JP2002053972A - 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法 - Google Patents
無電解メッキ装置および無電解メッキ方法Info
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Abstract
液を用いる無電解メッキにおいて、無電解メッキ中のメ
ッキ液温度を所定の温度に保って、均質なメッキ膜の生
成を図るとともに、最小限の高温のメッキ液で無電解メ
ッキを行う。 【解決手段】 メッキ液31を入れるメッキ浴容器11
と、メッキ浴容器11を加熱するものでメッキ浴容器1
1に備えた加熱源12と、メッキ液を貯えておく貯蔵部
21と、貯蔵部21よりメッキ浴容器11にメッキ液3
1を供給するメッキ液供給部22とを備えたもので、メ
ッキ液供給部22は、貯蔵部21から供給されるメッキ
液を加熱する加熱部23を備えたものである。
Description
および無電解メッキ方法に関し、詳しくは無電解メッキ
により金属薄膜を生成する無電解メッキ装置および無電
解メッキ方法に関する。
抗、低容量、高信頼性を与えることから、配線の寄生抵
抗、寄生容量による回路遅延が支配的になる微細素子に
おいて、重要度が高まっている。銅配線を形成する最も
一般的な方法として広く受け入れられている方法はダマ
シン法である。そのなかでも、製造コストの点からデュ
アルダマシン法が受け入れられている。銅配線の製造プ
ロセスは、デュアルダマシン法の採用によって、従来の
アルミニウム配線工程よりも低コスト化されることが期
待されている。
い銅表面を被覆して表面酸化を防止するキャップ膜とし
て、比誘電率が8と高い窒化シリコンを使用していた。
その結果、配線システム全体の寄生容量を増大させると
いう問題があった。この問題を解決するための一つの方
法として、銅配線表面を選択的な無電解メッキコバルト
タングステンリン(以下CoWPと記す)により被覆す
ることが提案されている(S.Lopatin et al.,Proc. of
Advanced Metallization Conference (1997) p.438参
照)。
トタングステンリン(以下CoWPと記す)の成膜は、
メッキ液(電解質溶液)の温度を70℃程度の高温にす
る必要がある。このような高温では、電解質溶液の変性
劣化が激しい。このため、CoWP無電解メッキプロセ
スを量産プロセスとして使用する場合、過熱された電解
質溶液の安定供給が困難であるという問題点がある。ま
た、加熱する液量を最低限に抑えるため、供給直前に電
解質溶液を加熱する方法も試みられたが、液温の精密な
制御が難しい。そのため、メッキ初期から終了まで一定
の温度でメッキを行うことが困難であるため、均質なメ
ッキ膜を生成することが困難であった。
質溶液は高価であるため、ウエハ1枚当たりの製造単価
が高くなる。そのため、従来のように、電解質溶液を入
れた処理槽内に複数枚のウエハを浸漬して高温で無電解
メッキを行うことは多量の電解質溶液を必要とすること
になるため、製造コストが高くなるという問題があっ
た。
決するためになされた無電解メッキ装置および無電解メ
ッキ方法である。
キ液を入れるメッキ浴容器と、このメッキ浴容器を加熱
するものでメッキ浴容器に備えた加熱源と、メッキ液を
貯えておく貯蔵部と、この貯蔵部よりメッキ浴容器にメ
ッキ液を供給するメッキ液供給部とを備えたもので、メ
ッキ液供給部は、貯蔵部から供給されるメッキ液を加熱
する加熱部を備えたものである。
浴容器を加熱する加熱源をメッキ浴容器に備えたことか
ら、メッキ初期から終了まで一定の温度で無電解メッキ
が行える。そのため、膜厚方向に均質なメッキ膜が生成
される。
熱する加熱部を備えたことから、メッキ浴容器に供給さ
れる直前で無電解メッキに必要なだけのメッキ液を加熱
することが可能になる。そのため、貯蔵しておくメッキ
液全体を高温に保持するために加熱する必要がなくな
る。すなわち、変性、劣化を起こさない温度でメッキ液
を貯蔵することができる。よって、貯蔵しておくメッキ
液は変性、劣化を起こすことがないので、常に、一定の
品質のメッキ液を供給することが可能になる。
ハを載置して加熱する加熱源と、このウエハの表面側周
に沿ってウエハにシール材を介して密着するように設置
した側壁と、メッキ液を貯えておく貯蔵部と、この貯蔵
部よりウエハ上にメッキ液を供給するメッキ液供給部と
を備えたもので、このメッキ液供給部は、貯蔵部から供
給されるメッキ液を加熱する加熱部を備えたものであ
る。
を載置して加熱する加熱源を備えたことから、ウエハ上
に供給されたメッキ液をメッキ初期から終了まで一定の
温度に保持した状態で無電解メッキが行える。そのた
め、膜厚方向に均質なメッキ膜が生成される。また、ウ
エハの表面側周に沿ってウエハにシール材を介して密着
するように側壁を設置したことから、ウエハとシール材
と側壁とで供給されるメッキ液を入れる容器が構成され
る。そのため、ウエハ上に供給されたメッキ液はこぼれ
ることなく、ウエハ上にとどまることができる。
熱する加熱部を備えたことから、ウエハ上に供給される
直前で無電解メッキに必要なだけのメッキ液を加熱する
ことが可能になる。そのため、貯蔵しておくメッキ液全
体を高温に保持するために加熱する必要がなくなる。す
なわち、変性、劣化を起こさない温度でメッキ液を貯蔵
することができる。よって、貯蔵しておくメッキ液は変
性、劣化を起こすことがないので、常に、一定の品質の
メッキ液を供給することが可能になる。
にメッキ液を供給してウエハ表面にメッキ膜を形成する
無電解メッキ方法であって、ウエハ表面に供給されたメ
ッキ液を加熱して所定の温度に保持しながらウエハ表面
にメッキ膜を形成することを特徴とし、ウエハ表面に供
給されるメッキ液をウエハ表面に供給される直前に加熱
することを特徴としている。
供給されたメッキ液を加熱して所定の温度に保持しなが
らウエハ表面にメッキ膜を形成することから、メッキ初
期から終了まで一定の温度で無電解メッキが行える。そ
のため、膜厚方向に均質なメッキ膜が生成される。
ウエハ表面に供給される直前に加熱することから、無電
解メッキに必要なだけのメッキ液を加熱することが可能
になる。そのため、貯蔵しておくメッキ液全体を高温に
保持するために加熱する必要がなくなる。すなわち、変
性、劣化を起こさない温度でメッキ液を貯蔵することが
できる。よって、貯蔵しておくメッキ液は変性、劣化を
起こすことがないので、常に、一定の品質のメッキ液を
供給することが可能になる。
に係る実施の形態を、図1の概略構成図によって説明す
る。
置1は、無電解メッキに用いるメッキ液を入れるメッキ
浴容器11を備えている。このメッキ浴容器11には加
熱源12が設置されている。この加熱源12は、メッキ
浴容器11の底部に設置されている。または、図示はし
ないが、メッキ浴容器11の底部11bを構成するよう
に設けられていてもよい。またはメッキ浴容器11の底
部11bおよび側壁11sに設置されていてもよい。ま
たはメッキ浴容器11の底部11bおよび側部11sを
加熱源で構成したものであってもよい。
されたメッキ液の温度を測定する温度センサ(図示せ
ず)が備えられている。また上記加熱源12には、上記
温度センサにより測定した温度に基づいてメッキ液の温
度管理を行う温度制御部(図示せず)が接続されてい
る。例えば、上記温度センサによって測定したメッキ液
31の温度に基づいて温度制御部が加熱源12の温度を
調節して、メッキ液31が所定の温度に保持されるよう
になっている。
無電解メッキに用いるメッキ液を貯えておく貯蔵部21
が備えられている。さらに、貯蔵部21より上記メッキ
浴容器11にメッキ液31を供給するメッキ液供給部2
2が備えられている。このメッキ液供給部22は、一例
として、加熱部23と、上記貯蔵部22から加熱部23
にメッキ液を供給する配管24と、加熱部23から上記
メッキ浴容器11にメッキ液31を供給する配管25お
よび供給ノズル26とから構成されている。そして、上
記加熱部23は上記メッキ浴容器11のできるだけ近く
に設置され、上記配管25の長さを最小限にすることが
好ましい。なお、図示はしていないが、上記配管24に
は貯蔵部21よりメッキ液供給部22へ所定量のメッキ
液31を送給するポンプが設置されている。
加熱するもので、加熱部の壁面内に加熱体が備えられて
いる。または加熱部23の外周もしくは外周の一部に加
熱体が備えられていてもよく、または加熱部の内部に加
熱体が設置されていてもよい。上記加熱部23には温度
制御部(図示せず)が接続され、所定の温度にメッキ液
が加熱されるようになっている。
キ浴容器11を加熱する加熱源12をメッキ浴容器11
に備えたことから、メッキ初期から終了まで一定の温度
で無電解メッキが行える。そのため、膜厚方向に均質な
メッキ膜が生成される。
を加熱する加熱部23を備えたことから、メッキ浴容器
11に供給される直前で無電解メッキに必要な最小限の
量だけのメッキ液31を加熱することが可能になる。そ
のため、貯蔵部21に貯蔵しておくメッキ液全体を高温
に保持するために加熱する必要がなくなる。すなわち、
貯蔵部21において変性、劣化を起こさない温度でメッ
キ液を貯蔵することができるので、メッキ液の寿命を長
く保つことが可能になる。よって、常に、一定の品質の
メッキ液31をメッキ浴容器11に供給することが可能
になる。
施の形態の一例として、上記第1の無電解メッキ装置1
を用いて無電解メッキを行う方法を、前記図1によって
説明する。
1より所定量のメッキ液を加熱部23に送給し、この加
熱部23で所定温度にメッキ液を加熱する。そして加熱
したメッキ液を、配管25、ノズル26を通してメッキ
浴容器11に供給する。加熱源12によって、メッキ浴
容器11に供給したメッキ液31を所定の温度に加熱、
保持する。ウエハ41に無電解メッキを施すには、加熱
したメッキ液31中にウエハ41を浸漬すればよい。
メッキ装置1のメッキ浴容器11に供給されたメッキ液
31に対して、いわゆる、フェースダウン方式で、サセ
プタ51に保持したウエハ41の表面のみを、所定温度
に加熱保持されたメッキ液31に接触させればよい。
法では、メッキ液31を加熱して所定の温度に保持しな
がらウエハ41表面にメッキ膜を形成することから、メ
ッキ初期から終了まで一定の温度で無電解メッキが行え
る。そのため、膜厚方向に均質なメッキ膜が生成され
る。
供給する直前に加熱することから、無電解メッキに必要
な最小限の量だけのメッキ液を加熱することが可能にな
る。そのため、貯蔵部21に貯蔵しておくメッキ液全体
を高温に保持するために加熱する必要がなくなる。すな
わち、変性、劣化を起こさない温度でメッキ液を貯蔵す
ることができるので、メッキ液の寿命を長く保つことが
可能になる。よって、常に、一定の品質のメッキ液を供
給することが可能になる。そのため、再現性のよくメッ
キ膜を生成することができる。
加熱する加熱部(図示せず)が設置されていることが好
ましい。それによって、ウエハ41表面は無電解メッキ
液31の温度と同等もしくは例えば±5%程度の温度範
囲に加熱することができ、ウエハ41表面をメッキ初期
からメッキ終了まで一定の温度に保って、均質なメッキ
膜を生成することができる。
係る実施の形態を、図3の概略構成図によって説明す
る。
置2は、ウエハ41を載置して加熱する加熱源13を備
えている。この加熱源13に載置されたウエハ41の表
面側周に沿って、かつウエハ41表面にシール材14を
介して密着するように側壁15が設置されている。すな
わち、ウエハ41とシール材14と側壁15とによっ
て、メッキ浴容器16が構成されている。上記シール材
14には、例えばOリングを用いる。さらに、シール材
14を介して側壁15をウエハ41に密着するように保
持するためのガイド17が加熱源13上に設置されてい
る。
されたメッキ液の温度を測定する温度センサ(図示せ
ず)が備えられている。また上記加熱源13には、上記
温度センサにより測定した温度に基づいてメッキ液31
の温度管理を行う温度制御部(図示せず)が接続されて
いる。例えば、上記温度センサによって測定したメッキ
液31の温度に基づいて温度制御部が加熱源13の温度
を調節して、メッキ液31が所定の温度に保持されるよ
うになっている。
無電解メッキに用いるメッキ液を貯えておく貯蔵部21
が備えられている。さらに、貯蔵部21より上記メッキ
浴容器16(ウエハ41上)にメッキ液31を供給する
メッキ液供給部22が備えられている。このメッキ液供
給部22は、一例として、加熱部23と、上記貯蔵部2
2から加熱部23にメッキ液を供給する配管24と、加
熱部23から上記メッキ浴容器11にメッキ液31を供
給する配管25および供給ノズル26とから構成されて
いる。そして、上記加熱部23は上記メッキ浴容器11
(ウエハ41)のできるだけ近くに設置され、上記配管
25の長さを最小限にすることが好ましい。なお、図示
はしていないが、上記配管24には貯蔵部21よりメッ
キ液供給部22へ所定量のメッキ液31を送給するポン
プが設置されている。
加熱するもので、加熱部の壁面内に加熱体が備えられて
いる。または加熱部23の外周もしくは外周の一部に加
熱体が備えられていてもよく、または加熱部の内部に加
熱体が設置されていてもよい。上記加熱部23には温度
制御部(図示せず)が接続され、所定の温度にメッキ液
が加熱されるようになっている。
ハ41を載置して加熱する加熱源13を備えたことか
ら、ウエハ41は裏面から加熱される。そしてウエハ4
1を通す伝熱によって、熱はウエハ41表面上に供給し
たメッキ液31に伝えられ、これにより、メッキ液31
は無電解メッキに適した所定の温度に加熱される。上記
加熱部23によってメッキ液が加熱された場合には、所
定の温度を維持するように、メッキ液31は加熱され
る。それによって、無電解メッキ中のメッキ液31の温
度が低下するのを防ぐことができる。そして、ウエハ4
1上に供給されたメッキ液31をメッキ初期から終了ま
で一定の温度に保持した状態で無電解メッキが行える。
そのため、膜厚方向に均質なメッキ膜が生成される。
ハ41にシール材14を介して密着するように側壁15
を設置したことから、ウエハ41とシール材14と側壁
15とで供給されるメッキ液31を入れるメッキ浴容器
16が構成される。そのため、ウエハ41上に供給され
たメッキ液31はこぼれることなく、ウエハ41上に貯
め置くことができる。
を加熱する加熱部23を備えたことから、ウエハ41表
面にメッキ液31が接触した時点から所定の温度での無
電解メッキを開始することができる。また、メッキ浴容
器16(ウエハ41上)に供給される直前で無電解メッ
キに必要な最小限の量だけのメッキ液31を加熱するこ
とが可能になる。そのため、貯蔵しておくメッキ液全体
を高温に保持するために加熱する必要がなくなる。すな
わち、貯蔵部21において変性、劣化を起こさない温度
でメッキ液を貯蔵することができるので、メッキ液の寿
命を長く保つことが可能になる。よって、常に、一定の
品質のメッキ液31をメッキ浴容器16(ウエハ41
上)に供給することが可能になる。
施の形態の一例として、上記第2の無電解メッキ装置2
を用いた無電解メッキ方法を説明する。
1より所定量のメッキ液を加熱部23に送給し、この加
熱部23でメッキ液を所定温度に加熱する。そして加熱
したメッキ液を、配管25、ノズル26を通してメッキ
浴容器16(ウエハ41上)に供給する。このように、
ウエハ41上に供給される直前で無電解メッキに必要な
量のメッキ液31を加熱する。そして加熱源12によっ
て、メッキ浴容器16(ウエハ41上)に供給したメッ
キ液31を、ウエハ41を通して、所定の温度に加熱、
保持する。このようにして、ウエハ41上に供給したメ
ッキ液31によって、ウエハ41表面に無電解メッキを
施し、メッキ膜を生成する。
面に供給されたメッキ液31をウエハ41を通して加熱
することから、無電解メッキ中のメッキ液31の温度が
低下するのを防ぐことができる。すなわち、そのメッキ
液31を所定の温度に保持しながらウエハ41表面にメ
ッキ膜を形成することから、メッキ初期から終了まで一
定の温度で無電解メッキが行える。そのため、膜厚方向
に均質なメッキ膜が生成される。
液31をウエハ41表面に供給される直前に加熱するこ
とから、ウエハ41表面にメッキ液31が接触した時点
から所定の温度での無電解メッキを開始することができ
る。また無電解メッキに必要な最小限の量だけのメッキ
液を加熱することが可能になる。そのため、貯蔵してお
くメッキ液全体を高温に保持するために加熱する必要が
なくなる。すなわち、変性、劣化を起こさない温度でメ
ッキ液を貯蔵することができるので、メッキ液の寿命を
長く保つことが可能になる。よって、常に、一定の品質
のメッキ液を供給することが可能になる。
キ液を50℃〜70℃程度に加熱して無電解メッキを行
うCoWP無電解メッキに用いることが有効である。
は、メッキ浴容器11もしくはウエハ41に供給される
直前にメッキ液を加熱する加熱部23は設置したほうが
より好ましいが、設置しなくともよい。
電解メッキ装置によれば、メッキ浴容器を加熱する加熱
源をメッキ浴容器に備えたので、メッキ初期から終了ま
でメッキ液を一定の温度に保って無電解メッキが行え
る。よって、膜厚方向に均質なメッキ膜を生成すること
ができる。また、貯蔵部から供給されるメッキ液を加熱
する加熱部を備えているので、貯蔵部内のメッキ液を加
熱する必要がなくなり、また必要最小限のメッキ液を加
熱部で加熱することができるので、製造コストを低減す
ることができる。また、変性、劣化を起こしていない一
定品質のメッキ液を加熱した状態で供給することが可能
になるので、高品質なメッキ膜を生成できる。
ば、ウエハを加熱する加熱源を備えたので、メッキ初期
から終了までウエハを通してメッキ液を加熱保持して、
メッキ液の温度を一定に保って無電解メッキが行える。
よって、膜厚方向に均質なメッキ膜を生成することがで
きる。また、貯蔵部から供給されるメッキ液を加熱する
加熱部を備えているので、貯蔵部内のメッキ液を加熱す
る必要がなくなり、また必要最小限のメッキ液を加熱部
で加熱することができるので、製造コストを低減するこ
とができる。また、変性、劣化を起こしていない一定品
質のメッキ液を加熱した状態で供給することが可能にな
るので、高品質なメッキ膜を生成できる。
ハ表面に供給されたメッキ液を加熱して所定の温度に保
持しながらウエハ表面にメッキ膜を形成するので、メッ
キ初期から終了までメッキ液を一定の温度に保って無電
解メッキが行える。よって、膜厚方向に均質なメッキ膜
を生成することができる。また、ウエハ表面に供給され
るメッキ液をウエハ表面に供給される直前に加熱するの
で、貯蔵しておくメッキ液全体を高温に保持するために
加熱する必要がなくなり、また必要最小限のメッキ液を
加熱することができるので、製造コストを低減すること
ができる。また、変性、劣化を起こしていない一定品質
のメッキ液を加熱した状態で供給することが可能になる
ので、高品質なメッキ膜を生成できる。
形態を示す概略構成図である。
略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
熱源、21…貯蔵部、22…メッキ液供給部、31…メ
ッキ液
Claims (6)
- 【請求項1】 メッキ液を入れるメッキ浴容器と、 前記メッキ浴容器を加熱するもので前記メッキ浴容器に
備えた加熱源と、 前記メッキ液を貯えておく貯蔵部と、 前記貯蔵部より前記メッキ浴容器にメッキ液を供給する
メッキ液供給部とを備えたことを特徴とする無電解メッ
キ装置。 - 【請求項2】 前記メッキ液供給部は、 前記貯蔵部から供給されるメッキ液を加熱する加熱部を
備えたことを特徴とする請求項1記載の無電解メッキ装
置。 - 【請求項3】 ウエハを載置して加熱する加熱源と、 前記ウエハの表面側周に沿って前記ウエハにシール材を
介して密着するように設置した側壁と、 前記メッキ液を貯えておく貯蔵部と、 前記貯蔵部より前記ウエハ上にメッキ液を供給するメッ
キ液供給部とを備えたことを特徴とする無電解メッキ装
置。 - 【請求項4】 前記メッキ液供給部は、 前記貯蔵部から供給されるメッキ液を加熱する加熱部を
備えたことを特徴とする請求項3記載の無電解メッキ装
置。 - 【請求項5】 ウエハ表面にメッキ液を供給してウエハ
表面にメッキ膜を形成する無電解メッキ方法であって、 前記ウエハ表面に供給されたメッキ液を加熱して所定の
温度に保持しながら前記ウエハ表面にメッキ膜を形成す
ることを特徴とする無電解メッキ方法。 - 【請求項6】 前記ウエハ表面に供給されるメッキ液を
前記ウエハ表面に供給される直前に加熱することを特徴
とする請求項5記載の無電解メッキ方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000236472A JP2002053972A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000236472A Pending JP2002053972A (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法 |
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