CN107059104A - 用于向电镀槽供给电镀液的装置和方法、电镀***、粉体容器以及电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于向电镀槽供给电镀液的装置和方法、电镀***、粉体容器以及电镀方法。改良后的该装置用于将氧化铜粉体向电镀液添加,将该电镀液向电镀槽供给。用于向电镀槽(2)供给使至少含有铜的粉体溶解后的电镀液的装置(20)具备:料斗(27),其具有可连结于收容有粉体的粉体容器(21)的粉体导管(46)的投入口(26);送料器(30),其与料斗(27)的下部开口连通;电动机(31),其与送料器(30)连结;电镀液箱(35),其与送料器(30)的出口(30b)连结,使粉体溶解于电镀液。
Description
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***。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***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
若使用不溶解阳极来以铜对基板进行电镀,则电镀液中的铜离子减少。因而,在电镀液供给装置中,需要对电镀液中的铜离子的浓度进行调整。作为向电镀液补充铜的一个方法可列举的是向电镀液添加氧化铜粉体。然而,若粉体在半导体制造工厂内飞散,则引起无尘室内的污染。而且,电镀液供给装置要求不降低生产率就将所需要的量的氧化铜向电镀液添加。此外,也提高对使用那样的添加了氧化铜的电镀液而在基板形成品质更高的铜膜的电镀技术的要求。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种用于向电镀液添加至少含有铜等金属的粉体并将该电镀液向电镀槽供给的改良后的装置和方法。另外,本发明的目的在于提供一种具备那样的装置的电镀***。而且,本发明的目的在于提供一种上述装置所使用的、用于收容至少含有铜等金属的粉体的粉体容器。而且,本发明的目的在于提供一种能够使用添加有至少含有铜等金属的粉体的电镀液而在基板形成品质更高的金属膜的电镀方法。
用于解决课题的手段
根据本发明的一方式,提供一种用于向电镀槽供给电镀液的装置,所述电镀液中溶解有至少含有电镀所使用的金属的粉体,该装置的特征在于,具备:料斗,其具有能够与收容有所述粉体的粉体容器的粉体导管连结的投入口;送料器,其与所述料斗的下部开口连通;电动机,其与所述送料器连结;以及电镀液箱,其与所述送料器的出口连结,使所述粉体溶解于所述电镀液。
在一实施方式中,该用于向电镀槽供给电镀液的装置还具备:重量测定器,其对所述料斗的重量和所述送料器的重量进行测定;动作控制部,其基于所述重量的测定值的变化,对所述电动机的动作进行控制。
在一实施方式中,所述动作控制部根据所述重量的测定值的变化,对所述粉体的向所述电镀液的添加量进行推算,使所述电动机动作直到所述添加量达到目标值为止。
在一实施方式中,所述料斗的投入口具有连接密封件,该连接密封件的口径随着距所述料斗的投入口的顶端的距离变大而逐渐变小。
在一实施方式中,所述连接密封件由弹性材料构成。
在一实施方式中,该用于向电镀槽供给电镀液的装置还具备所述料斗的投入口配置到内部的密闭腔室,所述密闭腔室具备:门,所述粉体容器能够经由该门向内部搬入;以及手套式构件,其构成所述密闭腔室的壁的一部分。
在一实施方式中,所述密闭腔室具备用于使其内部空间与负压源连通的排气口。
在一实施方式中,在所述密闭腔室内配置有使所述粉体容器振动的振动装置。
在一实施方式中,在所述密闭腔室内配置有保持所述粉体容器的真空夹具。
在一实施方式中,所述电镀液箱具备对所述电镀液进行搅拌的搅拌机。
在一实施方式中,所述电镀液箱具备:配置有所述搅拌机的搅拌槽;以及溢流槽,其与设置于该搅拌槽的下部的连通孔连接。
在一实施方式中,所述电镀液箱还具备与所述溢流槽邻接的迂回流路。
在一实施方式中,所述电镀液箱还具备配置于所述溢流槽内的多个挡板,所述多个挡板交替错开地排列。
在一实施方式中,该装置还具备:包围罩,其包围所述送料器与所述电镀液箱之间的连接部;惰性气体供给管线,其与所述包围罩的内部连通。
根据本发明的一方式,提供一种电镀***,其特征在于,该电镀***具备:多个电镀槽,其用于对基板进行电镀;上述用于向电镀槽供给电镀液的装置;电镀液供给管,其从所述用于向电镀槽供给电镀液的装置向所述多个电镀槽延伸。
在一实施方式中,该电镀***还具备从所述多个电镀槽向所述用于向电镀槽供给电镀液的装置延伸的电镀液返回管。
根据本发明的一方式,提供一种向电镀液供给粉体的方法,所述粉体至少含有电镀所使用的金属,该方法的特征在于,将***述粉体的粉体容器的粉体导管与料斗的投入口连结,从所述粉体容器向所述料斗供给所述粉体,一边对贮存有所述粉体的所述料斗的重量和与该料斗的下部开口连通的送料器的重量进行测定,一边使所述送料器动作,基于所述重量的测定值的变化,利用所述送料器向电镀液添加所述粉体。
在一实施方式中,该向电镀液供给粉体的方法还包括对添加有所述粉体的所述电镀液进行搅拌的工序。
在一实施方式中,该向电镀液供给粉体的方法还包括根据所述重量的测定值的变化,对所述粉体的向所述电镀液的添加量进行推算,使所述送料器动作直到所述添加量达到目标值为止的工序。
根据本发明的一方式,提供一种粉体容器,用于收容至少含有电镀所使用的金属的粉体,该粉体容器的特征在于,具备:容器主体,其能够在内部***述粉体;粉体导管,其与所述容器主体连接;以及阀,其安装于所述粉体导管。
在一实施方式中,所述粉体导管的顶端具有圆锥台状。
根据本发明的一方式,提供一种对基板进行电镀的方法,其特征在于,具有:将电镀液从电镀槽向电镀液箱移送的工序;基于电镀槽内的电镀液中的金属离子的浓度,对至少含有电镀所使用的金属的粉体应该向收容于所述电镀液箱的电镀液添加的量进行推算的工序;将所述至少含有电镀所使用的金属的粉体向收容于所述电镀液箱的电镀液供给的工序;使所述粉体溶解于所述电镀液箱所收容的电镀液的工序;将所述粉体溶解后的所述电镀液从所述电镀液箱向所述电镀槽供给的工序;使基板与收容于所述电镀槽的电镀液接触的工序;以及在收容于所述电镀槽内的电镀液中产生电化学反应,以在电镀液中使所述金属析出于基板表面上的工序。
在一实施方式中,所述电镀槽由多个电镀槽构成,在将收容于所述电镀液箱的电镀液向该多个电镀槽供给时,一边对电镀液的流量进行控制,一边向该多个电镀槽分别供给电镀液。
在一实施方式中,所述电镀槽由多个电镀槽构成,对该多个电镀槽内的电镀液中的金属离子始终进行监视,并且在所述金属离子的浓度低于预定值的情况下,使该多个电镀槽内的电镀液从电镀槽向电镀液箱移送,并且将电镀液从所述电镀液箱向所述多个电镀槽中的任意一个供给。
根据本发明的一方式,提供一种存储介质,其是非临时性的计算机可读取的存储介质,其储存有用于执行对基板进行电解电镀的方法的计算机程序,该存储介质的特征在于,所述对基板进行电解电镀的方法具有:将电镀液从电镀槽向电镀液箱移送的工序;将至少含有电镀所使用的金属的粉体向收容于所述电镀液箱的电镀液供给的工序;使所述粉体溶解于所述电镀液箱所收容的电镀液的工序;将所述粉体溶解后的所述电镀液从所述电镀液箱向所述电镀槽供给的工序;使基板与收容到所述电镀槽的电镀液接触的工序;以及在收容于所述电镀槽内的电镀液中产生电化学反应,以在电镀液中使所述金属析出于基板表面上的工序。
根据本发明的一方式,可提供一种存储介质,该存储介质是非临时性的计算机可读取的存储介质,储存有用于执行对基板进行电解电镀的方法的计算机程序,该存储介质的特征在于,所述对基板进行电解电镀的方法具有:对电镀槽内的电镀液所含有的金属离子的浓度是否低于设定值进行监视的工序;在所述金属离子的浓度低于预定值的情况下,对至少含有金属的粉体应该向电镀液添加的量进行推算的工序;将电镀液从所述电镀槽向电镀液箱移送的工序;将所述粉体向收容于所述电镀液箱的电镀液供给直到达到推算出的所述量为止的工序;使所述粉体溶解于所述电镀液箱所收容的电镀液的工序;将所述粉体溶解后的所述电镀液从所述电镀液箱向所述电镀槽供给的工序;使基板与收容于所述电镀槽的电镀液接触的工序;以及在收容于所述电镀槽内的电镀液中产生电化学反应,以在电镀液中使所述金属析出于基板表面上的工序。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种能够防止粉体的飞散、同时将粉体向电镀液添加、且使其溶解的装置和方法。而且,根据本发明,能够使用添加有至少铜等金属的粉体的电镀液来在基板形成品质更高的金属膜(例如铜膜)。
在电镀于基板的金属种类不是铜而是例如铟、镍、钴、钌这样的其他金属的情况,也能够使用上述的粉体容器、电镀***以及电镀方法。作为该情况的粉体的例子,可列举出例如硫酸铟、硫酸镍、硫酸钴等硫酸盐、氨基磺酸镍、氨基磺酸钴等氨基磺酸盐、溴化镍、氯化镍、氯化钴等卤化物、氧化铟这样的粉体。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电镀***的整体的示意图。
图2是表示能够在内部保持氧化铜粉体的粉体容器的侧视图。
图3是表示盖被卸下、阀被打开的状态的粉体容器的图。
图4是密闭腔室的立体图。
图5是表示密闭腔室的内部的图。
图6是表示粉体容器的粉体导管的顶端和料斗的投入口的图。
图7是表示粉体容器的粉体导管的顶端与料斗的投入口紧贴的状态的图。
图8是表示氧化铜粉体的从粉体容器向料斗的供给工序的流程图。
图9是表示料斗和送料器的侧视图。
图10是电镀液箱的立体图。
图11是电镀液箱的俯视图。
图12是从图11的箭头A所示的方向观察到的电镀液箱的纵剖视图。
图13是表示电镀液箱的另一实施方式的示意图。
图14是表示电镀液箱的又一实施方式的示意图。
图15是表示调查挡板的数量对氧化铜粉体的溶解带来的影响的实验结果的图。
图16是表示第二实施方式的电镀***的整体的示意图。
图17是表示在第一实施方式的电镀***中将氧化铜粉体向电镀液添加的控制序列的流程图。
图18是表示在第二实施方式的电镀***中将氧化铜粉体向电镀液添加的控制序列的流程图。
符号说明
1 电镀装置
2 电镀槽
5 内槽
6 外槽
8 不溶解阳极
9 阳极保持件
11 基板保持件
15 电镀电源
17 电镀控制部
18a、18b 浓度测定器
20 电镀液供给装置
21 粉体容器
24 密闭腔室
26 投入口
27 料斗
28 连接密封件
30 送料器
31 电动机
32 动作控制部
35 电镀液箱
36 电镀液供给管
36a 分支管
37 电镀液返回管
37a 排出管
38 流量计
39 流量调节阀
40 泵
41 过滤器
42 纯水供给管线
43 开闭阀
44 流量计
45 容器主体
46 粉体导管
47 流量调节阀
48 阀
49 把手
50 盖子
55 门
56 手套式构件
58 排气口
61 真空夹具
65 振动装置
66 底座
68 框架
70 喷射器
72 压缩空气供给管
73 支架
74 盖
75 排气管
80 重量测定器
81 包围罩
83 惰性气体供给管线
85 搅拌机
86 搅拌叶片
87 电动机
88 挡板
88a 缺口
91 搅拌槽
92 溢流槽
93 迂回流路
95 连通孔
110 第一连结管
112 第二连结管
113 泵
115 流量计
116 电镀液排出阀
118 浓度测定器
W 基板
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示第一实施方式的电镀***的整体的示意图。电镀***具备设置于无尘室内的电镀装置1和设置于地下室的电镀液供给装置20。在本实施方式中,电镀装置1是用于将铜电解电镀于晶圆等基板上的电解电镀单元,电镀液供给装置20是用于将至少含有铜的粉体向在电镀装置1中使用的电镀液供给的电镀液供给单元。在本实施方式中,作为至少含有铜的粉体,对使用了氧化铜粉体的例子进行记载,但能够使用含有至少铜的颗粒状的成形物。另外,本实施方式中的氧化铜粉末的平均粒径是10微米~200微米的范围,更优选设为15微米~50微米的范围。若平均粒径过小,则有可能成为粉尘而易于飞散。相反,若平均粒径过大,则在形成电镀液时的向溶液的溶解性也有可能变差。
此外,在本说明书中,“粉体”、“粉末”至少含有固状的粒子、成形的粒状物、成形为颗粒状的固形物、设为小粒径的球体的铜固形物球、将固体状的铜成形为缎带或者细长带状而成的带状物、或由它们的任一个组合构成的混合物。
电镀装置1具有四个电镀槽2。各电镀槽2具备内槽5和外槽6。在内槽5内配置有保持于阳极保持件9的不溶解阳极8。而且,在电镀槽2中,在不溶解阳极8的周围配置有中性膜(未图示)。内槽5充满电镀液,电镀液从内槽5溢流而流入外槽6。此外,在内槽5设置有搅拌棒(未图示),该搅拌棒由例如PVC、PP或PTFE等树脂、或由氟树脂等包覆SUS、钛且板厚具有3mm~5mm的恒定的厚度的矩形板状构件构成。该搅拌棒与基板W平行地进行往复运动而对电镀液进行搅拌,由此,能够将充足的铜离子和添加剂向基板W的表面均匀地供给。
晶圆等基板W保持于基板保持件11,与基板保持件11一起浸渍于电镀槽2的内槽5内的电镀液中。另外,作为被电镀对象物的基板W能够使用半导体基板、印刷配线板等。在此,在使用了例如半导体基板作为基板W的情况下,半导体基板是平坦或实质上平坦的(此外,在本案说明书中,针对具有槽、管、抗蚀剂图案等的基板,视作实质上平坦)。在对这样的平坦的被电镀物进行电镀的情况下,需要一边考虑要成膜的电镀膜的面内均匀性且要成膜的膜质不降低,一边随着时间变化地控制电镀条件。
不溶解阳极8借助阳极保持件9与电镀电源15的正极电连接,保持于基板保持件11的基板W借助基板保持件11与电镀电源15的负极电连接。若利用电镀电源15对浸渍于电镀液的不溶解阳极8与基板W之间施加电压,则在收容于电镀槽2内的电镀液中引起电化学反应,铜析出于基板W的表面上。这样一来,基板W的表面被铜电镀。电镀装置1也可以具备比四个少的、或比四个多的电镀槽2。
电镀装置1具备对基板W的电镀处理进行控制的电镀控制部17。该电镀控制部17具有根据在基板W中流动的电流的累积值对电镀槽2内的电镀液所含有的铜离子的浓度进行推算的功能。随着基板W被电镀,电镀液中的铜被消耗。铜的消耗量与在基板W中流动的电流的累积值成正比。因而,电镀控制部17能够根据电流的累积值对各电镀槽2的电镀液中的铜离子浓度进行推算。
电镀液供给装置20具备:密闭腔室24,其供收容有氧化铜粉体的粉体容器21搬入;料斗27,其贮存从粉体容器21供给来的氧化铜粉体;送料器30,其与料斗27的下部开口连通;电动机31,其与送料器30连结;电镀液箱35,其与送料器30的出口连结,使氧化铜粉体溶解于电镀液;动作控制部32,其对电动机31的动作进行控制。送料器30被电动机31驱动。作为电镀液,可使用酸性的硫酸铜电镀液,在该酸性的硫酸铜电镀液中,除了含有硫酸、硫酸铜和卤离子之外,还含有作为添加剂的、由SPS(聚二硫二丙烷磺酸钠)构成的电镀促进剂、由PEG(聚乙二醇)等构成的抑制剂、和由PEI(聚乙烯亚胺)等构成的均化剂(平滑化剂)的有机添加物。作为卤离子,优选使用氯化物离子。
电镀装置1和电镀液供给装置20由电镀液供给管36和电镀液返回管37连接。更具体而言,电镀液供给管36从电镀液箱35延伸到电镀槽2的内槽5的底部。电镀液供给管36分支成四个分支管36a,四个分支管36a分别与四个电镀槽2的内槽5的底部连接。在四个分支管36a分别设置有流量计38和流量调节阀39,流量计38和流量调节阀39与电镀控制部17连接。电镀控制部17构成为,基于由流量计38测定出的电镀液的流量对流量调节阀39的开度进行控制。因而,经由四个分支管36a向各电镀槽2供给的电镀液的流量由设置于各电镀槽2的上游侧的各流量调节阀39控制,这些流量大致相同。电镀液返回管37从电镀槽2的外槽6的底部延伸到电镀液箱35。电镀液返回管37具有与四个电镀槽2的外槽6的底部分别连接的四个排出管37a。
在电镀液供给管36设置有用于移送电镀液的泵40和配置于泵40的下游侧的过滤器41。在电镀装置1中使用的电镀液经由电镀液返回管37向电镀液供给装置20输送,由电镀液供给装置20将添加了氧化铜粉体的电镀液经由电镀液供给管36向电镀装置1输送。泵40既可以使电镀液在电镀装置1与电镀液供给装置20之间始终循环,或也可以是,使预先确定好的量的电镀液间歇地从电镀装置1向电镀液供给装置20输送,使添加有氧化铜粉体的电镀液从电镀液供给装置20向电镀装置1间歇地返回。
而且,为了向电镀液中补充纯水(DIW),纯水供给管线42与电镀液箱35连接。在该纯水供给管线42配置有用于在使电镀装置1停止时等使纯水供给停止的开闭阀43(通常设为开)、用于对纯水的流量进行测定的流量计44、用于对纯水的流量进行调节的流量调节阀47。该流量计44和流量调节阀47与电镀控制部17连接。在电镀液中的铜离子浓度超过了设定值的情况下,为了稀释电镀液,电镀控制部17构成为对流量调节阀47的开度进行控制而将纯水向电镀液箱35供给。
电镀控制部17与电镀液供给装置20的动作控制部32连接。若电镀液中的铜离子浓度低于设定值,则电镀控制部17将表示补充要求值的信号向电镀液供给装置20的动作控制部32发送。收到该信号,电镀液供给装置20将氧化铜粉体向电镀液添加直到氧化铜粉体的添加量达到补充要求值为止。在本实施方式中,电镀控制部17和动作控制部32构成为独立的装置,但在一实施方式中,电镀控制部17和动作控制部32也可以构成为一个控制部。在该情况下,控制部也可以是按照程序动作的计算机。该程序也可以储存于存储介质。
电镀装置1也可以具备对电镀液中的铜离子浓度进行测定的浓度测定器18a。浓度测定器18a分别安装于电镀液返回管37的四个排出管37a。由浓度测定器18a获得的铜离子浓度的测定值向电镀控制部17发送。电镀控制部17既可以将根据电流的累积值推算出的电镀液中的铜离子浓度与上述设定值进行比较,或也可以将由浓度测定器18a测定出的铜离子浓度与上述设定值进行比较。电镀控制部17也可以基于根据电流的累积值推算出的电镀液中的铜离子浓度(即铜离子浓度的推算值)和由浓度测定器18a测定出的铜离子浓度(即铜离子浓度的测定值)之间的比较来对铜离子浓度的推算值校正。也可以是,例如,电镀控制部17通过用铜离子浓度的推算值除以铜离子浓度的测定值来决定校正系数,该校正系数乘以铜离子浓度的推算值,从而对铜离子浓度的推算值进行校正。优选定期地更新校正系数。
另外,也能够在电镀液供给管36设置有分支管36b,在该分支管36b设置有浓度测定器18b来对电镀液中的铜离子浓度进行监控、在该分支管36b设置有分析装置(例如CVS装置、比色计等)来不仅对铜离子进行定量分析、监视,还对各种化学成分的溶解浓度进行定量分析、监视。只要如此构成,能够在向各电镀槽2供给电镀液之前对处于电镀液供给管36的电镀液中的化学成分、例如杂质的浓度进行分析,因此,能够防止溶解杂质对电镀性能产生影响,更可靠地进行精度更好的电镀处理。也可以仅设置浓度测定器18a、18b中的任一者。
利用上述那样的结构,在第一实施方式的电镀***中,可使电镀液中所含有的铜离子浓度在电镀槽2间实质上相同来进行铜的向电镀液的补充。
图2是表示能够在内部保持氧化铜粉体的粉体容器21的侧视图。如图2所示,粉体容器21具备:容器主体45,其能够在内部收容氧化铜粉体;粉体导管46,其与容器主体45连接;阀48,其安装于粉体导管46。容器主体45由聚乙烯等合成树脂构成。在容器主体45形成有把手49,作业人员能够抓住把手49来搬运粉体容器21。粉体容器21的容量没有特别限定,是作业人员能够搬运填充有氧化铜粉体的粉体容器21的程度的容量。在一个例子中,粉体容器21的容量是4L。作为向粉体容器21填充的氧化铜,不仅是没有成形的氧化铜粉体,也可以是由氧化铜粉体成形的颗粒(粒状物)。在使用成形为颗粒状的氧化铜粉体的情况下,能够更有效地抑制粉尘的飞散。
粉体导管46利用例如焊接这样的接合手段与容器主体45接合。粉体导管46由允许氧化铜粉体的通过的配管构成。该粉体导管46相对于铅垂方向以约30度的角度倾斜。若将安装于粉体导管46的阀48打开,则氧化铜粉体能够通过粉体导管46,若关闭阀48,则氧化铜粉体无法通过粉体导管46。图2表示阀48关闭的状态。在粉体导管46的顶端46a安装有盖子(即盖)50。
图3是表示盖子50被卸下、阀48被打开了的状态的粉体容器21的图。氧化铜粉体经由粉体导管46被投入处于图3的状态的粉体容器21。若氧化铜粉体的投入结束,则阀48关闭,盖子50安装于粉体导管46的顶端(参照图2)。填充有氧化铜粉体的粉体容器21在阀48关闭的状态下向图1所示的密闭腔室24内搬入。
图4是密闭腔室24的立体图。在本实施方式中,密闭腔室24是能够在其内部形成密闭了的空间的矩形形状的箱。密闭腔室24具备:门55,上述粉体容器21能够经由该门55搬入该密闭腔室24的内部空间;两个手套式构件56,其构成密闭腔室24的壁的一部分。另外,以门55将密闭腔室24内密闭的方式安装有门55的安装框由具有密封功能的橡胶等构件构成。手套式构件56由膜构成,该膜由可随着作业人员的手的形状变形的柔软的原材料(例如聚乙烯等合成橡胶)构成,手套式构件56以作业人员能够在密闭腔室24内部作业的方式主体突出到密闭腔室24内。这两个手套式构件56配置于门55的两侧。密闭腔室24具备用于使其内部空间与负压源连通的排气口58。负压源是例如真空泵。密闭腔室24的内部经由排气口58形成负压。
图5是表示密闭腔室24的内部的图。在密闭腔室24内配置有:真空夹具61,其利用真空吸引保持粉体容器21;振动装置(振动器)65,其使粉体容器21振动;底座66,其支承粉体容器21。粉体容器21以粉体导管46朝向下方的状态设置于真空夹具61和底座66。真空夹具61固定于框架68,振动装置65固定于真空夹具61。真空夹具61具有与粉体容器21接触的防振橡胶61a。在该防振橡胶61a形成有通孔(未图示),该通孔在内部形成真空。振动装置65和真空夹具61的动作可由图1所示的动作控制部32控制。
真空夹具61与作为真空产生装置的喷射器70连接。喷射器70和振动装置65连接于压缩空气供给管72。压缩空气供给管72分支成两个,一个与喷射器70连接,另一个与振动装置65连接。若压缩空气向喷射器70输送,则喷射器70在真空夹具61内形成真空,粉体容器21利用真空吸引而保持于真空夹具61的防振橡胶61a。振动装置65具有利用压缩空气进行工作的构造。振动装置65将振动经由真空夹具61向粉体容器21传递,使保持于真空夹具61的粉体容器21振动。构成为振动装置65的频率由电镀液供给装置20的振动控制部(未图示)控制。振动控制部也可以由动作控制部32构成。振动装置65也可以与粉体容器21的侧面直接接触。在一实施方式中,振动装置65也可以是电动式振动装置。
在密闭腔室24内配置有可与粉体容器21连结的料斗27的投入口26。粉体容器21的粉体导管46的顶端46a(参照图3)***料斗27的投入口26(参照图6和图7),由此,粉体容器21的粉体导管46的顶端46a与料斗27的投入口26连结。若在粉体导管46和投入口26连结起来的状态下打开阀48(参照图7),则粉体容器21内的氧化铜粉体经由粉体导管46流入投入口26,最终向料斗27内落下。
在粉体容器21内的粉体导管46附近,有时产生氧化铜粉体的桥接现象。桥接现象是粉体的密度提高而将粉体容器21封闭的现象。为了防止这样的桥接现象,振动装置65使粉体容器21振动,使粉体容器21内的氧化铜粉体流动化。振动装置65的振动范围优选每分钟1000次~10000次,更优选是每分钟7000次~8000次。
在粉体导管46与料斗27的投入口26连接时的粉体容器21整体上倾斜那样的位置,粉体导管46安装于粉体容器21。具体而言,在粉体导管46连接到料斗27的投入口26时,粉体容器21的一个侧面相对于水平面以50度~70度的角度倾斜,另一个侧面相对于水平面以20度~40度的角度倾斜。这样,在粉体导管46连接到料斗27的投入口26时,粉体容器21的两侧面朝向粉体导管46在粉体导管46的左侧和右侧以不同的角度倾斜,因此,集中于粉体导管46附近的粉体的压力在粉体导管46的左侧和右侧不同。因而,能够有效地防止桥接现象的产生,结果,氧化铜粉体被迅速地排出,且氧化铜粉体难以残留于粉体容器21内。
图6是表示粉体容器21的粉体导管46的顶端46a和料斗27的投入口26的图。粉体导管46的顶端46a具有圆锥台状。料斗27的投入口26具有与粉体导管46的顶端46a的形状相对应的形状。更具体而言,料斗27的投入口26具有口径随着距料斗27的投入口26的顶端(上端)的距离变大而逐渐变小的连接密封件28。该连接密封件28由橡胶等弹性材料构成。如图7所示,若将粉体导管46的顶端46a***料斗27的投入口26,则粉体导管46的顶端46a与投入口26的连接密封件28紧贴,粉体导管46的顶端46a与料斗27的投入口26之间的间隙被连接密封件28密封。因而,可防止氧化铜粉体的飞散。
参照图8说明氧化铜粉体的从粉体容器21向料斗27的供给作业。在步骤1中,准备在内部填充有氧化铜粉体的粉体容器21。在步骤2中,打开密闭腔室24的门55,在步骤3中,将粉体容器21放入密闭腔室24内。在步骤4中,将门55关闭,在步骤5中,作业人员安装手套式构件56,卸下密闭腔室24内的粉体容器21的盖子50。在步骤6中,将粉体容器21的粉体导管46与料斗27的投入口26连接,在步骤7中,打开粉体容器21的阀48,在步骤8中,一边利用真空夹具61保持粉体容器21一边利用振动装置65使粉体容器21振动。粉体容器21内的氧化铜粉体经由投入口26向料斗27内供给。若氧化铜粉体的供给结束,则在步骤9中,使粉体容器21的振动停止,在步骤10中,将阀48关闭,在步骤11中,使由真空夹具61进行的粉体容器21的真空吸引停止。在步骤12中,将粉体容器21从真空夹具61和底座66卸下,在步骤13中,将盖子50安装于粉体导管46。然后,在步骤14中,将门55打开,在步骤15中,将粉体容器21从密闭腔室24取出。
从上述的步骤1到步骤15的全部的步骤以在密闭腔室24内形成有负压的状态进行。另外,从打开阀48到关闭阀48为止,粉体容器21位于密闭腔室24内。因而,即使氧化铜粉体从粉体容器21洒落,氧化铜粉体也不会从密闭腔室24泄漏。料斗27的容量是粉体容器21的容量的数倍,因此,反复进行上述的步骤1~步骤15直到充分的量的氧化铜粉体贮存于料斗27内为止。
接着,说明料斗27和送料器30。图9是表示料斗27和送料器30的侧视图。料斗27是粉体贮存器(或颗粒贮存器),从粉体容器21供给来的氧化铜粉体可贮存于料斗27的内部。料斗27的下半部分具有圆锥台状,氧化铜粉体易于向下方流动。料斗27的上端开口由盖74覆盖。供上述的粉体容器21的粉体导管46连接的投入口26固定于盖74。而且,在盖74固定有排气管75。该排气管75与料斗27的内部空间连通,而且,与未图示的负压源连通。因而,经由排气管75在料斗27的内部空间形成负压。
送料器30与料斗27的下部开口连通。在本实施方式中,送料器30是具备螺杆31a的螺杆送料器。电动机31与送料器30连结,送料器30被电动机31驱动。料斗27和送料器30固定于支架73,而且,支架73支承于重量测定器80。重量测定器80构成为,对料斗27、送料器30、电动机31、以及存在于料斗27和送料器30的内部的氧化铜粉体的总重量进行测定。
送料器30的出口30b与电镀液箱35连结。若电动机31驱动送料器30,则料斗27内的氧化铜粉体被送料器30向电镀液箱35输送。包围送料器30与电镀液箱35之间的连接部的包围罩81固定于电镀液箱35。送料器30的出口30b位于包围罩81内。包围罩81与惰性气体供给管线83连接,惰性气体供给管线83与包围罩81的内部连通。惰性气体供给管线83将氮气等惰性气体向包围罩81的内部供给,惰性气体充满包围罩81的内部。
将惰性气体向包围罩81的内部供给的理由如下所述。存在以贮存于电镀液箱35的电镀液维持在高温的方式进行运转的情况。在这样的情况下,从电镀液产生蒸气。该蒸气上升而到达送料器30与电镀液箱35之间的连接部,而且,经由送料器30的出口30b进入送料器30内。若蒸气吸附于送料器30内的氧化铜粉体,则氧化铜粉体有可能凝聚而使送料器30封闭。因此,在这样的情况下,通过将氮气等惰性气体注入包围罩81内,将蒸气压下,防止蒸气进入送料器30内。
重量测定器80与对电动机31的动作进行控制的动作控制部32连接,从重量测定器80输出来的重量的测定值向动作控制部32发送。动作控制部32接收从电镀装置1(参照图1)发送的表示补充要求值的信号,根据从重量测定器80输出来的重量的测定值的变化,对氧化铜粉体的向电镀液箱35内的电镀液的添加量进行推算,使电动机31动作直到氧化铜粉体的添加量达到补充要求值为止。电动机31驱动送料器30,送料器30将与补充要求值相对应的量的氧化铜粉体向电镀液箱35添加。补充要求值是以反映被收容于电镀槽2的电镀液中的铜离子消耗量的方式随着电镀液的铜离子浓度可变化的值,表示应该向收容于电镀液箱35的电镀液添加的氧化铜粉体的量的目标值。
若电镀槽2内的电镀液中的铜离子浓度低于设定值,则电镀控制部17根据电镀槽2内的电镀液中的铜离子浓度对补充要求值进行推算。作为电镀槽2内的电镀液中的铜离子浓度,如上所述,能够使用根据电流的累积值推算出的电镀液中的铜离子浓度、或由浓度测定器18a和/或浓度测定器18b测定出的铜离子浓度。
若大量的氧化铜粉体在短时间添加于电镀液中,则有氧化铜粉体在电镀液中溶解之前凝聚,氧化铜粉体不完全溶解的担忧。另外,若送料器30的螺杆30a的旋转速度过高,则有可能氧化铜粉体在送料器30内凝聚,形成难以溶于电镀液的氧化铜粉体的块。因此,为了防止这样的氧化铜粉体的凝聚体、块的形成,优选设定螺杆30a的旋转速度的上限值。更具体而言,动作优选控制部32对电动机31进行控制,以使螺杆30a以预先设定好的上限值以下的旋转速度旋转。
在料斗27内的氧化铜粉体的残量较少的情况下,优选动作控制部32发出警报。更具体而言,优选的是,若从重量测定器80输出来的重量的测定值低于下限值,则动作控制部32发出警报。
接着,说明电镀液箱35。图10是电镀液箱35的立体图,图11是电镀液箱35的俯视图,图12是从图11的箭头A所示的方向观察到的电镀液箱35的纵剖视图。电镀液箱35具备:搅拌槽91,其配置有搅拌机85;及溢流槽92,其与设置于该搅拌槽91的下部的连通孔95连接。溢流槽92经由连通孔95与搅拌槽91连通。连接到图1所示的电镀槽2的电镀液返回管37与搅拌槽91连接。因而,在图1的电镀装置1中使用的电镀液返回搅拌槽91。
送料器30的出口30b位于搅拌槽91的上方,从送料器30供给的氧化铜粉体被投入搅拌槽91。搅拌机85具备:配置于搅拌槽91的内部的搅拌叶片86;及连结到搅拌叶片86的电动机87。电动机87通过使搅拌叶片86旋转,能够使氧化铜粉体溶解于电镀液。搅拌机85的动作由上述的动作控制部32控制。溢流槽92与搅拌槽91邻接。添加有氧化铜粉体的电镀液从搅拌槽91经由连通孔95流入溢流槽92。为了防止不溶解的氧化铜粉体的流出,也可以在连通孔95设置过滤器。
与溢流槽92邻接地设置有迂回流路93。电镀液从溢流槽92溢流而流入迂回流路93。本实施方式的迂回流路93是由多个挡板88形成的蛇形流动路径。在各挡板88的端部形成有缺口88a。邻接的挡板88的缺口88a形成于挡板88的长度方向上的不同的位置。因而,如图11的箭头所示,添加有氧化铜粉体的电镀液在迂回流路93中蛇形运动。在一实施方式中,也可以是,没有缺口88a的多个挡板88以错开的方式交替地配置而形成迂回流路93。
迂回流路93是为了确保足够的氧化铜粉体溶解于电镀液的时间而设置的。优选电镀液在迂回流路93中通过的时间是10秒以上。通过设置这样的迂回流路93,能够使氧化铜粉体充分地溶解于电镀液中。
图13是表示电镀液箱35的另一实施方式的示意图。在本实施方式中,挡板88设置于溢流槽92内,这些挡板88以在上下方向上错开的方式交替地配置。由这些挡板88形成电镀液的迂回流路93。
另外,图14是表示电镀液箱35的又一实施方式的示意图。在该实施方式中,配置有搅拌机85的搅拌槽91设置于电镀液箱35的中心。溢流槽92设置于搅拌槽91的外侧,与设置于搅拌槽91的下端的连通孔95连通。迂回流路93与溢流槽92邻接,而且,迂回流路93与电镀液供给路径36连接。迂回流路93配置于搅拌槽91和溢流槽92的外侧。本实施方式中的迂回流路93是呈螺旋状延伸的螺旋流路。电镀液从搅拌槽91经由连通孔95流入溢流槽92,而且,从溢流槽92溢流而流入迂回流路93。在迂回流路93中流动的电镀液流入电镀液供给路径36。若迂回流路93如此构成为螺旋状、即圆形,则不设置挡板88就能够使电镀液滞留,另外,在电镀液箱35不存在角部,因此,能够防止粉体在电镀液的流动经常滞留的电镀液箱35的角部沉降,而且,能够紧凑地构成电镀液箱35。
在图11~图12所示的实施方式和图13所示的实施方式中的任一个,都能够通过增加挡板88的数量,从而延长电镀液在迂回流路93中通过的时间。在图14所示的实施方式中没有设置挡板,但通过延长迂回流路93,同样地,能够延长电镀液在迂回流路93中通过的时间。
图15是表示在室温条件下调查挡板的数量对氧化铜粉体的溶解带来的影响的实验结果的图(SEM图)。具体而言,是这样的图:在分别在迂回流路93设置有三片挡板、两片挡板、一片挡板、零片挡板的情况下,使氧化铜粉体溶解后的溶液通过迂回流路93,对在溶液通过后沉降于迂回流路93的底部上的氧化铜粉体进行收集,而利用放大照片进行拍摄而得到的图。图15表示SEM照片,倍率分别是50倍、100倍、150倍。
若考虑电镀液供给管36中的摩擦损失、由阀、仪表、管接头部等导致的损失,则为了提高位于电镀槽2内的电镀液中的铜浓度,需要一定程度提高在电镀液箱35中流动的电镀液的流速。另一方面,若电镀液的流速过高,则氧化铜粉体也有可能不完全溶解于电镀液中。
如根据图15所示的实验结果可知那样,在挡板的数量设为三片的情况下,氧化铜粉体几乎不残留,但在挡板的数量设为零片的情况下,残存有氧化铜粉体。即挡板的数量越多,氧化铜粉体越进行溶解。对于电镀液在迂回流路93中通过所需的时间,在挡板的数量是零片的情况下为大致4秒,在是一片的情况下为大致8秒,在是两片的情况下为大致12秒,在是三片的情况下为大致16秒左右。
根据此次的实验结果可以说,电镀液在迂回流路93中通过所需的时间是比相当于挡板数1.5片的至少10秒长的时间,例如,优选比相当于将挡板的数量设为两片的情况的大致12秒长,更优选比相当于将挡板的数量设为三片的情况的16秒长。
另外,在上述内容中,记载了调查挡板的数量对氧化铜粉体的溶解带来的影响的例子,但作为促进氧化铜粉体的溶解的手段,并不限定于仅对挡板的数量进行调整。作为别的构成例,为了促进氧化铜粉体在溶液中的溶解,也能够在电镀液箱35的内部、例如搅拌槽91设置加热器来促进氧化铜粉体的溶解。不过,若电镀液被过度加热成高温,则也会产生电镀液中的添加剂等共存成分分解、失活这样的担心。根据该观点,为了添加剂不产生分解,优选将搅拌槽91中的电镀液的温度的上限设为50度以下。在如此附加有能够对电镀液进行加热的结构的情况下,也可以是,以电镀液在迂回流路93中通过所需的时间为8秒以上的方式在迂回流路93设置一片挡板,或者、在电镀液箱35不设置挡板。通过在搅拌槽91设置加热器,仅使电镀液在电镀液箱35中通过,就能够使氧化铜粉体充分溶解。
接着,参照图16说明第二实施方式的电镀***。第二实施方式的电镀***与第一实施方式的电镀***不同的点在于四个电镀槽2串联连接。更具体而言,各电镀槽2的外槽6和邻接的电镀槽2的内槽5由第一连结管110和第二连结管112连接。在第一连结管110和第二连结管112分别安装有用于移送电镀液的泵113。
电镀液供给管36与四个电镀槽2中的一个内槽5连接,电镀液返回管37与四个电镀槽2中的另一个外槽6连接。在电镀液供给管36设置有流量计38和流量调节阀39,在电镀液返回管37设置有流量计115和电镀液排出阀116。连接有电镀液返回管37的外槽6与对电镀液中的铜离子浓度进行测定的浓度测定器118连接。对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号,省略其重复说明。
第二实施方式的电镀***一边使位于电镀槽2的内部的电镀液所含有的铜离子浓度保持成实质上相同,一边自动地测定电镀液中的铜离子浓度。构成为,若在需要向电镀液补充铜的情况下,从电镀装置1将电镀液向电镀液供给装置20移送,并且,从位于地下室的电镀液供给装置20将含有比较高的浓度的铜的电镀液向电镀装置1供给。
接着,针对将氧化铜粉体向电镀液添加的控制序列,参照图17说明第一实施方式的电镀***,参照图18说明第二实施方式的电镀***。对于第一实施方式的电镀***,如图17所示,在步骤1中,若电镀液中的铜离子浓度低于设定值,则电镀控制部17将表示补充要求值的信号向动作控制部32发送。在步骤2中,动作控制部32收到信号,使电动机31动作,直到使氧化铜粉体的向电镀液的添加量达到补充要求值为止,送料器30将与补充要求值相对应的量的氧化铜粉体向电镀液箱35中的电镀液添加。
在步骤3中,动作控制部32使搅拌机85启动,对添加有氧化铜粉体的电镀液进行搅拌。若经过预先设定好的时间,则动作控制部32使搅拌机85的搅拌动作停止。在步骤4中,添加有氧化铜粉体的电镀液一边在溢流槽92和迂回流路93中流动、氧化铜粉体一边溶解于电镀液中。然后,在步骤5中,氧化铜粉体溶解后的电镀液经由电镀液供给管36向电镀装置1的电镀槽2供给。这样一来,在电镀装置1中使用的电镀液中的铜离子浓度可维持于设定值。根据本实施方式,所需的量的氧化铜粉体被自动地添加于电镀液,并被溶解,并且能够向各电镀槽2各供给预定量,因此,不使电镀装置1的生产率降低,就能够以各电镀槽2的电镀液中的铜离子浓度分别成为预定的值的方式进行管理、维持。
另外,在第二实施方式的电镀***中,以如下方式将氧化铜粉体向电镀液添加。即,收容于电镀槽2的电镀液中的铜离子浓度由浓度测定器118持续地测定,铜离子浓度的测定值由电镀控制部17监视。如图18所示,在步骤1中,在电镀槽2的电镀液中的铜离子浓度低于设定值的情况下,电镀控制部17将表示补充要求值的信号向电镀液供给装置20的动作控制部32发送。在步骤2中,将从电镀槽2排出电镀液的电镀液排出阀116打开,将电镀液从电镀槽2向电镀液箱35移送。该电镀液排出阀116以打开规定时间的方式动作,以便供给电镀液箱35的最大容量以下的电镀液。
在步骤3中,动作控制部32收到上述信号而使电动机31动作直到氧化铜粉体的向电镀液的添加量达到补充要求值为止,送料器30将与补充要求值相对应的量的氧化铜粉体向电镀液箱35中的电镀液添加。此外,步骤2和步骤3既可以同时进行,或也可以步骤3先于步骤2执行。在步骤4中,动作控制部32使搅拌机85启动,对添加有氧化铜粉体的电镀液进行搅拌。当经过预先设定好的时间,动作控制部32使搅拌机85的搅拌动作停止。
在步骤5中,添加有氧化铜粉体的电镀液一边在溢流槽92和迂回流路93中流动,氧化铜粉体一边溶解于电镀液中。然后,在步骤6中,氧化铜粉体溶解后的电镀液经由电镀液供给管36向电镀装置1的电镀槽2中的任意一个供给。多个电镀槽2由第一连结管110和第二连结管112彼此连通,驱动被设置于电镀槽2之间的第一连结管110和第二连结管112的泵113,从而电镀液遍及多个电镀槽2的整体。这样一来,在电镀装置1中使用的电镀液中的铜离子浓度被维持于设定值。
如图1所示,在第一实施方式的电镀***中,电镀液供给管36具备与多个电镀槽2分别连接的多个分支管36a,将相同的浓度的电镀液向这些电镀槽2供给。在第二实施方式的电镀***中,多个电镀槽2彼此连通,并且,电镀液供给管36与多个电镀槽2中的一个连接。因而,在任一实施方式中,多个电镀槽2内的电镀液的浓度被均匀地保持。根据本实施方式,不仅提高由电镀形成的铜膜的品质,能够防止电镀槽2之间的电镀结果的偏差。
优选氧化铜粉末的平均粒径设为10微米~200微米的范围(是指由激光衍射、散射法测定出的值)。而且,更优选平均粒径设为20微米~100微米的范围。若平均粒径过小,则担心在供给粉体时氧化铜粉体向空间飞散。另外,若平均粒径过大,则也担心粉末难以迅速地溶解于溶液。
而且,作为别的方法,能够提供一种电镀方法,在该电镀方法中,通过使用添加有金属铜成形为颗粒状的固形物的电镀液,能够在基板形成品质更高的铜膜。若使用如此金属铜成形为颗粒状的固形物,使杂质的量较少的铜粉体与氧化铜粉末混合存在,因此,能够提高电镀膜品质。并且,由于呈颗粒状,因此能够更有效地防止供给粉体时的粉体的飞散。
一般而言,在将碱金属形成为粉体的情况下,也存在起火、***的危险性的担忧,但金属铜粉体本身起火、***的危险等也较少,因此,能够将金属铜粉体成形为颗粒状。也能够构成为,将这样的金属铜成形为颗粒状的固形物如在图1等中进行了说明那样替代氧化铜粉体、或者与氧化铜粉体一起向电镀液箱35供给。另外,也可以使用将金属铜和氧化铜粉体一起成形为颗粒状的固形物。
另外,若上述那样成形为颗粒状的固形物过硬,则可能成为电镀液供给装置20的不良情况的原因,若过于柔软,则也可设想有可能无法有效地防止粉体的飞散。因此,颗粒的硬度设为恰当的范围为佳。
另外,对设为颗粒状的固形物进行了说明,但在镀铜处理中也能够使用设为小粒径的球体的铜固形物球、将固体状的铜成形为缎带、或细长带状而成的带状物。在该情况下,也可以使送料器30的轴带有固形物的破碎效果。
在上述实施方式中说明了将铜电镀于基板的情况的粉体容器和电镀液的供给装置,但在电镀于基板的金属种类不是铜而是例如铟这样的别的金属的情况下,也能够使用上述的粉体容器、电镀***以及电镀方法。
上述的实施方式是以具有本发明所属的技术领域的公知常识的技术人员能够实施本发明为目的而记载的。只要是本领域技术人员,当然能够做成上述实施方式的各种变形例,本发明的技术的思想也可适用于其他实施方式。因而,本发明并不限定于所记载的实施方式,而解释为按照由权利要求书定义的技术思想的最大的范围。
Claims (26)
1.一种用于向电镀槽供给电镀液的装置,所述电镀液中溶解有至少含有电镀所使用的金属的粉体,该装置的特征在于,具备:
料斗,该料斗具有能够与***述粉体的粉体容器的粉体导管连结的投入口;
送料器,该送料器与所述料斗的下部开口连通;
电动机,该电动机与所述送料器连结;以及
电镀液箱,该电镀液箱与所述送料器的出口连结,使所述粉体溶解于所述电镀液。
2.根据权利要求1所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,还具备:
重量测定器,该重量测定器对所述料斗的重量和所述送料器的重量进行测定;以及
动作控制部,该动作控制部基于所述重量的测定值的变化,对所述电动机的动作进行控制。
3.根据权利要求2所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述动作控制部根据所述重量的测定值的变化,对所述粉体的向所述电镀液的添加量进行推算,使所述电动机动作直到所述添加量达到目标值为止。
4.根据权利要求1所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述料斗的投入口具有连接密封件,该连接密封件的口径随着距所述料斗的投入口的顶端的距离变大而逐渐变小。
5.根据权利要求4所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述连接密封件由弹性材料构成。
6.根据权利要求1所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,还具备:
在内部配置有所述料斗的投入口的密闭腔室,
所述密闭腔室具备:门,所述粉体容器能够经由该门搬入所述密闭腔室的内部;以及手套式构件,该手套式构件构成所述密闭腔室的壁的一部分。
7.根据权利要求6所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述密闭腔室具备用于使其内部空间与负压源连通的排气口。
8.根据权利要求6所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
在所述密闭腔室内配置有使所述粉体容器振动的振动装置。
9.根据权利要求6所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
在所述密闭腔室内配置有保持所述粉体容器的真空夹具。
10.根据权利要求1所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述电镀液箱具备对所述电镀液进行搅拌的搅拌机。
11.根据权利要求10所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述电镀液箱具备:
搅拌槽,该搅拌槽配置有所述搅拌机;以及
溢流槽,该溢流槽与设置于该搅拌槽的下部的连通孔连接。
12.根据权利要求11所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述电镀液箱还具备与所述溢流槽邻接的迂回流路。
13.根据权利要求11所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,
所述电镀液箱还具备配置于所述溢流槽内的多个挡板,所述多个挡板相互错开地排列。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置,其特征在于,还具备:
包围罩,该包围罩包围所述送料器和所述电镀液箱之间的连接部;以及
惰性气体供给管线,该惰性气体供给管线与所述包围罩的内部连通。
15.一种电镀***,其特征在于,具备:
多个电镀槽,该多个电镀槽用于对基板进行电镀;
权利要求1~14中任一项所述的用于向电镀槽供给电镀液的装置;以及
电镀液供给管,该电镀液供给管从所述用于向电镀槽供给电镀液的装置向所述多个电镀槽延伸。
16.根据权利要求15所述的电镀***,其特征在于,还具备:
从所述多个电镀槽向所述用于向电镀槽供给电镀液的装置延伸的电镀液返回管。
17.一种向电镀液供给粉体的方法,所述粉体至少含有电镀所使用的金属,该方法的特征在于,
将***述粉体的粉体容器的粉体导管与料斗的投入口连结,
从所述粉体容器向所述料斗供给所述粉体,
一边对贮存有所述粉体的所述料斗的重量和与该料斗的下部开口连通的送料器的重量进行测定,一边使所述送料器动作,
基于所述重量的测定值的变化,利用所述送料器将所述粉体向电镀液添加。
18.根据权利要求17所述的向电镀液供给粉体的方法,其特征在于,还包括:
对添加有所述粉体的所述电镀液进行搅拌的工序。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,还包括如下工序:
根据所述重量的测定值的变化,对所述粉体的向所述电镀液的添加量进行推算,
使所述送料器动作直到所述添加量达到目标值为止。
20.一种粉体容器,用于收容至少含有电镀所使用的金属的粉体,该粉体容器的特征在于,具备:
容器主体,该容器主体能够在内部***述粉体;
粉体导管,该粉体导管与所述容器主体连接;以及
阀,该阀安装于所述粉体导管。
21.根据权利要求20所述的粉体容器,其特征在于,
所述粉体导管的顶端具有圆锥台状。
22.一种对基板进行电镀的方法,其特征在于,具有如下工序:
将电镀液从电镀槽向电镀液箱移送的工序;
基于电镀槽内的电镀液中的金属离子的浓度,对至少含有电镀所使用的金属的粉体应该向收容于所述电镀液箱的电镀液添加的量进行推算的工序;
将所述至少含有电镀所使用的金属的粉体向收容于所述电镀液箱的电镀液供给的工序;
使所述粉体溶解于所述电镀液箱所收容的电镀液的工序;
将所述粉体溶解后的所述电镀液从所述电镀液箱向所述电镀槽供给的工序;
使基板与收容于所述电镀槽的电镀液接触的工序;以及
在收容于所述电镀槽内的电镀液中产生电化学反应,以在电镀液中使所述金属析出于基板表面上的工序。
23.根据权利要求22所述的对基板进行电镀的方法,其特征在于,
所述电镀槽由多个电镀槽构成,在将收容于所述电镀液箱的电镀液向该多个电镀槽供给时,一边对电镀液的流量进行控制,一边向该多个电镀槽分别供给电镀液。
24.根据权利要求22所述的对基板进行电镀的方法,其特征在于,
所述电镀槽由多个电镀槽构成,对该多个电镀槽内的电镀液中的金属离子始终进行监视,并且,
在所述金属离子的浓度低于预定值的情况下,使该多个电镀槽内的电镀液从电镀槽向电镀液箱移送,并且,将电镀液从所述电镀液箱向所述多个电镀槽中的任意一个供给。
25.一种存储介质,是非临时性的计算机可读取的存储介质,储存有用于执行对基板进行电解电镀的方法的计算机程序,该存储介质的特征在于,
所述对基板进行电解电镀的方法具有如下工序:
将电镀液从电镀槽向电镀液箱移送的工序;
将至少含有电镀所使用的金属的粉体向收容于所述电镀液箱的电镀液供给的工序;
使所述粉体溶解于所述电镀液箱所收容的电镀液的工序;
将所述粉体溶解后的所述电镀液从所述电镀液箱向所述电镀槽供给的工序;
使基板与收容于所述电镀槽的电镀液接触的工序;以及
在收容于所述电镀槽内的电镀液中产生电化学反应,以在电镀液中使所述金属析出于基板表面上的工序。
26.一种存储介质,是非临时性的计算机可读取的存储介质,储存有用于执行对基板进行电解电镀的方法的计算机程序,该存储介质的特征在于,
所述对基板进行电解电镀的方法具备如下工序:
对电镀槽内的电镀液所含有的金属离子的浓度是否低于设定值进行监视的工序;
在所述金属离子的浓度低于预定值的情况下,对至少含有金属的粉体应该向电镀液添加的量进行推算的工序;
将电镀液从所述电镀槽向电镀液箱移送的工序;
将所述粉体向收容于所述电镀液箱的电镀液供给直到达到推算出的所述量为止的工序;
使所述粉体溶解于所述电镀液箱所收容的电镀液的工序;
将所述粉体溶解后的所述电镀液从所述电镀液箱向所述电镀槽供给的工序;
使基板与收容于所述电镀槽的电镀液接触的工序;
在收容于所述电镀槽内的电镀液中产生电化学反应,以在电镀液中使所述金属析出于基板表面上的工序。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170818 |