JP2017059773A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、基板の表面に付着する、ドライエッチング処理において生じた有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板処理装置（１）において、第１処理部（４）は、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される第１洗浄液（Ｌ１）を供給する第１洗浄液供給部（４３ａ）を備え、基板（Ｗ１）に対して、第１洗浄液供給部（４３ａ）により第１洗浄液（Ｌ１）を供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。また、本発明は、本発明の基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体に関する。
近年、半導体装置、中でも半導体集積回路装置の動作の高速化が進展している。動作の高速化は、配線材料の低抵抗化等により実現される。このため、配線材料は、従来のアルミニウムに代わり、より低抵抗な銅が使用されるようになってきている。
特許文献１には、銅配線の形成方法として、銅の異方性ドライエッチング方法が記載されている。
特開２０１２−５４３０６号公報
本発明者は、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により、基板に銅配線を形成する場合、基板のドライエッチング処理表面に、ドライエッチング処理において生じた有機エッチングガス由来の有機ポリマーが付着することを見出した。
かかる有機ポリマーは、無電解めっき処理等により基板の銅配線上に金属膜を形成する際の障害となる。
そこで、本発明は、ドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、基板の表面に付着する、ドライエッチング処理において生じたエッチングガス由来の有機ポリマーを除去できる基板処理装置及び基板処理方法、並びに、該基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体を提供することを目的とする。
本発明者は、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板を、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される洗浄液で洗浄することにより、基板の表面に付着する、ドライエッチング処理において生じた有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去できること、並びに、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される洗浄液を使用した洗浄後に、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される洗浄液を使用した洗浄を行うことにより、有機ポリマーの除去効果が向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。なお、本発明者は、上記洗浄液を使用した洗浄により有機ポリマーが除去されることを顕微鏡観察により実際に確認している。
本発明は、以下の発明を包含する。
（１）有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、前記基板の表面に付着する、前記ドライエッチング処理において生じた前記有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去する洗浄処理を行う洗浄処理部と、前記洗浄処理部の動作を制御する制御部とを備える基板処理装置であって、
前記洗浄処理部が、前記基板に対して、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される第１洗浄液を供給する第１洗浄液供給部を備え、
前記制御部が、前記基板に対して、前記第１洗浄液供給部により前記第１洗浄液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部を制御する、前記基板処理装置。
（２）前記有機エッチングガスが、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上のガスである、（１）に記載の基板処理装置。
（３）前記洗浄処理部が、前記基板に対して、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第２洗浄液を供給する第２洗浄液供給部をさらに備え、
前記制御部が、前記基板に対して、前記第１洗浄液供給部による前記第１洗浄液の供給後に、前記第２洗浄液供給部により前記第２洗浄液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部及び前記第２洗浄液供給部を制御する、（１）又は（２）に記載の基板処理装置。
（４）前記洗浄処理部が、前記基板に対して、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第３洗浄液であって、前記第２洗浄液とは異なる前記第３洗浄液を供給する第３洗浄液供給部をさらに備え、
前記制御部が、前記基板に対して、前記第２洗浄液供給部による前記第２洗浄液の供給後に、前記第３洗浄液供給部により前記第３洗浄液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部、第２洗浄液供給部及び前記第３洗浄液供給部を制御する、（３）に記載の基板処理装置。
（５）前記洗浄処理部が、前記基板に対して、リンス液を供給するリンス液供給部をさらに備え、
前記制御部が、前記基板に対して、前記第１洗浄液供給部による前記第１洗浄液の供給後であって前記第２洗浄液供給部による前記第２洗浄液の供給前に、及び／又は、前記第２洗浄液供給部による前記第２洗浄液の供給後であって前記第３洗浄液供給部による前記第３洗浄液の供給前に、前記リンス液供給部より前記リンス液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部、前記第２洗浄液供給部、前記第３洗浄液供給部及び前記リンス液供給部を制御する、（３）又は（４）に記載の基板処理装置。
（６）前記基板処理装置が、前記基板の前記銅配線を金属膜でコーティングするコーティング処理を行うコーティング処理部をさらに備え、
前記制御部が、前記基板に対して、前記洗浄処理部による前記洗浄処理後に、前記コーティング処理部により前記コーティング処理が行われるように、前記洗浄処理部及び前記コーティング処理部を制御する、（１）〜（５）のいずれかに記載の基板処理装置。
（７）前記基板処理装置が、前記基板に対して、疎水化剤溶液を供給する疎水化剤溶液供給部をさらに備え、
前記制御部が、前記基板に対して、前記洗浄処理部による前記洗浄処理後であって前記コーティング処理部による前記コーティング処理前に、前記疎水化剤溶液供給部により前記疎水化剤溶液が供給されるように、前記洗浄処理部、前記コーティング処理部及び前記疎水化剤溶液供給部を制御する、（６）に記載の基板処理装置。
（８）前記コーティング処理が無電解めっき処理である、（６）又は（７）に記載の基板処理装置。
（９）有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、前記基板の表面に付着する、前記ドライエッチング処理において生じた前記有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去する洗浄工程を含む、基板処理方法であって、
前記洗浄工程において、前記基板に対して、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される第１洗浄液を供給する、前記基板処理方法。
（１０）前記有機エッチングガスが、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上のガスである、（９）に記載の基板処理方法。
（１１）前記洗浄工程において、前記基板に対して、前記第１洗浄液の供給後に、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第２洗浄液を供給する、（９）又は（１０）に記載の基板処理方法。
（１２）前記洗浄工程において、前記基板に対して、前記第２洗浄液の供給後に、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第３洗浄液であって、前記第２洗浄液とは異なる前記第３洗浄液を供給する、（１１）に記載の基板処理方法。
（１３）前記洗浄工程において、前記基板に対して、前記第１洗浄液の供給後であって前記第２洗浄液の供給前に、及び／又は、前記第２洗浄液の供給後であって前記第３洗浄液の供給前に、リンス液を供給する、（１１）又は（１２）に記載の基板処理方法。
（１４）前記洗浄工程後に、前記基板の前記銅配線を金属膜でコーティングするコーティング工程をさらに含む、（９）〜（１３）のいずれかに記載の基板処理方法。
（１５）前記洗浄工程後であって前記コーティング工程前に、前記基板に対して、疎水化剤溶液を供給する疎水化剤溶液供給工程をさらに含む、（１４）に記載の基板処理方法。
（１６）前記コーティング工程において、無電解めっき処理により、前記基板の前記銅配線を金属膜でコーティングする、（１４）又は（１５）に記載の基板処理方法。
（１７）ドライエッチング処理により所定の配線形状に形成された銅配線を有する基板を準備する工程と、
前記銅配線の表面に付着した前記ドライエッチング処理において生じたエッチングガス由来の有機ポリマーを洗浄液で除去する洗浄工程と、
前記洗浄工程後に、前記基板の前記銅配線の表面を選択的に金属膜でコーティングするコーティング工程と、を含む基板処理方法。
（１８）基板処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板処理装置を制御して（９）〜（１７）のいずれかに記載の基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。
本発明によれば、ドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、基板の表面に付着する、ドライエッチング処理において生じたエッチングガス由来の有機ポリマーを除去することができる基板処理装置及び基板処理方法、並びに、該基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体が提供される。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す概略図である。 図２は、図１に示す基板処理装置が備える基板処理部の構成を示す概略平面図である。 図３は、図２に示す基板処理部が備える第１処理部の構成を示す概略断面図である。 図４は、図２に示す基板処理部が備える第２処理部の構成を示す概略断面図である。 図５Ａは、ドライエッチング処理を説明するための概略断面図である。 図５Ｂは、ドライエッチング処理を説明するための概略断面図（図５Ａの続き）である。 図５Ｃは、ドライエッチング処理を説明するための概略断面図（図５Ｂの続き）である。 図５Ｄは、ドライエッチング処理を説明するための概略断面図（図５Ｃの続き）である。 図６は、図３に示す第１処理部の変更例の構成を示す概略断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜基板処理装置の構成＞
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１は、基板処理部２と、基板処理部２の動作を制御する制御部３とを備える。
基板処理部２は、基板に対する各種処理を行う。基板処理部２が行う各種処理については後述する。
制御部３は、例えばコンピュータであり、主制御部と記憶部とを備える。主制御部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより基板処理部２の動作を制御する。記憶部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク等の記憶デバイスで構成されており、基板処理部２において実行される各種処理を制御するプログラムを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、その記憶媒体から記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカード等が挙げられる。記録媒体には、例えば、基板処理装置１の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータが基板処理装置１を制御して後述する基板処理方法を実行させるプログラムが記録される。
＜基板処理部の構成＞
次に、基板処理部２の構成について図２を参照して説明する。図２は、基板処理部２の構成を示す概略平面図である。なお、図２中の点線は基板を表す。
基板処理部２は、基板に対する各種処理を行う。基板処理部２が行う処理は、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、基板の表面に付着する、ドライエッチング処理において生じた有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去する洗浄処理を含む限り特に限定されない。したがって、基板処理部２が行う処理には、有機ポリマーを除去する洗浄処理以外の処理が含まれていてもよい。例えば、基板処理部２が行う処理には、基板に銅配線を形成するための、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理が含まれていてもよい。本実施形態において、基板処理部２は、ドライエッチング処理後の基板から、基板の表面に付着する有機ポリマーを除去する洗浄処理と、洗浄処理後の基板の銅配線を金属膜でコーティングする無電解めっき処理とを含む処理を行う。なお、無電解めっき処理は、洗浄処理後の基板の銅配線を金属膜でコーティングするコーティング処理の一例である。
基板処理部２は、搬入出ステーション２１と、搬入出ステーション２１に隣接して設けられた処理ステーション２２とを備える。
搬入出ステーション２１は、載置部２１１と、載置部２１１に隣接して設けられた搬送部２１２とを備える。
載置部２１１には、複数枚の基板を水平状態で収容する複数の搬送容器（以下「キャリアＣ」という。）が載置される。
搬送部２１２は、搬送機構２１３と受渡部２１４とを備える。搬送機構２１３は、基板を保持する保持機構を備え、水平方向及び鉛直方向への移動並びに鉛直軸を中心とする旋回が可能となるように構成されている。
処理ステーション２２は、ドライエッチング処理後の基板から、基板の表面に付着する有機ポリマーを除去する洗浄処理を含む処理を行う第１処理部４と、洗浄処理後の基板の銅配線を金属膜でコーティングする無電解めっき処理を含む処理を行う第２処理部５とを備える。本実施形態において、処理ステーション２２が有する第１処理部４の数は２以上であるが、１であってもよい。第２処理部５についても同様である。第１処理部４は、所定方向に延在する搬送路２２１の一方側に配列されており、第２処理部５は、搬送路２２１の他方側に配列されている。
搬送路２２１には、搬送機構２２２が設けられている。搬送機構２２２は、基板を保持する保持機構を備え、水平方向及び鉛直方向への移動並びに鉛直軸を中心とする旋回が可能となるように構成されている。
以下、第１処理部４による基板処理前の基板（第１処理部４による基板処理の対象となる基板）を「基板Ｗ１」、第１処理部４による基板処理後であって第２処理部５による基板処理前の基板（第２処理部５による基板処理の対象となる基板）を「基板Ｗ２」、第２処理部による基板処理後の基板を「基板Ｗ３」という。
基板処理部２において、搬入出ステーション２１の搬送機構２１３は、キャリアＣと受渡部２１４との間で基板Ｗ１，Ｗ３の搬送を行う。具体的には、搬送機構２１３は、載置部２１１に載置されたキャリアＣから基板Ｗ１を取り出し、取り出した基板Ｗ１を受渡部２１４に載置する。また、搬送機構２１３は、処理ステーション２２の搬送機構２２２により受渡部２１４に載置された基板Ｗ３を取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。
基板処理部２において、処理ステーション２２の搬送機構２２２は、受渡部２１４と第１処理部４との間、第１処理部４と第２処理部５との間、第２処理部５と受渡部２１４との間で基板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の搬送を行う。具体的には、搬送機構２２２は、受渡部２１４に載置された基板Ｗ１を取り出し、取り出した基板Ｗ１を第１処理部４へ搬入する。また、搬送機構２２２は、第１処理部４から基板Ｗ２を取り出し、取り出した基板Ｗ２を第２処理部５へ搬入する。さらに、搬送機構２２２は、第２処理部５から基板Ｗ３を取り出し、取り出した基板Ｗ３を受渡部２１４に載置する。
＜第１処理部の構成＞
次に、第１処理部４の構成について図３を参照して説明する。図３は、第１処理部４の構成を示す概略断面図である。
第１処理部４は、基板Ｗ１から、基板Ｗ１の表面に付着する有機ポリマーを除去する洗浄処理を含む処理を行う。第１処理部４が行う処理は、基板Ｗ１から、基板Ｗ１の表面に付着する有機ポリマーを除去する洗浄処理を含む限り特に限定されない。したがって、第１処理部４が行う処理には、洗浄処理以外の処理が含まれていてもよい。
本実施形態において、基板Ｗ１は、ドライエッチング処理後の基板である。図５Ｄに示すように、基板Ｗ１は、半導体ウェハＳと、半導体ウェハＳ上に形成された層間絶縁膜９１と、層間絶縁膜９１上に形成された第１バリア膜９２と、第１バリア膜９２上に形成された銅配線９３と、銅配線９３上に形成された第２バリア膜９４とを有する。そして、基板Ｗ１の表面には、ドライエッチング処理において生じたエッチングガス（有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガス）由来の有機ポリマーＰが付着している。基板Ｗ１において、第２バリア膜９４は省略可能である。
半導体ウェハＳは、例えば、シリコンウェハである。層間絶縁膜９１は、例えば、ＳｉＯ2膜、Ｌｏｗ−ｋ膜と呼ばれる低誘電率膜等である。Ｌｏｗ−ｋ膜は、例えば、比誘電率が二酸化シリコン比誘電率よりも低い膜、例えば、ＳｉＯＣ膜等である。銅配線９３は、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線であり、所定の配線パターンを形成している。第１バリア膜９２は、銅配線９３中の銅原子が層間絶縁膜９１及び半導体ウェハＳへ拡散するのを防止するために、第２バリア膜９４は、銅配線９３の酸化を防止するために設けられている。第１バリア膜９２及び第２バリア膜９４の材料は、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ等の金属又はその窒化物若しくは酸化物である。第１バリア膜９２及び第２バリア膜９４は、例えば、Ｔａ／ＴａＮの積層膜又はＴｉ／ＴｉＮの積層膜である。
第１処理部４は、チャンバ４１を備え、チャンバ４１内で洗浄処理を含む基板処理を行う。
第１処理部４は、基板保持部４２を備える。基板保持部４２は、チャンバ４１内において鉛直方向に延在する回転軸４２１と、回転軸４２１の上端部に取り付けられたターンテーブル４２２と、ターンテーブル４２２の上面外周部に設けられ、基板Ｗ１の外縁部を支持するチャック４２３と、回転軸４２１を回転駆動する駆動部４２４とを備える。
基板Ｗ１は、チャック４２３に支持され、ターンテーブル４２２の上面からわずかに離間した状態で、ターンテーブル４２２に水平保持される。本実施形態において、基板保持部４２による基板Ｗ１の保持方式は、可動のチャック４２３によって基板Ｗ１の外縁部を把持するいわゆるメカニカルチャックタイプのものであるが、基板Ｗ１の裏面を真空吸着するいわゆるバキュームチャックタイプのものであってもよい。
回転軸４２１の基端部は、駆動部４２４により回転可能に支持され、回転軸４２１の先端部は、ターンテーブル４２２を水平に支持する。回転軸４２１が回転すると、回転軸４２１の上端部に取り付けられたターンテーブル４２２が回転し、これにより、チャック４２３に支持された状態でターンテーブル４２２に保持された基板Ｗ１が回転する。制御部３は、駆動部４２４の動作を制御し、基板Ｗ１の回転タイミング、回転速度等を制御する。
第１処理部４は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、それぞれ、第１洗浄液Ｌ１、第２洗浄液Ｌ２、第３洗浄液Ｌ３及びリンス液Ｌ４を供給する第１洗浄液供給部４３ａ、第２洗浄液供給部４３ｂ、第３洗浄液供給部４３ｃ及びリンス液供給部４３ｄを備える。
第１洗浄液供給部４３ａは、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、第１洗浄液Ｌ１を吐出するノズル４３１ａと、ノズル４３１ａに第１洗浄液Ｌ１を供給する第１洗浄液供給源４３２ａとを備える。第１洗浄液供給源４３２ａが有するタンクには、第１洗浄液Ｌ１が貯留されており、ノズル４３１ａには、第１洗浄液供給源４３２ａから、バルブ４３３ａ等の流量調整器が介設された供給管路４３４ａを通じて、第１洗浄液Ｌ１が供給される。
第２洗浄液供給部４３ｂは、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、第２洗浄液Ｌ２を吐出するノズル４３１ｂと、ノズル４３１ｂに第２洗浄液Ｌ２を供給する第２洗浄液供給源４３２ｂとを備える。第２洗浄液供給源４３２ｂが有するタンクには、第２洗浄液Ｌ２が貯留されており、ノズル４３１ｂには、第２洗浄液供給源４３２ｂから、バルブ４３３ｂ等の流量調整器が介設された供給管路４３４ｂを通じて、第２洗浄液Ｌ２が供給される。
第３洗浄液供給部４３ｃは、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、第３洗浄液Ｌ３を吐出するノズル４３１ｃと、ノズル４３１ｃに第３洗浄液Ｌ３を供給する第３洗浄液供給源４３２ｃとを備える。第３洗浄液供給源４３２ｃが有するタンクには、第３洗浄液Ｌ３が貯留されており、ノズル４３１ｃには、第３洗浄液供給源４３２ｃから、バルブ４３３ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４３４ｃを通じて、第３洗浄液Ｌ３が供給される。
リンス液供給部４３ｄは、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、リンス液Ｌ４を吐出するノズル４３１ｄと、ノズル４３１ｄにリンス液Ｌ４を供給するリンス液供給源４３２ｄとを備える。リンス液供給源４３２ｄが有するタンクには、リンス液Ｌ４が貯留されており、ノズル４３１ｄには、リンス液供給源４３２ｄから、バルブ４３３ｄ等の流量調整器が介設された供給管路４３４ｄを通じて、リンス液Ｌ４が供給される。
第１洗浄液Ｌ１は、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される。過酸化水素を含む薬液としては、例えば、過酸化水素水（過酸化水素の水溶液）を使用することができる。過酸化水素水の濃度は、例えば、１％〜３０％である。過酸化水素を含む薬液は、過酸化水素の洗浄作用を維持可能である限り、過酸化水素以外の成分を含むことができる。極性有機溶媒を含む薬液としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の極性有機溶媒を含む薬液を使用することができる。極性有機溶媒を含む薬液は、極性有機溶媒の洗浄作用を維持可能である限り、極性有機溶媒以外の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、極性有機溶媒以外の有機溶媒、極性有機溶媒以外の極性溶媒（例えば、水等）等が挙げられる。第１洗浄液Ｌ１として極性有機溶媒を含む薬液を使用する場合、第１洗浄液Ｌ１は２種以上の極性有機溶媒を含んでいてもよい。
第２洗浄液Ｌ２及び第３洗浄液Ｌ３は、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される。但し、第３洗浄液Ｌ３は、第２洗浄液Ｌ２とは異なる洗浄液である。したがって、第２洗浄液Ｌ２としてフッ化水素を含む水溶液が選択される場合、第３洗浄液Ｌ３として強アルカリ性水溶液が選択され、第２洗浄液Ｌ２として強アルカリ性水溶液が選択される場合、第３洗浄液Ｌ３としてフッ化水素を含む水溶液が選択される。フッ化水素を含む水溶液としては、例えば、基板の銅配線を腐食させない程度の濃度に希釈されたフッ化水素酸（ＤＨＦ）（フッ化水素の水溶液）を使用することができる。フッ化水素を含む水溶液は、フッ化水素の洗浄作用を維持可能である限り、フッ化水素以外の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、アンモニア等が挙げられる。強アルカリ性水溶液のｐＨは、例えば、ｐＨ１２以上である。強アルカリ性水溶液としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイドを含む水溶液等を使用することができる。強アルカリ性水溶液は、強アルカリ性を維持可能である限り、強アルカリ性物質以外の成分を含むことができる。第２洗浄液Ｌ２又は第３洗浄液Ｌ３として強アルカリ性水溶液を使用する場合、第２洗浄液Ｌ２又は第３洗浄液Ｌ３は２種以上の強アルカリ性物質を含んでいてもよい。
リンス液Ｌ４としては、例えば、純水、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等を使用することができる。リンス液Ｌ４の種類は、リンス液Ｌ４によって洗い流すべき洗浄液の種類に応じて適宜選択することができる。洗浄液が過酸化水素を含む薬液、フッ化水素を含む水溶液、又は強アルカリ性水溶液である場合、リンス液Ｌ４として、例えば、水等を使用することができる。洗浄液が極性有機溶媒を含む薬液である場合、リンス液Ｌ４として、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等を使用することができる。したがって、第１処理部４は、それぞれ異なるリンス液を供給する複数のリンス液供給部を備えていてもよい。各リンス液供給部は、リンス液供給部４３ｄと同様に構成することができる。
第１処理部４は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の乾燥用溶媒を吐出するノズルと、該ノズルに乾燥用溶媒を供給する乾燥用溶媒供給源とを有する乾燥用溶媒供給部を備えていてもよい。また、第１処理部４は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、窒素ガス、ドライエア等の乾燥用ガスを吐出するノズルと、該ノズルに乾燥用ガスを供給する乾燥用ガス供給源とを有する乾燥用ガス供給部を備えていてもよい。
第１処理部４は、ノズル４３１ａ〜４３１ｄを駆動するノズル移動機構４４を備える。ノズル移動機構４４は、アーム４４１と、アーム４４１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体４４２と、アーム４４１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構４４３とを有する。ノズル４３１ａ〜４３１ｄは、移動体４４２に取り付けられている。ノズル移動機構４４は、ノズル４３１ａ〜４３１ｄを、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１の中心の上方の位置と基板Ｗ１の周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ４５の外側にある待機位置まで移動させることができる。本実施形態において、ノズル４３１ａ〜４３１ｄは共通のアームにより保持されているが、それぞれ別々のアームに保持されて独立して移動できるようになっていてもよい。
第１処理部４は、排出口４５１を有するカップ４５を備える。カップ４５は、基板保持部４２の周囲に設けられており、基板Ｗ１から飛散した各種処理液（例えば、洗浄液、リンス液等）を受け止める。カップ４５には、カップ４５を上下方向に駆動させる昇降機構４６と、基板Ｗ１から飛散した各種処理液を排出口４５１に集めて排出する液排出機構４７とが設けられている。
＜第２処理部の構成＞
次に、第２処理部５の構成について図４を参照して説明する。図４は、第２処理部５の構成を示す概略断面図である。
第２処理部５は、基板Ｗ２の銅配線９３を金属膜でコーティングするめっき処理を含む処理を行う。したがって、第２処理部５は、めっき処理部として機能する。第２処理部５が行う処理は、めっき処理を含む限り特に限定されない。したがって、第２処理部５が行う処理には、めっき処理以外の処理が含まれていてもよい。本実施形態において、めっき処理は、無電解めっき処理である。無電解めっき処理により、基板Ｗ２の銅配線９３上に選択的に金属膜を形成することができる。
本実施形態において、基板Ｗ２は、第１処理部４における処理後の基板である。したがって、基板Ｗ２は、有機ポリマーＰが除去されている点で基板Ｗ１と相違する。なお、基板Ｗ２は、その他の点でも基板Ｗ１と相違する場合がある。例えば、第１洗浄液Ｌ１として過酸化水素を含む薬液が使用され、第２バリア膜９４がＴｉ又はその窒化物若しくは酸化物で構成される場合（例えば、第２バリア膜９４がＴｉ／ＴｉＮの積層膜である場合）、第１洗浄液Ｌ１で基板Ｗ１を洗浄すると、基板Ｗ１から第２バリア膜９４が除去される場合がある。この場合、基板Ｗ２は、第２バリア膜９４が除去されている点でも基板Ｗ１と相違する。
第２処理部５は、チャンバ５１を備え、チャンバ５１内でめっき処理を含む基板処理を行う。
第２処理部５は、基板保持部５２を備える。基板保持部５２は、チャンバ５１内において鉛直方向に延在する回転軸５２１と、回転軸５２１の上端部に取り付けられたターンテーブル５２２と、ターンテーブル５２２の上面外周部に設けられ、基板Ｗ２の外縁部を支持するチャック５２３と、回転軸５２１を回転駆動する駆動部５２４とを備える。
基板Ｗ２は、チャック５２３に支持され、ターンテーブル５２２の上面からわずかに離間した状態で、ターンテーブル５２２に水平保持される。本実施形態において、基板保持部５２による基板Ｗ２の保持方式は、可動のチャック５２３によって基板Ｗ２の外縁部を把持するいわゆるメカニカルチャックタイプのものであるが、基板Ｗ２の裏面を真空吸着するいわゆるバキュームチャックタイプのものであってもよい。
回転軸５２１の基端部は、駆動部５２４により回転可能に支持され、回転軸５２１の先端部は、ターンテーブル５２２を水平に支持する。回転軸５２１が回転すると、回転軸５２１の上端部に取り付けられたターンテーブル５２２が回転し、これにより、チャック５２３に支持された状態でターンテーブル５２２に保持された基板Ｗ２が回転する。制御部３は、駆動部５２４の動作を制御し、基板Ｗ２の回転タイミング、回転速度等を制御する。
第２処理部５は、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して、めっき液Ｍ１を供給するめっき液供給部５３を備える。めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して、めっき液Ｍ１を吐出するノズル５３１ａと、ノズル５３１ａにめっき液Ｍ１を供給するめっき液供給源５３２ａとを備える。めっき液供給源５３２ａが有するタンクには、めっき液Ｍ１が貯留されており、ノズル５３１ａには、めっき液供給源５３２ａから、バルブ５３３ａ等の流量調整器が介設された供給管路５３４ａを通じて、めっき液Ｍ１が供給される。
めっき液Ｍ１は、自己触媒型（還元型）無電解めっき用のめっき液である。めっき液Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）イオン、ニッケル（Ｎｉ）イオン、タングステン（Ｗ）イオン等の金属イオンと、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン等の還元剤とを含有する。なお、自己触媒型（還元型）無電解めっきでは、めっき液Ｍ１中の金属イオンが、めっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元され、金属膜が析出する。めっき液Ｍ１は、添加剤等を含有していてもよい。めっき液Ｍ１を使用しためっき処理により生じる金属膜（めっき膜）としては、例えば、ＣｏＷＢ、ＣｏＢ、ＣｏＷＰ、ＣｏＷＢＰ、ＮｉＷＢ、ＮｉＢ、ＮｉＷＰ、ＮｉＷＢＰ等が挙げられる。めっき膜にＷを含有させることにより、銅配線９３中の銅原子の拡散防止を防止するバリア性をめっき膜に付与することができる。めっき膜中のＰは、Ｐを含む還元剤（例えば次亜リン酸）に由来し、めっき膜中のＢは、Ｂを含む還元剤（例えばジメチルアミンボラン）に由来する。
めっき液供給源５３２ａが有するタンクには、ポンプ５３５ａ及び第１加熱部５３６ａが介設された循環管路５３７ａが接続されている。タンク中のめっき液Ｍ１は、循環管路５３７ａを循環しながら貯留温度に加熱される。「貯留温度」は、めっき液Ｍ１中での自己反応による金属イオンの析出が進行する温度（めっき温度）よりも低く、かつ、常温よりも高い温度である。
供給管路５３４ａには、めっき液Ｍ１を貯留温度よりも高い吐出温度に加熱する第２加熱部５３８ａが介設されている。第２加熱部５３８ａは、第１加熱部５３６ａにより貯留温度に加熱されためっき液Ｍ１を、さらに吐出温度まで加熱する。「吐出温度」は、上述のめっき温度に等しいか、又は、めっき温度よりも高い温度である。
本実施形態では、めっき液Ｍ１が、第１加熱部５３６ａ及び第２加熱部５３８ａにより二段階でめっき温度以上の温度に加熱される。このため、めっき液Ｍ１がタンク中でめっき温度以上の温度に加熱される場合に比べて、タンク中におけるめっき液Ｍ１中の還元剤の失活、成分の蒸発等を防止することができ、これにより、めっき液Ｍ１の寿命を長くすることができる。また、タンクにおいてめっき液Ｍ１が常温で貯留され、その後に第２加熱部５３８ａによりめっき温度以上の温度に加熱される場合に比べて、めっき液Ｍ１を小さいエネルギーで素早くめっき温度以上の温度に加熱することができ、これにより、金属イオンの析出を抑制することができる。
めっき液供給源５３２ａが有するタンクには、めっき液Ｍ１の各種成分を貯蔵する複数の薬液供給源（不図示）から各種薬液が供給される。例えば、Ｃｏイオンを含むＣｏＳＯ４金属塩、還元剤（例えば、次亜リン酸等）、添加剤等の薬液が供給される。この際、タンク内に貯留されるめっき液Ｍ１の成分が適切に調整されるように、各種薬液の流量が調整される。タンクには、めっき液Ｍ１中の溶存酸素及び溶存水素を除去する脱気部（不図示）が設けられていてもよい。脱気部は、例えば、窒素等の不活性ガスをタンク内に供給し、めっき液Ｍ１中に窒素等の不活性ガスを溶解させ、既にめっき液Ｍ１中に溶存している酸素、水素等のその他のガスをめっき液Ｍ１の外部に排出することができる。めっき液Ｍ１から排出された酸素、水素等のガスは、排気部（不図示）によりタンクから排出することができる。循環管路５３７ａには、フィルター（不図示）が介設されていてもよい。循環管路５３７ａにフィルターが介設されることにより、めっき液Ｍ１を第１加熱部５３６ａにより加熱する際、めっき液Ｍ１に含まれる様々な不純物を除去することができる。循環管路５３７ａには、めっき液Ｍ１の特性をモニタするモニタ部（不図示）が設けられていてもよい。モニタ部としては、例えば、めっき液Ｍ１の温度をモニタする温度モニタ部、めっき液Ｍ１のｐＨをモニタするｐＨモニタ部等が挙げられる。
第２処理部５は、ノズル５３１ａを駆動するノズル移動機構５４を備える。ノズル移動機構５４は、アーム５４１と、アーム５４１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体５４２と、アーム５４１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構５４３とを有する。ノズル５３１ａは、移動体５４２に取り付けられている。ノズル移動機構５４は、ノズル５３１ａを、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２の中心の上方の位置と基板Ｗ２の周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ５７の外側にある待機位置まで移動させることができる。
第２処理部５は、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して、それぞれ、触媒液Ｎ１、洗浄液Ｎ２及びリンス液Ｎ３を供給する触媒液供給部５５ａ、洗浄液供給部５５ｂ及びリンス液供給部５５ｃを備える。なお、触媒液供給部５５ａを設けるか否かは、めっき液Ｍ１の種類に応じて適宜決定することができる。すなわち、めっき液Ｍ１の種類によっては、触媒液供給部５５ａを省略してもよい。
触媒液供給部５５ａは、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して、触媒液Ｎ１を吐出するノズル５５１ａと、ノズル５５１ａに触媒液Ｎ１を供給する触媒液供給源５５２ａとを備える。触媒液供給源５５２ａが有するタンクには、触媒液Ｎ１が貯留されており、ノズル５５１ａには、触媒液供給源５５２ａから、バルブ５５３ａ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ａを通じて、触媒液Ｎ１が供給される。
洗浄液供給部５５ｂは、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して、洗浄液Ｎ２を吐出するノズル５５１ｂと、ノズル５５１ｂに洗浄液Ｎ２を供給する洗浄液供給源５５２ｂとを備える。洗浄液供給源５５２ｂが有するタンクには、洗浄液Ｎ２が貯留されており、ノズル５５１ｂには、洗浄液供給源５５２ｂから、バルブ５５３ｂ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｂを通じて、洗浄液Ｎ２が供給される。
リンス液供給部５５ｃは、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して、リンス液Ｎ３を吐出するノズル５５１ｃと、ノズル５５１ｃにリンス液Ｎ３を供給するリンス液供給源５５２ｃとを備える。リンス液供給源５５２ｃが有するタンクには、リンス液Ｎ３が貯留されており、ノズル５５１ｃには、リンス液供給源５５２ｃから、バルブ５５３ｃ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｃを通じて、リンス液Ｎ３が供給される。
触媒液Ｎ１、洗浄液Ｎ２及びリンス液Ｎ３は、めっき液Ｍ１を使用するめっき処理前に行われる前処理用の前処理液である。
触媒液Ｎ１は、めっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応に対して触媒活性を有する金属イオン（例えば、パラジウム（Ｐｄ）イオン）を含有する。無電解めっき処理において、めっき液Ｍ１中の金属イオンの析出が開始されるためには、初期皮膜表面（すなわち、銅配線９３の表面）がめっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応に対して十分な触媒活性を有することが必要であるが、銅の触媒活性は低い。したがって、めっき液Ｍ１の種類によっては、めっき液Ｍ１を使用してめっき処理を開始する前に、銅配線９３の表面を触媒液Ｎ１で処理し、銅配線９３の表面に触媒活性を有する金属膜を形成することが好ましい場合がある。めっき処理を開始する前に触媒液Ｎ１による処理を行うか否かは、めっき液Ｍ１の種類に応じて適宜決定することができる。すなわち、めっき液Ｍ１の種類によっては、触媒液Ｎ１による処理を省略してもよい。触媒活性を有する金属膜の形成は、置換反応により生じる。置換反応では、銅配線９３中の銅が還元剤となり、触媒液Ｎ１中の金属イオン（例えばＰｄイオン）が銅配線９３上に還元析出する。第１バリア膜９２及び第２バリア膜９４では、この置換反応は生じないため、無電解めっき反応は、銅配線９３の表面でしか生じない。したがって、無電解めっき反応により、銅配線９３の表面に選択的にめっき膜を生じさせることができる。
洗浄液Ｎ２としては、例えば、リンゴ酸、コハク酸、クエン酸、マロン酸等を使用することができる。
リンス液Ｎ３としては、例えば、純水等を使用することができる。
第２処理部５は、ノズル５５１ａ〜５５１ｃを駆動するノズル移動機構５６を有する。ノズル移動機構５６は、アーム５６１と、アーム５６１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体５６２と、アーム５６１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構５６３とを有する。ノズル５５１ａ〜５５１ｃは、移動体５６２に取り付けられている。ノズル移動機構５６は、ノズル５５１ａ〜５５１ｃを、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２の中心の上方の位置と基板Ｗ２の周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ５７の外側にある待機位置まで移動させることができる。本実施形態において、ノズル５５１ａ〜５５１ｃは共通のアームにより保持されているが、それぞれ別々のアームに保持されて独立して移動できるようになっていてもよい。
第２処理部５は、排出口５７１ａ，５７１ｂ，５７１ｃを有するカップ５７を備える。カップ５７は、基板保持部５２の周囲に設けられており、基板Ｗ２から飛散した各種処理液（例えば、めっき液、洗浄液、リンス液等）を受け止める。カップ５７には、カップ５７を上下方向に駆動させる昇降機構５８と、基板Ｗ２から飛散した各種処理液をそれぞれ排出口５７１ａ，５７１ｂ，５７１ｃに集めて排出する液排出機構５９ａ，５９ｂ，５９ｃとが設けられている。例えば、基板Ｗ２から飛散しためっき液Ｍ１は、液排出機構５９ａから排出され、基板Ｗ２から飛散した触媒液Ｎ１は、液排出機構５９ｂから排出され、基板Ｗ２から飛散した洗浄液Ｎ２及びリンス液Ｎ３は、液排出機構５９ｃから排出される。
＜基板処理方法＞
以下、基板処理装置１により実施される基板処理方法について説明する。基板処理装置１によって実施される基板処理方法は、ドライエッチング処理後の基板Ｗ１から、基板Ｗ１の表面に付着する有機ポリマーＰを除去する洗浄工程と、洗浄工程後の基板Ｗ２の銅配線９３を金属膜でコーティングするめっき工程とを含む。洗浄工程における洗浄処理は、第１処理部４により実施され、めっき工程におけるめっき処理は、第２処理部５により実施される。第１処理部４の動作及び第２処理部５の動作は、制御部３によって制御される。基板処理装置１によって実施される基板処理方法は、ドライエッチング工程を含んでいてもよい。
洗浄工程における洗浄処理の対象である基板Ｗ１は、ドライエッチング処理後の基板である。基板Ｗ１の製造工程の一例を図５Ａ〜図５Ｄに示す。
まず、図５Ａに示す原料基板Ｗ０を準備する。原料基板Ｗ０は、半導体ウェハＳと、半導体ウェハＳ上に形成された層間絶縁膜９１と、層間絶縁膜９１上に形成された第１バリア膜９２’と、第１バリア膜９２’上に形成された銅膜９３’と、銅膜９３’上に形成された第２バリア膜９４’とを有する。各種膜の形成は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等の公知の方法を使用して実施することができる。
次いで、図５Ｂに示すように、原料基板Ｗ０の第２バリア膜９４’上にエッチングハードマスク９５を形成する。エッチングハードマスク９５は、銅配線９３のパターンに対応するパターンで形成される。エッチングハードマスク９５の形成は、フォトリソグラフィ法等の公知の方法を使用して実施することができる。
次いで、図５Ｃに示すように、エッチングハードマスク９５をマスク材として使用して、第１バリア膜９２’、銅膜９３’及び第２バリア膜９４’をドライエッチング処理する。ドライエッチング処理は、異方性エッチングであってもよいし、等方性エッチングであってもよいが、好ましくは異方性エッチングである。ドライエッチング処理で使用されるエッチング方法としては、例えば、ＥＣＲエッチング法、ＩＣＰエッチング法、ＣＣＰエッチング法、Heliconエッチング法、ＴＣＰエッチング法、ＵＨＦプラズマ法、ＳＷＰエッチング法等が挙げられる。
銅膜９３’は、ドライエッチング処理により所定の配線形状にパターニングされ、図５Ｄに示すように、その一部が基板表面に露出する銅配線９３が形成される。
ドライエッチング処理には、プラズマ化されたエッチングガスが使用され、エッチングガスとしては、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスが使用される。
ＣＦ系ガス（フッ化炭素系ガス）としては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８等から選択される１種又は２種以上のガスを使用することができる。
カルボン酸系ガスは、Ｒ−ＣＯＯＨ（式中、Ｒは水素又は直鎖状若しくは分枝鎖状のＣ１〜Ｃ２０のアルキル基若しくはアルケニル基である。）で表されるカルボン酸を含むガスである。カルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。
アルコール系ガスは、Ｒ−ＯＨ（式中、Ｒは直鎖状又は分枝鎖状のＣ１〜Ｃ２０のアルキル基又はアルケニル基である。）で表されるアルコールを含むガスである。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール等が挙げられる。
有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスが使用されるドライエッチング処理において、有機エッチングガスのプラズマ化により、有機エッチングガス、例えば、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上の有機エッチングガスに由来する有機ポリマーＰが生じ、生じた有機ポリマーＰは、図５Ｄに示すように、基板Ｗ１の表面に付着する。
ドライエッチング処理後の基板Ｗ１は、第１処理部４へ搬入される。この際、搬送機構２１３は、載置部２１１に載置されたキャリアＣから基板Ｗ１を取り出し、取り出した基板Ｗ１を受渡部２１４に載置する。搬送機構２２２は、受渡部２１４に載置された基板Ｗ１を取り出し、取り出した基板Ｗ１を第１処理部４へ搬入する。
第１処理部４へ搬入された基板Ｗ１は、基板保持部４２により保持される。この際、基板保持部４２は、基板Ｗ１の外縁部をチャック４２３により支持した状態で、ターンテーブル４２２に水平保持する。駆動部４２４は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１を所定速度で回転させる。制御部３は、駆動部４２４の動作を制御し、基板Ｗ１の回転タイミング、回転速度等を制御する。
第１処理部４における洗浄工程は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して行われる。洗浄工程は、第１洗浄液Ｌ１で基板Ｗ１を洗浄する第１洗浄工程と、第２洗浄液Ｌ２で基板Ｗ１を第２洗浄工程と、第３洗浄液Ｌ３で基板Ｗ１を洗浄する第３洗浄工程とを含む。
第１洗浄工程では、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１を所定速度で回転させたまま、第１洗浄液供給部４３ａのノズル４３１ａを基板Ｗ１の中央上方に位置させ、ノズル４３１ａから基板Ｗ１に対して第１洗浄液Ｌ１を供給する。この際、制御部３は、第１洗浄液供給部４３ａの動作を制御し、第１洗浄液Ｌ１の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ１に供給された第１洗浄液Ｌ１は、基板Ｗ１の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ１の表面に広がる。これにより、基板Ｗ１から、基板Ｗ１に付着する有機ポリマーＰが除去される。なお、第１洗浄液Ｌ１として過酸化水素を含む薬液が使用され、第２バリア膜９４がＴｉ又はその窒化物若しくは酸化物で構成される場合（例えば、第２バリア膜９４がＴｉ／ＴｉＮの積層膜である場合）、第１洗浄工程により、第２バリア膜９４が除去される場合がある。
第２洗浄工程は、第１洗浄工程後に行われる。第２洗浄工程では、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１を所定速度で回転させたまま、第２洗浄液供給部４３ｂのノズル４３１ｂを基板Ｗ１の中央上方に位置させ、ノズル４３１ｂから基板Ｗ１に対して第２洗浄液Ｌ２を供給する。この際、制御部３は、第２洗浄液供給部４３ｂの動作を制御し、第２洗浄液Ｌ２の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ１に供給された第２洗浄液Ｌ２は、基板Ｗ１の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ１の表面に広がる。これにより、基板Ｗ１上に残存する有機ポリマーＰが除去される。第２洗浄工程は省略可能であるが、有機ポリマーＰの除去効果を向上させる点から、第１洗浄工程後に第２洗浄工程を行うことが好ましい。
第３洗浄工程は、第２洗浄工程後に行われる。第３洗浄工程では、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１を所定速度で回転させたまま、第３洗浄液供給部４３ｃのノズル４３１ｃを基板Ｗ１の中央上方に位置させ、ノズル４３１ｃから基板Ｗ１に対して第３洗浄液Ｌ３を供給する。この際、制御部３は、第３洗浄液供給部４３ｃの動作を制御し、第３洗浄液Ｌ３の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ１に供給された第３洗浄液Ｌ３は、基板Ｗ１の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ１の表面に広がる。これにより、基板Ｗ１上に残存する有機ポリマーＰが除去される。第３洗浄工程は省略可能であるが、有機ポリマーＰの除去効果を向上させる点から、第２洗浄工程後に第３洗浄工程を行うことが好ましい。
第１洗浄工程後であって第２洗浄工程前に、第１処理部４において、リンス液Ｌ４で基板Ｗ１をリンスする第１リンス工程を行うことが好ましい。第１リンス工程では、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１を所定速度で回転させたまま、リンス液供給部４３ｄのノズル４３１ｄを基板Ｗ１の中央上方に位置させ、ノズル４３１ｄから基板Ｗ１に対してリンス液Ｌ４を供給する。この際、制御部３は、リンス液供給部４３ｄの動作を制御し、リンス液Ｌ４の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ１に供給されたリンス液Ｌ４は、基板Ｗ１の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ１の表面に広がる。これにより、基板Ｗ１上に残存する第１洗浄液Ｌ１が洗い流される。第１リンス工程で使用されるリンス液Ｌ４の種類は、第１洗浄液Ｌ１の種類に応じて適宜選択することができる。第１洗浄液Ｌ１が過酸化水素を含む薬液である場合、リンス液Ｌ４として、例えば、水等を使用することができる。第１洗浄液Ｌ１が極性有機溶媒を含む薬液である場合、リンス液Ｌ４として、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等を使用することができる。
第２洗浄工程後であって第３洗浄工程前に、第１処理部４において、リンス液Ｌ４で基板Ｗ１をリンスする第２リンス工程を行うことが好ましい。第２リンス工程は、第１リンス工程と同様にして実施することができる。第２リンス工程により、基板Ｗ１上に残存する第２洗浄液Ｌ２が洗い流される。第２リンス工程で使用されるリンス液Ｌ４の種類は、第２洗浄液の種類に応じて適宜選択することができる。第２洗浄液Ｌ２がフッ化水素を含む水溶液又は強アルカリ性水溶液である場合、リンス液Ｌ４として、例えば、水等を使用することができる。
第３洗浄工程後に、第１処理部４において、リンス液Ｌ４で基板Ｗ１をリンスする第３リンス工程を行うことが好ましい。第３リンス工程は、第１リンス工程と同様にして実施することができる。第３リンス工程により、基板Ｗ１上に残存する第３洗浄液Ｌ３が洗い流される。第３リンス工程で使用されるリンス液Ｌ４の種類は、第３洗浄液の種類に応じて適宜選択することができる。第３洗浄液Ｌ３がフッ化水素を含む水溶液又は強アルカリ性水溶液である場合、リンス液Ｌ４として、例えば、水等を使用することができる。
最後の洗浄工程後（最後の洗浄工程後にリンス工程が行われる場合には、そのリンス工程後）に、第１処理部４において、基板Ｗ１を乾燥させる乾燥工程を行うことが好ましい。乾燥工程では、自然乾燥により、基板Ｗ１を回転させることにより、あるいは、乾燥用溶媒又は乾燥用ガスを基板Ｗ１に吹き付けることにより、基板Ｗ１を乾燥させることができる。
第１処理部４における基板処理後の基板Ｗ２は、第２処理部５へ搬送される。この際、搬送機構２２２は、第１処理部４から基板Ｗ２を取り出し、取り出した基板Ｗ２を第２処理部５へ搬入する。
第２処理部５に搬入された基板Ｗ２は、基板保持部５２により保持される。この際、基板保持部５２は、基板Ｗ２の外縁部をチャック５２３により支持した状態で、ターンテーブル５２２に水平保持する。駆動部５２４は、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２を所定速度で回転させる。
第２処理部５におけるめっき工程は、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２に対して行われる。第２処理部５において、めっき工程前に、基板Ｗ２を前処理する前処理工程を行ってもよい。前処理工程は、洗浄工程と、洗浄工程後に行われる第１リンス工程とを含むことができる。前処理工程は、第１リンス工程後に行われる触媒液供給工程を含んでもよい。また、前処理工程は、触媒液供給工程後に行われる第２リンス工程を含んでもよい。
洗浄工程では、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２を所定速度で回転させたまま、洗浄液供給部５５ｂのノズル５５１ｂを基板Ｗ２の中央上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗ２に対して洗浄液Ｎ２を供給する。この際、制御部３は、洗浄液供給部５５ｂの動作を制御し、洗浄液Ｎ２の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ２に供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗ２の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ２の表面に広がる。これにより、基板Ｗ２が第１処理部４から第２処理部５へ搬送される際に形成された銅配線９３上の酸化皮膜、基板Ｗ２が第１処理部４から第２処理部５へ搬送される際に基板Ｗ２に付着した付着物等が、基板Ｗ２から除去される。基板Ｗ２から飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７の排出口５７１ｃ及び液排出機構５９ｃを介して排出される。
第１リンス工程では、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２を所定速度で回転させたまま、リンス液供給部５５ｃのノズル５５１ｃを基板Ｗ２の中央上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗ２に対してリンス液Ｎ３を供給する。この際、制御部３は、リンス液供給部５５ｃの動作を制御し、リンス液Ｎ３の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ２に供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗ２の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ２の表面に広がる。これにより、基板Ｗ２上に残存する洗浄液Ｎ２が洗い流される。基板Ｗ２から飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７の排出口５７１ｃ及び液排出機構５９ｃを介して排出される。
触媒液供給工程では、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２を所定速度で回転させたまま、触媒液供給部５５ａのノズル５５１ａを基板Ｗ２の中央上方に位置させ、ノズル５５１ａから基板Ｗ２に対して触媒液Ｎ１を供給する。この際、制御部３は、触媒液供給部５５ａの動作を制御し、触媒液Ｎ１の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ２に供給された触媒液Ｎ１は、基板Ｗ２の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ２の表面に広がる。これにより、基板Ｗ２の銅配線９３上に触媒活性を有する金属膜（例えば、Ｐｄ膜）が形成される。基板Ｗ２から飛散した触媒液Ｎ１は、カップ５７の排出口５７１ｂ及び液排出機構５９ｂを介して排出される。
第２リンス工程では、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２を所定速度で回転させたまま、リンス液供給部５５ｃのノズル５５１ｃを基板Ｗ２の中央上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗ２に対してリンス液Ｎ３を供給する。この際、制御部３は、リンス液供給部５５ｃの動作を制御し、リンス液Ｎ３の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ２に供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗ２の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ２の表面に広がる。これにより、基板Ｗ２上に残存する触媒液Ｎ１が洗い流される。基板Ｗ２から飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７の排出口５７１ｃ及び液排出機構５９ｃを介して排出される。
めっき工程では、基板保持部５２に保持された基板Ｗ２を所定速度で回転させたまま、めっき液供給部５３のノズル５３１ａを基板Ｗ２の中央上方に位置させ、ノズル５３１ａから基板Ｗ２に対してめっき液Ｍ１を供給する。この際、制御部３は、めっき液供給部５３の動作を制御し、めっき液Ｍ１の供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ２に供給されためっき液Ｍ１は、基板Ｗ２の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ２の表面に広がる。これにより、基板Ｗ２の銅配線９３上（触媒液供給工程が行われる場合には、基板Ｗ２の銅配線９３上に形成された触媒活性を有する金属膜（例えばＰｄ膜）上）に、めっき膜が形成される。基板Ｗ２から飛散しためっき液Ｍ１は、カップ５７の排出口５７１ａ及び液排出機構５９ａを介して排出される。
めっき工程におけるめっき液Ｍ１の供給量、供給時間等は、形成させるべきめっき膜の厚み等に応じて適宜調整される。例えば、基板Ｗ２に対してめっき液Ｍ１を供給することにより、基板Ｗ２の銅配線９３上（触媒液供給工程が行われる場合には、基板Ｗ２の銅配線９３上に形成された触媒活性を有する金属膜（例えばＰｄ膜）上）に初期めっき膜を形成することができ、基板Ｗ２に対してさらにめっき液Ｍ１を供給し続けることにより、初期めっき膜上でめっき反応を進行させ、所望の厚みを有するめっき膜を形成することができる。
第２処理部５において、めっき工程後に、基板Ｗ２を乾燥させる乾燥工程を行うことが好ましい。乾燥工程では、自然乾燥により、基板Ｗ２を回転させることにより、あるいは、乾燥用溶媒又は乾燥用ガスを基板Ｗ２に吹き付けることにより、基板Ｗ２を乾燥させることができる。
第２処理部５における基板処理後の基板Ｗ３は、第２処理部５から排出される。この際、搬送機構２２２は、第２処理部５から基板Ｗ３を取り出し、取り出した基板Ｗ３を取り出し、取り出した基板Ｗ３を受渡部２１４に載置する。搬送機構２１３は、搬送機構２２２により受渡部２１４に載置された基板Ｗ３を取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。
上記実施形態には、様々な変更を加えることができる。以下、上記実施形態の変更例について説明する。なお、以下の変更例のうち、２種以上を組み合わせることもできる。
＜変形例１＞
以下、図６を参照して変形例１について説明する。
図６に示すように、第１処理部４は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、疎水化剤溶液Ｑを供給する疎水化剤溶液供給部６を備えていてもよい。
を備える。
疎水化剤溶液供給部６は、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して、疎水化剤溶液Ｑを吐出するノズル６１と、ノズル６１に疎水化剤溶液Ｑを供給する疎水化剤溶液供給源６２とを備える。疎水化剤溶液供給源６２が有するタンクには、疎水化剤溶液Ｑが貯留されており、ノズル６１には、疎水化剤溶液供給源６２から、バルブ６３等の流量調整器が介設された供給管路６４を通じて、疎水化剤溶液Ｑが供給される。
疎水化剤溶液Ｑは、疎水化剤を含有する。疎水化剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤等を使用することができる。シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等を使用することができる。シリル化剤としては、例えば、Ｎ−（トリメチルシリル）ジメチルアミン、ビス（トリメチルシリル）アミン等を使用することができる。疎水化剤溶液Ｑ中の疎水化剤の濃度は、例えば、０．０１％〜１００％である。疎水化剤溶液の溶媒としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、シクロヘキサノン、イソプロピルアルコール等を使用することができる。
図６に示すように、第１処理部４は、ノズル６１を駆動するノズル移動機構７を備えていてもよい。ノズル移動機構７は、アーム７１と、アーム７１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体７２と、アーム７１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構７３とを有する。ノズル６１は、移動体７２に取り付けられている。ノズル移動機構７は、ノズル６１を、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１の中心の上方の位置と基板Ｗ１の周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視でカップ４５の外側にある待機位置まで移動させることができる。
変更例１では、第１処理部４において、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１に対して疎水化剤溶液を供給する疎水化剤溶液供給工程が、疎水化剤溶液供給部６により行われる。疎水化剤溶液供給工程は、第１処理部４における最後の洗浄工程後（最後の洗浄工程後にリンス工程が行われる場合には、そのリンス工程後）に行われる。例えば、疎水化剤溶液供給工程は、第１処理部４における第３洗浄工程後（第３洗浄工程後に第３リンス工程が行われる場合には、第３リンス工程後）に行われる。
疎水化剤溶液供給工程では、基板保持部４２に保持された基板Ｗ１を所定速度で回転させたまま、疎水化剤溶液供給部６のノズル６１を基板Ｗ１の中央上方に位置させ、ノズル６１から基板Ｗ１に対して疎水化剤溶液Ｑを供給する。この際、制御部３は、疎水化剤溶液供給部６の動作を制御し、疎水化剤溶液Ｑの供給タイミング、供給時間、供給量等を制御する。基板Ｗ１に供給された疎水化剤溶液Ｑは、基板Ｗ１の回転に伴う遠心力によって基板Ｗ１の表面に広がる。これにより、基板Ｗ１の表面は、疎水化剤溶液で覆われる。
疎水化剤溶液を乾燥させることにより、基板Ｗ１の表面には疎水性膜が形成される。この疎水性膜は、第１処理部４から第２処理部５へ基板Ｗを搬送する際に生じるおそれがある銅配線９３の酸化を防止することができる。疎水化剤溶液の乾燥は、自然乾燥により、基板Ｗ１を回転させることにより、あるいは、乾燥用溶媒又は乾燥用ガスを基板Ｗ１に吹き付けることにより行うことができる。
疎水性膜形成後の基板Ｗ２は、上記実施形態と同様にして、第２処理部５に搬入され、第２処理部５において前処理工程及びめっき工程が施される。なお、疎水性膜は、第２処理部５で行われる前処理工程で使用される洗浄液、めっき工程で使用されるめっき液等により除去可能であるので、疎水性膜を除去するために特別な処理工程を行う必要はない。
変更例１では、疎水化剤溶液供給部６が、第１処理部４のチャンバ４１内に設けられており、チャンバ４１内で疎水化剤溶液供給工程が行われるが、疎水化剤溶液供給部６は、第１処理部４のチャンバ４１とは異なる別のチャンバ内に設けられていてもよい。この場合、疎水化剤溶液供給部６が設けられるチャンバ内には、基板保持部４２と同様の構成の基板保持部が設けられ、疎水化剤溶液供給工程は、第１処理部４における最後の洗浄工程後（最後の洗浄工程後にリンス工程が行われる場合には、そのリンス工程後）であって第２処理部５への搬入前に行われる。
＜変更例２＞
上記実施形態では、洗浄処理後の基板Ｗ２の銅配線９３を金属膜でコーティングするコーティング処理として、めっき処理が行われるが、その他のコーティング処理であってもよい。コーティング処理は、基板の銅配線を金属膜でコーティング可能である限り特に限定されない。その他のコーティング処理としては、例えば、ＣＶＤ等が挙げられる。なお、変更例１で形成される疎水性膜は、ＣＶＤにおけるプラズマ処理により除去可能である。
１ 基板処理装置
２ 基板処理部
３ 制御部
４ 第１処理部（洗浄処理部の一例）
５ 第２処理部（めっき処理部の一例）
４３ａ 第１洗浄液供給部
４３ｂ 第２洗浄液供給部
４３ｃ 第３洗浄液供給部

Claims (18)

  1. 有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、前記基板の表面に付着する、前記ドライエッチング処理において生じた前記有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去する洗浄処理を行う洗浄処理部と、前記洗浄処理部の動作を制御する制御部とを備える基板処理装置であって、
    前記洗浄処理部が、前記基板に対して、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される第１洗浄液を供給する第１洗浄液供給部を備え、
    前記制御部が、前記基板に対して、前記第１洗浄液供給部により前記第１洗浄液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部を制御する、前記基板処理装置。
  2. 前記有機エッチングガスが、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上のガスである、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記洗浄処理部が、前記基板に対して、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第２洗浄液を供給する第２洗浄液供給部をさらに備え、
    前記制御部が、前記基板に対して、前記第１洗浄液供給部による前記第１洗浄液の供給後に、前記第２洗浄液供給部により前記第２洗浄液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部及び前記第２洗浄液供給部を制御する、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
  4. 前記洗浄処理部が、前記基板に対して、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第３洗浄液であって、前記第２洗浄液とは異なる前記第３洗浄液を供給する第３洗浄液供給部をさらに備え、
    前記制御部が、前記基板に対して、前記第２洗浄液供給部による前記第２洗浄液の供給後に、前記第３洗浄液供給部により前記第３洗浄液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部、第２洗浄液供給部及び前記第３洗浄液供給部を制御する、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記洗浄処理部が、前記基板に対して、リンス液を供給するリンス液供給部をさらに備え、
    前記制御部が、前記基板に対して、前記第１洗浄液供給部による前記第１洗浄液の供給後であって前記第２洗浄液供給部による前記第２洗浄液の供給前に、及び／又は、前記第２洗浄液供給部による前記第２洗浄液の供給後であって前記第３洗浄液供給部による前記第３洗浄液の供給前に、前記リンス液供給部より前記リンス液が供給されるように、前記第１洗浄液供給部、前記第２洗浄液供給部、前記第３洗浄液供給部及び前記リンス液供給部を制御する、請求項３又は４に記載の基板処理装置。
  6. 前記基板処理装置が、前記基板の前記銅配線を金属膜でコーティングするコーティング処理を行うコーティング処理部をさらに備え、
    前記制御部が、前記基板に対して、前記洗浄処理部による前記洗浄処理後に、前記コーティング処理部により前記コーティング処理が行われるように、前記洗浄処理部及び前記コーティング処理部を制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記基板処理装置が、前記基板に対して、疎水化剤溶液を供給する疎水化剤溶液供給部をさらに備え、
    前記制御部が、前記基板に対して、前記洗浄処理部による前記洗浄処理後であって前記コーティング処理部による前記コーティング処理前に、前記疎水化剤溶液供給部により前記疎水化剤溶液が供給されるように、前記洗浄処理部、前記コーティング処理部及び前記疎水化剤溶液供給部を制御する、請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記コーティング処理が無電解めっき処理である、請求項６又は７に記載の基板処理装置。
  9. 有機エッチングガスを使用するドライエッチング処理により形成された銅配線を有する基板から、前記基板の表面に付着する、前記ドライエッチング処理において生じた前記有機エッチングガス由来の有機ポリマーを除去する洗浄工程を含む、基板処理方法であって、
    前記洗浄工程において、前記基板に対して、過酸化水素を含む薬液及び極性有機溶媒を含む薬液から選択される第１洗浄液を供給する、前記基板処理方法。
  10. 前記有機エッチングガスが、メタンガス、ＣＦ系ガス、メチル基を含むカルボン酸系ガス、及びアルコール系ガスから選択される１種又は２種以上のガスである、請求項９に記載の基板処理方法。
  11. 前記洗浄工程において、前記基板に対して、前記第１洗浄液の供給後に、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第２洗浄液を供給する、請求項９又は１０に記載の基板処理方法。
  12. 前記洗浄工程において、前記基板に対して、前記第２洗浄液の供給後に、フッ化水素を含む水溶液及び強アルカリ性水溶液から選択される第３洗浄液であって、前記第２洗浄液とは異なる前記第３洗浄液を供給する、請求項１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記洗浄工程において、前記基板に対して、前記第１洗浄液の供給後であって前記第２洗浄液の供給前に、及び／又は、前記第２洗浄液の供給後であって前記第３洗浄液の供給前に、リンス液を供給する、請求項１１又は１２に記載の基板処理方法。
  14. 前記洗浄工程後に、前記基板の前記銅配線を金属膜でコーティングするコーティング工程をさらに含む、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  15. 前記洗浄工程後であって前記コーティング工程前に、前記基板に対して、疎水化剤溶液を供給する疎水化剤溶液供給工程をさらに含む、請求項１４に記載の基板処理方法。
  16. 前記コーティング工程において、無電解めっき処理により、前記基板の前記銅配線を金属膜でコーティングする、請求項１４又は１５に記載の基板処理方法。
  17. ドライエッチング処理により所定の配線形状に形成された銅配線を有する基板を準備する工程と、
    前記銅配線の表面に付着した前記ドライエッチング処理において生じたエッチングガス由来の有機ポリマーを洗浄液で除去する洗浄工程と、
    前記洗浄工程後に、前記基板の前記銅配線の表面を選択的に金属膜でコーティングするコーティング工程と、を含む基板処理方法。
  18. 基板処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板処理装置を制御して請求項９〜１７のいずれか一項に記載の基板処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。
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