JP3032503B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属の無電解メ
ッキ工程を含む半導体装置の製造方法、詳しくは、銅あ
るいは銅より標準電位の基な金属の無電解メッキ工程で
ガスの発生なく、半導体装置へ金属をメッキする方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の銅の無電解メッキ方法について
は、エレクトロニクス実装学会誌Vol.１No.２（1998）P
P１３８に記載されている。この方法によれば硫酸銅を
含む溶液に銅の還元剤としてホルムアルデヒドを加えた
ものをメッキ浴とし、このメッキ浴を用いて銅メッキを
行っていた。銅の析出過程は以下の化学反応式により表
される。

【０００３】 Ｃｕ²⁺＋２ＨＣＨＯ＋４ＯＨ^-→Ｃｕ＋２ＨＣＯＯ^-＋Ｈ₂＋２Ｈ₂Ｏ……式１ この式によりメッキ浴中のＣｕ ²⁺ からＣｕが基板上に析
出することがわかる。すなわち、２価の銅イオンがホル
ムアルデヒドによって還元されて銅が析出するとともに
水素ガス、水が生成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メッキ方法には以下のような問題があった。 （１）メッキ浴が不安定 従来のメッキ方法では式１により銅（Ｃｕ）が基板上に
析出することを説明したが、銅の析出反応には次の副反
応も起こる。

【０００５】 ２Ｃｕ²⁺＋ＨＣＨＯ＋５ＯＨ^-→Ｃｕ₂Ｏ＋ＨＣＯＯ^-＋３Ｈ₂Ｏ……式２ Ｃｕ₂Ｏ＋Ｈ₂Ｏ→Ｃｕ＋Ｃｕ²⁺＋２ＯＨ^-……式３ 式２からわかるように２価の銅イオンＣｕ²⁺から１価の
銅イオンＣｕ⁺をもつ亜酸化銅Ｃｕ₂Ｏが生成する。この
亜酸化銅は安定ではなく、式３に示す反応式により、さ
らに銅と銅イオンになり（不均化反応）、メッキ溶液中
に銅が析出してしまい、メッキ浴の安定性が悪くなって
しまう。そのため、基板上への銅メッキが安定して行え
ない。 （２）水素ガスの発生 式１からわかるように銅メッキ時に水素ガスＨ₂が発生
する。そのため、基板上にメッキされた銅の中に、メッ
キ中に気泡（水素ガス）がとり込まれてしまい、メッキ
の品質（材質）が良くならない。特に、ＬＳＩのコンタ
クトホールのような、たとえば１．０μｍ以下の微細な
径のホール（以下、溝と総称する）をメッキにより埋め
ようとすると問題になる。 （３）ホルムアルデヒドＨＣＨＯの使用 ホルムアルデヒドを銅イオンの還元剤として用いてい
る。このホルムアルデヒドは蒸気圧が高く、環境や人体
に悪影響を及ぼすとの指摘もあり、作業環境や衛生上の
観点からも課題を残している。

【０００６】以上に鑑み、本発明は、ガスを発生しな
い，安定した銅の無電解メッキ方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板に無電解メッキにより金属を
形成する方法であって、メッキ浴には２価の金属イオ
ン、前記２価の金属イオンを１価の金属イオンに還元す
る第１の還元剤及び前記１価の金属イオンを前記金属に
還元する第２の還元剤を有しており、前記各金属イオン
の還元過程により前記半導体基板上に前記金属を形成す
ることにより、ガスの発生を抑えて、銅あるいは銅より
標準電位の貴な金属の無電解メッキが可能となる。

【０００８】また、本発明は、半導体装置に形成された
溝に無電解メッキにより金属を形成する方法であって、
メッキ浴には２価の金属イオン、前記２価の金属イオン
を１価の金属イオンに還元する第１の還元剤及び前記１
価の金属イオンを前記金属に還元する第２の還元剤を有
しており、前記各金属イオンの還元過程により前記溝に
前記金属を形成する。この方法により、ガス発生を抑え
て、銅あるいは銅より標準電位の貴な金属の無電解メッ
キにより前記溝の埋め込みを実現できる。

【０００９】本発明によると、ホール直径が１．０μｍ
以下でありアスペクト比が３以上のコンタクトホール等
の微細な溝をも埋め込むことができる。

【００１０】本発明は、さらに、メッキ浴中に１価の金
属イオンを安定にする安定剤を加えることにより、金属
の不均化反応を防止し、安定したメッキ液を形成できる
ので、均質な銅あるいは銅より標準電位の貴な金属の無
電解メッキを実現できる。

【００１１】また、本発明によると、コンタクトホール
等の微細な溝側壁の絶縁膜に、核形成の処理を行うこと
により、核が金属の無電解メッキ反応を促進するので、
絶縁膜に覆われていても銅あるいは銅より標準電位の貴
な金属の埋め込みが可能となる。

【００１２】さらに、メッキ浴には１価の銅イオンと、
前記１価の銅イオンを銅に還元する還元剤とを有してお
り、無電解メッキにより前記１価の銅イオンが銅に還元
されることにより前記溝の側壁に銅を形成する工程と、
前記銅をシード層とした電解メッキにより、前記溝中に
銅を埋め込む工程とを有するメッキ方法とすることによ
り、埋め込みにかかるメッキ処理時間を短縮できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明に係る実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。

【００１４】（実施の形態１） この実施の形態では、銅の無電解メッキにより、ホール
径０．５μｍ、ホール深さ２．０μｍ、アスペクト比４
の微細なコンタクトホールに銅を埋め込む方法を述べ
る。図１に示すようにトランジスタ（不図示）が作りこ
まれたシリコン基板１０上に第１の絶縁膜１１となるＳ
ｉＯ₂ が１μｍ形成されている。この第１の絶縁膜中に
は銅の埋め込み配線１４が形成されている。この銅配線
は電解メッキとＣＭＰ（化学的機械研磨方法）により第
１の絶縁膜１１中に形成される。さらにこの第１の絶縁
膜１１上には第２の絶縁膜１２となるＳｉＯ₂ が２μｍ
形成されている。この第２の絶縁膜１２上にレジストパ
ターンを形成し、ドライエッチングにより、コンタクト
直径０．５μｍのコンタクトホール１３を形成する。深
さは膜厚と同じ２．０μｍである。ホールの底部は、銅
配線１４が露出された状態となっている。

【００１５】ここで、図２に示すように、メッキ槽に入
れられたメッキ浴を用いた無電解メッキ法によりアスペ
クト４の微細なコンタクトホール１３を埋め込む。埋め
込みは図１０に示すようなステップで進行する。図１０
（ａ）のように、コンタクトホール１００３以外をレジ
スト１００９で覆ってある。この後、無電解メッキによ
り銅１００７は埋め込み銅配線１００４の部分から析出
し、析出は１００７ａ〜１００７ｄのように進行するこ
とでコンタクトホール１００３は埋め込まれる。図１０
（ｄ）が埋め込み後の状態である。コンタクトホール１
００３部以外はレジストで覆ってあるので、銅は絶縁膜
１００２の表面には広がっていかない。また、コンタク
トホール１００３から上にはみ出した銅は、レジスト１
００９を除去した後、ＣＭＰにより研磨され平坦化され
る。

【００１６】メッキ浴の組成を図３に示す。銅イオンＣ
ｕ²⁺はＣｕＣｌ₂で供給している。このメッキ浴中に，
図１のコンタクトホール１３を有する，シリコン基板１
００を浸漬し、メッキ浴の温度を５０℃に保つ。する
と、メッキ浴中の銅イオンＣｕ²⁺が還元されて銅（Ｃ
ｕ）になり、コンタクトホール１３中に銅が埋め込まれ
ていく。このとき、従来のような水素ガスの発生はな
い。よってコンタクトホール１３中にもガスがとり込ま
れず、ボイドの発生がなく、均質に銅によって埋め込ま
れた。浸漬時間とメッキによる銅の析出時間との関係は
図４の通りである。

【００１７】このように微細なコンタクトホールであっ
ても，メッキ浴からのガス発生がなく，均質に銅を埋め
込むことのできるメカニズムについて説明する。

【００１８】Ｃｕ²⁺→Ｃｕ⁺……式４ Ｃｕ⁺ →Ｃｕ……式５ 銅イオンの還元は、それぞれ、式４、式５のように進行
する。すなわち、従来のメッキ方法のように、Ｃｕ²⁺→
Ｃｕと、２価の銅イオン（Ｃｕ ²⁺ ）を一気に金属銅（Ｃ
ｕ）に還元するのではなく、ここではいったん１価の銅
イオン（Ｃｕ⁺ ）にしたあと、式５により金属銅（Ｃ
ｕ）にしているところがポイントである。２価の銅イオ
ン（Ｃｕ²⁺ ）を１価の銅イオン（Ｃｕ⁺ ）にするため
に、この実施の形態ではアスコルビン酸（Ascorbic Aci
d）０．０１mol/Lをメッキ浴の組成に加えている。アス
コルビン酸は、従来の無電解メッキで用いていたホルム
アルデヒドよりも還元力は小さく、２価の銅イオン（Ｃ
ｕ²⁺ ）を一気に金属銅（Ｃｕ）にまで還元する力はほと
んどない。つまり、この場合、ゆるやかな還元力によ
り、２価の銅イオン（Ｃｕ²⁺ ）を１価の銅イオン（Ｃｕ
⁺ ）にまで還元する。

【００１９】さらに、ここでは、１価の銅イオン（Ｃｕ
⁺ ）を金属銅（Ｃｕ）に還元するためには、別の金属イ
オン（ここではコバルトイオン）を用いた還元方法がと
られている。

【００２０】コバルト（Ｃｏ）は、メッキ浴中では，そ
のｐＨにも依存するが，３価イオン（Ｃｏ³⁺）が安定で
あり、 Ｃｏ²⁺→Ｃｏ³⁺……式６ 上記式６により２価のコバルトイオン（Ｃｏ²⁺ ）は３価
のコバルトイオン（Ｃｏ³⁺ ）になる。このときに１価の
銅イオン（Ｃｕ⁺ ）を還元して金属銅（Ｃｕ）にするた
め、この銅がコンタクトホール底部の銅配線の表面から
成長していき、微細なコンタクトホールを埋め込むこと
ができる。

【００２１】このようにここでは２種の還元剤、すなわ
ちＣｕ²⁺をＣｕ⁺にするためのアスコルビン酸、及びＣ
ｕ⁺をＣｕにするための，２価のコバルトイオン（Ｃｏ
²⁺ ）生成用の，硝酸コバルト（Ｃｏ（ＮＯ ₃ ） ₂ ）を用い
ているので、銅の還元時にガスの発生はなく、微細な径
のコンタクトホールであっても，ボイドの発生なしに，
銅を埋め込むことができる。この方法を用いればＬＳＩ
に使われているコンタクトホール、たとえば、１μｍ以
下の微細なホール（アスペクト比３以上）であっても、
きれいに埋め込むことが可能であり、半導体プロセスへ
の応用もできる。また、このメッキ浴で用いた還元剤の
アスコルビン酸、及び硝酸コバルト（Ｃｏ（ＮＯ₃）₂ ）
は環境等への影響もない。

【００２２】１価の銅イオン（Ｃｕ⁺ ）は不安定であ
り、亜酸化銅（Ｃｕ₂Ｏ）のように形成されても不均化
反応により（たとえば式３）ＣｕとＣｕ²⁺とに分解して
しまう。ここでは、Ｃｕ²⁺→Ｃｕ⁺→Ｃｕの流れによ
り、銅を還元するため１価の銅イオン（Ｃｕ⁺ ）を安定
させることが必要である。そこでメッキ浴にはα、α′
−ジピリジル（Dipyridyl）を２０ｐｐｍ加えている。
ジピリジルを加えている理由は、ジピリジルは１価の銅
イオンと安定な錯体を形成するからである。これによ
り、１価の銅イオン（Ｃｕ⁺ ）を安定に溶液中に存在さ
せることができるようになる。したがって２価のコバル
トイオン（Ｃｏ²⁺ ）を用いて容易に，Ｃｕ⁺をＣｕへ
と，還元することができる。ジピリジル以外にもシアン
化合物、チオ尿素誘導体を用いることができる。要は１
価の銅イオンと安定な錯体を形成するものであればよ
い。

【００２３】無電解メッキにより金属銅（Ｃｕ）を形成
した後、２００℃で３０分アニールをする。これにより
メッキ直後での銅の粒径は０．５μｍ程度であったもの
を１．０μｍ程度にまで大きくでき、空孔のない質の高
い金属銅にすることができる。

【００２４】実際に実施の形態１でコンタクトホールを
埋め込んだあとのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で写真を
撮影した。このＳＥＭ写真からコンタクトホールは金属
銅によりきれいに埋め込まれていることがわかった。

【００２５】この実施の形態では、コンタクトホールの
埋め込みを行ったが、トレンチの埋め込みであっても同
様に行うことができる。同じくＳＥＭ写真から幅１μｍ
のトレンチもきれいに埋め込まれていた。

【００２６】この明細書では、コンタクトホール、トレ
ンチ（素子分離溝）、配線用の溝をすべて総括して溝と
表記している。

【００２７】（実施の形態２） 実施の形態１で述べた，ホール径０．５μｍ、ホール深
さ２．０μｍ、アスペクト比４の微細なコンタクトホー
ルを形成したのち、無電解メッキにより金属銅でコンタ
クトホールを埋め込む前に、コンタクトホールの側壁の
処理を行う。図５（ａ）に示すようにスパッタ方法によ
りコンタクトホール５３中にコンタクトホールの側壁に
チタン（Ｔｉ）５５と窒化チタン（ＴｉＮ）５６を形成
する。コンタクトホールの底部には埋込銅配線５４が形
成されている。なお、図中では符号で、５０はシリコン
基板、５１は第１の絶縁膜（ＳｉＯ₂）、５２は第２の
絶縁膜（ＳｉＯ₂）を示すものである。

【００２８】このあと、コンタクトホール５３の中のＴ
ｉＮ５６表面をパラジウム処理する。具体的にはコンタ
クトホール中に塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂ ）含有の溶
液を塗布する。するとＴｉＮ５６の表面にパラジウム
（Ｐｄ）５７の粒子が形成される。このＰｄは触媒とし
て機能する。すなわち、コンタクトホール中のＰｄ粒子
にＣｕ⁺とＣｏ²⁺が近づくと、ＰｄはＣｕ⁺ ＋ ｅ^- →
Ｃｕなる反応の活性化エネルギーを下げる働きをする
とともに、Ｃｏ²⁺→ Ｃｏ³⁺＋ ｅ^- なる反応も起こり
易くなる。したがって、Ｐｄ粒子を核としてその上にＣ
ｕが析出していく。

【００２９】これにより図５（ｂ）のようにＰｄ５７が
付着しているところからＣｕが析出していくことにな
る。析出の過程は後の実施の形態で説明するが、図９と
同じである。バリア層としてＴｉＮ５６を用いてＰｄ処
理をした後、無電解メッキによりＣｕを埋め込んでい
る。Ｐｄ処理は、均一にメッキするためには施しておく
のが好ましい。またバリア層もＴｉＮ以外にもＴａＮ、
Ｔａ、ＷＮ、Ｎｂを用いることができる。これらは、い
ずれも絶縁膜５２（ＳｉＯ₂）中の酸素が拡散によりＣ
ｕの中へ動いていくのをストップする働きがあるととも
に、表面にＣｕメッキするので、表面には酸化被膜を形
成しない。まとめると、バリア層は，(１)バリア性があ
る、(２)表面に酸化被膜を形成しない、(３)Ｃｕ⁺に電
子を与えやすい、という機能のものであればよい。上記
(３)の機能についてはＰｄ処理することによりこの性質
をもたせることができる。

【００３０】また、パラジウム処理も塩化パラジウム
（ＰｄＣｌ₂ ）を用いているが、これに、さらにＰｄの
還元剤として、４価の錫イオン（Ｓｎ⁴⁺ ）を加えてもよ
い。すると、ＰｄＣｌ₂＋Ｓｎ⁴⁺→Ｐｄ＋ＳｎＣｌ₂とな
り、Ｓｎ⁴⁺は還元剤として働き、表面にＣｕ生成の核と
なるＰｄが形成できる。Ｐｄ処理は、基板表面だけに対
して行い、裏面にはつかないようにしている。

【００３１】このようにコンタクトホールにＴｉ／Ｔｉ
Ｎを形成することにより、銅がＳｉＯ₂中へと拡散しな
いし、ＳｉＯ₂中の酸素が銅中へと拡散して酸化銅を形
成することもない。酸化銅が形成されると、導通する面
積が狭くなり、コンタクト抵抗値が高くなってしまう
が、これによると、それを防止できる。またチタンの形
成により密着性も高くなり、信頼性もよくなる。

【００３２】（実施の形態３） 図６に示すように半導体集積回路で用いられるデュアル
ダマシンとよばれている配線とコンタクトホールに銅を
形成するものにつき述べる。

【００３３】第１の絶縁膜６１となるＳｉＯ₂絶縁膜中
に銅配線６４が形成されている。第２の絶縁膜（ＳｉＯ
2）６２には、銅配線６４と電気的な接続ができるよう
に、コンタクトホール６３が形成されている。さらにこ
のコンタクトホール６３と整合する配線用溝６５が形成
されている。このあと、スパッタ方法によりコンタクト
ホール６３及び配線用溝６５内にＴｉＮ６６を形成す
る。実施の形態２で述べたパラジウム処理のあと、実施
の形態１の無電解メッキにより、コンタクトホール６３
及び配線用溝６５内を配線用銅６７で埋め込むことがで
きる。

【００３４】この方法により半導体装置の配線プロセス
で用いられている、配線溝とコンタクトホールとが整合
した溝にも無電解メッキにより銅を埋め込むことができ
る。

【００３５】（実施の形態４） この実施の形態は絶縁膜（絶縁体）中の溝に無電解メッ
キにより銅を埋め込む場合の適用方法である。

【００３６】実施の形態１ではコンタクトホールの底部
に銅配線の表面が露出するように形成されていたが、こ
の実施の形態では溝の底部に銅配線は形成されていな
い。

【００３７】図７（ａ）に示すようにシリコン基板７１
上に第１の絶縁膜（ＳｉＯ₂）７２が形成されている。
この絶縁膜７２中にホール７３が形成され、このホール
の回りはすべて絶縁膜で覆われており、導体部分は露出
していない。このような場合であっても銅の埋め込みは
可能である。実施の形態１で説明した無電解メッキ方法
を行う前に、ホール中の絶縁膜７２の表面に核の形成を
行う。具体的には実施の形態２と同様、無電解メッキ処
理前に塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂ ）による処理を行
う。

【００３８】すると、図７（ｂ）のように、ホール中に
パラジウム（Ｐｄ）の核が形成される。この後、実施の
形態１で説明した条件により、無電解メッキを行い、銅
を埋め込む。

【００３９】詳しくは、図９（ａ）〜（ｄ）のように、
銅は埋め込まれていく。すなわち、ホール９３中のＰｄ
９７を核にして、銅が符号９５ａ〜９５ｃで示されるよ
うに成長することで埋め込まれる。

【００４０】この方法によれば、ホール中は絶縁膜で覆
われていても、絶縁膜上のＰｄ９７が銅生成の核となる
ため、溝内部に金属部が露出していない，微細なホール
であっても埋め込むことができる。

【００４１】ＳｉＯ₂絶縁膜中への銅の埋め込みであっ
たが、絶縁膜以外にもプラスチック等の絶縁体を用いた
場合でも同様に銅を埋め込むことができる。

【００４２】（実施の形態５） この実施の形態は無電解メッキにより薄く銅を析出させ
たあと、この銅をシード層として電解メッキによりさら
に銅を析出させる場合の適用方法である。すなわち、無
電解メッキと電解メッキとの組み合わせにより、銅を埋
め込む方法である。無電解メッキはメッキ浴中に浸すだ
けでよく電源が不要であり、装置構成が簡単ではあるも
のの、メッキ堆積レートが電解メッキよりも遅い。そこ
で無電解メッキにより電解メッキに必要なシード層（電
解メッキの種）を形成し、そのあとは電解メッキにより
大きな堆積レート（メッキ速度）でもって銅の埋め込み
を行う。これにより、スループットが大きく量産に向く
プロセスを確立することができる。

【００４３】実施の形態２により形成した銅を、この後
に行う電解メッキのシード層（種層）として用いる。こ
のシード層が形成された基板を、電解メッキ装置のメッ
キ槽に浸漬する。銅のシード層を陰極とし、陽極には銅
電極を用いる。電解メッキ装置のメッキ槽中のメッキ浴
の組成は、図８に示した通りである。電圧を印加するこ
とにより、メッキ浴中の銅イオンが銅のシード層上に析
出してコンタクトホールが埋め込まれる。

【００４４】以上の実施の形態では、コンタクトホール
に銅を埋め込む場合について説明したが、必ずしもコン
タクトホールでなくてもよい。たとえば図１１に示すよ
うに、銅のシード１１０２に銅を析出させることも可能
である。図１１（ａ）に示すように、シリコン基板１１
００上にシリコン酸化膜１１０１が形成されている。シ
リコン酸化膜１１０１には開口部１１０３が形成されて
おり、この開口部１１０３には銅のシード層１１０２が
形成されている。この状態で、実施の形態１で説明した
ように、無電解メッキを行うことにより、図１１（ｂ）
のように銅１１０４をシード層１１０２上に析出させる
ことができる。

【００４５】また以上の実施の形態では、銅の無電解メ
ッキについて説明したが、銅以外にも、銅よりも標準電
位が貴なもの、すなわち、金、銀、白金、パラジウムの
メッキ工程にも応用できる。さらに、還元イオン種とし
て２価のコバルトイオン（Ｃｏ²⁺）を用いたが、それ以
外にもメッキ液中で酸化状態の方が安定な還元種、たと
えば、２価の鉄イオンから３価の鉄イオンへ（Ｆｅ²⁺→
Ｆｅ³⁺）、あるいは２価の錫イオンから４価の錫イオン
へ（Ｓｎ²⁺→Ｓｎ⁴⁺）のそれぞれのイオン化反応を用い
ることもできる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明では以下の効果が得
られる。 （１）メッキ浴中での不均化反応による銅の析出がな
く、安定したメッキ浴を用いて銅の無電解メッキを実現
できる。 （２）水素ガスの発生がなく、埋め込み中にガスがメッ
キ層に取り込まれることがなく、微細な溝へ均質な埋め
込み可能となる。 （３）環境等への悪影響の還元剤を使用しないので、環
境への影響がない。 （４）無電解メッキと電解メッキとの２ステップメッキ
法への適用により、無電解メッキでのレートの低さを電
解メッキ法によりカバーでき、量産に向く方法となる。 （５）絶縁物質であっても核形成処理により、埋め込み
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無電解メッキ
によるコンタクトホールの埋め込み工程断面図

【図２】無電解メッキを行う装置構成図

【図３】無電解メッキの浴組成とメッキ条件を示す図

【図４】浸漬時間とメッキ厚さとの関係を示す特性図

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るＴｉ／ＴｉＮ
層をコンタクトホールに形成した場合の構成断面図

【図６】コンタクトホールと溝配線とに無電解メッキに
より銅を埋め込む工程断面図

【図７】絶縁膜中にパラジウム処理により銅を埋め込む
工程断面図

【図８】電解メッキの浴組成を示す図

【図９】第２の実施の形態の銅の析出過程を示す工程断
面図

【図１０】第１の実施の形態の銅の析出過程を示す工程
断面図

【図１１】シード層上に無電解メッキにより銅を形成す
るときの工程断面図

【符号の説明】

１１ 第１の絶縁膜 １２ 第２の絶縁膜 １３ コンタクトホール １４ 銅配線 １５ 埋め込まれた銅 ５１ 第１の絶縁膜 ５２ 第２の絶縁膜 ５３ コンタクトホール ５４ 銅配線 ５５ チタン（Ｔｉ） ５６ 窒化チタン（ＴｉＮ） ５７ パラジウム（Ｐｄ） ６１ 第１の絶縁膜 ６２ 第２の絶縁膜 ６３ コンタクトホール６４ 銅配線 ６５ 配線用溝 ６７ 埋め込まれた銅 ６８ レジスト ７１ 第１の絶縁膜 ７２ 第２の絶縁膜 ７３ コンタクトホール ７５ 埋め込まれた銅 ９２ 第２の絶縁膜 ９３ コンタクトホール ９５ａ、９５ｂ、９５ｃ 銅 １００７ａ、１００７ｂ、１００７ｃ、１００７ｄ 銅 １１００ シリコン基板 １１０１ 絶縁膜 １１０２ 銅シード層 １１０３ 開口部 １１０４ 埋め込まれた銅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 伸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 縄舟 秀美 大阪府高槻市真上町５−38−34 (56)参考文献 特開 平５−55429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−111372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−85528（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−331653（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−193214（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/288 H01L 21/768 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板に無電解メッキにより金属を形
   成する方法であって、メッキ浴には２価の金属イオン、
   前記２価の金属イオンを１価の金属イオンに還元する第
   １の還元剤及び前記１価の金属イオンを前記金属に還元
   する第２の還元剤を有しており、前記各金属イオンの還
   元過程により前記半導体基板上に前記金属を形成する半
   導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】半導体装置に形成された溝に無電解メッキ
   により金属を形成する方法であって、メッキ浴には２価
   の金属イオン、前記２価の金属イオンを１価の金属イオ
   ンに還元する第１の還元剤及び前記１価の金属イオンを
   前記金属に還元する第２の還元剤を有しており、前記各
   金属イオンの還元過程により前記溝に前記金属を形成す
   る半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】前記溝がコンタクトホールであり、前記コ
   ンタクトホールはホール直径が１．０μｍ以下でありア
   スペクト比が３以上である、請求項２に記載の半導体装
   置の製造方法。
4. 【請求項４】前記１価の金属イオンを安定にする安定剤
   を含む、請求項１〜３の１つに記載の半導体装置の製造
   方法。
5. 【請求項５】前記安定剤は１価の金属イオンと錯体をつ
   くるものである、請求項４に記載の半導体装置の製造方
   法。
6. 【請求項６】前記溝は絶縁膜に形成されており、前記溝
   の側壁に金属析出のための核形成の処理を行う、請求項
   ２または請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】半導体基板上に形成された絶縁膜にコンタ
   クトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールの
   側壁に金属析出のための核形成の処理を行い、次いで前
   記金属による無電解メッキにより前記コンタクトホール
   を埋め込む工程と、前記金属をアニール処理する工程と
   を備えた半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】前記金属が銅または銅より標準電位の貴な
   金属である、請求項１〜７の１つに記載の半導体装置の
   製造方法。