JP2003243326A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び製造装置Info
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Abstract
膜プロセスにおける選択性の向上を図り、銅配線間の導
通による動作不良のない信頼性の高い半導体装置を提供
する。 【解決手段】 金属配線層4上に、触媒金属による活性
化処理及び無電解メッキ処理により銅拡散防止機能を有
するバリア膜5を形成するとともに、活性化処理、無電
解メッキ処理の少なくともいずれか一方の後に洗浄処理
が行われる。この洗浄処理は、メッキ装置11にて、金
属汚染物質除去能力を有する薬液洗浄又はスクラブ洗浄
の少なくとも一方が行われる。メッキ装置11には、洗
浄処理機構としてスクラバー15が配設される。
Description
を有する半導体装置の製造方法及び製造装置に関する。
集積回路(以下、半導体装置と称する。)の微細配線の
材料として、アルミニウム系合金が用いられている。し
かしながら、近年においては、半導体装置の高速化をさ
らに高めるためには、配線用材料として、より比抵抗の
低い銅や銀等を用いる必要がある。特に、銅は、比抵抗
が1.8μΩcmと低く、半導体装置の高速化に有利な
上に、エレクトロマイグレーション耐性がアルミニウム
系合金に比べて一桁ほど高いため、次世代の配線材料と
して期待されている。
イエッチングが容易でないため、いわゆるダマシン法が
用いられている。これは、例えば酸化シリコンからなる
層間絶縁膜に予め所定の溝(配線溝)を形成し、この溝
に配線材料(銅)を埋め込んだ後、余剰の配線材料を化
学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:以下、
CMPと略称して説明する。)によって除去し、配線を
形成する方法である。さらに、接続孔(Via)と配線溝
(Trench)を形成した後、一括して配線材料を埋め込
み、余剰配線材料をCMPにより除去するデュアルダマ
シン法も知られている。
て用いられる。その際、層間絶縁膜への銅の拡散を防止
する目的で、窒化シリコン、炭化シリコン等からなるバ
リア膜が形成されている。
はエレクトロマイグレーション耐性が弱く、また窒化シ
リコンや炭化シリコン自体が高誘電率であるためRC遅
延(抵抗と容量による配線の遅延)が大きくなるという
問題がある。そこで、このような問題を回避するため
に、RC遅延を改善し、エレクトロマイグレーション耐
性や銅拡散防止性に優れるメタル系のバリア膜を銅配線
上に成膜する方法が知られている。このようなメタル系
のバリア膜として、CoWPを使用することが米国特許
第5695810号にて提唱されている。このCoWP
は、無電解メッキ法により選択的に銅配線上にのみ成膜
できるという特徴も有する。
配線上への選択的なCoWP成膜は、以下に示すように
して行うことができる。まず、銅配線上に前処理として
パラジウム(Pd)等の触媒活性層を形成する。これ
は、銅自体は触媒効果が低く、この銅のみによっては無
電解メッキ法にて配線上にCoWPを析出させることが
できないためである。Pd等による触媒活性層は、異種
金属のイオン化傾向の相違を利用した置換メッキ、例え
ばPdCl2の塩酸溶液を用いて銅配線の最表面をPd
で置換することにより形成される。これは、銅がPdに
比べ電気化学的に卑な金属であるため、溶液中での溶解
に伴って放出される電子が溶液中の貴金属であるPdイ
オンに転移し、卑金属である銅の表面上にPdが形成さ
れることによるものである。したがって、上述した置換
メッキにおいては、金属ではないSiO2の如き酸化膜
からなる層間絶縁膜上にはPdが置換されず、触媒活性
層が形成されない。このようにして、Pd等によって触
媒活性層が形成された被メッキ表面に、無電解メッキ法
によりCoWPを成膜する。Pd等による触媒活性層
は、上述したように銅配線の表面だけに形成されるた
め、無電解メッキ法によるCoWPも触媒活性層の存在
する銅配線上のみに選択的に成膜される。
た方法にあっては、触媒活性層を構成するPd等が層間
絶縁膜上に物理的に吸着して残留した場合、無電解メッ
キ法によってCoWPが銅配線以外の場所に形成されて
しまう。また、CoWPの無電解メッキ処理後に、C
o、W等の金属が層間絶縁膜上に付着することもある。
oWPや、付着したCo、W等の金属を介してリーク電
流が流れてしまい、半導体装置の動作不良の原因となっ
て、CoWPの成膜プロセスにおける選択性が劣化する
という問題がある。
術の有する不都合を解消することを目的に提案されたも
のであり、無電解メッキ法によるメタル系のバリア膜成
膜プロセスにおける選択性の向上を図り、銅配線間の導
通による動作不良のない信頼性の高い半導体装置の製造
方法及び製造装置を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、銅を含む金属配
線上に、触媒金属による活性化処理及び無電解メッキ処
理により銅拡散防止機能を有するバリア膜を形成すると
ともに、活性化処理、無電解メッキ処理の少なくともい
ずれか一方の後に洗浄処理が行われる。
は、銅を含む金属配線上に、触媒金属による活性化処理
及び無電解メッキ処理により銅拡散防止機能を有するバ
リア膜を形成する際に、活性化処理、無電解メッキ処理
の少なくともいずれか一方の後に洗浄処理を行う洗浄処
理機構を有する。
法及び製造装置は、無電解メッキ処理にてメタル系のバ
リア膜を形成する際に、活性化処理、無電解メッキ処理
の少なくともいずれか一方の後に洗浄処理を行うこと
で、金属配線間の導通の原因となる付着したPdや、C
o、W等の金属が除去される。このため、本発明に係る
半導体装置の製造方法及び製造装置によれば、無電解メ
ッキ法によるメタル系のバリア膜成膜プロセスにおける
選択性の向上が図られ、金属配線間の導通による動作不
良のない信頼性の高い半導体装置が製造される。
製造方法及び製造装置の具体的な実施の形態について、
図面を参照しながら詳細に説明する。
u)を含む金属配線を有するものであり、この金属配線
上に銅拡散防止機能を有するバリア膜が形成される。バ
リア膜としては、コバルト合金やニッケル合金を用い、
これを無電解メッキ法によって金属配線上に形成する。
ここで、コバルト合金としては、CoP、CoB、Co
W、CoMo、CoWP、CoWB、CoMoP、Co
MoB等を挙げることができる。また、ニッケル合金と
しては、NiWP、NiWB、NiMoP、NiMoB
等を挙げることができる。さらに、CoとNiの両方が
合金化されたもの、WとMoの両方が合金化された組み
合わせ等も挙げることができる。タングステンやモリブ
デンをコバルトやニッケルに添加することで、銅拡散防
止効果が増大する。また、無電解メッキで副次的に混入
されることになるリンやホウ素も、成膜されたコバルト
やニッケルを微細な結晶構造とし、銅拡散効果に寄与す
る。
体装置の一連の製造工程において、金属配線上に、触媒
金属による活性化処理及び無電解メッキ処理により銅拡
散防止機能を有するメタル系のバリア膜を形成する工程
に係るものであり、本実施の形態においては、Cuから
なる金属配線上に、バリア膜としてCoWPを成膜する
ものとして説明する。このバリア膜形成の前工程におい
ては、Cuからなる金属配線層及びTaN等からなるバ
リアメタル層が半導体ウェハ上に形成され、その後半導
体ウェハのCMP及びポストCMPクリーニングが行わ
れる。
工程においては、酸化膜除去処理が行われ、次いで活性
化処理及びCoWPの無電解メッキ処理、半導体ウェハ
を回転させて乾燥させるスピンドライ処理が行われる。
これら各処理のうち、活性化処理及び無電解メッキ処理
の後に、それぞれ洗浄処理が行われる。
ば2〜3%の塩酸(HCl)等で中和すると同時に、表
面の酸化しているCuを除去するために行われる。この
酸化膜除去処理は、必要に応じて行えばよく、また、こ
の酸化膜除去処理以前にアルカリ脱脂によって表面のぬ
れ性を向上させる脱脂処理を必要に応じて行ってもよ
い。
液を用いて金属配線の最表面をPdで置換することで、
金属配線の表面に触媒活性層を形成する。これは、置換
メッキで、異種金属のイオン化傾向の相違を利用するも
のである。金属配線を構成するCuはPdに比べ電気化
学的に卑な金属であるから、溶液中での溶解に伴って放
出される電子が、溶液中の貴金属であるPdに転移し、
卑金属のCu表面上にPdが形成される。したがって、
例えばSiO2等の酸化膜からなる層間絶縁膜上はPd
で置換されない。この処理の具体的な例としては、例え
ば30〜50℃、pH1程度のPdCl2の塩酸溶液中
で置換メッキ処理を行う。置換する触媒金属としては、
Pdの他に、白金、金、ロジウムでもよい。
性された被メッキ表面に、無電解メッキによりCoWP
をバリア膜として成膜する。無電解メッキ液の組成、条
件例は下記の通りである。
ン酸、マロン酸、ギ酸等のアンモニウム塩又はそれらの
混合) 次亜燐酸アンモニウム:2〜200g/l(ホルマリ
ン、グリオキシル酸、ヒドラジン、水素化ホウ素アンモ
ニウム、ジメチルアミンボラン(DMAB)等) TMAH(PH調整) 条件 50〜95℃、pH8〜12
モニウムの代わりにホルマリン、グリオキシル酸、ヒド
ラジン等を用いた場合には、バリア膜はリン(P)を含
まない膜となる。また、水素化ホウ素アンモニウムやD
MAB等を用いれば、リン(P)の代わりにホウ素
(B)を含む膜となる。さらに、DMABを用いた場合
には、必要に応じてPd等による触媒活性化処理を省略
することも可能である。
金、ニッケル合金を成膜する場合には以下のような無電
解メッキ液の組成、条件例となる。
ン酸、マロン酸、ギ酸等のアンモニウム塩又はそれらの
混合) 次亜燐酸アンモニウム:2〜200g/l(ホルマリ
ン、グリオキシル酸、ヒドラジン、水素化ホウ素アンモ
ニウム、ジメチルアミンボラン(DMAB)等) TMAH(PH調整) 条件 50〜95℃、pH7〜12
Pの場合> 組成 塩化コバルト或いは塩化ニッケル:10〜100g/l
(硫酸コバルト、硫酸ニッケル等) グリシン:2〜50g/l(コハク酸、りんご酸、クエ
ン酸、マロン酸、ギ酸等のアンモニウム塩又はそれらの
混合) 次亜燐酸アンモニウム:2〜200g/l(ホルマリ
ン、グリオキシル酸、ヒドラジン、水素化ホウ素アンモ
ニウム、ジメチルアミンボラン(DMAB)等) TMAH(PH調整) 条件 50〜95℃、pH8〜12
アンモニウムの代わりにホルマリン、グリオキシル酸、
ヒドラジン等を用いた場合には、バリア膜はリン(P)
を含まない膜となる。また、水素化ホウ素アンモニウム
やDMAB等を用いれば、リン(P)の代わりにホウ素
(B)を含む膜となる。さらに、DMABを用いた場合
には、必要に応じてPd等による触媒活性化処理を省略
することも可能である。
CoWPの無電解メッキ処理における処理方法として
は、スピンテーブルを用いてのスピン処理又はパドル処
理、さらにはディップ槽を用いたディッピング処理等を
挙げることができる。
理後にそれぞれ行われる洗浄処理は、金属汚染物質除去
能力を有する薬液を用いた薬液洗浄、又はスクラバーに
よってウェハ表面をスクラビングするスクラブ洗浄の少
なくともいずれか一方が行われる。薬液洗浄に用いる薬
液としては、例えば関東化学社製のシュウ酸をベースと
した薬液(商品名:CMPM01)等を用いる。また、
スクラブ洗浄に用いるスクラバーとしては、ポリビニー
ルアルコール(PVA)材のような柔らかい材質を用い
る。スクラバーは、例えばローラ型や揺動アーム型等、
ウェハ表面をスクラビングできるものであればその形状
は問わない。
洗浄とスクラブ洗浄とを両方行う場合、これらを同時に
行ってもよく、また別々に行ってもよい。薬液洗浄とス
クラブ洗浄とを別々に行う場合、及び洗浄処理としてス
クラブ洗浄のみを行う場合には、純水を流しながらスク
ラバーによるウェハ表面のスクラビングを行う必要があ
る。
線上以外の箇所、具体的には層間絶縁膜上に、活性化処
理後に残留したPdや、無電解メッキ処理後に付着した
Co、W等の金属が除去され、その結果、Cu配線上に
のみバリア膜が選択的に形成されることとなる。
及びCoWPの無電解メッキ処理後のそれぞれに行うこ
ととしているが、いずれか一方の処理後にのみ行うもの
であってもよい。
uからなる金属配線上にバリア膜としてCoWPを無電
解メッキにて形成するものとして説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。具体的には、Cuを含
む合金を金属配線に使用してもよく、また上述した各種
のニッケル合金、コバルト合金等をバリア膜として金属
配線上に形成するものでもよいことはもちろんである。
成された半導体ウェハは、スピンドライ処理後にクリー
ンな状態で払い出され(ドライアウト)、後工程たるダ
イシング工程等を経て半導体装置とされる。
成例について説明する。なお、本例では、説明を簡略化
するために、配線溝のみの構造としたが、配線溝と孔と
を同時に加工するデュアルダマシン構造にも、孔のみの
シングルダマシン構造にも適用し得ることは勿論であ
る。
すように、層間絶縁膜1に配線を形成する溝(配線溝)
2を形成する。配線と配線とを電気的に絶縁する層間絶
縁膜1には、周知の絶縁材料であれば任意のものを使用
することができ、例えば酸化膜や低誘電材料膜等が使用
可能である。
す。配線材料の成膜工程は、バリアメタル及びシードC
u成膜工程、Cu埋め込み工程の各工程からなる。これ
により、バリアメタル層3、シードCu膜(図示は省略
する。)及び金属配線層4が形成される。バリアメタル
層3には、Ta、TaN、TiN、WN等のCuに対す
るバリア性に優れた材料を使用することができる。シー
ドCu膜は、次のCu埋め込み工程で、電解メッキによ
りCuを成膜する際の導電層となるものである。バリア
メタル層3及びシードCu膜の成膜方法は、PVD法や
CVD法等を挙げることができる。それぞれの膜厚に関
しては、デザインルールにもよるが、バリアメタル層3
に関しては、50nm以下、シードCu膜に関しては2
00nm以下が望ましい。Cu埋め込み工程では、電解
メッキ法が広く採用されているが、これに限らず、例え
ばCVD法でも問題はない。その膜厚は、配線溝2の深
さによりことなるが、目安として2.0μm以下である
ことが好ましい。
配線形成工程を示すものである。一般的に採用されてい
る技術は、CMPによる研磨である。この工程では、溝
部にのみ配線材料を残すように、層間絶縁膜1のところ
で制御よく研磨をストップし、さらには、層間絶縁膜1
上にはこれら配線材料が残らないようにコントロールす
る必要がある。CMPによる研磨工程では、Cu及びバ
リアメタルの2種類以上の材料を研磨除去しなければな
らないので、研磨する材料により研磨液(スラリー)、
研磨条件等をコントロールする必要がある。そのため、
複数ステップの研磨が必要な場合もある。
てPd置換処理を行い、金属配線層4上に触媒活性層を
形成する。そして、薬液洗浄、スクラブ洗浄のいずれ
か、又は双方を行う洗浄処理によって、活性化処理の際
に金属配線層4以外の箇所、具体的には層間絶縁膜1上
に物理的に吸着して残留したPdを除去する。
膜5を無電解メッキによって金属配線層4上に成膜す
る。そして、このバリア膜5の成膜後に、活性化処理後
と同様に洗浄処理を行い、無電解メッキを行う際に層間
絶縁膜1上に付着したCo、W等の金属を除去する。
置換後の層間絶縁膜1上には、Pdが1011atms
/cm2以上検出され、またCoWPの成膜後の層間絶
縁膜1上には、Coが1012atms/cm2以上検
出された。そこで、Pd置換後及びCoWPの成膜後に
上述したような洗浄処理を施すことによって、層間絶縁
膜1上の不純物量を1010atms/cm2(検出限
界)以下とすることができる。
リーク電流をCoWP成膜前、CoWP成膜後及び洗浄
処理後のそれぞれについて測定し、その結果を図2
(a)に示す。このリーク電流の測定は、同図(b)に
示すテストパターン、具体的には幅0.3μm、長さ
0.3nm、配線間0.23μmとされた300本の櫛
歯状の配線を二組組み合わせたテストパターンを8イン
チウェハ内に44チップ分配置し、これら配線間に3V
印加したものについて行った。図2(a)に示すよう
に、CoWP成膜後に洗浄処理を施すことによって、C
oWP成膜後であってもCoWP成膜前のリーク電流値
とほぼ同等の値に抑えることができ、この結果、配線間
の導通による動作不良のない信頼性の高い半導体装置を
得ることができる。
メッキにて形成するメッキ装置について、以下に説明す
る。
キに形成する際に行われる酸化膜除去処理、活性化処
理、無電解メッキ処理及び洗浄処理の各処理が行われ
る。メッキ装置11は、図3に示すように、底部が開放
されたメッキカップ12と、CMP及びポストCMPク
リーニングが行われたウェハWが載置されるスピンテー
ブル13と、所定の液体をスピンテーブル13上のウェ
ハWに供給する複数のノズル14と、ウェハW表面を洗
浄するスクラバー15と、ウェハWに供給され、このウ
ェハWから溢れた過剰の液体を収容する外槽16とを備
える。
タンク(図示を省略する。)からカップ内部に供給する
供給ノズル17と、無電解メッキ処理の際にウェハWと
の接触部を密封するOリング18が設けられている。ま
た、メッキカップ12には、開放された底部近傍に無電
解メッキ処理後の無電解メッキ液を回収する回収ノズル
19が設けられている。メッキカップ12は、無電解メ
ッキ処理の際にOリング18を介してウェハWに接触す
るとともに、無電解メッキ処理後にはウェハWから離れ
るように、同図中矢印A方向に上下動する構造とされて
いる。
持され、このシャフト20によって同図中矢印方向Bに
回転するよう構成されている。スピンテーブル13に
は、メッキカップ12と対向する面に、ウェハWが載置
され、保持される。
処理時に、図4に示すように、メッキカップ12が下降
してスピンテーブル13に接することで、メッキカップ
12の開放された底部がスピンテーブル13にて閉鎖さ
れ、メッキ槽が構成される。このとき、接触部分は上述
したOリング18にて密封されている。メッキ装置11
においては、このようにして構成されたメッキ槽内に供
給ノズル17から無電解メッキ液を供給することで、ウ
ェハWの無電解メッキ処理が行われる。
に用いる純水を、14bが薬液洗浄に用いる薬液を、1
4cが酸化膜除去処理に用いる塩酸(HCl)を、14
dが活性化処理に用いるPdCl2をそれぞれスピンテ
ーブル13上に載置されたウェハWに供給する。これら
各ノズル14は、それぞれ図3中矢印C方向、具体的に
はメッキカップ12下降時には同図中外側に、各液体の
供給時にはウェハW上に位置するように同図中内側へと
移動可能な構造とされる。
に載置されたウェハW表面をスクラビングして洗浄する
ものである。スクラバー15は、図5に示すように、円
柱形状を呈し、その外周面をウェハWに接触させた状態
で同図中矢印D方向に回転するとともに、同図中矢印E
方向に往復動作して、ウェハW表面の洗浄を行う、いわ
ゆるローラ型のスクラバーである。このスクラバー15
による洗浄動作中において、スクラバー15による洗浄
と同時に薬液洗浄を行う場合には、ノズル14bから薬
液が、スクラバー15による洗浄のみを行う場合には、
ノズル14aから純水がウェハW上に供給される。
型に限定されるものではなく、例えば図6に示すよう
に、同図中矢印F方向に揺動するアーム21に取り付け
られ、その一端面をウェハWに接触させた状態で同図中
矢印G方向に回転してウェハW表面の洗浄を行う、いわ
ゆる揺動アーム型のスクラバーであってもよい。
て、無電解メッキにて金属配線上にバリア膜を形成する
処理を以下に説明する。
らなるバリアメタル層のCMP、ポストCMPクリーニ
ングが行われた半導体ウェハWをスピンテーブル13上
に載置する。そして、半導体ウェハWに対して、例えば
5wt%以下の塩酸(HCl)をノズル14cから供給
し、スピン処理又はパドル処理によって、配線層表面の
酸化膜の除去処理を行う。次に、PdCl2の塩酸溶液
(Pd濃度:0.05g/l、pH1、常温)をノズル
14dからウェハW上に供給し、スピン処理又はパドル
処理によって、Pd置換処理を行う。
箇所に吸着したPdを除去する洗浄処理が行われる。こ
の洗浄処理においては、重金属除去に効果のある薬液、
例えば関東化学社製のシュウ酸をベースとした薬液(商
品名:CMPM01)をノズル14bからウェハW上に
供給し、スピン処理することで薬液洗浄が行われる。さ
らに、この洗浄処理においては、薬液洗浄と同時に、ス
クラバー15を用いたスクラブ洗浄が行われる。
導体ウェハWを乗せたスピンテーブル13と合体させ、
供給ノズル17からCoWP無電解メッキ液を供給し
て、無電解メッキ処理によるCoWP成膜を行う。
回収ノズル19から回収した後、メッキカップ12をス
ピンテーブル13から離し、再度洗浄処理を行う。この
再度の洗浄処理においては、Pd置換処理後の洗浄と同
様に、薬液洗浄及びスクラブ洗浄を同時に行う。再度の
洗浄処理後、スピンドライすることによってバリア膜形
成工程を終了する。
ハWは常にウェットな状態で各処理を進めることが好ま
しい。これはバリア膜であるCoWPの成膜途中でウェ
ハWが乾燥してしまうと、層間絶縁膜1部分に付着した
金属等の不純物が薬液洗浄やスクラブ洗浄による洗浄処
理によって除去しにくくなるためである。一方、CoW
P成膜後の洗浄処理を行うために、別個の洗浄装置に搬
送する等の間、上述した理由によりウェット状態を保っ
たままで放置した場合、CoWP表面の酸化が進む。酸
化したCoWP表面は、薬液洗浄及びスクラブ洗浄によ
る洗浄処理でダメージを受けやすい。したがって、Co
WP成膜を成膜する際には、成膜後すぐに洗浄を行うこ
とが好ましい。このため、メッキ装置11においては、
洗浄処理機構たるスクラバー15を設け、CoWP成膜
後の洗浄処理を含むバリア膜形成のための各処理を1シ
ステムとして実施するよう構成されている。このように
メッキ装置11を構成することで、ウェハW上に付着し
た不純物をウェット状態を保ったままで容易に除去する
ことができるとともに、CoWP成膜後に別個の洗浄装
置を用意する必要も無くなり、半導体装置の製造が簡易
になるとともに、製造コストを低下させることができ
る。
は、メッキカップ12とスピンテーブル13とによって
メッキ槽を構成し、このメッキ槽内に無電解メッキ液を
供給することで無電解メッキ処理を行うようにしたが、
本発明はこのような構成の装置に限定されるものではな
い。他の構成に係るメッキ装置31は、例えば図7に示
すように、無電解メッキ槽32を備え、この無電解メッ
キ槽32にウェハWを浸すディップ処理によってCoW
Pを成膜するように構成されるものであってもよい。こ
のとき、メッキ装置31にあっては、無電解メッキ処理
以外の各処理、具体的には無電解メッキ処理以前に行わ
れる酸化膜除去処理、活性化処理はメッキ装置11と同
様にスピンテーブル13上にウェハWを載置してスピン
処理又はパドル処理にて行われ、活性化処理及び無電解
メッキ処理後にそれぞれ行われる洗浄処理はスピンテー
ブル13上にウェハWが載置されて行われる。なお、こ
のような構成を有するメッキ装置31にあっては、図示
は省略するが、スピンテーブル13と無電解メッキ槽3
2との間でウェハWを搬送するウェハ搬送機構が設けら
れる。
は、上述した酸化膜除去処理及び活性化処理をスピンテ
ーブル13を用いたスピン処理又はパドル処理ではな
く、ディップ処理にて行うようにし、各処理を行うディ
ッピング槽を設けるものであってもよい。
る半導体装置の製造方法及び製造装置では、無電解メッ
キ処理にてメタル系のバリア膜を形成する際に、活性化
処理、無電解メッキ処理の少なくともいずれか一方の後
に洗浄処理を行うことで、金属配線間の導通の原因とな
る付着したPdや、Co、W等の金属を除去することが
できる。このため、本発明に係る半導体装置の製造方法
及び製造装置によれば、金属配線間のリーク電流の発生
を抑えて、無電解メッキ法によるメタル系のバリア膜成
膜プロセスにおける選択性の向上を図ることができ、金
属配線間の導通による動作不良のない信頼性の高い半導
体装置が製造することができる。
によれば、無電解メッキ処理にてメタル系のバリア膜を
形成する際に、活性化処理、無電解メッキ処理の少なく
ともいずれか一方の後に洗浄処理を行う洗浄処理機構を
有するため、CoWP成膜後に別個の洗浄装置を用意す
る必要が無くなり、半導体装置の製造が簡易になるとと
もに、製造コストを低下させることができる。
説明するための概略断面図である。
び洗浄処理後の配線パターン間のリーク電流値を示す特
性図であり、(b)は、リーク電流の測定に用いたテス
トパターンを示す図である。
明するための図である。
るための図である。
部斜視図である。
である。
るための図である。
線層,5 バリア層,11、31 メッキ装置,15
スクラバー,21 アーム
Claims (10)
- 【請求項1】 銅を含む金属配線上に、触媒金属による
活性化処理及び無電解メッキ処理により銅拡散防止機能
を有するバリア膜を形成するとともに、上記活性化処
理、無電解メッキ処理の少なくともいずれか一方の後に
洗浄処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項2】 上記洗浄処理は、金属汚染物質除去能力
を有する薬液又はスクラブの少なくとも一方を用いて行
うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項3】 上記活性化処理に用いる触媒金属は、パ
ラジウム、白金、金、ロジウムから選ばれる少なくとも
1種であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項4】 上記無電解メッキ処理により形成される
バリア膜は、コバルト合金、ニッケル合金から選ばれる
少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 銅を含む金属配線上に、触媒金属による
活性化処理及び無電解メッキ処理により銅拡散防止機能
を有するバリア膜を形成する半導体装置の製造装置にお
いて、 上記活性化処理、無電解メッキ処理の少なくともいずれ
か一方の後に洗浄処理を行う洗浄処理機構を有すること
を特徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項6】 上記洗浄処理機構は、金属汚染物質除去
能力を有する薬液又はスクラブの少なくとも一方を用い
て洗浄処理行うことを特徴とする請求項5に記載の半導
体装置の製造装置。 - 【請求項7】 上記洗浄処理機構として、ローラ型のス
クラバーが配設されることを特徴とする請求項6に記載
の半導体装置の製造装置。 - 【請求項8】 上記洗浄処理機構として、揺動アーム型
のスクラバーが配設されることを特徴とする請求項6に
記載の半導体装置の製造装置。 - 【請求項9】 上記活性化処理に用いる触媒金属は、パ
ラジウム、白金、金、ロジウムから選ばれる少なくとも
1種であることを特徴とする請求項5に記載の半導体装
置の製造装置。 - 【請求項10】 上記無電解メッキ処理により形成され
るバリア膜は、コバルト合金、ニッケル合金から選ばれ
る少なくとも1種からなることを特徴とする請求項5に
記載の半導体装置の製造装置。
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JP2002039237A JP2003243326A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
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JP2002039237A JP2003243326A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
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- 2002-02-15 JP JP2002039237A patent/JP2003243326A/ja active Pending
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