JPH11307481A - 電解めっき装置および電解めっき方法 - Google Patents
電解めっき装置および電解めっき方法Info
- Publication number
- JPH11307481A JPH11307481A JP10114494A JP11449498A JPH11307481A JP H11307481 A JPH11307481 A JP H11307481A JP 10114494 A JP10114494 A JP 10114494A JP 11449498 A JP11449498 A JP 11449498A JP H11307481 A JPH11307481 A JP H11307481A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- gas
- electrolytic plating
- chamber
- plating layer
- 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.)
- Pending
Links
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 100
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 abstract description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 28
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 23
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 8
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 3
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 2
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/12—Semiconductors
- C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/04—Removal of gases or vapours ; Gas or pressure control
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/003—Electroplating using gases, e.g. pressure influence
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
- H01L21/2885—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/241—Reinforcing the conductive pattern characterised by the electroplating method; means therefor, e.g. baths or apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
- H05K3/423—Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フェースダウン方式で大気中からめっき槽中
のめっき液にウエハを浸漬すると、ウエハ内に形成され
た微細な凹部に気泡が入り、その気泡中の酸素によりめ
っき層が酸化されて、抵抗上昇、信頼性の低下を来して
いた。 【解決手段】 電解めっき法により金属の成膜を行う電
解めっき装置１であって、そのめっき槽２１を非酸化性
雰囲気内に設置したものである。
のめっき液にウエハを浸漬すると、ウエハ内に形成され
た微細な凹部に気泡が入り、その気泡中の酸素によりめ
っき層が酸化されて、抵抗上昇、信頼性の低下を来して
いた。 【解決手段】 電解めっき法により金属の成膜を行う電
解めっき装置１であって、そのめっき槽２１を非酸化性
雰囲気内に設置したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解めっき装置お
よび電解めっき方法に関し、詳しくは半導体装置に形成
される銅を電解めっきにより成膜する電解めっき装置お
よび電解めっき方法に関する。
よび電解めっき方法に関し、詳しくは半導体装置に形成
される銅を電解めっきにより成膜する電解めっき装置お
よび電解めっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの高集積化により、そのＬＳＩを
構成する内部配線の微細化、多層化が進んでいる。それ
にともない、配線形成時の平坦化技術、微細配線の加工
技術の開発、および信頼性確保が重要な課題になってい
る。これらの問題点の解決手段のひとつとして、埋め込
み配線技術が検討されている。特に高速動作、低消費電
力化を目指した銅埋め込み配線技術が注目されている。
構成する内部配線の微細化、多層化が進んでいる。それ
にともない、配線形成時の平坦化技術、微細配線の加工
技術の開発、および信頼性確保が重要な課題になってい
る。これらの問題点の解決手段のひとつとして、埋め込
み配線技術が検討されている。特に高速動作、低消費電
力化を目指した銅埋め込み配線技術が注目されている。
【０００３】最近の銅の埋め込み方法としては、電解め
っき法による銅成膜が注目されている。溝または接続孔
にバリアメタル層を形成した後、硫酸銅溶液を用いた電
解めっき法で銅を成膜する。その際、バリアメタル層の
上にスパッタ法またはＣＶＤ法で銅膜を成膜し、密着層
として用いる場合が多い。この電解めっき法は、室温で
高アスペクト構造への埋め込みが可能になる。
っき法による銅成膜が注目されている。溝または接続孔
にバリアメタル層を形成した後、硫酸銅溶液を用いた電
解めっき法で銅を成膜する。その際、バリアメタル層の
上にスパッタ法またはＣＶＤ法で銅膜を成膜し、密着層
として用いる場合が多い。この電解めっき法は、室温で
高アスペクト構造への埋め込みが可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術には以下のような課題がある。以下に銅電解め
っきによる溝または接続孔への埋め込みプロセスを説明
する。まず、図５の（１）に示すように、通常のＲＩＥ
（Reactive Ion Etching）法により、層間絶縁膜１１１
に溝、接続孔等からなる凹部１１２を加工する。次いで
図５の（２）に示すように、例えばスパッタ法により、
上記凹部１１２の内壁および層間絶縁膜１１１上にバリ
アメタル層１１３を、例えばチタン膜、窒化チタン膜を
下層より順に積層して形成し、さらに密着層１１４を銅
膜で形成する。その際、凹部１１２の開口部分にバリア
メタル層１１３、密着層１１４がオーバーハング状態に
形成される。
来の技術には以下のような課題がある。以下に銅電解め
っきによる溝または接続孔への埋め込みプロセスを説明
する。まず、図５の（１）に示すように、通常のＲＩＥ
（Reactive Ion Etching）法により、層間絶縁膜１１１
に溝、接続孔等からなる凹部１１２を加工する。次いで
図５の（２）に示すように、例えばスパッタ法により、
上記凹部１１２の内壁および層間絶縁膜１１１上にバリ
アメタル層１１３を、例えばチタン膜、窒化チタン膜を
下層より順に積層して形成し、さらに密着層１１４を銅
膜で形成する。その際、凹部１１２の開口部分にバリア
メタル層１１３、密着層１１４がオーバーハング状態に
形成される。
【０００５】そして図５の（３）に示すように、バリア
メタル層１１３、密着層１１４の凹部１１２へのカバリ
ッジが１００％とならないために、バリアメタル層１１
３、密着層１１４の抵抗がこれらの部分で上昇を来すこ
とになる。そのため、このような状態で銅電解めっき液
１２１中に浸漬して電解めっきを行うと、この開口部分
に電流が集中する（矢印で示す）。そして電流が集中す
る部分の成膜速度が速くなる。また、凹部１１２の内部
には気泡１１４が生じる。その結果、上記気泡１１４に
より、図５の（４）に示すように、凹部１１２の内部に
ボイド１１５が生じた状態で銅膜１１６が成膜される。
なお、上記図５の（３）は、他の図面とは逆に層間絶縁
膜１１１の表面を下側に向けて描いている。
メタル層１１３、密着層１１４の凹部１１２へのカバリ
ッジが１００％とならないために、バリアメタル層１１
３、密着層１１４の抵抗がこれらの部分で上昇を来すこ
とになる。そのため、このような状態で銅電解めっき液
１２１中に浸漬して電解めっきを行うと、この開口部分
に電流が集中する（矢印で示す）。そして電流が集中す
る部分の成膜速度が速くなる。また、凹部１１２の内部
には気泡１１４が生じる。その結果、上記気泡１１４に
より、図５の（４）に示すように、凹部１１２の内部に
ボイド１１５が生じた状態で銅膜１１６が成膜される。
なお、上記図５の（３）は、他の図面とは逆に層間絶縁
膜１１１の表面を下側に向けて描いている。
【０００６】図６に、電解めっきにより銅を成膜した際
に、実際に生じたボイドの断面模式図を示す。図６に示
すように、層間絶縁膜１１１に形成した凹部（溝）１１
２の内部からその上部にかけてボイド１１５が発生した
状態で銅膜１１６が成長していることがわかった。
に、実際に生じたボイドの断面模式図を示す。図６に示
すように、層間絶縁膜１１１に形成した凹部（溝）１１
２の内部からその上部にかけてボイド１１５が発生した
状態で銅膜１１６が成長していることがわかった。
【０００７】図７に示すように、現在使用されているウ
エハ用の電解めっき装置１２０では、ウエハ１１０の裏
面へのめっき液（銅イオンを含んでいる）１２１の接触
を避けるため、ウエハ１１０の表面をめっき液１２１側
に向ける（フェースダウン）構造が採用されている。な
お、めっき液１２１はめっき層１２２内に貯えられてお
り、めっき液１２２中にはアノード電極１２３が設置さ
れている。
エハ用の電解めっき装置１２０では、ウエハ１１０の裏
面へのめっき液（銅イオンを含んでいる）１２１の接触
を避けるため、ウエハ１１０の表面をめっき液１２１側
に向ける（フェースダウン）構造が採用されている。な
お、めっき液１２１はめっき層１２２内に貯えられてお
り、めっき液１２２中にはアノード電極１２３が設置さ
れている。
【０００８】上記方式では、図８の（１）に示すよう
に、めっき溶液１２１がウエハ１１０の表面に形成され
ている微細な部分にまで浸透できない場合がある。すな
わち、気泡１１７が微細な部分、例えば凹部（例えば
溝）１１２内に残る場合がある。この状態で電解めっき
を行うと、図８の（２）に示すように、凹部１１２の内
部に上記気泡１１７が残りボイド１１５を発生した状態
で銅膜１１６が成長することになる。
に、めっき溶液１２１がウエハ１１０の表面に形成され
ている微細な部分にまで浸透できない場合がある。すな
わち、気泡１１７が微細な部分、例えば凹部（例えば
溝）１１２内に残る場合がある。この状態で電解めっき
を行うと、図８の（２）に示すように、凹部１１２の内
部に上記気泡１１７が残りボイド１１５を発生した状態
で銅膜１１６が成長することになる。
【０００９】このようにして発生したボイドは、４００
℃程度の熱処理を行うことによって、消滅することが、
第５８回応用物理学会秋季学術講演会予稿集３ｐ−Ｅ−
４（１９９７）原田裕介，他，ｐ７７６により報告され
ている。しかしながら、高真空中でスパッタリングした
場合に発生したボイドと異なり、電解めっきで成膜した
場合に発生するボイドには、空気が残留している。空気
中には約２０％程度の酸素が含まれているため、ボイド
周辺が酸化される可能性が十分にあるとともに、抵抗上
昇や信頼性の低下が起こり得る。
℃程度の熱処理を行うことによって、消滅することが、
第５８回応用物理学会秋季学術講演会予稿集３ｐ−Ｅ−
４（１９９７）原田裕介，他，ｐ７７６により報告され
ている。しかしながら、高真空中でスパッタリングした
場合に発生したボイドと異なり、電解めっきで成膜した
場合に発生するボイドには、空気が残留している。空気
中には約２０％程度の酸素が含まれているため、ボイド
周辺が酸化される可能性が十分にあるとともに、抵抗上
昇や信頼性の低下が起こり得る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた電解めっき装置および電解めっき
方法であり、電解めっき装置は、そのめっき槽を非酸化
性雰囲気、例えば希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気または
水素ガス雰囲気内に設置したものである。
決するためになされた電解めっき装置および電解めっき
方法であり、電解めっき装置は、そのめっき槽を非酸化
性雰囲気、例えば希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気または
水素ガス雰囲気内に設置したものである。
【００１１】上記電解めっき装置では、めっき槽が非酸
化性雰囲気中に設置されていることから、被めっき体を
めっき槽中のめっき液に浸漬する際に、被めっき体の微
細な部分、例えば溝、接続孔等の凹部に気泡が入り込ん
で、その気泡がボイドとなってめっき層が成膜されて
も、そのボイド中は非酸化性ガスとなり、酸素は含まれ
ない。そのため、めっき層を熱処理してボイドが消滅さ
せた際にボイド中のガスがめっき層中に取り込まれて
も、めっき層は酸化されない。よって、めっき層の抵抗
上昇や信頼性の低下は生じなくなる。
化性雰囲気中に設置されていることから、被めっき体を
めっき槽中のめっき液に浸漬する際に、被めっき体の微
細な部分、例えば溝、接続孔等の凹部に気泡が入り込ん
で、その気泡がボイドとなってめっき層が成膜されて
も、そのボイド中は非酸化性ガスとなり、酸素は含まれ
ない。そのため、めっき層を熱処理してボイドが消滅さ
せた際にボイド中のガスがめっき層中に取り込まれて
も、めっき層は酸化されない。よって、めっき層の抵抗
上昇や信頼性の低下は生じなくなる。
【００１２】電解めっき方法は、被めっき体を非酸化性
雰囲気、例えば希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気または水
素ガス雰囲気より電解めっきのめっき液中に浸漬するこ
とを特徴としている。
雰囲気、例えば希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気または水
素ガス雰囲気より電解めっきのめっき液中に浸漬するこ
とを特徴としている。
【００１３】上記電解めっき方法では、被めっき体を非
酸化性雰囲気めっき液中に浸漬することから、被めっき
体をめっき液に浸漬する際に被めっき体の微細な部分、
例えば溝、接続孔等の凹部に気泡が入り込んで、この気
泡がボイドとなってめっき層が成膜されても、そのボイ
ド中には酸素は含まれていない。そのため、めっき層を
熱処理してボイドを消滅させた際にボイド中のガスがめ
っき層中に取り込まれても、めっき層は酸化されない。
よって、めっき層の抵抗上昇や信頼性の低下は生じなく
なる。
酸化性雰囲気めっき液中に浸漬することから、被めっき
体をめっき液に浸漬する際に被めっき体の微細な部分、
例えば溝、接続孔等の凹部に気泡が入り込んで、この気
泡がボイドとなってめっき層が成膜されても、そのボイ
ド中には酸素は含まれていない。そのため、めっき層を
熱処理してボイドを消滅させた際にボイド中のガスがめ
っき層中に取り込まれても、めっき層は酸化されない。
よって、めっき層の抵抗上昇や信頼性の低下は生じなく
なる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の電解めっき装置に係わる
第１の実施の形態を、図１の概略構成図によって説明す
る。
第１の実施の形態を、図１の概略構成図によって説明す
る。
【００１５】図１に示すように、電解めっき装置１は、
内部を非酸化性雰囲気に保持されているめっき室１１
と、そのめっき室１１の内部に設置しためっき槽２１お
よびフェースダウン方式のウエハ保持手段４１とからな
る。
内部を非酸化性雰囲気に保持されているめっき室１１
と、そのめっき室１１の内部に設置しためっき槽２１お
よびフェースダウン方式のウエハ保持手段４１とからな
る。
【００１６】上記めっき槽２１中にはめっき液３１が貯
えられていている。さらにめっき液３１中にはアノード
電極２２が設置されている。なお、上記めっき槽２１に
は図示はしないがめっき液３１の供給部と排出部が備え
られている。なお、このめっき槽２１はいわゆる循環濾
過方式になっていてもよい。
えられていている。さらにめっき液３１中にはアノード
電極２２が設置されている。なお、上記めっき槽２１に
は図示はしないがめっき液３１の供給部と排出部が備え
られている。なお、このめっき槽２１はいわゆる循環濾
過方式になっていてもよい。
【００１７】また上記ウエハ保持具４１は、図示しない
駆動装置により、めっき液３１上に搬送可能に設けられ
ていて、しかもめっき液３１上で矢印ア方向に昇降自在
となっている。そしてこのウエハ保持具４１にはカソー
ド電極４２が備えられており、そのカソード電極４２が
ウエハ５１の被めっき面（図面では下側の面）に接続さ
れている。また上記アノード電極２２と上記カソード電
極４２とは図示はしない電源に接続されている。
駆動装置により、めっき液３１上に搬送可能に設けられ
ていて、しかもめっき液３１上で矢印ア方向に昇降自在
となっている。そしてこのウエハ保持具４１にはカソー
ド電極４２が備えられており、そのカソード電極４２が
ウエハ５１の被めっき面（図面では下側の面）に接続さ
れている。また上記アノード電極２２と上記カソード電
極４２とは図示はしない電源に接続されている。
【００１８】上記めっき室１１は、非酸化性のガスを供
給するガス供給部１２とめっき室１１内のガスを排気す
るガス排気部１３とが備えられている。このめっき室１
１内は、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスが充填されてい
る。めっき室１１内は、非酸化性のガスであればアルゴ
ンガスに限定されることはなく、例えばヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、キセノン、クリプトン等から選択される
希ガス、窒素ガスまたは水素ガスであってもよい。この
めっき室１１は、密閉構造となっていることが望ましい
が、少なくともめっき液３１に浸漬されるまでのウエハ
５１の経路が非酸化性雰囲気となるものであればよい。
さらにめっき室１１には、ウエハ５１を出し入れするゲ
ートバルブ１４が備付けられている。
給するガス供給部１２とめっき室１１内のガスを排気す
るガス排気部１３とが備えられている。このめっき室１
１内は、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスが充填されてい
る。めっき室１１内は、非酸化性のガスであればアルゴ
ンガスに限定されることはなく、例えばヘリウム、ネオ
ン、アルゴン、キセノン、クリプトン等から選択される
希ガス、窒素ガスまたは水素ガスであってもよい。この
めっき室１１は、密閉構造となっていることが望ましい
が、少なくともめっき液３１に浸漬されるまでのウエハ
５１の経路が非酸化性雰囲気となるものであればよい。
さらにめっき室１１には、ウエハ５１を出し入れするゲ
ートバルブ１４が備付けられている。
【００１９】上記電解めっき装置１では、めっき槽２１
が非酸化性雰囲気のめっき室１１内に設置されているこ
とから、被めっき体であるウエハ５１をめっき槽２１中
のめっき液３１に浸漬する際に、ウエハ５１の微細な部
分、例えば溝、接続孔等の凹部（図示省略）に気泡が入
り込んで、その気泡がボイドとなってめっき層が成膜さ
れても、そのボイド中は非酸化性ガスとなり、酸素は含
まれない。そのため、めっき層を熱処理してボイドが消
滅させた際にボイド中のガスがめっき層中に取り込まれ
ても、めっき層は酸化されない。よって、めっき層の抵
抗上昇や信頼性の低下は生じなくなる。
が非酸化性雰囲気のめっき室１１内に設置されているこ
とから、被めっき体であるウエハ５１をめっき槽２１中
のめっき液３１に浸漬する際に、ウエハ５１の微細な部
分、例えば溝、接続孔等の凹部（図示省略）に気泡が入
り込んで、その気泡がボイドとなってめっき層が成膜さ
れても、そのボイド中は非酸化性ガスとなり、酸素は含
まれない。そのため、めっき層を熱処理してボイドが消
滅させた際にボイド中のガスがめっき層中に取り込まれ
ても、めっき層は酸化されない。よって、めっき層の抵
抗上昇や信頼性の低下は生じなくなる。
【００２０】次に、本発明の電解めっき装置に係わる第
２の実施の形態を、図２の概略構成図によって説明す
る。
２の実施の形態を、図２の概略構成図によって説明す
る。
【００２１】この電解めっき装置２は、ウエハ５１を搬
送する搬送ロボット６２を設置した搬送室６１を中心
に、処理前のウエハ５１を収納するロード側ウエハ収納
部７１、前処理室７２、上記説明したのと同様なるめっ
き室１１、後処理室７３、処理後のウエハ５１を収納す
るアンロード側ウエハ収納部７４を、例えばゲートバル
ブ８１〜８５を介して接続されている、いわゆるマルチ
チャンバ方式の構成となっている。この構成では、少な
くとも、めっき室１１、搬送室６１、前処理室７２の内
部が非酸化性雰囲気となるように、図示はしないが、そ
れぞれの室に非酸化性ガスの供給部と排気部とが設けら
れている。
送する搬送ロボット６２を設置した搬送室６１を中心
に、処理前のウエハ５１を収納するロード側ウエハ収納
部７１、前処理室７２、上記説明したのと同様なるめっ
き室１１、後処理室７３、処理後のウエハ５１を収納す
るアンロード側ウエハ収納部７４を、例えばゲートバル
ブ８１〜８５を介して接続されている、いわゆるマルチ
チャンバ方式の構成となっている。この構成では、少な
くとも、めっき室１１、搬送室６１、前処理室７２の内
部が非酸化性雰囲気となるように、図示はしないが、そ
れぞれの室に非酸化性ガスの供給部と排気部とが設けら
れている。
【００２２】上記非酸化性雰囲気は、前記第１の実施の
形態で説明したのと同様に、ヘリウム、ネオン、アルゴ
ン、キセノン、クリプトン等から選択される希ガス、窒
素ガスまたは水素ガスからなる。
形態で説明したのと同様に、ヘリウム、ネオン、アルゴ
ン、キセノン、クリプトン等から選択される希ガス、窒
素ガスまたは水素ガスからなる。
【００２３】上記電解めっき装置２では、めっき室１
１、搬送室６１、前処理室７２の内部が非酸化性雰囲気
となっていることから、前処理を終えたウエハは酸化さ
れることなく、めっき室１１に搬送されて、電解めっき
によりめっき層の形成を行うこよが可能になる。そのた
め、酸化されるやすい銅または銅合金からなるめっき層
を形成する場合であっても、前処理から電解めっきまで
の間で酸化されることはないので、信頼性の高いめっき
層の形成が可能になる。
１、搬送室６１、前処理室７２の内部が非酸化性雰囲気
となっていることから、前処理を終えたウエハは酸化さ
れることなく、めっき室１１に搬送されて、電解めっき
によりめっき層の形成を行うこよが可能になる。そのた
め、酸化されるやすい銅または銅合金からなるめっき層
を形成する場合であっても、前処理から電解めっきまで
の間で酸化されることはないので、信頼性の高いめっき
層の形成が可能になる。
【００２４】次に、本発明の電解めっき方法に係わる第
１の実施の形態を、図３および図４の製造工程図によっ
て説明する。この図３および図４では、一例として、銅
配線の形成方法を示す。
１の実施の形態を、図３および図４の製造工程図によっ
て説明する。この図３および図４では、一例として、銅
配線の形成方法を示す。
【００２５】図３の（１）に示すように、通常のＬＳＩ
プロセスにより、シリコン基板（図示省略）上に素子形
成などを行った後、層間絶縁膜５２を成膜する。その
後、通常のリソグラフィー技術およびエッチング〔例え
ばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）〕技術により、溝５
３を形成する。ここでは一例として、溝５３の幅を０．
４μｍ、その深さを０．５μｍとした。
プロセスにより、シリコン基板（図示省略）上に素子形
成などを行った後、層間絶縁膜５２を成膜する。その
後、通常のリソグラフィー技術およびエッチング〔例え
ばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）〕技術により、溝５
３を形成する。ここでは一例として、溝５３の幅を０．
４μｍ、その深さを０．５μｍとした。
【００２６】次いで図３の（２）に示すように、高真空
中におけるマグネトロンスパッタ法により、上記溝５３
の内壁および層間絶縁膜５２上に、下地のバリアメタル
層５４を形成する。このバリアメタル層５４は、例え
ば、チタン膜を例えば２０ｎｍの厚さに成膜し、さらに
窒化チタン膜５０ｎｍの厚さに成膜することにより形成
する。
中におけるマグネトロンスパッタ法により、上記溝５３
の内壁および層間絶縁膜５２上に、下地のバリアメタル
層５４を形成する。このバリアメタル層５４は、例え
ば、チタン膜を例えば２０ｎｍの厚さに成膜し、さらに
窒化チタン膜５０ｎｍの厚さに成膜することにより形成
する。
【００２７】上記チタン膜の成膜条件の一例としては、
プロセスガスにアルゴン（例えば供給流量を１００ｓｃ
ｃｍとする）を用い、マグネトロンスパッタ装置のＤＣ
パワーを５ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、
基板温度を１５０℃に設定する。以下、ｓｃｃｍは標準
状態における体積流量（ｃｍ3 ／分）を表す。
プロセスガスにアルゴン（例えば供給流量を１００ｓｃ
ｃｍとする）を用い、マグネトロンスパッタ装置のＤＣ
パワーを５ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、
基板温度を１５０℃に設定する。以下、ｓｃｃｍは標準
状態における体積流量（ｃｍ3 ／分）を表す。
【００２８】また上記窒化チタン膜の成膜条件の一例と
しては、プロセスガスにアルゴン（例えば供給流量を３
０ｓｃｃｍとする）と窒素（例えば供給流量を８０ｓｃ
ｃｍとする）とを用い、マグネトロンスパッタ装置のＤ
Ｃパワーを５ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．４Ｐ
ａ、基板温度を１５０℃に設定する。
しては、プロセスガスにアルゴン（例えば供給流量を３
０ｓｃｃｍとする）と窒素（例えば供給流量を８０ｓｃ
ｃｍとする）とを用い、マグネトロンスパッタ装置のＤ
Ｃパワーを５ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．４Ｐ
ａ、基板温度を１５０℃に設定する。
【００２９】上記バリアメタル層５４の成膜にひき続
き、高真空中におけるマグネトロンスパッタ法により、
密着層５５となる銅を例えば２０ｎｍの厚さに堆積す
る。この密着層５５の成膜条件の一例としては、プロセ
スガスにアルゴン（例えば供給流量を１００ｓｃｃｍと
する）を用い、マグネトロンスパッタ装置のＤＣパワー
を５ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、基板温
度を２０℃に設定する。
き、高真空中におけるマグネトロンスパッタ法により、
密着層５５となる銅を例えば２０ｎｍの厚さに堆積す
る。この密着層５５の成膜条件の一例としては、プロセ
スガスにアルゴン（例えば供給流量を１００ｓｃｃｍと
する）を用い、マグネトロンスパッタ装置のＤＣパワー
を５ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、基板温
度を２０℃に設定する。
【００３０】次いで前記図１によって説明した電解めっ
き装置１内に上記プロセス処理を行ったウエハ５１を搬
送して、そのウエハ５１に銅めっきを行う。なお、以下
の説明では前記図１で付与したのと同様の符号を付与し
て説明する。電解めっき装置１のめっき室１１内には、
例えばアルゴンガスを１０ｄ3 ／分の流量で供給してお
く。ここでは、非酸化性雰囲気を形成するのにアルゴン
ガスを用いたが、ヘリウム、ネオン等の希ガス、または
窒素ガス、または水素ガスであってもよい。このように
非酸化性雰囲気にさらされているめっき液３１中でウエ
ハ５１に銅めっきを行う。
き装置１内に上記プロセス処理を行ったウエハ５１を搬
送して、そのウエハ５１に銅めっきを行う。なお、以下
の説明では前記図１で付与したのと同様の符号を付与し
て説明する。電解めっき装置１のめっき室１１内には、
例えばアルゴンガスを１０ｄ3 ／分の流量で供給してお
く。ここでは、非酸化性雰囲気を形成するのにアルゴン
ガスを用いたが、ヘリウム、ネオン等の希ガス、または
窒素ガス、または水素ガスであってもよい。このように
非酸化性雰囲気にさらされているめっき液３１中でウエ
ハ５１に銅めっきを行う。
【００３１】上記銅の電解めっきの条件としては、めっ
き液３１に硫酸銅（例えば供給流量が６７ｇ／ｄｍ3 ）
と硫酸（例えば供給流量が１７０ｇ／ｄｍ3 ）と塩酸
（例えば供給流量が７０ｐｐｍ）とを用い、そのめっき
液に添加剤として界面活性剤を添加する。まためっき液
３１の温度は２０℃に設定し、電流を直流９Ａ（８イン
チウエハの場合）に設定する。
き液３１に硫酸銅（例えば供給流量が６７ｇ／ｄｍ3 ）
と硫酸（例えば供給流量が１７０ｇ／ｄｍ3 ）と塩酸
（例えば供給流量が７０ｐｐｍ）とを用い、そのめっき
液に添加剤として界面活性剤を添加する。まためっき液
３１の温度は２０℃に設定し、電流を直流９Ａ（８イン
チウエハの場合）に設定する。
【００３２】電解めっきにおいては、微細部分（溝内部
や接続孔内部）にめっき液３１が浸透するかどうかが溝
（接続孔）内部にボイドが残る重要なパラメータにな
る。本発明の電解めっき装置１を用いることにより、図
３の（３）に示すように、溝５３にボイド５６が残留し
た状態に銅膜５７が形成されても、ボイド５６が不活性
ガスで充填されている状態になる。
や接続孔内部）にめっき液３１が浸透するかどうかが溝
（接続孔）内部にボイドが残る重要なパラメータにな
る。本発明の電解めっき装置１を用いることにより、図
３の（３）に示すように、溝５３にボイド５６が残留し
た状態に銅膜５７が形成されても、ボイド５６が不活性
ガスで充填されている状態になる。
【００３３】そのため、引き続き行う銅膜５７の熱処理
工程で、図４の（１）に示すように、銅膜５７を酸化す
ることなくボイドを消滅させ、溝５３に銅膜５７を埋め
込むことが可能になる。
工程で、図４の（１）に示すように、銅膜５７を酸化す
ることなくボイドを消滅させ、溝５３に銅膜５７を埋め
込むことが可能になる。
【００３４】次に通常の化学的機械研磨（以下ＣＭＰと
いう、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishing の略）
法により、溝配線となる部分以外の銅膜５７（密着層５
５を含む）、バリアメタル層５４を研磨して、図４の
（２）に示すように、溝５３の内部に配線５８を形成す
る。このＣＭＰ条件の一例としては、不織布上にポリウ
レタン独立発泡体を積層した研磨パッド（例えば、ＩＣ
１０００／ＳＵＢＡ−IV積層：商品名）を用い、研磨ス
ラリーにアルミナの研磨砥粒を含有し過酸化水素水を添
加したスラリーを用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、
定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転数を３０
ｒｐｍ、研磨スラリーの供給流量を１００ｃｍ3 ／分、
研磨温度を２５℃〜３０℃に設定した。
いう、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishing の略）
法により、溝配線となる部分以外の銅膜５７（密着層５
５を含む）、バリアメタル層５４を研磨して、図４の
（２）に示すように、溝５３の内部に配線５８を形成す
る。このＣＭＰ条件の一例としては、不織布上にポリウ
レタン独立発泡体を積層した研磨パッド（例えば、ＩＣ
１０００／ＳＵＢＡ−IV積層：商品名）を用い、研磨ス
ラリーにアルミナの研磨砥粒を含有し過酸化水素水を添
加したスラリーを用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、
定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転数を３０
ｒｐｍ、研磨スラリーの供給流量を１００ｃｍ3 ／分、
研磨温度を２５℃〜３０℃に設定した。
【００３５】上記説明では、配線材料に銅を用いたが、
金、銀、アルミニウム、金合金、銀合金、銅合金または
アルミニウム合金を配線材料に用いることも可能であ
る。
金、銀、アルミニウム、金合金、銀合金、銅合金または
アルミニウム合金を配線材料に用いることも可能であ
る。
【００３６】上記電解めっきを前記図２によって説明し
たマルチチャンバ方式の電解めっき装置２を用いて行う
ことも可能である。すなわち、めっき室の雰囲気だけで
はなく、前処理室、搬送室、めっき室の雰囲気をすべて
非酸化性雰囲気とすることにより、前処理工程後のウエ
ハ表面の酸化を防止することができ、銅からなる密着層
と電解めっきで形成される銅膜との密着性を向上させる
ことが可能になる。
たマルチチャンバ方式の電解めっき装置２を用いて行う
ことも可能である。すなわち、めっき室の雰囲気だけで
はなく、前処理室、搬送室、めっき室の雰囲気をすべて
非酸化性雰囲気とすることにより、前処理工程後のウエ
ハ表面の酸化を防止することができ、銅からなる密着層
と電解めっきで形成される銅膜との密着性を向上させる
ことが可能になる。
【００３７】その場合、上記非酸化性ガスには例えばア
ルゴンガスを用い、その流量を１０ｄｍ3 ／分に設定し
た。この非酸化性ガスには、酸素を含まないガスとし
て、アルゴンの他の希ガス、窒素ガスまたは水素ガスを
用いることも可能である。
ルゴンガスを用い、その流量を１０ｄｍ3 ／分に設定し
た。この非酸化性ガスには、酸素を含まないガスとし
て、アルゴンの他の希ガス、窒素ガスまたは水素ガスを
用いることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の電解めっ
き装置によれば、めっき槽が非酸化性雰囲気中に設置さ
れているので、被めっき体をめっき槽中のめっき液に浸
漬する際に、被めっき体の微細な部分、例えば溝、接続
孔等の凹部に気泡が入り込んで、その気泡がボイドとな
ってめっき層が成膜されても、気泡は非酸化性ガスから
なるため、そのボイド中を非酸化性ガスとすることがで
きる。よって、熱処理によりボイド中のガスがめっき層
中に取り込まれてもめっき層は酸化されないので、めっ
き層の抵抗上昇や信頼性の低下を防止することができ
る。
き装置によれば、めっき槽が非酸化性雰囲気中に設置さ
れているので、被めっき体をめっき槽中のめっき液に浸
漬する際に、被めっき体の微細な部分、例えば溝、接続
孔等の凹部に気泡が入り込んで、その気泡がボイドとな
ってめっき層が成膜されても、気泡は非酸化性ガスから
なるため、そのボイド中を非酸化性ガスとすることがで
きる。よって、熱処理によりボイド中のガスがめっき層
中に取り込まれてもめっき層は酸化されないので、めっ
き層の抵抗上昇や信頼性の低下を防止することができ
る。
【００３９】本発明の電解めっき装置によれば、被めっ
き体を非酸化性雰囲気からめっき液中に浸漬するので、
被めっき体をめっき液に浸漬する際に、被めっき体の微
細な部分、例えば溝、接続孔等の凹部に気泡が入り込ん
でも、その気泡は非酸化性ガスからなる。そのため、そ
の気泡がボイドとなってめっき層が成膜されても、その
ボイド中は非酸化性ガスとなる。よって、熱処理により
ボイド中のガスがめっき層中に取り込まれてもめっき層
は酸化されないので、めっき層の抵抗上昇や信頼性の低
下を防止することができる。
き体を非酸化性雰囲気からめっき液中に浸漬するので、
被めっき体をめっき液に浸漬する際に、被めっき体の微
細な部分、例えば溝、接続孔等の凹部に気泡が入り込ん
でも、その気泡は非酸化性ガスからなる。そのため、そ
の気泡がボイドとなってめっき層が成膜されても、その
ボイド中は非酸化性ガスとなる。よって、熱処理により
ボイド中のガスがめっき層中に取り込まれてもめっき層
は酸化されないので、めっき層の抵抗上昇や信頼性の低
下を防止することができる。
【図１】本発明の電解めっき装置に係わる第１の実施の
形態の概略構成図である。
形態の概略構成図である。
【図２】本発明の電解めっき装置に係わる第２の実施の
形態の概略構成図である。
形態の概略構成図である。
【図３】本発明の電解めっき方法に係わる実施の形態の
製造工程図である。
製造工程図である。
【図４】本発明の電解めっき方法に係わる実施の形態の
製造工程図（続き）である。
製造工程図（続き）である。
【図５】従来の銅電解めっきによる溝または接続孔への
埋め込みプロセスの工程図である。
埋め込みプロセスの工程図である。
【図６】電解めっきにより銅を成膜した際に生じたボイ
ドの断面模式図である。
ドの断面模式図である。
【図７】現在使用されているウエハ用の電解めっき装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図８】従来の電解めっき方法に係わる課題の説明図で
ある。
ある。
１…電解めっき装置、２１…めっき槽
Claims (6)
- 【請求項１】 電解めっき法により金属の成膜を行う電
解めっき装置において、 該電解めっき装置のめっき槽を非酸化性雰囲気内に設置
したことを特徴とする電解めっき装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電解めっき装置におい
て、 該電解めっき装置のめっき槽が設置される非酸化性雰囲
気をめっき室に設けるとともに、 被めっき体の前処理を行うもので非酸化性雰囲気の前処
理室と、 前記前処理室と前記めっき室とに接続するもので非酸化
性雰囲気の搬送室とを備えたことを特徴とする電解めっ
き装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の電解めっき装置におい
て、 前記非酸化性雰囲気は、希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気
または水素ガス雰囲気であることを特徴とする電解めっ
き装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の電解めっき装置におい
て、 前記非酸化性雰囲気は、希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気
または水素ガス雰囲気であることを特徴とする電解めっ
き装置。 - 【請求項５】 電解めっき法により金属の成膜を行う電
解めっき方法において、 被めっき体を非酸化性雰囲気より電解めっきのめっき液
中に浸漬することを特徴とする電解めっき方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の電解めっき方法におい
て、 前記非酸化性雰囲気は、希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気
または水素ガス雰囲気であることを特徴とする電解めっ
き方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10114494A JPH11307481A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 電解めっき装置および電解めっき方法 |
| US09/296,297 US6241869B1 (en) | 1998-04-24 | 1999-04-22 | Apparatus and method for electroplating |
| US09/867,626 US20010035346A1 (en) | 1998-04-24 | 2001-05-31 | Apparatus and method for electroplating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10114494A JPH11307481A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 電解めっき装置および電解めっき方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307481A true JPH11307481A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14639173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10114494A Pending JPH11307481A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 電解めっき装置および電解めっき方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6241869B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11307481A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326227A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-11-22 | Applied Materials Inc | 銅の膜をアニールするための方法及び装置 |
| US6716329B2 (en) | 2000-05-02 | 2004-04-06 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing system |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192494B2 (en) * | 1999-03-05 | 2007-03-20 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for annealing copper films |
| JP3285007B2 (ja) * | 1999-05-07 | 2002-05-27 | 日本電気株式会社 | めっき装置用検出器 |
| US20060118425A1 (en) * | 2000-04-19 | 2006-06-08 | Basol Bulent M | Process to minimize and/or eliminate conductive material coating over the top surface of a patterned substrate |
| US6610600B2 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-26 | Tsung-Kuang Yeh | Damascene copper electroplating process with low-pressure pre-processing |
| JP2003332274A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 化学的機械研磨方法及び化学的機械研磨装置 |
| DE10228998B4 (de) * | 2002-06-28 | 2004-05-13 | Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale | Vorrichtung und Verfahren zum elektrochemischen Behandeln eines Substrats bei reduzierter Metallkorrosion |
| US8322299B2 (en) * | 2006-05-17 | 2012-12-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Cluster processing apparatus for metallization processing in semiconductor manufacturing |
| US9455139B2 (en) | 2009-06-17 | 2016-09-27 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating |
| US8962085B2 (en) | 2009-06-17 | 2015-02-24 | Novellus Systems, Inc. | Wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling |
| US9677188B2 (en) | 2009-06-17 | 2017-06-13 | Novellus Systems, Inc. | Electrofill vacuum plating cell |
| US9138784B1 (en) | 2009-12-18 | 2015-09-22 | Novellus Systems, Inc. | Deionized water conditioning system and methods |
| US9613833B2 (en) | 2013-02-20 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating |
| US9435049B2 (en) | 2013-11-20 | 2016-09-06 | Lam Research Corporation | Alkaline pretreatment for electroplating |
| US9481942B2 (en) | 2015-02-03 | 2016-11-01 | Lam Research Corporation | Geometry and process optimization for ultra-high RPM plating |
| US9617648B2 (en) | 2015-03-04 | 2017-04-11 | Lam Research Corporation | Pretreatment of nickel and cobalt liners for electrodeposition of copper into through silicon vias |
| CN110047735A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-23 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 金属结构湿制程处理方法、tft制备方法、tft及显示装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4520834A (en) * | 1983-11-08 | 1985-06-04 | Dicicco Paolo S | Apparatus for processing articles in a series of process solution containers |
| JPH04131395A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Toshiba Corp | 半導体ウエハのメッキ方法及び装置 |
| US5273642A (en) * | 1992-04-21 | 1993-12-28 | Itt Corporation | Apparatus and method for electroplating wafers |
| US5404894A (en) * | 1992-05-20 | 1995-04-11 | Tokyo Electron Kabushiki Kaisha | Conveyor apparatus |
| DE4400200C2 (de) * | 1993-01-05 | 1997-09-04 | Toshiba Kawasaki Kk | Halbleitervorrichtung mit verbesserter Verdrahtungsstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US6110011A (en) * | 1997-11-10 | 2000-08-29 | Applied Materials, Inc. | Integrated electrodeposition and chemical-mechanical polishing tool |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP10114494A patent/JPH11307481A/ja active Pending
-
1999
- 1999-04-22 US US09/296,297 patent/US6241869B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-31 US US09/867,626 patent/US20010035346A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001326227A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-11-22 | Applied Materials Inc | 銅の膜をアニールするための方法及び装置 |
| US6716329B2 (en) | 2000-05-02 | 2004-04-06 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus and processing system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6241869B1 (en) | 2001-06-05 |
| US20010035346A1 (en) | 2001-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7070687B2 (en) | Apparatus and method of surface treatment for electrolytic and electroless plating of metals in integrated circuit manufacturing | |
| JPH11307481A (ja) | 電解めっき装置および電解めっき方法 | |
| JP4644926B2 (ja) | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 | |
| TW201636459A (zh) | 形成鈷或鎳互連件的方法 | |
| JP3722813B2 (ja) | 埋め込み配線構造の形成方法 | |
| JP2006525429A (ja) | 湿式処理層の欠陥減少方法及びその装置 | |
| KR20010107786A (ko) | 반도체 장치 제조 방법 | |
| US20050272258A1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor device | |
| US6689683B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| JP3727277B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2010171398A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3636186B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US7001641B2 (en) | Seed layer treatment | |
| JP4055334B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3715975B2 (ja) | 多層配線構造の製造方法 | |
| JPH11191556A (ja) | 半導体装置の製造方法および銅または銅合金パターンの形成方法 | |
| JP2001284355A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2000309896A (ja) | 電解メッキ方法 | |
| JP2005072044A (ja) | 配線形成装置 | |
| JP4757372B2 (ja) | 埋込配線層の形成方法 | |
| JP3944437B2 (ja) | 無電解メッキ方法、埋め込み配線の形成方法、及び埋め込み配線 | |
| CN112687610B (zh) | 互连结构及其形成方法 | |
| JPH05206081A (ja) | ドライエッチング方法 | |
| JPH11312655A (ja) | Ｃｕ合金膜の形成方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2000306874A (ja) | 研磨装置および研磨方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060502 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060703 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070327 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070524 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071225 |