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無電解銅めっき浴、無電解銅めっき方法及びULSI銅配線形成方法 コモンズ

国内特許コード P07A010434
整理番号 WASEDA-651
掲載日 2007年9月7日
出願番号 特願2006-222021
公開番号 特開2007-154307
登録番号 特許第4931196号
出願日 平成18年8月16日(2006.8.16)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
登録日 平成24年2月24日(2012.2.24)
優先権データ
  • 特願2005-323127 (2005.11.8) JP
発明者
  • 逢坂 哲彌
  • 長谷川 円
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 無電解銅めっき浴、無電解銅めっき方法及びULSI銅配線形成方法 コモンズ
発明の概要

【解決手段】(A)水溶性銅塩、(B)還元剤、(C)錯化剤、(D)めっき析出抑制剤としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はエチレングリコール-プロピレングリコール共重合体、及び(E)めっき析出促進剤として8-ヒドロキシ-7-ヨード-5-キノリンスルホン酸を含有し、Naイオンを含有しない無電解銅めっき浴、上記(A)成分、(B)還元剤としてグリオキシル酸又はその塩、上記(C)成分及び(D)成分を含有し、Naイオンを含有しない無電解銅めっき浴、並びにこれらを用いた無電解銅めっき方法及びULSI銅配線形成方法。
【効果】ボイド等の欠陥の形成を可及的に防止しつつ、トレンチの効率的な埋め込みが可能であり、更に、微細なトレンチへの均一な付着が難しい乾式法によるシード層形成をせずに、全工程を湿式工程で構成して、より均一かつ確実にトレンチの埋め込みめっきを施すことが可能である。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


近年のULSIの高速化、高集積化を支えるキーテクノロジーのひとつとしてULSI銅配線形成プロセスであるダマシン法がある。ダマシン法では、基板に形成した配線パターンのトレンチを電気銅めっきにより埋め込み配線を形成する。このプロセスでは、めっき浴中に含まれる数種の添加剤によりトレンチ底部から優先的に銅が析出する「ボトムアップ効果」により、微細で高アスペクト比のトレンチヘの完全な銅埋め込みが実現される。



これらの添加剤効果については盛んに研究が行われており、トレンチ埋め込み時に析出促進剤がトレンチ底部で濃縮し、その結果としてボトムアップ効果が発現するものと解釈されている(非特許文献1参照)。一方、最近では今後のさらなる微細化に対応しうる埋め込み配線形成法として、無電解めっき法を用いたプロセスの開発も注目されている。



無電解めっき法によるトレンチ埋め込みでは、析出抑制剤のトレンチ内部での消費によりボトムアップ効果を発現させた高アスペクト比トレンチの埋め込みが報告されている(非特許文献2参照)。しかしながら、この方法では電気めっきに比べてトレンチ埋め込み速度が非常に遅く、ボトムアップ効果のトレンチサイズ依存性も顕著である。



なお、本発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある。

【特許文献1】特開2005-154852号公報

【非特許文献1】T. P. Moffat,他3名,Electrochem. Solid-State Lett.,2001年,4,C26

【非特許文献2】S. Shingubara,他5名,Electrochem. Solid-State Lett.,2004年,7,C78

【非特許文献3】L. N. Schoenberg,J. Electrochem.Soc.,1972年,119,1491

【非特許文献4】縄舟秀美,他3名,表面技術,2003年,54,683

産業上の利用分野


本発明は、ULSIのトレンチ埋め込みによるダマシン法銅配線形成において、トレンチ内のボイド等の欠陥の形成を可及的に防止しつつ、効率的な埋め込みが可能な無電解銅めっき浴、無電解銅めっき方法、及びULSI銅配線形成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(A)水溶性銅塩、(B)還元剤としてホルマリン、パラホルムアルデヒド、グリオキシル酸、グリオキシル酸塩、ホスフィン酸、ホスフィン酸塩、次亜リン酸又は次亜リン酸塩、(C)錯化剤、(D)めっき析出抑制剤としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はエチレングリコール-プロピレングリコール共重合体、及び(E)めっき析出促進剤として8-ヒドロキシ-7-ヨード-5-キノリンスルホン酸を含有し、Naイオンを含有しないことを特徴とする無電解銅めっき浴。

【請求項2】
上記(B)成分の還元剤がグリオキシル酸又はその塩であることを特徴とする請求項1記載の無電解銅めっき浴。

【請求項3】
上記(B)成分の還元剤がホルマリン又はパラホルムアルデヒドであることを特徴とする請求項1記載の無電解銅めっき浴。

【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1項記載の無電解銅めっき浴を用いることを特徴とする無電解銅めっき方法。

【請求項5】
請求項1乃至3のいずれか1項記載の無電解銅めっき浴を用いた無電解銅めっきにより、トレンチに銅めっきを埋め込んで銅配線を形成することを特徴とするULSI銅配線形成方法。
産業区分
  • 表面処理
  • 高分子化合物
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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