JP2013194305A - Plating apparatus and plating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、めっき装置及びめっき方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a plating apparatus and a plating method.
近年、半導体集積回路(LSI)の高集積化、及び高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。特に、最近はLSIの高速化を達成するために、配線材料を従来のアルミ(Al)合金から低抵抗の銅(Cu)或いはCu合金(すなわち、銅含有物、以下、まとめてCuと称する。)に代える動きが進んでいる。Cuは、Al合金配線の形成において頻繁に用いられたRIE(反応性イオンエッチング)等のドライエッチング法による微細加工が困難であるので、溝加工が施された絶縁膜上にCu膜を堆積し、溝内に埋め込まれた部分以外のCu膜を化学機械研磨(ケミカル・メカニカル・ポリッシング:chemical mechanical polishing:CMP)法により除去して埋め込み配線を形成する、いわゆるダマシン(damascene)法が主に採用されている。Cu膜はスパッタ法などで薄いCuシード層を形成した後にCuシード層をカソードとして、電解めっき法により数100nm程度の厚さの積層膜を形成することが一般的である。 In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with higher integration and higher performance of semiconductor integrated circuits (LSIs). In particular, recently, in order to achieve high speed LSI, the wiring material is changed from a conventional aluminum (Al) alloy to a low resistance copper (Cu) or Cu alloy (that is, a copper-containing material, hereinafter collectively referred to as Cu). ) Is moving forward. Since Cu is difficult to be finely processed by dry etching methods such as RIE (reactive ion etching) frequently used in the formation of Al alloy wiring, a Cu film is deposited on the insulating film subjected to the groove processing. The so-called damascene method, in which the Cu film other than the portion embedded in the groove is removed by a chemical mechanical polishing (CMP) method to form a buried wiring, is mainly used. Has been. In general, a Cu film is formed by forming a thin Cu seed layer by sputtering or the like, and then forming a laminated film having a thickness of about several hundreds of nanometers by electrolytic plating using the Cu seed layer as a cathode.
かかる電解めっき法では、基板表面に形成されたCuシード層をカソードとして用いてCuシード層の外周部に負側の電圧を印加するため、Cuシード層の電気抵抗の関係で、Cuシード層中央部とアノード間の電圧と、Cuシード層周辺部とアノード間の電圧と、の間に差が生じてしまう。そのため、このようにCuシード層内で電圧の差が生じたままめっき処理が行われると、めっきされたCu膜の膜厚が中央部と周辺部とでばらつき、面内均一性が保てなくなってしまう。これに対し、従来のめっき装置では、カソードとアノード間の電界を調整する、複数の穴の開いた調整板(高抵抗板)を配置して、Cuシード層中央部とアノード間の電界と、Cuシード層周辺部とアノード間の電界とが均一になるように調整している。 In such an electroplating method, a negative voltage is applied to the outer periphery of the Cu seed layer using the Cu seed layer formed on the substrate surface as a cathode, so the center of the Cu seed layer is related to the electrical resistance of the Cu seed layer. There is a difference between the voltage between the part and the anode and the voltage between the peripheral part of the Cu seed layer and the anode. Therefore, if the plating process is performed while the voltage difference is generated in the Cu seed layer in this way, the thickness of the plated Cu film varies between the central portion and the peripheral portion, and in-plane uniformity cannot be maintained. End up. On the other hand, in the conventional plating apparatus, an adjustment plate (high resistance plate) having a plurality of holes for adjusting the electric field between the cathode and the anode is arranged, and the electric field between the central portion of the Cu seed layer and the anode is The electric field between the periphery of the Cu seed layer and the anode is adjusted to be uniform.
しかしながら、かかるめっき装置において、多数の基板を処理するために、めっき処理と次の基板のめっきまでの処理待機とを連続的に繰り返すと、めっき液循環時に発生した泡が面内均一性を保つ為に設置していた調整板(高抵抗板)の下部に溜まってしまう。そして、その泡が基板のめっき処理時における成膜電流を阻害して成膜面内均一性を悪化させ、製品不良の一因になるといった問題があった。かかる泡の除去の際には装置の稼動を停止してメンテナンスが必要となるが、それが装置稼働率低下の原因にもなっている。回避は現状困難で、早急な対策が望まれている。 However, in such a plating apparatus, in order to process a large number of substrates, if the plating process and the process standby until the next substrate are continuously repeated, bubbles generated during circulation of the plating solution maintain in-plane uniformity. For this reason, it accumulates at the bottom of the adjustment plate (high resistance plate) that has been installed. Then, the bubbles hinder the film formation current during the plating process of the substrate, thereby deteriorating the uniformity of the film formation surface, and there is a problem that it contributes to product defects. When removing such bubbles, the operation of the apparatus is stopped and maintenance is required, but this also causes a decrease in the apparatus operating rate. Avoidance is currently difficult, and immediate countermeasures are desired.
本発明の実施形態は、めっき膜厚の面内均一性の悪化を抑制することが可能なめっき装置およびその方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a plating apparatus and method that can suppress deterioration of in-plane uniformity of the plating film thickness.
実施形態のめっき装置は、めっき漕と、アノードと、調整部材と、逆転機構と、を備えている。めっき漕にはめっき液が供給される。アノードは、前記めっき漕内に配置される。調整部材は、前記めっき漕内に配置され、前記アノードと被めっき基板となるカソード間の電界を調整する。逆転機構は、前記めっき漕内のめっき液の流れを逆転させる。 The plating apparatus according to the embodiment includes a plating rod, an anode, an adjustment member, and a reverse rotation mechanism. A plating solution is supplied to the plating tank. The anode is disposed in the plating basket. The adjusting member is disposed in the plating tub and adjusts the electric field between the anode and the cathode to be plated. The reversing mechanism reverses the flow of the plating solution in the plating trough.
実施形態のめっき方法は、アノードと被めっき基板となるカソード間に配置された、前記アノードと前記カソード間の電界を調整する調整部材を通過するように前記アノード側から前記カソード側へとめっき液を供給しながら、前記被めっき基板にめっき膜を成膜するめっき処理を行う工程と、前記めっき処理が終了した後、前記調整部材を通過するめっき液が前記カソード側から前記アノード側へ流れるようにめっき液の流れを逆転させる工程と、
を備えている。
In the plating method of the embodiment, a plating solution is disposed from the anode side to the cathode side so as to pass through an adjusting member that adjusts an electric field between the anode and the cathode, which is disposed between the anode and the cathode to be plated. A plating process for forming a plating film on the substrate to be plated while supplying the plating solution, and after the plating process is finished, the plating solution passing through the adjusting member flows from the cathode side to the anode side. A step of reversing the flow of the plating solution,
It has.
(第1の実施形態)
以下、図面を用いて説明する。
図1に、第1の実施形態における半導体装置の製造方法の工程断面図を示す。図1では、例えば配線を形成する際に、電解めっき法によりめっき膜を成膜する工程を含む工程断面図が示されている。図1(a)において、基体の一例となる基板200の上に絶縁膜220を形成する。絶縁膜220として、例えば多孔質の低誘電率絶縁性材料を用いたlow−k膜を例えば200nmの厚さで形成する。low−k膜を形成することで、比誘電率kが3.0以下の層間絶縁膜を得ることができる。基板200として、例えば、直径300ミリのシリコンウェハを用いる。また、ここでは、絶縁膜220の下層に位置するデバイス等の形成については説明を省略している。
続いて、図1(b)において、リソグラフィ工程とドライエッチング工程でダマシン配線を作製するための配線溝構造である開口部150を絶縁膜220内に形成する。図示していないレジスト塗布工程、露光工程等のリソグラフィ工程を経て絶縁膜220上にレジスト膜が形成された基板200に対し、露出した絶縁膜220を異方性エッチング法により除去することで、基板200の表面に対し、略垂直に開口部150を形成することができる。例えば、一例として、反応性イオンエッチング法により開口部150を形成すればよい。
次に、図示しないバリアメタル膜を開口部150内壁を含む絶縁膜220上に形成した上で、図1(c)において、シード膜形成工程として、次の工程である電解めっき工程のカソード極となるシード膜250を形成する。具体的には、スパッタ等の物理気相成長(PVD)法により、シード膜250としてのCu薄膜を図示しないバリアメタル膜が形成された開口部150内壁を含む絶縁膜220上に堆積(形成)させる。そして、図1(d)において、めっき工程として、シード膜250をカソード極として、電解めっきによる電気化学成長法によりCu膜260(銅含有膜の一例)を開口部150内を含む全面に堆積させる。ここでは、例えば膜厚800nmのCu膜260を堆積させ、堆積させた後にアニール処理を例えば250℃の温度で30分間行なう。
次いで、CMP法によって、基板200上の開口部150内以外に堆積した配線層となるシード膜250を含むCu膜260と図示しないバリアメタル膜を研磨除去して、図1(e)に示すように平坦化する。以上のようにして、ダマシン配線を形成することができる。以下、図1(d)に示しためっき工程におけるめっき方法について、詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, it demonstrates using drawing.
FIG. 1 is a process cross-sectional view of the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment. FIG. 1 shows a process cross-sectional view including a process of forming a plating film by an electrolytic plating method when forming a wiring, for example. In FIG. 1A, an
Subsequently, in FIG. 1B, an
Next, after forming a barrier metal film (not shown) on the
Next, the Cu film 260 including the
図2は、第1の実施形態におけるめっき方法の要部工程を示すフローチャート図である。図2において、第1の実施形態におけるめっき方法は、めっき処理工程(S102)と、めっき液逆循環処理工程(S106)と、いう一連の工程を繰り返し実施する。 FIG. 2 is a flowchart showing main steps of the plating method according to the first embodiment. In FIG. 2, the plating method according to the first embodiment repeatedly performs a series of steps of a plating treatment step (S102) and a plating solution reverse circulation treatment step (S106).
図3は、第1の実施形態におけるめっき装置の構成の一例およびめっき処理方法を示す概念図である。めっき装置100は、例えば略円筒状で内部にめっき液101が入っためっき槽102と、めっき槽102の上方に配置され、めっき面を下に向けた基板300を着脱自在に保持するホルダ106とを備えている。めっき液101は、硫酸銅を主成分として、添加剤を加えた液を用いるとよい。めっき槽102底部には、上面をめっき液101に晒したアノード電極(アノード)104が配置されている。アノード電極104として、例えば、含リン銅等の溶解性アノードを用いるとよい。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the plating apparatus and the plating method in the first embodiment. The
また、電解めっき法では、基板表面に形成されたCuシード膜250をカソード極として用いてCuシード膜250の外周部に負側の電圧を印加するため、Cuシード膜250の電気抵抗の関係で、Cuシード膜中央部とアノード電極104間の電圧と、Cuシード膜250周辺部とアノード電極104間の電圧と、の間に差が生じてしまう。その場合、めっきされたCu膜260の膜厚が中央部と周辺部とでばらつき、面内均一性が保てなくなってしまう。これを解消すべくめっき装置100では、めっき漕102内に、複数の穴の開いた調整板(高抵抗板:調整部材の一例)20を基板300のめっき面(或いはアノード電極104面)と平行に、かつめっき液101に浸漬するように配置する。そして、調整板20によって、Cuシード膜250中央部とアノード電極104間の電界と、Cuシード膜250周辺部とアノード電極104間の電界が均一になるように調整している。調整板20に形成される複数の穴のサイズ、数、及び配置位置等は、電界が均一になるように適宜調整されればよい。また、めっき液101は、めっき液101が溜められたタンク114からポンプ140により流路120(第1の流路)を通って、調整板20よりアノード電極104側(調整板20の下部側)からめっき漕102へと供給される。流路120の途中には、3方弁130(切り替え弁)が配置され、流路120aと流路120bとを接続する。3方弁130のもう1つの接続口には、流路122(第2の流路)が接続される。
Further, in the electroplating method, a negative voltage is applied to the outer peripheral portion of the
そして、流路120から供給されためっき液101は、調整板20の穴を通過して、めっき漕102上部へと流れる。そして、めっき槽102内からオーバーフローして溢れ出ためっき液101は、めっき漕102の周囲に配置されたドレインポット110に排出され、ドレインポット110から流路112を通ってタンク114に戻される。このようにして、めっき液101は循環する。また、タンク114に戻されためっき液101は、図示しないめっき液管理装置で再度、成分調整後、タンク114内へと戻される。また、めっき液101は、循環した状態でめっき液管理装置により例えば25℃に温度管理されている。
Then, the
めっき処理工程(S102)として、流路120bと流路120aとが3方弁130によって開放され、流路122への接続が遮断された状態で、かつ、タンク114、流路120、めっき漕102、ドレインポット110、流路112、及びタンク114の順でめっき液101が循環している状態で、基板300にめっき処理を行う。図3では、ホルダ106が基板300をめっき液101の液面に浸漬させた位置で保持している状態を示している。ホルダ106内では、めっき液101に触れない領域で基板300の表面のシード膜250の外周部に陰極側の接点が接続されている。他方、アノード電極104に陽極側の接点が接続されている。めっき液101が入っためっき槽102に基板300表面を入槽させる際に、ホルダ106を回転させることで基板300を回転させながら入槽させると好適である。そして、回転させたまま基板300表面をめっき液101に浸し、アノード電極104を陽極(アノード)、めっき面となる基板200のシード膜250を陰極(カソード)として所定の電流密度の電流を流し、電解めっきを行なう。また、入槽させる際に、基板300とめっき液101との間に空気が残らないように基板300を所定の角度だけ傾けた状態で入槽させるとなおよい。
As the plating process (S102), the
そして、めっき終了後、ホルダ106を上部に移動させることで、基板300をめっき液101の液面よりも高い位置まで移動させる。そして、めっき処理が終了した基板300は、ホルダ106から外され、洗浄等を行った後、次の工程へと進むことになる。ここで、図3に示すように、めっき処理を行うため、調整板20より下部に位置する流路120からめっき液101をめっき漕102内へと供給するように循環させると、例えば、ポンプ140でのキャビテーション等により泡10が発生し、かかる泡10が流路120からめっき漕102内に入り、調整板20の下部に溜まる。このまま、多数の基板300に対してめっき処理が繰り返されると、泡10が徐々に大きくなり、遂には、めっき処理時における成膜電流を阻害してめっき処理された基板300の面内均一性が許容できないほど劣化してしまう。
And after completion | finish of plating, the board |
そこで、第1の実施形態では、多数の基板300へのめっき処理の合間に、調整板20の下部に溜まった泡10の泡抜き処理の一例であるめっき液逆循環処理工程(S106)を定期的に実施する。なお、泡抜き処理が実施されるまでにめっき処理を行う基板300の数は特定される必要はなく、調整板20の下部に溜まった泡10による不具合のおそれが発生する前に、めっき装置100に対して過密なめっき処理が要求されていない時期を選んで、めっき液逆循環処理工程(S106)を実施すればよい。
Therefore, in the first embodiment, the plating solution reverse circulation process step (S106), which is an example of the bubble removal process of the
図4は、第1の実施形態におけるめっき液逆循環処理方法を示す概念図である。めっき終了後、ホルダ106を上部に移動させた状態で、逆転機構は、めっき漕102内のめっき液101の流れを逆転させる。逆転機構として、例えば、3方弁130、流路122、及びポンプ142を有している。流路122は、一方が3方弁130に接続され、他方がめっき漕102の調整板20に対してアノード電極104側とは反対側の位置、言い換えれば、調整板20よりも上部でめっき漕102に接続されている。ポンプ142は流路122の途中に配置される。めっき液逆循環処理について、具体的には、以下のように動作する。ポンプ140を停止(OFF)させ、3方弁130をポンプ140側に接続された流路120bからポンプ142側に接続された流路122へと切り替える。ポンプ142を駆動させて、めっき漕102の調整板20より下部、流路120a、3方弁130、流路122、そして、めっき漕102の調整板20より上部の順でめっき液101を循環させる。このようにポンプ142は、流路120a、3方弁130、及び流路122を通して、めっき時とはめっき漕102内のめっき液101の流れを逆転させるように、めっき漕102内のめっき液101を逆循環させる。換言すれば、調整板20を通過するめっき液101がカソード側からアノード側へ流れるようにめっき液101の流れを逆転させる。かかる逆循環によって、調整板20下部に溜まった泡10が、めっき液101と一緒に流路120aから排出され、流路122によって、調整板20に対してアノード電極104側とは反対側の位置(調整板20より上部)からめっき漕102へとめっき液101が供給される。泡10は、調整板20より液面側でめっき漕102に流れ込むため、遮蔽されることなく、液面まで上昇できる。よって、泡10をめっき液101の液面から抜くことができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a plating solution reverse circulation processing method in the first embodiment. After the completion of plating, the reversing mechanism reverses the flow of the
図4の例では、流路122が調整板20よりも上部であって、めっき液101の液面より下部の位置で、めっき漕102に接続されているが、これに限るものではない。めっき液101の液面より上部からめっき液101をめっき漕102に供給するように流路122を構成しても構わない。但し、図4に示すように、めっき液101の液面より下部の位置でめっき漕102に供給する方が、新たな泡を混入させにくくできる点でより好適である。さらに、めっき液101の液面より下部の位置なので、流路122はめっき液101で満たされているため、ポンプ142を駆動する際に呼び水を不要にできる点でより好適である。
In the example of FIG. 4, the
第1の実施形態では、さらに、めっき漕102と3方弁130の間の流路120aの途中にエア抜き弁146を配置する。めっき液101と一緒に流路120aから排出された泡10は、エア抜き弁146により気水分離されて、排出される。エア抜き弁146が配置されない場合であっても、調整板20の下部に溜まった泡10を調整板20よりもめっき液101の液面側に循環させてめっき液101の液面から抜くことができるが、エア抜き弁146を配置することで、泡抜きをより促進させることができる。また、めっき漕102と3方弁130の間にエア抜き弁146を配置することで、泡抜き時に、泡10が調整板20下部に大量に存在していた場合でも、ポンプ142の手前で泡抜きできる。よって、ポンプ142に泡10が巻き込まれて循環能力が低下するリスクを回避できる。また、エア抜き弁146により微小な泡10も排除できる。その結果、微小な泡10が液中に循環し続けることにより、最終的には再び調整板20下部の泡形成の原因になるリスクを回避できる。
In the first embodiment, an
図5に、第1の実施形態による泡抜き処理の実施有無による面内均一性を比較した結果を示す。第1の実施形態による泡抜き処理を実施した場合と、第1の実施形態による泡抜き処理を実施しない場合で、基板の連続処理試験を実施した。また、初期と500枚目と1000枚目と1500枚目に面内膜厚均一性の確認を実施した。なお、ここでは1ロット(25枚)分の基板のめっき処理毎に、第1の実施形態による泡抜き処理を実施した。
第1の実施形態による泡抜き処理を実施しない場合、初期と500枚目では、面内膜厚均一性が許容範囲内(○)であったが、1000枚目で面内膜厚均一性が最大膜厚と最小膜厚の差において許容範囲を超えた(×)。そのため、連続処理試験を中断し、調整板を外し泡抜き作業を実施し、面内膜厚均一性を許容範囲内に抑えた上で、連続処理試験を再開した。しかし、1500枚目で、許容範囲内ではあるが初期と500枚目に比べて面内膜厚均一性が悪化した(△)。これはめっき液循環の最中に発生した泡が調整板に留まり、また留まった泡が結合して大きな泡になることによってアノードと基板間のめっき電流を泡が局所的に妨げ、面内膜厚均一性が悪化したと考えられる。これに対して、第1の実施形態による泡抜き処理を実施した場合、初期と500枚目と1000枚目と1500枚目のいずれにおいても、面内膜厚均一性が許容範囲内(○)であり、安定して良好な面内均一性を維持できた。
In FIG. 5, the result of having compared in-plane uniformity by the implementation presence or absence of the foam removal process by 1st Embodiment is shown. A continuous processing test of the substrate was performed when the bubble removal process according to the first embodiment was performed and when the bubble removal process according to the first embodiment was not performed. In-plane film thickness uniformity was confirmed at the initial stage, the 500th sheet, the 1000th sheet, and the 1500th sheet. In addition, the foam removal process by 1st Embodiment was implemented for every plating process of the board | substrate for 1 lot (25 sheets) here.
When the bubble removal process according to the first embodiment is not performed, the in-plane film thickness uniformity was within the allowable range (◯) at the initial stage and the 500th sheet, but the in-plane film thickness uniformity was at the 1000th sheet. The difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness exceeded the allowable range (x). Therefore, the continuous processing test was interrupted, the adjustment plate was removed, the foam removal operation was performed, and the in-plane film thickness uniformity was kept within an allowable range, and then the continuous processing test was resumed. However, in the 1500th sheet, the in-plane film thickness uniformity deteriorated compared to the initial and 500th sheet, although it was within the allowable range (Δ). This is because bubbles generated during circulation of the plating solution stay on the adjusting plate, and the remaining bubbles combine to form large bubbles, thereby locally hindering the plating current between the anode and the substrate. It is thought that the thickness uniformity deteriorated. On the other hand, when the bubble removal process according to the first embodiment is performed, the in-plane film thickness uniformity is within an allowable range in all of the initial, 500th sheet, 1000th sheet, and 1500th sheet (◯). Thus, it was possible to stably maintain good in-plane uniformity.
以上のように、第1の実施形態によれば、複数枚の基板に対してめっき処理を行う場合でも、泡の発生に起因する面内均一性の悪化を抑制できる。しかも、装置の稼動を停止して調整板を外し泡抜きを実施するといったメンテナンス作業も不要で、装置稼働率をさほど低下させることなく面内均一性の良好なめっき膜を継続的に成膜することができる。 As described above, according to the first embodiment, even when a plating process is performed on a plurality of substrates, deterioration of in-plane uniformity due to generation of bubbles can be suppressed. In addition, maintenance work such as stopping the operation of the device, removing the adjustment plate, and removing bubbles is unnecessary, and continuously forms a plating film with good in-plane uniformity without significantly reducing the device operation rate. be able to.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、めっき液101の流れを逆転させることで調整板20下部に溜まった泡を調整板20下部側から排出する場合について説明したが、第2の実施形態では、さらに、泡抜き効果を向上させる構成について説明する。第2の実施形態において、めっき装置100の構成は、調整板20を複数枚(例えば、2枚の調整板)重ねた構成にした点以外は、図3,4と同様である。また、特に説明しない点は第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the case where the bubbles accumulated in the lower part of the adjusting
図6は、第2の実施形態におけるめっき方法の要部工程を示すフローチャート図である。図6において、第2の実施形態におけるめっき方法は、めっき処理工程(S102)の前に開口面積調整工程(S100)を追加し、めっき処理工程(S102)とめっき液逆循環処理工程(S106)との間に、開口面積拡大工程(S104)を追加する点以外は、図2と同様である。 FIG. 6 is a flowchart showing the main steps of the plating method according to the second embodiment. In FIG. 6, in the plating method in the second embodiment, an opening area adjustment step (S100) is added before the plating treatment step (S102), and the plating treatment step (S102) and the plating solution reverse circulation treatment step (S106). 2 is the same as FIG. 2 except that an opening area expansion step (S104) is added.
開口面積調整工程(S100)として、複数の穴が開いた2つの調整板の重ね合せ位置を相対的にずらして、調整板の両方で開口する開口部の開口面積を縮小し、めっき時の電界の調整が可能な位置に各調整板の穴の位置およびサイズを制御する。 In the opening area adjustment step (S100), the overlapping positions of the two adjustment plates having a plurality of holes are relatively shifted to reduce the opening area of the opening that is opened by both of the adjustment plates. The position and size of the hole of each adjustment plate are controlled to a position where adjustment is possible.
図7は、第2の実施形態におけるアノード・カソード間の電界の調整板の構成の一例を示す図である。図7(a)では、2つの調整板20,22が重ね合された状態の一例を示している。調整板20には、複数の穴24(開口部)が形成され、同様に、調整板22には、複数の穴26(開口部)が形成される。2つの調整板20,22を相対的に回転させることで穴24,26の重なり程度が調整可能になっている。図7(a)では、めっき時の電界の調整が可能な位置に穴24,26の重なり位置が制御されている場合を示している。調整板20,22の穴24,26の位置および大きさは、開口部の開口面積が調整できる範囲であれば異なっても構わないが、同じ位置および大きさに形成された方が制御しやすい分、好適である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the adjustment plate for the electric field between the anode and the cathode in the second embodiment. FIG. 7A shows an example of a state in which the two
かかる調整板20,22の重ね合せ位置関係において、めっき処理工程(S102)を実施する。めっき処理工程(S102)の内容は、第1の実施形態と同様で構わない。
A plating process (S102) is performed in the overlapping positional relationship between the adjusting
次に、開口面積拡大処理(S104)として、めっき終了後、ホルダ106を上部に移動させた状態で、図7(b)に示すように、2つの調整板20,22を相対的に回転させることで穴24,26の開口面積を拡大する。
Next, as opening area expansion processing (S104), after the end of plating, the two
図8は、第2の実施形態における泡抜き処理の一例を示す概念図である。図8に示すように、調整板20,22の開口面積を拡大した状態で、めっき処理工程(S102)と同様のめっき液101の循環を継続する。これにより、調整板20,22の下部に溜まった泡10aの大きさにも依存するものの、広がった開口部を通過可能となった泡10aが開口部から調整板20,22の上方に排出される。調整板20,22の上方に排出された泡10bは、めっき液101の液面に到達してめっき液101から抜くことができる。
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an example of a bubble removal process according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the state where the opening areas of the adjusting
次に、第1の実施形態と同様のめっき液逆循環処理工程(S106)を実施する。めっき液逆循環処理工程(S106)では、調整板20,22の開口面積を拡大した状態で行ってもよいし、調整板20,22の開口面積を狭めた状態で行ってもよい。調整板20,22の開口面積を拡大した状態で行う方が、ポンプ142にかかる負荷を小さくできるため好適である。
Next, a plating solution reverse circulation process (S106) similar to that of the first embodiment is performed. In the plating solution reverse circulation treatment step (S106), the opening area of the adjusting
以上のように、第2の実施形態では、調整板20,22によって形成される開口部の面積を可変とした。かかる第2の実施形態によれば、第1の実施形態の効果を発揮できると共に、さらに、泡抜きを促進させることができる。
As described above, in the second embodiment, the area of the opening formed by the
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、調整板20,22の穴24,26のサイズや位置は適宜調整されればよい。また、上述した例では、Cu膜をめっき法で成膜する場合について説明したが、これに限るものではない。その他のめっき膜であってもよい。例えば、ニッケル(Ni)膜をめっき法で成膜する場合でも好適である。また、上述した例では、めっき漕102の上面が開放された場合を示したが、これに限るものではなく、密閉されためっき漕内で基板をめっきする場合であってもよい。
The embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, the sizes and positions of the
また、層間絶縁膜の膜厚や、開口部のサイズ、形状、数などについても、半導体集積回路や各種の半導体素子において必要とされるものを適宜選択して用いることができる。 In addition, the film thickness of the interlayer insulating film and the size, shape, number, and the like of the opening can be appropriately selected from those required for the semiconductor integrated circuit and various semiconductor elements.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのめっき装置およびめっき方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all plating apparatuses and plating methods that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
また、説明の簡便化のために、半導体産業で通常用いられる手法、例えば、フォトリソグラフィプロセス、処理前後のクリーニング等は省略しているが、それらの手法が含まれ得ることは言うまでもない。 Further, for the sake of simplicity of explanation, techniques usually used in the semiconductor industry, such as a photolithography process, cleaning before and after processing, are omitted, but it goes without saying that these techniques may be included.
10 泡、20,22 調整板、100 めっき装置、101 めっき液、102 めっき漕、104 アノード電極、120,122 流路、130 3方弁、140,142 ポンプ、146 エア抜き弁、200,300 基板 10 foam, 20, 22 adjusting plate, 100 plating apparatus, 101 plating solution, 102 plating tank, 104 anode electrode, 120, 122 flow path, 130 three-way valve, 140, 142 pump, 146 air vent valve, 200, 300 substrate
Claims (5)
前記めっき漕内に配置されたアノードと、
前記めっき漕内に配置され、前記アノードと被めっき基板となるカソード間の電界を調整する調整部材と、
前記調整部材に対して前記アノード側の位置から、前記めっき漕内にめっき液を供給する第1の流路と、
前記めっき漕内のめっき液の流れを逆転させる逆転機構と、
を備え、
前記逆転機構は、
前記第1の流路の途中に配置された切り替え弁と、
前記切り替え弁に接続され、前記調整部材に対して前記アノード側とは反対側の位置から前記めっき漕へとめっき液を供給する第2の流路と、
前記第2の流路の途中に配置され、前記第1の流路と前記切り替え弁と前記第2の流路とを通して、めっき時とは前記めっき漕内のめっき液の流れを逆転させるように、前記めっき漕内のめっき液を循環させるポンプと、
を有し、
前記第1の流路の途中であって、前記切り替え弁と前記めっき漕との間の位置に配置されたエア抜き弁をさらに備え、
前記調整部材には、複数の開口部が形成され、前記複数の開口部の面積を可変としたことを特徴とするめっき装置。 A plating tank to which a plating solution is supplied;
An anode disposed in the plating vessel;
An adjusting member that is disposed in the plating trough and adjusts the electric field between the anode and the cathode to be plated;
A first flow path for supplying a plating solution into the plating vessel from a position on the anode side with respect to the adjustment member;
A reversing mechanism for reversing the flow of the plating solution in the plating trough,
With
The reverse mechanism is
A switching valve disposed in the middle of the first flow path;
A second flow path connected to the switching valve and supplying a plating solution from the position opposite to the anode side to the adjustment member to the plating rod;
Arranged in the middle of the second flow path, through the first flow path, the switching valve, and the second flow path, so as to reverse the flow of the plating solution in the plating trough at the time of plating. A pump for circulating the plating solution in the plating tank;
Have
In the middle of the first flow path, further comprising an air vent valve disposed at a position between the switching valve and the plating trough,
A plating apparatus, wherein a plurality of openings are formed in the adjustment member, and an area of the plurality of openings is variable.
前記めっき漕内に配置されたアノードと、
前記めっき漕内に配置され、前記アノードと被めっき基板となるカソード間の電界を調整する調整部材と、
前記めっき漕内のめっき液の流れを逆転させる逆転機構と、
を備えたことを特徴とするめっき装置。 A plating tank to which a plating solution is supplied;
An anode disposed in the plating vessel;
An adjusting member that is disposed in the plating trough and adjusts the electric field between the anode and the cathode to be plated;
A reversing mechanism for reversing the flow of the plating solution in the plating trough,
A plating apparatus characterized by comprising:
前記逆転機構は、
前記第1の流路の途中に配置された切り替え弁と、
前記切り替え弁に接続され、前記調整部材に対して前記アノード側とは反対側の位置から前記めっき漕へとめっき液を供給する第2の流路と、
前記第2の流路の途中に配置され、前記第1の流路と前記切り替え弁と前記第2の流路とを通して、めっき時とは前記めっき漕内のめっき液の流れを逆転させるように、前記めっき漕内のめっき液を循環させるポンプと、
を有することを特徴とする請求項2記載のめっき装置。 A first flow path for supplying a plating solution into the plating vessel from a position on the anode side with respect to the adjustment member;
The reverse mechanism is
A switching valve disposed in the middle of the first flow path;
A second flow path connected to the switching valve and supplying a plating solution from the position opposite to the anode side to the adjustment member to the plating rod;
Arranged in the middle of the second flow path, through the first flow path, the switching valve, and the second flow path, so as to reverse the flow of the plating solution in the plating trough at the time of plating. A pump for circulating the plating solution in the plating tank;
The plating apparatus according to claim 2, comprising:
前記めっき処理が終了した後、前記調整部材を通過するめっき液が前記カソード側から前記アノード側へ流れるようにめっき液の流れを逆転させる工程と、
を備えたことを特徴とするめっき方法。 The plating solution is supplied from the anode side to the cathode side so as to pass through an adjustment member that adjusts the electric field between the anode and the cathode, which is disposed between the anode and the cathode to be plated. A plating process for forming a plating film on the plating substrate;
A step of reversing the flow of the plating solution so that the plating solution passing through the adjusting member flows from the cathode side to the anode side after the plating process is completed;
A plating method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012065380A JP2013194305A (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Plating apparatus and plating method |
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