JP6903767B2 - めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体 - Google Patents

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Description

本開示は、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。
この場合、ＳｉＮの膜上に完全に選択的に触媒を付与する一方、ＳｉＯには触媒が一切残らないようにした状態で、ＳｉＮの膜上の触媒を起点としてめっき層を成膜させることが理想的である。しかしながら、実際には、ＳｉＯの膜上にもある程度Ｐｄ等の触媒が残存してしまい、触媒の付与に関する選択性が必ずしも十分でない場合が生じている。この場合、本来めっき層を成膜するべきでないＳｉＯの膜上にもめっき層が析出してしまうおそれがある。
本開示は、めっき可能材料部分に高い選択性で触媒を付与することが可能な、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。
本開示の一態様によるめっき処理方法は、めっき可能材料部分と、末端ＯＨ基を有するめっき不可材料部分とが表面に形成された基板を準備する工程と、前記基板に、前記めっき不可材料部分の前記末端ＯＨ基に対して選択的に反応する高分子化合物を供給する工程と、前記高分子化合物が供給された前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、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処理を施すことにより、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、前記めっき層を形成する工程の前または後に、前記基板上の前記高分子化合物を除去する工程と、を備えている。
本開示の一態様によるめっき処理装置は、めっき可能材料部分と、末端ＯＨ基を有するめっき不可材料部分とが表面に形成された基板を保持する基板保持部と、前記基板に、前記めっき不可材料部分の前記末端ＯＨ基に対して選択的に反応する高分子化合物を供給する高分子化合物供給部と、前記高分子化合物が供給された前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、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、前記基板上の前記高分子化合物を除去する高分子化合物除去部と、を備えている。
本開示の一態様による記憶媒体は、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前記めっき処理方法を実行させるプログラムが記録されている。
本開示によれば、めっき可能材料部分に高い選択性で触媒を付与することができる。
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）−（ｃ）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。 図８（ａ）−（ｃ）は、基板の表面に触媒が付着する際の作用を示す概略図である。 図９は、変形例（変形例１）によるめっき処理部の構成を示す断面図である。 図１０は、変形例（変形例１）によるめっき処理方法を示すフローチャートである。 図１１は、変形例（変形例２）によるめっき処理方法を示すフローチャートである。
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５３４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、リンス液Ｎ３及び液状の高分子化合物Ｎ４を供給する、触媒液供給部（触媒付与部）５５ａ、洗浄液供給部５５ｂ、リンス液供給部５５ｃ及び高分子化合物供給部５５ｄ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。
高分子化合物供給部５５ｄは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、液状の高分子化合物Ｎ４を吐出するノズル５５１ｄと、ノズル５５１ｄに高分子化合物Ｎ４を供給する高分子化合物供給源５５２ｄとを備える。高分子化合物供給源５５２ｄが有するタンクには、液状の高分子化合物Ｎ４が貯留されており、ノズル５５１ｄには、高分子化合物供給源５５２ｄから、バルブ５５３ｄ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｄを通じて、高分子化合物Ｎ４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。
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。
高分子化合物Ｎ４は、基板Ｗのめっき不可材料部分３１（後述）の末端ＯＨ基に対して選択的に反応する作用をもつ液体である。この高分子化合物Ｎ４は、基板Ｗのめっき不可材料部分３１に触媒液Ｎ１中の触媒がより吸着しにくくなるようにする作用をもつ。このような高分子化合物Ｎ４は、重量平均分子量Ｍｗが１０００以上の高分子化合物であり、具体的には、アクリル系ポリマー又はポリグリセリンを含むもの使用することができる。とりわけ、基板Ｗ上の高分子化合物Ｎ４をリンス液Ｎ３によって除去しやすくするため、高分子化合物Ｎ４として水溶性高分子化合物を用いることが好ましい。
めっき処理部５は、ノズル５５１ａ〜５５１ｄ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〜５５１ｄ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〜５５１ｄ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〜５５１ｄ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、高分子化合物等）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、めっき金属が析出せず、めっき層３５が形成されないようにする領域である。めっき不可材料部分３１は、末端ＯＨ基を有しており、例えば、ＳｉＯ２を主成分とする材料からなっている。
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、末端ＮＨｘ基を有しており、例えばＳｉＮを主成分とする材料が挙げられる。
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ＳｉＯ２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、基板保持部５２に保持された基板Ｗに液状の高分子化合物Ｎ４を供給し、基板Ｗ上に高分子膜を形成する（高分子化合物供給工程：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、高分子化合物供給部５５ｄを制御して、ノズル５５１ｄを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｄから基板Ｗに対して高分子化合物Ｎ４を供給する。高分子化合物Ｎ４としては、例えばアクリル系ポリマー又はポリグリセリンが用いられる。基板Ｗに供給された液状の高分子化合物Ｎ４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。この高分子化合物Ｎ４は、めっき不可材料部分３１の末端ＯＨ基に対して選択的に反応し、高分子膜３７を生成する。このため、基板Ｗのめっき不可材料部分３１の表面には、選択的に薄膜状の高分子膜３７が形成される（図６（ｂ）参照）。この高分子膜３７は、触媒付与工程で、めっき不可材料部分３１に触媒が付着することを抑制する役割を果たす。基板Ｗから飛散した高分子化合物Ｎ４は、カップ５７を介して排出される。
次に、高分子膜３７が形成された基板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Ｓ５）。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。
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、ＳｉＯ２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ＳｉＯ２）に対しては吸着しにくい。このため、上記各金属を用いることにより、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。具体的には、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状のＰｄ触媒と、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。
また、本実施形態においては、めっき不可材料部分３１は、高分子化合物Ｎ４の高分子膜３７によって選択的に覆われている。これにより、めっき不可材料部分３１に触媒が付着することが抑制される。一方、めっき可能材料部分３２は高分子膜３７によって覆われていないので、めっき可能材料部分３２には触媒が確実に吸着する。
次に、めっき可能材料部分３２に選択的に触媒が付与された基板Ｗが洗浄処理される（触媒液および高分子化合物除去工程：図５のステップＳ６）。この間、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上に残存する触媒液Ｎ１が洗い流される。同時に、水溶性の高分子化合物Ｎ４によって形成された高分子膜３７もリンス液Ｎ３によって除去される。基板Ｗから飛散したリンス液Ｎ３及び高分子化合物Ｎ４は、カップ５７を介して排出される。なお、この際リンス液Ｎ３に代えて、アルカリ水や、酸系の洗浄液、例えばフッ化水素酸（ＤＨＦ）等を用いて基板Ｗを洗浄しても良い。
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Ｓ７）。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（ｃ）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、触媒活性を有する金属膜が形成されていないため、めっき金属が析出せず、めっき層３５は実質的に形成されない。
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Ｓ８）。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Ｓ９）。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。
その後、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、基板Ｗに、めっき不可材料部分３１の末端ＯＨ基に対して選択的に反応する高分子化合物Ｎ４を供給する。これにより、めっき不可材料部分３１を選択的に高分子膜３７によって覆うことができる。その後、基板Ｗに対して触媒付与処理を行うことにより、めっき可能材料部分３２に対して選択的に触媒を付与させる。このとき、高分子膜３７によって覆われためっき不可材料部分３１には触媒が付着しない。このように、めっき可能材料部分３２に対して高い選択性で触媒を付与することができるので、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を防止することができる。
このように高分子化合物Ｎ４の高分子膜３７によって、めっき可能材料部分３２に対して高い選択性で触媒を付与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。
すなわち図８（ａ）に示すように、基板Ｗに高分子化合物Ｎ４を供給した際（図５のステップＳ４）、高分子化合物Ｎ４は、めっき不可材料部分３１の末端ＯＨ基に対して選択的に反応する。このため、高分子化合物Ｎ４は、高分子膜３７としてめっき不可材料部分３１を覆う。一方、めっき可能材料部分３２には、末端ＯＨ基が存在しないため、高分子膜３７は、実質的にめっき可能材料部分３２を覆うことはない。
次に、図８（ｂ）に示すように、基板Ｗに触媒Ｃａｔを付与する（図５のステップＳ５）。この際、めっき可能材料部分３２の末端ＮＨｘ基に触媒Ｃａｔが反応し、めっき可能材料部分３２に触媒Ｃａｔが吸着する。その一方で、めっき不可材料部分３１は高分子膜３７によって覆われるので、触媒Ｃａｔの吸着が阻害される。このため、めっき不可材料部分３１には触媒Ｃａｔが実質的に吸着しない。
その後、図８（ｃ）に示すように、基板Ｗを洗浄処理して触媒液および高分子膜３７を除去することにより（図５のステップＳ６）、めっき不可材料部分３１を覆う高分子膜３７が洗い流される。一方、めっき可能材料部分３２に吸着した触媒Ｃａｔは、リンス液Ｎ３等によって実質的に流されることはなく、引き続きめっき可能材料部分３２に吸着する。このようにして、基板Ｗに高分子化合物Ｎ４を供給することにより、めっき可能材料部分３２に対して高い選択性で触媒を付与することができる。
＜変形例＞
次に、本実施形態の各変形例について説明する。なお、以下の変形例を説明する各図において、上述した実施形態と同一部分には同一の符号を付してある。また、以下においては、上述した本実施形態との相違点を中心に説明し、上述した本実施形態と共通する事項については詳細な説明を省略する。
＜変形例１＞
図９および図１０は、本実施形態の一変形例（変形例１）を示す図である。図９に示すように、めっき処理部５は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、吸着促進材料Ｎ５を供給する吸着促進材料供給部５５ｅを更に備えている。この吸着促進材料供給部５５ｅは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、吸着促進材料Ｎ５を吐出するノズル５５１ｅと、ノズル５５１ｅに吸着促進材料Ｎ５を供給する吸着促進材料供給源５５２ｅとを備える。吸着促進材料供給源５５２ｅが有するタンクには、液状の吸着促進材料Ｎ５が貯留されており、ノズル５５１ｅには、吸着促進材料供給源５５２ｅから、バルブ５５３ｅ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｅを通じて、吸着促進材料Ｎ５が供給される。ノズル５５１ｅは、アーム５６１に保持されてノズル５５１ａ〜５５１ｄとともに移動可能になっている。
吸着促進材料Ｎ５は、基板Ｗのめっき可能材料部分３２の末端ＮＨｘ基に対して選択的に反応する作用をもつ液体である。この吸着促進材料Ｎ５は、めっき可能材料部分３２に触媒液Ｎ１中の触媒がより吸着しやすくなるようにする作用をもつ。このような吸着促進材料Ｎ５としては、例えば、チオール化合物又はトリアゾール化合物を含むもの用いることができる。
この場合、図１０に示すように、高分子化合物供給工程（ステップＳ４）の後、触媒付与工程（ステップＳ５）の前に、基板Ｗに吸着促進材料Ｎ５を供給する工程（吸着促進材料供給工程：ステップＳ１０）が設けられている。
この吸着促進材料供給工程（ステップＳ１０）において、基板Ｗに対して吸着促進材料Ｎ５が供給される。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、吸着促進材料供給部５５ｅを制御して、ノズル５５１ｅを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｅから基板Ｗに対して吸着促進材料Ｎ５を供給する。基板Ｗに供給された液状の吸着促進材料Ｎ５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。この吸着促進材料Ｎ５は、めっき可能材料部分３２の末端ＮＨｘ基に対して選択的に反応し、吸着促進材料Ｎ５の膜を生成する。このため、基板Ｗのめっき可能材料部分３２の表面には、選択的に吸着促進材料Ｎ５の膜が形成される。この吸着促進材料Ｎ５の膜は、触媒付与工程で、めっき可能材料部分３２に触媒が付着することを促進する役割を果たす。基板Ｗから飛散した吸着促進材料Ｎ５は、カップ５７を介して排出される。
次に、上述した実施形態と同様に、めっき可能材料部分３２に吸着促進材料Ｎ５の膜が形成され、めっき不可材料部分３１に高分子膜３７が形成された基板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Ｓ５）。その後、触媒液、高分子化合物および吸着促進材料除去工程（ステップＳ６）において、基板Ｗにリンス液Ｎ３を吐出することにより、基板Ｗ上に残存する触媒液Ｎ１、高分子膜３７および吸着促進材料Ｎ５がリンス液Ｎ３によって洗い流されて、除去される。
＜変形例２＞
図１１は、本実施形態の他の変形例（変形例２）を示す図である。上述した実施形態においては、めっき層３５を形成するめっき工程（ステップＳ７）の前に、基板Ｗ上の高分子化合物Ｎ４を除去する触媒液および高分子化合物除去工程（ステップＳ６）が設けられている場合を例にとって説明した。しかしながら、図１１に示すように、高分子化合物除去工程（ステップＳ１１）が、めっき工程（ステップＳ７）の後に行われても良い。例えば、高分子化合物Ｎ４の高分子膜３７がリンス液Ｎ３によって除去されない材料からなる場合、めっき工程（ステップＳ７）の間、めっき不可材料部分３１を高分子膜３７によって覆っておいても良い。めっき工程（ステップＳ７）の後、高分子化合物除去工程（ステップＳ１１）において、高分子化合物Ｎ４を溶解可能な洗浄液によって高分子化合物Ｎ４が洗い流されて除去される。この場合、めっき不可材料部分３１にめっき金属が析出することをより確実に抑制することができる。なお、図１１に示すめっき処理方法においても、高分子化合物供給工程（ステップＳ４）の後、触媒付与工程（ステップＳ５）の前に、吸着促進材料供給工程（ステップＳ１０）を設けても良い。
＜変形例３＞
本実施形態においては、高分子化合物供給工程（ステップＳ４）の後、触媒付与工程（ステップＳ５）が設けられている場合を例にとって説明した。しかしながら、これに限らず、高分子化合物供給工程（ステップＳ４）の後、触媒付与工程（ステップＳ５）の前に、基板Ｗ上のめっき可能材料部分３２に付着してしまった微量な高分子膜３７を除去するための予備的な高分子化合物除去工程を設けても良い。すなわち、なんらかの要因によりめっき可能材料部分３２上に高分子膜３７が付着することも考えられる。この場合、基板Ｗ上に、めっき不可材料部分３１を覆う高分子膜３７が全て除去されない程度の、例えば少量のリンス液または薬液を供給することによって、めっき可能材料部分３２上の不要な高分子膜３７を洗い流して除去することができる。
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 (9)

  1. 末端ＮＨ ｘ 基を有するめっき可能材料部分と、末端ＯＨ基を有するめっき不可材料部分とが表面に露出するように形成された基板を準備する工程と、
    前記基板に、前記めっき不可材料部分の前記末端ＯＨ基に対して選択的に反応する高分子化合物を供給する工程と、
    前記高分子化合物が供給された前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、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処理を施すことにより、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、
    前記めっき層を形成する工程の前または後に、前記基板上の前記高分子化合物を除去する工程と、を備えた、めっき処理方法。
  2. 前記高分子化合物は、アクリル系ポリマー又はポリグリセリンである、請求項１に記載のめっき処理方法。
  3. 前記高分子化合物を供給する工程の後、前記触媒を付与する工程の前に、前記基板に、前記めっき可能材料部分の前記末端ＮＨｘ基に対して選択的に反応する吸着促進材料を供給する工程が設けられている、請求項１または２に記載のめっき処理方法。
  4. 前記吸着促進材料は、チオール化合物又はトリアゾール化合物である、請求項３に記載のめっき処理方法。
  5. 末端ＮＨ ｘ 基を有するめっき可能材料部分と、末端ＯＨ基を有するめっき不可材料部分とが表面に露出するように形成された基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に、前記めっき不可材料部分の前記末端ＯＨ基に対して選択的に反応する高分子化合物を供給する高分子化合物供給部と、
    前記高分子化合物が供給された前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、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、
    前記基板上の前記高分子化合物を除去する高分子化合物除去部と、を備えた、めっき処理装置。
  6. 前記高分子化合物は、アクリル系ポリマー又はポリグリセリンである、請求項５に記載のめっき処理装置。
  7. 前記基板に、前記めっき可能材料部分の前記末端ＮＨｘ基に対して選択的に反応する吸着促進材料を供給する吸着促進材料供給部を更に備えた、請求項５または６に記載のめっき処理装置。
  8. 前記吸着促進材料は、チオール化合物又はトリアゾール化合物である、請求項７に記載のめっき処理装置。
  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請求項１乃至４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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