KR20100009467A - 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법 - Google Patents

공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100009467A
KR20100009467A KR1020090022644A KR20090022644A KR20100009467A KR 20100009467 A KR20100009467 A KR 20100009467A KR 1020090022644 A KR1020090022644 A KR 1020090022644A KR 20090022644 A KR20090022644 A KR 20090022644A KR 20100009467 A KR20100009467 A KR 20100009467A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
plating
plating liquid
temperature
liquid
Prior art date
Application number
KR1020090022644A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101178868B1 (ko
Inventor
타카시 타나까
유스케 사이토
미츠아키 이와시타
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20100009467A publication Critical patent/KR20100009467A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101178868B1 publication Critical patent/KR101178868B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H01L21/76849—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric the layer being positioned on top of the main fill metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

기판면 내에서 균일한 막 두께 형성을 실현하는 것이다. 이 처리액 공급 장치는, 대략 수평으로 유지한 기판의 처리면에 도금액을 토출하는 공급홀을 갖는 노즐과, 소정의 매수의 기판 처리에 필요한 양의 도금액을 수용하고, 수용한 도금액을 소정의 온도로 조절하는 온도 조절부와, 노즐 및 온도 조절부의 사이에 배설되고, 온도 조절부에 의하여 온도 조절된 도금액을 소정의 온도로 유지하는 보온부와, 온도 조절부에 의하여 소정의 온도로 조절된 도금액을, 보온부를 거쳐 노즐의 공급홀을 향하여 송출하는 송출 기구를 구비한다.

Description

공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법{SUPPLY APPARATUS, SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 피처리체인 기판 등에 도금 등의 액 처리를 행하는 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 설계·제조에 있어서는, 동작 속도의 향상과 한층 발전된 고집적화가 지향되고 있다. 한편, 고속 동작 또는 배선의 미세화에 의한 전류 밀도의 증가에 의해 일렉트로마이그레이션(EM)의 발생이 용이해지므로, 배선의 단선을 발생시키는 것이 지적되고 있다. 이는, 신뢰성의 저하를 초래하는 원인이 된다. 이 때문에, 반도체 디바이스의 기판 상에 형성되는 배선의 재료로서 비저항이 낮은 Cu(구리) 또는 Ag(은) 등이 이용되어 왔다. 특히, Cu의 비저항은 1.8 μΩ·cm로 낮고, 높은 EM 내성을 기대할 수 있으므로, 반도체 디바이스의 고속화에 유리한 재료로서 기대되고 있다.
일반적으로, Cu 배선을 기판 상에 형성하려면, 절연막에 배선을 매립하기 위한 비아 및 트렌치를 에칭에 의하여 형성하고, 이들 안에 Cu 배선을 매립하는 다마신법이 이용되고 있다. 또한, Cu 배선을 갖는 기판의 표면에 CoWB(코발트·텅스텐 ·붕소) 또는 CoWP(코발트·텅스텐·인) 등을 포함하는 도금액을 공급하고, 캡 메탈이라고 하는 금속막을 무전해 도금에 의하여 Cu 배선 상에 피복하여, 반도체 디바이스의 EM 내성의 향상을 도모하는 시도가 이루어지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
캡 메탈은 Cu 배선을 갖는 기판의 표면에 무전해 도금액을 공급함으로써 형성된다. 예를 들면, 회전 지지체에 기판을 고정하고, 회전 지지체를 회전시키면서 무전해 도금액을 공급함으로써, 기판 표면 상에 균일한 액 흐름을 형성한다. 이에 의해, 기판 표면 전역에 균일한 캡 메탈을 형성할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 2).
그러나, 무전해 도금은, 도금액의 조성, 온도 등의 반응 조건에 따라 금속의 석출(析出)률에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 또한, 도금 반응에 의한 부(副) 생성물(잔사)이 슬러리 형상으로 발생하여 기판 표면에 체류함으로써, 균일한 도금액 흐름이 저해되고, 열화(劣化)된 무전해 도금액을 새로운 무전해 도금액으로 치환할 수 없다고 하는 문제도 지적되고 있다. 이는, 기판 상에서의 반응 조건이 국소적으로 다르므로, 기판면 내에서 균일한 막 두께를 갖는 캡 메탈이 형성되는 것을 어렵게 한다. 또한, 캡 메탈을 형성하는 기판 표면은, 형성되는 배선의 조밀(粗密) 또는 표면 재질의 차이 등에 기인하는 국소적인 친수성 영역 혹은 소수성 영역이 발생하고, 기판 전체에서 균일한 무전해 도금액을 공급하지 못하며, 기판면 내에서 균일한 막 두께를 갖는 캡 메탈을 형성할 수 없다고 하는 문제를 발생시키고 있다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개공보 제2006-111938호
특허 문헌 2 : 일본특허공개공보 제2001-073157호
이와 같이, 종래의 도금 방법에서는, 기판 전체에서 균일한 무전해 도금액을 공급하지 못하고, 기판면 내에서 균일한 막 두께 형성을 행하기 어렵다고 하는 문제가 있다. 한편, 균일한 막 두께 형성을 목표로 한 경우, 스루풋의 저하로 이어지는 경우가 많고, 연속 처리가 어렵다고 하는 문제도 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 무전해 도금액의 사용량을 줄일 수 있고, 또한, 도금 반응에서 발생하는 반응 부(副)생성물의 영향을 억제하여, 기판면 내에서 균일한 막 두께를 갖는 캡 메탈을 형성할 수 있는 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 태양에 따른 공급 장치는, 대략 수평으로 유지한 기판의 처리면으로 도금액을 토출하는 공급홀을 갖는 노즐과, 소정의 매수(枚數)의 기판 처리에 필요한 양의 도금액을 수용하고, 수용한 도금액을 소정의 온도로 조절하는 온도 조절부와, 노즐 및 온도 조절부의 사이에 배설되고, 온도 조절부에 의하여 온도 조절된 도금액을 소정의 온도로 유지하는 보온부와, 온도 조절부에 의하여 소정의 온도로 조절된 도금액을, 보온부를 거쳐 노즐의 공급홀을 향하여 송출하는 송출 기구를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따른 반도체 제조 장치는, 복수의 기판에 연속 하여 도금 처리를 실시하는 반도체 제조 장치로서, 1 매의 기판 처리에 필요한 소정량의 도금액을 수용하고, 수용한 도금액을 소정의 온도로 조절하는 온도 조절부와, 기판을 1 매씩 소정 위치에 유지하는 유지부와, 온도 조절부에 수용되고 온도 조절된 도금액을, 유지부에 의하여 유지된 기판의 처리면으로 토출하는 공급홀을 갖는 노즐과, 온도 조절부에 수용되어 소정의 온도로 조절된 도금액을, 유지부에 의하여 유지된 기판을 1 매 처리할 때마다, 노즐의 공급홀을 향하여 전량(全量) 송출하는 송출 기구와, 송출 기구가 도금액을 송출하는 타이밍을 제어하는 제어부를 구비하고 있다. 또한, 본 발명의 다른 태양에 따른 반도체 제조 방법은, 1 매의 기판 처리에 필요한 소정량의 도금액을 온도 조절용 용기에 수용하고, 온도 조절용 용기에 수용한 도금액을 가온하여, 도금액이 소정의 온도에 도달한 후에, 온도 조절용 용기에 수용한 도금액을, 온도 조절용 용기에 접속된 노즐에 구비된 기판의 처리면으로 도금액을 송출하는 공급홀을 향하여, 1 회의 처리로 전량 송출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판면 내에서 균일한 막 두께 형성을 실현하는 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법을 제공할 수 있다.
일반적인 무전해 도금 프로세스는, 전(前)세정, 도금 처리, 후(後)세정, 이면·단면(端面) 세정 및 건조의 각 공정을 가지고 있다. 여기서, 전세정은, 피처리 대상인 웨이퍼를 친수화 처리하는 공정이다. 도금 처리는, 웨이퍼 상에 도금액을 공급하여 도금 처리를 행하는 공정이다. 후세정은, 도금 석출 반응에 의하여 생성된 잔사물 등을 제거하는 공정이다. 이면·단면 세정은, 웨이퍼의 이면 및 단면에서의 도금 처리에 수반되는 잔사물을 제거하는 공정이다. 건조는, 웨이퍼를 건조시키는 공정이다. 이들 각 공정은, 웨이퍼의 회전, 세정액 또는 도금액의 웨이퍼 상으로의 공급 등을 조합함으로써 실현되고 있다.
그런데, 도금액 등의 처리액을 기판 상에 공급하는 도금 처리 공정에서는, 처리액의 공급 불균일 등에 기인하여, 도금 처리에 의하여 생성되는 막(도금 처리막)의 막 두께가 불균일해지는 경우가 있다. 특히, 처리 대상인 기판의 사이즈가 큰 경우에 막 두께의 불균일이 현저해진다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 이러한 무전해 도금 프로세스의 각 공정 중, 특히 도금 처리 공정에서의 막 두께 변화·불균일성의 문제를 개선하고, 아울러 스루풋의 향상을 도모하는 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 구성을 도시한 평면도, 도 2는 이 실시예의 반도체 제조 장치의 무전해 도금 유닛을 도시한 단면도, 도 3은 동일한 무전해 도금 유닛을 도시한 평면도, 도 4는 동일한 무전해 도금 유닛에서 도금액을 공급하는 암부를 투과적으로 도시한 모식도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 반도체 제조 장치는, 반출입부(1)와, 처리부(2)와, 반송부(3)와, 제어 장치(5)를 구비하고 있다.
반출입부(1)는, 후프(FOUP: Front Opening Unified Pod)(F)를 거쳐 복수 매 의 기판(W)을 반도체 제조 장치 내외로 반출입하는 기구이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 반출입부(1)에는 장치 정면(도 1의 X 방향의 측면)을 따라 Y 방향으로 배열된 3 개소의 출입구 포트(4)가 형성되어 있다. 출입구 포트(4)는 각각 후프(F)를 재치하는 재치대(6)를 갖고 있다. 출입구 포트(4)의 배면에는 격벽(7)이 형성된다. 격벽(7)에는 후프(F)에 대응하는 윈도우(7A)가 재치대(6)의 상방에 각각 형성되어 있다. 윈도우(7A)에는 각각 후프(F)의 덮개를 개폐하는 오프너(8)가 설치되어 있으며, 오프너(8)를 거쳐 후프(F)의 덮개가 개폐된다.
처리부(2)는 전술한 각 공정을 기판(W)에 한 매씩 실행하는 처리 유닛군(群)이다. 처리부(2)는 반송부(3)와의 사이에서 기판(W)의 전달을 행하는 전달 유닛(TRS)(10)과, 기판(W)에 무전해 도금 및 그 전후 처리를 실행하는 무전해 도금 유닛(PW)(11)과, 도금 처리 전후에서 기판(W)을 가열하는 가열 유닛(HP)(12)과, 가열 유닛(12)에서 가열된 기판(W)을 냉각하는 냉각 유닛(COL)(13)과, 이들 유닛군에 둘러싸여 처리부(2)의 대략 중앙에 배치된 각 유닛 사이에서 기판(W)을 이동시키는 제 2 기판 반송 기구(14)를 구비하고 있다.
전달 유닛(10)은, 예를 들면, 상하 2 단으로 형성된 기판 전달부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 상하단의 기판 전달부는, 예를 들면, 하단을 출입구 포트(4)로부터 반입된 기판(W)의 일시적인 재치용, 상단을 출입구 포트(4)로 반출하는 기판(W)의 일시적인 재치용과 같이 목적별로 구분하여 사용할 수 있다.
가열 유닛(12)은, 전달 유닛(10)의 Y 방향으로 인접한 위치에 2 대 배치되어 있다. 가열 유닛(12)은, 예를 들면 각각 상하 4 단에 걸쳐 배치된 가열 플레이트를 가지고 있다. 냉각 유닛(13)은, 제 2 기판 반송 기구(14)의 Y 방향으로 인접한 위치에 2 대 배치되어 있다. 냉각 유닛(13)은, 예를 들면 각각 상하 4 단에 걸쳐 형성된 냉각 플레이트를 가지고 있다. 무전해 도금 유닛(11)은, Y 방향으로 인접한 위치에 배치된 냉각 유닛(13) 및 제 2 기판 반송 기구(14)를 따라 2 대 배치되어 있다.
제 2 기판 반송 기구(14)는, 예를 들면 상하로 2 단의 반송 암(14A)을 가지고 있다. 상하의 반송 암(14A)은 각각 상하 방향으로 승강할 수 있고, 한편, 수평 방향으로 선회할 수 있도록 구성되어 있다. 이에 의해, 제 2 기판 반송 기구(14)는 반송 암(14A)을 거쳐 전달 유닛(10), 무전해 도금 유닛(11), 가열 유닛(12) 및 냉각 유닛(13)의 사이에서 기판(W)을 반송한다.
반송부(3)는 반출입부(1)와 처리부(2)와의 사이에 위치하여, 기판(W)을 한 매씩 반송하는 반송 기구이다. 반송부(3)에는 기판(W)을 한 매씩 반송하는 제 1 기판 반송 기구(9)가 배치되어 있다. 기판 반송 기구(9)는, 예를 들면, Y 방향으로 이동할 수 있는 상하 2 단의 반송 암(9A)을 가지고 있으며, 반출입부(1)와 처리부(2)와의 사이에서 기판(W)의 전달을 행한다. 마찬가지로, 반송 암(9A)은 상하 방향으로 승강 가능하고, 또한, 수평 방향으로 선회 가능하게 구성되어 있다. 이에 의해, 제 1 기판 반송 기구(9)는 반송 암(9A)을 거쳐 임의의 후프(F)와 처리부(2)와의 사이에서 기판(W)을 반송한다.
제어 장치(5)는 마이크로프로세서를 갖는 프로세스 콘트롤러(51), 프로세스 콘트롤러(51)에 접속된 유저 인터페이스(52) 및 이 실시예에 따른 반도체 제조 장 치의 동작을 규정하는 컴퓨터 프로그램 등을 저장하는 기억부(53)를 구비하고, 처리부(2) 또는 반송부(3) 등을 제어한다. 제어 장치(5)는, 도시하지 않은 호스트 컴퓨터와 온라인 접속되어, 호스트 컴퓨터로부터의 지령에 기초하여 반도체 제조 장치를 제어한다. 유저 인터페이스(52)는, 예를 들면 키보드, 디스플레이 등을 포함하는 인터페이스이며, 기억부(53)는, 예를 들면 CD－ROM, 하드디스크, 불휘발 메모리 등을 포함하고 있다.
여기서, 이 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 동작을 설명한다. 처리 대상인 기판(W)은 미리 후프(F) 내에 수납되어 있다. 우선, 제 1 기판 반송 기구(9)는 윈도우(7A)를 거쳐 후프(F)로부터 기판(W)을 취출하여, 전달 유닛(10)으로 반송한다. 기판(W)이 전달 유닛(10)에 반송되면, 제 2 기판 반송 기구(14)는 반송 암(14A)을 이용하여, 기판(W)을 전달 유닛(10)으로부터 가열 유닛(12)의 핫플레이트로 반송한다.
가열 유닛(12)은 기판(W)을 소정의 온도까지 가열(프리 베이크)하여, 기판(W) 표면에 부착된 유기물을 제거한다. 가열 처리한 후, 제 2 기판 반송 기구(14)는 기판(W)을 가열 유닛(12)으로부터 냉각 유닛(13)으로 반송한다. 냉각 유닛(13)은 기판(W)을 냉각 처리한다.
냉각 처리가 끝나면, 제 2 기판 반송 기구(14)는 반송 암(14A)을 이용하여, 기판(W)을 무전해 도금 유닛(11)으로 반송한다. 무전해 도금 유닛(11)은 기판(W)의 표면에 형성된 배선 등에 무전해 도금 처리 등을 실시한다.
무전해 도금 처리 등이 끝나면, 제 2 기판 반송 기구(14)는, 기판(W)을 무전 해 도금 유닛(11)으로부터 가열 유닛(12)의 핫플레이트로 반송한다. 가열 유닛(12)은 기판(W)에 포스트 베이크 처리를 실행하여, 무전해 도금에 의한 도금(캡 메탈)에 함유되는 유기물을 제거하고, 또한, 배선 등과 도금과의 밀착성을 높인다. 포스트 베이크 처리가 끝나면, 제 2 기판 반송 기구(14)는 기판(W)을 가열 유닛(12)으로부터 냉각 유닛(13)으로 반송한다. 냉각 유닛(13)은 기판(W)을 재차 냉각 처리한다.
냉각 처리가 끝나면, 제 2 기판 반송 기구(14)는 기판(W)을 전달 유닛(10)으로 반송한다. 그 후, 제 1 기판 반송 기구(9)는 반송 암(9A)을 이용하여 전달 유닛(10)에 재치된 기판(W)을 후프(F)의 소정의 장소로 되돌린다.
이후, 이러한 흐름을 복수의 기판에 대하여 행하여 연속 처리를 한다. 또한, 초기 상태로서 더미 웨이퍼를 선행하여 처리시키고, 각 유닛의 프로세스 상태의 안정 상태를 촉진하는 처리를 하여도 좋다. 이에 의해, 프로세스 처리의 재현성을 높일 수 있다.
이어서, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 이 실시예의 반도체 제조 장치에서의 무전해 도금 유닛(11)에 대하여 상세히 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 무전해 도금 유닛(11)(이하, 「도금 유닛(11)」이라고도 함)은, 외부 챔버(110), 내부 챔버(120), 스핀 척(130), 제 1·제 2 유체 공급부(140·150), 가스 공급부(160), 백플레이트(165)를 구비하고 있다.
외부 챔버(110)는, 하우징(100)의 안에 배설(配設)되어 도금 처리를 실행하는 처리 용기이다. 외부 챔버(110)는 기판(W)의 수납 위치를 둘러싸는 통 형상으로 형성되어, 하우징(100)의 저면(底面)에 고정되어 있다. 외부 챔버(110)의 측면에는 기판(W)을 반출입하는 윈도우(115)가 설치되어, 셔터 기구(116)에 의하여 개폐 가능하게 되어 있다. 또한, 외부 챔버(110)의 윈도우(115)가 형성된 측과 대향하는 측면에는, 제 1·제 2 유체 공급부(140·150)의 동작을 위한 셔터 기구(119)가 개폐할 수 있도록 형성되어 있다. 외부 챔버(110)의 상면에는 가스 공급부(160)가 설치되어 있다. 외부 챔버(110)의 하부에는 가스 또는 처리액 등을 배출하는 드레인 배출기(118)가 구비되어 있다.
내부 챔버(120)는, 기판(W)으로부터 비산하는 처리액을 받는 용기이며, 외부 챔버(110) 안에 배설되어 있다. 내부 챔버(120)는 외부 챔버(110)와 기판(W)의 수납 위치의 사이의 위치에 통 형상으로 형성되어, 배기, 배액용의 드레인 배출기(124)를 구비하고 있다. 내부 챔버(120)는, 예를 들면 가스 실린더 등의 도시하지 않은 승강 기구를 이용하여 외부 챔버(110)의 내측에서 승강할 수 있게 되어 있으며, 상단부(122)의 단부가 기판(W)의 수납 위치보다 약간 높은 위치(처리 위치)와, 해당 처리 위치보다 하방의 위치(퇴피 위치)와의 사이에서 승강한다. 여기서, 처리 위치란, 기판(W)에 무전해 도금을 실시할 때의 위치이며, 퇴피 위치란 기판(W)의 반출입시 또는 기판(W)의 세정 등을 행할 때의 위치이다.
스핀 척(130)은 기판(W)을 실질적으로 수평으로 유지하는 기판 고정 기구이다. 스핀 척(130)은, 회전 통체(筒體)(131), 회전 통체(131)의 상단부로부터 수평으로 확장되는 고리 형상의 회전 플레이트(132), 회전 플레이트(132)의 외주단에 원주 방향으로 등간격을 두고 설치된 기판(W)의 외주부를 지지하는 지지핀(134a), 마찬가지로 기판(W)의 외주면을 압압(押壓)하는 복수의 압압핀(134b)을 가지고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 지지핀(134a)과 압압핀(134b)은 서로 원주 방향으로 이격되어, 예를 들면 3 개씩 배치되어 있다. 지지핀(134a)은 기판(W)을 유지하여 소정의 수용 위치에 고정하는 고정구이며, 압압핀(134b)은 기판(W)을 하방으로 압압하는 압압 기구이다. 회전 통체(131)의 측방에는, 모터(135)가 설치되어 있으며, 모터(135)의 구동축과 회전 통체(131)의 사이에는 무단(無端) 형상의 벨트(136)가 감겨져있다. 즉, 모터(135)에 의하여 회전 통체(131)가 회전되도록 구성된다. 지지핀(134a) 및 압압핀(134b)은 수평 방향(기판(W)의 면방향)으로 회전하고, 이들에 의하여 유지되는 기판(W)도 수평 방향으로 회전한다.
가스 공급부(160)는 외부 챔버(110)의 안에 질소 가스 또는 클린 에어를 공급하여 기판(W)을 건조시킨다. 공급된 질소 가스 또는 클린 에어는 외부 챔버(110)의 하단에 설치된 드레인 배출기(118 또는 124)를 거쳐 회수된다.
백플레이트(165)는 스핀 척(130)이 유지한 기판(W)의 하면에 대향하고, 스핀 척(130)에 의한 기판(W)의 유지 위치와 회전 플레이트(132)와의 사이에 배설되어 있다. 백플레이트(165)는 히터를 내장하고 있으며, 회전 통체(131)의 축심을 관통하는 샤프트(170)와 연결되어 있다. 백플레이트(165)의 안에는 그 표면의 복수 개소에서 개구하는 유로(166)가 형성되어 있으며, 이 유로(166)와 샤프트(170)의 축심을 관통하는 유체 공급로(171)가 연통하고 있다. 유체 공급로(171)에는 열 교환기(175)가 배치되어 있다. 열 교환기(175)는 순수(純水) 또는 건조 가스 등의 처리 유체를 소정의 온도로 조정한다. 즉, 백플레이트(165)는 온도 조정된 처리 유체를 기판(W)의 하면을 향하여 공급하는 작용을 한다. 샤프트(170)의 하단부에는 연결 부재(180)를 거쳐, 에어 실린더 등의 승강 기구(185)가 연결되어 있다. 즉, 백플레이트(165)는 승강 기구(185) 및 샤프트(170)에 의하여, 스핀 척(130)에서 유지된 기판(W)과 회전 플레이트(132)와의 사이를 승강하도록 구성되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제 1·제 2 유체 공급부(140·150)는 스핀 척(130)에 의하여 유지된 기판(W)의 상면에 처리액을 공급한다. 제 1·제 2 유체 공급부(140·150)는 처리액 등의 유체를 저장하는 유체 공급 장치(200)와, 공급용 노즐을 구동하는 노즐 구동 장치(205)를 구비하고 있다. 제 1·제 2 유체 공급부(140·150)는 하우징(100)의 안에서 외부 챔버(110)를 개재할 수 있도록 각각 배치되어 있다.
제 1 유체 공급부(140)는, 유체 공급 장치(200)와 접속된 제 1 배관(141)과, 제 1 배관(141)을 지지하는 제 1 암(142)과, 제 1 암(142)의 기부(基部)에 구비된 스테핑 모터 등을 이용하여 해당 기부를 축으로 제 1 암(142)을 선회시키는 제 1 선회 구동 기구(143)를 구비하고 있다. 제 1 유체 공급부(140)는 무전해 도금 처리액 등의 처리 유체를 공급하는 기능을 갖는다. 제 1 배관(141)은 3 종의 유체를 개별적으로 공급하는 배관(141a·141b·141c)을 포함하고, 각각 제 1 암(142)의 선단부에서 노즐(144a·144b·144c)과 접속되어 있다. 이 중, 전술한 전세정 공정에서는 처리액 및 순수가 노즐(144a)로부터 공급되고, 후세정 공정에서는 처리액 및 순수가 노즐(144b)로부터 공급되며, 도금 처리 공정에서는 도금액이 노즐(144c)로부터 공급된다.
마찬가지로, 제 2 유체 공급부(150)는 유체 공급 장치(200)와 접속된 제 2 배관(151)과, 제 2 배관(151)을 지지하는 제 2 암(152)과, 제 2 암(152)의 기부에 구비된 제 2 암(152)을 선회시키는 제 2 선회 구동 기구(153)를 구비하고 있다. 제 2 배관(151)은 제 2 암(152)의 선단부에서 노즐(154)과 접속되어 있다. 제 2 유체 공급부(150)는 기판(W)의 외주부(주연부)의 처리를 행하는 처리 유체를 공급하는 기능을 갖는다. 제 1 및 제 2 암(142 및 152)은, 외부 챔버(110)에 설치된 셔터 기구(119)를 거쳐, 스핀 척(130)에 유지된 기판(W)의 상방을 선회한다.
여기서, 도 4를 참조하여 유체 공급 장치(200)에 대하여 상세히 설명한다. 유체 공급 장치(200)는 제 1·제 2 유체 공급부(140·150)에 처리 유체를 공급한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 유체 공급 장치(200)는 제 1 탱크(210), 제 2 탱크(220), 제 3 탱크(230) 및 제 4 탱크(240)를 가지고 있다.
제 1 탱크(210)는, 기판(W)의 무전해 도금 처리의 전처리에 사용되는 전세정 처리액(L1)을 저장한다. 또한, 제 2 탱크(220)는 기판(W)의 무전해 도금 처리의 후처리에 사용되는 후세정 처리액(L2)을 저장한다. 제 1 및 제 2 탱크(210 및 220)는 각각 처리액(L1·L2)을 소정의 온도로 조정하는 온도 조절 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있으며, 제 1 배관(141a)과 접속된 배관(211) 및 제 1 배관(141b)과 접속된 배관(221)이 접속되어 있다. 배관(211 및 221)에는 각각 펌프(212 및 222)와 밸브(213 및 223)가 구비되어 있으며, 소정의 온도로 조절된 처리액(L1·L2)이 각각 제 1 배관(141a)·제 1 배관(141b)으로 공급되도록 구성되어 있다. 즉, 펌프(212 및 222)와 밸브(213 및 223)를 각각 동작시킴으로써, 처리액(L1 및 L2)이 제 1 배관(141a) 및 제 1 배관(141b)을 통하여 노즐(144a) 및 노즐(144b)로 송출된다.
제 3 탱크(230)는 기판(W)을 처리하는 도금액(L3)을 저장한다. 제 3 탱크(230)는 제 1 배관(141c)과 접속된 배관(231)이 접속되어 있다. 배관(231)에는 펌프(232), 밸브(233) 및 도금액(L3)을 가열하는 가열기(예를 들면, 열 교환기(234))가 설치되어 있다. 즉, 도금액(L3)은 가열기(234)에 의하여 온도 조절되고, 펌프(232) 및 밸브(233)의 협동 동작에 의하여 제 1 배관(141c)를 통하여 노즐(144c)로 송출된다. 펌프(232)는 가압 기구 또는 압송 기구 등 도금액(L3)를 송출하는 송출 기구로서 기능하는 것이면 좋다.
제 4 탱크(240)는 기판(W)의 외주부의 처리에 이용하는 외주부 처리액(L4)을 저장한다. 제 4 탱크(240)는 제 2 배관(151)과 접속된 배관(241)이 접속되어 있다. 배관(241)에는 펌프(242) 및 밸브(243)가 설치되어 있다. 즉, 외주부 처리액(L4)은 펌프(242) 및 밸브(243)의 협동 동작에 의하여 제 2 배관(151)을 통하여 노즐(154)로 송출된다.
또한, 제 4 탱크(240)에는, 예를 들면, 불산을 공급하는 배관, 과산화수소수를 공급하는 배관 및 순수(L0)를 공급하는 배관도 접속되어 있다. 즉, 제 4 탱크(240)는 이들 액을 사전에 설정된 소정의 비율로 혼합하여 조정하는 작용도 하게 된다.
또한, 제 1 배관(141a) 및 제 1 배관(141b)에는 각각 순수(L0)를 공급하는 배관(265a 및 265b)이 접속되고, 배관(265a)에는 밸브(260a)가 설치되고, 배관(265b)에는 밸브(260b)가 설치되어 있다. 즉, 노즐(144a 및 144b)은 순수(L0)도 공급할 수 있다.
여기서, 도 5를 참조하여 제 1 유체 공급부(140)의 제 1 암(142)에 대하여 상세히 설명한다. 도 5는 제 1 암(142의) 구성을 도시한 모식도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 암(142)은, 온도 조절기(145), 공급 기구(146a)와 재흡입 기구(146b)와 커플링 기구(146c)를 갖는 펌프 기구 및 보온기(147)를 가지고 있다. 즉, 이 실시예에 따른 도금 유닛(11)은 도 4에 도시한 가열기(234)를 제 1 암(142)에 배설된 온도 조절기(145) 및 보온기(147)에 의하여 구성하고 있다.
온도 조절기(145)는 도금 처리액 등을 해당 처리에 적합한 온도로 가온하는 히터 기구이다. 온도 조절기(145)는 밀폐된 하우징 내부로 배관(141c)이 관통하고 있으며, 온도 조절용 유체 공급기(450)로부터 공급되는 온도 조절용 유체(예를 들어, 온수)를 도입하는 유체 공급구(451)와, 마찬가지로 유체를 배출하는 유체 배출구(452)를 구비하고 있다. 유체 공급구(451)로부터 공급된 유체는 하우징 내부의 공간(453)을 흘러, 배관(141c)과 접촉하여 배관(141c)을 흐르는 도금 처리액을 가온하고, 유체 배출구(452)로부터 배출된다. 온도 조절기(145)의 안에서의 배관(141c)은, 예를 들어 나선 형상으로 형성되어, 온도 조절용 유체와의 접촉 면적을 크게 하는 것이 바람직하다. 가온하는 온도는 도금 처리액의 성분 또는 성막 조 건 등에 따라 제조할 수 있으며, 예를 들어 20 ~ 90℃ 정도이다.
공급 기구(146a)는 전술한 펌프(232) 및 밸브(233)를 구비하고, 제 3 탱크(230)에 축적된 도금액(L3)을 배관(141c)을 통해 노즐(144c)로 송출하는 송출 기구로서 기능한다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시한 예에서는, 송출 기구로서의 펌프(232) 및 밸브(233)에 의하여 도금 처리액을 송출하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 펌프(232)로서, 예를 들어 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump) 등의 가압 기구 또는 압송 기구에 의하여 실현해도 좋다. 재흡입 기구(146b)는 도금액의 기판 처리면으로의 공급 완료 직후에 노즐(144c)의 선단에 고인 도금액을 재흡입하는 기능을 갖는다. 커플링 기구(146c)는 공급 기구(146a)로부터의 배관과 재흡입 기구(146b)로의 배관과 온도 조절기(145)로 이어지는 배관을 결합한다. 커플링 기구(146c)는 밸브(233)와 일체로 실현해도 좋고, 별체로 실현해도 상관없다. 공급 기구(146a)는 프로세스 콘트롤러(51)로부터의 처리액 공급 지시에 기초하여, 소정량의 처리액을 소정의 속도 또는 타이밍으로 노즐(144c)을 향하여 송출한다.
보온기(147)는 온도 조절기(145)와 노즐(144c)과의 사이에 배설되고, 도금 처리액이 노즐(144c)로부터 송출될 때까지, 온도 조절기(145)에 의하여 가온된 도금 처리액의 온도를 유지하는 기능을 갖는다. 보온기(147)는 온도 조절기(145)와 독립하여, 밀폐된 하우징 내부에 배관(141c)이 관통하고 있으며, 온도 조절용 유체 공급기(450)로부터 보내지는 온도 조절용 유체를 도입하는 유체 공급구(471)와, 마찬가지로 유체를 배출하는 유체 배출구(472)를 구비하고 있다. 온도 조절용 유체 공급기(450)로부터 보내지는 유체는, 온도 조절기(145)로 공급되는 유체와 공통적이여도 좋고, 별개의 독립적인 유체여도 좋다. 보온기(147)의 내부에서는 유체 공급구(471)와 접속된 보온 파이프(473)가 배관(141c)과 접촉되어 있으며, 배관(141c) 내의 도금 처리액이 소정의 온도로 유지된다. 보온 파이프(473)는 보온기(147)의 배관(141c)을 따라 노즐(144c)의 바로 옆까지 연장되어 있으며, 처리액이 노즐(144c)로부터 송출되기 직전까지 처리액을 보온할 수 있도록 구성되어 있다. 보온 파이프(473)는 노즐(144c)을 수납하는 노즐 하우징(440)의 내부에서 개방되어, 보온기(147) 내의 공간(474)과 통하고 있다. 즉, 보온기(147)는 그 단면 중심에 위치하는 배관(141C), 배관(141c)의 외주에 열적으로 접촉시켜 배설된 보온 파이프(473) 및 보온 파이프(473)의 외주에 위치하는 공간(474)으로 이루어진 3 중 구조(3 중 배관 구조)를 가지고 있다. 유체 공급구(471)로부터 공급된 보온용 유체는, 노즐 하우징(440)에 도달할 때까지 보온 파이프(473)를 통과하여 도금 처리액을 보온하고, 보온기(147) 내의 공간(474)을 흘러 유체 배출구(472)로부터 배출된다. 공간(474)을 흐르는 유체는, 보온 파이프(473)를 흐르는 유체(및 그 내측의 배관(141c)을 흐르는 도금 처리액)와 보온기(147)의 외측의 분위기를 열적으로 차단하는 작용을 한다. 따라서, 보온 파이프(473)를 흐르는 유체의 열 손실을 억제하고, 또한 보온 파이프(473)를 흐르는 유체로부터 배관(141c)을 흐르는 도금 처리액으로의 열 전달을 효율적으로 행할 수 있다. 보온기(147)는 노즐 구동 장치(205)에 의하여 구동되는 제 1 암(142)에 구비되므로, 사복(蛇腹) 형상 등, 움직임에 대응할 수 있는 하우징으로 하는 것이 바람직하다. 471로 공급되는 온도 조정용 유체 (온수)는, 451로 공급되는 유체와 공통적이여도 좋고, 온도차를 가진 다른 유체여도 좋다.
배관(141c) 중 온도 조절기(145) 및 보온기(147)에 의하여 도금 처리액이 가온·보온되는 부분은, 소정의 매수의 기판(W)을 처리하는 분량의 도금 처리액이 전량 가온 및 보온되도록, 해당 부분의 굵기 또는 길이가 결정된다. 즉, 온도 조절기(145)·보온기(147)에 의하여 가온·보온된 도금 처리액은, 어느 매수의 기판(W)에 대한 도금 처리에서 모두 다 사용하고, 다음의 처리 대상의 기판(W)에 대해서는, 온도 조절기(145)에 의하여 새롭게 가온되고, 새롭게 보온기(147)에 의하여 보온된 도금액이 공급된다. 이와 같이 하여, 새롭게 가온·보온된 도금 처리액에 의하여 이어지는 기판에 대한 도금 처리가 행해진다.
또한, 온도 조절기(145) 및 보온기(147)에 의하여 도금 처리액이 가온·보온되는 부분은, 1 매의 기판(W)을 처리하는 분량의 도금 처리액에 대응하는 부피로 해도 좋다. 이 경우, 복수 매의 기판(W)을 연속 처리하는 경우에도 균일한 도금 처리가 가능해진다. 예를 들면, 온도 조절기(145) 및 보온기(147)에 의하여 한번에 가온·보온되는 도금 처리액의 분량을 복수 매의 기판(W)의 처리에 대응하는 양으로 하면, 첫 회 도금 처리에서의 도금 처리액 가온 시간과 최종 회 도금 처리에서의 도금 처리액 가온 시간에 차이가 발생한다. 통상적으로, 도금 처리액은 가온됨으로써 열화가 시작되므로, 복수 매만큼의 도금 처리액을 한번에 가온하면 균일한 도금 처리가 어려워지는 경우가 있다. 온도 조절기(145) 및 보온기(147)가 가온하는 도금 처리액의 분량을 기판(W) 1 매의 처리분으로서 필요 회수 반복함으로써, 보다 균일한 도금 처리를 기대할 수 있다. 보온기(147)에 의하여 보온되는 도금 처리액의 부피의 예로서는, 기판 1 매를 처리한다고 하면, 예를 들면, 온도 조절기(145)에 의하여 가온되는 도금 처리액의 체적의 1 / 10 정도이며, 예를 들어 온도 조절기(145)에 의하여 가온되는 도금 처리액의 체적이 115 ml정도, 보온기(147)에 의하여 보온되는 도금 처리액의 체적이 10 ml정도이다.
이어서, 도 5를 참조하여 제 1 암(145)의 동작을 설명한다. 프로세스 콘트롤러(51)가 유체 공급 장치(200)에 도금 처리액(L3)의 공급을 지시하면, 유체 공급 장치(200)는 펌프(232)를 구동시키고 밸브(233)를 연다. 도금 처리액(L3)의 세세한 공급 타이밍의 제어는, 밸브(233)를 제어함으로써 행한다. 한편, 프로세스 콘트롤러(51)가 유체 공급 장치(200)에 도금 처리액(L3)의 공급 정지를 지시하면, 유체 공급 장치(200)는 밸브(233)를 닫고, 펌프(232)를 정지시키고, 또한 재흡입 기구(146b)를 동작시켜 배관(141c)에 남은 도금 처리액(L3)을 재흡입한다. 이에 의해, 노즐(144c)로부터 도금 처리액(L3)이 기판(W)으로 흘러 내리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 온도 조절용 유체 공급 장치(450)는 도금 처리 프로세스 중에는 항상 유체를 온도 조절기(145) 및 보온기(147)로 공급하고 있다. 도금 처리액(L3)의 가온 시간은 후술하는 프로세스 시간 등의 조절에 의하여 가능하기 때문이다.
이 실시예의 도금 유닛(11)에서의 가열기(234)는, 제 1 암(142)에 설치된 온도 조절기(145) 및 보온기(147)에 의하여, 도금 처리액(L3)을 소정의 도금 처리 온 도로 가열·조절한다. 이는, 도금 처리액의 라이프타임의 영향을 고려한 것이다. 복수 매의 기판(W)을 연속하여 도금 처리하는 경우, 사용하는 도금 처리액(L3)을 일괄적으로 가열함으로써 소정의 온도에 도달시키는 것도 가능하다. 이 경우, 이른 단계에서의 도금 처리에 이용되는 도금액과, 늦은 단계에서의 도금 처리에 이용되는 도금액의 사이에서, 소정의 온도에 도달하고 나서 실제로 도금 처리에 이용되기까지의 시간에 차이가 발생한다. 그러나, 본 출원의 발명자는, 도금 처리액을 온도 조절 후 장시간 보존할 수 없다(도금 처리액이 소정의 온도에 도달한 후, 시간의 경과에 따라 특성이 변화한다)고 하는 지식을 얻었다. 본 실시예에서의 가열기(234)를, 필요 최소한의 도금액을 가열하는 것으로서, 제 1 암 내에 배설한 것은, 도금 처리 시의 도금 처리액의 특성을 균질화하기 위해서이다. 특히, 복수 매의 기판을 처리하는 경우, 기판마다 이용하는 도금 처리액의 특성을 균질화하는 것이 가능해진다. 아울러, 장치의 컴팩트화를 도모하고, 도금 처리액의 액온 저하를 억제할 수 있다.
이어서, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛(11)의 동작을 설명한다. 도 6은 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛(11)의 동작, 특히, 도금 처리 동작에 대하여 설명하는 순서도, 도 7은 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛(11)의 전체 프로세스를 도시하는 도면, 도 8은 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛(11)의 도금 처리 공정의 프로세스를 도시한 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 도금 유닛(11)은, 전세정 공정(도면 중 「A」), 도금 처리 공정(도면 중 「B」), 후세정 공정(도면 중 「C」), 이면·단면 세정 공정(도면 중 「D」) 및 건조 공정(도면 중 「E」)의 5 개의 공정을 실현한다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 도금 유닛(11)은, 기판 이면에 가온(加溫)된 순수를 공급하는 이면 순수 공급(a), 기판 단면을 세정하는 단면 세정(b), 기판 이면을 세정하는 이면 세정(c), 도금 처리에 이어 기판을 세정하는 후세정(d), 도금 처리(e), 도금 처리에 앞서 기판을 세정하는 전세정(f) 및 기판의 친수도(親水度)를 조정하는 순수 공급(g)의 7 개의 처리액 공급 프로세스를 실행한다. 도 8은 도 7에 도시한 도금 처리(e)의 프로세스를 보다 상세하게 도시하고 있다.
제 1 기판 반송 기구(9)는 반출입부(1)의 후프(F)로부터 기판(W)을 한 매씩 반출하고, 처리부(2)의 전달 유닛(10)으로 기판(W)을 반입한다. 기판(W)이 반입되면, 제 2 기판 반송 기구(14)는 기판(W)을 가열 유닛(12) 및 냉각 유닛(13)으로 반송하고, 기판(W)은 소정의 열 처리가 행해진다. 열 처리가 종료되면, 제 2 기판 반송 기구(14)는 무전해 도금 유닛(11) 내로 기판(W)을 반입한다.
우선, 프로세스 콘트롤러(51)는 전세정 공정(A)을 실행한다. 전세정 공정(A)은 친수화 처리, 전세정 처리, 순수 처리를 포함하고 있다.
프로세스 콘트롤러(51)는 모터(135)를 구동하여 스핀 척(130)에 유지된 기판(W)을 회전시킨다. 스핀 척(130)이 회전하면, 프로세스 콘트롤러(51)는 노즐 구동 장치(205)에 제 1 유체 공급부(140)의 구동을 지시한다. 노즐 구동 장치(205)는 제 1 선회 구동 기구(143)를 작동시켜 제 1 암(142)을 기판(W) 상의 소정 위치(예를 들면, 노즐(144a)이 기판(W)의 중심부가 되는 위치)로 이동시킨다. 아울러, 노 즐 구동 장치(205)는, 제 2 선회 구동 기구(153)를 작동시켜 제 2 암(152)을 기판(W) 상의 주연부로 이동시킨다. 각각 소정 위치에 도달하면, 프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200)에 친수화 처리를 지시한다(S301). 유체 공급 장치(200)는 밸브(260a)를 열어서 소정량의 순수(L0)를 노즐(144a)로 보낸다(도 7 중 공급 프로세스(g)). 이때, 노즐(144a)은, 예를 들면 기판(W)의 상방 0.1 ~ 20 mm 정도의 위치로 하여 둔다. 마찬가지로, 유체 공급 장치(200)는, 밸브(243)를 열어 처리액(L4)을 노즐(154)로 보낸다. 이 처리에서의 처리액(L4)은, 순수(L0)와의 관계에서 다른 친수화 효과를 얻을 수 있는 것을 이용한다. 이 친수화 처리는, 계속되는 전세정액이 기판(W) 표면에서 튀기는 것을 방지하고, 또한, 도금액이 기판(W) 표면으로부터 떨어지기 어렵게 하는 작용을 한다.
이어서, 프로세스 콘트롤러(51)는, 유체 공급 장치(200)에 전세정 처리(도 7 중 공급 프로세스(f)) 및 이면 온(溫)순수 공급(도 7 중 a)을 지시한다. 유체 공급 장치(200)는, 밸브(260a)를 닫아 순수(L0)의 공급을 정지시키고, 또한 밸브(243)를 닫아 처리액(L4)의 공급을 정지시키고, 펌프(212) 및 밸브(213)를 구동시켜 전세정 처리액(L1)을 노즐(144a)에 공급한다(S303). 여기서, 노즐(144a)은 기판(W)의 대략 중앙부로 이동한 상태이므로, 노즐(144a)은 기판(W)의 대략 중앙부로 전세정 처리액(L1)을 공급하게 된다. 전세정 처리액은 유기산 등을 이용하므로, 갈바닉 부식(galvanic corrosion)을 발생시키지 않고, 구리 배선 상으로부터 산화 구리를 제 거하여, 도금 처리 시의 핵 형성 밀도를 상승시킬 수 있다.
이어서, 유체 공급 장치(200)는 유체 공급로(171)에 순수를 공급한다. 열 교환기(175)는, 유체 공급로(171)로 보내지는 순수를 온도 조절하고, 백플레이트(165)에 설치된 유로(166)를 거쳐 온도 조절된 순수를 기판(W)의 하면에 공급한다. 이에 의해, 기판(W)의 온도가 도금 처리에 적합한 온도로 유지된다. 또한, 유체 공급로(171)로의 순수의 공급은 전술한 단계(S303)와 동시에 개시하여도 유사한 효과를 얻을 수 있다.
전세정 처리가 종료되면, 프로세스 콘트롤러(51)는, 유체 공급 장치(200)에 순수 처리(도 7 중 공급 프로세스(g))를 지시한다(S305). 유체 공급 장치(200)는 펌프(212) 및 밸브(213)를 작동시켜 전세정 처리액(L1)의 공급을 정지시키고, 또한 밸브(260a)를 열어 소정량의 순수(L0)를 노즐(144a)에 보낸다. 노즐(144a)로부터의 순수(L0)의 공급에 의하여, 전세정 처리액을 순수로 치환하게 된다. 이는, 산성인 전세정 처리액(L1)과 알칼리성의 도금 처리액이 혼합되어 프로세스 불량이 발생하는 것을 방지하는 것이다.
전세정 공정(A)에 이어서, 프로세스 콘트롤러(51)는 도금 처리 공정(B)을 실행한다. 도금 처리 공정(B)은 도금액 치환 처리, 도금액 축적 처리, 도금액 처리, 순수 처리를 포함하고 있다.
프로세스 콘트롤러(51)는, 유체 공급 장치(200) 및 노즐 구동 장치(205)에 도금액 치환 처리를 지시한다(도 7 중 공급 프로세스(e)). 유체 공급 장치(200)는 밸브(260a)를 닫아 순수(L0)의 공급을 정지시키고, 또한, 펌프(232)와 밸브(233)를 작동시켜 도금액(L3)을 노즐(144c)로 공급한다. 한편, 노즐 구동 장치(205)는 제 1 선회 구동 기구(143)를 작동시키고, 노즐(144c)이 기판(W)의 중앙부 ~ 주연부 ~ 중앙부와 이동(스캔)하도록 제 1 암(142)을 선회시킨다(S312). 도금액 치환 처리에서는 도금액 공급 노즐이 중앙부 ~ 주연부 ~ 중앙부를 이동하고, 기판(W)이 비교적 높은 회전수로 회전한다(도 8 중, 「치환(Ⅹ)」 프로세스). 이 동작에 의하여, 도금액(L3)이 기판(W) 상에 확산되어, 기판(W)의 표면 상의 순수를 신속하게 도금액으로 치환할 수 있다.
도금액 치환 처리가 끝나면, 프로세스 콘트롤러(51)는 스핀 척(130)에 유지된 기판(W)의 회전 속도를 감속시키고, 유체 공급 장치(200) 및 노즐 구동 장치(205)에 도금액 축적 처리를 지시한다. 유체 공급 장치(200)는 계속하여 도금액(L3)을 공급하고, 노즐 구동 장치(205)는 제 1 선회 구동 기구(143)를 작동시키고, 노즐(144c)이 기판(W)의 중앙부로부터 주연부를 향하여 서서히 이동한다(S314). 도금액 치환 처리된 기판(W)의 표면은 충분한 양의 도금액(L3)이 축적된다. 또한, 노즐(144c)이 기판(W)의 주연부 근방에 근접한 단계에서, 프로세스 콘트롤러(51)는 기판(W)의 회전 속도를 더욱 감속시킨다(도 8 중 「액 축적(Y)」프로세스).
이어서, 프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200) 및 노즐 구동 장 치(205)에 도금 처리를 지시한다. 노즐 구동 장치(205)는 제 1 선회 구동 기구(143)를 작동시키고, 노즐(144c)이 기판(W)의 중앙부와 주연부의 대략 중간 위치에 위치하도록 제 1 암(142)을 선회시킨다.
이어서, 유체 공급 장치(200)는 펌프(232)와 밸브(233)를 작동시켜 도금액(L3)을 노즐(144c)로 단속(斷續)적·간헐적으로 공급한다(S317). 즉, 도 7 및 도 8의 「도금(Z)」프로세스에 도시한 바와 같이, 노즐이 소정 위치에 배치되어 도금액이 단속적·간헐적으로 공급된다. 기판(W)은 회전하고 있으므로, 도금액(L3)을 단속적(간헐적)으로 공급해도 기판(W)의 전역에 빠짐없이 도금액(L3)을 널리 퍼지게 할 수 있다. 또한, 상기 단계(312·314·317)의 처리는 반복하여 행해도 좋다. 도금액(L3)을 공급하여 소정 시간 경과 후, 유체 공급 장치(200)는 도금액(L3)의 공급을 정지하고, 프로세스 콘트롤러(51)는 기판(W)의 이면으로의 온순수의 공급을 정지한다.
도금 처리 공정(B)은 프로세스 콘트롤러(51)의 지시를 받아, 유체 공급 장치(200)가 공급 기구(146a)를 작동시켜 도금액(L3)을 노즐(144c)로 공급한다. 공급 기구(146a)는 도금액이 온도 조절기(145) 및 보온기(147)의 내부의 배관(141c)이 도금액으로 채워지고, 또한, 노즐(144c)로부터 도금액이 떨어져 내리지 않도록 도금액의 송출 제어를 행한다. 재흡입 기구(146b)는 공급이 끝난 도금액이 노즐(144c)로부터 흘러 내리지 않도록 재흡입하는 작용을 한다.
또한, 프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200) 및 노즐 구동 장치(205)에 순수 처리를 지시한다(도 7 중 공급 프로세스(g)). 프로세스 콘트롤러(51)는 스핀 척(130)에 유지된 기판(W)의 회전 속도를 증속시키고, 노즐 구동 장치(205)는 제 1 선회 구동 기구(143)를 작동시켜 노즐(144c)이 기판(W)의 중앙부에 위치하도록 제 1 암(142)을 선회시킨다. 그 후, 유체 공급 장치(200)는 밸브(260a)를 열어 순수(L0)를 공급한다(S321). 이에 의해, 기판(W) 표면에 남은 도금액을 제거하여 후처리액과 도금액이 섞이는 것을 방지할 수 있다.
도금 처리 공정(B)에 이어서, 프로세스 콘트롤러(51)는 후세정 공정(C)을 실행한다. 후세정 공정(C)은 후(後)약액 처리 및 순수 처리를 포함하고 있다.
프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200)에 후 약액 처리를 지시한다(도 7 중 공급 프로세스(d)). 유체 공급 장치(200)는 밸브(260a)를 닫아 순수(L0)의 공급을 정지시키고, 또한, 펌프(222) 및 밸브(223)를 작동시켜 후세정 처리액(L2)을 노즐(144b)로 공급한다(S330). 후세정 처리액(L2)은 기판(W)의 표면의 잔사물 또는 이상(異常) 석출한 도금막을 제거하는 작용을 한다.
후약액 처리에 이어, 프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200)에 순수 처리를 지시한다(도 7 중 공급 프로세스(g)). 유체 공급 장치(200)는 펌프(222) 및 밸브(223)를 작동시켜 후세정 처리액(L2)의 공급을 정지시키고, 또한 밸브(260b)를 열어 순수(L0)를 공급한다(S331).
후세정 공정(C)에 이어서, 프로세스 콘트롤러(51)는 이면·단면 세정 공정(D)을 실행한다. 이면·단면 세정 공정(D)은 액 제거 처리, 이면 세정 처리, 단면 세정 처리를 포함하고 있다.
프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200)에 액 제거 처리를 지시한다. 유체 공급 장치(200)는 밸브(260b)를 닫아 순수(L0)의 공급을 정지하고, 프로세스 콘트롤러(51)는 스핀 척(130)에 유지된 기판(W)의 회전 속도를 증속한다. 이 처리는 기판(W)의 표면을 건조시켜 기판(W)의 표면의 액 제거를 목적으로 하고 있다.
액 제거 처리가 끝나면, 프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200)에 이면 세정 처리를 지시한다. 우선, 프로세스 콘트롤러(51)는, 우선 스핀 척(130)에 유지된 기판(W)의 회전 속도를 감속시킨다. 이어서, 유체 공급 장치(200)는 유체 공급로(171)에 순수를 공급한다(도 7 중 공급 프로세스(a)). 열 교환기(175)는 유체 공급로(171)로 보내지는 순수를 온도 조절하고, 백플레이트(165)에 설치된 유로를 거쳐 온도 조절된 순수를 기판(W)의 이면에 공급한다(S342). 순수는 기판(W)의 이면측을 친수화하는 작용을 한다. 이어서, 유체 공급 장치(200)는 유체 공급로(171)로의 순수 공급을 정지시키고, 대신에 이면 세정액을 유체 공급로(171)에 공급한다(S343). 이면 세정액은 도금 처리에서의 기판(W)의 이면측의 잔사물을 세정 제거하는 작용을 한다(도 7 중 공급 프로세스(c)).
그 후, 프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(20) 및 노즐 구동 장치(205)에 단면 세정 처리를 지시한다. 유체 공급 장치(200)는 기판(W)의 이면으로 이면 세정액의 공급을 정지하고, 대신에 열 교환기(175)에 의하여 온도 조절된 순수를 유체 공급로(171)에 공급한다(S344)(도 7 중 공급 프로세스(a)).
이어서, 노즐 구동 장치(205)는, 제 2 선회 구동 기구(153)를 작동시켜 노즐(154)이 기판(W)의 단부에 위치하도록 제 2 암(152)을 선회시키고, 프로세스 콘트롤러(51)는 기판(W)의 회전 수를 150 ~ 300 rpm 정도로 증속시킨다. 마찬가지로, 노즐 구동 장치(205)는 제 1 선회 구동 기구(143)를 작동시켜 노즐(144b)이 기판(W)의 중앙부에 위치하도록 제 1 암(142)을 선회시킨다. 유체 공급 장치(200)는 밸브(260b)를 열어 순수(L0)를 노즐(144b)로 공급하고, 또한 펌프(242) 및 노즐(243)을 작동시켜 외주부 처리액(L4)을 노즐(154)로 공급한다(도 7 중 공급 프로세스(a·g)). 즉, 이 상태에서는 기판(W)의 중앙부에 순수(L0), 마찬가지로 단부에 외주부 처리액(L4)이 공급되고, 기판(W)의 이면에 온도 조절된 순수가 공급되게 된다(S346).
이면·단면 세정 공정(D)에 이어서, 프로세스 콘트롤러(51)는 건조 공정(E)을 실행한다. 건조 공정(E)은 건조 처리를 포함하고 있다.
프로세스 콘트롤러(51)는 유체 공급 장치(200) 및 노즐 구동 장치(205)에 건조 처리를 지시한다. 유체 공급 장치(200)는 모든 처리액 공급을 정지시키고, 노즐 구동 장치(205)는 제 1 암(142) 및 제 2 암(152)을 기판(W)의 상방으로부터 퇴피시킨다. 또한, 프로세스 콘트롤러(51)는 기판(W)의 회전 속도를 800 ~ 1000 rpm 정도까지 증속하여 기판(W)을 건조시킨다(S351). 건조 처리가 끝나면, 프로세스 콘트롤 러(51)는 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 도금 처리 공정이 종료되면, 제 2 기판 반송 기구(14)의 반송 암(14A)은 윈도우(115)를 거쳐 기판(W)을 스핀 척(130)으로부터 취출한다.
또한, 전세정 공정, 도금 처리 공정, 후세정 공정, 이면·단면 세정 공정 및 건조 공정의 프로세스 순서 또는 유체 공급 장치(200), 노즐 구동 장치(205), 온도 조절용 유체 공급기(450) 등에 의한 공급·구동 동작, 또한, 각종 밸브 또는 펌프의 동작 시퀀스 등은 모두 기억부(53)에 기억되고, 프로세스 콘트롤러(51)가 해당 기억 내용에 기초하여 각 부에 동작·제어의 지시를 행한다.
여기서, 온도 조절기(145) 및 보온기(147)가 1 회의 도금 처리에 대응하는 도금 처리액을 처리할 때마다 가온·보온하는 경우에서의, 도금 처리 프로세스 전체에서의 온도 조절기(145)의 작용에 대하여 설명한다. 온도 조절기(145)는 배관(141c)을 흐르는 도금액을 소정의 온도까지 가온한다. 구체적으로는, 도 6에 도시한 바와 같이, 초기 상태(1 매째의 기판을 처리하는 상태)에서는, 온도 조절기(145)는 단계(301)로부터 단계(312)까지의 사이에 도금 처리액을 소정의 온도까지 가온하고, 보온기(147)는 배관(141c)을 흐르는 온도 조절기(145)가 가온한 도금액을 해당 소정의 온도로 보온한다(도 6 중 (1) 파선의 기간). 이 때, 도금액은 노즐(144c)로부터 흘러 내리지 않도록 유지되어 있으므로, 도금액은 소정의 온도까지 가온되고 또한 온도가 유지된다. 도금 처리 공정(B) 동안에는, 도금액 치환 처리·도금액 축적 처리·도금액 처리의 각 처리에 의하여 도금 처리액이 공급 상태가 되므로, 도금 처리액은 배관 중을 이동하여 대부분 가온되지 않는(되기 어려운) 상태 가 된다.
1 매째의 기판의 처리가 끝나고, 단계(321)의 순수 처리가 행해지면, 도금 처리액의 공급이 멈추므로, 온도 조절기(145)는 도금 처리액의 가온을 재개할 수 있게 된다. 2 매째의 기판을 처리하는 도금 처리액의 가온 기간은, 1 매째의 기판의 도금 처리 공정(B)이 끝난 단계(321)로부터, 2 매째의 기판의 도금 처리 공정(B)이 시작되는 단계(312)까지의 사이가 된다(도 6 중 (2) 1점쇄선의 기간). 마찬가지로, 3 매째의 기판을 처리하는 도금 처리액의 가온 기간은, 도 6 중 (3)의 2점쇄선의 기간이 된다. 즉, 도 6에 도시한 (1) ~ (3)의 기간은 기판을 처리하는 도금 처리액을 가온하는 기간이다. 후술하는 바와 같이, 도금 처리액은 도금 처리 시의 액온에 추가로, 어느 정도의 시간동안 처리액을 가온했는지에 따라 처리 조건이 바뀌므로, 균일한 도금 처리를 실현하기 위해서는 (1) ~ (3) 중의 모든 기간이 동일한 시간인 것이 바람직하다. 또한, 도금 처리 프로세스 전체 중에서 더미 기판(더미 웨이퍼)을 이용한 안정화 처리 공정을 포함해도 좋다. 이에 의해, 기판(W)을 복수 매 처리하는 경우에 균일한 막 두께를 얻을 수 있다.
도금액의 송출은 프로세스 콘트롤러(51)가 지시하는 시간 및 타이밍에 대응하여 행해지지만, 1 회의 도금 처리에서 온도 조절기(145) 및 보온기(147) 내의 배관(141c)에 유지된 도금액이 전량 공급되도록 제어된다. 즉, 1 회의 도금 처리가 끝나면, 온도 조절기(145) 및 보온기(147) 내의 배관(141c)에 가열·보온 처리를 실시하지 않은 새로운 도금액이 채워진다.
여기서, 도금 처리액의 액온과 도금 성막 속도와의 관계에 대하여 설명한다. 도 9는 어느 한 조성으로 조합한 도금 처리액의, 가온 시간에 대한 도금액 온도와 도금 성막 속도와의 관계를 도시한 도면이다. 도 10은 pH 조정제로서 이용한 TMAH의 조성이 서로 다른 복수의 도금 처리액에 대하여, 각각의 가온 시간에 대한 도금액 온도와 도금 성막 속도와의 관계를 도시한 도면이다. 이들 도면에서는, 도금 처리액의 액량은 온도 조절기(145) 및 보온기(147)의 용량에 상당하는 것으로 한다.
일반적으로 도금 처리액의 조성은, 코발트를 포함하는 용액, 착화제, pH 조정제 및 환원제로 이루어져 있다. 안정된 도금 처리를 위해서는, 도금 처리액을 가온·보온하고, 반응 온도가 적정하게 유지될 필요가 있다. 한편, 도금 처리액의 보온 시간이 장시간에 걸치면, 도금 처리액 중에 코발트 금속의 석출이 시작되고, 이 석출물이 기판의 처리면에 공급된 경우, 이물질이 도금 성막에 함유된다. 일반적인 보온 조건(60℃)에서는, 도금 처리액 가온 개시 후 30 분 정도에 석출이 발생함을 알 수 있다.
또한, 이러한 조성을 갖는 도금 처리액을 이용하는 경우, pH 농도를 조정함으로써, 도금 처리액의 환원 제로서의 반응을 촉진 또는 억제할 수 있다고 생각할 수 있다. 이는, 도금 처리액의 환원 반응의 결과인 도금 성막의 상태, 구체적으로는, 성막 속도의 조정이 pH 농도의 조정에 의하여 가능해짐을 의미하고 있다.
도 9의 파선으로 도시된 바와 같이, 도금 처리액의 온도를 목표치인 60℃로 승온시킬 때에 필요한 시간(가온 시간)은 대략 50 초 정도이다. 그 후, 보온 시간의 경과에 따라, 실선으로 도시한 도금 성막 속도는 급격한 증가를 나타내지만, 가온 시간이 300 초를 넘기면 미약한 증가에 그치고 있다. 그리고, 상술한 바와 같 이, 1800 초(30 분) 정도에서 도금 처리액 중의 금속 이온의 석출이 발생한다. 이는, 도금 처리액의 액온이 설정 온도에 도달한 직후(약 50 초 가온 후)의 도금 처리액을 이용한 것보다도, 가온·보온 상태를 어느 정도 유지한 도금 처리액을 이용하는 편이, 안정되고 또한 성막 속도가 높은 도금 처리를 실현할 수 있음을 나타내고 있다. 다시 말해, 도금 처리액을 도금 처리에 적합한 온도로 조정하기 위해서는, 액온을 승온시키는 시간뿐만 아니라 액온을 최적 온도로 유지하는 가온 시간도 필요하게 된다.
도 10은 바람직한 성막 속도를 얻을 수 있는 도금 액의 가온 시간(성막 속도가 안정되는데에 필요한 가온 시간)이 pH 조정제(TMAH)의 조성비에 의존하는 것을 나타내고 있다. 즉, 높은 성막 속도를 필요로 하는 도금 처리의 경우에는, 고농도의 TMAH를 첨가한 도금 처리액을 이용하면 좋고, 한편, 가온 시간을 짧게 할 필요가 있는 경우에는, 저농도의 TMAH를 첨가한 도금 처리액을 이용하면 좋다는 것을 알 수 있다.
복수의 기판을 연속 도금 처리함에 있어서, 1 매의 기판 처리에 필요한 기판 처리 시간이 도금 처리액의 적절한 가온 시간보다 짧은 경우 및 긴 경우도 생각할 수 있다. 도금 처리액의 가온 시간보다 기판 처리 시간이 짧은 경우, pH 조정제(TMAH)의 농도를 낮게 조정하면, 도금 처리액의 가온 시간이 짧게 된다. 단, 이 경우는, 필요한 막 두께에 도달하는데에 필요한 도금 처리 시간이 길어지므로, 계속해서 행해지는 새로운 기판 처리의 개시 시간을 늦추는 것이 필요하게 된다. 이와 같이, 도금 처리액의 가온 시간과 기판 처리 시간을 조정함으로써, 원하는 도금 처리 프로세스를 실현할 수 있게 된다.
그런데, 복수의 기판의 연속 도금 처리에 있어서는, 1 매의 기판 처리에 필요한 기판 처리 시간은, 도금액 공급 이외의 공정 시간(도 7에 도시한 예에서는 공정(A·C·D·E)의 각 프로세스 시간)이 포함되므로, 도금액의 pH 조정제의 조정만으로, 도금 처리액의 가온 시간과 기판 처리 시간과의 조정을 도모하는 것이 어렵다고도 생각할 수 있다. 이러한 경우는, 도금 처리액의 가온의 개시 또는 기판 처리의 개시(도금액 공급의 개시)의 타이밍을 의도적으로 조정함으로써 실현 가능해진다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 복수의 기판의 연속 도금 처리 시의, 가열 시간의 개시 또는 기판 처리의 개시(도금액 공급의 개시)의 타이밍을 의도적으로 조정하는 시퀀스 설정 방법에 대하여 설명한다. 도 11 및 도 12는 도 6에 도시한 도금 처리 공정이 복수 매의 기판(W)에 대하여 실시된 도면이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 기판(W)을 1 매 도금 처리하는 경우에, 도 6 및 도 7에 도시한 전세정 공정(A), 도금 처리 공정(B), 후세정 공정(C), 이면·단면 세정 공정(D) 및 건조 공정(E)을 거치는 것으로 한다. 이 경우, n 번째 처리의 건조 공정(E) 후, n + 1 번째의 전세정 공정(A)이 개시될 때까지, 처리가 끝난 기판(W)이 배출되고, 새로운 처리 기판(W)이 반입된다.
여기서, 도금 처리 공정(B)에서 소정의 온도 및 소정의 성막 속도의 도금 처리액을 얻기 위해서는, 도금 처리 공정(B)이 개시될 때까지 도금 처리액이 소정의 온도까지 가온되고, 또한, 소정 시간 계속 가온되는 것이 필요하다. 이 때문에, 도 11의 (1)에 도시한 통상의 가온 타이밍에서는, 후세정 공정(C)이 개시되고 나서 도금 처리액의 가온도 개시되고, 전세정 공정(A)이 종료할 때까지 가온이 유지된다. 도금 처리 공정(B) 동안에는, 가온된 도금 처리액이 노즐(144C)로부터 토출되고, 또한 새로운 도금 처리액이 온도 조절기(145) 및 보온기(147)로 공급되므로, 사실상 가온되지 않는 상태로 있다.
만일, 도금 처리에 필요한 성막 속도를 얻기 위하여 필요한 도금 처리액 가온 시간이 짧은 경우, 예를 들면, 후세정 공정(C)의 개시로부터 전세정 공정(A)의 종료까지의 시간보다 짧은 가온 시간이 필요한 경우를 생각한다(도 11 중 (2)). 이 경우, 각 공정((A) 내지 (E))의 처리 시간을 조정할 수도 있으나, 도금 처리를 위한 다른 파라미터도 변경되어 바람직하지 않은 경우가 있다. 이러한 경우는, 후세정 공정(C)이 개시되고 나서, △t11·△t12·△t13 …분 늦춘 후, 온도 조절기(145) 및 보온기(147)에 의한 가온·보온을 개시하면 좋다. 이 제어는, 프로세스 콘트롤러(51)로부터 온도 조절기(145) 및 보온기(147)로 지시를 함으로써 실현할 수 있다. 이와 같이, n 번째, n + 1 번째, n + 2 번째 …와 같이, 기판(W)을 1 매 처리할 때마다, △t11·△t12·△t13 …분의 지연 시간을 주고 나서, 도금 처리액의 가온·보온 처리를 개시시킴으로써, 전세정 공정(A) 등 프로세스의 소요 시간을 변경하지 않고 소정의 성막 속도에 의한 도금 처리를 실현할 수 있다. 또한, 처리하는 기판마다의 지연 시간 △t11·△t12·△t13 …은 반드시 동일할 필요는 없다. 기판마다 다른 조건의 도금 처리를 행하는 등의 경우, 각각의 조건에 따른 지연 시간을 설정 할 수 있다.
한편, 도금 처리에 필요한 성막 속도를 얻기 위해 필요한 도금 처리액 가온 시간이 긴 경우, 예를 들면, 후세정 공정(C)의 개시로부터 전세정 공정(A)의 종료까지 필요한 시간보다 긴 가온 시간이 필요한 경우를 생각한다(도 12 중 (3)). 이 경우, 도 11의 (2)와는 반대로, 건조 공정(E)이 끝나고 나서, 프로세스 대기 시간 △t21·△t22 …의 대기 시간을 마련하여 전세정 공정(A)의 개시를 △t21·△t22 …분 늦추어, 결과적으로 가온 시간·보온 시간을 연장하도록 제어하면 좋다. 이 제어도 프로세스 콘트롤러(51)로부터의 지시에 의해 실현할 수 있다. 이와 같이, n 번째, n + 1 번째, n + 2 번째 …와 같이, 기판(W)을 1 매 처리할 때마다 △t21·△t22 …분의 대기 시간을 주어 가온 시간·보온 시간을 연장시킴으로써, 전세정 공정(A) 등 프로세스의 소요 시간을 변경하지 않고 소정의 성막 속도에 의한 도금 처리를 실현할 수 있다. 또한, 처리하는 기판마다의 대기 시간 △t21·△t22 …은 전술한 지연 시간과 마찬가지로, 반드시 동일할 필요는 없다. 기판마다 다른 조건의 도금 처리를 행하는 경우에는, 각각의 조건에 따른 대기 시간을 설정할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시한 실시예의 무전해 도금 유닛에 의하면, 도금 처리 직전에 가온하고, 또한 소정 시간 보온하고, 또한 가온·보온한 도금액을 1 회의 도금 처리에서 모두 다 사용하도록 동작하므로, 도금 처리액의 온도와 가온 시간을 정확하게 제어할 수 있어, 도금액의 증착 능력과 기판 처리 속도와의 밸런스가 우수한 처리를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예 및 그 변형예만에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 상기 실시예 자체에 한정되는 것이 아니라, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의하여, 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 실시예에 도시된 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 좋다. 또한, 다른 실시예에 이르는 구성 요소를 적절히 조합하여도 좋다.
본 발명은 반도체 제조업에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 반도체 제조 장치의 구성을 도시한 평면도이다.
도 2는 이 실시예의 반도체 제조 장치에서의 무전해 도금 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 이 실시예의 반도체 제조 장치에서의 무전해 도금 유닛을 도시한 평면도이다.
도 4는 이 실시예의 반도체 장치에서의 무전해 도금 유닛의 암부를 투과적으로 도시한 모식도이다.
도 5는 이 실시예의 제 1 암의 구성을 도시한 모식도이다.
도 6은 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛의 동작을 도시한 순서도이다.
도 7은 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛의 전체 프로세스를 도시한 도면이다.
도 8은 이 실시예에 따른 무전해 도금 유닛의 도금 처리 공정의 프로세스를 도시한 도면이다.
도 9는 어느 조성으로 조합한 도금 처리액의, 가온 시간에 대한 도금액 온도와 도금 성막 속도와의 관계를 도시한 도면이다.
도 10은 pH 조정제로서 이용한 TMAH의 조성이 서로 다른 복수의 도금 처리액에 대하여, 각각의 가온 시간에 대한 도금액 온도와 도금 성막 속도와의 관계를 도시한 도면이다.
도 11은 도 6에 도시한 도금 처리 공정이 복수 매의 기판(W)에 대하여 실시된 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 도 6에 도시한 도금 처리 공정이 복수 매의 기판(W)에 대하여 실시된 상태를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 반출입부
2 : 처리부
3 : 반송부
5 : 제어 장치
11 : 무전해 도금 유닛
51 : 프로세스 콘트롤러
110 : 외부 챔버
120 : 내부 챔버
130 : 스핀 척
132 : 회전 플레이트
134a : 지지핀
134b : 압압핀
140 : 제 1 유체 공급부
142 : 제 1 암
143 : 제 1 선회 구동 기구
144a·144b·144c : 노즐
150 : 제 2 유체 공급부
152 : 제 2 암
153 : 제 2 선회 구동 기구
154 : 노즐
160 : 가스 공급부
165 : 백플레이트
166 : 유로
170 : 샤프트
171 : 유체 공급로
175 : 열 교환기
200 : 유체 공급 장치
205 : 노즐 구동 장치

Claims (12)

  1. 대략 수평으로 유지한 기판의 처리면으로 도금액을 토출하는 공급홀을 갖는 노즐과,
    소정의 매수(枚數)의 기판 처리에 필요한 양의 도금액을 수용하고, 수용한 상기 도금액을 소정의 온도로 조절하는 온도 조절부와,
    상기 노즐 및 상기 온도 조절부의 사이에 배설되고, 상기 온도 조절부에 의하여 온도 조절된 도금액을 상기 소정의 온도로 유지하는 보온부와,
    상기 온도 조절부에 의하여 상기 소정의 온도로 조절된 도금액을, 상기 보온부를 거쳐 상기 노즐의 상기 공급홀을 향하여 송출하는 송출 기구
    를 구비한 것을 특징으로 하는 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는, 1 매의 기판 처리에 필요한 양의 도금액을 수용하여 상기 소정의 온도로 조절하고,
    상기 송출 기구는, 상기 온도 조절부에 의하여 온도 조절된 상기 도금액을, 상기 보온부를 거쳐 상기 노즐의 상기 공급홀을 향하여, 1 회의 처리에서 전량 송출하는 것을 특징으로 하는 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송출 기구가 상기 도금액을 전량 송출한 후에 상기 노즐에 남은 도금액을 재흡입하는 재흡입 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공급 장치.
  4. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 배설되어 상기 기판을 유지하는 유지부와,
    상기 처리 용기 내에 배설된 청구항 1 기재의 공급 장치와,
    상기 기판을 상기 처리 용기로 반입하고, 또한 상기 처리 용기로부터 반출하는 반출입 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  5. 복수의 기판에 연속하여 도금 처리를 실시하는 반도체 제조 장치로서,
    1 매의 기판 처리에 필요한 소정량의 도금액을 수용하고, 수용한 상기 도금액을 소정의 온도로 조절하는 온도 조절부와,
    상기 기판을 1 매씩 소정 위치에 유지하는 유지부와,
    상기 온도 조절부에 수용되어 온도 조절된 상기 도금액을, 상기 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 처리면으로 토출하는 공급홀을 갖는 노즐과,
    상기 온도 조절부에 수용되어 상기 소정의 온도로 조절된 상기 도금액을, 상기 유지부에 의하여 유지된 기판을 1 매 처리할 때마다, 상기 노즐의 상기 공급홀을 향하여 전량을 송출하는 송출 기구와,
    상기 송출 기구가 상기 도금액을 송출하는 타이밍을 제어하는 제어부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 온도 조절부가 상기 도금액을 소정의 온도로 조절하는 타이밍을 더 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 송출 기구에 의한 상기 소정량의 도금액의 공급 및 해당 공급의 타이밍을 제어하고, 상기 기판의 처리면으로의 상기 도금액의 공급을 제어하고, 또한 상기 온도 조절부에 의한 상기 소정량의 도금액의 온도 조절 시간을 제어하는
    것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  8. 1 매의 기판 처리에 필요한 소정량의 도금액을 온도 조절용 용기에 수용하고,
    상기 온도 조절용 용기에 수용한 상기 도금액을 가온하고,
    상기 도금액이 소정의 온도에 도달한 후에, 상기 온도 조절용 용기에 수용한 도금액을, 상기 온도 조절용 용기에 접속된 노즐에 구비되어 기판의 처리면으로 도금액을 토출하는 공급홀을 향하여, 1 회의 처리로 전량 송출하는 것
    을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도 조절용 용기에 수용한 도금액을, 상기 공급홀을 향하여 전량 송출한 후, 상기 노즐에 남은 도금액을 재흡입하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 온도 조절용 용기에 수용한 도금액의 상기 공급홀을 향한 송출은, 상기 도금액이 상기 소정의 온도에 도달하고 나서, 소정 시간 가온을 계속한 후에 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 도금액의 가온 전에, 상기 도금액의 종류에 따라 상기 가온을 개시할 타이밍을 결정하고, 상기 결정된 타이밍에 기초하여 상기 가온을 개시하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 도금액의 가온 전에, 상기 도금액의 종류에 따라 상기 가온을 계속할 시간을 결정하고, 상기 도금액이 상기 소정의 온도에 도달한 후, 상기 결정된 시간동안 상기 도금액의 가온을 계속하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
KR1020090022644A 2008-07-18 2009-03-17 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법 KR101178868B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-187636 2008-07-18
JP2008187636A JP4571208B2 (ja) 2008-07-18 2008-07-18 半導体製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100009467A true KR20100009467A (ko) 2010-01-27
KR101178868B1 KR101178868B1 (ko) 2012-08-31

Family

ID=41530660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090022644A KR101178868B1 (ko) 2008-07-18 2009-03-17 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100015791A1 (ko)
JP (1) JP4571208B2 (ko)
KR (1) KR101178868B1 (ko)
TW (1) TWI427726B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130015638A (ko) * 2011-08-04 2013-02-14 세메스 주식회사 기판처리장치

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5813649B2 (ja) * 2010-10-14 2015-11-17 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法
JP2012153936A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Tokyo Electron Ltd めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体
JP5496925B2 (ja) 2011-01-25 2014-05-21 東京エレクトロン株式会社 めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体
JP5634341B2 (ja) * 2011-06-29 2014-12-03 東京エレクトロン株式会社 めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体
JP6737436B2 (ja) * 2015-11-10 2020-08-12 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 膜処理ユニットおよび基板処理装置
JP7117923B2 (ja) * 2018-07-13 2022-08-15 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 塗布処理装置および塗布処理方法
CN113227453B (zh) * 2018-12-28 2024-04-16 东京毅力科创株式会社 基板液处理装置和基板液处理方法
WO2020255739A1 (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3396455B2 (ja) * 1999-06-22 2003-04-14 アルプス電気株式会社 軟磁性膜及びその製造方法、ならびにこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド
JP2002053972A (ja) * 2000-08-04 2002-02-19 Sony Corp 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法
JP3985858B2 (ja) * 2001-10-17 2007-10-03 株式会社荏原製作所 めっき装置
JP4339045B2 (ja) * 2003-08-18 2009-10-07 東京エレクトロン株式会社 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法
JP2006057171A (ja) * 2004-08-23 2006-03-02 Tokyo Electron Ltd 無電解めっき装置
JP2006111938A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Tokyo Electron Ltd 無電解めっき装置
KR20070058310A (ko) * 2005-12-02 2007-06-08 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤 무전해 도금 장치 및 무전해 도금 방법
JP5105833B2 (ja) * 2005-12-02 2012-12-26 東京エレクトロン株式会社 無電解めっき装置、無電解めっき方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130015638A (ko) * 2011-08-04 2013-02-14 세메스 주식회사 기판처리장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20100015791A1 (en) 2010-01-21
TWI427726B (zh) 2014-02-21
KR101178868B1 (ko) 2012-08-31
TW201005853A (en) 2010-02-01
JP2010024496A (ja) 2010-02-04
JP4571208B2 (ja) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101178868B1 (ko) 공급 장치, 반도체 제조 장치 및 반도체 제조 방법
JP4547016B2 (ja) 半導体製造装置、半導体製造方法
KR101123704B1 (ko) 캡 메탈 형성 방법
JP3495033B1 (ja) 無電解メッキ装置、および無電解メッキ方法
KR101637170B1 (ko) 액처리 장치, 액처리 방법
JP5095786B2 (ja) 半導体製造方法
KR101123705B1 (ko) 반도체 제조 장치, 반도체 제조 방법
KR101123703B1 (ko) 캡 메탈 형성 방법
KR101765560B1 (ko) 도금 처리 방법, 도금 처리 장치 및 기억 매체
US20050022909A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2015178661A (ja) 無電解めっき方法
JP7114744B2 (ja) 基板液処理装置及び基板液処理方法
JP5331096B2 (ja) めっき処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 6