(57)【要約】  半導体ウェハ上への金属又は金属合金の電着のための装置が説明される。本装置は、メッキセルと、メッキセル内に配置されたアノードと、電気メッキされる表面がアノードと向き合い、アノードに対して間隔を空けられるように位置決めされた半導体ウェハを含むカソードと、アノードとカソードとの間の電気的接触をもたらす電源と、カソードと向き合いクロスバーの１つの端部又は１つの端部近くからクロスバーの他の端部又は他の端部近くまで延びる列の中に配列された一連の間隔を空けられた穴を有する、カソードの中間に位置決めされた中空バーと、カソード又は中空バーのいずれかを中心軸の周りに回転させる手段であって、カソード又は溶液噴霧手段が回転する際に、半導体ウェハのメッキされる表面に、連続的に繰り返して噴霧するように、回転させる手段と、を含む。【選択図】図２
2019525000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハ上への金属又は金属合金の電着のための装置であって、
メッキセルと、
前記メッキセルの内部に配置されたアノードと、
電気メッキされる表面が前記アノードと向き合い、前記アノードに対して間隔を空けられるように位置決めされた半導体ウェハを含むカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に電気的接触をもたらす電源と、
電気メッキされる前記半導体ウェハの前記表面にメッキ液を送達するための溶液噴霧手段であって、前記アノードと前記カソードとの間に配置され、少なくとも１つの中空クロスバーを備え、前記少なくとも１つの中空クロスバーは、前記クロスバーの一方の端部又は一方の端部の近くから前記クロスバーの他方の端部又は他方の端部の近くまで延びる列の中に配列された一連の間隔を空けられた穴を有する、溶液噴霧手段と、
前記カソード又は前記溶液噴霧手段のいずれかを中心軸の周りに回転させる手段であって、前記カソード又は前記溶液噴霧手段が回転する際に、メッキされる前記半導体ウェハの前記表面に連続的に及び繰り返して噴霧するように、回転させる手段と、
を備える装置。
【請求項２】
前記装置は、電気メッキ液を保持し、前記メッキセルに出入りするように循環させるための電気メッキ液保持タンクをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記溶液噴霧手段は、前記電気メッキ液保持タンクから電気メッキ液を前記溶液噴霧手段に送り込むように位置決めされたポンプをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記溶液噴霧手段は、その一方の端部で前記中空クロスバーの中央に取り付けられてＴバーを形成する中空支持バーをさらに備え、前記支持バーは前記Ｔの垂直部分であり、前記中空クロスバーは、前記支持バーの頂部に、前記クロスバーの中の間隔を空けられた穴の前記列が前記カソードに向けられるように、位置決めされる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記中空クロスバーは、溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための手段を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための前記手段は、少なくとも一対の横穴を含み、前記横穴対の１つは前記クロスバーの一方の側の端部近くに形成され位置決めされ、前記横穴対の他の１つは、前記クロスバーの反対側の端部近くに形成され位置決めされる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記溶液噴霧手段は、中心軸の周りに回転し、メッキされる半導体ウェハの表面に、電気メッキ液を繰り返し及び連続的に噴霧する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
メッキされる前記半導体ウェハは、中心軸の周りに、前記電気メッキ液が前記ウェハ上に前記溶液噴霧手段によって繰り返し及び連続的に噴霧されるように、回転する、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
半導体ウェハ上への金属又は金属合金の電着のための装置であって、
メッキセルと、
前記メッキセルの内部に配置されたアノードと、
電気メッキされる表面が前記アノードと向き合い、前記アノードに対して間隔を空けられるように位置決めされた半導体ウェハを含むカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に電気的接触をもたらす電源と、
電気メッキされる前記半導体ウェハの前記表面にメッキ液を送達するための溶液噴霧手段であって、前記アノードと前記カソードとの間に配置され、少なくとも１つの中空クロスバーを備え、前記少なくとも１つの中空クロスバーは、前記クロスバーの一方の端部又は一方の端部の近くから前記クロスバーの他方の端部又は他方の端部の近くまで延びる列の中に配列された一連の間隔を空けられた穴を有する、溶液噴霧手段と、
前記溶液噴霧手段を中心軸の周りに回転させる手段であって、前記溶液噴霧手段が回転する際に、メッキされる前記半導体ウェハの前記表面に連続的に及び繰り返して噴霧するように、回転させる手段と、
を備える装置。
【請求項１０】
前記装置は、電気メッキ液を保持し、前記メッキセルに出入りするように循環させるための電気メッキ液保持タンクをさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記溶液噴霧手段は、前記電気メッキ液保持タンクから電気メッキ液を前記溶液噴霧手段に送り込むように位置決めされたポンプをさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記溶液噴霧手段は、その一方の端部で前記中空クロスバーの中央に取り付けられてＴバーを形成する中空支持バーをさらに備え、前記支持バーは前記Ｔの垂直部分であり、前記中空クロスバーは、前記支持バーの頂部に、前記クロスバーの中の間隔を空けられた穴の前記列が前記カソードに向けられるように、位置決めされる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記中空クロスバーは、溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための手段を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための前記手段は、少なくとも一対の横穴を含み、前記横穴対の１つは前記クロスバーの一方の側の端部近くに形成され位置決めされ、前記横穴対の他の１つは、前記クロスバーの反対側の端部近くに形成され位置決めされる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
半導体ウェハ上への金属又は金属合金の電着のための装置であって、
メッキセルと、
前記メッキセルの内部に配置されたアノードと、
電気メッキされる表面が前記アノードと向き合い、前記アノードに対して間隔を空けられるように位置決めされた半導体ウェハを含むカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に電気的接触をもたらす電源と、
電気メッキされる前記半導体ウェハの前記表面にメッキ液を送達するための溶液噴霧手段であって、前記アノードと前記カソードとの間に配置され、少なくとも１つの中空クロスバーを備え、前記少なくとも１つの中空クロスバーは、前記クロスバーの一方の端部又は一方の端部の近くから前記クロスバーの他方の端部又は他方の端部の近くまで延びる列の中に配列された一連の間隔を空けられた穴を有する、溶液噴霧手段と、
前記カソードを中心軸の周りに回転させる手段であって、前記カソード又は前記溶液噴霧手段が回転する際に、メッキされる前記半導体ウェハの前記表面に連続的に及び繰り返して噴霧するように、回転させる手段と、
を備える装置。
【請求項１６】
前記装置は、電気メッキ液を保持し、前記メッキセルに出入りするように循環させるための電気メッキ液保持タンクをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記溶液噴霧手段は、前記電気メッキ液保持タンクから電気メッキ液を前記溶液噴霧手段に送り込むように位置決めされたポンプをさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記溶液噴霧手段は、その一方の端部で前記中空クロスバーの中央に取り付けられてＴバーを形成する中空支持バーをさらに備え、前記支持バーは前記Ｔの垂直部分であり、前記中空クロスバーは、前記支持バーの頂部に、前記クロスバーの中の間隔を空けられた穴の前記列が前記カソードに向けられるように、位置決めされる、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記中空クロスバーは、溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための手段を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための前記手段は、少なくとも一対の横穴を含み、前記横穴対の１つは前記クロスバーの一方の側の端部近くに形成され位置決めされ、前記横穴対の他の１つは、前記クロスバーの反対側の端部近くに形成され位置決めされる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
半導体ウェハ上への金属又は金属合金の電着のための装置であって、
メッキセルと、
前記メッキセルの内部に配置されたアノードと、
電気メッキされる表面が前記アノードと向き合い、前記アノードに対して間隔を空けられるように位置決めされた半導体ウェハを含むカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に電気的接触をもたらす電源と、
電気メッキされる前記半導体ウェハの前記表面にメッキ液を送達するための溶液噴霧手段であって、前記アノードと前記カソードとの間に配置され、少なくとも１つの中空クロスバーを備え、前記少なくとも１つの中空クロスバーは、前記クロスバーの一方の端部又は一方の端部の近くから前記クロスバーの他方の端部又は他方の端部の近くまで延びる列の中に配列された一連の間隔を空けられた穴を有する、溶液噴霧手段と、
前記カソード又は前記溶液噴霧手段のいずれかを中心軸の周りに回転させる手段であって、前記カソード又は前記溶液噴霧手段が回転する際に、メッキされる前記半導体ウェハの前記表面に連続的に繰り返して噴霧するように、回転させる手段と、
を備え
前記溶液噴霧手段は、前記電気メッキ液保持タンクから電気メッキ液を前記溶液噴霧手段に送り込むように位置決めされたポンプをさらに備える、
装置。
【請求項２２】
前記装置は、電気メッキ液を保持し、前記メッキセルに出入りするように循環させるための電気メッキ液保持タンクをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記溶液噴霧手段は、その一方の端部で前記中空クロスバーの中央に取り付けられてＴバーを形成する中空支持バーをさらに備え、前記支持バーは前記Ｔの垂直部分であり、前記中空クロスバーは、前記支持バーの頂部に、前記クロスバーの中の間隔を空けられた穴の列が前記カソードに向けられるように、位置決めされる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記中空クロスバーは、溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための手段を含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記溶液送達アセンブリをその軸の周りに推進するための前記手段は、少なくとも一対の横穴を含み、前記横穴対の１つは前記クロスバーの一方の側の端部近くに形成され位置決めされ、前記横穴対の他の１つは、前記クロスバーの反対側の端部近くに形成され位置決めされる、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電気メッキする方法であって、請求項１に記載の装置を使用して、前記半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電着させるステップを含む、方法。
【請求項２７】
半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電気メッキする方法であって、請求項９に記載の装置を使用して、前記半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電着させるステップを含む、方法。
【請求項２８】
半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電気メッキする方法であって、請求項１５に記載の装置を使用して、前記半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電着させるステップを含む、方法。
【請求項２９】
半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電気メッキする方法であって、請求項２１に記載の装置を使用して、前記半導体ウェハの上に金属又は金属合金を電着させるステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電気メッキの分野に関し、より具体的には、半導体ウェハの電気メッキの分野、並びにメッキされる金属又は金属合金の均一な層を必要とする他の用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
電着はよく知られており、広く用いられる技術である。これは、物品の表面上への、電流によって駆動される電気化学的作用による、溶液からの金属又は金属合金の堆積を必要とする。電着は、基板と呼ばれる導電性表面を、１つ又はそれ以上の金属塩の溶液と接触させ、溶液を通して表面に電流を通すことによって行われる。従って、基板表面は、電気化学セルのカソードである。溶液からの金属カチオンが、基板表面において、電流からの電子によって還元され、その結果、還元された金属又は金属合金が表面上に堆積する。
【０００３】
半導体ウェハの電気メッキは、半導体製造の常法になっている。メッキ手順は、ウェハの全表面がメッキされる裏面金属化、及びフォトレジストがウェハの表面に塗布され、選択されたレジストの空地のみがメッキされるパターンメッキを含む。パターンメッキは典型的には隆起又は柱、電気的相互接続を創出するため、或いはフリップチップ相互接続用途のために用いられる。一般に堆積される金属は銅、金及び錫を含む。金属層は、ウェハの表面にわたって高度に均一であることが必要である。高度に均一な層とは、１０％未満、好ましくは５％未満の厚さ変動係数を有するものである。これは、ウェハ表面にわたって非常に均一な電流密度及び非常に均一な溶液攪拌をもたらすメッキ設備及び手順を必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
半導体ウェハ上への金属又は金属合金の電着のための装置が提供される。この装置は、アノードが内部に配置されたメッキセルを含む。半導体ウェハを含むカソードは、電気メッキされる表面がアノードに向き合い、それから間隔を空けられるように、位置決めされる。電源がアノードとカソードとの間の電気的接触をもたらす。ウェハとの電気的接触は、ウェハの縁との連続的接触をもたらすように形成された導電リングを介して、又は内部へ延びてウェハの縁と接触する、直径が導電リングより僅かに小さい絶縁されていない導電フィンガを有する電気的に絶縁された導電リングを介して、なされる。
【０００５】
本装置は、メッキ液を、電気メッキされる半導体ウェハの表面に送達するための溶液噴霧手段を含む。溶液噴霧手段はアノードとカソードとの間に配置される。溶液噴霧手段は、少なくとも１つの中空クロスバーを含むが、２、３、４、５又はそれ以上の中空クロスバーを含み得る。単数のクロスバー又は複数のクロスバーは、クロスバーの１つの端部又は１つの端部近くから、クロスバーの他の端部又は他の端部近くまで延びる列の中に配列された一連の間隔を空けられた穴を有するように形成される。溶液噴霧手段はさらに、その一端部で中空クロスバーの中央に取り付けられて「Ｔバー」を形成する中空支持バーを含み、この支持バーはＴの垂直部分であり、クロスバーの中の間隔を空けられた穴の列がカソードに向けられるように、中空クロスバーが支持バーの頂部に位置決めされる。代替的に、クロスバーをその一端部で支持バーに取り付けて、同様に「Ｌバー」を形成し、クロスバー内の間隔を空けられた穴の列がカソードに向けられるようにすることができる。２つより多くのクロスバーが存在する場合、支持バーは、クロスバーが中央に位置決めされた支持バーからメッキセルの内側に向かって直角に放射状に延びるように、取り付けられる。
【０００６】
この実施形態において、アセンブリはその軸の周りに溶液送達アセンブリを推進するための手段を含む。好ましい実施形態において、推進するための手段は、中空クロスバーの中の少なくとも一対の横穴を含み、横穴対のうちの１つは、クロスバーの一方の側の端部近くに形成され位置決めされ、横穴対のうちの他の１つはクロスバーの反対側の端部の近くに形成され位置決めされる。代替的な実施形態において、その軸の周りに溶液送達アセンブリを推進するための手段は、支持バーと機能的に接続され、支持バーをその軸の周りに回転させ、それにより、クロスバーを回転させ、半導体ウェハのメッキされる表面に電気メッキ液を噴霧する、分離したモータを含む。
【０００７】
本装置はまた、電気メッキ液を保持し、メッキセルに出入りするように循環させるための、電気メッキ液保持タンクを含むことができ、溶液噴霧手段はさらに、電気メッキ液保持タンクから電気メッキ液を溶液噴霧手段の中に送るためのポンプを含むことができる。
【０００８】
好ましい実施形態において、溶液噴霧手段は、中心軸の周りに回転して、メッキされる半導体ウェハの表面に、電気メッキ液を繰り返し及び連続的に噴霧する。代替の実施形態において、メッキされる半導体ウェハがその中心軸の周りに回転し、それにより電気メッキ液がウェハ上に、静止した溶液噴霧手段によって繰り返し及び連続的に噴霧される。ウェハとの電気的接触は、ウェハと共に回転する導電リング又は導電フィンガを介してなされる。別の実施形態においては、ウェハ及び溶液噴霧手段の両方が中心軸の周りに回転することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の装置のメッキセル部分の側断面図である。
【図２】外部タンク内に位置決めされ、メッキ電源及び循環ポンプに接続された、図１に示される装置の側断面図である。
【図３】本発明の装置のカソード取り付け部分の拡大側断面図である。
【図４Ａ】後に説明される、オプションとしてのカソード遮蔽板を含む、本発明の装置の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示される装置の側断面図である。
【図５Ａ】本発明の装置の溶液送達アセンブリのクロスバー部分の実施形態の上面図である。
【図５Ｂ】本発明の装置の溶液送達アセンブリのクロスバー部分の実施形態の上面図である。
【図５Ｃ】本発明の装置の溶液送達アセンブリのクロスバー部分の実施形態の上面図である。
【図５Ｄ】本発明の装置の溶液送達アセンブリのクロスバー部分の実施形態の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、半導体ウェハ基板の上に金属又は金属合金の均一層を、電着によって形成するための装置及び方法である。本明細書で定義される均一層は、１０％未満、好ましくは５％未満の厚さ変動係数ＣＶを有する。
【００１１】
本発明の一実施形態において、電気的絶縁材料で作製されたメッキセル６が準備される。このメッキセルは、開いた頂部と中央開口９を有する底部とを有する円筒型の形状である。アノード４は、メッキセルの底部に位置決めされる。アノードは円形で、メッキセルの内径よりある程度小さい直径を有する。アノードは、白金メッキニオブ、白金メッキチタン、又は酸化イリジウムで構成される、寸法的に安定な不溶性電極とすることができ、或いは、可溶性電極、例えば銅とすることができる。半導体ウェハの電気メッキのための適切なアノードの選択は、当技術分野における技能の範囲にある。アノード４は、その中心に穴を有するように形成される。これは、図１に示されるように、電源１４の正端子に、ワイヤ１８、絶縁されたアノード導電リング４０及びチタンネジ４２を介して、電気的に接続される。
【００１２】
本明細書で説明される実施形態において、メッキセルは垂直に位置決めされる。メッキセルはまた、当業者であれば認識することになるように、水平に、又は上下逆にさえも、位置決めすることもできるが、これは、セルの取り付け及び取り外しを複雑にするであろう。
【００１３】
メッキセルは、半導体ウェハの直径より僅かに小さい直径を有することが必要である。フランジ８は、メッキセルの頂部に取り付けられる。これは、ウェハが配置される円周棚をもたらす。カソード導電リング１０は、電源の負端子に電気的に接続される。一連の導電性バネフィンガ７が、カソード導電リング１０に、ネジ９によって取り付けられ、ウェハ２の縁部除外範囲と電気的に接触する。任意の数の導電性フィンガ７を用いることができるが、４〜８個のフィンガが普通である。代替的に、ウェハの縁部除外範囲と接触するために、連続接触リングを用いることができる。導電リング１０は、導電性フィンガと接触する場所を除いて電気的に絶縁されることが有利である。
【００１４】
本明細書で示されるように、カソード２、即ち、メッキされる半導体ウェハは、メッキされる面がアノードに向き合うように位置決めされる。一実施形態において、カソードは、メッキセル６の縁上に位置決めされるカソード台８によって静止位置に保持することができる。カソード台は、カソードをメッキセルの頂部の適切な静止位置に保持することができる限り、頂部近くのセルの側部又は任意の他の位置に取り付けることができる。カソード台は、図３に詳しく示される。これは、非導電性材料、最も普通にはポリマで作製された台自体８を備える。台８は、メッキセルの側壁の上端部に取り付けられ、金属、普通はステンレス鋼から作製されたカソード導電リング１０を収容し、これに、図４Ａにおいて最も良く見ることができるように、導電性バネフィンガ７がネジ９を介して取り付けられる。ゴムガスケット１１がセルの内側部分をカソード導電リング１０からシールし、溶液がカソード導電リング１０と接触するのを防ぐ。ウェハ２は、保持クリップ３６を介して台８に着脱可能に取り付けられるディスク３４によって、所定の場所に保持され、保持クリップ３６は、ウェハをメッキセルに取り付け及び取り外すことを可能にするように、ディスク３４を保持するか又は解放するように回転する。
【００１５】
電源は、ＤＣ電源、又はパルス電源、又は周期的パルス反転電源とすることができる。これは、ワイヤ１８を介してアノードに、及びワイヤ１２を介してカソードに接続される。
【００１６】
本装置はさらに溶液噴霧手段を含み、これは一実施形態において、図１に示されるように、中空、管状の支持バー２０、及び中空、管状のクロスバー２２から構成される溶液送達アセンブリを備える。管状のクロスバーは、その中央で、支持バーの端部の１つに、垂直に取り付けられる。この実施形態において、アセンブリはそれ故にＴ型構造を形成する。支持バーの他の端部、クロスバーに取り付けられていない端部は、アノード内の穴及びメッキセルの底部の開口部内の穴を通して、メッキセルの外側底部の中央に取り付けられたメッキセルマニホルド２６の中まで、嵌め込まれて延びるように形成される。これは、これをその垂直軸の周りに回転させることができる軸受アセンブリ２５の中に嵌め込まれる。軸受アセンブリ２５は、図１に示されるように、支持バーの周り及びマニホルドの中に配置される２つの玉軸受レースを備える。
【００１７】
支持バーは中空で、管状として言及され図示されているが、断面が円形である必要はない。任意の中空形状が、クロスバーをカソードに対して水平に間隔を空けられた適切な位置に保つ機能を果たす限り、正常に作用するであろう。
【００１８】
クロスバー２２は中空であり、クロスバーの一方の端部からクロスバーの他方の端部まで大体広がる一連の間隔を空けられた溶液噴霧穴２４を有するように形成される。溶液噴霧穴は、図５に示されるように、ウェハと向き合うクロスバーの側面に沿って、直線上に位置を定められる。クロスバーはさらに、閉じた端部を有するように形成される。閉じた端部の各々の近くに、少なくとも一対のクロスバー横穴２８がある。クロスバー横穴の各々の対は、その対が頂部穴を跨ぐようにクロスバーの上に位置決めされる、即ち、一対の内の１つのクロスバー横穴がクロスバーの一方の側に位置付けられ、一対の内の他のクロスバー横穴が、クロスバーの他方の側に位置付けられる。図５を参照されたい。
【００１９】
支持バーと同様に、クロスバー２２は、断面が円形の、即ち丸い必要はない。これは、長方形、正方形、三角形、卵形など、メッキされる半導体ウェハの表面にメッキ液を噴霧する機能を果たすことを依然として可能にする任意の形状にすることができる。溶液送達アセンブリの高さは、クロスバーが、カソードに対して、至近距離で間隔を空ける位置にあるようにする。クロスバーとカソードとの間の距離は、約５〜５０ｍｍの範囲にする必要がある。図示されるように、クロスバーは中央で支持バーの上に取り付けられるので、アセンブリが回転すると、ウェハはクロスバーの両半分からの流体と接触する。
【００２０】
本明細書で示される溶液送達アセンブリは例示的なものである。支持バーがクロスバーの中央に取り付けられて、図５Ａに示されるようなＴ型構造を形成する必要はない。支持バーは、図５Ｃに示されるように、端部に取り付けられてＬ型構造を形成することが可能である。代替的に、このアセンブリは、図５Ｂに示されるように、支持バーと、それらの端部の１つで支持バーに取り付けられる３つのクロスバーとを備えることができ、或いは、このアセンブリは、支持バーと、正方形又は図５Ｄに示されるような「Ｘ」構造の４つのクロスバーとを備えることが可能である。
【００２１】
メッキセル６は、図２に示されるように、メッキ液保持タンク１の内部に取り外し可能に取り付けられる。マニホルド２６上のＡｃｍｅネジ山２７は、液保持タンク１の底部に固定された受け入れポート１７の中にねじ込まれる。メッキセルのマニホルド２６は、メッキセルを保持タンク内に固定し、さらにメッキ液の流れのための導管としての役割を果たす。マニホルド２６は、ポンプ３２の放出口３３に接続される。ポンプ３２の引き入れ口３１は、メッキ液保持タンクに接続される。メッキ液は、メッキ液保持タンク１から、引き入れ口３１を通してポンプ内に引き入れられる。メッキ液は放出口３３を介してポンプから出て、マニホルド２６を介してメッキセルに入る。メッキセル６の開いた頂部の近くの壁の中に形成された溶液出口穴３０は、メッキ液がメッキセルを出て、液保持タンク１に戻るのを可能にする。従って、メッキ液は、動作中にアセンブリを通って連続的に流れる。
【００２２】
メッキ液は、メッキ液保持タンクからマニホルド２６及び溶液送達アセンブリ１６を介してメッキセルに供給される。導管からの溶液は溶液送達アセンブリ１６の支持バー２０に入り、クロスバー２２内に向かって上方に流れ、一連の間隔を空けられた溶液出口穴２４から、カソードの上に流れ出る。溶液出口穴３０は、ガスがウェハ表面上にトラップされるのを防ぐため、又はトラップされるガスの量を少なくとも最少にするために、ウェハ表面に可能な限り接近して位置付ける必要がある。流体はまたクロスバー２２の端部にある端部穴２８から流れ出て、これが溶液送達アセンブリ１６をその垂直軸の周りに回転させる。これは、メッキ中にカソード表面に当たるメッキ液の連続的に回転する噴霧器をもたらす。
【００２３】
動作中、メッキ液保持タンク１内の電気メッキ液は、ポンプ３２により、マニホルド２６及び溶液送達アセンブリ１６の支持バーを介して、メッキセル６に注入される。溶液は、支持バーの底部から上方に向かってクロスバー２２の中に流れ、溶液噴霧穴２４及び端部穴２８を介して溶液送達アセンブリを出て、メッキセル内に入る。メッキセル６が流体で満たされると、流体は、メッキセル溶液出口穴３０を介してメッキセルから流出し、メッキ液保持タンク１内に戻る。流体がクロスバー内の一連の穴を出る際に、クロスバーを通り及びクロスバー横穴２８から出る流体の流れの力が、溶液送達アセンブリをその垂直軸の周りに回転させ、この力が、メッキされる静止した半導体ウェハと接触するメッキ液の連続的に回転する噴霧器をもたらす。代替的に、溶液送達アセンブリは、クロスバーの横穴なしに形成することができ、外部の機械的手段を用いて溶液送達アセンブリを回転させることができる。
【００２４】
オプションとして、そのアセンブリは、図４Ａに示されるように、補助遮蔽板３７及び／又は回転遮蔽板３６を含む。この遮蔽板の目的は、厚さＣＶを最小にすることによってメッキ性能を向上させることである。補助遮蔽板３７は、メッキセル内、クロスバーの上又は下に取り付けることができる円板型リングで構成される。この遮蔽板の幅は、種々の幅を試験し、最小の変動係数をもたらす幅を選択することによって、実験的に決定することができる。本発明者等の実験は、補助遮蔽板の幅を約１〜約２ｃｍにする必要があることを示した。三角形遮蔽板３６は平坦な、扇型又は三角形状の構造であり、その最も鋭く角度を付けられた端部でクロスバー２２に取り付けられる。ウェハが静止し、溶液噴霧手段が回転する実施形態において、三角形遮蔽板は、クロスバー２２と共に回転する。
【００２５】
代替的実施形態において、半導体ウェアが回転する取り付け具に保持され、溶液噴霧手段は静止する。ウェハとの電気的接触は、ウェハと共に回転する導電リング又はフィンガを介してなされる。この実施形態において、溶液噴霧手段は、回転するウェハに対して間隔を空けて位置決めすることができ、タンクの外に位置決めすることができるポンプ放出口から流体を供給される。
【００２６】
別の代替的実施形態において、メッキチャンバをメッキ液貯留槽の外部に置くことができる。この実施形態において、開口３０においてメッキチャンバを出る液は、メッキチャンバの外部の上部周囲に固定された桶によって集められる。この桶によって集められた液は、管を介してメッキ液貯留槽に結合され、桶から貯留槽まで重力によって流れる。貯留槽からの溶液は、ポンプ及び配管を介してメッキチャンバの入り口に供給することができる。本発明は、溶液貯留タンクの内部又は外部に位置付けられたメッキチャンバを用いて実行することができる。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【国際調査報告】
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