TW565895B - Apparatus and method for electroless plating - Google Patents
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Description
565895 A7 _____B7 五、發明説明（彳） 【發明之詳細說明】 (發明之所屬技術領域） 本發明係有關於無電解電鍍裝置及其方法，特別是有關 於用以形成具有障壁能的導電層之無電解電鍍裝置及其方 法。 【習知技術】 習知技術中，作為一種在半導體晶圓上高密度地形成積 體電路而獲得的半導體裝置之細微配線的材料，係廣泛地 使用鋁或其合金。 但是，為了能更進一步提高半導體裝置的動作速度，作 為上述的配線之材料，係必須使用比電阻更低的銅或銀等 的材料。 特別是銅，其比電阻低至1 ·8 μ〇·0ηι，有利於半導體裝置 的尚速化，且相較於鋁系合金，其電子遷移耐性更高丨個位 數’在作為次世代的材料上為眾所矚目。 但，銅係具有易於擴散於氧化矽等的絕緣性材料、擴散 速度亦快之特徵。於是，使用銅作為配線材料，係在銅和 絕緣性材料的境界部，形成防止銅的擴散的障壁金屬層以 對應之。 作為上述之障壁金屬層而使用的材料，係可使用例如鉅 、氮化鈕、鈦、氮化鈦、鎢或氮化鎢等。 習知技術中，上述之障壁金屬層係藉由例如錢等的 PVD (Physical Vap〇r Deposition) ^ , cv〇 (Chemical
Vapor Deposition)法等而形成。
565895 A7 B7 五、發明説明（2 但是，隨著半導體裝置的細微化及高積體化，配線規模 亦同樣地細微化至〇· 13 μηι以下，甚至隨著半導體元件之高 度的變高，覆蓋元件的氧化矽等的層間絕緣膜係呈現厚膜 化的傾向，針對此點，連接孔（電氣性地連接元件間或多層 配線間的排溝或接觸孔或穿孔）的開口面積則寧可狹窄，故 連接孔的縱橫比（aspect)係作成5以上的高縱橫比，而在如 此之狀態下，當藉由PVD法或CVD法而形成障壁金屬層時 ，則覆蓋範圍即變得惡劣，且極難均勻地成膜至連接孔的 壁面。 為解決上述之問題，美國專利569581〇號公報揭示有藉由 無電解電鍍法而形成構成障壁金屬層的c〇wp層的技術。 此外，特開平8-83796號公報係揭示有藉由無電解電鍍法 而形成鈷或鎳等膜的技術0 又 【本發明欲解決之課題】 然而，在上述之方法中，係以屈伸方式而進行使c〇wp 層堆積的無電解電鍍處理，但在該無電解電鍍處理藥液中 ,係具有易產生Co(OH)2的沉澱、且無電解電鍍處理藥液的 壽命變短的㈣，其壽命初期的處理藥液和末期的處理 藥液則因經過時間的變化，而在成膜率上出現差異 點。 ' 疋故，因壽命短而在每次無電解電鍍處理藥液的劣化時 ’調整新鮮的無電解電錄處理藥⑨，其使用4即辦加，且 製造的手續變乡，製造成本亦變高，而難以達成實曰用化。 此外，在半導體用途上，含有鹼金屬離子的水氧化鈉等 -5- 565895 A7 __ ___B7 五、發明説明（3 ) 係不能使用於pH調整用，故使用氨於pH調整用，但該氨係 易揮發，而造成上述壽命短之原因。 此外，為了提高形成的障壁金屬膜的障壁能，在添加鎢 酸氨或鉬酸氨於無電解電鍍處理藥液中時，亦由於氨的揮 發而析出鎢酸或鉬酸，故有所謂的壽命變短之原因。 總之’如同上述之課題所描述，在障壁金屬膜的形成當 中’係必須達成晶圓面内的均勻膜厚的成·膜。 本發明係有鑑於上述之情形而創作，其目的係在於提供 種可抑制電解液因時間的經過而產生的變化，並進行均 句且精度優異的無電解電鍍之無電解電鍍裝置及其方法。 【解決課題之方法】 為達成上述之目的，本發明之無電解電鍍裝置，係在既 定的氣體的環境氛圍下，對被電鍍面實施無電解處理而形 成導電膜之無電解電鍍裝置，具有被電鍍對象物W的被電 錄面為能臨近於内面而設置，且至少自外部環境氛圍區隔 被電鍍面的電鍍槽、以及能緩和對被電鍍對象物W的被電 鍍面的電鍍液的衝擊，且至少供應電鍍液於被電鍍面的電 鍍液供應機構。 更具有攪拌前述電鍍槽内的前述電鍍液之攪拌機構。 刖述電鍍液供應機構，係供應前述電鑛液於前述授拌機 構的上面’且介由前述授拌機構而供應前述電鍍液於前述 被電鍍面上。 例如，前述攪拌機構係可旋轉，且具有其上面為自旋轉 中心向外側傾斜之某形狀。 __·6· &悚尺度通用中國國家標準仏印Μ規格_ χ挪公爱〉 - 或則，前述攪拌機構係具有：接受來自前述電鍍液供應 機構所供應的前述電鍍液之收容部；以及形成於前述收容 邛的底面的供應孔；且前述電鍍液供應機構係供應前述電 鍍液於前述攪拌部的前述收容部，並介由前述供應孔而供 應前述電鍍液於前述被電鍍面。 例如，前述電鍍槽係具有朝向前述被電鍍對象物而形成 有f旋狀的導引溝的側壁面，且前述電鍍液供應機構係供 應削述電鍍液於前述電鍍槽的前述側壁面中的前述導引溝。 ^此外，例如，前述螺旋狀的導引溝，其距螺旋軸的距離 係愈小程度地接近於前述被電鍍對象物而形成。 或則，前述電鍍槽係具有形成有研磨缽狀的斜面的側壁 面，且前述電鍍液供應機構係供應前述電鍍液於前述電鍍 槽的前述側壁面β 1 備有保持前述被電鍍對象物的保持面，更具有可移動前 述被電㈣象物於相對向於前述電錢槽的方向之保持構件月 例如，刚述保持構件，係具有真空吸著前述被電鍍對 物於前述保持面之吸著孔。 此外，刖述保持構件，係具有在前述保持面的外周部， 形成有吹出包含惰性氣體或氮之氣體的吹出孔。 -fj如月述保持構件，係具有和前述被電錢對象物實質 同等尺寸的保持面，前述電鍍槽係中介密封構件而設二 前述被電鍍對象物中的前述被電鍍面 2 ; 境氛圍區隔前述被電鍍面。 且自外部環 或則’别述保持構件，係具有較前述被電錢對象物為 565895 A7
的保持面’别述電鐵槽係中介密封構件而設置於前述保持 構件上，且自外部環境氛圍區隔前述被電鍍面。 4述保持構件’係具有加熱前述被電鍍對象物之加熱機 構。 月J述電錢槽’係具有加熱前述電鍵槽内的前述既定的氣 體及前述電鍍液之加熱機構。 刖述電鍍液供應機構，係至少含有供應前述導電膜之主 成伤的第1金屬材料、及錯合劑、及還原劑、及pH調整劑 ’且供應調整pH自中性至鹼性範圍的前述電渡液。 此外’前述電鍍液供應機構，係供應更含有供應提高前 述導電膜的障壁能之成份的第2金屬材料之前述電鍍液。 甚至’前述電鍍液供應機構，係供應更含有兩性離子型 類的第1錯合劑、及增進電鍍反應的第2錯合劑之前述電鍍 液。 甚至具有收容供應於前述電鍍槽的前述電鍍液之電鍍液 容器、及調整前述電鍍液容器中的前述電鍍液之pH的pH調 整機構。 甚至具有供應包含作為前述既定的氣體之至少惰性氣體 或氮之氣體於前述電鍍槽内的氣體供應機構。 甚至具有至少收容前述電鍍槽的電鍍室、及供應包含作 為前述既定的氣體之至少惰性氣體或氮之氣體於前述電鍍 室内的氣體供應機構。 或則，甚至具有至少收容前述電鍍槽的電鍍室、及連接 於前述電鍍室且用以前述被電鍍對象物的搬出入之用的等 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂
線 待至、及分別供應包含作為前述既定的氣體之至少惰性氣 體或氣之氣體於前述電鍍室内與前述等待室内的氣體供應 機構。 根據上述之本發明之無電解電鍍裝置，係被電鍍對象物 的被％鍍面為臨近於電鍍槽的内面而設置，且至少自外部 環境氛圍區隔被電鍍面，且在既定氣體的環境氛圍下的電 鍍槽内，得以緩和來自電鍍液供應機構對被電鍍對象物的 ，電鍍面之電鍍液的衝擊，而供應電渡液於被電鍍面，並 實施無電解電鍍處理。 因此，由於和外部環境氛圍隔離，且藉由收容於包含有 作為既定氣體之例如惰性氣體或氮之氣體的環境氛圍下的 電鍍槽内之電鍍液，而實施無電解電鍍處理，故能防止電 鍍液的氧化、電鍍液的pH下降、電鍍液中的組成物的沉澱 等，且能防止因電鍍液之時間經過而產生的變化所導致電 錢率的變動。 而且，藉由電鍍液供應機構，而能在緩和對被電鍍面的 電鑛液衝擊之狀態下’以供應電鍍液於被電鍍面，據此而 能防止因該當衝突所導致電鍍率的變動。 此外’為了達成上述之目的，本發明之無電解電鍍裝置 ，係對破電鍍面施以無電解電鍍處理而形成導電膜之盔電 解電鍍裝置，具有：在既定氣體的環境氛圍下備有收容電 鑛液之電鍍槽、及保持被電鑛對象物的保持面；以及具有 真空吸著前述被電鍍對象物於該當保持面的吸著孔，且具 有形有吹出前述既定氣體至前述保持面的外周部之保持構 565895 A7
565895 A7 _____B7 五、發明説明（8~^ 〜 此外，保持構件係備有保持被電鍍對象物之保持面，且 具有真空吸著被電鍍對象物於保持面的吸著孔，且具有形 成有吹出包含惰性氣體或氮之氣體等的既定氣體至保持面 的外周部之吹出孔的溝之狀態下，於被電鍍對象物之浸潰 時，自被電鍍對象物的外周部下部吹出既定氣體，且能防 止被電鍍對象物之被電鍍面以外之部份的無電解電鍍處 理。 甚至，為了達成上述之目的，本發明之無電解電鍍裝置 ，係對被電鍍面施以無電解電鍍處理而成膜導電膜之無電 解電鍍裝置，且具有電鍍液擴張的電鍍槽、及收容前述電 渡槽的電鍍室、及供應既定氣體於前述電鍍室内的氣體供 應機構。 刖述氣體供應機構’係供應含有作為前述既定氣體之至 少惰性氣體或氮之氣體。 更具有連接於前述電鍍室之前述被電鍍對象物的搬出入 之用的等待室，前述氣體供應機構，係分別供應既定氣體 於前述電鍍室内及前述等待室内。 更具有調整前述電鍍槽中的前述電鍍液之pH的pH調整 機構。 或則’更具有收容供應至前述電鑛槽之前述電鍵液之電 鑛液容器、及調整前述電鍍液容器中的前述電鍍液之pH的 pH調整機構，且至少設置前述電鍍液容器於前述電鍍室内。 根據上述之本發明之無電解電鍍裝置，係在設置於依據 氣體供應機構所既定氣體的環境氛圍下的電鍵室内的電鍵 -11- 本紙張尺度適財s s家標準(CNS) A4規格(21QX297公釐) ， 565895
槽’實施無電解電鍍處理。 因此，由於和外部環境氛圍隔離，且藉由收容於包含有 2為既$氣體之例如惰十生氣體《氮之氣體的環士竟氛圍下的 私鍍槽内之電鍍液，而實施無電解電鍍處理，故能防止電 鍍液的氧化、電鍍液的pH下降、電鍍液中的組成物的沉2 等且此防止因電鍍液之時間經過而產生的變化所導致電 鍍率的變動。 此外，設置有連接於電鍍室之被電鍍對象物的搬出入之 用的等待室，且將該當等待室作成相同的既定氣體的環境 氛圍下，據此亦能防止在被電鍍對象物的搬出入於電鍍室 時，電鍍液的經時變化。 進而，為了達成上述之目的，本發明之無電解電鍍方法 ，係在既定氣體的環境氛圍下對被電鍍面施以無電解電鍍 處理而成膜導電膜之無電解電鍍方法，具有：使被電鍍對 象物的前述被電鍍面為臨近於電鍍槽的内面而設置，且至 少自外部環境氛圍區隔該當被電鍍面的步驟；以及為能緩 和對前述被電鍍對象物的前述被電鍍面之電鍍液的衝擊， 而至少供應前述電鍍液於前述被電鍍面之電鍍液供應步驟 ;且在既定氣體的環境氛圍下的前述電鍍槽内，藉由無電 解電鍍處理而形成導電膜。 藉由攪拌機構一邊攪拌前述電鍍槽内的前述電鍍液，亦 一邊進行前述無電解電鍍處理。 根據上述本發明之無電解電鍍方法，被電鍍對象物的被 電鍍面為臨近於電鍍槽的内面而設置，且至少自外部環境 -12-
565895
氛圍區隔該當被電鍍面，且為能緩和對被電鍍對象物的被 電鍍面之電鍍液的㈣，而至少供應電鍍液於才皮電鍍面， 且在岐氣體的環境氛圍下的電鍍槽内實施無電解電錢處 理。 因此，由於和外部環境氛圍隔離，且藉由收容於包含有 作為既定氣體之例如惰性氣體或氮之氣體的環境氛圍下的 電鍍槽内之電鍍液，而實施無電解電鍍處理，故能防止電 鍍液的氧化、電鍍液的pH下降、電鍍液中的組成物的沉澱 寺，且此防止因電錢液之時間經過而產生的變化所導致電 鍵率的變動。 此外，設置有連接於電鍍室之被電鍍對象物的搬出入之 用的4待至，且將該當等待室作成相同的既定氣體的環境 氣息下，據此亦能防止在被電鍍對象物的搬出入於電鍍室 時，電鍍液的經時變化。 進而’為了達成上述之目的，本發明之無電解電鍍方法 ，係在既定氣體的環境氛圍下，對被電鍍面施以無電解電 鍍處理而成膜導電膜之無電解電鍍方法，具有：藉由保持 構件而保持前述被電鍍對象物的步驟；及自前述保持構件 的外周部吹出前述既定氣體的吹出步驟；及前述被電錄對 象物的前述被電鍍面為作成臨近於電鍍槽的内面，並浸潰 於收容有電鍍液的前述電鍍槽之步驟。 在浸潰於前述電鍍槽的步驟之後，更具有除去隨前述被 電鍍面的無電解電鍍處理之反應氣體的氣體除去步驟，前 述氣體除去步驟係在浸潰前述被電鍍對象物於前述電鍍槽 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
裝 訂
565895 A7
之後，且至少纟#電解電鍍之初期反應時間經過之後 行。 & 一根據上述之本發明之無電解電鍍方法，被電鍍對象物為 藉由保持構件而保持，1自保持構件的外周部吹出既定氣 體，被電錢對象物的被電鍍面為作成臨近於電#槽的内面 ，且在既定氣體的環境氛圍了，浸潰於收容有電鑛液的電 鍍槽，而實施無電解電鍍處理。 因此，由於和外部環境氛圍隔離，且藉由收容於包含有 作為既定氣體之例如惰性氣體或氮之氣體的環境氛圍下的 電鍍槽内之電鍍液，而實施無電解電鍍處理，故能防止電 ，液的氧化、電鍍液的pH下降、電鍍液中的組成物的沉澱 等，且能防止因電鍍液之時間經過而產生的變化所導致電 率的變動。 此外，由於在被電鍍對象物的浸潰時，能自被電鍍對象 物的外周部吹出既定氣體，故能防止被電鍍對象物的被電 鍍面以外的部份之無電解電鍍處理。 而且’除去隨前述被電鍍面的無電解電鍍處理之反應氣 體的氣體除去步驟，係在浸潰前述被電鍍對象物於電鍍槽 之後’且至少在無電解電鍍之初期反應時間經過之後而進 行’據此而不會有妨害無電解電鍍的初期反應之情形。 【本發明之實施形態】 以下，參閱圖示並說明有關本發明之無電解電鍍裝置及 其方法之實施形態。 圖1係本發明之無電解電鍍裝置之概略構成圖。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565895 A7
A7 B7 五、發明説明（13 ) 向外側且傾斜於下方的形狀 凸部或凹部等的階差的形狀 而且’下面係具有攪拌用的 使用上述之揲電解電鍍裝置，說明有關晶圓w上進行電 鍍時的動作。 首先，自圖1所示之電鍍杯21和旋轉檯"為分離的狀態開 始’使用馬達等而使電鑛杯21向下方驅動，或使用馬達等 而使灰轉檀11往上方驅動’並藉由密封構件23密封電鍵杯 21和晶圓W的接觸部’而使電鍍杯21和旋轉檯μ為一體 ’形成如圖2所示之電鍍處理系統。 繼之，在保持晶圓W於圖2所示之旋轉檯丨丨的狀態下，透 過氣體供應配管27自未圖示之高壓容器填充例如氮氣於電 鍍杯21。此時，係藉由排氣孔28一邊排出電鍍杯以内的氣 體並一邊以氮氣填充電鍍杯21内。而且，作成氮氣為和電 鑛液相同的溫度，依此而亦具有電鑛液的保溫功效。 繼而’電鍍杯21内經充分填充氮氣之後，旋轉攪拌機22 亦自未圖示之容器透過無電解電鍍供應配管26，而供應無 電解電錢液Μ至授拌機22的上面。傳到授拌機上面的電鍍 液Μ係進而沾染於電鍍杯21内壁，並遍及電鍍杯21内壁， 電鍍液即滯留於旋轉檯11和電鍍杯2 1所形成的電鍍處理系 統。此時，攪拌機22的上面一旦沾染無電解電鍍液μ，即 能防止自無電解電鍍供應配管26落下至晶圓W表面的電鍍 液的衝突。 繼而，使埋入於旋轉檯11及電鍍杯21的加熱器in、211 分別作動，而加熱晶圓W及電鍍杯2 1内的氮氣至既定溫度。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 565895 A7
據此，進行無電解電鍍，並藉由攪拌機22的攪拌作用、 加熱器111、211的溫度調整，而在晶圓w上析出良好 性的電錢。 電鍍結束後，如圖i所示，例如降下旋轉檯u並排出電鍍 杯2 1内的電鍍液於外糟丨2内。此時，雖未圖示，但在電铲 杯21和半導體晶圓w之間，設置可動閥門而藉由分離動作 ，而防止來自電鍍杯21的對半導體晶圓w的漏液為理想。 在此狀態下，藉由旋轉檯丨丨的旋轉，而使附著於晶圓w 的表面的電鍍液藉由其離心力而飛散。此後，自未圖示的 容器透過配管15而噴灑純水於晶圓W的表面，據此而洗淨。 措由上述之热電解電錢裝置，說明有關製造半導體裝置 的障壁金屬之方法。 圖3係依據本實施形態之無電解電鍍裝置而形成障壁金 屬等的導電膜之半導體裝置的截面圖。 在形成MOS電晶體或其他的半導體元件的半導體基板3〇 上，例如形成由氧化矽所構成的第i絕緣膜4〇，並在第1絕 緣膜4 0上係开> 成有直達於半導體基板3 〇的開口部，且形成 有由銅、多晶矽或鎢等的導電性材料所構成的第1配線5〇。 在第1絕緣膜40及第1配線50的上層，積層而形成有例如 氧化矽所組成的第2絕緣膜4 1、氮化矽所組成的第1蝕刻擋 塊42、由氧化矽所組成的第3絕緣膜43及氮化矽所組成的第 2姓刻擔塊44。 在上述之第3絕緣膜43及第2蝕刻擋塊44係形成有配線用 溝（Gl、G2)，而且，貫通第2絕緣膜41及第1蝕刻擋塊42且 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565895 A7 B7
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565895 A7 B7 五、發明説明（16 ) 子蝕刻）等的蝕刻，且對第丨蝕刻擋堍42形成使第2絕緣膜41 的上面露出的圖案開口部Cl。 繼之，如圖5(a)所示，例如藉由CVD法在圖案開口部以 内及第1蝕刻擋塊42的上層積層氧化矽，且形成第3絕緣膜 43，進而在其上層，例如藉由CVD法而積層氮化矽，並形 成第2蝕刻擋塊44。 繼之，如圖5(b)所示，例如藉由微影步驟，而在第2蝕刻 擋塊44的上層’使開口於配線用溝的圖案的抗蝕劑膜r2完 成圖案。 繼之，以抗蝕劑膜R2作為遮罩而實施RIE等的蝕刻，且 對第2#刻擋塊44進行圖案加工，進而對第1蝕刻擋塊42實 施選擇性地蝕刻除去第3絕緣膜43之可能條件的rie等的蝕 刻’並形成配線用溝（Gl、G2)於第3絕緣膜43及第2蝕刻擋 塊44。此時，在構成的配線用溝（G1、G2)的領域内，配置 形成於第1蝕刻擋塊42的圖案開口部c 1，據此而以第1蝕刻 擋塊42作為遮罩並亦蝕刻除去圖案開口部c丨領域的第2絕 緣膜4 1 ’使露出第1配線50的上面的導孔C2連通於配線用溝 G1而形成。 繼之，如圖6(a)所示，藉由本發明之無電解電鍍處理， 覆蓋導孔C2及配線用溝（Gl、G2)的内壁面，全面地形成例 如Co WP(含有磷之鈷•鎢合金）等所組成的障壁金屬層51而 作成導電膜。 於此，於形成上述障壁金屬層51之際，作為無電解電鍍 的前處理，係必須在被電鍍表面（氧化矽等的絕緣膜表面及 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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565895 A7 B7 五、發明説明（17 ) 銅、多晶矽或鎢等的導電膜表面）上，使用鈀等的觸媒性高 的金屬貫施活性化（觸媒化），例如可藉由以下所示之步騾 實施活性化（觸媒化）。 步驟1:純水洗淨("純水洗潘） 首先，没置上述之晶圓w於圖1所示之旋轉檯Η ,並自配 管1 5對晶圓W表面供應純水而進行純水洗淨，洗淨後進行 旋轉乾燥。又，純水係可為加熱的溫水，或可進行超音波 純水洗淨。 步驟2 :前處理 繼之，在圖1所示之旋轉檯丨丨上，進行如下的處理。又， 各步驟係藉由在旋轉檯11上的晶圓…表面，一邊旋轉旋轉 檯1 1並供應藥液的旋轉鍍敷、或藥液過後使旋轉檯停 止而盛裝藥液的輕拍處理、或圖2所示之無電解電鍍裝置而 進行，但該方法並無特別限定。 (1) 親水化處理 首先’對被電鍛表面（氧化石夕、氮化矽、第1配線的露出 表面）供應藥液並使其氧化，導入水氧基（—0Η基）於表面， 對被電鐘纟©進行親水化。1¾ t藥液係只要為能親水化處 理之臭氧水、或硫酸•過氧化氫液、次亞氣酸、氨·過氧化 氫液、過錳氧氨等者即可。 (2) 純水洗淨 繼之，進行和步驟1相同的處理，而洗淨晶圓表面。 (3) 矽烷（鈦）耦合處理 繼之，供應矽烷耦合劑或鈦耦合劑等的耦合劑於對被電 -20-
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鍍面，使上述水氧基和上述輕合劑完成共有社人。 位Π!;用的觸媒用把膠體即和上述輕合劑完成配 而此提高被電錄表面和觸媒用切體的黏著力 (4) 純水洗淨 繼之，進行和步驟i相同的處理，而洗淨晶 (5) 觸媒化處理 繼之’供應含有以氣化鍚保護的鈀膠體等的觸媒金屬於 被電鍍面’並使氣化鍚的鍚原子配位結合於耗合劑，而使 上述觸媒金屬結合於被電鑛表面。作為上述之藥液，係例 如可使用鍚普雷公司（譯音）之Catalyst9F、Enth〇ne 〇Mw 司之 Enplate Activator444 等。 (6)純水洗淨 繼之，進行和步驟1相同的處理，而洗淨晶圓表面。 (7) 活化性處理 繼之’例如供應鍚普雷公司（譯音）之Acceleratorl9、 Accelerator240等至被電鍍面，自上述氣化鍚保護的鈀膠體 剝離氯化鍚而使鈀（觸媒金屬）露出之實施活化性處理。在 该露出的ίε上即析出被還原的銅。 (8) 純水洗淨 繼之’進行和步驟1相同的處理，而洗淨晶圓表面。 (9) 旋轉乾燥 繼之’使旋轉檯11旋轉，藉由離心力而使晶圓上的藥液 飛散（旋轉乾燥）。 -21 - 本纸银尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 565895 A7 _ B7 五、發明説明（19 ) ~ 又，並非一定要實施上述之步驟，（1)的親水化處理、（2) 的純水洗淨、（4)的純水洗淨等係可依情形而省略。 步驟3 ··障劈合屬無電解電鍍 如上述處理，在活化性處理被電鍍表面之後，使用圖2 所示之然電解電鍵裝置，供應下面所示之無電解電錢液至 晶圓表面’全面地在晶圓表面形成均勻的膜厚之障壁金屬 層51。 說明有關例如以CoP(含有磷的鈷）、Nip(含有磷的鎳）、 C〇WP(含有磷之鈷•鎢合金）、NiWP(含有磷的鎳•鎢合金）、 CoMoP(含有磷之鈷•鉬合金）、NiMop(含有磷的鎳•鉬合金） 形成障壁金屬時之電鍍液。 上述之無電解電鍍液，係至少含有例如供應構成障壁金 屬層的導電膜的主成份的第1金屬材料、及供應可提高障壁 金屬能的成份於上述導電膜的第2金屬材料（以c〇P、NiP形 成障壁金屬時則不需要）、兩性離子型類的第1錯合劑（第1 螯合劑）、增進電鍍反應的第2錯合劑（第2螯合劑）、及還原 劑、pH調整劑。 說明有關上述之無電解電鍍液的各成份。 作為第1金屬材料，係例如可使用含有氣化鈷或氣化錄等 的始或鎳的化合物，例如作成丨〇〜100克/升的濃度。 因應於需要而添加的作為第2金屬材料，係例如可使用含 有鎢酸或鉬酸的氨氣等的鎢或鉬的化合物，例如作成3〜3 〇 克/升的濃度。又，在形成C〇P或NiP的障壁金屬時，該當第 2金屬材料係不含於電鍍液。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4^210 X 297公釐) : -- 565895
發明説明 作為兩性離子型類的第1錯合劑（第1螯合劑），係例如可 使用甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、白氨酸 '異白氨酸、蛋氨 酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、酪氨 酸、天冬銑胺、谷氨酸、半胱胺酸、葡萄糖酵醛酸内脂醆 、天冬銑胺酸、蓖麻子白朊、組氨酸、精氨酸等的氨基酸 ’例如作成2〜50克/升的濃度。該第1錯合劑係用以產生安 疋的螯合者。 作為增進電鑛反應的第2錯合劑（第2螯合劑），係例如可 使用丁二酸氨、蘋果酸氨、檸檬酸氨、丙二酸氨、蟻酸氨 等的有機酸化合物（氨鹽），例如作成2〜50克/升的濃度。第2 錯合劑係易於還原錯合，具有電鍍的增進功效。 作為還原劑，係例如可使用亞磷酸氨、福馬林、乙醛酸 、聯氨、水氧化氟氨等，例如作成2〜200克/升的濃度。 作為pH調整劑，係例如可使用水氧化氨、TMAH (tetramethylammoniumh ydroxide)、氨水等，例如適當地調 整電鍍液的添加量以形成中性〜鹼性範圍（pH為7〜12、含有 第2金屬材料於電鍍液時係pH 8〜12^ 此處，係分別保持上述之無電解電鍍液的各成份於2個或 3個的容器，並藉由未圖示的複數配管進行分別供應，並以 電鍍杯21正前的無電解電鍍液供給配管26而合流，而供應 至電鍍杯2 1内。 例如’分別保持以下各成份於容器，並經無電解電鍵液 供給配管26而合流，而供應至電鍍杯21内。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 565895 A7 _____B7五、發明説明（21 ) ' goP、NiP障壁合屬 ① 第1金屬材料溶液（由第1金屬材料、第1螯合劑、第2螯 合劑及pH調整劑等所組成） ② 還原劑（由還原劑及pH調整劑等所組成） 藉由pH調整劑而調整上述各藥液於pH 7〜12 ,並供應至 電鍍杯21。 LqWP、NiWP (CoMoP、NiMorO 隍辟金屬 μ ) ① 第1金屬材料溶液（由第1金屬材料、第1螯合劑、第2螯 合劑及pH調整劑等所組成） ② 第2金屬材料溶液（由第2金屬材料及pH調整劑等所組 成） ③ 還原劑（由還原劑及pH調整劑等所組成） 藉由pH調整劑而調整上述各藥液於pH 8〜12，並供應至 電鍍杯21。 g見WP、NiWP (CoMoP、NiMop)障劈合屬（9、 ① 第1金屬材料溶液（由第丨金屬材料、第丨螯合劑、第2螯 合劑及pH調整劑等所組成） ② 第2金屬材料溶液和還原劑（由第2金屬材料、還原劑及 pH調整劑等所組成） 藉由pH調整劑而調整上述各藥液於pH 8〜12，並供應至 電鍍杯21。 如上述，分別保持於容器並在電鍍杯2丨的正前完成混合 ，係由於在鈷或鹼溶液中易產生水氧化物的沉澱，雖因此 杈入第1螯合劑，但若在該鈷的螯合溶液預先混合還原劑，
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線 * 24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規^!〇X297公釐) 565895
貝J因還原畜彳而進行還原反應，電錢液的壽命即變短的同時 ，亦在電鍍液的生命初期和末期其成膜率會產生經時的變 化之故。除此之外，亦因添加第2金屬材料而造成熬合狀態 的不文疋’甚至亦有電鍍液的壽命變短的情形。 因此，例如係分別保持話的螯合溶液之還原劑及第2金屬 材料’並在電鍍杯2 1的正前予以混合。 又可依據上述之理由，電鍍液的供應組合係可考量其 他同等組合，並不自限上述之組合。 此外，作為用以形成c〇wp的無電解電鍍液，係必須作成 混合後的電鍍液的pH為8以上，因此，混合前的各系統的 藥液的pH預先調整為8以上較佳。此係為了維持第2金屬材 料的鎢酸氨於溶液之狀態，對於鎢酸丨莫耳氨必須為2莫耳 以上，而當氨揮發pH下降較8為低時鎢酸即結晶化之故。 翻酸氨的情形亦同。 此外，鎳或鈷係在鹼溶液性中易析出，且pH愈高愈容易 析出，但因含有第2金屬材料，故鈷或鎳即難以析出，因此 含有第2金屬材料的與否，其pH的設定即有若干不同。 在上述之無電解電鍍處理當中，金屬氣、螯合劑（使用2 種以上％係其合計）、及還原劑的莫耳比若不適當，則不產 生CoP膜或CoWP膜等的析出、或即使析出亦形成無光澤之 膜。 在上述之無電解電鍍液M當中，例如對第1金屬材料i莫 耳，作成含有錯合劑為3莫耳以上、還原劑為3莫耳以上的 組成比，即能藉由無電解電鍍處理而安定且均勻的成膜， -25-
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線 五、發明説明（23 ) 而 緻 進而藉由pH調整劑而調整無電解電鍍液的pH為9以上， 能獲得己成膜的障壁金屬層的表面為具有光澤的面且细 之高品質的電鍍膜。 本實施形態中，因填充氮氣、惰性氣體或氨氣於圖2所示 之電鑛杯21内而進行電鑛，故能防止因氧而使電鑛液的氧 化、由於pH調整劑等而使氧的蒸發而導致pH下降、以及钻 水氧化物的沉澱產生。 又’為了維持電鑛溫度’其供應的氮氣或氨氣的溫度係 作成相同於電鍍液的溫度為理想。 、如，實施形態’在電㈣21内進行電料，制的電鍵 液的量’其在8忖晶圓係可為至少和輕拍處理所使用的電錄 液同等量的約100 ml，藉由實施30〜12〇秒的電鍍處理，而 能成膜障壁金屬。 使用該電鍍液約100…時，在電鍍杯21内則係在晶圓w 上具有3 mm的盛裝溶液之狀態。 又，輕拍處理的情形下，係包含在塗敷電鍍液時旋轉檯 11的旋轉所丟失的量，其對晶圓w全面盛裝溶液必須為約 50 ml以上，若為了電鍍的均勻性而重覆2次，則必須約1〇〇 ml 〇 上述之無電解電鍍液，其在使用含有鎳的化合物而作為 第1金屬材料時，溫度為調整於20〜95。(：較佳，使用含有始 的化合物時，則係50〜95t：的範圍為佳。此係在使用含有鎳 或姑的化合物的情形中，當電鍍液的溫度為2〇t*5〇〇c以 下的溫度時，則電鍍反應的反應速度較慢故並不實用，而 -26- 565895 A7 B7 五、發明説明（24 且’當若超過95°c，則因呈現出氨的揮發或藥液沸騰的影 響，而藥液的安定性即下降故並非理想之故。 此外，在在電鍍杯2 1内，無電解電鍍液的溫度係形成均 勻為佳。 為了作成均勻的無電解電鍍液Μ的溫度，在旋轉檯π或 電鍍杯21内係分別内裝有加熱器in、211。 但’無電解電鍍液的熱係易於往電鍍杯2 1的側壁或旋轉 檯1 1方面流失’因此’例如使旋轉檯1 1的中心部方面其溫 度較側壁附近為較高狀態，則電鍍時藉由攪拌機22的攪拌 ，再加上加熱器的功效，即更能均勻地保電鍍杯2丨内的無 電解電鍍液的溫度。 此外’上述之無電解電鍍處理中的攪拌，係除了溫度的 均勻化之外，並具有以下之利點。 例如，在使用次亞磷酸氨等的次亞磷酸氣而作為上述之 還原劑而使結析出的情形時，一般係如下面所示之化學反 應式，呈現鈷析出反應（1)及氫氣產生反應（2)。 【化1】 Co2+ + Η2Ρ02 — + Η20->Co+ ΗΡ〇32 — + 2Η+ ⑴ 【化2】 η2ρο2—+ Η2〇—ηρο32_ + η2 (2) 因此，由於隨著鈷的析出而產生氫氣，藉由上述攪拌機 22的攪拌，係有效地自無電解電鍍液中除去隨著無電解電 鍍反應而產生的氫氣，並防止成膜後的障壁膜中的栓孔的 -27-
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線 565895 五、發明説明（25 產生’進而能獲得均勻的膜厚。 此處’說明有關上述攪拌機22的攪拌之時序。 圖7為表示依據無電解電鍍反應時間而成膜 膜厚的測定結果。 命冤联的 如圖7所示’無電解電鍍反應係並非是浸潰晶圓於 電鍍液而立即開始的。 在然包解電鍍反應的開始的初期階段A中，當藉由桿掉 機22的攪拌而作動無電解電鍍液時，即妨礙了初期反=， 反而造成成膜率的延遲，產生部份性無法成膜的問題Γ 因此，鈀（Pd)觸媒化前處理步驟的不同，或因無電解 鍍液的种類、溫度、pH等的條件而初期階段的時間係有 異，但攪拌係例如在無電解電鍍處理後，經過1〇秒以後 始為佳。 如上述之處理，藉由實施無電解電鍍處理，作為所形成 的障壁金屬膜的導電膜，係形成有由含於無電解電錢液 第1金屬材料所供應的金屬膜，而在含有能提高導電膜的 壁金屬能的第2金屬材料的情形時，係形成有由第丨金屬w 料及第2金屬材料所供應的金屬的合金。例如，在使用含有 鈷或鎳的化合物而作為第1金屬材料的情形時，係能形 Co(鈷）膜或Ni(鎳）膜，在使用次亞磷酸氨而作為無電解電〜 液中的還原劑時，因碟被取入至合金中故可分別形成c〇I；( 含有磷的鈷）膜、及NiP(含有磷的錦）膜。 此外，使用含有鈷或鎳的化合物而作為第丨金屬材料、 用含有鶴或翻的化合物而作為第2金屬材料的情形時，係 電 差 開 的 障 材 訂 線 成 鍍 使 可 -28 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 565S95 A7 B7 五、發明説明（26 ) 形成CoW(鈷鎢合金）、Niw(鎳鎢合金）、c〇m〇(含有磷的鈷 鹤合金）、NiMo(含有磷的鎳鎢合金）。 在此If形中，使用次亞磷酸氨而作為無電解電鍍液中的 還原劑時，係和上述情形一樣，可分別形成有c〇wp(含有 鱗的始鶴合金）膜、NiWP(含有磷的鎳鎢合金）膜、c〇M〇p( 含有磷的鈷鉬合金）膜、NiM〇p(含有磷的鎳鉬合金）膜。 步驟4 :純水洗涤 在上述的無電解電鍍結束後，分開旋轉檯n和電鍍杯21 ，並排出無電解電鍍液至外槽12。 繼之，再藉由圖2所示之無電解電鍍裝置，注滿純水於電 鍍杯2 1内，並旋轉攪拌機22等而進行電鍍杯21内的洗淨亦 兼晶圓的洗淨。 繼之，藉由分開旋轉檯丨丨和電鍍杯2丨而排出純水後，再 次供應純水於旋轉檯11上的晶圓w表面，而進行純水洗淨 、並進行旋轉乾燥。 步驟5 ··配線無電解雷餹 如上述，在形成卩爭壁金屬層51於晶圓w的被電錢表面之 後，再次藉由圖2所示之無電解電鍍裝置，如圖6(b)所示， 例如進行以鈷鎢合金膜等的障壁金屬層5丨為觸媒層（無電 解電鍍中的被電鍍表面覆蓋層）的無電解電鍍處理，而在障 壁金属層51的上層，全面地填埋導孔C2及配線用溝（(H、 G2)的内面，例如使銅積層而形成導電層52。 鈷相較於銅由於其觸媒活性度較高，故無須對被電錢表 面實施前處理，能直接以無電解電鍍處理而積層銅。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A7
用以積層上述之鋼的i雷鲧 Φ ^ S ^ ^ ΛΛ …電解電鍍處理的電鍍液的組成及 電鍍處理條件的例子，係如下所示。 無電.皇_鋼電鑛農組成及雷 氨磺_基酸銅等） :5〜50克/升 胺四贈酸）等） 20〜40克/升 25〜250克/升 20 〜50〇C 7〜12 1〜10分鐘 銅氯（氣化鋼、硫酸鋼、硝酸銅、 螯合劑（乙烯聯胺、EDTA(乙烯聯 還原劑（硫酸鈷等） 溫度
pH 時間 以上述條件藉由圖2所示之無電解電錢裝置而進行無電 解電鑛之際，係、分別分開含有銅氣和整合劑的溶液、及含 有還原劑的溶液而保持於容器並進行供應。 此處，各溶液係藉由上述之pH調整劑，而預先調為 7 〜1 2 〇 上述之銅的電鍍處理，因係不需對障壁金屬層51的表面 特別進行前處理，故能連續地成膜銅和障壁金屬層，據此 而能進行銅和障壁金屬層的金屬結合，而獲得強固的緊密 性。 ，、山 上述之銅的電鍍處理，並不限於上述之組成者，只要能 析出銅者，任何組成均可使用。 此外，藉由無電解電鍍，而形成銅的薄膜，其後，藉由 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 565895 A7 __ B7 五、發明説日f 28 ) " ~ 電解電鍍，而全面地填埋導孔C2及配線用溝（G1、〇2)的内 面’例如使銅積層而形成導電層52亦可。 又，鋼的無電解電鍍，其電鍍溫度並不像前述之障壁金 屬的無電解電鍍之高的程度，且pH的變動亦難，故可藉由 旋轉檯1 1的輕拍處理而進行電鍍。 步驟6 :純皮法淨 在上述的無電解電鍍結束後，旋轉旋轉檯丨丨而排出無電 解電鍍液至外槽12 ,並供應純水於旋轉檯丨丨上的晶圓w表 面’而進行純水洗淨、並進行旋轉乾燥。 如上述在障壁金屬層51的上層，全面地填埋導孔C2及配 線用溝（Gl、G2)的内面，例如使銅積層而形成導電層52之 後’藉由 CMP (Chemical Mechanical Polishing)法的研磨處 理、RIE等的蝕刻處理，而除去積層於導孔C2及配線用溝 (Gl、G2)的外部的導電層52及障壁金屬層51。 藉由上述之步驟，即能形成圖3所示之半導體裝置。 又，作為圖3所示之半導體裝置的形成以後的步驟，如圖 8所示，亦有僅在由圖3所示之半導體裝置的銅等構成的導 電層52上，選擇性地成膜障壁金屬的情形等。 此係由於在形成半導體裝置的多層配線時，當直接形成 層間絕緣膜於銅膜的上部時，銅即擴散於層間絕緣膜，而 為了防止此現象，則有必要形成障壁金屬於銅膜表面之 故。 兹說明有關僅在上述之圖8所示之導電層52(銅配線）上 ，選擇性地成膜障壁金屬的方法。 -31 -
565895 A7 B7 29 五、發明説明（ 步1. , Ll純水洗淨· f先，設置形成有銅配線的晶圓w於圖i所示的旋轉檯i i ，且自未圖示之容器透過配管15而供應純水於晶圓w表面 並進行純水洗淨。又，純水係可為加熱的溫水，此外，亦 可進行超音波純水洗淨。洗淨後進行旋轉乾燥。 步驟2 2前處理1 繼之，對圖1所示的旋轉檯11上的晶圓，供應鹼脫脂劑， 並洗淨銅膜表面，以提昇表面的濕潤性。 繼之，供應2〜3%的鹽酸溶液於晶圓貿上，而施以中和洗 淨。 上述之步驟，係可藉由旋轉塗敷或輕拍處理而進行。又 ’该别處理係依情形而亦可省略。 步驟3 :前處理2 繼之，構成圖2所示之電鍍處理系統，供應二氣化鈀 (PdCl2)之鹽酸溶液於電鍍杯21内，且以鈀調換晶圓w的銅 膜表面，並形成觸媒活性層^ 此係藉由金屬間相互的化學性調換而進行電鍍，且利用 異種金屬的離子化傾向而進行。因為銅相較於鈀係電氣化 學性較低劣之金屬，故隨溶液中的銅的溶解而釋出之電子 即轉移於溶液中的貴金屬之鈀離子，並形成有鈀於卑金屬 的銅膜表面上。 例如’作為該把調換電鍍的條件，係依溫度為3〇〜5〇。〇、 PH 1〜2的二氣化鈀之鹽酸溶液而進行。 又，上述之二氣化鈀的鹽酸溶液係只要管理pH*pd含有
565895 A7 B7 五、發明説明（30 量’即可重覆使用。因此，使未圖示的容器和電鍍杯2丨之 間產生循環並實施處理為佳。 步驟4 ·純水洗淨· 上述之二氣化鈀的鹽酸溶液回收至未圖示的容器之後， 供應純水於圖2的電鑛杯2 1内，並進行純水洗淨。具體而言 ’係使純水滯留於電鍍杯2 1内，並旋轉攪拌機22，且進行 電錢杯2 1内之洗淨兼晶圓w之洗淨。 繼之’分開旋轉檯1丨和電鍍杯2丨並排出純水於外槽丨2 , 再度自未圖示之容器通過配管丨5而供應純水至旋轉檯丨i的 晶圓W表面而洗淨，其後進行旋轉乾燥。 :障壁金屌撰擇無雷鯀雷餹 繼之，於圖2所示之電鍍杯21内，藉由上述之步驟而使其 觸媒活性化之被電鍍表面上（銅膜的表面），藉由選擇性地 無電解電鍍而成膜例如Co、CoWp、CoMoP等之障壁金屬。 該步驟係因為和上述之無電解電鍍相同，故省略其說明。 :純水洗漆 排出热電解電錢液於外槽12或回收於未圖示的容器之後 ’和步驟4相同，進行晶圓w之純水洗淨。 •藉由以上之步驟，即可完成僅於圖8所示之銅等所構成的 導電層52上選擇性地使障壁金屬成膜之半導體裝置。 根據使用本實施形態的無電解電鍍裝置的導電膜之成膜 =法，係填充加熱之氮氣於電鍍杯2 1内，而能防止因氧氣 壌境氛圍下之藥液氧化所導致的劣化或沈澱等情形。此外 ，能防止因電鍍液中的氨氣體之揮發之pH下降，且於電鍍
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B7 五、發明説明（31 液包3有例如鈷的情形時，係能防止鈷離子的水氧化物之 沈澱且旎防止因電鍍液之時間經過而產生的變化所導致 電鍍率的變動，並能均勻地進行電鍍。 此外，一旦電鍍液觸及於攪拌機22的上面之後，而且供 應電鍍液於晶圓冒上，即能防止對晶圓w表面之鈀㈣觸媒 層的無電解電錢之衝擊。 圖9係表示本實施形態，一旦電鍍液觸及於攪拌機的上面 即對sa圓W表面供應電鍍液且進行無電解電鑛處理的情 形（1)和電鍍液未觸及攪拌機的上面，而來自電鍍杯21的頂 板對sa圓供應無電解電鍍液而進行無電解電鍍處理的情形 (2)之晶圓W面内的導電膜之膜厚均勻性的測定結果。 如圖9所示’一旦電鍍液觸及於授伴機的上面，即對晶圓 W表面供應電鍍液且進行無電解電鍍處理的情形（1)時，可 知在晶圓W面内當中能形成非常具有優異膜厚均句性之導 電膜。 另一方面，自電鍍杯21的頂板對晶圓W供應無電解電鍍 液且進行無電解電鍍處理的情形（2)時，可知在晶圓WWB 部份之位置中，因所供應的無電解電鍍液之衝擊而“觸媒 層係承受損害，且對導電膜之成長速度產生影響，並使成 膜後的導電膜變薄。 如上述，供應無電解電鍍液於晶圓W上之際，可緩和對 晶圓W上所形成的Pd觸媒層之衝擊，並能形成具有均勻膜 厚之導電膜。 進而於無電解電鍍處理時藉由攪拌機22而攪拌無電解電 -34 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 565895
鐘液再加上^又置於旋轉檯丨丨和電鍍杯以的加熱器I"、 的效果，則更能提升無電解電鍍液的溫度之均勻性，而且 因為藉由攪拌而除去隨著無電解電鍍反應所產生的氫氣體 ’且能防止成膜後的膜中之栓孔的產生，&更能形成均勻 膜厚的導電膜。 又，除了然電解電鍍反應的初期階段之外，係進行攪拌 ，故如上述亦不妨礙無電解電鍍反應的初期反應。 篇2實施形態 圖10係表示本實施形態的無電解電鍍裝置之構成圖。 有關於本實施形態之無電解電鍍裝置，其和第1實施形態 之旋轉檯之構造係有差異。 第1實施形態之無電解電鍍裝置係如圖2所示，晶圓冒的 面積方面係較旋轉檯u的面積為大，且中介密封構件23而 没置電鍍杯21於晶圓W的端部，以進行無電解電鍍處理。 但疋，如圖2所不，當旋轉檯丨丨的面積比晶圓…的面積較 小枯’則因為電鍍杯2 1所設置之部份的晶圓w下部並非藉 由旋轉檯11而保持，故於電鍍杯2丨和旋轉檯丨丨合為一體時 ，而有因該壓力而切割到晶圓w之顧慮，故本實施形態係 作成旋轉檯的面積和晶圓w的面積為相同尺寸之狀態。 如圖10所示，本實施形態之無電解電鍍裝置，其旋轉檯 lib係於其保持面設置有多數用以真空吸附晶圓w用的吸 附孔112，且藉由未圖示的真空泵而保持晶圓w的同時，亦 於以真空吸附方式而保持晶圓之保持面的外周部，設有一 圈之氣體吹出溝113。 -35- 565895 A7 發明説明 氣體吹出溝1 1 3係為了使所吹出之惰性氣體或氮之氣體 流失於旋轉檯1 lb的側方，而於内周和外周的高度方向設有 階差。 氣體吹出溝113係設有吹出惰性氣體或氮之氣體用之吹 出孔Π4，係藉由未圖示之氣體供應容器而自氣體吹出孔 114吹出惰性氣體或氮氣之氣體的一種構成。 根據上述之本實施形態的無電解電鍍裝置，除了加上第i 實施形態相同之功效之外，並使旋轉檯丨lb的面積作成和晶 圓w的面積相同之尺寸，據此而能防止因中介密封構件23 而设置電鍍杯21於晶圓W的端部之際，因其設置壓力而切 割到晶圓W之現象。 此外，於無電解電鍍處理時，以形成於保持面的吸附孔 1 12而真空保持晶圓w的同時，亦自形成於外周部的氣體吹 出溝1 1 3吹出惰性氣體或氮之氣體，即能防止例如使電鍍杯 2 1分開時影響到晶圓w的外周部，而使電鍍液等的藥液被 吸入於吸附孔1 12之現象。 進而，能防止影響到晶圓W的外周部，而使藥液不附著 於晶圓背面和邊緣部，造成晶圓背面污染的現象。 第3實施形熊、 本實施形態之無電解電鍍裝置，和第1及第2實施形態， 其旋轉檯之構造係不相同。 第1和第2實施形態之無電解電鍍裝置，係具有旋轉檯面 積相較於晶圓W的面積為同等以下的面積，且中介密封構 件23而。又置電錢杯21於晶圓w的端部，而進行無電解處理。
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565895 五、發明説明（34 ) 本實施形態係作成使旋轉檯的面積相較於晶圓w的面 為較大尺寸之狀態。 、 圖11係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖。. 如圖1 1所不，本實施形態之無電解電鍍裝置係其旋轉棱 "C的面積相較於晶圓w的面積為較大，且其保持面係和第 2實施形態㈣，設置有多數真空吸附晶圓w用之吸附孔 1 12，此外，於保持晶圓的保持面之外周部，設有一圈之氣 月豆人出溝1 1 3，且氣體吹出溝丨丨3係設有吹出惰性氣體或氮 之氣體用的吹出孔1 14。 亂體吹出溝1 13係為了使所吹出之惰性氣體或氮之氣體 流失於旋轉檯lie的側方，而於内周和外周的高度方向 階差。 ° 上述構成之無電解電鍍裝置係旋轉檯Uc的面積相較於 晶圓w的面積為較大，|電鑛杯21係於無電解電鏡處理之 際’介由密封構件23而設置於旋轉檯Uc的端部上。 使電鑛杯21#口旋轉檯llc合為一體後之無電解電錢處理 的進行當中’係如圖Η所示，藉由無電解電鍍液供應配管 26而供應無電解電㈣，另—方面，自晶_的外周部下 方係吹出惰性氣體或氮之氣體，冑此而能一邊防止電鍍液 進入^吸附孔1 1 2或晶圓背面，並進行無電解電鍍處理。 根據上述之本實施形態的無電解電鍍裝置，除了加上第i 實施形怨相同之功效之外，且於無電解電鍍處理之際，設 置電錢杯21於旋轉檯lle上，據此而能全面且有效地電鍍晶 圓’此外’不因其設置壓力而切割到晶圓。 565895 A7 B7
此外，能防止電鍍液被吸入於吸附孔112，而且能防止因 附著電鍍液於晶圓背面之晶圓背面污染的現象。
又，自吹出溝113所吹出之惰性氣體或氮之氣體，係能— 防止電鍍液進入於晶圓背面，且自電鍍液中浮昇並自電 鍍液流出，但是，惰性氣體或氮之氣體係無和電鍍液產生 反應等的問題。 作為自吹出溝1 13吹出之氣體，在使用氮之氣體的情形時 ’亦更能防止電錄液成份之Co在氧氣氛圍環境下成為水氧 化物而沈澱之現象。 此外’自吹出溝U3所吹出之氣體係因自電鍍液中朝向上 方，故不影響於被電鍍面。 第4實施形態 圖12係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖。 本實施形態之無電解電鍵裝置，係使用具有在第2實施形 態所說明的構造之旋轉檯llb，且對收容有無電解電鍍液m 之電㈣60以面朝下方式進行晶圓w之浸潰處理，並進行 無電解電鍍處理。 電鍍槽60係内裝有用以均句地加熱收容於電鍍槽6〇内之 無電解電鍍液的未圖示之加熱器。 電鍍槽60的下部，係朝向於以面朝下方式浸潰之晶圓w 的被電鍍面’言史置有吐出惰性氣體、氮之氣體或無電解電 鍍液Μ之吐出機構61，且朝向於晶圓μ被電心，更設置 有脈衝式的超音波振蘯之超音波振蘯器6 2。 此外’電㈣係藉由未圖示的蓋子而進行密閉，且自未 -38 -
‘：：孔供應機構供應惰性氣體、氮之氣體、及氨之氣 二成種無电解電鍍液M未曝露於氧氣環境氛圍中 _之構成。 兄月有關於藉由上述構成之無電解電鍍裝置之無電解電 鍍處理。 十、首先，、對晶i]W的電鍍槽6G之浸潰前，如第2實施形態所 、月x形成於w保持面的吸附孔而真空保持晶圓的同時 亦自形成於外周部的氣體吹出溝吹出惰性氣體或氮之氣 匕狀心下係對收谷有無電解電鐘液]VI之電鍵槽6 0以面 朝下方式而藉由旋轉檯丨丨b而進行晶圓w之浸潰處理。 此％，係可如圖12(a)所示，對無電解電鍍液μ之液面平 仃地浸潰晶圓w的角度，亦可如圖12(b)所示，例如為了使 形成包含有鈷的導電膜時所產生的氫氣流失於被電鍍面， 設定既定角度並進行浸潰。 晶圓W的浸潰之際，因為氣體係由旋轉檯的外周部吹出 ，故然電解電鍍液Μ係被吸入於吸附孔之情形，且能防止 電鍍液進入於晶圓背面，並可僅浸潰電鍍液至被電鍍面。 於上述之無電解電鍍處理的進行當中，如第1實施形態所 说明’於除了無電解電鍍反應的初期階段之時間外，藉由 轉動旋轉檯lib且藉由其攪拌作用而能一邊防止對被電鍍 面的無電解電鍍液Μ之滯留現象，且能自被電鍍面而除去 無電解電鍍處理時所產生的氫氣。 如圖12(b)所示，即使係易於流失所產生的氣體之角度， -39-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 565895
而當無電解電鍍液之表面張力較大時 鍍面且無法除去之情形。 則亦有滯留於被電 之乂外因應要，於除了無電解電錄反應的初期階殺 τ間外’错由自吐出機構61朝向於晶圓w對被電鍍面， ，出惰性氣體'氮之氣體或無電解電鍍液M，而能防止盈 氣滯留於被電錢面。 或、J藉由自超日波振盪裔62對晶圓w的被電錢面，供 應脈衝式超音波振動，同樣地能防止氫氣滯留於被電鍍面 。此處，連續性地供應超音波振動係有可能使無電解電鍵 膜厚形成不均勾之狀態，故例如隔開既定的時間間隔且定 期性的供應超音波振動為佳。 圖1 2係設有吐出機構6丨和超音波振盪器62，但是，僅設 有其中之1即可，此外，亦可併用之。 Λ 根據本實施形態之無電解電鍍裝置，係使用於外周部具 有氣體吹出溝之旋轉檯1 lb，且以面朝下方式浸潰晶圓W於 電錢槽6G ’據此而能-邊防止晶圓w之背面污染且能浸潰 於電鍍液，進而藉由轉動旋轉檯U而具有攪拌功效和氫氣 除去功效，據此即能均勻地成膜導電膜。 此外，於電鍍槽60内設有吐出氮之氣體或電鍍液用之吐 出機構6 1或超音波振盪器62，即能於被電鍍面除去隨著無 電解反應所產生之氫氣。 ^ _第5實施形熊 圖13係本實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成圖。 本實施形態係為了防止無電解鍍液中的鈷離子在驗水溶 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210X297公釐)
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液中形成水氧化物之沈澱的現象，以及為了防止無電解電 鍍液的pH下降，如圖13所示，而設置第丨〜〕實施形態之= 鍍杯21和旋轉檯丨丨等的處理裝置及無電解電鍍液容器等.$ 於密閉狀態之電鐘室2内之一種構成。 電鍍室2係連接有供應惰性氣體、氮之氣體或氨氣之氣體 供應配管2a、以及排出電鍍室2内的氣體之氣體排氣配管 2b 〇 在電鍍室2，其用以搬出入晶圓w的等待室3係介由可開 閉之閥門4而連接。 # 等待至3亦和電鍍室2相同，連接有供應惰性氣體、氮氣 或氨氣之氣體供應配管3&、以及排出等待室3内的氣體之氣 體排氣配管3b。 此外，電鍍液容器71係連接於電鍍杯21，且藉由未圖示 之泵等並中介配管26、72而供應及回收無電解電鍍液“至 電鑛杯21内之一種構成。 在電錢液容器7 1中係收容有具有第丨實施形態所說明的 成份之無電解電鍍液Μ，且電鍍液容器71係備有未圖示之 加熱器’並使無電解電鍍液Μ保持於既定溫度。 例如’在電鍍液容器71係收容有無電解電鍍液μ約1?， 且於惰性氣體、氮氣或氨氣下之電鍍室2内設置電鍍液容器 7 1 ’即能維持電鍍液不劣化之狀態至少5小時，且可電鍍i 〇 片以上之晶圓W。 進而在上述之電鍍液容器71設有pH調整機構。 亦即，中介具有活門74b的配管74a，而連接收容有pH調 -41 * 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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整劑73之PH調整劑容器74於電鍍液容器7 !。 +此外，電鍍液容器71係設有使PH檢測部75浸潰於無電解 電鍍液Μ中之PH儀表76,且連接於pH儀表76和活門74"b並設 有pH控制部77。 上述構成之pH調整機構係藉由ρΗ檢測部乃而使電鍍液 容器7 1的pH測定結果自pH儀表76輸出於pH控制部77，\h 控制部77係於所測定的pH為未達9的情形時，添加相應量 之PH調f劑73於電鍍液容器71中且開閉活門74b ,並控制 電鍍液容器71内之無電解電鍍液1^的1)]^保持在9以上之狀 說明藉由上述之無電解電鍍裝置之無電解電鍍處理。 一首先，形成被處理對象物之晶圓w,係藉由氣體供應配 官3a而設置於裝滿惰性氣體、氮氣或氨氣之等待室3内。 繼之，打開閥門4且藉由未圖示之搬送機器人而載置晶圓 W於旋轉檯"上。此時，電鍍室2内亦相同，藉由氣體：應 配管2a而呈現裝滿惰性氣體、氮氣或氨氣之狀態。 使電鍍室2内裝滿氮氣或惰性氣體的情形時，係使電铲室 2内作成陽壓的狀態，且使電鍍室2内裝滿氨氣的情形=， 係必須依據無電解電鍍液M中的氨氣成分而保持未超越蒸 氣的壓力之狀態。 ^ 繼之，於裝滿氮氣、惰性氣體或氨氣等氣體之電鍍室2 内，如第1實施形態所說明，藉由電鍍杯21和旋轉檯Η進行 無電解電鍍處理。 電鍍至2内之無電解電鍍結束之後，打開閥門4且藉由氣 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格 ^05895 A7 發明説明（ B7 40 ) /、Μ配官3a並使用未圖示之搬送機器人而搬出晶圓W於 裝滿惰性氣體、氮氣或氨氣之等待室3内。 #根據上述構成之無電解電鍍裝置，收容電鍍杯2 1或旋轉 檯1 1等的處理裝置於氮氣、惰性氣體或氨氣環境氛圍下之 電鍍室2 ’而且使搬出入於電鍍室2之晶圓W，自和電鍍室2 相同的環境氛圍下之等待室3搬出入，據此而無電解電鍍液 係不致於曝露於空氣環境氛圍下，並能防止無電解電鍍液 中的鈷離子之水氧化物的產生、以及pH下降之現象。 進而形成使無電解電鍍液Μ之pH保持於9以上之構成，即 此防止因析出等而產生無電解電鍍液Μ的組成變動，且能 使無電解電鍍液Μ長壽命化，並減低浪費的無電解電鍍液Μ ’且能減低無電解電鍍液Μ的使用量。 於此，水氧化鈷之產生係可防止氧氣環境氛圍消失之現 象’因此，氮氣、惰性氣體、氨氣係全部有效。 此外’ pH下降防止係使用氨水於ρΗ調整時，氨氣為特別 有效，例如使用TMAH(氫氧化四甲基銨）於pH調整時，係因 為取入空氣中的碳酸氣體的無電解電鍍液的pH值係易降 低，故能有效遮斷空氣中之氮氣、惰性氣體、氨氣。 進而使包含於無電解電鍍液Μ的成份以既定溫度保持於 容器71，且一邊自配管26供應於電鍍杯21内，並自配管72 回收電鍍杯21内之電鍍液且再度返回至容器71，據此而使 電鑛杯2 1内之電錢液進行循壞’而能恒常使電錢液作成均 勻的組成。 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇Χ297公釐） 565895 A7 B7 五、發明説明（41 ) 第6實施形錤 圖14係本實施形態之無電解電鍍處理裝置的概略構成圖。 本實施形態係為了防止無電解電鍍液中的鈷離子在鹼水 溶液中形成水氧化物之沈澱的現象，以及為了防止無電解 電鍍液的pH下降，如圖14所示，設置電鍍槽70和無電解電 鑛液容器7 1等於密閉狀態之電鍍室2内。 電錢室2係連接有供應惰性氣體、氮氣或氨氣之氣體供應 配管2a、和排出電鍍室2内的氣體之氣體排氣配管2b。 晶圓搬出入用之等待室3係介由可開閉之閥門4而連接於 電鍍室2。 等待室3亦和電鍍室2相同，連接有供應惰性氣體、氮氣 或I氣之供應配管3a、和排出等待室3内的氣體之氣體排氣 配管3 b。 電錢槽70係收容有和第i實施形態相同的無電解電鍍液 Μ ’且電鍵槽7〇係備有未圖示之加熱器，並使無電解電鍍 液保持於既定溫度。 電鍍液容器71係連接於電鍍杯21，且藉由未圖示之泵等 並中介配官72而供應及回收無電解電鍍液Μ於電鍍槽70内 之一種構成。 電鍍液容器7 1中，係收容具有第丨實施形態所說明的成份 之無電解電鍍液Μ，且電鍍液容器71係備有未圖示之加熱 器’並使無電解電鍍液Μ保持於既定溫度。 例如’電鑛液容器7丨係收容有無電解電錢液Μ約丨？且於 惰性氣體、氮氣或氨氣下之電鍍室2内設置有電鍍液容器71 -44- 565895
’即能維持電鍍液不劣化之狀態至少5小時，且能電鍍ι〇 片以上之晶圓W。 進而在上述之電鍍液容器71設有pH調整機構。 亦即，介由具有活門74b的配管74a,連接收容有pH調整 劑73之pH調整劑容器74於電鍵液容器71。 此外，電錢液容器7 1係設有浸潰pH檢測部75於無電解電 鍍液Μ中之pH儀表76,且連接於pH儀表76和活門74b而設有 pH控制部77。 上述構成之pH調整機構系藉由pH檢測部75而使電鍍液 谷态71的pH測定結果自pH儀器76輸出於pH控制部77，且 pH抆制邛77係於所測定的pH為未達9的情形時，開閉活門 74b而添加相對應篁之pH調整劑73於電錢液容器7 1中，並 控制電鍍液容器71内之無電解電鍍液1^的1)11保持於9以上 之狀態。 說明有關藉由上述之無電解電鍍裝置之無電解電鍍處理。 首先，收容有複數形成被處理對象物的晶圓之匣盒C，係 設置於藉由氣體供應配管3&而裝滿惰性氣體、氮氣或氨氣 之等待室3内。 繼之’打開閥門4且藉由未圖示之搬送機器人而使晶圓冒 >文 >貝於收容有無電解電鍍液Μ之電鍍槽7〇内。此時，電鍍 室2内亦同樣地藉由氣體供應配管以而呈現裝滿惰性氣體 、氮氣或氨氣之狀態。 使電鍍室2内裝滿氮氣或惰性氣體的情形時，係使電鍍室 2内作成陽壓的狀態，且使電鍍室2内裝滿氨氣的情形時， -45· 本紙張尺度適财S S家標準(CNS) 格(21GX297公爱) 565895 A7 B7 五、發明説明（43 ) 係必須依據無電解電鍵液Μ中的氨氣成分而保持未超越蒸 氣壓的壓力之狀態。 繼之’於裝滿氮氣、惰性氣體或氨氣等之氣體的電錢室2 内、且於電鍍槽70内進行無電解電鍍處理。 電鍍室2内之無電解電鍍結束之後，打開閥門4 ,並使用 未圖示之搬送機器人而搬出收容有複數晶圓W之匣盒C於 藉由氣體供應配管3 a裝滿惰性氣體、氮氣或氨氣之等待室3 内。 根據上述構成之無電解電鍍裝置，係收容電鍍槽7〇和電 錢液谷為7 1等的處理裝置於氮氣、惰性氣體或氨氣環境氛 圍下之電鍍室2，而且使搬出入於電鍍室2之晶圓w，係和 電錄室2相同的環境氛圍下之等待室3進行搬出入，據此而 無電解電鍍液係不致於曝露於空氣環境氛圍下，而能防止 無電解電鍍液中的始離子之水氧化物的產生、以及pH下降 之現象。 此外’形成使無電解電鍍液Μ之pH保持於9以上之構成， 即能防止因析.出等而產生無電解電鍍液Μ的組成變動，且 能使無電解電鍍液Μ長壽命化，並減低浪費的無電解電錢 液Μ，且能減低無電解電鍍液μ的使用量。 進而使包含於無電解電鍍液Μ的成份以既定溫度保持於 容器71，且一邊自配管72供應於電鍍槽7〇 ,並自配管72回 收電鍍槽70内之電鍍液且再度返回至電鍍液容器7丨，據此 而使電鍍杯21内之電鍍液進行循環，而能恒常使電鍍液作 成均勻的組成。 -46-
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名7實施形態 ^係有關本實施形態之無電解電«理裝置的模式圖。 貫貝上係和第6貫施形態相同之無電解電鍍處理裝置，.且 使第6貫施形態之電鍍槽7〇和電鍍液容器7ι成為一體之形 態。 其他之構成因為係和第6實施形態相同，故省略其說明。 根據上述構成之無電解電鍍裝置，係收容電鍍槽70等之 處理裝置於氮氣、惰性氣體或氨氣環境氛圍下之電鑛室2 而且使板出入於電錢室2的晶圓w ,係和電錢室2相同的 f兄氛圍下之等待至3進行搬出入，據此而無電解電鍵液係 不致於曝露於空氣環境氛圍下，並能防止無電解電鍍液中 的鈷離子之水氧化物的產生、以及pH下降之現象。 此外，形成使無電解電鍍液^4之pH保持於9以上之構成， 即能防止因析出等而產生無電解電鍍液M的組成變動，且 月匕使然電解電錢液Μ長壽命化，並減低浪費的無電解電鐘 液Μ，且能減低無電解電鍍液μ的使用量。 第8實施形餽 圖16係表示本實施形態之無電解電錢裝置之構成圖。 有關本實施形態之無電解電鍍裝置和第1實施形態主要 之不同點係在於攪拌機之構成。 如圖1 6所示，本實施形態之無電解電鍍裝置係2條無電解 電鏡液供應配管26a、26b為貫通電錢杯21的上面而設置。 攪拌機22a係具有：接受自無電解電錢液供應配管26a、 26b所供應之無電解電鍍液的容器201;及使形成於容器2〇1 -47- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 五、發明説明（45 的夕曰卜周部底面之容器201内所滯留之無電解電錄液M供應 於曰a圓W上之内徑較小之複數小徑供應配管。 其他之構成係和第1實施形態相同。 其上述構成之無電解電錢裝置，係自無電解電鍍液供應配 & 26a 26b ’ 一旦供應無電解電鍍液於攪拌機22a的容器 内^且藉由形成於容器201的外周部底面之複數的小徑供應 配官202，供應無電解電鍍液於晶圓W上，而實施無電解電 鑛處理。 根據本實施形態，自無電解電鍍液供應配管26a、2讣所 供應之無電解電鍍液Μ係一旦觸及攪拌機22a的容器2〇 i， 其衝擊係緩和，且藉由自和晶圓…之距離係較小的小徑供 應配言2 0 2供應無電解電錢液μ於晶圓w，即能緩和無電 解電鍍液供應之際之對晶圓w之衝擊，並能進行均句膜厚 之導電膜的成膜。 此外，於上述之無電解電鍍液M的供應之際，藉由旋轉 攪拌機22a，而且自形成於容器2〇1的外周部底面之小徑供 應配官202所供應之無電解電鍍液M ,係藉由其旋轉的離心 力而飛散於電鍍杯2 1之側壁面，且傳到電鍍杯2丨之側壁面 而供應無電解電錢液Μ於晶圓W上，亦能緩和對無電解電鍵 液供應之際的對晶圓W之衝擊。 第9實施形態 圖17(a)係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖。 此外，圖1 7 (b)係表示攪拌機之斜視圖、圖1 7 (c)係表示授 拌機之戴面圖。 -48- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565895
本實施形態之無電解電鍍裝置和第丨實施形態相異之點 在於授拌機和無電解電鍍液供應配管之構成。 ^如® 17所示’本實施形態之無電解電鏡裝置係形成無電 角牛電鍍供應配管26係和攪拌機部份合為一體之構造。 亦即，攪拌機22b係具有：在其旋轉軸2〇3的中心部連接 於無電解電鍍液供應配管26之貫通孔2〇4;及連接於貫通孔 204之中空構造的電鍍液收容部205。 電鍍液收容部205係如圖17(c)所示，其截面係呈反5角形 之狀態，且其前端係形成有複數的狹縫2〇6。 其他之構成係和第1實施形態相同。 上述構成之無電解電鍍裝置，其自無電解電鍍液供應配 & 26所供應之無電解電艘液M，係介由攪拌機22b的旋轉軸 2〇3所形成之貫通孔2〇4而收容於電鍍液收容部2〇5，且自電 錢液收容部205的底面所形成之複數的狹縫206，供應無電 解電鐘液於晶圖W上，而實施無電解電錢處理。 根據本貫施形態，則能緩和自無電解電鍵液供應配管26 所供應之無電解電鍍液Μ—旦觸及攪拌機22b的電鍍液收 容部205時之衝擊，且藉由自電鍍液收容部2〇5所形成之複 數的狹縫206供應無電解電鍍液於晶圓w，即能緩和對無電 解電鍍液供應之際的對晶圓W之衝擊，並能成膜具有均勻 膜厚之導電膜。 第10實施形熊 圖1 8(a)係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖 ，圖18(b)係表示電鍍杯之斜視圖。 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565895
本實施形態之無電解電鍍裝置和第丨實施形態不同之 在於電錢杯和無電解電鍍液供應配管之構成。 处 如圖18所示，本實施形態之無電解電鍍裝置係於無電 電鍍液供應配管26的端部形成有噴嘴260，中介該噴嘴2的 而°人出無電％電錢液Μ於電錢杯21a的側壁面之一種構成 電鍍杯21a係於其側壁面形成有由上方連接於下方之虫° 旋狀溝2 2 0 ' ' 其他之構成係和第1實施形態相同。 上述構成之無電解電鍍裝置，係自連接於無電解電鍍液 供應配管26之噴嘴260吹出無電解電鍍液M於形成於電鍍 杯21的側壁之螺旋狀溝220，且所供應之無電解電鍍液 遍及螺旋狀溝220且降落於下方，而供應至晶圓…上，而實 施無電解電鍍處理。 又，為了維持遍及螺旋狀溝22〇並使無電解電鍍液Μ降落 於下方之所需的姿.勢，係必須自噴嘴26〇吹出無電解電鍍液 Μ於溝220之形成方向。 根據本實施形態，則自連接於無電解電鍍液供應配管26 之潸嘴260供應無電解電鍍液“於電鍍杯2U之螺旋狀溝 220 ,且遍及螺旋狀溝22〇 ,並藉由供應無電解電鍍液μ於 晶圓w，即能緩和對無電解電鍍液供應之際的對晶圓 衝擊，且此成膜具有均勻膜厚之導電膜。 鼻11實施形雜 圖1 9(a)係表不本實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖 ’圖19(b)係表示電錢杯之斜視圖。 -50-
本紙*"尺度適财S g家標準(CNS) “格(⑽χ挪公爱)- 565895 五、發明説明（48 ) A7 B7
本實施形態之無電解電鍍裝置和第丨實施形態，其相異之 點在於電鍍杯和無電解電鍍液供應配管之構成。 ” ^如圖19所示，本實施形態之無電解電鍍裝置係和第實 施形態相同，在無電解電鍍液供應配管26的端部形成有^ 嘴260，並中介該噴嘴26〇且吹出無電解電鍍液電鍍杯 2 1 b的側壁面之一種構成。 電鍍2 1 b係於其側壁面形成有自上方連接於下方之螺旋 狀溝221。此螺旋狀溝221係和第1〇實施形態不同，其愈往 下方’則距離該電鍍杯的中心之距離變得愈小。 其他之構成糸和第1實施形態相同。 上述構成之無電解電鍍裝置，係自連接於無電解電鍍液 供應配官26之噴嘴260吹出無電解電鍍液μ至形成於電鍍 杯2 1 b的側壁之螺旋狀溝2 2 1 ,且所供應之無電解電錄液％ 係遍及螺旋狀溝22 1且降落於下方，並供應於晶圓…上，而 進行無電解電鍍處理。 又’為了維持遍及螺旋狀溝22 1並使無電解電鍍液μ降落 於下方之所需的姿勢，係必須自噴嘴26〇吹出無電解電鍍液 Μ於溝221之形成方向。 根據本貫施形態，則自連接於無電解電鍍液供應配管26 之噴嘴260供應無電解電鍍液μ於電鍍杯2ib之螺旋狀溝 221 ’且遍及螺旋狀溝221，並藉由供應無電解電鍍液 晶圓W ’即能緩和對無電解電鍍液供應之際的對晶圓W之 衝擊，且能成膜具有均勻膜厚之導電膜。 -51 - 本紙張财關家料
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第12實施形熊 圖20(a)係纟π纟實施开》態之無電冑電鑛冑4的構 ，圖20(b)係表示電鍍杯之斜視圖。 本實施形態之無電解電鍍裝置和第丨實施形態之相異處 在於電鍍杯和無電解電鍍液供應配管之構成。 如圖20所示，本實施形態之無電解電鍍裝置係和第10和 11實施形態，在無電解電鑛液供應酉己管26的端部形成 有喷备260，X中介該噴嘴260而吹出#電解電錢液Μ於電 鑛杯2 1 c的側壁面之一種構成。 電鑛杯2 1 c係具有其側壁面為研磨缽狀的傾斜面222，且 自上方愈往下方，則距離該電鍍杯的中心之距離變得愈 /J、 〇 其他之構成係和第1實施形態相同。 上述構成之無電解電鍍裝置，係自連接於無電解電鑛液 供應配管26之噴嘴260吹出無電解電鍍液μ於具有電鍍杯 2 1 c的傾斜面222之側壁，且所供應之無電解電鍍液μ係如 圖20(b)所示，能迴旋遍及電鍍杯2ic側壁之傾斜面222而降 落於下方’而供應無電解電錢液Μ於晶圖w上，而實施無電 解電鍍處理。 又’為了維持迴旋遍及傾斜面222而使無電解電鍍液Μ降 落之所需的姿勢，係必須自噴嘴260對晶圓W例如平行地吹 出無電解電鍍液Μ。 根據本實施形態，自連接於無電解電鍍液供應配管26之 噴嘴260供應無電解電錄液]VI於電鍵杯21c之側壁，且以迴 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 565895
旋方式遍及傾斜面222，並藉由供應無電解電鍍液M於晶圓 w,即能緩和對無電解電鍍液供應之際的對晶圓w之衝擊 ’且能成膜具有均勻膜之導電膜。 第13實施形鈸 圖2 1(a)係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖 ’圖21(b)係表示圖21(a)之D部的放大圖。 本實施形態之無電解電鍍裝置係和第3實施形態相同，使 旋轉檯之面積作成相較於晶圓w之面積為較大尺寸之狀態 ’但是口帛3實施形態不同之處在於無電解電錢液供應配 管之構成。 如圖2 1所示，本實施形態之無電解電鍍裝置，係2條無電 解電鍍液供應配管26a、26b為貫通電鍍杯21的端部上面而 設置。 無電解電鍍液供應配管26a、26b係不同於第3實施形態， 並非供應無電解電鍍液Μ於攪拌機22的上面，而係供應無 電解電鍍液Μ於未保持有晶圓W之旋轉檯Uc的外周面上。 此外，本實施形態之無電解電鍍裝置係和第3實施形態相 同，其旋轉檯1 lc的面積相較於晶圖w的面積為大，且其保 持面仏和第3 κ %形怨相同，設有多數用以真空吸附晶圓… 之吸附孔112,此外，於保持晶圓之保持面的外周部，設置 有一圈之氣體吹出溝113，且氣體吹出溝113係設有吹出惰 性氣體或氮之氣體的吹出孔1 1 4。 上述構成之無電解電鑛裝置係於電錄杯21和旋轉檯11(： 合為一體之後，如圖21所示，藉由無電解電鍍液供應配管 -53-
565895 A7 __B7 五、發明説明(~51 ^^ " 26a、26b而供應無電解電鑛液]v[於未固有定晶圓w之旋轉檯 11c的外周面上，另一方面藉由自晶圓w的外周部下方吹出 惰性氣體或氮之氣體，即能一邊防止電鍍液進入於吸附孔 114或晶圓背面，且滯留電鍍液於晶圓貿上，而實施無電解 電鍍處理。 根據上述之本實施形態的無電解電鍍裝置，則能達成和 第3實施形態相同之功效。 此外’藉由供應無電解電鍍液Μ於未保持有晶圓w的旋 轉檯11c上，即能迴避因對晶圓W的電鍍液之衝擊所產生不 利之現象。 第14實施形態 本實施形態係表示使用於第2實施形態之旋轉檯Ub之具 體的態樣。 ^ 圖22係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的旋轉 部之構成圖。 如圖22所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋 轉檯1 lb，係於真空吸附晶圓w且予以保持之保持面的外周 部’設置有一圈之氣體吹出溝113，且氣體吹出溝U3係為 了使所吹出之惰性氣體或氮之氣體流失於旋轉檯u b的側 方，而於内周和外周之高度方向具有階差，並使外周部當 中和晶圓W之間隙作成具有5 μπι程度之狀態。 田 氣體吹出溝113係於其底面設有吹出惰性氣體或氮之氣 體的吹出孔114,並藉由未圖示之氣體供應容器，而形成自 氣體吹出孔114吹出包含有惰性氣體或氮氣之氣體的一種 -54- ΐ"紙張尺度適财關家標準(Ci^—A4規格_ χ挪公董) -—^ 565895 A7 ---------- B7 五、發明説明（52 ) 構成。 上=之無電解電鍍裝置，其自形成於氣體吹出溝Η]的底 面之氣體吹出孔114所吹出之氣體，係衝擊於晶圓w的底面 ，且由旋轉檯lib的氣體吹出溝113的外周部和晶圓w間之 間隙而流失於側部方向。 根據上述之本實施形態的無電解電鍍裝置，則於無電解 電鍍處理時，以形成於保持面的吸著孔丨丨2而真空保持晶圓 W的同時，亦由形成於外周部之氣體吹出溝丨13吹出惰性氣 體或氮之氣體於側部方向，即能遍及晶圓w的外周部，且 能防止電錢液等之藥液被吸入於吸附孔n 2之現象。 進而遍及晶圓W之外周部，並形成未附著藥液於晶圓背 面和邊緣部之狀態，而能防止晶圓背面污染之現象。 第15實施形熊 本實施形態係和第14實施形態相同，表示使用於第2實施 形態之旋轉檯1 1 b的具體的態樣。 圖23係表示本實施形態之無電解電鍍裝置之旋轉檯之端 部的構成圖。 本貫施形態係如圖2 3所示，旋轉檯1 1 b係於真空吸附晶圓 W且予以保持之保持面的外周部，設置有一圈之氣體吹出 溝1 13a，且氣體吹出溝1 13a係為了使所吹出之惰性氣體或 氮之氣體流失於旋轉檯1 lb的側方，而形成外周方向為吹離 之構造。 氣體吹出溝1 1 3 a係於其内周側的側面，設有吹出惰性氣 體或氣之氣體用的吹出孔114a，且藉由未圖示之氣體供應 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565895 A7 B7 五、發明説明（53 ) 容器而自氣體吹出孔丨14a吹出包含有惰性氣體或氮氣之氣 體的一種構成。 上述之然電解電鍍裝置，其自形成於氣體吹出溝113a的 内周側的側面之氣體吹出孔1 14a所吹出之氣體係和第14實 施形態不同，並未衝擊於晶圓ψ的底面而吹出至側部方向、。 根據上述之本實施形態的無電解電鍍裝置，則於無電解 電鍍處理時，以形成於保持面的吸附孔112而真空保持晶圓 w的同時，亦由形成於外周部之氣體吹出溝丨13&吹出惰性 乳體或乳之氣體於側部方向，據此而遍及晶圓貿的外周部 ，亚可防止電鍍液等之藥液被吸入於吸附孔112的現象。 進而遍及aa圓W之外周部，並形成未附著藥液於晶圓背 面和邊緣部之狀態，而能防止晶圓背面污染之現象。 第16實施形錤 —本貫施幵> 悲係和第14和15實施形態相$，為表示使用於 第2實施形態之旋轉檯丨lb之具體的態樣。 圖24係表示本實施形態之無電解電鍍裝置的旋轉檯之端 部之構成圖。 貫施形態係如圖24所示，旋轉檯丨ib係於真空吸附晶圓 W且予以保持之保持面的外周部，設置有—圈之氣體吹出 溝113,且氣體吹出溝113係為了使所吹出 之氣體流失於旋轉桂llb的側方，而於内周和外周 向具有階i，且使外周部當中和晶㈣之間ϋ μηι程度之狀態。 战八韦：> 在氣體吹出溝113係如第15實施形態所示’於其内周側的 -56 - 565895
側面設有吹出惰性氣體或氮之氣體用的吹出孔U4a,且藉 由未圖示之氣體供應容器而自氣體吹出孔丨丨物吹出包含^ 惰性氣體或氮氣之氣體的一種構成。 上述之無電解電鍍裝置，其自形成於氣體吹出溝Η]的内 周側的側面之氣體吹出孔ll4a所吹出之氣體，係衝擊於氣 體吹出溝113之外周側的側面，進而衝擊於晶圓以的底面， 並自紋轉檯11 b的氣體吹出溝丨丨3的外周部和晶圓w之間隙 而流失於側部之方向。 μ 根據上述之本實施形態的無電解電鍍裝置，則於無電解 電鍍處理時，以形成於保持面的吸附孔丨丨2而真空保持晶圓 w的同時，亦由形成於外周部之氣體吹出溝η3吹出惰性氣 肢或氮之氣體至外側部方向，據此而遍及晶圓w的外周部 ’即此防止電鍍液等之藥液被吸入於吸附孔1丨2的現象。 進而遍及晶圓W之外周部，並形成未附著藥液於晶圓背 面和邊緣部之狀態，而能防止晶圓背面污染之現象。 第1 7貫施形能 本實施形態係表示使用於本發明之各實施形態的旋轉檯 之具體的態樣。 圖25(a)係表示本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之 旋轉擾的平面圖，圖25(b)係表示圖25(a)之E-E，線的截面 圖。 如圖25(a)所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之 方疋轉楼11 ’其吸附孔丨1 2係以等間隔方式而設置於圖中的水 平方向’且並列於水平方向的吸附孔n 2之行，係相同地形 -57- 本纸張尺度適用中® ® ii^s) A4規格(⑽χ297公爱）
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線 565895 A7 B7 五、發明説明（55 ) 成複數於圖中之垂直方向。x，雖未圖示，但是，旋轉接 π的外周部亦可形成氣體吹出溝和氣體吹出孔。 猎由上述構成之旋轉檯U，如圖25(b)所示，形成以各吸 附孔1 1 2而真空保持晶圓狀態。 第18實施形熊 本實施形態係表示本發明之各實施形態所使用之旋轉檯 之具體的態樣。 圖26係表示本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋轉 檯的平面圖。 裝 訂 如圖26所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋 轉檯η，係於旋轉㈣的保持面當中，形成有同心圓形狀 之複數的吸附孔U2。又，旋轉仙的截面圖係形成和第17 實施形態相類似的構造。又’雖未圖示，但是，旋轉檯ii 之外周部亦可形成氣體吹出溝和氣體吹出孔。 藉由上述構成之旋轉檯丨丨而以各吸附孔112使晶圓…形 成真空保持之狀態。 第19實施形熊 線 本實施形態係表示本發明之各實施形態所使用之旋轉檯 之具體的態樣。 圖27係表*本實施形態之無電解電鍍裝置所使用的旋轉 搂之平面圖。 如圖27所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋 轉棱11 ’係於旋轉棱Π的保持面當中，形成格子狀之複數 的吸附孔112。又，旋轉檯η之載面圖係形成和第17實施形 -58-
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相類似之構造。而且’雖未圖示，但是 周j亦可形成氣體吹出溝和氣體吹出孔。 藉由上述構成之旋轉檯U，而晶圓w係以各吸附2 成真空保持之狀態。 及附孔"2开 第2 0貫施形能 之ίΓ:::係表示本發明之各實施形態所使用之旋制 之具體的態樣。 旋轉檯1 1的外 圖28(a)係表示本實施形態之無電解電链裝 旋轉檯的平面圖，圖28(b)係表示圖28(a)的F 圖0 置所使用之 -F’線之戴面 如圖28⑷所示，本實施形態之無電解電錄裝置所使用 旋轉檯11，係以保持間隔而形成有同心圓形狀之吸附用 115,如圖28(b)所示，於各吸附用溝115的底面形成複數 吸附孔1 12。又，雖示圖示，但是，旋轉檯的外周部亦可 成氣體吸出溝和氣體吸出孔。 精由上述構成之旋轉檯丨丨，則如圖28(1})所示，晶圓w係 以形成有複數的吸附孔112之各溝115全體而形成直空保持 之狀態。 第2 1實施形能 本實施形態係表示本發明之各實施形態所使用之旋轉檯 的具體的態樣。 圖29係表示本實施形態之無電解電鍍裝置所使用的旋轉 檯之平面圖。 如圖29所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋 -59-
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線 565895 五、發明説明（57 ) 轉檯11，係、以同心圓狀且能連接各同心圓之間的狀態下形 成有吸附用溝116 ’且於各吸附用溝116的底面形成複數的 吸附112。又，雖未圖示，但是，旋轉檯丨丨的外周部亦可 形成氣體吹出溝和氣體吹出孔。 藉由上述構成之旋轉檯i丨，則晶圓W係以形成有複數的 吸附孔112之各吸附用溝全體而形成真空保持之狀能。 _第22實施形雜 " 本實施形態係表示本發明<各實施形態所使用的旋 之具體的態樣。 圖30(a)係表示本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之 旋轉檯的平面目，圖30(b)係表示圖30(a)的G-G，線之截面 圖。 如圖30所示，本實施形態之無電解電鑛裝置所使用之旋 轉棱11，係、於晶圓#向形成多妻丈的開口徑較大之同心圓狀 之吸附用溝115，如圖30所示，於各吸附用溝115的底面， 形成有複數的吸附孔112於同心圓上。雖未圖示，但是，旋 轉檯11的外周部亦可形成氣體吹出溝和氣體吹出孔。 又，使晶圓W形成保持狀態之吸附用溝U5的凸部，係可 形成如圖30⑷所示之銳角，亦可如圖3〇⑷所示而^成平^ 狀，亦可形成如圖30(e)所示之·彎曲面。 乂 一 藉由上述構成之旋轉檯11，如圖3〇(b)所示，步、夕 的吸附用溝1 15和吸附孔丨12，即能有效地 ^成有夕數 第23f施形熊 一呆持晶圓W。 本實施形態係表示本發明之各實施形態所使用之旋轉檯 -60- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公 訂 線 565895 A7 B7
之具體的態樣。 圖3 1(a)係表示本實施形態之無 旋轉檯的平面圖，圖31(b)係表示 圖0 電解電鍍裝置所使用之 圖31(a)之H-H·線的載面 如圖31所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之扩 轉檯U ’雖係和第22實施形_，於晶圓方向形成有二 口徑較大之多數的溝’但是’並形成有線條狀之吸附心 117,且在各吸附用溝丨17的底面，其吸附孔112係以第η 實施形態（參閱圖25)相類似的形態而形成。雖未圖示，作 是，旋轉檯11的外周部亦可形成氣體吹出溝和氣體吹出孔: 又，使晶圓W形成保持狀態之吸附用溝丨丨7的凸部，係可 形成如圖31(c)所示之銳角，亦可如圖31(d)所示而形成平坦 狀，且亦可如圖3 1(e)所示，形成彎曲面。 藉由上述構成之旋轉檯11，如圖3 1(b)所示，形成有多數 的吸附用溝117和吸附孔1 12 ’即能有效地真空保持晶圓w。 第24實施形錤 本貫％形悲係表示本發明之各貫施形態所使用之旋轉擾 之具體的態樣。 圖32(a)係表示本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之 旋轉檯的平面圖，圖32(b)係表示圖32(a)之Ι-Γ線之截面圖。 如圖32所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋 轉檯1 1，雖係和第22和第23實施形態相同，形成有多數的 溝，但是，並形成有格子狀的吸附用溝11 8，且各吸附用溝 118的底面，其吸附孔112係以和第19實施形態（參閱圖27) -61-
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相類似之形態所形成。 因為吸附用溝118係以格子狀所形成，且其溝以外的部份 係重覆形成四角錘形狀的突起部份118a之構造。雖未圖示 是’㈣H的外周部’亦可形成氣體吹出溝和氣體 吹出孔。 又：使晶圓w形成保持狀態之突起部份Ii8a的前端，係 可形j如圖32(c)所示之銳角，亦可形成如圖32⑷所示之平 坦狀態’亦可如圖32(e)所示而形成彎曲面。藉由上述構成之旋轉㈣，如圖32(b)所示，形成有多數的吸附用溝118和吸附孔112，即能有效地真空保持晶圓w。 差2 5實施形魄 本貫施形態係表示本發明之各實施形態所使用之旋轉檯 之具體的態樣。 圖33(a)係表不本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之 旋轉檯的平面圖，圖33(b)係表示圖33⑷之^，線之載面圖。 =圖33所示，本實施形態之無電解電鍍裝置所使用之旋 轉檯1 1 ’係以形成能重覆形成多數圓錐狀的突起部份1 的構造之狀態下而形成有吸附用溝119，各吸附用溝I。 底面，其吸附孔112係以和第17實施形態（參閱圖25)相 之形態而形成。雖未圖示’但^，旋轉檯i i的外二 形成氣體吹出溝和氣體吹出孔。 ’、可 又，使晶圖w形成保持狀態之突起部份119a的前端，俨 如圖33(c)所示而形成銳角，亦可如圖33(幻所示形成平拈= 悲’亦可如圖33(e)所示，形成彎曲面。 犬 -62-
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藉由上述構成之旋轉檯1 1，如圖33(b 一 所不，形成有多數 的吸附用溝119和吸附孔112，即能有效址 ^ . b, >文地真空保持晶圓W 〇 本發明之無電解電鍍裝置及其方法， 7成亚不限定於上述之 貫施形態的說明。 根據本發明而作成形成導電膜之半導體裝置，係亦可使 用搭載有MOS電晶體系統半導體裝置、雙極性系半導-裝 置、BiCMOS系半導體裝置、以及搭載有邏輯和記憶體= 導體裝置等，具有導孔或穿孔等之連接 ^ ^钆或溝配線之半導 體裝置中之任何一項。 例如，本發明之無電解電鍍裝置係不限於障壁金屬用的 鈷系無電解電鍍、配線用的銅無電解電鍍，而亦可使用於 其他金屬之無電解電鏟。 此外’本發明之無電解電錄方法，係亦可適用於波形花 紋處理（溝配線形成處理）或雙重的波形花紋 damascene)(同時形成溝配線和接觸之處理）之中的任何一 項，此外，亦可使用於僅形成接觸點之處理方式。 本發明更不自限於半導體晶圓的細微配線用，亦可使用 於其他金屬的電鍍和印刷配線板等的電鍍處理。 此外，在不脫離本發明之要旨的範圍内，可進行各種變 更0 [發明之功效] 根據本發明，由於和外部環境氛圍隔離，且藉由收容於 既定氣體之環境氛圍下的電鍍槽内之電鍍液，而實施無電 解電鍍處理，故能防止電鍍液的氧化、電鍍液的pH下降、
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電鍍液中的組成物之沈澱等現象，且能防止因電鍍液之時 間經過而產生的變化所導致電鍍率的變動，並能均勻地進 行電鍍處理。 此外，緩和對被電鍍面之電鍍液的衝擊，且藉由供應電 鍍液於被電鍍面，即能防止因該衝擊而導致電鍍率的變動 ’更能均勻地進行電艘處理。 此外，浸潰被電鍍對象物於電鍍槽且進行無電解電鍍處 理時，由於在被電鍍對象物之浸潰時，氣體係由被電鍍對 象物的外周部下部吹出，故能防止被電鍍對象物之被電鍍 面以外的部份之無電解電鍍處理。 此外，a又置進行揲電解電錄處理的電錢槽於電艘室内， 且連接等待室於電鍍室，並藉由使電鍍室和等待室分別作 成既定氣體之環境氛圍，敌在對被電鍍對象物之電鍍室的 搬出入時，亦能防止因電鍍液的時間經過而產生之變化。 [圖式之簡單說明] 圖1有關第1實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成圖。 圖2有關第1實施形態之無電解電鍍裝置之電鍍處理時之 概略構成圖。 圖3藉由本發明之無電解電鍍裝置而形成導電膜之半導 體裝置的戴面圖。 圖4藉由本發明之無電解電鍍裝置而形成障壁金屬於半 導體裝置時，表示其製造步驟之截面圖，（a)係表示至第^ 配線之形成步驟為止，（b)係表示至第丨蝕刻擋塊膜的形成 步驟為止，（c)係表示對第丨蝕刻擋塊膜的圖案開口部之開 565895
口步驟為止。 圖5表示相繼於圖4的步驟之截面圖，（a)係表示至第2蝕 刻擋塊膜之形成步驟為止，（b)係表示至配線用溝和導孔之 開口步驟為止。 圖6表示相繼於圖5的步驟之載面圖，（勾係表示至障壁金 屬層之形成步驟為止，（b)係表示至配線料钱二 驟為止。 、曰 圖7表示隨著無電解電鍍反應時間所形成之導電獏的膜 厚測定結果。 ' 圖8說明僅選擇性地成膜障壁金屬於圖3所示之半導體裝 置的配線用導電膜上之步驟圖。 肢、 圖9表不一旦觸及電鍍液於攪拌機的上面，而供應電鍍液 於晶圓表面的情形時，和直接供應無電解電鍍液於晶圓之 情形時，其晶圓面内之導電膜的膜厚均勻性之測定結果。 圖10有關第2實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成圖。 圖11有關第3實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成^。 圖12(a)、（b)係有關第4實施形態之無電解電錢裝置的概 略構成圖。 圖13有關第5實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成圖。 圖14有關第6實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成圖。 圖1 5有關第7實施形態之無電解電鍍裝置的概略構成圖。 圖16有關第8實施形態之無電解電鍍裝置的構成圖。 圖17(a)、（b)、（c)係有關第9實施形態之無電解電錢參置 的構成圖。 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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565895 五、發明説明（ 圖18⑷、（b)係有關第1〇實施形態 成圖。 …、兔解電鍍裝置的構 成Γ⑷、（b)係、有關第11實施形態之無電解電鑛裝置的構 :⑷’係有關第12實施形態之無電解電鑛裝置㈣ 圖21U)、（b)係有關第13實施形態 成圖。 < "，、笔解電鍍裝置的構 圖22有關第14實施形態之無電 部之構成圖。 以置的紋轉te之端 圖2 3有關第1 5實施形態之無電解電錢梦 部之構成圖。 尾鍍-置的紅轉檯之端 圖2 4有關第1 6實施形離之盔雷解 只〜…冤解電鍍裝置的旋轉檯之端 。丨〗之構成圖。 圖25(a)、(b)係使用於第π實施形態之無電解電鍍裝置的 ^轉檯之平面圖和戴面圖。 圖2 6有關使用於第丨8實施形態之無電解電鍍裝置的旋轉 棱之平面圖。 圖27有關使用&第19實施形態之無電解電錢裝置的旋轉 檯之平面圖。 圖28(a)、（b)係第20實施形態之無電解電鍍裝置所使用之 旋轉檯的平面圖和截面圖。 圖29第2 1實施形態之無電解電鍍裝置所使用的旋轉檯之 平面圖。 裝 訂 線 -66-
565895 A7 B7 五、發明説明（"一~一 -- >圖30(a)〜（e)係第22實施形態之無電解電鍍裝置所使用的 旋轉檯之平面圖和截面圖。 圖3 1(a)〜（e)係第23實施形態之無電解電鍍裝置所使用的 旋轉檯之平面圖和截面圖。 圖32(a)〜（e)係第24實施形態之無電解電鍍裝置所使用的 旋轉檯之平面圖和截面圖。 圖33(a)〜(e)係第25實施形態之無電解電鍍裝置所使用的 旋轉檯之平面圖和截面圖。 [元件符號說明] 2…電鍍室，2a、2b…配管，3…等待室，3a、3b··.配管 ，11、lib、lie…旋轉檯，12…外槽，13…擦拭構件，14 、15、16···配管，21、21a、21b、21c…電鑛杯，22、22a 、22b…攪拌機，23···密封構件，24…純水供應配管，乃 …刖處理液供應配管，26、26a、26b…無電解電錢液供應 配管，27···環境氛圍氣體供應配管，28…排氣孔，30···半 導體基板，40···第1絕緣膜，41···第2絕緣膜，42，·.第1蝕刻 擋塊膜，43···第3絕緣膜，44···第2蝕刻擋塊膜，50···第1 配線，51、51a···障壁金屬層，52、52a···導電層，60···電 鍍槽，6卜··吐出機構，62··.·超音波振盪器，70···電鍍槽， 7卜··電鍍液容器，72".配管，73…pH調整劑，74··· PH調整 劑容器，7 4 a…配管，7 4 b…真空管，7 5…p Η檢測部，7 6… pH儀表，77…pH控制部，1 Π…加熱器，1 12…吸附孔，1 1 3 、113a···氣體吹出溝，114、114a…氣體吹出孔，115、116 、117、118、119…吸附用溝，118a、119a···突起部，2〇1 -67- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 565895 A7 B7 五 、發明説明（65 ) …容器，2 0 2…小徑供應配管，2 0 3…旋轉軸，2 0 4…貫通孔 ，205·.·電鑛液4欠容，206···狹縫，21 1 ···力口熱器，220、 221…溝，222···傾斜面，260···噴嘴，Rl、R2···抗蝕膜， C 1…圖案開口部，C 2…導孔，G 1、G 2…配線用溝，Ρ…導 检，W 2…第2配線，W 3…第3配線，W…晶圓，Μ…電鍵液 ,C…1£盒， -68- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
1· 一種無電解電鍍裝置，其係名 # 料、士 + Μ 既疋虱體的環境氛圍下 對被電鑛面施以無電解電鑛處理而 在於，具有·· π电胰具特肩 電鍍槽，以被電鍍象物的前述被電心為臨近 面而設置，自外部環境氛圍至少隔離前 面. 以及 ， 電錢液供應機構，以緩和對前述被電鑛對象物的前述 被電鍍面之電鍍液的衝擊之方式，供應前述電鍍液至少 於前述被電鍍面。 2·如申明專利範圍第1項之無電解電鍍裝置，其中 更具備攪焚機構，其係攪拌前述電鍍槽内的前述電鍍 液0 3.如申請專利範圍第2項之無電解電鍍裝置，其中 刖述電鍍液供應機構，係供應前述電鍍液於前述攪拌 機構的上面，且介由前述攪拌機構而供應前述電鍍液於 前述被電鍍面上。 4·如申請專利範圍第3項之無電解電鍍裝置，其中 刖述授拌機構係可旋轉，且其上面為具有自旋轉中心 往外側傾斜之形狀。 5·如申請專利範圍第2項之無電解電鍍裝置，其中 前述攪拌機構係具有： & &部’其係承受來自前述電鍍液供應機構所供應之 前述電鍍液；及 供應孔’其係形成於前述收容部之底面； -69- ，㈣95 ------六、申請專利範圍 ABCD 前述電鍍液供應機構，俜供靡 ^ 你供應則述電鍍液於前述攪拌 機構之收谷部，且介由益；七处處 二 j述供應孔而供應前述電鍍液於 月1j述被電鍍面。 6.如申請專利範圍第1項之無電解電錄裝置，其中 7述電鍵槽，係具有朝向前述被電㈣象物而形成有 螺旋狀的導引溝之側壁面， 前述電鍍液供應機構，将征廄於、+，+ ^ 係供應則述電鍍液於前述電鍍 槽之前述側壁面。 7·如申請專利範圍第6項之無電解電鍍裝置，其中 ，前述螺旋狀的導引溝，其與螺旋轴的距離係形成愈接 近於刖述被電錢對象物則愈小之狀態。 8·如申請專利範圍第丨項之無電解電鍍裝置，其中 前述電鍍槽，係具有形成有研磨缽的斜面之側壁面， 前述電鍍液供應機構，係供應前述電鍍液於前述電鍍 槽之前述側壁面。 9·如申請專利範圍第丨項之無電解電鍍裝置，其中 更具備：具有保持前述被電鍍對象物的保持面，可移 動前述被電鍍對象物於對向於前述電鍍槽之方向的保 持構件。 10·如申請專利範圍第9項之無電解電鍍裝置，其中 刖述保持構件，係具有真空吸附前述被電鍍對象物於 前述保持面之吸附孔。 11·如申請專利範圍第9項之無電解電鍍裝置，其中 前述保持構件，係在前述保持面的外周部，具有·形成 -70- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
申請專利範圍 12 士出匕s惰性氣體或氮之氣體的吹出孔之溝。 I叫專利把圍第11項之無電解電錢裝置，其中 =保持構件，係具有和前述被電鍍對象物實質之同 寻尺寸的保持面， 、、 :述電錢槽，係介由密封構件而設置於被電鍍對象物 =被電錢面的端部，且自外部環境氛圍隔離前述被 电鐵面。 女2叫專利範圍第11項之無電解電鍍裝置，其中 月·j述保持構件’係具有較前述被電鍍對象物為大的保 持面， 前述電錢槽，係介由密封構件而設置於前述保持構件 且自外。卩環境氣圍隔離前述被電鍵面。 女申明專利範圍第9項之無電解電錄裝置，其中 月J述保持構件，係具有加熱前述被電鍍對象物的加熱 機構。 15·如申凊專利範圍第1項之無電解電鍍裝置，其中 刚述電錢槽，係具有加熱前述電鍍槽内的前述既定氣 體及前述電鍍液的加熱機構。 16, 如申請專利範圍第i項之無電解電鍍裝置，其中 刚述電鍍液供應機構，係至少含有供應前述導電膜的 主成分之第1金屬材料、錯合劑、還原劑、及pH調整劑 ’且供應p Η自中性調整於鹼性範圍的前述電錄液。 17. 如申請專利範圍第丨6項之無電解電鍍裝置，其中 則述電鍍液供應機構，係供應更含有供給可提高前述 -71 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
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^電膜的障壁能之成分的第2金屬材料之前述電錢液。 18·如申請專利範圍第16項之無電解電鍍裝置，其中 前述電鍍液供應機構，係供應更含有兩性離子型的第 1錯合劑、及促進電鍍反應的第2錯合劑。 19·如申請專利範圍第16項之無電解電鍍裝置，其中 更具有： 電錢液容器，其係收容有供應於前述電鍍槽的前述電 鍍液；及 pH調整機構，其係調整前述電鍍液容器中的前述電鍍 液的pH。 20·如申請專利範圍第1項之無電解電鍍裝置，其中 更具有氣體供應機構，其係供應作為前述既定氣體之 至少包含有惰性氣體或氮之氣體於前述電鍍槽内。 21·如申請專利範圍第1項之無電解電鍍裝置，其中 更具有： 電鍍室，其係至少收容前述電鍍槽；及 氣體供應機構’其係供應作為前述既定氣體之至少包 含有惰性氣體或氮之氣體於前述電鍵室内。 22·如申請專利範圍第1項之無電解電鍍裝置，其中 更具有： 電鍍室’其係至少收容前述電鍍槽；及 等待室’其係連接於前述電鍍室，且用以將前述被電 鍍對象物搬出入；及 氣體供應機構，其係分別供應作為前述既定氣體之至 -72- ^紙張尺度適财g g家料(CNS) A4規格(21GX297公釐j
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少包含有惰性 等待室。 氣te或氮之氣體於前述電鍍室内和前述 23. …、電解電鍍裝置 處：而成形導電膜，其特徵在於具有： 槽’其係在既定氣體的環境氛圍下收容電鑛液： 且右亩構件’其係備有保持被電鍍對象物的保持面， …，〃空吸附前述被電鍍對象物於該保持面的吸附 =在前述保持面的外周部，具有形成有吹出前述既 氣體之吹出孔的溝； /又/貝由月·』述保持構件所保持的前述被電錢對象物於 前述電鍍槽，而進行無電解電鍍處理。 、 24.如申請專利範圍第23項之無電解電鍍裝置，其中 前述既定氣體係至少含有惰性氣體或氮之氣體。 25·如申請專利範圍第23項之無電解電鍍裝置，其中 刚述保持構件係使前述被電鍍對象物的前述被電鍍 面能臨近於前述電鍍槽的内面，而浸潰前述被電鍍對象 物0 26·如申請專利範圍第2 5項之無電解電錄裝置，其中 前述保持構件係相對前述電鍍液的液面，將前述被電 鍍對象物的前述被電鍍面傾斜於特定角度之狀態而浸 潰。· 27·如申請專利範圍第23項之無電解電錢裝置，其中 更具有氣體除去機構’其係除去伴隨著前述被電鍵面 之無電解電鍍處理所產生的反應氣體。 -73- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
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申請專利範圍 8·如申請專利範圍第27項之無電解電鍍裝置，其中 、別述氣體除去機構，係對浸潰於前述電鍍槽内的前述 29被電錢對象物的至少前述被電鍍面，振盪超音波。 29·如申請專利範圍第27項之無電解電鍍裝置，其中 月1J述氣體除去機構，係對浸潰於前述電鍍槽内的前述 被電錢對象物的至少前述被電鍍面，吐出包含有至少惰 生氣體、氮之氣體，或前述電鍍液之其中之一。 3〇·如申凊專利範圍第23項之無電解電鍍裝置，其中 月述保持構件係可旋轉。 31 ’種無電解電鍍裝置，其係對被電鍍面施以無電解電鍍 處理而形成導電膜，其特徵在於具有： 電錢槽’其係盛裝電鍍液；及 電錢室’其係收容前述電鍍槽；及 氣體供應機構，其係供應既定氣體於前述電鍍室。 32·如申請專利範圍第31項之無電解電鍍裝置，其中 月1j述氣體供應機構，係供應含有作為前述既定氣體之 至少惰性氣體或氮之氣體。 33·如申請專利範圍第3丨項之無電解電鍍裝置，其中 更具有連接於前述電鍍室之前述被電鍍對象物的搬 出入用之等待室； 前述氣體供應機構係分別供應前述既定氣體於前述 電鍍室内及前述等待室内。 34.如申請專利範圍第3丨項之無電解電鍍裝置，其中 更具有調整前述電鍍槽中的前述電鍍液的pH之pH調 -74 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2l〇x 297公袭：) 565895 8 8 8 8 A BCD 六、申請專利範圍 整機構。 35·如申請專利範圍第3〗項之無電解電鍍裝置，其中 更具有： ^ 電鍍/夜合器，其係收容有供應於前述電錢槽的前述電 鍍液；及 pH調整機才冓，其係調整前㉛電鍍液容$中的前述電鍍 液的pH ; 至少前述電鍍液容器係設置於前述電鍍室内。 36· —種無電解電鍍方法，其係、在既定氣體的環境氛圍下， 對被電鍍面施以無電解電鍍處理而形成導電膜，其特徵 在於具有： 主 設置被電鍍對象物的前述被電鍍面於臨於電鍍槽的 内面，且至少自外部環境氛圍隔離該當被電鍍面之^驟 :以及 以緩和對前述被電鍍對象物的前述被電鍍面之電鍍 液的衝擊之方式，至少供應前述電鍍液於前述被電鍍面 之電鍍液供應步驟； & 在前述既定氣體的環境氛圍下的前述電鍍槽内，藉由 無電解電鑛處理而形成前述導電膜。 37.如申請專利範圍第36項之無電解電鍍方法，其中 藉由攪拌機構而一面攪拌前述電鍍槽内的前述電鍍 液一面進行無電解電鍵處理。 38·如申請專利範圍第3 7項之無電解電鍍方法，其中 在前述電鍍液供應步驟中，供應前述電鍍液於前述攪 -75- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公«) ❿ 裝 訂 線 六、申請專利範圍 如述授拌機構而供應前述電鍍液 拌機構的上面，且介由 於前述被電鍍面。 39_如申請專利範圍第36項 只<無電解電鍍方法，其中 在前述電鍍液供應步驟中，二 ^ * 供應則边電鍍液於前述電 鍍槽的側壁面，且經由兮制辟二^ , .、 由°亥側壁面而供應前述電鍍液於前 述被電錢面® 40、 如申請專利範圍第36項之無電解電鍍方法，其中 在前述電鑛液供應步驟中，至少含有供應前述導電膜 的主成分之第1金屬材料、錯合劑、還原劑、及PH調整 劑’且供應pH為自中性調整於鹼性範圍的前述電鍍液。 41. 如申β月專利範圍第4〇項之無電解電鑛方法，其中 在前述電鑛液供應步驟中，供應更含有供給可提高前 述導電膜的障壁能之成分的第2金屬材料之前述電鍵 液0 42.如申請專利範圍第4〇項之無電解電鍍方法，其中 在前述電鍍液供應步驟中，供應更含有兩性離子型的 第1錯合劑、及促進電鍍反應的第2錯合劑。 43·如申請專利範圍第4〇項之無電解電鍍方法，其中 管理在前述電鍍液供應步驟中所供應的電鍍液的pH 值’且調整其pH值於既定值而使用。 44·如申請專利範圍第36項之無電解電鍍方法，其中 作為前述既定氣體，係使用至少含有惰性氣體或氮之 氣體。 45.如申請專利範圍第36項之無電解電鍍方法，其中 -76- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) A8 B8
則述電鍍槽係設置於電鍍室内； 产充禹3有作為4述既定氣體之至少惰性氣體或氮 46 :氣體的前述電鍍室内，進行無電解電鍍處理。欠 對^ :電解電鍍方法，其係在既定氣體的環境氛圍下， =被電鍍面施以無電解電鑛處理而形成導電膜，其特徵 在於具有： 糟^保持構件而保持前述被電錄對象物的步驟：及 .自前述保持構件的外周部吹出前述既定氣體的步驟 ，及 使岫述被電鍍對象物的前述被電鍍面為臨於電鍍槽 的内面，而將其浸潰於收容有電錄液之前述電鐘槽。 47·如申請：利範圍第46項之無電解電鍍方法，其中 二在浸潰前述被電鍍對象物於前述電鍍槽的步驟中，對 前述電鍍液之液面，係以傾斜既定角度之狀態而浸潰前 述被電錢對象物的前述被電鍍面。 48·如申請專利範圍第46項之無電解電鍍方法，其中 更具有在浸潰於前述電㈣的步驟之後，除去伴隨著 前述被電鍍面之無電解電鍍處理所產生的反應氣體之 氣體除去步驟。 49.如申請專利範圍第48項之無電解電鍍方法，其中 在前述氣體除去步驟中，對浸潰於前述電鍍槽内的至 少前述被電錄面，振盪超音波。 50·如申請專利範圍第4 8項之無電解電鍍方法，其中 在前述氣體除去步驟中，對浸潰於前述電鍍槽内的至 -77- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董）
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A B c D 565895 六、申請專利範圍 少前述被電鍍面，吐出至少含有惰性氣體、氮之氣體， 或前述電鍵液的其中之一。 51.如申請專利範圍第48項之無電解電鍍方法，其中 在前述氣體除去步驟，係在浸潰前述被電鍍對象物於 前述電鍍槽後，至少經過無電解電鍍的初期反應時間之 後而進行。 -78- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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