JP2004342644A - 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】めっき法にてウエハに金属膜を良好に成膜することのできる技術を提供する。
【解決手段】ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳに接した状態で、研磨部材ＰＬＳが配置されたステージＳＴＧが回転運動することによって、ウエハＷＦＲの主面を研磨部材ＰＬＳによって摩擦し、気泡ＢＵＢおよびめっき液ＰＴＬを一箇所に留めることなく動き続けさせつつめっき処理を行うことによって、膜厚のばらつきおよび気泡ＢＵＢに起因した膜中における空隙の発生を抑制しつつ金膜１１Ａを成膜することを可能とする。
【選択図】 図６
【解決手段】ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳに接した状態で、研磨部材ＰＬＳが配置されたステージＳＴＧが回転運動することによって、ウエハＷＦＲの主面を研磨部材ＰＬＳによって摩擦し、気泡ＢＵＢおよびめっき液ＰＴＬを一箇所に留めることなく動き続けさせつつめっき処理を行うことによって、膜厚のばらつきおよび気泡ＢＵＢに起因した膜中における空隙の発生を抑制しつつ金膜１１Ａを成膜することを可能とする。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
半導体装置の製造技術および半導体製造装置に関し、特に、めっき法にて突起電極を形成する工程に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体ウエハ（以下、単にウエハと略して記す）に対してめっき法にて金属膜を成膜する際に、めっき液中に巻き込まれた気泡がウエハのめっき処理面に付着してしまうことを防ぎつつ金属膜を成長させる技術がある（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６参照）。
【０００３】
また、たとえば、ウエハに対してめっき法にて金属膜を成膜する際に、摩擦手段によってウエハのめっき処理面を擦りつつ金属膜を成長させることによって、ウエハのめっき処理面で金属膜の表面の高さを揃え、かつ金属膜の表面を滑らかにする技術がある（たとえば、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１および特許文献１２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６４−４９２４４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開昭６４−８１３４５号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平４−１７９２３４号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開平４−２８８９７号公報
【０００８】
【特許文献５】
特開平５−１８２９６５号公報
【０００９】
【特許文献６】
特開２００２−２０８９６号公報
【００１０】
【特許文献７】
特許第１３９４５６７号明細書
【００１１】
【特許文献８】
特許第１４８０２３５号明細書
【００１２】
【特許文献９】
米国特許６，１０３，６２８号明細書
【００１３】
【特許文献１０】
米国特許６，１７６，９９２号明細書
【００１４】
【特許文献１１】
米国特許６，２５１，２３５号明細書
【００１５】
【特許文献１２】
米国特許６，３２８，７２８号明細書
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ウエハに対してめっき法にて金属膜を成膜する際に、たとえば噴流方式でめっき液を供給するカップ型のめっき装置を用いる手段がある。このようなめっき装置は、めっき処理面を下向きにしてウエハをめっき処理カップにセットした状態で、めっき液をめっき処理カップ内へ下方から吹き上げて、ウエハのめっき処理面にめっき液を供給することで金属膜を成膜していく。
【００１７】
上記のめっき装置による金属膜の成膜中においては、めっき液を上方へ噴き上げることによってウエハのめっき処理面にめっき液を供給するので、めっき液に巻き込まれた気泡あるいはめっき反応等によって発生した気泡もめっき液と共にウエハのめっき処理面に噴きつけられ、その一部はウエハのめっき処理面に付着することになる。このような気泡は、特に、膜厚の厚いフォトレジスト膜で形成された微小なパターンの凹部内に入り込んでしまうと、めっき処理中にその凹部から抜き出すことが困難になってしまう。このような状況下でめっき処理が続けられると、気泡が残留している箇所においては、めっき液とウエハのめっき処理面との接触が妨げられて金属膜の成長が不十分となり、金属膜が良好に成膜できなくなってしまう課題が存在する。
【００１８】
本発明の目的は、めっき法にてウエハに金属膜を良好に成膜することのできる技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２１】
すなわち、本発明は、半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する工程を含み、前記金属膜は、
（ａ）前記主面を下方に向けて前記半導体ウエハをめっき処理槽の所定位置に配置する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの前記主面にめっき液を供給しつつ、前記めっき処理槽内に配置された摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる工程、
を含む工程にて形成するものである。
【００２２】
また、本発明の半導体製造装置は、半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成するものであり、
前記主面が下方に向けられて所定位置に配置されるめっき処理槽と、
前記めっき処理槽内に配置され、前記半導体ウエハの前記主面へのめっき液の供給時において前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる摩擦手段とを有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のめっき装置の説明図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態１のめっき装置においては、たとえばステンレス鋼から形成されたステージ（めっき処理槽）ＳＴＧ内に、下からカーボン皿ＣＢＤ、多孔質部材ＰＯＲおよび研磨部材（摩擦手段）ＰＬＳが配置されている。多孔質部材ＰＯＲは、たとえば導電性ポリウレタンから形成されたものを用いることができる。また、研磨部材ＰＬＳは、たとえば高温集塵濾過用フィルタ布に織り加工を施したものまたは全芳香族ポリアミド系耐熱性繊維を用いることができる。
【００２６】
研磨部材ＰＬＳ上には、めっき法にて主面（素子形成面）に金属膜が堆積されるウエハＷＦＲが配置され、このウエハＷＦＲは、ペデスタルＰＤＳによって保持されている。ペデスタルＰＤＳは、吸着部材ＡＤＳおよびホルダＨＬＤから形成され、吸着部材ＡＤＳはウエハＷＦＲの裏面を真空吸着し、主面が研磨部材ＰＬＳと接するようにウエハＷＦＲを保持している。
【００２７】
ウエハＷＦＲへのめっき処理時においては、ステージＳＴＧ内へめっき液ＰＴＬが滴下され、吸着部材ＡＤＳ、ホルダＨＬＤおよびステージＳＴＧに電源ＰＳから電位が供給される。ここで、ウエハＷＦＲ上に成膜される金属膜がＡｕ（金）膜である場合には、電源ＰＳは直流電源となり、吸着部材ＡＤＳおよびホルダＨＬＤには正電位が供給され、ステージＳＴＧには負電位が供給される。また、ホルダＨＬＤとウエハＷＦＲとの間に設けられた吐出口ＢＯＨからは、エアーがウェハの外周に向かって供給される。このエアーの供給により、吸着部材ＡＤＳとウエハＷＦＲとの吸着面へのめっき液の流れ込み量を減少できるので、吸着部材ＡＤＳがウエハＷＦＲを真空吸着する際の吸引力によってめっき液を吸い込みすぎてしまう不具合を防ぐことが可能となる。このような状況下で、ステージＳＴＧが回転運動する。
【００２８】
ウエハＷＦＲへのめっき処理時には、上記吐出口ＢＯＨから供給されるエアーおよびめっき反応等によって発生した気泡などがウエハＷＦＲのめっき処理面に留まり、気泡の留まっている領域では金属膜の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念される。本実施の形態１では、ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳに接した状態で、研磨部材ＰＬＳが配置されたステージＳＴＧが回転運動する。すなわち、めっき処理中においては、ウエハＷＦＲの主面は研磨部材ＰＬＳによって摩擦されることになる。この摩擦によって、ウエハＷＦＲの主面にて気泡は一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液ＰＴＬも動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、ウエハＷＦＲの主面に成膜される金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、前記気泡に起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。また、摩擦によってめっき液ＰＴＬも動き続けることから、ウエハＷＦＲの主面には常に新しいめっき液ＰＴＬが供給されつづけることになるので、金属膜の成膜速度を向上することが可能となる。
【００２９】
次に、本実施の形態１のめっき装置を用いて製造する半導体装置の一例について図２〜図５を用いて説明する。
【００３０】
本実施の形態１の半導体装置は、たとえばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）ドライバであり、図２は、そのＬＣＤドライバが形成された半導体チップＣＨＰの全体平面図の一例を示したものである。また、図３は、半導体チップＣＨＰが多数個作りこまれたウエハＷＦＲの全体平面図を示したものである。
【００３１】
半導体チップＣＨＰは、たとえば細長い長方形状に形成された基板１Ｓを有しており、その主面には、たとえば液晶表示装置を駆動するＬＣＤドライバ回路が形成されている。このＬＣＤドライバ回路は、ＬＣＤのセルアレイの各画素に電圧を供給して液晶分子の向きを制御する機能を有しており、ゲート駆動回路３、ソース駆動回路４、液晶駆動回路５、グラフィックＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６および周辺回路７を有している。半導体チップＣＨＰの外周近傍には、上記した複数のパッドＰＤが半導体チップＣＨＰの外周に沿って所定の間隔毎に配置されている。これら複数のパッドＰＤは、半導体チップＣＨＰの素子や配線が配置されたアクティブ領域上に配置されている。これら複数のパッドＰＤの中には集積回路の構成に必要な集積回路用のパッドと、その他に集積回路の構成には必要とされないダミーパッドとが存在する。半導体チップＣＨＰの１つの長辺および２つの短辺近傍には、上記パッドＰＤが千鳥配置されている。この千鳥配置されている複数のパッドは、主としてゲート出力信号用およびソース出力信号用のパッドである。半導体チップＣＨＰの長辺の中央の千鳥配置された複数のパッドＰＤがソース出力信号用のパッドであり、半導体チップＣＨＰの長辺の両角近傍側および半導体チップＣＨＰの両短辺の千鳥配置された複数のパッドＰＤがゲート出力信号用のパッドである。このような千鳥配置により、半導体チップＣＨＰのサイズ増大を抑えつつ、多くの数を必要とするゲート出力信号やソース出力信号用のパッドを配置することができる。すなわち、チップサイズを縮小させ、かつパッド（ピン）数を増やすことができる。また、半導体チップＣＨＰの他方の長辺近傍に千鳥配置ではなく並んで配置された複数のパッドＰＤは、デジタル入力信号またはアナログ入力信号用のパッドである。また、半導体チップＣＨＰの四隅近傍には、平面寸法が相対的に大きなパッドＰＤが配置されている。この相対的に大きなパッドＰＤは、コーナーダミーパッドである。相対的に小さなパッドＰＤの平面寸法は、たとえば３５μｍ×５０μｍ程度である。また、相対的に大きなパッドＰＤ（コーナーダミーパッド）の平面寸法は、たとえば８０μｍ×８０μｍ程度である。また、パッドＰＤの隣接ピッチは、たとえば３０μｍ〜５０μｍ程度である。また、パッドＰＤの総数は、たとえば８００個程度である。
【００３２】
上記の半導体チップＣＨＰのパッドＰＤ上には、めっき法によってフェイスダウンボンディング用のバンプ電極ＢＭＰが形成される。このバンプ電極ＢＭＰは、パッドＰＤが形成された段階でウエハＷＦＲ（基板１Ｓ）ごと一括して本実施の形態１のめっき装置（図１参照）を用いて形成される。なお、このバンプ電極ＢＭＰを形成する工程の詳細については後述する。
【００３３】
次に、上記半導体チップＣＨＰの断面構造について、図４および図５を用いて説明する。
【００３４】
基板１Ｓ（ウエハＷＦＲ）は、たとえばｐ型の単結晶Ｓｉ（シリコン）からなり、その主面のデバイス形成面には、分離部２が形成され活性領域Ｌａおよびダミー活性領域Ｌｂが規定されている。分離部２は、たとえばＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）法によって形成された酸化シリコン膜からなる。ただし、分離部２を溝型（ＳＧＩ：Ｓｈａｌｌｏｗ Ｇｒｏｏｖｅ ＩｓｏｌａｔｉｏｎまたはＳＴＩ：Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）の分離部２で形成しても良い。
【００３５】
図４に示すパッドＰＤ１下層の基板１Ｓの分離部２に囲まれた活性領域Ｌａには、たとえばｐｎ接合ダイオードＤが形成されている。このｐｎ接合ダイオードＤは、たとえば静電破壊防止用の保護ダイオードであり、基板１Ｓのｐ型ウエルＰＷＬとその上部のｎ型の半導体領域８とのｐｎ接合により形成されている。基板１Ｓの主面上には、たとえば酸化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＳ１が形成されている。その上には、第１層配線Ｍ１が形成されている。第１層配線Ｍ１は、たとえばチタン、窒化チタン、アルミニウム（またはアルミニウム合金）および窒化チタンが下層から順に堆積される構成を有している。このアルミニウムまたはアルミニウム合金等の膜が主配線材料であり、最も厚く形成されている。第１層配線Ｍ１は、絶縁膜ＩＳ１に形成された平面円形状の複数のコンタクトホールＣＮＴを通じてｎ型の半導体領域８と、すなわち、ｐｎ接合ダイオードＤと接続されている。第１層配線Ｍ１は、たとえば酸化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＳ２によって覆われている。この絶縁膜ＩＳ２上には、第２層配線Ｍ２が形成されている。第２層配線Ｍ２の材料構成は、上記第１層配線Ｍ１と同じである。第２層配線Ｍ２は、絶縁膜ＩＳ２に形成された平面円形状の複数のスルーホールＴＨ１を通じて第１層配線Ｍ１と電気的に接続されている。第２層配線Ｍ２は、たとえば酸化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＳ３によって覆われている。その絶縁膜ＩＳ３上には、第３層配線Ｍ３が形成されている。第３層配線Ｍ３は、絶縁膜ＩＳ３に形成された平面円形状の複数のスルーホールＴＨ２を通じて第２層配線Ｍ２と電気的に接続されている。さらに、第３層配線Ｍ３は、表面保護用の絶縁膜ＩＳ４によってその大半が覆われているが、第３層配線Ｍ３の一部は絶縁膜ＩＳ４の一部に形成された平面長方形状の開口部９から露出されている。この開口部９から露出された第３層配線Ｍ３部分がパッドＰＤ１（ＰＤ）となっている。表面保護用の絶縁膜ＩＳ４は、たとえば酸化シリコン膜の単体膜、酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜を積み重ねた構造を有する積層膜あるいは酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜およびポリイミド膜を下層から順に積み重ねた構造を有する積層膜からなる。パッドＰＤ１（ＰＤ）は、開口部９を通じて下地金属膜１０を介してバンプ電極１１と接合されている。下地金属膜１０は、バンプ電極１１とパッドＰＤや絶縁膜ＩＳ４との接着性を向上させる機能の他、バンプ電極１１の金属元素が第３層配線Ｍ３側に移動することや反対に第３層配線Ｍ３の金属元素がバンプ電極１１側に移動するのを抑制または防止するバリア機能を有する膜であり、たとえばチタンまたはチタンタングステン等のような高融点金属膜の単体膜やチタン膜上にニッケル膜および金を下層から順に積み重ねた構造を有する積層膜からなる。バンプ電極１１は、たとえば金からなり、たとえばめっき法によって形成されている。
【００３６】
一方、図５に示すダミー用のパッドＰＤ２（ＰＤ）下層の基板１Ｓには上記のようにダミー活性領域Ｌｂが形成されているが、そのダミー活性領域Ｌｂには、特に素子は形成されていない。もちろん、他のパッドＰＤと同様にダイオードや他の素子を形成したり、ｐ型ウエルやｎ型ウエル等を設けても良い。このダミー用のパッドＰＤ２下層の第２層配線Ｍ２と第１層配線Ｍ１とは複数のスルーホールＴＨ１を通じて電気的に接続されている。パッドＰＤ２は、ダミーなのでその下層の第２層配線Ｍ２と第１層配線Ｍ１とを電気的に接続する必要はないが、ダミー用のパッドＰＤ２に接合されるバンプ電極１１の天辺の高さを他のパッドＰＤに接合されるバンプ電極１１の天辺の高さにさらに近づけるために、パッドＰＤ２の下層にも複数のスルーホールＴＨ１が配置されている。
【００３７】
次に、この半導体装置の製造工程の一例を説明する。まず、基板１Ｓ（ウエハＷＦＲ）の主面に、たとえばＬＯＣＯＳ法によって分離部２を形成し、活性領域Ｌａおよびダミー活性領域Ｌｂを形成した後、分離部２に囲まれた活性領域Ｌａに素子を形成する。ダミー用のパッドＰＤ２下のダミー活性領域Ｌｂには素子を形成しない。続いて、基板１Ｓの主面上に絶縁膜ＩＳ１をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって堆積した後、絶縁膜ＩＳ１の所定の箇所に平面円形状のコンタクトホールＣＮＴをフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によって形成する。その後、その絶縁膜ＩＳ１上に、たとえば窒化チタン、チタン膜、アルミニウム膜および窒化チタン膜を下層から順にスパッタリング法等によって堆積した後、その積層金属膜をフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によりパターニングすることにより第１層配線Ｍ１を形成する。次いで、同様に絶縁膜ＩＳ１上に絶縁膜ＩＳ２を堆積し、絶縁膜ＩＳ２にスルーホールＴＨ１を形成後、その絶縁膜ＩＳ２上に第１層配線Ｍ１と同様に第２層配線Ｍ２を形成する。続いて、同様に絶縁膜ＩＳ２上に絶縁膜ＩＳ３を堆積し、絶縁膜ＩＳ３にスルーホールＴＨ２を形成後、その絶縁膜ＩＳ３上に第１層配線Ｍ１と同様に第３層配線Ｍ３を形成する。その後、絶縁膜ＩＳ３上に表面保護用の絶縁膜ＩＳ４を堆積した後、絶縁膜ＩＳ４に、第３層配線Ｍ３の一部が露出される開口部９を形成し、パッドＰＤを形成する。次いで、絶縁膜ＩＳ４上に、たとえばチタンまたはチタンタングステン等のような高融点金属膜の単体膜やチタン膜上にニッケル膜および金膜を下層から順に積み重ねた構造を有する積層膜からなる導体膜をスパッタリング法等によって堆積した後、その上にバンプ形成領域が露出され、それ以外が覆われるようなフォトレジストパターンを形成する。
【００３８】
次に、たとえば金からなるバンプ電極１１を図１を用いて説明した本実施の形態１のめっき装置を用いめっき法によって形成する。この時、図１を用いて前述したように、ウエハＷＦＲの主面は研磨部材ＰＬＳによって摩擦される。図６に示すような気泡ＢＵＢがウエハＷＦＲのめっき処理面、特にレジストパターンＲＥＳＩ間に留まってしまった場合には、バンプ電極１１となる金膜１１Ａの成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念されるが、前述したように、本実施の形態１のめっき装置によれば、ウエハＷＦＲの主面と研磨部材ＰＬＳとの摩擦によって、気泡ＢＵＢは一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、金膜１１Ａの膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金膜１１Ａ中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００３９】
次に、フォトレジストパターンＲＥＳＩを除去し、さらに下地の導体膜をエッチング除去することにより、下地金属膜１０を形成する。このようにしてパッドＰＤ上にバンプ電極１１を有する半導体装置を製造する。
【００４０】
ところで、図７に示すように、研磨部材ＰＬＳとして起毛部ＢＲＳを有するブラシを用いても良い。この起毛部ＢＲＳは、種々の材質から形成することができるが、たとえば剛性など材質の性質およびレジストパターンＲＥＳＩ間の距離に合わせて高さおよび太さが設定されるものであり、本実施の形態１では、高さを４０μｍ〜６０μｍ程度、太さを５μｍ程度とすることを例示する。このような起毛部ＢＲＳを有するブラシを用いることにより、めっき処理中においては、前記気泡ＢＵＢおよびめっき液ＰＴＬをさらに効果的に動かすことが可能となるので、起毛部ＢＲＳを設けていない場合に比べてより効果的に金膜１１Ａの膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金膜１１Ａ中での空隙の発生も、起毛部ＢＲＳを設けていない場合に比べてより効果的に防ぐことが可能となる。
【００４１】
上記の本実施の形態１では、ＬＣＤドライバが形成された半導体チップＣＨＰにおいて、フォトレジスト膜ＲＥＳＩを用いて金膜１１Ａからなるバンプ電極１１を形成する場合について説明したが、フォトレジスト膜を用いずに形成する銀膜からなるバンプ電極を形成する工程に本実施の形態１のめっき装置を用いても良い。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２のめっき装置について図８〜図１２を用いて説明する。
【００４３】
前記実施の形態１では、図１を用いて説明したように、カーボン皿ＣＢＤ、多孔質部材ＰＯＲおよび研磨部材ＰＬＳを含むステージＳＴＧが回転運動することによって、ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳによって摩擦される場合について例示したが、本実施の形態２においては、たとえば図８に示すように、往復運動を行うことのできるステージＳＴＧを例示する。
【００４４】
また、図９に示すように、ステージＳＴＧは固定して、ウエハＷＦＲをステージＳＴＧ上にて回転運動または往復運動させても良い。
【００４５】
また、図１０に示すように、図８で示した例および図９で示した例を組み合わせて、ステージＳＴＧおよびウエハＷＦＲ共に回転運動または往復運動させても良い。この時、ステージＳＴＧおよびウエハＷＦＲの動作方向が揃い、ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳによって摩擦されなくならないようにする。
【００４６】
また、図１１に示すように、ステージＳＴＧ上に複数枚のウエハＷＦＲを配置しても良い。この時、ウエハＷＦＲおよびステージＳＴＧのどちらかもしくは両方を回転運動または往復運動させる。それにより、複数枚のウエハＷＦＲに対しても一括してめっき処理を施すことが可能となる。
【００４７】
また、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、ローダから順次ウエハＷＦＲをステージＳＴＧ上へロードし、たとえばウエハＷＦＲを回転運動させながらローダからアンローダへ向かう方向に移動させ、アンローダにアンロードさせるようにしても良い。ウエハＷＦＲは、めっき処理が終了し、ステージＳＴＧからアンロードされた後、ウエハカセット（図示は省略）に収納され、ウエハカセットに所定枚数のウエハＷＦＲが収納されると、ウエハカセットごと水中にて保管される。
【００４８】
上記図８〜図１２を用いて説明したような本実施の形態２のめっき装置においても、ウエハＷＦＲの主面は前記実施の形態１と同様に研磨部材ＰＬＳによって摩擦されることになるので、ウエハＷＦＲの主面にて気泡は一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液ＰＴＬも動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。すなわち、ウエハＷＦＲの主面に成膜される金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、前記気泡に起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００４９】
上記のような本実施の形態２によっても、前記実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５０】
（実施の形態３）
図１３は、本実施の形態３のめっき装置の構造を模式的に示す説明図である。
【００５１】
本実施の形態３のめっき装置は、噴流式めっき装置である。図１３に示すように、本実施の形態３のめっき装置には、ウエハＷＦＲを保持するホルダ２１と、ホルダ２１に保持されたウエハＷＦＲに向けてめっき液が噴流するめっき処理カップ（めっき処理槽）２２とが設けられている。めっき処理カップ２２は、噴流ポンプ２３側と配管接続され、噴流ポンプ２３側はめっき貯蔵タンク２４と配管接続されている。
【００５２】
めっき処理カップ２２は、上方にウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）にほぼ合わせた大きさの開口部を有し、下方に、噴流ポンプ２３側に通じる配管が設けられている。その配管からは、噴流ポンプ２３によりめっき液が開口部に向けて噴流させられるようになっている。
【００５３】
めっき処理カップ２２は、めっき貯蔵タンク２４に配管接続された外方容器２５内に、二重容器状態で格納されている。めっき処理カップ２２の開口部の周縁部２６とホルダ２１との間には、隙間Ｓが形成され、その隙間Ｓは外方容器２５内に連通させられている。
【００５４】
めっき貯蔵タンク２４内のめっき液は、図１３中の矢印に示すように、噴流ポンプ２３により、めっき処理カップ２２の開口部に向けて噴流させられる。噴流しためっき液は、ホルダ２１に保持されたウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に当たり、さらにめっき処理カップ２２の開口部の周縁部２６とホルダ２１との間の隙間Ｓを通って、外方容器２５内に流れる。外方容器２５内に流れためっき液は、図１３中の矢印に示すように、めっき貯蔵タンク２４内に戻る。本実施の形態３の噴流式めっき装置では、このように、噴流ポンプ２３を介して、めっき液がめっき処理カップ２２、めっき貯蔵タンク２４内を繰り返し循環している。
【００５５】
また、本実施の形態３めっき装置では、めっき処理カップ２２の上方に対向配置されたホルダ２１に、トップリング２７が設けられている。トップリング２７は、ウエハＷＦＲ等をめっき処理カップ２２の開口部上方の所定高さにセットするセッティング用挿通孔２８を中央に設けたリング状に形成されている。トップリング２７の裏面側には、ウエハＷＦＲを支持する支持部２９が設けられている。支持部２９は、その一部がセッティング用挿通孔２８の周縁に沿って内側に迫り出して設けられている。本実施の形態３では、支持部２９は、カソード２９Ａの一部を平らに突出させて形成されている。ウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）は、セッティング用挿通孔２８内に支持部２９に当接するまでウエハＷＦＲを落としこむことによりめっき処理カップ２２の開口部の所定高さにセットされることとなる。ここで、ウエハＷＦＲの周縁部のフォトレジスト膜を予め剥離しておき、その状態で、上記セッティング用挿通孔２８内にウエハＷＦＲを挿入してセットする。セットした状態では、フォトレジスト膜が剥離されたウエハ周縁部が支持部２９としてのカソード２９Ａと接触することとなり、電解めっきによりこれから形成するバンプ電極の下地の配線層との電気的接続が確保されることとなる。このようにしてウエハＷＥＲは、セッティング用挿通孔２８内に入れられ、その周縁部がカソード２９Ａに接触した状態で、ウエハＷＦＲ上には、押え３０が載せられる。押え３０の裏面側周縁部には、押圧用凸部３０Ａが設けられ、ウエハＷＦＲとカソード２９Ａとの接続部を所定の圧力で押え付けて電気的接続が緩まないようになっている。
【００５６】
めっき処理カップ２２内には、たとえばメッシュ状に形成された白金からなるアノード３１が設けられている。
【００５７】
上記のような本実施の形態３の噴流式のめっき装置においても、噴流ポンプ２３から送られてくるめっき液に巻き込まれた気泡ＢＵＢおよびめっき反応等によって発生した気泡ＢＵＢなどがウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に留まり、気泡ＢＵＢの留まっている領域では金属膜の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念される。そこで、図１４に示すように、めっき処理カップ２２内に研磨部材（摩擦手段）ＰＬＳ１を配置し、めっき処理中においては、この研磨部材ＰＬＳ１によってウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）を摩擦する。この研磨部材ＰＬＳ１のウエハＷＦＲの主面と接触する部分は、前記実施の形態１のめっき装置に設けた研磨部材ＰＬＳ（図１参照）と同じ材質とすることを例示できる。また、研磨部材ＰＬＳ１として、前記実施の形態１における研磨部材ＰＬＳと同様の起毛部ＢＲＳを有するブラシを用いても良い。このような研磨部材ＰＬＳ１の平行移動および回転運動によって、ウエハＷＦＲの主面と研磨部材ＰＬＳ１とが摩擦し、気泡ＢＵＢは一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、ウエハＷＦＲの主面に成膜する金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００５８】
上記のような本実施の形態３によっても、前記実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１５は、本実施の形態４のめっき装置の構造を模式的に示す説明図である。
【００６０】
本実施の形態４のめっき装置は浴槽式めっき装置であり、図１５に示すように、めっき液ＰＴＬが満たされためっき処理槽ＴＵＢ内にホルダＨＬＤによって保持されたウエハＷＦＲを浸け込み、ウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に金属膜を成膜するものである。このような本実施の形態４の浴槽式のめっき装置においても、めっき反応等によって発生した気泡がウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に留まり、気泡の留まっている領域では金属膜の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念される。そこで、本実施の形態４においては、前記実施の形態３で図１４を用いて説明した研磨部材ＰＬＳ１と同様の研磨部材ＰＬＳ１をめっき処理槽ＴＵＢ内に配置し、めっき処理中においては、この研磨部材ＰＬＳ１の回転運動および平行移動によってウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）を摩擦する。それにより、ウエハＷＦＲの主面に留まっていた気泡は、一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、ウエハＷＦＲの主面に成膜する金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡に起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００６１】
上記のような本実施の形態４によっても、前記実施の形態１、３と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６２】
（実施の形態５）
次に、本実施の形態５の半導体装置の製造工程について説明する。
【００６３】
本実施の形態５は、たとえば基板（ウエハ）上に堆積された絶縁膜に配線形成用の溝部および下層の配線に達する孔部を形成し、これら溝部および孔部に金属膜を埋め込むことで配線を形成するものであり、その金属膜の成膜をめっき法にて行うものである。
【００６４】
図１６に示すように、上記金属膜の成膜には、たとえば前記実施の形態１で説明しためっき装置を用いることができる。ウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）には、ＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子が形成され、その半導体素子が形成されたウエハＷＦＲの主面上には絶縁膜ＩＳ５が成膜されている。絶縁膜ＩＳ５には、予めフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によって配線形成用の溝部４１および下層の配線に達する孔部４２が形成されている。この溝部４１および孔部４２の内部には、たとえば窒化チタン膜からなるバリア導体膜４３およびめっき処理用の導電性膜４４が形成されている。導電性膜４４は、たとえば銅膜から形成することができる。このようなウエハＷＦＲが吸着部材ＡＤＳおよびホルダＨＬＤからなるペデスタルＰＤＳに保持され、電源ＰＳからは、ステージＳＴＧに正電位が供給され、導電性膜４４に負電位が供給されることによってめっき処理が行われる。このような状況下において、ウエハＷＦＲの主面は研磨部材ＰＬＳによって摩擦されつつ、図１７に示すように、溝部４１および孔部４２を埋め込む金属膜４５として、たとえば銅膜が成膜される。金属膜４５の成膜中において、気泡ＢＵＢ（図１６参照）がウエハＷＦＲのめっき処理面、溝部４１および孔部４２の内部に留まってしまった場合には、金属膜４５の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念されるが、ウエハＷＦＲの主面と研磨部材ＰＬＳとの摩擦によって、気泡ＢＵＢは一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、金属膜４５の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金属膜４５中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。すなわち、本実施の形態５の半導体装置においては、その空隙に起因した断線（開放）故障を防ぐことができる。
【００６５】
その後、たとえばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法によって上記溝部４１および孔部４２の外部の金属膜４５およびバリア導体膜４３を除去し、本実施の形態５の半導体装置を製造する。
【００６６】
なお、上記の本実施の形態５では、溝部４１および孔部４２に銅膜を埋め込んで配線を形成する場合について説明したが、銅膜の代わりに銀膜をめっき法によって成膜しても良い。その場合においても、たとえば前記実施の形態１で説明しためっき装置を用いることができる。
【００６７】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００６８】
前記実施の形態では、めっき処理中にウエハの主面（めっき処理面）を摩擦する研磨部材として高温集塵濾過用フィルタ布に織り加工を施したものまたは全芳香族ポリアミド系耐熱性繊維を用いる場合について説明したが、ＣＭＰで用いる研磨パッドを用いても良い。
【００６９】
また、前記実施の形態では、電解めっきでの方法を説明したが、気泡による欠陥発生およびイオン供給の課題は無電解めっき法でも同様であり、無電解めっき法でも本発明を適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００７１】
すなわち、研磨手段にてウエハの主面（めっき処理面）を摩擦しつつウエハの主面に金属膜を成膜するので、良好な金属膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態である半導体装置の全体平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である半導体装置が作り込まれたウエハの全体平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図１２】（ａ）は本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図であり、（ｂ）は本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部断面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の説明図である。
【図１４】図１３に示しためっき装置の要部の説明図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の説明図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【符号の説明】
１Ｓ 基板
２ 分離部
３ ゲート駆動回路
４ ソース駆動回路
５ 液晶駆動回路
６ グラフィックＲＡＭ
７ 周辺回路
８ 半導体領域
９ 開口部
１０ 下地金属膜
１１ バンプ電極
１１Ａ 金膜
２１ ホルダ
２２ めっき処理カップ（めっき処理槽）
２３ 噴流ポンプ
２４ めっき貯蔵タンク
２５ 外方容器
２６ 周縁部
２７ トップリング
２８ セッティング用挿通孔
２９ 支持部
２９Ａ カソード
３０ 押え
３０Ａ 押圧用凸部
３１ アノード
４１ 溝部
４２ 孔部
４３ バリア導体膜
４４ 導電性膜
４５ 金属膜
ＡＤＳ 吸着部材
ＢＭＰ バンプ電極
ＢＯＨ 吐出口
ＢＲＳ 起毛部
ＢＵＢ 気泡
ＣＢＤ カーボン皿
ＣＨＰ 半導体チップ
ＣＮＴ コンタクトホール
Ｄ ｐｎ接合ダイオード
ＨＬＤ ホルダ
ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、ＩＳ４、ＩＳ５ 絶縁膜
Ｌａ 活性領域
Ｌｂ ダミー活性領域
Ｍ１ 第１層配線
Ｍ２ 第２層配線
Ｍ３ 第３層配線
ＰＤ、ＰＤ１、ＰＤ２ パッド
ＰＤＳ ペデスタル
ＰＬＳ、ＰＬＳ１ 研磨部材（摩擦手段）
ＰＯＲ 多孔質部材
ＰＳ 電源
ＰＴＬ めっき液
ＰＷＬ ｐ型ウエル
ＲＥＳＩ レジストパターン
Ｓ 隙間
ＳＴＧ ステージ（めっき処理槽）
ＴＨ１、ＴＨ２ スルーホール
ＴＵＢ めっき処理槽
ＷＦＲ ウエハ
【発明の属する技術分野】
半導体装置の製造技術および半導体製造装置に関し、特に、めっき法にて突起電極を形成する工程に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体ウエハ（以下、単にウエハと略して記す）に対してめっき法にて金属膜を成膜する際に、めっき液中に巻き込まれた気泡がウエハのめっき処理面に付着してしまうことを防ぎつつ金属膜を成長させる技術がある（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６参照）。
【０００３】
また、たとえば、ウエハに対してめっき法にて金属膜を成膜する際に、摩擦手段によってウエハのめっき処理面を擦りつつ金属膜を成長させることによって、ウエハのめっき処理面で金属膜の表面の高さを揃え、かつ金属膜の表面を滑らかにする技術がある（たとえば、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１および特許文献１２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６４−４９２４４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開昭６４−８１３４５号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平４−１７９２３４号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開平４−２８８９７号公報
【０００８】
【特許文献５】
特開平５−１８２９６５号公報
【０００９】
【特許文献６】
特開２００２−２０８９６号公報
【００１０】
【特許文献７】
特許第１３９４５６７号明細書
【００１１】
【特許文献８】
特許第１４８０２３５号明細書
【００１２】
【特許文献９】
米国特許６，１０３，６２８号明細書
【００１３】
【特許文献１０】
米国特許６，１７６，９９２号明細書
【００１４】
【特許文献１１】
米国特許６，２５１，２３５号明細書
【００１５】
【特許文献１２】
米国特許６，３２８，７２８号明細書
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ウエハに対してめっき法にて金属膜を成膜する際に、たとえば噴流方式でめっき液を供給するカップ型のめっき装置を用いる手段がある。このようなめっき装置は、めっき処理面を下向きにしてウエハをめっき処理カップにセットした状態で、めっき液をめっき処理カップ内へ下方から吹き上げて、ウエハのめっき処理面にめっき液を供給することで金属膜を成膜していく。
【００１７】
上記のめっき装置による金属膜の成膜中においては、めっき液を上方へ噴き上げることによってウエハのめっき処理面にめっき液を供給するので、めっき液に巻き込まれた気泡あるいはめっき反応等によって発生した気泡もめっき液と共にウエハのめっき処理面に噴きつけられ、その一部はウエハのめっき処理面に付着することになる。このような気泡は、特に、膜厚の厚いフォトレジスト膜で形成された微小なパターンの凹部内に入り込んでしまうと、めっき処理中にその凹部から抜き出すことが困難になってしまう。このような状況下でめっき処理が続けられると、気泡が残留している箇所においては、めっき液とウエハのめっき処理面との接触が妨げられて金属膜の成長が不十分となり、金属膜が良好に成膜できなくなってしまう課題が存在する。
【００１８】
本発明の目的は、めっき法にてウエハに金属膜を良好に成膜することのできる技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２１】
すなわち、本発明は、半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する工程を含み、前記金属膜は、
（ａ）前記主面を下方に向けて前記半導体ウエハをめっき処理槽の所定位置に配置する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの前記主面にめっき液を供給しつつ、前記めっき処理槽内に配置された摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる工程、
を含む工程にて形成するものである。
【００２２】
また、本発明の半導体製造装置は、半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成するものであり、
前記主面が下方に向けられて所定位置に配置されるめっき処理槽と、
前記めっき処理槽内に配置され、前記半導体ウエハの前記主面へのめっき液の供給時において前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる摩擦手段とを有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１のめっき装置の説明図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態１のめっき装置においては、たとえばステンレス鋼から形成されたステージ（めっき処理槽）ＳＴＧ内に、下からカーボン皿ＣＢＤ、多孔質部材ＰＯＲおよび研磨部材（摩擦手段）ＰＬＳが配置されている。多孔質部材ＰＯＲは、たとえば導電性ポリウレタンから形成されたものを用いることができる。また、研磨部材ＰＬＳは、たとえば高温集塵濾過用フィルタ布に織り加工を施したものまたは全芳香族ポリアミド系耐熱性繊維を用いることができる。
【００２６】
研磨部材ＰＬＳ上には、めっき法にて主面（素子形成面）に金属膜が堆積されるウエハＷＦＲが配置され、このウエハＷＦＲは、ペデスタルＰＤＳによって保持されている。ペデスタルＰＤＳは、吸着部材ＡＤＳおよびホルダＨＬＤから形成され、吸着部材ＡＤＳはウエハＷＦＲの裏面を真空吸着し、主面が研磨部材ＰＬＳと接するようにウエハＷＦＲを保持している。
【００２７】
ウエハＷＦＲへのめっき処理時においては、ステージＳＴＧ内へめっき液ＰＴＬが滴下され、吸着部材ＡＤＳ、ホルダＨＬＤおよびステージＳＴＧに電源ＰＳから電位が供給される。ここで、ウエハＷＦＲ上に成膜される金属膜がＡｕ（金）膜である場合には、電源ＰＳは直流電源となり、吸着部材ＡＤＳおよびホルダＨＬＤには正電位が供給され、ステージＳＴＧには負電位が供給される。また、ホルダＨＬＤとウエハＷＦＲとの間に設けられた吐出口ＢＯＨからは、エアーがウェハの外周に向かって供給される。このエアーの供給により、吸着部材ＡＤＳとウエハＷＦＲとの吸着面へのめっき液の流れ込み量を減少できるので、吸着部材ＡＤＳがウエハＷＦＲを真空吸着する際の吸引力によってめっき液を吸い込みすぎてしまう不具合を防ぐことが可能となる。このような状況下で、ステージＳＴＧが回転運動する。
【００２８】
ウエハＷＦＲへのめっき処理時には、上記吐出口ＢＯＨから供給されるエアーおよびめっき反応等によって発生した気泡などがウエハＷＦＲのめっき処理面に留まり、気泡の留まっている領域では金属膜の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念される。本実施の形態１では、ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳに接した状態で、研磨部材ＰＬＳが配置されたステージＳＴＧが回転運動する。すなわち、めっき処理中においては、ウエハＷＦＲの主面は研磨部材ＰＬＳによって摩擦されることになる。この摩擦によって、ウエハＷＦＲの主面にて気泡は一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液ＰＴＬも動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、ウエハＷＦＲの主面に成膜される金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、前記気泡に起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。また、摩擦によってめっき液ＰＴＬも動き続けることから、ウエハＷＦＲの主面には常に新しいめっき液ＰＴＬが供給されつづけることになるので、金属膜の成膜速度を向上することが可能となる。
【００２９】
次に、本実施の形態１のめっき装置を用いて製造する半導体装置の一例について図２〜図５を用いて説明する。
【００３０】
本実施の形態１の半導体装置は、たとえばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）ドライバであり、図２は、そのＬＣＤドライバが形成された半導体チップＣＨＰの全体平面図の一例を示したものである。また、図３は、半導体チップＣＨＰが多数個作りこまれたウエハＷＦＲの全体平面図を示したものである。
【００３１】
半導体チップＣＨＰは、たとえば細長い長方形状に形成された基板１Ｓを有しており、その主面には、たとえば液晶表示装置を駆動するＬＣＤドライバ回路が形成されている。このＬＣＤドライバ回路は、ＬＣＤのセルアレイの各画素に電圧を供給して液晶分子の向きを制御する機能を有しており、ゲート駆動回路３、ソース駆動回路４、液晶駆動回路５、グラフィックＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６および周辺回路７を有している。半導体チップＣＨＰの外周近傍には、上記した複数のパッドＰＤが半導体チップＣＨＰの外周に沿って所定の間隔毎に配置されている。これら複数のパッドＰＤは、半導体チップＣＨＰの素子や配線が配置されたアクティブ領域上に配置されている。これら複数のパッドＰＤの中には集積回路の構成に必要な集積回路用のパッドと、その他に集積回路の構成には必要とされないダミーパッドとが存在する。半導体チップＣＨＰの１つの長辺および２つの短辺近傍には、上記パッドＰＤが千鳥配置されている。この千鳥配置されている複数のパッドは、主としてゲート出力信号用およびソース出力信号用のパッドである。半導体チップＣＨＰの長辺の中央の千鳥配置された複数のパッドＰＤがソース出力信号用のパッドであり、半導体チップＣＨＰの長辺の両角近傍側および半導体チップＣＨＰの両短辺の千鳥配置された複数のパッドＰＤがゲート出力信号用のパッドである。このような千鳥配置により、半導体チップＣＨＰのサイズ増大を抑えつつ、多くの数を必要とするゲート出力信号やソース出力信号用のパッドを配置することができる。すなわち、チップサイズを縮小させ、かつパッド（ピン）数を増やすことができる。また、半導体チップＣＨＰの他方の長辺近傍に千鳥配置ではなく並んで配置された複数のパッドＰＤは、デジタル入力信号またはアナログ入力信号用のパッドである。また、半導体チップＣＨＰの四隅近傍には、平面寸法が相対的に大きなパッドＰＤが配置されている。この相対的に大きなパッドＰＤは、コーナーダミーパッドである。相対的に小さなパッドＰＤの平面寸法は、たとえば３５μｍ×５０μｍ程度である。また、相対的に大きなパッドＰＤ（コーナーダミーパッド）の平面寸法は、たとえば８０μｍ×８０μｍ程度である。また、パッドＰＤの隣接ピッチは、たとえば３０μｍ〜５０μｍ程度である。また、パッドＰＤの総数は、たとえば８００個程度である。
【００３２】
上記の半導体チップＣＨＰのパッドＰＤ上には、めっき法によってフェイスダウンボンディング用のバンプ電極ＢＭＰが形成される。このバンプ電極ＢＭＰは、パッドＰＤが形成された段階でウエハＷＦＲ（基板１Ｓ）ごと一括して本実施の形態１のめっき装置（図１参照）を用いて形成される。なお、このバンプ電極ＢＭＰを形成する工程の詳細については後述する。
【００３３】
次に、上記半導体チップＣＨＰの断面構造について、図４および図５を用いて説明する。
【００３４】
基板１Ｓ（ウエハＷＦＲ）は、たとえばｐ型の単結晶Ｓｉ（シリコン）からなり、その主面のデバイス形成面には、分離部２が形成され活性領域Ｌａおよびダミー活性領域Ｌｂが規定されている。分離部２は、たとえばＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）法によって形成された酸化シリコン膜からなる。ただし、分離部２を溝型（ＳＧＩ：Ｓｈａｌｌｏｗ Ｇｒｏｏｖｅ ＩｓｏｌａｔｉｏｎまたはＳＴＩ：Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）の分離部２で形成しても良い。
【００３５】
図４に示すパッドＰＤ１下層の基板１Ｓの分離部２に囲まれた活性領域Ｌａには、たとえばｐｎ接合ダイオードＤが形成されている。このｐｎ接合ダイオードＤは、たとえば静電破壊防止用の保護ダイオードであり、基板１Ｓのｐ型ウエルＰＷＬとその上部のｎ型の半導体領域８とのｐｎ接合により形成されている。基板１Ｓの主面上には、たとえば酸化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＳ１が形成されている。その上には、第１層配線Ｍ１が形成されている。第１層配線Ｍ１は、たとえばチタン、窒化チタン、アルミニウム（またはアルミニウム合金）および窒化チタンが下層から順に堆積される構成を有している。このアルミニウムまたはアルミニウム合金等の膜が主配線材料であり、最も厚く形成されている。第１層配線Ｍ１は、絶縁膜ＩＳ１に形成された平面円形状の複数のコンタクトホールＣＮＴを通じてｎ型の半導体領域８と、すなわち、ｐｎ接合ダイオードＤと接続されている。第１層配線Ｍ１は、たとえば酸化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＳ２によって覆われている。この絶縁膜ＩＳ２上には、第２層配線Ｍ２が形成されている。第２層配線Ｍ２の材料構成は、上記第１層配線Ｍ１と同じである。第２層配線Ｍ２は、絶縁膜ＩＳ２に形成された平面円形状の複数のスルーホールＴＨ１を通じて第１層配線Ｍ１と電気的に接続されている。第２層配線Ｍ２は、たとえば酸化シリコン膜からなる絶縁膜ＩＳ３によって覆われている。その絶縁膜ＩＳ３上には、第３層配線Ｍ３が形成されている。第３層配線Ｍ３は、絶縁膜ＩＳ３に形成された平面円形状の複数のスルーホールＴＨ２を通じて第２層配線Ｍ２と電気的に接続されている。さらに、第３層配線Ｍ３は、表面保護用の絶縁膜ＩＳ４によってその大半が覆われているが、第３層配線Ｍ３の一部は絶縁膜ＩＳ４の一部に形成された平面長方形状の開口部９から露出されている。この開口部９から露出された第３層配線Ｍ３部分がパッドＰＤ１（ＰＤ）となっている。表面保護用の絶縁膜ＩＳ４は、たとえば酸化シリコン膜の単体膜、酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜を積み重ねた構造を有する積層膜あるいは酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜およびポリイミド膜を下層から順に積み重ねた構造を有する積層膜からなる。パッドＰＤ１（ＰＤ）は、開口部９を通じて下地金属膜１０を介してバンプ電極１１と接合されている。下地金属膜１０は、バンプ電極１１とパッドＰＤや絶縁膜ＩＳ４との接着性を向上させる機能の他、バンプ電極１１の金属元素が第３層配線Ｍ３側に移動することや反対に第３層配線Ｍ３の金属元素がバンプ電極１１側に移動するのを抑制または防止するバリア機能を有する膜であり、たとえばチタンまたはチタンタングステン等のような高融点金属膜の単体膜やチタン膜上にニッケル膜および金を下層から順に積み重ねた構造を有する積層膜からなる。バンプ電極１１は、たとえば金からなり、たとえばめっき法によって形成されている。
【００３６】
一方、図５に示すダミー用のパッドＰＤ２（ＰＤ）下層の基板１Ｓには上記のようにダミー活性領域Ｌｂが形成されているが、そのダミー活性領域Ｌｂには、特に素子は形成されていない。もちろん、他のパッドＰＤと同様にダイオードや他の素子を形成したり、ｐ型ウエルやｎ型ウエル等を設けても良い。このダミー用のパッドＰＤ２下層の第２層配線Ｍ２と第１層配線Ｍ１とは複数のスルーホールＴＨ１を通じて電気的に接続されている。パッドＰＤ２は、ダミーなのでその下層の第２層配線Ｍ２と第１層配線Ｍ１とを電気的に接続する必要はないが、ダミー用のパッドＰＤ２に接合されるバンプ電極１１の天辺の高さを他のパッドＰＤに接合されるバンプ電極１１の天辺の高さにさらに近づけるために、パッドＰＤ２の下層にも複数のスルーホールＴＨ１が配置されている。
【００３７】
次に、この半導体装置の製造工程の一例を説明する。まず、基板１Ｓ（ウエハＷＦＲ）の主面に、たとえばＬＯＣＯＳ法によって分離部２を形成し、活性領域Ｌａおよびダミー活性領域Ｌｂを形成した後、分離部２に囲まれた活性領域Ｌａに素子を形成する。ダミー用のパッドＰＤ２下のダミー活性領域Ｌｂには素子を形成しない。続いて、基板１Ｓの主面上に絶縁膜ＩＳ１をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって堆積した後、絶縁膜ＩＳ１の所定の箇所に平面円形状のコンタクトホールＣＮＴをフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によって形成する。その後、その絶縁膜ＩＳ１上に、たとえば窒化チタン、チタン膜、アルミニウム膜および窒化チタン膜を下層から順にスパッタリング法等によって堆積した後、その積層金属膜をフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によりパターニングすることにより第１層配線Ｍ１を形成する。次いで、同様に絶縁膜ＩＳ１上に絶縁膜ＩＳ２を堆積し、絶縁膜ＩＳ２にスルーホールＴＨ１を形成後、その絶縁膜ＩＳ２上に第１層配線Ｍ１と同様に第２層配線Ｍ２を形成する。続いて、同様に絶縁膜ＩＳ２上に絶縁膜ＩＳ３を堆積し、絶縁膜ＩＳ３にスルーホールＴＨ２を形成後、その絶縁膜ＩＳ３上に第１層配線Ｍ１と同様に第３層配線Ｍ３を形成する。その後、絶縁膜ＩＳ３上に表面保護用の絶縁膜ＩＳ４を堆積した後、絶縁膜ＩＳ４に、第３層配線Ｍ３の一部が露出される開口部９を形成し、パッドＰＤを形成する。次いで、絶縁膜ＩＳ４上に、たとえばチタンまたはチタンタングステン等のような高融点金属膜の単体膜やチタン膜上にニッケル膜および金膜を下層から順に積み重ねた構造を有する積層膜からなる導体膜をスパッタリング法等によって堆積した後、その上にバンプ形成領域が露出され、それ以外が覆われるようなフォトレジストパターンを形成する。
【００３８】
次に、たとえば金からなるバンプ電極１１を図１を用いて説明した本実施の形態１のめっき装置を用いめっき法によって形成する。この時、図１を用いて前述したように、ウエハＷＦＲの主面は研磨部材ＰＬＳによって摩擦される。図６に示すような気泡ＢＵＢがウエハＷＦＲのめっき処理面、特にレジストパターンＲＥＳＩ間に留まってしまった場合には、バンプ電極１１となる金膜１１Ａの成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念されるが、前述したように、本実施の形態１のめっき装置によれば、ウエハＷＦＲの主面と研磨部材ＰＬＳとの摩擦によって、気泡ＢＵＢは一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、金膜１１Ａの膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金膜１１Ａ中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００３９】
次に、フォトレジストパターンＲＥＳＩを除去し、さらに下地の導体膜をエッチング除去することにより、下地金属膜１０を形成する。このようにしてパッドＰＤ上にバンプ電極１１を有する半導体装置を製造する。
【００４０】
ところで、図７に示すように、研磨部材ＰＬＳとして起毛部ＢＲＳを有するブラシを用いても良い。この起毛部ＢＲＳは、種々の材質から形成することができるが、たとえば剛性など材質の性質およびレジストパターンＲＥＳＩ間の距離に合わせて高さおよび太さが設定されるものであり、本実施の形態１では、高さを４０μｍ〜６０μｍ程度、太さを５μｍ程度とすることを例示する。このような起毛部ＢＲＳを有するブラシを用いることにより、めっき処理中においては、前記気泡ＢＵＢおよびめっき液ＰＴＬをさらに効果的に動かすことが可能となるので、起毛部ＢＲＳを設けていない場合に比べてより効果的に金膜１１Ａの膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金膜１１Ａ中での空隙の発生も、起毛部ＢＲＳを設けていない場合に比べてより効果的に防ぐことが可能となる。
【００４１】
上記の本実施の形態１では、ＬＣＤドライバが形成された半導体チップＣＨＰにおいて、フォトレジスト膜ＲＥＳＩを用いて金膜１１Ａからなるバンプ電極１１を形成する場合について説明したが、フォトレジスト膜を用いずに形成する銀膜からなるバンプ電極を形成する工程に本実施の形態１のめっき装置を用いても良い。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２のめっき装置について図８〜図１２を用いて説明する。
【００４３】
前記実施の形態１では、図１を用いて説明したように、カーボン皿ＣＢＤ、多孔質部材ＰＯＲおよび研磨部材ＰＬＳを含むステージＳＴＧが回転運動することによって、ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳによって摩擦される場合について例示したが、本実施の形態２においては、たとえば図８に示すように、往復運動を行うことのできるステージＳＴＧを例示する。
【００４４】
また、図９に示すように、ステージＳＴＧは固定して、ウエハＷＦＲをステージＳＴＧ上にて回転運動または往復運動させても良い。
【００４５】
また、図１０に示すように、図８で示した例および図９で示した例を組み合わせて、ステージＳＴＧおよびウエハＷＦＲ共に回転運動または往復運動させても良い。この時、ステージＳＴＧおよびウエハＷＦＲの動作方向が揃い、ウエハＷＦＲの主面が研磨部材ＰＬＳによって摩擦されなくならないようにする。
【００４６】
また、図１１に示すように、ステージＳＴＧ上に複数枚のウエハＷＦＲを配置しても良い。この時、ウエハＷＦＲおよびステージＳＴＧのどちらかもしくは両方を回転運動または往復運動させる。それにより、複数枚のウエハＷＦＲに対しても一括してめっき処理を施すことが可能となる。
【００４７】
また、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、ローダから順次ウエハＷＦＲをステージＳＴＧ上へロードし、たとえばウエハＷＦＲを回転運動させながらローダからアンローダへ向かう方向に移動させ、アンローダにアンロードさせるようにしても良い。ウエハＷＦＲは、めっき処理が終了し、ステージＳＴＧからアンロードされた後、ウエハカセット（図示は省略）に収納され、ウエハカセットに所定枚数のウエハＷＦＲが収納されると、ウエハカセットごと水中にて保管される。
【００４８】
上記図８〜図１２を用いて説明したような本実施の形態２のめっき装置においても、ウエハＷＦＲの主面は前記実施の形態１と同様に研磨部材ＰＬＳによって摩擦されることになるので、ウエハＷＦＲの主面にて気泡は一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液ＰＴＬも動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。すなわち、ウエハＷＦＲの主面に成膜される金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、前記気泡に起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００４９】
上記のような本実施の形態２によっても、前記実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５０】
（実施の形態３）
図１３は、本実施の形態３のめっき装置の構造を模式的に示す説明図である。
【００５１】
本実施の形態３のめっき装置は、噴流式めっき装置である。図１３に示すように、本実施の形態３のめっき装置には、ウエハＷＦＲを保持するホルダ２１と、ホルダ２１に保持されたウエハＷＦＲに向けてめっき液が噴流するめっき処理カップ（めっき処理槽）２２とが設けられている。めっき処理カップ２２は、噴流ポンプ２３側と配管接続され、噴流ポンプ２３側はめっき貯蔵タンク２４と配管接続されている。
【００５２】
めっき処理カップ２２は、上方にウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）にほぼ合わせた大きさの開口部を有し、下方に、噴流ポンプ２３側に通じる配管が設けられている。その配管からは、噴流ポンプ２３によりめっき液が開口部に向けて噴流させられるようになっている。
【００５３】
めっき処理カップ２２は、めっき貯蔵タンク２４に配管接続された外方容器２５内に、二重容器状態で格納されている。めっき処理カップ２２の開口部の周縁部２６とホルダ２１との間には、隙間Ｓが形成され、その隙間Ｓは外方容器２５内に連通させられている。
【００５４】
めっき貯蔵タンク２４内のめっき液は、図１３中の矢印に示すように、噴流ポンプ２３により、めっき処理カップ２２の開口部に向けて噴流させられる。噴流しためっき液は、ホルダ２１に保持されたウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に当たり、さらにめっき処理カップ２２の開口部の周縁部２６とホルダ２１との間の隙間Ｓを通って、外方容器２５内に流れる。外方容器２５内に流れためっき液は、図１３中の矢印に示すように、めっき貯蔵タンク２４内に戻る。本実施の形態３の噴流式めっき装置では、このように、噴流ポンプ２３を介して、めっき液がめっき処理カップ２２、めっき貯蔵タンク２４内を繰り返し循環している。
【００５５】
また、本実施の形態３めっき装置では、めっき処理カップ２２の上方に対向配置されたホルダ２１に、トップリング２７が設けられている。トップリング２７は、ウエハＷＦＲ等をめっき処理カップ２２の開口部上方の所定高さにセットするセッティング用挿通孔２８を中央に設けたリング状に形成されている。トップリング２７の裏面側には、ウエハＷＦＲを支持する支持部２９が設けられている。支持部２９は、その一部がセッティング用挿通孔２８の周縁に沿って内側に迫り出して設けられている。本実施の形態３では、支持部２９は、カソード２９Ａの一部を平らに突出させて形成されている。ウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）は、セッティング用挿通孔２８内に支持部２９に当接するまでウエハＷＦＲを落としこむことによりめっき処理カップ２２の開口部の所定高さにセットされることとなる。ここで、ウエハＷＦＲの周縁部のフォトレジスト膜を予め剥離しておき、その状態で、上記セッティング用挿通孔２８内にウエハＷＦＲを挿入してセットする。セットした状態では、フォトレジスト膜が剥離されたウエハ周縁部が支持部２９としてのカソード２９Ａと接触することとなり、電解めっきによりこれから形成するバンプ電極の下地の配線層との電気的接続が確保されることとなる。このようにしてウエハＷＥＲは、セッティング用挿通孔２８内に入れられ、その周縁部がカソード２９Ａに接触した状態で、ウエハＷＦＲ上には、押え３０が載せられる。押え３０の裏面側周縁部には、押圧用凸部３０Ａが設けられ、ウエハＷＦＲとカソード２９Ａとの接続部を所定の圧力で押え付けて電気的接続が緩まないようになっている。
【００５６】
めっき処理カップ２２内には、たとえばメッシュ状に形成された白金からなるアノード３１が設けられている。
【００５７】
上記のような本実施の形態３の噴流式のめっき装置においても、噴流ポンプ２３から送られてくるめっき液に巻き込まれた気泡ＢＵＢおよびめっき反応等によって発生した気泡ＢＵＢなどがウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に留まり、気泡ＢＵＢの留まっている領域では金属膜の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念される。そこで、図１４に示すように、めっき処理カップ２２内に研磨部材（摩擦手段）ＰＬＳ１を配置し、めっき処理中においては、この研磨部材ＰＬＳ１によってウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）を摩擦する。この研磨部材ＰＬＳ１のウエハＷＦＲの主面と接触する部分は、前記実施の形態１のめっき装置に設けた研磨部材ＰＬＳ（図１参照）と同じ材質とすることを例示できる。また、研磨部材ＰＬＳ１として、前記実施の形態１における研磨部材ＰＬＳと同様の起毛部ＢＲＳを有するブラシを用いても良い。このような研磨部材ＰＬＳ１の平行移動および回転運動によって、ウエハＷＦＲの主面と研磨部材ＰＬＳ１とが摩擦し、気泡ＢＵＢは一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、ウエハＷＦＲの主面に成膜する金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００５８】
上記のような本実施の形態３によっても、前記実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１５は、本実施の形態４のめっき装置の構造を模式的に示す説明図である。
【００６０】
本実施の形態４のめっき装置は浴槽式めっき装置であり、図１５に示すように、めっき液ＰＴＬが満たされためっき処理槽ＴＵＢ内にホルダＨＬＤによって保持されたウエハＷＦＲを浸け込み、ウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に金属膜を成膜するものである。このような本実施の形態４の浴槽式のめっき装置においても、めっき反応等によって発生した気泡がウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）に留まり、気泡の留まっている領域では金属膜の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念される。そこで、本実施の形態４においては、前記実施の形態３で図１４を用いて説明した研磨部材ＰＬＳ１と同様の研磨部材ＰＬＳ１をめっき処理槽ＴＵＢ内に配置し、めっき処理中においては、この研磨部材ＰＬＳ１の回転運動および平行移動によってウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）を摩擦する。それにより、ウエハＷＦＲの主面に留まっていた気泡は、一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、ウエハＷＦＲの主面に成膜する金属膜の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡に起因した金属膜中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。
【００６１】
上記のような本実施の形態４によっても、前記実施の形態１、３と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６２】
（実施の形態５）
次に、本実施の形態５の半導体装置の製造工程について説明する。
【００６３】
本実施の形態５は、たとえば基板（ウエハ）上に堆積された絶縁膜に配線形成用の溝部および下層の配線に達する孔部を形成し、これら溝部および孔部に金属膜を埋め込むことで配線を形成するものであり、その金属膜の成膜をめっき法にて行うものである。
【００６４】
図１６に示すように、上記金属膜の成膜には、たとえば前記実施の形態１で説明しためっき装置を用いることができる。ウエハＷＦＲの主面（めっき処理面）には、ＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子が形成され、その半導体素子が形成されたウエハＷＦＲの主面上には絶縁膜ＩＳ５が成膜されている。絶縁膜ＩＳ５には、予めフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によって配線形成用の溝部４１および下層の配線に達する孔部４２が形成されている。この溝部４１および孔部４２の内部には、たとえば窒化チタン膜からなるバリア導体膜４３およびめっき処理用の導電性膜４４が形成されている。導電性膜４４は、たとえば銅膜から形成することができる。このようなウエハＷＦＲが吸着部材ＡＤＳおよびホルダＨＬＤからなるペデスタルＰＤＳに保持され、電源ＰＳからは、ステージＳＴＧに正電位が供給され、導電性膜４４に負電位が供給されることによってめっき処理が行われる。このような状況下において、ウエハＷＦＲの主面は研磨部材ＰＬＳによって摩擦されつつ、図１７に示すように、溝部４１および孔部４２を埋め込む金属膜４５として、たとえば銅膜が成膜される。金属膜４５の成膜中において、気泡ＢＵＢ（図１６参照）がウエハＷＦＲのめっき処理面、溝部４１および孔部４２の内部に留まってしまった場合には、金属膜４５の成膜量が少なかったり、またはまったく成膜されないといった不具合が懸念されるが、ウエハＷＦＲの主面と研磨部材ＰＬＳとの摩擦によって、気泡ＢＵＢは一箇所に留まることなく動き続けることになる。また、摩擦によってめっき液も動き続けることになるので、ウエハＷＦＲの主面に供給される還元イオンの量を平均化することができる。それにより、金属膜４５の膜厚のばらつきを低減することが可能となる。また、気泡ＢＵＢに起因した金属膜４５中での空隙の発生も防ぐことが可能となる。すなわち、本実施の形態５の半導体装置においては、その空隙に起因した断線（開放）故障を防ぐことができる。
【００６５】
その後、たとえばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法によって上記溝部４１および孔部４２の外部の金属膜４５およびバリア導体膜４３を除去し、本実施の形態５の半導体装置を製造する。
【００６６】
なお、上記の本実施の形態５では、溝部４１および孔部４２に銅膜を埋め込んで配線を形成する場合について説明したが、銅膜の代わりに銀膜をめっき法によって成膜しても良い。その場合においても、たとえば前記実施の形態１で説明しためっき装置を用いることができる。
【００６７】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００６８】
前記実施の形態では、めっき処理中にウエハの主面（めっき処理面）を摩擦する研磨部材として高温集塵濾過用フィルタ布に織り加工を施したものまたは全芳香族ポリアミド系耐熱性繊維を用いる場合について説明したが、ＣＭＰで用いる研磨パッドを用いても良い。
【００６９】
また、前記実施の形態では、電解めっきでの方法を説明したが、気泡による欠陥発生およびイオン供給の課題は無電解めっき法でも同様であり、無電解めっき法でも本発明を適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００７１】
すなわち、研磨手段にてウエハの主面（めっき処理面）を摩擦しつつウエハの主面に金属膜を成膜するので、良好な金属膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態である半導体装置の全体平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である半導体装置が作り込まれたウエハの全体平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態である半導体装置の要部断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図である。
【図１２】（ａ）は本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部斜視図であり、（ｂ）は本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の要部断面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の説明図である。
【図１４】図１３に示しためっき装置の要部の説明図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態の半導体製造装置であるめっき装置の説明図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【符号の説明】
１Ｓ 基板
２ 分離部
３ ゲート駆動回路
４ ソース駆動回路
５ 液晶駆動回路
６ グラフィックＲＡＭ
７ 周辺回路
８ 半導体領域
９ 開口部
１０ 下地金属膜
１１ バンプ電極
１１Ａ 金膜
２１ ホルダ
２２ めっき処理カップ（めっき処理槽）
２３ 噴流ポンプ
２４ めっき貯蔵タンク
２５ 外方容器
２６ 周縁部
２７ トップリング
２８ セッティング用挿通孔
２９ 支持部
２９Ａ カソード
３０ 押え
３０Ａ 押圧用凸部
３１ アノード
４１ 溝部
４２ 孔部
４３ バリア導体膜
４４ 導電性膜
４５ 金属膜
ＡＤＳ 吸着部材
ＢＭＰ バンプ電極
ＢＯＨ 吐出口
ＢＲＳ 起毛部
ＢＵＢ 気泡
ＣＢＤ カーボン皿
ＣＨＰ 半導体チップ
ＣＮＴ コンタクトホール
Ｄ ｐｎ接合ダイオード
ＨＬＤ ホルダ
ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３、ＩＳ４、ＩＳ５ 絶縁膜
Ｌａ 活性領域
Ｌｂ ダミー活性領域
Ｍ１ 第１層配線
Ｍ２ 第２層配線
Ｍ３ 第３層配線
ＰＤ、ＰＤ１、ＰＤ２ パッド
ＰＤＳ ペデスタル
ＰＬＳ、ＰＬＳ１ 研磨部材（摩擦手段）
ＰＯＲ 多孔質部材
ＰＳ 電源
ＰＴＬ めっき液
ＰＷＬ ｐ型ウエル
ＲＥＳＩ レジストパターン
Ｓ 隙間
ＳＴＧ ステージ（めっき処理槽）
ＴＨ１、ＴＨ２ スルーホール
ＴＵＢ めっき処理槽
ＷＦＲ ウエハ
Claims (5)
- 半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記金属膜は、
（ａ）前記主面を下方に向けて前記半導体ウエハをめっき処理槽の所定位置に配置する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの前記主面にめっき液を供給しつつ、前記めっき処理槽内に配置された摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる工程、
を含む工程にて形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記金属膜は、
（ａ）前記主面を下方に向けて前記半導体ウエハをめっき処理槽の所定位置に配置する工程、
（ｂ）前記半導体ウエハの前記主面にめっき液を供給しつつ、前記めっき処理槽内に配置された摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる工程、
を含む工程にて形成し、前記（ｂ）工程は、
（ｂ１）前記半導体ウエハの配置位置を固定した状態で、前記半導体ウエハの前記主面に前記めっき液を供給しつつ前記摩擦手段を動作させることで、前記摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦る工程、
（ｂ２）前記摩擦手段の配置位置を固定した状態で、前記半導体ウエハの前記主面に前記めっき液を供給しつつ前記半導体ウエハを動作させることで、前記摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦る工程、
（ｂ３）前記半導体ウエハの前記主面に前記めっき液を供給しつつ、前記半導体ウエハおよび前記摩擦手段の双方を動作させることで、前記摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦る工程、
のいずれかを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する半導体製造装置であって、
前記主面が下方に向けられて所定位置に配置されるめっき処理槽と、
前記めっき処理槽内に配置され、前記半導体ウエハの前記主面へのめっき液の供給時において前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる摩擦手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。 - 半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する半導体製造装置であって、
前記主面が下方に向けられて所定位置に配置されるめっき処理槽と、
前記めっき処理槽内に配置され、前記半導体ウエハの前記主面へのめっき液の供給時において前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる摩擦手段とを有し、
前記半導体ウエハの前記主面への前記めっき液の供給時においては、
（ａ）前記半導体ウエハの配置位置を固定した状態で、前記半導体ウエハの前記主面に前記めっき液を供給しつつ前記摩擦手段を動作させる手段、
（ｂ）前記摩擦手段の配置位置を固定した状態で、前記半導体ウエハの前記主面に前記めっき液を供給しつつ前記半導体ウエハを動作させる手段、
（ｃ）前記半導体ウエハの前記主面に前記めっき液を供給しつつ、前記半導体ウエハおよび前記摩擦手段の双方を動作させる手段、
のいずれかにより前記摩擦手段にて前記半導体ウエハの前記主面を擦ることを特徴とする半導体製造装置。 - 半導体ウエハの主面にめっき法にて金属膜を形成する半導体製造装置であって、
前記主面が下方に向けられて所定位置に配置されるめっき処理槽と、
前記めっき処理槽内に配置され、前記半導体ウエハの前記主面へのめっき液の供給時において前記半導体ウエハの前記主面を擦り、前記半導体ウエハの前記主面に供給された前記めっき液中に含まれる気泡を移動させる摩擦手段とを有し、
前記めっき液は、前記めっき処理槽の下部から噴流させることで前記半導体ウエハの前記主面に供給することを特徴とする半導体製造装置。
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