JP7267470B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
従来、半導体ウエハ等の基板をめっき液を用いて無電解めっき処理する技術が知られている。特許文献1には、基板の上面にめっき液を盛り付けた後、基板を蓋体で覆い、その後、蓋体に設けられたヒータを用いて基板上のめっき液を加熱することにより、基板上にめっき膜を形成する技術が開示されている。
本開示は、基板上のめっき液の温度を一定に保つことを容易化できる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理方法は、基板を保持する工程と、めっき液を供給する工程と、基板を覆う工程と、めっき液を加熱する工程と、冷却ガスを供給する工程とを含む。基板を保持する工程は、基板を保持する保持部を用いて基板を保持する。めっき液を供給する工程は、保持された基板の上面にめっき液を供給する。基板を覆う工程は、めっき液を供給する工程の前または後において、蓋体を用いて基板を覆う。めっき液を加熱する工程は、蓋体で基板を覆った状態で、蓋体に設けられた加熱部を用いて基板上のめっき液を加熱する。冷却ガスを供給する工程は、めっき液を加熱する工程において、基板よりも下方から基板の下面または保持部に対して冷却ガスを供給する。
本開示によれば、基板上のめっき液の温度を一定に保つことを容易化できる。
以下に、本開示による基板処理方法および基板処理装置を実施するための形態(以下、「実施形態」と記載する)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
<基板処理装置の構成>
図1は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。図1に示すように、基板処理装置1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
図1は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。図1に示すように、基板処理装置1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション2は、キャリア載置台11と、搬送部12とを備える。キャリア載置台11には、複数枚の基板、実施形態では半導体ウエハ(以下基板W)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。
キャリア載置台11には、複数のロードポートが搬送部12に隣接するように並べて配置されており、複数のロードポートのそれぞれにキャリアCが1つずつ載置される。
搬送部12は、キャリア載置台11に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置13と、受渡部14とを備える。基板搬送装置13は、基板Wを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間で基板Wの搬送を行う。
処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部15と、複数のめっき処理部5とを備える。複数のめっき処理部5は、搬送部15の両側に並べて設けられる。めっき処理部5の構成については、後述する。
搬送部15は、内部に基板搬送装置17を備える。基板搬送装置17は、基板Wを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置17は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部14およびめっき処理部5間で基板Wの搬送を行う。
また、基板処理装置1は、制御装置9を備える。制御装置9は、たとえばコンピュータであり、制御部91と記憶部92とを備える。記憶部92には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部91は、記憶部92に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置1の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置9の記憶部92にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たと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)、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理装置1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置13が、キャリア載置台11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14に載置する。受渡部14に載置された基板Wは、処理ステーション3の基板搬送装置17によって受渡部14から取り出されて、めっき処理部5へ搬送され、めっき処理部5によって処理される。たとえば、基板Wの表面には、トレンチやビア等の凹部が形成されており、めっき処理部5は、かかる凹部に対して無電解めっき法による金属の埋め込みを行う。
めっき処理部5によって処理された基板Wは、基板搬送装置17によってめっき処理部5から搬出されて、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済の基板Wは、基板搬送装置13によってキャリア載置台11のキャリアCへ戻される。
<めっき処理部の構成>
次に、めっき処理部の構成について図2を参照して説明する。図2は、実施形態に係るめっき処理部5の構成を示す図である。
次に、めっき処理部の構成について図2を参照して説明する。図2は、実施形態に係るめっき処理部5の構成を示す図である。
めっき処理部5は、無電解めっき処理を含む液処理を行うように構成されている。めっき処理部5は、チャンバ51と、チャンバ51内に配置され、基板Wを水平に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の表面(上面)にめっき液L1(処理液)を供給するめっき液供給部53とを備える。
実施形態において、基板保持部52は、基板Wの下面(裏面)を真空吸着するチャック部材521を有している。このチャック部材521は、いわゆるバキュームチャックタイプとなっている。
基板保持部52には、回転シャフト522を介して回転モータ523(回転駆動部)が連結されている。この回転モータ523が駆動されると、基板保持部52は、基板Wとともに回転する。回転モータ523は、チャンバ51に固定されたベース524に支持されている。なお、基板保持部52の内部にはヒータなどの加熱源は設けられていない。
めっき液供給部53は、基板保持部52に保持された基板Wにめっき液L1を吐出(供給)するめっき液ノズル531と、めっき液ノズル531にめっき液L1を供給するめっき液供給源532と、を有している。このうちめっき液供給源532は、所定の温度に加熱ないし温調されためっき液L1を、めっき液配管533を介してめっき液ノズル531に供給するように構成されている。めっき液ノズル531からのめっき液L1の吐出時の温度は、たとえば55℃以上75℃以下であり、より好ましくは60℃以上70℃以下である。めっき液ノズル531は、ノズルアーム56に保持されて、移動可能に構成されている。
めっき液L1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L1は、たとえば、金属イオンと、還元剤とを含有する。めっき液L1に含まれる金属イオンは、たとえば、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、ルテニウム(Ru)イオン等である。また、めっき液L1に含まれる還元剤は、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン、グリオキシル酸等である。めっき液L1を使用しためっき処理により形成されるめっき膜としては、たとえば、CoWB、CoB、CoWP、CoWBP、NiWB、NiB、NiWP、NiWBP、Cu、Pd、Ru等が挙げられる。なお、めっき膜は単層から形成されていてもよく、2層以上にわたって形成されてもよい。めっき膜が2層構造からなる場合、下地金属層(シード層)側から順に、たとえばCoWB/CoB、Pd/CoB等の層構成を有していてもよい。
めっき処理部5は、基板保持部52に保持された基板Wの表面に洗浄液L2を供給する洗浄液供給部54と、当該基板Wの表面にリンス液L3を供給するリンス液供給部55と、を更に備えている。
洗浄液供給部54は、基板保持部52に保持されて回転する基板Wに対して洗浄液L2を供給し、基板Wに形成されたシード層を前洗浄処理するものである。この洗浄液供給部54は、基板保持部52に保持された基板Wに対して洗浄液L2を吐出する洗浄液ノズル541と、洗浄液ノズル541に洗浄液L2を供給する洗浄液供給源542と、を有している。このうち洗浄液供給源542は、後述するように所定の温度に加熱ないし温調された洗浄液L2を、洗浄液配管543を介して洗浄液ノズル541に供給するように構成されている。洗浄液ノズル541は、ノズルアーム56に保持されて、めっき液ノズル531とともに移動可能になっている。
洗浄液L2としては、ジカルボン酸又はトリカルボン酸が用いられる。このうちジカルボン酸としては、たとえばリンゴ酸、コハク酸、マロン酸、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、酒石酸等の有機酸を用いることができる。また、トリカルボン酸としては、たとえばクエン酸等の有機酸を用いることができる。
リンス液供給部55は、基板保持部52に保持された基板Wにリンス液L3を吐出するリンス液ノズル551と、リンス液ノズル551にリンス液L3を供給するリンス液供給源552と、を有している。このうちリンス液ノズル551は、ノズルアーム56に保持されて、めっき液ノズル531および洗浄液ノズル541とともに移動可能になっている。また、リンス液供給源552は、リンス液L3を、リンス液配管553を介してリンス液ノズル551に供給するように構成されている。リンス液L3としては、たとえば、DIWなどを使用することができる。
上述しためっき液ノズル531、洗浄液ノズル541およびリンス液ノズル551を保持するノズルアーム56には、図示しないノズル移動機構が連結されている。このノズル移動機構は、ノズルアーム56を水平方向および上下方向に移動させる。より具体的には、ノズル移動機構によって、ノズルアーム56は、基板Wに処理液(めっき液L1、洗浄液L2またはリンス液L3)を吐出する吐出位置と、吐出位置から退避した退避位置との間で移動可能になっている。このうち吐出位置は、基板Wの表面のうちの任意の位置に処理液を供給可能であれば特に限られることはない。たとえば、基板Wの中心に処理液を供給可能な位置とすることが好適である。基板Wにめっき液L1を供給する場合、洗浄液L2を供給する場合、リンス液L3を供給する場合とで、ノズルアーム56の吐出位置は異なってもよい。退避位置は、チャンバ51内のうち、上方から見た場合に基板Wに重ならない位置であって、吐出位置から離れた位置である。ノズルアーム56が退避位置に位置づけられている場合、移動する蓋体6がノズルアーム56と干渉することが回避される。
基板保持部52の周囲には、カップ571が設けられている。このカップ571は、上方から見た場合にリング状に形成されており、基板Wの回転時に、基板Wから飛散した処理液を受け止めて、ドレンダクト581に案内する。カップ571の外周側には、雰囲気遮断カバー572が設けられており、基板Wの周囲の雰囲気がチャンバ51内に拡散することを抑制している。この雰囲気遮断カバー572は、上下方向に延びるように円筒状に形成されており、上端が開口している。雰囲気遮断カバー572内に、後述する蓋体6が上方から挿入可能になっている。
実施形態では、基板保持部52に保持された基板Wは、蓋体6によって覆われる。この蓋体6は、天井部61と、天井部61から下方に延びる側壁部62と、を有している。
天井部61は、第1天井板611と、第1天井板611上に設けられた第2天井板612と、を含んでいる。第1天井板611と第2天井板612との間には、ヒータ63(加熱部)が介在されている。第1天井板611および第2天井板612は、ヒータ63を密封し、ヒータ63がめっき液L1などの処理液に触れないように構成されている。より具体的には、ヒータ63の外周側にはシールリング613が設けられており、このシールリング613によってヒータ63が密封されている。第1天井板611および第2天井板612は、めっき液L1などの処理液に対する耐腐食性を有していることが好適であり、たとえば、アルミニウム合金によって形成されていてもよい。更に耐腐食性を高めるために、第1天井板611、第2天井板612および側壁部62は、テフロン(登録商標)でコーティングされていてもよい。
蓋体6には、蓋体アーム71を介して蓋体移動機構7が連結されている。蓋体移動機構7は、蓋体6を水平方向および上下方向に移動させる。より具体的には、蓋体移動機構7は、蓋体6を水平方向に移動させる旋回モータ72と、蓋体6を上下方向に移動させるシリンダ73(間隔調節部)と、を有している。このうち旋回モータ72は、シリンダ73に対して上下方向に移動可能に設けられた支持プレート74上に取り付けられている。シリンダ73の代替えとして、モータとボールねじとを含むアクチュエータ(図示せず)を用いてもよい。
蓋体移動機構7の旋回モータ72は、蓋体6を、基板保持部52に保持された基板Wの上方に配置された上方位置と、上方位置から退避した退避位置との間で移動させる。このうち上方位置は、基板保持部52に保持された基板Wに対して比較的大きな間隔で対向する位置であって、上方から見た場合に基板Wに重なる位置である。退避位置は、チャンバ51内のうち、上方から見た場合に基板Wに重ならない位置である。蓋体6が退避位置に位置づけられている場合、移動するノズルアーム56が蓋体6と干渉することが回避される。旋回モータ72の回転軸線は、上下方向に延びており、蓋体6は、上方位置と退避位置との間で、水平方向に旋回移動可能になっている。
蓋体移動機構7のシリンダ73は、蓋体6を上下方向に移動させて、めっき液L1が供給された基板Wと天井部61の第1天井板611との間隔を調節する。より具体的には、シリンダ73は、蓋体6を下方位置(図2において実線で示す位置)と、上方位置(図2において二点鎖線で示す位置)とに位置づける。
実施形態では、ヒータ63が駆動されて、上述した下方位置に蓋体6が位置づけられた場合に、基板保持部52または基板W上のめっき液L1が加熱されるように構成されている。
蓋体6の天井部61および側壁部62は、蓋体カバー64により覆われている。この蓋体カバー64は、蓋体6の第2天井板612上に、支持部65を介して載置されている。すなわち、第2天井板612上に、第2天井板612の上面から上方に突出する複数の支持部65が設けられており、この支持部65に蓋体カバー64が載置されている。蓋体カバー64は、蓋体6とともに水平方向および上下方向に移動可能になっている。また、蓋体カバー64は、蓋体6内の熱が周囲に逃げることを抑制するために、天井部61および側壁部62よりも高い断熱性を有していることが好ましい。たとえば、蓋体カバー64は、樹脂材料により形成されていることが好適であり、その樹脂材料が耐熱性を有していることがより一層好適である。
このように実施形態では、ヒータ63を具備する蓋体6と蓋体カバー64とが一体的に設けられ、下方位置に配置された場合に基板保持部52または基板Wを覆うカバーユニット10が、これらの蓋体6及び蓋体カバー64によって構成される。
チャンバ51の上部には、蓋体6の周囲に清浄な空気(気体)を供給するファンフィルターユニット59(気体供給部)が設けられている。ファンフィルターユニット59は、チャンバ51内(とりわけ、雰囲気遮断カバー572内)に空気を供給し、供給された空気は、排気管81に向かって流れる。蓋体6の周囲には、この空気が下向きに流れるダウンフローが形成され、めっき液L1などの処理液から気化したガスは、このダウンフローによって排気管81に向かって流れる。このようにして、処理液から気化したガスが上昇してチャンバ51内に拡散することを防止している。
上述したファンフィルターユニット59から供給された気体は、排気機構8によって排出されるようになっている。
<冷却ガス供給部の構成>
実施形態に係るめっき処理部5は、さらに、基板Wの下面またはチャック部材521に対して冷却ガスを供給する冷却ガス供給部を備える。この冷却ガス供給部の構成について図3を参照して説明する。図3は、実施形態に係る冷却ガス供給部の構成を示す図である。
実施形態に係るめっき処理部5は、さらに、基板Wの下面またはチャック部材521に対して冷却ガスを供給する冷却ガス供給部を備える。この冷却ガス供給部の構成について図3を参照して説明する。図3は、実施形態に係る冷却ガス供給部の構成を示す図である。
図3に示すように、冷却ガス供給部4は、冷却ガスを吐出する冷却ガスノズル41と、冷却ガスノズル41に冷却ガスを供給する冷却ガス供給源42と、を有している。実施形態において、冷却ガス供給源42は、室温の(温度調整されていない)冷却ガスを、冷却ガス配管43を介して冷却ガスノズル41に供給する。冷却ガスとしては、たとえば窒素やアルゴンなどの不活性ガスが用いられる。
冷却ガスノズル41は、チャック部材521に保持された基板Wよりも下方に配置され、基板Wの下面に向けて冷却ガスを吐出する。実施形態において、冷却ガスノズル41は、基板Wの径方向外方へ向けて冷却ガスを吐出する。これにより、基板Wの下面全面に冷却ガスを効率よく供給することができる。なお、本例に限らず、冷却ガスノズル41は、鉛直上方に冷却ガスを吐出してもよい。また、冷却ガスノズル41は、チャック部材521に冷却ガスを吐出してもよい。
<めっき処理部の具体的動作>
次に、上述しためっき処理部5の具体的動作について図4~図8を参照して説明する。図4は、実施形態に係るめっき処理部5が実行する処理の手順を示すフローチャートである。また、図5は、図4に示す基板保持処理の説明図であり、図6は、図4に示すめっき液盛り付け処理の説明図である。また、図7は、図4に示す基板Wを蓋体6で覆う処理の説明図であり、図8は、図4に示す冷却処理の説明図である。なお、図4に示す一連の処理は、制御部91による制御に従って実行される。
次に、上述しためっき処理部5の具体的動作について図4~図8を参照して説明する。図4は、実施形態に係るめっき処理部5が実行する処理の手順を示すフローチャートである。また、図5は、図4に示す基板保持処理の説明図であり、図6は、図4に示すめっき液盛り付け処理の説明図である。また、図7は、図4に示す基板Wを蓋体6で覆う処理の説明図であり、図8は、図4に示す冷却処理の説明図である。なお、図4に示す一連の処理は、制御部91による制御に従って実行される。
図4に示すように、まず、めっき処理部5に搬入された基板Wは、基板保持部52に保持される(ステップS101)。ここでは、基板Wの下面中央部が真空吸着されて、基板保持部52に基板Wが水平に保持される(図5参照)。
つづいて、基板保持部52に保持された基板Wが、洗浄処理される(ステップS102)。この場合、まず、回転モータ523が駆動されて基板Wが所定の回転数で回転する。つづいて、退避位置(図2における実線で示す位置)に位置づけられていたノズルアーム56が、基板Wの中央上方の吐出位置に移動する。次に、回転する基板Wに、洗浄液ノズル541から洗浄液L2が供給されて、基板Wの表面が洗浄される。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に供給された洗浄液L2は、ドレンダクト581に排出される。
つづいて、洗浄処理された基板Wがリンス処理される(ステップS103)。この場合、回転する基板Wに、リンス液ノズル551からリンス液L3が供給されて、基板Wの表面がリンス処理される。これにより、基板W上に残存する洗浄液L2が洗い流される。基板Wに供給されたリンス液L3はドレンダクト581に排出される。
つづいて、リンス処理された基板W上にめっき液L1が供給されて盛り付けられる(ステップS104)。この場合、まず、基板Wの回転数を、リンス処理時の回転数よりも低減させる。たとえば、基板Wの回転数を50~150rpmにしてもよい。これにより、基板W上に形成されるめっき膜を均一化させることができる。なお、基板Wの回転は停止させてもよい。
つづいて、めっき液ノズル531から基板Wの表面にめっき液L1が吐出される。吐出されためっき液L1は、表面張力によって基板Wの表面に留まり、めっき液L1が基板Wの表面に盛り付けられて、めっき液L1の層(いわゆるパドル)が形成される(図6参照)。めっき液L1の一部は、基板Wの表面から流出し、ドレンダクト581から排出される。所定量のめっき液L1がめっき液ノズル531から吐出された後、めっき液L1の吐出が停止される。その後、吐出位置に位置づけられていたノズルアーム56が、退避位置に位置づけられる。
つづいて、基板W上に盛り付けられためっき液L1が加熱される。まず、基板Wが蓋体6によって覆われる(ステップS105)。この場合、まず、蓋体移動機構7の旋回モータ72が駆動されて、蓋体6が水平方向に旋回移動して、上方位置(図2における二点鎖線で示す位置)に位置づけられる。
つづいて、蓋体移動機構7のシリンダ73が駆動されて、上方位置に位置づけられた蓋体6が下降して処理位置に位置づけられる。これにより、基板W上のめっき液L1と蓋体6の第1天井板611との間隔が第1間隔になり、蓋体6の側壁部62が、基板Wの外周側に配置される。本実施形態では、蓋体6の側壁部62の下端が、基板Wの下面よりも低い位置に位置づけられる。このようにして、基板Wが蓋体6によって覆われて、基板Wの周囲の空間が閉塞化される(図7参照)。
つづいて、加熱処理が開始される(ステップS106)。具体的には、ヒータ63がオンされて、基板W上に盛り付けられためっき液L1が加熱される。ヒータ63の設定温度は、加熱処理を通して一定の目標温度に固定される。目標温度は、たとえば90℃以上100℃以下である。めっき液L1の温度が、成分が析出する温度まで上昇すると、シード層の表面にめっき液L1の成分が析出し、めっき膜が形成される。
つづいて、制御部91は、基板W上のめっき液L1の温度が目標温度に到達したか否かを判定する(ステップS107)。この判定は、たとえば、ステップS106において加熱処理が開始されてからの経過時間に基づいて行われる。すなわち、制御部91は、加熱処理が開始されてから予め設定された時間が経過した場合に、めっき液L1の温度が目標温度に到達したと判定する。制御部91は、予め設定された時間が経過するまでステップS107の判定を繰り返す(ステップS107,No)。
ステップS107において、めっき液L1の温度が目標温度に到達したと判定すると(ステップS107,Yes)、冷却処理が開始される(ステップS108)。具体的には、冷却ガス供給部4から基板Wの下面への冷却ガスの供給が開始される(図8参照)。
図9は、加熱処理時におけるめっき液L1の温度変化を模式的に表したグラフである。図9では、冷却処理を行わない場合におけるめっき液L1の温度変化を一点鎖線で示している。なお、図9において、符号T0は、加熱処理開始時におけるめっき液L1の温度(たとえば、めっき液供給部53から供給されるめっき液L1の温度以下の温度)である。また、符号T1は、めっき液L1の目標温度である。
図9に示すように、冷却処理を行わない場合、めっき液L1の温度は、目標温度T1に到達した後もしばらくの間上昇し続ける。この温度上昇を抑制するために、たとえばヒータ63の設定温度を目標温度T1に向けて段階的に上げていくことも考えられるが、加熱処理に要する時間が長くなるという点で好ましくない。また、ヒータ63は、基板Wの面内におけるめっき液L1の温度の均一性を向上させるために、個別に温度設定可能な複数の加熱領域を有する場合がある(この点については後述する)。このような場合、ヒータ63の設定温度は、めっき液L1の温度の面内均一性が高まるように加熱領域ごとに調整される。したがって、このような場合において、加熱処理中に設定温度を動的に変更してしまうと、めっき液L1の温度の面内均一性をかえって低下させてしまうおそれがある。
そこで、実施形態に係るめっき処理部5は、めっき液L1の温度が目標温度T1に達した場合に、基板Wの下面に冷却ガスを供給することで、目標温度T1を超えるめっき液L1の温度上昇を抑制することとした。このため、実施形態に係るめっき処理部5は、ヒータ63の設定温度を目標温度に固定して加熱処理を行う場合であっても、基板W上のめっき液L1の温度を一定に保つことが容易である。
つづいて、たとえば、ステップS106において加熱処理が開始されてから、加熱処理の処理時間として予め設定された時間が経過すると、加熱処理および冷却処理が終了する(ステップS109)。具体的には、ヒータ63がオフされ、また、冷却ガス供給部4から基板Wの下面への冷却ガスの供給が停止される。
つづいて、蓋体退避処理が行われる(ステップS110)。蓋体退避処理では、蓋体移動機構7が駆動されて、蓋体6が退避位置に位置づけられる。この場合、まず、蓋体移動機構7のシリンダ73が駆動されることにより、蓋体6が上昇して上方位置に位置づけられる。その後、蓋体移動機構7の旋回モータ72が駆動されて、上方位置に位置づけられた蓋体6が水平方向に旋回移動して、退避位置に位置づけられる。
つづいて、基板Wは、リンス処理される(ステップS111)。この場合、まず、基板Wの回転数を、めっき処理時の回転数よりも増大させる。たとえば、めっき処理前のリンス処理(ステップS103)と同様の回転数で基板Wを回転させる。つづいて、退避位置に位置づけられていたリンス液ノズル551が、吐出位置に移動する。次に、回転する基板Wに、リンス液ノズル551からリンス液L3が供給されて、基板Wの表面が洗浄される。これにより、基板W上に残存するめっき液L1が洗い流される。
つづいて、リンス処理された基板Wが乾燥処理される(ステップS112)。この場合、たとえば、基板Wの回転数を、リンス処理(ステップS111)の回転数よりも増大させて、基板Wを高速で回転させる。これにより、基板W上に残存するリンス液L3が振り切られて基板Wが乾燥する。
乾燥処理が終了すると、基板Wは、基板搬送装置17によってめっき処理部5から取り出されて受渡部14に搬送される。また、受渡部14に搬送された基板Wは、基板搬送装置13によって受渡部14から取り出されてキャリアCに収容される。これにより、1枚の基板Wに対する一連の無電解めっき処理が終了する。
(第1変形例)
図10は、第1変形例に係るめっき処理部の構成を示す図である。図10に示すように、第1変形例に係るめっき処理部5Aは、蓋体6Aとめっき液供給部53Aのめっき液ノズル531Aとが一体化した構成を有する。
図10は、第1変形例に係るめっき処理部の構成を示す図である。図10に示すように、第1変形例に係るめっき処理部5Aは、蓋体6Aとめっき液供給部53Aのめっき液ノズル531Aとが一体化した構成を有する。
具体的には、めっき液ノズル531Aは、蓋体6Aの天井部61、ヒータ63および蓋体カバー64を貫通して設けられる。めっき液ノズル531Aは、蓋体移動機構7によって蓋体6Aとともに移動する。
ここでは、基板保持部52に保持された基板Wの中央上方にめっき液ノズル531Aが配置される場合の例を示しているが、めっき液ノズル531Aは、基板Wの中央上方からずれた位置に配置されてもよい。
次に、第1変形例に係るめっき処理部5Aの具体的動作について図11を参照して説明する。図11は、第1変形例に係るめっき処理部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
図11に示すステップS201~S212の処理のうち、ステップS204,S205以外の処理は、実施形態に係るめっき処理部5が実行するステップS101~S112の処理のうち、ステップS104,S105以外の処理と同じである。具体的には、ステップS201~S203の処理は、ステップS101~S103の処理と同じであり、ステップS206~S212の処理は、ステップS106~S112の処理と同じである。
図11に示すように、第1変形例に係るめっき処理部5Aでは、基板Wを蓋体6Aで覆う処理(ステップS204)が行われた後に、めっき液L1の盛り付け処理(ステップS205)が行われる。
このように、基板Wを蓋体6Aで覆った後で基板Wにめっき液L1を供給するようにすることで、めっき液L1を供給した後で基板Wを蓋体6Aで覆う場合と比較して、基板W上のめっき液L1の温度低下を抑制することができる。すなわち、基板Wにめっき液L1を供給した後、蓋体6Aを移動させて基板Wを覆うまでの間に生じるめっき液L1の温度低下を抑制することができる。
なお、めっき処理部5Aは、ステップS204において基板Wを蓋体6Aで覆った後、めっき液L1を供給する前に、ヒータ63をオンすることにより、基板Wを事前加熱してもよい。
また、めっき処理部5Aは、ステップS204において基板Wを蓋体6Aで覆う際、ステップS205において基板W上に盛り付けられるめっき液L1に蓋体6Aの第1天井板611が接触する位置に蓋体6Aを配置してもよい。これにより、その後の加熱処理(ステップS206~S209)において、ヒータ63の熱をめっき液L1に対して効率よく伝達することができる。したがって、めっき液L1の加熱効率を高めることができる。
蓋体6Aをめっき液L1に接触させる場合、めっき処理部5Aは、基板Wを蓋体6Aで覆ったまま、リンス処理(ステップS211)および乾燥処理(ステップS212)を行ってもよい。これにより、蓋体6Aの第1天井板611に付着しためっき液L1をリンス液L3により洗い流すことができるとともに、第1天井板611を乾燥させることができる。なお、この場合、めっき液ノズル531Aには、リンス液配管553を介してリンス液供給源552が接続されていればよい。また、めっき液ノズル531Aには、配管を介して乾燥用ガス供給源が接続されてもよい。これにより、めっき処理部5Aは、乾燥処理(ステップS212)において、乾燥用ガス供給源から供給される乾燥用ガス(たとえば、窒素などの不活性ガス)を蓋体6Aの内部に供給して基板Wおよび蓋体6Aを乾燥させることができる。
(第2変形例)
図12は、第2変形例に係るめっき処理部の構成を示す図である。また、図13は、ヒータが有する複数の加熱領域と複数の冷却ガスノズルとの位置関係を模式的に示した図である。
図12は、第2変形例に係るめっき処理部の構成を示す図である。また、図13は、ヒータが有する複数の加熱領域と複数の冷却ガスノズルとの位置関係を模式的に示した図である。
図12に示すように、第2変形例に係るめっき処理部5Bが備える蓋体6Bは、ヒータ63Bを備える。
第2変形例に係るヒータ63Bは、個別に温度設定可能な複数の加熱領域631~633を有する。複数の加熱領域631~633は、たとえば同心円状に配置される(図13参照)。複数の加熱領域631~633は、基板Wの中央から外方に向かって加熱領域631、加熱領域632および加熱領域633の順に並べられる。複数の加熱領域631~633のうち、加熱領域631は、たとえばチャック部材521と略同径である。
また、第2変形例に係るめっき処理部5Bは、複数の冷却ガス供給部4B1~4B3を備える。冷却ガス供給部4B1~4B3は、上述した冷却ガス供給部4と同様の構成を有しており、それぞれ冷却ガスノズル411~413、冷却ガス供給源421~423および冷却ガス配管431~433を備える。なお、複数の冷却ガスノズル411は、単一の冷却ガスノズルに接続されてもよい。
冷却ガスノズル411~413は、複数の加熱領域631~633に対応する位置に配置される。具体的には、冷却ガスノズル411は、加熱領域631の下方に配置され、加熱領域631の下方に位置するチャック部材521の下面に向けて下方から冷却ガスを吐出する。また、冷却ガスノズル412は、加熱領域632の下方に配置され、加熱領域632の下方に位置する基板Wの下面に向けて下方から冷却ガスを吐出する。また、冷却ガスノズル413は、加熱領域633の下方に配置され、加熱領域633の下方に位置する基板Wの下面に向けて下方から冷却ガスを吐出する。
図13に示すように、冷却ガスノズル411~413は、各加熱領域631に対してそれぞれ複数設けられてもよい。
ここでは、冷却ガスノズル411~413から冷却ガスが鉛直上方に吐出される場合の例を示したが、冷却ガスノズル411~413は、基板Wまたはチャック部材521に対して斜めに冷却ガスを吐出してもよい。
このように、めっき処理部5Bは、個別に温度設定可能な複数の加熱領域631~633に対応する複数の冷却ガスノズル411~413を備えていてもよい。これにより、めっき処理部5Bは、基板W上のめっき液L1の温度を一定に保つことをさらに容易化することができる。
(その他の変形例)
上述した実施形態では、めっき液L1の温度が目標温度に到達した場合に、冷却ガスの供給を開始することとしたが、冷却ガスは、めっき液L1の温度が目標温度に到達する前から供給されてもよい。たとえば、冷却ガスの供給は、加熱処理と同時に開始されてもよい。この場合、めっき液L1が目標温度T1に到達する前の加熱処理(第1加熱処理)における冷却ガスの流量(第1流量)は、めっき液L1が目標温度T1に到達した後の加熱処理(第2加熱処理)における冷却ガスの流量(第2流量)よりも少ないものとする。
上述した実施形態では、めっき液L1の温度が目標温度に到達した場合に、冷却ガスの供給を開始することとしたが、冷却ガスは、めっき液L1の温度が目標温度に到達する前から供給されてもよい。たとえば、冷却ガスの供給は、加熱処理と同時に開始されてもよい。この場合、めっき液L1が目標温度T1に到達する前の加熱処理(第1加熱処理)における冷却ガスの流量(第1流量)は、めっき液L1が目標温度T1に到達した後の加熱処理(第2加熱処理)における冷却ガスの流量(第2流量)よりも少ないものとする。
上述した実施形態では、室温の冷却ガスを供給することとしたが、冷却ガスの温度は、少なくとも目標温度T1よりも低い温度であればよく、必ずしも室温であることを要しない。なお、たとえば冷却ガスの温度を調節するための機器が不要となる点で、室温の冷却ガスを用いることが好ましい。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理方法は、基板を保持する工程(一例として、基板保持処理)と、めっき液を供給する工程(一例として、めっき液盛り付け処理)と、基板を覆う工程(一例として、基板を蓋体で覆う処理)と、めっき液を加熱する工程(一例として、加熱処理)と、冷却ガスを供給する工程(一例として、冷却処理)とを含む。基板を保持する工程は、基板(一例として、基板W)を保持する保持部(一例として、基板保持部52)を用いて基板を保持する。めっき液を供給する工程は、保持された基板の上面にめっき液(一例として、めっき液L1)を供給する。基板を覆う工程は、めっき液を供給する工程の前または後において、蓋体(一例として、蓋体6)を用いて基板を覆う。めっき液を加熱する工程は、蓋体で基板を覆った状態で、蓋体に設けられた加熱部(一例として、ヒータ63)を用いて基板上のめっき液を加熱する。冷却ガスを供給する工程は、めっき液を加熱する工程において、基板よりも下方から基板の下面または保持部に対して冷却ガス(一例として、不活性ガス)を供給する。したがって、実施形態に係る基板処理方法によれば、基板上のめっき液の温度を一定に保つことを容易化できる。
冷却ガスを供給する工程は、めっき液の温度が目標温度(一例として、目標温度T1)に達した場合に、基板の下面または保持部に対して冷却ガスを供給してもよい。これにより、目標温度を超えるめっき液の温度上昇を抑制することができる。したがって、たとえば加熱部の設定温度を目標温度に固定して加熱処理を行う場合であっても、基板上のめっき液の温度を一定に保つことが容易である。
目標温度は、加熱部の設定温度である。めっき液の温度は、加熱部の設定温度である目標温度に到達した後もしばらくの間上昇し続ける。実施形態に係る基板処理方法は、めっき液の温度が目標温度に達した場合に、基板の下面または保持部に対して冷却ガスを供給することで、目標温度を超えるめっき液の温度上昇を抑制することができる。
冷却ガスの温度は、室温である。これにより、冷却ガスの温度を調節するための機器が不要となる。
加熱部は、個別に温度設定可能な複数の加熱領域を有する。この場合、冷却ガスを供給する工程は、基板よりも下方において複数の加熱領域に対応する位置に配置された複数のノズルから冷却ガスを供給してもよい。これにより、基板上のめっき液の温度を一定に保つことをさらに容易化することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置(一例として、めっき処理部5)は、保持部(一例として、基板保持部52)と、めっき液供給部(一例として、めっき液供給部53)と、蓋体(一例として、蓋体6)と、移動機構(一例として、蓋体移動機構7)と、加熱部(一例として、ヒータ63)と、冷却ガス供給部(一例として、冷却ガス供給部4)と、制御部(一例として、制御部91)とを備える。保持部は、基板(一例として、基板W)を保持する。めっき液供給部は、保持部に保持された基板の上面にめっき液(一例として、めっき液L1)を供給する。蓋体は、保持部に保持された基板を覆う。移動機構は、蓋体を移動させる。加熱部は、蓋体に設けられる。冷却ガス供給部は、保持部に保持された基板よりも下方に配置され、基板の下面または保持部に対して冷却ガス(一例として、不活性ガス)を供給する。制御部は、保持部を用いて基板を保持するステップ(一例として、基板保持処理)と、めっき液供給部を用いて基板の上面にめっき液を供給するステップ(一例として、めっき液盛り付け処理)と、めっき液を供給するステップの前または後において、蓋体を用いて基板を覆うステップ(一例として、基板を蓋体で覆う処理)と、蓋体で基板を覆った状態で、加熱部を用いて基板上のめっき液を加熱するステップ(一例として、加熱処理)と、めっき液を加熱するステップにおいて、基板の下面または保持部に対して冷却ガス供給部から冷却ガスを供給するステップ(一例として、冷却処理)と、が行われるよう制御信号を出力する。したがって、実施形態に係る基板処理装置によれば、基板上のめっき液の温度を一定に保つことを容易化できる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
1 :基板処理装置
4 :冷却ガス供給部
5 :めっき処理部
6 :蓋体
7 :蓋体移動機構
9 :制御装置
41 :冷却ガスノズル
42 :冷却ガス供給源
43 :冷却ガス配管
52 :基板保持部
53 :めっき液供給部
63 :ヒータ
91 :制御部
92 :記憶部
411~413:冷却ガスノズル
421~423:冷却ガス供給源
431~433:冷却ガス配管
521 :チャック部材
531 :めっき液ノズル
532 :めっき液供給源
533 :めっき液配管
631~633:加熱領域
L1 :めっき液
L2 :洗浄液
L3 :リンス液
T1 :目標温度
W :基板
4 :冷却ガス供給部
5 :めっき処理部
6 :蓋体
7 :蓋体移動機構
9 :制御装置
41 :冷却ガスノズル
42 :冷却ガス供給源
43 :冷却ガス配管
52 :基板保持部
53 :めっき液供給部
63 :ヒータ
91 :制御部
92 :記憶部
411~413:冷却ガスノズル
421~423:冷却ガス供給源
431~433:冷却ガス配管
521 :チャック部材
531 :めっき液ノズル
532 :めっき液供給源
533 :めっき液配管
631~633:加熱領域
L1 :めっき液
L2 :洗浄液
L3 :リンス液
T1 :目標温度
W :基板
Claims (6)
- 基板を保持する保持部を用いて前記基板を保持する工程と、
保持された前記基板の上面にめっき液を供給する工程と、
前記めっき液を供給する工程の前または後において、蓋体を用いて前記基板を覆う工程と、
前記蓋体で前記基板を覆った状態で、前記蓋体に設けられた加熱部を用いて前記基板上の前記めっき液を加熱する工程と、
前記めっき液を加熱する工程において、前記基板よりも下方から前記基板の下面または前記保持部に対して冷却ガスを供給する工程と
を含む、基板処理方法。 - 前記冷却ガスを供給する工程は、前記めっき液の温度が目標温度に達した場合に、前記基板の下面または前記保持部に対して前記冷却ガスを供給する、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記目標温度は、前記加熱部の設定温度である、請求項2に記載の基板処理方法。
- 前記冷却ガスの温度は、室温である、請求項1~3のいずれか一つに記載の基板処理方法。
- 前記加熱部は、個別に温度設定可能な複数の加熱領域を有し、
前記冷却ガスを供給する工程は、前記基板よりも下方において前記複数の加熱領域に対応する位置に配置された複数のノズルから前記冷却ガスを供給する、請求項1~4のいずれか一つに記載の基板処理方法。 - 基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記基板の上面にめっき液を供給するめっき液供給部と、
前記保持部に保持された前記基板を覆う蓋体と、
前記蓋体を移動させる移動機構と、
前記蓋体に設けられた加熱部と、
前記保持部に保持された前記基板よりも下方に配置され、前記基板の下面または前記保持部に対して冷却ガスを供給する冷却ガス供給部と、
前記保持部を用いて前記基板を保持するステップと、前記めっき液供給部を用いて前記基板の上面に前記めっき液を供給するステップと、前記めっき液を供給するステップの前または後において、前記蓋体を用いて前記基板を覆うステップと、前記蓋体で前記基板を覆った状態で、前記加熱部を用いて前記基板上の前記めっき液を加熱するステップと、前記めっき液を加熱するステップにおいて、前記基板の下面または前記保持部に対して前記冷却ガス供給部から前記冷却ガスを供給するステップとが行われるよう制御信号を出力する制御部と
を備える、基板処理装置。
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