WO2013080779A1 - めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a plating apparatus, a plating method, and a storage medium that perform plating by supplying a plating solution to the surface of a substrate.
- a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate is provided with wiring for forming a circuit on the surface.
- wiring instead of an aluminum material, a copper material having a low electrical resistance and a high reliability has come to be used.
- copper is more easily oxidized than aluminum, it is desirable to perform plating with a metal having high electromigration resistance in order to prevent oxidation of the copper wiring surface.
- the plating process is performed, for example, by supplying an electroless plating solution to the surface of the substrate on which the copper wiring is formed.
- Such an electroless plating process is generally performed by a single wafer processing apparatus (see JP 2009-249679 A).
- the present invention has been made in consideration of such points, and can efficiently heat the substrate, prevent temperature-controlled water from being mixed with the discharged plating solution, and reduce the plating solution.
- a plating apparatus, a plating method, and a storage medium that can be easily reused are provided.
- a plating apparatus is a plating apparatus that performs plating by supplying a plating solution to a substrate, and a substrate holding mechanism that holds the substrate, and the substrate that is held by the substrate holding mechanism.
- a discharge mechanism that discharges the plating solution toward the substrate, a plating solution supply mechanism that is connected to the discharge mechanism and supplies the plating solution to the discharge mechanism, and is disposed around the substrate holding mechanism, and is scattered from the substrate.
- a heating mechanism having a specific heat capacity higher than that of air between the substrate, the liquid discharge mechanism, and the top plate. Wherein the retaining space to cut is formed.
- a plating method is a plating method in which plating is performed using the plating apparatus, a holding step of holding the substrate by the substrate holding mechanism, and a substrate holding mechanism.
- a storage medium is a storage medium storing a computer program for causing the plating apparatus to execute a plating method.
- the plating method holds the substrate by the substrate holding mechanism.
- the substrate, the liquid discharge mechanism, and the top plate The heating gas having a specific heat capacity higher than that of air is retained in the interstitial space.
- a retention space in which a heating gas having a specific heat capacity higher than air is retained is formed between the substrate and the top plate, so that the substrate can be efficiently removed by the heating gas retained in the retention space. While being able to heat, temperature control water etc. are prevented from mixing with the discharged plating solution, and the plating solution can be easily reused.
- FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a plating system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a side view showing a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a plan view of the plating apparatus shown in FIG.
- FIG. 4 is a schematic view showing the flow of a plating solution and a heating gas in the plating apparatus according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a flowchart showing a plating method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic view showing a modification of the plating apparatus.
- FIG. 7 is a schematic view showing a modification of the plating apparatus.
- FIG. 8 is a schematic view showing a modification of the plating apparatus.
- FIG. 9 is a plan view showing a modification of the plating apparatus.
- FIG. 1 the overall configuration of the plating system 90 in the present embodiment will be described.
- the plating processing system 90 places a carrier 91 that accommodates a plurality (for example, 25) of substrates W (here, semiconductor wafers), and carries a predetermined number of substrates W. And a substrate loading / unloading chamber 92 for unloading and a substrate processing chamber 93 for performing various processes such as plating and cleaning of the substrate W.
- the substrate carry-in / out chamber 92 and the substrate processing chamber 93 are provided adjacent to each other.
- the substrate carry-in / out chamber 92 includes a carrier placement portion 94, a transfer chamber 96 that stores a transfer device 95, and a substrate transfer chamber 98 that stores a substrate transfer table 97.
- the transfer chamber 96 and the substrate delivery chamber 98 are connected in communication via a delivery port 99.
- a plurality of carriers 91 that accommodate a plurality of substrates W in a horizontal state are placed on the carrier placing portion 94.
- the transfer chamber 96 the substrate W is transferred, and in the substrate transfer chamber 98, the substrate W is transferred to and from the substrate processing chamber 93.
- a predetermined number of substrates W are transported by the transport device 95 between any one carrier 91 placed on the carrier placing portion 94 and the substrate delivery table 97.
- the substrate processing chamber 93 is arranged in the front and back (right and left in FIG. 1) in the center, and arranged side by side on one side and the other side of the substrate transport unit 87, and supplies the plating solution to the substrate W. And a plurality of plating processing apparatuses 20 that perform the plating process.
- the substrate transfer unit 87 includes a substrate transfer device 88 configured to be movable in the front-rear direction.
- the substrate transfer unit 87 communicates with the substrate transfer table 97 in the substrate transfer chamber 98 via the substrate transfer port 89.
- the substrates W are transported to the respective plating processing apparatuses 20 in a state where the substrates W are held horizontally one by one by the substrate transport device 88 of the substrate transport unit 87.
- the substrate W is subjected to cleaning processing and plating processing one by one.
- Each plating apparatus 20 differs only in the plating solution used, and the other points have substantially the same configuration. Therefore, in the following description, the configuration of one plating processing apparatus 20 among the plurality of plating processing apparatuses 20 will be described.
- FIG. 2 is a side view showing the plating apparatus 20
- FIG. 3 is a plan view showing the plating apparatus 20.
- the plating apparatus 20 holds the substrate W inside the casing 101 and rotates the substrate W, and faces the surface of the substrate W held by the substrate holding mechanism 110.
- a discharge mechanism 21 that discharges the plating solution and a plating solution supply mechanism 30 that is connected to the discharge mechanism 21 and supplies the plating solution to the discharge mechanism 21 are provided.
- a liquid discharge mechanism 140 for discharging the plating solution scattered from the substrate W is disposed around the substrate holding mechanism 110.
- a top plate 151 is disposed above the substrate W held by the substrate holding mechanism 110 so as to cover the surface side of the substrate W.
- the substrate holding mechanism 110 is connected to a gas supply mechanism 170 that heats and supplies the heating gas G toward the substrate W held by the substrate holding mechanism 110.
- a control mechanism 160 that controls the substrate holding mechanism 110, the discharge mechanism 21, the plating solution supply mechanism 30, the solution discharge mechanism 140, the top plate 151, and the gas supply mechanism 170 is provided.
- the substrate holding mechanism 110 includes a hollow cylindrical rotating shaft member 111 that extends vertically in the casing 101, a turntable 112 attached to the upper end of the rotating shaft member 111, and a turntable 112.
- a wafer chuck 113 that supports the substrate W, and a rotation mechanism 162 that is connected to the rotation shaft member 111 and that drives the rotation shaft member 111 to rotate.
- the rotation mechanism 162 is controlled by the control mechanism 160 and rotates the rotation shaft member 111, whereby the substrate W supported by the wafer chuck 113 is rotated.
- the control mechanism 160 can rotate or stop the rotation shaft member 111 and the wafer chuck 113 by controlling the rotation mechanism 162. Further, the control mechanism 160 can control the rotational speed of the rotating shaft member 111 and the wafer chuck 113 to be increased, decreased, or maintained at a constant value.
- a back plate 171 is disposed on the back side of the substrate W and above the turntable 112 with a gap S from the substrate W.
- the back plate 171 faces the back surface of the substrate W held on the wafer chuck 113 and is disposed between the substrate W held on the wafer chuck 113 and the turntable 112.
- the back plate 171 is connected and fixed to a shaft 172 that passes through the axis of the rotary shaft member 111.
- the back plate 171 may incorporate a heater.
- an elevating mechanism 179 such as an air cylinder is connected to the lower end portion of the shaft 172. That is, the back plate 171 is configured to move up and down between the substrate W held by the wafer chuck 113 and the turntable 112 by the lifting mechanism 179 and the shaft 172.
- a first flow path 174 that communicates with a plurality of openings 173 provided on the surface is formed in the back plate 171, and passes through the first flow path 174 and the shaft center of the shaft 172.
- a fluid supply path 175 communicates with the fluid supply path 175.
- the fluid supply path 175 is connected to a back surface processing liquid supply mechanism 145 that supplies a processing liquid to the back surface of the substrate W via a valve 146.
- the back plate 171 has an opening (supply part) 176 provided on the surface thereof, and a second flow path 177 formed inside the back plate 171. Among these, the second flow path 177 communicates with the opening 176 and also communicates with the gas supply path 178 penetrating the shaft 172 up and down.
- the gas supply path 178 is connected to a gas supply mechanism 170 described later via a valve 188. That is, the back plate 171 has a function of supplying the heated heating gas G toward the back surface of the substrate W.
- the opening 176 of the back plate 171 is provided between the center of the back plate 171 and the periphery of the back plate 171 so that the temperature of the substrate W is uniform in the plane. It is not limited to.
- the opening 176 of the back plate 171 may be provided at the center of the back plate 171 or may be provided at the periphery of the back plate 171.
- the discharge mechanism 21 includes a first discharge nozzle 45 that discharges a chemical reduction type plating solution such as a CoP plating solution toward the substrate W.
- the chemical reduction type plating solution is supplied from the plating solution supply mechanism 30 to the first discharge nozzle 45.
- FIG. 2 only one first discharge nozzle 45 is shown, but in addition to the first discharge nozzle 45, another chemical discharge type plating solution such as a CoP plating solution is discharged toward the substrate W.
- a discharge nozzle additional discharge nozzle may be provided.
- the discharge mechanism 21 may further include a second discharge nozzle 70 including a discharge port 71 and a discharge port 72 as shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the second discharge nozzle 70 is attached to the distal end portion of the arm 74, and the arm 74 can be extended in the vertical direction and supported by the rotation mechanism 165. It is fixed to the shaft 73.
- the discharge port 71 is connected via a valve 76a to a plating solution supply mechanism 76 for supplying a substitution type plating solution, for example, a Pd plating solution.
- the discharge port 72 is connected to a cleaning process liquid supply mechanism 77 that supplies a cleaning process liquid via a valve 77a.
- a rinsing liquid for supplying a pretreatment liquid for a pretreatment performed prior to the plating process for example, a rinsing liquid such as pure water, to the discharge port 72 of the second discharge nozzle 70.
- the supply mechanism 78 may be further connected via a valve 78a. In this case, either the cleaning process liquid or the rinse process liquid is selectively discharged from the second discharge nozzle 70 onto the substrate W by appropriately controlling the opening and closing of the valve 77a and the valve 78a.
- the first discharge nozzle 45 includes a discharge port 46.
- the first discharge nozzle 45 is attached to the tip of an arm 49, and the arm 49 is fixed to a support shaft 48 that can be extended in the vertical direction and is rotationally driven by a rotation mechanism 166.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of the plating solution and the heating gas G in the plating apparatus 20.
- the plating solution supply mechanism 30 supplies a plating solution supply tank 31 that stores the plating solution 35, and supplies the plating solution 35 in the plating solution supply tank 31 to the first discharge nozzle 45 of the discharge mechanism 21. Tube 33.
- a tank heating means 50 for heating the plating solution 35 to a storage temperature is attached to the plating solution supply tank 31. Further, between the tank heating means 50 and the first discharge nozzle 45, the temperature of the plating solution 35 toward the first discharge nozzle 45 of the discharge mechanism 21 is adjusted to a supply pipe 33 by heating to a discharge temperature higher than the storage temperature. A heating means 60 is attached.
- Various chemical solutions are supplied to the plating solution supply tank 31 from a plurality of chemical solution supply sources (not shown) in which various components of the plating solution 35 are stored.
- chemical solutions such as CoSO 4 metal salts containing Co ions, reducing agents (for example, hypophosphorous acid, etc.), ammonia, and additives are supplied.
- the flow rates of various chemical solutions are adjusted so that the components of the plating solution 35 stored in the plating solution supply tank 31 are appropriately adjusted.
- the heating means 60 is for heating the plating solution 35 heated to the storage temperature by the tank heating means 50 to the discharge temperature.
- the heating means 60 is attached to the supply medium 33 and the temperature medium supply means 61 for heating the heat transfer medium 66 such as temperature-controlled water to a discharge temperature or a temperature higher than the discharge temperature. It has a temperature control pipe 65 that controls the temperature by conducting the heat of the heat medium 66 to the plating solution 35 in the supply pipe 33.
- the gas supply mechanism 170 heats the heating gas G having a specific heat capacity higher than that of air and supplies it to the substrate W held by the substrate holding mechanism 110.
- a gas supply mechanism 170 includes a gas supply tank 181 that stores the heating gas G, and a gas that supplies the heating gas G stored in the gas supply tank 181 to the gas supply path 178. And a supply pipe 182.
- the gas supply tank 181 is connected to a gas temperature adjustment unit 183 for adjusting the heating temperature of the heating gas G, whereby the heating gas G is heated to a predetermined temperature.
- Such a heating gas G has a specific heat capacity higher than that of air (specific heat capacity 1.0 (J / g ⁇ K)).
- specific heat capacity 1.0 (J / g ⁇ K) specifically, for example, water vapor (specific heat capacity 2.1 (J / g) K)) and helium (specific heat capacity 5.2 (J / g ⁇ K)).
- water vapor specifically heat capacity 2.1 (J / g) K
- helium specific heat capacity 5.2 (J / g ⁇ K)
- the heating gas G supplied to the gas supply path 178 is not necessarily limited to that supplied from the gas supply tank 181.
- the gas supply path 178 and the temperature medium supply means 61 of the heating means 60 are connected via a gas supply pipe 185, and water vapor present in the gas phase of the temperature medium supply means 61 is supplied to the gas supply path 178. You may supply to.
- the gas supply path 178 and the plating solution supply tank 31 of the plating solution supply mechanism 30 are connected via the gas supply pipe 184, and water vapor existing in the gas phase of the plating solution supply tank 31 is heated in the gas supply path 178.
- the gas G may be supplied. In this case, any one or two of the water vapor from the temperature medium supply means 61, the water vapor from the plating solution supply tank 31, and the water vapor from the gas supply tank 181 may be used. good.
- an additional gas supply unit 187 may be provided, and the gas supply path 178 of the gas supply mechanism 170 and the additional gas supply unit 187 may be connected via the gas supply pipe 186.
- the additional gas supply unit 187 supplies at least one of the components (for example, ammonia) contained in the plating solution 35 to the heating gas G in the gas supply path 178 and supplies these mixed gases. It may be supplied to the substrate W.
- a component (for example, ammonia) of the plating solution 35 existing in the vapor phase of the plating solution supply tank 31 is supplied to the heating gas G in the gas supply path 178 via the gas supply pipe 184, and these mixed gases are supplied. It may be supplied to the substrate W.
- the component from the additional gas supply unit 187 may be used alone, the component from the plating solution supply tank 31 may be used alone, or the component from the additional gas supply unit 187 and the plating solution may be used.
- a component from the supply tank 31 may be used in combination.
- the liquid discharge mechanism 140 is provided around the substrate holding mechanism 110, and includes a cup 105 having discharge ports 124, 129, and 134, an elevating mechanism 164 that is connected to the cup 105 and drives the cup 105 to move up and down, and a cup. 105, liquid discharge paths 120, 125, and 130 for collecting and discharging the plating solution and the like scattered from the substrate W to the discharge ports 124, 129, and 134, respectively.
- the processing liquid scattered from the substrate W is discharged through the liquid discharge paths 120, 125, and 130 via the discharge ports 124, 129, and 134 for each type of liquid.
- the CoP plating solution scattered from the substrate W is discharged from the plating solution discharge passage 120
- the Pd plating solution scattered from the substrate W is discharged from the plating solution discharge passage 125 and scattered from the substrate W and the rinse treatment solution. Is discharged from the processing liquid discharge path 130.
- the CoP plating solution and the Pd plating solution thus discharged may be collected and then reused.
- the top plate 151 is disposed above the substrate W and separated from the substrate W.
- the planar shape of the top plate 151 is a circle corresponding to the inner edge of the upper surface 105a of the cup 105 (see FIG. 3), but the planar shape of the top plate 151 is not limited to this.
- the top plate 151 is placed in close contact with the upper surface 105a of the cup 105 of the liquid discharge mechanism 140 so as to cover substantially the entire surface of the substrate W. Further, the top plate 151 has an opening 152 at a position corresponding to the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45 and the discharge port 71 of the second discharge nozzle 70 (in this case, approximately the center of the top plate 151).
- the supply of the plating solution from the discharge port 46 and the discharge port 71 is not hindered.
- the top plate 151 is connected to the elevating mechanism 154 and can be moved up and down together with the cup 105 by being controlled by the control mechanism 160. Further, the top plate 151 can be moved up and down independently of the cup 105 by the lifting mechanism 154. Accordingly, when the substrate W is held by the substrate holding mechanism 110, it becomes easy to carry the substrate W into and out of the substrate holding mechanism 110.
- the top plate 151 that covers substantially the entire region on the surface side of the substrate W above the substrate W, a staying space is formed between the substrate W, the top plate 151, and the cup 105 of the liquid discharge mechanism 140. 156 is formed.
- the heating gas G such as water vapor supplied from the opening 176 of the back plate 171 or the heating gas G such as water vapor generated from the plating solution 35 stays in the stay space 156.
- the substrate W and the plating solution 35 can be efficiently heated using the heating gas G retained in the retention space 156, and the growth of the plating layer can be promoted.
- the top plate 151 is provided with a heater 157 for heating the heating gas G staying in the stay space 156.
- This heater 157 may consist of a heating wire or LED, for example.
- the heater 157 is embedded in the top plate 151.
- the heater 157 is provided in substantially the entire region of the top plate 151 except for the opening 152, but is not limited thereto.
- the heater 157 may be provided only on a part of the top plate 151 so that only a part of the stay space 156 is heated preferentially.
- the heater 157 may be provided only on the radially outer side of the top plate 151.
- the heater 157 can intensively heat only a part of the stay space 156. Good.
- the heater 157 may heat the radially outer side of the top plate 151 relatively strongly and heat the radially inner side of the top plate 151 relatively weakly.
- the temperature of the heating gas G existing outside the stay space 156 in the radial direction is increased.
- the temperature of the plating solution is prevented from being lowered while flowing from the center portion to the peripheral portion of the substrate W, and the temperature of the plating solution is reduced to that of the substrate W. It can be made uniform in the plane.
- the plating system 90 including a plurality of the plating apparatuses 20 configured as described above is driven and controlled by the control mechanism 160 according to various programs recorded in the storage medium 161 provided in the control mechanism 160, thereby Various processes are performed.
- the storage medium 161 stores various programs such as various setting data and a plating processing program described later.
- known media such as a computer-readable memory such as ROM and RAM, and a disk-shaped storage medium such as a hard disk, CD-ROM, DVD-ROM, and flexible disk can be used.
- the plating system 90 and the plating apparatus 20 are driven and controlled to perform the plating process on the substrate W according to the plating process program recorded in the storage medium 161.
- the Pd plating process is performed on the substrate W by displacement plating in one plating apparatus 20 and then the Co plating process is performed by chemical reduction plating will be described with reference to FIG.
- the cup 105 is lowered to a predetermined position by the elevating mechanism 164, and the top plate 151 is raised by the elevating mechanism 154.
- the loaded substrate W is held by the wafer chuck 113 of the substrate holding mechanism 110 (substrate holding step S300).
- the cup 105 is raised by the elevating mechanism 164 to a position where the discharge port 134 of the liquid discharge mechanism 140 and the outer peripheral edge of the substrate W face each other.
- the top plate 151 is lowered by the lifting mechanism 154, and the top plate 151 comes into contact with and closely contacts the upper surface 105 a of the cup 105.
- a cleaning process including a rinse process, a pre-clean process, and a subsequent rinse process is executed (S301).
- the valve 78a of the rinse treatment liquid supply mechanism 78 is opened, whereby the rinse treatment liquid is supplied to the surface of the substrate W through the discharge port 72 of the second discharge nozzle 70.
- a pre-cleaning process is executed.
- the valve 77a of the cleaning processing liquid supply mechanism 77 is opened, whereby the cleaning processing liquid is supplied to the surface of the substrate W through the discharge port 72 of the second discharge nozzle 70.
- malic acid can be used as the cleaning treatment liquid
- pure water can be used as the rinse treatment liquid.
- the rinse treatment liquid is supplied to the surface of the substrate W through the discharge port 72 of the second discharge nozzle 70.
- the rinse treatment liquid and the cleaning treatment liquid after the treatment are discarded through the discharge port 134 of the cup 105 and the treatment liquid discharge path 130.
- the substrate W is rotated in the first rotation direction R1 (FIG. 3) by the substrate holding mechanism 110 unless otherwise specified.
- Pd plating process Next, a Pd plating process is performed (S302).
- This Pd plating step S302 is executed as a displacement plating process step while the substrate W after the pre-cleaning step is not dried. In this way, by performing the displacement plating process step in a state where the substrate W is not dried, it is possible to prevent the copper on the surface to be plated of the substrate W from being oxidized and being unable to perform the displacement plating process satisfactorily. it can.
- the cup 105 is lowered by the elevating mechanism 164 to a position where the discharge port 129 of the liquid discharge mechanism 140 and the outer peripheral edge of the substrate W face each other. Further, the top plate 151 is lowered integrally with the cup 105 by the lifting mechanism 154. Next, the valve 76 a of the plating solution supply mechanism 76 is opened, whereby the plating solution containing Pd is discharged onto the surface of the substrate W at a desired flow rate through the discharge port 71 of the second discharge nozzle 70. In this way, the surface of the substrate W is subjected to Pd plating. The treated plating solution is discharged from the discharge port 129 of the cup 105. The plating solution discharged from the discharge port 129 is collected and reused or discarded via the solution discharge path 125.
- a rinsing process is performed as a pre-process performed prior to the Co plating process (S303).
- a rinse treatment liquid is supplied to the surface of the substrate W as a pretreatment liquid. Note that after the rinsing process, the substrate W may be cleaned by a chemical process, and then a rinsing process may be performed using the rinse process liquid in order to clean the chemical liquid.
- Co plating process Thereafter, a Co plating step is performed in the same plating apparatus 20 where the above-described steps S301 to S303 are performed (S304).
- This Co plating step S304 is performed as a chemical reduction plating treatment step.
- the control mechanism 160 controls the substrate holding mechanism 110 to rotate the substrate W held by the substrate holding mechanism 110.
- the plating solution 35 heated to the discharge temperature by the heating unit 60 is discharged from the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45 toward the surface of the substrate W.
- the plating solution 35 discharged from the discharge port 46 passes through the opening 152 of the top plate 151 and reaches the substrate W.
- a Co plating layer is formed on the Pd plating layer formed on the substrate W.
- a predetermined thickness for example, 1 ⁇ m
- the discharge of the plating solution 35 from the first discharge nozzle 45 is stopped, and the Co plating step S304 is completed.
- the time required for the Co plating step S304 can be, for example, about 20 minutes to 40 minutes.
- the rotation number may be temporarily increased or decreased, or the rotation may be temporarily stopped.
- the cup 105 is lowered by the lifting mechanism 164 to a position where the discharge port 124 and the outer peripheral edge of the substrate W face each other. For this reason, the treated plating solution 35 is discharged from the discharge port 124 of the cup 105. The treated plating solution 35 that has been discharged can be recovered and reused via the solution discharge path 120.
- the top plate 151 is lowered integrally with the cup 105 by the lifting mechanism 154. For this reason, in the Co plating step S304, the top plate 151 and the upper surface 105a of the cup 105 are kept in close contact with each other.
- the control mechanism 160 controls the gas supply mechanism 170 almost simultaneously with the discharge of the plating solution 35 from the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45, and the heated heating gas G (for example, water vapor) is supplied toward the back surface of the substrate W. That is, the gas supply mechanism 170 sequentially transfers the heating gas G stored in the gas supply tank 181 and heated by the gas temperature adjustment unit 183 through the gas supply pipe 182, the gas supply path 178, and the second flow path 177. Then, it is supplied from the opening 176 of the back plate 171 toward the back surface of the substrate W. Alternatively, the gas supply mechanism 170 supplies the heating gas G from the plating solution supply tank 31 or the temperature medium supply unit 61 toward the back surface of the substrate W from the opening 176 of the back plate 171.
- the heated heating gas G For example, water vapor
- the supply of the heating gas G by the gas supply mechanism 170 is continuously performed while the plating solution 35 is being discharged from the first discharge nozzle 45. During this time, the heating gas G stays in the gap S between the substrate W and the back plate 171 and continuously heats the substrate W. Further, the plating solution 35 is also heated by the heating gas G through the substrate W.
- a gas having a specific heat capacity higher than that of air, for example, water vapor is used as the heating gas G, so that the substrate W can be efficiently heated.
- a retention space 156 for retaining the heating gas G is formed between the substrate W, the top plate 151, and the cup 105 of the liquid discharge mechanism 140. Therefore, the heating gas G supplied from the opening 176 of the back plate 171 and the heating gas G (for example, water vapor) generated from the plating solution 35 stay in the staying space 156. Thereby, the substrate W and the plating solution 35 can be efficiently heated using the heating gas G retained in the retention space 156, and the growth of the plating layer can be further promoted.
- the heating gas G with the heater 157 the substrate W and the plating solution 35 can be more effectively heated using the heating gas G.
- the temperature of the heater 157 may be appropriately controlled, or only a part of the stay space 156 may be preferentially heated by the heater 157. In this case, the growth of the plating layer is performed in the plane of the substrate W. Can be made uniform.
- the supply of the heating gas G by the gas supply mechanism 170 is also stopped.
- the supply of the heating gas G by the gas supply mechanism 170 may be stopped before or after the discharge of the plating solution 35 from the first discharge nozzle 45 is stopped.
- heating by the heater 157 may be stopped when the discharge of the plating solution 35 from the first discharge nozzle 45 is stopped or after the discharge of the plating solution 35 is stopped.
- the heated heating gas G is supplied from the opening 176 of the back plate 171 toward the back surface of the substrate W, and from the heating gas G and the plating solution 35 supplied from the opening 176 of the back plate 171.
- the generated heating gas G is retained in the retention space 156.
- the temperature of the substrate W can be controlled, and the temperature of the plating solution can be prevented from decreasing.
- the plating process can be performed while maintaining a constant temperature (for example, 60 to 90 ° C.), and the growth of the Co plating layer can be made uniform in the plane of the substrate W.
- the heating gas G supplied to the substrate W and the heating gas G generated from the plating solution 35 are made of gas, the heating water is added to the plating solution 35 discharged from the discharge port 124 of the cup 105. And the like, and the discharged plating solution 35 after processing can be easily reused.
- the time required for the plating process may be as long as, for example, 20 minutes to 40 minutes. Therefore, by reusing the plating solution 35, the amount of waste solution can be reduced more efficiently. .
- the heating gas G supplied from the opening 176 of the back plate 171 toward the substrate W contains at least one of components contained in the plating solution 35 (for example, ammonia). May be. In this case, it is possible to prevent the component from volatilizing from the plating solution 35 during the plating process, or to supplement the plating solution 35 with the component volatilized from the plating solution 35 during the plating process.
- the plating solution 35 for example, ammonia
- a cleaning step S305 including a rinsing process, a post-cleaning process, and a subsequent rinsing process is performed on the surface of the substrate W that has been subjected to the Co plating process. Since this cleaning step S305 is substantially the same as the above-described cleaning step S301, detailed description thereof is omitted.
- a drying process for drying the substrate W is executed (S306).
- the turntable 112 when the turntable 112 is rotated, the liquid adhering to the substrate W is blown outward by centrifugal force, thereby drying the substrate W. That is, the turntable 112 may have a function as a drying mechanism that dries the surface of the substrate W.
- the surface of the substrate W is first subjected to Pd plating by displacement plating, and then subjected to Co plating by chemical reduction plating.
- the cup 105 is lowered to a predetermined position by the lifting mechanism 164 and the top plate 151 is lifted by the lifting mechanism 154.
- the substrate W may be taken out from the substrate holding mechanism 110 and transferred to another plating processing apparatus 20 for Au plating processing.
- the surface of the substrate W is subjected to Au plating processing by displacement plating.
- the Au plating treatment method is substantially the same as the above-described method for Pd plating treatment except that the plating solution and the cleaning solution are different, and thus detailed description thereof is omitted.
- the retention space 156 in which the heating gas G stays is formed between the substrate W, the cup 105, and the top plate 151, and the opening 176 of the back plate 171 is formed.
- the heating gas G generated from the heating gas G and the heating gas G generated from the plating solution 35 are retained in the retention space 156.
- the temperature of the substrate W can be controlled, and the temperature of the plating solution can be prevented from decreasing.
- the plating process can be carried out at a constant temperature (for example, 60 to 90 ° C.), and the Co plating layer can be stably grown.
- the growth of the Co plating layer can be made uniform in the plane of the substrate W by appropriately controlling the temperature, supply amount, supply timing, and the like of the heating gas G from the opening 176 of the back plate 171. Further, it is possible to prevent water and the like from being mixed with the plating solution discharged from the liquid discharge mechanism 140, and to easily reuse the plating solution.
- the heated heating gas G (for example, water vapor) is applied to the back surface of the substrate W substantially simultaneously with the discharge of the plating solution 35 from the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45 in the Co plating step S304.
- the aspect which starts supply toward was demonstrated.
- the present invention is not limited to this, and in the Co plating step S304, the heating gas G (for example, water vapor) is applied to the back surface of the substrate W before the plating solution 35 is discharged from the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45. Supply may be started.
- the additional gas supply unit 187 may supply an inert gas (for example, nitrogen) to the heating gas G in the gas supply path 178.
- an inert gas for example, nitrogen
- the substrate W before the plating solution 35 is supplied is oxidized by the heating gas G. Can be prevented.
- the heating gas G is supplied to the back surface of the substrate W.
- the present invention is not limited to this, and the heating gas G is further supplied from the front surface side of the substrate W. May be. That is, as shown in FIG. 6, a gas nozzle 191 is provided on the surface side of the substrate W and on the side of the first discharge nozzle 45, and the heating gas G is supplied not only to the back surface of the substrate W but also to the surface of the substrate W. You may do it.
- the gas nozzle 191 is connected to the gas supply mechanism 170, and the control mechanism 160 controls the gas supply mechanism 170 so that the heating gas G is supplied to the surface of the substrate W via the gas nozzle 191. It has become. With such a configuration, it is possible to prevent the temperature of the plating solution 35 on the surface of the substrate W from being lowered, and the growth of the plating layer can be made uniform in the plane of the substrate W.
- an additional opening 153 is formed in the top plate 151 at a position corresponding to the gas nozzle 191, so that the supply of the heating gas G from the gas nozzle 191 is not hindered.
- the heating gas G may be supplied only from the front surface side of the substrate W, and the heating gas G may not be supplied to the back surface side of the substrate W. Even in this case, the temperature of the plating solution 35 on the surface of the substrate W can be controlled, and the growth of the plating layer can be made uniform in the plane of the substrate W.
- the components contained in the plating solution 35 are added to the heating gas G supplied from the gas nozzle 191 by using the additional gas supply unit 187 (FIG. 4) as in the above embodiment.
- the additional gas supply unit 187 (FIG. 4) as in the above embodiment.
- ammonia and / or an inert gas (for example, nitrogen) may be mixed.
- the timing for supplying the heating gas G from the gas nozzle 191 to the surface side of the substrate W is not necessarily the plating solution from the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45. It is not always substantially the same as the timing of discharging 35. If it is sufficient to compensate for a decrease in the temperature of the plating solution 35 on the surface of the substrate W, the heating gas G is supplied to the gas nozzle 191 after the plating solution 35 is discharged from the discharge port 46 of the first discharge nozzle 45. May be supplied toward the surface of the substrate W.
- the heating gas G may not be supplied using the gas supply mechanism 170. Also in this case, the heating gas G generated from the plating solution 35 stays in the stay space 156 formed between the substrate W, the top plate 151 and the cup 105. Therefore, only the heating gas G from the plating solution 35 can efficiently heat the substrate W and the plating solution 35 and promote the growth of the plating layer.
- the arm 49 to which the first discharge nozzle 45 is attached is configured to be able to advance and retreat along the radial direction of the substrate W (the direction indicated by the arrow D in FIG. 9). May be.
- the first discharge nozzle 45 is movable between a center position close to the center portion of the substrate W and a peripheral position closer to the peripheral side than the central position.
- the first discharge nozzle 45 may be advanced and retracted from the center side of the substrate W toward the peripheral side of the substrate W.
- the top plate 151 is formed with an elongated slit 155 that continuously extends from the opening 152 to the peripheral side.
- the substrate holding mechanism 110 rotates and holds the substrate W.
- the substrate holding mechanism 110 may be a spinless type.
- the substrate holding mechanism 110 holds the substrate W so as not to rotate, and the plating solution supply mechanism 30 may have a long nozzle (not shown).
- the plating solution 35 may be supplied to the substrate W when the long nozzle scans the substrate W.
- the CoP plating solution is used as the chemical reduction type plating solution 35 discharged from the first discharge nozzle 45 toward the substrate W.
- the plating solution 35 used is not limited to the CoP plating solution, and various plating solutions 35 can be used.
- various plating solutions 35 such as a CoWB plating solution, a CoWP plating solution, a CoB plating solution, or a NiP plating solution may be used.
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Abstract
めっき処理装置20は、基板Wを保持する基板保持機構110と、基板保持機構110に保持された基板Wに向けてめっき液35を吐出する吐出機構21と、吐出機構21に接続され、吐出機構21にめっき液35を供給するめっき液供給機構30とを備えている。基板保持機構110の周囲に、基板Wから飛散しためっき液35を排出する液排出機構140が配置され、基板保持機構110に保持された基板Wの上方において、基板Wの表面側を覆うようにトッププレート151が設けられている。基板W、液排出機構140およびトッププレート151の間に、空気より比熱容量が高い加熱用ガスGが滞留する滞留空間156が形成される。
Description
本発明は、基板の表面にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体に関する。
一般に、半導体ウエハや液晶基板などの基板には、表面に回路を形成するための配線が施されている。この配線は、アルミニウム素材に替わって、電気抵抗が低く信頼性の高い銅素材によるものが利用されるようになってきている。しかしながら、銅はアルミニウムと比較して酸化されやすいので、銅配線表面の酸化を防止するために、高いエレクトロマイグレーション耐性を有する金属によってめっき処理することが望まれる。
めっき処理は、例えば、銅配線が形成された基板の表面に無電解めっき液を供給することによって行われる。このような無電解めっき処理は、枚葉処理装置で行うのが一般的である(特開2009-249679号公報参照)。
ところで、めっき処理中には基板の温度制御を行うことが必要となる。このように基板の温度制御を行う場合、高温に加熱しためっき液を基板に対して供給するほか、基板の裏面に裏面温調水を供給して加熱することが行われている。しかしながら、裏面温調水を使用する場合、めっき処理中およびめっき処理後に発生する廃液に、めっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまう。一般に、めっき液は高価であるため、廃液からめっき液を分離して再利用することが望まれる。しかしながら、廃液にめっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまうと、廃液からめっき液を分離して、めっき液を再利用することがむずかしくなるおそれがある。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板を効率的に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することが可能となるめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体を提供する。
本発明の一実施の形態によるめっき処理装置は、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、前記基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、前記基板保持機構の周囲に配置され、前記基板から飛散した前記めっき液を排出する液排出機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板の上方において、前記基板の表面側を覆うように設けられたトッププレートと、少なくとも前記吐出機構および前記めっき液供給機構を制御する制御機構とを備え、前記基板、前記液排出機構および前記トッププレートの間に、空気より比熱容量が高い加熱用ガスが滞留する滞留空間が形成されることを特徴とする。
本発明の一実施の形態によるめっき処理方法は、前記めっき処理装置を用いてめっき処理を行うめっき処理方法において、前記基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、前記めっき工程において、前記基板、前記液排出機構および前記トッププレートの間の滞留空間に、空気より比熱容量が高い前記加熱用ガスが滞留することを特徴とする。
本発明の一実施の形態による記憶媒体は、前記めっき処理装置にめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、前記めっき処理方法は、前記基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、前記めっき工程において、前記基板、前記液排出機構および前記トッププレートの間の滞留空間に、空気より比熱容量が高い前記加熱用ガスが滞留する、方法からなっていることを特徴とする。
本発明によれば、基板とトッププレートとの間に、空気より比熱容量が高い加熱用ガスが滞留する滞留空間が形成されるので、この滞留空間に滞留する加熱用ガスによって基板を効率的に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。
以下、図1乃至図9を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。まず図1により、本実施の形態におけるめっき処理システム90の全体構成について説明する。
めっき処理システム
図1に示すように、めっき処理システム90は、基板W(ここでは、半導体ウエハ)を複数枚(たとえば、25枚)収容するキャリア91を載置し、基板Wを所定枚数ずつ搬入及び搬出するための基板搬入出室92と、基板Wのめっき処理や洗浄処理などの各種の処理を行うための基板処理室93と、を含んでいる。基板搬入出室92と基板処理室93とは、互いに隣接して設けられている。
図1に示すように、めっき処理システム90は、基板W(ここでは、半導体ウエハ)を複数枚(たとえば、25枚)収容するキャリア91を載置し、基板Wを所定枚数ずつ搬入及び搬出するための基板搬入出室92と、基板Wのめっき処理や洗浄処理などの各種の処理を行うための基板処理室93と、を含んでいる。基板搬入出室92と基板処理室93とは、互いに隣接して設けられている。
(基板搬入出室)
基板搬入出室92は、キャリア載置部94と、搬送装置95を収容した搬送室96と、基板受渡台97を収容した基板受渡室98とを有している。基板搬入出室92においては、搬送室96と基板受渡室98とが受渡口99を介して連通連結されている。キャリア載置部94には、複数の基板Wを水平状態で収容するキャリア91が複数個載置されている。搬送室96では、基板Wの搬送が行われ、基板受渡室98では、基板処理室93との間で基板Wの受け渡しが行われる。
基板搬入出室92は、キャリア載置部94と、搬送装置95を収容した搬送室96と、基板受渡台97を収容した基板受渡室98とを有している。基板搬入出室92においては、搬送室96と基板受渡室98とが受渡口99を介して連通連結されている。キャリア載置部94には、複数の基板Wを水平状態で収容するキャリア91が複数個載置されている。搬送室96では、基板Wの搬送が行われ、基板受渡室98では、基板処理室93との間で基板Wの受け渡しが行われる。
このような基板搬入出室92においては、キャリア載置部94に載置されたいずれか1個のキャリア91と基板受渡台97との間で、搬送装置95により基板Wが所定枚数ずつ搬送される。
(基板処理室)
また基板処理室93は、中央部において前後(図1の左右)に伸延する基板搬送ユニット87と、基板搬送ユニット87の一方側および他方側において前後に並べて配置され、基板Wにめっき液を供給してめっき処理を行う複数のめっき処理装置20と、を有している。
また基板処理室93は、中央部において前後(図1の左右)に伸延する基板搬送ユニット87と、基板搬送ユニット87の一方側および他方側において前後に並べて配置され、基板Wにめっき液を供給してめっき処理を行う複数のめっき処理装置20と、を有している。
このうち基板搬送ユニット87は、前後方向に移動可能に構成した基板搬送装置88を含んでいる。また基板搬送ユニット87は、基板受渡室98の基板受渡台97に基板搬入出口89を介して連通している。
このような基板処理室93においては、各めっき処理装置20に対して、基板搬送ユニット87の基板搬送装置88により、基板Wが、1枚ずつ水平に保持した状態で搬送される。そして、各めっき処理装置20において、基板Wが、1枚ずつ洗浄処理及びめっき処理される。
各めっき処理装置20は、用いられるめっき液などが異なるのみであり、その他の点は略同一の構成からなっている。そのため、以下の説明では、複数のめっき処理装置20のうち一のめっき処理装置20の構成について説明する。
めっき処理装置
次に、図2および図3を参照して、めっき処理装置20について説明する。図2は、めっき処理装置20を示す側面図であり、図3は、めっき処理装置20を示す平面図である。
次に、図2および図3を参照して、めっき処理装置20について説明する。図2は、めっき処理装置20を示す側面図であり、図3は、めっき処理装置20を示す平面図である。
めっき処理装置20は、図2および図3に示すように、ケーシング101の内部で基板Wを保持して回転させる基板保持機構110と、基板保持機構110に保持された基板Wの表面に向けてめっき液を吐出する吐出機構21と、吐出機構21に接続され、吐出機構21にめっき液を供給するめっき液供給機構30とを備えている。
このうち基板保持機構110の周囲には、基板Wから飛散しためっき液等を排出する液排出機構140が配置されている。また、基板保持機構110に保持された基板Wの上方には、基板Wの表面側を覆うようにトッププレート151が配置されている。また、基板保持機構110には、加熱用ガスGを加熱して基板保持機構110に保持された基板Wに向けて供給する、ガス供給機構170が接続されている。さらに、基板保持機構110、吐出機構21、めっき液供給機構30、液排出機構140、トッププレート151およびガス供給機構170を制御する制御機構160が設けられている。
(基板保持機構)
基板保持機構110は、図2に示すように、ケーシング101内で上下に伸延する中空円筒状の回転軸部材111と、回転軸部材111の上端部に取り付けられたターンテーブル112と、ターンテーブル112の上面外周部に設けられ、基板Wを支持するウエハチャック113と、回転軸部材111に連結され、回転軸部材111を回転駆動する回転機構162と、を有している。
基板保持機構110は、図2に示すように、ケーシング101内で上下に伸延する中空円筒状の回転軸部材111と、回転軸部材111の上端部に取り付けられたターンテーブル112と、ターンテーブル112の上面外周部に設けられ、基板Wを支持するウエハチャック113と、回転軸部材111に連結され、回転軸部材111を回転駆動する回転機構162と、を有している。
このうち回転機構162は、制御機構160により制御され、回転軸部材111を回転駆動させ、これによって、ウエハチャック113により支持されている基板Wが回転される。この場合、制御機構160は、回転機構162を制御することにより、回転軸部材111およびウエハチャック113を回転させ、あるいは停止させることができる。また、制御機構160は、回転軸部材111およびウエハチャック113の回転数を上昇させ、下降させ、あるいは一定値に維持させるように制御することが可能である。
さらに、基板Wの裏面側であってターンテーブル112の上方に、基板Wから間隙Sを空けてバックプレート171が配置されている。バックプレート171は、ウエハチャック113に保持された基板Wの裏面に対向し、ウエハチャック113に保持された基板Wとターンテーブル112との間に配設されている。バックプレート171は、回転軸部材111の軸心を貫通するシャフト172に連結固定されている。なお、バックプレート171はヒータを内蔵していても良い。さらに、シャフト172の下端部には、エアシリンダ等の昇降機構179が連結されている。すなわち、バックプレート171は、昇降機構179およびシャフト172により、ウエハチャック113で保持された基板Wとターンテーブル112との間を昇降するように構成されている。
バックプレート171の中には、その表面に設けられた複数の開口173に連通する第1の流路174が形成されており、この第1の流路174と、シャフト172の軸心を貫通する流体供給路175とが連通している。この流体供給路175は、バルブ146を介して基板Wの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構145に接続されている。
また、バックプレート171は、その表面に設けられた開口(供給部)176と、バックプレート171内部に形成された第2の流路177とを有している。このうち第2の流路177は、開口176に連通するとともに、シャフト172を上下に貫通するガス供給路178に連通している。このガス供給路178は、後述するガス供給機構170にバルブ188を介して接続されている。すなわち、バックプレート171は、加熱された加熱用ガスGを基板Wの裏面に向けて供給する作用を有する。
なお、図2において、バックプレート171の開口176は、基板Wの温度が面内で均一となるように、バックプレート171の中心とバックプレート171の周縁との間に設けられているが、これに限られるものではない。バックプレート171の開口176は、バックプレート171の中心に設けられていても良く、あるいはバックプレート171の周縁に設けられていても良い。
(吐出機構)
次に、基板Wに向けてめっき液などを吐出する吐出機構21について説明する。吐出機構21は、基板Wに向けてCoPめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する第1吐出ノズル45を含んでいる。化学還元タイプのめっき液は、めっき液供給機構30から第1吐出ノズル45に供給される。なお、図2では1つの第1吐出ノズル45のみを示しているが、この第1吐出ノズル45に加えて、基板Wに向けてCoPめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する他の吐出ノズル(追加の吐出ノズル)が設けられていても良い。
次に、基板Wに向けてめっき液などを吐出する吐出機構21について説明する。吐出機構21は、基板Wに向けてCoPめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する第1吐出ノズル45を含んでいる。化学還元タイプのめっき液は、めっき液供給機構30から第1吐出ノズル45に供給される。なお、図2では1つの第1吐出ノズル45のみを示しているが、この第1吐出ノズル45に加えて、基板Wに向けてCoPめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する他の吐出ノズル(追加の吐出ノズル)が設けられていても良い。
また吐出機構21は、図2に示すように、吐出口71および吐出口72を含む第2吐出ノズル70をさらに有していてもよい。図2および図3に示すように、第2吐出ノズル70は、アーム74の先端部に取り付けられており、このアーム74は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構165により回転駆動される支持軸73に固定されている。
第2吐出ノズル70において、吐出口71は、置換タイプのめっき液、例えばPdめっき液を供給するめっき液供給機構76にバルブ76aを介して接続されている。また吐出口72は、洗浄処理液を供給する洗浄処理液供給機構77にバルブ77aを介して接続されている。このような第2吐出ノズル70を設けることにより、一のめっき処理装置20内において、化学還元タイプのめっき液によるめっき処理だけでなく、置換タイプのめっき液によるめっき処理、および洗浄処理を実施することが可能となる。
また図2に示すように、第2吐出ノズル70の吐出口72に、めっき処理に先立って実施される前処理のための前処理液、例えば純水などのリンス処理液を供給するリンス処理液供給機構78がバルブ78aを介してさらに接続されていてもよい。この場合、バルブ77aおよびバルブ78aの開閉を適切に制御することにより、第2吐出ノズル70から、洗浄処理液またはリンス処理液のいずれかが選択的に基板Wに吐出される。
図2および図3に示すように、第1吐出ノズル45は吐出口46を含んでいる。また第1吐出ノズル45は、アーム49の先端部に取り付けられており、このアーム49は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構166により回転駆動される支持軸48に固定されている。
(めっき液供給機構)
次に、吐出機構21の第1吐出ノズル45に、CoPめっき液などの化学還元タイプのめっき液を供給するめっき液供給機構30について説明する。図4は、めっき処理装置20におけるめっき液および加熱用ガスGの流れを示す概略図である。
次に、吐出機構21の第1吐出ノズル45に、CoPめっき液などの化学還元タイプのめっき液を供給するめっき液供給機構30について説明する。図4は、めっき処理装置20におけるめっき液および加熱用ガスGの流れを示す概略図である。
図4に示すように、めっき液供給機構30は、めっき液35を貯留するめっき液供給タンク31と、めっき液供給タンク31のめっき液35を吐出機構21の第1吐出ノズル45へ供給する供給管33とを有している。
また図4に示すように、めっき液供給タンク31には、めっき液35を貯留温度に加熱するタンク用加熱手段50が取り付けられている。またタンク用加熱手段50と第1吐出ノズル45との間において、供給管33に、吐出機構21の第1吐出ノズル45へ向かうめっき液35を貯留温度よりも高温の吐出温度に加熱温調する加熱手段60が取り付けられている。
めっき液供給タンク31には、めっき液35の各種の成分が貯蔵されている複数の薬液供給源(図示せず)から各種薬液が供給されている。例えば、Coイオンを含むCoSO4金属塩、還元剤(例えば、次亜リン酸など)、アンモニアおよび添加剤などの薬液が供給されている。この際、めっき液供給タンク31内に貯留されるめっき液35の成分が適切に調整されるよう、各種薬液の流量が調整されている。
また、図4に示すように、加熱手段60は、タンク用加熱手段50によって貯留温度まで加熱されためっき液35を、さらに吐出温度まで加熱するためのものである。この加熱手段60は、温調水等の伝熱媒体66を吐出温度または吐出温度よりも高い温度に加熱する温度媒体供給手段61と、供給管33に取り付けられ、温度媒体供給手段61からの伝熱媒体66の熱を供給管33内のめっき液35に伝導させることにより温調する温調配管65とを有している。
(ガス供給機構)
ガス供給機構170は、上述したように、空気より比熱容量が高い加熱用ガスGを加熱して、基板保持機構110に保持された基板Wに向けて供給するものである。このようなガス供給機構170は、図4に示すように、加熱用ガスGを貯留するガス供給タンク181と、ガス供給タンク181に貯留された加熱用ガスGをガス供給路178へ供給するガス供給管182とを有している。ガス供給タンク181には、加熱用ガスGを加熱温調するガス温調ユニット183が接続されており、これにより加熱用ガスGが所定の温度に加熱されるようになっている。
ガス供給機構170は、上述したように、空気より比熱容量が高い加熱用ガスGを加熱して、基板保持機構110に保持された基板Wに向けて供給するものである。このようなガス供給機構170は、図4に示すように、加熱用ガスGを貯留するガス供給タンク181と、ガス供給タンク181に貯留された加熱用ガスGをガス供給路178へ供給するガス供給管182とを有している。ガス供給タンク181には、加熱用ガスGを加熱温調するガス温調ユニット183が接続されており、これにより加熱用ガスGが所定の温度に加熱されるようになっている。
このような加熱用ガスGは、空気(比熱容量1.0(J/g・K))より比熱容量が高いものであり、具体的には、例えば水蒸気(比熱容量2.1(J/g・K))およびヘリウム(比熱容量5.2(J/g・K))を挙げることができる。このうち水蒸気を用いることがコスト等の観点から好ましい。
加熱用ガスGとして水蒸気が用いられる場合、ガス供給路178へ供給される加熱用ガスGは、必ずしもガス供給タンク181から供給されるものに限られない。図4に示すように、ガス供給管185を介してガス供給路178と加熱手段60の温度媒体供給手段61とを連結し、温度媒体供給手段61の気相に存在する水蒸気をガス供給路178へ供給しても良い。また、ガス供給管184を介してガス供給路178とめっき液供給機構30のめっき液供給タンク31とを連結し、めっき液供給タンク31の気相に存在する水蒸気をガス供給路178中の加熱用ガスGに供給しても良い。この場合、温度媒体供給手段61からの水蒸気、めっき液供給タンク31からの水蒸気、およびガス供給タンク181からの水蒸気のうちいずれか1つまたは2つを用いても良く、これら全て併用しても良い。
また、図4に示すように、追加のガス供給ユニット187を設け、ガス供給管186を介してガス供給機構170のガス供給路178と追加のガス供給ユニット187とを接続しても良い。この場合、追加のガス供給ユニット187は、めっき液35に含まれる成分のうちの少なくとも一つ(例えばアンモニア)のガスをガス供給路178中の加熱用ガスGに供給し、これらの混合ガスを基板Wに供給しても良い。また、めっき液供給タンク31の気相に存在するめっき液35の成分(例えばアンモニア)を、ガス供給管184を介してガス供給路178中の加熱用ガスGに供給し、これらの混合ガスを基板Wに供給しても良い。なお、この場合、追加のガス供給ユニット187からの成分を単独で用いても良く、めっき液供給タンク31からの成分を単独で用いても良く、追加のガス供給ユニット187からの成分とめっき液供給タンク31からの成分とを併用しても良い。このように、めっき液35の成分を基板Wに向けて供給することにより、めっき処理中に当該成分がめっき液35から揮発することを防止し、または、めっき処理中にめっき液35から揮発する当該成分をめっき液35に対して補充することができる。
(液排出機構)
次に、基板Wから飛散しためっき液や洗浄液などを排出する液排出機構140について、図2を参照して説明する。
次に、基板Wから飛散しためっき液や洗浄液などを排出する液排出機構140について、図2を参照して説明する。
液排出機構140は、基板保持機構110の周囲に設けられ、排出口124、129、134を有するカップ105と、カップ105に連結され、カップ105を上下方向に昇降駆動させる昇降機構164と、カップ105に接続され、基板Wから飛散しためっき液等をそれぞれ排出口124、129、134に集めて排出する液排出路120、125、130とを有している。
この場合、基板Wから飛散した処理液は、液の種類ごとに排出口124、129、134を介して液排出路120、125、130により排出される。例えば、基板Wから飛散したCoPめっき液は、めっき液排出路120から排出され、基板Wから飛散したPdめっき液は、めっき液排出路125から排出され、基板Wから飛散した洗浄液およびリンス処理液は、処理液排出路130から排出される。このようにして排出されたCoPめっき液およびPdめっき液は、それぞれ回収された後、再利用されても良い。
(トッププレート)
図2に示すように、トッププレート151は、基板Wの上方において、基板Wから離間して配置されている。このトッププレート151の平面形状は、カップ105の上面105a内縁に対応する円形状からなっているが(図3参照)、トッププレート151の平面形状はこれに限られるものではない。また、トッププレート151は、液排出機構140のカップ105の上面105aに密着して載置されており、基板Wの表面の略全域を覆うようになっている。また、トッププレート151には、第1吐出ノズル45の吐出口46および第2吐出ノズル70の吐出口71に対応する位置(この場合はトッププレート151の略中心部)に開口152が形成されており、吐出口46および吐出口71からのめっき液の供給が妨げられないようになっている。
図2に示すように、トッププレート151は、基板Wの上方において、基板Wから離間して配置されている。このトッププレート151の平面形状は、カップ105の上面105a内縁に対応する円形状からなっているが(図3参照)、トッププレート151の平面形状はこれに限られるものではない。また、トッププレート151は、液排出機構140のカップ105の上面105aに密着して載置されており、基板Wの表面の略全域を覆うようになっている。また、トッププレート151には、第1吐出ノズル45の吐出口46および第2吐出ノズル70の吐出口71に対応する位置(この場合はトッププレート151の略中心部)に開口152が形成されており、吐出口46および吐出口71からのめっき液の供給が妨げられないようになっている。
さらに、トッププレート151は、昇降機構154に連結されており、制御機構160によって制御されることにより、カップ105とともに昇降可能となっている。また、トッププレート151は、昇降機構154によりカップ105に対して独立して昇降可能にもなっている。これにより、基板Wを基板保持機構110に保持させる際、基板Wを基板保持機構110に対して搬入および搬出することが容易となる。
このように、基板Wの上方に、基板Wの表面側の略全域を覆うトッププレート151を設けたことにより、基板Wとトッププレート151と液排出機構140のカップ105との間に、滞留空間156が形成される。この場合、バックプレート171の開口176から供給される水蒸気等の加熱用ガスG、あるいはめっき液35から発生した水蒸気等の加熱用ガスGは、この滞留空間156に滞留する。このことにより、滞留空間156に滞留した加熱用ガスGを用いて、基板Wおよびめっき液35を効率的に加熱することができ、めっき層の成長を促進することができる。
また、図2に示すように、トッププレート151には、滞留空間156内に滞留する加熱用ガスGを加熱するヒーター157が設けられている。このヒーター157は、例えば電熱線またはLEDからなっていても良い。なお本実施の形態において、ヒーター157は、トッププレート151の内部に埋設されている。
図2において、ヒーター157は、トッププレート151のうち開口152を除く略全領域に設けられているが、これに限られるものではない。ヒーター157をトッププレート151の一部にのみに設け、これにより滞留空間156内のうち一部の領域のみを重点的に加熱するようになっていていても良い。具体的には、ヒーター157がトッププレート151の径方向外側のみに設けられていても良い。あるいは、ヒーター157がトッププレート151の略全領域に設けられている場合においても、ヒーター157が滞留空間156内のうち一部の領域のみを重点的に加熱することができるようになっていてもよい。例えば、ヒーター157がトッププレート151の径方向外側を相対的に強く加熱し、トッププレート151の径方向内側を相対的に弱く加熱するようになっていても良い。この場合、滞留空間156のうち径方向外側に存在する加熱用ガスGの温度が高められる。このことにより、めっき液が第1吐出ノズル45から吐出された後、基板Wの中心部から周縁部に流れる間にめっき液の温度が低下することを防止し、めっき液の温度を基板Wの面内で均一にすることができる。
以上のように構成されるめっき処理装置20を複数含むめっき処理システム90は、制御機構160に設けた記憶媒体161に記録された各種のプログラムに従って制御機構160により駆動制御され、これにより基板Wに対する様々な処理が行われる。ここで、記憶媒体161は、各種の設定データや後述するめっき処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体161としては、コンピューターで読み取り可能なROMやRAMなどのメモリーや、ハードディスク、CD-ROM、DVD-ROMやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。
めっき処理方法
本実施の形態において、めっき処理システム90およびめっき処理装置20は、記憶媒体161に記録されためっき処理プログラムに従って、基板Wにめっき処理を施すよう駆動制御される。以下の説明では、はじめに、一のめっき処理装置20で基板WにPdめっき処理を置換めっきにより施し、その後、Coめっき処理を化学還元めっきにより施す方法について、図5を参照して説明する。
本実施の形態において、めっき処理システム90およびめっき処理装置20は、記憶媒体161に記録されためっき処理プログラムに従って、基板Wにめっき処理を施すよう駆動制御される。以下の説明では、はじめに、一のめっき処理装置20で基板WにPdめっき処理を置換めっきにより施し、その後、Coめっき処理を化学還元めっきにより施す方法について、図5を参照して説明する。
(基板保持工程)
まず、基板搬送ユニット87の基板搬送装置88を用いて、1枚の基板Wを基板受渡室98から一のめっき処理装置20に搬入する。
まず、基板搬送ユニット87の基板搬送装置88を用いて、1枚の基板Wを基板受渡室98から一のめっき処理装置20に搬入する。
めっき処理装置20においては、はじめに、昇降機構164によりカップ105が所定位置まで降下され、かつ昇降機構154によりトッププレート151が上昇される。次に、搬入された基板Wが、基板保持機構110のウエハチャック113によって保持される(基板保持工程S300)。その後、液排出機構140の排出口134と基板Wの外周端縁とが対向する位置までカップ105が昇降機構164により上昇させられる。また、昇降機構154によりトッププレート151が下降され、トッププレート151がカップ105の上面105aに当接して密着する。
(洗浄工程)
次に、リンス処理、前洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程が実行される(S301)。はじめに、リンス処理液供給機構78のバルブ78aが開かれ、これによって、リンス処理液が基板Wの表面に第2吐出ノズル70の吐出口72を介して供給される。
次に、リンス処理、前洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程が実行される(S301)。はじめに、リンス処理液供給機構78のバルブ78aが開かれ、これによって、リンス処理液が基板Wの表面に第2吐出ノズル70の吐出口72を介して供給される。
次に、前洗浄工程が実行される。はじめに、洗浄処理液供給機構77のバルブ77aが開かれ、これによって、洗浄処理液が基板Wの表面に第2吐出ノズル70の吐出口72を介して供給される。なお、洗浄処理液としては例えばリンゴ酸を用いることができ、リンス処理液としては例えば純水を用いることができる。その後、上述の場合と同様にして、リンス処理液が基板Wの表面に第2吐出ノズル70の吐出口72を介して供給される。処理後のリンス処理液や洗浄処理液は、カップ105の排出口134および処理液排出路130を介して廃棄される。なお洗浄工程S301および以下の各工程のいずれにおいても、特に言及しない限り、基板Wは基板保持機構110により第1回転方向R1(図3)に回転されている。
(Pdめっき工程)
次に、Pdめっき工程が実行される(S302)。このPdめっき工程S302は、前洗浄工程後の基板Wが乾燥されていない状態の間に、置換めっき処理工程として実行される。このように、基板Wが乾燥していない状態で置換めっき処理工程を実行することで、基板Wの被めっき面の銅などが酸化してしまい良好に置換めっき処理できなくなることを防止することができる。
次に、Pdめっき工程が実行される(S302)。このPdめっき工程S302は、前洗浄工程後の基板Wが乾燥されていない状態の間に、置換めっき処理工程として実行される。このように、基板Wが乾燥していない状態で置換めっき処理工程を実行することで、基板Wの被めっき面の銅などが酸化してしまい良好に置換めっき処理できなくなることを防止することができる。
Pdめっき工程においては、はじめに、液排出機構140の排出口129と基板Wの外周端縁とが対向する位置までカップ105を昇降機構164により下降させる。また、昇降機構154により、トッププレート151がカップ105と一体となって下降する。次に、めっき液供給機構76のバルブ76aが開かれ、これによって、Pdを含むめっき液が、基板Wの表面に第2吐出ノズル70の吐出口71を介して所望の流量で吐出される。このようにして、基板Wの表面にPdめっきが施される。処理後のめっき液は、カップ105の排出口129から排出される。排出口129から排出されためっき液は、液排出路125を介して、回収され再利用されるか、若しくは廃棄される。
(リンス処理工程)
次に、Coめっき工程に先立って実施される前処理として、例えばリンス処理工程が実行される(S303)。このリンス処理工程S303においては、前処理液として例えばリンス処理液が基板Wの表面に供給される。なお、このリンス処理工程の後、薬液処理により基板Wを洗浄処理し、その後当該薬液を洗浄するためにリンス処理液を用いてリンス処理を行っても良い。
次に、Coめっき工程に先立って実施される前処理として、例えばリンス処理工程が実行される(S303)。このリンス処理工程S303においては、前処理液として例えばリンス処理液が基板Wの表面に供給される。なお、このリンス処理工程の後、薬液処理により基板Wを洗浄処理し、その後当該薬液を洗浄するためにリンス処理液を用いてリンス処理を行っても良い。
(Coめっき工程)
その後、上述の工程S301~303が実行されたのと同一のめっき処理装置20において、Coめっき工程が実行される(S304)。このCoめっき工程S304は、化学還元めっき処理工程として実行される。
その後、上述の工程S301~303が実行されたのと同一のめっき処理装置20において、Coめっき工程が実行される(S304)。このCoめっき工程S304は、化学還元めっき処理工程として実行される。
Coめっき工程S304においては、はじめに、制御機構160が基板保持機構110を制御することにより、基板保持機構110に保持された基板Wを回転させる。この状態で、加熱手段60によって吐出温度に加熱されためっき液35を、基板Wの表面に向けて第1吐出ノズル45の吐出口46から吐出する。吐出口46から吐出されためっき液35は、トッププレート151の開口152を通過して基板Wに達する。
第1吐出ノズル45を用いて基板Wに向けてめっき液35を吐出することにより、基板W上に形成されたPdめっき層上に、Coめっき層が成膜される。Coめっき層が所定の厚み、例えば1μmに達した際、第1吐出ノズル45からのめっき液35の吐出が停止し、Coめっき工程S304が完了する。Coめっき工程S304に要する時間は、例えば20分~40分程度とすることができる。
なお、Coめっき工程S304においては、基板Wを常時一定の回転数で回転させる必要はなく、一時的に回転数を上昇または下降させたり、一時的に回転を止めたりしても良い。
また、Coめっき工程S304においては、排出口124と基板Wの外周端縁とが対向する位置までカップ105が昇降機構164により下降されている。このため、処理後のめっき液35は、カップ105の排出口124から排出される。排出された処理後のめっき液35は、液排出路120を介して、回収されて再利用されうる。なお、トッププレート151は、昇降機構154によりカップ105と一体となって下降される。このため、Coめっき工程S304において、トッププレート151とカップ105の上面105aとは密着した状態を維持している。
ところで本実施の形態においては、めっき液35を第1吐出ノズル45の吐出口46から吐出するのと略同時に、制御機構160がガス供給機構170を制御して、加熱された加熱用ガスG(例えば水蒸気)を基板Wの裏面に向けて供給するようになっている。すなわち、ガス供給機構170は、ガス供給タンク181に貯留されてガス温調ユニット183によって加熱された加熱用ガスGを、ガス供給管182、ガス供給路178および第2の流路177を順次介して、バックプレート171の開口176から基板Wの裏面に向けて供給する。あるいは、ガス供給機構170は、めっき液供給タンク31または温度媒体供給手段61からの加熱用ガスGを、バックプレート171の開口176から基板Wの裏面に向けて供給する。
ガス供給機構170による加熱用ガスGの供給は、第1吐出ノズル45からめっき液35が吐出している間連続して行われる。この間、加熱用ガスGは、基板Wとバックプレート171との間の間隙Sに滞留し、基板Wを連続的に加熱する。さらに、加熱用ガスGにより、基板Wを介してめっき液35も加熱される。本実施の形態において、加熱用ガスGとして、空気より比熱容量が高いガス、例えば水蒸気を用いているので、基板Wを効率的に加熱することができる。
また、本実施の形態においては、基板Wとトッププレート151と液排出機構140のカップ105との間に、加熱用ガスGを滞留させる滞留空間156が形成されている。したがって、バックプレート171の開口176から供給される加熱用ガスGや、めっき液35から発生した加熱用ガスG(例えば水蒸気)が、この滞留空間156に滞留する。このことにより、滞留空間156に滞留した加熱用ガスGを用いて、基板Wおよびめっき液35を効率的に加熱することができ、めっき層の成長を更に促進することができる。
さらに、本実施の形態においては、めっき液35を第1吐出ノズル45の吐出口46から吐出するのと同時またはそれより前に、ヒーター157を用いて滞留空間156に滞留する加熱用ガスGを補助的に加熱しても良い。このようにヒーター157により加熱用ガスGを加熱することにより、加熱用ガスGを用いてより効果的に基板Wおよびめっき液35を加熱することができる。また、ヒーター157の温度を適宜制御したり、ヒーター157によって滞留空間156内の一部の領域のみを重点的に加熱したりしても良く、この場合、めっき層の成長を基板Wの面内で均一化することができる。
その後、第1吐出ノズル45からのめっき液35の吐出が停止した際、ガス供給機構170による加熱用ガスGの供給も停止する。あるいは、第1吐出ノズル45からのめっき液35の吐出が停止する前または後に、ガス供給機構170による加熱用ガスGの供給を停止しても良い。また、第1吐出ノズル45からのめっき液35の吐出が停止したとき、またはめっき液35の吐出が停止した後、ヒーター157による加熱を停止しても良い。
このように、バックプレート171の開口176から基板Wの裏面に向けて、加熱された加熱用ガスGを供給するとともに、バックプレート171の開口176から供給された加熱用ガスGおよびめっき液35から発生した加熱用ガスGを、滞留空間156に滞留させている。このことにより、基板Wの温度を制御することができ、かつめっき液の温度が低下することを防止することができる。この結果、めっき処理を一定の温度(例えば60~90℃)に保った状態で行うことができ、Coめっき層の成長を基板Wの面内で均一にすることができる。しかも、基板Wに向けて供給する加熱用ガスGおよびめっき液35から発生した加熱用ガスGが気体からなっているので、カップ105の排出口124から排出されるめっき液35に加熱用の水等が混ざることが防止され、排出された処理後のめっき液35を容易に再利用することができる。とりわけCoめっき工程S304においては、めっき処理に要する時間が例えば20分~40分と長くなる場合があるため、めっき液35を再利用することにより、より効率的に廃液の量を減らすことができる。
なお、上述したように、バックプレート171の開口176から基板Wに向けて供給される加熱用ガスGには、めっき液35に含まれる成分のうちの少なくとも一つ(例えばアンモニア)が含まれていても良い。この場合、めっき処理中に当該成分がめっき液35から揮発することを防止し、あるいはめっき処理中にめっき液35から揮発する当該成分をめっき液35に対して補充することができる。
(洗浄工程)
次に、Coめっき処理が施された基板Wの表面に対して、リンス処理、後洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程S305が実行される。この洗浄工程S305は、上述の洗浄工程S301と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
次に、Coめっき処理が施された基板Wの表面に対して、リンス処理、後洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程S305が実行される。この洗浄工程S305は、上述の洗浄工程S301と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
(乾燥工程)
その後、基板Wを乾燥させる乾燥工程が実行される(S306)。例えば、ターンテーブル112を回転させることにより、基板Wに付着している液体が遠心力により外方へ飛ばされ、これによって基板Wが乾燥される。すなわち、ターンテーブル112が、基板Wの表面を乾燥させる乾燥機構としての機能を備えていてもよい。
その後、基板Wを乾燥させる乾燥工程が実行される(S306)。例えば、ターンテーブル112を回転させることにより、基板Wに付着している液体が遠心力により外方へ飛ばされ、これによって基板Wが乾燥される。すなわち、ターンテーブル112が、基板Wの表面を乾燥させる乾燥機構としての機能を備えていてもよい。
このようにして、一のめっき処理装置20において、基板Wの表面に対して、はじめにPdめっきが置換めっきにより施され、次にCoめっきが化学還元めっきにより施される。
その後、昇降機構164によりカップ105が所定位置まで降下され、かつ昇降機構154によりトッププレート151が上昇される。次いで、基板Wが基板保持機構110から取り出され、Auめっき処理用の他のめっき処理装置20に搬送されてもよい。この場合、他のめっき処理装置20において、基板Wの表面に、置換めっきによりAuめっき処理が施される。Auめっき処理の方法は、めっき液および洗浄液が異なる点以外は、Pdめっき処理のための上述の方法と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
(本実施の形態の作用効果)
このように、本実施の形態によれば、上述のように、基板W、カップ105およびトッププレート151の間に、加熱用ガスGが滞留する滞留空間156が形成され、バックプレート171の開口176からの加熱用ガスGおよびめっき液35から発生した加熱用ガスGを、滞留空間156に滞留させている。このことにより、基板Wの温度を制御することができ、かつめっき液の温度が低下することを防止することができる。この結果、めっき処理を一定の温度(例えば60~90℃)に保った状態で行うことができ、Coめっき層を安定して成長させることができる。さらに、バックプレート171の開口176からの加熱用ガスGの温度、供給量、供給タイミング等を適宜制御することにより、Coめっき層の成長を基板Wの面内で均一にすることができる。また、液排出機構140から排出されるめっき液に水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。
このように、本実施の形態によれば、上述のように、基板W、カップ105およびトッププレート151の間に、加熱用ガスGが滞留する滞留空間156が形成され、バックプレート171の開口176からの加熱用ガスGおよびめっき液35から発生した加熱用ガスGを、滞留空間156に滞留させている。このことにより、基板Wの温度を制御することができ、かつめっき液の温度が低下することを防止することができる。この結果、めっき処理を一定の温度(例えば60~90℃)に保った状態で行うことができ、Coめっき層を安定して成長させることができる。さらに、バックプレート171の開口176からの加熱用ガスGの温度、供給量、供給タイミング等を適宜制御することにより、Coめっき層の成長を基板Wの面内で均一にすることができる。また、液排出機構140から排出されるめっき液に水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。
変形例
以下、本実施の形態の各変形例について説明する。
以下、本実施の形態の各変形例について説明する。
上記実施の形態では、Coめっき工程S304において、めっき液35を第1吐出ノズル45の吐出口46から吐出するのと略同時に、加熱された加熱用ガスG(例えば水蒸気)を基板Wの裏面に向けて供給開始する態様を説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、Coめっき工程S304において、めっき液35を第1吐出ノズル45の吐出口46から吐出するより前に、加熱用ガスG(例えば水蒸気)を基板Wの裏面に向けて供給開始してもよい。
この場合、追加のガス供給ユニット187(図4)は、不活性ガス(例えば窒素)をガス供給路178中の加熱用ガスGに供給しても良い。このように、加熱用ガスGとともに不活性ガス(例えば窒素)を混合して基板Wに向けて供給することにより、めっき液35が供給される前の基板Wが、加熱用ガスGによって酸化されることを防止することができる。
また、上記実施の形態では、加熱用ガスGを基板Wの裏面に向けて供給する態様を説明したが、これに限られることはなく、加熱用ガスGをさらに基板Wの表面側から供給してもよい。すなわち、図6に示すように、基板Wの表面側であって第1吐出ノズル45の側方にガスノズル191を設け、基板Wの裏面だけでなく基板Wの表面にも加熱用ガスGを供給しても良い。この場合、ガスノズル191は、ガス供給機構170に接続されており、制御機構160がガス供給機構170を制御することにより、ガスノズル191を介して基板Wの表面に加熱用ガスGを供給するようになっている。このような構成により、基板W表面におけるめっき液35の温度を低下することを防止することができ、めっき層の成長を基板Wの面内で均一にすることができる。
なお、図6において、トッププレート151には、ガスノズル191に対応する位置に追加の開口153が形成されており、ガスノズル191からの加熱用ガスGの供給が妨げられないようになっている。
あるいは、図7に示すように、ガスノズル191を用いることにより、基板Wの表面側からのみ加熱用ガスGを供給し、基板Wの裏面側には加熱用ガスGを供給しなくても良い。この場合においても、基板W表面におけるめっき液35の温度を制御することができ、めっき層の成長を基板Wの面内で均一にすることができる。
なお、図6および図7において、上記実施の形態と同様、追加のガス供給ユニット187(図4)を用いることにより、ガスノズル191から供給される加熱用ガスGに、めっき液35に含まれる成分(例えばアンモニア)および/または不活性ガス(例えば窒素)を混合しても良い。
さらに、図6および図7に示す形態では、Coめっき工程S304において、ガスノズル191から基板Wの表面側に加熱用ガスGを供給するタイミングは、必ずしも第1吐出ノズル45の吐出口46からめっき液35を吐出するタイミングと略同時とは限らない。基板W表面におけるめっき液35の温度を低下することを補償するのに十分であれば、めっき液35を第1吐出ノズル45の吐出口46から吐出するよりも後に、加熱用ガスGをガスノズル191から基板Wの表面に向けて供給してもよい。
あるいはまた、図8に示すように、ガス供給機構170を用いた加熱用ガスGの供給を行わなくても良い。この場合においても、基板Wとトッププレート151とカップ105との間に形成された滞留空間156に、めっき液35から発生した加熱用ガスGが滞留する。したがって、めっき液35からの加熱用ガスGのみによって、基板Wおよびめっき液35を効率的に加熱し、めっき層の成長を促進することができる。
また、図9に示すように、第1吐出ノズル45が取り付けられたアーム49は、基板Wの半径方向(図9において矢印Dにより示される方向)に沿って進退自在となるように構成されていてもよい。すなわち図9において、第1吐出ノズル45は、基板Wの中心部に近接する中心位置と、中心位置よりも周縁側にある周縁位置との間で移動可能となっている。例えば、上述したCoめっき工程S304において、第1吐出ノズル45を基板Wの中心側から基板Wの周縁側に向けて進退させても良い。この場合、トッププレート151には、開口152から周縁側に連続的に延びる細長いスリット155が形成されており、第1吐出ノズル45が進退したとき、吐出口46からのめっき液の供給が妨げられないようになっている。
なお、図6乃至図9において、図1乃至図4に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
さらに、上記各実施の形態においては、基板保持機構110が基板Wを回転保持する形態を示したが、これに限られるものではない。すなわち、基板保持機構110はスピンレスのものであっても良い。この場合、基板保持機構110は基板Wを回転しないように保持するものであり、めっき液供給機構30は図示しない長尺ノズルを有するものであっても良い。この場合、長尺ノズルが基板W上を走査することにより、基板Wに対してめっき液35を供給するようになっていても良い。
さらにまた、上記実施の形態において、第1吐出ノズル45から基板Wに向けて吐出される化学還元タイプのめっき液35として、CoPめっき液が用いられる例を示した。しかしながら、用いられるめっき液35はCoPめっき液に限られることはなく、様々なめっき液35が用いられ得る。例えば、化学還元タイプのめっき液35として、CoWBめっき液、CoWPめっき液、CoBめっき液またはNiPめっき液など、様々なめっき液35が用いられ得る。
Claims (12)
- 基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
前記基板保持機構の周囲に配置され、前記基板から飛散した前記めっき液を排出する液排出機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板の上方において、前記基板の表面側を覆うように設けられたトッププレートと、
少なくとも前記吐出機構および前記めっき液供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記基板、前記液排出機構および前記トッププレートの間に、空気より比熱容量が高い加熱用ガスが滞留する滞留空間が形成されることを特徴とするめっき処理装置。 - 前記加熱用ガスは、前記めっき液から発生したものであることを特徴とする請求項1記載のめっき処理装置。
- 前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とする請求項1記載のめっき処理装置。
- 前記トッププレートに、前記滞留空間内の前記加熱用ガスを加熱するヒーターが設けられていることを特徴とする請求項1記載のめっき処理装置。
- 前記ヒーターは、前記滞留空間内のうち一部の領域のみを重点的に加熱することを特徴とする請求項4記載のめっき処理装置。
- 前記トッププレートは、前記液排出機構に密着して載置されることを特徴とする請求項1記載のめっき処理装置。
- 前記トッププレートは、前記液排出機構に対して独立して昇降可能であることを特徴とする請求項6記載のめっき処理装置。
- 空気より比熱容量が高い加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて供給するガス供給機構を更に備えたことを特徴とする請求項1記載のめっき処理装置。
- 前記ガス供給機構は、前記基板の裏面側から前記加熱用ガスを供給することを特徴とする請求項8記載のめっき処理装置。
- 前記ガス供給機構は、前記基板の表面側から前記加熱用ガスを供給することを特徴とする請求項8記載のめっき処理装置。
- めっき処理装置を用いてめっき処理を行うめっき処理方法において、
前記めっき処理装置は、
基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けてめっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
前記基板保持機構の周囲に配置され、前記基板から飛散した前記めっき液を排出する液排出機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板の上方において、前記基板の表面側を覆うように設けられたトッププレートと、
少なくとも前記吐出機構および前記めっき液供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記めっき処理方法は、
前記基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、
前記めっき工程において、前記基板、前記液排出機構および前記トッププレートの間の滞留空間に、空気より比熱容量が高い加熱用ガスが滞留することを特徴とするめっき処理方法。 - めっき処理装置にめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記めっき処理装置は、
基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けてめっき液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に接続され、前記吐出機構に前記めっき液を供給するめっき液供給機構と、
前記基板保持機構の周囲に配置され、前記基板から飛散した前記めっき液を排出する液排出機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板の上方において、前記基板の表面側を覆うように設けられたトッププレートと、
少なくとも前記吐出機構および前記めっき液供給機構を制御する制御機構とを備え、
前記めっき処理方法は、
前記基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程とを備え、
前記めっき工程において、前記基板、前記液排出機構および前記トッププレートの間の滞留空間に、空気より比熱容量が高い加熱用ガスが滞留する、方法からなっていることを特徴とする記憶媒体。
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