之间的电压增加,从而以比所述第一电流密度高的第二电流密度将金属填充到所述导通孔内。
[0026]每规定时间的电压的变化量依存于电镀液中的添加剂的浓度而改变。因此,根据第一、第二、第七、第八形态,可以基于电压的变化量将添加剂的浓度控制在适当的范围内。其结果,能够不产生孔隙等缺陷,且能够得到膜质均匀的基板。
[0027]基板和阳极之间的电阻随着金属膜的生长而变化。这是因为电阻是根据金属膜的厚度的变化以及添加剂的向金属膜的附着方式的变化而变化的。因此,根据第三、第六、第九、第十二形态的话,可以基于电压的变化正确地把握电镀的的进度,在合适的时机提高电流密度从而缩短电镀时间。
[0028]如上所述,基板和阳极之间的电阻随着金属膜的生长而变化。根据第四、第五、第十、第十一形态,可以基于电压的变化正确地确定电镀的终点。
【附图说明】
[0029]图1是示出电镀装置的一实施形态的概略图。
[0030]图2是示出基板保持架的立体图。
[0031 ]图3是图2所示的基板保持架的俯视图。
[0032]图4是图2所示的基板保持架的右视图。
[0033]图5是示出由图4所示的记号A包围的部分的放大图。
[0034]图6A至图6D是示出在基板的导通孔内填充铜的工序的图。
[0035]图7是示出图1所示的电镀装置的变形例的图。
[0036]图8是示出图1所示的电镀装置的另一变形例的图。
[0037]图9是示意性地示出电压测定器所测定到的电压的时间变化的一例的曲线图。
[0038]图10是示意性地示出电压测定器所测定到的电压的时间变化的其他例子的曲线图。
[0039]图11是示意性地示出电压测定器所测定到的电压的时间变化的另一其他例子的曲线图。
[0040]图12是示出根据抑制成分含有剂的浓度而不同的电压的时间变化的曲线图。
[0041]图13A至图13D是示出根据抑制成分含有剂的浓度而改变的铜的析出状态的图。
[0042]图14是示出对基板进行了电镀处理时的电压的时间变化的一例的曲线图。
[0043]图15是示出电镀控制部的控制顺序的一例的图。
[0044]图16是示出电镀装置的其他实施形态的概略图。
[0045]图17是示出图16所示的电镀装置的变形例的图。
[0046]图18是示出图16所示的电镀装置的另一变形例的图。
【具体实施方式】
[0047]以下,参照附图对本发明的实施形态进行说明。在图1至图18中,对于相同或者相当的构成要素,标注相同符号并省略重复的说明。另外,在以下的实施形态中,示出的是在形成于基板的表面的导通孔的内部填充铜的例子。
[0048]图1是示出电镀装置的一实施形态的概略图。如图1所示,电镀转置具有电镀槽1,电镀槽I具有储存电镀液的内槽7以及与内槽7相邻配置的溢流槽B。从内槽7的上端溢出的电镀液会流入溢流槽8内。使电镀液循环的电镀液循环线路12的一端连接于溢流槽8的底部,另一端连接于内槽7的底部。流入溢流槽8内的电镀液通过电镀液循环线路12返回到内槽7内。
[0049]进一步地,电镀装置具有:保持由铜等金属构成的阳极2且使阳极2浸渍到内槽7内的电镀液的阳极保持架3、以及装卸自如地保持晶圆等基板W且使基板W浸渍到内槽7内的电镀液的基板保持架6。阳极2以及基板W在电镀液中相互相对地配置。阳极2通过阳极保持架3与电源10的正极连接,形成于基板W的表面的晶种层等导电层通过基板保持架6与电源10的负极连接。
[0050]进一步地,电镀装置具有靠近被保持于内槽7内的基板保持架6上的基板W的表面并对电镀液进行搅拌的搅拌桨14、以及对基板W上的电位分布进行调整的调整板(regulat1n plate) 15。调整板15具有用于限制电镀液中的电场的开口 15a,搅拌桨14被配置在被保持于基板保持架6上的基板W的表面附近。换而言之,搅拌桨14被配置在基板保持架6和阳极保持架3之间。搅拌桨14被铅垂地配置,通过与基板W平行地往复运动来对电镀液进行搅拌,能够在基板W的电镀中将充足的金属离子均匀地供给至基板W的表面。调整板15被配置在搅拌桨14和阳极保持架3之间。
[0051]对保持基板W的基板保持架6进行说明。如图2至图5所示,基板保持架6具有矩形平板状的第一保持构件40、和通过铰链42开闭自如地安装于该第一保持构件40上的第二保持构件44。作为其他的构成例,也可以将第二保持构件44设置在与第一保持构件40相对的位置,使该第二保持构件44朝着第一保持构件40前进,再使其从第一保持构件40离开以对该第二保持构件44进行开闭。
[0052]第一保持构件40例如是氯乙烯制的。第二保持构件44具有基部46和环状的密封保持架48。密封保持架48例如是氯乙烯制的,并使其与下述的按压环50的滑动良好。在密封保持架48的上部,向内侧突出地被安装有环状的基板侧密封构件52 (参照图4以及图5)。该基板侧密封构件52构成为,在基板保持架6保持基板W时,该基板侧密封构件52与基板W的表面外周部压接,密封第二保持构件44和基板W之间的间隙。在与密封保持架48的第一保持构件40相对的面上安装有环状的保持架侧密封构件58 (参照图4以及图5)。该保持架侧密封构件58构成为,在基板保持架6保持基板W时,该保持架侧密封构件58与第一保持构件40压接并密封第一保持构件40和第二保持构件44之间的间隙。保持架侧密封构件58位于基板侧密封构件52的外侧。
[0053]如图5所示,基板侧密封构件52被夹持在密封保持架48与第一固定环54a之间,并且被安装于密封保持架48。第一固定环54a通过螺栓等紧固件56a安装于密封保持架48上。保持架侧密封构件被夹持在密封保持架48与第二固定环54b之间,并且被安装于密封保持架48。第二固定环54b通过螺栓等紧固件56b安装于密封保持架48上。
[0054]在密封保持架48的外周部设置有台阶部,按压环50通过垫片60旋转自如地安装在该台阶部上。按压环50通过第一固定环54a的外周部而被安装成不能脱出。该按压环50由对于酸、碱的耐腐蚀性优良并具有足够的刚性的材料构成。例如,按压环50由钛构成。垫片60由摩擦系数低的材料例如PTFE构成以使按压环50能平滑地旋转。
[0055]在按压环50的外侧,沿着按压环50的圆周方向等间隔地设置有多个夹持件62。这些该夹持件62被固定在第一保持构件40上。各夹持件62具有设有向内侧突出的突出部的倒L字状的形状。在按压环50的外周面,设置有向外侧突出的多个突起部50b。这些突起部50b被配置在与夹持件62的位置相对应的位置上。夹持件62的内侧突出部的下表面以及按压环50的突起部50b的上表面为沿着按压环50的旋转方向向彼此相反的方向倾斜的斜面。在沿着按压环50的圆周方向的多个部位(例如三个部位)上设置有向上方突出的凸部50a。由此,通过使旋转销(未图示)旋转并从横向按压旋转凸部50a,从而能够使按压环50旋转。
[0056]由此,在将第二保持构件44打开的状态下,向第一保持构件40的中央部插入基板W,通过铰链42将第二保持构件44关闭。通过使按压环50向顺时针方向旋转,使按压环50的突起部50b滑入夹持件62的内侧突出部的内部。通过分别设置于按压环50以及夹持件62上的斜面,将第一保持构件40和第二保持构件44彼此紧固的话,第二保持构件44被固定于第一保持构件40上。通过使按压环50向逆时针方向旋转并使按压环50的突起部50b从夹持件62脱出,从而将第二保持构件44从第一保持构件40解放出来。
[0057]第二保持构件44被固定于第一保持构件40时,基板侧密封构件52的下方突出部与基板W的表面外周部压接。基板侧密封构件52被均匀地按压至基板W,由此对基板W的表面外周部和第二保持构件44之间的间隙进行密封。同样地,第二保持构件44被固定于第一保持构件40时,保持架侧密封构件58的下方突出部与第一保持构件40的表面压接。保持架侧密封构件58被均匀地按压至第一保持构件40,由此对第一保持构件40和第二保持构件44之间的间隙进行密封。
[0058]如图3所示,在第一保持构件40的端部,设置有一对大致T字型的保持架悬吊装置64。在第一保持构件40的上表面,形成有与基板W的大小基本相等的环状的突条部66。该突条部66具有与基板W的周缘部抵接并对该基板W进行支承的环状的支承面68。在沿着该突条部66的圆周方向的规定位置设置有配置部70。
[0059]在配置部70内分别设置有多个(在图示中为12个)导电体(电触点)72。这些导电体72分别与从设置于保持架悬吊装置64上的连接端子76延伸的多个配线相连接。在将基板W载置于第一保持构件40的支承面68上时,该导电体72的端部与图5所示的电触点74的下部弹性地接触。
[0060]与导电体72电连接的电触点74通过螺栓等紧固件78固定在第二保持构件44的密封保持架48上。该电触点74形成为板簧形状。电触点74具有位于基板侧密封构件52的外侧的向内侧突出成板簧状的触点部。电触点74在其触点部变得容易弯曲。当用第一保持构件40和第二保持构件44保持基板W时,电触点74的触点部与被支承在第一保持构件40的支承面68上的基板W的外周面弹性地接触。
[0061]第二保持构件44的开闭通过未图示的气缸和第二保持构件44的自重来进行。即,第一保持构件40设置有通孔40a,利用气缸(未图示)的活塞杆,通过通孔40a将第二保持构件44的密封保持架48向上方推起从而打开第二保持构件44,通过使活塞杆收缩而使第二保持构件44通过其自重关闭。
[0062]图6A至图6D是示出在形成于基板W上的导通孔20内填充铜22的工序的图。如图6A所示,在基板W上,形成有例如孔径为I μπι至20 μπι、深度为5.0 μπι至200 μπι的导通孔20,在包含该导通孔20的内表面的基板W的表面形成有作为电解电镀的供电层的导电层21ο搅拌桨14与基板W的表面平行地往复运动,对存在于阳极2和基板W之间的电镀液进行搅拌。在该状态下,在阳极2和导电层21之间施加电压,开始基板W的电镀。铜22为一个例子,也可以将其他的金属埋入导通孔20。
[0063]包含于电镀液中的添加剂会影响铜22的析出。该添加剂含有促进铜22的析出的促进剂、以及抑制铜22的析出的抑制剂或