JP2002212784A - Apparatus and method for electrolytic plating - Google Patents

Apparatus and method for electrolytic plating

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JP2002212784A
JP2002212784A JP2001004419A JP2001004419A JP2002212784A JP 2002212784 A JP2002212784 A JP 2002212784A JP 2001004419 A JP2001004419 A JP 2001004419A JP 2001004419 A JP2001004419 A JP 2001004419A JP 2002212784 A JP2002212784 A JP 2002212784A
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substrate
inert gas
electrolytic plating
atmosphere
processed
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JP2001004419A
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Japanese (ja)
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Yoshiji Tanaka
義嗣 田中
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To implement every stage of a film formation process by the electrolytic plating method efficiently and safely within a single chamber. SOLUTION: An electrolytic plating tank 12 is disposed in the inside of the lower part of a treatment chamber 10 which can be sealed, and an atmosphere of an inert gas is formed in a processing space PS set on or above the electrolytic plating tank 12. An exhaust path 38 which leads to an external exhaust system, and one or more spray nozzles for cleaning liquids/drying gases 40 are provided in a partition part 36. A handling mechanism 52 for dipping the treating surface of a substrate W to be treated into the plating bath of the electrolytic plating tank 12 by the face-down system is provided in an inner space above the partition part 36. This handling mechanism 52 has a box-shaped substrate support member 54 with its lower surface opened, a rotary drive part 58 for carrying out the spin revolution of this substrate support 54 integrally with a perpendicular supporting shaft 56, and a vertical movement drive part 60 for carrying out the vertical movement of this rotary drive part 58 or the substrate support member 54. A heating means, for example, a lamp unit for annealing the substrate W is provided in the substrate support 54.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に電解
メッキ法によるメッキ処理を施すための電解メッキ方法
および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic plating method and apparatus for plating a substrate to be processed by an electrolytic plating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、半導体デバイス製造における低抵
抗の配線として銅配線が注目される中、被処理基板(半
導体ウエハ)上に銅配線を形成するための成膜技術とし
て電解メッキ技術がクローズアップされている。
2. Description of the Related Art Recently, while copper wiring has attracted attention as a low-resistance wiring in semiconductor device manufacturing, electrolytic plating technology has come to the fore as a film forming technique for forming copper wiring on a substrate to be processed (semiconductor wafer). Have been.

【0003】この種の電解メッキ技術は、硫酸銅を基本
成分とするメッキ液をメッキ槽に循環供給し、メッキ槽
において被処理基板の被処理面(主面)をメッキ浴に浸
けて浴中の銅板からなるアノードと対向させ、基板(カ
ソード)とアノードとの間でメッキ液を介して電流を流
すことにより、基板の被処理面上に銅を析出させるもの
である。
In this type of electrolytic plating technique, a plating solution containing copper sulfate as a basic component is circulated and supplied to a plating tank, and a surface to be processed (main surface) of a substrate to be processed is immersed in a plating bath. By causing a current to flow through a plating solution between the substrate (cathode) and the anode, copper is deposited on the surface to be processed of the substrate.

【0004】従来の電解メッキ装置は、1つのシステム
内で、被処理基板に上記のような銅メッキ処理を施すた
めのメッキ処理部と、メッキ工程の後に基板を洗浄する
ための洗浄部と、洗浄工程の後に基板をアニーリングす
るためのアニール部とをそれぞれ別個のチャンバにユニ
ット化またはモジュール化している。そして、各チャン
バにアクセス可能な搬送装置が、メッキ工程に先立って
基板をメッキ処理部のチャンバに搬入し、メッキ工程が
終了すると基板をメッキ処理部のチャンバから洗浄部の
チャンバへ移送し、洗浄工程が終了すると基板を洗浄処
理部のチャンバからアニール部のチャンバへ移送するよ
うになっている。
A conventional electrolytic plating apparatus includes, in one system, a plating section for performing the above-described copper plating on a substrate to be processed, a cleaning section for cleaning the substrate after the plating step, An annealing unit for annealing the substrate after the cleaning step is unitized or modularized into separate chambers. Then, a transfer device capable of accessing each chamber carries the substrate into the plating process chamber prior to the plating process, and transfers the substrate from the plating process chamber to the cleaning process chamber when the plating process is completed, and performs cleaning. When the process is completed, the substrate is transferred from the chamber of the cleaning section to the chamber of the annealing section.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
電解メッキ装置では、電解メッキ、洗浄、アニーリング
の各工程毎に別個のチャンバを充てるマルチチャンバ型
のシステム構成であるため、システム全体として大きな
設置面積を必要とするだけでなく、チャンバ間で基板を
やりとりすることが相当の搬送時間を伴なううえ成膜プ
ロセス下の基板を外気に晒すこととなり、プロセスの遅
延や膜質の劣化を来すおそれもあった。
As described above, the conventional electrolytic plating apparatus has a multi-chamber system configuration in which separate chambers are filled for each of the steps of electrolytic plating, cleaning, and annealing. In addition to requiring a large installation area, exchanging substrates between chambers requires a considerable amount of transport time and exposes the substrates under the film formation process to the outside air, resulting in process delays and film quality deterioration. There was also a risk of coming.

【0006】本発明は、上記のような従来技術における
課題を解決するためになされたもので、電解メッキ法に
よる成膜プロセスの諸工程を1つのチャンバ内で安全か
つ効率よく実施できるようにした電解メッキ装置および
電解メッキ方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and enables various steps of a film forming process by an electrolytic plating method to be performed safely and efficiently in one chamber. An object of the present invention is to provide an electrolytic plating apparatus and an electrolytic plating method.

【0007】本発明の別の目的は、システムの小型化と
設置面積の縮小化を実現し、プロセスの効率および品質
を向上させる電解メッキ装置および電解メッキ方法を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide an electroplating apparatus and an electroplating method which realize a reduction in the size and installation area of the system and improve the efficiency and quality of the process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電解メッキ装置は、被処理基板の被処理
面に電解メッキ浴を与えるための電解メッキ槽と、前記
電解メッキ槽を不活性ガス雰囲気下に置くための処理室
と、前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前記基板を加
熱するための加熱部とを有する構成とした。
In order to achieve the above object, an electrolytic plating apparatus according to the present invention comprises: an electrolytic plating bath for applying an electrolytic plating bath to a surface of a substrate to be processed; And a heating unit for heating the substrate in an inert gas atmosphere in the processing chamber.

【0009】本発明の電解メッキ方法は、密閉可能な処
理室内に不活性ガスの雰囲気を形成し、前記不活性ガス
の雰囲気下で被処理基板の被処理面を電解メッキ浴に浸
漬して前記被処理面上にメッキ膜を形成し、前記不活性
ガスの雰囲気中で前記基板を所定温度に加熱して前記被
処理面上のメッキ膜をアニールする方法とした。
In the electroplating method of the present invention, an atmosphere of an inert gas is formed in a process chamber that can be sealed, and the surface of the substrate to be processed is immersed in an electrolytic plating bath under the atmosphere of the inert gas. A plating film is formed on the surface to be processed, and the substrate is heated to a predetermined temperature in an atmosphere of the inert gas to anneal the plating film on the surface to be processed.

【0010】本発明の電解メッキ装置または方法によれ
ば、1つの処理室内に形成した不活性ガスの雰囲気下ま
たは雰囲気中に被処理基板を保ったまま電解メッキ処理
からアニール処理までを一貫して実施することができ
る。
According to the electrolytic plating apparatus or method of the present invention, from the electrolytic plating process to the annealing process while the substrate to be processed is maintained under or in an atmosphere of an inert gas formed in one processing chamber. Can be implemented.

【0011】本発明の電解メッキ装置において、好まし
くは処理室内の不活性ガス雰囲気中で基板を洗浄するた
めの洗浄部を設ける構成としてよく、さらに好ましくは
処理室内の不活性ガス雰囲気中で基板を乾燥させるため
の乾燥部を設ける構成としてよい。
In the electrolytic plating apparatus of the present invention, it is preferable to provide a cleaning section for cleaning the substrate in an inert gas atmosphere in the processing chamber. More preferably, the substrate is cleaned in an inert gas atmosphere in the processing chamber. A configuration in which a drying unit for drying is provided may be employed.

【0012】また、1つの処理室内で上記のような成膜
プロセスの諸工程を効率よく順次実施するために、処理
室内の不活性ガス雰囲気中で基板を保持しながら移動ま
たは運動させるハンドリング機構を備えてよい。このハ
ンドリング機構の好ましい一態様は、基板を保持するた
めの保持部と、この保持部に保持される基板をスピン回
転させるための回転手段と、保持部に保持される基板を
昇降させるための昇降手段とを有する構成である。
In order to efficiently perform the above-described various steps of the film forming process in one processing chamber, a handling mechanism for moving or moving the substrate while holding the substrate in an inert gas atmosphere in the processing chamber is provided. May be provided. A preferable mode of the handling mechanism includes a holding unit for holding the substrate, a rotating unit for spin-rotating the substrate held by the holding unit, and an elevating unit for elevating the substrate held by the holding unit. Means.

【0013】上記のような洗浄部を設ける場合の好まし
い一態様は、電解メッキ槽の上方に設定された所定の洗
浄処理位置で基板に洗浄液を第1のノズルより吹き付け
る構成である。
In a preferred embodiment in which the above-described cleaning unit is provided, a cleaning liquid is sprayed from the first nozzle onto the substrate at a predetermined cleaning processing position set above the electrolytic plating tank.

【0014】また、上記のような乾燥部を設ける場合の
好ましい一態様は、電解メッキ槽の上方に設定された所
定の乾燥処理位置で基板に乾燥用の不活性ガスを第2の
ノズルより吹き付ける構成である。第1および第2のノ
ズルを1つのノズルで共用することも可能である。
In a preferred embodiment in which the above-described drying section is provided, an inert gas for drying is blown from a second nozzle onto the substrate at a predetermined drying processing position set above the electrolytic plating tank. Configuration. The first and second nozzles can be shared by one nozzle.

【0015】また、加熱部の好ましい一態様は、保持部
に保持される基板を被処理面とは反対側から加熱するた
めの加熱手段をハンドリング機構に搭載する構成であ
る。
In a preferred embodiment of the heating unit, a heating means for heating the substrate held by the holding unit from the side opposite to the surface to be processed is mounted on the handling mechanism.

【0016】また、本発明の電解メッキ装置において、
処理室内に形成される不活性ガスの雰囲気を安定に保つ
ために、好ましくは、処理室に不活性ガスを循環させて
供給するための不活性ガス循環供給部と、処理室または
該不活性ガス循環供給部に新規の不活性ガスを補充する
ための不活性ガス補充部と、処理室内のガスを該不活性
ガス循環供給部から独立した排気系統へ排気するための
排気部とを有する構成としてよい。不活性ガス循環供給
部においては、処理室内に不活性ガスをダウンフローで
流して不活性ガス流の雰囲気を形成してよい。
Further, in the electrolytic plating apparatus of the present invention,
In order to stably maintain the atmosphere of the inert gas formed in the processing chamber, preferably, an inert gas circulating supply unit for circulating and supplying the inert gas to the processing chamber, and the processing chamber or the inert gas An inert gas replenishing unit for replenishing a new inert gas to the circulating supply unit, and an exhaust unit for exhausting gas in the processing chamber from the inert gas circulating supply unit to an independent exhaust system. Good. In the inert gas circulation supply unit, the atmosphere of the inert gas flow may be formed by flowing the inert gas downflow into the processing chamber.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適な実施の形態を説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1に、本発明の一実施形態における電解
銅メッキ装置の全体の構成を示す。図2〜図6に、この
電解銅メッキ装置における要部の構成を示す。
FIG. 1 shows the overall structure of an electrolytic copper plating apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 to 6 show the configuration of the main part of the electrolytic copper plating apparatus.

【0019】図1に示すように、この電解銅メッキ装置
は、両端(上端および下端)が閉塞された密閉可能な縦
筒状のハウジングからなるチャンバまたは処理室10を
有している。処理室10の一側面には被処理基板たとえ
ば半導体ウエハWを室内に搬入しまたは室外へ搬出する
際に外部搬送装置の搬送アーム80(図3)を通すため
の搬入出口11が設けられ、この搬入出口11に開閉可
能な扉たとえばゲートバルブ13が取り付けられてい
る。
As shown in FIG. 1, the electrolytic copper plating apparatus has a chamber or a processing chamber 10 formed of a sealable vertical cylindrical housing whose both ends (upper and lower ends) are closed. On one side of the processing chamber 10, there is provided a loading / unloading port 11 through which a transfer arm 80 (FIG. 3) of an external transfer device is used to load a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer W into or out of the room. A door that can be opened and closed, for example, a gate valve 13 is attached to the loading / unloading port 11.

【0020】この電解銅メッキ装置では、処理室10内
の下部に電解メッキ槽12が配設されるとともに、後述
するようにこの電解メッキ槽12の上面ないし上方に設
定された処理空間PSに不活性ガスの雰囲気が形成され
る。そして、後述するように、この不活性ガスの雰囲気
下または雰囲気中で電解メッキ、洗浄、乾燥およびアニ
ールの各処理工程が行われるようになっている。
In this electrolytic copper plating apparatus, an electrolytic plating tank 12 is provided in a lower part of the processing chamber 10 and, as described later, there is no space in a processing space PS set on the upper surface or above the electrolytic plating tank 12. An atmosphere of active gas is formed. Then, as described later, each processing step of electrolytic plating, cleaning, drying, and annealing is performed in or in the atmosphere of the inert gas.

【0021】電解メッキ槽12は、上面の開口した外槽
14の中にそれよりも一回り小さな上面の開口した内槽
16を同軸に収容した二重槽構造となっている。内槽1
6が正味の電解メッキ浴槽を構成し、外槽14は内槽1
6から溢れ出たメッキ液Mを回収するためのメッキ液回
収部を構成している。
The electrolytic plating tank 12 has a double tank structure in which an inner tank 16 having an upper surface which is slightly smaller than an outer tank 14 having an open upper surface is accommodated coaxially. Inner tank 1
6 is a net electrolytic plating bath, and the outer bath 14 is the inner bath 1
The plating solution recovery section for recovering the plating solution M overflowing from 6 is constituted.

【0022】内槽16の中には槽の中央部底面を貫通し
て所定の高さ位置まで垂直上方に延びる噴出管18が設
けられており、この噴出管18の上端開口よりメッキ液
Mが涌き出るようになっている。噴出管18の周囲には
環状の銅板からなるアノード20が設けられている。噴
出管18の上端外周縁と内槽16の内壁面との間に隔膜
22が張られている。電解メッキ処理中にアノード20
から生成する不所望な生成物はこの隔膜22によってメ
ッキ浴上面部への移動または拡散を阻止される。内槽1
6の底部は循環用配管24を介して外部のメッキ液タン
ク26に接続されている。循環用配管24の途中に設け
られたポンプ28の働きにより、内槽16内の下室(隔
膜22より下側の室)とメッキ液タンク26との間でメ
ッキ液Mを循環させるようにしている。循環用配管24
の途中には、ポンプ28の外に異物除去用のフィルタや
開閉弁等(図示せず)が設けられてよい。
In the inner tank 16, there is provided an ejection pipe 18 which penetrates through the bottom of the central part of the tank and extends vertically upward to a predetermined height. It is coming out. An anode 20 made of an annular copper plate is provided around the ejection pipe 18. A diaphragm 22 is stretched between the outer peripheral edge of the upper end of the ejection pipe 18 and the inner wall surface of the inner tank 16. Anode 20 during electrolytic plating
Undesired products generated from the plating bath are prevented from moving or diffusing to the upper surface of the plating bath by the diaphragm 22. Inner tank 1
6 is connected to an external plating solution tank 26 via a circulation pipe 24. By the function of a pump 28 provided in the middle of the circulation pipe 24, the plating solution M is circulated between a lower chamber (a chamber below the diaphragm 22) in the inner tank 16 and the plating solution tank 26. I have. Circulation piping 24
A filter for removing foreign matter, an on-off valve, and the like (not shown) may be provided outside the pump 28 in the middle of the process.

【0023】外槽14は、内槽16との間に半径方向で
隙間または溝15を形成している。内槽16の上端より
外に溢れ出たメッキ液Mは、この溝15の中に入って外
槽14の底部に落ちるようになっている。外槽14の底
に設けられたメッキ液排出口は、循環用配管30を介し
て外部のメッキ液タンク32の入口に接続されている。
このメッキ液タンク32の出口は、循環用配管30およ
びその途中に設けられたポンプ34を介して上記噴出管
18の下端部(入口)に接続されている。内槽16から
外槽14に溢れ出たメッキ液Mをいったんメッキ液タン
ク32に回収し、ポンプ34がタンク32内のメッキ液
Mを循環用配管30および噴出管18を介して内槽16
内の上室(隔膜22よりも上側の室)へ供給するように
なっている。循環用配管30の途中にも、ポンプ34の
外に異物除去用のフィルタや開閉弁等(図示せず)が設
けられてよい。また、各メッキ液タンク26,32に新
規のメッキ液を追加または補充するためのメッキ液補充
部(図示せず)が設けられてよい。
The outer tank 14 has a gap or groove 15 in the radial direction between the outer tank 14 and the inner tank 16. The plating solution M overflowing from the upper end of the inner tank 16 enters the groove 15 and falls on the bottom of the outer tank 14. A plating solution discharge port provided at the bottom of the outer tank 14 is connected to an inlet of an external plating solution tank 32 via a circulation pipe 30.
The outlet of the plating solution tank 32 is connected to the lower end (inlet) of the jet pipe 18 via a circulation pipe 30 and a pump 34 provided in the middle thereof. The plating solution M overflowing from the inner tank 16 to the outer tank 14 is once collected in the plating solution tank 32, and the pump 34 collects the plating solution M in the tank 32 via the circulation pipe 30 and the ejection pipe 18.
The upper chamber (the chamber above the diaphragm 22) is supplied. A filter for removing foreign substances, an on-off valve, and the like (not shown) may be provided in the middle of the circulation pipe 30 outside the pump 34. Further, a plating solution replenishing section (not shown) for adding or replenishing a new plating solution to each of the plating solution tanks 26 and 32 may be provided.

【0024】外槽14の上端は、処理室10の内壁面を
気密に貫通して電解メッキ槽12の周囲に水平に延在す
る仕切り部36の内周縁部に(好ましくは気密に)接続
している。この仕切り部36には、電解メッキ槽12の
上面付近に臨み、かつ放射状に延在して外部の排気系統
たとえば排気ダストまたは排気ポンプ(図示せず)に通
じている排気路38が設けられている。図5に示すよう
に、排気路38の途中には排気ラインに有害なミストを
捕獲するためのトラップ39が設けられている。排気路
38の途中に排気動作をオン・オフ可能とするための開
閉弁(図示せず)が設けられてもよい。
The upper end of the outer tank 14 is connected (preferably airtight) to the inner peripheral edge of a partition 36 extending horizontally around the electrolytic plating tank 12 through the inner wall surface of the processing chamber 10 in an airtight manner. ing. The partition portion 36 is provided with an exhaust passage 38 which faces the vicinity of the upper surface of the electrolytic plating tank 12 and extends radially and communicates with an external exhaust system such as an exhaust dust or an exhaust pump (not shown). I have. As shown in FIG. 5, a trap 39 for capturing harmful mist in the exhaust line is provided in the middle of the exhaust path 38. An on-off valve (not shown) may be provided in the exhaust path 38 to enable the on / off operation of the exhaust operation.

【0025】また、仕切り部36には、排気路38の排
気口よりも上段の位置に1つまたは複数個の洗浄液/乾
燥用ガス噴射ノズル40が設けられている。この実施形
態では、図5に示すように、各ノズル40が処理室10
の外に設置されている洗浄液供給部42と乾燥用ガス供
給部44とに開閉弁46,48を介して接続されてお
り、開閉弁46,48の開閉状態を制御することで洗浄
液供給部42からの洗浄液たとえば純水もしくは乾燥用
ガス供給部44からの乾燥用ガスたとえば窒素ガスを選
択的に切り換えて共通のノズル40より吐出できる構成
としている。
The partitioning section 36 is provided with one or more cleaning liquid / drying gas injection nozzles 40 at a position above the exhaust port of the exhaust path 38. In this embodiment, as shown in FIG.
The cleaning liquid supply unit 42 and the drying gas supply unit 44 are connected to the cleaning liquid supply unit 42 via switching valves 46 and 48, respectively. A cleaning liquid such as pure water or a drying gas such as a nitrogen gas from the drying gas supply unit 44 can be selectively switched to be discharged from the common nozzle 40.

【0026】図1において、仕切り部36より上方の室
内空間には、電解メッキ槽12のメッキ浴に基板Wの被
処理面(主面)をフェースダウン方式で浸漬するための
ハンドリング機構52が設けられている。このハンドリ
ング機構52は、下面が開口し上面が閉塞している筒型
の基板保持体54と、この基板保持体54を垂直回転軸
または垂直支持軸56と一体にスピン回転させるための
回転駆動部58と、この回転駆動部58ないし基板保持
体54を昇降移動させるための昇降駆動部60とを有し
ている。基板保持体54は、電解メッキ槽12の真上、
より正確には内槽16の真上に配置されている。
In FIG. 1, a handling mechanism 52 for immersing the surface to be processed (main surface) of the substrate W in a plating bath of the electrolytic plating tank 12 in a face-down manner is provided in a room space above the partition portion 36. Have been. The handling mechanism 52 includes a cylindrical substrate holder 54 having an open lower surface and a closed upper surface, and a rotation driving unit for spinning the substrate holder 54 integrally with a vertical rotation shaft or a vertical support shaft 56. 58, and a vertical drive unit 60 for vertically moving the rotary drive unit 58 or the substrate holder 54. The substrate holder 54 is located directly above the electrolytic plating tank 12,
More precisely, it is arranged right above the inner tank 16.

【0027】昇降駆動部60は、先端部にて回転駆動部
58を支持し、基端部にて処理室10の内壁に固着され
た垂直ガイド部62に沿って垂直方向に移動可能に構成
された水平支持部材64と、垂直ガイド部62の上方に
吊り下げられるようにして逆さに設けられ、ピストンロ
ッド66aの先端部が水平支持部材64に結合されてい
るシリンダ66とを有する。シリンダ66がピストンロ
ッド66aを前進または後退させることにより、水平支
持部材64、回転駆動部58および基板保持体54を一
体に下降または上昇させるようになっている。
The lifting drive unit 60 supports the rotation drive unit 58 at the distal end, and is vertically movable along the vertical guide 62 fixed to the inner wall of the processing chamber 10 at the base end. A horizontal support member 64 and a cylinder 66 which is provided upside down so as to be suspended above the vertical guide portion 62 and has a distal end portion of a piston rod 66a coupled to the horizontal support member 64. By moving the piston rod 66a forward or backward by the cylinder 66, the horizontal support member 64, the rotation drive unit 58, and the substrate holder 54 are integrally lowered or raised.

【0028】図2および図3に示すように、基板保持体
54の下端には半径方向内側に突出する環状フランジ型
の基板支持部54aが形成されており、この基板支持部
54aの内側面(上面)にはリング状のカソード電極6
8が半径方向外側の位置に、リング状のシール部材たと
えばOリング70が半径方向内側の位置にそれぞれ取付
されている。メッキ処理中は、基板Wの被処理面の外周
端部がOリング70の上に気密に重なってカソード電極
68と物理的かつ電気的に接触するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, at the lower end of the substrate holder 54, an annular flange-type substrate support portion 54a projecting inward in the radial direction is formed. On the upper surface) is a ring-shaped cathode electrode 6
Reference numeral 8 denotes a radially outer position, and a ring-shaped seal member, for example, an O-ring 70, is mounted at a radially inner position. During the plating process, the outer peripheral end of the surface to be processed of the substrate W is air-tightly overlapped on the O-ring 70 so as to make physical and electrical contact with the cathode electrode 68.

【0029】基板保持体54の一側面には少なくとも基
板Wを搬入・搬出できる大きさの開口72が形成されて
いる。基板保持体54の内部空間は、この開口72を介
して周囲の処理空間PSと連通しており、不活性ガスの
雰囲気を有している。
On one side surface of the substrate holder 54, an opening 72 large enough to carry in and out the substrate W is formed. The internal space of the substrate holder 54 communicates with the surrounding processing space PS via the opening 72 and has an inert gas atmosphere.

【0030】基板保持体54内の天井面には、アニール
用のランプユニット74が取り付けられている。このラ
ンプユニット74の中には、反射板(図示せず)を背に
して下方に所定の広がり角で基板加熱用の光を照射する
1本または複数本のランプたとえばハロゲンランプ(図
示せず)が設けられている。各ランプには、処理室10
の外に配備されている電源装置(図示せず)よりスイッ
チ(図示せず)を介して電力が給電されるようになって
いる。
A lamp unit 74 for annealing is mounted on the ceiling surface in the substrate holder 54. In the lamp unit 74, one or a plurality of lamps, for example, a halogen lamp (not shown) for irradiating light for heating the substrate at a predetermined spread angle downward with a reflecting plate (not shown) as a backside. Is provided. Each lamp has a processing chamber 10
Power is supplied from a power supply device (not shown) provided outside of the device through a switch (not shown).

【0031】基板保持体54の天井裏側には1つまたは
複数のチャック駆動部76が取り付けられ、各チャック
駆動部76の下端より垂直方向に進退可能なチャック7
8が基板保持体54の中に設けられている。図3の
(A),(B)に示すように、外部搬送装置の搬送アー
ム80が開口72を通って銅メッキ処理を受けるべき基
板Wを基板保持体54内に搬入すると、各チャック78
が降りてきて基板Wの上面(裏面)をたとえばバキュー
ム吸引力で吸着し、搬送アーム80の退出後に、基板W
を保持したまま下降して、基板支持部54a側のカソー
ド電極68およびOリング70の上に基板Wを載置する
ようになっている。
One or a plurality of chuck driving units 76 are attached to the back side of the ceiling of the substrate holder 54, and the chucks 7 can move vertically from the lower ends of the chuck driving units 76.
8 is provided in the substrate holder 54. As shown in FIGS. 3A and 3B, when the transfer arm 80 of the external transfer device carries the substrate W to be subjected to the copper plating process through the opening 72 into the substrate holder 54, each chuck 78 is moved.
Comes down, and the upper surface (back surface) of the substrate W is sucked by, for example, a vacuum suction force.
Is held down, and the substrate W is placed on the cathode electrode 68 and the O-ring 70 on the substrate support 54a side.

【0032】基板保持体54内には基板支持部54a上
に基板Wを固定するためのクランプ手段も設けられてい
る。このクランプ手段は、基板支持部54a上の基板W
の外周部に重なるような径を有するリング部材82と、
このリング部材82を上げ下げするアクチエータ84
(たとえばシリンダ)とで構成されている。図3の
(B),(C)に示すように、チャック78が基板Wを
基板支持部54a側のカソード電極68およびOリング
70の上に基板Wを載置した後に、リング部材82が降
りてきて基板Wの上面(裏面)に当接し、アクチエータ
84からの加圧によって基板Wが固定保持されるように
なっている。
The substrate holder 54 is also provided with a clamp for fixing the substrate W on the substrate support 54a. This clamping means is provided for the substrate W on the substrate support 54a.
A ring member 82 having a diameter that overlaps the outer peripheral portion of
Actuator 84 for raising and lowering this ring member 82
(For example, a cylinder). As shown in FIGS. 3B and 3C, after the chuck 78 places the substrate W on the cathode electrode 68 and the O-ring 70 on the substrate support portion 54a side, the ring member 82 descends. Then, the substrate W comes into contact with the upper surface (back surface) of the substrate W, and the substrate W is fixedly held by pressure from the actuator 84.

【0033】図1に示すように、処理室10の上面86
の下側に適当な間隔を置いて天井88が設けられ、この
天井88に防塵フィルタ90が設けられている。天井8
8の裏側の室92には、処理室10の外に設置されてい
るファンまたはコンプレッサからなる給排気装置94よ
り給気管96を介して不活性ガスたとえば窒素ガスが送
り込まれる。そして、天井88の防塵フィルタ90から
清浄な窒素ガスがダウンフローの層流で処理室10内の
処理空間PSに供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the upper surface 86 of the processing chamber 10
A ceiling 88 is provided at an appropriate interval below the ceiling 88, and a dustproof filter 90 is provided on the ceiling 88. Ceiling 8
An inert gas, such as nitrogen gas, is fed into the chamber 92 on the back side of the chamber 8 through a gas supply pipe 96 from a gas supply / exhaust device 94 composed of a fan or a compressor installed outside the processing chamber 10. Then, clean nitrogen gas is supplied from the dustproof filter 90 on the ceiling 88 to the processing space PS in the processing chamber 10 in a laminar downflow flow.

【0034】処理室10内において、仕切り部36の上
面にはガス取り込み口98が設けられている。このガス
取り込み口98は排気管100を介して室外の給排気装
置94の入(吸気)側に接続されている。仕切り部36
付近に流れてきた窒素ガスはこのガス取り込み口98か
ら給排気装置94へ送られるようになっている。また、
仕切り部36の内側開口を下に通り抜けて電解メッキ槽
12の上面付近に達した窒素ガスは、排気路38より外
部排気系統へ排出されるようになっている。
In the processing chamber 10, a gas inlet 98 is provided on the upper surface of the partition 36. The gas intake port 98 is connected through an exhaust pipe 100 to the inlet (intake) side of an outdoor air supply / exhaust device 94. Partition part 36
The nitrogen gas flowing in the vicinity is sent from the gas intake port 98 to the supply / exhaust device 94. Also,
The nitrogen gas that has passed through the inner opening of the partitioning portion 36 and has reached near the upper surface of the electrolytic plating tank 12 is discharged from the exhaust passage 38 to an external exhaust system.

【0035】処理室10の外では、排気管100にガス
供給管102を介して窒素ガス供給源104が接続され
ている。ガス供給管102に設けられている開閉弁10
6を開状態とすることで、窒素ガス供給源104からの
新規な窒素ガスが排気管100を介して上記不活性ガス
(窒素ガス)循環供給気システムに補給されるようにな
っている。なお、窒素ガス供給源104からのガス供給
管102を処理室10内に直接引いてもよい。
Outside the processing chamber 10, a nitrogen gas supply source 104 is connected to an exhaust pipe 100 via a gas supply pipe 102. On-off valve 10 provided in gas supply pipe 102
By opening 6, new nitrogen gas from the nitrogen gas supply source 104 is supplied to the inert gas (nitrogen gas) circulation supply system via the exhaust pipe 100. Note that the gas supply pipe 102 from the nitrogen gas supply source 104 may be directly drawn into the processing chamber 10.

【0036】このように、この電解銅メッキ装置では、
処理室10内で電解メッキ槽12の上面ないし上方に設
定された処理空間PSが清浄な窒素ガス流の雰囲気で満
たされるようになっている。
Thus, in this electrolytic copper plating apparatus,
The processing space PS set in the processing chamber 10 above or above the electrolytic plating tank 12 is filled with an atmosphere of a clean nitrogen gas flow.

【0037】次に、この実施形態における電解銅メッキ
装置の作用を説明する。
Next, the operation of the electrolytic copper plating apparatus in this embodiment will be described.

【0038】銅メッキ処理を受けるべき基板Wが処理室
10内に搬入される時は、ゲートバルブ13が開状態と
なる。そして、外部搬送装置の搬送アーム80が搬入出
口11を通って図3の(A)に示すように基板Wを基板
保持体54の中に入れる。一方、電解メッキ槽12側で
は、メッキ液循環供給系のポンプ28,34が作動し
て、内槽16にメッキ液Mがほぼオーバーフロー状態に
満たされる。
When the substrate W to be subjected to the copper plating process is carried into the processing chamber 10, the gate valve 13 is opened. Then, the transfer arm 80 of the external transfer device puts the substrate W into the substrate holder 54 through the loading / unloading port 11 as shown in FIG. On the other hand, on the electroplating tank 12 side, the pumps 28 and 34 of the plating solution circulating supply system operate to fill the inner tank 16 with the plating solution M substantially in an overflow state.

【0039】また、処理室10内の処理空間PSには上
記したように清浄な窒素ガス流が流れる。外部搬送装置
の搬送アーム80が出入りする間、ゲートバルブ13が
開状態となり、処理室10の中から外へ窒素ガス流が流
出し(室内が陽圧状態のとき)、あるいは処理室10の
外から中へ室外の気体(通常は空気)が入ってくる(室
内が陰圧状態のとき)。このような気体の流出または流
入によって、処理空間PSの窒素ガス雰囲気が一時的に
乱されるが、搬送アーム80の出入りに要する時間つま
りゲートバルブ13が開いている時間は短いため、処理
空間PSの窒素ガス雰囲気は速やかに回復する。
Further, a clean nitrogen gas flow flows through the processing space PS in the processing chamber 10 as described above. While the transfer arm 80 of the external transfer device moves in and out, the gate valve 13 is opened, and a nitrogen gas flow flows out of the processing chamber 10 to the outside (when the chamber is in a positive pressure state) or outside the processing chamber 10. Outside gas (usually air) enters from inside (when the room is under negative pressure). Although the nitrogen gas atmosphere in the processing space PS is temporarily disturbed by such outflow or inflow of the gas, the time required for the transfer arm 80 to enter and exit, that is, the time when the gate valve 13 is open, is short. The nitrogen gas atmosphere is quickly recovered.

【0040】あるいは、処理室10にロードロック室を
接続または隣接配置することで、処理室10における基
板の搬入出時に処理室10内のガス雰囲気を一定に保つ
ことができる。この場合、ロードロック室内では大気ま
たは空気を窒素ガスと置換してから、ロードロック室と
処理室10との間で基板の移送を行ってよい。
Alternatively, by connecting or adjoining a load lock chamber to the processing chamber 10, the gas atmosphere in the processing chamber 10 can be kept constant when loading and unloading substrates in the processing chamber 10. In this case, the substrate may be transferred between the load lock chamber and the processing chamber 10 after the atmosphere or air is replaced with nitrogen gas in the load lock chamber.

【0041】ハンドリング機構52では、図3の(B)
(C)のようにして基板Wが基板保持体54に装着され
た後に、昇降駆動部60の下降駆動により回転駆動部5
8ないし基板保持体54の全体が下降して、基板Wの被
処理面が内槽16内のメッキ浴にフェースダウンで浸け
られる。
In the handling mechanism 52, FIG.
After the substrate W is mounted on the substrate holder 54 as shown in (C), the rotation drive unit 5 is driven by the downward drive of the elevation drive unit 60.
The entire surface of the substrate W to be processed is immersed face-down in the plating bath in the inner tank 16 by lowering the entirety of the substrate holder 54.

【0042】図4に示すように、基板Wの被処理面が内
槽16のメッキ浴に浸かった状態で、基板保持体54の
外周と内槽16の側壁との間に隙間110が形成され、
内槽16内で噴出管18の上端開口から湧いてくるメッ
キ液Mはこの隙間110から内槽16の外に溢れて溝1
5の中に落ちる。
As shown in FIG. 4, a gap 110 is formed between the outer periphery of the substrate holder 54 and the side wall of the inner tank 16 in a state where the surface to be processed of the substrate W is immersed in the plating bath of the inner tank 16. ,
The plating solution M flowing from the upper end opening of the jet pipe 18 in the inner tank 16 overflows from the gap 110 to the outside of the inner tank 16 and the groove 1
Fall into five.

【0043】上記のようにして基板Wの被処理面を内槽
16のメッキ浴に浸けた際に、メッキ浴中で気泡が発生
して基板Wの被処理面の下に滞留することがある。そこ
で、回転駆動部58を作動させて、基板保持体54と一
体に基板Wを所定の回転速度(たとえば0〜300rp
m)でスピン回転させる。この基板回転運動により、基
板Wに付いている気泡を下から湧いてくるメッキ液と一
緒に内槽16の外へ追い出すことができる。
When the surface to be processed of the substrate W is immersed in the plating bath of the inner tank 16 as described above, bubbles may be generated in the plating bath and stay below the surface of the substrate W to be processed. . Therefore, the rotation drive unit 58 is operated to rotate the substrate W integrally with the substrate holder 54 at a predetermined rotation speed (for example, 0 to 300 rpm).
Spin on m). By this substrate rotational movement, bubbles attached to the substrate W can be driven out of the inner tank 16 together with the plating solution that springs from below.

【0044】そして、基板回転運動を継続したまま、電
解メッキ用の直流電源(図示せず)をオンにして、内槽
10内のアノード20と基板保持体54側のカソード電
極68との間に直流の電圧を印加する。この直流電圧の
印加により、カソード電極68と電気的に接続している
基板Wがカソードとなって内槽16内のアノード20と
メッキ液Mを介して対向し、両者(W,20)の間でイ
オン電導が生じ、基板Wの被処理面ではカソード反応ま
たは電気メッキ反応が起こって銅が析出する。この銅メ
ッキ処理中に電解メッキ槽12付近に立ち篭もったミス
トおよびガスは仕切り部36の排気路38より外部排気
ラインへ排出される。
Then, while the substrate rotating motion is continued, a DC power supply (not shown) for electrolytic plating is turned on, so that the anode 20 in the inner tank 10 and the cathode electrode 68 on the substrate holder 54 are turned on. Apply a DC voltage. By the application of this DC voltage, the substrate W electrically connected to the cathode electrode 68 becomes a cathode and faces the anode 20 in the inner tank 16 via the plating solution M, and between the two (W, 20). Then, ion conduction occurs, and a cathode reaction or an electroplating reaction occurs on the surface to be processed of the substrate W, and copper is deposited. The mist and gas that stood near the electrolytic plating tank 12 during the copper plating process are discharged from the exhaust passage 38 of the partition 36 to an external exhaust line.

【0045】所定の処理時間が経過して上記のような銅
メッキ工程が終了すると、電解メッキ用の直流電源がオ
フ状態になり、ハンドリング機構52では基板回転運動
がいったん停止して、基板Wが内槽16から洗浄処理用
の高さ位置まで引き上げられる。
When the above-described copper plating step is completed after a predetermined processing time has elapsed, the DC power supply for electrolytic plating is turned off, and the rotation of the substrate temporarily stops in the handling mechanism 52, and the substrate W is removed. It is pulled up from the inner tank 16 to the height position for the cleaning process.

【0046】図5に示すように、洗浄処理位置は洗浄液
/乾燥用ガス噴射ノズル40よりも幾らか高い位置に設
定されてよく、この洗浄処理位置で洗浄処理が行われ
る。より詳細には、ハンドリング機構52が回転駆動部
58を作動させて基板Wを所定の回転速度(たとえば0
〜200rpm)でスピン回転させる。そして、洗浄液
/乾燥用ガス供給機構において開閉弁48を閉状態とし
開閉弁46,50を開状態とすることにより、洗浄液供
給部42からの洗浄液(純水)が供給管43,51を通
ってノズル40に送られ、ノズル40の吐出口より所定
の広がり角で斜め上向きに洗浄液(純水)が基板保持体
54側の基板Wに向けて吐出される。
As shown in FIG. 5, the cleaning processing position may be set at a position somewhat higher than the cleaning liquid / drying gas injection nozzle 40, and the cleaning processing is performed at this cleaning processing position. More specifically, the handling mechanism 52 operates the rotation drive unit 58 to rotate the substrate W at a predetermined rotation speed (for example, 0 V).
Spin at 200200 rpm). Then, in the cleaning liquid / drying gas supply mechanism, the on-off valve 48 is closed and the on-off valves 46 and 50 are opened, so that the cleaning liquid (pure water) from the cleaning liquid supply unit 42 passes through the supply pipes 43 and 51. The cleaning liquid (pure water) is sent to the nozzle 40 and is discharged obliquely upward at a predetermined spread angle from the discharge port of the nozzle 40 toward the substrate W on the substrate holder 54 side.

【0047】基板保持体54においては、基板Wをメッ
キ処理時と同じ保持状態つまり図3の(C)に示すよう
にクランプ手段のリング部材82が基板Wを基板支持部
54a側に押え付ける状態でスピン回転運動を行っても
よいが、洗浄処理の最初からあるいは途中から図5に示
すように基板Wをチャック78に移し替えて基板支持部
54a側から浮かせた状態でスピン回転運動を行っても
よい。このように、基板Wを基板支持部54a側から浮
かせることで、ノズル40からの洗浄液を基板Wの外周
部やカソード電極68およびOリング70にも当てるこ
とが可能であり、洗浄範囲を広げ、洗浄効果を上げるこ
とができる。なお、洗浄処理中に、適当なアクチエータ
(図示せず)によってノズル40を垂直および/または
水平方向で遥動させて洗浄液の吐出流を振る構成とする
ことも可能である。あるいは、ハンドリング機構52側
で昇降駆動部60を作動させて、基板保持体54を上下
方向に往復移動または振動させることも可能である。
In the substrate holder 54, the substrate W is held in the same holding state as during the plating process, that is, as shown in FIG. 3C, the ring member 82 of the clamp means presses the substrate W against the substrate support 54a. 5, the substrate W is transferred to the chuck 78 as shown in FIG. 5 from the beginning or during the cleaning process, and the spin rotation is performed while the substrate W is floated from the substrate support portion 54a. Is also good. As described above, by floating the substrate W from the substrate support portion 54a side, the cleaning liquid from the nozzle 40 can be applied to the outer peripheral portion of the substrate W, the cathode electrode 68 and the O-ring 70, and the cleaning range can be expanded. The cleaning effect can be improved. During the cleaning process, the nozzle 40 may be swung vertically and / or horizontally by an appropriate actuator (not shown) to oscillate the discharge flow of the cleaning liquid. Alternatively, the lifting / lowering drive unit 60 may be operated on the handling mechanism 52 side to reciprocate or vibrate the substrate holder 54 in the vertical direction.

【0048】上記のようにしてノズル40より吐出され
た洗浄液がスピン回転運動している基板Wないし基板支
持部54a付近に当てられことにより、各部に付着して
いるメッキ液が洗い落されて直下の電解メッキ槽12に
回収される。この実施形態では、洗浄液に純水を用いる
ため、基板Wの洗浄に供された洗浄液(純水)が電解メ
ッキ槽12に落ちて槽内のメッキ液Mに混じってもメッ
キ液Mの組成が変わることはない。もっとも、適当なメ
ッキ液回収機構(図示せず)により、上記のような銅メ
ッキ工程の終了後に電解メッキ槽12からメッキ液Mを
いったん抜き取ることも可能である。
As described above, the cleaning liquid discharged from the nozzle 40 is applied to the substrate W or the vicinity of the substrate supporting portion 54a which is spinning, whereby the plating liquid adhering to each part is washed away and immediately below. Is collected in the electrolytic plating tank 12. In this embodiment, since pure water is used as the cleaning liquid, the cleaning liquid (pure water) used for cleaning the substrate W falls into the electroplating tank 12 and mixes with the plating liquid M in the tank. It will not change. However, it is also possible to once remove the plating solution M from the electrolytic plating tank 12 after the completion of the copper plating process as described above by a suitable plating solution recovery mechanism (not shown).

【0049】洗浄処理中に基板保持体54ないし電解メ
ッキ槽12付近に発生したミストは、水平仕切り部36
の排気路38より外部排気ラインへ排出される。
The mist generated in the vicinity of the substrate holder 54 or the electroplating tank 12 during the cleaning process is removed by the horizontal partition 36.
From the exhaust path 38 to the external exhaust line.

【0050】所定の処理時間が経過して上記のような洗
浄工程が終了すると、洗浄液/乾燥用ガス供給機構にお
いて開閉弁46が閉じられ、ノズル40への洗浄液の供
給が停止する。ハンドリング機構52側は、基板保持体
54のスピン回転運動を継続しておいてよい。
When the above-described cleaning process is completed after a predetermined processing time, the on-off valve 46 is closed in the cleaning liquid / drying gas supply mechanism, and the supply of the cleaning liquid to the nozzle 40 is stopped. The handling mechanism 52 side may keep the spin rotation of the substrate holder 54.

【0051】次に、上記洗浄処理位置と同じか、または
それと近い高さ位置を乾燥処理位置とし、この乾燥処理
位置で乾燥処理が行われる。より詳細には、ハンドリン
グ機構52側で基板保持体54を所定の回転速度(たと
えば0〜300rpm)でスピン回転させながら、洗浄
液/乾燥用ガス供給機構側でノズル40より乾燥ガス
(窒素ガス)を吐出させる。この乾燥ガスの吐出のため
に、開閉弁46を閉状態とし、開閉弁48,50を開状
態とし、乾燥用ガス供給部44からの乾燥用ガス(窒素
ガス)を供給管49,51を介してノズル40に送る。
Next, a height position that is the same as or close to the above-mentioned cleaning processing position is set as a drying processing position, and drying processing is performed at this drying processing position. More specifically, the drying gas (nitrogen gas) is supplied from the nozzle 40 on the cleaning liquid / drying gas supply mechanism side while the substrate holder 54 is spin-rotated at a predetermined rotation speed (for example, 0 to 300 rpm) on the handling mechanism 52 side. Discharge. In order to discharge the drying gas, the on-off valve 46 is closed and the on-off valves 48 and 50 are opened, and the drying gas (nitrogen gas) from the drying gas supply unit 44 is supplied through supply pipes 49 and 51. To the nozzle 40.

【0052】こうしてノズル40より吐出された乾燥用
ガス(窒素ガス)がスピン回転運動している基板Wない
し基板支持部54a付近に当てられことにより、各部に
付着している洗浄液が取り除かれる。
The drying gas (nitrogen gas) discharged from the nozzle 40 is applied to the spinning substrate W or the vicinity of the substrate support 54a, whereby the cleaning liquid adhering to each part is removed.

【0053】なお、上記のようなブロー乾燥に先立っ
て、ハンドリング機構52側で基板保持体54を高速度
(たとえば500rpm以上)でスピン回転させること
により、各部から洗浄液の液滴を大きな遠心力で効率よ
く振り切って取り除くスピンドライを行うようにしても
よい。かかるスピンドライは、電解メッキ槽12に近い
位置で行うのが、基板W側から振り切られる液滴を安全
確実に捕獲ないし回収するうえで好ましい。
Prior to the above-described blow drying, the substrate holding member 54 is spun at a high speed (for example, 500 rpm or more) on the handling mechanism 52 side, so that the droplets of the cleaning liquid from each part are subjected to a large centrifugal force. Spin drying may be performed to efficiently shake off. It is preferable that such spin drying is performed at a position close to the electrolytic plating tank 12 in order to safely and securely capture or collect the droplets shaken off from the substrate W side.

【0054】上記のような乾燥工程が終了すると、洗浄
液/乾燥用ガス供給機構において開閉弁48,50が閉
じられ、ノズル40による乾燥用ガスの吐出が停止す
る。ハンドリング機構52側では、基板保持体54のス
ピン回転を止める。
When the drying step as described above is completed, the on-off valves 48 and 50 are closed in the cleaning liquid / drying gas supply mechanism, and the discharge of the drying gas by the nozzle 40 is stopped. On the handling mechanism 52 side, the spin rotation of the substrate holder 54 is stopped.

【0055】なお、電解メッキ槽12と処理空間PSと
をシャッター(図示せず)で隔離まは分離可能に構成す
ることも可能である。このような隔離機能により、乾燥
工程等の処理が行われている間も、電解メッキ槽12中
のメッキ液Mの温度を一定に維持することができる。
The electroplating tank 12 and the processing space PS can be separated or separated by a shutter (not shown). With such an isolation function, the temperature of the plating solution M in the electrolytic plating tank 12 can be kept constant even during the processing such as the drying step.

【0056】次に、基板保持体54内でランプユニット
74が作動(点灯)し、アニーリング工程を開始する。
アニーリング工程の処理位置は処理空間PS内の任意の
位置に設定可能であるが、処理空間PSの上方にいくほ
ど窒素ガス雰囲気の清浄度ないし濃度が高いため、好ま
しくは乾燥工程時の処理位置よりも高い位置に設定して
よい。
Next, the lamp unit 74 operates (lights up) in the substrate holder 54 to start the annealing step.
The processing position of the annealing step can be set at an arbitrary position in the processing space PS. However, since the cleanliness or the concentration of the nitrogen gas atmosphere is higher as it goes above the processing space PS, it is preferable that the processing position in the drying step be higher. May be set at a higher position.

【0057】図6に示すように、アニーリング工程で
は、チャック78が基板Wを保持して基板Wとランプユ
ニット74との距離間隔を調整することができる。好ま
しくは、ランプユニット74からの光が基板Wの裏面全
体または大部分を照射するようにしてよい。こうして、
基板保持体54内の窒素ガス雰囲気中で基板Wがランプ
ユニット74からの光で所定温度に加熱されることによ
り、基板被処理面上の銅メッキ膜は安全かつ良質の熱処
理を受ける。
As shown in FIG. 6, in the annealing step, the chuck 78 holds the substrate W and can adjust the distance between the substrate W and the lamp unit 74. Preferably, light from the lamp unit 74 may irradiate the entire back surface or most of the substrate W. Thus,
When the substrate W is heated to a predetermined temperature by the light from the lamp unit 74 in the nitrogen gas atmosphere in the substrate holder 54, the copper plating film on the substrate processing surface undergoes safe and high-quality heat treatment.

【0058】所定の処理時間が経過して上記のようなア
ニーリング工程が終了すると、ランプユニット74が消
灯する。次いで、ハンドリング機構52において基板保
持体54を搬入出口11の高さ位置に昇降移動させる。
直後に、ゲートバルブ13が開いて、外部搬送装置の搬
送アーム80(図3)が室内に入ってきて基板Wを基板
保持体54から取り出し、処理室10の外へ搬出する。
When the above-described annealing step is completed after a predetermined processing time has elapsed, the lamp unit 74 is turned off. Next, the substrate holder 54 is moved up and down to the height position of the loading / unloading port 11 in the handling mechanism 52.
Immediately thereafter, the gate valve 13 is opened, and the transfer arm 80 (FIG. 3) of the external transfer device enters the room, takes out the substrate W from the substrate holder 54, and carries it out of the processing chamber 10.

【0059】上記したように、この実施形態の電解銅メ
ッキ装置では、1つの処理室10内で電解メッキ槽12
の上面ないし上方に純度または清浄度の高い不活性ガス
(窒素ガス)の雰囲気を形成し、この不活性ガスの雰囲
気下または雰囲気中で電解メッキ、洗浄、乾燥およびア
ニールの各工程を順次行うようにしている。
As described above, in the electrolytic copper plating apparatus of this embodiment, the electrolytic plating tank 12
An atmosphere of an inert gas (nitrogen gas) having a high degree of purity or cleanness is formed on the upper surface or above, and the steps of electrolytic plating, washing, drying, and annealing are sequentially performed under or in the atmosphere of the inert gas. I have to.

【0060】このように、電解メッキ法による銅成膜プ
ロセスの諸工程を1つのチャンバ(処理室10)内で完
遂できるため、システムの小型化を実現し、設置面積を
小さくすることができる。また、基板Wを1つの不活性
ガスの雰囲気中に止めたままでの一貫処理であるため、
成膜プロセスの効率および品質を向上させることができ
る。
As described above, since the steps of the copper film forming process by the electrolytic plating method can be completed in one chamber (processing chamber 10), the system can be reduced in size and the installation area can be reduced. Further, since the integrated processing is performed while the substrate W is kept in the atmosphere of one inert gas,
The efficiency and quality of the film forming process can be improved.

【0061】上記した実施形態では、基板保持体54に
ランプユニット74を設け、ランプ加熱方式によって基
板Wをアニールする構成であった。しかし、他のアニー
ル技術も使用可能であり、たとえば基板保持体54に抵
抗発熱体を取り付けて抵抗加熱アニールを行うことも可
能である。
In the above-described embodiment, the lamp unit 74 is provided on the substrate holder 54, and the substrate W is annealed by a lamp heating method. However, other annealing techniques can be used. For example, it is possible to perform resistance heating annealing by attaching a resistance heating element to the substrate holder 54.

【0062】上記した実施形態では共通のノズル40で
洗浄液と乾燥用ガスとを切り換えて基板Wに吹きつける
構成としたが、洗浄液吐出遥と乾燥用ガス吐出用とに各
専用のノズルを充てる構成としてもよい。上記した実施
形態における電解メッキ槽12やハンドリング機構52
等の各部の構成も一例であり、本発明の技術思想の範囲
内で種々の変形が可能である。
In the above embodiment, the cleaning liquid and the drying gas are switched and sprayed onto the substrate W by the common nozzle 40. However, the dedicated nozzles are used for discharging the cleaning liquid and discharging the drying gas. It may be. Electrolytic plating tank 12 and handling mechanism 52 in the above-described embodiment
The configuration of each part such as is also an example, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

【0063】上記した実施例における電界銅メッキ装置
はフェースダウン方式で構成した。しかし、基板Wの被
処理面を上に向けるフェースアップ方式の構成に変形す
ることも可能である。
The electric field copper plating apparatus in the above-mentioned embodiment was constituted by a face-down system. However, it is also possible to modify the configuration of the face-up system in which the surface to be processed of the substrate W faces upward.

【0064】上記実施形態では半導体ウエハを被処理基
板としたが、LCD基板等の他の基板も可能である。ま
た、本発明は銅メッキだけでなく、他の金属メッキにも
適用可能である。
In the above embodiment, a semiconductor wafer is used as a substrate to be processed. However, other substrates such as an LCD substrate can be used. Further, the present invention is applicable not only to copper plating but also to other metal plating.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電解メッキ法による成膜プロセスの諸工程を1つのチャ
ンバ内で安全かつ効率よく実施することが可能であり、
システムの小型化や設置面積の縮小化を実現し、プロセ
スの効率および品質を向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to safely and efficiently perform various steps of a film forming process by an electrolytic plating method in one chamber,
The system can be reduced in size and the installation area can be reduced, and the efficiency and quality of the process can be improved.

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

【図1】本発明の一実施形態における電解銅メッキ装置
の全体の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electrolytic copper plating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態の電解銅メッキ装置における基板保持
体内の構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure inside a substrate holder in the electrolytic copper plating apparatus of the embodiment.

【図3】実施形態の電解銅メッキ装置における基板保持
体内の基板搬入動作を示す図である。
FIG. 3 is a view showing an operation of loading a substrate into a substrate holder in the electrolytic copper plating apparatus of the embodiment.

【図4】実施形態の電解銅メッキ装置における電解メッ
キ工程を示す図である。
FIG. 4 is a view showing an electrolytic plating step in the electrolytic copper plating apparatus of the embodiment.

【図5】実施形態の電解銅メッキ装置における洗浄工程
を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a cleaning step in the electrolytic copper plating apparatus of the embodiment.

【図6】実施形態の電解銅メッキ装置におけるアニーリ
ング工程を示す図である。
FIG. 6 is a view showing an annealing step in the electrolytic copper plating apparatus of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 処理室 11 搬入出口 12 電解メッキ槽 38 排気路 40 洗浄液/乾燥用ガス噴射ノズル 52 ハンドリング機構 54 基板保持体 58 回転駆動部 60 昇降駆動部 90 防塵フィルタ 94 給排気装置 96 給気管 98 ガス取り込み口 100 排気管 104 不活性ガス供給源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing chamber 11 Loading / exiting 12 Electroplating tank 38 Exhaust path 40 Cleaning liquid / drying gas injection nozzle 52 Handling mechanism 54 Substrate holder 58 Rotation drive unit 60 Elevation drive unit 90 Dustproof filter 94 Supply / exhaust device 96 Air supply tube 98 Gas intake 100 exhaust pipe 104 inert gas supply source

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C25D 19/00 C25D 19/00 B 21/10 302 21/10 302 H01L 21/288 H01L 21/288 E 21/304 643 21/304 643A 651 651L Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C25D 19/00 C25D 19/00 B 21/10 302 21/10 302 H01L 21/288 H01L 21/288 E 21/304 643 21/304 643A 651 651L

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理基板の被処理面に電解メッキ浴を
与えるための電解メッキ槽と、 前記電解メッキ槽を不活性ガスの雰囲気下に置くための
処理室と、 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前記基板を加熱す
るための加熱部とを有する電解メッキ装置。
1. An electrolytic plating bath for providing an electrolytic plating bath to a surface to be processed of a substrate to be processed, a processing chamber for placing the electrolytic plating bath under an inert gas atmosphere, and an inert gas in the processing chamber. A heating unit for heating the substrate in a gas atmosphere.
【請求項2】 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前
記基板を洗浄するための洗浄部を有することを特徴とす
る請求項1に記載の電解メッキ装置。
2. The electrolytic plating apparatus according to claim 1, further comprising a cleaning unit for cleaning the substrate in an inert gas atmosphere in the processing chamber.
【請求項3】 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前
記基板を乾燥させるための乾燥部を有することを特徴と
する請求項2に記載の電解メッキ装置。
3. The electrolytic plating apparatus according to claim 2, further comprising a drying section for drying the substrate in an inert gas atmosphere in the processing chamber.
【請求項4】 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前
記基板を保持しながら移動または運動させるハンドリン
グ機構を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の電解メッキ装置。
4. The electrolytic plating apparatus according to claim 1, further comprising a handling mechanism that moves or moves the substrate while holding the substrate in an inert gas atmosphere in the processing chamber.
【請求項5】 前記ハンドリング機構が、前記基板を保
持するための保持部と、前記保持部に保持される前記基
板をスピン回転させるための回転手段と、前記保持部に
保持される前記基板を昇降させるための昇降手段とを有
することを特徴とする請求項4に記載の電解メッキ装
置。
5. The method according to claim 1, wherein the handling mechanism includes a holding unit for holding the substrate, a rotating unit for spinning the substrate held by the holding unit, and a substrate holding by the holding unit. The electroplating apparatus according to claim 4, further comprising a lifting means for raising and lowering.
【請求項6】 前記洗浄部が、前記電解メッキ槽の上方
に設定された所定の洗浄処理位置で前記基板に洗浄液を
吹き付けるための第1のノズルを有することを特徴とす
る請求項2〜5のいずれかに記載の電解メッキ装置。
6. The cleaning unit according to claim 2, wherein the cleaning unit has a first nozzle for spraying a cleaning liquid onto the substrate at a predetermined cleaning processing position set above the electrolytic plating bath. The electrolytic plating apparatus according to any one of the above.
【請求項7】 前記乾燥部が、前記電解メッキ槽の上方
に設定された所定の乾燥処理位置で前記基板に乾燥用の
不活性ガスを吹き付けるための第2のノズルを有するこ
とを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の電解メ
ッキ装置。
7. The drying section has a second nozzle for blowing an inert gas for drying onto the substrate at a predetermined drying processing position set above the electrolytic plating tank. The electrolytic plating apparatus according to claim 3.
【請求項8】 前記加熱部が、前記保持部に保持される
前記基板を前記被処理面とは反対側から加熱するために
前記ハンドリング機構に搭載された加熱手段を有するこ
とを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の電解メ
ッキ装置。
8. The heating unit according to claim 1, further comprising a heating unit mounted on the handling mechanism for heating the substrate held by the holding unit from a side opposite to the surface to be processed. Item 8. The electrolytic plating apparatus according to any one of Items 5 to 7.
【請求項9】 前記処理室に不活性ガスを循環させて供
給するための不活性ガス循環供給部と、 前記処理室または前記不活性ガス循環供給部に新規の不
活性ガスを補充するための不活性ガス補充部と、 前記処理室内のガスを前記不活性ガス循環供給部から独
立した排気系統へ排気するための排気部とを有すること
を特徴とする請求項1〜8に記載の電解メッキ装置。
9. An inert gas circulating supply unit for circulating and supplying an inert gas to the processing chamber, and replenishing a new inert gas to the processing chamber or the inert gas circulating supply unit. The electrolytic plating according to any one of claims 1 to 8, further comprising: an inert gas replenishing unit; and an exhaust unit configured to exhaust gas in the processing chamber to an exhaust system independent of the inert gas circulating supply unit. apparatus.
【請求項10】 密閉可能な処理室内に不活性ガスの雰
囲気を形成し、前記不活性ガスの雰囲気下で被処理基板
の被処理面を電解メッキ浴に浸漬して前記被処理面上に
メッキ膜を形成し、前記不活性ガスの雰囲気中で前記基
板を所定温度に加熱して前記被処理面上のメッキ膜をア
ニールする電解メッキ方法。
10. An atmosphere of an inert gas is formed in a process chamber capable of being sealed, and a surface to be processed of a substrate to be processed is immersed in an electrolytic plating bath under an atmosphere of the inert gas to perform plating on the surface to be processed. An electrolytic plating method in which a film is formed, and the substrate is heated to a predetermined temperature in an atmosphere of the inert gas to anneal a plating film on the surface to be processed.
【請求項11】 前記電解メッキ工程の直後に前記不活
性ガスの雰囲気中で前記基板に洗浄液を吹き付けて少な
くとも前記被処理面を洗浄することを特徴とする請求項
10に記載の電解メッキ方法。
11. The electrolytic plating method according to claim 10, wherein a cleaning solution is sprayed on the substrate in an atmosphere of the inert gas immediately after the electrolytic plating step to wash at least the surface to be processed.
【請求項12】 前記洗浄工程の直後に前記不活性ガス
の雰囲気中で前記基板に不活性ガスを吹き付けて前記被
処理面上のメッキ膜を乾燥させることを特徴とする請求
項11に記載の電解メッキ方法。
12. The plating method according to claim 11, wherein an inert gas is blown onto the substrate in an atmosphere of the inert gas immediately after the cleaning step to dry the plating film on the surface to be processed. Electroplating method.
【請求項13】 前記洗浄工程の直後に前記不活性ガス
の雰囲気中で前記基板をスピン回転させて前記被処理面
上のメッキ膜を乾燥させることを特徴とする請求項11
に記載の電解メッキ方法。
13. The plating film on the surface to be processed is dried by spinning the substrate in an atmosphere of the inert gas immediately after the cleaning step.
4. The electrolytic plating method according to 1.
【請求項14】 前記不活性ガスの雰囲気に上方からダ
ウンフローで不活性ガスを供給することを特徴とする請
求項10〜13のいずれかに記載の電解メッキ方法。
14. The electrolytic plating method according to claim 10, wherein an inert gas is supplied from above to the atmosphere of the inert gas in a downflow manner.
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