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CN110306231A - 电解镀敷装置及电解镀敷方法 - Google Patents

电解镀敷装置及电解镀敷方法 Download PDF

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CN110306231A
CN110306231A CN201810886865.0A CN201810886865A CN110306231A CN 110306231 A CN110306231 A CN 110306231A CN 201810886865 A CN201810886865 A CN 201810886865A CN 110306231 A CN110306231 A CN 110306231A
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右田达夫
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Abstract

本发明的一方式提供一种可将密封部件与接触部件配置在最佳场所，且可个别地调整密封部件与接触部件的按压的电解镀敷装置及电解镀敷方法。实施方式的电解镀敷装置具备：镀敷槽，能填充镀敷液；密封部件，配置在被处理衬底的被处理面的周缘部，在将被处理衬底浸渍于镀敷槽时，将镀敷液密封在被处理面的中央侧；以及接触部件，与密封部件独立地设置，在比密封部件更靠被处理衬底的周缘部侧进行对被处理面的电导通；且密封部件赋予被处理衬底的按压力、与接触部件赋予被处理衬底的按压力能分别独立地调整。

Description

电解镀敷装置及电解镀敷方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种电解镀敷装置及电解镀敷方法。
背景技术
在半导体装置用的电解镀敷装置中，需要应对各种材料的衬底。作为具体的衬底材料，例如考虑有硅、玻璃、化合物半导体等。此外，也有对贴合多个衬底的衬底进行镀敷的状况。
在电解镀敷装置中，为了将半导体衬底浸渍于镀敷槽，需要设置密封部件，以使镀敷液不会浸入多余的部位。通常是将密封部件配置在经图案化的抗蚀剂层之上，并使接地电位用接触部件接触低电阻的金属晶种层。
然而，密封部件的按压最佳值会根据抗蚀剂的材料、膜厚、图案开口率即接触面积而大幅变化。若密封部件的按压过高，则有晶片粘在密封部件上，导致晶片裂开的可能。此外，若接触部件的按压过高，则有半导体衬底出现缺口、或产生龟裂的可能。
电解镀敷装置中的密封部件及接触部件大多是以一体成形的构造体形式提供，难以个别地控制密封部件与接触部件的压力。
此外，作为进行镀敷的对象的半导体衬底即晶片若边缘被切去，则接触部件接触晶片的边缘部分时，有无法充分确保接触面积的可能。如此，若密封部件与接触部件一体成形，则无法将密封部件及接触部件分别配置在独立的场所，因此密封部件与接触部件的配置场所产生限制。
发明内容
本发明的一方式提供一种可将密封部件与接触部件配置在最佳场所、且可个别地调整密封部件与接触部件的按压的电解镀敷装置及电解镀敷方法。
根据本实施方式，提供一种电解镀敷装置，具备：镀敷槽，能填充镀敷液；
密封部件，配置在被处理衬底的被处理面的周缘部，在将所述被处理衬底浸渍于所述镀敷槽时，将所述镀敷液密封在所述被处理面的中央侧；以及
接触部件，与所述密封部件独立地设置，在比所述密封部件更靠所述被处理衬底的周缘部侧进行对所述被处理面的电导通；且
所述密封部件赋予所述被处理衬底的按压力、与所述接触部件赋予所述被处理衬底的按压力能分别独立地调整。
附图说明
图1是表示一实施方式的电解镀敷装置的主要部分的剖视图。
图2是表示被处理衬底支持部的详细构造的图。
图3是表示使接触部件接触支持衬底的与被处理面为相反侧的面的一个例子的图。
图4是表示使接触部件接触支持衬底的被处理面的一个例子的图。
图5是从被处理面侧观察被处理衬底支持部的俯视图。
图6是表示无支持衬底而对被处理衬底进行镀敷处理时的密封部件与接触部件的接触方式的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。另外，本件说明书添附的附图中，为了便于图示及理解，适当地将比例尺及纵横尺寸比等，从实物进行变更而予以夸张描绘。
而且，关于本说明书中使用的特定形状、几何学条件以及它们的程度的例如“平行”、“正交”、“相同”等用语、长度、角度的值等，并不限制为严格的含义，应包含能获得相同功能的程度的范围而进行理解。
图1是表示一实施方式的电解镀敷装置1的主要部分的剖视图。图1的电解镀敷装置1具备被处理衬底支持部2、镀敷槽3、及移动机构4。被处理衬底支持部2对作为镀敷对象的被处理衬底5进行支持，是本实施方式的特征部分，所以详细说明将在下文进行叙述。
被处理衬底支持部2是在移动机构4的移动控制下，经由闸阀14而进行对电解镀敷装置1的搬入及搬出。镀敷槽3是上端侧开口的圆筒形容器。在镀敷槽3的大致中央部，沿铅垂方向配置有喷出镀敷液3a的喷出管6。另外，在图1中，将图示的垂直方向设为铅垂方向、即镀敷槽3的液面的法线方向(深度方向)，将图示的水平方向设为镀敷槽3的液面方向。该喷出管6的前端部设置在镀敷槽3的深度方向的中间附近。在喷出管6的周围，配置有大致圆板状的阳极电极7。将阳极电极7熔解时产生的Cu离子供给至镀敷液3a中，由此将镀敷液3a中的Cu离子浓度维持为大致固定。
对阳极电极7施加特定电压，由此在阳极电极7、与通过后述接触部件23被设定为接地电位的被处理衬底5之间形成电场。
镀敷槽3通过间隔壁8被隔开。该间隔壁8的内周侧连接在喷出管6的前端部，外周侧连接在镀敷槽3的内壁。经间隔壁8隔开的上侧从喷出管6被供给镀敷液3a。经间隔壁8隔开的下侧从循环配管9被供给镀敷液3a。间隔壁8使离子透过，不使阳极电极7熔解时产生的杂质、镀敷处理中产生的氧气、氢气等的泡透过。
在镀敷槽3的底面侧设置有循环配管9。所述循环配管9使用未图示的泵，在镀敷槽3的比间隔壁8更下侧的区域，使镀敷液3a循环。在包围镀敷槽3的周围的外槽10的底部，设置有2个排出口11。在所述排出口11连接有配管12。该配管12与喷出管6之间配置有泵13。泵13将未图示的罐内的镀敷液3a通过配管12供给至镀敷槽3。
图1所示的镀敷槽3的构造为一例，本实施方式的电解镀敷装置1可应用于任意构造的镀敷槽3。
被处理衬底支持部2如后所述是以使密封部件21接触被处理衬底5，且利用接触部件23将被处理面5a设定为接地电位的状态对被处理衬底5进行支持。在被处理衬底支持部2连接有移动机构4。移动机构4具有使被处理衬底5沿着镀敷槽3的液面的法线方向移动的功能、及使被处理衬底5沿着镀敷槽3的液面的方向移动的功能。
此处，所谓密封部件21，是指以下部件：配置在被处理衬底5的被处理面5a的周缘部，在被处理衬底5被浸渍于镀敷槽3时，将镀敷液3a密封在被处理面5a的中央侧。此外，所谓接触部件23，是指以下部件：与密封部件21独立地设置，在比密封部件21更靠被处理衬底5的周缘部侧进行对被处理面5a的电导通。接触部件23在比密封部件21更靠被处理衬底5的周缘部侧接触被处理衬底5、或者接触支持被处理衬底5的支持衬底20。
接触部件23接触被处理衬底5或者支持衬底20的部位的被处理面5a的法线方向的高度、及密封部件21接触被处理衬底5的部位的被处理面5a的法线方向的高度独立地被控制。接触部件23接触被处理衬底5的与被处理面5a相连的侧方的第1端面、与被处理面5a为相反侧的第2端面、支持被处理衬底5的支持衬底20的侧方的第3端面、及与支持衬底20的被处理衬底5的接触面为相反侧的第4端面中的至少一个接触。密封部件21对被处理衬底5赋予的按压力、与接触部件23对被处理衬底5或者支持衬底20赋予的按压力分别独立地被控制。
如后所述，接触部件23也可在第1至第4端面中的至少一个分别相隔开而在多个部位连接。此外，在多个部位的每一个，接触部件23对被处理衬底5赋予的按压力也可分别独立地被控制。接触部件23接触被处理衬底5或者支持衬底20的部位的被处理面5a的法线方向的高度、及密封部件21接触被处理衬底5的部位的被处理面5a的法线方向的高度也可在多个部位的每一个独立地被控制。
图2是表示被处理衬底支持部2的详细构造的图。图2的被处理衬底支持部2是表示具备对被处理衬底5进行支持的支持衬底20的一个例子。为实现微细化而在被处理衬底5形成Si贯通电极(TSV：Through Silicon Via)时，需要通过研磨处理将被处理衬底5薄膜化，所以通常是将被处理衬底5接着在支持衬底20。即便为镀敷处理，在将被处理衬底5接着在支持衬底20的状态下进行的状况也较多。
图2表示将支持衬底20上接着的被处理衬底5朝下配置的一个例子。被处理衬底5的被镀敷处理的被处理面5a的更下方，配置有图1所示的镀敷槽3，在镀敷处理时将被处理衬底5浸渍于镀敷槽3。
密封部件21配置在被处理衬底5的被处理面5a的周缘部。密封部件21是包围被处理面5a的中央侧的环状构造体，在被处理衬底5被浸渍于镀敷槽3时，将镀敷液3a密封在被处理面5a的中央侧。密封部件21接着在被处理面5a上的例如抗蚀剂膜5b上。密封部件21是树脂等具有弹性的绝缘材料。在将被处理衬底5浸渍于镀敷槽3时，移动机构4使被处理衬底5移动至图2的下方。在密封部件21接合有密封支持部件22，若通过移动机构4使被处理衬底5移动至下方，则密封支持部件22向上方按压密封部件21，由此密封部件21按压被处理衬底5的应力增大，密封效果提升。通过调整密封支持部件22的铅垂方向的长度，可调整密封部件21按压被处理衬底5的应力。由此，不会施加密封部件21粘在被处理衬底5上的程度的过大按压力，且可调整为以能获得恰当的密封效果的程度的按压力对被处理衬底5进行按压。
接触部件23与密封部件21独立地设置。接触部件23接触支持衬底20的外周侧面。接触部件23是导电材料，在接触部件23接合有向上方延伸的接触支持部件24。通过调整该接触支持部件24的铅垂方向的长度，可调整支持衬底20的铅垂方向的高度。由此，可调整接触部件23对支持衬底20的按压力。接触部件23被设定为接地电位，在镀敷处理时，成为与施加在图1的阳极电极7的阳极电位相对的基准电位。
如上所述，接触部件23与密封部件21分开设置，所以可无关于密封部件21的接着位置、接着高度及按压力，而调整接触部件23的接着位置、接着高度及按压力。因此，与接触部件23及密封部件21一体成形的情况相比，接触部件23与密封部件21均容易使接着位置、接着高度及按压力最佳化。
图2中表示使接触部件23接触支持衬底20的外周侧面的一个例子，但也可如图3所示，使其接触支持衬底20的与被处理面5a为相反侧的面(本说明书中也称为背面)。或者，也可如图4所示，使接触部件23接触支持衬底20的被处理面5a。
图2～图4均是与密封部件21分开设置接触部件23，该点是共通的，接触部件23只要与密封部件21分开设置，则接触部件23的接触方式并无限制。例如，接触部件23也可接触支持衬底20的被处理面5a、侧面及背面中的至少2个以上的面。
图5是从被处理面5a侧观察被处理衬底支持部2的俯视图。如图5所示，密封部件21为圆环状的形状，相对于此，接触部件23沿着支持衬底20的外周缘以特定之间隔设置在多个部位。多个接触部件23分别分开设置，且也与密封部件21隔开配置。由此，可针对各接触部件23调整与支持衬底20的接着位置、接着高度及按压力。被处理衬底5根据制造时的加工精度而面内方向的厚度、应力的施加方式均不同。此种被处理衬底5的偏差，可通过个别地调整多个接触部件23的接着位置、接着高度及按压力而吸收。
图2～图4表示在将被处理衬底5接着在支持衬底20上的状态下进行镀敷处理的一个例子，但在无支持衬底20而对被处理衬底5进行镀敷处理时也可应用本实施方式。图6是表示无支持衬底20而对被处理衬底5进行镀敷处理时的密封部件21与接触部件23的接触方式的一例的图。在图6的情况下，密封部件21的接触方式与图2～图4相同，但接触部件23接触的是被处理衬底5的与被处理面5a为相反侧的面、即背面。作为图6的一个变化例，也可在被处理衬底5的外周侧面配置接触部件23。
如此，在本实施方式中，将密封部件21与接触部件23分开设置，可与接触部件23的接着位置、接着高度及按压力无关地调整密封部件21的接着位置、接着高度及按压力。由此，可使密封部件21与接触部件23的接着位置、接着高度及按压力分别最佳化。
根据本实施方式，无论在将被处理衬底5接着在支持衬底20的状态进行镀敷处理时，还是将被处理衬底5不接着支持衬底20而进行镀敷处理时，均可使密封部件21与接触部件23的接着位置、接着高度及按压力分别最佳化。
虽对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种方式实施，且在不脱离发明的主旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变化包含在发明的范围及主旨，且包含在权利要求记载的发明及其均等范围内。
[符号的说明]
1 电解镀敷装置
2 被处理衬底支持部
3 镀敷槽
3a 镀敷液
4 移动机构
5 被处理衬底
5a 被处理面
5b 抗蚀剂膜
6 喷出管
7 阳极电极
8 间隔壁
9 循环配管
10 外槽
11 排出口
12 配管
13 泵
14 闸阀
20 支持衬底
21 密封部件
22 密封支持部件
23 接触部件
24 接触支持部件

Claims (16)

1.一种电解镀敷装置，其特征在于具备：
镀敷槽，能填充镀敷液；
密封部件，配置在被处理衬底的被处理面的周缘部，在将所述被处理衬底浸渍于所述镀敷槽时，将所述镀敷液密封在所述被处理面的中央侧；以及
接触部件，与所述密封部件独立地设置，在比所述密封部件更靠所述被处理衬底的周缘部侧进行对所述被处理面的电导通；且
所述密封部件赋予所述被处理衬底的按压力、与所述接触部件赋予所述被处理衬底的按压力能分别独立地调整。
2.根据权利要求1所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件在比所述密封部件更靠所述被处理衬底的周缘部侧，接触所述被处理衬底，
所述接触部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度、与所述密封部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度独立地被调整。
3.根据权利要求1或2所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件接触所述被处理衬底的与被处理面相连的侧方的第1端面、以及与所述被处理面为相反侧的第2端面中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件在所述第1端面以及所述第2端面中的至少一个，分别隔开而在多个部位连接，
在所述多个部位的每一个，所述接触部件赋予所述被处理衬底的按压力分别独立地被调整。
5.根据权利要求4所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度、与所述密封部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度，在所述多个部位的每一个独立地被调整。
6.一种电解镀敷装置，其特征在于具备：
镀敷槽，能填充镀敷液；
密封部件，配置在被处理衬底的被处理面的周缘部，在将所述被处理衬底浸渍于所述镀敷槽时，将所述镀敷液密封在所述被处理面的中央侧；
接触部件，与所述密封部件独立地设置，在比所述密封部件更靠所述被处理衬底的周缘部侧进行对所述被处理面的电导通；以及
支持衬底，支持所述被处理衬底；且
所述密封部件赋予所述被处理衬底的按压力、与所述接触部件赋予所述支持衬底的按压力能分别独立地调整。
7.根据权利要求6所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件接触所述支持衬底，
所述接触部件接触所述支持衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度、与所述密封部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度独立地被调整。
8.根据权利要求6或7所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件接触所述支持衬底的侧方的第3端面、以及所述支持衬底与所述被处理衬底的接触面为相反侧的第4端面中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件在所述第3端面以及所述第4端面中的至少一个，分别隔开而在多个部位连接，
在所述多个部位的每一个，所述接触部件赋予所述支持衬底的按压力分别独立地被调整。
10.根据权利要求9所述的电解镀敷装置，其特征在于：所述接触部件接触所述支持衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度、与所述密封部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度，在所述多个部位的每一个独立地被调整。
11.一种电解镀敷方法，其特征在于包含以下步骤：
向镀敷槽供给镀敷液；以及
向供给的所述镀敷液浸渍被处理衬底；且
向所述镀敷液浸渍时，使用配置在所述被处理衬底的被处理面的周缘部的密封部件、及与所述密封部件独立地设置在比所述密封部件更靠所述被处理衬底的周缘部侧的接触部件，向所述密封部件按压所述被处理衬底。
12.根据权利要求11所述的电解镀敷方法，其特征在于：所述接触部件在比所述密封部件更靠所述被处理衬底的周缘部侧，接触所述被处理衬底、或者接触支持所述被处理衬底的支持衬底，
所述接触部件接触所述被处理衬底或者所述支持衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度、与所述密封部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度独立地被调整。
13.根据权利要求12所述的电解镀敷方法，其特征在于：所述接触部件接触所述被处理衬底的与被处理面相连的侧方的第1端面、与所述被处理面为相反侧的第2端面、支撑所述被处理衬底的支持衬底的侧方的第3端面、以及所述支持衬底的与所述被处理衬底的接触面为相反侧的第4端面中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的电解镀敷方法，其特征在于：所述密封部件赋予所述被处理衬底的按压力、与所述接触部件赋予所述被处理衬底或者所述支持衬底的按压力分别独立地被调整。
15.根据权利要求14所述的电解镀敷方法，其特征在于：所述接触部件在所述第1至第4端面的至少一个，分别隔开而在多个部位连接，
在所述多个部位的每一个，所述接触部件赋予所述被处理衬底或者所述支持衬底的按压力分别独立地被调整。
16.根据权利要求15所述的电解镀敷方法，其特征在于：所述接触部件接触所述被处理衬底或者所述支持衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度、与所述密封部件接触所述被处理衬底的部位的所述被处理面的法线方向的高度，在所述多个部位的每一个独立地被调整。
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