JPH1193000A - めっき方法及び装置 - Google Patents
めっき方法及び装置Info
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- JPH1193000A JPH1193000A JP26930097A JP26930097A JPH1193000A JP H1193000 A JPH1193000 A JP H1193000A JP 26930097 A JP26930097 A JP 26930097A JP 26930097 A JP26930097 A JP 26930097A JP H1193000 A JPH1193000 A JP H1193000A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウェーハ基板上にパターン形成された微細溝
への良好な金属埋め込みをめっき法により行うため、め
っき液を確実にその微細溝に浸透させ、且つプロセス中
において新しいめっき液をその微細溝に供給することの
できるめっき方法及び装置を提供する。 【解決手段】 被めっき基板２をめっき液９内に浸漬さ
せる工程と、めっき槽１内の圧力を減圧して被めっき基
板２表面に付着した気体およびめっき液９内に溶解した
気体を脱気させる脱気工程と、更にめっき槽１内の圧力
をめっき液９の飽和蒸気圧より低くしてめっき液９を沸
騰させる沸騰工程とを有する。
への良好な金属埋め込みをめっき法により行うため、め
っき液を確実にその微細溝に浸透させ、且つプロセス中
において新しいめっき液をその微細溝に供給することの
できるめっき方法及び装置を提供する。 【解決手段】 被めっき基板２をめっき液９内に浸漬さ
せる工程と、めっき槽１内の圧力を減圧して被めっき基
板２表面に付着した気体およびめっき液９内に溶解した
気体を脱気させる脱気工程と、更にめっき槽１内の圧力
をめっき液９の飽和蒸気圧より低くしてめっき液９を沸
騰させる沸騰工程とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体の次世代配線
技術である金属配線形成技術に関し、特に基板上に形成
された微細溝にめっきにより金属の埋め込みを行うため
の方法およびそのめっき装置に関するものである。
技術である金属配線形成技術に関し、特に基板上に形成
された微細溝にめっきにより金属の埋め込みを行うため
の方法およびそのめっき装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体を用いた集積回路において、回路
配線材料にはアルミニウムが多く用いられてきた。アル
ミニウム配線は、スパッタリング法（Sputtering）によ
り基板にアルミニウム膜を付けた後レジスト形成により
パターニングを行い、エッチングにより配線形成され
る。回路の高度集積化に伴い、配線幅がより狭く形成さ
れることが要求されるようになってきたが、アルミニウ
ムの材料特性上諸問題が生じる様になってきた。他の金
属材料による配線形成には従来の上記回路形成が困難な
場合があり、配線用の溝や穴をあらかじめ形成し、化学
気相成長法（Chemical Vapor Deposition：以下ＣＶ
Ｄ法）、スパッタリング法やめっき法などの手法により
金属を溝の中に埋め込み、その後表面を化学機械研磨
（Chemical Mechanical Polishing : 以下CMP）で表面
研磨し、回路配線を形成する方法がとられてきた。
配線材料にはアルミニウムが多く用いられてきた。アル
ミニウム配線は、スパッタリング法（Sputtering）によ
り基板にアルミニウム膜を付けた後レジスト形成により
パターニングを行い、エッチングにより配線形成され
る。回路の高度集積化に伴い、配線幅がより狭く形成さ
れることが要求されるようになってきたが、アルミニウ
ムの材料特性上諸問題が生じる様になってきた。他の金
属材料による配線形成には従来の上記回路形成が困難な
場合があり、配線用の溝や穴をあらかじめ形成し、化学
気相成長法（Chemical Vapor Deposition：以下ＣＶ
Ｄ法）、スパッタリング法やめっき法などの手法により
金属を溝の中に埋め込み、その後表面を化学機械研磨
（Chemical Mechanical Polishing : 以下CMP）で表面
研磨し、回路配線を形成する方法がとられてきた。
【０００３】めっき法は金属の膜付け方法としては広く
用いられており、多くの特長をもつ。図１０は従来のめ
っき装置を示す。めっき槽１内のめっき液９中で被めっ
き基板２を取り付けたアノード電極４およびカソード電
極３が対向していて、めっき操作中、めっき液撹拌用の
撹拌器１１がめっき液９を撹拌するものであった。
用いられており、多くの特長をもつ。図１０は従来のめ
っき装置を示す。めっき槽１内のめっき液９中で被めっ
き基板２を取り付けたアノード電極４およびカソード電
極３が対向していて、めっき操作中、めっき液撹拌用の
撹拌器１１がめっき液９を撹拌するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】めっき法は他のプロセ
スに比べて、プロセスコストが安い、純度の高い材料が
得られる、熱的影響の少ない低温プロセスが可能となる
等の特長がある反面、ウェーハ基板上に形成された微細
溝にめっき液が完全に浸透しない、微細溝内に溜まった
めっき液が金属イオンを沢山含んだ新しいめっき液と置
換しない等の不具合があった。特に、アスペクト比の大
きい、深い微細溝でのめっきによる金属埋め込みはほと
んど行われていないのが実状であった。
スに比べて、プロセスコストが安い、純度の高い材料が
得られる、熱的影響の少ない低温プロセスが可能となる
等の特長がある反面、ウェーハ基板上に形成された微細
溝にめっき液が完全に浸透しない、微細溝内に溜まった
めっき液が金属イオンを沢山含んだ新しいめっき液と置
換しない等の不具合があった。特に、アスペクト比の大
きい、深い微細溝でのめっきによる金属埋め込みはほと
んど行われていないのが実状であった。
【０００５】そこで本発明は、ウェーハ基板上にパター
ン形成された微細溝への良好な金属埋め込みをめっき法
により行うため、めっき液を確実にその微細溝に浸透さ
せ、且つプロセス中において新しいめっき液をその微細
溝に供給することのできるめっき方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
ン形成された微細溝への良好な金属埋め込みをめっき法
により行うため、めっき液を確実にその微細溝に浸透さ
せ、且つプロセス中において新しいめっき液をその微細
溝に供給することのできるめっき方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被めっき基板をめっき液内に浸漬させる工程と、め
っき槽内の圧力を減圧して被めっき基板表面に付着した
気体およびめっき液内に溶解した気体を脱気させる脱気
工程と、更にめっき槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気圧
より低くしてめっき液を沸騰させる沸騰工程とを有する
ことを特徴とするめっき方法である。
は、被めっき基板をめっき液内に浸漬させる工程と、め
っき槽内の圧力を減圧して被めっき基板表面に付着した
気体およびめっき液内に溶解した気体を脱気させる脱気
工程と、更にめっき槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気圧
より低くしてめっき液を沸騰させる沸騰工程とを有する
ことを特徴とするめっき方法である。
【０００７】これにより、被めっき基板上に形成された
微細溝に残留する気泡を除去した後に、核沸騰を利用し
て微細溝にめっき液を浸入させて、微細溝への金属の埋
め込みをめっきにより、欠陥のない良好な品質で、効率
よく行うことができる。めっき槽内のめっき液を温度制
御しながら加熱することにより、めっき速度および膜質
の管理を行なうようにしてもよい。この方法は、基本的
に電解めっき、無電解めっきのいずれの場合にも採用可
能である。
微細溝に残留する気泡を除去した後に、核沸騰を利用し
て微細溝にめっき液を浸入させて、微細溝への金属の埋
め込みをめっきにより、欠陥のない良好な品質で、効率
よく行うことができる。めっき槽内のめっき液を温度制
御しながら加熱することにより、めっき速度および膜質
の管理を行なうようにしてもよい。この方法は、基本的
に電解めっき、無電解めっきのいずれの場合にも採用可
能である。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のめっき方法において、脱気工程と沸騰工程の間に、め
っき槽内の圧力を高圧にする加圧工程を行うことを特徴
とするめっき方法である。
のめっき方法において、脱気工程と沸騰工程の間に、め
っき槽内の圧力を高圧にする加圧工程を行うことを特徴
とするめっき方法である。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のめっき方法において、沸騰工程と加圧工程を繰り返し
行うことを特徴とするめっき方法である。これにより、
被めっき基板上に形成された微細溝にめっき液を確実に
浸入させ、また微細溝内のめっき液を定期的に新しいめ
っき液に置換して、欠陥のないめっきを効率よく行うこ
とができる。
のめっき方法において、沸騰工程と加圧工程を繰り返し
行うことを特徴とするめっき方法である。これにより、
被めっき基板上に形成された微細溝にめっき液を確実に
浸入させ、また微細溝内のめっき液を定期的に新しいめ
っき液に置換して、欠陥のないめっきを効率よく行うこ
とができる。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
のめっき方法において、めっきを行ないながら沸騰工程
を行うことを特徴とするめっき方法である。これによ
り、微細溝内のめっき液を新しいめっき液に置換させな
がらめっきを行ない、微細溝内への金属の埋め込みを効
率的に行うことができる。
のめっき方法において、めっきを行ないながら沸騰工程
を行うことを特徴とするめっき方法である。これによ
り、微細溝内のめっき液を新しいめっき液に置換させな
がらめっきを行ない、微細溝内への金属の埋め込みを効
率的に行うことができる。
【００１１】請求項５に記載の発明は、密閉可能なめっ
き槽と、該めっき槽内部を減圧するための排気装置と、
該めっき槽内部を加圧するためのガス導入装置とを備
え、前記排気装置は、めっき槽内の圧力をめっき槽内に
収納されるめっき液の飽和蒸気圧以下の圧力まで真空排
気することができ、また、別運転モードにおいてめっき
槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気圧と大気圧との中間の
圧力に保つように真空排気することができることを特徴
とするめっき装置である。
き槽と、該めっき槽内部を減圧するための排気装置と、
該めっき槽内部を加圧するためのガス導入装置とを備
え、前記排気装置は、めっき槽内の圧力をめっき槽内に
収納されるめっき液の飽和蒸気圧以下の圧力まで真空排
気することができ、また、別運転モードにおいてめっき
槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気圧と大気圧との中間の
圧力に保つように真空排気することができることを特徴
とするめっき装置である。
【００１２】このような装置においては、密閉系めっき
槽内部のめっき液、空気、めっき液中の溶存気体、めっ
き液中の気泡または被めっき基板に付着する気泡の体積
変化または気液状態変化を起こすことができ、被めっき
基板上に形成された微細溝にめっき液を浸透させること
やその微細溝内のめっき液を新しいめっき液に置換させ
ることができる。これにより、微細溝への金属の埋め込
みをめっきにより欠陥なく、良好な金属材質で、効率よ
く行うことができる。めっき液の温度を加熱制御する加
熱手段を設けて、めっき液の流入やめっき自体の効率を
向上させるようにしてもよい。
槽内部のめっき液、空気、めっき液中の溶存気体、めっ
き液中の気泡または被めっき基板に付着する気泡の体積
変化または気液状態変化を起こすことができ、被めっき
基板上に形成された微細溝にめっき液を浸透させること
やその微細溝内のめっき液を新しいめっき液に置換させ
ることができる。これにより、微細溝への金属の埋め込
みをめっきにより欠陥なく、良好な金属材質で、効率よ
く行うことができる。めっき液の温度を加熱制御する加
熱手段を設けて、めっき液の流入やめっき自体の効率を
向上させるようにしてもよい。
【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のめっき装置において、前記排気装置はめっき槽内の圧
力を減圧するための真空ポンプと該真空ポンプとめっき
槽との間を接続する排気配管を持ち、該排気配管には開
閉弁と排気抵抗を調整する制御弁とを持つことを特徴と
するめっき装置である。これにより、めっき槽内の真空
時の圧力をめっき液の飽和圧力と大気圧との中間の圧力
に保持する真空排気とめっき液の飽和蒸気圧またはそれ
以下に保持する真空排気とに切り替え、この切り替え操
作により、めっき液内の溶存気体の脱気および微細溝内
の気泡の体積膨張による脱気と、微細溝を沸騰核とする
真空沸騰の開始による蒸気の放出との切り替えを容易に
行うことができる。
のめっき装置において、前記排気装置はめっき槽内の圧
力を減圧するための真空ポンプと該真空ポンプとめっき
槽との間を接続する排気配管を持ち、該排気配管には開
閉弁と排気抵抗を調整する制御弁とを持つことを特徴と
するめっき装置である。これにより、めっき槽内の真空
時の圧力をめっき液の飽和圧力と大気圧との中間の圧力
に保持する真空排気とめっき液の飽和蒸気圧またはそれ
以下に保持する真空排気とに切り替え、この切り替え操
作により、めっき液内の溶存気体の脱気および微細溝内
の気泡の体積膨張による脱気と、微細溝を沸騰核とする
真空沸騰の開始による蒸気の放出との切り替えを容易に
行うことができる。
【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項５に記載
のめっき装置において、前記排気装置は、めっき槽内の
圧力を減圧するための真空ポンプと該真空ポンプとめっ
き槽との間を接続する各々流れ抵抗が異なる２系統の排
気配管を持つことを特徴とするめっき装置である。
のめっき装置において、前記排気装置は、めっき槽内の
圧力を減圧するための真空ポンプと該真空ポンプとめっ
き槽との間を接続する各々流れ抵抗が異なる２系統の排
気配管を持つことを特徴とするめっき装置である。
【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項５に記載
のめっき装置において、前記基板を裏面側から加熱する
基板加熱手段が設けられていることを特徴とするめっき
装置である。これにより、特に微細溝近傍を選択的に加
熱して、微細溝からの気泡の放出や微細溝での沸騰を促
進させることができる。
のめっき装置において、前記基板を裏面側から加熱する
基板加熱手段が設けられていることを特徴とするめっき
装置である。これにより、特に微細溝近傍を選択的に加
熱して、微細溝からの気泡の放出や微細溝での沸騰を促
進させることができる。
【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項５に記載
のめっき装置において、めっき槽内のめっき液を加振す
る加振装置を具備することを特徴とするめっき装置であ
る。これにより、微細溝からの気泡の放出や微細溝での
沸騰を促進させることができる。
のめっき装置において、めっき槽内のめっき液を加振す
る加振装置を具備することを特徴とするめっき装置であ
る。これにより、微細溝からの気泡の放出や微細溝での
沸騰を促進させることができる。
【００１７】請求項１０に記載の発明は、微細窪みを有
する基板にめっきを施して該微細窪みに金属を充填する
めっき方法において、被めっき基板をめっき液内に浸漬
させる工程と、めっき槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気
圧より低くしてめっき液を沸騰させる沸騰工程とを有す
ることを特徴とするめっき方法である。
する基板にめっきを施して該微細窪みに金属を充填する
めっき方法において、被めっき基板をめっき液内に浸漬
させる工程と、めっき槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気
圧より低くしてめっき液を沸騰させる沸騰工程とを有す
ることを特徴とするめっき方法である。
【００１８】請求項１１に記載の発明は、請求項１ない
し４及び１０のいずれかに記載のめっき方法又は請求項
５ないし９のいずれかに記載のめっき装置を用いてめっ
きした後、基板に付着した金属の不要部分を化学機械研
磨装置により研磨して除去することを特徴とする基板の
加工方法である。
し４及び１０のいずれかに記載のめっき方法又は請求項
５ないし９のいずれかに記載のめっき装置を用いてめっ
きした後、基板に付着した金属の不要部分を化学機械研
磨装置により研磨して除去することを特徴とする基板の
加工方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の電気めっき装置の
概要を示す図である。図１において、めっき槽１は密閉
可能な容器となっており、被めっき基板２を取り付けた
カソード電極３およびアノード電極４が設けられ、めっ
き槽１外に設置されている電源５に接続されている。め
っき槽１には、めっき液９の温度を検知する温度検知器
６と槽液加熱器１０が設けられ、温度コントローラ（図
示せず）が温度検知器６の検知出力に基づき加熱器１０
の加熱量を制御することにより、めっき液９を所定の温
度に保っている。
概要を示す図である。図１において、めっき槽１は密閉
可能な容器となっており、被めっき基板２を取り付けた
カソード電極３およびアノード電極４が設けられ、めっ
き槽１外に設置されている電源５に接続されている。め
っき槽１には、めっき液９の温度を検知する温度検知器
６と槽液加熱器１０が設けられ、温度コントローラ（図
示せず）が温度検知器６の検知出力に基づき加熱器１０
の加熱量を制御することにより、めっき液９を所定の温
度に保っている。
【００２０】めっき槽１は、排気配管２５によって、開
閉弁２３と流量制御弁２２を介して真空ポンプ２１に接
続されており、これにより、めっき槽１内の圧力をめっ
き液９の飽和蒸気圧以下の真空またはその飽和蒸気圧と
大気圧との中間の真空に必要に応じて切り替えて保つこ
とができる。また、めっき槽１はガス導入管２６におい
てガス供給源（図示せず）と接続されており、めっき槽
１内の圧力を大気圧または大気圧以上に保つことができ
る。めっき槽１内の圧力は圧力計７と圧力スイッチ８に
よって管理され、めっき槽内の圧力の切り替えは排気配
管２５の開閉弁２３とガス導入管２６の開閉弁２４によ
って行われている。
閉弁２３と流量制御弁２２を介して真空ポンプ２１に接
続されており、これにより、めっき槽１内の圧力をめっ
き液９の飽和蒸気圧以下の真空またはその飽和蒸気圧と
大気圧との中間の真空に必要に応じて切り替えて保つこ
とができる。また、めっき槽１はガス導入管２６におい
てガス供給源（図示せず）と接続されており、めっき槽
１内の圧力を大気圧または大気圧以上に保つことができ
る。めっき槽１内の圧力は圧力計７と圧力スイッチ８に
よって管理され、めっき槽内の圧力の切り替えは排気配
管２５の開閉弁２３とガス導入管２６の開閉弁２４によ
って行われている。
【００２１】上述した構成のめっき装置において、微細
溝４０を有する基板２のめっきを行なう工程を説明す
る。基板２をめっき槽１に収容し、めっき液９に浸漬さ
せた後、真空ポンプ２１を作動させて排気配管２５より
槽内を排気する。図２（ａ）に示すような微細溝４０内
に残留する空気は、その周辺の圧力の低下によって体積
が膨張して図２（ｂ）に示すように、その一部が微細溝
４０から放出される。その後、圧力を大気圧に戻すと微
細溝４０内の残留空気の体積が縮小し、図２（ｃ）に示
すように、めっき液９が微細溝４０の一部に入り込む。
溝４０を有する基板２のめっきを行なう工程を説明す
る。基板２をめっき槽１に収容し、めっき液９に浸漬さ
せた後、真空ポンプ２１を作動させて排気配管２５より
槽内を排気する。図２（ａ）に示すような微細溝４０内
に残留する空気は、その周辺の圧力の低下によって体積
が膨張して図２（ｂ）に示すように、その一部が微細溝
４０から放出される。その後、圧力を大気圧に戻すと微
細溝４０内の残留空気の体積が縮小し、図２（ｃ）に示
すように、めっき液９が微細溝４０の一部に入り込む。
【００２２】さらに槽内を減圧すると、めっき液９内に
溶存する空気の溶解度が低下して、空気の気泡が生成す
る。また、圧力低下に伴って、めっき液９内の固体材料
表面に付着している小さな気泡の体積も膨張し、それに
比例して大きくなった浮力により気泡が固体表面から離
脱してめっき液９から除去される。
溶存する空気の溶解度が低下して、空気の気泡が生成す
る。また、圧力低下に伴って、めっき液９内の固体材料
表面に付着している小さな気泡の体積も膨張し、それに
比例して大きくなった浮力により気泡が固体表面から離
脱してめっき液９から除去される。
【００２３】次に、排気配管を介して再度の減圧を行
い、圧力をめっき液９の飽和蒸気圧以下にすると、めっ
き液９の液面および内部からも液の気化（沸騰）が起こ
る。一般的には、図３に示すように、窪み４７に存在す
る気泡が沸騰核となり、ここより蒸気泡の成長離脱が繰
り返される。基板２上に形成された微細溝４０の場合、
これが沸騰核となり、核沸騰により発生した蒸気泡は微
細溝４０内の残留空気と混合し、残留空気は発生蒸気と
共に微細溝４０外に放出される。その後、槽内の圧力を
大気圧に戻すと、図４に示すように、微細溝４０にめっ
き液９が浸入する。ここで、各電極間に電圧を印加し、
めっきを行なう。
い、圧力をめっき液９の飽和蒸気圧以下にすると、めっ
き液９の液面および内部からも液の気化（沸騰）が起こ
る。一般的には、図３に示すように、窪み４７に存在す
る気泡が沸騰核となり、ここより蒸気泡の成長離脱が繰
り返される。基板２上に形成された微細溝４０の場合、
これが沸騰核となり、核沸騰により発生した蒸気泡は微
細溝４０内の残留空気と混合し、残留空気は発生蒸気と
共に微細溝４０外に放出される。その後、槽内の圧力を
大気圧に戻すと、図４に示すように、微細溝４０にめっ
き液９が浸入する。ここで、各電極間に電圧を印加し、
めっきを行なう。
【００２４】なお、水の飽和蒸気圧は、図６に示すよう
に温度に依存する。また、めっき液９の飽和蒸気圧は、
溶質を含むのでこれより低くなり、一般的な使用の飽和
蒸気圧は約2700から27000Pa(20から200Torr)である。前
記の各ステップにおける圧力の設定はこれらを考慮して
行なう。
に温度に依存する。また、めっき液９の飽和蒸気圧は、
溶質を含むのでこれより低くなり、一般的な使用の飽和
蒸気圧は約2700から27000Pa(20から200Torr)である。前
記の各ステップにおける圧力の設定はこれらを考慮して
行なう。
【００２５】なお、上記においては、めっきの前工程と
してめっき液９を微細溝４０へ浸入させる工程を行った
が、めっき工程中に圧力を飽和蒸気圧以下にすることに
より、めっき工程における微細溝４０内のめっき液９の
置換を行うことができる。めっき工程中にめっき槽内の
圧力をめっき液９の飽和蒸気圧以下に下げると、図５に
示すように、微細溝４０を沸騰核として核沸騰が起き、
周辺のめっき液９を撹拌する。その後、圧力を大気圧に
戻す、あるいは一旦加圧してから大気圧に戻すと、新し
いめっき液９が微細溝４０内に流入する。この沸騰工程
と加圧工程はめっき工程中繰り返して行うことが好まし
い。
してめっき液９を微細溝４０へ浸入させる工程を行った
が、めっき工程中に圧力を飽和蒸気圧以下にすることに
より、めっき工程における微細溝４０内のめっき液９の
置換を行うことができる。めっき工程中にめっき槽内の
圧力をめっき液９の飽和蒸気圧以下に下げると、図５に
示すように、微細溝４０を沸騰核として核沸騰が起き、
周辺のめっき液９を撹拌する。その後、圧力を大気圧に
戻す、あるいは一旦加圧してから大気圧に戻すと、新し
いめっき液９が微細溝４０内に流入する。この沸騰工程
と加圧工程はめっき工程中繰り返して行うことが好まし
い。
【００２６】図７は、本発明の第２の実施の形態の無電
解めっき装置の概要を示す図である。図７において、被
めっき基板２は、めっき槽の上部に支持された支持具１
３の下面に取り付けられているめっき液９は撹拌器１１
によって撹拌および槽内循環されている。めっき液９に
浸漬された槽液加熱器１０が該めっき液９を加熱する一
方、温度検知器６でめっき液９の温度を検知することに
より槽液加熱器１０の加熱量を温度コントローラ（図示
せず）で制御し、めっき液９を所定の温度にたもってい
る。
解めっき装置の概要を示す図である。図７において、被
めっき基板２は、めっき槽の上部に支持された支持具１
３の下面に取り付けられているめっき液９は撹拌器１１
によって撹拌および槽内循環されている。めっき液９に
浸漬された槽液加熱器１０が該めっき液９を加熱する一
方、温度検知器６でめっき液９の温度を検知することに
より槽液加熱器１０の加熱量を温度コントローラ（図示
せず）で制御し、めっき液９を所定の温度にたもってい
る。
【００２７】更に、めっき槽１には、並列な副排気配管
２９と主排気配管３０を介して真空ポンプ２１に接続さ
れ、主排気配管３０には開閉弁３２が、副排気配管２９
には開閉弁３１と可変抵抗弁３３が設けられている。こ
れにより、大気圧から排気する場合には、これらの弁３
１〜３３を全開としてポンプを作動させ、ある程度の真
空度に到達した後に、主排気配管の弁を閉じて、可変抵
抗弁３３を調整することにより、槽内の微小圧力を調整
する。このような構成により、めっき槽１内の圧力をめ
っき液９の飽和蒸気圧以下の真空またはその飽和蒸気圧
と大気圧との中間の真空に必要に応じて切り替えて保つ
ことができる。この実施の形態の装置の基本動作は、先
の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
２９と主排気配管３０を介して真空ポンプ２１に接続さ
れ、主排気配管３０には開閉弁３２が、副排気配管２９
には開閉弁３１と可変抵抗弁３３が設けられている。こ
れにより、大気圧から排気する場合には、これらの弁３
１〜３３を全開としてポンプを作動させ、ある程度の真
空度に到達した後に、主排気配管の弁を閉じて、可変抵
抗弁３３を調整することにより、槽内の微小圧力を調整
する。このような構成により、めっき槽１内の圧力をめ
っき液９の飽和蒸気圧以下の真空またはその飽和蒸気圧
と大気圧との中間の真空に必要に応じて切り替えて保つ
ことができる。この実施の形態の装置の基本動作は、先
の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００２８】図８は、本発明の第３の実施の形態の電気
めっき装置を示す図である。この実施の形態が、図１の
実施の形態と異なる点は、めっき槽１内の基板台１２に
対向する位置に超音波振動器が設けられている点、及び
槽内所定位置に撹拌器が設けられている点である。この
ような構成のめっき装置においては、先の実施の形態に
おいて説明したと同様の工程により、微細溝４０中に残
留する気泡を除去するが、各工程において適宜に超音波
振動器を動作させて所定の振幅及び周波数の振動を付与
し、微細溝４０における気泡の排出や核沸騰を促進す
る。
めっき装置を示す図である。この実施の形態が、図１の
実施の形態と異なる点は、めっき槽１内の基板台１２に
対向する位置に超音波振動器が設けられている点、及び
槽内所定位置に撹拌器が設けられている点である。この
ような構成のめっき装置においては、先の実施の形態に
おいて説明したと同様の工程により、微細溝４０中に残
留する気泡を除去するが、各工程において適宜に超音波
振動器を動作させて所定の振幅及び周波数の振動を付与
し、微細溝４０における気泡の排出や核沸騰を促進す
る。
【００２９】図９は、本発明の第４の実施の形態の無電
解めっき装置を示すものである。この実施の形態が先の
実施の形態と異なる点は、基板台１２に、被めっき基板
２の反めっき面を加熱する基板加熱器１４が設けられ、
また、基板２の温度を検知する基板温度検知器１５のセ
ンサー部が接続されている点である。
解めっき装置を示すものである。この実施の形態が先の
実施の形態と異なる点は、基板台１２に、被めっき基板
２の反めっき面を加熱する基板加熱器１４が設けられ、
また、基板２の温度を検知する基板温度検知器１５のセ
ンサー部が接続されている点である。
【００３０】このような構成のめっき装置においては、
先の実施の形態において説明したと同様の工程により、
微細溝４０中に残留する気泡を除去するが、空気を膨張
させて排出する工程や、低圧による核沸騰工程において
基板加熱器１４を動作させ、基板２を裏面側から加熱す
る。これにより、微細溝４０の温度を上昇させて、微細
溝４０に確実に沸騰を起こし、飽和蒸気圧を調整するこ
とにより、気泡の排出や核沸騰を促進する。
先の実施の形態において説明したと同様の工程により、
微細溝４０中に残留する気泡を除去するが、空気を膨張
させて排出する工程や、低圧による核沸騰工程において
基板加熱器１４を動作させ、基板２を裏面側から加熱す
る。これにより、微細溝４０の温度を上昇させて、微細
溝４０に確実に沸騰を起こし、飽和蒸気圧を調整するこ
とにより、気泡の排出や核沸騰を促進する。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、被めっき基板上に形成された微細溝に残留する気泡
を除去した後に、核沸騰を利用して微細溝にめっき液を
浸入させてめっきを行なうことにより、欠陥のない良好
な品質で、効率よく行うことがで、従って、ウェーハ基
板上にパターン形成された微細溝への良好な金属埋め込
みが可能となって、半導体装置の高度の集積化に対応す
る有用な技術を提供することができる。
ば、被めっき基板上に形成された微細溝に残留する気泡
を除去した後に、核沸騰を利用して微細溝にめっき液を
浸入させてめっきを行なうことにより、欠陥のない良好
な品質で、効率よく行うことがで、従って、ウェーハ基
板上にパターン形成された微細溝への良好な金属埋め込
みが可能となって、半導体装置の高度の集積化に対応す
る有用な技術を提供することができる。
【図１】本発明に基づくめっき装置の概要図である。
【図２】減圧による微細溝内の残留空気の脱気メカニズ
ムを表す概念図である。
ムを表す概念図である。
【図３】核沸騰における気泡の成長を表す概念図であ
る。
る。
【図４】減圧沸騰による微細溝内の残留空気の脱気メカ
ニズムを表す概念図である。
ニズムを表す概念図である。
【図５】減圧沸騰による微細溝内のめっき液置換メカニ
ズムを表す概念図である。
ズムを表す概念図である。
【図６】水の飽和蒸気圧曲線である。
【図７】本発明に基づく第２の実施の形態のめっき装置
の概要図である。
の概要図である。
【図８】本発明に基づく第３の実施の形態のめっき装置
の概要図である。
の概要図である。
【図９】本発明に基づく第４の実施の形態のめっき装置
の概要図である。
の概要図である。
【図１０】従来のめっき装置の概要図である。
１ めっき槽 ２ 被めっき基板 ３ カソード電極 ４ アノード電極 ５ 電源 ６ 温度検知器 ７ 圧力計 ８ 圧力スイッチ ９ めっき液 １０ 槽液加熱器 １１ 撹拌器 １２ 基板台 １３ 支持具 ２１ 真空ポンプ ２２ 流量制御弁 ２３ 開閉弁 ２４ 開閉弁 ２５ 排気配管 ２６ ガス導入管 ２７ 排ガス流れ方向 ２８ 導入ガス流れ方向 ２９ 排気配管 ３０ 排気配管 ３１ 開閉弁 ３２ 開閉弁 ３３ 可変抵抗弁 ４０ 微細溝 ４１ 固体 ４２ 液体 ４３ 気液界面１ ４４ 気液界面２ ４５ 気液界面３ ４６ 気液界面４ ４７ くぼみ ４８ 空気 ４９ 蒸気又は蒸気と空気の混合物 ５０ 蒸気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 21/02 Ｃ２５Ｄ 21/02 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｅ // Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｚ
Claims (11)
- 【請求項１】 被めっき基板をめっき液内に浸漬させる
工程と、 めっき槽内の圧力を減圧して被めっき基板表面に付着し
た気体およびめっき液内に溶解した気体を脱気させる脱
気工程と、 更にめっき槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気圧より低く
してめっき液を沸騰させる沸騰工程とを有することを特
徴とするめっき方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のめっき方法において、 脱気工程と沸騰工程の間に、めっき槽内の圧力を高圧に
する加圧工程を行うことを特徴とするめっき方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載のめっき方法において、 沸騰工程と加圧工程を繰り返し行うことを特徴とするめ
っき方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のめっき方法において、 めっきを行ないながら沸騰工程を行うことを特徴とする
めっき方法。 - 【請求項５】 密閉可能なめっき槽と、 該めっき槽内部を減圧するための排気装置と、 該めっき槽内部を加圧するためのガス導入装置とを備
え、 前記排気装置は、めっき槽内の圧力をめっき槽内に収納
されるめっき液の飽和蒸気圧以下の圧力まで真空排気す
ることができ、また、別運転モードにおいてめっき槽内
の圧力をめっき液の飽和蒸気圧と大気圧との中間の圧力
に保つように真空排気することができることを特徴とす
るめっき装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載のめっき装置において、 前記排気装置はめっき槽内の圧力を減圧するための真空
ポンプと該真空ポンプとめっき槽との間を接続する排気
配管を持ち、該排気配管には開閉弁と排気抵抗を調整す
る制御弁とを持つことを特徴とするめっき装置。 - 【請求項７】 請求項５に記載のめっき装置において、 前記排気装置は、めっき槽内の圧力を減圧するための真
空ポンプと該真空ポンプとめっき槽との間を接続する各
々流れ抵抗が異なる２系統の排気配管を持つことを特徴
とするめっき装置。 - 【請求項８】 請求項５に記載のめっき装置において、 前記基板を裏面側から加熱する基板加熱手段が設けられ
ていることを特徴とするめっき装置。 - 【請求項９】 請求項５に記載のめっき装置において、 めっき槽内のめっき液を加振する加振装置を具備するこ
とを特徴とするめっき装置。 - 【請求項１０】 微細窪みを有する基板にめっきを施し
て該微細窪みに金属を充填するめっき方法において、 被めっき基板をめっき液内に浸漬させる工程と、 めっき槽内の圧力をめっき液の飽和蒸気圧より低くして
めっき液を沸騰させる沸騰工程とを有することを特徴と
するめっき方法。 - 【請求項１１】 請求項１ないし４及び１０のいずれか
に記載のめっき方法又は請求項５ないし９のいずれかに
記載のめっき装置を用いてめっきした後、基板に付着し
た金属の不要部分を化学機械研磨装置により研磨して除
去することを特徴とする基板の加工方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26930097A JPH1193000A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | めっき方法及び装置 |
| EP98116569A EP0901153B1 (en) | 1997-09-02 | 1998-09-02 | Method and apparatus for plating a substrate |
| KR1019980035982A KR100586481B1 (ko) | 1997-09-02 | 1998-09-02 | 기판을도금하는방법 |
| US09/145,500 US6544585B1 (en) | 1997-09-02 | 1998-09-02 | Method and apparatus for plating a substrate |
| DE69840975T DE69840975D1 (de) | 1997-09-02 | 1998-09-02 | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Schichten auf einen Körper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26930097A JPH1193000A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | めっき方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193000A true JPH1193000A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17470433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26930097A Pending JPH1193000A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-16 | めっき方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1193000A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006249530A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Fujitsu Ltd | 金属膜パターンの形成方法 |
| KR100661152B1 (ko) * | 2005-02-21 | 2006-12-22 | 주식회사 마이크로홀 | 잔류 공기 제거를 통한 정밀도금방법 |
| JP2009024249A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-05 | Yoshiji Ichihara | 電気めっき装置及びめっき部材の製造方法 |
| KR101221394B1 (ko) * | 2011-04-11 | 2013-01-16 | (주) 다쓰테크 | Ｃｉｇｓ태양전지 제조 방법 |
| CN103103507A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-15 | 夏普株式会社 | 液量控制方法和液量控制装置、半导体集成电路的制造方法、控制程序、可读存储介质 |
| KR101674653B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2016-11-22 | 주식회사 오피트 | 모재의 홈 또는 패턴에 막을 형성하기 위한 장치 그 형성방법 |
| JP2016216833A (ja) * | 2016-08-08 | 2016-12-22 | 日本化学工業株式会社 | クロムめっき物及びクロムめっき皮膜 |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP26930097A patent/JPH1193000A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100661152B1 (ko) * | 2005-02-21 | 2006-12-22 | 주식회사 마이크로홀 | 잔류 공기 제거를 통한 정밀도금방법 |
| JP2006249530A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Fujitsu Ltd | 金属膜パターンの形成方法 |
| JP2009024249A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-05 | Yoshiji Ichihara | 電気めっき装置及びめっき部材の製造方法 |
| KR101221394B1 (ko) * | 2011-04-11 | 2013-01-16 | (주) 다쓰테크 | Ｃｉｇｓ태양전지 제조 방법 |
| CN103103507A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-15 | 夏普株式会社 | 液量控制方法和液量控制装置、半导体集成电路的制造方法、控制程序、可读存储介质 |
| KR101674653B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2016-11-22 | 주식회사 오피트 | 모재의 홈 또는 패턴에 막을 형성하기 위한 장치 그 형성방법 |
| JP2016216833A (ja) * | 2016-08-08 | 2016-12-22 | 日本化学工業株式会社 | クロムめっき物及びクロムめっき皮膜 |
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