JP3694001B2

JP3694001B2 - メッキ方法、半導体装置の製造方法およびメッキ装置

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Publication number: JP3694001B2
Application number: JP2003061419A
Authority: JP
Inventors: 政一浜田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2004269953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解メッキを行うメッキ方法と、半導体装置の製造方法と、メッキ装置に関するものである。特に、絶縁膜の表面にあらかじめ形成した、孔もしく溝等の凹部に金属膜を充填し、プラグもしくは配線を形成するメッキ方法と半導体装置の製造方法と、メッキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化および高速化に伴い、微細加工技術が非常に重要な課題になっている。特に、電流の流れる配線については、その抵抗値、エレクトロマイグレーション耐性、加工形状が半導体装置の性能へ影響することが知られている。
【０００３】
半導体装置の配線材料として、これまでアルミニウムが主に使用され、ドライエッチングによりその配線加工が行われていた。しかし、高集積化、高速化に伴い配線材料としてアルミニウムを用いることで、次のような問題が生じてきた。例えば、配線幅が狭くなったため配線に流れる電流密度が高くなる。すると、抵抗の高いアルミニウムの温度が上昇する。配線の温度が上昇すると、さらに配線抵抗が上昇したり、エレクトロマイグレーション耐性が弱くなったりする。
【０００４】
そこで、アルミニウムよりも抵抗が低く、エレクトロマイグレーション耐性の良好な銅を配線材料と用いるようになってきた。配線の加工については、銅のドライエッチングが困難であるため、絶縁膜にあらかじめ形成した孔もしくは溝部に金属膜を充填し、化学的機械研磨を用いて孔もしくは溝部以外の金属を除去することにより、プラグもしくは配線を形成する。
【０００５】
従来のメッキ方法では、図３に示すように、対向電極と作用電極の２つの電極を用いて、定電流メッキを行う。図３において、２０１は作用電極としての半導体基板、２０２はアノード電極、つまり対向電極（銅板）、２０３はメッキ液が入ったメッキ浴、２０４はメッキ時に流す電流を設定するための電位設定電源、２０５は抵抗、２０６は抵抗、２０７は演算増幅器を示す。
【０００６】
この方法においては、電流値を一定にしながら電解メッキをすることができる。具体的には、半導体装置２０１に流れる電流を抵抗２０５で検出し、抵抗２０５の電圧降下（半導体装置２０１に流れる電流に対応する）と電位設定電源２０４の電圧との差に応じて対向電極２０２に加える電圧を増減制御することによって、半導体装置２０１に流れる電流を一定に制御し、これによって定電流メッキを実現している（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
なお、抵抗２０６は既知の抵抗値を有し、定電流電源を構成するために設けられている。この場合、抵抗２０６の既知の抵抗値Ｒと電位設定電源２０４の電位Ｅとから、Ｉ＝Ｅ／Ｒで決まる電流Ｉを流す定電流電源となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１５２３９８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、メッキ液の添加剤濃度やメッキ液の状態が変化しても一定の電流を出力するようにメッキをするので、メッキ液の状態にかかわらずメッキされる。そのため、メッキ液中の副生成物の量が増加するなど液の状態がかわって、埋め込み不良を発生することがある。
【００１０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、メッキ浴の状態が変化しても、埋め込み不良を生じることなく安定して凹部に金属を埋め込むことができるメッキ方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、メッキ浴の状態が変化しても埋め込み不良を生じることなく安定して凹部に金属を埋め込むことができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、メッキ浴の状態が変化しても埋め込み不良を生じることなく安定して凹部に金属を埋め込むことができるメッキ装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、半導体装置等の基板の品種や加工形状、例えば半導体装置等の基板内の各配線層の表面積に応じて適切な条件でメッキを行うことができ、微細加工された凹部内を埋め込み不良を生じることなく金属で埋め込むことができるメッキ方法、半導体装置の製造方法およびメッキ装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のメッキ方法は、凹部を有する基板上に金属膜を成膜するメッキ方法であって、
メッキ浴中に基板を設置し、基板の電位を一定に制御しながら基板に電解メッキを行う工程（ｘ）と、
工程（ｘ）の前工程として、添加剤を含まない第１のメッキ液を使用したときの基板の電位と基板に流れる電流の関係を測定して第１の電位−電流曲線を求める工程（ａ）と、
添加剤を含む第２のメッキ液を使用したときの基板の電位と基板に流れる電流の関係を測定して第２の電位−電流曲線を求める工程（ｂ）と、
第１の電位−電流曲線および第２の電位−電流曲線から、基板の凹部底における等価的な金属膜の成長速度Ｓｂｏｔと基板の表面における等価的な金属膜の成長速度Ｓｓｕｒｆとを求める工程（ｃ）と、
基板の凹部底における金属膜の成長速度Ｓｂｏｔおよび基板の表面における金属膜の成長速度Ｓｓｕｒｆから成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆを算出して電位−成長速度比曲線を求める工程（ｄ）とを含み、
電位−成長速度比曲線を基に成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが所定の値となる電位条件で電解メッキを行う。ここでいう基板電位は、基板表面付近の電位のことを意味する。
【００１５】
この方法によれば、基板の電位を一定に制御しながら基板に電解メッキを行うので、基板の電位を適切に設定することによりメッキ浴の状態が変化しても、基板の表面と凹部底の成長速度を一定に保った状態でメッキを行うことができ、ボイド等の埋め込み不良を生じることなく安定してアスペクト比の高い凹部に金属を埋め込むことができる。
【００１７】
具体的には、電位−成長速度比曲線を基に成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが所定の値となる電位条件で電解メッキを行うので、金属膜の種類に応じて電位条件を適切に設定することができる。基板の品種や金属膜の種類にかかわらず、ボイド等の埋め込み不良を生じることなく安定してアスペクト比の高い凹部に金属を埋め込むことができる。さらに、メッキ浴の状態が変化しても、金属膜の種類に応じて基板の表面と凹部底の成長速度を一定に保った状態でメッキを行うことができ、ボイド等の埋め込み不良を生じることなく安定して凹部に金属を埋め込むことができる。
【００１８】
本発明の請求項２記載のメッキ方法は、請求項１記載のメッキ方法において、工程（ｘ）の前工程として、電位−成長速度比曲線から所定の成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが得られる電位条件Ｅｃｏｎを求める工程（ｅ）をさらに含み、基板の電位を電位条件Ｅｃｏｎに固定して電解メッキを行う。
【００１９】
この方法によれば、請求項１と同様の作用効果を奏する。
【００２０】
本発明の請求項３記載のメッキ方法は、請求項１記載のメッキ方法において、基板の凹部が孔であるときの半径または溝であるときの幅の１／２をＷとし、凹部の深さをＤとしたときに、成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが
Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆ＞α×Ｄ／Ｗ（０＜α≦１）
となる電位条件に基板の電位を設定して電解メッキを行う。
【００２１】
この方法によれば、基板の凹部の寸法を基に電位条件に基板の電位を設定して電解メッキを行うので、基板の凹部の形状等の加工形状に応じて適切な条件を選ぶことができ、基板の加工形状、配線層の表面積にかかわらず、ボイド等の埋め込み不良を生じることなく安定して凹部に金属を埋め込むことができる。
【００２２】
本発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程（Ａ）と、絶縁膜に凹部を形成する工程（Ｂ）と、凹部内を含む絶縁膜上にバリア膜となる第１の金属膜を成膜する工程（Ｃ）と、第１の金属膜上にシード膜となる第２の金属膜を成膜する工程（Ｄ）と、電解メッキ法により第２の金属膜上に配線層またはプラグになる第３の金属膜を成膜する工程（Ｅ）と、化学的機械研磨法により凹部以外の第３の金属膜、第２の金属膜および第１の金属膜を除去する工程（Ｆ）とを含み、工程（Ｅ）を、請求項１〜３のいずれか一つに記載のメッキ方法を用いて実施する。
【００２３】
この方法によれば、請求項１〜３のメッキ方法と同様の作用効果を奏する。
【００２４】
本発明の請求項５記載のメッキ装置は、凹部を有する基板上に金属膜を成膜するメッキ装置であり、メッキ浴と、基板からなりメッキ浴中に設置された作用電極と、作用電極に対向する状態にメッキ浴中に設置された対向電極と、メッキ浴中に設置された参照電極と、参照電極の電位と作用電極の電位とを一対の入力とする演算増幅器とを備えている。そして、演算増幅器が作用電極と参照電極との間に生じる電気信号に応じて対向電極に印加する電圧を増減することにより、参照電極の電位を基準として作用電極の電位を一定に制御し、基板の表面と凹部底の成長速度を一定に保った状態で電解メッキを行う。ここで、参照電極の電位を基準として作用電極の電位を一定に制御することが、請求項１における基板の電位、つまり基板の表面付近の電位を一定に制御することに対応する。
【００２５】
この装置は、作用電極の参照電極に対する電位を、設定した電位に維持するものであるが、設定電位を一定電位に保つためには、作用電極と参照電極の間の電位を観測しながら作用電極と対極との間に加える電圧を調整する必要がある。
【００２６】
この構成によれば、参照電極の電位を基準として基板の電位を一定に制御しながら基板に電解メッキを行うので、基板の電位を適切に設定することによりメッキ浴の状態が変化しても、基板の表面と凹部底の成長速度を一定に保った状態でメッキを行うことができ、ボイド等の埋め込み不良を生じることなく安定してアスペクト比の高い凹部に金属を埋め込むことができる。
【００２７】
本発明の請求項６記載のメッキ装置は、請求項５記載のメッキ装置において、作用電極と演算増幅器との間に作用電極の電位の制御目標を設定する電位設定電源を挿入している。
【００２８】
この構成によれば、請求項５のメッキ装置と同様の作用効果を奏する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のメッキ方法およびメッキ装置と半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板１０１にシリコン酸化膜１０２を１.０μｍの膜厚で形成した後、シリコン酸化膜１０２をドライエッチングすることで、シリコン酸化膜１０２上に、配線パターン形成のための凹部１０６を形成する。ここで、凹部１０６は溝状であってもコンタクトホール形状であってもよい。
【００３１】
つぎに、図１（ｂ）に示すように、形成された凹部１０６上に、スパッタ法によりバリア膜としてＴａＮ（タンタルナイトライド）膜からなる第１金属膜１０３を０.０３５μｍの膜厚で成膜する。ここで、バリア膜としてスパッタ法によりＴａＮ膜を形成し、その膜厚を例えば０.０３５μｍとしているが、バリア膜の材料としてのＴａＮ、膜厚０．０３５μｍはそれぞれ一例である。バリア膜の材料および膜厚は、第２金属膜１０４や第３金属膜１０５のシリコン酸化膜１０２への拡散を抑制できる膜厚および導電性膜であればよいことはいうまでもない。例えば、バリア膜として、ＣＶＤ（気相成長）法により成膜された、例えば膜厚０．０１μｍのＴｉＮ（チタンナイトライド）膜を用いてもよい。
【００３２】
つぎに、図１（ｃ）に示すように、ＴａＮ膜からなる第１金属膜１０３の成膜後、真空中でその半導体基板を保持したまま、シード膜としてＣｕからなる第２金属膜１０４をスパッタ法により０.１５μｍの膜厚で成膜する。ここで、シード膜の膜厚は、スパッタ法により０.１５μｍの膜厚としているが、つぎのメッキ工程においてシード膜に電流が流れて銅を堆積できる膜厚であれば、他の膜厚でもよい。
【００３３】
シード膜としての第２金属膜１０４の成膜後、図２に示すメッキ装置を用いた電解メッキ法により、電位−１５０[ｍＶｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ]の条件にて図１（ｄ）に示すように、Ｃｕからなる第３金属膜１０５を４００ｎｍの膜厚で堆積する。参照電極３としては、例えば銀・塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）を用いる。また、対向電極２としてはＣｕ板を用いた。メッキ液は硫酸銅を主成分とする。ここで、電位は−２０〜−４００[ｍＶｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ]で、Ｃｕが堆積できる電位であれば問題はない。Ｃｕメッキ堆積膜厚についても４００ｎｍとしているが、凹部１０２に配線パターンを埋め込むことができる膜厚であればよい。
【００３４】
なお、例えば、上記の電位−１５０[ｍＶｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ]は、参照電極３の電位を基準とする半導体基板１の電位のことである。
【００３５】
Ｃｕからなる第３金属膜１０５の堆積後、化学的機械研磨により凹部１０６以外を研磨することにより図１（ｅ）に示すようなプラグ１０７と配線１０８を形成することができる。
【００３６】
ここで、図２に示すメッキ装置について説明する。このメッキ装置には、メッキ液の入ったメッキ浴４があり、さらにこのメッキ浴４中に参照電極３と、作用電極として半導体基板１と、対向電極２とが設置されている。
【００３７】
参照電極３は、半導体基板１の近傍に配置することが望ましい。特に、対向電極２と半導体基板１の距離Ｌｃと参照電極３と対向電極２の距離Ｌｓとがほとんど等しくなる位置に配置することが望ましい。
【００３８】
なお、参照電極３は、
ＡｇＣｌ＋ｅ ⇔ Ａｇ＋Ｃｌ^-
のような可逆電極反応を利用して電位を検出している。そして、その電位は時間に対して安定である。
【００３９】
また、半導体基板１は接地端子８に接続されるとともに、電位の設定を変更可能な電位設定電源６の負極に接続されている。また、電位設定電源６の正極の電位と参照電極３の電位とが演算増幅器５の２つの入力端子に加えられている。
【００４０】
演算増幅器５は、半導体基板１と参照電極３との間の電気信号（電圧信号）を増幅して出力する。そして、この演算増幅器５の出力信号を半導体基板１−対向電極２間への印加電圧を制御するためのフィードバック制御信号として用いることにより、電源電圧を増減制御し、これによって参照電極３の電位を基準として半導体基板１の電位を一定に制御する。
【００４１】
また、演算増幅器５は、抵抗７を介して接地端子８に接続されている。
【００４２】
なお、演算増幅器５、電位設定電源６および抵抗７よりなる回路は、例えばポテンシオスタットの機能を用いて実現することができる。
【００４３】
抵抗７は、演算増幅器５の出力に接続され、半導体基板に流れる電流を測定するために設けられている。測定された電流値は、図４にｙ軸成分として示している。なお、ｙ軸の電流値は、電極表面積で補正しているため、電流密度として標記している。
【００４４】
また、電位設定電源６は、電位を設定するためのもので、図４のｘ軸成分として示している。
【００４５】
ここで、図２のメッキ装置の参照電極３として銀・塩化銀電極を用いているが、参照電極となれば水素電極やカロメル電極等でもよいことは言うまでもない。また、参照電極の電位を基準とした半導体基板の電位を一定にするためにポテンシオスタットを用いているが、図に表記の回路は一例であって、電位を一定にできる回路であればどのような回路を用いても良い。上記の電位は、半導体基板の電位を基準とした参照電極の電位と見ることもできる。
【００４６】
図４に本発明の電解メッキ法による電位−電流曲線を示す。ここで、電流は、半導体基板を流れる電流である。また、電位とは、半導体基板表面に成膜された金属膜の酸化還元反応によって生じるポテンシャルである。つまり、参照電極の電位を基準とした半導体基板の電位として得ることができる。
【００４７】
参照電極の電位と半導体基板表面に成膜された金属膜の酸化還元反応によって生じるポテンシャルとは以下のような関係にある。すなわち、メッキ液の状態が変化すると金属膜の酸化還元反応によるポテンシャルも変化するので、それを参照電極でモニターして半導体基板の電位を一定に制御する。酸化還元反応が生ずるために必要なポテンシャルは材料によって決まっている。
【００４８】
図４において、曲線Ｔは添加剤のない場合の電位−電流曲線であり、曲線Ｓは添加剤のある濃度の電位−電流曲線である。ここで、アスペクト比の高い凹部の底の状態について説明する。アスペクト比の高い凹部については、凹部底への拡散速度は半導体基板表面への拡散速度と比較すると十分に遅いため、凹部内での添加剤濃度は、建浴後添加剤を投入したときの浴濃度よりも薄いことが考えられる。よって、添加剤の効果が少ないと考えられるので、凹部の底における電位−電流曲線はＴで表される。半導体基板の表面ついては、添加剤の効果が十分なので表面における電位−電流曲線についてはＳと表される。
【００４９】
上記の添加剤は、メッキを抑制する作用を有するものである。具体的な材料としては主にポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどがあるが、これに限定されるものではなく、種々のものが存在する。
【００５０】
ここで、速度比について説明する。微細加工された凹部へＣｕ等を埋め込む場合、凹部の底部から結晶成長することで凹部を埋め込むことができることが知られている。そこで、凹部の底部の結晶成長速度をＲｂｏｔ、半導体装置の表面の結晶成長速度をＲｓｕｒｆとする。ここで速度比をＶとすると、Ｖは次式（１）で表される。
【００５１】
Ｖ = Ｒｂｏｔ／Ｒｓｕｒｆ（１）
これを電位−電流曲線で表すと、ｙ軸の電流量は結晶成長速度と等価であり、電位−電流曲線ＴおよびＳが凹部底の成長速度（Ｔ）と半導体基板表面の成長速度（Ｓ）で表されることから、
Ｖ = Ｔ／Ｓ（２）
となる。この計算結果を、図５に電位−成長速度比曲線として示す。図５からわかるように、電位をある値に固定すると、速度比が決まることがわかる。
【００５２】
第２の発明である、半導体基板の電位Ｅｃｏｎを一定に制御してメッキした場合について次に述べる。メッキ浴は時間とともに副生成物等の存在・添加剤の消費により、電位−電流曲線も変化する。ある一定の速度比が必要な加工形状に対して、必要な速度比が決まる。必要な速度比がわかれば、メッキ液の状態によらず、電位-電流曲線を測定後、必要な速度比を達成できるような電位に固定してメッキすることで、埋め込み不良を発生させることなく、あらかじめ計算したうえで、メッキをすることが可能となる。
【００５３】
以上より、計算された（Ｒｂｏｔ／Ｒｓｕｒｆが一定となる）定電位による電解メッキをするとメッキ浴の状態にかかわらず、微細加工された凹部内にＣｕを成膜することができる。
【００５４】
第３の発明は、Ｒｂｏｔ／ＲＳｓｕｒｆ＞Ｄ(凹部の深さ)／Ｗ（凹部の開口半径）となる電位条件にてメッキした場合について述べる。凹部の底からの成膜速度Ｖｄと凹部の開口部側面からの成膜速度Ｖｓを考える。凹部の深さをＤ、開口半径をＷとする。凹部への埋め込みに必要な時間ｔはＤ／Ｖｄである。開口部の側壁からの成膜時間ｔ’はＷ／２Ｖｓである。
【００５５】
ここで、ボイドなく埋め込む条件として、Ｄ／Ｖｄ＜Ｗ／Ｖｓでなければならない。よって、Ｄ／Ｗ＜Ｖｄ／Ｖｓとなる。側壁からの成膜速度と表面の成膜速度が比例することから、Ｖｓ＝ α Ｒｓｕｒｆで表される（αは係数：０＜α≦１）。また、底部からの成膜速度については、Ｖｄ＝Ｒｂｏｔで表される。よって、α×Ｄ／Ｗ＜Ｒｂｏｔ／Ｒｓｕｒｆである。
【００５６】
以上より、Ｒｂｏｔ／Ｒｓｕｒｆ＞ α・Ｄ／Ｗ（０＜α≦１）の電位条件にてメッキを行うことで凹部にボイドを発生することなく埋め込みを行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、参照電極の電位を基準とした基板の電位を一定に制御しながらメッキを行うことにより、メッキ浴の状態が変化しても埋め込み不良を生じることなく安定して凹部に金属を埋め込むことができる。
【００５８】
また、半導体装置の品種・加工形状からあらかじめ必要な速度比を設定し、これに対応した電位に基板の電位を設定してメッキを行うことで、半導体装置の品種や加工形状、例えば半導体装置内の各配線層の表面積に応じて適切な条件でメッキを行うことができ、微細加工された凹部内を埋め込み不良を生じることなく金属で埋め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるメッキ装置の構成を示す概略図である。
【図３】従来例におけるメッキ装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態における電位−電流曲線を示す特性図である。
【図５】本発明における電位−成長速度比曲線を示す特性図である。
【符号の説明】
１半導体基板
２対向電極
３参照電極
４メッキ浴
５電位設定電源
６演算増幅器
７抵抗
８接地端子
１０１半導体基板
１０２酸化膜
１０３第１金属膜
１０４第２金属膜
１０５第３金属膜
１０６凹部
１０７プラグ
１０８配線
２０１半導体基板
２０２対向電極
２０３メッキ浴
２０４電位設定電源
２０５抵抗
２０６抵抗
２０７演算増幅器

Claims

凹部を有する基板上に金属膜を成膜するメッキ方法であって、
メッキ浴中に基板を設置し、前記基板の電位を一定に制御しながら前記基板に電解メッキを行う工程（ｘ）と、
前記工程（ｘ）の前工程として、添加剤を含まない第１のメッキ液を使用したときの前記基板の電位と前記基板に流れる電流の関係を測定して第１の電位−電流曲線を求める工程（ａ）と、
前記添加剤を含む第２のメッキ液を使用したときの前記基板の電位と前記基板に流れる電流の関係を測定して第２の電位−電流曲線を求める工程（ｂ）と、
前記第１の電位−電流曲線および第２の電位−電流曲線から、前記基板の凹部底における等価的な前記金属膜の成長速度Ｓｂｏｔと前記基板の表面における等価的な前記金属膜の成長速度Ｓｓｕｒｆとを求める工程（ｃ）と、
前記基板の凹部底における前記金属膜の成長速度Ｓｂｏｔおよび前記基板の表面における前記金属膜の成長速度Ｓｓｕｒｆから成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆを算出して電位−成長速度比曲線を求める工程（ｄ）とを含み、
前記電位−成長速度比曲線を基に前記成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが所定の値となる電位条件で電解メッキを行うことを特徴とするメッキ方法。
前記工程（ｘ）の前工程として、前記電位−成長速度比曲線から所定の成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが得られる電位条件Ｅｃｏｎを求める工程（ｅ）をさらに含み、前記基板の電位を前記電位条件Ｅｃｏｎに固定して電解メッキを行うことを特徴とする請求項１記載のメッキ方法。
前記基板の凹部が孔であるときの半径または溝であるときの幅の１／２をＷとし、前記凹部の深さをＤとしたときに、前記成長速度比Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆが
Ｓｂｏｔ／Ｓｓｕｒｆ＞α×Ｄ／Ｗ（０＜α≦１）
となる電位条件に前記基板の電位を設定して電解メッキを行うことを特徴とする請求項１に記載のメッキ方法。
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程（Ａ）と、
前記絶縁膜に凹部を形成する工程（Ｂ）と、
前記凹部内を含む前記絶縁膜上にバリア膜となる第１の金属膜を成膜する工程（Ｃ）と、
前記第１の金属膜上にシード膜となる第２の金属膜を成膜する工程（Ｄ）と、
電解メッキ法により前記第２の金属膜上に配線層またはプラグになる第３の金属膜を成膜する工程（Ｅ）と、
化学的機械研磨法により前記凹部以外の前記第３の金属膜、前記第２の金属膜および前記第１の金属膜を除去する工程（Ｆ）とを含み、
前記工程（Ｅ）を、請求項１〜３のいずれか一つに記載のメッキ方法を用いて実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
凹部を有する基板上に金属膜を成膜するメッキ装置であって、
メッキ浴と、前記基板からなり前記メッキ浴中に設置された作用電極と、
前記作用電極に対向する状態に前記メッキ浴中に設置された対向電極と、
前記メッキ浴中に設置された参照電極と、
前記参照電極の電位と前記作用電極の電位とを一対の入力とする演算増幅器とを備え、
前記演算増幅器が前記作用電極と前記参照電極との間に生じる電気信号に応じて前記対向電極に印加する電圧を増減することにより、前記参照電極の電位を基準として前記作用電極の電位を一定に制御し、前記基板の表面と前記凹部底の成長速度を一定に保った状態で電解メッキを行うことを特徴とするメッキ装置。
前記作用電極と前記演算増幅器との間に前記作用電極の電位の制御目標を設定する電位設定電源を挿入した請求項５記載のメッキ装置。