JP2000087295A - 電解メッキ方法、電解メッキ装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

電解メッキ方法、電解メッキ装置及び半導体装置の製造方法

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JP2000087295A
JP2000087295A JP10255449A JP25544998A JP2000087295A JP 2000087295 A JP2000087295 A JP 2000087295A JP 10255449 A JP10255449 A JP 10255449A JP 25544998 A JP25544998 A JP 25544998A JP 2000087295 A JP2000087295 A JP 2000087295A
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plating
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electrode plate
film
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Hideji Hirao
秀司 平尾
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Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解メッキを用いて、半導体基板上に均一な
膜厚を有するメッキ金属膜を形成する。 【解決手段】 銅膜１１１が堆積された半導体基板１０
０を保持している基板ホルダー３をメッキ液２中に陽極
４と対向するように浸す。次に、電界遮蔽板８を半導体
基板１００と陽極４との間に開口部８ａが半導体基板１
００の中央部と対向するように配置した後、電解メッキ
によって半導体基板１００上の銅膜１１１上にメッキ銅
膜１１２を堆積する。メッキ工程の前期において、電界
遮蔽板８を左方に移動して半導体基板１００の中央部に
電界を集中させることにより、該中央部にメッキ銅膜１
１２を厚く堆積する。メッキ工程の後期において、電界
遮蔽板８を段階的に右方に移動して半導体基板１００の
中央部に対する電界の集中を段階的に緩和することによ
り、半導体基板１００の全面に亘ってメッキ銅膜１１２
を堆積する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解メッキ方法、
電解メッキ装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の電解メッキ装置及び該電解
メッキ装置を用いて行う電解メッキ方法について、半導
体基板上に銅メッキを行う場合を例として図１２及び図
１３を参照しながら説明する。
【０００３】図１２は従来の電解メッキ装置の斜視図で
あり、図１３は図１２に示す電解メッキ装置の縦断面図
である。
【０００４】図示は省略しているが、図１３に示すメッ
キの対象となる半導体基板１００上には、トランジスタ
素子、容量素子及び金属配線などのＬＳＩ構成要素が形
成されていると共に、ＬＳＩ構成要素上に薄い銅膜１０
１が堆積されている。薄い銅膜１０１は電解メッキにお
いて陰極として使用される。
【０００５】図１２及び図１３に示すように、電解メッ
キ槽１の内部にはメッキ液２が貯留されており、メッキ
液２中には基板ホルダー３及び陽極４が互いに対向する
ように配置されている。メッキ液２としては、純水に対
して１５０ｇ／ｌの硫酸、８０ｇ／ｌの硫酸銅、５０ｐ
ｐｍ程度の塩酸及び数ｍｌ／ｌの添加剤が混合されたも
のが用いられる。陽極４としては、リンを含む銅電極板
等が用いられる。
【０００６】基板ホルダー３は、半導体基板１００を収
納する空間部を有しているとともに、陽極４と対向する
壁面に開口部３ａを有している。半導体基板１００は、
その表面が基板ホルダー３の開口部３ａの方に向いた状
態で基板ホルダー３に保持されている。基板ホルダー３
の開口部３ａの周辺にはリング状の電流印加電極５が取
り付けられており、電流印加電極５は一端側が直流電源
６と接続されており、他端側が半導体基板１００上の銅
膜１０１の周縁部と電気的に接続されている。電流印加
電極５としては、金電極又は白金でコーティングされた
チタン電極等が用いられる。基板ホルダー３の開口部３
ａの周辺にはＯリング７が設けられており、半導体基板
１００の裏面及び電流印加電極５とメッキ液２との接触
が防止されている。基板ホルダー３と陽極４との間には
電界遮蔽板８が配置されており、電界遮蔽板８には開口
部８ａが設けられている。電界遮蔽板８の開口部８ａは
円形又は小円形の集合よりなり、陽極４から半導体基板
１００に向かう電界を絞り込む働きをする。
【０００７】陽極４と電流印加電極５との間に電流を流
すと、半導体基板１００上の銅膜１０１上に電解メッキ
によってメッキ銅膜を堆積することができる。使用する
電流の大きさは数ｍＡ／ｃｍ2 から数十ｍＡ／ｃｍ2 程
度である。
【０００８】なお、メッキ銅膜の膜厚の均一性を向上さ
せるために、メッキ液２の撹拌を行ってもよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電解メッキ方法を用いて半導体基板１００の表面にメッ
キ金属膜を成膜した場合には、半導体基板１００の中央
部でメッキ金属膜の膜厚が薄くなる一方、半導体基板１
００の周縁部でメッキ金属膜の膜厚が厚くなるという問
題が生じる。
【００１０】図１４（ａ），（ｂ）は、半導体基板１０
０上に堆積された１００ｎｍの膜厚を有する銅膜１０１
を陰極として使用する電解メッキによって、銅膜１０１
上に約６００ｎｍの膜厚を有するメッキ銅膜が堆積され
たときの膜厚分布を示している。図１４（ａ）は半導体
基板１００を正面から見た図であり、図１４（ｂ）は図
１４（ａ）におけるXIV −XIV 線の断面図であって、半
導体基板１００の中心からの距離とメッキ銅膜の膜厚と
の間の関係を示している。図１４（ａ）においては、メ
ッキ銅膜の膜厚の平均値となる部位を太い実線で示して
いると共に、メッキ銅膜の膜厚が互いに等しい部位を破
線で示している。また、図１４（ａ）において、メッキ
銅膜の膜厚が膜厚の平均値よりも厚い部分を＋の印で示
しており、メッキ銅膜の膜厚が膜厚の平均値よりも薄い
部分を−の印で示している。
【００１１】図１４（ａ），（ｂ）から分かるように、
半導体基板１００の周縁部ではメッキ銅膜の膜厚が厚く
なっている一方、半導体基板１００の中央部ではメッキ
銅膜の膜厚が薄くなっている。従って、電流印加電極５
に近いほどメッキ銅膜の膜厚が厚くなっているといえ
る。また、図１４（ｂ）から分かるように、メッキ銅膜
の膜厚の最大値と最小値との差は１００ｎｍ以上もある
ので、このメッキ銅膜を例えばＬＳＩ配線用の材料とし
て使用することは困難である。
【００１２】前記に鑑み、本発明は、電解メッキを用い
て半導体基板上に均一な膜厚を有するメッキ金属膜を形
成できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願発明者は、半導体基
板１００の周縁部と中央部とにおいて、メッキ銅膜の膜
厚に差異が生じる原因について検討するため、電解メッ
キにおいて陰極として使用する銅膜１０１の膜厚と、半
導体基板１００の中央部及び周縁部におけるメッキ銅膜
の堆積速度との関係について調べた。図１５は、その結
果を示すものである。図１５において、縦軸はメッキ銅
膜の堆積速度を示しており、横軸は陰極として使用する
銅膜１０１の膜厚を示している。銅膜１０１の膜厚と銅
膜１０１のシート抵抗とは反比例するので、図１５の横
軸は銅膜１０１の膜厚を示すと共に、銅膜１０１のシー
ト抵抗をも示している。図１５から分かるように、陰極
として使用される銅膜１０１の膜厚が約９００ｎｍ以下
の場合には、半導体基板１００の周縁部におけるメッキ
銅膜の堆積速度の方が、半導体基板１００の中央部にお
けるメッキ銅膜の堆積速度よりも大きくなっており、そ
の堆積速度の差は、陰極として使用する銅膜１０１の膜
厚が薄いほど大きくなっている。従って、電流印加電極
５からの距離の差異によって銅膜１０１のシート抵抗が
もたらす電圧降下の影響が異なるため、半導体基板１０
０の面内における電流供給の大きさ、ひいては析出され
る銅の量に差が生じてくると考えられる。
【００１４】本発明は、前記の知見に基づいてなされた
ものであって、具体的には、本発明に係る第１の電解メ
ッキ方法は、電解メッキ槽の内部に貯留された金属イオ
ンを含むメッキ液中に半導体基板及び電極板を互いに対
向するように配置して、半導体基板上に金属イオンが還
元された金属原子からなるメッキ膜を形成する電解メッ
キ方法を対象とし、メッキ工程の前期において、電極板
から半導体基板に向かう電界を半導体基板の中央部に集
中させて該中央部に対して主としてメッキを行う工程
と、メッキ工程の後期において、電極板から半導体基板
に向かう電界の半導体基板の中央部への集中を緩和させ
て半導体基板の全面に亘ってメッキを行う工程とを備え
ている。
【００１５】第１の電解メッキ方法によると、メッキ工
程の前期においては、半導体基板上における金属膜のシ
ート抵抗がもたらす電圧降下のために本来メッキされに
くい半導体基板の中央部に、電極板から半導体基板に向
かう電界が集中するため、半導体基板の中央部における
メッキ金属膜の膜厚を厚くすることができる。また、メ
ッキ工程の後期においては、電極板から半導体基板に向
かう電界の半導体基板の中央部への集中が緩和するた
め、半導体基板の全面に亘ってメッキ金属膜を堆積でき
ると共に、メッキ工程の前期において半導体基板の中央
部に堆積されたメッキ金属膜と併せて、半導体基板上に
均一な膜厚を有するメッキ金属膜を形成できる。
【００１６】本発明に係る第２の電解メッキ方法は、電
解メッキ槽の内部に貯留された金属イオンを含むメッキ
液中に半導体基板及び電極板を互いに対向するように配
置して、半導体基板上に金属イオンが還元された金属原
子からなるメッキ膜を形成する電解メッキ方法を対象と
し、半導体基板と電極板との間に、開口部を有する電界
遮蔽板を配置して、電極板から半導体基板に向かう電界
を半導体基板上の所望の領域に集中させて該所望の領域
にメッキを行う工程を、電界遮蔽板を半導体基板に対し
て平行移動しながら又は平行移動する毎に繰り返し行う
ことによって、半導体基板の全面に亘ってメッキを行う
工程を備えている。
【００１７】第２の電解メッキ方法によると、半導体基
板と電極板との間に、開口部を有する電界遮蔽板を配置
して、電極板から半導体基板に向かう電界を半導体基板
上の所望の領域に集中させる一方、該所望の領域におい
ては半導体基板上における金属膜のシート抵抗がもたら
す電圧降下の差を無視できるので、該所望の領域に均一
な膜厚を有するメッキ金属膜を形成できる。また、この
工程を、電界遮蔽板を半導体基板に対して平行移動しな
がら又は平行移動する毎に繰り返し行うことによって、
半導体基板上に均一な膜厚を有するメッキ金属膜を形成
できる。
【００１８】本発明に係る第１の電解メッキ装置は、金
属イオンを含むメッキ液を貯留する電解メッキ槽と、メ
ッキ液中に浸漬される半導体基板と対向するように設け
られた電極板と、半導体基板と電極板との間に配置さ
れ、半導体基板の中央部と対向する位置に開口部を有す
る電界遮蔽板と、半導体基板と電界遮蔽板との間の距離
が変動するように、半導体基板又は電界遮蔽板を相対移
動させる駆動手段とを備えている。
【００１９】第１の電解メッキ装置によると、半導体基
板の中央部と対向する位置に開口部を有する電界遮蔽板
が半導体基板と電極板との間に配置されているため、半
導体基板又は電界遮蔽板を相対移動させる駆動手段によ
って、半導体基板と電界遮蔽板との間の距離を短くする
と、電極板から半導体基板に向かう電界を半導体基板の
中央部に集中できる。また、半導体基板又は電界遮蔽板
を相対移動させる駆動手段によって、半導体基板と電界
遮蔽板との間の距離を長くすると、電極板から半導体基
板に向かう電界の半導体基板の中央部への集中を緩和で
きる。
【００２０】本発明に係る第２の電解メッキ装置は、金
属イオンを含むメッキ液を貯留する電解メッキ槽と、メ
ッキ液中に浸漬される半導体基板と対向するように設け
られた電極板と、半導体基板と電極板との間に配置さ
れ、半導体基板の中央部と対向する位置に開口部を有す
る電界遮蔽板と、電界遮蔽板の開口部の面積を増減する
開口面積可変手段とを備えている。
【００２１】第２の電解メッキ装置によると、半導体基
板の中央部と対向する位置に開口部を有する電界遮蔽板
が半導体基板と電極板との間に配置されているため、開
口面積可変手段によって、電界遮蔽板の開口部の面積を
小さくすると、電極板から半導体基板に向かう電界を半
導体基板の中央部に集中できる。また、開口面積可変手
段によって、電界遮蔽板の開口部の面積を大きくする
と、電極板から半導体基板に向かう電界の半導体基板の
中央部への集中を緩和できる。
【００２２】本発明に係る第３の電解メッキ装置は、金
属イオンを含むメッキ液を貯留する電解メッキ槽と、メ
ッキ液中に浸漬される半導体基板と対向するように設け
られた電極板と、半導体基板と電極板との間に配置さ
れ、開口部を有する電界遮蔽板と、電界遮蔽板を半導体
基板に対して平行移動させる駆動手段とを備えている。
【００２３】第３の電解メッキ装置によると、開口部を
有する電界遮蔽板を半導体基板に対して平行移動させる
駆動手段によって、電界遮蔽板を半導体基板に対して平
行移動させると、電極板から半導体基板に向かう電界を
半導体基板上の所望の領域に集中できる。
【００２４】本発明に係る第１の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に電解メッキによってメッキ金属膜を
形成する金属膜形成工程と、メッキ金属膜をパターニン
グして金属配線を形成する金属配線形成工程とを備えた
半導体装置の製造方法を前提とし、金属膜形成工程は電
解メッキ槽の内部に貯留された金属イオンを含むメッキ
液中に半導体基板及び電極板を互いに対向するように配
置して、メッキ工程の前期において電極板から半導体基
板に向かう電界を半導体基板の中央部に集中させて該中
央部に対して主としてメッキを行った後、メッキ工程の
後期において電極板から半導体基板に向かう電界の半導
体基板の中央部への集中を緩和させて半導体基板の全面
に亘ってメッキを行うことにより、半導体基板上に金属
イオンが還元された金属原子からなるメッキ金属膜を形
成する工程を含む。
【００２５】第１の半導体装置の製造方法によると、メ
ッキ工程の前期においては、本来メッキされにくい半導
体基板の中央部に、電極板から半導体基板に向かう電界
が集中するため、半導体基板の中央部におけるメッキ金
属膜の膜厚を厚くすることができる。また、メッキ工程
の後期においては、電極板から半導体基板に向かう電界
の半導体基板の中央部への集中が緩和するため、半導体
基板の全面に亘ってメッキ金属膜を堆積できると共に、
メッキ工程の前期において半導体基板の中央部に堆積さ
れたメッキ金属膜と併せて、半導体基板上に均一な膜厚
を有するメッキ金属膜を形成できる。さらに、該メッキ
金属膜をパターニングして金属配線を形成すると、該金
属配線の抵抗値を均一化できる。
【００２６】本発明に係る第２の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上の層間絶縁膜に配線溝を形成した後、
該配線溝を含む層間絶縁膜上に電解メッキによってメッ
キ金属膜を形成する金属膜形成工程と、メッキ金属膜に
おける層間絶縁膜上に露出している部分を除去して、配
線溝に埋め込まれているメッキ金属膜からなる金属配線
を形成する金属配線形成工程とを備えた半導体装置の製
造方法を前提とし、金属膜形成工程は電解メッキ槽の内
部に貯留された金属イオンを含むメッキ液中に半導体基
板及び電極板を互いに対向するように配置して、メッキ
工程の前期において電極板から半導体基板に向かう電界
を半導体基板の中央部に集中させて該中央部に対して主
としてメッキを行った後、メッキ工程の後期において電
極板から半導体基板に向かう電界の半導体基板の中央部
への集中を緩和させて半導体基板の全面に亘ってメッキ
を行うことにより、半導体基板上に形成された配線溝を
含む層間絶縁膜上に金属イオンが還元された金属原子か
らなるメッキ金属膜を形成する工程を含む。
【００２７】第２の半導体装置の製造方法によると、メ
ッキ工程の前期においては、本来メッキされにくい半導
体基板の中央部に、電極板から半導体基板に向かう電界
が集中するため、半導体基板の中央部におけるメッキ金
属膜の膜厚を厚くすることができる。また、メッキ工程
の後期においては、電極板から半導体基板に向かう電界
の半導体基板の中央部への集中が緩和するため、半導体
基板の全面に亘ってメッキ金属膜を堆積できると共に、
メッキ工程の前期において半導体基板の中央部に堆積さ
れたメッキ金属膜と併せて、半導体基板上に形成された
配線溝を含む層間絶縁膜上に均一な膜厚を有するメッキ
金属膜を形成できる。さらに、該メッキ金属膜における
層間絶縁膜上に露出している部分を除去して、配線溝に
埋め込まれているメッキ金属膜からなる金属配線を形成
すると、該金属配線の抵抗値を均一化できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係る電解メッキ装置及び該電解メッ
キ装置を用いて行う電解メッキ方法について、図１〜図
３を参照しながら説明する。
【００２９】図１は第１の実施形態に係る電解メッキ装
置の斜視図であり、図２及び図３は、電解メッキ装置内
の電界分布の状態及び半導体基板表面に形成されたメッ
キ銅膜の堆積状態を示す断面図であって、図２はメッキ
工程の初期の状態を表し、図３はメッキ工程の終期の状
態を表している。
【００３０】図示は省略しているが、図２及び図３にお
いてメッキの対象となる半導体基板１００上には、トラ
ンジスタ素子、容量素子及び金属配線などのＬＳＩ構成
要素が形成されていると共に、ＬＳＩ構成要素上に薄い
銅膜１１１が堆積されている。銅膜１１１は電解メッキ
において陰極として使用される。
【００３１】第１の実施形態においては、図１２及び図
１３に示した従来の電解メッキ装置と同一の部材には同
一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００３２】第１の実施形態に係る電解メッキ装置が従
来の電解メッキ装置と異なっている点を図１を参照しな
がら以下に説明する。
【００３３】電解メッキ槽１の上部における基板ホルダ
ー３と反対側には板状の支持台１ａが固定されている。
支持台１ａには、左右方向へ進退するピストン９ａを有
する電界遮蔽板駆動装置９が取り付けられており、電界
遮蔽板駆動装置９におけるピストン９ａの先端部は電界
遮蔽板８の右側面に固定されている。従って、電界遮蔽
板駆動装置９を駆動させてピストン９ａを進退させる
と、これに伴って電界遮蔽板８は左右方向に移動する。
【００３４】以下、第１の実施形態に係る電解メッキ方
法を、図１〜図３を参照しながら直径２００ｍｍの半導
体基板に銅メッキを行う場合について説明する。
【００３５】まず、半導体基板１００の表面に、例えば
スパッタ法を用いて１００ｎｍの膜厚を有する銅膜１１
１を堆積した後、半導体基板１００を基板ホルダー３に
装着する。このとき、基板ホルダー３の電流印加電極５
を、半導体基板１００上の銅膜１１１の周縁部に接触さ
せておく。次に、基板ホルダー３のＯリング７によっ
て、半導体基板１００の裏面及び電流印加電極５とメッ
キ液２との接触を防止した後、電解メッキ槽１に貯留さ
れたメッキ液２中に、半導体基板１００を保持している
基板ホルダー３を陽極４と対向するように浸す。
【００３６】次に、図１に示すように、電界遮蔽板８を
半導体基板１００と陽極４との間に電界遮蔽板８の開口
部８ａが半導体基板１００の中央部と対向するように配
置した後、陽極４と電流印加電極５との間に電流を流し
て電解メッキを行うことによって、半導体基板１００上
の銅膜１１１上にメッキ銅膜１１２を堆積する。電界遮
蔽板８としては、例えば直径５０ｍｍの円形状の開口部
８ａを有するものを使用する。
【００３７】メッキ工程の初期においては、図２に示す
ように半導体基板１００と電界遮蔽板８との間の距離が
３０ｍｍになるように電界遮蔽板駆動装置９のピストン
９ａを前進させることによって電界遮蔽板８を左方に移
動して電解メッキを行う。
【００３８】このようにメッキ工程の初期すなわちメッ
キ工程の前期においては、半導体基板１００の中央部に
電界が集中するため、該中央部において銅イオンの供給
量が増えるので、該中央部におけるメッキ銅膜１１２の
膜厚を厚くすることができる。
【００３９】メッキ工程の中期においては、半導体基板
１００の中央部でメッキ銅膜１１２の膜厚が例えば２０
０ｎｍになったところで、半導体基板１００と電界遮蔽
板８との間の距離が５０ｍｍになるように電界遮蔽板駆
動装置９のピストン９ａを後退させることによって電界
遮蔽板８を右方へ移動して電解メッキを継続した後、半
導体基板１００の中央部でメッキ銅膜１１２の膜厚が例
えば５００ｎｍになったところで、半導体基板１００と
電界遮蔽板８との間の距離が７０ｍｍになるように電界
遮蔽板駆動装置９のピストン９ａを後退させることによ
って電界遮蔽板８をさらに右方へ移動して電解メッキを
継続する。
【００４０】メッキ工程の終期においては、半導体基板
１００の中央部でメッキ銅膜１１２の膜厚が例えば１０
００ｎｍ以上になったところで、図３に示すように半導
体基板１００と電界遮蔽板８との間の距離が１００ｍｍ
になるように電界遮蔽板駆動装置９のピストン９ａを後
退させることによって電界遮蔽板８をさらに右方へ移動
して電解メッキを行う。
【００４１】このようにメッキ工程の中期及び終期すな
わちメッキ工程の後期においては、メッキ銅膜１１２の
膜厚の増加に応じて電界遮蔽板８を半導体基板１００か
ら段階的に遠ざけることによって、半導体基板１００の
中央部に対する電界の集中が段階的に緩和するため、半
導体基板１００の全面に亘ってメッキ銅膜１１２を堆積
できると共に、半導体基板１００上に均一な膜厚を有す
るメッキ銅膜１１２を形成できる。
【００４２】第１の実施形態に係る電解メッキ方法によ
ると、メッキ工程の前期においては、メッキ銅膜１１２
が堆積されにくい半導体基板１００の中央部に電界が集
中するため、該中央部にメッキ銅膜１１２を厚く堆積で
きる。また、メッキ工程の後期においては、メッキ銅膜
１１２の膜厚の増加に応じて半導体基板１００の中央部
に対する電界の集中が段階的に緩和するため、半導体基
板１００の全面に亘ってメッキ銅膜１１２を堆積できる
と共に、メッキ工程の前期において半導体基板１００の
中央部に堆積されたメッキ銅膜１１２と併せて、半導体
基板１００上に均一な膜厚を有するメッキ銅膜１１２を
形成できる。
【００４３】なお、第１の実施形態において、電界遮蔽
板８における開口部８ａの大きさを５０ｍｍとしたが、
電界遮蔽板８における開口部８ａの大きさは半導体基板
１００の直径のおおよそ２分の１以下が好ましく、メッ
キ条件又はメッキ液２の種類などによって変えることが
好ましい。
【００４４】また、第１の実施形態において、メッキ工
程の初期における半導体基板１００と電界遮蔽板８との
間の距離を３０ｍｍとしたが、メッキ工程の初期におけ
る半導体基板１００と電界遮蔽板８の距離は半導体基板
１００の直径のおおよそ２分の１以下が好ましく、メッ
キ条件又はメッキ液２の種類などによって変えることが
好ましい。
【００４５】また、第１の実施形態において、半導体基
板１００と電界遮蔽板８との間の距離を段階的に変えた
が、これに代えて、メッキ銅膜１１２の膜厚の増加に応
じて半導体基板１００と電界遮蔽板８との間の距離を連
続的に変化させてもよい。
【００４６】また、第１の実施形態において、電界遮蔽
板駆動装置９によって電界遮蔽板８を左右に移動するこ
とにより、半導体基板１００と電界遮蔽板８との間の距
離を変化させたが、半導体基板１００を保持している基
板ホルダー３を左右に移動することにより、半導体基板
１００と電界遮蔽板８との間の距離を変化させてもよい
し、陽極４及び電界遮蔽板８の両方を同時に左右に移動
することにより、半導体基板１００と電界遮蔽板８との
間の距離を変化させてもよい。
【００４７】また、第１の実施形態において、メッキ液
２中に基板ホルダー３及び陽極４を左右方向に互いに対
向するように配置して電解メッキを行ったが、これに代
えて、基板ホルダー３及び陽極４を上下方向又は前後方
向に互いに対向するように配置してもよい。なお、基板
ホルダー３及び陽極４を上下方向に互いに対向するよう
に配置する場合、基板ホルダー３を陽極４に対して上方
に配置してもよいし、下方に配置してもよい。
【００４８】さらに、第１の実施形態において、半導体
基板１００を基板ホルダー３に保持した状態で電解メッ
キを行ったが、これに代えて、基板ホルダー３を用いず
に半導体基板１００に直接電解メッキを行ってもよい。
【００４９】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係る電解メッキ装置及び該電解メッキ装置を
用いて行う電解メッキ方法について、図４及び図５を参
照しながら説明する。
【００５０】図４及び図５は、第２の実施形態に係る電
解メッキ装置内の電界分布の状態及び半導体基板表面に
形成されたメッキ銅膜の堆積状態を示す断面図であっ
て、図４はメッキ工程の前期の状態を表し、図５はメッ
キ工程の後期の状態を表している。
【００５１】図示は省略しているが、図４及び図５にお
いてメッキの対象となる半導体基板１００上には、トラ
ンジスタ素子、容量素子及び金属配線などのＬＳＩ構成
要素が形成されており、さらに、ＬＳＩ構成要素上に薄
い銅膜１２１が堆積されている。銅膜１２１は電解メッ
キにおいて陰極として使用される。
【００５２】第２の実施形態においては、図１２及び図
１３に示した従来の電解メッキ装置と同一の部材には同
一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００５３】第２の実施形態に係る電解メッキ装置が従
来の電解メッキ装置と異なっている点を図４及び図５を
参照しながら以下に説明する。
【００５４】基板ホルダー３と陽極４との間には、開口
部１０ａと該開口部１０ａの面積を変化させる開口面積
可変手段としての絞り機構１０ｂとを有する電界遮蔽板
１０が配置されている。絞り機構１０ｂは、複数の羽根
板が開口部１０ａの中心部に対して進退することによっ
て、開口部１０ａの面積を変えることができる。このよ
うにして、開口面積可変手段を操作して電界遮蔽板１０
の開口部１０ａの面積を変えることによって、陽極４か
ら半導体基板１００に向かう電界の分布を制御すること
ができる。
【００５５】以下、第２の実施形態に係る電解メッキ方
法を、図４及び図５を参照しながら半導体基板に銅メッ
キを行う場合について説明する。
【００５６】まず、半導体基板１００の表面に銅膜１２
１を堆積した後、半導体基板１００を基板ホルダー３に
装着する。このとき、基板ホルダー３の電流印加電極５
を、半導体基板１００上の銅膜１２１の周縁部に接触さ
せておく。次に、基板ホルダー３のＯリング７によっ
て、半導体基板１００の裏面及び電流印加電極５とメッ
キ液２の接触を防止した後、電解メッキ槽１に貯留され
たメッキ液２中に、半導体基板１００を保持している基
板ホルダー３を陽極４と対向するように浸す。
【００５７】次に、図４に示すように、電界遮蔽板１０
を半導体基板１００と陽極４との間に開口部１０ａが半
導体基板１００の中央部と対向するように配置した後、
陽極４と電流印加電極５との間に電流を流して電解メッ
キを行うことによって、半導体基板１００上の銅膜１２
１上にメッキ銅膜１２２を堆積する。
【００５８】メッキ工程の前期においては、図４に示す
ように、電界遮蔽板１０の絞り機構１０ｂを操作して電
界遮蔽板１０の開口部１０ａの面積を小さくする。この
ようにすると、半導体基板１００の中央部に電界が集中
するため、該中央部において銅イオンの供給量が増える
ので、該中央部におけるメッキ銅膜１２２の膜厚を厚く
することができる。
【００５９】メッキ工程の後期においては、図５に示す
ように、メッキ銅膜１２２の膜厚の増加に応じて、電界
遮蔽板１０の絞り機構１０ｂを操作して電界遮蔽板１０
の開口部１０ａの面積を段階的又は連続的に大きくして
いく。このようにすると、メッキ銅膜１２２の膜厚の増
加に応じて半導体基板１００の中央部に対する電界の集
中が段階的又は連続的に緩和するため、半導体基板１０
０の全面に亘ってメッキ銅膜１２２を堆積できると共
に、半導体基板１００上に均一な膜厚を有するメッキ銅
膜１２２を形成できる。
【００６０】第２の実施形態に係る電解メッキ方法によ
ると、メッキ工程の前期においては、メッキ銅膜１２２
が堆積されにくい半導体基板１００の中央部に電界が集
中するため、該中央部にメッキ銅膜１２２を厚く堆積で
きる。また、メッキ工程の後期においては、メッキ銅膜
１２２の膜厚の増加に応じて半導体基板１００の中央部
に対する電界の集中が段階的又は連続的にに緩和するた
め、半導体基板１００の全面に亘ってメッキ銅膜１２２
を堆積できると共に、メッキ工程の前期において半導体
基板１００の中央部に堆積されたメッキ銅膜１２２と併
せて、半導体基板１００上に均一な膜厚を有するメッキ
銅膜１２２を形成できる。
【００６１】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係る電解メッキ装置及び該電解メッキ装置を
用いて行う電解メッキ方法について、図６及び図７を参
照しながら説明する。
【００６２】図６及び図７は、第３の実施形態に係る電
解メッキ装置内の電界分布の状態及び半導体基板表面に
形成されたメッキ銅膜の堆積状態を示す断面図であっ
て、図６はメッキ工程の最初の状態を表し、図７はメッ
キ工程の途中の状態を表している。
【００６３】図示は省略しているが、図６及び図７にお
いてメッキの対象となる半導体基板１００上には、トラ
ンジスタ素子、容量素子及び金属配線などのＬＳＩ構成
要素が形成されており、さらに、ＬＳＩ構成要素上に薄
い銅膜１３１が堆積されている。銅膜１３１は電解メッ
キにおいて陰極として使用される。
【００６４】第３の実施形態においては、図１２及び図
１３に示した従来の電解メッキ装置と同一の部材には同
一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００６５】第３の実施形態に係る電解メッキ装置が従
来の電解メッキ装置と異なっている点を図６及び図７を
参照しながら以下に説明する。
【００６６】基板ホルダー３と陽極４との間には、半導
体基板１００に対して平行移動可能な電界遮蔽板１１が
配置されている。平行移動可能な電界遮蔽板１１は、半
導体基板１００の面積よりも十分に小さい開口部１１ａ
を有しており、平行移動可能な電界遮蔽板１１を半導体
基板１００に対して平行移動することによって、半導体
基板１００の所望の領域に陽極４から半導体基板１００
に向かう電界を集中させることができる。
【００６７】以下、第３の実施形態に係る電解メッキ方
法を、図６及び図７を参照しながら半導体基板に銅メッ
キを行う場合について説明する。
【００６８】まず、半導体基板１００の表面に銅膜１３
１を堆積した後、半導体基板１００を基板ホルダー３に
装着する。このとき、基板ホルダー３の電流印加電極５
を、半導体基板１００上の銅膜１３１の周縁部に接触さ
せておく。次に、基板ホルダー３のＯリング７によっ
て、半導体基板１００の裏面及び電流印加電極５とメッ
キ液２の接触を防止した後、電解メッキ槽１に貯留され
たメッキ液２中に、半導体基板１００を保持している基
板ホルダー３を陽極４と対向するように浸す。
【００６９】次に、図６に示すように、平行移動可能な
電界遮蔽板１１を半導体基板１００と陽極４との間であ
って半導体基板１００の近傍に配置した後、陽極４と電
流印加電極５との間に電流を流して電解メッキを行うこ
とによって、半導体基板１００上の銅膜１３１上の一の
領域１３１ａにメッキ銅膜１３２を堆積する。このよう
にすると、半導体基板１００の面積に比べて小さい一の
領域１３１ａに電界が集中するため、該一の領域１３１
ａにおいては、銅膜１３１のシート抵抗がもたらす電圧
降下の差を無視できるので、該一の領域１３１ａにおい
てほぼ均一な膜厚を有するメッキ銅膜１３２を堆積でき
る。
【００７０】次に、図７に示すように、平行移動可能な
電界遮蔽板１１を半導体基板１００に対して平行移動さ
せて、半導体基板１００上の銅膜１３１上の他の領域１
３１ｂにメッキ銅膜１３２を堆積する。このようにする
と、半導体基板１００上の面積の小さい他の領域１３１
ｂに電界が集中するため、該他の領域１３１ｂにおける
銅膜１３１のシート抵抗がもたらす電圧降下の差を無視
できるので、該他の領域１３１ｂにおいてほぼ均一な膜
厚を有するメッキ銅膜１３２を堆積できる。
【００７１】第３の実施形態に係る電解メッキ方法によ
ると、半導体基板１００と陽極４との間に、開口部１１
ａを有する電界遮蔽板１１を配置して、陽極４から半導
体基板１００に向かう電界を半導体基板１００上の所望
の領域に集中させると、該所望の領域に均一な膜厚を有
するメッキ金属膜１３２を形成できるので、この工程
を、電界遮蔽板１１を半導体基板に対して平行移動しな
がら又は平行移動する毎に繰り返し行うことによって、
半導体基板１００上に均一な膜厚を有するメッキ金属膜
１３２を形成できる。
【００７２】なお、第３の実施形態において、平行移動
可能な電界遮蔽板１１の開口部１１ａの大きさは半導体
基板１００の直径のおおよそ３分の１以下が好ましい。
【００７３】また、第３の実施形態において、半導体基
板１００と平行移動可能な電界遮蔽板１１との間の距離
は半導体基板１００の直径のおおよそ３分の１以下が好
ましい。
【００７４】さらに、第１〜第３の実施形態において、
銅メッキを行ったが、これに代えて、その他の金属メッ
キ、例えば、金、銀、コバルト、ニッケルなどのメッキ
を行っても同様の効果が得られる。
【００７５】（第４の実施形態）第４の実施形態に係る
半導体装置の製造方法について、図８（ａ）〜（ｄ）の
工程断面図を参照しながら説明する。
【００７６】なお、図示は省略しているが、図８（ａ）
〜（ｄ）において、半導体基板１００上にはトランジス
タ素子、容量素子及び金属配線などのＬＳＩ構成要素が
形成されている。
【００７７】まず、図８（ａ）に示すように、半導体基
板１００上に、例えばスパッタ法を用いて５０ｎｍの膜
厚を有するタンタル膜１４１及び１００ｎｍの膜厚を有
する銅膜１４２を順次形成する。タンタル膜１４１は半
導体基板１００と銅膜１４２との間の密着性を向上させ
るために形成され、また、銅膜１４２は電解メッキにお
いて陰極として使用される。
【００７８】次に、図８（ｂ）に示すように、本発明の
第１の実施形態に係る電解メッキ方法を用いて、銅膜１
４２上にメッキ銅膜１４３Ａを堆積する。
【００７９】次に、図８（ｃ）に示すように、メッキ銅
膜１４３Ａ上に例えばプラズマＣＶＤ法を用いて１００
ｎｍの膜厚を有するシリコン窒化膜１４４を堆積した
後、該シリコン窒化膜１４４上にリソグラフィ及びドラ
イエッチングを用いて所望の配線パターン形状を有する
レジストパターン１４５を形成し、その後、レジストパ
ターン１４５をマスクとしてシリコン窒化膜１４４に対
してエッチングする。
【００８０】次に、図８（ｄ）に示すように、レジスト
パターン１４５を除去した後、パターン化されたシリコ
ン窒化膜１４４をマスクとしてメッキ銅膜１４３Ａに対
してドライエッチングすることによって、パターン化さ
れたメッキ銅膜１４３Ａからなる銅配線１４６Ａを形成
する。
【００８１】第４の実施形態に係る半導体装置の製造方
法によると、本発明の第１の実施形態に係る電解メッキ
方法を用いて半導体基板１００上にメッキを行うため、
半導体基板１００上に均一な膜厚を有するメッキ銅膜１
４３Ａを形成できる。また、均一な膜厚を有するメッキ
銅膜１４３Ａをパターニングして銅配線１４６Ａを形成
するため、銅配線１４６Ａの抵抗値を均一化できる。
【００８２】以下、第１の比較例として、従来の電解メ
ッキ方法が半導体装置の製造方法に適用された場合につ
いて、図９（ａ）〜（ｄ）の工程断面図を参照しながら
説明する。但し、図８（ａ）〜（ｄ）に示した本発明の
第１の実施形態に係る電解メッキ方法が半導体装置の製
造方法に適用された場合と同一の部材には同一の符号を
付すことにより、説明を省略する。
【００８３】図９（ｂ）に示すように、従来の電解メッ
キ方法を用いて、銅膜１４２上にメッキ銅膜１４３Ｂを
堆積した後、図９（ｃ）に示すように、メッキ銅膜１４
３Ｂ上に１００ｎｍの膜厚を有するシリコン窒化膜１４
４を堆積する。次に、シリコン窒化膜１４４上に所望の
配線パターン形状を有するレジストパターン１４５を形
成した後、レジストパターン１４５をマスクとしてシリ
コン窒化膜１４４に対してエッチングする。次に、図９
（ｄ）に示すように、レジストパターン１４５を除去し
た後、パターン化されたシリコン窒化膜１４４をマスク
としてメッキ銅膜１４３Ｂに対してドライエッチングす
ることによって、パターン化されたメッキ銅膜１４３Ｂ
からなる銅配線１４６Ｂを形成する。
【００８４】第１の比較例によると、従来の電解メッキ
方法を用いて半導体基板１００上にメッキを行うため、
半導体基板１００の周縁部においてはメッキ銅膜１４３
Ｂの膜厚が厚くなり、半導体基板１００の中央部におい
てはメッキ銅膜１４３Ｂの膜厚が薄くなる。従って、ば
らつきのある膜厚を有するメッキ銅膜１４３Ｂをパター
ニングして銅配線１４６Ｂを形成するため、銅配線１４
６Ｂの抵抗値を均一化することはできない。
【００８５】（第５の実施形態）第５の実施形態に係る
半導体装置の製造方法について、図１０（ａ）〜（ｄ）
の工程断面図を参照しながら説明する。
【００８６】なお、図示は省略しているが、図１０
（ａ）〜（ｄ）において、半導体基板１００上にはトラ
ンジスタ素子、容量素子及び金属配線などのＬＳＩ構成
要素が形成されている。
【００８７】まず、図１０（ａ）に示すように、半導体
基板１００上のシリコン酸化膜１５１に配線溝１５２を
形成する。
【００８８】次に、図１０（ｂ）に示すように、配線溝
１５２を含むシリコン酸化膜１５１上に、例えばスパッ
タ法を用いて５０ｎｍの膜厚を有するタンタル膜１５３
及び１００ｎｍの膜厚を有する銅膜１５４を順次形成す
る。タンタル膜１５３は、銅膜１５４を構成する銅のシ
リコン酸化膜１５１への拡散を防止するとともに、シリ
コン酸化膜１５１と銅膜１５４との間の密着性を向上さ
せる。銅膜１５４は、電解メッキにおいて陰極として使
用される。
【００８９】次に、図１０（ｃ）に示すように、本発明
の第１の実施形態に係る電解メッキ方法を用いて銅膜１
５４上にメッキ銅膜１５５Ａを堆積して配線溝１５２を
埋める。
【００９０】次に、図１０（ｄ）に示すように、タンタ
ル膜１５３、銅膜１５４及びメッキ銅膜１５５Ａにおけ
るシリコン酸化膜１５１上に露出している部分を例えば
ＣＭＰ法により除去して、配線溝１５２の内部にタンタ
ル膜１５３、銅膜１５４及びメッキ銅膜１５５Ａからな
る銅配線１５６Ａを形成する。
【００９１】第５の実施形態に係る半導体装置の製造方
法によると、本発明の第１の実施形態に係る電解メッキ
方法を用いて半導体基板１００上のシリコン酸化膜１５
１に形成された配線溝１５２を含むシリコン酸化膜１５
１上に電解メッキを行うため、シリコン酸化膜１５１上
に均一な膜厚を有するメッキ銅膜１５５Ａを形成でき
る。また、均一な膜厚を有するメッキ銅膜１５５Ａにお
けるシリコン酸化膜１５１上に露出している部分を除去
して、配線溝１５２の内部にメッキ銅膜１５５Ａからな
る銅配線１５６Ａを形成するため、銅配線１５６Ａの抵
抗値を均一化できる。
【００９２】以下、第２の比較例として、従来の電解メ
ッキ方法が半導体装置の製造方法に適用された場合につ
いて、図１１（ａ）〜（ｅ）の工程断面図を参照しなが
ら説明する。但し、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した本発
明の第１の実施形態に係る電解メッキ方法が半導体装置
の製造方法に適用された場合と同一の部材には同一の符
号を付すことにより、説明を省略する。
【００９３】図１１（ｃ）に示すように、従来の電解メ
ッキ方法を用いて銅膜１５４上にメッキ銅膜１５５Ｂを
堆積して配線溝１５２を埋めた後、図１１（ｄ）及び図
１１（ｅ）に示すように、タンタル膜１５３、銅膜１５
４及びメッキ銅膜１５５Ｂにおけるシリコン酸化膜１５
１上に露出している部分を例えばＣＭＰ法により除去し
て、配線溝１５２の内部にタンタル膜１５３、銅膜１５
４及びメッキ銅膜１５５Ｂからなる銅配線１５６Ｂを形
成する。
【００９４】第２の比較例によると、従来の電解メッキ
方法を用いて半導体基板１００上のシリコン酸化膜１５
１に形成された配線溝１５２を含むシリコン酸化膜１５
１上に電解メッキを行うため、半導体基板１００の周縁
部においてはメッキ銅膜１５５Ｂの膜厚が厚くなり、半
導体基板１００の中央部においてはメッキ銅膜１５５Ｂ
の膜厚が薄くなる。従って、図１１（ｄ）に示すよう
に、メッキ銅膜１５５Ｂにおけるシリコン酸化膜１５１
上に露出している部分をＣＭＰ法により除去すると、半
導体基板１００の中央部においてはシリコン酸化膜１５
１が露出しても、半導体基板１００の周縁部においては
シリコン酸化膜１５１上にメッキ銅膜１５５Ｂが残る。
その結果、図１１（ｅ）に示すように、半導体基板１０
０の周縁部においてシリコン酸化膜１５１上に残ってい
るメッキ銅膜１５５Ｂを除去するためにさらに研磨を続
けると、半導体基板１００の中央部においては銅配線１
５６Ｂにおけるメッキ銅膜１５５Ｂの膜厚が薄くなるの
で、銅配線１５６Ｂの抵抗値を均一化することはできな
い。
【００９５】
【発明の効果】本発明に係る第１の電解メッキ方法によ
ると、メッキ工程の前期においては、メッキされにくい
半導体基板の中央部に、電極板から半導体基板に向かう
電界が集中するため、半導体基板の中央部におけるメッ
キ金属膜の膜厚を厚くすることができる。また、メッキ
工程の後期においては、電極板から半導体基板に向かう
電界の半導体基板の中央部への集中が緩和するため、半
導体基板の全面に亘ってメッキ金属膜を堆積できると共
に、メッキ工程の前期において半導体基板の中央部に堆
積されたメッキ金属膜と併せて、半導体基板上に均一な
膜厚を有するメッキ金属膜を形成できる。
【００９６】本発明に係る第２の電解メッキ方法による
と、半導体基板と電極板との間に、開口部を有する電界
遮蔽板を配置して、電極板から半導体基板に向かう電界
を半導体基板上の所望の領域に集中させるので、該所望
の領域に均一な膜厚を有するメッキ金属膜を形成できる
と共に、この工程を、電界遮蔽板を半導体基板に対して
平行移動しながら又は平行移動する毎に繰り返し行うこ
とによって、半導体基板上に均一な膜厚を有するメッキ
金属膜を形成できる。
【００９７】本発明に係る第１の電解メッキ装置による
と、半導体基板の中央部と対向する位置に開口部を有す
る電界遮蔽板が半導体基板と電極板との間に配置されて
いるため、半導体基板又は電界遮蔽板を相対移動させる
駆動手段によって、半導体基板と電界遮蔽板との間の距
離を短くすると、電極板から半導体基板に向かう電界を
半導体基板の中央部に集中できるので、該中央部に主と
してメッキ金属膜を堆積できる。また、半導体基板又は
電界遮蔽板を相対移動させる駆動手段によって、半導体
基板と電界遮蔽板との間の距離を長くすると、電極板か
ら半導体基板に向かう電界の半導体基板の中央部への集
中を緩和できるので、半導体基板の全面に亘ってメッキ
金属膜を堆積できる。
【００９８】本発明に係る第２の電解メッキ装置による
と、半導体基板の中央部と対向する位置に開口部を有す
る電界遮蔽板が半導体基板と電極板との間に配置されて
いるため、開口面積可変手段によって、電界遮蔽板の開
口部の面積を小さくすると、電極板から半導体基板に向
かう電界を半導体基板の中央部に集中できるので、該中
央部に主としてメッキ金属膜を堆積できる。また、開口
面積可変手段によって、電界遮蔽板の開口部の面積を大
きくすると、電極板から半導体基板に向かう電界の半導
体基板の中央部への集中を緩和できるので、半導体基板
の全面に亘ってメッキ金属膜を堆積できる。
【００９９】本発明に係る第３の電解メッキ装置による
と、開口部を有する電界遮蔽板を半導体基板に対して平
行移動させる駆動手段によって、電界遮蔽板を半導体基
板に対して平行移動させると、電極板から半導体基板に
向かう電界を半導体基板上の所望の領域に集中できるの
で、該領域に均一な膜厚を有するメッキ金属膜を形成で
きる。
【０１００】本発明に係る第１の半導体装置の製造方法
によると、半導体基板上に均一な膜厚を有するメッキ金
属膜を形成できるので、該メッキ金属膜をパターニング
して金属配線を形成すると、該金属配線の抵抗値を均一
化できる。
【０１０１】本発明に係る第２の半導体装置の製造方法
によると、半導体基板上の層間絶縁膜に形成された配線
溝を含む層間絶縁膜上に均一な膜厚を有するメッキ金属
膜を形成できるので、該メッキ金属膜における層間絶縁
膜上に露出している部分を除去して、配線溝に埋め込ま
れているメッキ金属膜からなる金属配線を形成すると、
該金属配線の抵抗値を均一化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る電解メッキ装置の斜視図
である。
【図２】第１の実施形態に係る電解メッキ装置の断面図
（メッキ工程の初期の状態）である。
【図３】第１の実施形態に係る電解メッキ装置の断面図
（メッキ工程の終期の状態）である。
【図４】第２の実施形態に係る電解メッキ装置の断面図
（メッキ工程の前期の状態）である。
【図５】第２の実施形態に係る電解メッキ装置の断面図
（メッキ工程の後期の状態）である。
【図６】第３の実施形態に係る電解メッキ装置の断面図
（メッキ工程の最初の状態）である。
【図７】第３の実施形態に係る電解メッキ装置の断面図
（メッキ工程の途中の状態）である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は第４の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は第１の比較例として従来の電
解メッキ方法が半導体装置の製造方法に適用された場合
の各工程を示す断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は第５の実施形態に係る半導
体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は第２の比較例として従来の
電解メッキ方法が半導体装置の製造方法に適用された場
合の各工程を示す断面図である。
【図１２】従来の電解メッキ装置の斜視図である。
【図１３】従来の電解メッキ装置の断面図である。
【図１４】（ａ）は従来の電解メッキ方法を用いて半導
体基板上に銅膜を堆積したときの膜厚分布を示す図であ
る。（ｂ）は（ａ）におけるXIV −XIV 線の断面図であ
る。
【図１５】従来の電解メッキ方法において、陰極として
使用する銅膜の膜厚と半導体基板上にメッキされる銅膜
の堆積速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 電解メッキ槽 １ａ 板状の支持台 ２ メッキ液 ３ 基板ホルダー ３ａ 基板ホルダー３の開口部 ４ 陽極 ５ 電流印加電極 ６ 直流電源 ７ Ｏリング ８ 電界遮蔽板 ８ａ 電界遮蔽板８の開口部 ９ 電界遮蔽板駆動装置 ９ａ 電界遮蔽板駆動装置９のピストン １０ 電界遮蔽板 １０ａ 電界遮蔽板１０の開口部 １０ｂ 電界遮蔽板１０の絞り機構 １１ 平行移動可能な電界遮蔽板 １１ａ 平行移動可能な電界遮蔽板１１の開口部 １００ 半導体基板 １０１ 銅膜 １１１ 銅膜 １１２ メッキ銅膜 １２１ 銅膜 １２２ メッキ銅膜 １３１ 銅膜 １３１ａ 銅膜１３１上の一の領域 １３１ｂ 銅膜１３１上の他の領域 １３２ メッキ銅膜 １４１ タンタル膜 １４２ 銅膜 １４３Ａ メッキ銅膜 １４３Ｂ メッキ銅膜 １４４ シリコン窒化膜 １４５ レジストパターン １４６Ａ 銅配線 １４６Ｂ 銅配線 １５１ シリコン酸化膜 １５２ 配線溝 １５３ タンタル膜 １５４ 銅膜 １５５Ａ メッキ銅膜 １５５Ｂ メッキ銅膜 １５６Ａ 銅配線 １５６Ｂ 銅配線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電解メッキ槽の内部に貯留された金属イ
    オンを含むメッキ液中に半導体基板及び電極板を互いに
    対向するように配置して、前記半導体基板上に前記金属
    イオンが還元された金属原子からなるメッキ膜を形成す
    る電解メッキ方法であって、 メッキ工程の前期において、前記電極板から前記半導体
    基板に向かう電界を前記半導体基板の中央部に集中させ
    て該中央部に対して主としてメッキを行う工程と、 メッキ工程の後期において、前記電極板から前記半導体
    基板に向かう電界の前記半導体基板の中央部への集中を
    緩和させて前記半導体基板の全面に亘ってメッキを行う
    工程とを備えていることを特徴とする電解メッキ方法。
  2. 【請求項２】 電解メッキ槽の内部に貯留された金属イ
    オンを含むメッキ液中に半導体基板及び電極板を互いに
    対向するように配置して、前記半導体基板上に前記金属
    イオンが還元された金属原子からなるメッキ膜を形成す
    る電解メッキ方法であって、 前記半導体基板と前記電極板との間に、開口部を有する
    電界遮蔽板を配置して、前記電極板から前記半導体基板
    に向かう電界を前記半導体基板上の所望の領域に集中さ
    せて該所望の領域にメッキを行う工程を、前記電界遮蔽
    板を前記半導体基板に対して平行移動しながら又は平行
    移動する毎に、繰り返し行うことによって、前記半導体
    基板の全面に亘ってメッキを行う工程を備えていること
    を特徴とする電解メッキ方法。
  3. 【請求項３】 金属イオンを含むメッキ液を貯留する電
    解メッキ槽と、 前記メッキ液中に浸漬される半導体基板と対向するよう
    に設けられた電極板と、 前記半導体基板と前記電極板との間に配置され、前記半
    導体基板の中央部と対向する位置に開口部を有する電界
    遮蔽板と、 前記半導体基板と前記電界遮蔽板との間の距離が変動す
    るように、前記半導体基板又は前記電界遮蔽板を相対移
    動させる駆動手段とを備えていることを特徴とする電解
    メッキ装置。
  4. 【請求項４】 金属イオンを含むメッキ液を貯留する電
    解メッキ槽と、 前記メッキ液中に浸漬される半導体基板と対向するよう
    に設けられた電極板と、 前記半導体基板と前記電極板との間に配置され、前記半
    導体基板の中央部と対向する位置に開口部を有する電界
    遮蔽板と、 前記電界遮蔽板の開口部の面積を増減する開口面積可変
    手段とを備えていることを特徴とする電解メッキ装置。
  5. 【請求項５】 金属イオンを含むメッキ液を貯留する電
    解メッキ槽と、 前記メッキ液中に浸漬される半導体基板と対向するよう
    に設けられた電極板と、 前記半導体基板と前記電極板との間に配置され、開口部
    を有する電界遮蔽板と、 前記電界遮蔽板を前記半導体基板に対して平行移動させ
    る駆動手段とを備えていることを特徴とする電解メッキ
    装置。
  6. 【請求項６】 半導体基板上に電解メッキによってメッ
    キ金属膜を形成する金属膜形成工程と、 前記メッキ金属膜をパターニングして金属配線を形成す
    る金属配線形成工程とを備えた半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記金属膜形成工程は、 電解メッキ槽の内部に貯留された金属イオンを含むメッ
    キ液中に半導体基板及び電極板を互いに対向するように
    配置して、メッキ工程の前期において前記電極板から前
    記半導体基板に向かう電界を前記半導体基板の中央部に
    集中させて該中央部に対して主としてメッキを行った
    後、メッキ工程の後期において前記電極板から前記半導
    体基板に向かう電界の前記半導体基板の中央部への集中
    を緩和させて前記半導体基板の全面に亘ってメッキを行
    うことにより、前記半導体基板上に前記金属イオンが還
    元された金属原子からなるメッキ金属膜を形成する工程
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 半導体基板上の層間絶縁膜に配線溝を形
    成した後、該配線溝を含む前記層間絶縁膜上に電解メッ
    キによってメッキ金属膜を形成する金属膜形成工程と、 前記メッキ金属膜における前記層間絶縁膜上に露出して
    いる部分を除去して、前記配線溝に埋め込まれている前
    記メッキ金属膜からなる金属配線を形成する金属配線形
    成工程とを備えた半導体装置の製造方法において、 前記金属膜形成工程は、 電解メッキ槽の内部に貯留された金属イオンを含むメッ
    キ液中に半導体基板及び電極板を互いに対向するように
    配置して、メッキ工程の前期において前記電極板から前
    記半導体基板に向かう電界を前記半導体基板の中央部に
    集中させて該中央部に対して主としてメッキを行った
    後、メッキ工程の後期において前記電極板から前記半導
    体基板に向かう電界の前記半導体基板の中央部への集中
    を緩和させて前記半導体基板の全面に亘ってメッキを行
    うことにより、前記半導体基板上に前記金属イオンが還
    元された金属原子からなるメッキ金属膜を形成する工程
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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