JP2009052061A - 電解加工方法並びに電解加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウェーハWの被加工対象膜と電解加工装置10の電極31との間のギャップGを電解液の静圧或いは動圧を利用して極小に制御する。電解液33は誘電体微粒子を含有したものを用い、電解液をギャップ間へ供給しつつ通電して電解加工を行う。ギャップ中の誘電体微粒子が被加工対象膜に近接、または接触した箇所の電位勾配が急峻となり、その部分に活性化エネルギーが集中して除去加工が進行する。誘電体微粒子は分布確率の一様性に応じて被加工対象膜の全面に均等に作用し、表面が荒れることなく鏡面が形成される。
【選択図】図2
Description
1. イオンによる加工のため活性点から順に加工が進行し表面が荒れやすい
2. 銅が電解溶出する際に、同時に一部にイオンが集積して電解集中が起こり、そのため電解集中ポイントでは、銅の電解溶出のみならず水の電気分解も進行する。結果として、水酸化物イオンにより酸素が発生するため、銅の表面を酸化させてしまう陽極酸化が進行する。
1. 加工の3要素が独立して作用して競合する部分もあるため、それぞれの要素による加工の分担量を制御しにくく、結果として加工の制御性が悪い。
2. ウェーハ面とパッド面の接触状態は、完全に均一に接触するものではなく、真実接触状態は一部である。そのため、電気が供給される部分もごく一部から供給され、その接触抵抗は非常に大きくなるほか、その接触状態をウェーハの枚数やパッドの処理枚数に関わらず、接触状態を絶えず安定して保ちつつ、接触抵抗を安定して管理することは非常に難しい。
3. パッドが非常に大きい場合、パッド面内でも電位分布が発生してウェーハとの電位差がパッド面内で一定ではなくなり、ウェーハの均一性に多大な影響が出る。
これらの3つの要素が加工の安定性を考えた上では問題になる。
1. 3つの作用(機械、化学、電解)が混在して加工の制御性が低下することを防止する。
2. イオン密度の場所むらによって生じる電界強度ばらつきによる加工ばらつきをなくす。
3. 水が電気分解することによって生じる酸素原子により、陽極である銅表面が酸化することを防止する。
4. パッド面内の電位ばらつきや、ウェーハ保持状態による電界強度の不安定な状態を生じないように、ウェーハのうねりに対して電極が追従して移動し、微小ギャップで安定して均一な電位勾配を形成して、微小な凹凸の平坦化を実現する。
5. 上記のように、微小ギャップを形成して微小な電流を制御する電解加工において、連続的かつ安定して電気を給電するシステムを形成する。
12 定盤
30 加工ヘッド部
31 電極
31a 供給口
32 供給ノズル
33 電解液
34 直流電源
40 加工ヘッド部
41 電極
42 弾性体
43 ベース
44 供給ノズル
51〜56 ウェーハチャック
57 電極保持部
58 弾性体
59 係合溝
61 加工ヘッド部
62 アーム
63 鉛直軸
64 コントローラ
65 モニタ装置
66 加工センサ
71〜76 導線
81〜86 テスタ
W ウェーハ
Claims (12)
- ウェーハに被加工対象膜を形成した被加工対象物を平滑化加工する電解加工方法であって、ウェーハの被加工対象膜へ微小なギャップを介して導電性の電解加工工具を対向させ、固体粒子を分散させた電解液を被加工対象物の表面へ連続的に供給しつつ、被加工対象物を電解加工工具に対して相対的に運動させ、前記電解液を前記ギャップに流入させた状態で、電解加工工具と被加工対象物とに通電して電解加工を行う電解加工方法。
- 前記固体粒子は、誘電体微粒子である請求項1記載の電解加工方法。
- 前記固体粒子は、導電性微粒子である請求項1記載の電解加工方法。
- 上記電解加工工具を上下へフレキシブルに変位するように支持し、被加工対象物と電解加工工具との間に流入した固体粒子を含有する電解液の静圧もしくは動圧により電解加工工具を被加工対象物に対して浮上させるか或いは完全に導通しない程度に半接触させて微小なギャップを形成する請求項1記載の電解加工方法。
- 上記電解加工工具を被加工対象物に対して半径方向へ移動し、且つ移動速度制御手段により、電解加工工具の被加工対象物上の各半径位置における滞在時間割合を適正化する請求項1記載の電解加工方法。
- 上記電解加工工具を被加工対象物の中央部から半径方向へ移動し、且つ移動速度制御手段により、電解加工工具の被加工対象物上の各半径位置における滞在時間割合を適正化し、被加工対象物の中央部から順に導電性膜を除去しながら、除去の完了とともに半径方向へ移動していく請求項1記載の電解加工方法。
- ウェーハに被加工対象膜を形成した被加工対象物をウェーハチャックにて保持し、且つウェーハチャックに設けた給電電極を通じて被加工対象膜へ給電するとともに、前記給電電極部分をシールし、電解液による電極の消耗を防止した請求項1記載の電解加工方法。
- ウェーハに被加工対象膜を形成した被加工対象物を平滑化加工する電解加工装置であって、ウェーハの被加工対象膜へ微小なギャップを介して対向する導電性の電解加工工具と、前記被加工対象膜に通電するための給電電極と、固体粒子若しくは誘電体固体粒子を分散させた電解液を被加工対象物の表面へ供給する手段と、被加工対象物を電解加工工具に対して相対的に運動する手段を備え、
前記電解液を被加工対象物の表面へ供給しつつ、相対的に運動する手段により被加工対象物を運動させ、前記電解液を前記ギャップに流入させた状態で、電解加工工具と被加工対象物とに通電して電解加工を行う電解加工装置。 - 上記電解加工工具を上下へフレキシブルに変位するように支持し、被加工対象物と電解加工工具との間に流入した固体粒子を含有する電解液の静圧もしくは動圧により電解加工工具を被加工対象物に対して浮上させるか或いは完全に導通しない程度に半接触させて微小なギャップを形成する請求項8記載の電解加工装置。
- 上記電解加工工具を被加工対象物に対して、半径方向へ移動する機構と、電解加工工具の被加工対象物上の各半径位置における滞在時間割合を適正化する制御手段を備えた請求項8記載の電解加工装置。
- 上記電解加工工具を被加工対象物に対して、半径方向へ移動する機構と、電解加工工具の被加工対象物上の各半径位置における滞在時間割合を適正化する制御手段を備え、
被加工対象物の中央部から順に導電性膜を除去しながら、除去の完了とともに移動していくように構成した請求項8記載の電解加工装置。 - ウェーハに被加工対象膜を形成した被加工対象物を保持するウェーハチャックと、ウェーハチャックから被加工対象膜へ給電する電極と、前記ウェーハチャックの被加工対象物に給電する電極部分を覆うシールとを備え、電極部分が電解液に接触しないように形成した請求項8記載の電解加工装置。
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