(57)【要約】【課題】簡易な装置構造により、めっき液の汚染に対処することができる。【解決手段】一実施形態に係る半導体製造装置は、側部と、底部と、側部及び底部の間に形成されかつ曲面を有する角部とを含むめっき槽と、めっき槽内部に配置され、半導体装置を支持するためのキャリアと、曲面に向かう複数の噴出口を有するめっき液供給部とを備えている。複数の噴出口は前記半導体装置の両側に配置されている。一実施形態に係る半導体装置によると、簡易な装置構造により、めっき液の汚染に対処することができる半導体製造装置を実現することができる。【選択図】図３
2017092301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側部と、底部と、前記側部及び前記底部の間に形成されかつ曲面を有する角部とを含むめっき槽と、
前記めっき槽内部に配置され、半導体装置を支持するためのキャリアと、
前記曲面に向かう複数の噴出口を有するめっき液供給部とを備え、
前記複数の噴出口は前記半導体装置の両側に配置されている、半導体装置の製造装置。
【請求項２】
前記キャリアは、前記半導体装置のめっき層が形成される面が前記側部に向くように支持する、請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
前記底部は前記めっき槽の底面となる面を有し、前記底面は平面である、請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記底面は、前記底面に直交する方向から見て矩形形状である、請求項３記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
前記複数の噴出口は、前記底面に直交する方向から見てめっき槽の中心を通る中心線に対して線対称となる位置に配置される、請求項３記載の半導体装置の製造装置。
【請求項６】
前記複数の噴出口の各々は、前記側部の前記底部側の端と同じ高さに位置している、請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項７】
前記底面には、前記底面から上方に立ち上がるひれが配置されている、請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記ひれは前記底面から立ち上がるにつれて上方に湾曲する形状を有している、請求項７記載の半導体装置の製造装置。
【請求項９】
前記めっき槽は、前記めっき槽から前記めっき液を排出するための循環開口を有し、
前記循環開口を通じて前記めっき槽から排出されためっき液が前記複数の噴出口を通じて前記めっき槽に供給されるように前記循環開口は前記複数の噴出口に繋がっている、請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
前記循環開口は、前記キャリアの上方に配置されている、請求項９記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１１】
前記キャリアを上下方向に揺動させる揺動機構をさらに備える、請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
側部と、底部と、前記側部及び前記底部の間に形成されかつ曲面を有する角部とを含むめっき槽内に充填されためっき液に、半導体装置を浸漬する工程と、
めっき液供給部の複数の噴出口から前記曲面に向けてめっき液を噴出し前記半導体装置上にめっき層を成長させる工程とを備え、
前記複数の噴出口は前記半導体装置の両側に配置されている、半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体装置は、前記めっき層が形成される面が前記めっき槽の前記側部に向くように支持される、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記めっき液を前記めっき槽内に設けられた循環開口を通して排出し、前記循環開口を通して排出されためっき液を前記複数の噴出口を通して前記めっき液に供給する工程をさらに備える、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記循環開口は、前記半導体装置が前記めっき液内に浸漬される位置の上方に配置されている、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記めっき層を成長させる工程は、前記半導体装置を前記めっき液内で上下方向に揺動させる工程を含む、請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
複数の電極パッドと、
前記複数の電極パッド上に形成された複数の無電解めっき層とを備え、
めっき欠陥を有する前記無電解めっき層が形成された前記電極パッドの個数を前記電極パッドの総個数で除した値が０．００８以下である、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置の製造装置、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子が形成された半導体基板上に、半導体素子と外部の電気的導通を確保するための電極パッドが形成されている。この電極パッド上にはＮｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）及びＡｕ（金）を含むめっき層、Ｎｉ及びＡｕを含むめっき層などが形成されている。これにより、電極パッドのワイヤボンディング性、はんだ付け性などが向上する。
【０００３】
このようなめっき層は、通常、無電解めっき法により形成される。無電解めっき法においては、電極パッドが形成された半導体ウエハが、めっき液が充填されためっき槽に浸漬される。これにより、電極パッド上にめっき層が成長する。
【０００４】
無電解めっき法においては、めっき層の成長過程で、電極パッドを構成する金属が、めっき液中に一部溶出する。その結果、めっき液は、電極パッドから溶出した金属等により汚染される。汚染されためっき液が滞留している場合、めっき膜厚の不均一、めっき層の異常成長、めっき層の荒れ・欠陥といっためっき層の品質劣化が生じる。そのため、めっき層近傍には、常に汚染のない清浄なめっき液を供給し続けることが望ましい。
【０００５】
このようなめっき液の汚染に対処するため、特開２００４−１６２０９３号公報（特許文献１）及び特開２００９−０５６５９３号公報（特許文献２）記載のめっき方法が提案されている。特許文献１には、半導体ウエハを保持するキャリアをめっき液中で回転させるめっき方法が開示されている。特許文献２には、めっき処理時にめっき槽を水平方向に揺動するめっき方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６２０９３号公報
【特許文献２】特開２００９−０５６５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１及び特許文献２記載のめっき方法においては、めっき装置が半導体ウエハを保持するキャリアを回転させる機構又はめっき槽を揺動させる機構を備える必要がある。このため、めっき装置の構造が複雑化してしまうという問題がある。
【０００８】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態においては、めっき槽の側部及び底部の間に形成された角部は曲面を有している。めっき液供給部の複数の噴出口は曲面に向かうように配置されている。複数の噴出口は半導体装置の両側に配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
上記一実施形態によれば、簡易な装置構造により、めっき液の汚染に対処することができる半導体装置の製造装置、それを用いた半導体装置の製造方法及び半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程全体を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態に係るめっき工程の製造ラインを示す模式図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体製造装置の構造を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体製造装置の構造を示す上面図である。
【図６】比較例の半導体装置の構造を示す断面図である。
【図７】比較例の半導体装置の構造を示す上面図である。
【図８】第２の実施形態に係る半導体製造装置の構造を示す断面図である。
【図９】第３の実施形態に係る半導体製造装置の構造を示す断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係る半導体製造装置の構造を示す上面図である。
【図１１】第４の実施形態に係る半導体製造装置の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について、図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１３】
まず、第１の実施形態に係る半導体装置の構造について説明する。
図１に示されるように、半導体装置１は、例えばトレンチゲート型のパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）である。半導体装置１は、半導体基板１０、ドレイン電極３０、配線３１及びめっき層４０を有している。
【００１４】
半導体基板１０は、例えば単結晶シリコンにより形成されている。半導体基板１０は、第１の主面１０ａと、第１の主面１０ａと反対側の第２の主面１０ｂとを有している。
【００１５】
半導体基板１０中の第１の主面１０ａ側には、ソース１９が形成されている。また、半導体基板１０中には、ソース１９に接してボディ層２０が形成されている。さらに、半導体基板１０中には、ボディ層２０に接してドリフト層２１が形成されている。ソース１９及びドリフト層２１は第１の導電型（例えばｎ型）を有している。ボディ層２０は第１の導電型とは異なる第２の導電型（例えばｐ型）を有している。
【００１６】
半導体基板１０中の第２の主面１０ｂ側には、ドレイン２２が、ドリフト層２１に接して形成されている。ドレイン２２は第１の導電型（例えばｎ型）を有している。好ましくは、半導体装置１の耐圧を確保するため、ドリフト層２１の不純物濃度は、ソース１９及びドレイン２２の不純物濃度よりも低い。
【００１７】
さらに、半導体基板の第２の主面１０ｂ上には、ドレイン電極３０が形成されている。ドレイン電極３０は例えばＡｌ（アルミニウム）を含む材質よりなっている。ドレイン電極３０は、ドレイン２２と接しており、これによりドレイン２２と電気的に接続されている。
【００１８】
半導体基板１０の第１の主面１０ａには、ゲートトレンチ１１及びソーストレンチ１２が形成されている。ゲートトレンチ１１は、第１の主面１０ａからソース１９およびボディ層２０を貫通してドリフト層２１に達している。ゲートトレンチ１１の側壁及び底面上には、ゲート絶縁膜１３が形成されている。ゲート絶縁膜１３は、例えばＳｉＯ２（酸化シリコン）を含む材質よりなっている。ゲート絶縁膜１３を介在してボディ層２０と対向するようにゲート１４がゲートトレンチ１１内を充填している。ゲート１４は、例えば多結晶シリコンからなっている。
【００１９】
半導体基板１０の第１の主面１０ａ上には、ゲート１４を覆うように層間絶縁膜１５が形成されている。層間絶縁膜１５は、例えばＳｉＯ２を含む材質からなっている。層間絶縁膜１５の上面から層間絶縁膜１５を貫通して第１の主面１０ａに達するコンタクトホール１６が形成されている。このコンタクトホール１６の真下には、ソース１９を貫通してボディ層２０に達するソーストレンチ１２が形成されている。
【００２０】
ソーストレンチ１２及びコンタクトホール１６の側壁と、ソーストレンチ１２の底面と、層間絶縁膜１５の上面とには、バリアメタル１７が形成されている。バリアメタル１７は、例えばＴｉＮなどの材質よりなっている。ソーストレンチ１２及びコンタクトホール１６内を充填するようにソースコンタクト１８が形成されている。ソースコンタクト１８は、例えばＡｌなどを含む材質よりなっている。ソース１９は、ソースコンタクト１８に電気的に接続されている。
【００２１】
バリアメタル１７およびソースコンタクト１８上には、配線３１が形成されている。配線３１は、例えばＡｌを含む材質よりなっている。
【００２２】
配線３１上には、保護膜２３が形成されている。保護膜２３は、例えばＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）層及びポリイミド層を積層した構成を有している。保護膜２３には、複数の開口が形成されており、複数の開口の各々を通じて配線３１の表面が保護膜２３から露出している。
【００２３】
１つの開口が１つの電極パッドに対応する。つまり１つの開口において露出した配線３１の一部表面が１つの電極パッドを構成する。
【００２４】
保護膜２３の複数の開口の各々の内部には、めっき層４０が形成されている。めっき層４０は、めっきにより形成される層である。めっき層４０は、例えばＮｉ層４１、Ｐｄ層４２及びＡｕ層４３がめっきにより順次積層された構造を有している。めっき層は、無電解めっきにより形成された層であってもよく、また電界めっきにより形成された層であってもよい。
【００２５】
めっき層４０が無電解めっきにより形成された場合、めっき欠陥を有するめっき層４０が形成された電極パッドの個数（開口の個数）を電極パッドの総個数（開口の総個数）で除した値が０．００８以下であることが好ましい。このめっき層４０については、後述する。
【００２６】
なお、上記のトレンチゲート型のパワーＭＯＳＦＥＴは、半導体装置１の例示である。半導体装置１として、トレンチゲート型のパワーＭＯＳＦＥＴ以外の半導体装置を適宜用いることができる。まためっき層４０は、Ｎｉ層４１、Ｐｄ層４２及びＡｕ層４３よりなる層構造以外の構成を有していてもよい。めっき層４０は、例えばＮｉ層及びＡｕ層がめっきにより積層された層構造などであってもよい。さらに、めっき層４０の下地としての配線３１には、Ａｌのみならず、他の金属、例えばＣｕ（銅）などを適宜用いることができる。
【００２７】
次に、第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程の概略について説明する。図２に示されるように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程は、ウエハ工程ＷＰ及びめっき工程ＰＬを有している。
【００２８】
まず、第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程においては、ウエハ工程ＷＰが行われる。このウエハ工程ＷＰにおいては、トランジスタ形成工程、絶縁膜形成工程、配線工程といった一般的なウエハ加工が行われる。これにより、図１に示される半導体装置１のめっき層４０を除く構造を有するウエハが形成される。
【００２９】
次に、ウエハ工程ＷＰを経たウエハに対して、めっき工程ＰＬが行われる。めっき工程ＰＬにより、図１に示されるめっき層４０が形成される。めっき工程ＰＬは、前処理工程ＰＬ１、無電解めっき工程ＰＬ２、洗浄工程ＰＬ３及び乾燥工程ＰＬ４を有している。
【００３０】
前処理工程ＰＬ１においては、以下の第１ないし第４の工程が行われる。第１の工程として、各電極パッドの表面に付着している油分が、脱脂剤を用いて除去される。第２の工程として、各電極パッドの表面に形成されたＡｌの酸化物が、アルカリ溶液を用いて除去される。第３の工程として、Ａｌの酸化物除去時に残留したＡｌの水酸化物等が、硝酸等を用いて除去される。第４の工程として、ジンケート処理が行なわれる。すなわち、各電極パッドの表面が亜鉛で置換される。次に、置換した亜鉛が硝酸により除去される。続いて、再度、Ａｌ表面に緻密な亜鉛が析出される。
【００３１】
無電解めっき工程ＰＬ２において、前処理工程ＰＬ１を終えた各電極パッド上に、Ｎｉ層４１、Ｐｄ層４２及びＡｕ層４３の無電解めっき処理が順次行われる。これにより、めっき層４０が形成される。
【００３２】
洗浄工程ＰＬ３及び乾燥工程ＰＬ４において、めっき層４０が形成されたウエハが洗浄及び乾燥される。これにより、半導体装置の製造工程が完了する。
【００３３】
図３に示すように、第１の実施形態に係る半導体装置へのめっき工程ＰＬを行う製造ラインは、前処理装置５０と、無電解めっき装置５１と、洗浄装置５２と、乾燥装置５３とを備えている。前処理装置５０は、前処理工程ＰＬ１に用いられる装置である。無電解めっき装置５１は、無電解めっき工程ＰＬ２に用いられる装置である。無電解めっき装置５１は、Ｎｉめっき用めっき装置５１ａと、Ｐｄめっき用めっき装置５１ｂと、Ａｕめっき用めっき装置５１ｃとを含んでいる。なお、これらの各めっき装置は、後述する第１の実施形態に係る半導体製造装置に対応している。洗浄装置５２は、洗浄工程ＰＬ３に用いられる装置である。乾燥装置５３は、乾燥工程ＰＬ４に用いられる装置である。
【００３４】
次に、図４及び図５を参照しながら、無電解めっき工程ＰＬ２において用いられる半導体装置の製造装置の構造を詳細に説明する。
【００３５】
図４および図５に示されるように、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、めっき槽６１、キャリア６２、めっき液供給部６４及びめっき液循環部６６を有している。
【００３６】
めっき槽６１は、側部６１１と、底部６１２と、角部６１３とを有している。側部６１１は、例えば円筒形状を有している。底部６１２はめっき槽６１の底面となる面を有している。底部６１２は、例えば平板形状を有している。このため、底部６１２により構成される底面は平面よりなっている。
【００３７】
角部６１３は、側部６１１と底部６１２との間に位置している。角部６１３は、曲面を含んでいる。角部６１３は、図３の断面に示されるように、めっき槽６１の外部に向けて凸となるように湾曲している。具体的には、角部６１３の曲面の曲率中心は、めっき槽６１の内側に位置している。
【００３８】
めっき槽６１は、角部６１３の成型性を確保するため、好ましくは樹脂により形成される。めっき槽６１にはめっき液が充填されている。
【００３９】
図４に示されるように、めっき槽６１は、底面に直交する方向から見て、例えば略円形の形状を有している。但し、めっき槽６１の形状はこれに限られるものではない。まためっき槽６１の底面は、底面に直交する方向から見て、例えば略円形の形状を有している。
【００４０】
図４に示されるように、キャリア６２は、めっき槽６１の内部に配置されている。キャリア６２は、ウエハＷをめっき槽６１内で支持するためのものである。ウエハＷは、図１に示される半導体装置を複数含んでいる。キャリア６２は、ウエハＷの半導体素子が形成された面が側部６１１に向くように（すなわち、めっき層４０が形成される面が側部６１１に向くように）、ウエハＷを保持する。キャリア６２は複数枚のウエハＷを保持することが可能である。通常、キャリア６２は、２５枚程度のウエハＷを保持する。
【００４１】
ここで、めっき層４０が形成される面とは、図１に示されるように保護膜２３の開口（電極パッドに対応）が設けられた面である。
【００４２】
なお、半導体装置の製造装置は、ウエハＷを支持するキャリア６２を上下方向に揺動させる揺動機構６７をさらに備えていてもよい。
【００４３】
めっき液供給部６４は、めっき槽６１の内部に延びるよう形成されている。めっき液供給部６４は、めっき槽６１内においてウエハＷのめっき層４０が形成される面と平行に延びている。めっき液供給部６４は、複数の噴出口６３を有している。
【００４４】
めっき液供給部６４の複数の噴出口６３の各々は、清浄なめっき液をめっき槽６１内に順次噴出する。複数の噴出口６３の各々は、角部６１３の曲面に向かっている。このため、複数の噴出口６３の各々から噴出されためっき液は角部６１３の曲面に向かう。なお、複数の噴出口６３の各々は、めっき槽６１の側部６１１の底部６１２側の端部と同じ高さに位置していることが好ましい。
【００４５】
図５に示されるように、複数の噴出口６３は、ウエハＷを挟むようにウエハＷの両側に配置されている。
【００４６】
複数の噴出口６３は、めっき槽６１の底面に直交する方向から見て、めっき槽６１の中心Ｃを通る中心線（一点鎖線Ｄ−Ｄ）に対して、線対称の位置に設けられていることが好ましい。
【００４７】
めっき槽６１は、めっき槽６１からめっき液を排出するための循環開口６５を有している。めっき槽６１にはめっき液循環部６６の一方端が接続されており、その接続部に上記循環開口６５が設けられている。めっき液循環部６６の他方端は、めっき液供給部６４に接続されている。これにより、循環開口６５は複数の噴出口６３に繋がっている。具体的には、循環開口６５を通じてめっき槽６１からめっき液循環部６６に排出されためっき液は、めっき液供給部６４を通じて複数の噴出口６３に達し、複数の噴出口６３からめっき槽６１内に供給される。
【００４８】
循環開口６５は、めっき槽６１の底部６１２に設けられている。めっき液循環部６６は内部に汚染されためっき液を清浄化するためのフィルタ等を有している。
【００４９】
次に、図４及び図５に示される半導体装置の製造装置を用いためっき方法について説明する。
【００５０】
図４及び図５に示されるように、ウエハ工程ＷＰ（図２）及びめっき工程ＰＬ（図２）の前処理工程ＰＬ１を終えたウエハＷは、キャリア６２に装填される。キャリア６２に装填されたウエハＷは、めっき液が充填されためっき槽６１内のめっき液中に浸漬される。めっき液は、Ｎｉ塩、還元剤、錯化剤、安定剤、ｐＨ調整剤等を含有している。
【００５１】
ウエハＷをめっき液に浸漬することにより、ウエハＷに形成されている複数の電極パッド（図１）の各々上において、Ｎｉ層４１の無電解めっきが開始される。Ｎｉ層４１の無電解めっきの開始に伴い、複数の電極パッドの各々からＡｌが溶出する。これにより、電極パッド近傍のめっき液が汚染される。
【００５２】
汚染されためっき液は、循環開口６５から排出される。めっき液循環部６６は、循環開口６５から排出されためっき液を、フィルタ等によって清浄化する。めっき液循環部６６は、清浄化されためっき液をめっき液供給部６４に供給する。
【００５３】
めっき液供給部６４は、めっき液循環部６６から供給された清浄なめっき液を、噴出口６３から角部６１３の曲面に向かって噴出する。この噴出されためっき液の流れＦは、図３に示されるように、角部６１３が有する曲面により、その勢いが減殺されることなく滑らかに曲げられる。そのため、めっき液の流れＦは、めっき槽６１の底面に沿った流れとなる。
【００５４】
図５に示すように、めっき液供給部６４は、ウエハＷの両側に配置されている。そのため、図５に示されるように、めっき槽６１の底面に沿っためっき液の流れＦは、ウエハＷの両側から生じることになる。このめっき液の流れＦは、めっき槽６１の底面の中央付近において互いに衝突する。これにより、図４に示されるように、めっき液の流れＦは、めっき槽６１の底面から上方に向かう流れとなる。つまり、めっき液の流れＦは、ウエハＷへ向かう流れとなる。このため、ウエハＷの電極パッド近傍には、常に清浄化されためっき液が供給され続ける。また、清浄化されためっき液は、ウエハＷへ向かうことでウエハＷの電極パッド近傍における汚染されためっき液をウエハＷから遠ざけて、循環開口６５から排出するように促す。
【００５５】
上記のような処理を所定時間継続することにより、所望のめっき厚さのＮｉ層４１が複数の電極パッドの各々の上で成長する。所望の厚さのＮｉ層４１が電極パッド上に成長した後、ウエハＷはめっき槽６１から出されて洗浄される。これにより、ウエハＷ上に残留しためっき液の残渣が除去される。
【００５６】
洗浄されたウエハＷに対し、上記と同様にして、Ｐｄ層４２と、Ａｕ層４３とがめっきにより形成される。Ｐｄ層４２及びＡｕ層４３の各々をめっきで形成する際には、図３及び図４に示される半導体装置の製造装置と同様の装置が用いられる。この装置を用いてＰｄ層４２をめっきで形成する際には無電解Ｐｄめっき用のめっき液が用いられる。またＡｕ層４３をめっきで形成する際には無電解Ａｕめっき用のめっき液が用いられる。これにより、所望の厚さのＰｄ層４２及びＡｕ層４３がＮｉ層４１上に成長する。以上により、無電解めっき工程ＰＬ２が終了する。この無電解めっき工程ＰＬ２により、複数の電極パッドの各々の上には、Ｎｉ層４１、Ｐｄ層４２及びＡｕ層４３からなるめっき層４０が形成される。
【００５７】
次に、第１の実施形態の作用効果について、比較例と対比して説明する。まず、比較例に係る半導体装置の製造装置の構造を説明する。
【００５８】
図６及び図７に示されるように、比較例に係る半導体装置の製造装置は、めっき槽６１の形状及びめっき液供給部６４の噴出口６３の構成において、第１の実施形態における半導体装置の製造装置の構成と異なっている。
【００５９】
比較例のめっき槽６１においては、側部６１１及び底部６１２の間に形成されている角部６１３は、曲面を含んでおらず、直角に形成されている。
【００６０】
比較例のめっき液供給部６４の噴出口６３は、１つだけであり、かつめっき槽６１の底部６１２に向かってめっき液を噴出するよう構成されている。
【００６１】
なお上記以外の比較例の構成は、第１の実施形態の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６２】
次に、比較例に係る半導体製造装置の動作について説明する。
比較例においても、めっき液供給部６４は、めっき液循環部６６から供給された清浄なめっき用めっき液を噴出口６３からめっき槽６１内に噴出する。噴出しためっき液は、角部６１３に向かう。しかし、比較例においては、第１の実施形態と異なり、角部６１３が直角に形成されている。そのため、噴出されためっき液の流れＦは、めっき槽６１の底面に沿った流れとならず、図５に示すように様々な方向へ向かう乱雑な流れとなる。
【００６３】
また、比較例においては、めっき液供給部６４は、めっき槽６１内に１つしか設けられていない。そのため、第１の実施形態のように、めっき槽６１の底面中央付近でめっき液の流れＦが衝突することはない。したがって、めっき液の流れＦがめっき槽６１の底面中央から上方に向かう流れにならない。そのため、電極パッド近傍に清浄なめっき液が十分に供給されない。
【００６４】
その結果、電極パッドから溶出したＡｌ等により汚染されためっき液は、電極パッド近傍に残留する。このような汚染されためっき液が電極パッドの近傍に残留する場合、めっき膜厚の不均一、めっき層の異常成長、めっき層の荒れ、めっき層のムラ、及びめっき層の欠け（以下、これらをめっき欠陥という。）といっためっき層の品質劣化が生じる。
【００６５】
次に、比較例と第１の実施形態におけるめっき層の品質について説明する。比較例に係る半導体装置の製造装置を用いて、Ｎｉ層４１の無電解めっきを処理温度８５℃、めっき時間２５分間、Ｐｄ層４２の無電解めっきを処理温度７０℃、めっき時間９０秒間、Ａｕ層４３の無電解めっきを処理温度９０℃、めっき時間８分間の条件でそれぞれ形成した。その結果、ウエハ１枚あたり２３９個のめっき欠陥が、光学顕微鏡による外観検査で検出された。ウエハ１枚あたり２３９個のめっき欠陥は、めっき層４０が形成される電極パッドの総個数に対して、３．６４％に相当する。
【００６６】
他方、第１の実施形態に係る半導体装置を用いて、同条件でＮｉ層４１、Ｐｄ層４２及びＡｕ層４３の無電解めっきを行ったところ、ウエハ１枚あたりの光学顕微鏡による外観検査により検出されためっき欠陥の個数は、ウエハ１枚あたり５２個であった。ウエハ１枚あたり５２個のめっき欠陥は、めっき層４０が形成される電極パッドの総個数に対して０．８％に相当する。
【００６７】
このように第１の実施形態によれば、めっき槽６１の角部６１３が曲面を有しており、かつ複数の噴出口６３がウエハＷの両側から清浄なめっき液を角部６１３の曲面に向けて噴出するため、電極パッドの近傍に常に清浄なめっき液を供給することができる。これにより、めっき液の汚染に対処することが可能となり、めっき層中の欠陥を減少させることができる。
【００６８】
なお、第１の実施形態に係るめっき槽６１の角部６１３は、曲面を有しているため、角部６１３が直角に形成されている比較例よりもめっき槽６１の容積を小さくすることもできる。そのため、使用するめっき液の量を低減することができる。
【００６９】
図４に示すとおり、キャリア６２に保持されているウエハＷはめっき層が形成される面がめっき槽６１の側部６１１を向くように保持されている。そのため、めっき層が形成される面が、めっき液の流れＦと平行になる。その結果、めっき層４０が形成される部分の近傍に常時清浄なめっき液が供給されることになる。以上より、めっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化が抑制されることになる。
【００７０】
なお、キャリア６２に揺動機構６７をさらに設け、めっき層４０の成長中にウエハＷを上下方向に揺動した場合、めっき層４０近傍により均一に清浄なめっき液が供給され、さらにめっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化が抑制されることになる。
【００７１】
噴出口６３がめっき槽６１の側部６１１の底部６１２側の端部と同じ高さに設けられた場合、噴出口６３からのめっき液の流れＦが分散することなく、めっき槽６１の底面に沿った流れＦとなる。そのため、めっき層４０近傍により均一に清浄なめっき液が供給されることになり、めっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化がさらに抑制されることになる。
【００７２】
めっき槽６１の底部６１２により構成される底面が平面よりなっている場合、めっき槽６１の底面に沿っためっき液の流れＦがめっき槽６１の底面の中央付近で互いに衝突した際に、より上方に向かう流れとなりやすい。そのため、そのため、めっき層４０近傍により均一に清浄なめっき液が供給され、めっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化がさらに抑制されることになる。
【００７３】
噴出口６３が底部６１２に直交する方向から見てめっき槽の中心を通る中心線に対して線対称となる位置に配置された場合、めっき槽６１の底面に沿っためっき液の流れＦがめっき槽６１の底面中央により近い位置で衝突することになる。すなわち、底部６１２から上方に向かうめっき液の流れＦが、めっき槽６１の底面中央により近い位置から生じる。そのため、めっき層４０近傍により均一に清浄なめっき液が供給され、さらにめっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化が抑制されることになる。
【００７４】
（第２の実施形態）
図８に示されるように、第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置と比較して、めっき液循環部６６の循環開口６５がキャリア６２の上方に位置している点において異なっている。
【００７５】
なお上記以外の第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置の構成は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００７６】
次に、第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置の動作について説明する。第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、第１の実施形態に係る半導体装置と同じく、めっき槽６１の底部６１２中央付近から上方に向かうめっき液の流れＦを生み出す。
【００７７】
しかし、第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置と異なり、めっき液循環部６６の循環開口６５は、キャリア６２の上方に配置されている。そのため、めっき液が循環開口６５に流れ込むことにより、上記のめっき槽６１の底部６１２中央付近から上方に向かうめっき液の流れＦをさらに助長させることになる。
【００７８】
以上のように第２の実施形態に係る半導体装置の製造装置では、第１の実施形態と比較して、めっき層４０が形成される面と平行なめっき液の流れが強くなる。そのため、めっき層４０が形成される部分の近傍には、清浄なめっき液がより均一に供給される。その結果、めっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化は、さらに抑制されることになる。
【００７９】
（第３の実施形態）
図９および図１０に示されるように、第３の実施形態に係る半導体装置の製造装置は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造装置と比較して、めっき槽６１の底面は、底面に直交する方向から見て矩形形状を有している点において異なっている。
【００８０】
また、図１０に示されるように、キャリア６２は、めっき槽６１の底面に直交する方向から見て、ウエハＷのめっき層４０が形成される面が底部６１２の長手方向に沿うように複数枚のウエハＷを保持する。
【００８１】
さらに、めっき液供給部６４は、底部６１２の短手方向側の側部６１１に沿って配置されている。噴出口６３は、底部６１２の長手方向においてウエハＷを挟み込むようにウエハＷの両側に位置している。
【００８２】
次に、第３の実施形態に係る半導体装置の動作について説明する。第３の実施形態に係る半導体装置は、第１の実施形態に係る半導体装置と同じく、めっき槽６１の底面中央付近から上方に向かうめっき液の流れＦを生み出す。
【００８３】
しかし、第３の実施形態に係る半導体装置においては、キャリア６２は、複数枚のウエハＷを、ウエハＷのめっき層４０が形成される面が、底部６１２の長手方向側の側部６１１に対向するように保持されている。加えて、第３の実施形態に係る半導体装置は、めっき液供給部６４が、めっき槽６１の底部６１２の短手方向側の側部６１１に沿って配置されている。そのため、めっき槽６１の底面に沿った流れＦは、底面上の複数の箇所において互いに衝突することになる。その結果、第３の実施形態に係る半導体装置においては、第１の実施形態に係る半導体装置と異なり、めっき槽６１の底面中央付近から上方に向かうめっき液の流れＦが、ウエハＷの積載方向に沿って複数生じることになる。
【００８４】
そのため、第１の実施形態と比較して、めっき層４０が形成される部分の近傍に清浄なめっき液が、複数のウエハＷ間に、より均一に供給されることになる。その結果、めっき膜厚の不均一、めっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化がさらに抑制されることになる。
【００８５】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、図を参照して説明する。なお、ここでは、上記の第１の実施形態に係る半導体製造装置と異なる点について主に説明する。
【００８６】
まず、第４の実施形態に係る半導体製造装置の構造について説明する。図１１に示すように、第４の実施形態にかかる半導体製造装置は、第１の実施形態に係る半導体装置と同じく、めっき槽６１、キャリア６２、噴出口６３を有するめっき液供給部６４、及び循環開口６５を有するめっき液循環部６６を備えている。
【００８７】
しかし、第４の実施形態に係る半導体装置は、第１の実施形態に係る半導体装置と異なり、図１１に示すように、めっき槽６１の底部の中央付近にひれ６８が配置されている。
【００８８】
ひれ６８の立ち上がり形状は、上方に向かって立ち上がっていればその形状は特に限定されるものではないが、好ましくは、図１１に示すように、立ち上がるにつれて上方に湾曲している形状を有していることが好ましい。
【００８９】
また、ひれ６８の平面視における形状は、めっき槽６１の底面に沿うめっき液の流れＦの方向に対向するように形成されていれば、その形状は特に限定されるものではない。例えば、めっき槽６１の底面に垂直な方向からみた形状が、第１の実施形態のように略円形であれば、円状に形成することが好ましい。めっき槽６１の底面に垂直な方向から見た形状が第３の実施形態のように矩形形状であれば、直線状に形成することが好ましい。
【００９０】
次に、第４の実施形態に係る半導体装置の動作について説明する。第４の実施形態に係る半導体製造装置は、第１の実施形態に係る半導体装置と同じく、めっき液供給部６４の噴出口６３から噴出されためっき液は、めっき槽６１の底面に沿っためっき液の流れＦとなる。
【００９１】
しかし、第１の実施形態に係る半導体装置と異なり、第４の実施形態に係る半導体製造装置は、めっき槽６１の底面中央付近にひれ６８が配置されている。そのため、上記のめっき槽６１の底面に沿っためっき液の流れＦは、ひれ６８により流れの方向が変わる。その結果、めっき液の流れＦは、めっき槽６１の上方に向かう流れとなる。
【００９２】
そのため、第１の実施形態と異なり、第４の実施形態に係る半導体製造装置及びそれを用いた半導体製造方法においては、めっき液の流れＦは、相互の衝突することはない。そのため、めっき液の流れＦの速度の減衰することなく上方に向かうことになる。
【００９３】
その結果、第４の実施形態に係る半導体製造装置及びそれを用いた半導体製造方法においては、第１の実施形態と比較して、めっき層４０が形成される面と平行なめっき液の流れＦがより強くなる。そのため、めっき液がよりめっき層近傍により均一に供給されることになる。以上より、第４の実施形態に係る半導体製造装置及びそれを用いた半導体製造方法はめっき欠陥の発生によるめっき層の品質劣化がさらに抑制することができる。
【００９４】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１  半導体装置、１０  半導体基板、１０ａ  第１の主面、１０ｂ  第２の主面、１１  ゲートトレンチ、１２  ソーストレンチ、１３  ゲート絶縁膜、１４  ゲート、１５  保護絶縁膜、１６  コンタクトホール、１７  バリアメタル、１８  ソースコンタクト、１９  ソース、２０  ボディ層、２１  ドリフト層、２２  ドレイン、２３  保護膜、２４  ソース電極パッド、２５  ゲート電極パッド、３０  ドレイン電極、３１  配線、４０  めっき層、４１  Ｎｉ層、４２  Ｐｄ層、４３  Ａｕ層、５０  前処理装置  ５１  無電解めっき装置、５１ａ  Ｎｉめっき用めっき装置、５１ｂ  Ｐｄめっき用めっき装置、５１ｃ  Ａｕめっき用めっき装置、５２  洗浄装置、５３  乾燥装置、６１  めっき槽、６１１  側部、６１２  底部、６１３  角部、６２  キャリア、６３  噴出口、６４  めっき液供給部、６５  循環開口、６６  めっき液循環部、６７  揺動機構、６８  ひれ、Ｃ  めっき槽の中心、Ｆ  めっき液の流れ、ＰＬ  めっき工程、ＰＬ１  前処理工程、ＰＬ２  無電解めっき工程、ＰＬ３  洗浄工程、ＰＬ４  乾燥工程、Ｗ  ウエハ、ＷＰ  ウエハ加工工程。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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