DE69823952T2 - Verfahren zum Plattieren - Google Patents

Verfahren zum Plattieren Download PDF

Info

Publication number
DE69823952T2
DE69823952T2 DE69823952T DE69823952T DE69823952T2 DE 69823952 T2 DE69823952 T2 DE 69823952T2 DE 69823952 T DE69823952 T DE 69823952T DE 69823952 T DE69823952 T DE 69823952T DE 69823952 T2 DE69823952 T2 DE 69823952T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
treatment medium
chamber
pressure
substrate
supercritical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69823952T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69823952D1 (de
Inventor
Fumio Tostsuka-ku Kuriyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69823952D1 publication Critical patent/DE69823952D1/de
Publication of DE69823952T2 publication Critical patent/DE69823952T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1675Process conditions
    • C23C18/168Control of temperature, e.g. temperature of bath, substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1619Apparatus for electroless plating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1635Composition of the substrate
    • C23C18/1644Composition of the substrate porous substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1675Process conditions
    • C23C18/1682Control of atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1675Process conditions
    • C23C18/1685Process conditions with supercritical condition, e.g. chemical fluid deposition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/90Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like at least one component of the composition being in supercritical state or close to supercritical state
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0085Apparatus for treatments of printed circuits with liquids not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46; conveyors and holding means therefor
    • H05K3/0088Apparatus for treatments of printed circuits with liquids not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46; conveyors and holding means therefor for treatment of holes

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Metallverdrahtungsherstellungsprozesse für Einrichtungen der nächsten Generation und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und ein Vorrichtung zum Erzeugen einer Metallablagerung innerhalb kleiner Hohlräume, die in einem Substrat hergestellt werden.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Bei herkömmlichen integrierten Halbleiterschaltungen werden Elemente, wie beispielsweise Transistoren, Widerstände und Kondensatoren, durch Aluminiumverdrahtung verbunden. Die Aluminiumverdrahtung wird hergestellt durch bilden eines Aluminiumfilms auf einem Substrat durch Sputter-Prozesse, durch Bilden eines Fotolackfilms auf dem Aluminiumfilm, durch Drucken von Verdrahtungsmustern auf dem Fotolackfilm und durch Ätzen des Aluminiumfilms, um Verdrahtungsleitungen zu hinterlassen. Eine ansteigende Integrationsdichte erfordert feinere Verbindungsleitungen, aber es gab einige Probleme, die durch die Eigenschaften des Aluminiummaterials selbst hervorgerufen wurden. Jedoch ist das Ätzverfahren manchmal nicht anwendbar zum Bilden von Verdrahtungsmustern unter Verwendung anderer Metalle, und eine unterschiedliche Vorgehensweise ist notwendig. Ein Ersatzverfahren für solche Fälle besteht darin, Nuten und Löcher für Verdrahtungszwecke auf dem Substrat herzustellen und die Hohlräume mit Metallen zu füllen unter Verwendung von Verfahren wie chemischer Dampfabscheidung (CVD), Sputtern oder Plattieren bzw. Metallisieren, und dann wird die unnötige Oberflächenschicht entfernt unter Verwendung wie beispielsweise chemischmechanischem Polieren (CMP).
  • Plattieren bzw. Metallisieren ist weit verbreitet als eine Technik zur Bildung von Metallfilmen bzw. -überzügen und besitzt viele günstige Eigenschaften. 7 zeigt eine einfache Plattiervorrichtung. Ein Plattierkammer 1 hält eine Plattierlösung 9, und eine Anoden-Elektrode 4, welche ein Substrat W hält, liegt einer Kathoden-Elektrode 3 gegenüber. Eine Rührvorrichtung 11 ist vorgesehen zum Rühren der Plattierlösung 9 während des Plattierverfahrens. Eine Vorbehandlung für das Plattieren umfasst das Waschen oder Ätzen des Substrats. Plattieren ist vorteilhaft wegen seiner relativ niedrigen Kosten und eine Material mit hoher Reinheit kann erzeugt werden unter Verwendung eines Prozesses bei niedriger Temperatur, welcher keine nachteilige thermische Verschlechterung bei dem plattierten Produkt hervorruft.
  • Da es jedoch schwierig ist, die Plattierlösung in kleine bzw. feine, auf dem Wafer hergestellte Hohlräume einzubringen, ist die derzeitige Plattiertechnik kaum in der Lage, tiefe Hohlräume mit einem hohen Längenverhältnis erfolgreich mit Metallen zu füllen. Selbst wenn das Substrat in die Plattierlösung getaucht wird, sind die Hohlräume mit restlicher Luft gefüllt, und wie in 6 gezeigt ist, ist eine vollständige Infiltration bzw. ein vollständiges Eindringen nicht möglich, und Fehlstellen werden in dem abgeschiedenen Metalle erzeugt. Es wird erwogen, dass die Benetzbarkeit des Substratmaterials und die Oberflächenspannung der Plattierlösung einen großen Einfluss auf das Eindringverhalten besitzen und die Schwierigkeiten mit abnehmender Breite der Hohlräume ansteigen.
  • US-A-5,403,621 offenbart ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einem ausgewählten Material, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Anordnen des Substrats in einer Beschichtungskammer und Kontaktieren des Substrats mit einer Mischung eines ausgewählten Beschichtungsmaterials in einem ausgewählten Gas mit dichter Phase bei einer ausgewählten Temperatur und einem Druck gleich oder über dem kritischen Druck des Gases mit dichter Phase für eine Zeitperiode, die ausreichend ist, um eine vollständiges Eindringen der Mischung in alle Oberflächen des Substrats zu gestatten. Dann wird die Phase des Gases mit dichter Phase verschoben, um eine Auslösung bzw. Abscheidung des gewählten Materials aus dem Gas mit dichter Phase zu erzeugen und um dadurch die Beschichtung des gewählten Materials auf dem Substrat zu bilden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer einwandfreien Metallabscheidung innerhalb feiner bzw. kleiner Hohlräume, die auf einem Substrat wie beispielsweise einem Halbleiterwafer hergestellt sind, um beispielsweise einen Verdrahtung einer integrierten Schaltungseinrichtung herzustellen, und zwar durch einen Plattiervorbehandlungsprozess zum gleichmäßigen Füllen der feinen Hohlräume mit Plattierlösung.
  • Das Ziel wurde erreicht bei einem Verfahren zum Erzeugen einer Metallabscheidung innerhalb feiner Hohlräume, die auf einem Substrat hergestellt sind, wobei das Verfahren die Schritte gemäß Anspruch 1 oder 8 umfasst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet die Eigenschaften einer Substanz in einem superkritischen Zustand. 3 ist ein Schaubild, das eine Kurve für den gesättigten Dampfdruck von Wasser zeigt mit Phasenänderungen von Dampf in Flüssigkeit und umgekehrt. Wie in 4 gezeigt ist, sei beispielsweise angenommen, dass Wasser von 1 kg Masse innerhalb eines Zylinders angeordnet wird und erwärmt wird, wobei ein solches System dann verschiedene Stadien bzw. Zustände durchläuft, wie beispielsweise eine flüssige Phase, einen Koexistenzzustand von flüssiger und Dampfphase, und eine Dampfphase, und zwar abhängig von Temperatur und Druck. Die Phasenbeziehung in einem solchen System kann hinsichtlich Druck und spezifischem Volumen beschrieben werden in einem Schaubild, das in 5 gezeigt ist. Oberhalb eines bestimmten Drucks kann das System keinen Koexistenzzustand von Dampf- und flüssiger Phase besitzen, sondern wird zu einer homogenen, einzigen Phase, die sich ohne Verdampfung ändert. Der Punkt, bei dem ein solches Phänomen eintritt, wird „ein kritischer Punkt" genannt und oberhalb des kritischen Punkts von Druck und Temperatur ist das System in „einem superkritischen Zustand", und nahe des kritischen Punkts ist das System in „einem subkritischen Zustand".
  • Eine Flüssigkeit vermindert ihre Oberflächenspannung, wenn die Temperatur ansteigt, und am kritischen Punkt wird die Oberflächenspannung null und das System wird zu einer homogenen einzigen Phase ohne Trennung oder Unterteilung in flüssige oder Dampfphasen. Wenn eine Flüssigkeit unter einem Druck, welcher höher ist als der kritische Druck, erwärmt wird, während der Druck aufrecht erhalten wird, ändert sich auch die Flüssigkeit in Dampf ohne einen Verdampfungsprozess, welcher ein Koexistenzzustand von flüssiger und Dampfphase ist. Umgekehrt kann dieser superkritische Dampf ohne Kondensationsprozess verflüssigt werden, wenn ein Dampf, welcher über den kritischen Punkt hinaus erwärmt und unter Druck gesetzt wurde, anschließend bei superkritischem Druck abgekühlt wird.
  • Wenn eine Plattierlösung oder Wasser (ein Lösungsmittel der Plattierlösung) einem Druck oberhalb 22 MPa (226 kfg/cm2) und einer Temperatur über 374°C (647 K) tritt sie bzw. es in den kritischen oder superkritischen Zustand ein. Unter diesen Bedingungen treten Stickstoff und Sauerstoff, die Hauptbestandteile von Luft, in den superkritischen Zustand ein, so dass das System innerhalb der Kammer eine homogene einzige Phase von Wasser und Luft wird. Wenn ein Substrat mit feinen Oberflächenhohlräumen in einen solchen superkritischen Zustand eingebracht wird, wird die in den Hohlräumen verbleibende Luft in die Umgebung diffundiert und die Hohlräume werden im Wesentlichen mit Wasser in einem superkritischen Zustand gefüllt. Durch Absenken der Kammertemperatur auf Raumtemperatur unter Beibehaltung des superkritischen Drucks und durch anschließendes Absenken des Innendrucks auf Normaldruck wird das Behandlungsmedium innerhalb der Kammer in eine flüssige Phase von Wasser oder Plattierlösung umgewandelt, ohne die Verdampfungsstufe zu durchlaufen, so dass die Hohlräume mit Wasser oder Plattierlösung gefüllt werden können, ohne von Oberflächenspannungseffekten oder Blasenbildung betroffen zu sein oder beeinträchtigt zu werden. Das Behandlungsmedium ist vorzugsweise ausgewählt aus Wasser oder Plattierlösung, die in einem nachfolgenden Plattierprozess verwendet werden soll. Ein solches Medium ist für alle nachfolgenden Herstellungsschritte harmlos. In dem Zustand der hohen Temperatur und des hohen Drucks bilden Wasser, Sauerstoff und Stickstoff eine einzige flüssige Phase, so dass die Hohlräume mit dem flüssigen Medium gefüllt werden können, ohne von Oberflächenspannung oder Blasenbildung betroffen zu sein oder beeinträchtigt zu werden. Das Behandlungsmedium ist vorzugsweise eine Substanz, deren kritischer Druck oder kritische Temperatur niedriger ist als der kritische Druck oder die kritische Temperatur von Wasser. Entsprechend können Hohlräume mit einer flüssigen Substanz unter einer einfachen Bedingung gefüllt werden, das heißt bei einer Temperatur und einem Druck, die niedriger sind als die kritische Temperatur von Wasser, das später durch die Plattierlösung ersetzt werden kann, daher sind die Kriterien zur Auswahl eines Mediums derart, dass es leicht durch eine Plattierlösung ersetzt werden kann und keine schädlichen Wirkungen beim Plattierprozess besitzt.
  • Das Behandlungsmedium kann Alkohol sein. Entsprechend können Hohlräume mit dem flüssigen Alkohol bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck gefüllt werden, wobei der flüssige Alkohol durch Plattierlösung ersetzt wird lediglich durch Eintauchen des vorbehandelten Substrats in die Plattierlösung, um mit dem Plattierprozess fortzufahren.
  • Die Kammer wird vorzugsweise evakuiert vor dem Füllen mit dem Behandlungsmedium. Entsprechend können nicht-kondensierbare bzw. nicht-verdichtbare Gase wie beispielsweise Luft, die an den Hohlräumen anhaftet, entfernt werden, bevor das Substrat dem Plattiervorbehandlungsprozess ausgesetzt wird, und daher kann ein Behandlungsmedium, wie beispielsweise Wasser oder Plattierlösung, gründlicher und schneller in die Hohlräume gefüllt werden.
  • Das Behandlungsmedium kann an die Kammer in einem flüssigen Zustand oder in einem Dampfzustand geliefert werden. Diese Variationen sehen eine erwünschte Flexibilität für das Verfahren vor. Der Innenraum der Kammer kann einer Druckänderung ausgesetzt werden während eines Vorgangs der Einführung des Behandlungsmediums in einer Dampfphase. Entsprechend können nicht-kondensierbare bzw. nicht-verdichtbare Gase, die an den Hohlräumen anhaften, entfernt werden, bevor das Substrat einem Plattiervorbehandlungsprozess ausgesetzt wird, und daher kann erreicht werden, dass Wasser oder eine Plattierlösung die Hohlräume gründlicher und schneller füllt ohne Blasenbildung.
  • Wie oben erklärt wurde, basiert das vorliegende Verfahren auf Eigenschaften einer Substanz in einem superkritischen Zustand um zu ermöglichen, dass die feinen Hohlräume mit Plattierlösung gefüllt werden. Ein solches Verfahren ermöglicht, Substrate vorzubereiten, die ordnungsgemäß vorbereitet sind für fehlerfreies Plattieren. Daher wird das Plattierergebnis verbessert, um effizient Halbleitersubstrate mit hoher Qualität ohne unkontrollierte lokale Fehler zu produzieren, wodurch eine Technologie vorgesehen wird, die geeignet ist für hochintegrierte Schaltungen, die in Zukunft erwartet werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Plattiervorbehandlungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Plattiervorbehandlungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist ein Schaubild, das eine Kurve des gesättigten Dampfdrucks von Wasser zeigt;
  • 4 zeigt Phasenänderungen von Wasser, die in einem Zylinder auftreten;
  • 5 ist ein Phasendiagramm von Wasser;
  • 6 ist eine Darstellung einer verbleibenden Blase innerhalb eines Hohlraums; und
  • 7 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Plattiervorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Plattiervorbehandlungsvorrichtung, die im Wesentlichen aus Folgendem besteht: einer Verarbeitungskammer 53, die eine hermetisch abdichtbare Kammer ist; einem Flüssigkeitslieferrohr (Plattiervorbehandlungsmedium-Lieferrohr) 55; einem Gasauslassrohr 57; und einem Flüssigkeitsauslassrohr 58, die jeweils mit der Verarbeitungskammer 53 verbunden sind. Ein Druckmesser 7 und ein Druckschalter 8 sind an der Verarbeitungskammer 53 befestigt, und eine Verarbeitungstemperatursteuereinrichtung 78 und ein Halter 2 zum Halten eines Substrats W sind innerhalb der Kammer 53 aufgenommen.
  • Das Flüssigkeitslieferrohr 55 ist mit einem Speichertank 76, einer Pumpe 74, einem Einstellventil 71, einem Rückschlagventil 75, einer Temperatureinstellvorrichtung 77 und einem Temperatursensor 6 versehen und wird verwendet zum Einführen der Flüssigkeit unter Druck in die Verarbeitungskammer 53. Das Gasauslassrohr 57 besitzt ein Abschaltventil 23 und ein Überdruckventil 36 und ist in der Lage, Gas sicher aus der Verarbeitungskammer 53 abzuziehen bzw. auszustoßen. Das Flüssigkeitsauslassrohr 58 besitzt ein Abschaltventil 24 und ein Einstellventil 72 und besorgt das Ablassen der Flüssigkeit aus der Verarbeitungskammer 53 unter kontrolliertem Druck.
  • Das Verfahren zur Plattiervorbehandlung unter Verwendung der oben dargestellten Vorrichtung ist wie folgt. Ein Substrat W mit feinen Hohlräumen 62, wie es in 6 gezeigt ist, wird innerhalb der Verarbeitungskammer 53 angeordnet, und die Flüssigkeit wird durch das Flüssigkeitslieferrohr 55 in die Verarbeitungskammer 53 eingeführt, während gleichzeitig Luft aus der Verarbeitungskammer 53 durch das Gasauslassrohr 57 entfernt wird. Nachdem die Verarbeitungskammer 53 mit der Flüssigkeit gefüllt ist, wird das Abschaltventil 23 des Gasauslassrohrs 57 geschlossen und unter Verwendung der Pumpe 74 des Flüssigkeitslieferrohrs 55 wird die Verarbeitungskammer 53 unter Druck gesetzt auf einen Druck oberhalb des kritischen Drucks von 22 MPa (226 kgf/cm2). An diesem Punkt wird die Temperatur der Flüssigkeit in der Verarbeitungskammer 53 erhöht unter Verwendung der Verarbeitungstemperatursteuereinrichtung 78, und zwar auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur von 374°C (647 K). Der Druckanstieg begleitet von dem Temperaturanstieg in der Flüssigkeit wird eingestellt durch Entfernen von überschüssiger Flüssigkeit durch das Einstellventil 72 des Flüssigkeitsauslassrohrs 58.
  • Durch diese Vorgehensweise wird die Kammer 53 in einem superkritischen Zustand gehalten, und die Flüssigkeit und eine kleine Menge von Restluft in der Verarbeitungskammer 53 bilden nun eine gleichförmige einzige Phase, und die feinen Hohlräume 62 werden mit einem Strömungsmittel bzw. Fluid gefüllt, das hauptsächlich aus dem flüssigen Medium besteht. Nachfolgend wird die Temperatur der Verarbeitungskammer 53 unter Verwendung der Verarbeitungstemperatursteuereinrichtung 78 gesenkt, und gleichzeitig wird Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitslieferrohr 55 eingeführt, um den Druck innerhalb der Kammer 53 anzupassen bzw. einzustellen, so dass die Flüssigkeit in der Kammer in den normalen Zustand bei Raumtemperatur und normalem Druck zurückgebracht wird ohne eine Verdampfungsstufe. Bei dieser Vorgehensweise ist es möglich, die in dem Substrat W gebildeten Hohlräume 62 mit dem Plattiervorbehandungsmedium zu füllen. Nachdem die feinen Hohlräume mit der Flüssigkeit gefüllt sind, wird das Substrat in die Plattierlösung eingetaucht, um die Flüssigkeit durch Plattierlösung zu ersetzen, um den Plattiervorgang durchzuführen.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Plattiervorbehandlungsvorrichtung, und obwohl diese Vorrichtung im Wesentlichen die gleiche ist wie die in 1 gezeigte Vorrichtung, ist sie doch unterschiedlich in einem Aspekt, nämlich, dass diese Vorrichtung konstruiert ist zum Einführen von Hochtemperaturdampf als Plattiervorbehandlungsmedium in die Kammer 53, um eine superkritische Umgebung zu schaffen. In diesem Fall weist die Verarbeitungskammer 53 als eine hermetische Kammer folgendes auf: Ein Dampflieferrohr (Plattiervorbehandlungsmediumlieferrohr) 91, ein Gasauslassrohr 57 und ein Flüssigkeitauslassrohr 58, die jeweils mit der Verarbeitungskammer 53 verbunden sind. Ein Druckmesser 7 und ein Druckschalter 8 sind an der Kammer 53 befestigt, und ein Substrathalter 2 und eine Verarbeitungstemperatursteuereinrichtung 78 sind innerhalb der Kammer 53 aufgenommen.
  • Das Dampflieferrohr 91 besitzt eine Pumpe 74, einen Boiler 79, ein Abschaltventil 31, ein Einstellventil 71 und eine Temperatureinstellvorrichtung 80 und führt Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck sowie Dampf in superkritischem Zustand in die Kammer 53 ein. Entsprechend ist es möglich, den Innenraum der Kammer 53 in einen superkritischen Zustand umzuwandeln anhand der Dampfphase und die Substanz in der Kammer 53 auf normale Temperatur und normalen Druck zurückzubringen, ohne die Flüssigkeit innerhalb der Kammer verdampfen zu müssen, wie es der Fall ist bei der in 1 gezeigten Vorrichtung.
  • Obwohl bei den oben angegebenen Ausführungsbeispielen das Plattiervorbehandlungsmedium in seinem superkritischen Zustand verwendet wird, ist es auch möglich, das Medium in seinem subkritischen Zustand zu verwenden. Auch wurden Wasser oder Plattierlösung in diesen Fällen verwendet, aber ein anderes Medium, wie beispielsweise Alkohol, kann auch verwendet werden. Durch Verwendung von Alkohol als Plattiervorbehandlungsmedium können eine niedrigere Temperatur und ein niedrigerer Druck verwendet werden, um den superkritischen Zustand zu erreichen. Nach dem Füllen der feinen Hohlräume mit Alkohol wird das Substrat auch in der gleichen oder in einer anderen Kammer eingetaucht, um das Plattiervorbehandlungsmedium durch Plattierlösung zu ersetzen, um den Plattiervorgang durchzuführen.
  • Auch wurde in den obigen Ausführungsbeispielen nur ein Substrat behandelt, aber es ist zweckmäßig, mehr als ein Substrat gleichzeitig zu verarbeiten hinsichtlich Energieeinsparung und Produktivität. In einem solchen Fall können die Substrate in einer Kassette angeordnet werden, die mehrere Substrate halten kann und die in die Flüssigkeit eingetaucht werden kann, was auch die Übertragung von Substraten aus der Plattiervorbehandlungskammer in die Plattierkammer erleichtert. Auch ist es möglich, die Behandlung in einen kontinuierlichen Prozess einzubauen, so dass die Kammer so konstruiert ist, dass sie sowohl als Plattiervorbehandlungskammer als auch als Plattierkammer verwendet werden kann.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erzeugung einer Metallabscheidung innerhalb feiner Hohlräume (62), die auf einem Substrat (W) hergestellt sind, wobei das Verfahren Folgendes vorsieht: Anordnen des Substrats (W) in einer hermetischen Kammer (53); Füllen der Kammer (53) mit einem Behandlungsmedium, welches bei normaler Temperatur und Druck flüssig ist, wobei das Behandlungsmedium aus einer Plattierlösung oder Wasser oder Alkohol oder einer Substanz besteht, deren superkritischer Druck oder superkritische Temperatur niedriger ist als der superkritische Druck bzw. die superkritische Temperatur von Wasser; Halten des Behandlungsmediums innerhalb der Kammer (53) in einem subkritischen oder superkritischen Zustand; Umwandeln des Behandlungsmediums innerhalb der Kammer (53) in flüssige Phase, ohne durch eine Dampfphase zu gehen, und zwar durch Steuern des Drucks und der Temperatur innerhalb der Kammer (53), derart, dass das erwähnte, eine flüssige Phase besitzende Behandlungsmedium in die feinen Hohlräume (62) gefüllt wird, wobei die erwähnten Aufrechterhaltungs- und Umwandlungsoperationen in einer sequenziellen Art und Weise ausgeführt werden; und (a) wenn das Behandlungsmedium Wasser oder Alkohol oder eine Substanz ist, deren superkritischer Druck oder superkritische Temperatur niedriger ist als der superkritische Druck oder die superkritische Temperatur des Wassers, Ersetzen des Behandlungsmediums innerhalb der feinen Hohlräume durch eine Plattierlösung; und Plattieren des Substrats (W) zur Erzeugung einer Metallabscheidung innerhalb der feinen Hohlräume (62) durch Eintauchen des Substrats (W) in die Plattierlösung, nachdem die feinen Hohlräume mit dem Behandlungsmedium gefüllt sind, um das Behandlungsmedium durch die Plattierlösung zu ersetzen, oder (b) wenn das Behandlungsmedium die Plattierlösung ist, Plattieren des Substrats (W) zur Erzeugung einer Metallabscheidung innerhalb der feinen Hohlräume (62).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmedium Wasser ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmedium eine Substanz ist, deren superkritischer Druck oder superkritische Temperatur geringer ist als der superkritische Druck oder die superkritische Temperatur des Wassers.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmedium Alkohol ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kammer (53) vor dem Füllen mit dem Behandlungsmedium evakuiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmedium zur Kammer (53) in einem flüssigen Zustand geliefert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmedium zur Kammer (53) in einem Dampfzustand geliefert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Innenumgebung der Kammer (53) einer Druckveränderung während eines Prozesses der Einführung des erwähnten Behandlungsmediums in einer Dampfphase ausgesetzt ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 für die Herstellung einer Verdrahtung durch Erzeugen einer Metallabscheidung innerhalb feiner Hohlräume (62), die auf einem Substrat (W) hergestellt sind, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist: Entfernen nicht erwünschter, auf dem Substrat (W) abgeschiedener Metallzonen durch chemisch-mechanisches Polieren.
DE69823952T 1997-09-16 1998-09-16 Verfahren zum Plattieren Expired - Fee Related DE69823952T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26930297 1997-09-16
JP26930297A JP3945872B2 (ja) 1997-09-16 1997-09-16 めっき前処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69823952D1 DE69823952D1 (de) 2004-06-24
DE69823952T2 true DE69823952T2 (de) 2005-05-12

Family

ID=17470460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69823952T Expired - Fee Related DE69823952T2 (de) 1997-09-16 1998-09-16 Verfahren zum Plattieren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6123984A (de)
EP (1) EP0913497B1 (de)
JP (1) JP3945872B2 (de)
KR (1) KR100538301B1 (de)
DE (1) DE69823952T2 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027357A1 (en) * 1999-10-12 2001-04-19 Semitool, Inc. Method and apparatus for executing plural processes on a microelectronic workpiece at a single processing station
US20050205111A1 (en) * 1999-10-12 2005-09-22 Ritzdorf Thomas L Method and apparatus for processing a microfeature workpiece with multiple fluid streams
JP4660661B2 (ja) * 2000-02-22 2011-03-30 コスモ石油株式会社 プラスチックのメッキ前処理方法、メッキ方法、メッキ物の製造方法及びメッキ装置
EP1314799B1 (de) * 2000-08-24 2013-10-16 Hideo Yoshida Elektrochemisches behandlungsverfahren wie elektroplattierung und elektrochemisches reaktionsvorrichtung dafür
CN101147908A (zh) 2002-05-20 2008-03-26 松下电器产业株式会社 清洗方法
WO2004044281A2 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 The Regents Of The University Of California Nano-porous fibers and protein membranes
US7217749B2 (en) * 2003-01-20 2007-05-15 Northern Technologies International Corporation Process for infusing an alkali metal nitrite into a synthetic resinous material
US7217750B2 (en) * 2003-01-20 2007-05-15 Northern Technologies International Corporation Process for incorporating one or more materials into a polymer composition and products produced thereby
JP2004225152A (ja) * 2003-01-27 2004-08-12 Tokyo Electron Ltd 基板処理方法および半導体装置の製造方法
CN101459050B (zh) * 2007-12-14 2013-03-27 盛美半导体设备(上海)有限公司 电化学或化学沉积金属层前预浸润晶片表面的方法和装置
US10221488B2 (en) * 2015-09-18 2019-03-05 General Electric Company Supercritical water method for treating internal passages

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2719782B2 (ja) * 1987-08-19 1998-02-25 イビデン株式会社 多層プリント配線板の製造方法
JPH02209729A (ja) * 1989-02-09 1990-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及び異物除去装置
JPH03127832A (ja) * 1989-10-13 1991-05-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及び乾燥装置
KR930019861A (ko) * 1991-12-12 1993-10-19 완다 케이. 덴슨-로우 조밀상 기체를 이용한 코팅 방법
JPH07283219A (ja) * 1994-04-13 1995-10-27 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法および半導体装 置の製造装置
JPH09139374A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Hitachi Ltd 表面処理方法および装置ならびにこれにより得られた素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP0913497A1 (de) 1999-05-06
EP0913497B1 (de) 2004-05-19
KR19990029783A (ko) 1999-04-26
JPH1192990A (ja) 1999-04-06
US6123984A (en) 2000-09-26
DE69823952D1 (de) 2004-06-24
JP3945872B2 (ja) 2007-07-18
KR100538301B1 (ko) 2006-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69823952T2 (de) Verfahren zum Plattieren
DE3612280C2 (de)
DE60003892T2 (de) Wolfram-dotierter tiegel und verfahren zu seiner herstellung
DE69936131T9 (de) Verfahren und vorrichtung zur entfernung eines photoresistfilms
DE4022401C2 (de)
DE60217317T2 (de) Wärmebehandlungsverfahren
EP0004289A2 (de) Verfahren zum Verbinden einer ersten integrierten Schaltungsvorrichtung mit einer Anzahl von Verbindungspunkten mit einer zweiten integrierten Schaltungsvorrichtung
DE4020324A1 (de) Verfahren zum herstellen eines duennen films auf einem substrat
DE3314100A1 (de) Verfahren zum herstellen eines integrierten kondensators und eine auf diese weise erhaltene anordnung
EP1169145A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reinigen von substraten
DE10392819T5 (de) Temperaturregelungsablauf von Bädern zur stromlosen Beschichtung
DE19952604B4 (de) Vorrichtung zum Ausbilden eines Beschichtungsfilms
DE60022067T2 (de) Verfahren zur chemischen Dampfablagerung von Wolfram auf einem Halbleitersubstrat
DE19654096A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes
DE60105141T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer organischen Dünnschicht
AT516576B1 (de) Verfahren zum Verbinden von zwei Substraten
DE69419942T3 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung einer halbleiterscheibe in einer flüssigkeit
DE2732553C2 (de) Verfahren zum Imprägnieren von porösen Körpern, insbesondere Kohlenstoff- und Graphitkörpern, sowie Imprägnieranlage zur Durchführung des Verfahrens
DE10231698A1 (de) Verfahren zur Verbesserung des Transfers von Zusatzmaterial mittels einer Schablone auf einen Träger sowie zugehörige Schablone
DE19523028C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Heiz- und Abkühlzyklen heißdampfbetriebener Heißdampf-Reaktionsbehälter
DE4316114A1 (de) Röntgenstrahlen-Maske und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2334658C3 (de) Verfahren zum Zerteilen von Halbleiterscheiben
DE19927527A1 (de) Verfahren zur naßchemischen Behandlung einer Halbleiterscheibe
DE10256696A1 (de) Verfahren zum Trocknen von Substraten
DE2333167A1 (de) Elektrisches duennschichtbauteil

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee