JP2000096292A - ウエハのメッキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ面上の広い範囲にわたって各部の電場
を調整でき、ウエハ表面に均一な膜厚のメッキを形成す
ることができるウエハのメッキ方法を提供する。 【解決手段】 電解メッキ液２０中に、ウエハ１００を
浸漬すると共にウエハ１０から所定距離離間してウエハ
１００と平行にアノード電極３０を浸漬し、さらにウエ
ハ１００とアノード電極３０の間に中央に穴５１を設け
た誘電体からなる遮蔽板５０をウエハ１００と平行に浸
漬し、遮蔽板５０を電解メッキ液２０中で移動しながら
ウエハ１００とアノード電極３０間に通電することによ
ってウエハ１００表面にメッキを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウエハ表面にメッキ
を均一に形成することができるウエハのメッキ方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウエハ表面に電解メッキを施すウ
エハのメッキ装置は、図５に示すように、電解メッキ液
１２０中に、ウエハ１００と、ウエハ１００表面に平行
に対向するように設置される平板状のアノード電極１１
０とを浸漬し、ウエハ１００とアノード電極１１０間に
通電することでウエハ１００表面にメッキを行なうよう
に構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのメッ
キ装置においてはその構造上、ウエハ１００にメッキを
行なうために電界を印加した場合、ウエハ１００の外周
部周辺の電位勾配と、中心部周辺の電位勾配に相違が生
じ、このためウエハ１００の各部におけるメッキの膜厚
が不均一になってしまう恐れがあった。

【０００４】これを避けてウエハ１００表面に均一にメ
ッキを施すためには、ウエハ１００表面近傍の各部の電
位ができるだけ均一になるように調整する必要がある
が、このため従来はこの電場調整法として、アノード電
極の大きさを調整したり、アノード電極１１０とウエハ
１００の間に誘電体の遮蔽板を入れるなどの方法を用い
ていた。

【０００５】しかしながらこれらの従来の方法では調整
できる電場の範囲が狭く、ウエハ１００表面において自
由に電場を調整することができなかった。特にウエハ１
００の径が大きくなればなるほどその中心部と外周部の
電位の差が大きくなるので、ウエハ１００表面全体の広
い範囲にわたって電位分布を均一にしてメッキを均一に
形成することは困難になる。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、ウエハ面上の広い範囲にわたって各部
の電場を調整でき、これによってウエハ表面に均一な膜
厚のメッキを形成することができるウエハのメッキ方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、電解メッキ液中に、ウエハを浸漬すると共
にウエハから所定距離離間してウエハと平行にアノード
電極を浸漬して設置し、さらにウエハとアノード電極の
間に誘電体からなる遮蔽板をウエハと平行に浸漬して設
置し、前記遮蔽板を電解メッキ液中で移動しながらウエ
ハとアノード電極間に通電することによってウエハ表面
にメッキを行なうこととした。なお遮蔽板は、その中央
部分の遮蔽効果がそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも
小さくなる形状に形成されていることが好ましい。また
本発明は、ウエハにメッキする際の通電の電流値を一定
にすると同時に、遮蔽板をウエハから徐々に遠ざけなが
らメッキを行なうこととした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明に用いるメッキ
装置を示す全体概略図である。同図に示すようにこのメ
ッキ装置は、メッキ槽１０の電解メッキ液２０中に、ウ
エハ１００とアノード電極３０とをそれぞれの対向面が
平行になるように所定距離離間して浸漬し、さらにウエ
ハ１００とアノード電極３０の間に遮蔽板５０を移動可
能に浸漬して構成されている。以下各構成部品について
説明する。

【０００９】メッキ槽１０はその外周にオーバーフロー
槽１３を設け、メッキ槽１０とオーバーフロー槽１３間
をポンプ１５，恒温ユニット１７，フィルター１９を取
り付けた配管２１で接続して構成されている。

【００１０】ウエハ１００は略円板形状であって、その
外周をウエハ保持部材１０１で保持することでその一方
の表面を電解メッキ液２０中に露出せしめるように構成
されている。

【００１１】次にアノード電極３０はその外形形状が前
記ウエハ１００の外形形状と相似形となるように、即ち
ウエハ１００と略同一寸法形状の円板形状に形成されて
いる。

【００１２】次に図４は遮蔽板５０の平面図である。同
図及び図１に示すように遮蔽板５０は誘電体製の板であ
って、中央に円形の孔５１を設けて構成されている。

【００１３】遮蔽板５０を構成する誘電体の材質として
はこの実施形態では塩化ビニールを用いているが、それ
以外の誘電体材料、例えば耐熱塩化ビニール，ポリプロ
ピレン，ポリエーテルサルフォン，ポリエーテルエーテ
ルケトン，ポリカーボネート，ポリエチレン，ポリスチ
レン，ポリフッ化ビニリデン，フッ素樹脂等、種々のも
のを使用しても良い。

【００１４】そしてこの遮蔽板５０は、所定の駆動手段
４０によって、電解メッキ液２０中で、ウエハ１００の
面に対して平行のままでウエハ１００に接近したり遠ざ
かったりすることができるように構成されている。その
際、ウエハ１００の中心軸とアノード電極３０の中心軸
と遮蔽板５０の中心軸は一致している。

【００１５】次にこのメッキ装置の動作を説明する。ま
ず遮蔽板５０をウエハ１００に最も近づけた位置（図１
の点線で示す）にセットしておき、ポンプ１５を駆動す
ることで恒温ユニット１７とフィルタ１９を通った電解
メッキ液２０をメッキ槽１０内にその下部から供給し
て、オーバーフロー槽１３にオーバーフローし循環す
る。

【００１６】そしてウエハ１００とアノード電極３０間
に通電を行なってウエハ１００表面にメッキを始める。

【００１７】ここで図２はメッキ当初において遮蔽板５
０がウエハ１００に接近しているときのウエハ１００と
遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。
同図に示すように遮蔽板５０がウエハ１００に接近して
いる際は、遮蔽板５０の孔５１によって遮蔽板５０の中
心部よりも外周部の方の遮蔽効果が大きいので、ウエハ
１００の外周部よりも中心部の方が電位勾配が高くな
る。従ってこの状態ではウエハ１００の中心部の方が外
周部よりもメッキがより厚く形成されていく。

【００１８】そして遮蔽板５０を駆動手段４０によって
徐々にウエハ１００から引き離しながらメッキを継続し
て行ない、遮蔽板５０がウエハ１００から最も離れた位
置（図１の実線の位置）でそのメッキが完了するように
する。

【００１９】ここで図３は遮蔽板５０がウエハ１００か
ら離れた所定位置にあるときのウエハ１００と遮蔽板５
０周辺の電場の状態を示す等電位線図である。同図に示
すように遮蔽板５０がウエハ１００から離れれば離れる
ほど相対的にウエハ１００の中心部に比べて外周部の方
が徐々に電位勾配が高くなっていく。従って遮蔽板５０
がウエハ１００から離れるに従って相対的にウエハ１０
０の外周部の方が中心部よりもメッキがより厚く形成さ
れていくようになる。

【００２０】このように最初ウエハ１００の中心部のメ
ッキをより厚く形成し、徐々に外周部のメッキをより厚
く形成していくように遮蔽板５０を移動するので、全体
としてウエハ１００全面に形成されるメッキの膜厚は均
一化される。

【００２１】なおこの実施形態においては、遮蔽板５０
をウエハ１００から引き離すに従って、つまりメッキ時
間の経過と共に、その電圧を下げていくように制御して
いる。何故ならウエハ１００にメッキを形成していく
と、メッキ膜厚が厚くなることによってメッキ形成当初
よりも徐々に通電時の抵抗値が減少していく。このため
電圧値を一定にしておくと徐々に流れる電流値が上昇し
ていく。

【００２２】一方メッキ膜厚は、流れる電流値と時間の
積によって容易に求めることができるので、電流値は一
定にしておきたい（そうすると時間の管理だけでメッキ
膜厚を制御できるから）。さらに電流値が変化すること
で電流密度が変化すると、形成されるメッキ自体の特性
（膜の表面状態や密度等）が変化する。そこでこの実施
形態においては、電流値を一定にするために上述のよう
に電圧値を変化するように制御しているのである。

【００２３】なお上記実施形態とは逆に遮蔽板５０をウ
エハ１００から離れた位置からウエハ１００に接近する
ように移動させたり、または往復移動させることでメッ
キ膜厚を均一化するようにしても良い。但し上記実施形
態において遮蔽板５０をウエハ１００に接近した位置か
ら離れるように移動したのは以下の理由による。

【００２４】即ち通常ウエハ１００はウエハ保持手段１
０１で保持される際にウエハ保持手段１０１に設けた図
示しない通電ピンがウエハ１００の外周に接触されるこ
とによって通電される。このため通電ピンに近いウエハ
１００の外周部分の方がウエハ１００の中心部分よりも
電気抵抗が小さく、このためもし両部分の電位勾配が同
一だったとしても外周部の方により厚くメッキが形成さ
れていく傾向にある。このためメッキ当初はまず遮蔽板
５０をウエハ１００に接近させておくことで前述のよう
にウエハ１００中心部の方のメッキ膜厚を外周部のメッ
キ膜厚よりも厚く形成せしめ、これによって中心部の電
気抵抗を外周部の電気抵抗よりも小さくするようにして
通電ピンまでの抵抗値を均一化し、より効果的にウエハ
１００全面のメッキ膜厚の均一化を図るためである。

【００２５】なお遮蔽板５０の中央に孔５１を開ける代
わりに、遮蔽板の中央部分の板厚を外周部分の板厚より
も薄くするようにしたり、遮蔽板に多数の孔を開けるが
中央部分に開ける孔の径を大きくし外周付近に開ける孔
の径を小さくする等、種々の変形が可能である。要は遮
蔽板５０の中央部分の遮蔽効果をそれよりも外側部分の
遮蔽効果よりも小さくすれば良い。また穴５１の形状も
必要に応じて円形以外としても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 遮蔽板の位置を移動するようにしたので、ウエハ面上
の広い範囲にわたって各部の電場をメッキの最中に大き
く変更・調整することが容易に行なえ、ウエハ表面に均
一な膜厚のメッキを形成することができる。

【００２７】遮蔽板の中央部分の遮蔽効果が外周部分
の遮蔽効果よりも小さくなるように該遮蔽板の形状を形
成したので、より効果的にウエハ全面のメッキ膜厚の均
一化を図ることができる。

【００２８】ウエハにメッキする際の電流値を一定に
すると同時に、遮蔽板を徐々にウエハから遠ざけながら
メッキを行なうこととしたので、さらに容易且つ効果的
にウエハ全面のメッキ膜厚の均一化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるメッキ装置を示す全体概略図で
ある。

【図２】遮蔽板５０がウエハ１００に接近しているとき
のウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状態を示す等
電位線図である。

【図３】遮蔽板５０がウエハ１００から離れた所定位置
にあるときのウエハ１００と遮蔽板５０周辺の電場の状
態を示す等電位線図である。

【図４】遮蔽板５０の平面図である。

【図５】従来のメッキ装置を示す全体概略図である。

【符号の説明】

１０ メッキ槽 ２０ 電解メッキ液 ３０ アノード電極 ４０ 駆動手段 ５０ 遮蔽板 １００ ウエハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解メッキ液中に、ウエハを浸漬すると
   共にウエハから所定距離離間してウエハと平行にアノー
   ド電極を浸漬して設置し、さらにウエハとアノード電極
   の間に誘電体からなる遮蔽板をウエハと平行に浸漬して
   設置し、前記遮蔽板を電解メッキ液中で移動しながらウ
   エハとアノード電極間に通電することによってウエハ表
   面にメッキを行なうことを特徴とするウエハのメッキ方
   法。
2. 【請求項２】 前記遮蔽板は、その中央部分の遮蔽効果
   がそれよりも外側部分の遮蔽効果よりも小さくなる形状
   に形成されていることを特徴とする請求項１記載のウエ
   ハのメッキ方法。
3. 【請求項３】 前記ウエハにメッキする際の通電の電流
   値を一定にすると同時に、前記遮蔽板をウエハから遠ざ
   けながらメッキを行なうことを特徴とする請求項１又は
   ２記載のウエハのメッキ方法。