JP2002275684A - シード層 - Google Patents

シード層

Info

Publication number
JP2002275684A
JP2002275684A JP2001325747A JP2001325747A JP2002275684A JP 2002275684 A JP2002275684 A JP 2002275684A JP 2001325747 A JP2001325747 A JP 2001325747A JP 2001325747 A JP2001325747 A JP 2001325747A JP 2002275684 A JP2002275684 A JP 2002275684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
metal
seed layer
colloid
palladium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001325747A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002275684A5 (ja
Inventor
David Merricks
デービッド・メリックス
Denis Morrissey
デニス・モリッセイ
Martin W Bayes
マーティン・ダブリュー・ベイズ
Mark Lefebvre
マーク・レフェブレ
James G Shelnut
ジェームズ・ジー・シェルナット
Donald E Storjohann
ドナルド・イー・ストルジョハン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Original Assignee
Shipley Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shipley Co LLC filed Critical Shipley Co LLC
Publication of JP2002275684A publication Critical patent/JP2002275684A/ja
Publication of JP2002275684A5 publication Critical patent/JP2002275684A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76871—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers
    • H01L21/76873—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers for electroplating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H01L21/2885—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76868—Forming or treating discontinuous thin films, e.g. repair, enhancement or reinforcement of discontinuous thin films
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • H01L21/76879—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material by selective deposition of conductive material in the vias, e.g. selective C.V.D. on semiconductor material, plating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電子デバイス製造の過程で引き続くメタライゼ
ーション前に不連続金属シード層を修復又はエンハーン
スする。 【解決手段】基体上に堆積された金属シード層を、半分
に満たない量のイオン化可能パラジウム化合物及び過半
量の銅コロイド粒子を含む銅コロイド組成物と接触さ
せ、実質的に連続したシード層を形成することを含む工
程により行う。パラジウム化合物は約５から約８０ｐｐ
ｍのパラジウム金属を提供するに十分な量とし、銅コロ
イド組成物は、コロイド溶液中、１から８ｇ／Ｌの銅金
属を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、一般的に引き続くメタライゼー
ション用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前にシード層を修復する方法に関す
る。
【０００２】より小さなミクロ電子工学デバイス、たと
えばサブミクロンジオメトリーのものが求められる傾向
の結果、デバイスはより高密度を取り扱う複数のメタラ
イゼーション層を有するものになってきている。半導体
ウェファー上に金属線（配線ともいう）を形成するため
に用いられる一般的金属の一例はアルミニウムである。
アルミニウムは比較的安価で、抵抗率が低く、比較的エ
ッチングしやすいという利点がある。アルミニウムは異
なる金属層を連結させるためにビア中に相互接続を形成
するために用いられてきた。しかしながら、ビア／コン
タクトホールのサイズがサブミクロンの範囲まで縮小す
ると、不連続被覆の問題が生じ、このことは異なる金属
層間の相互接続を形成するためにアルミニウムが用いら
れる際に信頼性の問題を生じる。このような不十分な不
連続被覆の結果、高電流密度になり、エレクトロマイグ
レーションが増大する。
【０００３】ビア中に向上した相互接続経路を提供する
一法は、タングステンなどの金属を用い、一方、金属層
についてはアルミニウムを用いることにより完全に充填
されたプラグを形成することである。しかしながら、タ
ングステンプロセスは高価で複雑であり、タングステン
の抵抗率は高く、タングステンプラグは空隙ができやす
く、配線層との接合点が不良である。
【０００４】銅は、集積回路の製造において層間接続メ
タライゼーション用の代替物質として提案されてきた。
銅は、タングステンと比較して改良された電気的特性及
びアルミニウムよりもより良い電子マイグレーション性
及び低い抵抗率という利点を有する。銅についての欠点
は、アルミニウム及びタングステンと比較してエッチン
グするのがより困難なことであり、且つ二酸化珪素のよ
うな誘電層に移動する傾向があることである。斯かるマ
イグレーションを防止するためには、窒化チタン及び窒
化タンタル等のバリアー層が、銅層の堆積前に使用され
なければならない。
【０００５】電気化学的堆積等の銅層を適用する典型的
な技術は、電気伝導性層へ銅を適用するのに好適なだけ
である。従って、下層の伝導性シード層、典型的には、
銅のような金属シード層が、一般に電気化学的に銅を堆
積する前に基体に適用される。斯かるシード層は物理的
蒸着（「ＰＶＤ」）及び化学的蒸着（「ＣＶＤ」）等の
多様な方法で適用され得る。典型的には、シード層は、
他の金属層と比較して５０から１５００オングストロー
ムの厚さの如く薄い。斯かる金属シード層、特に銅シー
ド層は、シード層表面上及び層バルク内双方の金属酸化
物並びに層内不連続の問題に悩まされ得る。
【０００６】不連続性または空隙は、銅などの金属の被
覆が不完全または欠損しているシード層中の領域であ
る。このような不連続性は金属層の不完全なブランケッ
ト堆積、たとえばサイトファッションなラインで金属を
堆積させるために生じる。完全な金属層をこのようなシ
ード層上に電気化学的に堆積させるためには、不連続性
は最終金属層の堆積前または堆積中に充填されなければ
ならず、そうでなければ最終金属層において空隙が生じ
る可能性がある。
【０００７】例えば、ＰＣＴ特許出願番号ＷＯ９９／４
７７３１（Ｃｈｅｎ）は、まず超薄シード層を蒸着し、
続いて超薄シード層を電気化学的にエンハーンスして、
最終シード層を形成することによりシード層を提供する
方法を開示する。この特許出願によると、このような二
段プロセスは、不連続性、すなわちシード層の被覆が不
完全または欠損した領域が減少したシード層を提供す
る。不連続又はボイドは、銅等の金属の被覆面積が不完
全であり又は欠如しているシード層内の領域である。斯
かる不連続は、視覚様式での回線において金属を堆積す
るなどの金属層の不十分なブランケット堆積から起こり
得る。斯かる層上に堆積した電気化学的に堆積される不
完全金属層のためには、不連続性は、最終金属層の堆積
前に又はその過程で、充填されなければならないし、又
はそうでなければ最終製品層内においてボイドが生じ得
る。慣用の上ボトムアップフィル又はスーパーフィル電
気銅めっき浴は、酸銅浴である。従って、慣用の銅めっ
き浴に付いてのこの試みを使用してシード層不連続を修
復しようとする者は、二つの電解浴、アルカリエンハン
スメント浴及び酸性電気銅めっき浴を必要とするであろ
う。慣用の酸性電気めっき浴を使用する前にシード層の
完全なすすぎ及び中和を必要とするであろう。加えて、
そのような酸電気めっき浴と組み合わせたアルカリエン
ハンスメント法は、めっき器具のめっきヘッドの数を倍
増させなければならないか、または処理量が減少するで
あろう。
【０００８】コロイド状銅は、無電解金属めっき、特に
無電解銅めっき用の触媒として使用されてきた。例え
ば、米国特許第４，７６２，５６０号及び第４，６８
１，６３０号（ブラッシュ）は、無電解銅浴、特に低速
無電解銅浴用の触媒として少量のイオン化可能パラジウ
ムを含有するコロイド状銅を開示する。斯かる触媒は、
集積回路製造における使用については開示されていな
い。
【０００９】第二の電気めっき浴を使用すること無し
に、不連続シード層を修復する方法の継続する必要性が
存在する。斯かる方法は、０．５ミクロン以下のように
非常に小さなジオメトリーを有するデバイスをめっきす
るために特に必要とされる。
【００１０】本発明に従い不連続金属銅シード層が、ア
ルカリ電気めっき浴を使用することなく、修復又はエン
ハーンスされ、実質的に不連続の無い金属シード層を提
供することが驚くべきことに見出された。
【００１１】一態様において、本発明は、基体上に堆積
した金属シード層を、半分に満たない量のイオン化可能
パラジウム化合物及び過半量の銅コロイド粒子を含む銅
コロイド組成物と接触させ、実質的に連続したシード層
を形成する工程を含む、基体上に堆積した不連続金属シ
ード層をエンハーンスする方法を提供する。
【００１２】第二の態様において、本発明は、基体上に
堆積した金属シード層を、半分に満たない量のイオン化
可能パラジウム化合物及び過半量の銅コロイド粒子を含
む銅コロイド組成物と接触させ、実質的に連続したシー
ド層を形成し；その基体に１以上の金属イオン及び電解
質を含む電気めっき液を接触させる工程を含むシード層
表面に金属層を電気的に堆積する方法を提供する。
【００１３】第三の態様において、本発明は、電子デバ
イス基体上に堆積した金属シード層を、半分に満たない
量のイオン化可能パラジウム化合物及び過半量の銅コロ
イド粒子を含む銅コロイド組成物と接触させ、実質的に
連続なシード層を形成し；その基体に１以上の金属イオ
ン及び電解質を含む電気めっき液を接触させる工程を含
む、電子デバイスを製造する方法を提供する。
【００１４】本明細書を通して使用されるように、明ら
かに断りがない限り次の略語は次の意味を有する；ｎｍ
＝ナノメーター；ｇ／Ｌ＝リットル当たりのグラム；μ
ｍ＝ミクロン＝マイクロメーター；ＡＳＦ＝平方フィー
ト当たりのアンペア；Ｍ＝モル；及びｐｐｍ＝百万当た
りの部数。
【００１５】本明細書において用いる場合、「フィーチ
ャー（ｆｅａｔｕｒｅ）」とは、基体上のジオメトリ
ー、例えばトレンチおよびビアを意味するが、これに限
定されない。「開口部」とは、くぼんだフィーチャー、
例えばビアおよびトレンチを意味する。「小さなフィー
チャー」なる用語は、サイズが１ミクロン以下のものを
意味する。「非常に小さなフィーチャー」とは、サイズ
が１／２ミクロン以下のものを意味する。同様に、「小
開口部」とは、サイズが１ミクロン以下（≦１μｍ）の
開口部を意味し、「極小開口部」とは、サイズが１／２
ミクロン以下（≦０．５μｍ）の開口部を意味する。本
明細書において用いる場合、「メッキ」なる用語は、特
記しない限り、金属電気メッキを意味する。「堆積」お
よび「メッキ」は本明細書において交換可能に用いられ
る。用語「促進剤」は、めっき速度を促進させる化合物
を意味する。「抑制剤」の用語は、めっき速度を抑制す
る化合物を意味する。「ハロゲン化物」は、フッ化物、
塩化物、臭化物及びヨウ化物を意味する。
【００１６】全てのパーセント及び比率は断りの無い限
り重量部である。全ての範囲は、両端の数字を含み及び
組合わせ可能である。
【００１７】本発明は、実質的に連続したシード層を形
成するために基体上に堆積した金属シード層に半分に満
たない量のイオン化可能パラジウム化合物及び過半量の
銅コロイドを含む銅コロイド組成物を接触させる工程を
含む基体に堆積した不連続金属シード層をエンハーンス
する方法を提供する。斯かる方法は、実質的に不連続又
はボイドの無い、好ましくは不連続の無いシード層を提
供する。斯かるシード層は、好ましくは銅又は銅合金を
含む。「半分に満たない量」とは、約５０％未満を意味
する。同様に、「過半量」とは、約５０％より多いこと
を意味する。
【００１８】好適な基体は、引き続きの金属電着用のシ
ード層を含有する如何なるものでもあり、特には電子デ
バイス製造に使用される基体である。基体の例として
は、≦１μｍの大きさ、好ましくは≦０．５μｍの大き
さ、より好ましくは≦０．１８μｍの大きさを有する１
以上のアパーチャを含有するものがあげられるが、これ
らに限定されない。斯かる基体は、特には、集積回路及
び半導体の製造用に使用されるウェーハを含む。
【００１９】本発明に有用な好適な銅コロイドは、米国
特許第４，７６２，５６０号（ブラッシュ）において開
示され、すべての目的のために参照され、組み込まれ
る。銅コロイド粒子は、典型的には１以上の銅化合物、
１以上の安定剤及び１以上の還元剤を配合することによ
り調製される。好適な銅化合物は、１以上の還元剤で還
元され得る如何なるものでもよい。好適な銅化合物に
は、硫酸銅、好ましくはその五水塩（ＣｕＳＯ４５Ｈ２
Ｏ）、亜リン酸銅、燐酸銅、及びスルファミン酸銅、酢
酸銅、塩化銅、硝酸銅、クエン酸銅、蟻酸銅及びグルコ
ン酸銅等が含まれるが、これらに限定されない。銅化合
物は、コロイド溶液の銅金属（０価の銅）の量が約１か
ら８ｇ／Ｌ、好ましくは約２．５から７．５ｇ／Ｌ、よ
り有意義には約５ｇ／Ｌとなるように存在すべきである
が、銅の相対量は、重要ではない。従って、ＣｕＳＯ４
５Ｈ２Ｏの場合には、同じものが、還元前に約１０〜３
０ｇ／Ｌ、最も有意義には約２０ｇ／Ｌの量で存在すべ
きである。
【００２０】多岐に亘る安定剤が、銅コロイドを形成す
るため使用され得る。最も有意義な安定剤は、ゼラチン
である。他の好適な安定剤には、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリルアミド、アルギン酸ナトリウム、ポリ
ソルビン酸モノオレート、デキストリン（ゴム及び澱
粉）、ポリベンゼンスルホン酸及びポリアルキルナフタ
レンスルホン酸等のポリアリールスルホン酸、及びポリ
ベンゼンスルホン酸塩及びポリアルキルナフタレンスル
ホン酸塩等のポリアリールスルホン酸の塩、特にアルカ
リ金属塩が含まれるが、これらに限定されない。コロイ
ド調製における又は最終コロイド自身における安定剤の
役割は、コロイドを安定にすることである。コロイドは
安定剤の不存在下で調製され得るが、有用ではあるが競
合的商業的使用には十分安定でない。安定剤は、好まし
くはコロイド溶液に約１から３ｇ／Ｌ、最も好ましくは
約２ｇ／Ｌの量で存在すべきである。
【００２１】多岐に亘る還元剤の如何なるものも銅コロ
イドを形成するのに好適である。好適な還元剤には、ヒ
ドラジン水和物、水素化ホウ素カリウム、ヒドロ亜硫酸
ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナト
リウム、ジボランカリウム及びジメチルアミンボラン
（「ＤＭＡＢ」）等が含まれるが、これらに限定されな
い。ジメチルアミンボランが好ましい。他の還元剤が、
使用され得るが、酸条件下で好ましい還元剤であるＤＭ
ＡＢと実質的に同一又は均等な還元力を有すべきであ
る。好ましくは、水素化ホウ素還元剤が使用される時
は、溶液のｐＨは、ＤＭＡＢのそれに近似するまで低下
される。還元剤の混合物が、有意義に使用され得る。還
元剤の相対量は、それほど重要ではないが、還元剤は、
コロイド溶液に約１から８ｇ／Ｌ、好ましくは約２．５
から７．５ｇ／Ｌ、より好ましくは５ｇ／Ｌで好ましく
存在すべきであり、且つ銅塩を還元するのに必要とされ
るものより過剰であるべきである。還元剤の混合物が好
適に使用され得るが、好ましくはない。
【００２２】上記に従えば、１以上の還元剤対銅金属
（０価銅）量の比率は、重量で約１／１又は過剰である
ことが有意義であることがわかる。
【００２３】本発明の銅コロイドは、半分に満たない量
の成分のイオン化可能パラジウムを含有する。十分量の
パラジウム金属が、実質的に不連続を充填又はブリッジ
するように電解銅堆積物のカバレッジを増加するために
添加されるべきである。典型的には、パラジウム金属の
量は、約５から８０ｐｐｍ、好ましくは８から８０ｐｐ
ｍ、より好ましくは１２から７５ｐｐｍ、よりいっそう
好ましくは２０から５０ｐｐｍである。パラジウム金属
の最小量は、採用される具体的なイオン性パラジウム化
合物に依存する。
【００２４】コロイド内のパラジウム金属の上限は、使
用される具体的なイオン性パラジウム化合物、浴の安定
性に対するイオン性パラジウム化合物のアニオンの影響
及び活性化コロイド自身の安定性に依存する。従って、
パラジウムは、活性化（コロイド）溶液の安定性を保持
するであろう量で典型的に添加される。約８０ｐｐｍの
過剰のパラジウム金属の添加は、コロイドの凝固をもた
らし、それを不安定にする。パラジウム金属量は、従っ
て約８０ｐｐｍ以下又は銅コロイドの安定性に悪影響を
及ぼさない量に限定されるべきである。従って、添加さ
れるパラジウム金属の最大量は、コロイドの安定性を十
分に保持し、非伝導性基体が引き続く電気めっき用コロ
イドによって十分に活性化され得るような量である。
【００２５】パラジウムは、イオン状態でのコロイドに
添加される。イオン化及び還元可能な如何なるパラジウ
ム化合物又は塩のいずれもが使用され得るが、たとえば
塩化パラジウム水素塩及びパラジウム塩化アンモニウム
等が使用され、また後者が好ましい。市販のパラジウム
／錫活性化触媒中に含有されているようなパラジウム金
属の２０ｐｐｍの量での添加は、銅コロイドの多少の沈
殿の原因となるが、斯かる沈殿は、ろ過により組成物か
ら除去され得る。
【００２６】従って、本発明のパラジウム含有銅コロイ
ドは、典型的には１以上の銅化合物及び１以上の安定剤
を水に溶解し、次に１以上の還元剤を溶解させることに
より調製される。銅コロイドに添加されるイオン性パラ
ジウムは、電解めっき前にある段階でパラジウム金属に
還元される。従って、パラジウム化合物は、もしコロイ
ドが過剰の還元剤を含有している場合には、銅コロイド
に直接添加することができ、又は米国特許第３，９５
８，０４８号（ドノバン等）及び第４，７６２，５６０
号（ブラッシュ）に開示されるような還元技術によりコ
ロイドが調製される場合にはコロイドの調製過程で添加
され得る。パラジウムは、また、米国特許第３，９９
３，７９９号（フェルドスタイン）に開示されたような
沈殿法により調製されたコロイドに添加され得るし、且
つコロイドが浸漬又は噴霧等により被覆基体に還元剤を
接触させて基体上に被覆された後でイオン性パラジウム
は還元される。好ましくは、本発明のパラジウム含有銅
コロイドは、イオン性パラジウムを、過剰還元剤を含む
予め形成された銅コロイドに添加するか、又は還元技術
を使用するコロイドの調製過程で添加することにより調
製される。
【００２７】典型的には、銅化合物の還元は、約１．５
から約４、好ましくは、約２から約２．５のｐＨにおい
て開始する。還元反応の温度は、決して重大なものでな
い。反応は、室温で起きるが、反応が約８０°Ｆから９
０°Ｆで起きるように少量の熱を加えるのが好ましい。
もし所望であれば、より高温（１２０°Ｆから１３０°
Ｆ）が使用され得るが、反応を主に調整するのは反応物
の種類及び量及びｐＨである。反応は、徐々に開始し、
顕著になるまで５から１０分を要することができる。硫
酸銅についての反応終了は、一般には深い青から淡い青
そしてそれから緑へと色彩変化により観察されることが
できる。反応の第一部が終了した後に、色彩変化で示さ
れるように、採用中の加熱又は撹拌は停止され、反応混
合物は約２４時間の間、静置されるか更に反応させられ
る。２４時間後、コロイドは使用され得るが、しかし最
良の結果が得られるのは、コロイドが密閉容器で３から
４週間、熟成された後である。典型的には、銅コロイド
粒子は、約１０から約１００ミリミクロンの大きさであ
る。
【００２８】コロイドの安定性は、初期反応の後で、ヒ
ドラジン水和物、フェニルヒドラジン、硫酸ヒドロキシ
アミンのような追加の還元剤又は更に追加のＤＭＡＢ
（又は初期反応で使用される他の還元剤）のような還元
剤のそれへの添加により更にエンハーンスされ得る。追
加の還元剤は、コロイドが約２４時間熟成されるか又は
静置された後で有為に添加されるが、所望であれば、初
期反応の終了後、その他の段階で添加されてもよい。
【００２９】２４時間のエージングの後でコロイドのｐ
Ｈは、約７であり、それらは直接この有意義なｐＨで使
用され得るが、コロイドは広いｐＨ範囲にわたり使用さ
れ得る。ｐＨは、当業者により認識されるように酸（例
えば、硫酸）又は塩基（例えば、水酸化アルカリ）の添
加により調節され得る。使用過程でコロイドのｐＨは下
げる場合があるが、実際には、コロイド溶液は時々ｐＨ
を７に向けて戻す傾向がある追加のコロイドで補充され
る。僅かにアルカリの、約７から約８、好ましくは７．
５から８のｐＨを有するようなコロイドが、好ましい。
【００３０】好ましいコロイドは銅であるが、ニッケ
ル、鉄又はコバルトのような他の好適なコロイドが本発
明で使用されてもよいことは、当業者により認識される
であろう。
【００３１】本発明の銅コロイドは、基体上で堆積され
る金属シード層内の不連続をエンハーンスし又は修正す
るために使用される。典型的には、不連続シード層は、
銅コロイド（好ましくは１から２ｇ／Ｌの銅を含む）と
接触してコロイドで被覆された表面又はエンハーンスさ
れたシード層を提供する。斯かるコロイドは、浸漬、噴
霧、スピンコーティング及びフラッドコーティング等、
好ましくは、浸漬、噴霧及びスピンコーティング等の多
種の手段によりシード層に塗布され得る。コロイドは、
実質的に不連続を充填し又は修復し、実質的に連続なシ
ード層を提供する。したがって、銅コロイドで被覆され
た又はエンハーンスされたシード層は、実質的に連続、
好ましくは連続である。本発明の銅コロイドの利点は、
コロイドのｐＨが約７又は僅かにアルカリであることで
ある。従って、シード層の溶解により、シード層内の金
属酸化物は最小化される。
【００３２】コロイドが、シード層に堆積した後で、コ
ロイドで被覆された表面は、任意に水又は活性化溶液等
ですすがれてもよい。例示的な活性化溶液としては、イ
オン化可能パラジウムをパラジウム金属（０価のパラジ
ウム）に還元するに必要となり得るような還元剤溶液が
あげられる。上記した還元剤の如何なるものも好適であ
る。
【００３３】銅コロイドでエンハーンスされたシード層
は、それから多種類の金属でめっきされ得るが、典型的
には、銅でめっきされる。斯かるめっきは、無電解又は
電解いずれでもよい。無電解めっきは、更にシード層を
エンハーンスするのに好適に使用され得る。斯かる無電
解めっきは、典型的には、実質的又は完全にアパーチャ
を充填するために使用されるには遅すぎる。
【００３４】好ましくは、銅コロイドエンハーンスシー
ド層は、アパーチャを実質的に充填し又は完全に充填す
るのに十分な金属を堆積するため電気めっきされる。本
発明の実質的に連続なシード層上に金属層を堆積するの
に有用な電気銅めっき溶液は、一般に１以上の銅イオン
源及び電解質、好ましくは酸性電解質を含む。電解めっ
き液は、任意にハロゲン化物、促進剤又は光沢剤、抑制
剤、レベラー、グレインリファイナー、湿潤剤及び界面
活性剤等の１以上史の添加剤を含有することができる。
【００３５】多種類の銅塩は、銅イオン源として電気銅
めっき液に採用される。好適な銅塩には、硫酸銅、酢酸
銅、フルオロホウ酸銅、グルコン酸銅、蟻酸銅、アルカ
ンスルホン酸銅、アリールスルホン酸銅、スルファミン
酸銅、スルホン酸銅及び硝酸銅が含まれるが、これらに
限定されない。硫酸銅五水塩が、特に好ましい。銅塩
は、本発明の電気めっき液において比較的広い濃度範囲
で好適に存在する。好ましくは、銅塩は、約１から約３
００ｇ／Ｌのめっき液濃度、より好ましくは約１０から
２２５ｇ／Ｌの濃度、更により好ましくは約２５から約
１７５ｇ／Ｌの濃度で採用されるであろう。銅めっき浴
は、また、限定はされないが錫及び亜鉛等の他の合金エ
レメントを含有することができる。従って、本発明に有
用な電気銅めっき浴は、また、銅合金を堆積することが
できる。
【００３６】好適な電気銅めっき浴は、好ましくは１以
上の酸を含んでもよい酸性電解質を採用する。好適な酸
は無機又は有機である。有用な無機酸には、硫酸、燐
酸、硝酸、ハロゲン化水素酸、スルファミン酸及びフル
オロホウ酸等が含まれるが、これらに限定されない。好
適な有機酸には、メタンスルホン酸等のアルキルスルホ
ン酸、フェニルスルホン酸及びトリルスルホン酸等のア
リールスルホン酸、蟻酸、酢酸及びプロピオン酸等のカ
ルボン酸、トリフルオロメチルスルホン酸及びハロ酢酸
等のハロゲン化酸等が含まれるが、これらに限定されな
い。特に、好適な有機酸には、（Ｃ１〜Ｃ１０）のアル
キルスルホン酸が含まれる。特に好適な酸の組み合わせ
には、１以上の無機酸と１以上の有機酸又は２以上の有
機酸混合物が含まれる。二以上の酸が電解質において使
用されるとき、それらは９９：１から１：９９、好まし
くは、９０：１０から１０：９０、より好ましくは、８
０：２０から２０：８０の如何なる比で使用され得る。
【００３７】本電気めっき浴において使用される添加さ
れた酸の総量は、約０から約３５０ｇ／Ｌ、好ましくは
１から２２５ｇ／Ｌであり得る。金属イオン源として金
属硫酸塩を使用する場合には、如何なる酸を添加するこ
となく酸性電解質が入手され得ることは当業者により認
識されるであろう。従って、一態様において、電気銅め
っき液は、添加酸が存在しなくてもよい。
【００３８】非常に小さいアパーチャを有するウェーハ
のめっきにおけるようなある種の用途については、添加
される酸の総量が少ないことが好ましい。「少ない酸」
とは、電解質に添加される酸の総量が約０．４モル未満
であり、好ましくは約０．３モル未満、より好ましくは
約０．２モル未満である。特に好ましい低酸電気めっき
浴は、添加酸を含まない、即ち、添加酸の量は０ｇ／Ｌ
である。
【００３９】銅電解質は、任意に１以上のハロゲン化
物、好ましくは少なくとも一つのハロゲン化物を含有す
ることができる。塩化物及び臭化物は、好ましいハロゲ
ン化物であり、塩化物が更に好ましい。広範囲のハロゲ
ン化物濃度（もしハロゲン化物イオンが採用されたなら
ば）が好適に用いられ得る、例えば、めっき液内で約０
（ハロゲン化物イオンが採用されないとき）から１００
ｐｐｍ、より好ましくは約２５から約７５ｐｐｍのハロ
ゲン化物イオンが使用される。斯かるハロゲン化物は、
相当するハロゲン化水素又は好適な塩として添加され得
る。
【００４０】公知の光沢剤及び促進剤をはじめとする多
岐に亘る光沢剤及び促進剤が、電気銅めっきにおいて採
用され得る。典型的な光沢剤は、１以上の硫黄原子を含
有し、典型的には窒素原子を含まず、約１０００以下の
分子量である。スルフィド及び／又はスルホン酸基を有
する光沢剤化合物が、一般的に好ましい、特に式Ｒ’‐
Ｓ‐Ｒ‐ＳＯ３Ｘ、［ここで、Ｒは、任意に置換したア
ルキル（シクロアルキルを含む）、任意に置換したヘテ
ロアルキル、任意に置換したアリール基、又は任意に置
換したヘテロ脂環式であり；Ｘは、ナトリウム又はカリ
ウム等の対イオンである；及びＲ’は、水素又は化学結
合（即ち、‐Ｓ‐Ｒ‐ＳＯ３Ｘ、又はより大きな化合物
の置換基である］が好ましい。典型的にアルキル基は、
１から約１６の炭素、より典型的には１から約８又は１
２の炭素を有するであろう。ヘテロアルキル基は、１以
上のヘテロ原子（Ｎ、Ｏ又はＳ）を鎖中に有し、好まし
くは１から約１６の炭素原子、より典型的には１から約
８又は１２の炭素を有するであろう。炭素環式アリール
基は、典型的にはフェニール及びナフチル等のアリール
基である。ヘテロ芳香族基は、また、好適なアリール基
であろう、そして典型的には１から約３のＮ、Ｏ又はＳ
原子、１〜３分離又は縮合環を含有し、例えば、クマリ
ニル、キノリニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジ
ル、フリル、ピロリル、チエニル、チアゾリル、オキサ
ゾリル、オキシジゾリル、トリアゾール、イミダゾリ
ル、インドリル、ベンゾフラニル及びベンゾチアゾール
等を含む。ヘテロ脂環式基は、典型的には１から３の
Ｎ，Ｏ又はＳ原子及び１から３の分離又は縮合環を有
し、例えば、テトラヒドロフラニール、チエニル、テト
ラヒドロピラニル、ピペルジニル、モルフォリノ及びピ
ロリンジニル等を有するであろう。置換アルキル、ヘテ
ロアルキル、アリール又はヘテロ脂環式基の置換基とし
ては、例えば、Ｃ１〜Ｃ８アルコキシ；Ｃ１〜Ｃ８アル
キル；ハロゲン、特にＦ、Ｃｌ及びＢｒ；シアノ及びニ
トロ等が挙げられる。
【００４１】より詳細には、有用な光沢剤には、次式の
ものが含まれる： ＸＯ３Ｓ−Ｒ−ＳＨ、 ＸＯ３Ｓ−Ｒ−Ｓ−Ｓ−Ｒ−ＳＯ３Ｘ、および ＸＯ３−Ａｒ−Ｓ−Ｓ−Ａｒ−ＳＯ３Ｘ ［上記式中、Ｒは、任意に置換したアルキル基及び好ま
しくは１から６の炭素原子を有するアルキル基であり、
より好ましくは１から４の炭素原子を有するアルキル基
である；Ａｒは、任意に置換したフェニル基又はナフチ
ル基等の任意に置換したアリール基である；及びＸは、
ナトリウム又はカリウム等の好適な対イオンである。］
【００４２】幾つかの特有の好適な光沢剤としては、例
えば、Ｎ，Ｎ‐ジメチル‐ジチオカルバミン酸‐（３‐
スルホプロピル）エステル；３‐メルカプト‐プロピル
スルホン酸‐（３‐スルホプロピル）エステル；３‐メ
ルカプト‐プロピルスルホン酸（ナトリウム塩）；３‐
メルカプト‐１‐プロパンスルホン酸（カリウム塩）と
のカルボン酸‐ジチオ‐ｏ‐エチルエステル‐ｓ‐エス
テル；ビススルホプロピルジスルフィド；３‐（ベンズ
チアゾリル‐ｓ‐チオ）プロピルスルホン酸（ナトリウ
ム塩）；ピリジニウムプロピルスルホベタイン；１‐ナ
トリウム‐３‐メルカプトプロパン‐１‐スルホネー
ト；米国特許第３，７７８，３５７号に記載のスルホア
ルキルスルフィド化合物；ジアルキルアミノ‐チオック
ス‐メチル‐チオアルカンスルホン酸のペルオキシド酸
化生成物；及び上記の混合物が挙げられる。追加の好適
な光沢剤は、また、米国特許第３，７７０，５９８号、
第４，３７４，７０９号、第４，３７６，６８５号、第
４，５５５，３１５号及び４，６７３，４６９号に記載
されており、全てここで参照として挿入されている。本
発明のめっき組成物に使用される特に好ましい光沢剤
は、Ｎ，Ｎ‐ジメチル‐ジチオカルバミン酸‐（３‐ス
ルホプロピル）エステル及びビス‐ナトリウム‐スルホ
ノプロピル‐ジスルフィドである。
【００４３】電気銅めっき浴において存在する斯かる促
進剤の量は、約０．１から約１０００ｐｐｍの範囲であ
る。好ましくは、促進剤化合物は、約０．５から約３０
０ｐｐｍ、より好ましくは約１から約１００ｐｐｍ及び
更に好ましくは約２から約５０ｐｐｍの量で存在する。
特に好適な電気めっき液は、１以上の光沢剤を１．５ｍ
ｇ／Ｌ以上含有するものである。
【００４４】本発明の組成物において有用な抑制剤は、
重合体物質であり、好ましくはヘテロ原子置換基、特に
酸素結合を有する。一般に好ましい抑制剤は、次式で表
されるような高分子量ポリエーテルである：
【００４５】Ｒ−Ｏ−（ＣＸＹＣＸ’Ｙ’Ｏ）ｎＨ ［ここで、Ｒは、水素又は約２から２０炭素原子を含有
するアリール又はアルキル基であり；Ｘ、Ｙ、Ｘ’及び
Ｙ’は、独立に水素、アルキル好ましくはメチル、エチ
ル又はプロピル、フェニル等のアリール；ベンジルのよ
うなアルアルキル；及び好ましくは１以上のＸ、Ｙ、
Ｘ’及びＹ’が、水素であり；及びｎは５及び１００，
０００の間の整数である。好ましくは、Ｒはエチレンで
あり、ｎは１２，０００より大きい。］
【００４６】斯かる抑制剤の量は、約０．１から約１０
００ｐｐｍの範囲である。好ましくは、抑制剤化合物
は、約０．５から約５００ｐｐｍの量で存在し、より好
ましくは、約１から約２００ｐｐｍの量で存在する。
【００４７】界面活性剤は、任意に銅めっき浴に添加さ
れることができる。斯かる界面活性剤は、典型的には浴
重量を基準にして約１から１０，０００ｐｐｍ、より好
ましくは約５から１０，０００ｐｐｍの範囲の濃度で添
加される。特に、好適な用界面活性剤は、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可能なポリエ
チレングリコールコポリマーである。斯かるポリマー
は、例えば、ＢＡＳＦ（ＢＡＳＦよりテトロニック及び
プルロニックの商品名で販売）から入手でき、ケマック
ス社からのコポリマーでもよい。
【００４８】レベラーは、任意に電気銅めっき浴に添加
されてもよい。１以上のレベラー成分が、本電気めっき
浴において使用されることが好ましい。斯かるレベラー
は、約０．０１から約５０ｐｐｍの量で使用され得る。
好適なレベリング剤の例は、既述した米国特許第３，７
７０，５９８号、第４，３７４，７０９号、第４，３７
６，６８５号、第４，５５５，３１５号及び第４，６７
３，４５９号に記載されている。一般に、有用なレベラ
ーとしては、Ｒ‐Ｎ‐Ｒ’［式中、各Ｒ及びＲ’は、独
立に置換又は非置換アルキル基又は置換又は非置換アリ
ール基である］を有する化合物のような置換アミノ基を
含有するようなものがあげられる。典型的にアルキル基
は、１から６の炭素原子、より典型的には１から４の炭
素原子を有する。好適なアリール基には、置換又は非置
換フェニル又はナフチルが含まれる。置換アルキル及び
アリール基の置換基は、例えば、アルキル、ハロ及びア
ルコキシであり得る。
【００４９】より詳細には、好適なレベラーとしては、
１‐(２‐ヒドロキシエチル)‐２‐イミダゾリジンチオ
ン；４‐メルカプトピリジン；２‐メルカプトチアゾリ
ン；エチレンチオウレア；チオウレア；アルキル化ポリ
アルキレンイミン；米国特許第３，９５６，０８４号に
記載されたフェナゾニウム化合物；Ｎ‐ヘテロ芳香族環
含有ポリマー；第四級、アクリル、重合体アミン；ポリ
ビニルカーバメート；ピロリドン；及びイミダゾールが
あけられるが、これらに限定されない。特に好ましいレ
ベラーは、１‐(２‐ヒドロキシエチル)‐２‐イミダゾ
リジンチオンである。
【００５０】本発明の実質的に連続なシード層は、典型
的にはシード層に上記の電気めっき浴を接触させること
によりめっきされ、メタライゼーションされる。そのシ
ード層は、典型的にはシード層上に所望の厚さの金属を
堆積させるのに十分な時間及び電流密度において、電気
めっき浴と接触させられる。銅めっき浴は、好ましくは
室温以下から例えば６５℃まで及びそれより高い室温よ
り上の広範囲の温度において採用される。めっき浴は、
空気スパージャー、工作物撹拌、衝突又は他の好適な方
法で使用中、撹拌される。めっきは、好ましくは、基体
特性に応じて約１分から４０ＡＳＦの電流で行われる。
めっき時間は、工作物の困難性に応じて約２分から１時
間又はそれ以上の範囲でよい。
【００５１】多岐に亘る基体は、上記したように本発明
の組成物でめっきされ得る。本発明の組成物は、小さな
直径、高アスペクト比マイクロビア及び他のアパーチャ
を有する回路基板基体のような困難な工作物をめっきす
るのに特に有用である。本発明のめっき組成物は、ま
た、形成された半導体デバイス等のような集積回路デバ
イスをめっきするのに特に有用である。本発明の方法
は、４：１又はそれより大きいアスペクト比を有するよ
うな高アスペクト比のマイクロビア及びトレンチを有す
る基体に実質的に連続なシード層を提供するのに特に好
適である。
【００５２】上記したように、約２００ｎｍ又はそれよ
り小さな直径を有する少なくとも４：１のアスペクト比
は、本発明の実質的に連続なシード層上に何の欠点も無
く（例えば無ボイド又はイオンビーム試験による混在物
の無混入）、効率的に銅めっきされた。１５０ｎｍより
小さい又は更に約１００ｎｍより小さい直径及び５：
１、６：１、７：１、１０：１又はそれより大及び更に
約１５：１までのアスペクト比を有するアパーチャを有
する基体上のシード層は、本発明のめっき浴を使用して
効率的にエンハーンスされ得る。本発明は、０．１８μ
ｍ以下のアパーチャを有する基体上のシード層を修復す
るのに特に好適である。
【００５３】従って、本発明は、基体上に堆積した金属
シード層を、半分に満たない量のイオン化可能パラジウ
ム化合物及び過半量の銅コロイド粒子を含む銅コロイド
組成物と接触させ、実質的に連続したシード層を形成
し；その基体に１以上の金属イオン及び電解質を含む電
気めっき液を接触させる工程を含むシード層表面に金属
層を電気的に堆積する方法を提供する。
【００５４】また、本発明により、電子デバイス基体上
に堆積した金属シード層を、半分に満たない量のイオン
化可能パラジウム化合物及び過半量の銅コロイド粒子を
含む銅コロイド組成物と接触させ、銅コロイド表面を形
成し；その基体に１以上の金属イオン及び電解質を含む
電気めっき液を接触させる工程を含む、電子デバイスを
製造する方法が提供される。好ましくは、斯かる電子デ
バイスは集積回路である。更に、電子デバイス基体は、
集積回路の製造に使用されるウェーハであることが好ま
しい。
【００５５】従って、本発明は、また、各アパ−チャが
上記方法によってエンハーンスされたシード層堆積物を
含有する、１以上のアパーチャを含有する電子デバイス
基体を提供する。
【００５６】本発明に基づくシード層修復処理の後で、
基体は、アパーチャを充填し又は実質的に充填するため
に、酸性銅浴のような慣用のメタライゼーション浴と接
触される。 メタライゼーション後、すなわち、開口部
を埋めた後、基体（ウェファーの場合）を好ましくは化
学的機械的プラナリゼーション（「ＣＭＰ」）に付す。
ＣＭＰ法は本発明にしたがって、以下のようにして行う
ことができる。
【００５７】ウェファーを移動するポリッシングパッド
（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｐａｄ）の表面に対してウェフ
ァーを押しつけるウェファーキャリアー中に取り付け
る。ポリッシングパッドは公知の平滑ポリッシングパッ
ドまたは溝付ポリッシングパッドであってよい。適当な
溝付ポリッシングパッドは、Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．（Ｎ
ｅｗａｒｋ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能なもので
ある。ポリッシングパッドを回転させることができる公
知のプラテン上にポリッシングパッドを設置することが
できる。ポリッシングパッドは、例えば両側に接着剤を
有する両面テープなどの接着剤（これに限定されない）
などの保持手段によりプラテン上に保持することができ
る。
【００５８】ポリッシング溶液またはスラリーをポリッ
シングパッド上に供給する。ウェファーキャリアはポリ
ッシングパッド上の異なる位置にあってよい。ウェファ
ーは任意の適当な支持手段、例えば、これに限定されな
いが、ウェファーホルダー、真空または液体張力、例え
ば流体（これに限定されない）、例えば水（これに限定
されない）によりその位置に保持することができる。保
持手段が真空による場合、これは好ましくはウェファー
キャリアに連結した中空シャフトである。加えて、中空
シャフトは空気または不活性気体を包含するがこれに限
定されない気体圧力を調節するために用いることができ
るか、あるいはまずウェファーを保持するために真空を
用いることができる。気体または真空は中空シャフトか
らキャリアへ流れる。気体はウェファーをポリッシング
パッドに押しつけ、所望の外形にする。真空はまずウェ
ファーをウェファーキャリア中の位置に保持することが
できる。いったんウェファーをポリッシングパッドの上
部に来たら、真空を中止し、気体圧力をかけて、ウェフ
ァーをポリッシングパッド上に押しつける。過剰または
望ましくない銅を除去する。プラテンおよびウェファー
キャリアは独立して回転可能である。したがって、ウェ
ファーをポリッシングパッドと同じかまたは異なる速度
で回転させることができるか、あるいはポリッシングパ
ッドと反対方向にウェファーを回転させることができ
る。
【００５９】したがって、本発明は、半導体ウェファー
を回転するポリッシングパッドと接触させこれにより過
剰の物質を除去する化学機械的プラナリゼーションプロ
セスにより、半導体ウェファーから過剰の物質を除去す
る方法であって、該半導体ウェーハは、上記した方法に
従い予めエンハーンスされたシード層を含有する方法を
提供する。
【００６０】また、本発明は、半導体ウェファーを回転
するポリッシングパッドと接触させこれにより過剰の物
質を除去する化学機械的プラナリゼーションプロセスに
より、１以上の１ミクロン以下のアパーチャを有する半
導体ウェファーから過剰の物質を除去する方法であっ
て、該アパーチャは、上記した方法に従い予めエンハー
ンスされたシード層を含有する方法を提供する。
【００６１】本発明が、電気銅めっき浴に関して記載さ
れてたが、本発明の実質的に連続なシード層は、錫、錫
合金、ニッケル及びニッケル‐合金等のような多様なめ
っき浴を使用して電気めっきされ得ることは当業者に理
解されるであろう。
【００６２】実施例１ 銅コロイド浴は、米国特許第４，６８１，６３０号（ブ
ラッシュ）の実施例４に従い、パラジウムアンモニウム
クロライドを導入して調製される。窒化タンタル（「Ｔ
ａＮ」）バリヤー上に不連続の物理的に蒸着された
（「ＰＶＤ」）銅シード層を有するシリコンウェーハ基
体が、３０℃の温度で１０分間、銅コロイド浴と接触さ
れる。ウェーハ基体は、それから脱イオン水ですすが
れ、３０秒間、希釈フルオロホウ酸浴のような活性化溶
液と接触され、それからすすぎ、ウルトラフィル２００
１の商標でシップレーカンパニー（Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ、米国、マサチューセッツ州、マルボロ）
から販売されているような電気銅めっき浴基体と接触さ
せる。銅堆積及びボイドフリーギャップ‐充填に引き続
き、基体は、すすがれ、更なる加工に付される。
【００６３】実施例２ 銅コロイド浴は、米国特許第４，６８１，６３０号（ブ
ラッシュ）の実施例４に従い、パラジウムアンモニウム
クロライドを導入して調製される。硝酸タンタル（「Ｔ
ａＮ」）バリヤー上に不連続の物理的に蒸着された
（「ＰＶＤ」）銅シード層を有するシリコンウェーハ基
体は、３０℃の温度で１０分間、銅コロイド浴で接触さ
れる。ウェーハ基体は、それから脱イオン水ですすが
れ、３０秒間、希釈フルオロホウ酸浴のような活性化溶
液と接触させ、それからすすぎ、標準遅速無電解銅浴と
接触させる。２５℃で１０分間めっきの後で、１００％
銅で被覆された面積のウェーハ基体が得られた。すすぎ
に続き、ウェーハ基体は、減少した酸素含量を有する雰
囲気下で６０秒間、ホットプレート上にウェーハに置く
ことによりアニールされる。ホットプレートの温度は、
２００℃である。ウェーハ基体は、それからホットプレ
ートから除去され、冷却される。一旦、冷却されたらウ
ェーハ基体は、それからウルトラフィル２００１の商標
でシップレーカンパニー（米国、マサチューセッツ州、
マルボロ）から販売されているような電解銅めっき浴に
曝すことによりメタライゼーションされる。ウェーハ基
体は、所望の銅層を提供するに十分な時間の間、電解め
っき浴内に置かれる。ウェーハ基体は、それから電解め
っき浴から除去され、脱イオン水ですすがれ、更なる加
工に付される。
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 BA06 BA15 BA29 CA02 CA08 CA09 CB05 CB15 CB19 CB21 CB25 CB26 DA03 DA08 4K024 AA09 AB01 AB09 BA15 BB12 CA02 CA03 CA04 CA06 4M104 AA01 BB04 BB05 BB32 DD22 DD33 DD52 DD53 DD75 DD78 DD79 HH20

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基体上に堆積した金属シード層を、半分に
    満たない量のイオン化可能パラジウム化合物及び過半量
    の銅コロイド粒子を含む銅コロイド組成物と接触させ、
    実質的に連続したシード層を形成する工程を含む、基体
    上に堆積した不連続金属シード層をエンハーンスする方
    法。
  2. 【請求項２】金属シード層が銅シード層である請求項１
    に記載の方法。
  3. 【請求項３】パラジウム化合物が約５から約８０ｐｐｍ
    のパラジウム金属を提供するのに十分な量で存在する請
    求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】銅コロイド組成物がコロイド溶液中、１か
    ら８ｇ／Ｌの量の銅金属を含む請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】金属シード層が浸漬、噴霧及びスピンコー
    ティングにより銅コロイド組成物と接触される請求項１
    に記載の方法。
  6. 【請求項６】銅コロイドが約７から約８のｐＨを有する
    請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】基体上に堆積した金属シード層を、半分に
    満たない量のイオン化可能パラジウム化合物及び過半量
    の銅コロイド粒子を含む銅コロイド組成物と接触させ、
    実質的に連続したシード層を形成し；その基体に１以上
    の金属イオン及び電解質を含む電気めっき液を接触させ
    る工程を含むシード層表面に金属層を電気的に堆積する
    方法。
  8. 【請求項８】金属シード層が銅シード層である請求項７
    に記載の方法。
  9. 【請求項９】パラジウム化合物が約５から約８０ｐｐｍ
    のパラジウム金属を提供するのに十分な量で存在する請
    求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】銅コロイド組成物がコロイド溶液中、１
    から８ｇ／Ｌの量の銅金属を含む請求項７に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】銅コロイドが約７から約８のｐＨを有す
    る請求項７に記載の方法。
  12. 【請求項１２】１以上の金属イオンが硫酸銅、酢酸銅、
    フルオロホウ酸銅、グルコン酸銅、蟻酸銅、アルカンス
    ルホン酸銅、アリールスルホン酸銅、スルホン酸銅又は
    硝酸銅から選択されたものである請求項７に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】電解質が酸性である請求項７に記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】電気めっき浴がハロゲン化物、光沢剤、
    抑制剤、レベラー、グレインリファイナー、湿潤剤及び
    界面活性剤等から選択される１以上の添加剤を更に含む
    請求項７に記載の方法。
  15. 【請求項１５】光沢剤が１．５ｍｇ／Ｌ以上の量で存在
    する請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】電子デバイス基体上に堆積した金属シー
    ド層を、半分に満たない量のイオン化可能パラジウム化
    合物及び過半量の銅コロイド粒子を含む銅コロイド組成
    物と接触させ、銅コロイド表面を形成し；その基体に１
    以上の金属イオン及び電解質を含む電気めっき液を接触
    させる工程を含む、電子デバイスを製造する方法。
  17. 【請求項１７】金属シード層が銅シード層である請求項
    １６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】パラジウム化合物が約５から約８０ｐｐ
    ｍのパラジウム金属を提供するのに十分な量で存在する
    請求項１６に記載の方法。
  19. 【請求項１９】銅コロイド組成物がコロイド溶液中、１
    から８ｇ／Ｌの量の銅金属を含む請求項１６に記載の方
    法。
  20. 【請求項２０】銅コロイドが約７から約８のｐＨを有す
    る請求項１６に記載の方法。
  21. 【請求項２１】１以上の金属イオンが硫酸銅、酢酸銅、
    フルオロホウ酸銅、グルコン酸銅、蟻酸銅、アルカンス
    ルホン酸銅、アリールスルホン酸銅、スルホン酸銅又は
    硝酸銅から選択されたものである請求項１６に記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】電解質が酸性である請求項１６に記載の
    方法。
  23. 【請求項２３】電気めっき浴がハロゲン化物、光沢剤、
    抑制剤、レベラー、グレインリファイナー、湿潤剤及び
    界面活性剤等から選択される１以上の添加剤を更に含む
    請求項１６に記載の方法。
  24. 【請求項２４】光沢剤が１．５ｍｇ／Ｌ以上の量で存在
    する請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】電子デバイスが集積回路である請求項１
    ６に記載の方法。
JP2001325747A 2000-10-25 2001-10-24 シード層 Withdrawn JP2002275684A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24308500P 2000-10-25 2000-10-25
US60/243085 2000-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002275684A true JP2002275684A (ja) 2002-09-25
JP2002275684A5 JP2002275684A5 (ja) 2005-06-30

Family

ID=22917307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001325747A Withdrawn JP2002275684A (ja) 2000-10-25 2001-10-24 シード層

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2002275684A (ja)
KR (1) KR20020032347A (ja)
TW (1) TW516120B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149097A (ja) * 2009-12-25 2011-08-04 Ebara Corp 金属膜形成方法および装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101147367B1 (ko) * 2005-06-02 2012-05-22 매그나칩 반도체 유한회사 반도체 소자의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149097A (ja) * 2009-12-25 2011-08-04 Ebara Corp 金属膜形成方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020032347A (ko) 2002-05-03
TW516120B (en) 2003-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6682642B2 (en) Seed repair and electroplating bath
US6824665B2 (en) Seed layer deposition
US6610192B1 (en) Copper electroplating
US20040217009A1 (en) Electroplating bath
US6679983B2 (en) Method of electrodepositing copper
JP2001003191A (ja) 電解銅メッキ溶液
EP1201790B1 (en) Seed layer
KR100971267B1 (ko) 전해질
US6660153B2 (en) Seed layer repair bath
US6649038B2 (en) Electroplating method
US20020074242A1 (en) Seed layer recovery
EP1477588A1 (en) Copper Electroplating composition for wafers
US6797146B2 (en) Seed layer repair
US20020090484A1 (en) Plating bath
JP2002275684A (ja) シード層
JP2002275639A (ja) シード層堆積
US20020079232A1 (en) Seed layer deposition
KR20020031074A (ko) 도금조

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041014

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041014

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20060915

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060922