JPS62297493A - 半導体ウェハー用メッキ装置 - 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・７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畏い処理時間〔
約１〜２時間〕を要するため現在でｉよ主に後者のメッ
キ液噴射による方法が採用されている。このメッキ液噴
射の方法では、第３図の如く噴射メッキ液流１　〔以下
、メッキ液流〕が、ウェハー２の表面３〔被メッキ面側
〕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〕にメッキを施しつつ表面３に沿い拡散して
流れ、外周部６で流下、排除されるものである。

〈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（メッキ液噴射方法）は、浸漬メッキ法より所要
時間を轟かに短縮できる利点があるものの、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することとなり、この方向性に
よる影響が、略中心部５と外周部６に形成される金属メ
ッキ層に於いて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３図中矢示■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Ｎ９〔以下、メッキ層〕が
形成される〔第５図〕。

尚、撹拌部８とは、噴射されるメッキ液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′ｍ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３図中矢示■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、メンキ５１１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６図参照〕が顕著に現
れ、又金属イオンがともすれば不足がちで、更に、電流
密度の点でも不安定になりがちである。更にメッキ処理
中、ウェハー２のレジスト層１２付近に水素ガス１３が
発生するような場合〔第７図参照〕、撹拌が殆どない状
態では水素ガス１３の除去が困難で、この水素ガス１３
に対応する部分が欠けた状態でメッキＦｉ１４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、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。

〈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た半導体ウェハーの被メッキ
面側の表面に、この表面面積に対し小さな区域毎にメッ
キ液の噴射と液戻りを行うことにより、全体にわたって
メッキ液の均一な撹拌状態を得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、小さな区域毎にメッキ
液の噴射と液戻りを行うため小さな区域毎にメッキ液の
撹拌状態が得られ、しかも表面全体にわたって、いわば
無数の小さな区域毎のメッキ液の撹拌により、表面全体
で均一な撹拌状態が得られることになる。これにより半
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、
安定化させ、仮令水素ガスが発生したとしても小さな区
域毎のメッキ液の撹拌で積極的に除去してしまうので、
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。

〈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図及び第２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２０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
２１と、該第１メッキ処理Ｗ、２１を囲繞する略円形状
の第２メッキ処理槽２２と、第１メブキ処理槽２１の上
部に載置されるウェハー２を上方より押圧し固定する押
圧手段２３と、第１メッキ処理槽２１内にメッキ液７を
供給するパイプ２４と、第１、第２両メッキ処理槽２１
．２２を支持するベース体２５とからなる。

この第１メッキ処理槽２１は、略円形状の枠体としての
処理槽本体２６により全体が形成され、この処理槽本体
２６の下部にパイプ２４から供給されるメッキ液７を受
は入れる受液部２７と、押圧手段２３と対応しウェハー
２を載置・固定すると共にメッキ処理を施す処理部２８
と、受液部２７と処理部２８を接続しメッキ液７の流路
〔往路〕となるメッキ液供給管２９〔以下、供給管〕と
からなる。

そして処理槽本体２６の側面の、処理部２８と受液部２
７の間に相当する部分〔供給管２９相応位置〕には流下
するメッキ液３０を排出する排出開口３１〔復路〕が形
成されている。

上記受液部２７は、アノード３２と、上記供給管２９に
接続される微少な供給孔３３が多数形成されている密閉
ｌｌ３４とからなり、更にパイプ２４の開口は下向きに
配されている。

上記処理部２８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３５を有すると共に前記処理槽
本体２６の上縁部に嵌合して固定される受部材３６と、
前記供給管２９に接続されている微少な供給孔３７及び
メッキ液３０排出用の排出孔３８〔復路〕が多数形成さ
れている下部受部材３９と、この下部受部材３９上で供
給孔３７の位置に前記供給管２９と接続され多数本、立
設されている噴射ノズル４゜とからなる。

この多数本の噴射ノズル４０と同じく多数の排出孔３８
は、ウェハー２の表面面積に対し小さな区域５５毎にメ
ッキ液７の噴射と液戻りを行うことで表面３の全面にメ
ッキ液層４１を形成するとともに該表面３の至るところ
でメッキ液７の撹拌部８を生ぜしめ、言わばミクロ的な
メッキ液７．３ｏの出・入りを可能とするものである。

そして供給管２つは処理部２８と受液部２７の間に配さ
れ、密閉Ｍ３４の供給孔３３と下部受部材３９の供給孔
３７とを接続するものである。

第２メッキ処理槽２２は、第１メッキ処理槽２１を囲繞
しメッキ処理を終えて流下するメッキ液３ｏを受は止め
、ベース体２５に開口形成されている排出孔４２へ導く
ものである。

押圧手段２３は、下面の弾性体４４〔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４
５と、この押圧本体４５を上下方向〔矢示Ｂ方向〕に上
下動自在とすると共に適度の圧力をかける上下動手段４
６とからなる。

この上下動手段４６は、押圧本体４５に設けられている
押圧本体軸４７〔以下、軸〕と、該軸４７と螺合し該軸
４７の上下動を支持する横枠部材４８と、第２メッキ処
理槽２２の外側に取付けられ横枠部材４８を固定してい
る縦枠部材４９と、からなる。

軸４７は、ネジ部５０及び手動輪５１を有し、一方横枠
部材４８には押圧本体４５を上下動させるために前記ネ
ジ部５０と螺合するネジ部５２を備えているもので、手
動輪５１の回転により、横枠部材４８に対し、軸４７が
上下方向〔矢示Ｂ方向〕に相対的に移動するものである
。

パイプ２４は、図示せぬリザーバタンク及びポンプと接
続されており、前記受液部２７内にメッキ液７を供給す
るものである。

ベース体２５は、第１、第２両メッキ処理槽２１．２２
を支持するものであり、この第１、第２両メッキ処理槽
２１．２２間に流下するメッキ液３ｏを排出し回収する
ための排出孔４２を備えているものである。

コノ発明は上記メッキ装置２ｏを使用してメブキを行う
もので、次にこの発明の一実施例を説明する。

先ず、手動輪５１を回転して押圧本体４５を上方へ移動
させ、シール部３５上にウェハー２を載置、位置決めの
後、手動輪５１を先と逆回転させて押圧本体４５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がパイプ２４から受液部２７に
供給され、更うこ密閉Ｍ３４の供給孔３３、供給管２９
、下部受部材３９の供給孔３７を経て噴射ノズル４０に
至る。処理部２８内では、多数本の噴射ノズル１１０よ
り整しい数の噴射メッキ液流５３〔以下、メッキ液流〕
が同時に噴出し、メッキ液流５３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
４１を形成し、該メッキ液層４１は多数のメッキ液流５
３よりメッキ液７が供給されるのでメッキ液Ｎ４１内の
至るところでメッキ液７の撹拌部８が形成され、従来の
メッキ液７の流れの方向性を解消しているものである。

第２図に示す如く、各噴射ノズル４０より噴射されたメ
ッキ液流５３は、一部がウェハー２の表面３に達し、そ
の近傍に撹拌部８を生じると共に他の一部はウェハー２
の表面３に沿って左右方向〔矢示Ｃ方向〕に分流しよう
とする。

一方、隣合う噴射ノズル４０からも同様にメッキ液流５
３が分流しようとするため、噴射ノズル４０間でもメッ
キ液７同士が衝突して撹拌部８を生じるもので、これに
よりメッキ液層４１にはウェハー２の表面３の全体にわ
たって適度な撹拌作用が生じていることになり、金属イ
オン分布、電流密度等のメッキ条件を均一、安定化する
ことができ、仮令水素ガスが発生したとしても積極的に
除去でき、良好なメッキ層を形成し得るものである。

このように、多数本の噴射ノズル４０によるメッキ液流
５３の噴出と、多数の排出孔３８による排出を同時に行
うことにより、ウェハー２の表面面積に対する小さな区
域５５毎のメッキ液の噴射と液戻りが達成され、言わば
ミクロ的なメッキ液７．３０の出し入れを可能とするこ
とにより、表面３の全体にわたってメッキ液７の均一な
撹拌状態が得られることになる。

そして、メッキ液７は処理部２８内を流下し、下部受部
材３９の排出孔３８を経て処理槽本体２６の排出開口３
１より第２メッキ処理槽２２に規制されてベース体２５
の排出孔４２より排出される。この排出されたメッキ液
３０は図示せぬリザーバタンクに回収され、更に循環し
て再使用されるものである。

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５１を回転し押圧本体４５
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。

５４はカソード接点用のリード線であり、又押圧手段２
３は図示の例に限定されるものでなく、シリンダとピス
トンを用い空圧により所望のプレスを得るようにしても
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２３に代え
て押圧本体４５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５０．５２を廃止し、軸
４７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４５を回転自在とするものである。

この回転手段を採用する場合、ウェハー２を適宜の保持
手段にて保持し、ウェハー２を回転させつつメッキ液７
を施すので、表面３の各微少部分が常に異なる小さな区
域５５毎のメッキ液７の噴射と液戻りを受け、メッキ液
７の流れの方向性の解消、メッキ条件のより一層の均一
、向上が達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ッキ方法は、以上説
明してきた如き内容のものなので、多くの効果が期待で
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〕には、この表面
面積に対し小さな区域毎にメッキ液の噴射と液戻りを行
ない、表面の全体にわたってメッキ液の均一な撹拌状態
を得るようにするので、半導体ウェハーの表面上で従来
見られたメッキ液流の方向性を解消することができ、 （ロ）小さな区域毎に撹拌されているメッキ液層により
ウェハーの表面〔被メッキ面側〕を覆ってイルので、電
流密度、金属イオン分布等のメッキ条件を安定化させ均
一にでき、 （ハ）方向性の解消、メッキ条件の均一化によりウェハ
ーに於けるレジスト面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小さな区域毎にメッ
キ液の噴射と液戻りを行なってメッキ液の撹拌作用を生
ぜしめているので、仮令水素ガスが発生したとしても積
極的に除去でき、メッキの欠けを防止できるという効果
がある。

更に実施例によれば、 （ホ）パイプの開口面ば受液槽内に於いてベース側を向
いているので、処理槽内にて急激なメッキ液の浴出を生
ぜず、 （へ）ウェハーを保持した状態で回転させれば、ウェハ
ー表面は、メッキ液の噴射と液戻りが行なわれている各
小さな区域を相対的に変えてゆくことになるので、メッ
キ液の撹拌を促進し、より一層良好且つ均一なメッキ条
件が確保し得、更に発生した水素ガスの除去の点でもよ
り一層効果的であり、 （ト）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、交換を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３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４図は、撹拌部の
形成状況を示す第３図中矢示■部の部分拡大断面図、 第５図は、第４図中矢示Ｖ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６図は、第３図中矢示
■部に形成される金属メ・７キ層を示す部分拡大断面図
、そして第７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。 ｌ、５３・・・・・・・・・噴射メッキ液流２・・・・
・・・・・・・ウェハー ３・・・・・・・・・・・表面 ４・・・・・・・・・・・被メッキ面 ７．１０．３０・・・・・・・メッキ液８・・・・・・
・・・・・撹拌部 ９．１１．１４・・・・・・・メッキ層１２・・・・・
・・・・・・レジスト層４１・・・・・・・・・・・メ
ッキ液層第２図 第３図 第４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、 上記半導体ウェハーの被メッキ面側の表面に、この表面
   面積に対し小さな区域毎にメッキ液の噴射と液戻りを行
   うことにより、全体にわたってメッキ液の均一な撹拌状
   態を得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。