JPS62297495A - 半導体ウエハ−のメツキ方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 この発明は、半導体ウェハーのメッキ方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 従来の半導体ウェハーのメッキ方法としては、半導体ウ
ェハーをランクより吊り下げメッキ液槽中に浸漬してメ
ッキを施す方法、或いは特開昭５３−１９１４７号公報
に示される如くメッキ液噴射による方法がある。

前者の浸漬メッ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
は主に後者のメッキ液噴射法が採用されている。このメ
ッキ液噴射の方法では、第５図の如く噴射メッキ液流１
　〔以下、メッキ液流〕が、半導体ウェハー２〔以下、
ウェハー〕の表面３〔被メッキ面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
ブキを施しつつ表面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ェハーのメッ
キ方法は、浸漬メッキ法より所要時間を遥かに短縮でき
る利点があるが、ウェハー２の表面３に至ったメッキ液
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、メッキ液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
れる金属メッキ層間で顕著にみられるものであった。

ウェハー２の略中心部５〔第５図矢示■部〕では、メッ
キ液流１が直接光たるためメッキ液７の撹拌部８が形成
され、撹拌によりメッキ液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ッキ層９　〔以下、メッキ層〕が
形成される〔第７図〕。

尚、撹拌部８とは、噴射されるメ・７キ液７とウェハー
２に当たって戻るメッキ液１０が混ざり合う如く、流れ
の方向の異なるメッキ液同士が混合し、それがメッキ液
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、メッキ
液７の流れは単にウェハー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
、メッキ液７の流れの方向性によるメッキ層形成への影
響〔即ち、メッキ層９がメッキ液７の流れる方向に沿っ
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、メッキ処理中、ウェ
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ッキＮ９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
メッキ層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。

そこでこの発明は、メッ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ッキ条件
を均一化し、向上させることで、ウェハーに於ける被メ
ッキ面の位置に関わらす良好なメッキ層を形成し製品の
歩留りを向上し得る半導体ウェハーのメッキ方法を提供
することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明の詳細な説明する
と、レジスト層の形成されている半導体ウェハーに施さ
れるメッキ液は、多数形成され且つ交互に配されている
第１、第２噴射ノズルのいずれか一方より噴射メッキ液
流として施されると共に他方により回収され、または交
互に噴射、回収を繰り返し、そして多数の噴射メッキ液
流により、半導体ウェハーの被メッキ面側の表面を微少
化された多数のメッキエリアとし、該表面の全体に、表
面を覆い且つ撹拌状態とされているメッキ液層を形成し
、該メッキ液層にて金属メッキ層を形成するものとして
いる。

く　　作　　　用　　〉 そして、この発明は前記の手段により、半導体ウェハー
の表面〔被メッキ面側〕に対し、多数の噴射メッキ液流
が第１或いは第２噴射ノズルのいずれか一方より施され
つつ他方によっ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ッキエリアからなるものとし、
各メッキエリアを撹拌されているメッキ液にて覆い、表
面の全体を、内部に撹拌部分が多数、継続的に生してい
るメッキ液層にて覆うことで、半導体ウェハーの・表面
のメッキ液の流れの方向性を解消し、電流密度、金属イ
オン分布等のメッキ条件を均一化、更に向上させるもの
であり、更にこのメッキ液の噴射・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、メッキ液の流れの方向性の解消、
前記メッキ条件をより一層均−且つ向上させ得るもので
良好な金属メッキ層の形成を容易とする。又、板金水素
ガスが発生したとしても効果的に除去し、良好な金属メ
ッ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。

く実　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、この半導体ウェハーのメッキ方法にて使用するメ
ッキ装置について説明する。

このメッキ装置１５は、半導体ウェハー２〔以下、ウェ
ハー〕にメッキ処理を施す略円形状の第１メッキ処理槽
１６と、該第１メッキ処理槽１６を囲繞する略円形状の
第２メッキ槽１７と、第１メッキ処理槽１６の上部に！
！置されるウェハー２を押圧し固定する押圧手段１８と
、メッキ液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、同じくメッキ液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メッキ処理槽１６及び第２メッキ槽１７
を支持するベース体２１とからなる。

この第１メッキ処理槽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と対応しウェハー２を載置・
固定すると共に第１パイプ１９から供給されるメッキ液
７によりウェハー２にメッ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、ウェハー２と当接しメッキ液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
バイブ１９に接続されている第１下部受部材２６と、該
第１下部受部材２６の上方に設けられ後述のノズル形成
体を蔵置、固定すると共に第１噴射ノズル用の開口部２
７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３１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。

面、この区画枠３３の略下半分は、第２下部受部材２８
の表面３４上の排出されるメッキ液３５の流れを妨げぬ
ように切除されている。

第２メッキｔ！１７は、第１メッキ処理槽１６を囲繞し
、その側部には第２パイプ２０を受は入れるためのパイ
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〕を介してウェハー２を押圧、固定する押圧本体３
８と、この押圧本体３８を上下方向〔矢示Ｂ方向〕に上
下限Ｊ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４０と螺合し該軸
４０の上下動を支持する横枠部材４１と、第２メッキ槽
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にメッキ
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３ｏのメンキ液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１９．２ｏは、図示せ
ぬタンク及びポンプと各々接続されており、一方がメッ
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、
メッキ液７の回収の際にはより積極的に吸引して排出を
行えるようにしてもよい。

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

この発明は上記メッキ装置１５を使用してメッキを行う
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上にウェハー２を載置、位１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
ウェハー２を押圧、固定する。

その状態で、メッキ液７が第１バイブ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、多数の噴射メッキ液流４６〔以下、メッキ液流〕と
して噴出し、メッキ液流４６をウェハー２の表面３〔被
メッキ面４側〕に浴びせて該表面３にメッキ液層４７を
形成する。

小サイズの多数の第１ノズル２９より多数のメッキ液流
４６が噴出し、第２ノズル３０にて排出を同時に行うこ
とで、メッキエリア７０を微少化し、各メッキエリア７
０内ではメッキ液７が十分に撹拌されていることから、
表面３の全体を覆うメッキ液層４７はいたるところに撹
拌部８を生じており、従来のメッキ液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
のメッキ液流４６は、一部がウェハー２の表面３に達し
、メッキエリア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ェハー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からも同様にメッ
キ液流４６が分流しようとするため、第１噴射ノズル２
９間でもメッキ液７同士が衝突して撹拌部８を生じ、こ
れによりウェハー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ッキ液層４７にて覆われ、金属イ
オン分布、電流密度等のメッキ条件を均一とし更に向上
させることができ、板金水素ガスが発生したとしても効
果的に除去でき、良好なメッキ層を形成し得るものであ
る。

そして、第１ノズル２９から噴出し第２ノズル３０内に
流下したメッキ液３５は、第２下部受部材２８の表面３
４を伝わって流れ、第２パイプ２０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、メッキ液７の供給と排出を逆転させてメッキ液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。

メッキ液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間で交互に行わせることで、メッ
キ液７の流れの方向性の解消と、金属イオン分布、電流
密度等のメッキ条件の均一、向上をより一層促進せしめ
るものである。

そして、メッキ処理の終了したウェハー２は、ウェハー
２のセン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ェハー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１８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４３．４５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、ウェハー２を適宜の保持
手段にて回転手段の下面側に保持し、ウェハー２を回転
させつつメッキ液７を施すので、連続的に移動している
被メッキ面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を有するメッキ液層４７にて覆わ
れた状態を維持しつつ被メッキ面４は多数の撹拌部８と
順次、接触し通過するため、メッキ液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ッキ条件はより一層均−
且つ向上し、板金水素ガス１２が発生したとしても効果
的に除去でき、良好なメッキ層９を形成し得るものであ
る。更に又、ウェハー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ッキ液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ェハーのメ・ツキ方法は、以上
説明してきた如き内容のものなので、多（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）ウェハーの表面〔被メッキ面側〕の全体にわたり
、ウェハーの表面面積に対し小サイズで多数のメッキ液
流の噴出と排出を同時に行うことで、メッキエリアを微
少化し、その各々を十分に撹拌されているメッキ液で覆
っているので、メッ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ッキ液層に
よりウェハーの表面〔被メ・ツキ面側〕を覆っているの
で、電流密度、金属イオン分布等のメッキ条件を均一に
そして向上させ得、 （ハ）方向性の解消、メッキ条件を均一、向上させるこ
とによりウェ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ッキ層を形成
でき製品の歩留りを向上させることができ、 （ニ）ウェハーの表面〔被メッキ面側〕のメッキ液層内
にてメッキ液の撹拌作用を生ぜしめているので、板金水
素ガスが発生したとしても効果的に除去でき、メッキの
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ッキ液
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、メッキ条件の均一、
向上がより一層確実且つ容易に達成でき、更にメッキの
欠けを防止し得て良好な金属メッキ層を形成でき、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、 （へ）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、ウェハーの着脱、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ェハーのメッキ方法の
一実施例にて用いられるメッキ装置を示す概略断面図、 第２図は、第１図に示されたメッ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ッキ液の流動状
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、従来の半導体ウェハーのメッキ方法でのメッ
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
ッ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ッ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ッキに欠けが発生
した状況を示す部分拡大断面図である。 ■、４６・・・・・・・・・・噴射メッキ液流２・・・
・・・・・・・・・半導体ウェハー３・・・・・・・・
・・・・表面 ４・・・・・・・・・・・・被メッキ面７．１０．３５
・・・・・・・・メッキ液９・・・・・・・・・・・・
金属メッキ層１１・・・・・・・・・・・・レジスト層
２９・・・・・・・・・・・・第１噴射ノズル３０・・
・・・・・・・・・・第２噴射ノズル４７・・・・・・
・・・・・・噴射メッキ液層第２図 第３図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レジスト層の形成された半導体ウェハーにメッキ液を施
   して金属メッキ層を形成する半導体ウェハーのメッキ方
   法に於いて、 上記メッキ液は、多数形成され且つ交互に配されている
   第１、第２噴射ノズルのいずれか一方より噴射メッキ液
   流として施されると共に他方により回収され、または交
   互に噴射、回収を繰り返し、そして多数の噴射メッキ液
   流により、半導体ウェハーの被メッキ面側の表面を微少
   化された多数のメッキエリアとし、該表面の全体に、表
   面を覆い且つ撹拌状態とされているメッキ液層を形成し
   、該メッキ液層にて金属メッキ層を形成することを特徴
   とする半導体ウェハーのメッキ方法。