TWI539037B - Electroplating treatment, electroplating treatment and memory media - Google Patents

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Description

電鍍處理方法、電鍍處理裝置及記憶媒體
本發明，是有關於朝基板的表面供給電鍍液進行電鍍處理的電鍍處理方法、電鍍處理裝置及記憶媒體。
一般，在半導體晶圓和液晶基板等的基板中，被施加供在表面形成電路用的配線。此配線，是取代鋁素材而利用電阻較低且信賴性較高的銅素材。但是，銅與鋁相比較因為容易被氧化，所以為了防止銅配線表面的氧化，期望藉由具有較高的電移耐性的金屬進行電鍍處理。
電鍍處理，是例如，藉由朝形成有銅配線的基板的表面供給無電解電鍍液而被實施。習知，這種無電解電鍍處理，一般是由分批處理裝置進行。且，在無電解電鍍處理中，因為藉由在晶圓表面附近產生氧化還元反應將電鍍膜成膜，在成膜中將晶圓靜置較佳。因此，藉由上述分批處理裝置進行無電解電鍍處理的情況時，藉由調整電鍍液的溫度、電鍍液的濃度及成膜時間，來控制成膜膜的成膜速度。且，分批處理裝置的構造上，在電鍍液中即使晶圓欲動作，最多只有數cm程度的搖動。因此，使用習知的分批處理裝置的情況時，欲將電鍍液的反應速度更提高是有困難。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-249679號公報
[專利文獻2]日本特開2001-73157號公報
另一方面，由單片式裝置進行無電解電鍍處理者是如專利文獻1，提案一種電鍍處理裝置，具備：將基板旋轉的基板旋轉機構、及在基板上將電鍍液吐出的噴嘴、及將噴嘴沿著基板的方向移動的噴嘴移動機構。依據專利文獻1的電鍍處理裝置的話，藉由一邊將基板旋轉一邊供給電鍍液，在基板的表面上形成電鍍液的均勻地流動。藉此，可橫跨基板的表面全域均勻地被施加電鍍處理。
且在專利文獻2中，記載了為了將藥液的使用量減少，而複數次反覆：將藥液塗抹的過程、及液供給處理的過程、及將藥液除去的過程的技術。但是，使用這種方法形成厚膜的電鍍膜的情況時，處理時間有可能變長。
本發明，是考慮此點，提供一種電鍍處理方法，電鍍處理裝置及記憶媒體，藉由提高電鍍液的反應速度，可短縮每1枚基板的電鍍處理時間。
依據本發明的第1觀點的話，可提供一種電鍍處理方法，是朝基板供給電鍍液進行電鍍處理的電鍍處理方法，其特徵為，具備：在前處理液殘留在前述基板的表面的狀 態下，將前述基板由第1旋轉數旋轉，藉由朝前述基板供給電鍍液進行液置換的液置換過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，將前述基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在前述基板進行初期成膜的培養過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，使前述基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長的電鍍膜成長過程，前述第1旋轉數，是旋轉數比前述第3旋轉數高，前述第3旋轉數，是旋轉數比前述第2旋轉數高。
依據本發明的第2觀點的話，可提供一種電鍍處理裝置，是在朝基板供給電鍍液進行電鍍處理的電鍍處理裝置，其特徵為，具備：將基板保持並旋轉的基板旋轉保持機構、及朝向被保持在前述基板旋轉保持機構的前述基板將電鍍液吐出的吐出機構、及朝前述吐出機構供給電鍍液的電鍍液供給機構，前述基板旋轉保持機構，將前述吐出機構及前述電鍍液供給機構控制的控制機構，前述控制機構，是控制前述基板旋轉保持機構、前述吐出機構及前述電鍍液供給機構，在前處理液殘留在前述基板的表面的狀態下，藉由前述基板旋轉保持機構將前述基板由第1旋轉數旋轉，藉由前述吐出機構朝前述基板供給電鍍液來進行液置換，在從前述吐出機構朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，藉由前述基板旋轉保持機構將前述基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在前述基板進行初期成膜，在從前述吐出機構朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，藉由前述基板旋轉保持機構使前述基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍 膜成長，前述第1旋轉數，是旋轉數比前述第3旋轉數高，前述第3旋轉數，是旋轉數比前述第2旋轉數高。
依據本發明的第3觀點的話，可提供一種記憶媒體，是容納有使電鍍處理裝置實行電鍍處理方法用的電腦程式的記憶媒體，其特徵為：前述電鍍處理方法，是朝基板供給電鍍液並進行電鍍處理的方法，具備：在前處理液殘留在前述基板的表面的狀態下，將前述基板由第1旋轉數旋轉，藉由朝前述基板供給電鍍液進行液置換的液置換過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，將前述基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在前述基板進行初期成膜的培養過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，使前述基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長的電鍍膜成長過程，前述第1旋轉數，是旋轉數比前述第3旋轉數高，前述第3旋轉數，是旋轉數比前述第2旋轉數高。
依據本發明的話，藉由在處理液殘留於基板的表面前的狀態下，使基板由第1旋轉數旋轉，朝基板供給電鍍液進行液置換(液置換過程)。接著，在朝基板持續供給電鍍液的狀態下，將基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在基板生成初期成膜使(培養過程)。其後，在朝基板持續供給電鍍液的狀態下，將基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長(電鍍膜成長過程)。此情況，第1旋轉數，是旋轉數比第3旋轉數高，第3旋轉數，是旋轉數比第2旋轉數高。如 此，在基板進行初期成膜之後，在朝基板持續供給電鍍液的狀態下藉由將基板由第3旋轉數旋轉，將反應物濃度下降的電鍍液積極地置換成新的電鍍液，就可以促進穩定的電鍍成長。此結果，可以短縮每1枚基板的電鍍處理時間。
以下，參照第1圖乃至第8圖，說明本發明的一實施例。首先藉由第1圖，說明本實施例中的電鍍處理系統1整體。
電鍍處理系統
如第1圖所示，電鍍處理系統1，是包含：載置將複數枚(例如25枚)基板2(在此為半導體晶圓)收容的載體3並將基板2每次預定枚數地搬入及搬出用的基板搬入出室5、及進行基板2的電鍍處理和洗淨處理等的各種的處理用的基板處理室6。基板搬入出室5及基板處理室6，是被鄰接地設置。
(基板搬入出室)
基板搬入出室5，是具有：載體載置部4、及將搬運裝置8收容的搬運室9、及將基板收授台10收容的基板收授室11。在基板搬入出室5中，搬運室9及基板收授室11是透過收授口12被連通連結。載體載置部4，是載 置複數個在水平狀態下收容複數基板2的載體3。在搬運室9中，基板2的搬運被進行，在基板收授室11中，在與基板處理室6之間基板2的收授被進行。
在這種基板搬入出室5中，在被載置於載體載置部4的其中任一個的載體3及基板收授台10之間，藉由搬運裝置8使基板2每次預定枚數地被搬運。
(基板處理室)
且基板處理室6，是具有：在中央部朝前後(第1圖的左右)延伸的基板搬運單元13、及在基板搬運單元13的一方側及另一方側朝前後被並列配置並朝基板2供給電鍍液進行電鍍處理的複數電鍍處理裝置20。
其中基板搬運單元13，是包含構成可朝前後方向移動的基板搬運裝置14。且基板搬運單元13，是透過基板搬入出口15與基板收授室11的基板收授台10連通。
在這種基板處理室6中，對於各電鍍處理裝置20，藉由基板搬運單元13的基板搬運裝置14，使基板2，是在1枚1枚地被水平保持的狀態下被搬運。且，在各電鍍處理裝置20中，基板2，是1枚1枚地被洗淨處理及電鍍處理。
各電鍍處理裝置20，是只有使用的電鍍液等不同，其他的點是由大致相同構成所構成。因此，在以下的說明中，說明複數電鍍處理裝置20之中的一個電鍍處理裝置20的構成。
電鍍處理裝置
以下，參照第2圖及第3圖，說明電鍍處理裝置20。第2圖，是顯示電鍍處理裝置20的側面圖，第3圖，是顯示電鍍處理裝置20的俯視圖。
電鍍處理裝置20，是如第2圖及第3圖所示，具備：在外殼101的內部將基板2保持旋轉的基板旋轉保持機構110、及朝向被保持在基板旋轉保持機構110的基板2的表面將電鍍液吐出的吐出機構21、及朝吐出機構21供給電鍍液的電鍍液供給機構30、及藉由昇降機構164朝上下方向被驅動並藉由具有排出口124、129、134的杯105將從基板2飛散的電鍍液等各別朝排出口124、129、134收集並排出的液排出機構120、125、130、及將基板旋轉保持機構110、吐出機構21及電鍍液供給機構30控制的控制機構160。
(基板旋轉保持機構)
其中基板旋轉保持機構110，是如第2圖及第3圖所示，具有：在外殼101內朝上下延伸的中空圓筒狀的旋轉軸111、及被安裝於旋轉軸111的上端部的旋轉台112、及設在旋轉台112的上面外周部並將基板2支撐的晶圓挾盤113、及將旋轉軸111旋轉驅動的旋轉機構162。其中旋轉機構162，是藉由控制機構160被控制，藉由旋轉機構162使旋轉軸111被旋轉驅動，藉此，使藉由晶圓挾盤 113支撐的基板2被旋轉。此情況，控制機構160，是藉由控制旋轉機構162，可以將旋轉軸111及晶圓挾盤113旋轉，或是停止。且，控制機構160可控制使旋轉軸111及晶圓挾盤113的旋轉數上昇、下降，或是維持一定值。
(吐出機構)
接著說明，朝向基板2將電鍍液等吐出的吐出機構21。吐出機構21，是包含朝向基板2將CoP電鍍液等的化學還元型的電鍍液吐出的第1吐出噴嘴45。化學還元型的電鍍液，是從電鍍液供給機構30被供給至第1吐出噴嘴45。對於第1吐出噴嘴45的詳細如後述。又，在第2圖中只有顯示1個第1吐出噴嘴45，但是除了第1吐出噴嘴45以外設置朝向基板2將CoP電鍍液等的化學還元型的電鍍液吐出的其他的吐出噴嘴(追加的吐出噴嘴)也可以。
且吐出機構21，是如第2圖所示，進一步具有包含吐出口71及吐出口72的第2吐出噴嘴70也可以。如第2圖及第3圖所示，第2吐出噴嘴70，是被安裝於臂74的先端部，此臂74，是可朝上下方向延伸並且藉由旋轉機構165被固定於被旋轉驅動的支撐軸73。
在第2吐出噴嘴70中，吐出口71，是透過閥76a與供給置換型式的電鍍液例如Pd電鍍液的電鍍液供給機構76連接。且吐出口72，是透過閥77a與供給洗淨處理液的洗淨處理液供給機構77連接。藉由設置這種第2吐出 噴嘴70，在一電鍍處理裝置20內，不是只有由化學還元型的電鍍液所產生的電鍍處理，由置換型式的電鍍液所產生的電鍍處理及洗淨處理也可實施。
且如第2圖所示，在第2吐出噴嘴70的吐出口72，透過閥78a進一步與在電鍍處理供給先被施加的前處理用的前處理液例如純水等的清洗處理液的清洗處理液供給機構78連接也可以。此情況，藉由適切地控制閥77a及閥78a的開閉，就可選擇洗淨處理液或是清洗處理液的其中任一從第2吐出噴嘴70朝基板2吐出。
[第1吐出噴嘴]
接著說明第1吐出噴嘴45。如第2圖及第3圖所示，第1吐出噴嘴45是包含吐出口46。且第1吐出噴嘴45，是被安裝於臂49的先端部，此臂49，是成為朝基板2的半徑方向(第2圖及第3圖由箭頭D所示的方向)可進退自如。因此，第1吐出噴嘴45，是成為可在：接近基板2的中心部的中心位置、及位於比中心位置更周緣側的周緣位置之間移動。又在第3圖中，中心位置中的第1吐出噴嘴是由符號45'表示，周緣位置中的第1吐出噴嘴是由符號45"表示。
(電鍍液供給機構)
接著說明，朝吐出機構21的第1吐出噴嘴45供給CoP電鍍液等的化學還元型的電鍍液的電鍍液供給機構 30。第4圖，是顯示電鍍液供給機構30的圖。
如第4圖所示，電鍍液供給機構30，是具有：將電鍍液35貯留的供給槽桶31、及將供給槽桶31的電鍍液35朝第1吐出噴嘴45供給的供給管33。閥32是被插入供給管33中。
且如第4圖所示，在供給槽桶31中，安裝有將電鍍液35加熱至貯留溫度的槽桶用加熱手段50。且在槽桶用加熱手段50及第1吐出噴嘴45之間，在供給管33中，安裝有將電鍍液35加熱至比貯留溫度更高溫的吐出溫度的加熱手段60。對於槽桶用加熱手段50及加熱手段60，是如後詳細說明。
又上述的「貯留溫度」，是比由電鍍液35內的自我反應所產生的金屬離子的析出所進行的溫度(電鍍溫度)更低，且比常溫更高的預定的溫度。且「吐出溫度」，是與上述的電鍍溫度相同，或是比電鍍溫度更高的預定的溫度。依據本實施例的話，如此，電鍍液35是由二階段被加熱至電鍍溫度以上的溫度。
因此，與電鍍液35是在供給槽桶31內被加熱至電鍍溫度以上的溫度的情況相比，可以防止供給槽桶31內的電鍍液35中的還元劑的鈍化和成分的蒸發。藉此，可以加長電鍍液35的壽命。且，與電鍍液35在供給槽桶31由常溫被貯留，其後藉由加熱手段60被加熱至電鍍溫度以上的溫度的情況相比，可以由小能量迅速地將電鍍液35加熱至電鍍溫度以上的溫度。藉此，可以抑制金屬離 子的析出。
在供給槽桶31中，從貯藏有電鍍液35的各種的成分的複數藥液供給源(無圖示)供給各種藥液。例如，包含Co離子的CoSO4金屬鹽、還元劑(例如次亞磷酸等)及添加劑等的藥液被供給。此時，各種藥液的流量被調整，使被貯留在供給槽桶31內的電鍍液35的成分被適切地調整。
[槽桶用加熱手段]
槽桶用加熱手段50，是如第4圖所示，具有：在供給槽桶31的附近形成電鍍液35的循環路徑的循環管52、及被安裝於循環管52並將電鍍液35加熱至貯留溫度的加熱器53、及被插入循環管52並使電鍍液35循環的泵56。藉由設置槽桶用加熱手段50，就可以將供給槽桶31內的電鍍液35一邊在供給槽桶31附近循環一邊加熱至上述的貯留溫度為止。
且如第4圖所示，在循環管52中連接有供給管33。在此，閥36被開放，閥32被閉鎖時，通過加熱器53的電鍍液35會返回至供給槽桶31。另一方面，閥36被閉鎖，閥32被開放時，通過加熱器53的電鍍液35會到達第1吐出噴嘴45。
又如第4圖所示，過濾器55是被插設於循環管52也可以。藉此，將電鍍液35藉由槽桶用加熱手段50加熱時，可以將被包含於電鍍液35的各式各樣的不純物除 去。且如第4圖所示，在循環管52，設置將電鍍液35的特性監控用的監控手段57也可以。監控手段57，是例如由：將電鍍液35的溫度監控的溫度監控、和將電鍍液35的pH監控的pH監控等所構成。
且如第4圖所示，電鍍液供給機構30，是與供給槽桶31連接，進一步具有將被貯留在供給槽桶31的電鍍液35中的溶存氧及溶存氫除去的脫氣手段37也可以。此脫氣手段37，是例如將氮等的惰性氣體供給至供給槽桶31內。此情況，在電鍍液35中藉由將氮等的惰性氣體溶解，可以將已經溶存在電鍍液35中的氧和氫等的其他的氣體朝電鍍液35外部排出。從電鍍液35被排出的氧和氫，是藉由排氣手段38從供給槽桶31被排出。
[加熱手段]
接著參照第5圖，說明加熱手段60。加熱手段60，是用以將藉由槽桶用加熱手段50被加熱至貯留溫度為止的電鍍液35，進一步加熱至吐出溫度為止者。此加熱手段60，是如第5圖所示，具有：將預定的傳熱媒體加熱至吐出溫度或是比吐出溫度更高的溫度的溫度媒體供給手段61、及被安裝於供給管33以將來自溫度媒體供給手段61的傳熱媒體的熱朝供給管33內的電鍍液35傳導的溫度調節器62。且如第5圖所示，進一步設有溫度保持器65也可以，其是被設置至第1吐出噴嘴45的內部，用以將通過位於第1吐出噴嘴45內的供給管33的電鍍液35 由吐出溫度保持用。
溫度調節器62，是具有：將從溫度媒體供給手段61被供給的溫度調節用的傳熱媒體(例如溫水)導入的供給口62a、及將傳熱媒體排出的排出口62b。從供給口62a被供給的傳熱媒體，是在流動於溫度調節器62的內部的空間62c期間與供給管33接觸。藉此，流動於供給管33的電鍍液35是被加熱至吐出溫度為止。使用於電鍍液35的加熱之後的傳熱媒體，是從排出口62b被排出。
較佳是，溫度調節器62內的供給管33，是如第5圖所示形成螺旋狀。藉此，可以加大傳熱媒體及供給管33之間的接觸面積，藉此，可以將傳熱媒體的熱效率良好地朝電鍍液35傳達。
溫度保持器65，是藉由溫度調節器62被加熱至吐出溫度的電鍍液35是直到從第1吐出噴嘴45被吐出為止之間，保持電鍍液35的溫度用者。此溫度保持器65，是如第5圖所示，具有：在溫度保持器65內與供給管33接觸地延伸的保溫配管65c、及將從溫度媒體供給手段61被供給的傳熱媒體朝保溫配管65c導入的供給口65a、及將傳熱媒體排出的排出口65b。保溫配管65c，是沿著供給管33延伸直到第1吐出噴嘴45的先端部附近為止，藉此，可以將從第1吐出噴嘴45的吐出口46被吐出的電鍍液35的溫度均勻地保持於吐出溫度。
保溫配管65c，是如第5圖所示，在第1吐出噴嘴45的內部被開放，與溫度保持器65內的空間65d相通也可 以。此情況，溫度保持器65，是具有由：位於其剖面中心的供給管33、可與供給管33的外周傳熱地接觸地被配設的保溫配管65c、及位於保溫配管65c的外周的空間65d所構成的三重構造(三重配管的構造)。從供給口65a被供給的傳熱媒體，是直到第1吐出噴嘴45的先端部為止通過保溫配管65c將電鍍液35保溫，其後，通過溫度保持器65內的空間65d從排出口65b被排出。流動於空間65d的傳熱媒體，是可將流動於保溫配管65c的傳熱媒體(及流動於其內側的供給管33的電鍍液35)及溫度保持器65的外側的環境遮斷傳熱地作用。因此，可以抑制流動於保溫配管65c的傳熱媒體的熱損失，並且可以有效率地進行從流動於保溫配管65c的傳熱媒體朝流動於供給管33的電鍍液35的熱傳達。
又在第5圖中顯示，被供給至溫度調節器62的傳熱媒體、及被供給至溫度保持器65的傳熱媒體，皆是從溫度媒體供給手段61被供給的傳熱媒體的例。但是，不限定於此，被供給至溫度調節器62的傳熱媒體、及被供給至溫度保持器65的傳熱媒體，是分別從個別的傳熱媒體的供給源被供給也可以。
(液排出機構)
接著，對於將從基板2飛散的電鍍液和洗淨液等排出的液排出機構120、125、130，參照第2圖進行說明。如第2圖所示，在外殼101內配置有杯105，其是藉由昇降 機構164朝上下方向被驅動，且具有排出口124、129、134。液排出機構120、125、130，是成為將各別被收集在排出口124、129、134的液排出者。
從基板2飛散的處理液，是依據液的種類分別透過排出口124、129、134藉由液排出機構120、125、130被排出。例如，從基板2飛散的CoP電鍍液是從電鍍液排出機構120被排出，從基板2飛散的Pd電鍍液是從電鍍液排出機構125被排出，從基板2飛散的洗淨液及清洗處理液是從處理液排出機構130被排出。
(其他的構成要素)
如第2圖所示，電鍍處理裝置20，進一步具有：朝基板2的背面供給處理液的背面處理液供給機構145、及朝基板2的背面供給氣體的背面氣體供給機構150也可以。
包含複數如以上構成的電鍍處理裝置20電鍍處理系統1，是藉由被記錄在被設在控制機構160的記憶媒體161的各種程式由控制機構160被驅動控制，藉此對於基板2進行各式各樣的處理。在此，記憶媒體161，是容納有各種的設定資料和後述的電鍍處理程式等的各種的程式。記憶媒體161，可使用可被電腦讀取的ROM和RAM等的記憶體、或硬碟(HDD)、CD-ROM、DVD-ROM和軟碟(FD)等的碟片狀記憶媒體等的公知者。
電鍍處理方法
在本實施例中，電鍍處理系統1及電鍍處理裝置20，是藉由被記錄在記憶媒體161的電鍍處理程式，對於基板2施加電鍍處理地被驅動控制。在以下的說明中，對於一開始，由一電鍍處理裝置20藉由置換電鍍對於基板2施加Pd電鍍處理，其後，藉由化學還元電鍍施加Co電鍍處理的方法，參照第6圖乃至第8圖進行說明。
(基板搬入過程及基板受取工程)
一開始，實行基板搬入過程及基板收容工程。首先，使用基板搬運單元13的基板搬運裝置14，將1枚的基板2從基板收授室11朝一電鍍處理裝置20搬入。在電鍍處理裝置20中，一開始，杯105是降下至預定位置為止，接著，被搬入的基板2是藉由晶圓挾盤113被支撐，其後，藉由昇降機構164使杯105上昇至排出口134及基板2的外周端緣相面對的位置為止。
(洗淨過程)
接著，清洗處理，由前洗淨處理及其後的清洗處理所構成的洗淨過程被實行(S301)。一開始，使清洗處理液供給機構78的閥78a被打開，藉此，使清洗處理液透過第2噴嘴70的吐出口72朝基板2的表面被供給。接著，前洗淨過程被實行。一開始，使洗淨處理液供給機構77的閥77a被打開，藉此，使洗淨處理液透過第2噴嘴70的 吐出口72朝基板2的表面被供給。其後，與上述的情況同樣地使清洗處理液透過第2噴嘴70的吐出口72朝基板2的表面被供給。處理後的清洗處理液和洗淨處理液，是透過杯105的排出口134及處理液排出機構130被廢棄。又在洗淨過程S301及以下的各過程的其中任一，只要未特別說明，基板2皆是藉由基板旋轉保持機構110朝第1旋轉方向R1被旋轉。
(Pd電鍍過程)
接著，Pd電鍍過程被實行(S302)。此Pd電鍍過程S302，是在前洗淨工程後的基板2未乾燥的狀態期間，作為置換電鍍處理過程被實行。如此，藉由在基板2未乾燥的狀態下實行置換電鍍處理過程，可以防止基板2的被電鍍面的銅等被氧化而無法好良好地進行置換電鍍處理。
在Pd電鍍過程中，一開始，藉由昇降機構164將杯105下降至排出口129及基板2的外周端緣相面對的位置為止。接著，使電鍍液供給機構76的閥76a被打開，藉此，包含Pd的電鍍液，是透過第2噴嘴70的吐出口71朝基板2的表面被吐出所期的流量。藉此，在基板2的表面Pd施加電鍍。處理後的電鍍液，是從杯105的排出口129被排出。從排出口129被排出的電鍍液，是透過液排出機構125，被回收再利用，或是被排棄。
(清洗處理過程)
接著，在Co電鍍過程先被實施的前處理，例如使清洗處理過程被實行(S303)。在此清洗處理過程S303中，作為前處理液的例如清洗處理液是被供給至基板2的表面。又，此清洗處理過程之後，藉由藥液處理將基板2洗淨處理，其後為了將該藥液洗淨而使用清洗處理液進行清洗處理也可以。
(Co電鍍過程)
其後，在與上述的過程S301~303被實行的相同的電鍍處理裝置20中，Co電鍍過程被實行(S304)。此Co電鍍過程S304，是作為化學還元電鍍處理過程被實行。此Co電鍍過程S304，是如第6圖所示，包含；液置換過程S305(第1過程)、及培養過程S306(第2過程)、及電鍍膜成長過程S307(第3過程)。
又在Co電鍍過程中析出形成電鍍層的元素不限定於Co，其他的元素同時析出也可以。例如，在Co電鍍過程所使用的電鍍液，不是只有Co的離子而包含其他的元素的離子的情況時，其他的元素與Co同時析出也可以。在此說明，在電鍍液包含Co的離子及P的離子，因此，形成有不是只有Co而也包含P的電鍍層(CoP)的情況。又在以下的說明中，即使在電鍍層包含Co以外的元素的情況，將藉由Co電鍍過程所獲得的電鍍層稱為「Co電鍍層」。
上述的過程S305~307之中液置換過程S305，是在 上述的清洗處理過程S303被供給至基板2，將殘留在基板2的表面的清洗處理液(例如純水)，藉由形成CoP的電鍍液35置換的過程。且培養工程S306，是液置換過程S305之後，在朝基板2持續供給電鍍液35的狀態下，橫跨後述的Pd電鍍層83上的全域形成初期的Co電鍍層84的過程。又初期的Co電鍍層84，是厚度為數nm~數十nm的Co電鍍層84。且電鍍膜成長過程S307，是在朝基板2持續供給電鍍液35的狀態下，在藉由培養過程S306被形成的初期的Co電鍍層84上進一步進行電鍍反應，形成具有充分的厚度，例如100nm~1μm的厚度的Co電鍍層84的過程。
以下，對於Co電鍍過程參照第7圖(a)~(e)及第8圖詳細說明。第7圖(a)，是顯示Pd電鍍過程S302及清洗處理過程S303被實施之後的基板2的圖。如第7圖(a)所示，基板2，是具有：由有機化合物等所構成的絕緣層81、及由銅等所構成的配線82、及將配線82覆蓋的Pd電鍍層83。且在基板2上中，殘存有藉由清洗處理過程S303被供給的清洗處理液79。
[液置換過程]
一開始，控制機構160是藉由控制基板旋轉保持機構110，使被保持在基板旋轉保持機構110的基板2由第1旋轉數旋轉(第8圖)。此情況，第1旋轉數，是例如可以為100rpm~300rpm。在此狀態下，如第7圖(b)所示，將 藉由加熱手段60被加熱至吐出溫度的電鍍液35，朝向基板2的表面從第1吐出噴嘴45的吐出口46吐出。此時，從第1吐出噴嘴45的吐出口46被吐出的電鍍液35，會到達基板2的大致中心部。
藉由使用第1吐出噴嘴45朝向基板2將電鍍液35吐出，如第7圖(b)所示，存在於基板2上的清洗處理液79，是藉由形成CoP的電鍍液35被置換。即，完成上述的液置換過程S305。在液置換過程S305所需要的時間，是依據基板2的尺寸和電鍍液35的流量不同，例如1秒~2分程度。又，此時將第1吐出噴嘴45，從基板2的中心側朝向基板2的周緣側水平移動(掃描)，將清洗處理液79從基板2的表面有效率地撥出也可以。
[培養過程]
接著，在使用第1吐出噴嘴45朝基板2持續供給電鍍液35的狀態下，控制機構160是控制基板旋轉保持機構110。由此，停止被保持在基板旋轉保持機構110的基板2的旋轉，或是將基板2由比第1旋轉數低的第2旋轉數旋轉(第8圖)。在此期間，在基板2上形成有電鍍液35的覆液(液隆起)，並且在基板2表面的Pd電鍍層83上進行Co電鍍的初期成膜。
即，接著使用第1吐出噴嘴45朝向基板2將電鍍液35吐出的話，如第7圖(c)所示，在Pd電鍍層83上初期的Co電鍍層84會部分形成。進一步持續朝向基板2將電 鍍液35吐出的話，如第7圖(d)所示，橫跨Pd電鍍層83上的全域形成有初期的Co電鍍層84。即，在Pd電鍍層83上形成厚度為數nm~數十nm的Co電鍍層84，完成上述的培養過程S306。
又，在培養過程S306中所需要的時間，是比在液置換過程S305所需要的時間長，例如10秒~10分程度較佳。
且在培養過程S306中，朝基板2供給電鍍液35時，第1吐出噴嘴45，是靜止於接近基板2的中心部的中心位置也可以，或是在位於接近基板2的中心部的中心位置(第3圖的符號45')、及比中心位置更周緣側中的周緣位置(第3圖的符號45")之間水平移動也可以。例如，第1吐出噴嘴45是從周緣位置朝中心位置移動期間，第1吐出噴嘴45是朝向基板2將電鍍液35吐出也可以。此情況，從第1吐出噴嘴45被吐出的電鍍液35及基板2上既存的電鍍液35會衝突，藉此藉由使電鍍液35的流動停滯，在基板2上形成電鍍液35的液隆起部分。藉由形成這種液隆起部分，可以促進在Pd電鍍層83上形成初期的Co電鍍層84。
但是如第8圖所示，在此培養過程S306中，如上述，停止基板2的旋轉，或是將基板2由比第1旋轉數低的第2旋轉數旋轉(即第1旋轉數>第2旋轉數)。如此，停止基板2的旋轉或是低旋轉的理由是如以下。即，將Co電鍍層84在材質不同的Pd電鍍層83上成膜的情況 時，在成膜初期的階段，電鍍液35的動作大的話Co電鍍層84的成膜的進行會被妨害。因此，藉由停止基板2的旋轉或是低旋轉，來減少電鍍液35的動作是必要的。又，第2旋轉數，是例如可以為0rpm~30rpm。
[電鍍膜成長過程]
接著，在使用第1吐出噴嘴45朝基板2持續供給電鍍液35的狀態下，控制機構160是控制基板旋轉保持機構110，將被保持在基板旋轉保持機構110的基板2由第3旋轉數旋轉(第8圖)。由此，Co電鍍層84會在基板2表面進一步成長。
即，接著使用第1吐出噴嘴45朝向基板2將電鍍液35吐出的話，如第7圖(e)所示，Pd電鍍層83上的Co電鍍層84的厚度，會到達預定的厚度，例如1μm。即，完成上述的電鍍膜成長過程S307。又，在電鍍膜成長過程S307中所需要的時間，是比在液置換過程S305及培養過程S306所需要的時間長，例如1分鐘~20分鐘程度較佳。
且在電鍍膜成長過程S307中，朝基板2供給電鍍液35時，第1吐出噴嘴45，是靜止於接近基板2的中心部的中心位置也可以，或是在位於接近基板2的中心部的中心位置(第3圖的符號45')、及比中心位置更周緣側的周緣位置(第3圖的符號45")之間水平移動也可以。例如，藉由控制機構160控制第1吐出噴嘴45及臂49，使在第 1吐出噴嘴45從周緣位置朝中心位置移動期間第1吐出噴嘴45是朝向基板2將電鍍液35吐出也可以。藉此，在電鍍膜成長過程S307中可以促進Co電鍍層84成長。
如第8圖所示，在此電鍍膜成長過程S307中，將基板2旋轉的第3旋轉數，是比上述的第2旋轉數高，且比上述的第1旋轉數低(即第1旋轉數>第3旋轉數>第2旋轉數)。如此，將基板2由比培養過程S306(第2旋轉數)高的旋轉(第3旋轉數)被旋轉的理由是如以下。即，使Co電鍍層84漸漸地成長的情況時，在Co電鍍層84的表面的電鍍液35中的反應物濃度會漸漸地下降。對於此，如本實施例，藉由將基板2由比培養過程S306更高的旋轉被旋轉，可以將電鍍液35在Co電鍍層84的表面流動。藉此，可以將反應物濃度下降的電鍍液35積極地置換成新的電鍍液35，可以抑制電鍍液35中的反應物濃度的下降，促進穩定的電鍍成長。且，藉由將基板2由比培養過程S306更高的旋轉被旋轉，也可獲得可以將發生於基板2的表面的不純物等從基板2有效率地除去的效果。又，第3旋轉數，是例如可以為30rpm~100rpm。
又，在電鍍膜成長過程S307中，沒有必要將基板2由時常一定的旋轉數旋轉，將暫時的旋轉數下降，或停止暫時的旋轉也可以。但是，第3旋轉數過低的情況時，有可能無法獲得上述的效果，即抑制電鍍液35中的反應物濃度的下降，促進穩定的電鍍成長的效果。另一方面，第3旋轉數過高，超過例如第1旋轉數的程度的高旋轉數的 情況時，Co電鍍層84有可能無法在基板2的面內均勻地成長。
又在Co電鍍過程S304中，杯105是藉由昇降機構164被下降至排出口124及基板2的外周端緣相面對的位置為止。因此，處理後的電鍍液35，是從杯105的排出口124被排出。被排出的處理後的電鍍液35，是透過液排出機構120，被回收再利用，或是被廢棄。
如此，完成由：液置換過程S305(第1過程)、及培養工程S306(第2過程)、及電鍍膜成長過程S307(第3過程)所構成的Co電鍍過程S304。
(洗淨過程)
接著，對於Co電鍍處理被施加的基板2的表面，使由清洗處理、後洗淨處理及其後的清洗處理所構成的洗淨過程S308被實行。此洗淨過程S308，因為是與上述的洗淨過程S301大致相同，所以省略詳細的說明。
(乾燥過程)
其後，使將基板2乾燥的乾燥過程被實行(S309)。例如，藉由將旋轉台112旋轉，使附著在基板2的液體藉由離心力朝外方被甩開，藉此使基板2被乾燥。即，旋轉台112，是具備將基板2的表面乾燥的乾燥機構的功能也可以。
如此，在一電鍍處理裝置20中，對於基板2的表 面，一開始Pd電鍍是藉由置換電鍍被施加，接著Co電鍍是藉由化學還元電鍍被施加。
其後，基板2，是朝Au電鍍處理用的其他的電鍍處理裝置20被搬運也可以。此情況，在其他的電鍍處理裝置20中，在基板2的表面，Au電鍍處理是藉由置換電鍍被施加。Au電鍍處理的方法，是電鍍液及洗淨液不同的點以外，因為是與Pd電鍍處理用的上述的方法大致相同，所以省略詳細的說明。
(本實施例的作用效果)
如此，依據本實施例的話，如上述，藉由在基板2的表面殘留清洗處理液的狀態下，將基板2由第1旋轉數旋轉，朝基板2供給電鍍液35進行液置換(液置換過程S305)。接著，在朝基板2持續供給電鍍液35的狀態下，將基板2停止或是由第2旋轉數旋轉，對於基板2進行初期成膜(培養過程S306)。其後，在朝基板2持續供給電鍍液35的狀態下，使基板2由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長(電鍍膜成長過程S307)。此情況，第1旋轉數，是旋轉數比第3旋轉數高，第3旋轉數，是旋轉數比第2旋轉數高。例如，第1旋轉數為100rpm~300rpm，第2旋轉數為0rpm~30rpm，第3旋轉數為30rpm~100rpm。藉此，尤其在電鍍膜成長過程S307中，可以將反應物濃度下降的電鍍液35積極地置換成新的電鍍液35，可以促進穩定的電鍍成長。此結果，可以短縮每1枚基板的電鍍處 理時間。
在本實施例中顯示，從第1吐出噴嘴45朝向基板2被吐出的化學還元型的電鍍液35，是使用CoP電鍍液所例示。但是，使用的電鍍液35不限定於CoP電鍍液，可使用各式各樣的電鍍液35。例如，作為化學還元型的電鍍液35，可使用CoWB電鍍液、CoWP電鍍液、CoB電鍍液或是NiP電鍍液等各式各樣的電鍍液35。
1‧‧‧電鍍處理系統
2‧‧‧基板
3‧‧‧載體
4‧‧‧載體載置部
5‧‧‧基板搬入出室
6‧‧‧基板處理室
8‧‧‧搬運裝置
9‧‧‧搬運室
10‧‧‧基板收授台
11‧‧‧基板收授室
12‧‧‧收授口
13‧‧‧基板搬運單元
14‧‧‧基板搬運裝置
15‧‧‧基板搬入出口
20‧‧‧電鍍處理裝置
21‧‧‧吐出機構
30‧‧‧電鍍液供給機構
31‧‧‧供給槽桶
32‧‧‧閥
33‧‧‧供給管
35‧‧‧電鍍液
36‧‧‧閥
37‧‧‧脫氣手段
38‧‧‧排氣手段
45‧‧‧第1吐出噴嘴
46‧‧‧吐出口
49‧‧‧臂
50‧‧‧槽桶用加熱手段
52‧‧‧循環管
53‧‧‧加熱器
55‧‧‧過濾器
56‧‧‧泵
57‧‧‧監控手段
60‧‧‧加熱手段
61‧‧‧溫度媒體供給手段
62‧‧‧溫度調節器
62a‧‧‧供給口
62b‧‧‧排出口
62c‧‧‧空間
65‧‧‧溫度保持器
65a‧‧‧供給口
65b‧‧‧排出口
65c‧‧‧保溫配管
65d‧‧‧空間
70‧‧‧第2吐出噴嘴
71‧‧‧吐出口
72‧‧‧吐出口
73‧‧‧支撐軸
74‧‧‧臂
76‧‧‧電鍍液供給機構
76a‧‧‧閥
77‧‧‧洗淨處理液供給機構
77a‧‧‧閥
78‧‧‧清洗處理液供給機構
78a‧‧‧閥
79‧‧‧清洗處理液
81‧‧‧絕緣層
82‧‧‧配線
83‧‧‧Pd電鍍層
84‧‧‧Co電鍍層
101‧‧‧外殼
105‧‧‧杯
110‧‧‧基板旋轉保持機構
111‧‧‧旋轉軸
112‧‧‧旋轉台
113‧‧‧晶圓挾盤
120‧‧‧電鍍液排出機構
124‧‧‧排出口
125‧‧‧電鍍液排出機構
129‧‧‧排出口
130‧‧‧處理液排出機構
134‧‧‧排出口
145‧‧‧背面處理液供給機構
150‧‧‧背面氣體供給機構
160‧‧‧控制機構
161‧‧‧記憶媒體
162‧‧‧旋轉機構
164‧‧‧昇降機構
165‧‧‧旋轉機構
[第1圖]顯示本發明的一實施例的電鍍處理系統的概略構成的俯視圖。
[第2圖]顯示本發明的一實施例的電鍍處理裝置的側面圖。
[第3圖]第2圖所示的電鍍處理裝置的俯視圖。
[第4圖]顯示電鍍液供給機構的圖。
[第5圖]顯示電鍍液供給機構的加熱手段的圖。
[第6圖]顯示本發明的一實施例的電鍍處理方法的流程圖。
[第7圖(a)~(e)]顯示在Co電鍍過程形成有Co電鍍層的樣子的剖面圖。
[第8圖]顯示在Co電鍍過程中的基板的旋轉數及時間的關係的圖表。

Claims (9)

  1. 一種電鍍處理方法，是將基板的被電鍍面向上並朝前述基板供給電鍍液進行電鍍處理的電鍍處理方法，其特徵為，具備：在前處理液殘留在前述基板的表面的狀態下，將前述基板由第1旋轉數旋轉，藉由朝前述基板供給電鍍液進行液置換的液置換過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，將前述基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在前述基板進行初期成膜的培養過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，使前述基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長的電鍍膜成長過程，前述第1旋轉數，是旋轉數比前述第3旋轉數高，前述第3旋轉數，是旋轉數比前述第2旋轉數高，前述電鍍液是無電解電鍍液。
  2. 如申請專利範圍第1項的電鍍處理方法，其中，前述第1旋轉數是100rpm~300rpm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的電鍍處理方法，其中，前述第2旋轉數是0rpm~30rpm。
  4. 如申請專利範圍第1項的電鍍處理方法，其中，前述第3旋轉數是30rpm~100rpm。
  5. 如申請專利範圍第1項的電鍍處理方法，其中，進行前述培養過程的時間比進行前述液置換過程的時 間長，進行前述電鍍膜成長過程的時間比進行前述培養過程的時間長。
  6. 如申請專利範圍第1項的電鍍處理方法，其中，電鍍液，是藉由吐出噴嘴被供給於前述基板，在前述液置換過程中，前述吐出噴嘴，是從前述基板的中心側朝向前述基板的周緣側被移動。
  7. 如申請專利範圍第1項的電鍍處理方法，其中，電鍍液，是由CoP電鍍液、CoWB電鍍液、CoWP電鍍液、CoB電鍍液或是NiP電鍍液所構成。
  8. 一種電鍍處理裝置，是將基板的被電鍍面向上並朝前述基板供給電鍍液進行電鍍處理的電鍍處理裝置，其特徵為，具備：將基板保持並旋轉的基板旋轉保持機構、及朝向被保持在前述基板旋轉保持機構的前述基板將電鍍液吐出的吐出機構、及朝前述吐出機構供給電鍍液的電鍍液供給機構，將前述基板旋轉保持機構、前述吐出機構及前述電鍍液供給機構控制的控制機構，前述控制機構，是控制前述基板旋轉保持機構、前述吐出機構及前述電鍍液供給機構，在前處理液殘留在前述基板的表面的狀態下，藉由前述基板旋轉保持機構將前述基板由第1旋轉數旋轉，藉由前述吐出機構朝前述基板供給電鍍液來進行液置換，在從前述吐出機構朝前述基板持續供給電鍍液的狀態 下，藉由前述基板旋轉保持機構將前述基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在前述基板進行初期成膜，在從前述吐出機構朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，藉由前述基板旋轉保持機構使前述基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長，前述第1旋轉數，是旋轉數比前述第3旋轉數高，前述第3旋轉數，是旋轉數比前述第2旋轉數高，前述電鍍液是無電解電鍍液。
  9. 一種記憶媒體，是容納有使電鍍處理裝置實行電鍍處理方法用的電腦程式的記憶媒體，其特徵為：前述電鍍處理方法，是將基板的被電鍍面向上並朝前述基板供給電鍍液並進行電鍍處理的方法，具備：在前處理液殘留在前述基板的表面的狀態下，將前述基板由第1旋轉數旋轉，藉由朝前述基板供給電鍍液進行液置換的液置換過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，將前述基板停止或是由第2旋轉數旋轉，在前述基板進行初期成膜的培養過程；及在朝前述基板持續供給電鍍液的狀態下，使前述基板由第3旋轉數旋轉，使電鍍膜成長的電鍍膜成長過程，前述第1旋轉數，是旋轉數比前述第3旋轉數高，前述第3旋轉數，是旋轉數比前述第2旋轉數高，前述電鍍液是無電解電鍍液。
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