WO2011001847A1 - Ulsi微細銅配線埋め込み用電気銅めっき液 - Google Patents
Ulsi微細銅配線埋め込み用電気銅めっき液 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011001847A1 WO2011001847A1 PCT/JP2010/060545 JP2010060545W WO2011001847A1 WO 2011001847 A1 WO2011001847 A1 WO 2011001847A1 JP 2010060545 W JP2010060545 W JP 2010060545W WO 2011001847 A1 WO2011001847 A1 WO 2011001847A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- copper
- plating solution
- electrolytic copper
- ulsi
- copper plating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
-
- 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
- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
- C25D7/0607—Wires
-
- 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
-
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/28—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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
- H01L23/53204—Conductive materials
- H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
- H01L23/53228—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being copper
- H01L23/53238—Additional layers associated with copper layers, e.g. adhesion, barrier, cladding layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
Description
(1)pHが1.8以上3.0以下であることを特徴とするULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
(2)pHが2.0以上2.2以下であることを特徴とする前記(1)記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
(3)炭素数が1以上4以下の飽和カルボン酸を0.01mol/L以上2.0mol/L以下含むことを特徴とする前記(1)又は(2)記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
(4)前記カルボン酸が酢酸であることを特徴とする前記(3)記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
(5)前記(1)~(4)のいずれかに記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液を用いたことを特徴とするULSI微細配線用電気銅めっき方法。
(6)前記(5)記載のULSI微細配線用電気銅めっき方法によりULSI微細配線が形成されたことを特徴とするULSI微細配線基板。
pHが1.8未満であると、pHが低いため銅シード層が溶解し易くなり、その結果ボイドも発生し易くなる。また、pHが3.0よりも大きい場合、めっき液中の銅イオンが酸化物あるいは水酸化物となって、沈殿が発生する恐れがある。
カルボン酸はめっき液中、0.01~2.0mol/L含有されることが好ましく、より好ましくは0.2~1.0mol/Lである。めっき液中のカルボン酸の濃度は埋め込み性、及びpHに影響し、カルボン酸の濃度が2.0mol/Lを超えるとめっき液のpHが1.8未満まで下がり、ボイドが発生し易くなる。また、カルボン酸のめっき液中の濃度が0.01mol/L未満であると、めっき液のpHが3.0を超え、上述のように沈殿が発生する恐れがある。
銅塩としては、硫酸銅、硝酸銅、塩化銅などが挙げられ、硫酸銅が好ましい。銅塩はめっき液中0.05~1.5mol/L含有されることが好ましく、より好ましくは0.2~0.8mol/Lである。
塩素イオン濃度はめっき液中0.3~3.0mmol/L含有されることが好ましく、より好ましくは1.0~2.0mmol/Lである。
促進剤としては二硫化ビス(3-スルホプロピル)二ナトリウム、3-メルカプトプロパンスルホン酸等が挙げられ、めっき液中1~30mg/L含有されることが好ましい。
抑制剤としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びこれらの共重合体等が挙げられ、めっき液中10~500mg/L含有されることが好ましい。
平滑剤としては、ヤヌスグリーンB、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン等が挙げられ、めっき液中0.1~50mg/L含有されることが好ましい。
銅シード層は、スパッタ法、無電解めっき法等の公知の方法で形成されたものでよい。
本発明の電気銅めっき液を用いてめっきを行うことにより、トレンチ・ビア内の銅シード層の厚さが2nm、又はそれ以下であっても、ボイドが発生することなくめっきすることができる。
以下に示すめっき液を用いて、ULSI微細配線付きシリコン基板上に電気銅めっきを行った。被めっき材であるシリコン基板には微細なトレンチパターン(線幅180nm、深さ500nm)が付いていて、最表面にはスパッタ法によりCuシード層が形成されている。そのCuシード層膜厚は、トレンチ内最薄部で2nmであった。
めっき液組成:
銅(硫酸銅) 0.63mol/L
酢酸 0.5mol/L
HCl 1.4mmol/L
二硫化ビス(3-スルホプロピル)二ナトリウム 10mg/L
ポリプロピレングリコール 80mg/L
ポリビニルピロリドン 10mg/L
pH 2.1
25℃、1A/dm2で30秒間めっきを実施した。
断面SEM観察の結果を図1に示す。トレンチ側壁部も含めてボイドの発生は全く無かった。
以下に示すめっき液を用いて、ULSI微細配線付きシリコン基板上に電気銅めっきを行った。被めっき材であるシリコン基板は実施例1と同様で、Cuシード層膜厚は、トレンチ内最薄部で2nmであった。
めっき液組成:
銅(硫酸銅) 0.63mol/L
ギ酸 1.0mol/L
HCl 1.4mmol/L
二硫化ビス(3-スルホプロピル)二ナトリウム 10mg/L
ポリプロピレングリコール 80mg/L
ポリビニルピロリドン 10mg/L
pH 1.9
25℃、1A/dm2で30秒間めっきを実施した。
断面SEM観察の結果、トレンチ側壁部も含めてボイドの発生は全く無かった。
以下に示すめっき液を用いて、ULSI微細配線付きシリコン基板上に電気銅めっきを行った。被めっき材であるシリコン基板は、Cuシード層膜厚が、トレンチ内最薄部で1.8nmである以外は実施例1と同様であった。
めっき液組成:
銅(硫酸銅) 0.63mol/L
シュウ酸 0.1mol/L
HCl 1.4mmol/L
二硫化ビス(3-スルホプロピル)二ナトリウム 10mg/L
ポリプロピレングリコール 80mg/L
ポリビニルピロリドン 10mg/L
pH 2.5
25℃、1A/dm2で30秒間めっきを実施した。
断面SEM観察の結果、トレンチ側壁部も含めてボイドの発生は全く無かった。
めっき液組成を以下のように変更した以外は実施例1と同様に電気銅めっきを実施した。
めっき液組成:
銅(硫酸銅) 0.63mol/L
硫酸 0.5mol/L
HCl 1.4mmol/L
二硫化ビス(3-スルホプロピル)二ナトリウム 10mg/L
ポリプロピレングリコール 80mg/L
ポリビニルピロリドン 10mg/L
<pH1.0
断面SEM観察の結果を図2に示す。少なくとも一部のトレンチ側壁部にボイド(円内の黒い影部)の発生が観察された。
Claims (6)
- pHが1.8以上3.0以下であることを特徴とするULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
- pHが2.0以上2.2以下であることを特徴とする請求項1記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
- 炭素数が1以上4以下の飽和カルボン酸を0.01mol/L以上2.0mol/L以下含むことを特徴とする請求項1又は2記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
- 前記カルボン酸が酢酸であることを特徴とする請求項3記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液。
- 請求項1~4のいずれかに記載のULSI微細配線埋め込み用電気銅めっき液を用いたことを特徴とするULSI微細配線用電気銅めっき方法。
- 請求項5記載のULSI微細配線用電気銅めっき方法によりULSI微細配線が形成されたことを特徴とするULSI微細配線基板。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/378,529 US20120103820A1 (en) | 2009-07-01 | 2010-06-22 | Electrolytic copper plating solution for filling for forming microwiring of copper for ulsi |
JP2011520869A JP5809055B2 (ja) | 2009-07-01 | 2010-06-22 | Ulsi微細ダマシン配線埋め込み用電気銅めっき水溶液 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009156929 | 2009-07-01 | ||
JP2009-156929 | 2009-07-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2011001847A1 true WO2011001847A1 (ja) | 2011-01-06 |
Family
ID=43410924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2010/060545 WO2011001847A1 (ja) | 2009-07-01 | 2010-06-22 | Ulsi微細銅配線埋め込み用電気銅めっき液 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20120103820A1 (ja) |
JP (1) | JP5809055B2 (ja) |
TW (1) | TWI412631B (ja) |
WO (1) | WO2011001847A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012092366A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Imec | 銅の電着方法 |
JP2013044035A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Ishihara Chem Co Ltd | 銅フィリング方法及び当該方法を適用した電子部品 |
JP2014224304A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | プリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法 |
KR20230142785A (ko) | 2021-02-15 | 2023-10-11 | 가부시키가이샤 아데카 | 전해 도금액용 첨가제, 전해 도금액, 전해 도금 방법 및 금속층의 제조 방법 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7157749B2 (ja) | 2017-08-31 | 2022-10-20 | 株式会社Adeka | 電解めっき液用添加剤を含有する電解めっき液及び該電解めっき液を用いた電解めっき方法 |
TWI636245B (zh) * | 2017-11-21 | 2018-09-21 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | 金屬腐蝕監測系統及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001003191A (ja) * | 1999-05-17 | 2001-01-09 | Shipley Co Llc | 電解銅メッキ溶液 |
WO2001083854A2 (en) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Intel Corporation | Electroplating bath composition and method of using |
JP2002004081A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-09 | Learonal Japan Inc | シリコンウエハーへの電気めっき方法 |
JP2002080996A (ja) * | 1999-12-24 | 2002-03-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | めっき処理装置及びめっき処理方法 |
JP2002302789A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-10-18 | Shipley Co Llc | 電解質 |
JP2003525523A (ja) * | 1999-09-17 | 2003-08-26 | ナトゥール・インコーポレイテッド | 新規なチップ相互配線およびパッケージング堆積方法および構造体 |
WO2007058603A1 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Replisaurus Technologies Ab | Method of forming a multilayer structure |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6197181B1 (en) * | 1998-03-20 | 2001-03-06 | Semitool, Inc. | Apparatus and method for electrolytically depositing a metal on a microelectronic workpiece |
US6682642B2 (en) * | 2000-10-13 | 2004-01-27 | Shipley Company, L.L.C. | Seed repair and electroplating bath |
JP4603812B2 (ja) * | 2003-05-12 | 2010-12-22 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. | 改良されたスズめっき方法 |
JP2007197809A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Fujifilm Corp | めっき処理方法、導電性膜および透光性電磁波シールド膜 |
US7799684B1 (en) * | 2007-03-05 | 2010-09-21 | Novellus Systems, Inc. | Two step process for uniform across wafer deposition and void free filling on ruthenium coated wafers |
-
2010
- 2010-06-22 WO PCT/JP2010/060545 patent/WO2011001847A1/ja active Application Filing
- 2010-06-22 JP JP2011520869A patent/JP5809055B2/ja active Active
- 2010-06-22 US US13/378,529 patent/US20120103820A1/en not_active Abandoned
- 2010-06-28 TW TW099121020A patent/TWI412631B/zh active
-
2013
- 2013-12-10 US US14/101,457 patent/US20140158546A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001003191A (ja) * | 1999-05-17 | 2001-01-09 | Shipley Co Llc | 電解銅メッキ溶液 |
JP2003525523A (ja) * | 1999-09-17 | 2003-08-26 | ナトゥール・インコーポレイテッド | 新規なチップ相互配線およびパッケージング堆積方法および構造体 |
JP2002080996A (ja) * | 1999-12-24 | 2002-03-22 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | めっき処理装置及びめっき処理方法 |
WO2001083854A2 (en) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Intel Corporation | Electroplating bath composition and method of using |
JP2002004081A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-09 | Learonal Japan Inc | シリコンウエハーへの電気めっき方法 |
JP2002302789A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-10-18 | Shipley Co Llc | 電解質 |
WO2007058603A1 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Replisaurus Technologies Ab | Method of forming a multilayer structure |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012092366A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Imec | 銅の電着方法 |
JP2013044035A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Ishihara Chem Co Ltd | 銅フィリング方法及び当該方法を適用した電子部品 |
JP2014224304A (ja) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | プリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法 |
KR20230142785A (ko) | 2021-02-15 | 2023-10-11 | 가부시키가이샤 아데카 | 전해 도금액용 첨가제, 전해 도금액, 전해 도금 방법 및 금속층의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5809055B2 (ja) | 2015-11-10 |
US20120103820A1 (en) | 2012-05-03 |
TWI412631B (zh) | 2013-10-21 |
US20140158546A1 (en) | 2014-06-12 |
JPWO2011001847A1 (ja) | 2012-12-13 |
TW201107537A (en) | 2011-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4116781B2 (ja) | シ−ド修復及び電解めっき浴 | |
JP5809055B2 (ja) | Ulsi微細ダマシン配線埋め込み用電気銅めっき水溶液 | |
CN108474129A (zh) | 电镀硅穿孔的工艺和化学作用 | |
EP3317437B1 (en) | Cobalt filling of interconnects in microelectronics | |
CN105308723B (zh) | 利用湿式晶片背面接触进行铜镀硅穿孔的方法 | |
JP2010507263A (ja) | 超小型電子デバイスの製造におけるフィチャーを埋め込むための銅堆積 | |
JP2003105584A (ja) | 微細配線埋め込み用銅メッキ液及びそれを用いた銅メッキ方法 | |
JP2005029818A (ja) | めっき方法 | |
JP2002115090A (ja) | 銅メッキ用電解液およびこれを用いた半導体素子の銅配線用電気メッキ方法 | |
JP2010037622A (ja) | 無電解置換めっきにより銅薄膜を形成しためっき物 | |
TWI804593B (zh) | 電鍍鈷之方法 | |
JP2003328185A (ja) | ブラインドビアホール充填方法 | |
KR101752945B1 (ko) | 구리 및 구리 합금의 에칭 방법 | |
JP4822519B2 (ja) | 半導体ウェハーの前処理剤及び前処理方法 | |
JP7244533B2 (ja) | コバルト電着プロセス | |
JP2009167506A (ja) | 酸性電解銅めっき液およびこれを用いる微細配線回路の作製方法 | |
JP4931196B2 (ja) | 無電解銅めっき浴、無電解銅めっき方法及びulsi銅配線形成方法 | |
JP4894990B2 (ja) | 酸性電気銅めっき液 | |
JP4472673B2 (ja) | 銅配線の製造方法及び銅めっき用電解液 | |
JP2005154851A (ja) | 無電解銅めっき液および無電解銅めっき方法 | |
US8114770B2 (en) | Pre-treatment method to increase copper island density of CU on barrier layers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10794017 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 13378529 Country of ref document: US |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2011520869 Country of ref document: JP |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10794017 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |