无电解镀方法技术

在扩散限制层（例如，阻挡层）上形成由对于无电解镀膜中包含的还原剂具有催化剂活性的催化剂活性材料构成的催化剂活性核后，用无电解镀液进行无电解镀。由催化剂活性核促进无电解镀膜中包含的还原剂的反应，能够在阻挡层上形成无电解镀膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成无电解镀膜的。
技术介绍
当作成半导体器件时在半导体基板上形成布线。伴随着半导体器件的集成度的提高，正在进行布线的微细化，与此相对应，正在进行布线的制作技术的开发。例如，作为铜布线的形成方法，用溅射法形成铜的种子层，通过电镀埋入槽等形成布线及进行层间连接的双镶嵌法已实用化。用该方法难以对不形成种子层的被镀面进行电镀。另一方面，作为不需要种子层的镀法，有无电解镀法。无电解镀是通过化学还原形成镀膜的方法，所形成的镀膜具有作为自发催化剂的作用，能连续地形成由布线材料形成的镀膜。无电解镀不需要事先形成种子层，很少担心因种子层的不均匀性(特别是，在凹部、凸部中的台阶覆盖)造成镀膜的不均匀。存在着为了防止布线材料的扩散，在基板上形成阻挡层，在其上形成电镀层的情形。因为将TiN、TaN等的金属氮化物等用于该阻挡层，它们对于无电解镀是无活性的，所以要在阻挡层上进行无电解镀是困难的。这里，在用阻挡层的情形中，已经揭示了通过溅射等在阻挡层上先形成铜，然后可以在阻挡层上形成铜的无电解镀膜的技术(请参照日本特开2001-85434号专利公报)。
技术实现思路
在上述文献揭示的技术中，在阻挡层上形成与电镀膜相同的材料，限制了处理内容。本专利技术就是鉴于以上问题提出的，本专利技术的目的是提供通过多种处理可以实现到阻挡层上的无电解镀的。A.为了达到上述目的，与本专利技术有关的具备在基板上形成限制规定材料扩散的扩散限制层的扩散限制层形成步骤、在上述扩散限制层形成步骤中在基板上形成的扩散限制层的至少一部分，形成由对于无电解镀反应中的还原剂的氧化反应具有催化剂活性、并且与上述规定材料不同的催化剂活性材料构成的催化剂活性核的催化剂活性核形成步骤、和在上述催化剂活性核形成步骤中形成催化剂活性核的基板上，用包含上述还原剂的无电解镀液形成由上述规定材料构成的镀膜的镀膜形成步骤。在扩散限制层(例如，阻挡层)上形成由对于无电解镀膜中包含的还原剂而具有催化剂活性的催化剂活性材料构成的催化剂活性核后，用无电解镀液进行无电解镀。由催化剂活性核促进无电解镀膜中包含的还原剂的反应，能够形成无电解镀膜。这里，也可以在上述扩散限制层上不连续地形成上述催化剂活性核。即，在扩散限制层上形成的催化剂活性核，无论是连续的(例如层状连续膜)还是不连续的(例如岛状分散的不连续膜)，都能形成无电解镀膜。B.与本专利技术有关的具备在基板上形成包含对于规定还原剂的氧化反应具有催化剂活性并且与上述规定材料不同的催化剂活性材料，限制规定材料的扩散的扩散限制层的扩散限制层形成步骤、和在上述扩散限制层形成步骤中形成扩散限制层的基板上，用含有上述规定还原剂的无电解镀液形成由上述规定材料构成的镀膜的镀膜形成步骤。在形成包含催化剂活性材料的扩散限制层(例如，阻挡层)后，用无电解镀液进行无电解镀。由扩散限制层中的催化剂活性材料促进无电解镀膜中含有的还原剂的反应，能够形成无电解镀膜。C.与本专利技术有关的具备在基板上形成由对于规定还原剂的氧化反应具有催化剂活性并与上述规定材料不同的催化剂活性材料构成的、并且限制上述规定材料的扩散的扩散限制层的扩散限制层形成步骤、和在上述扩散限制层形成步骤中形成了扩散限制层的基板上，用含有上述规定还原剂的无电解镀液形成由上述规定材料构成的镀膜的镀膜形成步骤。在由具有催化剂活性和扩散限制性两者的材料形成扩散限制层(例如，阻挡层)后，用无电解镀液进行无电解镀。由构成扩散限制层的催化剂活性材料促进无电解镀膜中含有的还原剂的反应，能够形成无电解镀膜。附图说明图1是表示与第一实施方式有关的的顺序的流程图。图2A～2D是表示图1的顺序中的晶片W的截面的截面图。图3是表示用于图1中的无电解镀的无电解镀装置的局部截面图。图4是表示设置在图3所示的无电解镀装置中的晶片W等处于倾斜状态的局部截面图。图5是表示用与第一实施方式有关的无电解镀装置进行无电解镀时的顺序的一个例子的流程图。图6是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图7是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图8是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图9是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图10是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图11是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图12是表示当以图5所示的顺序进行无电解镀时的无电解镀装置的状态的局部截面图。图13是表示用与第二实施方式有关的的顺序的流程图。图14A、14B是表示图13的顺序中的晶片W的截面的截面图。图15是表示与第三实施方式有关的的顺序的流程图。图16A、16B是表示图15的顺序中的晶片W的截面的截面图。具体实施例方式下面，我们参照附图详细说明与本专利技术的实施方式有关的。(第一实施方式)图1是表示与第一实施方式有关的的顺序的流程图。又，图2A～2D是表示图1的顺序中的晶片W的截面的截面图。如图1所示，在与本专利技术的第一实施方式有关的中，以步骤S11～S13的顺序处理晶片W。下面，我们说明该处理顺序的详细情况。(1)晶片W的阻挡层形成(步骤S11，图2A)在晶片W上形成阻挡层。阻挡层作为扩散限制层起作用，是用于防止布线材料(例如，铜)等的扩散的壁垒。由于阻挡层，能够防止由布线材料等的扩散(例如，电迁移)引起的晶片W的污染。关于阻挡层的材料，例如，能够用Ta、TaN、W、WN、Ti、TiN。在晶片W中适当地形成槽构、通路等的用于埋入布线材料的凹凸，与该凹凸对应地形成阻挡层。在图2A中表示了与凹部1对应地形成阻挡层2的状态。此外，能够用物理成膜法(溅射法、真空蒸镀等)或化学成膜法(CVD法等)形成阻挡层2。(2)形成到阻挡层上的催化剂活性核(步骤S12，图2B)在阻挡层2上形成催化剂活性核3。催化剂活性核3由在步骤S13中用的无电解镀液，特别是由具有促进其成分的还原剂的氧化反应的作为催化剂的活性的催化剂活性材料构成，作为用于形成无电解镀膜的核(起点)起作用。该催化剂活性核3既可以是层状的连续膜，也可以是岛状(island)分布的不连续膜。这里，表示构成催化剂活性核3的催化剂活性材料的例子。能够与作为后述的无电解镀液的成分而使用的还原剂对应地选择该催化剂活性材料。1)当还原剂为甲醛时Ir、Pd、Ag、Ru、Rh、Au、Pt无电解镀时的反应2)当还原剂是次磷酸盐时Au、Ni、Pd、Co、Pt(以越在左面催化剂活性越高的方式排列(Au＞Pt))无电解镀时的反应3)当还原剂是乙醛酸时Ir、Pd、Ag、Ru、Rh、Au、Pd、Pt无电解镀时的反应4)当还原剂是金属盐(硝酸钴等)时Ag、Pt、Rh、Ir、Pd、Au5)当还原剂是二甲基胺硼烷(Dimethylamine Borane)时Ni、Pd、Ag、Au、Pt无电解镀时的反应(3)晶片W的无电解镀(步骤S13，图2C、2D)对晶片W进行无电解镀，形成无电解镀膜。此外，如后所述，该无电解镀能够用图3所示的装置，以图5的顺序进行。在无电解镀的初期阶段，在催化剂活性核3上形成无电解镀膜(图2C)。即，在该阶段当催化剂活性核3是不连续膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电解镀方法，其特征在于，该方法包括：在基板上形成限制规定材料扩散的扩散限制层的扩散限制层形成步骤；在通过所述扩散限制层形成步骤而在基板上形成的扩散限制层的至少一部分上，形成由对于无电解镀反应中的还原剂的氧化反应具有催化 剂活性且与所述规定材料不同的催化剂活性材料构成的催化剂活性核的催化剂活性核形成步骤；和在通过所述催化剂活性核形成步骤而形成了催化剂活性核的基板上，用包含所述还原剂的无电解镀液形成由所述规定材料构成的镀膜的镀膜形成步骤。

【技术特征摘要】
JP 2002-9-27 283297/20021.一种无电解镀方法，其特征在于，该方法包括在基板上形成限制规定材料扩散的扩散限制层的扩散限制层形成步骤；在通过所述扩散限制层形成步骤而在基板上形成的扩散限制层的至少一部分上，形成由对于无电解镀反应中的还原剂的氧化反应具有催化剂活性且与所述规定材料不同的催化剂活性材料构成的催化剂活性核的催化剂活性核形成步骤；和在通过所述催化剂活性核形成步骤而形成了催化剂活性核的基板上，用包含所述还原剂的无电解镀液形成由所述规定材料构成的镀膜的镀膜形成步骤。2.根据权利要求1所述的无电解镀方法，其特征在于在所述扩散限制层上不连续地形成有所述催化剂活性核。3.根据权利要求1所述的无电解镀方法，其特征在于所述规定的还原剂是甲醛、乙醛酸中的任一个，所述催化剂活性材料包含Ir、Pd、Ag、Ru、Rh、Au、Pt、Ti中的至少之任一个。4.根据权利要求1所述的无电解镀方法，其特征在于所述规定的还原剂是次磷酸盐，所述催化剂活性材料包含Au、Ni、Pd、Ag、Co、Pt中的至少之任一个。5.根据权利要求1所述的无电解镀方法，其特征在于所述规定的还原剂是金属盐，所述催化剂活性材料包含Ag、Rh、Ir、Pd、Au、Pt中的至少之任一个。6.根据权利要求1所述的无电解镀方法，其特征在于所述规定的还原剂是二甲基胺硼烷，所述催化剂活性材料包含Ni、Pd、Ag、Au、Pt中的至少之任一个。7.一种无电解镀方法，其特征在于，该方法具备在基板上形成扩散限制层的扩散限制层形成步骤，该扩散限制层包含对于规定还原剂的氧化反应具有催化剂活性且与所述规定材料不同的催化剂活性材料，限制规定材料的扩散；和在通过所述扩散限制层形成步骤而形成了扩散限制层的基板上，用含有所述规定还原剂的无电解镀液形成由所述规定材料构成的镀膜的镀膜形成步骤。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸茂吉典，佐藤浩，定免美保，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]