TW202244294A - 鍍敷處理方法及鍍敷處理裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種能以銅配線良好地填埋通孔之內部的技術。 [解決手段]本揭示之一態樣的鍍敷處理方法，係包含有：準備工程；第1鍍敷工程；及第2鍍敷工程。準備工程，係準備「在凹部形成了鈷或鈷合金之晶種層」的基板。第1鍍敷工程，係對於基板使用含有銅離子的第1鍍敷液，進行將晶種層之表層置換成銅的置換鍍敷處理。第2鍍敷工程，係在第1鍍敷工程後，對於基板使用含有銅離子及還原劑的第2鍍敷液，對凹部進行還原鍍敷處理。

Description

鍍敷處理方法及鍍敷處理裝置
本揭示，係關於鍍敷處理方法及鍍敷處理裝置。
以往，作為在基板即半導體晶圓形成多層配線之手法，已知一種「以被形成於通孔的內部之銅的晶種層作為觸媒而進行無電解鍍敷處理，並以銅配線填埋通孔之內部」的手法(參閱專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-102448號公報
[本發明所欲解決之課題]
本揭示，係提供一種能以銅配線良好地填埋通孔之內部的技術。 [用以解決課題之手段]
本揭示之一態樣的鍍敷處理方法，係包含有：準備工程；第1鍍敷工程；及第2鍍敷工程。準備工程，係準備「在凹部形成了鈷或鈷合金之晶種層」的基板。第1鍍敷工程，係對於前述基板使用含有銅離子的第1鍍敷液，進行將前述晶種層之表層置換成銅的置換鍍敷處理。第2鍍敷工程，係在前述第1鍍敷工程後，對於前述基板使用含有銅離子及還原劑的第2鍍敷液，對前述凹部進行還原鍍敷處理。 [發明之效果]
根據本揭示，能以銅配線良好地填埋通孔之內部。
以下，參閱添附圖面，詳細地說明本案所揭示之鍍敷處理方法及鍍敷處理裝置的實施形態。另外，本揭示並不受以下所示的實施形態所限定。又，圖面為示意圖，需要注意的是，各要素之尺寸的關係、各要素的比率等，係有時與實際不同。而且，在圖面相互之間，有時亦包含彼此之尺寸的關係或比率不同的部分。
以往，作為在基板即半導體晶圓形成多層配線之手法，已知一種「以被形成於通孔的內部之銅的晶種層作為觸媒而進行無電解鍍敷處理，並以銅配線填埋通孔之內部」的手法。
另一方面，由於銅之晶種層，係只能以PVD (Physical Vapor Deposition)法進行成膜，因此，在通孔之內徑伴隨著近年來的多層配線之微細化而縮小的情況下，有時在通孔之內部無法形成均質的銅之晶種層。
而且，恐有因在通孔之內部形成不均質的銅之晶種層而無法以銅配線良好地填埋通孔的內部之虞。
因此，吾人期望能實現可克服上述問題點而以銅配線良好地填埋通孔之內部的技術。
＜基板處理系統之概要＞ 首先，參閱圖1，說明關於實施形態之基板處理裝置1的概略構成。圖1，係表示實施形態之基板處理裝置1之構成的圖。基板處理裝置1，係鍍敷處理裝置的一例。
另外，在以下中，係為了明確位置關係而規定相互正交之X軸、Y軸及Z軸，並將Z軸正方向設成為垂直向上方向。
如圖1所示般，基板處理裝置1，係具備有：搬入搬出站2；及處理站3。搬入搬出站2與處理站3，係鄰接設置。
搬入搬出站2，係具備有：載體載置台11；及搬送部12。在載體載置台11，係載置有複數個載體C，該複數個載體C，係以水平狀態收容複數片基板，實施形態中為半導體晶圓(以下，亦稱為基板W。)。
在載體載置台11，係以鄰接於搬送部12的方式，排列配置有複數個裝載埠，且在複數個裝載埠之各個逐一載置有載體C。
搬送部12，係鄰接設置於載體載置台11，在內部具備有基板搬送裝置13與收授部14。基板搬送裝置13，係具備有保持基板W的晶圓保持機構。又，基板搬送裝置13，係可朝水平方向及垂直方向移動和以垂直軸為中心旋轉，並使用晶圓保持機構，在載體C與收授部14之間進行基板W的搬送。
處理站3，係鄰接設置於搬送部12。處理站3，係具備有：搬送部15；及複數個鍍敷處理部5。複數個鍍敷處理部5，係被排列設置於搬送部15的兩側。關於鍍敷處理部5之構成，係如後述。
搬送部15，係在內部具備有基板搬送裝置17。基板搬送裝置17，係具備有保持基板W的晶圓保持機構。又，基板搬送裝置17，係可朝水平方向及垂直方向移動和以垂直軸為中心旋轉，並使用晶圓保持機構，在收授部14及鍍敷處理部5間進行基板W的搬送。
又，基板處理裝置1，係具備有控制裝置9。控制裝置9，係例如電腦，具備有控制部91與記憶部92。在記憶部92，係儲存有控制在基板處理裝置1中所執行之各種處理的程式。控制部91，係藉由讀出並執行被記憶於記憶部92之程式的方式，控制基板處理裝置1的動作。
另外，該程式，係亦可為被記錄於電腦可讀取之記憶媒體者，且亦可為從該記憶媒體被安裝於控制裝置9的記憶部92者。
作為電腦可讀取之記憶媒體，係例如有硬碟(HD)、軟碟片(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。
在如上述所構成的基板處理裝置1中，係首先，搬入搬出站2之基板搬送裝置13從被載置於載體載置台11的載體C取出基板W，並將取出的基板W載置於收授部14。
收授部14所載置之基板W，係藉由處理站3的基板搬送裝置17，從收授部14被取出且搬送至鍍敷處理部5，並藉由鍍敷處理部5予以處理。
例如，在基板W之表面，係形成有溝槽或通孔120(參閱圖3)等的凹部，鍍敷處理部5，係對該凹部進行無電解鍍敷法所致之金屬的埋入。
藉由鍍敷處理部5予以處理之基板W，係藉由基板搬送裝置17，從鍍敷處理部5被搬出且載置於收授部14。而且，收授部14所載置之處理完畢的基板W，係藉由基板搬送裝置13返回到載體載置部11的載體C。
＜鍍敷處理部之概要＞ 其次，參閱圖2，說明關於鍍敷處理部5的概略構成。圖2，係表示實施形態的鍍敷處理部5之構成的圖。鍍敷處理部5，係例如被構成為逐片地處理基板W之單片式的處理單元。
鍍敷處理部5，係被構成為進行包含有無電解鍍敷處理的液處理。鍍敷處理部5，係具備有：腔室51；基板保持部52；第1鍍敷液供給部53；及第2鍍敷液供給部54。第1鍍敷液供給部53及第2鍍敷液供給部54，係藥液供給部的一例。
基板保持部52，係被配置於腔室51內，水平地保持基板W。第1鍍敷液供給部53，係將第1鍍敷液L1供給至被保持於基板保持部52之基板W的表面(上面)。第2鍍敷液供給部54，係將第2鍍敷液L2供給至被保持於基板保持部52之基板W的表面(上面)。
在實施形態中，基板保持部52，係具有：卡盤構件521，真空吸附基板W的下面(背面)。該卡盤構件521，係成為所謂的真空夾頭類型。
在基板保持部52，係經由旋轉軸桿522連結有旋轉馬達523(旋轉驅動部)。當驅動該旋轉馬達523時，則基板保持部52與基板W一起旋轉。旋轉馬達523，係被支撐於基座524，該基座524，係被固定於腔室51。另外，在基板保持部52之內部，係未設置加熱器等的加熱源。
第1鍍敷液供給部53，係具有：第1鍍敷液噴嘴531，將第1鍍敷液L1吐出(供給)至被保持於基板保持部52的基板W；及第1鍍敷液供給源532，將第1鍍敷液L1供給至該第1鍍敷液噴嘴531。
其中，第1鍍敷液供給源532，係被構成為將被加熱或調溫至預定溫度的第1鍍敷液L1經由第1鍍敷液配管533供給至第1鍍敷液噴嘴531。
來自第1鍍敷液噴嘴531的第1鍍敷液L1之吐出時的溫度，係例如40℃以上70℃以下，更佳為60℃以上70℃以下。第1鍍敷液噴嘴531，係被構成為保持於噴嘴臂57且可移動。
第1鍍敷液L1，係置換型的無電解鍍敷處理(以下，亦稱為置換鍍敷處理。)用之鍍敷液。第1鍍敷液L1，係例如含有銅(Cu)離子。而且，在實施形態之第1鍍敷液L1，係僅含有百分比小於給定百分比的還原劑，或不含有還原劑。
又，作為第1鍍敷液L1中可含有的還原劑，係例如可列舉出次亞磷酸、二甲基胺硼烷、乙醛酸等。
第2鍍敷液供給部54，係具有：第2鍍敷液噴嘴541，將第2鍍敷液L2吐出(供給)至被保持於基板保持部52的基板W；及第2鍍敷液供給源542，將第2鍍敷液L2供給至該第2鍍敷液噴嘴541。
其中，第2鍍敷液供給源542，係被構成為將被加熱或調溫至預定溫度的第2鍍敷液L2經由第2鍍敷液配管543供給至第2鍍敷液噴嘴541。
來自第2鍍敷液噴嘴541的第2鍍敷液L2之吐出時的溫度，係例如40℃以上70℃以下，更佳為60℃以上70℃以下。第2鍍敷液噴嘴541，係被構成為保持於噴嘴臂57且可移動。
第2鍍敷液L2，係還原型的無電解鍍敷處理(以下，亦稱為還原鍍敷處理。)用之鍍敷液。第2鍍敷液L2，係例如含有銅離子與百分比大於第1鍍敷液L1的還原劑。第2鍍敷液L2中所含有的還原劑，係例如可列舉出次亞磷酸、二甲基胺硼烷、乙醛酸等。
另外，在實施形態之第2鍍敷液L2，係除了金屬離子及還原劑以外，亦可含有錯合劑或pH調整劑等。第2鍍敷液L2中可含有的錯合劑，係只要能與銅離子形成錯合物即可，可列舉出羥基羧酸或其鹽、胺基羧酸或其鹽、三乙醇胺、甘油等。
作為該羥基羧酸，係例如可列舉出乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、葡糖酸等。又，作為該胺基羧酸，係可列舉出氮基三乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、羥乙基乙二胺三乙酸、二乙三胺五乙酸、三亞乙基四胺六乙酸、1,3-丙二胺四乙酸等。
又，作為第2鍍敷液L2中可含有的pH調整劑，係例如可列舉出氫氧化鈉、氫氧化四甲銨(TMAH)、氫氧化鉀、氨等。
鍍敷處理部5，係又更具備有：洗淨液供給部55，將洗淨液L3供給至基板保持部52所保持之基板W的表面；及沖洗液供給部56，將沖洗液L4供給至該基板W的表面。
洗淨液供給部55，係對基板保持部52所保持且旋轉之基板W供給洗淨液L3，並對基板W進行預洗淨處理者。該洗淨液供給部55，係具有：洗淨液噴嘴551，對基板保持部52所保持之基板W吐出洗淨液L3；及洗淨液供給源552，將洗淨液L3供給至洗淨液噴嘴551。
其中，洗淨液供給源552，係如後述般，被構成為將被加熱或調溫至預定溫度之洗淨液L3經由洗淨液配管553供給至洗淨液噴嘴551。洗淨液噴嘴551，係被保持於噴嘴臂57，可與第1鍍敷液噴嘴531或第2鍍敷液噴嘴541一起移動。
作為洗淨液L3，係使用二羧酸或三羧酸。其中，作為二羧酸，係例如可使用蘋果酸、丁二酸、丙二酸、草酸、戊二酸、己二酸、酒石酸等的有機酸。又，作為三羧酸，係例如可使用檸檬酸等的有機酸。
沖洗液供給部56，係具有：沖洗液噴嘴561，將沖洗液L4吐出至基板保持部52所保持之基板W；及沖洗液供給源562，將沖洗液L4供給至沖洗液噴嘴561。
其中，沖洗液噴嘴561，係被保持於噴嘴臂57，可與第1鍍敷液噴嘴531、第2鍍敷液噴嘴541及洗淨液噴嘴551一起移動。
又，沖洗液供給源562，係被構成為將沖洗液L4經由沖洗液配管563供給至沖洗液噴嘴561。作為沖洗液L4，係例如可使用DIW(去離子水)等。
在保持上述第1鍍敷液噴嘴531、第2鍍敷液噴嘴541、洗淨液噴嘴551及沖洗液噴嘴561之噴嘴臂57，係連結有未圖示的噴嘴移動機構。
該噴嘴移動機構，係使噴嘴臂57沿水平方向及上下方向移動。更具體而言，藉由噴嘴移動機構，噴嘴臂57，係可在將處理液(第1鍍敷液L1、第2鍍敷液L2、洗淨液L3或沖洗液L4)吐出至基板W的吐出位置與從吐出位置退避的退避位置之間移動。
其中，吐出位置，係只要可將處理液供給至基板W的表面中之任意位置，則不特別限定。例如，設成為可將處理液供給至基板W之中心的位置為較適合。
在對基板W供給第1鍍敷液L1的情況、供給第2鍍敷液L2的情況、供給洗淨液L3的情況、供給沖洗液L4的情況下，噴嘴臂57之吐出位置亦可不同。
退避位置，係在腔室51內從上方觀看時不與基板W重疊的位置，且為遠離吐出位置的位置。在噴嘴臂57被定位於退避位置的情況下，可避免移動之蓋體6與噴嘴臂57的干涉。
在基板保持部52之周圍，係設置有罩杯581。該罩杯581，係從上方觀看時被形成為環狀，在基板W之旋轉時，接取從基板W飛散的處理液且引導至排洩管583。
在罩杯581之外周側，係設置有氛圍遮斷蓋板582，抑制基板W之周圍的氛圍擴散至腔室51內。該氛圍遮斷蓋板582，係以往上下方向延伸的方式形成為圓筒狀，上端呈開口。後述之蓋體6可從上方插入氛圍遮斷蓋板582內。
在實施形態中，基板保持部52所保持之基板W，係藉由蓋體6來覆蓋。該蓋體6，係具有：頂部61；及側壁部62，從頂部61往下方延伸。
頂部61，係包含有：第1頂板611；及第2頂板612，被設置於第1頂板611上。在第1頂板611與第2頂板612之間，係介設有加熱器63。
第1頂板611及第2頂板612，係被構成為密封加熱器63，使加熱器63不與第2鍍敷液L2等的處理液接觸。更具體而言，在加熱器63之外周側，係設置有密封環613，藉由該密封環613密封加熱器63。
第1頂板611及第2頂板612，係對於第2鍍敷液L2等的處理液具有耐腐蝕性為較適合，例如亦可藉由鋁合金來形成。為了更提高耐腐蝕性，第1頂板611、第2頂板612及側壁部62，係亦可藉由鐵氟龍(註冊商標)予以塗佈。
在蓋體6，係經由蓋體臂71連接有蓋體移動機構7。蓋體移動機構7，係使蓋體6沿水平方向及上下方向移動。更具體而言，蓋體移動機構7，係具有：旋轉馬達72，使蓋體6沿水平方向移動；及汽缸73，使蓋體6沿上下方向移動。
其中，旋動馬達72，係被安裝於支撐板74上，該支撐板74，係被設成為相對於汽缸73可沿上下方向移動。亦可使用包含有馬達與滾珠螺桿之致動器(未圖示)來代替汽缸73。
蓋體移動機構7之旋轉馬達72，係使蓋體6在被配置於基板保持部52所保持的基板W之上方的上方位置與從上方位置退避的退避位置之間移動。其中，上方位置，係相對於基板保持部52所保持之基板W，以比較大的間隔而相對向之位置，且為從上方觀看時不與基板W重疊之位置。
退避位置，係在腔室51內從上方觀看時不與基板W重疊之位置。在蓋體6被定位於退避位置的情況下，可避免移動之噴嘴臂57與蓋體6的干涉。旋轉馬達72之旋轉軸線，係往上下方向延伸，蓋體6，係可在上方位置與退避位置之間，沿水平方向旋轉移動。
蓋體移動機構7之汽缸73，係使蓋體6沿上下方向移動，以調節供給了第2鍍敷液L2之基板W與頂部61之第1頂板611的間隔。更具體而言，汽缸73，係將蓋體6定位於下方位置(圖2中以實線所示之位置)與上方位置(圖2中以二點鏈線所示之位置)。
在實施形態中，係被構成為在蓋體6被定位於上述下方位置的情況下，驅動加熱器63，加熱基板保持部52或基板W上的第2鍍敷液L2。
蓋體6之頂部61及側壁部62，係藉由蓋體蓋板64來覆蓋。該蓋體蓋板64，係經由支撐部65被載置於蓋體6的第2頂板612上。亦即，在第2頂板612上設置有從第2頂板612之上面突出於上方的複數個支撐部65，在該支撐部65載置有蓋體蓋板64。
蓋體蓋板64，係可與蓋體6一起沿水平方向及上下方向移動。又，為了抑制蓋體6內之熱散逸至周圍的情形，蓋體蓋板64，係具有比頂部61及側壁部62高的隔熱性為較佳。
例如，蓋體蓋板64，係藉由樹脂材料予以形成為較適合，且該樹脂材料具有耐熱性為更適合。
如此一來，在實施形態中，係一體地設置有具備加熱器63之蓋體6與蓋體蓋板64，在被配置於下方位置的情況下，覆蓋基板保持部52或基板W之蓋板單元10，係藉由該些蓋體6及蓋體蓋板64所構成。
在腔室51之上部，係設置有將潔淨空氣供給至蓋體6之周圍的風扇過濾單元59。風扇過濾單元59，係將空氣供給至腔室51內(特別是氛圍遮斷蓋板582內)，所供給之空氣，係朝向排氣管81流動。
在蓋體6之周圍，係形成有該空氣朝下流動的下降流，從第2鍍敷液L2等的處理液氣化之氣體，係藉由該下降流朝向排氣管81流動。如此一來，防止從處理液氣化之氣體上升而擴散至腔室51內的情形。
從上述風扇過濾單元59所供給的氣體，係藉由排氣機構8來排出。
＜實施形態＞ 接著，一邊參閱圖3~圖7，一邊說明關於實施形態之鍍敷處理的詳細內容。圖3，係表示實施形態之第1鍍敷處理前的基板W表面之狀態的放大剖面圖。
另外，在圖3所示之基板W，係已形成未圖示的元件。而且，以下說明關於在該元件形成後之配線形成工程(所謂的BEOL(Back End of Line))中，以金屬配線來填埋被形成於配線100上的絕緣膜110之通孔120的各種處理。
如圖3所示般，在基板W，係形成有金屬即配線100，並且在該配線100上設置有絕緣膜110。在實施形態中，係例如以氧化膜構成絕緣膜110整體。
實施形態之配線100，係由不擴散於氧化膜即絕緣膜110之內部的元素所構成。配線100，係例如由含有Co、Ni或Ru之導電性的材料所構成。
又，在基板W，係通孔120被形成於絕緣膜110之給定位置。該通孔120，係凹部之一例，被形成為從絕緣膜110的上面貫通至配線100。
又，在實施形態的第1鍍敷處理之前，在包含通孔120的內部之基板W的表面，係依序形成由Ta或TaN等所構成的障壁層131與由鈷(Co)或鈷合金所構成的晶種層132。
在此，在實施形態中，係例如以CVD(Chemical Vapor Deposition)法形成由鈷或鈷合金所構成的晶種層132。
在此，作為在基板W之絕緣膜110形成通孔120的方法，係可適當地採用以往習知的方法。具體而言，係例如作為乾蝕刻技術，可應用使用了氟系或氯系氣體等的通用技術。
特別是，作為形成深寬比(孔深相對於孔徑之比率)較大之通孔120的手法，可採用能進行高速之深蝕刻之ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching：感應耦合電漿-反應性離子蝕刻)的技術。
例如，可適當地採用所謂的波希法(Bosch process)，該波希法，係反覆進行使用了六氟化硫(SF 6)之蝕刻步驟與使用了C 4F 8等的氣體之保護步驟。
如圖3所示般，「在配線100上之絕緣膜110形成通孔120並形成障壁層131及晶種層132」的基板W，係被搬入至上述鍍敷處理部5，進行給定的鍍敷處理。
圖4，係用以說明實施形態之第1鍍敷處理的圖。如圖4所示般，在實施形態之鍍敷處理方法中，係首先，控制部91(參閱圖1)控制第1鍍敷液供給部53，將第1鍍敷液L1從第1鍍敷液噴嘴531吐出至基板W的表面。
藉此，控制部91，係使用該第1鍍敷液L1，對通孔120(參閱圖3)進行置換鍍敷處理。
藉由該置換鍍敷處理，如圖5所示般，被形成於通孔120之內部的晶種層132之鈷的表層被置換成銅的薄膜133。圖5，係表示實施形態之第1鍍敷處理後的基板W表面之狀態的放大剖面圖。
而且，在實施形態之鍍敷處理方法中，係如圖6所示般，接續於上述第1鍍敷處理，控制部91(參閱圖1)控制第2鍍敷液供給部54，將第2鍍敷液L2從第2鍍敷液噴嘴541吐出至基板W的表面。圖6，係用以說明實施形態之第2鍍敷處理的圖。
藉此，控制部91，係使用該第2鍍敷液L2，對通孔120(參閱圖5)進行還原鍍敷處理。
藉由該還原鍍敷處理，如圖7所示般，以露出於通孔120之內部的銅之薄膜133作為觸媒而形成銅的還原鍍敷膜134，並以還原鍍敷膜134填埋通孔120之內部。圖7，係表示實施形態之第2鍍敷處理後的基板W表面之狀態的放大剖面圖。
如此一來，在實施形態中，係以由置換鍍敷處理所形成的薄膜133作為觸媒而形成還原鍍敷膜134，並以還原鍍敷膜134填埋通孔120之內部。藉此，在深寬比大且難以形成銅配線的通孔120之內部，可形成不含有孔隙或接縫等的良好銅配線。
在此，在實施形態中，係並非對由鈷所構成的晶種層132直接進行還原鍍敷處理，而是在將該晶種層132之表層置換成銅的薄膜133後進行還原鍍敷處理。藉此，與「以鈷作為觸媒而形成銅之還原鍍敷膜134」的情形相比，能以銅配線良好地填埋通孔120之內部。
又，假設在對由銅所構成之晶種層欲進行還原鍍敷處理的情況下，該銅之晶種層，係通常只能以PVD法進行成膜。因此，特別是在通孔120的內徑伴隨著多層配線之微細化而縮小的情況下，恐有無法在通孔120之內部形成均質的晶種層之虞。
而且，因在通孔120之內部形成有不均質的晶種層，而恐有無法以還原鍍敷膜134(亦即銅配線)良好地填埋通孔120的內部之虞。
然而，由於在實施形態中，係使用亦可利用PVD法以外之手法而形成的鈷之晶種層132，因此，與使用銅之晶種層的情形相比，可在通孔120之內部形成均質的晶種層132。因此，根據實施形態，與使用銅之晶種層的情形相比，能以銅配線良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態中，係鈷之晶種層132藉由CVD法予以形成為佳。藉此，可在通孔120之內部形成更均質的晶種層132。因此，根據實施形態，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態中，係鈷之晶種層132以1(nm)以上的厚度為佳。藉此，由於可在通孔120之內部形成膜狀而非島狀的晶種層132，因此，可在通孔120之內部形成更均質的晶種層132。因此，根據實施形態，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態中，係鈷之晶種層132以2(nm)~5(nm)的厚度為更佳。藉此，可在通孔120之內部形成更均質的晶種層132，並且可抑制因厚的鈷之晶種層132所致之電阻的惡化。
接著，說明關於至此為止所說明的第1鍍敷處理及第2鍍敷處理之詳細內容。第1鍍敷處理，係例如將室溫或高於室溫之溫度(例如，23(℃)~70(℃))的第1鍍敷液L1供給至基板W而予以進行。
如此一來，以高於室溫之溫度的第1鍍敷液L1實施置換鍍敷處理，藉此，可將晶種層132的表層效率良好地置換成薄膜133。
又，第1鍍敷處理，係將基板W之旋轉數控制在1000(rpm)以下而予以實施為佳。藉此，可抑制第1鍍敷液L1在基板W之表面被甩掉而斷液的情形。因此，根據實施形態，可在基板W的表面整面均等地實施置換鍍敷處理。
第1鍍敷處理，係例如將基板W控制為低旋轉(例如20(rpm)左右)，一邊在基板W之表面形成第1鍍敷液L1的覆液(盛裝)一邊予以實施為佳。藉此，在第1鍍敷處理中，可削減第1鍍敷液L1的使用量。
又，第1鍍敷處理，係例如亦可重覆實施基板W表面中之第1鍍敷液L1的覆液形成處理與該覆液的甩掉處理。
藉此，由於在實施形態之第1鍍敷處理中，係可削減第1鍍敷液L1的使用量，並且可從第1鍍敷液L1去除被置換之鈷等的雜質，因此，可形成良好狀態的薄膜133。
又，第1鍍敷處理，係例如亦可將基板W控制為相對較高旋轉(例如250(rpm)左右)，一邊從基板W之端部隨時排出所持續供給的第1鍍敷液L1，一邊予實施。藉此，由於在第1鍍敷處理中，可從第1鍍敷液L1去除被置換之鈷等的雜質，因此，可形成良好狀態的薄膜133。
又，第1鍍敷處理，係例如以不包含還原劑的第1鍍敷液L1予以進行為佳。藉此，由於在第1鍍敷液供給源532(參閱圖2)中所儲存的第1鍍敷液L1內，可抑制金屬離子與還原劑反應的情形，因此，可使第1鍍敷處理之處理效率提升。
實施形態之第2鍍敷處理，係將基板W之旋轉數控制在100(rpm)以下而予以實施為佳。藉此，由於可一邊在基板W之表面形成第2鍍敷液L2的覆液，一邊實施還原鍍敷處理，因此，在第2鍍敷處理中，可削減第2鍍敷液L2的使用量。
又，第2鍍敷處理，係例如以蓋體6覆蓋形成了第2鍍敷液L2之覆液的基板W，並以蓋體6之加熱器63，一邊將該第2鍍敷液L2的覆液升溫至給定溫度(例如40(℃)~70(℃)，一邊予以實施為佳。
藉此，由於可以高於室溫之溫度的第2鍍敷液L2實施還原鍍敷處理，因此，即便在通孔120被微細化的情況下，亦能以還原鍍敷膜134更良好地填埋該通孔120之內部。
又，第2鍍敷處理中之第2鍍敷液L2的溫度，係比第1鍍敷處理中之第1鍍敷液L1的溫度高為佳。藉此，由於可效率良好地實施更耗費時間的第2鍍敷處理，因此，可降低基板W之整體的處理時間。
第2鍍敷處理，係首先，將第2鍍敷液L2供給至基板W之表面，在基板W之表面形成該第2鍍敷液L2的覆液。
其次，形成了第2鍍敷液L2之覆液的基板W被蓋體6覆蓋。在該情況下，首先，驅動蓋體移動機構7之旋轉馬達72，蓋體6沿水平方向旋轉移動而被定位於上方位置(圖2中之以二點鏈線所示的位置)。
而且，驅動蓋體移動機構7之汽缸73，定位於上方位置的蓋體6下降而被定位於處理位置。藉此，基板W上之第2鍍敷液L2與蓋體6之第1頂板611的間隔成為給定間隔，蓋體6之側壁部62被配置於基板W的外周側。
在實施形態中，蓋體6之側壁部62的下端被定位於比基板W之下面更低的位置。如此一來，基板W被蓋體6覆蓋，基板W之周圍的空間被封閉。
其次，加熱器63被接通，加熱被盛裝於基板W上的第2鍍敷液L2。加熱器63之設定溫度，係被固定於第2鍍敷液L2成為上述給定溫度的目標溫度。該目標溫度，係例如100(℃)~140(℃)。
當第2鍍敷液L2之溫度上升至成分析出的溫度時，則第2鍍敷液L2之成分會析出至薄膜133的表面而形成還原鍍敷膜134。
而且，在開始由加熱器63進行加熱處理後，隨著被預先設定為加熱處理之處理時間的時間經過，則加熱器63被斷開。
其次，蓋體6從基板W退避。例如，驅動蓋體移動機構7，蓋體6被定位於退避位置，進而驅動蓋體移動機構7之旋轉馬達72，定位於上方位置的蓋體6沿水平方向旋轉移動而被定位於退避位置。藉此，第2鍍敷處理結束。
另外，在從第1鍍敷處理結束起至第2鍍敷處理開始的期間，基板W之表面，係經第1鍍敷液L1濡濕的狀態(亦即，在基板W之表面形成了第1鍍敷液L1之液膜的狀態)為佳。藉此，可抑制由第1鍍敷處理所形成之薄膜133因空氣而氧化的情形。
亦即，由於在實施形態中，係能以良好狀態的薄膜133作為觸媒而實施第2鍍敷處理，因此，能以還原鍍敷膜134良好地填埋通孔120之內部。
＜各種變形例＞ 接著，一邊參閱圖8~圖10，一邊說明關於實施形態的各種變形例。圖8，係用以說明實施形態的變形例之第1鍍敷處理的圖。
如圖8所示般，在變形例之鍍敷處理方法中，係首先，控制部91(參閱圖1)控制第1鍍敷液供給部53，將第1鍍敷液L1從第1鍍敷液噴嘴531吐出至基板W的表面。
藉此，控制部91，係使用該第1鍍敷液L1，對通孔120(參閱圖3)進行置換鍍敷處理。藉由該置換鍍敷處理，如圖5所示般，被形成於通孔120之內部的晶種層132之鈷的表層被置換成銅的薄膜133。另外，由於變形例之第1鍍敷處理，係與上述實施形態相同，因此，省略詳細說明。
圖9，係用以說明實施形態的變形例之第2鍍敷處理的圖。如圖9所示般，在變形例之鍍敷處理方法中，係接續於上述第1鍍敷處理，控制部91(參閱圖1)控制第1鍍敷液供給部53，將第1鍍敷液L1從第1鍍敷液噴嘴531吐出至基板W的表面。
而且，在變形例中，係控制部91控制第2鍍敷液供給部54，將第3鍍敷液L2a從第2鍍敷液噴嘴541吐出至基板W的表面。在該第3鍍敷液L2a，係含有百分比大於第1鍍敷液L1的還原劑，並且不含有銅離子。
在變形例中，係在第2鍍敷處理中，控制部91將第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a吐出至基板W之表面，並在該基板W之表面進行混合而生成第2鍍敷液L2。而且，控制部91，係使用所生成的第2鍍敷液L2，對通孔120(參閱圖5)進行還原鍍敷處理。
藉此，在該通孔120內形成還原鍍敷膜134(參閱圖7)。另外，由於變形例之第2鍍敷處理，係除了同時吐出第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a而並非第2鍍敷液L2該點以外，其餘與上述實施形態相同，因此，省略詳細說明。
在至此為止所說明的變形例中，係與上述實施形態相同地，在將由鈷所構成的晶種層132之表層置換成銅的薄膜133後，進行還原鍍敷處理。因此，根據變形例，與上述實施形態相同地，能以銅配線良好地填埋通孔120之內部。
又，在變形例中，係第1鍍敷液L1不含有還原劑，並且第3鍍敷液L2a由還原劑及不可避免的雜質所構成為佳。而且，在變形例中，係藉由在基板W之表面混合該第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a而生成第2鍍敷液L2為佳。
藉此，可抑制「在所儲存的第2鍍敷液L2內，即便於待機中亦進行銅離子與還原劑之反應」的情形。亦即，由於在變形例中，係可抑制還原鍍敷處理中所使用的第2鍍敷液L2之劣化，因此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
另外，在至此為止所說明的變形例中，係表示了關於在基板W之表面混合第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a而生成第2鍍敷液L2的例子。然而，本揭示，係並不限於該例子，例如亦可在基板W之上方(亦即，在所吐出的第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a到達基板W之前)混合第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a而生成第2鍍敷液L2。
又，在上述變形例中，係雖表示了關於在第2鍍敷處理中，吐出第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a兩者的例子，但本揭示並不限於該例子。圖10，係用以說明實施形態的另一變形例之第2鍍敷處理的圖。
如圖10所示般，控制部91(參閱圖1)，係在第2鍍敷處理中，控制第2鍍敷液供給部54，僅將第3鍍敷液L2a從第2鍍敷液噴嘴541吐出至形成了第1鍍敷液L1之液膜的基板W之表面。藉此，控制部91，係混合所吐出的第3鍍敷液L2a與基板W表面之第1鍍敷液L1的液膜而生成第2鍍敷液L2。
而且，控制部91，係使用所生成的第2鍍敷液L2，對通孔120(參閱圖4)進行還原鍍敷處理。藉此，在該通孔120內形成還原鍍敷膜134(參閱圖6)。
在至此為止所說明的另一變形例中，係與上述實施形態相同地，在以置換鍍敷處理將由鈷所構成的晶種層132之表層置換成銅的薄膜133後，進行還原鍍敷處理。因此，根據另一變形例，與上述實施形態相同地，能以銅配線良好地填埋通孔120之內部。
又，由於在另一變形例中，係與上述變形例相同地，可抑制還原鍍敷處理中所使用的第2鍍敷液L2之劣化，因此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
另外，在至此為止所說明的實施形態及各種變形例中，係雖表示了關於以銅配線(還原鍍敷膜134)填埋通孔120的例子，但本揭示並不限於該例子，亦可以銅配線填埋被形成於基板W之表面的各種凹部(例如溝槽等)。
實施形態之鍍敷處理裝置(基板處理裝置1)，係具備有：基板保持部52，可旋轉地保持基板W；藥液供給部(第1鍍敷液供給部53、第2鍍敷液供給部54)，將藥液供給至基板W；及控制部91，控制各部。又，控制部91，係以基板保持部52來保持「在凹部(通孔120)形成了鈷或鈷合金之晶種層132」的基板W。又，控制部91，係對於基板W使用含有銅離子的第1鍍敷液L1，進行將晶種層132之表層置換成銅的置換鍍敷處理。又，控制部91，係在置換鍍敷處理後，對於基板W使用含有銅離子及還原劑的第2鍍敷液L2，對凹部(通孔120)進行還原鍍敷處理。藉此，能以銅配線良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理裝置(基板處理裝置1)中，藥液供給部，係被構成為可將還原劑小於給定百分比的第1鍍敷液L1與包含百分比大於第1鍍敷液L1之還原劑的第3鍍敷液L2a供給至基板W。又，控制部91，係使用「在基板W上混合第1鍍敷液L1與第3鍍敷液L2a而生成」的第2鍍敷液L2，進行還原鍍敷處理。藉此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，實施形態之鍍敷處理裝置(基板處理裝置1)中，控制部91，係在置換鍍敷處理之際，將基板W的旋轉數控制在1000(rpm)以下。藉此，可在基板W的表面整面均等地實施置換鍍敷處理。
又，實施形態之鍍敷處理裝置(基板處理裝置1)中，控制部91，係在還原鍍敷處理之際，將基板W的旋轉數控制在100(rpm)以下。藉此，可削減第2鍍敷液L2的使用量。
＜鍍敷處理之詳細內容＞ 接著，一邊參閱圖11，一邊說明關於實施形態的基板處理裝置1所執行之鍍敷處理的詳細內容。圖11，係表示實施形態之鍍敷處理之處理程序的流程圖。
首先，控制部91，係控制基板搬送裝置13、17，將基板W從載體C搬送至鍍敷處理部5的內部，並以基板保持部52保持基板W，藉此，準備基板W(步驟S101)。
其次，控制部91，係對基板W進行洗淨處理(步驟S102)。在該情況下，首先，驅動旋轉馬達523，基板W以預定旋轉數旋轉。接著，定位於退避位置(圖2中以實線所示的位置)的噴嘴臂57會移動至基板W之中央上方的吐出位置。
其次，洗淨液L3從洗淨液噴嘴551被供給至旋轉之基板W，洗淨基板W的表面。藉此，附著於基板W之附著物等從基板W被去除。供給至基板W之洗淨液L3，係被排出至排洩管583。
其次，控制部91，係對基板W進行沖洗處理(步驟S103)。在該情況下，沖洗液L4從沖洗液噴嘴561被供給至旋轉之基板W，對基板W的表面進行沖洗處理。藉此，沖洗殘存於基板W上之洗淨液L3。供給至基板W之沖洗液L4，係被排出至排洩管583。
其次，控制部91，係對基板W進行第1鍍敷處理(步驟S104)。在該情況下，第1鍍敷液L1從第1鍍敷液噴嘴531被供給至以1000(rpm)以下旋轉之基板W，對被形成於通孔120之內部的鈷之晶種層132進行置換鍍敷處理。
藉此，在鈷之晶種層132的表面形成銅的薄膜133。供給至基板W之第1鍍敷液L1，係被排出至排洩管583。
其次，控制部91，係對基板W進行第2鍍敷處理(步驟S105)。在該情況下，第2鍍敷液L2從第2鍍敷液噴嘴541被供給至以100(rpm)以下旋轉之基板W，在基板W之表面形成第2鍍敷液L2的覆液。藉此，以由第1鍍敷處理所形成之銅的薄膜133作為觸媒，在通孔120之內部形成還原鍍敷膜134。
其次，控制部91，係以蓋體6覆蓋基板W，使加熱器63動作，藉此，進行「加熱被形成於基板W之表面的第2鍍敷液L2之覆液」的處理(步驟S106)。藉此，促進還原鍍敷膜134之形成。另外，由於該步驟S106之處理的詳細內容如上述，因此，省略詳細說明。
其次，控制部91，係對基板W進行沖洗處理(步驟S107)。在該情況下，首先，蓋體6從基板W之上方退避。接著，驅動旋轉馬達523，基板W以預定旋轉數旋轉。
而且，沖洗液L4從沖洗液噴嘴561被供給至旋轉之基板W，對基板W的表面進行沖洗處理。藉此，沖洗殘存於基板W上之第2鍍敷液L2。供給至基板W之沖洗液L4，係被排出至排洩管583。
其次，對經沖洗處理之基板W進行乾燥處理(步驟S108)。在該情況下，例如使基板W之旋轉數比沖洗處理(步驟S107)的旋轉數更增加，使基板W以高速旋轉。藉此，甩掉殘存於基板W上之沖洗液L4，基板W便乾燥。
當該乾燥處理結束時，基板W，係藉由基板搬送裝置17，從鍍敷處理部5被取出且搬送至收授部14。又，搬送至收授部14之基板W，係藉由基板搬送裝置13，從收授部14被取出且收容於載體C。藉此，對於一片基板W的一連串鍍敷處理便結束。
實施形態之鍍敷處理方法，係包含有：準備工程(步驟S101)；第1鍍敷工程(步驟S104)；及第2鍍敷工程(步驟S105)。準備工程(步驟S101)，係準備「在凹部(通孔120)形成了鈷或鈷合金之晶種層132」的基板W。第1鍍敷工程(步驟S104)，係對於基板W使用含有銅離子的第1鍍敷液L1，進行將晶種層132之表層置換成銅的置換鍍敷處理。第2鍍敷工程(步驟S105)，係在第1鍍敷工程(步驟S104)後，對於基板W使用含有銅離子及還原劑的第2鍍敷液L2，對凹部(通孔120)進行還原鍍敷處理。藉此，能以銅配線良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理方法中，第2鍍敷工程，係使用「混合還原劑小於給定百分比的第1鍍敷液L1與包含百分比大於第1鍍敷液L1之還原劑的第3鍍敷液L2a而生成」的第2鍍敷液L2來予以進行。藉此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理方法中，第1鍍敷液L1，係不含有還原劑。藉此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理方法中，對經第1鍍敷液L1濡濕之狀態的基板W進行第2鍍敷工程(步驟S105)。藉此，能以還原鍍敷膜134更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理方法中，晶種層132，係藉由CVD法予以形成。藉此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理方法中，晶種層132之厚度，係1(nm)以上。藉此，能以銅配線更良好地填埋通孔120之內部。
又，在實施形態之鍍敷處理方法中，第2鍍敷液L2，係溫度高於第1鍍敷液L1。藉此，可降低基板W之整體的處理時間。
以上，雖說明了關於本揭示之實施形態，但本揭示，係不限定於上述實施形態，可在不脫離其意旨內進行各種變更。
吾人應理解本次所揭示之實施形態，係在所有方面皆為例示而非限制性者。實際上，上述實施形態，係可藉由多種形態來實現。又，上述之實施形態，係亦可不脫離添附之申請專利範圍及其意旨，以各種形態進行省略、置換、變更。
1:基板處理裝置(鍍敷處理裝置之一例) 5:鍍敷處理部 52:基板保持部 53:第1鍍敷液供給部(藥液供給部之一例) 54:第2鍍敷液供給部(藥液供給部之一例) 91:控制部 120:通孔(凹部之一例) 132:晶種層 133:薄膜 134:還原鍍敷膜 L1:第1鍍敷液 L2:第2鍍敷液 L2a:第3鍍敷液 W:基板
[圖1]圖1，係表示實施形態的基板處理裝置之構成的圖。 [圖2]圖2，係表示實施形態的鍍敷處理部之構成的圖。 [圖3]圖3，係表示實施形態之第1鍍敷處理前的基板表面之狀態的放大剖面圖。 [圖4]圖4，係用以說明實施形態之第1鍍敷處理的圖。 [圖5]圖5，係表示實施形態之第1鍍敷處理後的基板表面之狀態的放大剖面圖。 [圖6]圖6，係用以說明實施形態之第2鍍敷處理的圖。 [圖7]圖7，係表示實施形態之第2鍍敷處理後的基板表面之狀態的放大剖面圖。 [圖8]圖8，係用以說明實施形態的變形例之第1鍍敷處理的圖。 [圖9]圖9，係用以說明實施形態的變形例之第2鍍敷處理的圖。 [圖10]圖10，係用以說明實施形態的另一變形例之第2鍍敷處理的圖。 [圖11]圖11，係表示實施形態的鍍敷處理中之處理程序的流程圖。

Claims (11)

  1. 一種鍍敷處理方法，其特徵係，包含有：準備工程，準備「在凹部形成了鈷或鈷合金之晶種層」的基板； 第1鍍敷工程，對於前述基板使用含有銅離子的第1鍍敷液，進行將前述晶種層之表層置換成銅的置換鍍敷處理；及 第2鍍敷工程，在前述第1鍍敷工程後，對於前述基板使用含有銅離子及還原劑的第2鍍敷液，對前述凹部進行還原鍍敷處理。
  2. 如請求項1之鍍敷處理方法，其中， 前述第2鍍敷工程，係使用「混合還原劑小於給定百分比的前述第1鍍敷液與包含百分比大於前述第1鍍敷液之還原劑的第3鍍敷液而生成」的前述第2鍍敷液來予以進行。
  3. 如請求項1或2之鍍敷處理方法，其中， 前述第1鍍敷液，係不含有還原劑。
  4. 如請求項1~3中任一項之鍍敷處理方法，其中， 對經前述第1鍍敷液濡濕之狀態的前述基板進行前述第2鍍敷工程。
  5. 如請求項1~4中任一項之鍍敷處理方法，其中， 前述晶種層，係藉由CVD法予以形成。
  6. 如請求項1~5中任一項之鍍敷處理方法，其中， 前述晶種層之厚度，係1(nm)以上。
  7. 如請求項1~6中任一項之鍍敷處理方法，其中， 前述第2鍍敷液，係溫度高於前述第1鍍敷液。
  8. 一種鍍敷處理裝置，其特徵係，具備有： 基板保持部，可旋轉地保持基板； 藥液供給部，將藥液供給至前述基板；及 控制部，控制各部， 前述控制部，係以前述基板保持部保持「在凹部形成了鈷或鈷合金之晶種層」的前述基板，對於前述基板使用含有銅離子的第1鍍敷液，進行將前述晶種層之表層置換成銅的置換鍍敷處理，在前述置換鍍敷處理後，對於前述基板使用含有銅離子及還原劑的第2鍍敷液，對前述凹部進行還原鍍敷處理。
  9. 如請求項8之鍍敷處理裝置，其中， 前述藥液供給部，係被構成為可將還原劑小於給定百分比的前述第1鍍敷液與包含百分比大於前述第1鍍敷液之還原劑的第3鍍敷液供給至前述基板， 前述控制部，係使用「在前述基板上混合前述第1鍍敷液與前述第3鍍敷液而生成」的前述第2鍍敷液，進行前述還原鍍敷處理。
  10. 如請求項8或9之鍍敷處理裝置，其中， 前述控制部，係在前述置換鍍敷處理之際，將前述基板的旋轉數控制在1000(rpm)以下。
  11. 如請求項8~10中任一項之鍍敷處理裝置，其中， 前述控制部，係在前述還原鍍敷處理之際，將前述基板的旋轉數控制在100(rpm)以下。
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