WO2000003074A1 - Dispositif de placage - Google Patents

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Kenichi Suzuki
Atsushi Chono
Mitsuo Tada
Akira Ogata
Satoshi Sendai
Koji Mishima
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Ebara Corporation
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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
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54—Testing for continuity

Definitions

  • the present invention relates to a plating apparatus for plating a plating substrate such as a semiconductor wafer, and more particularly to a plating apparatus capable of forming a plating film having a uniform film thickness.
  • a jet stream of the plating liquid Q is applied perpendicularly to the plating surface of the substrate to be plated 12.
  • the power supply section is provided with an annular packing 18 on the inner peripheral side of the annular frame 17, a power supply ring 19 is disposed inside the packing 18, and A plurality of power supply contacts 15 are arranged at predetermined intervals.
  • the power supply ring 19 is divided by an insulating member 20 and divided into a plurality of power supply sections. Since the current value can be controlled for each of the power supply contacts 15. This current control can reduce the current error of each of the power supply contacts 15. During this period, there is a problem that current does not easily flow and the thickness of the metal film becomes thin. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above points, and has a conduction state detecting means capable of detecting a conduction state (contact state) of a plurality of power supply contacts in contact with a conductive portion of a substrate to be plated, and a plating flowing through each power supply contact. It is an object of the present invention to provide a mechanical device capable of forming a mechanical film having a uniform film thickness by making the current uniform.
  • the present invention is to dispose an electrode and a plating substrate mounted on a plating jig in a plating tank so as to face each other, and the plating jig is provided on a surface of the plating substrate.
  • a plurality of power supply contacts that are in contact with the conductive portion provided in the power supply.
  • a predetermined voltage is applied between the plurality of power supply contacts and the electrode, and a mech current is supplied through the power supply contacts. Therefore, in the plating apparatus for applying plating to the plated substrate, a conduction state detecting means for detecting a conduction state between each power supply contact of the plating jig and the conductive portion of the plated substrate is provided. It is characterized by the following.
  • the conduction state detecting means flows through each of the plurality of power supply contacts.
  • a current detector for detecting a current is provided, and the conduction state of each power supply contact is detected based on the current detected by the current detector.
  • the conduction state detecting means includes contact resistance measuring means for measuring a contact resistance between the conductive portion of the substrate to be measured and each of the power supply contacts, and each of the conduction state detecting means is determined based on the contact resistance measured by the contact resistance measuring means. It is preferable to detect the conduction state of the power supply contact.
  • each power supply contact point abuts on the conductive portion of the substrate to be plated with substantially equal pressure, and a uniform conduction state is obtained, so that a plating film having a uniform film thickness can be formed.
  • a mech film having a more uniform film thickness can be formed over the entire surface of the substrate to be plated.
  • FIG. 3 shows a state in which the power supply contact is attached to the power supply ring of the conventional power supply unit when viewed from below.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the conduction state detecting means of the plating device of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an equivalent circuit of the resistance between the power supply contacts.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a basic circuit configuration for measuring the resistance value between the power supply contacts.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams showing a configuration example of a power supply contact provided at a power supply portion of a plating jig of the plating device of the present invention.
  • FIG. 13A is a plan view, and FIG. It is A-A sectional drawing.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a jack tank of the jack device according to the present invention :
  • FIG. 15 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the power supply section of the stick jig of the present invention.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are views showing an example of the entire configuration of the plating apparatus according to the present invention, FIG. 17A is a plan view thereof, and FIG. 17B is a side view thereof.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the conduction state detecting means of the plating device of the present invention.
  • a plurality of power supply contacts 15 are in contact with the conductive portion of the substrate to be measured 12 such as a semiconductor wafer, and the power supply contacts 15 are connected to the conduction state detecting means 22.
  • the configuration of the plating apparatus of the present invention is substantially the same as that of the plating apparatus shown in FIG. 1, and a plating power supply 14 is connected between the conduction state detecting means 22 and the anode electrode 13. You.
  • each power supply contact 15 is detected by the conduction state detection means 22, and there is a conduction failure (poor contact between the power supply contact 15 and the conductive part). Opens switch 23 and shuts off power supply 14 or issues an alarm.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the conduction state detecting means 22 of the plating apparatus of the present invention.
  • 22-1 and 22-2 are resistors having predetermined resistance values R A and R B , respectively, and 2 2-3 is a contact resistance of each power supply contact 15 of the mechanical device.
  • Is a current circuit passing through each of the power supply contacts 15 and 22-4 is a variable resistor having a variable resistance value Rc.
  • Rc variable resistance value
  • the continuity detection means 22 of the above configuration the continuity The resistance of the current circuit passing through each power supply contact 15 including the contact resistance when the state is normal is defined as Rx, and the variable resistor 2 is set so that the current detected by the current detector 2 2a becomes 0. 2 — 4 resistance value R. Is adjusted,
  • the contact state between the conductive portion of the plated substrate 12 mounted on the plating jig 11 and each of the power supply contacts 15 is measured. Since it is possible to check before or during the plating process, it is possible to prevent unevenness in the plating film thickness due to a poor conduction state of each power supply contact 15.
  • the bridge circuits including the current detectors 22a are provided by the number of the power supply contacts 15; however, the bridge circuits 2 including the current detectors 22a are provided. 4 may be set as one, and the switch may be switched to check the conduction state (contact state) of each power supply contact 15.
  • a prism circuit including the current detector 22a was used, if the current detector 22a had high sensitivity, as shown in Fig. 5, each power supply contact 15 was connected to the current detector. It may be connected directly to 22 a to directly detect the current flowing through each power supply contact 15.
  • the respective resistance values between the power supply contact 15 and the power supply contact 15 are the contact resistance values R 1, R between the conductive portion of the substrate to be measured 12 and the power supply contact 15. 3 and the resistance value R2 of the resistance value R2 of the conductive portion of the substrate to be etched 12 itself.
  • the contact resistance values Rl and R3 are approximately several hundreds ⁇ , it is necessary to measure the resistance values with high accuracy.
  • 31 is an AC power supply (oscillation circuit)
  • 32 is a constant current circuit
  • 33 is an amplifier
  • 34 is a synchronous detection circuit (squaring circuit)
  • 35 is a low-pass filter.
  • Y To the other terminal (Y).
  • the synchronous detection circuit 3 4 multiplies the AC voltage esi ⁇ ⁇ t by the AC voltage e 2 si ⁇ ⁇ t to obtain
  • FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit for explaining how to cancel the resistance value of the wiring material.
  • r 1 and r 2 indicate the resistance values of the wiring members connecting the constant current circuit 32 to the feeding contacts 15 and 15 (A, B), and r 3 and r 4 feed the amplifier 33 Indicates the resistance of the wiring material connected to contacts 15 and 15 ( ⁇ , ⁇ ).
  • the current from the constant current circuit 32 is I ⁇
  • the current flowing through the amplifier 33 is I, ...
  • the current flowing through the combined resistance R 0 2 R 1 + R 2 + R 3 is I.
  • the amplifier 33 uses an operational amplifier having an input impedance as high as 10 ⁇ , so that ⁇ , ⁇ , ⁇ ⁇ , and becomes IIM. Therefore, according to I v 0, the input voltage E M of the amplifier 33 becomes
  • the resistance value RM when looking at the amplifier 33 side from the output side of the constant current circuit 32 is
  • FIGS. Fig. 10 shows the wiring configuration for measuring the contact resistance of the power supply contact and the plating current supply
  • Fig. 11 shows the circuit configuration of the contact resistance measurement device
  • Fig. 12 shows the circuit configuration of the plating current supply device. It is.
  • terminal T is connected to anode electrode 13. Is connected, and the power supply contact of the tool jig 1 1 1 5—; Each of ⁇ 1 5 8 connected terminals I-I 8 is directly further terminal V through the switching sweep rate pitch S ⁇ S 8, and ⁇ V 8 Terminal T, ⁇ 8 are connected.
  • the contact resistance measuring device is composed of four contact resistance measuring circuits 4 1 1 1 to 4 1 — 4, and the contact resistance measuring circuits 4 1 1 1 to 4 1 — 4 have the same configuration It is.
  • the configuration of the contact resistance measurement circuit 4 1 1 1 can be explained as follows: AC power supply (oscillation circuit) 31, constant current circuit 32, amplifier 33, synchronous detection circuit 34, DC amplifier 36, one-pass A filter 35 and an A / D converter 37 are provided.
  • the contact resistance measurement circuit 4 1 1 1 is provided with terminals VV 2 and I l I, respectively, which are connected to terminals V, V 2 and II 2 in Figure 10, respectively.
  • the contact resistance measuring circuits 4 1-2 are provided with terminals V, VI, and I 4 , respectively, and are connected to terminals V 3 ,, I, and I in FIG. 10, respectively.
  • the contact resistance measuring circuits 4 1-3 are provided with terminals V 5 , V 6 , I 5 , and I 6 , respectively, and connected to terminals V 5 , V 6 , I, and I 6 in FIG. 10, respectively.
  • the contact resistance measuring circuits 4 1-4 are provided with terminals V and VII, and are connected to terminals V, V 8 , I and I in Fig. 10, respectively.
  • the DC output of the low-pass filter 35 is digitally converted by the A / D converter 37. ⁇ ⁇ Convert to signal and send to CPU.
  • the CPU determines from the DC output whether there is a contact failure in the power supply contact 15 and, if there is a contact failure, notifies which power supply contact 15 is in poor contact. Poor contact may occur due to a defect in the mechanical part, so re-contacting the contact point 15 with poor contact may result in good contact. Try re-contacting.
  • the switch S! Switching the ⁇ S 8 to the contact a side, houses a main Tsu liquid to the main Tsu key tank 1 0, supplies main luck current supply device entwined luck current shown in FIG 2.
  • Main Tsu ⁇ The current supply device As shown in Figure 1 2, is composed of eight main luck current supply circuits 4 2 one 1-4 2 one 8, main luck current supply circuit 4 2-:! ⁇ 4 2-8 have the same configuration. Terminal T respectively. And Terminal Ding! ⁇ , Terminal T. And T: through T 8 is 1 0 terminal T. And ⁇ ⁇ ! Connected to ⁇ .
  • the configuration of the plating current supply circuit 42 will be described with reference to the plating current supply circuit 42-11.
  • the plating current supply circuit 42 includes a plating current detection circuit 38, a current control circuit 39, and a plating power supply 40.
  • the current control circuit 39 A plating current value is set by a plating condition command from the PU, and the set plating current value is applied from the plating power supply 40 to the terminal.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams illustrating a configuration example of a power supply contact provided in a power supply section of a jack jig of the jack device of the present invention.
  • the power supply contacts 15 are arc-shaped and made up of a plurality (eight in the figure), and the plurality of power supply contacts 15 form an annular shape as a whole.
  • Each power supply contact 15 has a plurality (eight in the figure) of contact pieces 15-1, and the plurality of contact pieces 15-1 are formed in a body: No. 5 manufactures a highly conductive and elastic metal plate such as phosphor bronze by sheet metal processing or the like.
  • each of the power supply contacts 15 having the above configuration is provided with a power supply ring 19 in each power supply section divided by an insulating member 20, and a plurality of contact pieces 15-1 of the power supply contact 15. Makes the current flowing through each of the power supply contacts 15 uniform by correcting the current value of each of the power supply contacts 15 by contacting the conductive part of the substrate to be plated 12.
  • the leading end of the power supply contact 15 is composed of a large number of contact pieces 15-1, the distance between the contact pieces 15-1 and 15-1 can be reduced as much as possible. The thickness of the plating film around the contact piece 15-1 and the contact piece 15-1 can be made uniform.
  • the power supply contact having the plurality of contact pieces 15-1 may be attached to one power supply ring 19 as shown in FIG. ⁇ Figure 1 4'll be c shown a diagram illustrating a configuration example of a main luck tank main luck apparatus according to the present invention urchin, a semiconductor to the main Tsu key tank 1 0 Main Tsu key tank body 1 0 1
  • a substrate holder 112 for holding a substrate to be etched 12 such as a wafer is accommodated.
  • the substrate holder 1 1 2 comprises a substrate holder 1 1 2-1 and a shaft 1 1 2-2 force, and the shaft 1 1 2-2 is an inner wall of a cylindrical guide member 1 1 4. It is rotatably supported via bearings 115 and 15.
  • the guide member 114 and the substrate holder 112 can be moved up and down by a predetermined stroke by means of a cylinder 116 provided on the top of the mech tank body 101.
  • the substrate holder 1 12 can be rotated in the direction of arrow ⁇ ⁇ via the shaft section 112-2 by the motor 111 provided above the inside of the guide member 114. ing. Further, a space C for accommodating a substrate holding member 117 composed of a substrate holding part 117-1 and a shaft part 117-2 is provided inside the substrate holder 112. The holding member 1 17 can be moved up and down by a predetermined stroke up and down by a cylinder 1 19 provided at an upper portion in a shaft section 1 1 2-2 of the substrate holder 1 1 2.
  • FIG. 15 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • a flat plate is located below the substrate holding portion 1 1 2—1 of the tank main body 101, that is, below the plating surface of the substrate 1 2 exposed to the opening 1 1 2—1a.
  • a liquid chamber 120 is provided, and a flat mech liquid introduction chamber 1 2 is formed through a perforated plate 121 formed with a large number of holes 122 a below the plating liquid chamber 120. Two are provided. Further, a collecting trough 106 for collecting the mechanic liquid Q overflowing from the mech liquid chamber 120 is provided outside the mech liquid chamber 120.
  • the plating liquid Q collected in the collecting trough 106 returns to the plating liquid tank 103 and returns.
  • the plating liquid Q in the plating liquid tank 103 is introduced horizontally from both sides of the plating liquid chamber 120 by the pump 104.
  • the liquid Q introduced from both sides of the plating liquid chamber 120 passes through the holes 121 a of the perforated plate 121 and flows into the plating liquid chamber 120 as a vertical jet.
  • the distance between the perforated plate 121 and the substrate to be plated 12 is 5 to 15 mm, and the jet of the plating liquid Q passing through the holes 121 a of the perforated plate 121 rises vertically. A uniform jet is brought into contact with the plating surface of the substrate to be plated 12 while being maintained.
  • the plating liquid Q overflowing the plating liquid chamber 120 is collected by the collecting trough 106 and flows into the plating liquid tank 103. That is, the plating liquid Q circulates between the plating liquid chamber 120 of the plating tank main body 101 and the plating liquid tank 103.
  • the plating liquid level LQ of the plating liquid chamber 120 is slightly higher than the plating surface level LW of the plating substrate 12 by ⁇ L, and the entire plating surface of the plating substrate 12 is formed. Is in contact with plating liquid Q.
  • the step 1 1 2 — 1 b of the substrate holder 1 1 2—1 of the substrate holder 1 1 2 is provided with an electrical contact 15 that is electrically connected to the conductive section of the substrate to be etched 12.
  • the contact 15 is connected to an external plating power supply (not shown) via a brush 126. It is connected to the cathode.
  • an anode electrode 13 is provided at the bottom of the plating liquid introduction chamber 122 of the plating tank body 101 so as to face the substrate 12 to be plated, and the anode electrode 13 is provided with a plating plate. It is connected to the anode of the power supply.
  • a loading / unloading slit 129/9 is provided at a predetermined position on the wall surface of the tank main body 101 for loading / unloading the substrate 12 to be loaded / unloaded with a board loading / unloading jig such as a robot arm. I have.
  • the cylinder 116 when performing plating, first, the cylinder 116 is actuated, and the substrate holder 112 is moved to a predetermined amount together with the guide member 114 (substrate holder 112-1-1). The substrate 12 to be held held at the position is moved up to a position corresponding to the loading / unloading slit 12 9), and the cylinder 1 19 is actuated to move the substrate pressing member 1 17 by a predetermined amount ( (The board holding part 1 1 7—1 reaches the top of the loading / unloading slit 1 2 9).
  • the cylinder 1 16 is actuated, and the substrate holder 1 1 2 and the guide member 1 1 4 together with the plating surface of the substrate 1 2 are plated with the plating liquid Q in the plating liquid chamber 1 20. Lower until it comes in contact with (to a position lower by L above the plating surface level LQ). At this time, the motor 118 is started, and the substrate holder 112 and the substrate to be etched 12 are lowered while rotating at a low speed.
  • the plating liquid chamber 120 is filled with the plating liquid Q, and a vertical upward flow is blown out through many holes 121 a of the perforated plate 121.
  • the substrate to be plated 12 is lifted up to the position of the loading / unloading slit 12 9, and the cylinder 1 19 is actuated here, so that the substrate holding section 1 1 7— 1
  • the substrate to be etched 12 is released, and the substrate 12 is placed on the step portion 112-1-1b of the substrate holding portion 112-1-1.
  • a board loading / unloading jig such as a mouth-bottom arm enters the space C of the board holder 112 from the loading / unloading slit 12 9, picks up the substrate 12 to be picked up, To be carried out.
  • FIG. 17B are diagrams showing an example of the entire configuration of a plating apparatus using the above-configured plating tank 10 according to the present invention.
  • FIG. 17A shows a planar configuration
  • FIG. As shown in Fig. 17A, as shown in Fig. 17A, the plating device 140 has a mouth part 141, an unload part 144, a washing / drying tank 144, and a loading stage 144.
  • a coarse water washing tank 144, a plating stage 144, a pretreatment tank 144, a first robot 148, and a second robot 149. 46 is provided with a two-layer stack of plating tanks 10 having the configuration shown in Fig. 14. That is, a total of four plating tanks 10 are arranged as the whole plating apparatus. This can be realized because the plating tank 10 can have a smaller depth dimension than the conventional plating tank shown in Fig. 1. Can be.
  • the substrate to be mounted 12 stored in the cassette mounted on the mouth portion 141 is taken out one by one by the first robot 144. And transferred to the load stage 144.
  • the substrate to be transferred 12 transferred to the load stage 144 is transferred to the pretreatment tank 147 by the second robot 149, and the pretreatment is performed in the pretreatment tank 147. Will be applied.
  • the pre-processed plating substrate 12 is transferred to the plating tank 10 of the plating stage 1 46 by the second robot 1 49 and subjected to plating processing.
  • the plating substrate 12 after the plating process is transferred to the coarse water washing tank 144 by the second robot 1449, and subjected to the coarse water cleaning process.
  • the substrate 12 having been subjected to the rough water cleaning process is further transferred to the cleaning / drying tank 144 by the first robot 148, and is subjected to the cleaning process and dried before being transferred to the unloading section 142. Be transported.
  • the plating tank 10 is provided with a perforated plate 121 arranged opposite to a plating surface of the plating substrate 12 at a predetermined interval below the plating surface. It has a plating liquid chamber 120 formed between the two, and a flat plating liquid introduction chamber 122 formed below the perforated plate 121 so that the plating liquid Q can be supplied to the plating liquid.
  • the depth dimension can be made smaller than that of a face-down type tank in which a conventional plating liquid jet is applied vertically to the substrate to be plated. Therefore, a plurality of jack tanks 10 can be arranged one on top of the other, and the installation space of the entire stick apparatus can be reduced.
  • a plating solution for performing other metal plating can be used in addition to a copper sulfate plating solution for performing copper plating.
  • the present invention relates to a plating apparatus for forming fine wiring such as copper on a semiconductor substrate by plating.
  • Wiring by copper plating has advantages such as a larger current capacity than wiring of aluminum or the like. For this reason, it can be suitably used especially for the manufacture of a semiconductor element requiring fine wiring.

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Description

0/03074
1 明 細 書 メ ッキ装置 技術分野
本発明は半導体ウェハ等の被メ ツキ基板にメ ツキを施すメ ツキ装置に 関し、 特に均一な膜厚のメ ッキ膜を形成できるメ ッキ装置に関するもの である。 背景技術
近年、 半導体ウェハ等の表面に配線用の微細な溝や穴等が形成された 被メ ツキ基板の該溝ゃ穴等を埋めるのに、 銅メ ツキ等の金属メ ツキで該 溝や穴を埋める手法が採用されている。 従来この種のメ ツキ装置と して フェースダウン方式のメ ツキ装置がある。 該メ ツキ装置は図 1 に示すよ うに、 メ ツキ槽 1 0の上部に半導体ウェハ等の被メ ツキ基板 1 2をその メ ツキ面を下向きに配置し、 メ ツキタンク 1 0 3内のメ ツキ液 Qをポン プ 1 0 4によ り メ ッキ液供給パイプ 1 0 5を通して、 メ ッキ槽本体 1 0
1 の底部から噴出させ、 被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ面に垂直にメ ッキ液 Qの噴流を当てている。
メ ッキ槽本体 1 0 1 をオーバーフローしたメ ッキ液 Qはメ ッキ槽本体
1 0 1の外側に配置された捕集槽 1 0 6により回収される。 陽極電極 1
3 と陰極電極である被メ ツキ基板 1 2を装着したメ ツキ治具 1 1の間に 所定の電圧を印加することによ り、 該陽極電極 1 3 と被メ ツキ基板 1 2 の間にメ ツキ電流が流れ、 被メ ッキ基板 1 2 のメ ツキ面にメ ッキ膜が形 成される。 図 2はメ ッキ治具 1 1 の給電部の構成の一部を示す断面図である。 図示するよ うにメ ツキ装置はメ ッキ液 Qを収容したメ ツキ槽 1 0内に 半導体ウェハ等の被メ ッキ基板 1 2を装着したメ ツキ治具 1 1 と、 陽極 電極 1 3を対向して配置した構成である。 そしてメ ツキ治具 1 1 と陽極 電極 1 3の間にメ ツキ電源 1 4から所定の直流電圧を印加し、 被メ ツキ 基板 1 2にメ ッキ膜を形成する。
メ ツキ治具 1 1 には給電部が設けられ、 該給電部は被メ ツキ基板 1 2 の表面の導電部に当接する給電接点 1 5が配置され、 該給電接点と前記 メ ッキ電源が電気的に接続され、 該メ ッキ電源からメ ッキ電流は陽極電 極、 被メ ツキ基板及び給電接点を通して流れる。
図示するよ うに、 給電部は環状の枠体 1 7の内周側に環状のパッキン 1 8が設けられ、 該パッキン 1 8 の内側に給電環 1 9が配置され、 該給 電環 1 9に所定の間隔で複数の給電接点 1 5が配置されている。 該給電 接点 1 5の先端が被メ ツキ基板 1 2 の外周部表面に形成された導電部
(図示せず） に接触し、 該導電部と給電接点 1 5は電気的に接続される : また、 バッキン 1 8の先端は被メ ツキ基板 1 2の表面に押圧されて密着 し、 メ ツキ液がパッキン 1 8の内側に浸入するのを防ぎ、 給電接点 1 5 及び給電環 1 9等がメ ッキ液に曝されない構造となっている。
図 3及び図 4は従来の給電部の給電環 1 9に給電接点 1 5を取付けた 状態を示す図である。 図 3では給電環 1 9に所定の間隔で給電接点 1 5 が取付けられる。 また、 図 4では給電環 1 9が絶縁部材 2 0で電気的に 複数個 （図では 4個） に分割され、 該分割された給電環 1 9のそれぞれ に給電接点 1 5が取付けられている。 なお、 図 3及び図 4は給電環 1 9 に給電接点 1 5を取付けた状態を下方から見た斜視図である。
図 3に示すよ うに、 共通の給電環 1 9に複数の給電接点 1 5を設けた 構成の給電部 1 6では、 各給電接点 1 5の接触抵抗の差により電流が流 れやすい給電接点 1 5 と電流が流れにく い給電接点 1 5が生じる。 そし て電流が流れにくい給電接点 1 5の近傍のメ ッキ膜厚が薄く なるという 問題がある。
また、 図 4に示すよ うに、 給電環 1 9を絶縁部材 2 0で分割し、 複数 の給電区に区分し、 各給電区にそれぞれ給電接点 1 5を設けた構成の給 電部 1 6では、 各給電接点 1 5毎に電流値を制御することができるから. この電流制御で各給電接点 1 5毎の電流誤差を小さ くすることができる が、 給電接点 1 5 と給電接点 1 5の間は電流が流れにく く メ ッキ膜厚が 薄く なるという問題がある。 発明の開示
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、 被メ ツキ基板の導電部に 接触する複数の給電接点の導通状態 （接触状態） を検出できる導通状態 検出手段及び各給電接点を通して流れるメ ツキ電流を均一化して均一な 膜厚のメ ッキ膜が形成できるメ ッキ装置を提供することを目的とする。 上記課題を解決するため本発明は、 メ ツキ槽中に電極とメ ツキ治具に 装着された被メ ツキ基板とを対向して配置すると共に、 該メ ツキ治具は 被メ ツキ基板の表面に設けた導電部に接触する複数の給電接点を具備し. 該複数の給電接点と電極との間に所定の電圧を印加し、 該給電接点を通 してメ ッキ電流を通電することによ り、 該被メ ツキ基板にメ ツキを施す メ ッキ装置において、 メ ツキ治具のそれぞれの給電接点と被メ ツキ基板 の導電部との導通状態を検出する導通状態検出手段を設けたことを特徴 とする。
また、 導通状態検出手段は複数の給電接点のそれぞれを通して流れる 電流を検出する電流検出器を具備し、 該電流検出器で検出された電流よ り各給電接点の導通状態を検出することが好ま しい。
更にまた、 導通状態検出手段は、 被メ ツキ基板の導電部と各給電接点 との接触抵抗を測定する接触抵抗測定手段を具備し、 該接触抵抗測定手 段で測定した接触抵抗値よ り各給電接点の導通状態を検出することが好 ましい。
これによ り、 複数の給電接点のそれぞれの導通状態を検出する導通状 態検出手段を設けたので、 各給電接点の導通状態を確認でき、 メ ツキ膜 が不均一となる原因の一つを除去できる。
また、 各給電接点を通して流れるメ ツキ電流を検出するメ ツキ電流検 出手段を設け、 メ ツキ電流検出手段で検出される各給電接点を通して流 れるメ ツキ電流が均一になるよ うに制御するメ ツキ電流制御手段を設け ることで、 各給電接点を通して流れるメ ッキ電流を均一にすることがで き、 被メ ツキ基板の被メ ツキ面に膜厚の均一なメ ッキ膜を形成できる。 また、 本発明のメ ツキ装置は、 前記各給電接点は更に電気導電部に当 接する複数の接片を具備することを特徴とする。 これによ り、 各給電接 点の接片は略均等な圧力で被メ ツキ基板の導電部に当接し、 均等な導通 状態が得られ、 均等な膜厚のメ ツキ膜が形成できる。 また、 給電接点間 の電流値を揃えるよ うに補正することにより、 被メ ツキ基板の全面にわ たって更に均等な膜厚のメ ッキ膜が形成できる。 図面の簡単な説明
図 1はフユ一スダウン方式のメ ツキ槽の構成例を示す図である。
図 2はメ ッキ治具の給電部の構成の一部を示す断面図である。
図 3は従来の給電部の給電環に給電接点を取付けた状態を下方から見 た斜視図である。
図 4は従来の給電部の給電環に給電接点を取付けた状態を下方から見 た斜視図である。
図 5は本発明のメ ツキ装置の導通状態検出手段の概略構成を示す図で ある。
図 6は本発明のメ ツキ装置の導通状態検出手段の構成例を示す図であ る。
図 7は給電接点間の抵抗の等価回路の構成を示す図である。
図 8は給電接点間の抵抗値を測定するための基本的な回路構成例を示 す図である。
図 9は図 8の回路で配線材及び給電接点間の抵抗値の等価回路を示す 図である。
図 1 0は本発明のメ ッキ装置の給電接点の接触抵抗測定及びメ ツキ電 流供給のための配線構成を示す図である。
図 1 1 は本発明のメ ッキ装置の接触抵抗測定装置の回路構成を示す図 である。
図 1 2は本発明のメ ッキ装置のメ ツキ電流供給装置の回路構成を示す 図である。
図 1 3 A及び図 1 3 Bは本発明のメ ッキ装置のメ ツキ治具の給電部に 設けられる給電接点の構成例を示す図で、 図 1 3 Aは平面図、 図 3 Bは A— A断面図である。
図 1 4は本発明に係るメ ッキ装置のメ ッキ槽の構成例を示す図である : 図 1 5は図 1 4の B部分の拡大図である。
図 1 6は本発明のメ ッキ治具の給電部の構成の一部を示す断面図であ る。 図 1 7 A及び図 1 7 Bは本発明に係るメ ツキ装置の全体構成例を示す 図で、 図 1 7 Aはその平面図、 図 1 7 Bはその側面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 図 5は本発明 のメ ツキ装置の導通状態検出手段の概略構成を示す図である。 半導体ゥ ェハ等の被メ ツキ基板 1 2の導電部に複数の給電接点 1 5が接触してお り、 該給電接点 1 5はそれぞれ導通状態検出手段 2 2に接続されている。 なお、 本発明のメ ツキ装置の構成は図 1 に示すメ ツキ装置と略同じであ り、 導通状態検出手段 2 2 と陽極電極 1 3の間にはメ ッキ電源 1 4が接 続される。
被メ ツキ基板 1 2にメ ツキを施すに際し、 導通状態検出手段 2 2で各 給電接点 1 5の導通状態を検出し、 導通の不良 （給電接点 1 5 と導電部 の接触不良） がある場合はスィ ッチ 2 3を開放し、 メ ツキ電源 1 4を遮 断するか、 警報を発する。
図 6は本発明のメ ツキ装置の導通状態検出手段 2 2の構成例を示す図 である。 図 6 において、 2 2— 1 、 2 2— 2はそれぞれ抵抗値 R A、 R B が所定値の抵抗器であり、 2 2— 3はメ ッキ装置の各給電接点 1 5の接 触抵抗を含む各給電接点 1 5を通る電流回路であり、 2 2— 4は抵抗値 R cが可変な可変抵抗器である。 図示するよ うに、 抵抗器 2 2 — 1 、 2 2 一 2、 電流回路 2 2— 3、 可変抵抗器 2 2 _ 4をブリ ツジ回路 2 4に接 続し、 その中間に電流検出器 2 2 a を接続する。 このよ うなブリ ッジ回 路 2 4を給電接点 1 5の数だけ設けて、 導通状態検出手段 2 2を構成す る。
上記構成の導通状態検出手段 2 2において、 各給電接点 1 5の導通状 態が正常の場合の接触抵抗を含む各給電接点 1 5を通る電流回路の抵抗 値を R xと して、 電流検出器 2 2 a の検出電流が 0になるように、 可変抵 抗器 2 2 — 4 の抵抗値 R。を調整すると、
R = R / R · R
となる。
各給電接点 1 5を通る電流回路の抵抗値 R xの変化は主に各給電接点 1 5の接触抵抗に依存するから、 各給電接点 1 5 の導通状態が不良となり 接触抵抗が増加するとプリ ッジ回路 2 4のバラ ンスがくずれ電流検出器 2 2 a に電流が流れる。 この検出電流が所定値以上の時、 導通不良と し て前述のよ うに、 メ ツキ電源を遮断する力 その旨の警報を行う。
上記のように導通状態検出手段 2 2を設けることによ り、 メ ツキ治具 1 1 に装着された被メ ッキ基板 1 2の導電部と各給電接点 1 5の接触状 態をメ ツキ処理に先立って、 或いはメ ツキ処理中も確認できるから、 各 給電接点 1 5の導通状態不良によるメ ッキ膜厚の不均一を防止すること ができる。
なお、 図 5及び図 6においては、 給電接点 1 5 の数だけ電流検出器 2 2 a を含むブリ ッジ回路を設けているが、 該電流検出器 2 2 a を含むブ リ ッジ回路 2 4を 1個と して、 スィ ツチを切り替えて各給電接点 1 5 の 導通状態 （接触状態） を確認するよ うにしてもよい。 また、 電流検出器 2 2 a を含むプリ ッジ回路を用いたが、 電流検出器 2 2 a の感度が高い ものであれば、 図 5に示すよ うに、 各給電接点 1 5を電流検出器 2 2 a に直接接続して、 各給電接点 1 5を通して流れる電流を直接検出するよ うにしてもよい。
被メ ツキ基板 1 2の導電部と給電接点 1 5 の導通状態を検出するには、 給電接点 1 5 と給電接点 1 5 との間の抵抗値を測定し、 接触抵抗を検出 する方法がある。 給電接点 1 5 と給電接点 1 5の間のそれぞれの抵抗値 は、 図 7に示すよ うに、 被メ ツキ基板 1 2の導電部と給電接点 1 5 との 間の接触抵抗値 R 1 、 R 3 と被メ ッキ基板 1 2の導電部自身の抵抗値 R 2の合成抵抗値 R◦である。 ここで接触抵抗値 R l 、 R 3は略数百 πι Ω 程度であるから、 高精度に抵抗値を測定する必要がある。
図 8は精度良く合成抵抗値 R 0 = R 1 + R 2 + R 3を測定するための 基本的な回路構成を示す図である。 図 8において、 3 1 は交流電源 （発 振回路） 、 3 2は定電流回路、 3 3は増幅器、 3 4は同期検波回路 （二 乗算回路） 、 3 5はロ ーパスフィルタである。 交流電源 3 1からの交流 電圧 e l S ί η ω ΐ を同期検波回路 3 4の一方の端子 （X ) に入力し、 給 電接点 1 5 と 1 5の間の抵抗値 R 0 = R 1 + R 2 + R 3に交流電源 3 1 からの交流を定電流回路 3 2を通して定電流を通電し、 その両端に発生 する電圧を増幅器 3 3を介して増幅した交流電圧 e 2 s i η ω t を他方の 端子 （Y ) に入力する。
同期検波回路 3 4では交流電圧 e s i η ω t と交流電圧 e 2 s i η ω t を乗算して、
( e i · e 2 · s i n ω t 2) / 1 0 = { ( e i ■ e 2 ) / 2 0 } ( 1 — c o s 2 ω t ) の出力電圧を得る。 この出力電圧をロ ーパスフィルタ 3 5 を 通すことによ り、 c o s 2 ω t を除去することによ り、 ロ ーパスフィノレ タ 3 5 の出力は、
( e 1 · e 2) / 2 0
の直流出力となる。 この直流出力は合成抵抗値 R 0 = R 1 + R 2 + R 3 に比例したものとなる。
上記合成抵抗値 R 0 = R 1 + R 2 + R 3は通常 7 0 0 πα Ω 〜 9 0 0 πι Ωであるから、 これを正確に測定するためには、 配線材の抵抗値をキヤ ンセルしなければならない。 図 9は配線材の抵抗値をキヤンセルするこ とを説明するための等価回路を示す図である。 図 9において、 r 1 、 r 2は定電流回路 3 2を給電接点 1 5、 1 5 (A、 B) に接続する配線材 の抵抗値を示し、 r 3、 r 4は増幅器 3 3を給電接点 1 5、 1 5 (Λ、 Β) に接続する配線材の抵抗値を示す。 定電流回路 3 2からの電流を I Μ、 増幅器 3 3に流れる電流を I 、·、 合成抵抗値 R 0二 R 1 + R 2 + R 3 に流れる電流を I とする。
増幅器 3 3は入力インピーダンスが 1 0 ΟΜΩと高い演算増幅器を用 いる力、ら、 Ι 、'《 Ι Μとなり、 I I Mとなる。 従って、 I v 0によ り、 増幅器 3 3の入力電圧 E Mは、
E M = E - I V ( r 3 + r 4 ) = E
ここで、 Eは合成抵抗値 R 0 = R 1 + R 2 + R 3の両端の電圧である。 定電流回路 3 2の出力側から増幅器 3 3側を見た抵抗値 RMは
R M = 丄 Μ
R Μ = Ε / I = R 0
となる。 合成抵抗値 R Oの両端 Α、 Βまで定電流回路 3 2 と増幅器 3 3 を配線することによ り、 上記配線材の抵抗値 r 1 〜 ！■ 4をキヤンセルす ることができる。
上記抵抗測定方法及び配線材の抵抗値のキヤンセル方法を用いたメ ッ キ装置を図 1 0乃至図 1 2を用いて説明する。 図 1 0は給電接点の接触 抵抗測定及びメ ツキ電流供給のための配線構成、 図 1 1 は接触抵抗測定 装置の回路構成、 図 1 2はメ ツキ電流供給装置の回路構成をそれぞれ示 す図である。 図 1 0に示すよ うに、 陽極電極 1 3には端子 T。が接続され メ ッキ治具 1 1の給電接点 1 5— ；！ 〜 1 5— 8のそれぞれには端子 I 〜 I 8が直接接続され、 更に切替スィ ッチ S 〜 S 8を介して端子 V ,〜 V 8と 端子 T ,〜Τ8が接続されている。
接触抵抗測定装置は図 1 1 に示すように、 4個の接触抵抗測定回路 4 1 一 1〜 4 1 — 4で構成され、 接触抵抗測定回路 4 1 一 1〜 4 1 — 4は 各々同じ構成である。 接触抵抗測定回路 4 1 一 1でその構成を説明する と、 交流電源 （発振回路） 3 1、 定電流回路 3 2、 増幅器 3 3、 同期検 波回路 3 4、 D C増幅器 3 6、 口一パスフィルタ 3 5及び A/D変換器 3 7を具備する。 接触抵抗測定回路 4 1 一 1 は端子 V V2、 I l I が設けられ、 それぞれ図 1 0の端子 V，、 V2、 I I 2に接続される。 接触抵抗測定回路 4 1 — 2は端子 V 、 V I 、 I 4が設けられ、 それ ぞれ図 1 0の端子 V3、 、 I 、 I に接続される。 接触抵抗測定回路 4 1 — 3は端子 V 5、 V 6、 I 5、 I 6が設けられ、 それぞれ図 1 0の端子 V5、 V6、 I 、 I 6に接続される。 接触抵抗測定回路 4 1 — 4は端子 V 、 V I I が設けられ、 それぞれ図 1 0の端子 V 、 V8、 I 、 I に接続される。
上記構成の接触抵抗測定装置において、 メ ツキ槽 1 0 (図 1参照） に メ ッキ液を収容する前に、 切替スィ ツチ S 〜 S 8を接点 c側に切り替え、 接触抵抗測定回路 4 1 一 ；！ 〜 4 1 一 4の各定電流回路 3 2から被メ ッキ 基板 （図示せず） を装着したメ ツキ治具 1 1の給電接点 1 5— 1 と 1 5 -2、 1 5— 3 と 1 5— 4、 1 5— 5 と 1 5— 6、 1 5— 7 と 1 5— 8の 間にそれぞれ定電流を供給し、 それぞれの給電接点 1 5間に発生する電 圧を増幅器 3 3、 同期検波回路 3 4、 D C増幅器 3 6、 ローパスフィル タ 3 5を介して測定する。 これによ り、 上記のよ うに配線材の抵抗値が キャンセルされ、 合成抵抗値 R 0 = R 1 + R 2 + R 3に比例した直流出 力を得ることができる。
上記ローパスフィルタ 3 5の直流出力を A/D変換器 3 7でデジタル ^ ^ 信号に変換し、 C P Uに送る。 C P Uはこの直流出力から給電接点 1 5 に接触不良があるか否かを判断し、 接触不良がある場合は、 どの給電接 点 1 5が接触不良であるかを通知する。 接触不良はメ カニカル部の不具 合で発生する場合があるので、 接触不良の給電接点 1 5の再接触をする ことによ り、 接触良好となる場合があるので、 再接触を試みる。
上記のよ うに接触抵抗測定装置で給電接点 1 5の接触不良が無い場合、 即ち全ての給電接点の導通状態が良好な場合、 切替スィ ッチ S！〜 S 8を 接点 a側に切り替え、 メ ッキ槽 1 0にメ ッキ液を収容し、 図 1 2に示す メ ツキ電流供給装置からメ ツキ電流を供給する。
メ ッキ電流供給装置は図 1 2に示すよ うに、 8個のメ ツキ電流供給回 路 4 2 一 1 〜 4 2 一 8 で構成され、 メ ツキ電流供給回路 4 2— ：！〜 4 2 — 8は各々同じ構成である。 それぞれ端子 T。と端子丁 〜！^を具備し、 端子 T。及び T :〜T 8は図 1 0の端子 Τ。及び Τ 〜！^に接続される。
メ ッキ電流供給回路 4 2の構成をメ ツキ電流供給回路 4 2 一 1で説明 すると、 メ ツキ電流検出回路 3 8、 電流制御回路 3 9、 メ ツキ電源 4 0 を具備する。 電流制御回路 3 9は。 P Uからのメ ツキ条件の指令によ り、 メ ッキ電流値を設定し、 該設定したメ ツキ電流値をメ ツキ電源 4 0から 端子丁。、 陽極電極 1 3、 被メ ツキ基板 1 2 (図 1参照） 、 メ ツキ治具 1 1 の各給電接点 1 5— ：！〜 1 5— 8、 各切替スィ ツチ S 〜 S 8及び各端 子 Τ ,〜 Τ 8を通して流す。
給電接点 1 5— ：！〜 1 5— 8の各々を通して流れるメ ツキ電流はメ ッ キ電流検出回路 3 8で検出され、 該検出値は電流制御回路 3 9に出力さ れ、 該電流制御回路 3 9はメ ツキ電流が上記設定値になるよ うにメ ツキ 電源 4 0を制御する。 従って、 給電接点 1 5— ：！〜 1 5— 8 の各々を通 して流れるメ ツキ電流を均一に設定しておけば、 各給電接点 1 5を通し て流れるメ ッキ電流が均一となり均一な膜厚のメ ッキ膜が形成できる。 なお、 上記接触抵抗測定装置及びメ ツキ電流供給装置は一例であり、 本発明のメ ツキ装置の接触抵抗測定装置及びメ ツキ電流供給装置はこれ に限定されるものではない。
図 1 3 A及び図 1 3 Bは、 本発明のメ ッキ装置のメ ッキ治具の給電部 に設けられる給電接点の構成例を示す図である。 給電接点 1 5は円弧状 で複数個 （図では 8個） からなり、 該複数個の給電接点 1 5で全体と し て円環状を形成している。 各給電接点 1 5は複数個 （図では 8個） の接 片 1 5— 1 を具備し、 該複数個の接片 1 5— 1 がー体に形成されている: また、 各給電接点 1 5はリ ン青銅等の高導電度を有し且つ弾性を有する 金属板を板金加工等で製造する。
上記の構成の各給電接点 1 5を図 4に示すよ うに、 給電環 1 9を絶縁 部材 2 0で分割したそれぞれの給電区に設け、 該給電接点 1 5の複数の 接片 1 5 — 1が被メ ツキ基板 1 2の導電部に接触させ、 各給電接点 1 5 の電流値を補正することにより、 各給電接点 1 5に流れる電流を均一に することができる。 また、 給電接点 1 5はその先端が多数の接片 1 5— 1で構成されるため、 接片 1 5— 1 と接片 1 5— 1 の間隔を限りなく縮 めることが可能となり、 接片 1 5— 1 の廻り と接片 1 5— 1間のメ ツキ 膜の膜厚を均一にすることができる。
また、 複数の給電接点 1 5で環状に形成し、 更に各給電接点 1 5が複 数の接片 1 5— 1 を具備するので、 接点が被メ ツキ基板の導電部に接触 した場合、 押圧力が均等に分散され押圧力にアンバランスが発生しにく い。
また、 上記複数の接片 1 5— 1 を具備する給電接点は図 3に示すよ う な 1個の給電環 1 9に取り付けてもよレ、。 丄 ύ 図 1 4は本発明に係るメ ツキ装置のメ ツキ槽の構成例を示す図である c 図示するよ うに、 本メ ッキ槽 1 0はメ ッキ槽本体 1 0 1 内に半導体ゥェ ハ等の被メ ツキ基板 1 2を保持するための基板保持体 1 1 2が収容され ている。 該基板保持体 1 1 2は基板保持部 1 1 2— 1 とシャフ ト部 1 1 2— 2力 らなり、 該シャフ ト部 1 1 2 - 2は円筒状のガイ ド部材 1 1 4 の内壁に軸受 1 1 5 、 1 5を介して回転自在に支持されている。 そして 該ガイ ド部材 1 1 4 と基板保持体 1 1 2はメ ッキ槽本体 1 0 1 の頂部に 設けられたシリ ンダ 1 1 6により上下に所定ス トロークで昇降できるよ うになつている。
また、 基板保持体 1 1 2はガイ ド部材 1 1 4 の内部上方に設けられた モータ 1 1 8によ り、 シャフ ト部 1 1 2— 2を介して矢印 Α方向に回転 できるよ うになつている。 また、 基板保持体 1 1 2の内部には基板押え 部 1 1 7— 1及びシャフ ト部 1 1 7— 2からなる基板押え部材 1 1 7を 収納する空間 Cが設けられており、 該基板押え部材 1 1 7は基板保持体 1 1 2のシャフ ト部 1 1 2— 2内の上部に設けられたシリ ンダ 1 1 9に より上下に所定ス ト ロークで昇降できるよ うになつている。
基板保持体 1 1 2の基板保持部 1 1 2— 1 の下方には空間 Cに連通す る開口 1 1 2— 1 aが設けられ、 該開口 1 1 2— 1 a の上部には、 図 1 5に示すよ うに被メ ツキ基板 1 2の縁部が載置される段部 1 1 2— 1 b が形成されている。 該段部 1 1 2— 1 bに被メ ツキ基板 1 2の縁部を載 置し、 被メ ッキ基板 1 2の上面を基板押え部材 1 1 7の基板押え部 1 1 7— 1で押圧することによ り、 被メ ツキ基板 1 2の縁部は基板押え部 1 1 7— 1 と段部 1 1 2— 1 bの間に挟持される。 そして被メ ツキ基板 1 2の下面 （メ ツキ面） は開口 1 1 2— 1 a に露出する。 なお、 図 1 5は 図 1 4の B部分の拡大図である。 メ ッキ槽本体 1 0 1 の基板保持部 1 1 2— 1 の下方、 即ち開口 1 1 2 — 1 a に露出する被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ面の下方には偏平なメ ッキ 液室 1 2 0が設けられ、 メ ツキ液室 1 2 0の下方に多数の孔 1 2 1 a力 S 形成された多孔板 1 2 1 を介して、 偏平なメ ッキ液導入室 1 2 2が設け られている。 また、 メ ッキ液室 1 2 0の外側には該メ ツキ液室 1 2 0を オーバーフローしたメ ッキ液 Qを捕集する捕集樋 1 0 6が設けられてい る。
捕集樋 1 0 6で回収されたメ ツキ液 Qはメ ッキ液タンク 1 0 3に戻る よ うになってレヽる。 メ ツキ液タンク 1 0 3内のメ ツキ液 Qはポンプ 1 0 4によ り、 メ ツキ液室 1 2 0の両側から水平方向に導入される。 メ ツキ 液室 1 2 0の両側から導入されたメ ッキ液 Qは多孔板 1 2 1 の孔 1 2 1 a を通って、 垂直噴流となってメ ツキ液室 1 2 0に流れ込む。 多孔板 1 2 1 と被メ ツキ基板 1 2 の間隔は 5〜 1 5 m mとなっており、 該多孔板 1 2 1の孔 1 2 1 a を通ったメ ツキ液 Qの噴流は垂直上昇を維持したま ま均一な噴流と して被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ面に当接する。 メ ッキ液 室 1 2 0をオーバーフローしたメ ッキ液 Qは捕集樋 1 0 6で回収され、 メ ツキ液タンク 1 0 3に流れ込む。 即ち、 メ ツキ液 Qはメ ツキ槽本体 1 0 1 のメ ツキ液室 1 2 0 とメ ツキ液タンク 1 0 3の間を循環するよ うに なっている。
メ ツキ液室 1 2 0のメ ツキ液面レベル L Qは被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ 面レベル L Wより若干 Δ Lだけ高く なつており、 被メ ツキ基板 1 2のメ ッ キ面の全面はメ ツキ液 Qに接触している。
基板保持体 1 1 2の基板保持部 1 1 2— 1の段部 1 1 2 — 1 bは被メ ツキ基板 1 2 の導電部と電気的に導通する電気接点 1 5が設けられ、 該 電気接点 1 5はブラシ 1 2 6を介して外部のメ ツキ電源 （図示せず） の 陰極に接続されるよ うになっている。 また、 メ ツキ槽本体 1 0 1のメ ッ キ液導入室 1 2 2の底部には被メ ッキ基板 1 2 と対向して陽極電極 1 3 が設けられ、 該陽極電極 1 3はメ ツキ電源の陽極に接続されるよ うにな つている。 メ ッキ槽本体 1 0 1 の壁面の所定位置には例えばロボッ トァ —ム等の基板搬出入治具で被メ ツキ基板 1 2を出し入れする搬出入ス リ ッ ト 1 2 9が設けられている。
上記構成のメ ツキ装置において、 メ ツキを行うに際しては、 先ずシリ ンダ 1 1 6を作動させ、 基板保持体 1 1 2をガイ ド部材 1 1 4ごと所定 量 （基板保持部 1 1 2— 1 に保持された被メ ツキ基板 1 2が搬出入ス リ ッ ト 1 2 9に対応する位置まで） 上昇させると ともに、 シリ ンダ 1 1 9 を作動させて基板押え部材 1 1 7を所定量 （基板押え部 1 1 7— 1 が搬 出入ス リ ッ ト 1 2 9 の上部に達する位置まで） 上昇させる。 この状態で 口ボッ トアーム等の基板搬出入治具で被メ ツキ基板 1 2を基板保持体 1 1 2の空間 Cに搬入し、 該被メ ツキ基板 1 2をそのメ ッキ面が下向きに なるよ うに段部 1 1 2— 1 bに載置する。 この状態でシリ ンダ 1 1 9を 作動させて基板押え部 1 1 7— 1の下面が被メ ツキ基板 1 2の上面に当 接するまで下降させ、 基板押え部 1 1 7 — 1 と段部 1 1 2— 1 b の間に 被メ ツキ基板 1 2の縁部を挟持する。
この状態でシリ ンダ 1 1 6 を作動させ、 基板保持体 1 1 2をガイ ド部 材 1 1 4ごと被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ面がメ ツキ液室 1 2 0のメ ツキ 液 Qに接触するまで （メ ツキ面レベル L Qよ り上記 Lだけ低い位置ま で） 下降させる。 この時、 モータ 1 1 8を起動し、 基板保持体 1 1 2 と 被メ ツキ基板 1 2を低速で回転させながら下降させる。 メ ツキ液室 1 2 0にはメ ツキ液 Qが充満し、 且つ多孔板 1 2 1の多数の孔 1 2 1 a を通 した垂直の上昇流が噴出している。 この状態で陽極電極 1 3 と上記電気 接点 1 5の間にメ ツキ電源から所定の電圧を印加すると陽極電極 1 3 ら被メ ッキ基板 1 2へとメ ツキ電流が流れ、 被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ 面にメ ツキ膜が形成される。
上記メ ツキ中はモータ 1 1 8を運転し、 基板保持体 1 1 2 と被メ ツキ 基板 1 2を低速回転させる。 この低速回転はメ ツキ液室 1 2 0内のメ ッ キ液 Qの垂直噴流を乱すことなく、 被メ ツキ基板 1 2のメ ツキ面に均一 な膜厚のメ ッキ膜を形成できるよ うに設定する。
メ ツキが終了するとシリ ンダ 1 1 6を作動させ、 基板保持体 1 1 2 と 被メ ツキ基板 1 2を上昇させ、 基板保持部 1 1 2— 1 の下面がメ ッキ液 レベル L Qよ り上になったら、 モータ 1 1 8を高速で回転させ、 遠心力で 被メ ッキ基板のメ ツキ面及び基板保持部 1 1 2— 1の下面に付着したメ ツキ液を振り切る。 メ ツキ液を振り切ったら、 被メ ツキ基板 1 2を搬出 入ス リ ッ ト 1 2 9の位置まで上昇させ、 ここでシリ ンダ 1 1 9を作動さ せて、 基板押え部 1 1 7— 1 を上昇させると被メ ツキ基板 1 2は解放さ れ、 基板保持部 1 1 2— 1 の段部 1 1 2— 1 b に載置された状態となる。 この状態で口ボッ トアーム等の基板搬出入治具を搬出入ス リ ッ ト 1 2 9 から、 基板保持体 1 1 2 の空間 Cに侵入させ、 被メ ツキ基板 1 2をピッ クアップして外部に搬出する。
メ ツキ装置を上記構成にすることにより、 メ ツキ液室 1 2 0内に多孔 板 1 2 1の多数の孔 1 2 1 a を通し、 メ ッキ液の垂直上昇流が形成され るから、 従来のよ うにメ ツキ液噴流を被メ ツキ基板に垂直に当てるフエ ースダウン方式のメ ッキ槽に比較して、 メ ツキ液の助走距離は小さ くて 済み、 メ ツキ槽 1 0の深さ方向の寸法を小さく できる。 従って、 メ ツキ 槽 1 0を複数台重ねて配置することが可能となる。
なお、 上記実施形態例では電解メ ツキを例に説明したが、 電気接点 1 5及び陽極電極 1 3を設けることなく、 無電解メ ツキとすることができ る。
図 1 6は、 図 1 5に示す被メ ツキ基板とその支持部との具体的構造例 を示す図である。 基板保持部 1 1 2 — 1 の段部 1 1 2— 1 bには、 図 1 3 A及び図 1 3 Bに示す多数の接片 1 5— 1 を具備する給電接点 1 5が 固定されている。 多数の接片 1 5— 1 は被メ ツキ基板 1 2の導電部にそ のパネ弾性によ り接触している。 給電接点 1 5は、 給電環 1 9に固定さ れ、 その給電環 1 9が基板保持部の段部 1 1 2— l bに固定されている ( 被メ ッキ基板 1 2は、 図示するよ うにそのメ ツキ面を下側に向けたフエ ースダウンで基板押え部 1 1 7— 1 に固定されている。 給電接点 1 5及 び給電環 1 9の部分がパッキン 1 8によ り被覆され、 メ ツキ液 Qが侵入 しないように保護されている。 そして、 給電接点 1 5は図 1 3 Aに示す よ うに 8個の接点に電気的に分割され、 且つ多数の接片 1 5— 1 を備え ているので、 被メ ツキ基板の全円周面に均一なメ ツキ電流を供給するこ とが可能であり、 これによ り均一なメ ッキ膜を形成することができる。 図 1 7 A及び図 1 7 Bは本発明に係る上記構成のメ ッキ槽 1 0を用い たメ ツキ装置の全体構成例を示す図で、 図 1 7 Aは平面構成を、 図 1 7 Bは側面構成をそれぞれ示す。 図 1 7 Aに示すよ うに、 メ ツキ装置 1 4 0は口一 ド部 1 4 1 、 アンロー ド部 1 4 2、 洗浄乾燥槽 1 4 3、 ロー ド ステージ 1 4 4、 粗水洗槽 1 4 5 、 メ ツキステージ 1 4 6、 前処理槽 1 4 7、 第 1 ロボッ ト 1 4 8及び第 2 ロボッ ト 1 4 9を具備する構成であ る。 各メ ツキステージ 1 4 6には図 1 4に示す構成のメ ッキ槽 1 0を 2 層重ねに配置している。 即ち、 メ ツキ装置全体と して、 計 4台のメ ツキ 槽 1 0が配置されている。 これはメ ツキ槽 1 0が図 1 に示す従来のメ ッ キ槽に比較して深さ寸法を小さくすることができるから、 実現すること ができる。
上記構成のメ ッキ装置 1 4 0において、 口一 ド部 1 4 1 に載置された カセッ トに収納された被メ ツキ基板 1 2は第 1 ロボッ ト 1 4 8で 1枚ず つ取り出され、 ロードステージ 1 4 4に移送される。 ロードステージ 1 4 4に移送された被メ ッキ基板 1 2は第 2 ロボッ ト 1 4 9によ り、 前処 理槽 1 4 7に移送され、 該前処理槽 1 4 7で前処理を施される。 前処理 の施された被メ ツキ基板 1 2は第 2 ロボッ ト 1 4 9でメ ツキステージ 1 4 6 のメ ツキ槽 1 0に移送され、 メ ツキ処理が施される。 メ ツキ処理の 終了した被メ ツキ基板 1 2は第 2 ロボッ ト 1 4 9で粗水洗槽 1 4 5に移 送され、 粗水洗浄処理が施される。 該粗水洗浄処理が終了した被メ ツキ 基板 1 2は更に第 1 ロボッ ト 1 4 8で洗浄乾燥槽 1 4 3に移送され、 洗 浄処理され乾燥された後、 アンロー ド部 1 4 2に移送される。
上記のよ うに、 本発明に係るメ ッキ槽 1 0は被メ ッキ基板 1 2のメ ッ キ面の下方に所定の間隔を設けて対向して配置された多孔板 1 2 1 との 間に形成されたメ ツキ液室 1 2 0 と、 多孔板 1 2 1 の下方に形成された 偏平なメ ッキ液導入室 1 2 2を具備し、 メ ッキ液 Qをメ ッキ液導入室 1 2 2に水平方向より流し込み、 多孔板 1 2 1の多数の孔 1 2 1 a を通し て被メ ッキ基板 1 2のメ ッキ面に垂直なメ ッキ液の流れを形成するので, 従来のメ ツキ液噴流を被メ ツキ基板に垂直に当てるフェースダウン方式 のメ ッキ槽に比べてその深さ寸法を小さ くすることが可能となる。 従つ て、 複数台のメ ッキ槽 1 0を重ねて配置することができメ ッキ装置全体 と して設置スペースが小さく なる。
なお、 メ ツキ液 Qと しては、 銅メ ツキを行う硫酸銅メ ツキ液の他、 他 の金属メ ツキを行うメ ツキ液も使用可能なことは勿論である。 産業上の利用の可能性
本発明は、 半導体基板上に銅等の微細な配線等をメ ツキにより形成す るためのメ ツキ装置に関する。 銅メ ツキによる配線は、 アルミ等の配線 に比較して電流容量を大き く取れる等の利点がある。 このため、 特に微 細な配線を必要とする半導体素子の製造に好適に利用可能である。

Claims

請求の範囲
1 . メ ツキ槽中に電極とメ ツキ治具に装着された被メ ツキ基板とを対向 して配置すると共に、 該メ ツキ治具は被メ ツキ基板の表面に設けた導電 部に接触する複数の給電接点を具備し、 該複数の給電接点と前記電極と の間に所定の電圧を印加し、 該給電接点を通してメ ツキ電流を通電する ことにより、 該被メ ツキ基板にメ ッキを施すメ ッキ装置において、 前記メ ツキ治具のそれぞれの給電接点と前記被メ ツキ基板の導電部と の導通状態を検出する導通状態検出手段を設けたことを特徴とするメ ッ キ装置。
2 . 請求項 1 に記載のメ ツキ装置において、
前記導通状態検出手段は前記複数の給電接点のそれぞれを通して流れ る電流を検出する電流検出器を具備し、 該電流検出器で検出された電流 より各給電接点の導通状態を検出することを特徴とするメ ツキ装置。
3 . 請求項 1 に記載のメ ツキ装置において、
前記導通状態検出手段は、 前記被メ ツキ基板の導電部と各給電接点と の接触抵抗を測定する接触抵抗測定手段を具備し、 該接触抵抗測定手段 で測定した接触抵抗値よ り各給電接点の導通状態を検出することを特徴 とするメ ツキ装置。
4 . 請求項 3に記載のメ ツキ装置において、
前記接触抵抗測定手段は、 交流発振回路、 定電流回路、 同期検波回路, ローバスフィルタを具備し、 交流発振回路からの交流電流を定電流回路 を介して給電接点間に通電し、 前記同期検波回路の一方の入力端子に該 給電接点間に発生した交流電圧を入力すると共に他方の入力端子に前記 交流発振回路の交流電圧を入力し、 該同期検波回路で両者の乗算を行い. その出力を口一パスフィルタを通して前記給電接点間の抵抗値に比例し た直流出力を得るよ うに構成されたことを特徴とするメ ッキ装置。
5 . 請求項 3又は 4に記載のメ ツキ装置において、
前記接触抵抗測定手段は、 前記給電接点間に該接触抵抗測定手段を接 続するための配線材の抵抗値をキヤンセルする手段を具備し、 測定結果 に配線材の抵抗値が影響を与えないよ うにしたことを特徴とするメ ツキ
6 . 請求項 1 に記載のメ ツキ装置において、
メ ッキ電流検出手段で検出される各給電接点を通して流れるメ ッキ電 流が均一；こなるよ うに制御するメ ツキ電流制御手段を更に設けたことを 特徴とするメ ッキ装置。
7 . メ ツキ槽中に電極とメ ツキ治具に装着された被メ ツキ基板とを対向 して配置すると共に、 該メ ッキ治具は被メ ツキ基板の表面に設けた導電 部に接触する複数の給電接点を具備し、 該複数の給電接点と前記電極と の間に所定の電圧を印加し、 該給電接点を通してメ ツキ電流を通電する ことによ り、 該被メ ツキ基板にメ ッキを施すメ ッキ装置において、 前記各給電接点は更に電気導電部に当接する複数の接片を具備するこ とを特徴とするメ ッキ装置。
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