JPH02274881A - シリコンデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り棗上夙■皿分更 本発明は、シリコンウェハーにニッケル皮膜を形成して
シリコンデバイスを製造する方法に関し、更に詳述する
と平滑なシリコンウェハー表面に直接密着性良く無電解
ニッケル−リンめっき皮膜をシリコンウェハーの平滑性
を損なわずに形成してシリコンデバイスを製造する方法
に関する。

の　　　び　　が　　しよ゛と　る 周知のように、シリコンウェハーに無電解ニッケル−リ
ンめっき皮膜を電極材、配線材として形成したシリコン
デバイスは広範囲な用途に用いられ、また新しい用途の
開発がなされつつある。

従来、かかるシリコンデバイスを製造する場合、シリコ
ンウェハーに対する無電解ニッケル−リンめっき皮膜の
密着性を確保するため、シリコンウェハーを粗面化した
後、無電解ニッケル−リンめっき皮膜を形成することが
行なわれている。

即ち、かかるシリコンウェハーの粗面化によるシリコン
デバイスの製造方法としては、シリコンウェハーの製造
時にあらかじめ粗面化したシリコンウェハーを用いて無
電解めっきをする方法、めっき前処理においてフッ化水
素酸でエツチングして平滑なシリコンウェハーを粗面化
した後、無電解めっきをする方法、あるいはショツトブ
ラスト。

砥石研磨、液体ホーニングなどでシリコンウェハーの表
面を機械的に粗面化した後、無電解めっきをする方法な
どが採用されている。

しかし、これらの表面粗面化方法を採用してもなおシリ
コンウェハーに対する無電解ニッケル−リンめっき皮膜
の密着性が不十分な場合があり、特に機械的に粗面化し
た場合は表面に微細なひび割れが入るという問題がある
。しがも、このような表面粗面化方法はシリコンデバイ
スの表面の平滑性を失わせるものであるため、最近の高
精度微細パターン形成に対応できないという欠点がある
。

このため、平滑なシリコンウェハーに対し無電解ニッケ
ル−リンめっき皮膜を密着よく形成する方法として、平
滑なシリコンウェハーにあらかじめ真空蒸着やスパッタ
リングなどのドライプロセスで金属皮膜を形成した後、
焼き付けを行ない、シリコンウェハー表面をめっき皮膜
との密着性を高めた表面に改質し、更に無電解ニッケル
−リンめっき皮膜を行なうという方法が採用されている
。

しかし、この方法は、無電解ニッケル−リンめっき皮膜
を直接シリコンウェハー上に形成できないという欠点が
ある上、複雑な前処理を必要とするため、コスト的に不
利である。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、粗面化しない
平滑なシリコンウェハー上に無電解ニッケル−リンめっ
き皮膜を密着性良く直接に、しかも元の平滑性を損なわ
ずに形成してシリコンデバイスを製造する方法を提供す
ることを目的とする。

を　　するための　　　び 本発明は、上記目的を達成するため、平滑な表面を持つ
シリコンウェハーの無電解ニッケル−リンめっき皮膜を
形成すべき表面に触媒金属核を付着させた後、リン含有
量が１〜５％（重量％、以下同じ）の無電解ニッケル−
リンめっき皮膜を形成するようにしたものである。

即ち、本発明者は平滑なシリコンウェハー上に密着性良
く直接無電解ニッケル−リンめっき皮膜をシリコンウェ
ハーの平滑性を損なわずに形成する方法について鋭意検
討を行なった結果、形成さ・れる無電解ニッケル−リン
めっき皮膜中のリン含有量が密着性に大きな影響を与え
ることを知見した。

この点につき更に詳述すると、通常の無電解ニッケル−
リンめっき皮膜中のリン含有量は７〜１０％のものが多
いが：かかるめっき皮膜を平滑なシリコンウェハー上に
形成した場合、該皮膜とシリコンウェハーとの密着性が
悪く、簡単に剥離してしまい、シリコンデバイスとして
の信頼性に欠けるものであり、密着性を確保するために
は上述したようにシリコンウェハーを粗面化する必要が
あるものであった。この場合、ニッケル−リン皮膜に対
し２５０〜３５０℃、２０〜６０分間の熱処理を施すと
、通常は密着性が向上するが、シリコンウェハーに対し
てはほとんど密着性向上効果がないばかりでなく、ニッ
ケル−リンめっき皮膜が非晶質から結晶質に変化し、特
性が変わるという問題を生じるものであった。

ところが、後述する如きめっき組成の無電解ニッケル−
リンめっき浴を用いるなどしてリン含有量が１〜５％の
ニッケル−リンめっき皮膜をシリコンウェハー上に直接
形成してシリコンデバイスを製造した場合、意外にもか
かる無電解ニッケル−リン皮膜はシリコンウェハーと極
めて密着性が良く、しかも平滑なシリコンウェハーの平
滑性を損なわずに維持できるために良質なシリコンデバ
イスを製造できることを知見し、本発明をなすに至った
ものである。

以下１本発明について更に詳しく説明する。

本発明方法において、ニッケル合金めっき皮膜を形成す
るシリコンウェハーは、従来と異なり、ドライプロセス
で金属皮膜を形成したり、粗面化処理を行なう必要がな
く、平滑面を持つシリコンウェハーであればよい。

この平滑な表面を有するシリコンウェハーの無電解ニッ
ケル−リンめっき皮膜を形成すべき表面にまず金属触媒
核を形成する。この場合、この金属触媒核形成工程に先
立ち、必要によりシリコンウェハーの表面の汚れを除去
するため、例えば市販の食器洗剤のような中性の界面活
性剤水溶液等の洗浄剤を用いて洗浄を行なうことができ
、また、シリコンウェハー表面を活性化することができ
る。

この活性化工程はめっきの密着性を高めるために行なう
もので、処理剤としては、シリコンウェハーの平滑性を
損なわないようにするため１例えば水酸化カリウム水溶
液のようなシリコンウェハーに対し穏やかな作用を持つ
薬品を用い、浸漬等の方法で行なうことができる。なお
、フッ化水素酸はシリコンウェハーに対し反応が過激で
あり、表面の平滑度が損なわれるため好ましくない。

上記金属触媒核形成工程は公知の方法で常法に従って行
なうことができる。例えば、第１錫塩の酸性水溶液とパ
ラジウム塩の酸性水溶液とを用いるセンシタイジングー
アクナベ−ティング法、いわゆるコロイドパラジウムを
用いるキヤタライジングーアクナベ−ティング法、更に
パラジウム塩の酸性水溶液に浸漬した後、！死刑溶液に
浸漬してパラジウムイオンを還元する方法など、各種の
・公知方法が採用し得る。なお、金属触媒核としては、
銀なども使用できるが、パラジウムが一般的である。

このように触媒金属核を形成した後は、無電解ニッケル
−リンめっきを施して、リン含有量が１〜５％、好まし
くは２〜３％の無電解ニッケル−リンめっき皮膜を形成
する。

ここで、かかるリン含有量のめつき皮膜を得るためのめ
っき浴は特に制限されず、リン含有量が１〜５％の皮膜
を形成し得る公知のめつき浴であればいずれのものも使
用できるが、特にニッケルイオンを１〜８ｇ／Ｑ、好ま
しくは３〜５　ｇ　／　Ｑ　。

次亜リン酸イオンを１０〜４０ｇ／Ｑ、好ましくは２０
〜３０　ｇ　／　Ｑ、クエン酸、酢酸、酒石酸、リンゴ
酸等の錯化剤を５〜１００　ｇ　／　Ｑ、好ましくは１
０〜５０ｇ／Ｑ、ｐＨ５〜８、好ましくは６〜７のめっ
き浴を用いることができる。なお、めっき条件も制限さ
れないが、通常６０〜９０℃でめっきをすることができ
、また、めっき厚はシリコンデバイスの用途等により適
宜選定することができる。

このようにして、リン含有量が１〜５％のｇｔ解ニッケ
ル−リン皮膜を電極材や配線材としてシリコンウェハー
に形成することにより電気抵抗の小さい電極材や配線材
をもったシリコンデバイスが形成される。

なお、上記めっき皮膜は必要により熱処理することがで
きるが、この場合皮膜中のリン含有量が低いので非晶質
から結晶質に変化し難いものである。

ｆｌｕυ弧果 以上説明したように、本発明のシリコンデバイスの製造
方法は、平滑面をもつシリコンウエノ）−表面にリン含
有量が１〜５％の無電解ニッケル−リンめっき皮膜を形
成するようにしたので、シリコンウェハーの平滑性を維
持して無電解ニッケル−リンめっき皮膜を直接かつ密着
性よく形成でき。

このためシリコンウェハーに電極材、配線材としてかか
るめっき皮膜を形成したシリコンデバイスはめっき皮膜
が容易に剥離せず、信頼性に優れた高品質のものである
。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものでは
ない。

１胤■ 表面の平滑なシリコンウェハー（直径５ｏ■。

厚さｌａｍ）に下記の工程でめっきを行ない、無電解ニ
ッケル−リンめっき皮膜を形成した。

（１）洗浄工程 市販の食器洗浄剤を５０ｄ／Ｑの濃度で水に溶解し、２
５℃で１０分間シリコンウェハーの洗浄を行なった後、
水洗した。

（２）活性化工程 水酸化カリウムを２００　ｇ　／　Ｑの濃度で含む水溶
液を用い、８０℃で１０分間処理を行なった後、水洗し
た。

（３）触媒感受性化工程 Ｓ　ｎ　ＣＱｓ　・Ｈｚ　Ｏ１５ｇ　／　Ｑ及び３６％
ＨＣＱ１５ｄ／Ｑからなる水溶液を用い、２５℃で５分
間のセンシタイズ処理を行なった後、水洗した。

（４）触媒付与処理工程 ＰｄＣＱ、　１５０　ｍＩ　Ｑ及び３６％ＨＣＱ０，１
５ＩｌｌＱ／Ｑよりなる水溶液を用い、２５℃で３分間
のアクチベイト処理を行なった後、水洗した。

（５）無電解めっき工程 下記組成のめっき浴を用い、９０’Ｃで８分間めっきを
行なった。

めっき液組成 硫酸ニッケル　　　　　　　　２０　ｇ　／　Ｑ次亜リ
ン酸ソーダ　　　　　　１０　ｇ　／　ｆｉｌクエン酸
　　　　　　　　　　　１０　ｇ　／　Ｑ硫酸　　　　
　　　　　　　　１５　ｇ／ＱｐＨ（アンモニアで調整
）　　　７．０上記ニツケルーリンめっき皮膜のリン含
有量は２．８％であった。

次に、このめっき皮膜のシリコンウェハーとの密着性を
下記の方法で評価した。

支１１元囚Σ 市販のセロハンテープ（スコッチ片面テープ８５０番、
住友３Ｍ社製）をめっき面に貼り付けた後、引き剥がし
てめっき面の剥離の状態をｗｔ祭した。

上記のようにして得られたニッケル−リンめっき皮膜は
、密着性テストでもシリコンウェハーと全く剥離が認め
られなかった。また、表面をａ察したところ、シリコン
ウェハーの平滑性は損なわれておらず、もとの平滑性を
完全に維持していた。

ぶ（Ｌ阿 めっき浴を下記に示す組成とした以外は、実施例と同様
にニッケル−リンめっき皮膜をシリコンウェハーに形成
した。

めっき液組成 硫酸ニッケル　　　　　　　　２０　ｇ　／　Ｑ次亜リ
ン酸ソーダ　　　　　　２５　ｇ　／　Ｑクエン酸　　
　　　　　　　　　１５　ｇ　／　ＱｐＨ（アンモニア
で調整）４．５ 上記のようにして得られたニッケル−リンめっき皮膜（
リン含有量が９．１％）のシリコンウェハーとの密着性
を実施例と同様の密着性テストを行なったところ、めっ
き皮膜はセロハンテープにより全面にわたって簡単に剥
離した。

出願人　　上　村　工　業　株式会社 代理人　　弁理士　小　島　隆　司 （他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、平滑な表面を持つシリコンウェハーの無電解ニッケ
   ル−リンめっき皮膜を形成すべき表面に触媒金属核を付
   着させた後、リン含有量が１〜５重量％の無電解ニッケ
   ル−リンめっき皮膜を形成することを特徴とするシリコ
   ンデバイスの製造方法。