TWI427726B - 半導體製造裝置及半導體製造方法 - Google Patents

半導體製造裝置及半導體製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI427726B
TWI427726B TW098108771A TW98108771A TWI427726B TW I427726 B TWI427726 B TW I427726B TW 098108771 A TW098108771 A TW 098108771A TW 98108771 A TW98108771 A TW 98108771A TW I427726 B TWI427726 B TW I427726B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
plating
substrate
plating solution
temperature
processing
Prior art date
Application number
TW098108771A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201005853A (en
Inventor
Takashi Tanaka
Yusuke Saito
Mitsuaki Iwashita
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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 Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of TW201005853A publication Critical patent/TW201005853A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI427726B publication Critical patent/TWI427726B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying 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
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H01L21/76849Barrier, 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)

Description

半導體製造裝置及半導體製造方法
本發明係有關在待處理體,即基板等進行電鍍等之液處理的半導體製造裝置及半導體製造方法。
半導體元件之設計‧製造中,追求動作速度的提高與更加高密度化。另一方面,有人指摘:由於高速動作或配線之細微化所引起的電流密度增加,變得容易產生電遷移(EM,Electromigration),引起配線的斷線。此成為造成信賴度降低的原因。因此,形成於半導體元件之基板上的配線之材料使用比電阻低的Cu(銅)或Ag(銀)等。尤其,由於銅的比電阻低達1.8μΩ‧cm,可達到較高的EM耐性,因此被視為有利於半導體元件之高速化的材料。
一般而言,在基板上形成Cu配線時,使用金屬鑲嵌法,藉由蝕刻在絕緣膜形成用以嵌入配線的介層洞及溝槽,並在其等中嵌入Cu配線。進而,有人嘗試對包含Cu配線之基板的表面,供給含有鈷鎢硼化物(CoWB)或鈷鎢磷化物(CoWP)等之電鍍液,藉由無電解電鍍在Cu配線上被覆稱為帽蓋金屬的金屬膜,以達到半導體元件之EM耐性的提高(例如,專利文獻1)。
帽蓋金屬藉由對包含Cu配線之基板的表面供給無電解電鍍液而形成。例如,藉由在旋轉固持體固定基板,使旋轉固持體旋轉,同時供給無電解電鍍液,以在基板表面上形成均一的液流。藉此,可在基板表面整區形成均一的帽蓋金屬(例如,專利文獻2)。
但是,無電解電鍍依電鍍液之組成、溫度等反應條件對金屬之析出速率有很大的影響為已知。又,也有人指摘下述之問題:由於電鍍反應所產生之副產物(殘渣)呈漿狀產生而滯留在基板表面,因此阻礙均一的電鍍液流,無法將劣化的無電解電鍍液置換成新的無電解電鍍液。此因基板上之反應條件局部性不同,故使得在基板面內難以形成具有均一之膜厚的帽蓋金屬。又,施加帽 蓋金屬的基板表面中,產生起因於所形成之配線之粗密或表面材質之差異等的局部性親水性區域或者疏水性區域,無法於基板整體均一地供給無電解電鍍液,而產生無法在基板面內形成具有均一之膜厚的帽蓋金屬的問題。
【專利文獻1】日本特開2006-111938號公報
【專利文獻1】日本特開2001-073157號公報
如上述,以習知的電鍍方法,無法於基板整體均一地供給無電解電鍍液,而產生難以在基板面內形成均一之膜厚的問題。另一方面,欲形成均一之膜厚時,常常造成處理量的降低,也有難以進行連續處理的問題。
本發明係為解決此種課題所設計,其目的為:提供供給裝置、半導體製造裝置及半導體製造方法,可減少無電解電鍍液之使用量,並抑制因電鍍反應產生之反應副產物的影響,而在基板面內形成具有均一之膜厚的帽蓋金屬。
為達成上述目的,依本發明之一態樣的半導體製造裝置係對複數基板連續施加電鍍處理的半導體製造裝置,包含:溫度調節部,收納1片之基板處理所需含有pH調整劑之既定量的電鍍液,將所收納之電鍍液調節成既定溫度;固持部,將基板逐片固持在既定位置;噴嘴,具有對固持部所固持之基板之處理面噴吐出溫度調節部所收納且調溫之電鍍液的供給孔;送出機構,每處理1片固持部所固持之基板,將溫度調節部所收納且調節成既定溫度的電鍍液往噴嘴之供給孔全量送出;與控制部,因應電鍍處理上必要之電鍍成膜速度及電鍍液中含有之pH調整劑的濃度,控制該送出機構之該電鍍液的供給與該供給的時間點以及該溫度調節部之該電鍍液的溫度調節時間。又,依本發明之另一態樣的半導體製造方法,係對複數基板連續施加電鍍處理的半導體製造方法, 其特徵為:在調溫用容器收納1片之基板處理所需的含有pH調整劑之既定量的電鍍液,將調溫用容器所收納之電鍍液,調節為既定的溫度,該既定的溫度係因應電鍍處理上必要之電鍍成膜速度及電鍍液中含有之pH調整劑的濃度,將基板逐片固持在既定位置,在因應電鍍處理上必要之電鍍成膜速度以及電鍍液中含有之pH調整劑的濃度的時間點,對於每一片固持之基板,將調溫用容器所收納之調溫過後的電鍍液全量,朝著固持之基板的處理面噴吐出。又,依本發明之另一態樣的半導體製造方法,進而基於電鍍處理上必要之處理時間,調節收納於調溫用容器之電鍍液的溫度。又,依本發明之另一態樣的半導體製造方法,進而在基於電鍍處理上必要之處理時間的時間點,朝向固持之基板的處理面,噴吐出收納於調溫用容器之調溫過後的電鍍液全量。
依本發明,可提供半導體製造裝置及半導體製造方法,實現在基板面內形成均一的膜厚。
實施發明之最佳形態
一般的無電解電鍍處理包含前清洗、電鍍處理、後清洗、背面‧端面清洗、及乾燥之各步驟。在此,前清洗係對待處理對象,即晶圓進行親水化處理的步驟。電鍍處理係對晶圓上供給電鍍液以進行電鍍處理的步驟。後清洗係去除因電鍍析出反應產生之殘渣物等的步驟。背面‧端面清洗係去除晶圓背面及端面之伴隨電鍍處理而來之殘渣物的步驟。乾燥係使晶圓乾燥的步驟。各該步驟藉由組合晶圓之旋轉、清洗液或電鍍液對晶圓上之供給等,而加以實施。
然而,對基板上供給電鍍液等之處理液的電鍍處理步驟中,起因於處理液的供給不均等,因電鍍處理產生之膜(電鍍處理膜)的膜厚有時成為不均一。尤其,處理對象,即基板的尺寸較大時,膜厚的不均一變得顯著。依本發明之實施形態的半導體製造裝置 係改善此種無電解電鍍處理之各步驟中,尤其電鍍處理步驟中之膜厚不均‧差異的問題,並且達到處理量的提高。
以下參照圖式,詳細說明本發明之一實施形態。圖1係顯示依本發明之一實施形態的半導體製造裝置之結構的俯視圖;圖2係顯示本實施形態之半導體製造裝置之無電解電鍍單元的剖面圖;圖3係顯示同無電解電鍍單元的俯視圖;圖4係透射式顯示於同無電解電鍍單元供給電鍍液之臂部的示意圖。
如圖1所示,本實施形態之半導體製造裝置包含送出部1、處理部2、輸送部3、控制裝置5。
送出部1係經由前開式晶圓盒(FOUP,Front Opening Unified Pod)F於半導體製造裝置內外間送出送入複數片基板W的機構。如圖1所示,送出送入部1沿裝置正面(圖1之X方向的側面)形成有沿著Y方向排列的3處送出送入口4。送出送入口4各包含載置前開式晶圓盒F的載置台6。送出送入口4之背面形成分隔壁7。在分隔壁7中,載置台6之上方各形成有對應於前開式晶圓盒F的窗7A。窗7A各設有開闔前開式晶圓盒F之蓋部的開啟部8,經由開啟部8開闔前開式晶圓盒F之蓋部。
處理部2係一片一片對基板W實行上述各步驟的處理單元群。處理部2包含:傳遞單元(TRS)10,與輸送部3之間傳遞基板W;無電解電鍍單元(PW)11,對基板W實行無電解電鍍及其前後處理;加熱單元(HP)12,於電鍍處理前後,加熱基板W;冷卻單元(COL)13,冷卻於加熱單元12所加熱的基板W;與第2基板輸送機構14,被該等單元群環繞而配置在處理部2之大致中央,於各單元間移動基板W。
傳遞單元10包含例如形成上下兩段的基板傳遞部(未圖示)。上下段之基板傳遞部可以例如下段作為從送出送入口4送入之基板W的暫時載置用,上段作為往送出送入口4送出之基板W的暫時載置用之方式,區分目的而適當使用。
加熱單元12在接鄰於傳遞單元10之Y方向的位置配置2台。加熱單元12包含例如各涵蓋上下4段所配置的加熱板。冷卻單元 13在接鄰於第2基板輸送機構14之Y方向的位置配置2台。冷卻單元13包含例如各涵蓋上下4段所形成的冷卻板。無電解電鍍單元11沿著沿Y方向接鄰之位置所配置的冷卻單元13及第2基板輸送機構14,而配置2台。
第2基板輸送機構14例如呈上下包含兩段之輸送臂14A。上下之輸送臂14A以可分別沿上下方向升降,且可沿水平方向迴旋方式構成。藉此,第2基板輸送機構14經由輸送臂14A,於傳遞單元10、無電解電鍍單元11、加熱單元12及冷卻單元13之間輸送基板W。
輸送部3位在送出送入部1及處理部2之間,係一片一片輸送基板W的輸送機構。輸送部3配置有一片一片輸送基板W的第1基板輸送機構9。基板輸送機構9包含例如可沿Y方向移動的上下兩段之輸送臂9A,於送出送入部1及處理部2之間傳遞基板W。同樣地,輸送臂9A以可沿上下方向升降,且可沿水平方向迴旋方式構成。藉此,第1基板輸送機構9經由輸送臂9A,於任意之前開式晶圓盒F及處理部2之間輸送基板W。
控制裝置5包含:處理控制器51,具有微處理器;使用者介面52,連接於處理控制器51;與記憶部53,存放著規定依本實施形態之半導體製造裝置之動作的電腦程式等,該控制裝置5控制處理部2或輸送部3等。控制裝置5與未圖示之電腦主機連線,依據從電腦主機接收之指令而控制半導體製造裝置。使用者介面52係包含例如鍵盤及顯示器等的介面,記憶部53包含例如唯讀光碟(CD-ROM,Compact Disk-Read Only Memory)、硬碟、非揮發性記憶體等。
在此,說明依本實施形態之半導體製造裝置1的動作。處理對象,即基板W事先被收納於前開式晶圓盒F內。首先,第1基板輸送機構9經由窗7A從前開式晶圓盒F取出基板W,送往傳遞單元10。當基板W被輸送到傳遞單元10,第2基板輸送機構14使用輸送臂14A,將基板W從傳遞單元10送往加熱單元12的加熱板。
加熱單元12將基板W加熱(預烘烤)到既定之溫度,而去除附著在基板W表面的有機物。加熱處理後,第2基板輸送機構14將基板W從加熱單元12送往冷卻單元13。冷卻單元13將基板W冷卻處理。
當冷卻處理結束,第2基板輸送機構14使用輸送臂14A,將基板W送往無電解電鍍單元11。無電解電鍍單元11對形成於基板W表面之配線等施加無電解電鍍處理等。
當無電解電鍍處理等結束,第2基板輸送機構14將基板W從無電解電鍍單元11送往加熱單元12的加熱板。加熱單元12對基板W實行後烘烤處理,而去除無電解電鍍所產生之電鍍(帽蓋金屬)所含的有機物,並提高配線等及電鍍的密接性。當後烘烤處理結束,第2基板輸送機構14將基板W從加熱單元12送往冷卻單元13。冷卻單元13再次將基板W冷卻處理。
當冷卻處理結束,第2基板輸送機構14將基板W送往傳遞單元10。然後,第1基板輸送機構9使用輸送臂9A,將載置於傳遞單元10之基板W送回前開式晶圓盒F的既定位置。
之後,對複數片基板進行此種過程而連續處理。又,初始狀態可先處理虛擬晶圓,進行促進各單元之處理狀態之穩定狀態的處理。藉此,可提高處理的再現性。
接著,參照圖2至圖4,詳細說明本實施形態之半導體製造裝置的無電解電鍍單元11。如圖2所示,無電解電鍍單元11(以下有時稱電鍍單元11)包含外腔室110、內腔室120、旋轉吸盤130、第1‧第2流體供給部140‧150、氣體供給部160、背板165。
外腔室110配置在殼體100中,為實行電鍍處理的處理容器。外腔室110形成環繞基板W之收納位置的筒狀,且固定在殼體100之底面。外腔室110之側面設有送出送入基板W的窗115,以遮擋機構116形成可開闔方式。又,在與形成有外腔室110之窗115側相對的側面,第1‧第2流體供給部140‧150之動作用的遮擋機構119以可開闔方式形成。外腔室110之上方設有氣體供給部160。外腔室110之下部包含放掉氣體或處理液等之排放部118。
內腔室120為收納從基板W飛散之處理液的容器,配置在外腔室110中。內腔室120在外腔室110及基板W之收納位置間的位置形成筒狀,包含排氣、排液用的排放部124。內腔室120使用例如氣壓缸等之未圖示的升降機構,於外腔室110之內側形成可升降方式,於上端部122之端部比基板W之收納位置稍微高的位置(處理位置);與比該處理位置下方的位置(退避位置)之間,進行升降。在此,處理位置係對基板W施加無電解電鍍時的位置;退避位置係進行基板W之送出送入時,或基板W之清洗等時的位置。
旋轉吸盤130為將基板W實質性水平固持的基板固持機構。旋轉吸盤130包含:旋轉筒體131;旋轉板132,呈環狀,從旋轉筒體131之上端部水平擴展;支持銷134a,在旋轉板132之外周端沿周方向隔開等間隔而支持所設置之基板W的外周部;推壓銷134b,有複數個,推壓同基板W的外周面。如圖3所示,支持銷134a及推壓銷134b彼此沿周方向錯開,例如各配置3個。支持銷134a為將基板W固持而固定在既定之收納位置的固定具,推壓銷134b為將基板W往下方推壓的推壓機構。旋轉筒體131之側方設有馬達135,馬達135的驅動軸與旋轉筒體131之間掛繞無端狀帶136。亦即,以旋轉筒體131藉著馬達135旋轉之方式構成。支持銷134a及推壓銷134b於水平方向(基板W之面方向)旋轉,該等銷所固持之基板W也於水平方向旋轉。
氣體供給部160對外腔室110中供給氮氣或潔淨空氣以乾燥基板W。所供給之氮氣或潔淨空氣經由設在外腔室110之下端的排放部118或124,而被回收。
背板165與旋轉吸盤130所固持之基板W的底面相對,配置於旋轉吸盤130所形成之基板W的固持位置;與旋轉板132之間。背板165內建加熱器,與穿通旋轉筒體131之軸心的軸170連結。背板165中形成有在其表面之多處形成開口的流道166,該流道166與將軸170之軸心穿通的流體供給路徑171連通。流體供給路徑171配置有熱交換器175。熱交換器175將純水或乾燥氣體等之 處理流體調整成既定溫度。亦即,背板165具有向基板W之底面供給經調溫之處理流體的作用。軸170之下端部經由連結構件180,連結著氣壓缸等之升降機構185。亦即,背板165藉著升降機構185及軸170,以升降於旋轉吸盤130所固持之基板W與旋轉板132間的方式構成。
如圖3所示,第1‧第2流體供給部140‧150對旋轉吸盤130所固持之基板W的頂面供給處理液。第1‧第2流體供給部140‧150包含:儲存著處理液等之流體的流體供給裝置200;與驅動供給用噴嘴的噴嘴驅動裝置205。第1‧第2流體供給部140‧150在殼體100中以隔著外腔室110之方式分別配置。
第1流體供給部140包含:第1配管141,與流體供給裝置200連接;第1臂部142,支持第1配管141;第1迴旋驅動機構143,位於第1臂部142之基部,利用步進馬達等而以該基部為軸使第1臂部142迴旋。第1流體供給部140具有供給無電解電鍍處理液等之處理流體的功能。第1配管141包含個別地供給三種流體的配管141a‧141b‧141c,各別於第1臂部142之前端部與噴嘴144a‧144b‧144c連接。其中,於上述前清洗步驟從噴嘴144a供給處理液及純水,於後清洗步驟從噴嘴144b供給處理液及純水,於電鍍處理步驟從噴嘴144c供給電鍍液。
同樣地,第2流體供給部150包含:第2配管151,與流體供給裝置200連接;第2臂部152,支持第2配管151;第2迴旋驅動機構153,位於第2臂部152之基部,使第2臂部152迴旋。第2配管151於第2臂部152之前端部與噴嘴154連接。第2流體供給部150具有供給進行基板W之外周部(周緣部)之處理的處理流體的功能。第1及第2臂部142及152經由設在外腔室110的遮擋機構119,於旋轉吸盤130所固持之基板W的上方迴旋。
在此,參照圖4,詳細說明流體供給裝置200。流體供給裝置200供給處理流體到第1‧第2流體供給部140‧150。如圖4所示,流體供給裝置200包含第1槽210、第2槽220、第3槽230、與第4槽240。
第1槽210儲存著使用於基板W之無電解電鍍處理之前處理的前清洗處理液L1。又,第2槽220儲存著使用於基板W之無電解電鍍處理之後處理的後清洗處理液L2。第1及第2槽210及220各包含將處理液L1‧L2調整成既定溫度的溫度調節機構(未圖示),且第1槽210連接於第1配管141a之配管211;而第2槽220連接於第2配管141b之配管221。配管211及221各包含泵212及222、與閥213及223,以分別供給經調節成既定溫度之處理液L1‧L2到第1配管141a‧第2配管141b方式構成。亦即,藉由使泵212及222、與閥213及223分別動作,以將處理液L1及L2通過第1配管141a及第2配管141b送出到噴嘴144a及噴嘴144b。
第3槽230儲存著處理基板W的電鍍液L3。第3槽230連接著與第1配管141c連接的配管231。配管231設有泵232、閥233;與加熱電鍍液L3的加熱器(例如熱交換器)234。亦即,電鍍液L3由加熱器234所調溫,藉著泵232及閥233之協同動作,通過第1配管141c被送出到噴嘴144c。泵232若具有加壓機構或壓送機構等作為送出電鍍液L3之送出機構的功能即可。
第4槽240儲存著使用於基板W之外周部之處理的外周部處理液L4。第4槽240連接著與第2配管151連接的配管241。配管241設有泵242及閥243。亦即,外周部處理液L4藉著泵242及閥243之協同動作,通過第2配管151被送出到噴嘴154。
又,第4槽240也連接著例如供給氟酸之配管、供給過氧化氫水之配管、與供給純水L0之配管等。亦即,第4槽240也具有將該等液體以事先設定之既定比率混合並調整的作用。
又,第1配管141a及第2配管141b各連接著供給純水L0的配管265a及265b,配管265a設有閥260a,配管265b設有閥260b。亦即,噴嘴144a及144b也可供給純水L0。
在此,參照圖5,詳細說明第1流體供給部140的第1臂部142。圖5係顯示第1臂部142之結構的示意圖。如圖5所示,第1臂部142包含:溫度調節器145;泵機構146,具有供給機構146a、回抽機構146b、聯結機構146c;與保溫器147。亦即,依本實施 形態之電鍍單元11中,配置於第1臂部142的溫度調節器145與保溫器147構成圖4所示之加熱器234。
溫度調節器145係將電鍍處理液等加溫到適於該處理之溫度的加熱機構。溫度調節器145係密閉之框體內部穿通有配管141c,包含:流體供給口451,導入從調溫用流體供給器450所供給之調溫用的流體(例如溫水);與流體排出口452,排出同流體。從流體供給口451所供給之流體流經框體內部的空間453,與配管141c接觸,而將流經配管141c之電鍍處理液加溫,再從流體排出口452被排出。溫度調節器145中之配管141c較佳係形成例如螺旋狀,使得與調溫用之流體的接觸面積較大。加溫之溫度可依電鍍處理液的成分或成膜條件等調製,例如為20~90℃左右。
供給機構146a包含上述泵232及閥233,具有作為將第3槽230所儲存之電鍍液L3通過配管141c送出到噴嘴144c之送出機構的功能。又,圖4及圖5所示之例中,作為送出機構之泵232及閥233送出電鍍處理液,但不限於此。泵232也可以例如隔膜泵(diaphragm pump)等之加壓機構或壓送機構而實現。回抽機構146b具有剛結束對基板處理面供給電鍍液時馬上回抽殘留於噴嘴144c之前端之電鍍液的功能。聯結機構146c結合:來自供給機構146a之配管;連往回抽機構146b之配管;接往溫度調節器145之配管。聯結機構146c可與閥233一體化實現,也可個成一體而實現。供給機構146a依據來自處理控制器51的處理液供給指示,以既定速度或時間點向噴嘴144c送出既定量之處理液。
保溫器147配置於溫度調節器145與噴嘴144c之間,具有維持溫度調節器145所加溫之電鍍處理液之溫度直到從噴嘴144c送出電鍍處理液為止的功能。保溫器147獨立於溫度調節器145,密閉之框體內部穿通有配管141c,包含:流體供給口471,導入從調溫用流體供給器450所供給之調溫用的流體;與流體排出口472,排出同流體。從調溫用流體供給器450所供給的流體可共通於供往溫度調節器145的流體,也可為個別獨立的流體。於保溫器147之內部,連接於流體供給口471之保溫管473與配管141c 接觸,將配管141c內之電鍍處理液維持在既定之溫度。保溫管473沿保溫器147之配管141c延伸到噴嘴144c的最近位置,以可將處理液保溫直到即將從噴嘴144c送出處理液前的方式構成。保溫管473於收納噴嘴144c之噴嘴框體440的內部開放,與保溫器147的空間474相通。亦即,保溫器147包含下列部分構成之三重構造(三重配管構造):配管141c,位於其剖面中心;保溫管473,熱性上接觸而配置於配管141c之外周;與空間474,位於保溫管473之外周。從流體供給口471所供給之保溫用的流體通過保溫管473將電鍍處理液保溫直到流至噴嘴框體440,再流經保溫器147內之空間474而從流體排出口472被排出。流經空間474的流體具有將流經保溫管473的流體(及流經其內側之配管141c的電鍍處理液);保溫器147之外側的環境氣體熱性上隔離的作用。因此,抑制流經保溫管473的流體之熱損失,並可從流經保溫管473的流體往流經配管141c的電鍍處理液有效率地進行熱傳遞。保溫器147由於包含在噴嘴驅動裝置205所驅動之第1臂部142,因此較佳係形成蛇腹狀等可因應變動的框體。供往流體供給口471之調溫用的流體(溫水)可共通於供往流體供給口451的流體,也可為具有溫度差異的個別流體。
配管141c中,溫度調節器145及保溫器147將電鍍處理液加溫‧保溫的部分以將處理既定片數之基板W之份量的電鍍處理液全量加溫且保溫方式,決定該部分的粗細或長度。亦即,溫度調節器145‧保溫器147所加溫‧保溫的電鍍處理液於對一定片數之基板W的電鍍處理使用完;對於下一處理對象之基板W,供給溫度調節器145新加溫,且保溫器147新保溫的電鍍液。如此藉著新加溫‧保溫的電鍍處理液,進行下一個對基板的電鍍處理。
又,溫度調節器145及保溫器147將電鍍處理液加溫‧保溫的部分也可為因應處理1片基板W之份量的電鍍處理液的體積。此時,即使連續處理複數片基板W時,也可進行均一的電鍍處理。例如,當以溫度調節器145及保溫器147所一起加溫‧保溫的電鍍處理液之份量為因應複數片基板W之處理的量,初次電鍍處理 之電鍍處理液加溫時間與末次電鍍處理之同加溫時間產生差異。通常,由於電鍍處理液因被加溫而開始劣化,因此當將複數片份之電鍍處理液一起加溫,有時變得難以進行均一的電鍍處理。藉由將溫度調節器145及保溫器147所加溫之電鍍處理液的份量採1片基板W的處理量而重複必要次數,可達到更均一的電鍍處理。就保溫器147所保溫之電鍍處理液的體積之例而言,處理1片基板時,例如為溫度調節器145所加溫之電鍍處理液的體積之1/10左右;例如溫度調節器145所加溫之電鍍處理液的體積為115[ml]左右,保溫器147所保溫之電鍍處理液的體積為10[ml]左右。
再來,參照圖5,說明第1臂部142的動作。當處理控制器51指示流體供給裝置200供給電鍍處理液L3,流體供給裝置200使泵232驅動,打開閥233。電鍍處理液L3之細微的供給時間點之控制,係藉由控制閥233而進行。另一方面,當處理控制器51指示流體供給裝置200停止供給電鍍處理液L3,流體供給裝置200關閉閥233,使泵232停止,並令回抽機構146b動作以回抽殘留於配管141c的電鍍處理液L3。藉此,可防止電鍍處理液L3從噴嘴144c往基板W垂滴。又,調溫用流體供給器450於電鍍處理中經常將流體供往溫度調節器145及保溫器147。其因電鍍處理液L3的加溫時間可依後述處理時間等進行調節。
本實施形態之電鍍單元11的加熱器234由設在第1臂部142之溫度調節器145及保溫器147,將電鍍處理液L3加熱‧調節成既定之電鍍處理溫度。此係考慮電鍍處理液之壽命的影響。將複數片基板W連續電鍍處理時,藉由將所使用之電鍍處理液L3統一加熱,也可到達既定溫度。此時,較早階段之電鍍處理所使用的電鍍液與較晚階段之電鍍處理所使用的電鍍液之間,到達既定溫度後到實際用於電鍍處理為止的時間產生差異。但是,本申請案發明人研究得知:電鍍處理液經調溫後,無法長時間保存(電鍍處理液到達既定溫度後,因時間經過而特性變化)。本實施形態之加熱器234配置於第1臂部內以作為加熱必要之最小限度的電鍍液者,係用以使電鍍處理時之電鍍處理液的特性均質化。尤其, 處理複數片基板時,可使得使用於每個基板之電鍍處理液的特性均質化。並且,達到裝置的緊密化,可抑制電鍍處理液之液溫下降。
接著,參照圖1至圖8,說明依本實施形態之無電解電鍍單元11的動作。圖6顯示依本實施形態之無電解電鍍單元11的動作,尤其係說明電鍍處理動作的流程圖;圖7顯示依本實施形態之無電解電鍍單元11的整體處理;圖8顯示依本實施形態之無電解電鍍單元11之電鍍處理步驟的處理。如圖6所示,本實施形態之電鍍單元11實現前清洗步驟(圖中之「A」)、電鍍處理步驟、(同「B」)、後清洗步驟(同「C」)、背面‧端面清洗步驟(同「D」)、與乾燥步驟(同「E」)共5個步驟。又,如圖7所示,本實施形態之電鍍單元11實行:背面純水供給a,對基板背面供給經加溫之純水;端面清洗b,清洗基板端面;背面清洗c,清洗基板背面;後清洗d,電鍍處理後,接著清洗基板;電鍍處理e;前清洗f,電鍍處理前,先清洗基板;與純水供給g,調整基板之親水度,共7個處理液供給處理。圖8更詳細地顯示圖7所示之電鍍處理e的處理。
第1基板輸送機構9從送出送入部1之前開式晶圓盒F一片一片地送出基板W,將基板W送入到處理部2的傳遞單元10。當基板W被送入,第2基板輸送機構14將基板W輸送到加熱單元12及冷卻單元13,基板W被施予既定之熱處理。當熱處理結束,第2基板輸送機構14將基板W送往無電解電鍍單元11內。
首先,處理控制器51實行前清洗步驟A。前清洗步驟A包含親水化處理、前清洗處理、純水處理。
處理控制器51驅動馬達135以使旋轉吸盤130所固持之基板W旋轉。當旋轉吸盤130旋轉,處理控制器51指示噴嘴驅動裝置205驅動第1流體供給部140。噴嘴驅動裝置205令第1迴旋驅動機構143動作,而使第1臂部142移動到基板W上之既定位置(例如噴嘴144a成為基板W之中心部的位置)。並且,噴嘴驅動裝置205令第2迴旋驅動機構153動作,而使第2臂部152移動到基板W上之周緣部。當分別到達既定位置,處理控制器51指示流體供 給裝置200進行親水化處理(S301)。流體供給裝置200打閉閥260a,將既定量之純水L0送到噴嘴144a(圖7中之供給處理g)。此時,噴嘴144a在例如基板W之上方0.1~20mm左右的位置。同樣地,流體供給裝置200打開閥243,將處理液L4送到噴嘴154。於此處理之處理液L4使用因純水L0可得到不同親水化效果者。該親水化處理防止後續之前清洗液於基板W表面被推斥,並具有使電鍍液不易從基板W表面掉落的作用。
再來,處理控制器51指示流體供給裝置200進行前清洗處理(圖7中之供給處理f)及背面溫純水供給(同a)。流體供給裝置200關閉閥260a以停止供給純水L0,並關閉閥243以停止供給處理液L4,驅動泵212及閥213以供給前清洗處理液L1到噴嘴144a(S303)。在此,從噴嘴144a移動到基板W之大致中央部的狀態,噴嘴144a對基板W之大致中央部供給前清洗處理液L1。由於前清洗處理液使用有機酸等,因此不會產生電流腐蝕(galvanic corrosion),而從銅配線上去除氧化銅,可提高電鍍處理時之核形成密度。
接著,流體供給裝置200供給純水到流體供給路徑171。熱交換器175將所送至流體供給路徑171的純水調溫,經由設在背板165的流道166,對基板W之底面供給經調溫的純水。藉此,將基板W之溫度維持在適於電鍍處理的溫度。
當前清洗處理結束,處理控制器51指示流體供給裝置200進行純水處理(圖7中之供給處理g)(S305)。流體供給裝置200使泵212及閥213動作以停止供給前清洗處理液L1,並打開閥260a而將既定量之純水L0送到噴嘴144a。藉由從噴嘴144a供給純水L0,使前清洗處理液置換成純水。此係防止酸性之前清洗處理液L1及鹼性之電鍍處理液混合而產生處理不良。
前清洗步驟A後,處理控制器51接著實行電鍍處理步驟B。電鍍處理步驟B包含:電鍍液置換處理、電鍍液盛裝處理、電鍍液處理、純水處理。
處理控制器51指示流體供給裝置200及噴嘴驅動裝置205進 行電鍍液置換處理(圖7中之供給處理e)。流體供給裝置200關閉閥260a以停止供給純水L0,並使泵232及閥233動作,以供給電鍍液L3到噴嘴144c。另一方面,噴嘴驅動裝置205令第1迴旋驅動機構143動作,以使第1臂部142迴旋成噴嘴144c移動(掃描)於基板W之中央部~周緣部~中央部(S312)。電鍍液置換處理中,電鍍液供給噴嘴移動於中央部~周緣部~中央部,基板W以較高的轉速旋轉(圖8中之「置換X」處理)。藉此動作,電鍍液L3於基板W上擴散,可將基板W表面上之純水迅速置換成電鍍液。
當電鍍液置換處理結束,處理控制器51令旋轉吸盤130所固持之基板W的旋轉速度減速,指示流體供給裝置200及噴嘴驅動裝置205進行電鍍液盛裝處理。流體供給裝置200繼續供給電鍍液L3,噴嘴驅動裝置205令第1迴旋驅動機構143動作,以使噴嘴144c從基板W之中央部向周緣部逐漸移動(S314)。經電鍍液置換處理之基板W的表面盛裝充足量之電鍍液L3。進而,於噴嘴144c接近基板W之周緣部附近的階段,處理控制器51令基板W的旋轉速度進一步減速(圖8中之「盛裝Y」處理)。
再來,處理控制器51指示流體供給裝置200及噴嘴驅動裝置205進行電鍍處理。噴嘴驅動裝置205令第1迴旋驅動機構143動作,以使第1臂部142迴旋成噴嘴144c位於基板W之中央部及周緣部的大致中間位置。
接著,流體供給裝置200使泵232及閥233動作以連續‧間歇性供給電鍍液L3到噴嘴144c(S317)。亦即,如圖7及圖8之「電鍍Z」處理所示,將噴嘴配置於既定位置,而連續‧間歇性供給電鍍液。由於基板W正在旋轉,故雖然連續(間歇性)供給電鍍液L3,也可使電鍍液L3均勻地遍佈到基板W整區。又,上述步驟312‧314‧317之處理亦可重複進行。供給電鍍液L3並經過既定時間後,流體供給裝置200停止供給電鍍液L3,處理控制器51停止對基板W之背面供給溫純水。
電鍍處理步驟B中,流體供給裝置200接收處理控制器51的 指示,而使供給機構146a動作,以供給電鍍液L3到噴嘴144c。供給機構146a如下述進行電鍍之送出控制:溫度調節器145與保溫器147內部之配管141c由電鍍液充滿,且電鍍液不會從噴嘴144c垂滴。回抽機構146b具有回抽以使結束供給之電鍍液不會從噴嘴144c垂滴的作用。
進而,處理控制器51指示流體供給裝置200及噴嘴驅動裝置205進行純水處理(圖7中之供給處理g)。處理控制器51令旋轉吸盤130所固持之基板W的旋轉速度加速;噴嘴驅動裝置205令第1迴旋驅動機構143動作,以使第1臂部142迴旋成噴嘴144c位於基板W之中央部。其後,流體供給裝置200打開閥260a以供給純水L0(S321)。藉此,去除殘留在基板W表面之電鍍液,可防止後處理液與電鍍液混合。
電鍍處理步驟B後,處理控制器51接著實行後清洗步驟C。後清洗步驟C包含後化學藥液處理及純水處理。
處理控制器51指示流體供給裝置200進行後化學藥液處理(圖7中之供給處理d)。流體供給裝置200關閉閥260a以停止供給純水L0,並使泵222及閥223動作以供給後清洗處理液L2到噴嘴144b(S330)。後清洗處理液L2具有去除基板W表面之殘渣物或經異常析出之電鍍膜的作用。
後化學藥液處理後,處理控制器51接著指示流體供給裝置200進行純水處理(圖7中之供給處理g)。流體供給裝置200使泵222及閥223動作以停止供給後清洗處理液L2,並打開閥260b以供給純水L0(S331)。
後清洗步驟C後,處理控制器51接著實行背面‧端面清洗步驟D。背面‧端面清洗步驟D包含液去除處理、背面清洗處理、端面清洗處理。
處理控制器51指示流體供給裝置200進行液去除處理。流體供給裝置200關閉閥260b以停止供給純水L0,處理控制器51令旋轉吸盤130所固持之基板W的旋轉速度加速。此處理使基板W表面乾燥,目的在於基板W表面之液去除。
當液去除處理結束,處理控制器51指示流體供給裝置200進行背面清洗處理。首先,處理控制器51先令旋轉吸盤130所固持之基板W的旋轉速度減速。接著,流體供給裝置200供給純水到流體供給路徑171(圖7中之供給處理a)。熱交換器175將所送至流體供給路徑171的純水調溫,經由設在背板165的流道,對基板W之背面供給經調溫的純水(S342)。純水具有使基板W之背面側親水化的作用。再來,流體供給裝置200停止對流體供給路徑171供給純水,而對流體供給路徑171供給背面清洗液(S343)。背面清洗液具有清洗去除電鍍處理之基板W背面側的殘渣物的作用(圖7中之供給處理c)。
然後,處理控制器51指示流體供給裝置200及噴嘴驅動裝置205進行端面清洗處理。流體供給裝置200停止對基板W之背面供給背面清洗液,而對流體供給路徑171供給經熱交換器175所調溫的純水(S344)(圖7中之供給處理a)。
接著,噴嘴驅動裝置205令第2迴旋驅動機構153動作,以使第2臂部152迴旋成噴嘴154位於基板W之端部;處理控制器51令基板W的轉度加速到150~300rpm左右。同樣地,噴嘴驅動裝置205令第1迴旋驅動機構143動作,以使第1臂部142迴旋成噴嘴144b位於基板W之中央部。流體供給裝置200打開閥260b以供給純水L0到噴嘴144b,並使泵242及閥243動作以供給外周部處理液L4到噴嘴154(圖7中之供給處理a‧g)。亦即,此狀態下,對基板W之中央部供給純水L0,對同端部供給外周部處理液L4,並對基板W之背面供給經調溫的純水(S346)。
背面‧端面清洗步驟D後,處理控制器51接著實行乾燥步驟E。乾燥步驟E包含乾燥處理。
處理控制器51指示流體供給裝置200及噴嘴驅動裝置205進行乾燥處理。流體供給裝置200停止全部的處理液供給,噴嘴驅動裝置205令第1臂部142及第2臂部152從基板W之上方退避。又,處理控制器51令基板W的旋轉速度加速到800~1000rpm左右以乾燥基板W(S351)。當乾燥處理結束,處理控制器51令基板 W的旋轉停止。當電鍍處理步驟結束,第2基板輸送機構14之輸送臂14A經由窗115從旋轉吸盤130取出基板W。
又,前清洗步驟、電鍍處理步驟、後清洗步驟、背面‧端面清洗步驟及乾燥步驟之處理順序;與流體供給裝置200、噴嘴驅動裝置205、調溫用流體供給器450等所為之供給‧驅動動作;甚至各種閥及泵之動作程序等全部儲存於記憶部53,處理控制器51依據該儲存內容而對各部進行動作‧控制的指示。
在此,針對溫度調節器145及保溫器147於每次處理將因應1次電鍍處理之電鍍處理液加溫‧保溫時電鍍處理整體中之溫度調節器145的作用,進行說明。溫度調節器145將流經配管141c的電鍍液加溫到既定之溫度。具體而言,如圖6所示,初始狀態(處理第1片基板之狀態)中,溫度調節器145從步驟301到步驟312之間將電鍍處理液加溫到既定溫度,保溫器147將流經配管141c之由溫度調節器145加溫的電鍍液保溫在該既定溫度(圖6中之(1)短劃線的期間)。此時,由於電鍍液被保存成不會從噴嘴144c垂滴,故電鍍液被加溫到既定溫度且維持溫度。電鍍處理步驟B之間,因為藉由電鍍液置換處理‧電鍍液盛裝處理‧電鍍處理之各處理而電鍍處理液成為供給狀態,故電鍍處理液於配管中移動,成為幾乎不加溫(不易加溫)的狀態。
當第1片基板之處理結束,進行步驟321之純水處理時,由於停止供給電鍍處理液,溫度調節器145可再開始將電鍍處理液加溫。處理第2片基板之電鍍處理液的加溫期間係從第1片基板之電鍍處理步驟B結束的步驟321到第2片基板之電鍍處理步驟B開始的步驟312之間(圖6中之(2)一點鏈線的期間)。同樣地,處理第3片基板之電鍍處理液的加溫期間係圖6中之(3)二點鏈線的期間。亦即,圖6所示之(1)~(3)的期間為將處理基板之電鍍處理液加溫的期間。如後述,由於電鍍處理液除了電鍍處理時之液溫外,依將處理液加溫多少時間而處理條件也有變化,因此為實現均一的電鍍處理,較佳係(1)~(3)的期間均為相同時間。又,電鍍處理整體中,也可包含使用虛擬基板(虛擬晶圓)之穩定化處理步 驟。藉此,於處理複數片基板W時,可得到均一的膜厚。
電鍍液的送出係因應處理控制器51所指示之時間及時間點而進行;但第1次電鍍處理中,控制成將溫度調節器145與保溫器147內之配管141c所保存的電鍍液全量供給。亦即,當第1次電鍍處理結束,溫度調節器145與保溫器147內之配管141c充滿著未施予加熱‧保溫處理之新的電鍍液。
在此,說明電鍍處理液之液溫與電鍍成膜速度的關係。圖9顯示電鍍液溫度與電鍍成膜速度對於調合成某種組成之電鍍處理液之加溫時間的關係。圖10顯示關於用作pH調整劑之四甲基氫氧化銨(TMAH)之組成互異的複數電鍍處理液,電鍍液溫度與電鍍成膜速度對各個電鍍處理液之加溫時間的關係。該等圖中,電鍍處理液之液量相當於溫度調節器145及保溫器147的容量。
一般而言,電鍍處理液之組成由含鈷之溶液、錯合劑、pH調整劑與還原劑構成。為進行穩定之電鍍處理,必須將電鍍處理液加溫‧保溫,以將反應溫度維持於適當。另一方面,當電鍍處理液之保溫時間經過長時間,電鍍處理液中開始析出鈷金屬,對基板之處理面供給該析出物時,使電鍍成膜含有異物。於一般的保溫條件(60℃),開始加溫電鍍處理液後30分鐘左右會產生此種析出為已知。
而且,使用具有此種組成之電鍍處理液時,藉由調整pH濃度,可促進或抑制電鍍處理液之作為還原劑的反應。此意味著:電鍍處理液之還原反應的結果,即電鍍成膜的狀態,具體而言為成膜速度的調整,藉由pH濃度之調整而成為可能。
如圖9之虛線所示,使電鍍處理液之溫度升溫到目標值,即60℃時所需的時間(加溫時間)為約50秒左右。其後,隨著保溫時間經過,實線所示之電鍍成膜速度雖急遽增加,但是當加溫時間超過300秒時則止於微幅增加。然後如上述,經1800秒(30分鐘)左右,析出電鍍處理液中之金屬離子。此顯示:與其使用電鍍處理液之液溫剛到達設定溫度(加溫約50秒後)的電鍍處理液,不如使用加溫‧保溫狀態維持某種的電鍍處理液可實現穩定且成膜速 度高的電鍍處理。換言之,為將電鍍處理液調整成適於電鍍處理之溫度,非僅使液溫升溫的時間,也需要以適溫維持液溫的加溫時間。
圖10顯示可得到所希望之成膜速度之電鍍液的加溫時間(成膜速度穩定所需之加溫時間)取決於pH調整劑(TMAH)的組成比。亦即,從同圖可知:需要高成膜速度之電鍍處理的情況,使用添加高濃度之TMAH的電鍍處理液即可;另一方面,必須使加溫時間縮短時,使用添加低濃度之TMAH的電鍍處理液即可。
連續電鍍處理複數基板時,1片之基板處理所需的基板處理時間比起電鍍處理液的適當加溫時間,有時短有時長。基板處理時間比電鍍處理液的加溫時間短時,若調低pH調整劑(TMAH)之濃度,電鍍處理液的加溫時間即可短縮。但是,此時,由於達到必要膜厚所需的電鍍處理時間變長,因此必須使接著進行之新基板之處理的開始時間延後。如此藉由調整電鍍處理液的加溫時間與基板處理時間,可實現所希望之電鍍處理。
再者,複數基板之連續電鍍處理中,1片之基板處理所需的基板處理時間由於包含供給電鍍液以外之步驟的時間(圖7所示之例中為步驟A‧C‧D‧E的各處理時間),因此僅調整電鍍液之pH調整劑,也難以達到電鍍處理液之加溫時間及基板處理時間的調整。此時,藉由特意調整電鍍處理液之開始加溫或者開始基板處理(開始供給電鍍液)的時間點,可加以實現。
以下,參照圖11及圖12,針對複數基板之連續電鍍處理時,將開始加熱時間或者開始基板處理(開始供給電鍍液)之時間點特意調整之程序的設定方法,進行說明。圖11及圖12係對複數片基板W施加圖6所示之電鍍處理步驟。
如圖11所示,電鍍處理1片基板W時,經過圖6及圖7所示之前清洗步驟A、電鍍處理步驟B、後清洗步驟C、背面‧端面清洗步驟D與乾燥步驟E。此時,第n次處理之乾燥步驟E後,開始第n+1次之前清洗步驟A以前,排出已結束處理的基板W,送入新的處理基板W。
在此,為了在電鍍處理步驟B得到既定溫度且既定成膜速度的電鍍處理液,開始電鍍處理步驟B以前,必須將電鍍處理液加溫到既定溫度,且持續加溫既定時間。因此,於圖11(1)所示之通常的加溫時間點,開始後清洗步驟C以後,也開始加溫電鍍處理液,且持續加溫直到前清洗步驟A結束。電鍍處理步驟B之間,由於從噴嘴144c噴吐出所加溫之電鍍處理液,並供給新的電鍍處理液到溫度調節器145及保溫器147,故事實上處於不加溫的狀態。
假定,為在電鍍處理得到必要成膜速度所需之電鍍處理液的加溫時間短時,考慮例如需要比起從開始後清洗步驟C到結束前清洗步驟A為止所需的時間更短之加溫時間的情況。(圖11中之(2))。此時,亦可調整各行程A至E的處理時間,但有時為進行電鍍處理之其他參數也變更,並不理想。於此情況,開始後清洗步驟C以後,延後△t11 ‧△t12 ‧△t13 ...分鐘,再開始以溫度調節器145及保溫器147加溫‧保溫即可。此控制可藉由從處理控制器51對溫度調節器145及保溫器147指示,加以實現。如上述,如第n次、第n+1次、第n+2次...,每處理1片基板W設△t11 ‧△t12 ‧△t13 ...分鐘之延遲時間以後,開始電鍍處理液的加溫‧保溫處理,藉此不變更前清洗步驟A等處理之所需時間,而能實現以既定成膜速度進行電鍍處理。又,每個所處理之基板的延遲時間△t11 ‧△t12 ‧△t13 ...並非必要相同。對每個基板進行不同條件之電鍍處理等時,可設定因應各個條件的延遲時間。
另一方面,為在電鍍處理得到必要成膜速度所需之電鍍處理液的加溫時間長時,考慮例如需要比起從開始後清洗步驟C到結束前清洗步驟A為止所需的時間更長之加溫時間的情況。(圖12中之(3))。此時,與圖11中之(2)相反,乾燥步驟E結束後,設處理待機時間△t21 ‧△t22 ...的待機時間以使前清洗步驟A延後△t21 ‧△t22 ...分鐘開始,最後控制成拉長加溫時間‧保溫時間即可。此控制也可藉著來自處理控制器51的指示而實現。如上述,如第n次、第n+1次、第n+2次...,每處理1片基板W設△t21‧△t22... 分鐘之待機時間以延長加溫時間‧保溫處理,藉此不變更前清洗步驟A等處理之所需時間,而能實現以既定成膜速度進行電鍍處理。又,每個所處理之基板的待機時間△t21‧△t22...與上述延遲時間同樣地,並非必要相同。對每個基板進行不同條件之電鍍處理時,可設定因應各個條件的待機時間。
依圖1至圖4所示之實施形態之無電解電鍍單元,由於以即將電鍍處理前進行加溫,並保溫既定既定時間,且在1次電鍍處理用完經加溫‧保溫之電鍍液的方式動作,故可正確控制電鍍處理液之溫度與加溫時間,可實現電鍍液之蒸鍍能力與基板處理速度的平衡良好的處理。
又,本發明並不僅限於上述實施形態及其變形例。本發明不限於上述實施形態本身,於實施階段在不脫離其主旨的範圍內可變更構成要素而具體化。又,藉由適當組合上述實施形態所揭示的複數構成要素,可形成各種之發明。例如,可從實施形態所示之全部構成要素刪除某幾個構成要素。而且,也可適當組合涵蓋不同實施形態的構成要素。
【產業上利用性】
本發明可適用於半導體製造業。
1‧‧‧送出部(送出送入部)(半導體製造裝置)
2‧‧‧處理部
3‧‧‧輸送部
4‧‧‧送出送入口
5‧‧‧控制裝置
6‧‧‧載置台
7‧‧‧分隔壁
7A‧‧‧窗
8‧‧‧開啟部
9‧‧‧第1基板輸送機構
9A‧‧‧輸送臂
10‧‧‧傳遞單元(TRS)
11‧‧‧無電解電鍍單元(電鍍單元)(PW)
12‧‧‧加熱單元(HP)
13‧‧‧冷卻單元(COL)
14‧‧‧第2基板輸送機構
14A‧‧‧輸送臂
51‧‧‧處理控制器
52‧‧‧使用者介面
53‧‧‧記憶部
100‧‧‧殼體
110‧‧‧外腔室
115‧‧‧窗
116‧‧‧遮擋機構
118‧‧‧排放部
119‧‧‧遮擋機構
120‧‧‧內腔室
122‧‧‧上端部
124‧‧‧排放部
130‧‧‧旋轉吸盤
131‧‧‧旋轉筒體
132‧‧‧旋轉板
134a‧‧‧支持銷
134b‧‧‧推壓銷
135‧‧‧馬達
136‧‧‧無端狀帶
140‧‧‧第1流體供給部
141‧‧‧第1配管
141a‧‧‧第1配管
141b‧‧‧第2配管
141c‧‧‧第1配管
142‧‧‧第1臂部
143‧‧‧第1迴旋驅動機構
144a、144b、144c‧‧‧噴嘴
145‧‧‧溫度調節器
146‧‧‧泵機構
146a‧‧‧供給機構
146b‧‧‧回抽機構
146c‧‧‧聯結機構
147‧‧‧保溫器
150‧‧‧第2流體供給部
151‧‧‧第2配管
152‧‧‧第2臂部
153‧‧‧第2迴旋驅動機構
154‧‧‧噴嘴
160‧‧‧氣體供給部
165‧‧‧背板
166‧‧‧流道
170‧‧‧軸
171‧‧‧流體供給路徑
175‧‧‧熱交換器
180‧‧‧連結構件
185‧‧‧升降機構
200‧‧‧流體供給裝置
205‧‧‧噴嘴驅動裝置
210、220、230、240‧‧‧第1槽-第4槽
211、221、231、241‧‧‧配管
212、222、232、242‧‧‧泵
213、223、233、243‧‧‧閥
234‧‧‧加熱器
260a、260b‧‧‧閥
265a、265b‧‧‧配管
440‧‧‧噴嘴框體
450‧‧‧調溫用流體供給器
451‧‧‧流體供給口
452‧‧‧流體排出口
453‧‧‧空間
471‧‧‧流體供給口
472‧‧‧流體排出口
473‧‧‧保溫管
474‧‧‧空間
a‧‧‧背面純水供給(背面溫純水供給)
b‧‧‧端面清洗
c‧‧‧背面清洗
d‧‧‧後清洗
e‧‧‧電鍍處理
f‧‧‧前清洗
g‧‧‧純水供給
A‧‧‧前清洗步驟
B‧‧‧電鍍處理步驟
C‧‧‧後清洗步驟
D‧‧‧背面‧端面清洗步驟
E‧‧‧乾燥步驟
F‧‧‧前開式晶圓盒
L0‧‧‧純水
L1‧‧‧前清洗處理液
L2‧‧‧後清洗處理液
L3‧‧‧電鍍液(電鍍處理液)
L4‧‧‧外周部處理液
M‧‧‧馬達
P‧‧‧泵
△t11 ‧△t12 ‧△t13 ‧‧‧從開始後清洗步驟C到開始加溫‧保溫所延後的時間
△t21 ‧△t22 ‧‧‧於乾燥步驟E結束後所設的處理待機時間
W‧‧‧基板
圖1係顯示依本發明之一實施形態的半導體製造裝置之結構的俯視圖。
圖2係顯示本實施形態之半導體製造裝置之無電解電鍍單元的剖面圖。
圖3係顯示本實施形態之半導體製造裝置之無電解電鍍單元的俯視圖。
圖4係透射式顯示本實施形態的半導體裝置之無電解電鍍單元之臂部的示意圖。
圖5係顯示本實施形態之第1臂部之結構的示意圖。
圖6顯示依本實施形態之無電解電鍍單元的動作的流程圖。
圖7顯示依本實施形態之無電解電鍍單元的整體處理。
圖8顯示依本實施形態之無電解電鍍單元之電鍍處理步驟的處理。
圖9顯示電鍍液溫度與電鍍成膜速度對於調合成某種組成之電鍍處理液之加溫時間的關係。
圖10顯示關於用作pH調整劑之TMAH之組成互異的複數電鍍處理液,電鍍液溫度與電鍍成膜速度對各個電鍍處理液之加溫時間的關係。
圖11顯示對複數片基板W施加圖6所示之電鍍處理步驟的情形。
圖12顯示對複數片基板W施加圖6所示之電鍍處理步驟的情形。
141c‧‧‧第1配管
142‧‧‧第1臂部
144c‧‧‧噴嘴
145‧‧‧溫度調節器
146a‧‧‧供給機構
146b‧‧‧回抽機構
146c‧‧‧聯結機構
147‧‧‧保溫器
165‧‧‧背板
230‧‧‧第3槽
231‧‧‧配管
232‧‧‧泵
233‧‧‧閥
234‧‧‧加熱器
440‧‧‧噴嘴框體
450‧‧‧調溫用流體供給器
451‧‧‧流體供給口
452‧‧‧流體排出口
453‧‧‧空間
471‧‧‧流體供給口
472‧‧‧流體排出口
473‧‧‧保溫管
474‧‧‧空間
L3‧‧‧電鍍液
P‧‧‧泵
W‧‧‧基板

Claims (7)

  1. 一種半導體製造裝置,用以對複數基板連續施加電鍍處理,其特徵為包含:溫度調節部,收納1片之基板處理所需含有pH調整劑之既定量的電鍍液,將所收納之該電鍍液調節成既定溫度;固持部,將該基板逐一固持於既定位置;噴嘴,具有供給孔,該供給孔用以對該固持部所固持之該基板之處理面,噴吐出由該溫度調節部所收納並調溫之該電鍍液;送出機構,於每處理1片由該固持部所固持之基板時,將由該溫度調節部所收納且調節成該既定溫度的該電鍍液,朝該噴嘴之該供給孔全量送出;與控制部,因應該電鍍處理上必要之電鍍成膜速度及該電鍍液中含有之pH調整劑的濃度,控制該送出機構之該電鍍液的供給與該供給的時間點以及該溫度調節部之該電鍍液的溫度調節時間。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置,其中,該控制部更基於該電鍍處理上必要之處理時間,控制該電鍍液的供給與該供給的時間點以及該電鍍液的溫度調節時間。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置,更包含:儲存部,用以儲存一表單,該表單定義有:該電鍍成膜速度、該pH調整劑的濃度、以及該電鍍液的既定加溫時間;該電鍍液的既定加溫時間係對應該電鍍成膜速度與該pH調整劑的濃度;該控制部係基於該表單,控制該電鍍液的供給與該供給的時間點及該電鍍液的溫度調節時間。
  4. 如申請專利範圍第2項之半導體製造裝置,更包含:儲存部,用以儲存一表單,該表單定義有:該電鍍成膜速度、該pH調整劑的濃度、該處理時間、以及該電鍍液的既定加溫時間;該電鍍液的既定加溫時間係對應該電鍍成膜速度、該pH調整劑的濃度與該處 理時間;該控制部係基於該表單,控制該電鍍液的供給與該供給的時間點及該電鍍液的溫度調節時間。
  5. 一種半導體製造方法,係對複數基板連續施加電鍍處理的半導體製造方法,其特徵為包含以下步驟:在調溫用容器收納1片之基板處理所需的含有pH調整劑之既定量的電鍍液之步驟;將該調溫用容器所收納之該電鍍液調節為既定的溫度之步驟,該既定的溫度係因應該電鍍處理上必要之電鍍成膜速度以及該電鍍液中含有之pH調整劑的濃度;將該基板逐片固持在既定位置之步驟;以及在因應該電鍍處理上必要之電鍍成膜速度及該電鍍液中含有之pH調整劑的濃度的時間點,對於該每一片固持之基板,將該調溫用容器所收納之調溫過後的該電鍍液全量,朝向該固持之基板的處理面噴吐出之步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項之半導體製造方法,更包含,基於該電鍍處理上必要之處理時間,調節收納於該調溫用容器之該電鍍液的溫度之步驟。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之半導體製造方法,更包含,在基於該電鍍處理上必要之處理時間的時間點,朝向該固持之基板的處理面,噴吐出收納於該調溫用容器之調溫過後的該電鍍液全量之步驟。
TW098108771A 2008-07-18 2009-03-18 半導體製造裝置及半導體製造方法 TWI427726B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201005853A TW201005853A (en) 2010-02-01
TWI427726B true TWI427726B (zh) 2014-02-21

Family

ID=41530660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098108771A TWI427726B (zh) 2008-07-18 2009-03-18 半導體製造裝置及半導體製造方法

Country Status (4)

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

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
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
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
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
KR101910803B1 (ko) * 2011-08-04 2019-01-04 세메스 주식회사 기판처리장치
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
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2005060792A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Tokyo Electron Ltd 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法
US20070128373A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Tokyo Electron Limited Electroless plating apparatus and electroless plating method
JP2007177324A (ja) * 2005-12-02 2007-07-12 Tokyo Electron Ltd 無電解めっき装置および無電解めっき方法

Family Cites Families (4)

* 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
JP3985858B2 (ja) * 2001-10-17 2007-10-03 株式会社荏原製作所 めっき装置
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2005060792A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Tokyo Electron Ltd 無電解メッキ装置および無電解メッキ方法
US20070128373A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Tokyo Electron Limited Electroless plating apparatus and electroless plating method
JP2007177324A (ja) * 2005-12-02 2007-07-12 Tokyo Electron Ltd 無電解めっき装置および無電解めっき方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100009467A (ko) 2010-01-27
JP2010024496A (ja) 2010-02-04
KR101178868B1 (ko) 2012-08-31
US20100015791A1 (en) 2010-01-21
JP4571208B2 (ja) 2010-10-27
TW201005853A (en) 2010-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI427726B (zh) 半導體製造裝置及半導體製造方法
JP4547016B2 (ja) 半導体製造装置、半導体製造方法
US9255331B2 (en) Apparatus for plating process
KR100751102B1 (ko) 무전해 도금장치 및 방법
JP5466261B2 (ja) 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
JP5813649B2 (ja) 液処理装置、液処理方法
JP5105833B2 (ja) 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
JP5095786B2 (ja) 半導体製造方法
KR20090106339A (ko) 반도체 제조 장치, 반도체 제조 방법
TWI391522B (zh) 帽蓋金屬形成方法
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
WO2006022133A1 (ja) 無電解めっき装置