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KR20060107399A - Plating apparatus, plating method, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Plating apparatus, plating method, and method for manufacturing semiconductor device Download PDF

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Publication number
KR20060107399A
KR20060107399A KR1020060031859A KR20060031859A KR20060107399A KR 20060107399 A KR20060107399 A KR 20060107399A KR 1020060031859 A KR1020060031859 A KR 1020060031859A KR 20060031859 A KR20060031859 A KR 20060031859A KR 20060107399 A KR20060107399 A KR 20060107399A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plating
plated
anode electrode
electrolyte
substrate
Prior art date
Application number
KR1020060031859A
Other languages
Korean (ko)
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KR100756160B1 (en
Inventor
요시히데 이와자끼
Original Assignee
샤프 가부시키가이샤
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 샤프 가부시키가이샤 filed Critical 샤프 가부시키가이샤
Publication of KR20060107399A publication Critical patent/KR20060107399A/en
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Abstract

본 발명의 도금 장치는 내부에 양극 전극(5)이 형성된 도금 처리조(100)를 구비하며, 상기 도금 처리조(100) 내에 도금액 및 전해액을 유입하고, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 하방측으로부터 도금액의 분류(噴流)를 접촉시키는 한편, 양극 전극(5)으로 전해액을 유입시키면서, 양극 전극(5)과 반도체 웨이퍼(1) 사이를 통전함으로써 도금을 행하는 도금 장치로서, 도금 처리조(100)에는, 반도체 웨이퍼(1)와 양극 전극(5) 사이에, 격벽(7)이 형성되어 있으며, 반도체 웨이퍼(1)와 양극 전극(5)이 격벽(7)에 의해 격리되고, 도금 처리조(100)가 피도금 기판실과 양극 전극실로 구분되어 있다. 이에 따라, 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서, 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한, 도금 품질의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다.The plating apparatus of the present invention includes a plating treatment tank 100 in which an anode electrode 5 is formed therein, a plating solution and an electrolyte are introduced into the plating treatment tank 100, and the plating surface of the semiconductor wafer 1 ( A plating apparatus in which plating is performed by energizing an electrolyte between the anode electrode 5 and the semiconductor wafer 1 while injecting an electrolyte solution into the anode electrode 5 while contacting W) from the lower side. A partition wall 7 is formed between the semiconductor wafer 1 and the anode electrode 5 in the plating processing tank 100, and the semiconductor wafer 1 and the anode electrode 5 are separated by the partition wall 7. The plating bath 100 is divided into a substrate chamber to be plated and an anode electrode chamber. Thereby, in the face down type | mold plating apparatus, it becomes possible to prevent the fall of plating quality by the micro solid foreign material resulting from a black film etc., without impairing operability.

반도체 웨이퍼, 금속 도금, 배선, 양극 전극, 전해액 Semiconductor wafer, metal plating, wiring, anode electrode, electrolyte

Description

도금 장치, 도금 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법{PLATING APPARATUS, PLATING METHOD, AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}Plating apparatus, plating method, and manufacturing method of semiconductor device {PLATING APPARATUS, PLATING METHOD, AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치에 형성된 도금 처리조의 개략 구성을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plating treatment tank formed in a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 상기 도금 처리조의 웨이퍼 유지구의 구성의 일례를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a wafer holder of the plating treatment tank.

도 3은 상기 도금 처리조에서, 내통(內筒)과 격벽에 의해 둘러싸인 영역의 구성을 도시하고, 상부 도면은 반도체 웨이퍼의 피도금면측에서 본 상면도이고, 하부 도면은 단면도.3 shows the configuration of a region surrounded by an inner cylinder and a partition wall in the plating treatment tank, an upper view is a top view seen from the surface to be plated of a semiconductor wafer, and a lower view is a sectional view.

도 4는 이온 교환막의 구조를 설명하기 위한 설명도.4 is an explanatory diagram for explaining the structure of an ion exchange membrane;

도 5는 이온 교환막의 선택 투과성을 설명하기 위한 설명도.5 is an explanatory diagram for explaining selective permeability of an ion exchange membrane.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 장치의 구성을 도시한 개략도.6 is a schematic diagram showing a configuration of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7은 반도체 웨이퍼의 개략 구성을 도시한 모식도.7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a semiconductor wafer.

도 8a는 도금 공정 후의, 반도체 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 개략 구성을 도시한 평면도.8A is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor chip formed on a semiconductor wafer after a plating step;

도 8b는 도금 공정 후의, 반도체 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 개략 구성을 도시한 단면도.8B is a sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor chip formed on a semiconductor wafer after a plating step;

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금 장치에 형성된 도금 처리조의 개 략 구성을 도시한 단면도.9 is a sectional view showing a schematic configuration of a plating treatment tank formed in a plating apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금 장치의 구성을 도시한 개략도.10 is a schematic diagram showing a configuration of a plating apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 11은 종래의 페이스 다운 방식의 분류(噴流) 도금 장치의 개략 구성을 도시한 단면도.Fig. 11 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional face down plating jet plating apparatus.

도 12는 종래의 랙(rack) 방식의 세로형 도금 장치의 개략 구성을 도시한 단면도.12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional rack type vertical plating apparatus.

도 13a는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 시드층 형성 공정 전의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 13A is a sectional view showing a procedure of the method of manufacturing a semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip before the seed layer forming step.

도 13b는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 시드층 형성 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.FIG. 13B is a sectional view showing a procedure of a method of manufacturing a semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the seed layer forming step; FIG.

도 13c는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 포토레지스트 도포 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 13C is a sectional view showing a procedure of the method of manufacturing the semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the photoresist coating step.

도 13d는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 포토레지스트 패턴 형성 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.FIG. 13D is a sectional view showing a procedure of a method of manufacturing a semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the photoresist pattern forming step; FIG.

도 13e는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 도금 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 13E is a cross sectional view showing a procedure of a method of manufacturing a semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the plating step;

도 13f는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 박리 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 13F is a sectional view showing a procedure of the method of manufacturing a semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the peeling process.

도 13g는 본 실시예에서의 반도체 웨이퍼의 제조 방법의 순서를 도시한 단면도로서, 에칭 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 13G is a sectional view showing a procedure of a method of manufacturing a semiconductor wafer in the present embodiment, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the etching step.

도 14a는 배선 도금층이 형성된 반도체 웨이퍼에 외부 접속 단자를 설치하는 외부 접속 단자 설치 공정을 도시한 단면도로서, 오버코팅층 형성 공정 전의 배선 도금층이 형성된 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 14A is a sectional view showing an external connection terminal installation step of providing an external connection terminal on a semiconductor wafer on which a wiring plating layer is formed, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip in which the wiring plating layer is formed before the overcoating layer forming step.

도 14b는 배선 도금층이 형성된 반도체 웨이퍼에 외부 접속 단자를 설치하는 외부 접속 단자 설치 공정을 도시한 단면도로서, 오버코팅층 형성 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 14B is a sectional view showing the external connection terminal installation step of providing the external connection terminal on the semiconductor wafer on which the wiring plating layer is formed, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the overcoating layer formation step.

도 14c는 배선 도금층이 형성된 반도체 웨이퍼에 외부 접속 단자를 설치하는 외부 접속 단자 설치 공정을 도시한 단면도로서, 오버코팅층 패턴 형성 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 14C is a sectional view showing the external connection terminal installation step of providing the external connection terminal on the semiconductor wafer on which the wiring plating layer is formed, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the overcoating layer pattern formation step.

도 14d는 배선 도금층이 형성된 반도체 웨이퍼에 외부 접속 단자를 설치하는 외부 접속 단자 설치 공정을 도시한 단면도로서, 외부 접속 단자 형성 공정 후의 반도체 칩의 일부의 개략 구성을 도시한 도면.Fig. 14D is a sectional view showing the external connection terminal installation step of providing the external connection terminal on the semiconductor wafer on which the wiring plating layer is formed, showing a schematic configuration of a part of the semiconductor chip after the external connection terminal formation step.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 반도체 웨이퍼(피도금 기판)1: semiconductor wafer (plated substrate)

2 : 웨이퍼 유지구2: wafer holder

3 : 컵3: cup

4 : 도금액 공급 노즐4: plating liquid supply nozzle

5 : 양극 전극5: anode electrode

6 : 유지체6: holder

7 : 격벽7: bulkhead

8 : 전해액 공급관8: electrolyte supply pipe

10 : 리턴 관10: return tube

31 : 내통31: inner tube

32 : 외통32: outer cylinder

W : 피도금면W: plated surface

100 : 도금 처리조100: plating treatment tank

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2000-87299호 공보(2000년 3월 28일 공개)[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-87299 (published March 28, 2000)

[특허문헌 2] 일본 특허공개 2001-49498호 공보(2001년 2월 20일 공개)[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-49498 (published February 20, 2001)

[특허문헌 3] 일본 특허공개 2001-24307호 공보(2001년 1월 26일 공개)[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-24307 (published January 26, 2001)

[특허문헌 4] 일본 특허공개 2003-73889호 공보(2003년 3월 12일 공개)[Patent Document 4] Japanese Patent Publication No. 2003-73889 (published March 12, 2003)

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피도금면에 배선용의 미세한 도금을 형성하는데 우수한 도금 장치, 도금 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a plating apparatus, a plating method, and a manufacturing method of a semiconductor device which are excellent in forming fine plating for wiring on a surface to be plated such as a semiconductor wafer.

현재, 반도체 웨이퍼 등에 배선을 형성하기 위하여, 금속 도금에 의한 수법이 채용되고 있다. 종래의 금속 도금에 사용하는 장치로서는, 페이스 다운 방식의 분류(噴流) 도금 장치, 랙(rack) 방식의 세로형 도금 장치, 또는 페이스 업 방식의 분류 도금 장치가 알려져 있다.At present, the method by metal plating is employ | adopted in order to form wiring in a semiconductor wafer etc. As a device used for the conventional metal plating, a face down flow type plating device, a rack type vertical plating device, or a face up type flow plating device are known.

페이스 다운 방식의 분류 도금 장치는, 도 11에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1')를 유지하는 웨이퍼 유지구(2')와, 컵(3')과, 컵(3') 내에 도금액을 공급하기 위한 도금액 분사관(4')과, 양극 전극(5')을 구비하고 있다. 양극 전극(5')은 일반적으로 인함유 구리로 이루어져 있다. 컵(3')의 내부에는 양극 전극(5')이 형성되어 있다. 그리고, 컵(3')에는 웨이퍼 유지구(2')가 형성되어 있으며, 반도체 웨이퍼(1')는 웨이퍼 유지구(2')에 의해 컵(3')의 상부에 유지되어 있다. 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서는, 도금액 분사관(4')은 반도체 웨이퍼(1')의 하방에 형성되어 있다. 이 때문에, 도금액 분사관(4')으로부터 분사된 도금액이, 반도체 웨이퍼(1')의 하방으로부터 공급되게 된다. 이에 따라, 피도금면의 도금이 실시된다.As shown in FIG. 11, the face-down type plating apparatus uses a wafer holder 2 'for holding the semiconductor wafer 1', a cup 3 ', and a plating solution in the cup 3'. A plating liquid injection tube 4 'and a positive electrode 5' for supplying are provided. The anode electrode 5 'is generally made of phosphorus-containing copper. An anode electrode 5 'is formed inside the cup 3'. A wafer holder 2 'is formed in the cup 3', and the semiconductor wafer 1 'is held above the cup 3' by the wafer holder 2 '. In the face-down type plating apparatus, the plating liquid injection pipe 4 'is formed below the semiconductor wafer 1'. For this reason, the plating liquid injected from the plating liquid injection tube 4 'is supplied from below the semiconductor wafer 1'. Thereby, plating of a to-be-plated surface is performed.

또한, 도 11에는 도시되어 있지 않지만, 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치는 컵(3')을 내포하도록 형성된 도금액조, 도금액 공급원으로서의 도금액 저수조, 도금액을 도금 장치 내로 순환시키는 펌프, 도금액 내의 고형 이물질을 여과하는 필터, 및 이들을 접속하는 배관을 구비하고 있다.In addition, although not shown in FIG. 11, the face-down type plating apparatus includes a plating liquid tank formed to contain the cup 3 ', a plating liquid reservoir as a plating liquid supply source, a pump for circulating the plating liquid into the plating apparatus, and solid foreign matter in the plating liquid. A filter to filter and the piping which connects these are provided.

페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서는, 도금액 저수조 내의 도금액은 펌프에 의해 필터를 거쳐서, 컵(3')의 하부에 이른다. 그리고, 컵(3')의 하부로부터 공급된 도금액은 도금액 분사관(4')을 통과하여, 양극 전극(5')을 거쳐 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면에 이른다. 그리고, 그 후, 도금액은 컵(3') 상부의 변연부(邊 緣部)(웨이퍼 유지구(2')와 컵(3')과의 간극)로부터, 컵(3') 외부로 누출되어 도금액조에서 회수되고, 재차, 도금액 저수조로 환류된다. In the face-down type plating apparatus, the plating liquid in the plating liquid reservoir reaches the lower portion of the cup 3 'through a filter by a pump. The plating liquid supplied from the lower portion of the cup 3 'passes through the plating liquid injection tube 4' and reaches the plated surface of the semiconductor wafer 1 via the anode electrode 5 '. After that, the plating liquid leaks out of the cup 3 'from the edge portion of the upper portion of the cup 3' (the gap between the wafer holder 2 'and the cup 3'), and the plating liquid is released. It is recovered from the tank and returned to the plating liquid reservoir again.

페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서는, "도금 처리조로 유입된 도금액의 일부를, 양극 전극에 형성한 관통 구멍 또는 양극 전극의 주위로부터 도금 처리조 외부로 유출시키는 유출구"가 형성되어 있다. 또한, 양극 전극으로서, 플라티나로 대표되는 불용해성 전극을 적용한 도금 장치도 알려져 있다.In the face-down type plating apparatus, a "outlet for allowing a part of the plating liquid introduced into the plating treatment tank to flow out of the plating treatment tank from the periphery of the through hole formed in the anode electrode or the anode electrode is formed. Moreover, the plating apparatus which applied the insoluble electrode represented by platinum as a positive electrode is also known.

또한, 랙 방식의 세로형 도금 장치는, 도 12에 도시한 바와 같이, 양극 전극(6")과, 랙(24)과, 도금 처리조(12)를 구비하고 있다. 양극 전극(6")은 일반적으로 내부가 기모(起毛) 직물인 애노드 백(13) 내에 설치되어 있다. 양극 전극(6")으로서는, 구(球) 형상의 인함유 구리를 티탄제의 바스켓에 넣은 것, 또는 인함유 구리로 이루어지는 동판이 사용된다. 또한, 랙(24)은 반도체 웨이퍼(1)에의 급전부를 구비하고, 아울러 반도체 웨이퍼(1)보다 약간 내경이 작은 구멍을 뚫은 판 형상의 지그이다. 그리고, 도금 처리조(12)는 랙(24)으로의 반도체 웨이퍼(1)의 고정과 이면의 절연을 겸하는 웨이퍼 압압부(25) 및 도금액을 교반하는 도시하지 않은 스퀴지를 구비하고 있다.In addition, the rack type vertical plating apparatus is provided with the anode electrode 6 ", the rack 24, and the plating process tank 12 as shown in FIG. 12. The anode electrode 6". Is usually installed in the anode bag 13, the inside of which is a brushed fabric. As the anode electrode 6 ″, a spherical phosphorus-containing copper is placed in a titanium basket, or a copper plate made of phosphorus-containing copper is used. The rack 24 is attached to the semiconductor wafer 1. It is a plate-shaped jig provided with a feed part and having a hole whose internal diameter is slightly smaller than the semiconductor wafer 1. And the plating process tank 12 is the fixing of the semiconductor wafer 1 to the rack 24, and the back surface. And a squeegee (not shown) for stirring the plating liquid, which serves as an insulating layer.

또한, 도 12에는 도시하지 않았지만, 랙 방식의 세로형 도금 장치는 도금액조, 도금액 공급원으로서의 도금액 저수조, 도금액을 도금 장치 내로 순환시키는 펌프, 도금액 내의 고형 이물질을 여과하는 필터, 이들을 접속하는 배관, 및 부속 장치를 구비하고 있다.In addition, although not shown in FIG. 12, the rack type vertical plating apparatus includes a plating liquid tank, a plating liquid reservoir as a plating liquid supply source, a pump for circulating the plating liquid into the plating apparatus, a filter for filtering solid foreign substances in the plating liquid, a pipe connecting them, and The accessory is provided.

도금액은 저수조로부터 펌프에 의해 필터를 거쳐서 주입구(14)에 이른다. 그리고, 도금 처리조(12) 내에서 양극 전극(6)을 내포하는 애노드 백(13) 근방을 유동한다. 그 후, 반도체 웨이퍼(1) 표면의 피도금면에 이르고, 도금 처리조(12) 상연으로부터 댐(15)으로 유출되어 댐의 일부에 형성된 도시하지 않은 리턴 관을 거쳐 도금액 저수조로 환류된다. 이와 같은 랙 방식의 세로형 도금 장치는 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있다.The plating liquid reaches the inlet 14 through a filter by a pump from the reservoir. And in the plating process tank 12, the vicinity of the anode bag 13 which contains the anode electrode 6 flows. Thereafter, the surface to be plated on the surface of the semiconductor wafer 1 is reached, flows out from the upper edge of the plating treatment tank 12 to the dam 15, and is returned to the plating liquid reservoir via an unshown return tube formed in a part of the dam. The vertical plating apparatus of such a rack system is disclosed by patent document 1, for example.

또한, 페이스 업 방식의 분류 도금 장치는 반도체 웨이퍼의 피도금면을 위를 향하여 배치하고, 아울러 피도금면에 대향시켜서 양극 전극을 배치하여, 도금액이 반도체 웨이퍼의 상방으로부터 공급되도록 하는 구성이다. 이와 같은 페이스 업 방식의 분류 도금 장치는 예를 들면 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 개시되어 있다. In addition, the face-up type plating apparatus is configured so that the surface to be plated of the semiconductor wafer is disposed upward, and the anode electrode is disposed to face the surface to be plated, so that the plating liquid is supplied from above the semiconductor wafer. The sorting plating apparatus of such a face up system is disclosed by patent document 2 and patent document 3, for example.

페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서는, 미소한 고형 이물질이 피도금면에 부착되어, 도금 품질의 저하를 초래한다는 문제가 생긴다. 이러한 원인은 펌프에 의해 도금액 저수조로부터 공급된 도금액이, 필터에서 여과된 후, 컵 하부로부터 공급되어 양극 전극 근방을 거쳐서 반도체 웨이퍼의 피도금면에 이르는 경로 중, 양극 전극 표면에 있다. 양극 전극이, 인함유 구리를 함유하는 경우, 그 표면에는 블랙 필름이라고 불리우는 흑색 피막이 형성된다. 이 블랙 필름은 염소(Cl)나 인(P)을 포함하는 1가의 구리 착체(Cu+)로 이루어지고, 양극 용해에 의해 발생한 1가의 구리 이온과 화합한 결과로써 생긴 것이다.In the face-down type plating apparatus, a small solid foreign matter adheres to the surface to be plated, causing a problem of deterioration in plating quality. This cause is located on the surface of the anode electrode in the path from which the plating liquid supplied from the plating liquid reservoir by the pump is filtered by the filter and then supplied from the bottom of the cup to the plated surface of the semiconductor wafer through the vicinity of the anode electrode. When the anode electrode contains phosphorus-containing copper, a black film called a black film is formed on the surface thereof. This black film consists of a monovalent copper complex (Cu + ) containing chlorine (Cl) or phosphorus (P), and is the result of compounding with monovalent copper ions generated by anode dissolution.

이 블랙 필름은 하기 수학식 1에 표현된 구리의 불균화 반응을 억제함으로써, 슬라임의 발생을 억제하는 효과가 있다.This black film has the effect of suppressing generation of slime by suppressing the disproportionation reaction of copper represented by following formula (1).

Figure 112006024423623-PAT00001
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그러나, 한편으로, 일단 형성된 블랙 필름은 양극 전극 표면으로부터 박리되기 쉬워진다. 박리된 미소한 블랙 필름은 도금액의 흐름과 함께, 반도체 웨이퍼의 피도금면으로 운반된다. 그 결과, 반도체 웨이퍼의 도금면에 블랙 필름이 부착된다는 문제가 생긴다.On the other hand, however, the black film once formed easily peels off from the surface of the anode electrode. The peeled fine black film is conveyed to the to-be-plated surface of a semiconductor wafer with the flow of a plating liquid. As a result, the problem that a black film adheres to the plating surface of a semiconductor wafer arises.

또한, 양극 전극으로서, 불용해성 전극을 적용함으로써, 상기 블랙 필름에 의한 문제를 방지하는 것이 가능하다. 그러나, 이 경우, 양극 전극 표면에서, 도금액 내의 첨가제가, 산화 분해되어 도금액의 소비량이 증대되거나, 산화 분해에서 생성된 분해 생성물에 의해, 도금액이 오염된다는 문제가 생긴다.Moreover, it is possible to prevent the problem by the said black film by applying an insoluble electrode as an anode electrode. However, in this case, a problem arises that, on the surface of the anode electrode, the additive in the plating liquid is oxidatively decomposed to increase the consumption of the plating liquid, or the plating liquid is contaminated by decomposition products generated by oxidative decomposition.

한편, 상기 종래의 랙 방식의 세로형 도금 장치에서는, 내부가 기모 직물인 애노드 백 내에, 인함유 구리를 포함하는 양극 전극이 설치되어 있으므로, 블랙 필름에 기인하는 고형 이물질에 의한, 반도체 웨이퍼에의 부착은 방지하는 것이 가능하다. 그러나, 이와 같은 세로형 도금 장치에서는, 반도체 웨이퍼를 도금 처리조 내에 유지하기 위하여 반도체 웨이퍼를 랙에 고정한다는 조작이 필요하게 된다. 이 때문에, 이러한 조작에 의한 생산성의 저하, 도금 품질의 저하, 및 자동화의 방해라는 문제가 생긴다.On the other hand, in the conventional rack type vertical plating apparatus, since the anode electrode containing phosphorus-containing copper is provided in the anode bag which is a raised fabric inside, it is made to the semiconductor wafer by the solid foreign material resulting from a black film. Attachment can be prevented. However, in such a vertical plating apparatus, in order to hold a semiconductor wafer in a plating process tank, the operation of fixing a semiconductor wafer to a rack is required. For this reason, the problem of the fall of productivity by this operation, the fall of plating quality, and the interruption of automation arises.

또한, 특허문헌 3에 개시되어 있는, 페이스 업 방식의 분류 도금 장치에서는, 블랙 필름의 건조에 의한 박리를 방지할 목적으로, 양극실의 바닥부에 이온 교 환 수지 또는 다공성 중성막이 형성되고, 양극실 내부가 도금액으로 채워지도록 하고 있다. 또한, 특허문헌 4에 개시되어 있는, 페이스 업 방식의 분류 방식 장치에서는, 양극실의 바닥부에 다수의 미세 구멍이 형성된 다공체가 형성되어 있다.Moreover, in the face-up type | mold plating apparatus disclosed by patent document 3, an ion exchange resin or a porous neutral film is formed in the bottom part of an anode chamber in order to prevent peeling by drying of a black film, and an anode The inside of the room is filled with the plating liquid. Moreover, in the face-up type | mold classification system apparatus disclosed by patent document 4, the porous body in which the many microholes were formed in the bottom part of the anode chamber is formed.

또한, 전술한 도금 장치와 상이한 구성의 것으로서, 예를 들면 특허문헌 4에는, 도금 처리조를 음이온 교환막에 의해 음극실과 양극실로 격리하고, 양극으로서 불용성 전극을 사용하여 전기 구리 도금을 행하는 반도체 웨이퍼의 전기 구리 도금 장치가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4에 기재되어 있는 도금 장치에서는, 음극실과 양극실을 음이온 교환막에 의해 격리하고, 음극실과 양극실 각각에, 독립된 음극액과 양극액을 사용하고 있다.Moreover, as a thing different from the above-mentioned plating apparatus, For example, patent document 4 isolate | separates a plating process tank into an anode chamber and an anode chamber with an anion exchange membrane, and performs the electro-copper plating of an insoluble electrode as an anode. An electrocopper plating apparatus is disclosed. In addition, in the plating apparatus described in Patent Document 4, the negative electrode chamber and the positive electrode chamber are separated by an anion exchange membrane, and independent catholyte and anolyte solutions are used for the negative electrode chamber and the positive electrode chamber, respectively.

상기 종래의 도금 장치 중, 페이스 다운 방식의 도금 장치에 관해서는, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한 도금액의 오염을 방지할 수 있는 도금 장치가 제공되어 있지 않다.Among the above conventional plating apparatuses, no plating apparatus capable of preventing contamination of a plating liquid by minute solid foreign substances due to a black film or the like is not provided with respect to the plating apparatus of the face down method.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서, 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한, 도금 품질의 저하를 방지할 수 있는 도금 장치, 도금 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to prevent deterioration in plating quality due to a fine solid foreign matter due to a black film or the like, without impairing operability in a face down type jet plating apparatus. A plating apparatus, a plating method, and a manufacturing method of a semiconductor device are provided.

본 발명의 도금 장치는 상기의 과제를 해결하기 위하여, 도금 기판의 피도금면에 도금을 행하는 도금 장치로서, 내부에 양극 전극이 형성된 도금 처리조를 구비하며, 상기 도금 처리조 내에 도금액 및 전해액을 유입하고, 피도금 기판의 피도 금면에 하방측으로부터 도금액의 분류를 접촉시키는 한편, 상기 양극 전극에 전해액을 유입시키면서, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판 사이를 통전함으로써 도금을 행하고, 상기 도금 처리조에는 상기 피도금 기판과 상기 양극 전극 사이에 격벽이 형성되어 있으며, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판이 상기 격벽에 의해 격리되고, 상기 도금 처리조가 피도금 기판실과 양극 전극실로 구분되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the plating apparatus of the present invention is a plating apparatus for plating a surface to be plated of a plating substrate, the plating apparatus including a plating treatment tank having an anode electrode formed therein, and the plating solution and the electrolytic solution in the plating treatment tank. Flows into the surface of the plated substrate to contact the surface of the plated solution from the lower side, and conducts plating by energizing the anode electrode and the plated substrate while flowing an electrolyte solution into the anode electrode. In the bath, a partition is formed between the plated substrate and the anode electrode, the anode electrode and the plated substrate are separated by the partition wall, and the plating treatment tank is divided into a plated substrate chamber and an anode electrode chamber. It is done.

본 발명의 도금 장치는 도금 처리조에 도금액 및 전해액을 유입하고, 양극 전극과 피도금 기판을 통전함으로써, 도금 처리를 행하는 것이다. 그리고, 본 발명의 도금 장치에서는, 피도금 기판의 피도금면에 하방측으로부터 도금액의 분류를 접촉시킨다고 하는, 페이스 업 방식을 채용하고 있다. 또한, 전해액은 양극 전극에 유입시키고 있다.The plating apparatus of this invention performs a plating process by flowing a plating liquid and electrolyte solution into a plating process tank, and energizing an anode electrode and a to-be-plated board | substrate. In the plating apparatus of the present invention, a face-up method is adopted in which the classification of the plating liquid is brought into contact with the surface to be plated of the substrate to be plated from the lower side. In addition, the electrolyte solution flows into the positive electrode.

또한, 상기 "피도금 기판실"이란 상기 격벽에 의해 격리된 공간 중에서, 피도금 기판을 포함하는 공간을 말한다. 또한, 상기 "양극 전극실"이란 상기 격벽에 의해 격리된 공간 중에서, 양극 전극을 포함하는 공간을 말한다.The "plated substrate chamber" refers to a space including the substrate to be plated in the space separated by the partition wall. In addition, the "anode electrode chamber" means a space including the anode electrode in the space isolated by the partition wall.

또한, 상기 구성에 따르면, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판이 상기 격벽에 의해 격리되고, 상기 도금 처리조가 피도금 기판실과 양극 전극실로 구분되어 있으므로, 양극 전극에 기인하는 파티클 등에 의한 도금면의 오염을 방지할 수 있다.Further, according to the above constitution, since the anode electrode and the plated substrate are separated by the partition wall, and the plating treatment tank is divided into the plated substrate chamber and the anode electrode chamber, contamination of the plated surface by particles or the like caused by the anode electrode is contaminated. Can be prevented.

이상과 같이, 상기 구성에 따르면, 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한, 도금 품질의 저하를 방지할 수 있는 도금 장치를 제공할 수 있다. 또한, 이에 따라, 고품질의 도금 배선을 갖는, 고밀도 및 고정밀도의 반도체 장치를 얻는 것이 가능하게 된다.As mentioned above, according to the said structure, the plating apparatus which can prevent the fall of plating quality by the minute solid foreign material resulting from a black film etc. can be provided, without impairing operability. In addition, it is possible to obtain a high-density and high-precision semiconductor device having high quality plated wiring.

또한, 본 발명의 도금 장치에서, "피도금 기판의 피도금면에 하방측으로부터 도금액의 분류를 접촉시키는 한편, 상기 양극 전극에 전해액을 유입시키면서, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판 사이를 통전하는" 구성으로서는, 예를 들면, 상기 피도금 기판의 피도금면에 도금액을 분사하기 위한 도금액 분사관을 더 구비하고, 상기 도금액 분사관이, 상기 격벽을 관통함과 함께, 상기 피도금 기판실에만 도금액이 유입되도록 형성되어 있는 구성이 예시된다.In addition, in the plating apparatus of the present invention, "the plating surface of the substrate to be plated is brought into contact with the plating liquid from the lower side, while the electrolyte is introduced into the anode electrode while the current flows between the anode electrode and the substrate to be plated. As a constitution, for example, a plating liquid injection tube for injecting a plating liquid onto the surface to be plated of the substrate to be plated is further provided, and the plating liquid injection tube penetrates through the partition wall and is formed only in the substrate to be plated. The structure which is formed so that a plating liquid flows is illustrated.

이에 따라, 피도금 기판의 피도금면에 하방측으로부터 도금액을 접촉시키는 것이 가능하게 된다.As a result, the plating liquid can be brought into contact with the surface to be plated of the substrate to be plated from below.

또한, 상기 양극 전극실에만 상기 전해액을 유입하기 위한 전해액 공급관을 구비한 구성이 예시된다. 이에 따라, 양극 전극으로 전해액을 유입시키는 것이 가능하게 된다.Moreover, the structure provided with the electrolyte supply pipe for introducing the said electrolyte solution only in the said anode electrode chamber is illustrated. Thereby, it becomes possible to introduce electrolyte solution into an anode electrode.

또한, 일반적으로, 도금 처리에 사용하는 도금액에는 여러가지 첨가제가 첨가되어 있다. 이들 첨가제는 크게 나누어, 피도금 기판의 피도금면에서 작용하는 물질과 양극 전극 표면에서 작용하는 물질로 구분할 수 있다. 이 중에서, 피도금 기판의 피도금면에서 작용하는 물질은 양극 전극 표면에서 분해 반응 등을 일으켜서, 반응 생성물을 발생시키고, 도금 반응에 악영향을 미친다. 상기 "전해액"이란 상기 피도금 기판의 피도금면에서 작용하는 물질이 포함되지 않은 용액을 말한다. 상기 구성에서는, 양극 전극실에 전해액을 유입하는 한편, 피도금 기판실에 도금액 을 유입하고, 양극 전극실과 피도금 기판실이 격벽에 의해 격리되어 있으므로, 양극 전극 표면에서 분해 반응을 일으키지 않아, 도금 반응에 악영향을 미치지 않는다.Moreover, generally, various additives are added to the plating liquid used for plating process. These additives can be broadly divided into materials acting on the surface to be plated of the substrate to be plated and materials acting on the surface of the anode electrode. Among these, the substance acting on the surface to be plated of the substrate to be subjected to decomposition reactions and the like on the surface of the anode electrode, to generate a reaction product, adversely affect the plating reaction. The "electrolyte" refers to a solution that does not contain a substance acting on the surface to be plated of the substrate to be plated. In the above configuration, the electrolyte solution flows into the anode electrode chamber, the plating liquid flows into the substrate chamber to be plated, and the anode electrode chamber and the substrate substrate chamber are separated by a partition wall, so that the decomposition reaction does not occur on the surface of the anode electrode and the plating is performed. It does not adversely affect the reaction.

본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 전술한 도금 장치를 사용한 것을 특징으로 하고 있다.In order to solve the said subject, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention was characterized by using the above-mentioned plating apparatus.

이에 따라, 양극 전극 표면의 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착이 없고, 아울러 고품질의 도금 배선을 구비한 반도체 장치를 얻는 것이 가능하게 된다.Thereby, it becomes possible to obtain the semiconductor device provided with the high quality plating wiring, without adhering the minute solid foreign material resulting from the black film etc. of the anode electrode surface.

또한, 본 발명의 도금 방법은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 도금 기판의 피도금면에 도금을 행하는 도금 방법으로, 도금 처리조 내에 도금액 및 전해액을 유입하고, 피도금 기판의 피도금면에 하방측으로부터 도금액의 분류를 접촉시키는 한편, 상기 도금 처리조 내에 배치된 양극 전극에 전해액을 유입시키면서, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판 사이를 통전하고, 도금 처리조 내에서 양극 전극과 피도금면을 격벽에 의해 격리하고, 도금 기판실과 양극 전극실로 구분하여 도금을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.In addition, the plating method of the present invention is a plating method for plating the plated surface of the plated substrate in order to solve the above problems, the plating solution and the electrolyte is introduced into the plating treatment tank, and the plating method is lowered to the plated surface of the plated substrate While the plating solution is brought into contact with each other, an electrolyte solution flows into the anode electrode disposed in the plating treatment tank, and the electrode is energized between the anode electrode and the plated substrate, and the anode electrode and the surface to be plated in the plating treatment tank are connected. It is isolate | separated by a partition and it is characterized by performing plating by dividing into a plating substrate chamber and an anode electrode chamber.

상기 구성에 따르면, 도금 처리조 내에서 양극 전극과 피도금면을 격벽에 의해 격리하고, 도금 기판실과 양극 전극실로 구분하여 도금을 행하므로, 양극 전극에 기인하는 파티클 등에 의한 도금면의 오염을 방지할 수 있다.According to the above configuration, the anode electrode and the plated surface are separated by partition walls in the plating treatment tank, and the plating is performed by dividing the plating substrate chamber and the anode electrode chamber, thereby preventing contamination of the plating surface by particles or the like caused by the anode electrode. can do.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 기술하는 기재에 의해 충분이 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백해 질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will be fully understood from the description below. Further advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

(제1 실시예)(First embodiment)

본 발명의 일 실시예에 대하여 도 1∼도 8a 및 도 8b에 의거하여 설명하면 이하와 같다.An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8A and 8B.

도 1은 본 실시예의 도금 장치에 형성된 도금 처리조의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 도금 처리조(100)는 반도체 웨이퍼(피도금 기판)(1)를 유지하는 웨이퍼 유지구(2), 컵(3), 도금액 공급용 노즐(도금액 분사관)(4), 양극 전극(5), 양극 전극(5)을 유지하는 유지체(6), 격벽(7), 및 전해액 공급관(8)을 구비하고 있다. 컵(3)은 내통(31)과 외통(32)을 구비하고 있다. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plating treatment tank formed in the plating apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 1, the plating processing tank 100 includes a wafer holder 2 holding a semiconductor wafer (plated substrate) 1, a cup 3, a nozzle for plating liquid supply (plating liquid injection tube) ( 4), the anode electrode 5, the holding body 6 holding the anode electrode 5, the partition 7, and the electrolyte supply pipe 8 are provided. The cup 3 has an inner cylinder 31 and an outer cylinder 32.

내통(제2 원통 컵)(31) 및 외통(제1 원통 컵)(32)은 상면이 개방된 대략 원통형의 용기로서, 내통(31)의 외경이 외통(32)의 외경보다도 작게 되도록 하는 구성이다. 또한, 외통(32)에서는, 바닥부도 개방되어 있다. 또한, 내통(31)의 가장 낮은 중앙 부분에는 전해액을 양극 전극(5)에 공급하기 위한 전해액 공급관(8)이 형성되어 있다.The inner cylinder (second cylindrical cup) 31 and the outer cylinder (first cylindrical cup) 32 are substantially cylindrical containers with an open upper surface, and are configured such that the outer diameter of the inner cylinder 31 is smaller than the outer diameter of the outer cylinder 32. to be. Moreover, in the outer cylinder 32, the bottom part is also open. Moreover, the electrolyte supply pipe 8 for supplying electrolyte solution to the anode electrode 5 is formed in the lowest center part of the inner cylinder 31. As shown in FIG.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 외통(32)의 내주면에는 도넛 형상의 격벽(7)이 형성되어 있다. 격벽(7)은 외통(32)의 상부에 형성되어 있으며, 내통(31)과 외통(32)을 칸막이하도록 형성되어 있다. 즉 이 격벽(7)은 반도체 웨이퍼(1)와 양극 전극(5)을 격리하도록 형성되어 있다. 이에 따라, 도금 처리조(100)가 피도금 기판실과 양극 전극실로 구분되어 있다. 또한, 도금 처리조(100)에서, "피도금 기 판실"이란 외통(32)과 격벽(7)으로 둘러싸인 공간을 말한다. 또한, "양극 전극실"이란 내통(31)과 격벽(7)으로 둘러싸인 공간을 말한다. 그리고, 피도금 기판실에, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)이 배치되도록 되어 있다. 또한, "양극 전극실"에, 양극 전극(5)이 배치되도록 되어 있다.1, the donut-shaped partition 7 is formed in the inner peripheral surface of the outer cylinder 32. As shown in FIG. The partition 7 is formed in the upper part of the outer cylinder 32, and is formed so that the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 may be partitioned. That is, the partition 7 is formed so as to isolate the semiconductor wafer 1 from the anode electrode 5. Accordingly, the plating treatment tank 100 is divided into a substrate chamber to be plated and an anode electrode chamber. In addition, in the plating process tank 100, a "plating substrate chamber" means the space enclosed by the outer cylinder 32 and the partition 7. In addition, "anode electrode chamber" means the space enclosed by the inner cylinder 31 and the partition 7. The plated surface W of the semiconductor wafer 1 is arranged in the substrate chamber to be plated. In addition, the anode electrode 5 is arranged in the "anode electrode chamber".

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 도금액 공급 노즐(4)은 격벽(7)의 중앙부의 구멍을 관통하도록 형성되어 있다. 유지체(6)는 내통(31)이 접속되어 있으며, 전해액을 투과하는 구조를 갖고 있다. 또한, 유지체(6) 위에는 양극 전극(5)이 형성되어 있다. 양극 전극(5)은 도금액 공급 노즐(4)의 하단보다도 상방측에 위치한다.In addition, as shown in FIG. 1, the plating liquid supply nozzle 4 is formed so that the hole of the center part of the partition 7 may penetrate. The holding body 6 is connected to the inner cylinder 31, and has a structure which permeate | transmits electrolyte solution. The anode electrode 5 is formed on the holder 6. The anode electrode 5 is located above the lower end of the plating liquid supply nozzle 4.

격벽(7)은 탄화수소계 양이온 교환막을 구비하고 있다. 그러나, 격벽(7)은 전해액 공급관(8)으로부터 양극 전극(5) 및 유지체(6) 근방, 즉 양극 전극실에 유입된 전해액 내의 이온을 투과하는 것이 가능한 구성을 갖는 투과 부재를 구비하고 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 격벽(7)은 이온 교환막, 중성막, 또는 다공질성 세라믹 등을 구비하고 있어도 된다. 또한, 격벽(7)이 탄화수소계 양이온 교환막을 구비하고 있는 경우, 탄화수소계 양이온 교환막으로서, 구체적으로는, 셀레미온(등록상표)(아사히 가라스 엔지니어링 제품, 탄화수소계 양이온 교환막), 또는 네오셉터 CM-1(등록상표)(가부시키가이샤 아토무스 제품, 탄화수소계 양이온 교환막)이 예시된다. 격벽(7)의 구체적인 구성에 대해서는, 후술한다.The partition 7 has a hydrocarbon-based cation exchange membrane. However, if the partition wall 7 is provided with the permeable member which has the structure which can permeate | transmit the ion in the electrolyte solution which flowed in from the electrolyte supply pipe 8 in the vicinity of the anode electrode 5 and the holding body 6, ie, the anode electrode chamber, It is not specifically limited. For example, the partition 7 may be provided with an ion exchange membrane, a neutral membrane, a porous ceramic, or the like. In addition, when the partition wall 7 is equipped with a hydrocarbon type cation exchange membrane, specifically, as a hydrocarbon type cation exchange membrane, selenion (trademark) (Asahi Glass Engineering Co., Ltd., hydrocarbon type cation exchange membrane) or neoceptor CM is mentioned. -1 (registered trademark) (manufactured by Atomus Co., Ltd., hydrocarbon-based cation exchange membrane) is exemplified. The specific structure of the partition 7 is mentioned later.

컵(3)에서의 내통(31) 및 외통(32), 도금액 공급 노즐(4), 및 유지체(6)는 폴리프로필렌으로 이루어진다. 또한, 양극 전극(5)은 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극이다. 그러나, 상기 프로필렌으로 이루어지는 부재는 치수 안정성이 확보되고, 아울러 도금액 또는 전해액에 대하여 내성을 갖는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 내통(31), 외통(32), 도금액 공급 노즐(4) 및 유지체(6)는 경질의 염화 비닐로 이루어져도 된다.The inner cylinder 31 and the outer cylinder 32, the plating liquid supply nozzle 4, and the holder 6 in the cup 3 are made of polypropylene. The anode electrode 5 is a soluble anode electrode made of phosphorus-containing copper. However, the member made of propylene is not particularly limited as long as it is secured in dimensional stability and resistant to plating solution or electrolyte solution. For example, the inner cylinder 31, the outer cylinder 32, the plating liquid supply nozzle 4, and the holder 6 may be made of hard vinyl chloride.

또한, 상기 특허문헌 3에서의 이온 교환막은 페이스 업 장치에서 뚜껑측으로 되는 양극 전극을 도금액 내에 침지시켜 두기 때문에 바닥 뚜껑으로서 사용하고 있는 것이며, 그 설치 목적이 본원 발명과는 근본적으로 상이하다.In addition, the ion exchange membrane in the said patent document 3 is used as a bottom lid in order to immerse the positive electrode which becomes a lid side in a plating solution in a face-up apparatus in a plating solution, and the objective of installation is fundamentally different from this invention.

또한, 상기 특허문헌 4에 기재된 도금 장치에 대해서는, 본 실시예의 도금 장치는 페이스 다운 방식을 채용하고 있으므로, 조작성이 매우 향상되어, 양산성이 우수한 장치로 된다.Moreover, about the plating apparatus of the said patent document 4, since the plating apparatus of a present Example employ | adopts a face down system, operability is improved very much and it is set as the apparatus excellent in mass productivity.

또한, 상기 특허문헌 3에 기재된 도금 장치에 대해서는, 페이스 업 방식을 채용하는 경우, 도금실 내부로부터 도금액이 모두 빠져나갈 때까지는 샘플(피도금 기판)을 회수할 수 없다. 전압이 인가되지 않은 상태에서, 도금액에 피도금면이 침지되어 있으면, 금속 이온의 재용해를 초래하게 된다. 이에 비하여, 본 실시예의 도금 장치는 페이스 다운 방식을 채용하고 있으므로, 도금 종료 직후에 샘플(피도금 기판)을 회수할 수 있어, 양산성이 향상되고, 품질이 향상된다.In addition, about the plating apparatus of the said patent document 3, when a face up system is employ | adopted, a sample (plating substrate) cannot be collect | recovered until all the plating liquid has escaped from the inside of a plating chamber. If the plated surface is immersed in the plating liquid in the state where no voltage is applied, re-dissolution of metal ions is caused. On the other hand, since the plating apparatus of this embodiment employs a face down method, the sample (plated substrate) can be recovered immediately after the plating is completed, and the mass productivity is improved, and the quality is improved.

일반적으로, 도금액에는 각종 첨가제가 첨가되어 있다. 이것은 크게 나누어, 피도금면에서 작용하는 종류의 물질과 양극 전극 표면에서 작용하는 물질로 구분된다. 이 중에서, 피도금면에서 작용하는 물질은 양극 전극 표면에서 분해 반응 등을 일으켜, 반응 생성물을 발생시킨다. 이 반응 생성물이 도금 반응에 악영향을 미친다.Generally, various additives are added to the plating liquid. It is largely divided into materials of the kind which act on the surface to be plated and materials which act on the surface of the anode electrode. Among these, the substance acting on the surface to be plated causes a decomposition reaction or the like on the surface of the anode electrode to generate a reaction product. This reaction product adversely affects the plating reaction.

또한, 상기 도금액은 구리 성분을 포함하고, 아울러 도전성의 액체인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said plating liquid contains a copper component and is also a conductive liquid.

도금액으로서, 구리를 포함하는 도금액을 사용함으로써, 피도금 기판의 피도금면에 구리 도금을 형성할 수 있다. 또한, 상기 도금액은 도금액 1리터에 대하여, 14g 이상 40g 이하의 구리 성분을 포함하는 경우, 특히 양호한 도금 상태를 실현할 수 있다.By using the plating liquid containing copper as a plating liquid, copper plating can be formed in the to-be-plated surface of a to-be-plated board | substrate. Moreover, when the said plating liquid contains the copper component of 14 g or more and 40 g or less with respect to 1 liter of plating liquids, especially a favorable plating state can be implement | achieved.

또한, 상기 양극 전극은 0.04∼0.06%의 인을 함유하는 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the said anode electrode is a soluble anode electrode which consists of phosphorus containing copper containing 0.04-0.06% phosphorus.

양극 전극으로서 순동을 포함하는 양극 전극을 사용하면, 양극 전극으로부터의 이물질 발생량이 증가한다. 한편, 상기 구성에 따르면, 양극 전극은 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극이므로, 양극 전극 표면에 블랙 필름이라고 불리우는 흑색 피막이 형성되고, 이에 따라 이물질의 원인으로 되는 구리 착체 이온(Cu+)이 트랩된다.When a positive electrode containing pure copper is used as the positive electrode, the amount of foreign matter generation from the positive electrode increases. On the other hand, according to the above configuration, since the anode electrode is a soluble anode electrode made of phosphorus-containing copper, a black film called a black film is formed on the surface of the anode electrode, thereby trapping copper complex ions (Cu + ) that cause foreign matter. .

또한, 종래에서는, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하기 위하여 불용해성 전극을 사용할 필요가 있었다. 이 때문에, 도금액 내의 첨가제의 산화 분해에 의한 첨가제 소비량의 증대나 분해 생성물에 의한 도금액의 오염에 의해, 도금 품질이 저하된다는 문제가 있었다.In addition, in order to prevent adhesion of the minute solid foreign substances resulting from a black film etc. conventionally, it was necessary to use an insoluble electrode. For this reason, there existed a problem that plating quality fell by the increase of the additive consumption amount by the oxidative decomposition of the additive in a plating liquid, or the contamination of the plating liquid by the decomposition product.

상기 "전해액"이란 상기 피도금 기판의 피도금면에서 작용하는 물질이 포함 되지 않은 용액을 말한다. 상기 구성에서는, 양극 전극실에 전해액을 유입하는 한편, 피도금 기판실에 도금액을 유입하고, 양극 전극실과 피도금 기판실이 격벽에 의해 격리되어 있으므로, 양극 전극 표면에서 분해 반응을 일으키지 않아, 도금 반응에 악영향을 미치지 않는다.The "electrolyte" refers to a solution that does not contain a substance acting on the surface to be plated of the substrate to be plated. In the above structure, the electrolyte solution flows into the anode electrode chamber, the plating liquid flows into the substrate chamber to be plated, and the anode electrode chamber and the substrate substrate chamber are separated by a partition wall, so that the decomposition reaction does not occur on the surface of the anode electrode and the plating is performed. Does not adversely affect the reaction.

또한, 만일 도금에 악영향을 미치는 물질이 생성되었다고 하더라도, 격벽에 의해 차단되어 있기 때문에 피도금면에서의 악영향을 방지하는 것이 가능하다.Moreover, even if a substance which adversely affects the plating is produced, since it is blocked by the partition wall, it is possible to prevent the adverse effect on the surface to be plated.

전해액은 구체적으로는, 도금 처리에서 소망하는 금속(예를 들면 구리 도금의 경우, 구리)을 포함하지 않는 용액을 말한다. 한편, 도금액은 소망하는 금속을 포함하는 용액을 말한다. 또한, 전해액과 도금액은 도전성을 갖는다는 점에서는 공통적이다.The electrolyte solution specifically refers to a solution which does not contain a desired metal (for example, copper in the case of copper plating) in the plating treatment. On the other hand, a plating liquid means the solution containing a desired metal. In addition, electrolyte solution and plating liquid are common in the point which has electroconductivity.

더욱 구체적으로는, 도금액으로서, 황산구리를 포함하는 용액을 사용하는 경우, 상기 전해액은 황산, 또는 황산을 희석한 수용액이다.More specifically, when a solution containing copper sulfate is used as the plating solution, the electrolyte is sulfuric acid or an aqueous solution in which sulfuric acid is diluted.

또한, 본 발명에서는, 전해액이 소망하는 금속을 포함하는 용액, 또는 도금액과 동일한 용액이더라도, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하는 것이 가능하다. 만일, 양극 전극 표면에서 도금에 악영향을 미치는 물질이 생성되었다고 하더라도, 격벽에 의해 차단되어 있기 때문에 피도금면에서의 악영향을 방지하는 것이 가능하기 때문이다.Moreover, in this invention, even if it is a solution containing a desired metal or the same solution as a plating liquid, it is possible to prevent adhesion of the micro solid foreign material resulting from a black film. This is because even if a substance which adversely affects plating is formed on the surface of the anode electrode, since it is blocked by the partition wall, it is possible to prevent the adverse effect on the surface to be plated.

즉 상기 전해액은 구리 성분을 포함하고, 아울러 도전성의 액체이어도 된다.That is, the said electrolyte solution contains a copper component and may be an electroconductive liquid.

또한, 상기 전해액은 전해액 1리터에 대하여, 14g 이상 40g 이하의 구리 성분을 포함하여도 된다.Moreover, the said electrolyte solution may contain the copper component of 14g or more and 40g or less with respect to 1 liter of electrolyte solution.

여기에서, 본 실시예에 적용할 수 있는 반도체 웨이퍼(1)의 치수는 도금 처리조(100)의 각종 부재의 치수에 따라 적절히 설정하는 것이 가능하다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼(1)로서는, 직경 100㎜∼300㎜ 정도의 것이 적용 가능하다. 더욱 구체적으로는, 직경 150㎜ 정도의 것을, 반도체 웨이퍼(1)로서 적용할 수 있다. Here, the dimension of the semiconductor wafer 1 applicable to this embodiment can be set suitably according to the dimension of the various members of the plating process tank 100. As shown in FIG. For example, as the semiconductor wafer 1, the thing about 100-300 mm in diameter is applicable. More specifically, a diameter of about 150 mm can be applied as the semiconductor wafer 1.

또한, 내통(31)의 치수는 외경 130㎜, 내경 120㎜, 두께 5㎜, 높이 110㎜이고, 원통 형상의 것이다.The inner cylinder 31 has an outer diameter of 130 mm, an inner diameter of 120 mm, a thickness of 5 mm, and a height of 110 mm, and has a cylindrical shape.

또한, 유지체(6)는 내통(31)과 도금액 공급용 노즐(4) 사이에 형성되어 있다. 유지체(6)는 내통(31)의 바닥부로부터 상방에 20㎜, 또는 적어도 5㎜의 공극에 설치되어 있다. 또한, 유지체(6)에는 상하 방향의 관통 구멍이 다수개 형성되어 있다.In addition, the holding body 6 is formed between the inner cylinder 31 and the plating liquid supply nozzle 4. The holding body 6 is provided in the space | gap of 20 mm or at least 5 mm upward from the bottom part of the inner cylinder 31. As shown in FIG. Moreover, the holding body 6 is formed with a plurality of through holes in the vertical direction.

또한, 외통(32)은 그 상부에 격벽(7)이 밀착되어 고정되어 있다. 또한, 외통(32)의 높이는 30㎜ 내지는 그 이상이어도 된다. 또한, 도 1에서는, 외통(32)의 하단은 내통(31)의 하단보다도 상측(피도금 기판측)으로 되도록 되어 있다. 그러나, 외통(32)의 하단은 이것에 한정되는 것은 아니며, 내통(31)의 하단보다도 하측으로 되도록 되어도 된다. 또한, 외통(32)의 내경은 140㎜이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.In addition, the partition wall 7 is closely attached to the outer cylinder 32, and is fixed. In addition, the height of the outer cylinder 32 may be 30 mm or more. In addition, in FIG. 1, the lower end of the outer cylinder 32 is set to be upper side (the to-be-plated substrate side) than the lower end of the inner cylinder 31. Moreover, as shown in FIG. However, the lower end of the outer cylinder 32 is not limited to this, and may be lower than the lower end of the inner cylinder 31. In addition, although the inner diameter of the outer cylinder 32 is 140 mm, it is not limited to this.

또한, 도금 처리조(100)에서는, 내통(31)의 높이가 110㎜이고, 격벽(7)과 내통(31)의 상단과의 간극이 5㎜로 되어 있다. 그러나, 내통(31)의 높이, 및 격벽(7)과 내통(31)의 상단과의 간극은 상기 치수에 한정되는 것은 아니며, 전해액이 격벽(7)의 표면 외주부까지 충분히 접할 수 있도록 하는 치수이면 충분하다.Moreover, in the plating process tank 100, the height of the inner cylinder 31 is 110 mm, and the clearance gap between the partition 7 and the upper end of the inner cylinder 31 is 5 mm. However, the height of the inner cylinder 31 and the gap between the partition wall 7 and the upper end of the inner cylinder 31 are not limited to the above dimensions, so long as the electrolyte solution is sufficiently in contact with the surface outer periphery of the partition wall 7. Suffice.

또한, 격벽(7)은 외경 140㎜, 내경 20㎜의 도넛 형상을 갖고 있다. 그리고, 격벽(7)은 그 외주가 외통(32)에 밀착되는 한편, 그 내주가 도금액 공급 노즐(4)에 밀착되어, 고정되어 있다. 그러나, 격벽(7)의 치수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 격벽(7)이 셀레미온 제품인 경우에는, 그 두께가 100㎛이어도 사용 가능하고, 또는 100∼200㎛ 정도이어도 사용 가능하다.The partition wall 7 has a donut shape having an outer diameter of 140 mm and an inner diameter of 20 mm. And the outer periphery of the partition 7 is in close contact with the outer cylinder 32, and the inner periphery is in close contact with the plating liquid supply nozzle 4, and is fixed. However, the dimension of the partition 7 is not limited to this. In addition, when the partition 7 is a selenion product, even if the thickness is 100 micrometers, it can use, or even about 100-200 micrometers can be used.

또한, 인함유 구리로 이루어지는 양극 전극(5)의 치수는 외경 110㎜, 내경 30㎜, 두께 8㎜이다. 그러나, 양극 전극(5)의 치수는 이것에 한정되는 것은 아니며, 유지체(6)와 격벽(7)과의 간극 및 내통(31)과 상기 양극 전극(5)과의 간극을 통과하는 전해액의 유동을 방해하지 않는 범위에서 임의로 선택이 가능하다.The anode electrode 5 made of phosphorus-containing copper has an outer diameter of 110 mm, an inner diameter of 30 mm, and a thickness of 8 mm. However, the dimension of the anode electrode 5 is not limited to this, but the electrolyte solution passing through the gap between the holder 6 and the partition wall 7 and the gap between the inner cylinder 31 and the anode electrode 5 is not limited to this. It can be selected arbitrarily in the range that does not disturb the flow.

도금액 공급용 노즐(4)은 격벽(7)을 관통하고, 격벽(7)보다도 2㎜ 상방으로 신장되어 있다. 그러나, 도금액 공급용 노즐(4)은 이것에 한정되는 것은 아니며, 도금액 공급용 노즐(4)은 격벽(7)까지 도달하고, 격벽(7)에 밀착 고정되어 있으면 된다.The plating liquid supply nozzle 4 penetrates through the partition wall 7 and extends 2 mm above the partition wall 7. However, the plating liquid supply nozzle 4 is not limited to this, The plating liquid supply nozzle 4 should reach | attach to the partition 7, and should just be fixed to the partition 7 closely.

이상, 도금 처리조(100)에서의, 반도체 웨이퍼(1), 컵(3)(내통(31) 및 외통(32)), 도금액 공급용 노즐(4), 양극 전극(5), 유지체(6), 및 격벽(7)의 치수 등을 설명하였으나, 도금 처리조(100)에서의 각종 부재의 치수는 도금 처리조(100)의 크기, 또는 적용하는 반도체 웨이퍼(1)의 크기 등에 따라, 적절하게 설정하는 것이 가능하다.As described above, the semiconductor wafer 1, the cup 3 (the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32), the plating liquid supply nozzle 4, the anode electrode 5, and the holder in the plating treatment tank 100 are described above. 6) and the size of the partition wall 7, and the like, the dimensions of the various members in the plating bath 100, depending on the size of the plating bath 100, or the size of the semiconductor wafer 1 to be applied, It is possible to set appropriately.

이하, 반도체 웨이퍼(1)를 유지하는 웨이퍼 유지구(2)의 구체적인 구성에 대하여, 도 2에 의거하여 설명한다. 도 2는 도금 처리조(100)의 웨이퍼 유지구(2)의 구성의 일례를 도시한 단면도이다. 웨이퍼 유지구(2)는 도 2에 도시한 바와 같이, O링(21)과, 콘택트 부재(22)와, 웨이퍼 유지 링(23)을 구비하고 있다. 웨이퍼 유지 링(23)은 외통(32)의 상단부와 소정의 간극을 유지하여, 도시하지 않은 지주에 의해 유지되어 있다. 그리고, O링(21) 및 콘택트 부재(22)는 웨이퍼 유지 링(23) 위에 형성되어 있으며, 유지하는 반도체 웨이퍼(1)와의 밀착성을 확보하고 있다.Hereinafter, the specific structure of the wafer holder 2 holding the semiconductor wafer 1 is demonstrated based on FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the wafer holder 2 of the plating processing tank 100. As shown in FIG. 2, the wafer holder 2 includes an O-ring 21, a contact member 22, and a wafer holding ring 23. The wafer holding ring 23 holds a predetermined gap with the upper end of the outer cylinder 32 and is held by a support not shown. And the O-ring 21 and the contact member 22 are formed on the wafer holding ring 23, and ensure the adhesiveness with the semiconductor wafer 1 to hold | maintain.

또한, 콘택트 부재(22)는 반도체 웨이퍼(1)의 외주부에 균등한 간격으로 3개소 형성되어 있다. 그러나, 콘택트 부재(22)는 이것에 한정되는 것은 아니며, 반도체 웨이퍼(1)의 외주부에 균등한 간격으로 4개소 이상 형성되어 있어도 된다. 또한, 콘택트 부재(22)가 반도체 웨이퍼(1)의 외주부 전체 둘레를 접하는 구조이어도 된다.In addition, three contact members 22 are formed in the outer peripheral portion of the semiconductor wafer 1 at equal intervals. However, the contact member 22 is not limited to this, and four or more places may be formed in the outer peripheral part of the semiconductor wafer 1 at equal intervals. In addition, the structure which the contact member 22 contacts the perimeter of the outer peripheral part of the semiconductor wafer 1 may be sufficient.

웨이퍼 유지 링(23)의 내경은 140㎜로 하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 외형이 원형일 필요가 없는 것은 물론이고, 장치 하우징 등과 일체 구조이어도 된다. 또한, 외통(32)에는 그 일부에 리턴 관(10)이 형성되어 있다.Although the internal diameter of the wafer holding ring 23 was 140 mm, it is not limited to this, It does not need to be circular in shape, Of course, it may be an integrated structure etc. with an apparatus housing. In addition, a return pipe 10 is formed in a part of the outer cylinder 32.

이하, 웨이퍼 유지구(2)의 각종 부재에 대하여 설명한다.Hereinafter, various members of the wafer holder 2 will be described.

O링(21)은 반도체 웨이퍼(1)와의 밀착성이 확보되고, 아울러 도금액에 대하여 내성을 갖는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, O링(21)으로서, 실리콘 고무가 예시된다. 구체적으로는, 바이톤(등록상표)(듀퐁 다우 엘라스토머 재팬 제품)이 예시된다.The O-ring 21 is not particularly limited as long as the adhesion to the semiconductor wafer 1 is ensured and the resin is resistant to the plating liquid. For example, as the O-ring 21, silicone rubber is exemplified. Specifically, Viton (trademark) (the DuPont Dow Elastomer Japan product) is illustrated.

또한, 콘택트 부재(22)는 반도체 웨이퍼(1)와의 밀착이 확보되고, 아울러 도전성으로 사용하는 도금액에 내성이 있는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 티탄에 금속 도금이 실시된 부재가 예시된다. 구체적으로는, 콘택트 부재(22)로서는, 티탄에 플라티나 도금을 실시한 것, 티탄에 금 도금을 실시한 것, 수지에 금 도금 등을 실시한 것, 또는 이들을 조합한 것이 예시된다.The contact member 22 is not particularly limited as long as the contact member 22 is secured to the semiconductor wafer 1 and is resistant to the plating liquid used for conduction. For example, the member by which metal plating was given to titanium is illustrated. Specifically, examples of the contact member 22 include those in which platinum is plated on titanium, gold plating on titanium, gold plating on resin, or a combination thereof.

또한, 웨이퍼 유지 링(23)은 치수 안정성이 확보되고, 아울러 사용하는 도금액에 내성이 있는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 웨이퍼 유지 링(23)으로서, 예를 들면 경질의 염화 비닐 또는 폴리프로필렌으로 이루어지는 것이 예시된다.The wafer holding ring 23 is not particularly limited as long as the dimensional stability is ensured and the plating liquid used is resistant to the plating liquid. As the wafer holding ring 23, for example, one made of hard vinyl chloride or polypropylene is exemplified.

다음으로, 도금 처리조(100)에서, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)과 양극 전극(5) 사이에 형성되어 있는 격벽(7)의 구조의 일례에 대하여, 도 3을 참조하여, 이하에 설명한다. 도 3은 도금 처리조(100)에서, 외통(32)과 격벽(7)에 의해 둘러싸인 영역(피도금 기판실)의 구성을 도시하고, 상부 도면은 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)측에서 본 상면도이고, 하부 도면은 단면도이다.Next, with reference to FIG. 3, an example of the structure of the partition 7 formed in the plating process tank 100 between the to-be-plated surface W of the semiconductor wafer 1 and the anode electrode 5 is referred. Will be described below. FIG. 3 shows a configuration of a region (plated substrate chamber) surrounded by the outer cylinder 32 and the partition wall 7 in the plating processing tank 100, and the upper view shows the plated surface W of the semiconductor wafer 1. It is the top view seen from the side, and a lower figure is sectional drawing.

도 3에 도시한 바와 같이, 격벽(7)은 피도금면(W)측에서 보아 도넛 형상을 갖고 있다. 그리고, 격벽(7)의 중앙부에는 도금액 공급용 노즐(4)이 관통되어 있다. 또한, 격벽(7)의 외주부는 외통(32)의 상부에 고정되어 있다.As shown in FIG. 3, the partition wall 7 has a donut shape when viewed from the side to be plated. And the plating liquid supply nozzle 4 penetrates through the center part of the partition 7. Moreover, the outer peripheral part of the partition 7 is being fixed to the upper part of the outer cylinder 32. As shown in FIG.

또한, 격벽(7)은 반투막(투과 부재)(71)과, 반투막 유지체(72, 73)를 구비하고 있다. 격벽(7)은 반투막 유지체(72, 73)가, 반투막(71)을 협지한 구성이다. 그리고, 양극 전극(5)측에는 반투막 유지체(72)가 배치되어 있으며, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)측에는 반투막 유지체(73)가 배치되어 있다.The partition wall 7 is provided with a semipermeable membrane (permeable member) 71 and semipermeable membrane holders 72, 73. The partition 7 has a configuration in which the semipermeable membrane holders 72 and 73 sandwich the semipermeable membrane 71. A semi-permeable membrane holder 72 is disposed on the anode electrode 5 side, and a semi-permeable membrane holder 73 is disposed on the plated surface W side of the semiconductor wafer 1.

따라서, 반도체 웨이퍼(1)와 양극 전극(5) 사이를 통전함으로써, 양극 전극 (5)측(양극 전극실)에 유입된 전해액은 반투막 유지체(72)에서 투과된다. 그리고, 반투막(71)에서, 전해액 내의 이온이 투과된다. 그리고, 반투막(71)에서 투과된 전해액 내의 이온은 반투막 유지체(73)를 투과하여, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)측(피도금 기판실)에 유입된다. 이 때, 반투막(71)에서는, 전해액 내의 이온만이 투과되고, 전해액 내의 파티클은 투과되지 않는다. 따라서, 격벽(71)에 의해, 전해액 내의 파티클을 분리하는 것이 가능해져, 양극 전극(5)에 기인하는 파티클에 의한 도금면의 오염을 방지할 수 있다.Therefore, the electrolytic solution flowing into the anode electrode 5 side (anode electrode chamber) is transmitted through the semi-permeable membrane holder 72 by energizing between the semiconductor wafer 1 and the anode electrode 5. And in the semi-permeable membrane 71, the ion in electrolyte solution permeate | transmits. The ions in the electrolytic solution transmitted through the semi-permeable membrane 71 pass through the semi-permeable membrane holder 73 and flow into the surface to be plated W of the semiconductor wafer 1 (plated substrate chamber). At this time, in the semi-permeable membrane 71, only the ions in the electrolyte are permeable, and particles in the electrolyte are not permeated. Therefore, the partition wall 71 makes it possible to separate particles in the electrolyte solution, thereby preventing contamination of the plated surface caused by the particles caused by the anode electrode 5.

반투막(71)은 전해액에 침지된 상태에서, 전해액 내의 이온을 투과하는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 반투막(71)으로서는, 탄화수소계 양이온 교환막, 중성막, 또는 다공질성 세라믹 등이 예시된다. 또한, 반투막(71)이 탄화수소계 양이온 교환막인 경우, 반투막(71)으로서, 구체적으로는 셀레미온(등록 상표)(아사히 글래스 엔지니어링 제품, 탄화수소계 양이온 교환막), 또는 네오셉터 CM-1(등록상표)(주식회사 아토무스 제품, 탄화수소계 양이온 교환막)이 예시된다.The semi-permeable membrane 71 is not particularly limited as long as the semi-permeable membrane 71 is immersed in the electrolyte solution and transmits ions in the electrolyte solution. For example, as the semipermeable membrane 71, a hydrocarbon-based cation exchange membrane, a neutral membrane, a porous ceramic, or the like is exemplified. In the case where the semipermeable membrane 71 is a hydrocarbon-based cation exchange membrane, specifically, as the semipermeable membrane 71, selenion (registered trademark) (Asahi Glass Engineering Co., Ltd., hydrocarbon-based cation exchange membrane), or Neoceptor CM-1 (registered trademark) ) (Manufactured by Atomus Co., Ltd., hydrocarbon-based cation exchange membrane).

또한, 반투막 유지체(72, 73)는 전해액을 투과하는 구조를 가지며, 아울러 치수 안정성이 확보되어, 도금액에 대하여 내성을 갖는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 반투막 유지체(72, 73)로서는, 폴리프로필렌, 또는 경질의 염화비닐로 이루어지는 것이 예시된다.In addition, the semi-permeable membrane holders 72 and 73 are not particularly limited as long as they have a structure that permeates the electrolyte, ensure dimensional stability, and are resistant to the plating liquid. For example, as the semipermeable membrane holders 72 and 73, those made of polypropylene or hard vinyl chloride are exemplified.

다음으로, 반투막(71)의 구조에 대하여, 이온 교환 수지를 포함하는 이온 교환막을 예로 들어, 이하에 설명한다. 도 4는 이온 교환막의 구조를 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 5는 이온 교환막의 선택 투과성을 설명하기 위한 설명도이다.Next, the structure of the semipermeable membrane 71 is described below by taking an ion exchange membrane containing an ion exchange resin as an example. 4 is an explanatory diagram for explaining the structure of an ion exchange membrane. 5 is explanatory drawing for demonstrating the selective permeability of an ion exchange membrane.

"이온 교환막"이란, 도 4에 도시한 바와 같이, 이온을 선택 투과시키는 막을 말한다. 이 이온 교환막은 크게 나누어 양이온 교환막과 음이온 교환막으로 구분된다. 양이온 교환막은, 도 4에 도시한 바와 같이, 도금액에 침지된 상태에서, 통전하면, 양이온(M+)을 선택적으로 투과하고, 음이온(B-)을 투과하지 않는다.As shown in FIG. 4, "ion exchange membrane" refers to a membrane that selectively permeates ions. This ion exchange membrane is roughly divided into a cation exchange membrane and an anion exchange membrane. As shown in FIG. 4, the cation exchange membrane selectively permeates cations (M + ) and does not permeate anions (B ) when energized in a state immersed in a plating solution.

양이온 교환막에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 마이너스 전하의 교환기가 고정되어 있다. 이 때문에, 음이온(B-)은 마이너스 전하의 교환기의 반발을 받아, 투과할 수 없다. 한편, 양이온(M+)은 마이너스 전하의 교환기의 반발을 받지 않으므로, 투과한다. 즉 양이온 교환막을 투과할 수 있는 이온은 양이온(M+)뿐이다.As illustrated in FIG. 5, a negative charge exchanger is fixed to the cation exchange membrane. For this reason, anion (B <-> ) receives repulsion of the exchange group of negative charge, and cannot permeate | transmit. On the other hand, the cation (M + ) does not receive a repulsion from the exchange group of negative charge, and thus transmits it. That is, the only ions that can pass through the cation exchange membrane are cations (M + ).

한편, 음이온 교환막은 상기 작용과 반대의 작용으로 된다. 이들 이온 교환막의 선택 투과는 전기 투석 장치의 직류 전기 에너지에 의해 행해진다.On the other hand, the anion exchange membrane has a function opposite to that described above. Selective permeation of these ion exchange membranes is performed by direct current electrical energy of the electrodialysis apparatus.

다음으로, 본 실시예의 도금 장치의 구성에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 실시예의 도금 장치의 구성을 도시한 개략도이다.Next, the structure of the plating apparatus of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. 6 is a schematic view showing the configuration of the plating apparatus of this embodiment.

본 실시예의 도금 장치는 도 6에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 도금 처리를 행하는 도금 처리조(100)와, 도금 장치 내에 도금액을 순환하는 도금액계(20)와, 도금 장치 내에 전해액을 순환하는 전해액계(30)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 6, the plating apparatus of this embodiment includes a plating treatment tank 100 for plating the surface to be plated W of the semiconductor wafer 1, and a plating solution 20 for circulating a plating liquid in the plating apparatus. ) And an electrolytic solution system 30 for circulating the electrolytic solution in the plating apparatus.

도금액계(20)는, 도금액 공급원으로서의 도금액 저수조(9)와, 외통(32)과, 외통(32)의 일부에 접속된 리턴 관(10)과, 도금액을 도금 장치 내로 순환시키는 도금액 펌프(101)와, 도금액 내의 고형 이물질을 여과하는 도금액 필터(111)와, 이들을 접속하는 배관(T)을 구비하고 있다.The plating liquid meter 20 includes a plating liquid reservoir 9 serving as a plating liquid supply source, an outer cylinder 32, a return pipe 10 connected to a part of the outer cylinder 32, and a plating liquid pump 101 for circulating the plating liquid into the plating apparatus. ), A plating liquid filter 111 for filtering solid foreign matter in the plating liquid, and a pipe T connecting them.

한편, 전해액계(30)는 도금 처리조(100)가 내포하는 부재(웨이퍼 유지구(2), 컵(3) 및 이들이 내포하는 부재)를 그 내부에 설치하는 전해액조(22)와, 전해액 공급원으로서의 전해액 저수조(23)와, 전해액을 도금 장치 내로 순환하는 전해액 펌프(102)와, 전해액 내의 고형 이물질을 여과하는 전해액 필터(112)와, 이들을 접속하는 배관(T')을 구비하고 있다.On the other hand, the electrolytic solution system 30 includes an electrolytic solution tank 22 for providing a member (the wafer holder 2, the cup 3, and the member they contain) contained in the plating treatment tank 100 therein, and an electrolytic solution. An electrolyte storage tank 23 as a supply source, an electrolyte pump 102 for circulating the electrolyte solution into the plating apparatus, an electrolyte filter 112 for filtering solid foreign matter in the electrolyte solution, and a pipe T 'for connecting them are provided.

이하, 본 실시예의 도금 장치에서의, 도금액 또는 전해액의 흐름에 대하여 설명한다.Hereinafter, the flow of a plating liquid or electrolyte solution in the plating apparatus of the present embodiment will be described.

먼저, 도금액계(20)에서는, 도금액 저수조(9) 내의 도금액은 도금액 펌프(101)에 의해 도금액 필터(11)를 거쳐, 도금액 처리조(100)의 도금액 공급용 노즐(4)에 유입된다. 그리고, 도금액 공급용 노즐(4)에 유입된 도금액은 도금 처리조(100)의 피도금 기판실(격벽(7)과 외통(32)에 의해 둘러싸인 공간)에 유입되어, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 이른다. 그리고, 그 후, 도금액은 외통(32) 상부의 변연부에 형성된 리턴 관(10)에 유입되고, 재차 도금액 저수조(9)로 환류된다.First, in the plating liquid meter 20, the plating liquid in the plating liquid storage tank 9 flows in through the plating liquid filter 11 by the plating liquid pump 101, and flows into the plating liquid supply nozzle 4 of the plating liquid processing tank 100. Then, the plating liquid introduced into the plating liquid supply nozzle 4 flows into the plated substrate chamber (the space enclosed by the partition wall 7 and the outer cylinder 32) of the plating processing tank 100, thereby The plated surface (W) is reached. Then, the plating liquid flows into the return pipe | tube 10 formed in the edge part of the upper part of the outer cylinder 32, and is returned to the plating liquid storage tank 9 again.

또한, 전해액계(30)에서는, 전해액 저수조(23) 내의 전해액은 전해액 펌프(102)에 의해 전해액 필터(112)를 거쳐, 도금 처리조(100)의 전해액 공급관(8)에 유입된다. 그리고, 전해액 공급관(8)에 유입된 전해액은 양극 전해실(격벽(7)과 내통(31)에 의해 둘러싸인 공간)에 유입된다. 격벽(7)은 양극 전극에 발생한 전해액 내의 블랙 필름을 피도금 기판실로 투과하지 않는 한편, 전해액 내의 이온은 피도금 기판실로 투과된다. 이에 따라, 도통 상태가 실현되게 되어, 도금 처리가 행해진다.In addition, in the electrolyte system 30, the electrolyte solution in the electrolyte storage tank 23 flows into the electrolyte solution supply pipe 8 of the plating treatment tank 100 via the electrolyte filter 112 by the electrolyte pump 102. The electrolyte flowing into the electrolyte supply pipe 8 flows into the anode electrolytic chamber (the space surrounded by the partition 7 and the inner cylinder 31). The partition wall 7 does not transmit the black film in the electrolyte solution generated at the anode electrode to the substrate chamber to be plated, while the ions in the electrolyte solution are transmitted to the substrate chamber to be plated. Thereby, a conduction state is implement | achieved and plating process is performed.

양극 전극실에 유입된 전해액은 내통(31) 상부의 변연부(내통(31)과 외통(32)과의 간극)로부터, 도금 처리조(100) 외부로 누출되어 전해액조(22)에서 회수되고, 재차 도금액 저수조(23)로 환류된다.The electrolyte flowing into the anode electrode chamber leaks out of the plating chamber 100 from the marginal portion (the gap between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32) on the upper portion of the inner cylinder 31 and is recovered from the electrolyte tank 22. It is returned to the plating liquid reservoir 23 again.

도금액계(20)에서의, 도금액 저수조(9) 및 배관(T)은 치수 안정성이 확보되고, 아울러 사용하는 도금액에 내성이 있는 재질이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들 재질로서는, 예를 들면, 경질의 염화 비닐 또는 폴리프로필렌이 예시된다. 또한, 전해액계(30)에서의, 전해액조(22), 전해액 저수조(23), 전해액 필터(112), 및 배관(T')은 치수 안정성이 확보되고, 아울러 사용하는 전해액에 내성이 있는 재질이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들 재질로서는, 예를 들면 경질염화비닐 또는 폴리프로필렌이 예시된다.The plating liquid reservoir 9 and the pipe T in the plating liquid meter 20 are not particularly limited as long as the dimensional stability is secured and the material is resistant to the plating liquid to be used. As these materials, hard vinyl chloride or polypropylene is illustrated, for example. In addition, in the electrolyte system 30, the electrolyte tank 22, the electrolyte storage tank 23, the electrolyte filter 112, and the pipe T 'are ensured in dimensional stability and are also resistant to the electrolyte solution to be used. If it is, it is not specifically limited. As these materials, hard vinyl chloride or polypropylene is illustrated, for example.

또한, 도금액계(20)에서의 도금액 펌프(101)는 사용하는 도금액에 내성이 있고, 아울러 도금액에 악영향을 주지 않고 유동시킬 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 도금액 펌프(101)로서는, 예를 들면 이와키 제품 마그넷 펌프 MD-30R, 또는 이와키 제품 마그넷 펌프 MD-6 내지 MD-7R이 예시된다.The plating liquid pump 101 in the plating liquid meter 20 is not particularly limited as long as it is resistant to the plating liquid to be used and can be flowed without adversely affecting the plating liquid. As the plating liquid pump 101, the Iwaki-made magnet pump MD-30R or the Iwaki-made magnet pump MD-6-MD-7R is illustrated, for example.

또한, 전해액계(30)에서의 전해액 펌프(102)는 사용하는 전해액에 내성이 있으며, 아울러 전해액에 악영향을 주지 않고 유동시킬 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 전해액 펌프(102)로서는, 예를 들면 이와키 제품 마그넷 펌프 MD-70R, 또는 이와키 제품 마그넷 펌프 MD-30 내지 MD-100R이 예시된다.In addition, the electrolyte pump 102 in the electrolyte system 30 is not particularly limited as long as it is resistant to the electrolyte solution to be used and can be flowed without adversely affecting the electrolyte solution. As electrolyte solution 102, the Iwaki-made magnet pump MD-70R or the Iwaki-made magnet pump MD-30-MD-100R are illustrated, for example.

또한, 도금액 필터(111) 및 전해액 필터(112)는 목표로 하는 도금 패턴의 최소 간격의 대략 1/2의 입경의 포집 효율이 100%이고, 아울러 사용하는 도금액(또는 전해액)에 대하여 내성을 구비하고 도금액(또는 전해액)에 악영향을 주지 않고 유동시킬 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 도금액 필터(111) 및 전해액 필터(112)로서는, 예를 들면 일본 폴사(Pall Corporation) 제품 폴리프로필렌제 카트릿지 필터 HDCⅡ(J012; 1.2㎛ 직경 입자 포집 효율 100%), 일본 폴사 제품 폴리프로필렌제 카트릿지 필터 HDCⅡ(J006; 1.0㎛ 직경 입자 포집 효율 100%), 테프론(등록상표)제 필터, 또는 중공계 막 필터가 예시된다.In addition, the plating liquid filter 111 and the electrolyte filter 112 have a collection efficiency of 100% of the particle size of approximately 1/2 of the minimum interval of the target plating pattern, and are resistant to the plating liquid (or electrolyte) to be used. If the fluid can be flowed without adversely affecting the plating liquid (or electrolyte solution), it is not particularly limited. As the plating liquid filter 111 and the electrolyte filter 112, for example, the polypropylene cartridge filter HDCII (J012; 1.2 micrometer diameter particle collection efficiency 100%) by the Japan Corporation (Pall Corporation), the polypropylene cartridge filter by the Japan Corporation HDCII (J006; 1.0 micrometer diameter particle | grain collection efficiency 100%), the Teflon (trademark) filter, or a hollow membrane filter are illustrated.

또한, 도 6에는 도시하지 않았지만, 배관(T) 및 (T')의 도중에는 밸브, 유량계, 공기 배출관 등이 접속되고, 마찬가지로 도시하지 않은 제어 장치에 의해 도금액의 유동의 제어가 가능하고, 또한, 도시하지 않은 도금용 전원부에 의해 피도금면과 양극 전극 사이에 전압을 인가할 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 6, a valve, a flow meter, an air discharge pipe, or the like is connected in the middle of the pipes T and T ', and similarly, the control of the plating liquid can be controlled by a control device not shown. A voltage can be applied between the plated surface and the anode electrode by the plating power supply unit (not shown).

다음으로, 본 실시예에서 피도금 기판으로서 사용한 반도체 웨이퍼(1)에 대하여, 도 7에 의거하여 설명한다. 도 7은 본 실시예에서 사용한 반도체 웨이퍼(1)의 개략 구성을 도시한 모식도이다. 또한, 도 8a 및 도 8b는 도금 공정 후의, 반도체 웨이퍼(1)에 형성된 반도체 칩(41)의 개략 구성을 도시하고, 도 8a는 평면도이고, 도 8b는 단면도이다.Next, the semiconductor wafer 1 used as a to-be-plated board | substrate in this Example is demonstrated based on FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the semiconductor wafer 1 used in this embodiment. 8A and 8B show a schematic configuration of the semiconductor chip 41 formed on the semiconductor wafer 1 after the plating process, FIG. 8A is a plan view, and FIG. 8B is a sectional view.

도 7에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1) 표면에는 반도체 칩(41)이 복수 개 형성되어 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(1)의 주변에는 콘택트부(42)가 형성되어 있다. 이 콘택트부(42)에는 도시하지 않은 도금 시드층이 노출되어 있다. 그리고, 콘택트부(42)는 급전을 위하여, 도 2에 도시한 콘택트 부재(22)와 접하도록 되어 있다.As shown in FIG. 7, a plurality of semiconductor chips 41 are formed on the surface of the semiconductor wafer 1. In addition, a contact portion 42 is formed around the semiconductor wafer 1. The plating seed layer (not shown) is exposed to this contact portion 42. The contact portion 42 is in contact with the contact member 22 shown in FIG. 2 for power feeding.

또한, 도 8a에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(41)에는 포토레지스트층(18)이 임의의 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도 8b에 도시한 바와 같이, 도금 공정 후의 반도체 칩(41)의 표면에는 시드층(19)이 형성되어 있다. 그리고, 시드층(19)의 표면에는 배선 도금층(16) 및 포토레지스트층(18)이 형성되어 있다. 또한, 시드층(19)에서, 배선 도금층(16) 및 포토레지스트층(18)측과 반대측에는, 패드(17)가 형성되어 있다. 그리고, 반도체 칩(41)에서는, 배선 도금층(16)과 패드(17)가 전기적으로 접하도록 되어 있다.8A, the photoresist layer 18 is formed in the arbitrary shape in the semiconductor chip 41. As shown in FIG. As shown in FIG. 8B, the seed layer 19 is formed on the surface of the semiconductor chip 41 after the plating process. The wiring plating layer 16 and the photoresist layer 18 are formed on the surface of the seed layer 19. In the seed layer 19, a pad 17 is formed on the side opposite to the wiring plating layer 16 and the photoresist layer 18 side. In the semiconductor chip 41, the wiring plating layer 16 and the pad 17 are in electrical contact with each other.

(제2 실시예)(2nd Example)

본 발명의 다른 실시예에 대하여, 도 9 및 도 10에 의거하여 설명하면, 이하와 같다. 본 실시예에서는, 상기 제1 실시예와의 차이점에 대하여 설명하므로, 설명의 편의상, 제1 실시예에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 as follows. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be described. Therefore, for convenience of description, members having the same functions as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

도 9는 본 실시예의 도금 장치에 형성되는 도금 처리조의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 도금 처리조(200)는 반도체 웨이퍼(피도금 기판)(1)를 유지하는 웨이퍼 유지구(2), 컵(3), 도금액 공급용 노즐(4), 양극 전극(5), 양극 전극(5)을 유지하는 유지체(6), 격벽(7), 전해액 공급관(8), 상부 덮개(28), 및 O링(29)을 구비하고 있다. 컵(3)은 내통(31)과 외통(32)을 구비하고 있다.9 is a sectional view showing a schematic configuration of a plating treatment tank formed in the plating apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 9, the plating bath 200 includes a wafer holder 2 holding a semiconductor wafer (plated substrate) 1, a cup 3, a plating liquid supply nozzle 4, and an anode electrode. (5), a holding body (6) holding the positive electrode (5), a partition wall (7), an electrolyte supply pipe (8), an upper cover (28), and an O-ring (29). The cup 3 has an inner cylinder 31 and an outer cylinder 32.

본 실시예의 도금 장치에서의 도금 처리조(200)는 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제1 실시예의 구성에 더하여 상부 덮개(28) 및 O링(29)을 구비하고 있다. 이 상부 덮개(28) 및 O링(29)은 피도금 기판실 폐지 수단으로서 기능한다. 이하, 상부 덮개(28) 및 O링(29)에 대하여 설명한다. 또한, 도금 처리조(200)에서의, 반도체 웨이퍼(1), 웨이퍼 유지구(2), 컵(3)(내통(31) 및 외통(32)), 도금액 공급용 노즐(4), 양극 전극(5), 유지체(6), 격벽(7), 및 전해액 공급관(8)의 치수 및 구성은 상기 제1 실시예와 동일하므로, 설명을 생략한다.As shown in FIG. 9, the plating process tank 200 in the plating apparatus of this embodiment is provided with the top cover 28 and the O-ring 29 in addition to the structure of the said 1st Example. The upper lid 28 and the O-ring 29 function as the substrate chamber closing means to be plated. Hereinafter, the upper cover 28 and the O-ring 29 will be described. Moreover, in the plating process tank 200, the semiconductor wafer 1, the wafer holder 2, the cup 3 (inner cylinder 31 and outer cylinder 32), the plating liquid supply nozzle 4, and an anode electrode (5) Since the dimensions and the configuration of the holder 6, the partition 7, and the electrolyte supply pipe 8 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

도 9에 도시한 바와 같이, 상부 덮개(28)는 외통(32)의 외주를 따라서 형성되어 있다. 그리고, O링(29)은 외통(32)과 상부 덮개(28) 사이에 형성되어 있으며, 외통(32)과의 밀착성을 확보하고 있다.As shown in FIG. 9, the upper lid 28 is formed along the outer circumference of the outer cylinder 32. And the O-ring 29 is formed between the outer cylinder 32 and the upper lid 28, and ensures the adhesiveness with the outer cylinder 32. As shown in FIG.

도금액 공급용 노즐(4)에 유입된 도금액은 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 도달한다. 도금 처리조(200)에서는, O링(29)에 의해, 상부 덮개(28)와 외통(32)과의 밀착성이 확보되어 있다. 즉 피도금 기판실이 폐지된 상태(폐쇄계)로 되어 있다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 도달한 도금액은 도금 처리조(200)의 외부로 누설되지 않고, 리턴 관(10)에 유입된다. 이와 같이 피도금 기판실이 폐지된 상태로 되어 있으므로, 피도금 기판에 유입되는 도금액을, 도금 처리조(200) 외부의 대기와 차단하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 도금 처리조(200)에서는, 도금액이 외부로 누설되지 않아, 도금액의 증발이나 미스트 등에 의한 분위기 오염을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도금액의 증발에 수반되는 이온 농도의 변동을 방지하는 것이 가능하게 된다. The plating liquid flowing into the plating liquid supply nozzle 4 reaches the plating surface W of the semiconductor wafer 1. In the plating treatment tank 200, the adhesion between the upper lid 28 and the outer cylinder 32 is secured by the O-ring 29. In other words, the substrate chamber to be plated is closed (closed system). For this reason, the plating liquid which reached | attained the to-be-plated surface W of the semiconductor wafer 1 flows into the return pipe | tube 10, without leaking to the exterior of the plating process tank 200. FIG. Thus, since the to-be-plated board | substrate chamber is abolished, it becomes possible to interrupt | block the plating liquid which flows into a to-be-plated board | substrate from the atmosphere outside the plating process tank 200. For this reason, in the plating process tank 200, a plating liquid does not leak outside and it becomes possible to prevent the atmospheric contamination by evaporation, mist, etc. of a plating liquid. In addition, it becomes possible to prevent the fluctuation of the ion concentration accompanying the evaporation of the plating liquid.

또한, 상기 상부 덮개(29)의 치수는 피도금 기판실을 폐지할 수 있도록 하는 치수라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 상부 덮개(29)의 치수는 외통(32)의 치수에 따라서, 적절히 설정할 수 있다.In addition, the dimension of the said upper cover 29 will not be specifically limited if it is a dimension which can close the to-be-plated substrate chamber. In addition, the dimension of the upper cover 29 can be set suitably according to the dimension of the outer cylinder 32. As shown in FIG.

또한, 상부 덮개(29)는 폴리프로필렌으로 이루어진다. 그러나, 상부 덮개(29)의 재질은 치수 안정성이 확보되고, 아울러 도금액에 대하여 내성을 갖는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상부 덮개(29)는 경질의 염화 비닐로 이루어져도 된다.In addition, the top cover 29 is made of polypropylene. However, the material of the upper lid 29 is not particularly limited as long as the material is secured in dimensional stability and resistant to the plating liquid. For example, the upper lid 29 may be made of hard vinyl chloride.

또한, O링(29)은 외통(32)과의 밀착이 확보되고, 아울러 사용하는 도금액에 대하여 내성을 갖는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, O링(29)으로서, 실리콘 고무가 예시된다. 구체적으로는, 바이톤이 예시된다.The O-ring 29 is not particularly limited as long as the O-ring 29 is secured to the outer cylinder 32 and has resistance to the plating liquid to be used. For example, as the O-ring 29, silicone rubber is exemplified. Specifically, Viton is illustrated.

다음으로, 본 실시예의 도금 장치의 구성에 대하여, 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 실시예의 도금 장치의 구성을 도시한 개략도이다.Next, the structure of the plating apparatus of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. 10 is a schematic view showing the configuration of the plating apparatus of this embodiment.

본 실시예의 도금 장치는 도 6에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 도금 처리를 행하는 도금 처리조(100)와, 도금 장치 내에 도금액을 순환하는 도금액계(20')와, 도금 장치 내에 전해액을 순환하는 전해액계(30')와, 순환하는 도금액의 농도를 제어하고, 도금액의 이온 농도에 따라 보급액을 보급하는 보급액계(40)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 6, the plating apparatus of this embodiment includes a plating treatment tank 100 for plating the surface to be plated W of the semiconductor wafer 1, and a plating solution 20 for circulating a plating liquid in the plating apparatus. '), An electrolyte system 30' for circulating the electrolyte in the plating apparatus, and a supply liquid system 40 for controlling the concentration of the circulating plating liquid and replenishing the replenishing liquid according to the ion concentration of the plating liquid.

도금액계(20')는 도금액 공급원으로서의 도금액 저수조(9')와, 외통(32)과, 외통(32)의 일부에 접속된 리턴 관(10)과, 도금액을 도금 장치 내로 순환시키는 도금액 펌프(101)와, 도금액 내의 고형 이물질을 여과하는 도금액 필터(111)와, 이들을 접속하는 배관(T)을 구비하고 있다. 상기 도금액계(20')는 상기 제1 실시예의 도금 장치에서의 도금액계(20)와 달리, 도금액 저수조(9')에 덮개가 부착되어, 폐지된 상태(폐쇄계)인 구성이다.The plating liquid meter 20 'includes a plating liquid reservoir 9' serving as a plating liquid supply source, an outer cylinder 32, a return pipe 10 connected to a part of the outer cylinder 32, and a plating liquid pump for circulating the plating liquid into the plating apparatus ( 101, a plating liquid filter 111 for filtering solid foreign matter in the plating liquid, and a pipe T connecting them. Unlike the plating solution system 20 in the plating apparatus of the first embodiment, the plating solution meter 20 'has a cover attached to the plating solution reservoir 9' and is in a closed state (closed system).

또한, 전해액계(30')는 도금 처리조(200)가 내포하는 부재(웨이퍼 유지구(2), 컵(3), 및 이들이 내포하는 부재, 및 상부 덮개(28))를 그 내부에 설치하는 전해액조(22')와, 전해액 공급원으로서의 전해액 저수조(23')와, 전해액을 도금 장치 내에 순환하는 전해액 펌프(102)와, 전해액 내의 고형 이물질을 여과하는 전해액 필터(112)와, 이들을 접속하는 배관(T')을 구비하고 있다. 상기 전해액계(30')는 상기 제1 실시예의 도금 장치에서의 전해액계(30)와 달리, 전해액 저수조(23')에 덮개가 부착되어, 폐지된 상태(폐쇄계)인 구성이다. 또한, 전해액계(30')에서는, 외통(32)이, 전해액조(22')의 개구부를 완전히 막도록, 전해액조(22')와 밀착되어 있다. 즉 전해액조(22')가 폐지된 상태(폐쇄계)로 되어 있다.In addition, the electrolyte system 30 'is provided with a member (a wafer holder 2, a cup 3, and a member and a top cover 28) contained in the plating bath 200 therein. The electrolyte tank 22 ', the electrolyte reservoir 23' as the electrolyte supply source, the electrolyte pump 102 for circulating the electrolyte in the plating apparatus, the electrolyte filter 112 for filtering the solid foreign matter in the electrolyte, and connecting them The pipe T 'is provided. Unlike the electrolyte solution 30 in the plating apparatus of the first embodiment, the electrolyte solution 30 'has a cover attached to the electrolyte reservoir 23' and is in a closed state (closed system). In the electrolyte system 30 ', the outer cylinder 32 is in close contact with the electrolyte tank 22' so as to completely close the opening of the electrolyte tank 22 '. In other words, the electrolyte tank 22 'is in a closed state (closed system).

또한, 보급액계(40)는 보급 유닛(24)과, 보급 펌프(25)와, 덮개가 달린 보급액조(26)와, 센서(27)와, 이들을 접속하는 배관(T')을 구비하고 있다. 배관(T")은 도금액계(20')의 도금 저수조(9')와 접속되어 있다. 또한, 센서(27)는 도금액 저수조(9') 내의 도금액의 이온 농도를 검출한다. 그리고 센서(27)에서 얻어진 도금액의 이온 농도 정보는 보급 유닛(24)을 통하여, 전기 신호로서 펌프(25)에 전달된다. 그리고, 이 전기 신호에 의해 지시되어, 보급 펌프(25)는 보급액조(26)로부터 보급액을, 도금액 저수조(9')에 공급한다.In addition, the replenishment liquid meter 40 includes a replenishment unit 24, a replenishment pump 25, a replenishment replenishment tank 26, a sensor 27, and a pipe T ′ for connecting them. . The pipe T "is connected to the plating reservoir 9 'of the plating solution 20'. The sensor 27 also detects the ion concentration of the plating liquid in the plating solution reservoir 9 '. The ion concentration information of the plating liquid obtained in the above) is transmitted to the pump 25 as an electric signal through the replenishing unit 24. Then, instructed by this electric signal, the replenishment pump 25 is discharged from the replenishing liquid tank 26. The replenishment liquid is supplied to the plating liquid storage tank 9 '.

또한, 도 10에서, 보급액계(40)는 1계통으로 도시되어 있다. 그러나, 보급액계(40)는 이것에 한정되는 것은 아니며, 도금액 내의 성분 중에서, 관리 및 보급할 필요가 있는 액 종류의 수만큼 형성되어 있어도 된다. 또한, 보급액조(26) 및 보급 펌프(25) 대신에, 순수의 보급 배관과 보급 유닛에 제어되는 밸브 등이 형성되어 있어도 된다.10, the replenishment liquid system 40 is shown in one system. However, the replenishment liquid meter 40 is not limited to this, and may be formed by the number of types of liquids that need to be managed and replenished among the components in the plating liquid. In addition, instead of the replenishment liquid tank 26 and the replenishment pump 25, the valve etc. which are controlled by the replenishment piping of a pure water, and a replenishment unit may be formed.

이하, 본 실시예의 도금 장치에서의, 도금액 또는 전해액의 흐름에 대하여 설명한다.Hereinafter, the flow of a plating liquid or electrolyte solution in the plating apparatus of the present embodiment will be described.

먼저, 도금액계(20')에서는, 도금액 저수조(9') 내의 도금액은 도금액 펌프(101)에 의해 도금액 필터(11)를 거쳐, 도금 처리조(200)의 도금액 공급용 노즐(4)에 유입된다. 그리고, 도금액 공급용 노즐(4)에 유입된 도금액은 도금 처리조(100)의 피도금 기판실(격벽(7)과 외통(32)에 의해 둘러싸인 공간)에 유입되어, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에 이른다. 그리고, 그 후, 도금액은 외통(32) 상부의 변연부에 형성된 리턴 관(10)에 유입되고, 재차 도금액 저수조(9')로 환류된다.First, in the plating liquid meter 20 ', the plating liquid in the plating liquid storage tank 9' flows through the plating liquid filter 11 by the plating liquid pump 101, and flows into the plating liquid supply nozzle 4 of the plating treatment tank 200. do. Then, the plating liquid introduced into the plating liquid supply nozzle 4 flows into the plated substrate chamber (the space enclosed by the partition wall 7 and the outer cylinder 32) of the plating processing tank 100, thereby The plated surface (W) is reached. Then, the plating liquid flows into the return pipe | tube 10 formed in the periphery part of the upper part of the outer cylinder 32, and is returned to plating liquid reservoir 9 'again.

이 때, 피도금 기판실은 상부 덮개(28)에 의해 폐지된 상태로 되어 있으므로, 피도금 기판실에 유입된 도금액은 대기와 차단되고, 도금액의 증발이나 미스트 등에 의한 분위기 오염을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도금액의 증발에 수반되는 이온 농도의 변동을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도금액 저수조(9')도 덮개가 붙어 있어, 폐지된 상태이므로, 도금액 저수조(9')에 유입된 도금액은 대기와 차단된다. 이 때문에, 도금 장치에서, 도금액의 증발이나 미스트 등에 의한 분위기 오염을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도금액의 증발에 수반되는 이온 농도의 변동을 방지하는 것이 가능하게 된다.At this time, the substrate to be plated is in the state of being abolished by the upper lid 28, so that the plating liquid introduced into the substrate to be plated is blocked from the atmosphere, and it is possible to prevent atmospheric contamination by evaporation or mist of the plating liquid. do. In addition, it becomes possible to prevent the fluctuation of the ion concentration accompanying the evaporation of the plating liquid. In addition, since the plating liquid reservoir 9 'also has a cover and is in a closed state, the plating liquid flowing into the plating liquid reservoir 9' is blocked from the atmosphere. For this reason, in a plating apparatus, it becomes possible to prevent the atmospheric contamination by evaporation, mist, etc. of a plating liquid. In addition, it becomes possible to prevent the fluctuation of the ion concentration accompanying the evaporation of the plating liquid.

또한, 전해액계(30')에서는, 전해액 저수조(23') 내의 전해액은 전해액 펌프(102)에 의해 전해액 필터(112)를 거쳐, 도금 처리조(200)의 전해액 공급관(8)에 유입된다. 그리고, 전해액 공급관(8)에 유입된 전해액은 양극 전극실(격벽(7)과 내통(31)에 의해 둘러싸인 공간)에 유입된다. 격벽(7)은 양극 전극에 발생한 전해액 내의 블랙 필름을 피도금 기판실로 투과하지 않는 한편, 전해액 내의 이온은 피도금 기판실로 투과한다. 이에 따라, 도통 상태가 실현되게 되고, 도금 처리가 행해진다.In addition, in electrolyte solution 30 ', electrolyte solution in electrolyte storage tank 23' flows into electrolyte solution supply pipe 8 of plating process tank 200 via electrolyte solution filter 112 by electrolyte solution pump 102. The electrolyte flowing into the electrolyte supply pipe 8 flows into the anode electrode chamber (the space enclosed by the partition 7 and the inner cylinder 31). The partition wall 7 does not transmit the black film in the electrolyte solution generated at the anode electrode to the substrate chamber to be plated, while the ions in the electrolyte solution are transmitted to the substrate chamber to be plated. Thereby, a conduction state is implement | achieved and plating process is performed.

양극 전극실에 유입된 전해액은 내통(31) 상부의 변연부(내통(31)과 외통(32)과의 간극)로부터, 도금 처리조(200) 외부로 누출되어 전해액조(22')에서 회수되고, 재차 도금액 저수조(23')로 환류된다.The electrolyte flowing into the anode electrode chamber leaks out of the plating chamber 200 from the marginal portion (the gap between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32) on the upper portion of the inner cylinder 31 and is recovered from the electrolyte tank 22 ′. Then, it is returned to the plating liquid reservoir 23 'again.

여기에서, 전해액조(22') 및 전해액 저수조(23')는 폐지된 상태로 되어 있으므로, 전해액조(22') 및 전해액 저수조(23')에 유입된 전해액은 대기와 차단된다. 이 때문에, 도금 장치에서, 전해액의 증발이나 미스트 등에 의한 분위기 오염을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 전해액의 증발에 수반된 이온 농도의 변동을 방지하는 것이 가능하게 된다.Here, since the electrolyte tank 22 'and the electrolyte storage tank 23' are in a closed state, the electrolyte flowing into the electrolyte tank 22 'and the electrolyte storage tank 23' is cut off from the atmosphere. For this reason, in a plating apparatus, it becomes possible to prevent atmospheric contamination by evaporation of electrolyte solution, mist, etc. In addition, it becomes possible to prevent the fluctuation of the ion concentration accompanying the evaporation of the electrolyte solution.

또한, 도금액 저수조(9'), 도금액 펌프(101), 도금액 필터(111), 배관(T), 전해액조(22), 전해액 저수조(23), 전해액 펌프(102), 전해액 필터(112), 및 배관(T')의 재질은 상기 제1 실시예와 마찬가지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.Further, the plating liquid reservoir 9 ', the plating liquid pump 101, the plating liquid filter 111, the pipe T, the electrolyte tank 22, the electrolyte storage tank 23, the electrolyte pump 102, the electrolyte filter 112, And since the material of the pipe T 'is the same as that of the said 1st Example, description is abbreviate | omitted here.

보급액계(40)에서의 배관(T")은 치수 안정성이 확보되고, 아울러 사용하는 보급액에 대하여 내성을 갖는 재질이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 배관(T")의 재질로서는, 예를 들면 경질의 염화 비닐, 폴리프로필렌, 또는 테프론(등록상표)이 예시된다.The pipe T "in the replenishment liquid system 40 is not particularly limited as long as the material is secured in dimensional stability and resistant to the replenishment liquid to be used. As the material of the pipe T", for example, Hard vinyl chloride, polypropylene, or Teflon® is exemplified.

또한, 보급 펌프(25)는 사용하는 보급액에 대하여 내성을 가지며, 아울러 도금액에 악영향을 주지 않고 보급액을 도금액 저수조(9')로 유입시키는 것이 가능하다면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 보급 펌프(25)로서는, 예를 들면 도쿄 리카 기기 제품 마이크로튜브 펌프 MP-1000, 또는 도쿄 리카 기기 제품 마이크로튜브 펌프 MP-1000A 내지 MP-1000B가 예시된다.In addition, the replenishment pump 25 is not particularly limited as long as it is resistant to the replenishment liquid to be used and can flow the replenishment liquid into the plating liquid reservoir 9 'without adversely affecting the plating liquid. As the replenishment pump 25, the Tokyo Rica apparatus microtube pump MP-1000 or the Tokyo Rica apparatus microtube pump MP-1000A-MP-1000B is illustrated, for example.

또한, 도 10에서는 도시하지 않았지만, 배관(T, T', T")의 도중에는 밸브, 유량계, 공기 배출관 등이 접속되고, 마찬가지로 도시하지 않은 제어 장치에 의해 도금액의 유동의 제어가 가능하고, 또한 도시하지 않은 도금용 전원부에 의해 피도금면과 양극 전극 사이에 전압을 인가할 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 10, a valve, a flowmeter, an air discharge pipe, etc. are connected in the middle of piping T, T ', and T ", and similarly, control of the flow of a plating liquid is possible by the control apparatus not shown, A voltage can be applied between the plated surface and the anode electrode by the plating power supply unit (not shown).

또한, 본 발명의 도금 장치는 이하와 같이 환언할 수 있다.In addition, the plating apparatus of this invention can be said as follows.

즉 본 발명의 도금 장치는 도금 장치의 컵 내에서 양극 전극과 전해액으로 이루어지는 전해핵계와 피도금면 및 도금액으로 이루어지는 도금액계를 격리하는 것을 특징으로 하는 기판에 도금을 형성하기 위한 도금 장치이라고 할 수도 있다.In other words, the plating apparatus of the present invention may be referred to as a plating apparatus for forming plating on a substrate, which is characterized by isolating an electrolytic core system consisting of an anode electrode and an electrolyte solution and a plating solution system consisting of a plated surface and a plating solution in a cup of the plating apparatus. have.

또한, 상기 도금 장치에서는, 상기 도금 컵의 외통 내에 형성한 격벽과 피도금 기판으로 이루어지는 공간에 도금액을 도입하도록 되어 있다.Moreover, in the said plating apparatus, a plating liquid is introduce | transduced into the space which consists of a partition formed in the outer cylinder of the said plating cup, and a to-be-plated board | substrate.

또한, 상기 도금 장치에서는, 상기 도금 컵의 내통 내에 형성한 양극 전극과 격벽이 이루는 공간에 전해액을 도입하도록 되어 있다.Moreover, in the said plating apparatus, electrolyte solution is introduce | transduced into the space which the anode electrode formed in the inner cylinder of the said plating cup, and a partition wall make.

또한, 상기 도금 컵의 내통 내에 유입된 전해액이 격벽에 의해 피도금 기판에 도달하지 않도록 되어 있다.In addition, the electrolyte flowing into the inner cylinder of the plating cup does not reach the substrate to be plated by the partition wall.

또한, 상기 도금 컵의 내통 내에 유입된 전해액을 유동에 의해 컵 외부로 유출시키고 있다.In addition, the electrolyte flowed into the inner cylinder of the plating cup is caused to flow out of the cup by flow.

상기 도금 컵 내에서 양극 전극과 피도금 기판을 격리하는 구조(격벽)의 일부 또는 전부가, 전해액 내에 침지됨으로써 이온을 투과할 수 있는 재질이다.A part or all of the structure (bulk wall) which isolate | separates an anode electrode and a to-be-plated board | substrate in the said plating cup is a material which can permeate | transmit ion by immersing in electrolyte solution.

상기 도금 컵 내의 양극 전극과 피도금 기판을 격리하는 전해액 내에 침지함으로써 이온을 투과할 수 있는 재질이 반투막인 것이 바람직하다.It is preferable that the material which can permeate | transmit ion by immersing in the electrolyte which isolate | separates the anode electrode in the said plating cup and a to-be-plated board | substrate is a semi-permeable membrane.

상기 도금 컵 내의 양극 전극과 피도금 기판을 격리하는 전해액 내에 침지함으로써 이온을 투과할 수 있는 재질이 이온 교환막인 것이 바람직하다.It is preferable that the material which can permeate | transmit ion by immersing in the electrolyte which isolate | separates the anode electrode in the said plating cup and a to-be-plated board | substrate is an ion exchange membrane.

본 발명의 도금 장치는 도금액계와 전해액계를 격리하여 각각 독립시킴으로써 양극 전극에 기인하는 피도금면의 오염을 방지하도록 하는 구성이다.The plating apparatus of the present invention is configured to prevent contamination of the surface to be plated due to the anode electrode by separating the plating solution system and the electrolyte system independently from each other.

또한, 본 발명의 도금 장치는 도금액계와 전해액계를 격리하여 각각 독립시킴으로써 양극 전극에 기인하는 도금액 내의 첨가제의 분해에 의한 피도금면의 도금 품질 저하를 방지하도록 하는 구성이다.In addition, the plating apparatus of the present invention is configured to prevent plating quality deterioration of the surface to be plated due to decomposition of additives in the plating liquid caused by the anode electrode by separating the plating liquid system and the electrolyte system independently from each other.

그리고, 상기 도금 장치에서, 상기 컵 및 도금조 및 그 밖의 조 및 배관 전부를 폐쇄계로 함으로써 도금액 및 전해액을 대기와 차단함으로써 액의 증발에 수반되는 분위기의 오염을 방지하고 있다.In the above plating apparatus, the cup, the plating vessel, all the other vessels, and the pipes are all closed systems to block the plating solution and the electrolyte from the atmosphere, thereby preventing contamination of the atmosphere accompanying the evaporation of the liquid.

또한, 상기 도금 장치에서, 상기 컵 및 도금조 및 그 밖의 조 및 배관 전부 를 폐쇄계로 함으로써 도금액 및 전해액을 대기와 차단함으로써 액의 증발에 수반되는 액 농도 변화를 방지하고 있다.In the above plating apparatus, the cup, the plating vessel, the other vessels, and all the tubs and pipes are closed to block the plating solution and the electrolyte from the atmosphere, thereby preventing the liquid concentration change accompanying the evaporation of the liquid.

상기 도금액은 구리를 함유하는 도전성의 액체 또는 구리를 함유하는 도전성의 액체에 기타 성분을 첨가한 도전성의 액체이다.The plating liquid is a conductive liquid in which other components are added to a conductive liquid containing copper or a conductive liquid containing copper.

또한, 상기 도금액은 도금액 1리터 내에 금속 구리로서 14∼40g의 구리 성분을 포함한다.The plating liquid further contains 14 to 40 g of copper as metal copper in 1 liter of the plating liquid.

상기 양극 전극은 인의 함유량이 0.04∼0.06%의 인을 함유하는 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극판이다.The said positive electrode is a soluble positive electrode plate which consists of phosphorus containing copper containing phosphorus whose phosphorus content is 0.04-0.06%.

또한, 전해액은 황산 또는 황산을 희석한 수용액이다.In addition, electrolyte solution is an aqueous solution which diluted sulfuric acid or sulfuric acid.

또한, 전해액은 구리를 함유하는 도전성의 액체 또는 구리를 함유하는 도전성의 액체에 기타 성분을 첨가한 도전성의 액체이어도 된다.In addition, the electrolytic solution may be a conductive liquid containing copper or a conductive liquid in which other components are added to the conductive liquid containing copper.

또한, 전해액은 1리터 중에 금속 구리로서 14∼40g의 구리 성분을 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that electrolyte solution contains 14-40 g of copper components as metallic copper in 1 liter.

본 발명의 반도체 장치는 기판에 도금을 형성하기 위한 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서 컵 내에서 양극 전극과 전해액으로 이루어지는 전해액계와 피도금면 및 도금액으로 이루어지는 도금액계를 격리하여 배치한다.The semiconductor device of the present invention isolates and arranges an electrolyte system consisting of an anode electrode and an electrolyte solution and a plating solution system consisting of a plated surface and a plating solution in a cup in a face-down type plating apparatus for forming plating on a substrate.

또한, 도금 컵의 외통 내의 격벽과 피도금면인 기판으로 이루어지는 공간에 도금액을 도입한다. 이 때, 도금 컵의 외통 내의 격벽과 피도금면인 기판으로 이루어지는 공간에 도금액을 유입함으로써 피도금면에 도금액을 접촉시키고, 도금 컵 내에 배치한 양극 전극과 피도금면 사이에 통전함으로써 도금을 행하기 위한 방법 에서, 도금 컵의 내통 내에 유입된 전해액은 격벽에 의해 피도금면에 도달하지 않기 때문에 함유하는 고형 이물질이 피도금면에 부착되지 않는다.Furthermore, a plating liquid is introduced into the space which consists of a partition in the outer cylinder of a plating cup, and a board | substrate which is a to-be-plated surface. At this time, the plating liquid is brought into contact with the surface to be plated by introducing a plating liquid into the space formed by the partition wall in the outer cylinder of the plated cup and the substrate to be plated, and plating is performed by energizing between the anode electrode disposed in the plated cup and the surface to be plated. In the above method, since the electrolyte solution introduced into the inner cylinder of the plating cup does not reach the surface to be plated by the partition wall, the solid foreign matters contained do not adhere to the surface to be plated.

또한, 도금 컵의 외통 내의 격벽과 피도금면인 기판으로 이루어지는 공간에 도금액을 유입함으로써 피도금면에 도금액을 접촉시키고, 도금 컵 내에 배치한 양극 전극과 피도금면 사이에 통전함으로써 도금을 행하는 도금 방법에서, 도금 컵의 내통 내에 유입된 전해액은 격벽 근방에서 이온만이 격벽을 투과하고, 기타 전해액은 컵 외부로 유출된다.In addition, plating is carried out by bringing a plating liquid into contact with the surface to be plated by flowing a plating solution into a space formed by a partition in the outer cylinder of the plating cup and a substrate to be plated, and energizing between the anode electrode disposed in the plating cup and the surface to be plated. In the method, the electrolyte flowing into the inner cylinder of the plating cup only penetrates the partition walls in the vicinity of the partition wall, and the other electrolyte flows out of the cup.

이 도금 컵 내에서 양극 전극과 피도금면을 격리하는 구조의 일부 또는 전부는 전해액 내에 침지됨으로써 이온을 투과할 수 있는 재질이다.Part or all of the structure which isolate | separates the anode electrode and a to-be-plated surface in this plating cup is a material which can permeate | transmit ion by immersing in electrolyte solution.

도금 컵 내의 양극 전극과 피도금면을 격리하는 전해액 내에 침지함으로써 이온을 투과할 수 있는 재질은 반투막이거나, 이온 교환막이다.The material which can permeate | transmit ion by immersing in the electrolyte which isolate | separates the anode electrode in a plating cup and a to-be-plated surface is a semi-permeable membrane or an ion exchange membrane.

도금액계와 전해액계를 격리하여 각각 독립시킴으로써 양극 전극에 기인하는 피도금면의 오염을 방지하는 것을 특징으로 하는 도금 장치이다. 도금액계와 전해액계를 격리하여 각각 독립시킴으로써 양극 전극에 기인하는 도금액 내의 첨가제의 분해에 의한 피도금면의 도금 품질 저하를 방지하는 것을 특징으로 하는 도금 장치이다.A plating apparatus characterized by preventing contamination of the surface to be plated due to the anode electrode by separating the plating solution system and the electrolyte system independently from each other. It is a plating apparatus characterized by preventing the plating quality deterioration of a to-be-plated surface by the decomposition of the additive in the plating liquid resulting from a positive electrode by isolate | separating and respectively independent a plating liquid system and an electrolyte system.

상기 컵 및 도금조 및 그 밖의 조 및 배관 전부를 폐쇄계로 함으로써 도금액 및 전해액을 대기와 차단함으로써 액의 증발이나 이것에 수반된 분위기의 오염이나 액 농도 변화를 방지하는 것을 특징으로 하는 도금 장치이다. 그 결과, 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치의 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한 도금 품질의 저하가 없는 반도체 장치 및 그 제조 방법을 제공함과 아울러, 도금액이나 전해액 등의 증발이나 미스트의 발생을 방지할 수도 있다.The above-mentioned cup, plating bath, and all other tanks and pipes are closed systems to block the plating solution and the electrolyte from the atmosphere, thereby preventing evaporation of the liquid, contamination of the atmosphere, and change of the liquid concentration. As a result, it provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same, without deteriorating the plating quality due to a fine solid foreign substance due to a black film or the like, without impairing the operability of the face-down type plating apparatus, and the like. Evaporation and mist generation can also be prevented.

이상과 같이, 본 발명에 따르며, 이하의 효과를 갖는다. 피도금면은 필터에 의해 고형 이물질이 제거된 도금액에 접해 있으며 양극 전극 근방을 유동한 전해액과는 이온 교환막에 의한 격벽에 의해 격리되고 구리 이온만이 격벽을 투과하여 피도금면에 이르러 석출되기 때문에, 양극 전극 표면의 블랙 필림 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착이 없는 고품질의 도금 배선에 의한 고밀도 및 고정밀도의 반도체 장치를 얻을 수 있다.As mentioned above, according to this invention, it has the following effects. The surface to be plated is in contact with the plating liquid from which solid foreign matter has been removed by the filter, and the electrolyte flowing in the vicinity of the anode electrode is isolated by the partition wall by the ion exchange membrane, and only copper ions penetrate the partition wall to reach the surface to be plated. A high-density and high-precision semiconductor device can be obtained by high quality plated wiring without adhesion of minute solid foreign matters resulting from black film or the like on the surface of the anode electrode.

또한, 종래와 같이 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하기 위하여 불용해성 전극을 사용할 필요가 없기 때문에, 도금액 내의 첨가제의 산화 분해에 의한 첨가제 소비량의 증대나 분해 생성물에 의한 도금액의 오염에 의한 도금 품질의 저하가 없는 고품질의 도금 배선에 의한 고밀도 및 고정밀도의 반도체 장치를 얻을 수 있음과 아울러, 폐쇄계에서 도금이 행해지기 때문에 도금액 및 전해액의 증발이나 미스트의 발생이 없고 안정된 농도와 청정한 주변 환경을 유지할 수 있다.In addition, since it is not necessary to use an insoluble electrode in order to prevent the adhesion of minute solid foreign substances due to a black film or the like as in the prior art, an increase in additive consumption due to oxidative decomposition of the additive in the plating liquid or contamination of the plating liquid due to decomposition products A high-density and high-precision semiconductor device can be obtained by high-quality plating wiring without deterioration of plating quality caused by the plating. In addition, since plating is performed in a closed system, there is no evaporation or mist of the plating solution and electrolyte, and stable concentration and cleanness. Maintain your environment.

(제3 실시예)(Third Embodiment)

본 실시예에서는, 상기 제1 실시예 또는 제2 실시예의 도금 장치를 사용한 반도체 칩의 제조 방법에 대하여, 도 13a∼도 13g 및 도 14a∼도 14d에 의거하여, 상세히 설명한다. 도 13은 본 실시예에서의 반도체 장치의 제조 방법의 순서를 도 시한 단면도이다. 또한, 본 실시예에서는, 반도체 장치의 제조 방법의 일례로서, 도 7, 도 8a, 및 도 8b에 도시된 반도체 장치(41)의 제조 방법에 대하여 설명한다.In this embodiment, a manufacturing method of a semiconductor chip using the plating apparatus of the first embodiment or the second embodiment will be described in detail with reference to Figs. 13A to 13G and 14A to 14D. 13 is a sectional view showing a procedure of a method of manufacturing a semiconductor device in the present embodiment. In addition, in this embodiment, the manufacturing method of the semiconductor device 41 shown in FIG. 7, FIG. 8A, and FIG. 8B is demonstrated as an example of the manufacturing method of a semiconductor device.

본 실시예에서의 반도체 장치의 제조 방법은 도 13a∼도 13g에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(41) 표면에 시드층(19)을 형성하는 시드층 형성 공정과, 시드층(19) 위에 포토레지스트층(18)을 도포하는 포토레지스트 도포 공정과, 이 포토레지스트층(18)에 임의의 형상의 패턴을 형성하는 포토레지스트 패턴 형성 공정과, 포토레지스트 패턴에 금속을 도금하고, 배선 도금층을 형성하는 도금 공정과, 포토레지스트층(18)을 박리하는 박리 공정과, 시드층(19)을 에칭하는 에칭 공정을 포함하고 있다. 또한, 도 13a는 시드층 형성 공정 전의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있으며, 도 13b는 시드층 형성 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있으며, 도 13c는 포토레지스트 도포 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있으며, 도 13d는 포토레지스트 패턴 형성 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있으며, 도 13e는 도금 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있으며, 도 13f는 박리 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있으며, 도 13g는 에칭 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있다.13A to 13G, a seed layer forming step of forming a seed layer 19 on the surface of a semiconductor chip 41, and a photo layer on the seed layer 19, as shown in FIGS. A photoresist coating step of applying the resist layer 18, a photoresist pattern forming step of forming an arbitrary shape pattern on the photoresist layer 18, metal plating on the photoresist pattern, and a wiring plating layer are formed. The plating process mentioned above, the peeling process of peeling the photoresist layer 18, and the etching process of etching the seed layer 19 are included. 13A shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 before the seed layer forming step, and FIG. 13B shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the seed layer forming step. Shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the photoresist coating step, and FIG. 13D shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the photoresist pattern forming step, and FIG. 13E shows a plating process. Fig. 13F shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the peeling step, and Fig. 13G shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the etching step. A schematic configuration of the is shown.

도 13a에 도시한 바와 같이, 시드층 형성 전의 반도체 칩(41)에는 그 표면에, 전기 신호를 외부와 교환하기 위한 패드(17)가 형성되어 있다.As shown in Fig. 13A, on the surface of the semiconductor chip 41 before the seed layer is formed, a pad 17 for exchanging an electrical signal with the outside is formed.

도 13b에 도시한 바와 같이, 시드층 형성 공정에서는, 이와 같은 반도체 칩(41)의 표면에 시드층(19)을 형성한다. 구체적으로는, 스퍼터링 장치 내에서, 반 도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를, 패드 형성면에 시드층이 형성되도록 배치한다. 그리고, 반도체 웨이퍼 표면에, 배리어 메탈로 되는 티탄층을 1000Å 형성하고, 다음으로 구리층을 3000Å 형성한다. 그리고, 이 구리층을, 도금을 위한 시드층(19)으로 한다. 이 시드층(19)은 후술하는 도금 공정에서, 도금재(배선 도금층(16))의 성장을 촉진하는 최초의 핵으로 되는 것이다.As shown in FIG. 13B, the seed layer 19 is formed on the surface of the semiconductor chip 41 in the seed layer forming step. Specifically, in the sputtering apparatus, the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 is disposed so that the seed layer is formed on the pad formation surface. And a 1000 micrometers titanium layer used as a barrier metal is formed on the semiconductor wafer surface, and a 3000 micrometers copper layer is formed next. And this copper layer is used as the seed layer 19 for plating. The seed layer 19 serves as the first nucleus for promoting the growth of the plating material (the wiring plating layer 16) in the plating step described later.

여기에서, 시드층 형성 공정에서, 배리어 메탈로서 티탄층을 형성하고 있다. 그러나, 배리어 메탈로 되는 층은 이것에 한정되는 것은 아니며, 크롬층이어도 된다. 또한, 티탄과 텅스턴의 합금으로 이루어지는 층이어도 된다. 또한 이들 이외에 배리어 효과가 얻어지는 금속으로 이루어지는 층이어도 된다.Here, in the seed layer forming step, a titanium layer is formed as a barrier metal. However, the layer which becomes a barrier metal is not limited to this, A chromium layer may be sufficient. Moreover, the layer which consists of an alloy of titanium and tungsten may be sufficient. Moreover, in addition to these, the layer which consists of metal from which a barrier effect is obtained may be sufficient.

또한, 티탄층의 두께를 1000Å로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 배리어 특성을 확보할 수 있다면, 500Å 이상의 임의의 두께이어도 된다. 또한, 도금을 위한 시드층(19)으로서의 구리층의 두께를 3000Å로 하고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 도금 공정에서 균일한 전류 밀도를 확보할 수 있는 두께라면, 구리층의 두께는 1000Å 이상의 임의의 두께이어도 된다.In addition, although the thickness of a titanium layer is 1000 kPa, it is not limited to this, As long as a barrier characteristic can be ensured, arbitrary thickness of 500 kPa or more may be sufficient. In addition, although the thickness of the copper layer as the seed layer 19 for plating is set to 3000 kPa, it is not limited to this, If the thickness which can ensure a uniform current density in a plating process, the thickness of a copper layer is 1000 kPa or more. Arbitrary thickness may be sufficient.

도 13c에 도시한 바와 같이, 포토레지스트 도포 공정에서는, 시드층(19)이 형성된 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼에 포토레지스트층(18)을 도포한다. 포토레지스트 도포 공정에서는, 포토레지스트(도쿄 오카 제품; 상품명 PMER P-LA900)를 회전 도포 장치에 의해, 매분 1500회전으로 30초간, 반도체 웨이퍼(1) 표면에 회전 도포하고, 115℃에서 5분간 가열한다.As shown in FIG. 13C, in the photoresist coating step, the photoresist layer 18 is applied to the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 on which the seed layer 19 is formed. In the photoresist coating step, a photoresist (manufactured by Tokyo Oka; trade name PMER P-LA900) is spun onto the surface of the semiconductor wafer 1 for 30 seconds at 1500 rotations per minute with a rotary coating device, and is then heated at 115 ° C. for 5 minutes. do.

여기에서, 포토레지스트로서 상기 PMER P-LA900을 사용하고 있다. 그러나, 포토레지스트는 이것에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 도금 공정에 대하여 내성이 있으면 된다. 포토레지스트로서는, 예를 들면 도쿄 오카 제품; 상품명 PMER N-CA3000이어도 된다. 또한, 포토레지스트의 도포 방법도 회전 도포에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도쿄 오카 제품; 상품명 ORDYL MP100 Series 등의 드라이 필름에 의해, 반도체 웨이퍼(1) 표면에 포토레지스트층(18)을 형성해도 된다.Here, the PMER P-LA900 is used as the photoresist. However, the photoresist is not limited to this, and may be resistant to the plating step described later. As a photoresist, For example, Tokyo Oka; The brand name PMER N-CA3000 may be sufficient. In addition, the coating method of a photoresist is not limited to rotational coating. For example, Tokyo Oka products; You may form the photoresist layer 18 on the surface of the semiconductor wafer 1 with dry films, such as a brand name ORDYL MP100 Series.

또한, 포토레지스트 도포 공정에서는, 포토레지스트를, 회전 도포 장치에 의해 매분 1500회전으로 30초간 회전 도포하고, 115℃에서 5분간 가열하고 있다. 그러나, 회전 도포 방법에서는, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 매분 1000회전∼3000회전으로 충분히 균일한 막두께로 될 때까지 회전시킨 후, 100℃∼120℃에서 5분 정도 가열해도 된다.In addition, in a photoresist application | coating process, the photoresist is rotationally apply | coated for 30 second at 1500 rotations per minute with a rotation coating apparatus, and is heated at 115 degreeC for 5 minutes. However, in the rotation coating method, it is not limited to this, For example, after rotating until it becomes a sufficiently uniform film thickness at 1000 rotation-3000 rotations per minute, you may heat at 100 degreeC-120 degreeC for about 5 minutes.

도 13d에 도시한 바와 같이, 포토레지스트 패턴 형성 공정에서는, 포토레지스트 도포 공정에서 형성된 포토레지스트층(18)에 임의의 형상의 패턴을 형성한다. 구체적으로는, 포토레지스트 도포 공정 후에, 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를, 도시하지 않은 노광 장치에 세트한다. 그리고, 포토레지스트층(18)에 g선(436㎚)을 조사한다. 그 후, 도시하지 않은 현상 장치에 의해, 2.38%-TMAH 수용액으로, 포토레지스트층(18)의 현상을 행하고, 배선 도금을 행할 부분의 포토레지스트를 제거한다.As shown in FIG. 13D, a pattern having an arbitrary shape is formed in the photoresist layer 18 formed in the photoresist coating step. Specifically, after the photoresist coating step, the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 is set in an exposure apparatus (not shown). The photoresist layer 18 is then irradiated with g-rays (436 nm). Thereafter, the photoresist layer 18 is developed with a 2.38% -TMAH aqueous solution by a developing device (not shown), and the photoresist of the portion to be wire-plated is removed.

여기에서, 포토레지스트층(18)에 g선(436㎚)을 조사하고 있다. 그러나, 노광시에 포토레지스트층(18)에 조사하는 광은 포토레지스트를 노광시킬 수 있는 광이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 포토레지스트층(18)에 조사하는 광으로서, 예를 들면, i선(365㎚)이나 심자외선(약 200 내지 300㎚)이어도 된다. 또한, 포토레지스트 패턴 형성 공정에서는, 2.38%-TMAH 수용액으로 포토레지스트층(18)의 현상을 행하고 있다. 그러나, TMAH 수용액의 농도는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, TMAH 수용액의 농도로서는, 1∼3%의 농도이어도 된다. 또한, 25%-TMAH 수용액을, 현상하기에 적당한 농도까지, 순수로 희석해도 된다.Here, the photoresist layer 18 is irradiated with the g line (436 nm). However, the light irradiated to the photoresist layer 18 at the time of exposure will not be specifically limited if it is the light which can expose a photoresist. As light to irradiate the photoresist layer 18, i line | wire (365 nm) and deep ultraviolet ray (about 200-300 nm) may be sufficient, for example. In the photoresist pattern forming step, the photoresist layer 18 is developed with a 2.38% -TMAH aqueous solution. However, the concentration of the TMAH aqueous solution is not limited to this. For example, the concentration of the TMAH aqueous solution may be 1 to 3%. Moreover, you may dilute 25% -TMAH aqueous solution with pure water to the density | concentration suitable for image development.

도 13e에 도시한 바와 같이, 도금 공정에서는, 상기 포토레지스트 패턴 형성 공정에서 포토레지스트층(18)에 임의의 형상의 패턴을 형성한 결과, 시드층(19)이 노출된 부분에 도금을 행하고 있다. 구체적으로는, 포토레지스트 패턴 형성 공정 후에, 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를, 도 1에 도시한 도금 장치에 설치한다. 즉 도금 장치의 웨이퍼 유지구(2)에 반도체 웨이퍼(1)를 설치한다. 그리고, 도시하지 않은 웨이퍼 압압부에 의해, O링(21) 및 콘택트재(22)를, 반도체 칩(41)의 콘택트부(42)에 밀착시킨다.As shown in FIG. 13E, in the plating step, a pattern having an arbitrary shape is formed in the photoresist layer 18 in the photoresist pattern forming step, and plating is performed on the portion where the seed layer 19 is exposed. . Specifically, after the photoresist pattern forming step, the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 is provided in the plating apparatus shown in FIG. 1. That is, the semiconductor wafer 1 is provided in the wafer holder 2 of the plating apparatus. The O-ring 21 and the contact material 22 are brought into close contact with the contact portion 42 of the semiconductor chip 41 by a wafer pressing portion (not shown).

상기 도금 공정은 제1 실시예 또는 제2 실시예의 도금 장치에 의해 도금 방법을, 반도체 장치의 제조 방법의 한 공정으로서 적용한 공정이다. 즉 본 실시예의 반도체 장치의 제조 방법에서는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 도금 장치가 사용되고 있다.The said plating process is a process of applying the plating method as one process of the manufacturing method of a semiconductor device by the plating apparatus of a 1st Example or a 2nd Example. In other words, the plating apparatus of the first or second embodiment is used in the method of manufacturing the semiconductor device of the present embodiment.

여기서는, 이와 같은 도금 공정의 일례로서, 도 6에 도시한 도금 장치를 사용한 경우에 대하여 설명한다. 또한, 상기 도금 공정에서 사용되는 도금 장치는 이것에 한정되는 것은 아니다.Here, as an example of such a plating process, the case where the plating apparatus shown in FIG. 6 is used is demonstrated. In addition, the plating apparatus used in the said plating process is not limited to this.

상기 도금 공정에서는, 전해액 저수조(23) 내에 저장된 희황산(전해액)을, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 운전하는 전해액 펌프(102)에 의해, 매분 20L 정도 또는 매분 10∼20L 또는 소망하는 목적을 달성할 수 있는 유량으로 전해액 필터(112)에 보낸다. 또한, 이 때, 전해액 저수조(23) 내에 저장된 전해액은 약 200g/L 또는 150∼250g/L의 황산을 포함한다.In the above plating process, the dilute sulfuric acid (electrolyte solution) stored in the electrolyte reservoir 23 is about 20 L per minute or 10 to 20 L per minute or the desired object by the electrolyte pump 102 which is operated by a control device (not shown). It is sent to the electrolyte filter 112 at a flow rate that can be. At this time, the electrolyte stored in the electrolyte reservoir 23 contains about 200 g / L or 150-250 g / L sulfuric acid.

전해액 필터(112)에 의해 필터 개구 직경 이상의 고형 이물질이 제거된 전해액은 배관(T')을 거쳐 컵(3)에 유입된다. 그리고, 컵(3)의 내통(31) 하부로부터 유입된 전해액은 내통(31) 바닥부와 유지체(5)와의 간극에 유입된다. 내통(31) 바닥부와 유지체(5)와의 간극에 유입된 전해액은 유지체에 뚫려진 관통 구멍을 거쳐서, 양극 전극 주위를 둘러싸도록 상승하여 격벽(7)을 따라 외주 방향으로 유동한다. 그리고, 전해액은 내통(31)과 외통(32)과의 간극을 통과하여 컵 외부의 전해액조(22)에 유출되고, 전해액 저수조(23)로 환류된다. 여기에서, 양극 전극(6)은 0.04∼0.06%의 인을 포함하는 인함유 구리로 이루어진다.The electrolyte solution from which solid foreign matters larger than the filter opening diameter is removed by the electrolyte filter 112 flows into the cup 3 through the pipe T '. And the electrolyte solution which flowed in from the lower part of the inner cylinder 31 of the cup 3 flows into the clearance gap between the bottom part of the inner cylinder 31, and the holder 5. The electrolyte flowing into the gap between the bottom of the inner cylinder 31 and the holder 5 rises to surround the anode electrode through a through hole drilled through the holder, and flows along the partition 7 in the circumferential direction. Then, the electrolyte flows through the gap between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32 and flows out into the electrolyte tank 22 outside the cup, and is returned to the electrolyte reservoir 23. Here, the anode electrode 6 is made of phosphorus-containing copper containing 0.04 to 0.06% of phosphorus.

한편, 도금액 저수조(9) 내에 저장된 도금액을, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 운전하는 도금액 펌프(101)에 의해, 매분 2L 정도 또는 매분 1∼2L 또는 소기의 목적을 달성할 수 있을 정도의 유량으로 도금액 필터(111)에 보낸다. 또한, 이 때, 도금액 저수조(9) 내에 저장된 도금액은 도시하지 않은 첨가제와 금속 구리 환산으로 약 25g/L의 구리를 포함하는 두리 도금액(미크로파브 Cu 200 일본 엘렉트로플레이팅 엔지니어스 제품)이다.On the other hand, the plating liquid stored in the plating liquid reservoir 9 is flown at a rate of about 2 L per minute or 1 to 2 L per minute or the desired purpose by the plating liquid pump 101 which is operated by a control device (not shown). It is sent to the plating liquid filter 111. At this time, the plating liquid stored in the plating liquid storage tank 9 is a duri plating liquid (microfabric Cu 200 Nippon Electroplating Engineers Co., Ltd.) containing about 25 g / L of copper in terms of additives and metal copper, not shown.

도금액 필터(111)에 의해 필터 개구 직경 이상의 고형 이물질이 제거된 도금액은 배관(T)을 거쳐서 도금액 공급용 노즐(4)에 유입된다. 그리고, 도금액은 반 도체 웨이퍼(1)와 격벽(7)이 이루는 공극에 하부로부터 유입되어, 공극을 채운다. 이에 따라, 도금액의 표면은 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)과 접촉한다.The plating liquid from which solid foreign substances larger than the filter opening diameter are removed by the plating liquid filter 111 flows into the plating liquid supply nozzle 4 via the pipe T. Then, the plating liquid flows from the lower part into the gap formed by the semiconductor wafer 1 and the partition wall 7 to fill the gap. As a result, the surface of the plating liquid contacts the plated surface W of the semiconductor wafer 1.

도금액은 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)과 접촉한 후, 외통(32)의 상연부로부터 웨이퍼 유지구보다 외측으로 돌출하고, 외통(32)의 일부에 설치된 리턴 관을 거쳐서 도금액 저수조(9)로 환류된다.After the plating liquid contacts the plated surface W of the semiconductor wafer 1, the plating liquid projects from the upper edge of the outer cylinder 32 to the outside of the wafer holder, and passes through a return tube provided in a portion of the outer cylinder 32 to form a plating liquid reservoir ( Reflux to 9).

이 때, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)을 음극으로 하고, 피도금면(W)과 양극 전극(5) 사이에, 도시하지 않은 도금용 전원에 의해 전류를 제어하면서 전압을 인가하면, 양극 전극(5) 표면에서는 구리 이온이 발생한다. 그리고, 발생한 구리 이온은 격벽(7)을 투과하여 외통(32) 내부를 거쳐서 음극 전극으로 된 반도체 웨이퍼(1) 표면에 이른다. 그리고, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)에서, 구리 이온은 도금액 내의 첨가제가 소정의 작용을 하면서, 구리로서 약 10㎛의 막두께로 석출되어 도금된다. At this time, the plated surface W of the semiconductor wafer 1 is used as a cathode, and a voltage is applied between the plated surface W and the anode electrode 5 while controlling a current by a plating power supply (not shown). Lower surfaces of the anode electrode 5 generate copper ions. The generated copper ions pass through the partition wall 7 and reach the surface of the semiconductor wafer 1 serving as the cathode electrode through the inside of the outer cylinder 32. On the surface to be plated W of the semiconductor wafer 1, copper ions are deposited and plated with a film thickness of about 10 mu m as copper while the additive in the plating liquid has a predetermined function.

또한, 내통(31) 내부는 전해액 필터(112)를 거쳐서 필터 개구 직경 이상의 고형 이물질이 제거된 전해액이 채워진다. 그리고, 양극 전극 근방을 유동한 전해액은 격벽(7)에 의해 외통(32) 내에는 유입할 수 없으며, 구리 이온만이 격벽(7)을 투과하여 외통(32) 내에 이른다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼(1)의 피도금면(W)은 양극 전극 표면의 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착이 없어진다. 또한, 종래와 같이 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하기 위하여, 불용해성 전극을 사용할 필요가 없으므로, 도금액 내의 첨가제의 산화 분해에 의한 첨가제 소비량의 증대나 분해 생성물에 의한 도금액의 오염에 의 한 도금 품질의 저하가 없어, 고품질의 도금을 얻을 수 있다.In addition, the inside of the inner cylinder 31 is filled with the electrolyte solution from which solid foreign substances more than the filter opening diameter were removed via the electrolyte filter 112. The electrolyte flowing in the vicinity of the anode electrode cannot flow into the outer cylinder 32 by the partition wall 7, and only copper ions penetrate the partition wall 7 to reach the outer cylinder 32. For this reason, the to-be-plated surface W of the semiconductor wafer 1 lose | disappears the adhesion of the micro solid foreign material resulting from the black film etc. of the surface of an anode electrode. In addition, in order to prevent the adhesion of minute solid foreign substances due to black films or the like, there is no need to use an insoluble electrode. Therefore, an increase in additive consumption due to oxidative decomposition of the additive in the plating liquid or contamination of the plating liquid due to decomposition products There is no deterioration in the plating quality, and high quality plating can be obtained.

또한, 이 도금 공정에서는, 양극 전극실(격벽(7)과 내통(31)에 의해 둘러싸인 공간)에 전해액을 유입하는 한편, 피도금 기판실(격벽(7)과 외통(32)에 의해 둘러싸인 공간)에 도금액을 유입함으로써, 도금을 행하고 있다. 이와 같이 전해액과 도금액으로 나누어 도금을 행함으로써, 고가의 도금액의 소요량을 적게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도금액의 분해나 오염이 발생한 경우에는 도금 장치 내의 도금액을 교체할 필요가 있다. 본 발명에서의 도금 공정(도금 방법)에서는, 도금액의 분해나 오염이 발생한 경우라도, 교체하는 도금액의 양을 소량으로 할 수 있다.Moreover, in this plating process, electrolyte solution flows into the anode electrode chamber (the space enclosed by the partition 7 and the inner cylinder 31), and the space enclosed by the to-be-plated substrate chamber (the partition 7 and the outer cylinder 32). Plating is carried out by pouring a plating liquid into the mold). In this way, plating is performed by dividing the electrolyte solution and the plating solution, thereby making it possible to reduce the required amount of the expensive plating solution. In addition, when decomposition or contamination of the plating liquid occurs, it is necessary to replace the plating liquid in the plating apparatus. In the plating process (plating method) according to the present invention, even when decomposition or contamination of the plating liquid occurs, the amount of the plating liquid to be replaced can be made small.

또한, 피도금면(W)과 양극 전극(5) 사이에 인가되는 전압 및 전압 인가 시간은 반도체 웨이퍼(1)의 치수, 또는 도금 처리조의 치수에 따라, 적절히 설정할 수 있다. 구체적으로는, 피도금면(W)에서의 전류 밀도가 1평방 센티미터당 20㎃ 또는 10∼50㎃로 되도록 제어하면서, 25분간 전압이 인가된다. 또한, 이 전기 밀도는 소망하는 목적을 달성할 수 있을 정도의 전류 밀도이면 충분하다.In addition, the voltage and voltage application time applied between the to-be-plated surface W and the anode electrode 5 can be set suitably according to the dimension of the semiconductor wafer 1 or the dimension of a plating process tank. Specifically, a voltage is applied for 25 minutes while controlling the current density at the surface to be plated W to be 20 mA or 10 to 50 mA per square centimeter. In addition, the electric density is sufficient if the current density is such that the desired purpose can be achieved.

여기에서, 도금액으로서, 구리 도금액(미크로파브 Cu 200 일본 엘렉트로플레이팅 엔지니어스 제품)을 사용하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 이것 이외의 소망하는 성능을 달성할 수 있는 액이라면 이것에 한정되는 것은 물론 아니다. 도금액으로서, 예를 들면, 우에무라 공업 제품 레프코 EX 등을 사용해도 된다.Here, although a copper plating solution (Microfabric Cu 200 Nippon Electroplating Engineers) was used as a plating liquid, it is not limited to this, If it is a liquid which can achieve desired performance other than this, it will be limited to this. Of course not. As the plating liquid, for example, Uemura Industrial Co., Ltd. Lefco EX may be used.

또한, 박리 공정에서는, 도 13f에 도시한 바와 같이, 도금 공정 후의 반도체 칩(41)에 형성되어 있는 포토레지스트층(18)을 박리한다. 구체적으로는, 도 13e에 도시한 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를, 도시하지 않은 박리 장치에 투입한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를, 박리액(도쿄 오카 제품; 상품명 104 박리액)에 70도-20분간 침지하고, 부정기적으로 진탕한다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 포로레지스트층(18)이 박리된다.In the peeling process, as shown in FIG. 13F, the photoresist layer 18 formed on the semiconductor chip 41 after the plating process is peeled off. Specifically, the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 shown in FIG. 13E is introduced into a peeling apparatus (not shown). Then, the semiconductor wafer is immersed in a stripping solution (manufactured by Tokyo Oka; trade name 104 stripping solution) for 70 degrees to 20 minutes, and shaken irregularly. As a result, the captive resist layer 18 formed on the surface of the semiconductor wafer is peeled off.

여기에서, 박리 공정에서는 반도체 웨이퍼(1)를, 상기 104 박리 액에 70℃-20분간 침지하고 부정기적으로 진탕하고 있다. 그러나, 침지 시간은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 15∼25분간의 침지이어도 된다. 또한, 박리액으로서, 예를 들면 미츠비시 가스 화학 제품 R-100을 사용하여, 50℃에서 8∼15분간 침지하고 부정기적으로 진탕해도 된다. 또는, 박리액으로서 아세톤을 사용해도 된다.Here, in the peeling process, the semiconductor wafer 1 is immersed in said 104 peeling liquid for 70 degreeC-20 minutes, and is shaken irregularly. However, immersion time is not limited to this, For example, immersion for 15 to 25 minutes may be sufficient. As the stripping solution, for example, Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. R-100 may be immersed at 50 ° C. for 8 to 15 minutes and shaken irregularly. Or you may use acetone as stripping liquid.

다음으로, 에칭 공정에서는, 도 13g에 도시한 바와 같이, 배선 도금층(16)이 형성되지 않은 시드층(19)을 에칭에 의해 제거한다. 구체적으로는, 도 13f에 도시한 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼(1)를, 도시하지 않은 에칭 장치에 투입한다. 그리고, 반도체 웨이퍼(1)를, 25℃의 10%-과황산암모늄 수용액에 1분 30초 침지하면서 진도(震淘)하여, 구리 도금 배선부(배선 도금층(16)) 이외의 구리(Cu)로 이루어지는 시드층(19)(표면에 배선 도금층(16)이 형성되지 않은 시드층(19))을 에칭한다. Next, in the etching step, as shown in FIG. 13G, the seed layer 19 on which the wiring plating layer 16 is not formed is removed by etching. Specifically, the semiconductor wafer 1 including the semiconductor chip 41 shown in FIG. 13F is placed in an etching apparatus not shown. The semiconductor wafer 1 was then immersed in a 10% aqueous ammonium persulfate solution at 25 ° C. for 1 minute and 30 seconds, and the copper (Cu) other than the copper plated wiring portion (wiring plated layer 16). The seed layer 19 which consists of (the seed layer 19 in which the wiring plating layer 16 was not formed in the surface) is etched.

여기에서, 에칭 공정에서는, 반도체 웨이퍼를, 25℃의 10%-과황산암모늄 수용액에 1분 30초 침지하면서 진도하는 것으로 하고 있다. 그러나, 에칭에 사용하는 수용액은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 10%-수산화나트륨 수용액이 나 40%-염화제이철 수용액, 기타 수용액이어도 된다. 또한, 수용액의 온도도, 이것에 한정되는 것은 아니며, 15℃∼40℃이어도 된다.Here, in an etching process, it is assumed that a semiconductor wafer is advanced, immersing in 25 degreeC 10-% ammonium persulfate aqueous solution for 1 minute 30 second. However, the aqueous solution used for etching is not limited to this, For example, 10%-sodium hydroxide aqueous solution, 40%-ferric chloride aqueous solution, and other aqueous solution may be sufficient. In addition, the temperature of aqueous solution is not limited to this, 15 degreeC-40 degreeC may be sufficient.

또한, 에칭 공정에서는, 다음으로, 반도체 웨이퍼를, 90℃의 25%-TMAH에 1시간 침지하면서 진도한다. 이에 따라, 구리 도금 배선부(배선 도금층(16)) 이외의 도시하지 않은 배리어 메탈로서의 티탄층(표면에 배선 도금층(16)이 형성되지 않은 티탄층)이 에칭된다.In the etching step, the semiconductor wafer is then immersed in 90% of 25% -TMAH for 1 hour. Thereby, the titanium layer (titanium layer in which the wiring plating layer 16 was not formed in the surface) other than a copper plating wiring part (wiring plating layer 16) is etched.

여기에서, 티탄층을 에칭하기 위하여, 90℃의 25%-TMAH에 1시간 침지하면서 진도하는 것으로 하고 있다. 그러나, 티탄층을 에칭하기 위하여 사용하는 수용액은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 염산, 불산과 질산의 혼합액 등이어도 된다.Here, in order to etch a titanium layer, it is made to advance, immersing in 25% -TMAH of 90 degreeC for 1 hour. However, the aqueous solution used for etching the titanium layer is not limited to this, and for example, a mixed solution of hydrochloric acid, hydrofluoric acid and nitric acid may be used.

이와 같이 반도체 웨이퍼 위에 배선 도금층(16)이 형성된 반도체 칩(41)에는, 외부 접속 단자가 설치된다. 이하, 배선 도금층(16)이 형성된 반도체 칩(41)에 외부 접속 단자를 설치하는 외부 접속 단자 설치 공정에 대하여, 도 14a∼도 14d에 의거하여, 상세히 설명한다. 도 14a∼도 14d는 배선 도금층(16)이 형성된 반도체 칩(41)에 외부 접속 단자(34)를 설치하는 외부 접속 단자 설치 공정을 도시한 단면도이다. Thus, the external connection terminal is provided in the semiconductor chip 41 in which the wiring plating layer 16 was formed on the semiconductor wafer. Hereinafter, the external connection terminal attachment process for attaching the external connection terminal to the semiconductor chip 41 on which the wiring plating layer 16 is formed will be described in detail with reference to FIGS. 14A to 14D. 14A to 14D are cross-sectional views illustrating an external connection terminal installation step of providing the external connection terminal 34 to the semiconductor chip 41 on which the wiring plating layer 16 is formed.

상기 외부 접속 단자 설치 공정은 배선 도금층(16)이 반도체 칩(41) 표면에 오버코팅층을 형성하는 오버코팅층 형성 공정과, 오버코팅층에 임의의 형상의 패턴을 형성하는 오버코팅층 패턴 형성 공정과, 오버코팅층의 패턴 형상에 의거하여 외부 접속 단자를 배선 도금층(16)에 형성하는 외부 접속 단자 형성 공정을 포함하고 있다. 또한, 도 14a는 오버코팅층 형성 공정 전의 배선 도금층(16)이 형성된 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하며, 도 14b는 오버코팅층 형성 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하며, 도 14c는 오버코팅층 패턴 형성 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하며, 도 14d는 외부 접속 단자 형성 공정 후의 반도체 칩(41)의 일부의 개략 구성을 도시하고 있다.The external connection terminal installation step includes an overcoating layer forming step in which the wiring plating layer 16 forms an overcoating layer on the surface of the semiconductor chip 41, an overcoating layer pattern forming step of forming an arbitrary shape pattern on the overcoating layer, and The external connection terminal formation process of forming an external connection terminal in the wiring plating layer 16 based on the pattern shape of a coating layer is included. 14A shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 on which the wiring plating layer 16 is formed before the overcoating layer forming step, and FIG. 14B shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the overcoating layer forming step. 14C shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the overcoating layer pattern forming step, and FIG. 14D shows a schematic configuration of a part of the semiconductor chip 41 after the external connection terminal forming step.

도 14a에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1) 위에 배선 도금층(16)이 형성된 반도체 칩(41)에서는, 배선 도금층(16)의 아래(패드(17)가 형성되어 있는 측)에, 시드층(19)이 형성되어 있다. 배선 도금층(16)은 이 시드층(19)을 통하여, 반도체 칩(41) 위에 형성되어 있는 패드(17)와 전기적으로 접속되어 있다.As shown in FIG. 14A, in the semiconductor chip 41 having the wiring plating layer 16 formed on the semiconductor wafer 1, the seed layer below the wiring plating layer 16 (the side on which the pad 17 is formed). (19) is formed. The wiring plating layer 16 is electrically connected to the pad 17 formed on the semiconductor chip 41 via this seed layer 19.

도 14b에 도시한 바와 같이, 오버코팅층 도포 공정에서는, 배선 도금(16)이 형성된 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼에 오버코팅층(33)을 형성한다. 구체적으로는, 오버코팅층(33)(스미토모 베이크 라이트 제품; 상품명 CRC-8000 시리즈)을 회전 도포 장치에 의해 매분 1500 회전으로 30초간 회전 도포하고, 130℃에서 5분간 가열한다.As shown in FIG. 14B, in the overcoating layer coating step, the overcoating layer 33 is formed on the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 on which the wiring plating 16 is formed. Specifically, the overcoating layer 33 (Sumitomo Bakelite product; trade name CRC-8000 series) is applied by rotation coating for 30 seconds at 1500 rotations per minute with a rotary coating device, and heated at 130 ° C. for 5 minutes.

여기에서, 상기 오버코팅층 도포 공정에서는, 오버코팅층(33)으로서 상기 CRC-8000 시리즈를 사용하고 있다. 그러나, 오버코팅층(33)에 사용하는 재료는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 히타치 화성 제품; 상품명 HD-8800 시리즈이어도 된다. 또한, 오버코팅층(33)으로서, 상품명 HD-8000 시리즈 등의 감광성 내열성 수지를 사용해도 된다.Here, the CRC-8000 series is used as the overcoat layer 33 in the overcoat layer coating step. However, the material used for the overcoating layer 33 is not limited to this, For example, Hitachi Chemicals; The brand name HD-8800 series may be sufficient. As the overcoat layer 33, a photosensitive heat resistant resin such as a brand name HD-8000 series may be used.

또한, 상기 오버코팅층 도포 공정에서는, 회전 도포 장치에 의해 매분 1500 회전으로 30초간 회전 도포하고, 130℃에서 5분간 가열하고 있다. 그러나, 오버코팅층의 도포 방법은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 매분 1000회전∼3000회전으로 충분히 균일한 막두께로 될 때까지, 반도체 웨이퍼를 회전시킨 후, 120℃∼140℃에서 5분 정도 가열해도 된다.In addition, in the said overcoating layer application | coating process, it rotates for 30 second by 1500 rotations per minute with a rotation coating apparatus, and is heating at 130 degreeC for 5 minutes. However, the coating method of the overcoat layer is not limited to this, for example, after rotating the semiconductor wafer until it becomes a sufficiently uniform film thickness at 1000 to 3000 revolutions per minute, for example, 5 minutes at 120 to 140 ° C. You may heat to a degree.

도 14c에 도시한 바와 같이, 오버코팅층 패턴 형성 공정에서는, 오버코팅층(33)에, 임의의 형상의 패턴을 형성한다. 구체적으로는, 오버코팅층 도포 공정 후에, 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를, 도시하지 않은 노광 장치에 세트한다. 그리고, 노광 장치에 의해 오버코팅층(33)에 g선(436㎚)을 조사한다. 그 후, 도시하지 않은 현상 장치에 의해, 2.38%-TMAH 수용액으로 오버코팅층(33)의 현상을 행하고, 외부 접속 단자를 형성하는 부분에 상응하는 오버코팅층(33)을 제거한다. 그리고, 제거후, 300℃의 질소 분위기 하에서, 2시간 경화 처리를 행한다. 이 오버코팅층 패턴 형성 공정에 의해, 반도체 칩(41)에서는, 외부 접속 단자를 형성하는 부분에서, 배선 도금층(16)이 노출된 상태로 된다.As shown in FIG. 14C, in the overcoating layer pattern forming step, a pattern having an arbitrary shape is formed on the overcoating layer 33. Specifically, after the overcoating layer coating step, the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 is set in an exposure apparatus not shown. And the g-line (436 nm) is irradiated to the overcoat layer 33 with an exposure apparatus. Thereafter, the overcoat layer 33 is developed with a 2.38% -TMAH aqueous solution by a developing device (not shown), and the overcoat layer 33 corresponding to the portion forming the external connection terminal is removed. And after removal, hardening process is performed for 2 hours in nitrogen atmosphere of 300 degreeC. By this overcoat layer pattern formation process, in the semiconductor chip 41, the wiring plating layer 16 is exposed in the part which forms an external connection terminal.

여기에서, 상기 오버코팅층 패턴 형성 공정에서는, 노광 장치에 의해 오버코팅층(33)에 g선(436㎚)을 조사하고 있다. 그러나, 오버코팅층(33)에 조사하는 광은 오버코팅층을 노광시킬 수 있는 광이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 오버코팅층(33)에 조사하는 광으로서는, 예를 들면, i선(365㎚)이나 심자외선(약 200 내지 300㎚)이어도 된다.Here, in the said overcoat layer pattern formation process, g line (436 nm) is irradiated to the overcoat layer 33 with the exposure apparatus. However, the light irradiated to the overcoat layer 33 is not particularly limited as long as it is light that can expose the overcoat layer. As light to irradiate the overcoat layer 33, i line | wire (365 nm) and deep ultraviolet ray (about 200-300 nm) may be sufficient, for example.

또한, 상기 오버코팅층 패턴 형성 공정에서는, 2.38%-TMAH 수용액으로, 오버코팅층(33)의 현상을 행하고 있다. 그러나, TMAH 수용액의 농도는 이것에 한정되 는 것은 아니다. 예를 들면, TMAH 수용액의 농도로서는, 1∼3%의 농도이어도 된다. 또한, 25%-TMAH 수용액을, 현상하기에 적당한 농도까지, 순수로 희석해도 된다.In the overcoating layer pattern forming step, the overcoating layer 33 is developed with a 2.38% -TMAH aqueous solution. However, the concentration of the TMAH aqueous solution is not limited to this. For example, the concentration of the TMAH aqueous solution may be 1 to 3%. Moreover, you may dilute 25% -TMAH aqueous solution with pure water to the density | concentration suitable for image development.

또한, 상기 오버코팅층 패턴 형성 공정에서는, 외부 접속 단자를 형성하는 부분에 상응하는 오버코팅층(33)을 제거한 후, 300℃의 질소 분위기하에서 2시간 경화 처리를 행하도록 하고 있다. 그러나, 오버코팅층 제거 후의 공정은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 오버코팅층 제거 후에, 250∼350℃에서, 1.5시간∼3시간의 유지 시간을 갖는 공정이어도 된다. 또한, 그 공정의 전후에, 승온 과정 및 강온 과정을 가져도 된다. In addition, in the said overcoat layer pattern formation process, after removing the overcoat layer 33 corresponding to the part which forms an external connection terminal, it hardens for 2 hours in nitrogen atmosphere of 300 degreeC. However, the process after removing an overcoat layer is not limited to this. For example, after removing an overcoat layer, the process which has a holding time of 1.5 hours-3 hours at 250-350 degreeC may be sufficient. Moreover, you may have a temperature rising process and a temperature decreasing process before and behind the process.

도 14d에 도시한 바와 같이, 외부 접속 단자 형성 공정에서는, 오버코팅층 패턴 형성 공정에서, 오버코팅층(33)을 제거한 부분에, 외부 접속 단자(34)를 형성한다. 구체적으로는, 도시하지 않은 볼 탑재기에, 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를 설치한다. 그리고, 외부 접속 단자 형성용의 배선 도금층(16)이 노출된 부분에, 도시하지 않은 플럭스를 도포한다. 그리고, 플럭스를 도포한 부분에, 도시하지 않은 툴에 유지된 외부 접속 단자(34)로서의 땜납 볼을 설치한다. 그 후, 땜납 볼이 설치된 반도체 칩(41)을 포함하는 반도체 웨이퍼를, 245℃의 리플로 장치에 의해, 땜납 볼을 재용융시켜서 냉각시킴으로써, 배선 도금층(16)에 외부 접속 단자(34)로서의 땜납 볼을 접합시킨다.As shown in FIG. 14D, in the external connection terminal formation step, the external connection terminal 34 is formed in the portion from which the overcoat layer 33 is removed in the overcoating layer pattern formation step. Specifically, a semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 is provided in a ball mounter (not shown). And the flux which is not shown in figure is apply | coated to the part to which the wiring plating layer 16 for external connection terminal formation was exposed. And the solder ball as an external connection terminal 34 hold | maintained by the tool which is not shown in figure in which the flux was apply | coated is provided. Thereafter, the semiconductor wafer including the semiconductor chip 41 provided with the solder balls is re-melted and cooled by the reflow apparatus at 245 ° C. to thereby serve as the external connection terminals 34 on the wiring plating layer 16. Join the solder balls.

여기에서, 외부 접속 단자(34)로서의 땜납 볼은 SnAg3.0Cu0.5(센주 금속 공업 제품; 상품명 M705)로 이루어져 있다. 그러나, 땜납 볼은 이것에 한정되는 것 은 아니며, 예를 들면 Sn63Pb37로 이루어져도 된다. 또한, 다른 무연납으로 이루어져도 된다.Here, the solder ball as the external connection terminal 34 consists of SnAg3.0Cu0.5 (Senju Metal Industry make; brand name M705). However, a solder ball is not limited to this, For example, you may consist of Sn63Pb37. It may also be made of other lead-free.

또한, 상기 외부 접속 단자 형성 공정에서는, 리플로 장치에 의한 가열 온도를 245℃로 하고 있다. 그러나, 리플로 장치에 의한 가열 온도는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 240∼250℃이어도 된다.In addition, in the said external connection terminal formation process, the heating temperature by a reflow apparatus is set to 245 degreeC. However, the heating temperature by a reflow apparatus is not limited to this, For example, 240-250 degreeC may be sufficient.

본 발명의 도금 장치는 이상과 같이, 도금 처리조에는 상기 피도금 기판과 상기 양극 전극 사이에, 격벽이 형성되어 있으며, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판이 상기 격벽에 의해 격리되고, 상기 도금 처리조가 피도금 기판실과 양극 전극실로 구분되어 있는 구성이다. 또한, 본 발명의 도금 방법은 이상과 같이, 도금 처리조 내에 도금액 및 전해액을 유입하고, 피도금 기판의 피도금면에 하방측부터 도금액의 분류를 접촉시키는 한편, 상기 도금 처리조 내에 배치한 양극 전극에 전해액을 유입시키면서, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판 사이를 통전하고, 도금 처리조 내에서 양극 전극과 피도금면을 격벽에 의해 격리하고, 도금 기판실과 양극 전극실로 구분하여 도금을 행하는 구성이다.As described above, in the plating apparatus of the present invention, a partition wall is formed between the plated substrate and the anode electrode in a plating treatment tank, and the anode electrode and the plated substrate are isolated by the partition wall, and the plating process is performed. The jaw is divided into a substrate chamber to be plated and an anode electrode chamber. Further, in the plating method of the present invention, as described above, the plating liquid and the electrolyte are introduced into the plating treatment tank, and the sorting of the plating liquid is brought into contact with the plated surface of the substrate to be plated from below, and the anode disposed in the plating treatment tank. While flowing electrolyte into the electrode, the anode electrode and the plated substrate are energized, the anode electrode and the plated surface are separated by a partition wall in the plating chamber, and the plating is performed by dividing the plated chamber chamber and the anode electrode chamber. to be.

따라서, 양극 전극에 기인하는 파티클 등에 의한 도금면의 오염을 방지할 수 있으며, 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한, 도금 품질의 저하를 방지할 수 있다.Therefore, contamination of the plating surface by the particle | grains etc. which originate in an anode electrode can be prevented, and the fall of plating quality by the minute solid foreign material resulting from a black film etc. can be prevented, without impairing operability.

또한, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 이상과 같이, 상기 도금 장치를 사용한 구성이다. 또한, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 상기 도금 방법을 도금 공정으로서 포함하는 구성이다. In addition, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention is a structure using the said plating apparatus as mentioned above. Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention is a structure containing the said plating method as a plating process.

따라서, 양극 전극 표면의 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착이 없고, 아울러 고품질의 도금 배선을 구비한 반도체 장치를 얻는 것이 가능하게 된다.Therefore, it becomes possible to obtain the semiconductor device provided with the high quality plating wiring, without adhering the minute solid foreign material resulting from the black film etc. of the anode electrode surface.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 상기 양극 전극실에 유입되는 전해액이, 상기 피도금 기판실로 도달하지 않도록 되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in the plating apparatus of this invention, it is preferable that the electrolyte solution which flows into the said anode electrode chamber does not reach the said to-be-plated substrate chamber.

양극 전극실에 유입된 전해액은 양극 전극과 피도금 기판 사이를 통전함으로써, 양극 전극에 기인하는 파티클을 포함하는 전해액으로 된다. 이 전해액은 격벽을 통과함으로써, 파티클이 제거된다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면, 양극 전극에 기인하는 파티클은 피도금면에 도달하지 않는다. 따라서, 파티클에 의한 도금면의 오염을 방지할 수 있다.The electrolyte flowing into the anode electrode chamber is supplied with electricity between the anode electrode and the substrate to be plated, thereby obtaining an electrolyte solution containing particles caused by the anode electrode. This electrolyte solution is passed through the partition wall, and particle | grains are removed. For this reason, according to the said structure, the particle | grains resulting from an anode electrode do not reach a to-be-plated surface. Therefore, contamination of the plating surface by a particle can be prevented.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 또한, 상기 양극 전극실에 유입되는 전해액을, 상기 도금 처리조의 외부에 유출되는 전해액 유출구가 형성되어 있는 것이 바람직하다. Moreover, in the plating apparatus of this invention, it is preferable that the electrolyte solution outlet which flows out the electrolyte solution which flows into the said anode electrode chamber outside the said plating process tank is further formed.

상기 구성에서는, 도금 처리조 내의 양극 전극으로 전해액이 유입되는 한편, 전해액 유출구에서, 전해액이 도금 처리조 외부로 유출된 상태로, 양극 전극과 피도금 기판간의 통전이 행해지고 있다. 이 때문에, 상기 구성에 따르면, 양극 전극에 기인하는 파티클을 도금 처리조 외부로 유출하는 것이 가능해지고, 항상, 파티클이 저감된 전해액을 양극 전극실에 계속하여 공급할 수 있다.In the above configuration, the electrolyte flows into the anode electrode in the plating treatment tank, while the electrolyte flows out from the electrolyte treatment outlet in the state where the electrolyte flows out of the plating treatment tank. For this reason, according to the said structure, it becomes possible to flow out the particle | grains resulting from an anode electrode to the exterior of a plating process tank, and can always supply the electrolyte solution which the particle | grains were reduced to the anode electrode chamber continuously.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 상기 도금 처리조에서의, 상기 격벽을 포함하는 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판을 격리하는 부분의 일부 또는 전부가, 전해액 내에 침지된 상태에서, 전해액 내의 이온을 투과하는 투과 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.Moreover, in the plating apparatus of this invention, a part or all part of the part which isolate | separates the said anode electrode containing the said partition and the said to-be-plated board | substrate in the said plating process tank carries out ion in electrolyte solution in the state which was immersed in electrolyte solution. It is preferable that it consists of a permeable permeable member.

상기 구성에 따르면, 투과 부재는 전해액에 침지된 상태에서, 전해액 내의 이온을 투과하므로, 전해액에 전압을 인가하면, 전해액 내의 이온은 투과 부재를 투과한다. 한편, 양극 전극에 기인하는 파티클은 투과 부재를 투과하지 않는다. 따라서, 상기 구성에 따르면, 양극 전극에 유입된 전해액에 대하여, 이온과 파티클을 분리하는 것이 가능하게 된다.According to the above structure, since the permeable member permeates ions in the electrolyte solution in the state immersed in the electrolyte solution, when a voltage is applied to the electrolyte solution, the ions in the electrolyte solution permeate the permeable member. On the other hand, particles caused by the anode electrode do not penetrate the transmission member. Therefore, according to the above configuration, it becomes possible to separate ions and particles with respect to the electrolyte solution introduced into the anode electrode.

또한, 상기 투과 부재가, 반투막이어도 된다.In addition, the transmissive member may be a semipermeable membrane.

또한, 상기 투과 부재가, 이온 교환 수지를 포함하고 있어도 된다.In addition, the permeable member may contain an ion exchange resin.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 또한, 상기 피도금 기판실을 폐지하는 피도금 기판실 폐지 수단을 더 구비한 것이 바람직하다.Moreover, in the plating apparatus of this invention, it is preferable to further provide the to-be-plated board | substrate chamber abolition means which closes the said to-be-plated board | substrate chamber.

상기 구성에 따르면, 피도금 기판실 폐지 수단이, 피도금 기판실을 폐지하므로, 피도금액실에 유입된 도금액은 도금 처리조 외부의 대기와 차단되게 된다. 이에 따라, 도금 처리조에서의 도금 처리에서, 도금액의 증발에 따른 도금 처리조의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 도금액의 증발에 수반되는 도금액의 농도 변동을 방지할 수 있다.According to the above constitution, since the to-be-plated substrate chamber closing means closes the to-be-plated substrate chamber, the plating liquid flowing into the to-be-plated liquid chamber is blocked from the atmosphere outside the plating process tank. Accordingly, in the plating treatment in the plating treatment tank, contamination of the plating treatment tank due to evaporation of the plating liquid can be prevented. In addition, it is possible to prevent the concentration variation of the plating liquid accompanying the evaporation of the plating liquid.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 부가적으로, 상기 피도금 기판실에 공급하는 도금액을 저류하는 도금액 공급원과, 상기 도금액 공급원과 피도금 기판실 사이에서 도금액을 순환하는 도금액계와, 상기 양극 전극실에 공급하는 전해액을 저류하는 전해액 공급원과, 상기 전해액 공급원과 상기 양극 전극실 사이에서 전해액 을 순환하는 전해액계를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, in the plating apparatus of the present invention, a plating liquid supply source for storing a plating liquid supplied to the substrate to be plated, a plating solution system for circulating a plating liquid between the plating liquid supply source and the substrate to be plated, and the anode electrode It is preferable to provide the electrolyte solution source which stores the electrolyte solution to supply to a chamber, and the electrolyte system which circulates electrolyte solution between the said electrolyte solution source and the said anode electrode chamber.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 상기 도금액계를 순환하는 도금액의 농도를 제어하고, 도금액의 농도 정보에 따라서 보급액을 보급하는 보급액계를 더 구비하는 것이 바람직하다.Moreover, in the plating apparatus of this invention, it is preferable to further provide the replenishment liquid system which controls the density | concentration of the plating liquid circulating the said plating liquid system, and replenishes a replenishment liquid according to the density information of the plating liquid.

상기 도금액에는 금속 도금에 필요한 성분이 포함되어 있다. 상기 "도금액의 농도 정보"란 도금액 내에 포함되는 금속 도금에 필요한 각종 성분의 농도 정보를 말한다. 또한, 상기 "보급액"이란 이와 같은 도금액 내의 각종 성분의 고농도 용액을 말한다. 또한, 도금액 내의 각종 성분이란 예를 들면 구리 도금을 행하는 경우, 황산, 구리, 염소, 첨가제 등이 예시된다.The plating liquid contains a component necessary for metal plating. The "concentration information of the plating liquid" refers to the concentration information of various components required for metal plating contained in the plating liquid. In addition, the "supplement liquid" refers to a high concentration solution of various components in such a plating liquid. In addition, with various components in a plating liquid, sulfuric acid, copper, chlorine, an additive, etc. are illustrated when copper plating is performed, for example.

상기 구성에 따르면, 보급계는 도금액의 농도 정보에 따라서 보급액을 보급한다. 즉 보급계는 도금액 내의 각종 성분이 일정한 관리 범위를 밑도는 경우에, 보급액을 보급한다. 따라서, 상기 구성에 따르면, 도금 처리조에, 안정된 농도의 도금액을 공급하는 것이 가능하게 된다.According to the above configuration, the replenishment system replenishes replenishment liquid in accordance with the concentration information of the plating liquid. That is, the replenishment system replenishes the replenishment liquid when various components in the plating liquid fall below a certain management range. Therefore, according to the said structure, it becomes possible to supply the plating liquid of stable density | concentration to a plating process tank.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 상기 도금액계 및 상기 전해액계가, 각각 폐쇄계인 것이 바람직하다.Moreover, in the plating apparatus of this invention, it is preferable that the said plating liquid system and the said electrolyte system are each a closed system.

이에 따라, 상기 도금액계 및 상기 전해액계를 순환하는 도금액 및 전해액의 증발에 수반되는 분위기의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 도금액 및 전해액의 증발에 수반되는, 도금액 및 전해액의 농도 변동을 방지할 수 있다.Thereby, contamination of the atmosphere accompanying evaporation of the plating liquid and electrolyte which circulates the said plating liquid system and the said electrolyte system can be prevented. In addition, it is possible to prevent concentration fluctuations of the plating liquid and the electrolyte accompanying the evaporation of the plating liquid and the electrolyte.

또한, 상기 도금액은 구리 성분을 포함하며, 아울러 도전성의 액체인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said plating liquid contains a copper component and is also a conductive liquid.

도금액에는 각종 금속을 형성하기 위하여 여러가지 도금액이 있다. 상기 구성에 따르면, 구리를 함유하는 도금액을 사용함으로써, 피도금 기판의 피도금면에 구리 도금을 형성할 수 있다. 또한, "구리 성분"이란 금속 구리, 구리 이온, 또는 구리 이온을 포함하는 화합물을 말한다. 또한, 상기 도금액은 도금액 1리터에 대하여, 14g이상 40g이하의 구리 성분을 포함하는 경우, 특히 양호한 도금 상태를 실현할 수 있다.There are various plating solutions in the plating solution to form various metals. According to the said structure, copper plating can be formed in the to-be-plated surface of a to-be-plated board | substrate by using the plating liquid containing copper. In addition, a "copper component" refers to a compound containing metal copper, copper ions, or copper ions. Moreover, especially when the said plating liquid contains the copper component of 14g or more and 40g or less with respect to 1 liter of plating liquids, especially a favorable plating state can be implement | achieved.

또한, 상기 양극 전극은 인을 함유하는 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said anode electrode is a soluble anode electrode which consists of phosphorus containing copper containing phosphorus.

양극 전극으로서 순동을 포함하는 양극 전극을 사용하면, 양극 전극으로부터의 이물질 발생량이 증가한다. 한편, 상기 구성에 따르면, 양극 전극은 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극이므로, 양극 전극 표면에 블랙 필름이라고 불리우는 흑색 피막이 형성되고, 이에 따라 이물질의 원인으로 되는 구리 착체 이온(Cu+)이 트랩된다. 바람직하게는, 인의 함유량은 0.04∼0.06%이다.When a positive electrode containing pure copper is used as the positive electrode, the amount of foreign matter generation from the positive electrode increases. On the other hand, according to the above configuration, since the anode electrode is a soluble anode electrode made of phosphorus-containing copper, a black film called a black film is formed on the surface of the anode electrode, thereby trapping copper complex ions (Cu + ) that cause foreign matter. . Preferably, the content of phosphorus is 0.04 to 0.06%.

또한, 종래에는, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하기 위하여 불용해성 전극을 사용할 필요가 있었다. 이 때문에, 도금액 내의 첨가제의 산화 분해에 의한 첨가제 소비량의 증대나 분해 생성물에 의한 도금액의 오염에 의해, 도금 품질이 저하된다는 문제가 있었다.In addition, in order to prevent adhesion of the minute solid foreign substances resulting from a black film etc. conventionally, it was necessary to use an insoluble electrode. For this reason, there existed a problem that plating quality fell by the increase of the additive consumption amount by the oxidative decomposition of the additive in a plating liquid, or the contamination of the plating liquid by the decomposition product.

본 발명에서는, 인함유 구리로 이루어지는 용해성 양극 전극을 적용하더라도, 이 양극 전극에 기인하는 파티클을, 상기 격벽에 의해 제거하고 있으므로, 블 랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하는 것이 가능하게 된다.In the present invention, even when a soluble anode electrode made of phosphorus-containing copper is applied, the particles caused by the anode electrode are removed by the partition walls, so that it is possible to prevent the adhesion of minute solid foreign substances caused by the black film or the like. Done.

전술한 바와 같이, "전해액"은 상기 피도금 기판의 피도금면에서 작용하는 물질이 포함되지 않은 용액을 말한다. 구체적으로는, 전해액은 도금 처리에서 소망하는 금속(예를 들면 구리 도금의 경우, 구리)을 포함하지 않는 용액을 말한다. 한편, 도금액은 소망하는 금속을 포함하는 용액을 말한다. 또한, 전해액과 도금액은 도전성을 갖는다는 점에서는 공통되어 있다.As described above, "electrolyte" refers to a solution that does not contain a substance acting on the surface to be plated of the substrate to be plated. Specifically, electrolyte solution refers to the solution which does not contain the metal (for example, copper in case of copper plating) desired in a plating process. On the other hand, a plating liquid means the solution containing a desired metal. In addition, electrolyte solution and plating liquid are common in the point which has electroconductivity.

더욱 구체적으로는, 도금액으로서, 황산구리를 포함하는 용액을 사용하는 경우, 상기 전해액은 황산, 또는 황산을 희석한 수용액인 것이 바람직하다.More specifically, when a solution containing copper sulfate is used as the plating solution, the electrolyte solution is preferably sulfuric acid or an aqueous solution in which sulfuric acid is diluted.

또한, 본 발명에서는, 전해액이 소망하는 금속을 포함하는 용액, 또는 도금액과 동일한 용액이더라도, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질의 부착을 방지하는 것이 가능하게 된다. 만일, 양극 전극 표면에서 도금에 악영향을 미치는 물질이 생성되었다고 하더라도, 격벽에 의해 차단되어 있기 때문에, 피도금면에서의 악영향을 막는 것이 가능하기 때문이다. Moreover, in this invention, even if the electrolyte solution is a solution containing a desired metal, or the same solution as a plating liquid, it becomes possible to prevent adhesion of the micro solid foreign material resulting from a black film. This is because even if a substance which adversely affects plating is formed on the surface of the anode electrode, since it is blocked by the partition wall, it is possible to prevent the adverse effect on the surface to be plated.

즉 상기 전해액은 구리 성분을 포함하고, 아울러 도전성의 액체이어도 된다.That is, the said electrolyte solution contains a copper component and may be an electroconductive liquid.

또한, 상기 전해액은 전해액 1리터에 대하여, 14g 이상 40g 이하의 구리 성분을 포함하고 있어도 된다.Moreover, the said electrolyte solution may contain the copper component of 14g or more and 40g or less with respect to 1 liter of electrolyte solution.

또한, 본 발명의 도금 장치에서는, 상기 피도금 기판이, 반도체 웨이퍼이어도 된다. 그 결과, 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치의 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한 도금 품질의 저하가 없는 반도체 장치 및 그 제조 방법을 제공함과 아울러, 도금액이나 전해액 등의 증발이나 미스트의 발생을 방지할 수도 있다.In the plating apparatus of the present invention, the substrate to be plated may be a semiconductor wafer. As a result, it provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same, without deteriorating the plating quality due to a fine solid foreign substance due to a black film or the like, without impairing the operability of the face-down type plating apparatus, and the like. Evaporation and mist generation can also be prevented.

또한, 본 발명의 도금 방법에서는, 상기 양극 전극실에 유입되는 전해액이, 상기 피도금 기판실에 도달하지 않도록 도금을 행하는 것이 바람직하다.Moreover, in the plating method of this invention, it is preferable to perform plating so that the electrolyte solution which flows into the said anode electrode chamber may not reach the said to-be-plated substrate chamber.

본 발명의 도금 방법에서는, 상기 양극 전극실에 유입되는 전해액을, 상기 도금 처리조의 외부에 유출시키는 유출 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the plating method of this invention, it is preferable to further include the outflow process which makes the electrolyte solution which flows into the said anode electrode chamber outflow to the exterior of the said plating process tank.

본 발명의 도금 방법에서는, 전해액 내에 침지한 상태에서 전해핵 내의 이온을 투과하는 투과 부재를 구비한 것을 격벽으로 하여, 상기 양극 전극과 상기 도금 기판을 격리하는 것이 바람직하다.In the plating method of this invention, it is preferable to isolate | separate the said anode electrode and the said plating board | substrate with a partition provided with the permeable member which permeate | transmits the ion in electrolyte nucleus in the state immersed in electrolyte solution.

본 발명의 도금 방법에서는, 부가적으로, 상기 피도금 기판실을 폐지하는 폐지 공정을 포함하는 것이 바람직하다.In the plating method of this invention, it is preferable to include the paper removal process which removes the said to-be-plated substrate chamber additionally.

본 발명의 도금 방법에서는, 부가적으로, 도금액을 저류하는 도금액 공급원과 상기 피도금 기판실 사이에서, 도금액을 순환하는 도금액 순환 공정과, 전해액을 저류하는 전해액 공급원과 상기 양극 전극실 사이에서, 전해액을 순환하는 전해액 순환 공정을 포함하는 것이 바람직하다.In the plating method of the present invention, an electrolytic solution is additionally provided between the plating liquid supply source storing the plating liquid and the plating substrate chamber, a plating liquid circulation step of circulating the plating liquid, and an electrolyte solution source storing the electrolyte solution and the anode electrode chamber. It is preferable to include the electrolyte solution circulation process which circulates.

본 발명의 도금 방법에서는, 상기 도금액 순환 공정은 도금액의 농도를 제어하고, 도금액의 농도 정보에 따라 보급액을 보급하는 보급 공정을 포함하는 것이 바람직하다.In the plating method of this invention, it is preferable that the said plating liquid circulation process includes the supply process which controls the density | concentration of a plating liquid, and replenishes a replenishment liquid according to the density information of a plating liquid.

또한, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 상기 과제를 해결하기 위하여, 전술한 도금 방법을, 도금 공정으로서 포함하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the semiconductor device of this invention includes the plating method mentioned above as a plating process in order to solve the said subject.

본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에서는, 상기 도금 공정 전에, 상기 피도금 기판의 피도금면에 시드층을 형성하는 시드층 형성 공정과, 상기 시드층 형성 공정에서 형성된 시드층 표면에, 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포 공정과, 상기 포토레지스트를 노광하고, 현상함으로써 패턴 형상을 형성하는 포토레지스트 패턴 형성 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a photoresist is formed on a seed layer forming step of forming a seed layer on the surface to be plated of the substrate to be plated and the surface of the seed layer formed by the seed layer forming step before the plating step. It is preferable to further include the photoresist coating process to apply | coat, and the photoresist pattern formation process which forms a pattern shape by exposing and developing the said photoresist.

본 발명의 도금 장치는 이상과 같이, 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한, 도금 품질의 저하를 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명은 반도체 산업에 적용할 수 있다.As mentioned above, the plating apparatus of this invention can prevent the fall of plating quality by the micro solid foreign material resulting from a black film etc., without impairing operability. For this reason, this invention is applicable to the semiconductor industry.

또한, 본 발명은 이상에서 설명한 각 구성에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구범위에 기재된 범위에서 여러 변경이 가능하고, 서로 다른 실시예에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시예에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.In addition, this invention is not limited to each structure demonstrated above, Various changes are possible in the range as described in a claim, and this invention also regarding the Example obtained by combining suitably the technical means respectively disclosed in the different Example. It is included in the technical scope.

또한, 발명의 상세한 설명의 란에서 이루어진 구체적인 실시예는 어디까지나, 본 발명의 기술 범위를 명확히 하는 것이며, 이와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위 내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.In addition, the specific Example made in the column of detailed description of the invention is to clarify the technical scope of this invention to the last, and is not interpreted by consultation only to such a specific example, The spirit of this invention and the patent described below It can change and implement in various ways within a Claim.

본 발명에 따르면, 페이스 다운 방식의 분류 도금 장치에서, 조작성을 손상시키지 않고, 블랙 필름 등에 기인하는 미소한 고형 이물질에 의한, 도금 품질의 저하를 방지할 수 있는 도금 장치, 도금 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공 할 수 있다. According to the present invention, in a face-down type plating apparatus, a plating apparatus, a plating method, and a semiconductor device capable of preventing the deterioration of plating quality due to a fine solid foreign substance due to a black film or the like without impairing operability. It can provide a manufacturing method.

Claims (28)

도금 기판의 피도금면에 도금을 행하는 도금 장치로서, A plating apparatus for plating a surface to be plated of a plated substrate, 내부에 양극 전극이 형성된 도금 처리조를 구비하며, 상기 도금 처리조 내에 도금액 및 전해액을 유입하고, 피도금 기판의 피도금면에 하방측으로부터 도금액의 분류(噴流)를 접촉시키는 한편, 상기 양극 전극으로 전해액을 유입시키면서, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판 사이를 통전함으로써 도금을 행하고, A plating treatment tank having an anode electrode formed therein; a plating solution and an electrolyte solution are introduced into the plating treatment tank, and a flow of plating solution is brought into contact with the surface to be plated of the substrate to be plated from below; Plating is conducted by energizing the anode electrode and the plated substrate while flowing the electrolyte solution therein, 상기 도금 처리조에는, 상기 피도금 기판과 상기 양극 전극 사이에, 격벽이 형성되어 있으며, In the plating treatment tank, partition walls are formed between the substrate to be plated and the anode electrode. 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판이 상기 격벽에 의해 격리되고, 상기 도금 처리조가 피도금 기판실과 양극 전극실로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.And the plated substrate is divided into a plated substrate chamber and an anode electrode chamber. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 피도금 기판의 피도금면으로 도금액을 분사하기 위한 도금액 분사관을 더 구비하며,Further comprising a plating liquid injection pipe for injecting a plating liquid to the surface to be plated of the substrate to be plated, 상기 도금액 분사관이, 상기 격벽을 관통함과 아울러, 상기 피도금 기판실에만 도금액이 유입되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating liquid injection tube is formed so as to penetrate the partition wall, and the plating liquid flows only into the substrate to be plated. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 양극 전극실에만 상기 전해액을 유입하기 위한 전해액 공급관을 더 구비한 것을 특징으로 하는 도금 장치.Plating apparatus further comprises an electrolyte supply pipe for introducing the electrolyte to only the anode electrode chamber. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 양극 전극실에 유입되는 전해액이, 상기 피도금 기판실에 도달하지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.An electrolytic solution flowing into the anode electrode chamber does not reach the plated substrate chamber. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 양극 전극실로 유입되는 전해액을, 상기 도금 처리조의 외부로 유출하는 전해액 유출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating apparatus characterized by the above-mentioned electrolyte outlet which flows out the electrolyte solution which flows into the said anode electrode chamber to the exterior of the said plating process tank. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도금 처리조에서의, 상기 격벽을 포함하는 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판을 격리하는 부분의 일부 또는 전부가, 전해액 내에 침지된 상태에서, 전해액 내의 이온을 투과하는 투과 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도금 장치.A part or all of the part which isolate | separates the said anode electrode containing the said partition and the said to-be-plated board | substrate from the said plating process tank consists of the permeable member which permeate | transmits the ion in electrolyte solution in the state immersed in electrolyte solution, It is characterized by the above-mentioned. Plating device. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 투과 부재가 반투막인 것을 특징으로 하는 도금 장치.Plating apparatus, characterized in that the permeable member is a semipermeable membrane. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 투과 부재가 이온 교환 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating apparatus, wherein the permeable member comprises an ion exchange resin. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 피도금 기판실을 폐지하는 피도금 기판실 폐지 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.And a plated substrate chamber closing means for closing the plated substrate chamber. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 피도금 기판실에 공급하는 도금액을 저류하는 도금액 공급원과, 상기 도금액 공급원과 피도금 기판실 사이에서 도금액을 순환하는 도금액계와,A plating liquid supply source for storing a plating liquid supplied to the substrate to be plated, a plating solution system for circulating a plating liquid between the plating liquid supply source and the substrate to be plated; 상기 양극 전극실에 공급하는 전해액을 저류하는 전해액 공급원과, 상기 전해액 공급원과 상기 양극 전극실 사이에서 전해액을 순환하는 전해액계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.And an electrolyte solution source for storing the electrolyte solution to be supplied to the anode electrode chamber, and an electrolyte system circulating the electrolyte solution between the electrolyte solution source and the anode electrode chamber. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 도금액계를 순환하는 도금액의 농도를 제어하고, 도금액의 농도 정보에 따라서 보급액을 보급하는 보급액계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.And a replenishment solution system for controlling the concentration of the plating solution circulating in the plating solution system and replenishing the replenishment solution in accordance with the concentration information of the plating solution. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 도금액계 및 상기 전해액계가 각각 폐쇄계인 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating apparatus and the electrolyte solution system is characterized in that each closed system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도금액은, 구리 성분을 포함하고, 아울러 도전성의 액체인 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating solution contains a copper component and is a conductive liquid. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 도금액은, 도금액 1리터에 대하여, 14g 이상 40g 이하의 구리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The said plating liquid contains the copper component of 14g or more and 40g or less with respect to 1 liter of plating liquids. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 양극 전극은, 인을 함유하는 인함유 구리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용해성 양극 전극인 도금 장치.The said anode electrode is a plating apparatus which is a soluble anode electrode which consists of phosphorus containing copper containing phosphorus. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전해액은 황산, 또는 황산을 희석한 수용액인 것을 특징으로 하는 도금 장치.The electrolytic solution is sulfuric acid, or a plating apparatus, characterized in that the aqueous solution diluted with sulfuric acid. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전해액은, 구리 성분을 포함하고, 아울러 도전성의 액체인 것을 특징으 로 하는 도금 장치.The electrolytic solution contains a copper component and is a conductive liquid. 제17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 전해액은, 전해액 1리터에 대하여, 14g 이상 40g 이하의 구리 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The said electrolytic solution contains 14 g-40 g of copper components with respect to 1 liter of electrolyte solution, The plating apparatus characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 피도금 기판이 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating apparatus, wherein the plated substrate is a semiconductor wafer. 도금 기판의 피도금면에 도금을 행하는 도금 방법으로서, As a plating method of plating on the to-be-plated surface of a plating board | substrate, 도금 처리조 내에 도금액 및 전해액을 유입하고, 피도금 기판의 피도금면에 하방측으로부터 도금액의 분류를 접촉시키는 한편, 상기 도금 처리조 내에 배치된 양극 전극으로 전해액을 유입시키면서, 상기 양극 전극과 상기 피도금 기판 사이를 통전하고, The plating solution and the electrolyte are introduced into the plating treatment tank, and the plating solution is brought into contact with the plated surface of the substrate to be plated from below, while the electrolyte is introduced into the anode electrode disposed in the plating treatment tank. Energized between the substrates to be plated, 도금 처리조 내에서 양극 전극과 피도금면을 격벽에 의해 격리하고, 도금 기판실과 양극 전극실로 구분하여 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.A plating method, wherein the anode electrode and the surface to be plated are separated by a partition wall in the plating treatment tank, and the plating is performed by dividing into a plating substrate chamber and an anode electrode chamber. 제20항에 있어서, The method of claim 20, 상기 양극 전극실에 유입되는 전해액이, 상기 피도금 기판실에 도달하지 않도록 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.The plating method characterized by plating so that the electrolyte solution which flows into the said anode electrode chamber does not reach the said to-be-plated substrate chamber. 제20항에 있어서, The method of claim 20, 상기 양극 전극실로 유입되는 전해액을, 상기 도금 처리조의 외부로 유출시키는 유출 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.A plating method further comprising an outflow step of flowing the electrolyte flowing into the anode electrode chamber out of the plating treatment tank. 제20항에 있어서, The method of claim 20, 전해액 내에 침지된 상태에서 전해액 내의 이온을 투과하는 투과 부재를 구비한 것을 격벽으로 하여, 상기 양극 전극과 상기 도금 기판을 격리하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.A plating method comprising: separating the anode electrode and the plating substrate by forming a barrier rib having a permeable member that transmits ions in the electrolyte solution in the state immersed in the electrolyte solution. 제20항에 있어서, The method of claim 20, 상기 피도금 기판실을 폐지하는 폐지 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.A plating method further comprising a closing step of abolishing the substrate chamber to be plated. 제20항에 있어서, The method of claim 20, 도금액을 저류하는 도금액 공급원과 상기 피도금 기판실 사이에서, 도금액을 순환하는 도금액 순환 공정과,A plating liquid circulation step of circulating a plating liquid between a plating liquid supply source for storing a plating liquid and the plated substrate chamber; 전해액을 저류하는 전해액 공급원과 상기 양극 전극실 사이에서, 전해액을 순환하는 전해액 순환 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.A plating method further comprising an electrolyte solution circulation step of circulating an electrolyte solution between an electrolyte solution source for storing an electrolyte solution and the anode electrode chamber. 제25항에 있어서, The method of claim 25, 상기 도금액 순환 공정은, 도금액의 농도를 제어하고, 도금액의 농도 정보에 따라서 보급액을 보급하는 보급 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.The plating liquid circulation step includes a replenishing step of controlling the concentration of the plating liquid and replenishing the replenishment liquid in accordance with the concentration information of the plating liquid. 제20항의 도금 방법을, 도금 공정으로서 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.The manufacturing method of the semiconductor device containing the plating method of Claim 20 as a plating process. 제27항에 있어서, The method of claim 27, 상기 도금 공정 전에,Before the plating process, 상기 피도금 기판의 피도금면에 시드층을 형성하는 시드층 형성 공정과,A seed layer forming step of forming a seed layer on the surface to be plated of the substrate to be plated; 상기 시드층 형성 공정에서 형성된 시드층 표면에, 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포 공정과,A photoresist coating step of applying a photoresist to a surface of the seed layer formed in the seed layer forming step; 상기 포토레지스트를 노광하고, 현상함으로써 패턴 형상을 형성하는 포토레지스트 패턴 형성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.And a photoresist pattern forming step of forming a pattern shape by exposing and developing the photoresist.
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