[发明专利]用于向电镀槽供给电镀液的装置和方法、电镀系统、粉体容器以及电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于向电镀槽供给电镀液的装置和方法。另外，本发明涉及具有那样的装置的电镀系统。而且，本发明涉及用于收容电镀所使用的金属粉体的粉体容器。而且，本发明涉及使用添加有电镀所使用的金属粉体的电镀液来对基板进行电镀的方法。

背景技术

随着电子设备的小型化、高速化以及低电能消耗化的进行，进行半导体装置内的配线图案的微细化，随着该配线图案的微细化，配线所使用的材料从以往的铝和铝合金变化成铜和铜合金。铜的电阻率是1.67μΩcm，比铝(2.65μΩcm)低约37％。因此，铜配线与铝配线相比，不仅可抑制电力的消耗，而且即使是相同的配线电阻，也可更微细化。而且，由于低电阻化，铜配线也能够抑制信号延迟。

一般而言，与PVD、CVD等相比，以能够高速成膜的电解电镀进行铜的向沟槽内的埋入。在该电解电镀中，在电镀液的存在下，通过对基板与阳极之间施加电压，使铜膜在预先形成于基板的电阻较低的晶种层(供电层)上堆积。一般而言，晶种层由PVD等形成的铜薄膜(铜晶种层)构成，但随着配线的微细化，要求更薄的晶种层。因此，一般而言，预想50nm左右的晶种层的膜厚今后成为10～20nm以下。

申请人提出了一种电镀装置(参照专利文献1)，在该电镀装置中，使用分割成多个的分割阳极作为阳极，使电镀电源与这些各分割阳极单独地连接。根据该电镀装置，仅在将初始电镀膜形成于基板的恒定期间，位于中央侧的分割阳极的电流密度比位于外周侧的分割阳极的电流密度高，防止电镀电流集中于基板的外周部而使电镀电流也向基板的中央侧流动，从而即使是表层电阻较高的情况下，也可形成均匀的膜厚的电镀膜。而且，申请人提出了使用不溶解阳极作为阳极的电镀技术(参照专利文献2、3)。在保持该不溶解阳极的阳极保持件设置有对阳极室内的电镀液进行抽吸而排出的电镀液排出部，并且，设置有连接到从电镀液供给装置延伸的电镀液供给管的电镀液注入部。

而且，近来，为了满足对使用了半导体的电路系统小型化的要求，实现了能够将半导体电路安装于接近其芯片尺寸的封装。作为实现这样的封装的安装的方法之一，提出了被称为晶圆级封装(WLP、或者LP-CSP)的封装方法。另外，一般而言，该晶圆级封装存在扇入(fan in)型技术(也称为WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package,晶圆级芯片尺寸封装))和扇出型(fan out)技术。扇入型WLP是在与芯片尺寸相同的区域中设置外部电极(外部端子)的技术。另一方面，扇出型WLP(FPWLP、Fan Out Wafer-Level-Pachaging)例如是如下技术：在埋入有多个芯片的由绝缘树脂形成的基板上，在形成再配线和外部电极等比芯片尺寸大的区域中设置外部端子的技术。在形成这样的晶圆上的再配线和绝缘层等时，有时使用电解电镀技术，设想了也将电解电镀技术适用于上述的扇出型WLP。

为了将电解电镀技术适用于这样的对微细化要求较高的扇出型WLP技术等，在电镀液的管理等方面要求更高级的技术。

申请人提出了如下方法：为了进行所谓的自下而上电镀，防止阻碍自下而上电镀的电解液成分的生成且对晶圆等基板进行电镀(参照专利文献4)。该方法是如下技术：使不溶解阳极和基板与含有添加剂的硫酸铜电镀液接触，利用电镀电源在基板与不溶解阳极之间施加预定的电镀电压而对基板进行电镀。

另一方面，如上所述，在使用了不溶解性阳极的电镀装置中，可设想采用这样的方法来补充目的的金属离子：将粉末状的金属盐投入循环槽内、或在别的槽中使金属片溶解来进行补充。在此，若将粉末状的金属盐向电镀液中补充，则微粒在电镀液中增加，担心该增加了的微粒成为使电镀处理后的基板的表面产生缺陷的原因，因此，申请人提出了在使用了不溶解阳极的电镀装置中将电镀液的各成分的浓度长期保持恒定的技术(专利文献5)。采用该技术，通过一边回收电镀液一边循环再利用电镀液，能够尽量将电镀液的使用量抑制得较少。另外，通过使用不溶解性阳极，无需阳极的更换就能够容易地进行阳极的保养、管理。而且，能够向电镀液补充以比电镀液高的浓度含有电镀液所含有的成分的补充液，从而将随着使电镀液循环并再利用而变化的电镀液成分的浓度维持在恒定范围内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002―129383号公报

专利文献2：日本特开2005―213610号公报

专利文献3：日本特开2008―150631号公报

专利文献4：日本特开2016—074975号公报

专利文献5：日本特开2007―051362号公报