JP2017082290A - Plating treatment apparatus and plating treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、めっき処理装置及びめっき処理方法に関する。また、本発明は、本発明のめっき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。 The present invention relates to a plating apparatus and a plating method. The present invention also relates to a storage medium on which a program for executing the plating method of the present invention is recorded.
めっき液は、所定の濃度範囲で所定のめっき性能を発揮する。めっき液を建浴する際、めっき液の濃度は、最初から、所定のめっき性能が発揮される所定の濃度範囲に調整される。そして、めっき液の濃度は、めっき処理の間を通じて、所定のめっき性能が発揮される所定の濃度範囲に管理される。特許文献1には、めっき液の濃度管理方法及び濃度管理システムが記載されている。 The plating solution exhibits a predetermined plating performance in a predetermined concentration range. When constructing the plating solution, the concentration of the plating solution is adjusted from the beginning to a predetermined concentration range in which predetermined plating performance is exhibited. And the density | concentration of a plating solution is managed by the predetermined | prescribed density | concentration range through which predetermined plating performance is exhibited throughout a plating process. Patent Document 1 describes a plating solution concentration management method and a concentration management system.
特許文献2には、バッチ式めっき処理装置が記載されている。バッチ式めっき処理装置では、めっき処理槽に、所定のめっき性能が発揮される所定の濃度範囲に調整されためっき液が建浴され、めっき処理槽中で複数の基板に対するめっき処理が同時に行われる。めっき処理によりめっき液中のめっき成分が消費され、めっき液の濃度が低下すると、めっき成分が補充され、めっき処理槽中で繰り返しめっき処理が行われる。バッチ式めっき処理装置では、めっき処理槽中のめっき液から水分が蒸発するものの、めっき処理槽中のめっき液の量が多いので、水分の蒸発によるめっき液の濃度増加よりも、めっき成分の消費によるめっき液の濃度減少の方が顕著であり、めっき処理槽中のめっき液の濃度は減少傾向にある。
特許文献3には、枚葉式めっき処理装置が記載されている。枚葉式めっき処理装置では、1枚の基板に対して、所定のめっき性能が発揮される所定の濃度範囲に調整されためっき液を供給し、1枚の基板に対するめっき処理が行われる。1枚の基板に対して供給されるめっき液の量は、バッチ式めっき処理装置におけるめっき処理槽中のめっき液の量と比較して遙かに少ない量である。このため、めっき成分の消費によるめっき液の濃度減少よりも、水分の蒸発によるめっき液の濃度増加の方が顕著であり、1枚の基板に対して供給されためっき液の濃度は増加傾向にある。 Patent Document 3 describes a single-wafer plating apparatus. In the single-wafer plating apparatus, a plating solution adjusted to a predetermined concentration range in which a predetermined plating performance is exhibited is supplied to a single substrate to perform a plating process on the single substrate. The amount of the plating solution supplied to one substrate is much smaller than the amount of the plating solution in the plating tank in the batch type plating apparatus. For this reason, the concentration increase of the plating solution due to evaporation of moisture is more conspicuous than the decrease in concentration of the plating solution due to consumption of the plating component, and the concentration of the plating solution supplied to one substrate tends to increase. is there.
枚葉式めっき処理装置において、1枚の基板に対して、所定のめっき処理温度未満に調整された初期温度と、所定のめっき性能が発揮される所定の濃度範囲に調整された初期濃度とを有するめっき液を供給した後、供給しためっき液を所定のめっき処理温度に加熱し、所定のめっき処理温度に加熱しためっき液によりめっき処理を行う場合、めっき液が所定のめっき処理温度に達するまでの間、めっき液中のめっき成分はほとんど消費されない一方、めっき液中の水分は蒸発するので、めっき液の濃度が増加する。めっき液が所定のめっき処理温度に達した後、めっき液中のめっき成分は消費されるが、めっき液の加熱が継続されるので、めっき液の濃度は上昇する。すなわち、めっき液中のめっき成分の消費によるめっき液の濃度低下よりも、めっき液中の水分の蒸発によるめっき液の濃度増加の方が大きいため、めっき液の温度が所定のめっき処理温度に達した後もめっき液の濃度は増加する。めっき液は、所定の濃度範囲の上限値まで使用可能であるが、所定のめっき処理温度に達した時点でめっき液の濃度は既に増加しているため、めっき液の濃度が所定の濃度範囲の上限値に達するまでの時間、すなわち、めっき液をめっき処理に使用できる時間が短縮される。 In a single wafer plating apparatus, an initial temperature adjusted to be lower than a predetermined plating processing temperature and an initial concentration adjusted to a predetermined concentration range in which predetermined plating performance is exerted on one substrate. After supplying the plating solution, the supplied plating solution is heated to a predetermined plating temperature, and when plating is performed with the plating solution heated to the predetermined plating temperature, until the plating solution reaches the predetermined plating temperature. During this time, the plating components in the plating solution are hardly consumed, while the water in the plating solution evaporates, so that the concentration of the plating solution increases. After the plating solution reaches a predetermined plating temperature, the plating components in the plating solution are consumed, but since the heating of the plating solution is continued, the concentration of the plating solution increases. In other words, the increase in plating solution concentration due to evaporation of water in the plating solution is greater than the decrease in plating solution concentration due to the consumption of plating components in the plating solution. Even after this, the concentration of the plating solution increases. The plating solution can be used up to the upper limit of the predetermined concentration range, but since the concentration of the plating solution has already increased when the predetermined plating temperature is reached, the concentration of the plating solution is within the predetermined concentration range. The time until the upper limit is reached, that is, the time during which the plating solution can be used for the plating process is shortened.
そこで、本発明は、めっき液をめっき処理に使用できる時間の短縮を防止できる、めっき処理装置及びめっき処理方法、並びに、該めっき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。 Accordingly, the present invention provides a plating apparatus and a plating method that can prevent a reduction in time during which the plating solution can be used for the plating process, and a storage medium in which a program for executing the plating process method is recorded. Objective.
本発明は、以下の発明を包含する。
(1)基板に対して所定のめっき処理温度でめっき処理を行うめっき処理部と、前記めっき処理部の動作を制御する制御部とを備えるめっき処理装置であって、
前記めっき処理部が、
前記基板に対して、所定の濃度範囲で所定のめっき性能を発揮するめっき液を供給するめっき液供給部と、
前記基板に対して供給された前記めっき液を前記所定のめっき処理温度に加熱するめっき液加熱部と、
を備え、
前記めっき液供給部から前記基板に対して供給される前記めっき液が、前記所定のめっき処理温度未満に調整された初期温度と、前記めっき液加熱部によって加熱されて前記所定のめっき処理温度に達した時点の前記めっき液の濃度が前記所定の濃度範囲の下限値以上かつ前記所定の濃度範囲の中央値以下となるように調整された初期濃度とを有し、
前記制御部が、前記基板に対して、所定量の前記めっき液が1回供給された後、供給された前記めっき液が前記所定のめっき処理温度に加熱され、前記所定のめっき処理温度に加熱された前記めっき液により前記めっき処理が行われるように、前記めっき液供給部及び前記めっき液加熱部を制御する、前記めっき処理装置。
(2)前記初期濃度が、前記所定のめっき処理温度に達した時点の前記めっき液の濃度が前記所定の濃度範囲の下限値付近となるように調整されている、(1)に記載のめっき処理装置。
(3)前記初期濃度が、前記所定の濃度範囲の下限値未満に調整されている、(1)又は(2)に記載のめっき処理装置。
(4)前記めっき処理部が、前記基板の上方に設けられたトッププレートを備え、
前記基板に対して供給された前記めっき液が前記めっき液加熱部によって加熱される際、前記基板と前記トッププレートとの間に、前記基板に対して供給された前記めっき液から発生した水蒸気が滞留する空間が形成される、(1)〜(3)のいずれかに記載のめっき処理装置。
(5)基板に対して所定のめっき処理温度でめっき処理を行うめっき処理方法であって、
前記基板に対して、所定の濃度範囲で所定のめっき性能を発揮するめっき液であって、前記所定のめっき処理温度未満に調整された初期温度と、前記所定のめっき処理温度に達した時点の前記めっき液の濃度が前記所定の濃度範囲の下限値以上かつ前記所定の濃度範囲の中央値以下となるように調整された初期濃度とを有する前記めっき液を供給するめっき液供給工程と、
前記基板に対して供給された前記めっき液を前記所定のめっき処理温度に加熱するめっき液加熱工程と、
を含み、
前記めっき液供給工程において、前記基板に対して、所定量の前記めっき液を1回供給し、
前記めっき液加熱工程において、前記めっき液供給工程で供給された前記めっき液を前記所定のめっき処理温度に加熱し、前記所定のめっき処理温度に加熱された前記めっき液により前記めっき処理を行う、前記めっき処理方法。
(6)前記初期濃度が、前記所定のめっき処理温度に達した時点の前記めっき液の濃度が前記所定の濃度範囲の下限値付近となるように調整されている、(5)に記載のめっき処理方法。
(7)前記初期濃度が、前記所定の濃度範囲の下限値未満に調整されている、(5)又は(6)に記載のめっき処理方法。
(8)前記めっき液加熱工程が、前記基板と前記基板の上方に設けられたトッププレートとの間に、前記基板に対して供給された前記めっき液から発生した水蒸気が滞留する空間が形成された状態で行われる、(5)〜(7)のいずれかに記載のめっき処理方法。
(9)めっき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めっき処理装置を制御して(5)〜(8)のいずれかに記載のめっき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。
The present invention includes the following inventions.
(1) A plating apparatus comprising: a plating processing unit that performs plating processing on a substrate at a predetermined plating processing temperature; and a control unit that controls the operation of the plating processing unit.
The plating section is
A plating solution supply unit that supplies a plating solution that exhibits a predetermined plating performance in a predetermined concentration range to the substrate;
A plating solution heating section for heating the plating solution supplied to the substrate to the predetermined plating treatment temperature;
With
The plating solution supplied to the substrate from the plating solution supply unit is heated to the predetermined plating treatment temperature by the initial temperature adjusted to be lower than the predetermined plating treatment temperature and the plating solution heating unit. The initial concentration adjusted so that the concentration of the plating solution at the time of reaching the lower limit value of the predetermined concentration range and the median value of the predetermined concentration range or less,
After the control unit is supplied with a predetermined amount of the plating solution once to the substrate, the supplied plating solution is heated to the predetermined plating processing temperature and heated to the predetermined plating processing temperature. The said plating processing apparatus which controls the said plating solution supply part and the said plating solution heating part so that the said plating process may be performed with the said plated solution.
(2) The plating according to (1), wherein the initial concentration is adjusted so that the concentration of the plating solution at the time when the predetermined plating treatment temperature is reached is near a lower limit value of the predetermined concentration range. Processing equipment.
(3) The plating apparatus according to (1) or (2), wherein the initial concentration is adjusted to be less than a lower limit value of the predetermined concentration range.
(4) The plating processing unit includes a top plate provided above the substrate,
When the plating solution supplied to the substrate is heated by the plating solution heating unit, water vapor generated from the plating solution supplied to the substrate is interposed between the substrate and the top plate. The plating apparatus according to any one of (1) to (3), wherein a staying space is formed.
(5) A plating method for performing plating at a predetermined plating temperature on a substrate,
A plating solution that exhibits a predetermined plating performance in a predetermined concentration range with respect to the substrate, an initial temperature adjusted to be lower than the predetermined plating temperature, and a time when the predetermined plating temperature is reached. A plating solution supply step of supplying the plating solution having an initial concentration adjusted such that the concentration of the plating solution is not less than the lower limit value of the predetermined concentration range and not more than the median value of the predetermined concentration range;
A plating solution heating step for heating the plating solution supplied to the substrate to the predetermined plating temperature;
Including
In the plating solution supply step, a predetermined amount of the plating solution is supplied once to the substrate,
In the plating solution heating step, the plating solution supplied in the plating solution supply step is heated to the predetermined plating treatment temperature, and the plating treatment is performed with the plating solution heated to the predetermined plating treatment temperature. The plating method.
(6) The plating according to (5), wherein the initial concentration is adjusted so that the concentration of the plating solution at the time when the predetermined plating temperature is reached is near the lower limit value of the predetermined concentration range. Processing method.
(7) The plating method according to (5) or (6), wherein the initial concentration is adjusted to be less than a lower limit value of the predetermined concentration range.
(8) In the plating solution heating step, a space in which water vapor generated from the plating solution supplied to the substrate stays is formed between the substrate and a top plate provided above the substrate. The plating method according to any one of (5) to (7), wherein the plating method is performed in a heated state.
(9) When executed by a computer for controlling the operation of the plating apparatus, the computer controls the plating apparatus to execute the plating method according to any one of (5) to (8) A storage medium on which a program to be recorded is recorded.
本発明によれば、めっき液のめっき処理可能時間の短縮を防止できる、めっき処理装置及びめっき処理方法、並びに、該めっき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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the storage medium with which the program which performs the metal-plating processing apparatus, the metal-plating processing method, and this metal-plating processing method which can prevent shortening of the metal-plating processing time of a plating solution was recorded is provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<めっき処理装置の構成>
図1を参照して、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置の構成を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置の構成を示す概略図である。
<Configuration of plating processing equipment>
With reference to FIG. 1, the structure of the plating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置1は、めっき処理ユニット2と、めっき処理ユニット2の動作を制御する制御部3とを備える。
As shown in FIG. 1, a plating apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a
めっき処理ユニット2は、基板に対する各種処理を行う。めっき処理ユニット2が行う各種処理については後述する。
The
制御部3は、例えばコンピュータであり、動作制御部と記憶部とを備える。動作制御部は、例えばCPU(Central Processing Unit)で構成されており、記憶部に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、めっき処理ユニット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、めっき処理ユニット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、めっき処理装置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、コンピュータがめっき処理装置1を制御して後述するめっき処理方法を実行させるプログラムが記録される。
The control unit 3 is a computer, for example, and includes an operation control unit and a storage unit. The operation control unit is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit), and controls the operation of the
<めっき処理ユニットの構成>
図2を参照して、めっき処理ユニット2の構成を説明する。図2は、めっき処理ユニット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。
<Configuration of plating unit>
With reference to FIG. 2, the structure of the
めっき処理ユニット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。
The
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。
The carry-in / out
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。
A plurality of transport containers (hereinafter referred to as “carriers C”) for storing a plurality of substrates in a horizontal state are placed on the
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。
The
処理ステーション22は、めっき処理部5を備える。本実施形態において、処理ステーション22が有するめっき処理部5の数は2以上であるが、1であってもよい。めっき処理部5は、所定方向に延在する搬送路221の両側に配列されている。
The
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。
A
以下、めっき処理部5に搬入される前の基板を「基板W0」といい、めっき処理部5に搬入された後の基板であって、めっき処理部5から搬出される前の基板を「基板W1」といい、めっき処理部5から搬出された後の基板を「基板W2」という。
Hereinafter, the substrate before being carried into the
めっき処理ユニット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W0,W2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W0を取り出し、取り出した基板W0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W2を取り出し、載置部211のキャリアCへ収容する。
In the
めっき処理ユニット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とめっき処理部5との間、めっき処理部5と受渡部214との間で基板W0,W2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W0を取り出し、取り出した基板W0をめっき処理部5へ搬入する。また、搬送機構222は、めっき処理部5から基板W2を取り出し、取り出した基板W2を受渡部214に載置する。
In the
<めっき処理部の構成>
図3を参照して、めっき処理部5の構成を説明する。図3は、めっき処理部5の構成を示す概略断面図である。
<Configuration of plating processing section>
With reference to FIG. 3, the structure of the
めっき処理部5は、基板W1に対して所定のめっき処理温度でめっき処理を行う。めっき処理部5が行うめっき処理は、無電解めっき処理である。めっき処理部5が行う基板処理は、めっき処理を含む限り特に限定されない。したがって、めっき処理部5が行う基板処理には、めっき処理以外の基板処理が含まれていてもよい。本実施形態において、めっき処理部5が行う基板処理には、めっき処理と、めっき処理の前に行われる前処理とが含まれる。
The
めっき処理部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。
The
めっき処理部5は、基板W1を保持する基板保持部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W1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。
The
基板W1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W1の保持方式は、可動のチャック523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。
The substrate W1 is supported by the
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W1が回転する。制御部3は、駆動部524を制御し、基板W1の回転タイミング、回転速度、回転時間等を制御する。
The base end portion of the
めっき処理部5は、基板保持部52に保持された基板W1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W1に対して、めっき液M1を吐出するノズル531と、ノズル531にめっき液M1を供給するめっき液供給源532とを備える。めっき液供給源532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531には、めっき液供給源532から、バルブ533等の流量調整器が介設された供給管路534を通じて、めっき液M1が供給される。制御部3は、めっき液供給部53を制御し、めっき液M1の供給タイミング、供給量等を制御する。
The
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、銅(Cu)イオン、パラジウム(Pd)イオン、金(Au)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ることにより、金属として析出し、金属膜(めっき膜)が形成される。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。金属膜(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。 The plating solution M1 is a plating solution for autocatalytic (reduction) electroless plating. The plating solution M1 includes metal ions such as cobalt (Co) ions, nickel (Ni) ions, tungsten (W) ions, copper (Cu) ions, palladium (Pd) ions, gold (Au) ions, and hypophosphorous acid. And a reducing agent such as dimethylamine borane. In the self-catalytic type (reduction type) electroless plating, metal ions in the plating solution M1 are reduced by electrons released by the oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution M1, thereby depositing as metal. A metal film (plating film) is formed. The plating solution M1 may contain an additive or the like. Examples of the metal film (plating film) generated by the plating process using the plating solution M1 include CoWB, CoB, CoWP, CoWBP, NiWB, NiB, NiWP, NiWBP, and the like. P in the metal film (plating film) is derived from a reducing agent containing P (for example, hypophosphorous acid), and B in the plating film is derived from a reducing agent containing B (for example, dimethylamine borane).
めっき液供給部53から供給されるめっき液M1(すなわち、めっき液供給源532が有するタンクに貯留されているめっき液M1)は、所定の濃度範囲で所定のめっき性能を発揮するめっき液である。めっき液M1が所定のめっき性能を発揮するか否かは、所定量のめっき液M1を使用して、所定のめっき処理温度で所定時間、無電解めっき処理を行った場合に、所定の性状(例えば、厚さ30〜100nm)の金属膜(めっき膜)が得られるか否かによって判断される。 The plating solution M1 supplied from the plating solution supply unit 53 (that is, the plating solution M1 stored in the tank of the plating solution supply source 532) is a plating solution that exhibits a predetermined plating performance within a predetermined concentration range. . Whether or not the plating solution M1 exhibits a predetermined plating performance is determined when a predetermined amount of the plating solution M1 is used and an electroless plating process is performed at a predetermined plating processing temperature for a predetermined time. For example, it is determined by whether or not a metal film (plating film) having a thickness of 30 to 100 nm is obtained.
めっき液M1には複数種類の成分が含有されるが、めっき液M1が所定のめっき性能を発揮するためには、各成分の濃度が所定の濃度範囲内にある必要がある。すなわち、めっき液M1に含有される各成分について、所定のめっき性能が発揮されるために必要な所定の濃度範囲が存在する。各成分の所定の濃度範囲は、めっき液M1の組成等に応じて適宜決定される。めっき液M1に含有される全ての成分のうち、所定の濃度範囲の上限値と下限値との差が最も小さい成分の濃度が「めっき液M1の濃度」と定義される。したがって、所定の濃度範囲の上限値と下限値との差が最も小さい成分が、金属膜(めっき膜)を形成する金属イオンである場合、金属イオンの濃度が「めっき液M1の濃度」、金属イオンの所定の濃度範囲が「めっき液M1の所定の濃度範囲」であり、所定の濃度範囲の上限値と下限値との差が最も小さい成分が還元剤である場合、還元剤の濃度が「めっき液M1の濃度」、還元剤の所定の濃度範囲が「めっき液M1の所定の濃度範囲」である。以下、めっき液M1の所定の濃度範囲をCL(%)〜CH(%)と表記する。 The plating solution M1 contains a plurality of types of components, but in order for the plating solution M1 to exhibit a predetermined plating performance, the concentration of each component needs to be within a predetermined concentration range. That is, for each component contained in the plating solution M1, there is a predetermined concentration range necessary for exhibiting predetermined plating performance. The predetermined concentration range of each component is appropriately determined according to the composition of the plating solution M1. Of all the components contained in the plating solution M1, the concentration of the component having the smallest difference between the upper limit value and the lower limit value of the predetermined concentration range is defined as “the concentration of the plating solution M1”. Therefore, when the component having the smallest difference between the upper limit value and the lower limit value of the predetermined concentration range is a metal ion that forms a metal film (plating film), the concentration of the metal ion is “the concentration of the plating solution M1”, the metal When the predetermined concentration range of ions is “the predetermined concentration range of the plating solution M1” and the component having the smallest difference between the upper limit value and the lower limit value of the predetermined concentration range is the reducing agent, the concentration of the reducing agent is “ The “concentration of the plating solution M1” and the predetermined concentration range of the reducing agent are “the predetermined concentration range of the plating solution M1”. Hereinafter, the predetermined concentration range of the plating solution M1 is expressed as C L (%) to C H (%).
めっき液供給部53から供給されるめっき液M1(すなわち、めっき液供給源532が有するタンクに貯留されているめっき液M1)の濃度及び温度は、それぞれ、「初期濃度」及び「初期温度」と呼ばれ、基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53から供給された後のめっき液M1の濃度及び温度と区別される。
The concentration and temperature of the plating solution M1 supplied from the plating solution supply unit 53 (that is, the plating solution M1 stored in the tank of the plating solution supply source 532) are “initial concentration” and “initial temperature”, respectively. This is distinguished from the concentration and temperature of the plating solution M1 after being supplied from the plating
基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された後、供給されためっき液M1の濃度及び温度は変化する。めっき液M1の濃度は、めっき液M1中の水分が蒸発することにより、及び/又は、めっき液M1中のめっき成分が消費されることにより変化し、めっき液M1の温度は、めっき液M1がめっき液加熱部63で加熱されることにより変化する。具体的には、基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された時点から、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により加熱されて所定のめっき処理温度に達する時点までの間、めっき液M1中のめっき成分はほとんど消費されない一方、めっき液M1中の水分は蒸発するので、めっき液M1の濃度は上昇する。めっき液M1が所定のめっき処理温度に達した後、めっき液M1中のめっき成分は消費されるが、めっき液加熱部63による加熱が継続されるので、めっき液M1の濃度は上昇する。すなわち、めっき液M1中のめっき成分の消費によるめっき液M1の濃度低下よりも、めっき液M1中の水分の蒸発によるめっき液M1の濃度増加の方が大きいため、めっき液M1の温度が所定のめっき処理温度に達した後もめっき液M1の濃度は上昇し、やがて所定の濃度範囲の上限値(すなわち、CH(%))に達する。
After the plating solution M1 is supplied from the plating
めっき液M1の初期温度は、所定のめっき処理温度未満に調整されている。めっき処理温度は、めっき反応(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ることにより、金属として析出する反応)が進行する温度であり、例えば60℃〜70℃である。めっき液M1の初期温度は、例えば23〜27℃である。 The initial temperature of the plating solution M1 is adjusted to be lower than a predetermined plating temperature. The plating temperature is a temperature at which a plating reaction (a reaction in which metal ions in the plating solution M1 are deposited as a metal by being reduced by electrons released by an oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution M1) proceeds. Yes, for example, 60 ° C to 70 ° C. The initial temperature of the plating solution M1 is, for example, 23 to 27 ° C.
めっき液M1の初期濃度は、所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度が所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))以上かつ所定の濃度範囲の中央値(すなわち、(CL+CH)/2)以下となるように調整されている。 The initial concentration of the plating solution M1 is such that the concentration of the plating solution M1 at the time when the predetermined plating treatment temperature is reached is not less than the lower limit value of the predetermined concentration range (that is, C L (%)) and the median value of the predetermined concentration range ( That is, it is adjusted to be (C L + C H ) / 2) or less.
めっき液M1の初期濃度をX(%)とし、基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53から供給されるめっき液M1の量(めっき液供給部53は、所定量のめっき液M1を1回供給した後、当該めっき液M1でのめっき処理が終了するまで、新たなめっき液M1を補充しない)をY(mL)とし、基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された時点から、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により加熱されて所定のめっき処理温度に達する時点までの間に、供給されためっき液M1から蒸発する水分量をZ(mL)とすると、所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度(%)は、(X×Y)/(Y−Z)で表される。所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度(%)は、CL以上かつ(CL+CH)/2以下であるので、CL≦(X×Y)/(Y−Z)≦(CL+CH)/2が成り立つ。この式を変形することにより、めっき液M1の初期濃度X(%)は、CL(1−Z/Y)≦X≦(CL+CH)(1−Z/Y)/2と表される。
The initial concentration of the plating solution M1 is X (%), and the amount of the plating solution M1 supplied from the plating
Z/Yは1未満であるので、めっき液M1の初期濃度(%)の下限値であるCL(1−Z/Y)は、CL未満である。
Z/Y=1−2CL/(CL+CH)であるとき、めっき液M1の初期濃度(%)の上限値である(CL+CH)(1−Z/Y)/2は、CLと等しい。
Z/Y>1−2CL/(CL+CH)であるとき、めっき液M1の初期濃度(%)の上限値である(CL+CH)(1−Z/Y)/2は、CL未満である。
Z/Y<1−2CL/(CL+CH)であるとき、めっき液M1の初期濃度(%)の上限値である(CL+CH)(1−Z/Y)/2は、CLを超える。
したがって、めっきM1の初期濃度(%)の下限値は、常に、CL未満であるが、めっきM1の初期濃度(%)の上限値は、CL未満の場合もあるし、CLと等しい場合もあるし、CLを超える場合もある。
Since Z / Y is less than 1, C L (1-Z / Y), which is the lower limit value of the initial concentration (%) of the plating solution M1, is less than C L.
When Z / Y = 1−2C L / (C L + C H ), (C L + C H ) (1−Z / Y) / 2, which is the upper limit value of the initial concentration (%) of the plating solution M1, equal to C L.
When Z / Y> 1-2C L / (C L + C H ), (C L + C H ) (1-Z / Y) / 2, which is the upper limit value of the initial concentration (%) of the plating solution M1, it is less than C L.
When Z / Y <1-2C L / (C L + C H ), (C L + C H ) (1-Z / Y) / 2, which is the upper limit value of the initial concentration (%) of the plating solution M1, CL exceeded.
Therefore, the lower limit of the initial concentration of the plating M1 (%) is always be less than C L, the upper limit value of the initial concentration of the plating M1 (%) may or may less than C L, equal to C L even to some cases, it may exceed the C L.
所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度が、所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))に近いほど、所定の濃度範囲の上限値(すなわち、CH(%))に達するまでの時間、すなわち、めっき液M1をめっき処理に使用できる時間が長くなる。かかる点から、所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度は、好ましくは、所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))付近であり、さらに好ましくは、所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))である。 As the concentration of the plating solution M1 at the time when the predetermined plating temperature is reached is closer to the lower limit value (ie, C L (%)) of the predetermined concentration range, the upper limit value (ie, C H ( %)), That is, the time during which the plating solution M1 can be used for the plating process becomes longer. From this point, the concentration of the plating solution M1 when the predetermined plating treatment temperature is reached is preferably near the lower limit (that is, C L (%)) of the predetermined concentration range, and more preferably, the predetermined concentration range. This is the lower limit value of the concentration range (that is, C L (%)).
所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度は初期濃度よりも高くなるので、めっき液M1の初期濃度(%)がCL以上である場合、所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度を、所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))付近に調整することが難しい。したがって、めっき液M1の初期濃度(%)は所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))未満であることが好ましい。 Time the concentration of the plating solution M1 at the time of reaching a predetermined plating treatment temperature is higher than the initial concentration, when the initial concentration of the plating solution M1 (%) is equal to or greater than C L, which has reached a predetermined plating treatment temperature It is difficult to adjust the concentration of the plating solution M1 near the lower limit (that is, C L (%)) of the predetermined concentration range. Therefore, the initial concentration (%) of the plating solution M1 is preferably less than the lower limit value (that is, C L (%)) of the predetermined concentration range.
めっき液供給部53は、所定量のめっき液M1を1回供給した後、当該めっき液M1でのめっき処理が終了するまで、新たなめっき液M1を供給しない。めっき液供給部53から1回供給されるめっき液M1の量は、基板W1の直径が300mmである場合、好ましくは20〜200mL、さらに好ましくは30〜100mLである。1枚の基板W1に対するめっき処理は、めっき液供給部53から1回供給される所定量のめっき液M1で行われる。すなわち、1枚の基板W1に対するめっき処理は、基板W1に供給されためっき液M1がめっき処理温度に達した時点で開始され、基板W1から当該めっき液M1が排出された時点で終了する。なお、めっき液M1は、所定の濃度範囲の上限値(すなわち、CH(%))に達する前に、基板W1から排出される。めっき供給部53から供給されるめっき液M1の温度は、所定のめっき処理温度よりも低い温度であるので、基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された時点では、めっき処理は開始されないか、開始されても非常にゆっくりとしたものとなる。基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された後、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により加熱されて所定のめっき処理温度に達した時点で、めっき処理は開始される。そして、めっき処理の間を通じて、めっき液M1の温度は、めっき液加熱部63により所定のめっき処理温度に維持される。こうして、所定のめっき処理温度に加熱されためっき液M1によりめっき処理が行われる。
After supplying a predetermined amount of the plating solution M1 once, the plating
めっき液供給源532が有するタンクには、ポンプ535及び加熱部536が介設された循環管路537が接続されている。タンク中のめっき液M1は、循環管路537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(めっき処理温度)よりも低く、かつ、常温よりも高い温度である。本実施形態では、タンク中のめっき液M1が貯留温度に加熱されているが、タンク中のめっき液M1は、常温であってもよい。本実施形態では、めっき液M1がタンク中でめっき処理温度まで加熱される場合に生じ得る、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。
A
めっき液供給源532が有するタンクには、めっき液M1の各種成分を含有する薬液L1を貯留する薬液供給源538aから、バルブ等の流量調整器538bが介設された供給管路538cを通じて、薬液L1が供給される。また、めっき液供給源532が有するタンクには、薬液L1を希釈する希釈液L2を貯留する希釈液供給源539aから、バルブ等の流量調整器539bが介設された供給管路539cを通じて希釈液が供給される。希釈液L2は、例えば、純水である。薬液供給源538aから供給された薬液L1と、希釈液供給源539aから供給された希釈液L2とが、タンク中で混合されることにより、めっき液M1が調製される。この際、めっき液M1の濃度が、所定濃度となるように、薬液L1の流量が流量調整器538bにより調整され、希釈液L2の流量が流量調整器539bにより調整される。
In the tank of the plating
本実施形態では、めっき液M1中の全ての成分を含有する1つの薬液L1が使用されているが、めっき液M1中の一部の成分を含有する2つ以上の薬液を使用してもよい。なお、各薬液に含有される成分は、2つ以上の薬液が全体としてめっき液M1中の全ての成分を含有するように、調整される。めっき液M1中の一部の成分を含有する2つ以上の薬液を使用する場合、各薬液を貯留する2つ以上の薬液供給源が設けられ、めっき液供給源532が有するタンクには、2つ以上の薬液供給源から、バルブ等の流量調整器が介設された供給管路を通じて、各薬液が供給される。そして、2つ以上の薬液供給源から供給された各薬液と、希釈液供給源539aから供給された希釈液L2とが、タンク中で混合されることにより、めっき液M1が調製される。この際、めっき液M1の濃度が、所定濃度となるように、各薬液の流量が流量調整器により調整され、希釈液L2の流量が流量調整器539bにより調整される。
In the present embodiment, one chemical liquid L1 containing all components in the plating solution M1 is used, but two or more chemical solutions containing some components in the plating solution M1 may be used. . In addition, the component contained in each chemical | medical solution is adjusted so that two or more chemical | medical solutions may contain all the components in the plating solution M1 as a whole. When two or more chemical solutions containing a part of the components in the plating solution M1 are used, two or more chemical solution supply sources for storing each chemical solution are provided, and the tank of the plating
めっき液供給源532が有するタンクには、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537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537にフィルターが介設されることにより、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537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。
The tank of the plating
めっき処理部5は、ノズル531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531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531を、基板保持部52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57の外側にある待機位置まで移動させることができる。制御部3は、ノズル移動機構54を制御し、ノズル531の移動タイミング、移動後の位置等を制御する。
The
めっき処理部5は、基板保持部52に保持された基板W1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。
The
触媒液供給部55aは、基板保持部52に保持された基板W1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。制御部3は、触媒液供給部55aを制御し、触媒液N1の供給タイミング、供給量等を制御する。
The catalyst
洗浄液供給部55bは、基板保持部52に保持された基板W1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。制御部3は、洗浄液供給部55bを制御し、洗浄液N2の供給タイミング、供給量等を制御する。
The cleaning
リンス液供給部55cは、基板保持部52に保持された基板W1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。制御部3は、リンス液供給部55cを制御し、リンス液N3の供給タイミング、供給量等を制御する。
The rinse
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。 The catalyst liquid N1, the cleaning liquid N2, and the rinse liquid N3 are pretreatment liquids for pretreatment that are performed before the plating treatment using the plating liquid M1.
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、白金(Pt)イオン、金(Au)イオン等)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、基板の被めっき面)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。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、基板の被めっき面を触媒液N1で処理し、基板の被めっき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、基板の被めっき面を構成する金属(例えば、基板の被めっき面に形成された銅配線中の銅)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、基板の被めっき面上に還元析出する。 The catalyst solution N1 contains metal ions (for example, palladium (Pd) ions, platinum (Pt) ions, gold (Au) ions, etc.) having catalytic activity for the oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution M1. In the electroless plating process, in order to start the deposition of metal ions in the plating solution M1, the initial film surface (ie, the surface to be plated of the substrate) is sufficient for the oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution M1. It is necessary to have a good catalytic activity. Therefore, depending on the type of the plating solution M1, before the plating process is started using the plating solution M1, the surface to be plated of the substrate is treated with the catalyst solution N1, and the metal film having catalytic activity on the surface to be plated of the substrate. It may be preferable to form Whether to perform the treatment with the catalyst solution N1 before starting the plating treatment can be appropriately determined according to the type of the plating solution M1. That is, depending on the type of the plating solution M1, the treatment with the catalyst solution N1 may be omitted. Formation of a metal film having catalytic activity is caused by a substitution reaction. In the substitution reaction, a metal constituting the surface to be plated of the substrate (for example, copper in the copper wiring formed on the surface to be plated of the substrate) serves as a reducing agent, and metal ions (for example, Pd ions) in the catalyst solution N1 are Reduced and deposited on the surface of the substrate to be plated.
洗浄液N2としては、例えば、リンゴ酸、コハク酸、クエン酸、マロン酸等の有機酸、基板の被めっき面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)等を使用することができる。 Examples of the cleaning solution N2 include organic acids such as malic acid, succinic acid, citric acid, and malonic acid, and hydrofluoric acid (DHF) (hydrogen fluoride diluted to a concentration that does not corrode the surface to be plated. Aqueous solution) and the like can be used.
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。 As the rinse liquid N3, for example, pure water or the like can be used.
めっき処理部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。制御部3は、ノズル移動機構56を制御し、ノズル551a〜551cの移動タイミング、移動後の位置等を制御する。
The
めっき処理部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W1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W1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W1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W1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W1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。制御部3は、昇降機構58を制御し、カップ57の昇降タイミング、昇降後の位置等を制御する。
The
めっき処理部5は、基板保持部52に保持された基板W1の上方に設けられたトッププレート61と、トッププレート61を上下方向及び水平方向に駆動させる昇降機構62とを備える。トッププレート61は、基板W1の上方において、基板W1から離間して配置されている。トッププレート61の平面形状は、基板W1の平面形状に対応する平面形状(例えば、円形状)であり、トッププレート61のサイズは、基板W1の表面の略全域を覆うことができるように調整されている。トッププレート61の平面形状及びサイズは、基板W1とトッププレート61との間に空間を形成することができる限り特に限定されず、適宜変更可能である。例えば、トッププレート61の平面形状は、矩形状等であってもよい。なお、トッププレート61は、めっき液M1から発生した水蒸気の流路となり得る貫通孔、開口部等を有しない。制御部3は、昇降機構62を制御し、トッププレート61の移動タイミング、移動後の位置等を制御する。
The
トッププレート61は、昇降機構62によりカップ57に対して独立して昇降可能になっている。これにより、基板保持部52に対する基板の搬入及び搬出が容易となる。
The
昇降機構62は、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われる位置と、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われない位置との間で、トッププレート61を水平移動させることができる。また、昇降機構62は、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われる位置にトッププレート61を移動させた後、トッププレート61を上下方向に移動させることにより、基板W1とトッププレート61との距離(基板W1とトッププレート61との間に形成された空間Sの容積)を調整することができる。基板保持部52に保持された基板W1に対する各種ノズルからの液体の供給は、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われない位置までトッププレート61を水平移動させた後に行われる。基板W1に対して供給されためっき液M1の加熱は、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われる位置までトッププレート61を移動させ、基板W1とトッププレート61との距離(基板W1とトッププレート61との間に形成された空間Sの容積)を調整した後に行われる。
The elevating
基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われる位置までトッププレート61を移動させた後、基板W1とトッププレート61との距離を調整することにより、基板保持部52に保持された基板W1と、その上方に配置されたトッププレート61との間には、空間Sが形成される。空間Sの周囲はカップ57で囲まれているが、カップ57で密閉されておらず、空間Sは外部空間(チャンバ51内の空間)と連通している。基板保持部52に保持された基板W1に対して供給されためっき液M1中の水分が蒸発すると、めっき液M1から発生した水蒸気は、この空間Sに一旦滞留した後、外部空間に流出する。したがって、基板保持部52に保持された基板W1に対して供給されためっき液M1中の水分の蒸発は連続して生じる。空間Sの容積(例えば、基板保持部52に保持された基板W1とトッププレート61との距離)を調整することにより、めっき液M1からの水分の蒸発量を調整することができる。例えば、空間Sの容積を小さくすることにより、めっき液M1からの水分の蒸発量を小さくすることができる。これにより、水分の蒸発によるめっき液M1の濃度の急激な増加を防止することができる。空間Sに滞留する水蒸気は、めっき液加熱部63により、基板保持部52に保持された基板W1に対して供給されためっき液35を加熱する際の熱媒となる。基板保持部52に保持された基板W1とトッププレート61との距離は、トッププレートの設定温度、加熱後のめっき液到達温度、めっき液の昇温速度、基板上のめっき液量等により適宜制御される。
After the
トッププレート61には、基板保持部52に保持された基板W1に対して供給されためっき液M1を加熱するめっき液加熱部63が設けられている。なお、基板保持部52に保持された基板W1も、めっき液加熱部63により加熱される。めっき液加熱部63は、電熱線、ランプヒーター(例えばLEDランプヒーター)等のヒーターを有する。本実施形態において、めっき液加熱部63が有するヒーターは、トッププレート61の内部に埋設されている。本実施形態では、めっき液加熱部63が、基板保持部52に保持された基板W1の上方から、基板W1上のめっき液M1を加熱するが、めっき液加熱部63は、基板保持部52に保持された基板W1の下方から、基板W1上のめっき液M1を加熱してもよい。この場合、基板保持部52に保持された基板W1が加熱されることにより、基板W1上のめっきM1が加熱される。例えば、めっき液加熱部63は、基板保持部52のターンテーブル522に設けることができる。制御部3は、めっき液加熱部63を制御し、加熱タイミング、加熱温度、加熱時間等を制御する。
The
<めっき処理方法>
以下、めっき処理装置1により実施されるめっき処理方法について説明する。めっき処理装置1によって実施されるめっき処理方法は、基板W1に対してめっき処理を行うめっき工程を含む。めっき工程におけるめっき処理は、めっき処理部5により実施される。めっき処理部5の動作は、制御部3によって制御される。めっき処理装置1によって実施されるめっき処理方法は、めっき工程以外の工程を含んでいてもよい。
<Plating method>
Hereinafter, a plating method performed by the plating apparatus 1 will be described. The plating method performed by the plating apparatus 1 includes a plating process for performing plating on the substrate W1. The plating process in the plating process is performed by the
まず、基板搬入工程が行われる。基板搬入工程では、基板W1がめっき処理部5へ搬入される。制御部3は、搬送機構213を制御して、載置部211に載置されたキャリアCから基板W0を取り出し、取り出した基板W0を受渡部214に載置するとともに、搬送機構222を制御して、受渡部214に載置された基板W0を取り出し、取り出した基板W0をめっき処理部5へ搬入する。
First, a substrate carry-in process is performed. In the substrate carrying-in process, the substrate W1 is carried into the
基板搬入工程の後、基板保持工程が行われる。基板保持工程では、めっき処理部5へ搬入された基板W1が基板保持部52に保持される。制御部3は、昇降機構58を制御して、カップ57を所定位置まで降下させるとともに、昇降機構62を制御して、トッププレート61を、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われない位置まで水平移動させる。これにより、搬送機構222が、基板保持部52にアクセス可能となる。制御部3は、搬送機構222を制御して、基板保持部52に基板W1を載置する。基板W1は、その外縁部がチャック523により支持された状態で、ターンテーブル522上に水平保持される。
A substrate holding process is performed after a board | substrate carrying-in process. In the substrate holding process, the substrate W <b> 1 carried into the
基板保持工程の後、めっき工程が行われる。めっき工程におけるめっき処理は、基板保持部52に保持された基板W1に対して行われる。めっき処理部5は、めっき工程前に、基板W1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。また、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むことができる。また、前処理工程は、触媒液供給工程後に行われる第2リンス工程を含むことができる。
After the substrate holding process, a plating process is performed. The plating process in the plating step is performed on the substrate W1 held by the
洗浄工程では、基板保持部52に保持された基板W1が洗浄される。制御部3は、駆動部524を制御して、基板保持部52に保持された基板W1を所定速度で回転させながら、洗浄液供給部55bを制御して、ノズル551bを基板W1の上方に位置させ、ノズル551bから基板W1に対して洗浄液N2を供給する。基板W1に供給された洗浄液N2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に付着した付着物等が、基板W1から除去される。基板W1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。洗浄工程を開始する際、制御部3は、昇降機構58を制御して、カップ57の排出口571cの位置が基板W1の外周端縁と対向する位置となるように、カップ57の位置を調整する。
In the cleaning process, the substrate W1 held by the
第1リンス工程では、洗浄後の基板W1がリンスされる。制御部3は、駆動部524を制御して、基板保持部52に保持された基板W1を所定速度で回転させながら、リンス液供給部55cを制御して、ノズル551cを基板W1の上方に位置させ、ノズル551cから基板W1に対してリンス液N3を供給する。基板W1に供給されたリンス液N3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上に残存する洗浄液N2が洗い流される。基板W1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。第1リンス工程を開始する際、制御部3は、昇降機構58を制御して、カップ57の排出口571cの位置が基板W1の外周端縁と対向する位置となるように、カップ57の位置を調整する。
In the first rinsing step, the cleaned substrate W1 is rinsed. The control unit 3 controls the driving
触媒液供給工程では、リンス後の基板W1に触媒活性を有する金属膜(触媒層)が形成される。制御部3は、駆動部524を制御して、基板保持部52に保持された基板W1を所定速度で回転させながら、触媒液供給部55aを制御して、ノズル551aを基板W1の上方に位置させ、ノズル551aから基板W1に対して触媒液N1を供給する。基板W1に供給された触媒液N1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の被めっき面(例えば、基板W1の表面に形成された銅配線)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W1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。触媒液供給工程を開始する際、制御部3は、昇降機構58を制御して、カップ57の排出口571bの位置が基板W1の外周端縁と対向する位置となるように、カップ57の位置を調整する。
In the catalyst solution supply step, a metal film (catalyst layer) having catalytic activity is formed on the substrate W1 after rinsing. The control unit 3 controls the driving
第2リンス工程では、触媒層形成後の基板W1がリンスされる。制御部3は、駆動部524を制御して、基板保持部52に保持された基板W1を所定速度で回転させながら、リンス液供給部55cを制御して、ノズル551cを基板W1の上方に位置させ、ノズル551cから基板W1に対してリンス液N3を供給する。基板W1に供給されたリンス液N3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上に残存する触媒液N1が洗い流される。基板W1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。第2リンス工程を開始する際、制御部3は、昇降機構58を制御して、カップ57の排出口571cの位置が基板W1の外周端縁と対向する位置となるように、カップ57の位置を調整する。
In the second rinsing step, the substrate W1 after the formation of the catalyst layer is rinsed. The control unit 3 controls the driving
必要に応じて上述した前処理工程が行われた後、めっき工程が行われる。めっき工程において、制御部3は、駆動部524を制御して、基板保持部52に保持された基板W1を低速度(基板W1に対して供給されためっき液M1が基板W1から飛散しない速度)で回転させながら、あるいは、基板保持部52に保持された基板W1を停止した状態に維持しながら、めっき液供給部53を制御して、ノズル531を基板W1の上方に位置させ、ノズル531から基板W1に対してめっき液M1を供給する。制御部3は、めっき液供給部53を制御して、ノズル531から基板W1に対して所定量のめっき液M1を1回供給した後、当該めっき液M1によるめっき処理が終了するまで、新たなめっき液M1を供給しない。
After the pretreatment process described above is performed as necessary, a plating process is performed. In the plating step, the control unit 3 controls the
めっき供給部53から供給されるめっき液M1の温度は、所定のめっき処理温度よりも低い温度であるので、基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された時点において、めっき液M1は所定のめっき性能を発揮せず、めっき反応は開始しないか、開始しても非常にゆっくりとしたものとなる。
Since the temperature of the plating solution M1 supplied from the
基板保持部52に保持された基板W1に対してめっき液M1が供給された後、制御部3は、昇降機構62を制御して、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われる位置までトッププレート61を水平移動させた後、トッププレート61を下降させて、トッププレート61を基板W1に近づける。これにより、基板W1に対して供給されためっき液M1がめっき液加熱部63によって加熱される際、基板保持部52に保持された基板W1とトッププレート61との間には、空間Sが形成される。空間Sの周囲はカップ57で囲まれているが、カップ57で密閉されておらず、空間Sは外部空間と連通している。制御部3は、トッププレート61を基板W1に近づけた後、めっき液加熱部63を制御して、基板W1に供給されためっき液M1を所定のめっき処理温度に加熱する。制御部3は、めっき液加熱部63による加熱を、めっき液M1が供給される前の基板W1に対して行ってもよい。この場合、制御部3は、昇降機構62を制御して、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われる位置までトッププレート61を水平移動させた後、トッププレート61を下降させ、トッププレート61を基板W1に近づけ、次いで、めっき液加熱部63を制御して、基板W1に対する予備的な加熱を行う。
After the plating solution M1 is supplied to the substrate W1 held by the
基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された後、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により加熱されて所定のめっき処理温度に達した時点で、めっき液M1は所定のめっき性能を発揮し、めっき処理は開始される。制御部3は、めっき液加熱部63を制御して、めっき処理の間を通じて、めっき液M1の温度を所定のめっき処理温度に維持する。これにより、基板W1の被めっき面(触媒液供給工程が行われる場合には、基板W1の表面に形成された触媒活性を有する金属膜(例えばPd膜))に、めっき膜が形成される。
After the plating solution M1 is supplied from the plating
こうして、所定のめっき処理温度に加熱されためっき液M1により、1枚の基板W1に対するめっき処理が行われる。すなわち、制御部3は、基板保持部52に保持された基板W1に対して、所定量のめっき液M1が1回供給された後、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により所定のめっき処理温度に加熱され、所定のめっき処理温度に加熱されためっき液M1によりめっき処理が行われるように、めっき液供給部53及びめっき液加熱部63を制御する。
Thus, the plating process for one substrate W1 is performed by the plating solution M1 heated to a predetermined plating process temperature. That is, the control unit 3 supplies a predetermined amount of the plating solution M1 once to the substrate W1 held by the
基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された後、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により加熱されることにより、めっき液M1中の水分は蒸発し、めっき液M1から発生した水蒸気は空間Sに滞留する。空間Sの周囲はカップ57で囲まれているが、カップ57で密閉されておらず、空間Sは外部空間(チャンバ51内の空間)と連通している。めっき液M1から発生した水蒸気は、空間Sに一旦滞留した後、外部空間に流出する。したがって、めっき液M1中の水分の蒸発は連続して生じる。空間Sの容積(例えば、基板保持部52に保持された基板W1とトッププレート61との距離)を調整することにより、めっき液M1からの水分の蒸発量を調整することができる。例えば、空間Sの容積を小さくすることにより、めっき液M1からの水分の蒸発量を小さくすることができる。これにより、水分の蒸発によるめっき液M1の濃度の急激な増加を防止することができる。基板保持部52に保持された基板W1とトッププレート61との距離は、トッププレートの設定温度、加熱後のめっき到達温度、めっき液の昇温速度、基板上のめっき液量等により適宜制御される。
After the plating solution M1 is supplied from the plating
基板保持部52に保持された基板W1に対して、めっき液供給部53からめっき液M1が供給された後、供給されためっき液M1がめっき液加熱部63により加熱されることにより、めっき液M1の温度が上昇するとともに、めっき液M1中の水分が蒸発し、めっき液M1の濃度が上昇する。これにより、所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度は、所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))以上かつ所定の濃度範囲の中央値(すなわち、(CL+CH)/2)以下となる。
After the plating solution M1 is supplied from the plating
めっき液M1の温度が所定のめっき処理温度に達した後、めっき液M1のめっき成分は消費されるが、めっき液加熱部63による加熱が継続されるので、めっき液M1の濃度は上昇する。すなわち、めっき液M1中のめっき成分の消費によるめっき液M1の濃度低下よりも、めっき液M1中の水分の蒸発によるめっき液M1の濃度増加の方が大きいため、めっき液M1が所定のめっき処理温度に達した後もめっき液M1の濃度は上昇し、やがて所定の濃度範囲の上限値(すなわち、CH(%))に達する。
After the temperature of the plating solution M1 reaches a predetermined plating temperature, the plating component of the plating solution M1 is consumed, but since the heating by the plating
所定のめっき処理温度に達した時点のめっき液M1の濃度が、所定の濃度範囲の下限値(すなわち、CL(%))に近いほど、所定の濃度範囲の上限値(すなわち、CH(%))に達するまでの時間、すなわち、めっき液M1をめっき処理に使用できる時間が長くなる。 As the concentration of the plating solution M1 at the time when the predetermined plating temperature is reached is closer to the lower limit value (ie, C L (%)) of the predetermined concentration range, the upper limit value (ie, C H ( %)), That is, the time during which the plating solution M1 can be used for the plating process becomes longer.
制御部3は、めっき液M1の濃度が所定の濃度範囲の上限値(すなわち、CH(%))に達する前に、めっき液M1を基板W1から排出して、めっき処理を終了する。めっき処理を終了する際、制御部3は、昇降機構62を制御して、トッププレート61を所定位置まで上昇させた後、基板W1の表面の略全域がトッププレート61で覆われない位置までトッププレート61を水平移動させる。その後、制御部3は、駆動部524を制御して、基板保持部52に保持された基板W1を所定速度で回転させながら、リンス液供給部55cを制御して、ノズル551cを基板W1の上方に位置させ、ノズル551cから基板W1に対してリンス液N3を供給する。基板W1上のめっき液M1及びリンス液N3は、基板W1の回転に伴う遠心力によって基板W1から飛散し、基板W1から飛散しためっき液M1及びリンス液N3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。めっき処理を終了する際、制御部3は、昇降機構58を制御して、カップ57の排出口571aの位置が基板W1の外周端縁と対向する位置となるように、カップ57の位置を調整する。
The controller 3 discharges the plating solution M1 from the substrate W1 before the concentration of the plating solution M1 reaches the upper limit value (that is, C H (%)) of the predetermined concentration range, and ends the plating process. When finishing the plating process, the control unit 3 controls the elevating
めっき処理部5において、めっき工程後に、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。
In the
めっき工程後、基板搬出工程が行われる。基板搬出工程では、めっき処理後の基板W2が、めっき処理部5から排出される。この際、制御部3は、搬送機構222を制御して、めっき処理部5から基板W2を取り出し、取り出した基板W2を受渡部214に載置するとともに、搬送機構213を制御して、受渡部214に載置された基板W2を取り出し、載置部211のキャリアCへ収容する。
After the plating process, a substrate carry-out process is performed. In the substrate carry-out step, the substrate W2 after the plating process is discharged from the
1 めっき処理装置
2 めっき処理ユニット
3 制御部
5 めっき処理部
53 めっき液供給部
61 トッププレート
63 めっき液加熱部
W1 基板
M1 めっき液
S 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記めっき処理部が、
前記基板に対して、所定の濃度範囲で所定のめっき性能を発揮するめっき液を供給するめっき液供給部と、
前記基板に対して供給された前記めっき液を前記所定のめっき処理温度に加熱するめっき液加熱部と、
を備え、
前記めっき液供給部から前記基板に対して供給される前記めっき液が、前記所定のめっき処理温度未満に調整された初期温度と、前記めっき液加熱部によって加熱されて前記所定のめっき処理温度に達した時点の前記めっき液の濃度が前記所定の濃度範囲の下限値以上かつ前記所定の濃度範囲の中央値以下となるように調整された初期濃度とを有し、
前記制御部が、前記基板に対して、所定量の前記めっき液が1回供給された後、供給された前記めっき液が前記所定のめっき処理温度に加熱され、前記所定のめっき処理温度に加熱された前記めっき液により前記めっき処理が行われるように、前記めっき液供給部及び前記めっき液加熱部を制御する、前記めっき処理装置。 A plating apparatus comprising: a plating processing unit that performs plating processing on a substrate at a predetermined plating processing temperature; and a control unit that controls the operation of the plating processing unit,
The plating section is
A plating solution supply unit that supplies a plating solution that exhibits a predetermined plating performance in a predetermined concentration range to the substrate;
A plating solution heating section for heating the plating solution supplied to the substrate to the predetermined plating treatment temperature;
With
The plating solution supplied to the substrate from the plating solution supply unit is heated to the predetermined plating treatment temperature by the initial temperature adjusted to be lower than the predetermined plating treatment temperature and the plating solution heating unit. The initial concentration adjusted so that the concentration of the plating solution at the time of reaching the lower limit value of the predetermined concentration range and the median value of the predetermined concentration range or less,
After the control unit is supplied with a predetermined amount of the plating solution once to the substrate, the supplied plating solution is heated to the predetermined plating processing temperature and heated to the predetermined plating processing temperature. The said plating processing apparatus which controls the said plating solution supply part and the said plating solution heating part so that the said plating process may be performed with the said plated solution.
前記基板に対して供給された前記めっき液が前記めっき液加熱部によって加熱される際、前記基板と前記トッププレートとの間に、前記基板に対して供給された前記めっき液から発生した水蒸気が滞留する空間が形成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のめっき処理装置。 The plating section includes a top plate provided above the substrate;
When the plating solution supplied to the substrate is heated by the plating solution heating unit, water vapor generated from the plating solution supplied to the substrate is interposed between the substrate and the top plate. The plating apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a staying space is formed.
前記基板に対して、所定の濃度範囲で所定のめっき性能を発揮するめっき液であって、前記所定のめっき処理温度未満に調整された初期温度と、前記所定のめっき処理温度に達した時点の前記めっき液の濃度が前記所定の濃度範囲の下限値以上かつ前記所定の濃度範囲の中央値以下となるように調整された初期濃度とを有する前記めっき液を供給するめっき液供給工程と、
前記基板に対して供給された前記めっき液を前記所定のめっき処理温度に加熱するめっき液加熱工程と、
を含み、
前記めっき液供給工程において、前記基板に対して、所定量の前記めっき液を1回供給し、
前記めっき液加熱工程において、前記めっき液供給工程で供給された前記めっき液を前記所定のめっき処理温度に加熱し、前記所定のめっき処理温度に加熱された前記めっき液により前記めっき処理を行う、前記めっき処理方法。 A plating method for performing plating on a substrate at a predetermined plating temperature,
A plating solution that exhibits a predetermined plating performance in a predetermined concentration range with respect to the substrate, an initial temperature adjusted to be lower than the predetermined plating temperature, and a time when the predetermined plating temperature is reached. A plating solution supply step of supplying the plating solution having an initial concentration adjusted such that the concentration of the plating solution is not less than the lower limit value of the predetermined concentration range and not more than the median value of the predetermined concentration range;
A plating solution heating step for heating the plating solution supplied to the substrate to the predetermined plating temperature;
Including
In the plating solution supply step, a predetermined amount of the plating solution is supplied once to the substrate,
In the plating solution heating step, the plating solution supplied in the plating solution supply step is heated to the predetermined plating treatment temperature, and the plating treatment is performed with the plating solution heated to the predetermined plating treatment temperature. The plating method.
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