JP2003268594A - 基板上への電解めっき方法および装置並びに基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】給電電極からの距離に起因する電流分布を減少
させ、めっき膜の基板内厚さばらつきを抑制、さらには
歩留まりの向上が図れる半導体及び化合物基板上への電
解めっき方法及びその装置を提供する。 【解決手段】めっき槽および電極を使用して半導体ある
いは化合物基板上に電解めっきを施す電解めっき方法で
ある。前記半導体あるいは化合物基板１４を保持する基
板テーブル１１に載置された給電電極板１３に前記半導
体あるいは化合物基板を載置し、該半導体あるいは化合
物基板の裏面、すなわち前記基板テーブル側の面から給
電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体あるいは化
合物基板上に電解めっきを施す電解めっき装置および方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体及び化合物基板上への電解
めっき方法として、基板表面に付けられた金属導電膜に
給電電極を接触させて通電し、電解めっきをする方法が
知られている。さらに金属導電膜の上にレジストでパタ
ーンを形成し、その後電解めっきをすることで必要に応
じた形状の金属部品を１つの基板から複数個得ることが
出来る。このような構成は、例えば特開平２−６００５
９号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法で電解めっ
きを行うと、基板表面の金属導電膜上で給電電極からの
距離に起因する電流分布が生じ、これに伴いめっき後の
金属部品の個体間に高さ寸法ばらつきが発生してしまう
恐れがあった。

【０００４】このように、めっき後の金属部品に個体間
高さ寸法ばらつきが発生すると、そのばらつきの大きさ
により製品不良が発生してしまう。不良の発生は歩留ま
りの低下を招き、極めて不経済である。

【０００５】本発明の目的は、給電電極からの距離に起
因する電流分布を減少させ、めっき膜の基板内厚さばら
つきを抑制、さらには歩留まりの向上が図れる半導体及
び化合物基板上への電解めっき方法及びその装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体及び化
合物基板上へ電解めっきを施す方法において、めっき電
流の給電電極部を基板裏面に設置して、裏面から部分面
的あるいは全面から給電を行うことを特徴とするもので
ある。

【０００７】本発明は、具体的には次に掲げる装置およ
び方法を提供する。本発明は、めっき槽および電極を使
用して半導体あるいは化合物基板上に電解めっきを施す
電解めっき装置において、前記半導体あるいは化合物基
板を保持する基板テーブルに載置され、かつ該給電電極
板上に前記半導体あるいは化合物基板を載置する給電電
極板を備え、および前記半導体あるいは化合物基板と、
給電電極板と、および基板テーブルとを一体的に前記め
っき槽に向けて搬送する搬送装置を備える基板上への電
解めっき装置を提供する。

【０００８】前記給電電極板の面は、前記半導体あるい
は化合物基板に部分面的にあるいは全面的に接触して載
置され得る。

【０００９】本発明は、めっき槽および電極を使用して
半導体あるいは化合物基板上に電解めっきを施す電解め
っき方法において、前記半導体あるいは化合物基板を保
持する基板テーブルに載置された給電電極板に前記半導
体あるいは化合物基板を載置し、該半導体あるいは化合
物基板の裏面、すなわち前記基板テーブル側の面から給
電する基板上への電解めっき方法を提供する。

【００１０】前記裏面に部分面的あるいは全面的に給電
され得る。前記半導体あるいは化合物基板を前記給電電
極板に載置した状態で、前記基板テーブルと一体的に前
記めっき槽に向けて搬送し、前記半導体あるいは化合物
基板をめっき液浴に浸し得る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる実施例を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例である
基板裏面給電電極部を備えた縦型浸漬形の電解めっき装
置構成を示す図である。図１において、当該電解めっき
装置１は、めっき槽２，電源３，めっき槽２内に配設さ
れた電極４を有し、めっき槽２には下部においてめっき
液の供給配管６，回収配管７が設けられる。また、めっ
き槽２は開口部５を備え、これを塞ぐことによってめっ
き液を供給配管６から流入せしめることができる。

【００１２】めっき槽２に近接して走行レールなどを備
える搬送装置８が設置される。該搬送装置８は、走行レ
ール上を走行できる基台９およびその上に回転固定装置
１０を備える。

【００１３】回転固定装置１０には、基板テーブル１１
が回転可能にして設けられる。基板テーブル１１は、前
記の開口部５を塞ぐ蓋部１２を備える。該蓋部１２に、
すなわち基板テーブル１１上に電極部である給電電極板
１３が載置保持される。給電電極板１３は板状をなし、
その全面状もしくは部分上が電極となる。

【００１４】給電電極板１３上に半導体あるいは化合物
基板などの基板１４が載置される。ここでは半導体ある
いは化合物基板で総称する。従って、給電電極板１３
は、基板１４を載置保持することができ、基板１４と給
電電極板１３は基板テーブル１１によって保持されるこ
とになる。

【００１５】図１にあっては、基板１４，給電電極板１
３および基板テーブル１１は上方を向き、水平配置とな
っており、基板１４を給電電極板１３に載置し易い。

【００１６】電極４には、陽極線１７が、そして給電電
極板１３には陰極線１８が接続され、それぞれ電源３に
結ばれる。よって、電極４は陽電極部，給電電極板１３
は陰電極部の作用をなす。

【００１７】このように、めっき電流の給電電極板１３
を基板１４の裏面に設置して、裏面から部分面的にある
いは全面的に給電を行う。よって、裏面とは、めっき液
とは反対側に配設される基板テーブル側の面ということ
になる。部分面的あるいは全面給電とすることによって
電流分布の均一化を図ることができ、全面的給電によれ
ば均一化される。電極部を板状にすることによってこの
部分面あるいは全面的な給電が可能になる。これに伴
い、めっき後の金属部品の個体間に高さ寸法のばらつき
を小さくすることが期待される。

【００１８】基板１４を給電電極板１３上に載置し、基
板テーブル１１に真空装置（図示せず）を結び、真空排
気して給電電極板１３に基板１４をその裏面で部分的あ
るいは全面的に吸着させる。

【００１９】その後、基板１４を吸着した状態のまま基
板テーブル１１を９０°開口部５に向けて回転させる。
これによって基板１４，基板テーブル１１をめっき槽２
の開口部５に対向させる。この状態を図２に示す。

【００２０】この状態を保持しながら基板テーブル１１
を搬送装置８の走行レール上をめっき槽２に向かい走行
させる。

【００２１】図３に示すように、基板テーブル１１の蓋
部１２を開口部５にこれを塞ぐようにして接合し、すな
わち基板１４を開口部５に適正な力で押しつけてめっき
液の漏洩が起こらないようにする。回転固定装置１０は
押しつける機能を有する。

【００２２】その後、供給配管６を介してめっき槽２に
めっき液を供給し、めっき液浴３１を形成する。めっき
液は、めっき槽２に供給配管６を介して常時供給され、
電極４を越えた余剰めっき液は回収配管７から回収され
ることでめっき液は常時循環する流れとなる。

【００２３】めっき液の循環が開始されると、陽極線１
７と陰極線１８を介して電源３から給電がなされ、基板
１４への裏面への前述した給電に伴って裏面方式による
めっきがなされる。

【００２４】本実施例では部分的あるいは全面状の電極
構成としたが、図５に示すように板状の給電電極板１３
上に点在させて多数の給電点を形成するようにしてもよ
い。図５において、５０は板構成物、５１、５１’は２
つの吸着用の溝、５２は溝５１に管５３を介して連結さ
れた吸着用孔、そして５４は、点在する多数の給電点を
示す。尚、陰極線１８は各給電点５４に接続されるが、
判り易くするために一部給電点のみを図示してある。

【００２５】本発明による裏面電極法によるめっき膜厚
分布ばらつき状態を確認するために実験を行った。図４
は、本発明による裏面電極法と従来の前面電極法による
めっき膜厚分布ばらつきの比較を示すグラフである。め
っき液として市販の亜硫酸金めっき液を用い、電解めっ
き装置は縦型浸漬式めっき装置を用いた。被めっき基体
として表面にＡｕをスパッタリングしたベタ膜８インチ
Ｓｉウェハを用い、液温６５℃，電流密度６ｍＡ／cm^２
の条件で裏面給電によりめっきを行った。図は、測定
位置（Ｘ軸）における膜厚（Ｙ軸）ave±μｍを示す。

【００２６】ここで従来法は基板表面に付けられた金属
導電膜に給電電極を接触させて電解めっきをしためっき
膜の基板内膜厚分布，裏面電極法は基板上に裏面から給
電をして電解めっきをしためっき膜の基板内膜厚分布を
示すものである。裏面電極法は測定位置に拠らず膜厚分
布ばらつきが小さく、従来法では給電電極に近い外周部
でめっき膜厚が厚くなり、膜厚分布ばらつきが大きくな
ることがわかる。この結果から、裏面電極法の膜厚分布
ばらつきに対する有効性は明らかである。

【００２７】以上のように、本発明の実施例によれば次
の方法および装置が提供される。半導体及び化合物基板
上に電解めっきを施すための方法において、給電部を基
板裏面に設置し、裏面から給電をして電解めっきを行う
ことを特徴とする電解めっき方法。

【００２８】半導体及び化合物基板上に電解めっきを施
すための装置において、給電部を基板裏面に設置し、裏
面から給電をして電解めっきを行うことを特徴とする電
解めっき装置。半導体及び化合物基板裏面への給電は、
基板裏面全体に均一状に行う。

【００２９】本発明は、規定のウエハサイズ２００φあ
るいは３００φ（１２インチ）等の基板に適用できる
が、特に３００φ基板に適用して大きな利益をもたら
す。図６において、規定のウエハサイズ３００φを有し
て、板状全面的電極をなす給電電極板１３に吸着されて
載置され、裏面、すなわち給電電極板１３載置用の基板
テーブル１１側の面から給電されて、めっきを施されて
構成された半導体あるいは化合物基板が示される。図６
において、６１は、基板を示す。本実施例で全面状ある
いは全面的にはとは、給電電極板１３の表面全部６０を
指す場合と、基板６１を最外周６２で囲む円によってカ
バーされる面全部を指す場合の双方およびいずれかを含
む。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、半導体及び化合物基板
表面の金属導電膜上で給電電極からの距離に起因する電
流分布ばらつきを大幅に減少でき、めっき後の金属部品
間高さ寸法ばらつきの発生を改善することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である電解めっき装置の全体構
成図。

【図２】図１において、基板テーブルを回転した状態を
示す図。

【図３】図１において、めっき液の作用図。

【図４】従来法との比較を示すためのグラフ図。

【図５】点状電極を含む板状構成を示す図。

【図６】ウエハサイズ３００φ（１２インチ）の基板構
成を示す図。

【符号の説明】

１…電解めっき装置、２…めっき槽、３…電源、４…電
極（陽）、５…開口部、６…供給配管、７…回収配管、
８…搬送装置（走行レールを含む）、９…基台、１０…
回転固定装置、１１…基板テーブル、１２…蓋部、１３
…給電電極板（陰）、１４…基板、１７…陽極線、１８
…陰極線、３１…めっき液浴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藁谷 隆志 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日立 協和エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 江口 武也 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日立 協和エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 菊地 和宏 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日立 協和エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4K024 BB12 CB02 CB04 CB09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】めっき槽および電極を使用して半導体ある
   いは化合物基板上に電解めっきを施す電解めっき装置に
   おいて、前記半導体あるいは化合物基板を保持する基板
   テーブルに載置され、かつ該給電電極板上に前記半導体
   あるいは化合物基板を載置する給電電極板を備え、およ
   び前記半導体あるいは化合物基板と、給電電極板と、お
   よび基板テーブルとを一体的に前記めっき槽に向けて搬
   送する搬送装置を備えることを特徴とする基板上への電
   解めっき装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記給電電極板の面
   は、前記半導体あるいは化合物基板に部分面的にあるい
   は全面的に接触して載置されることを特徴とする基板上
   への電解めっき装置。
3. 【請求項３】めっき槽および電極を使用して半導体ある
   いは化合物基板上に電解めっきを施す電解めっき方法に
   おいて、前記半導体あるいは化合物基板を保持する基板
   テーブルに載置された給電電極板に前記半導体あるいは
   化合物基板を載置し、該半導体あるいは化合物基板の裏
   面、すなわち前記基板テーブル側の面から給電すること
   を特徴とする基板上への電解めっき方法。
4. 【請求項４】請求項３において、前記裏面に部分面的あ
   るいは全面的に給電することを特徴とする基板上への電
   解めっき方法。
5. 【請求項５】請求項３または４において、前記半導体あ
   るいは化合物基板を前記給電電極板に載置した状態で、
   前記基板テーブルと一体的に前記めっき槽に向けて搬送
   し、前記半導体あるいは化合物基板をめっき液浴に浸す
   ことを特徴とする基板上への電解めっき方法。
6. 【請求項６】規定のウエハサイズ３００φ（インチ）を
   有して、板状全面的電極をなす給電電極板載置用の基板
   テーブル側の面から給電されてめっきを施されたことを
   特徴とする半導体あるいは化合物基板。