(57)【要約】【課題】  上記基板とアノード電極との間の電界分布が均一となるめっき装置を得ることを目的とする。また、基板表面の導電体の膜厚が変化しても均一なめっき膜厚分布を得ることを目的とする。また、基板の端部と中心とにおいて均一な埋め込み特性を得ることを目的とする。【解決手段】  基板４と、上記基板４との間でめっき液６を介して電流を流すアノード電極２と、上記基板４の面に平行な面とアノード電極２の面に平行な面との間に環状に配置された電界補正電極１６とを備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
2005171317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード電極と、
上記カソード電極との間でめっき液を介して電流を流すアノード電極と、
上記カソード電極の面に平行な面とアノード電極の面に平行な面との間に環状に配置された第３の電極と
を備えたことを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間であって上記カソード電極の外周よりも外側に配置され、電圧を印加することで、上記カソード電極とアノード電極との間の電界分布を補正することを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
上記第３の電極は、中央部に貫通する開口部を有し、
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間の電界が上記開口部を通過するように配置されることを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項４】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間で電流が流されている間に、印加する電圧を変更することを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項５】
印加する電圧はめっき電流の積算値に応じて変化することを特徴とする請求項４記載のめっき装置。
【請求項６】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間に複数配置されることを特徴とする請求項２〜５いずれか記載のめっき装置。
【請求項７】
上記複数配置される第３の電極の各電極は、それぞれ設定される電圧値の電圧を印加することを特徴とする請求項６記載のめっき装置。
【請求項８】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間に配置され、上記カソード電極側の面とアノード電極側の面とが絶縁カバーで覆われていることを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項９】
上記第３の電極は、めっき液中に配置され、表面がめっき液に触れないように絶縁カバーで覆われていることを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項１０】
上記カソード電極は、表面に導電膜が形成された基板であり、
上記基板は、電流が流れる配線と上記導電膜の外周部で接続されることを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
【請求項１１】
表面に導電膜が形成され、電流が流れる配線と上記導電膜の外周部とで接続される基板と、アノード電極との間でめっき液を介して電流を流す通電工程と、
上記通電工程がおこなわれている間、上記基板とアノード電極との間にあって上記導電膜の外周よりも外側に環状に配置される第３の電極に電圧を印加することで上記基板とアノード電極との間の電界分布を補正する電界補正工程と
を備えたことを特徴とするめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば金属をめっきするめっき装置またはめっき方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７はたとえばＰｒｏｃ．  Ｏｆ  ＶＬＳＩ  Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅのＰ．４７０に示された従来のめっき装置の構造図である。
【０００３】
図７において、１はめっき槽、２は合リン銅よりなるアノード電極、３はめっき液の供給口、４は表面に導電体を形成した基板、５は基板表面の導電体に電流を供給するためのコンタクト、６はめっき液、７は電界遮蔽板である。
【０００４】
次に動作について説明する。アノード電極２から基板４に電流を流すことにより基板４表面に金属を析出させることができる。基板４にはコンタクト５を介して電流を流すことができる。この時、アノード電極２表面ではアノードを構成する金属が電子を放出してイオンとなり、めっき液６中に溶出する。基板４の表面には導電体が形成されており、その表面で金属イオンが電子を受け取ることにより、金属が析出する。めっき液６は供給口３より供給され、基板４表面に沿って流れ、めっき槽１をオーバーフローする。
【０００５】
均一な膜厚を得るためには、電界分布を均一にする必要がある。アノード電極２と基板４の間の電界分布は中心部でほぼ均一となるが、端部では外側に拡がる。その結果、基板４の端部で電流が大きくなり、膜厚が厚くなる。電界遮蔽板７を設けることにより、外側に拡がる電気力線を遮断し、このような電界の拡がりを防ぐことができ、均一な膜厚を得ることができる。
【０００６】
このようなめっき技術は例えばＬＳＩの配線形成に用いられる。
図８はたとえば「月刊  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗｏｒｌｄ」１９９７年１２月号の１０７頁に示された配線の形成方法を示す図である。
【０００７】
図８において、８は下層配線、９は層間絶縁膜、１０，１１は層間絶縁膜に形成された溝、１２は層間絶縁膜に形成された孔、１３は配線金属、１４は上層配線、１５は上層配線と下層配線を接続する層間接続柱（ｖｉａ）である、下層配線８上に形成された層間絶縁膜９に写真製版とドライエッチングにより溝１０，１１及び、孔１２を形成する。更に、ＰＶＤ（物理的気相成長法）或いはＣＶＤ（化学的気相成長法）によりＴａ（タンタル）などの密着層とＣｕ（銅）などのシード層を形成する。めっきによりＣｕなどの配線材料を形成した後、ＣＭＰ（化学的機械研磨）により溝１０，１１及び、孔１２以外に形成された密着層、シード層、配線材料を除去することにより配線を形成することができる。
【０００８】
下地に形成された微細な孔１２や溝１０，１１中に、めっきにより金属膜を埋め込むために、めっき液中には複数の添加剤を加えている。この添加剤は、例えば微細な孔１２や溝１１において、めっきの析出速度を向上させる働きがある。その結果、微細な孔１２や溝１１において優先的に金属膜が形成され、良好な埋め込み特性を得ることができる。しかし、埋め込みが完了した後もめっきを続けると微細な孔１２や溝１１のめっき膜厚が他の部分に比べて厚くなり、図に示すように逆にめっき膜が盛り上がる。このような盛り上がりはハンプと呼ばれている。実際のパターンには微細な孔や溝だけでなく広い溝もあり、広い溝を埋め込む時間の方が長いので、めっき時間は広い溝の埋め込みにより決まる。その結果、微細な孔１２や溝１１の部分にはハンプが形成される。このようなハンプを次の工程のＣＭＰで除去する際、ハンプが形成されていない広い溝の部分では過剰に研磨されてしまう。その結果、図に示すように広い溝の部分ではディッシィングと呼ばれる配線の凹みが生じ、配線抵抗の上昇或いは抵抗バラツキを引き起こす。
【０００９】
また、従来の技術として、めっき槽を仕切るように配置された第３の電極が記載されためっき装置が開示されている（特許文献１参照）。
【００１０】
また、第３の電極としてカソード電極を設けためっき装置が開示されている（特許文献２参照）。
【００１１】
また、めっき槽のめっき液中で、ウエハとアノード電極とを対向させ、両者間にウエハより小径円板状の補助電極を配置するめっき装置が開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭５２−１２５４２６号公報
【特許文献２】特開平９−１５７８９７号公報
【特許文献３】特開２０００−２９０７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のめっき装置では、電界遮蔽板により均一な電界分布を実現していた。しかし、電界分布は基板表面の導電体の抵抗にも影響を受ける。すなわち導電体の抵抗が高いとコンタクト部に近い端部で電流が流れ易くなる。従来のめっき装置では、電界遮蔽板の形状や配置を更に最適化することにより、このような膜厚分布を解消していた。
【００１３】
しかし、基板表面の導電体の膜厚が変化すると電界分布が変化するので、異なるめっき膜厚に対して均一な膜厚分布を得るためには、各々の膜厚に対応して電界遮蔽板の形状を変える必要があった。逆に、同じ電界遮蔽板では均一な膜厚分布が一部のめっき膜厚でしか得られなかった。電界遮蔽板を、めっき膜厚に応じて取り替えると、装置の稼働率を著しく低下させる。また、同じ電界遮蔽板を用いると、めっき膜厚により膜厚分布が変化してしまい、研磨時のディッシィングが大きくなるという問題があった。
【００１４】
また、微細な孔や溝の埋め込みは優先的に起こるので、基板表面の導電体膜厚が薄い時に埋め込みが起こる。このように基板表面の導電体膜厚が薄い時には、基板の中心に比べて端部で電流が流れ易いため、中心部に比べて端部での埋め込み速度が速くなる。その結果、ハンプは基板の端部でより大きくなり、ＣＭＰ工程でのディッシィングがより大きくなるという問題があった。
【００１５】
この発明は基板表面の導電体の膜厚が変化しても電界分布が均一となるめっき装置を得ることを目的とする。
【００１６】
また、埋め込むめっき膜厚が異なるめっき膜厚においても均一な膜厚分布を得ることを目的とする。
【００１７】
また、基板表面の導電体の膜厚が変化しても電界分布が均一となり、基板の端部と中心において均一な埋め込み特性を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係るめっき装置は、カソード電極と、
上記カソード電極との間でめっき液を介して電流を流すアノード電極と、
上記カソード電極の面に平行な面とアノード電極の面に平行な面との間に環状に配置された第３の電極と
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間であって上記カソード電極の外周よりも外側に配置され、電圧を印加することで、上記カソード電極とアノード電極との間の電界分布を補正することを特徴とする。
【００２０】
上記第３の電極は、中央部に貫通する開口部を有し、
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間の電界が上記開口部を通過するように配置されることを特徴とする。
【００２１】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間で電流が流されている間に、印加する電圧を変更することを特徴とする。
【００２２】
また印加する電圧はめっき電流の積算値に応じて変化させることを特徴とする。
【００２３】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間に複数配置されることを特徴とする。
【００２４】
上記複数配置される第３の電極の各電極は、それぞれ設定される電圧値の電圧を印加することを特徴とする。
【００２５】
上記第３の電極は、上記カソード電極とアノード電極との間に配置され、上記カソード電極側の面とアノード電極側の面とが絶縁カバーで覆われていることを特徴とする。
【００２６】
上記第３の電極は、めっき液中に配置され、表面がめっき液に触れないように絶縁カバーで覆われていることを特徴とする。
【００２７】
上記カソード電極は、表面に導電膜が形成された基板であり、
上記基板は、電流が流れる配線と上記導電膜の外周部で接続されることを特徴とする。
【００２８】
この発明に係るめっき方法は、表面に導電膜が形成され、電流が流れる配線と上記導電膜の外周部とで接続される基板と、アノード電極との間でめっき液を介して電流を流す通電工程と、
上記通電工程がおこなわれている間、上記基板とアノード電極との間にあって上記導電膜の外周よりも外側に環状に配置される第３の電極に電圧を印加することで上記基板とアノード電極との間の電界分布を補正する電界補正工程と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、基板表面の導電体の膜厚が変化しても、それに対応して電界補正を行うことができる。その結果、異なるめっき膜厚においても均一な膜厚分布を得ることができる。また、基板の端部と中心において均一な埋め込み特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１におけるめっき装置の構成を示す図である。
【００３１】
図１において、１はめっき槽、２は陽極（正極）となる含リン銅よりなるアノード電極、３はめっき液の供給口、４は表面に導電体を形成した基板（陰極（負極）となるカソード電極の一例である）、５は基板表面の導電体に電流を供給するため（導電膜５０に電流が流れるようにするため）の配線となるコンタクト、６はめっき液、１６は電界補正電極（第３の電極の一例である）である。
【００３２】
めっき装置１００は、めっき槽１、アノード電極２、供給口３、コンタクト５、電界補正電極１６を備えている。その他の構成は、省略している。めっき槽１には、めっき液６が入っている。基板４には、表面に導電体が導電膜５０として形成され、電流が流れる配線となるコンタクト５と上記導電膜５０の外周部とで接続され、基板４のめっきされる面が下向きにめっき槽１上部に配置される。
【００３３】
次に動作について説明する。めっき液６には硫酸銅浴を用いる。硫酸銅浴の主成分は硫酸銅、硫酸、水であり、これに微量の塩素イオンや添加剤を加えている。めっき液６の温度は２５℃に制御されている。めっき液６は供給口３より供給され、基板４表面に沿って流れ、めっき槽１をオーバーフローする。オーバーフローしためっき液６は回収され、また供給口３より供給される。
【００３４】
通電工程として、カソード電極となる基板４と、アノード電極２との間でめっき液６を介して電流を流す。アノード電極２と基板４の間に流れる電流は定電流源により制御されており、基板４にはコンタクト５を介して電流を流すことができる。電界補正電極１６はめっき槽１に固定されており、環状に、そしてここでは同心円状に形成されている。上記電界補正電極１６は、中央部に貫通する開口部を有している。そして、上記電界補正電極１６は、上記基板４とアノード電極２との間の電界が上記開口部を通過するように配置される。言いかえれば、上記基板４の面に平行な面とアノード電極２の面に平行な面との間で、同心円状に貫通して開口している。例えば、上記電界補正電極１６は、リング状に形成されている。電界補正電極１６は、１つのリングでも良いし、分割した部分品を組み合わせてリング状に形成しても構わない。そして、電界補正電極１６に電圧を印可することにより、電界分布を補正し、均一な膜厚分布を得ることができる。
【００３５】
言いかえれば、電界補正工程として、電界補正電極１６は、上記通電工程がおこなわれている間、上記基板４とアノード電極２との間にあって上記導電膜５０の外周よりも外側の位置に環状配置される電界補正電極１６に電圧を印加することで上記基板４とアノード電極２との間の電界分布を補正する。電界補正電極１６に印加される電圧が正電圧である場合、電界補正電極１６は、アノード電極２と同じ正電極となるので、アノード電極２から基板４に向かって伸びる電界分布の外周部に位置する電気力線を電界補正電極１６の周りに生じる正の電場と反発させ、電界分布の外周部に位置する電気力線を外周から内周側に押し戻す作用を発揮する。また、電界補正電極１６に印加される電圧が負電圧である場合、カソード電圧である基板４と同じ負電極となるので、周辺部に伸びる電気力線の一部が電界補正電極１６に引っ張られることになる。その結果、周辺部に集中し密となった電界を補正することができる。この時、電界補正電極に印加する電圧をめっき電流の積算値に応じて変化させていくことにより、異なるめっき膜厚に対して均一な膜厚分布を得ることができる。言いかえれば、電界補正電極１６は、上記基板４とアノード電極２との間で電流が流されている間に、印加する電圧を変更する。めっき電流の積算値が大きくなれば、基板４にめっきされたＣｕ膜の厚さが大きくなり、その結果、基板の抵抗値が減少していく。したがって、基板中央部と基板端部との間の抵抗差が小さくなり、電界分布の補正量を小さくすることができる。したがって、正電圧を印加していた場合も、負電圧を印加していた場合も、電界補正電極１６に印加する電圧の絶対値をめっき電流の積算値が大きくなるにしたがって小さい電圧値に変化させる。この時、電界補正電極１６の電位が負である場合、電界補正電極１６とアノード電極２との間には電流が流れるので、電界補正電極１６にはＣｕ（銅）の析出が生じる。析出したＣｕの膜厚が厚くなると、Ｃｕが剥がれパーティクルを発生させるので、かかる場合、定期的に電界補正電極１６に正電圧（例えば＋０．３Ｖ以上）を印加し、表面に析出したＣｕを除去するのが望ましい。
【００３６】
表１に従来のめっき装置との膜厚分布の比較を示す。
【００３７】
【表１】
2005171317.tif 000003
【００３８】
但し、表１において従来のめっき装置では、めっき膜厚が１μｍの時に膜厚分布が最適になるように電界遮蔽板を設定している。下地基板４には径が２００ｍｍのＳｉ（シリコン）基板上にＳｉ酸化膜を１００ｎｍ形成し、その上に密着層としてＴａ（タンタル）を２０ｎｍ、シード層（導電膜）としてＣｕをＰＶＤ法により１００ｎｍ形成したものを用いた。表１より本実施の形態によるめっき装置１００により、すべてのめっき膜厚に対して良好な膜厚分布が得られることがわかる。
【００３９】
図８の上図と同様に溝を形成した基板４に対してめっきを行った。下地基板４は以下のようにして作成した。まず、２００ｎｍのＳｉ基板上にＳｉ酸化膜を１００ｎｍ、Ｓｉ窒化膜を１００ｎｍ、Ｓｉ酸化膜を５００ｎｍ順次形成した。写真製版によりレジストパターンを形成し、ドライエッチング法によりドライエッチングすることにより最上層のＳｉ酸化膜に溝１１を作成した。溝１１の幅は０．２５μｍである。ドライエッチングの条件にはＳｉ窒化膜でほぼ停止するような条件を選ぶことにより、最上層のＳｉ酸化膜に深さ０．５μｍの溝１１を制御性良く形成することができた。以上により、幅が０．２５μｍ、深さが０．５μｍの溝を形成した。更に密着層として膜厚２０ｎｍのＴａ、シード層として膜厚１００ｎｍのＣｕをＰＶＤ法により形成した。
【００４０】
図２は、めっき時間を変化させたときの溝内のＣｕ膜厚を示す図である。
【００４１】
但し、図２においてＣｕ膜厚は溝の底面から溝に形成されたＣｕ膜厚の上面までの厚さで定義している。従来のめっき装置では、基板の中心部に比べて周辺部で、Ｃｕの埋め込みが早く進行することがわかる。その結果、基板周辺部でハンプが大きくなる。これに対し、本実施の形態によるめっき装置１００では、基板４の中心部及び周辺部で、Ｃｕの埋め込みがほぼ同時に進行することがわかる。この結果は、以下のように説明できる。ここでの従来のめっき装置では、めっき膜厚が１μｍで膜厚分布が最適となるようにしておいた。このため、成膜の初期即ちＣｕの膜厚が非常に薄い時には基板の周辺に電界が集中することになる。その結果、周辺部でＣｕの埋め込みが早く進行する。これに対し本実施の形態によるめっき装置１００では、電界補正電極１６に印加する正電圧をめっき電流の積算値に応じて変化させることにより異なるめっき膜厚に対して電界分布が均一となるので、基板４の中心部及び周辺部でＣｕの埋め込みはほぼ同時に進行する。この基板４に対しＣＭＰによる研磨を行い、Ｃｕ配線を形成し、その電気抵抗を測定した結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
2005171317.tif 000004
【００４３】
従来のめっき装置でめっきを行ったサンプルでは、抵抗のバラツキが大きく、また平均値も高くなることがわかる。従来のめっき装置でめっきを行ったサンプルでは、周辺部と中心部のハンプの差が大きく、周辺部でＣｕが完全に除去できるように研磨を行うと、中心部で研磨が過剰となり、中心部の配線でディッシィングが大きくなるためである。その結果、中心部で配線抵抗が高くなり、上記のような結果となったと説明できる。
【００４４】
尚、本実施の形態では電界補正電極１６は同心円状となった例について示したが、他の形状でもよく、これに限るものではない。
【００４５】
図３は図１における電界補正電極１６の上面及び下面を絶縁物３７でカバーした図である。
【００４６】
図３に示すように電界補正電極１６の上面及び下面を絶縁物３７でカバーしてもよい。言いかえれば、上記基板４とアノード電極２との間に配置された電界補正電極１６が、上記基板４側の面とアノード電極２側の面とが絶縁カバーとなる絶縁物３７で覆われているようにしてもよい。このように絶縁物でカバーすることにより電界分布の補正をより有効にすることができる。
【００４７】
以上のようにめっき装置１００は、アノード電極２と基板４間に電流を流す機構を有し、アノード電極２以外に１つ或いは複数の電極を有し、これらの電極に電圧を印加することができ、印加する電圧をめっき膜厚に対して変化させることを特徴とする。
【００４８】
また、上記めっき装置１００は、アノード電極２と基板４間に電流を流す機構を有し、アノード電極以外に１つ或いは複数の電極を有し、これらの電極に電圧を印加することができ、印加する電圧を時間的に変化させることを特徴とする。
【００４９】
また、ここでのめっき装置では、電極がめっき液に直接接することを特徴とする。
【００５０】
実施の形態２．
次に実施の形態２について説明する。
【００５１】
図４は、実施の形態２におけるめっき装置の構成を示す図である。
【００５２】
図４において、１はめっき槽、２は含リン銅よりなるアノード電極、３はめっき液の供給口、４は表面に導電体を形成した基板、５は基板表面の導電体に電流を供給するためのコンタクト、６はめっき液、１６は電界補正電極、１７は絶縁膜（絶線カバーの一例である）である。絶縁膜１７以外は、図１と同様である。電界補正電極１６の表面は絶縁膜１７でカバーされている。また、電界補正電極１６の形状は同心円状となっており、めっき槽１に固定されている。
【００５３】
実施の形態１では、電界補正電極１６はめっき液６に接しており、負電圧が電界補正電極１６に印加される場合、電界補正電極１６の表面にＣｕが析出するため、定期的にＣｕを除去する必要があった。また、電界補正電極１６に負の電圧を印加すると、めっき液中の例えばＣｌ（塩素）イオンにより電極がダメージを受けるため、定期的に電極を交換する必要があった。このような作業は煩雑であり、めっき装置１００の稼働率を低下させることになる。図４に示す装置では、電界補正電極１６の表面を絶縁体となる絶縁膜１７で覆いカバーしており、電界補正電極１６がめっき液６と接触することがないので、上記のような作業は不要となり、装置の稼働率を向上しメンテナンスコストを低減することができる。
【００５４】
実施の形態１と同様のサンプルを用いてめっき膜の膜厚分布を評価した結果を表３に示す。
【００５５】
【表３】
2005171317.tif 000005
【００５６】
但し、従来のめっき装置では、めっき膜厚が１μｍの時に膜厚分布が最適になるように電界遮蔽板を設定している。表３に示すように本実施の形態によるめっき装置１００においても実施の形態１と同等の効果が得られることがわかる。
【００５７】
電界補正電極１６をカバーする絶縁膜１７の膜厚は薄いほうが望ましい。また、電極の上下表面の絶縁膜の膜厚を、内面側の絶縁膜の膜厚より厚くすることにより、電界の電界補正電極内周側への指向性を上げることができる。
【００５８】
また、今回は絶縁膜１７でカバーした電極の例について示したが、電極をめっき槽に埋め込んだ形状としてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態におけるめっき装置は、電極がめっき液に直接接しないことを特徴とする。
【００６０】
実施の形態３．
次に実施の形態３について説明する。
【００６１】
図５は実施の形態３におけるめっき装置の構成を示す図である。
【００６２】
図５において、１はめっき槽、２は含リン銅よりなるアノード電極、３はめっき液の供給口、４は表面に導電体を形成した基板、５は基板表面の導電体に電流を供給するためのコンタクト、６はめっき液、１６は電界補正電極である。
【００６３】
実施の形態１では設置している電界補正電極１６は１個のみであったが、この実施の形態では電界補正電極は例えば３個配置している。その他の構成は、実施の形態１と同様である。言いかえれば、上記電界補正電極１６は、上記カソード電極となる基板４とアノード電極２との間に複数配置される。ここでは、３つの電界補正電極１６を配置しているがこれに限られるものではない。ここで、電界補正電極１６の数を多くすれば電界補正の自由度を上げることができる。但し、電界補正電極１６の数を多くすれば各々の電界補正電極１６に印加する電圧波形の最適化が煩雑なものとなる。よって、各々の電界補正電極１６に印加する電圧波形の最適化を煩雑なものとしないためにも所望の効果が得られれば、電界補正電極１６の数は、少ない方が望ましい。例えば、２〜３個が望ましい。これらの電界補正電極１６にはお互いに独立に電圧を印加する。言いかえれば、上記複数配置される電界補正電極１６の各電界補正電極１６は、それぞれ設定される電圧値の電圧を印加する。また、実施の形態１に示したようにそれぞれ設定される電圧値は、上記基板４とアノード電極２との間で電流が流されている間に変更されても構わない。このような構成とすることにより、電界分布の補正の自由度を高くすることができ、より広いめっき膜厚に対して膜厚分布を改善することができる。
【００６４】
実施の形態１と同様のサンプルを用いて本実施の形態によるめっき装置でめっきを行った場合のめっき膜の膜厚分布を評価した結果を表４に示す。
【００６５】
【表４】
2005171317.tif 000006
【００６６】
下地基板には、２００ｍｍのＳｉ基板上にＳｉ酸化膜を１００ｎｍ形成し、その上に密着層としてＴａを２０ｎｍ、シード層としてＣｕをＰＶＤ法により１００ｎｍ形成したものを用いた。実施の形態１に比べて、より広い膜厚範囲で良好な膜厚分布を得ることができた。
【００６７】
実施の形態１と同様のサンプルを用いて溝内での成膜速度の評価を行った。
【００６８】
図６は、めっき時間を変化させた時の溝内のＣｕ膜厚を示す図である。
【００６９】
但し、この時のＣｕ膜厚は溝の底面から溝に形成されたＣｕ膜の上面までの厚さで定義している。本実施の形態によるめっき装置１００では、基板４の中心部及び周辺部で、Ｃｕの埋め込みがほぼ同時に進行しており、実施の形態１と同様の効果が得られることがわかる。膜厚分布の結果からも類推できるように、中心部と周辺部の埋め込み特性は実施の形態１よりも均一となっている。以上のように、電界分布の補正の自由度を高くし、補正の精度を上げることにより、電界補正の効果をより大きくすることができた。
【００７０】
尚、上述したようにこの実施の形態では電界補正電極を３個配置した場合について示したが、２個或いは４個以上でもよく、同様の効果を発揮できる。
【００７１】
以上のように、上記実施の形態によるめっき装置では、電界補正用電極に印加する電圧をめっき時間に応じて変化させることにより、基板表面の導電体の膜厚が変化しても、それに対応して電界補正を行うことができる。その結果、異なるめっき膜厚においても均一な膜厚分布を得ることができる。また、基板の端部と中心において均一な埋め込み特性を得ることができる。
【００７２】
また以上のように、上記各実施の形態におけるめっき装置では、１つ或いは複数の電界補正用電極を設け、これらの電極に電圧を印加し、印加する電圧をめっき時間に応じて変化させることにより、基板表面の導電体の膜厚が変化しても、それに対して電界補正を行うことができる。その結果、異なるめっき膜厚においても均一な膜厚分布を得ることができる。また、基板表面の導電体の膜厚が変化しても、基板の端部と中心において均一な埋め込み特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施の形態１におけるめっき装置の構成を示す図である。
【図２】めっき時間を変化させた時の溝内のＣｕ膜厚を示す図である。
【図３】図１における電界補正電極の上面及び下面を絶縁物でカバーした図である。
【図４】実施の形態２におけるめっき装置の構成を示す図である。
【図５】実施の形態３におけるめっき装置の構成を示す図である。
【図６】めっき時間を変化させた時の溝内のＣｕ膜厚を示す図である。
【図７】従来のめっき装置の構造を示す図である。
【図８】配線の形成方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  めっき槽、２  アノード電極、３  供給口、４  基板、５  コンタクト、６  めっき液、７  電界遮蔽板、８  下層配線、９  層間絶縁膜、１０，１１  溝、１２  孔、１３  配線金属、１４  上層配線、１５  層間接続柱、１６  電界補正電極、１７  絶縁膜、１００  めっき装置。
【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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