JP2003193246A - 無電解めっきの前処理方法及び前処理液 - Google Patents
無電解めっきの前処理方法及び前処理液Info
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒を使用することなく、無電解めっきによ
って、配線の表面に配線保護層を確実に形成でき、更に
はスループット向上および装置のコンパクト化を図れる
ようにする。 【解決手段】 埋め込み配線構造を有する半導体装置の
露出配線の表面に、無電解めっきで配線保護層を選択的
に形成するに際し、無電解めっき液の構成成分で前処理
を行う。
って、配線の表面に配線保護層を確実に形成でき、更に
はスループット向上および装置のコンパクト化を図れる
ようにする。 【解決手段】 埋め込み配線構造を有する半導体装置の
露出配線の表面に、無電解めっきで配線保護層を選択的
に形成するに際し、無電解めっき液の構成成分で前処理
を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無電解めっきの前
処理方法及び前処理液に関し、特に半導体ウエハ等の基
板の表面に設けた配線用の微細な凹部に銅、銀または金
等の導電体を埋め込んで構成した埋込み配線の露出表面
に、無電解めっきで配線保護層を形成するに際し、めっ
き前処理を行うのに使用される無電解めっきの前処理方
法及び前処理液に関する。
処理方法及び前処理液に関し、特に半導体ウエハ等の基
板の表面に設けた配線用の微細な凹部に銅、銀または金
等の導電体を埋め込んで構成した埋込み配線の露出表面
に、無電解めっきで配線保護層を形成するに際し、めっ
き前処理を行うのに使用される無電解めっきの前処理方
法及び前処理液に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の配線形成プロセスとして、
配線溝及びコンタクトホールに金属（導電体）を埋込む
ようにしたプロセス（いわゆる、ダマシンプロセス）が
使用されつつある。これは、層間絶縁膜に予め形成した
配線溝やコンタクトホールに、アルミニウム、近年では
銅や銀等の金属を埋め込んだ後、余分な金属を化学的機
械的研磨（ＣＭＰ）によって除去し平坦化するプロセス
技術である。
配線溝及びコンタクトホールに金属（導電体）を埋込む
ようにしたプロセス（いわゆる、ダマシンプロセス）が
使用されつつある。これは、層間絶縁膜に予め形成した
配線溝やコンタクトホールに、アルミニウム、近年では
銅や銀等の金属を埋め込んだ後、余分な金属を化学的機
械的研磨（ＣＭＰ）によって除去し平坦化するプロセス
技術である。
【０００３】この種の配線、例えば配線材料として銅を
使用した銅配線にあっては、平坦化後、銅からなる配線
の表面が外部に露出しており、配線（銅）の熱拡散を防
止したり、例えばその後の酸化性雰囲気の絶縁膜（酸化
膜）を積層して多層配線構造の半導体装置を作る場合等
に、配線（銅）の酸化を防止したりするため、Ｃｏ合金
やＮｉ合金等からなる配線保護層（蓋材）で露出配線の
表面を選択的に覆って、配線の熱拡散及び酸化を防止す
ることが検討されている。このＣｏ合金やＮｉ合金等
は、例えば無電解めっきによって得られる。
使用した銅配線にあっては、平坦化後、銅からなる配線
の表面が外部に露出しており、配線（銅）の熱拡散を防
止したり、例えばその後の酸化性雰囲気の絶縁膜（酸化
膜）を積層して多層配線構造の半導体装置を作る場合等
に、配線（銅）の酸化を防止したりするため、Ｃｏ合金
やＮｉ合金等からなる配線保護層（蓋材）で露出配線の
表面を選択的に覆って、配線の熱拡散及び酸化を防止す
ることが検討されている。このＣｏ合金やＮｉ合金等
は、例えば無電解めっきによって得られる。
【０００４】ここで、例えば、図９に示すように、半導
体ウエハ等の基板Ｗの表面に堆積したＳｉＯ２等からな
る絶縁膜１０の内部に配線用の微細な凹部１２を形成
し、表面にＴａＮ等からなるバリア層１４を形成した
後、例えば、銅めっきを施して、基板Ｗの表面に銅膜を
成膜して凹部１２の内部に埋め込み、しかる後、基板Ｗ
の表面にＣＭＰ（化学機械的研磨）を施して平坦化する
ことで、絶縁膜２の内部に銅膜からなる配線１６を形成
し、この配線（銅膜）１６の表面に、例えば無電解めっ
きによって得られる、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線
保護層（蓋材）１８を選択的に形成して配線１６を保護
する場合を考える。この場合、このＣｏ−Ｗ−Ｐめっき
液として、例えば、下記の表１に示すような組成のもの
が使用される。
体ウエハ等の基板Ｗの表面に堆積したＳｉＯ２等からな
る絶縁膜１０の内部に配線用の微細な凹部１２を形成
し、表面にＴａＮ等からなるバリア層１４を形成した
後、例えば、銅めっきを施して、基板Ｗの表面に銅膜を
成膜して凹部１２の内部に埋め込み、しかる後、基板Ｗ
の表面にＣＭＰ（化学機械的研磨）を施して平坦化する
ことで、絶縁膜２の内部に銅膜からなる配線１６を形成
し、この配線（銅膜）１６の表面に、例えば無電解めっ
きによって得られる、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線
保護層（蓋材）１８を選択的に形成して配線１６を保護
する場合を考える。この場合、このＣｏ−Ｗ−Ｐめっき
液として、例えば、下記の表１に示すような組成のもの
が使用される。
【０００５】
【表１】
図１０は、従来の一般的な無電解めっきによって、この
ようなＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護層（蓋材）
１８を配線の表面に選択的に形成する工程を工程順に示
すブロック図で、先ず、ＣＭＰ処理を施した半導体ウエ
ハ等の基板Ｗ（図９参照）を、例えば液温が２５℃で、
０．５ＭのＨ２ＳＯ４等の酸溶液中に１分程度浸漬させ
て、絶縁膜１０の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除
去する。そして、基板Ｗの表面を超純水等の洗浄液で洗
浄した後、例えば、液温が２５℃で、０．００５ｇ／Ｌ
のＰｄＣｌ２と０．２ｍｌ／ＬのＨＣｌ等の混合溶液中
に基板Ｗを１分程度浸漬させ、これにより、配線１６の
表面に触媒としてのＰｄを付着させて配線１６の露出表
面を活性化させる。次に、基板Ｗの表面を超純水等の洗
浄液で洗浄した後、例えば液温が２５℃で、２０ｇ／Ｌ
のＮａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ ７・２Ｈ２Ｏ（クエン酸ナトリウ
ム）等の溶液中に基板Ｗを浸漬させて、配線１６の表面
に中和処理を施す。そして、基板Ｗの表面を超純粋で水
洗した後、例えば液温が８０℃で、前述の表１に示す組
成のＣｏ−Ｗ−Ｐめっき液中に基板を１２０秒程度浸漬
させて、活性化させた配線１６の表面に選択的な無電解
めっき（無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｐ蓋めっき）を施し、しかる
後、基板の表面を超純水等の洗浄液で洗浄する。これに
よって、配線１６の表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からな
る配線保護層１８を選択的に形成して配線１６を保護す
る。
ようなＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護層（蓋材）
１８を配線の表面に選択的に形成する工程を工程順に示
すブロック図で、先ず、ＣＭＰ処理を施した半導体ウエ
ハ等の基板Ｗ（図９参照）を、例えば液温が２５℃で、
０．５ＭのＨ２ＳＯ４等の酸溶液中に１分程度浸漬させ
て、絶縁膜１０の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除
去する。そして、基板Ｗの表面を超純水等の洗浄液で洗
浄した後、例えば、液温が２５℃で、０．００５ｇ／Ｌ
のＰｄＣｌ２と０．２ｍｌ／ＬのＨＣｌ等の混合溶液中
に基板Ｗを１分程度浸漬させ、これにより、配線１６の
表面に触媒としてのＰｄを付着させて配線１６の露出表
面を活性化させる。次に、基板Ｗの表面を超純水等の洗
浄液で洗浄した後、例えば液温が２５℃で、２０ｇ／Ｌ
のＮａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ ７・２Ｈ２Ｏ（クエン酸ナトリウ
ム）等の溶液中に基板Ｗを浸漬させて、配線１６の表面
に中和処理を施す。そして、基板Ｗの表面を超純粋で水
洗した後、例えば液温が８０℃で、前述の表１に示す組
成のＣｏ−Ｗ−Ｐめっき液中に基板を１２０秒程度浸漬
させて、活性化させた配線１６の表面に選択的な無電解
めっき（無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｐ蓋めっき）を施し、しかる
後、基板の表面を超純水等の洗浄液で洗浄する。これに
よって、配線１６の表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からな
る配線保護層１８を選択的に形成して配線１６を保護す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
にあっては、無電解めっきによって、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金
膜からなる配線保護層（蓋材）を形成する際に、配線の
表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与処理を
施しており、この触媒付与は、下記の化学式で示す置換
めっきによって行われるため、図９に示すように、原理
的に下地の配線（銅膜）１６が浸蝕（エッチング）さ
れ、これによって、配線（銅膜）１６の内部にボイドＶ
が発生して配線特性が劣化してしまう。しかも、Ｐｄ
は、銅に対する拡散元素であるため、銅配線の低抵抗を
阻害してしまう。
にあっては、無電解めっきによって、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金
膜からなる配線保護層（蓋材）を形成する際に、配線の
表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与処理を
施しており、この触媒付与は、下記の化学式で示す置換
めっきによって行われるため、図９に示すように、原理
的に下地の配線（銅膜）１６が浸蝕（エッチング）さ
れ、これによって、配線（銅膜）１６の内部にボイドＶ
が発生して配線特性が劣化してしまう。しかも、Ｐｄ
は、銅に対する拡散元素であるため、銅配線の低抵抗を
阻害してしまう。
【０００７】
【式１】
また、絶縁膜上に配線保護層が形成されることを防止す
るため、絶縁膜上に残った銅等からなるＣＭＰ残さを除
去する必要があり、これは、一般にＨ２ＳＯ４やＨＣｌ
などの無機酸を使用して行われており、一方、無電解め
っき液は、一般にアルカリ溶液から構成されている。こ
のため、めっき処理の直前に中和工程を入れてめっきプ
ロセスを安定化させることが必要となり、工程が多くな
って、各工程における処理槽の数も多くなる。この結
果、スループットが低下するばかりでなく、各工程のプ
ロセス管理が煩雑になり、しかも、装置が大きくなっ
て、クリーンルーム内の設置スペースを広く占拠しクリ
ーンルームのコストの増大に繋がってしまう。
るため、絶縁膜上に残った銅等からなるＣＭＰ残さを除
去する必要があり、これは、一般にＨ２ＳＯ４やＨＣｌ
などの無機酸を使用して行われており、一方、無電解め
っき液は、一般にアルカリ溶液から構成されている。こ
のため、めっき処理の直前に中和工程を入れてめっきプ
ロセスを安定化させることが必要となり、工程が多くな
って、各工程における処理槽の数も多くなる。この結
果、スループットが低下するばかりでなく、各工程のプ
ロセス管理が煩雑になり、しかも、装置が大きくなっ
て、クリーンルーム内の設置スペースを広く占拠しクリ
ーンルームのコストの増大に繋がってしまう。
【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
触媒を使用することなく、無電解めっきによって、配線
の表面に配線保護層を確実に形成でき、更にはスループ
ット向上および装置のコンパクト化を図れるようにした
無電解めっきの前処理方法および前処理液を提供するこ
とを目的とする。
触媒を使用することなく、無電解めっきによって、配線
の表面に配線保護層を確実に形成でき、更にはスループ
ット向上および装置のコンパクト化を図れるようにした
無電解めっきの前処理方法および前処理液を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、埋め込み配線構造を有する半導体装置の露出配線の
表面に、無電解めっきで配線保護層を選択的に形成する
に際し、無電解めっき液の構成成分で前処理を行うこと
を特徴とする無電解めっきの前処理方法である。このよ
うに、無電解めっき液の構成成分でめっき前処理を行う
ことで、無電解めっき液に対する汚染を防止し、しか
も、無電解液めっき液の構成成分である錯化剤成分、ｐ
Ｈ調整剤成分、還元剤成分を利用することで、触媒がな
くても無電解めっき反応が可能となり、中和等の余計な
工程も不要となる。
は、埋め込み配線構造を有する半導体装置の露出配線の
表面に、無電解めっきで配線保護層を選択的に形成する
に際し、無電解めっき液の構成成分で前処理を行うこと
を特徴とする無電解めっきの前処理方法である。このよ
うに、無電解めっき液の構成成分でめっき前処理を行う
ことで、無電解めっき液に対する汚染を防止し、しか
も、無電解液めっき液の構成成分である錯化剤成分、ｐ
Ｈ調整剤成分、還元剤成分を利用することで、触媒がな
くても無電解めっき反応が可能となり、中和等の余計な
工程も不要となる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、無電解めっき液
の構成成分で埋め込み配線以外の配線形成金属を除去す
る処理と、無電解めっき液の構成成分で埋め込み配線表
面を活性化する処理とを有することを特徴とする請求項
１記載の無電解めっきの前処理方法である。この埋め込
み配線以外の配線形成金属、例えば銅等のＣＭＰ残さ
は、例えば無電解めっき液の構成成分である錯化剤成分
によって除去される。また、配線表面は、例えば無電解
めっき液の構成成分である還元剤成分によって、例えば
Ｃｕ酸化物やＣｕ水酸化物等を還元除去することにより
活性化される。
の構成成分で埋め込み配線以外の配線形成金属を除去す
る処理と、無電解めっき液の構成成分で埋め込み配線表
面を活性化する処理とを有することを特徴とする請求項
１記載の無電解めっきの前処理方法である。この埋め込
み配線以外の配線形成金属、例えば銅等のＣＭＰ残さ
は、例えば無電解めっき液の構成成分である錯化剤成分
によって除去される。また、配線表面は、例えば無電解
めっき液の構成成分である還元剤成分によって、例えば
Ｃｕ酸化物やＣｕ水酸化物等を還元除去することにより
活性化される。
【００１１】請求項３に記載の発明は、無電解めっき液
の構成成分で埋め込み配線表面に付着した付着物を除去
する処理を更に有することを特徴とする請求項２記載の
無電解めっきの前処理方法である。この埋め込み配線表
面に付着した付着物、例えば、ＣＭＰ後に配線の表面に
存在する銅の酸化防止剤としてのＢＴＡ（ベンゾトリア
ゾール）は、例えば無電解めっき液の構成成分である錯
化剤成分やｐＨ調整剤成分によって除去される。
の構成成分で埋め込み配線表面に付着した付着物を除去
する処理を更に有することを特徴とする請求項２記載の
無電解めっきの前処理方法である。この埋め込み配線表
面に付着した付着物、例えば、ＣＭＰ後に配線の表面に
存在する銅の酸化防止剤としてのＢＴＡ（ベンゾトリア
ゾール）は、例えば無電解めっき液の構成成分である錯
化剤成分やｐＨ調整剤成分によって除去される。
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記各処理及び
／または洗浄処理を無電解めっきのプロセス温度と同じ
温度で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の無電解めっきの前処理方法である。これによ
り、無電解めっきの前処理で半導体ウエハ等の基板をプ
リヒートして、スループットを向上させ、しかも装置の
コンパクト化を図って、クリーンルームコストを低減す
ることができる。請求項５に記載の発明は、無電解めっ
き液の構成成分として、無電解めっき液の還元剤成分、
錯化剤成分またはｐＨ調整剤成分の少なくとも１種を用
いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
の無電解めっきの前処理方法である。
／または洗浄処理を無電解めっきのプロセス温度と同じ
温度で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の無電解めっきの前処理方法である。これによ
り、無電解めっきの前処理で半導体ウエハ等の基板をプ
リヒートして、スループットを向上させ、しかも装置の
コンパクト化を図って、クリーンルームコストを低減す
ることができる。請求項５に記載の発明は、無電解めっ
き液の構成成分として、無電解めっき液の還元剤成分、
錯化剤成分またはｐＨ調整剤成分の少なくとも１種を用
いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
の無電解めっきの前処理方法である。
【００１３】請求項６に記載の発明は、無電解めっき液
の錯化剤成分を用いる処理と、無電解めっき液の還元剤
成分を用いる処理とを経ることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の無電解めっきの前処理方法であ
る。請求項７に記載の発明は、無電解めっき液の錯化剤
成分を用いる処理の後に、無電解めっき液のｐＨ調整剤
成分を用いる処理を更に経ることを特徴とする請求項６
記載の無電解めっきの前処理方法である。
の錯化剤成分を用いる処理と、無電解めっき液の還元剤
成分を用いる処理とを経ることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の無電解めっきの前処理方法であ
る。請求項７に記載の発明は、無電解めっき液の錯化剤
成分を用いる処理の後に、無電解めっき液のｐＨ調整剤
成分を用いる処理を更に経ることを特徴とする請求項６
記載の無電解めっきの前処理方法である。
【００１４】請求項８に記載の発明は、埋め込み配線構
造の配線材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合
金、ＡｕまたはＡｕ合金を使用することを特徴とする請
求項１乃至７のいずれかに記載の無電解めっきの前処理
方法である。請求項９に記載の発明は、前記配線保護層
は、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉまたはＮｉ合金からなること
を特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の無電解
めっきの前処理方法である。このＮｉ合金としては、Ｎ
ｉ−ＢまたはＮｉ−Ｗ−Ｂ合金等が挙げられ、Ｃｏ合金
としては、Ｃｏ−ＢまたはＣｏ−Ｗ−Ｂ合金等が挙げら
れる。
造の配線材料として、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合
金、ＡｕまたはＡｕ合金を使用することを特徴とする請
求項１乃至７のいずれかに記載の無電解めっきの前処理
方法である。請求項９に記載の発明は、前記配線保護層
は、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉまたはＮｉ合金からなること
を特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の無電解
めっきの前処理方法である。このＮｉ合金としては、Ｎ
ｉ−ＢまたはＮｉ−Ｗ−Ｂ合金等が挙げられ、Ｃｏ合金
としては、Ｃｏ−ＢまたはＣｏ−Ｗ−Ｂ合金等が挙げら
れる。
【００１５】請求項１０に記載の発明は、埋め込み配線
構造を有する半導体装置の露出配線の表面に、無電解め
っきで配線保護層を選択的に形成するに際し、めっき前
処理を行う無電解めっきの前処理液であって、無電解め
っき液の錯化剤成分である有機酸を有することを特徴と
する無電解めっきの前処理液である。この錯化剤として
は、シュウ酸等のカルボン酸及びそれらの塩、酒石酸、
クエン酸等のオキシカルボン酸及びそれらの塩、グリシ
ン等のアミノカルボン酸及びそれらの塩が挙げられる。
また、それらは単独で使用しても良く、２種以上併用し
ても良い。濃度は、一般的には、０．０００１〜１．５
ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは０．０１〜１．０0ｍｏｌ／Ｌ
程度で、ｐＨは、一般的には７以下、好ましくは、１〜
４程度である。
構造を有する半導体装置の露出配線の表面に、無電解め
っきで配線保護層を選択的に形成するに際し、めっき前
処理を行う無電解めっきの前処理液であって、無電解め
っき液の錯化剤成分である有機酸を有することを特徴と
する無電解めっきの前処理液である。この錯化剤として
は、シュウ酸等のカルボン酸及びそれらの塩、酒石酸、
クエン酸等のオキシカルボン酸及びそれらの塩、グリシ
ン等のアミノカルボン酸及びそれらの塩が挙げられる。
また、それらは単独で使用しても良く、２種以上併用し
ても良い。濃度は、一般的には、０．０００１〜１．５
ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは０．０１〜１．０0ｍｏｌ／Ｌ
程度で、ｐＨは、一般的には７以下、好ましくは、１〜
４程度である。
【００１６】請求項１１に記載の発明は、埋め込み配線
構造を有する半導体装置の露出配線の表面に、無電解め
っきで配線保護層を選択的に形成するに際し、めっき前
処理を行う無電解めっきの前処理液であって、無電解め
っき液の還元剤成分であるアルキルアミンボランまたは
硼素化水素化合物を有することを特徴とする無電解めっ
きの前処理液である。アルキルアミンボランとしては、
例えばジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）、ジエチルア
ミンボラン等を挙げることができる。濃度は、一般的に
は、０．０１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは、０．０１〜
０．５ｍｏｌ／Ｌ程度である。
構造を有する半導体装置の露出配線の表面に、無電解め
っきで配線保護層を選択的に形成するに際し、めっき前
処理を行う無電解めっきの前処理液であって、無電解め
っき液の還元剤成分であるアルキルアミンボランまたは
硼素化水素化合物を有することを特徴とする無電解めっ
きの前処理液である。アルキルアミンボランとしては、
例えばジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）、ジエチルア
ミンボラン等を挙げることができる。濃度は、一般的に
は、０．０１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは、０．０１〜
０．５ｍｏｌ／Ｌ程度である。
【００１７】請求項１２に記載の発明は、埋め込み配線
構造を有する半導体装置の露出配線の表面に、無電解め
っきで配線保護層を選択的に形成するに際し、めっき前
処理を行う無電解めっきの前処理液であって、無電解め
っき液のｐＨ調整成分である水酸化テトラメチルアンモ
ニウムまたはアンモニアを有することを特徴とする無電
解めっきの前処理液である。この水酸化テトラメチルア
ンモニウム（ＴＭＡＨ）またはアンモニア水のｐＨは、
一般的には、７以上で、好ましくは、１２〜１４程度で
ある。
構造を有する半導体装置の露出配線の表面に、無電解め
っきで配線保護層を選択的に形成するに際し、めっき前
処理を行う無電解めっきの前処理液であって、無電解め
っき液のｐＨ調整成分である水酸化テトラメチルアンモ
ニウムまたはアンモニアを有することを特徴とする無電
解めっきの前処理液である。この水酸化テトラメチルア
ンモニウム（ＴＭＡＨ）またはアンモニア水のｐＨは、
一般的には、７以上で、好ましくは、１２〜１４程度で
ある。
【００１８】請求項１３に記載の発明は、Ｃｕ、Ｃｕ合
金、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｕまたはＡｕ合金を配線材料と
した埋め込み配線構造を有し、無電解めっき液の構成成
分で前処理を行った後、無電解めっきを施して、露出配
線の表面を配線保護層で選択的に覆ったことを特徴とす
る半導体装置である。請求項１４に記載の発明は、前記
配線保護層は、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉまたはＮｉ合金か
らなることを特徴とする請求項１３記載の半導体装置で
ある。
金、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｕまたはＡｕ合金を配線材料と
した埋め込み配線構造を有し、無電解めっき液の構成成
分で前処理を行った後、無電解めっきを施して、露出配
線の表面を配線保護層で選択的に覆ったことを特徴とす
る半導体装置である。請求項１４に記載の発明は、前記
配線保護層は、Ｃｏ、Ｃｏ合金、ＮｉまたはＮｉ合金か
らなることを特徴とする請求項１３記載の半導体装置で
ある。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、２層の埋込み配線構造を有する本
発明の実施の形態の半導体装置の断面構造を示す。な
お、この例では、配線材料として銅を使用している。図
１に示すように、半導体基材２０の表面に堆積した、例
えばＳｉＯ２からなる絶縁膜２２の内部に、例えばリソ
グラフィ・エッチング技術により配線用の微細な凹部２
４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層２６を
形成している。そして、凹部２４の内部に銅を埋め込ん
で第１層の銅配線２８を形成し、この銅配線２８の露出
表面を配線保護層３０で選択的に覆い、更に表面全体を
ＳｉＮ等からなる保護層３２で覆って第１層の配線構造
を構成している。
て説明する。図１は、２層の埋込み配線構造を有する本
発明の実施の形態の半導体装置の断面構造を示す。な
お、この例では、配線材料として銅を使用している。図
１に示すように、半導体基材２０の表面に堆積した、例
えばＳｉＯ２からなる絶縁膜２２の内部に、例えばリソ
グラフィ・エッチング技術により配線用の微細な凹部２
４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層２６を
形成している。そして、凹部２４の内部に銅を埋め込ん
で第１層の銅配線２８を形成し、この銅配線２８の露出
表面を配線保護層３０で選択的に覆い、更に表面全体を
ＳｉＮ等からなる保護層３２で覆って第１層の配線構造
を構成している。
【００２０】ここで、この銅配線２８は、半導体基板Ｗ
の表面に銅めっきを施すことで、凹部２４の内部に銅を
充填させるとともに、絶縁膜２２上に銅を堆積させ、そ
の後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２２上
の銅及びバリア層を除去して、凹部２４内に充填させた
銅の表面と絶縁膜２２の表面とをほぼ同一平面にするこ
とで形成される。
の表面に銅めっきを施すことで、凹部２４の内部に銅を
充填させるとともに、絶縁膜２２上に銅を堆積させ、そ
の後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２２上
の銅及びバリア層を除去して、凹部２４内に充填させた
銅の表面と絶縁膜２２の表面とをほぼ同一平面にするこ
とで形成される。
【００２１】そして、この第１層の配線構造を有する基
板Ｗの上面に、例えばＳｉＯ２からなる絶縁膜３４を堆
積させ、この絶縁膜３４の内部に、例えばリソグラフィ
・エッチング技術により配線保護層３０に達する配線用
の微細な凹部３６を形成し、その上にＴａＮ等からなる
バリア層３８を形成している。そして、凹部３６の内部
に銅を埋め込んで第２層の銅配線４０を形成し、この銅
配線４０の露出表面を配線保護層４２で選択的に覆い、
更に表面全体をＳｉＮ等からなる保護層４４で覆って第
２層の配線構造を構成している。なお、この銅配線４０
は、半導体基板Ｗの表面に銅めっきを施し、しかる後、
化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を施すことにより形成され
ることは前述と同様である。
板Ｗの上面に、例えばＳｉＯ２からなる絶縁膜３４を堆
積させ、この絶縁膜３４の内部に、例えばリソグラフィ
・エッチング技術により配線保護層３０に達する配線用
の微細な凹部３６を形成し、その上にＴａＮ等からなる
バリア層３８を形成している。そして、凹部３６の内部
に銅を埋め込んで第２層の銅配線４０を形成し、この銅
配線４０の露出表面を配線保護層４２で選択的に覆い、
更に表面全体をＳｉＮ等からなる保護層４４で覆って第
２層の配線構造を構成している。なお、この銅配線４０
は、半導体基板Ｗの表面に銅めっきを施し、しかる後、
化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を施すことにより形成され
ることは前述と同様である。
【００２２】ここで、銅配線２８，４０の露出表面を選
択的に覆って該銅配線２８，４０を保護する配線保護層
３０，４２は、例えばＣｏ−Ｗ−Ｂ合金からなり、膜厚
が５０ｎｍ以下、好ましくは１０〜３０ｎｍ（この例で
は２０ｎｍ）の薄膜で構成されている。この配線保護層
３０，４２は、無電解めっきによって形成される。
択的に覆って該銅配線２８，４０を保護する配線保護層
３０，４２は、例えばＣｏ−Ｗ−Ｂ合金からなり、膜厚
が５０ｎｍ以下、好ましくは１０〜３０ｎｍ（この例で
は２０ｎｍ）の薄膜で構成されている。この配線保護層
３０，４２は、無電解めっきによって形成される。
【００２３】この配線保護層３０，４２を無電解めっき
で形成する工程を図２に、この無電解めっきを行うめっ
き装置の全体構成を図３に示す。めっき装置は、ロード
・アンロード部５０、基板の表面を超純水等の洗浄液で
洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥槽５２、めっき前処理とめ
っき処理を行う前処理兼めっき槽５４、及びこれらの間
に基板の搬送を行う搬送ロボット５６を備えている。こ
こで、前処理兼めっき槽５４は、洗浄・乾燥機能を有し
ている。
で形成する工程を図２に、この無電解めっきを行うめっ
き装置の全体構成を図３に示す。めっき装置は、ロード
・アンロード部５０、基板の表面を超純水等の洗浄液で
洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥槽５２、めっき前処理とめ
っき処理を行う前処理兼めっき槽５４、及びこれらの間
に基板の搬送を行う搬送ロボット５６を備えている。こ
こで、前処理兼めっき槽５４は、洗浄・乾燥機能を有し
ている。
【００２４】ここで、この例では、Ｃｏ−Ｗ−Ｂめっき
液として、下記の表２に示す組成のもの、つまり、錯化
剤としてＣ６Ｈ８Ｏ７（クエン酸）を、ｐＨ調整剤とし
て水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を、還
元剤としてジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）を、それ
ぞれ用いたものを使用している。
液として、下記の表２に示す組成のもの、つまり、錯化
剤としてＣ６Ｈ８Ｏ７（クエン酸）を、ｐＨ調整剤とし
て水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を、還
元剤としてジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）を、それ
ぞれ用いたものを使用している。
【表２】
そして、この無電解めっき液の構成成分、つまり錯化剤
としてのＣ６Ｈ８Ｏ７、還元剤としてのＤＭＡＢ、更に
は、必要に応じて、ｐＨ調整剤としてのＴＭＡＨで無電
解めっきの前処理を行うようにしている。
としてのＣ６Ｈ８Ｏ７、還元剤としてのＤＭＡＢ、更に
は、必要に応じて、ｐＨ調整剤としてのＴＭＡＨで無電
解めっきの前処理を行うようにしている。
【００２５】先ず、ＣＭＰ処理を終了し、カセットに収
納した半導体ウエハ等の基板Ｗ（図１参照）をロード・
アンロード部５０に搬入し、カセットから１枚の基板Ｗ
を搬送ロボット５６で取り出して前処理兼めっき槽５４
に搬送し、この前処理兼めっき槽５４で下地となる銅配
線２８，４０の表面に第１のめっき前処理を施す。つま
り、先ず無電解めっき液の錯化剤成分、この例では、２
０ｇ／ＬのＣ６Ｈ８Ｏ ７を有し、液温を無電解めっきプ
ロセスと同じ７０℃にした第１の前処理液内に、基板Ｗ
を１分間程度浸漬させて、銅等の基板Ｗの絶縁膜表面に
残ったＣＭＰ残さ等を除去する。しかる後、基板Ｗの表
面を、例えば７０℃にした超純水等の洗浄液で洗浄す
る。
納した半導体ウエハ等の基板Ｗ（図１参照）をロード・
アンロード部５０に搬入し、カセットから１枚の基板Ｗ
を搬送ロボット５６で取り出して前処理兼めっき槽５４
に搬送し、この前処理兼めっき槽５４で下地となる銅配
線２８，４０の表面に第１のめっき前処理を施す。つま
り、先ず無電解めっき液の錯化剤成分、この例では、２
０ｇ／ＬのＣ６Ｈ８Ｏ ７を有し、液温を無電解めっきプ
ロセスと同じ７０℃にした第１の前処理液内に、基板Ｗ
を１分間程度浸漬させて、銅等の基板Ｗの絶縁膜表面に
残ったＣＭＰ残さ等を除去する。しかる後、基板Ｗの表
面を、例えば７０℃にした超純水等の洗浄液で洗浄す
る。
【００２６】次に、基板Ｗを無電解めっき液の還元剤成
分、この例では、６ｇ／ＬのＤＭＡＢを有し、液温を無
電解めっきプロセスと同じ７０℃にした第２の前処理液
内に、基板Ｗを１分間程度浸漬させて、銅配線の表面を
活性化させる。つまり、ＣＭＰ後の銅配線の表面には、
Ｃｏ−Ｗ−Ｂめっきを阻害するＣｕ２ＯやＣｕ（ＯＨ）
２等が存在する。そこで、これらのＣｕ酸化物やＣｕ水
酸化物を還元剤成分で還元除去し、これによって、銅配
線の表面を活性化させて、触媒が無くともめっき反応を
可能となす。
分、この例では、６ｇ／ＬのＤＭＡＢを有し、液温を無
電解めっきプロセスと同じ７０℃にした第２の前処理液
内に、基板Ｗを１分間程度浸漬させて、銅配線の表面を
活性化させる。つまり、ＣＭＰ後の銅配線の表面には、
Ｃｏ−Ｗ−Ｂめっきを阻害するＣｕ２ＯやＣｕ（ＯＨ）
２等が存在する。そこで、これらのＣｕ酸化物やＣｕ水
酸化物を還元剤成分で還元除去し、これによって、銅配
線の表面を活性化させて、触媒が無くともめっき反応を
可能となす。
【００２７】そして、例えば液温が７０℃で、前述の表
２に示す組成のＣｏ−Ｗ−Ｂめっき液中に基板Ｗを１２
０秒程度浸漬させて、活性化させた銅配線の表面に選択
的な無電解めっき（無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｂ蓋めっき）を施
し、しかる後、基板の表面を、例えば７０℃にした超純
水等の洗浄液で洗浄する。これによって、銅配線の表面
に、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ合金膜からなる配線保護層を選択的に
形成して銅配線を保護する。しかる後、超純水等の洗浄
液で基板の表面を洗浄し、めっき後の基板を搬送ロボッ
ト５６で洗浄・乾燥槽５２に搬送し、ここで二次洗浄を
行って乾燥させた後、ロード・アンロード部５０のカセ
ットに戻す。
２に示す組成のＣｏ−Ｗ−Ｂめっき液中に基板Ｗを１２
０秒程度浸漬させて、活性化させた銅配線の表面に選択
的な無電解めっき（無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｂ蓋めっき）を施
し、しかる後、基板の表面を、例えば７０℃にした超純
水等の洗浄液で洗浄する。これによって、銅配線の表面
に、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ合金膜からなる配線保護層を選択的に
形成して銅配線を保護する。しかる後、超純水等の洗浄
液で基板の表面を洗浄し、めっき後の基板を搬送ロボッ
ト５６で洗浄・乾燥槽５２に搬送し、ここで二次洗浄を
行って乾燥させた後、ロード・アンロード部５０のカセ
ットに戻す。
【００２８】ここで、この例では、配線保護層３０，４
２として、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ合金膜を使用している。つま
り、Ｃｏイオン、錯化剤、ｐＨ緩衝剤、ｐＨ調整剤、還
元剤としてのアルキルアミンボラン、及びＷを含む化合
物を含有しためっき液を使用し、このめっき液に基板の
表面を浸漬させることで、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ合金からなる配
線保護層３０，４２を形成している。
２として、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ合金膜を使用している。つま
り、Ｃｏイオン、錯化剤、ｐＨ緩衝剤、ｐＨ調整剤、還
元剤としてのアルキルアミンボラン、及びＷを含む化合
物を含有しためっき液を使用し、このめっき液に基板の
表面を浸漬させることで、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ合金からなる配
線保護層３０，４２を形成している。
【００２９】このめっき液には、必要に応じて、安定剤
としての重金属化合物または硫黄化合物の１種または２
種以上、または界面活性剤の少なくとも一方が添加さ
れ、また水酸化テトラメチルアンモニウムまたはアンモ
ニア水等のｐＨ調整剤を用いて、ｐＨが好ましくは５〜
１４、より好ましくは６〜１０に調整されている。めっ
き液の温度は、例えば３０〜９０℃、好ましくは４０〜
８０℃である。
としての重金属化合物または硫黄化合物の１種または２
種以上、または界面活性剤の少なくとも一方が添加さ
れ、また水酸化テトラメチルアンモニウムまたはアンモ
ニア水等のｐＨ調整剤を用いて、ｐＨが好ましくは５〜
１４、より好ましくは６〜１０に調整されている。めっ
き液の温度は、例えば３０〜９０℃、好ましくは４０〜
８０℃である。
【００３０】めっき液のコバルトイオンの供給源として
は、例えば硫酸コバルト、塩化コバルト、酢酸コバルト
等のコバルト塩を挙げることができる。コバルトイオン
の添加量は、例えば０．００１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好まし
くは０．０１〜０．３ｍｏｌ／Ｌ程度である。
は、例えば硫酸コバルト、塩化コバルト、酢酸コバルト
等のコバルト塩を挙げることができる。コバルトイオン
の添加量は、例えば０．００１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好まし
くは０．０１〜０．３ｍｏｌ／Ｌ程度である。
【００３１】錯化剤としては、例えば酢酸等のカルボン
酸及びそれらの塩、酒石酸、クエン酸等のオキシカルボ
ン酸及びそれらの塩、グリシン等のアミノカルボン酸及
びそれらの塩を挙げることができる。また、それらは単
独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。錯化剤
の総添加量は、例えば０．００１〜１．５ｍｏｌ／Ｌ、
好ましくは０．０１〜１．０ｍｏｌ／Ｌ程度である。
酸及びそれらの塩、酒石酸、クエン酸等のオキシカルボ
ン酸及びそれらの塩、グリシン等のアミノカルボン酸及
びそれらの塩を挙げることができる。また、それらは単
独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。錯化剤
の総添加量は、例えば０．００１〜１．５ｍｏｌ／Ｌ、
好ましくは０．０１〜１．０ｍｏｌ／Ｌ程度である。
【００３２】ｐＨ緩衝剤としては、例えば硫酸アンモニ
ウム、塩化アンモニウム、ホウ酸等を挙げることができ
る。ｐＨ緩衝剤の添加量は、例えば０．０１〜１．５ｍ
ｏｌ／Ｌ、好ましくは０．１〜１ｍｏｌ／Ｌ程度であ
る。ｐＨ調整剤としては、例えばアンモニア水、水酸化
テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等を挙げること
ができ、ｐＨを５〜１４、好ましくはｐＨ６〜１０に調
整する。
ウム、塩化アンモニウム、ホウ酸等を挙げることができ
る。ｐＨ緩衝剤の添加量は、例えば０．０１〜１．５ｍ
ｏｌ／Ｌ、好ましくは０．１〜１ｍｏｌ／Ｌ程度であ
る。ｐＨ調整剤としては、例えばアンモニア水、水酸化
テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等を挙げること
ができ、ｐＨを５〜１４、好ましくはｐＨ６〜１０に調
整する。
【００３３】還元剤としてのアルキルアミンボランとし
ては、例えばジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）、ジエ
チルアミンボラン等を挙げることができる。還元剤の添
加量は、例えば０．０１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは
０．０１〜０．５ｍｏｌ／Ｌ程度である。タングステン
を含む化合物としては、例えばタングステン酸及びそれ
らの塩、または、タングストリン酸（例えば、Ｈ３(Ｐ
Ｗ１２Ｐ４０)・ｎＨ２Ｏ）等のヘテロポリ酸及びそれ
らの塩等を挙げることができる。タングステンを含む化
合物の添加量は、例えば０．００１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好
ましくは０．０１〜０．１ｍｏｌ／Ｌ程度である。
ては、例えばジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）、ジエ
チルアミンボラン等を挙げることができる。還元剤の添
加量は、例えば０．０１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは
０．０１〜０．５ｍｏｌ／Ｌ程度である。タングステン
を含む化合物としては、例えばタングステン酸及びそれ
らの塩、または、タングストリン酸（例えば、Ｈ３(Ｐ
Ｗ１２Ｐ４０)・ｎＨ２Ｏ）等のヘテロポリ酸及びそれ
らの塩等を挙げることができる。タングステンを含む化
合物の添加量は、例えば０．００１〜１ｍｏｌ／Ｌ、好
ましくは０．０１〜０．１ｍｏｌ／Ｌ程度である。
【００３４】このめっき液には、上記成分以外に公知の
添加剤を添加することができる。この添加剤としては、
例えば、浴安定剤として鉛化合物等の重金属化合物やチ
オシアン化合物等の硫黄化合物等の１種または２種以
上、またアニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活
性剤を挙げることができる。
添加剤を添加することができる。この添加剤としては、
例えば、浴安定剤として鉛化合物等の重金属化合物やチ
オシアン化合物等の硫黄化合物等の１種または２種以
上、またアニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活
性剤を挙げることができる。
【００３５】前述のようにして、前記図９に示す従来例
の同様に、絶縁膜１０に形成した凹部１２内に銅を埋め
込んで形成した配線（銅膜）１６の表面に、Ｃｏ−Ｗ−
Ｂ合金膜からなる配線保護層（蓋材）１８を選択的に形
成して配線１６を保護した時の状態をＳＥＭ観察したと
ころ、配線１６の表面のみに配線保護層１８が選択的に
形成され、しかも配線１６の内部にボイドが見られなか
った。この時のＳＥＭ写真を図面化したものを図４に示
す。また、ＤＭＡＢを有する第２前処理液を使用して前
処理を行った後の状態をＸＰＳで分析したところ、配線
の表面には、Ｃｕ２ＯやＣｕ（ＯＨ）２等のＣｕ酸化物
やＣｕ水酸化物が存在せず、銅が表面に露出しているこ
とが判った。
の同様に、絶縁膜１０に形成した凹部１２内に銅を埋め
込んで形成した配線（銅膜）１６の表面に、Ｃｏ−Ｗ−
Ｂ合金膜からなる配線保護層（蓋材）１８を選択的に形
成して配線１６を保護した時の状態をＳＥＭ観察したと
ころ、配線１６の表面のみに配線保護層１８が選択的に
形成され、しかも配線１６の内部にボイドが見られなか
った。この時のＳＥＭ写真を図面化したものを図４に示
す。また、ＤＭＡＢを有する第２前処理液を使用して前
処理を行った後の状態をＸＰＳで分析したところ、配線
の表面には、Ｃｕ２ＯやＣｕ（ＯＨ）２等のＣｕ酸化物
やＣｕ水酸化物が存在せず、銅が表面に露出しているこ
とが判った。
【００３６】ここで、前述のＣ６Ｈ８Ｏ７を有する第１
の前処理液による前処理を行わずに、めっき処理を行っ
た状態をＳＥＭ観察したところ、配線１６の表面のみな
らず、絶縁膜１０の表面にもＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜１８ａ
が形成され、銅配線間にリークが発生していることが観
察された。この時のＳＥＭ写真を図面化したものを図５
に示す。
の前処理液による前処理を行わずに、めっき処理を行っ
た状態をＳＥＭ観察したところ、配線１６の表面のみな
らず、絶縁膜１０の表面にもＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜１８ａ
が形成され、銅配線間にリークが発生していることが観
察された。この時のＳＥＭ写真を図面化したものを図５
に示す。
【００３７】また、前述のＤＭＡＢを有する第２前処理
液による前処理を行わずに、めっき処理を行ったとこ
ろ、めっき膜を成長させることができなかった。そこ
で、この時の配線の表面をＸＰＳで分析したところ、配
線の表面には、Ｃｕ２ＯやＣｕ（ＯＨ）２等のＣｕ酸化
物やＣｕ水酸化物が存在していることが判った。
液による前処理を行わずに、めっき処理を行ったとこ
ろ、めっき膜を成長させることができなかった。そこ
で、この時の配線の表面をＸＰＳで分析したところ、配
線の表面には、Ｃｕ２ＯやＣｕ（ＯＨ）２等のＣｕ酸化
物やＣｕ水酸化物が存在していることが判った。
【００３８】なお、この例では、配線保護層３０，４２
としてＣｏ−Ｗ−Ｂ合金を使用しているが、配線保護層
３０，４２として、Ｃｏ−Ｂ、Ｎｉ−ＢまたはＮｉ−Ｗ
−Ｂからなる配線保護層を形成するようにしてもよい。
また、配線材料として、銅を使用した例を示している
が、銅の他に、銅合金、銀、銀合金、金及び金合金等を
使用しても良い。
としてＣｏ−Ｗ−Ｂ合金を使用しているが、配線保護層
３０，４２として、Ｃｏ−Ｂ、Ｎｉ−ＢまたはＮｉ−Ｗ
−Ｂからなる配線保護層を形成するようにしてもよい。
また、配線材料として、銅を使用した例を示している
が、銅の他に、銅合金、銀、銀合金、金及び金合金等を
使用しても良い。
【００３９】ここで、例えばＣＭＰ処理に使用するスラ
リーに、酸化防止剤としてのＢＴＡ（ベンゾトリアゾー
ル）を混ぜたり、ＣＭＰ後に銅配線の表面にＢＴＡを塗
布したりして、銅の酸化を防止することが広く行われて
いる。このように、銅配線の表面にＢＴＡが存在する
と、Ｃｏ−Ｗ−Ｂめっきが不能となる。このような場合
に、前述のように、Ｃ６Ｈ８Ｏ７を有する第１の前処理
液内に基板を浸漬させただけでは、このようなＢＴＡが
完全に除去できない場合がある。このような場合には、
図６に示すように、前述のようにして、基板をＣ６Ｈ８
Ｏ７を有する第１の前処理液中に浸漬させた後、無電解
めっき液のｐＨ調整剤成分、この例では、ＴＭＡＨから
なる、ｐＨ１４で、液温が無電解めっきプロセスと同じ
７０℃とした第３の前処理液内に、基板Ｗを１分間程度
浸漬させことで、銅配線の表面のＢＴＡを完全に除去す
ることができる。
リーに、酸化防止剤としてのＢＴＡ（ベンゾトリアゾー
ル）を混ぜたり、ＣＭＰ後に銅配線の表面にＢＴＡを塗
布したりして、銅の酸化を防止することが広く行われて
いる。このように、銅配線の表面にＢＴＡが存在する
と、Ｃｏ−Ｗ−Ｂめっきが不能となる。このような場合
に、前述のように、Ｃ６Ｈ８Ｏ７を有する第１の前処理
液内に基板を浸漬させただけでは、このようなＢＴＡが
完全に除去できない場合がある。このような場合には、
図６に示すように、前述のようにして、基板をＣ６Ｈ８
Ｏ７を有する第１の前処理液中に浸漬させた後、無電解
めっき液のｐＨ調整剤成分、この例では、ＴＭＡＨから
なる、ｐＨ１４で、液温が無電解めっきプロセスと同じ
７０℃とした第３の前処理液内に、基板Ｗを１分間程度
浸漬させことで、銅配線の表面のＢＴＡを完全に除去す
ることができる。
【００４０】なお、各処理を無電解めっきのプロセス温
度と同じ温度で、つまりこの例では７０℃で行うこと
で、無電解めっきの前処理で半導体ウエハ等の基板をプ
リヒートすることができ、これによって、スループット
を向上させ、しかも装置のコンパクト化を図って、クリ
ーンルームコストを低減することができる。
度と同じ温度で、つまりこの例では７０℃で行うこと
で、無電解めっきの前処理で半導体ウエハ等の基板をプ
リヒートすることができ、これによって、スループット
を向上させ、しかも装置のコンパクト化を図って、クリ
ーンルームコストを低減することができる。
【００４１】図７は、図３に示す前処理兼めっき槽５４
の概略構成図である。図７に示すように、この前処理兼
めっき槽５４は、半導体基板Ｗをその上面に保持する保
持手段１１と、保持手段１１に保持された半導体基板Ｗ
の被めっき面（上面）の周縁部に当接して該周縁部をシ
ールする堰部材３１と、堰部材３１でその周縁部をシー
ルされた半導体基板Ｗの被めっき面に前処理液またはめ
っき液を供給するシャワーヘッド４１を備えている。前
処理兼めっき槽５４は、さらに保持手段１１の上部外周
近傍に設置されて半導体基板Ｗの被めっき面に洗浄液を
供給する洗浄液供給手段５１と、排出された洗浄液等
（めっき廃液）を回収する回収容器６１と、半導体基板
Ｗ上に保持した前処理液やめっき液を吸引して回収する
液回収ノズル６５と、前記保持手段１１を回転駆動する
モータＭとを備えている。
の概略構成図である。図７に示すように、この前処理兼
めっき槽５４は、半導体基板Ｗをその上面に保持する保
持手段１１と、保持手段１１に保持された半導体基板Ｗ
の被めっき面（上面）の周縁部に当接して該周縁部をシ
ールする堰部材３１と、堰部材３１でその周縁部をシー
ルされた半導体基板Ｗの被めっき面に前処理液またはめ
っき液を供給するシャワーヘッド４１を備えている。前
処理兼めっき槽５４は、さらに保持手段１１の上部外周
近傍に設置されて半導体基板Ｗの被めっき面に洗浄液を
供給する洗浄液供給手段５１と、排出された洗浄液等
（めっき廃液）を回収する回収容器６１と、半導体基板
Ｗ上に保持した前処理液やめっき液を吸引して回収する
液回収ノズル６５と、前記保持手段１１を回転駆動する
モータＭとを備えている。
【００４２】保持手段１１は、その上面に半導体基板Ｗ
を載置して保持する基板載置部１３を有している。この
基板載置部１３は、半導体基板Ｗを載置して固定するよ
うに構成されており、具体的には半導体基板Ｗをその裏
面側に真空吸着する図示しない真空吸着機構を備えてい
る。一方、基板載置部１３の裏面側には、面状であって
半導体基板Ｗの被めっき面を下面側から暖めて保温する
裏面ヒータ１５が設置されている。この裏面ヒータ１５
は、例えばラバーヒータによって構成されている。この
保持手段１１は、モータＭによって回転駆動されると共
に、図示しない昇降手段によって上下動できるように構
成されている。堰部材３１は、筒状であってその下部に
半導体基板Ｗの外周縁をシールするシール部３３を有
し、図示の位置から上下動しないように設置されてい
る。
を載置して保持する基板載置部１３を有している。この
基板載置部１３は、半導体基板Ｗを載置して固定するよ
うに構成されており、具体的には半導体基板Ｗをその裏
面側に真空吸着する図示しない真空吸着機構を備えてい
る。一方、基板載置部１３の裏面側には、面状であって
半導体基板Ｗの被めっき面を下面側から暖めて保温する
裏面ヒータ１５が設置されている。この裏面ヒータ１５
は、例えばラバーヒータによって構成されている。この
保持手段１１は、モータＭによって回転駆動されると共
に、図示しない昇降手段によって上下動できるように構
成されている。堰部材３１は、筒状であってその下部に
半導体基板Ｗの外周縁をシールするシール部３３を有
し、図示の位置から上下動しないように設置されてい
る。
【００４３】シャワーヘッド４１は、先端に多数のノズ
ルを設けることで、供給された前処理液やめっき液をシ
ャワー状に分散して半導体基板Ｗの被めっき面に略均一
に供給する構造のものである。また洗浄液供給手段５１
は、ノズル５３から洗浄液を噴出する構造である。液回
収ノズル６５は、上下動且つ旋回できるように構成され
ていて、その先端が半導体基板Ｗの上面周縁部の堰部材
３１の内側に下降して半導体基板Ｗ上のめっき液を吸引
するように構成されている。
ルを設けることで、供給された前処理液やめっき液をシ
ャワー状に分散して半導体基板Ｗの被めっき面に略均一
に供給する構造のものである。また洗浄液供給手段５１
は、ノズル５３から洗浄液を噴出する構造である。液回
収ノズル６５は、上下動且つ旋回できるように構成され
ていて、その先端が半導体基板Ｗの上面周縁部の堰部材
３１の内側に下降して半導体基板Ｗ上のめっき液を吸引
するように構成されている。
【００４４】次にこの前処理兼めっき槽の動作を説明す
る。まず図示の状態よりも保持手段１１を下降して堰部
材３１との間に所定寸法の隙間を設け、基板載置部１３
に半導体基板Ｗを載置・固定する。半導体基板Ｗとして
は、例えばφ８インチウエハを用いる。次に、保持手段
１１を上昇させ、その上面を堰部材３１の下面に当接さ
せ、同時に半導体基板Ｗの外周を堰部材３１のシール部
３３によってシールする。この時、半導体基板Ｗの表面
は開放された状態となっている。
る。まず図示の状態よりも保持手段１１を下降して堰部
材３１との間に所定寸法の隙間を設け、基板載置部１３
に半導体基板Ｗを載置・固定する。半導体基板Ｗとして
は、例えばφ８インチウエハを用いる。次に、保持手段
１１を上昇させ、その上面を堰部材３１の下面に当接さ
せ、同時に半導体基板Ｗの外周を堰部材３１のシール部
３３によってシールする。この時、半導体基板Ｗの表面
は開放された状態となっている。
【００４５】次に裏面ヒータ１５によって半導体基板Ｗ
自体を直接加熱して、シャワーヘッド４１から前処理液
やめっき液を噴出して半導体基板Ｗの表面の略全体に前
処理液やめっき液を降り注ぐ。半導体基板Ｗの表面は、
堰部材３１によって囲まれているので、注入した前処理
液やめっき液は全て半導体基板Ｗの表面に保持される。
供給する前処理液やめっき液の量は、半導体基板Ｗの表
面に１ｍｍ厚（約３０ｍｌ）となる程度の少量で良い。
なお被めっき面上に保持するめっき液の深さは１０ｍｍ
以下であれば良く、この例のように１ｍｍでも良い。供
給する前処理液やめっき液が少量で済めばこれを加熱す
る加熱装置も小型のもので良くなる。
自体を直接加熱して、シャワーヘッド４１から前処理液
やめっき液を噴出して半導体基板Ｗの表面の略全体に前
処理液やめっき液を降り注ぐ。半導体基板Ｗの表面は、
堰部材３１によって囲まれているので、注入した前処理
液やめっき液は全て半導体基板Ｗの表面に保持される。
供給する前処理液やめっき液の量は、半導体基板Ｗの表
面に１ｍｍ厚（約３０ｍｌ）となる程度の少量で良い。
なお被めっき面上に保持するめっき液の深さは１０ｍｍ
以下であれば良く、この例のように１ｍｍでも良い。供
給する前処理液やめっき液が少量で済めばこれを加熱す
る加熱装置も小型のもので良くなる。
【００４６】このように半導体基板Ｗ自体を加熱するよ
うに構成すれば、加熱するのに大きな消費電力の必要な
前処理液やめっき液の温度をそれほど高く昇温しなくて
も良いので、消費電力の低減化やめっき液の材質変化の
防止が図れ、好適である。なお半導体基板Ｗ自体の加熱
のための消費電力は小さくて良く、また半導体基板Ｗ上
に溜める前処理液やめっき液の量は少ないので、裏面ヒ
ータ１５による半導体基板Ｗの保温は容易に行え、裏面
ヒータ１５の容量は小さくて良く装置のコンパクト化を
図ることができる。また半導体基板Ｗ自体を直接冷却す
る手段を用いれば、めっき中に加熱・冷却を切替えてめ
っき条件を変化させることも可能である。半導体基板上
に保持されている前処理液やめっき液は少量なので、感
度良く温度制御が行える。
うに構成すれば、加熱するのに大きな消費電力の必要な
前処理液やめっき液の温度をそれほど高く昇温しなくて
も良いので、消費電力の低減化やめっき液の材質変化の
防止が図れ、好適である。なお半導体基板Ｗ自体の加熱
のための消費電力は小さくて良く、また半導体基板Ｗ上
に溜める前処理液やめっき液の量は少ないので、裏面ヒ
ータ１５による半導体基板Ｗの保温は容易に行え、裏面
ヒータ１５の容量は小さくて良く装置のコンパクト化を
図ることができる。また半導体基板Ｗ自体を直接冷却す
る手段を用いれば、めっき中に加熱・冷却を切替えてめ
っき条件を変化させることも可能である。半導体基板上
に保持されている前処理液やめっき液は少量なので、感
度良く温度制御が行える。
【００４７】そして、モータＭによって半導体基板Ｗを
瞬時回転させて被めっき面の均一な液濡れを行い、その
後半導体基板Ｗを静止した状態で被めっき面の前処理や
めっきを行う。具体的には、半導体基板Ｗを１ｓｅｃだ
け１００ｒｐｍ以下で回転して半導体基板Ｗの被めっき
面上をめっき液で均一に濡らし、その後静止させて前処
理やめっき処理を行わせる。
瞬時回転させて被めっき面の均一な液濡れを行い、その
後半導体基板Ｗを静止した状態で被めっき面の前処理や
めっきを行う。具体的には、半導体基板Ｗを１ｓｅｃだ
け１００ｒｐｍ以下で回転して半導体基板Ｗの被めっき
面上をめっき液で均一に濡らし、その後静止させて前処
理やめっき処理を行わせる。
【００４８】上記前処理やめっき処理が完了した後、液
回収ノズル６５の先端を半導体基板Ｗの表面周縁部の堰
部材３１内側近傍に下降し、前処理液やめっき液を吸い
込む。このとき半導体基板Ｗを、例えば１００ｒｐｍ以
下の回転速度で回転させれば、半導体基板Ｗ上に残った
前処理液やめっき液を遠心力で半導体基板Ｗの周縁部の
堰部材３１の部分に集めることができ、効率良く、且つ
高い回収率で前処理液やめっき液の回収ができる。そし
て保持手段１１を下降させて半導体基板Ｗを堰部材３１
から離し、半導体基板Ｗの回転を開始して洗浄液供給手
段５１のノズル５３から洗浄液（超純水）を半導体基板
Ｗの被めっき面に噴射して被めっき面を冷却すると同時
に希釈化・洗浄することで前処理やめっき反応を停止さ
せる。このときノズル５３から噴射される洗浄液を堰部
材３１にも当てることで堰部材３１の洗浄を同時に行っ
ても良い。このときのめっき廃液は、回収容器６１に回
収され、廃棄される。
回収ノズル６５の先端を半導体基板Ｗの表面周縁部の堰
部材３１内側近傍に下降し、前処理液やめっき液を吸い
込む。このとき半導体基板Ｗを、例えば１００ｒｐｍ以
下の回転速度で回転させれば、半導体基板Ｗ上に残った
前処理液やめっき液を遠心力で半導体基板Ｗの周縁部の
堰部材３１の部分に集めることができ、効率良く、且つ
高い回収率で前処理液やめっき液の回収ができる。そし
て保持手段１１を下降させて半導体基板Ｗを堰部材３１
から離し、半導体基板Ｗの回転を開始して洗浄液供給手
段５１のノズル５３から洗浄液（超純水）を半導体基板
Ｗの被めっき面に噴射して被めっき面を冷却すると同時
に希釈化・洗浄することで前処理やめっき反応を停止さ
せる。このときノズル５３から噴射される洗浄液を堰部
材３１にも当てることで堰部材３１の洗浄を同時に行っ
ても良い。このときのめっき廃液は、回収容器６１に回
収され、廃棄される。
【００４９】図８は、他の前処理兼めっき槽の概略構成
図である。図８において、図７に示す前処理兼めっき槽
５４と相違する点は、保持手段１１内に裏面ヒータ１５
を設ける代わりに、保持手段１１の上方にランプヒータ
（加熱手段）１７を設置し、このランプヒータ１７とシ
ャワーヘッド４１−２とを一体化した点である。即ち、
例えば複数の半径の異なるリング状のランプヒータ１７
を同心円状に設置し、ランプヒータ１７の間の隙間から
シャワーヘッド４１−２の多数のノズル４３−２をリン
グ状に開口させている。なおランプヒータ１７として
は、渦巻状の一本のランプヒータで構成しても良いし、
さらにそれ以外の各種構造・配置のランプヒータで構成
しても良い。
図である。図８において、図７に示す前処理兼めっき槽
５４と相違する点は、保持手段１１内に裏面ヒータ１５
を設ける代わりに、保持手段１１の上方にランプヒータ
（加熱手段）１７を設置し、このランプヒータ１７とシ
ャワーヘッド４１−２とを一体化した点である。即ち、
例えば複数の半径の異なるリング状のランプヒータ１７
を同心円状に設置し、ランプヒータ１７の間の隙間から
シャワーヘッド４１−２の多数のノズル４３−２をリン
グ状に開口させている。なおランプヒータ１７として
は、渦巻状の一本のランプヒータで構成しても良いし、
さらにそれ以外の各種構造・配置のランプヒータで構成
しても良い。
【００５０】このように構成しても、めっき液は各ノズ
ル４３−２から半導体基板Ｗの被めっき面上にシャワー
状に略均等に供給でき、またランプヒータ１７によって
半導体基板Ｗの加熱・保温も直接均一に行える。ランプ
ヒータ１７の場合、半導体基板Ｗとめっき液の他に、そ
の周囲の空気をも加熱するので半導体基板Ｗの保温効果
もある。
ル４３−２から半導体基板Ｗの被めっき面上にシャワー
状に略均等に供給でき、またランプヒータ１７によって
半導体基板Ｗの加熱・保温も直接均一に行える。ランプ
ヒータ１７の場合、半導体基板Ｗとめっき液の他に、そ
の周囲の空気をも加熱するので半導体基板Ｗの保温効果
もある。
【００５１】なおランプヒータ１７によって半導体基板
Ｗを直接加熱するには、比較的大きい消費電力のランプ
ヒータ１７が必要になるので、その代わりに比較的小さ
い消費電力のランプヒータ１７と前記図４に示す裏面ヒ
ータ１５とを併用して、半導体基板Ｗは主として裏面ヒ
ータ１５によって加熱し、めっき液と周囲の空気の保温
は主としてランプヒータ１７によって行うようにしても
良い。また半導体基板Ｗを直接、または間接的に冷却す
る手段を設けて、温度制御を行っても良い。
Ｗを直接加熱するには、比較的大きい消費電力のランプ
ヒータ１７が必要になるので、その代わりに比較的小さ
い消費電力のランプヒータ１７と前記図４に示す裏面ヒ
ータ１５とを併用して、半導体基板Ｗは主として裏面ヒ
ータ１５によって加熱し、めっき液と周囲の空気の保温
は主としてランプヒータ１７によって行うようにしても
良い。また半導体基板Ｗを直接、または間接的に冷却す
る手段を設けて、温度制御を行っても良い。
【００５２】図１１は、前述のめっき装置を備えた基板
処理装置の平面配置図を示す。図示するように、この基
板処理装置は、半導体基板を収容した基板カセットの受
け渡しを行う搬入・搬出エリア５２０と、プロセス処理
を行うプロセスエリア５３０と、プロセス処理後の半導
体基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア５４０を
具備する。洗浄・乾燥エリア５４０は、搬入・搬出エリ
ア５２０とプロセスエリア５３０の間に配置されてい
る。搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５４０
には隔壁５２１を設け、洗浄・乾燥エリア５４０とプロ
セスエリア５３０の間には隔壁５２３を設けている。
処理装置の平面配置図を示す。図示するように、この基
板処理装置は、半導体基板を収容した基板カセットの受
け渡しを行う搬入・搬出エリア５２０と、プロセス処理
を行うプロセスエリア５３０と、プロセス処理後の半導
体基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア５４０を
具備する。洗浄・乾燥エリア５４０は、搬入・搬出エリ
ア５２０とプロセスエリア５３０の間に配置されてい
る。搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５４０
には隔壁５２１を設け、洗浄・乾燥エリア５４０とプロ
セスエリア５３０の間には隔壁５２３を設けている。
【００５３】隔壁５２１には、搬入・搬出エリア５２０
と洗浄・乾燥エリア５４０との間で半導体基板を受け渡
すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するた
めのシャッター５２２を設けている。また、隔壁５２３
にも洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０と
の間で半導体基板を受け渡すための通路（図示せず）を
設け、該通路を開閉するためのシャッター５２４を設け
ている。洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３
０は独自に給排気できるようになっている。
と洗浄・乾燥エリア５４０との間で半導体基板を受け渡
すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するた
めのシャッター５２２を設けている。また、隔壁５２３
にも洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０と
の間で半導体基板を受け渡すための通路（図示せず）を
設け、該通路を開閉するためのシャッター５２４を設け
ている。洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３
０は独自に給排気できるようになっている。
【００５４】上記構成の半導体基板配線用の基板処理装
置はクリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、 （搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリ
ア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力） に設定され、且つ搬入・搬出エリア５２０の圧力は、ク
リーンルーム内圧力より低く設定される。これにより、
プロセスエリア５３０から洗浄・乾燥エリア５４０に空
気が流出しないようにし、洗浄・乾燥エリア５４０から
搬入・搬出エリア５２０に空気が流出しないようにし、
さらに搬入・搬出エリア５２０からクリーンルーム内に
空気が流出しないようにしている。
置はクリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、 （搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリ
ア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力） に設定され、且つ搬入・搬出エリア５２０の圧力は、ク
リーンルーム内圧力より低く設定される。これにより、
プロセスエリア５３０から洗浄・乾燥エリア５４０に空
気が流出しないようにし、洗浄・乾燥エリア５４０から
搬入・搬出エリア５２０に空気が流出しないようにし、
さらに搬入・搬出エリア５２０からクリーンルーム内に
空気が流出しないようにしている。
【００５５】搬入・搬出エリア５２０には、半導体基板
を収容した基板カセットを収納するロードユニット５２
０ａとアンロードユニット５２０ｂが配置されている。
洗浄・乾燥エリア５４０には、めっき処理後の処理を行
う各２基の水洗部５４１、乾燥部５４２が配置されると
共に、半導体基板の搬送を行う搬送部（搬送ロボット）
５４３が備えられている。ここに水洗部５４１として
は、例えば前端にスポンジがついたペンシル型のものや
スポンジ付きローラ形式のものが用いられる。乾燥部５
４２としては、例えば半導体基板を高速でスピンさせて
脱水、乾燥させる形式のものが用いられる。プロセスエ
リア５３０内には、半導体基板のめっきの前処理を行う
前処理槽５３１と、銅めっき処理を行うめっき槽（めっ
き装置）５３２が配置されると共に、半導体基板の搬送
を行う搬送部（搬送ロボット）５３３が備えられてい
る。
を収容した基板カセットを収納するロードユニット５２
０ａとアンロードユニット５２０ｂが配置されている。
洗浄・乾燥エリア５４０には、めっき処理後の処理を行
う各２基の水洗部５４１、乾燥部５４２が配置されると
共に、半導体基板の搬送を行う搬送部（搬送ロボット）
５４３が備えられている。ここに水洗部５４１として
は、例えば前端にスポンジがついたペンシル型のものや
スポンジ付きローラ形式のものが用いられる。乾燥部５
４２としては、例えば半導体基板を高速でスピンさせて
脱水、乾燥させる形式のものが用いられる。プロセスエ
リア５３０内には、半導体基板のめっきの前処理を行う
前処理槽５３１と、銅めっき処理を行うめっき槽（めっ
き装置）５３２が配置されると共に、半導体基板の搬送
を行う搬送部（搬送ロボット）５３３が備えられてい
る。
【００５６】図１２は、基板処理装置内の気流の流れを
示す。洗浄・乾燥エリア５４０においては、配管５４６
より新鮮な外部空気が取込まれ、高性能フィルタ５４４
を通してファンにより押込まれ、天井５４０ａよりダウ
ンフローのクリーンエアとして水洗部５４１、乾燥部５
４２の周囲に供給される。供給されたクリーンエアの大
部分は、床５４０ｂより循環配管５４５により天井５４
０ａ側に戻され、再び高性能フィルタ５４４を通してフ
ァンにより押込まれて、洗浄・乾燥エリア５４０内に循
環する。一部の気流は、水洗部５４１及び乾燥部５４２
内からダクト５５２を通って排気される。
示す。洗浄・乾燥エリア５４０においては、配管５４６
より新鮮な外部空気が取込まれ、高性能フィルタ５４４
を通してファンにより押込まれ、天井５４０ａよりダウ
ンフローのクリーンエアとして水洗部５４１、乾燥部５
４２の周囲に供給される。供給されたクリーンエアの大
部分は、床５４０ｂより循環配管５４５により天井５４
０ａ側に戻され、再び高性能フィルタ５４４を通してフ
ァンにより押込まれて、洗浄・乾燥エリア５４０内に循
環する。一部の気流は、水洗部５４１及び乾燥部５４２
内からダクト５５２を通って排気される。
【００５７】プロセスエリア５３０は、ウエットゾーン
といいながらも、半導体基板表面にパーティクルが付着
することは許されない。このためプロセスエリア５３０
内に天井５３０ａより、ファンにより押込まれて高性能
フィルタ５３３を通してダウンフローのクリーンエアを
流すことにより、半導体基板にパーティクルが付着する
ことを防止している。
といいながらも、半導体基板表面にパーティクルが付着
することは許されない。このためプロセスエリア５３０
内に天井５３０ａより、ファンにより押込まれて高性能
フィルタ５３３を通してダウンフローのクリーンエアを
流すことにより、半導体基板にパーティクルが付着する
ことを防止している。
【００５８】しかしながら、ダウンフローを形成するク
リーンエアの全流量を外部からの給排気に依存すると、
膨大な給排気量が必要となる。このため、室内を負圧に
保つ程度の排気のみをダクト５５３よりの外部排気と
し、ダウンフローの大部分の気流を、配管５３４，５３
５を通した循環気流でまかなうようにしている。
リーンエアの全流量を外部からの給排気に依存すると、
膨大な給排気量が必要となる。このため、室内を負圧に
保つ程度の排気のみをダクト５５３よりの外部排気と
し、ダウンフローの大部分の気流を、配管５３４，５３
５を通した循環気流でまかなうようにしている。
【００５９】循環気流とした場合に、プロセスエリア５
３０を通過したクリーンエアは、薬液ミストや気体を含
むため、これをスクラバ５３６及びミトセパレータ５３
７，５３８を通して除去する。これにより天井５３０ａ
側の循環ダクト５３４に戻ったエアは、薬液ミストや気
体を含まないものとなり、再びファンにより押込まれて
高性能フィルタ５３３を通ってプロセスエリア５３０内
にクリーンエアとして循環する。
３０を通過したクリーンエアは、薬液ミストや気体を含
むため、これをスクラバ５３６及びミトセパレータ５３
７，５３８を通して除去する。これにより天井５３０ａ
側の循環ダクト５３４に戻ったエアは、薬液ミストや気
体を含まないものとなり、再びファンにより押込まれて
高性能フィルタ５３３を通ってプロセスエリア５３０内
にクリーンエアとして循環する。
【００６０】床部５３０ｂよりプロセスエリア５３０内
を通ったエアの一部は、ダクト５５３を通って外部に排
出され、薬液ミストや気体を含むエアがダクト５５３を
通って外部に排出される。天井５３０ａのダクト５３９
からは、これらの排気量に見合った新鮮な空気がプロセ
スエリア５３０内に負圧に保った程度に供給される。
を通ったエアの一部は、ダクト５５３を通って外部に排
出され、薬液ミストや気体を含むエアがダクト５５３を
通って外部に排出される。天井５３０ａのダクト５３９
からは、これらの排気量に見合った新鮮な空気がプロセ
スエリア５３０内に負圧に保った程度に供給される。
【００６１】上記のように搬入・搬出エリア５２０、洗
浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０のそれ
ぞれの圧力は、 （搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリ
ア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力） に設定されている。従って、シャッター５２２，５２４
（図１１参照）を開放すると、これらのエリア間の空気
の流れは、図１２に示すように、搬入・搬出エリア５２
０、洗浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０
の順に流れる。また、排気はダクト５５２及び５５３を
通して、図１４に示すように、集合排気ダクト５５４に
集められる。
浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０のそれ
ぞれの圧力は、 （搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリ
ア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力） に設定されている。従って、シャッター５２２，５２４
（図１１参照）を開放すると、これらのエリア間の空気
の流れは、図１２に示すように、搬入・搬出エリア５２
０、洗浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０
の順に流れる。また、排気はダクト５５２及び５５３を
通して、図１４に示すように、集合排気ダクト５５４に
集められる。
【００６２】図１３は、基板処理装置がクリーンルーム
内に配置された一例を示す外観図である。搬入・搬出エ
リア５２０のカセット受渡し口５５５と操作パネル５５
６のある側面が仕切壁５５７で仕切られたクリーンルー
ムのクリーン度の高いワーキングゾーン５５８に露出し
ており、その他の側面は、クリーン度の低いユーティリ
ティゾーン５５９に収納されている。
内に配置された一例を示す外観図である。搬入・搬出エ
リア５２０のカセット受渡し口５５５と操作パネル５５
６のある側面が仕切壁５５７で仕切られたクリーンルー
ムのクリーン度の高いワーキングゾーン５５８に露出し
ており、その他の側面は、クリーン度の低いユーティリ
ティゾーン５５９に収納されている。
【００６３】上記のように、洗浄・乾燥エリア５４０を
搬入・搬出エリア５２０とプロセスエリア５３０の間に
配置し、搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５
４０の間及び洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア
５３０の間にはそれぞれ隔壁５２１を設けたので、ワー
キングゾーン５５８から乾燥した状態でカセット受渡し
口５５５を通して半導体基板配線用の基板処理装置内に
搬入される半導体基板は、基板処理装置内でめっき処理
され、洗浄・乾燥した状態でワーキングゾーン５５８に
搬出されるので、半導体基板面にはパーティクルやミス
トが付着することなく、且つクリーンルーム内のクリー
ン度の高いワーキングゾーン５５８をパーティクルや薬
液や洗浄液ミストで汚染することはない。
搬入・搬出エリア５２０とプロセスエリア５３０の間に
配置し、搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５
４０の間及び洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア
５３０の間にはそれぞれ隔壁５２１を設けたので、ワー
キングゾーン５５８から乾燥した状態でカセット受渡し
口５５５を通して半導体基板配線用の基板処理装置内に
搬入される半導体基板は、基板処理装置内でめっき処理
され、洗浄・乾燥した状態でワーキングゾーン５５８に
搬出されるので、半導体基板面にはパーティクルやミス
トが付着することなく、且つクリーンルーム内のクリー
ン度の高いワーキングゾーン５５８をパーティクルや薬
液や洗浄液ミストで汚染することはない。
【００６４】なお、図１１及び図１２では、基板処理装
置が搬入・搬出エリア５２０、洗浄・乾燥エリア５４
０、プロセスエリア５３０を具備する例を示したが、プ
ロセスエリア５３０内又はプロセスエリア５３０に隣接
してＣＭＰ装置を配置するエリアを設け、該プロセスエ
リア５３０又はＣＭＰ装置を配置するエリアと搬入・搬
出エリア５２０の間に洗浄・乾燥エリア５４０を配置す
るように構成しても良い。要は半導体基板配線用の基板
処理装置に半導体基板が乾燥状態で搬入され、めっき処
理の終了した半導体基板が洗浄され、乾燥した状態で排
出される構成であればよい。
置が搬入・搬出エリア５２０、洗浄・乾燥エリア５４
０、プロセスエリア５３０を具備する例を示したが、プ
ロセスエリア５３０内又はプロセスエリア５３０に隣接
してＣＭＰ装置を配置するエリアを設け、該プロセスエ
リア５３０又はＣＭＰ装置を配置するエリアと搬入・搬
出エリア５２０の間に洗浄・乾燥エリア５４０を配置す
るように構成しても良い。要は半導体基板配線用の基板
処理装置に半導体基板が乾燥状態で搬入され、めっき処
理の終了した半導体基板が洗浄され、乾燥した状態で排
出される構成であればよい。
【００６５】上記例では、基板処理装置を半導体基板配
線用のめっき装置を例に説明したが、基板は半導体基板
に限定されるものではなく、まためっき処理する部分も
基板面上に形成された配線部に限定されるものではな
い。また、上記例では銅めっきを例に説明したが、銅め
っきに限定されるものではない。
線用のめっき装置を例に説明したが、基板は半導体基板
に限定されるものではなく、まためっき処理する部分も
基板面上に形成された配線部に限定されるものではな
い。また、上記例では銅めっきを例に説明したが、銅め
っきに限定されるものではない。
【００６６】図１５は、半導体基板配線用の他の基板処
理装置の平面構成を示す図である。図示するように、半
導体基板配線用の基板処理装置は、半導体基板を搬入す
る搬入部６０１、銅めっきを行う銅めっき槽６０２、水
洗浄を行う水洗槽６０３，６０４、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）を行うＣＭＰ部６０５、水洗槽６０６，６０７、乾
燥槽６０８及び配線層形成が終了した半導体基板を搬出
する搬出部６０９を具備し、これら各槽に半導体基板を
移送する図示しない基板移送手段が１つの装置として配
置され、半導体基板配線用の基板処理装置を構成してい
る。
理装置の平面構成を示す図である。図示するように、半
導体基板配線用の基板処理装置は、半導体基板を搬入す
る搬入部６０１、銅めっきを行う銅めっき槽６０２、水
洗浄を行う水洗槽６０３，６０４、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）を行うＣＭＰ部６０５、水洗槽６０６，６０７、乾
燥槽６０８及び配線層形成が終了した半導体基板を搬出
する搬出部６０９を具備し、これら各槽に半導体基板を
移送する図示しない基板移送手段が１つの装置として配
置され、半導体基板配線用の基板処理装置を構成してい
る。
【００６７】上記配置構成の基板処理装置において、基
板移送手段により、搬入部６０１に載置された基板カセ
ット６０１−１から、配線層が形成されていない半導体
基板を取り出し、銅めっき槽６０２に移送する。該銅め
っき槽６０２において、配線溝や配線孔（コンタクトホ
ール）からなる配線部を含む半導体基板Ｗの表面上に銅
めっき層を形成する。
板移送手段により、搬入部６０１に載置された基板カセ
ット６０１−１から、配線層が形成されていない半導体
基板を取り出し、銅めっき槽６０２に移送する。該銅め
っき槽６０２において、配線溝や配線孔（コンタクトホ
ール）からなる配線部を含む半導体基板Ｗの表面上に銅
めっき層を形成する。
【００６８】前記銅めっき層６０２で銅めっき層の形成
が終了した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０
３及び水洗槽６０４に移送し、水洗を行う。続いて該水
洗浄の終了した半導体基板Ｗを基板移送手段でＣＭＰ部
６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で、銅めっき層から
配線溝や配線孔に形成した銅めっき層を残して半導体基
板Ｗの表面上の銅めっき層を除去する。
が終了した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０
３及び水洗槽６０４に移送し、水洗を行う。続いて該水
洗浄の終了した半導体基板Ｗを基板移送手段でＣＭＰ部
６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で、銅めっき層から
配線溝や配線孔に形成した銅めっき層を残して半導体基
板Ｗの表面上の銅めっき層を除去する。
【００６９】続いて上記のように銅めっき層から配線溝
や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残して
半導体基板Ｗの表面上の不要の銅めっき層の除去が終了
した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０６及び
水洗槽６０７に送り、水洗浄し、更に水洗浄の終了した
半導体基板Ｗは乾燥槽６０８で乾燥させ、乾燥の終了し
た半導体基板Ｗを配線層の形成の終了した半導体基板と
して、搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納す
る。
や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残して
半導体基板Ｗの表面上の不要の銅めっき層の除去が終了
した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０６及び
水洗槽６０７に送り、水洗浄し、更に水洗浄の終了した
半導体基板Ｗは乾燥槽６０８で乾燥させ、乾燥の終了し
た半導体基板Ｗを配線層の形成の終了した半導体基板と
して、搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納す
る。
【００７０】図１６は、半導体基板配線用の他の基板処
理装置の平面構成を示す図である。図１６に示す基板処
理装置が図１５に示す装置と異なる点は、銅めっき槽６
０２、銅めっき膜の表面に保護膜を形成する蓋めっき槽
６１２、ＣＭＰ部６１５、水洗槽６１３、６１４を追加
し、これらを含め１つの装置として構成した点である。
理装置の平面構成を示す図である。図１６に示す基板処
理装置が図１５に示す装置と異なる点は、銅めっき槽６
０２、銅めっき膜の表面に保護膜を形成する蓋めっき槽
６１２、ＣＭＰ部６１５、水洗槽６１３、６１４を追加
し、これらを含め１つの装置として構成した点である。
【００７１】上記配置構成の基板処理装置において、配
線溝や配線孔（コンタクトホール）からなる配線部を含
む半導体基板Ｗの表面上に銅めっき層を形成する。続い
て、ＣＭＰ部６０５で銅めっき層から配線溝や配線孔に
形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の銅
めっき層を除去する。
線溝や配線孔（コンタクトホール）からなる配線部を含
む半導体基板Ｗの表面上に銅めっき層を形成する。続い
て、ＣＭＰ部６０５で銅めっき層から配線溝や配線孔に
形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の銅
めっき層を除去する。
【００７２】続いて、上記のように銅めっき層から配線
溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残し
て半導体基板Ｗの表面上の銅めっき層を除去した半導体
基板Ｗを水洗槽６１０に移送し、ここで水洗浄する。続
いて、前処理槽６１１で、後述する蓋めっきを行うため
の前処理を行う。該前処理の終了した半導体基板Ｗを蓋
めっき槽６１２に移送し、蓋めっき槽６１２で配線部に
形成した銅めっき層の上に保護膜を形成する。この保護
膜としては、例えばＮｉ−Ｂ無電解めっき槽を用いる。
保護膜を形成した後、半導体基板Ｗを水洗槽６０６，６
０７で水洗浄し、更に乾燥槽６０８で乾燥させる。そし
て、銅めっき層上に形成した保護膜の上部をＣＭＰ部６
１５で研磨し、平坦化して、水洗槽６１３，６１４で水
洗浄した後、乾燥槽６０８で乾燥させ、半導体基板Ｗを
搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納する。
溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残し
て半導体基板Ｗの表面上の銅めっき層を除去した半導体
基板Ｗを水洗槽６１０に移送し、ここで水洗浄する。続
いて、前処理槽６１１で、後述する蓋めっきを行うため
の前処理を行う。該前処理の終了した半導体基板Ｗを蓋
めっき槽６１２に移送し、蓋めっき槽６１２で配線部に
形成した銅めっき層の上に保護膜を形成する。この保護
膜としては、例えばＮｉ−Ｂ無電解めっき槽を用いる。
保護膜を形成した後、半導体基板Ｗを水洗槽６０６，６
０７で水洗浄し、更に乾燥槽６０８で乾燥させる。そし
て、銅めっき層上に形成した保護膜の上部をＣＭＰ部６
１５で研磨し、平坦化して、水洗槽６１３，６１４で水
洗浄した後、乾燥槽６０８で乾燥させ、半導体基板Ｗを
搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納する。
【００７３】図１７は半導体基板配線用の他の基板処理
装置の平面構造を示す図である。図示するように、この
基板処理装置は、ロボット６１６を中央に配置し、その
周囲のロボットアーム６１６−１が到達する範囲に銅め
っきを行う銅めっき槽６０２、水洗槽６０３、水洗槽６
０４、ＣＭＰ部６０５、蓋めっき槽６１２、乾燥槽６０
８及びロード・アンロード部６１７を配置して１つの装
置として構成したものである。なお、ロード・アンロー
ド部６１７に隣接して半導体基板の搬入部６０１及び搬
出部６０９が配置されている。
装置の平面構造を示す図である。図示するように、この
基板処理装置は、ロボット６１６を中央に配置し、その
周囲のロボットアーム６１６−１が到達する範囲に銅め
っきを行う銅めっき槽６０２、水洗槽６０３、水洗槽６
０４、ＣＭＰ部６０５、蓋めっき槽６１２、乾燥槽６０
８及びロード・アンロード部６１７を配置して１つの装
置として構成したものである。なお、ロード・アンロー
ド部６１７に隣接して半導体基板の搬入部６０１及び搬
出部６０９が配置されている。
【００７４】上記構成の半導体基板配線用の基板処理装
置において、半導体基板の搬入部６０１から配線めっき
の済んでいない半導体基板がロード・アンロード部６１
７に移送され、該半導体基板をロボットアーム６１６−
１が受け取り、銅めっき槽６０２に移送し、該めっき槽
で配線溝や配線孔からなる配線部を含む半導体基板の表
面上に銅めっき層を形成する。該銅めっき層の形成され
た半導体基板をロボットアーム６１６−１によりＣＭＰ
部６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で銅めっき層から
配線溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を
残して半導体基板Ｗの表面上の余分な銅めっき層を除去
する。
置において、半導体基板の搬入部６０１から配線めっき
の済んでいない半導体基板がロード・アンロード部６１
７に移送され、該半導体基板をロボットアーム６１６−
１が受け取り、銅めっき槽６０２に移送し、該めっき槽
で配線溝や配線孔からなる配線部を含む半導体基板の表
面上に銅めっき層を形成する。該銅めっき層の形成され
た半導体基板をロボットアーム６１６−１によりＣＭＰ
部６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で銅めっき層から
配線溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を
残して半導体基板Ｗの表面上の余分な銅めっき層を除去
する。
【００７５】表面の余分な銅めっき層が除去された半導
体基板はロボットアーム６１６−１により、水洗槽６０
４に移送され、水洗処理された後、前処理槽６１１に移
送され、該前処理槽６１１でカバーメッキ前の前処理が
行われる。該前処理の終了した半導体基板はロボットア
ーム６１６−１により、カバーメッキ槽６１２に移送さ
れ、該カバーメッキ槽６１２で、配線溝や配線孔からな
る配線部に形成され銅めっき層の上に保護膜を形成す
る。保護膜が形成された半導体基板はロボットアーム６
１６−１により、水洗槽６０４に移送されここで水洗処
理された後、乾燥槽６０８に移送され、乾燥した後、ロ
ード・アンロード部６１７に移送される。該配線めっき
の終了した半導体基板は搬出部６０９に移送される。
体基板はロボットアーム６１６−１により、水洗槽６０
４に移送され、水洗処理された後、前処理槽６１１に移
送され、該前処理槽６１１でカバーメッキ前の前処理が
行われる。該前処理の終了した半導体基板はロボットア
ーム６１６−１により、カバーメッキ槽６１２に移送さ
れ、該カバーメッキ槽６１２で、配線溝や配線孔からな
る配線部に形成され銅めっき層の上に保護膜を形成す
る。保護膜が形成された半導体基板はロボットアーム６
１６−１により、水洗槽６０４に移送されここで水洗処
理された後、乾燥槽６０８に移送され、乾燥した後、ロ
ード・アンロード部６１７に移送される。該配線めっき
の終了した半導体基板は搬出部６０９に移送される。
【００７６】図１８は、他の半導体基板処理装置の平面
構成を示す図である。この半導体基板処理装置は、ロー
ド・アンロード部７０１、銅めっきユニット７０２、第
１ロボット７０３、第３洗浄機７０４、反転機７０５、
反転機７０６、第２洗浄機７０７、第２ロボット７０
８、第１洗浄機７０９、第１ポリッシング装置７１０及
び第２ポリッシング装置７１１を配置した構成である。
第１ロボット７０３の近傍には、めっき前後の膜厚を測
定するめっき前後膜厚測定機７１２、研磨後で乾燥状態
の半導体基板Ｗの膜厚を測定する乾燥状態膜厚測定機７
１３が配置されている。
構成を示す図である。この半導体基板処理装置は、ロー
ド・アンロード部７０１、銅めっきユニット７０２、第
１ロボット７０３、第３洗浄機７０４、反転機７０５、
反転機７０６、第２洗浄機７０７、第２ロボット７０
８、第１洗浄機７０９、第１ポリッシング装置７１０及
び第２ポリッシング装置７１１を配置した構成である。
第１ロボット７０３の近傍には、めっき前後の膜厚を測
定するめっき前後膜厚測定機７１２、研磨後で乾燥状態
の半導体基板Ｗの膜厚を測定する乾燥状態膜厚測定機７
１３が配置されている。
【００７７】第１ポリッシング装置（研磨ユニット）７
１０は、研磨テーブル７１０−１、トップリング７１０
−２、トップリングヘッド７１０−３、膜厚測定機７１
０−４、プッシャー７１０−５を具備している。第２ポ
リッシング装置（研磨ユニット）７１１は、研磨テーブ
ル７１１−１、トップリング７１１−２、トップリング
ヘッド７１１−３、膜厚測定機７１１−４、プッシャー
７１１−５を具備している。
１０は、研磨テーブル７１０−１、トップリング７１０
−２、トップリングヘッド７１０−３、膜厚測定機７１
０−４、プッシャー７１０−５を具備している。第２ポ
リッシング装置（研磨ユニット）７１１は、研磨テーブ
ル７１１−１、トップリング７１１−２、トップリング
ヘッド７１１−３、膜厚測定機７１１−４、プッシャー
７１１−５を具備している。
【００７８】コンタクトホールと配線用の溝が形成さ
れ、その上にシード層が形成された半導体基板Ｗを収容
したカセット７０１−１をロード・アンロード部７０１
のロードポートに載置する。第１ロボット７０３は、半
導体基板Ｗをカセット７０１−１から取り出し、銅めっ
きユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。そ
の時、めっき前後膜厚測定機７１２でシード層の膜厚を
測定する。銅めっき膜の成膜は、まず半導体基板Ｗの表
面の親水処理を行い、その後銅めっきを行って形成す
る。銅めっき膜の形成後、銅めっきユニット７０２でリ
ンス若しくは洗浄を行う。時間に余裕があれば、乾燥し
てもよい。
れ、その上にシード層が形成された半導体基板Ｗを収容
したカセット７０１−１をロード・アンロード部７０１
のロードポートに載置する。第１ロボット７０３は、半
導体基板Ｗをカセット７０１−１から取り出し、銅めっ
きユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。そ
の時、めっき前後膜厚測定機７１２でシード層の膜厚を
測定する。銅めっき膜の成膜は、まず半導体基板Ｗの表
面の親水処理を行い、その後銅めっきを行って形成す
る。銅めっき膜の形成後、銅めっきユニット７０２でリ
ンス若しくは洗浄を行う。時間に余裕があれば、乾燥し
てもよい。
【００７９】第１ロボット７０３で銅めっきユニット７
０２から半導体基板Ｗを取り出したとき、めっき前後膜
厚測定機７１２で銅めっき膜の膜厚を測定する。その測
定結果は、記録装置（図示せず）に半導体基板の記録デ
ータとして記録され、なお且つ、銅めっきユニット７０
２の異常の判定にも使用される。膜厚測定後、第１ロボ
ット７０３が反転機７０５に半導体基板Ｗを渡し、該反
転機７０５で反転させる（銅めっき膜が形成された面が
下になる）。第１ポリッシング装置７１０、第２ポリッ
シング装置７１１による研磨には、シリーズモードとパ
ラレルモードがある。以下、シリーズモードの研磨につ
いて説明する。
０２から半導体基板Ｗを取り出したとき、めっき前後膜
厚測定機７１２で銅めっき膜の膜厚を測定する。その測
定結果は、記録装置（図示せず）に半導体基板の記録デ
ータとして記録され、なお且つ、銅めっきユニット７０
２の異常の判定にも使用される。膜厚測定後、第１ロボ
ット７０３が反転機７０５に半導体基板Ｗを渡し、該反
転機７０５で反転させる（銅めっき膜が形成された面が
下になる）。第１ポリッシング装置７１０、第２ポリッ
シング装置７１１による研磨には、シリーズモードとパ
ラレルモードがある。以下、シリーズモードの研磨につ
いて説明する。
【００８０】シリーズモード研磨は、１次研磨をポリッ
シング装置７１０で行い、２次研磨をポリッシング装置
７１１で行う研磨である。第２ロボット７０８で反転機
７０５上の半導体基板Ｗを取り上げ、ポリッシング装置
７１０のプッシャー７１０−５上に半導体基板Ｗを載せ
る。トップリング７１０−２はプッシャー７１０−５上
の該半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１０−１の
研磨面に半導体基板Ｗの銅めっき膜形成面を当接押圧
し、１次研磨を行う。該１次研磨では基本的に銅めっき
膜が研磨される。研磨テーブル７１０−１の研磨面は、
ＩＣ１０００のような発泡ポリウレタン、又は砥粒を固
定若しくは含浸させたもので構成されている。該研磨面
と半導体基板Ｗの相対運動で銅めっき膜が研磨される。
シング装置７１０で行い、２次研磨をポリッシング装置
７１１で行う研磨である。第２ロボット７０８で反転機
７０５上の半導体基板Ｗを取り上げ、ポリッシング装置
７１０のプッシャー７１０−５上に半導体基板Ｗを載せ
る。トップリング７１０−２はプッシャー７１０−５上
の該半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１０−１の
研磨面に半導体基板Ｗの銅めっき膜形成面を当接押圧
し、１次研磨を行う。該１次研磨では基本的に銅めっき
膜が研磨される。研磨テーブル７１０−１の研磨面は、
ＩＣ１０００のような発泡ポリウレタン、又は砥粒を固
定若しくは含浸させたもので構成されている。該研磨面
と半導体基板Ｗの相対運動で銅めっき膜が研磨される。
【００８１】銅めっき膜の研磨終了後、トップリング７
１０−２で半導体基板Ｗをプッシャー７１０−５上に戻
す。第２ロボット７０８は、該半導体基板Ｗを取り上
げ、第１洗浄機７０９に入れる。この時、プッシャー７
１０−５上にある半導体基板Ｗの表面及び裏面に薬液を
噴射しパーティクルを除去したり、つきにくくしたりす
ることもある。
１０−２で半導体基板Ｗをプッシャー７１０−５上に戻
す。第２ロボット７０８は、該半導体基板Ｗを取り上
げ、第１洗浄機７０９に入れる。この時、プッシャー７
１０−５上にある半導体基板Ｗの表面及び裏面に薬液を
噴射しパーティクルを除去したり、つきにくくしたりす
ることもある。
【００８２】第１洗浄機７０９において洗浄終了後、第
２ロボット７０８で半導体基板Ｗを取り上げ、第２ポリ
ッシング装置７１１のプッシャー７１１−５上に半導体
基板Ｗを載せる。トップリング７１１−２でプッシャー
７１１−５上の半導体基板Ｗを吸着し、該半導体基板Ｗ
のバリア層を形成した面を研磨テーブル７１１−１の研
磨面に当接押圧して２次研磨を行う。この２次研磨では
バリア層が研磨される。但し、上記１次研磨で残った銅
膜や酸化膜も研磨されるケースもある。
２ロボット７０８で半導体基板Ｗを取り上げ、第２ポリ
ッシング装置７１１のプッシャー７１１−５上に半導体
基板Ｗを載せる。トップリング７１１−２でプッシャー
７１１−５上の半導体基板Ｗを吸着し、該半導体基板Ｗ
のバリア層を形成した面を研磨テーブル７１１−１の研
磨面に当接押圧して２次研磨を行う。この２次研磨では
バリア層が研磨される。但し、上記１次研磨で残った銅
膜や酸化膜も研磨されるケースもある。
【００８３】研磨テーブル７１１−１の研磨面は、ＩＣ
１０００のような発泡ポリウレタン、又は砥粒を固定若
しくは含浸させたもので構成され、該研磨面と半導体基
板Ｗの相対運動で研磨される。このとき、砥粒若しくは
スラリーには、シリカ、アルミナ、セリア等が用いられ
る。薬液は、研磨したい膜種により調整される。
１０００のような発泡ポリウレタン、又は砥粒を固定若
しくは含浸させたもので構成され、該研磨面と半導体基
板Ｗの相対運動で研磨される。このとき、砥粒若しくは
スラリーには、シリカ、アルミナ、セリア等が用いられ
る。薬液は、研磨したい膜種により調整される。
【００８４】２次研磨の終点の検知は、光学式の膜厚測
定機を用いてバリア層の膜厚を測定し、膜厚が０になっ
たこと又はＳｉＯ２ からなる絶縁膜の表面検知で行
う。また、研磨テーブル７１１−１の近傍に設けた膜厚
測定機７１１−４として画像処理機能付きの膜厚測定機
を用い、酸化膜の測定を行い、半導体基板Ｗの加工記録
として残したり、２次研磨の終了した半導体基板Ｗを次
の工程に移送できるか否かの判定を行う。また、２次研
磨終点に達していない場合は、再研磨を行ったり、なん
らかの異常で規定値を超えて研磨された場合は、不良品
を増やさないように次の研磨を行わないよう半導体基板
処理装置を停止させる。
定機を用いてバリア層の膜厚を測定し、膜厚が０になっ
たこと又はＳｉＯ２ からなる絶縁膜の表面検知で行
う。また、研磨テーブル７１１−１の近傍に設けた膜厚
測定機７１１−４として画像処理機能付きの膜厚測定機
を用い、酸化膜の測定を行い、半導体基板Ｗの加工記録
として残したり、２次研磨の終了した半導体基板Ｗを次
の工程に移送できるか否かの判定を行う。また、２次研
磨終点に達していない場合は、再研磨を行ったり、なん
らかの異常で規定値を超えて研磨された場合は、不良品
を増やさないように次の研磨を行わないよう半導体基板
処理装置を停止させる。
【００８５】２次研磨終了後、トップリング７１１−２
で半導体基板Ｗをプッシャー７１１−５まで移動させ
る。プッシャー７１１−５上の半導体基板Ｗは第２ロボ
ット７０８で取り上げる。この時、プッシャー７１１−
５上で薬液を半導体基板Ｗの表面及び裏面に噴射してパ
ーティクルを除去したり、つきにくくすることがある。
で半導体基板Ｗをプッシャー７１１−５まで移動させ
る。プッシャー７１１−５上の半導体基板Ｗは第２ロボ
ット７０８で取り上げる。この時、プッシャー７１１−
５上で薬液を半導体基板Ｗの表面及び裏面に噴射してパ
ーティクルを除去したり、つきにくくすることがある。
【００８６】第２ロボット７０８は、半導体基板Ｗを第
２洗浄機７０７に搬入し、洗浄を行う。第２洗浄機７０
７の構成も第１洗浄機７０９と同じ構成である。半導体
基板Ｗの表面は、主にパーティクル除去のために、純水
に界面活性剤、錯化剤、またｐＨ調整剤を加えた洗浄液
を用いて、ＰＶＡスポンジロールによりスクラブ洗浄さ
れる。半導体基板Ｗの裏面には、ノズルからＤＨＦ等の
強い薬液を噴出し、拡散している銅をエッチングした
り、又は拡散の問題がなければ、表面と同じ薬液を用い
てＰＶＡスポンジロールによるスクラブ洗浄をする。
２洗浄機７０７に搬入し、洗浄を行う。第２洗浄機７０
７の構成も第１洗浄機７０９と同じ構成である。半導体
基板Ｗの表面は、主にパーティクル除去のために、純水
に界面活性剤、錯化剤、またｐＨ調整剤を加えた洗浄液
を用いて、ＰＶＡスポンジロールによりスクラブ洗浄さ
れる。半導体基板Ｗの裏面には、ノズルからＤＨＦ等の
強い薬液を噴出し、拡散している銅をエッチングした
り、又は拡散の問題がなければ、表面と同じ薬液を用い
てＰＶＡスポンジロールによるスクラブ洗浄をする。
【００８７】上記洗浄の終了後、半導体基板Ｗを第２ロ
ボット７０８で取り上げ、反転機７０６に移し、該反転
機７０６で反転させる。該反転させた半導体基板Ｗを第
１ロボット７０３で取り上げ第３洗浄機７０４に入れ
る。第３洗浄機７０４では、半導体基板Ｗの表面に超音
波振動により励起されたメガソニック水を噴射して洗浄
する。そのとき純水に界面活性剤、錯化剤、またｐＨ調
整剤を加えた洗浄液を用いて公知のペンシル型スポンジ
で半導体基板Ｗの表面を洗浄してもよい。その後、スピ
ン乾燥により、半導体基板Ｗを乾燥させる。上記のよう
に研磨テーブル７１１−１の近傍に設けた膜厚測定機７
１１−４で膜厚を測定した場合は、そのままロード・ア
ンロード部７０１のアンロードポートに載置するカセッ
トに収容する。
ボット７０８で取り上げ、反転機７０６に移し、該反転
機７０６で反転させる。該反転させた半導体基板Ｗを第
１ロボット７０３で取り上げ第３洗浄機７０４に入れ
る。第３洗浄機７０４では、半導体基板Ｗの表面に超音
波振動により励起されたメガソニック水を噴射して洗浄
する。そのとき純水に界面活性剤、錯化剤、またｐＨ調
整剤を加えた洗浄液を用いて公知のペンシル型スポンジ
で半導体基板Ｗの表面を洗浄してもよい。その後、スピ
ン乾燥により、半導体基板Ｗを乾燥させる。上記のよう
に研磨テーブル７１１−１の近傍に設けた膜厚測定機７
１１−４で膜厚を測定した場合は、そのままロード・ア
ンロード部７０１のアンロードポートに載置するカセッ
トに収容する。
【００８８】図１９は、他の半導体基板処理装置の平面
構成を示す図である。この半導体基板処理装置の図１８
に示す半導体基板処理装置と異なる点は、図１８に示す
銅めっきユニット７０２の代わりに蓋めっきユニット７
５０を設けた点である。銅膜を形成した半導体基板Ｗを
収容したカセット７０１−１は、ロード・アンロード部
７０１に載置される。半導体基板Ｗは、カセット７０１
−１から取り出され、第１ポリッシング装置７１０また
は第２ポリッシング装置７１１に搬送されて、ここで銅
膜の表面が研磨される。この研磨終了後、半導体基板Ｗ
は、第１洗浄機７０９に搬送されて洗浄される。
構成を示す図である。この半導体基板処理装置の図１８
に示す半導体基板処理装置と異なる点は、図１８に示す
銅めっきユニット７０２の代わりに蓋めっきユニット７
５０を設けた点である。銅膜を形成した半導体基板Ｗを
収容したカセット７０１−１は、ロード・アンロード部
７０１に載置される。半導体基板Ｗは、カセット７０１
−１から取り出され、第１ポリッシング装置７１０また
は第２ポリッシング装置７１１に搬送されて、ここで銅
膜の表面が研磨される。この研磨終了後、半導体基板Ｗ
は、第１洗浄機７０９に搬送されて洗浄される。
【００８９】第１洗浄機７０９で洗浄された半導体基板
Ｗは、蓋めっきユニット７５０に搬送され、ここで銅め
っき膜の表面に保護膜が形成され、これによって、銅め
っき膜が大気中で酸化することが防止される。蓋めっき
を施した半導体基板Ｗは、第２ロボット７０８によって
蓋めっきユニット７５０から第２洗浄機７０７に搬送さ
れ、ここで純水または脱イオン水で洗浄される。この洗
浄後の半導体基板Ｗは、ロード・アンロード部７０１に
載置されたカセット７０１−１に戻される。
Ｗは、蓋めっきユニット７５０に搬送され、ここで銅め
っき膜の表面に保護膜が形成され、これによって、銅め
っき膜が大気中で酸化することが防止される。蓋めっき
を施した半導体基板Ｗは、第２ロボット７０８によって
蓋めっきユニット７５０から第２洗浄機７０７に搬送さ
れ、ここで純水または脱イオン水で洗浄される。この洗
浄後の半導体基板Ｗは、ロード・アンロード部７０１に
載置されたカセット７０１−１に戻される。
【００９０】図２０は、更に他の半導体基板処理装置の
平面構成を示す図である。この半導体基板処理装置の図
１９に示す半導体基板処理装置と異なる点は、図１９に
示す第１洗浄機７０９の代わりにアニールユニット７５
１を設けた点である。前述のようにして、第１ポリッシ
ング装置７１０または第２ポリッシング装置７１１で研
磨され、第２洗浄機７０７で洗浄された半導体基板Ｗ
は、蓋めっきユニット７５０に搬送され、ここで銅めっ
き膜の表面に蓋めっきが施される。この蓋めっきが施さ
れた半導体基板Ｗは、第１ロボット７０３によって、蓋
めっきユニット７５０から第３洗浄機７０４に搬送さ
れ、ここで洗浄される。
平面構成を示す図である。この半導体基板処理装置の図
１９に示す半導体基板処理装置と異なる点は、図１９に
示す第１洗浄機７０９の代わりにアニールユニット７５
１を設けた点である。前述のようにして、第１ポリッシ
ング装置７１０または第２ポリッシング装置７１１で研
磨され、第２洗浄機７０７で洗浄された半導体基板Ｗ
は、蓋めっきユニット７５０に搬送され、ここで銅めっ
き膜の表面に蓋めっきが施される。この蓋めっきが施さ
れた半導体基板Ｗは、第１ロボット７０３によって、蓋
めっきユニット７５０から第３洗浄機７０４に搬送さ
れ、ここで洗浄される。
【００９１】第１洗浄機７０９で洗浄された半導体基板
Ｗは、アニールユニット７５１に搬送され、ここでアニ
ールされる。これによって、銅めっき膜が合金化されて
銅めっき膜のエレクトロンマイグレーション耐性が向上
する。アニールが施された半導体基板Ｗは、アニールユ
ニット７５１から第２洗浄機７０７に搬送され、ここで
純水または脱イオン水で洗浄される。この洗浄後の半導
体基板Ｗは、ロード・アンロード部７０１に載置された
カセット７０１−１に戻される。
Ｗは、アニールユニット７５１に搬送され、ここでアニ
ールされる。これによって、銅めっき膜が合金化されて
銅めっき膜のエレクトロンマイグレーション耐性が向上
する。アニールが施された半導体基板Ｗは、アニールユ
ニット７５１から第２洗浄機７０７に搬送され、ここで
純水または脱イオン水で洗浄される。この洗浄後の半導
体基板Ｗは、ロード・アンロード部７０１に載置された
カセット７０１−１に戻される。
【００９２】図２１は、基板処理装置の他の平面配置構
成を示す図である。図２１において、図１８と同一符号
を付した部分は、同一又は相当部分を示す。この基板研
磨装置は、第１ポリッシング装置７１０と第２ポリッシ
ング装置７１１に接近してプッシャーインデクサー７２
５を配置し、第３洗浄機７０４と銅めっきユニット７０
２の近傍にそれぞれ基板載置台７２１、７２２を配置
し、第１洗浄機７０９と第３洗浄機７０４の近傍にロボ
ット７２３を配置し、第２洗浄機７０７と銅めっきユニ
ット７０２の近傍にロボット７２４を配置し、更にロー
ド・アンロード部７０１と第１ロボット７０３の近傍に
乾燥状態膜厚測定機７１３を配置している。
成を示す図である。図２１において、図１８と同一符号
を付した部分は、同一又は相当部分を示す。この基板研
磨装置は、第１ポリッシング装置７１０と第２ポリッシ
ング装置７１１に接近してプッシャーインデクサー７２
５を配置し、第３洗浄機７０４と銅めっきユニット７０
２の近傍にそれぞれ基板載置台７２１、７２２を配置
し、第１洗浄機７０９と第３洗浄機７０４の近傍にロボ
ット７２３を配置し、第２洗浄機７０７と銅めっきユニ
ット７０２の近傍にロボット７２４を配置し、更にロー
ド・アンロード部７０１と第１ロボット７０３の近傍に
乾燥状態膜厚測定機７１３を配置している。
【００９３】上記構成の基板処理装置において、第１ロ
ボット７０３は、ロード・アンロード部７０１のロード
ポートに載置されているカセット７０１−１から半導体
基板Ｗを取り出し、乾燥状態膜厚測定機７１３でバリア
層及びシード層の膜厚を測定した後、該半導体基板Ｗを
基板載置台７２１に載せる。なお、乾燥状態膜厚測定機
７１３が、第１ロボット７０３のハンドに設けられてい
る場合は、そこで膜厚を測定し、基板載置台７２１に載
せる。第２ロボット７２３で基板載置台７２１上の半導
体基板Ｗを銅めっきユニット７０２に移送し、銅めっき
膜を成膜する。銅めっき膜の成膜後、めっき前後膜厚測
定機７１２で銅めっき膜の膜厚を測定する。その後、第
２ロボット７２３は、半導体基板Ｗをプッシャーインデ
クサー７２５に移送し搭載する。
ボット７０３は、ロード・アンロード部７０１のロード
ポートに載置されているカセット７０１−１から半導体
基板Ｗを取り出し、乾燥状態膜厚測定機７１３でバリア
層及びシード層の膜厚を測定した後、該半導体基板Ｗを
基板載置台７２１に載せる。なお、乾燥状態膜厚測定機
７１３が、第１ロボット７０３のハンドに設けられてい
る場合は、そこで膜厚を測定し、基板載置台７２１に載
せる。第２ロボット７２３で基板載置台７２１上の半導
体基板Ｗを銅めっきユニット７０２に移送し、銅めっき
膜を成膜する。銅めっき膜の成膜後、めっき前後膜厚測
定機７１２で銅めっき膜の膜厚を測定する。その後、第
２ロボット７２３は、半導体基板Ｗをプッシャーインデ
クサー７２５に移送し搭載する。
【００９４】〔シリーズモード〕シリーズモードでは、
トップリングヘッド７１０−２がプッシャーインデクサ
ー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１
０−１に移送し、研磨テーブル７１０−１上の研磨面に
該半導体基板Ｗを押圧して研磨を行う。研磨の終点検知
は上記と同様な方法で行い、研磨終了後の半導体基板Ｗ
はトップリングヘッド７１０−２でプッシャーインデク
サー７２５に移送され搭載される。第２ロボット７２３
で半導体基板Ｗを取り出し、第１洗浄機７０９に搬入し
洗浄し、続いてプッシャーインデクサー７２５に移送し
搭載する。
トップリングヘッド７１０−２がプッシャーインデクサ
ー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１
０−１に移送し、研磨テーブル７１０−１上の研磨面に
該半導体基板Ｗを押圧して研磨を行う。研磨の終点検知
は上記と同様な方法で行い、研磨終了後の半導体基板Ｗ
はトップリングヘッド７１０−２でプッシャーインデク
サー７２５に移送され搭載される。第２ロボット７２３
で半導体基板Ｗを取り出し、第１洗浄機７０９に搬入し
洗浄し、続いてプッシャーインデクサー７２５に移送し
搭載する。
【００９５】トップリングヘッド７１１−２がプッシャ
ーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨
テーブル７１１−１に移送し、その研磨面に該半導体基
板Ｗを押圧して研磨を行う。研磨の終点検知は上記と同
様な方法で行い、研磨終了後の半導体基板Ｗは、トップ
リングヘッド７１１−２でプッシャーインデクサー７２
５に移送され搭載される。第３ロボット７２４は、半導
体基板Ｗを取り上げ、膜厚測定機７２６で膜厚を測定し
た後、第２洗浄機７０７に搬入し洗浄する。続いて第３
洗浄機７０４に搬入し、ここで洗浄した後にスピンドラ
イで乾燥を行い、その後、第３ロボット７２４で半導体
基板Ｗを取り上げ、基板載置台７２２上に載せる。
ーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨
テーブル７１１−１に移送し、その研磨面に該半導体基
板Ｗを押圧して研磨を行う。研磨の終点検知は上記と同
様な方法で行い、研磨終了後の半導体基板Ｗは、トップ
リングヘッド７１１−２でプッシャーインデクサー７２
５に移送され搭載される。第３ロボット７２４は、半導
体基板Ｗを取り上げ、膜厚測定機７２６で膜厚を測定し
た後、第２洗浄機７０７に搬入し洗浄する。続いて第３
洗浄機７０４に搬入し、ここで洗浄した後にスピンドラ
イで乾燥を行い、その後、第３ロボット７２４で半導体
基板Ｗを取り上げ、基板載置台７２２上に載せる。
【００９６】〔パラレルモード〕パラレルモードでは、
トップリングヘッド７１０−２又は７１１−２がプッシ
ャーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研
磨テーブル７１０−１又は７１１−１に移送し、研磨テ
ーブル７１０−１又は７１１−１上の研磨面に該半導体
基板Ｗを押圧してそれぞれ研磨を行う。膜厚を測定した
後、第３ロボット７２４で半導体基板Ｗを取り上げ、基
板載置台７２２上に載せる。第１ロボット７０３は、基
板載置台７２２上の半導体基板Ｗを乾燥状態膜厚測定機
７１３に移送し、膜厚を測定した後、ロード・アンロー
ド部７０１のカセット７０１−１に戻す。
トップリングヘッド７１０−２又は７１１−２がプッシ
ャーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研
磨テーブル７１０−１又は７１１−１に移送し、研磨テ
ーブル７１０−１又は７１１−１上の研磨面に該半導体
基板Ｗを押圧してそれぞれ研磨を行う。膜厚を測定した
後、第３ロボット７２４で半導体基板Ｗを取り上げ、基
板載置台７２２上に載せる。第１ロボット７０３は、基
板載置台７２２上の半導体基板Ｗを乾燥状態膜厚測定機
７１３に移送し、膜厚を測定した後、ロード・アンロー
ド部７０１のカセット７０１−１に戻す。
【００９７】図２２は、基板処理装置の他の平面配置構
成を示す図である。この基板処理装置では、シード層が
形成されていない半導体基板Ｗに、シード層及び銅めっ
き膜を形成し、研磨して回路配線を形成する基板処理装
置である。この基板研磨装置は、第１ポリッシング装置
７１０と第２ポリッシング装置７１１に接近してプッシ
ャーインデクサー７２５を配置し、第２洗浄機７０７と
シード層成膜ユニット７２７の近傍にそれぞれ基板載置
台７２１、７２２を配置し、シード層成膜ユニット７２
７と銅めっきユニット７０２に接近してロボット７２３
を配置し、第１洗浄機７０９と第２洗浄機７０７の近傍
にロボット７２４を配置し、更にロード・アンロード部
７０１と第１ロボット７０３の近傍に乾燥膜厚測定機７
１３を配置している。
成を示す図である。この基板処理装置では、シード層が
形成されていない半導体基板Ｗに、シード層及び銅めっ
き膜を形成し、研磨して回路配線を形成する基板処理装
置である。この基板研磨装置は、第１ポリッシング装置
７１０と第２ポリッシング装置７１１に接近してプッシ
ャーインデクサー７２５を配置し、第２洗浄機７０７と
シード層成膜ユニット７２７の近傍にそれぞれ基板載置
台７２１、７２２を配置し、シード層成膜ユニット７２
７と銅めっきユニット７０２に接近してロボット７２３
を配置し、第１洗浄機７０９と第２洗浄機７０７の近傍
にロボット７２４を配置し、更にロード・アンロード部
７０１と第１ロボット７０３の近傍に乾燥膜厚測定機７
１３を配置している。
【００９８】第１ロボット７０３でロード・アンロード
部７０１のロードポートに載置されているカセット７０
１−１から、バリア層が形成されている半導体基板Ｗを
取り出して基板載置台７２１に載せる。次に第２ロボッ
ト７２３は、半導体基板Ｗをシード層成膜ユニット７２
７に搬送し、シード層を成膜する。このシード層の成膜
は無電解めっきで行う。第２ロボット７２３は、シード
層の形成された半導体基板をめっき前後膜厚測定機７１
２でシード層の膜厚を測定する。膜厚測定後、銅めっき
ユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。
部７０１のロードポートに載置されているカセット７０
１−１から、バリア層が形成されている半導体基板Ｗを
取り出して基板載置台７２１に載せる。次に第２ロボッ
ト７２３は、半導体基板Ｗをシード層成膜ユニット７２
７に搬送し、シード層を成膜する。このシード層の成膜
は無電解めっきで行う。第２ロボット７２３は、シード
層の形成された半導体基板をめっき前後膜厚測定機７１
２でシード層の膜厚を測定する。膜厚測定後、銅めっき
ユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。
【００９９】銅めっき膜を形成後、その膜厚を測定し、
プッシャーインデクサー７２５に移送する。トップリン
グ７１０−２又は７１１−２は、プッシャーインデクサ
ー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１
０−１又は７１１−１に移送し研磨する。研磨後、トッ
プリング７１０−２又は７１１−２は、半導体基板Ｗを
膜厚測定機７１０−４又は７１１−４に移送し、膜厚を
測定し、プッシャーインデクサー７２５に移送して載せ
る。
プッシャーインデクサー７２５に移送する。トップリン
グ７１０−２又は７１１−２は、プッシャーインデクサ
ー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１
０−１又は７１１−１に移送し研磨する。研磨後、トッ
プリング７１０−２又は７１１−２は、半導体基板Ｗを
膜厚測定機７１０−４又は７１１−４に移送し、膜厚を
測定し、プッシャーインデクサー７２５に移送して載せ
る。
【０１００】次に、第３ロボット７２４は、プッシャー
インデクサー７２５から半導体基板Ｗを取り上げ、第１
洗浄機７０９に搬入する。第３ロボット７２４は、第１
洗浄機７０９から洗浄された半導体基板Ｗを取り上げ、
第２洗浄機７０７に搬入し、洗浄し乾燥した半導体基板
を基板載置台７２２上に載置する。次に、第１ロボット
７０３は、半導体基板Ｗを取り上げ乾燥状態膜厚測定機
７１３で膜厚を測定し、ロード・アンロード部７０１の
アンロードポートに載置されているカセット７０１−１
に収納する。
インデクサー７２５から半導体基板Ｗを取り上げ、第１
洗浄機７０９に搬入する。第３ロボット７２４は、第１
洗浄機７０９から洗浄された半導体基板Ｗを取り上げ、
第２洗浄機７０７に搬入し、洗浄し乾燥した半導体基板
を基板載置台７２２上に載置する。次に、第１ロボット
７０３は、半導体基板Ｗを取り上げ乾燥状態膜厚測定機
７１３で膜厚を測定し、ロード・アンロード部７０１の
アンロードポートに載置されているカセット７０１−１
に収納する。
【０１０１】図２２に示す基板処理装置においても、回
路パターンのコンタクトホール又は溝が形成された半導
体基板Ｗ上にバリア層、シード層及び銅めっき膜を形成
して、研磨して回路配線を形成することができる。
路パターンのコンタクトホール又は溝が形成された半導
体基板Ｗ上にバリア層、シード層及び銅めっき膜を形成
して、研磨して回路配線を形成することができる。
【０１０２】バリア層形成前の半導体基板Ｗを収容した
カセット７０１−１を、ロード・アンロード部７０１の
ロードポートに載置する。そして、第１ロボット７０３
でロード・アンロード部７０１のロードポートに載置さ
れているカセット７０１−１から、半導体基板Ｗを取り
出して基板載置台７２１に載せる。次に、第２ロボット
７２３は、半導体基板Ｗをシード層成膜ユニット７２７
に搬送し、バリア層とシード層を成膜する。このバリア
層とシード層の成膜は、無電解めっきで行う。第２ロボ
ット７２３は、めっき前後膜厚測定機７１２で半導体基
板Ｗに形成されたバリア層とシード層の膜厚を測定す
る。膜厚測定後、銅めっきユニット７０２に搬入し、銅
めっき膜を形成する。
カセット７０１−１を、ロード・アンロード部７０１の
ロードポートに載置する。そして、第１ロボット７０３
でロード・アンロード部７０１のロードポートに載置さ
れているカセット７０１−１から、半導体基板Ｗを取り
出して基板載置台７２１に載せる。次に、第２ロボット
７２３は、半導体基板Ｗをシード層成膜ユニット７２７
に搬送し、バリア層とシード層を成膜する。このバリア
層とシード層の成膜は、無電解めっきで行う。第２ロボ
ット７２３は、めっき前後膜厚測定機７１２で半導体基
板Ｗに形成されたバリア層とシード層の膜厚を測定す
る。膜厚測定後、銅めっきユニット７０２に搬入し、銅
めっき膜を形成する。
【０１０３】図２３は、基板処理装置の他の平面配置構
成を示す図である。この基板処理装置は、バリア層成膜
ユニット８１１、シード層成膜ユニット８１２、めっき
ユニット８１３、アニールユニット８１４、第１洗浄ユ
ニット８１５、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６、蓋め
っきユニット８１７、第２洗浄ユニット８１８、第１ア
ライナ兼膜厚測定器８４１、第２アライナ兼膜厚測定器
８４２、第１基板反転機８４３、第２基板反転機８４
４、基板仮置き台８４５、第３膜厚測定器８４６、ロー
ド・アンロード部８２０、第１ポリッシング装置８２
１、第２ポリッシング装置８２２、第１ロボット８３
１、第２ロボット８３２、第３ロボット８３３、第４ロ
ボット８３４を配置した構成である。なお、膜厚測定器
８４１，８４２，８４６はユニットになっており、他の
ユニット（めっき、洗浄、アニール等のユニット）の間
口寸法と同一サイズにしているため、入れ替え自在であ
る。
成を示す図である。この基板処理装置は、バリア層成膜
ユニット８１１、シード層成膜ユニット８１２、めっき
ユニット８１３、アニールユニット８１４、第１洗浄ユ
ニット８１５、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６、蓋め
っきユニット８１７、第２洗浄ユニット８１８、第１ア
ライナ兼膜厚測定器８４１、第２アライナ兼膜厚測定器
８４２、第１基板反転機８４３、第２基板反転機８４
４、基板仮置き台８４５、第３膜厚測定器８４６、ロー
ド・アンロード部８２０、第１ポリッシング装置８２
１、第２ポリッシング装置８２２、第１ロボット８３
１、第２ロボット８３２、第３ロボット８３３、第４ロ
ボット８３４を配置した構成である。なお、膜厚測定器
８４１，８４２，８４６はユニットになっており、他の
ユニット（めっき、洗浄、アニール等のユニット）の間
口寸法と同一サイズにしているため、入れ替え自在であ
る。
【０１０４】この例では、バリア層成膜ユニット８１１
は、無電解Ｒｕめっき装置、シード層成膜ユニット８１
２は、無電解銅めっき装置、めっきユニット８１３は、
電解めっき装置を用いることができる。
は、無電解Ｒｕめっき装置、シード層成膜ユニット８１
２は、無電解銅めっき装置、めっきユニット８１３は、
電解めっき装置を用いることができる。
【０１０５】図２４は、この基板処理装置内での各工程
の流れを示すフローチャートである。このフローチャー
トにしたがって、この装置内での各工程について説明す
る。先ず、第１ロボット８３１によりロード・アンロー
ドユニット８２０に載置されたカセット８２０ａから取
り出された半導体基板は、第１アライナ兼膜厚測定ユニ
ット８４１内に被めっき面を上にして配置される。ここ
で、膜厚計測を行うポジションの基準点を定めるため
に、膜厚計測用のノッチアライメントを行った後、銅膜
形成前の半導体基板の膜厚データを得る。
の流れを示すフローチャートである。このフローチャー
トにしたがって、この装置内での各工程について説明す
る。先ず、第１ロボット８３１によりロード・アンロー
ドユニット８２０に載置されたカセット８２０ａから取
り出された半導体基板は、第１アライナ兼膜厚測定ユニ
ット８４１内に被めっき面を上にして配置される。ここ
で、膜厚計測を行うポジションの基準点を定めるため
に、膜厚計測用のノッチアライメントを行った後、銅膜
形成前の半導体基板の膜厚データを得る。
【０１０６】次に、半導体基板は、第１ロボット８３１
により、バリア層成膜ユニット８１１へ搬送される。こ
のバリア層成膜ユニット８１１は、無電解Ｒｕめっきに
より半導体基板上にバリア層を形成する装置で、半導体
装置の層間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ２）への銅拡散防止
膜としてＲｕを成膜する。洗浄、乾燥工程を経て払い出
された半導体基板は、第１ロボット８３１により第１ア
ライナ兼膜厚測定ユニット８４１に搬送され、半導体基
板の膜厚、即ちバリア層の膜厚を測定される。
により、バリア層成膜ユニット８１１へ搬送される。こ
のバリア層成膜ユニット８１１は、無電解Ｒｕめっきに
より半導体基板上にバリア層を形成する装置で、半導体
装置の層間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ２）への銅拡散防止
膜としてＲｕを成膜する。洗浄、乾燥工程を経て払い出
された半導体基板は、第１ロボット８３１により第１ア
ライナ兼膜厚測定ユニット８４１に搬送され、半導体基
板の膜厚、即ちバリア層の膜厚を測定される。
【０１０７】膜厚測定された半導体基板は、第２ロボッ
ト８３２でシード層成膜ユニット８１２へ搬入され、前
記バリア層上に無電解銅めっきによりシード層が成膜さ
れる。洗浄、乾燥工程を経て払い出された半導体基板
は、第２ロボット８３２により含浸めっきユニットであ
るめっきユニット８１３に搬送される前に、ノッチ位置
を定めるために第２アライナ兼膜厚測定器８４２に搬送
され、銅めっき用のノッチのアライメントを行う。ここ
で、必要に応じて銅膜形成前の半導体基板の膜厚を再計
測してもよい。
ト８３２でシード層成膜ユニット８１２へ搬入され、前
記バリア層上に無電解銅めっきによりシード層が成膜さ
れる。洗浄、乾燥工程を経て払い出された半導体基板
は、第２ロボット８３２により含浸めっきユニットであ
るめっきユニット８１３に搬送される前に、ノッチ位置
を定めるために第２アライナ兼膜厚測定器８４２に搬送
され、銅めっき用のノッチのアライメントを行う。ここ
で、必要に応じて銅膜形成前の半導体基板の膜厚を再計
測してもよい。
【０１０８】ノッチアライメントが完了した半導体基板
は、第３ロボット８３３によりめっきユニット８１３へ
搬送され、銅めっきが施される。洗浄、乾燥工程を経て
払い出された半導体基板は、第３ロボット８３３により
半導体基板端部の不要な銅膜（シード層）を除去するた
めにベベル・裏面洗浄ユニット８１６へ搬送される。ベ
ベル・裏面洗浄ユニット８１６では、予め設定された時
間でベベルのエッチングを行うとともに、半導体基板裏
面に付着した銅をフッ酸等の薬液により洗浄する。この
時、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６へ搬送する前に、
第２アライナ兼膜厚測定器８４２にて半導体基板の膜厚
測定を実施して、めっきにより形成された銅膜厚の値を
得ておき、その結果により、ベベルのエッチング時間を
任意に変えてエッチングを行っても良い。なお、ベベル
エッチングによりエッチングされる領域は、基板の周縁
部であって回路が形成されない領域、または回路が形成
されていても最終的にチップとして利用されない領域で
ある。この領域にはベベル部分が含まれる。
は、第３ロボット８３３によりめっきユニット８１３へ
搬送され、銅めっきが施される。洗浄、乾燥工程を経て
払い出された半導体基板は、第３ロボット８３３により
半導体基板端部の不要な銅膜（シード層）を除去するた
めにベベル・裏面洗浄ユニット８１６へ搬送される。ベ
ベル・裏面洗浄ユニット８１６では、予め設定された時
間でベベルのエッチングを行うとともに、半導体基板裏
面に付着した銅をフッ酸等の薬液により洗浄する。この
時、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６へ搬送する前に、
第２アライナ兼膜厚測定器８４２にて半導体基板の膜厚
測定を実施して、めっきにより形成された銅膜厚の値を
得ておき、その結果により、ベベルのエッチング時間を
任意に変えてエッチングを行っても良い。なお、ベベル
エッチングによりエッチングされる領域は、基板の周縁
部であって回路が形成されない領域、または回路が形成
されていても最終的にチップとして利用されない領域で
ある。この領域にはベベル部分が含まれる。
【０１０９】ベベル・裏面洗浄ユニット８１６で洗浄、
乾燥工程を経て払い出された半導体基板は、第３ロボッ
ト８３３で基板反転機８４３に搬送され、該基板反転機
８４３にて反転され、被めっき面を下方に向けた後、第
４ロボット８３４により配線部を安定化させるためにア
ニールユニット８１４へ投入される。アニール処理前及
び／又は処理後、第２アライナ兼膜厚測定ユニット８４
２に搬入し、半導体基板に形成された、銅膜の膜厚を計
測する。この後、半導体基板は、第４ロボット８３４に
より第１ポリッシング装置８２１に搬入され、半導体基
板の銅層、シード層の研磨を行う。
乾燥工程を経て払い出された半導体基板は、第３ロボッ
ト８３３で基板反転機８４３に搬送され、該基板反転機
８４３にて反転され、被めっき面を下方に向けた後、第
４ロボット８３４により配線部を安定化させるためにア
ニールユニット８１４へ投入される。アニール処理前及
び／又は処理後、第２アライナ兼膜厚測定ユニット８４
２に搬入し、半導体基板に形成された、銅膜の膜厚を計
測する。この後、半導体基板は、第４ロボット８３４に
より第１ポリッシング装置８２１に搬入され、半導体基
板の銅層、シード層の研磨を行う。
【０１１０】この際、砥粒等は所望のものが用いられる
が、ディッシングを防ぎ、表面の平面度を出すために、
固定砥粒を用いることもできる。第１ポリッシング終了
後、半導体基板は、第４ロボット８３４により第１洗浄
ユニット８１５に搬送され、洗浄される。この洗浄は、
半導体基板直径とほぼ同じ長さを有するロールを半導体
基板の表面と裏面に配置し、半導体基板及びロールを回
転させつつ、純水又は脱イオン水を流しながら洗浄する
スクラブ洗浄である。
が、ディッシングを防ぎ、表面の平面度を出すために、
固定砥粒を用いることもできる。第１ポリッシング終了
後、半導体基板は、第４ロボット８３４により第１洗浄
ユニット８１５に搬送され、洗浄される。この洗浄は、
半導体基板直径とほぼ同じ長さを有するロールを半導体
基板の表面と裏面に配置し、半導体基板及びロールを回
転させつつ、純水又は脱イオン水を流しながら洗浄する
スクラブ洗浄である。
【０１１１】第１の洗浄終了後、半導体基板は、第４ロ
ボット８３４により第２ポリッシング装置８２２に搬入
され、半導体基板上のバリア層が研磨される。この際、
砥粒等は所望のものが用いられるが、ディッシングを防
ぎ、表面の平面度を出すために、固定砥粒を用いること
もできる。第２ポリッシング終了後、半導体基板は、第
４ロボット８３４により、再度第１洗浄ユニット８１５
に搬送され、スクラブ洗浄される。洗浄終了後、半導体
基板は、第４ロボット８３４により第２基板反転機８４
４に搬送され反転されて、被めっき面を上方に向けら
れ、更に第３ロボット８３３により基板仮置き台８４５
に置かれる。
ボット８３４により第２ポリッシング装置８２２に搬入
され、半導体基板上のバリア層が研磨される。この際、
砥粒等は所望のものが用いられるが、ディッシングを防
ぎ、表面の平面度を出すために、固定砥粒を用いること
もできる。第２ポリッシング終了後、半導体基板は、第
４ロボット８３４により、再度第１洗浄ユニット８１５
に搬送され、スクラブ洗浄される。洗浄終了後、半導体
基板は、第４ロボット８３４により第２基板反転機８４
４に搬送され反転されて、被めっき面を上方に向けら
れ、更に第３ロボット８３３により基板仮置き台８４５
に置かれる。
【０１１２】半導体基板は、第２ロボット８３２により
基板仮置き台８４５から蓋めっきユニット８１７に搬送
され、銅の大気による酸化防止を目的に銅面上にニッケ
ル・ボロンめっきを行う。蓋めっきが施された半導体基
板は、第２ロボット８３２により蓋めっきユニット８１
７から第３膜厚測定器８４６に搬入され、銅膜厚が測定
される。その後、半導体基板は、第１ロボット８３１に
より第２洗浄ユニット８１８に搬入され、純水又は脱イ
オン水により洗浄される。洗浄が終了した半導体基板
は、台１ロボット８３１によりロード・アンロード部８
２０に載置されたカセット８２０ａ内に戻される。アラ
イナ兼膜厚測定器８４１及びアライナ兼膜厚測定器８４
２は、基板ノッチ部分の位置決め及び膜厚の測定を行
う。
基板仮置き台８４５から蓋めっきユニット８１７に搬送
され、銅の大気による酸化防止を目的に銅面上にニッケ
ル・ボロンめっきを行う。蓋めっきが施された半導体基
板は、第２ロボット８３２により蓋めっきユニット８１
７から第３膜厚測定器８４６に搬入され、銅膜厚が測定
される。その後、半導体基板は、第１ロボット８３１に
より第２洗浄ユニット８１８に搬入され、純水又は脱イ
オン水により洗浄される。洗浄が終了した半導体基板
は、台１ロボット８３１によりロード・アンロード部８
２０に載置されたカセット８２０ａ内に戻される。アラ
イナ兼膜厚測定器８４１及びアライナ兼膜厚測定器８４
２は、基板ノッチ部分の位置決め及び膜厚の測定を行
う。
【０１１３】ベベル・裏面洗浄ユニット８１６は、エッ
ジ（ベベル）銅エッチングと裏面洗浄が同時に行え、ま
た基板表面の回路形成部の銅の自然酸化膜の成長を抑え
ることが可能である。図２５に、ベベル・裏面洗浄ユニ
ット８１６の概略図を示す。図２５に示すように、ベベ
ル・裏面洗浄ユニット８１６は、有底円筒状の防水カバ
ー９２０の内部に位置して基板Ｗをフェースアップでそ
の周縁部の円周方向に沿った複数箇所でスピンチャック
９２１により水平に保持して高速回転させる基板保持部
９２２と、この基板保持部９２２で保持された基板Ｗの
表面側のほぼ中央部上方に配置されたセンタノズル９２
４と、基板Ｗの周縁部の上方に配置されたエッジノズル
９２６とを備えている。センタノズル９２４及びエッジ
ノズル９２６は、それぞれ下向きで配置されている。ま
た基板Ｗの裏面側のほぼ中央部の下方に位置して、バッ
クノズル９２８が上向きで配置されている。前記エッジ
ノズル９２６は、基板Ｗの直径方向及び高さ方向を移動
自在に構成されている。
ジ（ベベル）銅エッチングと裏面洗浄が同時に行え、ま
た基板表面の回路形成部の銅の自然酸化膜の成長を抑え
ることが可能である。図２５に、ベベル・裏面洗浄ユニ
ット８１６の概略図を示す。図２５に示すように、ベベ
ル・裏面洗浄ユニット８１６は、有底円筒状の防水カバ
ー９２０の内部に位置して基板Ｗをフェースアップでそ
の周縁部の円周方向に沿った複数箇所でスピンチャック
９２１により水平に保持して高速回転させる基板保持部
９２２と、この基板保持部９２２で保持された基板Ｗの
表面側のほぼ中央部上方に配置されたセンタノズル９２
４と、基板Ｗの周縁部の上方に配置されたエッジノズル
９２６とを備えている。センタノズル９２４及びエッジ
ノズル９２６は、それぞれ下向きで配置されている。ま
た基板Ｗの裏面側のほぼ中央部の下方に位置して、バッ
クノズル９２８が上向きで配置されている。前記エッジ
ノズル９２６は、基板Ｗの直径方向及び高さ方向を移動
自在に構成されている。
【０１１４】このエッジノズル９２６の移動幅Ｌは、基
板の外周端面から中心部方向に任意の位置決めが可能に
なっていて、基板Ｗの大きさや使用目的等に合わせて、
設定値の入力を行う。通常、２ｍｍから５ｍｍの範囲で
エッジカット幅Ｃを設定し、裏面から表面への液の回り
込み量が問題にならない回転数以上であれば、その設定
されたカット幅Ｃ内の銅膜を除去することができる。
板の外周端面から中心部方向に任意の位置決めが可能に
なっていて、基板Ｗの大きさや使用目的等に合わせて、
設定値の入力を行う。通常、２ｍｍから５ｍｍの範囲で
エッジカット幅Ｃを設定し、裏面から表面への液の回り
込み量が問題にならない回転数以上であれば、その設定
されたカット幅Ｃ内の銅膜を除去することができる。
【０１１５】次に、この洗浄装置による洗浄方法につい
て説明する。まず、スピンチャック９２１を介して基板
を基板保持部９２２で水平に保持した状態で、半導体基
板Ｗを基板保持部９２２と一体に水平回転させる。この
状態で、センタノズル９２４から基板Ｗの表面側の中央
部に酸溶液を供給する。この酸溶液としては非酸化性の
酸であればよく、例えばフッ酸、塩酸、硫酸、クエン
酸、蓚酸等を用いる。一方、エッジノズル９２６から基
板Ｗの周縁部に酸化剤溶液を連続的または間欠的に供給
する。この酸化剤溶液としては、オゾン水、過酸化水素
水、硝酸水、次亜塩素酸ナトリウム水等のいずれかを用
いるか、またはそれらの組み合わせを用いる。
て説明する。まず、スピンチャック９２１を介して基板
を基板保持部９２２で水平に保持した状態で、半導体基
板Ｗを基板保持部９２２と一体に水平回転させる。この
状態で、センタノズル９２４から基板Ｗの表面側の中央
部に酸溶液を供給する。この酸溶液としては非酸化性の
酸であればよく、例えばフッ酸、塩酸、硫酸、クエン
酸、蓚酸等を用いる。一方、エッジノズル９２６から基
板Ｗの周縁部に酸化剤溶液を連続的または間欠的に供給
する。この酸化剤溶液としては、オゾン水、過酸化水素
水、硝酸水、次亜塩素酸ナトリウム水等のいずれかを用
いるか、またはそれらの組み合わせを用いる。
【０１１６】これにより、半導体基板Ｗの周縁部のエッ
ジカット幅Ｃの領域では上面及び端面に成膜された銅膜
等は酸化剤溶液で急速に酸化され、同時にセンタノズル
９２４から供給されて基板の表面全面に拡がる酸溶液に
よってエッチングされ溶解除去される。このように、基
板周縁部で酸溶液と酸化剤溶液を混合させることで、予
めそれらの混合水をノズルから供給するのに比べて急峻
なエッチングプロフィールを得ることができる。このと
きそれらの濃度により銅のエッチングレートが決定され
る。また、基板の表面の回路形成部に銅の自然酸化膜が
形成されていた場合、この自然酸化物は基板の回転に伴
って基板の表面全面に亘って広がる酸溶液で直ちに除去
されて成長することはない。なお、センタノズル９２４
からの酸溶液の供給を停止した後、エッジノズル９２６
からの酸化剤溶液の供給を停止することで、表面に露出
しているシリコンを酸化して、銅の付着を抑制すること
ができる。
ジカット幅Ｃの領域では上面及び端面に成膜された銅膜
等は酸化剤溶液で急速に酸化され、同時にセンタノズル
９２４から供給されて基板の表面全面に拡がる酸溶液に
よってエッチングされ溶解除去される。このように、基
板周縁部で酸溶液と酸化剤溶液を混合させることで、予
めそれらの混合水をノズルから供給するのに比べて急峻
なエッチングプロフィールを得ることができる。このと
きそれらの濃度により銅のエッチングレートが決定され
る。また、基板の表面の回路形成部に銅の自然酸化膜が
形成されていた場合、この自然酸化物は基板の回転に伴
って基板の表面全面に亘って広がる酸溶液で直ちに除去
されて成長することはない。なお、センタノズル９２４
からの酸溶液の供給を停止した後、エッジノズル９２６
からの酸化剤溶液の供給を停止することで、表面に露出
しているシリコンを酸化して、銅の付着を抑制すること
ができる。
【０１１７】一方、バックノズル９２８から基板の裏面
中央部に酸化剤溶液とシリコン酸化膜エッチング剤とを
同時または交互に供給する。これにより半導体基板Ｗの
裏面側に金属状で付着している銅等を基板のシリコンご
と酸化剤溶液で酸化しシリコン酸化膜エッチング剤でエ
ッチングして除去することができる。なおこの酸化剤溶
液としては表面に供給する酸化剤溶液と同じものにする
方が薬品の種類を少なくする上で好ましい。またシリコ
ン酸化膜エッチング剤としては、フッ酸を用いることが
でき、基板の表面側の酸溶液もフッ酸を用いると薬品の
種類を少なくすることができる。これにより、酸化剤供
給を先に停止すれば疎水面が得られ、エッチング剤溶液
を先に停止すれば飽水面（親水面）が得られて、その後
のプロセスの要求に応じた裏面に調整することもでき
る。
中央部に酸化剤溶液とシリコン酸化膜エッチング剤とを
同時または交互に供給する。これにより半導体基板Ｗの
裏面側に金属状で付着している銅等を基板のシリコンご
と酸化剤溶液で酸化しシリコン酸化膜エッチング剤でエ
ッチングして除去することができる。なおこの酸化剤溶
液としては表面に供給する酸化剤溶液と同じものにする
方が薬品の種類を少なくする上で好ましい。またシリコ
ン酸化膜エッチング剤としては、フッ酸を用いることが
でき、基板の表面側の酸溶液もフッ酸を用いると薬品の
種類を少なくすることができる。これにより、酸化剤供
給を先に停止すれば疎水面が得られ、エッチング剤溶液
を先に停止すれば飽水面（親水面）が得られて、その後
のプロセスの要求に応じた裏面に調整することもでき
る。
【０１１８】このように酸溶液すなわちエッチング液を
基板に供給して、基板Ｗの表面に残留する金属イオンを
除去した後、更に純水を供給して、純水置換を行ってエ
ッチング液を除去し、その後、スピン乾燥を行う。この
ようにして半導体基板表面の周縁部のエッジカット幅Ｃ
内の銅膜の除去と裏面の銅汚染除去を同時に行って、こ
の処理を、例えば８０秒以内に完了させることができ
る。なお、エッジのエッジカット幅を任意（２ｍｍ〜５
ｍｍ）に設定することが可能であるが、エッチングに要
する時間はカット幅に依存しない。
基板に供給して、基板Ｗの表面に残留する金属イオンを
除去した後、更に純水を供給して、純水置換を行ってエ
ッチング液を除去し、その後、スピン乾燥を行う。この
ようにして半導体基板表面の周縁部のエッジカット幅Ｃ
内の銅膜の除去と裏面の銅汚染除去を同時に行って、こ
の処理を、例えば８０秒以内に完了させることができ
る。なお、エッジのエッジカット幅を任意（２ｍｍ〜５
ｍｍ）に設定することが可能であるが、エッチングに要
する時間はカット幅に依存しない。
【０１１９】めっき後のＣＭＰ工程前に、アニール処理
を行うことが、この後のＣＭＰ処理や配線の電気特性に
対して良い効果を示す。アニール無しでＣＭＰ処理後に
幅の広い配線（数μｍ単位）の表面を観察するとマイク
ロボイドのような欠陥が多数見られ、配線全体の電気抵
抗を増加させたが、アニールを行うことでこの電気抵抗
の増加は改善された。アニール無しの場合に、細い配線
にはボイドが見られなかったことより、粒成長の度合い
が関わっていることが考えられる。つまり、細い配線で
は粒成長が起こりにくいが、幅の広い配線では粒成長に
伴い、アニール処理に伴うグレン成長の過程で、めっき
膜中のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）でも見えないほどの
超微細ポアが集結しつつ上へ移動することで配線上部に
マイクロボイド用の凹みが生じたという推測ができる。
アニールユニットのアニール条件としては、ガスの雰囲
気は水素を添加（２％以下）、温度は３００〜４００℃
程度で１〜５分間で上記の効果が得られた。
を行うことが、この後のＣＭＰ処理や配線の電気特性に
対して良い効果を示す。アニール無しでＣＭＰ処理後に
幅の広い配線（数μｍ単位）の表面を観察するとマイク
ロボイドのような欠陥が多数見られ、配線全体の電気抵
抗を増加させたが、アニールを行うことでこの電気抵抗
の増加は改善された。アニール無しの場合に、細い配線
にはボイドが見られなかったことより、粒成長の度合い
が関わっていることが考えられる。つまり、細い配線で
は粒成長が起こりにくいが、幅の広い配線では粒成長に
伴い、アニール処理に伴うグレン成長の過程で、めっき
膜中のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）でも見えないほどの
超微細ポアが集結しつつ上へ移動することで配線上部に
マイクロボイド用の凹みが生じたという推測ができる。
アニールユニットのアニール条件としては、ガスの雰囲
気は水素を添加（２％以下）、温度は３００〜４００℃
程度で１〜５分間で上記の効果が得られた。
【０１２０】図２６及び図２７は、アニールユニット８
１４を示すものである。このアニールユニット８１４
は、半導体基板Ｗを出し入れするゲート１０００を有す
るチャンバ１００２の内部に位置して、半導体基板Ｗ
を、例えば４００℃に加熱するホットプレート１００４
と、例えば冷却水を流して半導体基板Ｗを冷却するクー
ルプレート１００６が上下に配置されている。また、ク
ールプレート１００６の内部を貫通して上下方向に延
び、上端に半導体基板Ｗを載置保持する複数の昇降ピン
１００８が昇降自在に配置されている。更に、アニール
時に半導体基板Ｗとホットプレート１００８との間に酸
化防止用のガスを導入するガス導入管１０１０と、該ガ
ス導入管１０１０から導入され、半導体基板Ｗとホット
プレート１００４との間を流れたガスを排気するガス排
気管１０１２がホットプレート１００４を挟んで互いに
対峙する位置に配置されている。
１４を示すものである。このアニールユニット８１４
は、半導体基板Ｗを出し入れするゲート１０００を有す
るチャンバ１００２の内部に位置して、半導体基板Ｗ
を、例えば４００℃に加熱するホットプレート１００４
と、例えば冷却水を流して半導体基板Ｗを冷却するクー
ルプレート１００６が上下に配置されている。また、ク
ールプレート１００６の内部を貫通して上下方向に延
び、上端に半導体基板Ｗを載置保持する複数の昇降ピン
１００８が昇降自在に配置されている。更に、アニール
時に半導体基板Ｗとホットプレート１００８との間に酸
化防止用のガスを導入するガス導入管１０１０と、該ガ
ス導入管１０１０から導入され、半導体基板Ｗとホット
プレート１００４との間を流れたガスを排気するガス排
気管１０１２がホットプレート１００４を挟んで互いに
対峙する位置に配置されている。
【０１２１】ガス導入管１０１０は、内部にフィルタ１
０１４ａを有するＮ２ガス導入路１０１６内を流れるＮ
２ガスと、内部にフィルタ１０１４ｂを有するＨ２ガス
導入路１０１８内を流れるＨ２ガスとを混合器１０２０
で混合し、この混合器１０２０で混合したガスが流れる
混合ガス導入路１０２２に接続されている。
０１４ａを有するＮ２ガス導入路１０１６内を流れるＮ
２ガスと、内部にフィルタ１０１４ｂを有するＨ２ガス
導入路１０１８内を流れるＨ２ガスとを混合器１０２０
で混合し、この混合器１０２０で混合したガスが流れる
混合ガス導入路１０２２に接続されている。
【０１２２】これにより、ゲート１０００を通じてチャ
ンバ１００２の内部に搬入した半導体基板Ｗを昇降ピン
１００８で保持し、昇降ピン１００８を該昇降ピン１０
０８で保持した半導体基板Ｗとホットプレート１００４
との距離が、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度となるまで
上昇させる。この状態で、ホットプレート１００４を介
して半導体基板Ｗを、例えば４００℃となるように加熱
し、同時にガス導入管１０１０から酸化防止用のガスを
導入して半導体基板Ｗとホットプレート１００４との間
を流してガス排気管１０１２から排気する。これによっ
て、酸化を防止しつつ半導体基板Ｗをアニールし、この
アニールを、例えば数十秒〜６０秒程度継続してアニー
ルを終了する。基板の加熱温度は１００〜６００℃が選
択される。
ンバ１００２の内部に搬入した半導体基板Ｗを昇降ピン
１００８で保持し、昇降ピン１００８を該昇降ピン１０
０８で保持した半導体基板Ｗとホットプレート１００４
との距離が、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度となるまで
上昇させる。この状態で、ホットプレート１００４を介
して半導体基板Ｗを、例えば４００℃となるように加熱
し、同時にガス導入管１０１０から酸化防止用のガスを
導入して半導体基板Ｗとホットプレート１００４との間
を流してガス排気管１０１２から排気する。これによっ
て、酸化を防止しつつ半導体基板Ｗをアニールし、この
アニールを、例えば数十秒〜６０秒程度継続してアニー
ルを終了する。基板の加熱温度は１００〜６００℃が選
択される。
【０１２３】アニール終了後、昇降ピン１００８を該昇
降ピン１００８で保持した半導体基板Ｗとクールプレー
ト１００６との距離が、例えば０〜０．５ｍｍ程度とな
るまで下降させる。この状態で、クールプレート１００
６内に冷却水を導入することで、半導体基板Ｗの温度が
１００℃以下となるまで、例えば１０〜６０秒程度、半
導体基板を冷却し、この冷却終了後の半導体基板を次工
程に搬送する。なお、この例では、酸化防止用のガスと
して、Ｎ２ガスと数％のＨ２ガスを混合した混合ガスを
流すようにしているが、Ｎ２ガスのみを流すようにして
もよい。
降ピン１００８で保持した半導体基板Ｗとクールプレー
ト１００６との距離が、例えば０〜０．５ｍｍ程度とな
るまで下降させる。この状態で、クールプレート１００
６内に冷却水を導入することで、半導体基板Ｗの温度が
１００℃以下となるまで、例えば１０〜６０秒程度、半
導体基板を冷却し、この冷却終了後の半導体基板を次工
程に搬送する。なお、この例では、酸化防止用のガスと
して、Ｎ２ガスと数％のＨ２ガスを混合した混合ガスを
流すようにしているが、Ｎ２ガスのみを流すようにして
もよい。
【０１２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
配線の表面に触媒を付与することなく、無電解めっきを
行って、配線の表面に配線保護層を選択的に形成するこ
とができるので、配線中にボイドが発生することを防止
して、配線本来の能力を維持することができる。しか
も、工程を少なくして、更には、無電解めっきの前処理
で半導体ウエハ等の基板をプリヒートするようにするこ
とで、スループットを向上させ、しかも装置のコンパク
ト化を図って、クリーンルームコストを低減することが
できる。
配線の表面に触媒を付与することなく、無電解めっきを
行って、配線の表面に配線保護層を選択的に形成するこ
とができるので、配線中にボイドが発生することを防止
して、配線本来の能力を維持することができる。しか
も、工程を少なくして、更には、無電解めっきの前処理
で半導体ウエハ等の基板をプリヒートするようにするこ
とで、スループットを向上させ、しかも装置のコンパク
ト化を図って、クリーンルームコストを低減することが
できる。
【０１２５】また、無電解めっき液の構成成分によるめ
っき前処理なので、めっきプロセスにおけるコンタミの
心配や、ｐＨの整合等の配慮が不要となって、装置のコ
ンパクト化が可能となり、更に、各工程を１セルで処理
可能となして、これによっても、装置のコンパクト化を
図って、クリーンルームコストを低減することができ
る。
っき前処理なので、めっきプロセスにおけるコンタミの
心配や、ｐＨの整合等の配慮が不要となって、装置のコ
ンパクト化が可能となり、更に、各工程を１セルで処理
可能となして、これによっても、装置のコンパクト化を
図って、クリーンルームコストを低減することができ
る。
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置を示す断面図
である。
である。
【図２】無電解めっきにより配線保護層を形成する工程
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】無電解めっきにより配線保護層を形成するめっ
き装置の全体配置図である。
き装置の全体配置図である。
【図４】図２に示す工程によってめっき処理を施した時
の基板（試料）のＳＥＭ写真である
の基板（試料）のＳＥＭ写真である
【図５】図２に示すＣＭＰ残さ等の除去工程を行うこと
なく、めっき処理を施した時の基板（試料）のＳＥＭ写
真である
なく、めっき処理を施した時の基板（試料）のＳＥＭ写
真である
【図６】無電解めっきにより配線保護層を形成する他の
工程を示すブロック図である。
工程を示すブロック図である。
【図７】前処理兼めっき槽を示す概略構成図である。
【図８】前処理兼めっき槽の他の例を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図９】従来の無電解めっきによって配線保護膜を形成
した時の状態を模式的に示す図である。
した時の状態を模式的に示す図である。
【図１０】無電解めっきにより配線保護層を形成する工
程を示すブロック図である。
程を示すブロック図である。
【図１１】基板処理装置を示す平面配置図である。
【図１２】図１１に示す基板処理装置内の気流の流れを
示す図である。
示す図である。
【図１３】図１１に示す基板処理装置の各エリア間の空
気の流れを示す図である。
気の流れを示す図である。
【図１４】図１０に示す基板処理装置をクリーンルーム
内に配置した一例を示す外観図である。
内に配置した一例を示す外観図である。
【図１５】基板処理装置の他の例を示す平面配置図であ
る。
る。
【図１６】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図１７】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図１８】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図１９】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図２０】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図２１】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図２２】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図２３】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図
である。
である。
【図２４】図２３に示す基板処置装置における各工程の
流れを示すフローチャートである。
流れを示すフローチャートである。
【図２５】ベベル・裏面洗浄ユニットを示す概要図であ
る。
る。
【図２６】アニールユニットの一例を示す縦断正面図で
ある。
ある。
【図２７】図２６の平断面図である。
２２，３４ 絶縁膜
２４，３６ 凹部
２６，３８ バリア層
２８，４０ 銅配線
３０，４２ 配線保護層
３２ 保護層
５０ ロード・アンロード部
５２ 洗浄・乾燥槽
５４ 前処理兼めっき槽
５６ 搬送ロボット
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｈ０１Ｌ 21/28 Ａ
21/288 21/288 Ｚ
21/3205 21/88 Ｒ
(72)発明者 王 新明
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社
荏原製作所内
(72)発明者 松本 守治
神奈川県藤沢市善行坂１−１−６ 荏原ユ
ージライト株式会社内
(72)発明者 金山 真
神奈川県藤沢市善行坂１−１−６ 荏原ユ
ージライト株式会社内
Ｆターム(参考） 4K022 AA05 BA01 BA03 BA06 BA08
BA14 BA31 BA32 CA03 CA04
CA07 CA13 CA27 DA03 DB03
DB04
4M104 BB05 BB32 BB36 DD22 DD23
DD53 FF16
5F033 HH07 HH11 HH12 HH13 HH14
HH15 HH32 JJ11 JJ12 JJ13
JJ14 JJ32 KK01 KK07 KK11
KK12 KK13 KK14 KK15 KK32
MM02 MM05 MM12 MM13 NN06
NN07 PP27 PP28 QQ09 QQ37
QQ48 QQ91 QQ94 RR04 RR06
Claims (14)
- 【請求項１】 埋め込み配線構造を有する半導体装置の
露出配線の表面に、無電解めっきで配線保護層を選択的
に形成するに際し、 無電解めっき液の構成成分で前処理を行うことを特徴と
する無電解めっきの前処理方法。 - 【請求項２】 無電解めっき液の構成成分で埋め込み配
線以外の配線形成金属を除去する処理と、無電解めっき
液の構成成分で埋め込み配線表面を活性化する処理とを
有することを特徴とする請求項１記載の無電解めっきの
前処理方法。 - 【請求項３】 無電解めっき液の構成成分で埋め込み配
線表面に付着した付着物を除去する処理を更に有するこ
とを特徴とする請求項２記載の無電解めっきの前処理方
法。 - 【請求項４】 前記各処理及び／または洗浄処理を無電
解めっきのプロセス温度と同じ温度で行うことを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の無電解めっきの
前処理方法。 - 【請求項５】 無電解めっき液の構成成分として、無電
解めっき液の還元剤成分、錯化剤成分またはｐＨ調整剤
成分の少なくとも１種を用いることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の無電解めっきの前処理方
法。 - 【請求項６】 無電解めっき液の錯化剤成分を用いる処
理と、無電解めっき液の還元剤成分を用いる処理とを経
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
無電解めっきの前処理方法。 - 【請求項７】 無電解めっき液の錯化剤成分を用いる処
理の後に、無電解めっき液のｐＨ調整剤成分を用いる処
理を更に経ることを特徴とする請求項６記載の無電解め
っきの前処理方法。 - 【請求項８】 埋め込み配線構造の配線材料として、Ｃ
ｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、ＡｕまたはＡｕ合金を
使用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに
記載の無電解めっきの前処理方法。 - 【請求項９】 前記配線保護層は、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｎ
ｉまたはＮｉ合金からなることを特徴とする請求項１乃
至８のいずれかに記載の無電解めっきの前処理方法。 - 【請求項１０】 埋め込み配線構造を有する半導体装置
の露出配線の表面に、無電解めっきで配線保護層を選択
的に形成するに際し、めっき前処理を行う無電解めっき
の前処理液であって、 無電解めっき液の錯化剤成分である有機酸を有すること
を特徴とする無電解めっきの前処理液。 - 【請求項１１】 埋め込み配線構造を有する半導体装置
の露出配線の表面に、無電解めっきで配線保護層を選択
的に形成するに際し、めっき前処理を行う無電解めっき
の前処理液であって、 無電解めっき液の還元剤成分であるアルキルアミンボラ
ンまたは硼素化水素化合物を有することを特徴とする無
電解めっきの前処理液。 - 【請求項１２】 埋め込み配線構造を有する半導体装置
の露出配線の表面に、無電解めっきで配線保護層を選択
的に形成するに際し、めっき前処理を行う無電解めっき
の前処理液であって、 無電解めっき液のｐＨ調整成分である水酸化テトラメチ
ルアンモニウムまたはアンモニアを有することを特徴と
する無電解めっきの前処理液。 - 【請求項１３】 Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａ
ｕまたはＡｕ合金を配線材料とした埋め込み配線構造を
有し、無電解めっき液の構成成分で前処理を行った後、
無電解めっきを施して、露出配線の表面を配線保護層で
選択的に覆ったことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１４】 前記配線保護層は、Ｃｏ、Ｃｏ合金、
ＮｉまたはＮｉ合金からなることを特徴とする請求項１
３記載の半導体装置。
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