |
| JP3877911B2 (ja) | めっき装置 | |
| JP2001049489A (ja) | めっき装置 | |
| US7442282B2 (en) | Electrolytic processing apparatus and method | |
| JP2005146334A (ja) | めっき方法及びめっき装置 | |
| JP2001049494A (ja) | めっき装置 | |
| JPH11238704A (ja) | 半導体基板の配線溝メッキ方法およびメッキ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041006 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041019 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041216 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050705 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050705 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3698596 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090715 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100715 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110715 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110715 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120715 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120715 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130715 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |