[发明专利]氧化铜粉体、电镀基板的方法、管理电镀液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及投入到电镀液中的氧化铜粉体，尤其涉及使用了不溶性阳极的基板的电镀中所使用的氧化铜粉体。并且，本发明涉及使用该氧化铜粉体对基板进行电镀的方法、以及使用该氧化铜粉体对电镀液进行管理的方法。

背景技术

伴随着电子设备的小型化、高速化、以及低耗电化的推进，半导体装置内的布线图案的微细化得以推进，伴随着该布线图案的微细化，用于布线的材料从以往的铝和铝合金逐渐变化成铜和铜合金。铜的电阻率比1.67μΩcm和铝(2.65μΩcm)约低37％。因此，铜布线与铝布线相比，不仅能够抑制电力的消耗，而且即使是同等的布线电阻也能够进一步实现微细化。此外，铜布线还能够通过低电阻化而抑制信号延迟。

在设置于半导体基板的表面的布线用槽、孔、抗蚀剂开口部中的铜的埋入，通常情况下是通过与PVD、CVD等相比能够高速地成膜的电解电镀来进行的。在该电解电镀中，通过在电镀液的存在下对基板与阳极之间施加电压，而在预先形成于基板上的电阻较低的晶种层(供电层)上堆积铜膜。通常情况下晶种层是由PVD等形成的铜薄膜(铜晶种层)所构成的，但伴随着布线的微细化而要求更薄的晶种层。因此，预想通常50nm左右的晶种层的膜厚今后在10～20nm以下。

并且，在半导体器件、印刷布线的领域中，利用电解电镀技术进行使金属从凹部的底部优先地析出的所谓的自底向上电镀。此外，近来，为了满足针对使用半导体的电路系统的小型化的要求，半导体电路有时还安装于接近其芯片尺寸的封装。作为实现在这样的封装中的安装的方法之一，提出了称为晶圆级封装(WLP或者WL-CSP)的封装方法(例如，参照日本特开2012-60100号公报的背景技术的记载以及古河电工时报平成19年1月号“晶圆级芯片尺寸封装的开发”)。

通常情况下，该晶圆级封装存在扇入技术(也称为WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package：晶圆级芯片尺寸封装))和扇出技术。扇入WLP是在与芯片尺寸同等的区域中设置外部电极(外部端子)的技术。另一方面，在扇出WLP(FPWLP，Fan Out Wafer-Level-Packaging：扇出晶片级封装)中，例如是如下技术：在埋入了多个芯片的由绝缘树脂形成的基板上，在形成再布线和外部电极等的比芯片尺寸大的区域中，设置外部端子。当在这样的晶片上形成再布线和绝缘层等时，有时使用电解电镀技术，假定还应用于上述的扇出WLP。为了将电解电镀技术应用于这样的微细化的要求较高的扇出WLP技术等，在电镀液的管理等方面要求更高的技术。

申请人为了进行所谓的自底向上电镀，而提出了防止阻碍自底向上电镀的电解液成分的生成，并且对晶片等基板进行电镀的方法，并且提出了如下的电镀技术(参照专利文献1)：使不溶性阳极和基板与包含添加剂在内的硫酸铜电镀液接触，通过电镀电源对基板与不溶性阳极之间施加规定的电镀电压而对基板进行电镀。

另一方面，如上所述，在使用不溶解性阳极的电镀装置中，假定目标金属离子的补充采用如下方法：将粉末状的金属盐投入到循环槽内、或者在其他槽中使金属片溶解而进行补充。这里，若将粉末状的金属盐补充到电镀液中，则在电镀液中微粒子增加，担心该增加的微粒子成为在电镀处理后的基板的表面上产生缺陷的原因，因此申请人提出了在使用不溶性阳极的电镀装置中将电镀液的各成分的浓度长时间地保持恒定的技术(专利文献2)。根据该技术，通过一边将电镀液回收，一边使该电镀液循环而进行再利用，从而尽力地将电镀液的使用量抑制得少，并且通过使用不溶解性阳极，而不需要阳极的更换，使阳极的维护/管理变得容易，并且通过将以比电镀液高的浓度含有电镀液所含有的成分的补给液补给到电镀液，从而将伴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一定范围内。

专利文献1：日本特开2016-074975号公报

专利文献2：日本特开2007-051362号公报

若使用不溶性阳极并利用铜对基板进行电镀，则电镀液中的铜离子减少。因此，在电镀液供给装置中，需要调整电镀液中的铜离子的浓度。作为向电镀液补给铜的一个方法列举出将氧化铜粉体添加到电镀液。然而，氧化铜粉体包含少许的杂质，即使在像专利文献2那样对液体进行管理的情况下，杂质也与所供给的铜一同被添加到电镀液中。若电镀液中的杂质的浓度较高，则通过电镀而堆积在基板上的铜膜的质量会降低。

发明内容