專利名稱：無電解鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成無電解鍍膜的無電解鍍方法。
背景技術(shù)：
制作半導(dǎo)體器件時，要在半導(dǎo)體基板上形成布線。
伴隨著半導(dǎo)體器件的集成度的提高，正在進(jìn)行布線的微細(xì)化，與此相對應(yīng)，正在進(jìn)行布線的制作技術(shù)的開發(fā)。例如，作為銅布線的形成方法，用濺射法形成銅的種子層，通過電鍍埋入槽等形成布線及進(jìn)行層間連接的雙鑲嵌法已實(shí)用化。但是，用該方法難以對不形成種子層的被鍍面進(jìn)行電鍍。
另一方面，作為不需要種子層的鍍法，有無電解鍍法。無電解鍍是通過化學(xué)還原形成鍍膜的方法，所形成的鍍膜具有作為自發(fā)催化劑的作用，能連續(xù)地形成由布線材料構(gòu)成的鍍膜。無電解鍍不需要事先形成種子層(或者，不需要在整個被鍍面形成種子層)，即使不那么考慮形成種子層的厚度的不均勻性(特別是凹部、凸部中的臺階敷層)也可以。
另外，關(guān)于無電解鍍，公開了以下這樣的技術(shù)。
特開2002-73157號公報(第4頁，圖1)特開2002-342573號公報(第4～5頁，圖2、3)。

發(fā)明內(nèi)容
在無電解鍍中，例如，在通孔或溝槽等微細(xì)的凹部內(nèi)形成鍍膜時，在凹部內(nèi)會產(chǎn)生孔隙(空孔)，使得在凹部內(nèi)形成的鍍膜有可能缺乏均勻性。作為其原因，據(jù)認(rèn)為是由于在進(jìn)行無電解鍍時，通過使鍍液與具有催化活性的基板接觸而進(jìn)行鍍膜的形成，所以在凹部內(nèi)充滿鍍液之前就開始形成鍍膜的緣故。
鑒于如上所述的問題，本發(fā)明的目的是提供一種無電解鍍的方法，能夠提高所形成的鍍膜的均勻性。
A.為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的無電解鍍方法，包括向基板上供給無電解鍍液的鍍液供給步驟；對于在上述鍍液供給步驟中供給至基板上的無電解鍍液賦予促進(jìn)反應(yīng)的反應(yīng)促進(jìn)條件的反應(yīng)促進(jìn)條件賦予步驟；和，由在上述反應(yīng)促進(jìn)條件賦予步驟中賦予了反應(yīng)促進(jìn)條件的無電解鍍液在上述基板上形成鍍膜的鍍膜形成步驟。
通過供給無電解鍍液、賦予反應(yīng)促進(jìn)條件，開始形成鍍膜。在供給無電解鍍液階段(賦予反應(yīng)促進(jìn)條件以前)，不會形成鍍膜，即使形成，此形成鍍膜的速度也很小。因此，在正式形成鍍膜以前，就能夠把無電解鍍液均勻地送到基板上，例如，可以用無電解鍍液填充到凹部中。由于在均勻散布無電解鍍液的狀態(tài)下進(jìn)行無電解鍍，所以能夠提高無電解鍍膜的均勻性。
(1)在此，反應(yīng)促進(jìn)條件，可以通過提高無電解鍍液的溫度來實(shí)現(xiàn)。由于溫度升高，促進(jìn)了無電解鍍液的反應(yīng)，而無電解鍍液溫度的提高，可以通過基板(借助基板)或通過輻射熱而加熱無電解鍍液來進(jìn)行。而該溫度上升，也可以通過控制供給到基板上的無電解鍍液的溫度來進(jìn)行。
(2)反應(yīng)促進(jìn)條件，也可以通過改變無電解鍍液的組成來實(shí)現(xiàn)。
例如，通過改變金屬鹽的濃度或pH值，能夠改變鍍膜的生成速度。
無電解鍍液的組成的變化，可通過切換供給到基板上的無電解鍍液或者改變構(gòu)成供給到上述基板上的無電解鍍液的多種藥液的混合比來實(shí)現(xiàn)。
B.本發(fā)明的無電解鍍方法，包括由第一無電解鍍液以第一成膜速度在基板上形成第一鍍膜的第一鍍膜形成步驟；由第二無電解鍍液以大于第一成膜速度的第二成膜速度在第一鍍膜形成步驟中形成了第一鍍膜的基板上形成第二鍍膜的第二鍍膜形成步驟。
在第一鍍膜形成步驟中，分別使用第一、第二無電解鍍液，分別以第一、第二成膜速度形成鍍膜。由于第一成膜速度小于第二成膜速度，所以由第一無電解鍍液在基板上的比較微細(xì)的圖案上形成鍍膜之后，可以由第二無電解鍍液迅速地形成鍍膜。其結(jié)果是，能夠在基板上形成均勻性良好的鍍膜，而且不會延長處理時間。
(1)無電解鍍的方法，在上述第二鍍膜形成步驟之前，還可以包括從基板上除去在上述第一鍍膜形成步驟中使用的第一無電解鍍液的無電解鍍液除去步驟。
通過從基板上除去第一無電解鍍液，能夠防止第一無電解鍍液混入第二無電解鍍液。
(2)上述第一、第二鍍液，可以從互相不同的鍍液儲存部供給。
通過切換供給鍍液的鍍液儲存部，能夠適當(dāng)?shù)毓┙o第一、第二鍍液。
(3)上述第一、第二鍍液，可以經(jīng)由混合多種藥液的藥液混合部供給。
通過改變藥液混合部中的藥液的混合比，能夠適當(dāng)?shù)毓┙o第一、第二鍍液。


圖1是表示第一實(shí)施方式的無電解鍍方法的順序的流程圖。
圖2A～圖2C是表示在圖1的順序中晶片W剖面狀態(tài)的剖面圖。
圖3是在圖1中的無電解鍍中使用的無電解鍍裝置的部分剖面圖。
圖4是在圖3中所示的無電解鍍裝置中設(shè)置的晶片W等被置于傾斜狀態(tài)的部分剖面圖。
圖5是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖6是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖7是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖8是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖9是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖10是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖11是表示在按照圖1表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖12是表示第二實(shí)施方式的無電解鍍方法的順序的流程圖。
圖13A～13C是表示在圖12的順序中晶片W的剖面狀態(tài)的剖面圖。
圖14是表示在按照圖12表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖15是表示在按照圖12表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
圖16是表示在按照圖12表示的順序進(jìn)行無電解鍍時的無電解鍍裝置的狀態(tài)的部分剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明實(shí)施方式的無電解鍍方法。
(第一實(shí)施方式)圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的無電解鍍方法的順序的一個例子的流程圖。而圖2A～圖2C是表示利用圖1的順序處理的基板一晶片W的剖面狀態(tài)的剖面圖。圖3是表示能夠按照圖1的順序?qū)嵤o電解鍍的無電解鍍裝置10的例子的部分剖面圖。
首先基于圖2A～圖2C大致說明處理的過程(詳細(xì)的說明在后面敘述)。
向具有凹部的晶片W(圖2A)上供給鍍液L，保持此鍍液(步驟S13和圖2B)，然后加熱鍍液L從而促進(jìn)反應(yīng)，在晶片W上形成鍍膜P(步驟S14和圖2C)。
在步驟S13中，供給并保持鍍液L，能夠使鍍液L均勻地散布在包含凹部的整個晶片W上。隨后在步驟S14中，通過提高鍍液L的溫度形成鍍膜。由于在鍍液L均勻分布的狀態(tài)下進(jìn)行無電解鍍，能夠提高形成鍍膜的均勻性。
(無電解鍍裝置的詳細(xì))首先說明無電解鍍裝置。
無電解鍍裝置10，可以進(jìn)行下述處理使用處理液對作為基板的晶片W進(jìn)行無電解鍍處理、其前處理、鍍后的洗凈處理和干燥處理。
這就是說，作為處理液來說，除了無電解鍍用的藥液以外，還可以包括鍍的前處理、后處理用的藥液、純水等各種液體。
作為無電解鍍所使用的藥液(無電解鍍液)，可以使用將以下的材料混合溶于純水中而得到的溶液。
1)金屬鹽是供給構(gòu)成鍍膜的金屬離子的材料。在鍍膜是銅的情況下，金屬鹽是例如硫酸銅、硝酸銅、氯化銅。
2)絡(luò)合劑是在強(qiáng)堿性情況下使金屬絡(luò)合化以提高金屬在溶液中的穩(wěn)定性而不使金屬離子以氫氧化物形式沉淀的材料，在絡(luò)合劑當(dāng)中，例如，作為胺系材料，可以使用HEDTA、EDTA、ED，作為有機(jī)系材料，可以使用檸檬酸、酒石酸、萄糖酸。
3)還原劑是用于將金屬離子催化還原析出的材料。在還原劑當(dāng)中，可以使用例如甲醛、次磷酸鹽、乙醛酸、硝酸鹽(硝酸鈷等)、二甲基氨基硼烷、氯化錫、氫硼化合物。
4)穩(wěn)定劑是防止由氧化物(在鍍膜為銅的情況下是氧化銅)的不均勻性引起的鍍液自然分解的材料。在穩(wěn)定劑中，作為氮系材料，例如，可以使用優(yōu)先與一價銅形成絡(luò)合物的聯(lián)砒啶、氰化物、硫脲、鄰菲繞啉、新亞銅試劑(neocuproine)。
5)pH值緩沖劑是在鍍液進(jìn)行反應(yīng)時用于抑制pH變化的材料。在pH緩沖劑中，例如，可以使用硼酸、碳酸、羥基羧酸。
6)添加劑是添加劑中進(jìn)行鍍膜析出的促進(jìn)、抑制的材料、或者進(jìn)行表面或鍍膜的改性的材料。
·作為用于抑制鍍膜的析出速度、改善鍍液的穩(wěn)定性及鍍膜的特性的材料來說，作為硫系材料，例如，可以使用硫代硫酸、2-MBT。
·作為用于降低鍍液的表面張力、使鍍液能均勻地配置在晶片W的面上的材料來說，作為表面活性劑的非離子系材料，例如，可以使用聚烷撐二醇、聚乙二醇。
如圖3所示，無電解鍍裝置10具有基座11、中空電動機(jī)12、作為基板保持部的晶片卡盤20、上部板30、下部板40、杯體50、噴嘴臂61、62、作為傾斜調(diào)節(jié)部的基板傾斜機(jī)構(gòu)70和液供給機(jī)構(gòu)80。在此，中空電動機(jī)12、晶片卡盤20、上部板30、下部板40、杯體50和噴嘴臂61、62，直接或間接地連接在基座11上，與基座11一起移動，由基板傾斜機(jī)構(gòu)70進(jìn)行傾斜等。
晶片卡盤20是保持和固定晶片W的部件，由晶片保持爪21、晶片卡盤底板23和晶片卡盤支撐部24構(gòu)成。
晶片保持爪21，配置在晶片卡盤底板23的外周上，有多個，用來保持和固定晶片W。
晶片卡盤底板23是連接在晶片卡盤支撐部24上表面的大致呈圓形的平板，配置在杯體50的底面上。
晶片卡盤支撐部24，大致呈圓筒形狀，與設(shè)置在晶片卡盤底板23上的圓形狀開口部相連接，而且構(gòu)成中空電動機(jī)12的旋轉(zhuǎn)軸。其結(jié)果是，通過驅(qū)動中空電動機(jī)12，可以保持著晶片W，使晶片卡盤20旋轉(zhuǎn)。
上部板30是大致呈圓形的平板，具有加熱器H(未圖示)、處理液噴出口31、處理液流入部32、溫度測定機(jī)構(gòu)33，而且連接著升降機(jī)構(gòu)34。
加熱器H是用來加熱上部板30的電熱絲等加熱器件。根據(jù)溫度測定機(jī)構(gòu)33的溫度測定結(jié)果，通過未圖示的控制裝置控制加熱器H的發(fā)熱量，使上部板30、進(jìn)而使晶片W保持在所需的溫度(例如從室溫到60℃左右的范圍)。
處理液噴出口31，在上部板30的下表面形成單個或多個，用來噴出從處理液流入部32流入的處理液。
處理液流入部32在上部板30的上表面?zhèn)?，用來流入處理液，并將流入的處理液分配到處理液噴出?1。流入至處理液流入部32的處理液，可以切換使用純水(RT室溫)、加熱了的藥液1、2(例如從室溫到60℃左右的范圍)。在下面將要敘述的混合盒85中混合的藥液1、2(根據(jù)具體情況，將含有其它藥液的多種藥液進(jìn)行混合)也可以流入至處理液流入部32中。
溫度測定機(jī)構(gòu)33是埋入上部板30中的熱電偶等溫度測定機(jī)構(gòu)，用來測定上部板30的溫度。
升降機(jī)構(gòu)34與上部板30相連接，使上部板30以與晶片W相對向的狀態(tài)上下升降，例如，可以控制與晶片W的間隔在0.1～500mm之間。在無電解鍍中，使晶片W與上部板30接近(例如，晶片W與上部板30之間的間隔在2mm以下)，限制此間隙的空間尺寸，就能夠?qū)⑻幚硪壕鶆虻毓┙o到晶片W面上，以及減少其使用量。
下部板40是與晶片W的下表面相對向地配置的大致呈圓形的平板形狀，在靠近晶片W的狀態(tài)下，可以向其下表面供給加熱了的純水，從而適當(dāng)?shù)丶訜峋琖。
為了更有效地加熱晶片W，下部板40的尺寸優(yōu)選為與晶片W的尺寸相近似。更具體說，下部板40的尺寸優(yōu)選為晶片W面積的80％以上，或者優(yōu)選為90％以上。
下部板40被支撐部42支撐著，在其上表面的中央形成處理液噴出口41。
處理液噴出口41，噴出通過支撐部42內(nèi)的處理液。就處理液來說，可以切換地使用純水(RT室溫)、加熱了的純水(例如從室溫到60℃左右的范圍)。
支撐部42貫穿中空電動機(jī)12，連接著作為間隔調(diào)節(jié)部的升降機(jī)構(gòu)(未圖示)。通過使升降機(jī)構(gòu)工作，能夠使支撐部42、進(jìn)而使下部板40上下升降。
杯體50在其中保持著晶片卡盤20，而且接受和排出在晶片W處理時所使用的處理液，具有杯體側(cè)部51、杯體底板52和廢液管53。
杯體側(cè)部51，是其內(nèi)周沿著晶片卡盤20外周的圓筒狀部件，其上端位于靠近晶片卡盤20的保持面上方附近。
杯體底板52，連接著杯體側(cè)部51的下端，在與中空電動機(jī)12相對應(yīng)的位置上具有開口部，在與此開口部相對應(yīng)的位置配置有晶片卡盤20。
廢液管53，連接著杯體底板52，是用來將廢液(處理晶片W以后的處理液)從杯體50中排放到設(shè)置有無電解鍍裝置10的工廠中的廢液管道等當(dāng)中的管道。
杯體50連接著未圖示的升降機(jī)構(gòu)，能夠相對于基座11和晶片W而上下移動。
噴嘴臂61、61配置在晶片W上表面附近，從其前端的開口部噴出處理液、空氣等流體。噴出的流體可以適當(dāng)?shù)剡x擇純水、藥液或氮?dú)?。噴嘴?1、62上分別連接著移動機(jī)構(gòu)(未圖示)，該移動機(jī)構(gòu)使噴嘴臂61、62向著晶片W的中央的方向移動。在向晶片W噴出流體的情況下，噴嘴臂61、62移動到晶片W的上方，噴出完畢之后，移動到晶片W外周以外。噴嘴臂的數(shù)量，根據(jù)藥液的量、種類可以是一個或者三個以上。
基板傾斜機(jī)構(gòu)70，連接著基座11，當(dāng)使基座11的一端上下移動時，就使基座11和與其相連接的晶片卡盤20、晶片W、上部板30、下部板40和杯體50在例如0～10°、或者0～5°的范圍內(nèi)傾斜。
圖4是表示由基板傾斜機(jī)構(gòu)70使晶片W等處于傾斜狀態(tài)的部分剖面圖。可以看出，由基板傾斜機(jī)構(gòu)70使基座11傾斜，使與基座11直接或間接相連的晶片W等傾斜角度θ。
液供給機(jī)構(gòu)80，用來給上部板30和下部板40供給被加熱了的處理液，由溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)81、處理液容器82、83、84、泵P1～P5、閥V1～V5及混合盒85構(gòu)成。圖3表示使用藥液1、2兩種藥液的情況，但處理液容器、泵、閥的數(shù)目可以根據(jù)在混合盒85中混合的藥液數(shù)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)81，是在其內(nèi)部具有溫水和處理液容器82～84、通過溫水來加熱處理液容器82～84中的處理液(純水、藥液1、2)的裝置，將處理液適當(dāng)?shù)丶訜岬嚼鐝氖覝氐?0℃左右的范圍內(nèi)。在該溫度調(diào)節(jié)中，可以適當(dāng)?shù)厥褂美缢∑鳌⑼度胧郊訜崞?、外部加熱器?br> 處理液容器82、83、84分別是保存純水、藥液1、2的容器。
泵P1～P3，從處理液容器82～84中吸出處理液。通過分別給處理液容器82～84加壓，從處理液容器82～84中送出處理液也可以。
閥V1～V3進(jìn)行管道的開閉，進(jìn)行處理液的供給或停止處理液的供給。而閥V4、V5分別用來向上部板30、下部板40供給室溫(不加熱)的純水。
混合盒85是用來將從處理液容器83、84送來的藥液1、2進(jìn)行混合的容器。
可以在混合盒85中適當(dāng)?shù)貙⒒旌纤幰?、2混合、調(diào)節(jié)溫度，送至上部板30。而將調(diào)節(jié)了溫度的純水適當(dāng)?shù)厮椭料虏堪?0。
(無電解鍍工序的詳細(xì))
如圖1所示，在本發(fā)明第一實(shí)施方式的無電解鍍方法中，依照步驟S11～S18的順序處理晶片W。下面詳細(xì)地說明此處理順序。
(1)晶片W的保持(步驟S11，圖5和圖2A)將晶片W保持在晶片卡盤20上。例如，在晶片W的上表面上吸引著晶片W的未圖示的吸引臂(基板輸送機(jī)構(gòu))將晶片W載置在晶片卡盤20上。然后，利用晶片卡盤20的晶片保持爪21保持晶片W。另外，通過使杯體50下降，在比晶片W的上表面低的情況下，能沿水平方向移動吸引臂。
(2)晶片W的前處理(步驟S12和圖6)使晶片W旋轉(zhuǎn)，將處理液從噴嘴臂61或噴嘴臂62供給至晶片W的上表面，進(jìn)行晶片W的前處理。
通過利用中空電動機(jī)12使晶片卡盤20旋轉(zhuǎn)，能進(jìn)行晶片W的旋轉(zhuǎn)，這時的旋轉(zhuǎn)速度作為一例可以為100～200rpm。
噴嘴臂61、62任意一者或兩者移動至晶片W的上方，噴出處理液。根據(jù)前處理的目的，從噴嘴臂61、62供給的處理液，例如能依次供給晶片W清洗用的純水或晶片W的催化劑活性化處理用的藥液。這時的噴出量達(dá)到在晶片W上形成處理液的液汪(puddle)(層)所必要的量、例如100mL左右就足夠了。但是，根據(jù)需要，使噴出量多一些也沒關(guān)系。另外，噴出的處理液也可以適當(dāng)?shù)丶訜?例如，從室溫至60℃左右的范圍)。
(3)向晶片W上供給并保持鍍液(步驟S13，圖7和圖2B)將鍍液供給并保持在晶片W上。
使上部板30接近晶片W的上表面(作為一個例子，晶片W上表面和上部板30下表面的間隔為0.1～2mm左右)，從處理液噴出口31供給(作為一個例子，30～100mL/min)鍍用的藥液(鍍液)。所供給的鍍液，充滿在晶片W上表面和上部板30下表面之間，從其中流出到杯體50當(dāng)中。通過使上部板30和晶片W接近，能夠減少鍍液的消耗量。
在此時，由鍍液在晶片W上進(jìn)行無電解鍍的溫度條件還沒有充分具備(溫度低)。因此，實(shí)質(zhì)上還沒有開始無電解鍍。實(shí)質(zhì)上還沒有在晶片W上進(jìn)行無電解鍍膜的形成，即使進(jìn)行，其形成速度也很小。
因此，鍍液能夠十分均勻地分布在整個晶片W上。例如，在晶片W上形成通孔或溝槽等微細(xì)的凹部的情況下，鍍液就填充到這些凹部當(dāng)中。
通過在供給鍍液的過程中旋轉(zhuǎn)晶片W，能夠提高向晶片W上供給鍍液的均勻性。
在如上供給鍍液時，也有可以同時進(jìn)行以下的1)～4)。
1)在供給鍍液時，通過由晶片卡盤20使晶片W旋轉(zhuǎn)，能夠以更好均勻性將鍍液供給至晶片W上，進(jìn)而有助于提高鍍膜的均勻性。作為一個例子，使晶片W以10～50rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
2)在鍍液的供給前(或者供給中、供給后)，可以由基板傾斜機(jī)構(gòu)70使晶片卡盤20和上部板30傾斜。
通過使晶片W傾斜，能夠迅速地除去在晶片W和上部板30之間的氣體(例如空氣)，可以置為鍍液。假如晶片W和上部板30之間的氣體不能完全除去時，就會在晶片W和上部板30之間殘留氣泡，成為損害所形成的鍍膜均勻性的原因。
3)若向晶片W上供給規(guī)定量的鍍液，則可以停止該供給。
減少向晶片W上供給鍍液，就能夠減少其使用量。此步驟中的鍍液的供給，其目的是使鍍液均勻地分布在晶片W上，鍍液的反應(yīng)(即鍍液的消耗)還不是目的。因此，沒有必要連續(xù)地進(jìn)行鍍液的供給。
4)上部板30和晶片W的接近并非絕對必要，在上部板30和晶片W分離較大時也是可以供給鍍液的。在此情況下，一般同時進(jìn)行3)(在供給規(guī)定量的鍍液之后停止供給)。
(4)鍍液的加熱(步驟S14，圖8和圖2C)將鍍液的溫度升高到適合于反應(yīng)的溫度(作為一個例子，從室溫到60℃左右的范圍)，開始由鍍液的反應(yīng)形成鍍膜。此時，優(yōu)選用任何的手段測定鍍液的溫度，控制其加熱。此溫度測定可以直接測定鍍液的溫度來進(jìn)行，但例如通過測定晶片W的溫度、間接地測定測定鍍液的溫度也沒有關(guān)系。
鍍液的溫度升高，可以通過如下1)～4)中所示的各種方法或它們的組合來進(jìn)行。
1)通過下部板40來加熱此加熱方法如在圖8中所示。
將下部板40加熱，使之靠近晶片W的下表面(作為一個例子，晶片W下表面和下部板40上表面的間隔為0.1～2mm左右)，從處理液噴出口41供給在液供給機(jī)構(gòu)80中被加熱了的純水。此被加熱了的純水，充滿晶片W下表面和下部板40上表面之間，從而加熱晶片W。通過加熱晶片W將鍍液加熱，在晶片W上進(jìn)行鍍膜的形成。此方法是從鍍液與晶片W相交的界面進(jìn)行加熱。由于此界面也是形成鍍膜的界面，所以施加于鍍液的熱量能夠有效地被利用。
通過使用純水等液體加熱晶片W，晶片W和下部板40單個旋轉(zhuǎn)或者不旋轉(zhuǎn)都很容易，而且防止了晶片W下表面的污染。根據(jù)情況，也可以使被加熱了的下部板40接觸于晶片W來加熱晶片W。
2)所供給的鍍液的溫度升高也可以在供給至晶片上以前升高鍍液的溫度，從而開始形成鍍膜。此溫度升高可以由液供給機(jī)構(gòu)80來進(jìn)行。
由于改變所供給的鍍液本身的溫度，所以能夠提高鍍液溫度的穩(wěn)定性。
3)通過上部板30來加熱也可以通過上部板30來加熱鍍液。由于上部板30與鍍液接觸，所以通過上部板30的溫度升高，能夠加熱鍍液。
4)通過加熱器或燈的輻射熱等適宜的裝置進(jìn)行鍍液的加熱。
例如，在上部板30和晶片W分離較大時供給鍍液，在供給規(guī)定量的鍍液之后停止供給的情況下，從晶片W的上表面用燈的輻射熱進(jìn)行加熱是很容易的。
在以上的鍍液加熱時，可以同時進(jìn)行以下的1)～5)1)在加熱鍍液時，當(dāng)由晶片卡盤20使晶片W旋轉(zhuǎn)時，能夠提高鍍液加熱的均勻性，進(jìn)而有助于提高鍍膜的均勻性。作為一個例子，晶片W以10～50rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
2)由基板傾斜機(jī)構(gòu)70可以使晶片卡盤20和上部板30傾斜。
通過鍍液的反應(yīng)，有時會產(chǎn)生氫氣等氣泡。通過使晶片W傾斜，能夠迅速地除去在晶片W和上部板30之間的氣體，防止損害鍍膜的均勻性。
3)在形成鍍膜的過程中，可以不連續(xù)地供給鍍液，而是間歇地進(jìn)行供給。這樣就能夠以很好的效率消耗供給在晶片W上的鍍液，減少其使用量。
4)也可以停止鍍液的供給。
即使在使用已經(jīng)供給在晶片W上的鍍液形成鍍膜的情況下，本實(shí)施例的方法也是有效的。
5)即使上部板30和晶片W有時分離得比較遠(yuǎn)，但還是能夠形成鍍膜。在此情況下，一般同時進(jìn)行4)(在供給規(guī)定量的鍍液以后停止供給)。
(5)晶片W的清洗(步驟S15和圖9)用純水清洗晶片W。可以將從上部板30的處理液噴出口31噴出的處理液，從鍍液切換為純水來進(jìn)行該清洗。此時，可以從下部板40的處理液噴出口41供給純水。
在清洗晶片W時，也可以使用噴嘴臂61、62。此時，停止從上部板30的處理液噴出口31供給鍍液，使上部板30離開晶片W。然后，使噴嘴臂61、62移向晶片W的上方，供給純水。此時優(yōu)選也從下部板40的處理液噴出口41供給純水。
在以上的晶片W清洗中，通過使晶片W旋轉(zhuǎn)，能夠提高晶片W的清洗的均勻性。
在上部板30和晶片W離開較遠(yuǎn)形成鍍膜的情況下，從清洗效率上看，優(yōu)選在晶片W的清洗的取下之前，先從晶片W上排掉鍍液。可以通過例如高速旋轉(zhuǎn)晶片W來實(shí)現(xiàn)此排除。
(6)晶片W的干燥(步驟S16和圖10)通過停止向晶片W上供給純水，高速地旋轉(zhuǎn)晶片W，可以除去晶片W上的純水。根據(jù)情況，也可以從噴嘴臂61、62中噴出氮?dú)鈦泶龠M(jìn)晶片W的干燥。
(7)晶片W的取下(步驟S17和圖11)在晶片W干燥完成以后，停止由晶片卡盤20進(jìn)行的晶片W的保持。然后由未圖示的吸引臂(基板輸送機(jī)構(gòu))從晶片卡盤20上取下晶片W。
(第二實(shí)施方式)
圖12是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的無電解鍍方法的順序的一個例子的流程圖。而圖13A～圖13C是表示按照圖12的順序處理的作為基板的晶片W的剖面狀態(tài)的剖面圖。
首先大致地說明圖12的處理方法(詳細(xì)的說明在后敘述)。
在具有凹部的晶片W(圖13A)上，供給第一鍍液，形成第一鍍膜P1(步驟S24和圖13B)。然后供給第二鍍液，形成第二鍍膜P2(步驟S25和圖13C)。此時，要設(shè)定第一鍍膜的形成速度小于第一鍍膜的形成速度。
從而，可以在步驟S24中填埋微細(xì)的凹部(窄的圖案)，而在步驟S25中填埋比較寬的凹部(寬的圖案)。其結(jié)果是，能夠以很好的均勻性迅速地在晶片W上形成鍍膜，而且可以快速進(jìn)行。。
下面詳細(xì)地說明在圖12中所示的處理順序。
(1)晶片W的保持、前處理(步驟S21、S22和圖13A)在鍍裝置10上保持晶片W，進(jìn)行鍍處理前的前處理。此步驟S21、S22相當(dāng)于在第一實(shí)施方式中的步驟S11、S12，由于沒有實(shí)質(zhì)性的差別，就省略了詳細(xì)的說明。
(2)晶片W的加熱(步驟S23和圖14)為了將晶片W保持在適合反應(yīng)的溫度，對晶片W進(jìn)行加熱。
將下部板40加熱，使之靠近晶片W的下表面(作為一個例子，晶片W下表面和下部板40上表面的間隔0.1～2mm左右)，從處理液噴出口41供給在液供給機(jī)構(gòu)80中被加熱了的純水。此被加熱了的純水，充滿晶片W下表面和下部板40上表面之間，加熱晶片W。
在加熱此晶片W的過程中，通過使晶片W旋轉(zhuǎn)，能夠提高晶片W加熱的均勻性。
通過使用純水等液體加熱晶片W，晶片W和下部板40單個旋轉(zhuǎn)或者不旋轉(zhuǎn)都很容易，而且防止對晶片W下表面的污染。
用其它裝置對上述晶片W進(jìn)行加熱也是無妨的。例如，通過加熱器或燈的輻射熱加熱晶片W也是無妨的。而根據(jù)情況，通過使加熱的下部板40接觸于晶片W，也可以加熱晶片W。
(3)通過供給第一鍍液來形成第一鍍膜(步驟S24、圖15和圖13B)
將上部板30加熱，使之靠近晶片W的上表面(作為一個例子，晶片W上表面和上部板30下表面的間隔0.1～2mm左右)，從處理液噴出口31供給(作為一個例子，30～100mL/min)鍍用的藥液(第一鍍液)。所供給的鍍液充滿晶片W上表面和上部板30下表面之間，并流到杯體50中。此時，由上部板30調(diào)節(jié)鍍液的溫度(作為一個例子，從室溫到60℃左右的范圍)。而優(yōu)選由液供給機(jī)構(gòu)80調(diào)節(jié)所供給的鍍液的溫度。
在此，通過由晶片卡盤20使晶片W旋轉(zhuǎn)，能夠提高在晶片W上形成的鍍膜的均勻性。作為一個例子，晶片W以10～50rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
上部板30的加熱，可以在前面的步驟S1～S3中的任何步驟之前進(jìn)行。而通過與其它工序同時進(jìn)行上部板30的加熱，能夠縮短晶片W的處理時間。
如上所述，通過向晶片W的上表面供給被加熱到所需溫度的第一鍍液，在晶片W上形成第一鍍膜。此時的鍍膜的形成速度要小于在下面的步驟S25中的第二鍍膜的形成速度。由于以比較緩慢的速度形成鍍膜，所以在晶片W的微細(xì)的凹部就確實(shí)地形成鍍膜。
在以上的鍍液的供給時，能夠同時進(jìn)行以下的1)～4)。
1)通過在供給此鍍液的過程中使晶片W旋轉(zhuǎn)，能夠提高在晶片W上形成鍍膜的均勻性。
2)在供給鍍液之前，可以由基板傾斜機(jī)構(gòu)70使晶片卡盤20和上部板30傾斜。
通過使晶片W傾斜，能夠迅速地除去晶片W和上部板30之間的氣體，置換為鍍液。假如不能完全除去在晶片W和上部板30之間的氣體，在晶片W和上部板30之間殘留氣泡，就成為損害所形成的鍍膜均勻性的原因。
伴隨著由鍍液形成鍍膜而產(chǎn)生氣體(例如氫氣)，由所產(chǎn)生的氣體形成氣泡，有可能損害鍍膜的均勻性。
通過由基板傾斜機(jī)構(gòu)70使晶片W傾斜，可以減少氣泡的產(chǎn)生并且促進(jìn)所產(chǎn)生的氣泡脫出，就能夠提高鍍膜的均勻性。
3)在鍍膜形成的過程中，也可以不是連續(xù)地而是間歇地供給鍍液。這樣能夠以良好的效率消耗向晶片W上供給的鍍液，減少其使用量。
4)向晶片W上供給規(guī)定量的鍍液以后，停止其供給。
減少向晶片W上供給的鍍液，能夠降低其使用量。在此步驟中供給鍍液的目的是使鍍液均勻地分布在晶片W上，不是以鍍液的反應(yīng)(即消耗鍍液)為目的的。因此，沒有必要連續(xù)地供給鍍液。
5)上部板30和晶片W沒有必要絕對地靠近，上部板30和晶片W離開較遠(yuǎn)也可以供給鍍液。在此情況下，一般同時進(jìn)行4)(在供給規(guī)定量的鍍液之后停止供給)。
(4)通過供給第二鍍液形成第二鍍膜(步驟S25，圖16和圖13C)將處理液噴出口31供給的鍍液由第一鍍液改為第二鍍液。通過供給第二鍍液，在晶片W上形成第二鍍膜。此時鍍膜的形成速度大于在下面的步驟S25中第二鍍膜的形成速度。在晶片W上迅速地形成了鍍膜。
由于在步驟S24中微細(xì)的圖案被第一鍍膜所填埋，在此步驟中對比較寬的圖案進(jìn)行填埋。
此時，當(dāng)?shù)谝诲兡ず偷诙兡な峭瑯拥牟馁|(zhì)構(gòu)成的時，就提高了在晶片W上形成的鍍膜的均勻性。
這樣，通過使用鍍膜形成速度不同的鍍液時，就能夠在形成有微細(xì)圖案(凹凸)的晶片W上均勻而迅速地形成鍍膜。
為了利用第一鍍液、第二鍍液形成同一材質(zhì)鍍膜的速度不同，通過改變其組成比來進(jìn)行。例如通過使金屬鹽的濃度或pH值不同，就能夠改變鍍膜的形成速度。
改變鍍液組成，可以通過切換供給所使用的鍍液的供給容器來進(jìn)行。此外，也可以通過改變在混合盒85中混合液體的混合比來進(jìn)行。
在上部板30和晶片W離開較遠(yuǎn)時形成鍍膜的情況下，也可以在供給第二鍍液之前，從晶片W上排出第一鍍液，防止第一鍍液混入第二鍍液中?？梢酝ㄟ^例如使晶片W的高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)此排出。除此以外，用純水等清洗晶片W也是無妨的。
(5)晶片W的清洗、干燥、取下(步驟S26～S28)清洗并干燥晶片W，將其從無電解鍍裝置10上取下。此步驟S26～S28與第一實(shí)施方式中的步驟S15～S27相當(dāng)，沒有實(shí)質(zhì)性的差別，因此省略了詳細(xì)的說明。
(其它實(shí)施方式)本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于已經(jīng)敘述的實(shí)施方式，可以擴(kuò)展或者變更。經(jīng)過擴(kuò)展或變更的實(shí)施方式，也包含在本發(fā)明技術(shù)的范圍內(nèi)。
例如，作為基板，也可以利用晶片W以外的例如玻璃板等。
在第一、第二實(shí)施方式中，分別通過溫度的變化、鍍液的切換，使得鍍膜的形成速度不同，但可以將其更普遍地看作是鍍液的反應(yīng)條件(溫度、鍍液的組成(例如金屬離子濃度、pH值)等)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的無電解鍍方法，可以實(shí)現(xiàn)所形成的鍍膜的均勻性的提高，可以在產(chǎn)業(yè)中使用。
權(quán)利要求
1.一種無電解鍍方法，其特征在于包括向基板上供給無電解鍍液的鍍液供給步驟；對于在所述鍍液供給步驟中供給至基板上的無電解鍍液賦予促進(jìn)反應(yīng)的反應(yīng)促進(jìn)條件的反應(yīng)促進(jìn)條件賦予步驟；和由在所述反應(yīng)促進(jìn)條件賦予步驟中賦予了反應(yīng)促進(jìn)條件的無電解鍍液在所述基板上形成鍍膜的鍍膜形成步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的無電解鍍方法，其特征在于所述反應(yīng)促進(jìn)條件是升高無電解鍍液的溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的無電解鍍方法，其特征在于通過由所述基板加熱無電解鍍液，使所述無電解鍍液的溫度升高。
4.如權(quán)利要求2所述的無電解鍍方法，其特征在于通過由輻射熱加熱無電解鍍液，使所述無電解鍍液的溫度升高。
5.如權(quán)利要求2所述的無電解鍍方法，其特征在于通過控制向所述基板上供給的無電解鍍液的溫度，使所述無電解鍍液的溫度升高。
6.如權(quán)利要求1所述的無電解鍍方法，其特征在于所述反應(yīng)促進(jìn)條件是無電解鍍液組成的改變。
7.如權(quán)利要求6所述的無電解鍍方法，其特征在于所述無電解鍍液組成的改變，通過切換向所述基板上供給的無電解鍍液來進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求6所述的無電解鍍方法，其特征在于所述無電解鍍液組成的改變，通過改變構(gòu)成供給至所述基板上的無電解鍍液的多種藥液的混合比來進(jìn)行。
9.一種無電解鍍方法，其特征在于包括由第一無電解鍍液以第一成膜速度在基板上形成第一鍍膜的第一鍍膜形成步驟；和由第二無電解鍍液以大于第一成膜速度的第二成膜速度在第一鍍膜形成步驟中形成了第一鍍膜的基板上形成第二鍍膜的第二鍍膜形成步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的無電解鍍方法，其特征在于在所述第二鍍膜形成步驟之前，還具備從基板上除去在所述第一鍍膜形成步驟中所使用的第一無電解鍍液的無電解鍍液除去步驟。
11.如權(quán)利要求9中所述的無電解鍍方法，其特征在于所述第一、第二鍍液從互相不同的鍍液儲存部供給。
12.如權(quán)利要求9中所述的無電解鍍方法，其特征在于所述第一、第二鍍液經(jīng)由混合多種藥液的藥液混合部供給。
全文摘要
通過供給無電解鍍液、賦予反應(yīng)促進(jìn)條件，開始形成鍍膜。在供給無電解鍍液的階段，不進(jìn)行鍍膜的形成，即使進(jìn)行，其成膜速度也很小。因此，在正式形成鍍膜之前，將無電解鍍液均勻地分布在基板上，能夠提高無電解鍍膜的均勻性。
文檔編號C25D5/02GK1688746SQ0382389
公開日2005年10月26日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者丸茂吉典 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社