JP4060012B2 - カップ式めっき装置 - Google Patents
カップ式めっき装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4060012B2 JP4060012B2 JP20523499A JP20523499A JP4060012B2 JP 4060012 B2 JP4060012 B2 JP 4060012B2 JP 20523499 A JP20523499 A JP 20523499A JP 20523499 A JP20523499 A JP 20523499A JP 4060012 B2 JP4060012 B2 JP 4060012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating solution
- plating
- auxiliary
- anode
- storage 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体用のウェーハにめっきを行うカップ式めっき装置に関するものであり、特にカップ式めっき装置のめっき液濃度制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体用のウェーハにめっきを施す装置として、カップ式めっき装置が知られている。このカップ式めっき装置は、一般的に、めっき槽上部開口に載置したウェーハに対して、めっき槽内に設けられたアノードと、カソードに接続したウェーハとを通電することによりウェーハへめっきを行うようになっている。
【0003】
そして、このカップ式めっき装置では、アノード側で生じる現象によるめっき不良、例えば、アノード表面に形成されるブラックフィルムの剥離によって生じる不良や、めっき性状をコントロールする添加剤の過剰分解によって生じる不良などを防止するため、アノードとウェーハとを隔離するために、めっき槽内へ隔膜を設けたものがある。例えば、特許番号第2908790号公報に開示されている。
【0004】
この隔膜を備えるカップ式めっき装置は、隔膜上方にウェーハ側隔離室を、隔膜下方にアノード側隔離室とを区画して形成するもので、両隔離室にはめっき液を供給、排出できるようなめっき液循環路を備え、それぞれの隔離室のめっき液を循環できるようにされている。ここで本明細書においては、カソード側隔離室へめっき液を供給・排出するものを主めっき液循環路と、アノード側隔離室へめっき液を供給・排出するものを補助めっき液循環路というものとする。
【0005】
このように別々のめっき液循環路を設けてあるのは、例えば、アノードに形成され剥離したブラックフィルムやアノードによってめっき液中の添加剤が分解されて生じる不純物等が、ウェーハ側隔離室内に供給されるめっき液に混入しないようにするためである。従って、このように隔膜を備えたカップ式めっき装置を用いると、均一且つ精密なめっき性状を要求されるウェーハのめっき処理において、めっき不良の発生を著しく減少できるものである。
【0006】
しかしながら、この隔膜を備えるカップ式めっき装置により、めっき処理を行うと次のような好ましくない状態が生じることが判明した。例えば、硫酸銅めっき液を用いウェーハにCuのめっき処理を施す場合、可溶性アノードとしてCu材を使用してめっき処理を行うと、アノード側隔離室のめっき液中のCu濃度が上昇し、ウェーハ側隔離室内のめっき濃度とアノード側隔離室内のめっき液濃度のバランスがとれなくなるのである。アノード側隔離室内のめっき液は、浸透圧により若干量カソード側隔離室へ浸入するが、アノードであるCu材の溶解によるCu濃度の上昇の方が迅速に進行するため、アノード側隔離室とカソード隔離室とのCu濃度差が大きなものとなる。この現象が生じると、めっき電流効率の低下やそれに伴うめっき性状の変化が生じ、安定しためっき処理が行えなくなるのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、めっき槽内部を隔膜で区画され、隔膜によりめっき槽内に形成されるアノード側隔離室とウェーハ側隔離室とに別々のめっき液循環路を備えたカップ式めっき装置において、可溶性アノードを使用しても、アノードの溶解によって生じるめっき液濃度の変化に対応でき、めっき液濃度を安定的に維持してめっき処理を行えることができるカップ式めっき装置を提供せんとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、めっき槽上部開口に載置したウェーハに対して、めっき槽内に設けられたアノードと、カソードに接続したウェーハとを通電してウェーハにめっきを行うようになっており、且つアノードとウェーハとを、めっき槽内に設けられた隔膜により互いに隔離し、隔膜上方にウェーハ側隔離室を、隔膜下方にアノード側隔離室を各々形成し、ウェーハ側隔離室へのめっき液の供給・排出をする主めっき液循環路と、アノード側隔離室へのめっき液の供給・排出をする補助めっき液循環路とを別々に備えているカップ式めっき装置において、主めっき液循環路のめっき液を保有するための主めっき液貯槽と、補助めっき液循環路のめっき液を保有するための補助めっき液貯槽とを設け、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とにそれぞれに保有されるめっき液を相互に送液できるような送液手段を設けたものとした。
【0009】
本発明のカップ式めっき装置によると、アノード側隔離室のめっき液濃度が、アノードの溶解によって変化した場合であっても、主めっき液貯槽内のめっき液と補助めっき液貯槽内のめっき液とを相互に混ぜ合わせることができるので、アノード側隔離室とカソード側隔離室とへ、ほぼ同じ濃度のめっき液を供給することができる。また、アノードの溶解によって補助めっき液濃度が上昇した場合、濃度の上昇した補助めっき液を主めっき液貯槽に送液し、めっきされる金属イオンを主めっき液に補給することや、逆に主めっき液を補助めっき液貯槽へ送液して補助めっき液濃度の低下を行うことができる。即ち、両めっき貯槽のめっき濃度を任意に調整することが可能となり、めっき液の効率的な使用が可能となる。
【0010】
この主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とへ相互に送液できる送液手段には、フィルター等の濾過手段を備えることが好ましい。このようにすれば、アノードに形成され剥離するブラックフィルムやアノードによってめっき液中の添加剤を分解して生じる不純物等を、補助めっき液貯槽及び主めっき液貯槽のめっき液中から除去できるからである。
【0011】
また、本発明のカップ式めっき装置を採用する場合、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とにめっき液濃度の検出手段を設け、両貯槽のめっき液濃度を検出して、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とのめっき液濃度を調整するように送液手段を制御するようにしておくことが好ましい。このようにすると、両貯槽のめっき液濃度を、それぞれ所定の範囲濃度なるようコントロールでき、安定しためっき処理を長時間連続的に行うことが可能となる。
【0012】
上記した本発明のカップ式めっき装置は、可溶性アノードを用いた場合に限らず、不溶性アノードを使用した場合でも用いることも可能である。不溶性アノードを使用して、主めっき液と補助めっき液とに異なる組成のものを供給する場合、両めっき液は混合されないことが原則となる。この不溶性アノードを使用する場合は、本発明における両貯槽に設けられた送液手段の使用を行わないことで対応できるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカップ式めっき装置の好ましい一実施形態について説明する。本実施形態では、硫酸銅めっき液を用い、Cuシード付きウェーハにCuめっき処理を行う場合を例として解説する。
【0014】
図1は本実施形態におけるカップ式めっき装置のめっき槽断面概略を表したものである。図1で示すように、本実施形態によるカップ式めっき装置Cは、めっき槽1の上部開口に沿ってウェーハ2を載置し、この状態でウェーハ2下方側ののめっき対象面3に対してめっきを行えるようにしたものである。めっき槽1の開口には、図示を省略するカソードが設けられており、載置したウェーハ2は、このカソードと接触しているものである。
【0015】
また、めっき槽1の底部中央には、主めっき液供給管4が設けられており、めっき槽1上端側には、めっき対象面3の中心付近に到達するめっき液(硫酸銅溶液)がウェーハ2の外周に向かう方向に広がる流れを形成するように外部に溢出させるための主めっき液排出口5が設けられている。
【0016】
めっき槽1内には隔壁6が配置されている。この隔壁6は、めっき槽1の横断面形状に一致する円盤状に形成され、その中心に穿設された主めっき液供給管差込口7に主めっき液供給管4を差し込んだ状態でめっき槽1内に固定している。そして、この隔壁6には、多数の開口8、8、8・・を穿設しており、各開口8、8、8・・・には、各開口8を覆うように隔膜9を配している。ここで各開口8は、主めっき液供給管差込口7を中心とした同心円上に等間隔に配置されている。この隔膜9は、めっき液に対して耐薬品性を有し、絶縁性の材料で形成された多孔性の膜であり、めっき液中のイオンを介してアノードとウェーハとの電導が行える特性を有したものである。
【0017】
そして、隔壁6下方には、主めっき液供給管4の周囲に配置できるように、円盤状に形成された可溶性のCuアノード10が設けられている。めっき槽1内は、隔膜9を備えた隔壁6によって、上方にウェーハ側隔離室11を、下方にアノード側隔離室12を形成することになる。
【0018】
このアノード側隔離室12には、めっき槽1底側より、めっき液を供給する補助めっき液供給管13が設けられ、アノード側隔離室12の外側に、アノード側隔離室12に供給されためっき液を排出する補助めっき液貯留室14が設けられている。そして、補助めっき液貯留室14には、補助めっき液を排出する補助めっき液排出管15が設けられている。
【0019】
図2は、主めっき液と補助めっき液との循環経路を表す概略図を示したものである。図2では、図1で示したカップ式めっき装置Cの3台(C1、C2、C3)を同時に使用する場合を示している。本実施形態では、このように複数のカップ式めっき装置を使用する場合で説明しているが、1台のカップ式めっき装置の場合であっても同様に使用できるものである。
【0020】
各カップ式めっき装置(C1、C2、C3)の主めっき液供給管4と主めっき液排出口5とは、主めっき液貯槽16につながるよう配管されており、主めっき液循環路(M1、M2、M3)をそれぞれ形成している。同様に各カップ式めっき装置(C1、C2、C3)の補助めっき液供給管13と補助めっき液排出管15とは、補助めっき液貯槽17につながるよう配管されており、補助めっき液循環路(S1、S2、S3)をそれぞれ形成している。
【0021】
主めっき液貯槽16及び補助めっき液貯槽17のそれぞれには、両貯槽内16、17のめっき液を相互に送液できるように、濾過フィルター(f1、f2)及び送液ポンプ(p1、p2)とからなる送液機構18、19が設けられている。この送液ポンプ(p1、p2)は、主めっき液貯槽16及び補助めっき液貯槽17に取り付けている銅濃度センサー(図示せぬ)の検知する銅濃度に応答して起動するように制御されている。
【0022】
めっき液濃度の調整は次のようにして行われる。めっき処理を連続して行うと、補助めっき液貯槽17のCu濃度が上昇するため、銅濃度センサーの検知により送液ポンプp2が起動され、補助めっき液貯槽17のめっき液が主めっき液貯槽16に送られる。これによって、主めっき液貯槽16内のめっき液へCuの補給が行われることになる。また、補助めっき液のCu濃度上昇が著しい場合、送液ポンプp1の起動により、主めっき液貯槽16のめっき液が補助めっき液貯槽17に送られ、補助めっき液のCu濃度が低減されることになる。
【0023】
【発明の効果】
本発明のカップ式めっき装置によると、めっき槽内を隔膜により、アノード側隔離室とウェーハ側隔離室とに区画し、両隔離室に別々のめっき液循環路を備えたもので、可溶性アノードを使用しても、アノードの溶解によって生じるめっき液濃度の変化に対応でき、供給するめっき液濃度を安定維持してしてめっき処理を行えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態におけるカップ式めっき装置の断面概略図。
【図2】主めっき液と補助めっき液との循環経路を示す概略図。
【符号の説明】
1 めっき槽
2 ウェーハ
3 めっき対象面
4 主めっき液供給管
5 主めっき液排出口
6 隔壁
7 主めっき液供給管差込口
8 開口
9 隔膜
10 Cuアノード
11 ウェーハ側隔離室
12 アノード側隔離室
13 補助めっき液供給管
14 補助めっき液貯留室
15 補助めっき液排出管
16 主めっき液貯槽
17 補助めっき液貯槽
18、19 送液機構
C、C1、C2、C3 カップ式めっき装置
f1、f2 濾過フィルター
p1、p2 送液ポンプ
M1、M2、M3 主めっき液循環路
S1、S2、S3 補助めっき液循環路
Claims (2)
- めっき槽上部開口に載置したウェーハに対して、めっき槽内に設けられたアノードと、カソードに接続したウェーハとを通電してウェーハにめっきを行うようになっており、
且つアノードとウェーハとを、めっき槽内に設けられた隔膜により互いに隔離し、隔膜上方にウェーハ側隔離室を、隔膜下方にアノード側隔離室を各々形成し、
ウェーハ側隔離室へのめっき液の供給・排出をする主めっき液循環路と、アノード側隔離室へのめっき液の供給・排出をする補助めっき液循環路とを別々に備えているカップ式めっき装置において、
主めっき液循環路のめっき液を保有するための主めっき液貯槽と、補助めっき液循環路のめっき液を保有するための補助めっき液貯槽とが設けられ、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とのそれぞれに保有されるめっき液を相互に送液できるような送液手段が設けられていることを特徴とするカップ式めっき装置。 - 主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とにめっき液濃度の検出手段を設け、両貯槽のめっき液濃度を検出し、主めっき液貯槽と補助めっき液貯槽とのめっき液濃度を調整するように送液手段が制御されるものである請求項1に記載のカップ式めっき装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20523499A JP4060012B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カップ式めっき装置 |
US09/516,788 US6454918B1 (en) | 1999-03-23 | 2000-03-01 | Cup type plating apparatus |
US09/779,526 US6482300B2 (en) | 1999-03-23 | 2001-02-09 | Cup shaped plating apparatus with a disc shaped stirring device having an opening in the center thereof |
US10/087,845 US6991711B2 (en) | 1999-03-23 | 2002-03-05 | Cup type plating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20523499A JP4060012B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カップ式めっき装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001032095A JP2001032095A (ja) | 2001-02-06 |
JP4060012B2 true JP4060012B2 (ja) | 2008-03-12 |
Family
ID=16503638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20523499A Expired - Fee Related JP4060012B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-07-19 | カップ式めっき装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4060012B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1717353B1 (de) * | 2005-04-26 | 2009-04-22 | ATOTECH Deutschland GmbH | Alkalisches Galvanikbad mit einer Filtrationsmembran |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP20523499A patent/JP4060012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001032095A (ja) | 2001-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6821407B1 (en) | Anode and anode chamber for copper electroplating | |
US6126798A (en) | Electroplating anode including membrane partition system and method of preventing passivation of same | |
KR100756160B1 (ko) | 도금 장치, 도금 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법 | |
US6890416B1 (en) | Copper electroplating method and apparatus | |
JP4822858B2 (ja) | めっき装置 | |
JP3568455B2 (ja) | 基板メッキ装置 | |
JP2017115170A (ja) | めっき装置及びめっき方法 | |
JP4060012B2 (ja) | カップ式めっき装置 | |
KR100834174B1 (ko) | 전해질을 평탄한 기판 표면에 공급하기 위한 양극조립체와그 방법 | |
JPH1070103A (ja) | 半導体ウェーハウェットエッチング処理装置 | |
JP7057869B1 (ja) | めっき装置 | |
JP2001316867A (ja) | 液処理装置及び液処理方法 | |
CA2179904C (en) | Method and device for electrolytically depositing metals from electrolytes containing organic additives | |
US7195696B2 (en) | Electrode assembly for electrochemical processing of workpiece | |
JP3896073B2 (ja) | めっき液供給用のノズルおよびこれを用いた噴流式のめっき装置 | |
JP2002235188A (ja) | 液処理装置、液処理方法 | |
US7204918B2 (en) | High efficiency plating apparatus and method | |
WO2023067649A1 (ja) | めっき処理方法 | |
TWI803301B (zh) | 鍍覆裝置 | |
JP7161085B1 (ja) | めっき装置 | |
US6846392B1 (en) | Hydrophobic and hydrophilic membranes to vent trapped gases in a plating cell | |
TWI809948B (zh) | 陽極室之液管理方法、及鍍覆裝置 | |
JP2003201600A (ja) | メッキ処理装置、および半導体デバイスの製造方法 | |
TW202319597A (zh) | 鍍覆裝置 | |
TW202334512A (zh) | 用於基板之化學及/或電解表面處理之系統 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060427 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060427 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071129 |
|
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: 20071203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071219 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4060012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131228 Year of fee payment: 6 |
|
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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |