(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造するための基板上の導電路を構成する金属層の表面に生成された金属酸化物を、金属酸化物に対して還元力のある有機化合物の蒸気により還元する半導体製造装置において、
基板を載置する載置部が内部に設けられた処理容器と、
この処理容器内に前記有機化合物の蒸気を供給するための供給手段と、
前記載置部に載置された基板上の金属層に防食電流を流すための手段と、を備え、
前記防食電流を流すための手段は、載置部に載置された基板の金属層に対して接離自在に設けられた第１の電極と、載置部に載置された基板の金属層に対して離れた位置に設けられた第２の電極と、負極側が第１の電極に接続されると共に正極側が第２の電極に接続される直流電源と、を備え、
第１の電極を前記金属層に接触させることにより有機化合物の蒸気を介して第２の電極から金属層に防食電流を流すことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
第２の電極は、前記金属層よりはイオン化傾向の小さい金属を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
金属層は、基板の表面の凹部に金属を埋め込む前に凹部の内壁に金属シード層を形成するために基板の表面全体に積層された金属層であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記電極は、基板における半導体集積回路の形成領域の外側に接触するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
金属層は、基板の表面にパターンとなって形成されており、金属層に接触する電極は、前記パターンに対応して配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
半導体装置を製造するための基板上の導電路を構成する金属層の表面に生成された金属酸化物を、金属酸化物に対して還元力のある有機化合物の蒸気により還元を行う方法において、
基板を処理容器内の載置部に載置する工程と、
この処理容器内に前記有機化合物の蒸気を供給する工程と、
前記基板上の金属層に防食電流を流す工程と、を含み、
前記防食電流を流す工程は、前記金属層に対して第１の電極を接触させ、この第１の電極に負極側が接続されると共に前記金属層に対して離れた位置に設けられた第２の電極に正極側が接続された直流電源により電流を流す工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造するための基板例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）に形成された電極または配線を構成する金属層の表面に生成された金属酸化物を有機化合物の蒸気により還元する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造するプロセスの中で、ウエハ上の絶縁層に形成された凹部に銅（Ｃｕ）を埋め込み、余剰の銅をＣＭＰ（chemical  mechanicalpolishing）により研磨除去して、多層配線構造を形成するプロセスがある。そして銅を凹部に埋め込むにあたっては、凹部内にチタンやタンタルなどのバリア層を形成するが、銅をメッキ法により埋め込む場合、先ずバリア層の上にスパッタ法により薄い銅シード層を形成することが行われている。  
この場合、ウエハはスパッタ装置にて銅シード層を形成した後、銅の埋め込みを行うメッキ装置に搬送されるまでに大気に晒されるが、銅は自然酸化されやすいことから、長時間放置されるとシード層上に厚い酸化膜が形成され、そのまま銅の埋め込みが行われると酸化膜の存在により抵抗が上昇し、歩留まりの低下の要因になってしまう。
【０００３】
また絶縁層をエッチングにより下層配線に通じるビアホールを形成して下層配線を露出させた後、このビアホールに銅電極を埋め込む前においても露出面に酸化膜が形成されるし、あるいはビアホールに銅電極を埋め込み、ＣＭＰ工程を行った後、バリア層を形成する前においても研磨面に酸化膜が形成され、同様の問題が起こる。
【０００４】
このような銅表面の酸化膜の除去方法として、薬液によるウエット処理やアンモニアガスなどの還元性ガスによるプラズマ処理などが行われていたが、ウエット処理では薬液を大量に使用する必要があること、プラズマ処理では金属層や絶縁層へのダメージが大きいことなどから、特許文献１には、銅の酸化膜を均一かつ効率的に除去する方法として、蟻酸などのカルボン酸を気化してその蒸気を、基板が搬入された処理チャンバに導入し、基板上の銅表面の銅酸化物を還元する手法が提案されている。
【０００５】
ところで金属銅自体は、カルボン酸の蒸気により腐食され、金属銅が銅イオンになって蒸気側に溶出する場合があることを把握した。このため特許文献１の手法では、銅がエッチングされ、銅のシード層に対して還元処理を行う場合にはシード層の下地のバリアメタル膜（銅が絶縁膜に拡散するのを抑止するための金属を含む膜）が露出し、次工程において銅を良好に埋め込むことが困難になる。またビアホールの底部に露出する銅に対して還元処理を行う場合においても銅表面の一部がエッチングされ、エッチングされた銅がビアホール側壁の絶縁膜表面に付着し、銅が絶縁膜中に拡散するという問題が起こる。更にＣＭＰ工程の後の銅配線の表面に対して還元処理を行う場合においてもエッチングされた銅が絶縁膜表面に付着するという問題が起こる。なお配線や電極に用いられる金属としては銅以外に銀も有力なものとして検討されており、この場合にも同様の問題が起こる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１８１９８号公報：段落００１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、半導体装置を製造するための基板上の電極または配線などの導電路を構成する金属層の表面に生成された金属酸化物を有機化合物の蒸気により還元するにあたって、金属層のエッチングを抑えることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、半導体装置を製造するための基板上の導電路を構成する金属層の表面に生成された金属酸化物を、金属酸化物に対して還元力のある有機化合物の蒸気により還元する半導体製造装置において、
基板を載置する載置部が内部に設けられた処理容器と、
この処理容器内に前記有機化合物の蒸気を供給するための供給手段と、
前記載置部に載置された基板上の金属層に防食電流を流すための手段と、を備え、
前記防食電流を流すための手段は、載置部に載置された基板の金属層に対して接離自在に設けられた第１の電極と、載置部に載置された基板の金属層に対して離れた位置に設けられた第２の電極と、負極側が第１の電極に接続されると共に正極側が第２の電極に接続される直流電源と、を備え、
第１の電極を前記金属層に接触させることにより有機化合物の蒸気を介して第２の電極から金属層に防食電流を流すことを特徴とする。
【０００９】
第２の電極は、溶出を抑える観点から前記金属層よりはイオン化傾向の小さい金属を主成分とすることが好ましい。
【００１０】
金属層は、例えば基板の表面の凹部に金属を埋め込む前に凹部の内壁に金属シード層を形成するために基板の表面全体に積層された金属層である。また前記電極は、基板における半導体集積回路の形成領域の外側に接触するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
また金属層は、基板の表面にパターンとなって形成されており、金属層に接触する電極は、前記パターンに対応して配列されている態様も挙げることができる。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置を製造するための基板上の導電路を構成する金属層の表面に生成された金属酸化物を、金属酸化物に対して還元力のある有機化合物の蒸気により還元を行う方法において、
基板を処理容器内の載置部に載置する工程と、
この処理容器内に前記有機化合物の蒸気を供給する工程と、
前記基板上の金属層に防食電流を流す工程と、を含み、
前記防食電流を流す工程は、前記金属層に対して第１の電極を接触させ、この第１の電極に負極側が接続されると共に前記金属層に対して離れた位置に設けられた第２の電極に正極側が接続された直流電源により電流を流す工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板上の電極または配線などの導電路を構成する金属層に生成された金属酸物に対する還元処理を有機化合物の蒸気により行うにあたって、前記金属層に防食電流を流すようにしているため、金属層の有機酸の蒸気への溶出つまり金属層のエッチングを抑えながら所期の目的である還元処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の半導体製造装置の実施の形態を示す全体構成図である。図１中１は、例えばアルミニウムからなる真空チャンバをなす処理容器である。この処理容器１の底部には、半導体装置を製造するための被処理体であるウエハＷを載置する載置台２が設けられている。この載置台２の表面部に、誘電体層２１内にチャック電極２２を埋設してなる静電チャック２３が設けられており、図示しない電源部からチャック電圧が印加されるようになっている。また載置台２の内部には、温調手段であるヒータ２４が設けられると共に、ウエハＷの受け渡しを行うための昇降ピン２５が載置面から出没自在に設けられている。前記昇降ピン２５は支持部材２６を介して駆動部２７に連結されており、この駆動部２７を駆動させることで前記昇降ピン２５が昇降するように構成されている。
【００１６】
処理容器１の上部には、載置台２に対向するようにガス供給部であるガスシャワーヘッド３が設けられており、このガスシャワーヘッド３における下面には、多数のガス供給孔３１が形成されている。ガスシャワーヘッド３には、原料ガス（後述の液体ソースの蒸気）を供給するための第１のガス供給路４１と希釈ガスを供給するための第２のガス供給路５１とが接続されており、これらガス供給路４１、５１から夫々送られてきた原料ガス及び希釈ガスが混合されてガス供給孔３１から処理容器１内に供給されるようになっている。
【００１７】
第１のガス供給路４１はバルブＶ１、気体流量調整部であるマスフローコントローラＭ１及びバルブＶ２を介して原料ガス供給源４２に接続されている。この原料ガス供給源４２は、ステンレス製の貯留容器６内に金属酸化物に対して還元力のある有機化合物であるカルボン酸例えば蟻酸が貯留されている。また第２のガス供給路５１は、バルブＶ３、マスフローコントローラＭ２及びＶ４を介して希釈ガス例えばＮ2（窒素）ガスを供給するための希釈ガス供給源５２に接続されている。
【００１８】
処理容器１の底面には、排気管１１の一端側が接続され、この排気管１１の他端側には、真空排気手段である真空ポンプ１２が接続されている。また処理容器１の壁面には、ウエハＷの搬送口を開閉するゲートバルブ１３が設けられている。
【００１９】
処理容器１内において、前記載置台２の上方側には、縦方向に伸びた棒状の第１の電極７及び第２の電極７１が夫々設けられている。前記第１の電極７及び第２の電極７１の基端側は処理容器１の天壁を貫通して支持部材７２に各々接続されており、前記支持部材７２は駆動部７３に接続されている。前記第１の電極７及び第２の電極７１は例えば絶縁部材からなる支持部材７２を介して駆動部７３によって昇降するように構成されており、前記第１の電極７及び第２の電極７１が駆動部７３によって下降位置に達したときには、前記第１の電極７の先端部は載置台２に載置されているウエハＷにおける半導体集積回路の形成領域の外側領域（ウエハＷの周縁部）の上面に対して接する位置に設定されると共に第２の電極７１の先端部は例えば当該ウエハＷの中心を挟んで第１の電極７と横方向に対向し且つウエハＷの周縁部から上方側に例えば１〜５０ｍｍ離れた位置に設定されるようになっている。
【００２０】
また前記第１の電極７及び第２の電極７１にはスイッチ７４を介して直流電源部７５が接続されており、前記直流電源部７５の負極側及び正極側に夫々第１の電極７及び第２の電極７１が接続されている。この例では、第１の電極７、第２の電極７１及び直流電源部７５は、後述するウエハＷの表面に形成された金属層例えば銅シード層を含む銅膜に防食電流を流すための手段をなしている。
【００２１】
前記第２の電極７１は、ウエハＷに形成された還元処理の対象となる金属層よりはイオン化傾向の小さい金属、この例では金属層を構成する銅よりもイオン化傾向の小さい金属を主成分とすること、つまりその金属のみからなる電極、その金属の窒化物などの金属化合物あるいはその金属を含む合金からなる電極であることが好ましい。この第２の電極７１の具体例として金、白金、銀、タンタルなどを挙げることができる。また第１の電極７は導電性を有する金属であれば何でも良いが、ウエハに接触する電極下面以外の部分（側面）は絶縁物で被覆されていることが望ましい。
【００２２】
次にこの実施の形態の作用について説明する。先ず、ゲートバルブ１３を開いて図示しない搬送アームにより被処理体である基板をなすウエハＷが処理容器１内に搬入され、昇降ピン２５の動作と協働してウエハＷが載置台２に載置され、静電チャック層２３に静電吸着される。このとき第１の電極７及び第２の電極７１は、ウエハＷの搬送動作の邪魔にならないようにウエハＷの搬送領域の上方側に退避している。図２（ａ）はウエハＷの表面部に形成されている半導体装置の製造途中の一部を示しており、詳細には金属層である銅シード層８０の表面部が酸化されて銅酸化物８１が形成されている状態を示している。図２中８３は銅配線であり、この銅配線８３は、下層（ｎ層）における例えばＳｉＯＣ膜やフッ素添加カーボン膜からなる層間絶縁膜８４に形成された溝部内に銅を埋め込み、この銅における層間絶縁膜８４の上側部分をＣＭＰにより研磨して平坦化される。そしてＣＭＰを終了したウエハＷは、上層（ｎ＋１）をなす層間絶縁膜８５が成膜され、銅配線用の凹部状の埋め込み孔８６が形成される。そして、埋め込み孔８６に銅を埋め込む前に、凹部の内壁に金属層である銅シード層をなす銅膜８０が形成される。本装置内に搬入されるウエハＷは、この状態にある。なお８７は、層間絶縁膜８５のエッチングを止めるための例えばＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮなどの薄膜からなるエッチストッパであり、８７ａ、８７ｂは、層間絶縁膜のエッチングマスクとして機能する例えば窒化シリコンからなるハードマスクである。また、８８ａ（８８ｂ）は、銅配線８３の銅が層間絶縁膜８４（８５）内に拡散しないようにするためのバリアメタル膜であり、例えばＴａ系あるいはＷ系などの材料からなる。
【００２３】
ウエハＷが処理容器１内に搬入された後、真空ポンプ１２により処理容器１内が所定の真空度まで真空排気され、続いてＶ１、Ｖ３を開く。なお、ここでは便宜上、ガス供給路４１、５１がバルブＶ１、Ｖ３により夫々開閉されるものとして記載しているが、実際の配管系は複雑であり、その中の遮断バルブなどによりガス供給路４１、５１の開閉が行われる。そして第１のガス供給路４１を開くことにより処理容器１内と貯留容器６内とが連通すると、貯留容器６内の蒸気（原料ガス）が第１のガス供給路４１を介してマスフローコントローラＭ１により流量が調整された状態でシャワーヘッド３内に入る。
【００２４】
一方、希釈ガス供給源５２から希釈ガスであるＮ2ガスが第２のガス供給路５１を介してマスフローコントローラＭ２により流量が調整された状態でシャワーヘッド３内に入り、ここで蟻酸の蒸気とＮ2ガスとが混合されて、シャワーヘッド３のガス供給孔３１から処理容器１内に供給され、ウエハＷ上に接触する。このときウエハＷはヒータ２４により例えば１００〜４００℃に加熱され、また処理容器１内のプロセス圧力は例えば０．１〜１０５Ｐａに維持される。
【００２５】
これによりウエハＷ上の図２（ａ）に示す銅シード層を含む銅膜８０の表面部における銅酸化物８１である酸化銅、亜酸化銅が蟻酸により夫々次の反応式（１）、（２）のように還元される。
【００２６】
ＨＣＯＯＨ＋ＣｕＯ→Ｃｕ＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ……（１）
ＨＣＯＯＨ＋Ｃｕ2Ｏ→２Ｃｕ＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ……（２）
こうして、図２（ｂ）に示すように、銅膜８０の銅酸化物８１が還元されて銅表面が清浄化される。
【００２７】
一方、退避位置にある第１の電極７及び第２の電極７１は、処理容器１内に蟻酸の蒸気とＮ2ガスとの混合ガスを供給する前に、駆動部７３により第１の電極７が既述のようにウエハＷの表面に接する位置まで下降する。ウエハＷ上のビアホール８５内には銅シード層が形成されているが、この段階ではウエハＷの全面に銅膜８０が形成されている状態になっており、ウエハＷの中心を介して第１の電極７と第２の電極７１とが対向し、第１の電極７は銅膜８０に接し、第２の電極７１は銅から例えば５ｍｍ浮いている。第１の電極７及び第２の電極７１は夫々直流電源７５の負極及び正極に接続されているため、直流電源７５→第２の電極７１→蟻酸の蒸気→銅膜→第１の電極７→直流電源７５というループで防食電流が流れ、銅膜に対して防食処理が施される。
【００２８】
この防食作用について図３及び図４の模式図を参照しながら説明すると、載置台３に載置されているウエハＷの表面に形成された銅シード層８０の腐食は、図３に示すように電位的に卑な点がアノードとなってアノード酸化反応（Ｃｕ→Ｃｕ２＋＋２ｅ−）が起り、こうして電池が形成されて腐食が発生する。図４は、アノード電位Ｅａおよびカソード電位Ｅｃと腐食電流との関係を示すものであり、アノードは分極してアノード電位Ｅａからカソード電位Ｅｃに近づこうとし、またカソードはカソード電位Ｅｃからアノード電位Ｅａに近づこうとし、同一電位（腐食電位Ｅｃｏｒｒ）に到達したときに腐食電流Ｉｍが流れて腐食が起る。
【００２９】
そこで上述のように第２の電極７１からウエハＷ上の銅膜を経て第１の電極７に電流を流すことにより、銅膜（銅シード層８０も含む）の電位はマイナス方向（Ｅａ方向）に変化しアノード電極Ｅａに近い電位となり、腐食電流がゼロとなる不活性状態が実現される。これは言い換えると、防食電流が腐食電池の陰極部に流入して陰極部と陽極部との電位差が小さくなって腐食電流が減少することである。
【００３０】
なお、銅シード層を含む銅膜８０の銅酸化物８１が還元されて銅酸化物が清浄化されたウエハＷは、処理容器１から搬出され、次工程にて埋め込み孔８５に下層の銅配線８２と上層の銅配線とを接続するための銅電極８９がメッキ法により埋め込まれる（図２（ｃ））。
【００３１】
上述の実施の形態によれば、半導体集積回路の導電路である電極の一部に相当する銅シード層（図２では銅膜８０として記載）に生成された銅酸化物８１に対する還元処理を蟻酸の蒸気により行うにあたって、ウエハＷの全面に形成されている銅膜８０に対して、外部の直流電源７５を用いていわゆる外部電源法により防食電流を流すようにしているため、既述の作用により銅膜８０（この例では銅膜８０のうち銅シード層が問題になる）の蟻酸の蒸気への溶出つまり銅シード層のエッチングを抑えながら所期の目的である還元処理を行うことができる。従って銅シード層の下地のバリアメタル膜８８ｂが露出するおそれがなくなり、続くメッキ法による銅の埋め込みを良好に行うことができる。
【００３２】
またウエハＷ上における集積回路形成領域から外れた周縁部に第１の電極７を接触させ、この第１の電極７に対してウエハＷの中心を挟んで対向する周縁部に第２の電極７１を配置することにより、ウエハＷの全面に亘って防食電流を通電することができるが、ウエハＷのサイズが大きい場合には、例えばウエハＷの周縁に沿って等間隔に複数のポイントを設定し、それらのポイントに夫々対応するように複数の第１の電極７と複数の第２の電極７１とを配置し、より確実にウエハＷの全面に防食電流が流れるようにしてもよい。具体的には例えばウエハＷの左半分の周縁に周方向に間隔をおいて複数の第１の電極７を配置し、ウエハＷの右半分の周縁に周方向に間隔をおいて並ぶ複数のポイントの上方に複数の第２の電極７１が夫々位置するように構成する場合などを挙げることができる。
【００３３】
また第１の電極７及び第２の電極７１は、集積回路形成領域の外に配置されることに限らず集積回路形成領域の中に配置される構成であってもよい。更にまたウエハＷから離れている第２の電極７１については、上述のように第１の電極７と共に昇降する構成とする代わりに、載置台２あるいはシャワーヘッド３などに固定した構成としてもよい。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図５を参照しながら述べる。この実施の形態は電気防食の手法としていわゆる流電陽極法を採用している。この例では、支持部材７２を介して駆動部７３により昇降する第１の電極７６及び第２の電極７７を設け、第１の電極７６については下限位置にあるときにはその先端部がウエハＷにおける集積回路形成領域の外の周縁部に接触し、第２の電極７７については、ウエハＷの周縁部から上方側に例えば１〜５０ｍｍ離れた位置に設定されるようになっている。
【００３４】
これら第１の電極７６及び第２の電極７７の平面的配置レイアウトは、例えば第１の実施の形態における第１の電極７及び第２の電極７１と同様である。第１の電極７６及び第２の電極７７は、各々１個であってもよいし複数であってもよく、また第１の電極７６は集積回路形成領域内に接触するように配置されていてもよいし、第２の電極７７は集積回路形成領域内に対向するように配置されていてもよい。第１の電極７６を単に導電路と見立て、第２の電極７７を流電陽極と見ると、ここで用いられる第２の電極７７は、防食の対象となる金属層を構成する金属、この例では銅シード層であるから銅よりもイオン化が大きい金属であることが必要であり、例えばチタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などを挙げることができる。
【００３５】
この手法によれば、ウエハＷの全面に形成された銅膜８０（銅シード層を含む）は第１の電極７６を介して第２の電極７７に接触しているため、両者の電位差により銅膜→電極７６→電極７７→蟻酸の蒸気→銅膜のループで防食電流が流れ、外部電源法の場合と同様に銅膜の電位はマイナス方向に変化して防食作用が働き、第１の実施の形態と同様に銅シード層の蟻酸の蒸気への溶出つまり銅シード層のエッチングを抑えることができる。
【００３６】
このような手法においては、前記ウエハＷ上の銅膜の上に１本あるいは複数本の電極を接触させた状態で設けるようにしてもよい。つまり図５においては第２の電極７７を設けずに第１の電極７６のみを設ける構成としてもよい。この場合には、銅膜→電極→蟻酸の蒸気→銅膜のループで防食電流が流れる。この例では電極の下面は銅膜に接触しているので、電極の側面と銅膜との間に電位差が発生することになり、このため電極の側面は絶縁物で被覆することなく、電極自体を露出させておくようにする必要がある。
（第３の実施の形態）
この実施の形態は、ウエハＷ上のパターンに対応した部位に露出している金属層を還元処理する場合について防食処理を行う例である。図６は、
上層の層間絶縁膜８５をエッチングして埋め込み孔８６であるビアホールを開けて下層の銅配線８３を露出した状態を示している。その後ウエハＷに対してはバリアメタル膜の成膜工程が行われ、続いて銅の埋め込み処理が行われるが、この段階で図６（ａ）に示すように銅配線８３の表面が大気にさらされて銅酸化物８９が形成されているため、蟻酸の蒸気による清浄化処理が行われる。図６において図２に対応する部位には同符号を付してある。
【００３７】
このウエハＷに対して清浄化処理を行うための装置を図７及び図８に示す。この装置においては、載置台２上のウエハＷの表面に対向して電極支持部９が設けられており、この電極支持部９は、処理容器１の天壁を気密に貫通する支持部材９０を介して駆動部９０ａにより昇降できるように構成されている。電極支持部９の下面には、各々針状に形成された第１の電極９１及び第２の電極９２の組が多数組配置されており、各組の第１の電極９１の平面的な位置は、回路パターンに対応した位置に、この例では埋め込み孔８６に対応する位置に設定されている。そして各組の電極９１、９２の高さ位置については、電極支持部９が下降したときに第１の電極９１が埋め込み孔８６内の銅配線８３の表面（露出面）に接触するように、また第２の電極９２がウエハＷの表面（銅配線８３の露出面）から例えば距離ｄ（例えば５ｍｍ程度）だけ上方側に離れた位置となるように設定されている。
【００３８】
電極支持部９を支持する支持部材９０内には、防食電流を流すための導電路が形成されていて、この導電路を通じて第１の電極９１及び第２の電極９２は、処理容器１の外部に設けられた直流電源９３の負極及び正極に夫々電気的に接続されている。
【００３９】
そしてこの装置では、ウエハＷの上部に電極支持部９が位置するため、処理容器１の側周面に沿ってガス供給孔１０１が多数配列されたガス供給部であるガス供給ヘッド１０２を設け、ガス供給路４１、５１を夫々通じて送られた蟻酸の蒸気及び希釈ガスである窒素ガスをガス供給ヘッド１０２から処理容器１内に供給するようになっている。また処理容器１の側周面におけるガス供給ヘッド１０２に対向する部位には排気管１１が接続されている。
【００４０】
このような構成によれば、載置台２上にウエハＷが載置された後、電極支持部９が下降し、ウエハＷと電極支持部９との間に蟻酸の蒸気が流れて清浄化処理が行われ、この間第２の電極９２から蟻酸の蒸気及び銅配線８３を介して第１の電極９１に防食電流が流れるので、第１の実施の形態で述べた如く、銅配線８３の表面の銅がエッチングされることが抑えられる。
【００４１】
また銅配線を形成するために、絶縁膜の凹部に銅を埋め込んだ後、余剰の銅をＣＭＰにより研磨し、ウエハＷの表面に銅の研磨面が現れる段階があるが、この段階のウエハＷに対して清浄化処理を行ってもよい。この場合にも図７及び図８に示したような第１の電極９１、第２の電極９２を使用することで同様に防食電流を流すことができる。このような手法においてビアホールに対応する位置に形成される銅層（ビアホールの底部の銅配線の露出面やＣＭＰ後の露出面）について清浄化処理を行うためには、ビアホールの位置に対応する電極が必要なことから、電極の配列ユニットを精密に構成する必要がある。これに対してデュアルダマシン工程を用いて銅配線を形成する場合には、ＣＭＰ後に配線溝内の銅配線が露出するので、つまり各層において横に伸びる銅配線が現れるので、このような銅配線の露出面に対して本発明を適用する場合には、電極の位置設定は比較的容易である。
【００４２】
このようにビアホール底部に露出する銅層の表面やＣＭＰ後に絶縁膜と同じ表面に露出する銅層の表面を清浄化処理する場合においても、防食処理の手法としては、流電極陽極法を用いてもよい。その場合には、露出している銅層の表面に、銅よりもイオン化傾向の大きい金属を主成分とする電極を接触させるように、例えば図７の電極支持部９に電極を配列する構成を採用することができる。  
なお配線や電極に用いられる金属としては銅に限られず銀などであってもよい。
【００４３】
以上において、金属酸化物を清浄化するための有機化合物として、上述の例では、カルボン酸である蟻酸を挙げているが、カルボン酸としては、蟻酸に限らず酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、クエン酸やシュウ酸などであってもよいし、またカルボン酸以外の有機酸であってもよい。更に有機化合物としては、有機酸に限らず第１級アルコールやアルデヒドであってもよく、これらが金属酸化物例えば酸化銅を還元すると結果としてカルボン酸が生成され、既述の問題（金属酸化物をエッチングするという問題）が起こることになる。
【００４４】
なお第１級アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−メチルプロパノール及び２−メチルブタノールなどを挙げることができ、アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド及びｎ−ブチルアルデヒドなどを挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の半導体製造装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】ウエハ上に半導体装置の多層配線構造が形成されるプロセスの一部を段階的に示す説明図である。
【図３】金属の腐食の原理を説明するための説明図である。
【図４】金属の電位と腐食電流との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の半導体製造装置の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図６】ウエハ上に半導体装置の多層配線構造が形成されるプロセスの一部を段階的に示す説明図である。
【図７】本発明の半導体製造装置の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図８】第３の実施の形態における第１の電極及び第２の電極のレイアウトの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１            処理容器
２            載置台
３            シャワーヘッド
Ｗ            半導体ウエハ
４１、５１    ガス供給路
４２          原料ガス供給源
７            第１の電極
７１          第２の電極
７５          直流電源
７６          電極
８０          銅膜
８１          銅酸化物
８６          ビアホールである埋め込み孔
９            電極支持部
９１          第１の電極
９２          第２の電極
９３          直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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