JPH04311591A - 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Info
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- JPH04311591A JPH04311591A JP10384091A JP10384091A JPH04311591A JP H04311591 A JPH04311591 A JP H04311591A JP 10384091 A JP10384091 A JP 10384091A JP 10384091 A JP10384091 A JP 10384091A JP H04311591 A JPH04311591 A JP H04311591A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カソード電極とアノー
ド電極とをめっき液中に配し、電気めっきを行うめっき
装置に関する。
ド電極とをめっき液中に配し、電気めっきを行うめっき
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気めっきは、磁気装置及び薄膜の電気
素子の製造に永年使われている。ウェハ上に電気めっき
による精密めっきを施す場合、めっき液の攪拌，温度，
電流密度，及びｐＨを精密に制御する必要がある。特に
、合金等をめっきし、これを機能性膜として使用する場
合には、膜の組成等がその特性に大きく影響するため、
めっき条件の変動に対して敏感に組成が変動するめっき
浴では、めっき条件を変動させないために、より精密な
制御を行うことが必要とされる。例えば、薄膜磁気ヘッ
ド等に用いるＮｉＦｅ合金めっきは、異常共析型に属し
、Ｎｉに比べてＦｅが析出し易く、めっき条件の変動に
対して敏感にその組成が変動する。
素子の製造に永年使われている。ウェハ上に電気めっき
による精密めっきを施す場合、めっき液の攪拌，温度，
電流密度，及びｐＨを精密に制御する必要がある。特に
、合金等をめっきし、これを機能性膜として使用する場
合には、膜の組成等がその特性に大きく影響するため、
めっき条件の変動に対して敏感に組成が変動するめっき
浴では、めっき条件を変動させないために、より精密な
制御を行うことが必要とされる。例えば、薄膜磁気ヘッ
ド等に用いるＮｉＦｅ合金めっきは、異常共析型に属し
、Ｎｉに比べてＦｅが析出し易く、めっき条件の変動に
対して敏感にその組成が変動する。
【０００３】めっき条件の中で、その変動を防ぐことが
特に困難であるのは、再現性良くウェハ表面上にめっき
液の均一な流れを作るという条件である。この条件を実
現するための装置としては、めっき槽の中心部にて、均
一な速度で前後運動をするパドル式の攪拌器を備え、該
攪拌器の往復運動によってウェハを装着したカソード基
板上にめっき液の層状の流れを作るようにしたパドル式
往復運動攪拌めっき装置が提案されている（米国特許４
１０２７５６ 号）。また、その他には、めっき液の流
れを与えるように固定された２つの壁材によって限定さ
れた流路を形成し、その流路の下方から上方へめっき液
を通流させて流路の上端からめっき液をオーバーフロー
させ、ウェハを装着したカソード電極上にめっき液の層
状の流れを作るようにした電解めっき槽が提案されてい
る（特開昭６２−２０７８９５ 号公報）。さらに、そ
の下面の入口からめっき液を導入し、その上端の、櫛歯
状をした部材から前記めっき液をオーバーフローさせる
、所謂カップを備えたカップ式噴流めっき装置において
、前記入口の上部に簡単な構造の整流器を配し、これに
よってめっき液の流れを制御し、これと共に、ウェハを
装着したカソード電極を回転させることにより、めっき
液の流れを制御し、めっき液の流れ全体の流速を均一と
するようにした装置が提案されている（特開平２−２２
５６９３号公報）。
特に困難であるのは、再現性良くウェハ表面上にめっき
液の均一な流れを作るという条件である。この条件を実
現するための装置としては、めっき槽の中心部にて、均
一な速度で前後運動をするパドル式の攪拌器を備え、該
攪拌器の往復運動によってウェハを装着したカソード基
板上にめっき液の層状の流れを作るようにしたパドル式
往復運動攪拌めっき装置が提案されている（米国特許４
１０２７５６ 号）。また、その他には、めっき液の流
れを与えるように固定された２つの壁材によって限定さ
れた流路を形成し、その流路の下方から上方へめっき液
を通流させて流路の上端からめっき液をオーバーフロー
させ、ウェハを装着したカソード電極上にめっき液の層
状の流れを作るようにした電解めっき槽が提案されてい
る（特開昭６２−２０７８９５ 号公報）。さらに、そ
の下面の入口からめっき液を導入し、その上端の、櫛歯
状をした部材から前記めっき液をオーバーフローさせる
、所謂カップを備えたカップ式噴流めっき装置において
、前記入口の上部に簡単な構造の整流器を配し、これに
よってめっき液の流れを制御し、これと共に、ウェハを
装着したカソード電極を回転させることにより、めっき
液の流れを制御し、めっき液の流れ全体の流速を均一と
するようにした装置が提案されている（特開平２−２２
５６９３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如きパドル式往復運動攪拌めっき装置及び電解めっき槽
では、めっき液の全流路に亘って層状の流れを作ること
ができないという問題がった。また、前述の如きカソー
ド電極を回転させるカップ式噴流めっき装置では、カソ
ード電極を回転させるので、めっき液はカップの中心部
から外側へ向かって均一に流れるが、めっき液はカップ
の中心部から外側へ向かってめっき反応をしながら流れ
るから、めっき液の濃度等の特性が中心部から外側へ向
かうに従って変化するという問題があり、さらに、簡単
な構造の整流器は、ウェハ上の微妙な流れの制御ができ
ないため、めっき液の流れの変動に対してその組成が敏
感に変動する合金めっき等には、適していないという問
題があった。
如きパドル式往復運動攪拌めっき装置及び電解めっき槽
では、めっき液の全流路に亘って層状の流れを作ること
ができないという問題がった。また、前述の如きカソー
ド電極を回転させるカップ式噴流めっき装置では、カソ
ード電極を回転させるので、めっき液はカップの中心部
から外側へ向かって均一に流れるが、めっき液はカップ
の中心部から外側へ向かってめっき反応をしながら流れ
るから、めっき液の濃度等の特性が中心部から外側へ向
かうに従って変化するという問題があり、さらに、簡単
な構造の整流器は、ウェハ上の微妙な流れの制御ができ
ないため、めっき液の流れの変動に対してその組成が敏
感に変動する合金めっき等には、適していないという問
題があった。
【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、回転式のカソード電極を用いてめっきを行う場
合に、カソード電極に沿って流れるめっき液の濃度等の
特性の変化を抑制することにより、ウェハ上に膜質，組
成及び膜厚が精密に均一なめっき膜を得ることを可能と
するめっき装置及び方法を提供することを目的とする。
であり、回転式のカソード電極を用いてめっきを行う場
合に、カソード電極に沿って流れるめっき液の濃度等の
特性の変化を抑制することにより、ウェハ上に膜質，組
成及び膜厚が精密に均一なめっき膜を得ることを可能と
するめっき装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のめっ
き装置は、その一面に試料を装着して周方向に回転する
円盤状のカソード電極と、前記一面と対向配置されたア
ノード電極とをめっき液中に配し、カソード電極とアノ
ード電極との間に通電することにより電気めっきを行う
めっき装置において、前記カソード電極の回転軸線上に
配され、その内部に複数の円筒状の内壁を同軸的に設け
た筒体を備え、該筒体内の空間の夫々からめっき液をカ
ソード電極の前記一面に供給するようにしてあることを
特徴とする。
き装置は、その一面に試料を装着して周方向に回転する
円盤状のカソード電極と、前記一面と対向配置されたア
ノード電極とをめっき液中に配し、カソード電極とアノ
ード電極との間に通電することにより電気めっきを行う
めっき装置において、前記カソード電極の回転軸線上に
配され、その内部に複数の円筒状の内壁を同軸的に設け
た筒体を備え、該筒体内の空間の夫々からめっき液をカ
ソード電極の前記一面に供給するようにしてあることを
特徴とする。
【０００７】本発明に係る第２のめっき装置は、その一
面に試料を装着して周方向に回転する円盤状のカソード
電極と、前記一面と対向配置されたアノード電極とをめ
っき液中に配し、カソード電極とアノード電極との間に
通電することにより電気めっきを行うめっき装置におい
て、その内部に樋形状の内壁を同軸的に複数設けた扇状
断面の筒を前記カソード電極の回転軸線の回りに連設し
、隣合う筒の前記内壁の径を異ならせてある筒体を備え
、該筒体内の空間の夫々からめっき液を前記カソード電
極の一面に供給するようにしてあることを特徴とする。
面に試料を装着して周方向に回転する円盤状のカソード
電極と、前記一面と対向配置されたアノード電極とをめ
っき液中に配し、カソード電極とアノード電極との間に
通電することにより電気めっきを行うめっき装置におい
て、その内部に樋形状の内壁を同軸的に複数設けた扇状
断面の筒を前記カソード電極の回転軸線の回りに連設し
、隣合う筒の前記内壁の径を異ならせてある筒体を備え
、該筒体内の空間の夫々からめっき液を前記カソード電
極の一面に供給するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】本発明に係る第１のめっき方法は、請求項
１記載のめっき装置を用いてめっきを行う方法であって
、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒体内の内側か
ら外側に向かうに従って多くすることを特徴とする。
１記載のめっき装置を用いてめっきを行う方法であって
、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒体内の内側か
ら外側に向かうに従って多くすることを特徴とする。
【０００９】本発明に係る第２のめっき方法は、請求項
２記載のめっき装置を用いてめっきを行う方法であって
、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒体内の内側か
ら外側に向かうに従って多くすることを特徴とする。
２記載のめっき装置を用いてめっきを行う方法であって
、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒体内の内側か
ら外側に向かうに従って多くすることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の第１のめっき装置では、カソード電極
が回転するので、その回転によって、めっき液は、中心
部から外周部へ向かって一様に流れるが、この場合、め
っき液は、めっき反応をしつつ流れるので、このめっき
反応によってその濃度等の特性が変化するが、めっき液
が中心部から外周部へ向かって流れるに従って筒体内の
空間の夫々から新たなめっき液が供給されるので、カソ
ード電極に沿って流れるめっき液の濃度等の特性は、そ
の中心部から外周部に亘って一様となる。
が回転するので、その回転によって、めっき液は、中心
部から外周部へ向かって一様に流れるが、この場合、め
っき液は、めっき反応をしつつ流れるので、このめっき
反応によってその濃度等の特性が変化するが、めっき液
が中心部から外周部へ向かって流れるに従って筒体内の
空間の夫々から新たなめっき液が供給されるので、カソ
ード電極に沿って流れるめっき液の濃度等の特性は、そ
の中心部から外周部に亘って一様となる。
【００１１】本発明の第２のめっき装置では、第１のめ
っき装置と同様にめっき液が中心部から外周部へ向かっ
て流れるに従って筒体内の空間の夫々から新たなめっき
液が供給されるので、カソード電極に沿って流れるめっ
き液の濃度等の特性は、その中心部から外周部に亘って
一様となり、さらに、筒体の隣合う筒にあってはその内
壁の径を異ならせてあるため、隣合う筒の空間からカソ
ード電極に供給されるめっき液は、夫々カソード電極の
径方向における異なる位置に到達することとなり、カソ
ード電極に沿って流れるめっき液の濃度等の特性は、そ
の中心部から外周部に亘ってさらに一様となる。
っき装置と同様にめっき液が中心部から外周部へ向かっ
て流れるに従って筒体内の空間の夫々から新たなめっき
液が供給されるので、カソード電極に沿って流れるめっ
き液の濃度等の特性は、その中心部から外周部に亘って
一様となり、さらに、筒体の隣合う筒にあってはその内
壁の径を異ならせてあるため、隣合う筒の空間からカソ
ード電極に供給されるめっき液は、夫々カソード電極の
径方向における異なる位置に到達することとなり、カソ
ード電極に沿って流れるめっき液の濃度等の特性は、そ
の中心部から外周部に亘ってさらに一様となる。
【００１２】前記第１のめっき装置を用いてめっきを行
う場合、筒体内の外側の空間よりも内側の空間の方がめ
っき液の供給量が多いと、カソード電極に沿ってその中
心部から外周部へ向かって流れるめっき液の流れに遮ら
れて、筒体内の外側の空間から供給されるめっき液がカ
ソード電極まで到達しない虞がある。本発明の第１のめ
っき方法では、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒
体内の内側から外側に向かうに従って多くするので、筒
体内の外側の空間から供給されるめっき液は、カソード
電極に沿って流れるめっき液に遮られることなくカソー
ド電極に到達する。
う場合、筒体内の外側の空間よりも内側の空間の方がめ
っき液の供給量が多いと、カソード電極に沿ってその中
心部から外周部へ向かって流れるめっき液の流れに遮ら
れて、筒体内の外側の空間から供給されるめっき液がカ
ソード電極まで到達しない虞がある。本発明の第１のめ
っき方法では、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒
体内の内側から外側に向かうに従って多くするので、筒
体内の外側の空間から供給されるめっき液は、カソード
電極に沿って流れるめっき液に遮られることなくカソー
ド電極に到達する。
【００１３】前記第２のめっき装置を用いてめっきを行
う場合、筒体内の外側の空間よりも内側の空間の方がめ
っき液の供給量が多いと、カソード電極に沿ってその中
心部から外周部へ向かって流れるめっき液の流れに遮ら
れて、筒体内の外側の空間から供給されるめっき液がカ
ソード電極まで到達しない虞がある。本発明の第２のめ
っき方法では、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒
体内の内側から外側に向かうに従って多くするので、筒
体内の外側の空間から供給されるめっき液は、カソード
電極に沿って流れるめっき液に遮られることなくカソー
ド電極に到達する。
う場合、筒体内の外側の空間よりも内側の空間の方がめ
っき液の供給量が多いと、カソード電極に沿ってその中
心部から外周部へ向かって流れるめっき液の流れに遮ら
れて、筒体内の外側の空間から供給されるめっき液がカ
ソード電極まで到達しない虞がある。本発明の第２のめ
っき方法では、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒
体内の内側から外側に向かうに従って多くするので、筒
体内の外側の空間から供給されるめっき液は、カソード
電極に沿って流れるめっき液に遮られることなくカソー
ド電極に到達する。
【００１４】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係るめっき装置の
構造を示す模式的縦断面図、図２はそのめっき槽の模式
的横断面図である。
て具体的に説明する。図１は本発明に係るめっき装置の
構造を示す模式的縦断面図、図２はそのめっき槽の模式
的横断面図である。
【００１５】図中１はアクリル樹脂製のめっき槽であり
、該めっき槽１は、有底円筒形の外槽１１の内部に、そ
の底部を外槽１１と共有し、その上端部１２ａ の外径
が、それ以外の部分である本体部１２ｂ の外径よりも
大である段付き有底円筒形の内槽１２を、同軸的に備え
ている。内槽１２の本体部１２ｂ の内部には、内槽１
２の本体部１２ｂ 内の空間を、中心部の円柱状空間１
２２ と、その周囲の複数の円筒状空間１２３，１２３
，…とに区分けする円筒形の複数の内壁１２１，１２１
，…が同軸的に備えられている。また内壁１２１，１２
１，…の夫々の上端部は、上端へ向かうに従って所定量
拡径されている。
、該めっき槽１は、有底円筒形の外槽１１の内部に、そ
の底部を外槽１１と共有し、その上端部１２ａ の外径
が、それ以外の部分である本体部１２ｂ の外径よりも
大である段付き有底円筒形の内槽１２を、同軸的に備え
ている。内槽１２の本体部１２ｂ の内部には、内槽１
２の本体部１２ｂ 内の空間を、中心部の円柱状空間１
２２ と、その周囲の複数の円筒状空間１２３，１２３
，…とに区分けする円筒形の複数の内壁１２１，１２１
，…が同軸的に備えられている。また内壁１２１，１２
１，…の夫々の上端部は、上端へ向かうに従って所定量
拡径されている。
【００１６】調整槽２にはその温度， 濃度及びｐＨが
管理されためっき液が貯留されており、調整槽２内のめ
っき液は、その中途部にポンプＰを介設してなる流出管
２１，ポンプＰの出側の流出管２１を分岐してなり、そ
の中途に流量制御用弁２３，２３，…を夫々介設してな
る導入管２２，２２，…とを介して、円柱状空間１２２
及び円筒状空間１２３，１２３，…の夫々の底部から
内槽１２内に導入されるようになっている。また、この
ようにして内槽１２内に導入されためっき液は、内槽１
２からオーバーフローして前記外槽１１と内槽１２との
間の空間に溜まり、溜まっためっき液は、前記空間の底
部から導出管２４を介して、調整槽２へ環流するように
なっている。
管理されためっき液が貯留されており、調整槽２内のめ
っき液は、その中途部にポンプＰを介設してなる流出管
２１，ポンプＰの出側の流出管２１を分岐してなり、そ
の中途に流量制御用弁２３，２３，…を夫々介設してな
る導入管２２，２２，…とを介して、円柱状空間１２２
及び円筒状空間１２３，１２３，…の夫々の底部から
内槽１２内に導入されるようになっている。また、この
ようにして内槽１２内に導入されためっき液は、内槽１
２からオーバーフローして前記外槽１１と内槽１２との
間の空間に溜まり、溜まっためっき液は、前記空間の底
部から導出管２４を介して、調整槽２へ環流するように
なっている。
【００１７】内壁１２１，１２１，…の上部における内
槽１２の上端部１２ａ 内には、円盤状のカソード電極
である回転電極３が配設されており、また、円柱状空間
１２２ 内の下部及びその最も外側の空間を除く円筒状
空間１２３，１２３，…内の下部には夫々、その底部に
固定された金属棒４０，４０， …によって支持された
、Ｎｉ製の網状のアノード電極４，４，…が、前記回転
電極３と平行に配設されている。前記アノード電極４，
４，…は網状であるため、その網目の中をめっき液が通
過できるようになっている。前記金属棒４０は、直流電
源６の負側端子と電気的に接続されており、アノード電
極４は金属棒４０を介して直流電源６の負側端子と導通
されている。
槽１２の上端部１２ａ 内には、円盤状のカソード電極
である回転電極３が配設されており、また、円柱状空間
１２２ 内の下部及びその最も外側の空間を除く円筒状
空間１２３，１２３，…内の下部には夫々、その底部に
固定された金属棒４０，４０， …によって支持された
、Ｎｉ製の網状のアノード電極４，４，…が、前記回転
電極３と平行に配設されている。前記アノード電極４，
４，…は網状であるため、その網目の中をめっき液が通
過できるようになっている。前記金属棒４０は、直流電
源６の負側端子と電気的に接続されており、アノード電
極４は金属棒４０を介して直流電源６の負側端子と導通
されている。
【００１８】前記回転電極３上面の中心部には、回転電
極３の回転軸３０（ステンレス製）が取付けられている
。 回転軸３０はサーボモータ５によって軸心回転させられ
るようになっており、回転電極３は回転軸３０の軸心回
転に伴って回転するようになっている。また、回転軸３
０の軸長方向の中途部には、めっき槽１の上部に配され
てなり、回転軸３０を支承する軸受部１３が設けられて
いる。軸受部１３は、円筒状の軸受ケース１３０ の内
部に、回転軸３０を支承するボールベアリング１３１
と、該ボールベアリング１３１ の上下に２段ずつ設け
られた腐食防止用のテフロンＯリング１３２，１３２，
１３２，１３２ とを備えており、回転電極３の回転時
の偏心を防ぐ。
極３の回転軸３０（ステンレス製）が取付けられている
。 回転軸３０はサーボモータ５によって軸心回転させられ
るようになっており、回転電極３は回転軸３０の軸心回
転に伴って回転するようになっている。また、回転軸３
０の軸長方向の中途部には、めっき槽１の上部に配され
てなり、回転軸３０を支承する軸受部１３が設けられて
いる。軸受部１３は、円筒状の軸受ケース１３０ の内
部に、回転軸３０を支承するボールベアリング１３１
と、該ボールベアリング１３１ の上下に２段ずつ設け
られた腐食防止用のテフロンＯリング１３２，１３２，
１３２，１３２ とを備えており、回転電極３の回転時
の偏心を防ぐ。
【００１９】また、回転軸３０の軸長方向における軸受
部１３とサーボモータ５との間には、直流電源６からの
電流を回転軸３０に流すべく直流電源６の正側端子と接
続された、りん青銅製のブラシ７と、その外周がブラシ
７に接触するように回転軸３０を内嵌した導通用鋼管８
とが配設されている。これにより、回転電極３は回転軸
３０，導通用鋼管８及びブラシ７を介して直流電源６の
正側端子と導通している。回転軸３０は、導通用鋼管８
が嵌入された部分及び回転電極３への取付け部分等の導
通部分以外の部分を、腐食防止のためにテフロン皮膜に
て絶縁してある。
部１３とサーボモータ５との間には、直流電源６からの
電流を回転軸３０に流すべく直流電源６の正側端子と接
続された、りん青銅製のブラシ７と、その外周がブラシ
７に接触するように回転軸３０を内嵌した導通用鋼管８
とが配設されている。これにより、回転電極３は回転軸
３０，導通用鋼管８及びブラシ７を介して直流電源６の
正側端子と導通している。回転軸３０は、導通用鋼管８
が嵌入された部分及び回転電極３への取付け部分等の導
通部分以外の部分を、腐食防止のためにテフロン皮膜に
て絶縁してある。
【００２０】図３は回転電極３の裏面図、図４は回転電
極３の要部拡大縦断面図である。回転電極３は樹脂製の
円盤状のウェハホルダ３１の下面にこれと同径の導電板
３２を取付けてなり、導電板３２は、その中心部におい
て回転軸３０と導通されている。ウェハホルダ３１には
、その径よりも小径の、異なる２つの同心円上に夫々、
正方形の穴３１０，３１０ …を４等配してあり、また
、導電板３２には、ウェハホルダ３１に設けられた穴３
１０，３１０ …よりも小さい正方形の穴３２０，３２
０ …を前記２つの同心円上に夫々、４等配してあり、
ウェハホルダ３１と導電板３２とは穴３１０，３１０
…と穴３２０，３２０…とが重なるように取付けられて
いる。 また、導電板３２の下面の中心部及び外縁部等の図中斜
線にて示す箇所には、テフロン皮膜３２１ がマスキン
グされており、これらの箇所はめっき液と絶縁される。 そして、ウェハホルダ３１の穴３１０，３１０ …の夫
々には、ウェハ９，９…が、穴３２０，３２０ …の縁
部によって支持されるように装入される。このようにウ
ェハホルダ３１の穴３１０，３１０ …の夫々に装入さ
れたウェハ９，９…は、その下面が導電板３２の穴３２
０，３２０ …から回転電極３の下面側に露出する。ま
た、導電板３２におけるウェハ９と接触する部分及びテ
フロン皮膜３２１が施されていない部分は、めっき液に
溶解しないように金めっきが施されている。
極３の要部拡大縦断面図である。回転電極３は樹脂製の
円盤状のウェハホルダ３１の下面にこれと同径の導電板
３２を取付けてなり、導電板３２は、その中心部におい
て回転軸３０と導通されている。ウェハホルダ３１には
、その径よりも小径の、異なる２つの同心円上に夫々、
正方形の穴３１０，３１０ …を４等配してあり、また
、導電板３２には、ウェハホルダ３１に設けられた穴３
１０，３１０ …よりも小さい正方形の穴３２０，３２
０ …を前記２つの同心円上に夫々、４等配してあり、
ウェハホルダ３１と導電板３２とは穴３１０，３１０
…と穴３２０，３２０…とが重なるように取付けられて
いる。 また、導電板３２の下面の中心部及び外縁部等の図中斜
線にて示す箇所には、テフロン皮膜３２１ がマスキン
グされており、これらの箇所はめっき液と絶縁される。 そして、ウェハホルダ３１の穴３１０，３１０ …の夫
々には、ウェハ９，９…が、穴３２０，３２０ …の縁
部によって支持されるように装入される。このようにウ
ェハホルダ３１の穴３１０，３１０ …の夫々に装入さ
れたウェハ９，９…は、その下面が導電板３２の穴３２
０，３２０ …から回転電極３の下面側に露出する。ま
た、導電板３２におけるウェハ９と接触する部分及びテ
フロン皮膜３２１が施されていない部分は、めっき液に
溶解しないように金めっきが施されている。
【００２１】また、図４に示されるように、ウェハホル
ダ３１における正方形の穴３１０ の夫々の上部には、
ねじ穴３１１ が形成されており、ウェハ９がウェハホ
ルダ３１の穴３１０に装入された場合、ウェハ９の上に
緩衝用のＯリング３１２ が載置され、夫々のねじ穴３
１１ に円形の蓋３１３ が螺入されることにより、ウ
ェハ９はウェハホルダ３１の穴３１０ 内に装着される
ようになっている。
ダ３１における正方形の穴３１０ の夫々の上部には、
ねじ穴３１１ が形成されており、ウェハ９がウェハホ
ルダ３１の穴３１０に装入された場合、ウェハ９の上に
緩衝用のＯリング３１２ が載置され、夫々のねじ穴３
１１ に円形の蓋３１３ が螺入されることにより、ウ
ェハ９はウェハホルダ３１の穴３１０ 内に装着される
ようになっている。
【００２２】以上の如く構成されためっき装置を用いて
めっきを行う場合、内槽１２の円柱状空間１２２ 及び
円筒状空間１２３，１２３，…内にめっき液が導入され
、回転電極３がサーボモータによって回転させられる。 円柱状空間１２２ 及び円筒状空間１２３，１２３，…
内に導入されためっき液は図５の如く流れる。図５は内
槽１２内のめっき液の流れを示す模式図である。図中の
矢符にて示される如く、めっき液は、円柱状空間１２２
及び円筒状空間１２３，１２３，…内において夫々下方
から上方へ流れ、内壁１２１，１２１，…の上端部が拡
径されているために前記上端部においてその流れの方向
が内槽１２の外周方向へ所定角度変化して流れる。そし
て、円柱状空間１２２ 及び円筒状空間１２３，１２３
，…内から上方へ流れ出ためっき液は回転電極３の下面
にて合流し、回転電極３の下面に沿ってその中心部から
径方向外側へ向けて流れる。このように流れるめっき液
は、回転電極３に装着したウェハ９に対してめっき反応
し、ウェハ９にめっきが施される。
めっきを行う場合、内槽１２の円柱状空間１２２ 及び
円筒状空間１２３，１２３，…内にめっき液が導入され
、回転電極３がサーボモータによって回転させられる。 円柱状空間１２２ 及び円筒状空間１２３，１２３，…
内に導入されためっき液は図５の如く流れる。図５は内
槽１２内のめっき液の流れを示す模式図である。図中の
矢符にて示される如く、めっき液は、円柱状空間１２２
及び円筒状空間１２３，１２３，…内において夫々下方
から上方へ流れ、内壁１２１，１２１，…の上端部が拡
径されているために前記上端部においてその流れの方向
が内槽１２の外周方向へ所定角度変化して流れる。そし
て、円柱状空間１２２ 及び円筒状空間１２３，１２３
，…内から上方へ流れ出ためっき液は回転電極３の下面
にて合流し、回転電極３の下面に沿ってその中心部から
径方向外側へ向けて流れる。このように流れるめっき液
は、回転電極３に装着したウェハ９に対してめっき反応
し、ウェハ９にめっきが施される。
【００２３】回転電極３の下面では、その回転によって
、めっき液が中心部から外周部へ向かって一様に流れる
。この場合、めっき液は、めっき反応をしつつ流れるが
、めっき液が中心部から外周部へ向かって流れるに従っ
て円筒状空間１２３，１２３，…の夫々から新たなめっ
き液がめっき液の流れに合流するので、回転電極３の下
面におけるめっき液の濃度等の特性は、その中心部から
外周部に亘って一様となる。
、めっき液が中心部から外周部へ向かって一様に流れる
。この場合、めっき液は、めっき反応をしつつ流れるが
、めっき液が中心部から外周部へ向かって流れるに従っ
て円筒状空間１２３，１２３，…の夫々から新たなめっ
き液がめっき液の流れに合流するので、回転電極３の下
面におけるめっき液の濃度等の特性は、その中心部から
外周部に亘って一様となる。
【００２４】また、円柱状空間１２２ 及び円筒状空間
１２３，１２３，…の夫々から回転電極３へ向けて流れ
るめっき液の流量は、内槽１２の中心部（円柱状空間１
２２ ）から外周部へ向かうに従って多くなるようにす
るのが最適である。 これは、内槽１２の中心側の空間の流量が多いと、その
外周側の空間からめっき液が回転電極３へ向けて供給で
きなくなるからである。
１２３，１２３，…の夫々から回転電極３へ向けて流れ
るめっき液の流量は、内槽１２の中心部（円柱状空間１
２２ ）から外周部へ向かうに従って多くなるようにす
るのが最適である。 これは、内槽１２の中心側の空間の流量が多いと、その
外周側の空間からめっき液が回転電極３へ向けて供給で
きなくなるからである。
【００２５】次に、本発明のその他の実施例について説
明する。図６は本発明のその他の実施例を示すめっき槽
１の模式的横断面図である。図６に示されるめっき槽１
は、その内部に複数の樋形状の内壁１２４，１２４ …
を同軸的に設けた扇状断面の筒１２０，１２０ …を前
記回転電極３の回転軸３０の軸線の回りに連設し、隣合
う筒１２０，１２０ の内壁１２４，１２４ …の径を
異ならせてある筒状の内槽１２を備えている。このよう
な内槽１２にあっては、隣合う筒１２０，１２０ 内の
内壁１２４，１２４ …の径を異ならせてあるため、隣
合う筒１２０，１２０ 内の扇状断面の空間である扇状
空間１２５，１２５，…から回転電極３に向けて供給さ
れるめっき液は、夫々回転電極３の径方向における異な
る位置に到達することとなり、回転電極３に沿って流れ
るめっき液の濃度等，反応率の特性は、その中心部から
外周部に亘ってさらに一様となる。また、このような構
成の内槽１２を有するめっき装置にあっても、扇状空間
１２５，１２５，…の夫々から回転電極３へ向けて流れ
るめっき液の流量は、内槽１２の中心部から外周部へ向
かうに従って多くなるようにするのが最適である。
明する。図６は本発明のその他の実施例を示すめっき槽
１の模式的横断面図である。図６に示されるめっき槽１
は、その内部に複数の樋形状の内壁１２４，１２４ …
を同軸的に設けた扇状断面の筒１２０，１２０ …を前
記回転電極３の回転軸３０の軸線の回りに連設し、隣合
う筒１２０，１２０ の内壁１２４，１２４ …の径を
異ならせてある筒状の内槽１２を備えている。このよう
な内槽１２にあっては、隣合う筒１２０，１２０ 内の
内壁１２４，１２４ …の径を異ならせてあるため、隣
合う筒１２０，１２０ 内の扇状断面の空間である扇状
空間１２５，１２５，…から回転電極３に向けて供給さ
れるめっき液は、夫々回転電極３の径方向における異な
る位置に到達することとなり、回転電極３に沿って流れ
るめっき液の濃度等，反応率の特性は、その中心部から
外周部に亘ってさらに一様となる。また、このような構
成の内槽１２を有するめっき装置にあっても、扇状空間
１２５，１２５，…の夫々から回転電極３へ向けて流れ
るめっき液の流量は、内槽１２の中心部から外周部へ向
かうに従って多くなるようにするのが最適である。
【００２６】次に、本発明に係るめっき装置及び２種類
の従来のめっき装置（米国特許４１０２７５６ 号と同
様の第１の従来装置及び回転電極３を備えるが内壁１２
１，１２１，…を備えない第２の従来装置）を使用して
実際にパーマロイ合金めっきを行った結果について説明
する。
の従来のめっき装置（米国特許４１０２７５６ 号と同
様の第１の従来装置及び回転電極３を備えるが内壁１２
１，１２１，…を備えない第２の従来装置）を使用して
実際にパーマロイ合金めっきを行った結果について説明
する。
【００２７】まず、このめっきにおけるめっき条件につ
いて説明する。本発明のめっき装置においては、ウェハ
９には下地としてパーマロイ合金皮膜がスパッタ法によ
り予め成膜されている。アノード電極４，４，…は、２
ｍｍ厚のＮｉ 金属網板を用いた。めっき液は、金属イ
オンとしてＮｉＣｌ２ ・６Ｈ２ Ｏが６０ｇ／ｌ 、
ＦｅＳＯ４ ・７Ｈ２ Ｏが１．５ｇ／ｌ添加されてお
り、また、ｐＨ緩衝剤としてほう酸が添加してあり、３
．００〜３．０２ｐＨに調整されてある。また、膜中の
応力を緩和するために、サッカリンナトリウムを応力緩
和剤として添加し、その他に電解支持剤として塩化ナト
リウム、表面の濡れ特性のためにラウリル硫酸ナトリウ
ムを界面活性剤として添加した。めっき液の温度は、ペ
ルティエ素子を用いた電子恒温装置を使用して、２３±
０．１ ℃以内に調整した。めっき液への流量は、内槽
１２をその中心部から外周部へ１０層に分け（間隔：４
０ｍｍ， 槽内径２００ｍｍ）、中心部から０．０２ｌ
／ｍｉｎ （ 第１層），０．１ ｌ／ｍｉｎ （ 第
２層），０．２ ｌ／ｍｉｎ （ 第３層），０．４
ｌ／ｍｉｎ （ 第４層），０．５ｌ／ｍｉｎ （ 第
５層），０．６ ｌ／ｍｉｎ （ 第６層），０．７
ｌ／ｍｉｎ （ 第７層），０．９ ｌ／ｍｉｎ（ 第
８層），１．０ ｌ／ｍｉｎ （ 第９層），１．１
ｌ／ｍｉｎ （ 第１０層）とした。また、第１の従来
装置及び第２の従来装置のめっき装置では、前述の如き
本発明のめっき装置におけるめっき条件と略等しいめっ
き条件でめっきを行った。
いて説明する。本発明のめっき装置においては、ウェハ
９には下地としてパーマロイ合金皮膜がスパッタ法によ
り予め成膜されている。アノード電極４，４，…は、２
ｍｍ厚のＮｉ 金属網板を用いた。めっき液は、金属イ
オンとしてＮｉＣｌ２ ・６Ｈ２ Ｏが６０ｇ／ｌ 、
ＦｅＳＯ４ ・７Ｈ２ Ｏが１．５ｇ／ｌ添加されてお
り、また、ｐＨ緩衝剤としてほう酸が添加してあり、３
．００〜３．０２ｐＨに調整されてある。また、膜中の
応力を緩和するために、サッカリンナトリウムを応力緩
和剤として添加し、その他に電解支持剤として塩化ナト
リウム、表面の濡れ特性のためにラウリル硫酸ナトリウ
ムを界面活性剤として添加した。めっき液の温度は、ペ
ルティエ素子を用いた電子恒温装置を使用して、２３±
０．１ ℃以内に調整した。めっき液への流量は、内槽
１２をその中心部から外周部へ１０層に分け（間隔：４
０ｍｍ， 槽内径２００ｍｍ）、中心部から０．０２ｌ
／ｍｉｎ （ 第１層），０．１ ｌ／ｍｉｎ （ 第
２層），０．２ ｌ／ｍｉｎ （ 第３層），０．４
ｌ／ｍｉｎ （ 第４層），０．５ｌ／ｍｉｎ （ 第
５層），０．６ ｌ／ｍｉｎ （ 第６層），０．７
ｌ／ｍｉｎ （ 第７層），０．９ ｌ／ｍｉｎ（ 第
８層），１．０ ｌ／ｍｉｎ （ 第９層），１．１
ｌ／ｍｉｎ （ 第１０層）とした。また、第１の従来
装置及び第２の従来装置のめっき装置では、前述の如き
本発明のめっき装置におけるめっき条件と略等しいめっ
き条件でめっきを行った。
【００２８】このようなめっき条件でめっきを行った結
果、第１の従来装置では、膜厚で最大７％，組成で最大
１ｗｔ％の分布があった。第２の従来装置では、中心部
から外周部へ向かう方向に対して膜厚で最大９％，組成
で最大２ｗｔ％の分布があった。また、本発明のめっき
装置では、中心部から外周部へ向かう方向に対して膜厚
で最大２％，組成で最大０．３ｗｔ ％の分布があった
。この結果から明らかな如く本発明にあっては、従来装
置よりも膜厚及び組成の均一化が図れる。
果、第１の従来装置では、膜厚で最大７％，組成で最大
１ｗｔ％の分布があった。第２の従来装置では、中心部
から外周部へ向かう方向に対して膜厚で最大９％，組成
で最大２ｗｔ％の分布があった。また、本発明のめっき
装置では、中心部から外周部へ向かう方向に対して膜厚
で最大２％，組成で最大０．３ｗｔ ％の分布があった
。この結果から明らかな如く本発明にあっては、従来装
置よりも膜厚及び組成の均一化が図れる。
【００２９】なお、本実施例においては、めっき槽１を
アクリル樹脂製としたが、これに限らず、めっき槽１は
、塩化ビニール樹脂，ポリプロピレン樹脂及びテフロン
樹脂等、非導電性，非磁性で酸性めっき液と反応しない
その他の材料を用いても良い。また、本実施例において
は、アノード電極４，４…をＮｉ製としたが、これに限
らず、めっきされる単体金属又は合金と同じものであれ
ば良い。
アクリル樹脂製としたが、これに限らず、めっき槽１は
、塩化ビニール樹脂，ポリプロピレン樹脂及びテフロン
樹脂等、非導電性，非磁性で酸性めっき液と反応しない
その他の材料を用いても良い。また、本実施例において
は、アノード電極４，４…をＮｉ製としたが、これに限
らず、めっきされる単体金属又は合金と同じものであれ
ば良い。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の第１のめっ
き装置では、めっき液が中心部から外周部へ向かって流
れるに従って筒体内の空間の夫々から新たなめっき液が
供給されるようになっているので、カソード電極上を流
れるめっき液の濃度等の特性は、その中心部から外周部
に亘って一様となり、また、本発明の第２のめっき装置
では、これに加えて筒体の隣合う筒にあってはその内壁
の径を異ならせてあるため、隣合う筒の空間からカソー
ド電極に供給されるめっき液は、夫々カソード電極の径
方向における異なる位置に到達することとなり、カソー
ド電極上を流れるめっき液の濃度等の特性は、その中心
部から外周部に亘ってさらに一様となる。また、本発明
の第１のめっき方法及び本発明の第２のめっき方法では
、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒体内の内側か
ら外側に向かうに従って多くするので、筒体内の外側の
空間から供給されるめっき液は、カソード電極に沿って
流れるめっき液に遮られることなくカソード電極に到達
するため、カソード電極上を流れるめっき液の濃度等の
特性は、その中心部から外周部に亘って一様となる。 このように、本発明においては、回転式のカソード電極
を用いてめっきを行う場合に、カソード電極に沿って流
れるめっき液の濃度，反応率等の特性が一様となること
により、ウェハ上に膜質，組成及び膜厚が精密に均一な
めっき膜を得ることが可能となる等、本発明は優れた効
果を奏する。
き装置では、めっき液が中心部から外周部へ向かって流
れるに従って筒体内の空間の夫々から新たなめっき液が
供給されるようになっているので、カソード電極上を流
れるめっき液の濃度等の特性は、その中心部から外周部
に亘って一様となり、また、本発明の第２のめっき装置
では、これに加えて筒体の隣合う筒にあってはその内壁
の径を異ならせてあるため、隣合う筒の空間からカソー
ド電極に供給されるめっき液は、夫々カソード電極の径
方向における異なる位置に到達することとなり、カソー
ド電極上を流れるめっき液の濃度等の特性は、その中心
部から外周部に亘ってさらに一様となる。また、本発明
の第１のめっき方法及び本発明の第２のめっき方法では
、筒体内の空間のめっき液の供給量を、筒体内の内側か
ら外側に向かうに従って多くするので、筒体内の外側の
空間から供給されるめっき液は、カソード電極に沿って
流れるめっき液に遮られることなくカソード電極に到達
するため、カソード電極上を流れるめっき液の濃度等の
特性は、その中心部から外周部に亘って一様となる。 このように、本発明においては、回転式のカソード電極
を用いてめっきを行う場合に、カソード電極に沿って流
れるめっき液の濃度，反応率等の特性が一様となること
により、ウェハ上に膜質，組成及び膜厚が精密に均一な
めっき膜を得ることが可能となる等、本発明は優れた効
果を奏する。
【図１】本発明に係るめっき装置の構造を示す模式的縦
断面図である。
断面図である。
【図２】めっき槽の模式的横断面図である。
【図３】回転電極の裏面図である。
【図４】回転電極の要部拡大縦断面図である。
【図５】内槽内のめっき液の流れを示す模式図である。
【図６】本発明のその他の実施例を示すめっき槽の模式
的横断面図である。
的横断面図である。
３ 回転電極
４ カソード電極
９ ウェハ
１２ 内槽
３０ 回転軸
１２０ 筒
１２１，１２４ 内壁
１２２ 円柱状空間
１２３ 円筒状空間
１２５ 扇状空間
Claims (4)
- 【請求項１】 その一面に試料を装着して周方向に回
転する円盤状のカソード電極と、前記一面と対向配置さ
れたアノード電極とをめっき液中に配し、カソード電極
とアノード電極との間に通電することにより電気めっき
を行うめっき装置において、前記カソード電極の回転軸
線上に配され、その内部に複数の円筒状の内壁を同軸的
に設けた筒体を備え、該筒体内の空間の夫々からめっき
液をカソード電極の前記一面に供給するようにしてある
ことを特徴とするめっき装置。 - 【請求項２】 その一面に試料を装着して周方向に回
転する円盤状のカソード電極と、前記一面と対向配置さ
れたアノード電極とをめっき液中に配し、カソード電極
とアノード電極との間に通電することにより電気めっき
を行うめっき装置において、その内部に樋形状の内壁を
同軸的に複数設けた扇状断面の筒を前記カソード電極の
回転軸線の回りに連設し、隣合う筒の前記内壁の径を異
ならせてある筒体を備え、該筒体内の空間の夫々からめ
っき液を前記カソード電極の一面に供給するようにして
あることを特徴とするめっき装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のめっき装置を用いてめ
っきを行う方法であって、筒体内の空間のめっき液の供
給量を、筒体内の内側から外側に向かうに従って多くす
ることを特徴とするめっき方法。 - 【請求項４】 請求項２記載のめっき装置を用いてめ
っきを行う方法であって、筒体内の空間のめっき液の供
給量を、筒体内の内側から外側に向かうに従って多くす
ることを特徴とするめっき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10384091A JPH04311591A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | めっき装置及びめっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10384091A JPH04311591A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | めっき装置及びめっき方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311591A true JPH04311591A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=14364629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10384091A Pending JPH04311591A (ja) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | めっき装置及びめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04311591A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6001235A (en) * | 1997-06-23 | 1999-12-14 | International Business Machines Corporation | Rotary plater with radially distributed plating solution |
| WO2001068949A1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Technology Development Associate Operations Limited | Electro-plating apparatus and method |
| JP2001316887A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Tokyo Electron Ltd | メッキ処理装置 |
| JP2002503766A (ja) * | 1998-02-12 | 2002-02-05 | エーシーエム リサーチ，インコーポレイティド | メッキ設備及び方法 |
| US7204916B2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-04-17 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Plating apparatus and plating method |
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| JP2019525000A (ja) * | 2016-07-20 | 2019-09-05 | テクニク, インク.Technic, Inc. | 半導体ウェハ上の均一な厚さの金属層の電着 |
-
1991
- 1991-04-08 JP JP10384091A patent/JPH04311591A/ja active Pending
Cited By (8)
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