KR20240025040A - 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법 - Google Patents

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마사토시 시라이시
마사토 하마다
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

제어부는, 도금액 공급부 및 통전부를 제어하여, 전극 대향면의 일부 범위인 제 1 대향 범위에 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 처리면에 전기를 흘려 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하고, 도금액 공급부 및 통전부를 제어하여, 제 1 전해 도금 처리의 후에, 전극 대향면 중 제 1 대향 범위보다 넓은 제 2 대향 범위에 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 처리면에 전기를 흘려 제 2 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력한다.

Description

기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법
본 개시는 기판 액 처리 장치 및 기판 액 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 기판의 미세 오목부(트렌치 등)에 금속 배선을 매립하기 위하여 전해 도금(전기 도금)이 이용된다. 특허 문헌 1은, 전해 도금을 이용하여 구리 배선 기판을 제조하는 매엽식의 기판 처리 장치를 개시한다.
일본특허공개공보 2005-133160호
전해 도금 처리에서는, 기판(웨이퍼)에 전기를 흘림으로써, 기판의 시드층 상에 도금 금속이 퇴적된다. 보다 구체적으로, 기판의 외주부에 접속된 전극을 개재하여 기판의 전체에 전기를 흘림으로써, 기판의 처리면의 전체에 걸쳐 도금 금속이 퇴적된다.
이와 같이 하여 기판에 전기를 흘릴 시, 시드층의 전기 저항에 기인하여, 기판에서는 전압 강하가 발생한다. 이 전압 강하의 정도는, 전극 접속부(즉 기판 외주부)로부터 멀어짐에 따라 커진다. 이 때문에, 기판 외주부에 있어서의 도금 속도에 비해, 기판 중심부에 있어서의 도금 속도는 느려지고, 최종적으로 기판 상에 퇴적되는 도금 금속의 막 두께는, 기판 외주부와 기판 중심부와의 사이에서 큰 차가 생기는 경우가 있다.
한편, 최근, 기판 배선의 미세화가 더욱 더 진행되어, 시드층의 가일층의 박막화가 요구되고 있다. 시드층이 얇아짐에 따라, 시드층의 전기 저항이 증대되고, 전해 도금 처리에 있어서 기판에 발생하는 전압 강하의 정도는 커진다. 이 때문에 시드층의 박막화가 진행됨에 따라, 기판 상에 퇴적되는 도금 금속의 막 두께의 균일화가 보다 한층 저해된다.
본 개시는, 전해 도금에 있어서, 기판 상에 퇴적되는 도금 금속의 막 두께의 균일화에 유리한 기술을 제공한다.
본 개시의 일태양은, 기판을 회전 가능하게 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부에 의해 유지되는 기판에 접촉하는 제 1 전극과, 기판 유지부에 의해 유지되는 기판의 처리면에 대면하는 위치에 배치되는 전극 대향면을 가지는 제 2 전극과, 처리면을 둘러싸는 실부와, 기판 유지부에 의해 유지되는 기판의 처리면에 도금액을 공급하는 도금액 공급부와, 제 1 전극 및 제 2 전극을 개재하여, 기판 유지부에 의해 유지되는 기판의 처리면에 전기를 흘리는 통전부와, 제어부를 구비하고, 제어부는, 도금액 공급부 및 통전부를 제어하여, 전극 대향면의 일부 범위인 제 1 대향 범위에 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 처리면에 전기를 흘려 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하고, 도금액 공급부 및 통전부를 제어하여, 제 1 전해 도금 처리의 후에, 전극 대향면 중 제 1 대향 범위보다 넓은 제 2 대향 범위에 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 처리면에 전기를 흘려 제 2 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하는, 기판 액 처리 장치에 관한 것이다.
본 개시에 따르면, 전해 도금에 있어서, 기판 상에 퇴적되는 도금 금속의 막 두께의 균일화에 유리하다.
도 1은 처리 시스템의 일례의 개략을 나타내는 도이다.
도 2는 처리 유닛의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 제 2 전극의 일부의 확대 평면도를 나타내고, 복수의 통전 단자의 배치예를 나타낸다.
도 4는 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 6a는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6b는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6c는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6d는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6e는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6f는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6g는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6h는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 6i는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법의 일례를 나타내는 도이다.
도 7a는 제 2 실시 형태에 따른 처리 유닛의 일례를 나타내는 도이다.
도 7b는 도 7a에 나타내는 처리 유닛에 있어서의 기판 상의 도금액의 확산 방법을 나타내는 기판의 평면 상태의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 제 2 실시 형태에 따른 처리 유닛의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 9는 제 2 실시 형태에 따른 처리 유닛의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 10a는 제 2 전극의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 10b는 도 10a에 나타내는 요철(凹凸) 패턴의 일례를 나타내는 확대도이다.
도 11a는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11b는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11c는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11d는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11e는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11f는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11g는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11h는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11i는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 12a는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12b는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12c는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12d는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12e는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12f는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12g는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12h는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 12i는 제 2 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다.
도 13a는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13b는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13c는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13d는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13e는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13f는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13g는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13h는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 13i는 제 3 실시 형태의 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다.
도 14a는 제 1 변형예에 따른 제 2 전극의 전극 대향면을 나타내는 평면도이다.
도 14b는 제 1 변형예에 따른 처리 유닛을 나타내는 도이다.
도면을 참조하여 본 개시의 일실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은 처리 시스템(80)의 일례의 개략을 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 처리 시스템(80)은, 반입반출 스테이션(91) 및 처리 스테이션(92)을 가진다. 반입반출 스테이션(91)은, 복수의 캐리어(C)를 구비하는 배치부(81)와, 제 1 반송 기구(83) 및 전달부(84)가 마련되어 있는 반송부(82)를 포함한다. 각 캐리어(C)에는, 복수의 기판(W)이 수평 상태로 수용되어 있다. 처리 스테이션(92)에는, 반송로(86)의 양측에 설치되어 있는 복수의 처리 유닛(10)과, 반송로(86)를 왕복 이동하는 제 2 반송 기구(85)가 마련되어 있다.
기판(W)은, 제 1 반송 기구(83)에 의해 캐리어(C)로부터 취출되어 전달부(84)에 실리고, 제 2 반송 기구(85)에 의해 전달부(84)로부터 취출된다. 그리고 기판(W)은, 제 2 반송 기구(85)에 의해 대응의 처리 유닛(10)으로 반입되어, 대응의 처리 유닛(10)에 있어서 각종 처리가 실시된다. 이 후, 기판(W)은, 제 2 반송 기구(85)에 의해 대응의 처리 유닛(10)으로부터 취출되어 전달부(84)에 실리고, 이 후, 제 1 반송 기구(83)에 의해 배치부(81)의 캐리어(C)로 되돌려진다.
처리 시스템(80)은 제어부(93)를 구비한다. 제어부(93)는, 예를 들면 컴퓨터에 의해 구성되고, 연산 처리부 및 기억부를 구비한다. 제어부(93)의 기억부에는, 처리 시스템(80)에서 행해지는 각종 처리를 위한 프로그램 및 데이터가 기억된다. 제어부(93)의 연산 처리부는, 기억부에 기억되어 있는 프로그램을 적절히 읽어내 실행하는 것에 의해, 처리 시스템(80)의 각종 기구를 제어하여 각종 처리를 행한다.
제어부(93)의 기억부에 기억되는 프로그램 및 데이터는, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 당해 기억 매체로부터 기억부에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO) 및 메모리 카드 등이 있다.
도 2는 처리 유닛(10)의 일례를 나타내는 도이다.
처리 유닛(10)은 기판 유지부(11), 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14), 도금액 공급부(15), 통전부(16) 및 처리액 공급부(17)를 구비한다.
기판 유지부(11)는, 제어부(93)(도 1 참조)의 제어 하에서, 기판(W)을 회전 가능하게 유지한다. 기판 유지부(11)는, 기판(W)을 제 2 반송 기구(85)(도 1 참조)로부터 수취하여 유지하고, 처리 유닛(10)에 있어서의 모든 처리가 끝난 후에 기판(W)을 제 2 반송 기구(85)로 전달한다.
기판 유지부(11)에 의한 기판(W)의 유지 방식은 한정되지 않는다. 전형적으로는, 기판(W)의 이면(특히 중앙부)이 기판 유지부(11)로부터 흡착됨으로써, 기판 유지부(11)에 의해 기판(W)이 유지된다. 기판(W)이 기판 유지부(11)에 의해 유지되어 있는 상태에서, 기판(W)의 상면에 의해 구성되는 처리면(Ws)은, 수평 방향으로 연장된다.
본 예에서는, 후술하는 도금 처리가 행해지고 있는 동안, 기판 유지부(11)는 기판(W)을 회전시키지 않고 유지하지만, 기판(W)을 회전시켜도 된다. 또한 기판(W)에 대한 다른 처리(예를 들면 세정 처리, 린스 처리 혹은 건조 처리)가 행해지는 동안, 기판 유지부(11)는, 기판(W)을 회전시켜도 되고, 회전시키지 않아도 된다.
제 1 전극(음극)(12)은, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)에 접촉 가능하게 마련된다. 도 2에 나타내는 제 1 전극(12)은, 제 1 전극 지지부(25)에 의해 지지되고, 실부(14)보다 기판(W)의 외주측에 위치된다.
제 1 전극 지지부(25)는, 제 1 전극 이동부(27)에 의해 이동 가능하게 지지된다. 제 1 전극 이동부(27)가 제어부(93)의 제어 하에서 제 1 전극 지지부(25)를 이동시킴으로써, 제 1 전극(12)을, 기판(W)으로부터 떨어진 위치(퇴피 위치)와, 기판(W)의 외주부(특히 기판(W)의 상면)에 접촉하는 위치(처리 위치)에 배치할 수 있다. 제 1 전극(12)의 이동 방향은 한정되지 않으며, 높이 방향(도 2의 상하 방향)으로 이동해도 되고, 수평 방향으로 이동해도 된다.
제 2 전극(양극)(13)은 전극 대향면(13s)을 가진다. 전극 대향면(13s)은, 도금 처리 동안, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)에 대면하는 위치에 배치된다.
도 2에는, 편의적으로, 평판 형상을 가지는 제 2 전극(13)이 그려지고, 수평 방향과 평행하게 연장되는 전극 대향면(13s)이 그려진다. 단 후술한 바와 같이, 제 2 전극(13)은 평판 이외의 형상을 가질 수 있다. 또한 전극 대향면(13s)은, 수평 방향과 비평행하게 연장될 수 있다.
제 2 전극(13)은, 제 2 전극 지지부(26)에 의해 지지된다. 제 2 전극 지지부(26)는, 제 2 전극 이동부(28)에 의해 이동 가능하게 지지된다. 제 2 전극 이동부(28)가 제어부(93)의 제어 하에서 제 2 전극 지지부(26)를 이동시킴으로써, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)을, 기판(W)의 처리면(Ws)으로부터 떨어진 위치(퇴피 위치)와, 처리면(Ws)에 가까운 위치(처리 위치)에 배치할 수 있다. 제 2 전극(13)의 이동 방향은 한정되지 않으며, 높이 방향으로 이동해도 되고, 수평 방향으로 이동해도 된다.
제 2 전극 이동부(28)는, 제 2 전극 지지부(26) 및 제 2 전극(13)을 회전시켜도 된다. 제 2 전극 지지부(26) 및 제 2 전극(13)은, 제 2 전극 이동부(28)에 의해, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 회전축선(기판(W)의 중심축선)을 중심으로, 회전되어도 된다.
통전부(16)는 통전 단자(35) 및 전원(37)을 가진다. 전원(37)은, 제 1 전극(12)에 접속되고, 또한 통전 단자(35)를 개재하여 제 2 전극(13)에 접속된다.
통전부(16)는, 제어부(93)의 제어 하에서, 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(13)을 개재하여, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기를 흘린다. 즉 후술한 바와 같이, 제 1 전극(12)이 기판(W)에 접촉하고 또한 제 2 전극(13)이 도금액을 개재하여 기판(W)에 접속하고 있는 상태에서, 전원(37)은 기판(W)(특히 처리면(Ws))에 전기를 흘린다. 통전부(16)에 의해 공급되는 전기의 전압값 및 전류값은, 준비된 레시피에 따라 자유롭게 설정 가능하다.
전원(37)은, 도 2에 나타내는 예에서는 단일의 통전 단자(35)를 개재하여 제 2 전극(13)에 접속되어 있지만, 복수의 통전 단자(35)를 개재하여 제 2 전극(13)에 접속되어도 된다.
통전 단자(35)로부터의 거리가 커짐에 따라, 제 2 전극(13)의 전기 저항에 기인하는 전압 강하의 정도는 커져, 기판(W)의 처리면(Ws) 상에 있어서의 도금 금속의 퇴적 속도가 느려지는 경향이 있다. 따라서 복수의 통전 단자(35)가 마련되는 경우, 제 2 전극(13)의 전체에 걸쳐 복수의 통전 단자(35)를 이산적으로 설치함으로써, 제 2 전극(13)의 전체에 걸쳐 전압 강하를 억제하여, 처리면(Ws)의 전체에 걸치는 도금 금속의 퇴적 속도의 균일화를 촉진할 수 있다.
도 3은 제 2 전극(13)의 일부의 확대 평면도를 나타내고, 복수의 통전 단자(35)의 배치예를 나타낸다. 도 3에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13)이, 정육각형의 평면 형상을 각각이 가지는 복수의 가상 구분 영역으로 구분되고, 각 가상 구분 영역의 중심에 대응의 통전 단자(35)가 접속된다. 각 가상 구분 영역의 크기는, 제 2 전극(13)의 전기 저항을 고려하여 적절히 결정된다.
이와 같이, 다각형의 평면 형상을 가지는 복수의 가상 구분 영역의 모점에, 대응의 통전 단자(35)를 배치함으로써, 제 2 전극(13)에 있어서의 전압 강하를 억제하여, 제 2 전극(13)의 전체에 걸쳐 균일적인 전압을 거는 것이 가능하다.
실부(14)(도 2 참조)는, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)을 둘러싸도록 배치됨으로써, 처리면(Ws) 상으로부터의 액체(특히 도금액)의 누출을 막는다.
도 2에 나타내는 실부(14)는, 환상(環狀)의 평면 형상을 가지고, 기판(W)의 상면의 외주부에 눌려 접촉함으로써, 기판(W)의 상면(단 외주부는 제외함)에 의해 구성되는 처리면(Ws)의 전체를 둘러싼다. 본 예의 실부(14)는, 제 1 전극 지지부(25)에 의해 이동 가능하게 지지되어 있고, 제 1 전극(12)과 일체적으로 이동한다.
도금액 공급부(15)는, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)에 도금액을 공급한다. 본 예의 처리 유닛(10)에서는, 기판(W)의 전해 도금 처리가 행해지기 때문에, 환원제를 포함하지 않는 도금액이, 도금액 공급부(15)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 공급된다.
도 2에 나타내는 도금액 공급부(15)는, 도금액 공급원(31)과, 도금액 공급로(30)를 개재하여 도금액 공급원(31)에 접속되는 도금액 공급 노즐(33)과, 도금액 공급로(30)에 마련되는 도금액 공급 밸브(32)를 포함한다.
도 2에 나타내는 도금액 공급 노즐(33)은, 제 2 전극(13) 및 제 2 전극 지지부(26)의 중앙부를 관통하도록 위치되어, 제 2 전극 지지부(26)에 의해 지지되고, 제 2 전극(13)과 일체적으로 이동 가능하게 마련된다. 단, 도금액 공급 노즐(33)의 설치 태양은 한정되지 않으며, 제 2 전극(13)의 중앙부 이외의 개소(예를 들면 제 2 전극(13)의 외연부)에 도금액 공급 노즐(33)이 위치되어도 된다. 또한, 도금액 공급 노즐(33)의 선단(즉 토출구)에는, 메시 형상의 제 2 전극(13) 또는 펀칭 처리에 의해 복수의 홀이 형성된 제 2 전극(13)이 마련되어도 된다.
도금액 공급 밸브(32)가 제어부(93)의 제어 하에서 도금액 공급로(30)의 개폐 및 개도를 조정함으로써, 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액의 토출의 유무 및 토출량이 바뀐다.
실부(14)가 기판(W)의 처리면(Ws)에 눌려 있는 상태에서, 처리면(Ws) 중 실부(14)에 의해 둘러싸이는 범위(예를 들면 처리면(Ws)의 중앙부)를 향해, 도금액 공급 노즐(33)로부터 도금액이 토출됨으로써, 처리면(Ws) 상에 도금액의 액막이 형성된다.
처리액 공급부(17)는, 도금액 이외의 처리액을, 기판 유지부(11)에 유지되어 있는 기판(W)의 처리면(Ws)에 공급한다. 처리액 공급부(17)는, 처리액 이동부(29)에 의해 이동 가능하게 지지되고, 처리면(Ws)에 처리액을 공급하는 위치와, 처리면(Ws)에 처리액을 공급하지 않는 동안 대기하는 위치에 배치된다.
처리액 공급부(17)로부터 토출되는 처리액의 조성 및 용도는 한정되지 않는다. 처리액 공급부(17)는, 복수 종류의 처리액을, 복수의 용도로 토출할 수 있다. 처리액 공급부(17)가 복수 종류의 처리액을 토출하는 경우, 처리액 공급부(17)는 2 종류 이상의 처리액을 각각 다른 노즐로부터 토출해도 되고, 공통의 노즐로부터 토출해도 된다. 처리액 공급부(17)가 복수 종류의 처리액을 토출하는 경우, 처리액마다 별개의 처리액 공급부(17) 및 처리액 이동부(29)가 마련되어도 된다. 처리액 공급부(17)로부터 토출되어 기판(W)의 처리면(Ws)에 공급되는 처리액은, 예를 들면, 도금 처리에 앞서 행해지는 기판(W)의 전처리에 사용되는 전처리액이어도 되고, 도금 처리의 후에 행해지는 기판(W)의 후처리에 사용되는 후처리액이어도 된다.
상술한 처리 유닛(10)에 있어서, 제어부(93)는, 도금액 공급부(15) 및 통전부(16)를 제어하여, 제 1 전해 도금 처리를 실행한 후에 제 2 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력한다.
제 1 전해 도금 처리는, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s) 중 일부 범위인 제 1 대향 범위에만 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기를 흘림으로써 행해지는 도금 처리이다.
한편, 제 2 전해 도금 처리는, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s) 중 제 1 대향 범위보다 넓은 제 2 대향 범위(특히 제 1 대향 범위를 포함하는 범위)에 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기를 흘림으로써 행해지는 도금 처리이다.
제 1 전해 도금 처리에서는, 기판(W)의 처리면(Ws) 중 제 1 대향 범위와 대향하는 제 1 처리 영역에 있어서의 도금 처리를, 처리면(Ws)의 다른 영역에 있어서의 도금 처리보다, 촉진시킬 수 있다. 이 때문에, 기판(W) 중 제 1 전극(12)이 접촉하는 위치로부터 멀리 위치되는 영역(본 예에서는 처리면(Ws)의 중앙 영역)을 제 1 처리 영역으로 설정함으로써, 전압 강하에 기인하는 처리면(Ws) 상의 도금 금속의 막 두께차를 저감시킬 수 있다.
다음으로, 도금 처리 방법(기판 액 처리 방법)의 구체적인 실시 형태를 설명한다.
[제 1 실시 형태]
도 4는 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛(10)의 일례를 나타내는 도이다. 도 5는 제 1 실시 형태에 따른 처리 유닛(10)의 다른 예를 나타내는 도이다. 도 4 및 도 5에는, 처리 유닛(10)을 구성하는 일부 요소만이 나타나 있고, 다른 요소의 도시는 생략되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s) 중, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 대면하는 범위가, 기판(W)의 처리면(Ws)에 대하여 돌출된다. 즉 전극 대향면(13s)의 중심 영역은, 처리면(Ws)에 대하여 상대적으로 가까이에 위치되고, 전극 대향면(13s)의 외주 영역은, 처리면(Ws)에 대하여 상대적으로 멀리 위치된다.
도 4 및 도 5에 단면이 나타나 있는 제 2 전극(13)(특히 전극 대향면(13s))은, 중심 영역과 외주 영역과의 사이에 있어서 직선적으로 경사지는 평탄부를 가지지만, 제 2 전극(13)의 중심 영역과 외주 영역과의 사이의 부분의 형상은 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 전극(13)의 단면에 있어서, 전극 대향면(13s)은, 중심 영역과 외주 영역과의 사이에 있어서, 매끄러운 만곡부를 가져도 되고, 단차부를 가져도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 도금액 공급 노즐(33)(도금액 공급부(15))로부터의 도금액(Lp)의 공급 위치는 한정되지 않는다. 또한 기판(W)의 처리면(Ws)에 도금액(Lp)을 공급하는 도금액 공급 노즐(33)의 수도 한정되지 않는다.
예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 전극(13)의 중심 영역(특히 중심축선 상)에 마련된 단일의 도금액 공급 노즐(33)로부터, 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 도금액(Lp)이 공급되어도 된다. 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 대면하도록 위치되는 도금액 공급 노즐(33)은, 처리면(Ws)의 중심 영역(예를 들면 중심축선 상)을 향해 연직 방향으로 도금액(Lp)을 토출할 수 있다.
혹은, 도 5에 나타내는 바와 같이 제 2 전극(13)의 외주 영역에 마련된 복수의 도금액 공급 노즐(33)로부터, 기판(W)의 처리면(Ws)의 외주 영역에 도금액(Lp)이 공급되어도 된다. 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)의 외주 영역에 대면하도록 위치되는 도금액 공급 노즐(33)은, 처리면(Ws)의 외주 영역을 향해 도금액(Lp)을 토출할 수 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이 서로 떨어진 위치에 배치된 복수의 도금액 공급 노즐(33)로부터 도금액(Lp)을 토출하는 것은, 처리면(Ws) 상에 형성되는 도금액(Lp)의 액 고임의 액면을, 처리면(Ws)의 전체에 걸쳐 균일적으로 상승시키는데 유리하다.
도 6a ~ 도 6i는 제 1 실시 형태의 도금 처리 방법(기판 액 처리 방법)의 일례를 나타내는 도이다.
도 6a ~ 도 6i에는, 처리 유닛(10)을 구성하는 일부 요소만이 나타나 있고, 다른 요소의 도시는 생략되어 있다. 또한 도 6a ~ 도 6i에는, 도 4에 나타내는 처리 유닛(10)이 나타나 있지만, 다른 처리 유닛(10)(예를 들면 도 5에 나타내는 처리 유닛(10))이 이용되는 경우에도 동일한 방식으로 도금 처리 방법을 실시할 수 있다.
이하에서 설명하는 도금 처리 방법은, 처리 유닛(10)(기판 액 처리 장치)을 구성하는 각 장치가, 제어부(93)의 제어 하에서 적절히 동작함으로써 행해진다.
먼저, 기판(W)이 기판 유지부(11)에 의해 수취되어 유지된다(도 6a). 이 때, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)은, 기판(W)으로부터 떨어진 퇴피 위치에 배치된다.
이 후, 필요에 따라, 처리액 공급부(17)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 처리액이 공급되어, 처리면(Ws)의 전처리(예를 들면 세정 처리)가 행해진다(도 6b).
이 후, 필요에 따라, 처리면(Ws)으로부터 처리액이 제거되어, 처리면(Ws)이 건조된다(도 6c). 본 예에서는, 기판 유지부(11)에 의해 기판(W)이 회전됨으로써, 처리액의 제거 및 처리면(Ws)의 건조가 행해진다.
상술한 전처리 ~ 처리면(Ws)의 건조 처리가 행해지고 있는 동안, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)은 퇴피 위치에 배치된 상태 그대로이다.
이 후, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)은, 처리 위치에 배치된다(도 6d). 이에 의해, 제 1 전극(12) 및 실부(14)가 기판(W)의 외주부에 접촉하도록 위치되고, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)이, 기판(W)의 처리면(Ws)의 가까이에서, 처리면(Ws)으로부터 떨어진 위치에서, 처리면(Ws)에 대면한다. 그 결과, 처리면(Ws)의 상방에는, 기판(W), 실부(14) 및 제 2 전극(13)에 의해 구획되는 폐공간이 만들어진다. 특히, 실부(14)가 기판(W)의 상면에 눌려, 실부(14) 및 기판(W)은 액밀 상태에 놓인다.
이 후, 처리 위치에 배치되어 있는 도금액 공급 노즐(33)로부터, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간을 향해 도금액(Lp)이 토출되어, 기판(W)의 처리면(Ws)에 도금액(Lp)이 공급된다. 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 공급 속도(유속)는, 제어부(93)의 제어 하에서 도금액 공급부(15)(도금액 공급 밸브(32)(도 2 참조))에 의해 바뀔 수 있어, 미리 준비되는 레시피에 따라 자유롭게 설정 가능하다.
도금액 공급 노즐(33)로부터 처리면(Ws) 상에 공급되는 도금액(Lp)은, 실부(14)에 의해 막혀, 처리면(Ws) 상에 고여 액막을 형성한다.
또한, 기판(W)의 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 부여가 행해지고 있는 동안, 처리면(Ws)의 표면층(시드층)이 도금액(Lp)과 반응하여 용해되는 경우가 있다. 그러한 처리면(Ws)의 표면층의 용해를 억제하는 관점에서는, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급의 초기 단계부터, 처리면(Ws)에 전기를 흘려, 처리면(Ws)에 있어서 도금 금속의 성장을 촉진하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 제어부(93)는, 도금액 공급부(15) 및 통전부(16)를 제어하여, 처리면(Ws)에 대한 통전을 개시한 후에 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급을 개시하도록, 제어 신호를 출력해도 된다. 이 경우, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급 개시와 동시적으로, 처리면(Ws)에서는 도금 반응에 의한 도금 금속의 퇴적이 촉진된다. 그 결과, 처리면(Ws)의 표면층이 도금액(Lp)에 용출되는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 공급에 수반하여, 처리면(Ws) 상의 도금액(Lp)의 액 고임의 액면이 서서히 상승하여, 도금액(Lp)은 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)에 접촉하는 높이 위치에 달한다(도 6e). 상술한 바와 같이 본 실시 형태의 전극 대향면(13s)은, 그 중심 영역에 있어서, 처리면(Ws)에 대하여 상대적으로 가까이에 위치된다. 이 때문에, 전극 대향면(13s)의 일부(즉 중심 영역)만이, 선행하여, 국소적으로 도금액(Lp)에 침지된다.
이와 같이 하여 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)이 부분적으로 도금액(Lp)에 접촉하고 있는 상태에서, 통전부(16)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기가 흘러, 제 1 전해 도금 처리가 행해진다. 즉 기판(W)에 제 1 전극(12)이 접촉하고, 또한, 처리면(Ws)에 대면하는 위치에 배치되는 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)의 일부 범위(제 1 대향 범위)에 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서, 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(13)을 개재하여 처리면(Ws)에 전기가 흐른다.
그 결과, 처리면(Ws) 중, 전극 대향면(13s)의 제 1 대향 범위와 대면하는 범위에 있어서, 전해 도금 반응에 의한 도금 금속의 퇴적이, 국소적으로 진행된다.
전극 대향면(13s)의 제 1 대향 범위의 위치 및 크기는 한정되지 않는다. 단 제 1 대향 범위는, 처리면(Ws) 중 전압 강하에 기인하여 도금 금속의 퇴적이 상대적으로 느려지는 범위를 커버하도록 결정된다. 따라서, 전극 대향면(13s)의 중심을 포함하는 범위(즉 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역과 대향하는 범위)가, 제 1 대향 범위로 설정된다.
또한 실제는, 제 1 전해 도금 처리에 있어서도, 처리면(Ws)의 전체에 전기가 흐르고 있어, 전극 대향면(13s) 중 도금액(Lp)에 침지되어 있지 않은 부분에 대향하는 처리면(Ws)의 부분에 있어서도, 도금 금속이 퇴적될 수 있다. 단, 도금액(Lp)에 침지되어 있지 않은 전극 대향면(13s)의 부분에 대향하는 처리면(Ws)의 부분에 비해, 도금액(Lp)에 침지되어 있는 전극 대향면(13s)의 부분에 대향하는 처리면(Ws)의 부분에서는, 도금 금속의 퇴적이 보다 활발하게 진행된다.
제어부(93)는, 도금액 공급부(15) 및 통전부(16)를 제어하여, 제 1 전해 도금 처리가 실행되는 동안 중 적어도 일부의 시간에 있어서, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급을 정지하도록, 제어 신호를 출력해도 된다. 즉, 전극 대향면(13s) 중 도금액(Lp)에 접촉하는 최대 범위인 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하기 전에, 일단, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간에 대한 도금액(Lp)의 공급이 정지되어도 된다.
혹은, 제어부(93)는, 도금액 공급부(15) 및 통전부(16)를 제어하여, 제 1 전해 도금 처리가 실행되는 동안, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급을 정지하지 않고 계속하도록, 제어 신호를 출력해도 된다. 이 경우, 제 1 전해 도금 처리가 행해지는 동안에 도금액(Lp)에 접촉하는 전극 대향면(13s)의 제 1 대향 범위는, 경시적으로 변동하여, 서서히 넓어진다.
그리고, 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기를 흘리면서, 도금액 공급 노즐(33)로부터 처리면(Ws)에 추가적인 도금액(Lp)이 공급된다. 이에 의해, 도금액(Lp)에 의해 침지되는 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)의 범위가 서서히 확대된다. 이와 같이 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 공급이 진행됨에 따라, 도금액(Lp)에 침지되는 전극 대향면(13s)의 범위가 서서히 확대되고, 그 결과, 활발하게 도금 금속이 퇴적되는 처리면(Ws)의 범위가 서서히 확대된다.
그리고, 전극 대향면(13s) 중 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하면, 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 토출이 정지되어, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간에 대한 도금액(Lp)의 공급이 종료된다(도 6f).
여기서 말하는 최대 전극 접촉 범위는, 전형적으로는 전극 대향면(13s)의 전체이며, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간에 도금액(Lp)이 빈틈없이 충전됨으로써 전극 대향면(13s)의 전체가 도금액(Lp)에 접촉한다.
단 최대 전극 접촉 범위는, 반드시 전극 대향면(13s)의 전체가 아니어도 된다. 처리면(Ws)의 상방의 폐공간이 부분적으로 공간을 포함하는 상태에서, 도금액 공급 노즐(33)로부터 폐공간으로의 도금액(Lp)의 공급이 종료되어도 된다. 이 경우, 전극 대향면(13s)의 외연부는, 도금액(Lp)에 접촉하지 않는다.
본 예의 제어부(93)는, 도금액 공급부(15)(도금액 공급 밸브(32))를 제어하여, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급을 개시하고 나서 5 초 이상의 시간을 들여, 최대 전극 접촉 범위의 전체에 도금액을 접촉시키도록, 제어 신호를 출력한다. 예를 들면, 도금액(Lp)은, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급을 개시하고 나서 10 초 이상, 1 분 이상 혹은 10 분 이상(통상은 10 초 ~ 5분 정도)의 시간을 들여, 최대 전극 접촉 범위의 전체에 접촉해도 된다.
본 예에서는, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급 개시 후부터, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급이 정지된 후, 정해진 시간 경과 후까지는, 통전부(16)에 의해 처리면(Ws)에는 계속적으로 전기가 흘러, 처리면(Ws) 상에 대한 도금 금속의 퇴적이 계속 촉진된다. 이와 같이, 전극 대향면(13s)의 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하고 또한 처리면(Ws)에 전기가 흐르고 있는 상태가 당분간 계속된다.
그리고, 처리면(Ws) 상에 있어서의 도금 금속의 퇴적이 충분히 행해지면, 처리면(Ws)에 있어서의 통전이 정지되어, 처리면(Ws)의 도금 처리가 종료된다.
본 예의 제어부(93)는, 상술한 일련의 도금 처리가 이하와 같이 하여 행해지도록, 제어 신호를 출력한다.
즉, 전극 대향면(13s)의 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서 처리면(Ws)에 전기를 흘리고 있는 시간을 'Tm'으로 나타낸다. 또한 전극 대향면(13s) 중 최대 전극 접촉 범위보다 좁은 범위에 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서 처리면(Ws)에 전기를 흘리고 있는 시간을 'Tn'으로 나타낸다. 이 경우, 시간(Tm)보다 시간(Tn)이 길어지도록(즉 'Tn > Tm'이 충족되도록), 제어부(93)는 통전부(16)(예를 들면 전원(37))를 제어하여 도금 처리를 행한다.
도금 처리가 종료되면, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)은 퇴피 위치에 배치된다(도 6g).
이 후, 처리액 공급부(17)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 린스액(Lr)(예를 들면 DIW(Deionized water))이 공급되어, 처리면(Ws)으로부터 도금액(Lp)이 씻겨내진다(도 6h ; 린스 처리).
이 후, 기판 유지부(11)에 의해 기판(W)이 회전되어 처리면(Ws)의 건조(스핀 건조)가 행해진다(도 6i ; 건조 처리). 또한 제 2 전극(13)(특히 전극 대향면(13s)), 실부(14) 및 제 1 전극(12)은, 퇴피 위치에서 적절히 세정된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 의하면, 도금 처리의 초기 단계에서는, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)의 일부 범위(중심 영역)만이 도금액(Lp)에 접촉하고 있는 상태에서, 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 있어서의 도금 금속의 성막을 집중적으로 촉진할 수 있다. 그리고, 처리면(Ws)이 통전된 상태에서 처리면(Ws)의 상방의 폐공간으로 도금액(Lp)을 서서히 공급함으로써, 도금액(Lp)에 침지되는 제 2 전극(13)의 범위를 외주부를 향해 서서히 넓혀, 전해 도금에 기여하는 제 2 전극(13)의 범위가 외주부를 향해 서서히 넓혀진다. 그리고, 도금 처리의 종반에서는, 처리면(Ws)의 전체에 있어서의 도금 금속의 성막이 촉진된다.
이에 의해, 도금 처리에 있어서의 전압 강하에 기인하는 '처리면(Ws)의 중심 영역에서의 도금 금속의 퇴적 속도의 느려짐'의 영향을, 도금 처리의 초기 단계에 있어서의 '처리면(Ws)의 중심 영역에서의 도금 금속의 퇴적의 국소적인 촉진'에 의해 완화할 수 있다. 이와 같이, 도금 금속을 퇴적시키는 범위를, 처리면(Ws)의 중심측으로부터 외주측을 향해 서서히 넓히는 것에 의해, 최종적으로는 처리면(Ws)의 전체에 도금 금속을 적절한 막 두께로 퇴적시킬 수 있다. 즉, 도금 처리가 종료된 단계에서, 처리면(Ws)의 중심 영역과 외주 영역과의 사이에 있어서의 도금 금속의 막 두께차를 저감시킬 수 있어, 기판(W) 상에 퇴적되는 도금 금속의 막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도금 처리에 있어서의 전압 강하 특성에 따라, 도금액 공급 노즐(33)로부터 처리면(Ws)의 상방의 폐공간으로의 도금액(Lp)의 공급 속도를 조정함으로써, 처리면(Ws) 상의 도금 금속의 막 두께의 균일성을 보다 한층 효과적으로 개선할 수 있다.
종래는, 처리면(Ws)의 영역 간에 있어서의 도금 반응 시간의 차를 작게 함으로써 도금 금속막 두께의 균일성의 향상이 도모되고 있고, 도금액(Lp)의 공급의 개시부터 짧은 시간에, 처리면(Ws)의 전체에 도금액(Lp)이 확산된다. 즉 종래는, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급 개시부터 처리면(Ws)의 전체가 도금액(Lp)에 의해 덮일 때까지의 시간을 가능한 한 짧게 함으로써, 처리면(Ws) 상의 도금 금속막 두께의 균일화가 도모되고 있다.
한편, 본 실시 형태에서는, 처리면(Ws) 상의 도금액(Lp)에 접촉하는 제 2 전극(13)(전극 대향면(13s))의 범위가, 단계적 또는 계속적으로, 시간을 들여 넓혀진다. 이에 의해, 전압 강하 특성에 따른 본래적인 전해 도금 반응의 강도에 기초하여, 처리면(Ws)의 영역 간에서 실질적인 도금 반응 시간이 적극적으로 바뀌어, 처리면(Ws) 상의 도금 금속의 막 두께가 균일화된다.
또한, 처리면(Ws)의 표면층(시드층)의 전기 저항이 크기 때문에 종래의 방법에서는 처리면(Ws)의 중앙부에 도금 금속을 충분히 퇴적시키는 것이 어려운 경우라도, 본 실시 형태에 의하면, 처리면(Ws)의 중앙부에도 도금 금속을 충분히 퇴적시킬 수 있다.
[제 2 실시 형태]
본 실시 형태에 있어서, 상술한 제 1 실시 형태와 동일한 또는 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 7a는 제 2 실시 형태에 따른 처리 유닛(10)의 일례를 나타내는 도이다. 도 7a에는, 처리 유닛(10)을 구성하는 일부 요소만이 나타나 있고, 다른 요소의 도시가 생략되어 있다. 도 7b는 도 7a에 나타내는 처리 유닛(10)에 있어서의 기판(W) 상의 도금액(Lp)의 확산 방법을 나타내는 기판(W)의 평면 상태의 일례를 나타내는 도이다.
도 7a에 나타내는 처리 유닛(10)에 있어서, 제 2 전극(13)은 평판 형상을 가지고, 전극 대향면(13s)은 수평 방향과 평행하게 연장된다. 단 제 2 전극(13)(예를 들면 전극 대향면(13s))의 구체적인 형상은 한정되지 않는다.
도 8 및 도 9는 제 2 실시 형태에 따른 처리 유닛(10)의 다른 예를 나타내는 도이다.
예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 전극 대향면(13s)의 중심 영역이, 전극 대향면(13s)의 외연부에 비해, 하향으로 볼록 형상을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 전극 대향면(13s) 중, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 대면하는 범위가, 처리면(Ws)에 대하여 돌출된다. 도 8에 나타내는 예에 의하면, 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역의 직상(直上)의 폐공간이 작기 때문에, 도금액 공급 노즐(33)로부터 공급되는 도금액(Lp)을 처리면(Ws) 상에 확산시키기 쉽다. 또한 도 8에 나타내는 예에 의하면, 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역과 제 2 전극(13)과의 사이의 거리를 가깝게 할 수 있으므로, 처리면(Ws)의 중심 영역에 있어서의 도금 금속의 퇴적을 효과적으로 촉진할 수 있다.
혹은 도 9에 나타내는 바와 같이, 전극 대향면(13s)의 중심 영역이, 전극 대향면(13s)의 외연부에 비해, 하향으로 오목 형상을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 전극 대향면(13s) 중, 기판 유지부(11)에 의해 유지되는 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 대면하는 범위가, 처리면(Ws)에 대하여 오목하다. 도 9에 나타내는 예에 의하면, 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역의 직상의 폐공간이 크기 때문에, 도금액 공급 노즐(33)로부터 공급되는 도금액(Lp)을 처리면(Ws) 상에서 천천히 확산시킬 수 있어, 처리면(Ws) 상에 있어서의 도금액(Lp)의 확산 상태를 제어하기 쉽다.
도금액 공급 노즐(33)은, 상술한 도 4에 나타내는 예와 마찬가지로, 제 2 전극(13)의 중심 영역에 마련되어, 처리면(Ws)의 중심 영역 상에 도금액(Lp)을 공급한다. 이에 의해, 도금액(Lp)은, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)에 접촉하면서, 처리면(Ws)의 중심 영역으로부터 외측을 향해 서서히 확산된다. 즉 처리면(Ws)에 공급된 도금액(Lp)은, 처리면(Ws)의 전면에 확산되기 전에, 전극 대향면(13s)의 중심 영역 및 처리면(Ws)의 중심 영역의 쌍방에 대하여 부분적으로 접촉한다. 그리고 도금액(Lp)은, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)에 접촉한 상태를 유지하면서, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)에 있어서의 접촉 범위를 서서히 넓힌다.
또한, 제 2 전극(13)(전극 대향면(13s))과 기판(W)(처리면(Ws))과의 사이의 간격은, 도금액(Lp)의 표면 장력에 의해, 처리면(Ws)과 전극 대향면(13s)과의 사이에 도금액(Lp)의 액 고임이 유지되는 거리(예를 들면 1 ~ 3 mm 정도)로 설정된다.
본 예에서는, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에서, 도금액 공급 노즐(33)로부터 처리면(Ws)의 상방의 폐공간으로 도금액(Lp)이 공급되어, 제 1 전해 도금 처리가 행해진다. 즉 전극 대향면(13s)의 일부 범위인 제 1 대향 범위에 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서, 처리면(Ws)에 전기가 흘러 제 1 전해 도금 처리가 행해진다.
또한, 상술한 제 1 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 처리면(Ws) 중 도금액(Lp)에 접촉하는 최대 범위(최대 기판 접촉 범위)의 전체에 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서, 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어부(93)가 제어 신호를 출력한다.
한편, 본 실시 형태에서는, 도 7a ~ 도 9에 나타내는 바와 같이, 처리면(Ws)의 최대 기판 접촉 범위의 일부에만 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서, 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어부가 제어 신호를 출력한다.
또한 본 실시 형태에 있어서도, 상술한 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 부여에 앞서, 처리면(Ws)에 대한 통전을 개시함으로써, 처리면(Ws)의 표면층(시드층)의 도금액(Lp)에 대한 용출을 억제할 수 있다.
이 후, 또한 도금액 공급 노즐(33)로부터 처리면(Ws) 상에 도금액(Lp)이 공급되어, 처리면(Ws)의 전체에 도금액(Lp)이 공급되어 있는 상태에서, 처리면(Ws)에 전기가 흘러 도금 처리가 행해진다. 본 실시 형태에서는, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간의 전체에 도금액(Lp)이 충전되어, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)의 전체(최대 전극 접촉 범위)에 도금액(Lp)이 접촉하고 있는 상태에서, 도금 처리가 행해진다.
또한, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)은, 기판(W)의 처리면(Ws) 상의 도금액(Lp)(즉 전극 대향면(13s) 상의 도금액(Lp))이, 처리면(Ws)의 중심으로부터 방사 방향으로 균일적으로 확산되는 것을 조장하는 구성을 가지고 있어도 된다.
도 10a는 제 2 전극(13)의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 10b는 도 10a에 나타내는 요철 패턴(40)의 일례를 나타내는 확대도이다.
전극 대향면(13s)은, 예를 들면, 제 2 전극(13)의 중심축선(회전축선)을 중심으로 동심원 형상으로 마련되는 요철 패턴(40)을 가지고 있어도 된다. 도 10a 및 도 10b에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13)에 형성되는 펀칭 홀의 집합에 의해, 요철 패턴(40)이 형성된다. 요철 패턴(40)의 구체적인 구성은 한정되지 않으며, 예를 들면 각 펀칭 홀은 0.5 ~ 1 mm 정도의 직경을 가져도 된다. 또한 복수의 펀칭 홀 대신에, 복수의 미소 돌기(예를 들면 0.5 mm 이하 정도의 돌기 높이를 가지는 복수의 미소 돌기)의 집합에 의해 요철 패턴(40)이 형성되어도 된다.
물리적인 요철 패턴(40) 대신에, 제 2 전극(13)(특히 전극 대향면(13s))이 표면 성상이 상이한 복수의 재료를 포함함으로써, 처리면(Ws) 상의 도금액(Lp)의 방사 방향으로의 균일적인 확산을 조장할 수 있다. 예를 들면, 제 2 전극(13)은, 도금액(Lp)에 대한 접촉각이 서로 상이하고 또한 동심원 형상으로 배치되는 복수의 재료를 포함하고 있어도 되고, 당해 복수의 재료가 제 2 전극(13)의 중심축선을 중심으로 동심원 형상으로 배치되어도 된다.
도 7a에 나타내는 처리 유닛(10)의 다른 구성은, 상술한 제 1 실시 형태에 따른 도 4에 나타내는 처리 유닛(10)과 동일하다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 도금 처리 방법의 예에 대하여 설명한다.
이하에서는, 도 7a에 나타내는 처리 유닛(10)에 의해 실시되는 도금 처리 방법의 제 1 ~ 제 3 예를 설명한다. 다른 구성을 가지는 처리 유닛(10)(도 8 ~ 도 10b참조)도, 동일한 방식으로, 이하의 도금 처리 방법을 실시 가능하다.
도 11a ~ 도 11i는 제 2 실시 형태에 따른 도금 처리 방법의 제 1 예를 나타내는 도이다.
도 11a ~ 도 11i에는, 처리 유닛(10)을 구성하는 일부 요소만이 나타나 있고, 다른 요소의 도시는 생략되어 있다. 본 예에 있어서도, 처리 유닛(10)(기판 액 처리 장치(1))을 구성하는 각 장치가 제어부(93)의 제어 하에서 적절히 동작함으로써, 각 처리 단계가 행해진다.
먼저, 기판(W)이 기판 유지부(11)에 의해 수취되어 유지된다(도 11a).
이 후, 필요에 따라, 처리액 공급부(17)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 처리액이 공급되어 처리면(Ws)의 전처리가 행해지고(도 11b), 처리면(Ws)으로부터 처리액이 제거되어 처리면(Ws)이 건조된다(도 11c). 본 예의 전처리에서는, 처리액의 화학 반응이 이용되어, 처리면(Ws)의 전처리가 행해진다.
이 후, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)이 처리 위치에 배치된다(도 11d). 그리고, 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)의 상방의 폐공간을 향해 도금액(Lp)이 토출되어, 처리면(Ws)에 도금액(Lp)이 공급된다(도 11e). 그 결과, 처리면(Ws)의 일부만 및 전극 대향면(13s)의 일부만이, 국소적으로 도금액(Lp)에 접촉한다.
이와 같이 하여 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)이 부분적으로 도금액(Lp)에 접촉하고 있는 상태에서, 통전부(16)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기가 흘러, 제 1 전해 도금 처리가 행해진다.
그리고, 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 추가적인 도금액(Lp)이 공급되어, 도금액(Lp)에 의해 덮이는 전극 대향면(13s)의 범위가 서서히 확대된다.
상술한 바와 같이 하여 처리면(Ws) 상에서 도금액(Lp)이 확산되는 동안, 기판 유지부(11)는 기판(W)을 회전시켜도 되고, 제 2 전극 이동부(28)는 제 2 전극 지지부(26)를 개재하여 제 2 전극(13)을 회전시켜도 된다. 이와 같이 하여 기판(W) 및/또는 제 2 전극(13)을 회전시킴으로써, 도금액(Lp)을 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)에 접촉시키면서 방사 방향으로 균등하게 확장하는 것을 촉진할 수 있다. 이 경우, 기판(W)의 회전수 및 제 2 전극(13)의 회전수는 한정되지 않지만, 통상은, 기판(W)의 스핀 건조 처리의 회전수(예를 들면 1000 rpm)보다 낮은 회전수(예를 들면 수 rpm ~ 수십 rpm)이다.
그리고, 전극 대향면(13s)의 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하면, 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 토출이 정지되어, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간에 대한 도금액(Lp)의 공급이 종료된다(도 11f).
본 예에서는, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급 개시 후부터, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급이 정지된 후, 정해진 시간 경과 후까지는, 통전부(16)에 의해 처리면(Ws)에는 계속적으로 전기가 흘러, 처리면(Ws) 상에 도금 금속이 계속 퇴적된다.
그리고, 처리면(Ws) 상에 있어서의 도금 금속의 퇴적이 충분히 행해지면, 처리면(Ws)에 있어서의 통전이 정지되어, 처리면(Ws)의 도금 처리가 종료되고, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)은 퇴피 위치에 배치된다(도 11g).
이 후, 처리액 공급부(17)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 린스액(Lr)이 공급되어 처리면(Ws)으로부터 도금액(Lp)이 씻겨내지고(도 11h), 기판 유지부(11)에 의해 기판(W)이 회전되어 처리면(Ws)의 건조가 행해진다(도 11i). 한편, 제 2 전극(13)(특히 전극 대향면(13s)), 실부(14) 및 제 1 전극(12)은, 퇴피 위치에서 적절히 세정된다.
도 12a ~ 도 12i는 제 2 실시 형태에 따른 도금 처리 방법의 제 2 예를 나타내는 도이다. 도 12a ~ 도 12i에는, 처리 유닛(10)을 구성하는 일부 요소만이 나타나 있고, 다른 요소의 도시는 생략되어 있다.
본 예에서는, 기판 유지부(11)가 기판(W)을 유지한 후(도 12a), 제 2 전극(13) 및 도금액 공급 노즐(33)이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에서 전처리가 행해진다(도 12b).
즉 전처리액(Lt1)이, 기판(W)의 처리면(Ws) 및 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)에 접촉하고 있는 상태에서, 전처리가 행해진다. 이에 의해, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)의 양방의 전처리를 한 번에 행하는 것이 가능하다. 본 예의 전처리에서는, 처리액의 화학 반응이 이용되어, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)의 전처리가 행해진다.
도 12b에 나타내는 예에서는, 전처리가 행해지는 동안, 실부(14) 및 제 1 전극(12)은 퇴피 위치에 배치된다.
또한 도 12b에 나타내는 예에서는, 전처리에 사용되는 전처리액(Lt1)이, 처리액 공급부(17)(도 2 참조)가 아닌, 도금액 공급 노즐(33)을 개재하여 처리면(Ws) 상에 공급된다. 이와 같이 본 예의 도금액 공급 노즐(33)은, 도금액 공급부(15)로서 기능할뿐 아니라, 처리액 공급부(17)로서도 기능한다.
전처리액(Lt1)의 공급계(도시 생략)는, 도금액 공급 노즐(33)에 대하여 임의의 태양으로 접속 가능하다. 일례로서, 도금액 공급 노즐(33)에 접속되는 공통 유로에 유로 전환 밸브가 마련되고, 당해 유로 전환 밸브에 의해, 도금액 공급 노즐(33)로 공급되는 액체를 도금액(Lp)과 전처리액(Lt1)과의 사이에서 전환해도 된다.
이 후, 기판 유지부(11)가 기판(W)을 회전시킴으로써, 처리면(Ws)으로부터 전처리액(Lt1)이 제거되어 처리면(Ws)이 건조된다(도 12c). 이 건조 처리에 있어서, 도 12c에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13) 및 도금액 공급 노즐(33)은 처리 위치에 배치된 상태 그대로이며, 실부(14) 및 제 1 전극(12)은 퇴피 위치에 배치된 상태 그대로이다.
이 후, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)이 처리 위치에 배치된다(도 12d). 그리고, 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)의 상방의 폐공간을 향해 도금액(Lp)이 토출되어, 처리면(Ws)에 도금액(Lp)이 공급된다(도 12e).
그리고, 전극 대향면(13s)의 일부만 및 처리면(Ws)의 일부만이 국소적으로 도금액(Lp)에 접촉하고 있는 상태에서, 통전부(16)에 의해 처리면(Ws)에 전기가 흘러, 제 1 전해 도금 처리가 행해진다.
그리고, 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 추가적인 도금액(Lp)이 공급되어, 도금액(Lp)에 의해 덮이는 전극 대향면(13s)의 범위가 서서히 확대된다. 그리고, 전극 대향면(13s)의 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하면, 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 토출이 정지되어, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간에 대한 도금액(Lp)의 공급이 종료된다(도 12f).
본 예에서는, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급 개시 후부터, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급이 정지된 후, 정해진 시간 경과 후까지는, 통전부(16)에 의해 처리면(Ws)에는 계속적으로 전기가 흘러, 처리면(Ws) 상에 도금 금속이 계속 퇴적된다.
그리고, 처리면(Ws) 상에 있어서의 도금 금속의 퇴적이 충분히 행해지면, 처리면(Ws)에 있어서의 통전이 정지되어, 처리면(Ws)의 도금 처리가 종료되고, 제 1 전극(12) 및 실부(14)는 퇴피 위치에 배치된다(도 12g). 도 12g에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13) 및 도금액 공급 노즐(33)은 처리 위치에 배치된 상태 그대로이다.
이 후, 도금액 공급 노즐(33)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 후처리액(Lt2)(린스액)이 공급되어, 처리면(Ws)으로부터 도금액(Lp)이 씻겨내진다(도 12h). 도 12h에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13) 및 도금액 공급 노즐(33)은 처리 위치에 배치된 상태 그대로이다. 이 때문에, 처리면(Ws)에 부착하는 도금액(Lp)과 함께 전극 대향면(13s)에 부착하는 도금액(Lp)도, 후처리액(Lt2)에 의해 씻겨내진다.
또한 도 12h에 나타내는 예에서는, 후처리에 사용되는 후처리액(Lt2)이, 처리액 공급부(17)(도 2 참조)가 아닌, 도금액 공급 노즐(33)을 개재하여 처리면(Ws) 상에 공급된다. 후처리에 사용되는 후처리액(Lt2)의 공급계(도시 생략)는, 도금액 공급 노즐(33)에 대하여 임의의 태양으로 접속 가능하다. 일례로서, 도금액 공급 노즐(33)에 접속되는 공통 유로에 유로 전환 밸브가 마련되고, 당해 유로 전환 밸브에 의해, 도금액 공급 노즐(33)로 공급되는 액체를 도금액(Lp)과 후처리액(Lt2)과의 사이에서 전환해도 된다. 후처리액(Lt2)은 전처리액(Lt1)과 동일해도 되고, 공통의 공급계를 사용하여, 전처리액(Lt1) 및 후처리액(Lt2)을 도금액 공급 노즐(33)로 공급해도 된다.
이 후, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)이 퇴피 위치에 배치된 상태에서, 기판 유지부(11)에 의해 기판(W)이 회전되어 처리면(Ws)의 건조가 행해진다(도 12i). 한편, 제 2 전극(13)(특히 전극 대향면(13s)), 실부(14) 및 제 1 전극(12)은, 퇴피 위치에서 적절히 세정된다.
도 13a ~ 도 13i는 제 2 실시 형태에 따른 도금 처리 방법의 제 3 예를 나타내는 도이다. 도 13a ~ 도 13i에는, 처리 유닛(10)을 구성하는 일부 요소만이 나타나 있고, 다른 요소의 도시는 생략되어 있다.
본 예에서는, 기판 유지부(11)가 기판(W)을 유지한 후, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)이 처리 위치에 배치된다(도 13a). 그리고, 제 1 전극(12), 제 2 전극(13), 실부(14) 및 도금액 공급 노즐(33)이 처리 위치에 배치되어 있는 상태에서, 전처리액(Lt1)을 사용한 전처리가 행해진다(도 13b 및 도 13c).
즉 전처리액(Lt1)이 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 공급되고(도 13b), 처리면(Ws)의 상방의 폐공간의 전체에 전처리액(Lt1)이 충전되어, 처리면(Ws)의 전체에 및 전극 대향면(13s)의 전체에 전처리액(Lt1)이 부여된다(도 13c).
본 예의 전처리는, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)의 각각의 일부 또는 전부에 전처리액(Lt1)이 접촉하고 있는 상태에서, 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(13)을 개재하여 통전부(16)에 의해 처리면(Ws)에 전기가 흐름으로써 행해진다. 이에 의해 전처리액(Lt1)이 전기 화학 환원 반응을 일으켜, 처리면(Ws) 상 및 전극 대향면(13s) 상의 산화물이 환원되어 제거된다. 또한, 이 전기 화학 환원 반응에 의한 처리면(Ws)의 전처리에 앞서, 처리면(Ws)은, 임의의 처리액에 의해 화학적인 전처리를 받아도 된다.
이 후, 도금액 공급 노즐(33)로부터 처리면(Ws)에 린스액(Lr)(예를 들면 DIW)이 공급되어, 처리면(Ws) 상 및 전극 대향면(13s) 상으로부터 전처리액(Lt1)이 씻겨내진다(도 13d).
도 13a ~ 도 13i에 나타내는 예에서는, 실부(14)를 관통하도록 액 배출부(45)가 마련되어, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간과 외부가 액 배출부(45)를 개재하여 연통된다. 이 때문에, 폐공간으로 린스액(Lr)이 공급되는데 수반하여, 폐공간 내의 전처리액(Lt1)이, 액 배출부(45)를 거쳐 외부로 내밀린다.
이 후, 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)의 상방의 폐공간을 향해 도금액(Lp)이 토출되어, 처리면(Ws)에 도금액(Lp)이 공급된다(도 13e). 폐공간으로 도금액(Lp)이 공급되는데 수반하여, 폐공간 내의 린스액(Lr)이, 액 배출부(45)를 거쳐 외부로 내밀린다.
그리고, 전극 대향면(13s)의 일부(즉 도금액 공급 노즐(33)의 근방의 중심 영역)가 도금액(Lp)에 접촉하고 있는 상태에서, 통전부(16)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 전기가 흘러, 제 1 전해 도금 처리가 행해진다.
또한 본 예의 도금액 공급 노즐(33)은, 폐공간 내의 린스액(Lr)을 향해 도금액(Lp)을 토출하기 때문에, 처리면(Ws) 상의 도금액(Lp)의 일부가 린스액(Lr)에 섞인다. 따라서, 폐공간 내의 도금액(Lp)의 일부가 린스액(Lr)에 섞여 있기는 하지만, 당해 도금액(Lp)의 대부분이 전극 대향면(13s)의 제 1 대향 범위와 대향하는 위치에 머물러 있는 상태에서, 본 예의 제 1 전해 도금 처리는 행해진다.
그리고, 도금액 공급 노즐(33)로부터 기판(W)의 처리면(Ws)에 추가적인 도금액(Lp)이 공급되어, 도금액(Lp)에 의해 덮이는 전극 대향면(13s)의 범위가 서서히 확대된다.
그리고, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간의 전체가 도금액(Lp)에 의해 충전되어, 전극 대향면(13s)의 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉한다. 전극 대향면(13s)의 최대 전극 접촉 범위에 도금액(Lp)이 접촉하면, 도금액 공급 노즐(33)로부터의 도금액(Lp)의 토출이 정지되어, 처리면(Ws)의 상방의 폐공간에 대한 도금액(Lp)의 공급이 종료된다(도 13f).
본 예에서는, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급 개시 후부터, 처리면(Ws)에 대한 도금액(Lp)의 공급이 정지된 후, 정해진 시간 경과 후까지는, 통전부(16)에 의해 처리면(Ws)에는 계속적으로 전기가 흘러, 처리면(Ws) 상에 도금 금속이 계속 퇴적된다.
그리고, 처리면(Ws) 상에 있어서의 도금 금속의 퇴적이 충분히 행해지면, 처리면(Ws)에 있어서의 통전이 정지되어, 처리면(Ws)의 도금 처리가 종료되고, 제 1 전극(12), 실부(14) 및 액 배출부(45)는 퇴피 위치에 배치된다(도 13g). 도 13g에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13) 및 도금액 공급 노즐(33)은 처리 위치에 배치된 상태 그대로이다.
이 후, 도금액 공급 노즐(33)에 의해 기판(W)의 처리면(Ws)에 후처리액(Lt2)(린스액)이 공급되어, 처리면(Ws) 및 전극 대향면(13s)으로부터 도금액(Lp)이 씻겨내진다(도 13h).
이 후, 제 2 전극(13) 및 도금액 공급 노즐(33)이 퇴피 위치에 배치된 상태에서, 기판 유지부(11)에 의해 기판(W)이 회전되어 처리면(Ws)의 건조가 행해진다(도 13i). 한편, 제 2 전극(13)(특히 전극 대향면(13s)), 실부(14) 및 제 1 전극(12)은, 퇴피 위치에서 적절히 세정된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 있어서도, 도금 처리의 초기 단계에서는, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)의 중심 영역만이 도금액(Lp)에 접촉하고 있는 상태에서, 기판(W)의 처리면(Ws)의 중심 영역에 있어서의 도금 금속의 성막을 집중적으로 촉진할 수 있다.
특히, 도금 처리의 초기 단계에서는, 처리면(Ws)의 외주부에 도금액(Lp)이 부착하고 있지 않은 상태에서, 처리면(Ws)이 통전되어 도금 처리가 행해진다. 이 때문에, 도금 처리의 초기 단계에 있어서 처리면(Ws)의 외주부에 도금 금속이 퇴적되는 것을, 확실하게 막을 수 있다.
[제 1 변형예]
도 14a는 제 1 변형예에 따른 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)을 나타내는 평면도이다. 도 14b는 제 1 변형예에 따른 처리 유닛(10)을 나타내는 도이다.
도 14a 및 도 14b에 나타내는 제 2 전극(13)은 평판 형상을 가지지만, 비평판 형상의 제 2 전극(13)(비수평 방향으로 연장되는 전극 대향면(13s))에 대해서도, 본 변형예는 동일하게 적용 가능하다.
전극 대향면(13s)은 복수의 구분면(13sm)으로 구분되어도 된다. 통전부(16)는, 제어부(93)(도 1 참조)의 제어 하에서, 복수의 구분면(13sm)의 각각에 흘리는 전기를, 복수의 구분면(13sm) 간에서 바꿀 수 있도록 구성되어도 된다.
도 14a에 나타내는 예에서는, 제 2 전극(13)의 중심축선(회전축선)을 중심으로 전극 대향면(13s)이 동심원 형상으로 구분되고, 또한 각 동심원 형상 영역이 복수로 구분됨으로써, 복수의 구분면(13sm)이 정해진다.
각 구분면(13sm)에는, 대응의 통전 단자(35)가 접속된다. 통전부(16)는, 제어부(93)의 제어 하에서, 각각의 통전 단자(35)에 걸리는 전압을 서로 독립적으로 바꿀 수 있다.
도 14b에 나타내는 예에서는, 각 통전 단자(35)가 통전 조정부(50)를 개재하여 전원(37)에 접속되어, 각 통전 조정부(50)가 제어부(93)의 제어 하에서 대응의 통전 단자(35)에 흘리는 전기의 전압을 조정한다.
예를 들면, 각 통전 조정부(50)는 가변 저항을 포함하고, 당해 가변 저항의 저항값은, 제어부(93)에 의해 적절히 바뀌어도 된다. 이 경우, 통전부(16)에 의해 각각의 통전 조정부(50)에 동일한 전압이 걸려도, 각 통전 단자(35)에 걸리는 실행 전압이 대응의 통전 조정부(50)에 의해 개별적으로 바뀐다.
도금 처리가 행해질 시, 중심부측의 구분면(13sm)에 상대적으로 높은 전압이 작용하고, 외주부측의 구분면(13sm)에 상대적으로 낮은 전압이 작용하도록, 각 통전 단자(35)에 걸리는 실행 전압이 대응의 통전 조정부(50)에 의해 조정된다. 이에 의해, 제 2 전극(13)의 전압 강하의 영향을 저감시키도록 도금 처리가 행해져, 처리면(Ws)의 전체에 걸쳐 도금 금속의 막 두께를 균일화할 수 있다.
또한, 각 구분면(13sm)에 할당되는 통전 단자(35) 및 통전 조정부(50)의 각각은 1 개여도 되고, 복수여도 된다.
통전부(16)는, 통전 조정부(50)를 설치하는 대신에, 각 통전 단자(35)에 직접적으로 거는 전압(실행 전압)을 개별적으로 바꾸어도 된다. 이 경우에도, 기판(W)의 전압 강하의 영향을 저감시키는 도금 처리를 행할 수 있어, 처리면(Ws) 상에 퇴적되는 도금 금속의 막 두께를 균일화할 수 있다.
[다른 변형예]
상술한 예에서는, 도금 처리 동안, 기판(W)의 상방에 제 2 전극(13)이 위치되지만, 기판(W)의 하방에 제 2 전극(13)이 위치되어도 된다. 이 경우에도, 도금 처리가 행해지는 동안은, 기판(W)의 처리면(Ws)과, 제 2 전극(13)의 전극 대향면(13s)이 도금액(Lp)을 개재하여 서로 대향한다.
본 명세서에서 개시되어 있는 실시 형태 및 변형예는 모든 점에서 예시에 불과하며 한정적으로는 해석되지 않는 것에 유의되어야 한다. 상술한 실시 형태 및 변형예는, 첨부한 특허 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로의 생략, 치환 및 변경이 가능하다. 예를 들면 상술한 실시 형태 및 변형예가 부분적으로 또는 전체적으로 조합되어도 되고, 또한 상술 이외의 실시 형태가 상술한 실시 형태 또는 변형예와 부분적으로 또는 전체적으로 조합되어도 된다.
또한 상술한 기술적 사상을 구현화하는 기술적 카테고리는 한정되지 않는다. 예를 들면 상술한 기판 액 처리 장치가 다른 장치에 응용되어도 된다. 또한 상술한 기판 액 처리 방법에 포함되는 1 또는 복수의 순서(단계)를 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램에 의해, 상술한 기술적 사상이 구현화되어도 된다. 또한 그러한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적(non-transitory)인 기록 매체에 의해, 상술한 기술적 사상이 구현화되어도 된다.

Claims (12)

  1. 기판을 회전 가능하게 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판에 접촉하는 제 1 전극과,
    상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판의 처리면에 대면하는 위치에 배치되는 전극 대향면을 가지는 제 2 전극과,
    상기 처리면을 둘러싸는 실부와,
    상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판의 상기 처리면에 도금액을 공급하는 도금액 공급부와,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 개재하여, 상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판의 상기 처리면에 전기를 흘리는 통전부와,
    제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 도금액 공급부 및 상기 통전부를 제어하여, 상기 전극 대향면의 일부 범위인 제 1 대향 범위에 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 상기 처리면에 전기를 흘려 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하고,
    상기 도금액 공급부 및 상기 통전부를 제어하여, 상기 제 1 전해 도금 처리의 후에, 상기 전극 대향면 중 상기 제 1 대향 범위보다 넓은 제 2 대향 범위에 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 상기 처리면에 전기를 흘려 제 2 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하는, 기판 액 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전극 대향면 중 상기 도금액에 접촉하는 최대 범위인 최대 전극 접촉 범위에 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서 상기 처리면에 전기를 흘리고 있는 시간보다, 상기 전극 대향면 중 상기 최대 전극 접촉 범위보다 좁은 범위에 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서 상기 처리면에 전기를 흘리고 있는 시간이 길어지도록, 제어 신호를 출력하는 기판 액 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 도금액 공급부를 제어하여, 상기 처리면에 대한 상기 도금액의 공급을 개시하고 나서 5 초 이상의 시간을 들여, 상기 최대 전극 접촉 범위의 전체에 상기 도금액을 접촉시키도록, 제어 신호를 출력하는 기판 액 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 도금액 공급부 및 상기 통전부를 제어하여, 상기 제 1 전해 도금 처리가 실행되는 동안 중 적어도 일부의 시간에 있어서, 상기 처리면에 대한 상기 도금액의 공급을 정지하도록, 제어 신호를 출력하는 기판 액 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 대향면 중, 상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판의 상기 처리면의 중심 영역에 대면하는 범위가, 상기 처리면에 대하여 돌출되거나 또는 오목한 기판 액 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금액 공급부는, 상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판의 상기 처리면의 중심 영역을 향해 상기 도금액을 토출하는 기판 액 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도금액 공급부는, 상기 기판 유지부에 의해 유지되는 상기 기판의 상기 처리면의 외주 영역을 향해 상기 도금액을 토출하는 기판 액 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 도금액 공급부 및 상기 통전부를 제어하여, 상기 처리면에 대한 통전을 개시한 후에 상기 처리면에 대한 상기 도금액의 공급을 개시하도록, 제어 신호를 출력하는 기판 액 처리 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 대향면은, 복수의 구분면으로 구분되고,
    상기 통전부는, 상기 제어부의 제어 하에서, 상기 복수의 구분면의 각각에 흘리는 전기를, 상기 복수의 구분면 간에서 바꿀 수 있는 기판 액 처리 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 처리면 중 상기 도금액에 접촉하는 최대 범위인 최대 기판 접촉 범위의 전체에 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 상기 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하는 기판 액 처리 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 처리면 중 상기 도금액에 접촉하는 최대 범위인 최대 기판 접촉 범위의 일부에만 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 상기 제 1 전해 도금 처리를 실행하도록, 제어 신호를 출력하는 기판 액 처리 장치.
  12. 기판 유지부에 의해 유지되는 기판에 제 1 전극이 접촉하고, 또한, 상기 기판의 처리면에 대면하는 위치에 배치되는 제 2 전극의 전극 대향면의 일부 범위인 제 1 대향 범위에 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 개재하여 상기 처리면에 전기를 흘려 제 1 전해 도금 처리를 실행하는 공정과,
    상기 전극 대향면 중 상기 제 1 대향 범위보다 넓은 제 2 대향 범위에 상기 도금액이 접촉하고 있는 상태에서, 상기 처리면에 전기를 흘려 제 2 전해 도금 처리를 실행하는, 기판 액 처리 방법.
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