JP7614232B2 - めっき処理方法およびめっき処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、めっき処理方法およびめっき処理装置に関する。
従来、基板である半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）に多層配線を形成する手法として、ビアの底面に露出する金属配線を触媒に無電解めっき処理を行い、ビアの内部を金属で埋める手法が知られている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１９／１６３５３１号
本開示は、無電解めっき処理に用いられるめっき液の劣化を抑制することができる技術を提供する。
本開示の一態様によるめっき処理方法は、準備工程と、めっき液生成工程と、めっき処理工程と、を含む。準備工程は、基板を準備する。めっき液生成工程は、金属イオン、還元剤および錯化剤を含有する第１の薬液と、ｐＨ調整剤を主成分とする第２の薬液とを混合してめっき液を生成する。めっき処理工程は、前記めっき液生成工程の直後に、生成された前記めっき液を用いて前記基板に対して無電解めっき処理を行う。
本開示によれば、無電解めっき処理に用いられるめっき液の劣化を抑制することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの構成を示す模式平面図である。 図２は、実施形態に係るめっき処理ユニットの構成を示す模式断面図である。 図３は、実施形態に係る熱処理ユニットの構成を示す模式断面図である。 図４は、実施形態に係るめっき処理前のウェハ表面の状態を示す拡大断面図である。 図５は、実施形態に係るめっき処理方法を説明するための図である。 図６は、実施形態に係るめっき処理後のウェハ表面の状態を示す拡大断面図である。 図７は、実施形態の変形例１に係るめっき処理方法を説明するための図である。 図８は、実施形態の変形例１に係るめっき処理方法を説明するための図である。 図９は、実施形態の変形例２に係るめっき処理方法を説明するための図である。 図１０は、実施形態に係るめっき処理における処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態に係るめっき処理における別の処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示するめっき処理方法およびめっき処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、基板である半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）に多層配線を形成する手法として、ビアの底面に露出する金属配線を触媒に無電解めっき処理を行い、ビアの内部を金属で埋める手法が知られている。
また、近年の多層配線の微細化にともない、ビアの底面に露出する金属配線の面積が徐々に縮小していることから、ビアの内部を無電解めっき処理で良好に埋めるため、めっき液の活性度を高めることが求められている。
一方で、めっき液の活性度を高めた場合、貯留されているめっき液内で金属イオンと還元剤との反応が待機中にも進んでしまうことから、無電解めっき処理を行う前にめっき液が劣化してしまう恐れがある。
そこで、上述の問題点を克服し、無電解めっき処理に用いられるめっき液の劣化を抑制することができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
最初に、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の構成を示す模式平面図である。基板処理システム１は、めっき処理装置の一例である。
以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム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、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。ウェハＷは、基板の一例である。
搬送部１２は、キャリア載置部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、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハ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、複数のめっき処理ユニット１６と、複数の熱処理ユニット１７とを備える。
複数のめっき処理ユニット１６と、複数の熱処理ユニット１７とは、搬送部１５の両側に並べて設けられる。なお、図１に示すめっき処理ユニット１６および熱処理ユニット１７の配置や個数は一例であり、図示のものに限定されない。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１８を備える。基板搬送装置１８は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１８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、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と、めっき処理ユニット１６と、熱処理ユニット１７との間でウェハＷの搬送を行う。
めっき処理ユニット１６は、基板搬送装置１８によって搬送されるウェハＷに対して所与の無電解めっき処理を行う。かかるめっき処理ユニット１６の構成例については後述する。
熱処理ユニット１７は、基板搬送装置１８によって搬送されるウェハＷに対して所与の熱処理を行う。かかる熱処理ユニット１７の構成例については後述する。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部５と記憶部６とを備える。
制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。
かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭ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、搬送部１２や搬送部１５、めっき処理ユニット１６、熱処理ユニット１７などの制御を実現する。
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４の記憶部６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。
記憶部６は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置によって実現される。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１８によって受渡部１４から取り出されて、めっき処理ユニット１６に搬入される。
めっき処理ユニット１６に搬入されたウェハＷは、めっき処理ユニット１６によって所与の無電解めっき処理が施された後、基板搬送装置１８によってめっき処理ユニット１６から搬出され、熱処理ユニット１７に搬入される。
熱処理ユニット１７に搬入されたウェハＷは、熱処理ユニット１７によって所与の熱処理が施された後、基板搬送装置１８によって熱処理ユニット１７から搬出され、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ウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
＜めっき処理ユニットの概要＞
次に、めっき処理ユニット１６の概略構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係るめっき処理ユニット１６の構成を示す模式断面図である。めっき処理ユニット１６は、たとえば、ウェハＷを１枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニットとして構成される。
めっき処理ユニット１６は、図２に示すように、筐体３０と、基板保持部３１と、薬液供給部３２と、カップ３３と、液排出部３４、３５とを備える。
基板保持部３１は、筐体３０の内部でウェハＷを回転保持する。基板保持部３１は、回転軸３１ａと、ターンテーブル３１ｂと、ウェハチャック３１ｃと、図示しない回転機構とを有する。
回転軸３１ａは、中空円筒状であり、筐体３０内で上下に伸延する。ターンテーブル３１ｂは、回転軸３１ａの上端部に取り付けられる。ウェハチャック３１ｃは、ターンテーブル３１ｂの上面外周部に設けられ、ウェハＷを支持する。
そして、基板保持部３１は、制御装置４の制御部５により制御され、回転機構によって回転軸３１ａが回転駆動される。これにより、ウェハチャック３１ｃに支持されたウェハＷを回転させることができる。
薬液供給部３２は、基板保持部３１に保持されるウェハＷの表面に所与の薬液を供給する。薬液供給部３２は、ウェハＷの表面に対して第１の薬液Ｌ１（図５参照）を供給する第１供給部３２ａ１と、ウェハＷの表面に対して第２の薬液Ｌ２（図５参照）を供給する第２供給部３２ａ２とを含む。
実施形態に係る第１の薬液Ｌ１は、金属イオンと、還元剤と、錯化剤とを含有する。かかる第１の薬液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）イオンなどである。
第１の薬液Ｌ１に含まれる還元剤は、たとえば、ヒドラジンやグリオキシル酸、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ジメチルアミンボランなどである。第１の薬液Ｌ１に含まれる錯化剤は、金属イオンと錯体を形成しうるものであればよく、たとえば金属イオンがコバルトイオンである場合、クエン酸やクエン酸ナトリウムなどである。
実施形態に係る第２の薬液Ｌ２は、ｐＨ調整剤を主成分とする薬液である。なお、本開示において、「ｐＨ調整剤を主成分とする」とは、ｐＨ調整剤を８０（体積％）以上含むことを意味する。
実施形態に係るｐＨ調整剤は、第１の薬液Ｌ１のｐＨが大きくなるようにｐＨを調整する薬液であり、たとえば、ＴＭＡＨ（TetraMethylAmmonium Hydroxide：水酸化テトラメチルアンモニウム）や水酸化ナトリウムなどの高アルカリ水溶液である。
第１供給部３２ａ１には、ウェハＷに供給される第１の薬液Ｌ１を所与の温度に昇温するヒータ３２ｂ１が設けられ、第２供給部３２ａ２には、ウェハＷに供給される第２の薬液Ｌ２を所与の温度に昇温するヒータ３２ｂ２が設けられる。
また、薬液供給部３２はノズルヘッド３２ｃを有し、かかるノズルヘッド３２ｃに第１のノズル３２ｄ１および第２のノズル３２ｄ２が取り付けられる。第１のノズル３２ｄ１は、第１供給部３２ａ１に対応するノズルであり、第２のノズル３２ｄ２は、第２供給部３２ａ２に対応するノズルである。
ノズルヘッド３２ｃは、アーム３２ｅの先端部に取り付けられる。かかるアーム３２ｅは、上下方向に移動可能となっており、かつ、図示しない回転機構により回転駆動される支持軸３２ｆに固定され、回転可能となっている。
このような構成により、薬液供給部３２は、第１の薬液Ｌ１および第２の薬液Ｌ２を、第１のノズル３２ｄ１および第２のノズル３２ｄ２を介してウェハＷ表面の任意の箇所に所望の高さから吐出することができる。
なお、図２には図示していないが、薬液供給部３２には、所与の洗浄液をウェハＷに供給する洗浄液供給部が別途設けられてもよい。
カップ３３は、ウェハＷから飛散した処理液を受ける。カップ３３は、２つの排出口３３ａ、３３ｂを有し、図示しない昇降機構により上下方向に駆動可能に構成される。２つの排出口３３ａ、３３ｂは、それぞれ液排出部３４、３５に接続される。
液排出部３４、３５は、排出口３３ａ、３３ｂに集められた処理液をそれぞれ排出する。液排出部３４は、流路切換器３４ａにより切り替えられる回収流路３４ｂおよび廃棄流路３４ｃを有する。回収流路３４ｂは、たとえば、薬液を回収して再利用するための流路であり、廃棄流路３４ｃは、薬液を廃棄するための流路である。
また、回収流路３４ｂの出口側には、回収される薬液がめっき液Ｍ（図５参照）である場合に、かかるめっき液Ｍを冷却する冷却バッファ３４ｄが設けられる。なお、液排出部３５には、廃棄流路３５ａのみが設けられる。
＜熱処理ユニットの概要＞
次に、熱処理ユニット１７の概略構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る熱処理ユニット１７の構成を示す模式断面図である。熱処理ユニット１７は、たとえば、ウェハＷを１枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニットとして構成される。
図３に示すように、熱処理ユニット１７は、密閉可能である筐体１７ａと、かかる筐体１７ａの内部に配置されたホットプレート１７ｂとを備える。また、筐体１７ａには、ウェハＷを搬入出するための搬送口（図示せず）が設けられるとともに、筐体１７ａ内に所与の雰囲気ガスを供給するガス供給口１７ｃと、筐体１７ａ内から雰囲気ガスを排出するガス排出口１７ｄとが設けられる。
そして、ウェハＷを搬送口から搬入してホットプレート１７ｂに載置し、それぞれの熱処理に対応する雰囲気ガスを供給しながらホットプレート１７ｂを所与の温度に昇温することにより、ウェハＷに所与の熱処理を行うことができる。
＜実施形態＞
つづいて、実施形態に係るめっき処理の詳細について、図４～図６を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係るめっき処理前のウェハＷ表面の状態を示す拡大断面図である。
なお、図４に示すウェハＷには図示しない素子がすでに形成されている。そして、かかる素子形成後の配線形成工程（いわゆるＢＥＯＬ（Back End of Line））において、配線５０上の絶縁膜６０に形成されたビア７０を金属配線で埋める各種処理について以下に説明する。
図４に示すように、ウェハＷには金属である配線５０が形成されるとともに、かかる配線５０上に絶縁膜６０が設けられる。実施形態では、たとえば、絶縁膜６０の全体が酸化膜で構成される。
実施形態に係る配線５０は、酸化膜である絶縁膜６０の内部を拡散しない元素で構成される。配線５０は、たとえば、Ｃｏ、ＮｉまたはＲｕを含む導電性の材料で構成される。
また、ウェハＷには、絶縁膜６０における所与の位置にビア７０が形成される。かかるビア７０は、絶縁膜６０の上面６１から配線５０まで貫通するように形成される。そして、ビア７０は、配線５０が露出する底面７１と、側面７２とを含む。
ここで、ウェハＷの絶縁膜６０にビア７０を形成する方法としては、従来公知の方法から適宜採用することができる。具体的には、たとえば、ドライエッチング技術として、フッ素系または塩素系ガスなどを用いた汎用的技術を適用することができる。
特に、アスペクト比（径に対する深さの比率）の大きなビア７０を形成する手法として、高速な深掘エッチングが可能なＩＣＰ－ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ－反応性イオンエッチング）の技術を採用することができる。
たとえば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を用いたエッチングステップとＣ４Ｆ８などのガスを用いた保護ステップとを繰り返しながら行う、いわゆるボッシュプロセスを好適に採用することができる。
図４に示すように、配線５０上の絶縁膜６０にビア７０が形成されたウェハＷは、上述のめっき処理ユニット１６に搬入され、所与の無電解めっき処理が行われる。
図５は、実施形態に係るめっき処理方法を説明するための図である。図５に示すように、実施形態に係るめっき処理方法では、制御部５（図１参照）が、薬液供給部３２を制御して、ウェハＷの表面に第１のノズル３２ｄ１から第１の薬液Ｌ１を吐出するとともに、第２のノズル３２ｄ２から第２の薬液Ｌ２を吐出する。
これにより、制御部５は、ウェハＷの表面で第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合し、めっき液Ｍを生成する。そして、制御部５は、めっき液Ｍが生成された直後に、かかるめっき液Ｍを用いて、ビア７０（図４参照）に対する無電解めっき処理を行う。
なお、本開示において、「めっき液Ｍが生成された直後」とは、めっき液Ｍが生成されてから、かかるめっき液Ｍの劣化が進展するまでの任意の期間を表す。
この無電解めっき処理により、図６に示すように、ビア７０の底面７１に露出する配線５０を触媒にして、ビア７０の底面７１からボトムアップして無電解めっき膜８０が形成され、ビア７０の内部が無電解めっき膜８０で埋まる。図６は、実施形態に係るめっき処理後のウェハＷ表面の状態を示す拡大断面図である。
このように、実施形態では、底面７１に露出させた配線５０を触媒にして、底面７１からボトムアップして無電解めっき膜８０を形成し、ビア７０の内部を無電解めっき膜８０で埋める。これにより、アスペクト比が大きく金属配線を形成しにくいビア７０の内部に、ボイドやシームなどが含まれない良好な金属配線を形成することができる。
ここで、実施形態では、めっき液Ｍの原料となる第１の薬液Ｌ１がｐＨ調整剤を含んでいないことから、かかる第１の薬液Ｌ１内では金属イオンと還元剤との反応が抑制される（すなわち、活性度が低い）ｐＨに制御されている。実施形態に係る第１の薬液Ｌ１は、たとえば、ｐＨが１１～１２程度である。
そして、実施形態では、ｐＨ調整剤を主成分とする第２の薬液Ｌ２を第１の薬液Ｌ１に混ぜることにより、第１の薬液Ｌ１のｐＨが大きくなるようにｐＨを調整する。これにより、第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合して生成されためっき液Ｍにおいて、金属イオンと還元剤との反応が促進される。
このように、実施形態では、貯留されている第１の薬液Ｌ１内では金属イオンと還元剤との反応が待機中にも進んでしまうことを抑制できるとともに、ウェハＷに対するめっき処理の際にはめっき液Ｍの活性度を高めることができる。
すなわち、実施形態では、めっき処理の直前に第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合してめっき液Ｍを生成することにより、無電解めっき処理に用いられるめっき液Ｍの劣化を抑制することができる。
また、実施形態では、第１の薬液Ｌ１においてあらかじめ金属イオンと還元剤とが混ぜられた状態である。これにより、無電解めっき処理の直前に金属イオンと還元剤とを混合してめっき液Ｍを生成する場合と比べて、生成されためっき液Ｍの活性度を高めることができる。
したがって、実施形態によれば、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
なお、本開示は、あらかじめ金属イオンと還元剤とが混ぜられた第１の薬液Ｌ１を基板処理システム１などで貯留して用いる場合に限られない。
たとえば、本開示では、第１のノズル３２ｄ１よりも上流側の第１供給部３２ａ１（図２参照）において、金属イオンを含有する第３の薬液（図示せず）と還元剤を含有する第４の薬液（図示せず）とを混合して、第１の薬液Ｌ１を生成してもよい。
これにより、第１の薬液Ｌ１内で金属イオンと還元剤とが反応することを抑制することができることから、かかる第１の薬液Ｌ１を用いて生成されためっき液Ｍの活性度を高めることができる。
また、実施形態では、高アルカリ水溶液を主成分とする第２の薬液Ｌ２を用いて、第１の薬液Ｌ１のｐＨが大きくなるようにｐＨを調整するとよい。これにより、酸性水溶液を主成分とする第２の薬液Ｌ２を用いて、非常にｐＨが大きい第１の薬液Ｌ１のｐＨが小さくなるようにｐＨを調整する場合に比べて、第１の薬液Ｌ１の管理を容易にすることができる。
したがって、実施形態によれば、無電解めっき処理を簡便に実施することができる。
また、実施形態では、ｐＨ調整剤を主成分とする第２の薬液Ｌ２が、高アルカリ水溶液および不可避的不純物からなっているとよい。これにより、第２の薬液Ｌ２の管理が容易になることから、無電解めっき処理を簡便に実施することができる。
なお、本開示は、第２の薬液Ｌ２が高アルカリ水溶液および不可避的不純物からなる場合に限られず、たとえば、主成分である高アルカリ水溶液に、金属イオンや還元剤、錯化剤などが混ざっていてもよい。
また、実施形態では、第１のノズル３２ｄ１および第２のノズル３２ｄ２で第１の薬液Ｌ１および第２の薬液Ｌ２を同時にウェハＷに吐出して、かかるウェハＷの表面でめっき液Ｍを生成する。これにより、めっき液Ｍを生成した直後にウェハＷの無電解めっき処理を実施することができる。
したがって、実施形態によれば、めっき液Ｍが劣化する前に無電解めっき処理を実施することができることから、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
また、実施形態では、第１の薬液Ｌ１および第２の薬液Ｌ２のうち少なくとも一方の温度を、室温より高い温度（たとえば、４０（℃）～７０（℃））に昇温した後に、めっき液Ｍを生成するとよい。
これにより、室温よりも高い温度のめっき液Ｍで無電解めっき処理を実施することができることから、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理でさらに良好に埋めることができる。
ここまで説明した無電解めっき処理が終了し、無電解めっき膜８０が形成されたウェハＷは、めっき処理ユニット１６において所与の洗浄処理が施される。かかる洗浄処理は、たとえば、ウェハＷをスピン回転させながら、所与の洗浄液をウェハＷ上に吐出することにより行われる。これにより、ウェハＷの表面に付着しためっき液Ｍなどが除去される。
そして、洗浄処理が終了したウェハＷは、上述の熱処理ユニット１７に搬入され、所与の熱処理が行われる。かかる熱処理は、たとえば、窒素ガスと水素ガスとを所与の割合で混合したフォーミングガス雰囲気中でウェハＷが載置されたホットプレート１７ｂを加熱することにより、ウェハＷを所与の温度（たとえば、４００℃）に昇温して行われる。
このように、無電解めっき膜８０に対して熱処理を行うことにより、無電解めっき膜８０を結晶化させることができることから、ビア７０の内部に形成された金属配線の電気抵抗を低減することができる。
ここまで説明した各種処理により、実施形態では、アスペクト比の大きいビア７０の内部を良好な金属配線で埋めることができる。
なお、ここまで説明した実施形態では、第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とをウェハＷの表面で混合してめっき液Ｍを生成する例について示した。しかしながら、本開示はかかる例に限られず、たとえば、第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とをウェハＷの上方で（すなわち、吐出された第１の薬液Ｌ１および第２の薬液Ｌ２がウェハＷに到達する前に）混合してめっき液Ｍを生成してもよい。
＜変形例１＞
つづいて、実施形態の各種変形例について、図７～図９を参照しながら説明する。図７および図８は、実施形態の変形例１に係るめっき処理方法を説明するための図である。
図７に示すように、変形例１では、制御部５（図１参照）が、薬液供給部３２を制御して、第２のノズル３２ｄ２から第２の薬液Ｌ２を吐出する。これにより、制御部５は、ウェハＷの表面に第２の薬液Ｌ２の液膜を形成する。
つづいて、図８に示すように、制御部５（図１参照）は、薬液供給部３２を制御して、第１のノズル３２ｄ１から第１の薬液Ｌ１を吐出する。これにより、制御部５は、吐出された第１の薬液Ｌ１とウェハＷ表面の第２の薬液Ｌ２の液膜とを混合し、めっき液Ｍを生成する。
そして、制御部５は、生成されためっき液Ｍを用いて、ビア７０（図４参照）に対する無電解めっき処理を行う。これにより、かかるビア７０内に無電解めっき膜８０（図６参照）が形成される。
ここまで説明した変形例１では、上述の実施形態と同様に、貯留されている第１の薬液Ｌ１内では金属イオンと還元剤との反応が待機中にも進んでしまうことを抑制できるとともに、ウェハＷに対するめっき処理の際にはめっき液Ｍの活性度を高めることができる。
したがって、変形例１によれば、無電解めっき処理に用いられるめっき液Ｍの劣化を抑制することができる。
また、変形例１では、活性度の高いめっき液Ｍが劣化する前に無電解めっき処理を実施することができることから、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
なお、図７および図８の例では、第２の薬液Ｌ２の液膜が形成されたウェハＷに対して第１の薬液Ｌ１を吐出する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、例えば、第１の薬液Ｌ１の液膜が形成されたウェハＷに対して第２の薬液Ｌ２を吐出してもよい。
＜変形例２＞
図９は、実施形態の変形例２に係るめっき処理方法を説明するための図である。図９に示す変形例２では、薬液供給部３２の構成が上述の実施形態および変形例１とは異なる。
具体的には、変形例２に係る薬液供給部３２は、第１のノズル３２ｄ１および第２のノズル３２ｄ２に替えて、混合ノズル３２ｄ３を有する。かかる混合ノズル３２ｄ３には、第１の薬液Ｌ１（図５参照）を供給する第１供給部３２ａ１と、第２の薬液Ｌ２（図５参照）を供給する第２供給部３２ａ２とが接続される。
そして、変形例２では、制御部５（図１参照）が、薬液供給部３２を制御して、混合ノズル３２ｄ３内で第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合し、めっき液Ｍを生成する。また、制御部５は、混合ノズル３２ｄ３内で生成されためっき液ＭをウェハＷの表面に吐出する。
この変形例２では、上述の実施形態と同様に、貯留されている第１の薬液Ｌ１内では金属イオンと還元剤との反応が待機中にも進んでしまうことを抑制できるとともに、ウェハＷに対するめっき処理の際にはめっき液Ｍの活性度を高めることができる。
したがって、変形例２によれば、無電解めっき処理に用いられるめっき液Ｍの劣化を抑制することができる。
また、変形例２では、活性度の高いめっき液Ｍが劣化する前に無電解めっき処理を実施することができることから、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
実施形態に係るめっき処理装置（基板処理システム１）は、基板（ウェハＷ）を保持する基板保持部３１と、基板（ウェハＷ）に薬液を供給する薬液供給部３２と、各部を制御する制御部５と、を備える。また、制御部５は、基板保持部３１で基板（ウェハＷ）を保持する。また、制御部５は、薬液供給部３２を制御して、金属イオン、還元剤および錯化剤を含有する第１の薬液Ｌ１と、ｐＨ調整剤を主成分とする第２の薬液Ｌ２とを混合してめっき液Ｍを生成する。また、制御部５は、めっき液Ｍを生成した直後に、生成されためっき液Ｍを用いて基板（ウェハＷ）に対してめっき処理を行う。これにより、無電解めっき処理に用いられるめっき液Ｍの劣化を抑制することができる。
＜めっき処理の詳細＞
つづいて、図１０および図１１を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１が実行するめっき処理の詳細について説明する。図１０は、実施形態に係るめっき処理の処理手順を示すフローチャートである。
最初に、制御部５は、基板搬送装置１３、１８を制御して、キャリアＣからめっき処理ユニット１６の内部にウェハＷを搬送し、基板保持部３１でウェハＷを保持することにより、ウェハＷを準備する（ステップＳ１０１）。
次に、制御部５は、薬液供給部３２を制御して、第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを同時にウェハＷの表面に吐出することにより第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合し、めっき液Ｍを生成する（ステップＳ１０２）。
そして、制御部５は、めっき液Ｍが生成された直後に、かかるめっき液Ｍを用いて、ビア７０に対する無電解めっき処理を行う（ステップＳ１０３）。さらに、制御部５は、薬液供給部３２を制御して、無電解めっき処理が施されたウェハＷに所与の洗浄処理を行う（ステップＳ１０４）。
次に、制御部５は、基板搬送装置１８を制御して、無電解めっき処理が施されたウェハＷをめっき処理ユニット１６から熱処理ユニット１７に搬送し、かかる熱処理ユニット１７でウェハＷに所与の熱処理を行う（ステップＳ１０５）。これにより、一連の処理が終了する。
図１１は、実施形態に係るめっき処理の別の処理手順を示すフローチャートである。最初に、制御部５は、基板搬送装置１３、１８を制御して、キャリアＣからめっき処理ユニット１６の内部にウェハＷを搬送し、基板保持部３１でウェハＷを保持することにより、ウェハＷを準備する（ステップＳ２０１）。
次に、制御部５は、薬液供給部３２を制御して、第１のノズル３２ｄ１よりも上流側の第１供給部３２ａ１において、金属イオンを含有する第３の薬液と還元剤を含有する第４の薬液とを混合して、第１の薬液Ｌ１を生成する（ステップＳ２０２）。
次に、制御部５は、薬液供給部３２を制御して、ステップＳ２０２の処理で生成された第１の薬液Ｌ１と、第２の薬液Ｌ２とを同時にウェハＷの表面に吐出することにより第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合し、めっき液Ｍを生成する（ステップＳ２０３）。
そして、制御部５は、めっき液Ｍが生成された直後に、かかるめっき液Ｍを用いて、ビア７０に対する無電解めっき処理を行う（ステップＳ２０４）。さらに、制御部５は、薬液供給部３２を制御して、無電解めっき処理が施されたウェハＷに所与の洗浄処理を行う（ステップＳ２０５）。
次に、制御部５は、基板搬送装置１８を制御して、無電解めっき処理が施されたウェハＷをめっき処理ユニット１６から熱処理ユニット１７に搬送し、かかる熱処理ユニット１７でウェハＷに所与の熱処理を行う（ステップＳ２０６）。これにより、一連の処理が終了する。
実施形態に係るめっき処理方法は、準備工程（ステップＳ１０１、Ｓ２０１）と、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）と、めっき処理工程（ステップＳ１０３、Ｓ２０４）と、を含む。準備工程（ステップＳ１０１、Ｓ２０１）は、基板（ウェハＷ）を準備する。めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）は、金属イオン、還元剤および錯化剤を含有する第１の薬液Ｌ１と、ｐＨ調整剤を主成分とする第２の薬液Ｌ２とを混合してめっき液Ｍを生成する。めっき処理工程（ステップＳ１０３、Ｓ２０４）は、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）の直後に、生成されためっき液Ｍを用いて基板（ウェハＷ）に対して無電解めっき処理を行う。これにより、無電解めっき処理に用いられるめっき液Ｍの劣化を抑制することができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法において、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）は、第１の薬液Ｌ１を第１のノズル３２ｄ１で基板（ウェハＷ）に吐出する。また、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）は、これとともに、第２の薬液Ｌ２を第２のノズル３２ｄ２で基板（ウェハＷ）に吐出して、基板（ウェハＷ）上で第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合することにより行われる。これにより、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法において、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）は、第２の薬液Ｌ２の液膜が形成された基板（ウェハＷ）に対して、第１の薬液Ｌ１を基板（ウェハＷ）に吐出することにより行われる。これにより、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法において、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）は、第１の薬液Ｌ１と第２の薬液Ｌ２とを混合ノズル３２ｄ３内で混合することにより行われる。これにより、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理で良好に埋めることができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法において、第２の薬液Ｌ２は、第１の薬液Ｌ１のｐＨが大きくなるようにｐＨを調整する。これにより、無電解めっき処理を簡便に実施することができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法において、第２の薬液Ｌ２は、高アルカリ水溶液および不可避的不純物からなる。これにより、無電解めっき処理を簡便に実施することができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法において、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）は、第１の薬液Ｌ１および第２の薬液Ｌ２のうち少なくとも一方を室温より高い温度に昇温した後に行われる。これにより、ビア７０が微細化されている場合でも、かかるビア７０の内部を無電解めっき処理でさらに良好に埋めることができる。
また、実施形態に係るめっき処理方法は、めっき液生成工程（ステップＳ１０２、Ｓ２０３）の前に行われ、金属イオンを含む第３の薬液と、還元剤を含む第４の薬液とを混合して第１の薬液Ｌ１を生成する第１薬液生成工程（ステップＳ２０２）、をさらに含む。これにより、第１の薬液Ｌ１を用いて生成されためっき液Ｍの活性度を高めることができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
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、添付の請求の範囲及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 基板処理システム（めっき処理装置の一例）
５ 制御部
１６ めっき処理ユニット
３１ 基板保持部
３２ 薬液供給部
３２ｄ１ 第１のノズル
３２ｄ２ 第２のノズル
３２ｄ３ 混合ノズル
Ｌ１ 第１の薬液
Ｌ２ 第２の薬液
Ｍ めっき液
Ｗ ウェハ（基板の一例）

Claims (9)

  1. 基板を準備する準備工程と、
    金属イオン、還元剤および錯化剤を含有する第１の薬液と、アルカリ性を有する水溶液であるアルカリ水溶液を８０（体積％）以上含む第２の薬液とを混合してめっき液を生成するめっき液生成工程と、
    前記めっき液生成工程で前記めっき液を生成した直後に、生成された前記めっき液を用いて前記基板に対して無電解めっき処理を行うめっき処理工程と、
    を含むめっき処理方法。
  2. 前記めっき液生成工程は、前記第１の薬液を第１のノズルで前記基板に吐出するとともに、前記第２の薬液を第２のノズルで前記基板に吐出して、前記基板上で前記第１の薬液と前記第２の薬液とを混合することにより行われる
    請求項１に記載のめっき処理方法。
  3. 前記めっき液生成工程は、前記第２の薬液の液膜が形成された前記基板に対して、前記第１の薬液を前記基板に吐出することにより行われる
    請求項１に記載のめっき処理方法。
  4. 前記めっき液生成工程は、前記第１の薬液と前記第２の薬液とを混合ノズル内で混合することにより行われる
    請求項１に記載のめっき処理方法。
  5. 前記第２の薬液は、前記第１の薬液のｐＨが大きくなるようにｐＨを調整する
    請求項１～４のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  6. 前記第２の薬液は、前記アルカリ水溶液および不可避的不純物からなる
    請求項５に記載のめっき処理方法。
  7. 前記めっき液生成工程は、前記第１の薬液および前記第２の薬液のうち少なくとも一方を室温より高い温度に昇温した後に行われる
    請求項１～６のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  8. 前記めっき液生成工程の前に行われ、前記金属イオンを含む第３の薬液と、前記還元剤を含む第４の薬液とを混合して前記第１の薬液を生成する第１薬液生成工程、をさらに含む
    請求項１～７のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  9. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に薬液を供給する薬液供給部と、
    各部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記基板保持部で前記基板を保持し、
    前記薬液供給部を制御して、金属イオン、還元剤および錯化剤を含有する第１の薬液と、アルカリ性を有する水溶液であるアルカリ水溶液を８０（体積％）以上含む第２の薬液とを混合してめっき液を生成し、
    前記めっき液を生成した直後に、生成された前記めっき液を用いて前記基板に対して無電解めっき処理を行う
    めっき処理装置。
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