KR20110115801A

KR20110115801A - Method and apparatus for plating cu layer on wafer

Info

Publication number: KR20110115801A
Application number: KR1020100035332A
Authority: KR
Inventors: 황의성
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-24
Also published as: KR101204666B1

Abstract

전해질이 담길 용기와, 용기 상측을 닫고 전해질에 대면되게 웨이퍼를 도입하는 천정부, 웨이퍼에 대면되게 도입되는 구리 애노드(anode), 및 용기의 내부 공간을 상부 공간 및 하부 공간으로 분리하게 도입되고, 용기 내에 공급되는 전해질이 용기 내에서 차올라 웨이퍼의 중앙부에서부터 접촉하게 중앙부부터 열어주는 조리개부를 포함하는 웨이퍼 구리 도금 장비 및 이를 이용한 도금 방법을 제시한다. A container for containing the electrolyte, a ceiling for closing the upper side of the container and introducing the wafer to face the electrolyte, a copper anode introduced to the wafer, and an inner space of the container are introduced to separate the upper space and the lower space, The present invention provides a wafer copper plating apparatus and a plating method using the same, including a diaphragm for opening an electrolyte supplied from the center to a contact from the center of the wafer.

Description

Wafer copper plating equipment and method {Method and apparatus for plating Cu layer on wafer}

본 발명은 반도체 소자 기술에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼(wafer)에 구리를 도금하는 장비 및 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor device technology, and more particularly, to an apparatus and a method for plating copper on a wafer.

반도체 소자를 구성하는 회로 패턴들이 미세화되고, 반도체 소자의 동작이 고속화됨에 따라, 구리 배선의 적용이 점차 증가하고 있다. 메모리(memory) 반도체 소자 또는 비메모리 반도체 소자에 구리 배선이 채용됨에 따라, 반도체 소자가 집적되는 웨이퍼 상에 구리를 전기 도금하는 장비 및 방법의 개발에 많은 노력이 이루어지고 있다. As circuit patterns constituting the semiconductor element are miniaturized and the operation of the semiconductor element is speeded up, the application of copper wiring is gradually increasing. As copper wiring is adopted in memory semiconductor devices or non-memory semiconductor devices, much effort has been made in developing equipment and methods for electroplating copper on wafers in which semiconductor devices are integrated.

전기 도금법으로 구리 박층을 웨이퍼에 도포하기 위해서, 구리를 함유하고 있는 전해질 속에 웨이퍼 표면을 접촉시켜야 한다. 이때 웨이퍼 표면에 균일하게 전해질이 닿지 않으면, 표면의 오염 등에 기인한 구리층 내 결함 또는 불량 현상들이 유발되게 된다. 이를 억제하기 위해서 웨이퍼를 전해질에 접촉시킬 때, 웨이퍼를 회전하면서 또는 웨이퍼를 기울이면서, 또는 웨이퍼 표면을 탈이온수(DIW) 등으로 세정하면서, 웨이퍼를 전해질에 접촉시키는 방법들이 고려될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 웨이퍼와 전해질 용액이 접촉하는 초기 시점에 발생하는 기포 또는 이물질 등에 기인한 결함들이 관측되고 있다. 이러한 결함들은 구리층 내에 유발될 수 있으며, 스월 결함(swirl defect) 또는 피트 라인(line of pit)으로 알려져 있다. 따라서, 이러한 결함들의 발생을 억제하며 웨이퍼 상에 구리층을 전기 도금하는 방법 및 이에 이용될 장비의 개발이 요구되고 있다.
In order to apply a thin layer of copper to the wafer by electroplating, the wafer surface must be brought into contact with an electrolyte containing copper. At this time, if the electrolyte does not uniformly contact the wafer surface, defects or defects in the copper layer due to contamination of the surface are caused. To suppress this, methods of contacting the wafer with the electrolyte may be considered when contacting the wafer with the electrolyte, while rotating the wafer or tilting the wafer, or while cleaning the wafer surface with deionized water (DIW) or the like. Nevertheless, defects due to bubbles or foreign matters occurring at the initial time of contact between the wafer and the electrolyte solution have been observed. These defects can be caused in the copper layer and are known as swirl defects or lines of pit. Therefore, there is a need for development of a method of electroplating a copper layer on a wafer and equipment to be used to suppress the occurrence of such defects.

본 발명은 웨이퍼 상에 구리층을 도금할 때, 구리층 내의 결함 발생을 억제할 수 있는 도금 장비 및 방법을 제시하고자 한다.
The present invention is directed to a plating apparatus and method capable of suppressing occurrence of defects in a copper layer when plating a copper layer on a wafer.

본 발명의 일 관점은, 전해질이 담길 용기; 상기 용기 상측을 닫고 상기 전해질에 대면되게 웨이퍼를 도입하는 천정부; 상기 웨이퍼에 대면되게 도입되는 구리 애노드(anode); 및 상기 용기의 내부 공간을 상부 공간 및 하부 공간으로 분리하게 도입되고, 상기 용기 내에 공급되는 상기 전해질이 상기 용기 내에서 차올라 상기 웨이퍼의 중앙부에서부터 접촉하게 중앙부부터 열어주는 조리개부를 포함하는 웨이퍼 구리 도금 장비를 제시한다. One aspect of the invention, the container in which the electrolyte; A ceiling for closing the upper side of the container and introducing the wafer to face the electrolyte; A copper anode introduced to face the wafer; And an aperture that separates the inner space of the container into an upper space and a lower space, and opens the central part so that the electrolyte supplied in the container rises in the container and contacts from the center of the wafer. To present.

상기 웨이퍼를 회전시키는 회전부를 더 포함하는 웨이퍼 구리 도금 장비를 제시한다. It presents a wafer copper plating equipment further comprising a rotating part for rotating the wafer.

상기 용기의 바닥을 관통하여 상기 전해질이 바닥에서 상기 천정부 방향으로 공급되게 하는 전해질 공급관을 더 포함하는 웨이퍼 구리 도금 장비를 제시한다. The present invention provides a wafer copper plating apparatus further comprising an electrolyte supply pipe passing through the bottom of the container to allow the electrolyte to be supplied from the bottom to the ceiling direction.

상기 용기의 하부 공간에 대응되는 상기 용기의 측벽 부분을 관통하여 도입되어 상기 전해질을 배출하는 제1드레인 포트(drain port); 및 상기 제1드레인 포트 상측에 상기 상부 공간에 대응되는 상기 용기의 측벽 부분을 관통하여 도입된 제2드레인 포트를 더 포함하고, 상기 제1드레인 포트는 상기 조리개부가 조여져 상기 하부 공간과 상기 상부 공간이 분리된 상태에서 상기 하부 공간에 공급된 상기 전해질을 배출하고, 상기 제2드레인 포트는 상기 조리개부가 열려 상기 하부 공간과 상기 상부 공간이 교통된 상태에서 상기 상부 공간에까지 공급된 상기 전해질을 배출하는 웨이퍼 구리 도금 장비를 제시한다. A first drain port introduced through the side wall portion of the container corresponding to the lower space of the container to discharge the electrolyte; And a second drain port introduced through the sidewall portion of the container corresponding to the upper space above the first drain port, wherein the first drain port is tightened with the aperture to reduce the lower space and the upper space. In this separated state, the electrolyte supplied to the lower space is discharged, and the second drain port opens the aperture to discharge the electrolyte supplied to the upper space while the lower space and the upper space are in communication. We present wafer copper plating equipment.

상기 용기의 상부 공간에 대응되게 도입되어 상기 웨이퍼의 표면을 세정하는 세정액을 제공하는 세정액 공급관을 더 포함하는 웨이퍼 구리 도금 장비를 제시한다. The present invention provides a wafer copper plating apparatus further including a cleaning solution supply pipe which is introduced to correspond to an upper space of the container and provides a cleaning solution for cleaning the surface of the wafer.

상기 용기의 하부 공간 내에 도입되어 상기 구리 애노드와 상기 웨이퍼 사이를 분리하는 멤브레인(membrane)을 더 포함하는 웨이퍼 구리 도금 장비를 제시한다. A wafer copper plating apparatus is introduced that further includes a membrane introduced into a lower space of the vessel to separate the copper anode from the wafer.

본 발명의 다른 일 관점은, 상기 웨이퍼 구리 도금 장비의 상기 조리개부를 조여 상기 용기의 상부 공간과 하부 공간을 차단시키는 단계; 상기 용기의 하부 공간 내에 전해질을 채우는 단계; 상기 웨이퍼를 상기 천정부에 장착하여 도입하는 단계; 상기 조리개부를 중앙부부터 일부 열어주어 상기 전해질이 상기 상부 공간으로 차올라 상기 웨이퍼의 중앙부에 먼저 접촉하게 하는 단계; 상기 전해질이 상기 웨이퍼 표면 전체에 접촉하게 상기 조리개부를 더 열어주는 단계; 및 상기 전해질이 상기 용기의 상부 공간을 채워 상기 웨이퍼의 표면 전체와 접촉한 이후에 상기 구리 애노드에 전압을 인가하여 상기 웨이퍼 표면에 구리층을 도금하는 단계를 포함하는 웨이퍼 구리 도금 방법을 제시한다. Another aspect of the invention, tightening the aperture of the wafer copper plating equipment to block the upper space and the lower space of the container; Filling an electrolyte into the lower space of the container; Mounting and introducing the wafer to the ceiling; Partially opening the diaphragm from the center to bring the electrolyte into the upper space so as to contact the center of the wafer first; Further opening the aperture such that the electrolyte contacts the entire surface of the wafer; And plating a copper layer on the surface of the wafer by applying a voltage to the copper anode after the electrolyte fills the upper space of the container and makes contact with the entire surface of the wafer.

상기 조리개부가 조여진 상태에서 상기 웨이퍼를 1rpm 내지 1000rpm으로 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include rotating the wafer at 1 rpm to 1000 rpm while the aperture is tightened.

상기 조리개부가 조여진 상태에서 상기 웨이퍼 표면에 세정액을 제공하여 세정하는 단계; 및 상기 제공된 세정액을 상기 상부 공간으로부터 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Cleaning by providing a cleaning liquid to the surface of the wafer while the aperture is tightened; And discharging the provided cleaning liquid from the upper space.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 상에 구리층을 도금할 때 구리층 내의 결함 발생을 억제할 수 있는 도금 장비 및 방법을 제시할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a plating apparatus and method which can suppress the occurrence of defects in the copper layer when plating the copper layer on the wafer.

도 1 내지 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 구리 도금 장비를 보여주는 도면들이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 구리 도금 방법을 보여주는 도면들이다. 1 to 3 are views showing wafer copper plating equipment according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are views showing a wafer copper plating method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예는 구리층을 웨이퍼 상에 도금할 때, 구리층 내에 결함이 유발되는 것을 억제할 수 있는 도금 장비 및 방법을 제시한다. 스월 결함 또는 피트 라인으로 알려진 구리층 내의 결함은, 발생된 결함들은 웨이퍼 가장자리로부터 중심쪽으로 원호 형상을 이루며 배열되는 것으로 관측되고 있다. 이러한 관측 결과로부터 구리층 내에 발생된 결함은, 웨이퍼가 전해질에 접촉할 때 웨이퍼의 가장자리(edge)에 존재할 수 있는 결함 소스(source), 예컨대, 기포, 파티클(particle)이나 이물질이 웨이퍼 외부로 제거되지 못하고, 도금 중에 점차 점차 웨이퍼 중심으로 옮겨가면서 발생되는 현상으로 해석될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 도금 초기에 웨이퍼의 중심에 우선적으로 전해질을 접촉시키고 연후에 순차적으로 가장자리쪽으로 전해질이 점차 접촉되게 함으로써, 기포 또는 이물과 같은 결함 소스들을 중심으로부터 가장자리 바깥 외부로 이동되게 유도한다. 이에 따라, 도금 과정에서 결함을 유발할 수 있는 결함 소스가, 도금 초기에 웨이퍼 외부로 제거될 수 있어, 구리 도금층 내에 결함이 유발되는 것을 유효하게 억제할 수 있다. Embodiments of the present invention provide a plating apparatus and method that can suppress the occurrence of defects in the copper layer when plating the copper layer on the wafer. Defects in the copper layer, known as swirl defects or pit lines, have been observed to occur in which arcs are arranged in an arc shape from the wafer edge toward the center. From these observations, defects generated in the copper layer are removed from the wafer by defect sources, such as bubbles, particles, or foreign matter, which may be present at the edge of the wafer when the wafer contacts the electrolyte. It can not be interpreted as a phenomenon that occurs while gradually moving to the center of the wafer gradually during plating. In the embodiment of the present invention, the electrolyte is first brought into contact with the center of the wafer at the beginning of plating, and the electrolyte is gradually brought into contact with the edges sequentially after the opening, thereby causing defect sources such as bubbles or foreign matter to be moved from the center to the outside of the edge. . As a result, a defect source that can cause a defect in the plating process can be removed outside the wafer at the beginning of the plating, thereby effectively suppressing the occurrence of a defect in the copper plating layer.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 구리 도금 장비는, 구리 도금 과정이 진행될 공정 용기(100) 및 공정 용기(100) 상측을 닫고 웨이퍼(200)를 도입하는 천정부(101)를 포함하여 구성된다. 용기(100)에는 구리 도금을 위한 전해질(102)이 담기고, 전해질(102)에 구리층이 형성될 표면이 대면되게 웨이퍼(200)가 장착된다. 도금 중 웨이퍼(200)를 1rpm 내지 1000rpm으로 회전시키기 위해서, 장착된 웨이퍼(200)를 회전시키는 회전부(210)를 더 포함할 수 있다. 용기(100) 내로 전해질(102)을 제공하기 위해서 전해질 공급관(140)이 용기(100) 바닥(103)을 관통하게 도입된다. 공정 용기(100)의 바닥(103)에는 웨이퍼(200)에 대면되게 구리 애노드(Cu anode: 130)가 도입된다. 구리 애노드(130)와 웨이퍼(200) 사이에 전압이 인가되고, 전해질(102)을 매개로 구리가 웨이퍼(200) 표면에 도금되게 된다. 이때, 전해질(102) 내에는 전해질의 이동되는 멤브레인(membrane: 150)이 도입된다. Referring to FIG. 1, the wafer copper plating apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may include a process container 100 in which a copper plating process is to be performed, and a ceiling 101 for closing the upper side of the process container 100 and introducing the wafer 200. It is configured to include. The container 100 contains an electrolyte 102 for copper plating, and the wafer 200 is mounted to face the surface on which the copper layer is to be formed on the electrolyte 102. In order to rotate the wafer 200 at 1 rpm to 1000 rpm during the plating, the rotating unit 210 may be further included to rotate the mounted wafer 200. An electrolyte supply tube 140 is introduced through the bottom 103 of the container 100 to provide the electrolyte 102 into the container 100. A copper anode 130 is introduced into the bottom 103 of the process vessel 100 to face the wafer 200. A voltage is applied between the copper anode 130 and the wafer 200, and copper is plated on the surface of the wafer 200 via the electrolyte 102. At this time, the membrane (membrane) (150) of the electrolyte is introduced into the electrolyte (102).

공정 용기(100)의 내부 공간을 하부 공간(110) 및 상부 공간(120)으로 분리하게 조리개부(160)가 도입된다. 조리개부(160)는 도 2 및 도 3에 제시된 바와 같이, 카메라(camera)의 조리개와 같이 개폐 작동을 하게 구성된다. 조리개부(160)는다수 개의 조리개 낱장(plate: 161)들이 겹쳐지게 구성될 수 있다. 즉, 조리개 낱장(161)들은 도 2에 제시된 바와 같이, 조리개부(160)가 조임 상태일 때 중앙부에 모여 상부 공간(120)과 하부 공간(110)을 차단한다. 또한, 도 3에 제시된 바와 같이, 조리개부(160)가 열린 상태일 때, 중앙부부터 외측 가장자리부로 열려 열린 공간(163)이 중앙부로부터 원주 방향으로 점차 커지게 한다. 이와 같은 조리개부(160)의 구성은 카메라 조리개와 유사하게 구성될 수 있으며, 각각의 조리개 낱장(161)은 반원형 판재로 구성되고, 하나의 고정축을 중심으로 수평 방향으로 낱장(161)이 이동하여 조리개부(160)의 조임 작용 및 열림 작용을 구현하게 된다. The aperture 160 is introduced to separate the internal space of the process vessel 100 into the lower space 110 and the upper space 120. As shown in FIGS. 2 and 3, the diaphragm 160 is configured to open and close like an aperture of a camera. The aperture unit 160 may be configured to overlap a plurality of aperture plates 161. That is, as shown in FIG. 2, the aperture sheets 161 block the upper space 120 and the lower space 110 when the aperture 160 is tightened. In addition, as shown in FIG. 3, when the diaphragm 160 is in an open state, the open space 163 is opened from the center to the outer edge to gradually increase in the circumferential direction from the center. The configuration of the aperture 160 may be configured similar to the camera aperture, each aperture sheet 161 is composed of a semi-circular plate material, the sheet 161 is moved in the horizontal direction around one fixed axis Implement the tightening and opening action of the aperture 160.

조리개부(160)에 의해서 구분되는 용기(100) 내의 하부 공간(110)에 대응되는 용기(100)의 측벽(105) 부분에 제1드레인 포트(drain port: 171)가 관통하게 도입된다. 전해질 공급관(140)으로 공급된 전해질(102)이 조리개부(160)가 닫혀 격리된 하부 공간(110) 내에서만 순환되도록, 제1드레인 포트(171)를 통해 전해질(102)이 배출된다. 하부 공간(110)은 조리개부(160)에 의해 고립된 상태이므로, 전해질(102)은 제1드레인 포트(171)를 통해서만 배출되며, 하부 공간(110)에서 순환하게 된다. 제1드레인 포트(171) 상측에 상부 공간(120)에 대응되는 용기(100)의 측벽(105) 부분에 제2드레인 포트(173)가 도입된다. 조리개부(160)가 열려 전해질(102)이 상부 공간(120)으로 차오르게 될 때, 즉, 상부 공간(120)과 하부 공간(110)이 교통되어 전해질(102)이 웨이퍼(200) 표면에 접촉하게 될 때, 전해질(102)은 내부 공간(110, 120) 전체에 순환되고, 제2드레인 포트(173)을 통해 배출된다. A first drain port 171 is introduced through the side wall 105 of the container 100 corresponding to the lower space 110 in the container 100 separated by the aperture 160. The electrolyte 102 is discharged through the first drain port 171 so that the electrolyte 102 supplied to the electrolyte supply pipe 140 circulates only within the isolated lower space 110 by closing the diaphragm 160. Since the lower space 110 is isolated by the aperture 160, the electrolyte 102 is discharged only through the first drain port 171, and circulates in the lower space 110. The second drain port 173 is introduced into the sidewall 105 of the container 100 corresponding to the upper space 120 above the first drain port 171. When the diaphragm 160 is opened and the electrolyte 102 is filled into the upper space 120, that is, the upper space 120 and the lower space 110 are in communication with each other, the electrolyte 102 is brought to the surface of the wafer 200. When in contact, the electrolyte 102 is circulated through the internal spaces 110 and 120 and is discharged through the second drain port 173.

한편, 도금 전 웨이퍼(200)의 표면 세정을 위한 세정액을 공급하는 세정액 공급관(172)이, 상부 공간(120)에 대응되는 용기(100)의 측벽(105)을 관통하게 도입될 수 있다. 세정액 공급관(172)을 통해 탈이온수 또는 황산, 과산화수소수, 질산 등을 포함하는 세정액이 상부 공간(120)으로 제공되어, 도금전 웨이퍼(200) 표면 세정을 수행한다. 이러한 도금 전 세정에 의해서, 웨이퍼(200) 표면에의 도금 불량을 억제할 수 있다. 도금 전 세정은 웨이퍼(200) 표면의 이물질을 제거하고, 웨이퍼(200) 표면에 전해질(102)이 보다 잘 접촉할 수 있게 표면을 개질하는 역할을 한다. 이때, 조리개부(160)는 조인 상태, 즉, 닫힌 상태로 상부 공간(120)과 하부 공간(110)은 분리 또는 격리된 상태이므로, 세정액은 상부 공간(120)에만 유입되고 제2드레인 포트(173)을 통해 외부로 배출되게 된다. 따라서, 세정액이 하부의 전해질(102)은 혼입되는 것을 억제할 수 있어, 세정액 혼입에 따른 전해질(102)의 열화 또는 전해질 농도 변화 등을 억제할 수 있다. Meanwhile, the cleaning solution supply pipe 172 supplying the cleaning solution for cleaning the surface of the wafer 200 before plating may be introduced through the sidewall 105 of the container 100 corresponding to the upper space 120. Deionized water or a cleaning solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide, nitric acid, or the like is provided to the upper space 120 through the cleaning solution supply pipe 172 to clean the surface of the wafer 200 before plating. By such pre-plating cleaning, the plating failure on the surface of the wafer 200 can be suppressed. The pre-plating cleaning removes the foreign matter on the surface of the wafer 200 and serves to modify the surface so that the electrolyte 102 can better contact the surface of the wafer 200. At this time, since the aperture 160 is in a closed state, that is, the upper space 120 and the lower space 110 are separated or isolated from each other, the cleaning liquid flows into the upper space 120 only and the second drain port ( It is discharged to the outside through 173). Therefore, the lower portion of the electrolyte 102 can be prevented from being mixed with the cleaning liquid, so that deterioration of the electrolyte 102 or change in the concentration of the electrolyte due to mixing of the cleaning liquid can be suppressed.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 구리 도금 방법은, 먼저, 조리개부(160)를 조여 용기(100)의 상부 공간(120)과 하부 공간(110)을 차단 격리시킨다. 용기(100)의 하부 공간(110) 내에 전해질(102)을 공급하여 채운다. 이때, 채워진 전해질(102)은 제1드레인 포트(171)로만 배출되어 순환되게 된다. 하부 공간(110) 내에만 전해질(102)이 순환되게 준비 단계를 수행한 후, 도금될 웨이퍼(200)를 천정부(200)에 장착한다. 균일한 도금을 위해 회전부(210)를 통해 웨이퍼(200)를 1rpm 내지 1000rpm 정도 회전시킨다. Referring to FIG. 4, in the wafer copper plating method according to the embodiment of the present invention, first, the diaphragm 160 is tightened to isolate and isolate the upper space 120 and the lower space 110 of the container 100. The electrolyte 102 is supplied and filled into the lower space 110 of the container 100. At this time, the filled electrolyte 102 is discharged only to the first drain port 171 to be circulated. After the preparation step is performed such that the electrolyte 102 is circulated only in the lower space 110, the wafer 200 to be plated is mounted on the ceiling part 200. The wafer 200 is rotated by about 1 rpm to about 1000 rpm through the rotating unit 210 for uniform plating.

도 5를 참조하면, 웨이퍼(200)가 회전하는 상태에서 조리개부(160)를 열어준다. 조리개부(160)를 중앙부부터 일부 열어주면, 열린 통로로 하부 공간(110)으로부터 상부 공간(120)으로 전해질(102)이 차오르게 된다. 이때, 열린 공간이 조리개부(160)의 중앙부에 국한되므로, 상부 공간(102)으로 올라온 전해질 부분(106)은 조리개부(160)의 중앙부에 대응되는 웨이퍼(200) 중앙부에 먼저 접촉하게 된다. 이때, 웨이퍼(200) 표면에는 세정에도 불구하고 이물질이 존재할 수 있고, 또한, 웨이퍼(200) 표면과 전해질(102)의 초기 접촉에 의해 유발되는 기포가 존재할 수 있다. Referring to FIG. 5, the diaphragm 160 is opened while the wafer 200 rotates. When the diaphragm 160 is partially opened from the center, the electrolyte 102 is filled from the lower space 110 to the upper space 120 through an open passage. At this time, since the open space is limited to the central portion of the aperture 160, the electrolyte portion 106 raised to the upper space 102 comes into contact with the central portion of the wafer 200 corresponding to the central portion of the aperture 160. In this case, foreign matter may be present on the surface of the wafer 200 in spite of cleaning, and bubbles generated by initial contact between the surface of the wafer 200 and the electrolyte 102 may exist.

도 6을 참조하면, 조리개부(160)을 좀 더 열어주면 웨이퍼(200)의 표면에 접촉하는 전해질 부분(108)은 웨이퍼(200) 중심으로부터 가장자리 방향으로 확장되게 된다. 조리개부(160)의 열린 공간이 점차 확장되면서 전해질 부분(108)이 점차 웨이퍼(200) 가장자리 부분 방향으로 확장되며 접촉하게 된다. 웨이퍼(200)의 회전과 전해질 부분(108)의 확장에 의해 초기 접촉 시 유발되는 기포나 이물질은 웨이퍼(200) 중앙부로부터 가장자리 방향으로 이동되게 된다. Referring to FIG. 6, when the diaphragm 160 is further opened, the electrolyte portion 108 contacting the surface of the wafer 200 extends from the center of the wafer 200 in the edge direction. As the open space of the diaphragm 160 gradually expands, the electrolyte portion 108 gradually extends and contacts the edge portion of the wafer 200. Bubbles or foreign matter caused during initial contact due to rotation of the wafer 200 and expansion of the electrolyte portion 108 are moved from the center of the wafer 200 toward the edge.

도 7을 참조하면, 조리개부(160)을 완전히 열어 전해질(102)이 용기(100)의 상부 공간(120)을 완전히 채우게 한다. 이에 따라, 웨이퍼(200)의 표면 전체에 전해질(102)이 확장되어 접촉되게 된다. 전해질(102)의 초기 접촉 시 유발된 기포나 이물질은 접촉 부분의 확장에 따라 웨이퍼(200)의 가장자리 바깥 외부로 이탈 제거되므로, 웨이퍼(200) 표면은 기포나 이물질과 같은 결함 소스가 제거된 깨끗한 상태에서 전해질(102)과 접촉 상태를 유지하게 된다. Referring to FIG. 7, the diaphragm 160 is fully opened to allow the electrolyte 102 to completely fill the upper space 120 of the container 100. Accordingly, the electrolyte 102 extends and contacts the entire surface of the wafer 200. Since bubbles or foreign matters generated during the initial contact of the electrolyte 102 are removed to the outside of the edge of the wafer 200 as the contact portion expands, the surface of the wafer 200 is clean and free of defect sources such as bubbles or foreign matters. In contact with the electrolyte 102 is maintained.

이후에, 구리 애노드(130)와 웨이퍼(200)에 전압을 인가하면, 전해질(102)을 매개로 구리 이온의 이동 및 도금에 의해서 웨이퍼(200) 상에 구리층이 전기 도금된다. Subsequently, when a voltage is applied to the copper anode 130 and the wafer 200, the copper layer is electroplated on the wafer 200 by the movement and plating of copper ions through the electrolyte 102.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 구리 도금 장비 및 이를 이용한 도금 방법은, 전기 도금 시 발생되는 결함을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼 구리 도금 장비의 용기(100) 내에서 웨이퍼(200) 표면의 세정을 수행할 수 있어, 결함을 보다 유효하게 억제할 수 있다. 이때, 웨이퍼(200) 표면의 세정에도 불구하고, 조리개부(160)에 의해 차단 고립된 용기(100)의 하부 공간(110)에만 전해질(102)이 준비되고, 세정액은 상부 공간(120)에서만 유입되고 배출되므로, 세정액과 전해질(102)의 혼입을 유효하게 억제할 수 있다. 따라서, 세정액과 전해질(102)의 혼입에 따른 전해질(102)의 열화 및 이에 따른 도금 불량을 유효하게 억제할 수 있다.
Such a wafer copper plating apparatus and a plating method using the same according to an embodiment of the present invention can effectively suppress defects generated during electroplating. In addition, the surface of the wafer 200 can be cleaned in the container 100 of the wafer copper plating equipment, so that defects can be more effectively suppressed. At this time, despite the cleaning of the surface of the wafer 200, the electrolyte 102 is prepared only in the lower space 110 of the container 100 isolated by the aperture 160, the cleaning liquid is only in the upper space 120 Since it flows in and out, mixing of the washing | cleaning liquid and electrolyte 102 can be suppressed effectively. Therefore, deterioration of the electrolyte 102 due to mixing of the cleaning liquid and the electrolyte 102 and the plating failure accordingly can be effectively suppressed.

100...용기 110...하부 공간
120...상부 공간 130...구리 애노드
150...멤브레인 160...조리개부
200...웨이퍼 100 ... container 110 ... lower space
120 ... the upper space 130 ... the copper anode
150 ... membrane 160 ... opening
200 ... wafer

Claims

A container in which the electrolyte is to be contained;
A ceiling for closing the upper side of the container and introducing the wafer to face the electrolyte;
A copper anode introduced to face the wafer; And
And a diaphragm which is introduced to separate the inner space of the container into an upper space and a lower space, and opens from the center portion so that the electrolyte supplied in the container rises in the container and contacts from the center portion of the wafer.

The method of claim 1,
Wafer copper plating equipment further comprising a rotating part for rotating the wafer.

The method of claim 1,
Wafer copper plating equipment further comprises an electrolyte supply pipe penetrates the bottom of the container so that the electrolyte is supplied from the bottom toward the ceiling.

The method of claim 1,
A first drain port introduced through the side wall portion of the container corresponding to the lower space of the container to discharge the electrolyte; And
A second drain port introduced through the sidewall of the container corresponding to the upper space above the first drain port;
The first drain port discharges the electrolyte supplied to the lower space while the diaphragm is tightened to separate the lower space from the upper space.
And the second drain port is configured to discharge the electrolyte supplied to the upper space while the aperture is opened and the lower space and the upper space are in communication with each other.

The method of claim 1,
And a cleaning liquid supply pipe introduced corresponding to the upper space of the container to provide a cleaning liquid for cleaning the surface of the wafer.

The method of claim 1,
And a membrane introduced into the lower space of the vessel to separate between the copper anode and the wafer.

A container to contain the electrolyte, a ceiling for closing the upper side of the container and introducing the wafer to face the electrolyte, a copper anode introduced to face the wafer, and an inner space of the container to be separated into an upper space and a lower space Of wafer copper plating equipment comprising an aperture
Tightening the aperture to block an upper space and a lower space of the container;
Filling an electrolyte into the lower space of the container;
Mounting and introducing the wafer to the ceiling;
Partially opening the diaphragm from the center to bring the electrolyte into the upper space so as to contact the center of the wafer first;
Further opening the aperture such that the electrolyte contacts the entire surface of the wafer; And
Plating a copper layer on the surface of the wafer by applying a voltage to the copper anode after the electrolyte fills the upper space of the vessel and contacts the entire surface of the wafer.

The method of claim 7, wherein
Wafer copper plating method further comprising the step of rotating the wafer from 1rpm to 1000rpm in the diaphragm is tightened.

The method of claim 7, wherein
Cleaning by providing a cleaning liquid to the surface of the wafer while the aperture is tightened; And
And discharging the provided cleaning liquid from the upper space.