JP5666419B2

JP5666419B2 - めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体

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Publication number: JP5666419B2
Application number: JP2011259322A
Authority: JP
Inventors: 富裕一郎稲; 中崇田; 下光秋岩
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2015-02-12
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Description

本発明は、基板の表面にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体に関する。

一般に、半導体ウエハや液晶基板などの基板には、表面に回路を形成するための配線が施されている。この配線は、アルミニウム素材に替わって、電気抵抗が低く信頼性の高い銅素材によるものが利用されるようになってきている。しかしながら、銅はアルミニウムと比較して酸化されやすいので、銅配線表面の酸化を防止するために、高いエレクトロマイグレーション耐性を有する金属によってめっき処理することが望まれる。

めっき処理は、例えば、銅配線が形成された基板の表面に無電解めっき液を供給することによって行われる。このような無電解めっき処理は、枚葉処理装置で行うのが一般的である（特許文献１参照）。

特開２００９−２４９６７９号公報

ところで、めっき処理中には基板の温度制御を行うことが必要となる。このように基板の温度制御を行う場合、高温に加熱しためっき液を基板に対して供給するほか、基板の裏面に裏面温調水を供給して加熱することが行われている。しかしながら、裏面温調水を使用する場合、めっき処理中およびめっき処理後に発生する廃液に、めっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまう。一般に、めっき液は高価であるため、廃液からめっき液を分離して再利用することが望まれる。しかしながら、廃液にめっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまうと、廃液からめっき液を分離して、めっき液を再利用することがむずかしくなるおそれがある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板を効率的に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することが可能となるめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体を提供する。

本発明の一実施の形態によるめっき処理装置は、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、前記基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給するガス供給機構と、少なくとも前記吐出機構、前記めっき液供給機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構とを備えたことを特徴とする。

本発明の一実施の形態によるめっき処理方法は、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法において、基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、前記めっき工程において、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給することを特徴とする。

本発明の一実施の形態による記憶媒体は、めっき処理装置に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、基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、前記めっき工程において、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給する、方法からなっていることを特徴とする。

本発明によれば、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して基板保持機構に保持された基板に向けて供給するので、基板を効率的に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。

図１は、本発明の一実施の形態によるめっき処理システムの全体構成を示す平面図。図２は、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置を示す側面図。図３は、図２に示すめっき処理装置の平面図。図４は、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置におけるめっき液および加熱用ガスの流れを示す概略図。図５は、本発明の一実施の形態によるめっき処理方法を示すフローチャート。図６は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。図７は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。図８は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。

以下、図１乃至図８を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。まず図１により、本実施の形態におけるめっき処理システム９０の全体構成について説明する。

めっき処理システム
図１に示すように、めっき処理システム９０は、基板Ｗ（ここでは、半導体ウエハ）を複数枚（たとえば、２５枚）収容するキャリア９１を載置し、基板Ｗを所定枚数ずつ搬入及び搬出するための基板搬入出室９２と、基板Ｗのめっき処理や洗浄処理などの各種の処理を行うための基板処理室９３と、を含んでいる。基板搬入出室９２と基板処理室９３とは、互いに隣接して設けられている。

（基板搬入出室）
基板搬入出室９２は、キャリア載置部９４と、搬送装置９５を収容した搬送室９６と、基板受渡台９７を収容した基板受渡室９８とを有している。基板搬入出室９２においては、搬送室９６と基板受渡室９８とが受渡口９９を介して連通連結されている。キャリア載置部９４には、複数の基板Ｗを水平状態で収容するキャリア９１が複数個載置されている。搬送室９６では、基板Ｗの搬送が行われ、基板受渡室９８では、基板処理室９３との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。

このような基板搬入出室９２においては、キャリア載置部９４に載置されたいずれか１個のキャリア９１と基板受渡台９７との間で、搬送装置９５により基板Ｗが所定枚数ずつ搬送される。

（基板処理室）
また基板処理室９３は、中央部において前後（図１の左右）に伸延する基板搬送ユニット８７と、基板搬送ユニット８７の一方側および他方側において前後に並べて配置され、基板Ｗにめっき液を供給してめっき処理を行う複数のめっき処理装置２０と、を有している。

このうち基板搬送ユニット８７は、前後方向に移動可能に構成した基板搬送装置８８を含んでいる。また基板搬送ユニット８７は、基板受渡室９８の基板受渡台９７に基板搬入出口８９を介して連通している。

このような基板処理室９３においては、各めっき処理装置２０に対して、基板搬送ユニット８７の基板搬送装置８８により、基板Ｗが、１枚ずつ水平に保持した状態で搬送される。そして、各めっき処理装置２０において、基板Ｗが、１枚ずつ洗浄処理及びめっき処理される。

各めっき処理装置２０は、用いられるめっき液などが異なるのみであり、その他の点は略同一の構成からなっている。そのため、以下の説明では、複数のめっき処理装置２０のうち一のめっき処理装置２０の構成について説明する。

めっき処理装置
次に、図２および図３を参照して、めっき処理装置２０について説明する。図２は、めっき処理装置２０を示す側面図であり、図３は、めっき処理装置２０を示す平面図である。

めっき処理装置２０は、図２および図３に示すように、ケーシング１０１の内部で基板Ｗ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Ｗの表面に向けてめっき液を吐出する吐出機構２１と、吐出機構２１に接続され、吐出機構２１にめっき液を供給するめっき液供給機構３０とを備えている。

このうち基板保持機構１１０の周囲には、基板Ｗから飛散しためっき液等を排出する液排出機構１４０が配置されている。また、基板保持機構１１０には、加熱用ガスＧを加熱して基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて供給する、ガス供給機構１７０が接続されている。さらに、基板保持機構１１０、吐出機構２１、めっき液供給機構３０、液排出機構１４０およびガス供給機構１７０を制御する制御機構１６０が設けられている。

（基板保持機構）
基板保持機構１１０は、図２および図３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Ｗ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。

このうち回転機構１６２は、制御機構１６０により制御され、回転軸部材１１１を回転駆動させ、これによって、ウエハチャック１１３により支持されている基板Ｗが回転される。この場合、制御機構１６０は、回転機構１６２を制御することにより、回転軸部材１１１およびウエハチャック１１３を回転させ、あるいは停止させることができる。また、制御機構１６０は、回転軸部材１１１およびウエハチャック１１３の回転数を上昇させ、下降させ、あるいは一定値に維持させるように制御することが可能である。

さらに、基板Ｗの裏面側であってターンテーブル１１２の上方に、基板Ｗから間隙Ｓを空けてバックプレート１７１が配置されている。バックプレート１７１は、ウエハチャック１１３に保持された基板Ｗの裏面に対向し、ウエハチャック１１３に保持された基板Ｗとターンテーブル１１２との間に配設されている。バックプレート１７１は、回転軸部材１１１の軸心を貫通するシャフト１７２に連結固定されている。なお、バックプレート１７１はヒータを内蔵していても良い。さらに、シャフト１７２の下端部には、エアシリンダ等の昇降機構１７９が連結されている。すなわち、バックプレート１７１は、昇降機構１７９およびシャフト１７２により、ウエハチャック１１３で保持された基板Ｗとターンテーブル１１２との間を昇降するように構成されている。

バックプレート１７１の中には、その表面に設けられた複数の開口１７３に連通する第１の流路１７４が形成されており、この第１の流路１７４と、シャフト１７２の軸心を貫通する流体供給路１７５とが連通している。この流体供給路１７５は、バルブ１４６を介して基板Ｗの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構１４５に接続されている。

また、バックプレート１７１は、その表面に設けられた開口（供給部）１７６と、バックプレート１７１内部に形成された第２の流路１７７とを有している。このうち第２の流路１７７は、開口１７６に連通するとともに、シャフト１７２を上下に貫通するガス供給路１７８に連通している。このガス供給路１７８は、後述するガス供給機構１７０にバルブ１８８を介して接続されている。すなわち、バックプレート１７１は、加熱された加熱用ガスＧを基板Ｗの裏面に向けて供給する作用を有する。

なお、図２において、バックプレート１７１の開口１７６は、基板Ｗの温度が面内で均一となるように、バックプレート１７１の中心とバックプレート１７１の周縁との間に設けられているが、これに限られるものではない。バックプレート１７１の開口１７６は、バックプレート１７１の中心に設けられていても良く、あるいはバックプレート１７１の周縁に設けられていても良い。

（吐出機構）
次に、基板Ｗに向けてめっき液などを吐出する吐出機構２１について説明する。吐出機構２１は、基板Ｗに向けてＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する第１吐出ノズル４５を含んでいる。化学還元タイプのめっき液は、めっき液供給機構３０から第１吐出ノズル４５に供給される。なお、図２では１つの第１吐出ノズル４５のみを示しているが、この第１吐出ノズル４５に加えて、基板Ｗに向けてＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する他の吐出ノズル（追加の吐出ノズル）が設けられていても良い。

また吐出機構２１は、図２に示すように、吐出口７１および吐出口７２を含む第２吐出ノズル７０をさらに有していてもよい。図２および図３に示すように、第２吐出ノズル７０は、アーム７４の先端部に取り付けられており、このアーム７４は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構１６５により回転駆動される支持軸７３に固定されている。

第２吐出ノズル７０において、吐出口７１は、置換タイプのめっき液、例えばＰｄめっき液を供給するめっき液供給機構７６にバルブ７６ａを介して接続されている。また吐出口７２は、洗浄処理液を供給する洗浄処理液供給機構７７にバルブ７７ａを介して接続されている。このような第２吐出ノズル７０を設けることにより、一のめっき処理装置２０内において、化学還元タイプのめっき液によるめっき処理だけでなく、置換タイプのめっき液によるめっき処理、および洗浄処理を実施することが可能となる。

また図２に示すように、第２吐出ノズル７０の吐出口７２に、めっき処理に先立って実施される前処理のための前処理液、例えば純水などのリンス処理液を供給するリンス処理液供給機構７８がバルブ７８ａを介してさらに接続されていてもよい。この場合、バルブ７７ａおよびバルブ７８ａの開閉を適切に制御することにより、第２吐出ノズル７０から、洗浄処理液またはリンス処理液のいずれかが選択的に基板Ｗに吐出される。

次に第１吐出ノズル４５について説明する。図２および図３に示すように、第１吐出ノズル４５は吐出口４６を含んでいる。また第１吐出ノズル４５は、アーム４９の先端部に取り付けられており、このアーム４９は、基板Ｗの半径方向（図２および図３において矢印Ｄにより示される方向）において進退自在となるよう構成されている。このため、第１吐出ノズル４５は、基板Ｗの中心部に近接する中心位置と、中心位置よりも周縁側にある周縁位置との間で移動可能となっている。

（めっき液供給機構）
次に、吐出機構２１の第１吐出ノズル４５に、ＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を供給するめっき液供給機構３０について説明する。図４は、めっき処理装置２０におけるめっき液および加熱用ガスＧの流れを示す概略図である。

図４に示すように、めっき液供給機構３０は、めっき液３５を貯留するめっき液供給タンク３１と、めっき液供給タンク３１のめっき液３５を吐出機構２１の第１吐出ノズル４５へ供給する供給管３３とを有している。

また図４に示すように、めっき液供給タンク３１には、めっき液３５を貯留温度に加熱するタンク用加熱手段５０が取り付けられている。またタンク用加熱手段５０と第１吐出ノズル４５との間において、供給管３３に、吐出機構２１の第１吐出ノズル４５へ向かうめっき液３５を貯留温度よりも高温の吐出温度に加熱温調する加熱手段６０が取り付けられている。

めっき液供給タンク３１には、めっき液３５の各種の成分が貯蔵されている複数の薬液供給源（図示せず）から各種薬液が供給されている。例えば、Ｃｏイオンを含むＣｏＳＯ_４金属塩、還元剤（例えば、次亜リン酸など）、アンモニアおよび添加剤などの薬液が供給されている。この際、めっき液供給タンク３１内に貯留されるめっき液３５の成分が適切に調整されるよう、各種薬液の流量が調整されている。

また、図４に示すように、加熱手段６０は、タンク用加熱手段５０によって貯留温度まで加熱されためっき液３５を、さらに吐出温度まで加熱するためのものである。この加熱手段６０は、温調水等の伝熱媒体６６を吐出温度または吐出温度よりも高い温度に加熱する温度媒体供給手段６１と、供給管３３に取り付けられ、温度媒体供給手段６１からの伝熱媒体６６の熱を供給管３３内のめっき液３５に伝導させることにより温調する温調配管６５とを有している。

（ガス供給機構）
ガス供給機構１７０は、上述したように、空気より比熱容量が高い加熱用ガスＧを加熱して、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて供給するものである。このようなガス供給機構１７０は、図４に示すように、加熱用ガスＧを貯留するガス供給タンク１８１と、ガス供給タンク１８１に貯留された加熱用ガスＧをガス供給路１７８へ供給するガス供給管１８２とを有している。ガス供給タンク１８１には、加熱用ガスＧを加熱温調するガス温調ユニット１８３が接続されており、これにより加熱用ガスＧが所定の温度に加熱されるようになっている。

このような加熱用ガスＧは、空気（比熱容量１．０（Ｊ／ｇ・Ｋ））より比熱容量が高いものであり、具体的には、例えば水蒸気（比熱容量２．１（Ｊ／ｇ・Ｋ））およびヘリウム（比熱容量５．２（Ｊ／ｇ・Ｋ））を挙げることができる。このうち水蒸気を用いることがコスト等の観点から好ましい。

加熱用ガスＧとして水蒸気が用いられる場合、ガス供給路１７８へ供給される加熱用ガスＧは、必ずしもガス供給タンク１８１から供給されるものに限られない。図４に示すように、ガス供給管１８５を介してガス供給路１７８と加熱手段６０の温度媒体供給手段６１とを連結し、温度媒体供給手段６１の気相に存在する水蒸気をガス供給路１７８へ供給しても良い。また、ガス供給管１８４を介してガス供給路１７８とめっき液供給機構３０のめっき液供給タンク３１とを連結し、めっき液供給タンク３１の気相に存在する水蒸気をガス供給路１７８中の加熱用ガスＧに供給しても良い。この場合、温度媒体供給手段６１からの水蒸気、めっき液供給タンク３１からの水蒸気、およびガス供給タンク１８１からの水蒸気のうちいずれか１つまたは２つを用いても良く、これら全て併用しても良い。

また、図４に示すように、追加のガス供給ユニット１８７を設け、ガス供給管１８６を介してガス供給機構１７０のガス供給路１７８と追加のガス供給ユニット１８７とを接続しても良い。この場合、追加のガス供給ユニット１８７は、めっき液３５に含まれる成分のうちの少なくとも一つ（例えばアンモニア）のガスをガス供給路１７８中の加熱用ガスＧに供給し、これらの混合ガスを基板Ｗに供給しても良い。また、めっき液供給タンク３１の気相に存在するめっき液３５の成分（例えばアンモニア）を、ガス供給管１８４を介してガス供給路１７８中の加熱用ガスＧに供給し、これらの混合ガスを基板Ｗに供給しても良い。なお、この場合、追加のガス供給ユニット１８７からの成分を単独で用いても良く、めっき液供給タンク３１からの成分を単独で用いても良く、追加のガス供給ユニット１８７からの成分とめっき液供給タンク３１からの成分とを併用しても良い。このように、めっき液３５の成分を基板Ｗに向けて供給することにより、めっき処理中に当該成分がめっき液３５から揮発することを防止し、または、めっき処理中にめっき液３５から揮発する当該成分をめっき液３５に対して補充することができる。

（液排出機構）
次に、基板Ｗから飛散しためっき液や洗浄液などを排出する液排出機構１４０について、図２を参照して説明する。

液排出機構１４０は、基板保持機構１１０の周囲に設けられ、排出口１２４、１２９、１３４を有するカップ１０５と、カップ１０５に連結され、カップ１０５を上下方向に昇降駆動させる昇降機構１６４と、カップ１０５に接続され、基板Ｗから飛散しためっき液等をそれぞれ排出口１２４、１２９、１３４に集めて排出する液排出路１２０、１２５、１３０とを有している。

この場合、基板Ｗから飛散した処理液は、液の種類ごとに排出口１２４、１２９、１３４を介して液排出路１２０、１２５、１３０により排出される。例えば、基板Ｗから飛散したＣｏＰめっき液は、めっき液排出路１２０から排出され、基板Ｗから飛散したＰｄめっき液は、めっき液排出路１２５から排出され、基板Ｗから飛散した洗浄液およびリンス処理液は、処理液排出路１３０から排出される。このようにして排出されたＣｏＰめっき液およびＰｄめっき液は、それぞれ回収された後、再利用されても良い。

以上のように構成されるめっき処理装置２０を複数含むめっき処理システム９０は、制御機構１６０に設けた記憶媒体１６１に記録された各種のプログラムに従って制御機構１６０により駆動制御され、これにより基板Ｗに対する様々な処理が行われる。ここで、記憶媒体１６１は、各種の設定データや後述するめっき処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体１６１としては、コンピューターで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。

めっき処理方法
本実施の形態において、めっき処理システム９０およびめっき処理装置２０は、記憶媒体１６１に記録されためっき処理プログラムに従って、基板Ｗにめっき処理を施すよう駆動制御される。以下の説明では、はじめに、一のめっき処理装置２０で基板ＷにＰｄめっき処理を置換めっきにより施し、その後、Ｃｏめっき処理を化学還元めっきにより施す方法について、図５を参照して説明する。

（基板保持工程）
まず、基板搬送ユニット８７の基板搬送装置８８を用いて、１枚の基板Ｗを基板受渡室９８から一のめっき処理装置２０に搬入する。

めっき処理装置２０においては、はじめに、カップ１０５が所定位置まで降下され、次に、搬入された基板Ｗが基板保持機構１１０のウエハチャック１１３によって保持される（基板保持工程Ｓ３００）。その後、液排出機構１４０の排出口１３４と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５が昇降機構１６４により上昇させられる。

（洗浄工程）
次に、リンス処理、前洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程が実行される（Ｓ３０１）。はじめに、リンス処理液供給機構７８のバルブ７８ａが開かれ、これによって、リンス処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。

次に、前洗浄工程が実行される。はじめに、洗浄処理液供給機構７７のバルブ７７ａが開かれ、これによって、洗浄処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。なお、洗浄処理液としては例えばリンゴ酸を用いることができ、リンス処理液としては例えば純水を用いることができる。その後、上述の場合と同様にして、リンス処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。処理後のリンス処理液や洗浄処理液は、カップ１０５の排出口１３４および処理液排出路１３０を介して廃棄される。なお洗浄工程Ｓ３０１および以下の各工程のいずれにおいても、特に言及しない限り、基板Ｗは基板保持機構１１０により第１回転方向Ｒ１（図３）に回転されている。

（Ｐｄめっき工程）
次に、Ｐｄめっき工程が実行される（Ｓ３０２）。このＰｄめっき工程Ｓ３０２は、前洗浄工程後の基板Ｗが乾燥されていない状態の間に、置換めっき処理工程として実行される。このように、基板Ｗが乾燥していない状態で置換めっき処理工程を実行することで、基板Ｗの被めっき面の銅などが酸化してしまい良好に置換めっき処理できなくなることを防止することができる。

Ｐｄめっき工程においては、はじめに、液排出機構１４０の排出口１２９と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５を昇降機構１６４により下降させる。次に、めっき液供給機構７６のバルブ７６ａが開かれ、これによって、Ｐｄを含むめっき液が、基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７１を介して所望の流量で吐出される。このようにして、基板Ｗの表面にＰｄめっきが施される。処理後のめっき液は、カップ１０５の排出口１２９から排出される。排出口１２９から排出されためっき液は、液排出路１２５を介して、回収され再利用されるか、若しくは廃棄される。

（リンス処理工程）
次に、Ｃｏめっき工程に先立って実施される前処理として、例えばリンス処理工程が実行される（Ｓ３０３）。このリンス処理工程Ｓ３０３においては、前処理液として例えばリンス処理液が基板Ｗの表面に供給される。なお、このリンス処理工程の後、薬液処理により基板Ｗを洗浄処理し、その後当該薬液を洗浄するためにリンス処理液を用いてリンス処理を行っても良い。

（Ｃｏめっき工程）
その後、上述の工程Ｓ３０１〜３０３が実行されたのと同一のめっき処理装置２０において、Ｃｏめっき工程が実行される（Ｓ３０４）。このＣｏめっき工程Ｓ３０４は、化学還元めっき処理工程として実行される。

Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、はじめに、制御機構１６０が基板保持機構１１０を制御することにより、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗを回転させる。この状態で、加熱手段６０によって吐出温度に加熱されためっき液３５を、基板Ｗの表面に向けて第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出する。

第１吐出ノズル４５を用いて基板Ｗに向けてめっき液３５を吐出することにより、基板Ｗ上に形成されたＰｄめっき層上に、Ｃｏめっき層が成膜される。Ｃｏめっき層が所定の厚み、例えば１μｍに達した際、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止し、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４が完了する。Ｃｏめっき工程Ｓ３０４に要する時間は、例えば２０分〜４０分程度とすることができる。

なお、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、基板Ｗを常時一定の回転数で回転させる必要はなく、一時的に回転数を上昇または下降させたり、一時的に回転を止めたりしても良い。また、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、第１吐出ノズル４５を基板Ｗの中心側から基板Ｗの周縁側に向けて水平移動（スキャン）しても良い。

また、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、排出口１２４と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５が昇降機構１６４により下降されている。このため、処理後のめっき液３５は、カップ１０５の排出口１２４から排出される。排出された処理後のめっき液３５は、液排出路１２０を介して、回収されて再利用されうる。

ところで本実施の形態においては、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するのと略同時に、制御機構１６０がガス供給機構１７０を制御して、加熱された加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板Ｗの裏面に向けて供給するようになっている。すなわち、ガス供給機構１７０は、ガス供給タンク１８１に貯留されてガス温調ユニット１８３によって加熱された加熱用ガスＧを、ガス供給管１８２、ガス供給路１７８および第２の流路１７７を順次介して、バックプレート１７１の開口１７６から基板Ｗの裏面に向けて供給する。あるいは、ガス供給機構１７０は、めっき液供給タンク３１または温度媒体供給手段６１からの加熱用ガスＧを、バックプレート１７１の開口１７６から基板Ｗの裏面に向けて供給する。

ガス供給機構１７０による加熱用ガスＧの供給は、第１吐出ノズル４５からめっき液３５が吐出している間連続して行われる。この間、加熱用ガスＧは、基板Ｗとバックプレート１７１との間の間隙Ｓに滞留し、基板Ｗを連続的に加熱する。さらに、加熱用ガスＧにより、基板Ｗを介してめっき液３５も加熱される。本実施の形態において、加熱用ガスＧとして、空気より比熱容量が高いガス、例えば水蒸気を用いているので、基板Ｗを効率的に加熱することができる。その後、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止した際、ガス供給機構１７０による加熱用ガスＧの供給も停止する。あるいは、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止する前または後に、ガス供給機構１７０による加熱用ガスＧの供給を停止しても良い。

このように、バックプレート１７１の開口１７６から基板Ｗの裏面に向けて、加熱された加熱用ガスＧを供給することにより、基板Ｗの温度を制御することができる。また、めっき液の温度が低下することを防止することができる。これにより、めっき処理を一定の温度（例えば６０〜９０℃）に保った状態で行うことができ、Ｃｏめっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。しかも、基板Ｗに向けて供給する加熱用ガスＧが気体からなっているので、カップ１０５の排出口１２４から排出されるめっき液３５に加熱用の水等が混ざることが防止され、排出された処理後のめっき液３５を容易に再利用することができる。とりわけＣｏめっき工程Ｓ３０４においては、めっき処理に要する時間が例えば２０分〜４０分と長くなる場合があるため、めっき液３５を再利用することにより、より効率的に廃液の量を減らすことができる。

なお、上述したように、加熱用ガスＧにはめっき液３５に含まれる成分のうちの少なくとも一つ（例えばアンモニア）が含まれていても良い。この場合、めっき処理中に当該成分がめっき液３５から揮発することを防止し、あるいはめっき処理中にめっき液３５から揮発する当該成分をめっき液３５に対して補充することができる。

（洗浄工程）
次に、Ｃｏめっき処理が施された基板Ｗの表面に対して、リンス処理、後洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程Ｓ３０５が実行される。この洗浄工程Ｓ３０５は、上述の洗浄工程Ｓ３０１と略同一であるので、詳細な説明は省略する。

（乾燥工程）
その後、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程が実行される（Ｓ３０６）。例えば、ターンテーブル１１２を回転させることにより、基板Ｗに付着している液体が遠心力により外方へ飛ばされ、これによって基板Ｗが乾燥される。すなわち、ターンテーブル１１２が、基板Ｗの表面を乾燥させる乾燥機構としての機能を備えていてもよい。

このようにして、一のめっき処理装置２０において、基板Ｗの表面に対して、はじめにＰｄめっきが置換めっきにより施され、次にＣｏめっきが化学還元めっきにより施される。

その後、基板Ｗは、Ａｕめっき処理用の他のめっき処理装置２０に搬送されてもよい。この場合、他のめっき処理装置２０において、基板Ｗの表面に、置換めっきによりＡｕめっき処理が施される。Ａｕめっき処理の方法は、めっき液および洗浄液が異なる点以外は、Ｐｄめっき処理のための上述の方法と略同一であるので、詳細な説明は省略する。

（本実施の形態の作用効果）
このように、本実施の形態によれば、上述のように、空気より比熱容量が高い加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を加熱して基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて供給するので、基板Ｗを効率的に加熱することができ、めっき液３５によるめっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。また、液排出機構１４０から排出されるめっき液に水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。

変形例
以下、本実施の形態の各変形例について説明する。

上記実施の形態では、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するのと略同時に、加熱された加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板Ｗの裏面に向けて供給開始する態様を説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するより前に、加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板Ｗの裏面に向けて供給開始してもよい。

この場合、追加のガス供給ユニット１８７（図４）は、不活性ガス（例えば窒素）をガス供給路１７８中の加熱用ガスＧに供給しても良い。このように、加熱用ガスＧとともに不活性ガス（例えば窒素）を混合して基板Ｗに向けて供給することにより、めっき液３５が供給される前の基板Ｗが、加熱用ガスＧによって酸化されることを防止することができる。

また、上記実施の形態では、加熱用ガスＧを基板Ｗの裏面に向けて供給する態様を説明したが、これに限られることはなく、加熱用ガスＧをさらに基板Ｗの表面側から供給してもよい。すなわち、図６に示すように、基板Ｗの表面側であって第１吐出ノズル４５の側方にガスノズル１９１を設け、基板Ｗの裏面だけでなく基板Ｗの表面にも加熱用ガスＧを供給しても良い。この場合、ガスノズル１９１は、ガス供給機構１７０に接続されており、制御機構１６０がガス供給機構１７０を制御することにより、ガスノズル１９１を介して基板Ｗの表面に加熱用ガスＧを供給するようになっている。このような構成により、基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度を低下することを防止することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。

あるいは、図７に示すように、ガスノズル１９１を用いることにより、基板Ｗの表面側からのみ加熱用ガスＧを供給し、基板Ｗの裏面側には加熱用ガスＧを供給しなくても良い。この場合においても、基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度を制御することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。

さらに、図８に示すように、基板Ｗの上方に、基板Ｗから離間してトッププレート１５１を配置しても良い。この場合、トッププレート１５１は、カップ１０５の上面に配置されており、基板Ｗの表面の略全域を覆うようになっている。また、トッププレート１５１には、第１吐出ノズル４５の吐出口４６およびガスノズル１９１に対応する位置にそれぞれ開口１５２、１５３が形成されており、吐出口４６からのめっき液の供給およびガスノズル１９１からの加熱用ガスＧの供給が妨げられないようになっている。

さらに、トッププレート１５１は、昇降機構１５４に連結されており、制御機構１６０によって制御されることにより、カップ１０５とともに昇降可能となっている。また、トッププレート１５１は、昇降機構１５４によりカップ１０５に対して独立して昇降可能にもなっている。これにより、上述した基板保持工程Ｓ３００において、基板Ｗを基板保持機構１１０に対して搬入および搬出することが可能となる。

このように、基板Ｗの上方に、基板Ｗの表面側の略全域を覆うトッププレート１５１を設けたことにより、バックプレート１７１の開口１７６およびガスノズル１９１から供給される加熱用ガスＧ、あるいはめっき液３５から発生したガス（例えば水蒸気）が基板Ｗとトッププレート１５１との間の空間に滞留する。このことにより、基板Ｗおよびめっき液３５をより効率的に加熱することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることがより確実になる。

なお、図８において、図４に示す実施の形態と同様に、ガスノズル１９１を設けることなく、バックプレート１７１の開口１７６から基板Ｗの裏面のみに加熱用ガスＧを供給しても良い。あるいは、図７に示す実施の形態と同様に、バックプレート１７１の開口１７６を設けることなく、ガスノズル１９１を用いて基板Ｗの表面のみに加熱用ガスＧを供給しても良い。

また、図６乃至図８において、上記実施の形態と同様、追加のガス供給ユニット１８７（図４）を用いることにより、ガスノズル１９１から供給される加熱用ガスＧに、めっき液３５に含まれる成分（例えばアンモニア）および／または不活性ガス（例えば窒素）を混合しても良い。

さらに、図６乃至図８に示す形態では、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、ガスノズル１９１から基板Ｗの表面側に加熱用ガスＧを供給するタイミングは、必ずしも第１吐出ノズル４５の吐出口４６からめっき液３５を吐出するタイミングと略同時とは限らない。基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度を低下することを補償するのに十分であれば、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するよりも後に、加熱用ガスＧをガスノズル１９１から基板Ｗの表面に向けて供給してもよい。

なお、図６乃至図８において、図１乃至図４に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

さらに、上記各実施の形態においては、基板保持機構１１０が基板Ｗを回転保持する形態を示したが、これに限られるものではない。すなわち、基板保持機構１１０はスピンレスのものであっても良い。この場合、基板保持機構１１０は基板Ｗを回転しないように保持するものであり、めっき液供給機構３０は図示しない長尺ノズルを有するものであっても良い。この場合、長尺ノズルが基板Ｗ上を走査することにより、基板Ｗに対してめっき液３５を供給するようになっていても良い。

さらにまた、上記実施の形態において、第１吐出ノズル４５から基板Ｗに向けて吐出される化学還元タイプのめっき液３５として、ＣｏＰめっき液が用いられる例を示した。しかしながら、用いられるめっき液３５はＣｏＰめっき液に限られることはなく、様々なめっき液３５が用いられ得る。例えば、化学還元タイプのめっき液３５として、ＣｏＷＢめっき液、ＣｏＷＰめっき液、ＣｏＢめっき液またはＮｉＰめっき液など、様々なめっき液３５が用いられ得る。

２０めっき処理装置
２１吐出機構
３０めっき液供給機構
９０めっき処理システム
１１０基板保持機構
１５１トッププレート
１６０制御機構
１７０ガス供給機構

Claims

基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給するガス供給機構と、
少なくとも前記吐出機構、前記めっき液供給機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とするめっき処理装置。
前記ガス供給機構は、前記基板の裏面側から前記加熱用ガスを供給することを特徴とする請求項１記載のめっき処理装置。
前記基板保持機構は、前記基板の裏面側に前記基板から間隙を空けて配置されたバックプレートを有し、前記ガス供給機構は、前記バックプレートに設けられた供給部から前記基板の裏面側に前記加熱用ガスを供給することを特徴とする請求項２記載のめっき処理装置。
前記ガス供給機構は、前記基板の表面側から前記加熱用ガスを供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のめっき処理装置。
前記基板の表面側にガスノズルが設けられ、前記ガス供給機構は、前記ガスノズルから前記基板の表面側に前記加熱用ガスを供給することを特徴とする請求項４記載のめっき処理装置。
前記ガス供給機構は、前記加熱用ガスを貯留するガス供給タンクを有し、前記加熱用ガスは、前記ガス供給タンクから供給されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のめっき処理装置。
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給するガス供給機構と、
少なくとも前記吐出機構、前記めっき液供給機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記めっき液供給機構は、前記めっき液を貯留するめっき液供給タンクを有し、前記加熱用ガスは、前記めっき液供給タンクから供給されることを特徴とするめっき処理装置。
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給するガス供給機構と、
少なくとも前記吐出機構、前記めっき液供給機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記めっき液供給機構は、前記めっき液を貯留するめっき液供給タンクと、前記めっき液供給タンクの前記めっき液を前記吐出機構へ供給する供給管とを有し、
前記供給管に、前記吐出機構へ向かう前記めっき液を加熱温調する加熱手段が取り付けられ、
前記加熱手段は、伝熱媒体を加熱する温度媒体供給手段と、前記供給管に取り付けられ、前記温度媒体供給手段からの前記伝熱媒体の熱を前記供給管内の前記めっき液に伝導させる温調配管とを有し、
前記加熱用ガスは、前記温度媒体供給手段から供給されることを特徴とするめっき処理装置。
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給するガス供給機構と、
少なくとも前記吐出機構、前記めっき液供給機構および前記ガス供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記ガス供給機構に追加のガス供給ユニットが接続され、前記追加のガス供給ユニットは、前記めっき液に含まれる成分のうちの少なくとも一つを前記加熱用ガスに供給し、これら前記加熱用ガスと前記めっき液に含まれる成分との混合ガスが、前記基板に供給されることを特徴とするめっき処理装置。
前記ガス供給機構に追加のガス供給ユニットが接続され、前記追加のガス供給ユニットは、不活性ガスを前記加熱用ガスに供給し、これら前記加熱用ガスと前記不活性ガスとの混合ガスが、前記基板に供給されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載のめっき処理装置。
前記基板保持機構に保持された前記基板の上方に、前記基板の表面側を覆うトッププレートが設けられ、前記加熱用ガスが、前記基板と前記トッププレートとの間に滞留するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載のめっき処理装置。
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法において、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、
前記めっき工程において、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給し、
前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とするめっき処理方法。
前記加熱用ガスは、前記基板の裏面側から供給されることを特徴とする請求項１２記載のめっき処理方法。
前記加熱用ガスは、前記基板の表面側から供給されることを特徴とする請求項１２または１３記載のめっき処理方法。
前記めっき工程において、前記吐出機構から前記めっき液を吐出するのと同時に、前記加熱用ガスを前記基板に向けて供給することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項記載のめっき処理方法。
前記めっき工程において、前記吐出機構から前記めっき液を吐出するより前に、前記加熱用ガスを前記基板に向けて供給することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項記載のめっき処理方法。
前記めっき工程において、不活性ガスが前記加熱用ガスに供給され、前記加熱用ガスと前記不活性ガスとの混合ガスが前記基板に供給されることを特徴とする請求項１６記載のめっき処理方法。
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法において、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、
前記めっき工程において、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給し、
前記めっき工程において、前記めっき液に含まれる成分のうちの少なくとも一つが前記加熱用ガスに供給され、前記加熱用ガスと前記めっき液に含まれる成分との混合ガスが前記基板に供給されることを特徴とするめっき処理方法。
めっき処理装置に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、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、
前記めっき工程において、空気より比熱容量が高い加熱用ガスを加熱して前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給し、
前記加熱用ガスは、水蒸気からなる、方法からなっていることを特徴とする記憶媒体。