(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき槽開口部へ配置されるリング状のカソード電極にウェーハの周縁部を接触させ、ウェーハとめっき槽内部に配置されたアノード電極とを分極し、ウェーハにめっき電流を供給することでめっき処理を施すようにしたカップ式めっき装置において、
リング状のカソード電極は複数に分割された分割カソード電極から形成されるとともに各分割カソード電極とアノード電極とによりカレントミラー回路を形成し、各分割カソードからウェーハに流れるめっき電流を均一に供給するようにしたことを特徴とするカップ式めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体用のウェーハにめっきを施す技術に関するものであり、特にカップ式めっき装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体用のウェーハにめっきを施す装置として、カップ式めっき装置が知られている。このカップ式めっき装置は、めっき槽開口部へ配置されたリング状のカソード電極に、ウェーハの周縁部を接触させ、めっき槽内部に配置されたアノード電極と分極することによって、ウェーハの被めっき面にめっき電流を供給し、めっき処理を施すものである。従って、めっき槽開口部へのウェーハを交換することで、順次めっき処理が行える点から、小ロットの生産やめっき処理工程の自動化に好適なものとして広く用いられているものである。
【０００３】
近年、ウェーハの表面処理では、このカップ式めっき装置を用い、予めシード金属がスパッタリング法あるいはＣＶＤ法などによって被めっき面に被覆されたウェーハへさらに銅などのめっき処理することが行われている。このようなウェーハへのめっき処理は、ウェーハの被めっき面全面で均一性の高いめっき処理、特にめっき膜厚が被めっき面全面で一定となるようなめっき処理が要求されるものである。そのため、従来のカップ式めっき装置では、この均一なめっき処理を実現すべく、ウェーハへのめっき電流の均一な供給をするために、ウェーハの非めっき面側（めっき処理を行わない面側）から外力を加え、カソード電極へ押し付けることによって、ウェーハの周縁部とカソード電極とを全周にわたって均一に接触することで対応しているものである。
【０００４】
しかしながら、最近、以下のような新たな要求が生じてきており、従来のカップ式めっき装置では十分に対応できなくなっている。それは、まず、第一にウェーハの全面にわたる均一な厚みのめっき処理の要望である。そして、第二に、ウェーハにめっき処理をして後の後工程で使用できる面積を増大すること、即ち、ウェーハの有効使用面積をより広くすることが求められている。さらに、生産性の向上の観点から、めっき処理速度をさらに上昇させることも要求されている。
【０００５】
このような新たな要求に対して、ウェーハに供給するめっき電流を増加すること、カソード電極と接触するウェーハの周縁部の面積を極力縮小することが必要となる。そして、ウェーハの被めっき面全体へ均一にめっき電流を供給するためにはウェーハの周縁部とカソード電極との全周における接触部分で、均一な接触面積とする必要がある。このことは、従来のカップ式めっき装置において、ウェーハを載置する際の位置あわせ精度を向上させ、カソード電極との接触を確保するためのウェーハへ加える押し付け圧を増加しなければならない。
【０００６】
しかし、ウェーハを載置する際の位置あわせの精度を向上させることやウェーハの押し付け圧を増加させることには限度があり、従来のカップ式めっき装置では、ウェーハの周縁部とカソード電極との接触部の面積を小さくして、めっき電流を増加させてめっき処理を行うと、ウェーハに流れるめっき電流が被めっき面全面で不均一になりやすく、被めっき面全面でのめっき膜厚が不均一になるという現象が生じるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、従来のカップ式めっき装置を改善し、めっき面積の増大及びめっき電流の増加に、安易且つ容易に対応でき、ウェーハの被めっき面全面でのめっき膜厚が均一になるような、均一なめっき電流をウェーハに供給することができるカップ式めっき装置を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的のために本発明では、めっき槽開口部へ配置されるリング状のカソード電極にウェーハの周縁部を接触させ、ウェーハとめっき槽内部に配置されたアノード電極とを分極し、ウェーハにめっき電流を供給することでめっき処理を施すようにしたカップ式めっき装置において、リング状のカソード電極は複数に分割された分割カソード電極から形成されるとともに各分割カソード電極とアノード電極とによりカレントミラー回路を形成し、各分割カソードからウェーハに流れるめっき電流を均一に供給するようにした
【０００９】
本発明によると、カソード電極とウェーハの周縁部との接触部分における接触抵抗に影響されずに、各分割カソード電極によって均一なめっき電流をウェーハに供給できることとなる。従って、カソード電極へのウェーハの押し付け圧力を増加させるために必要な装置構造上の負担などが必要となくなる。また、本発明のカップ式めっき装置にするためには、ウェーハの周縁部と接触するような分割カソード、例えば、従来のリング状のカソード電極を周方向に適宜分割して分割カソード電極を準備し、その分割数に対応するトランジスタと、従来より使用している定電流電源と組み合わせて、カレントミラー回路を形成すればよいため、従来のカップ式めっき装置に対して安価且つ容易な改良をするだけで、ウェーハに均一なめっき処理が施すことが可能となる。
【００１０】
また、めっき処理速度を増加させるため、めっき電流を増加させた場合、従来のカップ式めっき装置では被めっき面全面でのめっき膜厚が著しく不均一となる傾向が生じたが、本発明のカップ式めっき装置では、各分割カソード電極から同一値の電流が供給されるので、被めっき面全面で均一なめっき電流が常時供給できることになり、被めっき面全面で均一な膜厚のめっき処理が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を説明する。図１は本実施形態によるカップ式めっき装置のめっき槽断面の概略を表したものである。図１で示すように、本実施形態によるカップ式めっき装置１は、めっき槽２の上部開口に沿ってウェーハ３を載置できるようになっており、ウェーハ３の周縁部４と接触するように、図２に示す如く分割カソード電極（Ｃ１〜Ｃ６）によってリング状に形成されたカソード電極Ｃが配置されている。カソード電極Ｃの下には、めっき液の漏洩防止用のシールパッキン５が配置されている。
【００１２】
めっき槽２には、底部中央にめっき液供給口６と、そして、載置されたウェーハ３に向けて上昇流で、めっき液供給口６から供給されためっき液がめっき槽２外部に流出できるようになっているめっき液流出口７とが設けられている。さらに、めっき槽２底部には、載置されるウェーハ３と対向するようにアノード電極８が設置されている。
【００１３】
本実施形態でのカップ式めっき装置では、次のようにしてカレントミラー回路を形成している。図２で示すように、カソード電極Ｃは、Ｔｉのベース材にＴｉＮをコーティングした複合材料で、６つの分割カソード電極（Ｃ１〜Ｃ６）によってリング状に形成されているものである。この各分割カソード電極（Ｃ１〜Ｃ６）とアノード電極８と、図示せぬ定電流電源とで、図３に示すようなカレントミラー回路を形成した。
【００１４】
ここで、カレントミラー回路について説明すると、図３におけるＴr0とＴr1との電気的特性が同一の場合、Ｔr0のコレクタ電流Ｉc0とＴr1のコレクタ電流Ｉc1は、負荷抵抗（Ｃ１〜Ｃ６）の値によらず、同じ値となる。そして、Ｒの値を設定することで、Ｉc0が決定され、その値が鏡のようにＩc1〜Ｉc6のそれぞれに反映され、同じコレクタ電流値になるものである。
【００１５】
このようなカレントミラー回路を形成することで、ウェーハ３に供給されるめっき電流は、ウェーハ３の周縁部４とカソード電極Ｃの接触部分の面積が周方向で差異が生じたとしても、即ちウェーハ３の周縁部４と各分割カソード電極（Ｃ１〜Ｃ６）のそれぞれとで接触抵抗値に差異が生じていたにしても、各分割カソード電極（Ｃ１〜Ｃ６）からは、それぞれ一定の電流が供給されることになるので、ウェーハ３の被めっき面全面において均一なめっき電流が供給されることになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のカップ式めっき装置によれば、ウェーハのめっき処理を行うに際して、安価且つ容易にめっき面積の増大及びめっき電流の増加を行うことが可能となり、ウェーハの被めっき面全面での均一なめっき電流を供給することができことになるので、ウェーハの被めっき面全面で非常に均一性の高いめっき膜厚を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるカップ式めっき装置のめっき槽断面図。
【図２】カソード電極の平面概略図
【図３】カレントミラー回路図
【符号の説明】
１  カップ式めっき装置
２  めっき槽
３  ウェーハ
４  周縁部
５  シールパッキン
６  めっき液供給口
７  めっき液流出口
８  アノード電極
Ｃ  カソード電極
Ｃ１〜Ｃ６  分割カソード電極
【図１】
0004371494.tif 000002
【図２】
0004371494.tif 000003
【図３】
0004371494.tif 000004