JP3341401B2 - めっき法による配線金属膜形成方法 - Google Patents

めっき法による配線金属膜形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や集積回路
形成に用いられる配線を形成する際に使用するめっき法
を用いた配線用のめっき法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子や集積回路の配線形成のため
の金属膜堆積には、アルミニウムのスパッタ法や、タン
グステンのCVD法が用いられてきた。しかし、スパッ
タ法では十分なカバーレッジがとれない。また、これら
の方法は、金属化合物に多大なエネルギーをかけ、金属
を遊離させたり、対応する金属化合物から分離させて半
導体素子形成表面に金属を堆積する方法をとっているた
め、膨大なコストがかかり、プロセス的にも複雑である
といった問題がある。それらの問題を解決する方法とし
て、最近、無電解めっき法による金属膜の堆積が注目さ
れている。
【0003】また無電解めっきにより堆積された配線金
属が下部層に拡散することを防止するために、バリアメ
タル(以後下地金属膜と言う)を設ける必要がある。
【0004】ところが、従来の無電解めっきにおいて
は、下地金属膜よりも析出させる金属(例えば、配線と
して抵抗の低い銀、銅、金等)の方が貴である場合が多
く、この場合には置換めっきとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
金属膜としてめっき金属膜を利用する場合、最低でも1
ミクロン程度の膜厚が必要であるが、置換めっきが起こ
る従来の方法では、下地金属膜が析出した金属に覆われ
てしまうと、それ以上下地金属膜の溶解が不可能とな
り、反応が進行せず、厚膜化ができないといった問題が
ある。
【0006】そこで、本発明が解決すべき点は、タング
ステンやニッケルなどの下地金属が形成された基板上に
これらの金属を密着性良く厚膜化し、配線金属膜として
利用することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板表面に第一の金属が形成された基板に
おいて、前記第一の金属上に置換めっき処理で第二の金
属膜を堆積する工程と、前記第二の金属膜上に無電解め
っき処理で、第三の金属膜を堆積する工程とを備えるこ
とを特徴としている。
【0008】
【作用】本発明の如き、置換めっき後に無電解めっきを
行うことにより、従来の課題であった厚膜不可の点が解
決できる。また、我々は、この方法によれば、第二の金
属膜と第三の金属膜の密着性が高い配線金属膜がめっき
法により形成されることを見い出した。これは無電解め
っき法で第三の金属膜が第二の金属膜上に堆積している
からである。
【0009】なお、置換めっきは、反応が途中であると
第一金属の作用で、再び置換めっきが起こって膜形状が
悪くなるという問題があるため、反応が完了しているこ
とが望ましい。
【0010】また、第二の金属は、第一の金属の標準電
位よりも貴な金属で且つ、第三の金属の無電解めっきに
際して活性化触媒となるものを使用することが挙げられ
る。置換めっきを起こさせないため、さらに、第三の金
属は第二の金属の標準電位と同等あるいは、卑でかつ自
己触媒型無電解めっきを可能とする金属であり、また第
三の金属は自己触媒的であってもよい。この様な第三の
金属としては、例えば、銀、銅、金等であってもよい
が、これらに限定されない。(表1)に第一、第二、第
三の金属に対する望ましい必要条件をまとめて記した。
【0011】
【表1】
【0012】またさらに、第二の金属と、第三の金属は
同一の金属であってもよい。密着性を向上させるために
第一の金属膜、第二の金属膜、第三の金属膜を堆積した
半導体基板を、熱処理してもよい。また、前記熱処理が
金属膜間の合金化を促進してもよい。
【0013】なお、第一の金属膜の下に、配線金属の基
板側への拡散を防止するバリヤメタルが存在していても
よく、また、第一の金属膜が、バリヤメタルであっても
よい。バリヤメタルが配線金属膜の下に存在していれ
ば、配線金属の基板側への拡散の心配もない。
【0014】従って、本発明を用いることにより、プロ
セス的にも簡単で、安価で、さらに低抵抗の配線形成に
有効に作用する。
【0015】
【実施例】(実施例1)以下本発明の一実施例について
図面を参照しながら説明する。
【0016】図1は第一の実施例のめっき法による配線
金属膜形成方法を示す図である。まず図1(a)では、
シリコン基板10上に絶縁膜11を堆積し、この絶縁膜
11にシリコン基板10に至るコンタクトホールや、ヴ
ィアアホールを形成する。その後、バリヤメタルとして
窒化チタン12を堆積し、半導体素子形成用ウエハー1
1上に第一の金属としてタングステン13を全面にCV
D法により堆積させ、コンタクトホールを埋め込み、溝
表面を覆う。
【0017】そして図1(b)では、タングステン13
表面をBHF(弗酸:弗化アンモニウム=1:20)の
溶液に20秒間浸漬し、タングステン上の自然酸化膜の
エッチングを行ない表面を清浄化し水洗する。その後、
ウエハー11を硝酸銀4.4*10-2mol/L、エチ
レンジアミン2.7*10-2mol/L、ロッセル塩
3.5*10-2mol/Lからなる銀めっき浴に10分
間、35℃で浸漬させ、置換めっきを行い水洗する。こ
の時形成される銀薄膜14の膜厚は、約250nmであ
る。
【0018】さらに図1(c)では、この銀薄膜14を
BHF(弗酸:弗化アンモニウム=1:20)の溶液で
清浄化し、水洗を行った後、硝酸銀4.4*10-2mo
l/L、エチレンジアミン2.7*10-2mol/L、
ロッセル塩3.5*10-2mol/L、安定剤であるヨ
ウ化カリウム4.0*10-5mol/Lからなる無電解
銀めっき浴に35℃で1時間浸漬させると、合計約1μ
mの銀膜15が堆積した。
【0019】図1(d)ではこれを400℃で熱処理す
ると、タングステン13と銀薄膜14が合金化し、密着
性をより向上させた。さらに化学機械的研磨(CMP)
で余分な部分の銀を除去することで、銀の埋め込み配線
16を形成できた。
【0020】(実施例2)図2は第二の実施例の無電解
めっき法による配線金属膜形成方法を示す図である。
【0021】まず図1(a)では、シリコン基板10上
に絶縁膜11を堆積し、この絶縁膜11にシリコン基板
10に至るコンタクトホールや、ヴィアアホールを形成
する。その後、バリヤメタルとして窒化チタン12を堆
積する。その後、半導体素子形成用ウエハー10の半導
体素子形成表面を表にし、スピンコータ上にセットし
た。そして、200回転/minの速度でウエハー10
を回転させながら、ウエハー10表面の脱脂を行うため
に、ノズルからアセトンを1分間ウエハー21上に接触
させ、その後3000回転/minにし、アセトンを乾
燥させた。その後、回転を停止させ、窒化チタン表面の
自然酸化膜を除去するために、ノズルからBHF(弗
酸:弗化アンモニウム=1:20)溶液をウエハー10
上に塗布し、20秒間浸漬した。20秒後、1000回
転/minでウエハー10を回転させ、BHFを完全に
除去してから、水洗を1分間行った。水洗後、200回
転/minの速度でウエハー10を回転させながら10
%塩化すず溶液をノズルから5分間放出してセンシタイ
ジングを行なった後、そのままの速度で水洗を30秒行
った。
【0022】次に10%塩化パラジウム溶液をノズルか
ら5分間同様の速度でウエハー10を回転させながらア
クチベーテイングを行った後、同様に30秒間水洗を行
った。このように前処理したウエハー10を次亜燐酸ナ
トリウム26.4g/L、ほう酸12g/L、硫酸アン
モニウム2.6g/L、酢酸ナトリウム4.9g/Lの
割合で調合した無電解ニッケルめっき浴中に静かに揺動
させながら5分間浸漬させると、約200nmの膜厚で
半導体素子形成表面全面にニッケル膜17を堆積するこ
とができた。
【0023】そして図2(b)では、ニッケル表面をB
HF(弗酸:弗化アンモニウム=1:20)の溶液に2
0秒間浸漬し、ニッケル表面の自然酸化膜のエッチング
を行ないニッケル表面を清浄化し水洗する。その後、ウ
エハー21を、硝酸銀4.4*10-2mol/L、エチ
レンジアミン2.7*10-2mol/L、ロッセル塩
3.5*10-2mol/Lからなる銀めっき浴に10分
間、35℃で浸漬させ、水洗を行うと、置換めっきによ
り約250nmの銀薄膜14が形成された。
【0024】さらに図2(c)では、この銀薄膜14表
面をBHF(弗酸:弗化アンモニウム=1:20)の溶
液に20秒間浸漬し銀表面を清浄化し水洗を行った後、
硝酸銀4.4*10-2mol/L、エチレンジアミン
2.7*10-2mol/L、ロッセル塩3.5*10-2
mol/L、安定剤であるヨウ化カリウム4.0*10
-5mol/Lからなる無電解銀めっき浴に35℃で1時
間浸漬させると、合計約1μmの銀膜15が堆積した。
【0025】図2(d)ではこれを、450℃で熱処理
し、ニッケル膜17と銀膜15をその界面において合金
化させることで、密着性をより向上させた。さらに化学
機械的研磨(CMP)で余分な部分の銀を除去すること
で、銀の埋め込み配線16を形成できた。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、厚膜化
しなかった従来のめっき法の問題を解決し、比抵抗の低
い配線を簡易的に形成できることから、工業的価値が極
めて大きい。これまで、無電解めっき法では、標準電位
が貴なために、置換めっきを起こし膜質が悪く、厚膜化
しなかったり、さらに浴寿命が短かかった金属を、置換
めっきと無電解めっきを併用することにより堆積するこ
とができる。さらに、置換めっきで堆積した金属膜上に
は、無電解めっき法により金属膜を堆積することができ
るため、この方法を使用することによって、良好な膜質
で厚膜化が可能となり、比抵抗が低い配線形成のための
金属膜を形成することができる。
【0027】さらに、配線金属の下には窒化チタン等の
バリヤメタルを堆積させておくことで、配線金属の下層
への拡散を防止することも可能である。
【0028】またさらに、置換めっきで堆積した金属膜
は、密着性が悪い場合、熱処理を加えることにより下地
金属と一部合金化し、密着性の良い膜が形成される。ま
た、これまで行ってきた第二の金属堆積時のセンシタイ
ジング、アクチベーテイング処理が不要となり、プロセ
スの簡素化のみならず、安価プロセスを提供することが
可能となる。さらに、センシタイジング、アクチベーテ
イング処理を省略することにより、下地金属の存在する
表面のみ金属が堆積し、裏面への金属堆積が起こらな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における無電解金属めっ
き法による配線金属膜の形成方法を説明するための工程
【図2】本発明の第2の実施例における無電解金属めっ
き法による配線金属膜の形成方法を説明するための工程
【符号の説明】
10 半導体素子形成用ウエハー 11 絶縁膜 12 窒化チタン 13 タングステン 14 銀薄膜 15 銀膜 16 銀の埋め込み配線 17 ニッケル膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05K 3/24 H01L 21/88 R (72)発明者 橋本 伸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−125552(JP,A) 特開 昭59−16961(JP,A) 特開 平2−94523(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3205 C23C 18/52 H01L 21/28 301 H01L 21/288 H05K 3/18 H05K 3/24

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面に第一の金属が形成された半導
    体基板において、前記第一の金属上に置換めっき処理で
    第二の金属膜を堆積する工程(a)と、 前記第二の金属膜上に自己触媒型無電解めっき処理で第
    三の金属膜を堆積する工程(b) 前記第一の金属膜、第二の金属膜、第三の金属膜を堆積
    した前記半導体基板を、熱処理する工程(c)と備え、 前記熱処理が、金属膜間での合金化を促進することを特
    徴とする めっき法による配線金属膜形成方法。
  2. 【請求項2】 前記第二の金属は、前記第一の金属の標
    準電位よりも貴な金属を使用することを特徴とする請求
    項1記載のめっき法による配線金属膜形成方法。
  3. 【請求項3】 前記第三の金属は、銀、銅、金のいずれ
    かであることを特徴とする請求項記載のめっき法によ
    る配線金属膜形成方法。
  4. 【請求項4】 前記第二の金属と、前記第三の金属は同
    一の金属であることを特徴とする請求項記載のめっき
    法による配線金属膜形成方法。
  5. 【請求項5】 前記第二の金属は、前記第三の金属に対
    して触媒活性を示すものであることを特徴とする請求項
    1記載のめっき法による配線金属膜形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH1065315A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Totoku Electric Co Ltd フレキシブルプリント回路の製造方法および該方法により得られたフレキシブルプリント回路
US6130161A (en) 1997-05-30 2000-10-10 International Business Machines Corporation Method of forming copper interconnections with enhanced electromigration resistance and reduced defect sensitivity
JP3778239B2 (ja) * 1998-01-30 2006-05-24 株式会社荏原製作所 めっき装置及びそれを用いた基板の加工方法
US6197688B1 (en) * 1998-02-12 2001-03-06 Motorola Inc. Interconnect structure in a semiconductor device and method of formation
KR100334959B1 (ko) * 1998-10-29 2002-06-20 박종섭 반도체 장치의 금속 배선방법_
JP2002173781A (ja) * 2000-12-05 2002-06-21 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Ulsi用の貴金属薄膜電極の製造方法
JP4052868B2 (ja) 2002-04-26 2008-02-27 Necエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
DE10243814B4 (de) 2002-09-20 2018-05-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer leitenden Beschichtung auf einem isolierenden Substrat
JP5289133B2 (ja) * 2009-03-26 2013-09-11 京セラ株式会社 配線基板およびプローブカード用基板
JP5289134B2 (ja) * 2009-03-26 2013-09-11 京セラ株式会社 配線基板およびプローブカード用基板
JP5388191B2 (ja) * 2009-05-26 2014-01-15 Jx日鉱日石金属株式会社 貫通シリコンビアを有するめっき物及びその形成方法

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