JP2002275696A - Apparatus and process for electroplating - Google Patents

Apparatus and process for electroplating

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JP2002275696A
JP2002275696A JP2001071025A JP2001071025A JP2002275696A JP 2002275696 A JP2002275696 A JP 2002275696A JP 2001071025 A JP2001071025 A JP 2001071025A JP 2001071025 A JP2001071025 A JP 2001071025A JP 2002275696 A JP2002275696 A JP 2002275696A
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substrate
liquid metal
plating
cathode electrode
processed
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JP2001071025A
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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 stably and securely obtain a fine electrical connection between a substrate to be treated and a cathode. SOLUTION: A base part 68 (a member of a substrate-supporting body 54) of a substrate-supporting part 54a is resin-molded, and a ring-shaped, rubber sealing member 70 is attached and fixed to the radially inner end of the base part 68. A circular cathode part 72 is positioned at the vertically inner side of the substrate-supporting part 54a. This cathode part 72 has a liquid metal- retaining part 74 with a U-shaped cross section, which employs the base part 68 as the bottom, the cylinder part of the substrate-supporting body 54 as the radially outer wall and the standing part of the sealing member 70 as the lower half of the radially inner wall. By inserting the substrate W into the substrate- supporting body 54, a ring member 88 (the upper half of the radially inner wall) overlaps the sealing member 70 via the peripheral part of the substrate W to build a radially inner wall of the liquid metal-retaining part 74 in the cathode part 72. A liquid metal H is introduced into the liquid metal-retaining part 74 from a liquid metal-supplying/storing part via a pipe 78.

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、電解メッキ浴中
で基板をカソードとするために、基板被処理面の周縁部
に銅、ステンレス鋼あるいは金等の導電性固体金属から
なるリング状の電極を当てている。この種の電極(カソ
ード電極)は、基板被処理面(より正確には被処理面上
のシード層)との接触抵抗が低いだけでなく、基板周縁
部と均一に接触し、基板の径方向に均一な電流密度分布
を与える機能を求められる。この要求条件に適うよう
に、従来より、カソード電極の形状をピン型やバネ型に
する等の種々の工夫が施されている。
In a conventional electrolytic plating apparatus, in order to use a substrate as a cathode in an electrolytic plating bath, a ring-shaped electrode made of a conductive solid metal such as copper, stainless steel, or gold is provided on the periphery of the substrate to be processed. I guess. This kind of electrode (cathode electrode) not only has low contact resistance with the substrate processing surface (more precisely, the seed layer on the processing surface), but also makes uniform contact with the periphery of the substrate, Is required to have a function of giving a uniform current density distribution. Conventionally, various measures have been taken to meet this requirement, such as making the shape of the cathode electrode a pin type or a spring type.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の装置では、カソード電極の形状がある範囲
でばらつきをもつことや被処理基板が搬送ないし装着さ
れる過程で位置ずれを起こすことがあり、被処理基板と
カソード電極との間に良好な電気的接続を安定確実に得
るのが困難であった。
However, in the conventional apparatus as described above, the shape of the cathode electrode may vary within a certain range, or the cathode electrode may be displaced in the process of being transported or mounted. In addition, it has been difficult to stably and reliably obtain a good electrical connection between the substrate to be processed and the cathode electrode.

【0006】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、被処理基板とカソード電極との間に
良好な電気的接続を安定確実に得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。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and has an electroplating apparatus and an electroplating apparatus for stably and reliably obtaining a good electrical connection between a substrate to be processed and a cathode electrode. The aim is to provide a method.

【0007】[0007]

【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、所定のメッキ液を収
容する電解メッキ槽と、前記電解メッキ槽の中に設けら
れるアノードと、被処理基板を保持してその被処理面を
前記電解メッキ槽内のメッキ液に浸漬するためのハンド
リング機構と、前記ハンドリング機構に保持される前記
基板に電気的に接触するための液体金属を有するカソー
ド電極部と、前記アノードと前記カソード電極部との間
に電解メッキ用の電圧を与えるための電源部とを有する
構成とした。
In order to achieve the above object, an electroplating apparatus according to the present invention comprises: an electroplating bath containing a predetermined plating solution; an anode provided in the electroplating bath; A handling mechanism for holding the substrate to be processed and immersing the surface to be processed in a plating solution in the electrolytic plating bath; and a liquid metal for electrically contacting the substrate held by the handling mechanism. The power supply unit includes a cathode electrode unit and a power supply unit for applying a voltage for electrolytic plating between the anode and the cathode electrode unit.

【0008】上記の装置構成においては、ハンドリング
機構に装着され保持された被処理基板はカソード電極部
の液体金属と接触することにより、基板と電極部との間
に多少の位置ずれがあっても良好かつ安定な電気的接続
関係が得られる。基板の被処理面が電解メッキ槽内のメ
ッキ液に浸漬された状態で、電源部よりアノードとカソ
ード電極部との間に電解メッキ用の電圧が印加される
と、基板の被処理面は液体金属を通じて電気的に負極側
の基準電位に置かれ、カソードとしてメッキ液を介して
アノードと対向する。こうして、アノードと基板の被処
理面との間でイオン電導が生じ、基板被処理面ではカソ
ード反応または電気メッキ反応が起こって銅が析出し、
メッキ膜が形成される。
In the above-described apparatus configuration, the substrate to be processed, which is mounted and held on the handling mechanism, comes into contact with the liquid metal of the cathode electrode portion, so that even if there is a slight displacement between the substrate and the electrode portion. A good and stable electrical connection relationship is obtained. When a voltage for electrolytic plating is applied between the anode and the cathode electrode from the power supply unit in a state where the surface to be processed of the substrate is immersed in the plating solution in the electrolytic plating tank, the surface to be processed of the substrate becomes liquid. It is electrically placed at a reference potential on the negative electrode side through metal, and faces the anode as a cathode via a plating solution. In this way, ion conduction occurs between the anode and the surface to be processed of the substrate, and a cathode reaction or an electroplating reaction occurs on the surface to be processed of the substrate, and copper is deposited,
A plating film is formed.

【0009】本発明の電解メッキ装置において、好まし
くは、ハンドリング機構が基板の被処理面の周縁部が外
にはみ出る状態で基板を両面で挟むようにして保持する
基板保持部を有し、カソード電極部が基板保持部を内壁
の一部として液体金属を収容する液体金属収容部を有す
る構成としてよい。かかる構成により、基板保持部を利
用してカソード電極部の液体金属収容部を構築すること
ができる。
In the electroplating apparatus according to the present invention, preferably, the handling mechanism has a substrate holding portion for holding the substrate so that the peripheral portion of the surface to be processed of the substrate protrudes outside, and the cathode electrode portion has the cathode electrode portion. The substrate holding portion may be configured as a part of the inner wall to have a liquid metal containing portion for containing the liquid metal. With this configuration, the liquid metal container of the cathode electrode unit can be constructed using the substrate holding unit.

【0010】また、好ましくは、カソード電極部が、液
体金属を貯留するための液体金属貯留部と、液体金属収
容部と液体金属貯留部との間で液体金属を移すための液
体金属移送手段とを有する構成としてよい。かかる構成
により、必要な時だけ液体金属収容部に液体金属を配す
ることが可能であり、液体金属を安全かつ効率よく使用
することができる。
Preferably, the cathode electrode section has a liquid metal storage section for storing liquid metal, and liquid metal transfer means for transferring liquid metal between the liquid metal storage section and the liquid metal storage section. May be provided. With this configuration, it is possible to arrange the liquid metal in the liquid metal container only when necessary, and it is possible to use the liquid metal safely and efficiently.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適な一実施形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0012】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 configuration 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.

【0013】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86(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。
This electrolytic copper plating apparatus has a chamber or processing chamber 10 formed of a sealable vertical cylindrical housing whose both ends (upper and lower ends) are closed. One side surface of the processing chamber 10 is provided with a loading / unloading port 11 through which a transfer arm 86 (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.

【0014】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。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16が正味の電解メッキ浴槽
を構成し、外槽14は内槽16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。
In this electrolytic copper plating apparatus, an electrolytic plating tank 12 is provided at a lower portion in the processing chamber 10. The electrolytic plating tank 12 has a double tank structure in which an inner tank 16 having an upper surface that is slightly smaller than the outer tank 14 that has an open upper surface is coaxially accommodated in an outer tank 14 that has an open upper surface. The inner tank 16 constitutes a net electrolytic plating bath, and the outer tank 14 comprises a plating solution M overflowing from the inner tank 16.
And a plating solution collecting unit for collecting the plating solution.

【0015】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。こ
のアノード20は図示しない被覆線または電気コードを
介して電解メッキ用直流電源の正極側端子(図示せず)
に電気的に接続されている。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16の底部は循環用配管2
4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2
8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. The anode 20 is connected to a positive terminal (not shown) of a DC power supply for electrolytic plating via a covered wire or an electric cord (not shown).
Is electrically connected to 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. Unwanted products generated from the anode 20 during the electroplating process are prevented from moving or diffusing to the plating bath upper surface by the diaphragm 22. The bottom of the inner tank 16 is a circulation pipe 2
4 is connected to an external plating solution tank 26. By the function of a pump 28 provided in the middle of the circulation pipe 24, a lower chamber (a chamber lower than the diaphragm 22) in the inner tank 16.
The plating solution M is circulated between the plating solution tank 26 and the plating solution tank 26. In the middle of the circulation pipe 24, the pump 2
8, a filter for removing foreign matter, an on-off valve, etc. (not shown)
May be provided.

【0016】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3
2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26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 discharge pipe 18 through a circulation pipe 30 and a pump 34 provided in the middle thereof.
Is connected to the lower end portion (entrance). The plating solution M overflowing from the inner tank 16 to the outer tank 14 is temporarily removed from the plating solution tank 3.
2, and the pump 34 supplies the plating solution M in the tank 32 to the upper chamber (the chamber above the diaphragm 22) in the inner tank 16 via the circulation pipe 26 and the ejection pipe 18. I have. 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.

【0017】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6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 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. 6, a trap 39 for capturing harmful mist in the exhaust line is provided in 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.

【0018】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6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 partition 36 is provided with one or a plurality of 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.

【0019】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円筒
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 partitioning 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 disposed directly above the electrolytic plating bath 12, more precisely, directly above the inner bath 16.

【0020】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 a 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.

【0021】図2に示すように、基板保持体54の下面
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が設けられている。基板支持部54aのベース
部68(基板保持体54の一部)は樹脂成形され、ベー
ス部68の径方向内側端部にリング状のゴム製シール部
材70が被着かつ固定されている。このシール部材70
は、水平面に形成された頂面70aと垂直面に形成され
た径方向内側面70bとを有し、ベース部68の上面よ
り垂直上方に起立または突出している。
As shown in FIG. 2, on the lower surface of the substrate holder 54, there is provided an annular flange type substrate supporting portion 54a projecting radially inward. The base portion 68 (part of the substrate holder 54) of the substrate support portion 54a is formed of resin, and a ring-shaped rubber seal member 70 is attached and fixed to a radially inner end of the base portion 68. This sealing member 70
Has a top surface 70a formed in a horizontal plane and a radially inner side surface 70b formed in a vertical plane, and stands or protrudes vertically above the upper surface of the base portion 68.

【0022】基板支持部54aの垂直方向内側には環状
のカソード電極部72が設けられている。このカソード
電極部72は、ベース部68を底面とし、基板保持体5
4の筒部を径方向外側壁部とし、シール部材70の起立
部を径方向内側壁部の下半部とする断面凹形の液体金属
保持部74を有している。液体金属保持部74の径方向
内側壁部の上半部は、後述するクランプ用リング部材8
8の外周面によって構成される(図4)。
An annular cathode electrode portion 72 is provided inside the substrate support portion 54a in the vertical direction. The cathode electrode portion 72 has a base portion 68 as a bottom surface,
4 has a liquid metal holding portion 74 having a concave cross section, in which the cylindrical portion is a radially outer wall portion and the upright portion of the seal member 70 is the lower half of the radially inner wall portion. The upper half portion of the radially inner side wall portion of the liquid metal holding portion 74 is provided with a clamp ring member 8 described later.
8 (FIG. 4).

【0023】この液体金属保持部74は、基板保持体5
4の天井裏側に取り付けられた液体金属供給保管部76
と配管78を介して液体金属たとえば水銀をやりとりで
きるようになっている。より詳細には、液体金属供給保
管部76が水銀容器(図示せず)とポンプ(図示せず)
とを備えており、該ポンプを吐出動作させることにより
該水銀容器から水銀を配管78を介して液体金属保持部
74へ供給し、該ポンプを吸入動作させることにより液
体金属保持部74から水銀を配管78を介して吸い込ん
で該水銀容器へ戻すようになっている。
The liquid metal holding section 74 is provided on the substrate holder 5
4 is a liquid metal supply storage unit 76 attached to the underside of the ceiling.
Liquid metal, for example, mercury, can be exchanged through the pipe 78. More specifically, the liquid metal supply storage unit 76 includes a mercury container (not shown) and a pump (not shown).
When the pump is operated to discharge, mercury is supplied from the mercury container to the liquid metal holding unit 74 via the pipe 78, and the pump is operated to suction to discharge mercury from the liquid metal holding unit 74. The gas is sucked through the pipe 78 and returned to the mercury container.

【0024】液体金属保持部74の底部には導電性の固
体金属たとえば銅からなる板片状またはリング状のカソ
ード電極端子80が設けられている。このカソード電極
端子80は図示しない被覆線または電気コードを介して
電解メッキ用直流電源の負極側端子(図示せず)に電気
的に接続されている。
At the bottom of the liquid metal holding portion 74, a plate-shaped or ring-shaped cathode electrode terminal 80 made of a conductive solid metal such as copper is provided. The cathode electrode terminal 80 is electrically connected to a negative terminal (not shown) of a DC power supply for electrolytic plating via a covered wire or an electric cord (not shown).

【0025】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82が形成されて
いる。基板保持体54の内部には、垂直支持部56の下
端より垂直下方に進退可能なチャック84が設けられて
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86が開口82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、チ
ャック84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86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
側のシール部材70の上に基板Wを載置するようになっ
ている。
An opening 82 large enough to carry in and out the substrate W is formed on one side surface of the substrate holder 54. A chuck 84 is provided inside the substrate holder 54 so as to be able to move vertically downward from the lower end of the vertical support portion 56. As shown in FIGS. 3A and 3B, when the transfer arm 86 of the external transfer device carries the substrate W to be subjected to the copper plating process through the opening 82 into the substrate holder 54, the chuck 84 is lowered. Then, the upper surface (back surface) of the substrate W is sucked by, for example, a vacuum suction force, and after the transfer arm 86 retreats, the substrate W is lowered while holding the substrate W, and the substrate support portion 54a
The substrate W is placed on the side seal member 70.

【0026】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
の周縁部に重なるような径を有するリング部材88と、
このリング部材88を上げ下げするアクチエータたとえ
ばシリンダ90とで構成されている。図3の(B),
(C)に示すように、チャック84が基板Wを基板支持
部54a側のシール部材70の上に基板Wを載置した後
に、シリンダ90のピストンロッド90aが伸びてリン
グ部材88が基板Wの上面(裏面)に当接し、シリンダ
90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。
In the substrate holder 54, clamping means for fixing the substrate W on the substrate support 54a is also provided. This clamping means is provided for the substrate W on the substrate support 54a.
A ring member 88 having a diameter such that it overlaps the periphery of
An actuator for raising and lowering the ring member 88, for example, a cylinder 90. FIG. 3 (B),
As shown in (C), after the chuck 84 places the substrate W on the seal member 70 on the substrate support portion 54a side, the piston rod 90a of the cylinder 90 extends and the ring member 88 The substrate W comes into contact with the upper surface (back surface) and is fixed and held by pressure from the cylinder 90.

【0027】上記のようにして基板保持体54内に基板
Wが装着されると、図4に示すように、リング部材88
が基板Wの周縁部を介してシールド部材70の上に重な
ることによって、カソード電極部72において液体金属
保持部74の径方向内側壁部が構築される。すなわち、
径方向内側壁部の上半部(88)と下半部(70)とが
基板Wの周縁部を挟んで上下に重なり合うことで、液体
金属保持部74の底つまりベース部68の上面からリン
グ部材88の上端まで垂直方向に延在する気密な径方向
内側壁部が形成される。この液体金属保持部74におい
ては、装着された基板Wの周縁部、特に被処理面側の周
縁部がシールド部材70の頂面70aから半径方向外側
へはみ出て液体金属保持空間内に露出するように、各部
の位置または寸法が設定される。
When the substrate W is mounted in the substrate holder 54 as described above, as shown in FIG.
Is overlapped on the shield member 70 via the peripheral portion of the substrate W, so that the radial inner wall portion of the liquid metal holding portion 74 in the cathode electrode portion 72 is constructed. That is,
The upper half (88) and the lower half (70) of the radially inner wall overlap vertically with the peripheral edge of the substrate W interposed therebetween, so that the ring from the bottom of the liquid metal holding part 74, that is, the upper surface of the base part 68. An airtight radial inner wall portion extending vertically to the upper end of the member 88 is formed. In the liquid metal holding section 74, the peripheral edge of the mounted substrate W, particularly, the peripheral edge on the processing surface side protrudes radially outward from the top surface 70 a of the shield member 70 and is exposed in the liquid metal holding space. Then, the position or size of each part is set.

【0028】リング部材88は、樹脂成形されたリング
状の本体部88aと、この本体部88aの下面に被着固
定されたリング状のゴム製シール部88bとで構成され
ている。こうして、基板Wの下面(被処理面)および上
面(裏面)にそれぞれゴム製のシール部材70およびシ
ール部88bが弾性変形(圧縮)しながら気密に圧接す
るようになっている。
The ring member 88 includes a resin-molded ring-shaped main body 88a and a ring-shaped rubber seal 88b fixed to the lower surface of the main body 88a. Thus, the rubber seal member 70 and the seal portion 88b are air-tightly pressed against the lower surface (the surface to be processed) and the upper surface (the back surface) of the substrate W while being elastically deformed (compressed).

【0029】この電解銅メッキ装置では、基板Wが装着
されカソード電極部72の液体金属保持部74が構築さ
れた状態の下で、液体金属供給部76より水銀Hが配管
78を介して液体金属保持部74に供給または導入され
る。図4に示すように、液体金属保持部74において水
銀Hの液面レベルが基板Wの上面(裏面)よりは高くリ
ング部材88の上端よりも低いレベル(高さ位置)にな
るように、液体金属供給部76からの水銀供給量が設定
される。こうして液体金属保持部74の液体金属保持空
間が水銀Hで満たされることで、基板Wの被処理面側の
周縁部は水銀Hに浸かる。銅メッキ処理を受ける基板W
の被処理面には、予めPVD(PhysicalVapor Depositi
on)法によりバリア層を介してCuシード層Wsが積層
されているので、このシード層Wsが液体金属保持部7
4内の水銀Hと電気的に接続されることになる。なお、
液体金属保持部74の底部に配されているカソード電極
端子80も水銀Hの中に浸かることになる。
In this electrolytic copper plating apparatus, under the condition that the substrate W is mounted and the liquid metal holding part 74 of the cathode electrode part 72 is constructed, the mercury H is supplied from the liquid metal supply part 76 through the pipe 78 to the liquid metal. It is supplied or introduced to the holding section 74. As shown in FIG. 4, the liquid level of the mercury H in the liquid metal holding part 74 is higher than the upper surface (back surface) of the substrate W and lower than the upper end of the ring member 88 (height position). The amount of mercury supplied from the metal supply unit 76 is set. By filling the liquid metal holding space of the liquid metal holding unit 74 with mercury H in this way, the peripheral portion of the substrate W on the processing surface side is immersed in mercury H. Substrate W subject to copper plating
The surface to be processed has a PVD (Physical Vapor Depositi) in advance.
Since the Cu seed layer Ws is laminated via the barrier layer by the (on) method, the seed layer Ws
4 will be electrically connected to the mercury H. In addition,
The cathode electrode terminal 80 disposed on the bottom of the liquid metal holding part 74 is also immersed in the mercury H.

【0030】図1に示すように、処理室10の上面92
の下側に適当な間隔を置いて天井94が設けられ、この
天井94に防塵フィルタ96が設けられている。天井9
4の裏側の室98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100
より給気管102を介して空気が送り込まれる。そし
て、天井94の防塵フィルタ96から清浄な空気が処理
室10内にダウンフローで供給されるようになってい
る。
As shown in FIG. 1, the upper surface 92 of the processing chamber 10 is
A ceiling 94 is provided at an appropriate interval below the ceiling 94, and a dustproof filter 96 is provided on the ceiling 94. Ceiling 9
4 is provided with a supply / exhaust device 100 composed of a fan or a compressor installed outside the processing chamber 10.
The air is sent through the air supply pipe 102. Then, clean air is supplied from the dustproof filter 96 of the ceiling 94 into the processing chamber 10 in a downflow manner.

【0031】処理室10内において、仕切り部36の上
面には空気取り込み口104が設けられている。この空
気取り込み口104は排気管106を介して室外の給排
気装置100の入(吸気)側に接続されている。仕切り
部36付近に流れてきた空気はこの空気取り込み口10
4から給排気装置100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空気流は、排気路38よ
り外部排気系統へ抜けるようになっている。なお、処理
室10の外から新鮮な空気が上記の空気循環供給システ
ム内の適当な場所または流路(図示の例ではバッファ室
98)に常時補給されてよい。
In the processing chamber 10, an air intake 104 is provided on the upper surface of the partition 36. The air intake port 104 is connected to an inlet (intake) side of the outdoor air supply / exhaust device 100 via an exhaust pipe 106. The air that has flowed in the vicinity of the partition 36 is supplied to the air intake port 10.
4 to the air supply / exhaust device 100.
Further, the airflow that has passed through the inside opening of the partitioning portion 36 and has reached near the upper surface of the electrolytic plating tank 12 passes through the exhaust passage 38 to the external exhaust system. Note that fresh air may be constantly supplied from outside the processing chamber 10 to an appropriate place or flow path (the buffer chamber 98 in the illustrated example) in the air circulation supply system.

【0032】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
定された処理空間がダウンフローの清浄空気流の雰囲気
で満たされるようになっている。
Thus, in this electrolytic copper plating apparatus,
The processing space set in the processing chamber 10 above or above the electrolytic plating tank 12 is filled with a down-flow clean air flow atmosphere.

【0033】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.

【0034】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86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 86 of the external transfer device passes the substrate W into and out of the substrate holder 54 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.

【0035】ハンドリング機構52では、上記したよう
に、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、図4に示すようにカソード電
極部72において液体金属保持部74に水銀Hが所定の
液面レベルに満たされ、基板Wはシールド部材70の頂
面70aより液体金属保持部74側にはみ出ている被処
理面の周縁部にて水銀Hに接触し、ひいては水銀Hを介
してカソード電極端子80に電気的に接続される。しか
る後、昇降駆動部60の下降駆動により回転駆動部58
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, as described above, after the substrate W is mounted on the substrate holder 54 as shown in FIGS. 3 (B) and 3 (C), as shown in FIG. The liquid metal holding part 74 is filled with mercury H at a predetermined liquid level, and the substrate W is converted into mercury H at the peripheral edge of the processing surface protruding from the top surface 70a of the shield member 70 toward the liquid metal holding part 74. And is electrically connected to the cathode electrode terminal 80 via the mercury H. Thereafter, the rotation drive unit 58 is driven by the downward drive of the elevation drive unit 60.
Alternatively, the entire substrate holder 54 is lowered, and the surface to be processed of the substrate W is immersed face down in the plating bath in the inner tank 16.

【0036】図5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108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108から内槽16の外に溢れて溝1
5の中に落ちる。
As shown in FIG. 5, a gap 108 is formed between the outer periphery of the substrate holder 54 and the side wall of the inner tank 16 with the surface to be processed of the substrate W immersed in the plating bath of the inner tank 16. ,
The plating solution M that springs from the upper end opening of the ejection pipe 18 in the inner tank 16 overflows from the gap 108 to the outside of the inner tank 16 and the groove 1
Fall into five.

【0037】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。この実施形
態では、シール部材70の頂面70aが水平面で径方向
内側面70bが垂直面であり、つまり直角面であり、窪
みが形成されないため、そこに泡が取り込まれるおそれ
はなく、泡抜きを効果的に行える。
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. In this embodiment, the top surface 70a of the sealing member 70 is a horizontal surface and the radially inner surface 70b is a vertical surface, that is, a right-angled surface, and no dent is formed. Can be performed effectively.

【0038】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をオンにして、内槽10内のアノ
ード20と基板保持体54内のカソード電極部72(よ
り詳細にはカソード電極端子80)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、基板Wの被処
理面(Cuシード層Ws)は液体金属保持部74内の水
銀Hを通じて電気的に負極側の基準電位に置かれてカソ
ードとなり、内槽16内のアノード20とメッキ液Mを
介して対向する。こうして、アノード20と基板Wの被
処理面との間でイオン電導が生じ、基板被処理面ではカ
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, the DC power supply for electrolytic plating is turned on, and the anode 20 in the inner tank 10 and the cathode electrode portion 72 in the substrate holder 54 (more specifically, the cathode electrode terminal 72). 80). By the application of this DC voltage, the surface to be processed (Cu seed layer Ws) of the substrate W is electrically placed at the reference potential on the negative electrode side through the mercury H in the liquid metal holding part 74 and becomes a cathode. The anode 20 faces the anode 20 via the plating solution M. Thus, ion conduction occurs between the anode 20 and the surface to be processed of the substrate W, and a cathodic reaction or an electroplating reaction occurs on the surface to be processed of the substrate W to deposit copper. During the copper plating process, the mist and gas that stood near the electrolytic plating tank 12 were exhausted from the exhaust passage 38 of the partition 36.
It is discharged to the outside exhaust line.

【0039】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、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 process 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 is temporarily stopped in the handling mechanism 52, and the substrate W is removed from the inner tank. It is raised from 16 to a height position for the cleaning process.

【0040】この実施形態では、銅メッキ処理を終了し
てから洗浄処理を開始するまでの間に、基板保持体54
内のカソード電極部72において液体金属保持部74か
ら水銀Hを液体金属供給保管部76に吸い上げて回収
し、液体金属保持部74内をいったん空にしてよい。
In this embodiment, the substrate holder 54 is provided between the end of the copper plating process and the start of the cleaning process.
The mercury H may be sucked and collected from the liquid metal holding unit 74 to the liquid metal supply / storage unit 76 in the cathode electrode unit 72 therein, and the inside of the liquid metal holding unit 74 may be once emptied.

【0041】図6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で回転駆動部
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。これにより、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. 6, 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 rotation drive unit 58 is operated by the handling mechanism 52 to rotate the substrate W at a predetermined rotation speed (for example, 0
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. As a result, the cleaning liquid (pure water) from the cleaning liquid supply section 42 is sent to the nozzle 40 through the supply pipes 43 and 51, and the cleaning liquid (pure water) is obliquely upward from the discharge port of the nozzle 40 at a predetermined spread angle. The liquid is discharged toward the substrate W on the holder 54 side.

【0042】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4あるいは図5に示す
ように基板支持部54aのシールド部材70上で基板W
をクランプ手段のリング部材88が上から押圧し、液体
金属保持部74の気密な径方向内側壁部が形成されてい
る状態でスピン回転運動を行うため、ノズル40側から
基板Wに当てられた洗浄液が液体金属保持部74の内側
へ入り込むおそれはない。また、シールド部材70の頂
面70aと径方向内側面70bとが直角面を形成するた
め、窪みがなく、洗浄液が沁み込むおそれもない。
In the substrate holder 54, the substrate W is held in the same holding state as in the plating process, that is, as shown in FIG. 4 or FIG.
Is pressed from above by the ring member 88 of the clamping means, and is rotated against the substrate W from the nozzle 40 side in order to perform a spin rotation motion in a state where the airtight radial inner wall portion of the liquid metal holding portion 74 is formed. There is no possibility that the cleaning liquid enters the inside of the liquid metal holding section 74. In addition, since the top surface 70a of the shield member 70 and the radially inner surface 70b form a right-angled surface, there is no dent, and there is no risk of the cleaning liquid seeping in.

【0043】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。
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.

【0044】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の被メッキ浴部に当てられことにより、被メ
ッキ浴部の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 plating bath portion of the substrate W or the substrate supporting portion 54a which is spinning, and adheres to each portion of the plating bath portion. The plating solution is washed off and collected in the electrolytic plating tank 12 immediately below. 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. Appropriate plating solution recovery mechanism (not shown)
Accordingly, the plating solution M can be once removed from the electrolytic plating tank 12 after the completion of the copper plating step as described above.

【0045】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.

【0046】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 has elapsed, 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.

【0047】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。
この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ている
が、洗浄液吐出用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。
Next, a height position equal to 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.
In this embodiment, the cleaning liquid and the drying gas are switched by the common nozzle 40 and are sprayed onto the substrate W. However, a configuration in which dedicated nozzles are used for discharging the cleaning liquid and discharging the drying gas may be used.

【0048】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の被洗浄部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 substrate W or the vicinity of the portion to be cleaned of the substrate supporting portion 54a which is spinning, so that the cleaning liquid adhering to each portion is removed. Removed.

【0049】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 blow drying as described above, by spinning the substrate holder 54 at a high speed (for example, 500 rpm or more) on the handling mechanism 52 side, the droplets of the cleaning liquid from each part are applied with 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.

【0050】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、上記のスピン回転を
止め、基板Wを搬出するための所定の高さ位置へ基板保
持体54を昇降移動させる。基板保持体54内では、シ
リンダ90のシリンダロッド90aが上方へ後退してリ
ング部材88が基板Wから離れる。これにより、カソー
ド電極部72では、液体金属保持部74の径方向内側壁
部が下半部(シールド部材70)と上半部(リング部材
88)とに2つに分離または分解する。そして、リング
部材88と入れ替わりにチャック84が降りてきて基板
Wの上面(裏面)に吸い付き、基板Wを水平状態で開口
82の高さ位置まで持ち上げる。
When the above-described drying process 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 is stopped, and the substrate holder 54 is moved up and down to a predetermined height position for unloading the substrate W. In the substrate holder 54, the cylinder rod 90a of the cylinder 90 retreats upward and the ring member 88 separates from the substrate W. As a result, in the cathode electrode section 72, the radial inner wall of the liquid metal holding section 74 is separated or disassembled into a lower half (the shield member 70) and an upper half (the ring member 88). Then, instead of the ring member 88, the chuck 84 comes down and sucks on the upper surface (back surface) of the substrate W, and lifts the substrate W to the height position of the opening 82 in a horizontal state.

【0051】一方、ゲートバルブ13が開いて、外部搬
送装置の搬送アーム86が処理室10内に入ってきて、
基板保持体54から基板Wを処理室10の外へ搬出す
る。処理室10より搬出された基板Wは、隣接する熱処
理装置(図示せず)へ搬入され、そこで熱処理(アニー
ル)を施される。
On the other hand, when the gate valve 13 is opened, the transfer arm 86 of the external transfer device enters the processing chamber 10, and
The substrate W is carried out of the processing chamber 10 from the substrate holder 54. The substrate W carried out of the processing chamber 10 is carried into an adjacent heat treatment apparatus (not shown), where it is subjected to heat treatment (annealing).

【0052】上記したように、この実施形態の電解銅メ
ッキ装置では、電解メッキ処理において被処理基板Wを
カソードにするためのカソード電極部72に液体金属た
とえば水銀Hを配し、基板Wの外周縁部を水銀Hに浸す
ことでカソード接続を形成するため、カソード電極部7
2の形状やサイズに多少のばらつきがあっても、あるい
は基板Wの装着位置が少しずれても、基板Wとカソード
電極部72との間に良好な電気的接続を安定確実に得る
ことができる。
As described above, in the electrolytic copper plating apparatus of this embodiment, liquid metal, for example, mercury H is disposed on the cathode electrode portion 72 for making the substrate to be processed W a cathode in the electrolytic plating process, and Since the cathode connection is formed by immersing the peripheral portion in mercury H, the cathode electrode portion 7
Even if there is some variation in the shape and size of the substrate 2, or even if the mounting position of the substrate W is slightly shifted, a good electrical connection between the substrate W and the cathode electrode portion 72 can be stably and reliably obtained. .

【0053】また、この実施形態では、カソード電極部
72に断面凹形の液体金属保持部74を設け、この液体
金属保持部74と液体金属供給保管部76との間で配管
78を介して水銀Hを任意にやりとりできるようにして
いるので、必要な時だけ、つまり電解メッキ工程の間だ
け液体金属保持部74に水銀Hを配することが可能であ
り、カソード電極用の水銀を安全に使用し保管すること
ができる。また、液体金属保持部74は基板保持部(5
4a,88)を利用して必要時に構築されるため、簡単
で効率的な構成となっている。
In this embodiment, a liquid metal holding section 74 having a concave cross section is provided on the cathode electrode section 72, and mercury is supplied between the liquid metal holding section 74 and the liquid metal supply / storage section 76 via a pipe 78. Since H can be exchanged arbitrarily, it is possible to distribute mercury H to the liquid metal holding part 74 only when necessary, that is, only during the electrolytic plating process, and to safely use mercury for the cathode electrode. And can be stored. In addition, the liquid metal holding unit 74 is connected to the substrate holding unit (5).
4a, 88), it is constructed when necessary, so that the configuration is simple and efficient.

【0054】もっとも、本発明の技術思想の範囲内でカ
ソード電極部72や各部の構成につき種々の変形が可能
である。たとえば、リング部材88の上端部を径方向外
側に鍔状またはフランジ状に延在させることにより、液
体金属保持部74中の水銀Hに対して蓋部を形成するこ
とも可能である。
However, various modifications can be made to the configuration of the cathode electrode section 72 and each section within the scope of the technical idea of the present invention. For example, by extending the upper end of the ring member 88 radially outward in a flange shape or a flange shape, it is possible to form a lid portion for the mercury H in the liquid metal holding portion 74.

【0055】上記した実施形態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-described 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.

【0056】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。本
発明では水銀以外の液体金属も使用可能である。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. In the present invention, liquid metals other than mercury can be used. The present invention is applicable not only to copper plating but also to other metal plating.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電解メッ
キ装置または電解メッキ方法によれば、被処理基板とカ
ソード電極との間に良好な電気的接続を安定確実に得る
ことができる。
As described above, according to the electrolytic plating apparatus or the electrolytic plating method of the present invention, a good electric connection between the substrate to be processed and the cathode electrode can be obtained stably and reliably.

【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カソード
電極部の構成を詳細に示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing in detail a configuration of a cathode electrode unit 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電解メッ
キ処理を示す図である。
FIG. 5 is a view showing an electrolytic plating process 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洗浄処理
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cleaning process in the electrolytic copper plating apparatus of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 処理室 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 54a 基板支持部 58 回転駆動部 60 昇降駆動部 68 ベース部 70 シール部材 72 カソード電極部 74 液体金属保持部 76 液体金属供給保管部 78 配管 80 カソード電極端子 84 チャック 88 リング部材 90 シリンダ(アクチエータ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing chamber 12 Electroplating tank 38 Exhaust path 40 Cleaning liquid / drying gas injection nozzle 52 Handling mechanism 54 Substrate holder 54a Substrate support part 58 Rotation drive part 60 Elevation drive part 68 Base part 70 Seal member 72 Cathode electrode part 74 Liquid metal Holding part 76 Liquid metal supply storage part 78 Piping 80 Cathode electrode terminal 84 Chuck 88 Ring member 90 Cylinder (actuator)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のメッキ液を収容する電解メッキ槽
と、 前記電解メッキ槽の中に設けられるアノードと、 被処理基板を保持してその被処理面を前記電解メッキ槽
内のメッキ液に浸漬するためのハンドリング機構と、 前記ハンドリング機構に保持される前記基板に電気的に
接触するための液体金属を有するカソード電極部と、 前記アノードと前記カソード電極部との間に電解メッキ
用の電圧を与えるための電源部とを有する電解メッキ装
置。
An electroplating bath containing a predetermined plating solution, an anode provided in the electroplating bath, a substrate to be processed held, and a surface to be processed is applied to a plating solution in the electroplating bath. A handling mechanism for immersion; a cathode electrode portion having a liquid metal for electrically contacting the substrate held by the handling mechanism; and a voltage for electrolytic plating between the anode and the cathode electrode portion. And an electric plating unit having a power supply unit for applying the pressure.
【請求項2】 前記ハンドリング機構が、前記基板の被
処理面の周縁部が外にはみ出る状態で前記基板を両面で
挟むようにして保持する基板保持部を有し、 前記カソード電極部が、前記基板保持部を内壁の一部と
して前記液体金属を保持する液体金属保持部を有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の電解メッキ装置。
2. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the handling mechanism includes a substrate holding unit configured to hold the substrate on both sides thereof in a state where a peripheral edge of a processing surface of the substrate protrudes outside, and the cathode electrode unit includes the substrate holding unit. The electroplating apparatus according to claim 1, further comprising a liquid metal holding unit that holds the liquid metal, with the unit being a part of an inner wall.
【請求項3】 前記カソード電極部が、前記液体金属を
貯留するための液体金属貯留部と、前記液体金属保持部
と前記液体金属貯留部との間で前記液体金属を移すため
の液体金属移送手段と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. A liquid metal storage for storing the liquid metal in the cathode electrode unit, and a liquid metal transfer for transferring the liquid metal between the liquid metal holding unit and the liquid metal storage unit. The electroplating apparatus according to claim 2, comprising means.
【請求項4】 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する電解メッ
キ方法において、 前記基板に液体金属を接触させ、電解メッキ用の電圧を
前記液体金属を介して前記基板に印加することを特徴と
する電解メッキ方法。
4. An electrolytic plating method for immersing a surface of a substrate to be processed in an electrolytic plating bath to form a plating film on the surface to be processed, comprising: contacting a liquid metal with the substrate; Is applied to the substrate via the liquid metal.
【請求項5】 前記基板の周縁部に前記液体金属を接触
させることを特徴とする請求項4に記載の電解メッキ方
法。
5. The electrolytic plating method according to claim 4, wherein the liquid metal is brought into contact with a peripheral portion of the substrate.
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