JPH1180989A - メッキ装置 - Google Patents
メッキ装置Info
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- JPH1180989A JPH1180989A JP9237297A JP23729797A JPH1180989A JP H1180989 A JPH1180989 A JP H1180989A JP 9237297 A JP9237297 A JP 9237297A JP 23729797 A JP23729797 A JP 23729797A JP H1180989 A JPH1180989 A JP H1180989A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
- C25D5/605—Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
- C25D5/611—Smooth layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/12—Semiconductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/08—Electroplating with moving electrolyte e.g. jet electroplating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長時間にわたり、披メッキ物に平坦性の良好
なメッキが施せるメッキ装置を提供する。 【解決手段】 カップ状容器と、カップ状容器からメッ
キ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披メッ
キ物をカップ状容器の上方にカップ状容器からあふれ出
すメッキ液に接するように保持する保持部と、カップ状
容器の内部に備えられた網目状のアノード電極とを有
し、アノード電極と披メッキ物との間に電流を流すこと
によって披メッキ物にメッキを施すためのメッキ装置
（いわゆる、噴流型メッキ装置）を構成するに際して、
その表面がメッキ液によってメッキされる金属で構成さ
れたアノード電極であって、開口部の割合が全体のおよ
そ３０％である網目状のアノード電極を用いる。
なメッキが施せるメッキ装置を提供する。 【解決手段】 カップ状容器と、カップ状容器からメッ
キ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披メッ
キ物をカップ状容器の上方にカップ状容器からあふれ出
すメッキ液に接するように保持する保持部と、カップ状
容器の内部に備えられた網目状のアノード電極とを有
し、アノード電極と披メッキ物との間に電流を流すこと
によって披メッキ物にメッキを施すためのメッキ装置
（いわゆる、噴流型メッキ装置）を構成するに際して、
その表面がメッキ液によってメッキされる金属で構成さ
れたアノード電極であって、開口部の割合が全体のおよ
そ３０％である網目状のアノード電極を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ウェハー
などにメッキを施すためのメッキ装置に関する。
などにメッキを施すためのメッキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ウェハーなどの披メッキ物に
メッキを施すために、噴流型メッキ装置と呼ばれるメッ
キ装置が用いられている。噴流型メッキ装置は、メッキ
液が下方から供給されるウェハホルダカップ、ウェハホ
ルダカップの縁からあふれ出すメッキ液を回収するメッ
キ槽、ウェハホルダカップからあふれ出すメッキ液にメ
ッキ面が接するようにウェハを保持する保持機構等を備
える。ウェハホルダカップ内には、メッシュ状のアノー
ド電極が配置され、メッキ時には、当該アノード電極と
保持機構に保持されたウェハとの間に定電流が流され
る。
メッキを施すために、噴流型メッキ装置と呼ばれるメッ
キ装置が用いられている。噴流型メッキ装置は、メッキ
液が下方から供給されるウェハホルダカップ、ウェハホ
ルダカップの縁からあふれ出すメッキ液を回収するメッ
キ槽、ウェハホルダカップからあふれ出すメッキ液にメ
ッキ面が接するようにウェハを保持する保持機構等を備
える。ウェハホルダカップ内には、メッシュ状のアノー
ド電極が配置され、メッキ時には、当該アノード電極と
保持機構に保持されたウェハとの間に定電流が流され
る。
【０００３】従来の噴流型メッキ装置では、通常、アノ
ード電極として、メッシュ状のＴｉ（チタン）材にＰｔ
（白金）をメッキしたものが使用されていた。より具体
的には、１ｍｍ角程度のＴｉワイヤーを、２対角線の長
さがおよそ６．４ｍｍ、１２．７ｍｍの菱形状の網目を
有するように組み合わしたメッシュ状Ｔｉ材に、２μｍ
程度の厚さのＰｔをメッキしたものが使用されていた。
ード電極として、メッシュ状のＴｉ（チタン）材にＰｔ
（白金）をメッキしたものが使用されていた。より具体
的には、１ｍｍ角程度のＴｉワイヤーを、２対角線の長
さがおよそ６．４ｍｍ、１２．７ｍｍの菱形状の網目を
有するように組み合わしたメッシュ状Ｔｉ材に、２μｍ
程度の厚さのＰｔをメッキしたものが使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の噴流型メッキ装
置を用いた場合、ウェハに対するメッキを繰り返してい
くと、ウェハ上に形成されるメッキ金属の膜厚分布が悪
くなっていくという現象が生ずる。この現象は、ウェハ
・アノード電極間に定電流を流すのに必要とされる電圧
の増加を伴いつつ生ずる。すなわち、アノード電極が陽
極反応によって高抵抗化することに起因して生ずる。こ
のため、従来の噴流型メッキ装置を用いる場合には、所
望の膜厚分布を有するメッキ金属を形成するために、ア
ノード電極を頻繁に交換しなければならないという問題
があった。また、従来の噴流型メッキ装置を用いて形成
されるメッキ金属の膜厚分布は、あまり良いものではな
いという問題もあった。
置を用いた場合、ウェハに対するメッキを繰り返してい
くと、ウェハ上に形成されるメッキ金属の膜厚分布が悪
くなっていくという現象が生ずる。この現象は、ウェハ
・アノード電極間に定電流を流すのに必要とされる電圧
の増加を伴いつつ生ずる。すなわち、アノード電極が陽
極反応によって高抵抗化することに起因して生ずる。こ
のため、従来の噴流型メッキ装置を用いる場合には、所
望の膜厚分布を有するメッキ金属を形成するために、ア
ノード電極を頻繁に交換しなければならないという問題
があった。また、従来の噴流型メッキ装置を用いて形成
されるメッキ金属の膜厚分布は、あまり良いものではな
いという問題もあった。
【０００５】そこで、本発明の第１の課題は、長時間に
わたり、披メッキ物に良好なメッキが施せるメッキ装置
を提供することにある。また、本発明の第２の課題は、
披メッキ物に、膜厚分布がより少ないメッキが施せるメ
ッキ装置を提供することにある。
わたり、披メッキ物に良好なメッキが施せるメッキ装置
を提供することにある。また、本発明の第２の課題は、
披メッキ物に、膜厚分布がより少ないメッキが施せるメ
ッキ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るために、本発明の第１の態様では、カップ状容器と、
カップ状容器からメッキ液をあふれ出させるためのメッ
キ液制御部と、披メッキ物をカップ状容器の上方にカッ
プ状容器からあふれ出すメッキ液に接するように保持す
る保持部と、カップ状容器の内部に備えられた網目状の
アノード電極とを有し、アノード電極と披メッキ物との
間に電流を流すことによって披メッキ物にメッキを施す
ためのメッキ装置（いわゆる、噴流型メッキ装置）を構
成するに際して、その表面が、メッキしようとしている
金属で構成されているアノード電極を用いる。
るために、本発明の第１の態様では、カップ状容器と、
カップ状容器からメッキ液をあふれ出させるためのメッ
キ液制御部と、披メッキ物をカップ状容器の上方にカッ
プ状容器からあふれ出すメッキ液に接するように保持す
る保持部と、カップ状容器の内部に備えられた網目状の
アノード電極とを有し、アノード電極と披メッキ物との
間に電流を流すことによって披メッキ物にメッキを施す
ためのメッキ装置（いわゆる、噴流型メッキ装置）を構
成するに際して、その表面が、メッキしようとしている
金属で構成されているアノード電極を用いる。
【０００７】このような構成のアノード電極を採用した
メッキ装置によれば、アノード電極の表面がメッキ金属
と同種金属となっているので、メッキ時に、アノード電
極上で陽極酸化反応が起こることが抑止されることにな
る。従って、従来のメッキ装置に比して、より長時間の
間、披メッキ物に良好なメッキが施せることになる。換
言すれば、本メッキ装置を用いれば、アノード電極を交
換せずにより多くの披メッキ物にメッキが施せることに
なる。
メッキ装置によれば、アノード電極の表面がメッキ金属
と同種金属となっているので、メッキ時に、アノード電
極上で陽極酸化反応が起こることが抑止されることにな
る。従って、従来のメッキ装置に比して、より長時間の
間、披メッキ物に良好なメッキが施せることになる。換
言すれば、本メッキ装置を用いれば、アノード電極を交
換せずにより多くの披メッキ物にメッキが施せることに
なる。
【０００８】本発明の第１の態様によるメッキ装置を実
現する際には、アノード電極となる網目状部材と、当該
網目状部材とメッキ電源とを接続するためのリード線で
あるアノードピンとを組み合わせた構造の表面にメッキ
液によってメッキされる金属からなる表面層を、例え
ば、メッキ法を用いて形成することによって構成された
アノード電極を採用することが出来る。
現する際には、アノード電極となる網目状部材と、当該
網目状部材とメッキ電源とを接続するためのリード線で
あるアノードピンとを組み合わせた構造の表面にメッキ
液によってメッキされる金属からなる表面層を、例え
ば、メッキ法を用いて形成することによって構成された
アノード電極を採用することが出来る。
【０００９】このようなアノード電極を採用したメッキ
装置を用いれば、アノード電極とアノードピンとの接続
部分で陽極酸化反応が起こることをも抑止できることに
なる。従って、より長時間にわたり披メッキ物に良好な
メッキが施せることになる。
装置を用いれば、アノード電極とアノードピンとの接続
部分で陽極酸化反応が起こることをも抑止できることに
なる。従って、より長時間にわたり披メッキ物に良好な
メッキが施せることになる。
【００１０】上記第２の課題を解決するために、本発明
の第２の態様では、カップ状容器と、カップ状容器から
メッキ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披
メッキ物をカップ状容器の上方にカップ状容器からあふ
れ出すメッキ液に接するように保持する保持部と、カッ
プ状容器の内部に備えられた網目状のアノード電極とを
有し、アノード電極と披メッキ物との間に電流を流すこ
とによって披メッキ物にメッキを施すためのメッキ装置
を構成するに際して、全体のおよそ６５％が開口部であ
る網目状のアノード電極を用いる。
の第２の態様では、カップ状容器と、カップ状容器から
メッキ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披
メッキ物をカップ状容器の上方にカップ状容器からあふ
れ出すメッキ液に接するように保持する保持部と、カッ
プ状容器の内部に備えられた網目状のアノード電極とを
有し、アノード電極と披メッキ物との間に電流を流すこ
とによって披メッキ物にメッキを施すためのメッキ装置
を構成するに際して、全体のおよそ６５％が開口部であ
る網目状のアノード電極を用いる。
【００１１】より具体的には、およそ１ｍｍ角の線材を
組み合わせて形成された、２対角線の長さがおよそ６ｍ
ｍと３．２ｍｍである菱形状の網目を有するアノード電
極を用いてメッキ装置を構成する。
組み合わせて形成された、２対角線の長さがおよそ６ｍ
ｍと３．２ｍｍである菱形状の網目を有するアノード電
極を用いてメッキ装置を構成する。
【００１２】このような形状のアノード電極を備えたメ
ッキ装置によれば、メッキ液の整流性並びに電界分布が
向上するため、膜厚分布の特に少ないメッキ金属膜を披
メッキ物上に形成できることになる。
ッキ装置によれば、メッキ液の整流性並びに電界分布が
向上するため、膜厚分布の特に少ないメッキ金属膜を披
メッキ物上に形成できることになる。
【００１３】さらに、上記のような形状を有し、その表
面がメッキしようとしている金属で構成されているアノ
ード電極を用いれば、第１の課題をも解決できるメッキ
装置が得られることになる。
面がメッキしようとしている金属で構成されているアノ
ード電極を用いれば、第１の課題をも解決できるメッキ
装置が得られることになる。
【００１４】また、カップ状容器内のメッキ液の上方に
向かう流速が１．３〜３ｃｍ／ｓとなるようにメッキ装
置を構成しておけば、膜厚分布のより少ないメッキ金属
膜が披メッキ物上に形成できるメッキ装置が得られるこ
とになる。
向かう流速が１．３〜３ｃｍ／ｓとなるようにメッキ装
置を構成しておけば、膜厚分布のより少ないメッキ金属
膜が披メッキ物上に形成できるメッキ装置が得られるこ
とになる。
【００１５】なお、表面がメッキ液によってメッキされ
る金属で構成されているアノード電極を用いて、噴流型
メッキ装置ではない電界メッキ装置、すなわち、アノー
ド電極と被メッキ物との間に電流を流すことによって被
メッキ物にメッキを施すメッキ装置を構成しても、アノ
ード電極が高抵抗化することを抑止できることになるの
で、従来の装置に比してより長時間の間、披メッキ物に
良好なメッキが施せるメッキ装置が得られることにな
る。
る金属で構成されているアノード電極を用いて、噴流型
メッキ装置ではない電界メッキ装置、すなわち、アノー
ド電極と被メッキ物との間に電流を流すことによって被
メッキ物にメッキを施すメッキ装置を構成しても、アノ
ード電極が高抵抗化することを抑止できることになるの
で、従来の装置に比してより長時間の間、披メッキ物に
良好なメッキが施せるメッキ装置が得られることにな
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して具体的に説明する。図１、２に、それぞ
れ、本発明の一実施形態による噴流型メッキ装置の概略
構成、噴流型メッキ装置の構成要素であるウェハホルダ
部の概略構成を示す。まず、これらの図を用いて、実施
形態の噴流型メッキ装置の概要を説明する。
面を参照して具体的に説明する。図１、２に、それぞ
れ、本発明の一実施形態による噴流型メッキ装置の概略
構成、噴流型メッキ装置の構成要素であるウェハホルダ
部の概略構成を示す。まず、これらの図を用いて、実施
形態の噴流型メッキ装置の概要を説明する。
【００１７】図１に示したように、実施形態の噴流型メ
ッキ装置は、メッキ槽１１、噴流ポンプ１２、流量セン
サ１３、ジャマ板１４、ウェアホルダ部１５を主な構成
要素として備える。
ッキ装置は、メッキ槽１１、噴流ポンプ１２、流量セン
サ１３、ジャマ板１４、ウェアホルダ部１５を主な構成
要素として備える。
【００１８】メッキ槽１１は、メッキ液を保持するため
の容器であり、メッキ槽１１内には、メッキ液の温度を
一定に保つための温調器（図示せず）が取り付けられて
いる。噴流ポンプ１２は、図示していない制御系の制御
下、メッキ槽１１内のメッキ液をウェハホルダ部１５内
にポンプアップし、ウェハホルダ部１５からあふれ出さ
せことによって、メッキ液を装置内（メッキ槽１１並び
にウェハホルダ部１５内）で循環させる。その際、制御
系は、メッキ液流量を計測するためのセンサである流量
センサ１３の出力に基づき、操作者によって指定された
流量のメッキ液が装置内を循環するように噴流ポンプ１
２を制御する。なお、ジャマ板１４は、メッキ液流を整
流するための部材となっている。
の容器であり、メッキ槽１１内には、メッキ液の温度を
一定に保つための温調器（図示せず）が取り付けられて
いる。噴流ポンプ１２は、図示していない制御系の制御
下、メッキ槽１１内のメッキ液をウェハホルダ部１５内
にポンプアップし、ウェハホルダ部１５からあふれ出さ
せことによって、メッキ液を装置内（メッキ槽１１並び
にウェハホルダ部１５内）で循環させる。その際、制御
系は、メッキ液流量を計測するためのセンサである流量
センサ１３の出力に基づき、操作者によって指定された
流量のメッキ液が装置内を循環するように噴流ポンプ１
２を制御する。なお、ジャマ板１４は、メッキ液流を整
流するための部材となっている。
【００１９】ウェハホルダ部１５は、図２に示したよう
に、ウェハホルダカップ２１、アノード電極２３、カソ
ードピン２４等から構成されている。ウェハホルダカッ
プ２１は、図示してあるように、上部に、内径が７２ｍ
ｍ、長さが６０ｍｍの空間（以下、上部空間と表記す
る）を有する。上部空間は、内径が１８ｍｍのアダプタ
２２を介して、図１を用いて説明したジャマ板１４等を
含む機構に接続されている。また、ウェハホルダカップ
２１の上部には、複数本のカソードピン２４（実施形態
では３本；図ではそのうちの１本のみを表示してある）
が、それらの先端がウェハホルダカップ２１上面から僅
かに突出するような形態で取り付けられている。カソー
ドピン２４の他端は、カップ電極２６ｋに接続されてい
る。ウェハホルダカップ２１の上部空間の底部には、ア
ノードピン２５が接続されたアノード電極２３がセット
される。アノードピン２５の他端は、カップ電極２６ａ
とメッキ液が触れない位置で接続される。
に、ウェハホルダカップ２１、アノード電極２３、カソ
ードピン２４等から構成されている。ウェハホルダカッ
プ２１は、図示してあるように、上部に、内径が７２ｍ
ｍ、長さが６０ｍｍの空間（以下、上部空間と表記す
る）を有する。上部空間は、内径が１８ｍｍのアダプタ
２２を介して、図１を用いて説明したジャマ板１４等を
含む機構に接続されている。また、ウェハホルダカップ
２１の上部には、複数本のカソードピン２４（実施形態
では３本；図ではそのうちの１本のみを表示してある）
が、それらの先端がウェハホルダカップ２１上面から僅
かに突出するような形態で取り付けられている。カソー
ドピン２４の他端は、カップ電極２６ｋに接続されてい
る。ウェハホルダカップ２１の上部空間の底部には、ア
ノードピン２５が接続されたアノード電極２３がセット
される。アノードピン２５の他端は、カップ電極２６ａ
とメッキ液が触れない位置で接続される。
【００２０】ウェハホルダ部１５は、上記した構成の他
に、アノードピン２４の先端並びにウェハホルダカップ
２１内に充填されたメッキ液に接し、かつ、ウェハホル
ダカップ２１の上部空間を塞がないような形態で、披メ
ッキ物であるウェハ（３インチ）をウェハホルダカップ
２１上に保持するための保持機構（図示せず）を備えて
いる。メッキを実際に行う際には、当該保持機構によっ
てウェハがウェハホルダカップ２１上に保持され、カッ
プ電極２６ａ、２６ｋ間にメッキ電源（定電流電源）か
ら定電流が供給される。
に、アノードピン２４の先端並びにウェハホルダカップ
２１内に充填されたメッキ液に接し、かつ、ウェハホル
ダカップ２１の上部空間を塞がないような形態で、披メ
ッキ物であるウェハ（３インチ）をウェハホルダカップ
２１上に保持するための保持機構（図示せず）を備えて
いる。メッキを実際に行う際には、当該保持機構によっ
てウェハがウェハホルダカップ２１上に保持され、カッ
プ電極２６ａ、２６ｋ間にメッキ電源（定電流電源）か
ら定電流が供給される。
【００２１】次に、図３を用いて、実施形態の噴流型メ
ッキ装置のウェハホルダ部１５にセットされるアノード
電極２３の構成並びに形成手順を説明する。アノード電
極２３を形成する際には、まず、１ｍｍ角のＴｉワイヤ
を、２対角線の長さＳｗ、Ｌｗが、それぞれ、３．２、
６．０ｍｍである菱形状の網目を有するように組み合わ
せたＴｉメッシュ（図３（ｂ）参照）に、約２μｍ厚の
Ｐｔメッキを施す。次いで、Ｐｔメッキを施したＴｉメ
ッシュ２７の周辺にＰｔワイヤ２８を張り、図３（ａ）
に示した構造（アノード電極２３、アノードピン２５と
なる部分を有する構造）を形成する。次いで、当該構造
を、使用しようとしているメッキ液でメッキすることに
よって、Ｔｉメッシュ２７並びにＰｔワイヤ２８表面
に、２μｍ程度のメッキ金属層を形成する。なお、実施
形態の噴流型メッキ装置は、Ａｕ（金）をメッキする装
置としてあるため、この工程においては、Ｔｉメッシュ
２７並びにＰｔワイヤ２８表面に、Ａｕ用メッキ液（ニ
ュートロネクス３０９；ＥＥＪＡ社製）を用いた電界メ
ッキにより２μｍ程度の金メッキ層が形成されている。
ッキ装置のウェハホルダ部１５にセットされるアノード
電極２３の構成並びに形成手順を説明する。アノード電
極２３を形成する際には、まず、１ｍｍ角のＴｉワイヤ
を、２対角線の長さＳｗ、Ｌｗが、それぞれ、３．２、
６．０ｍｍである菱形状の網目を有するように組み合わ
せたＴｉメッシュ（図３（ｂ）参照）に、約２μｍ厚の
Ｐｔメッキを施す。次いで、Ｐｔメッキを施したＴｉメ
ッシュ２７の周辺にＰｔワイヤ２８を張り、図３（ａ）
に示した構造（アノード電極２３、アノードピン２５と
なる部分を有する構造）を形成する。次いで、当該構造
を、使用しようとしているメッキ液でメッキすることに
よって、Ｔｉメッシュ２７並びにＰｔワイヤ２８表面
に、２μｍ程度のメッキ金属層を形成する。なお、実施
形態の噴流型メッキ装置は、Ａｕ（金）をメッキする装
置としてあるため、この工程においては、Ｔｉメッシュ
２７並びにＰｔワイヤ２８表面に、Ａｕ用メッキ液（ニ
ュートロネクス３０９；ＥＥＪＡ社製）を用いた電界メ
ッキにより２μｍ程度の金メッキ層が形成されている。
【００２２】そして、このような手順で形成したアノー
ド電極２３並びにアノードピン２５からなる構造を、ウ
ェハホルダカップ２１内にセットした後、実施形態の噴
流型メッキ装置は運用が開始される。
ド電極２３並びにアノードピン２５からなる構造を、ウ
ェハホルダカップ２１内にセットした後、実施形態の噴
流型メッキ装置は運用が開始される。
【００２３】以下、実施形態の噴流型メッキ装置の性能
を、実験結果に基づき説明する。なお、以下では、実施
形態の噴流型メッキ装置に、従来より用いられている、
１ｍｍ角程度のＴｉワイヤーを、２対角線の長さがおよ
そ６．４ｍｍ、１２．７ｍｍの菱形状の網目を有するよ
うに組み合わしたメッシュ状Ｔｉ材に、２μｍ厚のＰｔ
をメッキすることによって形成されたアノード電極をセ
ットした装置（従来装置と表記する）を用いた実験結果
をも比較のため併せて説明することにする。
を、実験結果に基づき説明する。なお、以下では、実施
形態の噴流型メッキ装置に、従来より用いられている、
１ｍｍ角程度のＴｉワイヤーを、２対角線の長さがおよ
そ６．４ｍｍ、１２．７ｍｍの菱形状の網目を有するよ
うに組み合わしたメッシュ状Ｔｉ材に、２μｍ厚のＰｔ
をメッキすることによって形成されたアノード電極をセ
ットした装置（従来装置と表記する）を用いた実験結果
をも比較のため併せて説明することにする。
【００２４】まず、実施形態の噴流型メッキ装置の繰り
返し使用に対する安定性を確認するために行った実験の
内容並びに結果を説明する。本噴流型メッキ装置の繰り
返し使用に対する安定性を確認するための実験として、
実施形態の噴流型メッキ装置と従来装置とを用いて、ウ
ェハへ所定膜厚のＡｕメッキを繰り返し、形成されたメ
ッキ金属層の膜厚分布を評価するとともに、各メッキ処
理中にカップ電極２６間に印加された電圧の変化を測定
する実験を行った。なお、実験は、ニュートロネクス３
０９（ＥＥＪＡ社製）をメッキ液として用い、メッキ液
の温度を５０℃とし、電流密度が２ｍＡ／ｃｍ2となる
ような定電流をカップ電極２６間に流すことによって行
っている。また、メッキ液流量は、ウェハホルダカップ
２１の上部空間内におけるメッキ液流速（流速は、メッ
キ液流量を断面積で割ることによって得られる）が、お
よそ、１．３ｃｍ／ｓとなる流量としている。
返し使用に対する安定性を確認するために行った実験の
内容並びに結果を説明する。本噴流型メッキ装置の繰り
返し使用に対する安定性を確認するための実験として、
実施形態の噴流型メッキ装置と従来装置とを用いて、ウ
ェハへ所定膜厚のＡｕメッキを繰り返し、形成されたメ
ッキ金属層の膜厚分布を評価するとともに、各メッキ処
理中にカップ電極２６間に印加された電圧の変化を測定
する実験を行った。なお、実験は、ニュートロネクス３
０９（ＥＥＪＡ社製）をメッキ液として用い、メッキ液
の温度を５０℃とし、電流密度が２ｍＡ／ｃｍ2となる
ような定電流をカップ電極２６間に流すことによって行
っている。また、メッキ液流量は、ウェハホルダカップ
２１の上部空間内におけるメッキ液流速（流速は、メッ
キ液流量を断面積で割ることによって得られる）が、お
よそ、１．３ｃｍ／ｓとなる流量としている。
【００２５】図４および図５に、上記実験の結果を示
す。なお、これらの図のうち図４は、メッキ処理中にカ
ップ電極２６間に印加された電圧の最大値の使用回数依
存性を示した図であり、図５は、１枚のウェハ（図４に
おける１６枚目のウェハ）にメッキを行う間に、カップ
電極２６間に印加された電圧の時間変化を示した図であ
る。
す。なお、これらの図のうち図４は、メッキ処理中にカ
ップ電極２６間に印加された電圧の最大値の使用回数依
存性を示した図であり、図５は、１枚のウェハ（図４に
おける１６枚目のウェハ）にメッキを行う間に、カップ
電極２６間に印加された電圧の時間変化を示した図であ
る。
【００２６】図４に示したように、従来装置では、数枚
のウェハにメッキを施しただけで、カップ電極２６間に
印加される電圧の最大電圧が大きくなりはじめる。そし
て、２４枚のウェハの処理を終えた段階では、カップ電
極２６間に、アノード電極を設けていないときの電圧
１．３Ｖと同程度の電圧が印加されるようになってしま
う。また、ウェハの処理枚数が増えるにつれ、図５に例
示してあるように、カップ電極２６間に印加される電圧
値が異常となる頻度も大きくなった。そして、膜厚分布
の測定結果からは、仕様を満たす膜厚分布を有するＡｕ
メッキ膜が得られるのは、せいぜい、最大電圧が１Ｖと
なっている１６回目のメッキ処理までであることが確認
された。すなわち、従来装置では、メッキ処理を繰り返
すと、アノード電極上で陽極酸化反応が進行して電界分
布が乱れるようになり、その結果として膜厚分布の悪い
メッキ膜が形成されるようになってしまうことが確認さ
れた。
のウェハにメッキを施しただけで、カップ電極２６間に
印加される電圧の最大電圧が大きくなりはじめる。そし
て、２４枚のウェハの処理を終えた段階では、カップ電
極２６間に、アノード電極を設けていないときの電圧
１．３Ｖと同程度の電圧が印加されるようになってしま
う。また、ウェハの処理枚数が増えるにつれ、図５に例
示してあるように、カップ電極２６間に印加される電圧
値が異常となる頻度も大きくなった。そして、膜厚分布
の測定結果からは、仕様を満たす膜厚分布を有するＡｕ
メッキ膜が得られるのは、せいぜい、最大電圧が１Ｖと
なっている１６回目のメッキ処理までであることが確認
された。すなわち、従来装置では、メッキ処理を繰り返
すと、アノード電極上で陽極酸化反応が進行して電界分
布が乱れるようになり、その結果として膜厚分布の悪い
メッキ膜が形成されるようになってしまうことが確認さ
れた。
【００２７】これに対して、実施形態の噴流型メッキ装
置を用いて形成されたＡｕメッキ膜の膜厚分布の測定結
果からは、実験を行った２４回のメッキ処理、全てにお
いて、仕様を満たすＡｕメッキ膜が形成された。また、
カップ電極２６間電圧の測定結果からは、図４に示して
あるように、２４回のメッキを行っても、最大電圧がほ
とんど変化しないことが分かった。さらに、図５に示し
てあるように、１回のメッキ処理中に電圧異常が発生す
ることもほとんどないことも確認された。すなわち、実
施形態の噴流型メッキ装置では、メッキ時にアノード電
極２３上で陽極酸化反応が進行しにくいので、メッキ処
理を繰り返しても、形成されるメッキ膜が膜厚分布の悪
い膜とはならないことが確認された。
置を用いて形成されたＡｕメッキ膜の膜厚分布の測定結
果からは、実験を行った２４回のメッキ処理、全てにお
いて、仕様を満たすＡｕメッキ膜が形成された。また、
カップ電極２６間電圧の測定結果からは、図４に示して
あるように、２４回のメッキを行っても、最大電圧がほ
とんど変化しないことが分かった。さらに、図５に示し
てあるように、１回のメッキ処理中に電圧異常が発生す
ることもほとんどないことも確認された。すなわち、実
施形態の噴流型メッキ装置では、メッキ時にアノード電
極２３上で陽極酸化反応が進行しにくいので、メッキ処
理を繰り返しても、形成されるメッキ膜が膜厚分布の悪
い膜とはならないことが確認された。
【００２８】次に、図６を用いて、実施形態の噴流型メ
ッキ装置によって得られるメッキ膜の膜厚分布のメッキ
液流速依存性に関する実験結果を説明する。なお、図６
の縦軸に示してある面内均一性は、“最大膜厚−最小膜
厚”と“最大膜厚＋最小膜厚”の比を百分率で表した値
である。また、図６には、１ｍｍ角程度のＴｉワイヤー
を、２対角線の長さがおよそ６．４ｍｍ、１２．７ｍｍ
の菱形状の網目を有するように組み合わしたメッシュ状
Ｔｉ材に、２μｍ厚のＰｔと２μｍ厚のＡｕとをメッキ
することによって形成されたアノード電極（以下、粗い
メッシュのアノード電極と表記する）を備えた装置を用
いて行った実験結果も併せて示してある。
ッキ装置によって得られるメッキ膜の膜厚分布のメッキ
液流速依存性に関する実験結果を説明する。なお、図６
の縦軸に示してある面内均一性は、“最大膜厚−最小膜
厚”と“最大膜厚＋最小膜厚”の比を百分率で表した値
である。また、図６には、１ｍｍ角程度のＴｉワイヤー
を、２対角線の長さがおよそ６．４ｍｍ、１２．７ｍｍ
の菱形状の網目を有するように組み合わしたメッシュ状
Ｔｉ材に、２μｍ厚のＰｔと２μｍ厚のＡｕとをメッキ
することによって形成されたアノード電極（以下、粗い
メッシュのアノード電極と表記する）を備えた装置を用
いて行った実験結果も併せて示してある。
【００２９】図示したように、荒いメッシュのアノード
電極を備えた噴流型メッキ装置では、メッキ液流量を
３．５L/min（メッキ液流速で１．３cm/s）とした場
合、面内均一性がおよそ１６％となるＡｕメッキ膜が形
成され、メッキ液流量を５L/min（メッキ液流速；１．
８cm/s）に増やした場合には、面内均一性が劣化し、面
内均一性がおよそ２３％であるＡｕメッキ膜が形成され
た。
電極を備えた噴流型メッキ装置では、メッキ液流量を
３．５L/min（メッキ液流速で１．３cm/s）とした場
合、面内均一性がおよそ１６％となるＡｕメッキ膜が形
成され、メッキ液流量を５L/min（メッキ液流速；１．
８cm/s）に増やした場合には、面内均一性が劣化し、面
内均一性がおよそ２３％であるＡｕメッキ膜が形成され
た。
【００３０】これに対して、実施形態の噴流型メッキ装
置（図では、中間メッシュと表記）では、メッキ液流量
を３．５L/minした場合、面内均一性がおよそ１０％で
あるＡｕメッキ膜が形成された。そして、メッキ液流量
を増加すると、面内均一性が向上し、８L/minのメッキ
液流量（メッキ液流速；２．９cm/s）では、面内均一性
が６％以下であるＡｕメッキ膜が形成された。
置（図では、中間メッシュと表記）では、メッキ液流量
を３．５L/minした場合、面内均一性がおよそ１０％で
あるＡｕメッキ膜が形成された。そして、メッキ液流量
を増加すると、面内均一性が向上し、８L/minのメッキ
液流量（メッキ液流速；２．９cm/s）では、面内均一性
が６％以下であるＡｕメッキ膜が形成された。
【００３１】また、網目がより細かいアノード電極（図
３（ｂ）におけるＳｗが１．２ｍｍ、Ｌｗが３．０ｍｍ
のアノード電極）をセットした装置では、３．５L/min
のメッキ液流量で、面内均一性がおよそ１６％となるＡ
ｕメッキ膜が形成されることも確認されている。
３（ｂ）におけるＳｗが１．２ｍｍ、Ｌｗが３．０ｍｍ
のアノード電極）をセットした装置では、３．５L/min
のメッキ液流量で、面内均一性がおよそ１６％となるＡ
ｕメッキ膜が形成されることも確認されている。
【００３２】すなわち、図７に示したように、アノード
電極の形状（メッシュの粗さ）には、形成されるメッキ
膜の面内均一性が特に良くなる形状が存在し、実施形態
の噴流型メッキ装置が備えるアノード電極２３は、その
ような形状を有するものとなっていることが確認されて
いる。
電極の形状（メッシュの粗さ）には、形成されるメッキ
膜の面内均一性が特に良くなる形状が存在し、実施形態
の噴流型メッキ装置が備えるアノード電極２３は、その
ような形状を有するものとなっていることが確認されて
いる。
【００３３】以上、詳細に説明したように、実施形態の
噴流型メッキ装置は、従来の噴流型メッキ装置に比して
優れた平坦性を有するメッキ膜を、より安定的に（アノ
ード電極を頻繁に交換せずに）形成できる装置となって
いる。このため、本噴流型メッキ装置を用いれば、披メ
ッキ物にメッキを施す作業を効率的に行えることにな
る。
噴流型メッキ装置は、従来の噴流型メッキ装置に比して
優れた平坦性を有するメッキ膜を、より安定的に（アノ
ード電極を頻繁に交換せずに）形成できる装置となって
いる。このため、本噴流型メッキ装置を用いれば、披メ
ッキ物にメッキを施す作業を効率的に行えることにな
る。
【００３４】なお、実施形態の噴流型メッキ装置は、Ａ
ｕメッキを行う装置として構成してあるが、噴流型メッ
キ装置を他の金属をメッキするための装置として構成し
ても良いことは当然である。また、実施形態では、電界
メッキによって、アノード電極の表層に、メッキしよう
としている金属膜を形成しているが、メッキ以外の方法
（例えば、スパッタ、蒸着）を用いて当該金属膜を形成
しても良い。また、アノード電極の網目が、２対角線の
長さが正確に３．２ｍｍと６．０ｍｍである菱形形状を
している必要もなく、開口部の割合が同程度（実施形態
のアノード電極の開口部の割合はおよそ６５％）となる
メッシュであれば、網目の形状はどのようなものであっ
ても良い。
ｕメッキを行う装置として構成してあるが、噴流型メッ
キ装置を他の金属をメッキするための装置として構成し
ても良いことは当然である。また、実施形態では、電界
メッキによって、アノード電極の表層に、メッキしよう
としている金属膜を形成しているが、メッキ以外の方法
（例えば、スパッタ、蒸着）を用いて当該金属膜を形成
しても良い。また、アノード電極の網目が、２対角線の
長さが正確に３．２ｍｍと６．０ｍｍである菱形形状を
している必要もなく、開口部の割合が同程度（実施形態
のアノード電極の開口部の割合はおよそ６５％）となる
メッシュであれば、網目の形状はどのようなものであっ
ても良い。
【００３５】さらに、表面がメッキしようとしている金
属で構成されているアノード電極を用いるといった技術
を、噴流型メッキ装置ではない電界メッキ装置に適用す
ることも出来る。
属で構成されているアノード電極を用いるといった技術
を、噴流型メッキ装置ではない電界メッキ装置に適用す
ることも出来る。
【００３６】
【発明の効果】本発明の第１の態様によるメッキ装置を
用いれば、長時間にわたり、披メッキ物に良好なメッキ
が施せることになる。また、本発明の第２の態様による
メッキ装置を用いれば、披メッキ物に、膜厚分布が少な
いメッキが施せることになる。
用いれば、長時間にわたり、披メッキ物に良好なメッキ
が施せることになる。また、本発明の第２の態様による
メッキ装置を用いれば、披メッキ物に、膜厚分布が少な
いメッキが施せることになる。
【図１】本発明の一実施形態の噴流型メッキ装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】実施形態の噴流型メッキ装置が備えるウェアホ
ルダ部の概略構成図である。
ルダ部の概略構成図である。
【図３】実施形態の噴流型メッキ装置が備えるアノード
電極の説明図である。
電極の説明図である。
【図４】実施形態の噴流型メッキ装置の繰り返し使用に
対する安定性を説明するためのグラフである。
対する安定性を説明するためのグラフである。
【図５】実施形態の噴流型メッキ装置の繰り返し使用に
対する安定性を説明するためのグラフである。
対する安定性を説明するためのグラフである。
【図６】実施形態の噴流型メッキ装置によって形成され
るメッキ膜の面内均一性のメッキ流量依存性を示したグ
ラフである。
るメッキ膜の面内均一性のメッキ流量依存性を示したグ
ラフである。
【図７】噴流型メッキ装置によって形成されるメッキ膜
の面内均一性の、アノード電極のメッシュ粗さ依存性を
示したグラフである。
の面内均一性の、アノード電極のメッシュ粗さ依存性を
示したグラフである。
１１ メッキ槽 １２ 噴流ポンプ １３ 流量センサ １４ ジャマ板 １５ ウェハホルダ部 ２１ ウェハホルダカップ ２２ アダプタ ２３ アノード電極 ２４ カソードピン ２５ アノードピン ２６ カップ電極 ２７ Ｔｉメッシュ材 ２８ Ｐｔワイヤ
Claims (8)
- 【請求項１】 カップ状容器と、前記カップ状容器から
メッキ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披
メッキ物を前記カップ状容器の上方に前記カップ状容器
からあふれ出す前記メッキ液に接するように保持する保
持部と、前記カップ状容器の内部に備えられた網目状の
アノード電極とを有し、前記アノード電極と前記披メッ
キ物との間に電流を流すことによって前記披メッキ物に
メッキを施すためのメッキ装置において、 前記アノード電極の表面が前記メッキ液によってメッキ
される金属で構成されていることを特徴とするメッキ装
置。 - 【請求項２】 前記アノード電極が、アノード電極とな
る網目状部材と前記網目状部材とメッキ電源とを接続す
るためのリード線であるアノードピンとを組み合わせた
構造の表面に前記メッキ液によってメッキされる金属か
らなる表面層を形成することによって構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載のメッキ装置。 - 【請求項３】 前記アノード電極が、前記表面層の形成
がメッキによって行われたものであることを特徴とする
請求項２記載のメッキ装置。 - 【請求項４】 カップ状容器と、前記カップ状容器から
メッキ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披
メッキ物を前記カップ状容器の上方に前記カップ状容器
からあふれ出す前記メッキ液に接するように保持する保
持部と、前記カップ状容器の内部に備えられた網目状の
アノード電極とを有し、前記アノード電極と前記披メッ
キ物との間に電流を流すことによって前記披メッキ物に
メッキを施すためのメッキ装置において、 前記アノード電極が、全体のおよそ６５％が開口部であ
る網目状の電極であることを特徴とするメッキ装置。 - 【請求項５】 カップ状容器と、前記カップ状容器から
メッキ液をあふれ出させるためのメッキ液制御部と、披
メッキ物を前記カップ状容器の上方に前記カップ状容器
からあふれ出す前記メッキ液に接するように保持する保
持部と、前記カップ状容器の内部に備えられた網目状の
アノード電極とを有し、前記アノード電極と前記披メッ
キ物との間に電流を流すことによって前記披メッキ物に
メッキを施すためのメッキ装置において、 前記アノード電極が、およそ１ｍｍ角の線材を組み合わ
せて、２対角線の長さがおよそ６ｍｍと３．２ｍｍであ
る菱形状の網目が形成されたものであることを特徴とす
るメッキ装置。 - 【請求項６】 前記アノード電極の表面が前記メッキ液
によってメッキされる金属で構成されていることを特徴
とする請求項４または請求項５記載のメッキ装置。 - 【請求項７】 前記カップ状容器内の前記メッキ液の上
方に向かう流速が１．３〜３ｃｍ／ｓであることを特徴
とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載のメッ
キ装置。 - 【請求項８】 アノード電極と被メッキ物との間に電流
を流すことによって前記被メッキ物にメッキを施すメッ
キ装置において、 アノード電極の表面がメッキ液によってメッキされる金
属で構成されていることを特徴とするメッキ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9237297A JPH1180989A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | メッキ装置 |
| US09/126,845 US6093291A (en) | 1997-09-02 | 1998-07-31 | Electroplating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9237297A JPH1180989A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | メッキ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180989A true JPH1180989A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17013288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9237297A Pending JPH1180989A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | メッキ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6093291A (ja) |
| JP (1) | JPH1180989A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150052801A (ko) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 램 리써치 코포레이션 | 전기도금 셀 내에서의 균일한 플로우 거동을 위한 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6258220B1 (en) | 1998-11-30 | 2001-07-10 | Applied Materials, Inc. | Electro-chemical deposition system |
| US7192494B2 (en) * | 1999-03-05 | 2007-03-20 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for annealing copper films |
| US6582578B1 (en) | 1999-04-08 | 2003-06-24 | Applied Materials, Inc. | Method and associated apparatus for tilting a substrate upon entry for metal deposition |
| US6571657B1 (en) | 1999-04-08 | 2003-06-03 | Applied Materials Inc. | Multiple blade robot adjustment apparatus and associated method |
| US6837978B1 (en) | 1999-04-08 | 2005-01-04 | Applied Materials, Inc. | Deposition uniformity control for electroplating apparatus, and associated method |
| US6551488B1 (en) * | 1999-04-08 | 2003-04-22 | Applied Materials, Inc. | Segmenting of processing system into wet and dry areas |
| US6557237B1 (en) | 1999-04-08 | 2003-05-06 | Applied Materials, Inc. | Removable modular cell for electro-chemical plating and method |
| US6585876B2 (en) | 1999-04-08 | 2003-07-01 | Applied Materials Inc. | Flow diffuser to be used in electro-chemical plating system and method |
| US6662673B1 (en) | 1999-04-08 | 2003-12-16 | Applied Materials, Inc. | Linear motion apparatus and associated method |
| US6551484B2 (en) | 1999-04-08 | 2003-04-22 | Applied Materials, Inc. | Reverse voltage bias for electro-chemical plating system and method |
| US20030213772A9 (en) * | 1999-07-09 | 2003-11-20 | Mok Yeuk-Fai Edwin | Integrated semiconductor substrate bevel cleaning apparatus and method |
| US6521102B1 (en) | 2000-03-24 | 2003-02-18 | Applied Materials, Inc. | Perforated anode for uniform deposition of a metal layer |
| US6913680B1 (en) | 2000-05-02 | 2005-07-05 | Applied Materials, Inc. | Method of application of electrical biasing to enhance metal deposition |
| EP1337693A2 (en) | 2000-05-23 | 2003-08-27 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus to overcome anomalies in copper seed layers and to tune for feature size and aspect ratio |
| US6576110B2 (en) | 2000-07-07 | 2003-06-10 | Applied Materials, Inc. | Coated anode apparatus and associated method |
| US20020112964A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-08-22 | Applied Materials, Inc. | Process window for gap-fill on very high aspect ratio structures using additives in low acid copper baths |
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| US20040206628A1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-10-21 | Applied Materials, Inc. | Electrical bias during wafer exit from electrolyte bath |
| US7311810B2 (en) * | 2003-04-18 | 2007-12-25 | Applied Materials, Inc. | Two position anneal chamber |
| US20050092601A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-05 | Harald Herchen | Electrochemical plating cell having a diffusion member |
| US20050092602A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-05 | Harald Herchen | Electrochemical plating cell having a membrane stack |
| US20060102467A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Harald Herchen | Current collimation for thin seed and direct plating |
| US20060175201A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Hooman Hafezi | Immersion process for electroplating applications |
| US7837851B2 (en) * | 2005-05-25 | 2010-11-23 | Applied Materials, Inc. | In-situ profile measurement in an electroplating process |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0625899A (ja) * | 1992-07-10 | 1994-02-01 | Nec Corp | 電解メッキ装置 |
| US5391285A (en) * | 1994-02-25 | 1995-02-21 | Motorola, Inc. | Adjustable plating cell for uniform bump plating of semiconductor wafers |
| US5514258A (en) * | 1994-08-18 | 1996-05-07 | Brinket; Oscar J. | Substrate plating device having laminar flow |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP9237297A patent/JPH1180989A/ja active Pending
-
1998
- 1998-07-31 US US09/126,845 patent/US6093291A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| KR20220017982A (ko) * | 2013-11-06 | 2022-02-14 | 램 리써치 코포레이션 | 전기도금 셀 내에서의 균일한 플로우 거동을 위한 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6093291A (en) | 2000-07-25 |
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