特許 7478741 めっき装置及びめっき方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-24

(45)【発行日】2024-05-07

(54)【発明の名称】めっき装置及びめっき方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 21/12 20060101AFI20240425BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20240425BHJP

   C25D 17/00 20060101ALI20240425BHJP

   C25D 17/10 20060101ALI20240425BHJP

   H01L 21/288 20060101ALI20240425BHJP

   H01L 21/3205 20060101ALI20240425BHJP

   H01L 21/768 20060101ALI20240425BHJP

   H01L 23/532 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

C25D21/12 K

C25D7/00 J

C25D17/00 H

C25D17/00 Z

C25D17/10 A

H01L21/288 E

H01L21/88 R

【請求項の数】 57

(21)【出願番号】P 2021537986

(86)(22)【出願日】2018-12-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-01

(86)【国際出願番号】 CN2018124649

(87)【国際公開番号】W WO2020133149

(87)【国際公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-10-25

【審判番号】

【審判請求日】2023-01-06

(73)【特許権者】

【識別番号】510005650

【氏名又は名称】エーシーエム リサーチ （シャンハイ） インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】ジン イーヌオ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ホンチャオ

(72)【発明者】

【氏名】ワン ジェン

(72)【発明者】

【氏名】ワン フゥイ

【合議体】

【審判長】池渕 立

【審判官】井上 猛

【審判官】相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】特表２００２－５０３７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２１９５６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５０５９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０６６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１２９２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１５８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５３２５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C25D 5/00

C25D 7/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上のシード層に金属層をめっきするめっき方法であって、
少なくとも第１陽極及び第２陽極を含むめっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬するステップ１と、
前記第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにするステップ２と、
前記第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにするステップ３と、
期間T₁₁の間前記第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させるステップ４と、
前記期間T₁₁の後、前記第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、期間T₂₁の間前記第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させるステップ５と、
前記期間T₂₁の後、前記第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させるステップ６と、を備え、
前記ステップ４から前記ステップ６を定期的に実行し、前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源に正又はゼロの振幅を有する電圧又は電流を出力させ、
前記ステップ４から前記ステップ６を実行する際に、異なるモードが適用され、前記異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じた前記モードが選択され、
少なくとも１つの前記モードにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁又は前記電力値P₁₂がめっき閾値未満であり、かつ、前記第１めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とするめっき方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つのモードにおいて、前記第２めっき電源の前記電力値P₂₁又は前記電力値P₂₂が前記めっき閾値未満であり、かつ、前記第２めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項3】

前記モードのうちの第１グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値未満でありかつ前記第１めっき電源の電流密度が正であることにより前記シード層を修復又は保護し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂がゼロであることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項4】

前記モードのうちの第２グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値を超えることによりめっき層を形成し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂が前記めっき閾値未満でありかつ前記第１めっき電源の電流密度が正であることにより前記シード層を修復することを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項5】

前記モードのうちの第３グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値を超えることによりめっき層を形成し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂が前記めっき閾値未満であり、前記第１めっき電源の電流密度がゼロであり、前記第１めっき電源の電圧が正であることにより、前記シード層を保護することを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項6】

前記電力値P₁₂が前記電力値P₁₁よりも小さく、前記電力値P₂₂が前記電力値P₂₁よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項7】

前記第１めっき電源が前記電力値P₁₂を出力するように調整することと、前記第２めっき電源が前記電力値P₂₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔があることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項8】

前記第２めっき電源が前記電力値P₂₂を出力するように調整することと、前記第１めっき電源が前記電力値P₁₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔があることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項9】

前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源を順にオンにし、前記期間T₁₁及び前記期間T₂₁を調整することを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項10】

前記電力値P₁₂及び前記電力値P₂₂がゼロ又はそれぞれの設定値であることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項11】

前記期間T₁₁及び前記期間T₂₁がそれぞれ0.01ms～2000msであることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項12】

前記期間T₁₂及び前記期間T₂₂がそれぞれ0.01ms～2000msであることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項13】

前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源は、パルス直流電流又はパルス直流電圧であることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項14】

前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源は、前記期間T₁₁及び前記期間T₂₁においてパルス直流電流であり、前記期間T₁₂及び前記期間T₂₂において設定値のパルス直流電圧であることを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。

【請求項15】

基板上のシード層に金属層をめっきするめっき方法であって、
少なくとも第１陽極及び第２陽極を含むめっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬すると同時に、前記第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにするステップ１と、
前記第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにするステップ２と、
期間T₁₁の間前記第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させるステップ３と、
前記期間T₁₁の後、前記第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、期間T₂₁の間前記第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させるステップ４と、
前記期間T₂₁の後、前記第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させるステップ５と、を備え、
前記ステップ３から前記ステップ５を定期的に実行し、前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源に正又はゼロの振幅を有する電圧又は電流を出力させ、
前記ステップ３から前記ステップ５を実行する際に、異なるモードが適用され、前記異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じた前記モードが選択され、
少なくとも１つの前記モードにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁又は前記電力値P₁₂がめっき閾値未満であり、かつ、前記第１めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とするめっき方法。

【請求項16】

前記少なくとも１つのモードにおいて、前記第２めっき電源の前記電力値P₂₁又は前記電力値P₂₂が前記めっき閾値未満であり、かつ、前記第２めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項17】

前記モードのうちの第１グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値未満でありかつ前記第１めっき電源の電流密度が正であることにより前記シード層を修復又は保護し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂がゼロであることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項18】

前記モードのうちの第２グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値を超えることによりめっき層を形成し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂が前記めっき閾値未満でありかつ前記第１めっき電源の電流密度が正であることにより前記シード層を修復することを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項19】

前記モードのうちの第３グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値を超えることによりめっき層を形成し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂が前記めっき閾値未満であり、前記第１めっき電源の電流密度がゼロであり、前記第１めっき電源の電圧が正であることにより、前記シード層を保護することを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項20】

前記電力値P₁₂が前記電力値P₁₁よりも小さく、前記電力値P₂₂が前記電力値P₂₁よりも小さいことを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項21】

前記第１めっき電源が前記電力値P₁₂を出力するように調整することと、前記第２めっき電源が前記電力値P₂₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔があることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項22】

前記第２めっき電源が前記電力値P₂₂を出力するように調整することと、前記第１めっき電源が前記電力値P₁₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔があることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項23】

前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源を順にオンにし、前記期間T₁₁及び前記期間T₂₁を調整することを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項24】

前記電力値P₁₂及び前記電力値P₂₂がゼロ又はそれぞれの設定値であることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項25】

前記期間T₁₁及び前記期間T₂₁がそれぞれ0.01ms～2000msであることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項26】

前記期間T₁₂及び前記期間T₂₂がそれぞれ0.01ms～2000msであることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項27】

前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源は、パルス直流電流又はパルス直流電圧であることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項28】

前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源は、前記期間T₁₁及び前記期間T₂₁においてパルス直流電流であり、前記期間T₁₂及び前記期間T₂₂において設定値のパルス直流電圧であることを特徴とする請求項１５に記載のめっき方法。

【請求項29】

基板上のシード層に金属層をめっきするめっき装置であって、
めっきチャンバアセンブリを備え、
複数の独立した陽極領域に分割された陽極室であって、前記複数の独立した陽極領域はそれぞれめっき電源から電力供給される陽極を収容しかつ独立した陽極液入口、独立した陽極液出口及び独立した排出路出口を有する陽極室と、
前記陽極室の上部に固定された膜枠であって、基部を有し、前記基部の上部は上方に延びて側壁を形成し、前記基部及び前記側壁が陰極室を形成し、前記基部の上部に複数の第１分離壁が配置されて前記陰極室を複数の陰極領域に分割し、前記基部は前記複数の陰極領域にめっき液を供給するための複数対の分岐管を有し、前記複数の分岐管のそれぞれが複数の供給孔を有する膜枠と、
前記膜枠の前記基部の底部に取り付けられ、前記陽極室と前記陰極室とを分離する膜と、
前記めっき電源を構成する第１めっき電源及び第２めっき電源を制御するコントローラと、をさらに備え、
前記コントローラは、
前記第１めっき電源をオンにするステップ１と、
前記第２めっき電源をオンにするステップ２と、
期間T₁₁の間前記第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させるステップ３と、
前記期間T₁₁の後、前記第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、期間T₂₁の間前記第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させるステップ４と、
前記期間T₂₁の後、前記第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させるステップ５と、を実行し、
前記ステップ３から前記ステップ５を定期的に実行し、前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源に正又はゼロの振幅を有する電圧又は電流を出力させ、
前記ステップ３から前記ステップ５を実行する際に、異なるモードが適用され、前記異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じた前記モードが選択され、
少なくとも１つの前記モードにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁又は前記電力値P₁₂がめっき閾値未満であり、かつ、前記第１めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とするめっき装置。

【請求項30】

前記少なくとも１つのモードにおいて、前記第２めっき電源の前記電力値P₂₁又は前記電力値P₂₂が前記めっき閾値未満であり、かつ、前記第２めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項31】

前記モードのうちの第１グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値未満でありかつ前記第１めっき電源の電流密度が正であることにより前記シード層を修復又は保護し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂がゼロであることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項32】

前記モードのうちの第２グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値を超えることによりめっき層を形成し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂が前記めっき閾値未満でありかつ前記第１めっき電源の電流密度が正であることにより前記シード層を修復することを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項33】

前記モードのうちの第３グループにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁が前記めっき閾値を超えることによりめっき層を形成し、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₂が前記めっき閾値未満であり、前記第１めっき電源の電流密度がゼロであり、前記第１めっき電源の電圧が正であることにより、前記シード層を保護することを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項34】

前記陰極室に固定された拡散板をさらに備え、前記拡散板は多数の孔を有し、前記拡散板の底面は複数の下部挿入口を画定し、前記膜枠の前記複数の第１分離壁がそれぞれ前記複数の下部挿入口に挿入されていることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項35】

前記拡散板の上面に固定された複数の第２分離壁をさらに備えていることを特徴とする請求項３４に記載のめっき装置。

【請求項36】

前記拡散板の前記上面は複数の上部挿入口を画定し、前記複数の第２分離壁がそれぞれ前記複数の上部挿入口に挿入かつ固定されていることを特徴とする請求項３５に記載のめっき装置。

【請求項37】

前記複数の第２分離壁は、前記拡散板の前記上面に貼付又は溶接により固定されていることを特徴とする請求項３５に記載のめっき装置。

【請求項38】

前記第２分離壁の上部構造の形状が長方形、三角形又は円弧であることを特徴とする請求項３５に記載のめっき装置。

【請求項39】

前記拡散板の前記上面に固定された第３分離壁をさらに備え、前記第３分離壁は、前記膜枠の前記側壁と前記複数の第２分離壁のうち最も外側の第２分離壁との間において、前記複数の第２分離壁よりも低い位置にあることを特徴とする請求項３５に記載のめっき装置。

【請求項40】

前記膜枠の前記側壁の内面がクランプスロットを画定し、複数の固定部材が前記拡散板を前記陰極室に固定するように構成され、前記複数の固定部材がそれぞれ固定板と前記固定板の側壁から突出した挿入板とを有し、前記挿入板が前記膜枠の前記クランプスロットに挿入され、固定ネジが前記固定板を前記拡散板の端部に固定するように構成されていることを特徴とする請求項３４に記載のめっき装置。

【請求項41】

互いに隣接する２つの前記陽極領域ごとに、垂直に配置された仕切りによって分離されており、複数対のシールリングが前記陽極領域を分離して完全に独立した陽極領域を形成するように構成されていることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項42】

前記排出路出口はそれぞれ排出路に接続し、前記排出路は前記陽極領域のそれぞれに設けられ、前記排出路の上端は前記陽極領域の最も高い位置に配置されていることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項43】

前記排出路のそれぞれの上端は、第１面と、前記第１面に接続して斜め下方に延びる第２面とを有し、前記排出路の前記上端の前記第１面は前記膜に接し、前記膜と前記排出路の前記上端の前記第２面との間に排出路入口が形成されていることを特徴とする請求項４２に記載のめっき装置。

【請求項44】

前記膜枠の前記基部の底部は、斜め上向き形状、実質的にＶ字形状、又は、実質的に逆Ｖ字形状であることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項45】

前記複数の陽極領域は、それぞれ、導電性プレートと、導電性接続部材とをさらに収容し、前記導電性接続部材は、水平部と垂直部とを有し、前記導電性プレートは、前記陽極の下に位置し、前記導電性接続部材の前記水平部は、前記導電性プレートの下に位置し、前記導電性接続部材の前記垂直部は、制御されためっき電源に接続するために前記陽極領域の底部に形成された貫通孔を通過することを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項46】

前記導電性接続部材がそれぞれ独立しためっき電源に接続されていることを特徴とする請求項４５に記載のめっき装置。

【請求項47】

前記導電性接続部材の全てが制御された１つのめっき電源に接続され、前記めっき電源は部分めっきを実施するために前記陽極を切り替え可能であることを特徴とする請求項４５に記載のめっき装置。

【請求項48】

前記導電性接続部材の前記水平部と前記陽極領域の底部との間にそれぞれ設けられた外側シールリング及び内側シールリングをさらに備え、前記陽極領域の底部は、前記外側シールリングと前記内側シールリングとの間に脱イオン水トラフをさらに画定し、前記脱イオン水トラフは脱イオン水を含むことを特徴とする請求項４５に記載のめっき装置。

【請求項49】

前記複数の分岐管のそれぞれに設けられた前記複数の供給孔が複数の群に分けられ、前記複数の群のそれぞれが前記複数の陰極領域の1つに対応することを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項50】

前記複数の陰極領域のそれぞれに対応する前記複数の供給孔の密度が互いに同じであり、前記供給孔の直径が前記陰極室の中心から端部に向かって漸進的に大きくなっていることを特徴とする請求項４９に記載のめっき装置。

【請求項51】

前記複数の陰極領域のそれぞれに対応する前記複数の供給孔の直径が互いに同じであり、前記供給孔の密度が前記陰極室の中心から端部に向かって漸進的に大きくなっていることを特徴とする請求項４９に記載のめっき装置。

【請求項52】

複数の供給孔を有しかつ互いに対向する２つの前記分岐管が、1つの陰極領域に対してめっき液を供給するための一対の分岐管を形成し、前記一対の分岐管の供給孔は1つの陰極領域に対応していることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項53】

前記陽極室及び前記陰極室を取り囲む周縁室をさらに備え、前記周縁室は、前記周縁室の底部に設けられた複数の陰極液出口を有することを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項54】

前記周縁室の上部に配置されたシュラウドをさらに備えていることを特徴とする請求項５３に記載のめっき装置。

【請求項55】

前記基板がめっきされた後に前記基板上のめっき膜を洗浄するように構成された少なくとも１つの基板リンスノズルをさらに備えていることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項56】

前記基板めっき工程において、前記基板の中心が前記陰極室の中心からずれていることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【請求項57】

前記基板の中央領域におけるめっき液の流れ及び電界の均一性を向上させるため、前記膜枠の中心に配置されたセンターキャップ及び可調部材をさらに備えていることを特徴とする請求項２９に記載のめっき装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、基板の表面に金属層を析出させるためのめっき装置及びめっき方法に関し、より詳細には、半導体デバイスの配線構造を形成するために基板上に金属層を析出させるためのめっき装置及びめっき方法に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路のテクノロジーやプロセスの発展に伴い、従来の配線技術の限界を打破する新たな配線技術が求められている。アルミニウムおよびアルミニウム合金を導体材料とし、二酸化ケイ素を誘電体材料とするアルミニウム配線は、第1世代の相互接続技術と呼ばれている。超大規模集積回路（VLSI）の時代において、アルミ配線技術は、回路性能の要求を基本的に満たすことができるため、広く使用されている。デバイスのサイズがディープサブミクロンの領域になるにつれて、金属配線の幅の縮小、及び、金属配線の層数の増加が必要となる。しかしながら、配線材料にアルミニウムを使用しているため、金属配線の層数の増加や金属配線の幅の縮小に伴い、アルミニウムの配線抵抗が増加し、これにより回路の遅延時間の増加、信号の減衰やクロストーク効果、エレクトロマイグレーションの悪化やストレスマイグレーション障害が引き起こされ、回路の信頼性に重大な影響を及ぼす。

【0003】

そこで、従来のアルミニウムや二酸化ケイ素に代えて、銅（Cu）と低誘電率材料を用いて、半導体デバイスの配線構造を形成する新しいプロセスを開発した。ダマスカス構造をベースにした銅（Cu）の相互接続プロセスは、第2世代の相互接続プロセスと呼ばれている。半導体デバイスの銅（Cu）配線の形成に用いられる例示的なダマスカスプロセスは、基板上に誘電体層を形成するステップと、誘電体層にビアやトレンチ等のような凹部を形成するステップと、誘電体層及び凹部の壁にバリア層を形成するステップと、バリア層および凹部の壁にシード層を形成するステップと、シード層上に銅（Cu）層を形成し、凹部に銅（Cu）を充填するステップと、非凹部に形成されたCu層、シード層およびバリア層を除去するステップとを含んでよい。凹部に残った銅（Cu）層が、配線構造を形成する。凹部に銅（Cu）層を形成して配線構造を形成するには、PVD（物理的気相成長）、CVD（化学的気相成長）、電気めっき等、様々な手法が開発されている。PVDやCVDと比較して、電気めっきは、優れたギャップ充填能力と、高い成膜速度を有している。そのため、凹部に銅（Cu）層を析出させるため、電気めっきが徐々に普及してきている。しかしながら、デバイスの製造ノードの微細化が進み、次世代の半導体デバイスではより細い配線が適用される。より細い配線のプロセスを実現するため、より薄い銅（Cu）シード層や、コバルト（Co）等の新しいシード層の材料が適用される。銅（Cu）シード層の厚みが薄くなったり、シード層の材質が変わったりすると、抵抗値が高くなり、凹部を充填するための銅（Cu）めっきが困難になる。また、従来の電気めっきの電流は直流モードである。めっき率を上げるためにめっき電流を大きくすると、小さなギャップを充填する際にボイドが発生してしまう。

【発明の概要】

【0004】

本発明の一実施形態における、基板上のシード層に金属層をめっきするめっき方法は、
少なくとも第１陽極及び第２陽極を含むめっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬するステップ１と、
前記第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにするステップ２と、
前記第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにするステップ３と、
期間T₁₁の間前記第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させるステップ４と、
前記期間T₁₁の後、前記第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、期間T₂₁の間前記第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させるステップ５と、
前記期間T₂₁の後、前記第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させるステップ６と、を備え、
前記ステップ４から前記ステップ６を定期的に実行し、前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源に正又はゼロの振幅を有する電圧又は電流を出力させ、
前記ステップ４から前記ステップ６を実行する際に、異なるモードが適用され、前記異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じた前記モードが選択され、
少なくとも１つの前記モードにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁又は前記電力値P₁₂がめっき閾値未満であり、かつ、前記第１めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とする。

【0005】

本発明の別の実施形態における、基板上のシード層に金属層をめっきするめっき方法は、
少なくとも第１陽極及び第２陽極を含むめっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬すると同時に、前記第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにするステップ１と、
前記第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにするステップ２と、
期間T₁₁の間前記第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させるステップ３と、
前記期間T₁₁の後、前記第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、期間T₂₁の間前記第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させるステップ４と、
前記期間T₂₁の後、前記第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させるステップ５と、を備え、
前記ステップ３から前記ステップ５を定期的に実行し、前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源に正又はゼロの振幅を有する電圧又は電流を出力させ、
前記ステップ３から前記ステップ５を実行する際に、異なるモードが適用され、前記異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じた前記モードが選択され、
少なくとも１つの前記モードにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁又は前記電力値P₁₂がめっき閾値未満であり、かつ、前記第１めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護することを特徴とする。

【0006】

本発明の一実施形態における、基板上のシード層に金属層をめっきするめっき装置は、
めっきチャンバアセンブリを備え、
複数の独立した陽極領域に分割された陽極室であって、前記複数の独立した陽極領域はそれぞれめっき電源から電力供給される陽極を収容しかつ独立した陽極液入口、独立した陽極液出口及び独立した排出路出口を有する陽極室と、
前記陽極室の上部に固定された膜枠であって、基部を有し、前記基部の上部は上方に延びて側壁を形成し、前記基部及び前記側壁が陰極室を形成し、前記基部の上部に複数の第１分離壁が配置されて前記陰極室を複数の陰極領域に分割し、前記基部は前記複数の陰極領域にめっき液を供給するための複数対の分岐管を有し、前記複数の分岐管のそれぞれが複数の供給孔を有する膜枠と、
前記膜枠の前記基部の底部に取り付けられ、前記陽極室と前記陰極室とを分離する膜と、前記めっき電源を構成する第１めっき電源及び第２めっき電源を制御するコントローラと、をさらに備えている。
前記コントローラは、前記第１めっき電源をオンにするステップ１と、前記第２めっき電源をオンにするステップ２と、期間T₁₁の間前記第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させるステップ３と、前記期間T₁₁の後、前記第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、期間T₂₁の間前記第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させるステップ４と、前記期間T₂₁の後、前記第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させるステップ５と、を実行する。
前記コントローラは、前記ステップ３から前記ステップ５を定期的に実行し、前記第１めっき電源及び前記第２めっき電源に正又はゼロの振幅を有する電圧又は電流を出力させる。
前記ステップ３から前記ステップ５を実行する際に、異なるモードが適用され、前記異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じた前記モードが選択される。
少なくとも１つの前記モードにおいて、前記第１めっき電源の前記電力値P₁₁又は前記電力値P₁₂がめっき閾値未満であり、かつ、前記第１めっき電源の電圧及び電流の少なくとも一方が正であることにより、めっきのためのシード層を修復又は保護する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の例示的な実施形態に係るめっき装置の斜視図である。

【図2】本発明の例示的な実施形態に係るめっきチャンバアセンブリの透視図である。

【図3】図２に示すめっきチャンバアセンブリの断面図である。

【図4】陽極の電気的接続を示す部分拡大図である。

【図5】図２に示すめっきチャンバアセンブリの別の断面図である。

【図6】排出路の上部構造を示す部分拡大図である。

【図7】排出路を示す部分拡大図である。

【図8】膜枠の断面図である。

【図9a】膜枠の各種底面形状を示す図である。

【図9b】膜枠の各種底面形状を示す図である。

【図9c】膜枠の各種底面形状を示す図である。

【図10】複数の陰極領域における独立しためっき液供給を示す概略図である。

【図11a】複数の陰極領域に対応するめっき液供給孔の密度が同じで直径が異なる状態を示す模式図である。

【図11b】複数の陰極領域に対応するめっき液供給孔の直径が同じで密度が異なる状態を示す模式図である。

【図12】拡散板の斜視図である。

【図13】図１２に示す拡散板の断面図である。

【図14】拡散板の設置状態を示す部分拡大図である。

【図15a】第２分離壁が拡散板に固定される２つの方法のうちの１つを示す図である。

【図15b】第２分離壁が拡散板に固定される２つの方法のうちのもう１つを示す図である。

【図16a】第２分離壁の様々な形状を示す図である。

【図16b】第２分離壁の様々な形状を示す図である。

【図16c】第２分離壁の様々な形状を示す図である。

【図17】基板の中心が陰極室の中心と一致している状態のめっきプロファイルを示す。

【図18】基板の中心が陰極室の中心からずれている状態を示す図である。

【図19】基板の中心が陰極室の中心からがずれている状態のめっきプロファイルを示す。

【図20】本発明の別の例示的な実施形態に係るめっきチャンバアセンブリの斜視図である。

【図21】図２０に示すめっきチャンバアセンブリの断面図である。

【図22】基板のめっき中における、基板と第２分離壁とのギャップを示す簡略化された概略図である。

【図23】本発明のさらに別の例示的な実施形態に係るめっきチャンバアセンブリの断面図である。

【図24】図２３に示すめっきチャンバアセンブリの中央部の流れ調整を示す部分拡大図である。

【図25】センターキャップの斜視図である。

【図26】センターキャップの別の斜視図である。

【図27】可調部材の斜視図である。

【図28】本発明に係る各陽極に印加されるめっき電源の出力の波形図である。

【図29】本発明に係る部分めっきモードの定義を示す表である。

【図30】本発明の例示的な実施形態に係るめっき方法のフローチャートである。

【図31】本発明の別の例示的な実施形態に係るめっき方法のフローチャートである。

【図32】本発明に係る部分めっきの波形図である。

【図33】本発明に係る部分めっきの波形図である。

【図34】本発明に係る部分めっきの別の波形図である。

【図35】本発明に係る部分めっきのさらに別の波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、本発明の例示的な実施形態に係るめっき装置を示す。めっき装置は、チャックアセンブリ１００と、めっきチャンバアセンブリ２００とを含む。チャックアセンブリ１００は、めっき用の基板を保持するように構成されている。チャックアセンブリ１００は、基板を保持して、所望の速度で回転させたり、水平面に対して所望の角度に傾けたり、上下に移動させたりすることができる。チャックアセンブリ１００のより詳細な説明は、2015年12月4日に出願されたPCT/CN2015/096402に開示されており、そのすべてが参照により本明細書に組み込まれる。

【0009】

図２～図７を参照すると、めっきチャンバアセンブリ２００は、陽極室２１０と、陽極室２１０の上部に配置された陰極室２２０と、陽極室２１０と陰極室２２０とを分離する膜２３０と、陽極室２１０及び陰極室２２０を取り囲む周縁室２４０と、周縁室２４０の上部に配置されたシュラウド２５０とを含む。

【0010】

陽極室２１０は、複数の陽極領域２１１に分割されており、互いに隣接する２つの陽極領域２１１ごとに、垂直に配置された仕切り２１２によって分離されている。仕切り２１２の材料は、非導電性及び耐薬品性を具備している。仕切り２１２は、電界を分離し、電解質の流れ場を制限する。本発明を限定するものではないが、一実施形態において、陽極室２１０は４つの陽極領域２１１に分割されている。各陽極領域２１１は、陽極２１１１を収容している。陽極２１１１は、例えば、銅製の円筒や銅製の粒子であってよい。４つの陽極２１１１は、陽極室２１０の中心から端に向かって、第１陽極、第２陽極、第３陽極、第４陽極とそれぞれ番号をつけることができる。プロセス要件に応じて陽極２１１１を異なる材料で作成できることを認識されたい。

【0011】

図４に示すように、各陽極領域２１１は、導電性プレート２１１２と、T字型の導電性接続部材２１１３とをさらに収容しており、これらはいずれもチタン(Ti)で構成されてよい。導電性接続部材２１１３は、水平部と垂直部とを有する。導電性プレート２１１２は、陽極２１１１の下に位置する。導電性接続部材２１１３の水平部は、導電性プレート２１１２の下に位置し、導電性接続部材２１１３の垂直部は、独立して制御されためっき電源に接続するために陽極領域２１１の底部に形成された貫通孔を通過する。めっき電源は、直流電流／電圧電源又はパルス電源であってよい。めっき電流又は電圧は、部分めっきを実施するため、対応する導電性接続部材２１１３及び導電性プレート２１１２を介して、各陽極２１１１に供給される。或いは、一実施形態においては、全ての導電性接続部材２１１３がめっき電源に接続されており、めっき電源は、部分めっきを実施するために陽極２１１１を切り替え可能である。ネジ２１１４は、導電性プレート２１１２と導電性接続部材２１１３とを固定するために用いられる。陽極領域２１１のめっき液が貫通孔に漏れるのを防ぐため、導電性接続部材２１１３の水平部と陽極領域２１１の底部との間に、外側シールリング２１１５及び内側シールリング２１１６がそれぞれ設けられている。陽極領域２１１の底部は、外側シールリング２１１５と内側シールリング２１１６との間に、脱イオン水トラフ２１１７をさらに画定する。外側シールリング２１１５、内側シールリング２１１６及び脱イオン水トラフ２１１７は、同心円状である。脱イオン水トラフ２１１７は、脱イオン水を含む。ダブルシールリングを使用することで、シール効果が向上する。めっき液の結晶によって外側シールリング２１１５のシール効果が消失しても、内側シールリング2116によってめっき液が貫通孔に漏れるのを防ぐことができる。めっき液は、外側シールリング２１１５を流れた後、脱イオン水トラフ２１１７に流れ込む。めっき液は脱イオン水トラフ２１１７で希釈され、めっき液が内側シールリング２１１６の周りで結晶化して内側シールリング２１１６のシール効果が消失することが回避される。

【0012】

陽極室２１０の上部に膜枠２２１が固定されており、膜枠２２１の下部は仕切り２１２によって支持されている。膜枠２２１は、陰極室２２０を形成するように構成されている。膜枠２２１の底部に、陽極室２１０と陰極室２２０とを分離する膜２３０が取り付けられている。複数対のシールリング２６０は、陽極領域２１１間で質量及びエネルギーの伝達がないことを保証するように、陽極領域２１１を完全に分離するように構成されている。具体的には、一対のシールリング２６０が、膜枠２２１の底部と陽極室２１０の上部との間に設けられ、他の一対のシールリング２６０が、膜枠２２１の底部と仕切り２１２の上部との間にそれぞれ設けられ、完全に独立した陽極領域２１１を形成している。独立した各陽極領域２１１は、陽極領域２１１にめっき液を供給するための電解液流量制御装置に接続された陽極液入口２１３を有する。独立した各陽極領域２１１は、当該陽極領域２１１から老化した電解液、分解生成物及び粒子を排出するための陽極液出口２１４を有する。

【0013】

独立した各陽極領域２１１は、排出路出口２１５をさらに有する。各排出路出口２１５は、排出路２１６に接続している。排出路２１６は、陽極領域２１１に設けられ、仕切り２１２に接している。排出路２１６は、陽極領域２１１の最も高い位置に配置された上端２１７を有する。図６及び図７に示すように、排出路２１６の上端２１７は、第１面２１７１と、第１面２１７１に接続して斜め下方に延びる第２面２１７２とを有する。排出路２１６の上端２１７の第１面２１７１は膜２３０に接し、膜２３０と排出路２１６の上端２１７の第２面２１７２との間に排出路入口２１７３が形成されている。めっき工程において、電解液は、対応する陽極液入口２１３を介して各陽極領域２１１に送られ、排出路入口２１７３、排出路２１６及び排出路出口２１５を介して排出される。電解液に混入した気泡は、陽極領域２１１の最も高い位置に集められ、排出路入口２１７３、排出路２１６及び排出路出口２１５を介して排出される。各陽極領域２１１の陽極液出口２１４は、陽極室２１０の電解液をリフレッシュしたり陽極室２１０のメンテナンスを行う必要がある場合に、陽極領域２１１内の電解液を陽極室２１０外に完全に排出するために使用される。

【0014】

図８を参照すると、陰極室２２０を形成するように構成された膜枠２２１は、陽極室２１０の上部に水平に配置された基部２２１１を有する。基部２２１１は、剛性の高い穴あき又はメッシュ状のフレームである。基部２２１１の周縁部は、上方に延びて側壁２２１２を形成している。基部２２１１及び側壁２２１２は、陰極室２２０を構成している。側壁２２１２の内面は、クランプスロット２２１３を画定している。複数の第１分離壁２２１４は、基部２２１１の上部に配置され、陰極室２２０を複数の陰極領域に分割する。一実施形態では、陰極室２２０を、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８と名付けられた４つの陰極領域に分割するために、３つの第１分離壁２２１４が設けられている。

【0015】

膜枠２２１の基部２２１１は、陰極室２２０内にめっき液を供給するための複数対の分岐管２２１９を有する。各分岐管２２１９は、各分岐管２２１９内のめっき液の流れ方向が基部２２１１の端部から中心に向かうように、基部２２１１の端部から中心に向かって延びている。各分岐管２２１９は、陰極液入口２２２１に接続されている。各分岐管２２１９は、複数のめっき液供給孔２２２２を有する。各分岐管２２１９に設けられた複数の供給孔２２２２は、４つの群に分かれており、各群の供給孔２２２２は、1つの陰極領域に対応している。図１１ａに示すように、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８に対応する供給孔２２２２の密度は互いに同じであるが、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８に対応する供給孔２２２２の直径は互いに異なる。供給孔２２２２の直径は、第１陰極領域２２１５から第４陰極領域２２１８に向かって、漸進的に大きくなっている。別の実施形態では、図１１ｂに示すように、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８に対応する供給孔２２２２の直径は互いに同じであるが、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８に対応する供給孔２２２２の密度は互いに異なる。供給孔２２２２の密度は、第１陰極領域２２１５から第４陰極領域２２１８に向かって、漸進的に大きくなっている。各供給孔２２２２のめっき液噴霧方向は、鉛直面に対して傾斜している。図８からわかるように、各分岐管２２１９を介して、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８に同時にめっき液が供給されるため、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８のめっき液供給が非独立型の制御となっている。

【0016】

図１０に、陰極めっき液供給の他の実施形態が示されている。基部２２１１に、８本の分岐管２２１９が対称に配置されている。複数のめっき液供給孔２２２２を有しかつ互いに対向する２つの分岐管２２１９が、1つの陰極領域に対してめっき液を供給するための一対の分岐管を形成している。したがって、４対の分岐管２２１９が、それぞれ、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８にめっき液を供給するように構成されている。図１０からわかるように、一対の分岐管２２１９ごとのめっき液供給孔２２２２は、1つの陰極領域のみに対応しているため、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８のめっき液供給を独立して制御することができ、陰極領域間の電界干渉を回避できる。

【0017】

膜枠２２１の基部２２１１の底部には、陽極室２１０と陰極室２２０とを分離するように、膜２３０が取り付けられている。膜２３０を介して金属イオンのみが特定の方向に透過し、電解液や電解液中の添加物は膜２３０を介して透過することができない。これにより、陽極室２１０と陰極室２２０との間で金属イオンのみの交換が行われることが保証される。

【0018】

膜枠２２１の基部２２１１の底部は、様々な形状であってよい。例えば、基部２２１１の底部は、図９ａに示すように、斜め上向きである。或いは、基部２２１１の底部は、図９ｂに示すように、実質的にＶ字形状であるか、又は、図９ｃに示すように、実質的に逆Ｖ字形状である。

【0019】

陰極室２２０には、拡散板２７０が設けられている。図１２～図１４を参照すると、拡散板２７０は、当該拡散板２７０を貫通する多数の孔２７１を有する。孔２７１のサイズ及び分布は、電解質の質量場と電界を決定し、最終的にはめっきプロファイルとシステムの抵抗とに影響を与える。拡散板２７０の上面は、複数の上部挿入口２７２を画定している。複数の上部挿入口２７２は、同心円状である。一実施形態において、拡散板２７０の上面は、３つの上部挿入口２７２を画定している。拡散板２７０の下面は、複数の下部挿入口２７３を画定している。複数の下部挿入口２７３は、同心円状である。下部挿入口２７３の数は、膜枠２２１の第１分離壁２２１４の数と一致する。上部挿入口２７２及び下部挿入口２７３は、１対１の対応関係にある。一実施形態において、拡散板２７０の下面は、３つの下部挿入口２７３を画定している。膜枠２２１の複数の第１分離壁２２１４は、拡散板２７０の複数の下部挿入口２７３にそれぞれ挿入されており、これにより、陰極室２２０に拡散板２７０を支持している。図１４に示すように、複数の固定部材２７４が、拡散板２７０を陰極室２２０に固定するように構成されている。具体的には、各固定部材２７４は、固定板２７４１と、固定板２７４１の側壁から突出した挿入板２７４２とを有する。固定部材２７４の挿入板２７４２が膜枠２２１のクランプスロット２２１３に挿入され、固定ネジ２７４３が固定板２７４１を拡散板２７０の端部に固定するように構成されている。このようにして、拡散板２７０が陰極室２２０に固定されている。

【0020】

複数の第２分離壁２８０は、拡散板２７０の上部挿入口２７２に挿入かつ固定され、陰極室２２０を複数の陰極領域に分割し、基板端部のめっきプロファイル制御に恩恵を与える。一実施形態において、第２分離壁２８０の数は３つであり、陰極室２２０を４つの陰極領域に分割している。第２分離壁２８０は、ＰＶＣ、ＰＰ等の非導電性及び抗酸性を有する材料からなる。

【0021】

第２分離壁２８０を拡散板２７０の上面に固定する方法は、いくつかある。図１５ａ及び図１５ｂを参照すると、図１５ａでは、第２分離壁２８０が拡散板２７０の上面に貼付又は溶接により固定されており、図１５ｂでは、第２分離壁２８０が拡散板２７０の上面に挿入により固定されている。

【0022】

第２分離壁２８０の厚みは、基板上における第２分離壁２８０と重なる領域のめっきプロファイルに影響を与え得る。基板上における上記領域のめっき膜の厚みは、第２分離壁２８０の上方の電界が弱いため、基板上における他の領域のめっき膜の厚みよりも小さくなり、領域間のめっきプロファイルの境界効果を引き起こす。したがって、第２分離壁２８０は、厚みが小さいほど、境界効果を最小限に抑えることができる。一実施形態において、各第２分離壁２８０の厚みは、約０．５ｍｍである。第２分離壁２８０の上部の形状を最適化することによっても、境界効果を抑制することができる。図１６ａ～図１６ｃを参照すると、第２分離壁２８０の様々な形状が示されている。図１６ａにおいて、第２分離壁２８０'は、長方形の上部構造を有する。図１６ｂにおいて、第２分離壁２８０''は、三角形の上部構造を有する。図１６ｃにおいて、第２分離壁２８０'''は、円弧の上部構造を有する。三角形又は円弧の上部構造を有する第２分離壁は、長方形の上部構造を有する第２分離壁よりも優れており、境界効果を抑制するのに有利であることが明白である。

【0023】

再び図３を参照すると、周縁室２４０は、陽極室２１０及び陰極室２２０を取り囲んでいる。周縁室２４０は、当該周縁室２４０の底部に設けられた複数の陰極液出口２４１を有する。複数の陰極液出口２４１は、陰極液タンクにつながっている。陰極めっき液は、分岐管２２１９の供給孔２２２２を介して、第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８に供給される。第１陰極領域２２１５、第２陰極領域２２１６、第３陰極領域２２１７及び第４陰極領域２２１８の陰極めっき液は、上方に流れ、拡散板２７０を通過する。陰極室２２０のめっき液は、陰極室２２０から溢れ、周縁室２４０に受容される。周縁室２４０のめっき液は、陰極液出口２４１から排出され、陰極液タンクに受容される。

【0024】

図３及び図５を参照すると、基板のめっき中にめっき液が飛散することを回避するため、周縁室２４０の上部にシュラウド２５０が配置されている。シュラウド２５０は、収集溝２５１を有する。シュラウド２５０は、収集溝２５１に画定された液体入口２５２及び液体出口２５３を有する。シュラウド２５０を洗浄するための洗浄液を、液体入口２５２を介して収集溝２５１に供給することができる。収集溝２５１内の液体は、液体出口２５３から排出される。

【0025】

少なくとも１つの基板リンスノズル２９０は、電解液がめっき膜をエッチングするのを回避するため、基板がめっきされた後に基板上のめっき膜を洗浄するように構成されている。図５には、基板上のめっき膜を洗浄するための、１対の基板リンスノズル２９０が示されている。めっき膜の洗浄中、洗浄液は、シュラウド２５０の収集溝２５１により集められ、シュラウド２５０の液体出口２５３から排出される。

【0026】

チャック洗浄ノズル３００は、チャックアセンブリ１００を洗浄するように構成されている。チャックアセンブリ１００の洗浄中、洗浄液は、シュラウド２５０の収集溝２５１により集められ、シュラウド２５０の液体出口２５３から排出される。

【0027】

めっき装置が、相互接続構造を形成するための基板上に金属層をめっきするために使用される場合、基板４００は、めっきのために基板４００を保持するように構成されたチャックアセンブリ１００に移送される。チャックアセンブリ１００は、めっきチャンバアセンブリ２００の上方に配置されている。基板４００は、トレンチ、ビア等のパターン化された構造体を有する。チャックアセンブリ１００は、基板４００を搬送し、陰極室２２０のめっき液に基板４００を浸漬させる。チャックアセンブリ１００は、基板４００が陰極室２２０のめっき液に入る過程で、基板４００を水平面に対して予め設定された角度に傾かせ、予め設定された速度で回転させるように動作可能であり、同時に、基板４００を下方に移動させて陰極室２２０のめっき液に浸漬させるように動作可能である。基板４００の浸漬工程において、チャックアセンブリ１００は、基板４００が徐々に水平になり、最終的に基板４００が陰極室２２０のめっき液に完全に浸漬されたときに完全に水平になるように、動作可能である。
図１８を参照すると、基板４００のめっき処理中、好ましくは、基板４００の中心は、第２分離壁２８０によって誘発される境界効果を最小化又は排除するように、陰極室２２０の中心からずれている。図１７は、基板４００の中心が陰極室２２０の中心と一致している状態のめっきプロファイルを示す。図１９は、基板４００の中心が陰極室２２０の中心からがずれている状態のめっきプロファイルを示す。図１７からわかるように、基板４００のめっき処理中に、基板４００の中心が陰極室２２０の中心と一致している場合、基板４００上に、領域間のめっきプロファイルの境界効果が現れる。これに対し、基板４００の中心が陰極室２２０の中心からずれている場合は、図１９に示すように、領域間のめっきプロファイルの境界効果が現れない。

【0028】

基板４００と第２分離壁２８０の上端とのギャップは、めっき速度及びめっきプロファイルの制御に重要である。ギャップが小さいほど、単一の領域のめっきプロファイル制御に有利である。各領域のめっき電流が当該領域にのみ作用し、領域間の電流のクロストークが最小限に抑制される。ギャップが大きいほど、スムーズなめっきプロファイルの実現に有利である。したがって、基板４００のトレンチ、ビア等のパターン化された構造体の充填が完了した後、後続のオーバーバーデン金属層のめっきを実行しつつ、好ましくは、基板４００と第２分離壁２８０の上端とのギャップを、大きなギャップに調整することができる。ギャップは、めっき処理中、通常１～２０ｍｍに設定される。

【0029】

図２０～図２２を参照すると、本発明の別の例示的な実施形態に係るめっきチャンバアセンブリ５００が示されている。めっきチャンバアセンブリ５００は、陽極室５１０と、陽極室５１０の上部に配置された陰極室５２０と、陽極室５１０と陰極室５２０とを分離する膜５３０と、陽極室５１０及び陰極室５２０を取り囲む周縁室５４０と、周縁室５４０の上部に配置されたシュラウド５５０と、陰極室５２０に配置された拡散板５７０と、拡散板５７０に固定された複数の第２分離壁５８０と、基板がめっきされた後に基板上のめっき膜を洗浄するように構成された少なくとも1つの基板リンスノズル５９０とを含み、これらは全てめっきチャンバアセンブリ２００と同様である。めっきチャンバアセンブリ５００は、めっきチャンバアセンブリ２００と類似している。めっきチャンバアセンブリ５００とめっきチャンバアセンブリ２００との相違点は、めっきチャンバアセンブリ５００が第３分離壁５０１０を有する点にある。第３分離壁５０１０は、拡散板５７０の周縁であって、複数の第２分離壁のうち最も外側の第２分離壁５８０と陰極室５２０の側壁との間に、固定されている。第３分離壁５０１０の高さは、第２分離壁５８０の高さよりも低い。図２２に示すように、一実施形態では、陰極室５２０を、第１陰極領域５２１５、第２陰極領域５２１６、第３陰極領域５２１７及び第４陰極領域５２１８と名付けられた４つの陰極領域に分割するために、３つの第２分離壁５８０が設けられている。第３分離壁５０１０は、基板４００の周縁のめっきプロファイルを調整するため、第４陰極領域５２１８に設けられている。第３分離壁５０１０の高さが第２分離壁５８０の高さよりも低いことで、基板４００を陰極室５２０のめっき液に進入させ易い。拡散板５７０の上面は、複数の第３挿入口を画定しており、第３分離壁５０１０は基板４００の周縁のめっきプロファイルを調整するため、複数の第３挿入口のうちの１つに任意に挿入される。

【0030】

図２３～図２７を参照すると、本発明のさらに別の例示的な実施形態に係るめっきチャンバアセンブリ６００が示されている。めっきチャンバアセンブリ６００は、陽極室６１０と、陽極室６１０の上部に配置された陰極室６２０と、陽極室６１０と陰極室６２０とを分離する膜６３０と、陽極室６１０及び陰極室６２０を取り囲む周縁室６４０と、周縁室６４０の上部に配置されたシュラウド６５０と、陰極室６２０に配置された拡散板６７０と、拡散板６７０に固定された複数の第２分離壁６８０と、拡散板６７０の周縁に固定された第３分離壁６０１０と、基板がめっきされた後に基板上のめっき膜を洗浄するように構成された少なくとも1つの基板リンスノズル６９０とを含む。めっきチャンバアセンブリ６００は、めっきチャンバアセンブリ５００と類似している。めっきチャンバアセンブリ６００とめっきチャンバアセンブリ５００との相違点は、めっきチャンバアセンブリ６００がセンターキャップ６０２０及び可調部材６０３０をさらに含む点にある。センターキャップ６０２０及び可調部材６０３０は、陽極室６１０の上部に固定されかつ陰極室６２０を形成するように構成された膜枠６２１の中心に配置され、基板の中央領域におけるめっき液の流れ及び電界の均一性を向上させる。膜枠６２１の下部には、陽極室６１０と陰極室６２０とを分離する膜６３０が取り付けられている。

【0031】

図２４に示すように、膜枠６２１の底部の中心は、第１キャビティ６２１１１を画定している。第１キャビティ６２１１１の底部開口は、第１キャビティ６２１１１と陽極室６１０の中心に位置する陽極領域との間で金属イオンの交換のみが行われるように、膜６３０によって覆われている。第１キャビティ６２１１１は、膜枠６２１に画定されている複数の流路６２１１１２を介して、複数の分岐管６２１９に接続されている。めっき液は、複数の分岐管６２１９及び複数の流路６２１１１２を介して、第１キャビティ６２１１１に供給される。膜枠６２１の上部の中心は、第２キャビティ６２１１３を画定している。第２キャビティ６２１１３は、連通路６２１１１４を介して、第１キャビティ６２１１１に接続されている。第２キャビティ６２１１３の上部は、段差部６２１１５を形成するように外側に延びている。センターキャップ６０２０は、段差部６２１１５に支持されている。センターキャップ６０２０は、複数のネジによって、段差部６２１１５に固定されている。

【0032】

センターキャップ６０２０の一例を示す図２５及び図２６を参照されたい。センターキャップ６０２０は、センターキャップ６０２０の中心を通るセンターホール６０２０１を有する。センターキャップ６０２０は、流れの均一化のためにセンターキャップ６０２０に放射状に配置された複数のオリフィス６０２０２を有する。複数のオリフィス６０２０２の直径は、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。基板上では、半径が大きくなると、領域が増大し、めっきの物質移動を実現するためにより多くの流量が必要となる。そのため、オリフィス６０２０２の直径は、センターキャップ６０２０の中心から端部に向かって、漸進的に大きくなることが好ましい。或いは、センターキャップ６０２０上のオリフィス６０２０２の密度が、一定であってもよいし、異なってもよい。好ましくは、オリフィス６０２０２の密度は、センターキャップ６０２０の中心から端部に向かって漸進的に増加する。センターキャップ６０２０は、複数の取付孔６０２０３を有する。複数のネジは、センターキャップ６０２０の取付孔６０２０３と膜枠６２１の段差部６２１１５とにそれぞれ挿入され、センターキャップ６０２０を段差部６２１１５に固定する。好ましくは、センターキャップ６０２０と段差部６２１１５との間に、Oリングが設けられる。

【0033】

図２７は、可調部材６０３０の一例を示す。可調部材６０３０は、センターキャップ６０２０に供給されるめっき液の流量を調整し、さらに基板の中央領域に供給されるめっき液の流量を調整するように構成されている。可調部材６０３０は、センターキャップ６０２０のセンターホール６０２０１に挿入され、中央部の流れを規制するために膜枠６２１の連通路６２１１４の上端に配置されている。可調部材６０３０は、膜枠６２１の連通路６２１１４の上端を完全に塞ぎ、センターキャップ６０２０にめっき液が供給されないようにすることができる。また、可調部材６０３０を徐々に上昇させることで、連通路６２１１４の上端の開口が漸進的に開放され、センターキャップ６０２０にめっき液が供給される。したがって、可調部材６０３０を上昇又は下降させることで、基板の中央領域に供給されるめっき液の流量を調整することができる。一実施形態において、可調部材６０３０は、基体６０３０１と、基体６０３０１の下部に形成されたブロック部６０３０２とを有する。基体６０３０１は、円柱形状である。ブロック部６０３０２は、逆円錐形状である。基体６０３０１の上部は、ドライバー等の工具を用いて可調部材６０３０を容易に回転させるための溝状の開口６０３０３を画定している。可調部材６０３０を回転させることで、可調部材６０３０がセンターキャップ６０２０のセンターホール６０２０１内で上昇又は下降し、センターキャップ６０２０に供給されるめっき液の流れが調節され、さらに、基板の中心領域に供給されるめっき液の流れが調節される。センターキャップ６０２０に供給されるめっき液の流れは、可調部材６０３０によって独立して制御されることが理解されよう。

【0034】

各陽極に印加されるめっき電源の出力を示す、図２８を参照されたい。めっき電源は、パルス電源であってよい。

【0035】

図面には示されていないが、異なるモードで動作するようにめっき電源を制御するように構成されたコントローラが設けられている。コントローラは、各めっき電源に接続されてよい。また、コントローラは、めっき電源を以下のように動作するように制御するように構成されてよい。

【0036】

図２９と組み合わせて、各陽極に印加されるめっき電源を以下のモードに設定することができる。

【0037】

モードM_0A1： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n1は低く、1ASD未満である。なお、「n」は陽極のシリアル番号を表す。パルス長（即ち期間T_n1）は短く、10ms未満である。各期間T_n2において、めっき電源の出力はゼロである。パルス長（即ち期間T_n2）は短く、10ms未満である。モードM_0A1をとることで、基板上のシード層を保護することができ、シード層の表面がエッチングされたりめっき液によって制御不能なガルバニック反応が生じたりすることを回避できる。

【0038】

モードM_0A2： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電圧である。電力値P_n1は低く、1ASD未満である。パルス長（即ち期間T_n1）は短く、10ms未満である。各期間T_n2において、めっき電源の出力はゼロである。パルス長（即ち期間T_n2）は短く、10ms未満である。モードM_0A2をとることで、基板上のシード層を保護することができ、シード層の表面がエッチングされたりめっき液によって制御不能なガルバニック反応が生じたりすることを回避できる。

【0039】

モードM_0B1： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n1は低く、1ASD未満である。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力はゼロである。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。細線をめっきする際に、PVD（Physical Vapor Deposition）プロセスの不具合によって細線の側壁へのシード層の蒸着が連続せず均一でなくなると、細線の側壁にめっき不良が発生し、後続のめっきプロセスの実行時にボイドが形成されることがある。当該問題を解決するため、シード層上に金属層をめっきする前に、基板のパターン化された構造体上のシード層を修復することが好ましい。モードM_0B1をとることで、基板のパターン化された構造体上のシード層を修復することができる。また、めっき電源の出力が低電流であるため、期間T_n1では、めっき液中の添加剤が活性化されず、コンフォーマルめっきプロセスとなる。これにより、パターン化された構造体の底部や側壁に薄い金属層が均一にめっきされ、パターン化された構造体上のシード層の均一性を最適化することができる。

【0040】

モードM_0B2： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電圧である。電力値P_n1は低く、1ASD未満である。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力はゼロである。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM_0B1と同様、モードM_0B2をとることで、基板のパターン化された構造体上のシード層を修復することができる。

【0041】

モードM₁： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n1は大きく、1ASDを超える。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n2はゼロである。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM₁をとることで、添加物と協働して、期間T_n1内に、パターン化された構造体を充填するボトムアップめっきが形成される。パターン化された構造体において、垂直方向のめっき速度が加速され、水平方向のめっき速度が抑制される。

【0042】

モードM_２： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n1は大きく、1ASDを超える。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力は低電流であり、1ASD未満である。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM₂をとることで、期間T_n1内に、パターン化された構造体を充填するボトムアップめっきが形成され、期間T_n２内に、パターン化された構造体上のシード層を修復することができる。

【0043】

モードM₃： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n1は大きく、1ASDを超える。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力は、電流のない低電圧である。このとき、電流値は0ASDである。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM₃をとることで、期間T_n1では、パターン化された構造体を充填するボトムアップめっきが形成され、期間T_n2では、パターン化された構造体上のシード層が保護され、シード層の表面がエッチングされたりめっき液によって制御不能なガルバニック反応が生じたりすることを回避できる。

【0044】

モードM₄： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電流である。電力値P_n1は大きく、1ASDを超える。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力は、低電流（1ASD未満）かつ低電圧である。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM₄をとることで、期間T_n1では、パターン化された構造体を充填するボトムアップめっきが形成され、期間T_n2では、パターン化された構造体上のシード層が修復される。

【0045】

モードM₅： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電圧である。電力値P_n1は大きく、1ASDを超える。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力は、電流のない低電圧である。このとき、電流値は0ASDである。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM₅をとることで、期間T_n1では、パターン化された構造体を充填するボトムアップめっきが形成され、期間T_n2では、パターン化された構造体上のシード層が保護され、シード層の表面がエッチングされたりめっき液によって制御不能なガルバニック反応が生じたりすることを回避できる。

【0046】

モードM₆： 各期間T_n1において、めっき電源の出力は電圧である。電力値P_n1は大きく、1ASDを超える。パルス長（即ち期間T_n1）は長く、10msを超える。各期間T_n2において、めっき電源の出力は、低電流（1ASD未満）かつ低電圧である。パルス長（即ち期間T_n2）は長く、10msを超える。モードM₆をとることで、期間T_n1では、パターン化された構造体を充填するボトムアップめっきが形成され、期間T_n2では、パターン化された構造体上のシード層が修復される。

【0047】

モードM_OA1～モードM₆では、電流と電圧の両方を電流密度に変換して説明している。通常は、全ての陽極領域が同じ電流密度に設定されるが、実際のアプリケーションでは、流れや電界分布に応じて各陽極領域の電流補正が必要となる。

【0048】

モードM_OA1～モードM₆によれば、本発明は、例えば相互接続構造を形成するため、基板上に金属層をめっきするめっき方法を提供する。

【0049】

図３０及び図３２を参照し、本発明の一実施形態に係るめっき方法について説明する。パターン化された構造体を有する基板上に金属層をめっきするめっき方法は、以下のステップを含む。

【0050】

ステップ３００１： 少なくとも第１陽極及び第２陽極を含むめっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬する。
ステップ３００２： 第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにして期間T₁₁の間第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３００３： 期間T₁₁の後、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにして期間T₂₁の間第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させる。
ステップ３００４： 期間T₂₁の後、第２陽極に適用される第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させると同時に、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₁の間電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３００３からステップ３００４を定期的に実行する。第１めっき電源が期間T₁₁の電力値P₁₁と期間T₁₂の電力値P₁₂を連続して出力するように制御されることを、１サイクルと定義することができる。

【0051】

一実施形態において、電力値P₁₂は電力値P₁₁よりも低く、電力値P₂₂は電力値P₂₁よりも低い。

【0052】

一実施形態では、第１めっき電源が電力値P₁₂を出力するように調整することと、第２めっき電源が電力値P₂₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔がある。

【0053】

一実施形態では、第２めっき電源が電力値P₂₂を出力するように調整することと、第１めっき電源が電力値P₁₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔がある。

【0054】

一実施形態では、ステップ３００２からステップ３００５を実行する際に、異なるモードが適用される。当該異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じたモードが選択される。

【0055】

一実施形態では、第１めっき電源と第２めっき電源を順にオンにし、期間T₁₁と期間T₂₁を調整することで、第１陽極及び第２陽極を収容する陽極領域に対応するめっき膜の厚みを制御する。

【0056】

電力値P₁₂及び電力値P₂₂は、ゼロ又はそれぞれの設定値である。

【0057】

期間T₁₁及び期間T₂₁は、それぞれ0.01ms～2000msである。

【0058】

期間T₁₂及び期間T₂₂は、それぞれ0.01ms～2000msである。

【0059】

一実施形態において、第１めっき電源及び第２めっき電源は、パルス直流電流である。

【0060】

別の実施形態において、第１めっき電源及び第２めっき電源は、パルス直流電圧である。

【0061】

さらに別の実施形態において、第１めっき電源及び第２めっき電源は、期間T₁₁及び期間T₂₁においてパルス直流電流であり、期間T₁₂及び期間T₂₂において設定値のパルス直流電圧である。

【0062】

図３１及び図３２を参照し、本発明の別の実施形態に係るめっき方法について説明する。パターン化された構造体を有する基板上に金属層をめっきするめっき方法は、以下のステップを含む。

【0063】

ステップ３１０１： 少なくとも第１陽極及び第２陽極を含むめっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬すると同時に、第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにして期間T₁₁の間第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３１０２： 期間T₁₁の後、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにして期間T₂₁の間第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させる。
ステップ３１０３： 期間T₂₁の後、第２陽極に適用される第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させると同時に、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₁の間電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３１０４： 第１めっき電源及び第２めっき電源を定期的に調整する。第１めっき電源が期間T₁₁の電力値P₁₁と期間T₁₂の電力値P₁₂を連続して出力するように制御されることを、１サイクルと定義することができる。

【0064】

一実施形態において、電力値P₁₂は電力値P₁₁よりも低く、電力値P₂₂は電力値P₂₁よりも低い。

【0065】

一実施形態では、第１めっき電源が電力値P₁₂を出力するように調整することと、第２めっき電源が電力値P₂₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔がある。

【0066】

一実施形態では、第２めっき電源が電力値P₂₂を出力するように調整することと、第１めっき電源が電力値P₁₁を出力するように設定することとの間に、時間的な間隔がある。

【0067】

一実施形態では、第１めっき電源及び第２めっき電源を調整する際に、異なるモードが適用される。当該異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じたモードが選択される。

【0068】

一実施形態では、第１めっき電源と第２めっき電源を順にオンにし、期間T₁₁と期間T₂₁を調整することで、第１陽極及び第２陽極を収容する陽極領域に対応するめっき膜の厚みを制御する。

【0069】

電力値P₁₂及び電力値P₂₂は、ゼロ又はそれぞれの設定値である。

【0070】

期間T₁₁及び期間T₂₁は、それぞれ0.01ms～2000msである。

【0071】

期間T₁₂及び期間T₂₂は、それぞれ0.01ms～2000msである。

【0072】

一実施形態において、第１めっき電源及び第２めっき電源は、パルス直流電流である。

【0073】

一実施形態において、第１めっき電源及び第２めっき電源は、パルス直流電圧である。

【0074】

一実施形態において、第１めっき電源及び第２めっき電源は、期間T₁₁及び期間T₂₁においてパルス直流電流であり、期間T₁₂及び期間T₂₂において設定値のパルス直流電圧である。

【0075】

本発明の例示的な実施形態に係るめっき手順について説明する。本実施形態において、めっきチャンバアセンブリの陽極室は、４つの陽極領域及び４つの陽極を有する。４つの陽極は、陽極室の中心から端部に向かって、それぞれ第１陽極、第２陽極、第３陽極及び第４陽極と番号が付けられている。これに対応して、４つの陽極に対し、それぞれ４つのめっき電源が適用される。４つのめっき電源は、第１陽極に適用される第１めっき電源、第２陽極に適用される第２めっき電源、第３陽極に適用される第３めっき電源、第４陽極に適用される第４めっき電源と、それぞれ番号を付けることができる。

【0076】

＜めっき手順＞
ステップ３２０１： めっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬させる。当該工程では、従来の方法を用いることができる。
ステップ３２０２： 基板のパターン化された構造体をめっきする。ステップ３２０２は、さらに、以下のステップを含む。
ステップ３２０２１： 第１陽極に適用された第１めっき電源をオンにして、期間T₁₁の間第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３２０２２： 期間T₁₁の後、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにして期間T₂₁の間第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させる。
ステップ３２０２３： 期間T₂₁の後、第２陽極に適用される第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させると同時に、第３陽極に適用される第３めっき電源をオンにして期間T₃₁の間第３めっき電源に電力値P₃₁を出力させる。
ステップ３２０２４： 期間T₃₁の後、第３陽極に適用される第３めっき電源を調整して期間T₃₂の間電力値P₃₂を出力させると同時に、第４陽極に適用される第４めっき電源をオンにして期間T₄₁の間第４めっき電源に電力値P₄₁を出力させる。
ステップ３２０２５： 期間T₄₁の後、第４陽極に適用される第４めっき電源を調整して期間T₄₂の間電力値P₄₂を出力させると同時に、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₁の間電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３２０２２からステップ３２０２５を定期的に実行する。

【0077】

本発明の別の実施形態では、ステップ３２０２が以下のステップを含む。
ステップ３２０２１： 第４陽極に適用された第４めっき電源をオンにして、期間T₄₁の間第４めっき電源に電力値P₄₁を出力させる。
ステップ３２０２２： 期間T₄₁の後、第４陽極に適用される第４めっき電源を調整して期間T₄₂の間電力値P₄₂を出力させると同時に、第３陽極に適用される第３めっき電源をオンにして期間T₃₁の間第３めっき電源に電力値P₃₁を出力させる。
ステップ３２０２３： 期間T₃₁の後、第３陽極に適用される第３めっき電源を調整して期間T₃₂の間電力値P₃₂を出力させると同時に、第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにして期間T₂₁の間第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させる。
ステップ３２０２４： 期間T₂₁の後、第２陽極に適用される第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させると同時に、第１陽極に適用される第１めっき電源をオンにして期間T₁₁の間第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３２０２５： 期間T₁₁の後、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、第４陽極に適用される第４めっき電源を調整して期間T₄₁の間電力値P₄₁を出力させる。
ステップ３２０２２からステップ３２０２５を定期的に実行する。

【0078】

ステップ３２０２１からステップ３２０２５を実行する際に、異なるモードが適用される。当該異なるモードは、電力タイプ、電力値及び期間の長さの組み合わせが互いに異なり、めっきプロセスのフェーズに応じたモードが選択される。

【0079】

４つの陽極に適用される４つのめっき電源は、順番にオンされる。

【0080】

電力値P₁₂、電力値P_22、電力値P₃₂及び電力値P₄₂は、ゼロ又はそれぞれの設定値である。電力値P₁₂は、電力値P₁₁よりも低い。電力値P₂₂は、電力値P₂₁よりも低い。電力値P₃₂は、電力値P₃₁よりも低い。電力値P₄₂は、電力値P₄₁よりも低い。

【0081】

期間T₁₁、期間T₂₁、期間T₃₁及び期間T₄₁は、それぞれ0.01ms～2000msである。

【0082】

期間T₁₂、期間T₂₂、期間T₃₂及び期間T₄₂は、それぞれ0.01ms～2000msである。

【0083】

一実施形態において、４つのめっき電源は、図３３に示すように、パルス直流電流である。

【0084】

別の実施形態において、４つのめっき電源は、図３４に示すように、パルス直流電圧である。

【0085】

別の実施形態において、４つのめっき電源は、図３５に示すように、期間T₁₁、期間T₂₁、期間T₃₁及び期間T₄₁においてパルス直流電流であり、期間T₁₂、期間T₂₂、期間T₃₂及び期間T₄₂において設定値のパルス直流電圧である。

【0086】

ステップ３２０３： 基板上にオーバーバーデン金属層をめっきする。当該ステップでは、直流電流又は直流電圧を印加して、オーバーバーデン金属層のめっきを完成させる。
ステップ３２０４： 基板の第１乾燥を行う。
ステップ３２０５： 基板の予備洗浄を行う。
ステップ３２０６： 基板の第２乾燥を行う。

【0087】

＜めっき手順＞
ステップ３５０１： めっきチャンバアセンブリのめっき液に基板を浸漬させると同時に、第１陽極に適用された第１めっき電源をオンにして、期間T₁₁の間第１めっき電源に電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３５０２： 期間T₁₁の後、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₂の間電力値P₁₂を出力させると同時に、第２陽極に適用される第２めっき電源をオンにして期間T₂₁の間第２めっき電源に電力値P₂₁を出力させる。
ステップ３５０３： 期間T₂₁の後、第２陽極に適用される第２めっき電源を調整して期間T₂₂の間電力値P₂₂を出力させると同時に、第３陽極に適用される第３めっき電源をオンにして期間T₃₁の間第３めっき電源に電力値P₃₁を出力させる。
ステップ３５０４： 期間T₃₁の後、第３陽極に適用される第３めっき電源を調整して期間T₃₂の間電力値P₃₂を出力させると同時に、第４陽極に適用される第４めっき電源をオンにして期間T₄₁の間第４めっき電源に電力値P₄₁を出力させる。
ステップ３５０５： 期間T₄₁の後、第４陽極に適用される第４めっき電源を調整して期間T₄₂の間電力値P₄₂を出力させ、第１陽極に適用される第１めっき電源を調整して期間T₁₁の間電力値P₁₁を出力させる。
ステップ３５０６： ステップ３５０２～ステップ３５０５を繰り返し、パターン化された構造体のめっきを完成させる。
ステップ３５０７： 基板上にオーバーバーデン金属層をめっきする。
ステップ３５０８： 基板の第１乾燥を行う。
ステップ３５０９： 基板の予備洗浄を行う。
ステップ３５１０： 基板の第２乾燥を行う。

【0088】

以上に述べたように、本発明では、基板上の金属層のめっきにパルスモードを採用することで、基板上のシード層を保護することができる。また、本発明のめっき工程では、単位時間当たりの電力量が少ないため、陽極でのガスの発生を回避できる。したがって、めっきの品質が向上する。

【0089】

本発明に関する上述の説明は、例示及びの説明の目的で提示されたものである。網羅的であること、又は、上記の正確な形態に本発明を限定することは、意図されていない。上述した教示の観点から、多くの修正および変更が可能であることは、明らかである。当業者にとって明らかな修正および変更は、特許請求の範囲において定義される本発明の範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15a】

【図15b】

【図16a】

【図16b】

【図16c】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】