(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの縁端部と接触しめっき電流を供給するためのウェーハめっき用カソード電極において、
カソード電極は、Ａｕにより形成されたベース層と、Ｔｉにより形成された中間層と、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｗ、Ｔａのいずれか１つにより形成されたウェーハ接触層とからなることを特徴とするウェーハめっき用カソード電極。
【請求項２】
カソード電極の外側面の一部は、絶縁性材料で被覆されたものである請求項１に記載のウェーハめっき用カソード電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハめっき用カソード電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体用ウェーハの製造工程では、めっきによるバンプ形成が行われる。このめっきを施す一つの方法として、めっき槽上部開口に沿って設けられたウェーハ支持部へウェーハを載置し、めっき液を上昇流でウェーハのめっき対象面に供給しながら、ウェーハにめっき電流を供給してバンプめっき処理をするという、カップ式めっき方法が知られている（特開平５−３２０９７８号公報参照）。
【０００３】
このカップ式めっき方法におけるウェーハへのめっき電流の供給は、ウェーハの縁端部と接触するようにカソード電極をめっき槽のウェーハ支持部に配置し、ウェーハをカソード電極に直接接触させて行うものである。このウェーハめっき用カソード電極の材質としては、従来より、電気伝導性、耐食性、加工性等を考慮してＡｕが用いられていた。また、その使用形態としては、ウエーハの縁端部の複数箇所に接触できるよう、例えばＡｕ材を板状に形成してウェーハ支持部へ複数配置したり、また、ウェーハの縁端部全周に接触できるよう、リング状にＡｕ材を成形し、そのリング状に成形したＡｕ材をウェーハ支持部に配置するものが主であった。
【０００４】
このようなＡｕ材によるカソード電極は、ウェーハ機能を損傷してしまうような汚染物質の付着、混入の原因となるものと考えられらていた。そのため、ウェーハに対して汚染物質とならないもの、例えば、ウェーハ自体の回路形成に用いられるＴｉ、Ｗ、Ｔａ等の材質を使用したものが開発されている（特願平１０−３２４９８６号）。これは、Ｔｉで形成されたベース層上に、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｔａ、Ｗのいずれか１つにより形成されたウェーハ接触層を有したものである。
【０００５】
このような材質によるカソード電極は、ウエーハ機能を損傷させるような汚染物質の付着、混入等はほぼ完全に避けられるものであった。。しかし、めっき電流の供給する際に、電気抵抗が大きいという不都合があり、カソード電極として十分に満足できるものといえなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ウェーハめっき用カソード電極を改良し、ウェーハに対して汚染物質となるものをめっき処理時にウェーハへ付着又は混入させることがなく、さらに、電気抵抗的にも低い、ウェーハめっき用に好適なカソード電極を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明のウェーハめっき用カソード電極は、Ａｕにより形成されたベース層と、Ｔｉにより形成された中間層と、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｗ、Ｔａのいずれか１つにより形成されたウェーハ接触層とからなるものとした。本発明によるウェーハめっき用カソード電極を用いれば、ウェーハを汚染して機能特性を損傷させてしまうような物質がウェーハに混入または付着することがない。そして、ベース層のＡｕを介してめっき電流が供給されるので、従来のＴｉ材をベース層にしたものに比べ、電気抵抗値もかなり低く維持できる。従って、めっき電流の供給によるカソード電極の発熱よる電力消費が少なく、めっき電流の安定供給が維持できることとなる。
【０００８】
本発明によるウェーハめっき用カソード電極で、ベース層としてＡｕを、中間層としてＴｉを採用したのは、ＡｕとＴｉとの接合性が良好なことからによる。また、Ｔｉによる中間層は、優れた耐食性や電気伝導性を有しているものの、Ｔｉ自体が非常に酸化され易いため、ウェーハと直接接触させるようにすると、ウェーハへの接触導通が確保できなくなる場合が生じる。そこで、Ｔｉによる中間層の上に、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｗ、Ｔａのいずれか１つのものでウェーハ接触層を形成するようにしている。これらのウェーハ接触層を形成する材質は、酸化が起こりにくく、耐食性や電気伝導性に優れており、Ｔｉとの密着性も良好なうえ、ウェーハの汚染物質とならないからである。
【０００９】
本発明のウェーハめっき用カソード電極は、Ａｕによるベース層、Ｔｉによる中間層、ＴｉＮ、ＷＮ、ＴａＮ、Ｗ、Ｔａのいずれか１つのもので形成されたウェーハ接触層のそれぞれの厚みは、使用状態を考慮して、適宜決定すればよいものである。好ましくは、ベース層の厚さは０．０５〜０．１０ｍｍ、中間層の厚さは０．１〜０．５ｍｍ、ウェーハ接触層の厚さは３〜４μｍの範囲であることが良い。ベース層の厚みが０．０５ｍｍより薄いと電極自体の強度が弱くなり取り扱いが不便となり、０．１０ｍｍより厚いとコスト的に高くなるからである。また、中間層厚みは、０．１ｍｍより薄いと電極自体の強度が弱くなり取り扱いが不便となり、０．５ｍｍより厚いと電気抵抗的にもコスト的にも高くなるからである。そして、ウェーハ接触層の厚みは３μｍより薄いと中間層のＴｉが表面に露出することが生じ、４μｍより厚いとコスト的に高くなるからである。そしてさらに、中間層の上に形成されるウェーハ接触層は、少なくとも、カソード電極とウェーハ縁端部とが接触する部分に形成されていればよいものである。
【００１０】
本発明に係るウェーハめっき用カソード電極は、カソード電極の外側面の一部を絶縁性材料で被覆するようにするとより好ましいものとなる。これは、ウェーハの縁端部と接触する部分を除き、カソード電極の外側面を、ポリイミドのような耐食性がある絶縁性材料により被覆することを意味するものである。このようにすると、カソード電極の腐食等が抑制され、長時間使用が可能となり、ウェーハへの汚染物質の付着等がより完全に防止できるようになるからである。
【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はカップ式めっき槽の概略断面図を示している。カップ式めっき槽１上部開口には、ウェーハ２のめっき対象面３を下方にした状態で、ウェーハ２を載置するウエーハ支持部４が設けられている。このウェーハ支持部４には、めっき液漏洩防止用のシールパッキン５とウェーハめっき用カソード電極６とが配置されている。
【００１２】
カップ式めっき槽１の底側には、めっき液供給口７及びウェーハ２に対向するようにアノード電極８が設けられている。また、カップ式めっき槽１にはめっき液供給口７から供給されためっき液を外部に排出するめっき液流出口９が設けられている。
【００１３】
ウェーハ２をウェーハ支持部４に載置すると、ウェーハ２の縁端部１０はカソード電極６と接触する。図２は、本実施形態におけるカソード電極６の平面図を示したものである。カソード電極６はリング状で、内周側にウェーハ接触部１１が形成されており、図示せぬめっき電流供給用電源と接続される電極端子１２を外周側に備えたものである。
【００１４】
本実施形態のカソード電極６の断面概略を図３に示す。図３は、図２に示すＡ−Ａ線から見た断面を表したものである。カソード電極６は、Ａｕベース層１３と、Ｔｉ中間層１４と、ＴｉＮウェーハ接触層１５とからなっている。ウェーハ接触層１５は、ウェーハ２の縁端部１０と全周で接触するように、ＴｉＮウェーハ接触部１１を形成する表面部分へＴｉＮをリング状に積層させたものである。また、カソード電極６の外側面は、ポリイミド１６により被覆されている。図３における符号１７の部分は、電極端子１２に設けられた電源端子接続用のボルト孔である。
【００１５】
本実施形態このウェーハめっき用カソード電極６は、具体的に次のようにして製造されたものである。リング状に成形した厚さ０．０５ｍｍＡｕ材に対して、リング状に形成した厚さ０．１ｍｍＴｉ板を、ラミネートすることによって接合した。そして、接合したＴｉ材表面の一部に、イオンプレイティング方によりＴｉＮを厚さ４μｍ積層させた。その後、ウェーハ接触部１１以外の部分を厚さ０．０４５ｍｍのポリイミドフィルムにより被覆したものである。このカソード電極６は、Ａｕベース層を下方にしてウェーハ支持部４へ配置され、その上に載置するウエーハ２の縁端部１０とウェーハ接触層１１とを接触させ、図示せぬ供給電源と接続された電極端子１２を通して、めっき電流がウェーハ２へ供給されることになる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のウェーハめっき用カソード電極によれば、ウェーハに対する汚染物質をめっき処理時に混入または付着させることなく、さらに、電気抵抗的にも低く、従来のＡｕ材によるカソード電極と同様な使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態によるカップ式めっき装置のめっき槽断面概略図。
【図２】本実施形態におけるウェーハめっき用カソード電極の平面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線の断面図。
【符号の説明】
１  カップ式めっき槽
２  ウェーハ
３  めっき対象面
４  ウエーハ支持部
５  シールパッキン
６  カソード電極
７  めっき液供給口
８  アノード電極
９  めっき液流出口
１０  縁端部
１１  ウェーハ接触部
１２  電極端子
１３  Ａｕベース層
１４  Ｔｉ中間層
１５  ＴｉＮウェーハ接触層
１６  ポリイミド被覆
１７  ボルト孔
【図１】
0004371495.tif 000002
【図２】
0004371495.tif 000003
【図３】
0004371495.tif 000004