(57)【要約】【課題】半導体ウエハの被めっき面に無電解めっき法を用いて膜厚の均一性の優れためっき膜を形成する半導体製造装置の提供を目的とする。【解決手段】半導体製造装置は、複数のウエハを保持可能なキャリアに保持された各ウエハが有する被めっき面にめっき膜を形成する半導体製造装置であって、複数の貫通穴が設けられた整流板を含み、整流板が各ウエハの被めっき面に対面してキャリアに保持される整流機構と、めっき膜を形成するための薬液が貯留され、複数のウエハと整流機構とを保持するキャリアが薬液に浸漬される浸漬槽と、各ウエハと複数の貫通穴との相対的な位置関係を一定に保った状態で、浸漬槽に浸漬されたキャリアを揺動させる駆動装置と、を備える。【選択図】図１
2019147972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウエハを保持可能なキャリアに保持された各前記ウエハが有する被めっき面にめっき膜を形成する半導体製造装置であって、
複数の貫通穴が設けられた整流板を含み、前記整流板が各前記ウエハの前記被めっき面に対面して前記キャリアに保持される整流機構と、
前記めっき膜を形成するための薬液が貯留され、前記複数のウエハと前記整流機構とを保持する前記キャリアが前記薬液に浸漬される浸漬槽と、
各前記ウエハと前記複数の貫通穴との相対的な位置関係を一定に保った状態で、前記浸漬槽に浸漬された前記キャリアを揺動させる駆動装置と、を備える半導体製造装置。
【請求項２】
前記駆動装置が前記キャリアを揺動させる方向は、各前記ウエハの前記被めっき面に対して平行な方向である請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
複数のウエハを保持可能なキャリアに保持された各前記ウエハが有する被めっき面にめっき膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
複数の貫通穴を含む整流板が各前記ウエハの前記被めっき面に対面して設けられる整流機構を保持する前記キャリアを準備し、
前記めっき膜を形成するための薬液が貯留された浸漬槽に、前記複数のウエハと前記整流機構とを保持する前記キャリアを前記薬液に浸漬させ、
各前記ウエハと前記複数の貫通穴との相対的な位置関係を一定に保った状態で、前記浸漬槽に浸漬された前記キャリアを揺動させて、前記被めっき面に前記めっき膜を形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記キャリアを揺動させる方向は、各前記ウエハの前記被めっき面に対して平行な方向である請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記複数のウエハと前記整流機構とを保持する前記キャリアを準備する前に、各前記ウエハの前記被めっき面をプラズマによって清浄化する請求項３または請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記プラズマは、酸素もしくはアルゴンを含む請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記めっき膜は、無電解めっき法により形成される請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）やダイオード等の縦型導通の半導体装置が形成されたウエハは、通電時の抵抗を下げ電流電圧特性を向上させるため、薄く加工される。近年、その厚さは５０μｍ程度まで薄く加工されることがある。
【０００３】
縦型導通の半導体装置は、その裏面電極が回路基板とはんだ接合され、表面電極がアルミニウムワイヤーなどとワイヤーボンドされることにより、回路基板に実装される。近年では、コストの低減または放熱性の向上のため、表面電極における接合および裏面電極における接合の両方に、はんだ接合が用いられつつある。そのため、半導体装置の表面電極には、はんだ接合に優れたＮｉ／Ａｕ膜が必要とされている。ただし、Ｎｉ膜は、はんだ接合時にその厚さが減少するため、予め２μｍ以上の厚さを有する厚膜のＮｉ膜が必要である。しかし、そのような厚膜のＮｉ膜を蒸着またはスパッタによって成膜した場合、製造コストが上昇する。また蒸着またはスパッタにより成膜されたＮｉ膜は、パターニンングが困難である。そこで、無電解めっき法によるＮｉ膜の形成が注目されている。無電解めっき法によって形成されるＮｉ膜は、低コストであり、かつ、パターニングが容易である。
【０００４】
Ａｌ合金を含む電極上に無電解めっき法によってＮｉ膜を成膜する場合、一般的に、ジンケート法による前処理が行われる。ジンケート法によるＮｉの無電解めっきは、まず、半導体ウエハ上に形成されたＡｌ合金電極を、脱脂し、酸により洗浄する。これにより、Ａｌ合金電極の表面が活性化する。その後、標準酸化還元電位がＡｌよりも高いＺｎを利用して、Ａｌ合金電極の表面にＺｎ膜を薄く析出させる。更にそのＺｎ膜上で、ＺｎとＮｉとを置換させ、その後は、自己析出反応によりＮｉ膜が形成される。
【０００５】
上記の製造方法においては、キャリアに設置された半導体ウエハを処理ごとに異なる薬液槽に浸漬させて成膜が行われる。Ｎｉ膜をめっきする薬液槽においては、Ｎｉ膜の膜厚均一性を確保するために薬液が撹拌される（例えば、特許文献１）。近年、膜厚均一性の要求値は高くなりつつあり、単に薬液を撹拌させるだけでは、要求値を満足しなくなってきている。特に、薄く加工された半導体ウエハは、めっき膜に内在する応力により反りが発生する。そのため、厚さの薄いめっき膜を均一性よく成膜することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２９４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、アノードとカソードとの間に設置された撹拌子を揺動させながらめっき膜を形成する電気めっき法が示されている。しかし、この開示された技術は電気めっき法に関する技術であるため、電気めっき法とは異なる製造方法である無電解めっき法には適用できない。
【０００８】
また、無電解めっき法においては、複数枚（例えば２５枚）の半導体ウエハが保持された１つのキャリアを、各ウエハと液面とが垂直になるよう、薬液槽に浸漬させる。よって、無電解めっき法は、低コストな設備で複数枚のウエハの処理が可能であり高い生産性を確保できる。しかし、特許文献１に開示された技術では生産性が確保できず、また複数枚のウエハの処理にその技術を適用する場合、生産設備にコストを要する。
【０００９】
また、無電解めっきの場合、被めっき面が清浄化されていない場合、置換反応が阻害され、膜厚均一性の低下または密着力の低下が生じ、さらにはめっき膜が析出しない等の問題が発生する。
【００１０】
このように、特許文献１に開示された技術では、無電解めっき法により膜厚均一性の優れためっき膜を安定して形成することが難しい。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、半導体ウエハの被めっき面に無電解めっき法を用いて膜厚均一性の優れためっき膜を形成する半導体製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る半導体製造装置は、複数のウエハを保持可能なキャリアに保持された各ウエハが有する被めっき面にめっき膜を形成する半導体製造装置であって、複数の貫通穴が設けられた整流板を含み、整流板が各ウエハの被めっき面に対面してキャリアに保持される整流機構と、めっき膜を形成するための薬液が貯留され、複数のウエハと整流機構とを保持するキャリアが薬液に浸漬される浸漬槽と、各ウエハと複数の貫通穴との相対的な位置関係を一定に保った状態で、浸漬槽に浸漬されたキャリアを揺動させる駆動装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半導体ウエハの被めっき面に無電解めっき法を用いて膜厚均一性の優れためっき膜を形成する半導体製造装置の提供が可能である。
【００１４】
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における半導体製造装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１における整流機構およびキャリアの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１における整流板の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における表面素子領域および表面金属膜が形成された半導体ウエハの構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態１における保護膜が形成された半導体ウエハの構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態１における拡散領域および裏面金属膜が形成された半導体ウエハの構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態１における無電解めっき法による半導体装置の製造方法の詳細工程を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１における半導体ウエハおよび整流機構の構成を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１におけるＮｉめっき膜およびＡｕめっき膜が形成された半導体ウエハの構成を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１におけるプロセス条件を示す図である。
【図１２】実施の形態１の変形例における整流機構の整流板の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態１の変形例における整流機構の整流板の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態１の変形例における整流機構の整流板の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態１の変形例における半導体ウエハが保持されたキャリアを示す図である。
【図１６】実施の形態１の変形例における整流板を有する整流機構が保持されたキャリアを示す図である。
【図１７】実施の形態２における揺動の回転速度とめっき膜の膜厚均一性との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１における半導体製造装置の構成を示す図である。半導体製造装置は、整流機構１０、浸漬槽２０および駆動装置３０を有する。半導体製造装置は、キャリア４０に保持された複数の半導体ウエハ５０の各々が有する被めっき面５１にめっき膜を形成する半導体製造装置である。図２は、整流機構１０およびキャリア４０の構成を示す図である。
【００１７】
整流機構１０は、整流板１１を有し、キャリア４０に保持されている。図３は、整流板１１の構成を示す図である。整流板１１には、複数の貫通穴１２が設けられている。実施の形態１において、各貫通穴１２は、一方向に長い矩形を有する。整流板１１は、図２に示されるように、半導体ウエハ５０の被めっき面５１の面内において、貫通穴１２と貫通穴１２が設けられていない領域とが交互に配置された構成を有する。また、整流板１１は、各半導体ウエハ５０の被めっき面５１に対面して設置される。整流板１１の貫通穴１２が開いていない領域と半導体ウエハ５０の被めっき面５１との距離は、半導体ウエハ５０の面内で一定であることが好ましい。つまり、半導体ウエハ５０とその被めっき面５１に対面する整流板１１とは平行であることが好ましい。各半導体ウエハ５０と整流機構１０とは、各半導体ウエハ５０と各貫通穴１２との相対的な位置関係が一定となるようキャリア４０に保持されている。また、実施の形態１における整流機構１０は、キャリア４０と一体である。
【００１８】
浸漬槽２０は、図１に示されるように、容器形状を有する。浸漬槽２０には、めっき膜を形成するための薬液２１が貯留されている。複数の半導体ウエハ５０と整流機構１０とを保持するキャリア４０は浸漬槽２０の薬液２１に浸漬される。
【００１９】
駆動装置３０は、各半導体ウエハ５０と複数の貫通穴１２との相対的な位置関係を一定に保った状態で、浸漬槽２０に浸漬されたキャリア４０を揺動させる。その揺動の方向は、各半導体ウエハ５０の被めっき面５１に対して平行な方向であることが好ましい。被めっき面５１に対して平行な方向は、一方向と円周方向とを含む。図１および図２に示されるように、半導体ウエハ５０の被めっき面５１はｘｚ面に平行である。駆動装置３０は、例えば、被めっき面５１に対して平行な方向として、ｘ軸方向またはｚ軸方向にキャリア４０を揺動させる。または、例えば、駆動装置３０は、被めっき面５１に対して平行方向として、ｘｚ面における円周方向にキャリア４０を揺動させる。つまり、駆動装置３０は、キャリア４０が円運動するように揺動させる。その場合、駆動装置３０は、ｘ軸方向およびｚ軸方向のそれぞれの方向にキャリア４０を揺動させる。そのｘ軸方向の揺動とｚ軸方向の揺動とは位相差を有する。
【００２０】
図４は、実施の形態１における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００２１】
ステップＳ１にて、半導体ウエハ５０の表面に半導体装置に含まれる表面素子領域が形成される。半導体装置は、半導体ウエハ５０の所望の領域に形成される。半導体ウエハ５０は、例えばＳｉ、ＳｉＣまたはＧａＮを含む。半導体装置は、例えば、ＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等のスイッチング素子を含む。
【００２２】
ステップＳ２にて、表面素子領域上に表面金属膜が形成される。図５は、表面１に表面素子領域２および表面金属膜３が形成された半導体ウエハ５０の構成を示す断面図である。表面金属膜３は、例えば、半導体装置の表面電極である。表面金属膜３は、Ａｌ合金を含み、例えば、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ等である。表面金属膜３は、例えば、スパッタ法により成膜される。
【００２３】
ステップＳ３にて、表面金属膜３の縁を覆うように保護膜４が形成される。図６は、保護膜４が形成された半導体ウエハ５０の構成を示す断面図である。保護膜４は、例えば、ポリイミドを含む。
【００２４】
ステップＳ４にて、半導体ウエハ５０の裏面が機械研削およびウェットエッチングされる。機械研削およびウェットエッチングにより、半導体ウエハ５０の膜厚が薄く加工される。ウェットエッチングは、機械研削にて生じた欠陥層を除去する機能を有する。ウェットエッチングにより除去する厚さは、５μｍから２０μｍである。
【００２５】
ステップＳ５にて、半導体ウエハ５０の裏面に拡散領域が形成される。
【００２６】
ステップＳ６にて、拡散領域上に裏面金属膜が形成される。図７は、裏面５に拡散領域６および裏面金属膜７が形成された半導体ウエハ５０の構成を示す断面図である。裏面金属膜７は、例えば、半導体装置の裏面電極である。裏面金属膜７は、Ａｌ合金を含み、例えば、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ等である。裏面金属膜７は、例えば、スパッタ法により成膜される。
【００２７】
ステップＳ７にて、表面金属膜３にプラズマクリーニング処理が施される。プラズマには、酸素が含まれる。プラズマクリーニング処理前の表面金属膜３の表面には、有機物などの残渣が強固に付着している。酸素プラズマクリーニング処理においては、酸素プラズマがめっき処理にて除去できない強固な有機物の残渣を酸化分解して除去する。酸素プラズマクリーニング処理が施されることで、表面金属膜３の表面全体が清浄化される。よって、後述するめっき処理において、表面金属膜３の濡れ性が向上し、めっき液との均一な置換反応が促進させる。その結果、膜厚均一性の優れためっき膜が形成される。また、本ステップＳ７のプラズマには、アルゴンが含まれてもよい。
【００２８】
ステップＳ８にて、裏面金属膜７にプラズマクリーニング処理が施される。裏面金属膜７に対しても、上記と同様の効果を得るために、酸素プラズマクリーニング処理が行われる。
【００２９】
ステップＳ９にて、表面金属膜３上および裏面金属膜７上に無電解めっき法によりＮｉを含むめっき膜が形成される。以下、Ｎｉを含むめっき膜をＮｉめっき膜という。図８は、実施の形態１における無電解めっき法による半導体装置の製造方法の詳細工程を示すフローチャートである。ここでは、ジンケート法が適用され、表面金属膜３および裏面金属膜７に含まれるＡｌ合金がＺｎで置換されてＺｎが析出し、その析出したＺｎを起点としてＮｉめっき膜が形成される。
【００３０】
ステップＳ９１にて、整流板１１が各半導体ウエハ５０の被めっき面５１に対面して設けられる整流機構１０を保持するキャリア４０が準備される。すなわち、複数の半導体ウエハ５０と整流機構１０とを保持するキャリア４０が準備される。その際、整流機構１０の整流板１１は、各半導体ウエハ５０の被めっき面５１に対面して設置される。実施の形態１において、表面金属膜３および裏面金属膜７はともに被めっき面５１である。図９は、半導体ウエハ５０および整流機構１０の構成を示す断面図である。半導体ウエハ５０の表面１および裏面５に対面して２枚の整流板１１がそれぞれ設置されている。ここでは、２枚の整流板１１は、半導体ウエハ５０のそれぞれの被めっき面５１に対し平行に設置されている。また、図１に示されるように、整流機構１０の各整流板１１と各半導体ウエハ５０とが交互に配置されることにより、複数の半導体ウエハ５０を一括してめっき処理することができ、生産性が向上する。
【００３１】
ステップＳ９２にて、半導体ウエハ５０の被めっき面５１にジンケート法による前処理が施される。まず、キャリア４０に保持された半導体ウエハ５０は、アルカリ性の脱脂液に浸漬される。この脱脂処理により、被めっき面５１上に付着した油脂および有機物が除去される。次に、半導体ウエハ５０は、アルカリ性のエッチング液にてエッチングされた後、酸性の洗浄液により洗浄される。酸洗浄処理は、被めっき面５１に形成されている酸化物を除去すると同時に被めっき面５１を荒らす。被めっき面５１が荒れることにより、後につづくジンケート処理における反応性が高まり、被めっき面５１とＮｉめっき膜との密着性が向上する。次に、キャリア４０に保持された半導体ウエハ５０は、アルカリ性のジンケート処理液に浸漬される。このジンケート処理により、被めっき面５１である表面金属膜３上および裏面金属膜７上のＡｌ合金がＺｎに置換され、Ｚｎが析出する。その後、半導体ウエハ５０は硝酸に浸漬される。被めっき面５１に析出したＺｎが除去される。再度、半導体ウエハ５０は、アルカリ性のジンケート処理液に浸漬され、Ｚｎが置換し析出する。このように、２回のジンケート処理が行われることで、被めっき面５１に緻密なＺｎが析出される。それにより、つづくめっき処理により成膜されるＮｉめっき膜の均一性が高まる。ジンケート処理は、２回以上実施することが好ましい。しかし、生産性を考慮すると多くとも３回程度が好ましい。
【００３２】
ステップＳ９３にて、めっき膜を形成するための薬液２１が貯留された浸漬槽２０に複数の半導体ウエハ５０と整流機構１０とを保持するキャリア４０が浸漬される。薬液２１は、Ｎｉめっき膜を形成するための酸性の無電解Ｎｉめっき液である。
【００３３】
ステップＳ９４にて、駆動装置３０は、浸漬槽２０に浸漬されたキャリア４０を各半導体ウエハ５０の被めっき面５１に対して平行な面内で揺動させる。この際、半導体ウエハ５０と整流機構１０とは、各半導体ウエハ５０と複数の貫通穴１２との相対的な位置関係が一定となるようキャリア４０に保持されている。つまり、キャリア４０は、各半導体ウエハ５０と複数の貫通穴１２との相対的な位置関係を一定に保った状態で揺動される。
【００３４】
これらステップＳ９３およびＳ９４における無電解めっき法により、Ｎｉめっき膜が被めっき面５１に形成される。その過程において、まずＺｎとＮｉが置換されＮｉが析出する。その後、無電解Ｎｉめっき液の中に含まれている還元剤によりＮｉが被めっき面５１に還元析出される。無電解めっきによれば、数μｍオーダーの厚さを有する厚膜の金属膜の形成が容易である。ここでは、Ｎｉめっき膜の厚さは、成膜後の膜応力等を考慮し、２μｍから１０μｍであることが好ましい。無電解めっき法によるめっき膜は、電子の授受が可能な金属膜上には析出するものの、ポリイミドなどの電子の授受が生じない保護膜４上には析出しない。つまり、無電解めっき法はめっき膜の選択的な成膜を可能とする。そのため、プロセスが容易であり、生産性が向上する。
【００３５】
また、Ｎｉの析出過程において、駆動装置３０は、キャリア４０に設置された半導体ウエハ５０を被めっき面５１に対して平行な面内で揺動させる。ここでは、駆動装置３０は、キャリア４０が被めっき面５１に対して平行な面内で円運動するように揺動させる。その円運動の回転速度は１０ｒｐｍから６０ｒｐｍであることが好ましい。キャリア４０が揺動されることにより、被めっき面５１に対して自発的に無電解めっき液の流れが形成される。また、整流機構１０は、半導体ウエハ５０表面１を流れる無電解めっき液の流速を制御する。例えば、流速は整流板１１の貫通穴１２の形状または大きさを変更することにより制御可能である。実施の形態１においては、整流機構１０は、半導体ウエハ５０表面１を流れる無電解めっき液の流速を均一化する。また、整流機構１０は、無電解めっき液を拡散させ、濃度の均一化も促進する。その結果、半導体ウエハ５０面内もしくはキャリア４０に保持された半導体ウエハ５０間におけるＮｉめっき膜の膜厚均一性が向上する。
【００３６】
以上のステップＳ９に含まれるステップＳ９１からＳ９４にて、Ｎｉめっき膜が形成された後、図３に示されるステップＳ１０が実行される。
【００３７】
ステップＳ１０にて、Ｎｉめっき膜上に無電解めっき法によりＡｕめっき膜が形成される。半導体ウエハ５０と整流機構１０とを保持するキャリア４０が浸漬槽に浸漬される。浸漬槽に貯留されている薬液は、Ａｕめっき膜を形成するための中性の無電解Ａｕめっき液である。図１０は、Ｎｉめっき膜８およびＡｕめっき膜９が形成された半導体ウエハ５０の構成を示す断面図である。Ａｕめっき膜９は、Ｎｉめっき膜８の酸化防止の機能を有する。Ａｕめっき膜９の厚さは、２０ｎｍから１００ｎｍである。また、図１１は、以上の各ステップにて使用されたプロセス条件を示す図である。
【００３８】
（効果）
図１１に示されるプロセス条件にてＮｉめっき膜８を形成し、さらに整流機構１０を設けなかった場合と整流機構１０を設けて揺動させた場合とで、Ｎｉめっき膜８の膜厚の面内均一性を比較した。整流機構１０を設けなかった場合、表面金属膜３上のＮｉめっき膜８の面内均一性は、ＣＶ（変動係数）＝９．７％であり、裏面金属膜７上のＮｉめっき膜８の面内均一性は、ＣＶ＝１２．７％であった。それに対して、整流機構１０を設けてキャリア４０を揺動させた場合、表面金属膜３上および裏面金属膜７上のＮｉめっき膜の面内均一性は、それぞれＣＶ＝６．５％およびＣＶ＝６．０％であった。このように整流機構１０によって、面内均一性が良好なＮｉめっき膜が得られた。
【００３９】
以上をまとめると、実施の形態１における半導体製造装置は、複数のウエハを保持可能なキャリア４０に保持された各ウエハが有する被めっき面５１にめっき膜を形成する半導体製造装置である。半導体製造装置は、複数の貫通穴１２が設けられた整流板１１を含み、整流板１１が各ウエハの被めっき面５１に対面してキャリア４０に保持される整流機構１０と、めっき膜を形成するための薬液２１が貯留され、複数のウエハと整流機構１０とを保持するキャリア４０が薬液２１に浸漬される浸漬槽２０と、各ウエハと複数の貫通穴１２との相対的な位置関係を一定に保った状態で、浸漬槽２０に浸漬されたキャリア４０を揺動させる駆動装置３０と、を含む。実施の形態１においてウエハは半導体ウエハ５０である。
【００４０】
以上の構成を有する半導体製造装置によれば、整流機構１０が被めっき面５１の表面１におけるめっき液の流速の均一性を高め、まためっき液を拡散させて濃度の均一化を促進する。それにより、被めっき面５１に膜厚均一性の優れためっき膜が形成される。
【００４１】
実施の形態１における半導体製造装置の駆動装置がキャリア４０を揺動させる方向は、各ウエハの被めっき面５１に対して平行な方向である。
【００４２】
半導体ウエハ５０と整流機構１０とが、被めっき面５１に対して平行な方向に揺動されることにより、半導体ウエハ５０の全面に対して自発的に薬液２１の流れが発生する。そのため、成膜されるめっき膜の膜厚均一性が向上する。被めっき面５１に対して平行な方向は、一方向と円周方向とを含む。キャリア４０が円周方向に揺動されることで、めっき膜の膜厚均一性がより一層向上する。
【００４３】
実施の形態１における半導体装置の製造方法は、複数のウエハを保持可能なキャリア４０に保持された各ウエハが有する被めっき面５１にめっき膜を形成する半導体装置の製造方法である。半導体装置の製造方法は、複数の貫通穴１２を含む整流板１１が各ウエハの被めっき面５１に対面して設けられる整流機構１０を保持するキャリア４０を準備し、めっき膜を形成するための薬液２１が貯留された浸漬槽２０に、複数のウエハと整流機構１０とを保持するキャリア４０を薬液２１に浸漬させ、各ウエハと複数の貫通穴１２との相対的な位置関係を一定に保った状態で、浸漬槽２０に浸漬されたキャリア４０を揺動させて、被めっき面５１にめっき膜を形成する。
【００４４】
このような半導体装置の製造方法によれば、整流機構１０が被めっき面５１の表面１におけるめっき液の流速の均一性を高め、まためっき液を拡散させて濃度の均一化を促進する。それにより、被めっき面５１に膜厚均一性の優れためっき膜が形成される。
【００４５】
実施の形態１における半導体装置の製造方法において、キャリア４０を揺動させる方向は、各ウエハの被めっき面５１に対して平行な方向である。
【００４６】
半導体ウエハ５０と整流機構１０とが、被めっき面５１に対して平行な方向に揺動されることにより、半導体ウエハ５０の全面に対して自発的に薬液２１の流れが発生する。そのため、成膜されるめっき膜の膜厚均一性が向上する。被めっき面５１に対して平行な方向は、一方向と円周方向とを含む。キャリア４０が円周方向に揺動されることで、めっき膜の膜厚均一性がより一層向上する。
【００４７】
実施の形態１における半導体装置の製造方法は、複数のウエハと整流機構１０とを保持するキャリア４０を準備する前に、各ウエハの被めっき面５１をプラズマによって清浄化する。
【００４８】
このような半導体装置の製造方法によれば、被めっき面５１全体を清浄化し、めっき液との濡れ性を確保することができる。その結果、均一に置換反応が促進され、膜厚均一性の優れためっき膜が形成される。
【００４９】
実施の形態１における半導体装置の製造方法は、プラズマは、酸素もしくはアルゴンを含む。
【００５０】
酸素プラズマは酸化力を有する。アルゴンプラズマはエッチング力を有する。そのため、このような半導体装置の製造方法によれば、被めっき面５１に付着した汚染物質を効率的に除去することができる。
【００５１】
実施の形態１における半導体装置の製造方法は、めっき膜は、無電解めっき法により形成される。
【００５２】
このような半導体装置の製造方法によれば、生産性が向上する。
【００５３】
（実施の形態１の変形例）
整流機構１０の構成は、実施の形態１に示された整流機構１０に限定されるものではない。図２に示された整流機構１０は、キャリア４０と一体であったが、整流機構１０はキャリア４０に対し着脱可能な構成であってもよい。図１２から図１４は整流板の別の構成を示す図である。また、図１２から図１４は、各整流板がキャリア４０から分離された状態を示している。
【００５４】
図１２に示される整流板１１Ａの貫通穴１２の開口面積は、図３に示された整流板１１の貫通穴１２よりも大きい。また、実施の形態１における整流板１１の外形は矩形であったが、図１３に示されるように、丸形の外形を有する整流板１１Ｂであってもよい。さらに、図１４に示されるように、整流板１１Ｃの貫通穴１２も丸形であってもよい。被めっき面５１の開口パターンまたは面積に応じて、異なる整流板が選択されキャリア４０に設置される。それにより、めっき膜の均一性が向上する。
【００５５】
図１５は、半導体ウエハ５０が保持されたキャリア４０を示す図である。図１６は、図１４に示された整流板１１Ｃを有する整流機構１０が保持されたキャリア４０を示す図である。各整流板１１Ｃは各半導体ウエハ５０の被めっき面５１と対面するようキャリア４０に設置される。つまり、整流板１１Ｃと半導体ウエハ５０とが互い違いに配置される。キャリア４０はそれら整流板１１Ｃを有する整流機構１０を保持する。この際、各半導体ウエハ５０と整流機構１０とは、各半導体ウエハ５０と各貫通穴１２との相対的な位置関係が一定となるようキャリア４０に保持されている。
【００５６】
半導体製造装置は、着脱可能な整流機構１０がキャリア４０に保持される構成であっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。整流機構１０とキャリア４０とが分離可能であることにより、市販のキャリア４０の使用が可能である。それにより投資コストが抑制される。
【００５７】
＜実施の形態２＞
図１７は、揺動の回転速度とめっき膜の膜厚均一性（ＣＶ）との関係を示す図である。実施の形態２における半導体製造装置の構成は、実施の形態１と同様である。図１７に示されるように、半導体ウエハ５０および整流機構１０が保持されたキャリア４０が回転することで、つまり円運動して揺動されることで、Ｎｉめっき膜の膜厚の面内均一性が向上している。特に、回転速度が１５ｒｐｍから６０ｒｐｍである場合に、均一性が向上する。
【００５８】
このように、めっき膜の成膜時に、半導体ウエハ５０と整流機構１０とが保持されたキャリア４０が回転することで、つまり円運動して揺動されることで、面内均一性の優れたＮｉめっき膜が成膜される。
【００５９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【００６０】
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００６１】
１０  整流機構、１１  整流板、１２  貫通穴、２０  浸漬槽、２１  薬液、３０  駆動装置、４０  キャリア、５０  半導体ウエハ、５１  被めっき面。
【図１】
2019147972.tif 000003
【図２】
2019147972.tif 000004
【図３】
2019147972.tif 000005
【図４】
2019147972.tif 000006
【図５】
2019147972.tif 000007
【図６】
2019147972.tif 000008
【図７】
2019147972.tif 000009
【図８】
2019147972.tif 000010
【図９】
2019147972.tif 000011
【図１０】
2019147972.tif 000012
【図１１】
2019147972.tif 000013
【図１２】
2019147972.tif 000014
【図１３】
2019147972.tif 000015
【図１４】
2019147972.tif 000016
【図１５】
2019147972.tif 000017
【図１６】
2019147972.tif 000018
【図１７】
2019147972.tif 000019