JP2004128016A - Substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize uniform processing of a material to be processed, such as, a formation, etc. of a uniform plating film by always maintaining a processing liquid (electroless plating liquid) in an optimum state while an amount of using processing liquid, such as, for example, the electroless plating liquid, etc. is suppressed as small as possible. <P>SOLUTION: A substrate processing apparatus includes a substrate holder 50 for holding a substrate W, a processing head 52 for processing the substrate W by bringing the substrate W into contact with the processing liquid 54 supplied to an interior and held, a temperature holding tank 58 watertightly surrounding the holder 50 and holding a temperature of the liquid 54 held in the head 52 together with the holder 50 via a heating medium 130 at a predetermined temperature, and a processing liquid supply unit 56 for supplying the liquid 54 of the predetermined temperature to the head 52. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、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込んで埋込み配線を形成したり、このようにして形成した埋込み配線の表面を保護する配線保護層を形成したりする無電解めっき装置として使用される基板処理装置に関する。
【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で絶縁膜(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11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SiO等からなる絶縁膜2の内部に配線用の微細な凹部4を形成し、表面にTaN等からなるバリア層6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4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8を形成し、この配線(銅膜)8の表面に、例えば無電解めっきによって得られる、Ni−B合金膜からなる配線保護層(蓋材)9を選択的に形成して配線8を保護する場合を考える。
【0005】
このようなNi−B合金膜からなる配線保護層9は、例えばニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、ニッケルイオンの還元剤としてのアルキルアミンボランまたは硼素化水素化合物等を有する無電解めっき液を使用した無電解めっきを施すことによって、銅等の表面に選択的に形成することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
無電解めっきの適用箇所は、銅配線の主たる埋込み材(Cu)、バリア層上へのシード層の形成、またはシード層の補強(Cu)、更にはバリア層そのものの形成、銅配線材の配線保護層(蓋材)形成(いずれもNi−P,Ni−B,Co−P,Ni−W−P,Ni−Co−P,Co−W−P,Co−W−B)などがあるが、いずれの無電解めっきプロセスでも被処理材の全面に亘る膜厚の均一性が要求される。
【0007】
ここで、フェースアップ方式を採用した無電解めっき装置にあっては、1回のめっき処理に使用されるめっき液の量が一般に少なく、このため、特に、めっき処置中におけるめっき液の温度管理が一般に困難であった。つまり、めっき温度は、基板等の処理に対する重要なパラメータであり、めっき処理中においても常時適温を保持することが望ましいが、使用するめっき液が少量になればなる程、めっき処理中におけるめっき液の温度低下が著しくなる。このため、めっき処理に大きな影響を与えて、めっき膜の膜厚のばらつきに繋がってしまう。また、フェースアップ方式を採用した無電解めっき装置にあっては、めっき液の使用方式として、1回のめっき処理毎にめっき液を捨てる、いわゆるワンパス式(使い捨て)が採用されていたが、これでは、めっき液の使用量が多くなってランニングコストが高くなってしまう。
【0008】
また、無電解めっき液は、無電解めっきプロセスに応じて数種類の溶液を混合して使用され、大別すると、基本液に還元剤(例えば次亜りん酸ソーダ)を添加することでめっき液となる。例えば半導体装置の製造に際しては、半導体装置のアルカリ金属汚染を防止するため、ナトリウムフリーの還元剤を添加しためっき液を使用しためっき処理を行うことが望まれるが、ナトリウムフリーの還元剤を含むめっき液は、一般に不安定で分解しやすく、特に高温に維持すると更に分解しやすくなる。つまり、溶液を混合してめっき液を生成してしまうと、ある温度以上ではめっき液が非常に活性化されてしまい、めっき処理時に影響を及ぼす可能性があり、そのため、できるだけ使用直前に、且つ無駄のない方法で複数の溶液を混合してめっき液を生成し処理に使用することが望まれる。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、例えば無電解めっき液等の処理液を常に最適な状態に維持して、均一なめっき膜の形成等の処理を均一に行うことができ、しかも処理液(無電解めっき液)の使用量を極力少なく抑えることができるようにした基板処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、基板を保持する基板ホルダを備え、内部に供給され保持される処理液に接触させて基板を処理する処理ヘッドと、前記基板ホルダを水密的に囲繞し、熱媒体を介して前記基板ホルダと共に前記処理ヘッドに保持される処理液の温度を所定の温度に保持する温度保持槽と、前記処理ヘッドに所定温度の処理液を供給する処理液供給部を有することを特徴とする基板処理装置である。
【0011】
これにより、例え処理ヘッド内に少量の処理液を供給して保持した場合であっても、基板を保持する基板ホルダを温度保持槽で水密的に囲繞し、熱媒体を介して基板ホルダごと温度管理して処理ヘッドで保持される処理液の温度を所定の温度に維持することで、処理時に処理液の温度が変動してしまうことを防止することができる。
【0012】
請求項2に記載の発明は、前記処理ヘッドから処理後の処理液を回収して前記処理液供給部に戻す処理液回収部を更に有することを特徴とする請求項1記載の基板処理装置である。
これにより、処理後の処理液を回収して再使用することで、処理液の使用量を最小限に抑えることができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、前記処理ヘッドは、前記基板ホルダで基板処理面を上向きにして基板を保持し、この基板処理面と該基板処理面の外周部をシールするシールリングで処理液を保持する処理槽を区画形成するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置である。
これにより、気泡の抜けが良く、しかも1回の処理(めっき処理)に使用される処理液(めっき液)の量が一般に少ない、いわゆるフェースアップ方式を採用した処理を行うことができる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、前記熱媒体としての液体を保持する温度調節器を備えた温水供給槽を更に有し、この温水供給槽と前記温度保持槽との間を熱媒体が循環するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、温度保持槽内を、充分な熱容量を有し、ほぼ一定温度の温水等の熱媒体が循環するようにして、温度保持槽で囲繞された基板ホルダ及び処理ヘッド内に供給して保持された処理液の温度を一定に維持することができる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、前記処理ヘッドに保持される処理液に接触して該処理液を加熱する加熱ヘッドを更に有す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基板処理装置である。
これにより、処理ヘッド内に供給されて保持される無電解めっき等の処理液を加熱ヘッドで直接的に均一に加熱することで、基板ホルダに保持された基板の中心部と周縁部に位置する処理液に温度差が生じてしまうことを防止することができる。
【0016】
請求項6に記載の発明は、前記加熱ヘッドは、前記処理液との接触面が中心から半径方向に向けて該接触面と処理液の液面との距離が徐々に拡がるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の基板処理装置である。
これにより、加熱ヘッドが処理液に接液する際に、この接液部が加熱ヘッドの中心部から外周部に順次均一に拡がるようにして、加熱ヘッドと処理液との界面にエアポケットが生じることを防止することができる。
【0017】
請求項7に記載の発明は、前記処理液供給部は、処理液を保持する温度調節器を備えた処理液供給槽を有し、この処理液供給槽には、この内部の処理液を攪拌する攪拌手段が備えられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、処理液供給部内の処理液(めっき液)の温度を一定に維持し、この一定の温度に維持した処理液を処理ヘッドに順次供給することができる。
【0018】
請求項8に記載の発明は、前記処理液供給部は、処理液を保持する処理液供給槽と、この処理液供給槽から前記処理ヘッドに供給される処理液の温度を調節する温度調節部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、例えば、温度調節部としてヒータを使用し、処理液をその供給の途中で必要量のみヒータで所定の温度に加熱することで、例えば無電解めっき液等の処理液の高温による分解に伴う消費量の増大を抑えることができる。
【0019】
請求項9に記載の発明は、前記処理液回収部は、前記処理ヘッドから前記処理液供給部に戻す処理液の温度を調節する温度調節部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、例えば、温度調節部としてクーラを使用し、処理後の処理液をクーラで冷却して、マイルドな状態(不活性)で処理液供給部に回収したり、また温度調節部としてヒータを使用し、処理後の処理液をヒータで加熱して、所定の温度に維持した状態で処理液供給部に回収したりすることができる。
【0020】
請求項10に記載の発明は、前記処理液供給部は、混合して処理液を生成する複数の溶液を個別に保持する温度調節部を備えた複数の溶液供給槽と、前記各溶液供給槽にそれぞれ連通し該溶液供給槽から個別に供給される複数の溶液を混合して処理液を生成する温度調節器を備えた混合槽を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、混合すると高温で反応しやすく不安定となる無電解めっき液等の処理液を生成する前の、温度を上げても安定に保管できる溶液を予め加熱(予熱)しておいて、この予め加熱した溶液を混合槽内で混合して所定の温度の処理液を生成することで、例え処理液の量が少量であっても、処理液の温度を安定させ、この所定の温度に安定させた処理液を処理ヘッドに迅速に供給することができる。
【0021】
請求項11に記載の発明は、前記処理液供給部は、混合して処理液を生成する複数の溶液を個別に保持する複数の溶液供給槽と、前記各溶液供給槽にそれぞれ連通し該溶液供給槽から個別に供給される複数の溶液を混合して処理液を生成する複数の混合槽を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、例えば無電解めっき液等の一般に不安定で分解しやすい処理液を生成する1つの混合槽内の処理液に汚染物質等が混入し、この汚染物質等の混入によって処理液(無電解めっき液)の品質が悪化し、処理液として使用できなくなっても、この混合槽内の処理液のみを廃棄処分すればよく、これによって、廃棄処分する処理液の量を減少させ、しかも他の混合槽内で生成された処理液を使用して処理を継続することができる。
【0022】
請求項12に記載の発明は、前記処理液は無電解めっき液であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0023】
【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。この実施の形態は、基板に形成した配線の表面に、例えば無電解めっきによる配線保護層を効率よく形成できるようにした無電解めっき装置に適用した例を示しているが、電解めっき装置やCVD等、他の基板処理装置にも適用できることは勿論である。
【0024】
図1は、本発明の実施の形態の基板処理装置(無電解めっき装置)の平面配置図を示す。同図に示すように、この基板処理装置は、ロード・アンロードエリア10、洗浄エリア12及びめっき処理エリア14の3つのエリアに区分されている。この基板処理装置(無電解めっき装置)は、クリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、
ロード・アンロードエリア10>洗浄エリア12>めっき処理エリア14
に設定され、且つロード・アンロードエリア10内の圧力は、クリーンルーム内圧力より低く設定される。これにより、めっき処理エリア14から洗浄エリア12に空気が流出しないようにし、洗浄エリア12からロード・アンロードエリア10に空気が流出しないようにし、さらにロード・アンロードエリア10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。
【0025】
ロード・アンロードエリア10内には、表面に形成した配線用の凹部4内に配線8を形成した基板W(図11参照)を収容した基板カセット16を載置収納する2台のロード・アンロードユニット18と、基板Wを180゜反転させる第1反転機20と、基板カセット16、第1反転機20及び下記の仮置台24との間で基板Wの受渡しを行う第1搬送ロボット22が収容されている。
【0026】
洗浄エリア12内には、ロード・アンロードエリア10側に位置して仮置台24が、この仮置台24を挟んだ両側に位置してめっき処理後の基板Wを洗浄する2台の洗浄ユニット26が、めっき処理エリア14側に位置してめっき前の基板Wを前洗浄する前洗浄ユニット28と基板Wを180゜反転させる第2反転機30がそれぞれ配置されて収容されている。この各洗浄ユニット26は、ロール・ブラシユニット32とスピンドライユニット34とをそれぞれ有し、めっき処理後の基板Wに2段の洗浄(スクラブ洗浄及び薬液洗浄)を行ってスピン乾燥させることができるようになっている。更に、洗浄エリア12内には、仮置台24、2台の洗浄ユニット26、前洗浄ユニット28及び第2反転機30の中央に位置して、これらの間で基板Wの受渡しを行う第2搬送ロボット36が配置されている。
【0027】
めっき処理エリア14内には、基板Wの表面(基板処理面)に触媒を付与する第1前処理ユニット38、この触媒を付与した基板Wの表面に薬液処理を行う第2前処理ユニット40及び基板Wの表面に無電解めっき処理を施す無電解めっき処理ユニット42が各2台ずつ並列に配置されて収容されている。更に、めっき処理エリア14内の端部には、めっき液供給装置44が設置され、これらの中央部には、前洗浄ユニット28、第1前処理ユニット38、第2前処理ユニット40、無電解めっき処理ユニット42及び第2反転機30との間で基板Wの受渡しを行う走行型の第3搬送ロボット46が配置されている。
【0028】
次に、この無電解めっき装置による一連の無電解めっき処理について説明する。なお、この例では、図11に示すように、Ni−B合金膜からなる配線保護層(蓋材)9を選択的に形成して配線8を保護する場合について説明する。
【0029】
先ず、表面に配線8を形成した基板W(図11参照、以下同じ)を該基板Wの基板処理面(表面)を上向き(フェースアップ)で収納してロード・アンロードユニット18に搭載した基板カセット16から、1枚の基板Wを第1搬送ロボット22で取り出して第1反転機20に搬送し、この第1反転機20で基板Wをその表面が下向き(フェースダウン)となるように反転させて、仮置台24に載置する。そして、この仮置台24上に載置された基板Wを第2搬送ロボット36で前洗浄ユニット28に搬送する。
【0030】
この前洗浄ユニット28では、基板Wをフェースダウンで保持して、この表面に前洗浄を行う。つまり、例えば液温が25℃で、0.5MのHSO等の酸溶液中に基板Wを、例えば1分間程度浸漬させて、絶縁膜2(図11参照)の表面に残った銅等のCMP残さ等を除去し、しかる後、基板Wの表面を超純水等の洗浄液で洗浄する。
【0031】
次に、この前洗浄後の基板Wを第3搬送ロボット46で第1前処理ユニット38に搬送し、ここで基板Wをフェースダウンで保持して、この表面に触媒付与処理を行う。つまり、例えば、液温が25℃で、0.005g/LのPdClと0.2ml/LのHCl等の混合溶液中に基板Wを、例えば1分間程度浸漬させ、これにより、配線8の表面に触媒としてのPdを付着させ、つまり配線8の表面に触媒核(シード)としてのPd核を形成して、配線8の表面配線の露出表面を活性化させ、しかる後、基板Wの表面を超純水等の洗浄液で洗浄する。
【0032】
そして、この触媒を付与した基板Wを第3搬送ロボット46で第2前処理ユニット40に搬送し、ここで基板Wをフェースダウンで保持して、この表面に薬液処理を行う。つまり、例えば、液温が25℃で、20g/LのNa・2HO(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8の表面に中和処理を施し、しかる後、基板Wの表面を超純水等で水洗いする。
【0033】
このようにして、無電解めっきの前処理を施した基板Wを第3搬送ロボット46で第2反転機30に搬送し、ここで基板Wをその表面が上向き(フェースアップ)となるように反転させた後、無電解めっき処理ユニット42に搬送し、ここで基板Wをフェースアップで保持して、この表面に無電解めっき処理を施す。つまり、例えば、液温が70℃の無電解Ni−Bめっき液を基板Wの表面(上面)に導入し、例えば120秒程度接触させて、活性化させた配線8の表面に選択的な無電解めっき(無電解Ni−B蓋めっき)を施し、しかる後、基板W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8の表面に、Ni−B合金膜からなる配線保護層9(図11参照、以下同じ)を選択的に形成して配線8を保護する。
【0034】
次に、この無電解めっき処理後の基板Wを第3搬送ロボット46で第2反転機30に搬送し、この基板Wを第2搬送ロボット36で洗浄ユニット26のロール・ブラシユニット32に搬送し、ここで基板Wの表面に付着したパーティクルや不要物をロール状ブラシで取り除く。しかる後、この基板Wを第2搬送ロボット36で洗浄ユニット26のスピンドライユニット34に搬送し、ここで基板Wの表面の化学洗浄及び純水洗浄を行って、スピン乾燥させる。
【0035】
このスピン乾燥後の基板Wを第2搬送ロボット36で仮置台24に搬送し、この仮置台24の上に置かれた基板Wを第1搬送ロボット22でロード・アンロードユニット18に搭載された基板カセット16に戻す。
【0036】
ここで、この例では、配線保護層9として、Ni−B合金を使用している。つまり、ニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、ニッケルイオンの還元剤としてのアルキルアミンボランまたは硼素化水素化合物、及び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調整剤を含有し、pHを、例えば8〜12に調整した無電解めっき液を使用し、このめっき液に基板Wの表面を浸漬させることで、配線保護層(Ni−B合金層)9を形成している。めっき液の温度は、例えば50〜90℃、好ましくは55〜75℃である。
【0037】
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。また、ニッケルイオンの錯化剤としては、例えばりんご酸やグリシン等を挙げることができ、硼素化水素化合物としては、例えばNaBHを挙げることができる。
【0038】
なお、この例では、配線保護層9としてNi−B合金を使用しているが、配線保護層9として、Ni−P,Ni−W−B,Ni−W−P,Co−W−B,Co−W−P,Co−PまたはCo−B等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】
図2は、この無電解めっき装置における無電解めっき処理ユニット42とめっき液供給装置44を備えた無電解めっき処理部の全体構成を、図3は、基板を着脱自在に保持する基板ホルダの要部を拡大して示す。
【0040】
この無電解めっき処理部は、基板Wをその表面(基板処理面)を上向き(フェースアップ)で保持する基板ホルダ50を備えた処理ヘッド52と、この処理ヘッド52にめっき液(処理液)54を供給するめっき液供給部(処理液供給部)56と、処理ヘッド52に供給されて保持されるめっき液54の温度を所定の温度に保持する温度保持槽58と、処理ヘッド52から処理後のめっき液54を回収してめっき液供給部56に戻すめっき液回収部(処理液回収部)60とから主に構成されている。
【0041】
処理ヘッド52は、下端を架台62に取付けた円筒体64を有し、この円筒体64の内部に主軸66が軸受68を介して回転自在に支承され、この主軸66の内部に、スプライン軸70がスプライン72を介して主軸66と一体に回転し、主軸66と相対的に上下動するように配置されている。そして、主軸66には、回転用プーリ74が固着され、この回転用プーリ74とモータ(図示せず)の駆動軸に取付けた駆動プーリとの間にタイミングベルト(図示せず)が掛け渡されており、これによって、モータの駆動に伴って主軸66が回転する。更に、架台62とスプライン軸70との間には昇降用シリンダ76が介装されており、これによって、この昇降用シリンダ76の作動に伴ってスプライン軸70が上下動する。
【0042】
一方、基板ホルダ50は、円板状の支持台80と、この支持台80の上方に上下動自在に配置されたステージ82を有しており、支持台80は主軸66の上端に、ステージ82はスプライン軸70の上端にそれぞれ連結されている。これによって、主軸66の回転に伴って支持台80とステージ82が一体に回転し、スプライン軸70の上下動に伴って、ステージ82が支持台80と相対的に上下動するようになっている。
【0043】
支持台80の上面周縁部には、その上端が下記の温度保持槽58の溢流堰140の上方に達して、温度保持槽58内に導入された熱媒体(温水)130が内部に流入するのを防止する円筒状の堰部材84が取付けられている。この堰部材84の上端には、内方に突出し、更に下方に垂下して、下記のように、基板Wの上面(基板処理面)の周縁部に圧接してここをシールするリング状のシールリング86が、その外周縁部を挟持されて取付けられている。
【0044】
ステージ82の周縁部の円周方向に沿った複数箇所には、図3に詳細に示すように、支持腕90が立設され、この支持腕90とステージ82との間に基板Wを着脱自在に保持するクランプ機構92が備えられている。つまり、このクランプ機構92は、支持腕90の上端にピン94を介して回転自在に取付けたチャック爪96と、ステージ82を貫通して上下に延びる上下動自在な押圧ロッド98を有しており、この押圧ロッド98は、コイルばね100を介して下方に付勢されている。そして、この押圧ロッド98の上端は、ピン94を挟んだ内側でチャック爪96に回転自在に連結され、チャック爪96のピン94を挟んだ外側には爪部96aが設けられている。
【0045】
ここで、チャック爪96は、その上面にピン94を中心とした円弧状の載置部96bが形成されて、仮置き部を兼用するようになっている。つまり、下記のように、チャック爪96を開いた状態で、この上方から基板Wを落とし込んで、基板Wをチャック爪96の載置部96bに載置して仮置きし、この状態で、チャック爪96を閉じることで、基板Wを高さ方向の位置を変えることなく保持するようになっている。
【0046】
これによって、ステージ82が支持台80に対して相対的に下降した時、押圧ロッド98の下端が支持台80の上面に当接し、コイルばね100の弾性力に抗して押圧ロッド98がステージ82に対して相対的に上昇し、この押圧ロッド98の上昇に伴って、チャック爪96が外方に回動して開く。そして、このようにチャック爪96が開き、チャック爪96の載置部96bに基板Wを仮置きした状態で、ステージ82が支持台80に対して相対的に下降すると、押圧ロッド98がコイルばね100の弾性力でステージ82に対して相対的に下降し、この押圧ロッド98の下降に伴って、チャック爪96が内方に回動して閉じ、このチャック爪96の爪部96aで基板の外周端部を挟持して基板Wを保持するようになっている。この時、押圧ロッド98の軸方向に沿った所定箇所に設けた段部98aがステージ82に当接して、この下降が規制される。
【0047】
そして、このようにチャック爪96で基板Wを保持した状態で、ステージ82を更に上昇させ、基板Wの周縁部をシールリング86の下端面に圧接させることで、ここをシールリング86でシールし、これによって、基板Wの上面(基板処理面)とシールリング86で区画された、めっき液54を保持するめっき槽(処理槽)102が形成される。
【0048】
めっき液供給部56は、この例ではこの内部のめっき液54を、例えば70℃の所定の温度に加熱し保温するヒータを有する温度調節器110を備えためっき液供給槽112と、内部に介装した送液ポンプ114を介して、めっき液供給槽112内のめっき液54を、前述のようにして、基板ホルダ50で保持した基板Wの上面(基板処理面)とシールリング86で区画形成されためっき槽102の中央に供給するめっき液供給路116とを有している。
【0049】
このめっき液供給路116には、送液ポンプ114の下流側に位置して、フィルタ118と開閉弁120aが設置されている。更に、このフィルタ118と開閉弁120aとの間で分岐し、内部に開閉弁120bを介装した分岐管122が備えられ、これによって、めっき液供給槽112内のめっき液54を攪拌する攪拌手段が構成されている。つまり、開閉弁120aを閉じて、めっき液54のめっき槽102への供給を停止した状態で、この分岐管122の開閉弁120bを開き、送液ポンプ114を駆動することで、分岐管122を介してめっき液供給槽112内のめっき液54を循環させ、これによって、めっき液供給槽112内のめっき液54の液温がより均一になるようになっている。
【0050】
温度保持槽58は、めっき液54の温度と同じ温度の、例えば70℃に加熱し保温した温水(熱媒体)130を内部に溜めながら循環させ、これによって、処理ヘッド52のめっき槽102内に供給し保持されためっき液54を加熱し保温することで、めっき液54がめっき槽102に達する間に温度降下しても、また、めっき処理中においても、めっき槽102内のめっき液54の液温が常に、例えば70℃の一定の温度に保たれるように構成されている。
【0051】
つまり、この温度保持槽58は、この周壁で処理ヘッド52の基板ホルダ50を含む上部を囲繞するように、処理ヘッド52の円筒体64に、上方に開口した状態で水密的に取付けられている。そして、ヒータを備えた温度調節器132を備えた温水供給槽134が備えられ、この温水供給槽134と温度保持槽58は、内部に循環ポンプ136と開閉弁120cを介装した温水供給管138で繋がれている。また温度保持槽58は、その外周部に溢流堰140と該溢流堰140をオーバーフローした温水を排水する排水溝142を有しており、この排水溝142には、温水戻り管144の一端が接続され、この温水戻り管144の他端は温水供給槽134に接続されている。更に、この温度保持槽58内に保持される温水130の液面のレベルが、めっき槽102内に保持されるめっき液54の液面のレベルより高くなるように設定されている。
【0052】
これにより、温水供給槽134で、温度調節器132を介して、例えば70℃に加熱し保温された温水130が温度保持槽58内に供給され、この温度保持槽58の溢流堰140をオーバーフローした温水が温水供給槽134に戻って循環し、この循環する過程で、温度保持槽58内に保持される温水130中にめっき槽102で保持されるめっき液54が完全に浸された状態となり、これによって、めっき槽102で保持されるめっき液54の液温が温度保持槽58内の温水130の液温と一致するように構成されている。
【0053】
このように、温度保持槽58内をほぼ一定温度の温水130が循環するようにして、めっき槽102内のめっき液54を均一に保持(加熱)することができ、しかも、めっき槽102に保持されるめっき液54全体を温水130等の熱媒体中に浸した状態にすることで、例えめっき槽102内に少量のめっき液54を保持した場合にあっても、このめっき槽102内のめっき液54の加熱及び温度保持を確実に行うことができる。なお、この温度保持槽58内に保持される温水130に充分な熱容量を持たせることで、めっき槽102内のめっき液54と温度保持槽58内の温水130との熱交換を効率よく行うことができる。
【0054】
更に、めっき処理時には、基板Wを保持した基板ホルダ50を回転させることで、熱媒体として温水130を攪拌して温水130の温度の均一化を促進し、更に、基板Wを保持する基板ホルダ50も温水130に晒されるようにして温度が保持される。従って、めっき液54や基板Wの温度維持に影響のある要因を全て温度管理して、めっき処理中にめっき液の液温が変化したり、基板に温度むらが生じたりしてしまうことを確実に防止することが可能となる。
【0055】
めっき液回収部60は、めっき槽102内に、すなわち基板Wの上面(基板処理面)上に残っためっき処理後のめっき液54を回収してめっき液供給部56のめっき液供給槽112に戻すためのもので、めっき槽102の内部において、基板ホルダ50で保持した基板Wの上面(基板処理面)に近接自在なノズル150と、このノズル150とめっき液供給槽112とを繋ぐめっき液回収路152を有している。このめっき液回収路152には、例えば真空ポンプや、エジェクタ等からなる吸引手段を備えた気液分離器154が介装されている。これにより、処理後のめっき液54は、ノズル150によりバキュームされ、気液分離器154を通してめっき液供給槽112へと回収される。
【0056】
次に、上記構成の無電解めっき処理部におけるめっき処理について説明する。先ず、基板ホルダ50のステージ82を下降させ、チャック爪96を開いた状態で、基板ホルダ50の上方から基板Wを落とし込んでチャック爪96の載置部96b上に基板Wを仮置きし、しかる後、ステージ82を上昇させ、チャック爪96を閉じて基板Wを基板ホルダ50で保持する。そして、ステージ82を更に上昇させ、基板ホルダ50で保持した基板Wの周縁部にシールリング86を圧接させて、ここをシールリング86でシールして、基板Wの上面(基板処理面)とシールリング86で区画されためっき槽102を形成する。この時、温度保持槽58内に、例えば70℃の一定温度の温水130を温水供給槽134から導入し循環させておく。
【0057】
一方、めっき液供給槽112にあっては、この内部のめっき液54を、分岐管122を介して循環させて攪拌しながら、温度調節器110を介して、例えば70℃の一定の温度に加熱し保持しておく。
【0058】
この状態で、処理ヘッド52の主軸66を回転させて、基板Wを保持した基板ホルダ50を一体に、つまりシールリング86等を備えた支持台80とチャック爪96等を備えたステージ82を一体に回転させながら、基板Wの上面とシールリング86で区画形成されためっき槽102の内部に、この中央から、めっき液供給路116を通して、めっき液供給槽112内のめっき液54を供給する。これにより、基板Wに作用する遠心力でめっき液54を基板の全面に行き渡らせながら、基板Wの上面(基板処理面)をめっき液54に接触させてめっきを行う。この時のめっき液54の供給量は、めっきに必要な必要最小限でよい。
【0059】
そして、必要に応じて、基板ホルダ50の回転速度を制御または基板ホルダ50を静止させて、所定時間のめっきを行った後、めっき液回収部60のノズル150からめっき槽102内のめっき液54を吸い込んでめっき液供給部56のめっき液供給槽112に回収し、しかる後、基板Wの表面を純水でリンスする。そして、基板ホルダ50の回転を停止させた状態で、ステージ82を下降させて基板Wの保持を解き、めっき後の基板Wを搬送ロボット等で次工程に搬送する。
【0060】
この例によれば、気泡の抜けが良く、しかも1回のめっき処理に使用されるめっき液の量が一般に少ない、いわゆるフェースアップ方式を採用しためっき処理を行うことができ、しかも、例え処理ヘッド内に少量のめっき液を供給して保持した場合であっても、めっき処理時にめっき液の温度が変動してしまうことを防止し、更に処理後のめっき液を回収して再使用することで、めっき液の使用量を最小限に抑えることができる。
【0061】
図4及び図5は、処理ヘッド52の他の例を示すもので、この例は、基板ホルダ50の上方に、基板Wの上面(基板処理面)とシールリング86で区画形成されるめっき槽102内に供給されて保持されるめっき液54の温度を管理する加熱ヘッド160を上下動自在に配置している。つまり、めっき処理時に、この加熱ヘッド160をめっき槽102内のめっき液54に接触させて該めっき液54を加熱するようにしている。その他の構成は、前述の例と同様である。
【0062】
ここで、加熱ヘッド160の直径は、シールリング86の内径より僅かに小さく設定され、更に、この下面のめっき液54との接触面160aは、中心から半径方向に向けて徐々に上方に傾斜するテーパ状(円錐状)に形成されている。
【0063】
このように、めっき槽102に保持されるめっき液54に接触して該めっき液54を加熱する加熱ヘッド160を備え、めっき処理時にめっき槽102内のめっき液54を加熱ヘッド160で直接的に均一に加熱することで、この基板Wの中心部と周縁部に位置するめっき液54に温度差が生じてしまうことを防止することができる。しかも、加熱ヘッド160の接触面(下面)160aをテーパ状とすることで、図5に示すように、加熱ヘッド160の接触面(下面)160aがめっき液54に接液する際に、この接液部が加熱ヘッド160の中心部から外周部に順次均一に拡がるようにして、加熱ヘッド160とめっき液54との界面にエアポケットが生じることを防止することができる。
【0064】
図6は、無電解めっき処理部の他の例を示すもので、この例の前述の図2及び図3に示す例と異なる点は、図2に示すめっき液供給槽112の代わりに、温度調節器を備えていない、つまり、常時冷えた(マイルドで不活性な)めっき液54を溜めるめっき液供給槽170を使用し、めっき液供給路116の途中に、めっき液54を、例えば70℃に瞬時に加熱するインラインヒータ等のヒータを有する温度調節部172を設置し、更にめっき液回収部60のめっき液回収路152の途中に、めっき液54を、例えば冷えた(マイルドで不活性な)状態に冷却するクーラを有する温度調節部174を設置した点にある。
【0065】
この例によれば、温度がある温度以上になると活性化し様々なものに反応してしまう性質がある無電解めっき液を使用してめっき処理を行うに際し、めっき液をその供給の途中で必要量のみ所定の温度に加熱することで、無電解めっき液等の処理液の高温による分解に伴う消費量の増大を抑えることができる。しかも、めっき液回収部60にクーラを有する温度調節部174を設置して、めっき液54を、例えば冷えた(マイルドで不活性な)状態で回収することで、このめっき液54を回収する際に、めっき液供給槽170内のめっき液の一部が高温となってしまうことを防止することができる。
【0066】
図7は、無電解めっき処理部の更に他の例を示すもので、この例の前述の図6に示す例と異なる点は、図6に示すラインヒータ等のヒータを備えた温度調節部172の代わりに、めっき液54を一時的に保持する中間槽180と、該中間槽180内のめっき液を、例えば70℃に加熱して保持するヒータとを有する温度調節器182を備えた温度調節部184を使用した点にある。この例は、温度調節部184の下流側に、流量調節器186と、補助温度調節器188を設置した例を示している。この補助温度調節器188は、温度調節部184からめっき槽102との間をめっき液54が流れる際に、めっき液54の液温が低下してしまうことを防止するためのもので、この補助温度調節器188の代わりに、例えば断熱材を使用しても良い。
【0067】
この例によれば、例えば複数回の処理に使用するめっき液54のみを中間槽180内に導入し、この中間槽180内に導入しためっき液54のみを、例えば70℃の所定の温度に加熱し保持して、この中間槽180から所定量のめっき液をめっき槽102に供給すればよく、これによって、温度調節部184として、より小型のヒータを有するものを使用し、しかも温度管理を容易かつ確実に行うことができる。
【0068】
図8は、無電解めっき処理部の更に他の例を示すもので、この例は、めっき液供給部56として、混合してめっき液を生成する複数の溶液を個別に保持する、この例では2つの溶液供給槽250a,250bと、この2つ溶液供給槽250a,250bから個別に供給される2種類の溶液を混合してめっき液を生成する、この例では2つの混合槽252a,252bを備えたものを使用し、まためっき液回収部60は、めっき処理後のめっき液を、めっき液供給部56の混合槽252a,252bの一方に回収するようにしている。
【0069】
ここで、一方の溶液供給槽250aは、めっき液成分の還元剤、例えば無電解Ni−Bめっき液にあっては、ニッケルイオンの還元剤としてのDMAB(ジメチルアミンボラン)や硼素化水素化合物のみを含む溶液を保持するようになっており、他方の溶液供給槽250bは、その他のめっき液成分、例えば無電解Ni−Bめっき液にあっては、ニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)及びその他の成分を含む溶液を保持するようになっている。
【0070】
なお、溶液供給槽の数は、基板の処理に使用する処理液、例えば無電解めっきプロセスに使用する場合は、このプロセスに使用する無電解めっき液の種類等によって任意に設定される。つまり、各溶液供給槽は、混合することによってめっき液等の処理液を生成する溶液が、加熱しても反応することなく、安全に保管できる数に応じた数だけ用意される。
【0071】
この各溶液供給槽250a,250bには、この内部に所定の溶液を個別に供給するハウスライン等の溶液供給部258と、この内部に保持した溶液を底部から引き抜き、内部に介装した3方弁260aを切換えることで、混合槽252a,252bの一方に溶液をその自重で供給する溶液供給路261が接続されている。各溶液供給部258には、開閉弁262aが設置されている。また、各溶液供給槽250a,250bの外周部には、所定の高さの溢流堰264と該溢流堰264をオーバーフローした溶液を回収する回収溝266が設けられ、この回収溝266に溶液回収路268が接続されており、これによって、めっき液54を生成するのに必要な分量の溶液を混合槽252a,252bに供給する定量手段が構成されている。すなわち、各溶液供給槽250a,250bにあっては、内部に溜められる溶液が一定量を超えると溢流堰264をオーバーフローし回収溝266へ流出して回収され、これにより、溶液は、各溶液供給槽250a,250b内に一定の分量しか溜まらないようになっている。この分量は、溶液毎にめっき液生成に必要な容量に設定されている。そして、各溶液供給槽250a,250bには、溶液が各溶液供給槽250a,250b内に溜まり回収溝266から流れ出したことを検知して、溶液供給部258の開閉弁262aを閉じることで、溶液供給部258からの溶液の供給を停止する液面センサ等の検知手段が備えられている。
【0072】
更に、各溶液供給槽250a,250bには、この内部に保持した溶液を所定の温度に加熱して保温するヒータを有する温度調節器270aが備えられている。そして、例えば無電解Ni−Bめっき液として、70℃に加熱し保温したものを使用する場合には、各溶液供給槽250a,250bに個別に保持した各溶液を、この温度調節器270aによって、例えば50〜60℃に予め加熱(予熱)して、このように予熱した一定分量の溶液を混合槽252a,252bの一方に供給するようになっている。
【0073】
ここで、この各溶液供給槽250a,250b内に保持した溶液は、高温で反応しやすく不安定となるめっき液を生成する前の、温度を上げても安定に保管できる溶液であり、このため、このように混合前の溶液を加熱(予熱)しても、溶液が反応したり、分解したりしてしまうことはない。
【0074】
なお、この例では、各溶液供給槽250a,250bから決められた分量の溶液を混合槽252a,252bの一方に供給する定量手段として、溢流堰264を用いた例を示しているが、この定量手段としては、他にポンプを使用したり、計測機器(ロードセル、積算型流量計等)を使用したりして溶液の分量管理を行うようにしたものを使用してもよい。
【0075】
混合槽252a,252bは、前述のようにして、予熱された状態で各溶液供給槽250a,250bから供給される一定量の溶液を混合してめっき液54を生成するものであり、この各混合槽252a,252bには、この内部で生成されるめっき液54を所定の温度に加熱し保温するヒータを有する温度調節器270bが設けられている。また、この各混合槽252a,252bで生成され所定の温度に加熱し保温されためっき液54は、内部に介装した送液ポンプ272を介して、めっき液供給路274からめっき槽102に順次送られるようになっている。この各めっき液供給路274には、フィルタ276と開閉弁262bが設置されている。
【0076】
ここで、この例では、2つの混合槽252a,252bを備え、前述のように、溶液供給路261に設けた3方弁260aを切換えることで、溶液供給槽250a,250b内の溶液を2つの混合槽252a,252bの一方に同時に供給し、めっき液供給路274に設けた開閉弁262bを開閉することで、混合槽252a,252bの一方からめっき液54をめっき槽102に供給するようにしている。これにより、例えば一方の混合槽252aで生成しためっき液54をめっき槽102に供給している間に、他方の混合槽252bで新たなめっき液54を生成することができ、これによって、新しいめっき液を供給する際のタイムラグを回避することができる。
【0077】
この各混合槽252a,252bには、各めっき液供給路274の送液ポンプ272の上流側で分岐し、内部に開閉弁262cを介装した分岐管278が備えられ、これによって、この内部に供給された溶液を攪拌して混合する混合手段が構成されている。つまり、例えば混合槽252a(または252b)からのめっき液54のめっき槽102への供給を停止した状態で、この混合槽252a(または252b)側の開閉弁262cを開いて送液ポンプ272を駆動することで、混合槽252a(または252b)内のめっき液54を、分岐管278を介して循環させ、これによって、混合槽252a(または252b)内に供給された複数の溶液を攪拌しながら均一に混合してめっき液54を生成し、しかもこの生成されためっき液54の液温がより均一になるようになっている。
【0078】
各混合槽252a,252bには、めっき液の液温を検出する温度センサ352(なお、図示では、混合槽252a側のみを示している)が備えられている。そして、この温度センサ352の出力は、制御部356に入力され、この制御部356からの出力信号で、温度調節器270bが制御されるようになっている。
【0079】
この混合槽252a,252bでは、例えば無電解Ni−Bめっき液として、70℃に加熱し保温したものを使用する場合には、前述のように、例えば50〜60℃に予め加熱(予熱)した一定分量の2種類の溶液を混合槽252a,252bの一方に供給し、前述のようにして攪拌しながら、温度調節器270bでめっき液54の液温が70℃となるように加熱し保温して、めっき槽102に供給する。このように、この予め加熱した溶液を混合槽252a,252bで混合して所定の温度のめっき液54を生成することで、例えめっき液54の量が少量であっても、めっき液54の温度を安定させ、この所定の温度に安定させためっき液54をめっき槽102に迅速に供給することができる。つまり、この各混合槽252a,252bの容積は、例えば2Lに設定されており、このように容量の小さなめっき液であっても、この液温を安定させることが可能となる。
【0080】
めっき槽102には、この内部のめっき液54の液温を検出する温度センサ358が備えられ、温度センサ358の出力は、制御部356に入力され、この制御部356からの出力信号で、温度調節器270bが制御されるようになっている。
めっき液回収部60には、気液分離器154の下流側に位置して、使用不能となっためっき液を外部に排出する3方弁260bが設置され、更にこの下流側に設置された3方弁260cを介して、使用後のめっき液54を混合槽252a,252bの一方に戻して再使用するように構成されている。
【0081】
次に、上記構成の無電解めっき処理部で無電解めっきを施す時の動作について説明する。
先ず、溶液供給部258から各溶液供給槽250a,250b内に所定の溶液を供給して、この各溶液供給槽250a,250b内に所定量の溶液を保持し、温度調節器270aを介して、例えば50〜60℃の所定の温度に加熱し保温しておく。そして、例えば、一方の混合槽252a内に各溶液供給槽250a,250b内に保持した溶液を一度に供給し、この混合槽252a側のめっき液供給路274の開閉弁262bを閉じ、分岐管278の開閉弁262cを開いた状態で、送液ポンプ272を駆動して混合槽252aの内部に供給した溶液を攪拌し、更に温度調節器270bを介して加熱することで、例えば70℃の所定温度のめっき液54を生成する。
【0082】
一方、前述と同様に、基板ホルダ50で基板Wを保持し、更に上昇させて、基板Wとシールリング86で区画されためっき槽102を形成し、更に、温度保持槽58内に、例えば70℃の一定温度の温水130を温水供給槽134から導入し循環させておく。
【0083】
そして、制御部354からの制御信号に基づき、この混合槽252a側のめっき液供給路274の開閉弁262bを開き、分岐管278の開閉弁262cを閉じた状態で、送液ポンプ272を駆動して、混合槽252a内で生成しためっき液54を所定量だけめっき槽102内に供給してめっき処理を行う。
【0084】
この時、混合槽252a内のめっき液54の温度を温度センサ352で、めっき槽102内のめっき液54の温度を温度センサ358でそれぞれ検知し、これらの出力信号を制御部356に入力して、それらの温度差、すなわちめっき液54の液温が混合槽252aからめっき槽102に供給されるまでの間に低下する温度を求め、この低下する温度(温度差)を補償するように、温度調節器270cを制御し、これによって、常に一定の液温にめっき液54がめっき槽102に供給されるようにする。
【0085】
一方、他方の混合槽252bにあっては、前述のようにして、溶液供給槽250a,250b内に供給して、所定の温度に加熱した一定量の溶液を該混合槽252bの内部に導入し、混合することによって、例えば70℃の所定温度のめっき液54を生成して用意しておく。この時、前述のようにして、めっき液54の液温が混合槽252aからめっき槽102に供給されるまでの間に低下する温度(温度差)を補償するように、温度調節器270bを制御する。
【0086】
そして、混合槽252a内のめっき液54で所定枚数の基板を処理した時、またはめっき液の品質を検出して、この品質が一定のレベル以下に達した時に、制御部354からの出力信号を介して、混合槽252aとめっき槽102とを結ぶめっき液供給路274に設けた開閉弁262bを完全に閉じ、混合槽252bとめっき槽102とを結ぶめっき液供給路274に設けた開閉弁262bを開閉できるように制御し、これによって、予め用意しておいた他方の混合槽252b内の新たなめっき液54にめっき液の供給を切換える。これによって、中断することなくめっき処理を継続する。しかも、例えば無電解めっき液等の一般に不安定で分解しやすい処理液を生成する1つの混合槽内の処理液に汚染物質等が混入し、この汚染物質等によって処理液(無電解めっき液)の品質が悪化し、処理液として使用できなくなっても、この混合槽内の処理液のみを廃棄処分すればよく、これによって、廃棄処分する処理液の量を減少させることができる。
【0087】
この例によれば、できるだけ使用直前に、且つ無駄のない方法で複数の溶液を混合してめっき液を生成し処理に使用するといった要求に応えることができ、しかも必要最小限のめっき液で処理能力限界までの基板枚数を処理することが可能となり、めっき液を効率よく使用することができる。
【0088】
図9は、前述の無電解めっき処理部の変形例を示すもので、この例は、各混合槽252a,252bをめっき槽102の上方に配置し、この混合槽252a,252b内のめっき液54を、めっき液供給路274の開閉弁262bを制御部354からの制御信号で開閉することで、その自重により、めっき槽102の内部に供給するように構成し、更に、めっき液回収部60のめっき液回収路152に、回収しためっき液54を一時的に保持する中間槽380と、該中間槽380内のめっき液54を、例えば70℃に加熱して保持するヒータとを有する温度調節器382を備えた温度調節部384を設置し、更にこの温度調節器382の下流に送液ポンプ386を設置したものである。
【0089】
このように、めっき液回収部60に中間槽380とヒータとを有する温度調節器382を設置し、回収しためっき液を一時的に中間槽380に溜めて加熱することで、回収しためっき液を混合槽252a,252b内のめっき液に混合した時に、混合槽252a,252b内のめっき液の液温が一時的に低下してしまうことを防止することができる。
【0090】
この場合、各混合槽252a,252bの底壁320の表面を、めっき液54の引き抜き部に向かって下方に傾斜するテーパ面320aとすることで、各混合槽252a,252bの内部のめっき液54を効率よく引き抜くことができる。また、送液ポンプを備える必要がなくなるが、例えば、図10に示すように、混合槽252a,252bの内部にパドル(掻混ぜ棒)310を移動自在に配置して攪拌手段を構成することができる。
【0091】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例え処理ヘッド内に少量の処理液を供給して保持した場合であっても、基板を保持する基板ホルダを温度保持槽で囲繞し、熱媒体を介して基板ホルダごと温度管理して処理ヘッドで保持される処理液の温度を所定の温度に維持することで、処理時に処理液の温度が変動してしまうことを防止することができる。しかも処理後の処理液を回収して再使用するようにすることで、処理液の使用量を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の無電解めっき装置に適用した基板処理装置の全体構成を示す図である。
【図2】図1の無電解処理装置の無電解めっき処理部の全体構成を示す図である。
【図3】図2の基板ホルダの要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図4】処理ヘッドの他の例を示す断面図である。
【図5】図4に示す処理ヘッドの加熱ヘッドとめっき液との接液状態を工程順に示す図である。
【図6】無電解めっき処理部の他の例の全体構成を示す図である。
【図7】無電解めっき処理部の更に他の例の全体構成を示す図である。
【図8】無電解めっき処理部の更に他の例の全体構成を示す図である。
【図9】無電解めっき処理部の更に他の例の全体構成を示す図である。
【図10】混合槽の他の例を示す概要図である。
【図11】無電解めっきによって配線保護層を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
8 配線
9 配線保護層
10 ロード・アンロードエリア
12 洗浄エリア
14 処理エリア
16 基板カセット
18 ロード・アンロードユニット
26 洗浄ユニット
28 前洗浄ユニット
32 ロール・ブラシユニット
34 スピンドライユニット
38,40 前処理ユニット
42 無電解めっき処理ユニット
44 めっき液供給装置
50 基板ホルダ
52 処理ヘッド
54 めっき液
56 めっき液供給部
58 温度保持槽
60 めっき液回収部
66 主軸
70 スプライン軸
76 昇降用シリンダ
80 支持台
82 ステージ
84 堰部材
86 シールリング
90 支持腕
92 クランプ機構
96 チャック爪
98 押圧ロッド
100 コイルばね
102 めっき槽
110 温度調節器
112 めっき液供給槽
114 送液ポンプ
116 めっき液供給路
130 温水(熱媒体)
132 温度調節器
134 温水供給槽
136 循環ポンプ
138 温水供給管
140 溢流堰
142 排水溝
144 めっき液戻り管
150 ノズル
152 めっき液回収路
154 気液分離器
160 加熱ヘッド
170 めっき液供給槽
172 温度調節部(ヒータ)
174 温度調節部(クーラ)
180 中間槽
182 温度調節器
184 温度調節部
186 流量調節器
188 補助温度調節器
250a,250b 溶液供給槽
252a,252b 混合槽
258 溶液供給部
261 溶液供給路
264 溢流堰
266 回収溝
268 溶液回収路
270a,270b,270c 温度調節器
272 送液ポンプ
274 めっき液供給路
352,358 温度センサ
354,356 制御部
380 中間槽
382 温度調節器
384 温度調節部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus, and particularly, embeds a conductor such as copper, silver or gold in a fine recess for wiring provided on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer to form an embedded wiring, The present invention relates to a substrate processing apparatus used as an electroless plating apparatus for forming a wiring protection layer for protecting a surface of a buried wiring formed by the above method.
[0002]
[Prior art]
As a wiring forming process of a semiconductor device, a process (so-called damascene process) in which a metal (conductor) is embedded in a wiring groove and a contact hole is being used. This is a process of embedding a metal such as aluminum, recently copper or silver in a wiring groove or a contact hole previously formed in an interlayer insulating film, and then removing and flattening excess metal by chemical mechanical polishing (CMP). Technology.
[0003]
In the case of this type of wiring, for example, copper wiring using copper as a wiring material, after flattening, the surface of the wiring made of copper is exposed to the outside to prevent thermal diffusion of the wiring (copper), For example, when an insulating film (oxide film) is laminated in an oxidizing atmosphere to form a semiconductor device having a multilayer wiring structure, for example, it is made of a Co alloy, a Ni alloy, or the like in order to prevent oxidation of the wiring (copper). It has been studied to selectively cover the surface of the exposed wiring with a wiring protection layer (cover material) to prevent thermal diffusion and oxidation of the wiring. The Co alloy and the Ni alloy are obtained by, for example, electroless plating.
[0004]
Here, for example, as shown in FIG. 11, SiO deposited on the surface of a substrate W such as a semiconductor wafer 2 A fine concave portion 4 for wiring is formed inside an insulating film 2 made of, for example, and a barrier layer 6 made of TaN or the like is formed on the surface. Then, for example, copper plating is performed to form a copper film on the surface of the substrate W. The wiring 8 made of a copper film is formed inside the insulating film 2 by flattening the surface of the substrate W by performing a CMP (chemical mechanical polishing) after the film is formed and embedded in the recess 4. A case is considered in which the wiring 8 is protected by selectively forming a wiring protection layer (cover material) 9 made of a Ni—B alloy film, which is obtained by, for example, electroless plating, on the surface of the wiring (copper film) 8. .
[0005]
The wiring protection layer 9 made of such a Ni—B alloy film is formed by, for example, an electroless plating solution containing nickel ions, a complexing agent for nickel ions, an alkylamine borane or a borohydride compound as a reducing agent for nickel ions, or the like. By applying the used electroless plating, it can be selectively formed on the surface of copper or the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The places where the electroless plating is applied include the main embedding material (Cu) of the copper wiring, formation of the seed layer on the barrier layer, or reinforcement of the seed layer (Cu), formation of the barrier layer itself, wiring of the copper wiring material There is a protective layer (lid material) formation (all of which are Ni-P, Ni-B, Co-P, Ni-WP, Ni-Co-P, Co-WP, Co-WB) and the like. In any of the electroless plating processes, uniformity of the film thickness over the entire surface of the material to be processed is required.
[0007]
Here, in the electroless plating apparatus adopting the face-up method, the amount of the plating solution used for one plating process is generally small, and therefore, particularly, the temperature control of the plating solution during the plating treatment is difficult. Generally difficult. In other words, the plating temperature is an important parameter for the processing of the substrate and the like, and it is desirable to always maintain an appropriate temperature during the plating process. However, the smaller the plating solution used, the more the plating solution during the plating process Significantly decreases. For this reason, it greatly affects the plating process, which leads to variation in the thickness of the plating film. In the electroless plating apparatus employing the face-up method, a so-called one-pass method (disposable) in which the plating solution is discarded for each plating process has been adopted as a method of using the plating solution. In such a case, the use amount of the plating solution increases and the running cost increases.
[0008]
In addition, the electroless plating solution is used by mixing several types of solutions according to the electroless plating process. When roughly classified, a reducing agent (for example, sodium hypophosphite) is added to the basic solution to form a plating solution. Become. For example, when manufacturing a semiconductor device, it is desirable to perform a plating process using a plating solution to which a sodium-free reducing agent is added in order to prevent alkali metal contamination of the semiconductor device. Liquids are generally unstable and easily decomposed, particularly when maintained at high temperatures. That is, if the plating solution is generated by mixing the solutions, the plating solution is extremely activated at a certain temperature or higher, which may affect the plating process. It is desired that a plurality of solutions be mixed by a wasteless method to generate a plating solution and use it for processing.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, for example, always maintain a processing solution such as an electroless plating solution in an optimal state, it is possible to uniformly perform processing such as formation of a uniform plating film, Moreover, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of minimizing the amount of a processing solution (electroless plating solution) used.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a substrate holder that holds a substrate, a processing head that processes the substrate by contacting a processing liquid supplied and held therein, and a processing head that water-tightly surrounds the substrate holder, A temperature holding tank that holds the temperature of the processing liquid held by the processing head together with the substrate holder at a predetermined temperature via a medium, and a processing liquid supply unit that supplies the processing liquid at a predetermined temperature to the processing head. A substrate processing apparatus characterized by the following.
[0011]
Thereby, even when a small amount of processing liquid is supplied and held in the processing head, the substrate holder holding the substrate is water-tightly surrounded by the temperature holding tank, and the temperature of the substrate holder together with the temperature of the substrate holder is increased via the heat medium. By maintaining the temperature of the processing liquid held by the processing head at a predetermined temperature under management, it is possible to prevent the temperature of the processing liquid from fluctuating during processing.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first aspect, the apparatus further includes a processing liquid recovery unit that recovers the processed processing liquid from the processing head and returns the processing liquid to the processing liquid supply unit. is there.
Thereby, the used amount of the processing liquid can be minimized by collecting and reusing the processing liquid after the processing.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, the processing head holds the substrate with the substrate processing surface facing upward by the substrate holder, and uses a seal ring that seals the substrate processing surface and an outer peripheral portion of the substrate processing surface. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the processing tank is configured so as to define a processing tank.
As a result, it is possible to perform a process that employs a so-called face-up method in which bubbles are well removed and the amount of a processing solution (plating solution) used in one process (plating process) is generally small.
[0014]
The invention according to claim 4 further includes a hot water supply tank provided with a temperature controller for holding the liquid as the heat medium, and the heat medium circulates between the hot water supply tank and the temperature holding tank. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein:
With this, the heating medium having a sufficient heat capacity and having a substantially constant temperature, such as hot water, circulates in the temperature holding tank and is supplied and held in the substrate holder and the processing head surrounded by the temperature holding tank. The temperature of the processed processing solution can be kept constant.
[0015]
The substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heating head that contacts the processing liquid held by the processing head and heats the processing liquid. Processing device.
Thus, the processing liquid such as electroless plating supplied and held in the processing head is directly and uniformly heated by the heating head, so that the processing liquid is positioned at the center and the periphery of the substrate held by the substrate holder. It is possible to prevent a temperature difference from occurring in the processing liquid.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the heating head, the contact surface with the processing liquid is formed in a tapered shape in which a distance between the contact surface and the liquid surface of the processing liquid gradually increases in a radial direction from a center. The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein
Thus, when the heating head comes into contact with the processing liquid, the liquid contact portion is sequentially and uniformly spread from the central portion to the outer peripheral portion of the heating head, so that an air pocket is generated at the interface between the heating head and the processing liquid. Can be prevented.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, the processing liquid supply unit has a processing liquid supply tank provided with a temperature controller for holding the processing liquid, and the processing liquid inside the processing liquid supply tank is agitated. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a stirring means for performing the stirring.
Thus, the temperature of the processing liquid (plating liquid) in the processing liquid supply unit can be maintained constant, and the processing liquid maintained at this constant temperature can be sequentially supplied to the processing head.
[0018]
The processing liquid supply unit may include a processing liquid supply tank that holds the processing liquid, and a temperature control unit that controls the temperature of the processing liquid supplied from the processing liquid supply tank to the processing head. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
Thus, for example, by using a heater as a temperature control unit and heating only a required amount of the processing liquid to a predetermined temperature during the supply of the processing liquid, for example, decomposition of the processing liquid such as an electroless plating liquid due to high temperature can be prevented. The accompanying increase in consumption can be suppressed.
[0019]
According to a ninth aspect of the present invention, the processing liquid recovery section has a temperature control section for controlling the temperature of the processing liquid returned from the processing head to the processing liquid supply section. A substrate processing apparatus according to any one of the above.
Thus, for example, a cooler is used as a temperature control unit, and the processing liquid after the processing is cooled by the cooler and collected in a mild (inactive) state by the processing liquid supply unit, or a heater is used as a temperature control unit. The used processing liquid can be heated by a heater and collected in a processing liquid supply unit while maintaining the predetermined temperature.
[0020]
The invention according to claim 10, wherein the processing liquid supply unit includes a plurality of solution supply tanks each including a temperature control unit that individually holds a plurality of solutions that generate a processing liquid by mixing, and each of the solution supply tanks. And a mixing tank provided with a temperature controller that mixes a plurality of solutions individually supplied from the solution supply tank with each other to generate a processing liquid. It is a substrate processing apparatus of a statement.
Thereby, before producing a processing solution such as an electroless plating solution which is easily reacted at a high temperature when mixed and becomes unstable, a solution which can be stably stored even when the temperature is increased is preliminarily heated (preheated). By mixing the pre-heated solution in the mixing tank to generate a processing liquid of a predetermined temperature, even if the amount of the processing liquid is small, the temperature of the processing liquid is stabilized and the predetermined temperature is stabilized. The processed processing liquid can be quickly supplied to the processing head.
[0021]
The invention according to claim 11, wherein the processing liquid supply unit is configured to communicate with the plurality of solution supply tanks that individually hold a plurality of solutions that mix to generate a processing liquid, and the solution supply tanks, respectively. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a plurality of mixing tanks that mix a plurality of solutions individually supplied from a supply tank to generate a processing liquid.
As a result, contaminants and the like are mixed in the processing liquid in one mixing tank that generates a generally unstable and easily decomposed processing liquid such as an electroless plating solution. Even if the quality of the plating solution deteriorates and cannot be used as a processing solution, only the processing solution in the mixing tank needs to be discarded, thereby reducing the amount of the processing solution to be discarded. Processing can be continued using the processing liquid generated in the mixing tank.
[0022]
The invention according to claim 12 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the treatment liquid is an electroless plating solution.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to an electroless plating apparatus in which a wiring protective layer can be efficiently formed by, for example, electroless plating on the surface of a wiring formed on a substrate. Of course, the present invention can be applied to other substrate processing apparatuses.
[0024]
FIG. 1 is a plan view of a substrate processing apparatus (electroless plating apparatus) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus is divided into three areas: a load / unload area 10, a cleaning area 12, and a plating area 14. This substrate processing equipment (electroless plating equipment) is installed in a clean room, and the pressure in each area is
Load / Unload area 10> Wash area 12> Plating area 14
And the pressure in the load / unload area 10 is set lower than the pressure in the clean room. This prevents air from flowing out of the plating area 14 into the cleaning area 12, prevents air from flowing out of the cleaning area 12 into the load / unload area 10, and further allows air from the load / unload area 10 into the clean room. I try not to leak it.
[0025]
In the loading / unloading area 10, two loading / unloading units for loading and storing a substrate cassette 16 accommodating the substrate W (see FIG. 11) having the wiring 8 formed in the wiring recess 4 formed on the surface. A load unit 18, a first reversing device 20 for reversing the substrate W by 180 °, and a first transfer robot 22 for transferring the substrate W between the substrate cassette 16, the first reversing device 20, and a temporary table 24 described below are provided. Is contained.
[0026]
In the cleaning area 12, a temporary mounting table 24 is located on the load / unload area 10 side, and two cleaning units 26 are located on both sides of the temporary mounting table 24 to clean the substrate W after plating. However, a pre-cleaning unit 28 for pre-cleaning the substrate W before plating and a second reversing device 30 for reversing the substrate W by 180 ° are disposed and accommodated on the plating processing area 14 side. Each of the cleaning units 26 has a roll / brush unit 32 and a spin-dry unit 34, and can perform two-stage cleaning (scrub cleaning and chemical cleaning) on the substrate W after plating to spin dry. It has become. Further, in the cleaning area 12, a second transfer for transferring the substrate W between the temporary placing table 24, the two cleaning units 26, the pre-cleaning unit 28, and the center of the second reversing machine 30 is performed. A robot 36 is arranged.
[0027]
In the plating processing area 14, a first pretreatment unit 38 for applying a catalyst to the surface (substrate processing surface) of the substrate W, a second pretreatment unit 40 for performing a chemical solution treatment on the surface of the substrate W to which the catalyst is applied, and Two electroless plating units 42 for performing electroless plating on the surface of the substrate W are arranged in parallel and accommodated. Further, a plating solution supply device 44 is installed at an end in the plating processing area 14, and a pre-cleaning unit 28, a first pre-processing unit 38, a second pre-processing unit 40, an electroless A traveling third transfer robot 46 that transfers the substrate W between the plating unit 42 and the second reversing machine 30 is arranged.
[0028]
Next, a series of electroless plating processes by this electroless plating apparatus will be described. In this example, as shown in FIG. 11, a case will be described in which a wiring protection layer (cover material) 9 made of a Ni—B alloy film is selectively formed to protect the wiring 8.
[0029]
First, a substrate W having wiring 8 formed on its surface (see FIG. 11, the same applies hereinafter) is mounted on the load / unload unit 18 while the substrate processing surface (front surface) of the substrate W is stored facing upward (face up). One substrate W is taken out of the cassette 16 by the first transport robot 22 and transported to the first reversing machine 20, and the substrate W is reversed by the first reversing machine 20 so that its surface faces downward (face down). Then, it is placed on the temporary table 24. Then, the substrate W placed on the temporary table 24 is transported to the pre-cleaning unit 28 by the second transport robot 36.
[0030]
In the pre-cleaning unit 28, the substrate W is held face down, and the front surface is pre-cleaned. That is, for example, when the liquid temperature is 25 ° C. and 0.5M H 2 SO 4 The substrate W is immersed in, for example, about 1 minute in an acid solution, such as, for example, to remove CMP residues such as copper remaining on the surface of the insulating film 2 (see FIG. 11). Wash with a washing solution such as pure water.
[0031]
Next, the substrate W after the pre-cleaning is transported by the third transport robot 46 to the first pre-processing unit 38, where the substrate W is held face down, and a catalyst application process is performed on this surface. That is, for example, at a liquid temperature of 25 ° C., 0.005 g / L of PdCl 2 The substrate W is immersed, for example, in a mixed solution of 0.2 ml / L HCl or the like for about 1 minute, thereby causing Pd as a catalyst to adhere to the surface of the wiring 8, that is, the catalyst nucleus ( A Pd nucleus is formed as a seed, and the exposed surface of the surface wiring of the wiring 8 is activated. Thereafter, the surface of the substrate W is cleaned with a cleaning liquid such as ultrapure water.
[0032]
Then, the substrate W provided with the catalyst is transported to the second pre-processing unit 40 by the third transport robot 46, where the substrate W is held face down, and the surface is subjected to a chemical solution treatment. That is, for example, at a liquid temperature of 25 ° C., 20 g / L of Na 3 C 6 H 5 O 7 ・ 2H 2 The substrate W is immersed in a solution such as O (sodium citrate) to neutralize the surface of the wiring 8, and then the surface of the substrate W is washed with ultrapure water or the like.
[0033]
In this way, the substrate W that has been subjected to the pretreatment of the electroless plating is transported by the third transport robot 46 to the second reversing device 30, where the substrate W is reversed so that its surface faces upward (face-up). After that, the substrate W is transported to the electroless plating unit 42, where the substrate W is held face-up, and the surface is subjected to the electroless plating. That is, for example, an electroless Ni-B plating solution having a solution temperature of 70 ° C. is introduced into the surface (upper surface) of the substrate W, and is brought into contact with the surface of the substrate W for, for example, about 120 seconds to selectively remove the surface of the activated wiring 8. Electroplating (electroless Ni-B lid plating) is performed, and thereafter, the surface of the substrate W is cleaned with a cleaning liquid such as ultrapure water. Thus, the wiring protection layer 9 (see FIG. 11, the same applies hereinafter) made of a Ni—B alloy film is selectively formed on the surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.
[0034]
Next, the substrate W after the electroless plating process is transferred to the second reversing machine 30 by the third transfer robot 46, and the substrate W is transferred to the roll / brush unit 32 of the cleaning unit 26 by the second transfer robot 36. Here, particles and unnecessary substances attached to the surface of the substrate W are removed with a roll-shaped brush. Thereafter, the substrate W is transported by the second transport robot 36 to the spin dry unit 34 of the cleaning unit 26, where the surface of the substrate W is subjected to chemical cleaning and pure water cleaning, and spin-dried.
[0035]
The substrate W after the spin drying is transferred to the temporary table 24 by the second transfer robot 36, and the substrate W placed on the temporary table 24 is mounted on the load / unload unit 18 by the first transfer robot 22. Return to the substrate cassette 16.
[0036]
Here, in this example, a Ni-B alloy is used as the wiring protection layer 9. That is, nickel ions, a complexing agent for nickel ions, an alkylamine borane or a borohydride compound as a reducing agent for nickel ions, and a pH adjuster such as tetramethylammonium hydroxide or aqueous ammonia, and the pH is adjusted to, for example, By using the electroless plating solution adjusted to 8 to 12, and immersing the surface of the substrate W in the plating solution, the wiring protection layer (Ni-B alloy layer) 9 is formed. The temperature of the plating solution is, for example, 50 to 90 ° C, preferably 55 to 75 ° C.
[0037]
Examples of the alkylamine borane as the reducing agent include dimethylamine borane (DMAB) and diethylamine borane. Examples of the nickel ion complexing agent include malic acid and glycine, and examples of the borohydride compound include NaBH 4 Can be mentioned.
[0038]
In this example, a Ni-B alloy is used as the wiring protection layer 9, but as the wiring protection layer 9, Ni-P, Ni-WB, Ni-WP, Co-WB, A wiring protection layer made of Co-WP, Co-P, Co-B, or the like may be formed. Although an example in which copper is used as a wiring material is shown, a copper alloy, silver, a silver alloy, gold, a gold alloy, or the like may be used in addition to copper.
[0039]
FIG. 2 shows the overall configuration of an electroless plating section provided with an electroless plating unit 42 and a plating solution supply unit 44 in this electroless plating apparatus. FIG. 3 shows a main part of a substrate holder for detachably holding a substrate. The part is shown enlarged.
[0040]
The electroless plating section includes a processing head 52 having a substrate holder 50 for holding the substrate W with its surface (substrate processing surface) facing upward (face-up), and a plating solution (processing solution) 54 Solution supply unit (processing solution supply unit) 56 for supplying the plating solution, a temperature holding tank 58 for maintaining the temperature of the plating solution 54 supplied to and held by the processing head 52 at a predetermined temperature, And a plating solution collecting section (processing solution collecting section) 60 for collecting the plating solution 54 and returning it to the plating solution supply section 56.
[0041]
The processing head 52 has a cylindrical body 64 having a lower end attached to the gantry 62. A main shaft 66 is rotatably supported inside the cylindrical body 64 via a bearing 68. A spline shaft 70 is provided inside the main shaft 66. Are arranged so as to rotate integrally with the main shaft 66 via the spline 72 and move up and down relatively to the main shaft 66. A rotation pulley 74 is fixed to the main shaft 66, and a timing belt (not shown) is stretched between the rotation pulley 74 and a drive pulley attached to a drive shaft of a motor (not shown). As a result, the main shaft 66 rotates with the driving of the motor. Further, an elevating cylinder 76 is interposed between the gantry 62 and the spline shaft 70, whereby the spline shaft 70 moves up and down with the operation of the elevating cylinder 76.
[0042]
On the other hand, the substrate holder 50 has a disk-shaped support table 80 and a stage 82 movably disposed above and below the support table 80. Are connected to the upper ends of the spline shafts 70, respectively. Thus, the support base 80 and the stage 82 rotate integrally with the rotation of the main shaft 66, and the stage 82 moves up and down relatively with the support base 80 as the spline shaft 70 moves up and down. .
[0043]
At the peripheral edge of the upper surface of the support base 80, the upper end reaches above the overflow weir 140 of the temperature holding tank 58 described below, and the heat medium (hot water) 130 introduced into the temperature holding tank 58 flows into the inside. And a cylindrical weir member 84 for preventing the occurrence of the above. At the upper end of the weir member 84, a ring-shaped seal protrudes inward and hangs downward, and presses against and seals the peripheral edge of the upper surface (substrate processing surface) of the substrate W as described below. A ring 86 is attached with its outer peripheral edge held therebetween.
[0044]
As shown in detail in FIG. 3, a support arm 90 is provided upright at a plurality of positions along the circumferential direction of the peripheral portion of the stage 82, and the substrate W is detachably mounted between the support arm 90 and the stage 82. Is provided with a clamp mechanism 92 for holding the clamp. That is, the clamp mechanism 92 has a chuck claw 96 rotatably attached to the upper end of the support arm 90 via the pin 94, and a vertically movable pressing rod 98 extending vertically through the stage 82. The pressing rod 98 is urged downward via a coil spring 100. The upper end of the pressing rod 98 is rotatably connected to the chuck claw 96 inside the pin 94 and a claw portion 96 a is provided outside the chuck claw 96 across the pin 94.
[0045]
Here, the chuck claw 96 has an arc-shaped mounting portion 96b centered on the pin 94 formed on the upper surface thereof, and also serves as a temporary mounting portion. That is, as described below, with the chuck claw 96 opened, the substrate W is dropped from above, and the substrate W is placed on the mounting portion 96b of the chuck claw 96 and temporarily placed. By closing the claws 96, the substrate W is held without changing the position in the height direction.
[0046]
Accordingly, when the stage 82 is relatively lowered with respect to the support table 80, the lower end of the pressing rod 98 abuts on the upper surface of the support table 80, and the pressing rod 98 moves against the stage 82 against the elastic force of the coil spring 100. , The chuck claws 96 are pivotally moved outward and open with the rise of the pressing rod 98. When the stage 82 is lowered relative to the support table 80 in a state where the chuck claws 96 are opened and the substrate W is temporarily placed on the mounting portion 96b of the chuck claws 96, the pressing rod 98 is moved by the coil spring. The elastic member 100 descends relatively to the stage 82 with the elastic force of 100. With the lowering of the pressing rod 98, the chuck claws 96 rotate inward and close, and the claw portions 96a of the chuck claws 96 move the substrate. The substrate W is held by sandwiching the outer peripheral end. At this time, the stepped portion 98a provided at a predetermined position along the axial direction of the pressing rod 98 comes into contact with the stage 82, and the downward movement is regulated.
[0047]
Then, while the substrate W is held by the chuck claws 96 in this manner, the stage 82 is further raised, and the peripheral edge of the substrate W is pressed against the lower end surface of the seal ring 86 to seal the substrate W with the seal ring 86. Thus, a plating tank (processing tank) 102 that holds the plating solution 54 and is partitioned by the upper surface of the substrate W (substrate processing surface) and the seal ring 86 is formed.
[0048]
In this example, the plating solution supply section 56 includes a plating solution supply tank 112 having a temperature controller 110 having a heater for heating the internal plating solution 54 to a predetermined temperature of, for example, 70 ° C., and keeping the plating solution inside. As described above, the plating solution 54 in the plating solution supply tank 112 is partitioned by the upper surface (substrate processing surface) of the substrate W held by the substrate holder 50 and the seal ring 86 via the mounted liquid feed pump 114. And a plating solution supply passage 116 for supplying the plating solution to the center of the plating bath 102.
[0049]
The plating solution supply path 116 is provided with a filter 118 and an opening / closing valve 120 a located downstream of the solution supply pump 114. Further, there is provided a branch pipe 122 branched between the filter 118 and the on-off valve 120a and having an on-off valve 120b interposed therein, whereby a stirring means for stirring the plating solution 54 in the plating solution supply tank 112 is provided. Is configured. That is, with the on-off valve 120a closed and the supply of the plating solution 54 to the plating tank 102 stopped, the on-off valve 120b of the branch pipe 122 is opened, and the branch pump 122 is driven by driving the liquid feed pump 114. The plating solution 54 in the plating solution supply tank 112 is circulated through this, so that the temperature of the plating solution 54 in the plating solution supply tank 112 becomes more uniform.
[0050]
The temperature holding tank 58 circulates while storing therein hot water (heating medium) 130 heated to 70 ° C. and kept at the same temperature as the temperature of the plating solution 54, thereby storing the inside of the plating tank 102 of the processing head 52. By heating and keeping the temperature of the supplied and held plating solution 54, even if the temperature of the plating solution 54 drops while the plating solution 54 reaches the plating bath 102, or even during the plating process, the plating solution 54 in the plating bath 102 It is configured such that the liquid temperature is always maintained at a constant temperature of, for example, 70 ° C.
[0051]
In other words, the temperature holding tank 58 is watertightly attached to the cylindrical body 64 of the processing head 52 so as to be open upward so that the peripheral wall surrounds the upper portion including the substrate holder 50 of the processing head 52. . A hot water supply tank 134 having a temperature controller 132 with a heater is provided. The hot water supply tank 134 and the temperature holding tank 58 are provided with a hot water supply pipe 138 in which a circulation pump 136 and an opening / closing valve 120c are interposed. Are connected by Further, the temperature holding tank 58 has an overflow weir 140 and a drainage groove 142 for draining hot water overflowing the overflow weir 140 on the outer peripheral portion. The drainage groove 142 has one end of a hot water return pipe 144. The other end of the hot water return pipe 144 is connected to a hot water supply tank 134. Further, the liquid level of the hot water 130 held in the temperature holding tank 58 is set to be higher than the liquid level of the plating solution 54 held in the plating tank 102.
[0052]
As a result, in the hot water supply tank 134, the hot water 130 heated and maintained at 70 ° C., for example, is supplied into the temperature holding tank 58 via the temperature controller 132, and overflows the overflow weir 140 of the temperature holding tank 58. The heated hot water returns to the hot water supply tank 134 and circulates, and in the course of the circulation, the plating solution 54 held in the plating tank 102 is completely immersed in the hot water 130 held in the temperature holding tank 58. Thus, the temperature of the plating solution 54 held in the plating bath 102 is configured to match the temperature of the hot water 130 in the temperature holding bath 58.
[0053]
In this manner, the plating solution 54 in the plating tank 102 can be uniformly held (heated) by circulating the hot water 130 having a substantially constant temperature in the temperature holding tank 58, By immersing the entire plating solution 54 in a heat medium such as hot water 130, even if a small amount of the plating solution 54 is held in the plating bath 102, The heating and the temperature holding of the liquid 54 can be reliably performed. Note that by providing the hot water 130 held in the temperature holding tank 58 with a sufficient heat capacity, heat exchange between the plating solution 54 in the plating tank 102 and the hot water 130 in the temperature holding tank 58 can be efficiently performed. Can be.
[0054]
Further, at the time of the plating process, the substrate holder 50 holding the substrate W is rotated to agitate the warm water 130 as a heat medium to promote the uniformity of the temperature of the warm water 130. Also, the temperature is maintained by being exposed to the warm water 130. Therefore, by controlling the temperature of all the factors that affect the temperature maintenance of the plating solution 54 and the substrate W, it is ensured that the temperature of the plating solution changes during the plating process and that the temperature of the substrate becomes uneven. Can be prevented.
[0055]
The plating solution recovery unit 60 collects the plating solution 54 after the plating process remaining in the plating tank 102, that is, on the upper surface (substrate processing surface) of the substrate W, and transfers the plating solution 54 to the plating solution supply tank 112 of the plating solution supply unit 56. A nozzle 150 that can be brought close to the upper surface (substrate processing surface) of the substrate W held by the substrate holder 50 inside the plating tank 102 and a plating solution that connects the nozzle 150 and the plating solution supply tank 112. It has a recovery path 152. A gas-liquid separator 154 provided with a suction means such as a vacuum pump and an ejector is interposed in the plating solution recovery path 152. As a result, the plating solution 54 after the treatment is vacuumed by the nozzle 150 and collected into the plating solution supply tank 112 through the gas-liquid separator 154.
[0056]
Next, a plating process in the electroless plating section having the above configuration will be described. First, the stage 82 of the substrate holder 50 is lowered, the substrate W is dropped from above the substrate holder 50 with the chuck claws 96 opened, and the substrate W is temporarily placed on the mounting portion 96b of the chuck claws 96. Thereafter, the stage 82 is raised, the chuck claws 96 are closed, and the substrate W is held by the substrate holder 50. Then, the stage 82 is further raised, and a seal ring 86 is pressed against the peripheral edge of the substrate W held by the substrate holder 50, and the seal ring 86 is sealed with the seal ring 86 to seal the upper surface of the substrate W (substrate processing surface). The plating tank 102 partitioned by the ring 86 is formed. At this time, hot water 130 at a constant temperature of, for example, 70 ° C. is introduced from the hot water supply tank 134 and circulated in the temperature holding tank 58.
[0057]
On the other hand, in the plating solution supply tank 112, the plating solution 54 in the inside is heated to a constant temperature of, for example, 70 ° C. via the temperature controller 110 while being circulated and stirred through the branch pipe 122. And keep it.
[0058]
In this state, the main shaft 66 of the processing head 52 is rotated, and the substrate holder 50 holding the substrate W is integrated, that is, the support table 80 having the seal ring 86 and the like and the stage 82 having the chuck claws 96 and the like are integrated. The plating solution 54 in the plating solution supply tank 112 is supplied from the center through the plating solution supply path 116 to the inside of the plating tank 102 defined by the upper surface of the substrate W and the seal ring 86 while rotating. Thus, the plating solution 54 is spread over the entire surface of the substrate by the centrifugal force acting on the substrate W, and the upper surface (substrate processing surface) of the substrate W is brought into contact with the plating solution 54 to perform plating. At this time, the supply amount of the plating solution 54 may be the minimum necessary for plating.
[0059]
Then, if necessary, the rotation speed of the substrate holder 50 is controlled or the substrate holder 50 is stopped, and plating is performed for a predetermined time, and then the plating solution 54 in the plating bath 102 is passed through the nozzle 150 of the plating solution recovery unit 60. Is sucked and collected in the plating solution supply tank 112 of the plating solution supply unit 56. Thereafter, the surface of the substrate W is rinsed with pure water. Then, with the rotation of the substrate holder 50 stopped, the stage 82 is lowered to release the holding of the substrate W, and the substrate W after plating is transferred to the next step by a transfer robot or the like.
[0060]
According to this example, it is possible to perform a plating process that employs a so-called face-up method in which bubbles are well removed and the amount of a plating solution used for one plating process is generally small. Even if a small amount of plating solution is supplied and held inside, it is possible to prevent the temperature of the plating solution from fluctuating during the plating process, and to collect and reuse the plating solution after the process. In addition, the amount of plating solution used can be minimized.
[0061]
FIGS. 4 and 5 show another example of the processing head 52. In this example, a plating tank is formed above the substrate holder 50 by the upper surface (substrate processing surface) of the substrate W and the seal ring 86. A heating head 160 for controlling the temperature of the plating solution 54 supplied and held in the inside 102 is vertically movable. That is, during the plating process, the heating head 160 is brought into contact with the plating solution 54 in the plating bath 102 to heat the plating solution 54. Other configurations are the same as in the above-described example.
[0062]
Here, the diameter of the heating head 160 is set slightly smaller than the inner diameter of the seal ring 86, and the contact surface 160 a of the lower surface with the plating solution 54 is gradually inclined upward from the center in the radial direction. It is formed in a tapered shape (conical shape).
[0063]
As described above, the heating head 160 that contacts the plating solution 54 held in the plating bath 102 and heats the plating solution 54 is provided, and the plating solution 54 in the plating bath 102 is directly heated by the heating head 160 during the plating process. By performing uniform heating, it is possible to prevent a temperature difference from occurring between the plating solution 54 located at the center portion and the peripheral portion of the substrate W. Moreover, by making the contact surface (lower surface) 160a of the heating head 160 tapered, when the contact surface (lower surface) 160a of the heating head 160 comes into contact with the plating solution 54 as shown in FIG. The liquid portion spreads uniformly from the central portion of the heating head 160 to the outer peripheral portion, so that air pockets can be prevented from being generated at the interface between the heating head 160 and the plating solution 54.
[0064]
FIG. 6 shows another example of the electroless plating section. This example is different from the examples shown in FIGS. 2 and 3 in that the temperature of the plating solution supply tank 112 shown in FIG. A plating solution supply tank 170 that does not have a controller, that is, stores a constantly cooled (mild and inert) plating solution 54 is used. A temperature control unit 172 having a heater such as an in-line heater for instantaneously heating is installed, and the plating solution 54 is further cooled, for example, in the middle of the plating solution recovery path 152 of the plating solution recovery unit 60 (mild and inert). ) The point is that a temperature control section 174 having a cooler for cooling to a state is provided.
[0065]
According to this example, when performing a plating process using an electroless plating solution having a property of being activated at a certain temperature or higher and reacting to various things, a necessary amount of the plating solution is supplied during the supply. By heating only to a predetermined temperature, an increase in consumption due to decomposition of a processing solution such as an electroless plating solution due to a high temperature can be suppressed. In addition, by installing a temperature controller 174 having a cooler in the plating solution collecting unit 60 and collecting the plating solution 54 in, for example, a cold (mild and inert) state, the plating solution 54 is collected. In addition, it is possible to prevent a part of the plating solution in the plating solution supply tank 170 from becoming high temperature.
[0066]
FIG. 7 shows still another example of the electroless plating section. This embodiment is different from the above-described example shown in FIG. 6 in that a temperature control section 172 provided with a heater such as a line heater shown in FIG. , A temperature controller 182 having an intermediate tank 180 for temporarily holding the plating solution 54 and a heater for heating and holding the plating solution in the intermediate tank 180 at, for example, 70 ° C. That is, the section 184 is used. This example shows an example in which a flow rate controller 186 and an auxiliary temperature controller 188 are installed downstream of the temperature controller 184. The auxiliary temperature controller 188 is for preventing the temperature of the plating solution 54 from dropping when the plating solution 54 flows from the temperature controller 184 to the plating bath 102. In place of the temperature controller 188, for example, a heat insulating material may be used.
[0067]
According to this example, for example, only the plating solution 54 used for a plurality of treatments is introduced into the intermediate tank 180, and only the plating solution 54 introduced into the intermediate tank 180 is heated to a predetermined temperature of, for example, 70 ° C. Then, a predetermined amount of the plating solution may be supplied from the intermediate tank 180 to the plating tank 102, whereby a temperature controller 184 having a smaller heater may be used, and the temperature control may be easily performed. It can be performed reliably.
[0068]
FIG. 8 shows still another example of the electroless plating section. In this example, a plurality of solutions that mix to generate a plating solution are separately held as a plating solution supply section 56. In this example, A plating solution is generated by mixing two solution supply tanks 250a and 250b and two kinds of solutions individually supplied from the two solution supply tanks 250a and 250b. In this example, two mixing tanks 252a and 252b are used. The plating solution recovery unit 60 collects the plating solution after plating in one of the mixing tanks 252a and 252b of the plating solution supply unit 56.
[0069]
Here, one solution supply tank 250a is provided with only a reducing agent for a plating solution component, for example, in an electroless Ni-B plating solution, only DMAB (dimethylamine borane) or a borohydride compound as a reducing agent for nickel ions. The other solution supply tank 250b contains nickel ion, a complexing agent for nickel ion, and TMAH in other plating solution components, for example, in an electroless Ni-B plating solution. (Tetramethylammonium hydroxide) and a solution containing other components.
[0070]
The number of the solution supply tanks is arbitrarily set according to the type of the processing solution used for processing the substrate, for example, when used in the electroless plating process, the type of the electroless plating solution used in the process. In other words, each solution supply tank is prepared in a number corresponding to the number of solutions that can be safely stored without reacting even if heated, with a solution that generates a processing solution such as a plating solution by mixing.
[0071]
Each of the solution supply tanks 250a and 250b has a solution supply unit 258 such as a house line for individually supplying a predetermined solution into the inside, and a three-way system in which the solution held in the inside is pulled out from the bottom and interposed inside. By switching the valve 260a, the solution supply path 261 for supplying the solution by its own weight is connected to one of the mixing tanks 252a and 252b. Each solution supply unit 258 is provided with an on-off valve 262a. Further, an overflow weir 264 having a predetermined height and a recovery groove 266 for recovering the solution overflowing the overflow weir 264 are provided on the outer peripheral portion of each of the solution supply tanks 250a and 250b. The recovery path 268 is connected, and thereby constitutes a quantitative means for supplying a necessary amount of the solution for generating the plating solution 54 to the mixing tanks 252a and 252b. That is, in each of the solution supply tanks 250a and 250b, when the amount of the solution stored therein exceeds a certain amount, the solution overflows the overflow weir 264 and flows out to the collection groove 266 to be collected. Only a certain amount is stored in the supply tanks 250a and 250b. This amount is set to a volume necessary for generating a plating solution for each solution. The solution supply tanks 250a and 250b detect that the solution has accumulated in the solution supply tanks 250a and 250b and has flowed out of the collection groove 266, and close the on-off valve 262a of the solution supply unit 258, thereby causing the solution supply tank 258a to close. A detection unit such as a liquid level sensor for stopping the supply of the solution from the supply unit 258 is provided.
[0072]
Further, each of the solution supply tanks 250a and 250b is provided with a temperature controller 270a having a heater for heating the solution held therein to a predetermined temperature to maintain the temperature. Then, in the case of using, for example, a non-electrolytic Ni-B plating solution heated to 70 ° C. and kept warm, the solutions individually held in the solution supply tanks 250a and 250b are separated by the temperature controller 270a. For example, it is preheated (preheated) to 50 to 60 ° C., and a predetermined amount of the solution preheated in this way is supplied to one of the mixing tanks 252a and 252b.
[0073]
Here, the solution held in each of the solution supply tanks 250a and 250b is a solution which can be stably stored even when the temperature is increased before generating a plating solution which reacts easily at high temperature and becomes unstable. Thus, even if the solution before mixing is heated (preheated), the solution does not react or decompose.
[0074]
In this example, an overflow weir 264 is used as a quantification unit that supplies a predetermined amount of solution from one of the solution supply tanks 250a and 250b to one of the mixing tanks 252a and 252b. As the quantifying means, a means for controlling the amount of the solution by using a pump or using a measuring device (a load cell, an integrating flow meter, or the like) may be used.
[0075]
The mixing tanks 252a and 252b mix the fixed amount of the solution supplied from each of the solution supply tanks 250a and 250b in a preheated state to generate the plating solution 54 as described above. The tanks 252a and 252b are provided with a temperature controller 270b having a heater for heating the plating solution 54 generated therein to a predetermined temperature and keeping the temperature. Further, the plating solution 54 generated in each of the mixing tanks 252a and 252b and heated to a predetermined temperature and kept warm is sequentially transferred from the plating solution supply path 274 to the plating tank 102 via a solution sending pump 272 interposed therein. It is being sent. A filter 276 and an on-off valve 262b are provided in each plating solution supply path 274.
[0076]
Here, in this example, the two mixing tanks 252a and 252b are provided, and the solution in the solution supply tanks 250a and 250b is switched by switching the three-way valve 260a provided in the solution supply path 261 as described above. The plating liquid 54 is supplied to the plating tank 102 from one of the mixing tanks 252a and 252b by simultaneously supplying the plating liquid to one of the mixing tanks 252a and 252b and opening and closing the on-off valve 262b provided in the plating liquid supply path 274. I have. Thus, for example, while the plating solution 54 generated in one mixing tank 252a is being supplied to the plating tank 102, a new plating solution 54 can be generated in the other mixing tank 252b. A time lag in supplying the liquid can be avoided.
[0077]
Each of the mixing tanks 252a and 252b is provided with a branch pipe 278 which branches on the upstream side of the liquid feed pump 272 of each plating solution supply path 274 and has an opening / closing valve 262c interposed therein. Mixing means for stirring and mixing the supplied solutions is provided. That is, for example, with the supply of the plating solution 54 from the mixing tank 252a (or 252b) to the plating tank 102 stopped, the on-off valve 262c on the mixing tank 252a (or 252b) side is opened to drive the liquid feed pump 272. By doing so, the plating solution 54 in the mixing tank 252a (or 252b) is circulated through the branch pipe 278, whereby the plurality of solutions supplied into the mixing tank 252a (or 252b) are uniformly stirred while being stirred. To generate a plating solution 54, and the temperature of the generated plating solution 54 is made more uniform.
[0078]
Each of the mixing tanks 252a and 252b is provided with a temperature sensor 352 for detecting the temperature of the plating solution (only the mixing tank 252a is shown in the drawing). The output of the temperature sensor 352 is input to the control unit 356, and the output from the control unit 356 controls the temperature controller 270b.
[0079]
In the mixing tanks 252a and 252b, for example, when using an electroless Ni-B plating solution heated to 70 ° C. and kept warm as described above, it is preheated (preheated) to, for example, 50 to 60 ° C. as described above. An aliquot of the two kinds of solutions is supplied to one of the mixing tanks 252a and 252b, and heated and kept at a temperature controller 270b so that the temperature of the plating solution 54 becomes 70 ° C. while stirring as described above. And supply it to the plating tank 102. Thus, by mixing the preheated solution in the mixing tanks 252a and 252b to generate the plating solution 54 at a predetermined temperature, even if the amount of the plating solution 54 is small, the temperature of the plating solution 54 can be reduced. And the plating solution 54 stabilized at the predetermined temperature can be quickly supplied to the plating tank 102. That is, the volume of each of the mixing tanks 252a and 252b is set to, for example, 2 L, and even with such a small-volume plating solution, the temperature of the solution can be stabilized.
[0080]
The plating tank 102 is provided with a temperature sensor 358 for detecting the temperature of the plating solution 54 therein. The output of the temperature sensor 358 is input to the control unit 356, and the output signal from the control unit 356 outputs the temperature. The controller 270b is controlled.
The plating solution recovery unit 60 is provided with a three-way valve 260b that is located downstream of the gas-liquid separator 154 and that discharges the unusable plating solution to the outside. The used plating solution 54 is returned to one of the mixing tanks 252a and 252b through the direction valve 260c for reuse.
[0081]
Next, an operation when performing electroless plating in the electroless plating section having the above configuration will be described.
First, a predetermined solution is supplied from the solution supply unit 258 into each of the solution supply tanks 250a and 250b, and a predetermined amount of the solution is held in each of the solution supply tanks 250a and 250b. For example, it is heated to a predetermined temperature of 50 to 60 ° C. and kept warm. Then, for example, the solution held in each of the solution supply tanks 250a and 250b is supplied into the one mixing tank 252a at a time, and the on-off valve 262b of the plating solution supply path 274 on the mixing tank 252a side is closed, and the branch pipe 278 is opened. When the on-off valve 262c is opened, the solution supply pump 272 is driven to stir the solution supplied to the inside of the mixing tank 252a, and is further heated through the temperature controller 270b, for example, to a predetermined temperature of 70 ° C. Is generated.
[0082]
On the other hand, in the same manner as described above, the substrate W is held by the substrate holder 50 and further raised to form a plating bath 102 partitioned by the substrate W and the seal ring 86. Hot water 130 at a constant temperature of ° C. is introduced from a hot water supply tank 134 and circulated.
[0083]
Then, based on a control signal from the control unit 354, the on-off valve 262b of the plating solution supply path 274 on the side of the mixing tank 252a is opened, and the on-off valve 262c of the branch pipe 278 is closed, and the liquid feed pump 272 is driven. Then, a plating process is performed by supplying a predetermined amount of the plating solution 54 generated in the mixing tank 252a into the plating tank 102.
[0084]
At this time, the temperature of the plating solution 54 in the mixing tank 252a is detected by the temperature sensor 352, and the temperature of the plating solution 54 in the plating tank 102 is detected by the temperature sensor 358. These output signals are input to the control unit 356. The temperature difference between them, that is, the temperature at which the solution temperature of the plating solution 54 decreases until the plating solution is supplied from the mixing tank 252a to the plating tank 102, is calculated, and the temperature is adjusted so as to compensate for this decreasing temperature (temperature difference). The controller 270c is controlled so that the plating solution 54 is always supplied to the plating tank 102 at a constant solution temperature.
[0085]
On the other hand, in the other mixing tank 252b, as described above, the solution is supplied into the solution supply tanks 250a and 250b, and a certain amount of the solution heated to a predetermined temperature is introduced into the mixing tank 252b. By mixing, a plating solution 54 having a predetermined temperature of, for example, 70 ° C. is generated and prepared. At this time, as described above, the temperature controller 270b is controlled so as to compensate for the temperature (temperature difference) at which the temperature of the plating solution 54 decreases before being supplied from the mixing tank 252a to the plating tank 102. I do.
[0086]
Then, when a predetermined number of substrates are processed with the plating solution 54 in the mixing tank 252a, or when the quality of the plating solution is detected and the quality reaches a certain level or less, an output signal from the control unit 354 is output. The on-off valve 262b provided in the plating solution supply path 274 connecting the mixing tank 252a and the plating tank 102 is completely closed, and the on-off valve 262b provided in the plating solution supply path 274 connecting the mixing tank 252b and the plating tank 102 is completely closed. Is controlled so that it can be opened and closed, whereby the supply of the plating solution to the new plating solution 54 in the other mixing tank 252b prepared in advance is switched. Thus, the plating process is continued without interruption. In addition, contaminants and the like are mixed in the processing solution in one mixing tank that generates a generally unstable and easily decomposed processing solution such as an electroless plating solution. Even if the quality of the processing liquid deteriorates and it cannot be used as a processing liquid, only the processing liquid in the mixing tank needs to be disposed of, thereby reducing the amount of the processing liquid to be disposed.
[0087]
According to this example, it is possible to meet the demand that a plurality of solutions are mixed as soon as possible and to generate a plating solution by using a method without waste, and that the plating solution is used for processing. The number of substrates up to the capacity limit can be processed, and the plating solution can be used efficiently.
[0088]
FIG. 9 shows a modified example of the above-described electroless plating section. In this example, the mixing tanks 252a and 252b are arranged above the plating tank 102, and the plating solution 54 in the mixing tanks 252a and 252b is provided. By opening and closing the on-off valve 262b of the plating solution supply path 274 by a control signal from the control unit 354, thereby supplying the plating solution to the inside of the plating tank 102 by its own weight. A temperature controller having an intermediate tank 380 for temporarily holding the collected plating solution 54 in the plating solution collection path 152 and a heater for heating the plating solution 54 in the intermediate tank 380 to, for example, 70 ° C. and holding the same. A temperature controller 384 having a temperature controller 382 is provided, and a liquid feed pump 386 is further provided downstream of the temperature controller 382.
[0089]
As described above, the temperature controller 382 having the intermediate tank 380 and the heater is installed in the plating solution collecting section 60, and the collected plating solution is temporarily stored in the intermediate tank 380 and heated, so that the collected plating solution is removed. When mixed with the plating solution in the mixing tanks 252a and 252b, it is possible to prevent the temperature of the plating solution in the mixing tanks 252a and 252b from temporarily dropping.
[0090]
In this case, the surface of the bottom wall 320 of each of the mixing tanks 252a and 252b is formed as a tapered surface 320a that is inclined downward toward the drawing-out portion of the plating liquid 54, so that the plating solution 54 inside each of the mixing tanks 252a and 252b is formed. Can be pulled out efficiently. Further, it is not necessary to provide a liquid feeding pump. For example, as shown in FIG. 10, it is possible to arrange a paddle (stirring bar) 310 movably in the mixing tanks 252a and 252b to constitute the stirring means. it can.
[0091]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when a small amount of processing liquid is supplied and held in the processing head, the substrate holder that holds the substrate is surrounded by the temperature holding tank, and the heat medium is removed. By maintaining the temperature of the processing liquid held by the processing head at a predetermined temperature by controlling the temperature of the substrate holder via the substrate holder, it is possible to prevent the temperature of the processing liquid from fluctuating during processing. In addition, by collecting and reusing the treated liquid after the treatment, the amount of the treated liquid used can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a substrate processing apparatus applied to an electroless plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an entire configuration of an electroless plating section of the electroless processing apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged view showing a main part of the substrate holder of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the processing head.
FIG. 5 is a view showing a liquid contact state between a heating head of the processing head shown in FIG. 4 and a plating solution in the order of steps.
FIG. 6 is a diagram showing the overall configuration of another example of the electroless plating section.
FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration of still another example of the electroless plating section.
FIG. 8 is a diagram showing an overall configuration of still another example of the electroless plating section.
FIG. 9 is a diagram showing an overall configuration of still another example of the electroless plating section.
FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the mixing tank.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where a wiring protection layer is formed by electroless plating.
[Explanation of symbols]
8 Wiring
9 Wiring protection layer
10 Loading / unloading area
12 Cleaning area
14 Processing area
16 Substrate cassette
18 Load / Unload unit
26 Cleaning unit
28 Pre-cleaning unit
32 roll brush unit
34 Spin Dry Unit
38,40 Pretreatment unit
42 Electroless plating unit
44 Plating solution supply device
50 substrate holder
52 processing head
54 Plating solution
56 Plating solution supply section
58 Temperature holding tank
60 Plating solution recovery unit
66 spindle
70 spline shaft
76 Lifting cylinder
80 support base
82 stages
84 Weir member
86 Seal ring
90 support arm
92 Clamp mechanism
96 chuck jaws
98 Push rod
100 coil spring
102 Plating tank
110 temperature controller
112 Plating solution supply tank
114 Liquid pump
116 Plating solution supply path
130 Hot water (heat medium)
132 temperature controller
134 Hot water supply tank
136 Circulation pump
138 Hot water supply pipe
140 Overflow Weir
142 drain
144 Plating solution return pipe
150 nozzles
152 Plating solution recovery path
154 gas-liquid separator
160 heating head
170 Plating solution supply tank
172 Temperature control unit (heater)
174 Temperature control unit (cooler)
180 intermediate tank
182 Temperature controller
184 Temperature control unit
186 Flow controller
188 Auxiliary temperature controller
250a, 250b Solution supply tank
252a, 252b mixing tank
258 Solution supply unit
261 Solution supply path
264 overflow weir
266 Collection groove
268 Solution recovery path
270a, 270b, 270c Temperature controller
272 Liquid pump
274 Plating solution supply path
352,358 Temperature sensor
354,356 control unit
380 Intermediate tank
382 temperature controller
384 temperature controller

Claims (12)

基板を保持する基板ホルダを備え、内部に供給され保持される処理液に接触させて基板を処理する処理ヘッドと、
前記基板ホルダを水密的に囲繞し、熱媒体を介して前記基板ホルダと共に前記処理ヘッドに保持される処理液の温度を所定の温度に保持する温度保持槽と、
前記処理ヘッドに所定温度の処理液を供給する処理液供給部を有することを特徴とする基板処理装置。
A processing head comprising a substrate holder for holding the substrate, and processing the substrate by contacting a processing liquid supplied and held therein;
A temperature holding tank that surrounds the substrate holder in a water-tight manner, and holds the temperature of the processing solution held by the processing head together with the substrate holder via a heat medium at a predetermined temperature.
A substrate processing apparatus, comprising: a processing liquid supply unit configured to supply a processing liquid having a predetermined temperature to the processing head.
前記処理ヘッドから処理後の処理液を回収して前記処理液供給部に戻す処理液回収部を更に有することを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。2. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a processing liquid recovery unit that recovers the processing liquid after processing from the processing head and returns the processing liquid to the processing liquid supply unit. 前記処理ヘッドは、前記基板ホルダで基板処理面を上向きにして基板を保持し、この基板処理面と該基板処理面の外周部をシールするシールリングで処理液を保持する処理槽を区画形成するように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。The processing head holds the substrate with the substrate processing surface facing upward by the substrate holder, and forms a processing tank that holds the processing liquid with a seal ring that seals the substrate processing surface and an outer peripheral portion of the substrate processing surface. 3. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is configured as follows. 前記熱媒体としての液体を保持する温度調節器を備えた温水供給槽を更に有し、この温水供給槽と前記温度保持槽との間を熱媒体が循環するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の基板処理装置。Further comprising a hot water supply tank provided with a temperature controller for holding the liquid as the heat medium, wherein the heat medium circulates between the hot water supply tank and the temperature holding tank. Item 4. The substrate processing apparatus according to any one of Items 1 to 3. 前記処理ヘッドに保持される処理液に接触して該処理液を加熱する加熱ヘッドを更に有す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基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heating head that contacts the processing liquid held by the processing head and heats the processing liquid. 前記加熱ヘッドは、前記処理液との接触面が中心から半径方向に向けて該接触面と処理液の液面との距離が徐々に拡がるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の基板処理装置。The heating head is characterized in that a contact surface with the processing liquid is formed in a tapered shape in which a distance between the contact surface and the liquid surface of the processing liquid gradually increases in a radial direction from a center. 6. The substrate processing apparatus according to 5. 前記処理液供給部は、処理液を保持する温度調節器を備えた処理液供給槽を有し、この処理液供給槽には、この内部の処理液を攪拌する攪拌手段が備えられていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置。The processing liquid supply unit has a processing liquid supply tank provided with a temperature controller for holding the processing liquid, and the processing liquid supply tank is provided with stirring means for stirring the processing liquid in the processing liquid supply tank. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein: 前記処理液供給部は、処理液を保持する処理液供給槽と、この処理液供給槽から前記処理ヘッドに供給される処理液の温度を調節する温度調節部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置。The processing liquid supply unit includes a processing liquid supply tank that holds the processing liquid, and a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the processing liquid supplied from the processing liquid supply tank to the processing head. 7. The substrate processing apparatus according to any one of 1 to 6. 前記処理液回収部は、前記処理ヘッドから前記処理液供給部に戻す処理液の温度を調節する温度調節部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the processing liquid recovery unit includes a temperature adjustment unit that adjusts a temperature of the processing liquid returned from the processing head to the processing liquid supply unit. 前記処理液供給部は、混合して処理液を生成する複数の溶液を個別に保持する温度調節部を備えた複数の溶液供給槽と、前記各溶液供給槽にそれぞれ連通し該溶液供給槽から個別に供給される複数の溶液を混合して処理液を生成する温度調節器を備えた混合槽を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置。The processing liquid supply unit includes a plurality of solution supply tanks including a temperature control unit that individually holds a plurality of solutions that mix to generate a processing liquid, and each of the solution supply tanks communicates with the solution supply tank. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a mixing tank provided with a temperature controller for mixing a plurality of individually supplied solutions to generate a processing liquid. 前記処理液供給部は、混合して処理液を生成する複数の溶液を個別に保持する複数の溶液供給槽と、前記各溶液供給槽にそれぞれ連通し該溶液供給槽から個別に供給される複数の溶液を混合して処理液を生成する複数の混合槽を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の基板処理装置。The processing liquid supply unit includes a plurality of solution supply tanks that individually hold a plurality of solutions that generate a processing liquid by mixing, and a plurality of solution supply tanks that are respectively connected to the respective solution supply tanks and individually supplied from the solution supply tanks. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a plurality of mixing tanks for mixing the solutions to generate a processing liquid. 前記処理液は無電解めっき液であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the processing solution is an electroless plating solution.
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