[go: up one dir, main page]

JP2002203859A - Wiring forming method and semiconductor device - Google Patents

Wiring forming method and semiconductor device

Info

Publication number
JP2002203859A
JP2002203859A JP2001337852A JP2001337852A JP2002203859A JP 2002203859 A JP2002203859 A JP 2002203859A JP 2001337852 A JP2001337852 A JP 2001337852A JP 2001337852 A JP2001337852 A JP 2001337852A JP 2002203859 A JP2002203859 A JP 2002203859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
wiring
copper
base film
plating
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.)
Granted
Application number
JP2001337852A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3933442B2 (en
Inventor
Hiroaki Inoue
裕章 井上
Koji Mishima
浩二 三島
Takao Kato
隆男 加藤
Kenji Nakamura
憲二 中村
Moriharu Matsumoto
守治 松本
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.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2001337852A priority Critical patent/JP3933442B2/en
Publication of JP2002203859A publication Critical patent/JP2002203859A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3933442B2 publication Critical patent/JP3933442B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form embedded wiring consisting of conductive material having integrity without any defect in a recess even when the recess part with a high aspect ratio exists. SOLUTION: When a conductive metal 20 is embedded by wet plating on a fine recess part 14 provided on the surface of a board W to form the wiring, a substrate film 18 constituted of two kinds of metals is formed on the surface of the board, and the wet plating is performed on the surface of the substrate film 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配線形成方法及び
半導体装置に関し、特に半導体基板等の基板の表面に設
けた配線用の微細な凹部に銅(Cu)等の導電性金属を
埋込んで配線を形成する配線形成方法、及び該方法で形
成された配線を有する半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring and a semiconductor device, and more particularly to a method for embedding a conductive metal such as copper (Cu) in fine recesses for wiring provided on the surface of a substrate such as a semiconductor substrate. The present invention relates to a wiring forming method for forming a wiring, and a semiconductor device having a wiring formed by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板上に配線回路を形成するため
の金属材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム
合金が一般に用いられているが、近年、銅を用いる動き
が顕著となっている。これは、銅の電気抵抗率は、1.
72μΩcmとアルミニウムの電気抵抗率より40%近
く低いので、信号遅延現象に対して有利となるばかりで
なく、銅のエレクトロマイグレーション耐性が現用のア
ルミニウムより遙かに高く、しかもアルミニウムの場合
よりもデュアルダマシンプロセスを採用し易いので、複
雑で微細な多層配線構造を相対的に安価に製造できる可
能性が高い等の理由による。
2. Description of the Related Art Aluminum or an aluminum alloy is generally used as a metal material for forming a wiring circuit on a semiconductor substrate. In recent years, however, the use of copper has become remarkable. This means that the electrical resistivity of copper is 1.
Since it is 72 μΩcm, which is about 40% lower than the electrical resistivity of aluminum, it is not only advantageous for the signal delay phenomenon, but also has a much higher electromigration resistance of copper than the current aluminum, and has a dual damascene more than aluminum. This is because the process is easy to adopt, and there is a high possibility that a complicated and fine multilayer wiring structure can be manufactured relatively inexpensively.

【0003】ここで、デュアルダマシン法によって配線
溝とビアホールに同時に銅等の金属を埋込む方法として
は、CVD、スパッタリング、めっきの3つの手
法がある。これらの手法のうち、めっき法は、微細な凹
部内への埋込み性が比較的良く、相対的に容易で安価な
プロセスによって導電性の良い線路形成を可能とする傾
向が強いので、少なくとも0.18μmのデザインルー
ル世代でこれを半導体量産ラインに組み込むことは常識
化しつつある。
Here, there are three methods of embedding a metal such as copper in a wiring groove and a via hole at the same time by a dual damascene method: CVD, sputtering, and plating. Among these methods, the plating method has a relatively good embedding property into a fine concave portion, and has a strong tendency to form a conductive line with a relatively easy and inexpensive process. It is becoming common sense to incorporate this into a semiconductor mass production line with a design rule generation of 18 μm.

【0004】図7は、半導体基板の表面に銅めっきを施
して、銅からなる配線が形成された半導体装置を得るの
に使用される配線形成方法の基本工程を示す。即ち、半
導体基板Wには、図7(a)に示すように、半導体素子
が形成された半導体基材1上の導電層1aの上にSiO
からなる絶縁膜2が堆積され、この絶縁膜2の内部に
リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール
3と配線用の溝4とからなる微細な凹部5が形成され、
その上にTaN等からなる拡散抑制(バリア)層6が形
成されている。
FIG. 7 shows the basic steps of a wiring forming method used to obtain a semiconductor device in which a copper wiring is formed by plating a surface of a semiconductor substrate with copper. That is, as shown in FIG. 7A, a SiO.sub.2 is formed on the conductive layer 1a on the semiconductor substrate 1 on which the semiconductor element is formed, as shown in FIG.
2 is deposited, and a fine concave portion 5 composed of a contact hole 3 and a wiring groove 4 is formed inside the insulating film 2 by lithography and etching technology.
A diffusion suppression (barrier) layer 6 made of TaN or the like is formed thereon.

【0005】そして、図7(b)に示すように、半導体
基板Wの表面に銅めっきを施すことによって、半導体基
材1の凹部(ホール)5内に銅7を充填するとともに、
拡散抑制(バリア)層6上に銅7を堆積する。その後、
化学機械研磨(CMP)により、拡散抑制(バリア)層
6上の銅7及び該拡散抑制(バリア)層6を除去して、
コンタクトホール3および配線用の溝4に充填した銅7
の表面と絶縁膜2の表面とをほぼ同一平面にする。これ
により、図7(c)に示すように銅7からなる埋込み配
線を形成する。
[0005] Then, as shown in FIG. 7 (b), copper 7 is filled in the recesses (holes) 5 of the semiconductor substrate 1 by applying copper plating to the surface of the semiconductor substrate W.
Copper 7 is deposited on the diffusion suppressing (barrier) layer 6. afterwards,
The copper 7 on the diffusion suppression (barrier) layer 6 and the diffusion suppression (barrier) layer 6 are removed by chemical mechanical polishing (CMP),
Copper 7 filled in contact hole 3 and wiring groove 4
And the surface of the insulating film 2 are made substantially flush with each other. As a result, an embedded wiring made of copper 7 is formed as shown in FIG.

【0006】ここに、半導体基板Wの表面に設けた微細
な凹部5の内部に、例えば電解めっき法で銅7を埋込む
場合には、図8に示すように、銅めっきに先だって、半
導体基板Wに形成した拡散抑制層6の表面に、例えばス
パッタリングやCVD等で給電(シード)層となる銅等
からなる下地膜8を形成することが広く行われている。
この下地膜(シード層)8の主たる目的は、シード層の
表面を電気的カソードとして液中金属イオンを還元し、
金属固体として析出するために十分な電流を供給するこ
とにある。また、無電解めっき法にあっては、給電層の
代わりに触媒層を設けることが広く行われている。
Here, when copper 7 is buried in the fine concave portion 5 provided on the surface of the semiconductor substrate W by, for example, an electrolytic plating method, as shown in FIG. It is widely practiced to form a base film 8 made of copper or the like to be a power supply (seed) layer on the surface of the diffusion suppressing layer 6 formed on W by, for example, sputtering or CVD.
The main purpose of the underlayer (seed layer) 8 is to reduce metal ions in the liquid by using the surface of the seed layer as an electric cathode,
The purpose is to supply a current sufficient to precipitate as a metallic solid. In the electroless plating method, a catalyst layer is widely provided instead of a power supply layer.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、下地膜8
は、一般にスパッタリングやCVD等で形成されるが、
配線の高密度化に伴って埋込み配線が微細化し、コンタ
クトホールおよびビアホールのアスペクト比が高くな
り、例えば直径が0.15μmでアスペスト比が6程度
の凹部(ホール)5に、例えば銅からなる下地膜8を形
成すると、図8に示すように、下地膜8の凹部5の側面
における膜厚Bの基板Wの表面における膜厚Aに対
する比:B/A(サイドカバレージ)が5〜10%
程度になるばかりでなく、連続した下地膜8の形成が困
難となる。これは、例えばスパッタ銅原子が成膜の際に
凝集することが一因であると考えられる。
By the way, the underlying film 8
Is generally formed by sputtering or CVD,
As the density of the wiring increases, the buried wiring becomes finer, and the aspect ratio of the contact hole and the via hole increases. For example, a recess (hole) 5 having a diameter of 0.15 μm and an aspect ratio of about 6, and a lower portion made of copper, for example, are formed. When the ground film 8 is formed, as shown in FIG. 8, the ratio B 1 / A 1 (side coverage) of the film thickness B 1 on the side surface of the concave portion 5 of the base film 8 to the film thickness A 1 on the surface of the substrate W is 5. -10%
In addition, the formation of the continuous underlayer 8 becomes difficult. This is considered to be because, for example, sputtered copper atoms aggregate during film formation.

【0008】この状態で電解めっきや無電解めっき等の
湿式めっきを施して銅配線を形成すると、めっき液によ
るエッチングでシード層が消失して、例えば電解めっき
にあっては、シード層による導通が確保できずに銅が電
析できなくなって、歩留が低下するといった問題があっ
た。また、サイドカバレージを確保する目的で、図8の
下地膜8に相当するシード層の膜厚Aを厚膜化すると、
実質的アスペクト比を上げてしまい、埋め込み時にホー
ル入口が閉塞されてホール内にボイドが発生し歩留まり
が低下してしまう。
When copper wiring is formed by performing wet plating such as electrolytic plating or electroless plating in this state, the seed layer disappears due to etching with a plating solution. There was a problem that copper could not be electrodeposited because it could not be secured, and the yield was reduced. When the thickness A of the seed layer corresponding to the base film 8 in FIG. 8 is increased for the purpose of securing the side coverage,
The substantial aspect ratio is increased, so that the hole entrance is closed at the time of filling, voids are generated in the holes, and the yield decreases.

【0009】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、例え高アスペスト比な凹部であっても、この凹部内
に欠陥のない健全な導電材料からなる埋込み配線を形成
できるようにした配線形成方法及び該方法で形成した配
線を有する半導体装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. Even in a recess having a high aspect ratio, a wiring capable of forming a buried wiring made of a sound conductive material having no defect in the recess. It is an object to provide a formation method and a semiconductor device having a wiring formed by the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の配線形成方法は、基板の表面に設けた微細
な凹部に湿式めっきにより導電性金属を埋込んで配線を
形成するにあたり、基板の表面に2種以上の金属で構成
した下地膜を形成し、この下地膜の表面に湿式めっきを
施すことを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a method for forming a wiring according to the present invention provides a method for forming wiring by embedding a conductive metal by wet plating in fine recesses provided on the surface of a substrate. A base film made of two or more metals is formed on the surface of the substrate, and wet plating is performed on the surface of the base film.

【0011】これにより、例え高アスペスト比の凹部で
あっても、この凹部内に欠陥のない健全な導電材料から
なる埋込み配線を形成することができる。これは、原子
量の大きい金属粒子の凹部上部及び底部での再スパッタ
作用と原子量の小さい金属粒子の凝集力を抑える作用を
利用して、サイドカバレージ特性を向上させるととも
に、下地膜に原子量の大きな金属粒子を含ませること
で、エッチング耐性を向上させることができるためであ
ると考えられる。
As a result, even if the recess has a high aspect ratio, a buried wiring made of a healthy conductive material having no defect can be formed in the recess. This improves the side coverage characteristics by utilizing the re-sputtering action at the top and bottom of the concave portion of the metal particles having a large atomic weight and the action of suppressing the cohesive force of the metal particles having a small atomic weight. It is considered that the inclusion of particles can improve the etching resistance.

【0012】本発明は、前記下地膜を構成する金属は、
前記埋込み配線を形成する金属と同じ第1金属と、該第
1の金属より原子量が大きい貴金属からなる第2の金属
との組合せであることを特徴とする。例えば、配線材料
に銅を使用した場合には、第1の金属として銅を、第2
の金属としてパラジウム、銀、白金または金をそれぞれ
使用する。これにより、高いアスペスト比の凹部であっ
ても、湿式めっきでこの凹部内に銅を埋込んで、欠陥の
ない健全な銅配線を形成することができる。
According to the present invention, the metal constituting the base film is preferably
A combination of a first metal that is the same as the metal forming the buried wiring and a second metal made of a noble metal having an atomic weight larger than that of the first metal. For example, when copper is used for the wiring material, copper is used as the first metal and second metal is used.
Palladium, silver, platinum, or gold are used as the metals for, respectively. Thus, even in a concave portion having a high aspect ratio, copper can be buried in the concave portion by wet plating to form a sound copper wiring without defects.

【0013】本発明は、前記第1の金属は、金、銀また
は銅であることを特徴とする。これにより、アルミニウ
ムに比べ配線抵抗が小さく、エレクトロマイグレーショ
ン耐性に優れた金、銀または銅による配線を形成するこ
とができる。
[0013] The present invention is characterized in that the first metal is gold, silver or copper. This makes it possible to form a wiring made of gold, silver or copper, which has smaller wiring resistance than aluminum and has excellent electromigration resistance.

【0014】本発明は、前記第1の金属は銅で、前記第
2の金属はパラジウム、銀、白金または金であることを
特徴とする。
According to the present invention, the first metal is copper, and the second metal is palladium, silver, platinum or gold.

【0015】本発明は、前記下地膜をスパッタリングま
たはCVDで形成することを特徴とする。
The present invention is characterized in that the base film is formed by sputtering or CVD.

【0016】本発明の半導体装置は、基板の表面に設け
た微細な凹部の内部に、2種以上の金属で構成した下地
膜と、該下地膜の表面に湿式めっきで析出させた導電性
金属からなる埋込み配線を形成したことを有することを
特徴とする。
According to the semiconductor device of the present invention, there is provided a base film made of two or more kinds of metals in a fine concave portion provided on the surface of a substrate, and a conductive metal deposited on the surface of the base film by wet plating. Characterized in that a buried wiring made of

【0017】本発明の配線形成装置は、配線用の微細な
凹部を設けた基板の表面に2種以上の金属で構成した下
地膜を形成する成膜装置と、この下地膜の表面に湿式め
っきを施して前記凹部内に導電性金属を埋め込むめっき
装置とを有することを特徴とする。
A wiring forming apparatus according to the present invention comprises: a film forming apparatus for forming a base film made of two or more metals on a surface of a substrate provided with fine recesses for wiring; And a plating device for embedding a conductive metal in the recess.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態の配
線形成方法を工程順に示す。この例は、図1(a)に示
すように、半導体素子を形成した半導体基材10の上に
SiOからなる絶縁膜12を堆積した基板Wに、例え
ばリソグラフィ・エッチング技術により、直径が0.1
5μmでアスペスト比が6程度の配線用の微細な凹部
(ホール)14を形成し、この凹部14内に湿式めっき
(電解めっきまたは無電解めっき)により銅を埋込んで
銅配線を形成するようにしたものである。先ず、図1
(a)に示すように、例えば、スパッタリングにより、
基板Wの表面に、例えばTaN等からなる拡散抑制(バ
リア)層16を形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a wiring forming method according to an embodiment of the present invention in the order of steps. In this example, as shown in FIG. 1A, a semiconductor substrate 10 on which a semiconductor element is formed and an insulating film 12 made of SiO 2 is deposited on a substrate W by, for example, a lithography / etching technique. .1
A fine concave portion (hole) 14 for wiring having a thickness of 5 μm and an aspect ratio of about 6 is formed, and copper is buried in the concave portion 14 by wet plating (electrolytic plating or electroless plating) to form a copper wiring. It was done. First, FIG.
As shown in (a), for example, by sputtering,
A diffusion suppression (barrier) layer 16 made of, for example, TaN is formed on the surface of the substrate W.

【0019】次に、図1(b)に示すように、半導体基
板Wに形成した拡散抑制層16の表面に、例えばスパッ
タリングまたはCVDで給電(シード)層または触媒層
となる下地膜18を形成する。この下地膜18の材料と
して、配線形成材料と同じ材料である銅と、銅より原子
量が大きい貴金属、例えば、パラジウム,銀,白金また
は金等との合金を使用する。この合金としては、例えば
10at%のパラジウムを含む銅合金(Cu−Pd(1
0at%))が挙げられる。この銅合金におけるパラジ
ウム,銀,白金または金等の含有量は、好ましくは、
0.001at%〜30at%、更に好ましくは、0.
001at%〜10at%である。
Next, as shown in FIG. 1B, a base film 18 serving as a power supply (seed) layer or a catalyst layer is formed on the surface of the diffusion suppressing layer 16 formed on the semiconductor substrate W by, for example, sputtering or CVD. I do. As the material of the base film 18, an alloy of copper, which is the same material as the wiring forming material, and a noble metal having an atomic weight larger than that of copper, for example, palladium, silver, platinum, or gold is used. As this alloy, for example, a copper alloy containing 10 at% palladium (Cu-Pd (1
0 at%)). The content of palladium, silver, platinum or gold in the copper alloy is preferably
0.001 at% to 30 at%, more preferably 0.1 to 30 at%.
001 at% to 10 at%.

【0020】このように、Cu−Pd(10at%)合
金で下地膜18を形成すると、この合金からなる下地膜
18の凹部14の側面における膜厚Bの基板Wの表面
における膜厚Aに対する比:B/A(サイドカバ
レージ)の方が、図8に示す、従来の銅で形成した下地
膜8の凹部5の側面における膜厚Bの基板Wの表面に
おける膜厚Aに対する比:B/Aより大きくなっ
てカバレージ特性が向上し、しかも連続した下地膜18
が形成される。
As described above, when the base film 18 is formed of a Cu—Pd (10 at%) alloy, the film thickness A 2 on the surface of the substrate W having a film thickness B 2 on the side surface of the concave portion 14 of the base film 18 made of this alloy. The ratio of B 2 / A 2 (side coverage) to the film thickness A 1 on the surface of the substrate W having the film thickness B 1 on the side surface of the concave portion 5 of the conventional copper-made base film 8 shown in FIG. To B 1 / A 1 to improve coverage characteristics, and to provide a continuous base film 18
Is formed.

【0021】これは、アスペクト比の高い凹部(コンタ
クトホールやピアホール)14にあっては、銅に比べて
原子量が大きいパラジウムの粒子の凹部14の上部およ
びホール底部での再スパッタ作用で付き廻りが改善さ
れ、しかも、原子量が大きいパラジウム粒子が原子量の
小さい銅粒子の凝集力を抑える作用をしているからであ
ると考えられる。
This is because, in the concave portion (contact hole or peer hole) 14 having a high aspect ratio, palladium particles having an atomic weight larger than that of copper are rounded by the re-sputtering action at the upper portion of the concave portion 14 and at the bottom of the hole. This is considered to be because palladium particles having an improved atomic weight have a function of suppressing the cohesive force of copper particles having a small atomic weight.

【0022】次に、図1(c)に示すように、半導体基
板Wの表面に湿式銅めっき(電解めっきまたは無電解め
っき)を施すことによって、凹部14内に銅20を充填
するとともに、拡散抑制(バリア)層16上に銅20を
堆積させる。これにより、凹部14の内部に銅20がボ
イドやシール等の欠陥を生じることなく埋込まれる。
Next, as shown in FIG. 1C, the surface of the semiconductor substrate W is subjected to wet copper plating (electrolytic plating or electroless plating) to fill the recesses 14 with copper 20 and to diffuse the copper. Copper 20 is deposited on the suppression (barrier) layer 16. As a result, the copper 20 is buried in the recess 14 without causing defects such as voids and seals.

【0023】これは、前述のように、下地膜18のカバ
レージ特性が向上し、しかも下地膜18内に銅より原子
量が大きいパラジウムが含まれることで、図6に示す、
従来の銅からなる下地膜8よりもエッチング耐性が向上
して、めっき液によるエッチングが抑制されるためであ
ると考えられる。
This is because, as described above, the coverage characteristics of the base film 18 are improved, and the base film 18 contains palladium having an atomic weight larger than that of copper.
This is considered to be because the etching resistance is improved as compared with the conventional base film 8 made of copper, and the etching by the plating solution is suppressed.

【0024】しかる後、図1(d)に示すように、化学
機械研磨(CMP)により、拡散抑制(バリア)層16
上の銅20及び該拡散抑制(バリア)層16を除去し
て、凹部14に充填した銅20の表面と絶縁膜12の表
面とをほぼ同一平面して、銅20からなる埋込み配線を
形成する。これにより、例え高アスペスト比の凹部14
であっても、この凹部14内に欠陥のない健全な銅20
からなる埋込み配線が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, the diffusion suppressing (barrier) layer 16 is formed by chemical mechanical polishing (CMP).
The upper copper 20 and the diffusion suppressing (barrier) layer 16 are removed, and the surface of the copper 20 filled in the concave portion 14 and the surface of the insulating film 12 are made substantially flush with each other to form an embedded wiring made of the copper 20. . As a result, even if the recess 14 has a high aspect ratio,
Even in this concave portion 14, a sound copper 20 having no defect is provided.
Is formed.

【0025】図2は、本発明の実施の形態の配線形成装
置の平面配置図を示す。この配線形成装置は、同一設備
内に、内部に複数の基板Wを収納する2基のロード・ア
ンロード部30と、各2基の下地膜形成用のスパッタリ
ング装置32及び埋め込み用の電解めっき装置34と、
洗浄装置36と、これらの間で基板Wの受け渡しを行う
搬送ロボット38とを収納して構成されている。
FIG. 2 is a plan view showing a wiring forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This wiring forming apparatus includes two load / unload units 30 accommodating a plurality of substrates W therein, two sputtering apparatuses 32 for forming a base film, and an electrolytic plating apparatus for embedding in the same facility. 34,
A cleaning device 36 and a transfer robot 38 for transferring the substrate W between the cleaning devices 36 are housed therein.

【0026】そして、表面に拡散抑制層16(図1
(a)参照)を形成した基板Wをロード・アンロード部
30から搬送ロボット38で取出し、下地膜形成用のス
パッタリング装置32に搬送して、拡散抑制層16の表
面にスパッタリングによる下地膜18の形成を行う(図
1(b)参照)。この下地膜18の材料として、前述の
ように、例えば銅配線にあっては、配線形成材料と同じ
材料である銅と、銅より原子量が大きい貴金属、例え
ば、パラジウム,銀,白金または金等との合金、例えば
10at%のパラジウムを含む銅合金(Cu−Pd(1
0at%))を使用する。そして、この基板Wを第1の
洗浄装置36に搬送し、その表面を洗浄し乾燥させた
後、埋め込み用電解めっき装置34に搬送して、銅の埋
め込みを行う(図1(c)参照)。しかる後、この埋め
込み用電解めっき装置34の内部で基板を洗浄し乾燥さ
せた後、ロード・アンロード部30に戻す。
Then, the diffusion suppressing layer 16 (FIG. 1) is formed on the surface.
The substrate W on which (a) is formed is taken out from the loading / unloading section 30 by the transfer robot 38 and is transferred to the sputtering device 32 for forming the base film, and the base film 18 is formed on the surface of the diffusion suppressing layer 16 by sputtering. The formation is performed (see FIG. 1B). As described above, in the case of copper wiring, for example, copper, which is the same material as the wiring forming material, and a noble metal having an atomic weight larger than copper, for example, palladium, silver, platinum, gold, or the like, as described above. Alloy, for example, a copper alloy containing 10 at% palladium (Cu-Pd (1
0 at%)). Then, the substrate W is transported to the first cleaning device 36, the surface thereof is cleaned and dried, and then transported to the electrolytic plating device 34 for embedding, where copper is embedded (see FIG. 1C). . Thereafter, the substrate is washed and dried inside the embedding electrolytic plating apparatus 34 and then returned to the loading / unloading section 30.

【0027】なお、この例では、下地膜形成用にスパッ
タリング装置32を使用した例を示しているが、このス
パッタリング装置32の代わりに、CVD装置を使用し
てもよい。また、銅の埋め込みを行う電解めっき装置3
4の代わりに、無電解めっき装置を使用してもよい。
In this example, an example is shown in which the sputtering device 32 is used for forming the underlayer, but a CVD device may be used instead of the sputtering device 32. Also, an electrolytic plating apparatus 3 for embedding copper
Instead of 4, an electroless plating apparatus may be used.

【0028】図9は本発明の別実施例である。図示する
ように、本めっき装置は半導体ウエハを収容したウエハ
カセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリア520と、
プロセス処理を行うプロセスエリア530と、プロセス
処理後の半導体ウエハの洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥
エリア540を具備する。洗浄・乾燥エリア540は搬
入・搬出エリア520とプロセスエリア530の間に配
置されている。搬入・搬出エリア520と洗浄・乾燥エ
リア540には隔壁521を設け、洗浄・乾燥エリア5
40とプロセスエリア530の間には隔壁523を設け
ている。
FIG. 9 shows another embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the present plating apparatus includes a loading / unloading area 520 for transferring a wafer cassette containing semiconductor wafers,
The semiconductor device includes a process area 530 for performing a process, and a cleaning / drying area 540 for cleaning and drying the semiconductor wafer after the process. The cleaning / drying area 540 is arranged between the carry-in / out area 520 and the process area 530. A partition 521 is provided in the loading / unloading area 520 and the washing / drying area 540, and the washing / drying area 5 is provided.
A partition 523 is provided between 40 and the process area 530.

【0029】隔壁521には搬入・搬出エリア520と
洗浄・乾燥エリア540との間で半導体ウエハを受け渡
すための通路(図示せず)を設け、該通路を開閉するた
めのシャッター522を設けている。また、隔壁523
にも洗浄・乾燥エリア540とプロセスエリア530と
の間で半導体ウエハを受け渡すための通路(図示せず)
を設け、該通路を開閉するためのシャッター524を設
けている。洗浄・乾燥エリア540とプロセスエリア5
30は独自に給排気できるようになっている。
The partition 521 is provided with a passage (not shown) for transferring the semiconductor wafer between the carry-in / out area 520 and the cleaning / drying area 540, and a shutter 522 for opening and closing the passage. I have. In addition, the partition 523
A passage (not shown) for transferring a semiconductor wafer between the cleaning / drying area 540 and the process area 530
, And a shutter 524 for opening and closing the passage. Cleaning / drying area 540 and process area 5
30 is designed to supply and exhaust air independently.

【0030】上記構成の半導体ウエハ配線用のめっき装
置はクリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、
(搬入・搬出エリア520の圧力)>(洗浄・乾燥エリ
ア540の圧力)>(プロセスエリア530の圧力)に
設定され、且つ搬入・搬出エリア520の圧力はクリー
ンルーム内圧力より低く設定される。これにより、プロ
セスエリア530から洗浄・乾燥エリア540に空気が
流出しないようにし、洗浄・乾燥エリア540から搬入
・搬出エリア520に空気が流出しないようにし、さら
に搬入・搬出エリア520からクリーンルーム内に空気
が流出しないようにしている。
The plating apparatus for wiring a semiconductor wafer having the above configuration is installed in a clean room.
(Pressure of loading / unloading area 520)> (pressure of cleaning / drying area 540)> (pressure of process area 530), and pressure of loading / unloading area 520 is set lower than pressure in the clean room. This prevents air from flowing out of the process area 530 to the cleaning / drying area 540, prevents air from flowing out of the cleaning / drying area 540 to the loading / unloading area 520, and further reduces air from the loading / unloading area 520 into the clean room. To prevent spills.

【0031】搬入・搬出エリア520には半導体ウエハ
収容カセットを収納するロードユニット520aとアン
ロードユニット520bが配置されている。洗浄・乾燥
エリア540にはめっき処理後の処理を行う各2基の水
洗部541、乾燥部542が配置されると共に、半導体
ウエハの搬送を行う搬送部(搬送ロボット)543が備
えられている。ここに水洗部541としては、例えば前
端にスポンジがついたペンシル型のものやスポンジ付き
ローラ形式のものが用いられる。乾燥部542として
は、例えば半導体ウエハを高速でスピンさせて脱水、乾
燥させる形式のものが用いられる。
In the loading / unloading area 520, a load unit 520a for storing a semiconductor wafer storage cassette and an unload unit 520b are arranged. The washing / drying area 540 is provided with two water washing units 541 and two drying units 542 each of which performs a process after the plating process, and is provided with a transfer unit (transfer robot) 543 for transferring a semiconductor wafer. Here, as the water washing section 541, for example, a pencil type with a sponge at the front end or a roller type with a sponge is used. As the drying unit 542, for example, a type in which a semiconductor wafer is spun at a high speed to dehydrate and dry the semiconductor wafer is used.

【0032】プロセスエリア530内には、半導体ウエ
ハの下地膜形成を行うスパッタリング装置531と、銅
めっき処理を行うめっき槽532が配置されると共に、
半導体ウエハの搬送を行う搬送部(搬送ロボット)54
3が備えられている。
In the process area 530, a sputtering apparatus 531 for forming a base film of a semiconductor wafer and a plating tank 532 for performing copper plating are arranged.
A transfer unit (transfer robot) 54 for transferring a semiconductor wafer
3 are provided.

【0033】図10は半導体ウエハ配線用のめっき装置
内の気流の流れを示す。洗浄・乾燥エリア540におい
ては、配管546より新鮮な外部空気が取込まれ、高性
能フィルタ544を通してファンにより押込まれ、天井
540aよりダウンフローのクリーンエアとして水洗部
541、乾燥部542の周囲に供給される。供給された
クリーンエアの大部分は床540bより循環配管545
により天井540a側に戻され、再び高性能フィルタ5
44を通してファンにより押込まれて、洗浄・乾燥エリ
ア540内に循環する。一部の気流は、水洗部541及
び乾燥部542内からダクト552を通って排気され
る。
FIG. 10 shows the flow of air flow in a plating apparatus for wiring semiconductor wafers. In the washing / drying area 540, fresh external air is taken in from the pipe 546, pushed in by a fan through the high-performance filter 544, and supplied as down-flow clean air from the ceiling 540a around the washing section 541 and the drying section 542. Is done. Most of the supplied clean air is supplied from the floor 540b to the circulation pipe 545.
To the ceiling 540a side, and again the high-performance filter 5
It is pushed by a fan through 44 and circulates in the washing / drying area 540. Part of the airflow is exhausted from inside the washing unit 541 and the drying unit 542 through the duct 552.

【0034】プロセスエリア530は、ウエットゾーン
といいながらも、半導体ウエハ表面にパーティクルが付
着することは許されない。このためプロセスエリア53
0内に天井530aより、ファンにより押込まれて高性
能フィルタ533を通してダウンフローのクリーンエア
を流すことにより、半導体ウエハにパーティクルが付着
することを防止している。
Although the process area 530 is referred to as a wet zone, particles are not allowed to adhere to the surface of the semiconductor wafer. Therefore, the process area 53
Particles are prevented from adhering to the semiconductor wafer by flowing down-flow clean air through the high-performance filter 533 by being pushed into the inside of the ceiling 530 by the fan from the ceiling 530a.

【0035】しかしながら、ダウンフローを形成するク
リーンエアの全流量を外部からの給排気に依存すると、
膨大な給排気量が必要となる。このため、室内を負圧に
保つ程度の排気のみをダクト553よりの外部排気と
し、ダウンフローの大部分の気流を配管534,535
を通した循環気流でまかなうようにしている。
However, if the total flow rate of the clean air forming the down flow depends on the supply and exhaust from the outside,
A huge supply and exhaust volume is required. For this reason, only the exhaust that keeps the room at a negative pressure is used as the external exhaust from the duct 553, and most of the downflow airflow is transferred to the pipes 534 and 535.
Through the circulating airflow.

【0036】循環気流とした場合に、プロセスエリア5
30を通過したクリーンエアは薬液ミストや気体を含む
ため、これをスクラバ536及びミトセパレータ53
7,538を通して除去する。これにより天井530a
側の循環ダクト534に戻ったエアは、薬液ミストや気
体を含まないものとなり、再びファンにより押込まれて
高性能フィルタ533を通ってプロセスエリア530内
にクリーンエアとして循環する。
When a circulating air flow is used, the process area 5
The clean air that has passed through 30 contains a chemical mist or gas, and is thus passed through scrubber 536 and mit separator 53.
7,538. This allows the ceiling 530a
The air returned to the circulation duct 534 on the side does not contain a chemical mist or gas, is pushed again by the fan, passes through the high-performance filter 533, and circulates as clean air into the process area 530.

【0037】床部530bよりプロセスエリア530内
を通ったエアの一部が配管553を通って外部に排出さ
れ、薬液ミストや気体を含むエアがダクト553を通っ
て外部に排出される。天井530aのダクト539から
は、これらの排気量に見合った新鮮な空気がプロセスエ
リア530内に負圧に保った程度に供給される。
A part of the air passing through the process area 530 from the floor 530b is discharged outside through the pipe 553, and the air containing the chemical mist and gas is discharged outside through the duct 553. From the duct 539 of the ceiling 530a, fresh air corresponding to these displacements is supplied into the process area 530 to such an extent that a negative pressure is maintained.

【0038】上記のように搬入・搬出エリア520、洗
浄・乾燥エリア540及びプロセスエリア530のそれ
ぞれの圧力は、(搬入・搬出エリア520の圧力)>
(洗浄・乾燥エリア540の圧力)>(プロセスエリア
530の圧力)に設定されている。従って、シャッター
522,524(図9参照)を開放すると、これらのエ
リア間の空気の流れは図11に示すように、搬入・搬出
エリア520、洗浄・乾燥エリア540及びプロセスエ
リア530の順に流れる。また、排気はダクト552及
び553を通して、図12に示すように集合排気ダクト
554に集められる。
As described above, the respective pressures of the carry-in / carry-out area 520, the washing / drying area 540, and the process area 530 are (pressure of the carry-in / carry-out area 520)>
(Pressure in the cleaning / drying area 540)> (pressure in the process area 530). Therefore, when the shutters 522 and 524 (see FIG. 9) are opened, the flow of air between these areas flows in the order of the carry-in / out area 520, the cleaning / drying area 540, and the process area 530 as shown in FIG. Further, the exhaust gas passes through the ducts 552 and 553 and is collected in the collective exhaust duct 554 as shown in FIG.

【0039】図12は本発明に係る半導体ウエハ配線用
のめっき装置がクリーンルーム内に配置された一例を示
す外観図である。搬入・搬出エリア520のカセット受
渡し口555と操作パネル556のある側面が仕切壁5
57で仕切られたクリーンルームのクリーン度の高いワ
ーキングゾーン558に露出しており、その他の側面は
クリーン度の低いユーティリティゾーン559に収納さ
れている。
FIG. 12 is an external view showing an example in which a plating apparatus for wiring a semiconductor wafer according to the present invention is disposed in a clean room. The side with the cassette transfer port 555 and the operation panel 556 of the loading / unloading area 520 is the partition wall 5.
It is exposed to the clean working zone 558 of the clean room partitioned by 57, and the other side surface is accommodated in the low clean utility zone 559.

【0040】上記のように、洗浄・乾燥エリア540を
搬入・搬出エリア520とプロセスエリア530の間に
配置し、搬入・搬出エリア520と洗浄・乾燥エリア5
40の間及び洗浄・乾燥エリア540とプロセスエリア
530の間にはそれぞれ隔壁521を設けたので、ワー
キングゾーン558から乾燥した状態でカセット受渡し
口555を通して半導体ウエハ配線用のめっき装置内に
搬入される半導体ウエハは、半導体ウエハ配線用のめっ
き装置内でめっき処理され、洗浄・乾燥した状態でワー
キングゾーン558に搬出されるので、半導体ウエハ面
にはパーティクルやミストが付着することなく、且つク
リーンルーム内のクリーン度の高いワーキングゾーン5
58をパーティクルや薬液や洗浄液ミストで汚染するこ
とはない。
As described above, the cleaning / drying area 540 is disposed between the loading / unloading area 520 and the process area 530, and the loading / unloading area 520 and the cleaning / drying area 5
Since the partition walls 521 are provided between the cleaning zone 40 and the cleaning / drying area 540 and the process area 530, the partition 521 is transported in a dry state from the working zone 558 through the cassette transfer port 555 into the plating apparatus for semiconductor wafer wiring. The semiconductor wafer is plated in a plating apparatus for wiring a semiconductor wafer, and carried out to the working zone 558 in a washed and dried state, so that particles and mist do not adhere to the surface of the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is placed in a clean room. Working zone 5 with high cleanliness
58 is not contaminated with particles, chemicals, or cleaning liquid mist.

【0041】なお、図9及び図10では、半導体ウエハ
配線用のめっき装置が搬入・搬出エリア520、洗浄・
乾燥エリア540、プロセスエリア530を具備する例
を示したが、プロセスエリア530内に又はプロセスエ
リア530に隣接してCMP装置を配置するエリアを設
け、該プロセスエリア530又はCMP装置を配置する
エリアと搬入・搬出エリア520の間に洗浄・乾燥エリ
ア540を配置するように構成しても良い。要は半導体
ウエハ配線用のめっき装置に半導体ウエハが乾燥状態で
搬入され、めっき処理の終了した半導体ウエハが洗浄さ
れ、乾燥した状態で搬出される構成であればよい。
In FIGS. 9 and 10, the plating apparatus for wiring semiconductor wafers has a carry-in / carry-out area 520, a cleaning / carrying area, and
Although the example in which the drying area 540 and the process area 530 are provided is shown, an area where a CMP apparatus is arranged in the process area 530 or adjacent to the process area 530 is provided, and an area where the process area 530 or the CMP apparatus is arranged is provided. The cleaning / drying area 540 may be arranged between the loading / unloading area 520. In short, any configuration may be used as long as the semiconductor wafer is carried in a dry state into the plating apparatus for semiconductor wafer wiring, and the semiconductor wafer after the plating process is washed and carried out in a dry state.

【0042】上記例では基板めっき装置を半導体ウエハ
配線用のめっき装置を例に説明したが、基板は半導体ウ
エハに限定されるものではなく、まためっき処理する部
分も基板面上に形成された配線部に限定されるものでは
ない。また、上記例ではCuめっきを例に説明したが、
Cuめっきに限定されるものではない。
In the above example, the substrate plating apparatus is described as an example of a plating apparatus for wiring a semiconductor wafer. However, the substrate is not limited to a semiconductor wafer, and a portion to be plated is also formed on a wiring surface formed on the substrate surface. It is not limited to a department. In the above example, Cu plating was described as an example,
It is not limited to Cu plating.

【0043】(実施例1)図1(a)に示す基板Wとし
て、半導体基材10の上にSiOからなる絶縁膜12
を形成し、この絶縁膜12に直径0.15μm、深さ0.
9μm(アスペクト比:6)の凹部(ホール)14を形
成したものを用意し、この表面に、TaNからなる厚さ
30nmの拡散抑制(バリア)層16をスパッタリング
により形成し、この表面に、Cu−Pd(10at%)
合金からなる厚さ90nmの下地膜(シード層)18を
スパッタリングにより形成して試料を作成した(図1
(b)参照)。そして、この試料の表面に、電解銅めっ
きを施して、凹部14内に銅20を埋込んだ(図1
(c)参照)。この時のめっき液組成及びめっき条件は
以下の通りである。 (めっき液組成) CuSO・5HO 200 g/L HSO 55 g/L Cl 60 mg/L 添加剤 少々 (めっき条件) 2.5 A/dm,2min,25℃
(Example 1) As a substrate W shown in FIG. 1A, an insulating film 12 made of SiO 2 is formed on a semiconductor base material 10.
The insulating film 12 has a diameter of 0.15 μm and a depth of 0.15 μm.
A 9 μm (aspect ratio: 6) concave portion (hole) 14 is prepared, and a 30 nm-thick diffusion suppressing (barrier) layer 16 made of TaN is formed on the surface by sputtering. -Pd (10 at%)
A sample was prepared by forming a 90-nm-thick base film (seed layer) 18 made of an alloy by sputtering (FIG. 1).
(B)). Then, the surface of this sample was subjected to electrolytic copper plating, and copper 20 was embedded in the concave portion 14 (FIG. 1).
(C)). The plating solution composition and plating conditions at this time are as follows. (Plating solution composition) CuSO 4 · 5H 2 O 200 g / L H 2 SO 4 55 g / L Cl - 60 mg / L additives Some (plating conditions) 2.5 A / dm 2, 2min , 25 ℃

【0044】めっき処理後の断面SEM(走査電子顕微
鏡)写真を模式化した図面を図3に示す。この図から、
凹部14の内部に銅20が均一に埋込まれて、欠陥のな
い健全な銅配線が形成されていることが判る。
FIG. 3 schematically shows a cross-sectional SEM (scanning electron microscope) photograph after the plating process. From this figure,
It can be seen that the copper 20 is uniformly embedded in the concave portion 14 and a sound copper wiring without defects is formed.

【0045】(実施例2)前記実施例1と同様に、Cu
−Pd(10at%)合金からなる厚さ90nmの下地
膜(シード層)18をスパッタリングにより形成した試
料を作成し、この試料の表面に、無電解銅めっきを施し
て、下地膜(シード層)18の補強を行った。この時の
めっき液組成及びめっき条件は以下の通りである。 (めっき液組成) CuSO・5HO 2.5 g/L EDTA・2Na 20 g/L NaOH 4 g/L HCHO(37%) 5 ml/L (めっき条件) 65℃,60sec
(Embodiment 2) As in Embodiment 1, Cu
A sample in which a 90-nm-thick base film (seed layer) 18 made of a -Pd (10 at%) alloy is formed by sputtering, and the surface of this sample is subjected to electroless copper plating to form a base film (seed layer) 18 were reinforced. The plating solution composition and plating conditions at this time are as follows. (Plating solution composition) CuSO 4 .5H 2 O 2.5 g / L EDTA.2Na 20 g / L NaOH 4 g / L HCHO (37%) 5 ml / L (Plating conditions) 65 ° C., 60 sec

【0046】めっき処理後の断面SEM(走査電子顕微
鏡)写真を模式化した図面を図4に示す。この図から、
シード層の補強が一様に均一に行われ、欠陥のない健全
なシード層18が形成されていることが判る。
FIG. 4 schematically shows a cross-sectional SEM (scanning electron microscope) photograph after plating. From this figure,
It can be seen that the seed layer is uniformly and uniformly reinforced, and a sound seed layer 18 without defects is formed.

【0047】(比較例1)図8に示す基板として、半導
体基材1の上にSiOからなる絶縁膜2を形成し、こ
の絶縁膜2に直径0.15μm、深さ0.9μm(アスペ
クト比:6)の凹部(ホール)5を形成したものを用意
し、この表面に、TaNからなる厚さ30nmの拡散抑
制(バリア)層6をスパッタリングにより形成し、この
表面に、銅からなる厚さ90nmの下地膜(シード層)
8をスパッタリングにより形成して試料を作成した。そ
して、この試料の表面に、前記実施例1と同じ条件で電
解銅めっきを施して、凹部5内に銅7を埋込んだ。
[0047] As the substrate shown in (Comparative Example 1) FIG. 8, an insulating film 2 made of SiO 2 is formed on the semiconductor substrate 1, the insulating film 2 in diameter 0.15 [mu] m, depth 0.9 .mu.m (Aspect A recess (hole) 5 having a ratio of 6) is prepared, a 30 nm-thick diffusion suppressing (barrier) layer 6 made of TaN is formed on the surface by sputtering, and a copper thickness is formed on the surface. 90 nm underlayer (seed layer)
8 was formed by sputtering to prepare a sample. Then, the surface of this sample was subjected to electrolytic copper plating under the same conditions as in Example 1, and copper 7 was embedded in the recess 5.

【0048】めっき処理後の断面SEM(走査電子顕微
鏡)写真を模式化した図面を図5に示す。この図から、
凹部5の内部に埋込まれた銅7の下部の約2/3に空窩
(めっき欠け)Cが生じていることが判る。
FIG. 5 schematically shows a cross-sectional SEM (scanning electron microscope) photograph after plating. From this figure,
It can be seen that cavities (devoid of plating) C are formed in about 2/3 of the lower part of the copper 7 embedded in the recess 5.

【0049】(比較例2)前記比較例1と同様に、厚さ
90nmの下地膜(シード層)8をスパッタリングによ
り形成して試料を作成し、この試料の表面に、前記実施
例2と同じ条件で無電解銅めっきを施して、下地膜(シ
ード層)8の補強を行った。めっき処理後の断面SEM
(走査電子顕微鏡)写真を模式化した図面を図6に示
す。この図から、凹部(ホール)5内のシード層8の下
部の約2/3にシード層欠けが生じていることが判る。
(Comparative Example 2) As in Comparative Example 1, a 90 nm-thick underlayer (seed layer) 8 was formed by sputtering to form a sample, and the surface of this sample was formed in the same manner as in Example 2 above. Under the conditions, electroless copper plating was performed to reinforce the base film (seed layer) 8. Cross section SEM after plating
(Scanning Electron Microscope) FIG. 6 is a schematic drawing of a photograph. From this figure, it can be seen that the seed layer is chipped in about / of the lower portion of the seed layer 8 in the concave portion (hole) 5.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えアスペクト比の高いコンタクトホールやピアホール
等を有する微細配線構造であっても、埋込み配線を安価
な湿式めっきで歩留り良く形成することができる。
As described above, according to the present invention,
Even in the case of a fine wiring structure having a contact hole, a peer hole, or the like having a high aspect ratio, the embedded wiring can be formed with good yield by inexpensive wet plating.

【0051】これによって、従来の下地膜(シード層)
では、サイドカバレージ特性、ボトムアップ特性の
双方を満足する必要があり、このため、めっき液の組成
を決める上での制約が大きかったが、本発明によれば、
下地膜(シード層)のサイドカバレージ特性が良いの
で、めっき工程では、配線のボトムアップ特性のみに着
目してめっき液の組成を最適化でき、これによって、例
えばボトムアップ特性を左右する因子であるキャリア
(ブライトナ)の濃度を上げることが可能となる。
Thus, the conventional underlayer (seed layer)
Then, it is necessary to satisfy both the side coverage property and the bottom-up property, and therefore, there is a large restriction in determining the composition of the plating solution, but according to the present invention,
Since the base film (seed layer) has good side coverage characteristics, in the plating step, the composition of the plating solution can be optimized by focusing only on the bottom-up characteristics of the wiring, and this is a factor that affects, for example, the bottom-up characteristics. It is possible to increase the concentration of the carrier (brightener).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の実施の形態の配線形成方
法を工程順に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a wiring forming method according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】本発明の実施の形態の配線形成装置の平面配置
図を示す図である。
FIG. 2 is a plan view showing a layout of the wiring forming apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図3】実施例1によって電解銅めっきを施した基板の
断面SEM写真を模式化した図である。
FIG. 3 is a schematic view of a cross-sectional SEM photograph of a substrate plated with electrolytic copper according to Example 1.

【図4】実施例2によって無電解銅めっきを施した基板
の断面SEM写真を模式化した図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional SEM photograph of a substrate on which electroless copper plating is performed according to Example 2.

【図5】比較例1によって電解銅めっきを施した基板の
断面SEM写真を模式化した図である。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional SEM photograph of a substrate plated with electrolytic copper according to Comparative Example 1.

【図6】比較例2によって無電解銅めっきを施した基板
の断面SEM写真を模式化した図である。
6 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional SEM photograph of a substrate on which electroless copper plating has been performed according to Comparative Example 2. FIG.

【図7】半導体基板の表面にめっきにより配線を形成し
た半導体装置の基本的な配線形成方法を工程順に示す断
面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating a basic wiring forming method of a semiconductor device in which wiring is formed on a surface of a semiconductor substrate by plating, in a process order.

【図8】従来の方法で高アスペスト比の凹部(ホール)
の表面に下地膜(シード層)を形成した時の状態を示す
断面図である。
FIG. 8 shows a recess (hole) having a high aspect ratio by a conventional method.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state when a base film (seed layer) is formed on the surface of FIG.

【図9】本発明の半導体ウエハ配線用のめっき装置の平
面構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a plan configuration of a plating apparatus for wiring a semiconductor wafer of the present invention.

【図10】本発明の半導体ウエハ配線用のめっき装置内
の気流の流れを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a flow of an airflow in a plating apparatus for wiring a semiconductor wafer according to the present invention.

【図11】本発明の半導体ウエハ配線用のめっき装置の
各エリア間の空気の流れを示す図である。
FIG. 11 is a view showing a flow of air between respective areas of the plating apparatus for semiconductor wafer wiring of the present invention.

【図12】本発明の半導体ウエハ配線用のめっき装置を
クリーンルーム内に配置した一例を示す外観図である。
FIG. 12 is an external view showing an example in which the plating apparatus for wiring a semiconductor wafer of the present invention is disposed in a clean room.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体基材 12 絶縁膜 14 凹部 16 拡散抑制(バリア)層 18 下地膜 20 銅 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor base material 12 Insulating film 14 Depression 16 Diffusion suppression (barrier) layer 18 Base film 20 Copper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 隆男 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 中村 憲二 神奈川県藤沢市善行坂1−1−6 荏原ユ ージライト株式会社内 (72)発明者 松本 守治 神奈川県藤沢市善行坂1−1−6 荏原ユ ージライト株式会社内 Fターム(参考) 4K024 AA09 BA15 BB12 CA01 CA06 DA09 4M104 BB04 BB08 BB09 BB32 DD37 DD43 DD52 DD53 DD75 FF13 FF18 FF22 5F033 JJ11 JJ12 JJ13 JJ14 JJ32 KK01 NN06 NN07 PP06 PP15 PP27 PP28 QQ09 QQ37 QQ48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takao Kato, Inventor 11-11 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Ebara Corporation (72) Inventor Kenji Nakamura 1-1-6 Yoshiyukizaka, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Yu Yu Ebara (72) Inventor Moruji Matsumoto 1-1-6 Yoshiyukizaka, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture FF13 FF18 FF22 5F033 JJ11 JJ12 JJ13 JJ14 JJ32 KK01 NN06 NN07 PP06 PP15 PP27 PP28 QQ09 QQ37 QQ48

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の表面に設けた微細な凹部に湿式め
っきにより導電性金属を埋込んで配線を形成するにあた
り、 基板の表面に2種以上の金属で構成した下地膜を形成
し、 この下地膜の表面に湿式めっきを施すことを特徴とする
配線形成方法。
In forming a wiring by embedding a conductive metal in a fine recess provided on a surface of a substrate by wet plating, a base film made of two or more metals is formed on the surface of the substrate. A wiring forming method, wherein wet plating is performed on a surface of a base film.
【請求項2】 前記下地膜を形成する金属は、前記埋込
み配線を形成する金属と同じ第1の金属と、該第1の金
属より原子量が大きい貴金属からなる第2の金属との組
合せであることを特徴とする請求項1記載の配線形成方
法。
2. A metal forming the base film is a combination of a first metal same as a metal forming the buried wiring and a second metal made of a noble metal having an atomic weight larger than that of the first metal. The method according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記第1の金属は、金、銀または銅であ
ることを特徴とする請求項2記載の配線形成方法。
3. The wiring forming method according to claim 2, wherein said first metal is gold, silver or copper.
【請求項4】 前記第1の金属は銅で、前記第2の金属
はパラジウム、銀、白金または金であることを特徴とす
る請求項3記載の配線形成方法。
4. The method according to claim 3, wherein the first metal is copper, and the second metal is palladium, silver, platinum, or gold.
【請求項5】 前記下地膜を、スパッタリングまたはC
VDで形成することを特徴とする請求項1記載の配線形
成方法。
5. The method according to claim 5, wherein the base film is formed by sputtering or C
2. The wiring forming method according to claim 1, wherein the wiring is formed by VD.
【請求項6】 基板の表面に設けた微細な凹部の内部
に、2種以上の金属で構成した下地膜と、該下地膜の表
面に湿式めっきで析出させた導電性金属からなる配線を
形成したことを特徴とする半導体装置。
6. A base film made of two or more kinds of metals and a wiring made of a conductive metal deposited on the surface of the base film by wet plating are formed inside a fine concave portion provided on the surface of the substrate. A semiconductor device characterized by the following.
【請求項7】 前記下地膜を形成する金属は、前記配線
を形成する金属と同じ第1の金属と、該第1の金属より
原子量が大きい貴金属からなる第2の金属との組合せで
あることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
7. The metal forming the base film is a combination of a first metal same as the metal forming the wiring and a second metal composed of a noble metal having an atomic weight larger than that of the first metal. 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein:
【請求項8】 前記第1の金属は、金、銀または銅であ
ることを特徴とする請求項7記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein said first metal is gold, silver or copper.
【請求項9】 前記第1の金属は銅で、前記第2の金属
はパラジウム、銀、白金または金であることを特徴とす
る請求項8記載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein said first metal is copper, and said second metal is palladium, silver, platinum or gold.
【請求項10】 前記下地膜を、スパッタリングまたは
CVDで形成することを特徴とする請求項6記載の半導
体装置。
10. The semiconductor device according to claim 6, wherein said base film is formed by sputtering or CVD.
【請求項11】 配線用の微細な凹部を設けた基板の表
面に2種以上の金属で構成した下地膜を形成する成膜装
置と、 この下地膜の表面に湿式めっきを施して前記凹部内に導
電性金属を埋め込むめっき装置とを有することを特徴と
する配線形成装置。
11. A film forming apparatus for forming a base film made of two or more kinds of metals on a surface of a substrate provided with fine recesses for wiring, and wet-plating the surface of the base film to form a base film in the recess. And a plating apparatus for embedding a conductive metal in the wiring.
【請求項12】 前記下地膜を形成する金属は、前記凹
部内に埋め込む導電性金属と同じ第1の金属と、該第1
の金属より原子量が大きい貴金属からなる第2の金属と
の組合せであることを特徴とする請求項11記載の配線
形成装置。
12. A metal forming the base film, the first metal being the same as a conductive metal embedded in the recess, and the first metal being the same as the first metal.
The wiring forming apparatus according to claim 11, wherein the combination is a combination with a second metal made of a noble metal having an atomic weight larger than that of the metal.
【請求項13】 前記第1の金属は、金、銀または銅で
あることを特徴とする請求項12記載の配線形成装置。
13. The apparatus according to claim 12, wherein the first metal is gold, silver, or copper.
【請求項14】 前記第1の金属は銅で、前記第2の金
属はパラジウム、銀、白金または金であることを特徴と
する請求項13記載の配線形成装置。
14. The wiring forming apparatus according to claim 13, wherein said first metal is copper, and said second metal is palladium, silver, platinum or gold.
【請求項15】 前記成膜装置は、スパッタリング装置
またはCVD装置であることを特徴とする請求項11記
載の配線形成装置。
15. The wiring forming apparatus according to claim 11, wherein said film forming apparatus is a sputtering apparatus or a CVD apparatus.
JP2001337852A 2000-11-02 2001-11-02 Wiring forming method and semiconductor device Expired - Fee Related JP3933442B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001337852A JP3933442B2 (en) 2000-11-02 2001-11-02 Wiring forming method and semiconductor device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000335585 2000-11-02
JP2000-335585 2000-11-02
JP2001337852A JP3933442B2 (en) 2000-11-02 2001-11-02 Wiring forming method and semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002203859A true JP2002203859A (en) 2002-07-19
JP3933442B2 JP3933442B2 (en) 2007-06-20

Family

ID=26603333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001337852A Expired - Fee Related JP3933442B2 (en) 2000-11-02 2001-11-02 Wiring forming method and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3933442B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006046386A1 (en) * 2004-10-27 2006-05-04 Tokyo Electron Limited Film forming method, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, program and recording medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006046386A1 (en) * 2004-10-27 2006-05-04 Tokyo Electron Limited Film forming method, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, program and recording medium
JP2006128288A (en) * 2004-10-27 2006-05-18 Tokyo Electron Ltd Film forming method, semiconductor device, manufacturing method thereof, program, and recording medium
KR100889401B1 (en) * 2004-10-27 2009-03-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Film forming method, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, program and recording medium
KR100922905B1 (en) * 2004-10-27 2009-10-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Film forming method, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, program and recording medium
US7846839B2 (en) 2004-10-27 2010-12-07 Tokyo Electron Limited Film forming method, semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, program and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP3933442B2 (en) 2007-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI406361B (en) Structure and method for creating reliable via contacts for interconnect applications
Andricacos Copper on-chip interconnections: A breakthrough in electrodeposition to make better chips
US6517894B1 (en) Method for plating a first layer on a substrate and a second layer on the first layer
US20070071888A1 (en) Method and apparatus for forming device features in an integrated electroless deposition system
TWI443224B (en) Method of forming a metal layer over a patterned dielectric by wet chemical deposition including an electroless and a powered phase
US6706422B2 (en) Electroless Ni—B plating liquid, electronic device and method for manufacturing the same
US7374584B2 (en) Interconnects forming method and interconnects forming apparatus
US6939793B1 (en) Dual damascene integration scheme for preventing copper contamination of dielectric layer
JPH11154653A5 (en)
JP2002289559A (en) Production method for integrated circuit
WO2003041145A1 (en) Plating solution, semiconductor device and method for manufacturing the same
JP3772973B2 (en) Electroless plating equipment
JP3821709B2 (en) Pretreatment method of electroless plating
JP2001181851A (en) Plating method and plated structure
JP3933442B2 (en) Wiring forming method and semiconductor device
KR20020034956A (en) Method of forming wiring and semiconductor device
JP2003096596A (en) Plating method and plating equipment
US6577009B1 (en) Use of sic for preventing copper contamination of dielectric layer
JP4112879B2 (en) Electrolytic treatment equipment
JP3611545B2 (en) Plating equipment
JP2000124156A (en) Semiconductor manufacturing apparatus
WO2002092877A2 (en) Catalyst-imparting treatment solution and electroless plating method
JP4023955B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
CN100372098C (en) Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device
JP2000058486A (en) Method and system for plating substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050719

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050920

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: 20070313

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees