JP7451676B2 - 基板液処理方法及び基板液処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、基板液処理方法及び基板液処理装置に関する。
ＬＳＩ等の集積回路における配線の高密度化の進展に伴って、デュアルダマシン法等の様々な配線形成法が提案されている。例えば特許文献１は、金属配線上にキャップ層を形成し、金属配線に達する接続孔及び当該接続孔につながる配線溝の内壁にバリアメタル層を形成し、接続孔及び配線溝に金属層を埋め込む半導体装置の製造方法を開示する。
このような配線形成法において、凹部（孔及び溝を含む）に金属配線を埋め込む手法として様々なやり方が提案されている。例えば、特許文献１の製造方法では、ＰＶＤ（物理気相成長）法によってシード層を成膜した後にめっき銅を堆積させることによって、接続孔及び配線溝に銅が埋め込まれる。また凹部の底部において金属配線を露出した状態で無電解めっき処理を行って、凹部の底部側から上方に向けて徐々にめっき金属を堆積させることにより、凹部に金属を埋め込むことも可能である。
特開２００６－２１０５０８号公報
本開示は、凹部において底部からめっき金属を堆積させる無電解めっき処理において、基板の凹部に析出される金属と、凹部を区画する面との間の密着性を向上させるのに有利な技術を提供する。
本開示の一態様は、凹部と、凹部の底部において露出する配線と、を有する基板を準備する工程と、凹部の側壁上に自己組織化単分子膜を形成する工程と、金属及び自己組織化単分子膜の両方に結合可能な分子間結合剤を、自己組織化単分子膜に付着させる工程と、自己組織化単分子膜に分子間結合剤が付着している状態で凹部に無電解めっき液を供給して凹部に金属を析出させて、金属を分子間結合剤に密着させつつ凹部に埋め込む工程と、を含む基板液処理方法に関する。
本開示によれば、凹部において底部からめっき金属を堆積させる無電解めっき処理において、基板の凹部に析出される金属と、凹部を区画する面との間の密着性を向上させるのに有利である。
図１は、基板の一部の断面を例示する図であり、基板液処理方法の流れの一例を示す。 図２は、基板の一部の断面を例示する図であり、基板液処理方法の流れの一例を示す。 図３は、基板の一部の断面を例示する図であり、基板液処理方法の流れの一例を示す。 図４は、基板の一部の断面を例示する図であり、基板液処理方法の流れの一例を示す。 図５は、基板の一部の断面を例示する図であり、基板液処理方法の流れの一例を示す。 図６は、加熱処理を含む基板液処理方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、ＳＡＭの溶液を付与する処理と分子間結合剤の溶液を付与する処理との間に行われる加熱処理（図６のＳ３参照）の一例を示すフローチャートである。 図８は、分子間結合剤の溶液を付与する処理と無電解めっき液の付与処理との間に行われる加熱処理（図６のＳ５参照）の一例を示すフローチャートである。 図９は、分子間結合剤の溶液の付与と無電解めっき液の付与との間に行われる加熱処理（図６のＳ５参照）の他の例を示すフローチャートである。 図１０は、分子間結合剤として利用可能なトリアジン誘導体の分子構造例を示す構造式である。 図１１は、ＳＡＭ溶液付与ユニットを具備するＳＡＭ処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図１２は、分子間結合剤付与ユニットを具備する分子間結合剤処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図１３は、無電解めっき液付与ユニットを具備するめっき処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図１４は、除去液付与ユニットを具備する除去処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図１５は、加熱ユニットを具備する加熱処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図１６は、処理システムの一例の概略を示す図である。
以下、図面を参照して基板液処理装置及び基板液処理方法を例示する。
以下の説明では、ビアホール（すなわち凹部）にビア（貫通配線）として機能する金属（特に銅）を無電解めっき処理により埋め込むための無電解めっき処理装置及び無電解めっき処理方法を例示する。ただし本開示に係る基板液処理装置及び基板液処理方法は、下記の装置及び方法には限定されない。例えば、ビアホール以外の凹部（孔及び溝を含む）に金属を埋め込む場合にも、本開示に係る基板液処理装置及び基板液処理方法を応用することが可能である。また銅以外の金属（例えばコバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、或いは銀（Ａｇ）等）を凹部に埋め込む場合にも、本開示に係る基板液処理装置及び基板液処理方法を応用することが可能である。
［基板液処理方法］
図１～図５は、基板Ｗの一部（特にビアホール１１を有する部分）の断面を例示する図であり、基板液処理方法の流れの一例を示す。
基板Ｗは、絶縁膜２１に形成されているビアホール１１及びトレンチ１２と、ビアホール１１の底部において露出するキャップ層（配線）１４と、を有する。図示の基板Ｗではエッチングストップ層２２上に絶縁膜２１が設けられており、キャップ層１４に対応する箇所にはエッチングストップ層２２が存在しない。図示は省略するが、エッチングストップ層２２の下方には絶縁膜が設けられており、キャップ層１４の下方には金属配線が設けられている。
基板Ｗを構成する具体的な材料及び基板Ｗの構成方法は限定されない。典型的には、絶縁膜２１は、低誘電率絶縁材料膜（いわゆるＬｏｗ－ｋ膜）や二酸化シリコン（ＳｉＯ２）によって構成可能である。特に本実施形態では、拡散バリア層として機能する後述の自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）との結合性に優れた材料によって絶縁膜２１が構成されていることが好ましく、例えばシリコン含有材料により絶縁膜２１は構成可能である。
エッチングストップ層２２は、シリコンカーボンナイトライド（ＳｉＣＮ）や他のシリコン系材料（例えばシリコンナイトライド（ＳｉＮ）やシリコンカーバード（ＳｉＣ））によって構成可能である。キャップ層１４は、ビアホール１１に金属（ビア配線２４）を埋め込むための無電解めっき処理においてめっき反応の触媒核として働く材料により構成される。本例ではビアホール１１に銅がめっき金属として埋め込まれるので、例えばコバルト（Ｃｏ）や銅（Ｃｕ）によってキャップ層１４を構成可能である。
本実施形態の基板液処理方法では、上記構成を有する基板Ｗが準備される（図１参照）。
そして、基板Ｗのビアホール１１の側壁（すなわちビアホール１１を区画する絶縁膜２１）上に、拡散バリア層として働くＳＡＭ（自己組織化単分子膜）１３が形成される（図２参照）。拡散バリア層は、基板Ｗの凹部に埋め込まれる配線金属が絶縁膜２１に拡散するのを防ぐ。図示の例では、絶縁膜２１の露出面上（すなわちビアホール１１の側壁上、トレンチ１２の区画面上、及び絶縁膜２１の上面上）において、ＳＡＭ１３が一体的に形成される。
ＳＡＭ１３は、自己組織化によって形成される単分子膜（Self-Assembled Monolayer）である。ビアホール１１の側壁上にＳＡＭ１３を形成する具体的な方法は限定されない。ＳＡＭ１３の組成に応じた溶液又は蒸気を使った任意の方法に基づいて、ＳＡＭ１３を形成することができる。典型的には、ビアホール１１及びトレンチ１２の側壁を、有機分子を含む溶液にさらして、ビアホール１１及びトレンチ１２の側壁に有機分子を化学吸着させることにより、ビアホール１１及びトレンチ１２の側壁上にＳＡＭ１３を形成することができる。
ＳＡＭ１３は、凹部の側壁上に非常に薄く形成することが可能である。例えば２ｎｍ（ナノメートル）以下（例えば１ｎｍ以下）の厚みのＳＡＭ１３を、凹部の側壁上に形成することも可能である。
有機膜であるＳＡＭ１３により構成される拡散バリア層は、金属（例えばＴａＮ（窒化タンタル））により構成される拡散バリア層と比べ、より薄い厚みで、同等の拡散バリア性能を発揮することが可能である。一般に、基板Ｗに高密度配線を設ける場合、凹部側壁に形成される拡散バリア層は薄い方が好ましい。したがって拡散バリア層としてＳＡＭ１３が用いられる本実施形態の基板液処理装置及び基板液処理方法は、基板Ｗに高密度配線を設ける装置及び方法に対し、好ましく応用可能である。
ＳＡＭ１３の具体的な組成は基本的には限定されない。ただしＳＡＭ１３は、拡散バリア層として設けられるので、ビアホール１１及びトレンチ１２に埋め込まれる金属が絶縁膜２１に拡散するのを有効に防ぐことができる有機膜によって構成される。またＳＡＭ１３は、絶縁膜２１及び後述の分子間結合剤１５の両方に対する結合性に優れた材料によって構成される。さらにＳＡＭ１３は、無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない又は析出させにくい材料により構成されることが好ましい。ＳＡＭ１３は、例えば、シラノール基を有する有機化合物を含有していてもよい。ＳＡＭ１３の組成の具体例については後述する。
無電解めっき処理のためにキャップ層１４をビアホール１１に対して露出させておく必要があるので、キャップ層１４は基本的にはＳＡＭ１３によって被覆されない。したがってＳＡＭ１３は、キャップ層１４に対して化学結合しない組成又はほとんど化学結合しない組成を有することが好ましい。ビアホール１１の側壁上にＳＡＭ１３を形成する際にＳＡＭ１３がキャップ層１４に結合又は堆積する場合、キャップ層１４上からＳＡＭ１３を除去する処理が行われる。
そして、ビアホール１１及びトレンチ１２に埋め込まれる金属と、ＳＡＭ１３との両方に対して結合可能な分子間結合剤１５が、ＳＡＭ１３に付着される（図３参照）。図示の例では、ＳＡＭ１３の露出面上（すなわちビアホール１１の側壁上、トレンチ１２の区画面上、及び絶縁膜２１の上方のＳＡＭ１３上）において、分子間結合剤１５の層が一体的に形成される。
ＳＡＭ１３に対する分子間結合剤１５の付着方法は限定されない。分子間結合剤１５の組成に応じた溶液又は蒸気を使った任意の方法に基づいて、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に付着させることができる。ＳＡＭ１３の全体に対して確実に分子間結合剤１５を付着させる観点からは、分子間結合剤１５の溶液を使うことが好ましい。一方、分子間結合剤１５の消費量を抑える観点からは、分子間結合剤１５の蒸気を使うことが好ましい。
分子間結合剤１５は、ビアホール１１及びトレンチ１２に埋め込まれる金属と、ＳＡＭ１３との間の固着度を増大させるバインダーとして働く。本実施形態の分子間結合剤１５は、ビアホール１１及びトレンチ１２に埋め込まれる金属及びＳＡＭ１３の両方に対して直接的に化学結合する。したがって、ビアホール１１に埋め込まれる金属と分子間結合剤１５との間には触媒金属等の他の要素が介在せず、また分子間結合剤１５とＳＡＭ１３との間には他の要素が介在しない。
分子間結合剤１５の具体的な組成は基本的には限定されない。ただし本実施形態の分子間結合剤１５は、金属とＳＡＭ１３との間のバインダーとして設けられるので、金属及びＳＡＭ１３の両方に結合可能な組成を有する。特に、分子レベルで分子間結合剤１５が金属及びＳＡＭ１３の両方に結合するために、分子間結合剤１５は、金属と結合可能な官能基と、ＳＡＭ１３と結合可能な官能基とを併せ持つ。例えば、分子間結合剤１５は、アミノ基及びチオール基のうち少なくともいずれか一方を有する有機化合物を含有していてもよい。さらに分子間結合剤１５は、無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない又はほとんど析出させない材料により構成される。分子間結合剤１５の組成の具体例については後述する（図１０参照）。
無電解めっき処理のためにキャップ層１４をビアホール１１に対して露出させておく必要があるので、キャップ層１４は基本的には分子間結合剤１５によって被覆されない。したがって分子間結合剤１５は、キャップ層１４に対して化学結合しない組成又はほとんど化学結合しない組成を有することが好ましい。ＳＡＭ１３上に分子間結合剤１５の層を形成する際に分子間結合剤１５がキャップ層１４に結合又は堆積する場合、キャップ層１４上から分子間結合剤１５を除去する処理が行われる。
そしてＳＡＭ１３に分子間結合剤１５が付着している状態で、ビアホール１１に無電解めっき液２０が供給され（図４参照）、ビア配線２４を構成する金属（本例では銅）がビアホール１１に析出される（図５参照）。すなわち、ビアホール１１の底部において露出するキャップ層１４が触媒核として働き、無電解めっき処理によって析出される金属はキャップ層１４上に選択的に堆積する。一方、ビアホール１１内の無電解めっき液２０を取り囲む分子間結合剤１５は、無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない又はほとんど析出させない。そのためビアホール１１に無電解めっき液２０が溜められてビアホール１１に金属を析出させる工程では、金属をビアホール１１の底部から成長させる一方で、ビアホール１１の側方からは金属を成長させない。したがってビアホール１１には、底部から上方に向けて徐々に金属が堆積し、ビア配線２４が形成される。
一般に、ビアホール１１において底部から金属を堆積させる無電解めっき処理は、ボイド（空洞）の発生を効果的に防ぎつつ、選択的にビアホール１１においてめっき金属を堆積させることができる利点がある。一方、ビアホール１１の区画面（特に側面）がビアホール１１内のめっき金属と化学結合しない場合、めっき金属はビアホール１１の区画面と単に接触しているに過ぎず、ビアホール１１の区画面とめっき金属との間の密着性及び固着性は必ずしも良好ではない。そのため、温度変化を伴う環境下では、ビアホール１１の区画面に対するめっき金属のズレに起因するストレスマイグレーション等の不具合の発生が懸念され、場合によっては金属配線の切断（断線）が生じうる。
一方、本実施形態によれば、ＳＡＭ１３に分子間結合剤１５が付着している状態でビアホール１１に無電解めっき液２０を供給してビアホール１１に金属を析出させ、当該金属は、分子間結合剤１５に密着しつつビアホール１１に埋め込まれる。ビアホール１１内の金属とＳＡＭ１３との間の密着性及び固着性は分子間結合剤１５により強化されるので、ビアホール１１内の金属は、分子間結合剤１５を介しＳＡＭ１３に対して強固に固定される。そのためビアホール１１内の金属は、たとえ大きな温度変化を伴う環境下に置かれても、ＳＡＭ１３に対するズレが生じにくい。その結果、ストレスマイグレーションが抑制され、断線等の不具合を効果的に防ぐことができる。
またＳＡＭ１３の材料の選定において、分子間結合剤１５に対するＳＡＭ１３の結合性を考慮する必要はあるが、めっき金属に対するＳＡＭ１３の結合性を考慮する必要はない。めっき金属に対するＳＡＭ１３の結合性を考慮しつつＳＡＭ１３の材料を選定する場合、ＳＡＭ１３に使用可能な材料が制限される。一方、本実施形態によれば、ビアホール１１に埋め込まれる金属とＳＡＭ１３との間の固着性は分子間結合剤１５によって確保されるため、拡散バリア特性に優れた幅広い候補材料の中からＳＡＭ１３の材料を選定することが可能である。
なお上述の基板液処理方法の前後或いは最中には、上述されていない任意の処理が行われてもよい。例えば、ビアホール１１にビア配線２４の金属（図５参照）が埋め込まれた後に、無電解めっき処理或いは他の処理によってトレンチ１２にも金属配線が埋め込まれる。また上述の基板液処理方法の前後において基板Ｗ（特に処理面）の洗浄処理、リンス処理及び／又は乾燥処理が行われてもよい。
また基板液処理方法の各処理の前後及び／又は各処理の最中に加熱処理を行うことによって、ＳＡＭ１３、分子間結合剤１５及び／又はめっき金属の固着性を向上させることが可能である。以下、加熱処理の典型例について説明する。
［加熱処理例］
図６は、加熱処理を含む基板液処理方法の一例を示すフローチャートである。
上述のように、ビアホール１１に金属を埋め込むために、基板Ｗの準備（図６のＳ１）、ＳＡＭ１３の溶液の付与（Ｓ２）、分子間結合剤１５の付与（Ｓ４）及び無電解めっき液２０の供給（Ｓ６）が順次行われる。これらの処理の前後において基板Ｗの加熱処理が行われて、環境温度（通常は常温（５℃～３５℃））よりも高い温度に基板Ｗが加熱されてもよい。
例えば、ＳＡＭ１３の溶液の付与（Ｓ２）と分子間結合剤１５の付与（Ｓ４）との間に、基板Ｗの加熱処理（Ｓ３）が行われてもよい。このように分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に付着させるのに先立って、ビアホール１１の側壁上のＳＡＭ１３を加熱することにより、分子間結合剤１５に対するＳＡＭ１３の反応性やビアホール１１の側壁（絶縁膜２１）に対するＳＡＭ１３の固着性を向上させうる。
また分子間結合剤１５の付与（Ｓ４）と無電解めっき液２０の供給（Ｓ６）との間に、基板Ｗの加熱処理（Ｓ５）が行われてもよい。このようにビアホール１１に無電解めっき液２０を供給するのに先立って、ＳＡＭ１３に付着している分子間結合剤１５を加熱することにより、金属に対する分子間結合剤１５の反応性やＳＡＭ１３に対する分子間結合剤１５の固着性を向上させうる。
また無電解めっき液２０の供給（Ｓ６）の後（特に、めっき金属が析出した後）に、基板Ｗの加熱処理（Ｓ７）が行われてもよい。この場合、絶縁膜２１、ＳＡＭ１３、分子間結合剤１５及びめっき金属の相互間における固着性を向上させることができる。
なお、上述の加熱処理（Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７）の各々は、必ずしも行われなくてもよい。例えば、大きな効果を期待することができる加熱処理のみが行われてもよい。
上述の加熱処理（Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７）における具体的な加熱温度は、それぞれの目的に応じて適宜決められる。例えば、基板Ｗが有する構造体（ＳＡＭ１３、分子間結合剤１５及び／又はめっき金属）の固着性増大を目的とする加熱処理と、基板Ｗが有する構造体の反応性増大を目的とする加熱処理との間では、通常、最適な加熱温度が異なる。また上述の加熱処理（Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７）の各々は、複数の加熱ステップを含んでいてもよい。当該複数の加熱ステップにおいて、基板Ｗは、同じ温度で加熱されてもよいし、異なる温度で加熱されてもよい。また上述されていない任意の処理が追加的に行われてもよい。
以下、加熱処理の具体例について説明する
図７は、ＳＡＭ１３の溶液を付与する処理と分子間結合剤１５の溶液を付与する処理との間に行われる加熱処理（図６のＳ３参照）の一例を示すフローチャートである。
図７に示す例では、ビアホール１１の側壁に対してＳＡＭ１３の構成成分を含む溶液を付与した後（図７のＳ１１）、基板Ｗが第１温度で加熱される（Ｓ１２）。このように、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に付着させるのに先立って、ビアホール１１の側壁上のＳＡＭ１３を第１温度で加熱することで、ビアホール１１の側壁とＳＡＭ１３との間の結合を強化することができる。ただし本加熱ステップでは、架橋反応等の硬化反応をＳＡＭ１３の全体では完了させない。
したがって「第１温度」は、ビアホール１１の側壁とＳＡＭ１３との間の結合の強化を促進するのに有効ではあるが、架橋反応等の硬化反応をＳＡＭ１３の全体では完了させないようにするのに有効な温度である。そのような「第１温度」は、ＳＡＭ１３の実際の組成や実際の加熱時間に応じて変動しうるが、本例では、後述の「第２温度」（Ｓ１４参照）よりも低く、例えば１００℃よりも低い。
その後、ビアホール１１の側壁からＳＡＭ１３の一部が除去される（Ｓ１３）。すなわちＳＡＭ１３を第１温度で加熱した後、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に付着させるのに先立って、ビアホール１１の側壁からＳＡＭ１３の一部が除去される。これにより、余分なＳＡＭ１３を基板Ｗから取り除いて、ビアホール１１の側壁上に形成されるＳＡＭ１３を薄くすることができる。
ビアホール１１の側壁からＳＡＭ１３を除去する方法は限定されない。例えば、ビアホール１１の側壁上のＳＡＭ１３に有機溶液を付与し、ＳＡＭ１３のうち絶縁膜２１に対する固着度が弱い部分（ＳＡＭ１３の溶液を含む）を、有機溶液とともに洗い流してもよい。
その後、基板Ｗが第２温度で加熱される（Ｓ１４）。このように、ビアホール１１の側壁上からＳＡＭ１３の一部を除去した後、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に付着させるのに先立って、ビアホール１１の側壁上のＳＡＭ１３を第２温度で加熱することで、分子間結合剤１５に対するＳＡＭ１３の反応性が増大できる。ただし本加熱ステップでは、架橋反応等の硬化反応をＳＡＭ１３の全体では完了させない。
したがって「第２温度」は、分子間結合剤１５に対するＳＡＭ１３の反応性を増大させるのに有効ではあるが、架橋反応等の硬化反応をＳＡＭ１３の全体では完了させないようにするのに有効な温度である。例えば、ＳＡＭ１３の構成分子（特に分子間結合剤１５と反応する官能基）における共有結合の切断（すなわち開裂）を促しうる温度を、「第２温度」として設定してもよい。「第２温度」は、ＳＡＭ１３の実際の組成や実際の加熱時間に応じて変動しうるが、本例では上述の「第１温度」（Ｓ１２参照）よりも高く、例えば１００℃よりも高く且つ２５０℃よりも低い。
その後、ビアホール１１を区画するＳＡＭ１３上に分子間結合剤１５の溶液が付与される（Ｓ１５）。これにより、反応性が増大させられているＳＡＭ１３に分子間結合剤１５が付着し、分子間結合剤１５はＳＡＭ１３に対して強固に結合することができる。
このように図７に示す加熱処理例によれば、ＳＡＭ１３を絶縁膜２１に対して強固に結合させることができるとともに、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に対して強固に結合させることができる。また、第１温度の加熱ステップ（Ｓ１２）と第２温度の加熱ステップ（Ｓ１４）との間にＳＡＭ１３の一部除去の処理（Ｓ１３）を行うことによって、薄膜状のＳＡＭ１３の厚みを精度良く調整することができる。
図８は、分子間結合剤１５の溶液を付与する処理と無電解めっき液２０を付与する処理との間に行われる加熱処理（図６のＳ５参照）の一例を示すフローチャートである。
図８に示す例では、分子間結合剤１５の構成成分を含む溶液をＳＡＭ１３上に付与した後（図８のＳ２１）、基板Ｗが第３温度で加熱される（Ｓ２２）。このように、ビアホール１１に無電解めっき液２０を供給するのに先立って、ＳＡＭ１３に付着している分子間結合剤１５を第３温度で加熱することで、分子間結合剤１５とＳＡＭ１３との間の結合が強化することができる。ただし本加熱ステップでは、架橋反応等の硬化反応を分子間結合剤１５の全体では完了させない。
したがって「第３温度」は、ＳＡＭ１３と分子間結合剤１５との間の結合の強化を促進するのに有効ではあるが、架橋反応等の硬化反応を分子間結合剤１５の全体では完了させないようにするのに有効な温度である。「第３温度」は、分子間結合剤１５の実際の組成や実際の加熱時間に応じて変動しうるが、本例では後述の「第４温度」（Ｓ２４参照）よりも低く、例えば１００℃よりも低い。
その後、ＳＡＭ１３上から分子間結合剤１５の一部が除去される（Ｓ２３）。すなわち分子間結合剤１５を第３温度で加熱した後、ビアホール１１に無電解めっき液２０を供給するのに先立って、ＳＡＭ１３上から分子間結合剤１５の一部が除去される。これにより、余分な分子間結合剤１５を基板Ｗから取り除いて、ＳＡＭ１３上に形成される分子間結合剤１５を薄くすることができる。
なお、ＳＡＭ１３上から分子間結合剤１５を除去する方法は限定されない。例えば、ＳＡＭ１３上の分子間結合剤１５に有機溶液を付与し、分子間結合剤１５のうちＳＡＭ１３に対する固着度が弱い部分（分子間結合剤１５の溶液を含む）を、有機溶液とともに洗い流してもよい。
その後、基板Ｗが第４温度で加熱される（Ｓ２４）。このようにＳＡＭ１３上から分子間結合剤１５の一部を除去した後、ビアホール１１に無電解めっき液２０を供給するのに先立って、ＳＡＭ１３上の分子間結合剤１５を第４温度で加熱することで、ＳＡＭ１３に対する分子間結合剤１５の結合を強化できる。またこの加熱ステップによって、ビアホール１１に埋め込まれる金属に対する分子間結合剤１５の反応性が向上させられてもよい。ただし本加熱ステップでは、めっき金属に対する分子間結合剤１５の反応性が大幅には損なわれない。
したがって「第４温度」は、ＳＡＭ１３に対する分子間結合剤１５の反応性を増大させるのに有効ではあるが、めっき金属に対する分子間結合剤１５の反応性が大幅には損なわれない温度である。「第４温度」は、分子間結合剤１５の実際の組成や実際の加熱時間に応じて変動しうるが、本例では上述の「第３温度」（Ｓ２２参照）よりも高く、例えば２５０℃以上且つ３００℃以下である。
その後、ビアホール１１に無電解めっき液２０が供給される（Ｓ２５）。これにより、ビアホール１１には金属が徐々に堆積しつつ、当該金属と分子間結合剤１５とが結合する。その結果、ビアホール１１に埋め込まれる金属は、分子間結合剤１５を介しＳＡＭ１３に対して強固に固着される。
このように図８に示す加熱処理例によれば、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に対して強固に結合させることができるとともに、ビアホール１１に埋め込まれる金属を分子間結合剤１５に対して強固に結合させることができる。また、第３温度の加熱ステップ（Ｓ２２）と第４温度の加熱ステップ（Ｓ２４）と間に分子間結合剤１５を一部除去する処理（Ｓ２３）を行うことによって、薄膜状の分子間結合剤１５の厚みを精度良く調整することができる。
図９は、分子間結合剤１５の溶液を付与する処理と無電解めっき液２０を付与する処理との間に行われる加熱処理（図６のＳ５参照）の他の例を示すフローチャートである。
図９に示す例では、ＳＡＭ１３上に分子間結合剤１５の構成成分を含む溶液を付与した後（図９のＳ３１）、基板Ｗが第５温度で加熱される（Ｓ３２）。このようにビアホール１１に無電解めっき液２０を供給するのに先立って、ＳＡＭ１３に付着している分子間結合剤１５を第５温度で加熱することで、分子間結合剤１５とＳＡＭ１３との間の結合を強化することができる。また特に、この加熱ステップによって、ＳＡＭ１３上の分子間結合剤１５のうちの所望の厚み部分を、分子間結合剤１５に対して強固に固着させることができる。ただし本加熱ステップでは、めっき金属に対する分子間結合剤１５の反応性が大幅には損なわれない。
したがって「第５温度」は、ＳＡＭ１３と分子間結合剤１５との間の結合の強化を促進するのに有効な温度であり、分子間結合剤１５のうちＳＡＭ１３上に残存させる部分をＳＡＭ１３に対して固着させる温度である。ただし「第５温度」は、めっき金属に対する分子間結合剤１５の反応性が大幅には損なわれない温度である。「第５温度」は、分子間結合剤１５の実際の組成や実際の加熱時間に応じて変動しうるが、上述の「第３温度」（図８のＳ２２参照）よりも高く、例えば２５０℃以上且つ３００℃以下である。
その後、ＳＡＭ１３上から分子間結合剤１５の一部が除去される（Ｓ３３）。すなわち分子間結合剤１５を第５温度で加熱した後、ビアホール１１に無電解めっき液２０を供給するのに先立って、ＳＡＭ１３上から分子間結合剤１５の一部が除去される。これにより、余分な分子間結合剤１５を基板Ｗから取り除くことができる。本ステップにおける分子間結合剤１５の除去方法は、図８に示す例（特にステップＳ２３）と同様に行うことが可能である。
その後、ビアホール１１に無電解めっき液２０が供給される（Ｓ３４）。これにより、ビアホール１１には金属が徐々に堆積しつつ、当該金属と分子間結合剤１５とが結合する。その結果、ビアホール１１に埋め込まれる金属は、分子間結合剤１５を介しＳＡＭ１３に対して強固に固着される。
このように図９に示す加熱処理例によれば、分子間結合剤１５をＳＡＭ１３に対して強固に結合させることができるとともに、ビアホール１１に埋め込まれる金属を分子間結合剤１５に対して強固に結合させることができる。また、分子間結合剤１５の加熱ステップ（Ｓ３２）が一度のみ行われるので、分子間結合剤１５の加熱ステップを複数回行う場合（図８参照）に比べ、処理フローがシンプルであり、全体の処理時間を短縮化することが可能である。
上述の図７に示す処理フローは、図８に示す処理フロー又は図９に示す処理フローと組み合わされてもよいし組み合わされなくてもよく、他の処理フローと組み合わされてもよい。同様に、図８に示す処理フロー及び図９に示す処理フローの各々も、図７に示す処理フローとは別の処理フローと組み合わされてもよい。
［自己組織化単分子膜及び分子間結合剤の組成例］
ＳＡＭ１３及び分子間結合剤１５の各々の具体的な組成は、基本的には限定されないが、様々な要求特性を総合的に勘案して選定される。特に本実施形態のＳＡＭ１３の組成は、拡散バリア層としての機能、絶縁膜２１及び分子間結合剤１５に対する良好な結合性、及びキャップ層１４の露出確保を考慮して決められる。一方、分子間結合剤１５の組成は、ＳＡＭ１３及びめっき金属に対する良好な結合性、及び、キャップ層１４の露出確保を考慮して決められる。
例えば、ＳＡＭ１３として、シラノール系の有機膜が用いられてもよい。ヒドロキシ基を有する有機膜をＳＡＭ１３として用いることにより、ＳＡＭ１３は、ビアホール１１の側壁（絶縁膜２１）及び分子間結合剤１５と脱水結合しうる。例えば、シリコン含有材料により構成されているビアホール１１の側壁上に、シラノール系のＳＡＭ１３を形成してもよい。
一方、分子間結合剤１５として、例えば、有機材料（すなわちＳＡＭ１３）と反応結合する官能基と、無機材料（すなわちめっき金属）と反応結合する官能基と、を分子内に同時に保有する化合物（例えばシランカップリング剤）を用いることができる。有機材料と反応結合する官能基として、例えば、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基及びメルカプト基が挙げられる。また無機材料と反応結合する官能基として、水（湿気を含む）との反応によりシラノールを生成する官能基が挙げられ、例えば、アルコキシ基（例えばメトキシ基及びエトキシ基）、アセトキシ基、及びクロル原子などが挙げられる。また金属と配位結合する配位子（例えばアミノ基やチオール基）を持つ化合物が、分子間結合剤１５として用いられてもよい。これらの官能基を具備する化合物として、例えばトリアジン誘導体が挙げられる。
図１０は、分子間結合剤１５として利用可能なトリアジン誘導体の分子構造例を示す構造式である。分子間結合剤１５を構成する化合物は、有機材料のＳＡＭ１３と結合可能な有機反応基２８（図１０ではヒドロキシ基（－ＯＨ））を有する。一方、分子間結合剤１５を構成する化合物は、無機材料のめっき金属と結合可能な無機反応基２９（図１０ではチオール基（－ＳＨ））を有する。チオール基を持つ化合物が分子間結合剤１５に含まれている場合、分子間結合剤１５のチオール基が、めっき金属（本例では銅）の表面において自己組織化する。
［基板液処理装置］
次に、上述の基板液処理方法を行う基板液処理装置の一例について説明する。
図１１は、ＳＡＭ溶液付与ユニット３１を具備するＳＡＭ処理ユニット３０ａの一例の概略を示す図である。ＳＡＭ溶液付与ユニット３１の各要素の具体的な構成は限定されず、図１１には、ＳＡＭ溶液付与ユニット３１の各要素が簡略化して示されている。
ＳＡＭ溶液付与ユニット３１は、ＳＡＭ１３の構成分子を含有する有機溶液を基板Ｗに付与し、ビアホール１１及びトレンチ１２の側壁上にＳＡＭ１３を形成する。図示のＳＡＭ溶液付与ユニット３１は、第１吐出駆動部３４により移動可能に設けられている第１吐出部３２、第１基板保持部３５、第１カップ構造体３６及び第１不活性ガス供給部３７を含む。特に第１吐出部３２、第１吐出駆動部３４、第１基板保持部３５及び第１カップ構造体３６は、第１処理チャンバー３９の内側に設置されている。
第１基板保持部３５は、基板Ｗを回転可能に保持する。図示の第１基板保持部３５は基板Ｗの裏面を吸着保持するが、基板Ｗの保持の具体的な手法は限定されない。第１吐出部３２は、少なくとも、ＳＡＭ１３の構成分子を含有する有機溶液を吐出するノズル（図示省略）を有する。第１吐出部３２は他の流体を吐出可能に設けられていてもよく、例えば基板Ｗを洗浄するための洗浄液や基板Ｗを洗い流すためのリンス液が第１吐出部３２から吐出されてもよい。第１吐出部３２から複数種類の流体（例えば複数種類の液体）を吐出させる場合、第１吐出部３２は、２種類以上の流体を共通のノズルから吐出させてもよいし、お互いに異なる種類の流体を吐出させる２以上のノズルを有していてもよい。なお、第１吐出部３２から吐出される流体（ＳＡＭ１３の有機溶液を含む）は、図示しない流体供給源から、第１吐出駆動部３４に設けられた流路を介して第１吐出部３２に供給される。
リング状の平面形状を有する第１カップ構造体３６は、第１基板保持部３５に保持されている基板Ｗを取り囲むように設けられている。第１カップ構造体３６は、基板Ｗから飛散した液体を受け止めてドレンダクト（図示省略）に案内したり、基板Ｗの周囲の気体が拡散するのを防ぐように気体の流れを整えたりする。第１カップ構造体３６の具体的な構成は限定されない。例えば、第１カップ構造体３６は、主として液体を案内するためのカップと、主として気体の流れを整えるためのカップとを、別体として有していてもよい。
第１不活性ガス供給部３７は、不活性ガス（例えば窒素）を第１処理チャンバー３９内に供給する。第１処理チャンバー３９は、基本的に密閉されており、第１処理チャンバー３９内に外気は進入しない。第１処理チャンバー３９は、必ずしも完全な密閉性を必要とはせず、内側への外気の進入（特に第１基板保持部３５により保持されている基板Ｗの周囲への外気の進入）を有効に防ぐことができる程度に密閉可能であればよい。
上述のＳＡＭ処理ユニット３０ａにおいて、ＳＡＭ１３の構成分子を含有する有機溶液が基板Ｗに付与される。すなわち第１処理チャンバー３９内に基板Ｗが導入され、当該基板Ｗが第１基板保持部３５により保持されている状態で第１吐出部３２から基板Ｗの処理面（上面）に向けて有機溶液が吐出される。この際、第１基板保持部３５によって基板Ｗが回転させられている状態で、ＳＡＭ１３の構成分子を含有する有機溶液が基板Ｗの処理面に付与されてもよい。
基板Ｗの処理面のうち、第１吐出部３２から吐出される液体が着地する位置は限定されない。第１吐出部３２は、有機溶液を、基板Ｗの処理面の中心上（すなわち第１基板保持部３５によって回転させられる基板Ｗの回転中心軸線上）に着地させてもよいし、基板Ｗの処理面の中心からずれた位置に着地させてもよい。
図１２は、分子間結合剤付与ユニット４１を具備する分子間結合剤処理ユニット３０ｂの一例の概略を示す図である。分子間結合剤付与ユニット４１の各要素の具体的な構成は限定されず、図１２には、分子間結合剤付与ユニット４１の各要素が簡略化して示されている。
分子間結合剤付与ユニット４１は、分子間結合剤１５の構成分子を含有する溶液を基板Ｗに付与し、ＳＡＭ１３上に分子間結合剤１５を層状に形成する。図示の分子間結合剤付与ユニット４１は、第２吐出駆動部４４により移動可能に設けられている第２吐出部４２、第２基板保持部４５、第２カップ構造体４６及び第２不活性ガス供給部４７を含む。特に第２吐出部４２、第２吐出駆動部４４、第２基板保持部４５及び第２カップ構造体４６は、第２処理チャンバー４９の内側に設置されている。
第２吐出部４２は、少なくとも、分子間結合剤１５の構成分子を含有する溶液を吐出するノズル（図示省略）を有する。第２吐出部４２は、上述の第１吐出部３２と同様に、他の流体を吐出可能に設けられていてもよい。第２吐出部４２から吐出される流体（分子間結合剤１５の溶液を含む）は、図示しない流体供給源から、第２吐出駆動部４４に設けられた流路を介して第２吐出部４２に供給される。第２基板保持部４５、第２カップ構造体４６、第２不活性ガス供給部４７及び第２処理チャンバー４９は、それぞれ上述の第１基板保持部３５、第１カップ構造体３６、第１不活性ガス供給部３７及び第１処理チャンバー３９と同様の構成及び作用を有する。
上述の分子間結合剤処理ユニット３０ｂにおいて、分子間結合剤１５の構成分子を含有する溶液が基板Ｗに付与される。すなわち第２処理チャンバー４９内に、ＳＡＭ１３を有する基板Ｗが導入され、当該基板Ｗが第２基板保持部４５により保持されている状態で第２吐出部４２から基板Ｗの処理面に向けて溶液が吐出される。この際、第２基板保持部４５によって基板Ｗが回転させられている状態で、分子間結合剤１５の構成分子を含有する溶液が基板Ｗの処理面に付与されてもよい。
基板Ｗの処理面のうち、第２吐出部４２から吐出される液体が着地する位置は限定されない。第２吐出部４２は、分子間結合剤１５の構成分子を含有する溶液を、基板Ｗの処理面の中心上に着地させてもよいし、基板Ｗの処理面の中心からずれた位置に着地させてもよい。
図１３は、無電解めっき液付与ユニット５１を具備するめっき処理ユニット３０ｃの一例の概略を示す図である。無電解めっき液付与ユニット５１の各要素の具体的な構成は限定されず、図１３には、無電解めっき液付与ユニット５１の各要素が簡略化して示されている。
無電解めっき液付与ユニット５１は、基板Ｗのビアホール１１に無電解めっき液２０を供給し、ビアホール１１に金属を析出させる。図示の無電解めっき液付与ユニット５１は、第３吐出駆動部５４により移動可能に設けられている第３吐出部５２、第３基板保持部５５、第３カップ構造体５６、第３不活性ガス供給部５７、及び第１ヒーター５８ａを具備する第１加熱部５８を含む。第３吐出部５２、第３吐出駆動部５４、第３基板保持部５５、第３カップ構造体５６及び第１加熱部５８は、第３処理チャンバー５９の内側に設置されている。
第３吐出部５２は、少なくとも、無電解めっき液２０を吐出するノズル（図示省略）を有する。第３吐出部５２は、上述の第１吐出部３２と同様に、他の流体を吐出可能に設けられていてもよい。第３吐出部５２から吐出される流体（無電解めっき液２０を含む）は、図示しない流体供給源から、第３吐出駆動部５４に設けられた流路を介して第３吐出部５２に供給される。第３基板保持部５５、第３カップ構造体５６、第３不活性ガス供給部５７及び第３処理チャンバー５９は、それぞれ上述の第１基板保持部３５、第１カップ構造体３６、第１不活性ガス供給部３７及び第１処理チャンバー３９と同様の構成及び作用を有する。
第１加熱部５８は、図示しない駆動機構によって昇降可能に設けられている。例えば、基板Ｗを加熱する場合、第１加熱部５８は下方位置に配置されて基板Ｗに近づけられる。一方、基板Ｗを加熱しない場合、第１加熱部５８は上方位置に配置されて基板Ｗから遠ざけられる。第３吐出部５２が基板Ｗの上方に位置する間は、第１加熱部５８は第３吐出部５２及び第３吐出駆動部５４と接触及び衝突しない高さ位置に配置される。
このように図示の例では、第３基板保持部５５に保持されている基板Ｗを上方から覆うトッププレートとして設けられる第１加熱部５８と、基板Ｗに無電解めっき液２０を付与する第３吐出部５２とが、別体として設けられている。ただし、基板Ｗに向けて無電解めっき液２０を吐出するノズルは、トッププレートと一体的に設けられていてもよい。例えば第１加熱部５８の中心（すなわち基板Ｗの中心と高さ方向に対向する位置）において第１加熱部５８を貫通するように設けられる液案内孔（図示省略）を、基板Ｗに向けて無電解めっき液２０を吐出するノズルとして利用してもよい。この場合、図示は省略するが、液案内孔に弁を介してめっき液供給路を接続し、当該弁の開閉に応じて液案内孔の下方開口から基板Ｗに無電解めっき液２０を供給してもよい。
上述のめっき処理ユニット３０ｃにおいて、無電解めっき液２０が基板Ｗに付与され、各ビアホール１１にめっき金属（本例では銅）が埋め込まれる。すなわち第３処理チャンバー５９内に、ＳＡＭ１３及び分子間結合剤１５を有する基板Ｗが導入され、当該基板Ｗが第３基板保持部５５により保持されている状態で第３吐出部５２から基板Ｗの処理面に向けて無電解めっき液２０が吐出される。この際、第３基板保持部５５によって基板Ｗが回転させられている状態で、無電解めっき液２０が基板Ｗの処理面に付与されてもよい。
基板Ｗの処理面のうち、第３吐出部５２から吐出される液体が着地する位置は限定されない。第３吐出部５２は、無電解めっき液２０を、基板Ｗの処理面の中心上に着地させてもよいし、基板Ｗの処理面の中心からずれた位置に着地させてもよい。
そして基板Ｗの処理面の全体に無電解めっき液２０が付与された状態が維持され、時間の経過とともに、各ビアホール１１において金属が堆積して成長する。これにより各ビアホール１１が金属により埋められ、ビアホール１１内にビア配線２４が形成される。この際、基板Ｗ上の無電解めっき液２０が第１加熱部５８によって加熱され、金属の堆積が促進されてもよい。例えば、第１加熱部５８を下方位置に配置して発熱状態の第１ヒーター５８ａを基板Ｗの処理面に近づけることによって、基板Ｗ上の無電解めっき液２０を加熱することが可能である。
その後、トレンチ１２にも金属（配線）が埋め込まれる。トレンチ１２に埋め込まれた金属は、ビアホール１１内のビア配線２４に対して物理的及び電気的に接続する。トレンチ１２内への金属の埋め込みは任意の方法によって行うことができる。例えば公知の無電解めっき法や電解めっき法によって、トレンチ１２にめっき金属を埋め込むことが可能である。
上述のようにしてビアホール１１及びトレンチ１２に金属が埋め込まれた基板Ｗは、めっき処理ユニット３０ｃから加熱処理ユニットに搬送される。なおビアホール１１及びトレンチ１２に金属が埋め込まれている基板Ｗは、加熱処理ユニットに送られる前に、めっき処理ユニット３０ｃにおいてリンス処理、乾燥処理、及び他の処理を受けてもよい。
図１４は、除去液付与ユニット６１を具備する除去処理ユニット３０ｄの一例の概略を示す図である。除去液付与ユニット６１の各要素の具体的な構成は限定されず、図１４には、除去液付与ユニット６１の各要素が簡略化して示されている。
除去液付与ユニット６１は、基板Ｗに除去液（有機溶液等）を供給し、除去液とともに基板Ｗ（ビアホール１１）から不要な溶液（例えば上述のＳＡＭ１３の溶液及び分子間結合剤１５の溶液）等を除去する。除去液の組成は、除去対象の溶液に応じて適宜決められる。図示の除去液付与ユニット６１は、第４吐出駆動部６４により移動可能に設けられている第４吐出部６２、第４基板保持部６５、第４カップ構造体６６及び第４不活性ガス供給部６７を含む。第４吐出部６２、第４吐出駆動部６４、第４基板保持部６５及び第４カップ構造体６６は、第４処理チャンバー６９の内側に設置されている。
第４吐出部６２は、少なくとも、除去液を吐出するノズル（図示省略）を有する。第４吐出部６２は、上述の第１吐出部３２と同様に、他の流体を吐出可能に設けられていてもよい。第４吐出部６２から吐出される流体（除去液を含む）は、図示しない流体供給源から、第４吐出駆動部６４に設けられた流路を介して第４吐出部６２に供給される。第４基板保持部６５、第４カップ構造体６６、第４不活性ガス供給部６７及び第４処理チャンバー６９は、それぞれ上述の第１基板保持部３５、第１カップ構造体３６、第１不活性ガス供給部３７及び第１処理チャンバー３９と同様の構成及び作用を有する。
上述の除去処理ユニット３０ｄにおいて、基板Ｗから不要な溶液（例えば上述のＳＡＭ１３の溶液及び分子間結合剤１５の溶液）が除去される。この際、第４基板保持部６５によって基板Ｗが回転させられている状態で、除去液が基板Ｗの処理面に付与されてもよい。
基板Ｗの処理面のうち、第４吐出部６２から吐出される液体が着地する位置は限定されない。第４吐出部６２は、除去液を、基板Ｗの処理面の中心上に着地させてもよいし、基板Ｗの処理面の中心からずれた位置に着地させてもよい。
図１５は、加熱ユニット７５を具備する加熱処理ユニット３０ｅの一例の概略を示す図である。加熱ユニット７５の各要素の具体的な構成は限定されず、図１５には、加熱ユニット７５の各要素が簡略化して示されている。
加熱ユニット７５は、基板Ｗを加熱する。図示の加熱ユニット７５は、第２ヒーター７６ａを具備する第２加熱部７６と、第５不活性ガス供給部７７とを有する。第２加熱部７６は、第５処理チャンバー７９の内側に設置されている。第５不活性ガス供給部７７は、第５処理チャンバー７９の内側に不活性ガスを供給する。第５不活性ガス供給部７７及び第５処理チャンバー７９は、それぞれ上述の第１不活性ガス供給部３７及び第１処理チャンバー３９と同様の構成及び作用を有する。
上述の加熱処理ユニット３０ｅにおいて、基板Ｗは第２加熱部７６上に載せられ、第２ヒーター７６ａから発せられる熱によって加熱される。第２ヒーター７６ａの発熱量は制御装置（後述の図１６の符号「９３」参照）によりコントロールされ、基板Ｗは所望温度で加熱される。
上述の基板液処理方法で行われる加熱処理（図６のＳ３、Ｓ５及びＳ７、図７のＳ１２及びＳ１４、図８のＳ２２及びＳ２４、及び図９のＳ３２参照）は、上述の加熱処理ユニット３０ｅにおいて実行可能である。加熱処理ユニット３０ｅは１つのみ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。それぞれの加熱処理がお互いに別個の加熱処理ユニット３０ｅにおいて行われてもよいし、２以上の別個の加熱処理が共通の加熱処理ユニット３０ｅにおいて行われてもよい。
上述の基板液処理方法を実行する基板液処理装置は、ビアホール１１と、ビアホール１１の底部において露出するキャップ層１４とを有する基板Ｗに対して有機分子を含む溶液又は蒸気を付与し、ビアホール１１の側壁上にＳＡＭ１３を形成するユニットを備える。当該ユニットは、例えば、ＳＡＭ処理ユニット３０ａ、加熱処理ユニット３０ｅ及び除去処理ユニット３０ｄを含んでいてもよい。この場合、当該ユニットは、ＳＡＭ１３の溶液を基板Ｗに付与する処理、ＳＡＭ１３を加熱する処理、及びＳＡＭ１３を部分的に除去する処理（図７のＳ１１～Ｓ１４参照）を行うことができる。
また基板液処理装置は、めっき金属及びＳＡＭ１３の両方に結合可能な分子間結合剤１５を、ＳＡＭ１３に付着させるユニットを備える。このユニットは、例えば、分子間結合剤処理ユニット３０ｂ、加熱処理ユニット３０ｅ及び除去処理ユニット３０ｄを含んでいてもよい。この場合、当該ユニットは、分子間結合剤１５の溶液を基板Ｗに付与する処理、分子間結合剤１５を加熱する処理、及び分子間結合剤１５を部分的に除去する処理（図８のＳ２１～Ｓ２４及び図９のＳ３１～Ｓ３３参照）を行うことができる。
また基板液処理装置は、ＳＡＭ１３に分子間結合剤１５が付着している状態でビアホール１１に無電解めっき液２０を供給してビアホール１１に金属を析出させて、当該金属を分子間結合剤１５に密着させつつビアホール１１に埋め込むユニットを備える。このユニットは、例えば、めっき処理ユニット３０ｃ及び加熱処理ユニット３０ｅを含んでいてもよい。この場合、当該ユニットは、無電解めっき液２０を基板Ｗに付与する処理及びめっき金属を加熱する処理（図６のＳ６及びＳ７参照）を行うことができる。
基板液処理装置において、上述のＳＡＭ処理ユニット３０ａ、分子間結合剤処理ユニット３０ｂ、めっき処理ユニット３０ｃ、加熱処理ユニット３０ｅ及び除去処理ユニット３０ｄの各々は、１つのみ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。また上述のＳＡＭ処理ユニット３０ａ、分子間結合剤処理ユニット３０ｂ、めっき処理ユニット３０ｃ、加熱処理ユニット３０ｅ及び除去処理ユニット３０ｄは、１つの処理システムに設置可能である。
図１６は、処理システム（基板液処理装置）８０の一例の概略を示す図である。
図１６に示す処理システム８０は、搬入出ステーション９１及び処理ステーション９２を有する。搬入出ステーション９１は、複数のキャリアＣを具備する載置部８１と、第１搬送機構８３及び受渡部８４が設けられている搬送部８２と、を含む。各キャリアＣには、複数の基板Ｗが水平状態で収容されている。処理ステーション９２には、搬送路８６の両側に設置されている複数の処理ユニット３０と、搬送路８６を往復移動する第２搬送機構８５とが設けられている。
処理ステーション９２に設けられる複数の処理ユニット３０のうちの少なくとも一部は、上述の一連の処理を実行しうるように構成されている。すなわち、上述のＳＡＭ処理ユニット３０ａ、分子間結合剤処理ユニット３０ｂ、めっき処理ユニット３０ｃ、除去処理ユニット３０ｄ及び加熱処理ユニット３０ｅ（図１１～図１５参照）は、図１６に示す処理ユニット３０により構成される。
基板Ｗは、第１搬送機構８３によりキャリアＣから取り出されて受渡部８４に載せられ、第２搬送機構８５によって受渡部８４から取り出される。そして基板Ｗは、第２搬送機構８５によって、上述の一連の処理に対応する複数の処理ユニット３０に順次搬入され、各処理ユニット３０で所定の処理が施され、各処理ユニット３０から取り出される。一連の処理を受けた基板Ｗは、第２搬送機構８５によって受渡部８４に載せられ、その後、第１搬送機構８３によって載置部８１のキャリアＣに戻される。
処理システム８０は制御装置９３を備える。制御装置９３は、例えばコンピュータによって構成され、制御部及び記憶部を具備する。制御装置９３の記憶部には、処理システム８０で行われる各種処理のためのプログラム及びデータが記憶される。制御装置９３の制御部は、記憶部に記憶されているプログラムを適宜読み出して実行することにより、処理システム８０の各種デバイスを制御して各種処理を行う。したがって制御装置９３は、ＳＡＭ処理ユニット３０ａ、分子間結合剤処理ユニット３０ｂ、めっき処理ユニット３０ｃ、除去処理ユニット３０ｄ及び加熱処理ユニット３０ｅに設けられている各種デバイス、第１搬送機構８３及び第２搬送機構８５を制御する。
制御装置９３の記憶部に記憶されるプログラム及びデータは、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、当該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。コンピュータによって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）及びメモリカードなどがある。
［変形例］
上述の装置（図１１～図１６参照）では、ＳＡＭ１３の溶液を付与する処理、分子間結合剤１５の溶液を付与する処理、無電解めっき液２０を付与する処理、基板Ｗの加熱処理、及び基板Ｗから溶液を除去する処理が、お互いに別の処理ユニット３０で行われる。しかしながら、これらの処理の一部又は全部は、共通の処理ユニット３０（すなわち同一の処理チャンバー内）で行われてもよい。
上述の装置及び方法では、有機溶液からＳＡＭ１３を形成する場合について説明したが、真空オーブン等の装置（図示省略）を使って、ＳＡＭ１３の構成分子を含有する蒸気から、ＳＡＭ１３を形成してもよい。同様に、真空オーブン等の装置を使って、分子間結合剤１５の構成分子を含有する蒸気から、分子間結合剤１５を形成してもよい。蒸気からＳＡＭ１３を形成する場合、ＳＡＭ１３の一部を除去する処理（図７のＳ１３参照）が不要となりうる。同様に、蒸気から分子間結合剤１５を形成する場合、分子間結合剤１５の一部を除去する処理（図８のＳ２３及び図９のＳ３３参照）が不要となりうる。
また上述の図１～図５に示す例ではキャップ層１４がビアホール１１の底部に設けられているが、キャップ層１４が設けられていなくてもよい。この場合、ビアホール１１の底部において、ビアホール１１において析出させるめっき金属の触媒核となる配線を露出させることによって、ビアホール１１において底部からめっき金属を堆積させることが可能である。
本明細書で開示されている実施形態及び変形例はすべての点で例示に過ぎず限定的には解釈されないことに留意されるべきである。上述の実施形態及び変形例は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態での省略、置換及び変更が可能である。例えば上述の実施形態及び変形例が組み合わされてもよく、また上述以外の実施形態が上述の実施形態又は変形例と組み合わされてもよい。
また上述の技術的思想を具現化する技術的カテゴリーは限定されない。例えば上述の基板液処理装置が他の装置に応用されてもよい。また上述の基板液処理方法に含まれる１又は複数の手順（ステップ）をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムによって、上述の技術的思想が具現化されてもよい。またそのようなコンピュータプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記録媒体によって、上述の技術的思想が具現化されてもよい。

Claims (7)

  1. 凹部と、前記凹部の底部において露出する配線と、を有する基板を準備する工程と、
    前記凹部の側壁上に自己組織化単分子膜を形成する工程と、
    金属及び前記自己組織化単分子膜の両方に結合可能な分子間結合剤を、前記自己組織化単分子膜に付着させる工程と、
    前記自己組織化単分子膜に前記分子間結合剤が付着している状態で前記凹部に無電解めっき液を供給して前記凹部に前記金属を析出させ、前記金属を前記分子間結合剤に密着させつつ前記凹部に埋め込む工程と、
    前記分子間結合剤を前記自己組織化単分子膜に付着させるのに先立って、前記凹部の前記側壁上の前記自己組織化単分子膜を第１温度で加熱する工程と、
    前記自己組織化単分子膜を前記第１温度で加熱した後、前記分子間結合剤を前記自己組織化単分子膜に付着させるのに先立って、前記凹部の前記側壁上の前記自己組織化単分子膜を前記第１温度よりも高い第２温度で加熱する工程と、
    前記自己組織化単分子膜を前記第１温度で加熱した後であって前記第２温度で加熱する前に、前記分子間結合剤を前記自己組織化単分子膜に付着させるのに先立って、前記凹部の前記側壁上から前記自己組織化単分子膜の一部を除去する工程と、を含む基板液処理方法。
  2. 凹部と、前記凹部の底部において露出する配線と、を有する基板を準備する工程と、
    前記凹部の側壁上に自己組織化単分子膜を形成する工程と、
    金属及び前記自己組織化単分子膜の両方に結合可能な分子間結合剤を、前記自己組織化単分子膜に付着させる工程と、
    前記自己組織化単分子膜に前記分子間結合剤が付着している状態で前記凹部に無電解めっき液を供給して前記凹部に前記金属を析出させ、前記金属を前記分子間結合剤に密着させつつ前記凹部に埋め込む工程と、
    前記凹部に前記無電解めっき液を供給するのに先立って、前記自己組織化単分子膜に付着している前記分子間結合剤を第３温度で加熱する工程と、
    前記分子間結合剤を前記第３温度で加熱した後、前記凹部に前記無電解めっき液を供給するのに先立って、前記分子間結合剤を前記第３温度よりも高い第４温度で加熱する工程と、
    前記分子間結合剤を前記第３温度で加熱した後であって前記第４温度で加熱する前に、前記凹部に前記無電解めっき液を供給するのに先立って、前記自己組織化単分子膜上から前記分子間結合剤の一部を除去する工程と、を含む基板液処理方法。
  3. 前記自己組織化単分子膜は、シリコン含有材料により構成されている前記凹部の前記側壁上に形成される請求項１又は２に記載の基板液処理方法。
  4. 前記自己組織化単分子膜は、シラノール基を有する有機化合物を含有する請求項１～３のいずれか一項に記載の基板液処理方法。
  5. 前記分子間結合剤は、アミノ基及びチオール基のうち少なくともいずれか一方を有する有機化合物を含有する請求項１～４のいずれか一項に記載の基板液処理方法。
  6. 凹部と、前記凹部の底部において露出する配線とを有する基板に対して有機分子の溶液又は蒸気を付与し、前記凹部の側壁上に自己組織化単分子膜を形成するユニットと、
    金属及び前記自己組織化単分子膜の両方に結合可能な分子間結合剤を、前記自己組織化単分子膜に付着させるユニットと、
    前記自己組織化単分子膜に前記分子間結合剤が付着している状態で前記凹部に無電解めっき液を供給して前記凹部に前記金属を析出させて、前記金属を前記分子間結合剤に密着させつつ前記凹部に埋め込むユニットと、
    前記分子間結合剤を前記自己組織化単分子膜に付着させるのに先立って、前記凹部の前記側壁上の前記自己組織化単分子膜を第１温度で加熱するユニットと、
    前記自己組織化単分子膜が前記第１温度で加熱された後、前記分子間結合剤を前記自己組織化単分子膜に付着させるのに先立って、前記凹部の前記側壁上の前記自己組織化単分子膜を前記第１温度よりも高い第２温度で加熱するユニットと、
    前記自己組織化単分子膜を前記第１温度で加熱した後であって前記第２温度で加熱する前に、前記分子間結合剤を前記自己組織化単分子膜に付着させるのに先立って、前記凹部の前記側壁上から前記自己組織化単分子膜の一部を除去するユニットと、を備える、基板液処理装置。
  7. 凹部と、前記凹部の底部において露出する配線とを有する基板に対して有機分子の溶液又は蒸気を付与し、前記凹部の側壁上に自己組織化単分子膜を形成するユニットと、
    金属及び前記自己組織化単分子膜の両方に結合可能な分子間結合剤を、前記自己組織化単分子膜に付着させるユニットと、
    前記自己組織化単分子膜に前記分子間結合剤が付着している状態で前記凹部に無電解めっき液を供給して前記凹部に前記金属を析出させて、前記金属を前記分子間結合剤に密着させつつ前記凹部に埋め込むユニットと、
    前記凹部に前記無電解めっき液を供給するのに先立って、前記自己組織化単分子膜に付着している前記分子間結合剤を第３温度で加熱するユニットと、
    前記分子間結合剤が前記第３温度で加熱された後、前記凹部に前記無電解めっき液を供給するのに先立って、前記分子間結合剤を前記第３温度よりも高い第４温度で加熱するユニットと、
    前記分子間結合剤を前記第３温度で加熱した後であって前記第４温度で加熱する前に、前記凹部に前記無電解めっき液を供給するのに先立って、前記自己組織化単分子膜上から前記分子間結合剤の一部を除去するユニットと、を備える基板液処理装置。
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