JP2002266096A - シード層修復浴 - Google Patents
シード層修復浴Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】銅シード層をエンハーンスするため、およびシ
ード層上の引き続くメタライゼーションのための電気め
っき浴を提供する。 【解決手段】基体上に堆積された金属シード層をピロリ
ン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させるこ
とを含む工程により、基体上に実質的に不連続のない堆
積された金属シード層を得る。電気めっき浴は、ｐＨ８
から９で、錯化剤をさらに含み、水酸化アンモニウムま
たは水酸化テトラアルキルアンモニウムから選択される
１つ以上の塩基をさらに含む。
ード層上の引き続くメタライゼーションのための電気め
っき浴を提供する。 【解決手段】基体上に堆積された金属シード層をピロリ
ン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させるこ
とを含む工程により、基体上に実質的に不連続のない堆
積された金属シード層を得る。電気めっき浴は、ｐＨ８
から９で、錯化剤をさらに含み、水酸化アンモニウムま
たは水酸化テトラアルキルアンモニウムから選択される
１つ以上の塩基をさらに含む。
Description
【０００１】本発明は、一般に、その後のメタライゼー
ションのためのシード層の分野に関する。特に、本発明
は、メタライゼーションより前にシード層をリペアー
（ｒｅｐａｉｒ）する方法およびアパーチュアのフィリ
ング方法に関する。サブミクロンジオメトリーを有する
ものといったより小さなマイクロエレクトロニクスデバ
イスへの傾向は、より高い密度を扱うためのマルチプル
メタリゼーション層を有するデバイスという結果にな
る。半導体ウェハー上、（配線としても示される）金属
ラインを形成するのに用いられる１つの一般的な金属
は、アルミニウムである。アルミニウムは、比較的安
く、低い抵抗率を有し、比較的エッチングしやすいとい
う利点を有する。アルミニウムは、異なった金属層を接
続するために、ビア中にインターコネクションを形成す
るのにも用いられる。しかしながら、ビア／コンタクト
ホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）のサイズがサブミ
クロン領域まで小さくなると、ステップカバレージ問
題、すなわち、異なった金属層の間のインターコネクシ
ョンを形成するのにアルミニウムを用いる際に、信頼性
の問題を引き起こす可能性のある問題が生じる。そのよ
うな弱いステップカバレージが、高い電流密度をもたら
し、エレクトロマイグレーションを高める。
ションのためのシード層の分野に関する。特に、本発明
は、メタライゼーションより前にシード層をリペアー
（ｒｅｐａｉｒ）する方法およびアパーチュアのフィリ
ング方法に関する。サブミクロンジオメトリーを有する
ものといったより小さなマイクロエレクトロニクスデバ
イスへの傾向は、より高い密度を扱うためのマルチプル
メタリゼーション層を有するデバイスという結果にな
る。半導体ウェハー上、（配線としても示される）金属
ラインを形成するのに用いられる１つの一般的な金属
は、アルミニウムである。アルミニウムは、比較的安
く、低い抵抗率を有し、比較的エッチングしやすいとい
う利点を有する。アルミニウムは、異なった金属層を接
続するために、ビア中にインターコネクションを形成す
るのにも用いられる。しかしながら、ビア／コンタクト
ホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）のサイズがサブミ
クロン領域まで小さくなると、ステップカバレージ問
題、すなわち、異なった金属層の間のインターコネクシ
ョンを形成するのにアルミニウムを用いる際に、信頼性
の問題を引き起こす可能性のある問題が生じる。そのよ
うな弱いステップカバレージが、高い電流密度をもたら
し、エレクトロマイグレーションを高める。
【０００２】ビア中の改良されたインターコネクション
パスを提供するための１つのアプローチは、金属層のた
めにアルミニウムを用いる際に、タングステンといった
金属を用いることで完全に充てんされたプラグを形成す
ることである。しかしながら、タングステン工程は値段
が高く、複雑であり、タングステンは高い抵抗率を有
し、タングステンプラグはボイドの影響を受けやすく、
配線層との弱い境界面を形成する。銅は、インターコネ
クト（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）メタリゼーションの
ための代替物質として提案されてきている。銅は、タン
グステンと比較して改良された電気的性質ならびに、ア
ルミニウムよりよいエレクトロマイグレーション特性お
よびより低い抵抗率という利点を有する。銅の欠点は、
アルミニウムおよびタングステンと比較してよりエッチ
ングし難いことおよび二酸化ケイ素といった絶縁層へマ
イグレーションする傾向を有することである。そのよう
なマイグレーションを妨げるために、窒化チタン、窒化
タンタル等といったバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）層を、銅
層の析出の前に用いなければならない。
パスを提供するための１つのアプローチは、金属層のた
めにアルミニウムを用いる際に、タングステンといった
金属を用いることで完全に充てんされたプラグを形成す
ることである。しかしながら、タングステン工程は値段
が高く、複雑であり、タングステンは高い抵抗率を有
し、タングステンプラグはボイドの影響を受けやすく、
配線層との弱い境界面を形成する。銅は、インターコネ
クト（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）メタリゼーションの
ための代替物質として提案されてきている。銅は、タン
グステンと比較して改良された電気的性質ならびに、ア
ルミニウムよりよいエレクトロマイグレーション特性お
よびより低い抵抗率という利点を有する。銅の欠点は、
アルミニウムおよびタングステンと比較してよりエッチ
ングし難いことおよび二酸化ケイ素といった絶縁層へマ
イグレーションする傾向を有することである。そのよう
なマイグレーションを妨げるために、窒化チタン、窒化
タンタル等といったバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）層を、銅
層の析出の前に用いなければならない。
【０００３】電気化学的析出といった金属層の適用のた
めの典型的な技術は、導電層へ銅を適用するのにのみ適
している。このように、下にある伝導性シード層、典型
的には銅といった金属シード層は、一般に、銅を電気化
学的に析出する前に基体に適用される。そのようなシー
ド層は、物理蒸着（「ＰＶＤ」）および化学蒸着（「Ｃ
ＶＤ」）といった様々な方法によって適用されることが
できる。典型的には、シード層は、厚さ５０から１５０
０オングストロームといった他の金属層と比較して薄
い。米国特許第５，８２４，５９９号（Ｓｃｈａｃｈａ
ｍ−Ｄｉａｍａｎｄ等）は、ウェハー上のバリア層上の
触媒（ｃａｔａｌｙｔｉｃ）銅層を、真空下、コンフォ
ーマルなブランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）で析出し、そ
の後真空をやぶることなく触媒銅層上に保護アルミニウ
ム層を析出することによって、銅シード層の表面上に酸
化物が生成するのを妨げる方法を開示している。そのよ
うな真空下での銅層のブランケット析出は、商業的に用
いられているそのような手順の典型である。
めの典型的な技術は、導電層へ銅を適用するのにのみ適
している。このように、下にある伝導性シード層、典型
的には銅といった金属シード層は、一般に、銅を電気化
学的に析出する前に基体に適用される。そのようなシー
ド層は、物理蒸着（「ＰＶＤ」）および化学蒸着（「Ｃ
ＶＤ」）といった様々な方法によって適用されることが
できる。典型的には、シード層は、厚さ５０から１５０
０オングストロームといった他の金属層と比較して薄
い。米国特許第５，８２４，５９９号（Ｓｃｈａｃｈａ
ｍ−Ｄｉａｍａｎｄ等）は、ウェハー上のバリア層上の
触媒（ｃａｔａｌｙｔｉｃ）銅層を、真空下、コンフォ
ーマルなブランケット（ｂｌａｎｋｅｔ）で析出し、そ
の後真空をやぶることなく触媒銅層上に保護アルミニウ
ム層を析出することによって、銅シード層の表面上に酸
化物が生成するのを妨げる方法を開示している。そのよ
うな真空下での銅層のブランケット析出は、商業的に用
いられているそのような手順の典型である。
【０００４】ＰＣＴ特許出願番号ＷＯ９９／４７７３１
号（Ｃｈｅｎ）は、まず最初に超薄シード層を蒸着し、
続いて最終のシード層を形成するために、超薄シード層
を電気化学的に厚くさせることによるシード層の提供方
法を開示している。銅シード層は、アルカリ性電解浴を
用いることで厚くなる、すなわち、不連続（言い換えれ
ば、シード層のカバレージが不完全または欠けているシ
ード層の領域）が減じられる。そのようなアルカリ性め
っきはコンフォーマルである。アパーチュア、特に非常
に小さいアパーチュアのボトムアップフィルは開示され
ていない。その後のアパーチュアの金属フィル（ｆｉｌ
ｌ）は、好ましくは酸銅浴を用いて電気めっきによって
なされた。しかしながら、シード層を厚くするためにこ
の方法を用いる際には、公知の酸性電解めっき浴を用い
る前に、シード層をすすぎ、中和しなければならない。
硫酸銅を含むアルカリ性銅めっき浴のみが、この特許出
願で開示されている。国際特許出願ＷＯ０１／２４２３
９（Ｔｅｎｃｈ等）は、集積回路製造のダマシン工程に
おけるトレンチおよびビアでの銅回路（ｃｉｒｃｕｉｔ
ｒｙ）の電気めっきのための非常に複雑な銅めっき溶液
を開示している。銅のための非常に複雑なアニオンとし
ては、ピロリン酸塩、シアン化物、およびスルファミン
酸塩が挙げられる。この特許出願は、ビアおよびトレン
チといった形の完全なフィル、すなわち回路生成を開示
している。この特許出願は、銅回路のその後のめっきの
ための、銅シード層の析出におけるピロリン酸銅めっき
溶液を開示していない。
号（Ｃｈｅｎ）は、まず最初に超薄シード層を蒸着し、
続いて最終のシード層を形成するために、超薄シード層
を電気化学的に厚くさせることによるシード層の提供方
法を開示している。銅シード層は、アルカリ性電解浴を
用いることで厚くなる、すなわち、不連続（言い換えれ
ば、シード層のカバレージが不完全または欠けているシ
ード層の領域）が減じられる。そのようなアルカリ性め
っきはコンフォーマルである。アパーチュア、特に非常
に小さいアパーチュアのボトムアップフィルは開示され
ていない。その後のアパーチュアの金属フィル（ｆｉｌ
ｌ）は、好ましくは酸銅浴を用いて電気めっきによって
なされた。しかしながら、シード層を厚くするためにこ
の方法を用いる際には、公知の酸性電解めっき浴を用い
る前に、シード層をすすぎ、中和しなければならない。
硫酸銅を含むアルカリ性銅めっき浴のみが、この特許出
願で開示されている。国際特許出願ＷＯ０１／２４２３
９（Ｔｅｎｃｈ等）は、集積回路製造のダマシン工程に
おけるトレンチおよびビアでの銅回路（ｃｉｒｃｕｉｔ
ｒｙ）の電気めっきのための非常に複雑な銅めっき溶液
を開示している。銅のための非常に複雑なアニオンとし
ては、ピロリン酸塩、シアン化物、およびスルファミン
酸塩が挙げられる。この特許出願は、ビアおよびトレン
チといった形の完全なフィル、すなわち回路生成を開示
している。この特許出願は、銅回路のその後のめっきの
ための、銅シード層の析出におけるピロリン酸銅めっき
溶液を開示していない。
【０００５】従って、特に０．５ミクロンおよびそれよ
り小さいといった小さなジオメトリーを有するデバイス
に用いるための、酸化および不連続を有するシード層を
リペアーする方法が継続的に必要である。さらに、アパ
ーチュアのボトムアップフィリングの必要もある。
り小さいといった小さなジオメトリーを有するデバイス
に用いるための、酸化および不連続を有するシード層を
リペアーする方法が継続的に必要である。さらに、アパ
ーチュアのボトムアップフィリングの必要もある。
【０００６】本発明のアルカリ性電気めっき溶液は、そ
の後のメタリゼーションより前に、実質的に不連続のな
いシード層を提供することによって、銅シード層をリペ
アーするのに用いられることができるということが、驚
くべきことに見いだされた。本発明のアルカリ性銅めっ
き浴は、アパーチュアのボトムアップフィルを提供する
ことが、さらに見いだされた。第１の態様において、本
発明は、基体上に堆積された金属シード層を、ピロリン
酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させる工程
を含む、基体上に堆積された実質的に不連続のない金属
シード層を提供する方法を提供する。第２の態様におい
て、本発明は、基体上に堆積された金属シード層を、ピ
ロリン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させ
る工程を含む、電子デバイスの製造方法を提供する。
の後のメタリゼーションより前に、実質的に不連続のな
いシード層を提供することによって、銅シード層をリペ
アーするのに用いられることができるということが、驚
くべきことに見いだされた。本発明のアルカリ性銅めっ
き浴は、アパーチュアのボトムアップフィルを提供する
ことが、さらに見いだされた。第１の態様において、本
発明は、基体上に堆積された金属シード層を、ピロリン
酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させる工程
を含む、基体上に堆積された実質的に不連続のない金属
シード層を提供する方法を提供する。第２の態様におい
て、本発明は、基体上に堆積された金属シード層を、ピ
ロリン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させ
る工程を含む、電子デバイスの製造方法を提供する。
【０００７】第３の態様において、本発明は、１つ以上
のアパーチュアを含み、各アパーチュアがピロリン酸銅
を含むアルカリ性電気めっき組成物と接触させることで
エンハーンスされたシード層析出物を含む、電子デバイ
ス基体を含む製造物品を提供する。第４の態様におい
て、本発明は、半導体ウェハーと回転している研磨パッ
ドを接触させ、それによって半導体ウェハーから過剰の
物質を除去することを含む、化学的機械的平坦化工程を
用いることによって、１つ以上のアパーチュアを含む半
導体ウェハーから過剰の物質を除去する方法であって、
該アパーチュアが、ピロリン酸銅を含むアルカリ性電気
めっき組成物と接触することでエンハーンスされたシー
ド層析出物を有する方法を提供する。
のアパーチュアを含み、各アパーチュアがピロリン酸銅
を含むアルカリ性電気めっき組成物と接触させることで
エンハーンスされたシード層析出物を含む、電子デバイ
ス基体を含む製造物品を提供する。第４の態様におい
て、本発明は、半導体ウェハーと回転している研磨パッ
ドを接触させ、それによって半導体ウェハーから過剰の
物質を除去することを含む、化学的機械的平坦化工程を
用いることによって、１つ以上のアパーチュアを含む半
導体ウェハーから過剰の物質を除去する方法であって、
該アパーチュアが、ピロリン酸銅を含むアルカリ性電気
めっき組成物と接触することでエンハーンスされたシー
ド層析出物を有する方法を提供する。
【０００８】第５の態様において、本発明は、半導体ウ
ェハーと回転している研磨パッドを接触させ、それによ
って半導体ウェハーから過剰の物質を除去することを含
む、化学的機械的平坦化工程を用いることによって、１
つ以上のアパーチュアを含む半導体ウェハーから過剰の
物質を除去する方法であって、該アパーチュアが、ピロ
リン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組成物と接触する
ことで得られる銅析出物を有する方法を提供する。第６
の態様において、本発明は、基体上に堆積されたシード
層をピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組成物と
接触する工程、および実質的に不連続のないシード層を
提供するのに十分な電流密度に電気めっき組成物をさら
す工程を含む、銅シード層をエンハーンスする方法を提
供する。
ェハーと回転している研磨パッドを接触させ、それによ
って半導体ウェハーから過剰の物質を除去することを含
む、化学的機械的平坦化工程を用いることによって、１
つ以上のアパーチュアを含む半導体ウェハーから過剰の
物質を除去する方法であって、該アパーチュアが、ピロ
リン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組成物と接触する
ことで得られる銅析出物を有する方法を提供する。第６
の態様において、本発明は、基体上に堆積されたシード
層をピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組成物と
接触する工程、および実質的に不連続のないシード層を
提供するのに十分な電流密度に電気めっき組成物をさら
す工程を含む、銅シード層をエンハーンスする方法を提
供する。
【０００９】文脈が明らかに他を示さない限り、本明細
書で用いられる際に、以下の略語は、以下の意味を有す
る：ｎｍ＝ナノメートル；ｇ／Ｌ＝１リットルあたりの
グラム；ｏｚ／ｇ＝１米ガロンあたりのオンス；μｍ＝
ミクロン＝マイクロメートル；ＡＳＦ＝１平方フィート
あたりのアンペア；Ｍ＝モル；ｍＡ／ｃｍ２＝１平方セ
ンチメートルあたりのミリアンペア；℃＝摂氏温度；°
Ｆ＝華氏温度；ｐｐｍ＝１００万分の１。本明細書を通
して用いられる際に、「構造」は、制限されないが、例
えばトレンチおよびビアといった基体上のジオメトリー
を示す。「アパーチュア」は、ビアおよびトレンチとい
ったくぼんだ（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）構造を示す。用語
「小さい構造」は、サイズが１ミクロンかまたはそれよ
り小さい構造を示す。「非常に小さい構造」は、サイズ
が１／２ミクロンかまたはそれより小さい構造を示す。
同様に、「小さいアパーチュア」は、サイズが１ミクロ
ンかまたはそれより小さいアパーチュアを示し、「非常
に小さいアパーチュア」は、サイズが１／２ミクロンか
またはそれより小さいアパーチュアを示す。本明細書を
通して用いられる際に、文脈が明らかに他を示さない限
り、用語「めっき」は金属電気めっきを示す。「析出」
および「めっき」は、本明細書を通して互換性があるも
のとして用いられることができる。用語「促進剤」は、
めっき速度を向上させる化合物を示す。用語「抑制剤」
は、めっき速度を抑制する化合物を示す。「ハロゲン化
物」は、フッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物を示
す。
書で用いられる際に、以下の略語は、以下の意味を有す
る：ｎｍ＝ナノメートル；ｇ／Ｌ＝１リットルあたりの
グラム；ｏｚ／ｇ＝１米ガロンあたりのオンス；μｍ＝
ミクロン＝マイクロメートル；ＡＳＦ＝１平方フィート
あたりのアンペア；Ｍ＝モル；ｍＡ／ｃｍ２＝１平方セ
ンチメートルあたりのミリアンペア；℃＝摂氏温度；°
Ｆ＝華氏温度；ｐｐｍ＝１００万分の１。本明細書を通
して用いられる際に、「構造」は、制限されないが、例
えばトレンチおよびビアといった基体上のジオメトリー
を示す。「アパーチュア」は、ビアおよびトレンチとい
ったくぼんだ（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）構造を示す。用語
「小さい構造」は、サイズが１ミクロンかまたはそれよ
り小さい構造を示す。「非常に小さい構造」は、サイズ
が１／２ミクロンかまたはそれより小さい構造を示す。
同様に、「小さいアパーチュア」は、サイズが１ミクロ
ンかまたはそれより小さいアパーチュアを示し、「非常
に小さいアパーチュア」は、サイズが１／２ミクロンか
またはそれより小さいアパーチュアを示す。本明細書を
通して用いられる際に、文脈が明らかに他を示さない限
り、用語「めっき」は金属電気めっきを示す。「析出」
および「めっき」は、本明細書を通して互換性があるも
のとして用いられることができる。用語「促進剤」は、
めっき速度を向上させる化合物を示す。用語「抑制剤」
は、めっき速度を抑制する化合物を示す。「ハロゲン化
物」は、フッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物を示
す。
【００１０】すべてのパーセンテージおよび比は、他に
示さない限り、重量基準である。すべての範囲は、境界
値を含み、組み合わせることができる。本発明は、実質
的に不連続またはボイドのないシード層、特に銅または
銅合金シード層を提供することができる特定のアルカリ
性銅電気めっき浴を提供する。本発明の電気めっき浴
は、電子デバイスの製造、特に集積回路の製造に使用す
るのに適している。本発明の電気めっき溶液は、一般
に、ピロリン酸銅、１つ以上の錯化剤、水、およびオル
トリン酸塩を含む。本発明の電気めっき溶液は、任意
に、ハロゲン化物、促進剤または光沢剤、抑制剤、平滑
化剤、グレインリファイナー（ｇｒａｉｎ ｒｅｆｉｎ
ｅｒ）、湿潤剤、界面活性剤等といった１つ以上の添加
剤を含むことができる。
示さない限り、重量基準である。すべての範囲は、境界
値を含み、組み合わせることができる。本発明は、実質
的に不連続またはボイドのないシード層、特に銅または
銅合金シード層を提供することができる特定のアルカリ
性銅電気めっき浴を提供する。本発明の電気めっき浴
は、電子デバイスの製造、特に集積回路の製造に使用す
るのに適している。本発明の電気めっき溶液は、一般
に、ピロリン酸銅、１つ以上の錯化剤、水、およびオル
トリン酸塩を含む。本発明の電気めっき溶液は、任意
に、ハロゲン化物、促進剤または光沢剤、抑制剤、平滑
化剤、グレインリファイナー（ｇｒａｉｎ ｒｅｆｉｎ
ｅｒ）、湿潤剤、界面活性剤等といった１つ以上の添加
剤を含むことができる。
【００１１】ピロリン酸銅は、約２．５ｏｚ／ｇから約
４ｏｚ／ｇの量で電気めっき浴中に存在する。この範囲
より多いおよび少ない量を用いることができるが、あま
り望ましくない銅析出物をもたらす。シード層をリペア
ーする（ｒｅｐａｉｒｉｎｇ）電気めっき浴は、他の合
金化元素を含むこともできる。このように、本発明で有
用な銅電気めっき浴は、銅または銅合金を析出すること
ができる。本発明のアルカリ性めっき浴のｐＨは、典型
的には７より大きく１１まで、好ましくは７．５から９
まで、より好ましくは８から９まで、さらにより好まし
くは８から８．８まで、なおいっそうより好ましくは
８．１から８．５である。ｐＨが９より大きい浴は、粗
くなり、電流密度の減少を引き起こす傾向にあるので、
ｐＨは９以下であることが好ましい。ｐＨが７より小さ
い浴は、オルトリン酸塩のビルドアップおよび均一電着
性の低下を引き起こす傾向にある。適した錯化剤として
は、ピロリン酸カリウムおよびピロリン酸ナトリウムと
いったピロリン酸塩が挙げられる。ピロリン酸塩と銅の
比は、典型的には、５：１から９．５：１、好ましくは
６：１から９．５：１、より好ましくは７：１から９：
１、なおいっそうより好ましくは７．５：１から８：１
の範囲にある。
４ｏｚ／ｇの量で電気めっき浴中に存在する。この範囲
より多いおよび少ない量を用いることができるが、あま
り望ましくない銅析出物をもたらす。シード層をリペア
ーする（ｒｅｐａｉｒｉｎｇ）電気めっき浴は、他の合
金化元素を含むこともできる。このように、本発明で有
用な銅電気めっき浴は、銅または銅合金を析出すること
ができる。本発明のアルカリ性めっき浴のｐＨは、典型
的には７より大きく１１まで、好ましくは７．５から９
まで、より好ましくは８から９まで、さらにより好まし
くは８から８．８まで、なおいっそうより好ましくは
８．１から８．５である。ｐＨが９より大きい浴は、粗
くなり、電流密度の減少を引き起こす傾向にあるので、
ｐＨは９以下であることが好ましい。ｐＨが７より小さ
い浴は、オルトリン酸塩のビルドアップおよび均一電着
性の低下を引き起こす傾向にある。適した錯化剤として
は、ピロリン酸カリウムおよびピロリン酸ナトリウムと
いったピロリン酸塩が挙げられる。ピロリン酸塩と銅の
比は、典型的には、５：１から９．５：１、好ましくは
６：１から９．５：１、より好ましくは７：１から９：
１、なおいっそうより好ましくは７．５：１から８：１
の範囲にある。
【００１２】１つ以上の塩基を、任意に、本発明の電気
めっき浴に加えることができる。適した任意の塩基とし
ては、水酸化アンモニウムおよび水酸化テトラメチルア
ンモニウムといった水酸化テトラ（Ｃ１−Ｃ４）アルキ
ルアンモニウムが挙げられるがこれらに限定されない。
塩基の量は、０．０５から０．５ｏｚ／ｇ、好ましくは
０．１から０．４ｏｚ／ｇであることができる。本発明
に従った特に適した電気めっき浴は、アンモニア、アル
カリ金属、またはその両方が実質的にないものである。
他の態様において、本発明の銅ピロリン酸塩めっき浴
は、アンモニアまたはアルカリ金属が入っていない、さ
らに好ましくはアンモニアおよびアルカリ金属の両方が
入っていない。本発明の電解液は、任意に１つ以上のハ
ロゲン化物を含むことができ、好ましくは少なくとも１
つのハロゲン化物を含むことができる。塩化物および臭
化物が好適なハロゲン化物であり、塩化物がより好まし
い。（もしハロゲン化物イオン（ｈａｌｉｄｅ ｉｏ
ｎ）が用いられるなら）広い範囲のハロゲン化物イオン
濃度、例えば、めっき溶液中約０（いかなるハロゲン化
物イオンも用いられない）から４０ｐｐｍのハロゲン化
物イオンが適切に用いられることができる。そのような
ハロゲン化物は、対応するハロゲン化水素酸または任意
の適した塩として加えられることができる。
めっき浴に加えることができる。適した任意の塩基とし
ては、水酸化アンモニウムおよび水酸化テトラメチルア
ンモニウムといった水酸化テトラ（Ｃ１−Ｃ４）アルキ
ルアンモニウムが挙げられるがこれらに限定されない。
塩基の量は、０．０５から０．５ｏｚ／ｇ、好ましくは
０．１から０．４ｏｚ／ｇであることができる。本発明
に従った特に適した電気めっき浴は、アンモニア、アル
カリ金属、またはその両方が実質的にないものである。
他の態様において、本発明の銅ピロリン酸塩めっき浴
は、アンモニアまたはアルカリ金属が入っていない、さ
らに好ましくはアンモニアおよびアルカリ金属の両方が
入っていない。本発明の電解液は、任意に１つ以上のハ
ロゲン化物を含むことができ、好ましくは少なくとも１
つのハロゲン化物を含むことができる。塩化物および臭
化物が好適なハロゲン化物であり、塩化物がより好まし
い。（もしハロゲン化物イオン（ｈａｌｉｄｅ ｉｏ
ｎ）が用いられるなら）広い範囲のハロゲン化物イオン
濃度、例えば、めっき溶液中約０（いかなるハロゲン化
物イオンも用いられない）から４０ｐｐｍのハロゲン化
物イオンが適切に用いられることができる。そのような
ハロゲン化物は、対応するハロゲン化水素酸または任意
の適した塩として加えられることができる。
【００１３】公知の光沢剤を含む非常に様々な光沢剤ま
たは促進剤を、本発明の組成物中で用いることができ
る。特に適した光沢剤は、２−カリウムメルカプトベン
ゾチアゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チ
アジアゾールといったメルカプトベンゾチアゾールであ
る。そのような光沢剤は、単独でまたは組み合わせて用
いられることができる。電気めっき浴中に存在する光沢
剤または促進剤の量は、約０．１から約１０００ｐｐｍ
の範囲にある。そのような化合物は、好ましくは約０．
５から約３００ｐｐｍ、より好ましくは約１から約１０
０ｐｐｍ、さらにより好ましくは約２から約５０ｐｐｍ
の量で存在する。本発明の電気めっき浴に加えられるこ
とができる他の適した有機添加剤としては、１つ以上の
抑制剤、１つ以上の平滑化剤、１つ以上の界面活性剤、
１つ以上のグレインリファイナー等が挙げられる。電気
めっき浴中に存在するそのような抑制剤の量は、約０．
１から約１０００ｐｐｍの範囲にある。抑制剤化合物
は、好ましくは約０．５から約５００ｐｐｍ、より好ま
しくは約１から約２００ｐｐｍの量で存在する。界面活
性剤は、浴の重量を基準にして、典型的には約１から１
００００ｐｐｍ、より好ましくは約５から１００００ｐ
ｐｍの範囲の濃度で銅電気めっき溶液に加えられる。特
に、本発明のめっき組成物に適した界面活性剤は、ポリ
エチレングリコールコポリマーを含む商業的に入手し得
るポリエチレングリコールコポリマーである。そのよう
なポリマーは例えばＢＡＳＦ（商品名ＴＥＴＲＯＮＩＣ
およびＰＬＵＲＯＮＩＣとしてＢＡＳＦで売られてい
る）から、およびコポリマーはＣｈｅｍａｘから入手す
ることができる。平滑化剤は、本発明の電気めっき浴に
約０．０１から約５０ｐｐｍの量で任意に添加されるこ
とができる。
たは促進剤を、本発明の組成物中で用いることができ
る。特に適した光沢剤は、２−カリウムメルカプトベン
ゾチアゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チ
アジアゾールといったメルカプトベンゾチアゾールであ
る。そのような光沢剤は、単独でまたは組み合わせて用
いられることができる。電気めっき浴中に存在する光沢
剤または促進剤の量は、約０．１から約１０００ｐｐｍ
の範囲にある。そのような化合物は、好ましくは約０．
５から約３００ｐｐｍ、より好ましくは約１から約１０
０ｐｐｍ、さらにより好ましくは約２から約５０ｐｐｍ
の量で存在する。本発明の電気めっき浴に加えられるこ
とができる他の適した有機添加剤としては、１つ以上の
抑制剤、１つ以上の平滑化剤、１つ以上の界面活性剤、
１つ以上のグレインリファイナー等が挙げられる。電気
めっき浴中に存在するそのような抑制剤の量は、約０．
１から約１０００ｐｐｍの範囲にある。抑制剤化合物
は、好ましくは約０．５から約５００ｐｐｍ、より好ま
しくは約１から約２００ｐｐｍの量で存在する。界面活
性剤は、浴の重量を基準にして、典型的には約１から１
００００ｐｐｍ、より好ましくは約５から１００００ｐ
ｐｍの範囲の濃度で銅電気めっき溶液に加えられる。特
に、本発明のめっき組成物に適した界面活性剤は、ポリ
エチレングリコールコポリマーを含む商業的に入手し得
るポリエチレングリコールコポリマーである。そのよう
なポリマーは例えばＢＡＳＦ（商品名ＴＥＴＲＯＮＩＣ
およびＰＬＵＲＯＮＩＣとしてＢＡＳＦで売られてい
る）から、およびコポリマーはＣｈｅｍａｘから入手す
ることができる。平滑化剤は、本発明の電気めっき浴に
約０．０１から約５０ｐｐｍの量で任意に添加されるこ
とができる。
【００１４】本発明の電気めっき浴は、実質的に不連続
のないシード層を提供するために銅もしくは銅合金シー
ド層を処理またはリペアーするのに好都合に用いられ
る。本発明が、実質的に不連続のないおよび実質的にシ
ード層酸化のないシード層を提供するのが好ましい。本
発明の銅電気めっき組成物は、公知のより濃厚な銅電気
めっき浴と同様の方法で適切に用いられる。本発明のめ
っき浴は、好ましくは、例えば６５°Ｆまでおよびそれ
以上といった、室温より下から室温より上までの広い温
度範囲で用いられる。めっき浴は、１００から１３５°
Ｆ、好ましくは１１５から１２５°Ｆの範囲の温度で操
作されるのが好ましい。めっき組成物は、使用される
間、例えば、エアースパージャー、ワークピース攪拌、
インピンジメントまたは他の適した方法によって攪拌さ
れるのが好ましい。めっきは、基体の特性に応じて、１
から４０ＡＳＦ、好ましくは２０から３５ＡＳＦの範囲
の電流で行われるのが好ましい。めっき時間は、ワーク
ピースの困難さに応じて、約２分から１時間かそれ以上
の範囲であることができる。
のないシード層を提供するために銅もしくは銅合金シー
ド層を処理またはリペアーするのに好都合に用いられ
る。本発明が、実質的に不連続のないおよび実質的にシ
ード層酸化のないシード層を提供するのが好ましい。本
発明の銅電気めっき組成物は、公知のより濃厚な銅電気
めっき浴と同様の方法で適切に用いられる。本発明のめ
っき浴は、好ましくは、例えば６５°Ｆまでおよびそれ
以上といった、室温より下から室温より上までの広い温
度範囲で用いられる。めっき浴は、１００から１３５°
Ｆ、好ましくは１１５から１２５°Ｆの範囲の温度で操
作されるのが好ましい。めっき組成物は、使用される
間、例えば、エアースパージャー、ワークピース攪拌、
インピンジメントまたは他の適した方法によって攪拌さ
れるのが好ましい。めっきは、基体の特性に応じて、１
から４０ＡＳＦ、好ましくは２０から３５ＡＳＦの範囲
の電流で行われるのが好ましい。めっき時間は、ワーク
ピースの困難さに応じて、約２分から１時間かそれ以上
の範囲であることができる。
【００１５】上記のように、非常に様々な基体が、本発
明の組成物を用いてめっきされることができる。本発明
の組成物は、小さな直径、高いアスペクト比のマイクロ
ビア、および他のアパーチュアを有する回路板基体とい
った、困難なワークピースをめっきするのに特に有用で
ある。本発明のめっき組成物は、形成された半導体デバ
イス等といった集積回路デバイスのめっきにも特に有用
である。本発明の組成物は、高いアスペクト比のマイク
ロビアおよびトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）、例えば４：１
かそれ以上のアスペクト比を有するもののめっきに特に
適している。上述したように、約２００ｎｍかまたはそ
れより小さい直径を有する、少なくとも４：１のアスペ
クト比は、本発明のめっき溶液を用いて欠損のない（例
えば、イオンビーム試験によるボイドまたは混在物のな
い）効果的な銅めっきをされている。直径が１５０ｎｍ
より小さいかまたは約１００ｎｍより小さくすらあり、
５：１、６：１、７：１、１０：１またはそれ以上、さ
らには約１５：１またはそれ以上のアスペクト比を有す
るアパーチュアが、本発明のめっき溶液を用いて（例え
ば、イオンビーム試験によるボイドまたは混在物のな
い）効果的なめっきをされることができる。本発明は、
１μｍおよびそれより小さいアパーチュア、好ましくは
０．５μｍおよびそれより小さいアパーチュア、ならび
により好ましくは０．１８μｍおよびそれより小さいア
パーチュアを有する基体上のシード層をリペアーするの
に特に適している。
明の組成物を用いてめっきされることができる。本発明
の組成物は、小さな直径、高いアスペクト比のマイクロ
ビア、および他のアパーチュアを有する回路板基体とい
った、困難なワークピースをめっきするのに特に有用で
ある。本発明のめっき組成物は、形成された半導体デバ
イス等といった集積回路デバイスのめっきにも特に有用
である。本発明の組成物は、高いアスペクト比のマイク
ロビアおよびトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）、例えば４：１
かそれ以上のアスペクト比を有するもののめっきに特に
適している。上述したように、約２００ｎｍかまたはそ
れより小さい直径を有する、少なくとも４：１のアスペ
クト比は、本発明のめっき溶液を用いて欠損のない（例
えば、イオンビーム試験によるボイドまたは混在物のな
い）効果的な銅めっきをされている。直径が１５０ｎｍ
より小さいかまたは約１００ｎｍより小さくすらあり、
５：１、６：１、７：１、１０：１またはそれ以上、さ
らには約１５：１またはそれ以上のアスペクト比を有す
るアパーチュアが、本発明のめっき溶液を用いて（例え
ば、イオンビーム試験によるボイドまたは混在物のな
い）効果的なめっきをされることができる。本発明は、
１μｍおよびそれより小さいアパーチュア、好ましくは
０．５μｍおよびそれより小さいアパーチュア、ならび
により好ましくは０．１８μｍおよびそれより小さいア
パーチュアを有する基体上のシード層をリペアーするの
に特に適している。
【００１６】非常に様々な基体が、本発明に従って銅で
めっきされることができる。集積回路、プリント配線板
の内層および外層、フレキシブル回路等の製造に用いら
れるウェハーといった、電子デバイスの製造に用いられ
る基体が特に適している。基体がウェハーであるのが好
ましい。このように、本発明は、基体上に堆積された金
属シード層をピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき
浴と接触させる工程を含む、基体上に実質的に不連続の
ない堆積された金属シード層を提供する方法を提供す
る。シード層を含む基体は、その後シード層をエンハー
ンスする、すなわち、実質的に不連続のないシード層を
提供するため実質的に不連続を除去するかまたは修正す
るのに十分な時間、１から４０ＡＳＦの範囲の電流密度
にさらされる。
めっきされることができる。集積回路、プリント配線板
の内層および外層、フレキシブル回路等の製造に用いら
れるウェハーといった、電子デバイスの製造に用いられ
る基体が特に適している。基体がウェハーであるのが好
ましい。このように、本発明は、基体上に堆積された金
属シード層をピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき
浴と接触させる工程を含む、基体上に実質的に不連続の
ない堆積された金属シード層を提供する方法を提供す
る。シード層を含む基体は、その後シード層をエンハー
ンスする、すなわち、実質的に不連続のないシード層を
提供するため実質的に不連続を除去するかまたは修正す
るのに十分な時間、１から４０ＡＳＦの範囲の電流密度
にさらされる。
【００１７】本発明は、基体上に堆積された金属シード
層を、ピロリン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と
接触させる工程を含む、電子デバイスの製造方法も提供
する。本発明の利点は、実質的に不連続を除去すること
によってエンハーンスされたシード層だけではなく、本
発明の電気めっき浴が銅でアパーチュアを実質的にメタ
ライズまたは充填するのにも用いられることができるこ
とである。従って、本発明の電気めっき浴は、ボトムア
ップフィルまたはスーパーフィルも提供する。構造、特
に小さい構造の底における金属めっきが、めっきされる
基体の上面で起こるめっきより速い場合に、「スーパー
フィル」またはボトムアップフィルが起こる。表面トポ
グラフィーに従う金属めっきが、トレンチまたはビアと
いった構造の底における金属めっきと同じ速度で起こる
場合に、コンフォーマルめっきが起こる。時にはコンフ
ォーマルめっきが望ましく、一方他の時にはスーパーフ
ィルめっきが望ましい。小さいまたは非常に小さい構造
を有する集積回路または半導体の製造に用いられるウェ
ハーといった、特定の電子デバイスの製造において、ス
ーパーフィルめっきが望ましい。そのような電子デバイ
ス製造において、スーパーフィル銅電気めっきが特に望
ましい。
層を、ピロリン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と
接触させる工程を含む、電子デバイスの製造方法も提供
する。本発明の利点は、実質的に不連続を除去すること
によってエンハーンスされたシード層だけではなく、本
発明の電気めっき浴が銅でアパーチュアを実質的にメタ
ライズまたは充填するのにも用いられることができるこ
とである。従って、本発明の電気めっき浴は、ボトムア
ップフィルまたはスーパーフィルも提供する。構造、特
に小さい構造の底における金属めっきが、めっきされる
基体の上面で起こるめっきより速い場合に、「スーパー
フィル」またはボトムアップフィルが起こる。表面トポ
グラフィーに従う金属めっきが、トレンチまたはビアと
いった構造の底における金属めっきと同じ速度で起こる
場合に、コンフォーマルめっきが起こる。時にはコンフ
ォーマルめっきが望ましく、一方他の時にはスーパーフ
ィルめっきが望ましい。小さいまたは非常に小さい構造
を有する集積回路または半導体の製造に用いられるウェ
ハーといった、特定の電子デバイスの製造において、ス
ーパーフィルめっきが望ましい。そのような電子デバイ
ス製造において、スーパーフィル銅電気めっきが特に望
ましい。
【００１８】一般に、構造の底における析出速度が、基
体の上面における析出速度より速い場合に、スーパーフ
ィル析出が起こる。理論により拘束されることは意図し
ないが、基体の表面での析出速度は、めっき浴における
反応体の物質移行（対流）および適用される電流の大き
さによって制御されるということが知られている。理論
により拘束されることは意図しないが、めっきしている
のが非常に小さい構造の場合、構造の中の対流は重要で
はなく、構造の中の析出速度は物質移行（拡散）によっ
て制御されるということがさらに知られている。従っ
て、本発明は、１つ以上のアパーチュアを含み、各アパ
ーチュアがピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組
成物と接触させることでエンハーンスされたシード層析
出物を含む、電子デバイス基体を有する製造物品も提供
する。本発明は、さらに１つ以上のアパーチュアを含
み、各アパーチュアがピロリン酸銅を含むアルカリ性電
気めっき組成物と接触させることで析出されたシード層
析出物を含む、電子デバイス基体を含む製造物品も提供
する。
体の上面における析出速度より速い場合に、スーパーフ
ィル析出が起こる。理論により拘束されることは意図し
ないが、基体の表面での析出速度は、めっき浴における
反応体の物質移行（対流）および適用される電流の大き
さによって制御されるということが知られている。理論
により拘束されることは意図しないが、めっきしている
のが非常に小さい構造の場合、構造の中の対流は重要で
はなく、構造の中の析出速度は物質移行（拡散）によっ
て制御されるということがさらに知られている。従っ
て、本発明は、１つ以上のアパーチュアを含み、各アパ
ーチュアがピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組
成物と接触させることでエンハーンスされたシード層析
出物を含む、電子デバイス基体を有する製造物品も提供
する。本発明は、さらに１つ以上のアパーチュアを含
み、各アパーチュアがピロリン酸銅を含むアルカリ性電
気めっき組成物と接触させることで析出されたシード層
析出物を含む、電子デバイス基体を含む製造物品も提供
する。
【００１９】別の態様において、エンハーンスされたシ
ード層を有する基体は、めっき浴から取り除かれ、水で
すすがれ、アパーチュアをメタライズまたは充填するた
めに第２の銅電気めっき浴と接触されることができる。
そのような第２の電気めっき浴は、アルカリ性または酸
性であることができる。そのような電気めっき浴は、当
業者には公知である。メタライゼーション、すなわちア
パーチュアの充填の後、ウェハーの場合に、基体が化学
的機械的平坦化（「ＣＭＰ」）にさらされるのが好まし
い。ＣＭＰ手順は、以下の発明に従って行われることが
できる。ウェハーは、動いている研摩パッドの表面に対
してウェハーを移動させるウェハーキャリヤーにマウン
トされる。研磨パッドは、公知の平滑研磨パッドまたは
溝付研磨パッドであることができる。溝付研磨パッドの
例は、米国特許第５，１７７，９０８号、第５，０２
０，２８３号、第５，２９７，３６４号、第５，２１
６，８４３号、第５，３２９，７３４号、第５，４３
５，７７２号、第５，３９４，６５５号、第５，６５
０，０３９号、第５，４８９，２３３号、第５，５７
８，３６２号、第５，９００，１６４号、第５，６０
９，７１９号、第５，６２８，８６２号、第５，７６
９，６９９号、第５，６９０，５４０号、第５，７７
８，４８１号、第５，６４５，４６９号、第５，７２
５，４２０号、第５，８４２，９１０号、第５，８７
３，７７２号、第５，９２１，８５５号、第５，８８
８，１２１号、第５，９８４，７６９号、およびヨーロ
ッパ特許第８０６２６７号に開示されている。研磨パッ
ドは、研磨パッドを回転させることができる公知のプラ
テン（ｐｌａｔｅｎ）上に取り付けられることができ
る。研磨パッドは、限定されないが、接着剤、例えば両
面に接着剤を有する両面テープといった保持手段によっ
てプラテン上に保持されることができる。
ード層を有する基体は、めっき浴から取り除かれ、水で
すすがれ、アパーチュアをメタライズまたは充填するた
めに第２の銅電気めっき浴と接触されることができる。
そのような第２の電気めっき浴は、アルカリ性または酸
性であることができる。そのような電気めっき浴は、当
業者には公知である。メタライゼーション、すなわちア
パーチュアの充填の後、ウェハーの場合に、基体が化学
的機械的平坦化（「ＣＭＰ」）にさらされるのが好まし
い。ＣＭＰ手順は、以下の発明に従って行われることが
できる。ウェハーは、動いている研摩パッドの表面に対
してウェハーを移動させるウェハーキャリヤーにマウン
トされる。研磨パッドは、公知の平滑研磨パッドまたは
溝付研磨パッドであることができる。溝付研磨パッドの
例は、米国特許第５，１７７，９０８号、第５，０２
０，２８３号、第５，２９７，３６４号、第５，２１
６，８４３号、第５，３２９，７３４号、第５，４３
５，７７２号、第５，３９４，６５５号、第５，６５
０，０３９号、第５，４８９，２３３号、第５，５７
８，３６２号、第５，９００，１６４号、第５，６０
９，７１９号、第５，６２８，８６２号、第５，７６
９，６９９号、第５，６９０，５４０号、第５，７７
８，４８１号、第５，６４５，４６９号、第５，７２
５，４２０号、第５，８４２，９１０号、第５，８７
３，７７２号、第５，９２１，８５５号、第５，８８
８，１２１号、第５，９８４，７６９号、およびヨーロ
ッパ特許第８０６２６７号に開示されている。研磨パッ
ドは、研磨パッドを回転させることができる公知のプラ
テン（ｐｌａｔｅｎ）上に取り付けられることができ
る。研磨パッドは、限定されないが、接着剤、例えば両
面に接着剤を有する両面テープといった保持手段によっ
てプラテン上に保持されることができる。
【００２０】研磨溶液またはスラリーは、研磨パッド上
に供給される。ウェハーキャリヤーは、研磨パッド上の
異なった位置に存在することができる。ウェハーは、限
定されないが例えば水といった、限定されないが流体と
いったものの表面張力、真空、またはウェハーホルダー
といった（限定されないが）任意の適した保持手段によ
って所定の位置に保持されることができる。もし保持手
段が真空によるなら、その際にはウェハーキャリヤーと
接続されている中空軸が存在するのが好ましい。加え
て、中空軸は、例えば空気または不活性ガスに限定され
ないガス圧力を調節するのに、または、最初にウェハー
を保持するために真空を用いるのに用いられることがで
きる。ガスまたは真空は、中空軸からキャリヤーへと流
れる。ガスは、所望の形状（ｃｏｎｔｏｕｒ）のために
研磨パッドに対してウェハーを移動させることができ
る。真空は、最初にウェハーをウェハーキャリヤーにお
ける所定の位置に保持することができる。いったんウェ
ハーが研磨パッドのトップに置かれたら、真空は解か
れ、研磨パッドに対してウェハーを押しつけるために、
ガス圧を使用することができる。過剰または望まれない
銅は、その後取り除かれる。プラテンおよびウェハーキ
ャリヤーは独立して回転することができる。それゆえ、
ウェハーを同じもしくは異なったスピードで、研磨パッ
ドと同じ方向に回転する、または研磨パッドと逆の方向
に回転することが可能である。
に供給される。ウェハーキャリヤーは、研磨パッド上の
異なった位置に存在することができる。ウェハーは、限
定されないが例えば水といった、限定されないが流体と
いったものの表面張力、真空、またはウェハーホルダー
といった（限定されないが）任意の適した保持手段によ
って所定の位置に保持されることができる。もし保持手
段が真空によるなら、その際にはウェハーキャリヤーと
接続されている中空軸が存在するのが好ましい。加え
て、中空軸は、例えば空気または不活性ガスに限定され
ないガス圧力を調節するのに、または、最初にウェハー
を保持するために真空を用いるのに用いられることがで
きる。ガスまたは真空は、中空軸からキャリヤーへと流
れる。ガスは、所望の形状（ｃｏｎｔｏｕｒ）のために
研磨パッドに対してウェハーを移動させることができ
る。真空は、最初にウェハーをウェハーキャリヤーにお
ける所定の位置に保持することができる。いったんウェ
ハーが研磨パッドのトップに置かれたら、真空は解か
れ、研磨パッドに対してウェハーを押しつけるために、
ガス圧を使用することができる。過剰または望まれない
銅は、その後取り除かれる。プラテンおよびウェハーキ
ャリヤーは独立して回転することができる。それゆえ、
ウェハーを同じもしくは異なったスピードで、研磨パッ
ドと同じ方向に回転する、または研磨パッドと逆の方向
に回転することが可能である。
【００２１】このようにして、本発明は、半導体ウェハ
ーと回転している研磨パッドを接触させ、それによって
半導体ウェハーから過剰の物質を除去することを含む、
化学的機械的平坦化工程を用いることによって、１つ以
上のアパーチュアを含む半導体ウェハーから過剰の物質
を除去する方法であって、該アパーチュアが、ピロリン
酸銅を含むアルカリ性電気めっき組成物と接触すること
でエンハーンスされたシード層析出物を有する方法を提
供する。半導体ウェハーと回転している研磨パッドを接
触させ、それによって半導体ウェハーから過剰の物質を
除去することを含む、化学的機械的平坦化工程を用いる
ことによって、１つ以上のアパーチュアを含む半導体ウ
ェハーから過剰の物質を除去する方法であって、該アパ
ーチュアが、ピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき
組成物と接触することで得られる銅析出物を有する方法
も提供される。
ーと回転している研磨パッドを接触させ、それによって
半導体ウェハーから過剰の物質を除去することを含む、
化学的機械的平坦化工程を用いることによって、１つ以
上のアパーチュアを含む半導体ウェハーから過剰の物質
を除去する方法であって、該アパーチュアが、ピロリン
酸銅を含むアルカリ性電気めっき組成物と接触すること
でエンハーンスされたシード層析出物を有する方法を提
供する。半導体ウェハーと回転している研磨パッドを接
触させ、それによって半導体ウェハーから過剰の物質を
除去することを含む、化学的機械的平坦化工程を用いる
ことによって、１つ以上のアパーチュアを含む半導体ウ
ェハーから過剰の物質を除去する方法であって、該アパ
ーチュアが、ピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき
組成物と接触することで得られる銅析出物を有する方法
も提供される。
【００２２】実施例１ 水中、２０ｇ／Ｌの銅金属を与える濃度のピロリン酸
銅、ならびに１４０ｇ／Ｌのピロリン酸カリウム、８．
５のｐＨを与える濃度のアンモニア、および１ｇ／Ｌよ
り少ない（光沢剤として２，５−ジメルカプト−１，
３，４−チアジアゾールといった）有機添加剤も含むシ
ード層リペアー浴が調製される。４：１より大きいアス
ペクト比の構造および０．１５μｍより小さい直径のビ
アを有し、表面上１００ｎｍ未満の厚さを有する（イオ
ン金属プラズマ物理蒸着（ｉｏｎ ｍｅｔａｌ ｐｌａ
ｓｍａ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）（「ＩＭＰ−ＰＶＤ」））銅シード層で覆わ
れたシリコンウェハー基体は、４５℃で、シード層リペ
アー浴と接触する。３ｍＡ／ｃｍ２の電流密度をその後
３分間浴に適用する。これに続いて、基体はシード層リ
ペアー浴から取り除かれ、脱イオン水ですすがれ、スピ
ン−リンス−ドライモジュールで乾燥される。ウェハー
基体は、その後、商標ＵＬＴＲＡＦＩＬＬ２００１のも
と、シップレーカンパニー（Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ、
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から売られているような
電解銅めっき浴に基体をさらすことでメタライズされ
る。ウェハー基体は所望の銅層を提供するのに十分な時
間、浴中に置かれる。ウェハー基体は、その後、電解め
っき浴から取り除かれ、脱イオン水ですすがれ、さらな
る処理にさらされる。
銅、ならびに１４０ｇ／Ｌのピロリン酸カリウム、８．
５のｐＨを与える濃度のアンモニア、および１ｇ／Ｌよ
り少ない（光沢剤として２，５−ジメルカプト−１，
３，４−チアジアゾールといった）有機添加剤も含むシ
ード層リペアー浴が調製される。４：１より大きいアス
ペクト比の構造および０．１５μｍより小さい直径のビ
アを有し、表面上１００ｎｍ未満の厚さを有する（イオ
ン金属プラズマ物理蒸着（ｉｏｎ ｍｅｔａｌ ｐｌａ
ｓｍａ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）（「ＩＭＰ−ＰＶＤ」））銅シード層で覆わ
れたシリコンウェハー基体は、４５℃で、シード層リペ
アー浴と接触する。３ｍＡ／ｃｍ２の電流密度をその後
３分間浴に適用する。これに続いて、基体はシード層リ
ペアー浴から取り除かれ、脱イオン水ですすがれ、スピ
ン−リンス−ドライモジュールで乾燥される。ウェハー
基体は、その後、商標ＵＬＴＲＡＦＩＬＬ２００１のも
と、シップレーカンパニー（Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ、
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から売られているような
電解銅めっき浴に基体をさらすことでメタライズされ
る。ウェハー基体は所望の銅層を提供するのに十分な時
間、浴中に置かれる。ウェハー基体は、その後、電解め
っき浴から取り除かれ、脱イオン水ですすがれ、さらな
る処理にさらされる。
【００２３】実施例２ 水中、９０ｇ／Ｌのピロリン酸銅、２２０ｇ／Ｌのピロ
リン酸アンモニウム、５５ｇ／Ｌのリン酸アンモニウ
ム、８．５のｐＨになる濃度の水酸化テトラメチルアン
モニウム、および１ｇ／Ｌより少ない（光沢剤として
２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールと
いった）有機添加剤を含むシード層リペアー浴が調製さ
れる。４：１より大きいアスペクト比の構造および０．
１５μｍより小さい直径のビアを有し、表面上１００ｎ
ｍ未満の厚さを有する（ＩＭＰ−ＰＶＤで析出された）
銅シード層で覆われたシリコンウェハー基体は、４５℃
で、シード層リペアー浴と接触する。２ｍＡ／ｃｍ２の
電流密度をその後８分間浴に適用する。これに続いて、
基体はシード層リペアー浴から取り除かれ、脱イオン水
ですすがれ、スピン−リンス−ドライモジュールで乾燥
される。ウェハー基体は、その後、商標ＵＬＴＲＡＦＩ
ＬＬ２００１のもと、シップレーカンパニー（Ｍａｒｌ
ｂｏｒｏｕｇｈ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から売
られているような電解銅めっき浴に基体をさらすことで
メタライズされる。ウェハー基体は所望の銅層を提供す
るのに十分な時間、浴中に置かれる。ウェハー基体は、
その後、電解めっき浴から取り除かれ、脱イオン水です
すがれ、さらなる処理にさらされる。
リン酸アンモニウム、５５ｇ／Ｌのリン酸アンモニウ
ム、８．５のｐＨになる濃度の水酸化テトラメチルアン
モニウム、および１ｇ／Ｌより少ない（光沢剤として
２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールと
いった）有機添加剤を含むシード層リペアー浴が調製さ
れる。４：１より大きいアスペクト比の構造および０．
１５μｍより小さい直径のビアを有し、表面上１００ｎ
ｍ未満の厚さを有する（ＩＭＰ−ＰＶＤで析出された）
銅シード層で覆われたシリコンウェハー基体は、４５℃
で、シード層リペアー浴と接触する。２ｍＡ／ｃｍ２の
電流密度をその後８分間浴に適用する。これに続いて、
基体はシード層リペアー浴から取り除かれ、脱イオン水
ですすがれ、スピン−リンス−ドライモジュールで乾燥
される。ウェハー基体は、その後、商標ＵＬＴＲＡＦＩ
ＬＬ２００１のもと、シップレーカンパニー（Ｍａｒｌ
ｂｏｒｏｕｇｈ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から売
られているような電解銅めっき浴に基体をさらすことで
メタライズされる。ウェハー基体は所望の銅層を提供す
るのに十分な時間、浴中に置かれる。ウェハー基体は、
その後、電解めっき浴から取り除かれ、脱イオン水です
すがれ、さらなる処理にさらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596156668 455 Ｆｏｒｅｓｔ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｍａ ｒｌｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ 01752 Ｕ. Ｓ．Ａ (72)発明者 デニス・モリッセイ アメリカ合衆国ニューヨーク州11743，ハ ンティントン，トレイナー・コート・36 (72)発明者 マーティン・ダブリュー・ベイズ アメリカ合衆国マサチューセッツ州01748, ホプキントン，ヘイドン・ロウ・ストリー ト・106 (72)発明者 マーク・レフェブレ アメリカ合衆国ニューハンプシャー州 03051，ハドソン，ハイリンデール・ドラ イブ・12 (72)発明者 ジェームズ・ジー・シェルナット アメリカ合衆国マサチューセッツ州01532, ノースボロ，バブコック・ドライブ・５ (72)発明者 ドナルド・イー・ストルジョハン アメリカ合衆国マサチューセッツ州02472 −3546，ウォータータウン，エッジクリ フ・ロード・82 Ｆターム(参考） 4K023 AA19 BA12 BA19 CB05 CB15 CB17 DA04 4K024 AA09 AB01 AB09 BA15 BB12 CA01 CA02 CA03 CA05 4M104 BB04 DD52 DD75 HH20
Claims (13)
- 【請求項１】基体上に堆積された金属シード層を、ピロ
リン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させる
工程を含む、基体上に実質的に不連続のない堆積された
金属シード層を提供する方法。 - 【請求項２】電気めっき浴が８から９のｐＨを有する、
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】電気めっき浴が錯化剤をさらに含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項４】電気めっき浴が、水酸化アンモニウムまた
は水酸化テトラ（Ｃ１−Ｃ４）アルキルアンモニウムか
ら選択される１つ以上の塩基をさらに含む、請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】電気めっき浴が、ハロゲン化物、光沢剤、
抑制剤、平滑化剤、グレインリファイナー、湿潤剤また
は界面活性剤から選択される１つ以上の化合物をさらに
含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】基体上に堆積された金属シード層を、ピロ
リン酸銅を含むアルカリ性銅電気めっき浴と接触させる
工程を含む、電子デバイスの製造方法。 - 【請求項７】電気めっき浴が８から９のｐＨを有する、
請求項６記載の方法。 - 【請求項８】電気めっき浴が錯化剤をさらに含む、請求
項６記載の方法。 - 【請求項９】電気めっき浴が、水酸化アンモニウムまた
は水酸化テトラ（Ｃ１−Ｃ４）アルキルアンモニウムか
ら選択される１つ以上の塩基をさらに含む、請求項６記
載の方法。 - 【請求項１０】電気めっき浴が、１つ以上の光沢剤化合
物を、１．５ｍｇ／Ｌ以上の量でさらに含む、請求項６
記載の方法。 - 【請求項１１】１つ以上のアパーチュアを含み、各アパ
ーチュアがピロリン酸銅を含むアルカリ性電気めっき組
成物と接触させることでエンハーンスされたシード層析
出物を有する、電子デバイス基体を含む製造物品。 - 【請求項１２】半導体ウェハーと回転している研磨パッ
ドを接触させ、それによって半導体ウェハーから過剰の
物質を除去することを含む、化学的機械的平坦化工程を
用いることによって、１つ以上のアパーチュアを含む半
導体ウェハーから過剰の物質を除去する方法であって、
該アパーチュアが、ピロリン酸銅を含むアルカリ性電気
めっき組成物と接触することでエンハーンスされたシー
ド層析出物を有する方法。 - 【請求項１３】半導体ウェハーと回転している研磨パッ
ドを接触させ、それによって半導体ウェハーから過剰の
物質を除去することを含む、化学的機械的平坦化工程を
用いることによって、１つ以上のアパーチュアを含む半
導体ウェハーから過剰の物質を除去する方法であって、
該アパーチュアが、ピロリン酸銅を含むアルカリ性電気
めっき組成物と接触することで得られる銅析出物を有す
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US24234900P | 2000-10-20 | 2000-10-20 | |
| US60/242349 | 2000-10-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002266096A true JP2002266096A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=22914426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001321994A Pending JP2002266096A (ja) | 2000-10-20 | 2001-10-19 | シード層修復浴 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002266096A (ja) |
| KR (1) | KR20020031074A (ja) |
-
2001
- 2001-10-19 JP JP2001321994A patent/JP2002266096A/ja active Pending
- 2001-10-19 KR KR1020010064674A patent/KR20020031074A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20020031074A (ko) | 2002-04-26 |
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