JP2001319919A - Method and apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing semiconductor device

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JP2001319919A
JP2001319919A JP2000174437A JP2000174437A JP2001319919A JP 2001319919 A JP2001319919 A JP 2001319919A JP 2000174437 A JP2000174437 A JP 2000174437A JP 2000174437 A JP2000174437 A JP 2000174437A JP 2001319919 A JP2001319919 A JP 2001319919A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for manufacturing a semiconductor device, which can manufacture a semiconductor device without using a surface polishing equipment (CMP) which scrapes off the surface of a plated layer by mechanically polishing the surface. SOLUTION: In order to scrape off the surface of the plated layer formed relatively thick on a wafer W, such a mechanism is employed wherein the surface of the plated layer is chemically removed by supplying an etchant from a chemical nozzle 303 of a washing treatment unit (SRD) provided with the chemical nozzle 303 for special purpose for supplying an etchant, without mechanically polishing the surface polishing equipment (CMP).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明は半導体の製造技術に
係り、更に詳細にはシリコンウエハなどの被処理基板上
にメッキ処理を施して銅の配線層を形成したり、この配
線層を切削処理するなどして半導体装置を製造する方法
及びその製造に用いる処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and more particularly, to forming a copper wiring layer by plating a substrate to be processed, such as a silicon wafer, or cutting this wiring layer. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and the like and a processing apparatus used for the manufacturing.

【従来の技術】従来よりLSIなどの半導体装置は、シ
リコンウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)の上に
導体や半導体、絶縁体の薄膜層を作り込むことにより製
造されている。このとき半導体装置の基板としてのウエ
ハの材料であるシリコンは絶縁体であるため、配線層を
形成するためには銅などの導体層をメッキ処理などによ
り形成する。更に詳しく述べると、ウエハの表面には微
細な凹凸が形成されているため、最初にバリアメタル層
を形成し、その上から銅等を析出させてシード層と呼ば
れる導体層を形成し、このシード層を介して電解メッキ
を施すことにより配線層となるメッキ層を銅で形成す
る。できたメッキ層を図11に示したような、CMPと
呼ばれる表面研磨装置で削って薄い銅層を形成し、この
層を利用して各種の層を作り込んで半導体装置が製造さ
れる。図11は表面研磨処理装置(CMP)の概略垂直
断面図である。この表面研磨処理装置はモータ221に
より鉛直な回転軸222を介して水平に回転する回転テ
ーブル202と、この回転テーブル202の表面に貼着
された研磨層である研磨布203と、被研磨体であるウ
エハWを保持して前記研磨布203に所定の圧力で接触
させるウエハ保持部204と、前記研磨布203の表面
に研磨液を供給する研磨液供給ノズル205とを備えて
いる。ウエハ保持部204は例えば真空チャック機構を
備え、回転テーブル202の中心部から変位した位置で
ウエハWを被研磨面が下側になるように吸着保持し、こ
の被研磨面を研磨布203に接触させるように構成され
るとともに、モータ241により鉛直な回転軸272を
介して水平に回転するようになっている。このモータ2
41は、固定板243に取り付けられた昇降部244に
より昇降軸245を介して昇降可能な昇降体246に取
りつけられている。前記研磨液供給ノズル205は、研
磨液供給源267よりの化学的な研磨作用を有する化学
的研磨材、例えばフッ素化合物を含む研磨液を、例えば
研磨布203の回転中心付近に供給するように構成され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices such as LSIs have been manufactured by forming thin layers of conductors, semiconductors, and insulators on a silicon wafer (hereinafter simply referred to as a "wafer"). At this time, since silicon, which is a material of a wafer as a substrate of a semiconductor device, is an insulator, a conductive layer such as copper is formed by plating or the like to form a wiring layer. More specifically, since fine irregularities are formed on the surface of the wafer, a barrier metal layer is first formed, and copper or the like is deposited thereon to form a conductor layer called a seed layer. By performing electrolytic plating through the layers, a plating layer to be a wiring layer is formed of copper. A thin copper layer is formed by shaving the resulting plating layer with a surface polishing apparatus called CMP as shown in FIG. 11, and various layers are formed using this layer to manufacture a semiconductor device. FIG. 11 is a schematic vertical sectional view of a surface polishing apparatus (CMP). This surface polishing apparatus includes a rotary table 202 that is horizontally rotated by a motor 221 via a vertical rotary shaft 222, a polishing cloth 203 that is a polishing layer attached to the surface of the rotary table 202, and a polishing target. The polishing apparatus includes a wafer holding unit 204 that holds a certain wafer W and makes contact with the polishing cloth 203 at a predetermined pressure, and a polishing liquid supply nozzle 205 that supplies a polishing liquid to the surface of the polishing cloth 203. The wafer holding unit 204 includes, for example, a vacuum chuck mechanism, and suction-holds the wafer W at a position displaced from the center of the rotary table 202 so that the surface to be polished faces down. The motor 241 rotates horizontally via a vertical rotation shaft 272. This motor 2
Reference numeral 41 is attached to an elevating body 246 that can be moved up and down via an elevating shaft 245 by an elevating unit 244 attached to a fixed plate 243. The polishing liquid supply nozzle 205 is configured to supply a chemical polishing material having a chemical polishing action from the polishing liquid supply source 267, for example, a polishing liquid containing a fluorine compound, for example, near the rotation center of the polishing pad 203. Have been.

【発明が解決しようとする課題】しかし、この表面研磨
装置(CMP)はメッキ層を機械的に研磨して削り取る
ための専用の装置であり、表面を削り取るだけのために
このCMPをシステムに組み込むには製造コストや保守
管理などの費用と手間がかかるという問題がある。ま
た、この表面研磨装置(CMP)をシステム外に設置す
ると、半導体製造装置の占有面積が大型化してフットプ
リントやスループットが低下するという問題がある。本
発明は上記従来の問題を解決するためになされたもので
ある。即ち、本発明は機械的にメッキ層の表面を研磨し
て削り取る表面研磨装置(CMP)を用いることなく半
導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法
や処理装置を提供することを目的とする。
However, this surface polishing apparatus (CMP) is a dedicated apparatus for mechanically polishing and removing a plating layer, and is incorporated in a system only for removing the surface. However, there is a problem that it takes time and labor such as manufacturing cost and maintenance management. Further, when this surface polishing apparatus (CMP) is installed outside the system, there is a problem that the occupied area of the semiconductor manufacturing apparatus becomes large, and the footprint and throughput are reduced. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. That is, an object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a processing device capable of manufacturing a semiconductor device without using a surface polishing apparatus (CMP) for mechanically polishing and shaving the surface of a plating layer. I do.

【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
製造方法は、第1の処理装置内で被処理基板をメッキ処
理して前記被処理基板表面の微細な凹凸を塞ぐとともに
前記被処理基板表面全体を覆うメッキ層を形成する工程
と、前記被処理基板を第2の処理装置に搬送する工程
と、前記メッキ層にエッチング剤を供給して余分なメッ
キ層をエッチバックして除去する工程と、を具備するこ
とを特徴とする。請求項1の半導体製造方法では、前記
メッキ層にエッチング剤を供給して余分なメッキ層をエ
ッチバックして除去するので、表面研磨装置(CMP)
のような研磨専用の機械的研磨装置を省略することが出
来る。 請求項2の処理装置は、被処理基板を回転可能
に保持する手段と、前記回転する前記被処理基板の外周
縁部に、被処理基板の半径方向外側かつ板面に傾斜した
方向に処理剤を供給して前記被処理基板の外周縁部表面
の金属層を除去する第1のノズルと、前記前記被処理基
板の表面に、被処理基板表面の金属層を除去する処理剤
を供給する第2のノズルと、を具備する。請求項2の処
理装置では、前記前記被処理基板の表面に、被処理基板
表面の金属層を除去する処理剤を供給する第2のノズル
を備えているので、表面研磨装置(CMP)のような研
磨専用の機械的研磨装置を省略することが出来る。請求
項3の処理装置は、請求項2に記載の処理装置であっ
て、前記除去される金属層の終点を検出する手段を更に
具備する。請求項3の処理装置では、請求項2に記載の
処理装置であって、前記除去される金属層の終点を検出
する手段を更に具備しているので、メッキ層の除去工程
の終点管理を正確に行なうことができ、それによりメッ
キ層の最終厚さ、ひいては高品質の半導体装置を収率よ
く製造することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: plating a substrate to be processed in a first processing apparatus to close fine irregularities on the surface of the substrate; A step of forming a plating layer covering the entire surface of the substrate, a step of transporting the substrate to be processed to a second processing apparatus, and a step of supplying an etching agent to the plating layer to etch back and remove an excess plating layer. And a step. In the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, an etching agent is supplied to the plating layer to etch back and remove an extra plating layer.
It is possible to omit a mechanical polishing device dedicated to polishing as described above. 3. The processing apparatus according to claim 2, further comprising: means for rotatably holding the substrate to be processed; And a first nozzle for supplying a processing agent for removing the metal layer on the surface of the substrate to be processed to the surface of the substrate to be processed. 2 nozzles. The processing apparatus according to claim 2, further comprising a second nozzle for supplying a processing agent for removing a metal layer on the surface of the substrate to be processed, on the surface of the substrate to be processed, such as a surface polishing apparatus (CMP). A mechanical polishing apparatus dedicated to polishing can be omitted. A processing apparatus according to a third aspect is the processing apparatus according to the second aspect, further comprising means for detecting an end point of the metal layer to be removed. According to a third aspect of the present invention, there is provided the processing apparatus according to the second aspect, further comprising means for detecting an end point of the metal layer to be removed. Therefore, the final thickness of the plating layer, and thus, a high-quality semiconductor device can be manufactured with high yield.

【発明の実施の形態】(第一の実施の形態)以下、本発
明の第一の実施の形態に係る銅メッキ用のメッキ処理シ
ステムについて説明する。図1は本実施形態に係るメッ
キ処理システムの斜視図であり、図2は同メッキ処理シ
ステムの平面図であり、図3は同メッキ処理システムの
正面図であり、図4は同メッキ処理システムの側面図で
ある。図1〜図4に示したように、このメッキ処理シス
テム1はウエハWを出し入れしたり運搬するキャリアス
テーション2とウエハWに実際に処理を施すプロセスス
テーション3とから構成されている。キャリアステーシ
ョン2はウエハWを収容する載置台21と載置台21上
に載置されたキャリアカセットCにアクセスしてその中
に収容されたウエハWを取り出したり、処理が完了した
ウエハWを収容したりする第2の搬送手段としてのサブ
アーム22とから構成されている。キャリアカセットC
内には複数枚、例えば25枚のウエハWを等間隔毎に水
平に保った状態で垂直方向に収容されるようになってい
る。載置台21上には図中X方向に例えば4個のキャリ
アカセットCが配設されている。サブアーム22は図中
X方向に配設されたレール上を移動するとともに鉛直方
向(Z方向)即ち図中紙面に垂直な方向に昇降可能かつ
水平面内で回転可能な構造を備えており、載置台21上
に載置されたキャリアカセットC内にアクセスして未処
理のウエハWをキャリアカセットCから取り出したり、
処理が完了したウエハWをキャリアカセットC内に収納
するようになっている。またこのサブアーム22は後述
するプロセスステーション3との間でも、処理前後のウ
エハWを受け渡しするようになっている。プロセスステ
ーション3は図1〜図4に示すように直方体又は立方体
の箱型の外観を備えており、その周囲全体は耐腐食性の
材料、例えば樹脂や表面を樹脂でコーティングした金属
板などでできたハウジング31で覆われている。プロセ
スステーション3の内部は図1及び図4に示すように略
立方形或いは直方形の箱型の構成となっており、内部に
は処理空間Sが形成されている。処理空間Sは図1及び
図4に示したように直方体型の処理室であり、処理空間
Sの底部には底板33が取り付けられている。処理空間
Sには、複数の処理ユニット、例えば4基のメッキ処理
ユニットM1〜M4が例えば処理空間室S内の、次に説
明するメインアーム35の周囲にそれぞれ配設されてい
る。図1及び図2に示すように底板33のほぼ中央には
ウエハを搬送するための第1の搬送手段としてのメイン
アーム35が配設されている。このメインアーム35は
昇降可能かつ水平面内で回転可能になっており、更に略
水平面内で伸縮可能な上下二本のウエハ保持部材を備え
ており、これらのウエハ保持部材を伸縮させることによ
りメインアーム35の周囲に配設された処理ユニットに
対して処理前後のウエハWを出し入れできるようになっ
ている。またメインアーム35は垂直方向に移動して上
側の処理ユニットへも出入りできるようになっており、
下段側の処理ユニットから上段側の処理ユニットへウエ
ハWを運んだり、その逆に上側の処理ユニットから下段
側の処理ユニットへウエハWを運ぶこともできるように
なっている。更にこのメインアーム35は保持したウエ
ハWを上下反転させる機能を備えており、一の処理ユニ
ットから他の処理ユニットへウエハWを搬送する間にウ
エハWを上下反転できる構造を備えている。なおこのウ
エハWを反転できる機能はメインアーム35に必須の機
能ではない。上段側には他の処理ユニット、例えば第2
の液処理装置としての洗浄処理ユニット(SRD)27
0が例えば2基キャリアステーションに近い側、即ち前
記メッキ処理ユニットM1,M2の上側にそれぞれ配設
されている。このように複数の処理ユニットが上下方向
に多段配置されているので、液処理システムの面積効率
を向上させることが出来る。プロセスステーション3の
ハウジング31のうち、キャリアステーション2に対面
する位置に配設されたハウジング31aには、図3に示
すように3つの開閉可能な開口部G1〜G3が配設され
ている。これらのうちG1は下段側に配設されたメッキ
処理ユニットM1とM2との間に配設された中継載置台
36の位置に対応する開口部であり、キャリアカセット
Cからサブアーム22が取り出した未処理のウエハWを
プロセスステーション3内に搬入する際に用いられる。
搬入の際には開口部G1が開かれ、未処理ウエハWを保
持したサブアーム22が処理空間S内にウエハ保持部材
を伸ばしてアクセスし、中継載置台36上にウエハWを
置く。この中継載置台36にメインアーム35がアクセ
スし、中継載置台36上に載置されたウエハWを保持し
てメッキ処理ユニットM1〜M4などの処理ユニット内
まで運ぶ。残りの開口部G2及びG3は処理空間Sのキ
ャリアステーション2に近い側に配設されたSRDに対
応する位置に配設されており、これらの開口部G2、G
3を介してサブアームが処理空間S内にアクセスし、上
段側に配設されたSRDに直接アクセスして処理が完了
したウエハWを受け取ることができるようになってい
る。そのためSRDで洗浄されたウエハWが汚れたメイ
ンアームに触れて汚染されることが防止される。また、
処理空間S内には図4中上から下向きのエアフローが形
成されており、システム外から供給された清浄なエアが
処理空間Sの上部から供給され、洗浄処理ユニット、メ
ッキ処理ユニットM1〜M4に向けて流下し、処理空間
Sの底部から排気されてシステム外に排出されるように
なっている。このように処理空間S内を上から下に清浄
な空気を流すことにより、下段側のメッキ処理ユニット
M1〜M4から上段側の洗浄装置の方には空気が流れな
いようになっている。そのため、常に洗浄処理ユニット
側は清浄な雰囲気に保たれている。更に、メッキ処理ユ
ニットM1〜M4や洗浄処理ユニット等の各処理ユニッ
ト内はシステムの処理空間Sよりも陰圧に維持されてお
り、空気の流れは処理空間S側から各処理ユニット内に
向って流れ、各処理ユニットからシステム外に排気され
る。そのため、処理ユニット側から処理空間S側に汚れ
が拡散するのが防止される。図5はメッキ処理ユニット
M1の垂直断面図である。図5に示すように、このメッ
キ処理ユニットM1では、ユニット全体が密閉構造のハ
ウジング41で覆われている。このハウジング41も樹
脂等の耐腐食性の材料で構成されている。ハウジング4
1の内側は概ね上下二段に分かれた構造になっており、
排気路を内蔵したセパレータ72により、セパレータ7
2の上側に位置する第1の処理部Aと、セパレータ72
の下側に位置する第2の処理部Bとに仕切り分けられて
いる。そのため、第2の処理部B側から上側の第1の処
理部A側に汚れが拡散するのが防止される。セパレータ
72の中央には貫通孔74が設けられており、この貫通
孔74を介して後述するドライバ61に保持されたウエ
ハWが第1の処理部Aと第2の処理部Bとの間を行き来
できるようになっている。処理部Aと処理部Bとの境界
にあたる部分のハウジングには開口部とこの開口部を開
閉するゲートバルブ73が設けられている。このゲート
バルブ73を閉じるとメッキ処理ユニットM1内はその
外側の処理空間Sとは隔絶された空間となるので、メッ
キ処理ユニットM1から外側の処理空間S内への汚れの
拡散が防止される。またメッキ処理ユニットM1〜M4
はそれぞれ別個独立に運転することができ、処理システ
ムに対してそれぞれが着脱可能に構成されている。その
ため、一つのメッキ処理ユニットについての保守管理時
など運転できない場合には、他のメッキ処理ユニットを
代替使用することができ、保守管理が容易に行なえる。
第1の処理部AにはウエハWを略水平に保持して回転さ
せる基板保持機構としてのドライバ61が配設されてい
る。このドライバ61はウエハWを保持するホルダ62
と、このホルダ62ごとウエハWを略水平面内で回転さ
せるモータ63とから構成されており、モータ63の外
套容器にはドライバ61を支持する支持梁67が取りつ
けられている。支持梁67の端はハウジング41の内壁
に対してガイドレール68を介して昇降可能に取り付け
られている。支持梁67は更にシリンダ69を介してハ
ウジング41に取りつけられており、このシリンダ69
を駆動することによりドライバ61の位置を上下できる
ようになっている。具体的には図5に示したように、ド
ライバ61の位置はウエハWを搬出入するための搬送位
置(I)と、ウエハW下面側の被処理面を洗浄する洗浄
位置(II)後述するスピンドライを行なうためのスピ
ンドライ位置(IV)、及びウエハWをメッキ液に浸漬
した状態でメッキを行なうメッキ位置(V)の主に4つ
の異なる高さの間で上下動させる。なお、ドライバ61
の内部にはウエハWだけを昇降させる昇降機構(図示省
略)が配設されており、この昇降機構を作動させること
により、ドライバ61の高さを変えずにウエハWの高さ
だけを位置(III)までドライバ61内部で変えるこ
とができる。この昇降機構はウエハW下面外周縁部で接
触して電圧を印加するカソードコンタクト64と呼ばれ
る接点とウエハWとを接離させるときに作動させるもの
であり、例えばカソードコンタクト64を洗浄する際に
ウエハWを上昇させて接点表面を露出させ、ノズルから
噴射された水により洗浄しやすくする。第2の処理部B
には例えば硫酸銅などの、銅メッキ用のメッキ液を収容
するメッキバス42が配設されている。メッキバス42
は二重構造になっており、内槽42aの外側に外槽42
bが略同軸的に配設されている。メッキバス42は前述
したドライバ61の真下に配設されており、メッキ液で
内槽42aを満たしたときにメッキ液の液面がメッキ位
置(V)で停止させたドライバ61に保持されたウエハ
Wよりもメッキ液液面の方が高くなる高さに内槽42a
が固定されている。内槽42aの内部にはメッキ液を底
部側から上面に向けて噴出させる噴出管43が内槽42
aの底部略中心から内槽42aの深さ方向略中間付近ま
で伸びており、噴出管43の周囲には電解メッキ処理時
にアノードとして機能する電極44が配設されている。
噴出管43の端部外周と内槽42aとの間には隔膜45
が配設されており、電解メッキ時に電極44から混入す
る異物がメッキ液液面に浮上してメッキの障害になるの
を防止している。内槽42a底部の中心から偏心した位
置にはメッキ液を循環させるための循環配管4717が
配設されており、図示しないポンプによりメッキ液を循
環させ、循環配管47で吸い込んだメッキ液を循環配管
46から供給するようになっている。外槽42bは内槽
42aの外壁面との間にメッキ液の流れる流路42を形
成している。更に外槽42bの底部には流路42に流れ
込んだメッキ液を内槽42a内に戻すための配管48が
接続されている。この配管48は前記噴出管43とポン
プ49を介して繋がっており、このポンプ49を作動さ
せることにより内槽42aから溢れ出して流路42、配
管48に流れ込んだメッキ液を再び内槽42a内に戻す
と共にウエハW下面側の被処理面に向けて噴出できるよ
うになっている。セパレータ72の下方には第2の処理
部が形成されている。この第2の処理部Bは前記第1の
処理部Aとは別個独立に形成された空間であり、第1の
処理部Aを流れる空気が第2の処理部Bに流れ込んだ
り、第2の処理部Bの空気が第1の処理部Aに流れ込む
ことはない。このように処理部B側から処理部A側に空
気が流れないようにすることで処理部A内を清浄雰囲気
に保っている。セパレータ72の下側には排気口71が
配設されている。この排気口71は図示しない排気系に
繋がれており、第2の処理部Bの空気中に飛散したメッ
キ液の微粒子等をこの排気口71で吸い込んで排気とと
もにメッキ処理システム外へ排出する。このように処理
部Bの空気中に含まれる微粒子をメッキ処理システム外
へ排出することによりメッキ処理ユニット内やメッキ処
理システム内を清浄な雰囲気に維持している。セパレー
タ72のうち、ドライバ61が出入りする貫通口74の
内壁下部には複数の洗浄ノズル70,70,…が配設さ
れており、洗浄位置で停止したウエハWの下面に向けて
例えば純水を噴出して洗浄するようになっている。な
お、この貫通口74の部分に水平方向のエアカーテンを
形成することも可能である。例えば、セバレータ72の
一方から清浄な空気を平面状に吹き出す一方、吹出口の
反対側に吸気口を設けてメッキバス42の上部を通過し
てきた空気を吸引しシステム外へ排気する方法などが挙
げられる。このように処理部Aと処理部Bとの境界にエ
アカーテンを形成することにより、メッキバス42から
のメッキ液を含んだミストが処理部A側に拡散するのを
防止することができる。また、このメッキ処理ユニット
M1内には温度調節装置や湿度調節装置を配設すること
も可能である。その場合にはメッキ処理ユニットM1内
を所定の温度や湿度を維持するように制御されるので、
メッキ液などのミストの発生を防止することができ、メ
ッキ処理ユニットM1内の空気が汚染されるのを防止し
ている。図6および図7は、本実施形態に係るアニーリ
ングユニットの構成を示す平面図および断面図である。
なお、図7では図解のために水平遮蔽板112を省略し
てある。このアニーリングユニットの処理室110は両
側壁111と水平遮蔽板112とで形成され、処理室1
10の正面側(メインアーム35側)および背面側はそ
れぞれ開口部170A,170Bとなっている。遮蔽板
112の中心部には円形の開口113が形成され、この
開口113内には円盤状のサセプタ120が設けられ
る。サセプタ120には例えば3つの貫通孔121が設
けられ、各貫通孔121内には支持ピン122が遊嵌状
態で挿通されており、ウエハWのローディング・アンロ
ーディング時には各支持ピン122がサセプタ120の
表面より上に突出または上昇してメインアーム35の保
持部材35aとの間でウエハWの受け渡しを行うように
なっている。サセプタ120の外周囲には、円周方向に
たとえば2°間隔で多数の通気孔12を形成したリング
状の帯板からなるシャッタ126が設けられている。こ
のシャッタ126は、通常はサセプタ120より下の位
置に退避しているが、アニーリングなどの熱処理時には
図7に示すようにサセプタ120の上面よりも高い位置
まで上昇して、サセプタ120とカバー体128との間
にリング状の側壁を形成し、図示しない気体供給系より
送り込まれるダウンフローの空気や窒素ガス等の不活性
ガスを通気孔124より周方向で均等に流入させるよう
になっている。カバー体128の中心部には熱処理時に
ウエハW表面から発生するガスを排出するための排気口
128aが設けられ、この排気口128aに排気管13
0が接続されている。この排気管130は、装置正面側
(メインアーム35側)のダクト(図示省略)に通じて
いる。遮蔽板112の下には、遮蔽板112、両側壁1
11および底板114によって機械室115が形成され
ており、室内にはサセプタ支持板116、シャッタアー
ム117、支持ピンアーム118、シャッタアーム昇降
駆動用シリンダ119、支持ピンアーム昇降駆動用シリ
ンダ125が設けられている。図6に示すように、ウエ
ハWの外周縁部が載るべきサセプタ120の表面位置に
複数個たとえば4個のウエハW案内支持突起部131が
設けられている。サセプタ120内部にはニクロム線等
の電熱ヒータ(図示省略)が設けられており、この電熱
ヒータを加熱することによりサセプタ120を所定温度
に維持するようになっている。図8は本実施形態に係る
洗浄処理ユニット(SRD)270の構造を模式的に示
した垂直断面図である。この洗浄処理ユニット270で
は略直方体の箱型ハウジング271内に固定カップ27
2が配設され、この固定カップ272の内側に回転カッ
プ273とリフタ274とが配設された構造を備えてい
る。ハウジング271には前記メインアーム35に面す
る開口部277が配設されており、開口部277を開閉
するためのゲートバルブ278が配設されている。この
ゲートバルブ278を閉じることにより洗浄処理ユニッ
ト270は処理空間Sから遮断され、洗浄処理ユニット
270内部からその外側の処理空間Sに汚れた空気が拡
散しないようになっている。また、この洗浄処理ユニッ
ト270内には圧力をその外側よりも陰圧に保つ圧力制
御装置や、温度や湿度を制御する装置などを配設しても
よい。内部の圧力を処理空間Sより陰圧に保つことによ
り、洗浄処理ユニット70からその外側に汚染が拡散す
るのが防止される。また、温度や湿度を制御することに
より汚染源を含んだミストの発生が防止される。回転カ
ップ273はウエハWを保持して回転するようになって
おり、保持されたウエハWの上下各面に洗浄液を供給す
ることでウエハWを洗浄する。回転カップ273の側壁
は図8の小円中に示したように、チャック部材292が
傾くようになっており、回転カップ273静止時には小
円Aに示したように先端部292aがウエハW外周縁か
ら離間してウエハWを着脱可能に載置し、回転カップ2
73の回転時には、小円Bに示したように遠心力で先端
部292aがウエハWの外周縁を半径方向内向きに押圧
してしっかりと固定する。また回転カップ273の上方
には第1のノズルとしてのエッジノズル301が回転カ
ップ273の回転軸300を中心とする円の半径方向に
水平移動するようになっており、回転カップ273内で
チャック部材292により固定されたウエハWの外周縁
部を洗浄する。即ち、図8に示したように、ウエハWの
外周縁を洗浄する際には、回転カップ273内でチャッ
ク部材292により固定されたウエハWの外周縁部にエ
ッジノズル301が近接してウエハW外周縁に洗浄液や
水を吐出して、ウエハW外周縁を洗浄する。また、回転
カップ273の上方には洗浄水ノズル302と、第2の
ノズルとしてのケミカルノズル303の2本のノズルが
それらの開口部を鉛直方向下向きにして取りつけられて
いる。これらは共に回転カップ273に保持されたウエ
ハWの中心から半径方向に水平移動可能に取りつけられ
ており、図示しない移動機構により水平方向に移動でき
るようになっている。更に洗浄水ノズル302には洗浄
水タンクタンクからの洗浄水を供給する洗浄水供給配管
が取り付けられ、ケミカルノズル303には薬液タンク
からの薬液を供給する薬液供給配管が取り付けられてお
り、それぞれノズル先端の開口部からウエハWに向けて
洗浄水や薬液を供給できるようになっている。この洗浄
処理ユニット270でウエハWの洗浄を行なう際には、
回転カップ273を回転させた状態で洗浄水ノズル30
2から洗浄水を供給することによりウエハW表面が洗浄
される。特にウエハWの外周縁を洗浄するには、回転カ
ップ273を回転させた状態でエッジノズル301から
ウエハWの外周縁に向って斜めに薬液や洗浄水を供給す
ると同時に、洗浄水ノズル302からウエハWの表面に
洗浄水を供給しながら外周縁を洗浄する。こうすること
により外周縁で飛散した洗浄水や薬液をウエハWの外側
へ流去できるので、ウエハW表面を常に清浄な状態に出
来る。回転カップ273上に載置した状態のウエハWの
下面側には液体流路とシャワーヘッド状の複数の貫通孔
を備えたリフタ284が対向するようになっており、こ
の貫通孔から薬液や洗浄水を供給することにより裏面側
も洗浄できるようになっている。更に、この洗浄処理ユ
ニット270では、薬液ノズル303からエッチング液
を供給することが出来る。回転カップ273を回転させ
ながらこの薬液ノズル303からエッチング液を供給す
ることにより、ウエハWのウェットエッチバックを行な
うことが出来る。即ち、回転するウエハW表面上にエッ
チング液を供給し、表面の金属層をエッチングして余分
なメッキ層を除去することが出来る。ここで、余分なメ
ッキ層とは、溝や孔に埋め込まれたメッキ層以外のメッ
キ層である。従って、この洗浄処理ユニット270でウ
ェットエッチバックを行なうことにより余分なメッキ層
を除去できるので、表面研磨装置(CMP)などの機械
的に研磨してメッキ層表面を削り取る装置の使用や機械
的研磨処理を省略することが出来る。次に、本実施形態
に係る半導体装置の製造方法の各工程について説明す
る。図9は本実施形態に係る半導体装置の製造プロセス
フローを示すフローチャートであり、図10は本実施形
態に係る半導体装置の製造過程を模式的に示した垂直断
面図である。図9に示すように、電源を投入してこのメ
ッキ処理システムを立ち上げると、載置台21上に載置
されたキャリアカセットC内にサブアーム22がアクセ
スして中に収容されている未処理のウエハWを取り出
し、このウエハWをメインアーム35に引き渡す。この
ときのウエハWは図10(a)にその垂直断面図を示し
たように、表面の溝にシード層403aが薄く形成され
ている。メインアーム35はメッキ処理ユニットM1内
にアクセスし、中のホルダ62にウエハWを引き渡し、
ウエハWの搬入が完了する(ステップ1)。次いで、こ
のメッキ処理ユニットM1内で第1のメッキ処理が施さ
れる(ステップ2)。こうして第1のメッキ処理が完了
すると、図10(b)に示したように、メッキ層403
が形成される。メッキ処理が完了したら、メッキ処理ユ
ニットM1内にメインアーム35がアクセスして処理後
のウエハWを取り出し、洗浄処理ユニット270へ移送
し、この中で洗浄する(ステップ3)。洗浄処理が完了
したら、ウエハWをアニーリング処理ユニットへ移送
し、ここでアニーリングを行なう(ステップ4)。次い
でアニーリング処理が完了したら、再びウエハWを洗浄
処理ユニット270内に移送し、今度はこの洗浄処理ユ
ニット270内でウエットエッチバックを行なう(ステ
ップ5)。なお、ステップ35を同時に行なっても良
い。即ち図8に示したように、ウエハWが載置された回
転カップ273を回転させながら、薬液ノズル303か
らウエハWに向けてエッチング液を供給してウエハW表
面の余分なメッキ層を除去する。この様子を模式的に示
したのが図10(c)である。この図10(c)に示し
たように、薬液ノズル303から供給されたエッチング
液404がメッキ層403の上表面をエッチングしなが
ら流去している。所定時間エッチング液を供給しながら
ウエットエッチバックを行なうことにより、図10
(d)のようにウエハW表面から余分なメッキ層が除去
される。ウェットエッチバックが完了したら、洗浄処理
ユニット270からウエハWを搬出し(ステップ6)、
一連の処理工程が完了する。以上説明したように、本発
明ではウエハWの表面に形成されたメッキ層の余分な部
分を除去するのに機械的に研磨する表面研磨装置CMP
を用いるのではなく、エッチング液を供給するための専
用ノズルとしての薬液ノズル303を備えた洗浄処理ユ
ニット(SRD)を用いて、この薬液ノズル303から
エッチング液を供給することにより化学的に除去する機
構を採用しているので、機械的な表面研磨装置(CM
P)を使用することなく、半導体装置を製造することが
出来る。なお本発明は上記実施形態に記載された範囲に
限定されるものではない。例えばこの実施形態てはシリ
コンウエハ上にメッキする場合について説明したが、L
CD用ガラス基板などシリコンウエハ以外の基板につい
ても適用できることは言うまでもない。 (第2の実施の形態)本実施形態では、前記第1の実施
の形態で洗浄処理装置によりメッキ層をウエットエッチ
バックする際に、ウェットエッチバックされるメッキ層
の終点を検出する手段を更に具備している。図12に本
実施形態に係る装置の概略構成を示した。図12に示す
ように、本実施形態に係る装置では、メッキ層の表面状
態を検出する装置、例えばCCDのような光学的にメッ
キ層の表面を監視し、その反射光を検出して表面状態の
変化を検出する機構を備えている。本実施形態に係る装
置によれば、ウェットエッチバックの終点を検出する手
段を備えているので、高精度にメッキ層の最終的な厚さ
を検出することが出来る。そのため、品質の高い半導体
装置を高収率で製造することが出来る。なおエッジ除去
は省略しても良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a plating system for copper plating according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of the plating system according to the present embodiment, FIG. 2 is a plan view of the plating system, FIG. 3 is a front view of the plating system, and FIG. FIG. As shown in FIGS. 1 to 4, the plating system 1 includes a carrier station 2 for loading and unloading and transporting the wafer W, and a process station 3 for actually processing the wafer W. The carrier station 2 accesses the mounting table 21 for storing the wafers W and the carrier cassette C mounted on the mounting table 21 to take out the wafers W stored therein, and stores the processed wafers W. And a sub arm 22 as a second transfer means. Carrier cassette C
A plurality of, for example, 25 wafers W are accommodated in a vertical direction while being kept horizontally at equal intervals. For example, four carrier cassettes C are arranged on the mounting table 21 in the X direction in the figure. The sub arm 22 has a structure capable of moving on rails arranged in the X direction in the figure, ascending and descending in a vertical direction (Z direction), that is, a direction perpendicular to the plane of the paper in the figure, and rotatable in a horizontal plane. The user accesses the carrier cassette C placed on the carrier 21 to take out an unprocessed wafer W from the carrier cassette C,
The processed wafer W is stored in the carrier cassette C. The sub-arm 22 also transfers wafers W before and after processing to and from a process station 3 described later. The process station 3 has a rectangular or cubic box-shaped appearance as shown in FIGS. 1 to 4, and the entire periphery thereof is made of a corrosion-resistant material such as resin or a metal plate whose surface is coated with resin. The housing 31 is covered. The inside of the process station 3 has a substantially cubic or rectangular box-like configuration as shown in FIGS. 1 and 4, and a processing space S is formed inside. The processing space S is a rectangular parallelepiped processing chamber as shown in FIGS. 1 and 4, and a bottom plate 33 is attached to the bottom of the processing space S. In the processing space S, a plurality of processing units, for example, four plating units M1 to M4 are disposed around the main arm 35 described below in the processing space chamber S, for example. As shown in FIGS. 1 and 2, a main arm 35 as a first transfer means for transferring a wafer is disposed substantially at the center of the bottom plate 33. The main arm 35 is vertically movable and rotatable in a horizontal plane. The main arm 35 further includes two upper and lower wafer holding members that can expand and contract in a substantially horizontal plane. Wafers W before and after processing can be taken in and out of processing units disposed around 35. Further, the main arm 35 moves vertically so that it can enter and exit the upper processing unit.
The wafer W can be carried from the lower processing unit to the upper processing unit, and conversely, the wafer W can be carried from the upper processing unit to the lower processing unit. Further, the main arm 35 has a function of turning the held wafer W upside down, and has a structure capable of turning the wafer W upside down while transferring the wafer W from one processing unit to another processing unit. The function of reversing the wafer W is not an essential function of the main arm 35. On the upper side, another processing unit such as the second
Cleaning unit (SRD) 27 as a liquid processing device
Numerals 0 are disposed, for example, on the side closer to the two carrier stations, that is, above the plating units M1 and M2. Since the plurality of processing units are vertically arranged in multiple stages, the area efficiency of the liquid processing system can be improved. Of the housing 31 of the process station 3, a housing 31 a provided at a position facing the carrier station 2 is provided with three openable and closable openings G <b> 1 to G <b> 3 as shown in FIG. 3. Among these, G1 is an opening corresponding to the position of the relay mounting table 36 disposed between the plating units M1 and M2 disposed on the lower side, and the opening G1 is not removed by the sub arm 22 from the carrier cassette C. It is used when a processing wafer W is loaded into the process station 3.
At the time of loading, the opening G1 is opened, the sub-arm 22 holding the unprocessed wafer W extends the wafer holding member into the processing space S, accesses the processing space S, and places the wafer W on the relay mounting table 36. The main arm 35 accesses the relay mounting table 36, holds the wafer W mounted on the relay mounting table 36, and carries the wafer W into a processing unit such as the plating units M1 to M4. The remaining openings G2 and G3 are arranged at positions corresponding to the SRDs arranged on the side closer to the carrier station 2 in the processing space S, and these openings G2 and G3 are provided.
The sub-arm accesses the processing space S via 3, and can directly access the SRD disposed on the upper side to receive the processed wafer W. Therefore, it is possible to prevent the wafer W cleaned by the SRD from being contaminated by touching the dirty main arm. Also,
A downward airflow is formed in the processing space S from above in FIG. 4, and clean air supplied from outside the system is supplied from the upper part of the processing space S, and is supplied to the cleaning processing unit and the plating processing units M1 to M4. The gas flows downward, is exhausted from the bottom of the processing space S, and is exhausted outside the system. By flowing clean air through the processing space S from the top to the bottom, air does not flow from the plating units M1 to M4 on the lower side to the cleaning device on the upper side. Therefore, the cleaning processing unit side is always kept in a clean atmosphere. Further, the inside of each processing unit such as the plating units M1 to M4 and the cleaning unit is maintained at a lower pressure than the processing space S of the system, and the flow of air flows from the processing space S to the inside of each processing unit. The air flows from each processing unit to the outside of the system. For this reason, the diffusion of dirt from the processing unit to the processing space S is prevented. FIG. 5 is a vertical sectional view of the plating unit M1. As shown in FIG. 5, in the plating unit M1, the entire unit is covered with a housing 41 having a closed structure. The housing 41 is also made of a corrosion-resistant material such as a resin. Housing 4
The inside of 1 has a structure divided roughly into upper and lower two stages,
The separator 7 having a built-in exhaust path allows the separator 7
A first processing unit A located on the upper side of
And a second processing unit B located below the second processing unit B. Therefore, the diffusion of dirt from the second processing unit B side to the upper first processing unit A side is prevented. A through hole 74 is provided at the center of the separator 72, and a wafer W held by a driver 61 described later passes between the first processing unit A and the second processing unit B via the through hole 74. You can go back and forth. An opening and a gate valve 73 that opens and closes the opening are provided in the housing at the boundary between the processing unit A and the processing unit B. When the gate valve 73 is closed, the inside of the plating unit M1 is separated from the outside processing space S, so that the diffusion of dirt from the plating unit M1 into the outside processing space S is prevented. Also, plating units M1 to M4
Can be operated independently and independently, and each is configured to be detachable from the processing system. Therefore, when the operation cannot be performed, for example, during the maintenance management of one plating unit, another plating unit can be used instead, and the maintenance can be easily performed.
The first processing section A is provided with a driver 61 as a substrate holding mechanism for holding and rotating the wafer W substantially horizontally. The driver 61 includes a holder 62 for holding the wafer W.
And a motor 63 for rotating the wafer W in a substantially horizontal plane together with the holder 62. A support beam 67 for supporting the driver 61 is attached to a jacket of the motor 63. The end of the support beam 67 is attached to the inner wall of the housing 41 via a guide rail 68 so as to be able to move up and down. The support beam 67 is further attached to the housing 41 via a cylinder 69.
, The position of the driver 61 can be moved up and down. Specifically, as shown in FIG. 5, the position of the driver 61 is a transfer position (I) for loading / unloading the wafer W, and a cleaning position (II) for cleaning the surface to be processed on the lower surface side of the wafer W. A spin dry position (IV) for performing spin dry and a plating position (V) for performing plating while the wafer W is immersed in a plating solution are moved up and down mainly between four different heights. The driver 61
A lifting mechanism (not shown) for raising and lowering only the wafer W is disposed inside the device. By operating this lifting mechanism, only the height of the wafer W is changed without changing the height of the driver 61 ( Up to III) can be changed inside the driver 61. This elevating mechanism is operated when the wafer W is brought into contact with or separated from a contact called a cathode contact 64 for applying a voltage by contacting the outer peripheral edge of the lower surface of the wafer W. W is raised to expose the contact surface and facilitate washing with water sprayed from the nozzle. Second processing unit B
Is provided with a plating bath 42 for containing a plating solution for copper plating such as copper sulfate. Plating bath 42
Has a double structure, and an outer tank 42 is provided outside the inner tank 42a.
b is disposed substantially coaxially. The plating bath 42 is disposed directly below the driver 61, and when the inner bath 42a is filled with the plating solution, the level of the plating solution is stopped at the plating position (V). Inner tank 42a at a height where the plating solution level is higher than
Has been fixed. An ejection pipe 43 for ejecting the plating solution from the bottom to the upper surface is provided inside the inner tank 42a.
An electrode 44 that functions as an anode at the time of electrolytic plating is provided around the center of the bottom of the inner tank 42a and substantially in the depth direction of the inner tank 42a.
A diaphragm 45 is provided between the outer periphery of the end of the ejection pipe 43 and the inner tank 42a.
Is provided to prevent foreign substances mixed in from the electrode 44 during electrolytic plating from floating on the surface of the plating liquid and causing an obstacle to plating. A circulating pipe 4717 for circulating the plating solution is provided at a position eccentric from the center of the bottom of the inner tank 42a. The plating solution is circulated by a pump (not shown), and the plating solution sucked by the circulating pipe 47 is circulated by the circulating pipe. 46. The outer tank 42b forms a flow path 42 through which the plating solution flows between the outer tank 42b and the outer wall surface of the inner tank 42a. Further, a pipe 48 for returning the plating solution flowing into the flow path 42 to the inside of the inner tank 42a is connected to the bottom of the outer tank 42b. The pipe 48 is connected to the jet pipe 43 via a pump 49. By operating the pump 49, the plating solution that has overflowed from the inner tank 42 a and flowed into the flow path 42 and the pipe 48 is returned to the inner tank 42 a. And can be ejected toward the surface to be processed on the lower surface side of the wafer W. Below the separator 72, a second processing unit is formed. The second processing section B is a space formed separately and independently from the first processing section A, and air flowing through the first processing section A flows into the second processing section B, The air in the processing section B does not flow into the first processing section A. By preventing air from flowing from the processing section B to the processing section A in this way, the inside of the processing section A is maintained in a clean atmosphere. An exhaust port 71 is provided below the separator 72. The exhaust port 71 is connected to an exhaust system (not shown). The exhaust port 71 sucks fine particles of the plating solution scattered in the air of the second processing section B through the exhaust port 71 and exhausts the exhausted gas to the outside of the plating system. By discharging the fine particles contained in the air of the processing section B to the outside of the plating system, the inside of the plating unit and the inside of the plating system are maintained in a clean atmosphere. A plurality of cleaning nozzles 70, 70,... Are provided in the lower part of the inner wall of the through-hole 74 through which the driver 61 enters and leaves the separator 72. For example, pure water is directed toward the lower surface of the wafer W stopped at the cleaning position. They are spouted and washed. In addition, it is also possible to form a horizontal air curtain at the portion of the through-hole 74. For example, there is a method in which clean air is blown out from one side of the separator 72 in a planar shape, while an air inlet is provided on the opposite side of the air outlet to suck air that has passed above the plating bath 42 and exhaust the air outside the system. . By forming the air curtain at the boundary between the processing unit A and the processing unit B in this manner, it is possible to prevent the mist containing the plating solution from the plating bath 42 from diffusing to the processing unit A side. Further, a temperature controller and a humidity controller can be provided in the plating unit M1. In that case, since the inside of the plating unit M1 is controlled to maintain a predetermined temperature and humidity,
The generation of mist such as a plating solution can be prevented, and the air in the plating unit M1 is prevented from being contaminated. 6 and 7 are a plan view and a cross-sectional view illustrating the configuration of the annealing unit according to the present embodiment.
In FIG. 7, the horizontal shielding plate 112 is omitted for illustration. The processing chamber 110 of this annealing unit is formed by both side walls 111 and a horizontal shielding plate 112,
The front side (main arm 35 side) and the back side of 10 have openings 170A and 170B, respectively. A circular opening 113 is formed at the center of the shielding plate 112, and a disk-shaped susceptor 120 is provided in the opening 113. The susceptor 120 is provided with, for example, three through-holes 121, and a support pin 122 is inserted in each through-hole 121 in a loosely fitted state. When the wafer W is loaded and unloaded, each support pin 122 is connected to the susceptor 120. The wafer W is projected or raised above the surface to transfer the wafer W to and from the holding member 35a of the main arm 35. On the outer periphery of the susceptor 120, there is provided a shutter 126 formed of a ring-shaped strip having a large number of ventilation holes 12 formed at intervals of 2 ° in the circumferential direction. Although the shutter 126 is normally retracted to a position below the susceptor 120, it rises to a position higher than the upper surface of the susceptor 120 as shown in FIG. A ring-shaped side wall is formed between them, and an inert gas such as a downflow air or a nitrogen gas sent from a gas supply system (not shown) is caused to flow evenly in the circumferential direction from the vent hole 124. An exhaust port 128a for exhausting gas generated from the surface of the wafer W during the heat treatment is provided at the center of the cover 128, and the exhaust pipe 128
0 is connected. The exhaust pipe 130 communicates with a duct (not shown) on the front side of the apparatus (the main arm 35 side). Below the shielding plate 112, the shielding plate 112, both side walls 1
A machine chamber 115 is formed by 11 and the bottom plate 114, and a susceptor support plate 116, a shutter arm 117, a support pin arm 118, a shutter arm up / down drive cylinder 119, and a support pin arm up / down drive cylinder 125 are provided in the room. . As shown in FIG. 6, a plurality of, for example, four wafer W guide support protrusions 131 are provided on the surface of the susceptor 120 on which the outer peripheral edge of the wafer W is to be placed. An electric heater (not shown) such as a nichrome wire is provided inside the susceptor 120, and the susceptor 120 is maintained at a predetermined temperature by heating the electric heater. FIG. 8 is a vertical sectional view schematically showing the structure of the cleaning unit (SRD) 270 according to the present embodiment. In this cleaning processing unit 270, a fixed cup 27 is placed in a substantially rectangular box-shaped housing 271.
2 is provided, and a rotating cup 273 and a lifter 274 are provided inside the fixed cup 272. An opening 277 facing the main arm 35 is provided in the housing 271, and a gate valve 278 for opening and closing the opening 277 is provided. By closing the gate valve 278, the cleaning processing unit 270 is shut off from the processing space S, so that dirty air does not diffuse from the inside of the cleaning processing unit 270 to the processing space S outside the cleaning processing unit 270. Further, a pressure control device for maintaining the pressure at a negative pressure from the outside thereof, a device for controlling the temperature and humidity, and the like may be provided in the cleaning processing unit 270. By keeping the internal pressure at a lower pressure than the processing space S, the diffusion of the contamination from the cleaning processing unit 70 to the outside is prevented. In addition, by controlling the temperature and the humidity, the generation of mist containing a pollution source is prevented. The rotating cup 273 rotates while holding the wafer W, and cleans the wafer W by supplying a cleaning liquid to the upper and lower surfaces of the held wafer W. As shown in the small circle of FIG. 8, the chuck member 292 is inclined on the side wall of the rotating cup 273. When the rotating cup 273 is at rest, the tip end 292a has the outer peripheral edge of the wafer W as shown by the small circle A. The wafer W is detachably placed on the rotating cup 2
At the time of rotation of 73, the tip 292a presses the outer peripheral edge of the wafer W inward in the radial direction by centrifugal force as shown by the small circle B, and is firmly fixed. An edge nozzle 301 as a first nozzle is horizontally moved in a radial direction of a circle around the rotation axis 300 of the rotation cup 273 above the rotation cup 273, and a chuck member is provided in the rotation cup 273. The outer peripheral edge of the wafer W fixed by 292 is cleaned. That is, as shown in FIG. 8, when cleaning the outer peripheral edge of the wafer W, the edge nozzle 301 approaches the outer peripheral edge of the wafer W fixed by the chuck member 292 in the rotating cup 273 and the wafer W A cleaning liquid or water is discharged to the outer peripheral edge to clean the outer peripheral edge of the wafer W. Above the rotating cup 273, two nozzles, a washing water nozzle 302 and a chemical nozzle 303 as a second nozzle, are attached with their openings vertically downward. These are both mounted so as to be able to move horizontally in the radial direction from the center of the wafer W held by the rotating cup 273, and can be moved horizontally by a moving mechanism (not shown). Further, a washing water supply pipe for supplying washing water from the washing water tank tank is attached to the washing water nozzle 302, and a chemical solution supply pipe for supplying a chemical solution from the chemical solution tank is attached to the chemical nozzle 303. Cleaning water or chemical solution can be supplied toward the wafer W from the opening at the tip. When cleaning the wafer W with the cleaning processing unit 270,
With the rotating cup 273 rotated, the washing water nozzle 30 is rotated.
By supplying the cleaning water from 2, the surface of the wafer W is cleaned. Particularly, in order to clean the outer peripheral edge of the wafer W, a chemical solution or cleaning water is supplied obliquely from the edge nozzle 301 toward the outer peripheral edge of the wafer W while the rotating cup 273 is rotated, The outer peripheral edge is cleaned while supplying cleaning water to the surface of W. By doing so, the cleaning water and the chemical liquid scattered at the outer peripheral edge can flow off to the outside of the wafer W, so that the surface of the wafer W can always be kept clean. A liquid flow path and a lifter 284 having a plurality of shower-head-shaped through holes are opposed to the lower surface side of the wafer W placed on the rotating cup 273. By supplying water, the back side can be cleaned. Further, in the cleaning processing unit 270, an etching solution can be supplied from the chemical solution nozzle 303. By supplying the etching liquid from the chemical liquid nozzle 303 while rotating the rotating cup 273, the wet etching back of the wafer W can be performed. That is, an etching solution is supplied onto the surface of the rotating wafer W, and the metal layer on the surface is etched to remove an extra plating layer. Here, the extra plating layer is a plating layer other than the plating layer embedded in the groove or the hole. Therefore, since an extra plating layer can be removed by performing a wet etch back in the cleaning processing unit 270, use of a device such as a surface polishing device (CMP) for mechanically polishing the surface of the plating layer, or mechanical polishing The processing can be omitted. Next, each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart illustrating a manufacturing process flow of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 10 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, when the plating system is started up by turning on the power, the sub arm 22 accesses the carrier cassette C mounted on the mounting table 21 and the unprocessed The wafer W is taken out and delivered to the main arm 35. At this time, as shown in a vertical sectional view of FIG. 10A, the wafer W has a thin seed layer 403a formed in a groove on the surface. The main arm 35 accesses the inside of the plating unit M1 and delivers the wafer W to the holder 62 therein.
The loading of the wafer W is completed (Step 1). Next, a first plating process is performed in the plating unit M1 (step 2). When the first plating process is completed in this way, as shown in FIG.
Is formed. When the plating process is completed, the main arm 35 accesses the plating unit M1, takes out the processed wafer W, transfers it to the cleaning unit 270, and cleans it therein (step 3). When the cleaning process is completed, the wafer W is transferred to the annealing processing unit, where the wafer W is annealed (Step 4). Next, when the annealing process is completed, the wafer W is transferred into the cleaning unit 270 again, and wet etching is performed in the cleaning unit 270 (step 5). Step 35 may be performed simultaneously. That is, as shown in FIG. 8, while rotating the rotating cup 273 on which the wafer W is placed, an etching solution is supplied from the chemical solution nozzle 303 toward the wafer W to remove an excessive plating layer on the surface of the wafer W. . FIG. 10C schematically shows this state. As shown in FIG. 10C, the etching solution 404 supplied from the chemical solution nozzle 303 flows down while etching the upper surface of the plating layer 403. By performing wet etch-back while supplying an etching solution for a predetermined time, FIG.
As shown in (d), an extra plating layer is removed from the surface of the wafer W. When the wet etch back is completed, the wafer W is unloaded from the cleaning processing unit 270 (Step 6),
A series of processing steps is completed. As described above, in the present invention, the surface polishing apparatus CMP for mechanically polishing to remove an excess portion of the plating layer formed on the surface of the wafer W
Instead of using an etching solution, a cleaning unit (SRD) having a chemical solution nozzle 303 as a dedicated nozzle for supplying an etching solution is used, and the etching solution is supplied from the chemical solution nozzle 303 to chemically remove the etching solution. Mechanical surface polishing device (CM
A semiconductor device can be manufactured without using P). The present invention is not limited to the range described in the above embodiment. For example, in this embodiment, the case of plating on a silicon wafer has been described.
It goes without saying that the present invention can be applied to substrates other than silicon wafers such as glass substrates for CDs. (Second Embodiment) In this embodiment, when the plating layer is wet-etched back by the cleaning apparatus in the first embodiment, a means for detecting the end point of the plating layer to be wet-etched back is further provided. I have it. FIG. 12 shows a schematic configuration of an apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, in the apparatus according to the present embodiment, a device for detecting the surface state of the plating layer, for example, optically monitoring the surface of the plating layer such as a CCD and detecting the reflected light to detect the surface state It has a mechanism to detect changes in According to the apparatus according to the present embodiment, since the means for detecting the end point of the wet etchback is provided, the final thickness of the plating layer can be detected with high accuracy. Therefore, a high-quality semiconductor device can be manufactured with high yield. The edge removal may be omitted.

【発明の効果】本発明の液処理システムでは、機械的な
表面研磨装置(CMP)を使用することなく、半導体装
置を製造することが出来る。
According to the liquid processing system of the present invention, a semiconductor device can be manufactured without using a mechanical surface polishing apparatus (CMP).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るメッキ処理システムの斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a plating system according to the present invention.

【図2】本発明に係るメッキ処理システムの平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a plating system according to the present invention.

【図3】本発明に係るメッキ処理システムの正面図であ
る。
FIG. 3 is a front view of a plating system according to the present invention.

【図4】本発明に係るメッキ処理システムの側面図であ
る。
FIG. 4 is a side view of the plating system according to the present invention.

【図5】本発明に係るメッキ処理ユニットの垂直断面図
である。
FIG. 5 is a vertical sectional view of a plating unit according to the present invention.

【図6】本発明に係るアニーリング処理ユニットの平面
図である。
FIG. 6 is a plan view of an annealing processing unit according to the present invention.

【図7】本発明に係るアニーリング処理ユニットの垂直
断面図である。
FIG. 7 is a vertical sectional view of an annealing processing unit according to the present invention.

【図8】本発明に係る表面研磨処理ユニットの垂直断面
図である。
FIG. 8 is a vertical sectional view of a surface polishing processing unit according to the present invention.

【図9】本発明に係る半導体装置の製造工程を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図10】本発明に係る半導体装置の製造過程を示した
垂直断面図である。
FIG. 10 is a vertical sectional view showing the process of manufacturing the semiconductor device according to the present invention.

【図11】本発明の第2の実施形態に係る処理装置の垂
直断面図である。
FIG. 11 is a vertical sectional view of a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図12】従来の機械的表面研磨処理装置CMPの垂直
断面図である。
FIG. 12 is a vertical sectional view of a conventional mechanical surface polishing apparatus CMP.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W…ウエハ(被処理基板)、 M1〜M4…メッキ処理ユニット、 270…洗浄処理ユニット、 273…回転カップ(保持する手段) 301…エッジノズル(第1のノズル)、 302…洗浄水ノズル、 303…薬液ノズル(第2のノズル)、 403…メッキ層、 403a…シード層。 W: Wafer (substrate to be processed), M1 to M4: Plating unit, 270: Cleaning unit, 273: Rotating cup (holding means) 301: Edge nozzle (first nozzle), 302: Cleaning water nozzle, 303 … Chemical liquid nozzle (second nozzle) 403… plating layer 403 a… seed layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の処理装置内で被処理基板をメッキ
処理して前記被処理基板表面の微細な凹凸を塞ぐととも
に前記被処理基板表面全体を覆うメッキ層を形成する工
程と、 前記被処理基板を第2の処理装置に搬送する工程と、 前記メッキ層にエッチング剤を供給して余分なメッキ層
をエッチバックして除去する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of plating a substrate to be processed in a first processing apparatus to form a plating layer that covers fine irregularities on the surface of the substrate to be processed and covers the entire surface of the substrate to be processed; Manufacturing a semiconductor device, comprising: transporting a processing substrate to a second processing apparatus; and supplying an etchant to the plating layer to etch back and remove an excess plating layer. Method.
【請求項2】 被処理基板を回転可能に保持する手段
と、 前記回転する前記被処理基板の外周縁部に、被処理基板
の半径方向外側かつ板面に傾斜した方向に処理剤を供給
して前記被処理基板の外周縁部表面の金属層を除去する
第1のノズルと、 前記前記被処理基板の表面に、被処理基板表面の金属層
を除去する処理剤を供給する第2のノズルと、を具備す
る処理装置。
2. A means for rotatably holding a substrate to be processed, and supplying a processing agent to the outer peripheral edge of the rotating substrate to be processed in a direction radially outward of the substrate to be processed and in a direction inclined to the plate surface. A first nozzle for removing a metal layer on the outer peripheral edge surface of the substrate to be processed, and a second nozzle for supplying a processing agent for removing the metal layer on the surface of the substrate to the surface of the substrate to be processed And a processing device comprising:
【請求項3】 請求項2に記載の処理装置であって、前
記除去される金属層の終点を検出する手段を更に具備す
ることを特徴とする処理装置。
3. The processing apparatus according to claim 2, further comprising: means for detecting an end point of the metal layer to be removed.
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