JP6786622B2 - めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体に関する。

近年、半導体デバイスの微細化や３次元化が進んでいることに伴い、半導体デバイスを加工する際のエッチングによる加工精度を向上させることが求められている。このようにエッチングによる加工精度を向上させるための方法の一つとして、基板上に形成されるドライエッチング用のハードマスク（ＨＭ）の精度を向上させるという要求が高まっている。

特開２００９−２４９６７９号公報

しかしながら、一般にハードマスクの材料には、基板やレジストとの高い密着性を有すること、熱処理やエッチング処理に対する高い耐性を有すること、除去が容易であること等、様々な制約が存在する。このため、従来、ハードマスクの材料としては、ＳｉＮ（窒化ケイ素）やＴｉＮ（窒化チタン）等、限られた材料のみが用いられている。

これに対して本発明者らは、基板上に例えばＳｉＯ（酸化ケイ素）等の膜とＳｉＮ（窒化ケイ素）等の膜とを混在させ、この基板上にＰｄ等の触媒を付与することにより、ＳｉＮの膜上に選択的に触媒を付与し、この触媒を用いてＳｉＮの膜のみにめっき層を形成することを検討している。この場合、ＳｉＮの膜に形成されためっき層をハードマスクとして用いることができるので、めっき層として様々な材料を選択することが可能となる。

ところでＰｄ等の触媒を付与する工程において、触媒は、当初ＳｉＮの膜だけでなく、めっき層を形成しないＳｉＯの膜にも均一に付着する。この場合、触媒とＳｉＯの膜との密着性は、触媒とＳｉＮの膜との密着性よりも弱い。したがって、めっき処理を行う時までに、触媒がＳｉＯの膜から脱離し、この結果、触媒はＳｉＮの膜のみに選択的に付与される。

しかしながら、従来の手法を用いた場合、触媒を付与した後、めっき処理を行う前に、触媒とＳｉＮの膜との密着性を高める処理を行うことが難しいという問題がある。すなわち、触媒とＳｉＮの膜との密着性を高める処理を行うと、自ずと触媒とＳｉＯの膜との密着性も高められてしまうからである。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、触媒を付与する段階で、触媒を初めからめっき可能材料部分に選択的に付着させることが可能な、めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体を提供する。

本発明の一実施形態によるめっき処理方法は、表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を準備する工程と、前記基板に対して触媒液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する工程と、前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、前記触媒液は、前記めっき不可材料部分にめっき層が析出することを抑制するとともに、前記めっき可能材料部分にめっき層が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態によるめっき処理装置は、表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を保持する基板保持部と、前記基板に対して触媒液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する触媒付与部と、前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部とを備え、前記触媒液は、前記めっき不可材料部分にめっき層が析出することを抑制するとともに、前記めっき可能材料部分にめっき層が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されていることを特徴とする。

本発明の上記実施形態によれば、触媒を付与する段階で、触媒を初めからめっき可能材料部分に選択的に付着させることができる。

図１は、めっき処理装置およびめっき処理装置が備えるめっき処理ユニットの構成を示す概略平面図である。 図２は、図１に示すめっき処理ユニットが備えるめっき処理部の構成を示す概略断面図である。 図３は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の構成を示す概略断面図である。 図４（ａ）−（ｅ）は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の製造方法を示す概略断面図である。 図５は、本実施形態によるめっき処理方法を示すフロー図である。 図６（ａ）−（ｂ）は、本実施形態によるめっき処理方法を示す概略断面図である。 図７（ａ）−（ｃ）は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成された基板を加工する方法を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

＜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。

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。

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。

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。

＜めっき処理ユニットの構成＞
図１を参照して、めっき処理ユニット２の構成を説明する。図１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。

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。

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Ｗ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Ｗ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、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。

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Ｗ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。

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Ｗ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Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗ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Ｗを取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。

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Ｗ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Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗ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Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置する。

＜めっき処理部の構成＞
次に図２を参照して、めっき処理部５の構成を説明する。図２は、めっき処理部５の構成を示す概略断面図である。

めっき処理部５は、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗに対してめっき処理を行うことにより、めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層３５を形成するものである（後述する図３乃至図７参照）。めっき処理部５が行う基板処理は、少なくとも触媒付与処理と無電解めっき処理とを含むが、触媒付与処理及びめっき処理以外の基板処理が含まれていてもよい。

めっき処理部５は、上述した無電解めっき処理を含む基板処理を行うものであり、チャンバ５１と、チャンバ５１内に配置され、基板Ｗを保持する基板保持部５２と、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対してめっき液Ｍ１を供給するめっき液供給部５３とを備えている。

このうち基板保持部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Ｗ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とを有する。

基板Ｗ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Ｗの保持方式は、可動のチャック５２３によって基板Ｗ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Ｗ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Ｗが回転する。

めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗ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、ＣｏＢ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、ＣｏＷＢ、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。

ノズル５３１は、ノズル移動機構５４に連結されている。ノズル移動機構５４は、ノズル５３１を駆動する。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Ｗの中心の上方の位置と基板Ｗ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。

チャンバ５１内には、基板保持部５２に保持された基板Ｗ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（触媒付与部）５５ａ、洗浄液供給部５５ｂ、及びリンス液供給部５５ｃが配置されている。

触媒液供給部（触媒付与部）５５ａは、基板保持部５２に保持された基板Ｗ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Ｗ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Ｗ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。このような触媒としては、例えば、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）、白金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕを含むものが挙げられる。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成分が還元剤となり、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。また、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状の金属触媒を含んでいても良い。具体的には、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状の金属触媒と、分散剤と、水溶液とを含んでいても良い。このようなナノ粒子状の金属触媒としては、例えばナノ粒子状Ｐｄが挙げられる。また分散剤は、ナノ粒子状の金属触媒を触媒液Ｎ１中に分散させやすくする役割を果たす。このような分散剤としては、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が挙げられる。

本実施形態において、触媒液Ｎ１は、基板Ｗのめっき不可材料部分３１にめっき層３５（後述）が析出することを抑制するとともに、めっき可能材料部分３２にめっき層３５が析出しやすくなるよう予めｐＨが調整されている。具体的には、めっき不可材料部分３１がＳｉＯ_２を主成分とする材料からなり、めっき可能材料部分３２がＳｉＮを主成分とする材料からなる場合、触媒液Ｎ１のｐＨは、２以上３以下に調整されている。一般に、調整前の触媒液Ｎ１のｐＨは、４以上６以下程度である。このため、触媒液Ｎ１は、調整前よりも酸性度が高められている。なお、触媒液Ｎ１のｐＨの調整は、例えばめっき液供給源５３２が有するタンクの内部で、触媒液Ｎ１中に硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）や水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）または（塩酸）ＨＣｌ_２や（アンモニア水）ＮＨ_４ＯＨ等のｐＨ調整剤を投入するとともに、このｐＨ調整剤の量を調整することによって行われても良い。

洗浄液Ｎ２としては、例えば、ギ酸、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。

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。

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Ｗの中心の上方の位置と基板Ｗ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。

基板保持部５２の周囲には、カップ５７が配置されている。カップ５７は、基板Ｗ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）を受け止めてチャンバ５１の外方に排出する。カップ５７は、カップ５７を上下方向に駆動させる昇降機構５８を有している。

＜基板の構成＞
次に、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の構成について説明する。

図３に示すように、めっき層３５が形成される基板Ｗは、その表面にそれぞれ形成されためっき不可材料部分３１およびめっき可能材料部分３２を有している。めっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とは、それぞれ基板Ｗの表面側に露出していれば良く、その具体的な構成は問わない。本実施形態においては、基板Ｗは、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２と、下地材４２上に突設され、パターン状に形成されためっき不可材料部分３１からなる芯材４１とを有している。

めっき不可材料部分３１は、本実施形態によるめっき処理が施された際、実質的にめっき金属が析出せず、めっき層３５が形成されない領域である。めっき不可材料部分３１は、例えば、ＳｉＯ_２を主成分とする材料からなっている。なお、後述するように、めっき不可材料部分３１には、微小な格子欠陥や不純物等が存在する場合がある。

めっき可能材料部分３２は、本実施形態によるめっき処理が施された際、めっき金属が選択的に析出し、これによりめっき層３５が形成される領域である。本実施形態において、めっき可能材料部分３２は、例えば、（１）ＯＣＨ_ｘ基およびＮＨ_ｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料、（２）Ｓｉ系材料を主成分とした金属材料、（３）触媒金属材料を主成分とする材料、又は、（４）カーボンを主成分とした材料のいずれかからなっていても良い。

（１）めっき可能材料部分３２の材料がＯＣＨ_ｘ基およびＮＨ_ｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料を主成分とする場合、その材料としては、Ｓｉ−ＯＣＨｘ基又はＳｉ−ＮＨｘ基を含む材料、例えばＳｉＯＣＨやＳｉＮが挙げられる。

（２）めっき可能材料部分３２の材料がＳｉ系材料を主成分とした金属材料である場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、ＢやＰがドープされたＰｏｌｙ-Ｓｉ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｓｉが挙げられる。

（３）めっき可能材料部分３２が触媒金属材料を主成分とする材料を主成分とする場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、例えばＣｕ、Ｐｔが挙げられる。

（４）めっき可能材料部分３２がカーボンを主成分とした材料を主成分とする場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、例えばアモルファスカーボンが挙げられる。

次に図４（ａ）−（ｅ）を用いて、図３に示す基板Ｗを作製する方法について説明する。図３に示す基板Ｗを作製する場合、まず、図４（ａ）に示すように、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２を準備する。

次に、図４（ｂ）に示すように、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２上の全面に、例えばＣＶＤ法又はＰＶＤ法によりめっき不可材料部分３１を構成する材料３１ａを成膜する。材料３１ａは、例えばＳｉＯ_２を主成分とする材料からなる。

続いて、図４（ｃ）に示すように、めっき不可材料部分３１を構成する材料３１ａの表面全体に感光性レジスト３３ａを塗布し、これを乾燥する。次に、図４（ｄ）に示すように、感光性レジスト３３ａに対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望のパターンを有するレジスト膜３３が形成される。

その後、図４（ｅ）に示すように、レジスト膜３３をマスクとして材料３１ａをドライエッチングする。これにより、めっき不可材料部分３１からなる芯材４１が、レジスト膜３３のパターン形状と略同様の形状にパターニングされる。その後、レジスト膜３３を除去することにより、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗが得られる。

＜めっき処理方法＞
次に、めっき処理装置１を用いた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、上述した基板Ｗに対するめっき処理を含む。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。

まず、例えば上述した図４（ａ）−（ｅ）に示す方法により、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗを準備する（準備工程：図５のステップＳ１）（図６（ａ）参照）。

次に、このようにして得られた基板Ｗがめっき処理部５へ搬入され、基板保持部５２に保持される（図２参照）。この間、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。続いて、制御部３は、搬送機構２２２を制御して、基板保持部５２に基板Ｗを載置する。基板Ｗ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。

次に、基板保持部５２に保持された基板Ｗが洗浄処理される（前洗浄工程：図５のステップＳ２）。このとき、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Ｗ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Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗに対して洗浄液Ｎ２を供給する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗに付着した付着物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗから飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７を介して排出される。

続いて、洗浄後の基板Ｗがリンス処理される（リンス工程：図５のステップＳ３）。この際、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Ｗ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Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する。基板Ｗに供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗ上に残存する洗浄液Ｎ２が洗い流される。基板Ｗから飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７を介して排出される。

次に、基板Ｗに対して触媒付与処理を行う（触媒付与工程：図５のステップＳ４）。このとき制御部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Ｗ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Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ａから基板Ｗに対して触媒液Ｎ１を供給する。基板Ｗに供給された触媒液Ｎ１は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。基板Ｗから飛散した触媒液Ｎ１は、カップ５７を介して排出される。

本実施形態において、触媒液Ｎ１は、予めそのｐＨが調整されている（触媒液ｐＨ調整工程：図５のステップＳ８）。具体的には、触媒液Ｎ１は、めっき不可材料部分３１にめっき層３５が析出することを抑制するとともに、めっき可能材料部分３２にめっき層３５が析出しやすくなるようｐＨが調整されている。例えば、めっき不可材料部分３１がＳｉＯ_２を主成分とし、めっき可能材料部分３２がＳｉＮを主成分とする場合、触媒液Ｎ１のｐＨは２以上３以下に調整されている。これにより、触媒付与工程（図５のステップＳ４）において、Ｐｄ等の触媒がめっき可能材料部分３２に付着しやすくなるとともに、めっき不可材料部分３１に付着しないようにすることができる。したがって、触媒付与工程（図５のステップＳ４）の後、めっき工程（図５のステップＳ５）を行う時までに、任意的に触媒とめっき可能材料部分３２との密着性を高める処理（例えば熱処理）を行うことも可能となる。

これにより、基板Ｗのめっき可能材料部分３２に対して選択的に触媒が付与され、めっき可能材料部分３２に触媒活性を有する金属膜が形成される。一方、基板Ｗのうち、ＳｉＯ_２を主成分とするめっき不可材料部分３１には、実質的に触媒が付与されることはなく、触媒活性を有する金属膜は形成されない。このような触媒活性を有する金属としては、例えば、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）、白金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕが挙げられる。上記各金属は、めっき可能材料部分３２を構成する材料（例えばＳｉＮ）に対して高い吸着性を有する一方、めっき不可材料部分３１を構成する材料（例えばＳｉＯ_２）に対しては吸着しにくい。また、上述したように、触媒液Ｎ１は、めっき不可材料部分３１にめっき層３５が析出することを抑制するとともに、めっき可能材料部分３２にめっき層３５が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されている。このため、めっき可能材料部分３２に対して選択的にめっき金属を析出させることが可能となる。触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状のＰｄ触媒と、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）からなる分散剤と、水溶液とを含んでいても良い。なお、触媒液Ｎ１には、上記触媒活性を有する金属の吸着を促進する吸着促進剤が含まれていても良い。

次に、基板Ｗに対してめっき処理が行われ、めっき可能材料部分３２に対して選択的にめっきが施される（めっき工程：図５のステップＳ５）。これにより、めっき可能材料部分３２上にめっき層３５が形成される（図６（ｂ）参照）。めっき層３５は、めっき可能材料部分３２のうちめっき不可材料部分３１によって覆われていない部分に形成される。この際、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Ｗを所定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Ｗ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Ｗの上方に位置させ、ノズル５３１から基板Ｗに対してめっき液Ｍ１を供給する。これにより、基板Ｗのめっき可能材料部分３２（具体的には、めっき可能材料部分３２の表面に形成された触媒活性を有する金属膜）に選択的にめっき金属が析出し、めっき層３５が形成される。一方、基板Ｗのうちめっき不可材料部分３１には、上述したように、実質的に触媒が付与されることはなく、触媒活性を有する金属膜が形成されていない。このため、めっき不可材料部分３１にはめっき金属が実質的に析出せず、めっき層３５は形成されない。

このようにしてめっき処理が終了した後、基板保持部５２に保持された基板Ｗが洗浄処理される（後洗浄工程：図５のステップＳ６）。この際、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Ｗ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Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗに対して洗浄液Ｎ２を供給する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗに付着した異常めっき膜や反応副生成物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗから飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７を介して排出される。

次に、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Ｗ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Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する（リンス工程：図５のステップＳ７）。これにより、基板Ｗ上のめっき液Ｍ１、洗浄液Ｎ２及びリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗから飛散し、カップ５７を介して排出される。

その後、めっき層３５が形成された基板Ｗは、めっき処理部５から搬出される。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Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗ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Ｗを取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。

続いて、めっき層３５をハードマスク層として用いて基板Ｗをエッチングする。

この場合、まずめっき処理部５から取り出された基板Ｗのうち、めっき不可材料部分３１を選択的に除去する（図７（ａ））。一方、めっき可能材料部分３２上に形成されためっき層３５は、除去されることなく残存する。

次に、図７（ｂ）に示すように、めっき層３５をハードマスクとしてめっき可能材料部分３２からなる下地材４２をドライエッチングする。これにより、下地材４２のうちめっき層３５に覆われていない部分が所定の深さまでエッチングされ、パターン状の凹部が形成される。

その後、図７（ｃ）に示すように、めっき層３５をウェット洗浄法によって除去することにより、パターン状の凹部が形成された下地材４２が得られる。なお、めっき層３５はウェット洗浄法によって除去することができるので、めっき層３５を容易に除去することができる。このようなウェット洗浄法で用いられる薬液としては、酸性溶媒のものが用いられる。

以上に説明したように、本実施形態によれば、Ｐｄ等の触媒を付与する工程において、触媒液Ｎ１は、めっき不可材料部分３１にめっき層３５が析出することを抑制するとともに、めっき可能材料部分３２にめっき層３５が析出しやすくなるよう予めｐＨが調整されている。これにより、触媒液Ｎ１中の触媒は、めっき不可材料部分３１に付着することなく、初めからめっき可能材料部分３２に選択的に付着する。この場合、触媒付与工程（図５のステップＳ４）の後、めっき工程（図５のステップＳ５）の前に、触媒とめっき可能材料部分３２との密着性を高める処理を行うことも可能となる。

このように触媒液Ｎ１のｐＨを調整することによって、触媒液Ｎ１中の触媒を、めっき可能材料部分３２に選択的に付着することができるのは、以下のような理由であると考えられる。すなわち、基板Ｗのめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とは、それぞれ異なる表面電位を有し、等電点が互いに異なっている。触媒付与工程において、基板Ｗの表面の電荷は触媒液Ｎ１のｐＨに依存して変化する。例えば、めっき不可材料部分３１を構成するＳｉＯ_２とめっき可能材料部分３２を構成するＳｉＮの場合、ｐＨ依存性は両者で同様の傾向を示す。すなわち、ＳｉＯ_２とＳｉＮ共に、アルカリ性側から酸性側へと向かうに従い、それぞれの電荷が負から正へと変わる。しかしながら、両者の等電点は異なるため、あるｐＨ領域においては、ＳｉＯ_２の電荷とＳｉＮの電荷とが逆となる。すなわち、ＳｉＯ_２とＳｉＮのそれぞれの等電点の間となるｐＨ領域では、ＳｉＯ_２の電荷とＳｉＮの電荷とは逆符号となる。ＳｉＯ_２の等電点はＳｉＮの等電点よりも酸性側にあるため、両者の等電点の間のｐＨ領域では、ＳｉＯ_２の電荷は負となり、ＳｉＮの電荷は正となる。このｐＨ領域はおよそｐＨ２以上３以下である。この領域において、負の電荷を有する触媒金属粒子を用いれば、正に帯電したＳｉＮとは電気的に引き合い、触媒金属粒子をＳｉＮに付着しやすくすることができる。一方、負の電荷を有する触媒金属粒子は、負に帯電したＳｉＯ_２とは電気的に反発するため、ＳｉＯ_２には付着しにくい。このため、触媒液Ｎ１のｐＨを、ＳｉＯ_２とＳｉＮのそれぞれの等電点の間となるｐＨ領域にくるよう調整することにより、触媒液Ｎ１中の触媒を、初めからＳｉＮに選択的に付着させることが可能となる。好ましくは、触媒金属粒子が最も負に帯電するｐＨ領域を使うことで最も優れた選択性能を発揮することができる。

また、本実施形態によれば、仮にめっき不可材料部分３１の一部に微小な不純物（又は格子欠陥）が存在した場合であっても、この不純物に触媒が吸着することが抑えられる。これにより、めっき工程において、めっき液Ｍ１中の金属粒子Ｍがめっき不可材料部分３１上の不純物に吸着することを抑えることができ、不純物上の触媒からめっき層３５が成長されてしまうことが防止される。この結果、めっき処理を行った後、本来めっき層が形成されるべきでないめっき不可材料部分３１にめっき層が形成されることがなく、めっき不可材料部分３１にディフェクト（欠陥）が生成する不具合を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims (6)

1. 表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を準備する工程と、
   前記基板に対して触媒液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する工程と、
   前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、
   前記触媒液は、前記めっき不可材料部分にめっき層が析出することを抑制するとともに、前記めっき可能材料部分にめっき層が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されており、
   前記ｐＨは、前記めっき不可材料部分の等電点と前記めっき可能材料部分の等電点との間となることを特徴とするめっき処理方法。
2. 表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を準備する工程と、
   前記基板に対して触媒液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する工程と、
   前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、
   前記触媒液は、前記めっき不可材料部分にめっき層が析出することを抑制するとともに、前記めっき可能材料部分にめっき層が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されており、
   前記めっき不可材料部分はＳｉＯ_２を主成分とし、前記めっき可能材料部分はＳｉＮを主成分とし、前記ｐＨは２以上３以下であることを特徴とするめっき処理方法。
3. 前記基板は、前記めっき可能材料部分からなる下地材と、前記下地材上に突設され、前記めっき不可材料部分からなる芯材とを有することを特徴とする請求項１又は２記載のめっき処理方法。
4. 表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を保持する基板保持部と、
   前記基板に対して触媒液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する触媒付与部と、
   前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部とを備え、
   前記触媒液は、前記めっき不可材料部分にめっき層が析出することを抑制するとともに、前記めっき可能材料部分にめっき層が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されており、
   前記ｐＨは、前記めっき不可材料部分の等電点と前記めっき可能材料部分の等電点との間となることを特徴とするめっき処理装置。
5. 表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を保持する基板保持部と、
   前記基板に対して触媒液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する触媒付与部と、
   前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部とを備え、
   前記触媒液は、前記めっき不可材料部分にめっき層が析出することを抑制するとともに、前記めっき可能材料部分にめっき層が析出しやすくなるよう、予めｐＨが調整されており、
   前記めっき不可材料部分はＳｉＯ_２を主成分とし、前記めっき可能材料部分はＳｉＮを主成分とし、前記ｐＨは２以上３以下であることを特徴とするめっき処理装置。
6. 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請求項１乃至３のいずれか一項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。
   

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