JP2002173781A - Ｕｌｓｉ用の貴金属薄膜電極の製造方法 - Google Patents
Ｕｌｓｉ用の貴金属薄膜電極の製造方法Info
- Publication number
- JP2002173781A JP2002173781A JP2000369529A JP2000369529A JP2002173781A JP 2002173781 A JP2002173781 A JP 2002173781A JP 2000369529 A JP2000369529 A JP 2000369529A JP 2000369529 A JP2000369529 A JP 2000369529A JP 2002173781 A JP2002173781 A JP 2002173781A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- noble metal
- film electrode
- wafer
- plating solution
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 47
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 9
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine hydrate Chemical compound O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NFOHLBHARAZXFQ-UHFFFAOYSA-L platinum(2+);dihydroxide Chemical compound O[Pt]O NFOHLBHARAZXFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- VNVQLDDPGAWSSB-UHFFFAOYSA-H iridium(3+);trisulfate Chemical compound [Ir+3].[Ir+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O VNVQLDDPGAWSSB-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- DKNJHLHLMWHWOI-UHFFFAOYSA-L ruthenium(2+);sulfate Chemical compound [Ru+2].[O-]S([O-])(=O)=O DKNJHLHLMWHWOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 amine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- FTDUHBOCJSQEKS-UHFFFAOYSA-N borane;n-methylmethanamine Chemical compound B.CNC FTDUHBOCJSQEKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/75—Electrodes comprising two or more layers, e.g. comprising a barrier layer and a metal layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C18/00—Chemical 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
- C23C18/16—Chemical 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
- C23C18/31—Coating with metals
- C23C18/42—Coating with noble metals
- C23C18/44—Coating with noble metals using reducing agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決課題】ステップカバレッジに優れ、低コストでＵ
ＬＳＩ用の貴金属薄膜電極を製造することのできる方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明は、少なくとも貴金属イオンと還元
剤とを含んでなる無電解貴金属めっき液とウエハーと接
触させることにより、貴金属を析出させるＵＬＳＩ用の
薄膜電極の製造方法である。本発明は、白金、イリジウ
ム、ルテニウム及びこれらの合金の薄膜電極の製造に好
適である。
ＬＳＩ用の貴金属薄膜電極を製造することのできる方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明は、少なくとも貴金属イオンと還元
剤とを含んでなる無電解貴金属めっき液とウエハーと接
触させることにより、貴金属を析出させるＵＬＳＩ用の
薄膜電極の製造方法である。本発明は、白金、イリジウ
ム、ルテニウム及びこれらの合金の薄膜電極の製造に好
適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＲＡＭ等のＵＬ
ＳＩ用の薄膜電極を製造する方法に関する。詳しくは、
ステップカバレッジの良好な高品質の貴金属薄膜電極を
高効率且つ低コストで製造することができる方法に関す
る。
ＳＩ用の薄膜電極を製造する方法に関する。詳しくは、
ステップカバレッジの良好な高品質の貴金属薄膜電極を
高効率且つ低コストで製造することができる方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化、高性能化への
要求に応えるべく、これらに搭載されるＤＲＡＭ等いわ
ゆるＵＬＳＩの微小化、高密度化が急速に進んでいる。
このようなＵＬＳＩの微小化、高密度化に際しては、一
般的には構造上の設計変更により対応されるものである
が、近年では構造的改良のみでは十分に対応できないた
め、その材料の変更が検討されており、現在では構造的
改良と材質変更の双方の観点からの改良が試みられてい
る。
要求に応えるべく、これらに搭載されるＤＲＡＭ等いわ
ゆるＵＬＳＩの微小化、高密度化が急速に進んでいる。
このようなＵＬＳＩの微小化、高密度化に際しては、一
般的には構造上の設計変更により対応されるものである
が、近年では構造的改良のみでは十分に対応できないた
め、その材料の変更が検討されており、現在では構造的
改良と材質変更の双方の観点からの改良が試みられてい
る。
【０００３】白金、ルテニウム、イリジウム等の貴金属
及びこれらの合金は、科学的特性のみならず電気的特性
にも特徴があり、高誘電材料又は強誘電材料として上記
ＵＬＳＩの電極材料としての利用が期待されている。例
えば白金は、これら貴金属の中でも現在のところ試用例
のある金属であり、今後の利用が期待されている。
及びこれらの合金は、科学的特性のみならず電気的特性
にも特徴があり、高誘電材料又は強誘電材料として上記
ＵＬＳＩの電極材料としての利用が期待されている。例
えば白金は、これら貴金属の中でも現在のところ試用例
のある金属であり、今後の利用が期待されている。
【０００４】従来、薄膜電極の製造にあたっては、スパ
ッタリング法又はＣＶＤ法（化学気相蒸着法）が適用さ
れることが多く、貴金属薄膜電極についても同様である
が、これら従来の薄膜形成技術を用いた電極作製には次
のような問題がある。
ッタリング法又はＣＶＤ法（化学気相蒸着法）が適用さ
れることが多く、貴金属薄膜電極についても同様である
が、これら従来の薄膜形成技術を用いた電極作製には次
のような問題がある。
【０００５】スパッタリング法は、比較的高純度の薄膜
を製造することができるという利点がある。しかし、ス
パッタリング法はステップカバレッジ（段差被覆能）に
劣るという問題がある。これは、スパッタリング法では
ターゲットからはじき飛ばされる金属原子の運動が直線
的であるからであり、これは特に、凹凸を有する基板に
対しては陰部分の薄膜形成は困難とするものである。こ
れに対し、近年のＵＬＳＩの電極構造は上述のように構
造的改良により、トレンチ（溝）構造、スタック構造と
いった立体構造が採用されていることが多いことから、
スパッタリング法は今後のＵＬＳＩの電極製造に適用す
るのは困難であると考えられる。
を製造することができるという利点がある。しかし、ス
パッタリング法はステップカバレッジ（段差被覆能）に
劣るという問題がある。これは、スパッタリング法では
ターゲットからはじき飛ばされる金属原子の運動が直線
的であるからであり、これは特に、凹凸を有する基板に
対しては陰部分の薄膜形成は困難とするものである。こ
れに対し、近年のＵＬＳＩの電極構造は上述のように構
造的改良により、トレンチ（溝）構造、スタック構造と
いった立体構造が採用されていることが多いことから、
スパッタリング法は今後のＵＬＳＩの電極製造に適用す
るのは困難であると考えられる。
【０００６】一方、ＣＶＤ法は、ステップカバレッジは
スパッタリング法に比べて良好であるが、薄膜純度の制
御が困難であり薄膜中に微量の炭素のコンタミネーショ
ンが生じる場合がある。この炭素のコンタミネーション
は薄膜の比抵抗に影響を与えることから、ＣＶＤ法によ
り製造される薄膜電極にはその電気特性に問題が生じる
おそれがある。
スパッタリング法に比べて良好であるが、薄膜純度の制
御が困難であり薄膜中に微量の炭素のコンタミネーショ
ンが生じる場合がある。この炭素のコンタミネーション
は薄膜の比抵抗に影響を与えることから、ＣＶＤ法によ
り製造される薄膜電極にはその電気特性に問題が生じる
おそれがある。
【０００７】また、ＣＶＤ法で使用される原料ソース
（プレカーサー）には、一般に低融点で高い蒸気圧を有
する有機金属化合物が使用されることが多いが、貴金属
の有機化合物は高価である。これは、貴金属自体が高価
であることに加えて、ＣＶＤ法に適用可能な有機金属化
合物の合成が困難であることによる。そして、これに加
えてＣＶＤ法における原料利用率（投入された原料ソー
ス量に対して薄膜として消費された原料ソースの量）は
低く、大半が廃棄物として処理されていることを併せて
考えると、ＣＶＤ法による薄膜の製造コストは比較的高
価であるという問題がある。このことは、ＵＬＳＩの量
産に際しその製造コストを上昇させることが懸念され
る。
（プレカーサー）には、一般に低融点で高い蒸気圧を有
する有機金属化合物が使用されることが多いが、貴金属
の有機化合物は高価である。これは、貴金属自体が高価
であることに加えて、ＣＶＤ法に適用可能な有機金属化
合物の合成が困難であることによる。そして、これに加
えてＣＶＤ法における原料利用率（投入された原料ソー
ス量に対して薄膜として消費された原料ソースの量）は
低く、大半が廃棄物として処理されていることを併せて
考えると、ＣＶＤ法による薄膜の製造コストは比較的高
価であるという問題がある。このことは、ＵＬＳＩの量
産に際しその製造コストを上昇させることが懸念され
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上を鑑みれば、今後
のＵＬＳＩの小型化、高密度化への要求及びその量産に
対して応えるためには、その薄膜電極作製技術につい
て、ステップカバレッジに優れると共に、より低コスト
で実施可能な技術の確立が望まれるといえる。
のＵＬＳＩの小型化、高密度化への要求及びその量産に
対して応えるためには、その薄膜電極作製技術につい
て、ステップカバレッジに優れると共に、より低コスト
で実施可能な技術の確立が望まれるといえる。
【０００９】本発明は以上のような背景の下になされた
ものであり、ステップカバレッジに優れ、低コストで貴
金属薄膜電極を製造することのできる方法を提供するこ
とを目的とする。
ものであり、ステップカバレッジに優れ、低コストで貴
金属薄膜電極を製造することのできる方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく検討を行なった結果、ステップカバレッジ
に優れる薄膜形成技術としてのめっき法に着目した。め
っき法は、液体（めっき液）と基板との相互作用及びめ
っき液の自己触媒性により、めっき液中の金属イオンを
還元させて析出・堆積させる湿式の薄膜形成技術である
が、このような湿式法ならば微小なトレンチや複雑形状
の物体にもめっき液が浸透し、均一な薄膜形成が可能で
あると考えられるからである。
を解決すべく検討を行なった結果、ステップカバレッジ
に優れる薄膜形成技術としてのめっき法に着目した。め
っき法は、液体（めっき液）と基板との相互作用及びめ
っき液の自己触媒性により、めっき液中の金属イオンを
還元させて析出・堆積させる湿式の薄膜形成技術である
が、このような湿式法ならば微小なトレンチや複雑形状
の物体にもめっき液が浸透し、均一な薄膜形成が可能で
あると考えられるからである。
【００１１】そして、本発明者は、めっき法を薄膜電極
作製に適用する場合においては、無電解めっき法が適当
であるとした。本発明者が電解めっき法を考慮しなかっ
たのは、電解めっき法によっても当然に貴金属を析出さ
せることは可能ではあるが、貴金属の電解めっきは、大
量の水素ガスが発生することが多く、この水素ガスが薄
膜に浸入しボイドの原因となり、薄膜の形態を悪化させ
ると共にその物性も悪化させ、薄膜電極の生産歩留まり
を悪化させることが懸念されるからである。そして、本
発明者によれば、この水素ガス発生による薄膜中のボイ
ド形成は、本発明が目的とする立体構造の薄膜を形成す
る場合に顕著であると考えられたからである。
作製に適用する場合においては、無電解めっき法が適当
であるとした。本発明者が電解めっき法を考慮しなかっ
たのは、電解めっき法によっても当然に貴金属を析出さ
せることは可能ではあるが、貴金属の電解めっきは、大
量の水素ガスが発生することが多く、この水素ガスが薄
膜に浸入しボイドの原因となり、薄膜の形態を悪化させ
ると共にその物性も悪化させ、薄膜電極の生産歩留まり
を悪化させることが懸念されるからである。そして、本
発明者によれば、この水素ガス発生による薄膜中のボイ
ド形成は、本発明が目的とする立体構造の薄膜を形成す
る場合に顕著であると考えられたからである。
【００１２】即ち、本発明は、少なくとも貴金属イオン
と還元剤とを含んでなる無電解貴金属めっき液とウエハ
ーと接触させることにより、貴金属を析出させるＵＬＳ
Ｉ用の薄膜電極の製造方法である。
と還元剤とを含んでなる無電解貴金属めっき液とウエハ
ーと接触させることにより、貴金属を析出させるＵＬＳ
Ｉ用の薄膜電極の製造方法である。
【００１３】ここで、本発明は、貴金属の薄膜電極を製
造するものであるが、本発明は、貴金属として特に、白
金、イリジウム、ルテニウムといった貴金属及びこれら
の貴金属合金の薄膜電極製造に好適である。そして、こ
れらの貴金属薄膜を製造するための無電解めっき液とし
ては、白金めっき液については、ジニトロジアミン白金
溶液、テトラアンミン白金水酸塩溶液、ヘキサアミノ白
金水酸塩溶液等を適用することができる。また、イリジ
ウムめっき液については硫酸イリジウム溶液、ペンタア
ンミンアクアイリジウム塩酸等が適用される。そして、
ルテニウムめっき液としては、硫酸ルテニウム溶液、テ
トラアンミンジアクアルテニウムリン酸塩溶液が適用で
きる。これらのめっき液の原料となる貴金属塩は、合成
も比較的容易であり、その価格はＣＶＤ法で使用される
有機金属化合物よりもかなり安価である。従って、これ
らのめっき液を適用することにより貴金属薄膜電極を安
価に製造することができる。
造するものであるが、本発明は、貴金属として特に、白
金、イリジウム、ルテニウムといった貴金属及びこれら
の貴金属合金の薄膜電極製造に好適である。そして、こ
れらの貴金属薄膜を製造するための無電解めっき液とし
ては、白金めっき液については、ジニトロジアミン白金
溶液、テトラアンミン白金水酸塩溶液、ヘキサアミノ白
金水酸塩溶液等を適用することができる。また、イリジ
ウムめっき液については硫酸イリジウム溶液、ペンタア
ンミンアクアイリジウム塩酸等が適用される。そして、
ルテニウムめっき液としては、硫酸ルテニウム溶液、テ
トラアンミンジアクアルテニウムリン酸塩溶液が適用で
きる。これらのめっき液の原料となる貴金属塩は、合成
も比較的容易であり、その価格はＣＶＤ法で使用される
有機金属化合物よりもかなり安価である。従って、これ
らのめっき液を適用することにより貴金属薄膜電極を安
価に製造することができる。
【００１４】また、これらの無電解めっき液に添加され
る還元剤としては、ヒドラジン、シュウ酸、ギ酸、次亜
リン酸、ジメチルアミンボロンハイドライド等が添加さ
れる。これらの還元剤は、めっき液の種類に応じて、ま
た、めっき液の安定性を害さない程度に添加される。
る還元剤としては、ヒドラジン、シュウ酸、ギ酸、次亜
リン酸、ジメチルアミンボロンハイドライド等が添加さ
れる。これらの還元剤は、めっき液の種類に応じて、ま
た、めっき液の安定性を害さない程度に添加される。
【００１５】尚、これらの無電解めっき液を用いた薄膜
電極製造においては、めっき進行中に液組成の分解が生
じるのを抑制するため適宜に安定化剤を添加しても良
い。この安定化剤としては、有機硫黄化合物、有機カル
ボン酸、有機アミン化合物がある。また、本発明が対象
とする薄膜電極はｎｍオーダーの極めて微小な範囲での
膜厚制御が要求されるものであることから、製造される
薄膜のモホロジーを良好とするために、レベリング剤
（平滑剤）を添加しても良い。このレベリング剤として
は、イオン系、非イオン系の界面活性剤が適用できる。
電極製造においては、めっき進行中に液組成の分解が生
じるのを抑制するため適宜に安定化剤を添加しても良
い。この安定化剤としては、有機硫黄化合物、有機カル
ボン酸、有機アミン化合物がある。また、本発明が対象
とする薄膜電極はｎｍオーダーの極めて微小な範囲での
膜厚制御が要求されるものであることから、製造される
薄膜のモホロジーを良好とするために、レベリング剤
（平滑剤）を添加しても良い。このレベリング剤として
は、イオン系、非イオン系の界面活性剤が適用できる。
【００１６】ここで、めっき液をウエハーに接触させる
方法としては、被めっき物であるウエハーをめっき液が
充填されためっき槽に浸漬する浸漬法により行なうのが
一般的である。これに対し、より効率的で高品質の薄膜
電極の作製を考慮すれば、ウエハーを回転させながらこ
れにめっき液を滴下して、めっき液を接触させるのが好
ましい。ウエハーを回転させることによりその表面に均
一にめっき液が行き渡り均一な薄膜を形成することがで
きるからである。また、微細なトレンチや立体構造を有
するウエハーに対しても所望の箇所にめっき液を浸透さ
せ確実に薄膜を形成することができる。
方法としては、被めっき物であるウエハーをめっき液が
充填されためっき槽に浸漬する浸漬法により行なうのが
一般的である。これに対し、より効率的で高品質の薄膜
電極の作製を考慮すれば、ウエハーを回転させながらこ
れにめっき液を滴下して、めっき液を接触させるのが好
ましい。ウエハーを回転させることによりその表面に均
一にめっき液が行き渡り均一な薄膜を形成することがで
きるからである。また、微細なトレンチや立体構造を有
するウエハーに対しても所望の箇所にめっき液を浸透さ
せ確実に薄膜を形成することができる。
【００１７】また、本発明における薄膜電極製造法にお
いては、ウエハー上の電極作製を行なう箇所について、
触媒処理、即ち、予め電極とする貴金属と同じ貴金属を
触媒層として生成させておくのが好ましい。この触媒層
の厚さは薄いもので良く、数ｎｍ程度で良い。また、触
媒層の形成方法は、スパッタリング法、ＣＶＤ法により
形成するのが好ましい。
いては、ウエハー上の電極作製を行なう箇所について、
触媒処理、即ち、予め電極とする貴金属と同じ貴金属を
触媒層として生成させておくのが好ましい。この触媒層
の厚さは薄いもので良く、数ｎｍ程度で良い。また、触
媒層の形成方法は、スパッタリング法、ＣＶＤ法により
形成するのが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面と共に説明する。
図面と共に説明する。
【００１９】第１実施形態：本実施形態では、予めトレ
ンチが刻まれたＳｉウエハーに無電解めっき処理を行な
って白金電極を作製し、その白金純度及びステップカバ
レッジを確認することとした。幅０．５μｍ、深さ１．
５μｍのトレンチが刻まれたシリコンウエハーに、スパ
ッタリングにてチタンを１０ｎｍ蒸着した後、触媒層と
して白金５ｎｍをスパッタリングで蒸着した。そして、
このウエハーを下記に示す組成の無電解白金めっきに浸
漬して白金薄膜を製造した。めっき液への浸漬時間は、
１分３０秒とした。
ンチが刻まれたＳｉウエハーに無電解めっき処理を行な
って白金電極を作製し、その白金純度及びステップカバ
レッジを確認することとした。幅０．５μｍ、深さ１．
５μｍのトレンチが刻まれたシリコンウエハーに、スパ
ッタリングにてチタンを１０ｎｍ蒸着した後、触媒層と
して白金５ｎｍをスパッタリングで蒸着した。そして、
このウエハーを下記に示す組成の無電解白金めっきに浸
漬して白金薄膜を製造した。めっき液への浸漬時間は、
１分３０秒とした。
【００２０】 テトラアンミン白金水酸塩 ２ｇ／Ｌ（Ｐｔ換算） ２８％アンモニア水 ５０ｍＬ／Ｌ ヒドラジン一水和物 ３ｍＬ／Ｌ ｐＨ １１．０ 液温 ６０℃
【００２１】この結果、析出速度２μｍ／ｈで５０ｎｍ
の白金薄膜が得られ、その純度は９９．９６％であっ
た。また、その厚さも均一で、ステップカバレッジは１
００％と極めて良好な値であることが確認された。図１
は、この際製造された白金薄膜電極のＳＥＭ像を示すも
のである。図１中の白色部分が白金を示すものである
が、トレンチ内部壁面も白金で被覆されており、良好な
ステップカバレッジを有することが確認された。
の白金薄膜が得られ、その純度は９９．９６％であっ
た。また、その厚さも均一で、ステップカバレッジは１
００％と極めて良好な値であることが確認された。図１
は、この際製造された白金薄膜電極のＳＥＭ像を示すも
のである。図１中の白色部分が白金を示すものである
が、トレンチ内部壁面も白金で被覆されており、良好な
ステップカバレッジを有することが確認された。
【００２２】第２実施形態：本実施形態では、第１実施
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解白金めっ
き液に浸漬して、白金薄膜電極を製造した。Ｓｉウエハ
ーの前処理は第１実施形態と同様である。また、めっき
液への浸漬時間は、１分４０秒とした。
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解白金めっ
き液に浸漬して、白金薄膜電極を製造した。Ｓｉウエハ
ーの前処理は第１実施形態と同様である。また、めっき
液への浸漬時間は、１分４０秒とした。
【００２３】 ジニトロアンミン白金水酸塩 ２ｇ／Ｌ（Ｐｔ換算） ２８％アンモニア水 ５０ｍＬ／Ｌ ヒドラジン一水和物 ３ｍＬ／Ｌ ｐＨ １１．０ 液温 ６０℃
【００２４】この結果、析出速度１．８μｍ／ｈで５０
ｎｍの白金薄膜が得られ、その純度は９９．９７％であ
った。また、その厚さも均一で、ステップカバレッジは
１００％と極めて良好な値であることが確認された。
ｎｍの白金薄膜が得られ、その純度は９９．９７％であ
った。また、その厚さも均一で、ステップカバレッジは
１００％と極めて良好な値であることが確認された。
【００２５】第３実施形態：本実施形態では、第１実施
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解イリジウ
ムめっき液に浸漬して、イリジウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、１０分とした。
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解イリジウ
ムめっき液に浸漬して、イリジウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、１０分とした。
【００２６】 硫酸イリジウム ４ｇ／Ｌ（Ｉｒ換算） 硫酸 １０ｍＬ／Ｌ シュウ酸 ３０ｇ／Ｌ ｐＨ １．０以下 液温 ６０℃
【００２７】この結果、析出速度０．３μｍ／ｈで５０
ｎｍのイリジウム薄膜が得られ、その純度は９９．９６
％で、その厚さも均一であった。
ｎｍのイリジウム薄膜が得られ、その純度は９９．９６
％で、その厚さも均一であった。
【００２８】第４実施形態：本実施形態では、第１実施
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解イリジウ
ムめっき液に浸漬して、イリジウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、２分３０秒とした。
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解イリジウ
ムめっき液に浸漬して、イリジウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、２分３０秒とした。
【００２９】 ペンタアンミンアクアイリジウム塩酸 ３ｇ／Ｌ（Ｉｒ換算） アンモニア水 ５０ｍＬ／Ｌ ヒドラジン一水和物 ３ｍＬ／Ｌ ｐＨ １１．０ 液温 ６０℃
【００３０】この結果、析出速度１．２μｍ／ｈで５０
ｎｍのイリジウム薄膜が得られ、その純度は９９．９６
％で、その厚さも均一であった。
ｎｍのイリジウム薄膜が得られ、その純度は９９．９６
％で、その厚さも均一であった。
【００３１】第５実施形態：本実施形態では、第１実施
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解ルテニウ
ムめっき液に浸漬して、ルテニウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、３分４５秒とした。
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解ルテニウ
ムめっき液に浸漬して、ルテニウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、３分４５秒とした。
【００３２】 テトラアンミンジアクアルテニウムリン酸塩 ２ｇ／Ｌ（Ｒｕ換算） ２８％アンモニア水 ５０ｍＬ／Ｌ ヒドラジン一水和物 ３ｍＬ／Ｌ ｐＨ １１．０ 液温 ６０℃
【００３３】この結果、析出速度１．６μｍ／ｈで５０
ｎｍのルテニウム薄膜が得られ、その純度は９９．９７
％で、その厚さも均一であった。
ｎｍのルテニウム薄膜が得られ、その純度は９９．９７
％で、その厚さも均一であった。
【００３４】第６実施形態：本実施形態では、第１実施
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解ルテニウ
ムめっき液に浸漬して、ルテニウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、１０分とした。
形態と同様のＳｉウエハーを下記組成の無電解ルテニウ
ムめっき液に浸漬して、ルテニウム薄膜電極を製造し
た。Ｓｉウエハーの前処理は第１実施形態と同様であ
る。めっき液への浸漬時間は、１０分とした。
【００３５】 硫酸ルテニウム ２ｇ／Ｌ（Ｒｕ換算） 硫酸 ２０ｍＬ／Ｌ ギ酸 ５０ｍＬ／Ｌ ｐＨ １．０以下 液温 ８０℃
【００３６】この結果、析出速度０．５μｍ／ｈで５０
ｎｍのルテニウム薄膜が得られ、その純度は９９．９７
％で、その厚さも均一であった。
ｎｍのルテニウム薄膜が得られ、その純度は９９．９７
％で、その厚さも均一であった。
【００３７】第７実施形態：本実施形態では、第１実施
形態で製造した無電解白金めっき液を用いて、図２に示
す薄膜電極製造装置１を用いて、白金薄膜の製造を行な
った。図２において、調製タンク２から導入させるめっ
き液は、ヒーター３にて加熱され所定温度となった後フ
ィルター４を通過してウエハー５上に滴下される。ウエ
ハー５は、回転板（スピンコーター）６上に載置されて
回転している。そして、滴下されためっき液はウエハー
５に付着しつつ拡散して白金を析出させる。尚、未反応
のめっき液及び反応後のめっき液は、回収タンク７で回
収し、調整タンク２に戻され再利用される。また、調製
タンク２では、白金濃度、還元剤濃度。ｐＨを分析して
これらの値が適正値となるようにめっき液の補充がなさ
れる。
形態で製造した無電解白金めっき液を用いて、図２に示
す薄膜電極製造装置１を用いて、白金薄膜の製造を行な
った。図２において、調製タンク２から導入させるめっ
き液は、ヒーター３にて加熱され所定温度となった後フ
ィルター４を通過してウエハー５上に滴下される。ウエ
ハー５は、回転板（スピンコーター）６上に載置されて
回転している。そして、滴下されためっき液はウエハー
５に付着しつつ拡散して白金を析出させる。尚、未反応
のめっき液及び反応後のめっき液は、回収タンク７で回
収し、調整タンク２に戻され再利用される。また、調製
タンク２では、白金濃度、還元剤濃度。ｐＨを分析して
これらの値が適正値となるようにめっき液の補充がなさ
れる。
【００３８】そして、この薄膜電極製造装置１におい
て、めっき液の滴下速度を５００ｍＬ／ｈ、スピンコー
ターの回転速度を１００rｐｍ、めっき時間５分として
めっき処理を行なったところ、第１実施形態と同様にト
レンチ内部にまで白金薄膜が生成しているのが確認され
た。
て、めっき液の滴下速度を５００ｍＬ／ｈ、スピンコー
ターの回転速度を１００rｐｍ、めっき時間５分として
めっき処理を行なったところ、第１実施形態と同様にト
レンチ内部にまで白金薄膜が生成しているのが確認され
た。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
テップカバレッジを良好な状態でＵＬＳＩ用の貴金属薄
膜電極を効率的に製造することができる。特に、本発明
は、今後立体構造の採用に伴うＵＬＳＩの高密度化に対
応可能なものである。また、本発明は比較的安価な無電
解めっき液を基に白金を析出させて薄膜電極とする方法
であるから、薄膜の製造コストを低減化することができ
る。従って、本発明によれば、今後のＵＬＳＩの量産化
による製造コストの低減という要求にも応えることがで
きる。
テップカバレッジを良好な状態でＵＬＳＩ用の貴金属薄
膜電極を効率的に製造することができる。特に、本発明
は、今後立体構造の採用に伴うＵＬＳＩの高密度化に対
応可能なものである。また、本発明は比較的安価な無電
解めっき液を基に白金を析出させて薄膜電極とする方法
であるから、薄膜の製造コストを低減化することができ
る。従って、本発明によれば、今後のＵＬＳＩの量産化
による製造コストの低減という要求にも応えることがで
きる。
【図１】 第１実施形態で製造された白金薄膜電極のＳ
ＥＭ像。
ＥＭ像。
【図２】 第７実施形態で使用した電極作製装置の概略
図。
図。
１ 薄膜電極製造装置 ２ 調製タンク ３ ヒーター ４ フィルター ５ ウエハー ６ スピンコーター ７ 回収タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K022 AA05 BA18 BA31 BA32 CA06 DA01 DB18 DB26 DB28 DB29 DB30 4M104 AA01 BB04 BB14 CC01 DD06 DD15 DD28 DD37 DD53 FF13 FF22 FF27 GG16 HH13 HH20 5F083 AD00 FR00 GA27 GA30 JA38 ZA30
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも貴金属イオンと還元剤とを含
んでなる無電解貴金属めっき液とウエハーと接触させる
ことにより、貴金属を析出させるＵＬＳＩ用の薄膜電極
の製造方法。 - 【請求項２】ウエハーを回転させると共に、該ウエハー
上にめっき液を滴下して貴金属を析出させる請求項１記
載のＵＬＳＩ用の薄膜電極の製造方法。 - 【請求項３】ウエハー上の電極を製造する部位に、電極
と同一の金属からなる触媒層を形成した後に、貴金属を
析出させる請求項１又は請求項２記載のＵＬＳＩ用の薄
膜電極の製造方法。 - 【請求項４】貴金属は、白金、イリジウム、ルテニウム
及びこれらの合金である請求項１〜請求項３記載のＵＬ
ＳＩ用の薄膜電極の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369529A JP2002173781A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Ｕｌｓｉ用の貴金属薄膜電極の製造方法 |
| PCT/JP2001/010609 WO2002046493A1 (fr) | 2000-12-05 | 2001-12-05 | Fabrication d'une electrode a couche mince de metal noble pour systemes de super-integration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000369529A JP2002173781A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Ｕｌｓｉ用の貴金属薄膜電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002173781A true JP2002173781A (ja) | 2002-06-21 |
Family
ID=18839549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000369529A Pending JP2002173781A (ja) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Ｕｌｓｉ用の貴金属薄膜電極の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002173781A (ja) |
| WO (1) | WO2002046493A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016089203A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 石福金属興業株式会社 | 無電解白金めっき浴 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3318001A1 (de) * | 1982-05-20 | 1983-11-24 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Verfahren zum stromlosen abscheiden von platin auf silicium |
| JP3341401B2 (ja) * | 1993-10-22 | 2002-11-05 | 松下電器産業株式会社 | めっき法による配線金属膜形成方法 |
| JPH0978250A (ja) * | 1995-09-11 | 1997-03-25 | Kao Corp | 導電性パターンの形成方法 |
| JPH11186697A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Fuji Film Olin Kk | 金属画像の形成方法 |
| JP2000064087A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-02-29 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板メッキ方法及び基板メッキ装置 |
-
2000
- 2000-12-05 JP JP2000369529A patent/JP2002173781A/ja active Pending
-
2001
- 2001-12-05 WO PCT/JP2001/010609 patent/WO2002046493A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016089203A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 石福金属興業株式会社 | 無電解白金めっき浴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002046493A1 (fr) | 2002-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5240497A (en) | Alkaline free electroless deposition | |
| CN100348775C (zh) | 无电镀敷法和在其上形成金属镀层的半导体晶片 | |
| JP3332668B2 (ja) | 半導体装置の配線形成に用いる無電解めっき浴及び半導体装置の配線形成方法 | |
| JP3654354B2 (ja) | 超ｌｓｉ配線板及びその製造方法 | |
| US8980420B2 (en) | Composite material comprising silicon matrix and method of producing the same | |
| US5017516A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| JP2003514115A (ja) | パターン基板およびパターンなし基板上に金属および金属合金被膜を形成するための化学流体被着 | |
| TW444238B (en) | A method of making thin film | |
| JP4861436B2 (ja) | コバルト系列合金無電解鍍金溶液及び無電解鍍金方法 | |
| US20100144144A1 (en) | Electroless plating bath composition and method of use | |
| US20120028073A1 (en) | Process for electroplating of copper | |
| TWI509104B (zh) | 釕之無電沈積用之鍍覆溶液 | |
| JP2002173781A (ja) | Ｕｌｓｉ用の貴金属薄膜電極の製造方法 | |
| TW521325B (en) | Seed layer deposition | |
| US20040005468A1 (en) | Method of providing a metallic contact on a silicon solar cell | |
| CN102471918A (zh) | 无电沉积溶液和工艺控制 | |
| US4910049A (en) | Conditioning a dielectric substrate for plating thereon | |
| JP2833393B2 (ja) | 無電解銅メッキ法 | |
| US7780772B2 (en) | Electroless deposition chemical system limiting strongly adsorbed species | |
| JP3461293B2 (ja) | 成膜方法 | |
| KR101100084B1 (ko) | 구리배선 형성방법 | |
| KR100406592B1 (ko) | 반도체 금속막 형성방법 | |
| TW202336273A (zh) | 無電解電鍍液及配線基板之製造方法 | |
| TWI283272B (en) | Method of processing a substrate | |
| Shacham-Diamand et al. | Electrochemical Study and Material Characterization of Electroless CoNiWPB Thin Films |