JP2000064083A - 電解処理方法、電解液および半導体装置の製造方法 - Google Patents
電解処理方法、電解液および半導体装置の製造方法Info
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- JP2000064083A JP2000064083A JP10237310A JP23731098A JP2000064083A JP 2000064083 A JP2000064083 A JP 2000064083A JP 10237310 A JP10237310 A JP 10237310A JP 23731098 A JP23731098 A JP 23731098A JP 2000064083 A JP2000064083 A JP 2000064083A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解めっきなどの電解処理を行うときに電解
液中に発生する気泡を低減し、良好な電解処理を行うこ
とができる電解処理方法、電解液およびこの電解液によ
る電解めっき法を用いた半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 消泡剤として非イオン系界面活性剤を
０．０１〜５％添加した電解液を用いて電解めっきなど
の電解処理を行う。非イオン系界面活性剤としては、ア
セチレンジオール系界面活性剤、エチレングリコール系
界面活性剤、ポリエチレングリコール系界面活性剤など
を用いる。銅を電解めっきする場合は、硫酸銅水溶液に
消泡剤として非イオン系界面活性剤を添加した電解液を
用いる。
液中に発生する気泡を低減し、良好な電解処理を行うこ
とができる電解処理方法、電解液およびこの電解液によ
る電解めっき法を用いた半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 消泡剤として非イオン系界面活性剤を
０．０１〜５％添加した電解液を用いて電解めっきなど
の電解処理を行う。非イオン系界面活性剤としては、ア
セチレンジオール系界面活性剤、エチレングリコール系
界面活性剤、ポリエチレングリコール系界面活性剤など
を用いる。銅を電解めっきする場合は、硫酸銅水溶液に
消泡剤として非イオン系界面活性剤を添加した電解液を
用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電解処理方法、
電解液および半導体装置の製造方法に関し、例えば、電
解めっき工程を有する半導体装置の製造に適用して好適
なものである。
電解液および半導体装置の製造方法に関し、例えば、電
解めっき工程を有する半導体装置の製造に適用して好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の設計ルールの微細化が進行
する中で、層間絶縁膜に起因する層間容量遅延や消費電
力の問題が指摘され、配線の低抵抗化や層間絶縁膜の低
誘電率化の検討の必要性が高まっている。
する中で、層間絶縁膜に起因する層間容量遅延や消費電
力の問題が指摘され、配線の低抵抗化や層間絶縁膜の低
誘電率化の検討の必要性が高まっている。
【０００３】このような背景の下で近年注目されている
配線形成技術として、ダマシン（Damascen）プロセスが
ある（例えば、Proc.IEEE Conf.,22(1992)) 。図１１に
その一例を示す。このダマシンプロセスでは、まず、図
１１Ａに示すように、図示省略したトランジスタなどの
素子が形成されたシリコン（Ｓｉ）基板１０１上に層間
絶縁膜１０２を成膜し、その上に下層配線１０３を形成
する。次に、図１１Ｂに示すように、基板全面に層間絶
縁膜１０４を成膜する。次に、図１１Ｃに示すように、
化学機械研磨（ＣＭＰ）法によりこの層間絶縁膜１０４
を研磨して表面を平坦化した後、この層間絶縁膜１０４
に上下の配線を接続する接続孔１０５および上層配線用
の配線溝（図示せず）を形成する。次に、図１１Ｄに示
すように、基板全面に金属膜１０６を接続孔１０５およ
び配線溝を埋め込むように成膜する。次に、ＣＭＰ法に
より金属膜１０６を研磨して接続孔１０５および配線溝
以外の部分を除去し、図１０Ｅに示すように、埋め込み
金属配線１０７を形成する。
配線形成技術として、ダマシン（Damascen）プロセスが
ある（例えば、Proc.IEEE Conf.,22(1992)) 。図１１に
その一例を示す。このダマシンプロセスでは、まず、図
１１Ａに示すように、図示省略したトランジスタなどの
素子が形成されたシリコン（Ｓｉ）基板１０１上に層間
絶縁膜１０２を成膜し、その上に下層配線１０３を形成
する。次に、図１１Ｂに示すように、基板全面に層間絶
縁膜１０４を成膜する。次に、図１１Ｃに示すように、
化学機械研磨（ＣＭＰ）法によりこの層間絶縁膜１０４
を研磨して表面を平坦化した後、この層間絶縁膜１０４
に上下の配線を接続する接続孔１０５および上層配線用
の配線溝（図示せず）を形成する。次に、図１１Ｄに示
すように、基板全面に金属膜１０６を接続孔１０５およ
び配線溝を埋め込むように成膜する。次に、ＣＭＰ法に
より金属膜１０６を研磨して接続孔１０５および配線溝
以外の部分を除去し、図１０Ｅに示すように、埋め込み
金属配線１０７を形成する。
【０００４】低誘電率の層間絶縁膜については、これま
で、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）にフッ素源とし
てＣ2 Ｆ6 またはＮＦ3 を添加した反応ガスを用いたプ
ラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＦ膜を成膜する方法が提案
されている。フッ素源としてＣ2 Ｆ6 を用いる前者の方
法は第２５回ＳＳＤＭ´９３、ｐ．１６１に、フッ素源
としてＮＦ3 を用いる後者の方法は第４０回応用物理学
会関係連合講演会予稿集、１ａ−ＺＶ−９に記載されて
いる。しかしながら、これらの方法では、導入するフッ
素量の増加に伴って膜質の劣化に伴う吸湿性の著しい劣
化が発生することが報告されている。これに対して、膜
質の安定化を目的にして、フッ素を原料ガス構造中に含
有するＳｉＦ4 ／Ｏ2 系ガスを用いてＳｉＯＦ膜を成膜
する技術が提案されている（第４０回応用物理学会関係
連合講演会予稿集、３１ｐ−ＺＶ−１）。
で、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）にフッ素源とし
てＣ2 Ｆ6 またはＮＦ3 を添加した反応ガスを用いたプ
ラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＦ膜を成膜する方法が提案
されている。フッ素源としてＣ2 Ｆ6 を用いる前者の方
法は第２５回ＳＳＤＭ´９３、ｐ．１６１に、フッ素源
としてＮＦ3 を用いる後者の方法は第４０回応用物理学
会関係連合講演会予稿集、１ａ−ＺＶ−９に記載されて
いる。しかしながら、これらの方法では、導入するフッ
素量の増加に伴って膜質の劣化に伴う吸湿性の著しい劣
化が発生することが報告されている。これに対して、膜
質の安定化を目的にして、フッ素を原料ガス構造中に含
有するＳｉＦ4 ／Ｏ2 系ガスを用いてＳｉＯＦ膜を成膜
する技術が提案されている（第４０回応用物理学会関係
連合講演会予稿集、３１ｐ−ＺＶ−１）。
【０００５】一方、低抵抗配線として、抵抗率がＡｌの
抵抗率２．５μΩｃｍに対して１．５５μΩｃｍと小さ
いことやエレクトロマイグレーション（ＥＭ）特性が優
れている点から銅（Ｃｕ）配線が最近注目を集めてい
る。しかしながら、このＣｕ配線の実用化には、層間絶
縁膜材料として用いられるＳｉＯ2 中へのＣｕの拡散や
表面酸化、エッチング技術、成膜技術など、解決すべき
問題が多いことから、今一歩実用化に至らなかった。特
に、上述のダマシンまたはデュアルダマシン（Dual Dam
ascene）に代表されるような埋め込み配線の場合には、
高アスペクト比の溝に安定に成膜を行う技術が必要であ
るため、従来のスパッタリング法では埋め込み特性が悪
く、ＣＶＤ法ではその原料ガスに含有される不純物の影
響から低抵抗の配線形成が困難であった。
抵抗率２．５μΩｃｍに対して１．５５μΩｃｍと小さ
いことやエレクトロマイグレーション（ＥＭ）特性が優
れている点から銅（Ｃｕ）配線が最近注目を集めてい
る。しかしながら、このＣｕ配線の実用化には、層間絶
縁膜材料として用いられるＳｉＯ2 中へのＣｕの拡散や
表面酸化、エッチング技術、成膜技術など、解決すべき
問題が多いことから、今一歩実用化に至らなかった。特
に、上述のダマシンまたはデュアルダマシン（Dual Dam
ascene）に代表されるような埋め込み配線の場合には、
高アスペクト比の溝に安定に成膜を行う技術が必要であ
るため、従来のスパッタリング法では埋め込み特性が悪
く、ＣＶＤ法ではその原料ガスに含有される不純物の影
響から低抵抗の配線形成が困難であった。
【０００６】近年、これらのＣｕ配線の形成手法に加え
て、高い埋め込み特性を得ることができるＣｕの電解め
っき技術が提案されている（例えば、月刊セミコンダク
タワールド１９９７年１２月号）。
て、高い埋め込み特性を得ることができるＣｕの電解め
っき技術が提案されている（例えば、月刊セミコンダク
タワールド１９９７年１２月号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のＣｕの電解めっ
きにおいては、めっき液として硫酸銅（ＣｕＳＯ4 ）水
溶液が用いられているが、この電解めっきプロセスで
は、電解液中に気泡が発生したり、陰極に近い部分への
Ｃｕの析出量が増加するなどの問題が指摘されている。
特に、ダマシン構造でＣｕによる埋め込みを考えた場
合、これは大きな問題となる。しかも、Ｃｕのめっきを
行う下地表面の段差のアスペクト比が厳しくなった時に
は、下地層として形成されるバリア層上にＣｕ膜がコン
フォーマルに成膜されないため、膜中のボイドの発生が
顕著となり、配線の信頼性上大きな問題となる。
きにおいては、めっき液として硫酸銅（ＣｕＳＯ4 ）水
溶液が用いられているが、この電解めっきプロセスで
は、電解液中に気泡が発生したり、陰極に近い部分への
Ｃｕの析出量が増加するなどの問題が指摘されている。
特に、ダマシン構造でＣｕによる埋め込みを考えた場
合、これは大きな問題となる。しかも、Ｃｕのめっきを
行う下地表面の段差のアスペクト比が厳しくなった時に
は、下地層として形成されるバリア層上にＣｕ膜がコン
フォーマルに成膜されないため、膜中のボイドの発生が
顕著となり、配線の信頼性上大きな問題となる。
【０００８】このため、簡便な手法により、電解液を用
いた電解めっきによるＣｕ膜の成膜時に電解液中に発生
する気泡を低減し、良好なＣｕ膜の成膜を行うことがで
きる技術が望まれている。また、これは、Ｃｕの電解め
っきを行う場合のみならず、電解めっきを行う場合全般
に言えることであり、さらには、電解めっき以外の各種
の電解処理、例えば電解研磨などを行う場合にも同様で
ある。
いた電解めっきによるＣｕ膜の成膜時に電解液中に発生
する気泡を低減し、良好なＣｕ膜の成膜を行うことがで
きる技術が望まれている。また、これは、Ｃｕの電解め
っきを行う場合のみならず、電解めっきを行う場合全般
に言えることであり、さらには、電解めっき以外の各種
の電解処理、例えば電解研磨などを行う場合にも同様で
ある。
【０００９】したがって、この発明の目的は、電解処理
を行うときに電解液中に発生する気泡の低減を図り、良
好な電解処理を行うことができる電解処理方法、この電
解処理に用いる電解液およびこの電解液を用いて電解め
っきを行う半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
を行うときに電解液中に発生する気泡の低減を図り、良
好な電解処理を行うことができる電解処理方法、この電
解処理に用いる電解液およびこの電解液を用いて電解め
っきを行う半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要について説明する。
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要について説明する。
【００１１】上述の従来の電解めっき法において電解液
として用いられている硫酸銅水溶液は、水溶液であるゆ
えに微細な段差の底部まで進入し、成膜反応に寄与する
と考えられる。しかしながら、表面張力が大きく、濡れ
性の悪い基体に対しては特に顕著に発泡の問題が発生す
る。
として用いられている硫酸銅水溶液は、水溶液であるゆ
えに微細な段差の底部まで進入し、成膜反応に寄与する
と考えられる。しかしながら、表面張力が大きく、濡れ
性の悪い基体に対しては特に顕著に発泡の問題が発生す
る。
【００１２】そこで、本発明者は、種々検討を行った結
果、非イオン（ノニオン）系界面活性剤、例えばアセチ
レンジオール系界面活性剤を消泡剤として硫酸銅水溶液
に添加することにより消泡性を付与することで、この電
解液を用いためっき法による金属膜の形成工程において
発生する発泡を防止することができ、埋め込み特性など
が良好な銅配線を安定に形成することができることを見
い出した。これについて詳細に説明すると次の通りであ
る。
果、非イオン（ノニオン）系界面活性剤、例えばアセチ
レンジオール系界面活性剤を消泡剤として硫酸銅水溶液
に添加することにより消泡性を付与することで、この電
解液を用いためっき法による金属膜の形成工程において
発生する発泡を防止することができ、埋め込み特性など
が良好な銅配線を安定に形成することができることを見
い出した。これについて詳細に説明すると次の通りであ
る。
【００１３】一般に界面活性剤は、少ない添加量で溶媒
（この場合は水）の表面張力を低下させることができ
る。これらの界面活性剤の多くはＡＢ型構造を有し、
Ａ、Ｂはそれぞれ疎水基、親水基（極性基）を示してお
り、通常は長鎖でアニオン系であるのが高性能な濡れ剤
の条件とされている。このように、アニオン系界面活性
剤は高い濡れ性を達成することができるが、発生した泡
に対しては安定化を助けてしまうことが報告されてい
る。
（この場合は水）の表面張力を低下させることができ
る。これらの界面活性剤の多くはＡＢ型構造を有し、
Ａ、Ｂはそれぞれ疎水基、親水基（極性基）を示してお
り、通常は長鎖でアニオン系であるのが高性能な濡れ剤
の条件とされている。このように、アニオン系界面活性
剤は高い濡れ性を達成することができるが、発生した泡
に対しては安定化を助けてしまうことが報告されてい
る。
【００１４】一般的に界面活性剤による泡の安定化につ
いては、以下の三つのメカニズムがあると考えられてい
る。
いては、以下の三つのメカニズムがあると考えられてい
る。
【００１５】第１のメカニズムとしては、凝集した界面
活性剤膜の形成が挙げられる。これは、界面活性剤は、
気相と液相との界面に吸着しようとする特徴があるため
である。取り込まれた気泡は泡膜の内側と外側とに界面
活性剤分子を密着させ、一種の層（泡壁）状に定着され
る。
活性剤膜の形成が挙げられる。これは、界面活性剤は、
気相と液相との界面に吸着しようとする特徴があるため
である。取り込まれた気泡は泡膜の内側と外側とに界面
活性剤分子を密着させ、一種の層（泡壁）状に定着され
る。
【００１６】このような状態において、多くの一般的な
界面活性剤は形成した層の中で最密に凝集していく。こ
の単分子吸着層は二つの界面活性剤分子間の分子間引力
によって形成され、ＡＢ型構造の疎水基に見られるよう
に、気相中に突き出した近接する部分が長鎖で比較的大
きい場合には分子間引力も大きくなる。この固体の状態
に近い凝集した界面活性剤層は膜壁が重力の作用によっ
て水を排出しながら壊れていくという自然な傾向を阻害
する。このため、発生した泡が安定に存在することにな
る。
界面活性剤は形成した層の中で最密に凝集していく。こ
の単分子吸着層は二つの界面活性剤分子間の分子間引力
によって形成され、ＡＢ型構造の疎水基に見られるよう
に、気相中に突き出した近接する部分が長鎖で比較的大
きい場合には分子間引力も大きくなる。この固体の状態
に近い凝集した界面活性剤層は膜壁が重力の作用によっ
て水を排出しながら壊れていくという自然な傾向を阻害
する。このため、発生した泡が安定に存在することにな
る。
【００１７】第２のメカニズムとしては、泡壁の修復作
用による泡の安定化が挙げられる。これは、泡の最頂部
で界面活性剤の濃度の減少が発生し、表面張力の上昇を
伴った表面張力の勾配が生じることによる。
用による泡の安定化が挙げられる。これは、泡の最頂部
で界面活性剤の濃度の減少が発生し、表面張力の上昇を
伴った表面張力の勾配が生じることによる。
【００１８】一般的な界面活性剤は濃度が高くて溶液体
積の大きな個所から表面張力の勾配を少なくするように
動くと考えられる。同時に、大きな分子中の親水基は多
量の結合した水を引き連れていく。その結果、泡壁の薄
膜化を阻害し、泡の安定化に寄与してしまうことにな
る。
積の大きな個所から表面張力の勾配を少なくするように
動くと考えられる。同時に、大きな分子中の親水基は多
量の結合した水を引き連れていく。その結果、泡壁の薄
膜化を阻害し、泡の安定化に寄与してしまうことにな
る。
【００１９】第３のメカニズムとしては、一般的な界面
活性剤の親水基による立体的またはイオン性の反発力に
よる泡の安定化が挙げられる。一般的な界面活性剤は大
きな親水基を持っており、泡膜内の排水が起こった場
合、泡膜の薄膜化により、この親水基が接触した場合に
立体障害による反発が起こる。この反発によりさらなる
泡膜中の排水が抑制され、泡の安定化に寄与する。この
ようにイオン的および立体障害的に安定化すると、小さ
い泡が互いに合体しようとするのも妨げられる。合体す
ることができない小さい泡は十分な浮力を持たず、溶液
表面に浮き出て破泡することができない。
活性剤の親水基による立体的またはイオン性の反発力に
よる泡の安定化が挙げられる。一般的な界面活性剤は大
きな親水基を持っており、泡膜内の排水が起こった場
合、泡膜の薄膜化により、この親水基が接触した場合に
立体障害による反発が起こる。この反発によりさらなる
泡膜中の排水が抑制され、泡の安定化に寄与する。この
ようにイオン的および立体障害的に安定化すると、小さ
い泡が互いに合体しようとするのも妨げられる。合体す
ることができない小さい泡は十分な浮力を持たず、溶液
表面に浮き出て破泡することができない。
【００２０】これに対して、上述の非イオン系のＡＢＡ
型界面活性剤の場合は、親水基が気相中に突き出した形
状をしておらず、逆に比較的コンパクトな水平な形状を
している。この構造により、分子間引力はＡＢ型界面活
性剤と比較して非常に小さなものとなり、形成される界
面活性剤層の泡は安定化することがない。また、このよ
うな分子構造は、界面において他の界面活性剤が泡を安
定化させようと隣接する部分が接近して結合しようとす
るのを妨害し、結果として泡の発生を抑制することがで
きる。
型界面活性剤の場合は、親水基が気相中に突き出した形
状をしておらず、逆に比較的コンパクトな水平な形状を
している。この構造により、分子間引力はＡＢ型界面活
性剤と比較して非常に小さなものとなり、形成される界
面活性剤層の泡は安定化することがない。また、このよ
うな分子構造は、界面において他の界面活性剤が泡を安
定化させようと隣接する部分が接近して結合しようとす
るのを妨害し、結果として泡の発生を抑制することがで
きる。
【００２１】さらに、小さな親水基を持った界面活性剤
も表面張力の勾配を少なくするように移動するが、引き
連れていく水の量はごくわずかであり、泡壁は安定でな
くなり泡は消滅する。
も表面張力の勾配を少なくするように移動するが、引き
連れていく水の量はごくわずかであり、泡壁は安定でな
くなり泡は消滅する。
【００２２】これに加えて、短い親水基をもった非イオ
ン系界面活性剤は、かなりこの立体障害的反発力が弱
い。これらの界面活性剤には容易に微小な泡（マイクロ
フォーム）が合体し、泡壁内部では排水が引き続き起こ
って、やがて破泡する。このように、上述の泡の消失に
は最適な構造を取ることになる。
ン系界面活性剤は、かなりこの立体障害的反発力が弱
い。これらの界面活性剤には容易に微小な泡（マイクロ
フォーム）が合体し、泡壁内部では排水が引き続き起こ
って、やがて破泡する。このように、上述の泡の消失に
は最適な構造を取ることになる。
【００２３】このように、電解液に非イオン系界面活性
剤を添加した場合には、電解液の表面張力を低下させる
と同時に、めっき処理、より一般的には電解処理中に電
解液に発生した泡を破泡する効果が得られる。しかも、
この非イオン系界面活性剤の添加量は通常、電解液濃度
として数％程度以下で済むことや、電解めっき時の電気
化学的反応に寄与しないことから、電解めっきなどによ
り形成される膜中にこの非イオン系界面活性剤が不純物
として含有されることもなく、高純度の金属膜の成膜が
可能で、信頼性の高い金属配線層の形成が可能である。
さらに、電解液として非イオン系界面活性剤を添加した
ものを用いるだけでよいので、通常の電解めっき装置な
どの電解処理装置をそのまま用いることができ、容易に
実施可能である。
剤を添加した場合には、電解液の表面張力を低下させる
と同時に、めっき処理、より一般的には電解処理中に電
解液に発生した泡を破泡する効果が得られる。しかも、
この非イオン系界面活性剤の添加量は通常、電解液濃度
として数％程度以下で済むことや、電解めっき時の電気
化学的反応に寄与しないことから、電解めっきなどによ
り形成される膜中にこの非イオン系界面活性剤が不純物
として含有されることもなく、高純度の金属膜の成膜が
可能で、信頼性の高い金属配線層の形成が可能である。
さらに、電解液として非イオン系界面活性剤を添加した
ものを用いるだけでよいので、通常の電解めっき装置な
どの電解処理装置をそのまま用いることができ、容易に
実施可能である。
【００２４】この発明は、本発明者による上述のような
検討に基づいて案出されたものである。
検討に基づいて案出されたものである。
【００２５】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明は、電解液を用いて被処理物の電解
処理を行うようにした電解処理方法において、消泡剤と
して非イオン系界面活性剤が添加された電解液を用いる
ようにしたことを特徴とするものである。
の発明の第１の発明は、電解液を用いて被処理物の電解
処理を行うようにした電解処理方法において、消泡剤と
して非イオン系界面活性剤が添加された電解液を用いる
ようにしたことを特徴とするものである。
【００２６】ここで、電解処理には、電解めっきや電解
研磨などのほか、各種のものが含まれる。
研磨などのほか、各種のものが含まれる。
【００２７】この発明の第２の発明は、消泡剤として非
イオン系界面活性剤が添加されていることを特徴とする
電解液である。
イオン系界面活性剤が添加されていることを特徴とする
電解液である。
【００２８】ここで、電解液は、電解めっきや電解研磨
などのほか、各種の電解処理に用いることができる。
などのほか、各種の電解処理に用いることができる。
【００２９】この発明の第３の発明は、電解液を用いて
基体上に電解めっきを行うようにした半導体装置の製造
方法において、消泡剤として非イオン系界面活性剤が添
加された電解液を用いるようにしたことを特徴とするも
のである。
基体上に電解めっきを行うようにした半導体装置の製造
方法において、消泡剤として非イオン系界面活性剤が添
加された電解液を用いるようにしたことを特徴とするも
のである。
【００３０】この発明において、電解液中の非イオン系
界面活性剤の添加量は、極端に少ないと非イオン系界面
活性剤の被膜が被処理面に形成されないために濡れ性改
善効果や消泡効果が得られず、また、極端に多いと電解
液中に析出が発生したり、処理後に被処理面に非イオン
系界面活性剤が残留して汚染の原因となることから、こ
れらのことを考慮して決められる。具体的には、この非
イオン系界面活性剤の添加量は、典型的には０．０１％
以上、好適には０．１％以上で、典型的には５％以下、
好適には１％以下である。
界面活性剤の添加量は、極端に少ないと非イオン系界面
活性剤の被膜が被処理面に形成されないために濡れ性改
善効果や消泡効果が得られず、また、極端に多いと電解
液中に析出が発生したり、処理後に被処理面に非イオン
系界面活性剤が残留して汚染の原因となることから、こ
れらのことを考慮して決められる。具体的には、この非
イオン系界面活性剤の添加量は、典型的には０．０１％
以上、好適には０．１％以上で、典型的には５％以下、
好適には１％以下である。
【００３１】この発明において、非イオン系界面活性剤
は、典型的には、アセチレンジオール系界面活性剤、エ
チレングリコール系界面活性剤、ポリエチレングリコー
ル系界面活性剤および多価アルコール系界面活性剤から
なる群より選ばれた少なくとも一種類を含む。
は、典型的には、アセチレンジオール系界面活性剤、エ
チレングリコール系界面活性剤、ポリエチレングリコー
ル系界面活性剤および多価アルコール系界面活性剤から
なる群より選ばれた少なくとも一種類を含む。
【００３２】アセチレンジオール系界面活性剤は、典型
的には、疎水基としてアルキル基を有し、親水基として
３重結合および水酸基を有する構造を有する。ここで、
３重結合を有することにより、高い電子密度を得ること
ができ、この部分が極性の高い領域となる。そして、こ
の高い電子密度で高極性の親水性の領域は、被処理物と
の親和性が高く、良好な濡れ性を期待することができ
る。
的には、疎水基としてアルキル基を有し、親水基として
３重結合および水酸基を有する構造を有する。ここで、
３重結合を有することにより、高い電子密度を得ること
ができ、この部分が極性の高い領域となる。そして、こ
の高い電子密度で高極性の親水性の領域は、被処理物と
の親和性が高く、良好な濡れ性を期待することができ
る。
【００３３】ポリエチレングリコール系の非イオン系界
面活性剤に分類される構造としては以下の構造が挙げら
れる。高級アルコールエチレンオキシド付加物として
は、例えばステアリン酸ポリエチレンオキシドおよびラ
ウリン酸ポリエチレンオキシドが考えられる。アルキル
フェノールエチレンオキシド付加物としては、例えばノ
ニルフェノールエチレンオキシドが挙げられる。また、
脂肪酸エチレンオキシド付加物としては、オレイン酸ポ
リエチレンオキシドが挙げられる。高級アルキルアミン
エチレンオキシド付加物としては、例えばオレイン酸ア
ミドエチレンオキシドが挙げられる。ポリプロピレング
リコールエチレンオキシドとしては、例えばプロピレン
グリコールエチレンオキシドが挙げられる。
面活性剤に分類される構造としては以下の構造が挙げら
れる。高級アルコールエチレンオキシド付加物として
は、例えばステアリン酸ポリエチレンオキシドおよびラ
ウリン酸ポリエチレンオキシドが考えられる。アルキル
フェノールエチレンオキシド付加物としては、例えばノ
ニルフェノールエチレンオキシドが挙げられる。また、
脂肪酸エチレンオキシド付加物としては、オレイン酸ポ
リエチレンオキシドが挙げられる。高級アルキルアミン
エチレンオキシド付加物としては、例えばオレイン酸ア
ミドエチレンオキシドが挙げられる。ポリプロピレング
リコールエチレンオキシドとしては、例えばプロピレン
グリコールエチレンオキシドが挙げられる。
【００３４】多価アルコール系の非イオン系界面活性剤
に分類される構造としては以下の構造が挙げられる。グ
リセロールの脂肪酸エステルとしては、例えばグリセリ
ンラウリン酸モノエステルが挙げられる。ペンタエリス
リトール脂肪酸エステルとしては、例えばペンタエリス
リトールモノステアリン酸エステルが挙げられる。ソル
ビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステルとしては、
例えばソルビットパルミチン酸モノエステルが挙げられ
る。アルカノールアミン類の脂肪酸アミドとしては、例
えばラウリン酸ジエタノールアミドが挙げられる。
に分類される構造としては以下の構造が挙げられる。グ
リセロールの脂肪酸エステルとしては、例えばグリセリ
ンラウリン酸モノエステルが挙げられる。ペンタエリス
リトール脂肪酸エステルとしては、例えばペンタエリス
リトールモノステアリン酸エステルが挙げられる。ソル
ビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステルとしては、
例えばソルビットパルミチン酸モノエステルが挙げられ
る。アルカノールアミン類の脂肪酸アミドとしては、例
えばラウリン酸ジエタノールアミドが挙げられる。
【００３５】この発明において、例えば銅を電解めっき
する場合、その電解液としては、典型的には、硫酸銅
（ＣｕＳＯ4 ）水溶液に上述のような非イオン系界面活
性剤が添加されたものが用いられる。
する場合、その電解液としては、典型的には、硫酸銅
（ＣｕＳＯ4 ）水溶液に上述のような非イオン系界面活
性剤が添加されたものが用いられる。
【００３６】上述のように構成されたこの発明において
は、電解液に消泡剤として非イオン系界面活性剤が添加
されていることにより、電解液の表面張力が低下すると
同時に、電解液中に発生した泡を破泡する効果を得るこ
とができる。このため、この電解液を用いて電解めっき
などの電解処理を行う場合、電解液中の泡の発生を有効
に抑制し、良好な電解処理を行うことができる。
は、電解液に消泡剤として非イオン系界面活性剤が添加
されていることにより、電解液の表面張力が低下すると
同時に、電解液中に発生した泡を破泡する効果を得るこ
とができる。このため、この電解液を用いて電解めっき
などの電解処理を行う場合、電解液中の泡の発生を有効
に抑制し、良好な電解処理を行うことができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
て図面を参照しながら説明する。
【００３８】まず、この発明の第１の実施形態において
使用される電解めっき装置の一例を図１を参照しながら
説明する。なお、ここでは、枚葉式の電解めっき装置に
ついて説明する。
使用される電解めっき装置の一例を図１を参照しながら
説明する。なお、ここでは、枚葉式の電解めっき装置に
ついて説明する。
【００３９】図１に示すように、この電解めっき装置に
おいては、電解めっきを行うウェーハ１はウェーハ保持
試料台を兼用する陰極２に固定される。陰極２は電解処
理槽３の上部に取り付けられている。この電解処理槽３
は内側チャンバーと外側チャンバーとの二重構造を有す
る。この電解処理槽３内には電解液供給パイプ４および
この電解液供給パイプ４に固定された陽極５が設置され
ている。電解液供給パイプ４から電解処理槽３内に電解
液６が供給され、ウェーハ１上で電気化学的反応が進行
し、ウェーハ１上に金属膜が電解めっきされる。
おいては、電解めっきを行うウェーハ１はウェーハ保持
試料台を兼用する陰極２に固定される。陰極２は電解処
理槽３の上部に取り付けられている。この電解処理槽３
は内側チャンバーと外側チャンバーとの二重構造を有す
る。この電解処理槽３内には電解液供給パイプ４および
この電解液供給パイプ４に固定された陽極５が設置され
ている。電解液供給パイプ４から電解処理槽３内に電解
液６が供給され、ウェーハ１上で電気化学的反応が進行
し、ウェーハ１上に金属膜が電解めっきされる。
【００４０】なお、電解液６は図示省略した経路を通っ
て電解液貯蔵タンク７に回収され、ポンプ８を介して循
環供給される。
て電解液貯蔵タンク７に回収され、ポンプ８を介して循
環供給される。
【００４１】次に、この発明の第１の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。この第１の実施
形態は、Ｃｕの電解めっきにより配線の形成と接続孔の
埋め込みとを同時に行うデュアルダマシン法を用いる例
である。図２〜図８はこの製造方法を示す。
導体装置の製造方法について説明する。この第１の実施
形態は、Ｃｕの電解めっきにより配線の形成と接続孔の
埋め込みとを同時に行うデュアルダマシン法を用いる例
である。図２〜図８はこの製造方法を示す。
【００４２】この第１の実施形態においては、まず、図
２に示すように、通常のＬＳＩ製造工程によりあらかじ
めトランジスタなどの素子（図示せず）が形成されたＳ
ｉ基板のような半導体基板１１上にＣＶＤ法などにより
ＳｉＯ2 膜のような層間絶縁膜１２を成膜した後、この
層間絶縁膜１２上に下層の配線１３を形成する。この配
線１３は、例えば、層間絶縁膜１２上にＡｌ膜またはＡ
ｌ合金膜をスパッタリング法などにより成膜した後、こ
の膜をフォトリソグラフィーおよび反応イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）などによりパターニングすることにより形
成される。
２に示すように、通常のＬＳＩ製造工程によりあらかじ
めトランジスタなどの素子（図示せず）が形成されたＳ
ｉ基板のような半導体基板１１上にＣＶＤ法などにより
ＳｉＯ2 膜のような層間絶縁膜１２を成膜した後、この
層間絶縁膜１２上に下層の配線１３を形成する。この配
線１３は、例えば、層間絶縁膜１２上にＡｌ膜またはＡ
ｌ合金膜をスパッタリング法などにより成膜した後、こ
の膜をフォトリソグラフィーおよび反応イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）などによりパターニングすることにより形
成される。
【００４３】次に、図３に示すように、下層の配線１３
を覆うように全面に例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉ
Ｏ2 膜のような層間絶縁膜１４を成膜する。この層間絶
縁膜１４としてＳｉＯ2 膜を成膜する場合、その条件の
一例を挙げると、原料ガスとしてテトラエトキシシラン
（ＴＥＯＳ）と酸素（Ｏ2 ）との混合ガスを用い、それ
らの流量をそれぞれ８００［ｓｃｃｍ］および６００
［ｓｃｃｍ］とし、圧力を１３３０［Ｐａ］とし、基板
温度を４００［℃］、ＲＦ出力を７００［Ｗ］とする。
を覆うように全面に例えばプラズマＣＶＤ法によりＳｉ
Ｏ2 膜のような層間絶縁膜１４を成膜する。この層間絶
縁膜１４としてＳｉＯ2 膜を成膜する場合、その条件の
一例を挙げると、原料ガスとしてテトラエトキシシラン
（ＴＥＯＳ）と酸素（Ｏ2 ）との混合ガスを用い、それ
らの流量をそれぞれ８００［ｓｃｃｍ］および６００
［ｓｃｃｍ］とし、圧力を１３３０［Ｐａ］とし、基板
温度を４００［℃］、ＲＦ出力を７００［Ｗ］とする。
【００４４】次に、図４に示すように、例えばＣＭＰ法
により層間絶縁膜１４を研磨して表面を平坦化する。こ
のＣＭＰ法においては、例えば、砥粒として酸化シリコ
ン、分散媒として水酸化カリウム水溶液を用いたスラリ
ーを用いる。研磨終了後、例えばフッ酸（ＨＦ）水溶液
を用いてスラリーを除去する。
により層間絶縁膜１４を研磨して表面を平坦化する。こ
のＣＭＰ法においては、例えば、砥粒として酸化シリコ
ン、分散媒として水酸化カリウム水溶液を用いたスラリ
ーを用いる。研磨終了後、例えばフッ酸（ＨＦ）水溶液
を用いてスラリーを除去する。
【００４５】次に、図５に示すように、フォトリソグラ
フィーおよびＲＩＥなどにより層間絶縁膜１４の所定部
分をエッチング除去して配線溝１５および下層の配線１
３に達する接続孔１６を形成する。
フィーおよびＲＩＥなどにより層間絶縁膜１４の所定部
分をエッチング除去して配線溝１５および下層の配線１
３に達する接続孔１６を形成する。
【００４６】次に、図６に示すように、例えばバイアス
印加スパッタリング法により、基板全面にＣｕのバリア
層としてのＴａＮ膜１７および次に行われるＣｕの電解
めっき時のシードレイヤーとなるＣｕ膜１８を順次成膜
する。これらの膜の膜厚の一例を挙げると、ＴａＮ膜１
７は５０ｎｍ、Ｃｕ膜１８は５０ｎｍである。また、こ
れらの膜の成膜条件の一例を挙げると、ＴａＮ膜１７
は、プロセスガスとしてアルゴン（Ａｒ）と窒素
（Ｎ2 ）との混合ガスを用い、それらの流量をそれぞれ
６０［ｓｃｃｍ］および１２０［ｓｃｃｍ］とし、圧力
を０．９Ｐａ、ＤＣ電力を８ｋＷ、温度を２００℃と
し、Ｃｕ膜１８は、プロセスガスとしてＡｒガスを用
い、その流量を１２０［ｓｃｃｍ］とし、圧力を０．６
７Ｐａ、ＤＣ電力を１２ｋＷ、温度を１５０℃とする。
印加スパッタリング法により、基板全面にＣｕのバリア
層としてのＴａＮ膜１７および次に行われるＣｕの電解
めっき時のシードレイヤーとなるＣｕ膜１８を順次成膜
する。これらの膜の膜厚の一例を挙げると、ＴａＮ膜１
７は５０ｎｍ、Ｃｕ膜１８は５０ｎｍである。また、こ
れらの膜の成膜条件の一例を挙げると、ＴａＮ膜１７
は、プロセスガスとしてアルゴン（Ａｒ）と窒素
（Ｎ2 ）との混合ガスを用い、それらの流量をそれぞれ
６０［ｓｃｃｍ］および１２０［ｓｃｃｍ］とし、圧力
を０．９Ｐａ、ＤＣ電力を８ｋＷ、温度を２００℃と
し、Ｃｕ膜１８は、プロセスガスとしてＡｒガスを用
い、その流量を１２０［ｓｃｃｍ］とし、圧力を０．６
７Ｐａ、ＤＣ電力を１２ｋＷ、温度を１５０℃とする。
【００４７】次に、図１に示す電解めっき装置を用い、
シードレイヤーとしてのＣｕ膜１８上にＣｕの電解めっ
きを行う。すなわち、図７に示すように、Ｃｕ膜１８を
シードレイヤーとしてその全面に電解めっき法によりＣ
ｕ膜１９を接続孔１６および配線溝１５が完全に埋め込
まれるように十分に厚く形成する。このＣｕ膜１９の膜
厚は例えば１．５μｍである。この電解めっき法による
Ｃｕ膜１９の成膜条件の一例を挙げると、次の通りであ
る。すなわち、めっき液である電解液６としては、Ｃｕ
ＳＯ4 水溶液に消泡剤としてアセチレングリコール系の
非イオン系界面活性剤の一種である２，４，７，９−テ
トラメチル−５−デシン４，７−ジオールを１重量部添
加し、混合分散したものを用いる。また、液温を３０
℃、電流密度を２０Ａ／ｄｍ2 とし、陽極板としてＣｕ
板を用いる。このように消泡剤としてアセチレングリコ
ール系の非イオン系界面活性剤が添加された電解液６を
用いていることにより、下地のＣｕ膜１８に対する電解
液６の濡れ性が良好であり、電解液６中の発泡も有効に
抑制されるため、消泡剤として非イオン系界面活性剤が
添加されていない従来の電解液を用いて電解めっきを行
う場合にＣｕ膜中に観測される鬆は、Ｃｕ膜１９中には
観測されなかった。なお、シードレイヤーであるＣｕ膜
１８は、電解めっきの際にＣｕ膜１９と一体化すること
により、消滅する。
シードレイヤーとしてのＣｕ膜１８上にＣｕの電解めっ
きを行う。すなわち、図７に示すように、Ｃｕ膜１８を
シードレイヤーとしてその全面に電解めっき法によりＣ
ｕ膜１９を接続孔１６および配線溝１５が完全に埋め込
まれるように十分に厚く形成する。このＣｕ膜１９の膜
厚は例えば１．５μｍである。この電解めっき法による
Ｃｕ膜１９の成膜条件の一例を挙げると、次の通りであ
る。すなわち、めっき液である電解液６としては、Ｃｕ
ＳＯ4 水溶液に消泡剤としてアセチレングリコール系の
非イオン系界面活性剤の一種である２，４，７，９−テ
トラメチル−５−デシン４，７−ジオールを１重量部添
加し、混合分散したものを用いる。また、液温を３０
℃、電流密度を２０Ａ／ｄｍ2 とし、陽極板としてＣｕ
板を用いる。このように消泡剤としてアセチレングリコ
ール系の非イオン系界面活性剤が添加された電解液６を
用いていることにより、下地のＣｕ膜１８に対する電解
液６の濡れ性が良好であり、電解液６中の発泡も有効に
抑制されるため、消泡剤として非イオン系界面活性剤が
添加されていない従来の電解液を用いて電解めっきを行
う場合にＣｕ膜中に観測される鬆は、Ｃｕ膜１９中には
観測されなかった。なお、シードレイヤーであるＣｕ膜
１８は、電解めっきの際にＣｕ膜１９と一体化すること
により、消滅する。
【００４８】次に、例えばＣＭＰ法により、Ｃｕ膜１９
およびＴａＮ膜１７を研磨し、図８に示すように、配線
溝１５および接続孔１６の部分のみにこれらの膜を残
し、Ｃｕ配線を埋め込み配線として形成する。
およびＴａＮ膜１７を研磨し、図８に示すように、配線
溝１５および接続孔１６の部分のみにこれらの膜を残
し、Ｃｕ配線を埋め込み配線として形成する。
【００４９】この後、通常のＬＳＩ製造工程により、配
線保護膜などの必要な工程を経て、目的とする半導体装
置を完成させる。
線保護膜などの必要な工程を経て、目的とする半導体装
置を完成させる。
【００５０】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、電解液６として、ＣｕＳＯ4 水溶液に消泡剤として
アセチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を添加
したものを用いていることにより、電解めっきによりＣ
ｕ膜１９を成膜する際に電解液６中に気泡が発生するの
を防止することができ、これによって配線溝１５および
接続孔１６による段差のある半導体基板１１上に良質の
Ｃｕ膜１９を安定に成膜してこれらの配線溝１５および
接続孔１６の埋め込みを良好に行うことができる。これ
によって、配線の信頼性が高く、高速動作可能な高性能
の半導体装置を実現することができる。
ば、電解液６として、ＣｕＳＯ4 水溶液に消泡剤として
アセチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を添加
したものを用いていることにより、電解めっきによりＣ
ｕ膜１９を成膜する際に電解液６中に気泡が発生するの
を防止することができ、これによって配線溝１５および
接続孔１６による段差のある半導体基板１１上に良質の
Ｃｕ膜１９を安定に成膜してこれらの配線溝１５および
接続孔１６の埋め込みを良好に行うことができる。これ
によって、配線の信頼性が高く、高速動作可能な高性能
の半導体装置を実現することができる。
【００５１】次に、この発明の第２の実施形態による半
導体装置の製造方法について説明する。
導体装置の製造方法について説明する。
【００５２】この第２の実施形態による半導体装置の製
造方法においては、電解めっき法によるＣｕ膜１９の成
膜時の電解液６として、ＣｕＳＯ4 水溶液に消泡剤とし
てポリエチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を
２重量部添加し、混合分散したものを用いる。その他の
ことは第１の実施形態と同様であるので、説明を省略す
る。
造方法においては、電解めっき法によるＣｕ膜１９の成
膜時の電解液６として、ＣｕＳＯ4 水溶液に消泡剤とし
てポリエチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を
２重量部添加し、混合分散したものを用いる。その他の
ことは第１の実施形態と同様であるので、説明を省略す
る。
【００５３】この第２の実施形態によれば、第１の実施
形態と同様な利点を得ることができる。
形態と同様な利点を得ることができる。
【００５４】次に、この発明の第３の実施形態について
説明する。この第３の実施形態においては、高分解の透
過型電子顕微鏡などに用いられる電界放出（フィールド
エミッション）型電子銃のタングステン（Ｗ）フィラメ
ントの形成に電解研磨を用いる場合について説明する。
説明する。この第３の実施形態においては、高分解の透
過型電子顕微鏡などに用いられる電界放出（フィールド
エミッション）型電子銃のタングステン（Ｗ）フィラメ
ントの形成に電解研磨を用いる場合について説明する。
【００５５】図９にこの電解研磨に用いられる電解研磨
装置の一例を示す。図９に示すように、この電解研磨装
置においては、電解処理槽５１内に電解液５２が入れら
れており、この電解液５２内にフィラメント材料である
細長いＷ線５３および炭素電極５４が入れられている。
Ｗ線５３および炭素電極５４はそれぞれ陽極および陰極
となる。これらのＷ線５３および炭素電極５４の間には
直流電源５５が接続されている。そして、直流電源５５
によりＷ線５３および炭素電極５４の間に電圧を印加す
ることによりＷ線５３の電解研磨を行うようになってい
る。
装置の一例を示す。図９に示すように、この電解研磨装
置においては、電解処理槽５１内に電解液５２が入れら
れており、この電解液５２内にフィラメント材料である
細長いＷ線５３および炭素電極５４が入れられている。
Ｗ線５３および炭素電極５４はそれぞれ陽極および陰極
となる。これらのＷ線５３および炭素電極５４の間には
直流電源５５が接続されている。そして、直流電源５５
によりＷ線５３および炭素電極５４の間に電圧を印加す
ることによりＷ線５３の電解研磨を行うようになってい
る。
【００５６】この第３の実施形態においては、電解液５
２として、無水酢酸に酸化剤として過塩素酸を添加し、
消泡剤としてアセチレングリコール系の非イオン系界面
活性剤を０．５％添加し、混合分散したものを用いる。
そして、Ｗ線５３および炭素電極５４の間の印加電圧を
３０Ｖとし、３０分間通電を行って、Ｗ線５３を電解研
磨し、所望の形状に加工する。このようにして、例えば
図１０に示すような先端が針状に尖った形状のＷフィラ
メント５６が得られる。このように消泡剤としてアセチ
レングリコール系の非イオン系界面活性剤が添加された
電解液５２を用いていることにより、Ｗ線５３に対する
電解液５２の濡れ性が良好であり、電解液５２中の発泡
も有効に抑制されるため、消泡剤として非イオン系界面
活性剤が添加されていない従来の電解液を用いて電解研
磨を行う場合にＷ線５３の表面に観測される凹凸は観測
されなかった。
２として、無水酢酸に酸化剤として過塩素酸を添加し、
消泡剤としてアセチレングリコール系の非イオン系界面
活性剤を０．５％添加し、混合分散したものを用いる。
そして、Ｗ線５３および炭素電極５４の間の印加電圧を
３０Ｖとし、３０分間通電を行って、Ｗ線５３を電解研
磨し、所望の形状に加工する。このようにして、例えば
図１０に示すような先端が針状に尖った形状のＷフィラ
メント５６が得られる。このように消泡剤としてアセチ
レングリコール系の非イオン系界面活性剤が添加された
電解液５２を用いていることにより、Ｗ線５３に対する
電解液５２の濡れ性が良好であり、電解液５２中の発泡
も有効に抑制されるため、消泡剤として非イオン系界面
活性剤が添加されていない従来の電解液を用いて電解研
磨を行う場合にＷ線５３の表面に観測される凹凸は観測
されなかった。
【００５７】この第３の実施形態によれば、電解液５２
として、無水酢酸に消泡剤としてアセチレングリコール
系の非イオン系界面活性剤を添加したものを用いている
ことにより、Ｗ線５３を電解研磨する際に電解液５２中
に気泡が発生するのを防止することができ、これによっ
て表面に凹凸のない良好な形状のＷフィラメント５６を
形成することができる。
として、無水酢酸に消泡剤としてアセチレングリコール
系の非イオン系界面活性剤を添加したものを用いている
ことにより、Ｗ線５３を電解研磨する際に電解液５２中
に気泡が発生するのを防止することができ、これによっ
て表面に凹凸のない良好な形状のＷフィラメント５６を
形成することができる。
【００５８】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【００５９】例えば、上述の実施形態において挙げた数
値、構造、プロセス、原料などはあくまでも例に過ぎ
ず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、プロセ
ス、原料などを用いることができる。
値、構造、プロセス、原料などはあくまでも例に過ぎ
ず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、プロセ
ス、原料などを用いることができる。
【００６０】また、上述の第３の実施形態においては、
電解液５２として、無水酢酸に酸化剤として過塩素酸を
添加し、消泡剤としてアセチレングリコール系の非イオ
ン系界面活性剤を添加したものを用いているが、例え
ば、リン酸に酸化剤としてクロム酸を添加し、消泡剤と
してアセチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を
添加したものを電解液５２として用いてもよい。
電解液５２として、無水酢酸に酸化剤として過塩素酸を
添加し、消泡剤としてアセチレングリコール系の非イオ
ン系界面活性剤を添加したものを用いているが、例え
ば、リン酸に酸化剤としてクロム酸を添加し、消泡剤と
してアセチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を
添加したものを電解液５２として用いてもよい。
【００６１】また、上述の第１の実施形態において用い
た電解めっき装置および第３の実施形態において用いた
電解研磨装置は一例に過ぎず、必要に応じてこれらと異
なる構成の電解めっき装置および電解研磨装置を用いる
ことがてきる。
た電解めっき装置および第３の実施形態において用いた
電解研磨装置は一例に過ぎず、必要に応じてこれらと異
なる構成の電解めっき装置および電解研磨装置を用いる
ことがてきる。
【００６２】なお、この発明と同様な効果は、界面活性
剤としてカチオン系の界面活性剤を用いても得ることも
でき、このカチオン系の界面活性剤に分類される構造と
しては以下の構造が挙げられる。アルキルアミン型とし
ては、例えばジメチルアンモニウムクロライド、テトラ
メチルアンモニウムクロライド、ラウリルメチルアンモ
ニウムクロライドおよびラウリルトリメチルアンモニウ
ムクロライドが挙げられる。エタノールアミン型として
は、例えばモノエタノールアミノモノステアレートおよ
びトリエタノールアミンモノステアレートが挙げられ
る。ポリエチレンアミン型としては、ヒドロキシエチル
ステアリルアミンが挙げられる。
剤としてカチオン系の界面活性剤を用いても得ることも
でき、このカチオン系の界面活性剤に分類される構造と
しては以下の構造が挙げられる。アルキルアミン型とし
ては、例えばジメチルアンモニウムクロライド、テトラ
メチルアンモニウムクロライド、ラウリルメチルアンモ
ニウムクロライドおよびラウリルトリメチルアンモニウ
ムクロライドが挙げられる。エタノールアミン型として
は、例えばモノエタノールアミノモノステアレートおよ
びトリエタノールアミンモノステアレートが挙げられ
る。ポリエチレンアミン型としては、ヒドロキシエチル
ステアリルアミンが挙げられる。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による電
解処理方法によれば、消泡剤として非イオン系界面活性
剤が添加された電解液を用いるようにしていることによ
り、電解処理を行うときに電解液中に発生する気泡の低
減を図り、良好な電解処理を行うことができる。
解処理方法によれば、消泡剤として非イオン系界面活性
剤が添加された電解液を用いるようにしていることによ
り、電解処理を行うときに電解液中に発生する気泡の低
減を図り、良好な電解処理を行うことができる。
【００６４】また、この発明による電解液によれば、消
泡剤として非イオン系界面活性剤が添加されていること
により、電解処理を行うときに電解液中に発生する気泡
の低減を図り、良好な電解処理を行うことができる。
泡剤として非イオン系界面活性剤が添加されていること
により、電解処理を行うときに電解液中に発生する気泡
の低減を図り、良好な電解処理を行うことができる。
【００６５】また、この発明による半導体装置の製造方
法によれば、消泡剤として非イオン系界面活性剤が添加
された電解液を用いて電解めっきを行うようにしている
ことにより、電解めっきを行うときに電解液中に発生す
る気泡の低減を図り、良好な電解めっきを行うことがで
きる。
法によれば、消泡剤として非イオン系界面活性剤が添加
された電解液を用いて電解めっきを行うようにしている
ことにより、電解めっきを行うときに電解液中に発生す
る気泡の低減を図り、良好な電解めっきを行うことがで
きる。
【図１】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法においてＣｕの電解めっきに用いられる電解め
っき装置の一例を示す略線図である。
製造方法においてＣｕの電解めっきに用いられる電解め
っき装置の一例を示す略線図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図７】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態による半導体装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態によるＷフィラメン
トの形成方法において用いられる電解研磨装置の一例を
示す略線図である。
トの形成方法において用いられる電解研磨装置の一例を
示す略線図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態により形成された
Ｗフィラメントを示す略線図である。
Ｗフィラメントを示す略線図である。
【図１１】従来のダマシンプロセスによる配線形成方法
を説明するための断面図である。
を説明するための断面図である。
１・・・ウェーハ、２・・・陰極、３、５１・・・電解
処理槽、６、５２・・・電解液、５・・・陽極、１２、
１４・・・層間絶縁膜、１５・・・配線溝、１６・・・
接続孔、１７・・・ＴａＮ膜、１８、１９・・・Ｃｕ
膜、５３・・・Ｗ線、５４・・・炭素電極、５６・・・
Ｗフィラメント
処理槽、６、５２・・・電解液、５・・・陽極、１２、
１４・・・層間絶縁膜、１５・・・配線溝、１６・・・
接続孔、１７・・・ＴａＮ膜、１８、１９・・・Ｃｕ
膜、５３・・・Ｗ線、５４・・・炭素電極、５６・・・
Ｗフィラメント
Claims (20)
- 【請求項１】 電解液を用いて被処理物の電解処理を行
うようにした電解処理方法において、 消泡剤として非イオン系界面活性剤が添加された電解液
を用いるようにしたことを特徴とする電解処理方法。 - 【請求項２】 上記電解液に上記非イオン系界面活性剤
が０．０１〜５％添加されていることを特徴とする請求
項１記載の電解処理方法。 - 【請求項３】 上記電解液に上記非イオン系界面活性剤
が０．１〜５％添加されていることを特徴とする請求項
１記載の電解処理方法。 - 【請求項４】 上記電解液が硫酸銅水溶液に非イオン系
界面活性剤が添加されたものであることを特徴とする請
求項１記載の電解処理方法。 - 【請求項５】 上記非イオン系界面活性剤がアセチレン
ジオール系界面活性剤、エチレングリコール系界面活性
剤、ポリエチレングリコール系界面活性剤および多価ア
ルコール系界面活性剤からなる群より選ばれた少なくと
も一種類を含むことを特徴とする請求項１記載の電解処
理方法。 - 【請求項６】 上記アセチレンジオール系界面活性剤
が、疎水基としてアルキル基を有し、親水基として３重
結合および水酸基を有する構造を有することを特徴とす
る請求項５記載の電解処理方法。 - 【請求項７】 上記電解処理は電解めっきまたは電解研
磨であることを特徴とする請求項１記載の電解処理方
法。 - 【請求項８】 消泡剤として非イオン系界面活性剤が添
加されていることを特徴とする電解液。 - 【請求項９】 上記非イオン系界面活性剤が０．０１〜
５％添加されていることを特徴とする請求項８記載の電
解液。 - 【請求項１０】 上記非イオン系界面活性剤が０．１〜
５％添加されていることを特徴とする請求項８記載の電
解液。 - 【請求項１１】 上記電解液が硫酸銅水溶液に非イオン
系界面活性剤が添加されたものであることを特徴とする
請求項８記載の電解液。 - 【請求項１２】 上記非イオン系界面活性剤がアセチレ
ンジオール系界面活性剤、エチレングリコール系界面活
性剤、ポリエチレングリコール系界面活性剤および多価
アルコール系界面活性剤からなる群より選ばれた少なく
とも一種類を含むことを特徴とする請求項８記載の電解
液。 - 【請求項１３】 上記アセチレンジオール系界面活性剤
が、疎水基としてアルキル基を有し、親水基として３重
結合および水酸基を有する構造を有することを特徴とす
る請求項１２記載の電解液。 - 【請求項１４】 電解液を用いて基体上に電解めっきを
行うようにした半導体装置の製造方法において、 消泡剤として非イオン系界面活性剤が添加された電解液
を用いて電解めっきを行うようにしたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 上記電解液に上記非イオン系界面活性
剤が０．０１〜５％添加されていることを特徴とする請
求項１４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１６】 上記電解液に上記非イオン系界面活性
剤が０．１〜５％添加されていることを特徴とする請求
項１４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 上記電解液が硫酸銅水溶液に非イオン
系界面活性剤が添加されたものであることを特徴とする
請求項１４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】 上記基体上に銅の電解めっきを行うよ
うにしたことを特徴とする請求項１４記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項１９】 上記非イオン系界面活性剤がアセチレ
ンジオール系界面活性剤、エチレングリコール系界面活
性剤、ポリエチレングリコール系界面活性剤および多価
アルコール系界面活性剤からなる群より選ばれた少なく
とも一種類を含むことを特徴とする請求項１４記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２０】 上記アセチレンジオール系界面活性剤
が、疎水基としてアルキル基を有し、親水基として３重
結合および水酸基を有する構造を有することを特徴とす
る請求項１９記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10237310A JP2000064083A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 電解処理方法、電解液および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10237310A JP2000064083A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 電解処理方法、電解液および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000064083A true JP2000064083A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=17013481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10237310A Pending JP2000064083A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 電解処理方法、電解液および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000064083A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU761106B2 (en) * | 2000-03-08 | 2003-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic toner, process for production thereof, and image forming method, apparatus and process cartridge using the toner |
| WO2003058696A1 (fr) * | 2002-01-07 | 2003-07-17 | Sony Corporation | Procede de production d'un film metallique |
| KR100422455B1 (ko) * | 2001-11-02 | 2004-03-11 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 구리 전해 도금액 |
| WO2004101859A1 (ja) * | 2003-05-14 | 2004-11-25 | Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. | 低粗面電解銅箔及びその製造方法 |
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| KR101258732B1 (ko) | 2009-12-24 | 2013-04-26 | 주식회사 포스코 | 스테인리스 냉연강판의 황산 전해 산세 방법 |
| JP2018113482A (ja) * | 2018-04-18 | 2018-07-19 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置 |
| JP2020029584A (ja) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 奥野製薬工業株式会社 | 無電解めっき用銀触媒付与剤用添加剤 |
-
1998
- 1998-08-24 JP JP10237310A patent/JP2000064083A/ja active Pending
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