CN109790641A - 电解处理夹具和电解处理方法 - Google Patents

Abstract

在使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理之际所利用的电解处理夹具具有：平板状的基体；和直接电极，其设置于该基体的表面，用于与处理液接触而在该直接电极与被处理基板之间施加电压，电解处理夹具中的被处理基板侧的表面具有凹凸形状。

Description

电解处理夹具和电解处理方法

技术领域

(关联申请的相互参照)

本申请基于2016年10月7日在日本国提出申请的特愿2016-198728号主张优先权，并将其内容引用于此。

本发明涉及使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，和使用了该电解处理夹具的电解处理方法。

背景技术

电解工艺(电解处理)是镀覆处理、蚀刻处理等各种处理所使用的技术。例如，在半导体装置的制造工序中，也进行电解处理。

上述的镀覆处理以往利用例如专利文献1所记载的镀覆装置进行。在镀覆装置中，在镀覆处理杯内，配置有将例如铂形成为网状的结构的阳极电极，而且，与阳极电极面对面地配置的半导体晶圆以其镀覆处理面朝向下方的方式配置。另外，支承半导体晶圆的支承部构成与该半导体晶圆连接的阴极电极。并且，通过在镀覆处理杯内经由阳极电极使镀覆液朝向半导体晶圆的镀覆处理面喷流，来进行半导体晶圆的镀覆处理。

另外，在专利文献1所记载的镀覆装置中设置有超声波振子，通过将从该超声波振子振荡产生的超声波向镀覆液传递来对镀覆液进行搅拌。由此，谋求镀覆处理的均匀性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2004-250747号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，使用了专利文献1所记载的镀覆处理装置的情况是使镀覆液喷流的结构，因此，其装置结构复杂。另外，为了实现镀覆处理的均匀性提高，需要用于对镀覆液进行搅拌的超声波振子，也需要大型化的搅拌部件。

本发明是鉴于这点而做成的，目的在于高效地且恰当地进行针对被处理基板的电解处理。

用于解决问题的方案

为了达成所述的目的，本发明的一形态是一种电解处理夹具，其是使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，其中，该电解处理夹具具有：平板状的基体；和直接电极，其设置于所述基体的表面，用于与所述处理液接触而在该直接电极与所述被处理基板之间施加电压，所述电解处理夹具的表面具有凹凸形状。

根据本发明的一形态，在使电解处理夹具和被处理基板以相对靠近的方式移动而使直接电极与处理液接触了之后，对直接电极与被处理基板之间施加电压，从而能够对该被处理基板恰当地进行电解处理。另外，本发明的所述的一形态的电解处理夹具不是如以往那样使处理液喷流的结构，而且，也无需用于对处理液进行搅拌的大型化的部件，因此，能够使装置结构简化。

在此，在电解处理夹具的表面平坦的情况下，在使直接电极与处理液接触之际，空气在电解处理夹具与处理液之间残留，有可能在处理液中产生气泡。若存在该气泡，则无法恰当地进行电解处理。

另外，在电解处理夹具的表面平坦的情况下，在电解处理结束后将电解处理夹具从处理液拉开之际，作用于电解处理夹具的处理液的表面张力变大。而且，为了减少处理液的量，电解处理在电解处理夹具与处理液之间的距离微小的状态下进行，但在该情况下，难以在电解处理夹具与处理液之间形成供空气流入的间隙。另外，若电解处理夹具与处理液之间的距离微小，则也存在因大气压的影响而使直接电极贴上被处理基板的情况。这样一来，拉开需要较大的力，无法容易地进行拉开。

对于这一点，根据所述的本发明的一形态，电解处理夹具的表面具有凹凸形状，因此，能够在使直接电极与处理液接触之际将残留于电解处理夹具与处理液之间的空气向凹凸形状的凹部排放。因此，能够抑制处理液中的气泡而恰当地进行电解处理。

另外，像这样使空气存在于凹凸形状的凹部，因此，处理液与电解处理夹具的表面接触的面积减小与处理液不存在于该凹部的部分相应的量，能够缩小作用于电解处理夹具的处理液的表面张力。这样一来，能够缩小在将电解处理夹具从处理液拉开之际所需要的力，能够容易地进行拉开。

根据另一观点的本发明的一形态是一种电解处理夹具，其是使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，其中，该电解处理夹具具有：平板状的基体；和直接电极，其设置于所述基体的表面，用于与所述处理液接触而在该直接电极与所述被处理基板之间施加电压，在所述电解处理夹具形成有从表面贯通到背面的贯通孔。

根据该本发明的一形态，在将电解处理夹具配置到预定的处理位置之后，经由贯通孔向电解处理夹具与被处理基板之间供给处理液，使直接电极与处理液接触。此时，即使在空气存在于电解处理夹具与被处理基板之间的情况下，该空气也会利用从贯通孔供给的处理液而向外部挤出。因此，能够抑制处理液中的气泡而恰当地进行电解处理。另外，在电解处理结束后将电解处理夹具从处理液拉开之际，经由贯通孔向电解处理夹具与被处理基板之间供给流体(气体或液体)，处理液被向外部挤出。这样一来，能够缩小作用于电解处理夹具的处理液的表面张力，其结果，能够缩小拉开所需要的力，因此，能够容易地进行拉开。

根据又一观点的本发明的一形态是一种电解处理夹具，其是使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，其中，该电解处理夹具具有：平板状的基体；直接电极，其设置于所述基体的表面，用于与所述处理液接触而在该直接电极与所述被处理基板之间施加电压；以及移动机构，其用于使所述基体的一端部和另一端部单独沿着铅垂方向移动。

根据该本发明的一形态，在使直接电极与处理液接触之际，从将基体的一端部配置于比另一端部靠被处理基板侧的位置而使该基体相对于水平方向倾斜地配置的状态起，利用移动机构使基体的另一端部向被处理基板侧移动。此时，即使在空气存在于电解处理夹具与被处理基板之间的情况下，该空气也会被从一端部侧向另一端部侧挤出。因此，能够抑制处理液中的气泡，而恰当地进行电解处理。另外，在电解处理结束后将电解处理夹具从处理液拉开之际，利用移动机构使基体的另一端部以与被处理基板分离的方式移动。此时，空气向处理液的另一端部的与电解处理夹具之间的界面流入。这样一来，能够缩小作用于电解处理夹具的处理液的表面张力，其结果，能够缩小拉开所需要的力，因此，能够容易地进行拉开。

根据另一观点的本发明的一形态是一种电解处理方法，其是使用电解处理夹具而对被处理基板进行电解处理的电解处理方法，其中，所述电解处理夹具具有：平板状的基体；和直接电极，其设置于所述基体的表面，所述电解处理夹具的表面具有凹凸形状。并且，所述电解处理方法具有如下工序：第1工序，使所述电解处理夹具和所述被处理基板以相对靠近的方式移动，而使所述直接电极与所述被处理基板上的处理液接触；第2工序，其在该第1工序之后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理，在从所述第1工序到所述第2工序中，气体在所述直接电极与所述处理液接触的期间内存在于所述凹凸形状的凹部。

另外，根据又一观点的本发明的一形态是一种电解处理方法，其是使用电解处理夹具而对被处理基板进行电解处理的电解处理方法，其中，所述电解处理夹具具有：平板状的基体；和直接电极，其设置于所述基体的表面，在所述电解处理夹具形成有从表面贯通到背面的贯通孔。并且，所述电解处理方法具有如下工序：第1工序，使所述电解处理夹具和所述被处理基板以相对靠近的方式移动，而将该电解处理夹具配置于预定的处理位置；第2工序，其在该第1工序之后，经由所述贯通孔向所述电解处理夹具与所述被处理基板之间供给处理液，使所述直接电极与所述处理液接触；以及第3工序，其在该第2工序之后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。

根据再一观点的本发明的一形态是一种电解处理方法，其是使用电解处理夹具而对被处理基板进行电解处理的电解处理方法，其中，所述电解处理夹具具有：平板状的基体；直接电极，其设置于所述基体的表面；以及移动机构，其用于使所述基体的一端部和另一端部单独沿着铅垂方向移动。并且，所述电解处理方法具有如下工序：第1工序，从将所述基体的一端部配置于比另一端部靠所述被处理基板侧的位置而使该基体相对于水平方向倾斜地配置的状态起，利用所述移动机构使所述基体的另一端部向所述被处理基板侧移动，而使所述直接电极与所述被处理基板上的处理液接触；和第2工序，其在该第1工序之后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。

发明的效果

根据本发明，能够高效地且恰当地进行针对被处理基板的电解处理。

附图说明

图1是表示具备第1实施方式的电解处理夹具的，半导体装置的制造装置的结构的概略的说明图。

图2是表示第1实施方式的电解处理夹具的结构的概略的俯视图。

图3是在第1实施方式中表示在晶圆上形成镀覆液的液团的情形的说明图。

图4是在第1实施方式中表示使电解处理夹具下降而使端子与晶圆接触、并且使直接电极与晶圆上的镀覆液接触的情形的说明图。

图5是在第1实施方式中表示使直接电极与晶圆上的镀覆液接触的情形的说明图。

图6是在第1实施方式中表示对间接电极与晶圆之间施加了电压的情形的说明图。

图7是在第1实施方式中表示对直接电极与晶圆之间施加了电压的情形的说明图。

图8是在第1实施方式中表示使电解处理夹具上升而从镀覆液拉开的情形的说明图。

图9是在第1实施方式中表示电解处理夹具的凹凸形状的其他结构的概略的剖视图。

图10是在第1实施方式中表示电解处理夹具的凹凸形状的其他结构的概略的俯视图。

图11是在第1实施方式中表示电解处理夹具的凹凸形状的其他结构的概略的剖视图。

图12是在第1实施方式中表示电解处理夹具的凹凸形状的其他结构的概略的剖视图。

图13是在第1实施方式中表示电解处理夹具的凹凸形状的其他结构的概略的剖视图。

图14是表示具备第2实施方式的电解处理夹具的，半导体装置的制造装置的结构的概略的说明图。

图15是表示第2实施方式的电解处理夹具的结构的概略的俯视图。

图16是在第2实施方式中表示使电解处理夹具下降而使端子与晶圆接触的情形的说明图。

图17是在第2实施方式中表示从贯通孔供给镀覆液的情形的说明图。

图18是在第2实施方式中表示向电解处理夹具与晶圆之间填充镀覆液而使直接电极与晶圆上的镀覆液接触的情形的说明图。

图19是在第2实施方式中表示从贯通孔供给空气的情形的说明图。

图20是在第2实施方式中表示使电解处理夹具上升而从镀覆液拉开的情形的说明图。

图21是表示第2实施方式的电解处理夹具的其他结构的概略的俯视图。

图22是表示具备第3实施方式的电解处理夹具的，半导体装置的制造装置的结构的概略的说明图。

图23是在第3实施方式中表示将电解处理夹具倾斜地配置的情形的说明图。

图24是在第3实施方式中表示使电解处理夹具的另一端部下降而使端子与晶圆接触，并且使直接电极与晶圆上的镀覆液接触的情形的说明图。

图25是在第3实施方式中表示使电解处理夹具的另一端部上升而从镀覆液拉开的情形的说明图。

图26是在第3实施方式中表示将电解处理夹具从镀覆液拉开后的情形的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不被以下所示的实施方式限定。

＜1.第1实施方式＞

首先，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是表示具备本实施方式的电解处理夹具的，半导体装置的制造装置的结构的概略的说明图。在制造装置1中，对作为被处理基板的半导体晶圆W(以下称为“晶圆W”。)进行镀覆处理作为电解处理。在该晶圆W的表面形成有用作电极的晶种层(未图示)。此外，对于在以下的说明中所用的附图，由于使技术的理解的容易性优先，各构成要素的尺寸未必与实际的尺寸相对应。

制造装置1具有晶圆保持部10。晶圆保持部10是保持晶圆W并使晶圆W旋转的旋转卡盘。晶圆保持部10具有表面10a，该表面10a在俯视时具有比晶圆W的直径大的直径，在该表面10a设有吸引例如晶圆W的吸引口(未图示)。由于来自该吸引口的吸引，能够将晶圆W吸附保持于晶圆保持部10上。

在晶圆保持部10设置有具备例如马达等的驱动机构11，能够利用该驱动机构11以预定的速度旋转。另外，在驱动机构11设置有缸等升降驱动部(未图示)，晶圆保持部10可沿着铅垂方向移动。

在晶圆保持部10的上方，以与该晶圆保持部10相向的方式设置有电解处理夹具20。电解处理夹具20具有由绝缘体形成的基体21。基体21是平板状，具有表面21a，该表面21a在俯视时具有比晶圆W的直径大的直径。在基体21设置有端子22、直接电极23以及间接电极24。

端子22以从基体21的表面21a突出的方式设置。如图2所示那样端子22在基体21的外周部设置有多个。另外，如图1所示那样端子22弯曲并具有弹性。而且，多个端子22以由其顶端部形成的假想面，即由多个各端子22的顶端部(点)形成的平面与保持于晶圆保持部10的晶圆W的表面大致平行的方式配置。并且，在进行镀覆处理之际，端子22如随后论述那样与晶圆W的晶种层的外周部接触，对该晶圆W施加电压。此外，端子22的形状并不限定于本实施方式，端子22具有弹性即可。

如图2所示那样直接电极23在基体21的表面21a的整个面设置有多个。各直接电极23在俯视时具有六边形状。多个直接电极23配置成大致蜂巢型，在相邻的直接电极23、23之间设有间隙25。另外，如图1所示那样多个直接电极23与保持于晶圆保持部10的晶圆W相向且大致平行地配置。并且，通过使这多个直接电极23成为凸部而间隙25成为凹部，从而使电解处理夹具20的表面，即晶圆W侧的表面具有凹凸形状。另外，如上述这样直接电极23设置于基体21的表面21a的整个面，该凹凸形状形成于电解处理夹具20的表面即晶圆W侧的整个表面。

在进行镀覆处理之际，这多个直接电极23如随后论述那样与晶圆W上的镀覆液接触。此外，直接电极23的俯视形状并不限定于本实施方式，也可以是例如圆形状、矩形形状。

间接电极24设置于基体21的内部。即，间接电极24不暴露于外部。

在端子22、直接电极23以及间接电极24连接有直流电源30。端子22与直流电源30的负极侧连接。直接电极23和间接电极24分别与直流电源30的正极侧连接。

在基体21的背面21b侧设置有使该基体21沿着铅垂方向移动的移动机构40。在移动机构40设置有缸等升降驱动部(未图示)。此外，移动机构40的结构只要是使基体21升降的结构，就能采取各种结构。

在晶圆保持部10与电解处理夹具20之间设置有向晶圆W上供给镀覆液的喷嘴50。喷嘴50构成为，利用移动机构51沿着水平方向和铅垂方向移动自由，并相对于晶圆保持部10进退自由。另外，喷嘴50与积存镀覆液的镀覆液供给源(未图示)连通，镀覆液被从该镀覆液供给源向喷嘴50供给。此外，作为镀覆液，使用例如将硫酸铜和硫酸溶解而成的混合液，在该情况下，在镀覆液中含有铜离子。另外，在本实施方式中，使用喷嘴50作为处理液供给部，但作为供给镀覆液的机构，能够使用其他各种部件。

此外，也可以在晶圆保持部10的周围设置有用于接住并回收从晶圆W飞散或落下的液体的杯(未图示)。

在以上的制造装置1设置有控制部(未图示)。控制部是例如计算机，具有程序储存部(未图示)。在程序储存部储存有对制造装置1中的晶圆W的处理进行控制的程序。此外，所述程序既可以是记录到例如计算机可读取的硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等计算机可读取的存储介质的程序，也可以是从上述存储介质安装到控制部的程序。

接着，对使用了如以上那样构成的制造装置1的制造方法中的镀覆处理进行说明。

首先，在如图3所示那样将晶圆保持部10和电解处理夹具20相向配置的状态下，利用移动机构51使喷嘴50移动到被晶圆保持部10保持着的晶圆W的中心部的上方。此时，晶圆保持部10的表面10a与电解处理夹具20的基体21的表面21a之间的距离是约100mm。之后，一边利用驱动机构11使晶圆W旋转，一边将镀覆液M从喷嘴50向晶圆W的中心部供给。供给来的镀覆液M由于离心力而在晶圆W整个面扩散。此时，通过晶圆W旋转，镀覆液M在晶圆面内均匀地扩散。然后，若使来自喷嘴50的镀覆液M的供给停止并使晶圆W的旋转停止，则由于镀覆液M的表面张力而使镀覆液M停留于晶圆W上，形成均匀的厚度的镀覆液M的液团。

之后，如图4所示那样利用移动机构40使电解处理夹具20下降。此时，晶圆保持部10的表面10a与电解处理夹具20的基体21的表面21a之间的距离是约1mm～几十mm。并且，使端子22与晶圆W接触，并且使直接电极23与晶圆W上的镀覆液M接触。端子22具有弹性，因此，能够对该端子22的高度进行调整，而对镀覆液M在表面10a、21a间的距离进行调整。并且，对各端子22施加预定的载荷，在端子22与晶圆W之间形成电触点。通过如此施加载荷，即使针对在晶圆W的晶种层的表面形成有自然氧化膜等薄膜的情况、难以进行触点形成的硬度较高的材料也能够形成充分的电触点。

在此，在使电解处理夹具20下降而使直接电极23与镀覆液M接触之际，存在空气进入电解处理夹具20与镀覆液M之间，即基体21的下表面21a与镀覆液M之间，也就是说电解处理夹具20靠晶圆W侧的面与镀覆液M之间的情况。即使是该情况，也能够如图5所示那样将空气向电解处理夹具20的凹凸形状的凹部，即间隙25排放。因此，能够抑制在镀覆液M中产生气泡。能够防止偶发的气泡附着于直接电极23的表面，因此，可进行稳定的镀覆。

之后，将间接电极24作为阳极，将晶圆W作为阴极而施加直流电压，从而形成电场(静电场)。这样一来，如图6所示那样作为负的带电粒子的硫酸根离子S向电解处理夹具20的表面(间接电极24和直接电极23)侧聚集，作为正的带电粒子的铜离子C向晶圆W的表面侧移动。

此时，为了避免直接电极23成为阴极，不使直接电极23接地，设为电浮置状态。在该情况下，对于电解处理夹具20和晶圆W中任一者的表面，电荷交换都被抑制，因此，被静电场吸引来的带电粒子在直接电极23表面排列。并且，在晶圆W的表面上，铜离子C也被均匀地排列。另外，在晶圆W表面不进行铜离子C的电荷交换，水的电解也被抑制，因此，能够提高向间接电极24与晶圆W之间施加电压之际的电场。并且，能够利用该高电场加快铜离子C的移动，能够使镀覆处理的镀覆速度提高。而且，通过任意地控制该电场，也任意地控制排列于晶圆W的表面的铜离子C。如上述那样防止直接电极23的表面的气泡的产生，因此，排列于直接电极23表面的铜离子C稳定。

之后，若充分的铜离子C向晶圆W侧移动而集聚，则将直接电极23作为阳极，将晶圆W作为阴极而施加电压，电流在直接电极23与晶圆W之间流动。这样一来，如图7所示那样进行均匀地排列于晶圆W的表面的铜离子C的电荷交换，铜离子C被还原，而镀铜60向晶圆W的表面析出。此外，此时硫酸根离子S被直接电极23氧化。

充分的铜离子C向晶圆W的表面集聚，以均匀地排列后的状态被还原，因此，能够使镀铜60在晶圆W的表面均匀地析出。结果，镀铜60中的结晶的密度变高，能够形成品质良好的镀铜60。另外，在铜离子C被均匀地排列到晶圆W的表面的状态下进行还原，因此，能够均匀且高品质生成镀铜60。

并且，来自上述的喷嘴50的镀覆液M的供给、铜离子C基于间接电极24的移动、铜离子C基于直接电极23和晶圆W的还原被反复进行，从而使镀铜60生长成预定的膜厚。

之后，如图8所示那样利用移动机构40使电解处理夹具20上升。此时，如上述那样空气存在于间隙25，因此，镀覆液M与电解处理夹具20的表面接触的面积减小与镀覆液M不存在于该间隙25的部分相应的量，能够缩小作用于电解处理夹具20的镀覆液M的表面张力。

另外，在电解处理夹具20的整个表面，即电解处理夹具20靠晶圆W侧的面形成有凹凸形状，因此，在镀覆液M的外缘部，空气向与电解处理夹具20靠晶圆W侧的面之间的界面流入。也能够由于该空气而进一步缩小作用于电解处理夹具20的镀覆液M的表面张力。因而，能够缩小将电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际所需要的力。

这样一来，制造装置1中的一系列的镀覆处理结束。

根据以上的实施方式，将电解处理夹具20与晶圆W相向配置，在直接电极23与镀覆液M接触了的状态下，能够对晶圆W恰当地进行镀覆处理。另外，铜离子C基于间接电极24的移动以及铜离子C基于直接电极23和晶圆W的还原被单独地进行，因此，能够在充分的铜离子C均匀地集聚到晶圆W的表面的状态下进行铜离子C的还原。因此，能够对晶圆W的表面均匀地进行镀覆处理。

另外，根据本实施方式，电解处理夹具20靠晶圆W侧的表面具有凹凸形状，因此，在镀覆处理前，在使电解处理夹具20下降而使直接电极23与镀覆液M接触之际，能够将进入到电解处理夹具20靠晶圆W侧的面与镀覆液M之间的空气向间隙25排放。因而，能够抑制在镀覆液M中产生气泡。能够防止偶发的气泡附着于直接电极23的表面，因此，可进行稳定的镀覆。

此外，在镀覆处理中，也存在因处理条件而产生例如氢气的气泡的情况。在该情况下，也能够将在镀覆处理中产生的气泡向间隙25排放而恰当地进行镀覆处理。

另外，电解处理夹具20靠晶圆W侧的表面具有凹凸形状，因此，在镀覆处理后，在使电解处理夹具20上升而从镀覆液M拉开之际，能够使作用于电解处理夹具20的镀覆液M的表面张力减小与空气存在于间隙25的部分相应的量。另外，在镀覆液M的外缘部，空气向与电解处理夹具20之间的界面流入，因此，能够进一步缩小镀覆液M的表面张力。这样一来，能够缩小将电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际所需要的力，能够容易地进行拉开。

在以上的实施方式中，直接电极23成为凸部，间隙25成为凹部，从而在电解处理夹具20的表面形成有凹凸形状，但凹凸形状的结构并不限定于此。

也可以如图9所示那样在基体21的表面21a形成槽部70。槽部70形成于间隙25所对应的位置。并且，这些间隙25和槽部70成为凹部，直接电极23和基体21的表面21a附近的一部分成为凸部，从而在电解处理夹具20的表面形成凹凸形状。

也可以如图10所示那样在直接电极23的表面形成槽部71。槽部71的图案是任意的，既可以如图10的(a)所示那样在直接电极23的对角线上形成有槽部71，也可以如图10的(b)所示那样形成多个向一方向延伸的槽部71。在任一情况下，槽部71都成为凹部，直接电极23除了槽部71以外的部分成为凸部，即在直接电极23自身形成凹凸形状，而在电解处理夹具20的表面形成凹凸形状。

也可以如图11所示那样使直接电极23具有从其表面突出地设有的多个凸部72。凸部72在侧视时的宽度是任意的，既可以如图11的(a)所示那样较小，也可以如图11的(b)所示那样较大。在任一情况下，都在直接电极23自身形成凹凸形状，而在电解处理夹具20的表面形成凹凸形状。

也可以如图12所示那样使直接电极23的表面23a向下方凸起地突出。即，表面23a形成了凸部。表面23a的形状是任意的，既可以如图12的(a)和图12的(b)所示那样使表面23a的顶端部锋利化，也可以如图12的(c)所示那样使表面23a弯曲。在任一情况下，都在直接电极23自身形成凹凸形状，而在电解处理夹具20的表面形成凹凸形状。此外，如图12的(a)和图12的(b)所示那样表面23a的凸形状的数量也能够任意地设定。

也可以如图13所示那样使基体21的表面21a向下方凸起地弯曲。通过如此使基体21的表面21a弯曲，从而在电解处理夹具20的表面形成凹凸形状。

对于图9～图13中任一情况，都在电解处理夹具20的表面形成凹凸形状，因此，能够享有与上述实施方式相同的效果。即，能够抑制在镀覆液M中产生气泡而恰当地进行镀覆处理，另外，能够容易地将电解处理夹具20从镀覆液M拉开。

＜2.第2实施方式＞

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。图14是表示具备第2实施方式的电解处理夹具的，半导体装置的制造装置的结构的概略的说明图。以下，对于第2实施方式的制造装置1，以与第1实施方式的制造装置1的不同点为中心进行说明。

在电解处理夹具20形成有从表面贯通到背面的贯通孔100。贯通孔100贯通直接电极23和基体21，即从直接电极23的表面贯通到基体21的背面21b地形成。如图15所示那样贯通孔100形成于各直接电极23的中心部。此外，贯通孔100也可以以能够开闭的方式构成。

如图14所示那样在贯通孔100连接有配管101。配管101与用于供给空气的空气供给源102以及用于供给镀覆液M的镀覆液供给源103连通。另外，在配管101设置有对来自空气供给源102的空气的供给和来自镀覆液供给源103的镀覆液M的供给进行切换的阀104。

此外，在第2实施方式的制造装置1中，镀覆液M被从镀覆液供给源103经由配管101和贯通孔100供给，因此，能够省略第1实施方式中的喷嘴50、移动机构51。另外，第2实施方式的制造装置1的其他结构与第1实施方式的制造装置1的结构同样，因此省略说明。

接着，对使用了如以上那样构成的制造装置1的制造方法中的镀覆处理进行说明。

首先，如图16所示那样利用移动机构40使电解处理夹具20下降。并且，使端子22与晶圆W接触。

之后，利用阀104使贯通孔100与镀覆液供给源103连通，如图17所示那样经由贯通孔100向电解处理夹具20与晶圆W之间供给镀覆液M。这样一来，存在于电解处理夹具20靠晶圆W侧的面与晶圆W之间的空气被镀覆液M从电解处理夹具20与晶圆W之间向外部挤出。因此，能够抑制在镀覆液M中产生气泡。并且，如图18所示那样将镀覆液M向电解处理夹具20与晶圆W之间填充，而使直接电极23与镀覆液M接触。

之后，将间接电极24设为阳极，将晶圆W设为阴极而将间接电极24作为阳极，将晶圆W作为阴极而施加直流电压并形成电场(静电场)，从而使作为负的带电粒子的硫酸根离子S向电解处理夹具20的表面侧移动，使作为正的带电粒子的铜离子C向晶圆W的表面侧移动。此外，铜离子C基于该间接电极24的移动与第1实施方式中的工序同样，因此，省略详细的说明。

之后，将直接电极23作为阳极，将晶圆W作为阴极而施加电压，在晶圆W的表面形成镀铜60。此外，该镀铜60的形成(铜离子C的还原)与第1实施方式中的工序同样，因此，省略详细的说明。

之后，在将电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际，利用阀104使贯通孔100与空气供给源102连通，如图19所示那样经由贯通孔100向电解处理夹具20靠晶圆W侧的面与晶圆W之间供给空气。这样一来，镀覆液M被空气从电解处理夹具20与晶圆W之间向外部挤出。此时，镀覆液M与电解处理夹具20的表面接触的面积变小，能够缩小作用于电解处理夹具20的镀覆液M的表面张力。并且，在该状态下，如图20所示那样利用移动机构40使电解处理夹具20上升，因此，能够缩小将电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际所需要的力，能够容易地进行拉开。

这样一来，制造装置1中的一系列的镀覆处理结束。

在本实施方式中，也能够享有与第1实施方式同样的效果。即，能够抑制在镀覆液M中产生气泡而恰当地进行镀覆处理，另外，能够容易地将电解处理夹具20从镀覆液M拉开。

在以上的实施方式中，贯通孔100与空气供给源102以及镀覆液供给源103连通，但也可以设置其他供给源而向贯通孔100供给其他流体。

在将例如电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际，向电解处理夹具20与晶圆W之间供给了空气，但也可以供给液体，例如水来替代空气。

另外，在半导体装置的制造时，在镀覆处理的前后进行各种液处理。在例如在镀覆处理之前进行清洗处理的情况下，将DIW、IPA等清洗液向晶圆W上供给。因此，也可以经由贯通孔100向晶圆W上供给这样的清洗液等处理液。

另外，在以上的实施方式中，贯通孔100作为供给空气或镀覆液M的供给孔发挥功能，但也可以将多个贯通孔100中的一部分贯通孔100作为这些空气或镀覆液M的排出孔发挥功能。在该情况下，在向电解处理夹具20靠晶圆W侧的面与晶圆W之间供给镀覆液M之际，存在于电解处理夹具20与晶圆W之间的空气也从作为排出孔发挥功能的贯通孔100排出。另外，在将电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际，存在于电解处理夹具20与晶圆W之间的镀覆液M也从作为排出孔发挥功能的贯通孔100排出。因而，能够使镀覆液M中的气泡产生的抑制效果和电解处理夹具20相对于镀覆液M的剥离性进一步提高。

在以上的实施方式的电解处理夹具20形成有贯通直接电极23和基体21的贯通孔100，但也可以如图21所示那样进一步形成有贯通孔110。贯通孔110以从基体21的表面21a贯通到背面21b的方式形成于间隙25。另外，贯通孔110在间隙25中形成有多个。该贯通孔110也与上述的空气供给源102以及镀覆液供给源103连通，与贯通孔100同样地发挥功能。并且，通过在除了贯通孔100之外还形成贯通孔110，能够使镀覆液M中的气泡产生的抑制效果和电解处理夹具20相对于镀覆液M的剥离性进一步提高。

此外，也可以是，在电解处理夹具20仅形成有贯通孔110来替代贯通孔100。另外，也可以将多个贯通孔110中的一部分贯通孔120作为空气或镀覆液M的排出孔发挥功能。而且，也可以是，贯通孔110也构成为可开闭。

＜3.第3实施方式＞

接着，对本发明的第3实施方式进行说明。图22是表示具备第3实施方式的电解处理夹具的，半导体装置的制造装置的结构的概略的说明图。以下，针对第3实施方式的制造装置1，以与第1实施方式的制造装置1的不同点为中心进行说明。

在制造装置1设置有多个移动机构200来替代第1实施方式中的移动机构40。移动机构200使基体21的外缘部的一端部21c和另一端部21d单独沿着铅垂方向移动。在移动机构200设置有缸等升降驱动部(未图示)。此外，移动机构200的结构只要是使基体21升降的结构，能采取各种结构。

此外，第3实施方式的制造装置1的其他结构与第1实施方式的制造装置1的结构同样，因此省略说明。

接着，对使用了如以上那样构成的制造装置1的制造方法中的镀覆处理进行说明。

首先，使用喷嘴50在晶圆W上形成镀覆液M的液团。此外，该液团的形成与第1实施方式中的工序同样，因此，省略详细的说明。

之后，如图23所示那样利用移动机构200使基体21的一端部21c配置于比另一端部21d靠下方。即，将基体21相对于水平方向倾斜地配置。基体21的倾斜角度是例如5度。此时，基体21的一端部21c位于预定的处理位置(处理高度)。

接下来，如图24所示那样利用移动机构200使基体21的另一端部21d下降。此时，不移动一端部21c，使基体21以一端部21c为中心沿着上下方向转动。然后，使端子22与晶圆W接触，并且使直接电极23与晶圆W上的镀覆液M接触。

此时，存在于电解处理夹具20与晶圆W之间的空气从一端部21c侧向另一端部21d侧挤出。因此，能够抑制在镀覆液M中产生气泡。

之后，将间接电极24设为阳极，将晶圆W设为阴极而将间接电极24作为阳极，将晶圆W作为阴极而施加直流电压并形成电场(静电场)，从而使作为负的带电粒子的硫酸根离子S向电解处理夹具20的表面侧移动，使作为正的带电粒子的铜离子C向晶圆W的表面侧移动。此外，铜离子C基于该间接电极24的移动与第1实施方式中的工序同样，因此，省略详细的说明。

之后，将直接电极23设为阳极，将晶圆W设为阴极而施加电压，在晶圆W的表面形成镀铜60。此外，该镀铜60的形成(铜离子C的还原)与第1实施方式中的工序同样，因此，省略详细的说明。

之后，在将电解处理夹具20从镀覆液M拉开之际，如图25所示那样利用移动机构200使基体21的另一端部21d上升。此时，不移动一端部21c，使基体21以一端部21c为中心沿着上下方向转动。

此时，空气在镀覆液M的另一端部21d侧从与电解处理夹具20之间的界面，即在另一端部21d侧形成的，镀覆液M与电解处理夹具20之间的开口部流入。这样一来，镀覆液M与电解处理夹具20的表面接触的面积变小，能够缩小作用于电解处理夹具20的镀覆液M的表面张力。并且，在该状态下，如图26所示那样将电解处理夹具20从镀覆液M拉开，因此，能够缩小拉开所需要的力，能够容易地进行拉开。

这样一来，制造装置1中的一系列的镀覆处理结束。

在本实施方式中，也能够享有与第1实施方式同样的效果。即，能够抑制在镀覆液M中产生气泡而恰当地进行镀覆处理，另外，能够容易地将电解处理夹具20从镀覆液M拉开。

＜4.其他实施方式＞

在以上的实施方式中，利用移动机构40使电解处理夹具20下降，而使端子22与晶圆W接触，但在制造装置1中，也可以利用驱动机构11使晶圆保持部10上升。或者也可以使电解处理夹具20和晶圆保持部10这两者移动。另外，也可以使电解处理夹具20和晶圆保持部10的配置相反，将电解处理夹具20配置于晶圆保持部10的下方。

在以上的实施方式中，晶圆保持部10是旋转卡盘，但取而代之，也可以使用上表面开口并在内部积存镀覆液M的杯。

在以上的实施方式中，对进行镀覆处理作为电解处理的情况进行了说明，但本发明能够适用于例如蚀刻处理等各种电解处理。

另外，在以上的实施方式中对在晶圆W的表面侧使铜离子C还原的情况进行了说明，但本发明也能够适用于在晶圆W的表面侧使被处理离子氧化的情况。在该情况下，被处理离子是阴离子，只要在上述实施方式中使阳极和阴极相反而进行同样的电解处理即可。在本实施方式中，被处理离子的氧化和还原有不同，但也能够享有与上述实施方式同样的效果。

以上，一边参照附图一边对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述例子。显而易见的，只要是本领域技术人员，就能够在权利要求书所记载的思想的范畴内想到各种变更例或修正例，对于这些，也当然被理解为属于本发明的保护范围。本发明并不限于该例子而能采取各种形态。

附图标记说明

1、制造装置；20、电解处理夹具；21、基体；22、端子；23、直接电极；24、间接电极；25、间隙；40、移动机构；60、镀铜；70、槽部；71、槽部；72、凸部；100、贯通孔；110、贯通孔；200、移动机构；C、铜离子；M、镀覆液；S、硫酸根离子；W、晶圆(半导体晶圆)。

Claims (23)

1.一种电解处理夹具，其是使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，其中，

该电解处理夹具具有：

平板状的基体；和

直接电极，其设置于所述基体的表面，用于与所述处理液接触而在该直接电极与所述被处理基板之间施加电压，

所述电解处理夹具的表面具有凹凸形状。

2.根据权利要求1所述的电解处理夹具，其中，

所述凹凸形状形成于所述电解处理夹具的整个表面。

3.根据权利要求1所述的电解处理夹具，其中，

所述直接电极在所述基体的表面设置有多个，

所述凹凸形状是通过在相邻的所述直接电极间设有间隙而形成的。

4.根据权利要求1所述的电解处理夹具，其中，

所述凹凸形状是通过在所述直接电极的表面设有凸部而形成的。

5.根据权利要求4所述的电解处理夹具，其中，

所述凸部在所述直接电极的表面设有多个。

6.根据权利要求1所述的电解处理夹具，其中，

所述凹凸形状是通过使所述基体的表面呈凸状弯曲而形成的。

7.根据权利要求1所述的电解处理夹具，其中，

该电解处理夹具还具有用于在所述处理液形成电场的间接电极。

8.一种电解处理夹具，其是使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，其中，

该电解处理夹具具有：

平板状的基体；和

直接电极，其设置于所述基体的表面，用于与所述处理液接触而在该直接电极与所述被处理基板之间施加电压，

在所述电解处理夹具形成有从表面贯通到背面的贯通孔。

9.根据权利要求8所述的电解处理夹具，其中，

所述贯通孔包括以从所述直接电极的表面贯通到所述基体的背面的方式形成的孔。

10.根据权利要求8所述的电解处理夹具，其中，

所述直接电极在所述基体的表面设置有多个，

在相邻的所述直接电极间形成有间隙，

所述贯通孔包括以从所述间隙处的所述基体的表面贯通到背面的方式形成的孔。

11.根据权利要求8所述的电解处理夹具，其中，

该电解处理夹具还具有用于在所述处理液形成电场的间接电极。

12.一种电解处理夹具，其是使用供给到被处理基板的处理液而对该被处理基板进行电解处理的电解处理夹具，其中，

该电解处理夹具具有：

平板状的基体；

直接电极，其设置于所述基体的表面，用于与所述处理液接触而在该直接电极与所述被处理基板之间施加电压；以及

移动机构，其用于使所述基体的一端部和另一端部单独沿着铅垂方向移动。

13.根据权利要求12所述的电解处理夹具，其中，

该电解处理夹具还具有用于在所述处理液形成电场的间接电极。

14.一种电解处理方法，其是使用电解处理夹具而对被处理基板进行电解处理的电解处理方法，其中，

所述电解处理夹具具有：

平板状的基体；和

直接电极，其设置于所述基体的表面，

所述电解处理夹具的表面具有凹凸形状，

所述电解处理方法具有如下工序：

第1工序，使所述电解处理夹具和所述被处理基板以相对靠近的方式移动，而使所述直接电极与所述被处理基板上的处理液接触；和

第2工序，其在该第1工序之后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理，

在所述第1工序～所述第2工序中，气体在所述直接电极与所述处理液接触的期间内存在于所述凹凸形状的凹部。

15.根据权利要求14所述的电解处理方法，其中，

该电解处理方法还具有第3工序，其在所述第2工序之后，使所述电解处理夹具和所述被处理基板以相对远离的方式移动，而将所述电解处理夹具从所述处理液拉开，

在所述第3工序中，气体在所述直接电极与所述处理液接触的期间内存在于所述凹凸形状的凹部。

16.根据权利要求15所述的电解处理方法，其中，

所述凹凸形状形成于所述电解处理夹具的整个表面，

在所述第3工序中，气体向所述处理液的外缘部的与所述电解处理夹具之间的界面流入。

17.根据权利要求14所述的电解处理方法，其中，

所述电解处理夹具还具有用于在所述处理液形成电场的间接电极，

在所述第2工序中，对所述间接电极施加电压而在所述处理液形成电场，使该处理液中的被处理离子移动到基板侧，其后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。

18.一种电解处理方法，其是使用电解处理夹具而对被处理基板进行电解处理的电解处理方法，其中，

所述电解处理夹具具有：

平板状的基体；和

直接电极，其设置于所述基体的表面，

在所述电解处理夹具形成从表面贯通到背面的贯通孔，

所述电解处理方法具有如下工序：

第1工序，使所述电解处理夹具和所述被处理基板以相对靠近的方式移动，而将该电解处理夹具配置于预定的处理位置；

第2工序，其在该第1工序之后，经由所述贯通孔向所述电解处理夹具与所述被处理基板之间供给处理液，使所述直接电极与所述处理液接触；以及

第3工序，其在该第2工序之后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。

19.根据权利要求18所述的电解处理方法，其中，

该电解处理方法还具有第4工序，其在所述第3工序之后，一边经由所述贯通孔向所述电解处理夹具与所述被处理基板之间供给流体，一边使所述电解处理夹具和所述被处理基板以相对远离的方式移动，而将所述电解处理夹具从所述处理液拉开。

20.根据权利要求18所述的电解处理方法，其中，

所述电解处理夹具还具有用于在所述处理液形成电场的间接电极，

在所述第3工序中，对所述间接电极施加电压而在所述处理液形成电场，使该处理液中的被处理离子移动到基板侧，其后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。

21.一种电解处理方法，其是使用电解处理夹具而对被处理基板进行电解处理的电解处理方法，其中，

所述电解处理夹具具有：

平板状的基体；

直接电极，其设置于所述基体的表面；以及

移动机构，其用于使所述基体的一端部和另一端部单独沿着铅垂方向移动，

所述电解处理方法具有如下工序：

第1工序，从将所述基体的一端部配置于比另一端部靠所述被处理基板侧的位置而使该基体相对于水平方向倾斜地配置的状态起，利用所述移动机构使所述基体的另一端部向所述被处理基板侧移动，而使所述直接电极与所述被处理基板上的处理液接触；和

第2工序，其在该第1工序之后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。

22.根据权利要求21所述的电解处理方法，其中，

该电解处理方法还具有第3工序，其在所述第2工序之后，利用所述移动机构使所述基体的另一端部以与所述被处理基板分离的方式移动，而将所述电解处理夹具从所述处理液拉开。

23.根据权利要求21所述的电解处理方法，其中，

所述电解处理夹具还具有用于在所述处理液形成电场的间接电极，

在所述第2工序中，对所述间接电极施加电压而在所述处理液形成电场，使该处理液中的被处理离子移动到基板侧，其后，对所述直接电极与所述被处理基板之间施加电压而对该被处理基板进行电解处理。