JP2000290798A - めっき装置 - Google Patents
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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
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/007—Current directing devices
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- C25D17/02—Tanks; Installations therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被めっき物の表面に均一にめっき層を形成す
ることができると共に、めっき槽の変動又はめっき液の
変化が生じても被めっき物の近傍の電界を制御すること
ができ、めっき厚の分布を制御することができるめっき
装置を提供する。 【解決手段】 めっき槽１のめっき液１１中で、ウエハ
６とアノード電極４とを対向させ、両者間にウエハより
小径円板状の補助電極１２を配置する。この補助電極１
２には多数の孔１３が穿設されており、この孔を介して
めっき液がウエハ６とアノード電極４との間に均一に供
給すると共に、補助電極１２にアノード電極４と同電位
の正電位を与える。これにより、補助電極１２及びアノ
ード電極４とウエハ６との間に電気力線が形成され、ウ
エハにおけるカソード端子７から遠い部分の電位の低下
に起因する電流密度の低下をアノード電極（補助電極１
２）を近傍に配置することにより相殺する・
ることができると共に、めっき槽の変動又はめっき液の
変化が生じても被めっき物の近傍の電界を制御すること
ができ、めっき厚の分布を制御することができるめっき
装置を提供する。 【解決手段】 めっき槽１のめっき液１１中で、ウエハ
６とアノード電極４とを対向させ、両者間にウエハより
小径円板状の補助電極１２を配置する。この補助電極１
２には多数の孔１３が穿設されており、この孔を介して
めっき液がウエハ６とアノード電極４との間に均一に供
給すると共に、補助電極１２にアノード電極４と同電位
の正電位を与える。これにより、補助電極１２及びアノ
ード電極４とウエハ６との間に電気力線が形成され、ウ
エハにおけるカソード端子７から遠い部分の電位の低下
に起因する電流密度の低下をアノード電極（補助電極１
２）を近傍に配置することにより相殺する・
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造プロセス
においてウエハの表面に銅めっき等を施すめっき装置に
関する。
においてウエハの表面に銅めっき等を施すめっき装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の例えばダマシン法による銅
配線は、半導体基板表面に形成された溝（トレンチ）内
に、銅を埋込み、所謂溝配線として形成される。この場
合に、前記溝に埋め込まれるように、銅層を全面に形成
するためには、スパッタリング等ではなく、めっき処理
が施される。
配線は、半導体基板表面に形成された溝（トレンチ）内
に、銅を埋込み、所謂溝配線として形成される。この場
合に、前記溝に埋め込まれるように、銅層を全面に形成
するためには、スパッタリング等ではなく、めっき処理
が施される。
【０００３】図７は従来のウエハめっき装置を示す模式
図である。めっき槽１内にめっき槽１よりも小型の有底
筒状の仕切部材２がめっき槽１との間に間隔をおいて配
置されており、めっき液循環装置９のめっき液供給口に
接続された配管１０ａが仕切部材２に囲まれた空間内に
導入され、めっき液循環流入口に接続された配管１０ｂ
の先端がめっき槽１と仕切部材２との間の空間に導入さ
れている。これにより、めっき液１１は仕切部材２内に
供給された後、その上端からあふれてめっき槽１の底部
に流れる。
図である。めっき槽１内にめっき槽１よりも小型の有底
筒状の仕切部材２がめっき槽１との間に間隔をおいて配
置されており、めっき液循環装置９のめっき液供給口に
接続された配管１０ａが仕切部材２に囲まれた空間内に
導入され、めっき液循環流入口に接続された配管１０ｂ
の先端がめっき槽１と仕切部材２との間の空間に導入さ
れている。これにより、めっき液１１は仕切部材２内に
供給された後、その上端からあふれてめっき槽１の底部
に流れる。
【０００４】仕切部材２内には、絶縁性支持部３を介し
てアノード電極４がその面を水平にして配置されてお
り、このアノード電極４の上方にウエハホルダ５が配置
されている。このウエハホルダ５はウエハ６をその面を
水平にし、アノード電極４に対向させるように固定す
る。このウエハ６には鈎針状をなすカソード端子７が数
カ所で接触するようになっており、このカソード端子７
とアノード電極４との間に電源８から夫々負電位及び正
電位が供給されるようになっている。
てアノード電極４がその面を水平にして配置されてお
り、このアノード電極４の上方にウエハホルダ５が配置
されている。このウエハホルダ５はウエハ６をその面を
水平にし、アノード電極４に対向させるように固定す
る。このウエハ６には鈎針状をなすカソード端子７が数
カ所で接触するようになっており、このカソード端子７
とアノード電極４との間に電源８から夫々負電位及び正
電位が供給されるようになっている。
【０００５】上述の如く構成されたウエハめっき装置に
おいては、めっき液循環装置９から硫酸銅水溶液等のめ
っき液が配管１０ａを介して仕切部材２内に供給され、
仕切部材２の上端からあふれ出しためっき液はめっき槽
１の底部から配管１０ｂを介してめっき液循環装置９に
返戻される。一方、ウエハ６はその表面にスパッタリン
グ等により薄い銅シード層が形成された後、めっき槽１
内に装着される。そして、電源８からアノード電極４と
ウエハ６（カソード端子７）との間に所定のめっき電圧
が印加され、アノード電極４（＋）からウエハ６に向か
う電界が形成される。このめっき液中の電界によりめっ
き液中の例えば銅イオンがウエハ６の表面に堆積し、ウ
エハ６の表面にめっき層が形成される。この銅の堆積量
はウエハ表面での電流密度に依存する。
おいては、めっき液循環装置９から硫酸銅水溶液等のめ
っき液が配管１０ａを介して仕切部材２内に供給され、
仕切部材２の上端からあふれ出しためっき液はめっき槽
１の底部から配管１０ｂを介してめっき液循環装置９に
返戻される。一方、ウエハ６はその表面にスパッタリン
グ等により薄い銅シード層が形成された後、めっき槽１
内に装着される。そして、電源８からアノード電極４と
ウエハ６（カソード端子７）との間に所定のめっき電圧
が印加され、アノード電極４（＋）からウエハ６に向か
う電界が形成される。このめっき液中の電界によりめっ
き液中の例えば銅イオンがウエハ６の表面に堆積し、ウ
エハ６の表面にめっき層が形成される。この銅の堆積量
はウエハ表面での電流密度に依存する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のウエハめっき装置においては、アノード４とウエハ
６とが対向する領域でアノード電極４からウエハ６のシ
ード層に向かう電気力線が形成されるが、この電気力線
はウエハ６の面内で均一ではなく、このため、銅のめっ
き厚に不均一が生じる。これはカソード端子７がウエハ
周辺部でウエハ６のシード層に接触しているので、電源
電圧がまずウエハ周辺部のシード層部分に供給されるた
め、シード層内の電圧降下により、ウエハ面内の電圧が
均一にならないためである。また、アノード電極４とウ
エハ６との間にめっき槽の構造とめっき液の電気的性質
に応じた電界分布が生じ、その結果ウエハ面内での電流
密度が不均一となるために、めっき厚の不均一が生じ
る。このようにして、ウエハ表面には、ウエハ中央部で
薄く、ウエハの周辺部で厚いめっき層が形成される。
来のウエハめっき装置においては、アノード４とウエハ
６とが対向する領域でアノード電極４からウエハ６のシ
ード層に向かう電気力線が形成されるが、この電気力線
はウエハ６の面内で均一ではなく、このため、銅のめっ
き厚に不均一が生じる。これはカソード端子７がウエハ
周辺部でウエハ６のシード層に接触しているので、電源
電圧がまずウエハ周辺部のシード層部分に供給されるた
め、シード層内の電圧降下により、ウエハ面内の電圧が
均一にならないためである。また、アノード電極４とウ
エハ６との間にめっき槽の構造とめっき液の電気的性質
に応じた電界分布が生じ、その結果ウエハ面内での電流
密度が不均一となるために、めっき厚の不均一が生じ
る。このようにして、ウエハ表面には、ウエハ中央部で
薄く、ウエハの周辺部で厚いめっき層が形成される。
【０００７】このめっき厚の不均一はダマシン法で配線
を形成した場合の配線抵抗の面内均一性を劣化させる。
更に、従来のめっき装置においては、めっき槽の微妙な
変動及びめっき液の変化によって、めっき厚のウエハ面
内均一性が劣化した場合に、その補正が困難である。
を形成した場合の配線抵抗の面内均一性を劣化させる。
更に、従来のめっき装置においては、めっき槽の微妙な
変動及びめっき液の変化によって、めっき厚のウエハ面
内均一性が劣化した場合に、その補正が困難である。
【０００８】なお、めっき膜の膜厚を一定に維持するこ
とを目的として、カソード電極の近傍に、遮蔽電極を設
け、アノード電極からカソード電極に流れる電流と、ア
ノード電極から遮蔽電極に流れる電流とを別の定電流源
から供給するようにした電気めっき方法が提案されてい
る（特開平９−１５７８９７号公報）。
とを目的として、カソード電極の近傍に、遮蔽電極を設
け、アノード電極からカソード電極に流れる電流と、ア
ノード電極から遮蔽電極に流れる電流とを別の定電流源
から供給するようにした電気めっき方法が提案されてい
る（特開平９−１５７８９７号公報）。
【０００９】しかし、この方法では、めっき対象物をめ
っきするための電流の他に、遮蔽電極に流れる電流が存
在し、電流が無駄に使用されるため、スループットが低
いという欠点がある。
っきするための電流の他に、遮蔽電極に流れる電流が存
在し、電流が無駄に使用されるため、スループットが低
いという欠点がある。
【００１０】また、めっき領域内で電流密度分布を均一
化することを目的として、開口部を有する膜厚調整板を
めっき電流の経路の途中におき、電流経路を絞り込むこ
とにより、被めっき物の外周部の電流の経路を長くし
て、被めっき物の中心部における電界集中を防止しため
っき膜の形成方法が提案されている（特開平８−１００
２９２号公報）。
化することを目的として、開口部を有する膜厚調整板を
めっき電流の経路の途中におき、電流経路を絞り込むこ
とにより、被めっき物の外周部の電流の経路を長くし
て、被めっき物の中心部における電界集中を防止しため
っき膜の形成方法が提案されている（特開平８−１００
２９２号公報）。
【００１１】しかし、この方法でも、めっき厚が厚くな
る部分の電流密度を低減することにより、めっきの均一
性を高めるものであるため、スループットが低いという
欠点がある。
る部分の電流密度を低減することにより、めっきの均一
性を高めるものであるため、スループットが低いという
欠点がある。
【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高生産性で、被めっき物の表面に均一にめ
っき層を形成することができると共に、めっき槽の変動
又はめっき液の変化が生じても被めっき物の近傍の電界
を制御することができ、めっき厚の分布を制御すること
ができるめっき装置を提供することを目的とする。
のであって、高生産性で、被めっき物の表面に均一にめ
っき層を形成することができると共に、めっき槽の変動
又はめっき液の変化が生じても被めっき物の近傍の電界
を制御することができ、めっき厚の分布を制御すること
ができるめっき装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係るめっき装置
は、めっき液を貯留するめっき槽と、被めっき物をめっ
き液中で保持するホルダと、前記被めっき物にめっき液
中で対向する電極と、前記被めっき物に負電位、前記電
極に正電位を供給する第１電源と、めっき液中で前記被
めっき物と前記電極との間に配置された導電性の電界調
整部材と、この電界調整部材に電位を供給する第２電源
とを有し、前記電界調整部材は前記第２電源から与えら
れた電位により、前記電極から前記被めっき物に向かう
電気力線の分布を調整するものであることを特徴とす
る。
は、めっき液を貯留するめっき槽と、被めっき物をめっ
き液中で保持するホルダと、前記被めっき物にめっき液
中で対向する電極と、前記被めっき物に負電位、前記電
極に正電位を供給する第１電源と、めっき液中で前記被
めっき物と前記電極との間に配置された導電性の電界調
整部材と、この電界調整部材に電位を供給する第２電源
とを有し、前記電界調整部材は前記第２電源から与えら
れた電位により、前記電極から前記被めっき物に向かう
電気力線の分布を調整するものであることを特徴とす
る。
【００１４】このめっき装置において、前記電界調整部
材は、前記被めっき物と前記電極との間に配置され前記
ウエハより小径の円盤状の補助電極と、前記補助電極に
前記アノード電極の電位以下の正電位を供給する第２電
源とを有することができる。また、前記補助電極には、
厚さ方向に貫通するめっき液の通流孔が形成されている
ことが好ましい。更に、前記補助電極における前記ウエ
ハとの対向面は、補助電極の中央部が盛り上がり、周辺
部が低下したものであるように構成することができる。
この場合に、前記補助電極はその中央部が厚く、周辺部
が薄いものとすることができる。
材は、前記被めっき物と前記電極との間に配置され前記
ウエハより小径の円盤状の補助電極と、前記補助電極に
前記アノード電極の電位以下の正電位を供給する第２電
源とを有することができる。また、前記補助電極には、
厚さ方向に貫通するめっき液の通流孔が形成されている
ことが好ましい。更に、前記補助電極における前記ウエ
ハとの対向面は、補助電極の中央部が盛り上がり、周辺
部が低下したものであるように構成することができる。
この場合に、前記補助電極はその中央部が厚く、周辺部
が薄いものとすることができる。
【００１５】本発明に係る他のめっき装置は、めっき液
を貯留するめっき槽と、被めっき物をめっき液中で保持
するホルダと、前記被めっき物にめっき液中で対向する
電極と、前記被めっき物に負電位、前記電極に正電位を
供給する電源と、を有し、前記電極はその前記被めっき
物との対向面が中央部で被めっき物に向かって膨らんで
いることを特徴とする。
を貯留するめっき槽と、被めっき物をめっき液中で保持
するホルダと、前記被めっき物にめっき液中で対向する
電極と、前記被めっき物に負電位、前記電極に正電位を
供給する電源と、を有し、前記電極はその前記被めっき
物との対向面が中央部で被めっき物に向かって膨らんで
いることを特徴とする。
【００１６】本発明においては、補助電極等により、め
っき厚が薄くなる被めっき物の中央部における電極との
距離を短くしてこの部分の電流密度を上昇させ、この部
分で電気力線を増大することにより、めっき厚の均一性
を高めるものであるので、高生産性で均一な鍍金層を形
成することができる。
っき厚が薄くなる被めっき物の中央部における電極との
距離を短くしてこの部分の電流密度を上昇させ、この部
分で電気力線を増大することにより、めっき厚の均一性
を高めるものであるので、高生産性で均一な鍍金層を形
成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発
明の第１実施例に係るめっき装置を示す図である。図１
において、従来のめっき装置を示す図７と同一構成物に
は同一符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例においては、ウエハ６とアノード電極４とが対向する
領域のめっき液１１中に、電界調整部材としての補助電
極１２が配置されている。
て添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発
明の第１実施例に係るめっき装置を示す図である。図１
において、従来のめっき装置を示す図７と同一構成物に
は同一符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施
例においては、ウエハ６とアノード電極４とが対向する
領域のめっき液１１中に、電界調整部材としての補助電
極１２が配置されている。
【００１８】図２はこの補助電極１２の上方から垂直下
方にアノード電極４を見たときの平面図である。この図
２に示すように、補助電極１２はアノード電極４のほぼ
１／２の直径を有する円盤状をなす導電性部材であり、
その面を水平にし、その中心をアノード電極４の中心と
一致させて配置されている。この補助電極１２は、仕切
部材２又はアノード電極４から延びる絶縁材（図示せ
ず）によって保持されている。補助電極１２にはその厚
さ方向に貫通する多数の孔１３が面内で均一に形成され
ており、この孔１３はめっき液１１が挿通するのに十分
な大きさを有している。また、補助電極１２はめっき槽
１の外部の第２電源１４に接続されており、この第２電
源１４から、補助電極１２に、例えば、アノード電極４
と同一の正電位が与えられるようになっている。なお、
補助電極１２の電位は、めっき槽１の形状及びめっき液
の種類等に応じて適時設定される。しかしながら、この
補助電極１２の電位は、アノード電極４の電位以下であ
る。
方にアノード電極４を見たときの平面図である。この図
２に示すように、補助電極１２はアノード電極４のほぼ
１／２の直径を有する円盤状をなす導電性部材であり、
その面を水平にし、その中心をアノード電極４の中心と
一致させて配置されている。この補助電極１２は、仕切
部材２又はアノード電極４から延びる絶縁材（図示せ
ず）によって保持されている。補助電極１２にはその厚
さ方向に貫通する多数の孔１３が面内で均一に形成され
ており、この孔１３はめっき液１１が挿通するのに十分
な大きさを有している。また、補助電極１２はめっき槽
１の外部の第２電源１４に接続されており、この第２電
源１４から、補助電極１２に、例えば、アノード電極４
と同一の正電位が与えられるようになっている。なお、
補助電極１２の電位は、めっき槽１の形状及びめっき液
の種類等に応じて適時設定される。しかしながら、この
補助電極１２の電位は、アノード電極４の電位以下であ
る。
【００１９】次に、上述の如く構成されためっき装置の
動作について説明する。めっき槽１内には、めっき液循
環装置９から供給されためっき液１１が、めっき液循環
装置９から、配管１０ａ、仕切部材２内、仕切部材２と
めっき槽１との間、及び配管１０ｂを循環している。
動作について説明する。めっき槽１内には、めっき液循
環装置９から供給されためっき液１１が、めっき液循環
装置９から、配管１０ａ、仕切部材２内、仕切部材２と
めっき槽１との間、及び配管１０ｂを循環している。
【００２０】このめっき液１１は補助電極１２の孔１３
を挿通して流れるので、仕切部材２内で補助電極１２に
より流れを邪魔されることなく、アノード電極４とウエ
ハ６との間に供給される。
を挿通して流れるので、仕切部材２内で補助電極１２に
より流れを邪魔されることなく、アノード電極４とウエ
ハ６との間に供給される。
【００２１】一方、補助電極１２には第２電源１４から
アノード電極４と同一の正電位が与えられており、従っ
て、ウエハ６は、その中央部の直径の１／２の部分は補
助電極１２に対向し、その周辺部のリング状の部分はア
ノード電極４に対向している。而して、電極間の電流密
度、即ち電気力線は、電極間の距離に依存して、この距
離が短い程、電流密度が増加し、距離が長い程、電流密
度が低下する。そこで、ウエハ６の中央部は距離が短い
補助電極１２から比較的高い電流密度で電気力線が形成
され、ウエハ６の周辺部は距離が長いアノード電極４か
ら比較的低い電流密度で電気力線が形成される。カソー
ド端子７から給電されたウエハ６の薄い銅シード層にお
ける電圧降下等により、図７の従来のめっき装置におい
ては、ウエハ中央部で電気力線がウエハ周辺部よりも少
なくなる。しかし、図１の本実施例のめっき装置におい
ては、前述の如くして補助電極１２の作用によりウエハ
中央部の電気力線が増大しており、電圧降下と補助電極
の作用が相殺されてウエハ６の面内で電気力線の密度が
均一になる。従って、本実施例により、均一なめっき厚
のめっき層がウエハ表面に形成される。
アノード電極４と同一の正電位が与えられており、従っ
て、ウエハ６は、その中央部の直径の１／２の部分は補
助電極１２に対向し、その周辺部のリング状の部分はア
ノード電極４に対向している。而して、電極間の電流密
度、即ち電気力線は、電極間の距離に依存して、この距
離が短い程、電流密度が増加し、距離が長い程、電流密
度が低下する。そこで、ウエハ６の中央部は距離が短い
補助電極１２から比較的高い電流密度で電気力線が形成
され、ウエハ６の周辺部は距離が長いアノード電極４か
ら比較的低い電流密度で電気力線が形成される。カソー
ド端子７から給電されたウエハ６の薄い銅シード層にお
ける電圧降下等により、図７の従来のめっき装置におい
ては、ウエハ中央部で電気力線がウエハ周辺部よりも少
なくなる。しかし、図１の本実施例のめっき装置におい
ては、前述の如くして補助電極１２の作用によりウエハ
中央部の電気力線が増大しており、電圧降下と補助電極
の作用が相殺されてウエハ６の面内で電気力線の密度が
均一になる。従って、本実施例により、均一なめっき厚
のめっき層がウエハ表面に形成される。
【００２２】次に、図３を参照して本発明の第２実施例
について説明する。この図３において、図１と同一構成
物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。図
４は本実施例の補助電極２１をその上面から垂直下方に
みた状態を示す図である。本実施例は、電界調整部材と
して、中央部が厚く、周辺部に向かうにつれて薄くなる
ように板厚が径方向で変化する補助電極２１を使用す
る。この補助電極２１も厚さ方向に貫通する多数の孔２
２が形成されている。また、この補助電極２１もウエハ
６とアノード電極４との間に配置される。
について説明する。この図３において、図１と同一構成
物には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。図
４は本実施例の補助電極２１をその上面から垂直下方に
みた状態を示す図である。本実施例は、電界調整部材と
して、中央部が厚く、周辺部に向かうにつれて薄くなる
ように板厚が径方向で変化する補助電極２１を使用す
る。この補助電極２１も厚さ方向に貫通する多数の孔２
２が形成されている。また、この補助電極２１もウエハ
６とアノード電極４との間に配置される。
【００２３】このように構成された本実施例のめっき装
置においては、ウエハ６の中央部の補助電極２１と対向
する領域においても、補助電極２１の厚さが径方向に変
化しているので、ウエハ６の表面と補助電極２１の表面
との間隔は、ウエハ中心から周辺部に向かうにつれて大
きくなっていく。このため、ウエハ６と補助電極２１と
の間の距離はウエハ中心部で最も短く、従って、最も電
流密度が高く、ウエハ周辺部に向かうにつれて補助電極
２１との間の距離が長くなり、従って、電流密度が徐々
に低くなり、ウエハ６に対向する電極が補助電極２１か
らアノード電極４に移ると、更にウエハ６と電極との間
の距離が長くなって電流密度が低くなる。このように、
本実施例においては、補助電極２１に対向するウエハ２
１の領域においても、ウエハ２１の表面の銅シード層に
おける電圧降下等に起因する電流密度の変化をより確実
に相殺し、より一層均一なめっき層を形成することがで
きる。
置においては、ウエハ６の中央部の補助電極２１と対向
する領域においても、補助電極２１の厚さが径方向に変
化しているので、ウエハ６の表面と補助電極２１の表面
との間隔は、ウエハ中心から周辺部に向かうにつれて大
きくなっていく。このため、ウエハ６と補助電極２１と
の間の距離はウエハ中心部で最も短く、従って、最も電
流密度が高く、ウエハ周辺部に向かうにつれて補助電極
２１との間の距離が長くなり、従って、電流密度が徐々
に低くなり、ウエハ６に対向する電極が補助電極２１か
らアノード電極４に移ると、更にウエハ６と電極との間
の距離が長くなって電流密度が低くなる。このように、
本実施例においては、補助電極２１に対向するウエハ２
１の領域においても、ウエハ２１の表面の銅シード層に
おける電圧降下等に起因する電流密度の変化をより確実
に相殺し、より一層均一なめっき層を形成することがで
きる。
【００２４】図５（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施例
の補助電極２３を示す図である。電界調整部材としての
補助電極の形状は、図３に示すように、その表面及び裏
面の双方がその中央部で膨らんだような形状にするので
はなく、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、アノード電
極４側の下面は平面とし、ウエハ６に対向する上面の
み、中央部が膨らんだような形状にすればよい。また、
めっき液を通流させる孔２４は図５（ｂ）に示すよう
に、補助電極２３の全面に多数均一に設けることが好ま
しい。
の補助電極２３を示す図である。電界調整部材としての
補助電極の形状は、図３に示すように、その表面及び裏
面の双方がその中央部で膨らんだような形状にするので
はなく、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、アノード電
極４側の下面は平面とし、ウエハ６に対向する上面の
み、中央部が膨らんだような形状にすればよい。また、
めっき液を通流させる孔２４は図５（ｂ）に示すよう
に、補助電極２３の全面に多数均一に設けることが好ま
しい。
【００２５】図６は本発明の第４実施例に係るめっき装
置を示す図である。本実施例は、補助電極ではなく、ア
ノード電極３０自体をその上面、即ち、ウエハ６と対向
する面を、アノード電極３０の中央部が膨らんだ湾曲面
に形成したものである。本実施例においては、補助電極
は不要であるが、図１乃至図５に示す実施例のように、
補助電極をウエハ６とアノード電極３０との間に配置し
ても良い。
置を示す図である。本実施例は、補助電極ではなく、ア
ノード電極３０自体をその上面、即ち、ウエハ６と対向
する面を、アノード電極３０の中央部が膨らんだ湾曲面
に形成したものである。本実施例においては、補助電極
は不要であるが、図１乃至図５に示す実施例のように、
補助電極をウエハ６とアノード電極３０との間に配置し
ても良い。
【００２６】上述の如く構成された本実施例において
は、アノード電極３０の対向面が中央部が厚く、周辺部
が薄くなるように湾曲しているので、ウエハ６とアノー
ド電極３０との間の距離は、ウエハ中央から周辺部に向
かうにつれて長くなる。このため、ウエハ６の面内で電
位が一定であるとすると、電流密度はウエハ中央部で最
も高く、ウエハ周辺部で最も低くなる。しかし、前述の
如く、ウエハ表面の銅シード層における電圧降下によ
り、電位はウエハの面内で不均一であり、ウエハ６の中
央部で電位が最も低く、ウエハ周辺部で電位が最も高
い。このため、シード層における電圧降下と、アノード
電極３０の表面形状に起因するウエハ−電極間距離の変
化とが相殺して、ウエハ表面における電流密度が均一と
なり、アノード電極３０からウエハ６に向かう電気力線
の分布が均一になる。これにより、膜厚が均一なめっき
層を形成することができる。
は、アノード電極３０の対向面が中央部が厚く、周辺部
が薄くなるように湾曲しているので、ウエハ６とアノー
ド電極３０との間の距離は、ウエハ中央から周辺部に向
かうにつれて長くなる。このため、ウエハ６の面内で電
位が一定であるとすると、電流密度はウエハ中央部で最
も高く、ウエハ周辺部で最も低くなる。しかし、前述の
如く、ウエハ表面の銅シード層における電圧降下によ
り、電位はウエハの面内で不均一であり、ウエハ６の中
央部で電位が最も低く、ウエハ周辺部で電位が最も高
い。このため、シード層における電圧降下と、アノード
電極３０の表面形状に起因するウエハ−電極間距離の変
化とが相殺して、ウエハ表面における電流密度が均一と
なり、アノード電極３０からウエハ６に向かう電気力線
の分布が均一になる。これにより、膜厚が均一なめっき
層を形成することができる。
【００２７】本発明は上記実施例に限定されず、種々の
変形が可能である。補助電極の大きさ、形状、ウエハ対
向面の湾曲形状等は、ウエハ表面にて、均一な電流密
度、均一な電気力線が形成されるように、適宜決めれば
よく、めっき装置の特性等に応じて適宜設定すればよ
い。また、補助電極は、上記実施例のように、円板に孔
を穿設したものに限らず、例えば、メッシュ状のもの
等、種々の素材を使用することができる。補助電極とし
て円板を使用しても、必ずしもめっき液通流用の孔を形
成する必要はない。更に、補助電極の材質は、導電性物
質であればよく、更にめっき液中でこれと反応しないも
のであることがより好ましく、このため、Ｐｔを使用す
ることが好ましいが、例えば、Ｐを０．４重量％程度含
有する銅合金等を使用することもできる。
変形が可能である。補助電極の大きさ、形状、ウエハ対
向面の湾曲形状等は、ウエハ表面にて、均一な電流密
度、均一な電気力線が形成されるように、適宜決めれば
よく、めっき装置の特性等に応じて適宜設定すればよ
い。また、補助電極は、上記実施例のように、円板に孔
を穿設したものに限らず、例えば、メッシュ状のもの
等、種々の素材を使用することができる。補助電極とし
て円板を使用しても、必ずしもめっき液通流用の孔を形
成する必要はない。更に、補助電極の材質は、導電性物
質であればよく、更にめっき液中でこれと反応しないも
のであることがより好ましく、このため、Ｐｔを使用す
ることが好ましいが、例えば、Ｐを０．４重量％程度含
有する銅合金等を使用することもできる。
【００２８】更にまた、電源１４は電源８と別の電源と
することなく、電源８からのアノード電圧をそのまま補
助電極に与え、又は電源８からのアノード電圧を降圧し
てアノード電位以下とした後、補助電極に与えるように
構成しても良い。
することなく、電源８からのアノード電圧をそのまま補
助電極に与え、又は電源８からのアノード電圧を降圧し
てアノード電位以下とした後、補助電極に与えるように
構成しても良い。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
被めっき物と電極との間に電界調整部材を設け、被めっ
き物の表面における電流密度が均一になるように、被め
っき物の表面における電界を調整するから、被めっき物
の表面への電位印加点が被めっき物の周辺部である等に
起因して被めっき物の表面の電位が不均一であっても、
被めっき物の表面にその面内で均一な電気力線を形成す
ることができ、めっき層の膜厚を均一にすることができ
る。また、めっき槽の変動又はめっき液の変化が生じて
も、本発明によれば被めっき物の近傍の電界を制御する
ことが容易であり、これにより、めっき厚の分布を制御
することができる。
被めっき物と電極との間に電界調整部材を設け、被めっ
き物の表面における電流密度が均一になるように、被め
っき物の表面における電界を調整するから、被めっき物
の表面への電位印加点が被めっき物の周辺部である等に
起因して被めっき物の表面の電位が不均一であっても、
被めっき物の表面にその面内で均一な電気力線を形成す
ることができ、めっき層の膜厚を均一にすることができ
る。また、めっき槽の変動又はめっき液の変化が生じて
も、本発明によれば被めっき物の近傍の電界を制御する
ことが容易であり、これにより、めっき厚の分布を制御
することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係るめっき装置を示す図
である。
である。
【図２】同じくその補助電極の形状を示す平面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２実施例に係るめっき装置を示す図
である。
である。
【図４】同じくその補助電極の形状を示す平面図であ
る。
る。
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施例の補助電
極の形状を示す図である。
極の形状を示す図である。
【図６】本発明の第４実施例に係るめっき装置を示す図
である。
である。
【図７】従来のめっき装置を示す図である。
１：めっき槽 ２：仕切部材 ４、３０：アノード電極 ５：ウエハホルダ ６：ウエハ ７：カソード端子 ８，１４：電源 ９：めっき液循環装置 １１：めっき液 １２，２１，２３：補助電極 １３，２２，２４：孔
Claims (6)
- 【請求項１】 めっき液を貯留するめっき槽と、被めっ
き物をめっき液中で保持するホルダと、前記被めっき物
にめっき液中で対向する電極と、前記被めっき物に負電
位、前記電極に正電位を供給する第１電源と、めっき液
中で前記被めっき物と前記電極との間に配置された導電
性の電界調整部材と、この電界調整部材に電位を供給す
る第２電源とを有し、前記電界調整部材は前記第２電源
から与えられた電位により、前記電極から前記被めっき
物に向かう電気力線の分布を調整するものであることを
特徴とするめっき装置。 - 【請求項２】 前記電界調整部材は、前記被めっき物と
前記電極との間に配置され前記被めっき物より小径の円
盤状の補助電極であり、前記第２電源は、前記補助電極
に前記アノード電極の電位以下の正電位を供給するもの
であることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。 - 【請求項３】 前記補助電極には、厚さ方向に貫通する
めっき液の通流孔が形成されていることを特徴とする請
求項２に記載のめっき装置。 - 【請求項４】 前記補助電極における前記被めっき物と
の対向面は、補助電極の中央部が盛り上がり、周辺部が
低下したものであることを特徴とする請求項２又は３に
記載のめっき装置。 - 【請求項５】 前記補助電極はその中央部が厚く、周辺
部が薄いものであることを特徴とする請求項２乃至４の
いずれか１項に記載のめっき装置。 - 【請求項６】 めっき液を貯留するめっき槽と、被めっ
き物をめっき液中で保持するホルダと、前記被めっき物
にめっき液中で対向する電極と、前記被めっき物に負電
位、前記電極に正電位を供給する電源と、を有し、前記
電極はその前記被めっき物との対向面が中央部で被めっ
き物に向かって膨らんでいることを特徴とするめっき装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09946099A JP3255145B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | めっき装置 |
| US09/542,338 US6391168B1 (en) | 1999-04-06 | 2000-04-05 | Plating apparatus utilizing an auxiliary electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09946099A JP3255145B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | めっき装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290798A true JP2000290798A (ja) | 2000-10-17 |
| JP3255145B2 JP3255145B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=14247938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09946099A Expired - Fee Related JP3255145B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | めっき装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6391168B1 (ja) |
| JP (1) | JP3255145B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10480094B2 (en) | 2016-07-13 | 2019-11-19 | Iontra LLC | Electrochemical methods, devices and compositions |
| JP7174201B1 (ja) * | 2022-06-01 | 2022-11-17 | 株式会社荏原製作所 | めっき装置 |
| JP7285389B1 (ja) * | 2022-06-27 | 2023-06-01 | 株式会社荏原製作所 | めっき装置、および、めっき方法 |
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| US6811669B2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-11-02 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for improved current density and feature fill control in ECD reactors |
| US6890413B2 (en) * | 2002-12-11 | 2005-05-10 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for controlling local current to achieve uniform plating thickness |
| US20050189228A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Electroplating apparatus |
| US20070261964A1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Semitool, Inc. | Reactors, systems, and methods for electroplating microfeature workpieces |
| NL1032174C2 (nl) * | 2006-07-14 | 2008-01-15 | Elsyca N V | Inrichting geschikt voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke inrichting, werkwijze voor het elektrochemisch bewerken van een voorwerp met een dergelijke inrichting alsmede voorwerp vervaardigd met een dergelijke werkwijze. |
| US9822461B2 (en) | 2006-08-16 | 2017-11-21 | Novellus Systems, Inc. | Dynamic current distribution control apparatus and method for wafer electroplating |
| EP1939329B1 (de) * | 2006-12-29 | 2011-05-11 | RENA GmbH | Bausatz zur Herstellung eines Prozessreaktors für die Ausbildung metallischer Schichten auf einem oder auf mehreren Substraten |
| US8197660B2 (en) * | 2007-09-10 | 2012-06-12 | Infineon Technologies Ag | Electro chemical deposition systems and methods of manufacturing using the same |
| KR100960005B1 (ko) * | 2008-02-28 | 2010-05-28 | 주식회사 에이스테크놀로지 | 알에프 장비의 도금 방법 및 이에 의해 제조된 알에프 장비 |
| US8858774B2 (en) | 2008-11-07 | 2014-10-14 | Novellus Systems, Inc. | Electroplating apparatus for tailored uniformity profile |
| TWI404833B (zh) * | 2011-01-26 | 2013-08-11 | Zhen Ding Technology Co Ltd | 電鍍系統及電鍍方法 |
| US9909228B2 (en) * | 2012-11-27 | 2018-03-06 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for dynamic current distribution control during electroplating |
| US9752248B2 (en) | 2014-12-19 | 2017-09-05 | Lam Research Corporation | Methods and apparatuses for dynamically tunable wafer-edge electroplating |
| TWI814428B (zh) * | 2022-06-08 | 2023-09-01 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 鍍覆裝置 |
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| US4120759A (en) | 1976-08-10 | 1978-10-17 | New Nippon Electric Company, Ltd. | Constant current density plating method |
| JPS5938397A (ja) | 1982-08-24 | 1984-03-02 | Yamada Mekki Kogyosho:Kk | 電気メツキ装置 |
| JPH03103260U (ja) | 1990-02-05 | 1991-10-28 | ||
| JPH08100292A (ja) | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Hitachi Ltd | めっき膜の形成方法及びその装置 |
| JPH09157897A (ja) | 1995-12-01 | 1997-06-17 | Casio Comput Co Ltd | 電気メッキ方法 |
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| JP3103260U (ja) | 2004-01-28 | 2004-08-05 | 高須産業株式会社 | 排気ファン及び給気ファンを備えた窓取付用の換気装置 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP09946099A patent/JP3255145B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-05 US US09/542,338 patent/US6391168B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3255145B2 (ja) | 2002-02-12 |
| US6391168B1 (en) | 2002-05-21 |
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