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JP3523197B2 - メッキ設備及び方法 - Google Patents

メッキ設備及び方法

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JP3523197B2
JP3523197B2 JP2000531609A JP2000531609A JP3523197B2 JP 3523197 B2 JP3523197 B2 JP 3523197B2 JP 2000531609 A JP2000531609 A JP 2000531609A JP 2000531609 A JP2000531609 A JP 2000531609A JP 3523197 B2 JP3523197 B2 JP 3523197B2
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anode
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    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の背景] 1.発明の分野 本発明は、一般に薄膜のメッキ方法及び設備、特に半導
体デバイスの相互接続を形成するために金属フィルムを
メッキする方法及び設備である。
【0002】2.従来技術の説明 Mooreの法則に従って半導体デバイスの特徴は小さ
くなっているので、アルミニウム(Al)及びSiO2
を使用し続けると、0.18μm世代のデバイスでは、
相互接続遅延はデバイスゲート遅延よりも大きくなる。
相互接続遅延を減少させるためには、銅及びk値が小さ
い誘電体が可能な解である。銅/小さいk値の誘電体
相互接続は、従来のAl/SiO2 を超えるいくつかの
利点を有する。この利点としては、必要とされる金属の
レベル数を減少させ、電力の放散を最小化し、且つ製造
コストを減少させつつ、相互接続遅延を有意に減少させ
る能力を挙げることができる。アルミニウムと比較した
ときに銅は、電気移動に対する抵抗性がかなり良好な
で、改良された信頼性を提供する。従来の物理気相堆積
(PVD)及び化学気相堆積(CVD)技術から電気メ
ッキ方法までの様々な技術が、銅の堆積のために開発さ
れてきている。PVDによるCuの堆積では典型的に、
大きいアスペクト比の小さい隙間(0.18μm未満)
を充填するときに、気孔をもたらす問題がある。CVD
によるCuの堆積では、堆積の間にフィルム内に多くの
不純物がフィルムに組み込まれ、抵抗が小さいCuフィ
ルムを得るためには、高温でのアニール処理を行って、
不純物を除去することが必要である。電気メッキによる
Cuのみが、小さい抵抗性及び隙間を充填する優れた能
力の両方を、同時に提供することができる。もう1つの
重要な要素はコストであり、電気メッキ機器のコスト
PVD又はCVD機器のそれぞれ2/3又は1/2
である。また、Cuを電気メッキするための低い処理温
度(30℃〜60℃)は、今後の世代のデバイスのk値
が小さい誘電体(ポリマー、キセロゲル、及びエアロゲ
ル)に関して有利である。
【0003】電気メッキによるCuが、長年にわたって
プリント回路板、チップパッケージにおけるバンパーメ
ッキ、及び磁気ヘッドにおいて使用されている。従来の
メッキ装置では、ウェハーの周縁部へのメッキ電流の密
度は、ウェハーの中央部へのメッキ電流の密度よりも大
きい。これは、ウェハーの周縁部において、ウェハーの
中央部でよりも大きいメッキ速度をもたらす。Gran
diaらの米国特許第4,304,841号明細書は、
基材への均一なメッキ電流流れ及び電解質流れを得るた
めに、基材とアノードの間に拡散装置を配置することを
開示している。Moriの米国特許第5,443,70
7号明細書は、アノードの大きさを小さくすることによ
って、メッキ電流を操作することを開示している。Tz
anavarasの米国特許第5,421,987号明
細書は、複数のジェットノズルを有するアノードを回転
させて、均一で早いメッキ速度を得ることを開示してい
る。Loweryの米国特許第5,670,034号明
細書は、回転しているウェハーの前面においてアノード
を横方向に往復運動させて、メッキ厚さの均一性を改良
することを開示している。Angの米国特許第5,82
0,581号明細書は、別個の電力供給源によってシー
フ(thief)リングに電力を供給して、ウェハーで
のメッキ電流分布を操作することを開示している。
【0004】これら従来技術手法の全てが、Cuメッキ
の前にCuシード層を必要としている。通常、Cuシー
ド層は、拡散バリアーに存在する。このCuシード層
は、化学気相堆積(CVD)又は物理気相堆積(PV
D)のいずれかによって堆積させる。しかしながら上述
のようにPVDによるCuには問題がある。この問題
は、続くCu電気メッキによって、アスペクト比が大き
い小さい隙間(0.18μm未満)を充填するときに気
孔をもたらすことである。CVDによるCuでは、堆積
の間にフィルム内に高レベルの不純物を堆積させ、抵抗
が小さいCuシード層を得るためには、高温アニール処
理を行って不十分物を除去することが必要である。デバ
イスの特徴の大きさは小さくなってきているので、この
Cuシード層はより深刻な問題となる。また、Cuシー
ド層の堆積は追加の処理であり、これはICの製造コス
トを増加させる。
【0005】従来技術のもう1つの欠点は、メッキ電流
及び電解質流れパターンを関連させて操作すること、又
はメッキ電流のみを操作することである。これはプロセ
スを変更する可能性を制限する。なぜならば、良好な隙
間充填能力、厚さの均一性、及び電気的な均一性、並び
に粒度及び構造の均一性を全て同時に得るためには、最
適なメッキ電流条件は、最適な電解質流れ条件と必ずし
も同調しないためである。
【0006】従来技術のもう1つの欠点は、メッキヘッ
ド又はメッキシステムが大きく設置面積が大きいので、
使用者が所有するのに多くの費用が必要であることであ
る。
【0007】[発明の概略] 本発明の目的は、メッキ処理以外の方法によって作った
シード層を使用せずに、バリアー層に直接に、金属フィ
ルムをメッキする新しい方法及び設備を提供することで
ある。
【0008】本発明の更なる目的は、従来技術で使用さ
れるのよりも薄いシード層上に、金属フィルムをメッキ
する新しい方法及び設備を提供することである。
【0009】本発明の追加の目的は、ウェハー上に比較
的均一な厚さの薄いフィルムをメッキする新しい方法及
び設備を提供することである。
【0010】本発明の更なる目的は、ウェハー上に比較
的均一な導電性の伝導性フィルムをメッキする新しい方
法及び設備を提供することである。
【0011】本発明の更なる目的は、比較的均一なフィ
ルム構造、粒子サイズ、組織及び配向を持つ薄いフィル
ムをメッキする新しい方法及び設備を提供することであ
る。
【0012】本発明の更なる目的は、ウェハー上で改良
された隙間充填能力を持つ薄いフィルムをメッキする新
しい方法及び設備を提供することである。
【0013】本発明の更なる目的は、集積回路ICチッ
プの相互接続のための金属フィルムをメッキする新しい
方法及び設備を提供することである。
【0014】本発明の更なる目的は、独立のメッキ電流
制御及び電解質フローパターン制御を行う方法及び設備
で、薄いフィルムをメッキする新しい方法及び設備を提
供することである。
【0015】本発明の更なる目的は、ダマシンプロセス
のための金属の薄いフィルムをメッキする新しい方法及
び設備を提供することである。
【0016】本発明の更なる目的は、不純物レベルが低
い金属フィルムをメッキする新しい方法及び設備を提供
することである。
【0017】本発明の更なる目的は、ストレスが小さく
付着性が良好な銅をメッキする新しい方法及び設備を提
供することである。
【0018】本発明の更なる目的は、付加粒子密度が小
さい金属フィルムをメッキする新しい方法及び設備を提
供することである。
【0019】本発明の更なる目的は、設置面積が小さい
新しいメッキシステムを提供することである。
【0020】本発明の更なる目的は、所有に関するコス
トが安い新しいメッキシステムを提供することである。
【0021】本発明の更なる目的は、1度に1つのウェ
ハーメッキする新しいメッキシステムを提供することで
ある。
【0022】本発明の更なる目的は、その場のフィルム
厚さ均一性監視装置を有する新しいメッキシステムを提
供することである。
【0023】本発明の更なる目的は、乾燥したウェハー
が入って出る組み込み式清浄化システムを伴う新しいメ
ッキシステムを提供することである。
【0024】本発明の更なる目的は、ウェハーの処理量
が大きい新しいメッキシステムを提供することである。
【0025】本発明の更なる目的は、300mmを超え
る大きさのウェハーを扱うことができる新しいメッキシ
ステムを提供することである。
【0026】本発明の更なる目的は、複数のメッキ浴及
び清浄化/乾燥容器を有する新しいメッキシステムを提
供することである。
【0027】本発明の更なる目的は、積み重ねメッキ容
器及び清浄化/乾燥容器構造を有する新しいメッキシス
テムを提供することである。
【0028】本発明の更なる目的は、標準機械インター
フェイス(SMIF)、自動搬送(AGV)、及びS
EMI装置通信標準/汎用装置機械(SECS/GE
M)の自動特徴を有する新しいメッキシステムを提供す
ることである。
【0029】本発明の更なる目的は、半導体装置及び材
料国際(SEMI)及びヨーロッパ安全仕様に合う新し
いメッキシステムを提供することである。
【0030】本発明の更なる目的は、平均故障間隔(M
TBF)が大きく、計画停止時間が小さく、且つ装置ア
ップタイムが大きい生産能力の大きい新しいメッキシス
テムを提供することである。
【0031】本発明の更なる目的は、標準のオペレーテ
ィングシステムを有するパーソナルコンピューター、例
えばウィンドウズNT環境のIBMパーソナルコンピュ
ーターによって制御される新しいメッキシステムを提供
することである。
【0032】本発明の更なる目的は、グラフィックユー
ザーインターフェイス、例えばタッチスクリーンを有す
る新しいメッキシステムを提供することである。
【0033】本発明のこれらの及び関連する目的並びに
利点は、ここで説明する新しい方法及び設備を使用して
達成することができる。本発明によって基材の表面に所
望の厚さのフィルムをメッキする方法は、基材の表面の
第1の部分に所望の厚さまでフィルムをメッキすること
を含む。その後で、少なくとも基材の第2の部分に所望
の厚さまでフィルムをメッキして、基材に所望の厚さの
連続フィルムを提供する。先の部分の1又は複数に既に
メッキされたフィルムに隣接して接触する基材表面の追
加の部分は、必要に応じてメッキして、基材表面全体に
連続フィルムを与える。
【0034】本発明に従って基材にフィルムをメッキす
る設備は、メッキ電解質に基材を接触させて配置するた
めの基材ホルダーを有する。この設備は、基材にメッキ
電流を供給するための少なくとも1つのアノード、及び
基材に接触する電解質を供給する関連する少なくとも2
つの流量制御装置を有する。少なくとも1つの制御シス
テムは、少なくとも1つのアノードと少なくとも2つの
流量制御装置に組み合わされており、電解質及びメッキ
電流を組み合わせて基材の一連の部分に提供して、基材
の一部分へのフィルムの続くメッキ処理によって、均一
な厚さの連続フィルムを基材に提供する。
【0035】本発明のもう1つの面では、本発明によっ
て基材にフィルムをメッキする設備は、基材をメッキ電
解質と接触させて配置する基材ホルダーを具備してい
る。この設備は、基材にメッキ電流を供給するための少
なくとも2つのアノード、及び基材に接触する電解質を
供給する関連する少なくとも1つの流量制御装置を有す
る。少なくとも1つの制御システムは、少なくとも2つ
のアノードと少なくとも1つの流量制御装置に組み合わ
されており、電解質及びメッキ電流を組み合わせて基材
の一連の部分に提供して、基材の一部分へのフィルムの
一連のメッキ処理によって、均一な厚さの連続フィルム
を基材に提供する。
【0036】本発明の更なる面では、本発明によって基
材にフィルムをメッキする設備は、基材をメッキ電解質
と接触させて配置する基材ホルダーを具備している。こ
の設備は、基材にメッキ電流を供給するための少なくと
も1つのアノード、及び基材に接触する電解質を供給す
る少なくとも1つの関連する流量制御装置を有する。少
なくとも1つの流量制御装置は、少なくとも3つの筒状
の壁を有しており、基材の中央部分の下に配置された第
1の筒状の壁は、第2の筒状の壁よりも基材により近く
まで上方向に延びている。ここでこの第2の筒状の壁
は、中央部分に対して基材周縁部の第2の部分の下に配
置されている。駆動機構を基材ホルダーに結合して、基
材ホルダーを上下に動かし、電解質に接触する基材の1
又は複数の部分を制御する。少なくとも1つの制御シス
テムを、少なくとも1つのアノード及び少なくとも1つ
の流量制御装置に結合させて、電解質及びメッキ電流を
組み合わせて基材の一連の部分に提供し、基材のこの部
分へのフィルムの一連のメッキによって、均一の厚さの
連続フィルムを基材に提供する。
【0037】本発明の更にもう1つの面では、本発明に
よって基材にフィルムをメッキする設備は、基材をメッ
キ電解質と接触させて配置する基材ホルダーを具備して
いる。この設備は、基材にメッキ電流を供給するための
少なくとも1つのアノード、及び基材に接触する電解質
を供給する少なくとも1つの関連する流量制御装置を有
する。少なくとも1つの流量制御装置は、基材に向かっ
て上向きに及び基材から離れるようにして下向きに動く
ことができる少なくとも3つの筒状壁を有しており、基
材とそれぞれの筒状壁との間の隙間を調節して、電解質
に接触する基材の1又は複数の部分を制御する。駆動機
構を基材ホルダーに結合して、基材ホルダーを上下に動
かし、電解質に接触する基材の1又は複数の部分を制御
する。少なくとも1つの制御システムを、少なくとも1
つのアノード及び少なくとも1つの流量制御装置に結合
させて、電解質及びメッキ電流を組み合わせて基材の一
連の部分に提供し、基材のこの部分へのフィルムの一連
のメッキによって、均一の厚さの連続フィルムを基材に
提供する。
【0038】本発明の更にもう1つの面では、基材にフ
ィルムをメッキする設備は、基材を電解質の本体に入れ
て配置する基材ホルダーを具備している。少なくとも1
つの可動式ジェットアノードは、基材にメッキ電流及び
電解質を供給する。可動式ジェットアノードは、基材表
面に対して平行な方向に可動式である。流量制御装置
は、可動式ジェットアノードを通る電解質の流量を制御
する。少なくとも1つの制御システムは、可動式ジェッ
トアノード及び流量制御装置に結合させて、電解質及び
メッキ電流を組み合わせて基材の部分に提供し、基材の
この部分へのフィルムの一連のメッキによって、均一の
厚さの連続フィルムを基材に提供する。
【0039】本発明の更にもう1つの面では、基材にフ
ィルムをメッキする設備は、基材を電解質表面の上に配
置する基材ホルダーを具備している。第1の駆動機構を
基材ホルダーに結合させて、基材ホルダーが電解質表面
に向かうように及び電解質表面から離れるように動かし
て、基材表面の電解質と接触する部分を制御する。電解
質のための浴は、この浴内に配置された少なくとも1つ
のアノードを有する。第2の駆動機構を浴に結合させ
て、この浴を垂直軸の周りに回転させて、電解質の表面
を実質的に放物線状の形状にする。制御システムを第1
及び第2の駆動機構、並びに少なくとも1つのアノード
に結合させて、電解質及びメッキ電流を組み合わせて基
材の一連の部分に提供し、基材の一部分へのフィルムの
一連のメッキ処理によって、均一な厚さの連続フィルム
を基材に提供する。
【0040】本発明の更にもう1つの面では、基材にフ
ィルムをメッキする設備は、基材を電解質表面の上に配
置する基材ホルダーを具備している。第1の駆動機構を
基材ホルダーに結合させて、基材ホルダーが電解質表面
に向かうように及び電解質表面から離れるように動かし
て、基材表面の電解質と接触する部分を制御する。第2
の駆動機構を基材ホルダーに結合させて、基材の表面に
対して垂直な軸の周りに基材ホルダーを回転させる。第
3の駆動機構を基材ホルダーに結合させて、電解質表面
に対して基材ホルダーを傾ける。電解質のための浴は、
浴内に取り付けられた少なくとも1つのアノードを有す
る。制御システムは、第1、第2、及び第3の駆動機
構、並びに少なくとも1つのアノードに結合させて、電
解質及びメッキ電流を組み合わせて基材の一連の部分に
提供し、基材の一部分へのフィルムの一連のメッキ処理
によって、均一な厚さの連続フィルムを基材に提供す
る。
【0041】本発明の更にもう1つの面では、基材表面
に所望の厚さのフィルムをメッキする方法は、複数の積
み重ねメッキモジュール及び基材輸送機構を提供するこ
とを含む。基材は、基材ホルダーから、基材輸送機構に
よって取る。基材は、基材輸送機構によって、第1の積
み重ねメッキモジュールに装填する。フィルムは、この
第1の積み重ねメッキモジュールにおいて基材にメッキ
する。基材は、基材輸送機構によって基材ホルダーに戻
す。
【0042】本発明の更にもう1つの面では、基材にフ
ィルムをメッキする自動機器は、積み重ねの関係で配置
された少なくとも2つのメッキ浴、少なくとも1つのメ
ッキホルダー、及び基材輸送機構を有する。フレーム
は、メッキ浴、基材ホルダー、及び基材輸送機構を支持
している。制御システムは、基材輸送機構、基材ホルダ
ー、及びメッキ浴に結合して、複数の基材への均一なフ
ィルムの堆積を連続的に行う。
【0043】方法1:ウェハー表面の一部分を電解質と
接触させる(固定アノード) 本発明の上述の目的及び他の目的を、上部(又は表面)
にバリアー層を有する基材に直接に薄いフィルムをメッ
キする方法によって更に達成する。ここでこの方法は、
(1)上部にバリアー層を有する基材表面の一部分に電
解質を流すこと、(2)直流又はパルス電力を提供し
て、フィルム厚さが所定の厚さになるまで、基材表面
この部分金属フィルムをメッキすること、(3)基材
の追加の部分に電解質を流すことによって、基材のこの
追加の部分に工程1及び2を繰り返すこと、(4)薄い
シード層によって基材表面全体がメッキされるまで、工
程3を繰り返すこと、(5)電解質を基材の全領域に流
すこと、(6)全てのアノードに正電圧を印可する電力
を供給して、フィルム厚さが所望の厚さに達するまで、
薄いフィルムをメッキすること、を含む。
【0044】方法2:ウェハー表面全体を電解質と接触
させる(固定アノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの方法を提
供する。ここでこの方法は、(1)基材の表面全体に電
解質を流すこと、(2)ウェハー表面の一部分に近いア
ノードに正電圧を印可し、且つ基材表面の残部に近い全
ての他のアノードに負電圧を印可することによって、基
材のこの部分にメッキされたフィルムの厚さが所定の厚
さになるまで、基材表面のこの部分のみに薄いフィルム
をメッキすること、(3)基材の更なる部分に工程2を
繰り返すこと、(4)薄いシード層によって基材表面全
体がメッキされるまで、工程3を繰り返すこと、(5)
全基材表面のフィルムの厚さが所定の厚さに達するま
で、全てのアノードに正電圧を印可することによって、
同時に基材の全表面に薄いフィルムをメッキすること、
を含む。
【0045】方法3:初めにウェハー表面全体を電解質
と接触させ、その後でメッキされたウェハーの一部分を
電解質から取り出す 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの方法を提
供する。ここでこの方法は、(1)基材の表面全体に電
解質を流すこと、(2)ウェハー表面の一部分に近いア
ノードに正電圧を印可し、且つ基材表面の残部に近い全
ての他のアノードに負電圧を印可することによって、基
材のこの部分にメッキされたフィルムの厚さが所定の厚
さになるまで、基材表面のこの部分のみに薄いフィルム
をメッキすること、(3)基材のメッキされた全ての部
分と接触しないように電解質を移動させ、且つ電解質
が、基材のメッキされていない残部にまだ接触している
ようにすること、(4)基材の次の部分にメッキするた
めに工程2及び3を繰り返すこと、(5)薄いシード層
によって基材表面全体がメッキされるまで、工程4を繰
り返すこと、(6)全基材表面のフィルムの厚さが所定
の厚さに達するまで、全てのアノードに正電圧を印可
し、且つ基材の全表面に電解質を流すことによって、基
材全体に同時に薄いフィルムをメッキすること、を含
む。
【0046】方法4:初めに基材の一部分を電解質と接
触させ、その後で基材のメッキされた部分及び次の部分
を電解質と接触させる 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの方法を提
供する。ここでこの方法は、(1)基材表面の第1の部
分に電解質を流すこと、(2)基材表面の第1の部分に
近いアノードに正電圧を印可することによって、基材表
面の第1の部分にメッキされたフィルムの厚さが所定の
厚さになるまで、基材表面の第1の部分にのみ薄いフィ
ルムをメッキすること、(3)電解質を動かして基材表
面の第2の部分に接触させ、且つ同時に基材表面の第1
の部分にまだ電解質が接触しているようにすること、
(4)基材表面の第2の部分に近いアノードに正電圧を
印可し、且つ基材表面の第1の部分に近いアノードに負
電圧を印可することによって、基材表面の第2の部分に
のみ薄いフィルムをメッキすること、(5)基材表面の
第3の部分をメッキするために工程3及び4を繰り返す
こと、(6)基材表面の全領域が薄いシード層によって
メッキされるまで、工程4を繰り返すこと、(7)全て
のアノードに正電圧を印可し且つ全基材表面に電解質を
流すことによって、全基材表面のフィルムの厚さが所定
の厚さになるまで、同時にウェハー全体に薄いフィルム
をメッキすること、を含む。
【0047】方法5:シード層のメッキのためだけに基
材表面の一部分を電解質と接触させる(可動式アノー
ド) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの方法を提
供する。ここでこの方法は、(1)可動式ジェットアノ
ードを通して、上部にバリアー層を有する基材表面の一
部分に電解質を流すこと、(2)フィルム厚さが所定の
厚さになるまで、直流電流又はパルス電流を提供して、
前記基材の一部分に金属フィルムをメッキすること、
(3)基材の更なる部分の近くに可動式ジェットアノー
ドを移動させることによって、基材のこの更なる部分の
ために工程1及び2を繰り返すこと、(4)基材の全て
の領域が薄いシード層によってメッキされるまで、工程
3を繰り返すこと、を含む。
【0048】方法6:シード層のメッキのためだけに全
基材表面を電解質と接触させる(可動式アノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの方法を提
供する。ここでこの方法は、(1)基材の全表面を電解
質に浸漬すること、(2)基材表面の第1の部分に近い
可動式アノードに正電圧を印可することによって、基材
表面の第1の部分のみに薄いフィルムをメッキするこ
と、(3)基材の更なる部分の近くに可動式アノードを
移動させることによって、基材のこの更なる部分のため
に工程2を繰り返すこと、(4)基材の全ての領域が薄
いシード層によってメッキされるまで、工程3を繰り返
すこと、を含む。
【0049】設備1:複数の液体流量制御装置(LMF
C)及び複数の電力源 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に薄いフィルムを直接にメッキするための設備を提供す
る。ここでこの設備は、電解質表面の上に基材を保持す
るための基材ホルダー;それぞれが隔離筒状壁によって
離されている少なくとも2つのアノード;2つの筒状壁
の間の空間を通る電解質の流量を制御して、基材の一部
分に接触させる別個の液体質量流量制御装置;それぞれ
のアノードとカソード又は基材との間に電位を発生させ
る別個の電力供給源、を具備し、基材の一部分に対応す
る電力供給源及び液体流量制御装置を同時に作用させた
ときのみ、基材表面のこの部分をメッキする。
【0050】設備2;1つの共通LMFC及び複数の電
力供給源 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの設備を提
供する。ここでこの設備は、電解質表面の上に基材を保
持する基材チャック;基材ホルダーを上向き又は下向き
に移動させ、表面領域の電解質と接触する部分を制御す
るモーター;それぞれが2つの隔離筒状壁によって離さ
れている少なくとも2つのアノード、ここで筒状壁の高
さは、基材半径の外側方向に行くにつれて低くなってい
る;それぞれの隣接する筒状壁の間の空間を通る電解質
を制御して、基材表面に達するようにする1つの共通液
体質量流量制御装置;それぞれのアノードとカソード又
は基材との間に電位を発生させる別個の電力供給源、を
具備し、同時に、基材の一部分に近いアノードに正電圧
を印可し、残りのアノードに負電圧を印可し、且つ基材
の前記部分に電解質を接触させたときのみ、基材表面の
この部分をメッキする。メッキ厚さがシード層の所定の
厚さに達した後で、基材を上向きに移動させて、メッキ
された部分を電解質から取り出す。これは、基材の他の
部分をメッキするときに、更なるメッキ処理又はエッチ
ング処理をもたらさないことを可能にする。
【0051】設備3;複数のLMFC及び1つの共通電
力供給源 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの設備を提
供する。ここでこの設備は、電解質表面の上に基材を保
持する基材ホルダー;それぞれが2つの隔離筒状壁によ
って離されている少なくとも2つのアノード;2つの筒
状壁の間の空間を通る電解質の流量を制御して、基材の
一部分に接触するようにする別個の液体質量流量制御装
置;それぞれのアノードとカソード又は基材との間に電
位を発生させる1つの共通電力供給源、を具備し、液体
質量流量制御装置及び電力供給源を同時に作用させたと
きのみ、基材表面の一部分をメッキする。
【0052】設備4;1つの共通LMFC及び1つの共
通電力供給源 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの設備を提
供する。ここでこの設備は、電解質表面の上に基材を保
持する基材ホルダー;それぞれが2つの隔離筒状壁によ
って離されている少なくとも2つのアノード、ここで筒
状壁は、上下に動いて基材と筒状壁との間の隙間を調節
することができ、それによって電解質を制御して基材の
この壁に隣接する部分に接触させることができる;2つ
の筒状壁の間の空間を通って流れる電解質を制御するた
めの1つの液体質量流量制御装置;全てのアノードとカ
ソード又は基材との間に電位を発生させる1つの電力供
給源、を具備し、基材表面の一部分の下の筒状壁を上向
きに動かし、それによって電解質が基材のこの部分に接
触し、且つ同時に電力を供給したときのみ、基材表面の
この部分をメッキする。
【0053】設備5;電解質に浸漬されていない基材を
伴う可動式アノード 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの設備を提
供する。ここでこの設備は、電解質表面の上に基材を保
持する基材ホルダー;基材の下側に近接させて配置され
た可動式アノードジェットであって、基材表面に向かっ
て移動し、それによってアノードジェットからの電解質
を制御して、基材の任意の箇所に接触させることができ
るアノードジェット;可動式アノードジェットとカソー
ド又は基材との間に電位を発生させる1つの電力供給
源、を具備し、可動式アノードジェットから放出される
電解質が表面の一部分と接触するときのみ、基材表面の
この部分をメッキする。
【0054】設備6;電解質に浸漬させた基材を伴う可
動式アノード 本発明の更なる面では、上部にバリアー層を有する基材
に直接に薄いフィルムをメッキするもう1つの設備を提
供する。ここでこの設備は、基材を電解質に浸漬させて
保持する基材ホルダー;基材に近接する可動式アノード
ジェットであって、基材表面に向かって移動することが
でき、それによってアノードジェットからのメッキ電流
を制御して基材の任意の箇所に送ることができるアノー
ドジェット;可動式アノードジェットとカソード又は基
材との間に電位を発生させる1つの電力供給源、を具備
し、基材の一部分が可動式アノードジェットに近い場合
のみ、基材のこの部分をメッキする。
【0055】方法7;完全に自動化されたメッキ機器に
よる基材への金属フィルムのメッキ 本発明の更なる面では、完全に自動化されたメッキ機器
によって基材に薄フィルムをメッキするもう1つの方法
を提供する。ここでこの方法は、(1)カセットからウ
ェハーを取って、ロボットによって積み重ねメッキ浴の
1つに送ること;(2)ウェハーに金属フィルムをメッ
キすること;(3)メッキ処理が完了した後で、メッキ
されたウェハーを、積み重ねメッキ浴からロボットによ
って取って、積み重ね清浄化/乾燥容器のうちの1つに
送ること;(4)メッキされたウェハーを清浄化するこ
と;(5)メッキされたウェハーを乾燥させること;
(6)乾燥したウェハーを、積み重ね清浄化/乾燥容器
からロボットによって取って、カセットに送ること、を
含む。
【0056】設備7;基材に金属フィルムをメッキする
ための完全自動化機器 本発明の更なる面では、基材に金属フィルムをメッキす
るための完全自動化機器を提供する。ここでこの完全自
動化機器は、ウェハーを輸送するためのロボット;ウェ
ハーカセット;複数の積み重ね浴;複数の積み重ね清浄
化/乾燥浴;電解質タンク;並びに制御バルブ、フィル
ター、液体質量流量制御装置、及び配管を保持する配管
ボックス、を含む。この完全自動化機器は、コンピュー
ター、及びコンピューターと自動化機器の他の構成要素
との間に接続された制御ハードウェア、並びにコンピュ
ーターのオペレーティングシステム制御ソフトウェアパ
ッケージを有する。
【0057】方法8:薄層メッキ−−ウェハー表面の一
部分を電解質と接触させ、その後でウェハーのメッキさ
れた部分及び他の部分の両方を、電解質と接触させて金
属によってメッキする 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接に薄いフィルムをメッキするも
う1つの方法を提供する。ここでこの方法は、(1)直
流電流又はパルス電流を提供すること;(2)基材表面
の第1の部分を電解質と接触させ、それによって基材の
この第1の部分に金属フィルムをメッキすること;
(3)金属フィルム厚さが所定の厚さになったときに、
基材の1又は複数の更なる部分を電解質と接触させるこ
とによって、基材の1又は複数の更なる部分に工程1及
び2を繰り返えすことを、基材の第1の部分及び基材の
任意の先の1又は複数の更なる部分へのメッキ処理を継
続しながら行うこと;(4)基材の全領域が薄いシード
層によってメッキされるまで、工程3を繰り返すこと、
を含む。
【0058】方法9:薄層そして厚い層のメッキ−−ウ
ェハー表面の一部分を電解質と接触させ、その後でウェ
ハーのメッキされた部分及び次の部分の両方を、電解質
と接触させて金属によってメッキする 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの方法を提供する。ここでこの方法は、(1)直流電
流又はパルス電流を提供すること;(2)基材表面の第
1の部分を電解質と接触させ、それによって基材のこの
第1の部分に金属フィルムをメッキすること;(3)金
属フィルム厚さが所定の厚さになったときに、基材の1
又は複数の更なる部分を電解質と接触させることによっ
て、この基材の1又は複数の更なる部分に工程1及び2
を繰り返えすことを、基材の第1の部分及び基材の任意
の先の1又は複数の更なる部分へのメッキ処理を継続し
ながら行うこと;(4)基材の全ての部分が薄いシード
層によってメッキされるまで、工程3を繰り返すこと;
(5)基材の全ての部分を電解質と接触させること;
(6)基材の全ての部分に近接するアノードに正電圧を
印可して、フィルム厚さが所定の厚さになるまでフィル
ムをメッキすること、を含む。
【0059】方法10:薄層のメッキ−−ウェハー表面
の第1の部分を初めに電解質と接触させ、その後でウェ
ハーのこの第1の部分と第2の部分の両方を電解質と接
触させるにもかかわらず、ウェハーの第2の部分のみを
メッキする 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの方法を提供する。ここでこの方法は、(1)基材表
面の第1の部分に近い第1のアノードに正電圧を印可す
ること;(2)基材表面のこの第1の部分に電解質と接
触させ、それによって基材この第1の部分にフィルムを
メッキすること;(3)基材表面のこの第1の部分のフ
ィルム厚さが所定の厚さに達したときに、基材表面の第
1の部分に電解質を接触させたままで、基材表面の第2
の部分を更に電解質と接触させること、(4)基材表面
の第2の部分に近い第2のアノードに正電圧を印可し、
且つ基材表面の第1の部分に近い第1のアノードに十分
な正電圧を印加して、基材表面の第1の部分がメッキさ
れないがメッキの除去もされないようにすることによっ
て、基材表面の第2の部分のみにフィルムをメッキする
こと;(5)基材表面の第1及び第2の部分のメッキが
除去されないようにしながら、基材の第3の部分のため
に工程3及び4を繰り返すこと;(6)基材表面の全領
域が薄いシード層でメッキされるまで、基材表面の続く
領域に工程4を繰り返すこと、を含む。
【0060】方法11:薄層そして厚い層のメッキ−−
ウェハー表面の一部分を初めに電解質と接触させ、その
後でウェハーのメッキされた部分及び次の部分の両方を
電解質と接触させ、ウェハーの次の部分のみをメッキす
る 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの方法を提供する。ここでこの方法は、(1)基材領
域の第1の部分を電解質と接触させること;(2)基材
表面の第1の部分のフィルム厚さが所定の厚さに達する
まで、ウェハー表面のこの部分に近い第1のアノードに
正電圧を印可することによって、基材表面のこの第1の
部分のみに薄いフィルムをメッキすること;(3)基材
表面の第1の部分への電解質の接触を維持したままで、
基材表面の第2の部分を更に電解質に接触させること;
(4)基材表面の第2の部分に近い第2のアノードに正
電圧を印可し、且つ基材表面の第1の部分に近い第1の
アノードに十分な正電圧を印加して、基材表面のこの第
1の部分がメッキされないがメッキの除去もされないよ
うにすることによって、基材表面の第2の部分のみにフ
ィルムをメッキすること;(5)基材表面の第1及び第
2の部分のメッキが除去されないようにしながら、基材
の第3の部分のために工程3及び4を繰り返すこと;
(6)基材表面の全領域が薄いシード層でメッキされる
まで、工程4を繰り返すこと;(7)全てのアノードに
正電圧を印可し且つ同時に基材表面の全領域を電解質に
接触させることによって、全基材表面の更なるフィルム
の厚さが所定の厚さに達するまで、ウェハー全体に更な
る金属フィルムをメッキすること、を含む。
【0061】設備8:電解質を放物線状の形状にする回
転メッキ浴(1つのアノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの設備を提供する。ここでこの設備は、電解質表面の
上に基材を保持する基材チャック;基材ホルダーを上下
に動かして、表面領域の電解質に接触する部分を制御す
るモーター;浸漬したアノードを有する浴;電解質流量
を制御して基材に接触させる液体質量流量制御装置;ア
ノードとカソード又は基材との間に電位を発生させる電
力源;電解質表面が放物線状の形状を作るような速度
で、その中心軸の周りにメッキ浴を回転させるもう1つ
のモーター、を有し、液体質量流量制御装置及び電力供
給源が同時に作用しているときのみ、基材表面の一部分
をメッキする。メッキ厚さが所定のシード層厚さに達し
た後で、基材を下向きに移動させ、それによって基材の
次の部分を電解質と接触させてメッキする。
【0062】設備9:電解質を放物線状の形状にする回
転メッキ浴(複数のアノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの設備を提供する。ここでこの設備は、電解質表面の
上に基材を保持する基材チャック;基材ホルダーを上下
に動かして、表面領域の電解質に接触する部分を制御す
るモーター;それぞれが2つの隔離筒状壁によって分離
される少なくとも2つのアノード;2つの筒状壁の間の
空間を流れる電解質を制御して基材の一部分に接触させ
る別個の液体質量流量制御装置;それぞれのアノードと
カソード又は基材との間に電位を発生させる別個の電力
源;電解質表面が放物線状の形状を作るような速度で、
その中心軸の周りにメッキ浴を回転させるもう1つのモ
ーター、を有し、基材表面のある部分に近いアノードに
正の電圧を印可し且つ同時に基材表面のその部分に電解
質を接触させたときにのみ、基材表面のその部分をメッ
キする。メッキ厚さが所定の厚さに達した後で、基材を
下向きに移動させ、それによって基材の次の部分を電解
質と接触させてメッキする。
【0063】設備10:y軸又はx軸の周りに傾斜して
いるウェハーホルダー(1つのアノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの設備を提供する。ここでこの設備は、電解質表面の
上に基材を保持する基材チャック、ここで基材ホルダー
はz軸の周りに回転可能でありまたy軸又はx軸の周り
に傾斜可能である;アノード;基材に接触する電解質を
制御する液体質量流量制御装置;アノードとカソード又
は基材との間に電位を発生させる電力源、を有し、基材
チャックがy軸又はx軸の周りに傾斜してz軸の周りに
回転し、それによって基材の周囲部分が電解質と接触
し、且つ同時に液体質量流量制御装置及び電力源が作用
するときにのみ、基材表面の周囲部分をメッキする。
【0064】設備11:ウェハーホルダーの傾斜回転軸
(複数のアノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの設備を提供する。ここでこの設備は、電解質表面の
上に基材を保持する基材チャック、ここで基材ホルダー
はz軸の周りに回転可能でありまたy軸又はx軸の周り
に傾斜可能である;それぞれが2つの隔離筒状壁によっ
て分離されている少なくとも2つのアノード;2つの筒
状壁の間の空間を流れる電解質を制御して、基材の一部
分に接触させる別個の液体質量流量制御装置;それぞれ
のアノードとカソード又は基材との間に電位を発生させ
る別個の電力源、を有し、基材チャックがy軸又はx軸
の周りに傾斜してz軸の周りに回転し、それによって基
材の周囲部分が電解質と接触し、且つ同時に液体質量流
量制御装置及び電力源が作用するときにのみ、基材表面
の周囲部分をメッキする。
【0065】設備12:電解質を放物線状の形状にする
回転メッキ浴、及びy軸又はx軸の周りに傾斜している
ウェハーホルダー(1つのアノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの設備を提供する。ここでこの設備は、電解質表面の
上に基材を保持する基材チャック;基材ホルダーを上下
に移動させて、表面領域の電解質と接触する部分を制御
するモーター;z軸の周りに回転可能であり、またy軸
又はx軸の周りに傾斜可能である基材ホルダー;アノー
ド;電解質を制御して基材と接触するようにする液体質
量流量制御装置;アノードとカソード又は基材との間に
電位を発生させる電力源;電解質表面が放物線状の形状
になるような速度でその中心軸の周りにメッキ浴を回転
させるもう1つのモーター、を有し、基材チャックがy
軸又はx軸の周りに傾斜してz軸の周りに回転し、それ
によって基材の周囲部分が電解質と接触し、且つ同時に
液体質量流量制御装置及び電力源が作用するときにの
み、基材表面の周囲部分をメッキする。
【0066】設備13:電解質を放物線状の形状にする
回転メッキ浴、及びy軸又はx軸の周りに傾斜している
ウェハーホルダー(複数のアノード) 本発明の更なる面では、上部にバリアー層又は薄いシー
ド層を有する基材に直接にフィルムをメッキするもう1
つの設備を提供する。ここでこの設備は、電解質表面の
上に基材を保持する基材チャック;基材ホルダーを上下
に移動させて、基材表面の電解質に接触する部分を制御
するモーター;前記基材ホルダーはz軸の周りに回転可
能であり、またy軸又はx軸の周りに傾斜可能である;
それぞれが2つの隔離筒状壁によって分離される少なく
とも2つのアノード、ここで前記筒状壁は基材の縁側で
よりも中央部分で基材に近く;2つの筒状壁の間の空間
を流れる電解質を制御して、基材の一部分に接触させる
別個の液体質量流量制御装置;それぞれのアノードとカ
ソード又は基材との間に電位を発生させる別個の電力
源;電解質表面が放物線状の形状になるような速度でそ
の中心軸の周りにメッキ浴を回転させるもう1つのモー
ター、を有し、基材の一部分に近いアノードに正の電位
を印可し、且つ同時に基材表面のこの部分を電解質に接
触させたときのみ、基材表面のこの部分をメッキする。
メッキ厚さが所定の厚さに達した後で、基材を下向きに
動かし、それによって基材の次の部分を電解質に接触さ
せてメッキする。
【0067】メッキ以外の処理によって作られたシード
層を使用せずに、金属フィルムをメッキする本発明の考
えの中心は、ある時間ウェハーの一部分をメッキしてバ
リアー層への電流負荷を減少させることである。これは
バリアー層の抵抗が典型的に銅金属層の100倍である
ためである。詳細については、以下の理論的な解析を参
照。
【0068】上述の事項の達成並びに本発明に関連する
目的、利点、及び特徴は、以下の本発明のより詳細な説
明を図と共に参照すると、当業者はより容易に理解する
であろう。
【0069】[発明の詳細な説明] 図、特に図1A及び1Bを参照すると、本発明を理解す
るのに有益な従来技術のメッキ設備の一部が示されてい
る。
【0070】従来のメッキ処理の場合のウェハーの中央
部分及び縁部分での電位差の理論計算図1Aは、従来の
噴水(fountain)タイプのメッキ機器、及び薄
いバリアー層400を有する半導体ウェハー31の断面
図を示している。以下の理論計算では、通常のメッキ処
理の間のウェハーの中央部と周縁部との電位差を求め
る。メッキ電流密度はウェハー表面全体で均一であるこ
とを仮定すると、電位差は以下の式で計算することがで
きる: V=(I0 ρs /4πr0 2)(r2 −r0 2) (1) ここで、rは半径(cm)、r0 はウェハーの半径(c
m)、I0 はウェハーに流れる全メッキ電流(A)、ρ
s はバリアー層のシート抵抗(Ω/□)である。
【0071】原子半径が3Åであることを仮定すると、
表面密度が1×1015原子/cm2となる。ウェハーを
流れる電流の密度は、以下のように表すことができる: ID =(2×1×1015/60)(qP.R./Datom) (2) ここで、ID はメッキ電流密度(A/cm2 )、qは電
子の電荷(C)、P.R.はメッキ速度(Å/分)、D
atomは原子の直径である。適当な値であるP.R.=2
000Å/分、q=1.82×10-19 C、及びDatom
=3Åを式(2)に入れると以下のようになる: ID =(2×1×1015/60)(1 .62 ×10 -19×2000/3) =3.6 ×10 -3 A/cm2 (3) 200mmウェハーへの全電流は以下のようになる: I0 =πr0 2D =3.14×100 ×3.6 ×10-3 =1.13A (4) シート抵抗はフィルムの厚さ及びフィルムの堆積方法に
依存している。通常のCVD又はPVD法によって堆積
させた厚さが200Åのフィルムのシート抵抗は、10
0〜300Ω/□である。上述のI0 =1.13A、ρ
s =100〜300Ω/□、及びr=0、r0 =10c
mを式(1)に代入すると、ウェハーの中央部分と縁部
分の電位差は以下のようになる: V=8.96〜26.9V
【0072】酸性Cuメッキにおける通常のメッキ電圧
は、2〜4Vである。そのような電位差は、従来の機器
によってバリアー層に直接にメッキを行うことを不可能
にすることは明らかである。過剰な電圧を使用するとウ
ェハーの中央部において金属をメッキすることはできる
が、ウェハーの周縁部において、金属イオンと共に実質
的な量のH+ が現れ、これが金属フィルムの質を低下さ
せる。半導体の相互接続の用途では、メッキされた銅フ
ィルムは非常に抵抗が大きく形態が劣っている。
【0073】本発明のメッキ処理の間のメッキ領域の外
側と内側との電位差の理論計算図2に示されるように、
本発明では一度のウェハーの一部分のみをメッキする。
半径r2 の部分と半径r1 の部分の電位差は以下のよう
にして示すことができる: V21=∫dv=∫IdR =∫ID ( πr2 2−πr1 2)(ρs /2πr) dr =(ID ρs /2)[(0.5r2 2−r1 2Inr2)−(0.5r1 2 −r1 2Inr1)] (6) 最も悪いのは、ウェハーの周縁部の場合である。r1
9cm、r2 =10cm、ID =3.6×10-3
(P.R.=2000Å/分に対応)、ρs =100〜
300Ω/□を、式(6)に代入すると以下のようにな
る: V21=0.173〜0.522V 水素過電圧は約0.83Vである。本発明のメッキ処理
の間に水素が発生しないことは明らかである。
【0074】[好ましい態様の説明]本発明の様々な態
様の説明において、繰り返しの説明を最小化するため
に、異なる図の対応する部分は同じ参照番号で示してあ
る。
【0075】図3A及び3Bは、上部にバリアー層を有
する基材に直接に伝導性フィルムをメッキする本発明の
装置の1つの態様の概略図である。メッキ浴は、管10
9内に配置されたアノードロッド1、及び筒状壁107
と105、103と101の間にそれぞれ配置されたア
ノードリング2及び3を有する。アノードリング1、2
及び3には、それぞれ電力供給源13、12及び11に
よって電力を供給する。電解質34はポンプ33によっ
て送って、フィルター32に通し、液体質量流量制御装
置(LMFC)21、22及び23の入口に達するよう
にする。LMFC21、22及び23は、所定の流量で
電解質を、それぞれアノード3、2及び1を有するサブ
メッキ浴に送る。電解質を、ウェハー31と筒状壁10
1、103、105、107及び109の上部との間を
通した後で、それぞれ筒状壁100と101、103と
105、及び107と109の間を通してタンク36に
戻す。圧力漏出バルブ38を、ポンプ33の出口と電解
質タンク36との間に配置して、LMFC21、22、
23が閉じたときに電解質が漏れてタンク36に戻るよ
うにする。浴の温度はヒーター42、温度センサー4
0、及びヒーター制御装置44によって調節する。ウェ
ハーチャック29によって保持しているウェハー31
は、電力供給源11、12及び13に接続する。駆動機
構30を使用して、ウェハー31をz軸の周りに回転さ
せ、示されているx、y及びz方向にウェハーを振動さ
せる。LMFCは、当該技術分野で既知のタイプの、耐
酸性又は耐腐食性で汚染がないタイプの質量流量制御装
置である。フィルター32は、0.1又は0.2μmよ
りも大きい粒子をろ過し、それによってメッキプロセス
に粒子があまり加わらないようにする。ポンプ33は、
耐酸性又は耐腐食性で、汚染がないポンプであるべきで
ある。筒状壁100、101、103、105、107
及び109は、電気的に絶縁性且つ耐酸性又は耐腐食性
で酸に溶解せず金属を含まない物質、例えばテトラフル
オロエチレン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化
ビニリデン(PVDF)、ポリプロピレン等で作る。
【0076】図4A及び4Bは、上部にバリアー層20
3を有するウェハー31を示している。バリアー層20
3を使用して、メッキ金属のシリコンウェハーへの拡散
を防ぐ。典型的に、窒化チタン又は窒化タンタルを使用
する。カソード導線とバリアー層との接触抵抗を減少さ
せるために、PVD又はCVDによってウェハー31の
周縁部に金属フィルム201を堆積させる。この金属フ
ィルム201の厚さは、500Å〜2000Åである。
フィルム201の材料は、好ましくは後でメッキする材
料と同じである。例えば、Cuフィルムをメッキするた
めには、フィルム201の材料としてCuを選択するこ
とが好ましい。
【0077】1A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキするための処理工程 工程1:LMFC21のみを作用させ、それによって電
解質がウェハー31のアノード3の上の部分にのみ接触
するようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。正の金属イオンが、ウェハー31のアノ
ード3の上の部分にのみメッキされる。 工程3:金属の伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚
さになったときに、電力供給源11を切り且つLMFC
21を切る。 工程4:LMFC22及び電極供給源12を使用し、ア
ノード2について工程1〜3を繰り返す。 工程5:LMFC23及び電極供給源13を使用し、ア
ノード1について工程4を繰り返す。
【0078】上述のメッキ処理の間に、電力供給源は直
流様式、パルス様式、又は直流−パルス混合様式で操作
することができる。直流様式では、電力供給源を一定電
流様式、又は一定電圧様式、又は一定電流様式と一定電
圧様式との組み合わせで操作することができる。一定電
流様式と一定電圧様式との組み合わせとは、メッキ処理
の間に、1つの様式から他の様式に電力供給を切り替え
られることを意味している。図5は、代表的なシード層
メッキの間のそれぞれの電源のオン/オフの順序を示し
ている。Tp はいわゆるメッキ時間であり、1つのサイ
クルの間の正のパルスの時間である。Te はいわゆるエ
ッチング時間であり、1つのサイクルの間の負のパルス
の時間である。Te /Tp はいわゆるエッチングメッキ
比である。これは一般に0〜1の間の値である。図6A
及び6Bに示されるように、Te/Tp の比が大きいこ
とは、隙間の充填性が比較的良好であること又は突端が
できにくいことを意味しているが、メッキ速度が比較的
遅いことを意味している。Te /Tp の比が小さいこと
は、メッキ速度が比較的大きいことを意味するが、隙間
の充填性が比較的不十分であること又は比較的突端でき
やすいことを意味している。
【0079】1B.1Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程6:LMFC21、22及び23を作用させる。原
理的に、それぞれのLMFCからの電解質の流量は、対
応するアノードが担当するウェハー領域に比例するよう
に設定する。 工程7:全ての流れが安定した後で、電力供給源11、
12及び13を作用させる。原理的に、それぞれの電力
供給源の電流も、対応するアノードが担当するウェハー
領域に比例するように設定する。 工程8:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッキ
電流を使用する場合、電力供給源11、12及び13を
同時に切る。あるいは、メッキフィルム厚さの均一性を
調節するために、異なる時間で電力供給源を切ることが
できる。
【0080】図7は、予めメッキした金属シード層に、
金属フィルムをメッキするための代表的な順序を示して
いる。上述のように、全メッキ時間T3 、T2 及びT1
は、ウェハーでの厚さの均一性を調節するためにメッキ
電流を可変要素として使用する場合、同じであってよ
く、又はウェハーでの厚さの均一性を調節するためにメ
ッキ時間を使用する場合、異なっていてよい。
【0081】アノードの数は、1よりも大きい任意の数
でよい。電極の数が多ければ多いほど、より良好なフィ
ルムの均一性が得られると考えられる。性能とコストの
バランスを考えると、アノードの数は典型的に、200
mmウェハーで7〜20個、300mmウェハーで10
〜30個である。
【0082】図8に示されているように、2極のパルス
波(a)を使用する代わりに、変形サイン波型パルス波
(b)、単一極パルス波(c)、反転パルス波(d)、
パルス−オン−パルス波(e)、又は2パルス波(f)
を使用することができる。
【0083】シード層メッキ処理においては、アノード
3、アノード2、そしてアノード1の順序が通常は好ま
しいが、メッキ順序は以下のようなものであってもよ
い: (1)アノード1、そしてアノード2、そしてアノード
3、 (2)アノード2、そしてアノード1、そしてアノード
3、 (3)アノード2、そしてアノード3、そしてアノード
1、 (4)アノード3、そしてアノード1、そしてアノード
2、又は (5)アノード1、そしてアノード3、そしてアノード
2。
【0084】図9A〜9Dは、アノードと壁の形状の他
の態様の概略断面図を示している。図3の場合には、電
極103と105の間の空間の上のウェハー領域は、ア
ノード3の上のウェハー領域と比べて、受け取るメッキ
電流が比較的少ない。メッキ処理の間にウェハーを回転
させるだけの場合は、これはウェハーでの厚さの変化を
もたらす。ウェハーをx及びy方向に振動させずに比較
的均一性が良好なフィルムをメッキするために、アノー
ド及び壁の形状は、例えば三角形、正方形、長方形、五
角形、多角形、又は楕円形であってよい。これらの様式
では、ウェハーでのメッキ電流分布を平均化することが
できる。
【0085】図10は、シード層がウェハー全体にわた
って連続フィルムになっているかを確認するための機構
を示している。バリアー層(Ti/TiN又はTa/T
aN)の抵抗は、金属銅の約50〜100倍であるの
で、シード層をメッキする前の周縁部と中央部の間の電
位差は、連続銅シード層をメッキした後の周縁部と中央
部の電位差よりもかなり大きい。この抵抗は、図10に
示されるように、電力供給源11、12及び13の出力
電圧及び電流を測定することによって、計算することが
できる。シード層が連続フィルムになったときに、負荷
抵抗は有意に減少する。この様式では、いずれの領域が
連続フィルムによって覆われていないかも測定すること
ができる。例えば:
【0086】論理表1 (1)V11、V12が小さく、且つV13が大きい場合、ア
ノード1の上のウェハー領域のフィルムが不連続であ
る; (2)V11が小さく、且つV12及びV13が大きい場合、
少なくともアノード2の上のウェハー領域のフィルムが
不連続である; 更にこの条件(2)では、 V12とV13が互いに近いと、アノード1の上のウェハー
領域のフィルムは連続である; V12とV13が有意に異なっていると、アノード1の上の
ウェハー領域のフィルムは不連続である; (3)V11、V12及びV13が大きい場合、少なくともア
ノード3の上のウェハー領域のフィルムは不連続であ
る; 更にこの条件(3)では、 V12とV13が有意に異なっていると、アノード2とアノ
ード1の上のウェハー領域のフィルムは不連続である; V11とV12が有意に異なっており、且つV12とV13が互
いに近いと、アノード2の上のウェハー領域のフィルム
は不連続であるが、領域1の上のウェハー領域のフィル
ムは連続である; V11とV12が互いに近く、且つV12とV13が有意に異な
っていると、アノード2の上のウェハー領域のフィルム
は連続であり、アノード1の上のウェハー領域のフィル
ムは不連続である; V12及びV13がV11に近いと、アノード1及びアノード
2の上のウェハー領域のフィルムは連続である。
【0087】図11に示されるような論理チェックによ
って、どこのシード層が連続であるかを示すことができ
る。そして、更なるシード層メッキを行うことができ
る。
【0088】図12は、図3A及び3Bの態様を使用し
て電解質中に完全に浸漬させたウェハーにシード層をメ
ッキする処理手順を示している。第1の半サイクルで
は、アノード3の上のウェハー領域はメッキ状態であ
り、アノード2及び1の上のウェハー領域はエッチング
状態である。第2の半サイクルでは、アノード3の上の
ウェハー領域はエッチング状態であり、アノード2及び
1の上のウェハー領域がメッキ状態である。この様式で
は、メッキ電流の一部はエッチング電流によって打ち消
され、従ってウェハーの周縁部への全電流流れは有意に
減少している。2極パルス波形を使用する代わりに、図
7に示されるような他のパルス波形を使用することもで
きる。
【0089】図13A及び13Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図13A及び13Bの態様は、LMFC21、22
及び23をバルブ51、52及び53とLMFC55で
置き換えたことを除いて、図3A及び3Bの態様と同様
である。LMFC55の流量設定値は、以下のようなそ
れぞれのバルブの状態によって決定する: LMFC55の流量設定値=F.R.3×f(バルブ51) +F.R.2×f(バルブ52) +F.R.1×f(バルブ53) ここで、F.R.1はアノード1のための流量設定、
F.R.2はアノード2のための流量設定、且つF.
R.3はアノード3のための流量設定であり、f(バル
ブ#)は以下のように定義されるバルブの状態関数であ
る: f(バルブ#)=バルブ#が開いているときは1; バルブ#が閉じているときは0
【0090】図14A及び14Bは、伝導性フィルムを
メッキするための本発明の設備のもう1つの態様を示し
ている。図14A及び14Bの態様は、LMFC21、
22及び23を断続(on/off)バルブ51、52
及び53と3つのポンプ33で置き換えたことを除い
て、図3A及び3Bの態様と同様である。それぞれのア
ノードに流れる電解質は、1つのポンプ33と1つの断
続バルブによって独立に制御する。
【0091】図15A及び15Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図15A及び15Bの態様は、追加のアノード5及
び4をそれぞれ筒状壁109と107の間及び筒状壁1
03及び105の間に加え、アノード3と筒状壁101
を取り去り、且つ断続バルブ81、82、83、84を
LMFC21、22、23、24とタンク36との間に
挿入することを除いて、図3A及び3Bの態様と同様で
ある。
【0092】2A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC21を作用させバルブ82、83及び
84を開き;LMFC22、23、24を切りバルブ8
1を閉じ、それによって電解質をウェハーのアノード4
の上の部分にのみに接触させ、そして筒状壁100と1
03との間の戻り経路空間を通し、バルブ82、83及
び84を通してタンク36に戻す。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。正の金属イオンは、ウェハー31のアノ
ード4の上の部分にのみメッキされる。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11を切り且つLMFC21を
切る。 工程4:アノード3について工程1〜3を繰り返す(L
MFC22を作用させ、バルブ81、83、84を開
き、且つ電力供給源12を作用させ、LMFC21、2
3、24を切り、バルブ82を閉じ、且つ電力供給源1
1、13、14を切る)。 工程5:アノード2について工程4を繰り返す(LMF
C23を作用させ、バルブ81、82、84を開き、且
つ電力供給源13を作用させ、LMFC21、22、2
4を切り、バルブ83を閉じ、及び電力供給源11、1
2、14を切る)。 工程6:アノード1について工程4を繰り返す(LMF
C24を作用させ、バルブ81、82、83を開き、且
つ電力供給源14を作用させ、LMFC21、22、2
3を切り、バルブ84を閉じ、及び電力供給源11、1
2、13を切る)。 上述のシード層メッキ処理では、ウェハーの周縁部から
ウェハーの中央に向かってメッキする代わりに、ウェハ
ーの中央部から周縁部に向かってメッキを行うこと、又
はアノードの順序を無作為に選択して行うことができ
る。
【0093】2B.2Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程7:LMFC21、22、23及び24を作用さ
せ、バルブ81、82、83及び84を閉じる。原理的
に、それぞれのLMFCからの電解質の流量は、対応す
るアノードが担当するウェハー領域に比例するように設
定する。 工程8:全ての流れが安定した後で、電力供給源11、
12、13及び14を作用させる。原理的に、それぞれ
の電力供給源の電流は、対応するアノードが担当するウ
ェハー領域に比例するように設定する。 工程9:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッキ
電流を使用する場合、電力供給源11、12、13及び
14を同時に切る。メッキフィルム厚さの均一性を調節
するために、異なる時間で電力供給源を切ることもでき
る。
【0094】図16A及び16Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図16A及び16Bの態様は、断続バルブ81、8
2、83、84を取り除き、電解質戻り経路を、筒状壁
100と103との間の1つのみに減らしたことを除い
て、図15A及び15Bの態様と同様である。
【0095】3A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC21をのみを作用させ、LMFC2
2、23、24を切る。ウェハー全体を電解質に浸漬す
る。しかしながら、ウェハーのアノード4の上の部分の
みがLMFC21から電解質流れに向くようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させて、電極4に正電圧を印可し、且つ電力供給
源12、13及び14を作用させて、電極3、2及び1
にそれぞれ負電圧を印可する。従って、正の金属イオン
は、ウェハー31のアノード4の上の部分にのみメッキ
される。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11を切り且つLMFC21を
切る。 工程4:LMFC22をのみを作用させ、LMFC2
1、23、24を切る。この様式では、ウェハー領域全
体を電解質に浸漬するが、ウェハーのアノード3の上の
領域のみがLMFC22からの電解質流れに向くように
する。 工程5:アノード3について工程2及び3を繰り返す
(電力供給源12を作用させて、アノード3に正電圧を
印可し、且つ電力供給源11、13及び14を作用させ
て、アノード4、2及び1に負電圧を印可し、LMFC
21、23、24を切る)。 工程6:アノード2について工程4及び5を繰り返す
(LMFC23を作用させ、電力供給源13を作用させ
てアノード2に正電圧を印可し、電力供給源11、12
及び14を作用させてアノード4、3及び1に負電圧を
印可し、且つLMFC21、22、24を切る)。 工程7:アノード1について工程4及び5を繰り返す
(LMFC24を作用させ、電力供給源14を作用させ
てアノード1に正電圧を印可し、電力供給源11、12
及び13を作用させてアノード4、3及び2に負電圧を
印可し、且つLMFC21、22、23を切る)。
【0096】上述のシード層メッキ処理では、ウェハー
の周縁部からウェハーの中央部に向かってメッキする代
わりに、ウェハーの中央部から周縁部に向かってメッキ
を行うこと、又はアノードの順序を無作為に選択して行
うことができる。
【0097】3B.3Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程8:LMFC21、22、23及び24を作用させ
る。原理的に、それぞれのLMFCからの電解質の流量
は、対応するアノードが担当するウェハー領域に比例す
るように設定する。 工程9:全ての流れが安定した後で、電力供給源11、
12、13及び14を作用させる。原理的に、それぞれ
の電力供給源の電流は、対応するアノードが担当するウ
ェハー領域に比例するように設定する。 工程10:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッ
キ電流を使用する場合、電力供給源11、12、13及
び14を同時に切る。また、メッキフィルム厚さの均一
性を調節するために、異なる時間で電力供給源を切るこ
ともできる。
【0098】図17は、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。図17の態
様は、拡散リング112をそれぞれのアノードの上に加
えて、筒状壁に沿う流量を均一にすることを除いて、図
3A及び3Bの態様と同様である。この拡散装置は、拡
散リングを通る多くの孔を開けることによって作るこ
と、又は気孔率が10%〜90%の多孔質材料で直接に
作ることができる。この拡散装置を作る材料は、耐酸
性、耐腐食性で、粒子及び汚染をもたらさない。
【0099】図18A及び18Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図18A及び18Bの態様は、メッキ処理の間にそ
れぞれの電力供給源が供給する電荷を正確に測定するた
めに、それぞれの電力供給源に電荷累算装置に加えたこ
とを除いて、図3A及び3Bの態様と同様である。例え
ば、銅イオンは2価のイオンであるので、累算された電
荷数を2で割ることによって、全銅原子数を計算するこ
とができる。
【0100】図19A及び19Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図19A及び19Bの態様は、メッキ浴への電解質
の入口の数が1つではなく2つであることを除いて、図
3A及び3Bの態様と同様である。これは、筒状壁の周
囲に沿う流量の均一性を更に促進する。入口の数は3、
4、5、6等であってもよい。すなわち、2よりも大き
い任意の数の入口を使用して、筒状壁の周囲に沿う流量
を均一にすることができる。
【0101】図20A及び20Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図20A及び20Bの態様は、図20Aに示すよう
に半径方向の外側に向かって筒状壁の高さが高くなって
いること、及び図20Bに示すように半径方向の外側に
向かって筒状壁の高さが低くなっていることを除いて、
図15A及び15B並びに図16A及び16Bの態様と
同様である。このことは、メッキ条件を最適化するため
に電解質及びメッキ電流の流れパターンを操作する追加
の可変要素を提供する。
【0102】図21A及び21Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図21A及び21Bの態様は、図21Aに示すよう
に半径方向の外側に向かって筒状壁の高さが高くなって
いること、及び図21Bに示すように半径方向の外側に
向かって筒状壁の高さが低くなっていることを除いて、
図3A及び3Bの態様と同様である。このことは、メッ
キ条件を最適化するために電解質及びメッキ電流の流れ
パターンを操作する追加の可変要素を提供する。
【0103】図22A及び22Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図22A及び22Bの態様は、筒状壁を上下に動か
して流れのパターンを調節することを除いて、図3A及
び3Bの態様と同様である。図22Bに示されているよ
うに、筒状壁105及び107を上向きに動かし、それ
によってウェハーの筒状壁105及び107の上の部分
に電解質が向かうようにする。メッキ処理工程は以下の
ようなものである:
【0104】4A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC21をのみを作用させ、筒状壁10
1、103を動かしてウェハーに近付け、それによって
電解質がウェハーの筒状壁101及び103の上の部分
にのみ接触するようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。ウェハー31の筒状壁101及び103
の上の部分に正の金属イオンをメッキする。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11を切り、LMFC21を切
り、且つ筒状壁101及び103を動かして比較的低い
位置にする。 工程4:筒状壁105及び107に関して工程1〜3を
繰り返す(LMFC22、筒状壁105及び107、並
びに電力供給源12)。 工程5:管109に関して工程4を繰り返す(LMFC
23、管109、及び電力供給源13)。
【0105】4B.4Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程6:LMFC21、22及び23を作用させ、全て
の筒状壁101、103、105、107及び管109
を動かして、ウェハー31に近付ける。原理的に、それ
ぞれのLMFCからの電解質の流量は、対応するLMF
Cが担当するウェハー領域に比例するように設定する。 工程7:全ての流れが安定した後で、電力供給源11、
12及び13を作用させる。原理的に、それぞれの電力
供給源からの電流は、対応するアノード又は電力供給源
が担当するウェハー領域に比例する。 工程8:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッキ
電流を使用する場合、電力供給源11、12及び13を
同時に切る。また、メッキフィルム厚さの均一性を調節
するために、異なる時間で電力供給源を切ることもでき
る。
【0106】図23A及び23Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備の更に2つの態様を示してい
る。図23A及び23Bの態様は、プレート113によ
って筒状壁及びアノードリングを6つの区画に分けてい
ることを除いて、図15A及び15B並びに図3A及び
3Bの態様と同様である。この区画の数は2よりも大き
い任意の数であってよい。以下の表2は、電極供給源と
アノードとの接続及びLMFCとそれぞれの区画との接
続の可能な組み合わせを示している。
【0107】
【表1】
【0108】上記の表では、組み合わせのタイプ1、
2、4及び5の操作が上述の操作と同じである。組み合
わせのタイプ1、2及び3の場合、ウェハー回転機構は
なくすことができる。これは、異なる区画のそれぞれの
アノードを独立の電力供給源によって制御することによ
る。例えば、基材の一部分のメッキフィルムの厚さは、
基材のこの部分の下のアノードのメッキ時間又はメッキ
電流を制御することによって操作できる。組み合わせの
タイプ3、6、7、8及び9の操作は、以下で詳細に説
明する。
【0109】図24A及び24Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様をしている。
図24A及び24Bの態様は、筒状壁及びアノードリン
グを複数のロッドタイプアノード1及び管109で置き
換えたことを除いて、図3A及び3Bの態様と同様であ
る。電解質は、管109から出て、ウェハー表面に接触
し、そして複数の孔500を通ってタンク(図示せず)
に戻る。リングの管及びアノードは、同じ円周に配置す
る。管とアノードの隣接する2つのリングの間には複数
の孔が存在して、電解質をタンク36に引き出す。以下
の表3は、電極供給源とアノードとの接続及びLMFC
とそれぞれの区画との接続の可能な組み合わせを示して
いる。
【0110】
【表2】
【0111】上記の表では、組み合わせのタイプ1、
2、4及び5の操作が上述の操作と同じである。組み合
わせ1、2及び3のタイプの場合、ウェハー回転機構は
なくすことができる。これは、異なる管のそれぞれのア
ノードを、独立の電力供給源によって制御することによ
る。例えば、基材の一部分のメッキフィルムの厚さは、
基材のこの部分の下のアノードのメッキ時間又はメッキ
電流を制御することによって操作できる。組み合わせの
タイプ3、6、7、8及び9の操作は、以下で詳細に説
明する。
【0112】円周状リングに管及びアノードを配置する
代わりに、三角形、正方形、長方形、五角形、多角形、
及び楕円形のリングに管及びアノードを配置することが
できる。三角形、正方形、及び楕円形のリングは図25
A〜25Cに示している。
【0113】2.複数のLMFC及び1つの電力供給源 図26A及び26Bは、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。図26A及
び26Bの態様は、アノードリング及び筒状壁を1つの
アノード240、棒状体(bar)242、並びにバル
ブ202、204、206、208、210、212、
214、216、及び218で置き換えることを除い
て、図3A及び3Bの態様と同様である。複数の電力供
給源は、1つの電力供給源200に減らす。新しいバル
ブは断続バルブであり、これを使用してウェハー領域へ
の電解質流れを制御する。バルブ208と212、20
6と214、204と216、202と218をそれぞ
れ対称になるようにして棒状体242に配置する。
【0114】5A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:ポンプ33及びLMFC55を作用させ、バル
ブ202及び218を開き、駆動機構30を作動させ、
それによってバルブ202及び218を出る電解質をウ
ェハーのバルブ202及び218の上の周縁部にのみ接
触させる。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源20
0を作用させる。ウェハー31のバルブ202及び21
8の上の周縁部に正の金属イオンをメッキする。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源200を切り、LMFC55を
切り、且つバルブ202及び218を閉じる。 工程4:バルブ204及び216に関して工程1〜3を
繰り返す。 工程5:バルブ206及び214に関して工程4を繰り
返す。 工程6:バルブ208及び212に関して工程4を繰り
返す。 工程7:バルブ210に関して工程4を繰り返す。
【0115】上述のメッキ処理の間に、電力供給源は直
流様式、又は図8に示すパルスのような任意の様々なパ
ルス様式で操作することができる。
【0116】5B.5Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程8:LMFC55を作用させ、全てのバルブ20
2、204、206、208、210、212、21
4、216、218を開き、それによって電解質がウェ
ハー領域全体に接触するようにする。 工程9:全ての流れが安定化した後で、電力供給源20
0を作用させる。 工程10:フィルム厚さが所定の厚さに達したときに、
電力供給源200を切り且つ全てのバルブを閉じる。ウ
ェハーにおけるメッキフィルム厚さの均一性を調節する
ために、電力供給源200を作用させたままで、バルブ
を異なる時間で閉めることもできる。
【0117】図27は、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。図27の態
様は、より良い均一性で金属をメッキするために、異な
る半径で全てのバルブを棒状体242に配置することを
除いて、図26A及び26Bの態様と同様である。メッ
キ処理工程は以下に示すようなものである:
【0118】6A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:ポンプ33及びLMFC55を作用させ、バル
ブ218を開き、駆動機構30を作動させ、それによっ
てバルブ218を出る電解質をウェハーのバルブ218
の上の周縁部にのみ接触させる。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源20
0を作用させる。ウェハー31のバルブ218の上の周
縁部に正の金属イオンをメッキする。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源200及びLMFC55を切
り、且つバルブ218を閉じる。 工程4:バルブ204に関して工程1〜3を繰り返す。 工程5:バルブ216に関して工程4を繰り返す。 工程6:バルブ206に関して工程4を繰り返す。 工程7:バルブ214、208、212及び210に関
してそれぞれ工程4を繰り返す。
【0119】上述のメッキ処理の間に、電力供給源20
0は直流様式、又は図8に示すパルスのような任意の様
々なパルス様式で操作することができる。
【0120】6B.6Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程8:LMFC55を作用させ、且つ全てのバルブ2
04、206、208、210、212、214、21
6、218を開き、それによって電解質がウェハー領域
全体に接触するようにする。 工程9:全ての流れが安定化した後で、電力供給源20
0を作用させる。 工程10:フィルム厚さが所定の厚さに達したときに、
電力供給源200を切り且つ全てのバルブを閉じる。ウ
ェハーにおけるメッキフィルム厚さの均一性を調節する
ために、電力供給源200を作用させたままで、バルブ
を異なる時間で閉めることもできる。
【0121】図28は、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。図28の態
様は、追加の棒状体を加えて十字型の形状の棒状体構造
物244を作ることを除いて、図26の態様と同様であ
る。バルブ202と218、204と216、206と
214、208と212を、棒状体構造物244の水平
部分に対称で配置する。同様に、バルブ220と23
6、222と234、224と232を、棒状体構造物
244の垂直部分に対称で配置する。棒状体244の水
平部分の全てのバルブは、それぞれ棒状体244の垂直
部分の全てのバルブと異なる半径で配置されている。メ
ッキ処理工程は以下のようなものである:
【0122】7A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:ポンプ33及びLMFC55を作用させ、バル
ブ218及び202を開き、且つ駆動機構30を作動さ
せ、それによってバルブ218を出る電解質を、ウェハ
ーのバルブ218及び202の上の周縁部にのみ接触さ
せる。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源20
0を作用させる。ウェハー31のバルブ218及び20
2の上の周縁部に、正の金属イオンをメッキする。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源200及びLMFC55を切
り、且つバルブ218及び202を閉じる。 工程4:バルブ220及び236に関して工程1〜3を
繰り返す。 工程5:バルブ204及び216に関して工程4を繰り
返す。 工程6:バルブ222及び234に関して工程4を繰り
返す。 工程7:バルブ206と214、224と232、20
8と212、及び210のみに関して工程4を繰り返
す。
【0123】上述のメッキ処理の間に、電力供給源は直
流様式、又は図8に示すパルスのような任意の様々なパ
ルス様式で操作することができる。
【0124】7B.7Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程8:LMFC55を作用させ、且つ全てのバルブ2
02、204、206、208、210、212、21
4、216、218、220、222、224、23
2、234、236を開き、それによって電解質がウェ
ハー領域全体に接触するようにする。 工程9:全ての流れが安定した後で、電力供給源200
を作用させる。 工程10:フィルム厚さが所定の厚さに達したときに、
電力供給源200を切り且つ全てのバルブを閉じる。ウ
ェハーにおけるメッキフィルム厚さの均一性を調節する
ために、電力供給源200を作用させたままで、バルブ
を異なる時間で閉めることもできる。
【0125】図29A〜29Cは、伝導性フィルムをメ
ッキする本発明の設備の更に3つの態様の一部分を示し
ている。図29Aの態様は、棒状体の数を3つに増やし
たことを除いて、図26A及び26Bの態様と同様であ
る。2つの隣接する棒状体の間の角度は60°である。
図29Bの態様は、棒状体の数を4つに増やしたことを
除いて、図26A及び26Bの態様と同様である。2つ
の隣接する棒状体の間の角度は45°である。図29C
の態様は、棒状体の数を0.5に減らしたこと、すなわ
ち棒状体を半分にしたことを除いて、図26A及び26
Bの態様と同様である。あるいは、棒状体の数は5、
6、7、又はそれ以上にすることができる。
【0126】メッキ処理は、ウェハーの周縁部に近いバ
ルブから開始すること、又はウェハーの中央部から開始
すること、又は無作為に開始することができる。予めメ
ッキされた金属シード層(比較的大きい直径)は次のシ
ード層(比較的小さい直径)のメッキのために電流を運
ぶことができるので、ウェハーの周縁部からメッキを開
始することが好ましい。
【0127】図30A及び30Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図30A及び30Bの態様は、位置固定バルブ(ジ
ェット)を2つの可動式アノードジェット254で置き
換えたことを除いて、図26A及び26Bの態様と同様
である。アノードジェット254は、ウェハー31の下
に配置して、棒状体250のガイドに乗せる。アノード
ジェット254は、電位質をウェハー31の一部分に吹
き付け、また図30Bに示されるようにx方向に動くこ
とができる。新しい電解質は、フレキシブルパイプ25
8を通して供給する。この態様は、シード層のメッキの
ために特に有利である。シード層メッキ処理工程は以下
に示すようなものである:
【0128】8A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:ポンプ33及びLMFC55を作用させ、バル
ブ356を開き、且つ駆動機構30を作用させ、それに
よってバルブ356を出る電解質を、ウェハーのバルブ
356の上の周縁部にのみ接触させる。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源20
0を作用させる。ウェハー31のバルブ356の上の周
縁部に、正の金属イオンをメッキする。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源200及びLMFC55を切
り、且つバルブ356を閉じる。 工程4:アノードジェット254を、比較的半径が小さ
い次の部分に移動させる。 工程5:薄いフィルムによってウェハー全体がメッキさ
れるまで、工程1〜4を繰り返す。 上述の処理工程は以下のように変更することができる: 工程1:上記の工程と同様。 工程2:上記の工程と同様。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さの特
定の割合に達したときに、アノードジェット254をウ
ェハーの中央部に向けて半径方向でゆっくりと移動させ
始める。アノードジェット254を移動させる速度は、
所定の値又は厚さによって決定する。また、アノードジ
ェット254によってメッキされる表面領域は、アノー
ドジェット254がある部分の半径に比例するので、ア
ノードジェット254を移動させる速度は、ウェハーの
中央部分に向かうにつれて速くなる。 工程4:アノードジェット254がウェハーの中央部に
達したときに、電力供給源200及びLMFC55を切
り、且つバルブ356を閉じる。
【0129】図31A及び31Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図31A及び31Bの態様は、Y方向に2つの追加
の可動式アノードジェットを加えて、メッキ速度を増加
させることを除いて、図30A及び30Bの態様と同様
である。処理の手順は、図30A及び30Bの態様と同
様である。
【0130】図32A及び32Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図32A及び32Bの態様は、ウェハー31を電解
質中に浸漬させることを除いて、図30A及び30Bの
態様と同様である。可動式アノードはウェハー31に非
常に近付けて配置して、メッキ電流をウェハー31の一
部分に集める。この間隔の大きさは、0.1mm〜5m
m、好ましくは1mmである。処理の手順は、図30の
態様と同様である。
【0131】図33A及び33Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図33A及び33Bの態様は、新しい電解質をフレ
キシブルパイプ258を通してアノードジェット254
に送る代わりに、新しい電解質を浴の中央から入れてパ
イプ260に通すことを除いて、図32A及び32Bの
態様と同様である。また、ウェハー31は電解質に浸漬
させている。同様に、可動式アノードはウェハー31に
非常に近付けて配置して、メッキ電流をウェハー31の
一部分に集める。この間隔の大きさは、0.1mm〜5
mm、好ましくは1mmである。処理の手順は、図30
の態様と同様である。
【0132】図34A〜34Dは、本発明の可動式アノ
ードの4つの態様を示している。図34Aは、アノード
252及びケース262からなるアノード構造を示して
いる。ケース262は、テトラフルオロエチレン、PV
C、PVDF又はポリプロピレンのような絶縁材料から
できている。図34Bは、アノード266及びケース2
64からなるアノード構造を示している。電解質は、ケ
ース264の底部の孔を通して供給する。図34Cは、
アノード262、電極274及び270、絶縁スペーサ
ー272及びケース262、並びに電力供給源276、
268からなるアノード構造を示している。電極274
は、電力供給源276の負極側に接続されており、電極
270はカソードウェハー31に接続されている。電極
274の機能は、ケース262から流出する全ての金属
イオンを捕らえること、すなわちケース262の外側の
ウェハー領域にはフィルムがメッキされないようにする
ことである。電極270の機能は、電極274からの電
場の漏れを防いで、全てのエッチング効果を最少化する
ことである。図34Dの態様は、ケース264の底部に
孔が存在してそこを通って電解質が流れることを除い
て、図34Cの態様と同様である。
【0133】図35は、メッキ処理の間のウェハーの表
面状態を示している。ウェハー領域280はシード層に
よってメッキされており、ウェハー領域284はメッキ
処理中であり、ウェハー領域282はまだメッキされて
いない。
【0134】図36A〜36Cは、伝導性フィルムをメ
ッキする本発明の設備の更に3つの態様を示している。
図36Aの態様は、棒状体の数を3つに増やしたことを
除いて、図30A及び30Bの態様と同様である。2つ
の隣接する棒状体の間の角度は60°である。図36B
の態様は、棒状体の数を4つに増やしたことを除いて、
図30A及び30Bの態様と同様である。2つの隣接す
る棒状体の間の角度は45°である。図36Cの態様
は、棒状体の数を0.5に減らしたこと、すなわち棒状
体を半分にしたことを除いて、図30A及び30Bの態
様と同様である。あるいは、棒状体の数は5、6、7、
又はそれ以上にすることができる。
【0135】図36Dの態様は、棒状体250の形状を
直線型ではなくらせん状の形状にしたことを除いて、図
30A及び30Bの態様と同様である。可動式アノード
ジェット254は、らせん状の棒状体に沿って移動させ
ることができ、それによってウェハーを回転させなくて
も良い均一性のメッキを得ることができる。これはウェ
ハーチャックの機構を単純化する。
【0136】図37A及び37Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備の更に2つの態様を示してい
る。図37A及び37Bの態様は、それぞれ、ウェハー
を上下反対に配置すること及び垂直に配置することを除
いて、図30A及び30Bの態様と同様である。
【0137】図38A及び38Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図38A及び38Bの態様は、全てのアノードを一
体型アノード8で置き換えることを除いて、図16A及
び16Bの態様と同様である。アノード8は、1つの電
力供給源11に接続する。この態様のメッキ処理工程は
以下のようなものである:
【0138】9A.バリアー層に直接に(又はシード層
に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC21を作用させ、バルブ82、83及
び84を開き、LMFC22、23、24を切り、且つ
バルブ81を閉じ、それによって電解質をウェハーのサ
ブメッキ浴66の上の部分にのみ接触させ、筒状壁10
0と103、105と107、107と109の間の間
隔及び管109の戻り経路を通してタンク36に戻す。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。ウェハー31のサブメッキ浴66の上の
部分に、正の金属イオンをメッキする。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11及びLMFC21を切る。 工程4:LMFC22に関して工程1〜3を繰り返す
(LMFC22を作用させ、バルブ81、83、84を
開け、電力供給源11を作用させ、且つLMFC21、
23、24を切り、バルブ82を閉める)。 工程5:LMFC23に関して工程4を繰り返す(LM
FC23を作用させ、バルブ81、82、84を開け、
電力供給源11を作用させ、且つLMFC21、22、
24を切り、バルブ83を閉める)。 工程6:LMFC24に関して工程4を繰り返す(LM
FC24を作用させ、バルブ81、82、83を開け、
電力供給源11を作用させ、且つLMFC21、22、
23を切り、バルブ84を閉める)。 上述のシード層メッキ処理では、ウェハーの周縁部から
ウェハーの中央部に向かってメッキする代わりに、ウェ
ハーの中央部からウェハーの周縁部に向かってメッキす
ること、又は無作為に選択したアノード順序で行うこと
もできる。
【0139】9B.9Aの処理においてメッキした金属
シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程7:LMFC21、22、23及び24を作用さ
せ、且つバルブ81、82、83及び84を閉じる。原
理的に、それぞれのLMFCからの電解質の流量は対応
するLMFCが担当するウェハー領域に比例するように
設定する。 工程8:全ての流れが安定した後で、電力供給源11を
作用させる。 工程9:フィルム厚さが所定の厚さに達したときに、電
力供給源11を切る。
【0140】図39に示すように、LMFCを異なる時
間で切って、メッキフィルム厚さの均一性を調節するこ
とができる。時間t1 では、LMFC21、23及び2
4のみが切りられており、またバルブ81、83及び8
4が閉じられている。従って電解質は、サブメッキ浴6
4の上の領域以外ではウェハーに接触していない。電力
供給源11は作用しているままなので、金属イオンは、
サブメッキ浴64の上の領域にのみメッキされる。LM
FC22は時間t2 で切る。同様にLMFC24は時間
3 で作用させ、時間t4 で切って、サブメッキ浴60
の上のウェハー領域で追加のメッキを得る。停止時間t
2 及びt4 は、ウェハー厚さの均一性を測定することに
よって、細かく調節することができる。
【0141】図40A及び40Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図40A及び40Bの態様は、全てのアノードを1
つの電力供給源11に接続することを除いて、図3A及
び3Bの態様と同様である。シードメッキ処理の間にア
ノードの上のウェハー部分にのみ電解質が接触するの
で、メッキ電流はアノードを通りウェハーのその部分に
のみ流れる。このメッキ処理工程は、電力供給源11を
電力供給源12及び13で置き換えれば、図3A及び3
Bの態様と同様である。
【0142】図41A及び41Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図41A及び41Bの態様は、筒状壁が上下に動い
て流れのパターンを調節できることを除いて、図40A
及び40Bの態様と同様である。図41Bに示されてい
るように、筒状壁105及び107が上方向に移動し、
それによって電解質が筒状壁105及び107の上のウ
ェハー部分に向かうようになっている。この態様のメッ
キ処理工程は以下のようなものである:
【0143】10A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC21のみを作用させ、筒状壁101及
び103を動かしてウェハーに近付け、それによってウ
ェハーの筒状壁101及び103の上の部分にみ電解質
が接触するようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。ウェハー31の筒状壁101及び103
の上の部分に、正の金属イオンがメッキされる。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11及びLMFC21を切り、
筒状壁101及び103を動かして下側の位置にする。 工程4:筒状壁105及び107に関して工程1〜3を
繰り返す(LMFC22、筒状壁105及び107)。 工程5:管109に関して工程4を繰り返す(LMFC
23及び管109)。
【0144】10B.10Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程6:LMFC21、22及び23を作用させ、且つ
全ての筒状壁101、103、105、107及び管1
09を動かしてウェハー31に近付ける。原理的に、そ
れぞれのLMFCからの電解質の流量は、対応するLM
FCが担当するウェハー領域に比例するように設定す
る。 工程7:全ての流れが安定した後で、電力供給源11を
作用させる。 工程8:フィルム厚さが所定の値に達したときに、全て
の筒状壁を下側の位置に動かし、全てのLMFCを同時
に切り、そして電力供給源11を切る。厚さの均一性を
改良するために、電力供給源11を作用させたままで、
それぞれの筒状壁の対を異なる時間で下向きに移動させ
ることもできる。例えば図41Bに示されるように、筒
状壁105及び107は、LMFC22を作用させたま
まで、比較的高い位置に維持する。筒状壁105及び1
07の上のウェハー領域は、追加のメッキフィルムを得
る。追加のメッキ時間及び箇所は、ウェハーにおけるメ
ッキフィルムの厚さの均一性を解析することによって、
決定することができる。
【0145】3.複数の電力供給源及び単一のLMFC 図42A及び42Bは、上部にバリアー層を有する基材
に直接に伝導性フィルムをメッキする本発明の、複数の
電力供給源及び単一のLMFCを有する設備の態様であ
る。図42A及び42Bの態様は、LMFC21、2
2、23及び24を単一のLMFC55で置き換えたこ
とを除いて、図16A及び16Bの態様と同様である。
【0146】11A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC55を作用させ、ウェハー全体を電解
質に浸漬する。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させて電極4に正電圧を印可し、電力供給源1
2、13及び14を作用させて電極3、2及び1にそれ
ぞれ負電圧を印可する。従って、正の金属イオンは、ウ
ェハー31のアノード4の上の部分にのみメッキされ
る。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11を切る。 工程4:アノード3に関して関して工程2及び3を繰り
返す(電力供給源12を作用させてアノード3に正電圧
を印可し、電力供給源11、13及び14を作用させて
電極2及び1にそれぞれ負電圧を印可する)。 工程5:アノード2に関して関して工程4を繰り返す
(電力供給源13を作用させてアノード2に正電圧を印
可し、電力供給源14を作用させて電極1に負電圧を印
可する)。 工程6:アノード1に関して関して工程4を繰り返す
(電力供給源14を作用させてアノード1に正電圧を印
可する)。
【0147】図43は、ウェハー領域4(アノード4の
上)、3、2及び1をメッキするための、電力供給源の
オン/オフの順序を示している。電力供給源の出力は波
形としては様々な波形を選択することができ、例えば図
44に示すような変形サイン波、単一極パルス、反転パ
ルス、パルス−オン−パルス、又は2パルスを選択する
ことができる。
【0148】上述のシード層メッキ処理では、ウェハー
の周縁部からウェハーの中央部に向かってメッキする代
わりに、ウェハーの中央部からウェハーの周縁部に向か
ってメッキすること、又は無作為に選択したアノード順
序で行うこともできる。
【0149】11B.11Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程7:LMFC55を作用させる。 工程8:全ての流れが安定した後で、電力供給源11、
12、13及び14を作用させる。原理的に、それぞれ
の電力供給源からの電流は、対応するアノードが担当す
るウェハー領域に比例するように設定する。 工程9:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッキ
電流を使用する場合、電力供給源11、12、13及び
14を同時に切る。あるいは、電力供給源を異なる時間
で切って、メッキフィルム厚さの均一性を調節すること
ができる。
【0150】図45A及び45Bは、上部にバリアー層
を有する基材に直接に伝導性フィルムをメッキする本発
明の、複数の電力供給源及び単一のLMFCを有する設
備のもう1つの態様である。図45A及び45Bの態様
は、筒状壁が上下に動いて流れのパターンを調節できる
ことを除いて、図42A及び42Bの態様と同様であ
る。図45に示されているように、筒状壁105及び1
07が上向きに移動し、それによって電解質がウェハー
の筒状壁105及び107の上の部分に流れるようにす
る。この態様でのメッキ処理工程は以下に示すようなも
のである:
【0151】12A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC55を作用させ、筒状壁101及び1
03を動かしてウェハーに近付け、それによって電解質
がウェハーの筒状壁101及び103の上の部分にのみ
接触するようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。正の金属イオンは、ウェハー31の筒状
壁101及び103の上の部分にのみメッキされる。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11を切り、筒状壁101及び
103を動かして下側の位置にする。 工程4:筒状壁105及び107に関して工程1〜3を
繰り返す(筒状壁105及び107、並びに電力供給源
12)。 工程5:管109に関して関して工程4を繰り返す(管
109、及び電力供給源)。
【0152】12B.12Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程6:LMFC55を作用させ、全ての筒状壁10
1、103、105、107及び管109を動かして、
ウェハー31に近付ける。 工程7:全ての流れが安定した後で、電力供給源11、
12及び13を作用させる。原理的に、それぞれの電力
供給源からの電流は、対応するアノード又は電力供給源
が担当するウェハー領域に比例している。 工程8:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッキ
電流を使用する場合、電力供給源11、12及び13を
同時に切る。あるいは、電力供給源を異なる時間で切っ
て、メッキフィルム厚さの均一性を調節することができ
る。
【0153】図46A及び46Bは、上部にバリアー層
を有する基材に直接に伝導性フィルムをメッキする本発
明の、複数の電力供給源及び単一のLMFCを有する設
備のもう1つの態様である。図46A及び46Bの態様
は、図46Bに示すように、筒状壁の高さが半径方向の
外側に行くに従って低くなっていることを除いて、図4
2A及び42Bの態様と同様である。電解質の流れのパ
ターン又は形状は、筒状壁120を上下に動かすことで
調節することができる。この筒状壁を最も高い位置に移
動させると、ウェハー領域全体が電解質と接触し、この
筒状壁120を最も低い位置に移動させると、ウェハー
の中央部分が電解質と接触する。この態様でのメッキ処
理工程は以下に示すようなものである:
【0154】13A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC55を作用させ、筒状壁120を動か
して最も高い位置にし、それによって電解質がウェハー
31の全領域に接触するようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させてアノード4に正電圧を印可し、電力供給源
12、13及び14を作用させてアノード3、2及び1
にそれぞれ負電圧を印可する。従って、正の金属イオン
は、アノード4の上のウェハー31の周縁部にのみメッ
キされる。 工程3:ウェハー周縁部の伝導性フィルムの厚さが所定
の値又は厚さになったときに、電力供給源11を切る。 工程4:筒状壁120を動かして比較的低い位置にし、
それによって工程3において薄い金属フィルムでメッキ
したウェハーの周縁部のみが電解質と接触しないように
する。 工程5:アノード3に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源12を作用させてアノード3に正電圧を印
可し、電力供給源13及び14を作用させてアノード2
及び1に負電圧を印可する)。 工程6:筒状壁120を動かして更に比較的低い位置に
し、それによって工程5において薄い金属フィルムによ
ってメッキされたウェハーの周縁部のみが電解質と接触
しないようにする。 工程7:アノード2に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源13を作用させてアノード2に正電圧を印
可し、電力供給源14を作用させてアノード1に負電圧
を印可する)。 工程8:筒状壁120を動かして更に比較的低い位置に
し、それによって工程7において薄い金属フィルムによ
ってメッキされたウェハーの周縁部のみが電解質と接触
しないようにする。 工程9:アノード1に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源14を作用させてアノード1に正電圧を印
可する)。
【0155】13B.13Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程10:LMFC55を作用させ、筒状壁120を動
かして最も高い位置にし、それによってウェハー31の
全領域が電解質と接触するようにする。 工程11:流れが安定した後で、電力供給源11、1
2、13及び14を作用させる。原理的に、それぞれの
電力供給源からの電流は、対応するアノード又は電力供
給源が担当するウェハー領域に比例している。 工程12:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッ
キ電流を使用する場合、電力供給源11、12、13及
び14を同時に切る。あるいは、それぞれの電力供給源
を異なる時間で切って、メッキフィルム厚さの均一性を
調節することができる。
【0156】図47A及び47Bは、上部にバリアー層
を有する基材に直接に伝導性フィルムをメッキする本発
明の、複数の電力供給源及び単一のLMFCを有する設
備のもう1つの態様である。図47A及び47Bの態様
は、筒状壁120の位置を固定し、電解質の流量を調節
することによって電解質の高さを変えることを除いて、
図46A及び46Bの態様と同様である。電解質の流量
が大きい場合、電解質の高さは高く、それによって全ウ
ェハー領域が電極と接触する。流量が少ない場合、電解
質の高さが低く、それによって図47Bに示すようにウ
ェハー31の周縁部は電解質から出る。この態様でのメ
ッキ処理工程は以下に示すようなものである:
【0157】14A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC55を作用させ、電解質がウェハー3
1の全領域に接触するのに十分に大きいように電解質の
流量を設定する。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させてアノード4に正電圧を印可し、電力供給源
12、13及び14を作用させてアノード3、2及び1
にそれぞれ負電圧を印可する。従って、正の金属イオン
は、アノード4の上のウェハー31の周縁部にのみメッ
キされる。 工程3:ウェハー周縁部の伝導性フィルムの厚さが所定
の値又は厚さになったときに、電力供給源11を切る。 工程4:電解質の流量を減少させ、それによって工程3
において薄い金属フィルムでメッキしたウェハーの周縁
部のみが電解質と接触しないようにする。 工程5:アノード3に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源12を作用させてアノード3に正電圧を印
可し、電力供給源13及び14を作用させてアノード2
及び1に負電圧を印可する)。 工程6:電解質の流量を減少させ、それによって工程5
において薄い金属フィルムでメッキしたウェハーの周縁
部のみが電解質と接触しないようにする。 工程7:アノード2に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源13を作用させてアノード2に正電圧を印
可し、電力供給源14を作用させてアノード1に負電圧
を印可する)。 工程8:電解質の流量を減少させ、それによって工程7
において薄い金属フィルムでメッキしたウェハーの周縁
部のみが電解質と接触しないようにする。 工程9:アノード1に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源14を作用させてアノード1に正電圧を印
可する)。
【0158】14B.14Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程10:電解質の流量を増加させ、ウェハー31全体
が電解質と接触するようにする。 工程11:流れが安定した後で、電力供給源11、1
2、13及び14を作用させる。原理的に、それぞれの
電力供給源からの電流は、対応するアノード又は電力供
給源が担当するウェハー領域に比例している。 工程12:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッ
キ電流を使用する場合、電力供給源11、12、13及
び14を同時に切る。あるいは、それぞれの電力供給源
を異なる時間で切って、フィルム厚さの均一性を調節す
ることができる。
【0159】図48A及び48Bは、上部にバリアー層
を有する基材に直接に伝導性フィルムをメッキする本発
明の、複数の電力供給源及び単一のLMFCを有する設
備のもう1つの態様である。図48A及び48Bの態様
は、電解質の高さの固定し、ウェハー31自身を上下に
動かして、電解質と接触するウェハー領域の大きさを調
節することを除いて、図47A及び47Bの態様と同様
である。ウェハー31を最も低い位置に移動させると、
ウェハー領域全体が電解質と接触する。ウェハー31を
最も高い位置に移動させると、図48Bのようにウェハ
ー31の中央部分のみが電解質と接触する。この態様で
のメッキ処理工程は以下に示すようなものである:
【0160】15A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC55を作用させ、電解質がウェハー3
1の全領域に接触するようにウェハー31を移動させ
る。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させてアノード4に正電圧を印可し、電力供給源
12、13及び14を作用させてアノード3、2及び1
にそれぞれ負電圧を印可する。従って、正の金属イオン
は、アノード4の上のウェハー31の周縁部にのみメッ
キされる。 工程3:ウェハー周縁部の伝導性フィルムの厚さが所定
の値又は厚さになったときに、電力供給源11を切る。 工程4:ウェハー31を上方向に移動させ、それによっ
て工程3において薄い金属フィルムでメッキしたウェハ
ーの周縁部のみが電解質と接触しないようにする。 工程5:アノード3に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源12を作用させてアノード3に正電圧を印
可し、電力供給源13及び14を作用させてアノード2
及び1に負電圧を印可する)。 工程6:ウェハー31を上方向に移動させ、それによっ
て工程5において薄い金属フィルムでメッキしたウェハ
ーの周縁部のみが電解質と接触しないようにする。 工程7:アノード2に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源13を作用させてアノード2に正電圧を印
可し、電力供給源14を作用させてアノード1に負電圧
を印可する)。 工程8:ウェハー31を上方向に移動させ、それによっ
て工程7において薄い金属フィルムでメッキしたウェハ
ーの周縁部のみが電解質と接触しないようにする。 工程9:アノード1に関して工程2及び3を繰り返す
(電力供給源14を作用させてアノード1に正電圧を印
可する)。
【0161】15B.15Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程10:ウェハー31を下向きに移動させ、ウェハー
31の全領域が電解質と接触するようにする。 工程11:流れが安定した後で、電力供給源11、1
2、13及び14を作用させる。原理的に、それぞれの
電力供給源からの電流は、対応するアノード又は電力供
給源が担当するウェハー領域に比例している。 工程12:厚さの均一性を調節する可変要素としてメッ
キ電流を使用する場合、電力供給源11、12、13及
び14を同時に切る。あるいは、それぞれの電力供給源
を異なる時間で切って、フィルム厚さの均一性を調節す
ることができる。
【0162】4.単一の電力供給源及び単一のLMFC 図49A及び49Bは、上部にバリアー層を有する基材
に直接に伝導性フィルムをメッキする本発明の、単一の
電力供給源及び単一のLMFCを有する設備のもう1つ
の態様である。図49A及び49Bの態様は、電力供給
源の数を1つの減少させて、全てのアノードを単一の電
力供給源11に接続することを除いて、図45A及び4
5Bの態様と同様である。同様に、筒状壁を上下に移動
させて、流れのパターンを調節することができる。図4
9Bに示されるように、筒状壁105及び107を上向
きに動かして、ウェハーの筒状壁105及び107の上
の部分に向けて電解質を流す。この態様でのメッキ処理
工程は以下に示すようなものである:
【0163】16A.バリアー層に直接に(又はシード
層に)伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:LMFC55を作用させ、筒状壁101及び1
03を動かしてウェハー31に近付け、それによって電
荷質がウェハーの筒状壁101及び103の上の部分に
のみ接触するようにする。 工程2:電解質の流れが安定した後で、電力供給源11
を作用させる。正の金属イオンは、ウェハー31の筒状
壁101及び103の上の部分にのみメッキされる。 工程3:伝導性フィルムの厚さが所定の値又は厚さにな
ったときに、電力供給源11を切り、筒状壁101及び
103を比較的低い位置に移動させる。 工程4:筒状壁105及び107に関して工程1〜3を
繰り返す(筒状壁105及び107を動かしてウェハー
31に近付け、電力供給源11を作用させる)。 工程5:管109に関して工程4を繰り返す(管109
を動かしてウェハー31に近付け、電力供給源11を作
用させる)。
【0164】16B.16Aの処理においてメッキした
金属シード層に、続けて金属をメッキする処理工程 工程6:LMFC55を作用させ、全ての筒状壁10
1、103、105、107及び管109を動かしてウ
ェハー31に近付ける。 工程7:流れが安定した後で、電力供給源11を作用さ
せる。 工程8:フィルム厚さが所定の値に達したときに、全て
の筒状壁を同時に下向きに移動させ、電力供給源11を
切る。それぞれの対の筒状壁は、電力供給源11を作用
させたままで、異なる時間で下向きに移動させて、厚さ
の均一性を調節することができる。例えば、図49Bに
示されているように、電力供給源11を作用させたまま
で、筒状壁105及び107を比較的高い位置に維持す
ることができる。筒状壁105及び107の上のウェハ
ー領域は、追加のメッキ処理を受ける。追加のメッキの
時間の長さ及び箇所は、後のフィルムの特性によってウ
ェハーにおけるフィルム厚さの均一性を解析して決定す
ることができる。
【0165】5.他の可能な組み合わせ 流量調節装置、例えば図17の態様で示す拡散装置は、
単一のLMFCを使用する全ての態様で使用することが
できる。多段階フィルター、例えば第1のフィルターが
1μmよりも大きい粒子をろ過する粗いフィルターであ
り第2のフィルターが0.1μmよりも大きい粒子をろ
過する細かいフィルターである一連の接続された2つの
フィルターを使用することができる。また、ウェハーを
回転させる代わりに、ウェハーにおける良好なフィルム
の均一性を得るために、メッキ処理の間にメッキ浴を回
転させることができる。この場合、メッキ電流を導通さ
せるためのスリップリングを使用するべきである。また
このスリップリングは、電解質を輸送するようにする。
あるいは、電解質を輸送するための別の構造を使用して
もよい。
【0166】その場の厚さ均一性監視装置を、図50に
示すように本発明のメッキ浴に加えることができる。1
つの厚さ検出器500を、異なる半径の流路又はそれぞ
れのサブメッキ浴、の下に設置する。検知器500は厚
さの信号を検知して、コンピューター502に送る。コ
ンピューター502はこの信号を処理して、厚さの均一
性を求める。また、ウェハーの回転位置をコンピュータ
ー502にインプットして、周囲方向に沿う位置を決め
ることができる。この場合には、メッキ浴の底部は透明
な材料で作り、又はメッキ浴の底部がレーザー光が透過
する窓を持つようにする。
【0167】図51は、厚さ均一性監視装置を有する設
備のもう1つの態様を示している。この態様は、光学フ
ァイバー504を使用することを除いて図50の態様と
同様である。検知装置500からのレーザービームは光
学ファイバー504を通ってウェハーに達する。ウェハ
ーで反射したレーザービームは、再び光学ファイバー5
04を通って検知装置500に戻る。この態様の利点
は、メッキ浴の底部を透明な材料で作る必要がないこと
である。
【0168】本発明の設備及び方法を使用して、様々な
金属をメッキすることができる。例えば、銅、ニッケ
ル、クロム、亜鉛、カドミウム、銀、金、ロジウム、パ
ラジウム、プラチナ、スズ、鉛、鉄、及びインジウムの
全てを本発明でメッキすることができる。
【0169】銅をメッキする場合、3つのタイプの電解
質を使用する。これは、シアニド、酸、及びピロリン酸
錯電解質である。シアン化銅電解質の基本的な組成は、
シアン化銅;シアン化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水
酸化ナトリウム、及びロッシェル塩である。酸性銅電解
質の基本的な組成は、硫酸銅、硫酸、フルオロホウ酸
銅、フルオロホウ酸、及びホウ酸である。ピロリン酸銅
電解質の基本的な組成は、ピロリン酸銅、ピロリン酸カ
リウム、硝酸アンモニウム、及びアンモニアである。処
理の調和性を考慮すると、半導体ウェハーを銅メッキす
るためには酸性銅電解質が好ましい。
【0170】銀をメッキする場合、シアニド電解質を使
用する。シアニド電解質の基本的な組成は、シアン化
銀、シアン化カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウ
ム、及び硝酸カリウムである。
【0171】金をメッキする場合、シアニド電解質を使
用する。シアニド電解質の基本的な組成は、シアン化カ
リウム金、シアン化カリウム、炭酸カリウム、リン酸二
カリウム一水素、水酸化カリウム、リン酸一カリウム二
水素、及び硝酸カリウムである。
【0172】添加剤を使用して、表面の滑らかさ、小さ
い粒度、樹状構造形成傾向の減少、小さいフィルム応
力、小さい抵抗率、良好な付着性、及び比較的良好な隙
間充填能力に関するフィルムの品質を促進することがで
きる。酸性銅メッキの場合、ニカワ、デキストロース、
フェノールスルホン酸、糖蜜(molassses)、
及びチオ尿素の様な物質を添加剤として使用することが
できる。シアン化銅のメッキのための添加剤としては、
活性硫黄基を有する及び/又はセレニウム若しくはテル
リウムのようなメタロイドを含む化合物;活性硫黄を伴
う有機アミン又はそれらの反応生成物を含む化合物;セ
レニウム、テルリウム、鉛、タリウム、アンチモン、ヒ
素のような金属を含む無機化合物;並びに有機窒素及び
硫黄ヘテロ環化合物を挙げることができる。
【0173】5.系の構造設計(積み重ね構造) 図52A〜52Cは、半導体ウェハーに伝導性フィルム
メッキする本発明のメッキ系の1つの態様の概略図であ
る。これは独立式のコンピューターによって完全に制御
された系であり、自動ウェハー輸送装置、並びにウェハ
ーのドライイン及びドライアウト能力を備えた清浄化モ
ジュールを有する。これは、5つの積み重ねメッキ浴3
00、302、304、306及び308、5つの積み
重ね清浄化/乾燥容器310、312、314、31
6、318、ロボット322、ウェハーカセット32
1、322、電解質タンク36、並びに配管ボックス3
30からなっている。上述のように、メッキ浴300
は、アノード、筒状壁又は管、ウェハーチャック、及び
メッキ処理の間にウェハーを回転させる又は振動させる
駆動装置、からなっている。電解質タンク36は、温度
制御装置を含む。配管ボックス330は、ポンプ、LM
FC、バルブ、フィルター、及び配管接続からなってい
る。メッキ系は、コンピューター制御ハードウェア、電
力供給源、及びオペレーティングシステム制御ソフトウ
ェアパッケージを更に有する。ロボット322は、大き
いz−行程を有する。Genmark Automat
ion社によって製造されている全位置能力を持つ多段
式タイプの(積み重ね式の)ロボットが好ましい。この
態様のための操作処理の順序は以下に示すようなもので
ある:
【0174】単一ウェハーのメッキ処理操作順序 工程A:ウェハーカセット320、321を手動で又は
ロボットでメッキ機器に装填する。 工程B:処理方法を選択して、処理を開始する。 工程C:制御ソフトウェアがシステム初期化する。これ
は、処理方法の仕様における全てのシステムパラメータ
ーを調べること、及びシステムに警告が存在しないこと
を確認することを含む。 工程D:初期化が終了した後で、ロボット322がカセ
ット320又は321からウェハーを取って、ウェハー
をメッキ浴(300又は302又は304又は306又
は308)のうちの1つに送る。 工程E:ウェハーに金属フィルムをメッキする。 工程F:メッキ処理が終了した後で、ロボット322が
メッキ浴からウェハーを取って、このウェハーを清浄化
/乾燥容器(310又は312又は314又は316又
は318)のうちの1つに運ぶ。 工程G:メッキされたウェハーを清浄化する。 工程H:スピンドライ及び/又はN2 パージによってメ
ッキされたウェハーを乾燥する。工程I:ロボット32
2が乾燥したウェハーを取って、このウェハーをカセッ
ト320又は321に運ぶ。
【0175】図53は、複数のウェハーを同時にメッキ
するための処理の順序を示している。複数のウェハーを
メッキするための処理の順序は、工程Iの後でカセット
320又は321に未処理のウェハーが残っているかを
コンピューターが調べることを除いて、単一のウェハー
をメッキするための処理の順序と同様である。カセット
320又は321に未処理のウェハーが残っていない場
合、システムループは工程Aに戻る。すなわち、新しい
カセットを装填又はカセットを交換する。カセット32
0及び/又は321に未処理のウェハーが残っている場
合、システムは工程Dに戻る。すなわち、ロボット32
2がカセットから未処理のウェハーを取って、このウェ
ハーをメッキ浴のうちの1つに運ぶ。
【0176】処理工程Eは2つの処理工程を含むことが
できる。この2つの処理工程の第1の処理工程は、バリ
アー層に直接にシード層をメッキすること、第2の処理
工程は、メッキされたシード層に金属フィルムをメッキ
することである。
【0177】1つの浴でシード層メッキとシード層メッ
キへの金属メッキを行う代わりに、これら2つの処理工
程を異なる浴で行うことができる。これら2つの処理工
程を異なる浴で行うことの利点は、比較的良好な処理の
制御又は比較的幅広い処理の可能性を与えることであ
る。このことは、シード層メッキのための電解質を、続
くシード層へのメッキのための電解質と変えられること
による。ここで、異なる電解質とは、異なる酸のタイ
プ、異なる酸の濃度、異なる添加剤、異なる添加剤の濃
度、又は異なる処理温度を意味している。また、シード
層メッキの要求を考慮して、メッキハードウェアが異な
っていてもよい。このシード層メッキの要求としては、
高密度の核形成部位、滑らかな形態、非常に初期の段階
(数百Å未満)で連続フィルムができること、及び相似
層の必要性を挙げることができる。続くシード層へのメ
ッキは、大きいメッキ速度、単結晶構造、特定の粒子配
向、及び気孔がない隙間充填性を必要とする。
【0178】1つの容器でウェハーを清浄化する代わり
に、異なる容器で清浄化処理を行うことができる。清浄
化処理は複数の工程からなっていて、それぞれの工程で
異なる溶液若しくは異なる溶液濃度を使用し、又は異な
るハードウェアを使用することができる。フレーム30
1の底部にロボット322を取り付ける代わりに、ロボ
ット322をフレーム301の上部に上下を逆にしてぶ
ら下げることができる。
【0179】5つのメッキ浴及び5つの清浄化/乾燥容
器を配置する代わりに、メッキ浴の数及び清浄化/乾燥
容器の数を、以下の表に示すように1〜10に変えるこ
とができる。
【表3】 この表のタイプ4〜7が好ましい。
【0180】図54A〜54Cは、伝導性フィルムを半
導体ウェハーにメッキする本発明のメッキシステムのも
う1つの態様の概略図である。図54A〜54Cの態様
は、カセット320をロボット323によって上下に移
動させることを除いて、図52A〜52Cの態様と同様
である。カセット320の位置を上下に移動させてロボ
ットの位置に合わせ、それによってカセット320から
未処理のウェハーを取るとき又はメッキした乾燥ウェハ
ーをカセット320に戻すときに、ロボット322をz
方向に動かす必要がないようにする。これはロボットの
輸送速度を増加させる。
【0181】図55は、伝導性フィルムを半導体ウェハ
ーにメッキする本発明のメッキシステムのもう1つの態
様の概略図である。図55は、ロボット322自身がx
方向に移動できることを除いて、図52A〜52Cの態
様と同様である。この様式では、ロボットはz軸のまわ
りに回転する機能を必要としない。
【0182】図56は、伝導性フィルムを半導体ウェハ
ーにメッキする本発明のメッキシステムのもう1つの態
様の概略図である。図56のシステムは、メッキ浴及び
清浄化/乾燥容器を1つのカラムに入れることを除い
て、図52A〜52Cの態様と同様である。図52の態
様と比較すると、システムの設置面積は減少するが、ウ
ェハーの処理量は比較的少なくなる。
【0183】図57A〜57Cは、伝導性フィルムを半
導体ウェハーにメッキする本発明のメッキシステムのも
う1つの態様の概略図である。これは、メッキ浴及び清
浄化/乾燥容器の3つのカラム、直線的に移動可能なロ
ボット322、ディスプレイスクリーン340、2つの
積み重ねカセット、配管ボックス330、並びに電解質
タンク36からなっている。メッキ処理工程は、図52
A〜52Cの態様で説明したのと同様である。
【0184】図58A〜58Cは、上部にバリアー層又
は薄いシードを層を有する基材に直接に伝導性フィルム
をメッキする本発明の設備の更なる態様の概略図であ
る。メッキ浴は、管109内に配置されたアノードロッ
ド1、それぞれ筒状壁107と105、103と101
の間に配置されたアノードリング2及び3を含む。アノ
ード1、2及び3にはそれぞれ、電力供給源13、12
及び11によって電力を供給する。メッキ処理において
それぞれの電力供給源によって提供される電荷は、それ
ぞれ電荷計11A、12A及び13Aによって監視す
る。電解質34はポンプ33によって輸送して、フィル
ター32を通し、液体質量流量計(LMFC)21、2
2及び23の入口に達するようにする。LMFC21、
22及び23は、所定の流量で電解質を、アノード3、
2及び1をそれぞれ有するサブメッキ浴に輸送する。電
解質を、ウェハー31と筒状壁の上部との間の隙間を通
して流した後で、それぞれ筒状壁100と101、10
3と105、107と109の間の空間を通してタンク
36に戻す。圧力漏出バルブ38を、ポンプの出口と電
解質タンク36との間に配置して、LMFC21、2
2、23が閉じているときは、電解質が漏れてタンク3
6に戻るようにする。浴の温度はヒーター42、温度セ
ンサー40、及びヒーター制御装置44によって制御す
る。ウェハーチャック29が保持しているウェハー31
は、電力供給源11、12及び13に接続する。機構3
0を使用して、ωxlの速度でz軸の周りにウェハー3
1を回転させ、x、y及びz方向にウェハー31を振動
させる。LMFCは、耐酸性又は耐腐食性であり、且つ
汚染がないタイプの質量流量制御装置である。フィルタ
ー32は、0.05又は0.1μmよりも大きい粒子を
ろ過して、加えられる粒子が少ないメッキ処理を得るべ
きである。ポンプ33は、耐酸性又は耐腐食性であり、
且つ汚染がないタイプのポンプであるべきである。筒状
壁100、101、103、105、107及び109
は、電気的に絶縁性の材料でできている。またこの材料
は、耐酸性又は耐腐食性であり、且つ酸に溶解せず、金
属を含まない物質、例えばテフロン、CPVC、PVD
F又はポリプロピレンである。
【0185】16.非常に薄いシード層又はバリアー層
に直接に伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:電力供給源11を作用させる。 工程2:LMFC21のみを作用させ、それによってウ
ェハーのアノード3の上の部分にのみ、電解質が接触す
るようにする。正の金属イオンは、ウェハー31のアノ
ード3の上の領域部分にのみメッキされる。 工程3:伝導性フィルムの厚さが、所定の厚さ又は厚さ
に達したときに、電力供給源11及びLMFC21を作
用させたままで工程4に進む。 工程4:アノード2に関して工程1〜3を繰り返し(L
MFC22及び電力供給源12)、電力供給源11、1
2及びLMFC21、22を作用させたままで工程5に
進む。 工程5:アノード1に関して工程4を繰り返す(LMF
C23及び電力供給源13)。ウェハー全体のフィルム
の厚さが所定の値に達したときに、電力供給源及びLM
FCを同時に切る。
【0186】上述のメッキ処理の間に、電力供給源は直
流様式、パルス様式、又は直流パルス混合様式で操作す
ることができる。図59は、シード層メッキの間の、そ
れぞれの電力供給源の断続の順序を示している。工程3
が終了した後で、電力供給源11の出力電圧は、ウェハ
ーのアノード3の上の部分でメッキが起こらない又はメ
ッキが失われるレベルまで減少させることができる。ま
た、工程3及び4の完了の後で、電力供給源11及び1
2の出力電圧は、時間T3、T2及びT1の間にアノー
ド3、2及び1に輸送される全電荷が以下の要求を満た
すように減少させることができる: Q3/(アノード3の上の領域)= Q2/(アノード2の上の領域)= Q1/(アノード1の上の領域)=所定の値 ここで、Q3は全メッキ処理の間にアノード3に輸送さ
れる全電荷、Q2は全メッキ処理の間にアノード2に輸
送される全電荷、Q1は全メッキ処理の間にアノード1
に輸送される全電荷である。
【0187】電荷監視装置11A、12A及び13A
は、その場の厚さ監視装置として使用する。電圧供給の
変動による全ての電荷の偏差は、コンピューターにフィ
ードバックさせることができる。コンピューターは、こ
の電力供給源によって提供される電流を調節することに
よって、又はメッキ時間を調節することによって、この
偏差を補正することができる。
【0188】上述の方法の利点は、全メッキ処理の間に
メッキが失われることがないことである。そのようにメ
ッキが失われることは、更なる厚さの偏差をもたらし、
場合によってはメッキフィルムの腐食をもたらす。
【0189】図60A及び60Bは、伝導性フィルムを
メッキする本発明の設備のもう1つの態様を示してい
る。図60A及び60Bの態様は、それぞれの流路の出
口に複数の小さいノズル900を付けることを除いて、
図58A及び58Bの態様と同様である。これらノズル
は、フィルムの均一性を促進する。
【0190】図61は、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。メッキ浴8
8を機械的手段(図示せず)によって回転させて、電解
質の表面を放物線状の形状にする。アノード804を浴
88の内側に配置して、電力供給源806に接続する。
ウェハーチャック29をx、y及びz方向に動かし、z
軸の周りに回転させる。
【0191】17.非常に薄いシード層又はバリアー層
に直接に伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:電解質を浴800に送る。 工程2:ωw2の速度でz軸の周りに浴800を回転さ
せて、電解質の表面を放物線状の形状にする。 工程3:電力供給源806を作用させる。 工程4:ウェハー表面全体が電解質と接触するまで、特
定の速度でチャックを下向きに移動させる。回転角度又
は傾斜角度は、0〜180°である。チャックを下向き
に移動させる速度は、初期フィルム厚さ分布を決定す
る。この初期厚さ分布は、続くメッキ処理の間のウェハ
ーでの電位に影響を与える。 工程5:フィルム厚さが所定の値に達したときに、電解
質ポンプ、電力供給源、及び浴800の駆動手段を切
る。 上述の処理の間に、チャックをz軸の周りに回転させ
て、フィルムの均一性を更に促進することができる。チ
ャックの回転方向は、浴80の回転方向の反対であるこ
とが好ましい。
【0192】図62及び63は、伝導性フィルムをメッ
キする本発明の設備の更に2つの態様を示している。図
62及び63の態様は、単一のアノードを複数のアノー
ドによって置き換えることを除いて、図61の態様と同
様である。浴の縁部に配置される隔離壁の高さは、浴の
中央部に配置される隔離壁の高さよりも高い。これら2
つの態様の利点は、ウェハーでのフィルムの均一性を制
御するための追加の可変要素を提供することである。
【0193】図64及び65は、伝導性フィルムをメッ
キする本発明の設備の更に2つの態様を示している。図
64及び65の態様は、浴の中央部から縁部にかけて配
置される隔離壁の高さを同じにすることを除いて、図6
2及び63の態様と同様である。
【0194】図66は、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。図66の態
様は、チャック29をy軸又はx軸の周りに回転させ
て、ウェハーの周縁部のみを電解質に接触させられるこ
とを除いて、図61の態様と同様である。回転角度又は
傾斜角度は0〜180°である。
【0195】18.非常に薄いシード層又はバリアー層
に直接に伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:電解質を浴800に送る。 工程2:θyの角度でy軸の周りにチャック29を回転
させる。 工程3:ωz1の速度でz軸の周りにチャック29を回
転させる。 工程4:電力供給源806を作用させる。 工程5:ウェハー表面全体が電解質と接触するまで、特
定の速度でチャック29を下向き(z軸)に移動させ
る。チャックを下向きに移動させる速度は、初期フィル
ム厚さ分布を決定する。この初期厚さ分布は、続くメッ
キ処理の間のウェハーでの電位に影響を与える。 工程6:フィルム厚さが所定の値に達したときに、電解
質ポンプ、電力供給源、及びチャック29の駆動手段を
切る。
【0196】処理工程5の間に、ウェハーが完全に電解
質と接触した後で、ウェハーチャックをy軸の周りに回
転させて、ウェハーチャックを水平にすることができ
る。これはフィルムの均一性を促進する。
【0197】図67及び図68は、伝導性フィルムをメ
ッキする本発明の設備の更に2つの態様を示している。
図67及び図68の態様は、単一のアノードを複数のア
ノードによって置き換えることを除いて、図66の態様
と同様である。これら2つの態様の利点は、ウェハーで
のフィルムの均一性を制御するための追加の可変要素を
提供することである。
【0198】図69は、伝導性フィルムをメッキする本
発明の設備のもう1つの態様を示している。図69の態
様は、図61の態様と図66の態様の組み合わせであ
る。この態様の利点は、電解質表面に対するウェハーの
位置を制御するための追加の可変要素を提供することで
ある。
【0199】19.非常に薄いシード層又はバリアー層
に直接に伝導性フィルムをメッキする処理工程 工程1:電解質を浴800に送る。 工程2:θyの角度でy軸の周りにチャック29を回転
させる。 工程3:ωz1の速度でz軸の周りにチャック29を回
転させる。 工程4:ωz2の速度でz軸の周りに浴800を回転さ
せ、電解質の表面を放物線状の形状にする。 工程5:電力供給源806を作用させる。 工程6:ウェハー表面全体が電解質と接触するまで、特
定の速度でチャック29を下向き(z軸)に移動させ
る。チャックを下向きに移動させる速度は、初期フィル
ム厚さ分布を決定する。この初期厚さ分布は、続くメッ
キ処理の間のウェハーでの電位に影響を与える。 工程7:フィルム厚さが所定の値に達したときに、電解
質ポンプ、電力供給源、及び浴800とチャック29の
駆動手段を切る。 工程6の間に、ウェハーが完全に電解質と接触した後
で、ウェハーチャック29をy軸の周りに回転させて、
ウェハーチャック29を水平にすることができる。これ
はフィルムの均一性を促進する。
【0200】図70及び71は、伝導性フィルムをメッ
キする本発明の設備の更に2つの態様を示している。図
70及び71の態様は、単一のアノードを複数のアノー
ドによって置き換えることを除いて、図69の態様と同
様である。これら2つの態様の利点は、ウェハーでのフ
ィルムの均一性を制御するための追加の可変要素を提供
することである。
【0201】ここで示され説明されてきた本発明の詳細
及び形状に様々な変更を行えることは当業者に明らかで
ある。そのような変更は、特許請求の範囲に示される本
発明の範囲及び本発明の本質に含まれることを意図して
いる。 [図面の簡単な説明]
【図1A】図1Aは、本発明を理解するために有益な従
来技術のメッキ設備の一部である。
【図1B】図1Bは、図1に示される基材の平面図であ
る。
【図2】図2は、本発明のメッキ処理の間の、対応する
基材の平面図である。
【図3A】図3Aは、本発明のメッキ設備の一部の平面
図である。
【図3B】図3Bは、部分的に図3Aの線3B−−3B
に沿ってとった断面図で示し、部分的にブロック線図で
示した本発明のメッキ設備である。
【図4A】図4Aは、本発明のメッキをする基材の平面
図である。
【図4B】図4Bは、図4Aの基材の線4A−−4Aに
沿ってとった断面図である。
【図5】図5は、本発明の図3A及び3Bの態様の操作
を理解するために有益な波形の一連の図である。
【図6A】図6Aは、本発明を更に理解するために有益
なメッキされた基材の部分断面図である。
【図6B】図6Bは、本発明を更に理解するために有益
なメッキされた基材の部分断面図である。
【図7】図7は、本発明の図3A及び3Bの態様の操作
を更に理解するために有益な波形の更なる一連の図であ
る。
【図8】図8は、本発明の図3A及び3Bの態様の操作
を更に理解するために有益な波形の更なる一連の図であ
る。
【図9A】図9Aは、本発明の他の態様のメッキ設備の
一部の平面図である。
【図9B】図9Bは、本発明の他の態様のメッキ設備の
一部の平面図である。
【図9C】図9Cは、本発明の他の態様のメッキ設備の
一部の平面図である。
【図9D】図9Dは、本発明の他の態様のメッキ設備の
一部の平面図である。
【図10】図10は、本発明の設備の操作で得られた波
形である。
【図11】図11は、本発明の方法の流れ図である。
【図12】図12は、本発明のもう1つの態様のための
波形の一連の図である。
【図13A】図13Aは、本発明のメッキ設備の第2の
態様の一部の平面図である。
【図13B】図13Bは、部分的に図13Aの線13B
−−13Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第2の態様のあ
る。
【図14A】図14Aは、本発明のメッキ設備の第3の
態様の一部の平面図である。
【図14B】図14Bは、部分的に図14Aの線14B
−−14Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第3の態様であ
る。
【図15A】図15Aは、本発明のメッキ設備の第4の
態様の一部の平面図である。
【図15B】図15Bは、部分的に図15Aの線15B
−−15Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第4の態様であ
る。
【図16A】図16Aは、本発明のメッキ設備の第5の
態様の一部の平面図である。
【図16B】図16Bは、部分的に図16Aの線16B
−−16Bに沿ってとった断面図示し、部分的にブロッ
ク線図で示した本発明のメッキ設備の第5の態様であ
る。
【図17】図17は、本発明のメッキ設備の第5の態様
の一部の断面図である。
【図18A】図18Aは、本発明のメッキ設備の第6の
態様の一部の平面図である。
【図18B】図18Bは、部分的に図18Aの線18B
−−18Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第6の態様であ
る。
【図19A】図19Aは、本発明のメッキ設備の第7の
態様の一部の平面図である。
【図19B】図19Bは、部分的に図19Aの線19B
−−19Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第7の態様であ
る。
【図20A】図20Aは、部分的に断面図で及び部分的
にブロック線図で示した本発明のメッキ設備の第8の態
様である。
【図20B】図20Bは、部分的に断面図で及び部分的
にブロック線図で示した本発明のメッキ設備の第8の態
様である。
【図21A】図21Aは、部分的に断面図で及び部分的
にブロック線図で示した本発明のメッキ設備の第9の態
様である。
【図21B】図21Bは、部分的に断面図で及び部分的
にブロック線図で示した本発明のメッキ設備の第9の態
様である。
【図22A】図22Aは、本発明のメッキ設備の第10
の態様の一部の平面図である。
【図22B】図22Bは、部分的に図22Aの線22B
−−22Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第10の態様で
ある。
【図23A】図23Aは、本発明のメッキ設備の第11
及び12の態様の一部の平面図である。
【図23B】図23Bは、本発明のメッキ設備の第11
及び12の態様の一部の平面図である。
【図24A】図24Aは、本発明のメッキ設備の第13
の態様の一部の平面図である。
【図24B】図24Bは、部分的に図24Aの線24B
−−24Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第13の態様で
ある。
【図25A】図25Aは、本発明のメッキ設備の第1
4、15及び16の態様の一部の平面図である。
【図25B】図25Bは、本発明のメッキ設備の第1
4、15及び16の態様の一部の平面図である。
【図25C】図25Cは、本発明のメッキ設備の第1
4、15及び16の態様の一部の平面図である。
【図26A】図26Aは、本発明のメッキ設備の第17
の態様の一部の平面図である。
【図26B】図26Bは、部分的に図26Aの線26B
−−26Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第17の態様で
ある。
【図27】図27は、本発明のメッキ設備の第18及び
19の態様の一部の平面図である。
【図28】図28は、本発明のメッキ設備の第18及び
19の態様の一部の平面図である。
【図29A】図29Aは、本発明のメッキ設備の第2
0、21及び22の態様の一部の平面図である。
【図29B】図29Bは、本発明のメッキ設備の第2
0、21及び22の態様の一部の平面図である。
【図29C】図29Cは、本発明のメッキ設備の第2
0、21及び22の態様の一部の平面図である。
【図30A】図30Aは、本発明のメッキ設備の第23
の態様の一部の平面図である。
【図30B】図30Bは、部分的に図30Aの線30B
−−30Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第23の態様で
ある。
【図31A】図31Aは、本発明のメッキ設備の第24
の態様の一部の平面図である。
【図31B】図31Bは、部分的に図31Aの線31B
−−31Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第24の態様で
ある。
【図32A】図32Aは、本発明のメッキ設備の第25
の態様の一部の平面図である。
【図32B】図32Bは、部分的に図32Aの線32B
−−32Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第25の態様で
ある。
【図33A】図33Aは、本発明のメッキ設備の第26
の態様の一部の平面図である。
【図33B】図33Bは、部分的に図33Aの線33B
−−33Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第26の態様で
ある。
【図34A】図34Aは、本発明のメッキ設備の第27
〜30の態様の一部の断面図である。
【図34B】図34Bは、本発明のメッキ設備の第27
〜30の態様の一部の断面図である。
【図34C】図34Cは、本発明のメッキ設備の第27
〜30の態様の一部の断面図である。
【図34D】図34Dは、本発明のメッキ設備の第27
〜30の態様の一部の断面図である。
【図35】図35は、本発明による処理でメッキしてい
る間の基材を示している。
【図36A】図36Aは、本発明のメッキ設備の第31
〜34の態様の平面図である。
【図36B】図36Bは、本発明のメッキ設備の第31
〜34の態様の平面図である。
【図36C】図36Cは、本発明のメッキ設備の第31
〜34の態様の平面図である。
【図36D】図36Dは、本発明のメッキ設備の第31
〜34の態様の平面図である。
【図37A】図37Aは、本発明のメッキ設備の第35
及び36の態様の一部の断面図である。
【図37B】図37Bは、本発明のメッキ設備の第35
及び36の態様の一部の断面図である。
【図38A】図38Aは、本発明のメッキ設備の第37
の態様の一部の平面図である。
【図38B】図38Bは、部分的に図38Aの線38B
−−38Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第37の態様で
ある。
【図39】図39は、図38A及び38Bのメッキ設備
の操作を理解するために有益な一連の波形図である。
【図40】図40は、本発明のメッキ設備の第38の態
様の一部の平面図である。
【図40B】図40Bは、部分的に図40Aの線40B
−−40Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第38の態様で
ある。
【図41A】図41Aは、本発明のメッキ設備の第39
の態様の一部の平面図である。
【図41B】図41Bは、部分的に図41Aの線41B
−−41Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第39の態様で
ある。
【図42A】図42Aは、本発明のメッキ設備の第40
の態様の一部の平面図である。
【図42B】図42Bは、部分的に図42Aの線42B
−−42Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第40の態様で
ある。
【図43】図43は、図42A及び42Bの態様の操作
を理解するのに有益な一連の波形図である。
【図44】図44は、図42A及び42Bの態様の操作
を理解するのに有益な一連の波形図である。
【図45A】図45Aは、本発明のメッキ設備の第41
の態様の一部の平面図である。
【図45B】図45Bは、部分的に図45Aの線45B
−−45Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第41の態様で
ある。
【図46A】図46Aは、本発明のメッキ設備の第42
の態様の一部の平面図である。
【図46B】図46Bは、部分的に図46Aの線46B
−−46Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第42の態様で
ある。
【図47A】図47Aは、本発明のメッキ設備の第43
の態様の一部の平面図である。
【図47B】図47Bは、部分的に図47Aの線47B
−−47Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第43の態様で
ある。
【図48A】図48Aは、本発明のメッキ設備の第44
の態様の一部の平面図である。
【図48B】図48Bは、部分的に図48Aの線48B
−−48Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第44の態様で
ある。
【図49A】図49Aは、本発明のメッキ設備の第45
の態様の一部の平面図である。
【図49B】図49Bは、部分的に図49Aの線49B
−−49Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第45の態様で
ある。
【図50】図50は、部分的に断面図で示し及び部分的
にブロック線図で示した本発明のメッキ設備の第46の
態様である。
【図51】図51は、部分的に断面図で示し及び部分的
にブロック線図で示した本発明のメッキ設備の第47の
態様である。
【図52A】図52Aは、本発明のメッキシステムの第
1の態様の概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図52B】図52Bは、本発明のメッキシステムの第
1の態様の概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図52C】図52Cは、本発明のメッキシステムの第
1の態様の概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図53】図53は、図52のメッキシステムの制御の
ためのソフトウェアの一部の操作流れ図である。
【図54A】図54Aは、本発明のメッキシステムの第
2の態様の概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図54B】図54Bは、本発明のメッキシステムの第
2の態様の概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図54C】図54Cは、本発明のメッキシステムの第
2の態様の概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図55】図55は、本発明のメッキシステムの第3及
び4の態様の上面概略図である。
【図56】図56は、本発明のメッキシステムの第3及
び4の態様の上面概略図である。
【図57A】図57Aは、本発明の態様のメッキシステ
ムの概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図57B】図57Bは、本発明の態様のメッキシステ
ムの概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図57C】図57Cは、本発明の態様のメッキシステ
ムの概略の上面図、断面図、及び側面図である。
【図58A】図58Aは、本発明のメッキ設備の第48
の態様の一部の平面図である。
【図58B】図58Bは、部分的に図58Aの線58B
−−58Bに沿ってとった断面図で示し、部分的にブロ
ック線図で示した本発明のメッキ設備の第48の態様で
ある。
【図59】図59は、メッキ処理の間に図58A及び5
8Bで使用する電力供給のオン/オフの順序を示す一連
の波形図である。
【図60A】図60Aは、本発明のメッキ設備の第49
の態様の一部の平面図である。
【図60B】図60Bは、部分的に図60Aの線60B
−−60Bに沿ってとった断面図で示した本発明のメッ
キ設備の第49の態様のである。
【図61】図61は、部分的に断面図で示し、部分的に
概略図で示した本発明のメッキ設備の第50の態様であ
る。
【図62】図62は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図63】図63は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図64】図64は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図65】図65は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図66】図66は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図67】図67は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図68】図68は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図69】図69は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図70】図70は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
【図71】図71は、本発明のメッキ設備の第51〜6
0の態様の概略図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−274208(JP,A) 特開 平11−260824(JP,A) 特開 平11−220021(JP,A) 特開 平11−97444(JP,A) 特開 平11−80993(JP,A) 特開 平11−36096(JP,A) 特開 平9−17790(JP,A) 特開 平8−283993(JP,A) 特開 平7−197299(JP,A) 特開 平6−291191(JP,A) 特開 平6−224202(JP,A) 特開 平6−73598(JP,A) 特開 平6−45283(JP,A) 特開 平6−17291(JP,A) 特開 平5−206064(JP,A) 特開 平5−195183(JP,A) 特開 平5−55167(JP,A) 特開 平4−311591(JP,A) 特開 平4−170031(JP,A) 特開 平2−185999(JP,A) 特公 平8−3153(JP,B2) 特公 平7−113159(JP,B2) 実用新案登録2538705(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 5/02 C25D 5/08 C25D 7/12 C25D 5/18 C25D 21/12 H01L 21/288

Claims (100)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材を回転させ、 前記基材が回転しているときに、前記基材の表面に直接
    に、電解質溶液を流し、前記 基材表面の第1の部分に、所望の厚さまでフィルム
    をメッキし、そして前記基材表面の第1の部分に前記フ
    ィルムをメッキした後で、前記第1の部分とは異なる前
    記基材表面の少なくとも第2の部分に、前記所望の厚さ
    までフィルムをメッキすること、 を含み、それによって前記所望の厚さの連続フィルムを
    前記基材に提供する、基材表面に前記所望の厚さまでフ
    ィルムをメッキする方法。
  2. 【請求項2】 前記基材が半導体ウェハであり、且つ
    記所望の厚さが、前記基材に前記フィルムの連続シード
    層を与える厚さである、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記連続シード層に更なる厚さのメッキ
    をして、前記シード層の所望の厚さよりも厚い第2の均
    一な厚さの連続フィルムを前記基材に提供することを更
    に含む、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記フィルムが前記所望の厚さになるま
    で、前記基材表面の第1の部分に電解質を流し且つメッ
    キ電流を提供して、前記基材の第1の部分に前記フィル
    ムをメッキし;少なくとも前記基材の第2の部分のため
    に、電解質を流すこと及びメッキ電流を流すことを繰り
    返して、この第2の部分に前記所望の厚さまで前記フィ
    ルムをメッキし;そして、第2の均一な厚さが得られる
    まで、前記基材の第1の部分及び少なくとも第2の部分
    に電解質を流し、且つ第1の部分及び少なくとも第2の
    部分にメッキ電流を流すことによって、前記基材の第1
    の部分及び少なくとも第2の部分にフィルムをメッキす
    る、請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記基材の第1及び第2の部分のための
    メッキ電極に独立にメッキ電流を提供することによっ
    て、この第1及び第2の部分に前記フィルムをメッキす
    る、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記基材の第1の部分及び第2の部分に
    独立に前記電解質を流す、請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記基材の第1及び第2の部分に同時に
    電解質を流し、且つこの第1及び第2の部分のためのメ
    ッキ電極に別々にメッキ電流を提供することによって、
    この第1及び第2の部分に前記フィルムをメッキする、
    請求項1に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記基材の第2の部分にメッキ電流を提
    供している間、前記基材の第1の部分のフィルム厚さが
    所望の厚さに達した後で、メッキが除去されるのを防ぐ
    のに十分な電流を、前記基材の第1の部分に提供するこ
    とを更に含む、請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記基材の第1の部分にメッキ電流を提
    供している間、メッキが除去されることを防ぐのに十分
    なメッキ電圧を、前記基材の第2の部分に提供すること
    を更に含む、請求項7に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記基材の第2の部分にメッキ電流を
    提供している間、前記基材の第1の部分のフィルム厚さ
    が所望の厚さに達した後で、前記基材の第1の部分を電
    解質から出すことを更に含む、請求項7に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記基材の第1の部分にフィルムをメ
    ッキしている間、前記基材の第1の部分に電解質を流す
    こと、及び前記基材の第1の部分及び第2の部分にフィ
    ルムをメッキしている間、前記基材の第1の部分及び第
    2の部分に同時に電解質を流すことによって、前記基材
    の第1及び第2の部分に前記フィルムをメッキする、請
    求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記基材の第2の部分にメッキ電流を
    提供している間、前記基材の第1の部分のフィルムの厚
    さが所望の厚さに達した後で、メッキが除去されること
    を防ぐのに十分なメッキ電圧を、前記基材の第1の部分
    に提供することを更に含む、請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記基材の第1の部分の近くに可動式
    ジェットアノードを移動させて、前記基材の第1の部分
    にのみ電解質を流すこと、及び前記基材の第2の部分の
    近くに可動式ジェットアノードを移動させて、前記基材
    の第2の部分にのみ電解質を流すことによって、前記基
    材の第1の部分及び第2の部分に前記フィルムをメッキ
    する、請求項1に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記基材の表面を電解質に浸漬するこ
    とを更に含む方法であって、別々に、可動式ジェットア
    ノードを前記基材の第1の部分の近くに移動させ、且つ
    他の1つの可動式ジェットアノードを前記基材の第2の
    部分の近くに移動させることによって、前記基材の第1
    の部分及び第2の部分に前記フィルムをメッキする、請
    求項1に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記基材の第2の部分にフィルムをメ
    ッキしている間、前記基材の第1の部分に継続して前記
    フィルムをメッキする、請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記基材の第1の部分に前記フィルム
    をメッキしている間、前記基材の第1の部分に電解質を
    流すこと、及び前記基材の第1及び第2の部分に同時に
    前記フィルムをメッキする間、前記基材の第1及び第2
    の部分に同時に電解質を流すことによって、前記基材の
    第1及び第2の部分に前記フィルムをメッキする、請求
    項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記基材が半導体ウェハであり、且つ
    前記基材の第1及び第2の部分に前記所望の厚さまで前
    記フィルムをメッキして連続シード層を与える方法であ
    って、前記連続シード層に更にメッキして、前記シード
    層の前記所望の厚さよりも厚い第2の均一な厚さの連続
    フィルムを前記基材に提供することを更に含む、請求項
    16に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記基材の第1の部分にフィルムをメ
    ッキしている間、前記基材の第1の部分にのみ電解質を
    流すこと、及び前記基材の第2の部分に前記フィルムを
    メッキしている間、前記基材の第1及び第2の部分に同
    時に電解質を流すことによって、前記基材の第1及び第
    2の部分にフィルムをメッキする、請求項1に記載の方
    法。
  19. 【請求項19】 前記基材の第2の部分にメッキ電流を
    提供している間、前記基材の第1の部分のフィルムの厚
    さが所望の厚さに達した後で、メッキが除去されるのを
    防ぐのに十分な電圧を、前記基材の第1の部分に提供す
    ることを更に含む、請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記基材が半導体ウェハであり、且つ
    前記基材の第1及び第2の部分に前記所望の厚さまで前
    記フィルムをメッキして連続シード層を与える方法であ
    って、前記連続シード層に更にメッキして、前記シード
    層の所望の厚さよりも厚い第2の均一な厚さの連続フィ
    ルムを前記基材に提供することを更に含む、請求項19
    に記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記基材の第2の部分が、前記基材の
    第1の部分に隣接している、請求項1に記載の方法。
  22. 【請求項22】 前記基材が半導体ウェハーである、請
    求項1に記載の方法。
  23. 【請求項23】 前記半導体ウェハーがシリコンウェハ
    ーである、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記シリコンウェハーの表面にバリア
    ー層が存在する、請求項23に記載の方法。
  25. 【請求項25】 前記バリアー層がチタン、窒化チタ
    ン、タンタル、又は窒化タンタルである、請求項24に
    記載の方法。
  26. 【請求項26】 前記半導体ウェハーが、前記バリアー
    層の表面にシード層を更に有する、請求項24に記載の
    方法。
  27. 【請求項27】 前記シード層が、前記半導体ウェハー
    の周縁部領域の近くで比較的厚く且つ内側領域で比較的
    薄い、請求項26に記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記フィルムが、前記半導体ウェハー
    上の集積回路の相互接続を構成する、請求項22に記載
    の方法。
  29. 【請求項29】 前記相互接続がダマシン構造である、
    請求項28に記載の方法。
  30. 【請求項30】 メッキ電解質との接触のために基材を
    配置する基材ホルダー、 前記基材にメッキ電流を供給する少なくとも1つのアノ
    ード、 前記基材に接触する電解質を供給する少なくとも2つの
    流量制御装置、並びに前記少なくとも1つのアノード及
    び前記少なくとも2つの流量制御装置に組み合わされ
    て、前記基材の第1の部分に電解質とメッキ電流とを提
    供してフィルムをメッキし、そして基材の第1の部分に
    前記フィルムをメッキした後で、基材のこの第1の部分
    とは異なる第2の部分に電解質とメッキ電流とを提供し
    てフィルムをメッキして、基材のこれらの部分にフィル
    ムを続けてメッキすることによって、前記基材に均一な
    厚さの連続フィルムを提供する制御システム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  31. 【請求項31】 少なくとも2つの前記アノードを具備
    し、これらの少なくとも2つのアノードが、それぞれの
    アノードを取り囲む隔離壁によって分離されている、請
    求項30に記載の設備。
  32. 【請求項32】 前記それぞれのアノードの隔離壁の高
    さが同じである、請求項31に記載の設備。
  33. 【請求項33】 前記それぞれのアノードの隔離壁の高
    さが異なっている、請求項31に記載の設備。
  34. 【請求項34】 前記基材の中央部に近い前記それぞれ
    のアノードの隔離壁の高さが、前記基材の縁に近い前記
    それぞれのアノードの隔離壁の高さよりも高い、請求項
    31に記載の設備。
  35. 【請求項35】 前記基材の中央部に近い前記それぞれ
    のアノードの隔離壁の高さが、前記基材の縁に近い前記
    それぞれのアノードの隔離壁の高さよりも低い、請求項
    31に記載の設備。
  36. 【請求項36】 前記少なくとも2つの流量制御装置
    が、前記少なくとも2つのアノードのそれぞれに近接す
    る基材部分に、メッキ電解質を選択的に供給する別々の
    バルブであり、これら別々のバルブに組み合わされた少
    なくとも1つのポンプを更に具備する、請求項31に記
    載の設備。
  37. 【請求項37】 2つの前記ポンプを具備している、請
    求項36に記載の設備。
  38. 【請求項38】 前記少なくとも1つのポンプの出口に
    持続された圧力漏出バルブを更に具備している、請求項
    36に記載の設備。
  39. 【請求項39】 前記バルブが液体質量流量制御バルブ
    である、請求項36に記載の設備。
  40. 【請求項40】 前記少なくとも1つの制御システム
    が、前記少なくとも2つのアノードに選択的にメッキ電
    流を供給するようにされている、請求項31に記載の設
    備。
  41. 【請求項41】 前記基材の第1の部分、そしてこの第
    1の部分とは異なる第2の部分に前記電解質を供給する
    ようにされた複数の電解質流路を、前記設備が更に具備
    している、請求項31に記載の設備。
  42. 【請求項42】 前記複数の電解質流路のそれぞれが、
    入口と前記基材ホルダーに向いている複数のノズルを具
    備している、請求項41に記載の設備。
  43. 【請求項43】 2つの隣接する電解質流路が、これら
    2つの隣接する電解質流路の間の少なくとも1つの電解
    質戻り経路を有する、請求項41に記載の設備。
  44. 【請求項44】 前記基材ホルダーが上下に移動して、
    前記基材と前記アノードとの間の隙間を調節することが
    できる、請求項30に記載の設備。
  45. 【請求項45】 前記基材ホルダーが、メッキ処理の間
    に水平方向に振動することができる、請求項30に記載
    の設備。
  46. 【請求項46】 前記基材ホルダーが、メッキ処理の間
    に、基材に対して垂直な軸の周りに回転することができ
    る、請求項30に記載の設備。
  47. 【請求項47】 メッキ処理の間に前記電解質の温度を
    一定に維持する温度制御装置を更に具備している、請求
    項30に記載の設備。
  48. 【請求項48】 前記少なくとも2つの流量制御装置に
    結合したフィルターとタンクを更に具備して、メッキ処
    理の間に電解質を循環させる、請求項30に記載の設
    備。
  49. 【請求項49】 前記制御システムが、一定電流様式で
    操作可能な少なくとも2つの直流電源を具備している、
    請求項30に記載の設備。
  50. 【請求項50】 前記制御システムが、一定電圧様式で
    操作可能な少なくとも2つの直流電源を具備している、
    請求項30に記載の設備。
  51. 【請求項51】 前記少なくとも2つの直流電源が、一
    定電圧様式及び一定電流様式の両方で操作できる、請求
    項50に記載の設備。
  52. 【請求項52】 前記制御システムが、少なくとも2つ
    のパルス電源を具備している、請求項30に記載の設
    備。
  53. 【請求項53】 前記少なくとも2つのパルス電源が、
    2極パルス、変形サイン波、単一極パルス、反転パル
    ス、パルス−オン−パルス、又は2パルスの様式で操作
    できる、請求項52に記載の設備。
  54. 【請求項54】 前記少なくとも2つのパルス電源が、
    位相シフト様式で操作できる、請求項52に記載の設
    備。
  55. 【請求項55】 前記制御システムが、少なくとも1つ
    の電荷監視装置を具備して、メッキされたフィルムの厚
    さを測定する、請求項30に記載の設備。
  56. 【請求項56】 前記制御システムが、前記少なくとも
    1つの電荷監視装置からの厚さの入力に基づいて前記基
    材にメッキされたフィルム厚さの均一性を制御するソフ
    トウェアを有する、請求項55に記載の設備。
  57. 【請求項57】 前記少なくとも1つのアノードの形状
    が、円形、楕円形、又は多角形である、請求項30に記
    載の設備。
  58. 【請求項58】 前記多角形が、三角形、正方形、長方
    形、又は五角形である、請求項57に記載の設備。
  59. 【請求項59】 前記アノードが、円形、楕円形、又は
    多角形を作るように配置された少なくとも2つのサブア
    ノードを含む、請求項57に記載の設備。
  60. 【請求項60】 前記サブアノードが互いに電気的に絶
    縁されている、請求項59に記載の設備。
  61. 【請求項61】 前記制御システムが、前記基材の前記
    部分にフィルムを続けてメッキした後でフィルムの連続
    性を調べるための、メッキされた基材の表面電気抵抗に
    基づく論理表を有する、請求項30に記載の設備。
  62. 【請求項62】 前記設備が、複数の電解質流路を更に
    具備し、前記少なくとも2つの流量制御装置のそれぞれ
    が、バルブと前記複数の電解質流路のうちの1つに接続
    されている、請求項30に記載の設備。
  63. 【請求項63】 前記複数の電解質流路のそれぞれの出
    口が、前記基材の中央に関して放射状に配置されてい
    る、請求項62に記載の設備。
  64. 【請求項64】 前記複数の流量制御装置のそれぞれが
    液体質量流量制御装置及びポンプを具備し、且つ前記流
    量制御装置のうちの1つによって制御されている流路の
    出口の上の基材部分にフィルムをメッキしている間、前
    記制御システムが、流量制御装置のうちの1つのバルブ
    を閉じるように設計されている、請求項62に記載の設
    備。
  65. 【請求項65】 単一のアノードを具備する、請求項6
    2に記載の設備。
  66. 【請求項66】 少なくとも2つの電気的に接続された
    アノードを具備し、これらのアノードのそれぞれが、前
    記複数の電解質流路のうちの異なるものの中にある、請
    求項62に記載の設備。
  67. 【請求項67】 メッキ電解質との接触のために基材を
    配置する基材ホルダー、 前記基材にメッキ電流を供給する少なくとも2つのアノ
    ード、 前記基材に接触する電解質を制御する少なくとも1つの
    流量制御装置、並びに前記少なくとも2つのアノード及
    び前記少なくとも1つの流量制御装置と組み合わさっ
    て、前記基材の第1の部分に電解質及びメッキ電流を提
    供してフィルムをメッキし、そして基材の第1の部分に
    前記フィルムをメッキした後で、基材のこの第1の部分
    とは異なる第2の部分に電解質及びメッキ電流を提供し
    てフィルムをメッキして、前記基材のこれらの部分に続
    けてフィルムを続けてメッキすることによって、前記基
    材に均一な厚さの連続フィルムを提供する、少なくとも
    1つの制御システム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  68. 【請求項68】 前記少なくとも2つのアノードの間
    に、これら少なくとも2つのアノードのそれぞれを取り
    囲む隔離壁が配置されている、請求項67に記載の設
    備。
  69. 【請求項69】 前記少なくとも1つの制御システム
    が、前記少なくとも2つのアノードに選択的にメッキ電
    流を供給するように設計されている、請求項67に記載
    の設備。
  70. 【請求項70】 前記基材の第1の部分、そしてこの第
    1の部分とは異なる第2の部分に電解質を供給するよう
    にされた複数の電解質流路を、前記設備が更に具備して
    いる、請求項67に記載の設備。
  71. 【請求項71】 前記複数の電解質流路のそれぞれが、
    前記基材ホルダーに向いている複数のノズルを具備して
    いる、請求項70に記載の設備。
  72. 【請求項72】 前記少なくとも1つの流量制御装置
    が、少なくとも1つの質量流量制御装置である、請求項
    67に記載の設備。
  73. 【請求項73】 メッキ電解質との接触のために基材を
    配置する基材ホルダー、 前記基材にメッキ電流を供給する少なくとも1つのアノ
    ード、 前記基材に接触する電解質を制御する少なくとも1つの
    流量制御装置であって、少なくとも3つの筒状壁を有
    し、前記基材の中央部分の下に配置された第1の筒状壁
    が、前記基材の中央部分よりも周縁部側の基材の第2の
    部分の下に配置された第2の筒状壁と比較して、前記基
    材の近くまで上方向に延びている、少なくとも1つの流
    量制御装置、 前記基材ホルダーと組み合わさって、前記基材ホルダー
    を上下に移動させ、電解質に接触する基材の1又は複数
    の部分を制御する駆動機構、 前記少なくとも1つのアノード及び前記少なくとも1つ
    の流量制御装置と組み合わさって、電解質及びメッキ電
    流を前記基材の一連の部分に提供し、前記基材のこれら
    の部分に続けてフィルムをメッキすることによって、前
    記基材に均一な厚さの連続フィルムを提供する、少なく
    とも1つの制御システム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  74. 【請求項74】 メッキ電解質との接触のために基材を
    配置する基材ホルダー、 前記基材にメッキ電流を供給する少なくとも1つのアノ
    ード、 前記基材に接触する電解質を制御する少なくとも1つの
    流量制御装置であって、基材に向かって上向きに及び基
    材から離れるように下向きに移動することができる少な
    くとも3つの筒状壁を有し、前記基材と前記筒状壁のそ
    れぞれのとの隙間を調節して、電解質に接触する基材の
    1又は複数の部分を制御する、少なくとも1つの流量制
    御装置、 前記少なくとも1つのアノード及び前記流量制御装置と
    組み合わさって、電解質及びメッキ電流を前記基材の一
    連の部分に提供し、前記基材のこれらの部分に続けて前
    記フィルムをメッキすることによって、前記基材に均一
    な厚さの連続フィルムを提供する、少なくとも1つの制
    御システム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  75. 【請求項75】 少なくとも2つのアノードを具備して
    いる、請求項74に記載の設備。
  76. 【請求項76】 前記流量制御装置が、前記基材の異な
    る部分への電解質の流量を制御する少なくとも2つのバ
    ルブを更に具備している、請求項75に記載の設備。
  77. 【請求項77】 基材を電解質表面の上に配置する基材
    ホルダー、 前記基材にメッキ電流と電解質を供給する少なくとも1
    つの、前記基材の表面に対して平行な方向に移動するこ
    とができる可動式ジェットアノード、 前記可動式ジェットアノードを通って流れる電解質を制
    御する少なくとも1つの流量制御装置、 前記可動式ジェットアノード及び前記流量制御装置と組
    み合わさって、前記基材の第1の部分に電解質及びメッ
    キ電流を提供してフィルムをメッキし、そして基材の第
    1の部分に前記フィルムをメッキした後で、基材のこの
    第1の部分とは異なる第2の部分に電解質及びメッキ電
    流を提供してフィルムをメッキして、前記基材のこれら
    の部分に続けて前記フィルムをメッキすることによっ
    て、前記基材に均一な厚さの連続フィルムを提供する、
    少なくとも1つの制御システム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  78. 【請求項78】 前記基材ホルダーが、前記基材に対し
    て垂直な軸の周りに回転可能である、請求項77に記載
    の設備。
  79. 【請求項79】 前記基材ホルダーが、前記基材を完全
    に電解質に浸漬させるように電解質に向かって移動可能
    であり、また電解質から離れるように移動可能である、
    請求項77に記載の設備。
  80. 【請求項80】 前記可動式ジェットアノードが、1つ
    のアノード、及び前記アノードを囲んでいる電解質流れ
    ノズルを具備している、請求項77に記載の設備。
  81. 【請求項81】 前記可動式ジェットアノードが、前記
    ノズルの外側の周りに配置された第2の電極を更に有す
    る、請求項80に記載の設備。
  82. 【請求項82】 前記可動式ジェットアノードが、前記
    第2の電極の周りに配置された絶縁壁、及びこの絶縁壁
    の周りに配置された第3の電極を更に有する、請求項8
    1に記載の設備。
  83. 【請求項83】 前記可動式ジェットアノードが、前記
    基材に対して平行な直線経路を移動することができる、
    請求項77に記載の設備。
  84. 【請求項84】 前記可動式ジェットアノードが、前記
    基材に対して平行な湾曲経路を移動することができる、
    請求項77に記載の設備。
  85. 【請求項85】 前記湾曲経路が、前記基材に対して平
    行な面内の渦巻状の経路である、請求項84に記載の設
    備。
  86. 【請求項86】 基材を電解質中に配置し、回転させる
    基材ホルダー、 前記基材にメッキ電流と電解質を供給する少なくとも1
    つの、前記基材の表面に対して平行な方向に移動するこ
    とができる可動式ジェットアノード、 前記可動式ジェットアノードを通って流れる電解質を制
    御する流量制御装置、 前記可動式ジェットアノード及び前記流量制御装置と組
    み合わさって、前記基材の第1の部分に電解質及びメッ
    キ電流を提供してフィルムをメッキし、そして基材の第
    1の部分に前記フィルムをメッキした後で、基材のこの
    第1の部分とは異なる第2の部分に提供してフィルムを
    メッキして、前記基材のこれらの部分に続けてフィルム
    をメッキすることによって、前記基材に均一な厚さの連
    続フィルムを提供する、少なくとも1つの制御システ
    ム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  87. 【請求項87】 前記可動式ジェットアノードが、前記
    基材に対して平行な直線経路を移動することができる、
    請求項86に記載の設備。
  88. 【請求項88】 前記可動式ジェットアノードが、前記
    基材に対して平行な湾曲経路を移動することができる、
    請求項86に記載の設備。
  89. 【請求項89】 前記湾曲経路が前記基材に対して平行
    な平面内の渦巻状の経路である、請求項88に記載の設
    備。
  90. 【請求項90】 前記基材を、前記可動式ジェットアノ
    ードの下に隣接させて水平に配置する、請求項86に記
    載に設備。
  91. 【請求項91】 前記基材を、前記可動式ジェットアノ
    ードに隣接させて垂直に配置する、請求項86に記載の
    設備。
  92. 【請求項92】 基材を電解質表面の上に配置する基材
    ホルダー、 前記基材ホルダーと組み合わさって、この基材ホルダー
    を電解質表面に向かうように及び電解質表面から離れる
    ように動かして、基材表面の電解質と接触する部分を制
    御する第1の駆動機構、 前記電解質の浴、 前記浴内に取り付けられた少なくとも1つのアノード、 前記浴と組み合わさって、垂直軸の周りにこの浴を回転
    させ、前記電解質の表面を実質的に放物線状の形状にす
    る第2の駆動機構、 前記第1及び第2の駆動機構並びに前記少なくとも1つ
    のアノードと組み合わさって、前記電解質及びメッキ電
    流を前記基材の一連の部分に提供し、前記基材のこれら
    の部分に続けてフィルムをメッキすることによって、前
    記基材に均一な厚さの連続フィルムを提供する制御シス
    テム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  93. 【請求項93】 メッキ処理の間に新しい電解質を供給
    する少なくとも1つの流量制御装置を更に具備してい
    る、請求項92に記載の設備。
  94. 【請求項94】 複数のアノードを具備している、請求
    項92に記載の設備。
  95. 【請求項95】 前記基材ホルダーと組み合わさった第
    3の駆動機構を更に具備して、前記基材の表面に垂直な
    軸の周りに前記基材ホルダーを回転させる、請求項92
    に記載の設備。
  96. 【請求項96】 基材を電解質表面の上に配置する基材
    ホルダー、 前記基材ホルダーと組み合わさって、この基材ホルダー
    を電解質表面に向かうように及び電解質表面から離れる
    ように動かして、基材表面の電解質と接触する部分を制
    御する第1の駆動機構、 前記基材ホルダーと組み合わさって、前記基材の表面に
    対して垂直な軸の周りに前記基材を回転させる第2の駆
    動機構、 前記基材ホルダーと組み合わさって、前記電解質の表面
    に関して前記基材ホルダーを傾斜させる第3の駆動機
    構、 前記電解質の浴、 前記浴内に取り付けられた少なくとも1つのアノード、 前記第1、第2及び第3の駆動機構並びに前記少なくと
    も1つのアノードと組み合わさって、前記基材の第1の
    部分に電解質及びメッキ電流を提供してフィルムをメッ
    キし、そして基材の第1の部分に前記フィルムをメッキ
    した後で、基材のこの第1の部分とは異なる第2の部分
    電解質及びメッキ電流を提供してフィルムをメッキし
    、前記基材のこれらの部分に続けてフィルムをメッキ
    することによって、前記基材に均一な厚さの連続フィル
    ムを提供する制御システム、 を具備している、基材にフィルムをメッキする設備。
  97. 【請求項97】 メッキ処理の間に新しい電解質を供給
    する少なくとも1つの流量制御装置を更に具備してい
    る、請求項96に記載の設備。
  98. 【請求項98】 前記少なくとも1つのアノードが複数
    のアノードを含んでいる、請求項96に記載の設備。
  99. 【請求項99】 前記第3の駆動機構が、90度未満の
    傾斜角で前記基材ホルダーを傾斜させるようにされてい
    る、請求項96に記載の設備。
  100. 【請求項100】 前記浴と組み合わさって垂直軸の周
    りにこの浴を回転させ、前記電解質の表面を実質的に放
    物線状の形状にする第4の駆動機構、 を更に具備している、請求項96に記載の設備。
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