(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスのコンタクト治具にウェーハの外周部を接触させ、このウェーハの表面を電解メッキして薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
上記コンタクト治具は、エンドレスの電極基板と、この電極基板上に設けられるエンドレスの弾性まくら体と、該電極基板上に少なくとも一端部が接合されて該弾性まくら体の周方向に並べ設けられるとともに、少なくとも該弾性まくら体の内外いずれか一方の下部から弾性まくら体の上部付近まで伸びて支持される複数の導電線材と、該弾性まくら体と該複数の導電線材とを被覆して上記ウェーハの表面外周部を支持し、かつ各導電線材の上部を露出させて該ウェーハの表面外周部に接触させるエンドレスのシール弾性体とを含んでなることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
上記電極基板上に上記複数の導電線材の両端部をそれぞれ接合して各導電線材に上記弾性まくら体を跨がせ、該各導電線材の上部を上記シール弾性体の表面から突出させた請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
上記電極基板上に上記複数の導電線材の一端部をそれぞれ接合して他端の上端部を上記シール弾性体の表面から突出させた請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
表面に薄膜が電解メッキにより形成されるウェーハの表面外周部をシール弾性体に支持させ、該ウェーハの表面外周部に該シール弾性体の表面から突出した複数の導電線材の上部をそれぞれ接触させる薄膜形成装置のコンタクト治具を製造する方法であって、
エンドレスの電極基板上に成形材料を注型硬化させて断面略半円形の弾性まくら体をエンドレスに成形する工程と、
該電極基板上に上記複数の導電線材の少なくとも一端部をそれぞれ接合して該弾性まくら体の周方向に並べ設け、各導電線材を少なくとも該弾性まくら体の内外いずれか一方の下部から弾性まくら体の上部付近まで伸ばす工程と、
該電極基板上に成形材料を注型硬化させて該弾性まくら体及び上記複数の導電線材を被覆する上記シール弾性体をエンドレスに成形し、このシール弾性体の表面から上記各導電線材の上部を露出させる工程とを含んでなることを特徴とする薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法。
【請求項５】
超音波ワイヤボンディング法と抵抗溶接法のいずれかの方法を用いて上記電極基板上に上記各導電線材の少なくとも一端部を接合するようにした請求項４記載の薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅成膜装置に代表される薄膜形成装置及びそのコンタクト治具の製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路に使用されるシリコンウェーハの配線パターンには導電材料としてアルミニウムが一般的に使用されている。しかしながら、このアルミニウムは、導電率が銅の約２／３であり、高抵抗(３〜３．３μΩ・cm)であるため、ＩＣの高速化の妨げとなっている。そこで、配線インピーダンスを低くしてＩＣの高速化を図るため、近年、銅(１．７〜１．９μΩ・cm)を使用する配線パターンが鋭意検討されている。この銅による配線パターンを形成する場合には、第１の工程としてシリコンウェーハの表面に薄い導電皮膜を成膜し、その後、第２の工程として、導電皮膜をカソードとして電解メッキ(電気メッキ)し、電解メッキ層を成膜すれば、シリコンウェーハに所定の銅配線パターンを形成することができる。
【０００３】
導電皮膜は、メッキベースとも呼ばれ、シリコンウェーハ表面の銅配線パターン形成予定箇所に蒸着法、イオンプレーティング法、又はスパッタリング法等の乾式メッキ法により成膜される。この導電皮膜は、通常０．２μm〜１μmの範囲で成膜され、電解メッキされる。これは、膜の形成速度と量産性とを考慮したもので、厚膜の形成に伴う所要時間を可能な限り短縮し、電解メッキ層を成膜可能な膜厚として必要な範囲を示したものである。
【０００４】
シリコンウェーハの表面には多数の製品が同時に形成されるので、第１、第２の工程を通じ、シリコンウェーハの全表面には均一な厚みの膜を成膜することが要求される。乾式メッキ法によれば、メッキチャンバ内の銅の蒸気圧がシリコンウェーハの面内で均一なので、導電皮膜の厚さにばらつきがほとんどなく、導電皮膜の厚さの管理に際しても、スパッタリングターゲット、電流、又は電圧等を適宜調整すれば良い。これに対し、電解メッキ法では、ケミカル液の温度や濃度の管理だけではなく、メッキすべきパターンの電流密度を均一に制御しなければ、均一な厚さの電解メッキ層を得ることができない。
【０００５】
導電皮膜、即ちメッキベースは、上記方法で形成され、きわめて薄く高抵抗であるという特徴がある。したがって、一箇所のみからの給電では電解メッキ層の成膜時に電流密度を均一にすることができず、均一な厚さの電解メッキ層を到底得ることができない。こうした問題を解消するため、シリコンウェーハの導電皮膜の外周縁部における複数の箇所から給電する等の特殊なメッキ治具が開発され、用いられている。このメッキ治具は、特開平５−３６６９８号公報に開示されているように、以下の方法で給電する。
【０００６】
同公報には、略リング形の治具に複数の電極を等間隔に埋設してこの複数の電極にはシリコンウェーハの表面に成膜された導電皮膜の外周縁部を接触させ、この外周縁部における複数の接触対応箇所を電極部分とし、この複数の電極部分と電極との間に適切な電位差を与えてカソードである導電皮膜を電解メッキすることにより、シリコンウェーハ面内の電流密度の差異を小さく抑制して銅メッキパターン厚みのばらつきを著しく減少させるメッキ治具が開示されている。このメッキ治具によれば、一箇所から給電する場合に比べ、電流密度の差異を小さく抑制することが可能であるとされる。しかしながら、同治具では、導電皮膜の電極部分から離れた箇所で電流密度に差異が生じるので、銅メッキパターン厚みのばらつきを招くこととなる。
【０００７】
また、同公報には、略リング形の治具上に同形の電極を周設してこの電極の平坦面にはシリコンウェーハの表面に成膜された導電皮膜の外周縁部を搭載支持させ、この導電皮膜の外周縁部を電極部分とし、この電極部分と電極との間に電位差を与えて電解メッキする例が開示されている。しかし、この例の場合には、電極に平坦面を形成することが実に困難である。また、電極を薄膜として導電皮膜の外周縁部に対する接触性を向上させる場合、電極が容易に変形しやすく、変形防止のために細心の注意を払わなければならない。さらに、電極が変形すると、接触部分が不均一になるので、電流密度に差異が生じ、銅メッキパターン厚みのばらつきが発生する。
【０００８】
一方、特開昭５８−１８１８９８号公報には、シリコーンゴム等を用いてリング形の弾性体を成形し、この弾性体に銅製で同形の電極を周設してこの断面円形の電極をウェーハの表面に成膜された導電皮膜の外周縁部に接触させ、この導電皮膜の外周縁部を電極部分とし、この電極部分と電極との間に適切な電位差を与えてカソードである導電皮膜を電解メッキする給電装置が開示されている。しかしながら、この給電装置では、電極の断面方向のみならず、線方向においても、電極と導電皮膜の外周縁部とが点接触になるので、電極をリング形に形成した意味がなく、電流密度に差異が生じ、銅メッキパターン厚みのばらつきが発生することになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のメッキ治具や給電装置は、以上のように構成されているので、電流密度に差異が生じ、銅メッキパターン厚みのばらつきが大きくなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、電流密度の差異を抑制防止し、メッキパターン厚みのばらつきを小さくすることのできる薄膜形成装置及びそのコンタクト治具の製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明においては、上記課題を達成するため、エンドレスのコンタクト治具にウェーハの外周部を接触させ、このウェーハの表面を電解メッキして薄膜を形成するものであって、
上記コンタクト治具は、エンドレスの電極基板と、この電極基板上に設けられるエンドレスの弾性まくら体と、該電極基板上に少なくとも一端部が接合されて該弾性まくら体の周方向に並べ設けられるとともに、少なくとも該弾性まくら体の内外いずれか一方の下部から弾性まくら体の上部付近まで伸びて支持される複数の導電線材と、該弾性まくら体と該複数の導電線材とを被覆して上記ウェーハの表面外周部を支持し、かつ各導電線材の上部を露出させて該ウェーハの表面外周部に接触させるエンドレスのシール弾性体とを含んでなることを特徴としている。
【００１２】
なお、上記電極基板上に上記複数の導電線材の両端部をそれぞれ接合して各導電線材に上記弾性まくら体を跨がせ、該各導電線材の上部を上記シール弾性体の表面から突出させることができる。
また、上記電極基板上に上記複数の導電線材の一端部をそれぞれ接合して他端の上端部を上記シール弾性体の表面から突出させることもできる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明においては、上記課題を達成するため、表面に薄膜が電解メッキにより形成されるウェーハの表面外周部をシール弾性体に支持させ、該ウェーハの表面外周部に該シール弾性体の表面から突出した複数の導電線材の上部をそれぞれ接触させる薄膜形成装置のコンタクト治具を製造する方法であって、
エンドレスの電極基板上に成形材料を注型硬化させて断面略半円形の弾性まくら体をエンドレスに成形する工程と、
該電極基板上に上記複数の導電線材の少なくとも一端部をそれぞれ接合して該弾性まくら体の周方向に並べ設け、各導電線材を少なくとも該弾性まくら体の内外いずれか一方の下部から弾性まくら体の上部付近まで伸ばす工程と、
該電極基板上に成形材料を注型硬化させて該弾性まくら体及び上記複数の導電線材を被覆する上記シール弾性体をエンドレスに成形し、このシール弾性体の表面から上記各導電線材の上部を露出させる工程とを含んでなることを特徴としている。
なお、超音波ワイヤボンディング法と抵抗溶接法のいずれかの方法を用いて上記電極基板上に上記各導電線材の少なくとも一端部を接合すると良い。
【００１４】
ここで、特許請求の範囲におけるウェーハには、Ｓｉウェーハ、ＧａＰウェーハ、又は各種のウェーハが含まれる。また、電極基板には印刷配線基板等の各種の種類があるが、おおよそこの分野で使用される一切の基板が含まれる。また、弾性まくら体とシール弾性体とは、ＪＩＳ硬度Ａ２０°〜６０°、好ましくはＪＩＳ硬度Ａ２０°〜４０°で水密機能、弾性機能、及び又は圧縮永久歪み特性等に優れるフッ素系ゴムやシリコーンゴム等を使用して成形することができる。また、断面略半円形には、断面半円形、おおよそ断面半円形、断面半楕円形、おおよそ断面半楕円形、又はこれらに類似する形状が含まれる。
【００１５】
複数の導電線材の配列ピッチは、０．０３mm〜１mmピッチ、望ましくは０．０３mm〜０．０５mmピッチが良い。この複数の導電線材は、弾性まくら体の周方向に一定ピッチで並べ設けて電流密度の均一性を向上させても良いし、そうでなくても良い。各導電線材としては、打ち抜いた細長い導電板やワイヤ等があげられる。また、超音波ワイヤボンディング法には、超音波ワイヤボンディング法、超音波併用熱圧着ワイヤボンディング法、又は超音波加熱法等の種類があるが、いずれのボンディング法でも良い。さらに、薄膜形成装置は、銅メッキする装置でも、他の金属薄膜を成膜する装置でも良い。
【００１６】
請求項１又は４記載の発明によれば、弾性まくら体の周方向に並べられた複数の導電線材の上部がシール弾性体の表面からそれぞれ露出し、この複数の導電線材の上部がウェーハの表面外周部に接触し、電解メッキ時における電流密度を均一化する。この際、弾性まくら体は、ガイドとして機能するとともに、導電線材の弾性力を補強する。また、剛性の高い導電線材が使用される場合、高さ精度の制御や姿勢の確保に困難を生じるおそれがあるが、弾性まくら体がガイドとして機能するので、高さ精度を容易に制御することができ、かつ導電線材の姿勢を所定の姿勢に維持することができる。さらに、シール弾性体が弾性まくら体及び複数の導電線材の上部以外の部分を水密保護するので、メッキ液と導電線材との接触に伴いウェーハの表面外周部とコンタクト治具との接触抵抗にばらつきが生じるのを抑制あるいは防止することが可能になる。さらにまた、シール弾性体が導電線材の弾性を補助し、接触圧力を維持できるよう復元力を導電線材に与える。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、電極基板上に弾性まくら体を跨ぐ複数の導電線材の両端部をそれぞれ接合するので、導電線材をばね弾性を有する形状に形成することができ、弾性まくら体に導電線材を安定的、弾性的、かつ有効に支持させることができる。また、弾性まくら体の周方向に各導電線材が不必要に動いたり、位置ずれするのを抑制あるいは防止することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、電極基板上に複数の導電線材の一端部のみをそれぞれ接合し、弾性まくら体に導電線材を巻きかけるので、導電線材をばね弾性を有する形状に加工することができ、弾性まくら体に導電線材を安定的、弾性的、かつ有効に保持させることができる。また、導電線材の両端部をそれぞれ接合する場合に比べ、導電線材の使用量を減少させることが可能になる。
【００１８】
さらに、請求項５記載の発明によれば、超音波ワイヤボンディング法を用いる場合には、ワイヤを常温や低温で接合したり、接合面積を小さくしたり、あるいは高密度な接続ピッチに対応等することができる。
また、抵抗溶接(resistance welding)法を選択した場合、溶接箇所に大電流を流し、ここに発生する電気抵抗熱(ジュール熱)により溶解し、圧力を加えて接合するので、例え導電線材の溶融温度が高く、硬い等の理由で超音波ワイヤボンディング法を用いることができない場合でも、電極基板上に導電線材の少なくとも一端部を安定、かつ強固に接合することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではない。
本実施形態における薄膜形成装置は、図１や図２等に示すように、メッキチャンバ１と、このメッキチャンバ用の押さえ蓋４と、メッキチャンバ１の開口上部に周設されてシリコンウェーハＷの全表面に成膜された薄いシード層Ｃの外周縁部Ｐを搭載支持する不溶性のコンタクト治具７とを備え、接触メッキ法、即ちぼうこうメッキにより、シリコンウェーハＷのシード層Ｃを電解メッキして銅による配線パターンを形成するようにしている。
【００２０】
メッキチャンバ１は、図１に示すように、例えばＰＶＣ、ＰＰ、ＦＲＰ、ステンレス鋼、又はチタン等と補強用の金属部材とを組み合わせて有底筒形に成形され、複数の薬剤を含むケミカル液２を貯えている。このメッキチャンバ１の内部には、底部に位置するポンプ等からなる噴射機構(図示せず)と銅のアノード(図示せず)とがそれぞれ配設され、噴射機構からアノード、及び図示しないディフューザを順次通過して対向するシリコンウェーハＷのシード層Ｃにケミカル液２が一定速度で噴流接触するよう機能する(図１の矢印参照)。メッキチャンバ１の開口上部の内周縁にはリング形の支持フランジ３が水平に周設され、この支持フランジ３上にリング形のコンタクト治具７が設置される。また、押さえ蓋４は、シリコンウェーハＷよりも縮径のウインド５を備え、メッキチャンバ１の開口上部に複数の締結具６を介し着脱自在に覆着されて直下のシリコンウェーハＷをコンタクト治具７に圧接するとともに、シリコンウェーハＷのがたつきを防止する。
【００２１】
コンタクト治具７は、図１や図２に示すように、メッキチャンバ１の支持フランジ３上に搭載されるリング形の電極基板８を備え、この電極基板８上に弾性まくら体９、複数のワイヤ１０及びシール弾性体１１が組み合わせて配設される。電極基板８は、絶縁性樹脂基板に銅箔を接着した印刷配線基板等からなり、ケミカル液２と接触する可能性のある部分には不純物の混入防止の観点から白金がメッキされる。この電極基板８の外周部からは図示しない接続部が半径外方向に向けて突出し、この接続部が図示しない単一のメッキ用直流電源(例えば、大電流低電圧の整流器やシリコン整流器等)にコネクタを介して接続される。また、弾性まくら体９は、ＪＩＳ硬度Ａ２０°〜４０°のフッ素ゴムを用いて断面半円形のリング形に成形され、電極基板８上に設置される。
【００２２】
複数のワイヤ１０は、図２に示すように、弾性を有する金製のワイヤからなり、電極基板８上の内外両端部に両端部が電気的に超音波ワイヤボンディングされた後、導電性に優れる白金がメッキされる。この複数のワイヤ１０は、弾性まくら体９の周方向に０．０３mm〜０．５mmの一定ピッチで並設され、弾性まくら体９を跨いでその表面に巻装接触状態で弾性支持される。また、シール弾性体１１は、ＪＩＳ硬度Ａ２０°〜４０°のフッ素ゴムを用いて断面略逆凹字形に成形され、電極基板８上に設置されて弾性まくら体９及び複数のワイヤ１０の非上部を上方から被包する。そして、各ワイヤ１０の湾曲上部１０ａのみを平坦な表面１１ａから僅かに露出させ、この湾曲上部１０ａ、換言すれば、カソード電極部分をシリコンウェーハＷのシード層Ｃの外周縁部Ｐに突出接触させるよう機能する。
【００２３】
さらに、シリコンウェーハＷは、表面に絶縁膜の形成、絶縁膜エッチングによる配線パターンの形成、プレクリーンによる自然酸化膜の除去、及びＴａ、ＴａＮによる銅のバリア層の形成が順次行われ、このバリア層上に銅のシード層Ｃが成膜されている。この銅のシード層Ｃは、良好な電流パスとなり、その後の銅のグレイン成長を促進する。
【００２４】
次に、図３(a)、(b)、(c)に基づいてコンタクト治具７の製造方法について説明する。
先ず、電極基板８上の内外両端部に図示しないけがき線をそれぞれ引き、この複数のけがき線間に液状のフッ素ゴムを図示しない型を介し注型して加熱硬化させ、断面半円形の弾性まくら体９をリング形に突出成形する(図３(a)参照)。電極基板８とフッ素ゴムとの間に濡れ性や表面張力等のばらつきがあっても、各けがき線がフッ素ゴムの液だれに伴う幅のばらつきを抑制防止するので、弾性まくら体９の形が安定する。
【００２５】
次いで、電極基板８上の内外両端部に複数のワイヤ１０の両端部をそれぞれ超音波ワイヤボンディングして弾性まくら体９の周方向に一定ピッチで順次並設し、各ワイヤ１０に弾性まくら体９を跨がせてその表面に各ワイヤ１０を巻装接触状態で弾性支持させ、複数のワイヤ１０を電極基板８と共に白金でメッキする(図３(b)参照)。そして、電極基板８上に液状のフッ素ゴムを図示しない型を介し注型して加熱硬化させ、弾性まくら体９及び白金メッキされた複数のワイヤ１０の非上部を上方から被包するシール弾性体１１をリング形に成形し、このシール弾性体１１の表面１１ａから各ワイヤ１０の湾曲上部１０ａを僅かに露出させれば、簡易な構成のコンタクト治具７を製造することができる(図３(c)参照)。こうして製造されたコンタクト治具７は、メッキチャンバ１の支持フランジ３上に搭載され、メッキ用直流電源にコネクタを介して接続される。
【００２６】
上記構成において、銅による配線パターンを形成する場合には、コンタクト治具７の平坦なシール弾性体１１上にシリコンウェーハＷのシード層Ｃの外周縁部Ｐを搭載支持させ、メッキチャンバ１の開口上部に押さえ蓋４を締結具６を介し覆着してシリコンウェーハＷをコンタクト治具７に密着状態に圧接する。そして、薄膜形成装置を動作させ、シリコンウェーハＷをカソードとしてアノードとの間に電位差を与え、かつ噴射機構でシード層Ｃにケミカル液２を接触させれば、メッキ反応によりシリコンウェーハＷのシード層Ｃに電解メッキ層が成膜される。そしてその後、ＣＭＰ等により平坦化処理すれば、シリコンウェーハＷに所定の銅配線パターンを形成することができる。
【００２７】
上記構成によれば、弾性まくら体９の周方向に一定ピッチで整列した複数のワイヤ１０がシード層Ｃの外周縁部Ｐに接触するので、電流密度に差異が生じるのをきわめて有効に抑制防止することができ、銅メッキパターン厚みのばらつきを招くことがない。また、コンタクト治具７の周方向において、コンタクト治具７とシード層Ｃの外周縁部Ｐとの接触点を多数とすることができるので、電流密度に相違が生じ、銅メッキパターン厚みのばらつきが発生する事態を実に有効に防止することができる。また、１本毎のワイヤ１０の導体抵抗が低いので、電流密度に差異が生じるのをきわめて有効に抑制防止することが可能になる。
【００２８】
また、各ワイヤ１０が金よりも剛性の高い白金でメッキされるので、簡単に変形することがなく、変形防止のために細心の注意を払う必要性もない。特に、金線をそのまま使用する場合に比べ、メッキに対する不純物混入のおそれを抑制あるいは防止することが可能になる。また、硬い白金を使用する場合、高さの精度の制御やループ形状の確保に困難を生じるが、弾性まくら体９がガイドや土台として機能するので、ループ高さの精度をきわめて容易に制御することができるとともに、所定のループ形状を簡易に確保することができる。また、弾性まくら体９がワイヤ１０の弾性力をも補強するので、まくら体９にワイヤ１０が埋没することがなく、繰り返しの使用でも安定した接続が大いに期待できる。また、シール弾性体１１がワイヤ１０のばね弾性を補助し、接触圧力を保持できるよう復元力をワイヤ１０に付与するので、繰り返し使用しても、安定して接続することができる。
【００２９】
また、シール弾性体１１が弾性まくら体９及び白金メッキされた複数のワイヤ１０の非上部を保護するので、ケミカル液２とワイヤ１０との接触に伴いシード層Ｃの外周縁部Ｐとコンタクト治具７との接触抵抗にばらつきの生じることがなく、電流密度を著しく均一化することができる。また、シール弾性体１１を成形法で構成するので、シール弾性体１１の表面１１ａを簡単に平坦化することができる。また、弾性まくら体９とシール弾性体１１とがそれぞれ２０°〜４０°と低硬度なので、水密機能を維持するための押圧力が電極基板８やシリコンウェーハＷに対するストレス等となるのを抑制防止することが可能になる。
【００３０】
さらに、弾性まくら体９とシール弾性体１１とがフッ素ゴムでそれぞれ成形されるので、耐熱性、耐油性、耐薬品性、耐溶剤性、耐候性、及び又は耐オゾン性等に優れた効果が期待できる。この点に関し、シリコーンゴムで成形する場合には、加硫後においても低分子がオリゴマーとしてブリードしてしまい、メッキ作業中に不純物として作用したり、後工程で不具合を招く等の問題が考えられるが、フッ素ゴムで成形するので、そのような問題を解消することができる。さらにまた、弾性まくら体９の表面に角部がないので、複数のワイヤ１０に対するストレスの抑制防止が期待できる。
【００３１】
次に、図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、電極基板８上の外側端部に複数のワイヤ１０の一端部を超音波ワイヤボンディングしてその他端の上端部１０ｂを弾性まくら体９の表面上部に伸長位置させ、各ワイヤ１０の上端部１０ｂ、即ちカソード電極部分をシール弾性体１１の表面１１ａから僅かに露出させてシリコンウェーハＷのシード層Ｃの外周縁部Ｐに突出接触させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ワイヤ１０の一端部のみを超音波ワイヤボンディングするので、ボンディングの作業時間の短縮が期待できるのは明らかである。
【００３２】
次に、図５は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、電極基板８上の内外両端部に複数のワイヤ１０の一端部をそれぞれ超音波ワイヤボンディングしてこの複数のワイヤ１０を周方向に千鳥状に配置し、各ワイヤ１０の他端の上端部１０ｂを弾性まくら体９の表面上部付近に伸長位置させ、各ワイヤ１０の上端部１０ｂをシール弾性体１１の表面１１ａ(図示しないが、図４と同様である)から僅かに露出させてシリコンウェーハＷのシード層Ｃの外周縁部Ｐに突出接触させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３３】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ワイヤ１０の使用量の大幅な削減が期待できるとともに、電極基板８の内外両端部方向における接触面積の拡大を図ることができるのは明白である。
【００３４】
次に、図６は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、第３の実施形態におけるワイヤ１０の代わりに細長い白金製の導電板１２を使用し、かつ超音波ワイヤボンディング法の代わりに抵抗溶接法を採用するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、コンタクト治具７の周方向において、シード層Ｃの外周縁部Ｐとコンタクト治具７との接触面積の大幅な拡大を図ることができる。また、導電線材を融点１７６８℃、沸点３８２７℃、比重２１．４５、比抵抗１０．６×１０-6Ω・cm(０℃)、モース硬さ４．３、銀よりも硬く、化学的に安定な白金製とするので、不溶性の電極として実に好適であり、メッキに対して拡散係数が小さく、メッキに対する不純物混入のおそれが少ない。
【００３５】
次に、図７は本発明の第５の実施形態を示すもので、この場合には、第４の実施形態における複数の導電板１２の全部又は一部の導電板１２の上端部１２ａを二股に分岐形成し、この上端部１２ａ、即ちカソード電極部分をシール弾性体１１の表面１１ａ(図示しないが、図４と同様である)から僅かに露出させてシリコンウェーハＷのシード層Ｃの外周縁部Ｐに突出接触させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、シード層Ｃの外周縁部Ｐとコンタクト治具７との接触圧力を高め、安定性や上縁端部のフレキシブル性を著しく向上させ、被接触部分とより一層均一に接触させることが可能になる。
【００３６】
なお、上記実施形態では図１のメッキチャンバ１を単に示したが、このメッキチャンバ１の構成を適宜変更することができる。例えば、支持フランジ３を断面略すり鉢形としてその開口下部の内周縁部にシリコンウェーハＷ等のウェーハを搭載支持させることもできる。また、メッキチャンバ１に加熱装置、冷却装置、ろ過装置、かくはん装置、及び又は排気装置等を適宜設けることができる。また、メッキチャンバ１にシリコンウェーハＷを自動的にセットする搬送装置等を設けることもできる。また、電流密度の均一度等に応じ、電極基板８の外周部から複数の接続部を突出させ、各接続部をメッキ用直流電源に接続しても良い。メッキ用直流電源は、共用電源でも良いし、複数の専用電源でも良い。
【００３７】
また、弾性まくら体９を断面方形、断面多角形、又は断面略半小判形等に成形することもできる。また、弾性まくら体９の表面上部の近傍付近にワイヤ１０の上部を伸長位置させても良い。また、ワイヤ１０と導電板１２とを併用することもできる。また、導電板１２の二股の上端部１２ａを上方に少々傾斜させることもできる。さらに、各導電板１２の上端部１２ａを三つ又等に適宜分岐形成しても良い。さらにまた、シール弾性体１１を硬度２０°〜６０°のフッ素ゴムとし、既存のデータ、経験則、及び又は実験結果等から複数のワイヤ１０を小さな０．０３mm〜１mmピッチで並べれば、シード層Ｃの外周縁部Ｐに対する複数のワイヤ１０の接触点が均一に増加し、電流密度の均一性が向上する。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明に係るコンタクト治具７の製造方法の実施例について説明する。実施例１
先ず、電極基板８、注型用の型、ＳＩＦＥＬ(信越化学工業社製  フッ素ゴム)、及び超音波ワイヤボンダ装置を用意した。電極基板８は、その外周部から単一の接続部が突出するようパターニングされた銅張り印刷配線基板(ガラス・エポキシ基材)からなる。パターンは、ニッケル下地で金メッキ処理が施されている。また、超音波ワイヤボンダ装置で使用するワイヤ１０は５０μmの金線とした。
【００３９】
先ず、電極基板８上にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、断面半円形(高さ１．０mm、幅１．０mm)の弾性まくら体９をリング形に突出成形した。次いで、電極基板８上の内外両端部にワイヤ１０の両端部をそれぞれ超音波−加熱法によりワイヤボンディングして弾性まくら体９の周方向に０．５mmの一定ピッチで順次並設し、各ワイヤ１０に弾性まくら体９を跨がせてその表面に各ワイヤ１０を巻装接触状態で弾性支持させ、電極基板８の電極パターンと複数のワイヤ１０とを白金メッキした。
【００４０】
そしてその後、電極基板８上にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、弾性まくら体９及び白金メッキされた複数のワイヤ１０の非上部を上方から被包するシール弾性体１１をリング形に成形し、このシール弾性体１１の表面１１ａから各ワイヤ１０の湾曲上部１０ａを僅かに露出させ、コンタクト治具７を製造した。
【００４１】
実施例２
先ず、電極基板８を厚さ０．３mmの４−２アロイ板により作製し、この４−２アロイ板には金メッキ処理を施した。この電極基板８上にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、断面半円形(高さ１．０mm、幅１．０mm)の弾性まくら体９をリング形に突出成形した。次いで、電極基板８上の内外両端部にワイヤ１０の両端部をそれぞれ超音波−加熱法によりワイヤボンディングして弾性まくら体９の周方向に０．５mmの一定ピッチで順次並設し、各ワイヤ１０に弾性まくら体９を跨がせてその表面に各ワイヤ１０を巻装接触状態で弾性支持させ、電極基板８と複数のワイヤ１０とを白金メッキした。
【００４２】
そしてその後、電極基板８上にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、弾性まくら体９、白金メッキされた複数のワイヤ１０、及びこの複数のワイヤ１０の内周側でケミカル液２に接触される部分を上方から被包するシール弾性体１１をリング形に成形し、このシール弾性体１１の表面１１ａから各導電線材の上部を僅かに露出させ、コンタクト治具７を製造した。
【００４３】
実施例３
先ず、電極基板８を厚さ０．３mmのＳＵＳ３０４板により作製し、このＳＵＳ３０４板上に間隔１．０mmとなるよう複数のけがき線を引き、各けがき線の外側に浸出しないよう、複数のけがき線間にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、断面半円形(高さ１．０mm、幅１．０mm)の弾性まくら体９をリング形に突出成形した。
【００４４】
次いで、弾性まくら体９に厚さ０．２mm、幅１．０mmで白金製の導電板１２を横断するよう沿わせて電極基板８と接触する位置で抵抗溶接し、この導電板１２を２．０mmのピッチで順次並設してカソード電極部分とした。そしてその後、電極基板８上にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、弾性まくら体９及び複数の導電板１２の非上部を上方から被包するシール弾性体１１をリング形に成形し、このシール弾性体１１の表面１１ａから各導電板１２の上端部１２ａを僅かに露出させ、コンタクト治具７を製造した。
【００４５】
実施例４
先ず、電極基板８を厚さ０．３mmのＳＵＳ３０４板により製作し、このＳＵＳ３０４板上に間隙１．０mmとなるよう複数のけがき線を引き、各けがき線の外側に浸出しないよう、複数のけがき線間にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、断面半円形(高さ１．０mm、幅１．０mm)の弾性まくら体９をリング形に突出成形した。
【００４６】
次いで、弾性まくら体９に厚さ０．２mm、幅１．０mmで、上端部１２ａが二股分岐形成された白金製の導電板１２を横断するよう沿わせて電極と接触する位置で抵抗溶接し、この導電板１２を２．０mmのピッチで順次並設してカソード電極部分とした。そしてその後、電極基板８上にＳＩＦＥＬを型を介し注型して加熱硬化させ、弾性まくら体９及び二股分岐の上端部１２ａを有する複数の導電板１２の非上部を上方から被包するシール弾性体１１をリング形に成形し、このシール弾性体１１の表面１１ａから各導電板１２の上端部１２ａを僅かに露出させ、コンタクト治具７を製造した。
【００４７】
上記各コンタクト治具７を使用して成膜した電解メッキ層を形成した結果、電解メッキ層の厚さのばらつきは、シリコンウェーハＷの表面内のいずれの箇所においても０．２μm以下であった。さらに、コンタクト治具７を１万回使用しても初期の特性を維持することができ、しかも、電解メッキ層の厚さのばらつきも、シリコンウェーハＷの表面内のいずれの箇所においても０．２μm以下であった。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ウェーハに流れる電流密度の差異を抑制あるいは防止し、メッキパターンの厚さのばらつきを小さくすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜形成装置の実施形態を示す概略断面説明図である。
【図２】本発明に係る薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法の実施形態を示す概略断面説明図である。
【図３】本発明に係る薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法の実施形態を示す断面説明図で、(a)図は電極基板上に弾性まくら体を成形した状態を示す断面説明図、(b)図は弾性まくら体の表面にワイヤを巻装状態で弾性支持させた状態を示す断面説明図、(c)図は弾性まくら体及び複数のワイヤの非上部を上方から被包するシール弾性体を成形した状態を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係る薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法における第２の実施形態を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係る薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法における第３の実施形態を示す部分斜視説明図である。
【図６】本発明に係る薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法における第４の実施形態を示す部分斜視説明図である。
【図７】本発明に係る薄膜形成装置のコンタクト治具の製造方法における第５の実施形態を示す部分斜視説明図である。
【符号の説明】
１        メッキチャンバ
２        ケミカル液
３        支持フランジ
４        押さえ蓋
７        コンタクト治具
８        電極基板
９        弾性まくら体
１０      ワイヤ(導電線材)
１０ａ    湾曲上部(上部)
１０ｂ    上端部
１１      シール弾性体
１２      導電板(導電線材)
１２ａ    上端部
Ｃ        シード層
Ｐ        外周縁部(外周部)
Ｗ        シリコンウェーハ(ウェーハ)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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