KR20190110556A

KR20190110556A - 전해 처리 장치 및 전해 처리 방법

Info

Publication number: KR20190110556A
Application number: KR1020197022469A
Authority: KR
Inventors: 토모히사 호시노; 마사토 하마다; 토시유키 마츠모토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-09-30
Also published as: JP6789321B2; CN110249079A; US20210285119A1; WO2018142955A1; TW201839787A; TWI746770B; JPWO2018142955A1; US11427921B2; CN110249079B

Abstract

실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1, 1A)는 피처리 기판에 전해 처리를 행하는 전해 처리 장치로서, 기판 유지부(10)와, 전해 처리부(20)를 구비한다. 기판 유지부(10)는 피처리 기판을 유지하는 절연성의 유지 기체(11)와, 유지 기체(11)의 내부에 마련되고 음전압이 인가되는 간접 음극(12)을 가진다. 전해 처리부(20)는 기판 유지부(10)에 마주하여 마련되고, 피처리 기판과 피처리 기판에 접하는 전해액에 전압을 인가한다.

Description

전해 처리 장치 및 전해 처리 방법

개시된 실시 형태는 전해 처리 장치 및 전해 처리 방법에 관한 것이다.

종래, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, '웨이퍼'라고 호칭함)를 전해액에 접촉시키면서 전해 처리를 행하여, 웨이퍼의 표면을 처리하는 방법이 알려져 있다. 이러한 전해 처리로서는, 예를 들면 웨이퍼를 도금액에 접촉시키면서 전해 처리를 행하여, 웨이퍼의 표면에 도금막을 형성하는 도금 처리를 들 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본특허공개공보 2004-250747호

그러나 종래의 도금 처리에서는, 웨이퍼의 표면에 대향하여 마련되는 직접 전극에 대하여, 웨이퍼의 표면보다 웨이퍼에 형성되는 비아의 저면이 거리가 멀어지는 점에서, 웨이퍼의 표면보다 비아의 저면이 전계 강도가 작아진다. 따라서, 웨이퍼의 표면보다 비아의 저면이 도금막의 성장 속도가 느려지기 때문에, 비아의 내부가 도금막으로 매립되기 전에 비아의 개구부가 도금막으로 폐색되어, 비아의 내부를 도금막으로 매립할 수 없을 우려가 있다.

실시 형태의 일태양은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼에 형성되는 비아를 도금막으로 양호하게 매립할 수 있는 전해 처리 장치 및 전해 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시 형태의 일태양에 따른 전해 처리 장치는, 피처리 기판에 전해 처리를 행하는 전해 처리 장치로서, 기판 유지부와, 전해 처리부를 구비한다. 상기 기판 유지부는, 상기 피처리 기판을 유지하는 절연성의 유지 기체와, 상기 유지 기체의 내부에 마련되고 음전압이 인가되는 간접 음극을 가진다. 상기 전해 처리부는, 상기 기판 유지부에 마주하여 마련되고, 상기 피처리 기판과 상기 피처리 기판에 접하는 전해액에 전압을 인가한다.

실시 형태의 일태양에 따르면, 웨이퍼에 형성되는 비아를 도금막으로 양호하게 매립할 수 있다.

도 1은 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 도이다.
도 2a는 참고예에 있어서의 웨이퍼에서의 전계 강도에 대하여 모식적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 2b는 제 1 실시 형태에 따른 웨이퍼에서의 전계 강도에 대하여 모식적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 3a는 제 1 실시 형태에 따른 기판 유지 처리 및 액 축적 처리의 개요를 나타내는 도이다.
도 3b는 제 1 실시 형태에 따른 액 축적 처리 후의 모습을 나타내는 도이다.
도 3c는 제 1 실시 형태에 따른 단자 접촉 처리의 개요를 나타내는 도이다.
도 3d는 제 1 실시 형태에 따른 음전압 인가 처리의 개요를 나타내는 도이다.
도 3e는 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리의 개요를 나타내는 도이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치의 전해 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 순서도이다.
도 5는 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치의 구성의 개략을 나타내는 도이다.
도 6a는 제 2 실시 형태에 따른 음전압 인가 처리 및 양전압 인가 처리의 개요를 나타내는 도이다.
도 6b는 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리의 개요를 나타내는 도이다.
도 7은 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치의 전해 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 전해 처리 장치 및 전해 처리 방법의 각 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

<제 1 실시 형태>

먼저, 도 1을 참조하여, 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 도이다.

이러한 전해 처리 장치(1)에서는, 피처리 기판으로서의 반도체 웨이퍼(W)(이하, '웨이퍼(W)'라고 호칭함)에 대하여, 전해 처리로서 도금 처리를 행한다. 또한 이하의 설명에서 이용하는 도면에 있어서, 각 구성 요소의 치수는, 기술의 이해의 용이함을 우선시키기 위하여, 반드시 실제의 치수에 대응하고 있지는 않다.

전해 처리 장치(1)는 기판 유지부(10)와, 전해 처리부(20)를 구비한다. 전해 처리 장치(1)는 또한 간접 전압 인가부(30)와, 직접 전압 인가부(40)와, 노즐(50)을 구비한다.

기판 유지부(10)는 웨이퍼(W)를 유지하는 기능을 가진다. 기판 유지부(10)는 유지 기체(11)와, 간접 음극(12)과, 구동 기구(13)를 가진다.

유지 기체(11)는, 예를 들면 웨이퍼(W)를 유지하여 회전시키는 스핀 척이다. 유지 기체(11)는 대략 원판 형상이며, 평면에서 봤을 때 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 직경이며 수평 방향으로 연장되는 상면(11a)을 가진다. 이러한 상면(11a)에는, 예를 들면 웨이퍼(W)를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 마련되어 있으며, 이러한 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼(W)를 유지 기체(11)의 상면(11a)에 유지할 수 있다.

유지 기체(11)는 절연성 재료로 구성되며, 이러한 유지 기체(11)의 내부에는 도전성 재료로 구성되는 간접 음극(12)이 마련된다. 즉, 간접 음극(12)은 외부에 노출되어 있지 않다. 간접 음극(12)에는 후술하는 간접 전압 인가부(30)가 접속되어 있어, 정해진 음전압을 인가할 수 있다.

간접 음극(12)은 유지 기체(11)의 상면(11a)에 유지되는 웨이퍼(W)와 대략 평행하게 배치된다. 간접 음극(12)은, 예를 들면 후술하는 직접 전극(22)과 평면에서 봤을 때 동일한 정도의 크기를 가진다.

기판 유지부(10)에는 또한 모터 등을 구비한 구동 기구(13)가 마련되어 있어, 유지 기체(11)를 정해진 속도로 회전시킬 수 있다. 또한, 구동 기구(13)에는 실린더 등의 승강 구동부(도시하지 않음)가 마련되어 있어, 유지 기체(11)를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.

여기까지 설명한 기판 유지부(10)의 상방에는, 유지 기체(11)의 상면(11a)에 마주하여, 전해 처리부(20)가 마련된다. 전해 처리부(20)는 기체(21)와, 직접 전극(22)과, 접촉 단자(23)와, 이동 기구(24)를 가진다.

기체(21)는 절연성 재료로 구성된다. 기체(21)는 대략 원판 형상이며, 평면에서 봤을 때 웨이퍼(W)의 직경보다 큰 직경인 하면(21a)과, 이러한 하면(21a)의 반대측에 마련되는 상면(21b)을 가진다.

직접 전극(22)은 도전성 재료로 구성되고, 기체(21)의 하면(21a)에 마련된다. 직접 전극(22)은 기판 유지부(10)에 유지되는 웨이퍼(W)와 대략 평행하게 마주하도록 배치된다. 그리고, 도금 처리를 행할 시, 직접 전극(22)은 웨이퍼(W) 상에 액 축적된 도금액(M)(도 3c 참조)과 직접 접촉한다.

접촉 단자(23)는 기체(21)의 가장자리부에 있어서, 하면(21a)으로부터 돌출되어 마련된다. 접촉 단자(23)는 탄성을 가지는 도전체로 구성되고, 하면(21a)의 중심부를 향해 굴곡져 있다.

접촉 단자(23)는 기체(21)에 2 개 이상, 예를 들면 기체(21)에 32 개 마련되고, 평면에서 봤을 때 기체(21)의 동심원 상에 균등 간격으로 배치된다. 그리고, 모든 접촉 단자(23)의 선단부는, 이러한 선단부로 구성되는 가상면이, 기판 유지부(10)에 유지되는 웨이퍼(W)의 표면과 대략 평행이 되도록 배치된다.

그리고 도금 처리를 행할 시, 접촉 단자(23)는 웨이퍼(W)의 외주부에 접촉하여(도 3c 참조), 이러한 웨이퍼(W)에 전압을 인가한다. 또한, 접촉 단자(23)의 수 또는 형상은 상기의 실시 형태에 한정되지 않는다.

직접 전극(22)과 접촉 단자(23)는 후술하는 직접 전압 인가부(40)에 접속되어 있어, 각각 접촉하는 도금액(M)과 웨이퍼(W)에 정해진 전압을 인가할 수 있다.

기체(21)의 상면(21b)측에는 이동 기구(24)가 마련된다. 이동 기구(24)는, 예를 들면 실린더 등의 승강 구동부(도시하지 않음)를 가진다. 그리고, 이러한 승강 구동부에 의해, 이동 기구(24)는 전해 처리부(20) 전체를 연직 방향으로 이동시킬 수 있다.

간접 전압 인가부(30)는 직류 전원(31)과, 스위치(32)를 가지고, 기판 유지부(10)의 간접 음극(12)에 접속된다. 구체적으로, 직류 전원(31)의 음극측이, 스위치(32)를 개재하여 간접 음극(12)에 접속되고, 또한 직류 전원(31)의 양극측이 접지된다.

그리고, 스위치(32)를 온 상태로 제어함으로써, 간접 전압 인가부(30)는 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가할 수 있다.

직접 전압 인가부(40)는 직류 전원(41)과, 스위치(42, 43)와, 부하 저항(44)을 가지고, 전해 처리부(20)의 직접 전극(22)과 접촉 단자(23)에 접속된다. 구체적으로, 직류 전원(41)의 양극측이, 스위치(42)를 개재하여 직접 전극(22)에 접속되고, 또한 직류 전원(41)의 음극측이, 스위치(43)와 부하 저항(44)을 개재하여 복수의 접촉 단자(23)에 접속된다. 또한, 직류 전원(41)의 음극측은 접지된다.

그리고, 스위치(42, 43)를 동시에 온 상태 또는 오프 상태로 전환함으로써, 직접 전압 인가부(40)는 직접 전극(22)과 접촉 단자(23)에 펄스 형상의 전압을 인가할 수 있다.

여기서, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 제 1 실시 형태에 있어서의 비아(70)에의 도금막(60)의 매립에 대한 효과에 대하여 설명한다. 도 2a는 참고예에 있어서의 웨이퍼(W)에서의 전계 강도에 대하여 모식적으로 나타내는 확대 단면도이다. 도 2a에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면에는 비아(70)가 형성되고, 웨이퍼(W)의 표면에는 시드층(71)이 형성된다.

도 2a에 나타내는 바와 같이, 전해 처리 장치(1)에 간접 음극(12)이 마련되어 있지 않은 경우에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 전계의 전계 강도(E_A)는, 직접 전극(22)에 인가되는 전압을 Va(V), 접촉 단자(23)에 인가되는 전압을 0(V), 직접 전극(22)과 웨이퍼(W)의 표면과의 거리를 L(cm)로 했을 경우, E_A = Va / L(V/cm)가 된다.

한편, 비아(70)의 저면에 형성되는 전계의 전계 강도(E_B)는 비아(70)의 깊이를 D(cm)로 했을 경우, E_B = Va/(L + D)(V/cm)가 된다.

여기서, 예를 들면 Va = 40(V), L = 1(mm), D = 50(μm)으로 했을 경우, E_A = 400(V/cm), E_B = 381(V/cm)가 되는 점에서, 비아(70)의 저면에 형성되는 전계의 전계 강도(E_B)는, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 전계의 전계 강도(E_A)에 비해 작아진다.

즉, 웨이퍼(W)의 표면보다 비아(70)의 저면이 흐르는 전류가 작아지는 점에서, 웨이퍼(W)의 표면보다 비아(70)의 저면이 도금막(60)의 성장 속도가 느려진다. 따라서, 비아(70)의 내부가 도금막(60)으로 매립되기 전에 비아(70)의 개구부가 도금막(60)으로 폐색되어, 비아(70)의 내부를 도금막(60)으로 모두 매립할 수 없을 우려가 있다.

이어서, 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리에 있어서의 웨이퍼(W)에서의 전계 강도에 대하여 설명한다. 도 2b는 제 1 실시 형태에 따른 웨이퍼(W)에서의 전계 강도에 대하여 모식적으로 나타내는 확대 단면도이다. 또한 도 2b에서는, 일례로서, 웨이퍼(W)의 이면과는 간격을 두지 않고 간접 음극(12)을 배치하고, 웨이퍼(W)를 플로팅 상태로 한 경우에 대하여 나타내고 있다.

도 2b에 나타내는 바와 같이, 전해 처리 장치(1)에 간접 음극(12)이 마련되는 경우에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 전계의 전계 강도(E_A)는, 간접 음극(12)에 인가되는 전압을 -Vb(V), 웨이퍼(W)의 두께를 T(cm)로 했을 경우, E_A = (Va + Vb) / (L + T)(V/cm)가 된다.

그리고, 비아(70)의 저면에 형성되는 전계의 전계 강도(E_B)도, 마찬가지로 E_B = (Va + Vb) / (L + T)(V/cm)가 된다. 즉, 제 1 실시 형태에서는, 기판 유지부(10)에 간접 음극(12)을 마련하고, 이러한 간접 음극(12)에 음전압을 인가함으로써, 웨이퍼(W)의 표면과 비아(70)의 저면과의 전계 강도를 동일하게 할 수 있다.

이에 의해, 웨이퍼(W)와 비아(70)에 있어서의 도금막(60)의 성장 속도를 일치시킬 수 있는 점에서, 비아(70)의 내부가 도금막(60)으로 매립되기 전에 비아(70)의 개구부가 도금막(60)으로 폐색되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 제 1 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)에 형성되는 비아(70)를 도금막(60)으로 양호하게 매립할 수 있다.

도 1로 돌아와, 전해 처리 장치(1)의 그 외의 부위에 대하여 설명한다. 기판 유지부(10)와 전해 처리부(20)의 사이에는, 웨이퍼(W) 상에 도금액(M)을 공급하는 노즐(50)이 마련된다. 이러한 노즐(50)에는 이동 기구(51)가 마련되어 있고, 이러한 이동 기구(51)에 의해 노즐(50)을 수평 방향 및 연직 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 노즐(50)은 기판 유지부(10)에 대하여 진퇴 가능하게 구성된다.

또한, 노즐(50)은 도금액(M)을 저류하는 도금액 공급원(도시하지 않음)과 연통하고, 이러한 도금액 공급원으로부터 노즐(50)로 도금액(M)이 공급 가능하게 구성된다. 또한, 본 실시 형태에서는 노즐(50)을 이용하여 웨이퍼(W) 상에 도금액(M)이 공급되지만, 웨이퍼(W) 상에 도금액(M)을 공급하는 수단은 노즐에 한정되지 않고, 다른 각종 수단을 이용할 수 있다.

여기까지 설명한 전해 처리 장치(1)에는, 제어부(도시하지 않음)가 마련된다. 이러한 제어부는 예를 들면 컴퓨터이며, 기억부(도시하지 않음)를 가진다.

제어부는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 가지는 마이크로 컴퓨터 및 각종의 회로를 포함한다. 이러한 마이크로 컴퓨터의 CPU는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내 실행함으로써, 전해 처리 장치(1)의 각 구성 요소에 대한 각종 제어를 실현한다.

또한 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기록 매체로부터 기억부에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.

기억부는 예를 들면 RAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자 또는 하드 디스크, 광디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.

<도금 처리의 상세>

이어서, 도 3a ~ 도 3e를 참조하여, 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)에 있어서의 전해 처리의 일례인 도금 처리의 상세에 대하여 설명한다. 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)의 도금 처리에서는, 먼저, 기판 유지 처리와 액 축적 처리가 행해진다. 도 3a는 제 1 실시 형태에 따른 기판 유지 처리 및 액 축적 처리의 개요를 나타내는 도이다.

먼저, 도시하지 않은 반송 기구를 이용하여, 웨이퍼(W)를 기판 유지부(10)의 유지 기체(11)에 있어서의 상면(11a)에 반송하여 배치한다. 그리고 전해 처리 장치(1)는, 예를 들면 상면(11a)에 형성된 흡인구로부터 흡인을 행함으로써, 배치된 웨이퍼(W)를 기판 유지부(10)에 유지하는 기판 유지 처리를 행한다.

또한 이러한 기판 유지 처리에 앞서, 웨이퍼(W)의 표면에는 비아(70)(도 2b 참조)가 형성되고, 또한 SiO₂ 등의 절연층(도시하지 않음)과, Ta 또는 Ti 등의 배리어층(도시하지 않음)과, Cu 또는 Co, Ru 등의 시드층(71)(도 2b 참조)이 아래로부터 차례로 성막된다. 또한, 도금막(60)(도 3e참조)으로서 Cu막을 형성하는 경우, 배리어층으로서는 Ta를, 시드층(71)으로서는 Cu를 이용하면 좋다.

기판 유지 처리에 이어, 전해 처리 장치(1)에서는, 액 축적 처리가 행해진다. 구체적으로, 먼저, 이동 기구(51)를 이용하여 노즐(50)을 기판 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W)에 있어서의 중심부의 상방까지 이동시킨다. 이어서, 구동 기구(13)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 노즐(50)로부터 도금액(M)을 웨이퍼(W)의 중심부에 공급한다.

여기서, 공급된 도금액(M)은 원심력에 의해 웨이퍼(W) 전면에 확산되어, 웨이퍼(W)의 상면 내에서 균일하게 확산된다. 그리고, 노즐(50)로부터의 도금액(M)의 공급을 정지시키고, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시키면, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 도금액(M)의 표면 장력에 의해 웨이퍼(W) 상에 도금액(M)이 액 축적된다. 도 3b는 제 1 실시 형태에 따른 액 축적 처리 후의 모습을 나타내는 도이다.

예를 들면, 도금막(60)으로서 Cu막을 형성할 경우, 도금액(M)에는 구리 이온(C)(도 3d 참조)과, 황산 이온(S)(도 3d 참조)이 포함되면 된다. 또한, 액 축적 처리된 도금액(M)의 두께는, 예를 들면 1 ~ 5 mm 정도이면 된다.

또한 액 축적 처리에서는, 도금액(M)을 웨이퍼(W)에 공급한 후에, 이동 기구(51)를 이용하여 노즐(50)을 웨이퍼(W)의 상방으로부터 퇴피시킨다. 또한, 여기까지 설명한 기판 유지 처리 및 액 축적 처리에 있어서, 전해 처리부(20)는 기판 유지부(10)로부터 떨어져 배치된다.

액 축적 처리에 이어, 전해 처리 장치(1)에서는 단자 접촉 처리가 행해진다. 구체적으로, 이동 기구(24)에 의해 전해 처리부(20) 전체를 기판 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W)에 근접시켜, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 접촉 단자(23)의 선단부를 웨이퍼(W)의 외주부에 접촉시킨다. 도 3c는 제 1 실시 형태에 따른 단자 접촉 처리의 개요를 나타내는 도이다.

또한 이러한 단자 접촉 처리에서는, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 액 축적된 도금액(M)에 직접 전극(22)을 직접 접촉시킨다. 환언하면, 접촉 단자(23)가 웨이퍼(W)에 접촉할 시, 도금액(M)과 직접 전극(22)이 직접 접촉하도록, 도금액(M)의 두께를 적절히 제어하여 전술한 액 축적 처리를 행하면 된다.

또한 상술한 단자 접촉 처리에서는, 이동 기구(24)에 의해 전해 처리부(20) 전체를 웨이퍼(W)에 근접시켜, 접촉 단자(23)를 웨이퍼(W)에 접촉시키고 있지만, 구동 기구(13)에 의해 유지 기체(11)를 전해 처리부(20)에 근접시킴으로써, 접촉 단자(23)를 웨이퍼(W)에 접촉시켜도 된다.

단자 접촉 처리에 이어, 전해 처리 장치(1)에서는, 음전압 인가 처리가 행해진다. 구체적으로, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 간접 전압 인가부(30)의 스위치(32)를 오프 상태에서 온 상태로 변경하여, 직류 전원(31)의 음극측과 간접 음극(12)을 접속 상태로 함으로써, 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가한다. 도 3d는 제 1 실시 형태에 따른 음전압 인가 처리의 개요를 나타내는 도이다.

이러한 음전압 인가 처리에 의해, 도금액(M)의 내부에 전계가 형성되는 점에서, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면측에 양의 하전 입자인 구리 이온(C)을 집적시킬 수 있고, 또한 직접 전극(22)측에 음의 하전 입자인 황산 이온(S)을 집적시킬 수 있다.

또한 음전압 인가 처리에서는, 직접 전극(22)이 음극이 되고, 웨이퍼(W)가 양극이 되는 것을 회피하기 위하여, 직접 전압 인가부(40)의 스위치(42)와 스위치(43)를 모두 오프 상태로 제어하여, 직접 전극(22)과 접촉 단자(23)를 전기적으로 플로팅 상태로 하고 있다.

이에 의해, 직접 전극(22)과 웨이퍼(W)의 모든 표면에서 전하 교환이 억제되므로, 정전계에 의해 끌어당겨진 하전 입자가 전극 표면에 배열된다. 즉, 음전압 인가 처리에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 구리 이온(C)이 집적되어 균일하게 배열된다.

음전압 인가 처리에 이어, 전해 처리 장치(1)에서는, 전해 처리가 행해진다. 구체적으로, 도 3e에 나타내는 바와 같이, 직접 전압 인가부(40)의 스위치(42)와 스위치(43)를 동시에 오프 상태에서 온 상태로 변경한다. 이에 의해, 직접 전극(22)을 양극으로 하고, 웨이퍼(W)를 음극으로 하도록 웨이퍼(W)와 도금액(M)에 전압을 인가하여, 직접 전극(22)과 웨이퍼(W)의 사이에 전류를 흘린다. 도 3e는 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리의 개요를 나타내는 도이다.

이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 균일하게 배열되어 있는 구리 이온(C)의 전하 교환이 행해지고, 구리 이온(C)이 환원되어, 도 3e에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면에 도금막(60)이 석출된다. 또한 도시하고 있지 않지만, 이 때, 황산 이온(S)은 직접 전극(22)에 의해 산화되어 있다.

이와 같이, 제 1 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 표면에 구리 이온(C)이 집적되어, 균일하게 배열된 상태로 환원되므로, 웨이퍼(W)의 표면에 도금막(60)을 균일하게 석출시킬 수 있다. 따라서, 제 1 실시 형태에 따르면, 도금막(60)에 있어서의 결정의 밀도를 높게 할 수 있는 점에서, 웨이퍼(W)의 표면에 품질이 좋은 도금막(60)을 형성할 수 있다.

도 4는 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)의 전해 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 순서도이다. 또한, 도 4에 나타내는 전해 처리 장치(1)의 전해 처리는, 기억부에 저장되어 있는 프로그램을 제어부가 읽어내고, 또한 읽어낸 명령에 기초하여 제어부가 기판 유지부(10), 및 전해 처리부(20), 간접 전압 인가부(30), 직접 전압 인가부(40), 노즐(50) 등을 제어함으로써 실행된다.

먼저, 도시하지 않은 반송 기구를 이용하여, 웨이퍼(W)를 기판 유지부(10)에 반송하여 배치한다. 이 후, 제어부는, 기판 유지부(10)를 제어하여, 배치된 웨이퍼(W)를 기판 유지부(10)에 유지하는 기판 유지 처리를 행한다(단계(S101)). 이어서, 제어부는 노즐(50) 및 기판 유지부(10)를 제어하여, 웨이퍼(W)에 대하여 도금액(M)의 액 축적 처리를 행한다(단계(S102)).

액 축적 처리에서는, 먼저, 기판 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W)에 있어서의 중심부의 상방에 노즐(50)을 진입시킨다. 이 후, 구동 기구(13)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 노즐(50)로부터 도금액(M)을 웨이퍼(W)의 중심부에 정해진 양을 공급한다.

이러한 정해진 양은, 예를 들면 후의 단자 접촉 처리에 있어서 접촉 단자(23)가 웨이퍼(W)에 접촉했을 시, 도금액(M)과 직접 전극(22)이 직접 접촉하기 위하여 충분한 양이다. 그리고, 도금액(M)을 정해진 양 공급한 후에, 노즐(50)을 웨이퍼(W)의 상방으로부터 퇴피시킨다.

이어서, 제어부는 전해 처리부(20)를 제어하여, 접촉 단자(23)를 웨이퍼(W)에 접촉시키는 단자 접촉 처리를 행한다(단계(S103)). 단자 접촉 처리에서는, 이동 기구(24)에 의해 전해 처리부(20) 전체를 기판 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W)에 근접시켜, 접촉 단자(23)의 선단부를 웨이퍼(W)의 외주부에 접촉시킨다.

이 단자 접촉 처리에서는, 예를 들면 접촉 단자(23)에 걸리는 하중을 측정하면서 접촉 단자(23)를 웨이퍼(W)에 근접시킴으로써, 접촉 단자(23)와 웨이퍼(W)와의 접촉을 검지할 수 있다.

제 1 실시 형태에 따르면, 이러한 액 축적 처리 및 단자 접촉 처리에 의해, 다량의 도금액(M)이 담긴 전해조에 웨이퍼(W)를 침지하지 않아도 도금 처리가 가능해지는 점에서, 다량의 도금액(M)을 이용하지 않고 웨이퍼(W)에 도금막(60)을 형성할 수 있다.

이어서, 제어부는 간접 전압 인가부(30)를 제어하여, 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가하는 음전압 인가 처리를 행한다(단계(S104)). 음전압 인가 처리에서는, 간접 전압 인가부(30)의 스위치(32)를 오프 상태에서 온 상태로 변경함으로써, 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가한다.

이러한 음전압 인가 처리에서는, 웨이퍼(W)의 표면에서 구리 이온(C)의 전하 교환이 행해지지 않고, 물의 전기 분해도 억제되므로, 간접 음극(12)과 직접 전극(22)의 사이에 전압을 인가할 시의 전계를 높게 할 수 있다. 이에 의해, 구리 이온(C)의 확산 속도를 빠르게 할 수 있다. 즉, 제 1 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 표면에 구리 이온(C)을 단시간에 집적시킬 수 있는 점에서, 도금막(60)의 성장 속도를 향상시킬 수 있다.

또한 제 1 실시 형태에 따르면, 간접 음극(12)과 직접 전극(22) 사이의 전계 강도를 임의로 제어함으로써, 구리 이온(C)의 웨이퍼(W) 표면에서의 배열 상태를 임의로 제어할 수 있다.

또한 음전압 인가 처리에서는, 도금액(M) 중에서의 구리 이온(C)의 확산 속도의 절대값은 비교적 작은 점에서, 간접 음극(12)에는 펄스 형상의 음전압이 아닌, 일정한 값의 음전압을 인가하면 된다. 이와 같이, 일정한 값의 음전압을 간접 음극(12)에 인가함으로써, 구리 이온(C)을 웨이퍼(W)의 표면측에 효율적으로 집적시킬 수 있다.

그러나, 음전압 인가 처리에 있어서 간접 음극(12)에 인가하는 음전압은 일정한 값에 한정되지 않고, 펄스 형상의 음전압 또는 값이 변화하는 음전압을 인가해도 된다.

이어서, 제어부는 직접 전압 인가부(40)를 제어하여, 직접 전극(22)과 웨이퍼(W)의 사이에 전류를 흘리는 전해 처리를 행한다(단계(S105)). 이러한 전해 처리에서는, 스위치(42)와 스위치(43)를 동시에 온 상태로 하여, 직접 전극(22)을 양극으로 하고, 웨이퍼(W)를 음극으로 하도록 웨이퍼(W)와 도금액(M)에 전압을 인가한다.

이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 균일하게 배열되어 있는 구리 이온(C)의 전하 교환이 행해지고, 구리 이온(C)이 환원되어, 웨이퍼(W)의 표면에 도금막(60)이 석출된다. 이러한 전해 처리가 완료되면, 웨이퍼(W)에 대한 전해 처리(도금 처리)가 완료된다.

또한 제 1 실시 형태에 있어서의 전해 처리에서는, 스위치(42, 43)를 동시에 온 상태 또는 오프 상태로 전환함으로써, 펄스 형상의 전압을 인가하면 된다. 이에 의해, 스위치(42, 43)가 오프 상태 시에, 간접 음극(12)에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 구리 이온(C)을 새롭게 배열시킬 수 있는 점에서, 품질이 좋은 도금막(60)을 효율적으로 형성할 수 있다.

또한 제 1 실시 형태에 있어서, 단계(S102)의 액 축적 처리부터 단계(S105)의 전해 처리까지를 반복하여 실시해도 된다. 이와 같이 상술한 처리를 반복하여 실시함으로써, 보다 두꺼운 도금막(60)을 형성할 수 있다.

<제 2 실시 형태>

이어서 도 5를 참조하여, 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)의 구성에 대하여 설명한다. 또한 제 2 실시 형태는, 전해 처리부(20) 및 간접 전압 인가부(30)의 구성의 일부가 제 1 실시 형태와 상이하다. 한편, 이 이외의 부분에 대해서는 제 1 실시 형태와 동일하다는 점에서, 제 1 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)에서는, 제 1 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)의 구성에 더하여, 전해 처리부(20)의 기체(21)에 간접 양극(25)이 마련된다. 이러한 간접 양극(25)은, 절연성 재료로 구성되는 기체(21)의 내부에 마련되어 있으며, 외부에 노출되어 있지 않다.

간접 양극(25)은 간접 음극(12)과 마찬가지로 도전성 재료로 구성되어 있고, 간접 전압 인가부(30)에 접속된다. 한편, 간접 양극(25)에는, 간접 음극(12)과 달리 정해진 양전압을 인가할 수 있다. 간접 양극(25)은, 예를 들면 직접 전극(22)과 평면에서 봤을 때 동일한 정도의 크기를 가지고, 유지 기체(11)의 상면(11a)에 유지되는 웨이퍼(W)와 대략 평행하게 배치된다.

또한, 간접 전압 인가부(30)는 직류 전원(31)과, 스위치(32, 33)를 가진다. 또한, 직류 전원(31)의 음극측이 스위치(32)를 개재하여 간접 음극(12)에 접속되고, 또한 직류 전원(31)의 양극측이 스위치(33)를 개재하여 간접 양극(25)에 접속된다.

그리고, 스위치(32)를 온 상태로 함으로써, 간접 전압 인가부(30)는 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가할 수 있다. 또한, 스위치(33)를 온 상태로 함으로써, 간접 전압 인가부(30)는 간접 양극(25)에 정해진 양전압을 인가할 수 있다.

이어서 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)에 있어서의 전해 처리의 일례인 도금 처리의 상세에 대하여 설명한다. 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)의 도금 처리에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 기판 유지 처리와, 액 축적 처리와, 단자 접촉 처리가 차례로 행해진다. 이들 처리에 대해서는, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.

단자 접촉 처리에 이어, 전해 처리 장치(1A)에서는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 음전압 인가 처리와 양전압 인가 처리가 병행하여 행해진다. 도 6a는 제 2 실시 형태에 따른 음전압 인가 처리 및 양전압 인가 처리의 개요를 나타내는 도이다.

구체적으로, 간접 전압 인가부(30)의 스위치(32)를 오프 상태에서 온 상태로 변경하여, 직류 전원(31)의 음극측과 간접 음극(12)을 접속 상태로 함으로써, 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가한다(음전압 인가 처리). 또한, 스위치(32)를 오프 상태에서 온 상태로 변경하는 것과 동시에, 스위치(33)를 오프 상태에서 온 상태로 변경하여, 직류 전원(31)의 양극측과 간접 양극(25)을 접속 상태로 함으로써, 간접 양극(25)에 정해진 양전압을 인가한다(양전압 인가 처리).

이러한 음전압 인가 처리와 양전압 인가 처리에 의해, 도금액(M)의 내부에 전계가 형성되는 점에서, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면측에 양의 하전 입자인 구리 이온(C)을 집적시킬 수 있고, 또한 직접 전극(22)측에 음의 하전 입자인 황산 이온(S)을 집적시킬 수 있다.

음전압 인가 처리와 양전압 인가 처리에 이어, 전해 처리 장치(1A)에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로 전해 처리가 행해진다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 균일하게 배열되어 있는 구리 이온(C)의 전하 교환이 행해지고, 구리 이온(C)이 환원되어, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면에 도금막(60)이 석출된다. 도 6b는 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리의 개요를 나타내는 도이다.

여기까지 나타낸 제 2 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 음전압 인가 처리에 의해 비아(70)의 내부가 도금막(60)으로 매립되기 전에 비아(70)의 개구부가 도금막(60)으로 폐색되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)에 형성되는 비아(70)를 도금막(60)으로 양호하게 매립할 수 있다.

또한 제 2 실시 형태에서는, 음전압 인가 처리와 양전압 인가 처리를 병행하여 실시함으로써, 도금액(M)의 내부에 더 큰 전계를 형성할 수 있다. 이에 의해, 도금액(M) 내부에서의 구리 이온(C)의 확산 속도를 빠르게 할 수 있는 점에서, 웨이퍼(W)의 표면에 구리 이온(C)을 단시간에 집적시킬 수 있다. 따라서, 제 2 실시 형태에 따르면, 도금막(60)의 성장 속도를 향상시킬 수 있다.

도 7은 제 2 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)의 전해 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 순서도이다. 또한, 도 7에 나타내는 전해 처리 장치(1A)의 전해 처리는, 기억부에 저장되어 있는 프로그램을 제어부가 읽어내고, 또한 읽어낸 명령에 기초하여 제어부가 기판 유지부(10), 및 전해 처리부(20), 간접 전압 인가부(30), 직접 전압 인가부(40), 노즐(50) 등을 제어함으로써 실행된다.

우선, 도시하지 않은 반송 기구를 이용하여, 웨이퍼(W)를 기판 유지부(10)에 반송하여 배치한다. 이 후, 제어부는 기판 유지부(10)를 제어하여, 배치된 웨이퍼(W)를 기판 유지부(10)에 유지하는 기판 유지 처리를 행한다(단계(S201)). 이어서, 제어부는 노즐(50) 및 기판 유지부(10)를 제어하여, 웨이퍼(W)에 대하여 도금액(M)의 액 축적 처리를 행한다(단계(S202)).

이어서, 제어부는 전해 처리부(20)를 제어하여, 접촉 단자(23)를 웨이퍼(W)에 접촉시키는 단자 접촉 처리를 행한다(단계(S203)). 단자 접촉 처리에서는, 이동 기구(24)에 의해 전해 처리부(20) 전체를 기판 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W)에 근접시켜, 접촉 단자(23)의 선단부를 웨이퍼(W)의 외주부에 접촉시킨다.

이어서, 제어부는 간접 전압 인가부(30)를 제어하여, 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가하는 음전압 인가 처리를 행한다(단계(S204)). 음전압 인가 처리에서는, 간접 전압 인가부(30)의 스위치(32)를 오프 상태에서 온 상태로 변경함으로써, 간접 음극(12)에 정해진 음전압을 인가한다.

또한 이러한 음전압 인가 처리와 병행하여, 제어부는 간접 전압 인가부(30)를 제어하여, 간접 양극(25)에 정해진 양전압을 인가하는 양전압 인가 처리를 행한다(단계(S205)). 양전압 인가 처리에서는, 간접 전압 인가부(30)의 스위치(33)를 오프 상태에서 온 상태로 변경함으로써, 간접 양극(25)에 정해진 양전압을 인가한다.

또한 음전압 인가 처리 및 양전압 인가 처리에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 간접 음극(12) 및 간접 양극(25)에는 펄스 형상의 음전압이 아닌, 일정한 값의 음전압을 인가하면 된다. 이와 같이, 일정한 값의 음전압을 간접 음극(12)에 인가하고, 일정한 값의 양전압을 간접 양극(25)에 인가함으로써, 구리 이온(C)을 웨이퍼(W)의 표면측에 효율적으로 집적시킬 수 있다.

그러나, 음전압 인가 처리에 있어서 간접 음극(12)에 인가하는 음전압, 및 양전압 인가 처리에 있어서 간접 양극(25)에 인가하는 양전압은 일정한 값에 한정되지 않고, 펄스 형상의 전압 또는 값이 변화하는 전압을 인가해도 된다.

이어서, 제어부는 직접 전압 인가부(40)를 제어하여, 직접 전극(22)과 웨이퍼(W)의 사이에 전류를 흘리는 전해 처리를 행한다(단계(S206)). 이러한 전해 처리에서는, 스위치(42)와 스위치(43)를 동시에 온 상태로 하여, 직접 전극(22)을 양극으로 하고, 웨이퍼(W)를 음극으로 하도록 웨이퍼(W)와 도금액(M)에 전압을 인가한다.

이상, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 각종 변경이 가능하다. 예를 들면, 상술한 각 실시 형태에서는, 도금액(M)을 웨이퍼(W) 상에 액 축적 처리함으로써, 도금액(M)과 웨이퍼(W)를 접촉시키고 있었지만, 도금액(M)이 담긴 전해조 내에 웨이퍼(W)를 침지시킴으로써, 도금액(M)과 웨이퍼(W)를 접촉시켜도 된다.

또한 상술한 각 실시 형태에서는, 전해 처리로서 도금 처리를 행하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 예를 들면 에칭 처리 등의 각종 전해 처리에 적용할 수 있다.

또한 상술의 각 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면에 구리 이온(C)을 환원하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 웨이퍼(W)의 표면측에 있어서 피처리 이온을 산화하는 경우에도 적용할 수 있다. 이러한 경우에는, 피처리 이온은 음이온인 점에서, 상술한 각 실시 형태에 있어서, 양극과 음극을 반대로 하여 동일한 전해 처리를 행하면 된다. 이에 의해, 피처리 이온의 산화와 환원의 차이는 있으나, 상술한 각 실시 형태와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1(1A))는, 피처리 기판(웨이퍼(W))에 전해 처리를 행하는 전해 처리 장치로서, 기판 유지부(10)와, 전해 처리부(20)를 구비한다. 기판 유지부(10)는 피처리 기판(웨이퍼(W))을 유지하는 절연성의 유지 기체(11)와, 유지 기체(11)의 내부에 마련되어 음전압이 인가되는 간접 음극(12)을 가진다. 전해 처리부(20)는 기판 유지부(10)에 마주하여 마련되고, 피처리 기판(웨이퍼(W))과 피처리 기판(웨이퍼(W))에 접하는 전해액(도금액(M))에 전압을 인가한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 형성되는 비아(70)를 도금막(60)으로 양호하게 매립할 수 있다.

또한 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1(1A))에 있어서, 간접 음극(12)에는 일정한 값의 음전압이 인가된다. 이에 의해, 구리 이온(C)을 웨이퍼(W)의 표면측에 효율적으로 집적시킬 수 있다.

또한 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)에 있어서, 전해 처리부(20)는 절연성의 기체(21)와, 기체(21)의 내부에 마련되어, 양전압이 인가되는 간접 양극(25)을 가진다. 이에 의해, 도금막(60)의 성장 속도를 향상시킬 수 있다.

또한 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1A)에 있어서, 간접 양극(25)에는 일정한 값의 양전압이 인가된다. 이에 의해, 구리 이온(C)을 웨이퍼(W)의 표면측에 효율적으로 집적시킬 수 있다.

또한, 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1(1A))에 있어서, 전해 처리부(20)는 피처리 기판(웨이퍼(W))과 마주하는 직접 전극(22)과, 피처리 기판(웨이퍼(W))과 접촉 가능하게 마련되는 접촉 단자(23)를 가진다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에의 액 축적 처리로 도금 처리가 가능해지는 점에서, 다량의 도금액(M)을 이용하지 않고 웨이퍼(W)에 도금막(60)을 형성할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1(1A))에 있어서, 직접 전극(22)에는 펄스 형상의 양전압이 인가되고, 접촉 단자(23)에는 펄스 형상의 음전압이 인가된다. 이에 의해, 품질이 좋은 도금막(60)을 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 실시 형태에 따른 전해 처리 방법은, 피처리 기판(웨이퍼(W))을 유지하는 절연성의 유지 기체(11)와, 유지 기체(11)의 내부에 마련되어 음전압이 인가되는 간접 음극(12)을 가지는 기판 유지부(10)와, 기판 유지부(10)에 마주하여 마련되고, 피처리 기판(웨이퍼(W))과 피처리 기판(웨이퍼(W))에 접하는 전해액(도금액(M))에 전압을 인가하는 전해 처리부(20)를 구비하는 전해 처리 장치(1(1A))를 이용하여 피처리 기판(웨이퍼(W))에 전해 처리를 행하는 전해 처리 방법으로서, 피처리 기판(웨이퍼(W))을 기판 유지부(10)에 유지하는 유지 공정(단계(S101(S201)))과, 피처리 기판(웨이퍼(W))에 전해액(도금액(M))을 액 축적하는 액 축적 공정(단계(S102(S202)))과, 간접 음극(12)에 음전압을 인가하는 음전압 인가 공정(단계(S104(S204)))과, 전해 처리부(20)에 의해 피처리 기판(웨이퍼(W))과 전해액(도금액(M))에 전압을 인가하는 전해 처리 공정(단계(S105(S206)))을 포함한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 형성되는 비아(70)를 도금막(60)으로 양호하게 매립할 수 있다.

또한 실시 형태에 따른 전해 처리 방법은, 피처리 기판(웨이퍼(W))을 유지하는 절연성의 유지 기체(11)와, 유지 기체(11)의 내부에 마련되어 음전압이 인가되는 간접 음극(12)을 가지는 기판 유지부(10)와, 기판 유지부(10)에 마주하여 마련되고, 절연성의 기체(21)와, 기체(21)의 내부에 마련되어 양전압이 인가되는 간접 양극(25)을 가지고, 피처리 기판(웨이퍼(W))과 피처리 기판(웨이퍼(W))에 접하는 전해액(도금액(M))에 전압을 인가하는 전해 처리부(20)를 구비하는 전해 처리 장치(1A)를 이용하여 피처리 기판(웨이퍼(W))에 전해 처리를 행하는 전해 처리 방법으로서, 피처리 기판(웨이퍼(W))을 기판 유지부(10)로 유지하는 유지 공정(단계(S201))과, 피처리 기판(웨이퍼(W))에 전해액(도금액(M))을 액 축적하는 액 축적 공정(단계(S202))과, 간접 음극(12)에 음전압을 인가하는 음전압 인가 공정(단계(S204))과, 간접 양극(25)에 양전압을 인가하는 양전압 인가 공정(단계(S205))과, 전해 처리부(20)에 의해 피처리 기판(웨이퍼(W))과 전해액(도금액(M))에 전압을 인가하는 전해 처리 공정(단계(S206))을 포함한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 형성되는 비아(70)를 도금막(60)으로 양호하게 매립할 수 있고, 또한 전해 처리에 있어서의 도금막(60)의 성장 속도를 향상시킬 수 있다.

또한 실시 형태에 따른 전해 처리 방법에 있어서, 전해 처리부(20)는 피처리 기판(웨이퍼(W))과 마주하는 직접 전극(22)과, 피처리 기판(웨이퍼(W))과 접촉 가능하게 마련되는 접촉 단자(23)를 가지고, 액 축적 공정(단계(S102(S202))) 후에, 접촉 단자(23)를 피처리 기판(웨이퍼(W))에 접촉시키는 단자 접촉 공정(단계(S103(S203)))을 행한다. 이에 의해, 다량의 도금액(M)을 이용하지 않고 웨이퍼(W)에 도금막(60)을 형성할 수 있다.

또한 실시 형태에 따른 전해 처리 방법에 있어서, 단자 접촉 공정(단계(S103(S203)) 후에 행해지는 전해 처리 공정(단계(S105(S206)))에 있어서, 직접 전극(22)에 펄스 형상의 양전압을 인가하고, 또한 접촉 단자(23)에 펄스 형상의 음전압을 인가한다. 이에 의해, 품질이 좋은 도금막(60)을 효율적으로 형성할 수 있다.

가일층의 효과 및 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 태양은 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정의 상세 및 대표적인 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부한 청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하지 않고, 다양한 변경이 가능하다.

W : 웨이퍼
1, 1A : 전해 처리 장치
10 : 기판 유지부
11 : 유지 기체
12 : 간접 음극
13 : 구동 기구
20 : 전해 처리부
21 : 기체
22 : 직접 전극
23 : 접촉 단자
24 : 이동 기구
25 : 간접 양극
30 : 간접 전압 인가부
31 : 직류 전원
32, 33 : 스위치
40 : 직접 전압 인가부
41 : 직류 전원
42, 43 : 스위치
44 : 부하 저항
50 : 노즐
51 : 이동 기구
60 : 도금막
70 : 비아
71 : 시드층
C : 구리 이온
M : 도금액
S : 황산 이온

Claims

피처리 기판에 전해 처리를 행하는 전해 처리 장치로서,
상기 피처리 기판을 유지하는 절연성의 유지 기체와, 상기 유지 기체의 내부에 마련되고 음전압이 인가되는 간접 음극을 가지는 기판 유지부와,
상기 기판 유지부에 마주하여 마련되고, 상기 피처리 기판과 상기 피처리 기판에 접하는 전해액에 전압을 인가하는 전해 처리부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 간접 음극에는,
일정한 값의 음전압이 인가되는 것
을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전해 처리부는,
절연성의 기체와
상기 기체의 내부에 마련되고, 양전압이 인가되는 간접 양극
을 가지는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 간접 양극에는,
일정한 값의 양전압이 인가되는 것
을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전해 처리부는,
상기 피처리 기판과 마주하는 직접 전극과,
상기 피처리 기판과 접촉 가능하게 마련되는 접촉 단자
를 가지는 것을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 직접 전극에는 펄스 형상의 양전압이 인가되고,
상기 접촉 단자에는 펄스 형상의 음전압이 인가되는 것
을 특징으로 하는 전해 처리 장치.
피처리 기판을 유지하는 절연성의 유지 기체와, 상기 유지 기체의 내부에 마련되고 음전압이 인가되는 간접 음극을 가지는 기판 유지부와,
상기 기판 유지부에 마주하여 마련되고, 상기 피처리 기판과 상기 피처리 기판에 접하는 전해액에 전압을 인가하는 전해 처리부
를 구비하는 전해 처리 장치를 이용하여 상기 피처리 기판에 전해 처리를 행하는 전해 처리 방법으로서,
상기 피처리 기판을 상기 기판 유지부로 유지하는 유지 공정과,
상기 피처리 기판에 상기 전해액을 액 축적하는 액 축적 공정과,
상기 간접 음극에 음전압을 인가하는 음전압 인가 공정과,
상기 전해 처리부에 의해 상기 피처리 기판과 상기 전해액에 전압을 인가하는 전해 처리 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.
피처리 기판을 유지하는 절연성의 유지 기체와, 상기 유지 기체의 내부에 마련되고 음전압이 인가되는 간접 음극을 가지는 기판 유지부와,
상기 기판 유지부에 마주하여 마련되고, 절연성의 기체와 상기 기체의 내부에 마련되고 양전압이 인가되는 간접 양극을 가지고, 상기 피처리 기판과 상기 피처리 기판에 접하는 전해액에 전압을 인가하는 전해 처리부
를 구비하는 전해 처리 장치를 이용하여 상기 피처리 기판에 전해 처리를 행하는 전해 처리 방법으로서,
상기 피처리 기판을 상기 기판 유지부로 유지하는 유지 공정과,
상기 피처리 기판에 상기 전해액을 액 축적하는 액 축적 공정과,
상기 간접 음극에 음전압을 인가하는 음전압 인가 공정과,
상기 간접 양극으로 양전압을 인가하는 양전압 인가 공정과,
상기 전해 처리부에 의해 상기 피처리 기판과 상기 전해액에 전압을 인가하는 전해 처리 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 전해 처리부는,
상기 피처리 기판과 마주하는 직접 전극과, 상기 피처리 기판과 접촉 가능하게 마련되는 접촉 단자를 가지고,
상기 액 축적 공정 후에, 상기 접촉 단자를 상기 피처리 기판에 접촉시키는 단자 접촉 공정을 행하는 것
을 특징으로 하는 전해 처리 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 단자 접촉 공정 후에 행해지는 상기 전해 처리 공정에 있어서, 상기 직접 전극에 펄스 형상의 양전압을 인가하고, 또한 상기 접촉 단자에 펄스 형상의 음전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전해 처리 방법.