JP2013249495A - めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】めっき処理方法は、凹部が形成された基板2をケーシング101の内部に準備する工程と、めっき液を基板2に対して供給し、特定機能を有するめっき層を凹部の内面に形成するめっき工程S21と、を備えている。めっき工程S21は、めっき液を基板2に対して供給し、基板2の凹部内にめっき液を供給し充填した後に、前記めっき液より高い温度のめっき液を基板に対して供給する。
【選択図】図1
Description
めっき処理装置20は、ケーシング101の内部で基板2を保持して回転させる基板保持機構110と、基板保持機構110に保持された基板2に向けてめっき液を吐出し、特定機能を有するめっき層を基板の凹部の内面に形成するめっき機構30と、めっき機構30に接続され、めっき機構30にめっき液を供給するめっき液供給機構と、を備えている。このうち、めっき機構30は、低温のめっき液を基板2に向けて吐出する置換ユニット55と、置換ユニット55において用いられるめっき液の温度よりも高い温度を有する高温のめっき液を基板2に向けて吐出する成膜ユニット35と、を含んでいる。なお「低温」とは、置換ユニット55から吐出されるめっき液の温度が、めっき反応が有意に進行しない程度の温度となっていることを意味している。例えば、置換ユニット55から吐出されるめっき液によって形成されるめっき層の成膜の速度が、最終的に高温処理時に得られるめっき層15の成膜の速度と比較して10%以下となっていることを意味している。また「高温」とは、成膜ユニット35から吐出されるめっき液の温度が、現実的な処理時間内でめっき処理を完了させることができる程度の温度となっていることを意味している。
基板保持機構110は、図2に示すように、ケーシング101内で上下に伸延する中空円筒状の回転軸部材111と、回転軸部材111の上端部に取り付けられたターンテーブル112と、ターンテーブル112の上面外周部に設けられ、基板2を支持するウエハチャック113と、回転軸部材111に連結され、回転軸部材111を回転駆動する回転機構162と、を有している。
次にめっき機構30の成膜ユニット35および置換ユニット55について説明する。はじめに成膜ユニット35について説明する。成膜ユニット35は、基板2に向けてめっき液を吐出する吐出ノズル34と、吐出ノズル34が設けられた吐出ヘッド33と、を有している。吐出ヘッド33内には、めっき液供給機構71から供給されためっき液を吐出ノズル34に導くための配管や、めっき液を保温するための熱媒を循環させるための配管などが収納されている。
次に、めっき機構30の成膜ユニット35および置換ユニット55にめっき液を供給する、めっき液供給機構の成膜用めっき液供給機構71および置換用めっき液供給機構74について、図3を参照して説明する。なお成膜用めっき液供給機構71および置換用めっき液供給機構74は、めっき液を加熱するための加熱ユニットが設けられているかどうかが異なるのみであり、その他の構成は同一である。ここでは、成膜用めっき液供給機構71について主に説明する。
次に、本実施の形態において用いられるめっき液について説明する。なお、成膜用めっき液供給機構71から成膜ユニット35に供給されるめっき液と、置換用めっき液供給機構74から置換ユニット55に供給されるめっき液とは、温度を除いて略同一である。以下、めっき液の材料や成分を説明する際に用いられる「めっき液」という用語は、成膜ユニット35において用いられるめっき液、および、置換ユニット55において用いられるめっき液の両方を表している。
次に前処理機構54およびプリウェット機構57について説明する。前処理機構54は、基板2に向けて前処理液を吐出する吐出ノズル54aを有している。同様に、プリウェット機構57は、基板2に向けてプリウェット液を吐出する吐出ノズル57aを有している。図1に示すように、各吐出ノズル54a,57aは、上下方向および水平方向に移動可能な上述の吐出ヘッド53に取り付けられていてもよい。
次に図4を参照して、前処理機構54に前処理液を供給する前処理液供給機構73、および、プリウェット機構57にプリウェット液を供給するプリウェット液供給機構76について説明する。なお、前処理液供給機構73およびプリウェット液供給機構76は、収容されている処理液の種類が異なるのみであり、その他の構成は略同一である。ここでは、前処理液供給機構73について主に説明する。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用および効果について説明する。ここでは、基板2に形成された凹部12の内面に、無電解めっき法によって、CoWBのバリア膜を形成するめっき処理方法について説明する。図5は、めっき処理方法を示すフローチャートである。また図6A乃至図6Fは、めっき処理方法の各工程の際の基板2の様子を示す断面図である。
なお本実施の形態による置換工程S21aにおいて、図7に示すように、矢印Sに沿った方向へ吐出ヘッド53が移動している間に、吐出ヘッド53に取り付けられた吐出ノズル55aから、基板2に向けて低温のめっき液74cを吐出してもよい。この場合、吐出されるめっき液74cの速度成分に、吐出ヘッド53の移動速度に対応する速度成分が追加される。このため、方向Sに沿ってめっき液74cが前処理液73cを押す力を強めることができる。また、各凹部12内に充填されている前処理液73cに対して、めっき液74cの運動エネルギーに基づく衝撃力を直接に印加することができる。これらのことにより、前処理液73cをめっき液74cに置換する効率を高めることができる。
なお、矢印Sに沿った方向は、例えば、基板2の中心部から基板2の周縁部に向かう方向に平行なっている。
上述のめっき処理装置20を用いて、基板2の絶縁層11の凹部12の内面12aにCoWBのめっき層15を形成した例について説明する。
上述の置換工程S21aを実施しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、基板2の絶縁層11の凹部12の内面12aにCoWBのめっき層を形成した。すなわち、比較例1においては、めっき工程として、65℃のめっき液を基板2に向けて5分間にわたって吐出する工程のみを実施した。また、形成されためっき層を観察した。結果を図13に示す。
12 凹部
15 めっき層
20 めっき処理装置
30 めっき機構
101 ケーシング
110 基板保持機構
Claims (15)
- 基板に形成された凹部に対してめっき処理を行うめっき処理方法において、
前記凹部が形成された基板をケーシングの内部に準備する工程と、
めっき液を基板に対して供給し、特定機能を有するめっき層を前記凹部の内面に形成するめっき工程と、を備え、
前記めっき工程は、めっき液を基板に対して供給し、基板の前記凹部内にめっき液を充填した後に、前記めっき液より高い温度のめっき液を基板に対して供給する、めっき処理方法。 - 前処理液を基板に対して供給する前処理工程をさらに備え、
前記めっき工程は、めっき液を基板に対して供給し、基板の前記凹部内に充填されている前処理液をめっき液に置換する置換工程と、前記置換工程の後に、めっき液を基板に対して供給して前記めっき層を形成する成膜工程と、を含み、
前記置換工程において用いられるめっき液の温度が、前記成膜工程において用いられるめっき液の温度よりも低くなっている、請求項1に記載のめっき処理方法。 - 前記成膜工程は、前記置換工程において用いられるめっき液の温度よりも高い温度に加熱されためっき液を基板に対して供給する工程を含む、請求項2に記載のめっき処理方法。
- 前記成膜工程は、基板に対して供給されためっき液を、前記置換工程において用いられるめっき液の温度よりも高い温度に加熱する工程を含む、請求項2に記載のめっき処理方法。
- 前記前処理液は、脱ガス処理された脱イオン水からなる、請求項2乃至4のいずれか一項に記載のめっき処理方法。
- 前記前処理工程の前に実施され、イオンを含むイオン水を基板に対して供給するプリウェット工程をさらに備える、請求項5に記載のめっき処理方法。
- 前記成膜工程において、めっき液は、基板の半径方向に沿って並べられた複数の吐出ノズルから、または、基板の半径方向に沿って延びる吐出ノズルから、基板に対して吐出される、請求項2乃至6のいずれか一項に記載のめっき処理方法。
- 基板に形成された凹部に対してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記凹部が形成された基板を保持する基板保持機構と、
めっき液を基板に対して供給し、特定機能を有するめっき層を前記凹部の内面に形成するめっき機構と、を備え、
前記めっき機構は、めっき液を基板に対して供給し、基板の前記凹部内にめっき液を充填した後に、前記めっき液より高い温度のめっき液を基板に対して供給する、めっき処理装置。 - 前処理液を基板に対して供給する前処理機構をさらに備え、
前記めっき機構は、基板の前記凹部内に充填された前処理液を置換するめっき液を基板に対して供給する置換ユニットと、前記置換ユニットがめっき液を基板に対して供給した後に、基板に対してめっき液を供給する成膜ユニットと、を有し、
前記置換ユニットにおいて用いられるめっき液の温度が、前記成膜ユニットにおいて用いられるめっき液の温度よりも低くなっている、請求項8に記載のめっき処理装置。 - 前記成膜ユニットは、前記置換ユニットにおいて用いられるめっき液の温度よりも高い温度に加熱されためっき液を基板に対して供給するよう構成されている、請求項9に記載のめっき処理装置。
- 前記成膜ユニットは、基板に対して供給されためっき液を、前記置換ユニットにおいて用いられるめっき液の温度よりも高い温度に加熱するよう構成されている、請求項9に記載のめっき処理装置。
- 前記前処理液は、脱ガス処理された脱イオン水からなる、請求項9乃至11のいずれか一項に記載のめっき処理装置。
- 前処理液を基板に対して供給する前に、イオンを含むイオン水を基板に対して供給するプリウェット機構をさらに備える、請求項12に記載のめっき処理装置。
- 前記成膜ユニットは、基板の半径方向に沿って並べられ、めっき液を基板に対して吐出する複数の吐出ノズルを含む、または、基板の半径方向に沿って延び、めっき液を基板に対して吐出する吐出ノズルを含む、請求項9乃至13のいずれか一項に記載のめっき処理装置。
- 基板に形成された凹部に対してめっき処理を行うめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記めっき処理方法は、
前記凹部が形成された基板をケーシングの内部に準備する工程と、
めっき液を基板に対して供給し、特定機能を有するめっき層を前記凹部の内面に形成するめっき工程と、を備え、
前記めっき工程は、めっき液を基板に対して供給し、基板の前記凹部内にめっき液を充填した後に、前記めっき液より高い温度のめっき液を基板に対して供給する、方法からなっていることを特徴とする記憶媒体。
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