JPH1046394A - メッキ治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ウェハを着脱可能であって電気メ
ッキにより均一な薄膜を形成するメッキ治具に関し、接
点によるウェハへの電流供給を止め、ウェハの全周から
均一に電流供給を行って電気メッキで形成する薄膜の厚
さの均一性を向上させることを目的とする。 【解決手段】 ウェハの外周の全面に接触する主電極板
と、この主電極板をウェハの外周の全面に均一に接触さ
せるための収縮する絶縁板と、この絶縁板の上に設け、
ウェハ上に均一厚さの薄膜を形成するための補助電流分
布を形成する補助電極板と、ウェハと絶縁板との間に圧
縮方向の力を加えてウェハの外周の全周で接触させるウ
ェハ押え板とから構成したメッキ治具である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハを着脱可能
であって電気メッキにより均一な薄膜を形成するメッキ
治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、大口径のウェハを電気メッキする
場合、図４に示すように、ウェハを外周の４箇所の接点
で押さえ、図示外のアノード電極との間に電流を流し、
ウェハ上に電気メッキで所定膜厚の薄膜を形成するよう
にしていた。以下図４の構成および電気メッキの手順を
説明する。

【０００３】図４は、従来技術の説明図を示す。図４の
（ａ）は上面図を示し、図４の（ｂ）は側面図を示を示
す。図４の（ａ）および（ｂ）において、ウェハは、所
定厚さの薄膜を電気メッキするための基板であって、図
示外の直流電源から４つの接点を介して接続したウェハ
と、図示外のアノード電極との間に電流を流し、アノー
ド電極の材料をイオンにしてウェハの表面に電気メッキ
して薄膜を形成するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した図４の構成に
示すように従来は４つの接点でウェハに接続し、図示外
の直流電源から当該４つの接点を介してウェハに電流を
供給し、当該ウェハと図示外のアノード電極との間に電
流を流し、アノード電極の材料をイオンにしてウェハ上
に電気メッキして薄膜を形成していたため、図５に示す
ように、薄膜の厚さに大きなバラツキが発生してしまう
問題があった。このバラツキの発生する原因を当発明者
が調べ、実験を繰り返したところ、ウェハに４箇所の接
点で接触している関係で当該４箇所の接点によるウェハ
への接触によりウェハ上における電流分布が不均一とな
ってしまい、結果として電気メッキで形成した薄膜が、
図５に示すようにその厚さに大きなバラツキが発生し、
特に薄膜磁気ヘッドの磁極などを形成するときに膜厚の
バラツキにより規格外となり不良品が発生してしまい、
歩留りが悪かった。この４個の接点によりウェハに電流
を供給するときの電流分布の不均一による薄膜の厚さの
バラツキを少なくすることが望まれている。

【０００５】図５は、ウェハに電気メッキしたときの膜
厚のバラツキを示す図である。これは、後述する図３の
（ｂ）に示すように、ウェハのオリフラに沿った方向お
よび直角方向の薄膜の膜厚を実測したときの値を棒グラ
フで３次元的に表示したものである。ここでは、図示の
ような測定値が得られ、バラツキが非常に大きいことが
判明した。

【０００６】本発明は、これらの問題を解決するため、
接点によるウェハへの電流供給を止め、ウェハの全周か
ら均一に電流供給を行って電気メッキで形成する薄膜の
厚さの均一性を向上させることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、ウェハ１
は、治具２に固定して均一な薄膜を電気メッキによって
形成する基板である。

【０００８】治具２は、ウェハ１を固定して均一な薄膜
を電気メッキするためのものであって、ここでは、主電
極板３、絶縁板４、補助電極板５、およびウェハ押さ板
７などから構成されるものである。

【０００９】主電極板３は、導電性の金属で形成したも
のであって、ウェハ１の外周の全面に接触するものであ
る。絶縁板４は、主電極板３をウェハ１の外周の全周で
均一に接触させるための収縮する絶縁体の板である。

【００１０】補助電極板５は、ウェハ１上に均一厚さの
薄膜を形成するための補助電流分布を形成するものであ
る。ウェハ押え板７は、ウェハ１のほぼ中心部分で絶縁
板４の方向に押圧するものである。

【００１１】次に、構造および薄膜の形成について説明
する。主電極板３、絶縁板４および補助電極板５を相互
に固定し、ウェハ１を主電極板３に接触する位置に入
れ、図示の下側からウェハ押え板７によってウェハ１を
主電極板３の方向に押しつけ、絶縁板４が収縮して当該
主電極板３とウェハ１の外周の全周が相互に密着して接
触する。この状態で、電気メッキ液中に浸し、主電極板
３および補助電極板４にそれぞれ所定の電流を流し、ウ
ェハ１上に均一な薄膜を電気メッキによって形成する。

【００１２】この際、主電極板３を導電性の金属の薄膜
で形成し、絶縁板４が収縮することとあいまって当該主
電極板３とウェハ１とが相互に完全に接触させるように
している。

【００１３】また、ウェハ押え板７とし、ウェハ１のほ
ぼ中心部分で絶縁板４の方向に押圧し、ウェハ１の全周
に均一に押圧力を与え、ウェハ１の外周の全周を主電極
板３に密着して接触させるようにしている。

【００１４】従って、従来の図４の接点によるウェハへ
の電流供給を止め、ウェハ１の全周から均一に電流供給
を行って電気メッキで形成する薄膜の膜厚の均一性を向
上させることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、図１から図３を用いて本発
明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明のメッキ治具模式図を示
す。図１において、ウェハ１は、治具２に固定して電解
液中に浸して電気メッキにより薄膜を形成する対象の基
板である。

【００１７】治具２は、ウェハ１を保持するものであっ
て、ここでは、主電極板３、絶縁板４、補助電極板５、
ウェハ押え板７などから構成されるものである。主電極
板３は、ウェハ１の外周の全周に接触するものであっ
て、ここでは、Ｐｔの薄板であり、当該主電極板３とア
ノード板８との間に電流を流してウェハ１上に電気メッ
キにより薄膜を形成するための電極である。

【００１８】絶縁板４は、主電極板３をウェハ１の外周
の全周で密着して接触するダンパーとしての役割を果た
すものであって、柔軟なテフロン板などの絶縁板であ
る。補助電極板５は、ウェハ１の全面に渡って均一な膜
厚の薄膜を形成できるるように、電流分布を実験によっ
て決まる値を与えるためのものである。

【００１９】電極板固定ネジ６は、補助電極板５、絶縁
板４、および主電極板３を治具に固定するものである。
ウェハ押え板７は、ウェハ１を主電極板３に接触するよ
うに押圧するためのものである。

【００２０】アノード板８は、主電極板３および補助電
極板５との間で電流を流し、電気メッキするためのもの
である。主極用整流器９は、アノード板８と主電極板３
との間で所定の電流を供給するためのものである。

【００２１】補助極用整流器１０は、アノード板８と補
助電極板５との間で所定の電流を供給するためのもので
ある。次に、図２を用いてウェハ７に主電極板３が接触
する様子を詳細に説明する。

【００２２】図２は、本発明の要部説明図を示す。図２
の（ａ）は上面図を示す。この上面図から判明するよう
に、図１のウェハ１をウェハ押え板７で主電極板３の方
向に押圧したときに、図示のウェハ１の外周の斜線の部
分が主電極板３に完全に密着して接触する様子を示した
ものである。これは、図１に示した絶縁板４が柔軟性の
テフロンシートなどで形成されており、しかも主電極板
３が５０μｍ厚のＰｔのように薄く柔軟に反ったするた
め、ウェハ１の裏のほぼ中心の位置からウェハ押え板７
によってウェハ１を主電極板３の方向に押圧すると、ウ
ェハ１の外周の全周が薄板の主電極板３に完全に密着し
て接触するものである。

【００２３】図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の側面図を
示す。ここでは、ウェハ１の外周の部分が主電極板３に
密着して接触している様子を示す。図２の（ｃ）は、要
部拡大図を示す。これは、ウェハ１、主電極板３である
Ｐｔ電極（５０μｍ）３１、絶縁板４であるテフロンシ
ート（１ｍｍ）４１、および補助電極板（１．５ｍｍ）
５の要部を拡大した図であって、テフロンシート４１が
柔らかくて柔軟性を持ち、スプリング作用として働くも
のである。この結果、ウェハ１が下方からウェハ押え板
７によって上方にほぼ中心が押圧されると、当該ウェハ
１の外周の全周が薄板のＰｔ電極３１および柔軟なテフ
ロンシート４１に押圧されてウェハ１の外周の全周とＰ
ｔ電極３１とが完全に密着して接触し、アノード板８と
Ｐｔ電極３１との間に電流を供給したときに、ウェハ１
上の電流分布が均一となりバラツキの少ない膜厚の薄膜
をウェハ１上に形成することが可能となる（後述する図
３参照）。

【００２４】ここで、主電極板３であるＰｔ電極（５０
μｍ）３１は、電解液に入れたときに錆たりなどしてウ
ェハと接触不良とならないようにＰｔを選択し、しか
も、５０μｍと非常に薄くして裏面に設けた柔軟なテフ
ロンシート４１のスプリング作用により、ウェハ１の外
周の全周でＰｔ電極３１に完全に密着して接触するよう
にしたものである。

【００２５】テフロンシート（１ｍｍ）４１は、Ｐｔ電
極３１と補助電極板５とを絶縁すると共に、柔軟でスプ
リングとして働き、ウェハ１がＰｔ電極３１に押圧され
たときにスプリングとして作用しウェハ１の外周の全周
とＰｔ電極３１とが完全に密着して接触するようにした
ものである。

【００２６】補助電極板（１．５ｍｍ）５は、ウェハ１
上に形成される電流分布を均一に補正するために、補助
極用整流器１０から実験によって求めた最適な電流を供
給してウェハ１上に形成した薄膜の厚さのバラツキを最
小限にするためのものである。

【００２７】図３は、本発明の薄膜形成結果例を示す。
これは、図１および図２で説明した治具２にウェハ１を
ウェハ押え板７で押さえて、補助電極板５にウェハ１上
で形成する薄膜の厚さのバラツキが最小となるように実
験で求めた電流を流した状態で、主電極板３とアノード
板８との間に所定の電流を所定時間流したときに、ウェ
ハ１上に形成された薄膜の厚さを測定し、３次元的に表
示したものである。ここで、ウェハ１上で厚さを測定し
た位置は、図３の（ｂ）に示す矢印の方向であるオリフ
ラと平行の部分および直角の方向であって、これらの方
向に合わせて３次元的に表示したものが図３の（ａ）で
ある。

【００２８】この図３の（ａ）の薄膜形成の結果は、図
示の下記のように得られた。 有効エリアの平均膜厚 ２．３８μｍ 最大値 ２．４５μｍ 最小値 ２．３３μｍ σ値 ０．０３μｍ Ｒ値 ０．１２μｍ σ／Ｘ １．２９％ Ｒ／Ｘ ５．０４％ ここで、図５の従来の４点接触の場合に比し、特にσ／
Ｘの値が３．１２％から１．２９％の値に小さく、およ
びＲ／Ｘの値が１２．０５％から５．０４％と小さくな
り、バラツキ（偏差σを平均の厚さＸで除算した値（σ
／Ｘ）、および最大値と最小値の差Ｒを平均の厚さＸで
除算した値（Ｒ／Ｘ）のバラツキ）が非常に小さくな
り、ウェハ１上に形成した薄膜の厚さを均一にすること
ができるようになった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の図４の接点によるウェハ１への電流供給を止め、
ウェハ１の全周から均一に電流供給を行って電気メッキ
で均一な厚さの薄膜を形成する構造を採用しているた
め、電気メッキされたウェハ１上の薄膜の膜厚のバラツ
キを小さくし、製造不良を無くすことができる。これら
により、電気メッキで形成した薄膜の膜厚の均一性を向
上させ、製品としての歩留りを向上させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメッキ治具模式図である。

【図２】本発明の要部説明図である。

【図３】本発明の薄膜形成結果例である。

【図４】従来技術の説明図である。

【図５】従来の薄膜形成結果例である。

【符号の説明】

１：ウェハ ２：治具 ３：主電極板 ３１：Ｐｔ電極 ４：絶縁板 ４１：テフロンシート ５：補助電極板 ６：電極板固定ネジ ７：ウェハ押え板 ８：アノード板 ９：主極用整流器 １０：補助極用整流器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハを着脱可能であって電気メッキによ
   り均一な薄膜を形成するメッキ治具において、 ウェハの外周の全面に接触する主電極板と、 この主電極板を上記ウェハの外周の全面に均一に接触さ
   せるための収縮する絶縁板と、 この絶縁板の上に設け、上記ウェハ上に均一厚さの薄膜
   を形成するための補助電流分布を形成する補助電極板
   と、 上記ウェハと上記絶縁板との間に圧縮方向の力を加えて
   ウェハの外周の全周で接触させるウェハ押え板とから構
   成したメッキ治具。
2. 【請求項２】上記主電極板について、導電性の金属の薄
   膜で形成したことを特徴とする請求項１記載のメッキ治
   具。
3. 【請求項３】上記ウェハ押え板について、上記ウェハの
   ほぼ中心部分で上記絶縁板の方向に押圧する押え板とし
   たことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のメ
   ッキ治具。