JP4394234B2 - 銅電気めっき液及び銅電気めっき方法 - Google Patents

銅電気めっき液及び銅電気めっき方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4394234B2
JP4394234B2 JP2000042158A JP2000042158A JP4394234B2 JP 4394234 B2 JP4394234 B2 JP 4394234B2 JP 2000042158 A JP2000042158 A JP 2000042158A JP 2000042158 A JP2000042158 A JP 2000042158A JP 4394234 B2 JP4394234 B2 JP 4394234B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
μmol
copper electroplating
azole
coupling agent
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000042158A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001271196A (ja
Inventor
淳之輔 関口
俊一郎 山口
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.)
Nippon Mining Holdings Inc
Original Assignee
Nippon Mining and Metals Co Ltd
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
Priority to JP2000042158A priority Critical patent/JP4394234B2/ja
Application filed by Nippon Mining and Metals Co Ltd filed Critical Nippon Mining and Metals Co Ltd
Priority to EP07016126A priority patent/EP1865093B1/en
Priority to EP00931584A priority patent/EP1249517B1/en
Priority to KR10-2002-7008949A priority patent/KR100484351B1/ko
Priority to PCT/JP2000/003394 priority patent/WO2001053569A1/ja
Priority to CNB008118094A priority patent/CN1190520C/zh
Priority to DE60045523T priority patent/DE60045523D1/de
Priority to IL14634500A priority patent/IL146345A0/xx
Priority to US09/980,947 priority patent/US6562222B1/en
Priority to TW89122872A priority patent/TW573072B/zh
Priority to MYPI20010160A priority patent/MY127269A/en
Publication of JP2001271196A publication Critical patent/JP2001271196A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4394234B2 publication Critical patent/JP4394234B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12Semiconductors
    • C25D7/123Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H01L21/2885Deposition 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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハー上に銅配線を形成するための電気銅めっき液であり、特に半導体ウェハー上に形成された微細なビアあるいはトレンチを、ボイドやシーム等の欠陥を発生させずに埋め込むことができる好適な銅電気めっき液、銅電気めっき用前処理液及び銅電気めっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェハーの加工においては、配線材料として従来アルミニウムが主として用いられていたが、配線の集積度が高まるにつれ最近では、このアルミニウムに替えて、より高い電気伝導度をもつ銅が使用されるようになり、信号の遅延時間の増加を防ぐことが行われるようになってきた。
銅配線の形成にはダマシン法が用いられ、シリコンウェハー上に配線パターンを形成後、バリア層及びシード層をCVD法あるいはスパッタリング法で成膜し、その後電気めっきで配線パターンを埋め込み、さらにCMP(chemical-mechanical polishing)で余分な析出銅を除去するというプロセスがとられている。
【0003】
上記のように半導体ウェハー上に銅配線を形成するためにはビアあるいはトレンチを埋め込むことが必要となるが、最近ではこの配線パターンがより微細化しているため、スパッタリング等で成膜したビア及びトレンチ内の銅シード層のカバレッジが悪くなり、銅の膜厚が極端に薄い部分がしばしば発生するようになった。
前記銅電気めっきは一般に、硫酸銅を含む硫酸酸性の水溶液をベースにしたものが使用されているが、この硫酸酸性のめっき液を使用すると、めっき液に含まれる硫酸で銅のシード層が簡単に溶解するという現象が生じた。
そして、この溶解によりシード層が欠落した部分には必然的に銅の析出が起こらず、ボイドやシーム等の欠陥が発生するいう問題を生じた。
従来、銅シード層を溶解させずに埋め込みが可能となる電気銅めっき液やめっき方法等が存在せず、その解決方法が探し求められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は半導体ウェハー上に形成された配線(LSI)パターンの微細なビアあるいはトレンチの埋め込みに際し、電気めっき液中に銅溶解抑制成分を加えるか、又は銅溶解抑制成分を含む液で前処理することにより、カバレッジの悪い銅シード層の溶解を抑制し、ボイドやシーム等の欠陥の発生を防止することができる電気めっき液及び方法の開発を課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の問題点に鑑み、
1 アゾール又はシランカップリング剤を含有することを特徴とする銅電気めっき液
2 アゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有することを特徴とする上記1記載の銅電気めっき液
3 アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有することを特徴とする上記1記載の銅電気めっき液
4 主成分として硫酸銅、硫酸、塩素及び添加剤を含む硫酸銅電気めっき液であることを特徴とする上記1〜3のそれぞれに記載の銅電気めっき液
5 アゾール又はシランカップリング剤を含有することを特徴とする銅電気めっき用前処理液
6 アゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有することを特徴とする上記5記載の銅電気めっき用前処理液
7 アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有することを特徴とする上記5記載の銅電気めっき用前処理液
、を提供する。
【0006】
また、本発明はさらに、
8 アゾール又はシランカップリング剤を含有する、主成分として硫酸銅、硫酸、塩素及び添加剤を含む硫酸銅電気めっき液に1〜60秒浸漬することを特徴とする銅電気めっき方法
9 3〜10秒浸漬することを特徴とする上記8記載の銅電気めっき方法
10 アゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有することを特徴とする上記8又は9記載の銅電気めっき方法
11 アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有することを特徴とする上記8又は9記載の銅電気めっき方法
12 アゾール又はシランカップリング剤を含有する水溶液に浸漬後、主成分として硫酸銅、硫酸、塩素及び添加剤を含む硫酸銅電気めっき液で電気めっきを行うことを特徴とする銅電気めっき方法
13 アゾール又はシランカップリング剤を含有する水溶液に1〜60秒浸漬することを特徴とする上記12記載の銅電気めっき方法
14 アゾール又はシランカップリング剤を含有する水溶液に3〜10秒浸漬することを特徴とする上記12記載の銅電気めっき方法
15 アゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有することを特徴とする上記12〜14のそれぞれに記載の銅電気めっき方法
16 アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有することを特徴とする上記12〜14のそれぞれに記載の銅電気めっき方法
、を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
半導体(シリコン等の)ウェハーの表面に、銅配線を埋め込むためのビア・トレンチを作り、その表面に銅(Cu)がシリコン(Si)に拡散することを防止するために、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)又はこれらの窒化物(ナイトライド)等から選ばれるバリアメタルを、蒸着、スパッタリング、CVD法等により0.01〜0.1μm程度に被覆する。
そしてこのバリアメタル層の上に薄い銅の層(シード層)を、上記と同様に蒸着、スパッタリング、CVD法等の被覆方法を使用して付ける。
前記バリアメタルは一般に電気抵抗が大きく、後に被覆する電気銅めっきにおいてウェハーの周辺部に設けられた接点周辺と中心部では、電流密度の差が大きくなってしまうために、予め電気抵抗の小さい銅を付与(薄く被覆)しておくものである。
この銅層の膜厚は、0.01〜0.1μm程度である。なお、この膜厚は半導体加工の際に任意に設定されるもので、この数値に限定されるものではない。
【0008】
一般に、銅配線(LSI等)の形成にはダマシン法を使用してシリコンウェハー上に配線パターンを形成後、バリア層及びシード層(銅薄層)をCVD法あるいはスパッタリング法で成膜し、その後電気めっきで配線パターンを埋め込み、さらにCMP(chemical-mechanical polishing)で余分な析出銅を除去するというプロセスが用いられている。
本発明は、従来の埋め込み用銅電気めっき方法に替え、アゾール又はシランカップリング剤を含有する銅電気めっき液を使用する。
銅電気めっき液へのアゾール又はシランカップリング剤の添加は、本発明の大きな特徴であり、スパッタリング等で形成したシード層の溶解を効果的に抑制することができる。
そしてその結果、ボイドやシーム等の欠陥が発生するいう従来の埋め込み用銅電気めっき上の問題を一挙に解決することができた。
【0009】
上記めっき液に添加するアゾールは、五原子複素環で環内にある異原子が2個以上で、この異原子の内、少なくとも1個は窒素原子であるものの総称である。
このアゾールの代表例として、イミダゾール、チアゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,3−チアゾール、1,2,3,4−テトラゾール、1,2,3,4−チアトリアゾール、ベンダゾール、ベンゾイミダゾール、1,2,3−ベンゾトリアゾール、5−メチル−1−H−ベンゾトリアゾール等がある。
これらのアゾールは、窒素原子の二重結合部分で付加反応が起こって銅に吸着することにより、銅の表面に被膜が形成され、この被膜が酸による溶解を抑制するという優れた効果を持つ。
【0010】
また、シランカップリング剤は、有機材料と無機材料とを化学的に結合(カップリング)させる働きのある有機珪素化合物(シラン)のことであり、その分子中に、有機材料と親和性(又は反応性)のある有機官能基(X)と無機材料と親和性(又は反応性)のある加水分解基(OR)を持っており、その化学構造は一般式XSi(OR)で表される。
このシランカップリング剤の代表例として、イミダゾールシラン、アミノシラン、ジアミノシラン、ジメチルアミノシラン、エポキシシラン、イソシアネートシラン、メルカプトシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等がある。
これらのシランカップリング剤は、アルコキシシリル基(Si−OR)が水あるいは湿気により加水分解してシラノール基になり、これと銅表面とが縮合反応により、SiO−Cu結合を形成する。
さらに銅と結合していない残りのシラノール基同士が加水分解によってシロキサン結合を形成し、その結果銅の表面に被膜が形成される。これらが酸による溶解に対して保護する優れた効果を持つものである。
【0011】
銅電気めっきへのアゾール又はシランカップリング剤添加量(めっき液中の含有量)は1〜10000mg/Lとすることが望ましい。1mg/L未満では、添加による銅薄膜の溶解防止の効果が小さく、また10000mg/Lを超えると添加による銅薄膜の溶解防止の効果が飽和するため、過剰な添加が無駄となり、また埋め込み性にかえって悪影響を与える傾向があるからである。
したがって、添加量を1〜10000mg/Lとするのが良い。銅薄膜の溶解防止を効果的に行うより好ましい範囲は、含有量10〜5000mg/Lである。
銅電気めっき液としては、主成分として硫酸銅、硫酸、塩素及び添加剤を含む硫酸銅電気めっき液を使用する。本発明のアゾール又はシランカップリング剤の添加は、特にこの硫酸銅電気めっき液に有効である。
本発明のめっき液浸漬時間は1〜60秒が良い。浸漬時間のより好ましい範囲は3〜10秒である。しかし、この浸漬時間は、埋め込みの程度により変えることができることであり、特にこの時間に制限される必要はない。
【0012】
上記においては、銅電気めっきにアゾール又はシランカップリング剤を含有させることを説明したが、このアゾール又はシランカップリング剤を含有する水溶液からなる前処理液に浸漬した後、上記硫酸銅電気めっき液を使用してめっきを実施しても同様に、酸による銅薄層の溶解を効果的に抑制できる。
この場合、前処理液(水溶液中)のアゾール又はシランカップリング剤の含有量は、同様に1〜10000mg/Lであることが望ましい。1mg/L未満では、添加による銅薄膜の溶解防止の効果が小さく、また10000mg/Lを超えると添加による銅薄膜の溶解防止の効果が飽和するため、過剰な添加が無駄となるからである。そして、より好ましい範囲は、めっき液への添加の場合と同様に、含有量10〜5000mg/Lである。
本発明の前処理液浸漬時間は1〜60秒が良い。1秒未満では効果が少なく、また60秒を超えて浸漬しても、効果があまり変わらないからである。そして、浸漬時間のより好ましい範囲は3〜10秒である。
【0013】
電気銅めっき方法は特に制限されるものではないが、次のようにして実施する。例えば、被めっき材である半導体ウェハーとアノードを対面させて電気めっき槽内に配置して実施する。半導体ウェハーは、めっきを行うべき表面を残し裏面は電気めっき液に触れないようシールし、給電のための接点は半導体ウェハーの端付近に設ける。
アノードには含リン銅アノード(P含有率0.04〜0.06%)又は不溶性アノードが用いられる。不溶性アノードとしては、Pt、PtめっきしたTiの使用が適当である。また、市販されている寸法安定性電極(DSA)等も使用できる。含リン銅アノードを用いる場合には、めっきされた分の銅の補給はアノードの溶解により自動的に行われる。
不溶性アノードを用いた場合には、めっきにより液中の銅濃度が減少していくため、銅濃度を維持するために硫酸銅溶液を補給する。
【0014】
電気銅めっき液の代表的な組成(上記に説明したアゾール又はシランカップリング剤を除く)は次の通りである。
・硫酸銅(銅として)0.1〜100g/L(好ましくは10〜50g/L)、
・硫酸0.1〜500g/L(好ましくは10〜300g/L)、
・塩素0.1〜500mg/L(好ましくは30〜100mg/L)、
・有機硫黄化合物1〜500μmol/L(好ましくは4〜200μmol/L)、
・ポリエーテル化合物0.1〜5000μmol/L(好ましくは0.5〜500μmol/L)、
・残部:水。
さらに、必要に応じて上記の範囲で第三アルキルアミンとポリエピクロルヒドリンからなる第四アンモニウム塩付加物及びポリアルキルエチレンイミン等を添加する。
【0015】
めっき条件の例を示すと、次の通りである。
・電流密度 0.1〜100A/dm(好ましくは0.5〜5A/dm
・液温度 10〜80℃(好ましくは15〜30℃)
電気めっきにおける電流密度、液温度、および液の流速(めっき面と液バルクとの相対速度)は相互に依存する関係を持っており、上記の範囲内で、適当な液の流速を付与することによって、狙いの析出速度と銅析出(結晶状態)を得ることができる。
液の流速を付与する方法としては、めっきされるウェハーを揺動、回転させる方法や、その近傍を空気撹拌する方法などを用いることができる。
【0016】
また、電気めっきにおいて印加する電流は、直流電流のみならず、パルス電流や、PR(periodic reverse)電流を使用することができる。
パルス電流は、一定の時間(on time)内に電流を流して銅を析出させた後、一定の時間(off time)内の休止により析出反応の起こった電極近傍の銅イオンが不足した状態を解消させ、これによりon timeの電流密度を通常の直流より高く設定することができる。
一方、PR電流では、一定の時間内に析出させた銅を、一定時間の逆電流の印加により溶解させる。これにより、トレンチの角部等の電流が集中しやすい部分の析出を抑えることができる。これらは通常、直流電流では得られない析出物を得ることができる。
【0017】
電気銅めっき液は有機硫黄化合物を含有させることができる。この有機硫黄化合物としては、例えば二硫化ビススルホ二ナトリウム、二硫化ビス(1−スルホメチル)二ナトリウム、二硫化ビス(2−スルホエチル)二ナトリウム、二硫化ビス(3−スルホプロピル)二ナトリウム、二硫化ビス(4−スルホブチル)二ナトリウム、二硫化テトラメチルチウラム、二硫化テトラエチルチウラム、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、2,3−ジメルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム等を使用することができる。
【0018】
これらは、電気めっきの初期にはめっき面の場所に依存することなく全面に均一に吸着し反応を促進する。しかし、反応が進むにつれてビア・トレンチ内の凹部分の吸着密度が高くなり、その結果その部分の析出速度が速くなる。
逆にビア・トレンチ入り口付近の凸部分の吸着密度は低くなり、その結果その部分の析出速度が遅くなる。このようにして有機硫黄化合物を含有する電気銅めっき液は析出皮膜の膜厚の均一化に著しい効果がある。有機硫黄化合物の量は1〜500μmol/Lとするのが良い。
【0019】
また、電気銅めっき液はポリエーテル化合物を添加することができる。このポリエーテル化合物としては、例えばポリエチレングリコール(分子量100〜50000)、ポリプロピレングリコール(分子量100〜50000)などを使用することができる。
これらは電気めっきの際にビア又はトレンチ付きウェハーの表面(ビア・トレンチ以外の部分)に優先的に吸着することにより、表面部への銅の析出を抑制する。ポリエーテル化合物の添加量は0.1〜5000μmol/Lが適当である。
【0020】
また、必要に応じて上記のように第三アルキルアミン及びポリエピクロルヒドリンからからなる第四アンモニウム塩付加物を含ませることができる。この物質はポリエーテル化合物と同様、ウェハー表面部への銅の析出を効果的に抑制する。この第四アンモニウム塩付加物の量は0.1〜200μmol/Lとするのが良い。
【0021】
また、この電気銅めっき液はポリアルキルエチレンイミンを添加することができる。この物質は前記ポリエーテル化合物と同様、ウェハー表面部への銅の析出を抑制する。このポリアルキルエチレンイミンの添加量は0.1〜7μmol/Lが適当である。
上記第三アルキルアミンとポリエピクロルヒドリンからなる第四アンモニウム塩付加物及びポリアルキルエチレンイミンは、有機硫黄化合物及びポリエーテル化合物の濃度が、特に最適な範囲にある場合には必ずしもめっき液中の成分として含まれる必要がないが、前記濃度範囲で含有されている方が微細なビア・トレンチの埋め込み性に対する効果が一層安定する。
【0022】
電気銅めっき液中に上記の各成分濃度を適当な範囲内で組み合わせた添加剤を加えることにより、微細なビア・トレンチ付きの半導体ウェハーに電気銅めっきを行った場合、場所によって銅の析出速度を変化させることができる。
すなわち、特にビア・トレンチ内の凹部分の析出速度を早め、ビア・トレンチの入り口付近の凸部分とウェハー表面の析出速度を遅くし、これによりビア・トレンチ内への埋め込み特性を改善することができる。
電気銅めっき膜厚は、半導体ウェハーの表面のビア・トレンチが埋められ、その後の工程であるケミカルメカニカルポリッシング(CMP)による平坦化によって配線が形成できる程度でよい。一般的には0.5〜2μmであるが、この範囲に制限されることはなく任意に設定できる。
【0023】
【実施例及び比較例】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、本実施例は好適な例を示すものであって、本実施例により発明を制限するものではない。本発明はその技術思想の範囲に含まれる変形及び他の例を当然含むものである。
【0024】
実施例1〜7に示すめっき液を用いて電気めっきを行った。また、実施例8〜9に示す前処理液で浸漬処理後、めっき液を用いて電気めっきを行った。
また、比較例1〜3に示すめっき液を用いて電気めっきを行った。被めっき素材として、微細なビアパターンつきのシリコンウェハーにTaN(30nm)/Cu(100nm)をスパッタリングしたものを用いた。液温は20°C、カソード電流密度は1A/dmとして、1μm相当のめっきを行った。ビアのパターンは深さが1μm、穴径が0.18μmであった。
【0025】
(実施例1)
銅15g/L、硫酸180g/L、塩素70mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量3350)50μmol/L、
二硫化ビス(3スルホプロピル)二ナトリウム30μmol/L、
第四エピクロルヒドリン6μmol/L、
ポリベンジルエチレンイミン2μmol/L、
イミダゾールシラン1g/L
【0026】
(実施例2)
銅20g/L、硫酸200g/L、塩素50mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量10000)10μmol/L、
3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム30μmol/L、
第四エピクロルヒドリン30μmol/L、
アミノシラン2g/L
【0027】
(実施例3)
銅30g/L、硫酸180g/L、塩素100mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量15000)10μmol/L、
二流化ビス(2スルホエチル)二ナトリウム20μmol/L、
第四エピクロルヒドリン15μmol/L、
ポリアリルエチレンイミン1μmol/L、
エポキシシラン500ミリグラム/L
【0028】
(実施例4)
銅10g/L、硫酸240g/L、塩素50mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量1000)250μmol/L、
二流化テトラメチルチウラム60μmol/L、
第四エピクロルヒドリン45μmol/L、
ジアミノシラン1g/L
【0029】
(実施例5)
銅25g/L、硫酸200g/L、塩素70mg/L、
ポリプロピレングリコール(分子量8000)15μmol/L、
2,3−ジメルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム30μmol/L、
第四エピクロルヒドリン25μmol/L、
ポリベンジルエチレンイミン2μmol/L、
ジメチルアミノシラン2g/L
【0030】
(実施例6)
銅15g/L、硫酸300g/L、塩素50mg/L、
ポリプロピレングリコール(分子量20000)2.5μmol/L、
二流化ビス(3スルホプロピル)二ナトリウム45μmol/L、
第四エピクロルヒドリン60μmol/L、
ポリアリルエチレンイミン1μmol/L、
5メチル−1H−ベンゾトリアゾール200mg/L
【0031】
(実施例7)
銅25g/L、硫酸200g/L、塩素60mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量5000)40μmol/L、
二硫化ビス(2スルホエチル)二ナトリウム15μmol/L、
第四エピクロルヒドリン20μmol/L、
1,2,3−ベンゾトリアゾール100mg/L
【0032】
(実施例8)
前処理液;イミダゾールシラン2g/L(10sec浸漬)
めっき液;20g/L、硫酸300g/L、塩素80mg/L、
ポリプロピレングリコール(分子量10000)5μmol/L、
二硫化ビス(3スルホプロビル)二ナトリウム30μmol/L、
第四エピクロルヒドリン25μmol/L、
ポリアリルエチレンイミン1μmol/L
【0033】
(実施例9)
前処理液;1.2.3−ベンゾトリアゾール200mg/L(10sec浸漬)
めっき液;銅25g/L、硫酸200g/L、塩素100mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量5000)30μmol/L、
二硫化ビス(2スルホエチル)二ナトリウム15μmol/L、
第四エピクロルヒドリン15μmol/L
【0034】
(比較例1)
銅25g/L、硫酸150g/L、塩素50mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量10000)10μmol/L、
二硫化ビス(3スルホプロビル)二ナトリウム60μmol/L、
第四エピクロルヒドリン15μmol/L、
ポリベンジルエチレンイミン2μmol/L
【0035】
(比較例2)
銅10g/L、硫酸300g/L、塩素100mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量20000)2.5μmol/L、
3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸ナトリウム60μmol/L、
第四エピクロルヒドリン30μmol/L
【0036】
(比較例3)
銅30g/L、硫酸200g/L、塩素80mg/L、
ポリエチレングリコール(分子量5000)30μmol/L、
二硫化テトラメチルチウラム20μmol/L、
第四エピクロルヒドリン60μmol/L、
ポリアリルエチレンイミン1μmol/L
【0037】
得られた析出物について、微細なビアパターンへの埋め込み性を劈開断面SEM観察により確認した結果、表1に示す通りの結果となった。
表1に示すように実施例1〜9ではいずれもボイド及びシームは発生しなかった。しかし本発明のアゾール又はシランカップリング剤を含まないめっき液による処理を施した比較例1〜3ではボイド及びシームの発生があった。
以上の実施例及び比較例は代表的なものを示したが、本請求項で示す全ての成分組成において効果があることが確認できた。
【0038】
【表1】
Figure 0004394234
【0039】
【発明の効果】
本発明の銅電気めっき液及び前処理液を使用することにより、従来微細なビアあるいはトレンチの孔や底部への銅膜形成が不十分である場合に、めっき液に含まれる硫酸で銅のシード層が簡単に溶解するという現象がなくなり、半導体ウェハー上に形成された微細なビアあるいはトレンチにおけるボイドやシーム等の欠陥を発生させずに銅を埋め込むことが可能となる優れた効果を有する。

Claims (9)

  1. 硫酸銅(銅として)0.1〜100g/L、硫酸0.1〜500g/L、塩素0.1〜500mg/L及び添加剤として有機硫黄化合物1〜500μmol/Lとポリエーテル化合物0.1〜5000μmol/Lを含有し、さらにアゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有する銅電気めっき液。
  2. アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有することを特徴とする請求項1記載の銅電気めっき液。
  3. 硫酸銅(銅として)0.1〜100g/L、硫酸0.1〜500g/L、塩素0.1〜500mg/L及び添加剤として有機硫黄化合物1〜500μmol/Lとポリエーテル化合物0.1〜5000μmol/Lを含有し、さらにアゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有する銅電気めっき液に1〜60秒浸漬することを特徴とする銅電気めっき方法。
  4. 3〜10秒浸漬することを特徴とする請求項3記載の銅電気めっき方法。
  5. アゾール又はシランカップリング剤を1〜10000mg/L含有する前処理液に浸漬した後、めっきすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の銅電気めっき方法。
  6. アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有することを特徴とする請求項5記載の銅電気めっき方法。
  7. アゾール又はシランカップリング剤を含有する前処理液に1〜60秒浸漬することを特徴とする請求項5又は6記載の銅電気めっき方法。
  8. アゾール又はシランカップリング剤を含有する前処理液に3〜10秒浸漬することを特徴とする請求項7記載の銅電気めっき方法。
  9. アゾール又はシランカップリング剤を10〜5000mg/L含有する前処理液に浸漬することを特徴とする請求項5〜8のいずれか一項に記載の銅電気めっき方法。
JP2000042158A 2000-01-20 2000-02-21 銅電気めっき液及び銅電気めっき方法 Expired - Lifetime JP4394234B2 (ja)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000042158A JP4394234B2 (ja) 2000-01-20 2000-02-21 銅電気めっき液及び銅電気めっき方法
IL14634500A IL146345A0 (en) 2000-01-20 2000-05-26 Copper electroplating liquid, pretreatment liquid for copper electroplating and method of copper electroplating
KR10-2002-7008949A KR100484351B1 (ko) 2000-01-20 2000-05-26 동 전기도금방법
PCT/JP2000/003394 WO2001053569A1 (en) 2000-01-20 2000-05-26 Copper electroplating liquid, pretreatment liquid for copper electroplating and method of copper electroplating
CNB008118094A CN1190520C (zh) 2000-01-20 2000-05-26 铜电镀方法
DE60045523T DE60045523D1 (de) 2000-01-20 2000-05-26 VERFAHREN einer Kupferelektroplattierung mit VORBEHANDLUNG
EP07016126A EP1865093B1 (en) 2000-01-20 2000-05-26 Copper electroplating liquid, pretreatment liquid for copper electroplating and method of copper electroplating
EP00931584A EP1249517B1 (en) 2000-01-20 2000-05-26 METHOD OF COPPER ELECTROPLATING with pretreatment
US09/980,947 US6562222B1 (en) 2000-01-20 2000-06-26 Copper electroplating liquid, pretreatment liquid for copper electroplating and method of copper electroplating
TW89122872A TW573072B (en) 2000-01-20 2000-10-31 Copper electroplating method
MYPI20010160A MY127269A (en) 2000-01-20 2001-01-13 Copper electroplating liquid, pretreatment liquid for copper electroplating and method of copper electroplating

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000011620 2000-01-20
JP2000-11620 2000-01-20
JP2000042158A JP4394234B2 (ja) 2000-01-20 2000-02-21 銅電気めっき液及び銅電気めっき方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001271196A JP2001271196A (ja) 2001-10-02
JP4394234B2 true JP4394234B2 (ja) 2010-01-06

Family

ID=26583839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000042158A Expired - Lifetime JP4394234B2 (ja) 2000-01-20 2000-02-21 銅電気めっき液及び銅電気めっき方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6562222B1 (ja)
EP (2) EP1865093B1 (ja)
JP (1) JP4394234B2 (ja)
KR (1) KR100484351B1 (ja)
CN (1) CN1190520C (ja)
DE (1) DE60045523D1 (ja)
IL (1) IL146345A0 (ja)
MY (1) MY127269A (ja)
TW (1) TW573072B (ja)
WO (1) WO2001053569A1 (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030055278A (ko) * 2000-10-10 2003-07-02 니혼 리로날 가부시키가이샤 불용성 양극을 사용하는 전해구리도금 방법
AU2002245083A1 (en) * 2000-11-03 2002-07-24 Shipley Company, L.L.C. Electrochemical co-deposition of metals for electronic device manufacture
JP4076751B2 (ja) * 2001-10-22 2008-04-16 日鉱金属株式会社 電気銅めっき方法、電気銅めっき用含リン銅アノード及びこれらを用いてめっきされたパーティクル付着の少ない半導体ウエハ
JP4011336B2 (ja) * 2001-12-07 2007-11-21 日鉱金属株式会社 電気銅めっき方法、電気銅めっき用純銅アノード及びこれらを用いてめっきされたパーティクル付着の少ない半導体ウエハ
US7316772B2 (en) * 2002-03-05 2008-01-08 Enthone Inc. Defect reduction in electrodeposited copper for semiconductor applications
US8002962B2 (en) 2002-03-05 2011-08-23 Enthone Inc. Copper electrodeposition in microelectronics
JP4034095B2 (ja) * 2002-03-18 2008-01-16 日鉱金属株式会社 電気銅めっき方法及び電気銅めっき用含リン銅アノード
US6716771B2 (en) * 2002-04-09 2004-04-06 Intel Corporation Method for post-CMP conversion of a hydrophobic surface of a low-k dielectric layer to a hydrophilic surface
KR20070086900A (ko) * 2002-09-05 2007-08-27 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 고순도 황산동 및 그 제조방법
KR100454270B1 (ko) * 2002-11-29 2004-10-26 엘지전선 주식회사 저조도 전해동박의 제조방법 및 전해동박
US7777078B2 (en) 2002-12-18 2010-08-17 Nikko Materials Co., Ltd. Copper electrolytic solution and electrolytic copper foil produced therewith
CN1312323C (zh) * 2002-12-25 2007-04-25 日矿金属株式会社 包含季铵化合物聚合物和有机硫化合物的铜电解液以及由该电解液制造的电解铜箔
CN100364061C (zh) * 2003-06-04 2008-01-23 花王株式会社 剥离剂组合物以及使用该剥离剂组合物的剥离洗涤方法
US7182849B2 (en) * 2004-02-27 2007-02-27 Taiwan Semiconducotr Manufacturing Co., Ltd. ECP polymer additives and method for reducing overburden and defects
TW200613586A (en) * 2004-07-22 2006-05-01 Rohm & Haas Elect Mat Leveler compounds
US20070004587A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Intel Corporation Method of forming metal on a substrate using a Ruthenium-based catalyst
EP1741804B1 (en) * 2005-07-08 2016-04-27 Rohm and Haas Electronic Materials, L.L.C. Electrolytic copper plating method
JP5659411B2 (ja) * 2006-01-27 2015-01-28 奥野製薬工業株式会社 含リン銅をアノードとする電解銅めっき液用添加剤、電解銅めっき液及び電解銅めっき方法
JP2009228078A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Fujitsu Ltd 電解メッキ液、電解メッキ方法、および半導体装置の製造方法
US20120175264A1 (en) * 2009-09-28 2012-07-12 Basf Se Wafer pretreatment for copper electroplating
JP2011179085A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 C Uyemura & Co Ltd 電気めっき用前処理剤、電気めっきの前処理方法及び電気めっき方法
CN103125149B (zh) 2010-09-27 2016-09-14 吉坤日矿日石金属株式会社 印刷电路板用铜箔、其制造方法、印刷电路板用树脂基板以及印刷电路板
JP2012092366A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Imec 銅の電着方法
US8778462B2 (en) * 2011-11-10 2014-07-15 E I Du Pont De Nemours And Company Method for producing metalized fibrous composite sheet with olefin coating
US20130167461A1 (en) * 2011-12-28 2013-07-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for producing metalized fibrous composite sheet with olefin coating
US8741393B2 (en) 2011-12-28 2014-06-03 E I Du Pont De Nemours And Company Method for producing metalized fibrous composite sheet with olefin coating
CN102703938B (zh) * 2012-06-07 2015-04-22 上海交通大学 硫酸铜电镀液的应力消除剂
US9598787B2 (en) * 2013-03-14 2017-03-21 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes
CN103436926A (zh) * 2013-08-19 2013-12-11 沈阳理工大学 一种硅烷偶联剂与金属镍离子共沉积的方法
JP5857310B2 (ja) * 2013-09-30 2016-02-10 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびその製造方法
CN105297083B (zh) * 2015-11-16 2018-11-02 泉州方寸新材料科技有限公司 一种冷轧板三价铬电镀镀液
CN105297084B (zh) * 2015-11-16 2018-11-02 泉州方寸新材料科技有限公司 一种冷轧板三价铬电镀方法
US10512174B2 (en) 2016-02-15 2019-12-17 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes to reduce voids and other defects
US10508357B2 (en) 2016-02-15 2019-12-17 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of filling through-holes to reduce voids and other defects

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4120805B1 (ja) * 1963-12-27 1966-12-05
JPS50104143A (ja) * 1974-01-23 1975-08-16
GB1415129A (en) * 1974-07-03 1975-11-26 Orion Radio Production of bright copper electroplates
JPS5121529A (ja) * 1974-08-16 1976-02-20 Hitachi Ltd Pirorinsandometsukizeiseihimakuboshiho
US4376685A (en) * 1981-06-24 1983-03-15 M&T Chemicals Inc. Acid copper electroplating baths containing brightening and leveling additives
US5174886A (en) * 1991-02-22 1992-12-29 Mcgean-Rohco, Inc. High-throw acid copper plating using inert electrolyte
JP2678701B2 (ja) * 1992-02-19 1997-11-17 石原薬品 株式会社 電気銅めっき液
JP3286744B2 (ja) * 1993-05-24 2002-05-27 奥野製薬工業株式会社 非導電性材料表面に電気めっき層を直接形成する方法
JP3263750B2 (ja) * 1993-12-08 2002-03-11 奥野製薬工業株式会社 酸性銅めっき浴及びこれを使用するめっき方法
JP3362512B2 (ja) * 1994-07-20 2003-01-07 株式会社デンソー 半導体ウエハのめっき方法およびめっき装置
JPH0839728A (ja) * 1994-07-27 1996-02-13 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 金属張積層基板の製造方法
JPH08139452A (ja) * 1994-11-14 1996-05-31 Hitachi Ltd 多層配線基板の製造方法
JPH0978251A (ja) * 1995-09-13 1997-03-25 Hitachi Chem Co Ltd 無電解銅めっきの前処理液
DE69738388T2 (de) * 1996-08-23 2008-12-04 Nikko Materials Usa Inc., Chandler Flexibles hochleistungslaminat
DE19653681C2 (de) * 1996-12-13 2000-04-06 Atotech Deutschland Gmbh Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Kupferschichten mit gleichmäßiger Schichtdicke und guten optischen und metallphysikalischen Eigenschaften und Anwendung des Verfahrens
US5863410A (en) * 1997-06-23 1999-01-26 Circuit Foil Usa, Inc. Process for the manufacture of high quality very low profile copper foil and copper foil produced thereby
US6270645B1 (en) 1997-09-26 2001-08-07 Circuit Foil Usa, Inc. Simplified process for production of roughened copper foil
US6270889B1 (en) * 1998-01-19 2001-08-07 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Making and using an ultra-thin copper foil
JP3276919B2 (ja) * 1998-03-06 2002-04-22 英夫 本間 樹脂基材への高密着性めっき方法およびこれに用いる銅めっき液
US6113771A (en) 1998-04-21 2000-09-05 Applied Materials, Inc. Electro deposition chemistry
US6444110B2 (en) * 1999-05-17 2002-09-03 Shipley Company, L.L.C. Electrolytic copper plating method
CN103475577B (zh) * 2013-09-29 2017-02-08 小米科技有限责任公司 一种获得特征信息的方法、装置及网络设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001271196A (ja) 2001-10-02
KR100484351B1 (ko) 2005-04-20
EP1249517A1 (en) 2002-10-16
EP1249517A4 (en) 2003-05-02
MY127269A (en) 2006-11-30
KR20020074195A (ko) 2002-09-28
WO2001053569A1 (en) 2001-07-26
TW573072B (en) 2004-01-21
CN1370245A (zh) 2002-09-18
US6562222B1 (en) 2003-05-13
DE60045523D1 (de) 2011-02-24
IL146345A0 (en) 2002-07-25
EP1865093B1 (en) 2012-03-28
EP1249517B1 (en) 2011-01-12
EP1865093A1 (en) 2007-12-12
CN1190520C (zh) 2005-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4394234B2 (ja) 銅電気めっき液及び銅電気めっき方法
US7220296B1 (en) Electroless plating baths for high aspect features
KR101433393B1 (ko) 구리의 무전해 성막용 도금 용액들
US7998859B2 (en) Surface preparation process for damascene copper deposition
JP5346215B2 (ja) 半導体デバイスの製造において直接銅めっきし、かつ充填して相互配線を形成するための方法及び組成物
US11434578B2 (en) Cobalt filling of interconnects in microelectronics
JP2003510846A (ja) 銅結線のシード層の処理方法および処理装置
US20060252254A1 (en) Filling deep and wide openings with defect-free conductor
JP5377831B2 (ja) ダマシン銅配線用シード層形成方法、及びこの方法を用いてダマシン銅配線を形成した半導体ウェハー
US6630741B1 (en) Method of reducing electromigration by ordering zinc-doping in an electroplated copper-zinc interconnect and a semiconductor device thereby formed
US6660153B2 (en) Seed layer repair bath
US20180363158A1 (en) Copper electrodeposition solution and process for high aspect ratio patterns
US6660633B1 (en) Method of reducing electromigration in a copper line by electroplating an interim copper-zinc alloy thin film on a copper surface and a semiconductor device thereby formed
US20050170650A1 (en) Electroless palladium nitrate activation prior to cobalt-alloy deposition
US6797146B2 (en) Seed layer repair
JP2000080494A (ja) 銅ダマシン配線用めっき液
US20020090484A1 (en) Plating bath
US6974767B1 (en) Chemical solution for electroplating a copper-zinc alloy thin film
JP2000297395A (ja) 電気銅めっき液
JP4822519B2 (ja) 半導体ウェハーの前処理剤及び前処理方法
JPH11269693A (ja) 銅の成膜方法及び銅めっき液
JP3864138B2 (ja) 基板の銅配線形成方法
TW589410B (en) A novel composition of copper electroplating solution
JP2005154851A (ja) 無電解銅めっき液および無電解銅めっき方法
JP2012092366A (ja) 銅の電着方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090605

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090826

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091013

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091015

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4394234

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131023

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term