KR102435667B1 - Electroco plating method using Co anode and Co anode - Google Patents

Electroco plating method using Co anode and Co anode Download PDF

Info

Publication number
KR102435667B1
KR102435667B1 KR1020207027944A KR20207027944A KR102435667B1 KR 102435667 B1 KR102435667 B1 KR 102435667B1 KR 1020207027944 A KR1020207027944 A KR 1020207027944A KR 20207027944 A KR20207027944 A KR 20207027944A KR 102435667 B1 KR102435667 B1 KR 102435667B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
anode
particles
purity
plating
wiring
Prior art date
Application number
KR1020207027944A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200128097A (en
Inventor
슈헤이 무라타
요시마사 고이도
다카유키 아사노
겐고 가미나가
Original Assignee
제이엑스금속주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이엑스금속주식회사 filed Critical 제이엑스금속주식회사
Publication of KR20200128097A publication Critical patent/KR20200128097A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102435667B1 publication Critical patent/KR102435667B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12Shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

Cu 애노드를 대신하는 새로운 전기 도금의 애노드이며, 또한 도금 불량을 억제하는 것이 가능한 애노드를 제공한다. 질산 농도 20질량%의 희질산으로 용해한 후, 액 중 파티클 카운터에 의해 JIS B 9925에 기초하여 측정한, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가, 6000개/g 이하인 Co 애노드.Provided is an anode that is a novel electroplating anode replacing the Cu anode and capable of suppressing plating failure. After dissolving in diluted nitric acid having a nitric acid concentration of 20% by mass, the number of particles having a particle size of 0.5 µm or more, as measured by a particle counter in the liquid according to JIS B 9925, is 6000 particles/g or less.

Description

Co 애노드 및 Co 애노드를 사용한 전기 Co 도금 방법Electroco plating method using Co anode and Co anode

본 발명은, Co 애노드 및 Co 애노드를 사용한 전기 Co 도금 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Co anode and an electrolytic Co plating method using a Co anode.

일반적으로, 전기 Cu 도금은, PWB(프린트 배선판) 등에 있어서 Cu 배선 형성에 사용되고 있지만, 최근에는 반도체의 Cu 배선 형성에도 사용되고 있다. Cu 배선을 형성하기 위한 전기 Cu 도금의 애노드로서는 순Cu 애노드 또는 인 함유 Cu 애노드가 사용되고 있다.Generally, although electric Cu plating is used for Cu wiring formation in PWB (printed wiring board) etc., it is also used also for Cu wiring formation of a semiconductor in recent years. A pure Cu anode or a phosphorus-containing Cu anode is used as an anode for electro-Cu plating for forming Cu wirings.

전기 Cu 도금에 사용하는 순Cu 애노드 또는 인 함유 Cu 애노드에 대해서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있고, 순도를 소정 범위로 제어하고, 또한, 불순물의 함유량을 소정값 이하로 제어함으로써, 당해 순Cu 애노드 또는 인 함유 Cu 애노드를 사용하여 제조한 반도체 웨이퍼로의 파티클의 부착을 억제할 수 있다고 기재되어 있다.About the pure Cu anode or phosphorus containing Cu anode used for electric Cu plating, it describes in patent document 1, for example, By controlling purity to a predetermined range, and controlling content of an impurity to below predetermined value, the said It is described that adhesion of particles to semiconductor wafers prepared using pure Cu anodes or phosphorus-containing Cu anodes can be suppressed.

또한, 마찬가지로 인 함유 Cu 애노드를 사용하여 제조한 반도체 웨이퍼로의 파티클의 부착을 억제하는 기술로서, 특허문헌 2에는 반도체 웨이퍼로의 전기 Cu 도금을 행할 때에, 미리 인 함유 Cu 애노드의 표면에 결정 입경이 소정의 범위로 제어된 미세 결정층을 형성하는 기술이 기재되어 있다.In addition, as a technique for suppressing the adhesion of particles to a semiconductor wafer produced by using a phosphorus-containing Cu anode similarly, Patent Document 2 discloses a crystal grain size on the surface of the phosphorus-containing Cu anode in advance when performing electric Cu plating on a semiconductor wafer. A technique for forming a microcrystalline layer controlled in this predetermined range is described.

일본 특허 제5066577호 공보Japanese Patent Publication No. 5066577 일본 특허 제4076751호 공보Japanese Patent No. 4076751

근년, 반도체 디바이스의 고성능화, 저소비 전력화가 요구되고, 배선의 미세화가 진행함에 따라, 배선의 신뢰성에 영향을 주는 일렉트로마이그레이션(EM)의 열화 대책이나 신호 지연의 원인이 되는 배선 저항의 저저항화가 과제가 되고 있다. 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재되어 있는 기술은, 전술한 바와 같이 전기 Cu 도금으로 Cu 배선 등을 형성할 때에 발생하는 파티클을 억제함으로써, 도금 불량을 개선하고, 미세 배선에 유용한 Cu 배선 등을 얻고자 하는 것인데, 이러한 종래의 Cu 애노드를 사용한 전기 도금에서는, EM 내성이나 배선 저항의 저저항화의 점에서 개선의 여지가 있다. 그 때문에, Cu 애노드를 대신하는 새로운 전기 도금의 애노드이며, 또한 종래의 과제인 도금 불량을 억제하는 것이 가능한 애노드의 개발이 기다려지고 있다.In recent years, high performance and low power consumption of semiconductor devices are demanded, and as wiring miniaturization progresses, countermeasures against deterioration of electromigration (EM) that affect wiring reliability and low resistance of wiring resistance that cause signal delay are a challenge is becoming The technique described in Patent Document 1 and Patent Document 2, as described above, suppresses particles generated when Cu wiring or the like is formed by electric Cu plating, thereby improving plating defects, and providing Cu wiring useful for fine wiring. Although this is an object to be obtained, in electroplating using such a conventional Cu anode, there is room for improvement in terms of EM resistance and low resistance of wiring resistance. Therefore, the development of the anode which is a new electroplating anode instead of Cu anode, and can suppress the plating defect which is a conventional subject is awaited.

그래서 본 발명의 실시 형태는, Cu 애노드를 대신하는 새로운 전기 도금의 애노드이며 또한 도금 불량을 억제하는 것이 가능한 애노드를 제공하는 것을 과제로 한다.Then, embodiment of this invention makes it a subject to provide the anode which is a novel electroplating anode which replaces a Cu anode, and can suppress plating defect.

본 발명자들은, 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 검토를 행한 결과, 미세 배선 형성의 기술분야에 있어서, 좁은 배선 또한 비교적 배선 거리가 짧은 최첨단 로컬 배선 등에 있어서는 Cu로부터 Co 배선으로의 치환이 행하여지려고 하고 있는 것에 착안하였다. Co 배선은 Cu 배선에 비하여 EM 내성이 양호해서, 배리어 메탈층을 얇게 할 수 있는 만큼, 배선 거리가 짧은 경우에는 배선 저항도 Cu 배선보다 낮게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.As a result of various studies conducted by the present inventors in order to solve this problem, in the technical field of fine wiring formation, in the case of narrow wiring and state-of-the-art local wiring with a relatively short wiring distance, the replacement of Cu to Co wiring is about to be performed. focused on It turns out that Co wiring has favorable EM resistance compared with Cu wiring, and wiring resistance can also be suppressed lower than Cu wiring when a wiring distance is short as much as a barrier metal layer can be made thin.

그래서, 종래의 Cu 애노드 대신에, Co 애노드를 제작하고, 또한, 당해 Co 애노드에 있어서의 소정의 입경 이상의 파티클의 수를 제어함으로써, 도금 불량을 억제하는 것이 가능한 전기 도금의 애노드가 얻어지는 것을 발견하였다.Therefore, it was discovered that an electroplating anode capable of suppressing plating failure was obtained by producing a Co anode instead of the conventional Cu anode and controlling the number of particles having a predetermined particle size or more in the Co anode. .

상기 지견을 기초로 하여 완성한 본 발명의 실시 형태는 일측면에 있어서, 질산 농도 20질량%의 희질산으로 용해한 후, 액 중 파티클 카운터에 의해 JIS B 9925에 기초하여 측정한, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가, 6000개/g 이하인 Co 애노드이다.In one aspect, the embodiment of the present invention completed based on the above findings is a particle having a particle size of 0.5 µm or more, which is measured based on JIS B 9925 by a particle counter in a liquid after dissolving in dilute nitric acid having a nitric acid concentration of 20 mass%. The number of is a Co anode of 6000 pieces/g or less.

또한, 본 발명의 실시 형태는 다른 일측면에 있어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드를 사용한 전기 Co 도금 방법이다.Further, an embodiment of the present invention is another aspect, an electrolytic Co plating method using the Co anode according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 형태에 따르면, Cu 애노드를 대신하는 새로운 전기 도금의 애노드이며, 또한, 도금 불량을 억제하는 것이 가능한 애노드를 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to embodiment of this invention, it is an anode of the new electroplating replacing a Cu anode, and the anode which can suppress plating defect can be provided.

도 1의 (a)는, 실시예 5(순도: 3N, 배율: 300배), (b) 실시예 3(순도: 4N, 배율: 300배), (c) 실시예 1(순도: 5N, 배율: 300배)의 SEM상이다.
도 2의 (a)는, 실시예 5(순도: 3N, 배율: 15000배), (b) 실시예 3(순도: 4N, 배율: 30000배), (c) 실시예 1(순도: 5N, 배율: 15000배)의 SEM상이다.
도 3(a)는, 실시예 5의 EDX 스펙트럼의 그래프이다.
도 3(b)는, 실시예 3의 EDX 스펙트럼의 그래프이다.
도 3(c)는, 실시예 1의 EDX 스펙트럼의 그래프이다.
1 (a), Example 5 (purity: 3N, magnification: 300 times), (b) Example 3 (purity: 4N, magnification: 300 times), (c) Example 1 (purity: 5N, Magnification: 300 times) SEM image.
2 (a) is, Example 5 (purity: 3N, magnification: 15000 times), (b) Example 3 (purity: 4N, magnification: 30000 times), (c) Example 1 (purity: 5N, Magnification: 15000 times) SEM image.
Fig. 3(a) is a graph of the EDX spectrum of Example 5;
Fig. 3(b) is a graph of the EDX spectrum of Example 3.
Fig. 3(c) is a graph of the EDX spectrum of Example 1.

〔Co 애노드의 구성〕[Composition of Co anode]

본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드는, 질산 농도 20질량%의 희질산으로 용해한 후, 액 중 파티클 카운터에 의해 JIS B 9925에 기초하여 측정한, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가, 6000개/g 이하이다. Co 애노드는 Cu 애노드에 대하여 EM 내성이 양호해서, 배리어 메탈층을 얇게 할 수 있는 만큼, 배선 거리가 짧은 경우에는 배선 저항도 Cu 배선보다 낮게 억제할 수 있다. 또한, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가 6000개/g 이하로 제어되고 있기 때문에, Co 애노드를 사용하여 전기 도금을 행할 때, 도금의 이상 석출의 발생이 억제되고, 그 결과 도금 불량을 양호하게 억제할 수 있다.After dissolving the Co anode according to the embodiment of the present invention in dilute nitric acid having a nitric acid concentration of 20% by mass, the number of particles having a particle diameter of 0.5 µm or more, measured based on JIS B9925 by a particle counter in the liquid, is 6000 pieces/g is below. The Co anode has good EM resistance to the Cu anode, so that the barrier metal layer can be made thin, and when the wiring distance is short, the wiring resistance can also be suppressed to be lower than that of the Cu wiring. In addition, since the number of particles having a particle diameter of 0.5 µm or more is controlled to 6000 particles/g or less, when electroplating using a Co anode, the occurrence of abnormal precipitation in plating is suppressed, and as a result, poor plating is suppressed. can do.

파티클은, Co 애노드의 조직 중에 존재하는 고형의 개재물이고, 후술하는 액 중 파티클 카운터의 실시에 있어서 희질산에 용해되지 않는 것을 의미한다. Co 애노드의 불순물로서는, 희질산에 용해되는 물질(예를 들어, 이온화 경향이 강한 금속)도 포함된다. 단, 이러한 물질은, 가령 Co 애노드 속에 조대한 조직으로서 존재하고 있어도, 전기 도금의 과정에서 이온화되기 때문에, 도금막에는 이온 레벨의 매우 미세한 형태로 도입된다. 한편, 희질산에 용해되지 않는 개재물(파티클)은, 전기 화학적으로 안정되기 때문에, Co 애노드 중에 존재하고 있었을 때와 가까운 형태를 유지한 채, 도금막 속에 도입된다. 이 때문에, 가령 동일한 순도의 Co 애노드라고 해도, 불순물 중에서 파티클이 차지하는 비율이 큰 쪽이, 도금막에 도입되는 불순물의 크기가 커지고, 도금 불량이 발생하기 쉬워진다. 본 발명에서는 이 점에 착안하여, 희질산에 용해되지 않는 고형의 개재물인 파티클에 대해서, 소정 입경 이상의 것의 수가 제어된 Co 애노드를 제공하고 있다.Particles are solid inclusions present in the structure of the Co anode, meaning that they do not dissolve in dilute nitric acid in the implementation of a particle counter in a liquid to be described later. As impurities of the Co anode, substances soluble in dilute nitric acid (eg, metals with strong ionization tendency) are also included. However, even if such a substance exists as a coarse structure in the Co anode, for example, since it is ionized in the process of electroplating, it is introduced into the plating film in a very fine ion level form. On the other hand, inclusions (particles) that do not dissolve in dilute nitric acid are introduced into the plating film while maintaining a form close to that when present in the Co anode because they are electrochemically stable. For this reason, even for a Co anode of the same purity, the larger the proportion of particles in the impurities, the larger the size of the impurities introduced into the plating film, and the plating failure tends to occur. The present invention pays attention to this point and provides a Co anode in which the number of particles having a predetermined particle size or larger is controlled for particles that are solid inclusions that do not dissolve in dilute nitric acid.

파티클은, 주로 Co 원료에 포함되어 있었던 불순물이나, 제조 공정에서 혼입된 불순물 또는 생성물에 기인한다. 파티클은, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 탄소, 탄소 화합물, 염소 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상이다. 또한, 파티클은 Fe, Mg, Cr, Ni, Si, Al로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속 또는 그 산화물(코발트 산화물도 포함함)이어도 된다.Particles are mainly due to impurities contained in the Co raw material, impurities or products mixed in during the manufacturing process. Particles are, for example, at least one selected from the group consisting of metals, metal oxides, carbon, carbon compounds, and chlorine compounds. Further, the particles may be one or more metals selected from the group consisting of Fe, Mg, Cr, Ni, Si, and Al, or oxides thereof (including cobalt oxides).

또한, 본 발명자들은, 특히 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클은 전해액에 녹지 않고, 도금막에 도입됨으로써 도금의 이상 석출이 발생하기 쉬워지는 점에서, 이러한 입경의 파티클의 개수 밀도에 착안하고, 또한, 당해 개수 밀도를 6000개/g 이하로 제어함으로써, 전기 도금으로 제작되는 도금막 중의 파티클의 발생을 극히 양호하게 억제할 수 있고, 그 결과 도금의 이상 석출의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 불순물이 파티클로서 검출되지 않은 경우와, 검출되는 경우를 비교하면, 검출되는 파티클쪽이 도금 공정에 악영향을 미치는 것, 특히 Co 애노드를 사용하여 형성되는 Co 배선은 미세 배선으로서 이용되는 경우가 많고 이러한 악영향이 현저해져버리는 것을 발견하고, 그러한 관점에서도 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수를 제어하고 있다. 본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드는, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가 5000개/g 이하인 것이 바람직하고, 4000개/g 이하인 것이 보다 바람직하다.In addition, the present inventors pay attention to the number density of particles having such a particle size, especially since particles having a particle size of 0.5 µm or more do not dissolve in the electrolyte and are easily introduced into the plating film to cause abnormal precipitation of the plating. It was found that by controlling the number density to 6000 pieces/g or less, generation of particles in a plating film produced by electroplating can be extremely well suppressed, and as a result, occurrence of abnormal precipitation of plating can be suppressed. In addition, comparing the case where the impurity is not detected as a particle and the case where it is detected, the detected particle adversely affects the plating process, especially the case where the Co wiring formed using a Co anode is used as a fine wiring It has been found that many of these adverse effects become significant, and the number of particles having a particle size of 0.5 µm or more is controlled from such a viewpoint. In the Co anode according to the embodiment of the present invention, the number of particles having a particle size of 0.5 µm or more is preferably 5000/g or less, and more preferably 4000/g or less.

파티클의 입경은, 「액체용 광산란식 자동 입자 계수기」(규슈 리옹 가부시키가이샤제)로 측정되어서 얻어진다. 이 측정법은, 액 중에서 입자의 사이즈를 선별하고, 그 입자 농도나 입자수를 측정하는 것으로, JIS B 9925에 기초하는 것이다(본 발명에 있어서, 이 측정을 「액 중 파티클 카운터」라고 칭함).The particle size of the particle is obtained by measuring with a "liquid light scattering type automatic particle counter" (manufactured by Lyon, Kyushu). This measurement method is based on JIS B 9925 by selecting the size of particles in the liquid and measuring the particle concentration and number of particles (in the present invention, this measurement is called "particle counter in liquid").

액 중 파티클 카운터의 실시 수순을 구체적으로 설명하면, 1g을 샘플링하고, 파티클이 용해되지 않도록, 천천히 150ml의 희질산(질산 농도 20질량% 수용액)으로 용해하고, 24시간 방치 후, 추가로 이것을 500ml가 되도록, 순수로 희석하고, 10ml를 취하여, 상기 액 중 파티클 카운터로 측정하는 것이다. 예를 들어, 파티클의 개수가 1000개/ml인 경우에서는, 10ml 중에는 0.02g의 샘플이 측정되게 되므로, 파티클은 500000개/g가 된다.Specifically, the procedure for the particle counter in the solution is to sample 1 g, dissolve slowly in 150 ml of dilute nitric acid (aqueous solution of 20 mass% nitric acid concentration of 20 mass%) so that the particles do not dissolve, and after standing for 24 hours, 500 ml of this As much as possible, dilute with pure water, take 10 ml, and measure with a particle counter in the liquid. For example, in the case where the number of particles is 1000/ml, since 0.02 g of a sample is measured in 10 ml, the number of particles is 500,000/g.

또한, 파티클의 개수는, 액 중 파티클 카운터에 의한 측정에 한정되지 않고, 동일한 개수의 측정이 가능하면, 다른 수단을 사용하여 측정해도 된다.In addition, the number of particles is not limited to measurement by a particle counter in the liquid, and as long as the same number of particles can be measured, other means may be used for measurement.

본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드는, 순도가 3N 이상인 것이 바람직하다. Co 애노드의 순도가 3N(순도 99.9질량%) 이상이면, Co 애노드를 사용한 전기 도금으로 제작되는 도금막 중의 파티클의 발생을 보다 양호하게 억제할 수 있고, 그 결과 도금의 이상 석출의 발생을 보다 억제할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드는, 순도가 4N(순도 99.99질량%) 이상인 것이 보다 바람직하고, 5N(순도 99.999질량%) 이상인 것이 더욱 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 「순도」에 대해서, 예를 들어 순도 5N(99.999%)은, 용해 후의 Co 잉곳을 글로우 방전 질량 분석법(GDMS: Glow Discharge Mass Spectrometry)으로 분석하고, 검출 하한 이하의 원소 및 Co 이외의 모든 금속 원소, 예를 들어 Be, Na, Mg, Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Zr, Mo, Cd, Sn, Sb, Hg, Pb, Bi, Th, U의 합계가, 10ppm 미만인 것을 의미한다.The Co anode according to the embodiment of the present invention preferably has a purity of 3N or more. When the purity of the Co anode is 3N (purity 99.9% by mass) or more, the generation of particles in the plating film produced by electroplating using the Co anode can be better suppressed, and as a result, the occurrence of abnormal precipitation of the plating is further suppressed can do. As for the Co anode which concerns on embodiment of this invention, it is more preferable that it is 4N (purity 99.99 mass %) or more, and, as for the purity, it is still more preferable that it is 5N (purity 99.999 mass %) or more. In addition, with respect to "purity" in the present invention, for example, a purity of 5N (99.999%) is analyzed by Glow Discharge Mass Spectrometry (GDMS) of a Co ingot after dissolution, and an element below the lower limit of detection. and all metallic elements other than Co, such as Be, Na, Mg, Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Zr, Mo , Cd, Sn, Sb, Hg, Pb, Bi, Th, and U mean less than 10 ppm.

또한, 후술하는 실시예 및 비교예에서 나타내는 바와 같이, 반드시 「고순도」라면 파티클의 수가 적다고 하는 관계는 되지 않고, 순도가 높은 Co 애노드쪽이, 순도가 낮은 Co 애노드보다 본 발명에서 나타내는 파티클의 수가 많은 경우도 있다.In addition, as shown in Examples and Comparative Examples to be described later, there is not necessarily a relationship that the number of particles is small if "high purity" is there, and Co anode with high purity is more purified than Co anode with low purity of particles shown in the present invention. Sometimes there are many.

본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드는, Fe 농도가 10ppm 이하로 제어되어 있는 것이 바람직하다. Fe는 산성 용액에 용해되기 어렵기 때문에, Fe가 Co 애노드 중에 혼입되어 있으면 파티클을 형성하기 쉬워진다. 동일 정도 순도의 Co 애노드 사이에서 비교하면, Fe 농도가 10ppm 이하로 제어되어 있는 Co 애노드쪽이, Fe 농도가 10ppm을 초과하는 Co 애노드보다 도금막 중에 발생하는 파티클의 수가 적어지고, 그 결과 도금의 이상 석출의 발생을 보다 억제할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드는, Fe 농도가, 보다 바람직하게는 8ppm 이하, 더욱 보다 바람직하게는 5ppm 이하, 더욱 보다 바람직하게는 3ppm 이하, 더욱 보다 바람직하게는 1ppm 이하, 더욱 보다 바람직하게는 0ppm으로 제어되어 있다.In the Co anode according to the embodiment of the present invention, it is preferable that the Fe concentration is controlled to 10 ppm or less. Since Fe is difficult to dissolve in an acidic solution, it becomes easy to form particles when Fe is incorporated in the Co anode. Comparing between Co anodes of the same purity, the number of particles generated in the plating film is smaller for the Co anode whose Fe concentration is controlled to 10 ppm or less than the Co anode whose Fe concentration exceeds 10 ppm. As a result, the plating Generation|occurrence|production of abnormal precipitation can be suppressed more. The Co anode according to the embodiment of the present invention has an Fe concentration of more preferably 8 ppm or less, still more preferably 5 ppm or less, still more preferably 3 ppm or less, still more preferably 1 ppm or less, even more preferably is controlled to 0ppm.

〔Co 애노드의 제조 방법〕[Method for producing Co anode]

본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저, 원료인 Co를 소정의 용기 내에서 용해한다. 사용하는 Co 원료는, 예를 들어 순도 3N(순도 99.9질량%) 이상의 Co를 사용할 수 있다.A method for manufacturing a Co anode according to an embodiment of the present invention will be described in detail. First, Co, which is a raw material, is dissolved in a predetermined container. As the Co raw material to be used, for example, Co having a purity of 3N (purity 99.9% by mass) or higher can be used.

전술한 바와 같이, 전기 도금 시에 문제가 되는 파티클은, Fe, Mg, Cr, Ni, Si, Al 등의 화합물의 입자이고, 이들 입자가 도금막 중에 발생하는 파티클의 원인이 된다. 이들 입자가 Co 애노드에 혼입되지 않도록 제어하기 위해서는, 용기, 배관 및 주형에 있어서, Co 원료와 접하는 부분의 표면 조도를 제어해도 된다. 또한, 이들 입자는 슬래그측에 떠오르기 쉽다고 하는 지견으로부터, 용탕의 교반 시간을 많게 함으로써, Fe, Mg, Cr, Ni, Si, Al의 화합물의 입경 0.5㎛를 초과하는 입자를 슬래그측으로 분배시켜도 된다.As described above, particles that cause problems during electroplating are particles of compounds such as Fe, Mg, Cr, Ni, Si, and Al, and these particles cause particles generated in the plating film. In order to control so that these particles do not mix into the Co anode, the surface roughness of the portion in contact with the Co raw material may be controlled in the container, the pipe, and the mold. In addition, from the knowledge that these particles tend to float on the slag side, by increasing the stirring time of the molten metal, particles exceeding 0.5 µm in particle diameter of compounds of Fe, Mg, Cr, Ni, Si, and Al may be distributed to the slag side. .

이어서, 용해한 Co 원료를 주형에 공급하여 단조한 후, 압연, 열처리를 행하고, 추가로 표면의 절삭 가공을 행함으로써, Co 애노드를 제작한다.Next, the melted Co raw material is supplied to a mold for forging, then rolling and heat treatment are performed, and further surface cutting is performed to produce a Co anode.

〔전기 Co 도금 방법〕[Electric Co plating method]

본 발명의 실시 형태에 따른 Co 애노드를 사용하여 전기 Co 도금을 행함으로써, 제작되는 도금막 중의 파티클의 발생을 극히 양호하게 억제할 수 있고, 그 결과 도금의 이상 석출의 발생을 억제할 수 있다.By electroplating Co using the Co anode according to the embodiment of the present invention, generation of particles in the produced plated film can be extremely well suppressed, and as a result, occurrence of abnormal precipitation in the plating can be suppressed.

본 발명의 실시 형태에 따른 전기 Co 도금 방법에서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도금액으로서, 황산코발트: 10 내지 30g/L(Co), 또는, 염화코발트 5 내지 15g/L를 적량 사용할 수 있다. pH는 2.5 내지 3.5로 한다.In the electrolytic Co plating method according to the embodiment of the present invention, although it is not particularly limited, for example, as the plating solution, cobalt sulfate: 10 to 30 g/L (Co), or 5 to 15 g/L of cobalt chloride can be used in an appropriate amount. . The pH is set to 2.5 to 3.5.

기타, 도금욕 온 25 내지 60℃, 음극 전류 밀도 0.5 내지 10A/d㎡, 양극 전류 밀도 0.5 내지 10A/d㎡로 할 수 있지만, 반드시 이러한 조건에 제한될 필요는 없다. 도금욕에는, 광택제·착화제·pH 완충제, 계면 활성제 등을 포함해도 된다.Alternatively, the plating bath may be 25 to 60° C., a cathode current density of 0.5 to 10 A/dm 2 , an anode current density of 0.5 to 10 A/dm 2 , but it is not necessarily limited to these conditions. The plating bath may contain a brightening agent, a complexing agent, a pH buffer, a surfactant, and the like.

실시예Example

이하, 본 발명 및 그 이점을 보다 좋게 이해하기 위한 실시예를 제공하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples are provided for better understanding of the present invention and its advantages, but the present invention is not limited to these examples.

〔Co 애노드의 제작〕[Production of Co anode]

실시예 1 내지 5, 비교예 1로서, 소정의 순도의 Co 원료를 진공 용해하여 잉곳을 제작하고 용해시켰다. 또한, 순도가 3N인 Co 원료는 시판 코발트재를 사용하고, 순도가 4N 및 5N인 Co 원료는 전해 정제에 의해 얻었다.As Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, a Co raw material having a predetermined purity was vacuum melted to prepare an ingot and melted. A commercially available cobalt material was used for the Co raw material having a purity of 3N, and the Co raw material having a purity of 4N and 5N was obtained by electrolytic refining.

이어서, 용해한 Co 원료를 주형에 공급하여 단조한 후, 30 내지 50%의 압하율로 압연을 행하고, 계속해서 300℃ 내지 600℃의 열처리를 행하고, 추가로 표면의 절삭 가공을 행함으로써, Co 애노드를 제작하였다.Next, after supplying the melted Co raw material to the mold and forging, rolling is performed at a reduction ratio of 30 to 50%, then heat treatment at 300° C. to 600° C. is performed, and further cutting the surface of the Co anode was produced.

〔평가〕〔evaluation〕

(파티클의 평가)(Evaluation of particles)

파티클의 입경 및 개수는, 「액체용 광산란식 자동 입자 계수기」(규슈 리옹 가부시키가이샤제)로 측정하였다. 구체적으로는, Co 애노드 1g을 샘플링하고, 파티클이 용해되지 않도록, 천천히 150ml의 희질산(질산 농도 20질량% 수용액)으로 용해하고, 24시간 방치 후, 추가로 이것을 500ml가 되도록 순수로 희석하고, 10ml를 취하여, 상기 액 중 파티클 카운터로 측정하였다. 이것을 3회 반복한 평균값을 파티클의 수로 하였다. 또한, 파티클의 입경은 SEM상으로 평가하였다. 도 1의 (a)에 실시예 5(순도: 3N, 배율: 300배), (b)에 실시예 3(순도: 4N, 배율: 300배), (c)에 실시예 1(순도: 5N, 배율: 300배)의 SEM상을 도시한다. 또한, 도 2의 (a)에 실시예 5(순도: 3N, 배율: 15000배), (b)에 실시예 3(순도: 4N, 배율: 30000배), (c)에 실시예 1(순도: 5N, 배율: 15000배)의 SEM상을 도시한다. 또한, 도 1에 있어서, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클(개재물)이 외곽선으로 둘러싸여서 도시되어 있다.The particle size and number of particles were measured with a "liquid light scattering type automatic particle counter" (manufactured by Lyon, Kyushu). Specifically, 1 g of Co anode is sampled, and it is slowly dissolved with 150 ml of diluted nitric acid (aqueous solution of 20 mass% nitric acid concentration) so that particles are not dissolved, and after standing for 24 hours, this is further diluted with pure water to 500 ml, 10 ml was taken and measured with a particle counter in the liquid. The average value of repeating this three times was taken as the number of particles. In addition, the particle size of the particle was evaluated by SEM image. 1 (a) in Example 5 (purity: 3N, magnification: 300 times), (b) in Example 3 (purity: 4N, magnification: 300 times), (c) in Example 1 (purity: 5N) , magnification: 300 times) shows the SEM image. In addition, in (a) of Figure 2, Example 5 (purity: 3N, magnification: 15000 times), (b) in Example 3 (purity: 4N, magnification: 30000 times), (c) in Example 1 (purity) : 5N, magnification: 15000 times) SEM image is shown. Also, in FIG. 1 , particles (inclusions) having a particle diameter of 0.5 μm or more are shown surrounded by an outline.

(Fe 농도의 평가)(Evaluation of Fe concentration)

Co 애노드에 포함되는 Fe 농도는, GDMS에 의해 평가하였다. 또한, 파티클의 입경 및 개수를 측정했을 때에 필터 상에 잔존한 파티클 성분에 대해서는, 에너지 분산형 X선 분석(EDX: Energy Dispersive X-ray Spectrometry)을 사용하여 평가하였다. 도 3의 (a)에 실시예 5, (b)에 실시예 3, (c)에 실시예 1의 EDX 스펙트럼의 그래프를 각각 나타낸다.The Fe concentration contained in the Co anode was evaluated by GDMS. In addition, when the particle size and number of particles were measured, the particle component remaining on the filter was evaluated using Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDX). The graphs of the EDX spectrum of Example 5 in (a) of FIG. 3, Example 3 in (b), and Example 1 in (c) are respectively shown.

(이상 전착의 개수 평가)(Evaluation of the number of abnormal electrodepositions)

직경 300mm의 웨이퍼(Wafer) 상에, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1의 Co 애노드를 사용하여, 각각 동일한 조건에서 전기 Co 도금을 행하고, 두께 10nm의 Co 도금막을 형성하여, Co 도금막 중에 발생한 결함의 수(이상 전착의 개수)를 평가하였다.On a wafer having a diameter of 300 mm, using the Co anodes of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, electrolytic Co plating was performed under the same conditions, respectively, and a Co plating film having a thickness of 10 nm was formed, which was generated in the Co plating film. The number of defects (number of abnormal electrodepositions) was evaluated.

이상의 각 실시예 및 비교예의 결과를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the results of each of the above Examples and Comparative Examples.

Figure 112020102970072-pct00001
Figure 112020102970072-pct00001

(평가 결과)(Evaluation results)

실시예 1 내지 5에서는, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클수가 6000개/g 이하인 Co 애노드를 제작할 수 있었다. 한편, 비교예 1에서는 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클수가 6000개/g를 초과한 Co 애노드로 되었다.In Examples 1 to 5, Co anodes having a particle size of 0.5 µm or more and a number of particles of 6000/g or less could be produced. On the other hand, in Comparative Example 1, a Co anode having a particle size of 0.5 µm or more and a number of particles exceeding 6000/g was obtained.

또한, 실시예 1과 실시예 2, 실시예 3과 실시예 4, 실시예 5와 비교예 1은, 각각 동일한 순도의 Co 애노드를 사용하고 있지만, Fe 농도가 다르기 때문에, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클수에 차이가 발생하고 있다. 이 결과로부터, 순도가 동일하면 Fe 농도가 작은 쪽이, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클수를 보다 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.In addition, in Example 1 and Example 2, Example 3 and Example 4, Example 5 and Comparative Example 1, although Co anodes of the same purity are used, respectively, since the Fe concentration is different, particles having a particle size of 0.5 µm or more There is a difference in number. From this result, it turns out that when the purity is the same, the number of particles with a particle diameter of 0.5 micrometer or more can be reduced more when the Fe concentration is smaller.

또한, 순도 4N인 실시예 4는, 순도 3N인 실시예 5에 대하여 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클수가 많았다. 이와 같이, 반드시 「고순도」이면 파티클의 수가 적다는 관계는 되지 않고, 순도가 높은 Co 애노드쪽이, 순도가 낮은 Co 애노드보다 본 발명에서 나타내는 파티클의 수가 많은 경우도 있다.In Example 4 having a purity of 4N, the number of particles having a particle size of 0.5 µm or more was greater than that of Example 5 having a purity of 3N. As described above, there is not necessarily a relationship that the number of particles is small if "high purity" is applied. In some cases, the number of particles shown in the present invention is greater for a Co anode with high purity than for a Co anode with low purity.

또한, 실시예 1 내지 5의 Co 애노드를 사용하여 형성한 Co 도금막은, 이상 전착의 개수가 0이고, 도금 불량이 양호하게 억제되고 있었다. 비교예 1의 Co 애노드를 사용하여 형성한 Co 도금막은, 이상 전착이 확인되고, 도금 불량이 발생하였다.In the Co plating films formed using the Co anodes of Examples 1 to 5, the number of abnormal electrodepositions was 0, and poor plating was well suppressed. In the Co plating film formed using the Co anode of Comparative Example 1, abnormal electrodeposition was confirmed and plating failure occurred.

Claims (9)

질산 농도 20질량%의 희질산으로 용해한 후, 액 중 파티클 카운터에 의해 JIS B 9925에 기초하여 측정한, 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가, 6000개/g 이하인 전기 도금용의 Co 애노드.Co anode for electroplating in which the number of particles having a particle size of 0.5 µm or more, as measured according to JIS B 9925 by a particle counter in a liquid, after dissolving in dilute nitric acid having a nitric acid concentration of 20% by mass, is 6000 particles/g or less. 제1항에 있어서, 상기 입경이 0.5㎛ 이상인 파티클의 수가 5000개/g 이하인 Co 애노드.The Co anode according to claim 1, wherein the number of particles having a particle diameter of 0.5 µm or more is 5000/g or less. 제1항에 있어서, 순도가 3N 이상인 Co 애노드.The Co anode of claim 1 having a purity of at least 3N. 제3항에 있어서, 순도가 4N 이상인 Co 애노드.The Co anode according to claim 3, wherein the purity is at least 4N. 제3항에 있어서, Fe 농도가 10ppm 이하인 Co 애노드.The Co anode according to claim 3, wherein the Fe concentration is 10 ppm or less. 제5항에 있어서, Fe 농도가 5ppm 이하인 Co 애노드.6. The Co anode according to claim 5, wherein the Fe concentration is 5 ppm or less. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 Co 애노드를 사용한 전기 Co 도금 방법.The electroplating method of Co using the Co anode in any one of Claims 1-6. 삭제delete 삭제delete
KR1020207027944A 2018-03-28 2018-10-03 Electroco plating method using Co anode and Co anode KR102435667B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-063008 2018-03-28
JP2018063008A JP6960363B2 (en) 2018-03-28 2018-03-28 Co-anode, electric Co-plating method using Co-anode and evaluation method of Co-anode
PCT/JP2018/037118 WO2019187250A1 (en) 2018-03-28 2018-10-03 Co anode, and co electroplating method using co anode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200128097A KR20200128097A (en) 2020-11-11
KR102435667B1 true KR102435667B1 (en) 2022-08-25

Family

ID=68060989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207027944A KR102435667B1 (en) 2018-03-28 2018-10-03 Electroco plating method using Co anode and Co anode

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210010149A1 (en)
JP (1) JP6960363B2 (en)
KR (1) KR102435667B1 (en)
CN (1) CN111971423A (en)
SG (1) SG11202009378RA (en)
TW (1) TWI683040B (en)
WO (1) WO2019187250A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270402A (en) 2006-01-26 2010-12-02 Hamilton Sundstrand Corp Coating for improving wear performance of article and coating method of article
WO2017154740A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Jx金属株式会社 High-purity tin and method for producing same

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3416993A1 (en) * 1984-05-09 1985-11-21 Gerhard Collardin GmbH, 5000 Köln ELECTROLYTE CONTAINING AQUEOUS, ACID, NICKEL AND COBALT ION FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF HARD, TEMPERATURE-RESISTANT, WHITE GLOSSY ALLOY
JPS62278293A (en) * 1986-05-26 1987-12-03 C Uyemura & Co Ltd Production of electronic parts
DE19609439A1 (en) * 1995-03-14 1996-09-19 Japan Energy Corp Prodn. of pure cobalt@ for sputtering targets for electronics use
JP3151194B2 (en) * 1999-03-19 2001-04-03 株式会社ジャパンエナジー Cobalt purification method
EP1288339B1 (en) * 2000-05-22 2010-08-18 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Method of producing a higher-purity metal
JP4076751B2 (en) 2001-10-22 2008-04-16 日鉱金属株式会社 Electro-copper plating method, phosphor-containing copper anode for electrolytic copper plating, and semiconductor wafer plated with these and having less particle adhesion
US20050000821A1 (en) * 2001-11-16 2005-01-06 White Tamara L Anodes for electroplating operations, and methods of forming materials over semiconductor substrates
JP3611545B2 (en) * 2001-12-20 2005-01-19 株式会社荏原製作所 Plating equipment
CN1297364C (en) * 2005-05-18 2007-01-31 北京科技大学 Precipitation reduction method of preparing nano-cobalt powder
EP2213772B1 (en) 2007-11-01 2016-08-17 JX Nippon Mining & Metals Corporation Phosphorus-containing copper anode
JP5544527B2 (en) * 2009-03-02 2014-07-09 国立大学法人信州大学 Composite plating film, method for forming the same, and electrolytic plating solution
JP4884561B1 (en) * 2011-04-19 2012-02-29 Jx日鉱日石金属株式会社 Indium target and manufacturing method thereof
JP5281186B1 (en) * 2012-10-25 2013-09-04 Jx日鉱日石金属株式会社 Indium target and manufacturing method thereof
JP5993097B2 (en) * 2013-12-02 2016-09-14 Jx金属株式会社 Method for producing high purity cobalt chloride
CN103966627B (en) * 2014-04-30 2017-01-11 兰州金川新材料科技股份有限公司 Method for reducing content of impurity Fe in high-purity cobalt

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270402A (en) 2006-01-26 2010-12-02 Hamilton Sundstrand Corp Coating for improving wear performance of article and coating method of article
WO2017154740A1 (en) * 2016-03-09 2017-09-14 Jx金属株式会社 High-purity tin and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019173104A (en) 2019-10-10
TW201942423A (en) 2019-11-01
TWI683040B (en) 2020-01-21
KR20200128097A (en) 2020-11-11
WO2019187250A1 (en) 2019-10-03
CN111971423A (en) 2020-11-20
SG11202009378RA (en) 2020-10-29
US20210010149A1 (en) 2021-01-14
JP6960363B2 (en) 2021-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9441289B2 (en) High-purity copper or high-purity copper alloy sputtering target, process for manufacturing the sputtering target, and high-purity copper or high-purity copper alloy sputtered film
KR101058765B1 (en) Manufacturing method of high purity copper by high purity copper and electrolysis
US7943033B2 (en) Electrolytic copper plating method, pure copper anode for electrolytic copper plating, and semiconductor wafer having low particle adhesion plated with said method and anode
CN107109633B (en) Copper alloy sputtering target and method for producing same
JPWO2005035809A1 (en) High-purity Ni-V alloy, target made of the same Ni-V alloy, Ni-V alloy thin film, and method for producing high-purity Ni-V alloy
TWI522497B (en) Phosphorous containing anode for copper electroplating, method for producing the same, and method for copper electroplating
KR102435667B1 (en) Electroco plating method using Co anode and Co anode
US20130075272A1 (en) Highly pure copper anode for electrolytic copper plating, method for manufacturing same, and electrolytic copper plating method
JP2018204103A (en) High-purity electrolytic copper

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right