JP3245017B2 - Dlm構造平坦化のための高速電気化学式電解槽 - Google Patents
Dlm構造平坦化のための高速電気化学式電解槽Info
- Publication number
- JP3245017B2 JP3245017B2 JP22486095A JP22486095A JP3245017B2 JP 3245017 B2 JP3245017 B2 JP 3245017B2 JP 22486095 A JP22486095 A JP 22486095A JP 22486095 A JP22486095 A JP 22486095A JP 3245017 B2 JP3245017 B2 JP 3245017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrolyte
- additive
- molar concentration
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
- B23H3/08—Working media
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/02—Etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属表面の電気化
学的平坦化に関するものである。
学的平坦化に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】2層メタラジ(DLM
−Double layer metallurgy)は、金属条片からなる2
層構造を回路内に作製するための超小型電子回路製造法
である。この条片または「線」は、回路の様々な構成要
素を接続する配線の働きをする。金属の下部層を、非導
電性基板内にあるトレンチ中に付着させる。線の第2の
層である上部層を下部層金属の上面に付着させる。上部
層と下部層の線は交差および相互接続が可能であり、金
属層1層のみを用いる場合よりも柔軟性の高い構成要素
間配線が可能となる。
−Double layer metallurgy)は、金属条片からなる2
層構造を回路内に作製するための超小型電子回路製造法
である。この条片または「線」は、回路の様々な構成要
素を接続する配線の働きをする。金属の下部層を、非導
電性基板内にあるトレンチ中に付着させる。線の第2の
層である上部層を下部層金属の上面に付着させる。上部
層と下部層の線は交差および相互接続が可能であり、金
属層1層のみを用いる場合よりも柔軟性の高い構成要素
間配線が可能となる。
【0003】DLMによる回路製造は、シリコン製ウェ
ーハやアルミナ、ガラス、またはポリマの板などの平面
基板から開始する。この基板は、トランジスタ、抵抗、
およびコンデンサから成る超小型電子回路構造を、従来
の素子製造技術または素子実装技術(拡散、リソグラフ
ィ、エッチングなど)により基板上に組み込み、その表
面を平坦化したものである。
ーハやアルミナ、ガラス、またはポリマの板などの平面
基板から開始する。この基板は、トランジスタ、抵抗、
およびコンデンサから成る超小型電子回路構造を、従来
の素子製造技術または素子実装技術(拡散、リソグラフ
ィ、エッチングなど)により基板上に組み込み、その表
面を平坦化したものである。
【0004】一般に、基板の平面には、銅またはその他
の導電性金属の第1層、すなわち下部層をめっきする前
に、ポリイミド(ポリマ・プラスチック材料)のパター
ン化層を設ける。ポリイミド層の厚さは、約10〜15
0ミクロンである。(1ミクロン、すなわち1μm、1
マイクロメートルは、1メートルの100万分の1であ
る。100ミクロンは、1ミリの10分の1、すなわち
0.004インチとなる。)ポリイミド層に、母基板を
露出させる間隙のパターンを形成する。通常、この間隙
を延ばして金属線を形成することから、この間隙をトレ
ンチと呼ぶ。
の導電性金属の第1層、すなわち下部層をめっきする前
に、ポリイミド(ポリマ・プラスチック材料)のパター
ン化層を設ける。ポリイミド層の厚さは、約10〜15
0ミクロンである。(1ミクロン、すなわち1μm、1
マイクロメートルは、1メートルの100万分の1であ
る。100ミクロンは、1ミリの10分の1、すなわち
0.004インチとなる。)ポリイミド層に、母基板を
露出させる間隙のパターンを形成する。通常、この間隙
を延ばして金属線を形成することから、この間隙をトレ
ンチと呼ぶ。
【0005】図1〜図5は平坦化に関する従来技術を示
す図である。図1は、ポリイミドPの層を有する基板S
の断面を示している。図にはトレンチが2つあって、左
側の狭いトレンチは、ポリイミドPの層の2つの区間を
境界としている。幅の広いトレンチの左側の縁部は、右
側に示されている。
す図である。図1は、ポリイミドPの層を有する基板S
の断面を示している。図にはトレンチが2つあって、左
側の狭いトレンチは、ポリイミドPの層の2つの区間を
境界としている。幅の広いトレンチの左側の縁部は、右
側に示されている。
【0006】パターン付きの基板SとポリイミドPの層
の上に銅をダマシン(damascene)めっきし、基板Sと
ポリイミドPの層を銅で被覆する。これを図2に示す。
図2では、銅はCuで表してある。銅の層は、均一な厚
さになる傾向があるが、ポリイミドPのパターンにある
小さな開口部を埋める。この開口部はめっきが堆積する
につれて充填されていく。商用の電気めっき法であるP
OR(Plan of Record)は、このような挙動を示す。
の上に銅をダマシン(damascene)めっきし、基板Sと
ポリイミドPの層を銅で被覆する。これを図2に示す。
図2では、銅はCuで表してある。銅の層は、均一な厚
さになる傾向があるが、ポリイミドPのパターンにある
小さな開口部を埋める。この開口部はめっきが堆積する
につれて充填されていく。商用の電気めっき法であるP
OR(Plan of Record)は、このような挙動を示す。
【0007】図2に示すように、トレンチの幅が狭い場
合、銅めっき層の上面に、しわまたは割目Rが残る。ポ
リイミドの間隙が狭いと、割目の深さが比較的浅いトレ
ンチができる。銅の厚さが増加するにつれて表面が平坦
になっていくので、この現象を銅の充填による「平坦
化」という。
合、銅めっき層の上面に、しわまたは割目Rが残る。ポ
リイミドの間隙が狭いと、割目の深さが比較的浅いトレ
ンチができる。銅の厚さが増加するにつれて表面が平坦
になっていくので、この現象を銅の充填による「平坦
化」という。
【0008】一方、ポリイミド層にある幅の広いトレン
チは、図2の右側に示すようにめっき後も平坦化されな
いまま残る。銅の層は一般に厚さが均一なため、鋭角の
隅が丸みを帯びるほかは、ポリイミドPの層の本来の表
面に従う。
チは、図2の右側に示すようにめっき後も平坦化されな
いまま残る。銅の層は一般に厚さが均一なため、鋭角の
隅が丸みを帯びるほかは、ポリイミドPの層の本来の表
面に従う。
【0009】DLMを行うには、第1の金属層を平坦化
する必要がある。図3に、図2の銅層の平坦化後の様子
を示す。
する必要がある。図3に、図2の銅層の平坦化後の様子
を示す。
【0010】平坦化を行うことが望ましい理由は2つあ
る。
る。
【0011】第1に、トレンチ外の領域から銅を除去し
て線を形成することが望ましい。こうすると、次の線層
を交差配線のパターンにして平面上に配置することがで
きる。図3において、第2レベルの線は、紙面と平行に
なる。
て線を形成することが望ましい。こうすると、次の線層
を交差配線のパターンにして平面上に配置することがで
きる。図3において、第2レベルの線は、紙面と平行に
なる。
【0012】第2に、光学的リソグラフィを利用する場
合、フォトレジストという感光材料で被覆された基板上
にレンズを介して投影された像に、層のパターンが含ま
れる。光によってフォトレジストが硬化しトレンチを形
成するが、露光されないフォトレジストは硬化しないた
め洗い流すことが可能である。レンズには固有の制約が
あるため、完全に平坦ではない表面に像を合焦させるこ
とはできない。
合、フォトレジストという感光材料で被覆された基板上
にレンズを介して投影された像に、層のパターンが含ま
れる。光によってフォトレジストが硬化しトレンチを形
成するが、露光されないフォトレジストは硬化しないた
め洗い流すことが可能である。レンズには固有の制約が
あるため、完全に平坦ではない表面に像を合焦させるこ
とはできない。
【0013】平坦化には様々な方法がある。
【0014】マイクロミリングは、従来からある平坦化
法であり、通常のフライス加工を単に小型化したもので
ある。モータによって回転するフライスを使用し、工作
物(ここでは基板)全体を機械的に走査して表面の平坦
化を行う。
法であり、通常のフライス加工を単に小型化したもので
ある。モータによって回転するフライスを使用し、工作
物(ここでは基板)全体を機械的に走査して表面の平坦
化を行う。
【0015】マイクロミリングによる平坦化には、フラ
イス面と部品との位置合せ、亀裂や分界の原因となる研
削応力、フライスから発生する汚れた銅によるポリイミ
ドの汚損など、いくつかの問題点がある。またマイクロ
ミリングは、費用が高くつき、多大な設備投資と労力が
必要となる。さらに、歩留り(得られる合格部品の割
合)も低い。
イス面と部品との位置合せ、亀裂や分界の原因となる研
削応力、フライスから発生する汚れた銅によるポリイミ
ドの汚損など、いくつかの問題点がある。またマイクロ
ミリングは、費用が高くつき、多大な設備投資と労力が
必要となる。さらに、歩留り(得られる合格部品の割
合)も低い。
【0016】ローレンス・リバモア国立研究所が実施し
た研究に基づくロバート・J.コントリーニ(Robert
J. Contolini)らの論文、"Electrochemical Planariza
tionfor Multi-Level Metallization", Proceedings of
the Second InternationalSymposium of "Electrochem
ical Technology Applications in Electronics", Vol.
No.93-20では、電気めっきに続いて電解研磨を行う電気
化学式平坦化技術が記述されている。この論文で開示さ
れている技術を利用すると、埋め込み抵抗を備えた非常
に平坦な表面が形成される。100mmのウェーハ全体
で、厚さの均一性は±2%よりも高くなるが、前記の技
術では、極端に複雑なツールを利用し、非常に危険かつ
腐食性の高い電解質であるリン酸を使用している。
た研究に基づくロバート・J.コントリーニ(Robert
J. Contolini)らの論文、"Electrochemical Planariza
tionfor Multi-Level Metallization", Proceedings of
the Second InternationalSymposium of "Electrochem
ical Technology Applications in Electronics", Vol.
No.93-20では、電気めっきに続いて電解研磨を行う電気
化学式平坦化技術が記述されている。この論文で開示さ
れている技術を利用すると、埋め込み抵抗を備えた非常
に平坦な表面が形成される。100mmのウェーハ全体
で、厚さの均一性は±2%よりも高くなるが、前記の技
術では、極端に複雑なツールを利用し、非常に危険かつ
腐食性の高い電解質であるリン酸を使用している。
【0017】電気化学式研磨(ECM)は、機械的平坦
化に代わる方法である。ECMの基本は、電気化学式エ
ッチング、すなわち塩水と電気の組合せにより腐食の速
度を上げ、制御しながら金属を溶解することであり、安
全で汚染を引き起こさず、機械的研磨よりもコストが低
くなる場合が多い。ECMを利用して、高硬度の金属を
研磨したり、金属箔をきれいに切り抜くことができる。
ECMでは、加工した材料に応力や付着物が残ることが
ない。
化に代わる方法である。ECMの基本は、電気化学式エ
ッチング、すなわち塩水と電気の組合せにより腐食の速
度を上げ、制御しながら金属を溶解することであり、安
全で汚染を引き起こさず、機械的研磨よりもコストが低
くなる場合が多い。ECMを利用して、高硬度の金属を
研磨したり、金属箔をきれいに切り抜くことができる。
ECMでは、加工した材料に応力や付着物が残ることが
ない。
【0018】図4は、電気化学式エッチングの背景技術
を図示したものである。図示した装置は、基本的な電解
エッチング用電解槽である。タンクTには、液体電解質
E、すなわち塩の水溶液が入っている。2つの電極、す
なわち陽極Aと陰極Cは、バッテリBなどの電圧源に接
続されている。装置に通電すると、陽極Aの金属原子が
電気でイオン化されて溶液中に溶け出し、金属陽極Aが
水に溶解する。溶解速度は、ファラデーの法則により、
電流に比例する。金属電極と塩の化学反応に応じて、陰
極から発生する金属イオンは、陰極をめっきするか、析
出物として析出するか、または溶液中にそのまま残る。
を図示したものである。図示した装置は、基本的な電解
エッチング用電解槽である。タンクTには、液体電解質
E、すなわち塩の水溶液が入っている。2つの電極、す
なわち陽極Aと陰極Cは、バッテリBなどの電圧源に接
続されている。装置に通電すると、陽極Aの金属原子が
電気でイオン化されて溶液中に溶け出し、金属陽極Aが
水に溶解する。溶解速度は、ファラデーの法則により、
電流に比例する。金属電極と塩の化学反応に応じて、陰
極から発生する金属イオンは、陰極をめっきするか、析
出物として析出するか、または溶液中にそのまま残る。
【0019】従来のECMにおいては、陰極は成形した
ツールであり、陽極の近くに保持してゆっくりと陽極に
近づけてゆき、それと同時に電解質を電極間の間隙を通
してポンプで供給する。陽極は、工作物であって、陰極
は工作機械の切刃に対応し、工作物に向かってゆっくり
と移動していく。加工が進むにつれて、工作物は陰極の
形状になっていく。電極が接触することはないので、陰
極は摩耗しない。ECMを利用して、ギアなど、複雑な
部片を加工することができる。
ツールであり、陽極の近くに保持してゆっくりと陽極に
近づけてゆき、それと同時に電解質を電極間の間隙を通
してポンプで供給する。陽極は、工作物であって、陰極
は工作機械の切刃に対応し、工作物に向かってゆっくり
と移動していく。加工が進むにつれて、工作物は陰極の
形状になっていく。電極が接触することはないので、陰
極は摩耗しない。ECMを利用して、ギアなど、複雑な
部片を加工することができる。
【0020】ECMにおいては、陰極を徐々に工作物に
接近させていくだけで、金属が除去される。陽極表面の
溶解速度は、陰極が陽極表面に接近した場合に最大とな
り、電極間の距離が増大するとともに低下する。こうな
るのは、電場の影響を受けるためである。このような効
果があるため、陽極が取る形状は、完全には陰極の形状
と同じにはならず、ECMのツールを設計する場合は、
適切な陰極形状を得るために、ラプラスの方程式を解く
か、または電気抵抗を有する紙を使用した実験的方法を
利用するかしなければならない。A.E.デ・バル(De
Barr)およびD.A.オリヴァー(Oliver)編、Elect
rochemical Machining(American Elsevier, New York,
1986年)の155〜156ページを参照されたい。
接近させていくだけで、金属が除去される。陽極表面の
溶解速度は、陰極が陽極表面に接近した場合に最大とな
り、電極間の距離が増大するとともに低下する。こうな
るのは、電場の影響を受けるためである。このような効
果があるため、陽極が取る形状は、完全には陰極の形状
と同じにはならず、ECMのツールを設計する場合は、
適切な陰極形状を得るために、ラプラスの方程式を解く
か、または電気抵抗を有する紙を使用した実験的方法を
利用するかしなければならない。A.E.デ・バル(De
Barr)およびD.A.オリヴァー(Oliver)編、Elect
rochemical Machining(American Elsevier, New York,
1986年)の155〜156ページを参照されたい。
【0021】エッチング速度を加速し、熱を除去するた
めに、従来のECMでは、陰極と工作物の間の電解質の
流れを速くする。陰極と工作物の間隔が狭く、電解質の
流れが速いため、ポンプの作動に問題が生じる場合があ
る。粘性の高い流体は、ポンプの作動状態が悪くなるた
め、ECMの電解質としては望ましくない。
めに、従来のECMでは、陰極と工作物の間の電解質の
流れを速くする。陰極と工作物の間隔が狭く、電解質の
流れが速いため、ポンプの作動に問題が生じる場合があ
る。粘性の高い流体は、ポンプの作動状態が悪くなるた
め、ECMの電解質としては望ましくない。
【0022】従来のECMの変形として、フォトレジス
ト・マスクを備えた薄膜やフォトレジスト・マスクを備
えていない薄膜を加工する方法があり、電気化学式微小
加工(EMM)と呼ばれる。
ト・マスクを備えた薄膜やフォトレジスト・マスクを備
えていない薄膜を加工する方法があり、電気化学式微小
加工(EMM)と呼ばれる。
【0023】適切な電解質と電気的条件を選択すると、
ECMおよびEMMで電解研磨表面が得られる。その名
が意味するように、電解研磨によれば、「鏡面状の」と
か「光輝な」とかいわれる、粗面度が光の波長よりも小
さい、非常に滑らかで鏡のような表面が得られる。機械
的に研磨した表面とは異なり、電解研磨した表面では、
加工や機械的研磨の際の高圧によって応力が蓄積され残
留するようなことはない。
ECMおよびEMMで電解研磨表面が得られる。その名
が意味するように、電解研磨によれば、「鏡面状の」と
か「光輝な」とかいわれる、粗面度が光の波長よりも小
さい、非常に滑らかで鏡のような表面が得られる。機械
的に研磨した表面とは異なり、電解研磨した表面では、
加工や機械的研磨の際の高圧によって応力が蓄積され残
留するようなことはない。
【0024】図2に示す高さ10〜150ミクロンの銅
表面の隆起など、大きな凹凸は、電解エッチングや電解
研磨では平坦化できない。しかし、割目Rのような小さ
な凹凸は電解研磨または電解エッチング、あるいはその
両方により除去することができる。
表面の隆起など、大きな凹凸は、電解エッチングや電解
研磨では平坦化できない。しかし、割目Rのような小さ
な凹凸は電解研磨または電解エッチング、あるいはその
両方により除去することができる。
【0025】陽極が溶解している間、陽極表面における
金属イオンの濃度は、バルク濃度とは大きく異なる。こ
れらの濃度は主に質量移動速度によって決まるため、移
動機構や拡散層の厚さが、高速の陽極溶解では重要な役
割を果たす(M.ダッタ(Datta), IBM Journal of Re
search and Development, no.37, p.207, 1993年)。ネ
ルンストの拡散層の概念を利用して、金属の高速陽極溶
解における質量移動効果について簡単に説明する。この
概念によると、不活発な拡散層が陽極に存在すると考え
られる。陽極で発生する溶解金属イオンは、対流拡散に
よりバルク電解質に移動する。この移動により、拡散層
内に濃度勾配が生じる。拡散層外では、対流により移動
が起こる。拡散層の厚さは、流体力学的条件、すなわ
ち、電解質の撹拌の程度や、粘度などの電解質の物性に
よって決まる。ECMの条件では、拡散層の厚さは、1
0〜50ミクロンの範囲で変化する。したがって、拡散
層は、狭小な間隙なら埋めるが、大きなフィーチャでは
その輪郭に従う傾向にある。
金属イオンの濃度は、バルク濃度とは大きく異なる。こ
れらの濃度は主に質量移動速度によって決まるため、移
動機構や拡散層の厚さが、高速の陽極溶解では重要な役
割を果たす(M.ダッタ(Datta), IBM Journal of Re
search and Development, no.37, p.207, 1993年)。ネ
ルンストの拡散層の概念を利用して、金属の高速陽極溶
解における質量移動効果について簡単に説明する。この
概念によると、不活発な拡散層が陽極に存在すると考え
られる。陽極で発生する溶解金属イオンは、対流拡散に
よりバルク電解質に移動する。この移動により、拡散層
内に濃度勾配が生じる。拡散層外では、対流により移動
が起こる。拡散層の厚さは、流体力学的条件、すなわ
ち、電解質の撹拌の程度や、粘度などの電解質の物性に
よって決まる。ECMの条件では、拡散層の厚さは、1
0〜50ミクロンの範囲で変化する。したがって、拡散
層は、狭小な間隙なら埋めるが、大きなフィーチャでは
その輪郭に従う傾向にある。
【0026】図5は、拡散層Dが割目Rを埋め、図2の
右側の大きなトレンチの輪郭に従う様子を示している。
質量移動/電解研磨では、大きなフィーチャの平坦化は
起こらない。
右側の大きなトレンチの輪郭に従う様子を示している。
質量移動/電解研磨では、大きなフィーチャの平坦化は
起こらない。
【0027】電解質の粘度は、ブラウン運動の程度を決
定する要因であり、したがって、電解質の粘度を高める
物質を電解質に添加することにより、拡散速度は減少す
る。電解質の粘度を上げると、拡散層の厚さが増し、表
面研磨が促進される。(A.E.デ・バルおよびD.
A.オリバーの編書の102ページを参照のこと)
定する要因であり、したがって、電解質の粘度を高める
物質を電解質に添加することにより、拡散速度は減少す
る。電解質の粘度を上げると、拡散層の厚さが増し、表
面研磨が促進される。(A.E.デ・バルおよびD.
A.オリバーの編書の102ページを参照のこと)
【0028】大きなフィーチャを埋める程度まで、拡散
層の厚さを増加させることができるが、これを行うに
は、電解質の粘度を極端に大きくする必要がある。粘度
が極端に高いと、金属除去速度が低下し、また電解質を
十分な速度で電解槽からポンプで供給できなくなる。
層の厚さを増加させることができるが、これを行うに
は、電解質の粘度を極端に大きくする必要がある。粘度
が極端に高いと、金属除去速度が低下し、また電解質を
十分な速度で電解槽からポンプで供給できなくなる。
【0029】電解質を粘度の高い液体と混合すると、予
想されるように、粘度のより高い電解質が得られる。常
温での粘度が水の約1500倍あるグリセリンを電解エ
ッチングで使用すると、電解質の粘度が高まり、研磨が
促進される。2液からなる混合物の粘度は、一般にそれ
ら2液の粘度の平均とはならない。
想されるように、粘度のより高い電解質が得られる。常
温での粘度が水の約1500倍あるグリセリンを電解エ
ッチングで使用すると、電解質の粘度が高まり、研磨が
促進される。2液からなる混合物の粘度は、一般にそれ
ら2液の粘度の平均とはならない。
【0030】水溶液電解質の固有抵抗も、ある種の物質
を添加することにより、増加させることができる。(固
有抵抗は、電解質の特性であって、電解槽の形状の特性
ではない。固有抵抗と電解槽の電気抵抗との関係は、密
度と質量の関係に類似している。)抵抗性添加剤は、粘
性添加剤と同じではなく、粘度を上げる物質により、抵
抗がまったく増加しないこともあれば、非常に増加する
こともある。科学者達は、電解質の粘度とその固有抵抗
との関係を明らかにしようとしてきたが、その試みは未
だ成功していない。粘度と固有抵抗は互いに独立してい
るものと思われる。したがって、添加剤により、電解質
の粘度が増加して抵抗は増加しないこともあれば、逆に
抵抗が増加して粘度は増加しない場合もある。
を添加することにより、増加させることができる。(固
有抵抗は、電解質の特性であって、電解槽の形状の特性
ではない。固有抵抗と電解槽の電気抵抗との関係は、密
度と質量の関係に類似している。)抵抗性添加剤は、粘
性添加剤と同じではなく、粘度を上げる物質により、抵
抗がまったく増加しないこともあれば、非常に増加する
こともある。科学者達は、電解質の粘度とその固有抵抗
との関係を明らかにしようとしてきたが、その試みは未
だ成功していない。粘度と固有抵抗は互いに独立してい
るものと思われる。したがって、添加剤により、電解質
の粘度が増加して抵抗は増加しないこともあれば、逆に
抵抗が増加して粘度は増加しない場合もある。
【0031】電解質の固有抵抗は電解エッチングに影響
を及ぼすが、この影響は、粘性による影響とは異なる種
類のものである。
を及ぼすが、この影響は、粘性による影響とは異なる種
類のものである。
【0032】以上説明したように、粘性は金属表面にき
わめて近接した領域における拡散に影響を与え、電解槽
内のいわゆる三次電流分布を変化させる。
わめて近接した領域における拡散に影響を与え、電解槽
内のいわゆる三次電流分布を変化させる。
【0033】電気抵抗は、一次電流分布にのみ影響を与
える。一次電流分布は、オームの法則に関係し、電解質
の固有抵抗、電極の内部抵抗、および電解槽の形状の関
数となる。
える。一次電流分布は、オームの法則に関係し、電解質
の固有抵抗、電極の内部抵抗、および電解槽の形状の関
数となる。
【0034】何人かの発明者は、水溶液電解質に溶解さ
せた有機物質を使用して電解研磨を行うことを提案して
いる。
せた有機物質を使用して電解研磨を行うことを提案して
いる。
【0035】米国特許第2516105号において、
E.デル・マトジアン(Der Matosian)は金属の電解研
磨を教示している。マトジアンは電解質の一部として有
機溶剤を使用する方法を開示し(第2欄、26行目)、
エチレングリコールを含めて様々な物質について触れて
いる(第2欄の末尾)。グリコールの作用は、陽極にお
ける濃度分極であると述べられている。
E.デル・マトジアン(Der Matosian)は金属の電解研
磨を教示している。マトジアンは電解質の一部として有
機溶剤を使用する方法を開示し(第2欄、26行目)、
エチレングリコールを含めて様々な物質について触れて
いる(第2欄の末尾)。グリコールの作用は、陽極にお
ける濃度分極であると述べられている。
【0036】チャールズ・ファウスト(Charles Faus
t)に付与された米国特許第2315695号でも、電
解研磨用のアルコール、グリセロール、グリセリン、エ
チレングリコールその他の有機物について触れている。
t)に付与された米国特許第2315695号でも、電
解研磨用のアルコール、グリセロール、グリセリン、エ
チレングリコールその他の有機物について触れている。
【0037】米国特許第3334210号において、ミ
ルトン・J.リドルズ(Milton J. Riddles)およびジ
ョゼフィーヌ・ウィリアムズ(Josephine Williams)
は、水溶液にしたポリエチレングリコールを主成分とす
る電解質処方を開示している。ポリエチレングリコール
の水溶液は、高周波放電によるアーク加工に使用され
る。
ルトン・J.リドルズ(Milton J. Riddles)およびジ
ョゼフィーヌ・ウィリアムズ(Josephine Williams)
は、水溶液にしたポリエチレングリコールを主成分とす
る電解質処方を開示している。ポリエチレングリコール
の水溶液は、高周波放電によるアーク加工に使用され
る。
【0038】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
第1の電極表面の電気化学的平坦化に関するものであ
り、電気化学的電解槽は、一般に第1の電極表面に平行
な第2の電極と、第2の電極と第1の電極表面との間に
満たした電解質水溶液と、抵抗性電解混合物を形成する
ために電解質と混合した電気抵抗性添加物と、電圧源と
を備えている。電圧源により、電解槽の両端間に電位差
がかかったとき、第1の電極表面が電気化学的に平坦化
される。
第1の電極表面の電気化学的平坦化に関するものであ
り、電気化学的電解槽は、一般に第1の電極表面に平行
な第2の電極と、第2の電極と第1の電極表面との間に
満たした電解質水溶液と、抵抗性電解混合物を形成する
ために電解質と混合した電気抵抗性添加物と、電圧源と
を備えている。電圧源により、電解槽の両端間に電位差
がかかったとき、第1の電極表面が電気化学的に平坦化
される。
【0039】
【発明の実施の形態】本発明は、不均一な金属表面を平
坦化するための電気化学的微小加工(EMM)法および
装置に関するものであり、小型電子回路のDLM構造製
作に特に有用である。
坦化するための電気化学的微小加工(EMM)法および
装置に関するものであり、小型電子回路のDLM構造製
作に特に有用である。
【0040】本発明では、エチレングリコールなどの非
導電性有機物(抵抗性有機物)を添加することにより電
気抵抗を持たせた電解質を使用する。電解質の固有抵抗
を増加させると、高部領域と低部領域のエッチング速度
の差が広がり、その結果、金属表面が平坦化される。
導電性有機物(抵抗性有機物)を添加することにより電
気抵抗を持たせた電解質を使用する。電解質の固有抵抗
を増加させると、高部領域と低部領域のエッチング速度
の差が広がり、その結果、金属表面が平坦化される。
【0041】また、本発明では、エッチングを施した表
面と陰極との間の電極間距離を短くしている。
面と陰極との間の電極間距離を短くしている。
【0042】エッチングには、電解質の流れと電流をサ
ンプルの狭い領域に沿った部分に局在化させる線形複ノ
ズル電極アセンブリを使用することが好ましい。複ノズ
ル電極は、基板上で前後にゆっくりと走査される。エッ
チングを狭い領域に集中させると、総電流を大きくしな
くても、電解研磨の電流密度を高くすることができ、漂
遊電流が低下し、電解質の流れが改善され、機械的製造
工程の単純化とコスト削減が可能になる。
ンプルの狭い領域に沿った部分に局在化させる線形複ノ
ズル電極アセンブリを使用することが好ましい。複ノズ
ル電極は、基板上で前後にゆっくりと走査される。エッ
チングを狭い領域に集中させると、総電流を大きくしな
くても、電解研磨の電流密度を高くすることができ、漂
遊電流が低下し、電解質の流れが改善され、機械的製造
工程の単純化とコスト削減が可能になる。
【0043】本明細書全体を通して、以下の定義を適用
するものとする。
するものとする。
【0044】電解質(水溶液に適用する場合)−水と溶
質の両方を含む溶液であって、溶質のみではない。
質の両方を含む溶液であって、溶質のみではない。
【0045】浸漬−表面の少なくとも一部をぬらすこ
と。
と。
【0046】線形−滑らかな曲線または直線に沿った部
分があること。
分があること。
【0047】平行(物体、表面および線の間の空間的関
係を指す場合)−隔たりが一定であり、この隔たりが当
該の物体、表面、線の凹凸よりも大きい。
係を指す場合)−隔たりが一定であり、この隔たりが当
該の物体、表面、線の凹凸よりも大きい。
【0048】平坦化−平面化または平滑化すること。
【0049】平滑−局部的に平坦なこと。
【0050】基板−一体構造または複合構造の平坦なま
たは平滑な表面
たは平滑な表面
【0051】電圧手段−電源、バッテリ、そのほか従来
の電圧源あるいは電流源、またはこのような従来の電圧
源または電流源への接続
の電圧源あるいは電流源、またはこのような従来の電圧
源または電流源への接続
【0052】図6に電解槽を示してある。図6におい
て、銅Cuの層には陽極を表す文字Aを付してある。層
Aには、割目R、幅の広いトレンチの上にある下部表面
L、およびポリイミドP層の上の上部表面Uがある。陽
極Aの上部には、陰極Cが配置してあり、陰極Cは、平
坦な基板Sと平行に配設した平面を有する。電解質E
が、陽極Aと陰極Cの間の空間を満たしている。
て、銅Cuの層には陽極を表す文字Aを付してある。層
Aには、割目R、幅の広いトレンチの上にある下部表面
L、およびポリイミドP層の上の上部表面Uがある。陽
極Aの上部には、陰極Cが配置してあり、陰極Cは、平
坦な基板Sと平行に配設した平面を有する。電解質E
が、陽極Aと陰極Cの間の空間を満たしている。
【0053】陰極Cおよび陽極Aは、それぞれ電源の陰
極棒および陽極棒に、または陰極棒と陽極棒の間に電圧
を印加する従来の装置に接続されている(陰極棒および
陽極棒は図示せず)。陽極Aおよび陰極Cは金属製であ
り、それぞれほぼ一定な電圧がかかっている。したがっ
て、対向する平行な表面は、それぞれ等電位になってい
る。
極棒および陽極棒に、または陰極棒と陽極棒の間に電圧
を印加する従来の装置に接続されている(陰極棒および
陽極棒は図示せず)。陽極Aおよび陰極Cは金属製であ
り、それぞれほぼ一定な電圧がかかっている。したがっ
て、対向する平行な表面は、それぞれ等電位になってい
る。
【0054】電圧源から印加される電圧により、陽極A
と陰極Cの間の電解質E中に電流が流れる。電流の大き
さは、オームの法則により以下のようになる。
と陰極Cの間の電解質E中に電流が流れる。電流の大き
さは、オームの法則により以下のようになる。
【数1】I=E/R
【0055】上式中、Iはアンペア単位で表した電流、
Eはボルト単位で表した電極間の電位差、Rはオーム単
位で表した電解質の抵抗である。
Eはボルト単位で表した電極間の電位差、Rはオーム単
位で表した電解質の抵抗である。
【0056】陽極Aと陰極Cとの間に存在する電解質の
抵抗Rは、電解槽の形状と電解質の固有抵抗の関数であ
る。図6において、陽極Aと陰極C間の距離をそのまま
にして、当該電解質を排出し、その代わりに固有抵抗が
より高い電解質を満たした場合、電解槽の抵抗がその固
有抵抗と同じ割合で増加する。電解質の固有抵抗が増加
すると同時に電極間の距離が減少する場合は、抵抗が一
定になる可能性がある。
抵抗Rは、電解槽の形状と電解質の固有抵抗の関数であ
る。図6において、陽極Aと陰極C間の距離をそのまま
にして、当該電解質を排出し、その代わりに固有抵抗が
より高い電解質を満たした場合、電解槽の抵抗がその固
有抵抗と同じ割合で増加する。電解質の固有抵抗が増加
すると同時に電極間の距離が減少する場合は、抵抗が一
定になる可能性がある。
【0057】銅製の陽極Aを高速でエッチングするに
は、電解槽を流れる総電流Iを一定に保つ必要がある。
これは、電気化学に関するファラデーの法則の帰結であ
る。ファラデーの法則では、電解エッチングで除去され
る金属の量は、電流およびエッチング時間に比例すると
している。表面の研磨、平滑化を行うには、電流密度
(電流/陽極の表面積)が高くなければならない。
は、電解槽を流れる総電流Iを一定に保つ必要がある。
これは、電気化学に関するファラデーの法則の帰結であ
る。ファラデーの法則では、電解エッチングで除去され
る金属の量は、電流およびエッチング時間に比例すると
している。表面の研磨、平滑化を行うには、電流密度
(電流/陽極の表面積)が高くなければならない。
【0058】陽極と陰極の間の電圧降下は、1次近似で
は、電解質の幅全体に均等に分布している。再度、図6
を参照すると、電極面はそれぞれ等電位線(等電圧線)
になっている。電解質内では、一般に等電圧線が水平か
つ電極表面に対して平行になる。
は、電解質の幅全体に均等に分布している。再度、図6
を参照すると、電極面はそれぞれ等電位線(等電圧線)
になっている。電解質内では、一般に等電圧線が水平か
つ電極表面に対して平行になる。
【0059】電解質の固有抵抗が高くなるほど、電極間
の電圧降下が大きくなり、したがって、電極間にある等
電位線の数が増える。等電位線の間隔が密になるほど、
電圧勾配が大きくなることになり、そうすると、陽極A
の表面から出ている突起近くで等電位線が屈曲すること
によって生じる平坦化作用が促進される。
の電圧降下が大きくなり、したがって、電極間にある等
電位線の数が増える。等電位線の間隔が密になるほど、
電圧勾配が大きくなることになり、そうすると、陽極A
の表面から出ている突起近くで等電位線が屈曲すること
によって生じる平坦化作用が促進される。
【0060】したがって、本発明の第1の態様は、固有
抵抗の高い電解質を使用することと関連する。
抵抗の高い電解質を使用することと関連する。
【0061】塩と水からなる電解質の固有抵抗は、電解
質1立方センチ当たり数オーム程度である。固有抵抗
は、塩および温度の変化とともに変化するが、溶液の濃
度が主な決定要因となる。塩の濃度を低くすると固有抵
抗を上げることができる。しかし、エッチングを速く進
めるために十分なイオンを供給するには、塩の濃度を高
くしなければならない。本発明においては、イオン数を
減少させずに電解質の固有抵抗を高めることが望まし
い。
質1立方センチ当たり数オーム程度である。固有抵抗
は、塩および温度の変化とともに変化するが、溶液の濃
度が主な決定要因となる。塩の濃度を低くすると固有抵
抗を上げることができる。しかし、エッチングを速く進
めるために十分なイオンを供給するには、塩の濃度を高
くしなければならない。本発明においては、イオン数を
減少させずに電解質の固有抵抗を高めることが望まし
い。
【0062】塩の濃度を高く保ちながら固有抵抗を増大
させるために、本発明では、電解槽の水溶液電解質に非
導電性(抵抗性)の添加剤を加える。1M(Mはモル濃
度)以上の抵抗性有機物が添加剤として使用できる。
させるために、本発明では、電解槽の水溶液電解質に非
導電性(抵抗性)の添加剤を加える。1M(Mはモル濃
度)以上の抵抗性有機物が添加剤として使用できる。
【0063】好ましい添加剤は、1〜3Mまたは2〜4
Mのエチレングリコール(Mはモル濃度)である。従来
の技術では、突起の除去にエチレングリコールなどの添
加剤を使用している。これについては、W.J.Mc
G.テガート(Tegart)著、The Electrolytic and Che
mical Polishing of Metals(Pergamon Press, London,
1956年)を参照されたい。しかし、その機構は分析され
ていない。グリセリンと異なり、エチレングリコール
は、粘性が極端に大きくはない。水の1.0センチポア
ズおよびグリセリンの1500センチポアズに対して、
エチレングリコールの粘度は、室温で約20センチポア
ズである。
Mのエチレングリコール(Mはモル濃度)である。従来
の技術では、突起の除去にエチレングリコールなどの添
加剤を使用している。これについては、W.J.Mc
G.テガート(Tegart)著、The Electrolytic and Che
mical Polishing of Metals(Pergamon Press, London,
1956年)を参照されたい。しかし、その機構は分析され
ていない。グリセリンと異なり、エチレングリコール
は、粘性が極端に大きくはない。水の1.0センチポア
ズおよびグリセリンの1500センチポアズに対して、
エチレングリコールの粘度は、室温で約20センチポア
ズである。
【0064】粘性は温度の影響を大きく受けるため、本
発明では、電解質を指定の温度範囲内に維持することを
企図している。電解質の固有抵抗は、好ましくは5.0
オーム−センチメートル以上である。
発明では、電解質を指定の温度範囲内に維持することを
企図している。電解質の固有抵抗は、好ましくは5.0
オーム−センチメートル以上である。
【0065】好ましい電解質は、2〜4MのNaNO3
(硝酸ナトリウム)水溶液である。硝酸塩電解質中で
は、金属の溶解は酸素の発生を伴わない。したがって、
酸素の発生により銅製陽極Aの表面Aに孔食を生じる場
合は、硝酸ナトリウムの方がリン酸よりも好ましい。同
一モル濃度の塩化ナトリウムも本発明には有用である。
(硝酸ナトリウム)水溶液である。硝酸塩電解質中で
は、金属の溶解は酸素の発生を伴わない。したがって、
酸素の発生により銅製陽極Aの表面Aに孔食を生じる場
合は、硝酸ナトリウムの方がリン酸よりも好ましい。同
一モル濃度の塩化ナトリウムも本発明には有用である。
【0066】電解研磨は制限電流より高い電流で行う。
電流は最初、電圧とともに上昇するが、その後一定の値
で推移する。この一定状態の電流を「制限」電流という
が、十分な電圧を印加すると制限電流がさらに上昇する
ことがある。硝酸塩中の銅の陽極分極は、定性的には、
(LLNL装置で使用する)リン酸中での陽極分極と同
じであるが、リン酸中では、酸素の発生が制限電流より
低い電流で起こるため、リン酸中の制限電流は、硝酸ナ
トリウム中よりもはるかに低くなる。極端な条件下で酸
素が発生すると、孔や間隙を生じる。一方、一定状態の
制限電流よりも電流密度が高い場合、硝酸塩中では、銅
の溶解原子価は2よりも小さい。酸素が発生しないた
め、硝酸塩水溶液では、孔食やキャビテーションが存在
しない。
電流は最初、電圧とともに上昇するが、その後一定の値
で推移する。この一定状態の電流を「制限」電流という
が、十分な電圧を印加すると制限電流がさらに上昇する
ことがある。硝酸塩中の銅の陽極分極は、定性的には、
(LLNL装置で使用する)リン酸中での陽極分極と同
じであるが、リン酸中では、酸素の発生が制限電流より
低い電流で起こるため、リン酸中の制限電流は、硝酸ナ
トリウム中よりもはるかに低くなる。極端な条件下で酸
素が発生すると、孔や間隙を生じる。一方、一定状態の
制限電流よりも電流密度が高い場合、硝酸塩中では、銅
の溶解原子価は2よりも小さい。酸素が発生しないた
め、硝酸塩水溶液では、孔食やキャビテーションが存在
しない。
【0067】電解質の流量を高くすることにより、硝酸
ナトリウムとグリコールを含む電解質中で、金属の除去
速度を非常に高くすることが可能である。電解槽の電圧
に影響がある点を除くと、グリコールの使用は、金属の
溶解速度に大きな影響を与えない。
ナトリウムとグリコールを含む電解質中で、金属の除去
速度を非常に高くすることが可能である。電解槽の電圧
に影響がある点を除くと、グリコールの使用は、金属の
溶解速度に大きな影響を与えない。
【0068】本発明の1つの態様である、非導電性(抵
抗性)添加剤の使用による電解質の固有抵抗の上昇は、
一部には電解槽の形状によって左右される。銅製電極A
の表面の凹凸を、電極Aの表面全体にわたって同じ速度
で平滑化するには、陰極Cの表面を陽極Aの表面と平行
にして、電極間の平均距離が基板S全体にわたって一定
になるようにすることが望ましい。陽極Aの表面が粗
く、平坦化する必要があるため、電極間の距離は局所的
に変化する。陰極Cを上向きにすると、陽極Aの抵抗が
変化し、したがって電流密度、エッチング速度、および
平坦化の度合も変化する。したがって、陰極Cの表面
は、陽極Aの表面の平均平面と平行にする必要がある。
抗性)添加剤の使用による電解質の固有抵抗の上昇は、
一部には電解槽の形状によって左右される。銅製電極A
の表面の凹凸を、電極Aの表面全体にわたって同じ速度
で平滑化するには、陰極Cの表面を陽極Aの表面と平行
にして、電極間の平均距離が基板S全体にわたって一定
になるようにすることが望ましい。陽極Aの表面が粗
く、平坦化する必要があるため、電極間の距離は局所的
に変化する。陰極Cを上向きにすると、陽極Aの抵抗が
変化し、したがって電流密度、エッチング速度、および
平坦化の度合も変化する。したがって、陰極Cの表面
は、陽極Aの表面の平均平面と平行にする必要がある。
【0069】本発明の別の態様として、電極間の距離が
数ミリメートル程度と、短くなっている点があげられ
る。
数ミリメートル程度と、短くなっている点があげられ
る。
【0070】再び図6を参照すると、上部表面Uと陰極
Cの間の電極間距離が、下部表面Lと陰極Cの間の距離
に匹敵する。表面UとLの間の絶対高低差は、陰極Cを
遠ざけていくと変化し、電極間距離C−UとC−Lの相
対差は減少する。
Cの間の電極間距離が、下部表面Lと陰極Cの間の距離
に匹敵する。表面UとLの間の絶対高低差は、陰極Cを
遠ざけていくと変化し、電極間距離C−UとC−Lの相
対差は減少する。
【0071】電極間距離がそれぞれ異なる2つの独立し
た電解槽となるように、図6の電解槽を中間で分割する
と、電流が電解質中を横断する距離が短くなるため、電
極間距離が小さい方の電解槽の抵抗が低くなる。双方の
電解槽の電極間距離を同じだけ増加させると、両方の抵
抗の絶対値が増加するので、電解槽の抵抗の相対差は減
少する。したがって、両方の電解槽に同一の電圧を印加
すると、エッチング速度の差も減少する。言いかえれ
ば、電極間距離が減少するにつれて、エッチング速度の
差が増大する。
た電解槽となるように、図6の電解槽を中間で分割する
と、電流が電解質中を横断する距離が短くなるため、電
極間距離が小さい方の電解槽の抵抗が低くなる。双方の
電解槽の電極間距離を同じだけ増加させると、両方の抵
抗の絶対値が増加するので、電解槽の抵抗の相対差は減
少する。したがって、両方の電解槽に同一の電圧を印加
すると、エッチング速度の差も減少する。言いかえれ
ば、電極間距離が減少するにつれて、エッチング速度の
差が増大する。
【0072】図6の合成電解槽にもどると、両側が幾分
2つの独立した電解槽のように動作する。これは、電流
が陽極から陰極へと真直ぐに進む傾向があるからであ
る。高低にかかわらず、広い平坦な領域では、等電位線
が一般に平坦になる。電流は等電位線を真直ぐに横切っ
て流れ、電極表面に平行な電流は最小となる。陽極Aの
隅および辺では、等電位線が屈曲し、電流が水平方向成
分を持つ。粗い陽極表面を平滑化する場合、電極間距離
が減少するにしたがって、エッチング速度の差がやはり
増加する。
2つの独立した電解槽のように動作する。これは、電流
が陽極から陰極へと真直ぐに進む傾向があるからであ
る。高低にかかわらず、広い平坦な領域では、等電位線
が一般に平坦になる。電流は等電位線を真直ぐに横切っ
て流れ、電極表面に平行な電流は最小となる。陽極Aの
隅および辺では、等電位線が屈曲し、電流が水平方向成
分を持つ。粗い陽極表面を平滑化する場合、電極間距離
が減少するにしたがって、エッチング速度の差がやはり
増加する。
【0073】陽極Aの高部領域と低部領域の間で相対エ
ッチング速度差があると、平坦化が起こる。絶対エッチ
ング速度は、平坦化とは無関係であるが、生産を迅速に
行うには絶対速度が高いことが望ましい。
ッチング速度差があると、平坦化が起こる。絶対エッチ
ング速度は、平坦化とは無関係であるが、生産を迅速に
行うには絶対速度が高いことが望ましい。
【0074】本発明の第2の態様は、第1の態様を増補
するものである。電解質の固有抵抗が高い場合は、電極
間間隔の減少により電流の相対差が増加することはない
が、固有抵抗を有する電解質では、全電流が増加し、し
たがって、所与の相対差に対する絶対電流差が増大す
る。さらに、電極間の間隔が狭くなるほど、所与の電流
を維持するために電解槽に印加しなければならない電圧
が低下する。
するものである。電解質の固有抵抗が高い場合は、電極
間間隔の減少により電流の相対差が増加することはない
が、固有抵抗を有する電解質では、全電流が増加し、し
たがって、所与の相対差に対する絶対電流差が増大す
る。さらに、電極間の間隔が狭くなるほど、所与の電流
を維持するために電解槽に印加しなければならない電圧
が低下する。
【0075】本発明の第1の態様と同様に、第2の態様
においても形状が重要となる。陰極Cおよび陽極Aは、
平行になっていることが望ましい。加えて、陰極Cの表
面は、陽極Aの表面に比較して相対的に平滑であること
が望ましい。陰極Cの表面が粗い場合、平坦化が起こら
ない場合があり、その代わり、従来の大規模なECMと
同様に、陽極の表面が平滑にならずに陰極の外形と同じ
になることがある。
においても形状が重要となる。陰極Cおよび陽極Aは、
平行になっていることが望ましい。加えて、陰極Cの表
面は、陽極Aの表面に比較して相対的に平滑であること
が望ましい。陰極Cの表面が粗い場合、平坦化が起こら
ない場合があり、その代わり、従来の大規模なECMと
同様に、陽極の表面が平滑にならずに陰極の外形と同じ
になることがある。
【0076】速度差および陽極Aのめっき銅の層の厚さ
を調整して、図3に示すように、表面を平坦化すること
ができる。
を調整して、図3に示すように、表面を平坦化すること
ができる。
【0077】本発明の第3の態様は、基板表面に平行な
陽極上で前後にゆっくり走査される線形電極を使用する
ことである。
陽極上で前後にゆっくり走査される線形電極を使用する
ことである。
【0078】図7は、線形電極の好適な実施例を示して
いる。この電極は、1994年8月、ダッタ(Datta)
らに対して付与され、インターナショナル・ビジネス・
マシーンズ・コーポレイションに譲渡された米国特許第
5284554号に開示されているものとほぼ同じであ
る。これを参照することにより本明細書の一部とする。
本明細書の図7において、対応する部品の参照番号は、
前記米国特許第5284554号の参照番号に100を
加えたものになっている。
いる。この電極は、1994年8月、ダッタ(Datta)
らに対して付与され、インターナショナル・ビジネス・
マシーンズ・コーポレイションに譲渡された米国特許第
5284554号に開示されているものとほぼ同じであ
る。これを参照することにより本明細書の一部とする。
本明細書の図7において、対応する部品の参照番号は、
前記米国特許第5284554号の参照番号に100を
加えたものになっている。
【0079】図7において、ノズル・アセンブリ126
は、基板ホルダ124の下に示してある。基板ホルダ1
24は、可動ステージ112に固定してあり、この可動
ステージが、従来の機構(図示せず)によって軸方向に
移動すると、図7に矢印で示したように、キャリア・ス
テージ112がノズル・アセンブリ126上をゆっくり
と走査する。走査速度は調整可能である。
は、基板ホルダ124の下に示してある。基板ホルダ1
24は、可動ステージ112に固定してあり、この可動
ステージが、従来の機構(図示せず)によって軸方向に
移動すると、図7に矢印で示したように、キャリア・ス
テージ112がノズル・アセンブリ126上をゆっくり
と走査する。走査速度は調整可能である。
【0080】ノズル・プレート128が、中空の細長い
ノズル・アセンブリ126の上部に取り付けられてい
る。ノズル・アセンブリはプレキシグラスなどで作製さ
れている。ノズル・プレート128には、貫通穴129
が多数設けてある。ノズル・アセンブリ126の壁部お
よびノズル・プレート128によって囲まれた内部空間
に、加圧した電解質を継手130を介して充填する。電
解質は、複数の穴129を通って噴出し、幅約2cm、
長さ約15cmのノズル・プレート128の上部で長い
ジェット噴流となる。前記の穴は、中心が3mm間隔に
きちんと配置され、直径は2mmになっている。
ノズル・アセンブリ126の上部に取り付けられてい
る。ノズル・アセンブリはプレキシグラスなどで作製さ
れている。ノズル・プレート128には、貫通穴129
が多数設けてある。ノズル・アセンブリ126の壁部お
よびノズル・プレート128によって囲まれた内部空間
に、加圧した電解質を継手130を介して充填する。電
解質は、複数の穴129を通って噴出し、幅約2cm、
長さ約15cmのノズル・プレート128の上部で長い
ジェット噴流となる。前記の穴は、中心が3mm間隔に
きちんと配置され、直径は2mmになっている。
【0081】基板Sは、基板ホルダ124の下側に転倒
した状態で着脱可能に取り付けてあり、図7では見えな
い。ステージ112が、ノズル・アセンブリ126上の
ホルダ124を走査するとき、ノズル・プレート128
の上面と陽極Aの層の間の間隙は、3mmになる。
した状態で着脱可能に取り付けてあり、図7では見えな
い。ステージ112が、ノズル・アセンブリ126上の
ホルダ124を走査するとき、ノズル・プレート128
の上面と陽極Aの層の間の間隙は、3mmになる。
【0082】ステージ112が、ノズル・プレート12
8上の基板Sを走査していくにしたがって、電解質が、
3mmある電極間間隙を完全に満たし、続いてノズル・
アセンブリ126の上を流れ落ちる。エッチングは、ノ
ズル・プレート128上の電解質が当たる所だけで行わ
れる。
8上の基板Sを走査していくにしたがって、電解質が、
3mmある電極間間隙を完全に満たし、続いてノズル・
アセンブリ126の上を流れ落ちる。エッチングは、ノ
ズル・プレート128上の電解質が当たる所だけで行わ
れる。
【0083】3Mの硝酸ナトリウムと2Mのエチレング
リコールを電解質とした場合、流量は5.68l/分
(1.5ガロン/分)、走査速度は2cm/分が好まし
い。
リコールを電解質とした場合、流量は5.68l/分
(1.5ガロン/分)、走査速度は2cm/分が好まし
い。
【0084】ノズル・プレート128は、ステンレスで
構成することが望ましい。ノズル・プレートは、電源
(図示せず)への接続用の突起部127を有する。ノズ
ル・プレート128は陰極となる。極性が逆の電源端子
は、めっきした銅の層に接続する。(図6のA。図7に
は見えない。)
構成することが望ましい。ノズル・プレートは、電源
(図示せず)への接続用の突起部127を有する。ノズ
ル・プレート128は陰極となる。極性が逆の電源端子
は、めっきした銅の層に接続する。(図6のA。図7に
は見えない。)
【0085】電圧は、定常な直流電流または脈動電流と
して印加する。10ボルトの電圧を持続時間が10ミリ
秒のパルスの形で加えることが望ましい。デューティ・
サイクル(電気が印加される時間の割合)は30%であ
る。金属の除去速度は、1.4ミクロン/分である。
して印加する。10ボルトの電圧を持続時間が10ミリ
秒のパルスの形で加えることが望ましい。デューティ・
サイクル(電気が印加される時間の割合)は30%であ
る。金属の除去速度は、1.4ミクロン/分である。
【0086】本発明の例示的実施例の試験では、厚さ
8.3ミクロンの金属層を除去し、表面を検査したとこ
ろ、表面の最高点と最低点の差(ピーク間変動)が1ミ
クロン、すなわち全体の厚さ8.3ミクロンの12%で
あることがわかった。表面全体での平均変動は、3.5
%であった。
8.3ミクロンの金属層を除去し、表面を検査したとこ
ろ、表面の最高点と最低点の差(ピーク間変動)が1ミ
クロン、すなわち全体の厚さ8.3ミクロンの12%で
あることがわかった。表面全体での平均変動は、3.5
%であった。
【0087】これらの測定値は、LLNL装置で得られ
た値に匹敵するものである。しかし、本発明の装置の方
が、LLNL装置に比較して、単純であり、金属の除去
速度が速く、より安全で、危険な廃棄物の発生量も少な
い。
た値に匹敵するものである。しかし、本発明の装置の方
が、LLNL装置に比較して、単純であり、金属の除去
速度が速く、より安全で、危険な廃棄物の発生量も少な
い。
【0088】平面電極ではなく線形電極を使用すると、
いくつかの利点がある。
いくつかの利点がある。
【0089】薄い線形電極は、陽極の銅の層よりも表面
積が小さい場合がほとんどである。このため、線形電極
を使用すると、局所的な電流密度が高く維持されると同
時に、電解エッチングに必要な総電流が減少する。電解
研磨には、大きな電流密度が必要であるが、総電流が大
きいと、配線、変圧器、ダイオード、パルス電流に使用
する開閉回路などの電気部品がより大型になり、コスト
も高くなる。
積が小さい場合がほとんどである。このため、線形電極
を使用すると、局所的な電流密度が高く維持されると同
時に、電解エッチングに必要な総電流が減少する。電解
研磨には、大きな電流密度が必要であるが、総電流が大
きいと、配線、変圧器、ダイオード、パルス電流に使用
する開閉回路などの電気部品がより大型になり、コスト
も高くなる。
【0090】第2に、薄い線形電極を使用すると、不均
一なエッチングの原因となる、いわゆる「漂遊」電流が
減少する。漂遊電流は、線形電極に沿って2方向ではな
く1方向にのみ流れる。
一なエッチングの原因となる、いわゆる「漂遊」電流が
減少する。漂遊電流は、線形電極に沿って2方向ではな
く1方向にのみ流れる。
【0091】第3に、平坦な表面と電極の間で狭い公差
を維持しようとするには、線形電極と線形トラックを使
用する方がコストが低くなる。複数の直線状の辺よりも
平面の方が加工のコストがかかる。
を維持しようとするには、線形電極と線形トラックを使
用する方がコストが低くなる。複数の直線状の辺よりも
平面の方が加工のコストがかかる。
【0092】第4に、線形電極の方が、流体力学的考察
を行うのが簡単である。1ミリの間隔を置いて配置した
2枚のプレート間で均一な流れを生じるには、3つの辺
に沿って漏洩防止シールが必要になる。この場合、電解
質は2つの側辺にそって電極間間隙にポンプで注入され
る。陰極板表面の穴を介して電解質を導入するとすれ
ば、陽極表面上で一定な流速を得るのは困難である。電
解質が流れながら失われていくとすれば、問題であり、
流量とエッチング速度の兼ね合いをはかる必要がある。
最後に、流域面積が大きいほど乱流が起こりやすくな
る。持続性の渦流によりエッチングが不均一になること
が、当技術分野において知られている。
を行うのが簡単である。1ミリの間隔を置いて配置した
2枚のプレート間で均一な流れを生じるには、3つの辺
に沿って漏洩防止シールが必要になる。この場合、電解
質は2つの側辺にそって電極間間隙にポンプで注入され
る。陰極板表面の穴を介して電解質を導入するとすれ
ば、陽極表面上で一定な流速を得るのは困難である。電
解質が流れながら失われていくとすれば、問題であり、
流量とエッチング速度の兼ね合いをはかる必要がある。
最後に、流域面積が大きいほど乱流が起こりやすくな
る。持続性の渦流によりエッチングが不均一になること
が、当技術分野において知られている。
【0093】電圧の極性を逆転させ、電解質を変えれ
ば、この複ノズル電解槽はエッチングだけでなく、めっ
きにも使用できる。したがって、基板Sを、めっき後、
ホルダ124から取り外さずにエッチングすることがで
きる。エッチングに関する本発明の多くの利点および態
様は、エッチングの逆工程であるめっきにも当てはま
る。
ば、この複ノズル電解槽はエッチングだけでなく、めっ
きにも使用できる。したがって、基板Sを、めっき後、
ホルダ124から取り外さずにエッチングすることがで
きる。エッチングに関する本発明の多くの利点および態
様は、エッチングの逆工程であるめっきにも当てはま
る。
【0094】本発明は、薄膜パッケージの製造に適用す
ることができる。この方法は、欠陥を発生させることな
く余分な導電性材料層を除去する必要がある、他の多数
の電子パッケージや電子部品にも適用できる。本発明の
技法は、化学機械式研磨(たとえば、BEOLにおける
余分な銅の除去)の代わりに使用できる。
ることができる。この方法は、欠陥を発生させることな
く余分な導電性材料層を除去する必要がある、他の多数
の電子パッケージや電子部品にも適用できる。本発明の
技法は、化学機械式研磨(たとえば、BEOLにおける
余分な銅の除去)の代わりに使用できる。
【0095】本発明は、平坦な陽極表面と同様に、湾曲
した陽極表面、たとえば直線状の線形電極が走査する円
筒面や円錐面にも適用することができる。半球体など二
重に湾曲した陽極表面は、湾曲した線形電極で走査する
ことができる。このような陽極表面も本発明の範囲に含
まれる。このような場合、「平坦化」という用語は、平
滑化、すなわち局所的に平面を作成することと解釈す
る。
した陽極表面、たとえば直線状の線形電極が走査する円
筒面や円錐面にも適用することができる。半球体など二
重に湾曲した陽極表面は、湾曲した線形電極で走査する
ことができる。このような陽極表面も本発明の範囲に含
まれる。このような場合、「平坦化」という用語は、平
滑化、すなわち局所的に平面を作成することと解釈す
る。
【0096】上に述べた特徴により、様々な利点が得ら
れる。たとえば、金属を高速(たとえば、1.4ミクロ
ン/分)で除去することができる。また、中性の塩溶液
(たとえば、硝酸ナトリウム水溶液)を電解質として使
用できるので、安全上の問題や廃棄物処理の問題を最低
限に抑えることができる。さらに、ツールが簡略になる
ので容易に製造、維持することができる。
れる。たとえば、金属を高速(たとえば、1.4ミクロ
ン/分)で除去することができる。また、中性の塩溶液
(たとえば、硝酸ナトリウム水溶液)を電解質として使
用できるので、安全上の問題や廃棄物処理の問題を最低
限に抑えることができる。さらに、ツールが簡略になる
ので容易に製造、維持することができる。
【0097】一般に、本発明は、頭記の特許請求の範囲
に含まれるすべての内容を含むものと理解されたい。
に含まれるすべての内容を含むものと理解されたい。
【0098】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【0099】(1)第1の電極表面の電気化学的平坦化
のための電気化学式電解槽において、前記第1の電極表
面に全般的に平行な第2の電極表面と、前記第2の電極
と第1の電極表面の間に満たした水性電解質と、前記電
解質と混合して抵抗性電解混合物を形成させた電気抵抗
性添加剤と、電圧手段とを備え、前記電圧手段により前
記電解槽に電位差を印加すると、前記第1の電極表面が
電気化学的に平坦化されることを特徴とする電気化学式
電解槽。 (2)前記添加剤が、モル濃度が1Mより高い抵抗性有
機物であることを特徴とする、上記(1)に記載の電気
化学式電解槽。 (3)前記添加剤が、モル濃度が2Mより高い抵抗性有
機物であることを特徴とする、上記(1)に記載の電気
化学式電解槽。 (4)前記添加剤が、モル濃度が4Mより高い抵抗性有
機物であることを特徴とする、上記(1)に記載の電気
化学式電解槽。 (5)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレングリ
コールであることを特徴とする、上記(1)に記載の電
気化学式電解槽。 (6)前記第1の電極表面が銅であり、前記電解質がモ
ル濃度2〜4Mの硝酸ナトリウムとモル濃度2〜4Mの
エチレングリコールのうちから選択したものであること
を特徴とする、上記(1)に記載の電気化学式電解槽。 (7)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレングリ
コールであることを特徴とする、上記(6)に記載の電
気化学式電解槽。 (8)前記第1の電極表面と前記第2の電極の間の電極
間距離が、3ミリメートル以下であることを特徴とす
る、上記(1)に記載の電気化学式電解槽。 (9)前記第2の電極が線形であり、前記第1の電極表
面が平坦であって、さらに前記第1の電極表面と平行に
前記第2の電極を横方向に相対移動させるための走査手
段と、前記第1の電極表面と前記第2の電極の間に混合
物を流すための混合物流動手段とを含むことを特徴とす
る、上記(1)に記載の電気化学式電解槽。 (10)前記第1の電極表面と前記第2の電極の間の電
極間距離が3ミリメートル以下であることを特徴とす
る、上記(9)に記載の電気化学式電解槽。 (11)第1の電極表面の電気化学的平坦化のための電
気化学式電解槽であって、前記第1の電極表面に全般的
に平行な第2の電極と、前記第2の電極と前記第1の電
極表面の間に満たした、粘度が20センチポアズ未満で
固有抵抗が5.0オーム−センチメートルを上回る電解
質と、電圧手段とを備え、前記電解槽に電位差を与える
と、前記第1の電極表面が電気化学的に平坦化されるこ
とを特徴とする電気化学式電解槽。 (12)基板上の金属膜を平坦化する方法であって、陰
極を設ける段階と、前記膜と前記陰極の間に水性電解質
を満たす段階と、前記電解質に電気抵抗性添加剤を添加
する段階と、前記電解質と前記添加剤とを混合して抵抗
性電解混合物を形成する段階と、電圧手段を設ける段階
と、前記膜が電気化学的に平坦化されるように、前記膜
と前記陰極の間に前記電圧手段により電位差を与える段
階とを含む方法。 (13)前記添加剤が、モル濃度が1.5Mより高い抵
抗性有機物であることを特徴とする、上記(12)に記
載の方法。 (14)前記添加剤が、モル濃度が4Mより高い抵抗性
有機物であることを特徴とする、上記(12)に記載の
方法。 (15)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレング
リコールであることを特徴とする、上記(12)に記載
の方法。 (16)前記第1の電極表面が銅であり、前記電解質が
モル濃度2〜4Mの硝酸ナトリウムとモル濃度2〜4M
のエチレングリコールのうちから選択したものであるこ
とを特徴とする、上記(12)に記載の方法。 (17)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレング
リコールであることを特徴とする、上記(16)に記載
の方法。 (18)前記膜と前記陰極の間の電極間距離が、3ミリ
メートル以下であることを特徴とする、上記(12)に
記載の方法。 (19)前記陰極が線形であり、前記膜が平坦であっ
て、さらに前記陰極を前記膜と平行に横方向に相対移動
させるための走査手段と、前記膜と前記陰極の間に混合
物を流すための混合物流動手段とを含むことを特徴とす
る、上記(12)に記載の方法。 (20)前記膜と前記陰極の間の電極間距離が3ミリメ
ートル以下であることを特徴とする、上記(19)に記
載の方法。
のための電気化学式電解槽において、前記第1の電極表
面に全般的に平行な第2の電極表面と、前記第2の電極
と第1の電極表面の間に満たした水性電解質と、前記電
解質と混合して抵抗性電解混合物を形成させた電気抵抗
性添加剤と、電圧手段とを備え、前記電圧手段により前
記電解槽に電位差を印加すると、前記第1の電極表面が
電気化学的に平坦化されることを特徴とする電気化学式
電解槽。 (2)前記添加剤が、モル濃度が1Mより高い抵抗性有
機物であることを特徴とする、上記(1)に記載の電気
化学式電解槽。 (3)前記添加剤が、モル濃度が2Mより高い抵抗性有
機物であることを特徴とする、上記(1)に記載の電気
化学式電解槽。 (4)前記添加剤が、モル濃度が4Mより高い抵抗性有
機物であることを特徴とする、上記(1)に記載の電気
化学式電解槽。 (5)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレングリ
コールであることを特徴とする、上記(1)に記載の電
気化学式電解槽。 (6)前記第1の電極表面が銅であり、前記電解質がモ
ル濃度2〜4Mの硝酸ナトリウムとモル濃度2〜4Mの
エチレングリコールのうちから選択したものであること
を特徴とする、上記(1)に記載の電気化学式電解槽。 (7)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレングリ
コールであることを特徴とする、上記(6)に記載の電
気化学式電解槽。 (8)前記第1の電極表面と前記第2の電極の間の電極
間距離が、3ミリメートル以下であることを特徴とす
る、上記(1)に記載の電気化学式電解槽。 (9)前記第2の電極が線形であり、前記第1の電極表
面が平坦であって、さらに前記第1の電極表面と平行に
前記第2の電極を横方向に相対移動させるための走査手
段と、前記第1の電極表面と前記第2の電極の間に混合
物を流すための混合物流動手段とを含むことを特徴とす
る、上記(1)に記載の電気化学式電解槽。 (10)前記第1の電極表面と前記第2の電極の間の電
極間距離が3ミリメートル以下であることを特徴とす
る、上記(9)に記載の電気化学式電解槽。 (11)第1の電極表面の電気化学的平坦化のための電
気化学式電解槽であって、前記第1の電極表面に全般的
に平行な第2の電極と、前記第2の電極と前記第1の電
極表面の間に満たした、粘度が20センチポアズ未満で
固有抵抗が5.0オーム−センチメートルを上回る電解
質と、電圧手段とを備え、前記電解槽に電位差を与える
と、前記第1の電極表面が電気化学的に平坦化されるこ
とを特徴とする電気化学式電解槽。 (12)基板上の金属膜を平坦化する方法であって、陰
極を設ける段階と、前記膜と前記陰極の間に水性電解質
を満たす段階と、前記電解質に電気抵抗性添加剤を添加
する段階と、前記電解質と前記添加剤とを混合して抵抗
性電解混合物を形成する段階と、電圧手段を設ける段階
と、前記膜が電気化学的に平坦化されるように、前記膜
と前記陰極の間に前記電圧手段により電位差を与える段
階とを含む方法。 (13)前記添加剤が、モル濃度が1.5Mより高い抵
抗性有機物であることを特徴とする、上記(12)に記
載の方法。 (14)前記添加剤が、モル濃度が4Mより高い抵抗性
有機物であることを特徴とする、上記(12)に記載の
方法。 (15)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレング
リコールであることを特徴とする、上記(12)に記載
の方法。 (16)前記第1の電極表面が銅であり、前記電解質が
モル濃度2〜4Mの硝酸ナトリウムとモル濃度2〜4M
のエチレングリコールのうちから選択したものであるこ
とを特徴とする、上記(12)に記載の方法。 (17)前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレング
リコールであることを特徴とする、上記(16)に記載
の方法。 (18)前記膜と前記陰極の間の電極間距離が、3ミリ
メートル以下であることを特徴とする、上記(12)に
記載の方法。 (19)前記陰極が線形であり、前記膜が平坦であっ
て、さらに前記陰極を前記膜と平行に横方向に相対移動
させるための走査手段と、前記膜と前記陰極の間に混合
物を流すための混合物流動手段とを含むことを特徴とす
る、上記(12)に記載の方法。 (20)前記膜と前記陰極の間の電極間距離が3ミリメ
ートル以下であることを特徴とする、上記(19)に記
載の方法。
【図1】「従来技術」による、基板およびポリイミド層
の断面図である。
の断面図である。
【図2】「従来技術」による、ポリイミド層中に、ダマ
シンめっきした銅で充填した幅の狭いトレンチと幅の広
いトレンチを備えている図1の基板の断面図である。
シンめっきした銅で充填した幅の狭いトレンチと幅の広
いトレンチを備えている図1の基板の断面図である。
【図3】「従来技術」による、平坦化後の図2の銅層を
示す図である。
示す図である。
【図4】「従来技術」による、電解研磨装置の略図であ
る。
る。
【図5】「従来技術」による、電解エッチング中に図2
の銅層の上に形成した拡散層を示す図である。
の銅層の上に形成した拡散層を示す図である。
【図6】本発明を図2の銅層に適用した場合の略図であ
る。
る。
【図7】線形ジェット・エッチング用の複ノズル・アセ
ンブリの透視図である。
ンブリの透視図である。
C 陰極 E 電解質 U 上部表面 L 下部表面 A 陽極 112 可動ステージ 128 ノズルプレート 129 貫通穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テレンス・ロバート・オトゥール アメリカ合衆国14580 ニューヨーク州 ウェブスター オールド・ミル・レーン 526 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25F 7/00 H01L 21/28
Claims (20)
- 【請求項1】第1の電極表面の電気化学的平坦化のため
の電気化学式電解槽において、 前記第1の電極表面に全般的に平行な第2の電極表面
と、 前記第2の電極と第1の電極表面の間に満たした水性電
解質と、 前記電解質と混合して抵抗性電解混合物を形成させた電
気抵抗性添加剤と、 電圧手段とを備え、 前記電圧手段により前記第1の電極と前記第2の電極の
間に電位差を印加することにより、前記第1の電極表面
を電気化学的に平坦化することを特徴とする電気化学式
電解槽。 - 【請求項2】前記添加剤が、モル濃度が1Mより高い抵
抗性有機物であることを特徴とする、請求項1に記載の
電気化学式電解槽。 - 【請求項3】前記添加剤が、モル濃度が2Mより高い抵
抗性有機物であることを特徴とする、請求項1に記載の
電気化学式電解槽。 - 【請求項4】前記添加剤が、モル濃度が4Mより高い抵
抗性有機物であることを特徴とする、請求項1に記載の
電気化学式電解槽。 - 【請求項5】前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレ
ングリコールであることを特徴とする、請求項1に記載
の電気化学式電解槽。 - 【請求項6】前記第1の電極表面が銅であり、前記電解
質がモル濃度2〜4Mの硝酸ナトリウムとモル濃度2〜
4Mのエチレングリコールのうちから選択したものであ
ることを特徴とする、請求項1に記載の電気化学式電解
槽。 - 【請求項7】前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチレ
ングリコールであることを特徴とする、請求項6に記載
の電気化学式電解槽。 - 【請求項8】前記第1の電極表面と前記第2の電極の間
の電極間距離が、3ミリメートル以下であることを特徴
とする、請求項1に記載の電気化学式電解槽。 - 【請求項9】前記第2の電極が線形であり、前記第1の
電極表面が平坦であって、さらに前記第1の電極表面と
平行に前記第2の電極を横方向に相対移動させるための
走査手段と、 前記第1の電極表面と前記第2の電極の間に混合物を流
すための混合物流動手段とを含むことを特徴とする、請
求項1に記載の電気化学式電解槽。 - 【請求項10】前記第1の電極表面と前記第2の電極の
間の電極間距離が3ミリメートル以下であることを特徴
とする、請求項9に記載の電気化学式電解槽。 - 【請求項11】第1の電極表面の電気化学的平坦化のた
めの電気化学式電解槽であって、 前記第1の電極表面に全般的に平行な第2の電極と、 前記第2の電極と前記第1の電極表面の間に満たした、
粘度が20センチポアズ未満で固有抵抗が5.0オーム
−センチメートルを上回る電解質と、 電圧手段とを備え、 前記電圧手段により前記第1の電極と前記第2の電極の
間に電位差を与えることにより、前記第1の電極表面を
電気化学的に平坦化することを特徴とする電気化学式電
解槽。 - 【請求項12】基板上の金属膜を平坦化する方法であっ
て、 陰極を設ける段階と、 前記膜と前記陰極の間に水性電解質を満たす段階と、 前記電解質に電気抵抗性添加剤を添加する段階と、 前記電解質と前記添加剤とを混合して抵抗性電解混合物
を形成する段階と、 電圧手段を設ける段階と、 前記膜が電気化学的に平坦化されるように、前記膜と前
記陰極の間に前記電圧手段により電位差を与える段階と
を含む方法。 - 【請求項13】前記添加剤が、モル濃度が1.5Mより
高い抵抗性有機物であることを特徴とする、請求項12
に記載の方法。 - 【請求項14】前記添加剤が、モル濃度が4Mより高い
抵抗性有機物であることを特徴とする、請求項12に記
載の方法。 - 【請求項15】前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチ
レングリコールであることを特徴とする、請求項12に
記載の方法。 - 【請求項16】前記第1の電極表面が銅であり、前記電
解質がモル濃度2〜4Mの硝酸ナトリウムとモル濃度2
〜4Mのエチレングリコールのうちから選択したもので
あることを特徴とする、請求項12に記載の方法。 - 【請求項17】前記添加剤が、モル濃度1〜3Mのエチ
レングリコールであることを特徴とする、請求項16に
記載の方法。 - 【請求項18】前記膜と前記陰極の間の電極間距離が、
3ミリメートル以下であることを特徴とする、請求項1
2に記載の方法。 - 【請求項19】前記陰極が線形であり、前記膜が平坦で
あって、さらに 前記陰極を前記膜と平行に横方向に相対移動させるため
の走査手段と、 前記膜と前記陰極の間に混合物を流すための混合物流動
手段とを含むことを特徴とする、請求項12に記載の方
法。 - 【請求項20】前記膜と前記陰極の間の電極間距離が3
ミリメートル以下であることを特徴とする、請求項19
に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/300,623 US5567300A (en) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | Electrochemical metal removal technique for planarization of surfaces |
US300623 | 1994-09-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0874100A JPH0874100A (ja) | 1996-03-19 |
JP3245017B2 true JP3245017B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=23159890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22486095A Expired - Fee Related JP3245017B2 (ja) | 1994-09-02 | 1995-09-01 | Dlm構造平坦化のための高速電気化学式電解槽 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5567300A (ja) |
EP (1) | EP0699782A1 (ja) |
JP (1) | JP3245017B2 (ja) |
Families Citing this family (180)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4204649B2 (ja) * | 1996-02-05 | 2009-01-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
US5807165A (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-15 | International Business Machines Corporation | Method of electrochemical mechanical planarization |
US5911619A (en) * | 1997-03-26 | 1999-06-15 | International Business Machines Corporation | Apparatus for electrochemical mechanical planarization |
US6228231B1 (en) | 1997-05-29 | 2001-05-08 | International Business Machines Corporation | Electroplating workpiece fixture having liquid gap spacer |
US6398941B2 (en) * | 1997-06-13 | 2002-06-04 | General Electric Company | Method of shaping a workpiece using an electrochemical machining tool |
US5865984A (en) * | 1997-06-30 | 1999-02-02 | International Business Machines Corporation | Electrochemical etching apparatus and method for spirally etching a workpiece |
AT410043B (de) * | 1997-09-30 | 2003-01-27 | Sez Ag | Verfahren zum planarisieren von halbleitersubstraten |
US7202497B2 (en) * | 1997-11-27 | 2007-04-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP4014710B2 (ja) * | 1997-11-28 | 2007-11-28 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置 |
US6596150B2 (en) * | 1998-05-28 | 2003-07-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Production method for an aluminum support for a lithographic printing plate |
US6071388A (en) * | 1998-05-29 | 2000-06-06 | International Business Machines Corporation | Electroplating workpiece fixture having liquid gap spacer |
US6056869A (en) * | 1998-06-04 | 2000-05-02 | International Business Machines Corporation | Wafer edge deplater for chemical mechanical polishing of substrates |
US6143155A (en) * | 1998-06-11 | 2000-11-07 | Speedfam Ipec Corp. | Method for simultaneous non-contact electrochemical plating and planarizing of semiconductor wafers using a bipiolar electrode assembly |
US6121152A (en) * | 1998-06-11 | 2000-09-19 | Integrated Process Equipment Corporation | Method and apparatus for planarization of metallized semiconductor wafers using a bipolar electrode assembly |
US6132586A (en) * | 1998-06-11 | 2000-10-17 | Integrated Process Equipment Corporation | Method and apparatus for non-contact metal plating of semiconductor wafers using a bipolar electrode assembly |
US6395152B1 (en) | 1998-07-09 | 2002-05-28 | Acm Research, Inc. | Methods and apparatus for electropolishing metal interconnections on semiconductor devices |
US7136173B2 (en) * | 1998-07-09 | 2006-11-14 | Acm Research, Inc. | Method and apparatus for end-point detection |
US6447668B1 (en) | 1998-07-09 | 2002-09-10 | Acm Research, Inc. | Methods and apparatus for end-point detection |
US6150269A (en) * | 1998-09-11 | 2000-11-21 | Chartered Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Copper interconnect patterning |
US6149830A (en) * | 1998-09-17 | 2000-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Composition and method for reducing dishing in patterned metal during CMP process |
US6815336B1 (en) * | 1998-09-25 | 2004-11-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Planarization of copper damascene using reverse current electroplating and chemical mechanical polishing |
US6878259B2 (en) * | 1998-10-14 | 2005-04-12 | Faraday Technology Marketing Group, Llc | Pulse reverse electrodeposition for metallization and planarization of semiconductor substrates |
US6524461B2 (en) * | 1998-10-14 | 2003-02-25 | Faraday Technology Marketing Group, Llc | Electrodeposition of metals in small recesses using modulated electric fields |
US6919010B1 (en) | 2001-06-28 | 2005-07-19 | Novellus Systems, Inc. | Uniform electroplating of thin metal seeded wafers using rotationally asymmetric variable anode correction |
US6719615B1 (en) | 2000-10-10 | 2004-04-13 | Beaver Creek Concepts Inc | Versatile wafer refining |
US6251235B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-06-26 | Nutool, Inc. | Apparatus for forming an electrical contact with a semiconductor substrate |
US6497800B1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-12-24 | Nutool Inc. | Device providing electrical contact to the surface of a semiconductor workpiece during metal plating |
US6610190B2 (en) * | 2000-11-03 | 2003-08-26 | Nutool, Inc. | Method and apparatus for electrodeposition of uniform film with minimal edge exclusion on substrate |
US6413388B1 (en) * | 2000-02-23 | 2002-07-02 | Nutool Inc. | Pad designs and structures for a versatile materials processing apparatus |
US6534116B2 (en) * | 2000-08-10 | 2003-03-18 | Nutool, Inc. | Plating method and apparatus that creates a differential between additive disposed on a top surface and a cavity surface of a workpiece using an external influence |
US6902659B2 (en) * | 1998-12-01 | 2005-06-07 | Asm Nutool, Inc. | Method and apparatus for electro-chemical mechanical deposition |
US6511301B1 (en) | 1999-11-08 | 2003-01-28 | Jeffrey Fugere | Fluid pump and cartridge |
US6957783B1 (en) | 1999-01-26 | 2005-10-25 | Dl Technology Llc | Dispense tip with vented outlets |
US6547167B1 (en) * | 1999-01-26 | 2003-04-15 | Jeffrey Fugere | Fluid dispense tips |
US7207498B1 (en) | 2000-01-26 | 2007-04-24 | Dl Technology, Llc | Fluid dispense tips |
US6259160B1 (en) * | 1999-04-21 | 2001-07-10 | Advanced Micro Devices, Inc. | Apparatus and method of encapsulated copper (Cu) Interconnect formation |
US20010054706A1 (en) * | 1999-07-19 | 2001-12-27 | Joseph A. Levert | Compositions and processes for spin etch planarization |
TW466729B (en) * | 1999-07-26 | 2001-12-01 | Tokyo Electron Ltd | Plating method and device, and plating system |
US6303506B1 (en) | 1999-09-30 | 2001-10-16 | Infineon Technologies Ag | Compositions for and method of reducing/eliminating scratches and defects in silicon dioxide during CMP process |
US6299741B1 (en) | 1999-11-29 | 2001-10-09 | Applied Materials, Inc. | Advanced electrolytic polish (AEP) assisted metal wafer planarization method and apparatus |
US6547937B1 (en) * | 2000-01-03 | 2003-04-15 | Semitool, Inc. | Microelectronic workpiece processing tool including a processing reactor having a paddle assembly for agitation of a processing fluid proximate to the workpiece |
US6630059B1 (en) * | 2000-01-14 | 2003-10-07 | Nutool, Inc. | Workpeice proximity plating apparatus |
US6892959B1 (en) * | 2000-01-26 | 2005-05-17 | Dl Technology Llc | System and method for control of fluid dispense pump |
US6981664B1 (en) | 2000-01-26 | 2006-01-03 | Dl Technology Llc | Fluid dispense tips |
US7066800B2 (en) | 2000-02-17 | 2006-06-27 | Applied Materials Inc. | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing |
US7678245B2 (en) | 2000-02-17 | 2010-03-16 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for electrochemical mechanical processing |
US7029365B2 (en) * | 2000-02-17 | 2006-04-18 | Applied Materials Inc. | Pad assembly for electrochemical mechanical processing |
US6537144B1 (en) | 2000-02-17 | 2003-03-25 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for enhanced CMP using metals having reductive properties |
US20040182721A1 (en) * | 2003-03-18 | 2004-09-23 | Applied Materials, Inc. | Process control in electro-chemical mechanical polishing |
US6962524B2 (en) | 2000-02-17 | 2005-11-08 | Applied Materials, Inc. | Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing |
US20030213703A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for substrate polishing |
US6991526B2 (en) * | 2002-09-16 | 2006-01-31 | Applied Materials, Inc. | Control of removal profile in electrochemically assisted CMP |
US6848970B2 (en) * | 2002-09-16 | 2005-02-01 | Applied Materials, Inc. | Process control in electrochemically assisted planarization |
US7670468B2 (en) | 2000-02-17 | 2010-03-02 | Applied Materials, Inc. | Contact assembly and method for electrochemical mechanical processing |
US6852208B2 (en) | 2000-03-17 | 2005-02-08 | Nutool, Inc. | Method and apparatus for full surface electrotreating of a wafer |
US8308931B2 (en) | 2006-08-16 | 2012-11-13 | Novellus Systems, Inc. | Method and apparatus for electroplating |
US8475636B2 (en) | 2008-11-07 | 2013-07-02 | Novellus Systems, Inc. | Method and apparatus for electroplating |
US6534327B2 (en) | 2000-04-13 | 2003-03-18 | Texas Instruments Incorporated | Method for reworking metal layers on integrated circuit bond pads |
US6527920B1 (en) | 2000-05-10 | 2003-03-04 | Novellus Systems, Inc. | Copper electroplating apparatus |
US6821407B1 (en) | 2000-05-10 | 2004-11-23 | Novellus Systems, Inc. | Anode and anode chamber for copper electroplating |
US7622024B1 (en) * | 2000-05-10 | 2009-11-24 | Novellus Systems, Inc. | High resistance ionic current source |
TW571005B (en) * | 2000-06-29 | 2004-01-11 | Ebara Corp | Method and apparatus for forming copper interconnects, and polishing liquid and polishing method |
US6921551B2 (en) | 2000-08-10 | 2005-07-26 | Asm Nutool, Inc. | Plating method and apparatus for controlling deposition on predetermined portions of a workpiece |
US7754061B2 (en) * | 2000-08-10 | 2010-07-13 | Novellus Systems, Inc. | Method for controlling conductor deposition on predetermined portions of a wafer |
US7074113B1 (en) | 2000-08-30 | 2006-07-11 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for removing conductive material from a microelectronic substrate |
US7192335B2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-03-20 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for chemically, mechanically, and/or electrolytically removing material from microelectronic substrates |
US7094131B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-08-22 | Micron Technology, Inc. | Microelectronic substrate having conductive material with blunt cornered apertures, and associated methods for removing conductive material |
US7129160B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-10-31 | Micron Technology, Inc. | Method for simultaneously removing multiple conductive materials from microelectronic substrates |
US7078308B2 (en) * | 2002-08-29 | 2006-07-18 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for removing adjacent conductive and nonconductive materials of a microelectronic substrate |
US7220166B2 (en) | 2000-08-30 | 2007-05-22 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electromechanically and/or electrochemically-mechanically removing conductive material from a microelectronic substrate |
US7160176B2 (en) | 2000-08-30 | 2007-01-09 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrically and/or chemically-mechanically removing conductive material from a microelectronic substrate |
US7153410B2 (en) | 2000-08-30 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrochemical-mechanical processing of microelectronic workpieces |
US7134934B2 (en) | 2000-08-30 | 2006-11-14 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrically detecting characteristics of a microelectronic substrate and/or polishing medium |
US7112121B2 (en) | 2000-08-30 | 2006-09-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrical, mechanical and/or chemical removal of conductive material from a microelectronic substrate |
US7153195B2 (en) | 2000-08-30 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for selectively removing conductive material from a microelectronic substrate |
US6867448B1 (en) | 2000-08-31 | 2005-03-15 | Micron Technology, Inc. | Electro-mechanically polished structure |
JP2002093761A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Sony Corp | 研磨方法、研磨装置、メッキ方法およびメッキ装置 |
US6464855B1 (en) | 2000-10-04 | 2002-10-15 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for electrochemical planarization of a workpiece |
US7377836B1 (en) | 2000-10-10 | 2008-05-27 | Beaver Creek Concepts Inc | Versatile wafer refining |
US20040170753A1 (en) * | 2000-12-18 | 2004-09-02 | Basol Bulent M. | Electrochemical mechanical processing using low temperature process environment |
US6896776B2 (en) | 2000-12-18 | 2005-05-24 | Applied Materials Inc. | Method and apparatus for electro-chemical processing |
US7172497B2 (en) * | 2001-01-05 | 2007-02-06 | Asm Nutool, Inc. | Fabrication of semiconductor interconnect structures |
US6613200B2 (en) | 2001-01-26 | 2003-09-02 | Applied Materials, Inc. | Electro-chemical plating with reduced thickness and integration with chemical mechanical polisher into a single platform |
US6736952B2 (en) * | 2001-02-12 | 2004-05-18 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for electrochemical planarization of a workpiece |
US7128825B2 (en) | 2001-03-14 | 2006-10-31 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
US7232514B2 (en) * | 2001-03-14 | 2007-06-19 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
US7160432B2 (en) * | 2001-03-14 | 2007-01-09 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
US6899804B2 (en) | 2001-12-21 | 2005-05-31 | Applied Materials, Inc. | Electrolyte composition and treatment for electrolytic chemical mechanical polishing |
US6811680B2 (en) | 2001-03-14 | 2004-11-02 | Applied Materials Inc. | Planarization of substrates using electrochemical mechanical polishing |
US7582564B2 (en) | 2001-03-14 | 2009-09-01 | Applied Materials, Inc. | Process and composition for conductive material removal by electrochemical mechanical polishing |
US7323416B2 (en) | 2001-03-14 | 2008-01-29 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
US6599415B1 (en) * | 2001-04-30 | 2003-07-29 | Advanced Cardiovascular Systems, Inc. | Apparatus and method for electropolishing surfaces |
US6495443B1 (en) | 2001-06-05 | 2002-12-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of re-working copper damascene wafers |
US7682498B1 (en) | 2001-06-28 | 2010-03-23 | Novellus Systems, Inc. | Rotationally asymmetric variable electrode correction |
US6592742B2 (en) | 2001-07-13 | 2003-07-15 | Applied Materials Inc. | Electrochemically assisted chemical polish |
US6863794B2 (en) * | 2001-09-21 | 2005-03-08 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming metal layers |
JP2003113500A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Toshiba Corp | 電解研磨方法 |
US20030072639A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate support |
ATE425178T1 (de) | 2001-10-19 | 2009-03-15 | Isotechnika Inc | Synthese von cyclosporinanalogen |
US20040238481A1 (en) * | 2001-11-13 | 2004-12-02 | Hui Wang | Electropolishing assembly and methods for electropolishing conductive layers |
US6833063B2 (en) | 2001-12-21 | 2004-12-21 | Nutool, Inc. | Electrochemical edge and bevel cleaning process and system |
US7029567B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-04-18 | Asm Nutool, Inc. | Electrochemical edge and bevel cleaning process and system |
JP4042408B2 (ja) * | 2002-01-07 | 2008-02-06 | ソニー株式会社 | 銅膜の製造方法 |
US6951599B2 (en) * | 2002-01-22 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Electropolishing of metallic interconnects |
US6837983B2 (en) | 2002-01-22 | 2005-01-04 | Applied Materials, Inc. | Endpoint detection for electro chemical mechanical polishing and electropolishing processes |
US6848975B2 (en) | 2002-04-09 | 2005-02-01 | Rensselaer Polytechnic Institute | Electrochemical planarization of metal feature surfaces |
US6983867B1 (en) | 2002-04-29 | 2006-01-10 | Dl Technology Llc | Fluid dispense pump with drip prevention mechanism and method for controlling same |
US20030205484A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-06 | Madhav Datta | Electrochemical/ mechanical polishing |
US20030209523A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-13 | Applied Materials, Inc. | Planarization by chemical polishing for ULSI applications |
US6649513B1 (en) | 2002-05-15 | 2003-11-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Copper back-end-of-line by electropolish |
US7112270B2 (en) * | 2002-09-16 | 2006-09-26 | Applied Materials, Inc. | Algorithm for real-time process control of electro-polishing |
US20050061674A1 (en) * | 2002-09-16 | 2005-03-24 | Yan Wang | Endpoint compensation in electroprocessing |
US6796887B2 (en) | 2002-11-13 | 2004-09-28 | Speedfam-Ipec Corporation | Wear ring assembly |
US7842169B2 (en) * | 2003-03-04 | 2010-11-30 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for local polishing control |
US7331482B1 (en) | 2003-03-28 | 2008-02-19 | Dl Technology, Llc | Dispense pump with heated pump housing and heated material reservoir |
DK1620568T3 (da) * | 2003-04-24 | 2009-03-30 | Afshin Ahmadian | Analyse til allelspecifik mutationspåvisning |
US20040235297A1 (en) * | 2003-05-23 | 2004-11-25 | Bih-Tiao Lin | Reverse electroplating for damascene conductive region formation |
US7393439B2 (en) * | 2003-06-06 | 2008-07-01 | Semitool, Inc. | Integrated microfeature workpiece processing tools with registration systems for paddle reactors |
US7390382B2 (en) * | 2003-07-01 | 2008-06-24 | Semitool, Inc. | Reactors having multiple electrodes and/or enclosed reciprocating paddles, and associated methods |
US7390429B2 (en) | 2003-06-06 | 2008-06-24 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for electrochemical mechanical polishing processing |
US7313462B2 (en) | 2003-06-06 | 2007-12-25 | Semitool, Inc. | Integrated tool with automated calibration system and interchangeable wet processing components for processing microfeature workpieces |
US20050063798A1 (en) * | 2003-06-06 | 2005-03-24 | Davis Jeffry Alan | Interchangeable workpiece handling apparatus and associated tool for processing microfeature workpieces |
US20050050767A1 (en) * | 2003-06-06 | 2005-03-10 | Hanson Kyle M. | Wet chemical processing chambers for processing microfeature workpieces |
US20040262168A1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-30 | Jinshan Huo | Methods of electopolishing patterned substrates |
US20070144912A1 (en) * | 2003-07-01 | 2007-06-28 | Woodruff Daniel J | Linearly translating agitators for processing microfeature workpieces, and associated methods |
US7112122B2 (en) * | 2003-09-17 | 2006-09-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for removing conductive material from a microelectronic substrate |
US7064057B2 (en) * | 2003-11-21 | 2006-06-20 | Asm Nutool, Inc. | Method and apparatus for localized material removal by electrochemical polishing |
US7186164B2 (en) * | 2003-12-03 | 2007-03-06 | Applied Materials, Inc. | Processing pad assembly with zone control |
US20060207888A1 (en) * | 2003-12-29 | 2006-09-21 | Taylor E J | Electrochemical etching of circuitry for high density interconnect electronic modules |
US20050145506A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-07 | Taylor E. J. | Electrochemical etching of circuitry for high density interconnect electronic modules |
KR100609216B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2006-08-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 비휘발성 메모리 소자 |
US7390744B2 (en) | 2004-01-29 | 2008-06-24 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
US7153777B2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatuses for electrochemical-mechanical polishing |
US20050224358A1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Lsi Logic Corporation | Method for improved local planarity control during electropolishing |
US8623193B1 (en) | 2004-06-16 | 2014-01-07 | Novellus Systems, Inc. | Method of electroplating using a high resistance ionic current source |
US7566391B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-07-28 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for removing materials from microfeature workpieces with organic and/or non-aqueous electrolytic media |
US20060183321A1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-08-17 | Basol Bulent M | Method for reduction of gap fill defects |
US7655565B2 (en) * | 2005-01-26 | 2010-02-02 | Applied Materials, Inc. | Electroprocessing profile control |
US20070117377A1 (en) * | 2005-11-23 | 2007-05-24 | Chih-Chao Yang | Conductor-dielectric structure and method for fabricating |
KR100731107B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-06-21 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 다마신 공정을 이용한 반도체 소자의 구리 금속 배선의형성 방법 |
US7550070B2 (en) * | 2006-02-03 | 2009-06-23 | Novellus Systems, Inc. | Electrode and pad assembly for processing conductive layers |
US7422982B2 (en) * | 2006-07-07 | 2008-09-09 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for electroprocessing a substrate with edge profile control |
US8500985B2 (en) | 2006-07-21 | 2013-08-06 | Novellus Systems, Inc. | Photoresist-free metal deposition |
US7732329B2 (en) * | 2006-08-30 | 2010-06-08 | Ipgrip, Llc | Method and apparatus for workpiece surface modification for selective material deposition |
US20080181758A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Woodruff Daniel J | Microfeature workpiece transfer devices with rotational orientation sensors, and associated systems and methods |
US20080178460A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-07-31 | Woodruff Daniel J | Protected magnets and magnet shielding for processing microfeature workpieces, and associated systems and methods |
US8707559B1 (en) | 2007-02-20 | 2014-04-29 | Dl Technology, Llc | Material dispense tips and methods for manufacturing the same |
US7799684B1 (en) * | 2007-03-05 | 2010-09-21 | Novellus Systems, Inc. | Two step process for uniform across wafer deposition and void free filling on ruthenium coated wafers |
US7964506B1 (en) | 2008-03-06 | 2011-06-21 | Novellus Systems, Inc. | Two step copper electroplating process with anneal for uniform across wafer deposition and void free filling on ruthenium coated wafers |
US8703615B1 (en) | 2008-03-06 | 2014-04-22 | Novellus Systems, Inc. | Copper electroplating process for uniform across wafer deposition and void free filling on ruthenium coated wafers |
US8513124B1 (en) | 2008-03-06 | 2013-08-20 | Novellus Systems, Inc. | Copper electroplating process for uniform across wafer deposition and void free filling on semi-noble metal coated wafers |
CN102047751B (zh) * | 2008-04-14 | 2014-01-29 | 赫姆洛克半导体公司 | 用于沉积材料的制造设备和其中使用的电极 |
CN102047066B (zh) * | 2008-04-14 | 2013-01-16 | 赫姆洛克半导体公司 | 用于沉积材料的制造设备和其中使用的电极 |
EP2266368B1 (en) * | 2008-04-14 | 2018-03-28 | Hemlock Semiconductor Operations LLC | Manufacturing apparatus for depositing a material on an electrode for use therein |
US20100062693A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Two step method and apparatus for polishing metal and other films in semiconductor manufacturing |
US20100072077A1 (en) * | 2008-09-23 | 2010-03-25 | Rohrbeck Michael R | Electrolytic deburring apparatus and method |
US20120261254A1 (en) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Reid Jonathan D | Method and apparatus for filling interconnect structures |
US8475637B2 (en) * | 2008-12-17 | 2013-07-02 | Novellus Systems, Inc. | Electroplating apparatus with vented electrolyte manifold |
US8262871B1 (en) | 2008-12-19 | 2012-09-11 | Novellus Systems, Inc. | Plating method and apparatus with multiple internally irrigated chambers |
US8864055B2 (en) * | 2009-05-01 | 2014-10-21 | Dl Technology, Llc | Material dispense tips and methods for forming the same |
JP5419793B2 (ja) | 2010-04-22 | 2014-02-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 集積回路チップ上の電気めっき相互接続構造 |
US8795480B2 (en) | 2010-07-02 | 2014-08-05 | Novellus Systems, Inc. | Control of electrolyte hydrodynamics for efficient mass transfer during electroplating |
US10094034B2 (en) | 2015-08-28 | 2018-10-09 | Lam Research Corporation | Edge flow element for electroplating apparatus |
US9523155B2 (en) | 2012-12-12 | 2016-12-20 | Novellus Systems, Inc. | Enhancement of electrolyte hydrodynamics for efficient mass transfer during electroplating |
US9624592B2 (en) | 2010-07-02 | 2017-04-18 | Novellus Systems, Inc. | Cross flow manifold for electroplating apparatus |
US10233556B2 (en) | 2010-07-02 | 2019-03-19 | Lam Research Corporation | Dynamic modulation of cross flow manifold during electroplating |
KR20170138575A (ko) * | 2010-11-22 | 2017-12-15 | 메트콘, 엘엘씨 | 전해질 용액 및 전기화학적 표면 개질 방법 |
US9725225B1 (en) | 2012-02-24 | 2017-08-08 | Dl Technology, Llc | Micro-volume dispense pump systems and methods |
US9670588B2 (en) | 2013-05-01 | 2017-06-06 | Lam Research Corporation | Anisotropic high resistance ionic current source (AHRICS) |
US9449808B2 (en) | 2013-05-29 | 2016-09-20 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus for advanced packaging applications |
US9677190B2 (en) | 2013-11-01 | 2017-06-13 | Lam Research Corporation | Membrane design for reducing defects in electroplating systems |
JP6417586B2 (ja) * | 2014-08-25 | 2018-11-07 | セイコーエプソン株式会社 | 造形方法および造形物 |
US9816194B2 (en) | 2015-03-19 | 2017-11-14 | Lam Research Corporation | Control of electrolyte flow dynamics for uniform electroplating |
US10014170B2 (en) | 2015-05-14 | 2018-07-03 | Lam Research Corporation | Apparatus and method for electrodeposition of metals with the use of an ionically resistive ionically permeable element having spatially tailored resistivity |
TWI570989B (zh) * | 2015-08-21 | 2017-02-11 | 財團法人工業技術研究院 | 電解液組合物、與鈉二次電池 |
US10364505B2 (en) | 2016-05-24 | 2019-07-30 | Lam Research Corporation | Dynamic modulation of cross flow manifold during elecroplating |
US11001934B2 (en) | 2017-08-21 | 2021-05-11 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for flow isolation and focusing during electroplating |
US10781527B2 (en) | 2017-09-18 | 2020-09-22 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for controlling delivery of cross flowing and impinging electrolyte during electroplating |
US11746656B1 (en) | 2019-05-13 | 2023-09-05 | DL Technology, LLC. | Micro-volume dispense pump systems and methods |
GB2591763B (en) * | 2020-02-05 | 2022-05-04 | Texture Jet Ltd | An electrolyte solution |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2315695A (en) * | 1938-11-23 | 1943-04-06 | Battelle Memorial Institute | Method of polishing metals |
US2516105A (en) * | 1945-06-20 | 1950-07-25 | Mateosian Edward Der | Electrolytic polishing of metals |
US2695872A (en) * | 1948-12-15 | 1954-11-30 | Armco Steel Corp | Electrolytic polishing method |
US2861931A (en) * | 1956-08-29 | 1958-11-25 | Westinghouse Electric Corp | Electrolytic etching processes |
US3331760A (en) * | 1962-01-16 | 1967-07-18 | Gen Dynamics Corp | Electrolytic milling |
BE633485A (ja) * | 1962-06-14 | |||
US3334210A (en) * | 1964-05-22 | 1967-08-01 | Cincinnati Milling Machine Co | Electro-discharge machining fluid and method |
US3527682A (en) * | 1967-04-24 | 1970-09-08 | Philco Ford Corp | Process for electrolytically etching indium antimonide |
US4127459A (en) * | 1977-09-01 | 1978-11-28 | Jumer John F | Method and apparatus for incremental electro-polishing |
US4290867A (en) * | 1980-06-30 | 1981-09-22 | Jumer John F | Means for and method of producing smooth electro-polished surfaces |
DE3242622C1 (de) * | 1982-11-18 | 1983-11-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum elektrolytischen Ätzen von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren |
DD273165A3 (de) * | 1986-03-19 | 1989-11-08 | Mansfeld Kombinat W Pieck Veb | Aetzelektrolyt fuer folien aus aluminium und aluminiumlegierungen fuer elektrolytkondensatoren |
US4997534A (en) * | 1989-02-13 | 1991-03-05 | General Electric Company | Electrochemical machining with avoidance of erosion |
US5026462A (en) * | 1990-03-06 | 1991-06-25 | Ail Corporation | Method and apparatus for electrochemical machining of spray holes in fuel injection nozzles |
US5108562A (en) * | 1991-02-06 | 1992-04-28 | International Business Machines | Electrolytic method for forming vias and through holes in copper-invar-copper core structures |
US5098533A (en) * | 1991-02-06 | 1992-03-24 | International Business Machines Corp. | Electrolytic method for the etch back of encapsulated copper-Invar-copper core structures |
US5217586A (en) * | 1992-01-09 | 1993-06-08 | International Business Machines Corporation | Electrochemical tool for uniform metal removal during electropolishing |
JP2952539B2 (ja) * | 1992-03-30 | 1999-09-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 微細加工装置 |
JPH0613366A (ja) * | 1992-04-03 | 1994-01-21 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 多孔性シリコン膜およびデバイスを作成するための浸漬走査方法およびシステム |
-
1994
- 1994-09-02 US US08/300,623 patent/US5567300A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-07-19 EP EP95111329A patent/EP0699782A1/en not_active Withdrawn
- 1995-09-01 JP JP22486095A patent/JP3245017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0874100A (ja) | 1996-03-19 |
EP0699782A1 (en) | 1996-03-06 |
US5567300A (en) | 1996-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3245017B2 (ja) | Dlm構造平坦化のための高速電気化学式電解槽 | |
JP2579410B2 (ja) | 電解研磨装置及びその方法 | |
JP5214243B2 (ja) | マイクロ及びナノデバイスの製造工程 | |
JP4546078B2 (ja) | 伝導材料中の構造を定義し、複製するための方法及び電極 | |
CN100497748C (zh) | 电解抛光组件以及对导电层执行电解抛光的方法 | |
US9624591B2 (en) | Method for focused electric-field imprinting for micron and sub-micron patterns on wavy or planar surfaces | |
JP2524458B2 (ja) | 電気化学マイクロマシニング方法 | |
CN102459717B (zh) | 用于电镀的方法及设备 | |
US6203684B1 (en) | Pulse reverse electrodeposition for metallization and planarization of a semiconductor substrates | |
EP2592178A1 (en) | Processing method for photochemical/electrochemical planishing-polishing in nano-precision and device thereof | |
JPH04507326A (ja) | 電気化学的な平面化 | |
TW200528587A (en) | Apparatus adapted for membrane-mediated electropolishing | |
KR20020022617A (ko) | 연마 방법, 연마 장치, 도금 방법 및 도금 장치 | |
JP2008539334A (ja) | 地形状にパターン化された膜を使用した膜介在電解研磨 | |
US7686935B2 (en) | Pad-assisted electropolishing | |
JP3101538B2 (ja) | モリブデン箔のエッチング方法 | |
CN113046803A (zh) | 一种提高掩膜电解加工精度的弧形喷射阴极移动装置及方法 | |
Debnath et al. | Wire electrochemical machining process: overview and recent advances | |
CN1989276A (zh) | 用于电化学加工的电极工具和用于制造该工具的方法 | |
Chun et al. | Comparison between wire mesh and plate electrodes during wide-pattern machining on invar fine sheet using through-mask electrochemical micromachining | |
Piazza et al. | Electroplated, Porous, 3D Metallic Structures using Sacrificial Two-Photon Lithography (Nanoscribe) Templates | |
Yang et al. | Hybrid electrochemical additive and subtractive manufacturing (HEASM) based on simultaneous mask electrochemical deposition and dissolution | |
Bhat et al. | Photo-defined electrically assisted etching method for metal stencil fabrication | |
US20090266707A1 (en) | Pad-assisted electropolishing | |
US3498904A (en) | Electrode for electrolytic shaping |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |