JP4044191B2 - ウエハのメッキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエハの面上にメッキを施す場合に用いるウエハのメッキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハ面上にメッキを行なう場合、ウエハ上の導電膜に接触する複数の通電ピンを具備するメッキ治具にウエハを装着し、メッキ液の収容されたメッキ液槽に該メッキ治具に装着されたウエハと陽極電極を対向して配置し、該陽極電極とウエハ間に通電ピンを通して電流を通電して、ウエハ面にメッキ膜を形成している。この場合、ウエハ面上に形成されるメッキ膜はウエハと陽極電極の間の電場分布に影響され、電場分布が均一でないとウエハ面上に形成されるメッキ膜の膜厚も不均一になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなウエハのメッキ装置において、通電ピンがウエハ上の導電膜に接触する近傍は他の部分に比較しメッキ膜の膜厚が大きくなる傾向がある。従来、膜厚の均一なメッキを形成するために、陽極電極の大きさを調整したり、陽極電極とウエハの間に誘電体材からなる遮蔽板を入れる等の方法で電場の調整をおこなっているが、効果的なものがなく、特に通電ピンに近い程メッキ膜の膜厚が厚くなることに対する効果的な対策は採られていなかった。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、メッキ治具の通電ピンがウエハ上の導電膜に接触する近傍ほど膜厚が厚くなるという傾向を防止し、ウエハ面上に膜厚の均一なメッキ膜を形成できるウエハのメッキ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、メッキ液を収容したメッキ槽内にウエハ上の導電膜に接触する複数の通電ピンを具備するメッキ治具に装着したウエハと陽極電極を対向配置し、該陽極電極とウエハ間に通電ピンを通して電流を通電してウエハ面にメッキ膜を形成するウエハのメッキ装置において、メッキ治具は、第１保持部材と第２保持部材を備え、該第１保持部材と第２保持部材はヒンジ機構で開閉でき、該第１保持部材にはウエハ収容部が設けられ、該第２保持部材には該第１保持部材と閉じた状態で該ウエハ収容部に対向する位置に開口を設けると共に、該開口の外周部に該ウエハ収容部に収容されたウエハ外周部表面と該ウエハ収容部の外周の第１保持部材表面に密接して密閉空間を形成するシールパッキンを設け、通電ピンを該密閉空間に配置した構成であり、メッキ治具のウエハ収容部に収容され装着されたウエハは開口を通して陽極電極と対向するようになっており、陽極電極とウエハとの間であって該ウエハ上の導電膜に接触する通電ピン近傍の電場を遮蔽する誘電体材からなる遮蔽板を該通電ピンより陽極側で且つ第２保持部材に取り付け、遮蔽板は通電ピンを中心とした円弧状体であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明のウエハのメッキ装置で用いるメッキ治具の構成を示す図で、図１（ａ）はメッキ治具全体を示す外観斜視図、図１（ｂ）はメッキ治具の通電ピン部分の拡大断面図、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【０００９】
メッキ治具１０は図示するように、第１保持部材１１と第２保持部材１２を具備し、両者はヒンジ機構１４を介して開閉できるように構成されている。第１保持部材１１の面上にはウエハＷが収容される凹部１３が形成され、把持部を形成するための矩形状の開口部１５が形成されている。第２保持部材１２の中央部には開口部１６が形成され、その外周部にシールパッキン１７が設けられている。シールパッキン１７は断面コ字状でその凹部の複数個所（図では３個所）に通電ピン１８を取り付ける。
【００１０】
第２保持部材１２のシールパッキン１７とは反対側で、通電ピン１８の近傍には円弧状体（ここでは略半円状）の誘電体材からなる遮蔽板１９が設けられている。第１保持部材１１の凹部１３にウエハＷを収容し、第２保持部材１２をヒンジ機構１４を介して閉じ、締め付け治具２０で第１保持部材１１と第２保持部材１２を互いに締め付け固定することにより、ウエハＷのメッキ膜を形成する面が、第２保持部材１２の開口部１６に露出する。
【００１１】
この状態でメッキ治具の通電ピン部分は図１（ｂ）に示すように、通電ピン１８は第１保持部材１１の凹部１３に収容されたウエハＷ上の導電膜に接触し、シールパッキン１７の断面コ字状の両端部１７ａ、１７ｂはウエハＷの表面と該凹部１３の外周近傍の第１保持部材１１の表面に当接する。これにより通電ピン１８はシールパッキン１７でシールされる。また、遮蔽板１９は第２保持部材１２の開口部１６の通電ピン１８の上部を覆うように位置する。なお、図１（ｂ）において、２４は通電ピン１８に接続された配線であり、第２保持部材１２の中を貫通している。
【００１２】
図３は本発明のウエハのメッキ装置の概略構成を示す図である。ウエハメッキ装置はメッキ液槽３１を具備し、該メッキ液槽３１内のメッキ液Ｑの中に上記メッキ治具１０に装着したウエハＷと陽極電極３２を対向して配置し、該陽極電極３２とウエハＷの間にメッキ治具１０の通電ピン１８を通してメッキ電源３３から直流電流を通電することにより、ウエハＷの表面にメッキ膜を形成する。なお、３５はメッキ液循環ポンプであり、該メッキ液循環ポンプ３５でメッキ液槽３１からオーバーフローし外槽３４に流入したメッキ液を恒温ユニット３６、フィルタ１７を通してメッキ液槽３１の下部から供給することにより、メッキ液を循環させる。
【００１３】
上記のように、陽極電極３２とウエハＷの間にメッキ治具１０の通電ピン１８を通して直流を通電し、メッキを行なうのであるが、第２保持部材１２に取り付けた誘電体材からなる遮蔽板１９がないと、上述のようにウエハＷの面上に形成されるメッキ膜の膜厚は、通電ピン１８の近傍ほど厚くなる傾向がある。ここでは上記のように、陽極電極３２に対向する第２保持部材１２の開口部１６に接近する通電ピン１８の近傍、即ち陽極電極３２とウエハＷの間であって、通電ピン１８の近傍に誘電体材からなる遮蔽板１９が位置するので、この通電ピン１８の近傍でのメッキ膜の膜厚が厚くなる傾向を著しく緩和させることができる。
【００１４】
図４及び図５はウエハＷの面上に形成されたメッキ膜の膜厚を測定した結果を示す図で、図４は遮蔽板１９が無い場合、図５は遮蔽板１９がある場合をそれぞれ示す。図４及び図５において、横軸のウエハ面位置１〜８はそれぞれ図６のウエハ位置▲１▼〜▲８▼に対応する。図４に示すように遮蔽板１９が無い場合はウエハＷの通電ピンが接触する通電部Ｗａに近付くにつれて、メッキ膜の膜厚が厚くなる傾向が著しいが、図５に示すように遮蔽板１９を設けることにより、この傾向が著しく緩和されることが分かる。
【００１５】
上記のように第２保持部材１２の開口部１６の通電ピン１８の近傍の上部を覆うように遮蔽板１９を設けることにより、通電ピン１８近傍の電場が遮蔽されることになり、この部分でのウエハＷ面近傍の電位が低くなる。従って、流れる電流が制限されることになり、通電ピン１８の近傍のウエハＷの面上の膜厚を調整することができる。また、遮蔽板１９はメッキ治具１０と一体的に取り付けてあるので、通電ピン１８と遮蔽板１９の位置が常に同じ位置関係にあり、安定したメッキ膜厚が得られる。
【００１６】
また、遮蔽板１９とウエハＷの面とは隙間があり（ここでは第２保持部材と略同じ寸法の間隙）、通電ピン１８の近傍以外には遮蔽板１９が無いため、メッキ液ＱはウエハＷの面上を自由に流れることができ、メッキ液Ｑの濃度及び温度を一定に保つことができる。更に、遮蔽板１９の形状を通電ピン１８を中心に円弧状体（図では略半円状）としているので、通電ピン１８にあるウエハＷの面上の電位を等しくすることができ、ウエハ上の導電膜の電気抵抗とあいまって膜厚を均一することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態例では遮蔽板１９を第２保持部材１２の開口部１６の通電ピン１８の上部を覆うように一体的に取付けた例を示したが、遮蔽板１９はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すように一枚の誘電体材からなる誘電体板２１の中央部に第２保持部材１２の開口部１６の寸法と略同寸法の開口部２２を設け、該開口部２２の内側に上記遮蔽板１９と略同一形状（半円状）で同寸法の突起状の遮蔽板２３を該誘電体板２１と一体的に設け、該誘電体板２１をその遮蔽板２３の部分が第２保持部材１２の通電ピン１８の近傍に位置するように配置してもよい。
【００１８】
即ち、図１及び図２では片状の個々の遮蔽板１９を第２保持部材１２の通電ピン１８の近傍に直接取り付け、メッキ治具１０と一体構成としているが、図７では第２保持部材１２とは別体（即ち、メッキ治具１０と別体）の一枚の誘電体板２１の開口部２２に突起状の遮蔽板２３を一体的に設け、該誘電体板２１を第２保持部材１２にその突起状の遮蔽板２３が通電ピン１８の近傍に位置するように配置している。
【００１９】
また、誘電体板２１は、図８に示すように、メッキ治具１０から所定寸法離れた位置で且つ遮蔽板２３の部分が第２保持部材１２の通電ピン１８の近傍に位置するように配置してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように請求項１に記載の発明によれば、ウエハ上の導電膜に接触する通電ピンの近傍の電場を遮蔽する誘電体材からなる遮蔽版を取り付けたので、下記のような優れた効果が得られる。
【００２１】
（１）通電ピン近傍の電場が遮蔽されることになり、この部分でのウエハ面近傍の電位が低くなり、流れる電流が制限され、通電ピンの近傍に近づく程増大するメッキ膜の膜厚を抑制できる。
【００２２】
（２）遮蔽板とウエハの面とは隙間があり、通電ピンの近傍以外には遮蔽板が無いため、メッキ液はウエハの面上を自由に流れることができ、メッキ液の濃度及び温度を一定に保つことができる。
【００２３】
（３）第１保持部材のウエハ収容部にウエハを収容し、第２保持部材を閉じるという簡単な操作でメッキ治具にウエハを装着できると共に、遮蔽板を該通電ピンより陽極側で且つ第２保持部材に取り付けたことにより、通電ピンと遮蔽板の位置が常に同じ位置関係にあり、安定したメッキ膜厚が得られる。
【００２４】
（４）遮蔽板は通電ピンを中心とした円弧状体とするので、通電ピンにあるウエハの面上の電位を等しくすることができ、ウエハの導電膜の電気抵抗とあいまって膜厚を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエハのメッキ装置で用いるメッキ治具の構成を示す図で、図１（ａ）はメッキ治具全体を示す外観斜視図、図１（ｂ）はメッキ治具の通電ピン部分の拡大断面図である。
【図２】本発明のウエハのメッキ装置で用いるメッキ治具の構成を示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明のウエハのメッキ装置の概略構成を示す図である。
【図４】遮蔽板が無い場合のウエハの面上に形成されたメッキ膜の膜厚を測定した結果を示す図である。
【図５】遮蔽板がある場合のウエハの面上に形成されたメッキ膜の膜厚を測定した結果を示す図である。
【図６】ウエハとメッキ膜の膜厚を測定した位置を示す図である。
【図７】本発明のウエハのメッキ装置で用いるメッキ治具の構成を示す図で、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明のウエハのメッキ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ メッキ治具
１１ 第１保持部材
１２ 第２保持部材
１３ 凹部
１４ ヒンジ機構
１５ 開口部
１６ 開口部
１７ シールパッキン
１８ 通電ピン
１９ 遮蔽板
２０ 締め付け治具
２１ 誘電体板
２２ 開口部
２３ 遮蔽板
２４ 配線
３１ メッキ液槽
３２ 陽極電極
３３ メッキ電源
３４ 外槽
３５ メッキ液循環ポンプ
３６ 恒温ユニット
３７ フィルタ

Claims (1)

1. メッキ液を収容したメッキ槽内にウエハ上の導電膜に接触する複数の通電ピンを具備するメッキ治具に装着したウエハと陽極電極を対向配置し、該陽極電極とウエハ間に前記通電ピンを通して電流を通電してウエハ面にメッキ膜を形成するウエハのメッキ装置において、
   前記メッキ治具は、第１保持部材と第２保持部材を備え、該第１保持部材と第２保持部材はヒンジ機構で開閉でき、該第１保持部材にはウエハ収容部が設けられ、該第２保持部材には該第１保持部材と閉じた状態で該ウエハ収容部に対向する位置に開口を設けると共に、該開口の外周部に該ウエハ収容部に収容されたウエハ外周部表面と該ウエハ収容部の外周の第１保持部材表面に密接して密閉空間を形成するシールパッキンを設け、前記通電ピンを該密閉空間に配置した構成であり、
   前記メッキ治具のウエハ収容部に収容され装着された前記ウエハは前記開口を通して前記陽極電極と対向するようになっており、
   前記陽極電極と前記ウエハとの間であって該ウエハ上の導電膜に接触する前記通電ピン近傍の電場を遮蔽する誘電体材からなる遮蔽板を該通電ピンより陽極側で且つ前記第２保持部材に取り付け、
   前記遮蔽板は前記通電ピンを中心とした円弧状体であることを特徴とするウエハのメッキ装置。

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