JP2004017177A - Fixing methods, fixing structure for ion exchanger and electrochemical machining device - Google Patents

Fixing methods, fixing structure for ion exchanger and electrochemical machining device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing method, a fixing structure, and an electrochemical machining device for an ion exchanger easily fixed with the ion exchanger in a closely contacted state with the surface of an electrode. <P>SOLUTION: When the ion exchanger 56 used for electrochemical machining is fixed in close contact with electrodes 50, 52, the ion exchanger 56 is located between an electrode support part 48c at which electrodes 50, 52 are exposed and a fixture 90 which can be freely fitted to the periphery of the electrode support part 48c, and the electrode support part 48c is fit to the fixture 90. Thereby, the ion exchanger 56 is fixed with its outer peripheral part clamped between the fixture 90 and the electrode support part 48c. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン交換体の固定方法、固定構造並びに電解加工装置に関し、特に半導体ウェハ等の基板表面の導電性材料を加工したり、基板表面に付着した不純物を除去したりする電解加工に使用されるイオン交換体の固定方法、固定構造並びに電解加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体ウェハ等の基板上に回路を形成するための配線材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅(Cu)を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形成される。この銅配線を形成する方法としては、CVD、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化学機械的研磨(CMP)により不要の銅を除去するようにしている。
【0003】
図12は、この種の銅配線基板Wの一製造例を工程順に示すもので、先ず、図12(a)に示すように、半導体素子を形成した半導体基材1上の導電層1aの上にSiOからなる酸化膜やLow−K材膜等の絶縁膜2を堆積し、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール3と配線用の溝4を形成し、その上にTaN等からなるバリア膜5、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層7を形成する。
【0004】
そして、図12(b)に示すように、基板Wの表面に銅めっきを施すことで、半導体基材1のコンタクトホール3及び溝4内に銅を充填するとともに、絶縁膜2上に銅膜6を堆積する。その後、化学機械的研磨(CMP)により、絶縁膜2上の銅膜6及びバリア膜5を除去して、コンタクトホール3及び配線用の溝4に充填させた銅膜6の表面と絶縁膜2の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図12(c)に示すように銅膜6からなる配線が形成される。
【0005】
また、最近ではあらゆる機器の構成要素において微細化かつ高精度化が進み、サブミクロン領域での物作りが一般的となるにつれて、加工法自体が材料の特性に与える影響は益々大きくなっている。このような状況下においては、従来の機械加工のように、工具が被加工物を物理的に破壊しながら除去していく加工法では、加工によって被加工物に多くの欠陥を生み出してしまうため、被加工物の特性が劣化する。従って、いかに材料の特性を損なうことなく加工を行うことができるかが問題となってくる。
【0006】
この問題を解決する手段として開発された特殊加工法に、化学研磨や電解加工、電解研磨がある。これらの加工法は、従来の物理的な加工とは対照的に、化学的溶解反応を起こすことによって、除去加工等を行うものである。従って、塑性変形による加工変質層や転位等の欠陥は発生せず、前述の材料の特性を損なわずに加工を行うといった課題が達成される。
【0007】
電解加工として、イオン交換体を使用したものが開発されている。これは、被加工物の表面に、加工電極に取付けたイオン交換体と、給電電極に取付けたイオン交換体とを接触乃至近接させ、加工電極と給電電極との間に電源を介して電圧を印加しつつ、加工電極及び給電電極と被加工物との間に液体供給部から超純水等の液体を供給して、被加工物の表面層の除去加工を行うようにしたものである。
【0008】
従来、この種の電解加工に使用されるイオン交換体は、加工電極や給電電極の露出表面に密着した状態で、一般にその外周部をねじ止めしたり、貼着テープ等を使用して貼着したりすることで、電極または電極を有する支持体等の外周部に固定されていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前述のように、この種の電解加工に使用されるイオン交換体は、加工精度の均一性を図るため、加工電極や給電電極の露出表面に密着した状態で固定されるのが望ましいが、電極にイオン交換体を密着させるのは困難だった。
【0010】
このため、イオン交換体をねじ止めや、貼着テープ等で固定した状態で電解加工を継続すると、イオン交換体の固定が不完全となり、イオン交換体が容易に移動して加工精度の均一性が損なわれてしまう。
【0011】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、イオン交換体を電極の表面に密着させた状態で、容易にかつ迅速に固定できるようにしたイオン交換体の固定方法、固定構造並びに電解加工装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、電解加工に使用するイオン交換体を電極に密着させて固定するにあたり、電極を露出させた電極支持部と該電極支持部の外周に嵌合自在な固定治具との間にイオン交換体を位置させ、前記固定治具を前記電極支持部に嵌合させることで、イオン交換体をその外周部を前記固定治具と前記電極支持部との間で挟持して固定することを特徴とするイオン交換体の固定方法である。
【0013】
これにより、固定治具を電極支持部に単に押込むことによって、この時に、固定治具、イオン交換体及び電極支持部の間に発生する摩擦力で、イオン交換体を外方に均一に引張り、この引張り力でイオン交換体を一律に伸張させ(一定のテンションを掛け)、これによって、イオン交換体を電極支持部の表面に自動的に密着させて固定することができる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、前記固定治具は、一対の分割治具からなり、この分割治具の間にイオン交換体の外周部を挟持して該分割治具を前記電極支持部に押込むことを特徴とする請求項1記載のイオン交換体の固定方法である。
このように、イオン交換体の外周部を分割治具で挟持し該イオン交換体を分割治具(固定治具)で予め仮止めして電極支持部に押込むことで、この押込みの際に、イオン交換体と固定治具との間に滑りが発生することを防止して、イオン交換体に常に一定のテンションが掛かるようにしてイオン交換体を固定することができる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、電解加工に使用するイオン交換体を電極に密着させて固定するにあたり、電極の外側にイオン交換体固定治具を配置し、前記イオン交換体固定治具でイオン交換体を保持し、イオン交換体に張力を持たせつつ電極に支持させることを特徴とするイオン交換体の固定方法である。
【0016】
請求項4に記載の発明は、電解加工に使用するイオン交換体を電極に密着させて固定するイオン交換体の固定構造であって、電極を露出させた電極支持部と該電極支持部の外周に嵌合自在な固定治具とを有し、前記電極支持部と前記固定治具との間でイオン交換体の外周部を挟持し該イオン交換体を前記電極表面で伸張させて固定したことを特徴とするイオン交換体の固定構造である。
【0017】
請求項5に記載の発明は、前記固定治具は、一対の分割治具からなり、イオン交換体の前記電極支持部を覆う部分の外方の周縁部は、前記分割治具の間に挟持されていることを特徴とする請求項4記載のイオン交換体の固定構造である。
【0018】
請求項6に記載の発明は、電極を露出させた電極支持部と、該電極支持体の外周に嵌合自在な固定治具と、前記電極支持部と前記固定治具との間に配置されるイオン交換体とを有し、前記電極支持部と前記固定治具との間でイオン交換体の外周部を挟持して固定するようにしたイオン交換体固定装置を備えたことを特徴とする電解加工装置である。
【0019】
請求項7に記載の発明は、前記電極支持部と前記固定治具を相対的に移動させて該電極支持部と固定治具との間でイオン交換体の外周部を挟持して固定するようにしたことを特徴とする請求項6記載の電解加工装置である。
【0020】
これにより、イオン交換体が汚れた時等に、先ず固定治具と電極支持部の少なくとも一方を両者が相対的に離れる方向に移動させてイオン交換体の固定を解き、イオン交換体を必要分走行させた後、固定治具と電極支持部の少なくとも一方を両者が相対的に近づく方向に移動させてイオン交換体を固定することで、イオン交換体を連続的に交換して使用することができる。
【0021】
請求項8に記載の発明は、前記電極支持部と前記固定治具との間に配置されるイオン交換体は、走行自在なイオン交換体であることを特徴とする請求項6または7記載の電解加工装置である。
【0022】
請求項9に記載の発明は、前記イオン交換体は、無端状で一方向に走行自在に構成され、このイオン交換体の走行経路に沿った位置にイオン交換体を再生する再生部が設けられていることを特徴とする請求項8記載の電解加工装置である。これにより、イオン交換体を固定して、この一部を加工に使用している最中に、加工に使用されていないイオン交換体の他の部分を再生部で再生し、イオン交換体を一方向に走行させた後、これを固定する動作を順次繰返すことで、無端状のイオン交換体を一方向に走行させつつ循環させて使用することができる。
【0023】
請求項10に記載の発明は、前記イオン交換体は、双方向に走行自在に構成され、このイオン交換体の走行方向に沿った前記電極支持部を挟んだ両側に位置して、イオン交換体を再生する再生部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項8記載の電解加工装置である。
これにより、イオン交換体を固定して、この一部を加工に使用している最中に、加工に使用されていないイオン交換体の他の部分を再生部で再生し、このイオン交換体の再生された部分を、前記加工に使用されていたイオン交換体の一部と交互に交換して使用することで、長尺状に延びるイオン交換体を繰返して使用することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の例では、被加工物として基板を使用し、基板の表面に堆積させた銅を除去(研磨)するようにした電解加工装置(電解研磨装置)に適用した例を示しているが、基板以外にも適用でき、更には、他の電解加工にも適用できることは勿論である。
【0025】
図1及び図2は、本発明の実施の形態のイオン交換体の固定構造を備えた電解加工装置36aを示す。この電解加工装置36aは、水平方向に揺動自在な揺動アーム44の自由端に垂設されて基板Wを下向き(フェイスダウン)に吸着保持する基板保持部46と、円板状で絶縁体からなり、扇状の加工電極50と給電電極52とを該加工電極50と給電電極52の表面(上面)が同一面となるように露出させて交互に埋設した電極部48とを上下に備えている。電極部48の上面には、加工電極50と給電電極52の表面を一体に覆って、膜状のイオン交換体56が取付けられている。
【0026】
ここに、この例では、加工電極50と給電電極52とを有する電極部48として、基板保持部46で保持する基板Wの直径よりやや大きな直径を有するものを使用し、電極部48を相対運動(ここではスクロール運動)させて、基板Wの表面全域を同時に電解加工するようにしている。
【0027】
イオン交換体56は、例えば、アニオン交換能またはカチオン交換能を付与した不織布で構成されている。カチオン交換体は、好ましくは強酸性カチオン交換基(スルホン酸基)を担持したものであるが、弱酸性カチオン交換基(カルボキシル基)を担持したものでもよい。また、アニオン交換体は、好ましくは強塩基性アニオン交換基(4級アンモニウム基)を担持したものであるが、弱塩基性アニオン交換基(3級以下のアミノ基)を担持したものでもよい。
【0028】
ここで、例えば強塩基アニオン交換能を付与した不織布は、繊維径20〜50μmで空隙率が約90%のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合を行う所謂放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖をアミノ化して4級アンモニウム基を導入して作製される。導入されるイオン交換基の容量は、導入するグラフト鎖の量により決定される。グラフト重合を行うためには、例えばアクリル酸、スチレン、メタクリル酸グリシジル、更にはスチレンスルホン酸ナトリウム、クロロメチルスチレン等のモノマーを用い、これらのモノマー濃度、反応温度及び反応時間を制御することで、重合するグラフト量を制御することができる。従って、グラフト重合前の素材の重量に対し、グラフト重合後の重量の比をグラフト率と呼ぶが、このグラフト率は、最大で500%が可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大で5meq/gが可能である。
【0029】
強酸性カチオン交換能を付与した不織布は、前記強塩基性アニオン交換能を付与する方法と同様に、繊維径20〜50μmで空隙率が約90%のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合を行う所謂放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖を、例えば加熱した硫酸で処理してスルホン酸基を導入して作製される。また、加熱したリン酸で処理すればリン酸基が導入できる。ここでグラフト率は、最大で500%が可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大で5meq/gが可能である。
【0030】
なお、イオン交換体56の素材の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系高分子、またはその他有機高分子が挙げられる。また素材形態としては、不織布の他に、織布、シート、多孔質材、短繊維、ネット等が挙げられる。
【0031】
ここで、ポリエチレンやポリプロピレンは、放射線(γ線と電子線)を先に素材に照射する(前照射)ことで、素材にラジカルを発生させ、次にモノマーと反応させてグラフト重合することができる。これにより、均一性が高く、不純物が少ないグラフト鎖ができる。一方、その他の有機高分子は、モノマーを含浸させ、そこに放射線(γ線、電子線、紫外線)を照射(同時照射)することで、ラジカル重合することができる。この場合、均一性に欠けるが、ほとんどの素材に適用できる。
【0032】
このように、イオン交換体56をアニオン交換能またはカチオン交換能を付与した不織布で構成することで、通水性があるために、純水または超純水や電解液等の液体が不織布の内部を自由に移動して、液相中のイオンとイオン交換体のイオン交換基の間で容易にイオン交換反応が行える。
【0033】
ここで、イオン交換体56をアニオン交換能またはカチオン交換能の一方を付与したもので構成すると、電解加工できる被加工材料が制限されるばかりでなく、極性により不純物が生成しやすくなる。そこで、イオン交換体56を、アニオン交換能を有するアニオン交換体とカチオン交換能を有するカチオン交換体とを同心状に配置して一体構成としてもよい。また、アニオン交換能を有するアニオン交換体とカチオン交換能を有するカチオン交換体とを重ね合わせたり、扇状に形成して、交互に配置したりしてもよい。更に、イオン交換体56自体にアニオン交換能とカチオン交換能の双方の交換基を付与するようにしてもよい。このようなイオン交換体としては、陰イオン交換基と陽イオン交換基を任意に分布させて存在させた両性イオン交換体、陽イオン交換基と陰イオン交換基を層状に存在させたバイポーラーイオン交換体、更には陽イオン交換基が存在する部分と陰イオン交換基が存在する部分とを厚さ方向に並列に存在させたモザイクイオン交換体が挙げられる。なお、アニオン交換能またはカチオン交換能の一方を付与したイオン交換体56を、被加工材料に合わせて使い分けてもよいことは勿論である。
【0034】
基板保持部46を揺動させる揺動アーム44は、上下動用モータ60の駆動に伴ってボールねじ62を介して上下動し、揺動用モータ64の駆動に伴って回転する揺動軸66の上端に連結されている。また、基板保持部46は、揺動アーム44の自由端に取付けた自転用モータ68に接続され、この自転用モータ68の駆動に伴って回転(自転)するようになっている。
【0035】
電極部48は、中空モータ70に直結され、この中空モータ70の駆動に伴って、スクロール運転(並進回転運動)するようになっている。電極部48の中央部には、純水、より好ましくは超純水を供給する純水供給部としての貫通孔48aが設けられている。そして、この貫通孔48aは、スクロール運転を行わせるために中空モータ70の駆動軸に直結したクランク軸73に設けた貫通孔73aを介して、中空モータ70の中空部の内部を延びる純水供給管72に接続されている。純水または超純水は、この貫通孔48aを通して供給された後、吸水性を有するイオン交換体56を通じて加工面全域に供給される。
【0036】
ここで、純水は、例えば電気伝導度(1atm,25℃換算値、以下同じ)が10μS/cm以下の水であり、超純水は、例えば電気伝導度が0.1μS/cm以下の水である。なお、純水の代わりに電気伝導度500μS/cm以下の液体や、任意の電解液を使用してもよい。加工中に液体を供給することにより、加工生成物、気体溶解等による加工不安定性を除去でき、均一な、再現性のよい加工が得られる。
【0037】
この例では、電極部48の上面に複数の扇状の電極板76を円周方向に沿って同一面となるように埋設し、この電極板76に、電源80の陰極と陽極とを交互に接続することで、電源80の陰極と接続した電極板76が加工電極50となり、陽極と接続した電極板76が給電電極52となるようにしている。これは、例えば銅にあっては、陰極側に電解加工作用が生じるからであり、被加工材料によっては、陰極側が給電電極となり、陽極側が加工電極となるようにしてもよい。つまり、被加工材料が、例えば銅、モリブデンまたは鉄にあっては、陰極側に電解加工作用が生じるため、電源80の陰極と接続した電極板76が加工電極50となり、陽極と接続した電極板76が給電電極52となるようにする。一方、例えばアルミニウムやシリコンにあっては、陽極側で電解加工作用が生じるため、電極の陽極に接続した電極を加工電極となし、陰極側を給電電極とすることができる。
【0038】
このように、加工電極50と給電電極52とを電極部48の円周方向に沿って分割して交互に設けることで、基板の導電体膜(被加工物)等への固定給電部を不要となして、基板の全面の加工が可能となる。更に、パルス状もしくは周期的に(交流)に正負を変化させることで、電解生成物を溶解させ、加工の繰返しの多重性によって平坦度を向上させることができる。
【0039】
ここで、加工電極50及び給電電極52は、電解反応により、電極の酸化または溶出が一般に問題となる。このため、この給電電極52の素材として、電極に広く使用されている金属や金属化合物よりも、炭素、比較的不活性な貴金属、導電性酸化物または導電性セラミックスを使用することが好ましい。この貴金属を素材とした電極としては、例えば、下地の電極素材にチタンを用い、その表面にめっきやコーティングで白金またはイリジウムを付着させ、高温で焼結して安定化と強度を保つ処理を行ったものが挙げられる。セラミックス製品は、一般に無機物質を原料として熱処理によって得られ、各種の非金属・金属の酸化物・炭化物・窒化物などを原料として、様々な特性を持つ製品が作られている。この中に導電性を持つセラミックスもある。電極が酸化すると電極の電気抵抗値が増加し、印加電圧の上昇を招くが、このように、白金などの酸化しにくい材料や酸化イリジウムなどの導電性酸化物で電極表面を保護することで、電極素材の酸化による電極抵抗の増大を防止することができる。
【0040】
イオン交換体56は、絶縁体からなる電極部48の内部に埋設した加工電極50及び給電電極52の上面に密着した状態で該電極部48に固定されている。すなわち、電極部48は、大径のベース部48bと該ベース部48bの上部に一体に連接した小径の円柱状の電極支持部48cを有している。そして、この電極支持部48cをイオン交換体56で一体的に覆い、このイオン交換体56の外周部を電極支持部48cと該電極支持部48cに嵌合自在で絶縁体からなる固定治具90との間に位置させた状態で、この固定治具90を電極支持部48cに向けて押込み嵌合させて該固定治具90を電極支持部48cに固定することで、イオン交換体56は、その外周部を固定治具90の外周面と電極支持部48cの内周面との間で挟持されて電極支持部48cに固定されている。これにより、イオン交換体56は、一律に伸張した状態で(一定のテンションをもって)加工電極50及び給電電極52の露出表面に密着して固定される。
【0041】
つまり、図2に示すように、固定治具90を円柱状の電極支持部48cに押込むことによって、この時に、固定治具90、イオン交換体56及び電極支持部48cの間に発生する摩擦力で、イオン交換体56を外方に均一に引張り、この引張り力でイオン交換体56を一律に伸張させ(一定のテンションを掛け)、これによって、イオン交換体56を電極支持部48cの表面に自動的に密着させて固定できるようになっている。
【0042】
この固定治具90は、ベース部48bに当接する位置まで押込まれており、更に、この固定治具90の外周部を横断面鈎状の保持治具92で押え、この保持治具92のスカート部92aをボルト94で電極部48に固定することで、固定治具90の抜けが防止されるようになっている。なお、この保持治具92は、例えばピンやクランク等、他の固定手段によって電極部48に固定するようにしてもよい。
【0043】
ここで、この電極支持部48cの突出高さを変えることで、イオン交換体56に掛かるテンションを調整することができるが、図3に示すように、電極部48のベース部48bと固定治具90との間にリング状のスペーサ96を介装し、このスペーサ96の肉厚aを調整することで、イオン交換体56に掛かるテンションを調整するようにしてもよい。
【0044】
また、図4(a)に示すように、固定治具90を一対の分割治具90a,90bで構成し、この分割治具90a,90bでイオン交換体56の周縁部を挟持しボルト等で仮止めした状態で、図4(b)に示すように、この一対の分割治具90a,90bからなる固定治具90を電極部48の電極支持部48cに押込むようにしてもよい。これにより、この固定治具90の押込みの際に、イオン交換体56と固定治具90との間に滑りが発生することを防止して、イオン交換体56に常に一定のテンションが掛かるようにしてイオン交換体56を固定することができる。しかも、この時に上方に位置する一方の分割治具90aの肉厚bを調整することで、イオン交換体56に掛かるテンションを調整することができる。
【0045】
次に、この電解加工装置による電解加工(電解研磨)について説明する。
先ず、電解加工装置36aの基板保持部46で基板Wを吸着保持し、揺動アーム44を揺動させて基板保持部46を電極部48の直上方の加工位置まで移動させる。次に、上下動用モータ60を駆動して基板保持部46を下降させ、この基板保持部46で保持した基板Wを電極部48の上面に取付けたイオン交換体56の表面に接触させるか、または近接させる。
【0046】
この状態で、加工電極50と給電電極52との間に電源80から所定の電圧を印加するとともに、基板保持部46を回転(自転)させ、電極部48をスクロール運動させる。つまり、イオン交換体56と電極部48を接触もしくは近接させて相対運動を行わせる。また、電極部48はスクロールでなくても、自転型電極でもよく、更に基板Wと電極部48のどちらか一方のみを運動させてもよい。同時に、貫通孔48aを通じて、電極部48の下側から該電極部48の上面に純水または超純水を供給し、加工電極50及び給電電極52と基板Wとの間に純水、超純水、500μS/cm以下の液体又は電解液を満たす。これによって、電極反応およびイオン交換体内のイオンの移動が起こり、基板Wに設けられた、例えば図11に示す銅膜6等の電解加工を行う。ここに、純水または超純水がイオン交換体56の内部を流れるようにすることで、効率のよい電解加工を行うことができる。
【0047】
そして、電解加工完了後、電源80と加工電極50及び給電電極52との電気的接続を切り、基板保持部46の回転及び電極部48のスクロール運動を停止させる。しかる後、基板保持部46を上昇させ、揺動アーム44を揺動させて基板Wを次工程に搬送する。
【0048】
なお、この例では、電極部48と基板Wとの間に純水、好ましくは超純水を供給するようにした例を示している。このように電解質を含まない純水または超純水を使用して電解加工を行うことで、基板Wの表面に電解質等の余分な不純物が付着したり、残留したりすることをなくすことができる。更に、電解によって溶解した銅イオン等が、イオン交換体56にイオン交換反応で即座に捕捉されるため、溶解した銅イオン等が基板Wの他の部分に再度析出したり、酸化されて微粒子となり基板Wの表面を汚染したりすることがない。
【0049】
超純水は、比抵抗が大きく電流が流れ難いため、電極と被加工物との距離を極力短くしたり、電極と被加工物との間にイオン交換体を挟むことで電気抵抗を低減したりしているが、さらに若干の電解液を組み合わせることで、更に電気抵抗を低減して消費電力を削減することができる。なお、電解液による加工では、被加工物の加工される部分が加工電極よりやや広い範囲に及ぶが、超純水とイオン交換体の組合せでは、超純水にほとんど電流が流れないため、被加工物の加工電極とイオン交換体が投影された範囲内のみが加工されることになる。
【0050】
また、純水または超純水の代わりに、純水または超純水に電解質を添加した電解液を使用してもよい。例えば、500μS/cm以下の電解液を使用することで、さらに電気抵抗を低減して消費電力を削減することができる。この電解液としては、例えば、NaClやNaSO等の中性塩、HClやHSO等の酸、更には、アンモニア等のアルカリなどの溶液が使用でき、被加工物の特性によって適宜選択して使用すればよい。電解液を用いる場合は、基板Wとイオン交換体56との間に僅かな隙間を設けて非接触とすることが好ましい。
【0051】
更に、純水または超純水の代わりに、純水または超純水に界面活性剤等を添加して、電気伝導度が500μS/cm以下、好ましくは、50μS/cm以下、更に好ましくは、0.1μS/cm以下(比抵抗で10MΩ・cm以上)にした液体を使用してもよい。このように、純水または超純水に界面活性剤を添加することで、基板Wとイオン交換体56の界面にイオンの移動を防ぐ一様な抑制作用を有する層を形成し、これによって、イオン交換(金属の溶解)の集中を緩和して加工面の平坦性を向上させることができる。ここで、界面活性剤濃度は、100ppm以下が望ましい。なお、電気伝導度の値があまりに高いと電流効率が下がり、加工速度が遅くなるが、500μS/cm以下、好ましくは、50μS/cm以下、更に好ましくは、0.1μS/cm以下の電気伝導度を有する液体を使用することで、所望の加工速度を得ることができる。
【0052】
また、加工速度を上げるために電圧を上げて電流密度を大きくすると、電極と基板(被加工物)との間の抵抗が大きい場合では、放電が生じる場合がある。放電が生じると、被加工物表面にピッチングが起こり、加工面の均一性や平坦化が困難となる。これに対して、イオン交換体56を基板Wに接触させると、電気抵抗が極めて小さいことから、このような放電が生じることを防止することができる。
【0053】
図5及び図6は、本発明の他の実施の形態の電解加工装置36bを示す。なお、図1及び図2に示す電解加工装置と同一または相当部材には同一符号を付してその説明を省略する。このことは、以下同様である。
【0054】
この電解加工装置36bは、架台100の両端に設置された巻付け軸102と巻取り軸104との間に掛け渡した長尺状のイオン交換体56aを、巻取りモータを介して巻取り軸104を回転させて順次巻取るように構成するとともに、イオン交換体56aを固定するイオン交換体固定装置106を備えたものである。
【0055】
このイオン交換体固定装置106は、電極部48を上下動させる電極部昇降機構108と、この電極部48の上方に配置された固定治具90を上下動させる固定治具上下動機構110を有している。そして、この電極部48と固定治具90との間をイオン交換体56aが走行し、このイオン交換体56aを停止させた状態で、電極部48を上昇させるとともに、固定治具90を下降させ、これによって、イオン交換体56aを挟んだ状態で、固定治具90を電極部48の電極支持部48cに嵌入させて固定することで、イオン交換体56aを一律に伸張させた状態で電極支持部48cに固定するようになっている。
【0056】
なお、この例では、中空モータ70の駆動に伴って回転する架台100に電極部48が設置され、この電極部48は、スクロール運動ではなく、回転運動するようになっており、このため、電極板76にスリップリング78を介して電源80の陰極と陽極とを交互に接続するようになっている。
【0057】
この例によれば、イオン交換体固定装置106で固定して使用しているイオン交換体56aの使用箇所が汚れた時等に、先ず電極部48を下降させるとともに、固定治具90を上昇させてイオン交換体56aの固定を解き、イオン交換体56aを1回分走行させた後、電極部48を上昇させるとともに、固定治具90を下降させてイオン交換体56aを固定することで、イオン交換体56aを連続的に交換し、しかもイオン交換体56aを加工電極50及び給電電極52の表面に密着させて使用することができる。
【0058】
図7は、本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置の要部を示す。この例は、1個の駆動軸120と3個の被動軸122を台形状の4隅に並行に配置し、これらの軸120,122の外周に無端状のイオン交換体56bを掛け渡して、このイオン交換体56bが一方向に走行して循環するように構成したものであり、この上方を走行するイオン交換体56bの一部がイオン交換体固定装置106で固定されて加工に使用され、下方を走行するイオン交換体56bの一部が、この走行経路に沿って配置した再生部124で再生されるようになっている。
【0059】
この例によれば、イオン交換体56bを固定して、この一部を加工に使用している最中に、加工に使用されていないイオン交換体56bの他の部分を再生部124で再生し、イオン交換体56bを一方向に走行させた後、これを固定する動作を繰返すことで、無端状のイオン交換体56bを一方向に走行させつつ循環させて使用することができる。
【0060】
ここで、イオン交換体の再生とは、イオン交換体に捕らえられたイオンを、例えばカチオン交換体の場合は水素イオンに、アニオン交換体の場合は水酸化物イオンにそれぞれ交換することである。例えば、イオン交換体としてカチオン交換基(陽イオン交換基)を付与したカチオン交換体を使用して銅の電解加工を行うと、銅が陽イオン交換基に捕らえられる。このように銅による陽イオン交換基の消費が進むと、継続的な加工が不能になる。また、イオン交換体としてアニオン交換基(陰イオン交換基)を付与したアニオン交換体を使用して銅の電解加工を行うと、イオン交換体(アニオン交換体)の表面に銅の酸化物の微粒子が生成されて付着し、次の処理基板の表面を汚染するおそれがある。そこで、このような場合に、イオン交換体を再生することで、これらの弊害を除去することができる。
【0061】
図8は、この再生部124の一例を示す。この再生部124は、再生用の一方の電極130を表面に露出させて埋設した固定側再生電極部132と、再生用の他方の電極134を保持し該電極134の表面を再生用イオン交換体136で覆った上下動自在な移動側再生電極部138と、両電極部132,138の間に再生用の液体を供給する液体供給ノズル140と、再生用の一対の電極130,134間に再生用電圧を印加する再生電源142とを有している。
【0062】
再生用イオン交換体136は、再生に付するイオン交換体56bと同じイオン交換基を有している。つまり、イオン交換体56bとして、カチオン交換基を有するカチオン交換体を使用していれば、再生用イオン交換体136もカチオン交換体が使用され、イオン交換体(被処理イオン交換体)56bとして、アニオン交換基を有するアニオン交換体を使用していれば、再生用イオン交換体136もアニオン交換体が使用されている。
【0063】
そして、固定側再生電極部132の電極130の表面を再生に付するイオン交換体56bで覆い、この状態で、移動側再生電極部138を再生用イオン交換体136が再生に付するイオン交換体56bの表面(上面)に接触乃至近接するよう下降させる。この状態で、再生用イオン交換体136側の電極、すなわち電極134がイオン交換体56bの極性と逆になるように電極130,134間に再生電圧を印加する。つまり、イオン交換体56bとして、イオン交換基としては陽イオン交換基を有するカチオン交換体を使用した場合には、電極134が陰極で電極130が陽極となり、イオン交換体56bとして、アニオン交換体を使用した場合には、電極134が陽極で電極130が陰極となるようにする。同時に、液体供給ノズル140から両電極部132,138間に純水または超純水を供給し、この間を純水または超純水で満たして、これによって、再生に付するイオン交換体56bと再生用イオン交換体136を純水または超純水中に浸漬させる。
【0064】
これによって、イオン交換体56bを固体電解質としたイオン交換反応により、イオン交換体56bのイオンを再生用イオン交換体136の内部に移動させて、イオン交換体56bの再生を行う。この時、イオン交換体56bとして、カチオン交換体を使用した場合には、イオン交換体56bに取り込まれたカチオンが再生用イオン交換体136の内部に移動し、アニオン交換体を使用した場合には、イオン交換体56bに取り込まれたアニオンが再生用イオン交換体136の内部に移動して、イオン交換体56bが再生される。
【0065】
なお、この純水または超純水の代わりに、電気伝導度が500μS/cm以下の液体や電解液を使用してもよいことは前述と同様である。
【0066】
図9は、再生部124の他の例を示すもので、これは、移動側再生電極部138として、下方に開口する円形の凹部138aを有し、この凹部138aの下方開口端を再生用イオン交換体136で閉塞することで、この内部に再生用イオン交換体136で区画された排出部150を形成し、更にこの凹部138aの底部に、円板状の電極134を取付けたものを使用したものである。この移動側再生電極部138の直径方向に沿った両端部には、排出部150の外周部に連通する液体入口152と液体出口154がそれぞれ設けられ、この液体入口152と液体出口154は、液体入口管156と液体出口管158にそれぞれ接続されている。その他の構成は、図8に示す例とほぼ同様である。
【0067】
この例によれば、イオン交換体56bの再生中に、液体入口管156から排出部150内に液体を供給することで、排出部150を一方向に流れて液体出口管158から排出される液体の流れを作り、この液体中に電極134を浸漬させる。これによって、イオン交換体56bのイオンを電極134に向けて移動させ、再生用イオン交換体136を通過させて排出部150に導き、この排出部150に移動したイオンをこの排出部150内に供給される液体の流れで系外に排出して、より効率的にイオン交換体56bの再生を行うことができる。
【0068】
この排出部150内に供給する液体は、例えば、電解液で、導電率が高くかつイオン交換体から除去されるイオンとの反応により難溶性もしくは不溶性の化合物を生成しない液体であることが望ましく、この液体としては、例えば、銅の電解研磨に使用したイオン交換体を再生する時に使用するものとして、濃度が1wt%以上の硫酸を挙げることができる。
【0069】
図10は、本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置の要部を示すもので、この例は、イオン交換体固定装置106を挟んだ両側に、一対の巻取り兼巻付け軸160と、一対の中間軸162とを門型に配置して、イオン交換体56cを双方向(正方向と逆方向)に走行自在に構成するとともに、各巻取り兼巻付け軸160と中間軸162との間に再生部124をそれぞれ配置したものである。その他の構成は、図7に示す例と同様である。
【0070】
この例によれば、イオン交換体56cをイオン交換体固定装置106で固定して、この一部を加工に使用している最中に、加工に使用されていないイオン交換体56cの他の部分を再生部124で再生し、このイオン交換体56cの再生部124で再生した部分を、加工に使用されたイオン交換体56cの一部と交互に交換して使用することで、つまり、例えば、図10において、イオン交換体56cを右方向に走行させる場合には、走行方向の下流側の右側に位置する再生部124で再生した部分を加工に使用し、イオン交換体56cを左方向に走行させる場合には、走行方向の下流側の左側に位置する再生部124で再生した部分を加工に使用することで、イオン交換体56cを、例えば機械的に劣化するまで繰返して使用することができる。
【0071】
なお、前述の各例では、固定治具90として、電極部48の全周を覆うリング形状のものを使用して、イオン交換体56a〜56cにその全面に亘ってより均一なテンションが掛かるようにしているが、図11に示すように、棒状に延びる一対の固定治具90aをイオン交換体56a〜56cの走行方向の前後に配置し、この固定治具90aを下降させてイオン交換体56a〜56cを固定するようにしてもよい。要は、イオン交換体56a〜56cの加工に使われる領域の外周に位置し、イオン交換体56a〜56cにテンションをかけつつ保持できればよい。形状もリング状に限られず、各種の形状で可能であり、主に電極の形状に合わせられる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定治具を電極支持部に単に押込むことによって、イオン交換体を外方に均一に引張り、この引張り力でイオン交換体を一律に伸張させ(一定のテンションを掛け)ながら、イオン交換体を電極支持部の表面に自動的に密着させて固定することができ、これによって、電極の表面に密着させた状態でのイオン交換体の固定を、容易にかつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のイオン交換体の固定構造を有する電解加工装置の縦断面図である。
【図2】イオン交換体を電極支持部に固定する前の状態を示す断面図である。
【図3】イオン交換体の固定構造の他の例の要部を示す断面図である。
【図4】イオン交換体の固定構造の更に他の例の要部を示す断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態の電解加工装置を示す断面図である。
【図6】図5に示す電解加工装置に備えられているイオン交換体固定装置のイオン交換体を固定していない状態の要部を示す断面図である。
【図7】本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置の要部を示す断面図である。
【図8】再生部の一例を示す断面図である。
【図9】再生部の他の例を示す断面図である。
【図10】本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置の要部を示す断面図である。
【図11】イオン交換体固定装置の変形例の概要を示す平面図である。
【図12】銅配線を形成する例を工程順に示す図である。
【符号の説明】
36a,36b 電解加工装置
46 基板保持部
48 電極部
48b ベース部
48c 電極支持部
50 加工電極
52 給電電極
56,56a,56b,56c イオン交換体
70 中空モータ
72 純水供給管
76 電極板
78 スリップリング
80 電源
90 固定治具
90a,90b 分割治具
92 保持治具
96 スペーサ
102 巻付け軸
104 巻取り軸
106 イオン交換体固定装置
108 電極部昇降機構
110 固定治具上下動機構
124 再生部
130,134 電極
132,138 再生電極部
136 再生用イオン交換体
142 再生電源
150 排出部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ion exchanger fixing method, a fixing structure, and an electrolytic processing apparatus, and more particularly, to an electrolytic processing for processing a conductive material on a substrate surface such as a semiconductor wafer or removing impurities attached to the substrate surface. The present invention relates to a method for fixing an ion exchanger, a fixing structure, and an electrolytic processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a trend of using copper (Cu) having low electric resistivity and high electromigration resistance instead of aluminum or aluminum alloy as a wiring material for forming a circuit on a substrate such as a semiconductor wafer has become remarkable. . This type of copper wiring is generally formed by embedding copper in a fine recess provided on the surface of a substrate. As a method of forming the copper wiring, there are methods such as CVD, sputtering and plating. In any case, copper is formed on almost the entire surface of the substrate, and unnecessary copper is formed by chemical mechanical polishing (CMP). Is to be removed.
[0003]
FIG. 12 shows a manufacturing example of this type of copper wiring board W in the order of steps. First, as shown in FIG. 12 (a), on the conductive layer 1a on the semiconductor substrate 1 on which the semiconductor element is formed. SiO 2 An insulating film 2 such as an oxide film or a Low-K material film is deposited, a contact hole 3 and a trench 4 for wiring are formed by lithography and etching technology, and a barrier film 5 made of TaN or the like is further formed thereon. A seed layer 7 is formed thereon as a power supply layer for electrolytic plating.
[0004]
Then, as shown in FIG. 12B, copper is applied to the surface of the substrate W to fill the contact holes 3 and the grooves 4 of the semiconductor substrate 1 with copper, and a copper film is formed on the insulating film 2. 6 is deposited. Thereafter, the copper film 6 and the barrier film 5 on the insulating film 2 are removed by chemical mechanical polishing (CMP), and the surface of the copper film 6 filled in the contact hole 3 and the trench 4 for wiring and the insulating film 2 are removed. Is made almost flush with the surface. As a result, a wiring made of the copper film 6 is formed as shown in FIG.
[0005]
In recent years, as the miniaturization and the precision of all the components of equipment have been advanced, and the fabrication in the submicron region has become general, the influence of the processing method itself on the characteristics of the material has been increasing more and more. Under such circumstances, in a machining method in which a tool removes a workpiece while physically destroying it, as in conventional machining, the processing creates many defects in the workpiece. As a result, the characteristics of the workpiece deteriorate. Therefore, a problem is how to perform processing without deteriorating the properties of the material.
[0006]
Special polishing methods developed as means for solving this problem include chemical polishing, electrolytic processing, and electrolytic polishing. In these processing methods, in contrast to conventional physical processing, removal processing is performed by causing a chemical dissolution reaction. Therefore, defects such as a work-affected layer and dislocations due to plastic deformation do not occur, and the above-described problem of working without impairing the properties of the material is achieved.
[0007]
As an electrolytic process, a process using an ion exchanger has been developed. This means that the ion exchanger attached to the processing electrode and the ion exchanger attached to the power supply electrode are brought into contact with or close to the surface of the workpiece, and a voltage is applied between the processing electrode and the power supply electrode via a power supply. A liquid, such as ultrapure water, is supplied from the liquid supply section between the processing electrode and the power supply electrode and the workpiece while applying the voltage to remove the surface layer of the workpiece.
[0008]
Conventionally, the ion exchanger used for this type of electrolytic processing is generally attached to the exposed surface of the working electrode or power supply electrode by screwing its outer periphery or attaching it using an adhesive tape or the like. By doing so, it has been fixed to the outer peripheral portion of the electrode or the support having the electrode.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Here, as described above, the ion exchanger used in this type of electrolytic processing is desirably fixed in a state of being in close contact with the exposed surfaces of the processing electrode and the power supply electrode in order to achieve uniform processing accuracy. However, it was difficult to make the ion exchanger adhere to the electrode.
[0010]
For this reason, if electrolytic processing is continued with the ion exchanger fixed with screws or adhesive tape, etc., the fixation of the ion exchanger will be incomplete, and the ion exchanger will easily move and uniformity of processing accuracy will be maintained. Is impaired.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a method, a fixing structure, and an electrolytic processing apparatus for an ion exchanger in which an ion exchanger can be easily and quickly fixed in a state of being in close contact with the surface of an electrode. The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, when the ion exchanger used for electrolytic processing is closely attached to the electrode and fixed, the fixing jig which can be fitted around the electrode supporting portion with the electrode exposed and the outer periphery of the electrode supporting portion. By positioning the ion exchanger between them and fitting the fixing jig to the electrode support, the outer periphery of the ion exchanger is sandwiched between the fixing jig and the electrode support. And fixing the ion exchanger.
[0013]
Thus, by simply pushing the fixing jig into the electrode support, the frictional force generated between the fixing jig, the ion exchanger and the electrode support at this time uniformly pulls the ion exchanger outward. Then, the ion exchanger is uniformly extended (with a certain tension applied) by this tensile force, whereby the ion exchanger can be automatically brought into close contact with the surface of the electrode support and fixed.
[0014]
In the invention according to claim 2, the fixing jig is composed of a pair of split jigs, and an outer peripheral portion of the ion exchanger is sandwiched between the split jigs, and the split jig is fixed to the electrode support portion. The method for fixing an ion exchanger according to claim 1, wherein the ion exchanger is pressed.
As described above, the outer peripheral portion of the ion exchanger is sandwiched by the dividing jig, the ion exchanger is temporarily fixed in advance by the dividing jig (fixing jig), and is pushed into the electrode supporting portion. In addition, it is possible to prevent the slipping from occurring between the ion exchanger and the fixing jig, and to fix the ion exchanger so that a constant tension is always applied to the ion exchanger.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in fixing an ion exchanger used for electrolytic processing in close contact with an electrode, an ion exchanger fixing jig is disposed outside the electrode, and the ion exchanger is fixed by the ion exchanger fixing jig. A method for fixing an ion exchanger, comprising holding an exchanger and supporting the ion exchanger with tension while giving tension to the ion exchanger.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ion exchanger fixing structure for fixing an ion exchanger used for electrolytic processing in close contact with an electrode, the electrode supporting portion exposing the electrode and the outer periphery of the electrode supporting portion. A fixing jig that can be fitted to the electrode supporting portion, the outer peripheral portion of the ion exchanger is sandwiched between the electrode support portion and the fixing jig, and the ion exchanger is extended and fixed on the electrode surface. A fixing structure of an ion exchanger characterized by the following.
[0017]
In the invention according to claim 5, the fixing jig comprises a pair of split jigs, and an outer peripheral portion of a portion of the ion exchanger covering the electrode support is sandwiched between the split jigs. The fixing structure for an ion exchanger according to claim 4, wherein:
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electrode supporting portion that exposes an electrode, a fixing jig that can be fitted around the outer periphery of the electrode supporting member, and a jig disposed between the electrode supporting portion and the fixing jig. An ion exchanger, and an ion exchanger fixing device configured to sandwich and fix an outer peripheral portion of the ion exchanger between the electrode support portion and the fixing jig. It is an electrolytic processing apparatus.
[0019]
The invention according to claim 7 is such that the electrode support portion and the fixing jig are relatively moved to sandwich and fix the outer peripheral portion of the ion exchanger between the electrode support portion and the fixing jig. The electrolytic processing apparatus according to claim 6, wherein:
[0020]
Thus, when the ion exchanger becomes dirty, first, at least one of the fixing jig and the electrode support is moved in a direction in which the two are relatively separated from each other to release the fixation of the ion exchanger. After traveling, at least one of the fixing jig and the electrode support is moved in a direction in which both are relatively approached to fix the ion exchanger, so that the ion exchanger can be continuously exchanged and used. it can.
[0021]
The invention according to claim 8 is characterized in that the ion exchanger disposed between the electrode support portion and the fixing jig is a freely movable ion exchanger. It is an electrolytic processing apparatus.
[0022]
According to a ninth aspect of the present invention, the ion exchanger is configured to be endless and capable of traveling in one direction, and a regenerating unit for regenerating the ion exchanger is provided at a position along a traveling path of the ion exchanger. The electrolytic processing apparatus according to claim 8, wherein: Thus, while the ion exchanger is fixed and part of the ion exchanger is used for processing, the other part of the ion exchanger not used for processing is regenerated by the regenerating unit, and the ion exchanger is removed. After running in one direction, the operation of fixing the same is sequentially repeated, so that the endless ion exchanger can be circulated and used while traveling in one direction.
[0023]
The invention according to claim 10 is characterized in that the ion exchanger is configured to be capable of traveling in both directions, and is located on both sides of the electrode support along the traveling direction of the ion exchanger. 9. The electrolytic processing apparatus according to claim 8, further comprising: a reproducing unit for reproducing.
Thus, while the ion exchanger is fixed and a part of the ion exchanger is used for processing, another part of the ion exchanger not used for processing is regenerated by the regenerating unit, and the ion exchanger is regenerated. By alternately replacing the regenerated part with a part of the ion exchanger used for the processing, the elongated ion exchanger can be used repeatedly.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following example, an example is shown in which a substrate is used as a workpiece and the present invention is applied to an electrolytic processing apparatus (electrolytic polishing apparatus) configured to remove (polish) copper deposited on the surface of the substrate. It is needless to say that the present invention can be applied to a substrate other than a substrate and further applicable to other electrolytic processing.
[0025]
FIG. 1 and FIG. 2 show an electrolytic processing apparatus 36a having an ion exchanger fixing structure according to an embodiment of the present invention. The electrolytic processing apparatus 36a is provided at a free end of a swing arm 44 that is swingable in a horizontal direction and holds a substrate W downward (face down) by suction. And a vertically arranged electrode section 48 in which the fan-shaped processing electrode 50 and the power supply electrode 52 are exposed such that the surfaces (upper surfaces) of the processing electrode 50 and the power supply electrode 52 are flush with each other. I have. On the upper surface of the electrode portion 48, a membrane-like ion exchanger 56 is attached so as to integrally cover the surfaces of the processing electrode 50 and the power supply electrode 52.
[0026]
Here, in this example, as the electrode portion 48 having the processing electrode 50 and the power supply electrode 52, an electrode portion having a diameter slightly larger than the diameter of the substrate W held by the substrate holding portion 46 is used, and the electrode portion 48 is moved relatively. (In this case, scroll movement), so that the entire surface of the substrate W is simultaneously electrolytically machined.
[0027]
The ion exchanger 56 is made of, for example, a nonwoven fabric provided with an anion exchange ability or a cation exchange ability. The cation exchanger preferably carries a strongly acidic cation exchange group (sulfonic acid group), but may also carry a weakly acidic cation exchange group (carboxyl group). The anion exchanger preferably has a strongly basic anion exchange group (quaternary ammonium group), but may have a weakly basic anion exchange group (tertiary or lower amino group).
[0028]
Here, for example, a nonwoven fabric having a strong base anion exchange ability is obtained by so-called radiation graft polymerization in which a nonwoven fabric made of polyolefin having a fiber diameter of 20 to 50 μm and a porosity of about 90% is irradiated with γ-rays and then subjected to graft polymerization. , A graft chain is introduced, and then the introduced graft chain is aminated to introduce a quaternary ammonium group. The capacity of the ion exchange group to be introduced is determined by the amount of the graft chain to be introduced. In order to perform the graft polymerization, for example, acrylic acid, styrene, glycidyl methacrylate, further using a monomer such as sodium styrenesulfonate, chloromethylstyrene, by controlling the concentration of these monomers, reaction temperature and reaction time, The amount of graft to be polymerized can be controlled. Therefore, the ratio of the weight after the graft polymerization to the weight of the raw material before the graft polymerization is referred to as a graft ratio, and the graft ratio can be up to 500%. , At most 5 meq / g.
[0029]
The nonwoven fabric provided with the strongly acidic cation exchange ability was irradiated with γ-rays on the polyolefin nonwoven fabric having a fiber diameter of 20 to 50 μm and a porosity of about 90% in the same manner as in the method of providing the strong basic anion exchange ability. It is produced by introducing a graft chain by a so-called radiation graft polymerization method in which post-graft polymerization is performed, and then treating the introduced graft chain with, for example, heated sulfuric acid to introduce a sulfonic acid group. Further, by treating with heated phosphoric acid, a phosphate group can be introduced. Here, the graft ratio can be up to 500%, and the ion exchange group introduced after graft polymerization can be up to 5 meq / g.
[0030]
The material of the material of the ion exchanger 56 may be a polyolefin-based polymer such as polyethylene or polypropylene, or other organic polymers. Examples of the material form include, in addition to the nonwoven fabric, a woven fabric, a sheet, a porous material, a short fiber, a net, and the like.
[0031]
Here, polyethylene and polypropylene can be irradiated with radiation (γ-rays and electron beams) to the material first (pre-irradiation) to generate radicals in the material and then react with the monomer to undergo graft polymerization. . As a result, a graft chain having high uniformity and low impurities is obtained. On the other hand, other organic polymers can be radically polymerized by impregnating a monomer and irradiating (simultaneously irradiating) radiation (γ-ray, electron beam, ultraviolet ray) thereto. In this case, although it lacks uniformity, it can be applied to most materials.
[0032]
As described above, since the ion exchanger 56 is formed of a nonwoven fabric having an anion exchange ability or a cation exchange ability, the liquid such as pure water or ultrapure water or an electrolytic solution flows through the inside of the nonwoven fabric due to water permeability. By freely moving, an ion exchange reaction can be easily performed between the ions in the liquid phase and the ion exchange groups of the ion exchanger.
[0033]
Here, if the ion exchanger 56 is configured to have one of the anion exchange ability and the cation exchange ability, not only the material to be processed which can be electrolytically processed is restricted, but also impurities are easily generated due to the polarity. In view of this, the ion exchanger 56 may be integrally formed by arranging an anion exchanger having an anion exchange ability and a cation exchanger having a cation exchange ability concentrically. Further, an anion exchanger having an anion exchange ability and a cation exchanger having a cation exchange ability may be overlapped or formed in a fan shape and arranged alternately. Further, both the anion exchange ability and the cation exchange ability may be provided to the ion exchanger 56 itself. Examples of such an ion exchanger include an amphoteric ion exchanger in which anion exchange groups and cation exchange groups are arbitrarily distributed, and a bipolar ion in which cation exchange groups and anion exchange groups are present in layers. Examples of the exchanger include a mosaic ion exchanger in which a portion having a cation exchange group and a portion having an anion exchange group are arranged in parallel in the thickness direction. It is needless to say that the ion exchanger 56 having one of the anion exchange ability and the cation exchange ability may be properly used according to the material to be processed.
[0034]
The swing arm 44 that swings the substrate holding unit 46 moves up and down via a ball screw 62 in accordance with the driving of the vertical motor 60, and the upper end of a swing shaft 66 that rotates in accordance with the driving of the swing motor 64. It is connected to. The substrate holding section 46 is connected to a rotation motor 68 attached to the free end of the swing arm 44, and rotates (rotates) with the rotation of the rotation motor 68.
[0035]
The electrode portion 48 is directly connected to the hollow motor 70, and performs a scroll operation (translational rotational movement) with the driving of the hollow motor 70. At the center of the electrode section 48, a through hole 48a is provided as a pure water supply section for supplying pure water, more preferably ultrapure water. The through-hole 48a is provided with a pure water supply extending through the hollow portion of the hollow motor 70 through a through-hole 73a provided in the crankshaft 73 directly connected to the drive shaft of the hollow motor 70 for performing the scroll operation. Connected to tube 72. Pure water or ultrapure water is supplied through the through-hole 48a, and then supplied to the entire processing surface through the water-absorbing ion exchanger 56.
[0036]
Here, pure water is, for example, water having an electric conductivity (1 atm, 25 ° C. converted value, the same applies hereinafter) of 10 μS / cm or less, and ultrapure water is, for example, water having an electric conductivity of 0.1 μS / cm or less. It is. Note that a liquid having an electric conductivity of 500 μS / cm or less or an arbitrary electrolyte may be used instead of pure water. By supplying a liquid during processing, processing instability due to processing products, gas dissolution, and the like can be removed, and uniform processing with good reproducibility can be obtained.
[0037]
In this example, a plurality of fan-shaped electrode plates 76 are embedded on the upper surface of the electrode portion 48 so as to be flush with each other in the circumferential direction, and the cathode and anode of the power supply 80 are alternately connected to the electrode plate 76. By doing so, the electrode plate 76 connected to the cathode of the power supply 80 becomes the processing electrode 50, and the electrode plate 76 connected to the anode becomes the power supply electrode 52. This is because, for example, in the case of copper, the electrolytic processing action occurs on the cathode side. Depending on the material to be processed, the cathode side may be the power supply electrode and the anode side may be the processing electrode. That is, when the material to be processed is, for example, copper, molybdenum or iron, an electrolytic processing action occurs on the cathode side, so that the electrode plate 76 connected to the cathode of the power supply 80 becomes the processing electrode 50 and the electrode plate connected to the anode. 76 is to be the power supply electrode 52. On the other hand, in the case of, for example, aluminum or silicon, since an electrolytic processing action occurs on the anode side, the electrode connected to the anode of the electrode can be used as a processing electrode and the cathode side can be used as a power supply electrode.
[0038]
As described above, the processing electrode 50 and the power supply electrode 52 are divided and provided alternately along the circumferential direction of the electrode portion 48, so that a fixed power supply portion to the conductive film (workpiece) of the substrate is unnecessary. As a result, the entire surface of the substrate can be processed. Further, by changing the positive or negative in a pulsed or periodic manner (alternating current), the electrolytic product is dissolved, and the flatness can be improved by the multiplicity of processing repetition.
[0039]
Here, in the processing electrode 50 and the power supply electrode 52, oxidation or elution of the electrode generally causes a problem due to an electrolytic reaction. Therefore, it is preferable to use carbon, a relatively inert noble metal, a conductive oxide, or a conductive ceramic as a material of the power supply electrode 52, rather than a metal or a metal compound widely used for the electrode. As an electrode made of this noble metal, for example, titanium or titanium is used as an underlying electrode material, and platinum or iridium is adhered to the surface by plating or coating, and sintering is performed at a high temperature to maintain stability and strength. One. 2. Description of the Related Art Ceramic products are generally obtained by heat treatment using inorganic materials as raw materials, and products having various characteristics are produced from various non-metals, metal oxides, carbides, nitrides, and the like. Some of these ceramics have conductivity. When the electrode is oxidized, the electric resistance of the electrode increases, causing an increase in applied voltage.In this way, by protecting the electrode surface with a material that is difficult to oxidize such as platinum and a conductive oxide such as iridium oxide, An increase in electrode resistance due to oxidation of the electrode material can be prevented.
[0040]
The ion exchanger 56 is fixed to the electrode portion 48 in a state in which it is in close contact with the upper surfaces of the processing electrode 50 and the power supply electrode 52 embedded inside the electrode portion 48 made of an insulator. That is, the electrode portion 48 has a large-diameter base portion 48b and a small-diameter cylindrical electrode support portion 48c integrally connected to an upper portion of the base portion 48b. The electrode support 48c is integrally covered with the ion exchanger 56, and the outer periphery of the ion exchanger 56 is fixed to the electrode support 48c and the electrode support 48c. By fixing the fixing jig 90 to the electrode support portion 48c by pressing the fixing jig 90 toward the electrode support portion 48c and fixing the fixing jig 90 to the electrode support portion 48c, the ion exchanger 56 is The outer peripheral portion is sandwiched between the outer peripheral surface of the fixing jig 90 and the inner peripheral surface of the electrode support portion 48c, and is fixed to the electrode support portion 48c. As a result, the ion exchanger 56 is tightly fixed to the exposed surfaces of the processing electrode 50 and the power supply electrode 52 while being uniformly extended (with a constant tension).
[0041]
That is, as shown in FIG. 2, by pressing the fixing jig 90 into the columnar electrode support portion 48c, the friction generated between the fixing jig 90, the ion exchanger 56, and the electrode support portion 48c at this time. The ion exchanger 56 is uniformly pulled outward by force, and the ion exchanger 56 is uniformly stretched (with a constant tension) by this pulling force, whereby the ion exchanger 56 is placed on the surface of the electrode support 48c. It can be automatically brought into close contact with and fixed.
[0042]
The fixing jig 90 is pushed down to a position where it comes into contact with the base portion 48b. Further, the outer peripheral portion of the fixing jig 90 is pressed by a holding jig 92 having a hook-like cross section. By fixing the portion 92a to the electrode portion 48 with a bolt 94, the fixing jig 90 is prevented from coming off. The holding jig 92 may be fixed to the electrode section 48 by another fixing means such as a pin or a crank.
[0043]
Here, by changing the protruding height of the electrode support portion 48c, the tension applied to the ion exchanger 56 can be adjusted. As shown in FIG. 3, the base portion 48b of the electrode portion 48 and the fixing jig are fixed. The tension applied to the ion exchanger 56 may be adjusted by interposing a ring-shaped spacer 96 between the spacer 90 and the spacer 90 and adjusting the thickness a of the spacer 96.
[0044]
Further, as shown in FIG. 4A, the fixing jig 90 is composed of a pair of divided jigs 90a and 90b. The divided jigs 90a and 90b sandwich the periphery of the ion exchanger 56 and use bolts or the like. In a temporarily fixed state, as shown in FIG. 4B, the fixing jig 90 including the pair of split jigs 90a and 90b may be pushed into the electrode support portion 48c of the electrode portion 48. This prevents slippage between the ion exchanger 56 and the fixing jig 90 when the fixing jig 90 is pushed in, so that a constant tension is always applied to the ion exchanger 56. Thus, the ion exchanger 56 can be fixed. In addition, the tension applied to the ion exchanger 56 can be adjusted by adjusting the thickness b of one of the divided jigs 90a positioned at this time.
[0045]
Next, the electrolytic processing (electrolytic polishing) by this electrolytic processing apparatus will be described.
First, the substrate W is sucked and held by the substrate holding section 46 of the electrolytic processing apparatus 36a, and the swing arm 44 is swung to move the substrate holding section 46 to a processing position just above the electrode section 48. Next, the vertical movement motor 60 is driven to lower the substrate holding unit 46, and the substrate W held by the substrate holding unit 46 is brought into contact with the surface of the ion exchanger 56 attached to the upper surface of the electrode unit 48, or Bring them closer.
[0046]
In this state, a predetermined voltage is applied from the power supply 80 between the processing electrode 50 and the power supply electrode 52, and the substrate holding unit 46 is rotated (rotated) to cause the electrode unit 48 to scroll. That is, the relative movement is performed by bringing the ion exchanger 56 into contact with or close to the electrode section 48. Further, the electrode portion 48 may not be a scroll, but may be a rotating electrode, and only one of the substrate W and the electrode portion 48 may be moved. At the same time, pure water or ultrapure water is supplied to the upper surface of the electrode section 48 from below the electrode section 48 through the through hole 48a, and pure water or ultrapure water is supplied between the processing electrode 50 and the power supply electrode 52 and the substrate W. Fill with water, liquid or electrolyte below 500 μS / cm. As a result, the electrode reaction and the movement of ions in the ion exchanger occur, and the electrolytic processing of, for example, the copper film 6 shown in FIG. Here, by allowing pure water or ultrapure water to flow inside the ion exchanger 56, efficient electrolytic processing can be performed.
[0047]
After the completion of the electrolytic processing, the electrical connection between the power source 80 and the processing electrode 50 and the power supply electrode 52 is cut off, and the rotation of the substrate holding unit 46 and the scroll movement of the electrode unit 48 are stopped. Thereafter, the substrate holding unit 46 is raised, and the swing arm 44 is swung to transfer the substrate W to the next step.
[0048]
This example shows an example in which pure water, preferably ultrapure water, is supplied between the electrode unit 48 and the substrate W. By performing electrolytic processing using pure water or ultrapure water containing no electrolyte in this way, extra impurities such as an electrolyte can be prevented from adhering or remaining on the surface of the substrate W. . Further, since the copper ions and the like dissolved by the electrolysis are immediately captured by the ion exchanger 56 in the ion exchange reaction, the dissolved copper ions and the like are deposited again on other portions of the substrate W or oxidized to fine particles. There is no contamination of the surface of the substrate W.
[0049]
Ultrapure water has a large specific resistance, making it difficult for current to flow.Therefore, the electrical resistance is reduced by shortening the distance between the electrode and the workpiece or by interposing an ion exchanger between the electrode and the workpiece. However, by further combining a small amount of the electrolytic solution, the electric resistance can be further reduced and the power consumption can be reduced. In the case of processing with an electrolytic solution, the portion to be processed of the workpiece covers a slightly wider range than the processing electrode. However, in the case of a combination of ultrapure water and an ion exchanger, almost no current flows in the ultrapure water. Only the area where the processing electrode of the workpiece and the ion exchanger are projected is processed.
[0050]
Instead of pure water or ultrapure water, an electrolytic solution obtained by adding an electrolyte to pure water or ultrapure water may be used. For example, by using an electrolytic solution of 500 μS / cm or less, electric resistance can be further reduced and power consumption can be reduced. As the electrolytic solution, for example, NaCl or Na 2 SO 4 Neutral salts such as HCl and H 2 SO 4 And the like, and furthermore, a solution of an alkali such as ammonia can be used, and may be appropriately selected and used depending on the characteristics of the workpiece. When an electrolytic solution is used, it is preferable that a slight gap be provided between the substrate W and the ion exchanger 56 so as not to make contact.
[0051]
Further, instead of pure water or ultrapure water, a surfactant or the like is added to pure water or ultrapure water, and the electric conductivity is 500 μS / cm or less, preferably 50 μS / cm or less, more preferably 0 μS / cm or less. A liquid having a resistivity of 1 μS / cm or less (specific resistance of 10 MΩ · cm or more) may be used. As described above, by adding a surfactant to pure water or ultrapure water, a layer having a uniform inhibitory action for preventing movement of ions at the interface between the substrate W and the ion exchanger 56 is formed. The concentration of ion exchange (dissolution of metal) can be reduced, and the flatness of the processed surface can be improved. Here, the surfactant concentration is desirably 100 ppm or less. If the value of the electric conductivity is too high, the current efficiency decreases and the processing speed decreases, but the electric conductivity is 500 μS / cm or less, preferably 50 μS / cm or less, and more preferably 0.1 μS / cm or less. By using a liquid having the following, a desired processing speed can be obtained.
[0052]
In addition, when the current density is increased by increasing the voltage to increase the processing speed, discharge may occur when the resistance between the electrode and the substrate (workpiece) is large. When electric discharge occurs, pitching occurs on the surface of the workpiece, making uniformity and flattening of the machined surface difficult. On the other hand, when the ion exchanger 56 is brought into contact with the substrate W, such electric discharge can be prevented from occurring because the electric resistance is extremely small.
[0053]
5 and 6 show an electrolytic processing apparatus 36b according to another embodiment of the present invention. The same or corresponding members as those of the electrolytic processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This is the same in the following.
[0054]
This electrolytic processing device 36b is configured to take up a long ion exchanger 56a, which is bridged between a winding shaft 102 and a winding shaft 104 provided at both ends of a gantry 100, via a winding motor via a winding motor. The ion exchanger 104 is configured to be sequentially wound by being rotated and provided with an ion exchanger fixing device 106 for fixing the ion exchanger 56a.
[0055]
The ion exchanger fixing device 106 has an electrode unit lifting mechanism 108 for moving the electrode unit 48 up and down, and a fixing jig vertical moving mechanism 110 for moving a fixing jig 90 disposed above the electrode unit 48 up and down. are doing. Then, the ion exchanger 56a travels between the electrode portion 48 and the fixing jig 90, and while the ion exchanger 56a is stopped, the electrode portion 48 is raised and the fixing jig 90 is lowered. Thus, the fixing jig 90 is fitted into and fixed to the electrode support portion 48c of the electrode portion 48 with the ion exchanger 56a sandwiched therebetween, thereby supporting the electrode in a state where the ion exchanger 56a is uniformly extended. It is configured to be fixed to the portion 48c.
[0056]
In this example, the electrode unit 48 is installed on the gantry 100 that rotates with the driving of the hollow motor 70, and the electrode unit 48 is configured to perform a rotary motion, not a scroll motion. A cathode and an anode of a power supply 80 are alternately connected to the plate 76 via a slip ring 78.
[0057]
According to this example, when the used portion of the ion exchanger 56a fixed and used by the ion exchanger fixing device 106 is soiled, the electrode section 48 is first lowered, and the fixing jig 90 is raised. After the ion exchanger 56a is unlocked and the ion exchanger 56a is run for one time, the electrode section 48 is raised and the fixing jig 90 is lowered to fix the ion exchanger 56a, thereby performing ion exchange. The body 56a can be continuously replaced, and the ion exchanger 56a can be used in close contact with the surfaces of the processing electrode 50 and the power supply electrode 52.
[0058]
FIG. 7 shows a main part of an electrolytic processing apparatus according to still another embodiment of the present invention. In this example, one drive shaft 120 and three driven shafts 122 are arranged in parallel at the four corners of a trapezoid, and the endless ion exchanger 56b is wrapped around the outer periphery of these shafts 120 and 122. The ion exchanger 56b is configured to run and circulate in one direction, and a part of the ion exchanger 56b running above is fixed by the ion exchanger fixing device 106 and used for processing. A part of the ion exchanger 56b traveling below is reproduced by the reproducing unit 124 disposed along the traveling path.
[0059]
According to this example, while the ion exchanger 56b is fixed and a part of the ion exchanger 56b is used for processing, another part of the ion exchanger 56b not used for processing is reproduced by the reproducing unit 124. After running the ion exchanger 56b in one direction, the operation of fixing the same is repeated, so that the endless ion exchanger 56b can be circulated and used while traveling in one direction.
[0060]
Here, the regeneration of the ion exchanger means that the ions captured by the ion exchanger are exchanged with, for example, hydrogen ions in the case of a cation exchanger and hydroxide ions in the case of an anion exchanger. For example, when electrolytic processing of copper is performed using a cation exchanger provided with a cation exchange group (cation exchange group) as an ion exchanger, copper is captured by the cation exchange group. As the consumption of the cation exchange group by copper progresses, continuous processing becomes impossible. Further, when electrolytic processing of copper is performed using an anion exchanger provided with an anion exchange group (anion exchange group) as an ion exchanger, fine particles of copper oxide are formed on the surface of the ion exchanger (anion exchanger). Is generated and adhered, and may contaminate the surface of the next processing substrate. Then, in such a case, these adverse effects can be eliminated by regenerating the ion exchanger.
[0061]
FIG. 8 shows an example of the reproducing unit 124. The reproducing section 124 holds a fixed-side reproducing electrode section 132 in which one electrode 130 for reproduction is exposed on the surface and is buried, and holds the other electrode 134 for reproduction and fixes the surface of the electrode 134 to an ion exchanger for reproduction. A movable reproduction electrode portion 138 that can move up and down covered by 136, a liquid supply nozzle 140 that supplies a liquid for reproduction between the two electrode portions 132 and 138, and reproduction between a pair of electrodes 130 and 134 for reproduction. And a reproduction power supply 142 for applying a voltage for use.
[0062]
The regeneration ion exchanger 136 has the same ion exchange group as the ion exchanger 56b to be subjected to regeneration. In other words, if a cation exchanger having a cation exchange group is used as the ion exchanger 56b, a cation exchanger is also used as the regeneration ion exchanger 136, and the ion exchanger (to-be-processed ion exchanger) 56b is If an anion exchanger having an anion exchange group is used, an anion exchanger is used as the regeneration ion exchanger 136.
[0063]
Then, the surface of the electrode 130 of the fixed-side regeneration electrode section 132 is covered with the ion exchanger 56b for regeneration, and in this state, the moving-side regeneration electrode section 138 is regenerated by the regeneration ion exchanger 136 for regeneration. It is lowered so as to contact or approach the surface (upper surface) of 56b. In this state, a regeneration voltage is applied between the electrodes 130 and 134 such that the polarity of the electrode on the regeneration ion exchanger 136 side, that is, the electrode 134 is opposite to the polarity of the ion exchanger 56b. That is, when a cation exchanger having a cation exchange group is used as the ion exchanger 56b, the electrode 134 serves as a cathode and the electrode 130 serves as an anode, and the ion exchanger 56b uses an anion exchanger as the ion exchanger 56b. When used, the electrode 134 is an anode and the electrode 130 is a cathode. At the same time, pure water or ultrapure water is supplied from the liquid supply nozzle 140 between the two electrode portions 132 and 138, and the space between the two is filled with pure water or ultrapure water. The ion exchanger 136 is immersed in pure water or ultrapure water.
[0064]
Thus, the ions of the ion exchanger 56b are moved to the inside of the ion exchanger for regeneration 136 by an ion exchange reaction using the ion exchanger 56b as a solid electrolyte, and the ion exchanger 56b is regenerated. At this time, when a cation exchanger is used as the ion exchanger 56b, the cations taken into the ion exchanger 56b move into the regeneration ion exchanger 136, and when the anion exchanger is used. Then, the anions taken into the ion exchanger 56b move into the regeneration ion exchanger 136, and the ion exchanger 56b is regenerated.
[0065]
It is to be noted that a liquid or an electrolyte having an electric conductivity of 500 μS / cm or less may be used in place of the pure water or the ultrapure water as described above.
[0066]
FIG. 9 shows another example of the reproducing section 124, which has a circular concave section 138a that opens downward as the moving-side reproducing electrode section 138, and a lower opening end of the concave section 138a is used as a reproducing ion. By closing with the exchanger 136, a discharge section 150 partitioned by the ion exchanger for regeneration 136 was formed therein, and a disc-shaped electrode 134 was attached to the bottom of the recess 138a. Things. A liquid inlet 152 and a liquid outlet 154 communicating with the outer periphery of the discharge unit 150 are provided at both ends of the moving-side reproduction electrode unit 138 along the diameter direction, respectively. The liquid inlet 152 and the liquid outlet 154 The inlet pipe 156 and the liquid outlet pipe 158 are connected to each other. Other configurations are almost the same as the example shown in FIG.
[0067]
According to this example, by supplying the liquid from the liquid inlet tube 156 into the discharge unit 150 during the regeneration of the ion exchanger 56b, the liquid flowing in the discharge unit 150 in one direction and discharged from the liquid outlet tube 158 is discharged. The electrode 134 is immersed in this liquid. Thereby, the ions of the ion exchanger 56b are moved toward the electrode 134, passed through the regeneration ion exchanger 136, guided to the discharge unit 150, and the ions moved to the discharge unit 150 are supplied into the discharge unit 150. The discharged liquid flows out of the system and the ion exchanger 56b can be more efficiently regenerated.
[0068]
The liquid to be supplied into the discharge unit 150 is, for example, an electrolytic solution, preferably a liquid having a high conductivity and not generating a hardly soluble or insoluble compound by reaction with ions removed from the ion exchanger. As the liquid, for example, sulfuric acid having a concentration of 1 wt% or more can be used as a liquid used when regenerating an ion exchanger used for electrolytic polishing of copper.
[0069]
FIG. 10 shows a main part of an electrolytic processing apparatus according to still another embodiment of the present invention. In this example, a pair of winding and winding shafts 160 is provided on both sides of the ion exchanger fixing device 106. And a pair of intermediate shafts 162 are arranged in a gate shape, so that the ion exchanger 56c is configured to be able to travel in both directions (in the opposite direction to the normal direction). The reproducing units 124 are arranged between the two. Other configurations are the same as those in the example shown in FIG.
[0070]
According to this example, while the ion exchanger 56c is fixed by the ion exchanger fixing device 106 and a part of the ion exchanger 56c is not used for processing, another part of the ion exchanger 56c not used for processing is used. Is regenerated by the regenerating unit 124, and the part regenerated by the regenerating unit 124 of the ion exchanger 56c is alternately used with a part of the ion exchanger 56c used for processing, that is, for example, In FIG. 10, when the ion exchanger 56c is driven rightward, the portion reproduced by the regenerating unit 124 located on the right side downstream of the traveling direction is used for processing, and the ion exchanger 56c is driven leftward. In this case, by using the portion regenerated by the regenerating unit 124 located on the left side on the downstream side in the traveling direction for processing, the ion exchanger 56c can be used repeatedly until it is mechanically deteriorated, for example. That.
[0071]
In each of the above-described examples, a ring-shaped jig that covers the entire periphery of the electrode portion 48 is used as the fixing jig 90, and a more uniform tension is applied to the entire surface of the ion exchangers 56a to 56c. However, as shown in FIG. 11, a pair of fixing jigs 90a extending in a bar shape are disposed before and after in the traveling direction of the ion exchangers 56a to 56c, and the fixing jig 90a is lowered to thereby lower the ion exchanger 56a. To 56c may be fixed. The point is that the ion exchangers 56a to 56c need only be located on the outer periphery of the region used for processing, and can be held while applying tension to the ion exchangers 56a to 56c. The shape is not limited to the ring shape, but can be various shapes, and is mainly adjusted to the shape of the electrode.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by simply pushing the fixing jig into the electrode support, the ion exchanger is pulled outward uniformly, and the ion exchanger is uniformly stretched by this pulling force ( While applying a certain tension), the ion exchanger can be automatically brought into close contact with the surface of the electrode support portion and fixed, thereby fixing the ion exchanger in the state of being in close contact with the surface of the electrode. It can be done easily and quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electrolytic processing apparatus having an ion exchanger fixing structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state before an ion exchanger is fixed to an electrode support.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of another example of the fixing structure of the ion exchanger.
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of still another example of the fixing structure of the ion exchanger.
FIG. 5 is a sectional view showing an electrolytic processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a main part of the ion exchanger fixing device provided in the electrolytic processing apparatus shown in FIG. 5 in a state where the ion exchanger is not fixed.
FIG. 7 is a sectional view showing a main part of an electrolytic processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of a reproducing unit.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the reproducing unit.
FIG. 10 is a sectional view showing a main part of an electrolytic processing apparatus according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view showing an outline of a modification of the ion exchanger fixing device.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of forming a copper wiring in order of process.
[Explanation of symbols]
36a, 36b electrolytic processing equipment
46 PCB holder
48 electrodes
48b Base part
48c electrode support
50 Processing electrode
52 Feeding electrode
56,56a, 56b, 56c ion exchanger
70 Hollow motor
72 Pure water supply pipe
76 electrode plate
78 Slip ring
80 power supply
90 Fixing jig
90a, 90b Split jig
92 Holding jig
96 spacer
102 Winding shaft
104 winding shaft
106 ion exchanger fixing device
108 Electrode lifting mechanism
110 Fixing jig vertical movement mechanism
124 playback unit
130,134 electrodes
132,138 Reproduction electrode part
136 Ion exchanger for regeneration
142 playback power
150 discharge section

Claims (10)

電解加工に使用するイオン交換体を電極に密着させて固定するにあたり、
電極を露出させた電極支持部と該電極支持部の外周に嵌合自在な固定治具との間にイオン交換体を位置させ、
前記固定治具を前記電極支持部に嵌合させることで、イオン交換体をその外周部を前記固定治具と前記電極支持部との間で挟持して固定することを特徴とするイオン交換体の固定方法。
In fixing the ion exchanger used for electrolytic processing in close contact with the electrode,
Positioning the ion exchanger between the electrode support exposing the electrode and a fixing jig that can be fitted around the outer periphery of the electrode support,
An ion exchanger characterized in that the fixing jig is fitted to the electrode supporting portion to fix the ion exchanger with its outer peripheral portion sandwiched between the fixing jig and the electrode supporting portion. How to fix.
前記固定治具は、一対の分割治具からなり、この分割治具の間にイオン交換体の外周部を挟持して該分割治具を前記電極支持部に押込むことを特徴とする請求項1記載のイオン交換体の固定方法。The fixing jig comprises a pair of split jigs, and presses the split jig into the electrode support by holding an outer peripheral portion of the ion exchanger between the split jigs. 2. The method for immobilizing the ion exchanger according to 1. 電解加工に使用するイオン交換体を電極に密着させて固定するにあたり、
電極の外側にイオン交換体固定治具を配置し、
前記イオン交換体固定治具でイオン交換体を保持し、イオン交換体に張力を持たせつつ電極に支持させることを特徴とするイオン交換体の固定方法。
In fixing the ion exchanger used for electrolytic processing in close contact with the electrode,
Place the ion exchanger fixture on the outside of the electrode,
A method for fixing an ion exchanger, wherein the ion exchanger is held by the ion exchanger fixing jig, and the ion exchanger is supported by an electrode while giving tension to the ion exchanger.
電解加工に使用するイオン交換体を電極に密着させて固定するイオン交換体の固定構造であって、
電極を露出させた電極支持部と該電極支持部の外周に嵌合自在な固定治具とを有し、
前記電極支持部と前記固定治具との間でイオン交換体の外周部を挟持し該イオン交換体を前記電極表面で伸張させて固定したことを特徴とするイオン交換体の固定構造。
An ion exchanger fixing structure for fixing an ion exchanger used for electrolytic processing in close contact with an electrode,
Having an electrode supporting portion that exposes the electrode and a fixing jig that can be fitted around the outer periphery of the electrode supporting portion,
An ion exchanger fixing structure, wherein an outer peripheral portion of the ion exchanger is sandwiched between the electrode support portion and the fixing jig, and the ion exchanger is extended and fixed on the electrode surface.
前記固定治具は、一対の分割治具からなり、イオン交換体の前記電極支持部を覆う部分の外方の周縁部は、前記分割治具の間に挟持されていることを特徴とする請求項4記載のイオン交換体の固定構造。The fixing jig includes a pair of split jigs, and an outer peripheral portion of a portion of the ion exchanger covering the electrode support is sandwiched between the split jigs. Item 5. A fixing structure for an ion exchanger according to Item 4. 電極を露出させた電極支持部と、該電極支持体の外周に嵌合自在な固定治具と、前記電極支持部と前記固定治具との間に配置されるイオン交換体とを有し、
前記電極支持部と前記固定治具との間でイオン交換体の外周部を挟持して固定するようにしたイオン交換体固定装置を備えたことを特徴とする電解加工装置。
An electrode support that exposes the electrode, a fixing jig that can be fitted around the outer periphery of the electrode support, and an ion exchanger that is disposed between the electrode support and the fixing jig.
An electrolytic processing apparatus comprising: an ion exchanger fixing device configured to sandwich and fix an outer peripheral portion of the ion exchanger between the electrode support portion and the fixing jig.
前記電極支持部と前記固定治具を相対的に移動させて該電極支持部と固定治具との間でイオン交換体の外周部を挟持して固定するようにしたことを特徴とする請求項6記載の電解加工装置。The said electrode support part and the said fixing jig are moved relatively, and the outer peripheral part of the ion exchanger was pinched and fixed between this electrode support part and the fixing jig, The claim characterized by the above-mentioned. 7. The electrolytic processing apparatus according to 6. 前記電極支持部と前記固定治具との間に配置されるイオン交換体は、走行自在なイオン交換体であることを特徴とする請求項6または7記載の電解加工装置。8. The electrolytic processing apparatus according to claim 6, wherein the ion exchanger disposed between the electrode support and the fixing jig is a movable ion exchanger. 前記イオン交換体は、無端状で一方向に走行自在に構成され、このイオン交換体の走行経路に沿った位置にイオン交換体を再生する再生部が設けられていることを特徴とする請求項8記載の電解加工装置。The ion exchanger is configured to be endless and freely run in one direction, and a regenerating unit for regenerating the ion exchanger is provided at a position along a traveling path of the ion exchanger. 8. The electrolytic processing apparatus according to 8. 前記イオン交換体は、双方向に走行自在に構成され、このイオン交換体の走行方向に沿った前記電極支持部を挟んだ両側に位置して、イオン交換体を再生する再生部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項8記載の電解加工装置。The ion exchanger is configured to be capable of traveling in both directions, and a regenerating unit that regenerates the ion exchanger is provided on each side of the ion exchanger along the traveling direction across the electrode support unit. The electrolytic processing apparatus according to claim 8, wherein:
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