(57)【要約】【課題】半導体装置の製造を安定的に行う。【解決手段】カソード電極ＣＥ１を有する支持部材ＳＰ１上にウェハＷＦ１を載置し、ウェハＷＦ１の一面における外周部をカソード電極ＣＥ１へ接触させる工程と、アノード電極ＡＥ１を有する処理槽ＰＢ１内にウェハＷＦ１を浸漬させる工程と、ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す工程と、を備える。処理槽ＰＢ１内にウェハＷＦ１を浸漬させる工程の前、またはウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す工程の後において、ウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程を含む。【選択図】図１
2014125654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード電極を有する支持部材上にウェハを載置し、前記ウェハの一面における外周部を前記カソード電極へ接触させる工程と、
アノード電極を有する処理槽内に前記ウェハを浸漬させる工程と、
前記ウェハに対し電解めっき処理を施す工程と、
を備え、
前記処理槽内に前記ウェハを浸漬させる前記工程の前、または前記ウェハに対し電解めっき処理を施す前記工程の後において、前記外周部が前記カソード電極に接触した状態において、前記ウェハの中心軸を回転軸として前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウェハの前記一面上には、Ｃｕにより構成されるシード膜が設けられている半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる前記工程において、前記カソード電極の回転速度は、０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下である半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる前記工程において、前記カソード電極の回転距離は、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下である半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる前記工程は、前記処理槽内にウェハを浸漬させる前記工程の前に行われる半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる前記工程は、前記ウェハを前記カソード電極に接触させた後に前記カソード電極を回転させることにより行われる半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる前記工程は、回転している前記カソード電極に対して前記ウェハを接触させることにより行われる半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記カソード電極を前記ウェハに対し相対的に回転させる前記工程は、前記ウェハに対し電解めっき処理を施す前記工程の後に行われる半導体装置の製造方法。
【請求項９】
ウェハを載置する支持部材と、
めっき液を収容する処理槽と、
前記ウェハを前記支持部材上へ搬送するロボットハンドと、
前記支持部材に載置される前記ウェハの外周部と接触するように設けられ、かつ前記支持部材に載置される前記ウェハの中心軸を回転軸として回転可能であるカソード電極と、
前記処理槽内に設けられたアノード電極と、
前記カソード電極の回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ウェハが前記ロボットハンドにより固定され、かつ前記ウェハの前記外周部が前記カソード電極に接触した状態において、前記ウェハの中心軸を回転軸として前記カソード電極を回転させる半導体製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体製造装置において、
前記制御部は、前記ウェハが前記ロボットハンドにより固定され、かつ前記ウェハの前記外周部が前記カソード電極に接触した状態において、０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の回転速度により前記カソード電極を回転させる半導体製造装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の半導体製造装置において、
前記制御部は、前記ウェハが前記ロボットハンドにより固定され、かつ前記ウェハの前記外周部が前記カソード電極に接触した状態において、前記カソード電極を０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の回転距離だけ回転させる半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体製造装置に関し、例えば電解めっき工程を含む半導体装置の製造方法および半導体製造装置に適用可能な技術である。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、配線パターンの形成等のためにウェハに対し電解めっき工程を行う場合がある。電解めっき処理を施すための装置に関する技術としては、たとえば特許文献１および２に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、半導体ウェハに接触するコンタクト治具を、電極基板と、電極基板上の周方向に並べて接合される複数のバネ電極と、複数のバネ電極を覆う弾性シール層と、から構成するというものである。特許文献２に記載の技術は、カソード電極ピンにメッキ時付着した付着液を、ガス吹付管から吹付ガスを吹き付けることにより除去するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２３３９７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０３２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェハに対する電解めっき処理は、カソード電極と接触したウェハを、アノード電極を有する処理槽内に浸漬させることにより行われる。
しかしながら、ウェハに対し電解めっき処理を行う際に、カソード電極にめっき液が付着する場合があった。カソード電極に付着しためっき液は、乾燥し、汚れとしてカソード電極の表面に残存してしまう。このため、電解めっき処理を行うにつれて、カソード電極とウェハの接触抵抗が増大してしまうという問題が生じていた。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施の形態によれば、ウェハの外周部がカソード電極に接触した状態において、ウェハの中心軸を回転軸としてカソード電極をウェハに対し相対的に回転させる。
【発明の効果】
【０００７】
前記一実施の形態によれば、半導体装置の製造を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体製造装置を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る製造方法により製造される半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体製造装置ＳＭ１を示す断面図である。図２は、図１に示す半導体製造装置ＳＭ１を示す平面図である。図２においては、半導体製造装置ＳＭ１のうち特に支持部材ＳＰ１の構成が示され、処理槽ＰＢ１の構成は省略されている。
【００１１】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、次のように行われる。まず、カソード電極ＣＥ１を有する支持部材ＳＰ１上にウェハＷＦ１を載置し、ウェハＷＦ１の一面における外周部をカソード電極ＣＥ１へ接触させる。次に、アノード電極ＡＥ１を有する処理槽ＰＢ１内にウェハＷＦ１を浸漬させる。次に、ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す。
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、処理槽ＰＢ１内にウェハＷＦ１を浸漬させる工程の前、またはウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す工程の後において、ウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として処理槽ＰＢ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程を含む。
このようにして、本実施形態に係る半導体装置の製造方法が行われる。
【００１２】
本実施形態によれば、ウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる。このため、めっき液ＰＳ１の付着に起因してカソード電極ＣＥ１の表面に残存した汚れを、ウェハＷＦ１によって削ぎ落とすことができる。すなわち、カソード電極ＣＥ１のうちウェハＷＦ１と接触する表面を清浄化することができる。
これにより、電解めっき処理を行うにつれてカソード電極ＣＥ１とウェハＷＦ１の接触抵抗が増大してしまうことを抑制できる。すなわち、ウェハＷＦ１をめっき液ＰＳ１へ着液させた際の電流値を一定に保つことができる。したがって、半導体装置の製造を安定的に行うことが可能となる。
【００１３】
以下、本実施形態に係る半導体製造装置ＳＭ１の構成、および半導体装置の製造方法について、詳細に説明する。
【００１４】
まず、半導体製造装置ＳＭ１の構成について説明する。
本実施形態に係る半導体製造装置ＳＭ１は、たとえばウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施すためのめっき処理装置である。ウェハＷＦ１に対して施される電解めっき処理としては、たとえば配線を構成する導電膜の形成等が挙げられる。
図１に示すように、半導体製造装置ＳＭ１は、支持部材ＳＰ１と、処理槽ＰＢ１と、ロボットハンドＲＨ１と、カソード電極ＣＥ１と、アノード電極ＡＥ１と、制御部ＣＬ１と、を備えている。
【００１５】
支持部材ＳＰ１上には、ウェハＷＦ１が載置される。処理槽ＰＢ１には、めっき液ＰＳ１が収容される。ロボットハンドＲＨ１は、ウェハＷＦ１を支持部材ＳＰ１上へ搬送する。カソード電極ＣＥ１は、支持部材ＳＰ１に載置されるウェハＷＦ１の外周部と接触するように設けられている。また、カソード電極ＣＥ１は、支持部材ＳＰ１に載置されるウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として回転可能である。アノード電極ＡＥ１は、処理槽ＰＢ１内に設けられている。制御部ＣＬ１は、カソード電極ＣＥ１の回転を制御する。
また、制御部ＣＬ１は、ウェハＷＦ１がロボットハンドＲＨ１により固定され、かつウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてカソード電極ＣＥ１を回転させる。
【００１６】
支持部材ＳＰ１は、たとえばウェハ支持部ＷＳ１を有している。このウェハ支持部ＷＳ１上にウェハＷＦ１を載置することにより、ウェハＷＦ１を保持する。本実施形態において、ウェハ支持部ＷＳ１は、たとえばウェハＷＦ１のうち半導体素子等が形成されている一面の外周部を支持するように設けられる。このため、ウェハ支持部ＷＳ１は、たとえばウェハＷＦ１の外周部に対応した枠状の形状を有する。
図２に示すように、支持部材ＳＰ１は、たとえば円筒状の形状を有する。この場合、ウェハ支持部ＷＳ１は、たとえば円筒状の支持部材ＳＰ１の内側面に、支持部材ＳＰ１の全周に亘って設けられる。円筒状の支持部材ＳＰ１のうち、少なくともウェハ支持部ＷＳ１からみてウェハＷＦ１を保持する側と反対側は外部に開放されている。このため、ウェハＷＦ１のうち半導体素子が形成されている一面が、電解めっき処理の際にめっき液ＰＳ１に接することとなる。
【００１７】
また、支持部材ＳＰ１は、たとえば支持部材ＳＰ１に保持されるウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として回転可能に設けられている。本実施形態において、支持部材ＳＰ１は、たとえば支持部材ＳＰ１を構成する円筒形状の中心軸を回転軸として回転可能である。
これにより、ウェハＷＦ１に電解めっき処理を施す工程、およびウェハＷＦ１からめっき液ＰＳ１を除去する工程において、支持部材ＳＰ１に保持されるウェハＷＦ１を回転させることができる。また、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対して相対的に回転させる工程において、支持部材ＳＰ１に設けられたカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対して相対的に回転させることが可能となる。
【００１８】
支持部材ＳＰ１には、カソード電極ＣＥ１が設けられている。カソード電極ＣＥ１は、支持部材ＳＰ１に載置されるウェハＷＦ１の外周部と接触するように設けられる。本実施形態において、カソード電極ＣＥ１は、たとえばウェハＷＦ１のうち半導体素子等が形成されている一面の外周部と、ウェハＷＦ１の全周において接触するように設けられる。
カソード電極ＣＥ１は、たとえばウェハ支持部ＷＳ１のうちのウェハＷＦ１を支持する部分上に設けられる。この場合、ウェハ支持部ＷＳ１は、ウェハ支持部ＷＳ１上に設けられたカソード電極ＣＥ１を介してウェハＷＦ１を支持する。また、ウェハ支持部ＷＳ１上に支持されたウェハＷＦ１の一面の外周部が、カソード電極ＣＥ１と接触する。本実施形態において、カソード電極ＣＥ１は、たとえば円筒状の支持部材ＳＰ１の全周に亘って、ウェハ支持部ＷＳ１上に設けられる。
【００１９】
カソード電極ＣＥ１は、たとえば支持部材ＳＰ１に載置されるウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として回転可能となるように設けられる。本実施形態において、支持部材ＳＰ１は、たとえば支持部材ＳＰ１に載置されるウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として回転可能に設けられている。このため、支持部材ＳＰ１を構成するウェハ支持部ＷＳ１上に設けられたカソード電極ＣＥ１についても、支持部材ＳＰ１に載置されるウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として回転可能とすることができる。
カソード電極ＣＥ１は、たとえばパラジウム合金または白金により構成される。
【００２０】
また、カソード電極ＣＥ１は、たとえばシールＳＬ１により覆われている。シールＳＬ１は、カソード電極ＣＥ１のうち、特に電解めっき処理工程においてめっき液ＰＳ１に面する部分を覆うように形成される。これにより、電解めっき処理時において、カソード電極ＣＥ１がめっき液ＰＳ１に接触することを抑制できる。本実施形態においては、枠状のカソード電極ＣＥ１の内側面、および下面を覆うようにシールＳＬ１が形成される。この場合、カソード電極ＣＥ１は、シールＳＬ１を介してウェハ支持部ＷＳ１上に設けられることとなる。シールＳＬ１は、たとえばフッ素樹脂系のゴムにより構成される。
【００２１】
処理槽ＰＢ１は、めっき液ＰＳ１を収容している。本実施形態において、処理槽ＰＢ１は、たとえばウェハＷＦ１を浸漬させるめっき液収容部と、めっき液収容部と隔壁を挟んで隣接するめっき液排出部と、を有する。めっき液収容部には、噴流口ＦＬ１を介してめっき液ＰＳ１が流入する。めっき液収容部から溢れためっき液ＰＳ１は、めっき液排出部へ流入する。そして、めっき液排出部に流入しためっき液ＰＳ１は、排出口ＯＬ１を介して外部へ流出する。
【００２２】
処理槽ＰＢ１内には、アノード電極ＡＥ１が設けられている。本実施形態において、アノード電極ＡＥ１は、たとえば処理槽ＰＢ１のうち上記めっき液収容部内に配置される。
アノード電極ＡＥ１とカソード電極ＣＥ１は、電源ＰＷ１に接続されている。この電源ＰＷ１を用いてカソード電極ＣＥ１とアノード電極ＡＥ１に電位差を生じさせることにより、ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を行う。
【００２３】
ロボットハンドＲＨ１は、ウェハＷＦ１を搬送する機能を有する。ロボットハンドＲＨ１は、たとえばウェハＷＦ１のうち半導体素子等が設けられた一面と反対の他面を吸着して、ウェハＷＦ１を搬送する。これにより、外部から支持部材ＳＰ１へのウェハＷＦ１の搬送、および支持部材ＳＰ１から外部へのウェハＷＦ１の搬送が行われる。
ロボットハンドＲＨ１により吸着されることにより、ウェハＷＦ１はロボットハンドＲＨ１によって固定される。このため、ウェハＷＦ１をロボットハンドＲＨ１により吸着し、かつウェハＷＦ１をカソード電極ＣＥ１に接触させた状態においてカソード電極ＣＥ１を回転させた場合、カソード電極ＣＥ１はウェハＷＦ１に対し相対的に回転することとなる。
【００２４】
制御部ＣＬ１は、カソード電極ＣＥ１の回転を制御する。本実施形態における制御部ＣＬ１は、たとえば支持部材ＳＰ１に接続され、支持部材ＳＰ１の回転を制御する。これにより、ウェハ支持部ＷＳ１上に設けられたカソード電極ＣＥ１についても、その回転が制御部ＣＬ１によって制御されることとなる。
制御部ＣＬ１は、ウェハＷＦ１がロボットハンドＲＨ１により固定され、かつウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてカソード電極ＣＥ１を回転させる。これにより、カソード電極ＣＥ１は、ウェハＷＦ１に対し相対的に回転することとなる。したがって、カソード電極ＣＥ１表面に付着した汚れを、ウェハＷＦ１によって削ぎ落とすことが可能となる。
【００２５】
制御部ＣＬ１は、ウェハＷＦ１がロボットハンドＲＨ１により固定され、かつウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の回転速度によりカソード電極ＣＥ１を回転させる。すなわち、制御部ＣＬ１は、後述するカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程において、カソード電極ＣＥ１を０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下の回転速度により回転させる。
カソード電極ＣＥ１の回転速度を１０ｒｐｍ以下とすることにより、カソード電極ＣＥ１から削ぎ落とされた汚れが周囲に飛散してしまうことを抑制できる。また、カソード電極ＣＥ１の回転速度を０．０１ｒｐｍ以上とすることにより、半導体装置の製造効率を高めることが可能となる。
【００２６】
また、制御部ＣＬ１は、ウェハＷＦ１がロボットハンドＲＨ１により固定され、かつウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、カソード電極ＣＥ１を０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の回転距離だけ回転させる。すなわち、制御部ＣＬ１は、後述するカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程において、カソード電極ＣＥ１を０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の回転距離だけ回転させる。
カソード電極ＣＥ１の回転距離を３ｍｍ以下とすることにより、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対して相対的に回転させる工程による、ウェハＷＦ１への影響を抑制することができる。また、カソード電極ＣＥ１の回転距離を０．１ｍｍ以上とすることにより、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れを十分に除去することが可能となる。
【００２７】
なお、後述するカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程において、カソード電極ＣＥ１の回転方向は特に限定されない。
本実施形態においては、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程において、制御部ＣＬ１は、カソード電極ＣＥ１がウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として双方向に回転するよう支持部材ＳＰ１の回転を制御してもよい。双方向とは、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸とした一の回転方向と、他の回転方向の双方を含む意味である。
【００２８】
半導体製造装置ＳＭ１は、たとえばウェハ押さえＷＰ１を有している。ウェハ押さえＷＰ１は、ウェハ支持部ＷＳ１上に載置されたウェハＷＦ１の、半導体素子等が設けられていない他面を押さえ、ウェハＷＦ１を支持部材ＳＰ１に固定する機能を有している。このため、ウェハ押さえＷＰ１は、たとえばウェハ支持部ＷＳ１のうちのウェハＷＦ１を支持する上面の上方に位置する。
本実施形態において、ウェハ押さえＷＰ１は、たとえば円筒状の支持部材ＳＰ１の内部に配置される。この場合、ウェハ押さえＷＰ１は、支持部材ＳＰ１を構成する円筒形状に対応した、円形の平面形状を有する。ウェハ押さえＷＰ１は、たとえば円筒状の支持部材ＳＰ１内部を上下に可動となるように設けられる。ここで、上下に可動とは、図１中の上下方向に可動であることを意味する。
【００２９】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。図３〜７は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。図８は、第１の実施形態に係る製造方法により製造される半導体装置を示す断面図である。
【００３０】
図８に示すように、本実施形態に係る製造方法により製造される半導体装置は、半導体基板ＳＢ１と、半導体基板ＳＢ１に設けられたトランジスタＴＲ１と、を有している。
トランジスタＴＲ１は、たとえば半導体基板ＳＢ１上に設けられたゲート絶縁膜ＧＩ１、ゲート絶縁膜ＧＩ１上に設けられたゲート電極ＧＥ１、ゲート電極ＧＥ１の側面上に設けられたサイドウォールＳＷ１を備える。また、トランジスタＴＲ１は、ゲート電極ＧＥ１を挟むように半導体基板ＳＢ１に設けられたソース・ドレイン領域ＳＤ１を備える。トランジスタＴＲ１は、半導体基板ＳＢ１に設けられた素子分離膜ＥＬ１により、他の素子から電気的に分離されている。
【００３１】
トランジスタＴＲ１上には、層間絶縁膜ＩＩ１が設けられている。層間絶縁膜ＩＩ１には、ソース・ドレイン領域ＳＤ１と接続するコンタクトプラグＣＰ１が埋め込まれている。
層間絶縁膜ＩＩ１上には、エッチングストッパ膜ＥＳ１と層間絶縁膜ＩＩ２が順に形成されている。エッチングストッパ膜ＥＳ１と層間絶縁膜ＩＩ２には、コンタクトプラグＣＰ２と接続する配線ＩＣ１が埋め込まれている。層間絶縁膜ＩＩ２上には、エッチングストッパ膜ＥＳ２と層間絶縁膜ＩＩ３が順に形成されている。エッチングストッパ膜ＥＳ２と層間絶縁膜ＩＩ３には、配線ＩＣ１と接続する配線ＩＣ２が埋め込まれている。配線ＩＣ１や配線ＩＣ２は、たとえばＣｕ配線であり、ダマシン法により形成される。
【００３２】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板ＳＢ１を構成し、かつトランジスタＴＲ１等の半導体素子を有するウェハＷＦ１上に導電膜を形成するための電解めっき処理工程を含む。当該電解めっき処理工程では、たとえば上述のような配線ＩＣ１および配線ＩＣ２を含む配線を構成する導電膜を、ウェハＷＦ１の一面上に形成する。
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を詳細に説明する。
【００３３】
まず、ウェハＷＦ１を準備する。ウェハＷＦ１の一面には、たとえば複数の半導体素子等が設けられている。また、ウェハＷＦ１の一面の外周部は、半導体チップを構成する有効領域の外に位置する部分である。
また、ウェハＷＦ１の一面上には、シード膜が設けられている。後述する電解めっき処理工程においては、たとえばウェハＷＦ１上に設けられたこのシード膜を用いて電解めっき処理が行われる。本実施形態においては、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程において、ウェハＷＦ１上に設けられたシード膜により、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れを削ぎ落とすことができる。このため、ウェハＷＦ１にダメージが生じることを抑制することができる。
【００３４】
ウェハＷＦ１上にＣｕ配線を形成するための電解めっき処理においては、たとえばウェハＷＦ１にＣｕからなる導電膜が形成される。この場合、ウェハＷＦ１上に設けられるシード膜は、たとえばＣｕにより構成される。
ここで、Ｃｕは、カソード電極ＣＥ１を構成する金属材料と比較してヤング率が低く、柔らかい。このため、ウェハＷＦ１の一面上にＣｕにより構成されるシード膜が形成されている場合には、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程において、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れを上記シード膜により容易に除去することができる。したがって、半導体装置の製造をより安定的に行うことが可能となる。
【００３５】
次に、図３（ａ）に示すように、ウェハＷＦ１をロボットハンドＲＨ１により吸着する。ロボットハンドＲＨ１は、たとえばウェハＷＦ１のうち半導体素子等が設けられた一面の反対側に位置する他面を吸着する。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、ウェハＷＦ１を、ロボットハンドＲＨ１を用いて支持部材ＳＰ１へ搬送する。本実施形態においては、たとえば円筒状の支持部材ＳＰ１の内部へ、ウェハＷＦ１を搬送する。また、ウェハＷＦ１は、たとえば円筒状の支持部材ＳＰ１の側面に設けられた開口を介して、支持部材ＳＰ１の内部へ搬送される。
【００３７】
次に、図３（ｃ）に示すように、カソード電極ＣＥ１を有する支持部材ＳＰ１上にウェハＷＦ１を載置し、ウェハＷＦ１の一面における外周部をカソード電極ＣＥ１へ接触させる。本実施形態においては、たとえば支持部材ＳＰ１を構成するウェハ支持部ＷＳ１上に、カソード電極ＣＥ１を介してウェハＷＦ１が載置される。ここで、カソード電極ＣＥ１と接触するウェハＷＦ１の一面の外周部は、たとえば半導体チップを構成する有効領域の外に位置する部分である。
また、ウェハＷＦ１は、ロボットハンドＲＨ１に吸着された状態において、ロボットハンドＲＨ１により支持部材ＳＰ１上に載置される。このため、ウェハＷＦ１は、ロボットハンドＲＨ１により固定された状態において、一面の外周部がカソード電極ＣＥ１へ接触することとなる。
【００３８】
次に、ウェハＷＦ１の一面の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる。本実施形態においては、たとえばウェハＷＦ１をロボットハンドＲＨ１により固定し、かつウェハＷＦ１をカソード電極ＣＥ１へ接触させた状態において、支持部材ＳＰ１を回転させる。この場合、支持部材ＳＰ１に設けられたカソード電極ＣＥ１は、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてウェハＷＦ１に対し相対的に回転することとなる。
これにより、めっき液ＰＳ１の付着に起因してカソード電極ＣＥ１の表面に残存した汚れを、ウェハＷＦ１によって削ぎ落とすことができる。したがって、電解めっき処理を行うにつれてカソード電極ＣＥ１とウェハＷＦ１の接触抵抗が増大してしまうことを抑制できる。
【００３９】
なお、カソード電極ＣＥ１の表面から削ぎ落とされた汚れは、たとえばウェハＷＦ１の外周部に付着したままとなる。しかしながら、当該外周部は、半導体チップを構成する有効領域の外に位置する部分である。このため、当該外周部に付着した汚れは、シード膜をエッチングにより除去する工程等において除去されることとなる。したがって、半導体装置の製造における歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
【００４０】
本実施形態では、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程を、後述するウェハＷＦ１を処理槽ＰＢ１内へ浸漬させる工程の前に行うこととなる。
また、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程は、ウェハＷＦ１をカソード電極ＣＥ１に接触させた後にカソード電極ＣＥ１を回転させることにより行われることとなる。
【００４１】
カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程において、カソード電極ＣＥ１の回転速度は、たとえば０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下である。カソード電極ＣＥ１の回転速度を１０ｒｐｍ以下とすることにより、カソード電極ＣＥ１から削ぎ落とされた汚れが周囲に飛散してしまうことを抑制できる。また、カソード電極ＣＥ１の回転速度を０．０１ｒｐｍ以上とすることにより、半導体装置の製造効率を高めることが可能となる。
また、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程において、カソード電極ＣＥ１の回転距離は、たとえば０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。カソード電極ＣＥ１の回転距離を３ｍｍ以下とすることにより、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対して相対的に回転させる工程による、ウェハＷＦ１への影響を抑制することができる。また、カソード電極ＣＥ１の回転距離を０．１ｍｍ以上とすることにより、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れを十分に除去することが可能となる。
このように、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程において、カソード電極ＣＥ１は、たとえば低速で微少量回転するように制御される。
【００４２】
また、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程において、ウェハＷＦ１からカソード電極ＣＥ１に印加される荷重は、半導体装置の製造条件に合わせて適宜制御することができる。ウェハＷＦ１からカソード電極ＣＥ１に印加される荷重は、たとえばウェハＷＦ１がカソード電極ＣＥ１へ接触した状態における、ロボットハンドＲＨ１の位置を調整することにより制御することが可能となる。
【００４３】
本実施形態においては、半導体製造装置ＳＭ１を用いて、たとえば複数のウェハＷＦ１に対し電解めっき処理工程が連続して行われる。この場合、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程は、複数のウェハＷＦ１の全てに対して行われてもよく、複数のウェハＷＦ１のうち一部のウェハＷＦ１のみに対し行われてもよい。
なお、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程においては、ウェハＷＦ１の回転方向は特に限定されない。たとえば、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として、カソード電極ＣＥ１を双方向に回転させてもよい。
【００４４】
次に、図４（ａ）に示すようにロボットハンドＲＨ１によるウェハＷＦ１の吸着を止め、ロボットハンドＲＨ１をウェハＷＦ１から離す。本実施形態においては、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる上記工程が終了した後に、ロボットハンドＲＨ１によるウェハＷＦ１の吸着を止めることとなる。
【００４５】
次に、図４（ｂ）に示すように、ロボットハンドＲＨ１を、支持部材ＳＰ１の外部へ移動させる。
次に、図４（ｃ）に示すように、ウェハ押さえＷＰ１によってウェハＷＦ１のうち半導体素子等が設けられた一面と反対側に位置する他面を押さえる。本実施形態において、ウェハＷＦ１は、たとえばウェハ押さえＷＰ１とウェハ支持部ＷＳ１によって挟まれる。これにより、ウェハＷＦ１は、支持部材ＳＰ１に固定されることとなる。
【００４６】
次に、図５に示すように、アノード電極ＡＥ１を有する処理槽ＰＢ１内にウェハＷＦ１を浸漬させる。処理槽ＰＢ１内にはめっき液ＰＳ１が収容されている。このため、ウェハＷＦ１はめっき液ＰＳ１内に浸漬されることとなる。このとき、カソード電極ＣＥ１と接触するウェハＷＦ１の一面がめっき液ＰＳ１へ接するよう、支持部材ＳＰ１を処理槽ＰＢ１内へ移動させる。
本実施形態においては、めっき収容部にめっき液ＰＳ１が収容されている。このため、ウェハＷＦ１を保持する支持部材ＳＰ１は、めっき収容部の内部に配置されることとなる。
【００４７】
次に、ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す。これにより、ウェハＷＦ１の一面上に導電膜を形成する。本実施形態においては、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ａｕ、またはＳｎもしくはＳｎＡｇ等の半田により構成される導電膜が、当該電解めっき処理工程によりウェハＷＦ１の一面上に形成される。
ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す当該工程において、電解めっき処理は、たとえば支持部材ＳＰ１を回転させながら行う。これにより、ウェハＷＦ１の一面上に均一な導電膜を形成することが可能となる。電解めっき処理工程における支持部材ＳＰ１の回転速度は、たとえば５ｒｐｍ以上１５０ｒｐｍ以下である。本実施形態において、ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す工程における支持部材ＳＰ１の回転速度は、たとえばカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程における支持部材ＳＰ１の回転速度よりも速いものとすることができる。
【００４８】
次に、図６（ａ）に示すように、処理槽ＰＢ１の外部へ支持部材ＳＰ１を移動させる。これにより、ウェハＷＦ１をめっき液ＰＳ１の外へ移動させる。次いで、ウェハＷＦ１に付着しためっき液ＰＳ１を除去する。めっき液ＰＳ１を除去する当該工程は、たとえば支持部材ＳＰ１を回転させることにより行われる。めっき液ＰＳ１を除去する当該工程における支持部材ＳＰ１の回転速度は、たとえば２００ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下である。
【００４９】
次に、図６（ｂ）に示すように、ウェハ押さえＷＰ１をウェハＷＦ１から離す。
次に、図６（ｃ）に示すように、支持部材ＳＰ１内部へロボットハンドＲＨ１を移動させる。このとき、ロボットハンドＲＨ１のうちウェハＷＦ１を吸着する吸着部がウェハＷＦ１の上方へ位置することとなる。
【００５０】
次に、図７（ａ）に示すように、ロボットハンドＲＨ１によりウェハＷＦ１の他面を吸着する。このとき、ウェハＷＦ１は、ロボットハンドＲＨ１により固定されることとなる。
次に、図７（ｂ）に示すように、ロボットハンドＲＨ１を用いて、ウェハＷＦ１をカソード電極ＣＥ１から離す。
そして、図７（ｃ）に示すように、ロボットハンドＲＨ１を用いてウェハＷＦ１を支持部材ＳＰ１の外部へ搬送する。
【００５１】
その後、たとえば上記電解めっき処理工程によりウェハＷＦ１上に設けられた導電膜を、エッチング等によりパターニングする。これにより、有効領域外に位置するウェハＷＦ１の外周部に付着した汚れは除去されることとなる。
このようにして、本実施形態に係る半導体装置の製造方法が行われる。
【００５２】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、ウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてカソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる。このため、めっき液ＰＳ１の付着に起因してカソード電極ＣＥ１の表面に残存した汚れを、ウェハＷＦ１によって削ぎ落とすことができる。すなわち、カソード電極ＣＥ１のうちウェハＷＦ１と接触する表面を清浄化することができる。
これにより、電解めっき処理を行うにつれてカソード電極ＣＥ１とウェハＷＦ１の接触抵抗が増大してしまうことを抑制できる。すなわち、ウェハＷＦ１をめっき液ＰＳ１へ着液させた際の電流値を一定に保つことができる。したがって、半導体装置の製造を安定的に行うことが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れの除去を、ウェハＷＦ１に対する電解めっき処理工程と同時に行うことができる。このため、強酸等を用いてカソード電極ＣＥ１の汚れをエッチング除去する工程等の、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れを除去するためのメンテナンス工程が不要となる。したがって、本実施形態によれば、半導体製造装置ＳＭ１の生産能力の向上を図ることも可能となる。
【００５４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程を除いて、第１の実施形態と同様に行うことができる。
また、本実施形態において用いられる半導体製造装置ＳＭ１は、第１の実施形態において用いられる半導体製造装置ＳＭ１と同様の構成を有する。
【００５５】
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
まず、ウェハＷＦ１を準備する。次に、ウェハＷＦ１をロボットハンドＲＨ１により吸着する。次に、ウェハＷＦ１を、ロボットハンドＲＨ１を用いて支持部材ＳＰ１へ搬送する。これらの工程は、第１の実施形態における図３（ａ）および図３（ｂ）に示す工程と同様に行われる。
【００５６】
次に、図３（ｃ）に示すように、カソード電極ＣＥ１を有する支持部材ＳＰ１上にウェハＷＦ１を載置し、ウェハＷＦ１の一面における外周部をカソード電極ＣＥ１へ接触させる。本実施形態においては、回転しているカソード電極ＣＥ１に対してウェハＷＦ１を接触させる。このとき、ウェハＷＦ１はロボットハンドＲＨ１により固定されている。このため、ウェハＷＦ１の一面の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転する工程が行われることとなる。
これにより、めっき液ＰＳ１の付着に起因してカソード電極ＣＥ１の表面に残存した汚れを、ウェハＷＦ１によって削ぎ落とすことができる。したがって、電解めっき処理を行うにつれてカソード電極ＣＥ１とウェハＷＦ１の接触抵抗が増大してしまうことを抑制できる。
【００５７】
カソード電極ＣＥ１は、ウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１へ接触してから一定距離だけ回転した後に止まる。本実施形態において、カソード電極ＣＥ１は、たとえばウェハＷＦ１の外周部がカソード電極ＣＥ１へ接触してから０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の回転距離だけ回転した後に止まる。これにより、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対して相対的に回転させる工程によるウェハＷＦ１への影響を抑制しつつ、カソード電極ＣＥ１に付着した汚れを十分に除去することが可能となる。
また、本実施形態において、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる当該工程における、カソード電極ＣＥ１の回転速度は、たとえば第１の実施形態と同様とすることができる。
【００５８】
その後、第１の実施形態と同様に図４〜図７に示す工程を行う。これにより、ウェハＷＦ１の一面上に電解めっき処理によって導電膜が形成される。
このようにして、本実施形態における半導体装置の製造方法が行われる。
【００５９】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程を除いて、第１の実施形態と同様に行うことができる。
また、本実施形態において用いられる半導体製造装置ＳＭ１は、第１の実施形態において用いられる半導体製造装置ＳＭ１と同様の構成を有する。
【００６１】
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
まず、第１の実施形態と同様に図３〜図５に示す工程を行う。これにより、ウェハＷＦ１の一面上に電解めっき処理によって導電膜が形成される。
【００６２】
次に、処理槽ＰＢ１の外部へ支持部材ＳＰ１を移動させる。次に、ウェハ押さえＷＰ１をウェハＷＦ１から離す。次に、支持部材ＳＰ１内部へロボットハンドＲＨ１を移動させる。これらの工程は、第１の実施形態における図６に示す工程と同様に行うことができる。
次に、図７（ａ）に示すように、ロボットハンドＲＨ１によりウェハＷＦ１の他面を吸着する。このとき、ウェハＷＦ１は、ロボットハンドＲＨ１により固定されることとなる。
【００６３】
次に、ウェハＷＦ１の一面の外周部がカソード電極ＣＥ１に接触した状態において、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸として、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる。本実施形態においては、たとえばウェハＷＦ１をロボットハンドＲＨ１により固定し、かつウェハＷＦ１をカソード電極ＣＥ１へ接触させた状態において、支持部材ＳＰ１を回転させる。この場合、支持部材ＳＰ１に設けられたカソード電極ＣＥ１は、ウェハＷＦ１の中心軸を回転軸としてウェハＷＦ１に対し相対的に回転することとなる。
このため、めっき液ＰＳ１の付着に起因してカソード電極ＣＥ１表面に残存した汚れを、ウェハＷＦ１によって削ぎ落とすことができる。したがって、電解めっき処理を行うにつれてカソード電極ＣＥ１とウェハＷＦ１の接触抵抗が増大してしまうことを抑制できる。
このように、本実施形態では、カソード電極ＣＥ１をウェハＷＦ１に対し相対的に回転させる工程を、ウェハＷＦ１に対し電解めっき処理を施す工程の後に行うこととなる。
【００６４】
次に、ロボットハンドＲＨ１を用いて、ウェハＷＦ１をカソード電極ＣＥ１から離す。そして、ロボットハンドＲＨ１を用いてウェハＷＦ１を支持部材ＳＰ１の外部へ搬送する。これらの工程は、第１の実施形態における図７（ｂ）および図７（ｃ）に示す工程と同様に行うことができる。
このようにして、本実施形態における半導体装置の製造方法が行われる。
【００６５】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
ＳＭ１  半導体製造装置
ＳＰ１  支持部材
ＷＳ１  ウェハ支持部
ＲＨ１  ロボットハンド
ＰＢ１  処理槽
ＯＬ１  排出口
ＦＬ１  噴流口
ＰＳ１  めっき液
ＣＥ１  カソード電極
ＡＥ１  アノード電極
ＳＬ１  シール
ＷＰ１  ウェハ押さえ
ＣＬ１  制御部
ＰＷ１  電源
ＷＦ１  ウェハ
ＳＢ１  半導体基板
ＴＲ１  トランジスタ
ＧＩ１  ゲート絶縁膜
ＧＥ１  ゲート電極
ＳＤ１  ソース・ドレイン領域
ＳＷ１  サイドウォール
ＥＬ１  素子分離膜
ＣＰ１  コンタクトプラグ
ＩＣ１、ＩＣ２  配線
ＩＩ１、ＩＩ２、ＩＩ３  層間絶縁膜
ＥＳ１、ＥＳ２  エッチングストッパ膜
【図１】
2014125654.tif 000003
【図２】
2014125654.tif 000004
【図３】
2014125654.tif 000005
【図４】
2014125654.tif 000006
【図５】
2014125654.tif 000007
【図６】
2014125654.tif 000008
【図７】
2014125654.tif 000009
【図８】
2014125654.tif 000010