JPH0240748B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、半導体ウエハーのメツキ方法に関
するものである。

＜従来の技術＞ 従来の半導体ウエハーのメツキ方法としては、
半導体ウエハーをラツクより吊り下げメツキ液槽
中に浸漬してメツキを施す方法、或いは特開昭53
−19147号公報に示される如くメツキ液噴射によ
る方法がある。

前者の浸漬メツキによる方法では極めて長い処
理時間を要するため最近の高速度化の要請に応え
られず、現在では主に後者のメツキ液噴射法が採
用されている。このメツキ液噴射の方法では、第
５図の如く噴射メツキ液流１〔以下、メツキ液
流〕が、半導体ウエハー２〔以下、ウエハー〕の
表面３〔被メツキ面４側〕の略中心部５に至り、
更に略中心部５より外周方向〔矢示Ａ方向〕にメ
ツキを施しつつ表面３に沿い拡散して流れ、外周
部６で流下、回収されるものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、このような従来の半導体ウエハ
ーのメツキ方法は、浸漬メツキ法より所要時間を
遥かに短縮できる利点があるが、ウエハー２の表
面３に至つたメツキ液流１は、前記した如く略中
心部５から外周方向へのみ流れるため、メツキ液
７の流れには一定の方向性が存在し、方向性によ
る影響が、略中心部５と外周部６に形成される金
属メツキ層間で顕著にみられるものであつた。

ウエハー２の略中心部５〔第５図矢示部〕で
は、メツキ液流１が直接当たるためメツキ液７の
撹拌部８が形成され、撹拌によりメツキ液７の特
定方向への流れが殆どなく方向性による影響がな
い。このため、金属イオンが豊富に供給され電流
密度も安定し、形状、厚さ、サイズ等の点で良好
な金属メツキ層９〔以下、メツキ層〕が形成され
る〔第７図〕。

尚、撹拌部８とは、噴射されるメツキ液７とウ
エハー２に当たつて戻るメツキ液１０が混ざり合
う如く、流れのの方向の異なるメツキ液同士が混
合し、それがメツキ液流１の圧力により継続的に
存在する部分をいうものである。

一方、略中心部５から外周部６に移るにつれ
て、メツキ液７の流れは単にウエハー２の表面３
に沿う特定方向への流れのみ〔第５図矢示部〕
となり撹拌部８が生ぜず、メツキ液７の流れの方
向性によるメツキ層形成への影響〔即ち、メツキ
層９がメツキ液７の流れる方向に沿つて変形して
成長すること、第８図参照〕が顕著に現れ、又金
属イオンが不足することがあり、電流密度の点で
も不安定になりがちである。そして、メツキ処理
中、ウエハー２のレジスト層１１付近に水素ガス
１２が発生するような場合〔第９図参照〕、撹拌
が殆どない状態では水素ガス１２の除去が困難
で、この水素ガス１２に対応する部分が欠けた状
態でメツキ層９が形成されることもある。

これら各種の原因で形状、厚さ、サイズ等の点
で良好なメツキ層９の形成は容易ではなく、製品
の歩留りが向上せず改善が望まれていた。

尚メツキ層９が形成されるメツキ対象部位は、
半導体ウエハーの表面に多数区画形成された配線
パターン上の微小部位で、それ以外の部位をマス
キングするレジスト層１２の中に凹部として形成
されているものである。その大きさのオーダは
0.001cm²程度である。

そこでこの発明は、メツキ液の流れによる方向
性を解消するとともに電流密度、金属イオン分布
等のメツキ条件を均一化し、向上させることで、
ウエハーに於ける被メツキ面の位置に関わらず良
好なメツキ層を形成し製品の歩留りを向上し得る
半導体ウエハーのメツキ方法を提供することを目
的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的は、複数の第１噴射ノズルと複数の
第２噴射ノズルとを、相互に密接させて格子状
に、しかも第１、第２何れか一方の噴射ノズルか
ら噴射されるメツキ液が相互に干渉し合つて乱流
状態となることにより特定の流れ方向を形成する
ことのないような間隔で配列させ、第１、第２の
噴射ノズルの何れか一方からメツキ液を噴射する
と共に他方の噴射ノズルにてメツキ液を回収する
ようにし、且つメツキ液の噴射と回収とを第１、
第２の各噴射ノズルについて交互に行わせるよう
にしてなる半導体ウエハーのメツキ方法により達
成される。

＜作用＞ そして、この発明は前記の手段により、半導体
ウエハーの表面〔被メツキ面側〕に対し、多数の
噴射メツキ液流が第１或いは第２噴射ノズルのい
ずれか一方より、相互に干渉し合つて乱流状態と
なることにより特定の流れ方向を形成することの
ないような状態で、施されつつ他方によつて回収
されるものとし、これにより表面を微少化された
多数のメツキエリアからなるものとし、各メツキ
エリアを撹拌されているメツキ液にて覆い、表面
の全体を、内部に撹拌部分が多数、継続的に生じ
ているメツキ液層にて覆うことで、半導体ウエハ
ーの表面のメツキ液の流れの方向性を解消し、電
流密度、金属イオン分布等のメツキ条件を均一
化、更に向上させるものであり、更にこのメツキ
液の噴射・回収の過程を、第１、第２噴射ノズル
の間で交互に繰り返して行うことも可能で、これ
によれば、メツキ液の流れの方向性の解消、前記
メツキ条件をより一層均一且つ向上させ得るもの
で良好な金属メツキ層の形成を容易とする。又、
仮令水素ガスが発生したとしても効果的に除去
し、良好な金属メツキ層の形成を容易とし以て製
品の歩留りを向上し得るものである。

＜実施例＞ 以下、この発明の詳細を図面に基づいて説明す
る。尚、従来と共通する部分は同一符号を用いる
こととし重複説明を省略する。

第１図乃至第４図は、この発明の一実施例を示
す図である。

まず、この半導体ウエハーのメツキ方法にて使
用するメツキ装置について説明する。

このメツキ装置１５は、半導体ウエハー２〔以
下、ウエハー〕にメツキ処理を施す略円形状の第
１メツキ処理槽１６と、該第１メツキ処理槽１６
を囲繞する略円形状の第２メツキ槽１７と、第１
メツキ処理槽１６の上部に載置されるウエハー２
を押圧し固定する押圧手段１８と、メツキ液７の
供給・排出が可能な第１給排兼用パイプ１９（以
下、第１パイプ〕と、同じくメツキ液７の供給・
排出可能な第２給排兼用パイプ２０（以下、第２
パイプ〕と、第１メツキ処理槽１６及び第２メツ
キ槽１７を支持するベース体２１とからなる。

この第１メツキ処理槽１６は、略円形状の枠体
としての処理槽本体２２により全体が形成され、
この処理槽本体２２の上部に押圧手段１８と対応
しウエハー２を載置・固定すると共に第１パイプ
１９から供給されるメツキ液７によりウエハー２
にメツキ処理を施す処理部２３が設けられ、又側
面は第２パイプ２０と接続されている。

上記処理部２３は、ウエハー２と当接しメツキ
液７の外部流出防止用のシール部２４を有し前記
処理槽本体２２の上縁部に嵌合して固定される受
部材２５と、前記第１パイプ１９に接続されてい
る第１下部受部材２６と、該１下部受部材２６の
上方に設けられ後述のノズル形成体を載置、固定
すると共に第１噴射ノズル用の開口部２７を有す
る第２下部受部材２８と、格子状で第１、第２両
噴射ノズル２９，３０を形成するノズル形成体３
１と、からなる。

このノズル形成体３１は、第１、第２両噴射ノ
ズル２９，３０〔以下、第１ノズル、第２ノズ
ル〕を区画形成するノズル形成枠３２と、該ノズ
ル形成枠３２に直交して取付けられることで第
１、第２両ノズル２９，３０内を更に細分化する
区画枠３３とからなる。

尚、この区画枠３３の略下半分は、第２下部受
部材２８の表面３４上に排出されるメツキ液３５
の流れを妨げぬように切除されている。

このようにして形成された第１噴射ノズル２９
同士の間隔及び第２噴射ノズル３０同士の間隔
は、それぞれ噴射されるメツキ液１０が相互に干
渉し合つて第３図中に矢印で示すような渦流状の
乱流状態となることにより特定の流れ方向を形成
することのないような間隔で配列されている。

第２メツキ槽１７は、第１メツキ処理槽１６を
囲繞し、その側部には第２パイプ２０を受け入れ
るためのパイプ開口部３６が形成されている。

押圧手段１８は、下面の弾性体３７〔例えば、
セルスポンジ〕を介してウエハー２を押圧、固定
する押圧本体３８と、この押圧本体３８を上下方
向〔矢示Ｂ方向〕に上下動自在とすると共に適度
の圧力をかける上下動手段３９とからなる。

この上下動手段３９は、押圧本体３８に設けら
れている押圧本体軸４０〔以下、軸〕と、該軸４
０と螺合し、該軸４０の上下動を支持する横枠部
材４１と、第２メツキ槽１７の外側に取付けられ
横枠部材４１を固定している縦枠部材４２と、か
らなる。

軸４０は、ネジ部４３及び手動輪４４を有し、
一方横枠部材４１には押圧本体３８を上下動させ
るために前記ネジ部４３と螺合するネジ部４５を
備えているもので、手動輪４４の回転により、横
枠部材４１に対し、軸４０が上下方向に相対的に
に移動する。

第１パイプ１９は、前記第１下部受部材２６そ
して更に第１ノズル２９に接続され、該第１ノズ
ル２９にメツキ液７の給・排を自在とするもので
ある。

第２パイプ２０は、処理槽本体２２の側面そし
て更に第２ノズル３０に接続され、第２ノズル３
０のメツキ液７の給・排を自在とするものであ
る。

尚、これら、第１、第２両パイプ１９，２０
は、図示せぬタンク及びポンプと各々接続されて
おり、一方がメツキ液７を供給するときは、他方
が回収するものとされ、或いは又、この第１、第
２両パイプ１９，２０に於ける供給・排出の役割
を逆転し得るものともされ、任意時間毎に供給・
回収が交互に繰り返し得るものである。又、メツ
キ液７の回収の際にはより積極的に吸引して排出
を行なるようにしてもよい。

ベース体２１は、第１メツキ処理槽１６及び第
２メツキ槽１７を支持するものである。

この発明は上記メツキ装置１５を使用してメツ
キを行うもので、次にこの発明の第１実施例を説
明する。

先ず、手動輪４４を回転して押圧本体３８を上
方へ移動させ、シール部２４上にウエハー２を載
置、位置決めの後、手動輪４４を先と逆回転させ
て押圧本体３８によりウエハー２を押圧、固定す
る。

その状態で、メツキ液７が第１パイプ１９から
第２下部受部材２８の開口部２７を経て第１ノズ
ル２９に供給され、多数の噴射メツキ液流４６
〔以下、メツキ液流〕として噴出し、メツキ液流
４６をウエハー２の表面３〔被メツキ面４側〕に
浴びて該表面３にメツキ液層４７を形成する。

小サイズの多数の第１ノズル２９より多数のメ
ツキ液流４６が噴出し、第２ノズル３０にて排出
を同時に行うことで、メツキエリア７０を微少化
し、各メツキエリア７０内ではメツキ液７が第３
図中に矢印で示すような渦流状の乱流状態を形成
し、被メツキ面４に接する側においてその流れに
方向性を与えないような撹拌状態となつているこ
とから、表面３の全体を覆うメツキ液層４７はい
たるところに撹拌部８を生じており、従来のメツ
キ液７の流れの方向性を解消すると共にノズル形
成体３１の格子の影響をも解消しているものであ
る。

第３図に示す如く、第１ノズル２９より噴射さ
れた多数のメツキ液流４６は、一部がウエハー２
の表面３に達し、メツキエリア７０の近傍に撹拌
部８を生じると共に他の一部はその両隣のウエハ
ー２の表面３に分流しようとするが、一方、隣合
う第１ノズル２９からも同様にメツキ液流４６が
分流しようとするため、第１噴射ノズル２９間で
もメツキ液７同士が衝突して撹拌部８を生じ、こ
れによりウエハー２の表面３は、いたるところ適
度な撹拌作用が生じているメツキ液層４７にて覆
われ、金属イオン分布、電流密度等のメツキ条件
を均一とし更に向上させることができ、仮令水素
ガスが発生したとしても効果的に除去でき、良好
なメツキ層を形成し得るものである。

そして、第１ノズル２９から噴射し第２ノズル
３０内に流下したメツキ液３５は、第２下部受部
材２８の表面３４を伝わつて流れ、第２パイプ２
０により排出され、図示せぬタンクに回収され、
循環して再使用される。

又、メツキ液７の供給と排出を逆転させてメツ
キ液７を第２ノズル３０から噴出させると共に第
１ノズル２９により回収・排出させることもでき
るものである。

メツキ液７の噴射と回収・排出を任意時間毎に
第１、第２両ノズル２９，３０で交互に行わせる
ことで、メツキ液７の流れの方向性の解消と、金
属イオン分布、電流密度等のメツキ条件の均一、
向上をより一層促進せしめるものである。

そして、メツキ処理の終了したウエハー２は、
ウエハー２のセツト時とは逆に手動輪４４を回転
し押圧本体３８を上方へ移動させてウエハー２を
取り外して交換するものである。

尚、４８はカソード接点用のリード線であり、
７１はアノードであり、又押圧手段１８は図示の
例に限定されるものでなく、シリンダとピストン
を用い空圧を利用してもよいものである。

尚、図示はしないが、上記実施例の押圧手段１
８に代えて押圧本体３８を回転自在とする回転手
段を採用しても良いものである。即ち、ネジ部４
３，４５を廃止し、軸４０にギヤ機構、歯車の如
き回転力伝達手段を設け、モータの如き駆動手段
の回転力を前記回転力伝達手段を介して伝達し押
圧本体３８を回転自在とするものである。

この回転手段を採用した場合、ウエハー２を適
宜の保持手段にて回転手段の下面側に保持し、ウ
エハー２を回転させつつメツキ液７を施すので、
連続的に移動している被メツキ面４は、常に新た
な撹拌部８と接触し、その結果、表面３が撹拌部
８を有するメツキ液層４７にて覆われた状態を維
持しつつ被メツキ面４は多数の撹拌部８と順次、
接触し通過するため、メツキ液７の流れの方向性
が完全に解消され、金属イオン分布の偏り、位置
的な電流密度の差異等が解消されてメツキ条件は
より一層均一且つ向上し、仮令水素ガス１２が発
生したとしても効果的に除去でき、良好なメツキ
層９を形成し得るものである。更に又、ウエハー
２の端部より不活性ガスを吹き出させ、いわゆる
エアカーテンにてメツキ液７の廻り込みを規制す
ることも十分に可能である。

＜効果＞ この発明に係る半導体ウエハーのメツキ方法
は、以上説明してきた如き内容のものなので、多
くの効果が期待でき、その内の主なものを列挙す
ると以下の通りである。

(イ) ウエハーの表面〔被メツキ面側〕の全体にわ
たり、ウエハーの表面面積に対し小サイズで多
数のメツキ液流の噴出と排出を同時に行うこと
で、メツキエリアを微少化し、その各々を十分
に撹拌されている液で覆つているので、メツキ
液流の方向性を解消することができ、 (ロ) 連続的且つ全面的に撹拌されているメツキ液
層によりウエハーの表面〔被メツキ面側〕を覆
つているので、電流密度、金属イオン分布等の
メツキ条件を均一にそして向上させ得、 (ハ) 方向性の解消、メツキ条件を均一、向上させ
ることによりウエハーに於けるレジストの位置
にかかわらず形状、厚さ、サイズ等の点で良好
な金属メツキ層を形成でき製品の歩留りを向上
させることができ、 (ニ) ウエハーの表面〔被メツキ面側〕のメツキ液
層内にてメツキ液の撹拌作用を生ぜしめている
ので、仮令水素ガスが発生したとしても効果的
に除去できき、メツキの欠けを防止でき、 (ホ) 第１噴射ノズルと第２噴射ノズルによるメツ
キ液の噴射、回収の過程は、任意時間毎に交互
に行わしめることもできるので、方向性の解
消、メツキ条件の均一、向上がより一層確実且
つ容易に達成でき、更にメツキの欠けを防止し
得て良好な金属メツキ層を形成で、製品の歩留
りを向上させることができるという効果があ
る。

更に実施例によれば、 (ヘ) 手動輪の回転により押圧本体を上下方向へ移
動させれば、ウエハーの着脱、交換が極めて容
易にできるという付随的な効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る半導体ウエハーのメツ
キ方法の一実施例にて用いられるメツキ装置を示
す概略断面図、第２図は、第１図に示されたメツ
キ装置の受部材を示す概略正面説明図、第３図
は、第１図に於いて噴射されたメツキ液の流動状
況を示す部分拡大断面図、第４図は、第１、第２
両噴射ノズルを示す部分拡大斜視図、第５図は、
従来の半導体ウエハーのメツキ方法でのメツキ液
の流動状況を示す拡大断面図、第６図は、撹拌部
の形成状況を示す第５図中矢示部の部分拡大断
面図、第７図は、第６図中矢示部に形成される
良好な金属メツキ層を示す部分拡大断面図、第８
図は、第５図中矢示部に形成される金属メツキ
層を示す部分拡大断面図、そして第９図は、ガス
の発生によりメツキに欠けが発生した状況を示す
部分拡大断面図である。 １，４６……噴射メツキ液流、２……半導体ウ
エハー、３……表面、４……被メツキ面、７，１
０，３５……メツキ液、９……金属メツキ層、１
１……レジスト層、２９……第１噴射ノズル、３
０……第２噴射ノズル、４７……噴射メツキ液
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体ウエハー上に多数区画形成された配線
   パターン上の微小部位を選択的にメツキする半導
   体ウエハーのメツキ方法であつて、 複数の第１噴射ノズルと複数の第２噴射ノズル
   とを、相互に密接させて格子状に、しかも第１、
   第２何れか一方の噴射ノズルから噴射されるメツ
   キ液が相互に干渉し合つて乱流状態となることに
   より特定の流れ方向を形成することのないような
   間隔で配列させ、第１、第２の噴射ノズルの何れ
   か一方からメツキ液を噴射すると共に他方の噴射
   ノズルにてメツキ液を回収するようにし、且つメ
   ツキ液の噴射と回収とを第１、第２の各噴射ノズ
   ルについて交互に行わせるようにすることを特徴
   とする半導体ウエハーのメツキ方法。