KR102617191B1 - 밀착층 형성 방법, 밀착층 형성 시스템 및 기억 매체 - Google Patents

밀착층 형성 방법, 밀착층 형성 시스템 및 기억 매체 Download PDF

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타카시 타나까
유이치로 이나토미
유스케 사이토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 표면에 박막의 밀착층을 형성한다. 기판에 대하여 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 방법은, 기판(2)을 회전시키면서 기판(2) 상에 커플링제를 공급하는 공정을 구비한다. 기판(2)은 300 rpm 이하의 저속으로 회전하고, 이 상태로 IPA에 의해 희석된 커플링제가 기판(2) 상에 공급된다.

Description

밀착층 형성 방법, 밀착층 형성 시스템 및 기억 매체{ADHESION LAYER FORMING METHOD, ADHESION LAYER FORMING SYSTEM AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판에 대하여 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 방법, 밀착층 형성 시스템 및 기억 매체에 관한 것이다.
최근, LSI 등의 반도체 장치는, 실장(實裝) 면적의 공간 절약화 또는 처리 속도의 개선과 같은 과제에 대응하기 위하여, 보다 한층 고밀도화되는 것이 요구되고 있다. 고밀도화를 실현하는 기술의 일례로서, 복수의 배선 기판을 적층함으로써 삼차원 LSI 등의 다층 기판을 제작하는 다층 배선 기술이 알려져 있다.
다층 배선 기술에서는, 실리콘 기판을 준비해 두고, 이 실리콘 기판 또는 실리콘 기판 상에 형성한 절연막 및 실리콘막 등(기판)의 오목부 상에 밀착층을 마련하고, 이 밀착층 상에 촉매층을 개재하여 도전성 재료로서 구리(Cu)를 이용하여, 기판의 오목부에 Cu를 매립하고 있는데, 이 경우, 오목부 내에 Cu 확산 방지막을 형성하고, 이 Cu 확산 방지막 상에 시드막을 무전해 Cu 도금에 의해 형성할 필요가 있다. 이 때문에 배선층의 배선 용적이 저하되거나, 매립된 Cu 중에 보이드가 발생하는 경우가 있다. 한편, 기판의 오목부 내에 Cu 대신 니켈(Ni)계 금속을 무전해 도금법에 의해 매립하여 배선층(무전해 Ni 도금층)으로서 이용하는 기술이 개발되고 있다.
그런데 실리콘 기판 또는 실리콘 기판 상에 형성한 절연막 및 실리콘막 등의 상에 밀착층 및 촉매층을 개재하여 형성된 무전해 Ni 도금층은, 실리콘 기판의 실리콘과 결합하여 실리사이드화되게 된다.
이러한 경우, 실리콘 기판 또는 실리콘 기판 상에 형성한 절연막 및 실리콘막등의 상의 밀착층이 과도하게 두껍게 형성되면, Ni 도금층의 실리사이드화가 진행되지 않는다고 하는 문제가 발생하고 있다.
일본특허공개공보 2010-184113
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이며, 실리콘 기판 또는 실리콘 기판 상에 형성한 절연막 및 실리콘막 등의 상에 무전해 Ni 도금층 등의 도금층을 형성하기 위한 밀착층을 적절한 두께의 박막이 되도록 형성할 수 있는 밀착층 형성 방법, 밀착층 형성 시스템 및 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 기판에 대하여 무전해 도금층 형성용의 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 방법에 있어서, 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판 상을 회전시키면서, 상기 기판 상에 커플링제를 공급하는 공정을 구비하고, 상기 커플링제를 공급할 시, 상기 기판 상을 웨트 상태로 유지하면서, 물과 친화성이 있는 유기 용제로 희석된 커플링제를 공급하는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 방법이다.
본 발명은, 기판에 대하여 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 시스템에 있어서, 기판을 회전 가능하게 유지하는 기판 회전 유지 기구와, 상기 기판 상에 커플링제를 공급하여, 상기 기판 표면 전역에 밀착층을 형성하는 커플링제 공급부를 구비하고, 상기 커플링제 공급부는, 물과 친화성이 있는 유기 용매로 희석된 커플링제를 공급하는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 시스템이다.
본 발명은, 밀착층 형성 시스템에 무전해 도금층 형성용의 밀착층 형성 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서, 상기 밀착층 형성 방법은, 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판 상을 회전시키면서, 상기 기판 상에 커플링제를 공급하는 공정을 구비하고, 상기 커플링제를 공급할 시, 상기 기판 상을 웨트 상태로 유지하면서, 물과 친화성이 있는 유기 용제로 희석된 커플링제를 공급하는 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명에 따르면, 기판 상에 적절한 두께의 박막으로 이루어지는 밀착층을 균일하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 밀착층 형성 시스템이 탑재된 도금 처리 시스템 전체를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 도금 처리 시스템에서의 도금 처리 방법 전체를 나타내는 순서도이다.
도 3a ~ 도3f는 도금 처리 방법이 실시되는 기판을 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 밀착층 형성 방법을 나타내는 공정도이다.
도 5는 밀착층 형성 시스템을 나타내는 측단면도이다.
도 6은 밀착층 형성 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도금층 소성부를 나타내는 측단면도이다.
<도금 처리 시스템>
도 1 내지 도 7에 의해 본 발명의 일실시의 형태에 대하여 설명한다.
먼저 도 1에 의해 본 발명에 따른 밀착층 형성 시스템이 탑재된 도금 처리 시스템에 대하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 도금 처리 시스템(10)은 반도체 웨이퍼 등의 오목부(2a)를 가지는 기판(실리콘 기판 또는 실리콘 기판 상에 형성한 절연막 및 실리콘막 등)(2)에 대하여 도금 처리를 실시하는 것이다(도 3a ~ 도 3f 참조).
이러한 도금 처리 시스템(10)은, 기판(2)을 수납한 카세트(도시하지 않음)가 배치되는 카세트 스테이션(18)과, 카세트 스테이션(18) 상의 카세트로부터 기판(2)을 취출하여 반송하는 기판 반송 암(11)과, 기판 반송 암(11)이 주행하는 주행로(11a)를 구비하고 있다.
또한 주행로(11a)의 일측에, 기판(2) 상에 실란 커플링제 등의 커플링제를 흡착시켜 본 발명에 따른 밀착층(21)을 형성하는 밀착층 형성부(밀착층 형성 시스템)(12)와, 기판(2)의 밀착층(21) 상에 촉매를 흡착시켜 후술하는 촉매층(22)을 형성하는 촉매층 형성부(13)와, 기판(2)의 촉매층(22) 상에 후술하는 Cu 확산 방지막으로서 기능하는 도금층(23)을 형성하는 도금층 형성부(14)가 배치되어 있다.
또한 주행로(11a)의 타측에, 기판(2)에 형성된 도금층(23)을 소성하는 도금층 소성부(15)와, 기판(2)에 형성된 도금층(23) 상에, 후술하는 시드막으로서 기능하는 무전해 구리 도금층(무전해 Cu 도금층)(24)을 형성하기 위한 무전해 Cu 도금층 형성부(16)가 배치되어 있다.
또한 도금층 소성부(15)에 인접하여, 기판(2)에 형성된 오목부(2a) 내에, 무전해 Cu 도금층(24)을 시드막으로서 전해 구리 도금층(전해 Cu 도금층)(25)을 충전하기 위한 전해 Cu 도금층 형성부(17)가 배치되어 있다.
또한 상술한 도금 처리 시스템의 각 구성 부재, 예를 들면 카세트 스테이션(18), 기판 반송 암(11), 밀착층 형성부(밀착층 형성 시스템)(12), 촉매층 형성부(13), 도금층 형성부(14), 도금층 소성부(15), 무전해 Cu 도금층 형성부(16) 및 전해 Cu 도금층 형성부(17)는, 모두 제어부(19)에 마련한 기억 매체(19A)에 기록된 각종의 프로그램에 따라 제어부(19)에서 구동 제어되고, 이에 의해 기판(2)에 대한 다양한 처리가 행해진다. 여기서, 기억 매체(19A)는, 각종의 설정 데이터 또는 후술하는 도금 처리 프로그램 등의 각종의 프로그램을 저장하고 있다. 기억 매체(19A)로서는, 컴퓨터로 판독 가능한 ROM 또는 RAM 등의 메모리, 또는 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 또는 플렉시블 디스크 등의 디스크 형상 기억 매체 등의 공지의 것이 사용될 수 있다.
이어서 밀착층(21)을 형성하기 위한 밀착층 형성부(밀착층 형성 시스템)(12)에 대하여 더 설명한다.
밀착층 형성부(12)는, 도 5 및 도 6에 나타내는 액 처리 장치로부터 구성할 수 있다.
또한, 촉매층 형성부(13), 도금층 형성부(14) 및 무전해 Cu 도금층 형성부(16)도, 밀착층 형성부(12)와 동일한 액 처리 장치로 구성할 수 있다. 밀착층 형성부(12)는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같은 것이다.
밀착층 형성부(밀착층 형성 시스템)(12)는, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 케이싱(101)의 내부에서 기판(2)을 회전 유지하기 위한 기판 회전 유지 기구(기판 수용부)(110)와, 기판(2)의 표면에 커플링제 또는 세정액 등을 공급하는 액 공급 기구(30, 90)와, 기판(2)으로부터 비산한 커플링제 또는 세정액 등을 받는 컵(105)과, 컵(105)으로 받은 커플링제 또는 세정액을 배출하는 배출구(124, 129, 134)와, 배출구로 모아진 액을 배출하는 액 배출 기구(120, 125, 130)와, 기판 회전 유지 기구(110), 액 공급 기구(30, 90), 컵(105) 및 액 배출 기구(120, 125, 130)를 제어하는 제어 기구(160)를 구비하고 있다.
(기판 회전 유지 기구)
이 중 기판 회전 유지 기구(110)는, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 케이싱(101) 내에서 상하로 신연하는 중공 원통 형상의 회전축(111)과, 회전축(111)의 상단부에 장착된 턴테이블(112)과, 턴테이블(112)의 상면 외주부에 마련되고, 기판(2)을 지지하는 웨이퍼 척(113)과, 회전축(111)을 회전 구동하는 회전 기구(162)를 가지고 있다. 이 중 회전 기구(162)는 제어 기구(160)에 의해 제어되고, 회전 기구(162)에 의해 회전축(111)이 회전 구동되고, 이에 의해, 웨이퍼 척(113)에 의해 지지되어 있는 기판(2)이 회전된다.
이어서, 기판(2)의 표면에 커플링제 또는 세정액 등을 공급하는 액 공급 기구(30, 90)에 대하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 액 공급 기구(30, 90)는, 기판(2)의 표면에 대하여 실란 커플링제 등의 커플링제를 노즐(32)을 거쳐 공급하는 커플링제 공급 기구(30)와, 기판(2)의 표면에 세정액을 공급하는 세정액 공급 기구(90)를 포함하고 있다.
또한 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 노즐 헤드(104)가, 암(103)의 선단부에 장착되어 있고, 이 암(103)은 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 또한 회전 기구(165)에 의해 회전 구동되는 지지축(102)에 고정되어 있다. 또한 노즐 헤드(104)에는, 커플링제 공급 기구(30)의 노즐(32)과 세정액 공급 기구(90)의 노즐(92)이 장착되어 있다.
세정액 공급 기구(90)는, 상술한 바와 같이 노즐 헤드(104)에 장착된 노즐(92)을 포함하고 있다. 이 경우, 노즐(92)로부터, 물과 친화성이 있는 유기 용제, 예를 들면 이소프로필 알코올(IPA) 등의 세정액, 또는 DIW 등의 린스 처리액 중 어느 일방이 선택적으로 기판(2)의 표면에 토출된다.
(액 배출 기구)
이어서, 기판(2)으로부터 비산한 커플링제 또는 세정액 등을 배출하는 액 배출 기구(120, 125, 130)에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 케이싱(101) 내에는, 승강 기구(164)에 의해 상하 방향으로 구동되고, 배출구(124, 129, 134)를 가지는 컵(105)이 배치되어 있다. 액 배출 기구(120, 125, 130)는 각각 배출구(124, 129, 134)로 모아지는 액을 배출하는 것으로 되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 커플링제 또는 세정액 등을 배출하는 액 배출 기구(120, 125)는, 유로 전환기(121, 126)에 의해 전환되는 회수 유로(122, 127) 및 폐기 유로(123, 128)를 각각 가지고 있다. 이 중 회수 유로(122, 127)는, 커플링제 또는 세정액 등을 회수하여 재이용하기 위한 유로이며, 한편, 폐기 유로(123, 128)는 커플링제 또는 세정액 등을 폐기하기 위한 유로이다. 또한 도 5에 나타내는 바와 같이, 처리액 배출 기구(130)에는 폐기 유로(133)만이 마련되어 있다.
또한 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판 수용부(110)의 출구측에는, 커플링제를 배출하는 커플링제 배출 기구(120)의 회수 유로(122)가 접속되고, 이 회수 유로(122) 중 기판 수용부(110)의 출구측 근방에, 커플링제를 냉각하는 냉각 버퍼(120A)가 마련되어 있다.
이어서 도금층 소성부(15)에 대하여 설명한다.
도금층 소성부(15)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 밀폐된 밀폐 케이싱(15a)과, 밀폐 케이싱(15a) 내부에 배치된 핫 플레이트(15A)를 구비하고 있다.
도금층 소성부(15)의 밀폐 케이싱(15a)에는, 기판(2)을 반송하기 위한 반송구(도시하지 않음)가 마련되고, 또한 밀폐 케이싱(15a) 내에는 N2 가스 공급구(15c)로부터 N2 가스가 공급된다.
동시에 밀폐 케이싱(15a) 내는 배기구(15b)에 의해 배기되고, 밀폐 케이싱(15a) 내를 N2 가스로 충만시킴으로써, 밀폐 케이싱(15a) 내를 불활성 분위기로 유지할 수 있다.
<도금 처리 방법>
이어서 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시의 형태의 작용에 대하여, 도 2 내지도 4에 의해 설명한다.
먼저 전공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 등으로 이루어지는 기판(실리콘 기판 또는 실리콘 기판 상에 형성한 절연막 및 실리콘막 등)(2)에 대하여 오목부(2a)가 형성되고, 오목부(2a)가 형성된 기판(2)이 도금 처리 시스템(10) 내로 반송된다.
여기서 기판(2)에 오목부(2a)를 형성하는 방법으로서는, 종래 공지의 방법으로부터 적절히 채용할 수 있다. 구체적으로, 예를 들면, 드라이 에칭 기술로서, 불소계 또는 염소계 가스 등을 이용한 범용적 기술을 적용할 수 있는데, 특히 애스펙트비(홀의 깊이 / 홀의 직경)가 큰 홀을 형성하기 위해서는, 고속의 심굴 에칭이 가능한 ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching : 유도 결합 플라즈마-반응성 이온 에칭)의 기술이 채용된 방법을 보다 적합하게 채용할 수 있고, 특히 육불화 유황을 이용한 에칭 단계와 C4F8 등의 불소계 가스를 이용한 보호 단계를 반복하면서 행하는 보슈 프로세스라 칭해지는 방법을 적절하게 채용할 수 있다.
이어서 도금 처리 시스템(10)의 밀착층 형성부(12) 내에서, 오목부(2a)를 가지는 기판(2) 상에 밀착층(21)이 형성된다(도 2 및 도 3a). 이 경우, 밀착층 형성부(12) 내에서, 오목부(2a)를 가지는 기판(2) 상에 실란 커플링제 등의 커플링제가 흡착되고, 이와 같이 하여 기판(2) 상에 밀착층(21)이 형성된다(SAM 처리). 실란 커플링제를 흡착시켜 형성된 밀착층(21)은, 후술하는 촉매층(22)과 기판(2)과의 밀착성을 향상시키는 것이다.
이어서 밀착층 형성부(12) 내에서 행해지는 밀착층 형성 방법에 대하여 도 4에 의해 더 상술한다.
먼저 기판(2)이 밀착층 형성부(12)의 기판 회전 유지 기구(110) 상에 건조 상태로 배치된다. 이 후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판(2)이 기판 회전 유지 기구(110)에 의해 회전하고, 그 동안 노즐 헤드(104)의 노즐(92)로부터 DIW가 기판(2) 상에 공급된다. 이와 같이 하여 기판(2)에 대하여 전세정이 실시된다(DIW에 의한 전세정).
이어서 기판(2)을 회전시킨 상태로 노즐 헤드(104)의 노즐(92)로부터 공급되는 액체가 전환되고, 노즐(92)로부터 DIW 대신에, 물과 친화성이 있는 IPA가 기판(2) 상에 공급된다. 이와 같이 하여 기판(2) 상에 남은 물이 IPA와 치환된다(IPA에 의한 치환).
이어서 기판(2)을 회전시킨 상태로, 노즐 헤드(104)의 노즐(32)로부터 실란 커플링제가 기판(2) 상에 공급된다. 또한 노즐(92)로부터 IPA가 계속 공급되고, 이에 의해 기판(2)을 회전시키면서, 이 기판(2) 상에 IPA에 의해 희석된 실란 커플링제가 공급되게 된다(커플링제의 회전 도포).
이 커플링제의 회전 도포에 있어서, 기판(2)은 기판 회전 유지 기구(110)에 의해 300 rpm 이하의 저속으로 회전한다. 또한 노즐(32)로부터 공급되는 실란 커플링제는, 노즐(92)로부터 공급되는 IPA에 의해 10 ~ 1000 배만큼 희석되어 기판(2) 상에 공급된다.
상기와 같이 기판(2)은 300 rpm 이하의 저속으로 회전하고, 또한 기판(2) 상에 IPA에 의해 10 ~ 1000 배 희석된 실란 커플링제가 공급되기 때문에, 기판(2) 상에서 실란 커플링제가 회전 중에 날려 기판(2) 상이 건조되지는 않는다. 또한 실란 커플링제는 상술한 바와 같이 IPA에 의해 희석되기 때문에, 기판(2) 상에 실란 커플링제를 흡착하여 이루어지는 밀착층(21)의 두께가 과도하게 두꺼워지지 않고, 적절한 두께의 박막으로 이루어지는 밀착층(21)을 형성할 수 있다.
또한 기판(2) 상에 박막으로 이루어지는 밀착층(21)을 형성함으로써, 밀착층(21)을 기판 상에 확실히 밀착시킬 수 있다. 또한 후술하는 바와 같이 밀착층(21) 상에 촉매층(22)을 개재하여 Ni 또는 Ni계 합금으로 이루어지는 도금층(23)을 형성했을 경우, 밀착층(21)은 박막이 되어 있으므로, 도금층(23)의 Ni 또는 Ni계 합금을 실리콘 기판(2)과 반응시켜 Ni 또는 Ni계 합금의 실리사이드화를 확실히 행할 수 있다.
이어서 기판(2)을 회전시킨 상태로 노즐(32)로부터의 실란 커플링제의 공급이 정지되고, 노즐(92)로부터의 IPA의 공급이 정지된다. 이 후, 이어서, 노즐(92)로부터 DIW가 기판(2) 상에 공급되고, 기판(2) 상에 남은 여분의 실란 커플링제가 제거된다(DIW에 의한 린스).
이상과 같이, 커플링제 공급 기구(30)의 노즐(32)로부터 커플링제가 공급되고, 이 커플링제는 세정액 공급 기구(90)의 노즐(92)로부터 공급되는 IPA에 의해 희석되기 때문에, 커플링제 공급 기구(30)와 세정액 공급 기구(90)는 IPA에 의해 희석된 커플링제를 공급하는 커플링제 공급부를 구성한다.
밀착층 형성부(12)에서 밀착층(21)이 형성된 기판(2)은, 기판 반송 암(11)에 의해 촉매층 형성부(13)로 보내진다. 그리고 이 촉매층 형성부(13)에서, 기판(2)의 밀착층(21) 상에, 예를 들면 촉매가 되는 나노 팔라듐을 포함하는 촉매 용액이 공급되고, 나노 팔라듐이 흡착되어 촉매층(22)이 형성된다(도 3b). 이 경우, 촉매층 형성부(13)로서는, 도 5 및 도 6에 나타내는 것과 같은 액 처리 장치를 이용할 수 있다.
이어서, 기판(2)에 공급되는 촉매 용액 및 촉매 용액에 포함되는 촉매에 대하여 설명한다. 먼저 촉매에 대하여 설명한다.
기판(2)의 밀착층(21)에 흡착되는 촉매로서는, 도금 반응을 촉진할 수 있는 촉매 작용을 가지는 촉매가 적절히 이용되는데, 예를 들면 나노 입자로 이루어지는 촉매가 이용된다. 여기서 나노 입자란, 촉매 작용을 가지는 콜로이드 형상의 입자이며, 평균 입경이 20 nm 이하, 예를 들면 0.5 nm ~ 20 nm의 범위 내로 되어 있는 입자이다. 나노 입자를 구성하는 원소로서는, 예를 들면 팔라듐, 금, 백금 등을 들 수 있다. 이 중 나노 입자의 팔라듐을 n-Pd로서 나타낼 수 있다.
또한, 나노 입자를 구성하는 원소로서 루테늄이 이용되어도 된다.
나노 입자의 평균 입경을 측정하는 방법이 특별히 한정되지는 않고, 다양한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 촉매 용액 내의 나노 입자의 평균 입경을 측정하는 경우, 동적 광산란법 등이 이용될 수 있다. 동적 광산란법이란, 촉매 용액 내에 분산되어 있는 나노 입자에 레이저광을 조사하고, 그 산란광을 관찰함으로써, 나노 입자의 평균 입경 등을 산출하는 방법이다.
또한, 기판(2)의 오목부(2a)에 흡착한 나노 입자의 평균 입경을 측정하는 경우, TEM 또는 SEM 등을 이용하여 얻어진 화상으로부터, 정해진 개수의 나노 입자, 예를 들면 20 개의 나노 입자를 검출하고, 이들 나노 입자의 입경의 평균치를 산출할 수도 있다.
이어서, 나노 입자로 이루어지는 촉매가 포함되는 촉매 용액에 대하여 설명한다. 촉매 용액은, 촉매가 되는 나노 입자를 구성하는 금속의 이온을 함유하는 것이다. 예를 들면 나노 입자가 팔라듐으로 구성되어 있는 경우, 촉매 용액에는 팔라듐 이온원으로서 염화 팔라듐 등의 팔라듐 화합물이 함유되어 있다.
촉매 용액의 구체적인 조성은 특별히 한정되지는 않지만, 바람직하게는, 촉매 용액의 점성 계수가 0.01 Pa·s 이하가 되도록 촉매 용액의 조성이 설정되어 있다. 촉매 용액의 점성 계수를 상기 범위 내로 함으로써, 기판(2)의 오목부(2a)의 직경이 작은 경우라도, 기판(2)의 오목부(2a)의 하부에까지 촉매 용액을 충분히 확산시킬 수 있다. 이에 의해, 기판(2)의 오목부(2a)의 하부에까지 촉매를 보다 확실히 흡착시킬 수 있다.
바람직하게는, 촉매 용액 중의 촉매는 분산제에 의해 피복되어 있다. 이에 의해, 촉매의 계면에 있어서의 계면 에너지를 작게 할 수 있다. 따라서, 촉매 용액 내에 있어서의 촉매의 확산을 보다 촉진할 수 있고, 이에 의해, 기판(2)의 오목부(2a)의 하부에까지 촉매를 보다 단시간에 도달시킬 수 있다고 상정된다. 또한, 복수의 촉매가 응집하여 그 입경이 커지는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해서도, 촉매 용액 내에 있어서의 촉매의 확산을 보다 촉진할 수 있다고 상정된다.
분산제로 피복된 촉매를 준비하는 방법이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들면, 미리 분산제로 피복된 촉매를 포함하는 촉매 용액이, 촉매층 형성부(13)에 대하여 공급되어도 된다. 혹은, 촉매를 분산제로 피복하는 공정을 촉매층 형성부(13)의 내부에서 실시하도록, 촉매층 형성부(13)가 구성되어 있어도 된다.
분산제로서는, 구체적으로, 폴리비닐 피롤리돈(PVP), 폴리 아크릴산(PAA), 폴리 에틸렌이민(PEI), 테트라메틸 암모늄(TMA), 구연산 등이 바람직하다.
그 외에, 특성을 조정하기 위한 각종 약제가 촉매 용액에 첨가되어 있어도 된다.
또한 촉매를 포함하는 촉매 용액으로서는, 나노 팔라듐 등의 나노 입자를 포함하는 촉매 용액에 한정되지 않고, 염화 팔라듐 수용액으로 대표되는 팔라듐 이온을 포함하는 수용액, 또한 pH 조정함으로써 얻어지는 수산화 팔라듐 수용액을 촉매 용액으로서 이용하고, 염화 팔라듐 수용액중의 팔라듐 이온을 촉매로서 이용해도 된다.
이와 같이, 촉매 형성부(13)에서 기판(2) 상에 촉매층(22)을 형성한 후, 기판(2)은 기판 반송 암(11)에 의해 도금층 형성부(14)로 보내진다.
이어서 도금층 형성부(14)에서, 기판(2)의 촉매층(22) 상에, Cu 확산 방지막으로서 기능하는 도금층(23)이 형성된다(도 3c).
이 경우, 도금층 형성부(14)는, 도 5 및 도 6에 나타내는 것과 같은 액 처리 장치로 이루어지고, 기판(2)의 촉매층(22) 상에 무전해 도금 처리를 실시함으로써 도금층(23)을 형성할 수 있다.
도금층 형성부(14)에서 도금층(23)을 형성하는 경우, 도금액으로서는, 예를 들면 Ni 또는 Ni계 합금을 포함하는 도금액을 이용할 수 있고, 도금액의 온도는 40 ~ 75℃로 유지되어 있다.
이와 같이 도금액을 기판(2) 상에 공급함으로써, 기판(2)의 촉매층(22) 상에 무전해 도금 처리에 의해, Ni 또는 Ni계 합금을 포함하는 도금층(23)이 형성된다.
이어서 촉매층(22) 상에 도금층(23)이 형성된 기판(2)은, 기판 반송 암(11)에 의해, 도금층 형성부(14)로부터 도금층 소성부(15)의 밀폐 케이싱(15a) 내로 보내진다.
그리고, 이 도금층 소성부(15)의 밀폐 케이싱(15a) 내에서, 기판(2)은, 산화를 억제하기 위하여 N2 가스가 충전된 불활성 분위기 중에서 핫 플레이트(15A) 상에서 가열된다. 이와 같이 하여 기판(2)의 도금층(23)이 소성된다.
도금층 소성부(15)에서, 도금층(23)을 소성할 시의 소성 온도는 150 ~ 200℃, 소성 시간은 10 ~ 30 분으로 되어 있다.
이와 같이 기판(2) 상의 도금층(23)을 소성함으로써, 도금층(23) 내의 수분을 외방으로 방출할 수 있고, 동시에 도금층(23) 내의 금속 간 결합을 높일 수 있다.
이와 같이 하여 형성된 도금층(23)은 Cu 확산 방지층으로서 기능한다. 이어서 Cu 확산 방지층으로서 기능하는 도금층(23)이 형성된 기판(2)은, 이 후 기판 반송 암(11)에 의해 무전해 Cu 도금층 형성부(16)로 보내진다.
이어서 무전해 Cu 도금층 형성부(16)에서, 기판(2)의 도금층(23) 상에, 전해 Cu 도금층(25)을 형성하기 위한 시드막으로서 기능하는 무전해 Cu 도금층(24)이 형성된다(도 3d).
이 경우, 무전해 Cu 도금층 형성부(16)는, 도 5 및 도 6에 나타내는 것과 같은 액 처리 장치로 이루어지고, 기판(2)의 도금층(23) 상에 무전해 도금 처리를 실시함으로써, 무전해 Cu 도금층(24)을 형성할 수 있다.
무전해 Cu 도금층 형성부(16)에서 형성된 무전해 Cu 도금층(24)은, 전해 Cu 도금층(25)을 형성하기 위한 시드막으로서 기능하는 것이며, 무전해 Cu 도금층 형성부(16)에서 이용되는 도금액에는, 구리 이온원이 되는 구리염, 예를 들면 황산 구리, 질산 구리, 염화 구리, 브롬화 구리, 산화 구리, 수산화 구리, 피로인산 구리 등이 포함되어 있다. 또한 도금액에는, 구리 이온의 착화제 및 환원제가 더 포함되어 있다. 또한 도금액에는, 도금 반응의 안정성 또는 속도를 향상시키기 위한 다양한 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
이와 같이 하여 무전해 Cu 도금층(24)이 형성된 기판(2)은, 기판 반송 암(11)에 의해 전해 Cu 도금층 형성부(17)로 보내진다. 또한, 무전해 Cu 도금층(24)이 형성된 기판(2)을 도금층 소성부(15)로 보내 소성한 후, 전해 Cu 도금층 형성부(17)로 보내도 된다. 이어서 전해 Cu 도금층 형성부(17)에서, 기판(2)에 대하여 전해 Cu 도금 처리가 실시되고, 기판(2)의 오목부(2a) 내에 무전해 Cu 도금층(24)을 시드막으로서 전해 Cu 도금층(25)이 충전된다(도 3e).
이 후 기판(2)은, 도금 처리 시스템(10)으로부터 외방으로 배출되고, 기판(2)의 이면측(오목부(2a)와 반대측)이 화학 기계 연마된다(도 3f).
이상과 같이 본 실시의 형태에 따르면, 밀착층 형성부(12)에서, 기판(2)을 300 rpm 이하의 저속으로 회전시키고, 기판(2)을 회전시키면서 기판(2) 상에 IPA에 의해 10 ~ 1000 배로 희석된 실란 커플링제를 공급할 수 있다. 이 때문에 기판(2) 상에 적절한 두께의 박막으로 이루어지는 밀착층(21)을 형성할 수 있다. 이에 의해 밀착층(21) 상의 Ni 또는 Ni계 합금으로 이루어지는 도금층의 실리사이드화를 용이하게 실현할 수 있다.
<본 실시의 변형예>
이어서, 본 발명의 변형예에 대하여 설명한다. 상기 실시의 형태에 있어서, 밀착층(21) 상에 촉매층(22)을 개재하여 Ni 또는 Ni계 합금으로 이루어지는 도금층(23)을 형성한 예를 나타냈지만, Ni 또는 Ni계 합금 대신에 Co-W-B를 포함하는 도금층(23)을 형성해도 된다.
2 기판
2a : 오목부
10 : 도금 처리 시스템
11 : 기판 반송 암
12 : 밀착층 형성부
13 : 촉매층 형성부
14 : 도금층 형성부
15 : 도금층 소성부
15A : 핫 플레이트
15a : 밀폐 케이싱
15b : 배기구
15c : N2 가스 공급구
16 : 무전해 Cu 도금층 형성부
17 : 전해 Cu 도금층 형성부
18 : 카세트 스테이션
19 : 제어부
19A : 기억 매체
21 : 밀착층
22 : 촉매층
23 : 도금층
24 : 무전해 Cu 도금층
25 : 전해 Cu 도금층
32 : 노즐
92 : 노즐
104 : 노즐 헤드

Claims (9)

  1. 기판에 대하여 무전해 도금층 형성용의 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 방법에 있어서,
    기판을 준비하는 공정과,
    상기 기판 상을 회전시키면서, 상기 기판 상에 커플링제를 공급하는 공정을 구비하고,
    상기 커플링제를 공급할 시, 상기 기판 상을 웨트 상태로 유지하면서, 물과 친화성이 있는 유기 용제로 희석된 커플링제를 공급하고,
    상기 커플링제를 공급하기 전에, 상기 기판을 물과 친화성이 있는 유기 용제로 미리 웨트 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링제를 공급할 시, 상기 기판을 300 rpm 이하의 회전수로 회전시키는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링제는 이소프로필 알코올에 의해 희석되는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플링제는 이소프로필 알코올에 의해 10 ~ 1000 배만큼 희석되는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커플링제를 공급한 후에, 상기 기판에 대하여 린스 처리를 실시함으로써, 여분의 커플링제를 제거하는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 방법.
  7. 기판에 대하여 밀착층을 형성하는 밀착층 형성 시스템에 있어서,
    기판을 회전 가능하게 유지하는 기판 회전 유지 기구와,
    상기 기판 상에 커플링제를 공급하여, 상기 기판 표면 전역에 밀착층을 형성하는 커플링제 공급부를 구비하고,
    상기 커플링제 공급부는, 물과 친화성이 있는 유기 용매로 희석된 커플링제를 공급하고,
    상기 커플링제를 공급하기 전에, 상기 기판을 물과 친화성이 있는 유기 용제로 미리 웨트 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 회전 유지 기구는 상기 기판을 300 rpm 이하의 회전수로 회전시키는 것을 특징으로 하는 밀착층 형성 시스템.
  9. 밀착층 형성 시스템에 무전해 도금층 형성용의 밀착층 형성 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
    상기 밀착층 형성 방법은,
    기판을 준비하는 공정과,
    상기 기판 상을 회전시키면서, 상기 기판 상에 커플링제를 공급하는 공정을 구비하고,
    상기 커플링제를 공급할 시, 상기 기판 상을 웨트 상태로 유지하면서, 물과 친화성이 있는 유기 용제로 희석된 커플링제를 공급하고,
    상기 커플링제를 공급하기 전에, 상기 기판을 물과 친화성이 있는 유기 용제로 미리 웨트 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6211478B2 (ja) * 2014-07-14 2017-10-11 東京エレクトロン株式会社 触媒層形成方法、触媒層形成システムおよび記憶媒体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4858166B2 (ja) * 2004-03-10 2012-01-18 大日本印刷株式会社 血管細胞培養用パターニング基板

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5066616A (en) * 1989-06-14 1991-11-19 Hewlett-Packard Company Method for improving photoresist on wafers by applying fluid layer of liquid solvent
JP3300624B2 (ja) * 1997-01-24 2002-07-08 東京エレクトロン株式会社 基板端面の洗浄方法
US7179741B2 (en) 2002-04-23 2007-02-20 Nikko Materials Co., Ltd. Electroless plating method and semiconductor wafer on which metal plating layer is formed
JP4475026B2 (ja) * 2004-06-11 2010-06-09 富士電機デバイステクノロジー株式会社 無電解めっき方法、磁気記録媒体および磁気記録装置
JP4479493B2 (ja) * 2004-12-14 2010-06-09 富士電機デバイステクノロジー株式会社 ガラス基板へのめっき方法及びそれを用いた磁気記録媒体の製造方法
US7803720B2 (en) * 2008-01-25 2010-09-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Coating process and equipment for reduced resist consumption
JP5553435B2 (ja) 2009-01-19 2014-07-16 ミナト医科学株式会社 パルス電気刺激装置
JP2010239057A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Fujifilm Corp 回路基板の作製方法
US8236705B2 (en) * 2010-07-26 2012-08-07 International Business Machines Corporation Deposition of viscous material
JP5416163B2 (ja) * 2011-04-19 2014-02-12 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び成膜装置
EP2711744A4 (en) * 2011-05-17 2014-10-29 Canon Denshi Kk OPTICAL FILTER AND OPTICAL DEVICE
JP5886935B1 (ja) * 2014-12-11 2016-03-16 東京エレクトロン株式会社 塗布処理方法、コンピュータ記憶媒体及び塗布処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4858166B2 (ja) * 2004-03-10 2012-01-18 大日本印刷株式会社 血管細胞培養用パターニング基板

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