JP2007009241A - Plating device, and plating method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plating device and a plating method where a plating film easy to be subjected to a CMP (chemical mechanical polishing) process is formed, and a load upon the CMP process in the following stage can be reduced. <P>SOLUTION: The plating device is provided with: a substrate holding part 36 of holding a substrate W; a cathode part provided with a cathode electrode 88 contacted with the substrate W hold by the substrate holding part 36 and energizing the same; an anode 98 arranged at a position confronted with the surface of the substrate W; and a contact material 112 arranged between the substrate W held by the substrate holding part 36 and the anode 98 freely movably to a direction to be approached/separated to the substrate W, and having through holes 112a linearly piercingly elongating to the same moving direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はめっき装置及びめっき方法に係り、特に半導体基板などの基板の表面に形成された微細な配線用凹部(回路パターン)に銅等の金属(配線材料)を埋込んで配線を形成するのに使用されるめっき装置及びめっき方法に関する。   The present invention relates to a plating apparatus and a plating method, and in particular, forms a wiring by embedding a metal (wiring material) such as copper in a fine wiring recess (circuit pattern) formed on the surface of a substrate such as a semiconductor substrate. The present invention relates to a plating apparatus and a plating method used in the above.

近年、半導体基板上に配線回路を形成するための金属材料として、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な配線用凹部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、化学的機械的研磨(CMP)により不要の銅を除去するようにしている。   In recent years, as a metal material for forming a wiring circuit on a semiconductor substrate, a movement of using copper (Cu) having a low electrical resistivity and a high electromigration resistance instead of aluminum or an aluminum alloy has become prominent. This type of copper wiring is generally formed by embedding copper in a fine wiring recess provided on the surface of the substrate. As a method of forming this copper wiring, there are methods such as CVD, sputtering, and plating, but in any case, copper is formed on almost the entire surface of the substrate, which is unnecessary by chemical mechanical polishing (CMP). Copper is removed.

図1は、この種の銅配線基板の製造例を工程順に示す。先ず、図1(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材膜等の絶縁層2を堆積し、この絶縁層2の内部に、リソグラフィ・エッチング技術により、配線用凹部としてのコンタクトホール3とトレンチ4を形成する。その上にTaNやTiN等からなるバリア層5、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層7をスパッタリングやCVD等によって形成する。 FIG. 1 shows a manufacturing example of this type of copper wiring board in the order of steps. First, as shown in FIG. 1A, an insulating layer 2 such as an oxide film made of SiO 2 or a Low-K material film is deposited on a conductive layer 1a on a semiconductor substrate 1 on which a semiconductor element is formed, Inside the insulating layer 2, a contact hole 3 and a trench 4 are formed as wiring recesses by lithography / etching technology. A barrier layer 5 made of TaN, TiN, or the like is further formed thereon, and a seed layer 7 is formed thereon as a power feeding layer for electrolytic plating by sputtering, CVD, or the like.

そして、図1(b)に示すように、基板Wのシード層7の表面に銅めっきを施すことで、コンタクトホール3及びトレンチ4内に銅を充填するとともに、絶縁層2上に銅膜6を堆積する。その後、化学的機械的研磨(CMP)により、絶縁層2上の銅膜6、シード層7及びバリア層5を除去して、コンタクトホール3及びトレンチ4内に充填させた銅膜6の表面と絶縁層2の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図1(c)に示すように、絶縁層2の内部に銅膜6からなる配線が形成される。   Then, as shown in FIG. 1B, the surface of the seed layer 7 of the substrate W is plated with copper, so that the contact holes 3 and the trenches 4 are filled with copper, and the copper film 6 is formed on the insulating layer 2. To deposit. Thereafter, the copper film 6, the seed layer 7 and the barrier layer 5 on the insulating layer 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 The surface of the insulating layer 2 is substantially flush with the surface. As a result, as shown in FIG. 1C, a wiring made of the copper film 6 is formed inside the insulating layer 2.

内部に配線を形成する絶縁層として、誘電率が高いLow−K材を使用することで、微細化した配線の信頼性を向上させることができる。しかし、Low−K材は、一般に機械的な強度が弱い。そのため、Low−K材からなる絶縁層の内部に形成したトレンチ内にめっきによって銅を埋込み、しかる後、CMPプロセスにおいて、絶縁層上の不要な銅を除去しようとすると、絶縁層の表面にディッシングが生じ易く、ディッシングの発生を抑えようとすると、銅の削り残しが生じて、不要な銅を完全に除去することが困難となる。これらCMPプロセスにとっての負担を少しでも軽減するため、めっきプロセスにおいては、なるべくCMPプロセスに負担のかからないようなめっき膜を作ることが求められている。   By using a Low-K material having a high dielectric constant as the insulating layer for forming the wiring therein, the reliability of the miniaturized wiring can be improved. However, the Low-K material is generally weak in mechanical strength. Therefore, if copper is buried in the trench formed inside the insulating layer made of the Low-K material by plating, and then an unnecessary copper on the insulating layer is removed in the CMP process, dishing is performed on the surface of the insulating layer. If an attempt is made to suppress the occurrence of dishing, copper remains uncut and it becomes difficult to completely remove unnecessary copper. In order to reduce the burden on the CMP process as much as possible, in the plating process, it is required to make a plating film that does not burden the CMP process as much as possible.

しかしながら、めっき膜の膜質を悪化させたり、めっき膜の表面にスクラッチが発生することを防止したりしつつ、CMPプロセスに負担のかからないようなめっき膜を作ることは一般に困難で、半導体製造プロセスとしては未完成であるのが現状である。   However, it is generally difficult to make a plating film that does not impose a burden on the CMP process while deteriorating the film quality of the plating film or preventing scratches on the surface of the plating film. Is currently unfinished.

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、CMPプロセスのやりやすいめっき膜を形成して、次工程のCMPプロセスでの負担を軽減できるようにしためっき装置およびめっき方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a plating apparatus and a plating method capable of forming a plating film that is easy to perform a CMP process and reducing the burden on the CMP process of the next step. Objective.

請求項1に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板と接触して通電させるカソード電極を備えたカソード部と、前記基板の表面に対向する位置に配置されるアノードと、前記基板保持部で保持した基板と前記アノードと間に前記基板と接離する方向に移動自在に配置され、該移動方向に沿って直線状に貫通して延びる貫通孔を有する接触材を有することを特徴とするめっき装置である。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate holding portion that holds a substrate, a cathode portion that includes a cathode electrode that contacts and energizes the substrate held by the substrate holding portion, and a position facing the surface of the substrate. An anode to be disposed, and a through-hole extending in a straight line along the moving direction between the anode and the substrate held by the substrate holding unit and the anode so as to be movable in a moving direction. It is a plating apparatus characterized by having a contact material.

アノードと基板の間に、アノードと基板との間を直線状に貫通して延びる貫通孔を有する接触材を入れ、接触材を基板の表面に接触させてめっきを行うと、基板の表面の非配線形成部にあっては、接触材に設けた貫通孔に対向する部位を除き基板の表面が接触材に直接接触し、この接触部からめっき液が排除されるため、貫通孔に沿って成長した柱形状のめっき膜(柱形状部)が形成される。配線形成部にあっては、トレンチ等の配線用凹部の内部は接触材に接触しておらず、該凹部の内部がめっき液で満たされるため、めっき膜は、先ずトレンチ等の配線用凹部の内部を埋めるように成長し、接触材の接触面までめっき膜が到達すると、接触材の貫通孔に沿って柱形状に成長する。この時、非配線形成部及び配線形成部にできた柱形状のめっき膜(柱形状部)の根本は、同じ高さに揃っている。   When a contact material having a through-hole extending linearly between the anode and the substrate is inserted between the anode and the substrate and the contact material is brought into contact with the surface of the substrate, plating is performed. In the wiring forming part, the surface of the substrate is in direct contact with the contact material except for the part facing the through hole provided in the contact material, and the plating solution is excluded from this contact part, so that it grows along the through hole. A columnar plated film (columnar portion) is formed. In the wiring forming portion, the interior of the recess for wiring such as the trench is not in contact with the contact material, and the interior of the recess is filled with the plating solution. When the plating film reaches the contact surface of the contact material and grows so as to fill the inside, it grows in a columnar shape along the through hole of the contact material. At this time, the bases of the columnar plating films (columnar portions) formed in the non-wiring forming portion and the wiring forming portion are aligned at the same height.

このような形状のめっき膜の表面をCMPで研磨することで、表面にある無数の柱形状のめっき膜を比較的微小な力で簡単に排除することができる。その結果、無数の柱形状のめっき膜を排除した後のめっき膜の表面は、凹凸の少ない平坦な表面となり、CMPにとっては従来の凹凸のあるめっき膜よりも研磨しやすい形状となる。   By polishing the surface of the plating film having such a shape by CMP, innumerable columnar plating films on the surface can be easily removed with a relatively small force. As a result, the surface of the plating film after eliminating the innumerable columnar plating film is a flat surface with less unevenness, and the CMP has a shape that is easier to polish than a conventional uneven plating film.

請求項2に記載の発明は、前記接触材の前記基板保持部で保持した基板の表面と対向する接触面を該基板の表面に押当てる押当て機構を有することを特徴とする請求項1記載のめっき装置である。
これにより、押当て機構を介して、接触材の基板保持部で保持した基板の表面と対向する接触面を該基板の表面に押当てつつ接触させることができる。
The invention according to claim 2 has a pressing mechanism that presses a contact surface of the contact material facing the surface of the substrate held by the substrate holding portion against the surface of the substrate. This is a plating apparatus.
Thus, the contact surface facing the surface of the substrate held by the substrate holding portion of the contact material can be brought into contact with the surface of the substrate while being pressed through the pressing mechanism.

請求項3に記載の発明は、前記接触材と前記アノードとの間に、前記接触材の前記接触面を基板の表面に押当てる押当て材を配置したことを特徴とする請求項1または2記載のめっき装置である。
これにより、押当て材を介して、接触材の接触面を基板の表面に押当てつつ接触させることができる。この押当て材は、電気を通すために、言いかえるとめっき液を通すため、例えば多孔質体から構成される。
The invention described in claim 3 is characterized in that a pressing material for pressing the contact surface of the contact material against the surface of the substrate is disposed between the contact material and the anode. It is a plating apparatus of description.
Thus, the contact surface of the contact material can be brought into contact with the surface of the substrate through the pressing material. The pressing material is made of, for example, a porous body in order to pass electricity, in other words, to pass the plating solution.

請求項4に記載の発明は、前記接触材と前記アノードとの間に、前記接触材の前記接触面を基板の表面に均一に押付ける柔軟性を有するクッション材を配置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のめっき装置である。
これにより、クッション材によって、接触材の接触面を該接触面の全面に亘って基板の表面により均一な押付け力で押付けつつ接触させて、接触材の接触面が基板の表面から局所的に浮いてしまうことを防止することができる。
The invention according to claim 4 is characterized in that a cushioning material having flexibility to press the contact surface of the contact material uniformly against the surface of the substrate is disposed between the contact material and the anode. It is a plating apparatus in any one of Claims 1 thru | or 3.
As a result, the contact surface of the contact material is pressed by the cushion material while pressing the contact surface of the contact material over the entire surface of the substrate with a uniform pressing force, and the contact surface of the contact material is locally lifted from the surface of the substrate. Can be prevented.

請求項5に記載の発明は、前記接触材に設けられた貫通孔は、直径が12μm以下の横断面円形であり、かつ1.0×10〜1.0×10個/cmの密度で分布していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のめっき装置である。
これにより、基板の表面に形成される柱形状のめっき膜は、直径が12μm以下で、1.0×10〜1.0×10個/cmの密度で分布する円柱状となり、後のCMPで円柱状のめっき膜を容易に落とすことができる。しかもトレンチ等の配線用凹部に比べて円柱状のめっき膜が大きすぎて、配線形成部に円柱状のめっき膜が形成されない状況が起こることを防止することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the through hole provided in the contact material has a circular cross section with a diameter of 12 μm or less, and 1.0 × 10 5 to 1.0 × 10 9 pieces / cm 2 . The plating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the plating apparatus is distributed in density.
Thereby, the columnar plating film formed on the surface of the substrate has a diameter of 12 μm or less and becomes a cylindrical shape distributed at a density of 1.0 × 10 5 to 1.0 × 10 9 pieces / cm 2. The cylindrical plating film can be easily dropped by CMP. Moreover, it is possible to prevent a situation in which the columnar plating film is too large compared to the wiring recesses such as the trench and the columnar plating film is not formed in the wiring forming portion.

請求項6に記載の発明は、前記接触材の前記接触面の表面粗さのRa値は、1μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のめっき装置である。
基板の表面と接触する接触材の接触面の表面粗さのRa値(中心線平均粗さ)を1μm以下とすることで、該接触面の基板の表面に対する密着性をよくして、該接触面を基板の表面に接触させた時に、両者の間に隙間ができるのを防止し、これによって、非配線形成部に余分なめっき膜が成膜されて、後のCMPプロセスに負担をかけることを防止することができる。
The invention according to claim 6 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the Ra value of the surface roughness of the contact surface of the contact material is 1 μm or less.
By making the Ra value (centerline average roughness) of the surface roughness of the contact surface of the contact material in contact with the surface of the substrate 1 μm or less, the adhesion of the contact surface to the surface of the substrate is improved. When the surface is brought into contact with the surface of the substrate, it is possible to prevent a gap from being formed between them, thereby forming an extra plating film on the non-wiring forming portion and placing a burden on the subsequent CMP process. Can be prevented.

請求項7に記載の発明は、前記接触材は、絶縁体からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のめっき装置である。
請求項8に記載の発明は、前記接触材は、ポリカーボネート、セラミックス、カーボン、ポリエステル、ガラス、シリコン、レジスト材またはフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項7記載のめっき装置である。
レジスト材としては、フォト・リソグラフィやX線リソグラフィ用のものが使用でき、例えばPMMA(アクリル樹脂)やSU−8(商品名、化薬マイクロケム(株)製)を使用することで、高アスペクト比での微細パターン加工が可能となり、微細な貫通孔を持つ厚膜のフィルム(接触材)を得ることができる。
フッ素樹脂製の接触材としては、PFAを素材となし、リソグラフィ技術を応用して微細な貫通孔を形成したものが挙げられる。
The invention according to claim 7 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the contact material is made of an insulator.
The invention according to claim 8 is the plating apparatus according to claim 7, wherein the contact material is made of polycarbonate, ceramics, carbon, polyester, glass, silicon, a resist material, or a fluororesin.
Resist materials for photolithography and X-ray lithography can be used. For example, by using PMMA (acrylic resin) or SU-8 (trade name, manufactured by Kayaku Microchem Co., Ltd.), a high aspect ratio can be used. The fine pattern processing at the ratio becomes possible, and a thick film (contact material) having fine through holes can be obtained.
Examples of the fluororesin contact material include PFA as a material and a fine through hole formed by applying a lithography technique.

請求項9に記載の発明は、前記基板の表面に形成されためっき膜をエッチングするエッチング機構を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のめっき装置である。
基板の表面に形成された柱形状のめっき膜をエッチング機構でエッチング除去することで、後のCMPプロセスの負担を更に軽減させることができる。このエッチング機構の具体例としては、例えば極性を反転できる電源、同等の回路または薬液によるエッチング(ケミカル・エッチング)が挙げられる。
The invention according to claim 9 is the plating apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising an etching mechanism for etching a plating film formed on the surface of the substrate.
By removing the columnar plating film formed on the surface of the substrate by etching using an etching mechanism, the burden on the subsequent CMP process can be further reduced. Specific examples of this etching mechanism include, for example, a power source capable of reversing the polarity, an equivalent circuit, or etching using chemicals (chemical etching).

請求項10に記載の発明は、前記接触材に設けられる貫通孔は、前記接触面から離れる方向に向かって横断面積が徐々に減少するテーパ形状であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のめっき装置である。
これにより、基板の表面に先の尖った柱形状のめっき膜が形成されるようにして、例えば接触材に径の大きな貫通孔を設けて該貫通孔内にめっき膜を形成した場合に、めっき後にめっき膜を接触材の貫通孔から容易に引き抜くことができる。
According to a tenth aspect of the present invention, the through hole provided in the contact material has a tapered shape in which a cross-sectional area gradually decreases in a direction away from the contact surface. The plating apparatus according to any one of the above.
Thus, when a pillar-shaped plating film having a sharp point is formed on the surface of the substrate, for example, when a through-hole having a large diameter is provided in the contact material and the plating film is formed in the through-hole, plating is performed. Later, the plating film can be easily pulled out from the through hole of the contact material.

請求項11に記載の発明は、表面に配線用凹部を形成した基板を用意し、前記基板の表面に対向する位置にアノードを配置し、前記基板と前記アノードとの間に、内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を該接触材の基板の表面と対向する接触面を該基板の表面に押当てて配置し、前記アノードと前記基板との間にめっき液を満たしつつ、前記アノードと前記基板の表面との間にめっき電流を流して基板の表面にめっきを行うことを特徴とするめっき方法である。
請求項12に記載の発明は、前記接触材を前記基板に対して静止させた状態で、基板の表面にめっきを行うことを特徴とする請求項11記載のめっき方法である。
According to an eleventh aspect of the present invention, a substrate having a wiring recess formed on the surface is prepared, an anode is disposed at a position facing the surface of the substrate, and a linear shape is formed between the substrate and the anode. A contact material having a through-hole extending in contact with a surface of the contact material facing the surface of the substrate and pressing the contact material against the surface of the substrate; filling the plating solution between the anode and the substrate; And plating the surface of the substrate by flowing a plating current between the substrate and the surface of the substrate.
A twelfth aspect of the present invention is the plating method according to the eleventh aspect, wherein the surface of the substrate is plated while the contact material is stationary with respect to the substrate.

請求項13に記載の発明は、基板の表面にめっきを行った後、前記接触材の前記接触面の基板の表面に対する相対位置を変えて、基板の表面に再度めっきを行うことを特徴とする請求項11または12記載のめっき方法である。
これにより、例えばトレンチ等の配線用凹部の深さが深く、めっきに時間がかかる場合に、柱形状のめっき膜が成長しすぎて、接触材に設けた貫通孔から容易に抜けなくなってしまうことを防止することができる。
The invention according to claim 13 is characterized in that after the surface of the substrate is plated, the relative position of the contact surface of the contact material to the surface of the substrate is changed, and the surface of the substrate is plated again. The plating method according to claim 11 or 12.
As a result, for example, when the depth of the recess for wiring such as a trench is deep and it takes a long time for plating, the columnar plating film grows too much and cannot be easily removed from the through hole provided in the contact material. Can be prevented.

請求項14に記載の発明は、前記接触材を前記基板の表面から離した後、前記接触材の前記接触面の基板の表面に対する相対位置を変えることを特徴とする請求項13記載のめっき方法である。   The invention according to claim 14 is characterized in that after the contact material is separated from the surface of the substrate, the relative position of the contact surface of the contact material with respect to the surface of the substrate is changed. It is.

これにより、接触材を基板の表面から離して再び押当てる時に、それまでに形成された柱形状のめっき膜を押し倒して、次のめっきでは押し倒しためっき膜の表面に柱形状のめっき膜を更に成長させることができる。これを繰り返すことによって、接触材を壊すことなく、めっき膜表面の凹凸の高低差を徐々に小さくし、最終的には、配線用凹部内を全て埋込んだ時に表面にできる柱形状のめっき膜が比較的低くなるようにして、接触材を壊すことなく、柱形状のめっき膜を孔質体から引き抜くことができる。相対位置を変える方法には、接触材や基板を能動的に動かすことは勿論、設計上の寸法誤差や遊びによって相対位置を変化させる場合も含まれる。   As a result, when the contact material is separated from the surface of the substrate and pressed again, the column-shaped plating film formed so far is pushed down, and in the next plating, the column-shaped plating film is further applied to the surface of the pushed-down plating film. Can be grown. By repeating this, the difference in level of unevenness on the surface of the plating film is gradually reduced without breaking the contact material, and finally, a columnar plating film that can be formed on the surface when all the recesses for wiring are embedded The columnar plating film can be pulled out from the porous body without breaking the contact material in such a way as to be relatively low. The method of changing the relative position includes not only active movement of the contact material and the substrate but also the case of changing the relative position due to a design dimensional error or play.

請求項15に記載の発明は、基板の表面に再度めっきを行う前に、前記基板の表面に形成しためっき膜をエッチングすることを特徴とする請求項13または14記載のめっき方法である。
請求項16に記載の発明は、前記エッチングを、前記アノードと前記基板との間にめっきを満たしつつ、前記アノードと前記基板の表面の極性をめっき時と逆にして行うことを特徴とする請求項15記載のめっき方法である。
The invention according to claim 15 is the plating method according to claim 13 or 14, wherein the plating film formed on the surface of the substrate is etched before the surface of the substrate is plated again.
The invention described in claim 16 is characterized in that the etching is performed while filling the plating between the anode and the substrate and reversing the polarities of the surfaces of the anode and the substrate from those during plating. Item 16. The plating method according to Item 15.

請求項17に記載の発明は、前記接触材を前記基板の表面から離して前記エッチングを行うことを特徴とする請求項16記載のめっき方法である。
このようにしてエッチングを行うと、電気は尖ったところに集中して流れるので、配線用凹部内に埋込んだめっき膜よりも柱形状のめっき膜が優先的にエッチングされる。そして、柱形状のめっき膜がなくなったところで次のめっきを行う操作を繰り返すことで、接触材を壊すことなく、めっき膜表面の凹凸の高低差を徐々に小さくし、最終的には、配線用凹部内を全て埋込んだ時に表面にできる柱形状のめっき膜が比較的低くなるようにして、接触材を壊すことなく、柱形状のめっき膜を接触材から引き抜くことができる。また、等方的にエッチングするような条件でアノードと基板の表面との間にめっき時とは逆の電解(逆電解)をかけて、柱形状のめっき膜の半分の厚さ相当する分だけエッチングすることで、柱形状のめっき膜をその高さに因ることなくエッチング除去することができる。
The invention according to claim 17 is the plating method according to claim 16, wherein the etching is performed by separating the contact material from the surface of the substrate.
When etching is performed in this manner, electricity concentrates and flows at a sharp point, so that the columnar plating film is preferentially etched over the plating film embedded in the wiring recess. Then, by repeating the operation of performing the next plating when the columnar plating film is exhausted, the unevenness of the plating film surface unevenness is gradually reduced without breaking the contact material. The columnar plating film formed on the surface when all the recesses are buried can be made relatively low, and the columnar plating film can be pulled out from the contact material without breaking the contact material. In addition, electrolysis (reverse electrolysis) opposite to that during plating is performed between the anode and the surface of the substrate under conditions that are isotropically etched, and the thickness corresponding to half the thickness of the columnar plating film. By etching, the columnar plating film can be removed by etching without depending on its height.

請求項18に記載の発明は、請求項11乃至17のいずれかに記載のめっき方法によって基板にめっきした後、CMP装置にて基板表面を研磨し、配線部以外の余分なめっき膜を除去することを特徴とする、基板の処理方法である。
請求項19に記載の発明は、請求項11乃至17のいずれかに記載のめっき方法によって基板にめっきした後、エッチング装置にて基板表面の柱形状部を除去し、平坦な表面とした後、CMP装置にて基板表面を研磨し、配線部以外の余分なめっき膜を除去することを特徴とする、基板の処理方法である。
According to an eighteenth aspect of the present invention, after the substrate is plated by the plating method according to any of the eleventh to seventeenth aspects, the surface of the substrate is polished by a CMP apparatus to remove excess plating film other than the wiring portion. This is a substrate processing method.
In the invention according to claim 19, after plating the substrate by the plating method according to any one of claims 11 to 17, after removing the columnar portion of the substrate surface with an etching apparatus to obtain a flat surface, A substrate processing method comprising polishing a substrate surface with a CMP apparatus and removing an excessive plating film other than a wiring portion.

請求項20に記載の発明は、内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を基板の表面に接触させながら該表面にめっきを行うことで得られる、前記貫通孔に沿って直線状に成長した無数の柱形状部を有するめっき膜である。
請求項21に記載の発明は、前記柱形状は、直径が12μm以下の円柱状であることを特徴とする請求項20記載のめっき膜である。
The invention according to claim 20 grows linearly along the through-hole obtained by plating the contact material having a through-hole extending linearly inside while contacting the surface of the substrate. It is a plating film having an infinite number of columnar portions.
The invention according to claim 21 is the plating film according to claim 20, wherein the columnar shape is a columnar shape having a diameter of 12 μm or less.

本発明によれば、トレンチ等の配線用凹部内にめっき膜を埋込みつつ、根元の高さが比較的平坦な面内にある柱形状のめっき膜を形成することができる。柱形状のめっき膜は、次工程のCMPプロセスで容易に落とすことができ、柱形状のめっき膜を除去した後のめっき膜表面は比較的平坦であり、これによって、次工程のCMPプロセスへの負担が軽減できる。   According to the present invention, it is possible to form a columnar plating film having a relatively flat base at a base level while embedding a plating film in a wiring recess such as a trench. The columnar plating film can be easily removed by the CMP process in the next step, and the surface of the plating film after the removal of the columnar plating film is relatively flat. The burden can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。この実施の形態は、半導体基板の表面に設けた微細な配線用凹部内に銅を埋込んで銅からなる配線を形成するようにした例を示す。
図2は、本発明の実施の形態におけるめっき装置を備えた基板処理装置の全体配置図を示す。図2に示すように、この基板処理装置には、同一設備内に位置して、内部に複数の基板Wを収納する2基のロード・アンロード部10と、めっき処理を行う2基のめっき装置12と、ロード・アンロード部10とめっき装置12との間で基板Wの受渡しを行う搬送ロボット14と、めっき液タンク16を有するめっき液供給設備18が備えられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment shows an example in which copper is embedded in a fine wiring recess provided on the surface of a semiconductor substrate to form a wiring made of copper.
FIG. 2 shows an overall layout of a substrate processing apparatus provided with a plating apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, this substrate processing apparatus includes two load / unload units 10 that are located in the same facility and house a plurality of substrates W therein, and two platings that perform plating. A transport robot 14 for delivering the substrate W between the apparatus 12, the load / unload unit 10 and the plating apparatus 12, and a plating solution supply facility 18 having a plating solution tank 16 are provided.

めっき装置12には、図3に示すように、めっき処理及びその付帯処理を行う基板処理部20が備えられ、この基板処理部20に隣接して、めっき液を溜めるめっき液トレー22が配置されている。また、回転軸24を中心に揺動する揺動アーム26の先端に保持されて基板処理部20とめっき液トレー22との間を揺動する電極ヘッド28を有する電極アーム部30が備えられている。更に、基板処理部20の側方に位置して、プレコート・回収アーム32と、純水やイオン水等の薬液、または気体等を基板に向けて噴射する固定ノズル34が配置されている。この実施の形態にあっては、3個の固定ノズル34が備えられ、その内の1個を純水の供給用に用いている。   As shown in FIG. 3, the plating apparatus 12 includes a substrate processing unit 20 that performs a plating process and an incidental process thereof, and a plating solution tray 22 that stores a plating solution is disposed adjacent to the substrate processing unit 20. ing. Further, an electrode arm portion 30 having an electrode head 28 that is held at the tip of a swing arm 26 that swings about the rotation shaft 24 and swings between the substrate processing unit 20 and the plating solution tray 22 is provided. Yes. Further, a pre-coat / recovery arm 32 and a fixed nozzle 34 for injecting a chemical solution such as pure water or ionic water, gas, or the like toward the substrate are disposed on the side of the substrate processing unit 20. In this embodiment, three fixed nozzles 34 are provided, and one of them is used for supplying pure water.

基板処理部20には、図4に示すように、基板の表面(被めっき面)を上向きにして基板Wを保持する基板保持部36と、この基板保持部36の上方に該基板保持部36の周縁部を囲繞するように配置されたカソード部38が備えられている。更に、基板保持部36の周囲を囲繞して処理中に用いる各種薬液の飛散を防止する有底略円筒状のカップ40が、エアシリンダ(図示せず)を介して上下動自在に配置されている。   As shown in FIG. 4, the substrate processing unit 20 includes a substrate holding unit 36 that holds the substrate W with the substrate surface (surface to be plated) facing upward, and the substrate holding unit 36 above the substrate holding unit 36. The cathode part 38 arrange | positioned so that the peripheral part may be enclosed. Further, a substantially cylindrical cup 40 with a bottom that surrounds the periphery of the substrate holding part 36 and prevents scattering of various chemicals used during processing is arranged to be movable up and down via an air cylinder (not shown). Yes.

基板保持部36は、エアシリンダ44によって、下方の基板受渡し位置Aと、上方のめっき位置Bと、これらの中間の前処理・洗浄位置Cとの間を昇降し、図示しない回転モータ及びベルトを介して、任意の加速度及び速度でカソード部38と一体に回転する。この基板受渡し位置Aに対向して、めっき装置12のフレーム側面の搬送ロボット14側には、基板搬出入口(図示せず)が設けられ、また基板保持部36がめっき位置Bまで上昇した時に、基板保持部36で保持された基板Wの周縁部に下記のカソード部38のシール材90とカソード電極88が当接する。一方、カップ40は、その上端が基板搬出入口の下方に位置し、図4に仮想線で示すように、上昇した時に基板搬出入口を塞いでカソード部38の上方に達する。   The substrate holding unit 36 is moved up and down between a lower substrate delivery position A, an upper plating position B, and an intermediate pretreatment / cleaning position C by an air cylinder 44, and a rotation motor and a belt (not shown) are mounted. Thus, the cathode unit 38 rotates integrally with an arbitrary acceleration and speed. Opposite to the substrate delivery position A, a substrate carry-in / out port (not shown) is provided on the side of the transfer robot 14 on the side of the frame of the plating apparatus 12, and when the substrate holding part 36 is raised to the plating position B, The sealing material 90 and the cathode electrode 88 described below are in contact with the peripheral edge of the substrate W held by the substrate holder 36. On the other hand, the upper end of the cup 40 is located below the substrate carry-in / out port, and as shown by the phantom line in FIG.

めっき液トレー22は、めっき処理を実施していない時に、電極アーム部30の下記の押当て材110、クッション材111、接触材112及びアノード98をめっき液で湿潤させるためのもので、この押当て材110等が収容できる大きさに設定され、図示しないめっき液供給口とめっき液排水口を有している。また、フォトセンサがめっき液トレー22に取付けられており、めっき液トレー22内のめっき液の満水、即ちオーバーフローと排水の検出が可能になっている。   The plating solution tray 22 is used to wet the following pressing member 110, cushion material 111, contact material 112, and anode 98 of the electrode arm 30 with the plating solution when the plating process is not being performed. It is set to a size that can accommodate the contact material 110 and the like, and has a plating solution supply port and a plating solution drain port (not shown). In addition, a photo sensor is attached to the plating solution tray 22 so that the plating solution in the plating solution tray 22 is fully filled, that is, overflow and drainage can be detected.

電極アーム部30は、下記のように、この例では、サーボモータからなる上下動モータ132とボールねじ134を介して上下動し、旋回モータ(図示せず)を介して、めっき液トレー22と基板処理部20との間を旋回(揺動)するようになっている。モータの代わりに空気圧アクチュエータを使用しても良い。   In this example, the electrode arm section 30 moves up and down via a vertical movement motor 132 composed of a servo motor and a ball screw 134 as described below, and the plating solution tray 22 and the electrode arm section 30 via a turning motor (not shown). The substrate processing unit 20 is swung (oscillated). A pneumatic actuator may be used instead of the motor.

プレコート・回収アーム32は、図5に示すように、上下方向に延びる支持軸58の上端に連結されて、ロータリアクチュエータ60を介して旋回(揺動)し、エアシリンダ(図示せず)を介して上下動する。このプレコート・回収アーム32には、その自由端側にプレコート液吐出用のプレコートノズル64が、基端側にめっき液回収用のめっき液回収ノズル66がそれぞれ保持されている。プレコートノズル64は、例えばエアシリンダによって駆動するシリンジに接続されて、プレコート液がプレコートノズル64から間欠的に吐出される。また、めっき液回収ノズル66は、例えばシリンダポンプまたはアスピレータに接続されて、基板上のめっき液がめっき液回収ノズル66から吸引される。   As shown in FIG. 5, the precoat / recovery arm 32 is connected to the upper end of a support shaft 58 extending in the vertical direction, pivots (swings) via a rotary actuator 60, and passes through an air cylinder (not shown). Move up and down. The precoat / collection arm 32 holds a precoat nozzle 64 for discharging a precoat liquid on the free end side, and a plating solution recovery nozzle 66 for collecting a plating liquid on the base end side. The precoat nozzle 64 is connected to, for example, a syringe driven by an air cylinder, and the precoat liquid is intermittently discharged from the precoat nozzle 64. The plating solution recovery nozzle 66 is connected to, for example, a cylinder pump or an aspirator, and the plating solution on the substrate is sucked from the plating solution recovery nozzle 66.

基板保持部36は、図6乃至図8に示すように、円板状の基板ステージ68を備え、この基板ステージ68の周縁部の円周方向に沿った6カ所に、上面に基板Wを水平に載置して保持する支持腕70が立設されている。この支持腕70の1つの上端には、基板Wの端面に当接して位置決めする位置決め板72が固着され、この位置決め板72を固着した支持腕70に対向する支持腕70の上端には、基板Wの端面に当接し回動して基板Wを位置決め板72側に押付ける押付け片74が回動自在に支承されている。また、他の4個の支持腕70の上端には、回動して基板Wをこの上方から下方に押付けるチャック爪76が回動自在に支承されている。   As shown in FIGS. 6 to 8, the substrate holding unit 36 includes a disk-shaped substrate stage 68, and the substrate W is horizontally placed on the upper surface at six locations along the circumferential direction of the peripheral portion of the substrate stage 68. A support arm 70 is erected to be placed and held on the head. A positioning plate 72 is fixed to one upper end of the support arm 70 to be positioned in contact with the end surface of the substrate W, and a substrate is fixed to the upper end of the support arm 70 facing the support arm 70 to which the positioning plate 72 is fixed. A pressing piece 74 is pivotally supported so as to be rotated in contact with the end face of W and press the substrate W against the positioning plate 72 side. In addition, chuck claws 76 that pivot and press the substrate W downward from above are rotatably supported at the upper ends of the other four support arms 70.

ここで、押付け片74及びチャック爪76の下端は、コイルばね78を介して下方に付勢した押圧棒80の上端に連結されて、この押圧棒80の下動に伴って押付け片74及びチャック爪76が内方に回動して閉じるようになっており、基板ステージ68の下方には、押圧棒80に下面に当接してこれを上方に押上げる支持板82が配置されている。
これにより、基板保持部36が図4に示す基板受渡し位置Aに位置する時、押圧棒80は支持板82に当接し上方に押上げられて、押付け片74及びチャック爪76が外方に回動して開き、基板ステージ68を上昇させると、押圧棒80がコイルばね78の弾性力で下降して、押付け片74及びチャック爪76が内方に回転して閉じる。
Here, the lower end of the pressing piece 74 and the chuck claw 76 is connected to the upper end of the pressing bar 80 biased downward via the coil spring 78, and the pressing piece 74 and the chuck are moved along with the downward movement of the pressing bar 80. A claw 76 is pivoted inwardly and closed, and a support plate 82 is disposed below the substrate stage 68 so as to abut the lower surface of the pressing rod 80 and push it upward.
As a result, when the substrate holder 36 is positioned at the substrate delivery position A shown in FIG. 4, the pressing rod 80 contacts the support plate 82 and is pushed upward, so that the pressing piece 74 and the chuck pawl 76 rotate outward. When the substrate stage 68 is raised by moving, the pressing rod 80 is lowered by the elastic force of the coil spring 78, and the pressing piece 74 and the chuck pawl 76 are rotated inward and closed.

カソード部38は、図9及び図10に示すように、支持板82(図8等参照)の周縁部に立設した支柱84の上端に固着した環状の枠体86と、この枠体86の下面に内方に突出させて取付けた、この例では6分割されたカソード電極88と、このカソード電極88の上方を覆うように枠体86の上面に取付けた環状のシール材90を有している。シール材90は、その内周縁部が内方に向け下方に傾斜し、かつ徐々に薄肉となって、内周端部が下方に垂下するように構成されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, the cathode portion 38 includes an annular frame 86 fixed to the upper end of a column 84 erected on the peripheral edge of a support plate 82 (see FIG. 8 and the like), and the frame 86. In this example, the cathode electrode 88 divided into six is attached to the lower surface and protrudes inward, and an annular seal member 90 is attached to the upper surface of the frame 86 so as to cover the upper side of the cathode electrode 88. Yes. The seal member 90 is configured such that an inner peripheral edge thereof is inclined downward inward and gradually becomes thin, and an inner peripheral end portion hangs downward.

これにより、図4に示すように、基板保持部36がめっき位置Bまで上昇した時に、この基板保持部36で保持した基板Wの周縁部にカソード電極88が押付けられて通電し、同時にシール材90の内周端部が基板Wの周縁部上面に圧接し、ここを水密的にシールして、基板の上面(被めっき面)に供給されためっき液が基板Wの端部から染み出すのを防止するとともに、めっき液がカソード電極88を汚染することを防止する。
なお、この例において、カソード部38は、上下動不能で基板保持部36と一体に回転するようになっているが、上下動自在で、下降した時にシール材90が基板Wの被めっき面に圧接するように構成しても良い。
As a result, as shown in FIG. 4, when the substrate holding portion 36 is raised to the plating position B, the cathode electrode 88 is pressed against the peripheral edge of the substrate W held by the substrate holding portion 36 and energized, and at the same time, the sealing material The inner peripheral end of 90 is pressed against the upper surface of the peripheral edge of the substrate W, and this is sealed in a watertight manner, so that the plating solution supplied to the upper surface (surface to be plated) of the substrate exudes from the end of the substrate W. And prevents the plating solution from contaminating the cathode electrode 88.
In this example, the cathode portion 38 cannot move up and down and rotates integrally with the substrate holding portion 36. However, the cathode portion 38 is movable up and down, and when it is lowered, the sealing material 90 is placed on the surface of the substrate W to be plated. You may comprise so that it may press-contact.

電極アーム部30の電極ヘッド28は、図11乃至図13に示すように、揺動アーム26の自由端にボールベアリング92を介して連結したハウジング94と、このハウジング94の下端開口部を塞ぐように配置された、多孔質体からなる平板状の押当て材110を有している。すなわち、このハウジング94の下部には、内方に突出した内方突出部94aが、押当て材110の上部にはフランジ部110aがそれぞれ設けられ、このフランジ部110aを内方突出部94aに引っ掛け、更にスペーサ96を介装することで、ハウジング94に押当て材110が保持されている。これによって、ハウジング94の内部に中空のめっき液室100が区画形成されている。   11 to 13, the electrode head 28 of the electrode arm portion 30 covers the housing 94 connected to the free end of the swing arm 26 via a ball bearing 92 and the lower end opening of the housing 94. It has the flat pressing member 110 which consists of a porous body and is arrange | positioned. That is, an inward projecting portion 94a projecting inward is provided at the lower portion of the housing 94, and a flange portion 110a is provided at the upper portion of the pressing member 110, and the flange portion 110a is hooked on the inward projecting portion 94a. Further, the pressing member 110 is held in the housing 94 by interposing the spacer 96. As a result, a hollow plating solution chamber 100 is defined in the housing 94.

押当て材110の下面には、多孔質体からなり、弾性を有する平板状のクッション材111が貼着等によって取付けられ、このクッション材111の下面には、多孔質体からなり、内部に上下に直線状に貫通して延びる多数の貫通孔112aを有する平板状の接触材112が貼着等によって取付けられている。これにより、押当て材110を介して、接触材112の基板保持部36で保持した基板Wの表面と対向する接触面(下面)112bを該基板Wの表面(上面)に押当てつつ接触させることができる。   A flat cushioning material 111 made of a porous material is attached to the lower surface of the pressing material 110 by sticking or the like, and the lower surface of the cushioning material 111 is made of a porous material and is vertically A flat contact material 112 having a large number of through holes 112a extending linearly therethrough is attached by sticking or the like. As a result, the contact surface (lower surface) 112 b facing the surface of the substrate W held by the substrate holding portion 36 of the contact material 112 is brought into contact with the surface (upper surface) of the substrate W through the pressing material 110. be able to.

押当て材110は、例えばアルミナ、SiC、ムライト、ジルコニア、チタニア、コージライト等の多孔質セラミックスまたはポリプロピレンやポリエチレンの焼結体等の硬質多孔質体、あるいはこれらの複合体、更には織布や不織布で構成されている。例えば、アルミナ系セラミックスにあっては、ポア径30〜200μm、SiCにあっては、ポア径30μm以下、気孔率20〜95%、厚み1〜20mm、好ましくは5〜20mm、更に好ましくは8〜15mm程度のものが使用される。この例では、例えば気孔率30%、平均ポア径100μmでアルミナ製の多孔質セラミックス板から構成されている。そして、この内部にめっき液を含有させることで、つまり多孔質セラミックス板自体は絶縁体であるが、この内部にめっき液を複雑に入り込ませ、厚さ方向にかなり長い経路を辿らせることで、めっき液の電気伝導率より小さい電気伝導率を有するように構成されている。   The pressing member 110 is made of, for example, a porous ceramic such as alumina, SiC, mullite, zirconia, titania, cordierite, or a hard porous body such as a sintered body of polypropylene or polyethylene, or a composite thereof, or a woven cloth or the like. It is composed of non-woven fabric. For example, in the case of alumina-based ceramics, the pore diameter is 30 to 200 μm, and in the case of SiC, the pore diameter is 30 μm or less, the porosity is 20 to 95%, the thickness is 1 to 20 mm, preferably 5 to 20 mm, and more preferably 8 to About 15 mm is used. In this example, for example, the porous ceramic plate is made of alumina with a porosity of 30% and an average pore diameter of 100 μm. And, by containing the plating solution inside this, that is, the porous ceramic plate itself is an insulator, by allowing the plating solution to enter inside intricately and by following a fairly long path in the thickness direction, It is comprised so that it may have an electrical conductivity smaller than the electrical conductivity of a plating solution.

このように押当て材110をめっき液室100内に配置し、この押当て材110によって大きな抵抗を発生させることで、シード層7(図1参照)の抵抗の影響を無視できる程度となし、基板Wの表面の電気抵抗による電流密度の面内差を小さくして、めっき膜の面内均一性を向上させることができる。   Thus, by placing the pressing material 110 in the plating solution chamber 100 and generating a large resistance by the pressing material 110, the influence of the resistance of the seed layer 7 (see FIG. 1) can be ignored. The in-plane uniformity of the plating film can be improved by reducing the in-plane difference of the current density due to the electric resistance of the surface of the substrate W.

クッション材111は、例えばポリウレタン、ポリエチレンまたはポリビニルアルコールで構成されており、例えばアイオン(株)製のソフラスや、ニッタ(株)製のSUBAなどがクッション材111として使用される。押当て材110と接触材112との間に、柔軟性を有するクッション材111を介装することによって、接触材112の接触面112bを該接触面112bの全面に亘って基板Wの表面により均一な押付け力で押当てつつ接触させて、接触材112の接触面112bが基板Wの表面から局所的に浮いてしまうことを防止することができる。   The cushion material 111 is made of, for example, polyurethane, polyethylene, or polyvinyl alcohol. For example, Soflas manufactured by Aion Co., Ltd., SUBA manufactured by Nita Co., Ltd., or the like is used as the cushion material 111. By interposing the cushioning material 111 having flexibility between the pressing material 110 and the contact material 112, the contact surface 112b of the contact material 112 is more uniform over the entire surface of the contact surface 112b than the surface of the substrate W. It is possible to prevent the contact surface 112b of the contact material 112 from locally floating from the surface of the substrate W by making contact while pressing with a small pressing force.

接触材112は、例えばポリカーボネート、セラミックス、カーボン、ポリエステル、ガラス、シリコン、レジスト材またはフッ素樹脂等の絶縁体で構成されており、ワットマンろ紙やオスモニクス社製のニュクリポアフィルタ等が接触材112として使用される。内部には、例えば横断面円形で、直径が12μm以下で1.0×10〜1.0×10個/cmの密度で分布する、上下に貫通する多数の貫通孔112aが設けられている。これにより、基板の表面に形成される柱形状のめっき膜は、直径が12μm以下の円柱状となり、後のCMPで円柱状のめっき膜を容易に落とすことができる。しかも、貫通孔の密度を1.0×10〜1.0×10個/cmとし、孔の直径と密度の適当な組み合わせを選ぶことにより、すべての配線用凹部にめっきをすることができる。 The contact material 112 is made of, for example, an insulator such as polycarbonate, ceramics, carbon, polyester, glass, silicon, a resist material, or a fluororesin, and whatman filter paper, an osmonics Nykuripore filter, or the like is used as the contact material 112. used. Inside, a large number of through-holes 112a penetrating vertically are provided, for example, having a circular cross section and a diameter of 12 μm or less and distributed at a density of 1.0 × 10 5 to 1.0 × 10 9 holes / cm 2. ing. Thereby, the columnar plating film formed on the surface of the substrate has a columnar shape with a diameter of 12 μm or less, and the columnar plating film can be easily dropped by subsequent CMP. In addition, the density of the through holes is set to 1.0 × 10 5 to 1.0 × 10 9 holes / cm 2, and all the recesses for wiring are plated by selecting an appropriate combination of the diameter and density of the holes. Can do.

接触材112としては、PMMAなどのレジスト材に、リソグラフィ技術によって、サブミクロンオーダでの微細加工(貫通孔の形成)を施したものを使用することもでき、この場合、膜厚が数百μm以下の接触材を作製することができる。
更に、接触材112の接触面112bの表面粗さのRa値(中心線平均粗さ)は、1μm以下に設定されている。これにより、接触材112の接触面112bの基板Wの表面に対する密着性をよくし、該接触面112bを基板Wの表面に接触させた時に、両者の間に間に隙間ができるのを防止して、非配線形成部に余分なめっき膜が成膜されて、後のCMPプロセスに負担をかけることを防止することができる。
As the contact material 112, it is possible to use a resist material such as PMMA which has been subjected to fine processing (formation of a through hole) on the submicron order by lithography technique. In this case, the film thickness is several hundred μm. The following contact materials can be produced.
Furthermore, the Ra value (centerline average roughness) of the surface roughness of the contact surface 112b of the contact material 112 is set to 1 μm or less. This improves the adhesion of the contact surface 112b of the contact material 112 to the surface of the substrate W, and prevents the formation of a gap between the two when the contact surface 112b is brought into contact with the surface of the substrate W. Thus, it is possible to prevent an excessive plating film from being formed on the non-wiring forming portion and placing a burden on the subsequent CMP process.

図示しないが、接触材に内部に設けられる貫通孔は、接触面から離れる方向に、つまり上方に向かって横断面積が徐々に減少するテーパ形状であってもよい。これにより、基板の表面に先の尖った柱形状のめっき膜が形成されるようにして、例えば接触材に径の大きな貫通孔を設けて該貫通孔内にめっき膜を形成した場合に、めっき後に柱形状のめっき膜を接触材の貫通孔から容易に引き抜くことができる。   Although not shown, the through hole provided inside the contact material may have a tapered shape in which the cross-sectional area gradually decreases in a direction away from the contact surface, that is, upward. Thus, when a pillar-shaped plating film having a sharp point is formed on the surface of the substrate, for example, when a through-hole having a large diameter is provided in the contact material and the plating film is formed in the through-hole, plating is performed. Later, the columnar plating film can be easily pulled out from the through hole of the contact material.

めっき液室100内には、押当て材110の上方に位置して、アノード98が、この上方に配置しためっき液導入管104の下面に取付けられて配置されている。そして、このめっき液導入管104には、めっき液導入口104aが設けられ、このめっき液導入口104aにめっき液供給設備18(図2参照)から延びるめっき液供給管102が接続されている。更に、ハウジング94の上面に設けられためっき液排出口94bにめっき液室100に連通するめっき液排出管106が接続されている。   In the plating solution chamber 100, an anode 98 is disposed on the lower surface of the plating solution introduction pipe 104 disposed above the pressing material 110 and is disposed above the pressing material 110. The plating solution introduction pipe 104 is provided with a plating solution introduction port 104a, and a plating solution supply pipe 102 extending from the plating solution supply facility 18 (see FIG. 2) is connected to the plating solution introduction port 104a. Further, a plating solution discharge pipe 106 communicating with the plating solution chamber 100 is connected to a plating solution discharge port 94 b provided on the upper surface of the housing 94.

めっき液導入管104は、基板Wの表面(被めっき面)に均一にめっき液を供給できるように、マニホールド構造が採用されている。即ち、その長手方向に沿った所定の位置に、この内部に連通する多数の細管116を連結している。そして、アノード98のこの細管116に対応する位置には細孔が設けられ、細管116は、これらの細孔内を下方に延びている。   The plating solution introduction pipe 104 has a manifold structure so that the plating solution can be supplied uniformly to the surface (surface to be plated) of the substrate W. That is, a large number of thin tubes 116 communicating with the interior are connected to a predetermined position along the longitudinal direction. Fine pores are provided at positions corresponding to the thin tubes 116 of the anode 98, and the thin tubes 116 extend downward in the fine pores.

これにより、めっき液供給管102からめっき液導入管104に導入されためっき液は、細管116を通過して押当て材110の上方に達し、めっき液室100内を満たしてアノード98をめっき液中に浸漬させるとともに、押当て材110、クッション材111及び接触材112の内部を通過して、該接触材112の下面に達し、めっき液排出管106を吸引することで、めっき液排出管106から排出される。   As a result, the plating solution introduced from the plating solution supply pipe 102 into the plating solution introduction pipe 104 passes through the narrow tube 116 and reaches above the pressing material 110, fills the plating solution chamber 100, and fills the anode 98 with the plating solution. In addition to being immersed therein, it passes through the inside of the pressing material 110, the cushion material 111, and the contact material 112, reaches the lower surface of the contact material 112, and sucks the plating solution discharge tube 106, whereby the plating solution discharge tube 106. Discharged from.

ここで、アノード98は、スライムの生成を抑制するため、含有量が0.03〜0.05%のリンを含む銅(含リン銅)で構成されている。白金、チタン等の不溶解性金属あるいは金属上に白金等をめっきした不溶解性電極であってもよく、交換等が不要なことから、不溶解性金属あるいは不溶解性電極であることが好ましい。更に、めっき液の流通のしやすさ等から、網状であってもよい。が、不溶解のものを使用してもよい。   Here, the anode 98 is made of copper (phosphorus-containing copper) containing phosphorus having a content of 0.03 to 0.05% in order to suppress generation of slime. It may be an insoluble metal such as platinum or titanium, or an insoluble electrode obtained by plating platinum or the like on a metal, and is preferably an insoluble metal or an insoluble electrode because replacement or the like is unnecessary. . Further, a net-like shape may be used for ease of distribution of the plating solution. However, an insoluble one may be used.

めっきを行うに際して、カソード電極88はめっき電源114のカソードに、アノード98はめっき電源114のアノードにそれぞれ電気的に接続される。この例では、めっき電源114は、流れる電流の向きを任意に変更でき、これによって、めっき装置がめっき膜をエッチングするエッチング機能を有するように構成されている。つまり、めっき液の存在下で、めっき電源114を介して、カソード電極88がアノードに、アノード98がカソードになるようにして、めっき膜をエッチングすることができる。   When performing plating, the cathode electrode 88 is electrically connected to the cathode of the plating power source 114, and the anode 98 is electrically connected to the anode of the plating power source 114. In this example, the plating power supply 114 can arbitrarily change the direction of the flowing current, and thus the plating apparatus has an etching function for etching the plating film. In other words, in the presence of the plating solution, the plating film can be etched via the plating power supply 114 such that the cathode electrode 88 becomes the anode and the anode 98 becomes the cathode.

ボールベアリング92と揺動アーム26との間には、接触材112の接触面112bを基板Wの表面に向けて押当る押当て機構122が設けられている。つまり、この押当て機構122は、互いに離間した位置に配置される一対の板体124,126間に配置される圧縮コイルばね128と、一端を一方の板体124に固着し、他端に設けた頭部130aを他方の板体126に当接させて、一対の板体124,126間の間隔が拡がることを規制するストッパ130とを有している。一方、揺動アーム26は、サーボモータからなる上下動モータ132とボールねじ134を介して上下動するように構成されている。この上下機構は空気圧アクチュエータであってもよい。   A pressing mechanism 122 that presses the contact surface 112 b of the contact material 112 toward the surface of the substrate W is provided between the ball bearing 92 and the swing arm 26. In other words, the pressing mechanism 122 has a compression coil spring 128 disposed between a pair of plates 124 and 126 disposed at positions separated from each other, and one end fixed to one plate 124 and provided at the other end. And a stopper 130 that restricts the distance between the pair of plates 124 and 126 from being increased by bringing the head 130a into contact with the other plate 126. On the other hand, the swing arm 26 is configured to move up and down via a vertical movement motor 132 formed of a servo motor and a ball screw 134. This vertical mechanism may be a pneumatic actuator.

これにより、接触材112が基板Wの表面に当接しない間は、圧縮コイルばね128の弾性力を介して、電極ヘッド28は、揺動アーム26と一体に上下動(及び揺動)し、接触材112が基板Wの表面に当接した後、揺動アーム26を更に下降させると、この下降に伴って、圧縮コイルばね128が更に縮み、この圧縮コイルばね128の弾性力を、クッション材111を介して接触材112に作用させて、接触材112の接触面112bを基板Wの表面に押当て、しかも圧縮コイルばね128の縮み量(変位量)を制御することで、この押当て力を調整できるようになっている。   Thus, while the contact material 112 does not contact the surface of the substrate W, the electrode head 28 moves up and down (and swings) integrally with the swing arm 26 through the elastic force of the compression coil spring 128. When the swing arm 26 is further lowered after the contact member 112 comes into contact with the surface of the substrate W, the compression coil spring 128 is further contracted along with the lowering, and the elastic force of the compression coil spring 128 is reduced by the cushion material. This pressing force is applied to the contact material 112 via 111 to press the contact surface 112b of the contact material 112 against the surface of the substrate W and to control the amount of contraction (displacement) of the compression coil spring 128. Can be adjusted.

次に、この実施の形態のめっき装置を備えた基板処理装置の操作について説明する。
先ず、ロード・アンロード部10からめっき処理前の基板Wを搬送ロボット14で取出し、表面(被めっき面)を上向きにした状態で、フレームの側面に設けられた基板搬出入口から一方のめっき装置12の内部に搬送する。この時、基板保持部36は、下方の基板受渡し位置Aにあり、搬送ロボット14は、そのハンドが基板ステージ68の真上に到達した後に、ハンドを下降させることで、基板Wを支持腕70上に載置する。そして、搬送ロボット14のハンドを基板搬出入口を通って退去させる。
Next, the operation of the substrate processing apparatus provided with the plating apparatus of this embodiment will be described.
First, the substrate W before plating processing is taken out from the load / unload unit 10 by the transfer robot 14, and one plating apparatus is provided from the substrate loading / unloading port provided on the side surface of the frame with the surface (surface to be plated) facing upward. 12 to the inside. At this time, the substrate holding unit 36 is at the lower substrate delivery position A, and the transport robot 14 lowers the hand after the hand reaches just above the substrate stage 68, thereby supporting the substrate W on the support arm 70. Place on top. Then, the hand of the transfer robot 14 is retreated through the substrate carry-in / out entrance.

搬送ロボット14のハンドの退去が完了した後、カップ40を上昇させ、同時に基板受渡し位置Aにあった基板保持部36を前処理・洗浄位置Cに上昇させる。この時、この上昇に伴って、支持腕70上に載置された基板は、位置決め板72と押付け片74で位置決めされ、チャック爪76で確実に把持される。   After the removal of the hand of the transfer robot 14 is completed, the cup 40 is raised, and at the same time, the substrate holding part 36 that was in the substrate delivery position A is raised to the pretreatment / cleaning position C. At this time, with this rise, the substrate placed on the support arm 70 is positioned by the positioning plate 72 and the pressing piece 74 and is securely gripped by the chuck claws 76.

一方、電極アーム部30の電極ヘッド28は、この時点ではめっき液トレー22上の通常位置にあって、接触材112等がめっき液トレー22内に位置しており、この状態でカップ40の上昇と同時に、めっき液トレー22及び電極ヘッド28にめっき液の供給を開始する。そして、基板のめっき工程に移るまで、新しいめっき液を供給し、併せてめっき液排出管106を通じた吸引を行って、押当て材110、クッション材111及び接触材112に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行う。なお、カップ40の上昇が完了すると、フレーム側面の基板搬出入口はカップ40で塞がれて閉じ、フレーム内外の雰囲気が遮断状態となる。   On the other hand, the electrode head 28 of the electrode arm portion 30 is at a normal position on the plating solution tray 22 at this time, and the contact material 112 and the like are located in the plating solution tray 22, and the cup 40 is raised in this state. At the same time, supply of the plating solution to the plating solution tray 22 and the electrode head 28 is started. Then, a new plating solution is supplied until the substrate plating process is started, and at the same time, suction through the plating solution discharge pipe 106 is performed to replace the plating solution contained in the pressing material 110, the cushion material 111, and the contact material 112. And defoam. When the raising of the cup 40 is completed, the substrate loading / unloading port on the side surface of the frame is closed and closed by the cup 40, and the atmosphere inside and outside the frame is cut off.

カップ40が上昇するとプレコート処理に移る。即ち、基板Wを受取った基板保持部36を回転させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム32を基板と対峙する位置へ移動させる。そして、基板保持部36の回転速度が設定値に到達したところで、プレコート・回収アーム32の先端に設けられたプレコートノズル64から、例えば界面活性剤からなるプレコート液を基板の表面に間欠的に吐出する。この時、基板保持部36が回転しているため、プレコート液は基板Wの表面の全面に行き渡る。次に、プレコート・回収アーム32を待避位置へ戻し、基板保持部36の回転速度を増して、遠心力により基板Wの表面のプレコート液を振り切って乾燥させる。   When the cup 40 moves up, the precoat process is started. That is, the substrate holding part 36 that has received the substrate W is rotated, and the precoat / collection arm 32 that has been in the retracted position is moved to a position facing the substrate. When the rotation speed of the substrate holding unit 36 reaches the set value, a precoat liquid made of, for example, a surfactant is intermittently discharged from the precoat nozzle 64 provided at the tip of the precoat / collection arm 32 onto the surface of the substrate. To do. At this time, since the substrate holding part 36 is rotating, the precoat liquid spreads over the entire surface of the substrate W. Next, the precoat / collection arm 32 is returned to the retracted position, the rotational speed of the substrate holding part 36 is increased, and the precoat liquid on the surface of the substrate W is shaken off by the centrifugal force and dried.

プレコート完了後にめっき処理に移る。先ず、基板保持部36を、この回転を停止、若しくは回転速度をめっき時速度まで低下させた状態で、めっきを施すめっき位置Bまで上昇させる。すると、基板Wの周縁部は、カソード電極88に接触して通電可能な状態となり、同時に基板Wの周縁部上面にシール材90が圧接して、基板Wの周縁部が水密的にシールされる。   After pre-coating is completed, the process proceeds to plating. First, the substrate holding unit 36 is raised to the plating position B where plating is performed in a state where the rotation is stopped or the rotation speed is reduced to the plating speed. Then, the peripheral portion of the substrate W comes into contact with the cathode electrode 88 and can be energized. At the same time, the sealing material 90 is pressed against the upper surface of the peripheral portion of the substrate W, and the peripheral portion of the substrate W is sealed watertight. .

一方、搬入された基板Wのプレコート処理が完了したという信号に基づいて、電極アーム部30をめっき液トレー22上方から電解処理を施す位置の上方に電極ヘッド28が位置するように水平方向に旋回させ、この位置に到達した後に、電極ヘッド28をカソード部38に向かって下降させる。そして、接触材112の接触面112bが基板Wの表面に接触することなく、例えば0.1mm〜3mm程度に近接した時に、電極ヘッド28を停止させる。次に、めっき液供給管102からめっき液を電極ヘッド28の内部に供給して、図12に示すように、押当て材110、クッション材及び接触材112にめっき液を含ませながら、基板Wの上面(被めっき面)からめっき液室100の内部をめっき液で満たす。   On the other hand, based on the signal that the precoat process of the loaded substrate W has been completed, the electrode arm unit 30 is swung horizontally from above the plating solution tray 22 so that the electrode head 28 is positioned above the position where the electrolytic process is performed. After reaching this position, the electrode head 28 is lowered toward the cathode portion 38. Then, when the contact surface 112b of the contact material 112 does not contact the surface of the substrate W and approaches, for example, about 0.1 mm to 3 mm, the electrode head 28 is stopped. Next, the plating solution is supplied from the plating solution supply pipe 102 to the inside of the electrode head 28, and as shown in FIG. 12, while the plating solution is contained in the pressing material 110, the cushion material, and the contact material 112, the substrate W The inside of the plating solution chamber 100 is filled with the plating solution from the upper surface (surface to be plated).

そして、電極ヘッド28を更に下降させて、図13に示すように、接触材112の接触面112bを基板Wの表面に密着させる。これにより、図14に詳細に示すように、接触材112の接触面112bは、基板Wに堆積させた絶縁層2を覆うシード層7の表面に密着する。この時、押当て材110と接触材112との間に、柔軟性を有するクッション材111を介装することで、接触材112の接触面112bが基板Wの表面(シード層7)から局部的に浮いてしまうことを防止しつつ、接触材112の接触面112bを基板Wの表面に隙間なく密着させることができる。この状態で、カソード電極88をめっき電源114のカソードに、アノード98をめっき電源114のアノードにそれぞれ接続して基板Wの表面(シード層7の表面)にめっきを行う。   Then, the electrode head 28 is further lowered to bring the contact surface 112b of the contact material 112 into close contact with the surface of the substrate W as shown in FIG. Thereby, as shown in detail in FIG. 14, the contact surface 112 b of the contact material 112 is in close contact with the surface of the seed layer 7 covering the insulating layer 2 deposited on the substrate W. At this time, the cushioning material 111 having flexibility is interposed between the pressing material 110 and the contact material 112, so that the contact surface 112b of the contact material 112 is locally from the surface of the substrate W (seed layer 7). The contact surface 112b of the contact material 112 can be brought into close contact with the surface of the substrate W without any gaps. In this state, the cathode electrode 88 is connected to the cathode of the plating power source 114 and the anode 98 is connected to the anode of the plating power source 114 to perform plating on the surface of the substrate W (the surface of the seed layer 7).

このように、上下に貫通する多数の貫通孔112aを有する接触材112の接触面112bを基板Wの表面のシード層7に密着させつつめっきを行うと、基板Wの表面の非配線形成部にあっては、図15(a)に示すように、接触材112に設けた貫通孔112aに対向する部位を除き、シード層7の表面が接触材112の接触面112bに直接接触し、この接触部からめっき液が排除される。このため、図15(b)〜(c)に示すように、貫通孔112aに沿って成長した柱形状のめっき膜(柱形状部)6aが形成されて成長する。そして、めっき後、図15(d)に示すように、柱形状のめっき膜6aを接触材112の貫通孔112aから引抜き、シード層7の表面に柱形状のめっき膜6aが残るようにする。   As described above, when plating is performed while the contact surface 112b of the contact material 112 having a large number of through holes 112a penetrating vertically is brought into close contact with the seed layer 7 on the surface of the substrate W, the non-wiring forming portion on the surface of the substrate W is formed. In this case, as shown in FIG. 15A, the surface of the seed layer 7 is in direct contact with the contact surface 112b of the contact material 112 except for a portion facing the through hole 112a provided in the contact material 112, and this contact The plating solution is removed from the part. For this reason, as shown in FIGS. 15B to 15C, a columnar plating film (columnar portion) 6a grown along the through hole 112a is formed and grown. Then, after plating, as shown in FIG. 15 (d), the columnar plating film 6 a is extracted from the through hole 112 a of the contact material 112 so that the columnar plating film 6 a remains on the surface of the seed layer 7.

一方、例えば基板Wの表面の配線形成部にあっては、図16(a)に示すように、絶縁層2に形成したトレンチ4等の配線用凹部の内部は接触材112の接触面112bに接触しておらず、トレンチ4等の内部がめっき液で満たされる。このため、図16(b)に示すように、先ずトレンチ4等の配線用凹部の内部を埋めるように成長しためっき膜(銅膜)6bが形成される。このめっき膜6bが接触材112の接触面112bまで到達すると、図16(c)に示すように、めっき膜6bの表面に、接触材112の貫通孔112aに沿って成長した柱形状のめっき膜(柱形状部)6cが形成される。そして、めっき後、図16(d)に示すように、柱形状のめっき膜6cを接触材112の貫通孔112aから引抜き、これによって、トレンチ4等の配線用凹部の内部に埋込んだめっき膜6bの表面に柱形状のめっき膜6cが残るようにする。   On the other hand, for example, in the wiring formation portion on the surface of the substrate W, the interior of the wiring recess such as the trench 4 formed in the insulating layer 2 is formed on the contact surface 112b of the contact material 112 as shown in FIG. There is no contact, and the inside of the trench 4 and the like is filled with the plating solution. Therefore, as shown in FIG. 16B, first, a plating film (copper film) 6b grown so as to fill the inside of the recess for wiring such as the trench 4 is formed. When the plating film 6b reaches the contact surface 112b of the contact material 112, as shown in FIG. 16C, a columnar plating film grown on the surface of the plating film 6b along the through hole 112a of the contact material 112. (Columnar part) 6c is formed. Then, after plating, as shown in FIG. 16 (d), the columnar plating film 6 c is extracted from the through hole 112 a of the contact material 112, and thereby embedded in the wiring recess such as the trench 4. A columnar plating film 6c is left on the surface of 6b.

この時、基板の非配線形成部及び配線形成部にできた柱形状のめっき膜(柱形状部)6a,6cの根本は、同じ高さに揃っている。また、接触材112の内部に、直径が12μm以下の横断面円形の貫通孔112aを設けることで、基板の表面に形成される柱形状のめっき膜6a,6cは、直径が12μm以下の円柱状となる。これにより、後のCMPで円柱状のめっき膜6a,6cを容易に落とすことができ、しかもトレンチ4等の配線用凹部に比べて円柱状のめっき膜6cが大きすぎて、配線形成部に円柱状のめっき膜6cが形成されない状況が起こることを防止することができる。   At this time, the bases of the columnar plating films (columnar portions) 6a and 6c formed in the non-wiring forming portion and the wiring forming portion of the substrate are aligned at the same height. Further, by providing a through-hole 112a having a circular cross section with a diameter of 12 μm or less inside the contact material 112, the columnar plating films 6a and 6c formed on the surface of the substrate have a cylindrical shape with a diameter of 12 μm or less. It becomes. As a result, the cylindrical plating films 6a and 6c can be easily dropped by subsequent CMP, and the cylindrical plating film 6c is too large compared to the wiring recesses such as the trench 4 so that the wiring forming portion has a circular shape. It is possible to prevent a situation in which the columnar plating film 6c is not formed.

図23及び図24に、前述のように、内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を基板の表面に接触させながら該表面にめっきを行って、基板の表面にめっき膜を形成した時の模式図を示す。この図23及び図24から、多数の円柱状のめっき膜(柱形状部)が林立しためっき膜が得られることが判る。   23 and 24, when a plating film is formed on the surface of the substrate by plating the surface with the contact material having a linearly extending through hole in contact with the surface of the substrate, as described above. The schematic diagram of is shown. From FIG. 23 and FIG. 24, it can be seen that a plating film in which a large number of columnar plating films (columnar portions) are formed can be obtained.

めっき処理が完了すると、電極アーム部30を上昇させ旋回させてめっき液トレー22上方へ戻し、通常位置へ下降させる。次に、プレコート・回収アーム32を待避位置から基板Wに対峙する位置へ移動させて下降させ、めっき液回収ノズル66から基板W上のめっき液の残液を回収する。この残液の回収が終了した後、プレコート・回収アーム32を待避位置へ戻し、基板のめっき面のリンスのために、純水用の固定ノズル34から基板Wの中央部に純水を吐出し、同時に基板保持部36をスピードを増して回転させて基板Wの表面の被めっき液を純水に置換する。このように、基板Wのリンスを行うことで、基板保持部36をめっき位置Bから下降させる際に、めっき液が跳ねて、カソード部38のカソード電極88が汚染されることが防止される。   When the plating process is completed, the electrode arm part 30 is raised and turned to return to the upper part of the plating solution tray 22 and lowered to the normal position. Next, the precoat / recovery arm 32 is moved from the retracted position to a position facing the substrate W and lowered, and the plating solution remaining solution on the substrate W is recovered from the plating solution recovery nozzle 66. After the collection of the remaining liquid is completed, the precoat / collection arm 32 is returned to the retracted position, and pure water is discharged from the fixed nozzle 34 for pure water onto the central portion of the substrate W in order to rinse the plating surface of the substrate. At the same time, the substrate holder 36 is rotated at an increased speed to replace the plating solution on the surface of the substrate W with pure water. Thus, by rinsing the substrate W, when the substrate holding part 36 is lowered from the plating position B, the plating solution is prevented from splashing and the cathode electrode 88 of the cathode part 38 is prevented from being contaminated.

リンス終了後に水洗工程に入る。即ち、基板保持部36をめっき位置Bから前処理・洗浄位置Cへ下降させ、純水用の固定ノズル34から純水を供給しつつ基板保持部36及びカソード部38を回転させて水洗を実施する。この時、カソード部38に直接供給した純水、または基板Wの面から飛散した純水によってシール材90及びカソード電極88も基板と同時に洗浄することができる。   After rinsing, the water washing process is started. That is, the substrate holding part 36 is lowered from the plating position B to the pretreatment / cleaning position C, and the substrate holding part 36 and the cathode part 38 are rotated while supplying pure water from the fixed nozzle 34 for pure water, and water washing is performed. To do. At this time, the sealing material 90 and the cathode electrode 88 can also be cleaned simultaneously with the substrate by pure water supplied directly to the cathode portion 38 or pure water scattered from the surface of the substrate W.

水洗完了後にドライ工程に入る。即ち、固定ノズル34からの純水の供給を停止し、更に基板保持部36及びカソード部38の回転スピードを増して、遠心力により基板表面の純水を振り切って乾燥させる。併せて、シール材90及びカソード電極88も乾燥される。ドライ工程が完了すると基板保持部36及びカソード部38の回転を停止させ、基板保持部36を基板受渡し位置Aまで下降させる。すると、チャック爪76による基板Wの把持が解かれ、基板Wは、支持腕70の上面に載置された状態となる。これと同時に、カップ40も下降させる。   After the water washing is completed, the drying process is started. That is, the supply of pure water from the fixed nozzle 34 is stopped, the rotation speed of the substrate holding part 36 and the cathode part 38 is increased, and the pure water on the substrate surface is shaken off by the centrifugal force and dried. At the same time, the sealing material 90 and the cathode electrode 88 are also dried. When the drying process is completed, the rotation of the substrate holding part 36 and the cathode part 38 is stopped, and the substrate holding part 36 is lowered to the substrate delivery position A. Then, the grip of the substrate W by the chuck claws 76 is released, and the substrate W is placed on the upper surface of the support arm 70. At the same time, the cup 40 is also lowered.

以上でめっき処理及びそれに付帯する前処理や洗浄・乾燥工程の全て工程を終了し、搬送ロボット14は、そのハンドを基板搬出入口から基板Wの下方に挿入し、そのまま上昇させることで、基板保持部36から処理後の基板Wを受取る。そして、搬送ロボット14は、この基板保持部36から受取った処理後の基板Wをロード・アンロード部10に戻す。   Thus, the plating process and all the pre-processing and cleaning / drying processes incidental thereto are completed, and the transfer robot 14 inserts the hand into the lower part of the substrate W from the substrate loading / unloading port and lifts the substrate as it is, thereby holding the substrate. The processed substrate W is received from the unit 36. Then, the transfer robot 14 returns the processed substrate W received from the substrate holding unit 36 to the load / unload unit 10.

その後、基板WをCMP装置に搬送し、CMP装置で基板Wの表面を研磨することで、先ず図17(a)に示す無数の柱形状のめっき膜(柱形状部)6a,6cを落とし、これによって、図17(b)に示すように、基板Wの表面を平坦にする。この柱形状の無数のめっき膜6a,6bの根本は同じ高さに揃っており、このため、比較的微小な力で簡単に、つまり低圧且つ高速なCMPプロセスでめっき膜6a,6bを排除することができる。その結果、無数の柱形状のめっき膜6a,6cを排除した後のめっき膜の表面は、凹凸の少ない平坦な表面となり、CMPにとっては従来の凹凸のあるめっき膜よりも研磨しやすい形状となる。   Thereafter, the substrate W is transported to a CMP apparatus, and the surface of the substrate W is polished by the CMP apparatus. First, the innumerable columnar plating films (columnar portions) 6a and 6c shown in FIG. As a result, the surface of the substrate W is flattened as shown in FIG. The roots of the innumerable pillar-shaped plating films 6a and 6b are aligned at the same height. For this reason, the plating films 6a and 6b are easily removed with a relatively small force, that is, by a low-pressure and high-speed CMP process. be able to. As a result, the surface of the plating film after eliminating the innumerable columnar plating films 6a and 6c is a flat surface with less unevenness, and has a shape that is easier to polish than conventional plating films with unevenness. .

上記の例は、トレンチ4等の配線用凹部の深さが比較的小さい場合に適用した例を示している。しかし、トレンチ4等の配線用凹部の深さが比較的大きい場合、配線用凹部の内部を銅等で埋めるまでの間に柱形状のめっき膜がかなりの高さに成長し、アンカー効果が強くなって接触材と基板の表面との密着が強くなるため、接触材から柱形状のめっき膜を引き抜く際に接触材を壊してしまうことがある。   The above example shows an example applied when the depth of the recess for wiring such as the trench 4 is relatively small. However, when the depth of the wiring recess such as the trench 4 is relatively large, the columnar plating film grows to a considerable height before the inside of the wiring recess is filled with copper or the like, and the anchor effect is strong. Since the contact between the contact material and the surface of the substrate becomes strong, the contact material may be broken when the columnar plating film is extracted from the contact material.

図18は、トレンチ4等の配線用凹部の深さが比較的大きい場合でも、配線用凹部の内部を銅等で埋め、しかも接触材を壊してしまうことなく接触材から柱形状のめっき膜を引き抜くことができるようにした例を工程順に示す。   FIG. 18 shows that even when the depth of the wiring recess such as the trench 4 is relatively large, the wiring recess is filled with copper or the like, and the column-shaped plating film is formed from the contact material without destroying the contact material. The example which enabled it to draw out is shown in order of a process.

先ず、前述の例と同様に、多数の貫通孔112aを有する接触材112の接触面112bを基板Wの表面のシード層7に密着させつつめっきを行い、これによって、図18(a)に示すように、非配線形成部に柱形状のめっき膜(柱形状部)6aを、トレンチ4等の配線用凹部の内部に該凹部を埋めるめっき膜6bを形成する。そして、必要に応じて、カソード電極88及びアノード98をめっき電源114から切り離し、しかる後、図18(b)に示すように、電極ヘッド28を上昇させて、柱形状のめっき膜6aを接触材112から引き抜く。そして、例えば、電極ヘッド28または基板保持部36の少なくとも一方を回転させて、接触材112の接触面112bと基板Wの表面との相対位置を変える。   First, similarly to the above-described example, plating is performed while bringing the contact surface 112b of the contact material 112 having a large number of through holes 112a into close contact with the seed layer 7 on the surface of the substrate W, and as shown in FIG. As described above, the columnar plating film (columnar portion) 6a is formed in the non-wiring forming portion, and the plating film 6b is formed in the wiring recess such as the trench 4 so as to fill the recess. Then, if necessary, the cathode electrode 88 and the anode 98 are disconnected from the plating power source 114, and then, as shown in FIG. 18 (b), the electrode head 28 is raised to form the columnar plating film 6a as the contact material. Pull out from 112. Then, for example, at least one of the electrode head 28 or the substrate holder 36 is rotated to change the relative position between the contact surface 112 b of the contact material 112 and the surface of the substrate W.

次に、図18(c)に示すように、電極ヘッド28を再度下降させ、接触材112の接触面112bを再度基板Wの表面のシード層7に密着させ、これによって、柱形状のめっき膜6aを接触材112で押し倒す。この状態で、カソード電極88及びアノード98をめっき電源114に接続してめっきを行い、これによって、図18(d)に示すように、押し倒された柱形状のめっき膜6aの表面に柱形状の第2のめっき膜(柱形状部)6dを形成し、同時に、トレンチ4等の配線用凹部の内部に埋めためっき膜6bを成長させる。この例では、柱形状のめっき膜6aを接触材112で押し倒し、更にめっきを行う操作を1回行うようにしているが、この操作を、必要に応じて複数回繰り返すようにしてもよい。これによって、接触材112を壊すことなく、めっき膜表面の凹凸の高低差を徐々に小さくして行くことができる。   Next, as shown in FIG. 18C, the electrode head 28 is lowered again, and the contact surface 112b of the contact material 112 is again brought into close contact with the seed layer 7 on the surface of the substrate W, whereby a columnar plating film is formed. 6a is pushed down with the contact material 112. In this state, the cathode electrode 88 and the anode 98 are connected to the plating power source 114 to perform plating. As a result, as shown in FIG. 18 (d), a columnar shape is formed on the surface of the depressed columnar plating film 6a. A second plating film (columnar portion) 6d is formed, and at the same time, a plating film 6b buried in a wiring recess such as the trench 4 is grown. In this example, the column-shaped plating film 6a is pushed down with the contact material 112 and the operation of further plating is performed once, but this operation may be repeated a plurality of times as necessary. Thereby, the level difference of the unevenness on the surface of the plating film can be gradually reduced without breaking the contact material 112.

そして、図18(d)に示すように、トレンチ4等の配線用凹部内に形成されるめっき膜6bが接触材112の表面まで到達し、更に、このめっき膜6bの表面に、接触材112の貫通孔112aに沿って成長した柱形状のめっき膜6cが形成された時に、めっきを終了する。そして、めっき後、図18(e)に示すように、柱形状のめっき膜6c,6dを接触材112の貫通孔112aから引き抜く。   As shown in FIG. 18D, the plating film 6b formed in the wiring recess such as the trench 4 reaches the surface of the contact material 112, and further, the contact material 112 is formed on the surface of the plating film 6b. When the columnar plating film 6c grown along the through-hole 112a is formed, the plating is finished. Then, after plating, the columnar plated films 6c and 6d are pulled out from the through holes 112a of the contact material 112 as shown in FIG.

この方法によれば、トレンチ4等の配線用凹部内を銅膜等のめっき膜で全て埋め込んだ時に、めっき膜の表面にできる柱形状のめっき膜6c,6dの高さは、比較的低くなり、接触材112を壊すことなく柱形状のめっき膜6c,6dを接触材112から引き抜くことができる。この方法の場合、トレンチ4等の配線用凹部内に形成されるめっき膜6bは緻密となり、非配線形成部に形成されるめっき膜6a,6dは、柱形状のめっき膜6aを倒した際に多少の隙間ができるため、ボイドを含む可能性がある。しかし、非配線形成部に形成されるめっき膜は、次工程のCMPプロセスによって削り落とされてしまうので問題はない。   According to this method, the height of the columnar plating films 6c and 6d formed on the surface of the plating film becomes relatively low when the wiring recess such as the trench 4 is completely filled with the plating film such as a copper film. The columnar plating films 6 c and 6 d can be pulled out from the contact material 112 without breaking the contact material 112. In the case of this method, the plating film 6b formed in the wiring recess such as the trench 4 becomes dense, and the plating films 6a and 6d formed in the non-wiring forming portion are formed when the columnar plating film 6a is tilted. Since some gaps are created, voids may be included. However, there is no problem because the plating film formed in the non-wiring forming portion is scraped off by the next CMP process.

この実施の形態のめっき装置にように、流れる電流の向きを任意に変更できるようにしためっき電源114を使用し、めっき膜をエッチングするエッチング機能を有するように構成した場合には、めっきを数回に分け、1回のめっきが終了する度にめっき膜をエッチング除去するようにしてもよい。   When the plating power source 114 that can arbitrarily change the direction of the flowing current is used as in the plating apparatus of this embodiment and the etching function for etching the plating film is provided, the number of platings is several. The plating film may be removed by etching every time plating is completed.

つまり、例えば、図18(b)に示すように、電極ヘッド28を上昇させて、柱形状のめっき膜6aを接触材112から引き抜いた状態で、図19(a)に示すように、めっき液の存在下で、めっき電源114を介して、カソード電極88がアノードに、アノード98がカソードになるようにして、めっき膜6a,6bをエッチングする。このようにしてエッチングを行うと、電気は尖ったところに集中して流れるので、トレンチ4等の配線用凹部内に埋込んだめっき膜6bよりも柱形状のめっき膜6aの方が優先的にエッチングされ、これによって、図19(b)に示すように、柱形状のめっき膜6aがなくなっても、トレンチ4等の配線用凹部内に埋込んだめっき膜6bの大部分は残る。   That is, for example, as shown in FIG. 18B, the electrode head 28 is raised, and the columnar plating film 6a is pulled out from the contact material 112, as shown in FIG. Then, the plating films 6a and 6b are etched through the plating power source 114 so that the cathode electrode 88 becomes the anode and the anode 98 becomes the cathode. When etching is performed in this manner, electricity concentrates and flows at a sharp point. Therefore, the columnar plating film 6a has priority over the plating film 6b embedded in the wiring recess such as the trench 4 or the like. As a result of the etching, as shown in FIG. 19B, even if the columnar plating film 6a disappears, most of the plating film 6b embedded in the wiring recess such as the trench 4 remains.

そして、柱形状のめっき膜6aがなくなったところで次のめっきを行う処理を、必要に応じて複数回繰り返すことによって、接触材112を壊すことなく徐々にめっき膜表面の凹凸の高低差を小さくして行き、トレンチ4等の配線用凹部内を銅膜等のめっき膜で全て埋め込んだ時に、めっき膜の表面にできる柱形状のめっき膜の高さが比較的低くなるようにして、接触材を壊すことなく柱形状のめっき膜を接触材から引き抜くことができる。   Then, when the column-shaped plating film 6a disappears, the next plating process is repeated a plurality of times as necessary, thereby gradually reducing the unevenness of the unevenness of the plating film surface without breaking the contact material 112. When the recesses for wiring such as the trench 4 are all filled with a plating film such as a copper film, the height of the columnar plating film formed on the surface of the plating film is relatively low, The columnar plating film can be pulled out from the contact material without breaking.

図20(a)に示すように、例えば柱形状のめっき膜6aが直径dの円柱形状の場合に、めっき膜を等方的にエッチングするような条件で、アノードと基板表面のめっき膜との間にめっき時とは逆の電解(逆電解)をかけ、柱形状のめっき膜6aの半分の厚さ相当する分、つまりd/2だけめっき膜をエッチングすることで、図20(b)に示すように、柱形状のめっき膜6aをその高さに因ることなくエッチング除去することができる。   As shown in FIG. 20 (a), for example, when the columnar plating film 6a has a cylindrical shape with a diameter d, the anode and the plating film on the surface of the substrate are formed under conditions that etch the plating film isotropically. Electrolysis (reverse electrolysis) opposite to that at the time of plating is performed in the middle, and the plating film is etched by an amount corresponding to half the thickness of the columnar plating film 6a, that is, d / 2. As shown, the columnar plating film 6a can be removed by etching without depending on its height.

図21は、本発明の他の実施の形態のめっき装置の要部を示す。この例のめっき装置は、図21(a)に示すように、内部に多数の貫通孔112aを有する接触材112を単独で使用してアノード98と基板Wとの間に位置させ、図21(b)に示すように、接触材112の接触面(下面)112bを基板Wの表面、つまり絶縁層2を覆うシード層7の表面に密着させてめっきを行うようにしている。   FIG. 21 shows a main part of a plating apparatus according to another embodiment of the present invention. In the plating apparatus of this example, as shown in FIG. 21 (a), the contact material 112 having a large number of through holes 112a inside is used alone to be positioned between the anode 98 and the substrate W, and FIG. As shown in b), the contact surface (lower surface) 112b of the contact material 112 is brought into close contact with the surface of the substrate W, that is, the surface of the seed layer 7 covering the insulating layer 2 to perform plating.

図22は、本発明の更に他の実施の形態のめっき装置の要部を示す。この例のめっき装置は、内部に多数の貫通孔112aを有する接触材112を、クッション材を介することなく、押当て材110の下面に直接取付けている。
なお、上記の例では、配線材料として、銅を使用しているが、銅の代わりに、銅合金、銀または銀合金を使用しても良い。
FIG. 22 shows a main part of a plating apparatus according to still another embodiment of the present invention. In the plating apparatus of this example, the contact material 112 having a large number of through holes 112a therein is directly attached to the lower surface of the pressing material 110 without using a cushion material.
In the above example, copper is used as the wiring material, but copper alloy, silver, or a silver alloy may be used instead of copper.

めっき処理によって銅配線を形成する例を工程順に示す図である。It is a figure which shows the example which forms a copper wiring by plating process in order of a process. 本発明の実施の形態のめっき装置を備えた基板処理装置の全体を示す平面図である。It is a top view which shows the whole substrate processing apparatus provided with the plating apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態のめっき装置を示す平面図である。It is a top view which shows the plating apparatus of embodiment of this invention. 図3に示すめっき装置の基板保持部及び電極部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the board | substrate holding | maintenance part and electrode part of the plating apparatus shown in FIG. 図3に示すめっき装置のプレコート・回収アームを示す正面図である。It is a front view which shows the precoat and collection | recovery arm of the plating apparatus shown in FIG. 図3に示すめっき装置の基板保持部の平面図である。It is a top view of the board | substrate holding part of the plating apparatus shown in FIG. 図6のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 図6のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 図3に示すめっき装置の電極部の平面図である。It is a top view of the electrode part of the plating apparatus shown in FIG. 図9のD−D線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line D-D in FIG. 9. 図3に示すめっき装置の電極アーム部の平面図である。It is a top view of the electrode arm part of the plating apparatus shown in FIG. 図3に示すめっき装置の電極ヘッド及び基板保持部を概略的に示す電解めっき時における断面図である。It is sectional drawing at the time of the electroplating which shows schematically the electrode head and board | substrate holding | maintenance part of the plating apparatus shown in FIG. 図3に示すめっき装置の電極ヘッド及び基板保持部を概略的に示す電解エッチング時における断面図である。It is sectional drawing at the time of the electrolytic etching which shows schematically the electrode head and board | substrate holding | maintenance part of the plating apparatus shown in FIG. 図14の要部を拡大して示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which expands and shows the principal part of FIG. 本発明の実施の形態のめっき方法によって非配線形成部にめっき膜が形成される過程を示す図である。It is a figure which shows the process in which a plating film is formed in a non-wiring formation part by the plating method of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態のめっき方法によって配線形成部にめっき膜が形成される過程を示す図である。It is a figure which shows the process in which a plating film is formed in a wiring formation part by the plating method of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態のめっき方法によって形成された柱形状のめっき膜をCMPプロセスによって除去する過程を示す図である。It is a figure which shows the process of removing the column-shaped plating film formed by the plating method of embodiment of this invention by CMP process. 本発明の他の実施の形態のめっき方法によって基板の表面にめっき膜が形成される過程を示す図である。It is a figure which shows the process in which a plating film is formed on the surface of a board | substrate by the plating method of other embodiment of this invention. 柱形状のめっき膜をめっきの途中でエッチングによって除去する過程を示す図である。It is a figure which shows the process of removing a column-shaped plating film by an etching in the middle of plating. 柱形状のめっき膜をめっきの途中で等方的エッチングによって除去する過程を示す図である。It is a figure which shows the process of removing a column-shaped plating film by isotropic etching in the middle of plating. 本発明の他の実施の形態のめっき装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the plating apparatus of other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施の形態のめっき装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the plating apparatus of other embodiment of this invention. 内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を基板の表面に接触させながら該表面にめっきを行って得られためっき膜を斜め上方から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the plating film obtained by plating on the surface, contacting the contact material which has the through-hole extended linearly inside on the surface from diagonally upward. 内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を基板の表面に接触させながら該表面にめっきを行って得られためっき膜を正面から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the plating film obtained by plating on this surface, making the contact material which has the through-hole extended linearly inside contact the surface of a board | substrate from the front.

符号の説明Explanation of symbols

2 絶縁層
4 トレンチ(配線用凹部)
5 バリア層
6a〜6d めっき膜
6 銅膜
7 シード層
12 めっき装置
16 めっき液タンク
18 めっき液供給設備
20 基板処理部
22 めっき液トレー
28 電極ヘッド
30 電極アーム部
32 プレコート・回収アーム
34 固定ノズル
36 基板保持部
38 カソード部
68 基板ステージ
70 支持腕
76 チャック爪
88 カソード電極
90 シール材
94 ハウジング
94b めっき液排出口
98 アノード
100 めっき液室
102 めっき液供給管
104a めっき液導入口
104 めっき液導入管
106 めっき液排出管
110 押当て材
111 クッション材
112 接触材
112a 貫通孔
114 めっき電源
122 押当て機構
2 Insulating layer 4 Trench (recess for wiring)
5 Barrier layers 6a to 6d Plating film 6 Copper film 7 Seed layer 12 Plating apparatus 16 Plating solution tank 18 Plating solution supply equipment 20 Substrate processing unit 22 Plating solution tray 28 Electrode head 30 Electrode arm unit 32 Precoat / recovery arm 34 Fixed nozzle 36 Substrate holding portion 38 Cathode portion 68 Substrate stage 70 Support arm 76 Chuck claw 88 Cathode electrode 90 Sealing material 94 Housing 94b Plating solution outlet 98 Anode 100 Plating solution chamber 102 Plating solution supply pipe 104a Plating solution introduction port 104 Plating solution introduction tube 106 Plating solution discharge pipe 110 Pressing material 111 Cushioning material 112 Contact material 112a Through hole 114 Plating power supply 122 Pressing mechanism

Claims (21)

基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部で保持した基板と接触して通電させるカソード電極を備えたカソード部と、
前記基板の表面に対向する位置に配置されるアノードと、
前記基板保持部で保持した基板と前記アノードと間に前記基板と接離する方向に移動自在に配置され、該移動方向に沿って直線状に貫通して延びる貫通孔を有する接触材を有することを特徴とするめっき装置。
A substrate holder for holding the substrate;
A cathode portion provided with a cathode electrode that is brought into contact with and energized with the substrate held by the substrate holding portion;
An anode disposed at a position facing the surface of the substrate;
A contact material is provided between the substrate held by the substrate holding portion and the anode so as to be movable in a direction in which the substrate comes into contact with and separates from the anode, and has a through hole extending linearly along the moving direction. A plating apparatus characterized by
前記接触材の前記基板保持部で保持した基板の表面と対向する接触面を該基板の表面に押当てる押当て機構を有することを特徴とする請求項1記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 1, further comprising a pressing mechanism that presses a contact surface of the contact material facing the surface of the substrate held by the substrate holding portion against the surface of the substrate. 前記接触材と前記アノードとの間に、前記接触材の前記接触面を基板の表面に押当てる押当て材を配置したことを特徴とする請求項1または2記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 1, wherein a pressing material that presses the contact surface of the contact material against a surface of the substrate is disposed between the contact material and the anode. 前記接触材と前記アノードとの間に、前記接触材の前記接触面を基板の表面に均一に押付ける柔軟性を有するクッション材を配置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のめっき装置。   The cushion material which has the softness | flexibility which presses the said contact surface of the said contact material uniformly on the surface of a board | substrate between the said contact material and the said anode is arrange | positioned. The plating apparatus as described. 前記接触材に設けられた貫通孔は、直径が12μm以下の横断面円形であり、かつ1.0×10〜1.0×10個/cmの密度で分布していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のめっき装置。 The through holes provided in the contact material have a circular cross section with a diameter of 12 μm or less and are distributed at a density of 1.0 × 10 5 to 1.0 × 10 9 pieces / cm 2. The plating apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記接触材の前記接触面の表面粗さのRa値は、1μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 1, wherein an Ra value of the surface roughness of the contact surface of the contact material is 1 μm or less. 前記接触材は、絶縁体からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 1, wherein the contact material is made of an insulator. 前記絶縁体は、ポリカーボネート、セラミックス、カーボン、ポリエステル、ガラス、シリコン、レジスト材またはフッ素樹脂であることを特徴とする請求項7記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 7, wherein the insulator is polycarbonate, ceramics, carbon, polyester, glass, silicon, a resist material, or a fluororesin. 前記基板の表面に形成されためっき膜をエッチングするエッチング機構を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 1, further comprising an etching mechanism that etches a plating film formed on the surface of the substrate. 前記接触材に設けられる貫通孔は、前記接触面から離れる方向に向かって横断面積が徐々に減少するテーパ形状であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のめっき装置。   The plating apparatus according to claim 1, wherein the through hole provided in the contact material has a tapered shape in which a cross-sectional area gradually decreases in a direction away from the contact surface. 表面に配線用凹部を形成した基板を用意し、
前記基板の表面に対向する位置にアノードを配置し、
前記基板と前記アノードとの間に、内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を該接触材の基板の表面と対向する接触面を該基板の表面に押当てて配置し、
前記アノードと前記基板との間にめっき液を満たしつつ、前記アノードと前記基板の表面との間にめっき電流を流して基板の表面にめっきを行うことを特徴とするめっき方法。
Prepare a substrate with a wiring recess on the surface,
An anode is disposed at a position facing the surface of the substrate,
Between the substrate and the anode, a contact material having a through-hole extending linearly therein is pressed against the surface of the substrate and the contact surface facing the surface of the substrate is disposed,
A plating method comprising plating a surface of a substrate by flowing a plating current between the anode and the surface of the substrate while filling a plating solution between the anode and the substrate.
前記接触材を前記基板に対して静止させた状態で、基板の表面にめっきを行うことを特徴とする請求項11記載のめっき方法。   The plating method according to claim 11, wherein the surface of the substrate is plated in a state where the contact material is stationary with respect to the substrate. 基板の表面にめっきを行った後、前記接触材の前記接触面の基板の表面に対する相対位置を変えて、基板の表面に再度めっきを行うことを特徴とする請求項11または12記載のめっき方法。   The plating method according to claim 11 or 12, wherein after plating the surface of the substrate, the surface of the substrate is plated again by changing a relative position of the contact surface of the contact material with respect to the surface of the substrate. . 前記接触材を前記基板の表面から離した後、前記接触材の前記接触面の基板の表面に対する相対位置を変えることを特徴とする請求項13記載のめっき方法。   The plating method according to claim 13, wherein after the contact material is separated from the surface of the substrate, the relative position of the contact surface of the contact material with respect to the surface of the substrate is changed. 基板の表面に再度めっきを行う前に、基板の表面に形成しためっき膜をエッチングすることを特徴とする請求項13または14記載のめっき方法。   The plating method according to claim 13 or 14, wherein the plating film formed on the surface of the substrate is etched before the surface of the substrate is plated again. 前記エッチングを、前記アノードと前記基板との間にめっきを満たしつつ、前記アノードと前記基板の表面の極性をめっき時と逆にして行うことを特徴とする請求項15記載のめっき方法。   The plating method according to claim 15, wherein the etching is performed while filling the plating between the anode and the substrate and reversing the polarities of the surfaces of the anode and the substrate from those during plating. 前記接触材を前記基板の表面から離して前記エッチングを行うことを特徴とする請求項16記載のめっき方法。   The plating method according to claim 16, wherein the etching is performed by separating the contact material from the surface of the substrate. 請求項11乃至17のいずれかに記載のめっき方法によって基板にめっきした後、CMP装置にて基板表面を研磨し、配線部以外の余分なめっき膜を除去することを特徴とする、基板の処理方法。   A substrate processing comprising: plating a substrate by the plating method according to claim 11, polishing a substrate surface with a CMP apparatus, and removing an excessive plating film other than a wiring portion. Method. 請求項11乃至17のいずれかに記載のめっき方法によって基板にめっきした後、エッチング装置にて基板表面の柱形状部を除去し、平坦な表面とした後、CMP装置にて基板表面を研磨し、配線部以外の余分なめっき膜を除去することを特徴とする、基板の処理方法。   The substrate is plated by the plating method according to claim 11, the columnar portion of the substrate surface is removed by an etching device to form a flat surface, and then the substrate surface is polished by a CMP device. A method for treating a substrate, characterized in that an excess plating film other than the wiring portion is removed. 内部に直線状に延びる貫通孔を有する接触材を基板の表面に接触させながら該表面にめっきを行うことで得られる、前記貫通孔に沿って直線状に成長した無数の柱形状部を有するめっき膜。   Plating having innumerable columnar portions grown linearly along the through-hole obtained by plating on the surface of a contact material having a through-hole extending linearly inside while contacting the surface of the substrate film. 前記柱形状は、直径が12μm以下の円柱状であることを特徴とする請求項20記載のめっき膜。
21. The plating film according to claim 20, wherein the columnar shape is a columnar shape having a diameter of 12 μm or less.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218302A (en) * 2008-03-09 2009-09-24 Fujikura Ltd Method and device for electrolytic plating of semiconductor substrate
WO2014188897A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and template
WO2016122948A1 (en) * 2015-01-27 2016-08-04 Applied Materials, Inc. Electroplating apparatus with notch adapted contact ring seal and thief electrode

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09316685A (en) * 1996-05-27 1997-12-09 Matsushita Electron Corp Partial plating method and equipment for band-shaped material
JP2000513768A (en) * 1997-04-04 2000-10-17 ユニバーシティ オブ サザン カリフォルニア Articles, methods and apparatus for electrochemical manufacturing
JP2004225119A (en) * 2003-01-23 2004-08-12 Ebara Corp Plating method and plating apparatus used for this method
JP2004263202A (en) * 2003-01-23 2004-09-24 Ebara Corp Plating method and plating apparatus
JP2005002455A (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Ebara Corp Plating method and plating device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09316685A (en) * 1996-05-27 1997-12-09 Matsushita Electron Corp Partial plating method and equipment for band-shaped material
JP2000513768A (en) * 1997-04-04 2000-10-17 ユニバーシティ オブ サザン カリフォルニア Articles, methods and apparatus for electrochemical manufacturing
JP2004225119A (en) * 2003-01-23 2004-08-12 Ebara Corp Plating method and plating apparatus used for this method
JP2004263202A (en) * 2003-01-23 2004-09-24 Ebara Corp Plating method and plating apparatus
JP2005002455A (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Ebara Corp Plating method and plating device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218302A (en) * 2008-03-09 2009-09-24 Fujikura Ltd Method and device for electrolytic plating of semiconductor substrate
WO2014188897A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and template
JP2014227556A (en) * 2013-05-20 2014-12-08 東京エレクトロン株式会社 Processing method of substrate, and template
KR20160009571A (en) * 2013-05-20 2016-01-26 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing method and template
KR102196945B1 (en) 2013-05-20 2020-12-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing method and template
WO2016122948A1 (en) * 2015-01-27 2016-08-04 Applied Materials, Inc. Electroplating apparatus with notch adapted contact ring seal and thief electrode
US9758897B2 (en) 2015-01-27 2017-09-12 Applied Materials, Inc. Electroplating apparatus with notch adapted contact ring seal and thief electrode
US10364506B2 (en) 2015-01-27 2019-07-30 Applied Materials, Inc. Electroplating apparatus with current crowding adapted contact ring seal and thief electrode

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