JP2003224128A

JP2003224128A - 配線形成方法及び装置

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Publication number: JP2003224128A
Application number: JP2002022190A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Inoue; 裕章井上; Kenji Nakamura; 憲二中村; Moriharu Matsumoto; 守治松本; Makoto Kanayama; 真金山
Original assignee: Ebara Corp; Ebara Udylite Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; JCU Corp
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP3812891B2

Abstract

(57)【要約】【課題】例え高アスペスト比な凹部であっても、この
凹部内に欠陥のない健全な導電性金属からなる埋込み配
線を形成できるようにする。【解決手段】基板の表面に設けた微細な凹部に湿式め
っきにより導電性金属を埋込んで配線を形成するにあた
り、基板の表面に形成したバリアメタルに無電解めっき
のための触媒を付与し、この触媒を付与したバリアメタ
ルの表面に無電解めっきにより金属膜を形成し、この金
属膜を形成した基板をアニールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線形成方法及び
装置に関し、特に半導体基板等の基板の表面に設けた配
線用の微細な凹部に銅（Ｃｕ）等の導電性金属を埋込ん
で配線を形成する配線形成方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板上に配線回路を形成するため
の金属材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム
合金が一般に用いられているが、近年、銅を用いる動き
が顕著となっている。これは、銅の電気抵抗率は、１．
７２μΩｃｍとアルミニウムの電気抵抗率より４０％近
く低いので、信号遅延現象に対して有利となるばかりで
なく、銅のエレクトロマイグレーション耐性が現用のア
ルミニウムより遙かに高く、しかもアルミニウムの場合
よりもデュアルダマシンプロセスを採用し易いので、複
雑で微細な多層配線構造を相対的に安価に製造できる可
能性が高い等の理由による。

【０００３】ここで、デュアルダマシン法によって配線
溝とビアホールに同時に銅等の金属を埋込む方法として
は、ＣＶＤ、スパッタリング、めっきの３つの手
法がある。これらの手法のうち、めっき法は、微細な凹
部内への埋込み性が比較的良く、相対的に容易で安価な
プロセスによって導電性の良い線路形成を可能とする傾
向が強いので、少なくとも０．１８μｍのデザインルー
ル世代でこれを半導体量産ラインに組み込むことは常識
化しつつある。

【０００４】図７は、半導体基板の表面に銅めっきを施
して、銅からなる埋込み配線を有する半導体装置を得る
のに使用される配線形成方法の基本工程を工程順に示
す。即ち、図７（ａ）に示すように、半導体素子を形成
した半導体基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ_２やｌｏ
ｗ−ｋ材等からなる絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の
内部にリソグラフィ・エッチング技術によりコンタクト
ホール３と配線用溝４とからなる微細な凹部５を形成
し、その上にＴａＮ等からなる拡散抑制用のバリアメタ
ル６を形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、半
導体基板Ｗに形成したバリアメタル６の表面に、例えば
スパッタリングやＣＶＤで給電層となる銅等からなるシ
ード層７を形成する。

【０００５】次に、図７（ｃ）に示すように、半導体基
板Ｗの表面に銅めっきを施すことによって、半導体基材
１の凹部（ホール）５内に銅膜８を充填するとともに、
バリアメタル６上に銅膜８を堆積する。その後、化学機
械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅膜８、シー
ド層７及びバリアメタル６を除去して、凹部５の内部に
充填した銅膜８の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平
面にする。これにより、図７（ｄ）に示すように銅膜８
からなる埋込み配線を形成する。

【０００６】ここに、半導体基板Ｗの表面に設けた微細
な凹部５の内部に、例えば電解めっき法で銅膜８を埋込
む場合に、銅めっきに先だって、バリアメタル６の表面
にシード層７を形成する主たる目的は、シード層７の表
面を電気的カソードとしてめっき液中の金属イオンを還
元し、金属固体として析出するために十分な電流を供給
することにある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】配線の高密度化に伴っ
て埋込み配線が微細化し、コンタクトホールおよびビア
ホールのアスペクト比が高くなる傾向にある。このた
め、高アスペスト比の微細な凹部（ホール）の内部に、
電解めっきを使用したデュアルダマシン法で銅等を埋込
もうとすると、凹部の内部にめっき液が流入しにくく、
めっき効率が悪いばかりでなく、凹部の開口部縁部に近
い箇所でのめっき成長により、めっき金属が凹部の開口
部を閉ざしてしまい、最終的に空孔（ボイド）ができや
すい等の問題があった。

【０００８】更に、バリアメタルの表面にスパッタリン
グでシード層を形成しようとすると、配線の微細化に伴
って、凹部内部を含む基板の表面の全面に亘って均一な
膜厚のシード層を形成することが徐々に困難となるばか
りでなく、このシード層の存在で凹部の幅が更に狭くな
って、この凹部の実質的なアスペスト比が更に大きくな
り、このため、凹部の内部へのめっき液の流入が更に困
難となって、めっき効率の低下やボイドの生成といった
問題が一層大きくなってしまう。また、ＣＶＤでシード
層を形成しようとすると、凹部の幅を狭くして、アスペ
クト比を大きくしてしまう問題は解決されるが、超高真
空系の装置が必要とされるため、装置費用が高価にな
り、更に次工程の埋め込み用のめっき装置とのユニット
化が困難であるため、装置全体が大きくなるという欠点
がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、例え高アスペスト比な凹部であっても、この凹部内
に欠陥のない健全な導電性金属からなる埋込み配線を形
成できるようにした配線形成方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板の表面に設けた微細な凹部に湿式めっきにより
導電性金属を埋込んで配線を形成するにあたり、基板の
表面に形成したバリアメタルの表面に無電解めっきのた
めの触媒を付与し、この触媒を付与したバリアメタルの
表面に無電解めっきにより金属膜を形成し、この金属膜
を形成した基板をアニールすることを特徴とする配線形
成方法である。

【００１１】これにより、例えばＣＶＤやスパッタリン
グによって、バリアメタルの表面にシード層を形成する
ことなく、埋込み性が一般に良好で比較的安価な無電解
めっきによって凹部内に直接金属膜を埋込むことで、凹
部内に欠陥のない健全な導電性材料からなる埋込み配線
を形成することができる。しかも、金属膜を形成した基
板をアニールすることで、バリアメタルと金属膜との界
面におけるバリアメタルの金属成分と金属膜の金属成分
との間に接合層を形成して、金属膜のバリアメタルに対
する密着性を良くすることができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、基板の表面に設
けた微細な凹部に湿式めっきにより導電性金属を埋込ん
で配線を形成するにあたり、基板の表面に形成したバリ
アメタルの表面に無電解めっきのための触媒を付与し、
この触媒を付与したバリアメタルの表面に無電解めっき
により第１の金属膜を形成し、この第１の金属膜の表面
に電解めっきにより第２の金属膜を形成し、この第１及
び第２の金属膜を形成した基板をアニールすることを特
徴とする配線形成方法である。

【００１３】これにより、例えばＣＶＤやスパッタリン
グによることなく、一般に埋込み性の良好で比較的安価
な無電解めっきによって、バリアメタルの表面にシード
層としての役割を果たす第１の金属膜を形成し、この金
属膜を使用した電解めっきによって凹部内に金属膜を埋
込むことで、凹部内に欠陥のない健全な導電性材料から
なる埋込み配線を形成することができる。つまり、無電
解めっきは、一様にめっき対象物が濡れていれば、等速
度に反応が起こるため、均一の膜（第１の金属膜）を形
成することができ、スパッタリングのように凹部のアス
ペクト比を高めるおそれがない。また、スパッタリン
グ、ＣＶＤはともに超高真空系の装置を要するため、装
置全体が高価で大きくなり、次工程の埋め込み用めっき
装置とのユニット化が困難であるが、無電解めっきは大
気圧下で行えるため、安価であり、次工程に埋め込み用
めっき装置を用いる場合でも、同じウェットプロセスな
のでユニット化が容易である。しかも、金属膜を形成し
た基板をアニールすることで、金属膜のバリアメタルに
対する密着性を良くするとともに、無電解めっきによっ
て形成した第１の金属膜と電解めっきによって形成した
金属膜を再結晶させて、電気抵抗率を更に低下させるこ
とができる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、前記第１の金属
膜は、膜厚が０．１ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴
とする請求項２記載の配線形成方法である。このよう
に、第２の金属膜の膜厚を０．１ｎｍ〜１００ｎｍに設
定することで、この金属膜がストレスで剥がれ易くなる
ことを防止することができる。この金属膜の膜厚は、１
〜５０ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜２０ｎｍで
あることが更に好ましい。請求項４に記載の発明は、前
記無電解めっきのための触媒がパラジウムであることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配線形成
方法である。このように、例えば、Ｔｉ，ＴａまたはＷ
を金属成分としたバリアメタルの表面にパラジウム触媒
を付与することで、このパラジウム触媒を付与したバリ
アメタルの表面に無電解銅めっきによる銅膜等のめっき
膜を安定的に成長させることができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記無電解めっ
きのための触媒が銀であることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の配線形成方法である。このよう
に、例えば、Ｔｉ，ＴａまたはＷを金属成分としたバリ
アメタルの表面に銀触媒を付与することで、この銀触媒
を付与したバリアメタルの表面に無電解銅めっきによる
銅膜等のめっき膜を安定的に成長させることができる。
しかも、基板にアニールを行って、触媒である銀を銅膜
等の金属膜の内部に拡散させることで、エレクトロンマ
イグレーション耐性を更に向上させることができる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、前記触媒の核密
度が、１００個／μｍ^２〜１０００００個／μｍ^２であ
ることを特徴とする請求項４または５記載の配線形成方
法である。無電解めっきは、触媒核を反応の起点とする
ので、均一な連続膜を得るためには充分な核密度が必要
となるが、このように、触媒の核密度を１００個／μｍ
^２〜１０００００個／μｍ^２に設定することで、この要
請に応えることができる。請求項７に記載の発明は、前
記基板のアニールを還元雰囲気下で行うことを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれかに記載の配線形成方法であ
る。例えば、Ｔａを金属成分としたバリアメタルにあっ
ては、空気に触れた直後に、表面に自然酸化膜（Ｔａ_ｘ
Ｏ_ｙ）が形成され、この自然酸化膜が電気抵抗率の増大
をもたらすが、アニールを還元雰囲気下で行うことで、
このアニールの際にバリアメタル表面の自然酸化膜を容
易且つ確実に還元することができる。

【００１７】請求項８に記載の発明は、前記還元雰囲気
は、水素ガス雰囲気であることを特徴とする請求項７記
載の配線形成方法である。この水素ガス雰囲気には、水
素ガス１００％の雰囲気の他、例えばＮ_２ガス等の不活
性ガスの中に数％〜数十％の水素ガスを混合した混合ガ
ス雰囲気も含まれる。請求項９に記載の発明は、前記ア
ニール後の基板の表面を化学機械的研磨することを特徴
とする請求項１乃至８のいずれかに記載の配線形成方法
である。請求項１０に記載の発明は、前記化学機械的研
磨によって基板の表面に露出した前記金属膜の表面に保
護膜を選択的に形成することを特徴とする請求項１乃至
９のいずれかに記載の配線形成方法である。このよう
に、配線を構成する金属膜の表面に保護膜を選択的に形
成することで、配線金属の熱拡散や酸化を防止すること
ができる。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、基板の表面に
設けた微細な凹部に湿式めっきにより導電性金属を埋込
んで配線を形成する配線形成装置であって、基板の表面
に形成したバリアメタルの表面に無電解めっきのための
触媒を付与する触媒付与装置と、この触媒付与装置で触
媒を付与したバリアメタルの表面に無電解めっきにより
金属膜を形成する無電解めっき装置と、この無電解めっ
き装置で金属膜を形成した基板をアニールするアニール
装置とを有することを特徴とする配線形成装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記無電解めっき装置は、
前記触媒付与装置を兼用していることを特徴とする請求
項１１記載の配線形成装置である。

【００１９】請求項１３に記載の発明は、前記無電解め
っき装置で形成した金属膜の表面に更に金属膜を形成す
る電解めっき装置を更に有することを特徴とする請求項
１１または１２記載の配線形成装置である。請求項１４
に記載の発明は、前記基板の表面に形成した金属膜を化
学機械的研磨するＣＭＰ装置を更に有することを特徴と
する請求項１１乃至１３のいずれかに記載の配線形成装
置である。

【００２０】請求項１５に記載の発明は、前記化学機械
的研磨によって基板の表面に露出した前記金属膜の表面
に保護膜を選択的に形成する蓋めっき装置を更に有する
ことを特徴とする請求項１４記載の配線形成装置であ
る。請求項１６に記載の発明は、微細な凹部を設けた基
板の表面に形成したバリアメタルの表面に無電解めっき
のための銀触媒を付与し、この銀触媒を付与したバリア
メタルの表面に無電解めっきで成膜した金属膜で埋込み
配線を形成したことを特徴とする半導体装置である。請
求項１７に記載の発明は、微細な凹部を設けた基板の表
面に形成したバリアメタルの表面に無電解めっきのため
の銀触媒を付与し、この銀触媒を付与したバリアメタル
の表面に無電解めっきで成膜した第１の金属膜と、この
第１の金属膜の表面に電解めっきで成膜した第２の金属
膜で埋込み配線を形成したことを特徴とする半導体装置
である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の配
線形成装置の平面配置図を示す。この配線形成装置は、
同一設備内に、内部に複数の基板Ｗを収納する２基のロ
ード・アンロード部１０、基板の表面に形成したバリア
メタルや基板の表面に露出した金属膜の表面に無電解の
ための触媒、例えばＰｄ触媒またはＡｇ触媒を付与する
触媒付与装置１２、触媒を付与したバリアメタルの表面
に金属膜を形成する第１の無電解めっき装置１４、表面
に金属膜を形成した基板の外周部（ベベル）及び裏面に
成膜乃至付着した余分な金属膜を除去するベベル・裏面
洗浄を行うベベル・裏面洗浄装置１６、金属膜を形成し
た基板をアニールするアニール装置１８、基板の表面に
形成した余分な金属膜を研磨除去して平坦化するＣＭＰ
装置２０、研磨によって基板の表面に露出した金属膜の
表面に保護膜を選択的に形成する第２の無電解めっき装
置（蓋めっき装置）２２、基板の洗浄を行う洗浄装置２
４及びこれらの装置の間で基板の受渡しを行う走行自在
な搬送ロボット２６を収納して構成されている。

【００２２】次に、この基板処理装置を使用して、銅か
らなる埋込み配線を有する半導体装置を形成する一連の
配線形成例を図２及び図３を参照して説明する。先ず、
図２（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体
基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ_２やｌｏｗ−ｋ材等
からなる絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の内部にリソ
グラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と
配線用の溝４とからなる微細な凹部５を形成し、その上
にＴａＮ等からなる拡散抑制用のバリアメタル６を形成
した基板Ｗをロード・アンロード部１０に収納する。

【００２３】そして、この基板Ｗをロード・アンロード
部１０から搬送ロボット２６で取出して触媒付与装置１
２に搬送し、この触媒付与装置１２で基板Ｗの表面に形
成したバリアメタル６の表面に無電解めっきのための触
媒を付与する。すなわち、触媒として、Ｐｄ触媒を使用
する場合には、基板Ｗの表面のバリアメタル６をＳｎＣ
ｌ_２のＨＣｌ溶液に浸漬等により接液させ、水洗後、Ｐ
ｄＣｌ_２のＨＣｌ溶液に浸漬等により接液させる。これ
によって、Ｓｎ^２＋を基板Ｗの表面に吸着させ、更にＰ
ｄＣｌ_２のＨＣｌ溶液に接液させることで、このイオン
を酸化させてＳｎ^４＋となし、逆にＰｄ^２＋を還元させ
て金属Ｐｄとなして基板Ｗの表面に析出させる。このＳ
ｎＣｌ_２の濃度は、一般には、０．０００１ｍｏｌ／Ｌ
〜１．０ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは、０．０１〜０．５ｍ
ｏｌ／Ｌで、またＰｄＣｌ_２の濃度は、一般には、０．
０００１ｍｏｌ／Ｌ〜１．０ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは、
０．０１〜０．５ｍｏｌ／Ｌである。更に、ＰｄＣｌ_２
の濃度の方がＳｎＣｌ_２の濃度より高く設定される。ま
た、触媒としてＡｇ触媒を使用する場合は、基板Ｗの表
面のバリアメタル６をＡｇＦとＨＦとの混合液に接液さ
せてＡｇを基板Ｗの表面に析出させる。なお、例えば基
板の被処理面にＳｎＣｌ_２のＨＣｌ溶液及び／又はＰｄ
Ｃｌ_２のＨＣｌ溶液等の処理液を滴下して基板を高速回
転させる、いわゆるスピンコートによって、処理液を基
板処理面の全面に接液させるようにしてもよい。

【００２４】このように、例えば、Ｔｉ，ＴａまたはＷ
を金属成分としたバリアメタルの表面にＰｄ触媒または
Ａｇ触媒を付与し、しかもＰｄ触媒またはＡｇ触媒の核
密度を１００個／μｍ^２〜１０００００個／μｍ^２とす
ることで、Ｐｄ触媒またはＡｇ触媒を付与したバリアメ
タルの表面に無電解銅めっきによる銅膜を安定的に成長
させることができることが確かめられている。これは、
無電解めっきは、触媒核を反応の起点とするので、均一
な連続膜を得るためには充分な核密度が必要となり、こ
のように、触媒の核密度を１００個／μｍ^２〜１０００
００個／μｍ^２に設定することで、この要請に応えるこ
とができるためであると考えられる。

【００２５】この触媒を付与した基板を洗浄装置２４に
搬送して水洗し、必要に応じて乾燥させた後、第１の無
電解めっき装置１４に搬送する。そして、ここで、所定
の還元剤と所定のめっき液を用いて無電解めっきを行
い、これによって、図２（ｂ）に示すように、バリアメ
タル６の表面に銅膜からなる金属膜８ａを形成し、同時
に凹部５の内部に金属膜８ａを埋込む。この場合、固液
界面で還元剤の分解によって生じた電子が、バリアメタ
ル６の表面の触媒を経由してＣｕ^２＋に与えられ、金属
Ｃｕとして触媒上に析出して銅めっき膜（金属膜８ａ）
が形成される。このめっき液の組成及びめっき条件は、
以下の通りである。

【００２６】（めっき液組成）ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ１０ｇ／ＬＥＤＴＡ・２Ｎａ２０ｇ／ＬＨＣＨＯ（３７％）１０ｍｌ／ＬＮａＯＨにてｐＨ１２（めっき条件）７０℃，１０ｍｉｎで膜厚１５００ｎｍのめっき膜を成
膜

【００２７】このように、例えばＣＶＤやスパッタリン
グによって、バリアメタル６の表面にシード層７（図７
（ａ）参照）を形成することなく、埋込み性の良好な無
電解めっきによって凹部５内に直接金属膜８ａを埋込む
ことで、凹部５内に欠陥のない健全な金属膜８ａを埋込
むことができる。

【００２８】この表面に金属膜８ａを形成した基板Ｗを
水洗し、必要に応じて乾燥させた後、ベベル・裏面洗浄
装置１６に搬送し、ここで、予め設定された時間でベベ
ルのエッチングを行うとともに、基板Ｗの裏面に付着し
た銅をフッ酸等の薬液により洗浄する。なお、ベベルエ
ッチングによりエッチングされる領域は、基板Ｗの周縁
部であって回路が形成されない領域、または回路が形成
されていても最終的にチップとして利用されない領域で
ある。この領域にはベベル部分が含まれる。

【００２９】このベベル・裏面洗浄後の基板Ｗをアニー
ル装置１８へ搬送し、ここで、例えば、Ｎ_２−Ｈ_２（３
％以下）ガス雰囲気で、一般には２００〜６００℃、好
ましくは３５０〜５００℃、更に好ましくは４５０℃前
後の温度で、１〜６０分、好ましくは３〜３０分、更に
好ましくは５〜１０分間に亘って基板Ｗをアニールす
る。このように基板Ｗをアニールすることで、バリアメ
タル６と金属膜８ａとの界面におけるバリアメタル６の
金属成分（例えばＴａ）と金属膜８ａの金属成分（例え
ば銅）との間に接合層を形成して、金属膜８ａのバリア
メタル６に対する密着性を良くすることができる。しか
も、銀触媒を使用した場合には、触媒である銀を銅膜等
の金属膜８ａの内部に拡散させることで、エレクトロン
マイグレーション耐性を更に向上させることができる。
更に、例えば、Ｔａを金属成分としたバリアメタルにあ
っては、空気に触れた直後に、表面に自然酸化膜（Ｔａ
_ｘＯ _ｙ）が形成され、この自然酸化膜が電気抵抗率の増
大をもたらすが、アニールを水素ガス等の還元雰囲気下
で行うことで、このアニールの際にバリアメタル表面の
自然酸化膜（Ｔａ_ｘＯ_ｙ）を容易且つ確実に還元するこ
とができる。

【００３０】なお、前記Ｎ_２ガスの代わりＡｒガス等の
不活性ガスを使用しても良く、またアニール装置とし
て、気密性に優れた、いわゆるファーネス炉を使用する
ことで、アニール装置（ファーネス炉）内を１００％の
水素ガス雰囲気にしたり、５％以上、更には数十％の水
素ガスを含む混合ガス雰囲気としたりしてもよい。この
アニール後の基板ＷをＣＭＰ装置２０に搬送し、ここ
で、基板Ｗの表面を化学機械的研磨（ＣＭＰ）して、絶
縁膜２上に金属膜８ａ及びバリアメタル６を除去し、こ
れによって、図２（ｃ）に示すように、凹部５の内部に
充填した金属膜８ａの表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同
一平面にする。

【００３１】このＣＭＰ処理後の基板Ｗを洗浄装置２４
に搬送し水洗し、必要に応じて乾燥させた後、触媒付与
装置１２に搬送し、ここで金属膜８ａの表面にＰｄ触媒
等の触媒を付与した後、第２の無電解めっき装置（蓋め
っき装置）２２に搬送する。そして、ここで、基板Ｗの
表面に無電解めっきを行うことで、図２（ｄ）に示すよ
うに、露出した金属膜８ａの表面に、例えば無電解めっ
きによって得られる、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜やＣｏ−Ｗ−
Ｂ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して金属膜
（配線）８ａを保護する。つまり、前述と同様にして、
金属膜８ａの表面にＰｄ触媒等の触媒を付与し、しかる
後、基板Ｗの表面を、例えば下記の表１に示す組成のＣ
ｏ−Ｗ−Ｐめっき液または表２に示す組成のＣｏ−Ｗ−
Ｂめっき液に所定時間接液させる。

【００３２】

【表１】

【表２】この保護膜９を形成する合金として、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金
やＣｏ−Ｗ−Ｂ合金の他に、Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ
−Ｗ−Ｐ，Ｎｉ−Ｗ−Ｂ，Ｃｏ−Ｐ，Ｃｏ−Ｂ合金等が
挙げられる。

【００３３】また、この例では、Ｐｄ触媒等の触媒を付
与する触媒付与装置１２と無電解めっき装置１４，２２
とを別々に備えた例を示しているが、各無電解めっき装
置１４，２２に触媒付与装置としての役割を兼用させ、
各無電解めっき装置１４，２２のめっき槽（処理槽）を
使用して、触媒の付与と無電解めっき処理を同一の処理
槽（めっき槽）で連続して行うようにしても良い。そし
て、この蓋めっき後の基板Ｗを洗浄装置２４に搬送して
水洗し、必要に応じて乾燥させた後、乾燥の終了した基
板Ｗを配線の形成の終了した基板としてロード・アンロ
ード部１０のカセットに戻す。

【００３４】図４は、本発明の他の実施の形態の配線形
成装置を示す。この配線形成装置の図１に示す例と異な
る点は、第２の洗浄装置２８と電解めっき装置３０を備
えた点である。この配線形成装置で銅からなる埋込み配
線を有する半導体装置を形成する際の一連の配線形成例
を図５及び図６を参照して説明すると、この配線形成例
の図２及び図３に示す例と異なる点は、以下の通りであ
る。

【００３５】つまり、前述と同様にして、表面に形成し
たバリアメタル６に無電解めっきのためのＰｄ触媒やＡ
ｇ触媒を付与して水洗し、必要に応じて乾燥させた基板
Ｗを第１の無電解めっき装置１４に搬送する。そして、
ここで、所定の還元剤と所定のめっき液を用いて無電解
めっきを行い、これによって、図５に示すように、バリ
アメタル６の表面に、銅膜からなり、シード層としての
役割を果たす金属膜７ａを形成する。つまり、凹部５の
内部に金属膜７ａを完全に埋込むことなく、バリアメタ
ル６の表面に金属膜７ａを薄く堆積させる。この時に使
用するめっき液の組成及びめっき条件は、以下の通りで
ある。

【００３６】（めっき液組成）ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ５ｇ／ＬＥＤＴＡ・２Ｎａ１４ｇ／Ｌグリオキシル酸１８ｇ／ＬＴＭＡＨにてｐＨ１２．５（めっき条件）６０℃，３０秒で膜厚１０ｎｍのめっき膜を成膜ここで、この例では、金属膜７ａの膜厚を１０ｎｍに設
定した例を示しているが、この膜厚は、ストレスで剥が
れ易くなることを防止するため、一般には、０．１ｎｍ
〜１００ｎｍ、好ましくは１〜５０ｎｍ、更に好ましく
は、５ｎｍ〜２０ｎｍに設定される。

【００３７】そして、この金属膜（シード層）７ａを形
成した基板を電解めっき装置３０に搬送し、ここで、所
定のめっき液を用いて電解めっきを行い、これによっ
て、図５の仮想線に示すように、金属膜７ａの表面に銅
膜からなる金属膜８ｂを形成し、同時に凹部５の内部に
金属膜８ｂを埋込む。このめっき液の組成及びめっき条
件は、以下の通りである。

【００３８】（めっき液組成）ＣｕＳＯ_４・５Ｈ_２Ｏ２００ｇ／ＬＨ_２ＳＯ_４５５ｇ／ＬＣｌ⁻ ６０ｍｇ／Ｌ添加剤少々（めっき条件）２．５Ａ／ｄｍ^２，５ｍｉｎ，２５℃で膜厚１５００ｎ
ｍのめっき膜を成膜

【００３９】そして、この表面に金属膜７ａ，８ｂを形
成した基板Ｗに、ベベル・裏面洗浄処理、アニール処
理、化学機械的研磨（ＣＭＰ）処理、更には第２の無電
解めっき（蓋めっき）処理を順次施し、蓋めっき後の基
板Ｗを水洗・乾燥させた後、基板Ｗを配線の形成の終了
した基板としてロード・アンロード部１０のカセットに
戻すことは前述と同様である。

【００４０】この例によれば、無電解めっきでシード層
としての役割を果たす金属膜７ａを形成することで、高
アスペクト比で微細な凹部５を有する基板であっても、
この凹部５の内部を含む基板Ｗの表面に金属膜（めっき
膜）７ａを全面に亘ってより均一に成膜し、しかも、こ
の金属膜７ａをシード層として利用した電解めっきを行
うことで、凹部５内に欠陥のない健全な導電性材料から
なる埋込み配線をより迅速に形成することができる。し
かも、金属膜７ａ，８ｂを形成した基板をアニールする
ことで、金属膜７ａのバリアメタル６に対する密着性を
良くするとともに、無電解めっきによって形成した第１
の金属膜７ａと電解めっきによって形成した金属膜８ｂ
を再結晶させて、電気抵抗率を更に低下させることがで
きる。

【００４１】なお、上記の例では、埋込み配線の材料
（金属膜）として、銅を使用した例を示しているが、こ
の銅の他に銅合金、銀、銀合金、金または金合金等を使
用することができる。また、無電解めっきでシード層と
しての役割を果たす第１の金属膜７ａを形成した例を示
しているが、この金属膜７ａをＣＶＤによって形成して
もよい。

【００４２】ベベル・裏面洗浄装置１６は、エッジ（ベ
ベル）銅エッチングと裏面洗浄が同時に行える。図８
に、ベベル・裏面洗浄装置１６の概略図を示す。図８に
示すように、ベベル・裏面洗浄装置１６は、有底円筒状
の防水カバー９２０の内部に位置して基板Ｗをフェイス
アップでその周縁部の円周方向に沿った複数箇所でスピ
ンチャック９２１により水平に保持して高速回転させる
基板保持部９２２と、この基板保持部９２２で保持され
た基板Ｗの表面側のほぼ中央部上方に配置されたセンタ
ノズル９２４と、基板Ｗの周縁部の上方に配置されたエ
ッジノズル９２６とを備えている。センタノズル９２４
及びエッジノズル９２６は、それぞれ下向きで配置され
ている。また基板Ｗの裏面側のほぼ中央部の下方に位置
して、バックノズル９２８が上向きで配置されている。
前記エッジノズル９２６は、基板Ｗの直径方向及び高さ
方向を移動自在に構成されている。

【００４３】このエッジノズル９２６の移動幅Ｌは、基
板の外周端面から中心部方向に任意の位置決めが可能に
なっていて、基板Ｗの大きさや使用目的等に合わせて、
設定値の入力を行う。通常、２ｍｍから５ｍｍの範囲で
エッジカット幅Ｃを設定し、裏面から表面への液の回り
込み量が問題にならない回転数以上であれば、その設定
されたカット幅Ｃ内の銅膜を除去することができる。

【００４４】次に、この洗浄装置による洗浄方法につい
て説明する。まず、スピンチャック９２１を介して基板
を基板保持部９２２で水平に保持した状態で、半導体基
板Ｗを基板保持部９２２と一体に水平回転させる。この
状態で、センタノズル９２４から基板Ｗの表面側の中央
部に酸溶液を供給する。この酸溶液としては非酸化性の
酸であればよく、例えばフッ酸、塩酸、硫酸、クエン
酸、蓚酸等を用いる。一方、エッジノズル９２６から基
板Ｗの周縁部に酸化剤溶液を連続的または間欠的に供給
する。この酸化剤溶液としては、オゾン水、過酸化水素
水、硝酸水、次亜塩素酸ナトリウム水等のいずれかを用
いるか、またはそれらの組み合わせを用いる。

【００４５】これにより、半導体基板Ｗの周縁部のエッ
ジカット幅Ｃの領域では上面及び端面に成膜された銅膜
等は酸化剤溶液で急速に酸化され、同時にセンタノズル
９２４から供給されて基板の表面全面に拡がる酸溶液に
よってエッチングされ溶解除去される。このように、基
板周縁部で酸溶液と酸化剤溶液を混合させることで、予
めそれらの混合水をノズルから供給するのに比べて急峻
なエッチングプロフィールを得ることができる。このと
きそれらの濃度により銅のエッチングレートが決定され
る。また、基板の表面の回路形成部に銅の自然酸化膜が
形成されていた場合、この自然酸化物は基板の回転に伴
って基板の表面全面に亘って広がる酸溶液で直ちに除去
されて成長することはない。なお、センタノズル９２４
からの酸溶液の供給を停止した後、エッジノズル９２６
からの酸化剤溶液の供給を停止することで、表面に露出
しているシリコンを酸化して、銅の付着を抑制すること
ができる。

【００４６】一方、バックノズル９２８から基板の裏面
中央部に酸化剤溶液とシリコン酸化膜エッチング剤とを
同時または交互に供給する。これにより半導体基板Ｗの
裏面側に金属状で付着している銅等を基板のシリコンご
と酸化剤溶液で酸化しシリコン酸化膜エッチング剤でエ
ッチングして除去することができる。なおこの酸化剤溶
液としては表面に供給する酸化剤溶液と同じものにする
方が薬品の種類を少なくする上で好ましい。またシリコ
ン酸化膜エッチング剤としては、フッ酸を用いることが
でき、基板の表面側の酸溶液もフッ酸を用いると薬品の
種類を少なくすることができる。これにより、酸化剤供
給を先に停止すれば疎水面が得られ、エッチング剤溶液
を先に停止すれば飽水面（親水面）が得られて、その後
のプロセスの要求に応じた裏面に調整することもでき
る。

【００４７】このように酸溶液すなわちエッチング液を
基板に供給して、基板Ｗの表面に残留する金属イオンを
除去した後、更に純水を供給して、純水置換を行ってエ
ッチング液を除去し、その後、スピン乾燥を行う。この
ようにして半導体基板表面の周縁部のエッジカット幅Ｃ
内の銅膜の除去と裏面の銅汚染除去を同時に行って、こ
の処理を、例えば８０秒以内に完了させることができ
る。なお、エッジのエッジカット幅を任意（２ｍｍ〜５
ｍｍ）に設定することが可能であるが、エッチングに要
する時間はカット幅に依存しない。

【００４８】図９は、無電解めっき装置１４，２２の一
例を示す。図９に示すように、この無電解めっき装置１
４，２２は、被めっき部材である半導体基板Ｗをその上
面に保持する保持手段９１１と、保持手段９１１に保持
された半導体基板Ｗの被めっき面（上面）の周縁部に当
接して該周縁部をシールする堰部材９３１と、堰部材９
３１でその周縁部をシールされた半導体基板Ｗの被めっ
き面にめっき液を供給するシャワーヘッド９４１を備え
ている。無電解めっき装置は、さらに保持手段９１１の
上部外周近傍に設置されて半導体基板Ｗの被めっき面に
洗浄液を供給する洗浄液供給手段９５１と、排出された
洗浄液等（めっき廃液）を回収する回収容器９６１と、
半導体基板Ｗ上に保持しためっき液を吸引して回収する
めっき液回収ノズル９６５と、前記保持手段９１１を回
転駆動するモータＭとを備えている。

【００４９】保持手段９１１は、その上面に半導体基板
Ｗを載置して保持する基板載置部９１３を設けている。
この基板載置部９１３は、半導体基板Ｗを載置して固定
するように構成されており、具体的には半導体基板Ｗを
その裏面側に真空吸着する図示しない真空吸着機構を設
置している。一方、基板載置部９１３の裏面側には、面
状であって半導体基板Ｗの被めっき面を下面側から暖め
て保温する裏面ヒータ９１５が設置されている。この裏
面ヒータ９１５は、例えばラバーヒータによって構成さ
れている。この保持手段９１１は、モータＭによって回
転駆動されると共に、図示しない昇降手段によって上下
動できるように構成されている。

【００５０】堰部材９３１は、筒状であってその下部に
半導体基板Ｗの外周縁をシールするシール部９３３を設
け、図示の位置から上下動しないように設置されてい
る。シャワーヘッド９４１は、先端に多数のノズルを設
けることで、供給されためっき液をシャワー状に分散し
て半導体基板Ｗの被めっき面に略均一に供給する構造の
ものである。また洗浄液供給手段９５１は、ノズル９５
３から洗浄液を噴出する構造である。

【００５１】めっき液回収ノズル９６５は、上下動且つ
旋回できるように構成されていて、その先端が半導体基
板Ｗの上面周縁部の堰部材９３１の内側に下降して半導
体基板Ｗ上のめっき液を吸引するように構成されてい
る。次に、この無電解めっき装置１４，２２の動作を説
明する。まず図示の状態よりも保持手段９１１を下降し
て堰部材９３１との間に所定寸法の隙間を設け、基板載
置部９１３に半導体基板Ｗを載置・固定する。半導体基
板Ｗとしては例えばφ８インチ基板を用いる。次に、保
持手段９１１を上昇して図示のようにその上面を堰部材
９３１の下面に当接させ、同時に半導体基板Ｗの外周を
堰部材９３１のシール部９３３によってシールする。こ
のとき半導体基板Ｗの表面は開放された状態となってい
る。

【００５２】次に、裏面ヒータ９１５によって半導体基
板Ｗ自体を直接加熱して、例えば半導体基板Ｗの温度を
７０℃にし（めっき終了まで維持する）、次に、シャワ
ーヘッド９４１から、例えば５０℃に加熱されためっき
液を噴出して半導体基板Ｗの表面の略全体にめっき液を
降り注ぐ。半導体基板Ｗの表面は、堰部材９３１によっ
て囲まれているので、注入しためっき液は全て半導体基
板Ｗの表面に保持される。供給するめっき液の量は、半
導体基板Ｗの表面に１ｍｍ厚（約３０ｍｌ）となる程度
の少量で良い。なお被めっき面上に保持するめっき液の
深さは１０ｍｍ以下であれば良く、この例のように１ｍ
ｍでも良い。この例のように供給するめっき液が少量で
済めばこれを加熱する加熱装置も小型のもので良くな
る。そしてこの例においては、半導体基板Ｗの温度を７
０℃に、めっき液の温度を５０℃に加熱しているので、
半導体基板Ｗの被めっき面は例えば６０℃になり、この
例におけるめっき反応に最適な温度にできる。このよう
に半導体基板Ｗ自体を加熱するように構成すれば、加熱
するのに大きな消費電力の必要なめっき液の温度をそれ
ほど高く昇温しなくても良いので、消費電力の低減化や
めっき液の材質変化の防止が図れ、好適である。なお半
導体基板Ｗ自体の加熱のための消費電力は小さくて良
く、また半導体基板Ｗ上に溜めるめっき液の量は少ない
ので、裏面ヒータ９１５による半導体基板Ｗの保温は容
易に行え、裏面ヒータ９１５の容量は小さくて良く装置
のコンパクト化を図ることができる。また半導体基板Ｗ
自体を直接冷却する手段を用いれば、めっき中に加熱・
冷却を切替えてめっき条件を変化させることも可能であ
る。半導体基板上に保持されているめっき液は少量なの
で、感度良く温度制御が行える。

【００５３】そして、モータＭによって半導体基板Ｗを
瞬時回転させて被めっき面の均一な液濡れを行い、その
後半導体基板Ｗを静止した状態で被めっき面のめっきを
行う。具体的には、半導体基板Ｗを１ｓｅｃだけ１００
ｒｐｍ以下で回転して半導体基板Ｗの被めっき面上をめ
っき液で均一に濡らし、その後静止させて、例えば図５
に示すシード層としての役割を果たす金属膜７ａを形成
するのであれば、３０秒間無電解めっきを行わせる。な
お瞬時回転時間は長くても１０ｓｅｃ以下とする。

【００５４】上記めっき処理が完了した後、めっき液回
収ノズル９６５の先端を半導体基板Ｗの表面周縁部の堰
部材９３１の内側近傍に下降し、めっき液を吸い込む。
このとき半導体基板Ｗを例えば１００ｒｐｍ以下の回転
速度で回転させれば、半導体基板Ｗ上に残っためっき液
を遠心力で半導体基板Ｗの周縁部の堰部材９３１の部分
に集めることができ、効率良く、且つ高い回収率でめっ
き液の回収ができる。そして保持手段９１１を下降させ
て半導体基板Ｗを堰部材９３１から離し、半導体基板Ｗ
の回転を開始して洗浄液供給手段９５１のノズル９５３
から洗浄液（超純水）を半導体基板Ｗの被めっき面に噴
射して被めっき面を冷却すると同時に希釈化・洗浄する
ことで無電解めっき反応を停止させる。このときノズル
９５３から噴射される洗浄液を堰部材９３１にも当てる
ことで堰部材９３１の洗浄を同時に行っても良い。この
ときのめっき廃液は、回収容器９６１に回収され、廃棄
される。

【００５５】なお、一度使用しためっき液は再利用せ
ず、使い捨てとする。前述のようにこの装置において使
用されるめっき液の量は従来に比べて非常に少なくでき
るので、再利用しなくても廃棄するめっき液の量は少な
い。なお場合によってはめっき液回収ノズル９６５を設
置しないで、使用後のめっき液も洗浄液と共にめっき廃
液として回収容器９６１に回収しても良い。そしてモー
タＭによって半導体基板Ｗを高速回転してスピン乾燥し
た後、保持手段９１１から取出す。

【００５６】図１０は、無電解めっき装置１４，２２の
他の例を示す。図１０において、前記の例と相違する点
は、保持手段９１１内に裏面ヒータ９１５を設ける代わ
りに、保持手段９１１の上方にランプヒータ（加熱手
段）９１７を設置し、このランプヒータ９１７とシャワ
ーヘッド９４１−２とを一体化した点である。即ち、例
えば複数の半径の異なるリング状のランプヒータ９１７
を同心円状に設置し、ランプヒータ９１７の間の隙間か
らシャワーヘッド９４１−２の多数のノズル９４３−２
をリング状に開口させている。なおランプヒータ９１７
としては、渦巻状の一本のランプヒータで構成しても良
いし、さらにそれ以外の各種構造・配置のランプヒータ
で構成しても良い。

【００５７】このように構成しても、めっき液は、各ノ
ズル９４３−２から半導体基板Ｗの被めっき面上にシャ
ワー状に略均等に供給でき、またランプヒータ９１７に
よって半導体基板Ｗの加熱・保温も直接均一に行える。
ランプヒータ９１７の場合、半導体基板Ｗとめっき液の
他に、その周囲の空気をも加熱するので半導体基板Ｗの
保温効果もある。

【００５８】なおランプヒータ９１７によって半導体基
板Ｗを直接加熱するには、比較的大きい消費電力のラン
プヒータ９１７が必要になるので、その代わりに比較的
小さい消費電力のランプヒータ９１７と前記図９に示す
裏面ヒータ９１５とを併用して、半導体基板Ｗは主とし
て裏面ヒータ９１５によって加熱し、めっき液と周囲の
空気の保温は主としてランプヒータ９１７によって行う
ようにしても良い。また前述の実施例と同様に、半導体
基板Ｗを直接、または間接的に冷却する手段を設けて、
温度制御を行っても良い。

【００５９】図１１及び図１２は、アニール装置１８を
示す。このアニール装置１８は、半導体基板Ｗを出し入
れするゲート１０００を有するチャンバ１００２の内部
に位置して、半導体基板Ｗを、例えば４５０℃に加熱す
るホットプレート１００４と、例えば冷却水を流して半
導体基板Ｗを冷却するクールプレート１００６が上下に
配置されている。また、クールプレート１００６の内部
を貫通して上下方向に延び、上端に半導体基板Ｗを載置
保持する複数の昇降ピン１００８が昇降自在に配置され
ている。更に、アニール時に半導体基板Ｗとホットプレ
ート１００８との間に酸化防止用のガスを導入するガス
導入管１０１０と、該ガス導入管１０１０から導入さ
れ、半導体基板Ｗとホットプレート１００４との間を流
れたガスを排気するガス排気管１０１２がホットプレー
ト１００４を挟んで互いに対峙する位置に配置されてい
る。

【００６０】ガス導入管１０１０は、内部にフィルタ１
０１４ａを有するＮ_２ガス導入路１０１６内を流れるＮ
_２ガスと、内部にフィルタ１０１４ｂを有するＨ_２ガス
導入路１０１８内を流れるＨ_２ガスとを混合器１０２０
で混合し、この混合器１０２０で混合したガスが流れる
混合ガス導入路１０２２に接続されている。

【００６１】これにより、ゲート１０００を通じてチャ
ンバ１００２の内部に搬入した半導体基板Ｗを昇降ピン
１００８で保持し、昇降ピン１００８を該昇降ピン１０
０８で保持した半導体基板Ｗとホットプレート１００４
との距離が、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度となるまで
上昇させる。この状態で、ホットプレート１００４を介
して半導体基板Ｗを、例えば３５０〜５００℃、好まし
くは４５０℃前後となるように加熱し、同時にガス導入
管１０１０から酸化防止用のガスを導入して半導体基板
Ｗとホットプレート１００４との間を流してガス排気管
１０１２から排気する。これによって、酸化を防止した
水素ガス雰囲気（還元雰囲気）で半導体基板Ｗをアニー
ルし、このアニールを、例えば３〜３０分、好ましくは
５〜１０分程度継続してアニールを終了する。基板の加
熱温度は１００〜６００℃が選択される。

【００６２】アニール終了後、昇降ピン１００８を該昇
降ピン１００８で保持した半導体基板Ｗとクールプレー
ト１００６との距離が、例えば０〜０．５ｍｍ程度とな
るまで下降させる。この状態で、クールプレート１００
６内に冷却水を導入することで、半導体基板Ｗの温度が
１００℃以下となるまで、例えば１０〜６０秒程度、半
導体基板を冷却し、この冷却終了後の半導体基板を次工
程に搬送する。なお、この例では、酸化防止用のガスと
して、Ｎ_２ガスと数％（例えば３％）のＨ_２ガスを混合
した混合ガスを流すようにしているが、Ｎ_２ガスのみを
流すようにしてもよい。

【００６３】図１３乃至図２１は、電解めっき装置３０
の一例を示す。この電解めっき装置３０は、図１３に示
すように、略円筒状で内部にめっき液４５を収容するめ
っき処理槽４６と、このめっき処理槽４６の上方に配置
されて基板Ｗを保持するヘッド部４７とから主に構成さ
れている。なお、図１３は、ヘッド部４７で基板Ｗを保
持してめっき液４５の液面を上昇させためっき位置にあ
る時の状態を示している。

【００６４】前記めっき処理槽４６には、上方に開放
し、アノード４８を底部に配置しためっき室４９を有
し、このめっき室４９内にめっき液４５を保有するめっ
き槽５０が備えられている。前記めっき槽５０の内周壁
には、めっき室４９の中心に向かって水平に突出するめ
っき液噴出ノズル５３が円周方向に沿って等間隔で配置
され、このめっき液噴出ノズル５３は、めっき槽５０の
内部を上下に延びるめっき液供給路に連通している。

【００６５】更に、この例では、めっき室４９内のアノ
ード４８の上方位置に、例えば３ｍｍ程度の多数の穴を
設けたパンチプレート２２０が配置され、これによっ
て、アノード４８の表面に形成されたブラックフィルム
がめっき液４５によって巻き上げられ、流れ出すことを
防止するようになっている。また、めっき槽５０には、
めっき室４９内のめっき液４５を該めっき室４９の底部
周縁から引抜く第１めっき液排出口５７と、めっき槽５
０の上端部に設けた堰部材５８をオーバフローしためっ
き液４５を排出する第２めっき液排出口５９と、この堰
部材５８をオーバフローする前のめっき液４５を排出す
る第３めっき液排出口１２０が設けられ、更に、堰部材
５８の下部には、図１９に示すように、所定間隔毎に所
定幅の開口２２２が設けられている。

【００６６】これによって、めっき処理時にあって、供
給めっき量が大きい時には、めっき液を第３めっき液排
出口１２０から外部に排出する共に、図１９（ａ）に示
すように、堰部材５８をオーバフローさせ、更に開口２
２２を通過させて第２めっき液排出口５９からも外部に
排出する。また、めっき処理時にあって、供給めっき量
が小さい時には、めっき液を第３めっき液排出口１２０
から外部に排出すると共に、図１９（ｂ）に示すよう
に、開口２２２を通過させて第２めっき液排出口５９か
らも外部に排出し、これによって、めっき量の大小に容
易に対処できるようになっている。

【００６７】更に、図１９（ｄ）に示すように、めっき
液噴出ノズル５３の上方に位置して、めっき室４９と第
２めっき液排出口５９とを連通する液面制御用の貫通孔
２２４が円周方向に沿った所定のピッチで設けられ、こ
れによって、非めっき時にめっき液を貫通孔２２４を通
過させ第２めっき液排出口５９から外部に排出すること
で、めっき液の液面を制御するようになっている。な
お、この貫通孔２２４は、めっき処理時にオリフィスの
如き役割を果たして、ここから流れ出すめっき液の量が
制限される。

【００６８】図１４に示すように、第１めっき液排出口
５７は、めっき液排出管６０ａを介してリザーバ２２６
に接続され、このめっき液排出管６０ａの途中に流量調
整器６１ａが介装されている。第２めっき液排出口５９
と第３めっき液排出口１２０は、めっき槽５０の内部で
合流した後、めっき液排出管６０ｂを介して直接リザー
バ２２６に接続されている。

【００６９】このリザーバ２２６に入っためっき液４５
は、リザーバ２２６からポンプ２２８によりめっき液調
整タンク４０に入る。このめっき液調整タンク４０に
は、温度コントローラ２３０や、サンプル液を取出して
分析するめっき液分析ユニット２３２が付設されてお
り、単一のポンプ２３４の駆動に伴って、めっき液調整
タンク４０からフィルタ２３６を通して、めっき液４５
が電解めっき装置３０のめっき液噴出ノズル５３に供給
されるようになっている。このめっき液調整タンク４０
から電解めっき装置３０に延びるめっき液供給管５５の
途中に、二次側の圧力を一定にする制御弁５６が備えら
れている。

【００７０】図１３に戻って、めっき室４９の内部の周
辺近傍に位置して、該めっき室４９内のめっき液４５の
上下に分かれた上方の流れでめっき液面の中央部を上方
に押上げ、下方の流れをスムーズにするとともに、電流
密度の分布をより均一になるようにした鉛直整流リング
６２と水平整流リング６３が該水平整流リング６３の外
周端をめっき槽５０に固着して配置されている。

【００７１】一方、ヘッド部４７には、回転自在な下方
に開口した有底円筒状で周壁に開口９４を有するハウジ
ング７０と、下端に押圧リング２４０を取付けた上下動
自在な押圧ロッド２４２が備えられている。ハウジング
７０の下端には、図１７及び図１８に示すように、内方
に突出するリング状の基板保持部７２が設けられ、この
基板保持部７２に、内方に突出し、上面の先端が上方に
尖塔状に突出するリング状のシール材２４４が取付けら
れている。更に、このシール材２４４の上方にカソード
電極用接点７６が配置されている。また、基板保持部７
２には、水平方向に外方に延び、更に外方に向けて上方
に傾斜して延びる空気抜き穴７５が円周方向に沿って等
間隔に設けられている。

【００７２】これによって、図１３に示すように、めっ
き液４５の液面を下げた状態で、図１７及び図１８に示
すように、基板Ｗを吸着ハンドＨ等で保持してハウジン
グ７０の内部に入れて基板保持部７２のシール材２４４
の上面に載置し、吸着ハンドＨをハウジング７０から引
抜いた後、押圧リング２４０を下降させる。これによ
り、基板Ｗの周縁部をシール材２４４と押圧リング２４
０の下面で挟持して基板Ｗを保持し、しかも基板Ｗを保
持した時に基板Ｗの下面とシール材２４４が圧接して、
ここを確実にシールし、同時に、基板Ｗとカソード電極
用接点７６とが通電するようになっている。

【００７３】図１３に戻って、ハウジング７０は、モー
タ２４６の出力軸２４８に連結されて、モータ２４６の
駆動によって回転するように構成されている。また、押
圧ロッド２４２は、モータ２４６を囲繞する支持体２５
０に固着したガイド付きシリンダ２５２の作動によって
上下動するスライダ２５４の下端にベアリング２５６を
介して回転自在に支承したリング状の支持枠２５８の円
周方向に沿った所定位置に垂設され、これによって、シ
リンダ２５２の作動によって上下動し、しかも基板Ｗを
保持した時にハウジング７０と一体に回転するようにな
っている。

【００７４】支持体２５０は、モータ２６０の駆動に伴
って回転するボールねじ２６１と螺合して上下動するス
ライドベース２６２に取付けられ、更に上部ハウジング
２６４で囲繞されて、モータ２６０の駆動に伴って、上
部ハウジング２６４と共に上下動するようになってい
る。また、めっき槽５０の上面には、めっき処理時にハ
ウジング７０の周囲を囲繞する下部ハウジング２５７が
取付けられている。

【００７５】これによって、図１６に示すように、支持
体２５０と上部ハウジング２６４とを上昇させた状態
で、メンテナンスを行うことができるようになってい
る。また、堰部材５８の内周面にはめっき液の結晶が付
着し易いが、このように、支持体２５０と上部ハウジン
グ２６４とを上昇させた状態で多量のめっき液を流して
堰部材５８をオーバフローさせることで、堰部材５８の
内周面へのめっき液の結晶の付着を防止することができ
る。また、めっき槽５０には、めっき処理時にオーバフ
ローするめっき液の上方を覆うめっき液飛散防止カバー
５０ｂが一体に設けられているが、このめっき液飛散防
止カバー５０ｂの下面に、例えばＨＩＲＥＣ（ＮＴＴア
ドバンステクノロジ社製）等の超撥水材をコーティング
することで、ここにめっき液の結晶が付着することを防
止することができる。

【００７６】ハウジング７０の基板保持部７２の上方に
位置して、基板Ｗの芯出しを行う基板芯出し機構２７０
が、この例では円周方向に沿った４カ所に設けられてい
る。図２０は、この基板芯出し機構２７０の詳細を示す
もので、これは、ハウジング７０に固定した門形のブラ
ケット２７２と、このブラケット２７２内に配置した位
置決めブロック２７４とを有し、この位置決めブロック
２７４は、その上部において、ブラケット２７２に水平
方向に固定した枢軸２７６を介して揺動自在に支承さ
れ、更にハウジング７０と位置決めブロック２７４との
間に圧縮コイルばね２７８が介装されている。これによ
って、位置決めブロック２７４は、圧縮コイルばね２７
８を介して枢軸２７６を中心に下部が内方に突出するよ
うに付勢され、その上面２７４ａがストッパとしての役
割を果たしブラケット２７２の上部下面２７２ａに当接
することで、位置決めブロック２７４の動きが規制され
るようになっている。更に、位置決めブロック２７４の
内面は、上方に向けて外方に拡がるテーパ面２７４ｂと
なっている。

【００７７】これによって、例えば搬送ロボット等の吸
着ハンドで基板を保持しハウジング７０内に搬送して基
板保持部７２の上に載置した際、基板の中心が基板保持
部７２の中心からずれていると圧縮コイルばね２７８の
弾性力に抗して位置決めブロック２７４が外方に回動
し、搬送ロボット等の吸着ハンドによる把持を解くと、
圧縮コイルばね２７８の弾性力で位置決めブロック２７
４が元の位置に復帰することで、基板の芯出しを行うこ
とができるようになっている。

【００７８】図２１は、カソード電極用接点７６のカソ
ード電極板２０８に給電する給電接点（プローブ）７７
を示すもので、この給電接点７７は、プランジャで構成
されているとともに、カソード電極板２０８に達する円
筒状の保護体２８０で包囲されて、めっき液から保護さ
れている。

【００７９】次に、この電解めっき装置３０によるめっ
き処理について説明する。先ず、電解めっき装置３０に
基板を受渡す時には、図１７に示す搬送ロボット６８の
吸着ハンドと該ハンドで表面を下に向けて吸着保持した
基板Ｗを、ハウジング７０の開口９４からこの内部に挿
入し、吸着ハンドを下方に移動させた後、真空吸着を解
除して、基板Ｗをハウジング７０の基板保持部７２上に
載置し、しかる後、吸着ハンドを上昇させてハウジング
７０から引抜く。次に、押圧リング２４０を下降させ
て、基板Ｗの周縁部を基板保持部７２と押圧リング２４
０の下面で挟持して基板Ｗを保持する。

【００８０】そして、めっき液噴出ノズル５３からめっ
き液４５を噴出させ、同時にハウジング７０とそれに保
持された基板Ｗを中速で回転させ、めっき液４５が所定
の量まで充たされ、更に数秒経過した時に、ハウジング
７０の回転速度を低速回転（例えば、１００ｍｉ
ｎ^−１）に低下させ、アノード４８を陽極、基板処理面
を陰極としてめっき電流を流して電解めっきを行う。

【００８１】通電を終了した後、図１９（ｄ）に示すよ
うに、めっき液噴出ノズル５３の上方に位置する液面制
御用の貫通孔２２４のみからめっき液が外部に流出する
ようにめっき液の供給量を減少させ、これにより、ハウ
ジング７０及びそれに保持された基板をめっき液面上に
露出させる。このハウジング７０とそれに保持された基
板Ｗが液面より上にある位置で、高速（例えば、５００
〜８００ｍｉｎ^−１）で回転させてめっき液を遠心力に
より液切りする。液切りが終了した後、ハウジング７０
が所定の方向に向くようにしてハウジング７０の回転を
停止させる。

【００８２】ハウジング７０が完全に停止した後、押圧
リング２４０を上昇させる。次に、搬送ロボットの吸着
ハンドを吸着面を下に向けて、ハウジング７０の開口９
４からこの内部に挿入し、吸着ハンドが基板を吸着でき
る位置にまで吸着ハンドを下降させる。そして、基板を
吸着ハンドにより真空吸着し、吸着ハンドをハウジング
７０の開口９４の上部の位置にまで移動させて、ハウジ
ング７０の開口９４から吸着ハンドとそれに保持した基
板を取出す。

【００８３】この電解めっき装置３０によれば、ヘッド
部４７の機構的な簡素化及びコンパクト化を図り、かつ
めっき処理槽４６内のめっき液の液面がめっき時液面に
ある時にめっき処置を、基板受渡し時液面にある時に基
板の水切りと受渡しを行い、しかもアノード４８の表面
に生成されたブラックフィルムの乾燥や酸化を防止する
ことができる。

【００８４】図２２乃至図２７は、電解めっき装置３０
の他の例を示す。この電解めっき装置３０には、図２２
に示すように、めっき処理及びその付帯処理を行う基板
処理部２−１が設けられ、この基板処理部２−１に隣接
して、めっき液を溜めるめっき液トレー２−２が配置さ
れている。また、回転軸２−３を中心に揺動するアーム
２−４の先端に保持され、基板処理部２−１とめっき液
トレー２−２との間を揺動する電極部２−５を有する電
極アーム部２−６が備えられている。

【００８５】更に、基板処理部２−１の側方に位置し
て、プレコート・回収アーム２−７と、純水やイオン水
等の薬液、更には気体等を基板に向けて噴射する固定ノ
ズル２−８が配置されている。ここでは、３個の固定ノ
ズル２−８が配置され、その内の１個を純水供給用に用
いている。基板処理部２−１は、図２３及び図２４に示
すように、めっき面を上にして基板Ｗを保持する基板保
持部２−９と、この基板保持部２−９の上方で該基板保
持部２−９の周縁部を囲むように配置されたカソード部
２−１０が備えられている。更に基板保持部２−９の周
囲を囲んで処理中に用いる各種薬液の飛散を防止する有
底略円筒状のカップ２−１１が、エアシリンダ２−１２
を介して上下動自在に配置されている。

【００８６】ここで、基板保持部２−９は、エアシリン
ダ２−１２によって、下方の基板受け渡し位置Ａと、上
方のめっき位置Ｂと、これらの中間の前処理・洗浄位置
Ｃとの間を昇降するようになっている。また基板保持部
２−９は、回転モータ２−１４及びベルト２−１５を介
して任意の加速度及び速度で前記カソード部２−１０と
一体に回転するように構成されている。この基板受け渡
し位置Ａに対向して、電解めっき装置のフレーム側面の
搬送ロボット（図示せず）側には、基板搬出入口（図示
せず）が設けられ、基板保持部２−９がめっき位置Ｂま
で上昇したときに、基板保持部２−９で保持された基板
Ｗの周縁部に下記のカソード部２−１０のシール部材２
−１６とカソード電極２−１７が当接するようになって
いる。一方、カップ２−１１は、その上端が前記基板搬
出入口の下方に位置し、図２４の仮想線で示すように、
上昇したときにカソード部２−１０の上方に達するよう
になっている。

【００８７】基板保持部２−９がめっき位置Ｂまで上昇
した時に、この基板保持部２−９で保持した基板Ｗの周
縁部にカソード電極２−１７が押し付けられ基板Ｗに通
電される。これと同時にシール部材２−１６の内周端部
が基板Ｗの周縁上面に圧接し、ここを水密的にシールし
て、基板Ｗの上面に供給されるめっき液が基板Ｗの端部
から染み出すのを防止すると共に、めっき液がカソード
電極２−１７を汚染するのを防止している。

【００８８】電極アーム部２−６の電極部２−５は、図
２５に示すように、揺動アーム２−４の自由端に、ハウ
ジング２−１８と、このハウジング２−１８の周囲を囲
む中空の支持枠２−１９と、ハウジング２−１８と支持
枠２−１９で周縁部を挟持して固定したアノード２−２
０とを有している。アノード２−２０は、ハウジング２
−１８の開口部を覆っており、ハウジング２−１８の内
部には、吸引室２−２１が形成されている。そして吸引
室２−２１には、図２６及び図２７に示すように、めっ
き液を導入排出するめっき液導入管２−２８及びめっき
液排出管（図示せず）が接続されている。さらにアノー
ド２−２０には、その全面に亘って上下に連通する多数
の通孔２−２０ｂが設けられている。

【００８９】この例にあっては、アノード２−２０の下
面に該アノード２−２０の全面を覆う保水性材料からな
るめっき液含浸材２−２２を取付け、このめっき液含浸
材２−２２にめっき液を含ませて、アノード２−２０の
表面を湿潤させることで、ブラックフィルムの基板のめ
っき面への脱落を防止し、同時に基板のめっき面とアノ
ード２−２０との間にめっき液を注入する際に、空気を
外部に抜きやすくしている。このめっき液含浸材２−２
２は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエス
テル、ポリ塩化ビニル、テフロン（登録商標）、ポリビ
ニルアルコール、ポリウレタン及びこれらの誘導体の少
なくとも１つの材料からなる織布、不織布またはスポン
ジ状の構造体、あるいはポーラスセラミックスからな
る。

【００９０】めっき液含浸材２−２２のアノード２−２
０への取付けは、次のように行っている。即ち、下端に
頭部を有する多数の固定ピン２−２５を、この頭部をめ
っき液含浸材２−２２の内部に上方に脱出不能に収納し
軸部をアノード２−２０の内部を貫通させて配置し、こ
の固定ピン２−２５をＵ字状の板ばね２−２６を介して
上方に付勢させることで、アノード２−２０の下面にめ
っき液含浸材２−２２を板ばね２−２６の弾性力を介し
て密着させて取付けている。このように構成することに
より、めっきの進行に伴って、アノード２−２０の肉厚
が徐々に薄くなっても、アノード２−２０の下面にめっ
き液含浸材２−２２を確実に密着させることができる。
したがって、アノード２−２０の下面とめっき液含浸材
２−２２との間に空気が混入してめっき不良の原因とな
ることが防止される。

【００９１】なお、アノードの上面側から、例えば径が
２ｍｍ程度の円柱状のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）または
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のピンをアノ
ードを貫通させて配置し、アノード下面に現れた該ピン
の先端面に接着剤を付けてめっき液含浸材と接着固定す
るようにしても良い。アノードとめっき液含浸材は、接
触させて使用することもできるが、アノードとめっき液
含浸材との間に隙間を設け、この隙間にめっき液を保持
させた状態でめっき処理することもできる。この隙間は
２０ｍｍ以下の範囲から選ばれるが、好ましくは０．１
〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜７ｍｍの範囲から選ば
れる。特に、溶解性アノードを用いた場合には、下から
アノードが溶解していくので、アノードとめっき液含浸
材の間隙は時間を経るにつれて大きくなり、０〜２０ｍ
ｍ程度の隙間ができる。

【００９２】そして、前記電極部２−５は、基板保持部
２−９がめっき位置Ｂ（図２４参照）にある時に、基板
保持部２−９で保持された基板Ｗとめっき液含浸材２−
２２との隙間が、０．１〜１０ｍｍ程度、好ましくは
０．３〜３ｍｍ、より好ましくは０．５〜１ｍｍ程度と
なるまで下降し、この状態で、めっき液供給管からめっ
き液を供給して、めっき液含浸材２−２２にめっき液を
含ませながら、基板Ｗの上面（被めっき面）とアノード
２−２０との間にめっき液を満たし、基板Ｗの上面（被
めっき面）とアノード２−２０との間にめっき電源から
電圧を印加することで、基板Ｗの被めっき面にめっきが
施される。

【００９３】次に、この電解めっき装置３０によるめっ
き処理について説明する。先ず、基板受け渡し位置Ａに
ある基板保持部２−９にめっき処理前の基板Ｗを搬送ロ
ボット６８（図２４参照）で搬入し、基板保持部２−９
上に載置する。次にカップ２−１１を上昇させ、同時に
基板保持部２−９を前処理・洗浄位置Ｃに上昇させる。
この状態で退避位置にあったプレコート・回収アーム２
−７を基板Ｗの対峙位置へ移動させ、その先端に設けた
プレコートノズルから、例えば界面活性剤からなるプレ
コート液を基板Ｗの被めっき面に間欠的に吐出する。こ
の時、基板保持部２−９は回転しているため、プレコー
ト液は基板Ｗの全面に行き渡る。次に、プレコート・回
収アーム２−７を退避位置に戻し、基板保持部２−９の
回転速度を増して、遠心力により基板Ｗの被めっき面の
プレコート液を振り切って乾燥させる。

【００９４】続いて、電極アーム部２−６を水平方向に
旋回させ、電極部２−５がめっき液トレー２−２上方か
らめっきを施す位置の上方に位置させ、この位置で電極
２−５をカソード部２−１０に向かって下降させる。電
極部２−５の下降が完了した時点で、アノード２−２０
とカソード部２−１０にめっき電圧を印加し、めっき液
を電極部２−５の内部に供給して、アノード２−２０を
貫通しためっき液供給口よりめっき液含浸材２−２２に
めっき液を供給する。この時、めっき液含浸材２−２２
は基板Ｗの被めっき面に接触せず、０．１〜１０ｍｍ程
度、好ましくは０．３〜３ｍｍ、より好ましくは０．５
〜１ｍｍ程度に接近した状態となっている。

【００９５】めっき液の供給が続くと、めっき液含浸材
２−２２から染み出したＣｕイオンを含んだめっき液
が、めっき液含浸材２−２２と基板Ｗの被めっき面との
間の隙間に満たされ、基板Ｗの被めっき面にＣｕめっき
が施される。この時、基板保持部２−９を低速で回転さ
せても良い。

【００９６】めっき処理が完了すると、電極アーム部２
−６を上昇させた後に旋回させて、電極部２−５をめっ
き液トレー２−２上方へ戻し、通常位置へ下降させる。
次に、プレコート・回収アーム２−７を退避位置から基
板Ｗに対峙する位置へ移動させて下降させ、めっき液回
収ノズル（図示せず）から基板Ｗ上のめっき液の残部を
回収する。このめっき液の残部の回収が終了した後、プ
レコート・回収アーム２−７を待避位置に戻し、基板Ｗ
の中央部に純水を吐出し、同時に基板保持部２−９をス
ピードを増して回転させ基板Ｗの表面のめっき液を純水
に置換する。

【００９７】上記リンス終了後、基板保持部２−９をめ
っき位置Ｂから前処理・洗浄位置Ｃへ下降させ、純水用
の固定ノズル２−８から純水を供給しつつ基板保持部２
−９及びカソード部２−１０を回転させて水洗を実施す
る。この時、カソード部２−１０に直接供給した純水、
又は基板Ｗの面から飛散した純水によってシール部材２
−１６、カソード電極２−１７も基板Ｗと同時に洗浄す
ることができる。

【００９８】水洗完了後に、固定ノズル２−８からの純
水の供給を停止し、更に基板保持部２−９及びカソード
部２−１０の回転スピードを増して、遠心力により基板
Ｗの表面の純水を振り切って乾燥させる。併せて、シー
ル部材２−１６及びカソード電極２−１７も乾燥され
る。上記乾燥が終了すると基板保持部２−９及びカソー
ド部２−１０の回転を停止させ、基板保持部２−９を基
板受渡し位置Ａまで下降させる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えアスペクト比の高いコンタクトホールやピアホール
等を有する微細配線構造であっても、例えばＣＶＤやス
パッタリングによって、バリアメタルの表面にシード層
を形成することなく、一般に埋込み性の良好な無電解め
っきによって凹部内に直接金属膜を埋込むことで、埋込
み配線を安価な湿式めっきで歩留り良く形成することが
できる。しかも、無電解めっきで第１の金属膜（シード
層）を形成し、その後埋め込みを行うようにすること
で、凹部のアスペクト比を高めることなく、しかも例え
ばユニット化した電解めっき装置等で連続した処理が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の配線形成装置の平面配置
図である。

【図２】図１に示す配線形成装置で銅埋込み配線を形成
する配線形成例を工程順に示す図である。

【図３】図１に示す配線形成装置で銅埋込み配線を形成
する配線形成例を工程順に示すブロック図である。

【図４】本発明の他の実施の形態の配線形成装置の平面
配置図である。

【図５】図４に示す配線形成装置で銅埋め込み配線を形
成する際の無電解めっきで金属膜を形成した状態を示す
図である。

【図６】図４に示す配線形成装置で銅埋込み配線を形成
する配線形成例を工程順に示すブロック図である。

【図７】半導体基板の表面に銅埋め込み配線を形成する
従来の配線形成例を工程順に示す図である。

【図８】ベベル・裏面洗浄装置の一例を示す概要図であ
る。

【図９】無電解めっき装置の一例を示す概要図である。

【図１０】無電解めっき装置の他の例を示す概要図であ
る。

【図１１】アニール装置の一例を示す縦断正面図であ
る。

【図１２】図１１の平断面図である。

【図１３】電解めっき装置の一例のめっき処理時におけ
る全体を示す断面図である。

【図１４】同じく、めっき液の流れの状態を示すめっき
液フロー図である。

【図１５】同じく、非めっき時（基板受渡し時）におけ
る全体を示す断面図である。

【図１６】同じく、メンテナンス時における全体を示す
断面図である。

【図１７】同じく、基板の受渡し時におけるハウジン
グ、押圧リング及び基板の関係の説明に付する断面図で
ある。

【図１８】同じく、図１７の一部拡大図である。

【図１９】同じく、めっき処理時及び非めっき時におけ
るめっき液の流れの説明に付する図である。

【図２０】同じく、芯出し機構の拡大断面図である。

【図２１】同じく、給電接点（プローブ）を示す断面図
である。

【図２２】電解めっき装置の他の例を示す平面図であ
る。

【図２３】同じく、図２２のＡ−Ａ線断面図である。

【図２４】同じく、基板保持部及びカソード部の断面図
である。

【図２５】同じく、電極アーム部の断面図である。

【図２６】同じく、電極アーム部のハウジングを除いた
平面図である。

【図２７】同じく、アノードとめっき液含浸材を示す概
略図である。

【符号の説明】

２絶縁膜３コンタクトホール４配線溝５凹部６バリアメタル７ａ金属膜８ａ，８ｂ金属膜９保護膜１０ロード・アンロード部１２触媒付与装置１４，２２無電解めっき装置１６ベベル・裏面洗浄装置１８アニール装置２０ＣＭＰ装置２４，２８洗浄装置２６搬送ロボット３０電解めっき装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ｈ０１Ｌ 21/88 ＲＫ (72)発明者中村憲二神奈川県藤沢市善行坂１−１−６荏原ユージライト株式会社内 (72)発明者松本守治神奈川県藤沢市善行坂１−１−６荏原ユージライト株式会社内 (72)発明者金山真神奈川県藤沢市善行坂１−１−６荏原ユージライト株式会社内Ｆターム(参考） 4K022 AA05 BA08 BA31 CA07 CA09 CA27 DA01 DB01 4M104 BB04 BB36 DD21 DD53 DD75 DD78 DD83 FF17 FF18 FF22 HH08 5F033 HH11 HH15 HH18 HH19 HH21 HH32 JJ11 JJ18 JJ19 JJ21 JJ32 MM02 MM05 MM12 MM13 MM14 NN06 NN07 PP28 QQ08 QQ19 QQ48 QQ69 QQ73 WW02 WW04 XX13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に設けた微細な凹部に湿式め
っきにより導電性金属を埋込んで配線を形成するにあた
り、基板の表面に形成したバリアメタルの表面に無電解めっ
きのための触媒を付与し、この触媒を付与したバリアメタルの表面に無電解めっき
により金属膜を形成し、この金属膜を形成した基板をアニールすることを特徴と
する配線形成方法。
【請求項２】基板の表面に設けた微細な凹部に湿式め
っきにより導電性金属を埋込んで配線を形成するにあた
り、基板の表面に形成したバリアメタルの表面に無電解めっ
きのための触媒を付与し、この触媒を付与したバリアメタルの表面に無電解めっき
により第１の金属膜を形成し、この第１の金属膜の表面に電解めっきにより第２の金属
膜を形成し、この第１及び第２の金属膜を形成した基板をアニールす
ることを特徴とする配線形成方法。
【請求項３】前記第１の金属膜は、膜厚が０．１ｎｍ
〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項２記載の配
線形成方法。
【請求項４】前記無電解めっきのための触媒がパラジ
ウムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の配線形成方法。
【請求項５】前記無電解めっきのための触媒が銀であ
ることを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載
の配線形成方法。
【請求項６】前記触媒の核密度が、１００個／μｍ^２
〜１０００００個／μｍ^２であることを特徴とする請求
項４または５記載の配線形成方法。
【請求項７】前記基板のアニールを還元雰囲気下で行
うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
配線形成方法。
【請求項８】前記還元雰囲気は、水素ガス雰囲気であ
ることを特徴とする請求項７記載の配線形成方法。
【請求項９】前記アニール後の基板の表面を化学機械
的研磨することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
に記載の配線形成方法。
【請求項１０】前記化学機械的研磨によって基板の表
面に露出した前記金属膜の表面に保護膜を選択的に形成
することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載
の配線形成方法。
【請求項１１】基板の表面に設けた微細な凹部に湿式
めっきにより導電性金属を埋込んで配線を形成する配線
形成装置であって、基板の表面に形成したバリアメタルの表面に無電解めっ
きのための触媒を付与する触媒付与装置と、この触媒付与装置で触媒を付与したバリアメタルの表面
に無電解めっきにより金属膜を形成する無電解めっき装
置と、この無電解めっき装置で金属膜を形成した基板をアニー
ルするアニール装置とを有することを特徴とする配線形
成装置。
【請求項１２】前記無電解めっき装置は、前記触媒付
与装置を兼用していることを特徴とする請求項１１記載
の配線形成装置。
【請求項１３】前記無電解めっき装置で形成した金属
膜の表面に更に金属膜を形成する電解めっき装置を更に
有することを特徴とする請求項１１または１２記載の配
線形成装置。
【請求項１４】前記基板の表面に形成した金属膜を化
学機械的研磨するＣＭＰ装置を更に有することを特徴と
する請求項１１乃至１３のいずれかに記載の配線形成装
置。
【請求項１５】前記化学機械的研磨によって基板の表
面に露出した前記金属膜の表面に保護膜を選択的に形成
する蓋めっき装置を更に有することを特徴とする請求項
１４記載の配線形成装置。
【請求項１６】微細な凹部を設けた基板の表面に形成
したバリアメタルの表面に無電解めっきのための銀触媒
を付与し、この銀触媒を付与したバリアメタルの表面に
無電解めっきで成膜した金属膜で埋込み配線を形成した
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】微細な凹部を設けた基板の表面に形成
したバリアメタルの表面に無電解めっきのための銀触媒
を付与し、この銀触媒を付与したバリアメタルの表面に
無電解めっきで成膜した第１の金属膜と、この第１の金
属膜の表面に電解めっきで成膜した第２の金属膜で埋込
み配線を形成したことを特徴とする半導体装置。