(57)【要約】【課題】配線溝等の凹部が形成された基板に電解めっき銅膜を形成した後、熱処理による銅の再結晶や歪みの緩和等の効果が大きく、歪により、銅、下地のバリア膜、Ｌｏｗ−ｋ材等の絶縁材の相互間に剥離が生じないめっき膜形成方法を提供すること。【解決手段】配線溝等の凹部が形成された基板にめっき工程によりめっき膜を形成するめっき膜形成方法であって、前記めっき工程に先んじて、前記基板の最表面をめっき抑制剤で覆うめっき抑制剤付着工程を行うことを特徴とする。このように基板の最表面をめっき抑制剤で覆う処理をめっきの前処理として基板に対して行なうことによって、基板に形成された配線用溝（トレンチ）やビアホール等の凹部内面に選択的にめっきが行なわれるため、適切な時点でめっきを終了した場合には基板全体に渡って平坦性を得ることができる。【選択図】図５
2006307279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線溝等の凹部が形成された基板にめっき工程によりめっき膜を形成するめっき膜形成方法であって、
前記めっき工程に先んじて、前記基板の最表面をめっき抑制剤で覆うめっき抑制剤付着工程を行うことを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤付着工程として、平均自由行程が該めっき抑制剤噴射口から基板の該めっき抑制剤噴射口と反対側の端までの距離以上になる真空度を有する高真空チャンバーの中で、めっき抑制剤をビーム状に基板最表面に対して略平行に入射させめっき抑制剤を基板最表面に付着させてめっき抑制剤層を形成する工程を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項４】
請求項３に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤付着工程の前に、平均自由行程が蒸着源から基板の反蒸着源側の端までの距離以上になる真空度を有する高真空チャンバーの中で、金属を基板最表面に対して略平行な方向から蒸着する工程を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載のめっき膜形成方法において、
前記金属は、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ、又はそれらの金属中の２種類もしくは３種類からなる合金であることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項６】
請求項１に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用い、前記めっき抑制剤付着工程の前に、平均自由行程が蒸着源から基板の反蒸着源側の端までの距離以上になる真空度を有する高真空チャンバーの中で、金属を基板最表面に対して略平行な方向から蒸着する行程を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項７】
請求項６に記載のめっき膜形成方法において、
前記金属は、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ、又はそれらの金属中の２種類もしくは３種類からなる合金であることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤付着工程として、めっき抑制剤をスタンプに付着させる工程と、該スタンプを基板の最表面に押し当てめっき抑制剤を該基板の最表面に転写により付着させる工程とを含むマイクロコンタクトプリンティングを用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項９】
請求項６又は７に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤付着工程として、スクリーン印刷用スクリーンを用いたスクリーン印刷を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のめっき膜形成方法において、
前記スクリーン印刷用スクリーンとして、メッシュと多孔質からなる膜を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１１】
請求項６又は７に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤付着工程として、パッド印刷によりめっき抑制剤を前記基板の最表面に付着させる工程を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１２】
請求項１に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用い、前記めっき抑制剤付着行程として、スクリーン印刷用スクリーンを用いたスクリーン印刷を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のめっき膜形成方法において、
前記スクリーン印刷用スクリーンとして、メッシュと多孔質からなる膜を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用い、前記めっき抑制剤付着行程として、パッド印刷によりめっき抑制剤を前記基板の最表面に付着させる行程を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１５】
めっき抑制剤が塗布されている部分と塗布されていない部分とを有する基板表面にめっき膜を形成するめっき膜形成方法において、
所望のめっき厚さに応じた量のめっき抑制剤を基板の最表面に塗布する工程と、めっきを行い前記基板の最表面及び配線溝等の凹部内面を含む基板表面にめっき膜を堆積する工程と、該めっき膜に熱処理を行う工程とを行い、
更に前記めっき抑制剤を前記基板の最表面に塗布する工程で用いる方法として、請求項１乃至１４に記載のいずれかのめっき膜形成方法で用いる前記めっき抑制剤付着工程を用いることを特徴とするめっき膜形成方法。
【請求項１６】
めっきを行なう基板の最表面にめっき抑制剤を塗布するためのめっき抑制剤塗布装置であって、
高真空チャンバーと、該高真空チャンバー内に配置され前記基板を固定するための基板ホルダーと、前記高真空チャンバー内に配置されめっき抑制剤を噴射する噴射口と、前記高真空チャンバー内を真空引きするための真空ポンプとを備えて構成されたことを特徴とするめっき抑制剤塗布装置。
【請求項１７】
めっきを行なう基板の最表面にめっき抑制剤を塗布するためのめっき抑制剤塗布装置であって、
前記基板を固定するための基板ホルダーと、めっき抑制剤を付着させたのち基板の最表面に押し当てて該めっき抑制剤を転写により前記基板最表面に付着させるためのスタンプ部と、該スタンプ部を前記基板の最表面に押し当てるためのプレス機構とを備えたことを特徴とするめっき抑制剤塗布装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のめっき抑制剤塗布装置において、
前記スタンプ部の前記基板最表面に押し当てる部分の形状は前記基板の最表面に平行な平面状であるか又はその軸心が前記基板の最表面に平行な円柱状であることを特徴とするめっき抑制剤塗布装置。
【請求項１９】
めっきを行う基板の最表面にめっき抑制剤を塗布するためのめっき抑制剤塗布装置であって、
前記基板を固定するための基板ホルダーと、スクリーンと、該スクリーンの周辺部を固定するスクリーン枠と、圧力を印加する器具であり、前記スクリーンとの間にめっき抑制剤を挟み込みつつ前記基板の最表面に向けて押し付けて圧力を加えながら該基板の最表面と平行な方向に移動させることで該圧力によりスクリーンを基板の最表面に順次接触させると共にめっき抑制剤をスクリーンを透過させて基板の最表面に付着させるスキージーとを備え、
前記スクリーンはメッシュ構造を有する層と多孔質弾性体を有する層との２層を有し、該多孔質弾性体を有する層は前記スキージーにより圧力を印加されたときに基板の最表面に接触する側に配置されていることを特徴とするめっき抑制剤塗布装置。
【請求項２０】
めっきを行う基板の最表面に金属を蒸着するための装置であって、
高真空チャンバーと、該高真空チャンバー内に配置され前記基板を固定するための基板ホルダーと、前記高真空チャンバー内に配置されその内部に入れられた金属を溶融し蒸着粒子として発生させるための蒸着源と、該蒸着源内の金属を加熱する加熱器と、前記高真空チャンバー内を真空引きするための真空ポンプとを備えて構成されたことを特徴とする金属蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の配線の加工に関するもので、配線層の金属を堆積する加工方法および加工装置に関し、具体的には、ダマシンめっき後の工程で除去される部分である半導体配線凸部の銅シード層（凹部の微細配線パターンに電気めっきにより銅を埋め込むために、ウェーハ全体に電気伝導性を持たせるために予めスパッタやＣＶＤで成膜された層）や、ルテニウムやＴａ／ＴａＮなどのバリア層（層間絶縁膜内に配線金属種が拡散するのを防止することを目的に成膜された層）上に選択的に、絶縁体である自己組織化単分子層（ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ   ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ：ＳＡＭ）として形成し、それをめっき抑制層として機能させることによって電解めっきのめっき速度を局所的に制御するためのめっき膜形成方法、めっき抑制剤塗布装置、金属蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の内部配線の金属材料として、従来アルミニウムやアルミニウム合金が使われてきたが、昨今では電気抵抗が低くエレクロトマイグレーション耐性のある銅が用いられてきている。銅配線を形成するために、図１（ａ）に示すように、銅（銅めっき膜１０２）を基板の絶縁層１００に設けたコンタクトホールや配線溝（「トレンチ」ともいう）１０１内に埋め込み、更に基板のコンタクトホールや配線溝１０１が加工された面の全表面に堆積させてめっき工程を終了し、その後過剰の銅や銅拡散を防止するバリア層１０３をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ   Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ   Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）により除去・平坦化するダマシン法により形成される。
【０００３】
この銅の埋め込みには、通常、電解めっきを行なう。しかし、基板となるシリコンウェハの電気抵抗は小さくないため、通電のためのシード層とよばれる銅の層をスパッタリングなどによりバリア層１０３の上面に予め成膜させる。ＣＭＰ工程により銅配線が埋め込まれた基板を平坦化する場合、図１（ｂ）に示すように、残しておくべき配線部１０２ａも一部削ってしまうディッシング１０４やエロージョン１０５を発生させてしまうため、予め、一部のめっきの厚さを厚くすることでＣＭＰ工程後のめっきにより成膜した部分の厚さを平坦化させる方法がとられている。
【０００４】
基板最表面上に堆積しためっき層の厚さを厚くし、即ち基板の、半導体配線を形成する側の面全体についてめっき厚さを厚くすると、めっき工程終了時にめっき表面は、ＣＭＰ工程を行なうためには十分な平坦性を確保できるものの、厚いめっき層を研磨するためのＣＭＰ工程の時間が多くかかってしまう。また、めっきが薄いほどめっきの形状は半導体基板の凹凸をそのままなぞらえてしまうので、この状態でＣＭＰを行なってしまうと研磨後にも基板表面に凹凸が残ってしまう。その結果として例えば余剰な銅が除去できず、残ったり、エロージョンやディッシングが生じるという不具合があった。なお、本発明において基板の最表面（または基板最表面とも言う）とは基板においてめっきされるべき部分を有する側の表面であって、コンタクトホールや配線溝等の凹部が加工されていない部分を言う。
【０００５】
そこで、めっき工程終了時における基板の最表面上に形成されためっき堆積厚さを薄く、かつ、その時点での基板全体にわたるめっき表面を平坦にするため、めっき液中に様々な添加剤を入れるなどの工夫が一般に行われている。添加剤を調整して均一電着性とレベリング性を高めためっき液を使用した電解めっきでトレンチ内部への銅の埋込みを行なうと、図１（ａ）の１０２ｂに示すように、基板上の配線部の膜厚が非配線部の膜厚に比べて厚くなる現象が生じたり、配線幅が広い配線部においては逆にめっき膜厚が薄くなる現象が発生する。
【０００６】
なお、均一電着性とは、厚さが均一にめっきさせるめっき浴の能力のことをいい、また、レベリング性とは素地の微視的な凹凸や研磨の条痕などを平滑化するめっき浴の能力のことをいう。このように膜厚にばらつきが生じると、配線部の銅の埋込み自体は問題とならないが、めっきの後段プロセスであるＣＭＰ工程における平坦化が極めて困難になってしまう。また、このようなめっき膜厚のばらつきを抑えるために厚いめっきを施すと、ＣＭＰ工程における加工時間が長くなってしまう。
【０００７】
平坦な電解めっきを実現させる方法として電気化学機械蒸着（ ＥＣＭＤ ）技術が下記特許文献１によって開示されている。この方法によれば導電性材料が析出する際にフィールド領域をパッドで研磨することによって、該フィールド領域上への析出を最小限にしながら、基板表面上のキャビティの中への導電性材料の析出を達成し、それにより基板表面に全体的に平坦な銅析出物を生成するという。
【０００８】
また、自己組織化単分子層（以下、ＳＡＭとも言う）（ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ   ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ：ＳＡＭ）のマイクロコンタクトプリンティング（Ｍｉｃｒｏ−ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）が技術的に知られている。ＳＡＭを形成する分子（ＳＡＭ形成分子種）はある種の固体に結合する官能基を有する分子からなる。それらの分子が固体に結合したときには該分子の残りの部分、即ち、該分子の前記官能基以外の部分（通常、長い鎖状炭化水素：ｌｏｎｇ−ｃｈａｉｎｅｄ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）は、基板表面で近接するＳＡＭ形成分子種と相互作用して、不可入性の緻密な構造を形成する。即ち、他の分子等が該緻密な構造の存在のために基板の最表面まで達することができなくなるのである。
【０００９】
このマイクロコンタクトプリンティング技術を利用して前記ＳＡＭを形成し、半導体基板上に選択的に物質をＣＶＤなどで堆積させる技術の開示としては、例えば、下記特許文献２がある。
【００１０】
また、シリコーン樹脂上に塗布したＳＡＭ形成分子種であるアルカンチオールを基板に対して接触転写するマイクロコンタクトプリンティングを用いた論文が下記非特許文献１に掲載されている。この方法によれば半導体基板の凸部（換言すれば基板表面であって配線溝等の凹部が加工形成されていない部分、即ち基板の最表面）に予めマイクロコンタクトプリンティングを用いてアルカンチオールを転写させて銅めっきを抑制している。また、この非特許文献１では、凹部にのみ銅めっきを堆積させる方法で新しいプロセスを提唱している。
【００１１】
前述の特許文献２や、非特許文献１に掲載された技術については、ダマシン銅めっきを完全に抑制して図２に示すように配線部１０２ａになるトレンチ１０１内のみを埋め込んでいるため、めっき後の工程である熱処理において、その目的である銅の再結晶や歪みの緩和等の効果が少なくなるという問題が生じる可能性がある。即ちこの方法では配線部になるトレンチ内部以外の基板部（基板の最表面）のめっきをＳＡＭなどの抑制剤により完全に覆うことで配線を形成すると、図２の１０２ｃに示すように、めっき工程終了時点での基板表面においては、配線部のみが凸状に隆起しためっきが形成できる。しかしこの場合、後工程である熱処理やＣＭＰ工程時に以下のような問題を引起す。即ち配線部のみにめっき銅が堆積されているために銅自体の体積が既定されてしまい、熱処理工程時にめっき銅の再結晶や歪みの緩和等の効果が少なくなる問題がある。歪みの緩和等の熱処理を効果的に行なうためにはある程度の体積が必要であることが知られているからである。
【００１２】
また、堆積された銅はトレンチ１０１内を埋め込んだ後、更に基板の表面側において凸状に隆起した形状となるので、後の工程であるＣＭＰ時に局所的にせん断力が加わり、銅、下地のバリア膜１０３、Ｌｏｗ−ｋ材等の絶縁材層１００の相互間に剥離が生じるという問題がある。
【００１３】
また、マイクロコンタクトプリンティング技術を用いた上記の方法は、実験室レベルの小面積の試料に対しては有効であるものの、近年の半導体プロセスで用いられる、大面積のシリコンウェハに処理をする場合には、全体が均一に処理できないなどの問題点がある。
【００１４】
この点を、解決するために、例えば、下記特許文献３では、柔軟性のあるスタンプにわたる差分圧力を変えて、物品の面と自己組織化単分子層形成分子種を含む溶液でぬらしたスタンプ面を制御可能に接触させる等の方法を用いて、機械的にスタンプと試料表面との接触の状態を制御することにより、大面積試料の処理に対する均一性を得ようとしている。しかし、このように機械的な制御に頼る場合には、装置の構造や制御が複雑となるため、装置が高コストになるという問題がある。
【００１５】
また、下記特許文献４では、１０ｎｍから１μｍ以下の微細孔を有する多孔質体により形成されたスタンプを用い、多孔質体に塗工液を供給する塗工液供給部を有することで、塗工液を侵漬する工程を省略できる技術を開示している。この技術によっても、基板の表面にＳＡＭを形成する場合にＳＡＭ形成分子種と基板との結合が弱いため、基板の表面に均一にＳＡＭ形成分子種を配置するためには数度の塗布を必要するなどの問題があった。つまり、ある面上のＳＡＭを生成するための現在のマイクロコンタクトプリンティング方法は、数平方センチメートルより大きな表面積に対してＳＡＭ形成分子種を、均一に、信頼性良く、または、再現性よくプリントすることができなかったのである。
【特許文献１】米国特許第６１７６９９２号公報
【特許文献２】米国特許第６５１８１６８号公報
【特許文献３】特開平９−２４０１２５号公報
【特許文献４】特開２００３−３９３９９号公報
【非特許文献１】Electrochemical  and  Solid-State  Letters  ２００４年９月号101-C103
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明では配線溝等の凹部内面以外の基板の表面をＳＡＭなどのめっき抑制剤で覆い、膜厚が薄く、かつ平坦度の高いめっきを成膜することを実現するという課題を解決するものである。膜厚が薄く、かつ平坦度の高いめっき成膜を得ることができれば、上述のようにＣＭＰ工程における加工時間を短縮できるため、より低コストの半導体デバイス製造プロセスを実現することができるのである。
【００１７】
また、膜厚が薄く、かつ平坦度の高いめっきを成膜することを実現するために、下記のような課題を解決するものである。
上記のように従来は、ダマシン銅めっきの手法を用いためっきにおいて、配線溝等の凹部内面以外の面、即ち基板の最表面についてめっき金属の堆積を完全に抑制して配線部になる凹部内のみを埋め込んでいるため、熱処理を行なった場合、電解めっきにより形成された銅の再結晶や歪みの緩和等の効果が少なくなる問題がある。
また、この歪により、銅、下地のバリア膜、Ｌｏｗ−ｋ材等の絶縁材の相互間に剥離が生じるという問題がある。
そこで、本発明により、電解めっきにより形成した銅の歪をより積極的に緩和する方法を得るという課題を解決する。
【００１８】
また、上述のように、従来のマイクロコンタクトプリンティング技術を用いた前記のめっきの抑制を行なう場合、大面積のシリコンウェハなどの基板に対して全体が均一にめっき抑制層の形成ができないなどの問題点があった。そこで、本発明により、大面積の基板全体を均一にめっき抑制層を形成する方法を得るという課題を解決する。
【００１９】
また、基板の表面にＳＡＭを形成する場合にＳＡＭ形成分子種と基板との結合が弱いため、基板の表面に均一にＳＡＭ形成分子種を配置するためには数度の塗布を必要するなどの問題があった。そこで、本発明は基板の表面に一回だけ塗布してもＳＡＭ形成分子種が基板と強固に結合する方法を得るという課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、配線溝等の凹部が形成された基板にめっき工程によりめっき膜を形成するめっき膜形成方法であって、前記めっき工程に先んじて、前記基板の最表面をめっき抑制剤で覆うめっき抑制剤付着工程を行うことを特徴とする。このように基板の最表面をめっき抑制剤で覆う処理をめっきの前処理として基板に対して行なうことによって、基板に形成された配線溝等即ち配線用溝（トレンチ）やビアホール等の凹部内面に選択的にめっきが行なわれるため、適切な時点でめっきを終了した場合には基板全体に渡って平坦性を得ることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、前記めっき抑制剤付着工程として、平均自由行程が該めっき抑制剤噴射口から基板の該めっき抑制剤噴射口と反対側の端までの距離以上になる真空度を有する高真空チャンバーの中で、めっき抑制剤をビーム状に基板最表面に対して略平行に入射させめっき抑制剤を基板最表面に付着させてめっき抑制剤層を形成する工程を用いることを特徴とする。これにより、レジストなどによるパターニングを必要とすることなく、基板の最表面のみにめっき抑制剤を付着させることができるため、工程を簡略化することができる。さらにこの方法を用いれば、大面積の基板に対しても均一な処理を行なうことができる。なお、「ビーム状」とは、ビームを構成して飛翔する個々の粒子の方向及びエネルギーが相互に概ね等しい状態をいう。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用いることを特徴とする。このようにＳＡＭ形成分子種は、自己組織化して、自己組織化単分子層を形成するという性質を利用することにより、緻密にめっき抑制剤を付着させることができるから、基板の最表面に強固なめっき抑制剤の皮膜を形成することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のめっき膜形成方法において、
前記めっき抑制剤付着工程の前に、平均自由行程が蒸着源から基板の反蒸着源側の端までの距離以上になる真空度を有する高真空チャンバーの中で、金属を基板最表面に対して略平行な方向から蒸着する工程を用いることを特徴とする。これにより配線溝等の微細凹部内面にはこれらの金属が蒸着しないが、基板の最表面だけに薄く蒸着できる。これらの金属にはＳＡＭ形成分子種が付着しやすいので、基板最表面にめっき抑制剤を自己組織化単分子層として強固に結合することができ、均一で強いめっき抑制層を形成することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のめっき膜形成方法において、前記金属は、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ、又はそれらの金属中の２種類もしくは３種類からなる合金であることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用い、前記めっき抑制剤付着工程の前に、平均自由行程が蒸着源から基板の反蒸着源側の端までの距離以上になる真空度を有する高真空チャンバーの中で、金属を基板最表面に対して略平行な方向から蒸着する行程を用いることを特徴とする。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のめっき膜形成方法において、前記金属は、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ、又はそれらの金属中の２種類もしくは３種類からなる合金であることを特徴とする。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤付着工程として、めっき抑制剤をスタンプに付着させる工程と、該スタンプを基板の最表面に押し当てめっき抑制剤を該基板の最表面に転写により付着させる工程とを含むマイクロコンタクトプリンティングを用いることを特徴とする。これにより、めっき抑制剤を基板の最表面に容易に転写することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤付着工程として、スクリーン印刷用スクリーンを用いたスクリーン印刷を用いることを特徴とする。これによりめっき抑制剤を基板の最表面に容易に転写することができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のめっき膜形成方法において、前記スクリーン印刷用スクリーンとして、メッシュと多孔質からなる膜を用いることを特徴とする。これによりめっき抑制剤を低コストで確実に基板の最表面に塗布（換言すれば付着）することができる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、請求項６又は７に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤付着工程として、パッド印刷によりめっき抑制剤を前記基板の最表面に付着させる工程を用いることを特徴とする。これによりめっき抑制剤を基板の最表面に容易に転写することができる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用い、前記めっき抑制剤付着行程として、スクリーン印刷用スクリーンを用いたスクリーン印刷を用いることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のめっき膜形成方法において、前記スクリーン印刷用スクリーンとして、メッシュと多孔質からなる膜を用いることを特徴とする。
【００３３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載のめっき膜形成方法において、前記めっき抑制剤層として、自己組織化単分子層を用い、前記めっき抑制剤付着行程として、パッド印刷によりめっき抑制剤を前記基板の最表面に付着させる行程を用いることを特徴とする。
【００３４】
上記のようにめっき抑制剤が基板の最表面に付着した後に自己組織化単分子層を該基板の最表面に形成するような分子種を含むめっき抑制剤であるめっき抑制剤付着工程を用いることで、確実にめっき抑制剤を基板の最表面に塗布（即ち付着）することができる。
【００３５】
請求項１５に記載の発明は、めっき抑制剤が塗布されている部分と塗布されていない部分とを有する基板表面にめっき膜を形成するめっき膜形成方法において、所望のめっき厚さに応じた量のめっき抑制剤を基板の最表面に塗布する工程と、めっきを行い前記基板の最表面および配線溝等の凹部内面を含む基板表面にめっき膜を堆積する工程と、該めっき膜に熱処理を行う工程とを行い、更に前記めっき抑制剤を前記基板の最表面に塗布する工程で用いる方法として、請求項１乃至請求項１４に記載のいずれかのめっき膜形成方法で用いる前記めっき抑制剤付着工程を用いることを特徴とする。
【００３６】
めっき抑制剤を塗布すべき基板の最表面の単位面積当たりのめっき抑制剤の量等を制御することにより、めっき抑制剤で覆われた部分にもめっき膜成長速度を制御しつつ、めっき膜を成膜することができる。この結果、配線溝等の微細な凹部内面のみならず、微細な凹部が形成されていない基板の最表面にもめっき膜を成膜することができる。そして、上述のようにめっき抑制剤で覆う量及びめっき時間やめっき条件を制御することによって、基板全体に渡って平坦なめっき膜を得ることができる。
【００３７】
このようなめっき膜を得ると、全体として一つの大きな体積を有する銅膜を得ることができるので、めっき後の工程である熱処理において、めっき膜の再結晶や歪みの緩和等の効果を得ることがでる。そのため、より好ましい配線材料としての物性を得ることができる。つまり、めっき膜が配線溝等の微細な凹部のみに形成された場合には、めっき膜によって得られた物質の体積が小さいため、熱処理による緩和効果が小さいのであるが、めっき抑制剤で覆われた部分にもめっきを施すことで、配線溝等の微細凹部内のめっき膜と一体化した全体として大きな体積を有するめっき膜となることができ、この結果、熱処理による歪の減少等の効果がより顕著にあらわれるのである。
【００３８】
更に、めっき工程終了時には、基板の全表面に渡って薄くて平坦な銅膜が形成されることから、熱処理後の銅層の歪は小さいため、その後のＣＭＰ工程においては、剥離がなく、ＣＭＰ工程に要する時間を短く抑えることができる。なお、基板の最表面に強固に付着しているめっき抑制剤は、ＣＭＰ工程において研磨、除去されるので、全く問題にならない。
【００３９】
請求項１６に記載の発明は、めっきを行なう基板の最表面にめっき抑制剤を塗布するためのめっき抑制剤塗布装置であって、高真空チャンバーと、該高真空チャンバー内に配置され前記基板を固定するための基板ホルダーと、前記高真空チャンバー内に配置されめっき抑制剤を噴射する噴射口と、前記高真空チャンバー内を真空引きするための真空ポンプとを備えて構成されたことを特徴とする。これにより、レジストなどによるパターニングを必要とすることなく、基板の最表面のみにめっき抑制剤を付着させることができるため、工程を簡略化することができる。さらに前記基板ホルダーと前記噴射口との相対位置を変化することができるように構成すれば、基板の最表面と前記噴射口からビーム状に噴射されためっき抑制剤の航跡とが成す角度を適切な値に調節できるので、いっそう好ましくめっき抑制剤を付着可能なめっき抑制剤塗布装置を提供できる。
【００４０】
請求項１７に記載の発明は、めっきを行う基板の最表面にめっき抑制剤を塗布するためのめっき抑制剤塗布装置であって、前記基板を固定するための基板ホルダーと、めっき抑制剤を付着させたのち基板の最表面に押し当てて該めっき抑制剤を転写により前記基板最表面に付着させるためのスタンプ部と、該スタンプ部を前記基板の最表面に押し当てるためのプレス機構とを備えたことを特徴とする。これにより、確実にめっき抑制剤を基板の最表面に塗布することができる。更に例えば、前記スタンプ部を前記基板の最表面に押し当てる圧力が所望の値になるように制御するための圧力制御機構を備えれば、めっき抑制剤の種類その他各種付着条件に応じた最適の圧力でめっき抑制剤を基板の最表面に付着できるから、いっそう好ましいめっき抑制剤付着装置を提供できる。
【００４１】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のめっき抑制剤塗布装置において、前記スタンプ部の前記基板最表面に押し当てる部分の形状は基板の最表面に平行な平面状であるか又はその軸心が基板の最表面に平行な円柱状であることを特徴とする。これにより、確実にめっき抑制剤を基板の最表面に塗布することができる。
【００４２】
請求項１９に記載の発明は、めっきを行う基板の最表面にめっき抑制剤を塗布するためのめっき抑制剤塗布装置であって、前記基板を固定するための基板ホルダーと、スクリーンと、該スクリーンの周辺部を固定するスクリーン枠と、圧力を印加する器具であり、前記スクリーンとの間にめっき抑制剤を挟み込みつつ前記基板の最表面に向けて押し付けて圧力を加えながら該基板の最表面と平行な方向に移動させることで該圧力によりスクリーンを基板の最表面に順次接触させると共にめっき抑制剤をスクリーンを透過させて基板の最表面に付着させるスキージーとを備え、前記スクリーンはメッシュ構造を有する層と多孔質弾性体を有する層との２層を有し、該多孔質弾性体を有する層は前記スキージーにより圧力を印加されたときに基板の最表面に接触する側に配置されていることを特徴とする。これにより、めっき抑制剤の塗布を、低コストで確実に行なうことが可能なめっき抑制剤塗布装置を提供できる。
【００４３】
請求項２０に記載の発明は、めっきを行う基板の最表面に金属を蒸着するための装置であって、高真空チャンバーと、該高真空チャンバー内に配置され前記基板を固定するための基板ホルダーと、前記高真空チャンバー内に配置されその内部に入れられた金属を溶融し蒸着粒子として発生させるための蒸着源と、該蒸着源内の金属を加熱する加熱器と、前記高真空チャンバー内を真空引きするための真空ポンプとを備えて構成されたことを特徴とする。これにより、基板の配線溝等の凹部中、即ち凹部内面にはこれらの金属が蒸着しないが、基板の最表面だけに薄く蒸着できる。これらの金属には例えばＳＡＭ形成分子種等を含んだめっき抑制剤が付着しやすいので、自己組織化単分子層等のめっき抑制剤層をしっかりと形成できるからめっき抑制剤塗布の目的をいっそう確実に実現できる。さらに前記基板ホルダーと前記蒸着源との相対位置を変化することができるように構成すれば、基板の最表面に対して入射される蒸着粒子の入射角度を適切な値に調節できるから、基板の最表面にいっそう好ましく金属を蒸着可能な金属蒸着装置を提供できる。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１乃至１５に記載の発明によれば、基板表面であって配線溝等の凹部（微細孔）が形成されていない部分即ち基板の最表面に対して選択的にめっき抑制剤を付着できる結果、めっき工程においては前記凹部を電解めっき膜で優先的に埋め込みつつ、基板の最表面上に形成される電解めっき膜の厚みを抑制し薄く形成できるので、めっき後の表面は、めっき膜厚を薄く抑えながらＳＡＭなどのめっき抑制剤層（以下、めっき抑制膜とも言う）を形成しなかった場合と比べて平坦とすることができるから、次の工程であるＣＭＰによる研磨時間を減少させることができる。また、銅層と、バリア層及びＬｏｗ−ｋ層等の界面等での剥離が生じるという不具合をなくすことができる。また、大面積基板を処理することができるから生産性を向上することができる。
【００４５】
請求項１６乃至１９に記載の発明によれば、レジストなどによるパターニングを必要とすることなく、基板の最表面のみにめっき抑制剤を付着させることができるため、工程を簡略化することができ、めっき抑制剤の塗布を、低コストで確実に行なうことができる。
【００４６】
請求項２０に記載の発明によれば、凹部中には金属が蒸着しないが、基板の最表面だけに薄く蒸着でき、これらの金属にはＳＡＭ形成分子種が付着しやすいので、自己組織化単分子層による抑制剤塗布を確実に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下本発明の発明の実施の形態を説明する。本発明の実施形態は、めっき抑制剤塗布工程に対する前処理工程（金属などの表面付着）と、基板上へのＳＡＭなどのめっき抑制剤塗布工程とに大きく分かれるので、以下、二つに分けて説明する。
【００４８】
〔めっき抑制剤塗布工程に対する基板の前処理工程〕
まず、めっき抑制剤塗布工程に対する基板の前処理工程についての実施形態例を述べる。基板の前処理工程を行う装置の内部構造を図３に基づき述べる。図３に示すように、本装置は基板１１の被処理面（配線溝等の凹部１１ｃが形成された側の面）を垂直にして固定する基板ホルダー１２と、基板ホルダー１２の下方に配置された蒸着源１３を備える。蒸着源１３内には所定の金属１４が配置され、電源１６から加熱電流を供給されるヒーター１５等の加熱源で蒸着源１３を熱することにより、その金属１４を溶融させ、蒸着粒子１７として蒸着源１３から蒸発させる構造になっている。
【００４９】
蒸着源１３の位置は、基板１１の表面（ここで基板の表面とは基板を全体的に捉えたときの基板の最表面を意味する）のほぼ延長線上で下方に、基板から所定の長さだけ離れたところに位置する。これらの蒸着源１３及び基板ホルダー１２などは図示しない真空容器内に配置され、図示しない高真空排気用の真空ポンプを接続し、真空容器内を高真空排気できる構成になっている。
【００５０】
次に、本装置の動作について述べる。まず、基板ホルダー１２に被処理物である基板１１を固定する。このとき被処理面が基板ホルダー１２とは反対側の面になるように固定する。次に真空ポンプを動作させ、基板１１等が配置された真空容器内を高真空に排気する。このとき、残留気体の平均自由行程が少なくとも、蒸着源１３から基板１１上端の距離より長くなるような真空度に達するまで高真空排気する。蒸着源１３に所定の金属１４を所定の量だけ配置する。所定の金属１４としては、ＳＡＭ形成分子種が付着しやすい、Ａｕを用いることが好ましい。基板１１の被処理面には銅シード層が形成されているのだが、銅シード層とＳＡＭ形成分子種との密着性は、ＡｕとＳＡＭ形成分子種との密着性と比べると弱いため、ＳＡＭを形成したい部分にはＡｕ膜を形成しておくことが好ましいのである。
【００５１】
蒸着源１３をヒーター１５などで加熱することで、その金属１４を溶融させ、蒸着粒子１７として蒸着源１３から蒸発させる。蒸発した蒸着粒子１７は、上述のような高真空の状態の中で飛翔するので、ほぼ基板１１の上端程度の距離に達するまでは他の残留気体分子に衝突することなく直進する。また、このときの蒸着粒子１７の飛翔する方向であるが、蒸着源１３よりほぼ放射状に飛翔する。そのため、基板１１と蒸着源１３との水平方向の相対位置を適宜調節することで、蒸着粒子１７を基板１１の被処理面に対して任意の角度で入射させことができる。つまり、上述の相対位置を調節することで蒸着粒子１７の入射角度を基板１１の最表面１１ａに略平行に入射するようにすることができる。
【００５２】
また、基板１１と蒸着源１３との距離を所定の長さ以上に離すことにより、基板１１の上端と下端での蒸着粒子１７の入射角がほぼ、同程度（事実上、同じとみなせる程度）となるようにすることができる。この結果、図４に示すように、基板１１の被処理面に対して蒸着粒子１７は略平行に入射し基板１１の表面に付着することになる。また、このとき、微細な配線溝等の凹部１１ｃには蒸着粒子１７はほとんど入射しないため、事実上微細な配線溝等の凹部１１ｃの内面（内表面）１１ｂを除いた基板１１の最表面１１ａだけに蒸着粒子１７を付着させ、蒸着膜１８を形成できる。なお、図４は図３のＡ部分の拡大図である。
【００５３】
なお、図３に示した装置例は、一つの例であり、蒸着粒子が基板の被処理面に対して略平行に入射する構成となっていれば、上述の目的を達成することができる。
【００５４】
蒸着粒子１７の被処理面への付着量は、蒸着源１３の温度や蒸着時間などを適宜最適に選ぶことにより制御することができる。蒸着源１３と基板１１の間には図示しないシャッターを設けることにより、蒸着時間の制御を容易にすることができる。つまり、所定の時間だけシャッターを開くことにより、蒸着時間を制御することができる。また、図示しない膜厚センサーを基板１１の近傍に配置することにより、蒸着膜１８の厚さをリアルタイムでモニターし、蒸着粒子１７の蒸着量を制御することもできる。
【００５５】
真空容器には、図示しないロードロックを配置することが好ましい。高真空に保ったまま基板１１の出し入れを行なうことができるため、プロセス時間を短時間にすることができるからである。
【００５６】
また、基板ホルダー１２に基板１１の回転機構を備えることにより基板１１を回転させることができるようにすることが好ましい。これにより、蒸着膜１８の厚さを被処理面の各部で均一化することができるからである。
【００５７】
また、基板ホルダー１２をその基板設置面に垂直な方向に移動可能にしておくことで蒸着粒子の入射角度の調節が容易化できる。
【００５８】
以上、めっき抑制剤塗布工程（めっき抑制剤付着工程）の前処理工程として基板１１の最表面１１ａに金属層を配置する方法の一つを述べたが、この他にも、マスクを用いた蒸着、ＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜方法によって作製しても良い。また、マイクロコンタクトプリンティング法を用いて形成しても良い。
【００５９】
以上の方法では、この工程の次の工程でＳＡＭを基板１１の表面に形成することを前提として述べた。しかし、ＳＡＭを基板１１の表面に形成する目的はＳＡＭの電気的絶縁性を利用することにより、基板１１の最表面１１ａへの銅電解めっきによる銅の析出を抑制することにある。したがって、上述のような蒸着等による方法によって、基板１１の最表面１１ａ上に絶縁物の膜を直接に形成することができる場合には、当該絶縁物膜を蒸着により形成してもよい。この場合には、ＳＡＭ形成工程を省略することができる。
【００６０】
以上により、ＳＡＭ形成分子種などのめっき抑制剤を基板の最表面に付着させるための前処理は完成する。
【００６１】
上記実施形態例は金属蒸着装置に関するものであるが、図５に示すように、金属蒸着装置における蒸着源の位置に相当する所にめっき抑制剤噴射口として微小なノズル２０を配置し、その微小なノズル２０から（例えば後述のＳＡＭ形成分子種の入った）インク２１を噴射させるような構成にすれば他の部分については上記金属蒸着装置での実施形態と同等に構成することでめっき抑制剤塗布装置を構成することができる。従って例えば前記蒸着源１３、ヒーター１５、電源１６等と、前記微小なノズル２０等とを入れ替えてそれぞれ金属蒸着装置又はめっき抑制剤塗布装置として用いるようにしても良い。なお、ここで「インク」とは第１義的にはめっき工程を行う前に基板の最表面に固着してめっきを抑制するめっき抑制物質を溶質とし、それを適切に溶媒に溶かした溶液を意味する。
【００６２】
そして例えばＳＡＭ形成分子種を溶質として適切な溶媒（例えばメタノール、エタノールなどのアルコールやアセトンなど）に溶解された溶液をインクとして好ましく用いることができる。更にここで「インク」とは第２義的には当該インクが被付着面に付着した後に、例えば溶媒が蒸発した後、該被付着面に残留して固着した溶質自体を意味することもある。即ちめっき抑制剤は例えばめっき抑制剤層を形成することがあり、この場合においてはめっき抑制剤（インク）とは、溶液と言える場合の他、溶質と等しいと言える場合も含むのである。
【００６３】
また、溶質（例えばＳＡＭ形成分子種）が液体の場合はそのまま使用されることもあるが、この場合には溶質自体がインク２１となる。しかし、一般的には、固体の場合を含めて溶媒へ溶したインクとして使用する、あるいは溶媒により濃度を調節したインクとして使用する。溶解度パラメーターや混合性を考慮して溶解可能な溶媒（溶剤）で溶解させて濃度を調整するのである。
【００６４】
微小なノズル２０からインク２１を噴射させる構成のめっき抑制剤塗布装置の場合にも、真空容器が十分な高真空に保たれているのであれば、微小なノズル２０から噴霧されたインク２１はビーム状インク１９となって真空中を飛翔し、基板１１の最表面１１ａに入射し、めっき抑制剤（例えばＳＡＭ形成分子種の溶液）が付着する。したがって、この方法でめっき抑制剤層（例えばＳＡＭ）を形成することができることとなる。この方法によれば、後述のスタンプ等によるめっき抑制剤層（例えばＳＡＭ）形成工程を省略することができる。ちなみにこの場合においても基板ホルダー１２に前述したような基板１１の回転機構や直線運動機構、更には基板ホルダー１２をその基板設置面に垂直方向への可動機構が備えてあればインク２１（例えばＳＡＭ形成分子種が溶解した溶液）を基板１１の最表面１１ａ全体に均一に供給できるので好ましい。
【００６５】
〔めっき抑制剤層を形成する工程の装置及び方法〕
次にＳＡＭ形成分子種などのめっき抑制剤（インク）を基板の最表面に塗布し、めっき抑制膜を形成する工程の装置及び方法について述べる。図６に、ＳＡＭを形成するための装置の概念図を示す。この装置は、主にめっき抑制剤担持部３１と支持体３２を備えたスタンプ部３３、プレス機構３４、基板装着部（基板ホルダー）３５から成っている。基本的には、スタンプ部３３のめっき抑制剤担持部３１にＳＡＭを形成するためのＳＡＭ形成分子種を含むインク２１を塗布し、基板１１の被処理面（配線溝等の凹部１１ｃが形成された側の面）に転写することで、基板１１の最表面にＳＡＭを形成することができる。
【００６６】
図７に、ＳＡＭを形成するための主要な部品であるスタンプ部３３の概念図を示す。スタンプ部３３は、支持体３２と弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３１で構成されている。めっき抑制剤担持部３１の弾性体の材料としては、シリコーン系樹脂を用いることが好ましい。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）やＰＤＭＳ−メチルＨシロキサン共重合体、Ｈ末端ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系樹脂を使用することができる。これらのシリコーン系樹脂は既存のマイクロコンタクトプリンティング技術では通常使われている樹脂である。シリコーン樹脂は通常の炭素骨格Ｃ−Ｃ結合をもつゴムではなくＳｉ−Ｏ結合を主鎖に持つ。このようにＳｉ−Ｏ結合をもつゴムの場合には、インク２１などの離型性がより良くなっている。そのため基板１１の最表面１１ａにインク２１を転写する際に、インク２１がめっき抑制剤担持部３１から離れやすくなるので、めっき抑制剤担持部３１として好ましい。
【００６７】
また、前記めっき抑制剤担持部３１の弾性体として、上述のシリコーン樹脂以外にも平坦度の高いものであれば使用は可能である。例えば、上述のシリコーン樹脂以外の樹脂、金属、ガラス・セラミクス等の無機化合物等でもよい。平坦度は、被転写物の表面粗さやうねりよりも平坦であること（即ち高度な平坦度であること）が望ましい。またインク２１を塗布したときにめっき抑制剤担持部３１が膨潤して平坦度を損なうことのない材質であることが望ましい。
【００６８】
めっき抑制剤担持部３１の弾性体の硬度は、被転写物表面が平坦ではなく半導体ウェーハのように所望の転写箇所以外である配線溝等の凹部１１ｃを含む場合には、その凹部１１ｃにめっき抑制剤担持部３１が潜り込むほど軟らかいものは望ましくない。ただし、配線溝等の微細な凹部の上部内面、即ち凹部内面であって基板の最表面の近傍に位置する部分に意図的に転写したい用途の場合は、硬度がやわらかいものの方が好ましい。
【００６９】
めっき抑制剤担持部３１の弾性体が非導電性の場合は、導電性材料｛金属類（金属粒子、金属ファイバー、金属フレーク）カーボン類（カーボンナノチューブ、カーボンワイヤー、カーボンコイル、カーボン粒子）、有機導電性物質｝や磁性材料を該弾性体材料に混入して電界・磁界により転写工程を制御することもできる。また、非導電性である場合は、その非導電性を逆に利用して、静電的に転写工程を制御することもできる。つまり非導電性の弾性体を意図的に帯電させることでインクの付着量や離型性を制御することもできる。
【００７０】
支持体３２は、上述の弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３１を支持する剛体である。剛体であるため、次に述べるプレス機構３４よりの圧力を上述のめっき抑制剤担持部３１に均一に伝達する役目を担うことができる。なお、スタンプ部３３のめっき抑制剤担持部３１は前述のように通常は弾性体（または平坦度の高い金属、ガラス、セラミックス等）と支持体から構成されるが、弾性体に相当する部分が金属などの場合であって、それ自体が相応な機械的強度を有する場合には、弾性体の一部又は全部が支持体を兼ねても良い。
【００７１】
プレス機構３４は、スタンプ部３３の支持体３２に接続されている。プレス機構３４により、スタンプ部３３に圧力を加えることにより、図８に示すように基板１１へスタンプ部３３のめっき抑制剤担持部３１を密着させ、ＳＡＭ形成のためのインク２１を基板１１に転写することができる構造になっている。プレス機構３４は、図示しない圧力計と圧力調節機構が備わっているため、インク２１の転写のために最も適した圧力でスタンプ部３３を基板へ押し付けることができる構造になっている。
【００７２】
基板装着部３５は、基板１１をその上に載置するための部品である。基板装着部３５には、図示しない真空チャックや静電チャックなどにより基板１１を動かないようにする機構を備えることが好ましい。また、スタンプ部３３を押し付けたときに基板１１の全体にスタンプ部３３のめっき抑制剤担持部３１を押しつけることができるように、基板装着部３５の位置を調節可能な図示しない機構が備えられている。また、基板１１の場所を自動的に検知するためのセンサーを設けて、自動的に基板１１を最適な場所に移動させるような機構を備えることも好ましい。
【００７３】
以上、図６から図８を参照しながらスタンプ部３３やプレス機構３４等を用いてめっき抑制剤を基板の最表面に塗布（即ち付着）させる方法や装置について説明した。このときめっき抑制剤（インク）として好ましいＳＡＭ形成分子種を含むものを例として挙げて説明したが、もとよりめっき抑制剤としてはこれに限られるものではない。
【００７４】
〔めっき抑制膜を基板の最表面に形成する方法〕
次に、上述の装置を用いてめっき抑制膜として例えばＳＡＭを基板１１の最表面に形成する方法について述べる。まず、スタンプ部３３の弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３１の表面にＳＡＭ形成のためのＳＡＭ形成分子種を含んだインクを塗布する。この塗布の方法は、いわゆるスタンプ台にインク２１を染み込ませたものにスタンプ部３３のめっき抑制剤担持部３１を押し付けてもよいし、また、インク２１をスプレー状にしてめっき抑制剤担持部３１を構成する弾性体表面に噴霧しても良い。
【００７５】
また、正回転ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、カーテンコーター、ファウンテンコーター、キスコーター、浸漬塗工機、スクリーン印刷機、スピンコーター、キャスト塗工機、スプレーコーター、含浸機、押出しコーター、真空塗工機、ＬＢ法を用いた塗工機等を用いる方法によってもめっき抑制剤担持部３１にインク２１を塗布することができる。この結果、図７に示すように、めっき抑制剤担持部３１の表面にインク２１が塗布されたスタンプ部３３を得ることができる。
【００７６】
次にインク２１を塗布した弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３１を図８に示すように基板１１へと押し付ける。このときにはプレス機構３４を用いてスタンプ部３３の支持体３２に荷重を加えることにより、支持体３２に接続された弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３１に圧力が伝わり、めっき抑制剤担持部が基板１１に押し付けられ、めっき抑制剤担持部３１のインク２１が基板１１へと転写されるのである。この転写の際には、図８で示すように、基板１１の最表面１１ａだけに弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３１が接触し、微細な配線溝等の凹部１１ｃの内面（内表面）にはめっき抑制剤担持部３１は接触しない。そのため、インク２１の転写は基板１１の最表面１１ａ（即ち基板１１の最表面１１ａの位置にあるシード層及びバリア層２２の表面）だけに対して行なわれ、微細な配線溝等の凹部の内面（内表面）１１ｂにはインクは転写されない。
【００７７】
以上の転写は、平板状のスタンプ部３３の場合について説明したが、スタンプ部の形状は平板には限られず、例えば、図９に示すように、ローラー型即ち円柱状としても良い。この場合の支持体３８はローラーの芯に当たる部分に相当する形状となり、その回転軸にプレス機構が取り付けられる構造となる。この場合の、弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３７のインク２１の塗布方法は、先述の場合と同様、いわゆるスタンプ台や噴霧などの方法によることができるが、ローラー状のスタンプ部３６の上部にインク２１の供給装置を設けて、常にインク２１が弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３７の表面に供給できるような構造としても良い。このような構造にすることで、より小さいスタンプ部３６とすることができ、かつ大面積の基板１１へＳＡＭを形成することができる。
【００７８】
また、この方法の場合、弾性体を有して成るめっき抑制剤担持部３７を多孔体とし、支持体３８にインク２１を供給し、支持体３８に供給したインク２１が多孔体に染み出すことができるような構造としてもよい。この場合にも、めっき抑制剤担持部３７に連続的にインクが供給されることとなるので、大面積の基板１１に対して容易にインク２１が転写されてめっき抑制剤層２３（例えばＳＡＭ）を形成することができる。
【００７９】
また、インク２１を基板の最表面に塗布する方法としては、上述のようにスタンプ部３３又は３６を使用する替わりに、スクリーン印刷法を用いても良い。図１０にスクリーン印刷法を用いる場合のスクリーンの模式図を示す。このスクリーン４０は、略正方形の金属フレーム４１に、ステンレスを材料としたメッシュ４２と、多孔質弾性体４３の２層構造になった膜４４が張られているという構造になっている。多孔質弾性体４３は、例えばＳＡＭ形成分子種を含んだインクが滲み出してくる程度の細孔を有する。
【００８０】
図１１に、このスクリーン印刷法によるＳＡＭ形成の模式図を示す。この図のように、スキージー４５はスクリーン印刷機のスキージーホルダー４６に固定され、上部から荷重を加えられるので、メッシュ４２と多孔質弾性体４３を有するスクリーン４０を基板１１方向に押し下げ、スクリーン４０の膜４４を基板１１に接触させる。インク２１は多孔質弾性体４３の表面（基板１１と接する部分）に滲み出しているので、インク２１は基板１１に転写することとなる。荷重をかけたままスキージー４５を動かすことで、広い面積にインク２１を転写することができる。なお、スキージー４５とはスクリーン印刷機の構成部品であり、その先端をスクリーン４０の表面に押し付けて基板１１の最表面に平行な方向に移動させることにより、インクがスクリーン４０の膜４４を透過することで、インク２１を塗布すべき面に付着させるものである。
【００８１】
この方法によれば、既に商用化され、広く使われているスクリーン印刷機を用いることができるので、ＳＡＭ形成用に新たな装置を開発する必要はなく、経済的である。インク２１の粘度や、スキージー４５からスクリーン４０の膜４４に与える荷重、スクリーン４０の張力、スキージー４５の移動速度などの印刷条件を調節することにより、基板１１の最表面１１ａにＳＡＭなどのめっき抑制膜を形成することができる。
【００８２】
また、上述のスクリーン印刷法のかわりに、パッド印刷法を用いてもよい。一般に、パッドプリント用のスタンプ材料はやわらかいので、基板１１の表面に形成された微細な配線溝等の凹部中にわずかに、ＳＡＭなどのめっき抑制剤（インク２１）を塗布する場合、すなわち基板１１の最表面１１ａに加えて微細な配線溝等の凹部１１ｃの内面（内表面）であって基板１１の最表面１１ａの近傍部分にもめっき抑制剤（インク２１）を塗布する場合には有効である。以上のような装置と方法で、基板１１の表面にＳＡＭなどのめっき抑制膜を形成することができる。
【００８３】
以上、図７から図１１までを参照しながらめっき抑制剤層、即ちめっき抑制膜を基板１１の最表面１１ａに形成する方法について説明した。このときめっき抑制膜としてＳＡＭ（自己組織化単分子層）を例に挙げて説明したが、もとよりめっき抑制膜はＳＡＭに限られるものではない。
【００８４】
上述の方法でＳＡＭなどのめっき抑制膜を基板１１の最表面１１ａに形成したものに対して電解めっきを施した場合、ＳＡＭ等のめっき抑制膜は絶縁体であるので、ＳＡＭなどのめっき抑制膜が形成された部分でのめっき膜形成、即ちめっき金属の堆積は抑制される。この結果、めっきを選択的に行なうことができる。したがって、基板１１の表面に形成された微細な配線溝等の凹部１１ｃの内面（内表面）にはＳＡＭなどのめっき抑制膜は形成されていないため、微細な配線溝等の凹部１１ｃの内部に選択的にめっきをすることができるのである。
【００８５】
つまり、以上のようにダマシンめっき後の工程で除去される部分である半導体配線凸部、即ち基板最表面の銅シード層や、ルテニウム等のバリア層上に選択的にＳＡＭなどのめっき抑制膜を形成することができる。そのため、その後の、電解めっきにおいては基板１１の配線溝等の凹部１１ｃに対して選択的にめっき膜を形成することができる。したがって、めっき後の表面は、ＳＡＭ等のめっき抑制膜を形成しなかった場合と比べて基板全体に渡って平坦となり、かつ、基板１１の最表面１１ａ上に形成されためっき膜は薄いので、次の工程であるＣＭＰによる研磨時間を減少させることができることとなるのである。
【００８６】
また、めっき抑制剤で基板１１を覆う量を制御することにより、換言すれば基板の最表面の単位面積当りのめっき抑制剤の量を制御することによりめっき抑制剤で覆われた部分にもめっき膜成長速度を抑制しつつ、めっき膜を成膜することができる。この結果、めっき後の工程である熱処理において、めっき膜の再結晶や歪みの緩和等について良好な効果を得ることができ、より好ましい配線材料としての物性を得ることができる。つまり、めっき膜が配線溝等の微細な凹部１１ｃの内面（内表面）１１ｂのみに、即ち当該凹部の内部のみに形成された場合には、当該めっき膜によって得られた物質の体積が小さいため、熱処理による緩和効果が小さいのであるが、めっき抑制膜で覆われた部分にもめっきを施すことで、微細孔内のめっき膜と一体化した全体として大きな体積を有するめっき膜となることができ、この結果、熱処理による歪の減少等の効果がより顕著にあらわれるのである。そのため、銅層と、バリア層及びＬｏｗ−ｋ層等の界面等での剥離が生じるという不具合をなくすことができる。
【００８７】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】従来のダマシン法による基板配線形成プロセスの途中過程での基板の状態を示す図である。
【図２】従来のダマシン法による基板配線形成プロセス中の一つの過程での基板の状態を示す図である。
【図３】本発明に係る基板前処理工程を実施する装置の主要部の概略構成例を示す概念図である。
【図４】図３のＡ部分の拡大図である。
【図５】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置の主要部の概略構成を示す概念図である。
【図６】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置（マイクロコンダクトプリンティング装置）の主要部の概略構成例を示す主要部の概念図である。
【図７】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置のスタンプ部の概略構成例を示す概念図である。
【図８】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置の基板へのインクの転写状態を示す概念図である。
【図９】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置の基板へのインクの転写状態を示す他の概念図である。
【図１０】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置（スクリーン印刷法）のインク塗布用スクリーンの構成例を示す概念図で、同図（ａ）平面図、同図（ｂ）は断面図である。
【図１１】本発明に係るめっき抑制剤塗布装置（スクリーン印刷法）のインク塗布状態例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８９】
１１      基板
１２      基板ホルダー
１３      蒸着源
１４      金属
１５      ヒーター
１６      電源
１７      蒸着粒子
１８      蒸着膜
１９      ビーム状インク
２０      ノズル
２１      インク
２２      シード層及びバリア層
２３      めっき抑制剤層
３１      めっき抑制剤担持部
３２      支持体
３３      スタンプ部
３４      プレス機構
３５      基板装着部（基板ホルダー）
３６      スタンプ部
３７      めっき抑制剤担持部
３８      支持体
３９      めっき抑制剤層
４０      スクリーン
４１      金属フレーム
４２      メッシュ
４３      多孔質弾性体
４４      膜
４５      スキージー
４６      スキージーホルダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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