TWI663286B - 觸媒層形成方法、觸媒層形成系統及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

在基板之凹部不會殘留殘留物，並且使被基板表面吸附之觸媒固定在基板上。
觸媒層形成方法具備：對具有凹部(2a)之基板(2)供給觸媒溶液(32)而使基板表面及凹部內部吸附觸媒(22A)而形成觸媒層(22)之工程，和以沖洗液沖洗基板(2)表面及凹部(2a)內之工程，和使基板(2)表面及凹部(2a)內乾燥之工程。對基板(2)供給含有固定劑之固定劑溶液(34)，而藉由固定劑(22B)將基板(2)表面之觸媒(22A)固定於在基板(2)上。

Description

觸媒層形成方法、觸媒層形成系統及記憶媒體
本發明係關於對基板形成觸媒層之觸媒層形成方法、觸媒層形成系統及記憶媒體。
近年來，LSI等之半導體裝置為了對應於如安裝面積之省空間化或處理速度之改善般的課題，要求更進一步的高密度化。就以實現高密度化之技術之一例而言，所知的有藉由疊層複數之配線基板，製作三次元LSI等之多層基板的多層配線技術。
在多層配線技術中，一般為了確保配線基板間之導通，在配線基板設置有貫通配線基板並且填埋銅(Cu)等之導電性材料的貫通導孔。作為用以製作填埋導電性材料之貫通導孔之技術的一例而言，所知的有無電解電鍍法。
作為製作配線基板之具體性方法，所知的有準備形成有凹部之基板，接著在基板之凹部內上形成當作Cu擴散防止膜之阻障層，且藉由無電解鍍Cu在該阻障膜上形成種子膜之方法。之後，在凹部內藉由電解鍍Cu掩 埋Cu，掩埋有Cu之基板藉由化學機械研磨等之研磨方法被薄膜化，依此，製造出具有掩埋Cu之貫通導孔之配線基板。
在形成上述配線基板中之阻障膜之情況下，藉由事先使基板吸附觸媒而形成觸媒層，在該觸媒層上施予電鍍處理，能取得由Co-W-B層所構成之阻障膜。阻障膜之後被燒結使得內部之水分被除去，且金屬間結合被強化。
然而，在使基板吸附觸媒之情況下，對具有凹部之基板上供給含有觸媒之觸媒溶液，且使基板表面及凹部內吸附觸媒而形成觸媒層。但是，在對基板上供給觸媒溶液使基板表面及凹部內吸附觸媒之情況，尤其在被吸附至基板表面之觸媒之密接性有不足夠之情況下，有藉由後工程之電鍍處理所形成之電鍍層剝離之情形。再者，當在基板之凹部殘留觸媒溶液時，有該殘留之殘留物對配線基板構造全體之特性造成壞影響之情形。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-67856號公報
本發明係考慮該點而創作出，其目的在於提供使觸媒確實地吸附且固定在基板表面，並且在基板之凹部不會殘留殘留物之觸媒層形成方法、觸媒層形成系統及記憶媒體。
本發明係一種觸媒層形成方法，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成方法，其特徵在於，具備：準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；使上述基板表面及上述凹部內乾燥之工程；及一面使上述基板旋轉，以使固定劑溶液不浸入至上述乾燥的凹部內而通過上述基板之上述表面，一面對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
本發明係一種觸媒層形成方法，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成方法，其特徵在於，具備：準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；及在以固定劑溶液不浸入至上述凹部之方式，對上述凹部內填充沖洗液之狀態下，對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
本發明係一種觸媒層形成系統，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成系統，其特徵在於，具備：基板旋轉保持機構，其係將具有凹部之基板保持旋轉自如；觸媒溶液供給部，其係對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層；沖洗液供給部，其係對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗；基板乾燥部，其係使上述基板表面及上述凹部內乾燥；及固定劑溶液供給部，其係一面使上述基板旋轉，以使固定劑溶液不浸入至上述乾燥的凹部內而通過上述基板之上述表面，一面對形成有上述觸媒層的上述基板供給包含固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面。
本發明係一種觸媒層形成系統，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成系統，其特徵在於，具備：基板旋轉保持機構，其係將具有凹部之基板保持旋轉自如；觸媒溶液供給部，其係對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層；沖洗液供給部，其係對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗；及固定劑溶液供給部，其係在以固定劑溶液不浸入至上述凹部之方式，對上述凹部內填充沖洗液之狀態下，對形成有上述觸媒層的上述基板供給包含固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面。
本發明係一種記憶媒體，屬於儲存有用以使觸媒層形成系統實行觸媒層形成方法之電腦程式之記憶媒體，其特徵在於：上述觸媒層形成方法準備具有凹部之基 板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；使上述基板表面及上述凹部內乾燥之工程；及一面使上述基板旋轉，以使固定劑溶液不浸入至上述乾燥的凹部內而通過上述基板之上述表面，一面對上述基板供給包含固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
本發明係一種記憶媒體，屬於儲存有用以使觸媒層形成系統實行觸媒層形成方法之電腦程式之記憶媒體，其特徵在於：上述觸媒層形成方法準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；及在以固定劑溶液不浸入至上述凹部之方式，對上述凹部內填充沖洗液之狀態下，對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
若藉由本發明時，可以使基板表面確實吸附觸媒，並且不會在基板之凹部內殘留殘留物。
2‧‧‧基板
2a‧‧‧凹部
10‧‧‧電鍍處理系統
11‧‧‧基板搬運臂
12‧‧‧密接層形成部
13‧‧‧觸媒層形成部
14‧‧‧電鍍層形成部
15‧‧‧燒結部
15A‧‧‧熱板
15a‧‧‧封閉殼體
15b‧‧‧排氣口
15c‧‧‧N2氣體供給口
16‧‧‧無電解鍍Cu層形成部
17‧‧‧電解鍍Cu層形成部
18‧‧‧卡匣站
19‧‧‧控制部
19A‧‧‧記憶媒體
21‧‧‧密接層
22‧‧‧觸媒層
22A‧‧‧觸媒
22B‧‧‧固定劑
23‧‧‧電鍍層
24‧‧‧無電解鍍Cu層
25‧‧‧電解鍍Cu層
32A、32B‧‧‧吐出噴嘴
92‧‧‧噴嘴
104‧‧‧噴嘴頭
圖1為表示安裝本發明之實施型態中之觸媒層形成系統的電鍍處理系統全體之方塊圖。
圖2(a)~(e)為表示被施予電鍍處理方法之基板的圖示。
圖3為表示本發明之實施型態中之觸媒層形成方法的流程圖。
圖4A(a)~(d)為表示被施予本發明之實施型態中之觸媒層形成方法之基板的圖示。
圖4B(e)~(h)為表示被施予本發明之實施型態中之觸媒層形成方法之基板的圖示。
圖5為表示觸媒層形成系統之側剖面圖。
圖6為表示觸媒層形成系統之俯視圖。
圖7為表示燒結部之側剖面圖。
[電鍍處理系統]
藉由圖1至圖7針對本發明之一實施型態進行說明。
首先，藉由圖1，針對安裝本發明之觸媒層形成系統的電鍍處理系統予以敘述。
如圖1所示般，電鍍處理系統10係對具有半導體晶圓等之凹部2a之基板(矽基板)2施予電鍍處理(參照圖2(a)~(e))。
如此之電鍍處理系統10具備有載置收納基板2之卡匣(無圖示)的卡匣站18、從卡閘站18上之卡閘取出基板2而搬運之基板搬運臂11、基板搬運臂11行走之行走路11a。
再者，在行走路11a之一側，配置有在基板2上吸附矽烷耦合劑等之耦合劑而形成後述之密接層21之密接層形成部12、使基板2之密接層21上吸附觸媒而形成後述之觸媒層22之觸媒層形成部13、在基板2之觸媒層22上形成當作後述Cu擴散防止膜(阻障層)而發揮功能之電鍍層23之電鍍層形成部14。
再者，在行走路11a之另一側，配置有對形成在基板2之電鍍層23進行燒結之燒結部15、用以在形成在基板2之電鍍層23上，配置用以形成當作後述之種子膜而發揮功能之無電解鍍銅層(無電解鍍Cu層)24的無電解鍍Cu層形成部16。
再者，配置有與燒結部15鄰接，用以在被形成於基板2之凹部2a內，將無電解鍍Cu層24當作種子膜而填充電解鍍銅層(電解鍍Cu層)25之電解鍍Cu層形成部17。
再者，上述電鍍處理系統之各構成構件，例如卡匣站18、基板搬運臂11、密接層形成部12、觸媒層形成部13、電鍍層形成部14、燒結部15、無電解鍍Cu層形成部16及電解鍍Cu層形成部17，皆依照被記錄於設置在控制部19之記憶媒體19A之各種程式在控制部19被驅動控制，依此為基板2進行各種處理。在此，記憶媒體19A儲存有各種之設定資料或後述之電鍍處理程式之各種的程式。作為記憶媒體19A，可使用能在電腦讀取之 ROM或RAM等之記憶體，或硬碟、CD-ROM、DVD-ROM或軟碟等之碟狀記憶媒體等之眾知者。
接著，針對用以形成觸媒層22之觸媒層形成部13更予以敘述。藉由該觸媒層形成部13構成本發明之觸媒層形成系統，但是觸媒層形成系統除了觸媒層形成部13外即使具有燒結部15亦可。
觸媒層形成部13可以由圖5及圖6所示之液處理裝置構成。
並且，電鍍層形成部14及無電解鍍Cu層形成部16也可以從與觸媒層形成部13相同之液處理裝置構成。觸媒層形成部13如同圖5及圖6所示般。
構成觸媒層形成系統之觸媒層形成部13係如圖5及圖6所示般，具備：用以在殼體101之內部旋轉保持基板2之基板旋轉保持機構(基板收容部)110；對基板2之表面供給觸媒溶液或洗淨液等之液供給機構30A、30B、90；接收從基板2飛散之電鍍液或洗淨液等之杯體105；使杯體105所接收到之觸媒溶液或洗淨液排出的排出口124、129、134；使集中於排出口之液體排出之液排出機構120、125、130；和控制基板旋轉保持機構110、液供給機構30A、30B、90、杯體105及液排出機構120、125、130之控制機構160。
(基板旋轉保持機構)
其中，基板旋轉保持機構110係如圖5及圖6所示般，具有：在殼體101內上下延伸之中空圓筒狀之旋轉軸111；被安裝於旋轉軸111之上端部之旋轉台112；被設置在旋轉台112之上面外周部，支撐基板2之晶圓夾具113；和使旋轉軸111旋轉驅動的旋轉機構162。其中，旋轉機構162係藉由控制機構160而被控制，藉由旋轉機構162使旋轉軸111旋轉驅動，依此藉由晶圓夾具113被支撐之基板2旋轉。
接著，針對對基板2之表面供給觸媒溶液或洗淨液等之液供給機構30A、30B、90，參照圖5及圖6進行說明。液供給機構30A、30B、90包含對基板2之表面供給觸媒溶液之觸媒溶液供給機構30A(觸媒溶液供給部)，和對基板2之表面供給後述固定劑溶液之固定劑溶液供給機構30B(固定劑溶液供給部)，和對基板2之表面供給洗淨液之洗淨液供給機構90。
再者，如圖5及圖6所示般，以能在上下方向延伸之方式設置機械臂103，在該機械臂103之前端部安裝有噴嘴頭104。該機械臂103係被固定在藉由旋轉機構165被旋轉驅動的支撐軸102。
在此，觸媒溶液供給機構30A包含觸媒溶液供給源31A、被安裝在噴嘴頭104之吐出噴嘴32A，和在觸媒溶液供給源31A和吐出噴嘴32A之間延伸之觸媒溶液供給管線33A。再者，固定劑溶液供給機構30B包含固定劑溶液供給源31B，和被安裝於噴嘴頭104之吐出噴嘴 32B，和在固定劑溶液供給源31B和吐出噴嘴32B之間延伸的固定劑溶液供給管線33B。
洗淨液供給機構90如後述般，在基板2之沖洗工程中被使用，如圖5所示般，包含被安裝於噴嘴頭104之噴嘴92，和在純水或IPA供給源91和噴嘴92之間延伸之純水或IPA供給管線93。此時，可以從純水或IPA供給源91經由噴嘴92選擇性地對基板2上供給純水(DIW)或IPA。
(液排出機構)
接著，針對排出從基板2飛散之觸媒溶液、固定劑溶液或洗淨液等之液排出機構120、125、130，參照圖5進行說明。如圖5所示般，在殼體101內，配置有藉由昇降機構164在上下方向被驅動，具有排出口124、129、134之杯體105。液排出機構120、125、130成為排出各被集中於排出口124、129、134之液體者。
如圖5所示般，液排出機構120、125分別具有藉由流路切換器121、126被切換之回收流路122、127及廢棄流路123、128。其中，回收流路122、127係用以回收觸媒溶液、固定劑溶液而進行再利用的流路，另外廢棄流路123、128係用以廢棄觸媒溶液、固定劑溶液之流路。並且，如圖5所示般，在液排出機構130僅設置廢棄流路133。
再者，如圖5及圖6所示般，在基板收容部110之出口側，連接有排出觸媒溶液之液排出機構120之回收流路122，在該回收流路122中之基板收容部110之出口側附近設置有冷卻觸媒溶液之冷卻閥120A。
接著，針對燒結部15予以敘述。
電鍍層燒結部15如圖7所示般，具備被封閉之封閉殼體15a，和被配置在封閉殼體15a內部之熱板15A。
在燒結部15之封閉殼體15a設置有用以搬運基板2之搬運口(無圖示)，再者，N2氣體從N2氣體供給口15c被供給至封閉殼體15a內。
同時，封閉殼體15a內藉由排氣口15b被排氣，藉由以N2氣體充滿封閉殼體15a內，可以將封閉殼體15a內保持在惰性氛圍。
[電鍍處理方法]
接著，針對從如此之構成所構成之本實施型態之作用，藉由圖2至圖4B進行說明。
首先，在前工程中，對由半導體晶圓等所構成之基板(矽基板)2形成凹部2a，形成有凹部2a之基板2被搬運至藉由本發明之電鍍處理系統10內。
而且，在電鍍處理系統10之密接層形成部12內，形成具有凹部2a之基板2上形成有密接層21(參照圖2(a))。
在此，作為在基板2形成凹部2a之方法，可以從以往眾知之方法適當採用。具體而言，例如作為乾蝕刻技術，雖然可以適用使用氟系或氯系氣體等之泛用性技術，但是特別在為了形成深寬比(孔之深度/孔之直徑)之大孔，可以更適合採用使用能夠進行高速之深挖蝕刻的ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching：感應耦合電漿反應性離子蝕刻)之技術的方法，尤其可以適合採用重覆進行六氟化硫(SF6)之蝕刻步驟和C4F8等之鐵氟龍系氣體之保護步驟之被稱為波希法(Bosch process)之方法。
再者，密接層形成部12具有加熱部之真空室(無圖示)，在該密接層形成部12內，在具有凹部2a之基板2上吸附矽烷耦合劑等之耦合劑，如此一來在基板2上形成密接層21(SAM處理)。吸附矽烷耦合劑而所形成之密接層21係提升後述之觸媒層22和基板2之密接性。
在密接層形成部12中形成密接層21之基板2藉由基板搬運臂11被送至圖5及圖6所示之觸媒層形成部13。而且，在該觸媒體形成部13中，在基板2之密接層21上，吸附例如成為觸媒之奈米鈀(n-Pd)而形成觸媒層22(參照圖2(b))。
接著，針對本發明之實施型態之觸媒層形成部13中之觸媒層形成工程，藉由圖3及圖4A(a)~(d)及圖4B(e)~(h)進一步說明。
首先，基板2被載置在觸媒層形成部13之基板旋轉保持機構110上。
之後，如圖4A所示般，基板2藉由基板旋轉保持機構110旋轉，此期間當作純水之DIW(離子化蒸餾水)從噴嘴頭104之噴嘴92被供給至基板2上。此時，噴嘴頭104之噴嘴92在基板2之中央部2A上方停止，如此一來，DIW30被供給至基板2上，對基板2進行純水預濕(參照圖4A(a))。
接著，在基板2維持旋轉之狀態下，IPA(異丙醇)31從噴嘴頭104之噴嘴92被供給至基板2上。此時，噴嘴頭104之噴嘴92在基板2之中央部2A上方停止(參照圖4A(b))。
之後，在維持基板2以500rpm之旋轉數旋轉之狀態下，停止從噴嘴92供給IPA31。如此一來，基板2之表面全區域及凹部2a內之DIW被除去(參照(圖4A(c))。
接著，一面使基板2旋轉，一面使用噴嘴頭104之吐出噴嘴32A而對基板2上供給包含成為觸媒22A之含奈米鈀(n-Pd)的觸媒溶液32(參照圖4A(d))。
此期間，使噴嘴頭104之吐出噴嘴32A在基板2之中央部2A上方和周緣部2B上方之間往返移動。如此一來，一面使基板2旋轉，一面從噴嘴頭104之吐出噴嘴32A對基板2上供給包含觸媒22A之觸媒溶液32，並且藉由使噴嘴頭104之吐出噴嘴32A在基板2之中央部 2A上方和周緣部2B上方之間往返移動，觸媒溶液32遍佈基板2之表面全區域。如此一來，藉由對基板2之表面全區域供給觸媒溶液，使基板2之表面全區域及凹部2a內面吸附觸媒22A而可以形成觸媒層22。
接著，在維持使基板2旋轉之狀態下，當作沖洗液之DIW33再次從噴嘴92被供給至基板2上。此時，噴嘴頭104之噴嘴92在基板2之中央部2A上方停止，藉此基板2表面全區域及凹部2a內藉由DIW(沖洗液)33被洗淨處理(沖洗處理)，基板2表面全區域及凹部2a內之雜質及殘留物藉由DIW33被除去(參照圖4B(e))。
之後，在維持使基板2旋轉之狀態下，停止從噴嘴92供給DIW33。依此，可以對基板2表面全區域及凹部2a內進行旋轉乾燥處理，且使基板2表面全區域及凹部2a內乾燥(參照圖4B(f))。
接著，在維持使基板2旋轉之狀態下，使用噴嘴頭104之吐出噴嘴32A對基板2上供給固定劑，例如包含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)之固定劑溶液34(參照圖4B(g))。
此期間，使噴嘴頭104之吐出噴嘴32B在基板2之中央部2A上方和周緣部2B上方之間往返移動。如此一來，一面使基板2旋轉，一面從噴嘴頭104之吐出噴嘴32B對基板2上供給包含固定劑之固定劑溶液34，並且藉由使噴嘴頭104之吐出噴嘴32B在基板2之中央部 2A上方和周緣部2B上方之間往返移動，而使固定劑溶液34遍佈基板2之表面全區域。
在此，如圖4B(g)所示般，因基板2之凹部2a內被乾燥，故固定劑溶液34不會浸入凹部2a內，通過基板2表面上。
之後，在維持使基板2旋轉之狀態下，停止從吐出噴嘴32B供給固定劑溶液34。依此，可以藉由固定劑溶液34中含有的固定劑22B，將被吸附於基板2之表面全區域之觸媒22A牢固地接合在基板2上(參照圖4B(h))。
接著，針對被供給至基板2之觸媒溶液32及觸媒溶液32所含之觸媒22A進行說明。首先針對觸媒22A進行說明。
作為被基板2之密接層21吸附之觸媒22A，適合使用具有可以促進電鍍反應之觸媒作用的觸媒，例如使用由奈米粒子所構成之觸媒。在此，奈米粒子係指具有觸媒作用之膠體狀之粒子，平均粒徑為20nm以下，例如成為0.5nm~20nm之範圍內之粒子。作為構成奈米粒子之元素，可舉出例如鈀、金、鉑等。其中，奈米粒子之鈀可以n-Pd表示。
再者，作為構成奈米粒子之元素，即使使用釕亦可。
測量奈米粒子之平均粒徑之方法並不特別限制，能夠使用各種方法。例如，於測量觸媒溶液內之奈米 粒子之平均粒徑之時，能使用動態光散射法等。動態光散射法係指對分散於觸媒溶液內之奈米粒子照射雷射光，藉由觀察其散亂光，算出奈米粒子之平均粒徑之方法。
再者，於測量吸附於基板2之凹部2a之奈米粒子之平均粒徑之時，亦可以從使用TEM或SEM等而取得的畫像檢測出特定之個數之奈米粒子，例如20個奈米粒子，算出該些奈米粒子之粒徑之平均值。
接著，針對包含由奈米粒子所構成之觸媒22A之觸媒溶液32進行說明。觸媒溶液32係含有構成將成為觸媒22A之奈米粒子之金屬的離子。例如，於奈米粒子由鈀所構成之情況下，觸媒溶液含有氯化鈀等之鈀化合物，以作為鈀離子源。
觸媒溶液32之具體組成並不特別限定，理想上係以觸媒溶液32之黏性係數成為0.01Pa．s以下之方式設定觸媒溶液32之組成。藉由將觸媒溶液32之黏性係數設為上述範圍內，即使基板2之凹部2a之直徑小時，亦可以使觸媒溶液充分地散布至基板2之凹部2a之下部。依此，可以更確實地使觸媒22A吸附至基板2之凹部2a之下部。
理想上觸媒溶液中之觸媒22A藉由分散劑被覆蓋。依此，可以縮小觸媒22A之界面中之界面能。因此，認為可以更促進觸媒溶液32內中觸媒22A之擴散，依此可以使觸媒22A以更短時間到達至基板2之凹部2a之下部。再者，認為可以防止複數之觸媒22A凝集而其粒 徑變大之情形，依此可以更促進觸媒溶液內之觸媒22A之擴散。
準備被分散劑覆蓋之觸媒22A之方法並不特別限定。例如，即使對觸媒層形成部13供給包含事先被分散劑覆蓋之觸媒22A之觸媒溶液32亦可。或是即使以在觸媒層形成部13之內部，例如觸媒溶液供給機構30A實施以分散劑覆蓋觸媒22A之工程之方式，構成觸媒層形成部13亦可。
作為分散劑，具體上以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯亞胺(PEI)、四甲基銨(TMA)、檸檬酸等為佳。
其他，即使在觸媒溶液添加用以調整特性之各種藥劑亦可。
並且，作為包含觸媒22A之觸媒溶液32，並不限定於包含n-Pd等之奈米粒子之觸媒溶液32，即使使用氯化鈀水溶液(PdCl2)當作觸媒溶液，使用氯化鈀(PdCl2)中之Pd離子當作觸媒22A亦可。
再者，被供給至基板2之固定劑溶液34具有固定劑22B，藉由該固定劑22B可以使被吸附於基板2之觸媒22A牢固地固定在基板2上。作為如此之固定劑溶液34，可以使用含有當作固定劑22B之聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的固定劑溶液34。
並且，作為固定劑溶液34，除此之外還可以使用水溶性之樹脂等。或是，即使將當作觸媒層22之n- Pd，和含有當作分散劑之PVP之觸媒溶液當作固定劑溶液34使用亦可。此時，觸媒溶液中之PVP當作固定劑發揮功能。
如此一來，在觸媒層形成部13中於基板2上形成觸媒層22之後，基板2藉由基板搬運臂11被送至電鍍層形成部14。
接著，在電鍍層形成部14中，在基板2之觸媒層22上，形成當作Cu擴散防止膜(阻障膜)發揮功能之電鍍層23(參照圖2(c))。
此時，電鍍層形成部14係由圖5及圖6所示之液處理裝置所構成，藉由對基板2之觸媒層22上施予無電解電鍍處理，可以形成電鍍層23。
於在電鍍層形成部14中，形成電鍍層23之時，作為電鍍液，可以使用包含例如Co-W-B之電鍍液，電鍍液之溫度被保持在40~75℃(理想上為65℃)。
藉由對基板2上供給包含Co-W-B之電鍍液，藉由無電解電鍍處理，在基板2之觸媒層22上，形成包含Co-W-B之電鍍層23。
接著，在觸媒層22上形成電鍍層23之基板2藉由基板搬運臂11從電鍍層形成部14被送至燒結部15之封閉殼體15a內。
而且，在該燒結部15之封閉殼體15a內，基板2為了抑制氧化，在被填充N2氣體的惰性氛圍中在熱 板15A上被加熱。如此一來，燒結基板2之電鍍層23被燒結(Bake處理)。
在燒結部15中，燒結電鍍層23之時的燒結溫度為150~200℃，燒結時間為10~30分鐘。
如此一來，藉由燒結基板2上之電鍍層23，可以將電鍍層23內之水分排放至外方，同時可以提高電鍍層23內之金屬間耦合。
如此所形成之電鍍層23係當作Cu擴散防止層(阻障膜)而發揮功能。接著，形成有當作阻障膜而發揮功能之電鍍層23的基板2，之後藉由基板搬運臂11被送至無電解鍍Cu層形成部16。
接著，在無電解鍍Cu層形成部16中，在基板2之電鍍層疊層體23上，形成當作用以形成電解鍍Cu層25之種子膜而發揮功能之無電解鍍Cu層24(參照圖2(d))。
此時，無電解鍍Cu層形成部16係由圖5及圖6所示之液處理裝置所構成，藉由對基板2之電鍍層23上施予無電解電鍍處理，可以形成無電解鍍Cu層24。
在無電解鍍Cu層形成部16中被形成的無電解鍍Cu層24，係當作用以形成電解鍍Cu層25之種子膜而發揮功能，在無電解鍍Cu層形成部16中所使用之電鍍液包含成為銅離子源之銅鹽，例如硫酸銅、硝酸銅、氯化銅、溴化銅、氧化銅、氫氧化銅、焦磷酸銅等。再者，電鍍液更包含銅離子之錯化劑及還原劑。再者，即使電鍍液 包含用以提升電鍍反應之安定性或速度之各種添加劑亦可。
如此一來，形成有無電解鍍Cu層24之基板2藉由基板搬運臂11被送往電解鍍Cu層形成部17。並且，即使將形成有無電解鍍Cu層24之基板2送至燒結部15進行燒結之後，送至電解鍍Cu層形成部17亦可。接著，在電解鍍Cu層形成部17中，對基板2施予電解鍍Cu處理，在基板2之凹部2a內將無電解鍍Cu層24當作種子膜而填充電解鍍Cu層25(參照圖2(e))。
如上述般若藉由本實施型態時，因對基板2供給觸媒溶液32之後，基板2上被供給DIW33，故可以除去基板2之表面及凹部2a內之雜質及殘留物。因此，不會對配線基板構造全體之特性造成壞影響。再者，對基板2供給觸媒溶液32而使基板2表面吸附觸媒22A之後，藉由對基板2供給固定劑溶液34，可以藉由固定劑22B將吸附在基板2之觸媒22A牢固地固定在基板2上。因此，不會有被設置在觸媒層22上之電鍍層23從基板2剝離。
[本發明之變形例]
接著，針對本發明之變形例予以說明。在上述實施型態中，雖然表示使基板2之表面全區域及凹部2a內面吸附觸媒22A，形成觸媒層22之後，從噴嘴頭104之噴嘴92對基板2供給沖洗液33而藉由沖洗液33除去基板2 表面全區域及凹部2a內之雜質及殘留物，之後，對基板2表面全區域及凹部2a內進行旋轉乾燥處理，且對基板2上供給固定劑之例，但是即使藉由沖洗液33除去基板2表面全區域及凹部2a內之雜質及殘留物之後，不進行基板2表面全區域及凹部2a內之旋轉乾燥處理，在基板2之凹部2a內填充沖洗液33之狀態下進行，且對基板2供給固定劑溶液34亦可。
此時，由於固定劑溶液34通過基板2表面上，故不會有浸入至基板2之凹部2a內之情形。
再者，在上述實施型態中，雖然表示對基板2供給固定劑溶液34，且藉由固定劑溶液34中之固定劑22B將吸附於基板2表面之觸媒22A牢固地固定在基板2，之後使基板2旋轉而對基板2進行旋轉乾燥之例，但是即使於對基板2供給固定劑溶液34之後，藉由基板搬運臂11將基板2從觸媒層形成部13送至燒結部15，且藉由該燒結部15對基板2進行燒結亦可(烘烤處理)。
此時，藉由在燒結部15對基板2進行燒結，從基板2上之固定劑22B除去水分，且對固定劑22B進行燒結可以使觸媒22A更牢固地固定在基板2上。
接著，即使將藉由燒結部15被燒結的基板2送至電鍍層形成部14，藉由該電鍍層形成部14形成電鍍層23亦可，即使將藉由燒結部15而被燒結之基板2返回至觸媒層形成部13而在該觸媒層形成部13中再次對基板 2供給固定劑溶液34而在觸媒22A上形成多層固定劑22B亦可。
並且，在藉由燒結部15對基板2進行燒結而使得固定劑22B燒結之情況下，該燒結部15構成觸媒層形成系統之一部分。
再者，在上述實施型態中，雖然表示在電解鍍Cu處理中填充電解鍍Cu層之例，但是並不限定於此，即使以無電解鍍Cu處理取代電解鍍Cu處理來形成鍍Cu層亦可。
再者，在上述實施型態中，雖然表示在燒結電鍍層23或觸媒層22之情況下，在燒結部15之封閉殼體15a內，在被填充N2氣體之惰性氛圍中在熱板15A上加熱基板2之例，但並不限定於此，即使例如以低溫化或縮短處理時間為目的，使封閉殼體15a內成為真空而在熱板15A上加熱基板2亦可。
再者，在上述實施型態中，雖然表示在燒結部15燒結電鍍層23或觸媒層22之例，但是除此之外，即使在圖5所示之觸媒層形成部13或電鍍層形成部14中，在基板2之上方設置燈照射部200(UV光等)或覆蓋基板2之熱板(無圖示)等之加熱源，在觸媒層形成部13或電鍍層形成部14內進行觸媒層22之燒結亦可。
[產業上之利用可行性]
本發明可以利用在半導體裝置尤其多層配線技術之領域。

Claims (15)

  1. 一種觸媒層形成方法，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成方法，其特徵在於，具備：準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；使上述基板表面及上述凹部內乾燥之工程；及一面使上述基板旋轉，以使固定劑溶液不浸入至上述乾燥的凹部內而通過上述基板之上述表面，一面對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
  2. 一種觸媒層形成方法，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成方法，其特徵在於，具備：準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；在以固定劑溶液不浸入至上述凹部之方式，對上述凹部內填充沖洗液之狀態下，對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
  3. 如請求項1或2之觸媒層形成方法，其中對上述基板供給固定劑溶液之後，使上述基板乾燥。
  4. 如請求項1或2之觸媒層形成方法，其中對上述基板供給固定劑溶液之後，對上述基板進行燒結。
  5. 如請求項4之觸媒層形成方法，其中於上述基板進行燒結之後，對上述基板再次供給含有固定劑之固定劑溶液。
  6. 如請求項1或2之觸媒層形成方法，其中上述固定劑溶液包含當作固定劑之PVP。
  7. 如請求項1或2之觸媒層形成方法，其中上述觸媒溶液包含當作觸媒之n-Pd或氯化Pd。
  8. 如請求項1或2之觸媒層形成方法，其中上述觸媒溶液更包含分散劑。
  9. 如請求項8之觸媒層形成方法，其中上述觸媒劑溶液包含當作分散劑之PVP。
  10. 一種觸媒層形成系統，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成系統，其特徵在於，具備：基板旋轉保持機構，其係將具有凹部之基板保持旋轉自如；觸媒溶液供給部，其係對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層；沖洗液供給部，其係對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗；基板乾燥部，其係使上述基板表面及上述凹部內乾燥；及固定劑溶液供給部，其係一面使上述基板旋轉，以使固定劑溶液不浸入至上述乾燥的凹部內而通過上述基板之上述表面，一面對形成有上述觸媒層的上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面。
  11. 一種觸媒層形成系統，屬於對基板形成觸媒層之觸媒層形成系統，其特徵在於，具備：基板旋轉保持機構，其係將具有凹部之基板保持旋轉自如；觸媒溶液供給部，其係對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層；沖洗液供給部，其係對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗；及固定劑溶液供給部，其係在以固定劑溶液不浸入至上述凹部之方式，對上述凹部內填充沖洗液之狀態下，對形成有上述觸媒層的上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面。
  12. 如請求項10或11之觸媒層形成系統，其中上述基板旋轉保持機構當作上述乾燥部而揮發功能。
  13. 如請求項10或11之觸媒層形成系統，其中更具備於對上述基板供給固定劑溶液之後，對上述基板進行燒結之燒結部。
  14. 一種記憶媒體，屬於儲存有用以使觸媒層形成系統實行觸媒層形成方法之電腦程式之記憶媒體，其特徵在於：上述觸媒層形成方法具備：準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；使上述基板表面及上述凹部內乾燥之工程；及一面使上述基板旋轉，以使固定劑溶液不浸入至上述乾燥的凹部內而通過上述基板之上述表面，一面對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
  15. 一種記憶媒體，屬於儲存有用以使觸媒層形成系統實行觸媒層形成方法之電腦程式之記憶媒體，其特徵在於：上述觸媒層形成方法具備：準備具有凹部之基板的工程；對上述基板上供給含有觸媒之觸媒溶液而使上述基板表面及上述凹部內面吸附觸媒而形成觸媒層之工程；對上述基板上供給沖洗液，而對上述基板表面及上述凹部內進行沖洗之工程；在以固定劑溶液不浸入至上述凹部之方式，對上述凹部內填充沖洗液之狀態下，對上述基板供給含有固定劑之上述固定劑溶液而使上述基板表面之上述觸媒固定在上述基板表面之工程。
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