发明名称 半导体基板之电镀装置
摘要 将基板浸渍于均匀电解沉积性优异的组成之第一电镀液中实行第一阶段电镀处理之后,浸渍于均展性优异的组成之第二电镀液中实行第二阶段电镀处理。利用上述处理,可将铜或铜合金等电阻较小的材料无间隙地均匀地且将表面平坦地填充在微细配线用之沟槽等的微细凹处。
申请公布号 TWI250223 申请公布日期 2006.03.01
申请号 TW091111928 申请日期 1999.04.29
申请人 荏原制作所股份有限公司 发明人 本乡明久;长井瑞树;大野宽二;君塚亮一;丸山惠美
分类号 C23C18/00 主分类号 C23C18/00
代理机构 代理人 陈灿晖﹝已殁﹞ 台北市中正区武昌街1段64号8楼;洪武雄 台北市中正区博爱路80号6楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路80号6楼
主权项 1.一种半导体基板之电镀装置,系用以将半导体基 板浸渍于容纳电镀液之电镀槽中使该基板在装置 内循着预定之电镀处理途径进行电镀之装置,该半 导体基板之表面有多数之微细凹处,此电镀装置包 括: 容纳第一电镀液之第一电镀槽,用以在该半导体基 板之微细凹处内形成第一电镀层, 容纳与该第一电镀液不同之第二电镀液之第二电 镀槽,系设在该电镀处理途径中该第一电镀槽之后 ,用以形成第二电镀层于该第一电镀层上。 2.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,每一微 细凹处具有阻障层,而该第一电镀槽系用以形成第 一电镀层于该阻障层。 3.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第二 电镀槽系用以形成第二电镀层以便后来填充该微 细凹处。 4.如申请专利范围第2项之电镀装置,其中,该第一 电镀槽电解式电镀槽而用以一面供应电解式电镀 用电流一面形成该第一电镀层。 5.如申请专利范围第4项之电镀装置,其中每一微细 凹处具有阻障层,而该第一电镀槽经由该阻障层供 应电解式电镀用电流。 6.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第二 电镀槽是电解式电镀槽而用以一面形成该第一电 镀层一面经由该第一电镀槽供应电解式电镀用电 流。 7.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第一 电镀槽系为使该第一电镀层覆盖该微细凹处内之 全部表面而提供电镀条件。 8.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第一 电镀液具有比该第二电镀液更高之均掷性及更高 之附着于阻障层之能力。 9.如申请专利范围第8项之电镀装置,其中,该第二 电镀液具有100至300g/1之硫酸铜及10至100g/1之硫酸 之组成。 10.如申请专利范围第9项之电镀装置,其中,该第一 电镀液具有5至100g/1之硫酸酮及100至250g/1之硫酸之 组成。 11.如申请专利范围第9项之电镀装置,其中,该第一 电镀液含焦磷酸铜。 12.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第一 电镀液含1至100g/1或5至100g/1之焦磷酸铜。 13.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第一 电镀液含10至500g/1或20至500g/1之焦磷酸或其盐。 14.如申请专利范围第1项之电镀装置,其中,该第一 电镀液含5至100g/1之焦磷酸铜,及20至500g/1之焦磷酸 或其盐。 15.如申请专利范围第11项之电镀装置,其中,该第一 电镀液是硷性电镀液。 16.如申请专利范围第1项之电镀装置,又具备: 设在电镀处理途径,在该第一电镀槽与第二电镀槽 之间之第一清洗站, 设在电镀处理途径,在该第二电镀槽后之第二清洗 站,以及 设在电镀处理途径,在该第二清洗站后之乾燥站。 17.如申请专利范围第16项之电镀装置,又具备: 与该第一电镀槽及第一电镀液供应源流体接触之 第一泵浦,以及 与该第二电镀槽及第二电镀液供应源流体接触之 第二泵浦。 18.如申请专利范围第16项之电镀装置, 设在电镀处理途径,该第一电镀槽之前之前处理槽 ,该前处理槽容纳水性硫酸溶液,以及 设在电镀处理途径,该前处理槽与该第一电镀槽之 间之第三清洗站。 19.一种半导体基板之电镀装置,具备: 电镀槽, 含有第一电镀液以便供应至该电镀槽之第一电镀 液供应器, 含有与该第一电镀液不同之第二电镀液以便供应 至该电镀槽之第二电镀液供应器,以及 转换器,用以将该第一电镀液之从该第一电镀液供 应器供应至该电镀槽,及将该第二电镀液之从该第 二电镀液供应器供应至该电镀槽予以转换。 20.如申请专利范围第19项之电镀装置,其中,该第一 电镀液具有比该第二电镀液更高之均掷性及对该 阻障层之附着能力。 21.如申请专利范围第20项之电镀装置,其中,该第二 电镀液具有100至300g/1之硫酸铜及10至100g/1之硫酸 之组成。 22.如申请专利范围第21项之电镀装置,其中,该第一 电镀液具有5至100g/1之硫酸铜及100至250g/1之硫酸之 组成。 23.如申请专利范围第21项之电镀装置,其中,该第一 电镀液含焦磷酸溶液。 24.如申请专利范围第23项之电镀装置,其中,该第一 电镀液为硷性电镀液。 25.如申请专利范围第23项之电镀装置,其中,该焦磷 酸溶液含1至100g/1或5至100g/1之焦磷酸铜。 26.如申请专利范围第23项之电镀装置,其中,该焦磷 酸溶液含10至500g/1或20至500g/1之焦磷酸或其盐。 27.如申请专利范围第23项之电镀装置,其中,该焦磷 酸溶液含5至100g/1之焦磷酸铜,及20至500g/1之焦磷酸 或其盐。 28.如申请专利范围第19项之电镀装置,其中 该第一电镀液系用以在该微细凹部内形成第一电 镀层,而该第二电镀液系用以形成第二电镀层于该 第一电镀层。 29.如申请专利范围第28项之电镀装置,其中 该每一个微细凹处具有阻障层,而该第一电镀液系 用以形成该第一电镀层于该阻障层。 30.如申请专利范围第28项之电镀装置,其中,该微细 凹处系由阻障层覆盖,而在该阻障层上形成有晶种 层。 31.如申请专利范围第28项之电镀装置,其中,该第二 电镀层系用以形成第二电镀层以便随后填充该微 细凹处。 32.如申请专利范围第28项之电镀装置,其中,该第一 电镀液为电一解式电镀液一面经由第一电镀层接 受电解式电镀用电流一面形成该第一电镀层。 33.如申请专利范围第32项之电镀装置,其中,每一微 细凹处具有阻障层,而该第一电镀液经由该阻障层 接受电解电镀用电流。 34.如申请专利范围第28项之电镀装置,其中,该第二 电镀液为电解式电镀液一面经由第一电镀层接受 电解式电镀用电流一面形成该第一电镀层。 35.如申请专利范围第28项之电镀装置,其中,该第一 电镀液系为使该第一电镀层覆盖该微细凹处内之 全部表面提供电镀条件。 36.如申请专利范围第19项之电镀装置,其中,该电镀 槽系连结于清洗水供应装置。 37.如申请专利范围第19项之电镀装置,其中,该转换 器具有一种阀。 38.如申请专利范围第37项之电镀装置,其中,该转换 器具有使该阀开与关之定时器。 39.如申请专利范围第2项之电镀装置,其中,在该阻 障层上形成有晶种层。 图式简单说明: 第1A图至第1C图系表示藉基板之电镀方法所制造的 半导体元件之制程的剖面图。 第2图系表示本发明之实施形态的电镀方法之步骤 的过程图。 第3A图至第3C图系表示说明相同的第2图之步骤的 剖面图。 第4A图至第4B图系表示说明均展性的剖面图。 第5图系表示本发明之实施形态的电镀装置的概略 图。 第6A图至第6C图系表示本发明之实施例1及比较例1 与2之差别的剖面图。 第7A图至第7C图系表示本发明之第2实施形态的电 镀方法之步骤的剖面图。 第8A图至第8C图系表示本发明之实施例1及比较例1 与2之差别的剖面图。 第9图系表示第5图之变形例之电镀装置的概略方 块图。
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