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JP4833434B2 - Plating solution holding member for electroplating equipment - Google Patents
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JP4833434B2 - Plating solution holding member for electroplating equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解めっき装置用めっき液保持部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェハ上に配線を形成する手法、とりわけ近年においては半導体ウェハ上に銅配線を形成する手法として、電解めっき装置を用いた電解銅めっきに注目が集められている。
【0003】
従来における一般的な電解めっき装置では、めっき槽内にめっき液を満たした状態でめっき液に半導体ウェハを浸漬するとともに、半導体ウェハ側に陰極を接続して電気を流すことにより、成膜を行うようになっている。
【0004】
しかしながら、このような従来装置を用いてファインかつ均一な銅配線を形成するためには、例えば、めっき液を流動させたり、陰極と陽極との距離をある程度確保しておく必要があった。このため、装置が巨大化する傾向にあった。また、この従来装置の場合、1回の成膜に必要なめっき液の量が多く、半導体の低コスト化を達成するうえで不利であった。
【0005】
そこで最近では、上記の問題を解消しうる次世代の電解めっき装置が提案されるに至っている。この新しい電解めっき装置は、めっき液供給部、陰極、陽極、めっき液保持部材等を備えている。めっき供給部の下端部には陽極が設けられている。陽極にはめっき液を通過させるためのスリットが形成されている。陽極の下面側には、多孔質アルミナからなるめっき液保持部材が設けられている。一方、陰極には半導体ウェハが接触した状態で支持される。半導体ウェハの上面と、めっき液保持部材の下面とは、僅かな間隙を隔てて対向した状態となる。
【0006】
従って、めっき液供給部に供給されてきためっき液は、陽極のスリットを通過してめっき液保持部材に到った後、めっき液保持部材の気孔を介して半導体ウェハ側に供給される。この状態で電極間に通電を行うことにより半導体ウェハ上に電解めっきが施され、静止浴であってもファインな銅配線が形成されるようになっている。
【0007】
そして、本願発明者は、銅めっき液に侵されやすいという多孔質アルミナの欠点を解消すべく、多孔質炭化珪素を用いためっき液保持部材を既に提案している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多孔質炭化珪素製のめっき液保持部材の場合、何らかの原因によりめっき時に部材表面に気泡が発生し、それによってめっき液の通り道である気孔が部分的に遮断されることを確認した。このため、めっき液の通りが悪い箇所ができ、めっき液保持部材の下面から滲出するめっき液の量がばらつくおそれがあった。ゆえに、均一な膜厚のめっき層を確実に形成するためには、その原因を究明するとともに、所定の対応策を講じることが必要であるとの結論に達した。
【0009】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、均一な膜厚のめっき層を確実に形成することができる電解めっき装置用めっき液保持部材を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本願発明者が鋭意研究を行ったところ、極性の小さな分子構造の炭化珪素自体は水に対する濡れ性があまり良くないことに着目し、それゆえ炭化珪素がめっき液を撥水して気泡の発生に至るということを知見した。従って本願発明者は、炭化珪素において気泡が発生しやすい部分の濡れ性を改善すれば好結果が得られるであろうとの仮説のもとに、さらに鋭意研究を行って、最終的に下記の発明を想到するに至ったのである。
【0011】
即ち、請求項1に記載の発明では、表層部分における炭化珪素粒子の表面が炭化珪素よりも水に対する濡れ性のよい物質により被覆され、該炭化珪素粒子の表面にシリカ層が形成されている多孔質炭化珪素板からなり、前記シリカ層の厚さは50nm〜200nmであり、該シリカ層が形成されている部分の多孔質炭化珪素板表面からの深さは100μm〜300μmであることを特徴とする電解めっき装置用めっき液保持部材をその要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明では、表層部分における炭化珪素粒子の表面が親水性の高い物質により被覆され、該炭化珪素粒子の表面にシリカ層が形成されている多孔質炭化珪素板からなり、前記シリカ層の厚さは50nm〜200nmであり、該シリカ層が形成されている部分の多孔質炭化珪素板表面からの深さは100μm〜300μmであることを特徴とする電解めっき装置用めっき液保持部材をその要旨とする。
【0013】
請求項3に記載の発明では、表層部分における炭化珪素粒子の表面が酸化され、該炭化珪素粒子の表面に酸化層が形成されている多孔質炭化珪素板からなり、前記酸化層の厚さは50nm〜200nmであり、該酸化層が形成されている部分の多孔質炭化珪素板表面からの深さは100μm〜300μmであることを特徴とする電解めっき装置用めっき液保持部材をその要旨とする。
【0014】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項1に記載の発明によると、めっき液保持部材は多孔質炭化珪素板からなり、その多孔質炭化珪素板の表層部分における炭化珪素粒子の表面は、炭化珪素よりも水に対する濡れ性のよい物質により被覆され、該炭化珪素粒子の表面にシリカ層が形成されている。このため、めっき液を撥水することがなく、部材表面に気泡を発生させにくい。
【0015】
請求項2に記載の発明によると、めっき液保持部材は多孔質炭化珪素板からなり、その多孔質炭化珪素板の表層部分における炭化珪素粒子の表面は、親水性の高い物質により被覆されている被覆され、該炭化珪素粒子の表面にシリカ層が形成されている。このため、水に対する濡れ性が改善される結果、めっき液を撥水することがなく、部材表面に気泡を発生させにくい。
【0016】
請求項3に記載の発明によると、めっき液保持部材は多孔質炭化珪素板からなり、その多孔質炭化珪素板の表層部分における炭化珪素粒子の表面は酸化され、該炭化珪素粒子の表面に酸化層が形成されている。酸化層であるシリカは炭化珪素に比べて極性の大きな分子構造を呈しているため、炭化珪素よりも親水性が高く水に対する濡れ性もよい。このため、めっき液を撥水することがなく、部材表面に気泡を発生させにくい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の電解銅めっき装置1を図1に基づき詳細に説明する。
【0018】
この電解銅めっき装置1を構成する陰極2は、上端側にいくほど拡径する円環状の部材であって、その下端側にはフランジ3が形成されている。陰極2は例えば導電性の金属材料を用いて形成されている。陰極2の下端側開口部4の径は、被めっき物である半導体ウェハ(例えばシリコンウェハ)5の径よりも若干小さめに設定されている。半導体ウェハ5は図示しないステージにより下方側からフランジ3に対して押圧される。その結果、半導体ウェハ5の上面側外周部がフランジ3の下面側に密着し、この状態で半導体ウェハ5が保持されるようになっている。このとき、陰極2はいわば有底状となるため、半導体ウェハ5の上面側にできる領域には電解銅めっき液15が溜まるようになっている。
【0019】
一方、この電解銅めっき装置1を構成するホルダ12は、使用時において、陰極2の上方において近接した状態で配置される。ホルダ12の下端側には開口部13が設けられており、その開口部13付近には板状の陽極14が取り付けられている。陽極14は例えば導電性の金属材料を用いて円形状に形成されている。陽極14の複数箇所には、銅めっき液15を上面側から下面側に通過させるための構造としてスリット16が設けられている。ホルダ12の上面には、めっき液供給管17及びめっき液回収管18がそれぞれ設けられている。めっき液供給管17は、ホルダ12及び陽極14によって区画される空間19と、図示しないめっき液タンクとの間を連通させている。銅めっき液15が不足すると、このめっき液供給管17を介して前記空間19内に銅めっき液15が補充されるようになっている。めっき液回収管18は、前記空間19内における銅めっき液15の量が一定量を超えたときに、その余剰分を回収する役割を果たしている。なお、回収された銅めっき液15は、めっき液タンクに戻されて再利用されるようになっている。
【0020】
ホルダ12の開口部13には、陽極14の下面側に接するようにしてめっき液保持部材としてのめっき液保持プレート21が設けられている。めっき液保持プレート21は、陽極14とほぼ同じ大きさかつほぼ同じ形状(即ち円板状)となっている。めっき液保持プレート21は、外周部分から横方向に突出するフランジ部21aを備えている。このフランジ部21aは、ホルダ12の開口部13に設けられた支持部13aによって支持されている。なお、フランジ部21aの下面と支持部13aの上面との間には、シール部材であるゴム製の環状パッキング22が介在されている。
【0021】
めっき液保持プレート21は、銅めっき液15を自身の気孔内に保持することにより、ホルダ12の移送時における下面側からの銅めっき液15の流出を防止する役割も果たしている。なお、めっき液保持プレート21の下面は、半導体ウェハ5の上面と僅かな間隙を隔てた状態で対向配置されている。具体的にいうと、本実施形態では前記間隙の大きさが1mm程度となるように設定されている。
【0022】
次に、本実施形態において用いられるめっき液保持プレート21の材質等について詳細に説明する。
本実施形態のめっき液保持プレート21は多孔質セラミック板であり、具体的には多孔質炭化珪素板(多孔質SiC板)P1が用いられている。多孔質炭化珪素を選択した理由は、多孔質炭化珪素は多孔質アルミナに比べて耐食性及び電気伝導性に優れ、めっき液保持プレート21用材料として極めて好都合だからである。
【0023】
めっき液保持プレート21の気孔率は20%〜50%であることがよく、30%〜45%であることがなおよい。また、平均気孔径は10μm〜60μmであることがよく、20μm〜50μmであることがなおよい。
【0024】
気孔率が20%未満であると、圧力損失の増大により銅めっき液15がスムーズに流れにくくなることで、銅めっき液15の滲出しやすさが場所によってバラついてしまう。即ち、めっき液保持プレート21の下面側から供給される銅めっき液15の量が不均一になり、結果として銅めっき層の膜厚が不均一になるおそれがある。逆に気孔率が50%を超える場合には、圧力損失の増大は避けられるものの、銅めっき液15を保持する性質が損なわれる。ゆえに、この場合においてもめっき層の膜厚が不均一になるおそれがある。
【0025】
平均気孔径が10μm未満であると、圧力損失の増大により銅めっき液15がスムーズに流れにくくなることで、銅めっき液15の滲出しやすさが場所によってバラついてしまう。即ち、めっき液保持プレート21の下面側から供給されるめっき液15の量が不均一になり、結果として銅めっき層の膜厚が不均一になるおそれがある。逆に平均気孔径が60μmを超える場合には、圧力損失の増大は避けられるものの、銅めっき液15を保持する性質が損なわれる。ゆえに、この場合においても銅めっき層の膜厚が不均一になるおそれがある。
【0026】
めっき液保持プレート21の体積固有抵抗は101Ωm〜105Ωmであることがよく、102Ωm〜104Ωmであることがなおよい。
体積固有抵抗が101Ωm未満のものを実現しようとすると、材料の選定や焼成条件の設定等が難しくなって、めっき液保持プレート21の製造コストが高騰するおそれがある。また、そればかりでなくめっき液保持プレート21の多孔性が損なわれ、めっき液保持性という基本性能が損なわれるおそれもある。逆に105Ωmを超える場合には電気伝導性が低くなりすぎてしまい、めっき液保持プレート21が実質的に陽極14として機能しなくなるおそれがある。ゆえに、半導体ウェハ5の上面付近の銅めっき液15に、強くかつ安定した電界を与えることができなくなるおそれがある。
【0027】
なお、めっき液保持プレート21の密度は1.6g/cm3〜2.5g/cm3、 曲げ強度は30MPa〜150MPa、ヤング率は50GPa〜200GPa、熱伝導率は50W/m・K〜150W/m・Kであることがよい。また、めっき液保持プレート21を構成する多孔質炭化珪素としては、高純度多孔質炭化珪素が用いられることがよい。具体的には、不純物である重金属の濃度が0.5%以下の多孔質炭化珪素が用いられることがよい。
【0028】
多孔質炭化珪素板P1の表層部分における炭化珪素粒子23は、炭化珪素よりも水に対する濡れ性のよい物質により被覆されている。本実施形態において具体的には、多孔質炭化珪素板P1の表層部分における炭化珪素粒子の表面が酸化され、そこに酸化珪素(シリカ:SiO2)からなる層(以下、シリカ層24と呼ぶ。)が形成されている。シリカを選択した理由は、シリカは炭化珪素に比べて極性の大きな分子構造を呈しているため、炭化珪素よりも親水性が高く水に対する濡れ性もよいからである。炭化珪素に比べて極性の大きな分子構造を呈するシリカ以外の珪素系セラミック化合物も使用できるが、アルミニウム等の金属不純物を極力含まないものであることが望ましい。
【0029】
シリカ層24の厚さは50nm〜200nmであることがよい。シリカ層24が薄すぎると、親水性が十分に高くならず、水に対する濡れ性を十分に改善できないからである。逆に、シリカ層24を厚くしようとすると、酸化処理の条件設定が難しくなるばかりでなく、炭化珪素本来の好適な物性(例えば導電性や強度)が損なわれるおそれがある。
【0030】
多孔質炭化珪素板P1においてシリカ層24が形成されている部分の表面からの深さd1は、100μm〜300μmであることがよい。また、シリカ層24は表層部分のみに形成されていて、その内部領域については形成されていないことが望ましい。深さd1が少なすぎると、水に対する濡れ性を十分に改善できないおそれがある。逆に、深さd1を多くしようとすると、酸化処理の条件設定が難しくなるばかりでなく、炭化珪素本来の好適な物性が損なわれるおそれがある。
【0031】
ここで、本実施形態のめっき液保持プレート21を製造する方法について説明する。まず、原料である炭化珪素粉末を1種または2種以上用意する。そして、炭化珪素粉末に溶剤やバインダ等を配合したうえで、これをよく混合する。次いで、この混合物を乾燥した後、その乾燥混合物を顆粒化する。そして、前記造粒工程により得られた顆粒を材料として成形を行い、円板状の成形体を作製する。この場合、成形時の密度分布が±0.05g/cm3の範囲内に収まるように条件を設定することがよい。本実施形態では、これを実現するためのプレス法として静水圧プレスを採用している。次に、成形工程により得られた成形体を不活性雰囲気下にて2000℃〜2300℃程度の温度で常圧焼成することにより、成形体を焼結させて焼結体(即ち多孔質炭化珪素板P1)を得る。この場合、焼成時における成形体の面内温度分布が±1℃以内に収まるように条件を設定することがよい。最後に、多孔質炭化珪素板P1を酸化させる処理を行い、表層部分の炭化珪素粒子23の表面をシリカに変えることにより、めっき液保持プレート21を完成させる。
【0032】
上記酸化処理としては、例えば多孔質炭化珪素板P1を酸化性雰囲気下で加熱する等の乾式処理や、酸化剤を用いた湿式処理等が挙げられる。
乾式酸化処理を行う場合、加熱温度は500℃以上、特には800℃〜1200℃程度に設定されることがよい。加熱温度が低すぎると、炭化珪素の酸化反応が進まず、十分な厚さのシリカ層24を形成できなくなるおそれがある。逆に、加熱温度が高すぎると、エネルギーロスが多く高コスト化につながるばかりでなく、過度の酸化反応によってシリカ層24の形成が多孔質炭化珪素板P1の内部にまで及ぶ結果、物性の低下につながってしまう。
【0033】
乾式酸化処理を行う場合、加熱時間は0.1時間以上、特には0.5時間〜5時間程度に設定されることがよい。加熱時間が短すぎると、十分な厚さのシリカ層24を形成できなくなるおそれがある。逆に、加熱時間が長すぎると、シリカ層24の形成が多孔質炭化珪素板P1の内部にまで及ぶ結果、物性の低下につながるおそれがある。
【0034】
次に、上記のように構成されためっき液保持プレート21を用いた電解銅めっき装置1の使用方法について説明する。
この電解銅めっき装置1の場合、めっき液供給管17を経て供給されてきた銅めっき液15が、前記空間19に一定量溜まるようになっている。当該空間19に供給されてきた銅めっき液15は、陽極14のスリット16を通過してめっき液保持プレート21に到る。そして、銅めっき液15はさらにめっき液保持プレート21の気孔を介して半導体ウェハ5の上面側に供給される。従って、この状態で陽極14及び陰極2間に通電を行うことにより、静止浴のまま電解銅めっきが施される。すると、半導体ウェハ5の上面側にあらかじめ掘られた配線用溝を埋めるように銅めっき層が析出し、結果として所望パターン形状の銅配線が形成されるようになっている。
【0035】
【実施例】
[実施例1の作製]
実施例1の作製においては、原料炭化珪素粉末として、GC♯240(信濃電気精錬社製、平均粒径57μm)とGMF−15H2(太平洋ランダム社製、平均粒径0.5μm)とを重量比が7:3となるようにして用いた。そして、これら2種の炭化珪素粉末にさらに水、バインダであるアクリル系樹脂を配合し、これをポットミルを用いてよく混合した。前記混合工程により得られた均一な混合物を所定時間乾燥して水分をある程度除去した後、その乾燥混合物を適量採取し、これをスプレードライヤにより顆粒化した。
【0036】
そして、前記造粒工程により得られた顆粒を材料として、100MPa〜130MPa程度の圧力で静水圧プレスを行い、円板状の成形体を作製した。次に、成形工程により得られた成形体をアルゴン雰囲気下にて2100℃〜2200℃の温度で常圧焼成した。焼成により得られた多孔質炭化珪素板P1を加熱炉内にセットし、大気中にて乾式酸化処理としてのベーキングを行った。ここでは加熱温度を1000℃に設定し、加熱時間を3時間に設定した。その結果、表層部分における炭化珪素粒子23がシリカ層24により被覆された多孔質炭化珪素製の円板状めっき液保持プレート21を得た。なお、シリカ層24の被覆厚は100nm〜150nm、酸化された部分の深さd1は150μm〜200μmであった。
【0037】
また、このようにして得られた実施例1のめっき液保持プレート21(具体的には表層部分を除く領域)では、気孔率が約25%、平均気孔径が約15μm、体積固有抵抗が103Ωm、密度が2.4g/cm3、曲げ強度が130MPa、熱伝導率が140W/m・K、重金属濃度が0.5%以下であった。
[実施例2の作製]
実施例2の作製においては、原料炭化珪素粉末として、GC♯240(信濃電気精錬社製、平均粒径57μm)とGMF−15H2(太平洋ランダム社製、平均粒径0.5μm)とを重量比が9:1となるようにして用いた。そして、これら2種の炭化珪素粉末にさらに水、バインダであるアクリル系樹脂を配合し、これを万能混合機を用いてよく混合しながら同時に造粒を行った。
【0038】
そして、前記混合・造粒工程により得られた顆粒を材料として、50MPa程度の圧力で静水圧プレスを行い、円板状の成形体を作製した。次に、成形工程により得られた成形体をアルゴン雰囲気下にて2250℃の温度で常圧焼成した。焼成により得られた多孔質炭化珪素板P1を加熱炉内にセットし、大気中にて乾式酸化処理としてのベーキングを行った。ここでは加熱温度を1200℃に設定し、加熱時間を4時間に設定した。その結果、表層部分における炭化珪素粒子23がシリカ層24により被覆された多孔質炭化珪素製の円板状めっき液保持プレート21を得た。なお、シリカ層24の被覆厚は100nm〜200nm、酸化された部分の深さd1は200μm〜300μmであった。
【0039】
また、このようにして得られた実施例2のめっき液保持プレート21(具体的には表層部分を除く領域)では、気孔率が約40%、平均気孔径が約30μm、体積固有抵抗が103Ωm、密度が1.9g/cm3、曲げ強度が50MPa、熱伝導率が80W/m・K、重金属濃度が0.5%以下であった。
[比較例]
焼成工程後に酸化処理を実施しないことのみを除き、基本的には実施例1と同様の手順に準じて、多孔質炭化珪素製の円板状めっき液保持プレート21を作製した。従って比較例では、シリカ層24の被覆厚はほぼ0nm、酸化された部分の深さd1は0μmであった。
[評価試験の方法及び結果]
ここでは評価試験として下記のことを行った。即ち、各々のめっき液保持プレート21上に水(伝導度が1±0.5μs/cm2のイオン交換水)を滴下し、30秒経過後にぬれ角(接触角)θを測定した。なお、測定には接触角測定器(ERMA社製、商品名:G−1−1000)を用いた。
【0040】
その結果、実施例1ではθ=40°、実施例2ではθ=35°、比較例ではθ=44°であった。以上のことから明らかなように、シリカ層24の形成を行った実施例1,2のほうが、比較例に比べて水に対する濡れ性がよいことが確認された。
【0041】
そして、実施例1,2のめっき液保持プレート21を用いて実際に電解銅めっきを実施してみたところ、部材表面に気泡が発生する様子もなく、銅めっき液15の通り道である気孔が部分的に遮断されることもなかった。従って、めっき液保持プレート21の下面から滲出する銅めっき液15の量が均一になり、半導体ウェハ5上に均一な膜厚の銅配線を形成することが可能であった。
【0042】
従って、本実施形態の実施例によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施例のめっき保持プレート21は、多孔質炭化珪素板P1からなり、その表層部分における炭化珪素粒子23は炭化珪素よりも水に対する濡れ性のよいシリカ層24により被覆されている。従って、銅めっき液15を撥水することがなく、部材表面に気泡を発生させにくい。このため、銅めっき液15の通りが悪い箇所の発生を未然に防止することができ、めっき液保持プレート21の下面から滲出する銅めっき液15の量がばらつきにくくなる。ゆえに、均一な膜厚の銅めっき層(即ち銅配線)を確実に形成することができる。
【0043】
(2)上記実施例では、表層部分における炭化珪素粒子23の表面を酸化することにより、そこにシリカ層24を形成している。また、上述した乾式酸化処理であれば薬剤等も不要であるため、比較的簡単にかつ安価に濡れ性の改善を図ることができる。ゆえに、めっき液保持プレート21の高コスト化も防止される。
【0044】
(3)上記実施例では、乾式酸化処理の際に好適な温度・時間条件にて加熱を行っている。従って、好適な物性の低下や高コスト化を伴うことなく、必要十分なシリカ層24を確実に形成することができる。
【0045】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 表層部分の炭化珪素粒子23は表面のみならず、その内部までもシリカに変化していてもよい。
【0046】
・ CVD等の手法により表層部分の炭化珪素粒子23をシリカ層24で被覆することも可能である。
・ 炭化珪素よりも親水性が高い(水に対する濡れ性の良い)物質からなる層は、シリカに代表される珪素系セラミック化合物からなる層のみに限定されず、例えば珪素を含まない他のセラミック化合物からなる層であってもよい。また、セラミック化合物以外の非金属材料からなる層であってもよい。
【0047】
・ 実施形態の電解めっき装置1は、電解銅めっきを実施する場合のみならず、例えば電解ニッケルめっきや電解金めっき等を実施する場合にも勿論使用可能である。
【0048】
・ 被めっき物はシリコンやガリウム砒素などからなる半導体ウェハ5のみに限定されることはなく、例えばセラミック製、金属製またはプラスティック製の基材などであってもよい。
【0049】
・ 実施形態の電解めっき装置1は、配線の形成のみに利用されるばかりでなく、例えばバンプ等のような半導体における外部接続端子の形成などに利用されることも可能である。さらに、当該電解めっき装置1は、上記配線のように電気を流すことを目的とする金属層の形成のみに利用されるに止まらず、電気を流すことを特に目的としない金属層の形成に使用されても構わない。
【0050】
・ めっき液保持プレート21の上面は陽極14の下面に対して非接触状態で配置されていても構わない。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0051】
(1) めっき液が通過可能な構造を有する陽極と、被めっき物に接触する陰極と、前記陽極における前記被めっき物側に配置された多孔性のめっき液保持部材とを備え、前記めっき液が前記陽極及び前記めっき液保持部材を介して前記被めっき物に供給される電解めっき装置において、前記めっき液保持部材は多孔質炭化珪素板からなり、その多孔質炭化珪素板の表層部分における炭化珪素粒子は、炭化珪素分子よりも極性の大きな分子構造の物質により被覆されていることを特徴とする電解めっき装置。従って、この技術的思想1に記載の発明によれば、均一な膜厚のめっき層を確実に形成することができる電解めっき装置を提供することができる。
【0052】
(2) 請求項3、技術的思想1のいずれか1つに記載されためっき液保持部材の製造方法であって、多孔質炭化珪素板を酸化性雰囲気下で加熱することにより、前記多孔質炭化珪素板の表層部分における炭化珪素粒子の表面に酸化層を形成すること。
【0053】
(3) 請求項3、技術的思想1のいずれか1つに記載されためっき液保持部材を製造する方法であって、多孔質炭化珪素板を800℃〜1200℃の酸化性雰囲気下で0.5時間〜5時間加熱することにより、前記多孔質炭化珪素板の表層部分における炭化珪素粒子の表面に酸化層を形成すること。
【0054】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜3に記載の発明によれば、均一な膜厚のめっき層を確実に形成することができる電解めっき装置用めっき液保持部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における電解銅めっき装置の概略断面図。
【図2】同電解銅めっき装置を構成するめっき液保持プレートの表層部分の様子を示す概念図。
【図3】実施例及び比較例の評価試験の方法を説明するための図。
【符号の説明】
1…電解めっき装置としての電解銅めっき装置、2…陰極、5…被めっき物としての半導体ウェハ、14…陽極、21…めっき液保持部材としてのめっき液保持プレート、23…炭化珪素粒子、24…シリカ層、P1…多孔質炭化珪素板。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plating solution holding member for an electrolytic plating apparatus.
[0002]
[Prior art]
Attention has been attracted to electrolytic copper plating using an electrolytic plating apparatus as a technique for forming wiring on a semiconductor wafer, particularly as a technique for forming copper wiring on a semiconductor wafer in recent years.
[0003]
In a conventional general electroplating apparatus, a semiconductor wafer is immersed in a plating solution in a state where the plating solution is filled in the plating tank, and a film is formed by connecting a cathode to the semiconductor wafer and flowing electricity. It is like that.
[0004]
However, in order to form fine and uniform copper wiring using such a conventional apparatus, for example, it is necessary to flow a plating solution or to secure a certain distance between the cathode and the anode. For this reason, there was a tendency for the apparatus to become huge. Further, in the case of this conventional apparatus, a large amount of plating solution is required for one film formation, which is disadvantageous in achieving a reduction in the cost of the semiconductor.
[0005]
Therefore, recently, a next-generation electrolytic plating apparatus that can solve the above-mentioned problems has been proposed. This new electrolytic plating apparatus includes a plating solution supply unit, a cathode, an anode, a plating solution holding member, and the like. An anode is provided at the lower end of the plating supply unit. A slit for allowing the plating solution to pass therethrough is formed on the anode. A plating solution holding member made of porous alumina is provided on the lower surface side of the anode. On the other hand, the semiconductor wafer is supported in contact with the cathode. The upper surface of the semiconductor wafer and the lower surface of the plating solution holding member face each other with a slight gap therebetween.
[0006]
Therefore, the plating solution supplied to the plating solution supply unit passes through the slit of the anode and reaches the plating solution holding member, and then is supplied to the semiconductor wafer side through the pores of the plating solution holding member. By energizing the electrodes in this state, electrolytic plating is performed on the semiconductor wafer, and fine copper wiring is formed even in a static bath.
[0007]
And this inventor has already proposed the plating solution holding member using porous silicon carbide in order to eliminate the fault of porous alumina which is easy to be attacked by copper plating solution.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a plating solution holding member made of porous silicon carbide, it was confirmed that for some reason, bubbles were generated on the surface of the member at the time of plating, thereby partially blocking the pores that are the passage of the plating solution. For this reason, there was a possibility that the plating solution was poorly passed, and the amount of the plating solution exuded from the lower surface of the plating solution holding member may vary. Therefore, it was concluded that in order to reliably form a plating layer with a uniform film thickness, it is necessary to investigate the cause and to take predetermined countermeasures.
[0009]
This invention is made | formed in view of said subject, The objective is to provide the plating solution holding member for electrolytic plating apparatuses which can form the plating layer of a uniform film thickness reliably.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, silicon carbide having a molecular structure with a small polarity is not so good in wettability with water. And found that bubbles are generated. Therefore, the inventor of the present application conducted further research under the hypothesis that good results would be obtained if the wettability of the portion where bubbles are likely to be generated in silicon carbide was obtained. I came up with the idea.
[0011]
That is, in the invention according to claim 1, the surface of the silicon carbide particles in the surface layer portion is covered with a substance having better wettability with respect to water than silicon carbide, and a porous silica layer is formed on the surface of the silicon carbide particles . Ri Do from quality silicon carbide plate, the thickness of the silica layer is 50 nm to 200 nm, wherein a depth of the porous silicon carbide plate surface of the portion to which the silica layer is formed is 100μm~300μm The gist is a plating solution holding member for an electrolytic plating apparatus.
[0012]
In the invention described in claim 2, the surface of the silicon carbide particles in the surface portion is covered by the highly hydrophilic material, Ri Do porous silicon carbide plate silica layer is formed on the surface of the silicon carbide particles, The thickness of the silica layer is 50 nm to 200 nm, and the depth of the portion where the silica layer is formed from the surface of the porous silicon carbide plate is 100 μm to 300 μm. The holding member is the gist thereof.
[0013]
In the invention described in claim 3, the surface of the silicon carbide particles are oxidized in the surface portion, Ri Do porous silicon carbide plate which oxide layer on the surface of the silicon carbide particles are formed, the thickness of the oxide layer And a depth of the portion where the oxide layer is formed from the surface of the porous silicon carbide plate is 100 μm to 300 μm. To do.
[0014]
The “action” of the present invention will be described below.
According to the first aspect of the present invention, the plating solution holding member is made of a porous silicon carbide plate, and the surface of the silicon carbide particles in the surface layer portion of the porous silicon carbide plate has better wettability to water than silicon carbide. A silica layer is formed on the surface of the silicon carbide particles . For this reason, the plating solution is not water-repellent and bubbles are hardly generated on the surface of the member.
[0015]
According to invention of Claim 2, a plating solution holding member consists of a porous silicon carbide board, and the surface of the silicon carbide particle in the surface layer part of the porous silicon carbide board is coat | covered with the highly hydrophilic substance. A silica layer is formed on the surface of the silicon carbide particles . For this reason, as a result of improving the wettability with respect to water, the plating solution is not repellent and bubbles are hardly generated on the surface of the member.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, the plating solution holding member is made of a porous silicon carbide plate, the surface of the silicon carbide particles in the surface layer portion of the porous silicon carbide plate is oxidized , and the surface of the silicon carbide particles is oxidized. A layer is formed . Silica, which is an oxide layer, has a molecular structure that is more polar than silicon carbide, and therefore has higher hydrophilicity and better wettability with water than silicon carbide. For this reason, the plating solution is not water-repellent and bubbles are hardly generated on the surface of the member.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electrolytic copper plating apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0018]
The cathode 2 constituting the electrolytic copper plating apparatus 1 is an annular member whose diameter increases toward the upper end side, and a flange 3 is formed on the lower end side thereof. The cathode 2 is formed using, for example, a conductive metal material. The diameter of the lower end side opening 4 of the cathode 2 is set to be slightly smaller than the diameter of a semiconductor wafer (for example, a silicon wafer) 5 that is an object to be plated. The semiconductor wafer 5 is pressed against the flange 3 from below by a stage (not shown). As a result, the outer peripheral portion of the upper surface side of the semiconductor wafer 5 is in close contact with the lower surface side of the flange 3, and the semiconductor wafer 5 is held in this state. At this time, since the cathode 2 has a so-called bottomed shape, the electrolytic copper plating solution 15 is accumulated in a region formed on the upper surface side of the semiconductor wafer 5.
[0019]
On the other hand, the holder 12 which comprises this electrolytic copper plating apparatus 1 is arrange | positioned in the state which adjoined above the cathode 2 at the time of use. An opening 13 is provided on the lower end side of the holder 12, and a plate-like anode 14 is attached in the vicinity of the opening 13. The anode 14 is formed in a circular shape using, for example, a conductive metal material. Slits 16 are provided at a plurality of locations of the anode 14 as a structure for allowing the copper plating solution 15 to pass from the upper surface side to the lower surface side. On the upper surface of the holder 12, a plating solution supply pipe 17 and a plating solution recovery pipe 18 are provided. The plating solution supply pipe 17 communicates between a space 19 defined by the holder 12 and the anode 14 and a plating solution tank (not shown). When the copper plating solution 15 is insufficient, the copper plating solution 15 is replenished into the space 19 through the plating solution supply pipe 17. The plating solution recovery pipe 18 plays a role of recovering the surplus when the amount of the copper plating solution 15 in the space 19 exceeds a certain amount. The recovered copper plating solution 15 is returned to the plating solution tank and reused.
[0020]
A plating solution holding plate 21 as a plating solution holding member is provided in the opening 13 of the holder 12 so as to be in contact with the lower surface side of the anode 14. The plating solution holding plate 21 has substantially the same size and the same shape (that is, a disc shape) as the anode 14. The plating solution holding plate 21 includes a flange portion 21a that protrudes laterally from the outer peripheral portion. The flange portion 21 a is supported by a support portion 13 a provided in the opening 13 of the holder 12. A rubber annular packing 22 as a seal member is interposed between the lower surface of the flange portion 21a and the upper surface of the support portion 13a.
[0021]
The plating solution holding plate 21 also serves to prevent the copper plating solution 15 from flowing out from the lower surface side when the holder 12 is transferred by holding the copper plating solution 15 in its pores. Note that the lower surface of the plating solution holding plate 21 is opposed to the upper surface of the semiconductor wafer 5 with a slight gap therebetween. Specifically, in the present embodiment, the size of the gap is set to about 1 mm.
[0022]
Next, the material of the plating solution holding plate 21 used in this embodiment will be described in detail.
The plating solution holding plate 21 of the present embodiment is a porous ceramic plate, and specifically, a porous silicon carbide plate (porous SiC plate) P1 is used. The reason why porous silicon carbide is selected is that porous silicon carbide is superior in corrosion resistance and electrical conductivity as compared with porous alumina, and is extremely convenient as a material for the plating solution holding plate 21.
[0023]
The porosity of the plating solution holding plate 21 is preferably 20% to 50%, and more preferably 30% to 45%. The average pore diameter is preferably 10 μm to 60 μm, and more preferably 20 μm to 50 μm.
[0024]
If the porosity is less than 20%, the copper plating solution 15 becomes difficult to flow smoothly due to an increase in pressure loss, and the ease of the copper plating solution 15 leaching varies from place to place. That is, the amount of the copper plating solution 15 supplied from the lower surface side of the plating solution holding plate 21 becomes non-uniform, and as a result, the film thickness of the copper plating layer may become non-uniform. Conversely, if the porosity exceeds 50%, an increase in pressure loss can be avoided, but the property of holding the copper plating solution 15 is impaired. Therefore, even in this case, the thickness of the plating layer may be nonuniform.
[0025]
If the average pore diameter is less than 10 μm, the copper plating solution 15 becomes difficult to flow smoothly due to an increase in pressure loss, so that the ease with which the copper plating solution 15 exudes varies depending on the location. That is, the amount of the plating solution 15 supplied from the lower surface side of the plating solution holding plate 21 becomes non-uniform, and as a result, the film thickness of the copper plating layer may become non-uniform. Conversely, when the average pore diameter exceeds 60 μm, an increase in pressure loss can be avoided, but the property of holding the copper plating solution 15 is impaired. Therefore, even in this case, the film thickness of the copper plating layer may be non-uniform.
[0026]
The volume resistivity of the plating solution holding plate 21 is preferably 10 1 Ωm to 10 5 Ωm, and more preferably 10 2 Ωm to 10 4 Ωm.
If it is intended to realize a material having a volume resistivity of less than 10 1 Ωm, it becomes difficult to select materials and set firing conditions, and the manufacturing cost of the plating solution holding plate 21 may increase. In addition, the porosity of the plating solution holding plate 21 may be impaired, and the basic performance of plating solution holding property may be impaired. On the other hand, if it exceeds 10 5 Ωm, the electrical conductivity becomes too low, and the plating solution holding plate 21 may not substantially function as the anode 14. Therefore, there is a possibility that a strong and stable electric field cannot be applied to the copper plating solution 15 near the upper surface of the semiconductor wafer 5.
[0027]
The density of the plating solution holding plate 21 is 1.6 g / cm 3 to 2.5 g / cm 3 , the bending strength is 30 MPa to 150 MPa, the Young's modulus is 50 GPa to 200 GPa, and the thermal conductivity is 50 W / m · K to 150 W / It may be m · K. Further, as the porous silicon carbide constituting the plating solution holding plate 21, high purity porous silicon carbide is preferably used. Specifically, porous silicon carbide having a concentration of heavy metal as an impurity of 0.5% or less is preferably used.
[0028]
Silicon carbide particles 23 in the surface layer portion of porous silicon carbide plate P1 are coated with a substance having better wettability with respect to water than silicon carbide. Specifically, in the present embodiment, the surface of the silicon carbide particles in the surface layer portion of the porous silicon carbide plate P1 is oxidized, and a layer made of silicon oxide (silica: SiO 2 ) (hereinafter referred to as a silica layer 24). ) Is formed. The reason for selecting silica is that silica has a molecular structure having a larger polarity than silicon carbide, and therefore has higher hydrophilicity and better water wettability than silicon carbide. A silicon-based ceramic compound other than silica that exhibits a molecular structure having a polarity greater than that of silicon carbide can be used, but it is desirable that it does not contain metal impurities such as aluminum as much as possible.
[0029]
The thickness of the silica layer 24 is preferably 50 nm to 200 nm. This is because if the silica layer 24 is too thin, the hydrophilicity is not sufficiently high and the wettability with respect to water cannot be sufficiently improved. On the other hand, if the silica layer 24 is to be thickened, not only is it difficult to set the conditions for the oxidation treatment, but there is a risk that the proper physical properties (for example, conductivity and strength) inherent to silicon carbide may be impaired.
[0030]
The depth d1 from the surface of the portion where the silica layer 24 is formed in the porous silicon carbide plate P1 is preferably 100 μm to 300 μm. Further, it is desirable that the silica layer 24 is formed only on the surface layer portion and not in the inner region. If the depth d1 is too small, the wettability to water may not be sufficiently improved. On the other hand, if the depth d1 is increased, not only is it difficult to set the conditions for the oxidation treatment, but there is a possibility that the proper physical properties of silicon carbide are impaired.
[0031]
Here, a method for manufacturing the plating solution holding plate 21 of the present embodiment will be described. First, one or more silicon carbide powders as raw materials are prepared. And after mix | blending a solvent, a binder, etc. with silicon carbide powder, this is mixed well. The mixture is then dried and then the dried mixture is granulated. And it shape | molds using the granule obtained by the said granulation process as a material, and produces a disk-shaped molded object. In this case, it is preferable to set the conditions so that the density distribution at the time of molding falls within the range of ± 0.05 g / cm 3 . In the present embodiment, a hydrostatic press is adopted as a pressing method for realizing this. Next, the molded body obtained by the molding process is fired at normal pressure at a temperature of about 2000 ° C. to 2300 ° C. in an inert atmosphere to sinter the molded body (ie, porous silicon carbide). A plate P1) is obtained. In this case, it is preferable to set conditions so that the in-plane temperature distribution of the molded body during firing is within ± 1 ° C. Finally, a treatment for oxidizing the porous silicon carbide plate P1 is performed, and the surface of the silicon carbide particles 23 in the surface layer portion is changed to silica, whereby the plating solution holding plate 21 is completed.
[0032]
Examples of the oxidation treatment include dry treatment such as heating the porous silicon carbide plate P1 in an oxidizing atmosphere, wet treatment using an oxidizing agent, and the like.
When performing the dry oxidation treatment, the heating temperature is preferably set to 500 ° C. or higher, particularly about 800 ° C. to 1200 ° C. If the heating temperature is too low, the oxidation reaction of silicon carbide does not proceed, and there is a possibility that a sufficiently thick silica layer 24 cannot be formed. On the other hand, if the heating temperature is too high, not only does the energy loss increase and the cost increases, but the formation of the silica layer 24 extends to the inside of the porous silicon carbide plate P1 due to excessive oxidation reaction, resulting in a decrease in physical properties. Will lead to.
[0033]
In the case of performing the dry oxidation treatment, the heating time is preferably set to 0.1 hour or longer, particularly about 0.5 hour to 5 hours. If the heating time is too short, the silica layer 24 having a sufficient thickness may not be formed. Conversely, if the heating time is too long, the formation of the silica layer 24 extends to the inside of the porous silicon carbide plate P1, which may lead to a decrease in physical properties.
[0034]
Next, a method of using the electrolytic copper plating apparatus 1 using the plating solution holding plate 21 configured as described above will be described.
In the case of the electrolytic copper plating apparatus 1, a certain amount of the copper plating solution 15 supplied through the plating solution supply pipe 17 is accumulated in the space 19. The copper plating solution 15 supplied to the space 19 passes through the slit 16 of the anode 14 and reaches the plating solution holding plate 21. The copper plating solution 15 is further supplied to the upper surface side of the semiconductor wafer 5 through the pores of the plating solution holding plate 21. Therefore, by conducting current between the anode 14 and the cathode 2 in this state, electrolytic copper plating is performed while still bathing. Then, a copper plating layer is deposited so as to fill a wiring groove dug in advance on the upper surface side of the semiconductor wafer 5, and as a result, a copper wiring having a desired pattern shape is formed.
[0035]
【Example】
[Production of Example 1]
In the production of Example 1, GC # 240 (manufactured by Shinano Denki Co., Ltd., average particle size 57 μm) and GMF-15H2 (manufactured by Taiheiyo Random Co., Ltd., average particle size 0.5 μm) were used as the raw material silicon carbide powder in a weight ratio. Was 7: 3. Then, these two types of silicon carbide powders were further mixed with water and an acrylic resin as a binder, which were mixed well using a pot mill. The uniform mixture obtained by the mixing step was dried for a predetermined time to remove water to some extent, and then an appropriate amount of the dried mixture was collected and granulated with a spray dryer.
[0036]
And the granule obtained by the said granulation process was used as a material, and the hydrostatic pressure press was performed by the pressure of about 100 MPa-130 MPa, and the disk-shaped molded object was produced. Next, the molded body obtained by the molding step was fired at normal pressure at a temperature of 2100 ° C. to 2200 ° C. in an argon atmosphere. The porous silicon carbide plate P1 obtained by firing was set in a heating furnace and baked as a dry oxidation treatment in the atmosphere. Here, the heating temperature was set to 1000 ° C., and the heating time was set to 3 hours. As a result, a disk-shaped plating solution holding plate 21 made of porous silicon carbide in which the silicon carbide particles 23 in the surface layer portion were covered with the silica layer 24 was obtained. The coating thickness of the silica layer 24 was 100 nm to 150 nm, and the depth d1 of the oxidized portion was 150 μm to 200 μm.
[0037]
Moreover, in the plating solution holding plate 21 (specifically, the region excluding the surface layer portion) of Example 1 obtained in this way, the porosity is about 25%, the average pore diameter is about 15 μm, and the volume resistivity is 10 The resistance was 3 Ωm, the density was 2.4 g / cm 3 , the bending strength was 130 MPa, the thermal conductivity was 140 W / m · K, and the heavy metal concentration was 0.5% or less.
[Production of Example 2]
In the production of Example 2, GC # 240 (manufactured by Shinano Denki Co., Ltd., average particle size 57 μm) and GMF-15H2 (manufactured by Taiheiyo Random Co., Ltd., average particle size 0.5 μm) are used as raw material silicon carbide powder in a weight ratio. Was 9: 1. And these two types of silicon carbide powders were further mixed with water and an acrylic resin as a binder, and granulated at the same time while thoroughly mixing them using a universal mixer.
[0038]
And the granule obtained by the said mixing and granulation process was used as a material, and the hydrostatic pressure press was performed by the pressure of about 50 MPa, and the disk-shaped molded object was produced. Next, the molded body obtained by the molding step was fired at normal pressure at a temperature of 2250 ° C. in an argon atmosphere. The porous silicon carbide plate P1 obtained by firing was set in a heating furnace and baked as a dry oxidation treatment in the atmosphere. Here, the heating temperature was set to 1200 ° C., and the heating time was set to 4 hours. As a result, a disk-shaped plating solution holding plate 21 made of porous silicon carbide in which the silicon carbide particles 23 in the surface layer portion were covered with the silica layer 24 was obtained. The coating thickness of the silica layer 24 was 100 nm to 200 nm, and the depth d1 of the oxidized portion was 200 μm to 300 μm.
[0039]
Moreover, in the plating solution holding plate 21 (specifically, the region excluding the surface layer portion) of Example 2 obtained in this way, the porosity is about 40%, the average pore diameter is about 30 μm, and the volume resistivity is 10 The resistance was 3 Ωm, the density was 1.9 g / cm 3 , the bending strength was 50 MPa, the thermal conductivity was 80 W / m · K, and the heavy metal concentration was 0.5% or less.
[Comparative example]
Except that only the oxidation treatment was not performed after the firing step, a disk-shaped plating solution holding plate 21 made of porous silicon carbide was basically produced according to the same procedure as in Example 1. Therefore, in the comparative example, the coating thickness of the silica layer 24 was approximately 0 nm, and the depth d1 of the oxidized portion was 0 μm.
[Method and result of evaluation test]
Here, the following was performed as an evaluation test. That is, water (ion exchange water having a conductivity of 1 ± 0.5 μs / cm 2 ) was dropped on each plating solution holding plate 21, and the wetting angle (contact angle) θ was measured after 30 seconds. In addition, the contact angle measuring device (The product made by ERMA, brand name: G-1-1000) was used for the measurement.
[0040]
As a result, θ = 40 ° in Example 1, θ = 35 ° in Example 2, and θ = 44 ° in the comparative example. As is clear from the above, it was confirmed that Examples 1 and 2 in which the silica layer 24 was formed had better wettability with respect to water than the comparative example.
[0041]
Then, when the electrolytic copper plating was actually carried out using the plating solution holding plate 21 of Examples 1 and 2, there was no appearance of bubbles on the surface of the member, and the pores that were the passages of the copper plating solution 15 were partially It was not blocked. Therefore, the amount of the copper plating solution 15 leached from the lower surface of the plating solution holding plate 21 becomes uniform, and it is possible to form a copper wiring with a uniform film thickness on the semiconductor wafer 5.
[0042]
Therefore, according to the example of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The plating holding plate 21 of the above embodiment is made of a porous silicon carbide plate P1, and the silicon carbide particles 23 in the surface layer portion thereof are covered with a silica layer 24 having better wettability with respect to water than silicon carbide. Therefore, the copper plating solution 15 is not water repellent and bubbles are hardly generated on the surface of the member. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of a bad place of the copper plating solution 15, and the amount of the copper plating solution 15 leached from the lower surface of the plating solution holding plate 21 is less likely to vary. Therefore, it is possible to reliably form a copper plating layer (that is, copper wiring) having a uniform film thickness.
[0043]
(2) In the said Example, the silica layer 24 is formed there by oxidizing the surface of the silicon carbide particle 23 in a surface layer part. In addition, since the above-described dry oxidation treatment does not require chemicals or the like, wettability can be improved relatively easily and inexpensively. Therefore, cost increase of the plating solution holding plate 21 is also prevented.
[0044]
(3) In the said Example, it heats on suitable temperature and time conditions in the case of a dry-type oxidation process. Therefore, the necessary and sufficient silica layer 24 can be reliably formed without accompanying a decrease in suitable physical properties and an increase in cost.
[0045]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
The silicon carbide particles 23 in the surface layer portion may be changed to silica not only on the surface but also inside thereof.
[0046]
It is also possible to coat the silicon carbide particles 23 in the surface layer portion with the silica layer 24 by a method such as CVD.
-The layer made of a substance having higher hydrophilicity than silicon carbide (good wettability to water) is not limited to a layer made of a silicon-based ceramic compound typified by silica. For example, other ceramic compounds not containing silicon The layer which consists of may be sufficient. Moreover, the layer which consists of nonmetallic materials other than a ceramic compound may be sufficient.
[0047]
The electrolytic plating apparatus 1 of the embodiment can be used not only when performing electrolytic copper plating but also when performing electrolytic nickel plating or electrolytic gold plating, for example.
[0048]
The object to be plated is not limited to the semiconductor wafer 5 made of silicon, gallium arsenide, or the like, and may be, for example, a ceramic, metal, or plastic substrate.
[0049]
The electroplating apparatus 1 of the embodiment can be used not only for the formation of wiring, but also for the formation of external connection terminals in semiconductors such as bumps, for example. Furthermore, the electroplating apparatus 1 is not only used for forming a metal layer for the purpose of flowing electricity as in the case of the wiring, but is used for forming a metal layer that is not specifically intended for flowing electricity. It does not matter.
[0050]
The upper surface of the plating solution holding plate 21 may be disposed in a non-contact state with respect to the lower surface of the anode 14.
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
[0051]
(1) An anode having a structure through which a plating solution can pass, a cathode in contact with an object to be plated, and a porous plating solution holding member arranged on the object to be plated side of the anode, and the plating solution Is supplied to the object to be plated through the anode and the plating solution holding member, the plating solution holding member is made of a porous silicon carbide plate, and carbonized in a surface layer portion of the porous silicon carbide plate. An electrolytic plating apparatus, wherein the silicon particles are coated with a substance having a molecular structure having a polarity greater than that of silicon carbide molecules. Therefore, according to the invention described in this technical idea 1, it is possible to provide an electrolytic plating apparatus that can reliably form a plating layer having a uniform film thickness.
[0052]
(2) A method for manufacturing a plating solution holding member according to any one of claims 3 and 1, wherein the porous silicon carbide plate is heated in an oxidizing atmosphere, whereby the porous Forming an oxide layer on the surface of the silicon carbide particles in the surface layer portion of the silicon carbide plate;
[0053]
(3) A method for producing a plating solution holding member according to any one of claims 3 and 1, wherein the porous silicon carbide plate is 0 in an oxidizing atmosphere at 800 ° C to 1200 ° C. Forming an oxide layer on the surface of the silicon carbide particles in the surface layer portion of the porous silicon carbide plate by heating for 5 hours to 5 hours.
[0054]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to third aspects of the invention, it is possible to provide a plating solution holding member for an electrolytic plating apparatus that can reliably form a plating layer having a uniform film thickness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electrolytic copper plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state of a surface layer portion of a plating solution holding plate constituting the electrolytic copper plating apparatus.
FIG. 3 is a diagram for explaining an evaluation test method of an example and a comparative example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrolytic copper plating apparatus as an electroplating apparatus, 2 ... Cathode, 5 ... Semiconductor wafer as to-be-plated object, 14 ... Anode, 21 ... Plating solution holding plate as a plating solution holding member, 23 ... Silicon carbide particle, 24 ... silica layer, P1 ... porous silicon carbide plate.

Claims (3)

表層部分における炭化珪素粒子の表面が炭化珪素よりも水に対する濡れ性のよい物質により被覆され、該炭化珪素粒子の表面にシリカ層が形成されている多孔質炭化珪素板からなり、前記シリカ層の厚さは50nm〜200nmであり、該シリカ層が形成されている部分の多孔質炭化珪素板表面からの深さは100μm〜300μmであることを特徴とする電解めっき装置用めっき液保持部材。 The surface of the silicon carbide particles in the surface portion is covered by a good material wettability for water than silicon carbide, Ri Do porous silicon carbide plate silica layer is formed on the surface of the silicon carbide particles, the silica layer The plating solution holding member for an electrolytic plating apparatus , wherein the thickness of the part is 50 nm to 200 nm, and the depth from the surface of the porous silicon carbide plate in the portion where the silica layer is formed is 100 μm to 300 μm . 表層部分における炭化珪素粒子の表面が親水性の高い物質により被覆され、該炭化珪素粒子の表面にシリカ層が形成されている多孔質炭化珪素板からなり、前記シリカ層の厚さは50nm〜200nmであり、該シリカ層が形成されている部分の多孔質炭化珪素板表面からの深さは100μm〜300μmであることを特徴とする電解めっき装置用めっき液保持部材。The surface of the silicon carbide particles in the surface portion covered by highly hydrophilic material, Ri Do porous silicon carbide plate silica layer on the surface of the silicon carbide particles are formed, the thickness of the silica layer 50nm~ A plating solution holding member for an electroplating apparatus , wherein the depth from the surface of the porous silicon carbide plate at 200 nm and where the silica layer is formed is 100 μm to 300 μm . 表層部分における炭化珪素粒子の表面が酸化され、該炭化珪素粒子の表面に酸化層が形成されている多孔質炭化珪素板からなり、前記酸化層の厚さは50nm〜200nmであり、該酸化層が形成されている部分の多孔質炭化珪素板表面からの深さは100μm〜300μmであることを特徴とする電解めっき装置用めっき液保持部材。The surface of the silicon carbide particles in the surface portion is oxidized, Ri Do porous silicon carbide plate which oxide layer on the surface of the silicon carbide particles are formed, the thickness of the oxide layer is 50 nm to 200 nm, the oxidation A plating solution holding member for an electrolytic plating apparatus, wherein the depth of the portion where the layer is formed from the surface of the porous silicon carbide plate is 100 μm to 300 μm .
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