【手続補正書】
【提出日】平成15年12月3日(2003.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】基板メッキ方法及び基板メッキ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】基板の表面や該表面にある微細な配線溝及び／又はコンタクトホール内に無電解メッキでメッキ膜を形成する基板メッキ方法において、
メッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストとし、メッキを施す基板面に該ミスト化したメッキ液を噴射させることを特徴とする基板メッキ方法。
【請求項２】請求項１に記載の基板メッキ方法において、
前記ミスト化したメッキ液の噴射はメッキチャンバー内を不活性ガス雰囲気とし、該メッキチャンバー内で行うことを特徴とする基板メッキ方法。
【請求項３】請求項１に記載の基板メッキ方法において、
前記基板を載置台に載置し、２０〜２００ｒｐｍで回転させてメッキすることを特徴とする基板メッキ方法。
【請求項４】基板の表面や該表面にある微細な配線溝及び／又はコンタクトホール内に無電解メッキでメッキ膜を形成するためのメッキチャンバーを有する基板メッキ装置において、
前記メッキチャンバーに配置された前記基板に、メッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストとし該基板面に噴射させる手段を設けたことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項５】請求項４に記載の基板メッキ装置において、
前記基板を載置し回転することができる載置台を設けたことを特徴とする基板メッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等の基板の表面や該表面にある配線溝やコンタクトホール内に無電解メッキでメッキ膜を形成する基板メッキ方法に関し、特に高集積度の半導体デバイスの製造等に好適な基板メッキ方法及び基板メッキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板メッキ方法としては、電解メッキ方法と無電解メッキ方法がある。電解メッキ方法は、メッキ槽内の電解メッキ液中にメッキを施そうとするウエハ等の基板を陽極電極と対向して浸漬配置し、該基板と該陽極電極の間に所定の電圧を印加し、基板の表面や該表面にある配線溝やコンタクトホール内壁面にメッキ膜を形成するメッキ方法である。また、無電解メッキ方法はメッキ槽内のメッキ液中に基板を浸漬して基板の表面や該表面にある配線溝やコンタクトホール内壁面にメッキ膜を形成するメッキ方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の基板メッキ方法は、いずれも基板をメッキ槽内のメッキ液中に浸漬させて行っている。高集積度の半導体デバイス製造におけるウエハ等のメッキを施そうとする基板の表面には溝幅０．１８μｍ以下の超微細配線溝や径０．１８μｍ以下の超微細コンタクトホールが形成されており、該超微細配線溝や超微細コンタクトホールの内壁面にも均一にメッキ膜を形成するためには、この超微細配線溝や超微細コンタクトホールにメッキ液が浸透しなければならない。しかしながら、このような超微細な配線溝やコンタクトホールにはメッキ液が容易に浸透せず、該超微細配線溝や超微細コンタクトホールの内壁面に均一な膜のメッキ膜が形成できないとか、或いはメッキ膜が形成できないという問題がある。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、無電解メッキで被メッキ基板の面に存在する超微細配線溝や超微細コンタクトホールの内壁面にも均一のメッキ膜が形成できる基板メッキ方法及び基板メッキ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、基板の表面や該表面にある微細な配線溝及び／又はコンタクトホール内に無電解メッキでメッキ膜を形成する基板メッキ方法において、メッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストとし、メッキを施す基板面に該ミスト化したメッキ液を噴射させることを特徴とする。このようにメッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストとすることにより、超微細な配線溝やコンタクトホールの中に該ミストを例えば電荷誘導法等により容易に浸透させることが可能となる。
【０００６】
また、請求項１に記載の基板方法において、基板面内には溝幅０．１８μｍ以下の配線溝及び／又は径０．１８μｍ以下のコンタクトホールが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板メッキ方法において、ミスト化したメッキ液の噴射はメッキチャンバー内を不活性ガス雰囲気とし、該メッキチャンバー内で行うことを特徴とする。このように、不活性ガス雰囲気内でミスト化したメッキ液を噴射することにより、メッキ液中の溶存する酸素量が過剰になることを抑制でき、メッキ液の変質を防ぐことができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板メッキ方法において、基板を載置台に載置し、２０〜２００ｒｐｍで回転させてメッキすることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、基板の表面や該表面にある微細な配線溝及び／又はコンタクトホール内に無電解メッキでメッキ膜を形成するためのメッキチャンバーを有する基板メッキ装置において、メッキチャンバーに配置された基板に、メッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストとし該基板面に噴射させる手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板メッキ装置において、基板を載置し回転することができる載置台を設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の基板メッキ方法を実施するメッキ装置の概略構成を示す図である。図１において、１はメッキを行うメッキチャンバーであり、該メッキチャンバー１内にはウエハ等の基板２を載置する載置台３が配置されており、該載置台３は図示しない回転駆動機構により、２０〜２００ｒｐｍで矢印Ａに示す方向に回転するようになっている。
【００１２】
４は０．１μｍ以下の粒径にミスト化されたメッキ液１０を噴射するノズルであり、該ノズル４にメッキ液ミスト発生装置５からミスト化されたメッキ液１０が供給され、該ノズル４から基板２の表面に該ミスト化されたメッキ液１０が噴射される。このようにメッキ液１０を粒径０．１μｍ以下の超微細なミストとすることにより、基板２の表面全域に均一な吹き付けが可能となる。
【００１３】
メッキ液ミスト発生装置５は、例えばＣｕメッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストにする装置である。また、基板２の表面には図２に示すような溝幅０．１８μｍ以下の配線溝６や径０．１８μｍ以下のコンタクトホール７が形成されている。また、メッキチャンバー１内にはＮ２ガス源（図示せず）からＮ２ガス１１が供給され、メッキチャンバー１を該Ｎ２ガス１１で満たしている。なお、このガスはＮ２ガスに限定されるものではなく、他の不活性ガスであってもよい。
【００１４】
上記のように、ノズル４から粒径０．１μｍ以下の超微細なミスト化した、メッキ液１０を噴射することにより、基板２のメッキ面にメッキ液１０が付着し、この付着により、還元反応が誘発され、メッキ膜が形成される。この時、該メッキ液１０のミストを、例えば＋に帯電させ、基板２の表面を−に帯電させることにより、該ミスト化されたメッキ液１０は溝幅０．１８μｍ以下の配線溝６や径０．１８μｍ以下のコンタクトホール７の内部に誘導され、基板２の表面は勿論、配線溝６やコンタクトホール７の内壁にも均一な膜厚のメッキ膜が形成される。
【００１５】
メッキ液１０の中の溶存酸素量が飽和状態近くになると、メッキ液が変質しメッキ析出性に影響を与える。ここではメッキ液１０を超微細なミストにしているので、酸素のある雰囲気中でメッキ液を噴射した場合、溶存酸素量が過剰に増加しメッキ液が変質してしまうという恐れがある。そこでここでは、メッキチャンバー１の内部をＮ２ガス等の不活性ガスで満たしているから、メッキ液１０の中の溶存酸素量が増加することなく、メッキ液は変質せず、メッキ析出性に影響を与えることは無い。
【００１６】
また、載置台３を２０〜２００ｒｐｍで回転させているが、この回転数は基板２の表面に吹き付けられたメッキ液１０のミストが基板表面の気流の影響で基板２の円周方向に追いやられず、基板２の全面に均一にミストが付着する回転数である。
【００１７】
メッキ液ミスト発生装置５としては、図３に示すように、２流体ノズル８を用い外側のノズル８−２にポンプ１４で容器１３に収容されているメッキ液１５を供給し、内側のノズル８−１にキャリヤガス１２を供給することにより、メッキ液１５はミスト化されたメッキ液１０となって噴射される。この場合は、図１のノズル４に替えて、２流体ノズル８をメッキチャンバー１内に配置する。
【００１８】
【発明の効果】
以上、説明したように本願各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、メッキ液を粒径０．１μｍ以下の超微細なミストとするので、メッキを施す基板面の全域に均一に吹き付けることができ、基板面に膜厚の均一なメッキ膜を形成できる。また、メッキ液を粒径０．１μｍ以下の超微細ミストとすることにより、微細な配線溝やコンタクトホールの中に該ミストを例えば電荷誘導法等により容易に浸透させることが可能となり、該微細な配線溝やコンタクトホールの内壁面にも膜厚の均一なメッキ膜を形成できる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、ミスト化したメッキ液の噴射はメッキチャンバー内を不活性ガス雰囲気とし、該メッキチャンバー内で行うので、ミスト化されてもメッキ液の溶存酸素量が増加することなく、メッキ液は変質しないから、メッキ析出性が低下することがない。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明によれば、基板を載置する載置台が２０〜２００ｒｐｍで回転するので、基板表面に吹き付けられたメッキ液のミストが基板表面の気流の影響で基板の円周方向に追いやられず、基板面の全域に均一にミストが付着するから、膜厚の均一なメッキ膜を形成できる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明によれば、メッキ液を粒径０．１μｍ以下のミストとし該基板面に噴射させる手段を設けたので、メッキを施す基板面の全域に粒径０．１μｍ以下のメッキ液のミストを均一に吹き付け、基板面に膜厚の均一なメッキ膜を形成できる。また、請求項１に記載の発明と同様、メッキ液を粒径０．１μｍ以下の超微細ミストとすることにより、微細な配線溝やコンタクトホールの中に該ミストを例えば電荷誘導法等により容易に浸透させることが可能となり、該微細な配線溝やコンタクトホールの内壁面にも膜厚の均一なメッキ膜を形成できる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明によれば、基板を載置し回転することができる載置台を設けので、基板を載置台で回転しながら、表面にメッキ液のミストを吹き付けることができるから請求項３に記載の発明と同様、基板面の全域に均一にミストが付着し、膜厚の均一なメッキ膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板メッキ方法を実施するメッキ装置の概略構成を示す図である。
【図２】基板表面に形成された配線溝及びコンタクトホールの形状例を示す図である。
【図３】本発明の基板メッキ方法で用いるメッキ液ミスト発生装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１            メッキチャンバー
２            基板
３            載置台
４            ノズル
５            メッキ液ミスト発生装置
６            配線溝
７            コンタクトホール
８            ２流体ノズル
１０          メッキ液
１１          Ｎ２ガス
１２          キャリヤガス
１３          容器
１４          ポンプ
１５          メッキ液