KR20210037679A - 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 - Google Patents

기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 Download PDF

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타카후미 니와
유이치로 이나토미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 액 처리 장치는 기판(W)을 흡착 유지하여 회전시키는 기판 유지부(52)와, 기판 유지부(52)를 외부로부터 가열하는 가열부와, 기판 유지부(52)에 유지되어 회전하는 기판(W)에 대하여 도금액(L1)을 공급하는 도금액 공급부(53)와, 기판 유지부(52)와 가열부와 도금액 공급부(53)의 동작을 제어하는 제어부(3)를 구비하고, 제어부(3)는, 기판 유지부(52)로 기판(W)을 유지하기 전에, 가열부로 기판 유지부(52)를 50℃ 이상으로 가열하도록 제어한다.

Description

기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법
본 개시는 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 기판(웨이퍼)을 도금액으로 이루어지는 처리액을 이용하여 무전해 도금 처리하는 기판 액 처리 장치가 개시되어 있다.
일본특허공개공보 2018-003097호
본 개시는, 무전해 도금 처리에 있어서, 기판 면내에서 도금막의 균일성을 향상시키는 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양에 따른 기판 액 처리 장치는, 기판을 흡착 유지하여 회전시키는 기판 유지부와, 기판 유지부를 외부로부터 가열하는 가열부와, 기판 유지부에 유지되어 회전하는 기판에 대하여 도금액을 공급하는 도금액 공급부와, 기판 유지부와 가열부와 도금액 공급부의 동작을 제어하는 제어부를 구비한다. 제어부는, 기판 유지부로 기판을 유지하기 전에, 가열부로 기판 유지부를 50℃ 이상으로 가열하도록 제어한다.
본 개시에 따르면, 무전해 도금 처리에 있어서, 기판 면내에서 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 도금 처리 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 도금 처리부의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 도 1의 도금 처리 장치에 있어서의 기판의 도금 처리를 나타내는 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 하나의 실시의 형태에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 개시의 실시의 형태에 따른 기판 액 처리 장치의 구성을 설명한다. 도 1은 본 개시의 실시의 형태에 따른 기판 액 처리 장치의 일례로서의 도금 처리 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도이다. 여기서, 도금 처리 장치는, 기판(W)에 도금액(L1)(처리액)을 공급하여 기판(W)을 도금 처리(액 처리)하는 장치이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 개시의 실시의 형태에 따른 도금 처리 장치(1)는 도금 처리 유닛(2)과, 도금 처리 유닛(2)의 동작을 제어하는 제어부(3)를 구비하고 있다.
도금 처리 유닛(2)은 기판(W)(웨이퍼)에 대한 각종 처리를 행한다. 도금 처리 유닛(2)이 행하는 각종 처리에 대해서는 후술한다.
제어부(3)는 예를 들면 컴퓨터이며, 동작 제어부와 기억부를 가지고 있다. 동작 제어부는 예를 들면 CPU(Central Processing Unit)로 구성되어 있고, 기억부에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내 실행함으로써, 도금 처리 유닛(2)의 동작을 제어한다. 기억부는 예를 들면 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 하드 디스크 등의 기억 디바이스로 구성되어 있고, 도금 처리 유닛(2)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램을 기억한다.
또한, 프로그램은 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체(31)에 기록된 것이어도 되고, 그 기록 매체(31)로부터 기억부에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체(31)로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등을 들 수 있다. 기록 매체(31)에는, 예를 들면 도금 처리 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 컴퓨터가 도금 처리 장치(1)를 제어하여 후술하는 도금 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된다.
도 1을 참조하여, 도금 처리 유닛(2)의 구성을 설명한다. 도 1은 도금 처리 유닛(2)의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도금 처리 유닛(2)은 반입반출 스테이션(21)과, 반입반출 스테이션(21)에 인접하여 마련된 처리 스테이션(22)을 가지고 있다.
반입반출 스테이션(21)은 배치부(211)와, 배치부(211)에 인접하여 마련된 반송부(212)를 포함하고 있다.
배치부(211)에는 복수 매의 기판(W)을 수평 상태로 수용하는 복수의 반송 용기(이하 '캐리어(C)'라고 함)가 배치된다.
반송부(212)는 반송 기구(213)와 전달부(214)를 포함하고 있다. 반송 기구(213)는 기판(W)을 유지하는 유지 기구를 포함하고, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하게 되도록 구성되어 있다.
처리 스테이션(22)은 도금 처리부(5)를 포함하고 있다. 본 실시의 형태에 있어서, 처리 스테이션(22)이 가지는 도금 처리부(5)의 개수는 2 개 이상이지만, 1 개여도 된다. 도금 처리부(5)는 정해진 방향으로 연장되는 반송로(221)의 양측(후술하는 반송 기구(222)의 이동 방향에 직교하는 방향에 있어서의 양측)에 배열되어 있다.
반송로(221)에는 반송 기구(222)가 마련되어 있다. 반송 기구(222)는 기판(W)을 유지하는 유지 기구를 포함하고, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하게 되도록 구성되어 있다.
도금 처리 유닛(2)에 있어서, 반입반출 스테이션(21)의 반송 기구(213)는 캐리어(C)와 전달부(214)와의 사이에서 기판(W)의 반송을 행한다. 구체적으로, 반송 기구(213)는 배치부(211)에 배치된 캐리어(C)로부터 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 전달부(214)에 배치한다. 또한, 반송 기구(213)는 처리 스테이션(22)의 반송 기구(222)에 의해 전달부(214)에 배치된 기판(W)을 취출하여, 배치부(211)의 캐리어(C)에 수용한다.
도금 처리 유닛(2)에 있어서, 처리 스테이션(22)의 반송 기구(222)는 전달부(214)와 도금 처리부(5)와의 사이, 도금 처리부(5)와 전달부(214)와의 사이에서 기판(W)의 반송을 행한다. 구체적으로, 반송 기구(222)는 전달부(214)에 배치된 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 도금 처리부(5)로 반입한다. 또한, 반송 기구(222)는 도금 처리부(5)로부터 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 전달부(214)에 배치한다.
이어서 도 2를 참조하여, 도금 처리부(5)의 구성을 설명한다. 도 2는 도금 처리부(5)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도금 처리부(5)는 무전해 도금 처리를 포함하는 액 처리를 행하도록 구성되어 있다. 이 도금 처리부(5)는 챔버(51)와, 챔버(51) 내에 배치되어, 기판(W)을 수평으로 유지하는 기판 유지부(52)와, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 상면에 도금액(L1)(처리액)을 공급하는 도금액 공급부(53)(처리액 공급부)를 구비하고 있다.
본 실시의 형태에서는, 기판 유지부(52)는 기판(W)의 하면(이면)을 진공 흡착하는 척 부재(521)를 가지고 있다. 이 척 부재(521)는 이른바 진공 척 타입으로 되어 있다.
기판 유지부(52)에는 회전 샤프트(522)를 개재하여 회전 모터(523)(회전 구동부)가 연결되어 있다. 이 회전 모터(523)가 구동되면, 기판 유지부(52)는 기판(W)과 함께 회전한다. 회전 모터(523)는 챔버(51)에 고정된 베이스(524)에 지지되어 있다. 또한, 기판 유지부(52)의 내부에는 히터 등의 가열원은 마련되어 있지 않다.
도금액 공급부(53)는 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 도금액(L1)을 토출(공급)하는 도금액 노즐(531)(처리액 노즐)과, 도금액 노즐(531)에 도금액(L1)을 공급하는 도금액 공급원(532)을 가지고 있다. 이 중 도금액 공급원(532)은, 정해진 온도로 가열 내지 온도 조절된 도금액(L1)을, 도금액 배관(533)을 거쳐 도금액 노즐(531)로 공급하도록 구성되어 있다. 도금액 노즐(531)로부터의 도금액(L1)의 토출 시의 온도는 예를 들면 55℃ 이상 75℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 60℃ 이상 70℃ 이하이다. 도금액 노즐(531)은 노즐 암(56)에 유지되어, 이동 가능하게 구성되어 있다.
도금액(L1)은 자기 촉매형(환원형) 무전해 도금용의 도금액이다. 도금액(L1)은, 예를 들면 금속 이온과 환원제를 함유한다. 도금액(L1)에 포함되는 금속 이온은, 예를 들면 코발트(Co) 이온, 니켈(Ni) 이온, 텅스텐(W) 이온, 구리(Cu) 이온, 팔라듐(Pd) 이온, 금(Au) 이온, 루테늄(Ru) 이온 등이다. 또한, 도금액(L1)에 포함되는 환원제는, 차아인산, 디메틸아민보란, 글리옥실산 등이다. 도금액(L1)은 첨가제 등을 함유하고 있어도 된다. 도금액(L1)을 사용한 도금 처리에 의해 형성되는 도금막으로서는, 예를 들면 CoWB, CoB, CoWP, CoWBP, NiWB, NiB, NiWP, NiWBP, Cu, Pd, Ru 등을 들 수 있다. 또한, 도금막은 단층으로 형성되어 있어도 되고, 2층 이상에 걸쳐 형성되어도 된다. 도금막이 2층 구조로 이루어지는 경우, 하지 금속층측으로부터 차례로, 예를 들면 CoWB / CoB, Pd / CoB 등의 층 구성을 가지고 있어도 된다.
도금 처리부(5)는, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 상면에 전세정액(L2)을 공급하는 전세정액 공급부(54)와, 당해 기판(W)의 상면에 린스액(L3)을 공급하는 린스액 공급부(55)를 더 구비하고 있다.
전세정액 공급부(54)는, 기판 유지부(52)에 유지되어 회전하는 기판(W)에 대하여 전세정액(L2)을 공급하고, 기판(W)의 하지 금속층을 전세정 처리하는 것이다. 이 전세정액 공급부(54)는, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 전세정액(L2)을 토출하는 전세정액 노즐(541)과, 전세정액 노즐(541)에 전세정액(L2)을 공급하는 전세정액 공급원(542)을 가지고 있다. 이 중 전세정액 공급원(542)은, 후술하는 바와 같이 정해진 온도로 가열 내지 온도 조절된 전세정액(L2)을, 전세정액 배관(543)을 거쳐 전세정액 노즐(541)로 공급하도록 구성되어 있다. 전세정액 노즐(541)은 노즐 암(56)에 유지되어, 도금액 노즐(531)과 함께 이동 가능하게 되어 있다.
전세정액(L2)으로서는, 디카복실산 또는 트리카복실산이 이용된다. 이 중 디카복실산으로서는, 예를 들면 사과산, 호박산, 말론산, 수산, 글루타르산, 아디핀산, 주석산 등의 유기산을 이용할 수 있다. 또한, 트리카복실산으로서는, 예를 들면 구연산 등의 유기산을 이용할 수 있다.
적어도 기판(W) 상에 있어서의 전세정액(L2)의 온도는, 상온보다 높은 온도로 가열 내지 온도 조절되어 있다. 구체적으로, 전세정액(L2)의 온도는 40℃ 이상이며, 바람직하게는 50℃ 이상 80℃ 이하이며, 더 바람직하게는 60℃ 이상 70℃ 이하가 되어 있다. 이와 같이 전세정액(L2)을 40℃ 이상으로 가열 내지 온도 조절함으로써, 전세정액(L2)의 반응성을 높여, 기판(W)의 하지 금속층에 형성된 산화 피막 등을 효율 좋게 단시간에 제거할 수 있다.
전세정액(L2)은, 전세정액 공급부(54)의 가열 기구(544)에 의해 가열된다. 이 경우, 가열 기구(544)는 전세정액 배관(543)에 마련된 열 교환기이며, 전세정액 배관(543) 내를 흐르는 전세정액(L2)을 가열하는 것이다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 가열 기구(544)는 전세정액 공급원(542)의 탱크에 마련되어, 탱크 내에 충전된 전세정액(L2)을 가열하는 것이어도 된다. 이 경우, 전세정액 노즐(541)로부터 기판(W)에 공급되는 시점에서의 전세정액(L2)의 온도를 40℃ 이상으로 할 수 있다. 혹은, 전세정액(L2)은, 상온 상태로 전세정액 노즐(541)로부터 기판(W)에 공급되고, 이 후, 기판(W)의 근방에 마련된 가열부(예를 들면, 후술하는 히터(63))에 의해, 기판(W) 상의 전세정액(L2)의 온도가 40℃ 이상이 되도록 가열되어도 된다.
또한, 전세정액(L2)의 온도는, 후공정에서 이용되는 도금액(L1)의 온도에 근접시키는 것이 바람직하며, 구체적으로, 도금액(L1)의 온도의 ±5℃ 이내로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도금액(L1)의 토출 시의 온도가 55℃ 이상 75℃ 이하인 경우에는, 전세정액(L2)의 온도를 50℃ 이상 80℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 전세정액(L2)의 온도를 도금액(L1)의 온도에 근접시킴으로써, 도금 처리를 행하기 전에, 전세정액(L2)에 의해 기판(W)을 예비 가열해 둘 수 있어, 도금 처리를 순조롭게 개시할 수 있다.
린스액 공급부(55)는 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 린스액(L3)을 토출하는 린스액 노즐(551)과, 린스액 노즐(551)에 린스액(L3)을 공급하는 린스액 공급원(552)을 가지고 있다. 이 중 린스액 노즐(551)은 노즐 암(56)에 유지되어, 도금액 노즐(531) 및 전세정액 노즐(541)과 함께 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 린스액 공급원(552)은 린스액(L3)을, 린스액 배관(553)을 거쳐 린스액 노즐(551)로 공급하도록 구성되어 있다. 린스액(L3)으로서는, 예를 들면 순수 등을 사용할 수 있다.
상술한 도금액 노즐(531), 전세정액 노즐(541) 및 린스액 노즐(551)을 유지하는 노즐 암(56)에, 도시하지 않은 노즐 이동 기구가 연결되어 있다. 이 노즐 이동 기구는 노즐 암(56)을 수평 방향 및 상하 방향으로 이동시킨다. 보다 구체적으로, 노즐 이동 기구에 의해, 노즐 암(56)은 기판(W)에 처리액(도금액(L1), 전세정액(L2) 또는 린스액(L3))을 토출하는 토출 위치와, 토출 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치와의 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 이 중 토출 위치는 기판(W)의 상면 중 임의의 위치에 처리액을 공급 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판(W)의 중심으로 처리액을 공급 가능한 위치로 하는 것이 적합하다. 기판(W)에 도금액(L1)을 공급하는 경우, 전세정액(L2)을 공급하는 경우, 린스액(L3)을 공급하는 경우에서, 노즐 암(56)의 토출 위치는 상이해도 된다. 퇴피 위치는 챔버(51) 내 중, 상방에서 봤을 경우에 기판(W)과 중첩되지 않는 위치로서, 토출 위치로부터 먼 위치이다. 노즐 암(56)이 퇴피 위치에 위치되어 있는 경우, 이동하는 덮개체(6)가 노즐 암(56)과 간섭하는 것이 회피된다.
기판 유지부(52)의 주위에는 컵(571)이 마련되어 있다. 이 컵(571)은 상방에서 봤을 경우에 링 형상으로 형성되어 있고, 기판(W)의 회전 시에, 기판(W)으로부터 비산한 처리액을 받아, 드레인 덕트(581)로 안내한다. 컵(571)의 외주측에는 분위기 차단 커버(572)가 마련되어 있어, 기판(W)의 주위의 분위기가 챔버(51) 내에 확산되는 것을 억제하고 있다. 이 분위기 차단 커버(572)는 상하 방향으로 연장되도록 원통 형상으로 형성되어 있고, 상단이 개구되어 있다. 분위기 차단 커버(572) 내에, 후술하는 덮개체(6)가 상방으로부터 삽입 가능하게 되어 있다.
본 실시의 형태에서는, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)은 덮개체(6)에 의해 덮인다. 이 덮개체(6)는 천장부(61)와, 천장부(61)로부터 하방으로 연장되는 측벽부(62)를 가지고 있다.
천장부(61)는 제 1 천장판(611)과, 제 1 천장판(611) 상에 마련된 제 2 천장판(612)을 포함하고 있다. 제 1 천장판(611)과 제 2 천장판(612) 사이에는 히터(63)(가열부)가 개재되어 있다. 제 1 천장판(611) 및 제 2 천장판(612)은 히터(63)를 밀봉하여, 히터(63)가 도금액(L1) 등의 처리액에 접하지 않도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로, 제 1 천장판(611)과 제 2 천장판(612) 사이로서 히터(63)의 외주측에 씰 링(613)이 마련되어 있고, 이 씰 링(613)에 의해 히터(63)가 밀봉되어 있다. 제 1 천장판(611) 및 제 2 천장판(612)은 도금액(L1) 등의 처리액에 대한 내부식성을 가지고 있는 것이 적합하며, 예를 들면 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한 내부식성을 높이기 위하여, 제 1 천장판(611), 제 2 천장판(612) 및 측벽부(62)는 테플론(등록 상표)으로 코팅되어 있어도 된다.
덮개체(6)에는 덮개체 암(71)을 개재하여 덮개체 이동 기구(7)가 연결되어 있다. 덮개체 이동 기구(7)는 덮개체(6)를 수평 방향 및 상하 방향으로 이동시킨다. 보다 구체적으로, 덮개체 이동 기구(7)는 덮개체(6)를 수평 방향으로 이동시키는 선회 모터(72)와, 덮개체(6)를 상하 방향으로 이동시키는 실린더(73)(간격 조절부)를 가지고 있다. 이 중 선회 모터(72)는, 실린더(73)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 마련된 지지 플레이트(74) 상에 장착되어 있다. 실린더(73)의 대체로서, 모터와 볼 나사를 포함하는 액츄에이터(도시하지 않음)를 이용해도 된다.
덮개체 이동 기구(7)의 선회 모터(72)는, 덮개체(6)를, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 상방에 배치된 상방 위치와, 상방 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치와의 사이에서 이동시킨다. 이 중 상방 위치는 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 비교적 큰 간격으로 대향하는 위치로서, 상방에서 봤을 경우에 기판(W)과 중첩되는 위치이다. 퇴피 위치는 챔버(51) 내 중, 상방에서 봤을 경우에 기판(W)과 중첩되지 않는 위치이다. 덮개체(6)가 퇴피 위치에 위치되어 있는 경우, 이동하는 노즐 암(56)이 덮개체(6)와 간섭하는 것이 회피된다. 선회 모터(72)의 회전축선은 상하 방향으로 연장되어 있고, 덮개체(6)는 상방 위치와 퇴피 위치와의 사이에서, 수평 방향으로 선회 이동 가능하게 되어 있다.
덮개체 이동 기구(7)의 실린더(73)는 덮개체(6)를 상하 방향으로 이동시켜, 도금액(L1)이 공급된 기판(W)과 천장부(61)의 제 1 천장판(611)과의 간격을 조절한다. 보다 구체적으로, 실린더(73)는 덮개체(6)를 하방 위치(도 2에서 실선으로 나타내는 위치)와, 상방 위치(도 2에서 이점 쇄선으로 나타내는 위치)에 위치시킨다.
본 실시의 형태에서는, 히터(63)가 구동되어, 상술한 하방 위치에 덮개체(6)가 위치되었던 경우에, 기판 유지부(52) 또는 기판(W) 상의 도금액(L1)이 가열되도록 구성되어 있다.
덮개체(6)의 내측에는, 불활성 가스 공급부(66)에 의해 불활성 가스(예를 들면, 질소(N2) 가스)가 공급된다. 이 불활성 가스 공급부(66)는 덮개체(6)의 내측에 불활성 가스를 토출하는 가스 노즐(661)과, 가스 노즐(661)에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(662)을 가지고 있다. 이 중, 가스 노즐(661)은 덮개체(6)의 천장부(61)에 마련되어 있고, 덮개체(6)가 기판(W)을 덮은 상태로 기판(W)을 향해 불활성 가스를 토출한다.
덮개체(6)의 천장부(61) 및 측벽부(62)는 덮개체 커버(64)에 의해 덮여 있다. 이 덮개체 커버(64)는 덮개체(6)의 제 2 천장판(612) 상에, 지지부(65)를 개재하여 배치되어 있다. 즉, 제 2 천장판(612) 상에, 제 2 천장판(612)의 상면으로부터 상방에 돌출되는 복수의 지지부(65)가 마련되어 있고, 이 지지부(65)에 덮개체 커버(64)가 배치되어 있다. 덮개체 커버(64)는 덮개체(6)와 함께 수평 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 덮개체 커버(64)는 덮개체(6) 내의 열이 주위로 빠져나가는 것을 억제하기 위하여, 천장부(61) 및 측벽부(62)보다 높은 단열성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 덮개체 커버(64)는 수지 재료에 의해 형성되어 있는 것이 적합하며, 그 수지 재료가 내열성을 가지고 있는 것이 보다 한층 적합하다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)와 덮개체 커버(64)가 일체적으로 마련되고, 하방 위치에 배치된 경우에 기판 유지부(52) 또는 기판(W)을 덮는 커버 유닛(10)이, 이들 덮개체(6) 및 덮개체 커버(64)에 의해 구성된다.
챔버(51)의 상부에는, 덮개체(6)의 주위로 청정한 공기(기체)를 공급하는 팬 필터 유닛(59)(기체 공급부)이 마련되어 있다. 팬 필터 유닛(59)은 챔버(51) 내(특히, 분위기 차단 커버(572) 내)로 공기를 공급하고, 공급된 공기는 배기관(81)을 향해 흐른다. 덮개체(6)의 주위에는, 이 공기가 하향으로 흐르는 다운 플로우가 형성되고, 도금액(L1) 등의 처리액으로부터 기화한 가스는, 이 다운 플로우에 의해 배기관(81)을 향해 흐른다. 이와 같이 하여, 처리액으로부터 기화한 가스가 상승하여 챔버(51) 내에 확산되는 것을 방지하고 있다.
상술한 팬 필터 유닛(59)으로부터 공급된 기체는, 배기 기구(8)에 의해 배출되도록 되어 있다.
상술한 구성을 가지는 도금 처리 장치(1)의 도금 처리부(5)는, 또한 제어부(3)에 의해 기판 유지부(52)와 히터(63)(가열부)와 도금액 공급부(53)의 동작을 제어한다. 제어부(3)는, 기판 유지부(52)로 기판(W)을 흡착 유지하기 전에, 히터(63)(가열부)로 기판 유지부(52)를 50℃ 이상으로 가열하도록 제어한다. 예를 들면, 도금액(L1)의 토출 시의 온도가 55℃ 이상 75℃ 이하인 경우에는, 기판 유지부(52)의 온도를 50℃ 이상 80℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
상술에서는 기판 유지부(52)의 상방에 마련된 히터(63)(가열부)로 기판 유지부(52)를 가열했지만, 이에 한정되지 않고, 기판 유지부(52)의 하방에 마련된, 예를 들면 환상의 히터(530)(가열부)로 기판 유지부(52)를 가열해도 된다.
또한, 환상의 히터(530)(가열부)로 기판 유지부(52)를 가열하는 경우, 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)가, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 상방에 배치된 상방 위치로 이동한 상태, 또는 상방 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치로 이동한 상태여도 된다. 이에 의해, 기판 유지부(52)를 가열하는 하방 위치로 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)를 이동하는 시간을 생략할 수 있다.
또한 상술에 한정되지 않고, 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)를, 기판 유지부(52)를 가열하는 하방 위치로 이동시켜, 환상의 히터(530)(가열부)와 동시에 기판 유지부(52)를 가열해도 된다. 이에 의해, 기판 유지부(52)를 급속하게 가열할 수 있다. 또한, 도금 처리 중에 있어서도, 기판 유지부(52)를 가열할 수 있다.
종래, 기판 유지부(52)로 기판(W)을 흡착 유지했을 때의 기판 유지부(52)의 흡열에 의해 기판(W) 상의 도금액(L1)의 온도가 저하되어, 도금막의 성장이 저해되는 경우가 있다. 이에 의해, 기판 유지부(52)의 영역의 기판(W) 상에 형성되는 도금막이 얇아져, 기판(W)의 면내에서 도금막의 막 두께가 불균일해져 있었다.
본 실시의 형태에 있어서는, 제어부(3)에 의해, 기판 유지부(52)로 기판(W)을 흡착 유지하기 전에, 히터(63)(가열부)로 기판 유지부(52)를 50℃ 이상으로 가열하도록 제어한다. 예를 들면, 도금액(L1)의 토출 시의 온도가 55℃ 이상 75℃ 이하인 경우에는, 기판 유지부(52)의 온도를 50℃ 이상 80℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판 유지부(52)의 흡열이 억제되어, 기판(W)의 면내에서 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시의 형태의 작용에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다. 여기서는, 기판 액 처리 방법의 일례로서, 도금 처리 장치(1)를 이용한 도금 처리 방법에 대하여 설명한다.
도금 처리 장치(1)에 의해 실시되는 도금 처리 방법은, 상술한 기판(W)에 대한 도금 처리를 포함한다. 도금 처리는 도금 처리부(5)에 의해 실시된다. 이하에 나타내는 도금 처리부(5)의 동작은 제어부(3)에 의해 제어된다. 또한, 하기의 처리가 행해지고 있는 동안, 팬 필터 유닛(59)으로부터 청정한 공기가 챔버(51) 내로 공급되어, 배기관(81)을 향해 흐른다.
[기판 유지 가열 공정]
먼저, 기판 유지부(52)가 히터(63)(가열부)를 구비한 덮개체(6)에 의해 덮여, 기판 유지부(52)가 가열된다(단계(S1)). 이 경우, 먼저, 덮개체 이동 기구(7)의 선회 모터(72)가 구동되어, 퇴피 위치에 위치되어 있었던 덮개체(6)가 수평 방향으로 선회 이동하여, 상방 위치에 위치된다. 이어서, 덮개체 이동 기구(7)의 실린더(73)가 구동되어, 상방 위치에 위치된 덮개체(6)가 하강한다. 이에 의해, 기판 유지부(52)가 덮개체(6)에 의해 덮이고, 히터(63)(가열부)가 구동되어, 기판 유지부(52)가 가열된다. 기판 유지 가열 공정에서의 기판 유지부(52)의 가열 온도는 50℃ 이상으로 가열된다. 예를 들면, 도금액(L1)의 토출 시의 온도가 55℃ 이상 75℃ 이하인 경우에는, 기판 유지부(52)의 온도를 50℃ 이상 80℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
[기판 유지 공정]
이어서, 도금 처리부(5)에 기판(W)이 반입되고, 반입된 기판(W)이, 기판 유지부(52)에 유지된다(단계(S2)). 여기서는, 기판(W)의 하면이 진공 흡착되어, 기판 유지부(52)에 기판(W)이 수평으로 유지된다.
[전세정 처리 공정]
이어서, 기판 유지부(52)에 수평으로 유지된 기판(W)이, 전세정 처리된다(단계(S3)). 이 경우, 먼저, 회전 모터(523)가 구동되어 기판(W)이 정해진 회전수로 회전한다. 이어서, 퇴피 위치에 위치되어 있던 노즐 암(56)이, 토출 위치로 이동한다. 이어서, 회전하는 기판(W)에, 전세정액 노즐(541)로부터 전세정액(L2)이 공급되어, 기판(W)의 표면이 세정된다. 이에 의해, 기판(W)의 표면에 형성된 산화 피막 및 부착물 등이, 기판(W)으로부터 제거된다. 기판(W)에 공급된 전세정액(L2)은 드레인 덕트(581)로 배출된다.
[기판 린스 처리 공정]
이어서, 세정 처리된 기판(W)이 린스 처리된다(단계(S4)). 이 경우, 회전하는 기판(W)에, 린스액 노즐(551)로부터 린스액(L3)이 공급되어, 기판(W)의 표면이 린스 처리된다. 이에 의해, 기판(W) 상에 잔존하는 전세정액(L2)이 씻겨내진다. 기판(W)에 공급된 린스액(L3)은 드레인 덕트(581)로 배출된다. 또한, 린스액(L3)의 온도는 상온에 한정되지 않고, 린스액 공급부(55)에 마련된 가열 기구(도시하지 않음)에 의해, 도금액(L1)을 가열하는 온도와 동등 이상으로 가열되어도 된다.
[도금액 공급 공정]
이어서, 도금액 공급 공정으로서, 린스 처리된 기판(W) 상에 도금액(L1)이 공급되어 축적된다(단계(S5)). 이 경우, 먼저, 기판(W)의 회전수를, 린스 처리 시의 회전수보다 저감시킨다. 예를 들면, 기판(W)의 회전수를 50 ~ 150 rpm으로 해도 된다. 이에 의해, 기판(W) 상에 형성되는 후술하는 도금막을 균일화시킬 수 있다. 또한, 도금액(L1)의 축적량을 증대시키기 위하여, 기판(W)의 회전은 정지시켜도 된다.
이어서, 도금액 노즐(531)로부터 기판(W)의 상면에 도금액(L1)이 토출된다. 토출된 도금액(L1)은 표면 장력에 의해 기판(W)의 상면에 머물며, 도금액(L1)이 기판(W)의 상면에 축적되어, 도금액(L1)의 층(이른바 퍼들)이 형성된다. 도금액(L1)의 일부는, 기판(W)의 상면으로부터 유출되어, 드레인 덕트(581)로부터 배출된다. 정해진 양의 도금액(L1)이 도금액 노즐(531)로부터 토출된 후, 도금액(L1)의 토출이 정지된다. 이 후, 토출 위치에 위치되어 있던 노즐 암(56)이, 퇴피 위치에 위치된다.
[도금액 가열 처리 공정]
이어서, 도금액 가열 처리 공정으로서, 기판(W) 상에 축적된 도금액(L1)이 가열된다. 이 도금액 가열 처리 공정은, 기판(W)을 덮개체(6)로 덮는 공정(단계(S6))과, 불활성 가스를 공급하는 공정(단계(S7))과, 도금액(L1)을 가열하는 가열 공정(단계(S8))을 가지고 있다. 또한 도금액 가열 처리 공정에 있어서도, 기판(W)의 회전수는, 도금액 공급 공정과 동일한 속도(혹은 회전 정지)로 유지되는 것이 적합하다.
<기판을 덮개체로 덮는 공정>
먼저, 기판(W)이 덮개체(6)에 의해 덮인다(단계(S6)). 이 경우, 먼저, 덮개체 이동 기구(7)의 선회 모터(72)가 구동되어, 퇴피 위치에 위치되어 있던 덮개체(6)가 수평 방향으로 선회 이동하여, 상방 위치에 위치된다. 이어서, 덮개체 이동 기구(7)의 실린더(73)가 구동되어, 상방 위치에 위치된 덮개체(6)가 하강한다. 이에 의해, 기판(W)이 덮개체(6)에 의해 덮여, 기판(W)의 주위의 공간이 폐색화된다.
<불활성 가스 공급 공정>
기판(W)이 덮개체(6)에 의해 덮인 후, 덮개체(6)의 천장부(61)에 마련된 가스 노즐(661)이, 덮개체(6)의 내측에 불활성 가스를 토출한다(단계(S7)). 이에 의해, 덮개체(6)의 내측이 불활성 가스로 치환되어, 기판(W)의 주위가 저산소 분위기가 된다. 불활성 가스는 정해진 시간 토출되고, 이 후, 불활성 가스의 토출을 정지한다.
<가열 공정>
이어서, 기판(W) 상에 축적된 도금액(L1)이 가열된다(단계(S8)). 가열 공정에 있어서, 히터(63)가 구동되어, 기판(W) 상에 축적된 도금액(L1)이 가열된다. 가열 공정에서의 도금액(L1)의 가열은, 도금액(L1)의 온도가 정해진 온도까지 상승하도록 설정된 정해진 시간 행해진다. 도금액(L1)의 온도가, 성분이 석출되는 온도까지 상승하면, 기판(W)의 상면에 도금액(L1)의 성분이 석출되어, 도금막이 형성되기 시작한다.
<덮개체 퇴피 공정>
가열 공정이 종료되면, 덮개체 이동 기구(7)가 구동되어, 덮개체(6)가 퇴피 위치에 위치된다(단계(S9)). 이 경우, 먼저, 덮개체 이동 기구(7)의 실린더(73)가 구동되어, 덮개체(6)가 상승하여, 상방 위치에 위치된다. 이 후, 덮개체 이동 기구(7)의 선회 모터(72)가 구동되어, 상방 위치에 위치된 덮개체(6)가 수평 방향으로 선회 이동하여, 퇴피 위치에 위치된다.
이와 같이 하여, 기판(W)의 도금액 가열 처리 공정(단계(S6 ~ S9))이 종료된다.
[기판 린스 처리 공정]
이어서, 도금액 가열 처리된 기판(W)이 린스 처리된다(단계(S10)). 이 경우, 먼저, 기판(W)의 회전수를, 도금 처리 시의 회전수보다 증대시킨다. 예를 들면, 도금 처리 전의 기판 린스 처리 공정(단계(S4))과 동일한 회전수로 기판(W)을 회전시킨다. 이어서, 퇴피 위치에 위치되어 있던 린스액 노즐(551)이, 토출 위치로 이동한다. 이어서, 회전하는 기판(W)에, 린스액 노즐(551)로부터 린스액(L3)이 공급되어, 기판(W)의 표면이 세정된다. 이에 의해, 기판(W) 상에 잔존하는 도금액(L1)이 씻겨내진다.
[기판 건조 처리 공정]
이어서, 린스 처리된 기판(W)이 건조 처리된다(단계(S11)). 이 경우, 예를 들면 기판(W)의 회전수를, 기판 린스 처리 공정(단계(S10))의 회전수보다 증대시켜, 기판(W)을 고속으로 회전시킨다. 이에 의해, 기판(W) 상에 잔존하는 린스액(L3)이 털어내져 제거되고, 기판(W) 상에 도금막이 형성된 기판(W)이 얻어진다. 이 경우, 기판(W)에, 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스를 분출하여, 기판(W)의 건조를 촉진시켜도 된다. 또한 기판 린스 처리 공정(단계(S10))에서는, 예를 들면 IPA(이소프로필 알코올) 등의 유기계 용제로 이루어지는 처리액을 기판(W)에 공급해도 된다. 이 때, 기판(W) 상에 잔류하고 있던 린스액(L3)을 IPA 등의 처리액 중에 넣고, 또한 이 처리액을 기판(W) 상으로부터 털어내 증발시켜, 기판(W)을 건조해도 된다.
[기판 취출 공정]
이 후, 기판(W)이 기판 유지부(52)로부터 취출되어, 도금 처리부(5)로부터 반출된다(단계(S12)).
이와 같이 하여, 도금 처리 장치(1)를 이용한 기판(W)의 일련의 도금 처리 방법(단계(S1) ~ 단계(S12))이 종료된다.
이와 같이 본 실시의 형태에 따르면, 기판(W)을 수평으로 흡착 유지하여 회전시키면서, 기판(W)에 대하여 도금액(L1)을 공급하고, 도금 처리를 실시함에 있어, 기판(W)을 흡착 유지하는 기판 유지부(52)를 외부로부터 가열한다. 기판 유지부(52)의 가열은, 기판 유지부(52)가 기판(W)을 유지하기 전에 행해지고, 기판 유지부(52)의 온도를 50도 이상으로 한다.
상술에서는 기판 유지부(52)의 상방에 마련된 히터(63)(가열부)로 기판 유지부(52)를 가열했지만, 이에 한정되지 않고, 기판 유지부(52)의 하방에 마련된, 예를 들면 환상의 히터(530)(가열부)로 기판 유지부(52)를 가열해도 된다.
또한, 환상의 히터(530)(가열부)로 기판 유지부(52)를 가열하는 경우, 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)가, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 상방에 배치된 상방 위치로 이동한 상태, 또는 상방 위치로부터 퇴피한 퇴피 위치여도 된다.
이 경우, 기판 유지부(52)를 가열하는 하방 위치로 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)를 이동하는 시간을 생략할 수 있다.
또한 상술에 한정되지 않고, 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)를, 기판 유지부(52)를 가열하는 하방 위치로 이동시켜, 환상의 히터(530)(가열부)와 동시에 기판 유지부(52)를 가열해도 된다. 이에 의해, 기판 유지부(52)를 급속하게 가열할 수 있다. 또한, 도금 처리 중에 있어서도, 기판 유지부(52)를 가열할 수 있다.
종래, 기판 유지부(52)로 기판(W)을 흡착 유지했을 때의 기판 유지부(52)의 흡열에 의해 기판(W) 상의 도금액(L1)의 온도가 저하되어, 도금막의 성장이 저해되는 경우가 있다. 이에 의해, 기판 유지부(52)의 영역의 기판(W) 상에 형성되는 도금막이 얇아져, 기판(W)의 면내에서 도금막의 막 두께가 불균일해져 있었다.
본 실시의 형태에 있어서는, 제어부(3)에 의해, 기판 유지부(52)로 기판(W)을 흡착 유지하기 전에, 히터(63)(가열부)로 기판 유지부(52)를 50℃ 이상으로 가열하도록 제어한다. 예를 들면, 도금액(L1)의 토출 시의 온도가 55℃ 이상 75℃ 이하인 경우에는, 기판 유지부(52)의 온도를 50℃ 이상 80℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기판 유지부(52)의 흡열이 억제되어, 기판(W)의 면내에서 도금막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태는 상기 실시의 형태 그대로에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시의 형태 및 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해, 각종 실시 형태를 형성할 수 있다. 실시의 형태 및 변형예에 나타나는 전 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 상이한 실시의 형태에 걸치는 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.
예를 들면, 히터(530)(가열부)는 램프여도 된다. 또한, 기판 유지부(52)를 히터(63)를 구비하는 덮개체(6)로 가열하는 경우, 히터(63)와 기판 유지부(52)의 거리 및 가열 시간은, 기판 유지부(52)가 원하는 온도가 되도록 임의로 변경할 수 있다.
1 : 도금 처리 장치
2 : 도금 처리 유닛
3 : 제어부
10 : 커버 유닛
31 : 기록 매체
5 : 도금 처리부
51 : 챔버
52 : 기판 유지부
53 : 도금액 공급부
54 : 전세정액 공급부
63 : 히터
530 : 히터
541 : 전세정액 노즐
542 : 전세정액 공급원
544 : 가열 기구
55 : 린스액 공급부
56 : 노즐 암

Claims (9)

  1. 기판을 흡착 유지하여 회전시키는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부를 외부로부터 가열하는 가열부와,
    상기 기판 유지부에 유지되어 회전하는 상기 기판에 대하여 도금액을 공급하는 도금액 공급부와,
    상기 기판 유지부와 상기 가열부와 상기 도금액 공급부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 기판 유지부로 상기 기판을 유지하기 전에, 상기 가열부로 상기 기판 유지부를 50℃ 이상으로 가열하도록 제어하는, 기판 액 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는, 상기 기판 유지부보다 상방에 마련되는, 기판 액 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가열부는, 히터를 구비하고, 상기 기판 유지부 또는 상기 기판을 덮는 하방 위치에 배치 가능한 커버 유닛인, 기판 액 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는, 상기 기판 유지부의 하방에 마련되는, 기판 액 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가열부는, 상기 기판 유지부의 외주보다 내측에 히터 또는 램프가 마련되어 있는, 기판 액 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열부의 온도는, 80℃ 이하인, 기판 액 처리 장치.
  7. 기판을 흡착 유지하는 기판 유지부를 외부로부터 가열하는 기판 유지 가열 공정과,
    상기 기판 유지부로 기판을 유지하는 기판 유지 공정과,
    상기 기판을 수평으로 유지하여 회전시키면서, 상기 기판 상에 도금액을 공급하여 도금 처리하는 도금 처리 공정을 구비하고,
    상기 기판 유지 가열 공정은, 상기 기판 유지부로 상기 기판을 흡착 유지하기 전에, 상기 기판 유지부를 50도 이상으로 가열하는, 기판 액 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 유지 가열 공정의 가열부는, 상기 기판 유지부보다 상방 위치 및 하방 위치 중 적어도 어느 일방에 마련되는, 기판 액 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가열부의 온도는, 80℃ 이하인, 기판 액 처리 방법.
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