半导体装置的制造方法、半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具有下述工序：催化剂工序，在由例如硅等形成的半导体衬底的表面析出催化剂金属；氧化物去除工序，将在该催化剂工序中形成于该半导体衬底的表面处的氧化物去除；追加催化剂工序，在通过该氧化物去除工序而露出的该半导体衬底的表面处析出催化剂金属；以及镀敷工序，在该追加催化剂工序之后，通过无电解镀敷法，在该半导体衬底的表面形成金属膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置的制造方法、半导体装置
本专利技术涉及一种通过无电解镀敷法形成用作电极等的金属膜的半导体装置的制造方法、以及通过该方法制造出的半导体装置。
技术介绍
在对半导体衬底实施无电解镀敷处理的情况下，必须事先在半导体衬底形成催化剂金属。在专利文献1中公开了下述内容，即，将半导体衬底浸渍于使溶解氧小于或等于0.2[ppm]的催化剂金属溶液，一边抑制半导体衬底表面的氧化一边析出催化剂金属。在专利文献2中公开了下述内容，即，将硅衬底浸渍于包含氢氟酸和氟化铵的催化剂金属溶液，一边去除表面的氧化物一边析出催化剂金属。在专利文献3中公开了下述内容，即，在硅衬底的非通孔之中形成催化剂金属，形成密接性高的无电解镀膜(金属膜)。专利文献1：日本特开平10-294296号公报专利文献2：日本特开2005-336600号公报专利文献3：日本专利第5261475号公报
技术实现思路
在对半导体衬底赋予催化剂金属时，有时由于金属离子进行金属化的还原反应，半导体衬底表面发生氧化。由于所生成的氧化物，导致无法对半导体衬底赋予充分的催化剂金属，或者镀膜的密接性降低。根据在专利文献1中公开的方法，由于降低了催化剂金属溶液的溶解氧量，因此能够抑制由催化剂金属溶液中的氧导致的半导体衬底的氧化。但是，伴随催化剂金属的还原析出而发生的半导体衬底的氧化现象与催化剂金属溶液的溶解氧量没有关系，因此无法得到抑制。因此，通过在专利文献1中公开的方法，无法抑制氧化物的生成。根据在专利文献2中公开的方法，由于能够在将半导体衬底浸渍于催化剂金属溶液的过程中将氧化物去除，因此能够降低半导体衬底表面的氧化物量。但是，如果使用加入有氢氟酸类溶液的催化剂金属溶液，则无法向半导体衬底赋予充分的量的催化剂金属。因此，在专利文献2所公开的方法中，存在下述问题，即，镀膜的面内均匀性差，或者发生形态异常，或者局部地未形成镀层。在专利文献3所公开的方法中，由于将半导体衬底浸渍于含有氟化物离子的催化剂金属溶液，因此存在无法对半导体衬底赋予充分的量的催化剂金属的问题。本专利技术就是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供一种能够对半导体衬底赋予充分的量的催化剂金属，通过无电解镀敷法形成良好的金属膜的半导体装置的制造方法及半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具有下述工序：催化剂工序，在半导体衬底的表面析出催化剂金属；氧化物去除工序，将在该催化剂工序中形成于该半导体衬底的表面处的氧化物去除；追加催化剂工序，在通过该氧化物去除工序而露出的该半导体衬底的表面处析出催化剂金属；以及镀敷工序，在该追加催化剂工序之后，通过无电解镀敷法，在该半导体衬底的表面形成金属膜。本专利技术涉及的半导体装置的特征在于，具有：半导体衬底；催化剂金属，其形成于该半导体衬底之上；以及金属膜，其在该催化剂金属之上由金属或者合金形成，该催化剂金属的厚度为1～200nm，在该催化剂金属处、在该催化剂金属与该半导体衬底的界面处含有1～10atom％的氧。本专利技术的其他特征在下面加以明确。专利技术的效果根据本专利技术，在半导体衬底析出催化剂金属，然后将氧化物去除，然后再次在半导体衬底析出催化剂金属，因此能够对半导体衬底赋予充分的量的催化剂金属。附图说明图1是半导体衬底的剖视图。图2是催化剂工序后的半导体衬底的剖视图。图3是氧化物去除工序后的半导体衬底的剖视图。图4是追加催化剂工序后的半导体衬底的剖视图。图5是镀敷工序后的半导体衬底的剖视图。图6是表示XPS谱的图。图7是表示XPS谱的图。图8是追加处理后的半导体衬底的剖视图。图9是形成金属膜后的半导体衬底的剖视图。图10是表示XPS谱的图。图11是表示XPS深度分析的结果的图。图12是表示Pd析出后的XPS谱的图。图13是表示Pd析出后的XPS谱的图。图14是表示Pt析出后的XPS谱的图。图15是表示Pt析出后的XPS谱的图。图16是表示Au析出后的XPS谱的图。图17是表示Au析出后的XPS谱的图。图18是表示Ni析出后的XPS谱的图。图19是表示Ni析出后的XPS谱的图。图20是表示Co析出后的XPS谱的图。图21是表示Co析出后的XPS谱的图。图22是针对各种半导体衬底和催化剂金属的组合示出是否能够形成固溶体的表。图23是半导体衬底的表面SEM图像。图24是半导体衬底的表面SEM图像。具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置的制造方法和半导体装置进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。实施方式1.关于本专利技术的实施方式1涉及的半导体装置的制造方法，大致地说，是向半导体衬底之上赋予催化剂金属，然后通过无电解镀敷法形成金属膜。参照图1～图5，对本专利技术的实施方式1涉及的半导体装置的制造方法进行说明。图1是半导体衬底10的剖视图。首先，对半导体衬底10的表面10a实施药液处理等，清除异物、氧化物以及有机残渣等。在图1中示出了洁净化后的半导体衬底10。接下来，为了对半导体衬底的表面赋予催化剂，将半导体衬底浸渍于催化剂金属溶液。将该工序称为催化剂工序。在催化剂工序中，使用钯、金、银、铂、铜、镍、钌、铑、铱、或者锇等对无电解镀敷析出具有催化剂活性的催化剂金属。催化剂金属的离子浓度因催化剂金属的种类而异，在钯的情况下优选为0.1[mmol/L]至2.0[mmol/L]。催化剂金属的离子浓度过高或过低都会导致镀膜(金属膜)的密接性降低。催化剂金属溶液的温度优选为10℃至50℃之间，浸渍时间优选为1分钟至5分钟。通过这样的催化剂工序，在半导体衬底的表面析出催化剂金属。图2是催化剂工序后的半导体衬底10的剖视图。在半导体衬底10之上形成有催化剂金属12。催化剂金属12以岛状分布。在表面10a存在未被赋予催化剂金属12的部分。在未被赋予催化剂金属12的部分形成有氧化物14。在氧化物14之上存在催化剂金属16。接下来，将氧化物14去除。将该工序称为氧化物去除工序。氧化物14既可以通过湿法工艺去除，也可以通过干法工艺去除。在通过湿法工艺去除氧化物14的情况下，将半导体衬底浸渍于氢氟酸类溶液。除了氢氟酸类溶液以外，也可以使用例如盐酸、硫酸、磷酸、酒石酸或者硝酸的原液、将它们之中的任意者稀释后的药液、或者纯水。在半导体衬底的材料为硅的情况下，如果将半导体衬底在例如稀释30倍的氢氟酸类溶液中浸渍2分钟，则能够将氧化物去除。在半导体衬底的材料为GaAs的情况下，将半导体衬底在例如稀释20倍的盐酸溶液中浸渍5分钟，或者浸渍于纯水，都能够将氧化物去除。在通过干法工艺去除氧化物14的情况下，使例如氩等不活波气体的等离子体与半导体衬底表面接触，物理性地对氧化物14进行蚀刻。或者，也可以通过在等离子体中作为反应性离子气体而混入六氟化硫(SF6)或者四氟化碳(CF4)等，从而伴随化学反应而进行蚀刻。图3是氧化物去除工序后的半导体衬底10的剖视图。通过氧化物去除工序，将在催化剂工序中形成于半导体衬底10的表面处的氧化物14去除，露出半导体衬底10的表面10a的一部分。接下来，再次对半导体衬底10的表面10a赋予催化剂金属。具体地说，在通过氧化物去除工序而露出的半导体衬底10的表面10a处析出催化剂金属。将该工序称为追加催化剂工序。追加催化剂工序的处理内容与前面叙述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有下述工序：催化剂工序，在半导体衬底的表面析出催化剂金属；氧化物去除工序，将在所述催化剂工序中形成于所述半导体衬底的表面处的氧化物去除；追加催化剂工序，在通过所述氧化物去除工序而露出的所述半导体衬底的表面处析出催化剂金属；以及镀敷工序，在所述追加催化剂工序之后，通过无电解镀敷法，在所述半导体衬底的表面形成金属膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有下述工序：催化剂工序，在半导体衬底的表面析出催化剂金属；氧化物去除工序，将在所述催化剂工序中形成于所述半导体衬底的表面处的氧化物去除；追加催化剂工序，在通过所述氧化物去除工序而露出的所述半导体衬底的表面处析出催化剂金属；以及镀敷工序，在所述追加催化剂工序之后，通过无电解镀敷法，在所述半导体衬底的表面形成金属膜。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述镀敷工序之前，具有将在所述追加催化剂工序中形成于所述半导体衬底的表面处的氧化物去除的工序。3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述追加催化剂工序之后、所述镀敷工序之前，实施大于或等于1次追加处理，该追加处理是指，将所述半导体衬底的表面的氧化物去除，然后在所述半导体衬底的表面析出催化剂金属。4.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述追加处理之后、所述镀敷工序之前，具有将所述半导体衬底的表面的氧化物去除的工序。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述催化剂工序之后、所述氧化物去除工序之前，具有形成所述催化剂金属与所述半导体衬底的固溶体的工序。6.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底的材料为Si，作为所述催化剂金属，使用Pd、Pt、Ni、Co中的任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：西泽弘一郎，清井明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP