TW201816196A

TW201816196A - 電解處理治具及電解處理方法

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Publication number: TW201816196A
Application number: TW106132384A
Authority: TW
Inventors: 星野智久; 濵田正人; 金子聡; 山口恭満
Original assignee: 日商東京威力科創股份有限公司
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-05-01
Also published as: US20190233963A1; JP6783317B2; JPWO2018066297A1; CN109790641A; TWI733904B; KR20190060763A; CN109790641B; KR102499511B1; US11427920B2; WO2018066297A1

Abstract

本發明之課題係可以有效率且適切地進行對被處理基板之電解處理。　　本發明之解決手段之使用被供給到晶圓(W)的電鍍液，對該晶圓(W)進行電解處理之電解處理治具(20)，係具有平板狀的基體(21)，與設在基體(21)的表面(21a)，供接觸到電鍍液並在與晶圓(W)之間施加電壓用之複數直接電極(23)。在相鄰接的直接電極(23、23)設置間隙，電解處理治具(20)的表面具有凹凸形狀。凹凸形狀，係在電解處理治具(20)的表面全面被形成。

Description

電解處理治具及電解處理方法

[0001] 本發明係有關使用被供給到被處理基板之處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具、及使用該電解處理治具之電解處理方法。

[0002] 電解過程(電解處理)，係用於電鍍處理或蝕刻處理等種種處理之技術。例如在半導體裝置之製造步驟，也會進行電解處理。　　[0003] 上述之電鍍處理，從前，係例如以專利文獻1記載之電鍍裝置來進行。在電鍍裝置，在電鍍處理杯狀物內，配置例如將白金形成網目狀的構成的陽極電極，再者，與陽極電極對面配置的半導體晶圓，被配置成該電鍍處理面是朝向下方。此外，支撐半導體晶圓之支撐部，係構成連接到該半導體晶圓之陰極電極。於是，向著半導體晶圓的電鍍處理面，藉由在電鍍處理杯狀物內通過陽極電極使電鍍液噴流來進行半導體晶圓的電鍍處理。　　[0004] 此外，在專利文獻1記載之電鍍裝置設置超音波振動件，藉由將從該超音波振動件發振之超音波傳到電鍍液，來攪拌電鍍液。藉此，謀求提升電鍍處理之均一性。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0005] 　　[專利文獻1]日本特開2004-250747號公報

[發明所欲解決之課題] 　　[0006] 然而，在使用專利文獻1記載之電鍍處理裝置之場合，由於是使電鍍液噴流之構成，而使該裝置構成為複雜者。此外，為了實現提升電鍍處理的均一性，供攪拌電鍍液用之超音波振動件為必要，大規模的攪拌手段也是必要的。　　[0007] 本發明係有鑑於該點而作成的，其目的在於可以有效率且適切地進行對被處理基板之電解處理。 [供解決課題之手段] 　　[0008] 為了達成前述目的，本發明係一種使用被供給到被處理基板的處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具，其特徵係具有平板狀的基體，與設在前述基體表面，供接觸到前述處理液並在與前述被處理基板之間施加電壓用之直接電極；前述電解處理治具的表面係具有凹凸形狀。　　[0009] 根據本發明，可以在使電解處理治具與被處理基板相對地接近移動、使直接電極接觸到處理液之後，藉由對直接電極與被處理基板之間施加電壓，而對該被處理基板適切地進行電解處理。此外，本發明之電解處理治具，由於並非如從前方式使處理液噴流之構成，進而不需要供攪拌處理液用之大規模的手段，所以，能簡易化裝置構成。　　[0010] 在此，在電解處理治具表面為平坦之場合，在使直接電極接觸到處理液時，有在電解處理治具與處理液之間空氣殘留、使氣泡產生於處理液中之疑慮。有這氣泡時，就無法適切地進行電解處理。　　[0011] 此外，電解處理治具表面為平坦之場合，在電解處理結束後將電解處理治具抽離處理液時，作用於電解處理治具之處理液的表面張力會變大。再者，為了減少處理液的量，電解處理係於電解處理治具與處理液之距離微小的狀態下進行，而這樣的場合，在電解處理治具與處理液之間不易形成空氣流入的間隙。此外，電解處理治具與處理液之距離微小的話，在大氣壓的影響下會出現直接電極黏貼在被處理基板之場合。這樣一來，抽離需要較大力，無法容易進行抽離。　　[0012] 該點，根據本發明，由於電解處理治具的表面具有凹凸形狀，而可以在使直接電極接觸到處理液時讓殘留在電解處理治具與處理液之間的空氣釋放到凹凸形狀的凹部。因此，可以抑制處理液中的氣泡，並適切地進行電解處理。　　[0013] 此外，由於在凹凸形狀的凹部以此方式存在空氣，因在該凹部不存在處理液，使處理液接觸到電解處理治具表面的面積減少，而可以減少作用於電解處理治具之處理液的表面張力。這樣一來，可以減少在將電解處理治具抽離處理液時必要的力，能容易進行抽離。　　[0014] 前述凹凸形狀，也可以在前述電解處理治具的表面全面被形成。　　[0015] 也可以是前述直接電極在前述基體的表面被設置複數個；前述凹凸形狀，藉由在相鄰接的前述直接電極間設置間隙而被形成。　　[0016] 前述凹凸形狀，也可以藉由在前述直接電極的表面設置凸部而被形成。　　[0017] 前述凸部，也可以在前述直接電極的表面被設置複數個。　　[0018] 前述凹凸形狀，也可以藉由前述基體的表面彎曲成凸狀而被形成。　　[0019] 前述電解處理治具，也可以進而具有在前述處理液形成電場之間接電極。　　[0020] 根據不同的觀點之本發明係一種使用被供給到被處理基板的處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具，其特徵係具有平板狀的基體，與設在前述基體表面，供接觸到前述處理液並在與前述被處理基板之間施加電壓用之直接電極；在前述電解處理治具形成從表面貫通到背面之貫通孔。　　[0021] 根據本發明，在將電解處理治具配置在指定的處理位置之後，介著貫通孔在電解處理治具與被處理基板之間供給處理液，使直接電極接觸到處理液。此時，即使在電解處理治具與被處理基板之間存在空氣之場合，也可利用由貫通孔被供給之處理液而將這空氣擠出外部。因此，可以抑制處理液中的氣泡，並適切地進行電解處理。此外，在電解處理結束後將電解處理治具抽離處理液時，介著貫通孔對電解處理治具與被處理基板之間供給流體(氣體或液體)，將處理液擠出外部。這樣一來，由於可以減少作用於電解處理治具之處理液的表面張力、結果可以減少抽離所必要的力，而能容易進行抽離。　　[0022] 前述貫通孔，也可以包含從前述直接電極的表面貫通到前述基體的背面而被形成之孔。　　[0023] 也可以是前述直接電極在前述基體的表面被設置複數個，在相鄰接的前述直接電極間形成間隙；前述貫通孔，係包含前述間隙的從前述基體的表面貫通到背面而被形成之孔。　　[0024] 前述電解處理治具，也可以進而具有在前述處理液形成電場之間接電極。　　[0025] 根據不同的觀點之本發明係一種使用被供給到被處理基板的處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具，其特徵係具有平板狀的基體，設在前述基體表面，供接觸到前述處理液並在與前述被處理基板之間施加電壓用之直接電極，與使前述基體的一端部與另一端部個別地在鉛直方向移動之移動機構。　　[0026] 根據本發明，在使直接電極接觸到處理液時，配置基體的一端部在比另一端部偏被處理基板側，從將該基體自水平方向傾斜配置之狀態、利用移動機構使基體的另一端部移動到被處理基板側。此時，即使在電解處理治具與被處理基板之間有空氣存在之場合，這空氣也會從一端部側被擠出到另一端部側。因此，可以抑制處理液中的氣泡，並適切地進行電解處理。此外，在電解處理結束後將電解處理治具抽離處理液時，利用移動機構使基體的另一端部移動離開被處理基板。此時，空氣會流入處理液之另一端部之與電解處理治具之邊界面。這樣一來，由於可以減少作用於電解處理治具之處理液的表面張力、結果可以減少抽離所必要的力，而能容易進行抽離。　　[0027] 前述電解處理治具，也可以進而具有在前述處理液形成電場之間接電極。　　[0028] 根據不同的觀點之本發明係一種使用電解處理治具對被處理基板進行電解處理之電解處理方法，其特徵為前述電解處理治具係具有平板狀的基體，與設在前述基體表面之直接電極；前述電解處理治具的表面係具有凹凸形狀；前述電解處理方法係具有：使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地接近移動、使前述直接電極接觸到前述被處理基板上的處理液之第1步驟，與之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓、並對該被處理基板進行電解處理之第2步驟；在從前述第1步驟到前述第2步驟，前述直接電極接觸到前述處理液之期間，氣體存在前述凹凸形狀的凹部。　　[0029] 前述電解處理方法，也可以在前述第2步驟之後，進而具有使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地離開移動，將前述電解處理治具抽離前述處理液之第3步驟；在前述第3步驟，前述直接電極接觸到前述處理液之期間，氣體存在前述凹凸形狀的凹部。　　[0030] 前述凹凸形狀，也可以在前述電解處理治具的表面全面被形成；在前述第3步驟，氣體會流入前述處理液的外緣部之與前述電解處理治具之邊界面。　　[0031] 前述電解處理治具也可以進而具有在前述處理液形成電場之間接電極；在前述第2步驟，對前述間接電極施加電壓，在前述處理液形成電場，使該處理液中的被處理離子移動到基板側之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理。　　[0032] 根據不同的觀點之本發明係一種使用電解處理治具對被處理基板進行電解處理之電解處理方法，其特徵為前述電解處理治具係具有平板狀的基體，與設在前述基體表面之直接電極；在前述電解處理治具形成從表面貫通到背面之貫通孔；前述電解處理方法係具有：使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地接近移動、將該電解處理治具配置在指定的處理位置之第1步驟，之後，介著前述貫通孔對前述電解處理治具與前述被處理基板之間供給處理液、使前述直接電極接觸到前述處理液之第2步驟，與之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理之第3步驟。　　[0033] 前述電解處理方法，也可以在前述第3步驟之後，進而具有一面介著前述貫通孔將流體供給到前述電解處理治具與前述被處理基板之間，一面使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地離開移動，將前述電解處理治具抽離前述處理液之第4步驟。　　[0034] 前述電解處理治具也可以進而具有在前述處理液形成電場之間接電極；在前述第3步驟，對前述間接電極施加電壓，在前述處理液形成電場，在使該處理液中的被處理離子移動到基板側之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理。　　[0035] 根據不同的觀點之本發明係一種使用電解處理治具對被處理基板進行電解處理之電解處理方法，其特徵為前述電解處理治具係具有平板狀的基體，設在前述基體表面之直接電極，與使前述基體的一端部與另一端部個別地在鉛直方向移動之移動機構；前述電解處理方法係具有：配置前述基體的一端部在比另一端部偏前述被處理基板側，從將該基體自水平方向傾斜配置之狀態、利用前述移動機構使前述基體的另一端部移動到前述被處理基板側，使前述直接電極接觸到前述被處理基板上的處理液之第1步驟，與之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓、並對該被處理基板進行電解處理之第2步驟。　　[0036] 前述電解處理方法，也可以在前述第2步驟之後，進而具有利用前述移動機構使前述基體的另一端部移動離開前述被處理基板，將前述電解處理治具抽離前述處理液之第3步驟。　　[0037] 前述電解處理治具也可以進而具有在前述處理液形成電場之間接電極；在前述第2步驟，對前述間接電極施加電壓，在前述處理液形成電場，在使該處理液中的被處理離子移動到基板側之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理。 [發明之效果] 　　[0038] 根據本發明，可以有效率且適切地進行對被處理基板之電解處理。

[0040] 以下，參照附圖說明本發明之實施型態。又，本發明並不以以下所示之實施型態為限定。　　[0041] ＜1.第1實施型態＞　　首先，說明本發明的第1實施型態。圖1係顯示具備關於本實施型態之電解處理治具之半導體裝置之製造裝置之構成概略之說明圖。在製造裝置1，對被處理基板之半導體晶圓W(以下，簡稱「晶圓W」)，進行電鍍處理作為電解處理。在該晶圓W的表面，形成被用作電極之種晶層(seed layer)(未圖示)。又，在以下的說明所採用之圖面，各構成要素之尺寸，由於以技術上理解的容易度為優先，而未必對應於實際的尺寸。　　[0042] 製造裝置1，係具有晶圓保持部10。晶圓保持部10，係保持晶圓W並使之旋轉之旋轉卡盤。晶圓保持部10，具有俯視下，直徑比晶圓W的直徑大之表面10a，在該表面10a，例如設置抽吸晶圓W之抽吸口(未圖示)。利用來自該抽吸口的抽吸，可以將晶圓W吸附保持在晶圓保持部10上。　　[0043] 在晶圓保持部10，設置例如具備馬達等之驅動機構11，利用該驅動機構11可以於指定的速度旋轉。此外，在驅動機構11，設置錫林滾筒(cylinder)等之升降驅動部(未圖示)，使晶圓保持部10可以在鉛直方向移動。　　[0044] 在晶圓保持部10的上方，對向於該晶圓保持部10，設置電解處理治具20。電解處理治具20，係具有由絕緣體所構成之基體21。基體21為平板狀，俯視下具有直徑比晶圓W的直徑大的表面21a。在基體21，設置端子22、直接電極23及間接電極24。　　[0045] 端子22，係從基體21的表面21a突出設置。如圖2所示，端子22，在基體21的外周部被設置複數個。此外，如圖1所示，端子22係彎曲、具有彈性。再者，複數個端子22，係配置成由其先端部構成的假想面，與被保持在晶圓保持部10的晶圓W表面成為大致平行。於是，在進行電鍍處理時，端子22，係如後述方式接觸到晶圓W(種晶層)的外周部，對該晶圓W施加電壓。又，端子22的形狀並不以本實施型態為限，端子22具有彈性即可。　　[0046] 如圖2所示，直接電極23，在基體21的表面21a全面被設置複數個。各直接電極23，俯視下具有六角形狀。複數個直接電極23係配置成大致蜂巢型，在相鄰接的直接電極23、23間設置間隙25。此外，如圖1所示，複數個直接電極23，係對向於被保持在晶圓保持部10的晶圓W、且被配置成大致平行。於是，藉由該等複數個直接電極23成為凸部、間隙25成為凹部，使電解處理治具20的表面具有凹凸形狀。此外，如上述方式將直接電極23設置在基體21的表面21a全面，該凹凸形狀被形成在電解處理治具20的表面全面。　　[0047] 在進行電鍍處理時，該等複數個直接電極23，係如後述之方式接觸到晶圓W上的電鍍液。又，直接電極23的平面形狀並不以本實施型態為限，也可以是例如圓形狀或矩形狀。　　[0048] 間接電極24，係設置在基體21的內部。亦即，間接電極24並不露出外部。　　[0049] 在端子22、直接電極23及間接電極24，連接直流電源30。端子22，係連接到直流電源30的負極側。直接電極23與間接電極24，則分別連接到直流電源30的正極側。　　[0050] 在基體21的背面21b側，設置使該基體21於鉛直方向移動之移動機構40。在移動機構40，設置錫林滾筒等之升降驅動部(未圖示)。又，移動機構40之構成，只要是可使基體21升降者，得以採取種種構成。　　[0051] 在晶圓保持部10與電解處理治具20之間，設置將電鍍液供給到晶圓W上之噴嘴50。噴嘴50，係利用移動機構51，可以在水平方向及鉛直方向自由移動，被構成可以對著晶圓保持部10自由進退。此外，噴嘴50，係連通到貯留電鍍液之電鍍液供給源(未圖示)，形成從該電鍍液供給源將電鍍液供給到噴嘴50。又，作為電鍍液，可使用例如溶解了硫酸銅與硫酸之混合液，在電鍍液中，包含銅離子。此外，在本實施型態使用噴嘴50作為處理液供給部，但可以採用其他種種手段作為供給電鍍液之機構。　　[0052] 又，在晶圓保持部10的周圍，也可以設置接住、回收自晶圓W飛散或落下的液體之杯狀物(未圖示)。　　[0053] 在以上的製造裝置1，設置控制部(未圖示)。控制部，例如電腦，具有程式收容部(未圖示)。於程式收容部，被收容控制製造裝置1之晶圓W的處理之程式。又，前述程式，例如係被記錄於電腦可讀取的硬碟(HD)、磁碟(FD)、光碟(CD)、光磁碟(MO)、記憶卡等於電腦可讀取的記憶媒體者，也可以是從該記憶媒體安裝於控制部者。　　[0054] 其次，說明使用如以上方式被構成的製造裝置1之製造方法之電鍍處理。　　[0055] 首先，如圖3所示在將晶圓保持部10與電解處理治具20相對向配置之狀態下，利用移動機構51使噴嘴50移動直到被保持在晶圓保持部10之晶圓W的中心部的上方。此時，晶圓保持部10的表面10a與電解處理治具20的基體21的表面21a之間的距離係約100mm。之後，邊利用驅動機構11使晶圓W旋轉，邊從噴嘴50將電鍍液M供給到晶圓W的中心部。被供給的電鍍液M則利用離心力而被擴散至晶圓W全面。此時，利用晶圓W旋轉，電鍍液M於晶圓面內均一地擴散。然後，停止從噴嘴50供給電鍍液M、停止晶圓W的旋轉時，電鍍液M利用電鍍液M的表面張力而停留在晶圓W上，形成均一膜厚的液泥(puddle)。　　[0056] 之後，如圖4所示利用移動機構40使電解處理治具20降下。此時，晶圓保持部10的表面10a與電解處理治具20的基體21的表面21a之間的距離係約1mm～數十mm。然後，使端子22接觸到晶圓W，同時，使直接電極23接觸到晶圓W上的電鍍液M。由於端子22具有彈性，而可以調整該端子22的高度、調整電鍍液M之表面10a、21a間之距離。然後，對各端子22施加指定的荷重，在端子22與晶圓W之間形成電性接點。藉由以此方式施加荷重，即使對於在種晶層的表面被形成自然氧化膜等薄膜之場合或接點形成困難度高的材料，也能形成充分的電性接點。　　[0057] 在此，使電解處理治具20降下、使直接電極23接觸到電鍍液M時，有在電解處理治具20與電鍍液M之間空氣鑽入之場合。即使該場合，也可以如圖5所示將空氣釋放到電解處理治具20的凹凸形狀的凹部、亦即間隙25。因此，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡。由於可以防止偶發的氣泡附著在直接電極23的表面，而可以進行安定的電鍍。　　[0058] 之後，以間接電極24作為陽極、以晶圓W作為陰極並施加直流電壓，形成電場(靜電場)。如此一來，如圖6所示在電解處理治具20的表面(間接電極24及直接電極23)側會聚集負的荷電粒子即硫酸離子S，正的荷電粒子即銅離子C則移動到晶圓W的表面側。　　[0059] 此時，為了迴避直接電極23成為陰極，並不使直接電極23連接到接地，而形成電性地浮動狀態。該場合，由於在電解處理治具20與晶圓W之任何表面之電荷交換都被抑制，而形成因靜電場被吸引的荷電粒子被配列在直接電極23表面。於是，在晶圓W表面也均一地配列銅離子C。此外，於晶圓W表面並不進行銅離子C的電荷交換、水的電性分解也被抑制，因而，可以提高對間接電極24與晶圓W之間施加電壓時的電場。於是，利用該高電場可以加速銅離子C的移動，可以提高電鍍處理的電鍍比率。再者，藉由任意地控制該電場，也可任意地控制被配列在晶圓W表面的銅離子C。如上述，由於可防止直接電極23表面的氣泡產生，配列在直接電極23表面之銅離子C安定下來。　　[0060] 之後，當足夠的銅離子C移動並集聚在晶圓W側時，以直接電極23為陽極、以晶圓W為陰極施加電壓，使電流流到直接電極23與晶圓W之間。這樣一來，如圖7所示可以讓均一地配列在晶圓W表面的銅離子C進行電荷交換、銅離子C被還原，而在晶圓W表面析出銅鍍層60。又，此時硫酸離子S因直接電極23而被氧化。　　[0061] 由於在晶圓W表面集聚足夠的銅離子C，且於均一地配列之狀態下被還原，而能夠在晶圓W表面均一地析出銅鍍層60。結果，可以提高銅鍍層60之結晶密度，形成品質良好的銅鍍層60。此外，由於在晶圓W表面，銅離子C是在均一地配列之狀態下進行還原，而能夠均一且高品質地生成銅鍍層60。　　[0062] 於是，藉著反覆進行上述之從噴嘴50供給電鍍液M、利用間接電極24使銅離子C移動、利用直接電極23及晶圓W使銅離子C還原，而使銅鍍層60成長到指定的膜厚。　　[0063] 之後，如圖8所示利用移動機構40使電解處理治具20升高。此時，由於如上述在間隙25存在空氣，因在該間隙25不存在電鍍液M，使電鍍液M接觸到電解處理治具20表面的面積減少，減少作用於電解處理治具20之電鍍液M的表面張力。　　[0064] 此外，由於在電解處理治具20的表面全面形成凹凸形狀，在電鍍液M的外緣部空氣會流入與電解處理治具20之邊界面。利用該空氣，也可以進而減少作用於電解處理治具20之電鍍液M的表面張力。從而，可以減少在將電解處理治具20抽離電鍍液M時必要的力。　　[0065] 如此，製造裝置1之一連串電鍍處理結束。　　[0066] 根據以上的實施型態，可以在將電解處理治具20對向配置於晶圓W，使直接電極23接觸到電鍍液M之狀態下，對晶圓W適切地進行電鍍處理。此外，由於個別地進行利用間接電極24使銅離子C移動與利用直接電極23及晶圓W使銅離子C還原，所以能在於晶圓W表面均一地集聚足夠的銅離子C之狀態下進行銅離子C還原。因而，可以對晶圓W的表面均一地進行電鍍處理。　　[0067] 此外，根據本實施型態，由於電解處理治具20的表面具有凹凸形狀，而在電解處理前使電解處理治具20降下、使直接電極23接觸到電鍍液M時，可以將鑽入電解處理治具20與電鍍液M之間之空氣釋放到間隙25。從而，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡。由於可以防止偶發的氣泡附著在直接電極23的表面，而可以進行安定的電鍍。　　[0068] 又，在電鍍處理中也會因不同之處理條件，而有例如氫氣氣泡產生之場合。即使該場合，也能使電鍍處理中產生之氣泡釋放到間隙25，而適切地進行電鍍處理。　　[0069] 此外，由於電解處理治具20的表面具有凹凸形狀，而在電鍍處理後將電解處理治具20升高並抽離電鍍液M時，因空氣存在間隙25，可以減少作用於電解處理治具20之電鍍液M的表面張力。此外，由於在電鍍液M的外緣部空氣會流入與電解處理治具20的邊界面，可以進而減少電鍍液M的表面張力。這樣一來，可以減少在將電解處理治具20抽離電鍍液M時必要的力，能容易進行抽離。　　[0070] 在以上的實施型態，藉由直接電極23成為凸部、間隙25成為凹部，而在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀，但凹凸形狀之構成並不以此為限。　　[0071] 也可以如圖9所示在基體21的表面21a形成溝部70。溝部70，被形成在對應間隙25之位置。於是，藉由該等間隙25與溝部70成為凹部、直接電極23與基體21的表面21a附近的一部分成為凸部，而在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀。　　[0072] 也可以如圖10所示在直接電極23的表面形成溝部71。溝部71可以是任意圖案，可以如圖10(a)所示直接電極23的對角線狀地形成溝部71，或可以如圖10(b)所示形成複數個在一方向延伸之溝部71。在任何場合，都是溝部71成為凹部、溝部71以外的直接電極23成為凸部，亦即在直接電極23本身形成凹凸形狀，在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀。　　[0073] 也可以如圖11所示直接電極23具有從其表面突出設置之複數個凸部72。凸部72側面視的幅寬為任意，可以小如圖11(a)所示，或可以大如圖11(b)所示。在任何場合，都是在直接電極23本身形成凹凸形狀，在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀。　　[0074] 也可以如圖12所示直接電極23其表面23a在下方突出成凸狀。亦即，表面23a形成凸部。表面23a的形狀為任意，可以如圖12(a)及圖12(b)所示尖銳化表面23a的先端部，或可以如圖12(c)所示使表面23a彎曲。在任何場合，都是在直接電極23本身形成凹凸形狀，在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀。又，也可以如圖12(a)及圖12(b)所示任意設定表面23a的凸形狀的數量。　　[0075] 也可以如圖13所示基體21的表面21a在下方彎曲成凸狀。藉由以此方式使基體21的表面21a彎曲，而在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀。　　[0076] 在圖9～圖13之任一場合，由於在電解處理治具20的表面形成凹凸形狀，而可以享受與上述實施型態相同之效果。亦即，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡而適切地進行電鍍處理，還可以將電解處理治具20容易地抽離電鍍液M。　　[0077] ＜2.第2實施型態＞　　其次，說明本發明的第2實施型態。圖14係顯示具備關於第2實施型態之電解處理治具之半導體裝置之製造裝置之構成概略之說明圖。以下，針對第2實施型態之製造裝置1，以與第1實施型態之製造裝置1之不同點為中心加以說明。　　[0078] 在電解處理治具20，形成從表面貫通到背面之貫通孔100。貫通孔100，貫通直接電極23與基體21，亦即從直接電極23的表面貫通到基體21的背面21b被形成。如圖15所示，貫通孔100係形成在各直接電極23的中心部。又，貫通孔100也可以被構成可以開閉。　　[0079] 如圖14所示，在貫通孔100連接配管101。配管101，係連通到供給空氣之空氣供給源102、與供給電鍍液M之電鍍液供給源103。此外，在配管101，設置切換從空氣供給源102供給空氣與從電鍍液供給源103供給電鍍液M之閥104。　　[0080] 又，在第2實施型態之製造裝置1，由於從電鍍液供給源103介著配管101及貫通孔100供給電鍍液M，可以省略第1實施型態之噴嘴50或移動機構51。此外，第2實施型態之製造裝置1之其他構成，由於與第1實施型態之製造裝置1之構成相同而省略說明。　　[0081] 其次，說明使用如以上方式被構成的製造裝置1之製造方法之電鍍處理。　　[0082] 首先，如圖16所示利用移動機構40使電解處理治具20降下。然後，使端子22接觸到晶圓W。　　[0083] 之後，利用閥104而使貫通孔100連通到電鍍液供給源103，如圖17所示介著貫通孔100在電解處理治具20與晶圓W之間供給電鍍液M。如此一來，在電解處理治具20與晶圓W之間存在之空氣，係利用電鍍液M而自電解處理治具20與晶圓W之間被擠出外部。因此，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡。於是，如圖18所示在電解處理治具20與晶圓W之間被充填電鍍液M，直接電極23接觸到電鍍液M。　　[0084] 之後，藉由以間接電極24為陽極、以晶圓W為陰極並以間接電極24為陽極、以晶圓W為陰極而施加直流電壓，形成電場(靜電場)，使負的荷電粒子即硫酸離子S移動到電解處理治具20的表面側、使正的荷電粒子即銅離子C移動到晶圓W的表面側。又，利用該間接電極24使銅離子C移動，係由於與第1實施型態之步驟相同而省略詳細說明。　　[0085] 之後，以直接電極23作為陽極、以晶圓W作為陰極並施加電壓，在晶圓W的表面形成銅鍍層60。又，該銅鍍層60的形成(銅離子C的還原)，由於與第1實施型態之步驟相同而省略詳細說明。　　[0086] 之後，在將電解處理治具20抽離電鍍液M時，利用閥104而使貫通孔100連通到空氣供給源102，如圖19所示介著貫通孔100對電解處理治具20與晶圓W之間供給空氣。如此一來，電鍍液M，係利用空氣而自電解處理治具20與晶圓W之間被擠出外部。此時，可以使電鍍液M接觸到電解處理治具20表面的面積減少，減少作用於電解處理治具20之電鍍液M的表面張力。於是，由於在該狀態下，如圖20所示利用移動機構40使電解處理治具20升高，而可以減少在將電解處理治具20抽離電鍍液M時必要的力，能容易進行抽離。　　[0087] 如此，製造裝置1之一連串電鍍處理結束。　　[0088] 於本實施型態，也可得到與第1實施型態同樣的效果。亦即，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡而適切地進行電鍍處理，還可以將電解處理治具20容易地抽離電鍍液M。　　[0089] 在以上的實施型態，貫通孔100連通到空氣供給源102與電鍍液供給源103，但也可以設置其他供給源而對貫通孔100供給其他流體。　　[0090] 在例如將電解處理治具20抽離電鍍液M時，在電解處理治具20與晶圓W之間供給空氣，也可以取代空氣而供給液體、例如水。　　[0091] 此外，在半導體裝置的製造時，在電鍍處理之前後進行種種液處理。例如在電鍍處理之前進行洗淨處理之場合，在晶圓W上供給DIW或IPA等之洗淨液。於是，介著貫通孔100，也可以在晶圓W上供給此類之洗淨液等處理液。　　[0092] 此外，在以上之實施型態，貫通孔100係作為供給空氣或電鍍液M之供給孔發揮功能，但也可以將複數個貫通孔100之中一部分的貫通孔100、作為該等空氣或電鍍液M的排出孔發揮功能。該場合，在電解處理治具20與晶圓W之間供給電鍍液M時，在電解處理治具20與晶圓W之間存在之空氣，也會從作為排出孔發揮功能之貫通孔100被排出。此外，在將電解處理治具20抽離電鍍液M時，在電解處理治具20與晶圓W之間存在之電鍍液M，也會從作為排出孔發揮功能之貫通孔100被排出。從而，可以進而提升電鍍液M中氣泡產生之抑制效果、與電解處理治具20對電鍍液M之剝離性。　　[0093] 在以上的實施型態之電解處理治具20，形成貫通直接電極23與基體21之貫通孔100，也可以如圖21所示進而形成貫通孔110。貫通孔110，在間隙25被形成從基體21的表面21a貫通到背面21b。此外，貫通孔110在間隙25被形成複數個。在該貫通孔110，也是連通上述之空氣供給源102與電鍍液供給源103，發揮與貫通孔100相同之功能。於是，藉由加上貫通孔100而形成貫通孔110，可以進而提升電鍍液M中氣泡產生之抑制效果、與電解處理治具20對電鍍液M之剝離性。　　[0094] 又，也可以在電解處理治具20，取代貫通孔100而僅形成貫通孔110。此外，也可以將複數個貫通孔110之中一部分的貫通孔120、作為空氣或電鍍液M的排出孔發揮功能。再者，貫通孔110也可以被構成可以開閉。　　[0095] ＜3.第3實施型態＞　　其次，說明本發明的第3實施型態。圖22係顯示具備關於第3實施型態之電解處理治具之半導體裝置之製造裝置之構成概略之說明圖。以下，針對第3實施型態之製造裝置1，以與第1實施型態之製造裝置1之不同點為中心加以說明。　　[0096] 在製造裝置1，取代第1實施型態之移動機構40，而設置移動機構200。移動機構200，係使基體21的外緣部之一端部21c與另一端部21d個別地在鉛直方向移動。在移動機構200，設置錫林滾筒等之升降驅動部(未圖示)。又，移動機構200之構成，只要是可使基體21升降者，可採取種種構成。　　[0097] 又，第3實施型態之製造裝置1之其他構成，由於與第1實施型態之製造裝置1之構成相同而省略說明。　　[0098] 其次，說明使用如以上方式被構成的製造裝置1之製造方法之電鍍處理。　　[0099] 首先，使用噴嘴50，在晶圓W上形成電鍍液M的液泥。又，該液泥的形成，由於與第1實施型態之步驟相同而省略詳細說明。　　[0100] 之後，如圖23所示利用移動機構200，將基體21的一端部21c配置在比另一端部21d偏下方。亦即，將基體21自水平方向傾斜配置。基體21的傾斜角度，係例如5度。此時，基體21的一端部21c係位置於指定的處理位置(處理高度)。　　[0101] 然後，如圖24所示利用移動機構200使基體21的另一端部21d降下。此時，不使一端部21c移動，基體21係以一端部21c為中心旋動。然後，使端子22接觸到晶圓W，同時，使直接電極23接觸到晶圓W上的電鍍液M。　　[0102] 此時，在電解處理治具20與晶圓W之間存在之空氣，從一端部21c側擠出到另一端部21d側。因此，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡。　　[0103] 之後，藉由以間接電極24為陽極、以晶圓W為陰極並以間接電極24為陽極、以晶圓W為陰極而施加直流電壓，形成電場(靜電場)，使負的荷電粒子即硫酸離子S移動到電解處理治具20的表面側、使正的荷電粒子即銅離子C移動到晶圓W的表面側。又，利用該間接電極24使銅離子C移動，係由於與第1實施型態之步驟相同而省略詳細說明。　　[0104] 之後，以直接電極23作為陽極、以晶圓W作為陰極並施加電壓，在晶圓W的表面形成銅鍍層60。又，該銅鍍層60的形成(銅離子C的還原)，由於與第1實施型態之步驟相同而省略詳細說明。　　[0105] 之後，在將電解處理治具20抽離電鍍液M時，如圖25所示利用移動機構200使基體21的另一端部21d升高。此時，不使一端部21c移動，基體21係以一端部21c為中心旋動。　　[0106] 此時，空氣會從電鍍液M在另一端部21d側與電解處理治具20之邊界面、亦即被形成在另一端部21d側之電鍍液M與電解處理治具20之間的開口部流入。如此一來，可以使電鍍液M接觸到電解處理治具20表面的面積減少，減少作用於電解處理治具20之電鍍液M的表面張力。於是，由於在該狀態下，目前如圖26所示將電解處理治具20抽離電鍍液M，而可以減少在抽離所必要的力，能容易進行抽離。　　[0107] 如此，製造裝置1之一連串電鍍處理結束。　　[0108] 於本實施型態，也可享受與第1實施型態同樣的效果。亦即，可以抑制在電鍍液M中產生氣泡而適切地進行電鍍處理，還可以將電解處理治具20容易地抽離電鍍液M。　　[0109] ＜4.其他實施型態＞　　[0110] 在以上的實施型態，利用移動機構40使電解處理治具20降下，使端子22接觸到晶圓W，但在製造裝置1，也可以利用驅動機構11使晶圓保持部10升高。或者，也可以使電解處理治具20與晶圓保持部10雙方移動。此外，也可以將電解處理治具20與晶圓保持部10之配置作成相反，將電解處理治具20配置在晶圓保持部10的下方。　　[0111] 在以上之實施型態，晶圓保持部10為旋轉卡盤，取代此，而採用上面開口、在內部貯留電鍍液M之杯狀物亦可。　　[0112] 在以上之實施型態，說明進行電鍍處理作為電解處理之場合，但本發明係可以適用於例如蝕刻處理等種種電解處理。　　[0113] 此外，在以上之實施型態，說明在晶圓W表面側將銅離子C還原之場合，但本發明也可以適用於在晶圓W表面側將被處理離子氧化之場合。該場合，被處理離子為陰離子，在上述實施型態將陽極與陰極作成相反來進行同樣的電解處理即可。於本實施型態，被處理離子的氧化與還原可能有所不同，也可享受與上述實施型態同樣的效果。　　[0114] 以上，參照附圖同時說明了本發明之適切的實施型態，但是本發明並不以相關之例為限定。只要是熟悉該項技藝者，可了解到於申請專利範圍所記載的思想的範疇內，可想到各種變更例或修正例係不言自明，關於該些也都當然屬於本發明的技術範圍。本發明不限於此例可以採用種種的態樣。

[0115]

1‧‧‧製造裝置

20‧‧‧電解處理治具

21‧‧‧基體

22‧‧‧端子

23‧‧‧直接電極

24‧‧‧間接電極

25‧‧‧間隙

40‧‧‧移動機構

60‧‧‧銅鍍層

70‧‧‧溝部

71‧‧‧溝部

72‧‧‧凸部

100‧‧‧貫通孔

110‧‧‧貫通孔

200‧‧‧移動機構

C‧‧‧銅離子

M‧‧‧電鍍液

S‧‧‧硫酸離子

W‧‧‧晶圓(半導體晶圓)

[0039] 　　圖1係顯示具備關於第1實施型態之電解處理治具之半導體裝置之製造裝置之構成概略之說明圖。　　圖2係顯示關於第1實施型態之電解處理治具之構成概略之平面圖。　　圖3係顯示在第1實施型態，在晶圓上形成電鍍液的液泥(puddle)的樣子之說明圖。　　圖4係顯示在第1實施型態，降下電解處理治具、使端子接觸到晶圓，同時，使直接電極接觸到晶圓上的電鍍液的樣子之說明圖。　　圖5係顯示在第1實施型態，使直接電極接觸到晶圓上的電鍍液的樣子之說明圖。　　圖6係顯示在第1實施型態，對間接電極與晶圓之間施加電壓的樣子之說明圖。　　圖7係顯示在第1實施型態，對直接電極與晶圓之間施加電壓的樣子之說明圖。　　圖8係顯示在第1實施型態，使電解處理治具升高、抽離電鍍液的樣子之說明圖。　　圖9係顯示在第1實施型態，電解處理治具的凹凸形狀之其他構成概略之剖面圖。　　圖10係顯示在第1實施型態，電解處理治具的凹凸形狀之其他構成概略之平面圖。　　圖11係顯示在第1實施型態，電解處理治具的凹凸形狀之其他構成概略之剖面圖。　　圖12係顯示在第1實施型態，電解處理治具的凹凸形狀之其他構成概略之剖面圖。　　圖13係顯示在第1實施型態，電解處理治具的凹凸形狀之其他構成概略之剖面圖。　　圖14係顯示具備關於第2實施型態之電解處理治具之半導體裝置之製造裝置之構成概略之說明圖。　　圖15係顯示關於第2實施型態之電解處理治具之構成概略之平面圖。　　圖16係顯示在第2實施型態，降下電解處理治具、使端子接觸到晶圓的樣子之說明圖。　　圖17係顯示在第2實施型態，從貫通孔供給電鍍液的樣子之說明圖。　　圖18係顯示在第2實施型態，在電解處理治具與晶圓之間充填電鍍液，使直接電極接觸到晶圓上的電鍍液的樣子之說明圖。　　圖19係顯示在第2實施型態，從貫通孔供給空氣的樣子之說明圖。　　圖20係顯示在第2實施型態，使電解處理治具升高、抽離電鍍液的樣子之說明圖。　　圖21係顯示關於第2實施型態之電解處理治具之其他構成概略之平面圖。　　圖22係顯示具備關於第3實施型態之電解處理治具之半導體裝置之製造裝置之構成概略之說明圖。　　圖23係顯示在第3實施型態，將電解處理治具傾斜配置的樣子之說明圖。　　圖24係顯示在第3實施型態，降下電解處理治具的另一端部、使端子接觸到晶圓，同時，使直接電極接觸到晶圓上的電鍍液的樣子之說明圖。　　圖25係顯示在第3實施型態，使電解處理治具的另一端部升高、抽離電鍍液的樣子之說明圖。　　圖26係顯示在第3實施型態，將電解處理治具抽離電鍍液的樣子之說明圖。

Claims

一種使用被供給到被處理基板的處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具，其特徵係具有　　平板狀的基體，與設在前述基體表面，供接觸到前述處理液並在與前述被處理基板之間施加電壓用之直接電極；　　前述電解處理治具的表面係具有凹凸形狀。
如申請專利範圍第1項記載之電解處理治具，其中　　前述凹凸形狀，係在前述電解處理治具的表面全面被形成。
如申請專利範圍第1或2項記載之電解處理治具，其中　　前述直接電極係在前述基體的表面被設置複數個；　　前述凹凸形狀，係藉由在相鄰接的前述直接電極間設置間隙而被形成。
如申請專利範圍第1或2項記載之電解處理治具，其中　　前述凹凸形狀，係藉由在前述直接電極的表面設置凸部而被形成。
如申請專利範圍第4項記載之電解處理治具，其中　　前述凸部，係在前述直接電極的表面被設置複數個。
如申請專利範圍第1或2項記載之電解處理治具，其中　　前述凹凸形狀，係藉由前述基體的表面彎曲成凸狀而被形成。
如申請專利範圍第1或2項記載之電解處理治具，其中　　進而具有在前述處理液形成電場之間接電極。
一種使用被供給到被處理基板的處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具，其特徵係具有　　平板狀的基體，與　　設在前述基體表面，供接觸到前述處理液並在與前述被處理基板之間施加電壓用之直接電極；　　在前述電解處理治具形成從表面貫通到背面之貫通孔。
如申請專利範圍第8項記載之電解處理治具，其中　　前述貫通孔，係包含從前述直接電極的表面貫通到前述基體的背面而被形成之孔。
如申請專利範圍第8或9項記載之電解處理治具，其中　　前述直接電極係在前述基體的表面被設置複數個，　　在相鄰接的前述直接電極間形成間隙；　　前述貫通孔，係包含前述間隙的從前述基體的表面貫通到背面而被形成之孔。
如申請專利範圍第8或9項記載之電解處理治具，其中　　進而具有在前述處理液形成電場之間接電極。
一種使用被供給到被處理基板的處理液，對該被處理基板進行電解處理之電解處理治具，其特徵係具有　　平板狀的基體，　　設在前述基體表面，供接觸到前述處理液並在與前述被處理基板之間施加電壓用之直接電極，與　　使前述基體的一端部與另一端部個別地在鉛直方向移動之移動機構。
如申請專利範圍第12項記載之電解處理治具，其中　　進而具有在前述處理液形成電場之間接電極。
一種使用電解處理治具對被處理基板進行電解處理之電解處理方法，其特徵為　　前述電解處理治具係具有　　平板狀的基體，與　　設在前述基體表面之直接電極；　　前述電解處理治具的表面係具有凹凸形狀；　　前述電解處理方法係具有：使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地接近移動、使前述直接電極接觸到前述被處理基板上的處理液之第1步驟，與　　之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓、並對該被處理基板進行電解處理之第2步驟；　　在從前述第1步驟到前述第2步驟，前述直接電極接觸到前述處理液之期間，氣體存在前述凹凸形狀的凹部。
如申請專利範圍第14項記載之電解處理方法，其中　　在前述第2步驟之後，進而具有使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地離開移動，將前述電解處理治具抽離前述處理液之第3步驟；　　在前述第3步驟，前述直接電極接觸到前述處理液之期間，氣體存在前述凹凸形狀的凹部。
如申請專利範圍第15項記載之電解處理方法，其中　　前述凹凸形狀，係在前述電解處理治具的表面全面被形成；在前述第3步驟，氣體會流入前述處理液的外緣部之與前述電解處理治具之邊界面。
如申請專利範圍第14～16項任一項記載之電解處理方法，其中　　前述電解處理治具進而具有在前述處理液形成電場之間接電極；　　在前述第2步驟，對前述間接電極施加電壓，在前述處理液形成電場，使該處理液中的被處理離子移動到基板側之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理。
一種使用電解處理治具對被處理基板進行電解處理之電解處理方法，其特徵為　　前述電解處理治具係具有　　平板狀的基體，與　　設在前述基體表面之直接電極；　　在前述電解處理治具形成從表面貫通到背面之貫通孔；　　前述電解處理方法係具有：使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地接近移動、將該電解處理治具配置在指定的處理位置之第1步驟，　　之後，介著前述貫通孔對前述電解處理治具與前述被處理基板之間供給處理液、使前述直接電極接觸到前述處理液之第2步驟，與　　之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理之第3步驟。
如申請專利範圍第18項記載之電解處理方法，其中　　在前述第3步驟之後，進而具有一面介著前述貫通孔將流體供給到前述電解處理治具與前述被處理基板之間，一面使前述電解處理治具與前述被處理基板相對地離開移動，將前述電解處理治具抽離前述處理液之第4步驟。
如申請專利範圍第18或19項記載之電解處理方法，其中　　前述電解處理治具進而具有在前述處理液形成電場之間接電極；　　在前述第3步驟，對前述間接電極施加電壓，在前述處理液形成電場，使該處理液中的被處理離子移動到基板側之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理。
一種使用電解處理治具對被處理基板進行電解處理之電解處理方法，其特徵為　　前述電解處理治具係具有　　平板狀的基體，　　設在前述基體表面之直接電極，與　　使前述基體的一端部與另一端部個別地在鉛直方向移動之移動機構；　　前述電解處理方法係具有：　　配置前述基體的一端部在比另一端部偏前述被處理基板側，從將該基體自水平方向傾斜配置之狀態、利用前述移動機構使前述基體的另一端部移動到前述被處理基板側，使前述直接電極接觸到前述被處理基板上的處理液之第1步驟，與　　之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓、並對該被處理基板進行電解處理之第2步驟。
如申請專利範圍第21項記載之電解處理方法，其中　　在前述第2步驟之後，進而具有利用前述移動機構使前述基體的另一端部移動離開前述被處理基板，將前述電解處理治具抽離前述處理液之第3步驟。
如申請專利範圍第21或22項記載之電解處理方法，其中　　前述電解處理治具進而具有在前述處理液形成電場之間接電極；　　在前述第2步驟，對前述間接電極施加電壓，在前述處理液形成電場，使該處理液中的被處理離子移動到基板側之後，對前述直接電極與前述被處理基板之間施加電壓，對該被處理基板進行電解處理。