JP2007126756A - Electroless plating apparatus and electroless plating method - Google Patents

Electroless plating apparatus and electroless plating method Download PDF

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新明 王
Daisuke Takagi
大輔 高木
Akihiko Tashiro
昭彦 田代
Akira Fukunaga
明 福永
Akira Owatari
晃 尾渡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroless plating apparatus capable of reducing the initial cost and the running cost thereof, and efficiently forming a high-quality protective film on the surface of a metal region without needing a wide installation space. <P>SOLUTION: The electroless plating apparatus comprises: a pretreatment unit having a treatment unit; an electroless plating unit having a plating tank; and a postcleaning unit, and the pretreatment unit and the electroless plating unit have a common substrate holding head provided with an attraction head 234 and a substrate receiver 236 surrounding the attraction head. An attraction ring 250 with a recess 250a capable of evacuation extending along the circumferential direction is fitted to the attraction head. The substrate receiver has a seal ring 254a disposed on an inner circumferential end thereof and projecting inwardly, and the seal ring is pressed against the peripheral edge of the substrate by the attraction head to seal the peripheral edge of the substrate with the seal ring, so as to hold the substrate. Then, the recess of the attraction ring is evacuated, and, while sealing the peripheral edge of the substrate with the attraction ring, the substrate is attracted and held, so as to release the substrate from the substrate receiver. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、無電解めっき装置及び無電解めっき方法に係り、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や銀等の導電体を埋込んで構成した配線の露出表面に、配線を覆う磁性膜等の金属合金膜を無電解めっきで形成するのに使用される無電解めっき装置及び無電解めっき方法に関する。   The present invention relates to an electroless plating apparatus and an electroless plating method, and in particular, exposure of wiring constituted by embedding a conductor such as copper or silver in a fine concave portion for wiring provided on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. The present invention relates to an electroless plating apparatus and an electroless plating method used for forming a metal alloy film such as a magnetic film covering a wiring on the surface by electroless plating.

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。   As a wiring formation 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 because, after embedding a metal such as copper or silver in a wiring groove or contact hole previously formed in an interlayer insulating film, the excess metal is removed by chemical mechanical polishing (CMP) and planarized. Process technology.

従来、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、信頼性向上のため、層間絶縁膜への配線(銅)の熱的拡散を防止しかつエレクトロマイグレーション耐性を向上させるためのバリア膜を配線の底面及び側面に形成したり、その後、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の酸化性雰囲気における配線(銅)の酸化を防止したりするため酸化防止膜を形成するなどの方法が採用されている。従来、この種のバリア膜としては、タンタル、チタンまたはタングステンなどの金属あるいはその窒化物が一般に採用されており、また酸化防止膜としては、シリコンの窒化物または炭化物などが一般に採用されていた。   Conventionally, this type of wiring, for example, copper wiring using copper as the wiring material, prevents thermal diffusion of wiring (copper) to the interlayer insulating film and improves electromigration resistance for improved reliability. Prevents the wiring (copper) from oxidizing in an oxidizing atmosphere when a barrier film is formed on the bottom and side surfaces of the wiring, and then a semiconductor device having a multilayer wiring structure is formed by laminating an insulating film (oxide film) For this reason, a method such as forming an antioxidant film is employed. Conventionally, a metal such as tantalum, titanium or tungsten or a nitride thereof is generally employed as this type of barrier film, and a nitride or carbide of silicon is generally employed as an antioxidant film.

これに代わるものとして、最近になってコバルト合金やニッケル合金等からなる配線保護膜で埋込み配線の底面及び側面、または露出表面を選択的に覆って、配線の熱拡散、エレクトロマイグレーション及び酸化を防止することが検討されている。また、不揮発磁気メモリにおいては、メモリセルが高密度化し設計ルールが小さくなると銅配線の電流密度が増大しエレクトロマイグレーションの問題が生じる。さらに、この書き込みには、セルが小さくなると書き込み電流は増大することに加え、セルが接近し、クロストークが課題となる。これを解決するために、銅配線の周囲にコバルト合金やニッケル合金等の磁性膜を付与したヨーク構造が有効であると考えられている。この磁性膜は例えば無電解めっきによって得られる。   As an alternative to this, recently, a wiring protective film made of cobalt alloy, nickel alloy, etc., selectively covers the bottom and side surfaces of exposed wiring or exposed surfaces to prevent thermal diffusion, electromigration and oxidation of the wiring. To be considered. In the nonvolatile magnetic memory, when the memory cell density is increased and the design rule is reduced, the current density of the copper wiring is increased, resulting in an electromigration problem. Further, in this writing, in addition to an increase in the write current when the cell becomes small, the cell approaches and crosstalk becomes a problem. In order to solve this problem, it is considered that a yoke structure in which a magnetic film such as a cobalt alloy or a nickel alloy is provided around the copper wiring is effective. This magnetic film is obtained, for example, by electroless plating.

例えば、図1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、更に、バリア層6の表面に、必要に応じて銅シード膜7を形成する。そして、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の内部に銅を埋込み、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を形成する。次に、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、Co−W−P合金膜からなる配線保護膜(蓋材)9を選択的に形成して配線8を保護する。 For example, as shown in FIG. 1, a fine recess 4 for wiring is formed inside an insulating film 2 made of SiO 2 or the like deposited on the surface of a substrate W such as a semiconductor wafer, and a barrier layer made of TaN or the like on the surface. 6 is formed, and a copper seed film 7 is formed on the surface of the barrier layer 6 as necessary. Then, copper plating is performed, a copper film is formed on the surface of the substrate W, and copper is embedded in the recesses 4, and then the surface of the substrate W is flattened by CMP (chemical mechanical polishing). Thus, the wiring 8 made of a copper film is formed inside the insulating film 2. Next, on the surface of the wiring (copper film) 8, a wiring protective film (cover material) 9 made of, for example, electroless plating and made of a Co—WP alloy film is selectively formed to protect the wiring 8 To do.

一般的な無電解めっきによって、このようなCo−W−P合金膜からなる配線保護膜(蓋材)9を配線8の表面に選択的に形成する工程を説明する。先ず、CMP処理を施した半導体ウエハ等の基板Wを、例えば常温の希硫酸または希塩酸中に1分程度浸漬させて、絶縁膜2の表面の金属酸化膜や銅等CMP残渣等の不純物を除去する。そして、基板Wの表面を純水等の洗浄液で洗浄した後、例えば常温のPdCl/HCl混合溶液中に基板Wを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を付着させて配線8の露出表面を活性化させる。 A process of selectively forming such a wiring protective film (covering material) 9 made of a Co—WP alloy film on the surface of the wiring 8 by general electroless plating will be described. First, a substrate W such as a semiconductor wafer subjected to CMP treatment is immersed in, for example, room temperature dilute sulfuric acid or dilute hydrochloric acid for about 1 minute to remove impurities such as CMP residues such as metal oxide film and copper on the surface of the insulating film 2. To do. Then, after cleaning the surface of the substrate W with a cleaning solution such as pure water, the substrate W is immersed in, for example, a PdCl 2 / HCl mixed solution at room temperature for about 1 minute, whereby Pd as a catalyst is formed on the surface of the wiring 8. The exposed surface of the wiring 8 is activated by adhering.

次に、基板Wの表面を純水等で洗浄(リンス)した後、例えば液温が80℃のCo−W−Pめっき液中に基板Wを120秒程度浸漬させて、活性化させた配線8の表面に選択的な無電解めっきを施し、しかる後、基板Wの表面を純水等の洗浄液で洗浄する。これによって、配線8の露出表面に、Co−W−P合金膜からなる配線保護膜9を選択的に形成して配線8を保護する。   Next, after cleaning (rinsing) the surface of the substrate W with pure water or the like, for example, the substrate W is immersed in a Co—WP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C. for about 120 seconds to activate the wiring. The surface of 8 is subjected to selective electroless plating, and then the surface of the substrate W is cleaned with a cleaning liquid such as pure water. Thus, the wiring protection film 9 made of a Co—WP alloy film is selectively formed on the exposed surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.

ところで、無電解めっきによって、Co−W−P合金膜からなる配線保護膜(蓋材)を形成する際には、前述のように、配線の表面にPd等の触媒を付与する触媒付与処理を行う前に、例えば配線上の酸化膜を除去し、また絶縁膜上に合金膜が形成されることを防止するため、絶縁膜上に残った銅等からなるCMP残渣を除去するという前洗浄(清浄化)処理が一般に行われる。この前洗浄処理は、一般にHF、HSOやHClなどの無機酸からなる前洗浄液を使用して行われる。しかし、このような前洗浄液は、銅に対するエッチング力があり、このため、前洗浄と同時に、銅配線の一部も損傷(エッチング)され、その損傷によって配線抵抗が上昇するという不具合が発生することがある。 By the way, when forming a wiring protective film (covering material) made of a Co—WP alloy film by electroless plating, as described above, a catalyst applying treatment for applying a catalyst such as Pd to the surface of the wiring is performed. Before performing, for example, an oxide film on the wiring is removed, and in order to prevent an alloy film from being formed on the insulating film, a pre-cleaning of removing a CMP residue made of copper or the like remaining on the insulating film ( A (cleaning) process is generally performed. This pre-cleaning treatment is generally performed using a pre-cleaning solution made of an inorganic acid such as HF, H 2 SO 4 or HCl. However, such a pre-cleaning solution has an etching power for copper, and therefore, at the same time as the pre-cleaning, a part of the copper wiring is damaged (etched), and the damage causes an increase in wiring resistance. There is.

また、前洗浄を行う際、配線を構成する銅は、微量ながら溶解することがあり、溶解した銅が配線間の絶縁膜上を移動して絶縁膜に付着すると、リーク電流のパースになる恐れがある。さらに、前洗浄後において、前洗浄薬液で処理した後に、純水でのリンスを行う際、絶縁膜が薬液またはリンス液に長時間に曝されると、絶縁膜の絶縁性が落ちてリーク電流が上昇する恐れがある。また、薬液処理後の基板表面に、薬液が残ると、成膜の面内均一性にも悪影響を与えるので、それを素早く除去する必要がある。   In addition, when pre-cleaning, the copper constituting the wiring may be dissolved in a small amount, and if the dissolved copper moves on the insulating film between the wirings and adheres to the insulating film, there is a risk of leak current parsing. There is. Furthermore, after the pre-cleaning, when the insulating film is rinsed with pure water after being treated with the pre-cleaning chemical solution, if the insulating film is exposed to the chemical solution or the rinsing liquid for a long time, the insulating property of the insulating film is reduced and the leakage current is reduced. May rise. Further, if the chemical solution remains on the substrate surface after the chemical solution treatment, the in-plane uniformity of the film formation is also adversely affected, and it is necessary to remove it quickly.

一方、装置の面から見ると、上述の各工程をそれぞれ専用のユニットで行うとすると、各工程における処理槽の数も多くなるばかりでなく、搬送ロボットによる基板搬送時間の短縮に限界がある。この結果、装置フットプリントの増大及び処理スループットが低下するばかりでなく、各工程間のプロセス制御が複雑となる。特に、触媒付与とリンスの間、またはリンスとめっきの間に基板を酸素雰囲気に長く放置すると、基板の表面状態が変化しやすくなり、処理した基板上の配線の電気特性に悪影響を与えることがある。   On the other hand, from the viewpoint of the apparatus, if each of the above steps is performed by a dedicated unit, not only the number of processing tanks in each step is increased, but there is a limit to shortening the substrate transfer time by the transfer robot. As a result, not only the apparatus footprint increases and the processing throughput decreases, but also the process control between each process becomes complicated. In particular, if the substrate is left in an oxygen atmosphere for a long time between catalyst application and rinsing, or between rinsing and plating, the surface state of the substrate is likely to change, which may adversely affect the electrical characteristics of the wiring on the treated substrate. is there.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低くでき、広い設置スペースを必要とすることなく、高品質の合金膜を金属部の表面に効率よく形成できるようにした無電解めっき装置及び無電解めっき方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, can reduce the initial cost and running cost of the apparatus, and can efficiently form a high-quality alloy film on the surface of the metal part without requiring a large installation space. An object of the present invention is to provide an electroless plating apparatus and an electroless plating method.

請求項1に記載の発明は、基板の表面に形成された配線である金属部に配線保護膜を無電解めっきによって形成する無電解めっき装置であって、処理槽を有する前処理ユニットと、めっき槽を有する無電解めっきユニットと、後洗浄ユニットとを有し、前記前処理ユニットと前記無電解めっきユニットは、吸着ヘッドと該吸着ヘッドの周囲を囲繞する基板受けを備えた共通の基板保持ヘッドを有し、前記吸着ヘッドには、円周方向に沿って延びる真空引き可能な凹状部を有する吸着リングが取付けられ、前記基板受けは、内方に突出し内周端部にシールリングを有し、前記吸着ヘッドによって前記シールリングを基板の周縁部に圧接させて、基板の周縁部を前記シールリングでシールして基板を保持し、前記吸着リングの凹状部を真空引きして、基板の周縁部を前記吸着リングでシールしながら基板を吸着保持して基板を前記基板受けから引離すことを特徴とする無電解めっき装置である。   The invention according to claim 1 is an electroless plating apparatus for forming a wiring protective film on a metal part, which is a wiring formed on the surface of a substrate, by electroless plating, a pretreatment unit having a treatment tank, and plating A common substrate holding head having an electroless plating unit having a tank and a post-cleaning unit, the pretreatment unit and the electroless plating unit having a suction head and a substrate receiver surrounding the suction head The suction head is attached with a suction ring having a concave portion that can be evacuated and extends along the circumferential direction, and the substrate receiver protrudes inward and has a seal ring at the inner peripheral end. The sealing ring is pressed against the peripheral edge of the substrate by the suction head, the peripheral edge of the substrate is sealed with the seal ring to hold the substrate, and the concave portion of the suction ring is evacuated. , Is an electroless plating apparatus characterized by detaching the substrate is attracted and held substrate while sealing the peripheral portion of the substrate by the suction ring from the substrate receiving.

これにより、それぞれの処理工程を別々のユニット(処理部)で行う場合に比較して全体がコンパクトになり、広い設置スペースを必要とせず、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低くでき、且つ短い処理時間で合金膜を形成できる。特に、各工程間の基板の待ち時間または搬送時間を極めて短く調整できるため、電気特性を劣化させず高品質合金膜が形成できる。また、前処理液のリンス処理完了からめっき処理開始までの間隔を極めて短く調整して、安定な膜質の合金膜を形成することができる。また、搬送用ロボットハンド等による基板の受け渡し回数を減らして、基板裏面の汚染やダメージを回避できる。更に、例えば基板の表面側の周縁部をシールして前処理ユニットによるめっき前処理を、基板の裏面側の周縁部をシールして前処理ユニットによるリンス処理及び無電解めっきユニットによるめっき処理をそれぞれ行うことで、基板の周縁部に異常なめっき膜が生成されることを防止することができる。   As a result, the entire process becomes compact compared to the case where each processing step is performed in a separate unit (processing section), a large installation space is not required, the initial cost and the running cost of the apparatus can be reduced, and the processing is short. An alloy film can be formed in time. In particular, since the waiting time or transfer time of the substrate between the steps can be adjusted to be extremely short, a high quality alloy film can be formed without deteriorating electrical characteristics. In addition, an alloy film having a stable film quality can be formed by adjusting the interval from the completion of the rinsing process of the pretreatment liquid to the start of the plating process to be extremely short. In addition, the number of times the substrate is transferred by a transfer robot hand or the like can be reduced, and contamination and damage on the back surface of the substrate can be avoided. Further, for example, the front edge of the substrate is sealed and the plating pretreatment by the pretreatment unit is sealed, and the peripheral edge of the back surface of the substrate is sealed and the rinse treatment by the pretreatment unit and the plating treatment by the electroless plating unit are respectively performed. By carrying out, it can prevent that an abnormal plating film is produced | generated by the peripheral part of a board | substrate.

請求項2に記載の発明は、前記シールリングを洗浄するリンス液を噴射するノズルを更に有することを特徴とする請求項1記載の無電解めっき装置である。
請求項3に記載の発明は、前記基板保持ヘッドは、揺動自在な揺動アームの自由端に取付けられて、前記前処理ユニットと前記無電解めっきユニットとの間を移動することを特徴とする請求項1記載の無電解めっき装置である。
The invention according to claim 2 is the electroless plating apparatus according to claim 1, further comprising a nozzle for injecting a rinsing liquid for cleaning the seal ring.
The invention according to claim 3 is characterized in that the substrate holding head is attached to a free end of a swingable swingable arm and moves between the pretreatment unit and the electroless plating unit. The electroless plating apparatus according to claim 1.

請求項4に記載の発明は、前記前処理ユニットでは、基板の表面を清浄化すると同時に、前記金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させるめっき前処理と、めっき前処理後の基板の表面に残った前処理液をリンスするリンス処理を行うことを特徴とする請求項1記載の無電解めっき装置である。
これにより、めっき前処理で、金属部の表面に触媒を付与すると同時に、金属部の表面の酸化膜を除去したり、例えば層間絶縁膜上に残る金属残渣等の不純物を除去したりすることができる。
In the pretreatment unit, the pretreatment unit cleans the surface of the substrate, and at the same time, applies a catalyst to the metal part to activate the surface of the metal part, and pretreatment for plating. 2. The electroless plating apparatus according to claim 1, wherein a rinsing process for rinsing the pretreatment liquid remaining on the surface of the subsequent substrate is performed.
Thereby, it is possible to remove the oxide film on the surface of the metal part or remove impurities such as a metal residue remaining on the interlayer insulating film at the same time as applying a catalyst to the surface of the metal part in the plating pretreatment. it can.

請求項5に記載の発明は、前記前処理ユニット、前記無電解めっきユニット及び前記基板保持ヘッドは、内部の雰囲気を装置全体と独立に調整できる筐体内部に配置されていることを特徴とする請求項4記載の無電解めっき装置である。
これにより、前処理液のリンス後の基板をめっき処理ユニットに搬送する間の動作を、例えば大気より酸素組成が少ない雰囲気で行うことで、処理中の基板が酸化されやすい雰囲気に曝されることを防止して、安定な膜質の合金膜が得られる。
The invention according to claim 5 is characterized in that the pretreatment unit, the electroless plating unit, and the substrate holding head are arranged inside a housing capable of adjusting an internal atmosphere independently of the entire apparatus. The electroless plating apparatus according to claim 4.
As a result, the substrate during processing is exposed to an atmosphere in which the substrate being processed is easily oxidized, for example, by performing the operation while transporting the substrate after rinsing of the pretreatment liquid to the plating processing unit in an atmosphere having a lower oxygen composition than the atmosphere. Thus, an alloy film having a stable film quality can be obtained.

請求項6に記載の発明は、基板の表面に形成された配線である金属部に配線保護膜を無電解めっきによって形成する無電解めっき方法であって、基板表面の周縁部を基板保持ヘッドのシールリングでシールした状態で基板表面に前処理液を接触させてめっき前処理を行い、前記基板ヘッドによって基板裏面のみで基板を吸着保持しながら、リンスおよび無電解めっき処理を行うことを特徴とする無電解めっき方法である。   The invention according to claim 6 is an electroless plating method in which a wiring protective film is formed by electroless plating on a metal part which is a wiring formed on the surface of the substrate, and the peripheral portion of the substrate surface is formed on the substrate holding head. Pre-plating treatment is performed by bringing a pre-treatment liquid into contact with the substrate surface in a state of being sealed with a seal ring, and rinsing and electroless plating treatment are performed while adsorbing and holding the substrate only on the back surface of the substrate by the substrate head. This is an electroless plating method.

本発明によれば、基板表面の金属部の表面に、無電解めっきによって合金膜を選択的に形成する一連の処理を連続的に行うことにより、それぞれの処理工程を別々のユニット(処理部)で行う場合に比較して、全体がコンパクトになり、広い設置スペースを必要とせず、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低くでき、且つ短い処理時間で合金膜を形成できる。特に、各工程間の基板の待ち時間または搬送時間を極めて短く調整でき、または表面洗浄、触媒付与、リンス及びめっきの一連の処理を酸化されにくい雰囲気で連続して行うことで、金属部の電気性能の悪化を防止して、高品質の合金膜を形成できる。   According to the present invention, a series of processes for selectively forming an alloy film by electroless plating is continuously performed on the surface of the metal part on the substrate surface, whereby each processing step is performed as a separate unit (processing unit). Compared with the case where it is carried out in (1), the whole is compact, does not require a large installation space, the initial cost and running cost of the apparatus can be reduced, and the alloy film can be formed in a short processing time. In particular, the waiting time or transfer time of the substrate between each process can be adjusted to be extremely short, or by performing a series of processes of surface cleaning, catalyst application, rinsing and plating in an atmosphere that is not easily oxidized, It is possible to prevent deterioration of performance and form a high quality alloy film.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図2は、本発明の実施の形態の無電解めっき装置の平面配置図を示す。図2に示すように、この無電解めっき装置には、表面に形成した配線用の凹部4内に銅等からなる配線8を形成した基板W(図1参照、以下同じ)を収容した基板カセット10を載置収容するロード・アンロードユニット12が備えられている。図2に示すロード・アンロードユニット12には、1つのカセット10のみが収容されているが、複数のカセットを収容するようにしてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a plan layout view of the electroless plating apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, this electroless plating apparatus includes a substrate cassette containing a substrate W (see FIG. 1, the same applies hereinafter) in which wiring 8 made of copper or the like is formed in a wiring recess 4 formed on the surface. A load / unload unit 12 on which 10 is placed and accommodated is provided. Although only one cassette 10 is accommodated in the load / unload unit 12 shown in FIG. 2, a plurality of cassettes may be accommodated.

そして、排気系統を備えた矩形状のハウジング16の内部に位置して、基板Wのめっき前処理、例えば清浄化処理と触媒付与処理を同一の前処理液を使用して同時に行う前処理ユニット18、基板Wの表面(被処理面)に無電解めっき処理を行う無電解めっきユニット20、無電解めっき処理によって配線8の表面に形成された保護膜(合金膜)9(図1参照、以下同じ)の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定する膜厚/膜質測定ユニット22、及びめっき処理後の基板Wを後洗浄し乾燥させる後洗浄ユニット(後処理ユニット)24が配置されている。更に、ロード・アンロードユニット12と膜厚/膜質測定ユニット22とに挟まれた位置に第1搬送ロボット26が、前処理ユニット18、無電解めっきユニット20、膜厚/膜質測定ユニット22及び後洗浄ユニット24で挟まれた位置に第2搬送ロボット28がそれぞれ配置されている。   A pretreatment unit 18 is located inside a rectangular housing 16 provided with an exhaust system, and performs pretreatment for plating the substrate W, for example, cleaning treatment and catalyst application treatment simultaneously using the same pretreatment liquid. , An electroless plating unit 20 that performs electroless plating on the surface (surface to be processed) of the substrate W, and a protective film (alloy film) 9 formed on the surface of the wiring 8 by the electroless plating (see FIG. 1, the same applies hereinafter) And a post-cleaning unit (post-processing unit) 24 for post-cleaning and drying the substrate W after the plating process. Further, the first transfer robot 26 is located between the load / unload unit 12 and the film thickness / film quality measurement unit 22, and the pretreatment unit 18, the electroless plating unit 20, the film thickness / film quality measurement unit 22, and the back. The second transfer robots 28 are respectively disposed at positions sandwiched by the cleaning unit 24.

なお、この例では、めっき前処理として、基板表面の清浄化処理と、金属部である配線の触媒付与処理を同一の前処理液を使用して同時に行うようにした例を示している。このめっき前処理は、基板の表面に薬液を接触させて該表面全面を薬液で修飾する処理、つまり、この例では、絶縁膜2の表面と金属部である配線8の表面の異なった処理を同一の薬液で同時に行うものであればよい。   In this example, as the plating pretreatment, the substrate surface cleaning treatment and the metal catalyst catalyst application treatment are simultaneously performed using the same pretreatment liquid. This pre-plating treatment is a treatment in which a chemical solution is brought into contact with the surface of the substrate to modify the entire surface with the chemical solution, that is, in this example, the surface of the insulating film 2 and the surface of the wiring 8 which is a metal part are different. What is necessary is just to perform simultaneously with the same chemical | medical solution.

前処理ユニット18及び無電解めっきユニット20の側方に位置して、上下動及び旋回自在な旋回軸30が立設され、この旋回軸30の上端に揺動アーム32が固着されている。そして、この揺動アーム32の自由端に、モータ34が下向きで取付けられ、このモータ34の出力軸36の下端に、基板Wを着脱自在に保持する基板保持ヘッド38が下方に向けて取付けられている。これにより、旋回軸30の旋回に伴って揺動アーム32が水平方向に揺動し、この揺動アーム32の揺動によって、基板保持ヘッド38が前処理ユニット18の直上方位置と無電解めっきユニット20の直上方位置との間を移動し、これによって、前処理ユニット18及び無電解めっきユニット20は、共通の基板保持ヘッド38を有するように構成されている。基板保持ヘッド38は、モータ34の駆動に伴って回転する。   A revolving shaft 30 that can be moved up and down and swiveled is erected on the side of the pretreatment unit 18 and the electroless plating unit 20, and a swing arm 32 is fixed to the upper end of the revolving shaft 30. A motor 34 is attached downward to the free end of the swing arm 32, and a substrate holding head 38 for detachably holding the substrate W is attached downward to the lower end of the output shaft 36 of the motor 34. ing. As a result, the swing arm 32 swings in the horizontal direction as the swing shaft 30 rotates, and the swing of the swing arm 32 causes the substrate holding head 38 to move to the position immediately above the pretreatment unit 18 and the electroless plating. Accordingly, the pretreatment unit 18 and the electroless plating unit 20 are configured to have a common substrate holding head 38. The substrate holding head 38 rotates as the motor 34 is driven.

これらの前処理ユニット18及び無電解めっきユニット20、更には旋回軸30、揺動アーム32及び基板保持ヘッド38は、図6に示すように、給排気系統40を備え、無電解めっき処理時に密閉可能で独自に雰囲気制御可能な筺体42の内部に配置されている。   As shown in FIG. 6, the pretreatment unit 18 and the electroless plating unit 20, as well as the pivot shaft 30, the swing arm 32, and the substrate holding head 38 are provided with an air supply / exhaust system 40 and are hermetically sealed during the electroless plating process. It is arranged inside a housing 42 that can control the atmosphere uniquely.

前処理ユニット18は、基板Wのめっき前処理、すなわち基板Wの表面に形成した埋込み配線8の表面及び絶縁膜2の表面を清浄化する清浄化処理と同時に、この清浄化処理後の配線8の被処理表面に触媒を付与して活性化させる触媒付与処理を行い、更に触媒付与に使用した前処理液(薬液)をリンス液でリンスするリンス処理を行うためのものであり、この例は、これらの処理を単一の前処理ユニット18で行うように構成されている。   The pre-processing unit 18 performs pre-plating processing of the substrate W, that is, cleaning processing for cleaning the surface of the embedded wiring 8 and the surface of the insulating film 2 formed on the surface of the substrate W, and at the same time, the wiring 8 after the cleaning processing. This is for performing a rinsing process in which a catalyst is applied to the surface of the substrate to be activated and activated, and the pretreatment liquid (chemical solution) used for applying the catalyst is rinsed with a rinsing liquid. These processes are performed by a single pre-processing unit 18.

この前処理ユニット18は、異なる液体の混合を防ぐ2液分離方式を採用したもので、図3乃至図5に示すように、基板保持ヘッド38の外径よりもやや大きい内径を有する、上方に開口した内槽100a及び外槽100bを有する処理槽100(図6参照)が備えられている。内槽100aの外周部には、蓋体102に取付けた一対の脚部104が回転自在に支承されている。更に、脚部104には、クランク106が一体に連結され、このクランク106の自由端は、蓋体移動用シリンダ108のロッド110に回転自在に連結されている。   This pretreatment unit 18 employs a two-liquid separation system that prevents mixing of different liquids, and has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the substrate holding head 38 as shown in FIGS. A treatment tank 100 (see FIG. 6) having an open inner tank 100a and an outer tank 100b is provided. A pair of leg portions 104 attached to the lid 102 is rotatably supported on the outer peripheral portion of the inner tank 100a. Further, a crank 106 is integrally connected to the leg 104, and a free end of the crank 106 is rotatably connected to a rod 110 of the lid moving cylinder 108.

これにより、蓋体移動用シリンダ108の作動に伴って、蓋体102は、内槽100aの上端開口部を覆う処理位置と、側方の待避位置との間を移動するように構成されている。この蓋体102の表面(上面)には、下記のように、純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する1成分または複数成分を混合して調製した水溶液等のリンス液を外方(上方)に向けて噴射する多数のスプレーノズル112aを有するノズル板112が備えられている。   Accordingly, the lid 102 is configured to move between a processing position that covers the upper end opening of the inner tank 100a and a side retracted position in accordance with the operation of the lid moving cylinder 108. . On the surface (upper surface) of the lid 102, pure water or electrolytic ion water having a reducing power, or an aqueous solution prepared by mixing one component or a plurality of components constituting an electroless plating solution, as described below, A nozzle plate 112 having a large number of spray nozzles 112a for spraying the rinsing liquid outward (upward) is provided.

図6に示すように、内槽100aの内部には、前処理液タンク120から前処理液供給ポンプ122の駆動に伴って供給された前処理液を上方に向けて噴射する複数のスプレーノズル124aを有するノズル板124が、該スプレーノズル124aが内槽100aの横断面の全面に亘ってより均等に分布した状態で配置されている。この処理槽100の内槽100aには、前処理液(排液)を外部に排出する排水管126が接続されている。この排水管126の途中には、三方弁128が介装され、この三方弁128の一つの出口ポートに接続された戻り管130を介して、必要に応じて、この前処理液(排液)を前処理液タンク120に戻して再利用できるようになっている。   As shown in FIG. 6, in the inner tank 100a, a plurality of spray nozzles 124a for injecting upward the pretreatment liquid supplied from the pretreatment liquid tank 120 as the pretreatment liquid supply pump 122 is driven. Are arranged in a state where the spray nozzles 124a are more evenly distributed over the entire cross section of the inner tank 100a. A drain pipe 126 for discharging the pretreatment liquid (drainage liquid) to the outside is connected to the inner tank 100a of the treatment tank 100. A three-way valve 128 is provided in the middle of the drain pipe 126, and this pretreatment liquid (drainage) is provided as necessary via a return pipe 130 connected to one outlet port of the three-way valve 128. Can be returned to the pretreatment liquid tank 120 for reuse.

ここで、めっき前処理液は、触媒金属イオンと、金属部の表面の金属酸化膜または金属部の表面及び基板上のその以外の絶縁膜等の表面に残った金属残渣等を含む不純物を除去する清浄化機能を有する酸を混合して調製され、この前処理液を基板の表面に接触させることで、配線表面に触媒を付与すると同時に、配線金属の酸化膜を除去したり、層間絶縁膜上の金属残渣を除去したりすることができるようになっている。具体的に、めっき前処理液としては、塩酸パラジウム、硫酸パラジウム及び酢酸パラジウムの少なくとも1種類と、塩酸、硫酸、フッ酸、酢酸、蓚酸、蟻酸、クエン酸及び酒石酸の少なくとも1種類とを混合した水溶液が挙げられる。   Here, the plating pretreatment liquid removes impurities including catalyst metal ions and metal residues remaining on the surface of the metal oxide film on the surface of the metal part or the surface of the metal part and other insulating films on the substrate. It is prepared by mixing acid having a cleaning function, and this pretreatment liquid is brought into contact with the surface of the substrate to apply a catalyst to the wiring surface, and at the same time, remove the oxide film of the wiring metal or interlayer insulating film The upper metal residue can be removed. Specifically, as a plating pretreatment liquid, at least one of palladium hydrochloride, palladium sulfate and palladium acetate and at least one of hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, oxalic acid, formic acid, citric acid and tartaric acid were mixed. An aqueous solution may be mentioned.

更に、この例では、蓋体102の表面(上面)に設けられたノズル板112は、リンス液供給源132に接続されており、めっき前処理後に基板表面に残った前処理液のリンス処理(洗浄処理)をそのリンス液、例えば純水を使用して行うようにしている。この処理槽100の外槽100bには、リンス液(廃液)を外部に排出する排水管127が接続されている。   Furthermore, in this example, the nozzle plate 112 provided on the surface (upper surface) of the lid body 102 is connected to the rinsing liquid supply source 132, and the rinsing process for the pretreatment liquid remaining on the substrate surface after the pretreatment for plating (see FIG. The cleaning process is performed using the rinse liquid, for example, pure water. A drain pipe 127 that discharges the rinse liquid (waste liquid) to the outside is connected to the outer tank 100b of the processing tank 100.

なお、この例では、前処理液のリンス液として、例えば純水を使用するようにしているが、還元力のある電解イオン水や任意の方法でイオン化された還元性水を使用し、これにより、配線が酸化されるのを防止しつつ、基板上に残る前処理液を効率良くリンス(洗浄)するようにしてもよい。更に、前処理液のリンス処理を、無電解めっき液を構成する1成分または多数成分を混合した水溶液で基板の表面を洗浄して行うようにしてもよく、これによっても、配線が酸化されることを防止しつつ、基板上に残る前処理液を効率よく洗浄できる。   In this example, pure water, for example, is used as the rinsing liquid for the pretreatment liquid, but electrolytic ionic water having reducing power or reducing water ionized by an arbitrary method is used. The pretreatment liquid remaining on the substrate may be rinsed (cleaned) efficiently while preventing the wiring from being oxidized. Further, the rinsing treatment of the pretreatment liquid may be performed by washing the surface of the substrate with an aqueous solution in which one component or a plurality of components constituting the electroless plating solution is mixed. This also oxidizes the wiring. This prevents the pretreatment liquid remaining on the substrate from being washed efficiently.

これにより、基板Wを保持した基板保持ヘッド38を下降させて、処理槽100の内槽100aの内部に基板保持ヘッド38を位置させ、この状態で、内槽100aの内部に配置したノズル板124のスプレーノズル124aから前処理液を基板Wに向けて噴射することで、基板Wの下面(処理面)の全面に亘って前処理液を均一に噴射し、しかも前処理液の外部への飛散を防止しつつ前処理液を排水管126から外部に排出できる。   Accordingly, the substrate holding head 38 holding the substrate W is lowered to position the substrate holding head 38 inside the inner tank 100a of the processing tank 100, and in this state, the nozzle plate 124 disposed inside the inner tank 100a. By spraying the pretreatment liquid from the spray nozzle 124a toward the substrate W, the pretreatment liquid is uniformly sprayed over the entire lower surface (treatment surface) of the substrate W, and the pretreatment liquid is scattered to the outside. The pretreatment liquid can be discharged from the drain pipe 126 to the outside while preventing the above.

更に、基板保持ヘッド38を上昇させ、処理槽100の内槽100aの上端開口部を蓋体102で閉塞した状態で、基板保持ヘッド38で保持した基板Wに向けて、蓋体102の上面に配置したノズル板112のスプレーノズル112aから純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する1成分または複数成分を混合して調製した水溶液等のリンス液を噴射することで、触媒付与後に基板表面に残った前処理液のリンス処理(洗浄処理)を行う。処理した後のリンス液(廃液)は、処理槽100の外槽100bに集められ、排水管127を介して廃棄される。このように、この還元力を有する電解イオン水等のリンス液が内槽100aの内部に流入するのを防止して、2つの液体が混ざらないようになっている。   Further, the substrate holding head 38 is raised, and the upper end opening of the inner tank 100a of the processing tank 100 is closed by the lid 102, and the substrate holding head 38 is directed to the upper surface of the lid 102 toward the substrate W held by the substrate holding head 38. By spraying rinse water such as an aqueous solution prepared by mixing pure water, electrolytic ion water having a reducing power, or one component or a plurality of components constituting an electroless plating solution from the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112 disposed. Then, the pretreatment liquid remaining on the substrate surface after applying the catalyst is rinsed (cleaning treatment). The rinse liquid (waste liquid) after processing is collected in the outer tank 100b of the processing tank 100 and discarded through the drain pipe 127. Thus, the rinse liquid such as electrolytic ionic water having the reducing power is prevented from flowing into the inner tank 100a, and the two liquids are not mixed.

この前処理ユニット18によれば、図3に示すように、基板保持ヘッド38を上昇させた状態で、この内部に基板Wを挿入して保持し、しかる後、図4に示すように、基板保持ヘッド38を下降させて処理槽100の内槽100a(図6参照)内に位置させる。そして、基板保持ヘッド38を回転させて、基板保持ヘッド38で保持した基板Wを回転させながら、内槽100aの内部に配置したノズル板124のスプレーノズル124aから前処理液を基板Wに向けて噴射することで、基板Wの全面に亘って前処理液を均一に噴射する。また、基板保持ヘッド38を上昇させて所定位置で停止させ、図5に示すように、待避位置にあった蓋体102を処理槽100の内槽100aの上端開口部を覆う位置まで移動させる。   According to this pretreatment unit 18, as shown in FIG. 3, the substrate holding head 38 is raised and the substrate W is inserted and held therein, and then, as shown in FIG. The holding head 38 is lowered to be positioned in the inner tank 100a (see FIG. 6) of the processing tank 100. Then, while rotating the substrate holding head 38 and rotating the substrate W held by the substrate holding head 38, the pretreatment liquid is directed toward the substrate W from the spray nozzle 124 a of the nozzle plate 124 disposed inside the inner tank 100 a. By spraying, the pretreatment liquid is sprayed uniformly over the entire surface of the substrate W. Further, the substrate holding head 38 is raised and stopped at a predetermined position, and the lid 102 that has been in the retracted position is moved to a position that covers the upper end opening of the inner tank 100a of the processing tank 100 as shown in FIG.

そして、この状態で、基板保持ヘッド38で保持して回転させた基板Wに向けて、蓋体102の上面に配置したノズル板112のスプレーノズル112aから純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する1成分または複数成分を混合して調製した水溶液を噴射する等のリンス液を噴射する。これにより、基板Wの前処理液による清浄化処理及び触媒付与処理と、純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する1成分または複数成分を混合して調製した水溶液を噴射する等のリンス液によるリンス処理を、2つの液体が混ざらないようにしながら行うことができる。   Then, in this state, pure water or electrolytic ion water having a reducing power from the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112 disposed on the upper surface of the lid 102 toward the substrate W held and rotated by the substrate holding head 38, Alternatively, a rinse liquid such as a spray of an aqueous solution prepared by mixing one component or a plurality of components constituting the electroless plating solution is sprayed. Accordingly, the aqueous solution prepared by mixing the cleaning treatment and the catalyst application treatment of the substrate W with the pretreatment liquid, and pure water or electrolytic ionic water having a reducing power, or one component or a plurality of components constituting the electroless plating solution. The rinsing process using a rinsing liquid such as spraying can be performed while preventing the two liquids from mixing.

更に、この前処理液タンク120には、めっき前処理によって前処理液中に混入した銅等の不純物の濃度を測定し、この不純物の濃度が所定の値に達したときに不純物を除去する前処理液浄化装置140が備えられている。これにより、めっき前処理に使用する前処理液の汚染を抑えて、前処理液が常に安定した触媒力及び洗浄力を持つようにすることができる。また、前処理液の温度、組成及び各成分の濃度を所定範囲内に維持することが好ましく、これにより、配線表面に核密度の安定した触媒を付与して、膜質が安定で膜厚の均一な合金膜を形成することができる。   Further, the pretreatment liquid tank 120 measures the concentration of impurities such as copper mixed in the pretreatment liquid by the plating pretreatment, and before removing the impurities when the concentration of the impurities reaches a predetermined value. A treatment liquid purification apparatus 140 is provided. Thereby, contamination of the pretreatment liquid used for the plating pretreatment can be suppressed, and the pretreatment liquid can always have stable catalytic power and cleaning power. In addition, it is preferable to maintain the temperature, composition, and concentration of each component within a predetermined range, so that a catalyst having a stable nuclear density is imparted to the wiring surface, the film quality is stable, and the film thickness is uniform. A simple alloy film can be formed.

なお、基板保持ヘッド38の下降位置を調整して、この基板保持ヘッド38で保持した基板Wとノズル板124との距離を調整することで、ノズル板124のスプレーノズル124aから噴射された前処理液が基板Wに当たる領域や噴射圧を任意に調整することができる。   It should be noted that by adjusting the descending position of the substrate holding head 38 and adjusting the distance between the substrate W held by the substrate holding head 38 and the nozzle plate 124, the pretreatment sprayed from the spray nozzle 124 a of the nozzle plate 124. The region where the liquid hits the substrate W and the injection pressure can be arbitrarily adjusted.

上述の例は、めっき前処理に1種類の処理液を使用する場合に対応している。めっき前処理に複数種類、例えば、2種類の処理液を使用する場合には、前処理ユニットに、3種類の薬液(純水を含む)使えるよう独立した3系統を設けることで対応することができる。つまり、第1のめっき前処理液専用の第1系統、第2のめっき前処理液専用の第2系統、及びリンス液専用の第3系統の3系統を個別に同一ユニットに連結する。   The above-described example corresponds to the case where one type of processing solution is used for the plating pretreatment. When multiple types, for example, two types of processing solutions are used for the plating pretreatment, it can be handled by providing three independent systems in the pretreatment unit so that three types of chemical solutions (including pure water) can be used. it can. That is, the three systems of the first system dedicated to the first plating pretreatment liquid, the second system dedicated to the second plating pretreatment liquid, and the third system dedicated to the rinse liquid are individually connected to the same unit.

無電解めっきユニット20には、図6に示すように、所定の温度(例えば80℃)に制御しためっき液を内部に溜めるめっき槽200が備えられている。このめっき槽200は、底部において、めっき液供給タンク202から延び、途中にめっき液供給ポンプ204と三方弁206とを介装しためっき液供給管208に接続され、周壁部にめっき液回収溝210が設けられている。これにより、めっき処理中にあっては、めっき槽200の内部に、この底部からめっき液を供給し、溢れるめっき液をめっき液回収溝210からめっき液供給タンク202へ回収することで、めっき液が循環できるようになっている。   As shown in FIG. 6, the electroless plating unit 20 includes a plating tank 200 that stores therein a plating solution controlled to a predetermined temperature (for example, 80 ° C.). The plating tank 200 extends from the plating solution supply tank 202 at the bottom, and is connected to a plating solution supply pipe 208 having a plating solution supply pump 204 and a three-way valve 206 in the middle, and a plating solution recovery groove 210 in the peripheral wall portion. Is provided. Thus, during the plating process, the plating solution is supplied into the plating tank 200 from the bottom, and the overflowing plating solution is recovered from the plating solution recovery groove 210 to the plating solution supply tank 202, thereby providing the plating solution. Can be circulated.

めっき槽200の底部付近には、めっき槽200の内部に導入されるめっき液の液温を測定して、この測定結果を元に、下記のヒータ216及び流量計218を制御する温度測定器214が設置されている。   Near the bottom of the plating tank 200, the temperature of the plating solution introduced into the plating tank 200 is measured, and a temperature measuring device 214 for controlling the heater 216 and the flow meter 218 described below based on the measurement result. Is installed.

更に、この例では、別置きのヒータ216を使用して昇温させ流量計218を通過させた水を熱媒体に使用し、熱交換器220をめっき液供給タンク202内のめっき液中に設置して該めっき液を間接的に加熱する加熱装置222と、めっき液供給タンク202内のめっき液を循環させて攪拌する攪拌ポンプ224が備えられている。これは、無電解めっきにあっては、めっき液を高温(約80℃程度)にして使用することがあり、これと対応するためであり、この方法によれば、インライン・ヒーティング方式に比べ、非常にデリケートなめっき液に不要物等が混入するのを防止することができる。   Further, in this example, water heated by using a separate heater 216 and passed through the flow meter 218 is used as a heat medium, and the heat exchanger 220 is installed in the plating solution in the plating solution supply tank 202. Then, a heating device 222 for indirectly heating the plating solution and a stirring pump 224 for circulating and stirring the plating solution in the plating solution supply tank 202 are provided. This is because, in electroless plating, the plating solution may be used at a high temperature (about 80 ° C.), and this is to cope with this. According to this method, compared to the in-line heating method. Further, it is possible to prevent unnecessary substances from being mixed into the very delicate plating solution.

この無電解めっきユニット20にあっては、めっき槽200内のめっき液を循環させておいた状態で、基板保持ヘッド38で保持した基板Wを回転させながら下降させて該基板Wをめっき槽200内のめっき液に浸漬させる。この時、めっき槽200に付設しためっき液管理装置240及び加熱装置222等により、めっき液の温度、めっき液の組成及び各成分の濃度を所定範囲内に維持しておく。そして、所定時間、基板Wをめっき液に浸漬させた後、基板Wをめっき槽200の上方位置まで引き上げて、基板保持ヘッド38の回転を停止させてめっき処理を終了する。このように、処理時間を制御することで、基板の被処理下地表面に形成される合金膜の膜厚を調整する。   In the electroless plating unit 20, the substrate W held by the substrate holding head 38 is lowered while being rotated while the plating solution in the plating tank 200 is circulated, and the substrate W is lowered. Immerse in the plating solution inside. At this time, the temperature of the plating solution, the composition of the plating solution, and the concentration of each component are maintained within a predetermined range by the plating solution management device 240 and the heating device 222 attached to the plating tank 200. Then, after the substrate W is immersed in the plating solution for a predetermined time, the substrate W is pulled up to a position above the plating tank 200, the rotation of the substrate holding head 38 is stopped, and the plating process is finished. In this way, by controlling the processing time, the film thickness of the alloy film formed on the substrate surface to be processed of the substrate is adjusted.

基板保持ヘッド38は、図7乃至図9に詳細に示すように、吸着ヘッド234と該吸着ヘッド234の周囲を囲繞する基板受け236とを有している。そして、この吸着ヘッド234と基板受け236は、スプライン構造を介して、モータ34の駆動に伴って一体に回転するが、シリンダ(図示せず)の作動に伴って、相対的に上下動するよう構成されている。   As shown in detail in FIGS. 7 to 9, the substrate holding head 38 includes a suction head 234 and a substrate receiver 236 that surrounds the periphery of the suction head 234. The suction head 234 and the substrate receiver 236 rotate together as the motor 34 is driven via the spline structure, but relatively move up and down as the cylinder (not shown) operates. It is configured.

吸着ヘッド234の下面周縁部には、下面をシール面として基板Wを吸着保持する吸着リング250が押えリング251を介して取付けられ、この吸着リング250の下面に円周方向に連続させて設けた凹状部250aと吸着ヘッド234内を延びる真空ライン252とが吸着リング250に設けた連通孔250bを介して互いに連通するようになっている。これにより、凹状部250a内を真空引きすることで、基板Wを吸着保持するのであり、このように、小さな幅(径方向)で円周状に真空引きして基板Wを保持することで、真空による基板Wへの影響(たわみ等)を最小限に抑えることができる。基板Wのリリースは、真空ライン252にN及び/または純水を供給して行う。 An adsorption ring 250 that adsorbs and holds the substrate W with the lower surface serving as a sealing surface is attached to the lower surface periphery of the adsorption head 234 via a pressing ring 251, and is provided continuously on the lower surface of the adsorption ring 250 in the circumferential direction. The concave portion 250 a and the vacuum line 252 extending through the suction head 234 communicate with each other through a communication hole 250 b provided in the suction ring 250. Thus, the substrate W is sucked and held by evacuating the concave portion 250a. Thus, by holding the substrate W by evacuating it with a small width (in the radial direction), The influence (deflection etc.) on the substrate W due to the vacuum can be minimized. The substrate W is released by supplying N 2 and / or pure water to the vacuum line 252.

一方、基板受け236は、下方に開口した有底円筒状に形成され、その周壁には、基板Wを内部に挿入する基板挿入窓236aが設けられ、下端には、内方に突出する円板状の基板ガイド部254が設けられており、この基板ガイド部254の内周端部にシールリング254aがやや上方に突出して設けられている。更に、この基板ガイド部254の上部には、基板Wの案内となるテーパ面256aを内周面に有する突起片256が備えられている。   On the other hand, the substrate receiver 236 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens downward, a peripheral wall is provided with a substrate insertion window 236a for inserting the substrate W therein, and a disc protruding inward at the lower end. A substrate-shaped substrate guide portion 254 is provided, and a seal ring 254 a is provided at the inner peripheral end of the substrate guide portion 254 so as to protrude slightly upward. Further, a protrusion piece 256 having a taper surface 256 a serving as a guide for the substrate W on the inner peripheral surface is provided on the upper portion of the substrate guide portion 254.

これにより、図7に示すように、基板受け236を下降させた状態で、基板Wを基板挿入窓236aから基板受け236の内部に挿入する。すると、この基板Wは、突起片256のテーパ面256aに案内され、位置決めされて基板ガイド部254の上面の所定位置に載置保持される。この状態で、基板受け236と吸着ヘッド234との相対位置を接近させ、図8に示すように、この基板受け236の基板ガイド部254上に載置保持した基板Wの上面を吸着ヘッド234の吸着リング250に当接させ、更に相対位置を接近させることによって、基板ガイド部254のシールリング254aを基板Wの周縁部下面に圧接させる。これによって、基板Wの周縁部下面をシールリング254aでシールして基板Wを保持する。   As a result, as shown in FIG. 7, the substrate W is inserted into the substrate receiver 236 from the substrate insertion window 236a with the substrate receiver 236 lowered. Then, the substrate W is guided by the tapered surface 256 a of the projection piece 256, positioned, and placed and held at a predetermined position on the upper surface of the substrate guide portion 254. In this state, the relative positions of the substrate receiver 236 and the suction head 234 are moved closer to each other, and the upper surface of the substrate W placed and held on the substrate guide portion 254 of the substrate receiver 236 is placed on the suction head 234 as shown in FIG. The seal ring 254a of the substrate guide portion 254 is brought into pressure contact with the lower surface of the peripheral edge portion of the substrate W by being brought into contact with the suction ring 250 and further approaching the relative position. As a result, the lower surface of the peripheral edge of the substrate W is sealed with the seal ring 254a to hold the substrate W.

そして、例えば基板Wの前処理を行うときには、前述のように、真空ライン252を通して吸着リング250の凹状部250aを真空引きすることで、基板Wの上面の周縁部を該吸着リング250の下面でシールしながら基板Wを吸着保持する。この状態で、基板Wの表面(下面)に向けて前処理液を噴射して基板の前処理を行う。これにより、基板Wの周縁部に触媒が付与されることを防止することができる。また、リンス時及びめっき処理時にあっては、図9に示すように、基板受け236と吸着ヘッド234との相対位置を、例えば数mm〜数十mm離間させ、基板Wを基板ガイド部254から離して、吸着リング250のみで吸着保持した状態となす。これにより、基板Wの表面(下面)の周縁部がリンス液により浄化される。更に、めっき処理時、基板表面及び裏面の周縁部がシールされなくでも、触媒がそれに付着していないため、めっきによる基板周縁部の汚染が防げる。   For example, when the pretreatment of the substrate W is performed, as described above, the concave portion 250a of the suction ring 250 is evacuated through the vacuum line 252, so that the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is placed on the lower surface of the suction ring 250. The substrate W is sucked and held while sealing. In this state, the substrate is pretreated by spraying a pretreatment liquid toward the surface (lower surface) of the substrate W. Thereby, it is possible to prevent the catalyst from being applied to the peripheral portion of the substrate W. Further, at the time of rinsing and plating, as shown in FIG. 9, the relative position between the substrate receiver 236 and the suction head 234 is separated by, for example, several mm to several tens mm, and the substrate W is separated from the substrate guide portion 254. Separated, the suction ring 250 is held by suction only. Thereby, the peripheral part of the surface (lower surface) of the substrate W is purified by the rinse liquid. Furthermore, even when the peripheral portions of the front and back surfaces of the substrate are not sealed during the plating process, the catalyst does not adhere to the peripheral portions, so that the contamination of the peripheral portion of the substrate due to plating can be prevented.

この例にあっては、図10(a)に示すように、基板ガイド部254のシールリング254aを基板Wの周縁部下面に圧接させ、基板Wの周縁部下面をシールリング254aでシールした状態で、このシールリング254aでシールした領域(下面)に、前述のように、ノズル板124のスプレーノズル124aから前処理液を基板Wに向けて噴射して基板Wの前処理、すなわち清浄化処理及び触媒付与処理を行う。   In this example, as shown in FIG. 10A, the seal ring 254a of the substrate guide portion 254 is pressed against the lower surface of the peripheral portion of the substrate W, and the lower surface of the peripheral portion of the substrate W is sealed with the seal ring 254a. Then, as described above, a pretreatment liquid is sprayed from the spray nozzle 124a of the nozzle plate 124 toward the substrate W onto the region (lower surface) sealed by the seal ring 254a, so that the substrate W is pretreated, that is, is cleaned. And a catalyst provision process is performed.

また、図10(b)に示すように、基板Wの上面の周縁部を該吸着リング250の下面でシールしながら基板Wを吸着保持し、更に、基板Wを基板ガイド部254から離した状態で、ノズル板112のスプレーノズル112aから純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する1成分または複数成分を混合して調製した水溶液等のリンス液を基板Wに向けて噴射して、基板Wに付着した前処理液をリンスするリンス処理を行う。その時、基板ガイド部254のシールリング254a、及び基板表面の外周部を専用のノズル(図示せず)からリンス液を噴射して洗浄する。   Further, as shown in FIG. 10B, the substrate W is sucked and held while the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is sealed with the lower surface of the suction ring 250, and the substrate W is separated from the substrate guide portion 254. Then, a rinsing liquid such as an aqueous solution prepared by mixing pure water, electrolytic ion water having a reducing power, or one or more components constituting the electroless plating solution from the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112 is directed toward the substrate W. A rinsing process for rinsing the pretreatment liquid adhering to the substrate W is performed. At that time, the sealing ring 254a of the substrate guide portion 254 and the outer peripheral portion of the substrate surface are cleaned by spraying a rinsing liquid from a dedicated nozzle (not shown).

更に、図10(c)に示すように、基板Wの上面の周縁部を該吸着リング250の下面でシールしながら基板Wを吸着保持し、更に、基板Wを基板ガイド部254から離した状態で、めっき槽200内のめっき液中に基板Wを浸漬させることで、基板表面にめっき処理を行う。   Further, as shown in FIG. 10C, the substrate W is sucked and held while the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is sealed by the lower surface of the suction ring 250, and the substrate W is separated from the substrate guide portion 254. Thus, the substrate surface is plated by immersing the substrate W in the plating solution in the plating tank 200.

めっき前処理が完了してからリンス処理を開始するまでの時間は、5秒以内であることが好ましく、これによって、めっき前処理後の残液による継続反応及び活性化された金属表面の酸化を最小限に抑えることができる。
また、基板表面に残る前処理液のリンス処理を完了してから無電解めっき処理を開始するまでの間隔は、15秒以内であることが好ましく、これにより、めっき前処理後の金属部表面の外部雰囲気の影響による再酸化を最小限に抑えることができる。
It is preferable that the time from the completion of the plating pretreatment to the start of the rinsing treatment be within 5 seconds, whereby the continuous reaction by the residual liquid after the plating pretreatment and the oxidation of the activated metal surface are performed. Can be minimized.
Further, the interval from the completion of the rinsing process of the pretreatment liquid remaining on the substrate surface to the start of the electroless plating process is preferably within 15 seconds, whereby the surface of the metal part after the plating pretreatment is Reoxidation due to the influence of the external atmosphere can be minimized.

図6に示していないが、めっき槽200を前処理槽100とほぼ同様な2重構造としてもよい。このように、めっき槽200を2重構造とすることで、めっき処理の直後に、基板を内槽から外槽に移して、直ちに1次リンス洗浄を行うことができる。この例では、無電解めっきユニット20として、リンス機能を備えていないものを使用しており、めっき処理の直後に、基板をめっき槽200からめっき前処理ユニット18に移し、めっき前処理ユニット18の外槽100bで1次リンス洗浄を行う。   Although not shown in FIG. 6, the plating tank 200 may have a double structure substantially similar to the pretreatment tank 100. Thus, by making the plating tank 200 have a double structure, immediately after the plating process, the substrate can be transferred from the inner tank to the outer tank, and the primary rinse cleaning can be performed immediately. In this example, an electroless plating unit 20 that does not have a rinsing function is used. Immediately after the plating process, the substrate is transferred from the plating tank 200 to the plating pretreatment unit 18, and the plating pretreatment unit 18. Primary rinse cleaning is performed in the outer tank 100b.

後洗浄ユニット24は、無電解めっきユニット20によってめっきを施した基板Wの表面に残留しているめっき液または絶縁膜上の不要析出物を2次洗浄で除去し、同時に基板Wの裏面を洗浄するためのものであり、更に、基板Wを高速回転させてスピン乾燥させることができるように構成されている。   The post-cleaning unit 24 removes the plating solution remaining on the surface of the substrate W plated by the electroless plating unit 20 or unnecessary precipitates on the insulating film by secondary cleaning, and simultaneously cleans the back surface of the substrate W. Further, the substrate W is rotated at a high speed and can be spin-dried.

つまり、この後洗浄ユニット24には、クランプ機構を介して基板Wを着脱自在に保持して該基板Wを高速回転させる基板ステージと、この基板ステージで保持した基板の表裏両面に、純水や薬液等の洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルが備えられている。そして、基板ステージで保持した基板を回転させながら、基板Wの表裏両面に純水や薬液等の洗浄液を供給することで、基板Wの表面に残留しているめっき液または絶縁膜上の不要析出物を除去し、同時に基板の裏面を洗浄し、更に基板ステージを介して基板Wを高速回転させることで、後洗浄後の基板Wをスピン乾燥するようになっている。   That is, the post-cleaning unit 24 includes a substrate stage that detachably holds the substrate W via a clamping mechanism and rotates the substrate W at a high speed, and pure water or both on both the front and back surfaces of the substrate held by the substrate stage. A cleaning liquid supply nozzle for supplying a cleaning liquid such as a chemical liquid is provided. Then, while rotating the substrate held by the substrate stage, by supplying a cleaning liquid such as pure water or chemicals to both the front and back surfaces of the substrate W, unnecessary deposition on the surface of the substrate W or the insulating film is prevented. The substrate W after the post-cleaning is spin-dried by removing the objects, simultaneously cleaning the back surface of the substrate, and further rotating the substrate W at a high speed through the substrate stage.

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、図11を更に参照して説明する。なお、この例では、図1に示すように、Co−W−P合金からなる合金膜(配線保護膜)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。   Next, a series of electroless plating processes by the electroless plating apparatus will be described with further reference to FIG. In this example, as shown in FIG. 1, a case where an alloy film (wiring protective film) 9 made of a Co—WP alloy is selectively formed to protect the wiring 8 will be described.

先ず、表面に配線8を形成した基板W(図1参照、以下同じ)を該基板Wの表面を上向き(フェースアップ)で収納してロード・アンロードユニット12に搭載した基板カセット10から、1枚の基板Wを第1搬送ロボット26で取り出して膜厚/膜質測定ユニット22に搬送する。そして、この膜厚/膜質測定ユニット22上に載置された基板Wを第2搬送ロボット28で受取り、180゜反転させた後、基板保持ヘッド38に受渡す。つまり、前述のように、基板受け236を下降させた状態で、基板Wを基板挿入窓236aから基板受け236の内部に挿入し、基板受け236を上昇させ基板ガイド部254のシールリング254aを基板Wの周縁部下面に圧接させて基板Wを保持する。   First, a substrate W (see FIG. 1, the same applies hereinafter) having wiring 8 formed on the surface thereof is stored in a substrate cassette 10 mounted on a load / unload unit 12 with the surface of the substrate W facing upward (face up). The single substrate W is taken out by the first transfer robot 26 and transferred to the film thickness / film quality measurement unit 22. Then, the substrate W placed on the film thickness / film quality measuring unit 22 is received by the second transfer robot 28, inverted by 180 °, and then transferred to the substrate holding head 38. That is, as described above, with the substrate receiver 236 lowered, the substrate W is inserted into the substrate receiver 236 from the substrate insertion window 236a, the substrate receiver 236 is raised, and the seal ring 254a of the substrate guide portion 254 is moved to the substrate. The substrate W is held in pressure contact with the lower surface of the peripheral edge of W.

次に、揺動アーム32を揺動させて、基板保持ヘッド38を前処理ユニット18の直上方位置まで移動させる。次に、蓋体102を内槽100aの上端開口部を覆う位置から待避位置に移動させた状態で、基板保持ヘッド38を下降させて処理槽100の内槽100aの内部に位置させ、基板保持ヘッド38で保持して回転させた基板Wに向けて、内槽100aの内部に配置したノズル板124のスプレーノズル124aから前処理液を基板Wに向けて噴射し、これによって、配線8の表面に前処理を施す。この前処理液としては、例えば、液温が25℃で、0.005g/LのPdClと0.2ml/LのHClの混合液、または0.04g/LのPdSOと20ml/LのHSOの混合溶液が挙げられる。 Next, the swing arm 32 is swung to move the substrate holding head 38 to a position directly above the pretreatment unit 18. Next, in a state where the lid 102 is moved from the position covering the upper end opening of the inner tank 100a to the retracted position, the substrate holding head 38 is lowered and positioned inside the inner tank 100a of the processing tank 100 to hold the substrate. A pretreatment liquid is sprayed toward the substrate W from the spray nozzle 124a of the nozzle plate 124 disposed inside the inner tank 100a toward the substrate W held and rotated by the head 38, whereby the surface of the wiring 8 is Is pre-processed. As this pretreatment liquid, for example, at a liquid temperature of 25 ° C., a mixed liquid of 0.005 g / L PdCl 2 and 0.2 ml / L HCl, or 0.04 g / L PdSO 4 and 20 ml / L A mixed solution of H 2 SO 4 may be mentioned.

これにより、配線8の表面にある金属酸化膜を除去したり、配線8及び絶縁膜2の表面に残ったCMP残渣を除去したりすると同時に、配線8の表面に触媒としてのPdを付着させる。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の露出表面を活性化させる。なお、前述のように、触媒付与処理によって前処理液中に混入する銅等の不純物の濃度を測定し、この不純物の濃度が所定の値に達したときに不純物を除去する前処理液浄化装置140を備えることで、使用済の前処理液を循環させて再利用することができる。
このめっき前処理時に基板Wを回転させることが好ましく、これにより、基板の表面全面に対する薬液反応の均一性を高めることができる。
Thereby, the metal oxide film on the surface of the wiring 8 is removed, or the CMP residue remaining on the surfaces of the wiring 8 and the insulating film 2 is removed, and at the same time, Pd as a catalyst is attached to the surface of the wiring 8. That is, Pd nuclei as catalyst nuclei (seed) are formed on the surface of the wiring 8 to activate the exposed surface of the wiring 8. As described above, the pretreatment liquid purification device measures the concentration of impurities such as copper mixed in the pretreatment liquid by the catalyst application treatment and removes the impurities when the concentration of the impurities reaches a predetermined value. By providing 140, the used pretreatment liquid can be circulated and reused.
It is preferable to rotate the substrate W at the time of the pre-plating treatment, whereby the uniformity of the chemical reaction over the entire surface of the substrate can be improved.

そして、基板保持ヘッド38を一旦上昇させ、必要に応じて、基板Wを高速で回転させて前処理液を振り切った後、前述のように、基板Wの上面の周縁部を該吸着リング250の下面でシールしながら基板Wを吸着保持し、更に、基板Wを基板ガイド部254から離した状態にする。しかる後、蓋体102を処理槽100の上端開口部を覆う位置に位置させ、ノズル板112のスプレーノズル112aから純水または還元力を有する電解イオン水等のリンス液を基板Wに向けて噴射して、基板に付着した前処理液をリンスするリンス処理を行う。
このリンス処理時にも基板Wを回転させることが好ましく、これにより、基板の表面全面に対する洗浄の均一性を高めることができる。
Then, the substrate holding head 38 is once lifted, and if necessary, the substrate W is rotated at a high speed to shake off the pretreatment liquid, and then the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is attached to the suction ring 250 as described above. The substrate W is sucked and held while sealing the lower surface, and the substrate W is separated from the substrate guide portion 254. Thereafter, the lid 102 is positioned so as to cover the upper end opening of the processing bath 100, and a rinsing liquid such as pure water or electrolytic ion water having reducing power is sprayed toward the substrate W from the spray nozzle 112 a of the nozzle plate 112. Then, a rinsing process for rinsing the pretreatment liquid adhering to the substrate is performed.
It is preferable to rotate the substrate W also at the time of the rinsing process, thereby improving the uniformity of cleaning with respect to the entire surface of the substrate.

次に、前述のようにして基板Wを基板保持ヘッド38で保持したまま、基板保持ヘッド38を無電解めっきユニット20の直上方位置まで移動させる。そして、めっき槽200内のめっき液を循環させた状態で、基板Wの表面に無電解めっき処理を施す。つまり、例えば、液温が80℃のCo−W−Pめっき液中に基板Wを、例えば120秒程度浸漬させて、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Co−W−P蓋めっき)を施し、しかる後、基板保持ヘッド38を上昇させ、めっき後の1次リンスを行う。これによって、配線8の表面に、Co−W−P合金からなる合金膜(配線保護膜)9を選択的に形成して配線8を保護する。このめっき液の組成としては、例えば以下のようなものが挙げられる。   Next, the substrate holding head 38 is moved to a position directly above the electroless plating unit 20 while the substrate W is held by the substrate holding head 38 as described above. Then, an electroless plating process is performed on the surface of the substrate W in a state where the plating solution in the plating tank 200 is circulated. That is, for example, the substrate W is immersed in a Co—WP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C. for about 120 seconds, for example, and the surface of the activated wiring 8 is selectively electroless plated (electroless Co). -W-P lid plating) is performed, and then the substrate holding head 38 is raised and primary rinsing after plating is performed. As a result, an alloy film (wiring protective film) 9 made of a Co—WP alloy is selectively formed on the surface of the wiring 8 to protect the wiring 8. Examples of the composition of the plating solution include the following.

めっき液組成
・CoSO・7HO:14g/L
・Na・2HO:70g/L
・HBO:40g/L
・NaWO・2HO:12g/L
・NaHPO・HO:21g/L
・pH:9.5(NaOHで調整)
このめっき液の容量、温度及び各組成成分を、めっき液管理装置240によって所定の範囲内に維持する。
Plating solution composition / CoSO 4 · 7H 2 O: 14 g / L
· Na 3 C 6 H 5 O 7 · 2H 2 O: 70g / L
・ H 3 BO 3 : 40 g / L
・ Na 2 WO 4 · 2H 2 O: 12 g / L
· NaH 2 PO 2 · H 2 O: 21g / L
-PH: 9.5 (adjusted with NaOH)
The capacity, temperature, and each composition component of the plating solution are maintained within a predetermined range by the plating solution management device 240.

ここで、筺体42の内部に、不活性ガスまたは還元性ガスを充填または循環させて、筺体42の内部を、少なくとも大気より酸素成分が少ない雰囲気となし、この状態で基板の前処理、リンス処理及びめっき処理を行うことが好ましい。これにより、触媒付与処理された配線8の表面に酸化膜が再生成されることを抑制したり、成膜中に保護膜が酸化されることを防止して、安定な膜質の合金膜を形成することができる。   Here, the inside of the housing 42 is filled or circulated with an inert gas or a reducing gas to make the inside of the housing 42 an atmosphere having at least less oxygen component than the atmosphere. In this state, the substrate is pretreated and rinsed. It is preferable to perform plating treatment. As a result, an oxide film is prevented from being regenerated on the surface of the wiring 8 subjected to the catalyst application treatment, and a protective film is prevented from being oxidized during the film formation, thereby forming an alloy film having a stable film quality. can do.

このめっき処理後の基板を基板保持ヘッド38から第2搬送ロボット28で受取り、180゜反転させた後、後洗浄ユニット24に搬送する。この後洗浄ユニット24で、基板Wを基板ステージで保持し回転させながら、基板Wの表裏両面に純水等の洗浄液を供給して、基板Wの表面及び裏面を洗浄し、更に基板ステージを介して基板Wを高速回転させることで、後洗浄後の基板Wをスピン乾燥する。   The substrate after the plating process is received from the substrate holding head 38 by the second transfer robot 28, inverted by 180 °, and then transferred to the post-cleaning unit 24. Thereafter, the cleaning unit 24 supplies the cleaning liquid such as pure water to both the front and back surfaces of the substrate W while holding and rotating the substrate W on the substrate stage to clean the front and back surfaces of the substrate W, and further through the substrate stage. By rotating the substrate W at a high speed, the substrate W after post-cleaning is spin-dried.

次に、このスピン乾燥後の基板Wを第2搬送ロボット28で膜厚/膜質測定ユニット22に搬送し、この膜厚/膜質測定ユニット22で、必要に応じて配線8の表面に形成された合金膜9の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定し、この膜厚または膜質測定後の基板Wを第1搬送ロボット26でロード・アンロードユニット12に搭載された基板カセット10に戻す。   Next, the substrate W after the spin drying is transported to the film thickness / film quality measuring unit 22 by the second transport robot 28, and is formed on the surface of the wiring 8 as needed by the film thickness / film quality measuring unit 22. At least one of the film thickness and film quality of the alloy film 9 is measured, and the substrate W after the film thickness or film quality measurement is returned to the substrate cassette 10 mounted on the load / unload unit 12 by the first transfer robot 26.

そして、この配線8の露出表面に形成した保護膜9の膜厚または膜質を測定した測定結果を次の基板を無電解めっき処理する前にフィードバックし、これにより、この膜厚や膜質の変動に応じて、例えば次の基板に対するめっき処理の処理時間またはめっき液の成分を調整することで、基板の被処理下地表面に形成される合金膜の膜厚や膜質を制御する。   Then, the measurement result obtained by measuring the film thickness or film quality of the protective film 9 formed on the exposed surface of the wiring 8 is fed back before the next substrate is subjected to the electroless plating process. Accordingly, for example, by adjusting the processing time of the plating process for the next substrate or the components of the plating solution, the film thickness and film quality of the alloy film formed on the substrate surface to be processed are controlled.

この例によれば、めっき前処理後、基板に残った前処理液をリンスするリンス液として純水等の任意の液体を使用することができる。
なお、上記の例では、合金膜(配線保護膜)9として、Co−W−P合金膜を使用した例を示しているが、Co−P、Co−W−B、Co−B、Ni−W−P、Ni−P、Ni−W−BまたはNi−B等からなる配線保護膜を使用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。
According to this example, an arbitrary liquid such as pure water can be used as a rinsing liquid for rinsing the pretreatment liquid remaining on the substrate after the pretreatment for plating.
In the above example, a Co—WP alloy film is used as the alloy film (wiring protective film) 9, but Co—P, Co—WB, Co—B, Ni— A wiring protective film made of WP, Ni-P, Ni-WB, Ni-B, or the like may be used. Moreover, although the example which uses copper as a wiring material is shown, you may use a copper alloy, silver, a silver alloy, gold | metal | money, a gold alloy, etc. other than copper.

前記めっき前処理を、無電解めっき処理と同様に、基板を前処理液に浸漬させて行うようにしてもよい。これにより、基板処理中に基板を外部雰囲気と隔離して、活性化された金属部の表面が再酸化されてしまうことを防止することができる。また、めっき前処理液の溶存酸素量が調整可能となり、めっき前処理における触媒付与等の反応速度を制御することができる。   The plating pretreatment may be performed by immersing the substrate in a pretreatment liquid, similarly to the electroless plating treatment. Thereby, the substrate can be isolated from the external atmosphere during the substrate processing, and the surface of the activated metal part can be prevented from being reoxidized. In addition, the amount of dissolved oxygen in the plating pretreatment solution can be adjusted, and the reaction rate such as catalyst application in the pretreatment for plating can be controlled.

無電解めっきによって配線保護膜を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the wiring protective film by the electroless plating. 本発明の実施の形態の無電解めっき装置の平面配置図である。1 is a plan layout view of an electroless plating apparatus according to an embodiment of the present invention. 前処理ユニットの基板受渡し時における正面図である。It is a front view at the time of the board | substrate delivery of a pre-processing unit. 前処理ユニットの触媒付与処理時における正面図である。It is a front view at the time of the catalyst provision process of a pre-processing unit. 前処理ユニットの清浄化処理時及び触媒薬液のリンス処理時における正面図である。It is a front view at the time of the cleaning process of a pre-processing unit, and the rinse process of a catalyst chemical | medical solution. 前処理ユニット及び無電解めっきユニットの系統図である。It is a systematic diagram of a pretreatment unit and an electroless plating unit. 基板保持ヘッドの基板受渡し時における要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view at the time of board | substrate delivery of a board | substrate holding head. 基板保持ヘッドの基板受けを上昇させ基板ガイド部のシールリングを基板の周縁部下面に圧接させて基板を保持した状態の要部拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a state where the substrate holder of the substrate holding head is lifted and the seal ring of the substrate guide portion is pressed against the lower surface of the peripheral edge of the substrate to hold the substrate. 基板保持ヘッドの基板の上面の周縁部を吸着リングの下面でシールしながら基板を吸着保持し、更に基板を基板ガイド部から離した状態の要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a state where the substrate is sucked and held while the peripheral edge of the upper surface of the substrate of the substrate holding head is sealed with the lower surface of the suction ring, and further the substrate is separated from the substrate guide portion. (a)は、基板の前処理(清浄化処理及び触媒付与処理)を行っている状態を、(b)は、基板に付着した薬液をリンスするリンス処理を行っている状態を、(c)は、基板表面にめっき処理を行っている状態をそれぞれ示す概要図である。(A) shows a state in which pretreatment (cleaning treatment and catalyst application treatment) of the substrate is performed, (b) shows a state in which rinsing treatment for rinsing the chemical solution adhering to the substrate is carried out, (c) These are the schematic diagrams which respectively show the state which is performing the plating process to the board | substrate surface. 図2に示す無電解めっき装置におけるプロセスフロー図である。It is a process flow figure in the electroless-plating apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

8 配線
9 保護膜
10 基板カセット
12 ロード・アンロードユニット
18 前処理ユニット
20 無電解めっきユニット
22 膜厚/膜質測定ユニット
24 後洗浄ユニット
30 旋回軸
32 揺動アーム
38 基板保持ヘッド
40 筺体
100 処理槽
102 蓋体
104 脚部
106 クランク
108 蓋体移動用シリンダ
112,124 ノズル板
112a,124a スプレーノズル
120 前処理液タンク
126 排水管
132 リンス液供給源
140 前処理液浄化装置
200 めっき槽
202 めっき液供給タンク
210 めっき液回収溝
216 ヒータ
218 流量計
220 熱交換器
222 加熱装置
224 攪拌ポンプ
234 吸着ヘッド
236 基板受け
240 めっき液管理装置
250 吸着リング
252 真空ライン
254 基板ガイド部
254a シールリング
8 Wiring 9 Protective film 10 Substrate cassette 12 Load / unload unit 18 Pretreatment unit 20 Electroless plating unit 22 Film thickness / film quality measurement unit 24 Post-cleaning unit 30 Rotating shaft 32 Swing arm 38 Substrate holding head 40 Housing 100 Processing tank 102 Lid body 104 Leg part 106 Crank 108 Lid moving cylinders 112, 124 Nozzle plates 112a, 124a Spray nozzle 120 Pretreatment liquid tank 126 Drain pipe 132 Rinse liquid supply source 140 Pretreatment liquid purification device 200 Plating tank 202 Plating liquid supply Tank 210 Plating solution recovery groove 216 Heater 218 Flow meter 220 Heat exchanger 222 Heating device 224 Stirring pump 234 Suction head 236 Substrate receiver 240 Plating solution management device 250 Suction ring 252 Vacuum line 254 Substrate guide portion 254a Seal phosphorus

Claims (6)

基板の表面に形成された配線である金属部に配線保護膜を無電解めっきによって形成する無電解めっき装置であって、
処理槽を有する前処理ユニットと、
めっき槽を有する無電解めっきユニットと、
後洗浄ユニットとを有し、
前記前処理ユニットと前記無電解めっきユニットは、吸着ヘッドと該吸着ヘッドの周囲を囲繞する基板受けを備えた共通の基板保持ヘッドを有し、
前記吸着ヘッドには、円周方向に沿って延びる真空引き可能な凹状部を有する吸着リングが取付けられ、
前記基板受けは、内方に突出し内周端部にシールリングを有し、
前記吸着ヘッドによって前記シールリングを基板の周縁部に圧接させて、基板の周縁部を前記シールリングでシールして基板を保持し、
前記吸着リングの凹状部を真空引きして、基板の周縁部を前記吸着リングでシールしながら基板を吸着保持して基板を前記基板受けから引離すことを特徴とする無電解めっき装置。
An electroless plating apparatus for forming a wiring protection film on a metal part, which is a wiring formed on the surface of a substrate, by electroless plating,
A pretreatment unit having a treatment tank;
An electroless plating unit having a plating tank;
A post-cleaning unit,
The pretreatment unit and the electroless plating unit have a common substrate holding head including a suction head and a substrate receiver surrounding the suction head,
A suction ring having a concave portion that can be evacuated and extends along the circumferential direction is attached to the suction head,
The substrate receiver protrudes inward and has a seal ring at the inner peripheral end,
The sealing ring is pressed against the peripheral edge of the substrate by the suction head, the peripheral edge of the substrate is sealed with the seal ring, and the substrate is held.
An electroless plating apparatus, wherein the concave portion of the suction ring is evacuated, the substrate is sucked and held while the peripheral portion of the substrate is sealed with the suction ring, and the substrate is pulled away from the substrate receiver.
前記シールリングを洗浄するリンス液を噴射するノズルを更に有することを特徴とする請求項1記載の無電解めっき装置。   2. The electroless plating apparatus according to claim 1, further comprising a nozzle for injecting a rinsing liquid for cleaning the seal ring. 前記基板保持ヘッドは、揺動自在な揺動アームの自由端に取付けられて、前記前処理ユニットと前記無電解めっきユニットとの間を移動することを特徴とする請求項1記載の無電解めっき装置。   2. The electroless plating according to claim 1, wherein the substrate holding head is attached to a free end of a swingable swinging arm and moves between the pretreatment unit and the electroless plating unit. apparatus. 前記前処理ユニットでは、基板の表面を清浄化すると同時に、前記金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させるめっき前処理と、めっき前処理後の基板の表面に残った前処理液をリンスするリンス処理を行うことを特徴とする請求項1記載の無電解めっき装置。   The pretreatment unit cleans the surface of the substrate, and simultaneously applies a catalyst to the metal part to activate the surface of the metal part, and before remaining on the surface of the substrate after the plating pretreatment. The electroless plating apparatus according to claim 1, wherein a rinsing process for rinsing the processing liquid is performed. 前記前処理ユニット、前記無電解めっきユニット及び前記基板保持ヘッドは、内部の雰囲気を装置全体と独立に調整できる筐体内部に配置されていることを特徴とする請求項4記載の無電解めっき装置。   5. The electroless plating apparatus according to claim 4, wherein the pretreatment unit, the electroless plating unit, and the substrate holding head are arranged inside a housing that can adjust an internal atmosphere independently of the entire apparatus. . 基板の表面に形成された配線である金属部に配線保護膜を無電解めっきによって形成する無電解めっき方法であって、
基板表面の周縁部を基板保持ヘッドのシールリングでシールした状態で基板表面に前処理液を接触させてめっき前処理を行い、
前記基板ヘッドによって基板裏面のみで基板を吸着保持しながら、リンスおよび無電解めっき処理を行うことを特徴とする無電解めっき方法。
An electroless plating method for forming a wiring protective film on a metal part, which is a wiring formed on the surface of a substrate, by electroless plating,
In the state where the peripheral edge of the substrate surface is sealed with the seal ring of the substrate holding head, the pretreatment liquid is brought into contact with the substrate surface to perform the pretreatment for plating.
An electroless plating method comprising rinsing and electroless plating treatment while adsorbing and holding a substrate only on the back surface of the substrate by the substrate head.
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