WO2013140938A1 - めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体 - Google Patents

めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体 Download PDF

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裕一郎 稲富
崇 田中
水谷　信崇
祐介 齋藤
岩下　光秋
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/76843—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • H01L21/76849—Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric the layer being positioned on top of the main fill metal

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.
  • a damascene method is used in which a recess such as a via or a trench for embedding the wiring in an insulating film is formed in the substrate by etching, and the Cu wiring is embedded in them. .
  • a plating solution containing CoWB (cobalt / tungsten / boron) or CoWP (cobalt / tungsten / phosphorus) is supplied to the surface of the substrate having Cu wiring, and a metal film called a cap metal is formed by electroless plating. Attempts have been made to improve the EM resistance of semiconductor devices by forming them on Cu wiring.
  • Patent Document 1 proposes a plating processing apparatus including a substrate rotation mechanism that rotates a substrate and a nozzle that discharges a plating solution onto the substrate.
  • a uniform flow of the plating solution is formed on the surface of the substrate by supplying the plating solution while rotating the substrate.
  • the plating process is uniformly performed over the entire surface of the substrate.
  • Patent Document 1 proposes a method of discharging the plating solution while moving the nozzle between the central portion of the substrate and the peripheral portion of the substrate.
  • the ambient temperature around the substrate is lower than the temperature of the plating solution, the heat of the plating solution reaching the substrate is taken away by the atmosphere around the substrate. For this reason, even when the plating solution is discharged while moving the nozzle, the plating that has reached the substrate earlier than the temperature of the plating solution that has been discharged from the nozzle and has just reached the substrate The liquid temperature is low. For this reason, it is considered that the reaction conditions of the plating solution vary depending on the position on the substrate, and as a result, the thickness of the formed plating layer becomes non-uniform.
  • the present invention provides a plating apparatus, a plating method, and a storage medium that can effectively solve such problems.
  • a plating apparatus for performing a plating process by supplying a plating solution to a substrate, a substrate holding mechanism for holding and rotating the substrate, and a substrate held by the substrate holding mechanism
  • a first discharge mechanism that discharges the plating solution toward the substrate, and a top plate that is disposed above the substrate and has an opening formed therein, and the first discharge mechanism discharges the plating solution toward the substrate. It has a first discharge part, and the first discharge part is movable between a discharge position positioned when discharging the plating solution and a standby position positioned when not discharging the plating solution.
  • the first discharge unit is configured to overlap the opening of the top plate when in the discharge position.
  • the step of holding the substrate by the substrate holding mechanism and the opening is formed above the substrate.
  • a gas flow from the opening of the top plate toward the substrate An inhibited plating process method is provided.
  • the plating method includes a step of holding a substrate by a substrate holding mechanism, A top plate having an opening formed thereon, and a plating step of discharging a plating solution from the opening toward the substrate, wherein the opening of the top plate is provided during the plating step.
  • a storage medium comprising a method in which the flow of gas from a section toward the substrate is inhibited.
  • the atmosphere around the substrate can be kept warm by the top plate and the first discharge part of the first discharge mechanism arranged so as to overlap the opening of the top plate. For this reason, it can suppress efficiently that the temperature of the plating solution discharged toward the board
  • 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.
  • 3A and 3B are plan views of the plating apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the first discharge portion and the top plate of the first discharge mechanism of FIG.
  • FIGS. 5A to 5D are views showing modifications of the first discharge section and the top plate.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a top plate according to an embodiment of the present invention.
  • 7A (a) and 7 (b) are views showing a process of holding a substrate by a substrate holding mechanism.
  • 7B (a) and 7 (b) are diagrams showing a pre-wet process.
  • FIGS. 7C (a) and 7 (b) are diagrams showing a plating process.
  • 7D (a) and 7 (b) are diagrams showing a rinsing process.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the rinse treatment liquid is discharged from the first discharge port.
  • FIGS. 9A and 9B are views showing a modification of the plating step.
  • FIGS. 10A and 10B are views showing a modification of the plating step.
  • FIGS. 11A and 11B are views showing a modification of the rinsing process.
  • 12A to 12C are views showing modifications of the opening formed in the top plate.
  • FIGS. 1 to 7D First, the overall configuration of the plating system 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the plating system 1 mounts a carrier 3 that accommodates a plurality of substrates 2 (here, 25 semiconductor wafers) (for example, 25 wafers), and carries in a predetermined number of substrates 2. And a substrate loading / unloading chamber 5 for unloading and a substrate processing chamber 6 for performing various processes such as plating and cleaning of the substrate 2.
  • the substrate carry-in / out chamber 5 and the substrate processing chamber 6 are provided adjacent to each other.
  • the substrate carry-in / out chamber 5 includes a carrier placement unit 4, a transfer chamber 9 that stores the transfer device 8, and a substrate transfer chamber 11 that stores a substrate transfer table 10.
  • the transfer chamber 9 and the substrate delivery chamber 11 are connected to each other via a delivery port 12.
  • the carrier placement unit 4 places a plurality of carriers 3 that accommodate a plurality of substrates 2 in a horizontal state.
  • the substrate 2 is transferred, and in the substrate transfer chamber 11, the substrate 2 is transferred to and from the substrate processing chamber 6.
  • a predetermined number of substrates 2 are transported by the transport device 8 between any one carrier 3 placed on the carrier platform 4 and the substrate delivery table 10.
  • the substrate processing chamber 6 is arranged in the front and back on one side and the other side of the substrate transfer unit 13 and extends in the front and back in the central portion, and supplies the plating solution to the substrate 2 to perform the plating process.
  • a plurality of plating processing apparatuses 20 are arranged in the front and back on one side and the other side of the substrate transfer unit 13 and extends in the front and back in the central portion, and supplies the plating solution to the substrate 2 to perform the plating process.
  • a plurality of plating processing apparatuses 20 is arranged in the front and back on one side and the other side of the substrate transfer unit 13 and extends in the front and back in the central portion, and supplies the plating solution to the substrate 2 to perform the plating process.
  • the substrate transport unit 13 includes a substrate transport device 14 configured to be movable in the front-rear direction.
  • the substrate transfer unit 13 communicates with the substrate transfer table 10 in the substrate transfer chamber 11 via the substrate transfer port 15.
  • the substrates 2 are transferred to the respective plating processing apparatuses 20 in a state where the substrates 2 are held horizontally one by one by the substrate transfer device 14 of the substrate transfer unit 13. Then, in each plating processing apparatus 20, the substrate 2 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 illustrating the plating apparatus 20
  • FIGS. 3A and 3B are plan views illustrating the plating apparatus 20.
  • the plating apparatus 20 holds the substrate 2 inside the casing 101 and rotates the substrate 2 and the plating solution toward the surface of the substrate 2 held by the substrate holding mechanism 110.
  • a first discharge mechanism 30 that discharges; a plating solution supply mechanism 71 that is connected to the first discharge mechanism 30 and supplies a plating solution to the first discharge mechanism 30; and a top plate 21 disposed above the substrate 2.
  • the plating apparatus 20 may further include a second discharge mechanism 40 that discharges a processing liquid or the like toward the surface of the substrate 2.
  • a gas introduction unit 50 to which a gas such as N 2 gas (nitrogen gas) or clean air is supplied from an FFU (fan filter unit) 51 is provided.
  • the gas in the gas introduction part 50 is sent toward the substrate 2 by a down flow through the rectifying plate 52.
  • a drain cup 120 having a first opening 121 and a second opening 126 for receiving a liquid such as a plating solution or a processing solution scattered from the substrate 2, and an opening 106 for drawing a gas.
  • the exhaust cup 105 is disposed.
  • the liquid received by the first opening 121 and the second opening 126 of the drainage cup 120 is discharged by the first drainage mechanism 122 and the second drainage mechanism 127.
  • the gas drawn into the opening 106 of the exhaust cup 105 is exhausted by the exhaust mechanism 107.
  • the drainage cup 120 is connected to the lifting mechanism 164, and the lifting mechanism 164 can move the drainage cup 120 up and down. For this reason, by raising and lowering the drainage cup 120 according to the type of liquid splashed from the substrate 2, the path through which the liquid is discharged can be made different according to the type of liquid.
  • 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 2 and a rotation mechanism 162 that is connected to the rotation shaft member 111 and that rotates the rotation shaft member 111.
  • the rotation mechanism 162 is controlled by the control mechanism 160 and rotates the rotation shaft member 111, whereby the substrate 2 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.
  • the first discharge mechanism 30 has a first discharge unit 33 for discharging the plating solution toward the substrate 2.
  • the first discharge unit 33 is configured as a discharge head provided with a discharge port for discharging the plating solution toward the substrate 2.
  • the type of plating solution is not particularly limited, and various plating solutions can be discharged from the first discharge mechanism 30 depending on the application.
  • a plating solution containing CoWB (cobalt / tungsten / boron) or CoWP (cobalt / tungsten / phosphorus) for forming a metal film on the surface of a substrate having a Cu wiring may be used.
  • a plating solution for forming a barrier film provided on the surface of the substrate or the concave portion of the substrate before the Cu wiring is formed for example, CoWB or Ta
  • a plating solution containing (tantalum) may be used.
  • the first discharge unit 33 is configured to be movable in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the first discharge unit 33 is attached to the tip of the arm 32, and the arm 32 can be extended in the vertical direction and is fixed to the support shaft 31 that is rotationally driven by the rotation mechanism 165.
  • the first discharge unit 33 is placed at a discharge position when the plating solution is discharged toward the substrate 2 and a standby position when the plating solution is not discharged. It can be moved between positions.
  • the standby position is, for example, a position where the first discharge unit 33 is retracted in the horizontal direction with respect to the substrate 2.
  • the first discharge unit 33 includes a first discharge port 34.
  • the first discharge port 34 is configured such that the discharged plating solution reaches the center of the substrate 2 when the first discharge portion 33 is at a discharge position described later.
  • the plating solution that has reached the center of the substrate 2 flows toward the peripheral edge of the substrate 2 due to the centrifugal force resulting from the rotation of the substrate 2.
  • the first discharge unit 33 may extend so as to correspond to the length from the center of the substrate 2 to the peripheral edge of the substrate 2, that is, the radius of the substrate 2.
  • the first discharge unit 33 may further include a plurality of second discharge ports 35 arranged in a predetermined direction in addition to the first discharge port 34 described above.
  • the second discharge ports 35 are configured such that the second discharge ports 35 are arranged in the radial direction of the substrate 2 when the first discharge unit 33 is at the discharge position. Therefore, the plating solution can be directly supplied from the discharge ports 34 and 35 of the first discharge portion 33 to a region within a predetermined range from the center portion to the peripheral portion of the substrate 2.
  • directly supplying means that the path for the plating solution to reach a predetermined region on the substrate 2 is caused by the rotation of the substrate 2 when the plating solution dropped on the center side of the substrate 2 from the predetermined region. This means that it is not a path that reaches the predetermined area by the centrifugal force, but a path that the plating solution is dropped onto the predetermined area.
  • the ambient temperature around the substrate 2 or the temperature of the substrate 2 is lower than the temperature of the plating solution discharged from the first discharge unit 33. For this reason, when the plating solution dropped on or near the center portion of the substrate 2 flows outwardly by centrifugal force on the substrate 2, the temperature of the plating solution is considered to become lower toward the peripheral side of the substrate 2. . For this reason, in the case of a plating process in which a plating solution is dropped only at or near the center of the substrate 2 and the plating solution is distributed over the entire region of the substrate 2 by centrifugal force, the temperature of the plating solution on the substrate 2 is: It is thought that it becomes low as it goes from the center part of the board
  • the 1st discharge part 33 contains the some 2nd discharge port 35 as mentioned above, a plating solution is directly supplied with respect to the area
  • each of the discharge ports 34 and 35 is formed at the tips of a plurality of nozzles provided so as to protrude downward from the discharge head of the first discharge unit 33.
  • the form of each discharge port 34, 35 is not limited to the form shown in FIG.
  • a nozzle that protrudes downward as illustrated in FIG. 2 may not be provided in the first discharge unit 33.
  • each of the discharge ports 34 and 35 may be configured as an opening formed in the discharge head of the first discharge unit 33.
  • the shape of each discharge port 34 and 35 is not specifically limited, Shapes, such as a round hole and a slit, are employ
  • the discharge port 35 of the first discharge unit 33 may have a shape such as a slit port extending along the radial direction of the substrate 2.
  • the plating solution can be directly supplied to a region within a predetermined range in the radial direction of the substrate 2 even when the number of the discharge ports 35 provided in the first discharge unit 33 is single or small. it can.
  • the second discharge mechanism 40 includes a second discharge unit 43 that discharges a processing liquid or the like toward the substrate 2.
  • the 2nd discharge part 43 is comprised so that it can move to an up-down direction and a horizontal direction.
  • the second discharge unit 43 is attached to the tip of the arm 42, and this arm 42 can be extended in the vertical direction and is driven to rotate by the rotation mechanism 166.
  • the support shaft 41 is fixed.
  • the second discharge unit 43 includes a first discharge port 44 and a second discharge port that discharge a liquid such as a processing solution and a plating solution toward the substrate 2, as in the case of the first discharge unit 33.
  • a discharge head provided with an outlet 45 and a third discharge port 46 is configured.
  • the processing liquid for example, a rinsing processing liquid such as DIW for performing the rinsing processing of the substrate 2, a cleaning processing liquid such as MEL for performing the cleaning processing of the substrate 2, and a drying processing of the substrate 2 are performed.
  • dry treatment liquids such as IPA.
  • An example of the plating solution is the same as the plating solution discharged from the first discharge mechanism 30 described above.
  • each discharge port 44, 45, 46 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the application.
  • a rinse treatment liquid supply mechanism 73 that supplies a rinse treatment liquid is connected to the first discharge port 44
  • a plating solution supply mechanism 74 that supplies a plating solution is connected to the second discharge port 45.
  • the third discharge port 46 is supplied with a cleaning processing liquid supply mechanism 75 that supplies a cleaning processing liquid.
  • each of the discharge ports 44, 45, 46 protrudes downward from the discharge head of the second discharge unit 43 as in the case of the discharge ports 34, 35 of the first discharge unit 33. It is formed at the tip of a plurality of nozzles provided.
  • the form of each discharge port 44, 45, 46 is not limited to the form shown in FIG.
  • the nozzle that protrudes downward as illustrated in FIG. 2 may not be provided in the second discharge portion 43.
  • each ejection port 44, 45, 46 may be configured as an opening formed in the ejection head of the second ejection unit 43.
  • the top plate 21 is for preventing the ambient atmosphere of the substrate 2 from being diffused into the plating apparatus 20.
  • the top plate 21 it is possible to prevent various substances contained in the ambient atmosphere of the substrate 2 from adhering to the constituent elements of the plating apparatus 20 and thereby generating particles. Further, as will be described later, it is possible to suppress the gas around the substrate 2 from flowing, and thereby it is possible to suppress the heat of the atmosphere around the substrate 2 from escaping to the outside.
  • the top plate 21 is configured to be movable in the vertical direction.
  • the top plate 21 is attached to one end of the support portion 25, and the other end of the support portion 25 is attached to the movable portion 24.
  • the movable portion 24 is configured to be moved by the drive mechanism 167 along the support shaft 23 extending in the vertical direction.
  • the drive mechanism 167 By using such a drive mechanism 167, the support shaft 23, the movable part 24, and the support part 25, the distance between the board
  • the top plate 21 can be moved between a first position where the top plate 21 is located in the vicinity of the substrate 2 and a second position and a third position, which will be described later, above the first position. .
  • FIGS. 3A and 3B are plan views showing the top plate 21, the first discharge mechanism 30, and the second discharge mechanism 40, respectively.
  • the substrate 2 covered from above by the top plate 21 is indicated by a dotted line.
  • the first discharge mechanism 30 arranged at the above-described standby position is indicated by a dotted line
  • the first discharge mechanism 30 arranged at the above-described discharge position is indicated by a solid line.
  • the second discharge mechanism 40 is disposed at the standby position.
  • the opening 22 of the top plate 21 is formed so as to extend from the center of the top plate 21 to the outer peripheral edge of the top plate 21.
  • the first discharge unit 33 of the first discharge mechanism 30 is configured to overlap the opening 22 of the top plate 21 when in the discharge position.
  • “configured to overlap” means that the first discharge part 33 inhibits the gas flow from the top plate 21 through the opening 22 to the bottom of the top plate 21. This means that the unit 33 is configured.
  • FIG. 3A shows an example in which the contour of the opening 22 of the top plate 21 and the contour of the first discharge portion 33 are substantially coincident when viewed from the normal direction of the top plate 21. Yes.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the first discharge section 33 and the top plate 21 of FIG. 3A viewed from the IV-IV direction.
  • the first discharge unit 33 is configured to close the opening 22 with a gap s between the first discharge unit 33 and the end 21 a of the top plate 21.
  • the width of the gas flow path passing through the opening 22 can be limited to the gap s.
  • the impedance when gas passes through the opening 22 can be increased. That is, the gas flow F in the space between the substrate 2 and the top plate 21 can be suppressed.
  • the specific value of the gap s between the top plate 21 and the first discharge unit 33 is not particularly limited and is appropriately set according to the application.
  • the gap s is 0.3 to 3.0 mm. It is within the range.
  • the material constituting the top plate 21 is not particularly limited, but for example, a ceramic material or a metal material such as aluminum can be used.
  • the top plate 21 is configured to be movable toward the substrate 2 without interfering with the first discharge unit 33.
  • the first discharge unit 33 is configured to be inserted into the opening 22 from above. In this case, the downward movement of the top plate 21 is not hindered by the first discharge unit 33. For this reason, the top plate 21 can be brought as close as possible to the substrate 2. Therefore, compared with the case where the 1st discharge part 33 is arrange
  • the relationship between the opening 22 of the top plate 21 and the first discharge unit 33 is not limited to the example shown in FIG. 4, and various modifications can be considered.
  • a side protrusion 21 b that protrudes in the horizontal direction toward the first discharge part 33 may be formed at the end 21 a of the top plate 21.
  • the upper protrusion part 21c which protrudes upwards may be formed in the edge part 21a of the top plate 21.
  • the first discharge portion 33 may be formed with a side protrusion 33 b that protrudes sideways along the upper surface of the upper protrusion 21 c of the top plate 21.
  • a lower protrusion 33 c that protrudes downward from the side protrusion 33 b toward the top plate 21 along the side surface of the upper protrusion 21 c is further formed in the first discharge part 33. It may be. Further, the predetermined gap s between the top plate 21 and the first discharge part 33 may constitute the entire gas flow path reaching the top atmosphere of the substrate 2, and a part of the flow path may be formed. It may be configured. By adopting these modified examples, the impedance when the gas passes through the opening 22 can be further increased.
  • FIG. 4 and 5A to 5D show examples in which a predetermined gap s is provided between the top plate 21 and the first discharge unit 33.
  • the present invention is not limited to this, and the top plate 21 and the first discharge unit 33 may be in contact with each other when the opening 22 is closed by the first discharge unit 33. Thereby, the opening 22 can be closed more firmly.
  • produces by contact and the concern that the board
  • the second discharge unit 43 is how being moved in the rotational direction R 2 are shown the support shaft 41 as a rotation axis.
  • the second discharge portion 43 of the second discharge mechanism 40 has a sufficient amount of gas from above the top plate 21 through the opening 22 and below the top plate 21 even when the second discharge portion 43 is at the discharge position. It is configured to be able to flow.
  • the contour of the second discharge portion 43 when viewed from the normal direction of the top plate 21 is sufficiently smaller than the contour of the opening 22 of the top plate 21. .
  • the second ejection mechanism 40 the second discharge unit 43 is configured to pass over the aperture 22 of the top plate 21 when the second discharge unit 43 is moved horizontally in the direction of rotation R 2.
  • the processing liquid or the liquid from the second discharge unit 43 is moved toward the substrate 2 while moving the second discharge unit 43 in the horizontal direction.
  • a plating solution or the like can be discharged.
  • the top plate 21 may have a first discharge port 26 and a second discharge port 27 that discharge a processing solution, a plating solution, or a processing fluid toward the substrate 2.
  • a processing liquid such as DIW for performing the rinsing processing of the substrate 2
  • a cleaning processing liquid such as MEL for performing the cleaning processing of the substrate 2
  • IPA for performing the drying processing of the substrate 2.
  • An example of the plating solution is the same as the plating solution discharged from the first discharge mechanism 30 described above.
  • the processing fluid include N 2 gas and dry air for drying the substrate 2.
  • a plating solution supply mechanism 76 that supplies a plating solution is connected to the first discharge port 26, and an air supply mechanism 77 that supplies dry air is connected to the second discharge port 27.
  • a plating solution supply mechanism 76 that supplies a plating solution is connected to the first discharge port 26, and an air supply mechanism 77 that supplies dry air is connected to the second discharge port 27.
  • a heater 28 may be provided on the top plate 21.
  • the heater 28 may be configured to heat a space between the top plate 21 and the substrate 2.
  • Examples of such a heater 28 include a heater that uses heat generated by passing a current through a resistor, and a heater that is configured to circulate a heat medium supplied from outside in or near the top plate 21. Can be mentioned.
  • the heater 28 may be configured to heat the substrate 2 and thereby heat the plating solution on the substrate 2 or the gas in the space between the top plate 21 and the substrate 2.
  • Examples of such a heater 28 include an infrared heater and an LED heater.
  • the atmosphere between the top plate 21 and the substrate 2 can be maintained at a higher temperature, and the temperature of the plating solution on the substrate 2 can be maintained at a higher temperature. For this reason, it can further suppress that the temperature of the plating solution 37 discharged toward the board
  • the plating processing system 1 including a plurality of plating processing apparatuses 20 configured as described above is driven and controlled by the control mechanism 160 according to various programs recorded on 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 processing system 1 and the plating processing apparatus 20 are driven and controlled to perform plating processing on the substrate 2 in accordance with a plating processing program recorded in the storage medium 161.
  • a method of forming a CoWB plating layer on the surface of the substrate 2 by discharging a CoWB plating solution toward the substrate 2 in one plating processing apparatus 20 will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIGS. 7D (a) and 7 (b) and FIG. 7A (a) (b) to 7D (a) (b), the diagram shown in (a) represents the top plate 21 and the discharge mechanisms 30, 40 when viewed from the side. The figure shown in (b) represents the top plate 21 and the discharge mechanisms 30 and 40 when viewed from above.
  • a single substrate 2 is carried into the plating apparatus 20 from the substrate delivery chamber 11 using the substrate transfer device 14 of the substrate transfer unit 13.
  • the drain cup 120 is lowered to a predetermined position, and then the loaded substrate 2 is held by the wafer chuck 113 of the substrate holding mechanism 110.
  • the top plate 21 is raised to the third position by the drive mechanism 167 as shown in FIG. In the third position, the distance h 3 between the substrate 2 and the top plate 21 has a 80mm example.
  • the drainage cup 120 is raised by the elevating mechanism 164 to a position where the second opening 126 of the drainage cup 120 and the outer peripheral edge of the substrate 2 face each other.
  • the 1st discharge mechanism 30 and the 2nd discharge mechanism 40 are each arrange
  • a gas such as clean air is always sent from the gas introduction unit 50 in a downflow, and this gas is discharged by the exhaust mechanism 107 through the exhaust cup 105. Thereby, the atmosphere inside the plating apparatus 20 can be continuously replaced, and thereby the safety inside the plating apparatus 20 can be ensured.
  • a so-called pre-wet process is performed in which a rinse treatment liquid such as DIW is discharged toward the substrate 2 before the plating process.
  • a rinse treatment liquid such as DIW
  • the top plate 21 is lowered to the second position below the third position by the driving mechanism 167.
  • the distance h 2 between the substrate 2 and the top plate 21 has a 20mm example.
  • the second discharge part 43 is moved in the horizontal direction from the central part of the substrate 2 to the peripheral part of the substrate 2, or the second discharge part 43 is horizontally moved from the peripheral part of the substrate 2 to the central part of the substrate 2.
  • the rinse treatment liquid 48 is discharged from the first discharge port 44 of the second discharge unit 43 toward the surface of the substrate 2.
  • the rinse treatment liquid 48 scattered from the substrate 2 is discharged by the second drainage mechanism 127 through the second opening 126 of the drainage cup 120.
  • FIG. 8 is a view showing a droplet 48a of the rinse treatment liquid 48 discharged from the first discharge port 44 toward the substrate 2 in the pre-wet process.
  • the second discharge unit 43 is moved in the horizontal direction while discharging the droplets 48a of the rinse treatment liquid 48.
  • the droplet 48 a discharged from the first discharge port 44 directly reaches the recess 2 a of the substrate 2.
  • physical energy resulting from the kinetic energy of the droplet 48 a is transmitted to the recess 2 a of the substrate 2.
  • the rinse process liquid 48 can be spread to every corner of the recessed part 2a. it can.
  • a plating process for discharging the plating solution from the first discharge mechanism 30 toward the substrate 2 is performed.
  • This plating process is preferably started while the rinsing liquid 48 remains on the substrate 2. In this way, by starting the plating process in a state where the substrate 2 is not dried, it is possible to prevent the surface to be plated of the substrate 2 from being oxidized and failing to perform a favorable plating process.
  • the top plate 21 is lowered to the first position below the second position by the drive mechanism 167.
  • the distance h 1 between the substrate 2 and the top plate 21 is, for example, 10 mm.
  • the first discharge portion 33 of the first discharge mechanism 30 is moved to a discharge position where the opening 22 can be closed by the first discharge portion 33.
  • the first discharge unit 33 is first lifted from the standby position, and then moved horizontally along the rotation direction R 1 until the first discharge unit 33 overlaps the opening 22 as shown in FIG. 7C (b). . Thereafter, as shown in FIG.
  • the first discharge portion 33 and the discharge ports 34 and 35 are lowered to the space of the opening portion 22 of the top plate 21. Further, the drainage cup 120 is raised by the elevating mechanism 164 to a position where the first opening 121 of the drainage cup 120 and the outer peripheral edge of the substrate 2 face each other.
  • the positions of the tips of the discharge ports 34 and 35 are not particularly limited and can be set as appropriate. For example, the positions of the tips of the discharge ports 34 and 35 may be lower or higher than the position of the lower surface of the top plate 21.
  • the plating solution 37 is discharged from the opening 22 of the top plate 21 toward the substrate 2.
  • the temperature of the plating solution 37 is appropriately adjusted by the plating solution supply mechanism 71.
  • the temperature of the plating solution 37 is adjusted within the range of 60 to 80 degrees.
  • the plating solution 37 scattered from the substrate 2 is discharged by the first drainage mechanism 122 through the first opening 121 of the drainage cup 120.
  • discharge the plating solution 37 from the opening 22 means that the path of the plating solution 37 reaching the substrate 2 is a route through the opening 22.
  • the plating solution 37 passes through the piping in the first discharge portion 33 and is discharged.
  • the plating solution 37 passes through the opening 22 until reaching 34 and 35.
  • the plating solution 37 is supplied from the discharge ports 34 and 35 in a state where the discharge ports 34 and 35 of the first discharge unit 33 are arranged above the space of the opening 22. Is discharged, the plating solution 37 discharged from the discharge ports 34 and 35 passes through the opening 22 before reaching the substrate 2.
  • the first ejection unit 33 is configured and arranged so as to overlap the opening 22 of the top plate 21. Therefore, gas impedance when passing through the opening 22 of the top plate 21 (the impedance of the path indicated by arrow F 2 in FIG. 7C (a)), gas when passing through the outer peripheral edge near the top plate 21 can be larger than the impedance (the impedance of the path indicated by arrow F 1 in FIG. 7C (a)). As a result, the path when the gas discharged by the exhaust mechanism 107 through the vicinity of the top plate 21 is a path indicated by primarily arrow F 1.
  • the flow of gas from the opening 22 of the top plate 21 toward the substrate 2 is inhibited or suppressed while continuing the replacement of the atmosphere inside the plating apparatus 20. It is possible to inhibit or suppress the gas flow in the space between. Thereby, it is possible to prevent the heat accumulated in the space between the substrate 2 and the plating solution 37 on the substrate 2 and the substrate 2 and the top plate 21 from escaping outward. For this reason, it can suppress efficiently that the temperature of the plating solution 37 discharged toward the board
  • the space between the top plate 21 and the substrate 2 and the substrate 2 are heated by the heater 28 provided on the top plate 21. Yes.
  • the temperature of the plating solution 37 on the substrate 2 can be maintained at a higher temperature. For this reason, the temperature distribution of the plating solution 37 on the substrate 2 can be made more uniform.
  • a rinsing process for supplying a rinsing liquid such as DIW toward the substrate 2 is performed.
  • the top plate 21 is raised to the second position by the drive mechanism 167.
  • the drainage cup 120 is raised to a position where the second opening 126 of the drainage cup 120 and the outer peripheral edge of the substrate 2 face each other.
  • the rinse treatment liquid 48 is discharged from the first discharge port 44 toward the substrate 2.
  • the second discharge portion 43 is moved in the horizontal direction from the center portion of the substrate 2 to the peripheral portion of the substrate 2 or the second discharge portion 43 is moved to the substrate 2.
  • the rinsing liquid 48 is discharged from the first discharge port 44 of the second discharge portion 43 toward the surface of the substrate 2 while moving in the horizontal direction from the peripheral portion of the substrate 2 to the center portion of the substrate 2. As a result, the rinse treatment liquid 48 can be spread to every corner of the recess 2a.
  • the rinse treatment liquid 48 scattered from the substrate 2 is discharged by the second drainage mechanism 127 through the second opening 126 of the drainage cup 120.
  • the opening 22 is formed in the top plate 21, and the contour of the second discharge portion 43 of the second discharge mechanism 40 is the same as the contour of the opening 22 of the top plate 21.
  • the impedance at the time of gas passing the opening part 22 of the top plate 21 can be made small.
  • the top plate 21 is disposed at a second position above the first position in the plating step, thereby reducing the impedance when gas passes through the space between the substrate 2 and the top plate 21. can do.
  • the gas flow rate through the opening 22 of the top plate 21 during the rinsing process can be made larger than the gas flow rate through the opening 22 of the top plate 21 during the plating step described above.
  • the substrate 2 and the ambient atmosphere of the substrate 2 can be kept clean. For example, by forming a gas flow on the substrate 2, it is possible to prevent the liquid splashed from the substrate 2 and colliding with the drain cup 120 or the exhaust cup 105 from adhering to the substrate 2 again. This can prevent impurities such as particles from being formed on the substrate 2.
  • the rinse treatment step is preferably started while the plating solution 37 remains on the substrate 2.
  • a high quality plating layer can be obtained by starting the rinse treatment process in a state where the substrate 2 is not dried.
  • a drying process step of discharging a drying process liquid such as IPA toward the substrate 2 is performed.
  • the second discharge part 43 is moved in the horizontal direction from the central part of the substrate 2 to the peripheral part of the substrate 2, or the second discharge part 43 is horizontally moved from the peripheral part of the substrate 2 to the central part of the substrate 2.
  • IPA is discharged from the third discharge port 46 of the second discharge unit 43 toward the surface of the substrate 2.
  • dry air may be discharged toward the substrate 2 from the second discharge port 27 formed in the top plate 21.
  • the top plate 21 may be disposed at the second position described above, or may be disposed at other positions such as the third position.
  • the substrate 2 is unloaded from the plating apparatus 20 using the substrate transfer device 14 of the substrate transfer unit 13.
  • substrate 2 carried out may be carried in into the other plating processing apparatus 20 in order to implement a further process.
  • the opening 22 is formed in the top plate 21 disposed above the substrate 2.
  • a plating solution 37 is discharged from the opening 22 of the top plate 21 toward the substrate 2.
  • the first discharge portion 33 of the first discharge mechanism 30 can be overlaid on the opening 22 of the top plate 21 when in the discharge position. For this reason, it can suppress that the heat
  • the required amount of heat per unit time input to the periphery of the substrate 2 or the substrate 2 can be reduced. it can.
  • the required amount of heat input via the plating solution 37 can be reduced, and thereby the amount of the plating solution 37 discharged toward the substrate 2 per unit time can be reduced.
  • the length of the first discharge part 33 of the first discharge mechanism 30 can be made shorter than before.
  • the required amount of heat can be ensured by the plating solution 37 discharged from the first discharge portion 33 extending by a distance corresponding to the radius, not the diameter of the substrate 2.
  • the size of the opening 22 of the top plate 21 formed to correspond to the first discharge unit 33 can be reduced. Thereby, the further synergistic effect that the impedance at the time of gas passing through the opening part 22 can be made larger can be produced.
  • the contour of the second ejection part 43 provided with the first ejection port 44 for ejecting the rinse treatment liquid 48 is sufficiently smaller than the contour of the opening 22 of the top plate 21. ing. For this reason, in processes other than the plating process such as the rinsing process, a sufficient gas flow rate from the central part of the substrate 2 toward the peripheral part of the substrate 2 can be secured. The atmosphere can be kept clean.
  • the opening 22 is formed in the top plate 21, and the shape of the first discharge part 33 used in the plating process and the shape of the second discharge part 43 used in the rinsing process are used. By appropriately setting the above, it is possible to achieve both heat retention in the plating process and atmosphere substitution in the rinsing process.
  • the top plate 21 is disposed at the second position during the rinsing process.
  • the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 9A and 9B, the top plate 21 may be disposed at a third position above the second position in the rinsing process. .
  • the impedance when the gas passes through the opening 22 of the top plate 21 can be further reduced.
  • the substrate 2 and the ambient atmosphere of the substrate 2 can be kept clean.
  • the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 10A and 10B, the second discharge mechanism is used as the first plating step before the plating solution 37 is discharged from the first discharge mechanism 30.
  • the plating solution 49 may be discharged from the 40 second discharge ports 45 toward the substrate 2.
  • the second discharge port 45 and the first discharge port 44 used in the pre-wet process are both provided in the second discharge unit 43. For this reason, it is possible to easily realize that the discharge of the plating solution 49 toward the substrate 2 is started while the rinse treatment solution 48 remains on the substrate 2. At this time, as shown in FIG.
  • the plating solution 49 may be discharged while the second discharge portion 43 is moved in the horizontal direction.
  • the first discharge portion 33 of the first discharge mechanism 30 rotates while the first discharge port 44 provided in the second discharge portion 43 discharges the plating solution 49. or it may be moved toward the opening 22 along the direction R 1.
  • a step of discharging the plating solution 37 from the discharge ports 34 and 35 of the first discharge mechanism 30 toward the substrate 2 is performed as a second plating step.
  • the arrangement of the top plate 21 is not particularly limited.
  • the arrangement of the top plate 21 may remain in the second position during the pre-wet process, or although not shown, the top plate 21 is arranged in the first position. It may be.
  • the rinse process liquid 48 was discharged from the 2nd discharge mechanism 40 toward the board
  • the present invention is not limited to this.
  • the top plate is used as the first rinsing process before the rinsing liquid 48 is discharged from the second discharge mechanism 40.
  • the rinse treatment liquid 26 a may be discharged toward the substrate 2 from the first discharge port 26 formed in 21.
  • the arrangement of the top plate 21 is not particularly limited.
  • the arrangement of the top plate 21 may remain at the first position in the plating process, or the top plate 21 is in the second position or the third position, although not shown. May be arranged.
  • the opening 22 of the top plate 21 is formed so as to extend from the center of the top plate 21 to the outer peripheral edge of the top plate 21 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and various shapes of openings 22 can be selected according to the amount of plating solution required per unit time, required heat retention, and the like.
  • the opening 22 may have a larger width in a region corresponding to the central portion of the substrate 2 than in a region corresponding to the peripheral portion of the substrate 2. As a result, the amount of the plating solution discharged toward the center of the substrate 2 can be increased.
  • the opening 22 may extend from one outer peripheral edge of the top plate 21 to the other outer peripheral edge.
  • the first discharge unit 33 of the first discharge mechanism 30 is configured to overlap the opening 22 of the top plate 21 when in the discharge position.
  • a so-called post-cleaning process that discharges the cleaning liquid toward the substrate 2 may be further performed.
  • the cleaning processing liquid may be discharged toward the substrate 2 from the third discharge port 46 of the second discharge mechanism 40.
  • cleaning process process may be implemented as what is called a pre-cleaning process before a plating process.
  • the second discharge unit 43 is moved in the horizontal direction from the central part of the substrate 2 to the peripheral part of the substrate 2, or the second discharge part 43 is moved from the peripheral part of the substrate 2 to the center of the substrate 2.
  • the IPA is discharged from the third discharge port 46 of the second discharge unit 43 toward the surface of the substrate 2 while being moved in the horizontal direction, but the present invention is not limited to this.
  • the IPA may be discharged from the third discharge port 46 of the second discharge portion 43 from the substantially central portion toward the surface of the substrate 2.
  • the example in which the first discharge unit 33 is configured as a discharge head that is provided with a discharge port and in which piping for guiding the plating solution to the discharge port is accommodated has been described.
  • the specific configuration of the first discharge unit 33 is not particularly limited as long as the first discharge unit 33 has a structure that overlaps the opening 22 of the top plate 21 when in the discharge position.
  • the first discharge unit 33 may be configured as a discharge nozzle including a pipe through which the plating solution passes and a discharge port connected to the pipe.
  • the specific configuration of the second discharge unit 43 is not particularly limited.

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Abstract

　めっき処理装置２０は、基板２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２に向けてめっき液を吐出する第１吐出機構３０と、基板２の上方に配置され、開口部２２が形成されたトッププレート２１と、を備えている。第１吐出機構３０は、基板２に向けてめっき液を吐出する第１吐出部３３を有している。第１吐出部３３は、めっき液を吐出する際に位置する吐出位置と、めっき液を吐出しない際に位置する待機位置と、の間で移動可能となっている。また第１吐出部３３は、吐出位置にある際にトッププレート２１の開口部２２と重なるよう構成されている。

Description

めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体
　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。一般に、Ｃｕ配線を基板上に形成するには、絶縁膜に配線を埋め込むためのビアやトレンチなどの凹部をエッチングにより基板に形成し、それらの中にＣｕ配線を埋め込むダマシン法が用いられている。さらには、Ｃｕ配線を有する基板の表面にＣｏＷＢ（コバルト・タングステン・ホウ素）やＣｏＷＰ（コバルト・タングステン・リン）などを含むめっき液を供給し、キャップメタルと称される金属膜を無電解めっきによりＣｕ配線上に形成して、半導体デバイスのＥＭ耐性の向上を図る試みがなされている。
　例えば特許文献１において、基板を回転させる基板回転機構と、基板上にめっき液を吐出するノズルと、を備えためっき処理装置が提案されている。特許文献１に記載のめっき処理装置によれば、基板を回転させながらめっき液を供給することで、基板の表面上にめっき液の均一な流れが形成される。これによって、基板の表面全域にわたって均一にめっき処理が施される。
　無電解めっきによるめっき処理は、めっき液の組成、温度などの反応条件による影響を受けることが知られている。ところで、基板を回転させながらめっき液を供給する場合、めっき液は基板の中心部から周縁部に向かって流れることになる。従って、基板上のめっき液の温度は、基板の中心部から周縁部に向かうにつれて低くなっていると考えられる。
このため、めっき液の反応条件が、基板の中心部と基板の周縁部とで異なってしまうことが考えられる。このような反応条件のばらつきを防ぐため、特許文献１においては、基板の中心部と基板の周縁部との間でノズルを移動させながらめっき液を吐出する方法が提案されている。
特開２００９－２４９６７９号公報
　基板周囲の雰囲気温度がめっき液の温度よりも低くなっている場合、基板に到達しためっき液の熱は、基板周囲の雰囲気によって奪われる。このため、ノズルを移動させながらめっき液を吐出する場合であっても、ノズルから吐出されて基板上に到達したばかりのめっき液の温度に比べて、それよりも前に基板上に到達しためっき液の温度は低くなっている。このため、めっき液の反応条件が基板上の位置によって異なってしまい、この結果、形成されるめっき層の厚みが不均一になってしまうことが考えられる。
　本発明は、このような課題を効果的に解決し得るめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体を提供する。
　本発明の第１の観点によれば、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、前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された基板に向けてめっき液を吐出する第１吐出機構と、基板の上方に配置され、開口部が形成されたトッププレートと、を備え、前記第１吐出機構は、基板に向けてめっき液を吐出する第１吐出部を有し、前記第１吐出部は、めっき液を吐出する際に位置する吐出位置と、めっき液を吐出しない際に位置する待機位置と、の間で移動可能となっており、前記第１吐出部は、前記吐出位置にある際に前記トッププレートの前記開口部と重なるよう構成されている、めっき処理装置が提供される。
　本発明の第２の観点によれば、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方法において、基板保持機構によって基板を保持する工程と、基板の上方に、開口部が形成されたトッププレートを配置する工程と、基板に向けて前記開口部からめっき液を吐出するめっき工程と、を備え、前記めっき工程の際、前記トッププレートの前記開口部から前記基板へ向かう気体の流れが阻害される、めっき処理方法が提供される。
　本発明の第３の観点によれば、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、基板保持機構によって基板を保持する工程と、基板の上方に、開口部が形成されたトッププレートを配置する工程と、基板に向けて前記開口部からめっき液を吐出するめっき工程と、を備え、前記めっき工程の際、前記トッププレートの前記開口部から前記基板へ向かう気体の流れが阻害される方法からなっている、記憶媒体が提供される。
　本発明によれば、トッププレートと、トッププレートの開口部に重なるよう配置された第１吐出機構の第１吐出部とによって、基板周囲の雰囲気を保温することができる。このため、基板に向けて吐出されためっき液の温度が低下することを効率的に抑制することができる。これによって、めっき液の温度が基板上の位置によって異なることを抑制することができ、このことにより、均一な厚みを有するめっき層を形成することができる。
図１は、本発明の一実施の形態によるめっき処理システムの全体構成を示す平面図。 図２は、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置を示す側面図。 図３（ａ）（ｂ）は、図２に示すめっき処理装置の平面図。 図４は、図３（ａ）の第１吐出機構の第１吐出部およびトッププレートをIV－IV方向から見た断面図。 図５（ａ）～（ｄ）は、第１吐出部およびトッププレートの変形例を示す図。 図６は、本発明の一実施の形態によるトッププレートを示す断面図。 図７Ａ（ａ）（ｂ）は、基板保持機構によって基板を保持する工程を示す図。 図７Ｂ（ａ）（ｂ）は、プリウェット工程を示す図。 図７Ｃ（ａ）（ｂ）は、めっき工程を示す図。 図７Ｄ（ａ）（ｂ）は、リンス処理工程を示す図。 図８は、第１吐出口からリンス処理液が吐出される様子を示す図。 図９（ａ）（ｂ）は、めっき工程の変形例を示す図。 図１０（ａ）（ｂ）は、めっき工程の変形例を示す図。 図１１（ａ）（ｂ）は、リンス処理工程の変形例を示す図。 図１２（ａ）～（ｃ）は、トッププレートに形成される開口部の変形例を示す図。
　以下、図１乃至図７Ｄ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１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１は、基板２（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３を載置し、基板２を所定枚数ずつ搬入及び搬出するための基板搬入出室５と、基板２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６と、を含んでいる。基板搬入出室５と基板処理室６とは、隣接して設けられている。
　（基板搬入出室）
　基板搬入出室５は、キャリア載置部４、搬送装置８を収容した搬送室９、基板受渡台１０を収容した基板受渡室１１を有している。基板搬入出室５においては、搬送室９と基板受渡室１１とが受渡口１２を介して連通連結されている。キャリア載置部４は、複数の基板２を水平状態で収容するキャリア３を複数個載置する。搬送室９では、基板２の搬送が行われ、基板受渡室１１では、基板処理室６との間で基板２の受け渡しが行われる。
　このような基板搬入出室５においては、キャリア載置部４に載置されたいずれか１個のキャリア３と基板受渡台１０との間で、搬送装置８により基板２が所定枚数ずつ搬送される。
　（基板処理室）
　また基板処理室６は、中央部において前後に伸延する基板搬送ユニット１３と、基板搬送ユニット１３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２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１３は、前後方向に移動可能に構成した基板搬送装置１４を含んでいる。また基板搬送ユニット１３は、基板受渡室１１の基板受渡台１０に基板搬入出口１５を介して連通している。
　このような基板処理室６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１３の基板搬送装置１４により、基板２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２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
　以下、図２および図３（ａ）（ｂ）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（ａ）（ｂ）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に示すように、ケーシング１０１の内部で基板２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２の表面に向けてめっき液を吐出する第１吐出機構３０と、第１吐出機構３０に接続され、第１吐出機構３０にめっき液を供給するめっき液供給機構７１と、基板２の上方に配置されたトッププレート２１と、を備えている。めっき処理装置２０は、基板２の表面に向けて処理液などを吐出する第２吐出機構４０をさらに備えていてもよい。
　ケーシング１０１内には、ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）５１からＮ２ガス（窒素ガス）やクリーンエア等のガスが供給される気体導入部５０が設けられている。気体導入部５０内のガスは、整流板５２を介してダウンフローで基板２に向けて送られる。
　基板保持機構１１０の周囲には、基板２から飛散しためっき液や処理液などの液体を受ける第１開口部１２１および第２開口部１２６を有する排液カップ１２０と、気体を引き込む開口部１０６を有する排気カップ１０５と、が配置されている。排液カップ１２０の第１開口部１２１および第２開口部１２６によって受けられた液体は、第１排液機構１２２および第２排液機構１２７によって排出される。排気カップ１０５の開口部１０６に引き込まれた気体は、排気機構１０７によって排出される。また、排液カップ１２０は昇降機構１６４に連結されており、この昇降機構１６４は、排液カップ１２０を上下に移動させることができる。このため、基板２から飛散した液の種類に応じて排液カップ１２０を上下させることにより、液が排出される経路を液の種類の応じて異ならせることができる。
　（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２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２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。
　（第１吐出機構）
　次に第１吐出機構３０について説明する。第１吐出機構３０は、基板２に向けてめっき液を吐出するための第１吐出部３３を有している。図２に示す例において、第１吐出部３３は、基板２に向けてめっき液を吐出する吐出口が設けられた吐出ヘッドとして構成されている。この場合、第１吐出部３３内には、めっき液供給機構７１から供給されためっき液を吐出口に導くための配管や、めっき液を保温するための熱媒を循環させるための配管などが収納されている。
　めっき液の種類が特に限られることはなく、用途に応じて様々なめっき液が第１吐出機構３０から吐出され得る。例えば、Ｃｕ配線を有する基板の表面に金属膜を形成するためのＣｏＷＢ（コバルト・タングステン・ホウ素）やＣｏＷＰ（コバルト・タングステン・リン）などを含むめっき液が用いられてもよい。また、絶縁膜中にＣｕが拡散することを防止するため、Ｃｕ配線が形成される前に基板の表面や基板の凹部の表面に設けられるバリア膜を形成するためのめっき液、例えばＣｏＷＢやＴａ（タンタル）を含むめっき液が用いられてもよい。
　第１吐出部３３は、上下方向および水平方向に移動可能となるよう構成されている。例えば第１吐出部３３は、アーム３２の先端部に取り付けられており、このアーム３２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３１に固定されている。このような駆動機構１６５および支持軸３１を用いることにより、第１吐出部３３を、基板２に向けてめっき液を吐出する際に位置する吐出位置と、めっき液を吐出しない際に位置する待機位置との間で移動させることができる。待機位置は、例えば、第１吐出部３３が基板２に対して水平方向に退避された位置となっている。
　第１吐出部３３は、第１吐出口３４を含んでいる。この第１吐出口３４は、第１吐出部３３が後述する吐出位置にある際、吐出されためっき液が基板２の中心部に到達するよう構成されている。基板２の中心部に到達しためっき液は、基板２の回転に起因する遠心力によって基板２の周縁部に向かって流れる。
　第１吐出部３３は、図２に示すように、基板２の中心部から基板２の周縁部までの長さ、すなわち基板２の半径の長さに対応するよう延びていてもよい。この場合、第１吐出部３３は、上述の第１吐出口３４に加えて、所定の方向に沿って並べられた複数の第２吐出口３５をさらに含んでいてもよい。第２吐出口３５は、第１吐出部３３が吐出位置にある際、各第２吐出口３５が基板２の半径方向に沿って並ぶよう構成されている。このため、基板２の中心部から周縁部に至る所定範囲内の領域に対してめっき液を、第１吐出部３３の各吐出口３４，３５から直接供給することができる。ここで「直接供給する」とは、めっき液が基板２上の所定領域に到達するまでの経路が、当該所定領域よりも基板２の中心側に滴下されためっき液が基板２の回転に起因する遠心力によって当該所定領域に到達するという経路ではなく、当該所定領域上にめっき液が滴下されるという経路になっていることを意味している。
　一般に、基板２周囲の雰囲気温度または基板２の温度は、第１吐出部３３から吐出されるめっき液の温度よりも低くなっている。このため、基板２の中心部または中心部近傍に滴下されためっき液が基板２上で遠心力により外方に流れる際、めっき液の温度は、基板２の周縁側に向かうにつれて低くなると考えられる。このため、基板２の中心部または中心部近傍にのみめっき液を滴下し、当該めっき液を遠心力によって基板２全域にいきわたらせるというめっき処理の場合、基板２上のめっき液の温度は、基板２の中心部から周縁部に向かうにつれて低くなっていると考えられる。
　ここで、第１吐出部３３が上述のように複数の第２吐出口３５を含む場合、基板２上の領域のうち基板２の半径方向における所定範囲内の領域に対してめっき液を直接供給することができる。このため、基板２上の領域のうち基板２の中心部よりも周縁側の領域に到達するめっき液の温度と、基板の中心部に到達するめっき液の温度との間に差が生じることを抑制することができる。
　なお図２に示す例において、各吐出口３４，３５は、第１吐出部３３の吐出ヘッドから下方に突出するよう設けられた複数のノズルの先端に形成されている。しかしながら、各吐出口３４，３５の形態が図２に示す形態に限られることはない。例えば、図２に示すような下方に突出するノズルが第１吐出部３３に設けられていなくてもよい。例えば、各吐出口３４，３５は、第１吐出部３３の吐出ヘッドに形成された開口部として構成されていてもよい。なお、各吐出口３４，３５の形状が特に限られることはなく、丸穴やスリットなどの形状が適宜採用される。
　特に第１吐出部３３の吐出口３５は、基板２の半径方向に沿って延びる、例えばスリット口のような形状を有していてもよい。この場合、第１吐出部３３に設けられる吐出口３５の数が単一または少数の場合であっても、基板２の半径方向における所定範囲内の領域に対してめっき液を直接供給することができる。
　（第２吐出機構）
　次に第２吐出機構４０について説明する。第２吐出機構４０は、基板２に向けて処理液などを吐出する第２吐出部４３を有している。第２吐出部４３は、上下方向および水平方向に移動可能となるよう構成されている。例えば第１吐出部３３の場合と同様に、第２吐出部４３は、アーム４２の先端部に取り付けられており、このアーム４２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４１に固定されている。
　図２に示す例において、第２吐出部４３は、第１吐出部３３の場合と同様に、基板２に向けて処理液やめっき液などの液体を吐出する第１吐出口４４，第２吐出口４５および第３吐出口４６が設けられた吐出ヘッドとして構成されている。処理液としては、例えば、基板２のリンス処理を実施するためのＤＩＷなどのリンス処理液、基板２の洗浄処理を実施するためのＭＥＬなどの洗浄処理液、基板２の乾燥処理を実施するためのＩＰＡなどの乾燥処理液が挙げられる。めっき液としては、上述の第１吐出機構３０から吐出されるめっき液と同様のものが挙げられる。各吐出口４４，４５，４６から吐出される液体が特に限られることはなく、用途に応じて適宜選択され得る。例えば、第１吐出口４４には、リンス処理液を供給するリンス処理液供給機構７３が接続されており、第２吐出口４５には、めっき液を供給するめっき液供給機構７４が接続されており、第３吐出口４６には、洗浄処理液を供給する洗浄処理液供給機構７５が供給されている。
　なお図２に示す例において、各吐出口４４，４５，４６は、第１吐出部３３の各吐出口３４，３５の場合と同様に、第２吐出部４３の吐出ヘッドから下方に突出するよう設けられた複数のノズルの先端に形成されている。しかしながら、各吐出口４４，４５，４６の形態が図２に示す形態に限られることはない。例えば、図２に示すような下方に突出するノズルが第２吐出部４３に設けられていなくてもよい。例えば、各吐出口４４，４５，４６は、第２吐出部４３の吐出ヘッドに形成された開口部として構成されていてもよい。
　（トッププレート）
　次にトッププレート２１について説明する。トッププレート２１は、基板２の周囲雰囲気がめっき処理装置２０の内部に拡散されることを防ぐためのものである。このようなトッププレート２１を用いることにより、基板２の周囲雰囲気に含まれる様々な物質がめっき処理装置２０の構成要素に付着し、これによってパーティクルが発生してしまうことを防ぐことができる。また後述するように、基板２の周囲の気体が流動することを抑制することができ、これによって、基板２周囲の雰囲気の熱が外方に逃げてしまうことを抑制することができる。
　トッププレート２１は、上下方向に移動可能となるよう構成されている。例えば図２に示すように、トッププレート２１は支持部２５の一端に取り付けられており、この支持部２５の他端は可動部２４に取り付けられている。可動部２４は、上下方向に延びる支持軸２３に沿って、駆動機構１６７によって動かされるよう構成されている。このような駆動機構１６７，支持軸２３，可動部２４および支持部２５を用いることにより、状況に応じて基板２とトッププレート２１との間の距離を変化させることができる。例えば、トッププレート２１が基板２の近傍に位置する第１位置と、第１位置よりも上方にある、後述する第２位置および第３位置との間で、トッププレート２１を移動させることができる。
　トッププレート２１には開口部２２が形成されている。以下、図３（ａ）（ｂ）を参照して、トッププレート２１の開口部２２について説明する。図３（ａ）（ｂ）はそれぞれ、トッププレート２１、第１吐出機構３０および第２吐出機構４０を示す平面図である。また図３（ａ）（ｂ）において、トッププレート２１によって上方から覆われている基板２が点線で示されている。
　図３（ａ）において、上述の待機位置に配置された第１吐出機構３０が点線で示されており、上述の吐出位置に配置された第１吐出機構３０が実線で示されている。また図３（ａ）において、第２吐出機構４０は待機位置に配置されている。図３（ａ）に示すように、トッププレート２１の開口部２２は、トッププレート２１の中心部からトッププレート２１の外周端縁に至るまで延びるよう形成されている。一方、第１吐出機構３０の第１吐出部３３は、吐出位置にある際にトッププレート２１の開口部２２と重なるよう構成されている。ここで「重なるよう構成されている」とは、トッププレート２１の上方から開口部２２を通ってトッププレート２１の下方へ至る気体の流れが第１吐出部３３によって阻害されるよう、第１吐出部３３が構成されていることを意味している。例えば図３（ａ）においては、トッププレート２１の法線方向から見た場合にトッププレート２１の開口部２２の輪郭と第１吐出部３３の輪郭とが略一致している例が示されている。
　図４を参照して、トッププレート２１の開口部２２と第１吐出部３３との関係について詳細に説明する。図４は、図３（ａ）の第１吐出部３３およびトッププレート２１をIV－IV方向から見た断面図である。図４に示すように、第１吐出部３３は、トッププレート２１の端部２１ａとの間に間隙ｓを空けた状態で開口部２２を塞ぐよう構成されている。これによって、開口部２２を通る気体の流路の幅を間隙ｓに制限することができる。このため、気体が開口部２２を通る際のインピーダンスを大きくすることができる。すなわち、基板２とトッププレート２１との間の空間における気体の流れＦを抑制することができる。このことにより、基板２，基板２上のめっき液や基板２とトッププレート２１との間の空間に蓄積されている熱が外方に逃げてしまうことを抑制することができる。このため、基板２に向けて吐出されためっき液の温度が低下することを効率的に抑制することができる。
　トッププレート２１と第１吐出部３３との間の間隙ｓの具体的な値が特に限られることはなく、用途に応じて適宜設定されるが、例えば間隙ｓは０．３～３．０ｍｍの範囲内となっている。
　トッププレート２１を構成する材料は特には限られないが、例えばセラミック材料や、アルミニウムなどの金属材料が用いられ得る。
　好ましくは、トッププレート２１は、第１吐出部３３と干渉することなく基板２に向けて移動可能となるよう構成されている。例えば第１吐出部３３は、上方から開口部２２に挿入されるよう構成されている。この場合、トッププレート２１の下方への移動が第１吐出部３３によって阻害されることがない。このため、トッププレート２１を基板２に限りなく近接させることが可能となる。従って、トッププレート２１の下方に第１吐出部３３が配置される場合に比べて、トッププレート２１と基板２との間の距離を小さくすることができる。このことにより、基板２，基板２上のめっき液や基板２とトッププレート２１との間の空間に蓄積されている熱が外方に逃げてしまうことをさらに抑制することができる。
　なお、トッププレート２１の開口部２２と第１吐出部３３との関係が図４に示される例に限られることはなく、様々な変形例が考えられる。例えば図５（ａ）に示すように、トッププレート２１の端部２１ａに、第１吐出部３３に向かって水平方向に突出する側方突出部２１ｂが形成されていてもよい。また図５（ｂ）に示すように、トッププレート２１の端部２１ａに、上方に向かって突出する上方突出部２１ｃが形成されていてもよい。また図５（ｃ）に示すように、第１吐出部３３に、トッププレート２１の上方突出部２１ｃの上面に沿うよう側方に突出する側方突出部３３ｂが形成されていてもよい。さらに図５（ｄ）に示すように、上方突出部２１ｃの側面に沿うようトッププレート２１に向かって側方突出部３３ｂから下方に突出する下方突出部３３ｃがさらに第１吐出部３３に形成されていてもよい。また、トッププレート２１と第１吐出部３３との間の所定の間隙ｓは、基板２の首位雰囲気に到達する気体の流路の全体を構成するものであってもよく、流路の一部分を構成するものであってもよい。これらの変形例を採用することにより、気体が開口部２２を通る際のインピーダンスをより大きくすることができる。
　なお図４および図５（ａ）～（ｄ）においては、トッププレート２１と第１吐出部３３との間に所定の間隙ｓが設けられる例を示した。すなわち、トッププレート２１と第１吐出部３３とが接触しない例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第１吐出部３３によって開口部２２を塞ぐ際にトッププレート２１と第１吐出部３３とが接触していてもよい。これによって、より強固に開口部２２を塞ぐことができる。なお、トッププレート２１と第１吐出部３３とが接触しない場合、接触によって何らかのパーティクルが発生し、これによって基板２が汚染されるという懸念を無くすことができる。
　次に図３（ｂ）を参照して、トッププレート２１の開口部２２と第２吐出機構４０との位置関係について説明する。図３（ｂ）においては、第２吐出部４３が支持軸４１を回転軸として回転方向Ｒ２において動かされている様子が示されている。第２吐出機構４０の第２吐出部４３は、第２吐出部４３が吐出位置にある際であってもトッププレート２１の上方から開口部２２を通ってトッププレート２１の下方へ気体が十分に流れることができるよう構成されている。例えば図３（ｂ）に示すように、トッププレート２１の法線方向から見た場合の第２吐出部４３の輪郭は、トッププレート２１の開口部２２の輪郭に比べて十分に小さくなっている。
　好ましくは、第２吐出機構４０は、第２吐出部４３が回転方向Ｒ２において水平に動く際に第２吐出部４３がトッププレート２１の開口部２２上を通るよう構成されている。これによって、トッププレート２１が第２吐出機構４０のアーム４２よりも下方に配置された状態で、第２吐出部４３を水平方向に動かしながら基板２に向けて第２吐出部４３から処理液やめっき液などを吐出することが可能となる。
　次に図２および図６を参照して、トッププレート２１の構造についてさらに詳細に説明する。図２および図６に示すように、トッププレート２１には、基板２に向けて処理液、めっき液または処理流体などを吐出する第１吐出口２６および第２吐出口２７が形成されていてもよい。処理液としては、基板２のリンス処理を実施するためのＤＩＷなどのリンス処理液、基板２の洗浄処理を実施するためのＭＥＬなどの洗浄処理液、基板２の乾燥処理を実施するためのＩＰＡなどの乾燥処理液が挙げられる。めっき液としては、上述の第１吐出機構３０から吐出されるめっき液と同様のものが挙げられる。処理流体としては、基板２を乾燥させるためのＮ２ガスやドライエアなどが挙げられる。例えば図２に示すように、第１吐出口２６には、めっき液を供給するめっき液供給機構７６が接続されており、第２吐出口２７には、ドライエアを供給するエア供給機構７７が接続されている。
　図６に示すように、トッププレート２１にヒーター２８が設けられていてもよい。ヒーター２８は、トッププレート２１と基板２との間の空間を加熱するよう構成されたものであってもよい。このようなヒーター２８としては、例えば、抵抗体に電流を流すことによる発熱を利用するヒーターや、外部から供給される熱媒をトッププレート２１の内部や近傍で循環させるよう構成されたヒーターなどが挙げられる。またヒーター２８は、基板２を加熱し、これによって基板２上のめっき液やトッププレート２１と基板２との間の空間の気体を加熱するよう構成されたものであってもよい。このようなヒーター２８としては、例えば、赤外線ヒーターやＬＥＤヒーターが挙げられる。
　ヒーター２８を利用することにより、トッププレート２１と基板２との間の雰囲気をより高温で維持し、基板２上のめっき液の温度をより高温で維持することができる。このため、基板２に向けて吐出されためっき液３７の温度が低下することをさらに抑制することができる。
　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１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２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１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２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、一のめっき処理装置２０において、基板２に向けてＣｏＷＢめっき液を吐出し、これによって基板２の表面にＣｏＷＢめっき層を形成する方法について、図７Ａ（ａ）（ｂ）～図７Ｄ（ａ）（ｂ）および図８を参照して説明する。図７Ａ（ａ）（ｂ）～図７Ｄ（ａ）（ｂ）において、（ａ）に示される図は、側方から見た場合のトッププレート２１や吐出機構３０，４０などを表しており、（ｂ）に示される図は、上方から見た場合のトッププレート２１や吐出機構３０，４０などを表している。
　（基板保持工程）
　まず、基板搬送ユニット１３の基板搬送装置１４を用いて、１枚の基板２を基板受渡室１１からめっき処理装置２０に搬入する。
　めっき処理装置２０においては、はじめに、排液カップ１２０が所定位置まで降下され、次に、搬入された基板２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。このとき、図７Ａ（ａ）に示すように、トッププレート２１は駆動機構１６７によって第３位置まで上昇されている。第３位置において、基板２とトッププレート２１との間の距離ｈ３は例えば８０ｍｍとなっている。その後、排液カップ１２０の第２開口部１２６と基板２の外周端縁とが対向する位置まで排液カップ１２０が昇降機構１６４により上昇させられる。このとき、図７Ａ（ｂ）に示すように、第１吐出機構３０および第２吐出機構４０はそれぞれ待機位置に配置されている。
　気体導入部５０からクリーンエア等のガスが常にダウンフローで送られ、このガスが排気カップ１０５を介して排気機構１０７によって排出されている。これによって、めっき処理装置２０の内部の雰囲気を常に置換し続けることができ、このことにより、めっき処理装置２０内部の安全性を確保することができる。
　（プリウェット工程）
　次に、めっき工程の前に基板２に向けてＤＩＷなどのリンス処理液を吐出する、いわゆるプリウェット工程を実施する。この場合、はじめに図７Ｂ（ａ）に示すように、駆動機構１６７によってトッププレート２１を、第３位置よりも下方の第２位置まで下降させる。第２位置において、基板２とトッププレート２１との間の距離ｈ２は例えば２０ｍｍとなっている。次に基板保持機構１１０によって基板２を回転させ、また、図７Ｂ（ｂ）に示すように、第２吐出機構４０の第２吐出部４３を回転方向Ｒ２に沿って待機位置から吐出位置へ水平移動させる。その後、第２吐出部４３を基板２の中心部から基板２の周縁部へ水平方向に移動させながら、若しくは、第２吐出部４３を基板２の周縁部から基板２の中心部へ水平方向に移動させながら、基板２の表面に向けて第２吐出部４３の第１吐出口４４からリンス処理液４８を吐出する。基板２から飛散されたリンス処理液４８は、排液カップ１２０の第２開口部１２６を介して第２排液機構１２７によって排出される。
　図８は、プリウェット工程において第１吐出口４４から基板２に向けて吐出されるリンス処理液４８の液滴４８ａを示す図である。本工程においては、上述のように、第２吐出部４３は、リンス処理液４８の液滴４８ａを吐出しながら水平方向に移動される。このため、基板２の凹部２ａには、第１吐出口４４から吐出された液滴４８ａが直接到達する。
若しくは、基板２の凹部２ａには、液滴４８ａの運動エネルギーに起因する物理エネルギーが伝達する。このため、従来のように基板２の回転に起因する遠心力によってのみリンス処理液４８が各凹部２ａに到達する場合に比べて、凹部２ａの隅々にまでリンス処理液４８を行き渡らせることができる。
　（めっき工程）
　次に、基板２に向けて第１吐出機構３０からめっき液を吐出するめっき工程を実施する。このめっき工程は、好ましくは、基板２上にリンス処理液４８が残っている間に開始される。このように、基板２が乾燥していない状態でめっき工程を開始することで、基板２の被めっき面が酸化してしまい良好にめっき処理できなくなることを防止することができる。
　めっき工程においては、はじめに図７Ｃ（ａ）に示すように、駆動機構１６７によってトッププレート２１を、第２位置よりも下方の第１位置まで下降させる。第１位置において、基板２とトッププレート２１との間の距離ｈ１は例えば１０ｍｍとなっている。また第１吐出機構３０の第１吐出部３３を、開口部２２を第１吐出部３３によって塞ぐことができる吐出位置に移動させる。例えば、はじめに第１吐出部３３を待機位置から上昇させ、次に図７Ｃ（ｂ）に示すように、第１吐出部３３が開口部２２と重なるまで、回転方向Ｒ１に沿って水平移動させる。その後、図７Ｃ（ａ）に示すように、第１吐出部３３および吐出口３４，３５をトッププレート２１の開口部２２の空間まで下降させる。また、排液カップ１２０の第１開口部１２１と基板２の外周端縁とが対向する位置まで排液カップ１２０が昇降機構１６４により上昇させられる。なお吐出口３４，３５の先端の位置が特に限られることはなく、適宜設定され得る。例えば、吐出口３４，３５の先端の位置が、トッププレート２１の下面の位置よりも下方となっていてもよく、上方となっていてもよい。
　次に、基板２に向けて、トッププレート２１の開口部２２からめっき液３７を吐出する。この際、めっき液３７の温度は、めっき液供給機構７１によって適切に調整されている。例えばめっき液３としてＣｏＷＢめっき液が用いられる場合、めっき液３７の温度が６０～８０度の範囲内に調整されている。基板２から飛散されためっき液３７は、排液カップ１２０の第１開口部１２１を介して第１排液機構１２２によって排出される。
　なお「開口部２２からめっき液３７を吐出する」とは、基板２に到達するめっき液３７の経路が、開口部２２を通る経路となっていることを意味している。例えば図７Ｃ（ａ）に示す例においては、めっき液３７がめっき液供給機構７１から第１吐出部３３に供給された後、めっき液３７が第１吐出部３３内の配管を通って吐出口３４，３５に到達するまでの間に、めっき液３７が開口部２２を通っている。なお図７Ｃ（ａ）に示す場合とは異なり、第１吐出部３３の各吐出口３４，３５が開口部２２の空間よりも上方に配置された状態で各吐出口３４，３５からめっき液３７が吐出される場合、各吐出口３４，３５から吐出された後のめっき液３７が、基板２に到達するまでの間に開口部２２を通ることになる。
　ここで本実施の形態によれば、上述のように、第１吐出部３３がトッププレート２１の開口部２２と重なるよう構成され配置されている。このため、気体がトッププレート２１の開口部２２を通る際のインピーダンス（図７Ｃ（ａ）において矢印Ｆ２で示される経路のインピーダンス）を、気体がトッププレート２１の外周端縁近傍を通る際のインピーダンス（図７Ｃ（ａ）において矢印Ｆ１で示される経路のインピーダンス）に比べて大きくすることができる。この結果、排気機構１０７によって排出される気体がトッププレート２１の近傍を通る際の経路は、主に矢印Ｆ１で示される経路となる。これによって、めっき処理装置２０の内部における雰囲気の置換を継続させながら、トッププレート２１の開口部２２から基板２へ向かう気体の流れを阻害または抑制し、これによって、基板２とトッププレート２１との間の空間における気体の流れを阻害または抑制することができる。このことにより、基板２，基板２上のめっき液３７や基板２とトッププレート２１との間の空間に蓄積されている熱が外方に逃げてしまうことを抑制することができる。このため、基板２に向けて吐出されためっき液３７の温度が低下することを効率的に抑制することができる。これによって、基板２上のめっき液３７の温度分布を位置に依らず略均一にすることができ、このことにより、めっき層の成長を基板２の面内で均一にすることができる。
　好ましくは、基板２に向けて吐出口３４，３５からめっき液３７を吐出する間、トッププレート２１に設けられたヒーター２８によってトッププレート２１と基板２との間の空間や基板２が加熱されている。これによって、基板２上のめっき液３７の温度をより高温で維持することができる。このため、基板２上のめっき液３７の温度分布をより均一にすることができる。
　（リンス処理工程）
　次に、基板２に向けてＤＩＷなどのリンス処理液を供給するリンス処理工程を実施する。この場合、はじめに図７Ｄ（ａ）に示すように、駆動機構１６７によってトッププレート２１を第２位置まで上昇させる。また、排液カップ１２０の第２開口部１２６と基板２の外周端縁とが対向する位置まで排液カップ１２０を上昇させる。その後、基板２に向けて第１吐出口４４からリンス処理液４８を吐出する。この際、好ましくは図７Ｄ（ｂ）に示すように、第２吐出部４３を基板２の中心部から基板２の周縁部へ水平方向に移動させながら、若しくは、第２吐出部４３を基板２の周縁部から基板２の中心部へ水平方向に移動させながら、基板２の表面に向けて第２吐出部４３の第１吐出口４４からリンス処理液４８を吐出する。これによって、凹部２ａの隅々にまでリンス処理液４８を行き渡らせることができる。基板２から飛散されたリンス処理液４８は、排液カップ１２０の第２開口部１２６を介して第２排液機構１２７によって排出される。
　ここで本実施の形態によれば、トッププレート２１には開口部２２が形成されており、また第２吐出機構４０の第２吐出部４３の輪郭は、トッププレート２１の開口部２２の輪郭に比べて十分に小さくなっている。このため図７Ｄ（ａ）に示すように、気体がトッププレート２１の開口部２２を通る際のインピーダンスを小さくすることができる。またトッププレート２１は、めっき工程の際の第１位置よりも上方の第２位置に配置されており、これによって、気体が基板２とトッププレート２１との間の空間を通る際のインピーダンスを小さくすることができる。このため、リンス処理工程においては、めっき工程の場合に比べて、基板２とトッププレート２１との間の空間において基板２の中心部から基板２の周縁部へ向かう気体の流量を十分に確保することができる。少なくとも、リンス処理工程の際にトッププレート２１の開口部２２を通る気体の流量を、上述のめっき工程の際にトッププレート２１の開口部２２を通る気体の流量よりも大きくすることができる。この結果、基板２や基板２の周囲雰囲気を清浄に保つことができる。例えば、基板２上における気体の流れを形成することにより、基板２から飛散されて排液カップ１２０や排気カップ１０５に衝突した液が再び基板２に付着してしまうことを防ぐことができる。このことにより、基板２上にパーティクルなどの不純物が形成されることを防ぐことができる。
　リンス処理工程は、好ましくは、基板２上にめっき液３７が残っている間に開始される。このように、基板２が乾燥していない状態でリンス処理工程を開始することで、高い品質のめっき層を得ることができる。
　（乾燥処理工程）
　次に、基板２に向けてＩＰＡなどの乾燥処理液を吐出する乾燥処理工程を実施する。例えば、第２吐出部４３を基板２の中心部から基板２の周縁部へ水平方向に移動させながら、若しくは、第２吐出部４３を基板２の周縁部から基板２の中心部へ水平方向に移動させながら、基板２の表面に向けて第２吐出部４３の第３吐出口４６からＩＰＡを吐出する。この際、トッププレート２１に形成された第２吐出口２７から基板２に向けてドライエアを吐出してもよい。これによって、基板２の乾燥を促進することができる。なお乾燥工程において、トッププレート２１は、上述の第２位置に配置されていてもよく、若しくは、第３位置などのその他の位置に配置されていてもよい。
　その後、基板搬送ユニット１３の基板搬送装置１４を用いて、基板２をめっき処理装置２０から搬出する。搬出された基板２は、さらなる処理を実施するためにその他のめっき処理装置２０に搬入されてもよい。
　このように本実施の形態によれば、基板２の上方に配置されるトッププレート２１に開口部２２が形成されている。まためっき工程の際、基板２に向けてトッププレート２１の開口部２２からめっき液３７が吐出される。従って、第１吐出機構３０の第１吐出部３３を、吐出位置にある際にトッププレート２１の開口部２２に重ねることができる。このため、めっき工程の際、基板２や基板２の周囲に蓄積されている熱が外方に逃げてしまうことを抑制することができ、このことにより、基板２に向けて吐出されためっき液の温度が低下することを効率的に抑制することができる。
　また本実施の形態によれば、熱が外方に逃げてしまうことを抑制することができるため、基板２や基板２の周囲に入力される単位時間あたりの熱量の所要量を小さくすることができる。例えば、めっき液３７を介して入力される熱量の所要量を小さくすることができ、これによって、単位時間あたりに基板２に向けて吐出されるめっき液３７の量を少なくすることができる。この結果、第１吐出機構３０の第１吐出部３３の長さを従来よりも短くすることができる。例えば上述のように、基板２の直径ではなく半径に対応する距離だけ延びる第１吐出部３３から吐出されるめっき液３７によって、必要とされる熱量を確保することができる。このことにより、めっき液３７の消費量を少なくすることができ、これによって製造コストを低減することができる。また、第１吐出部３３の長さを短くすることにより、第１吐出部３３に対応するよう形成される、トッププレート２１の開口部２２の寸法を小さくすることができる。このことにより、気体が開口部２２を通る際のインピーダンスをより大きくすることができるという、さらなる相乗効果を生じさせることができる。
　さらに本実施の形態によれば、リンス処理液４８を吐出する第１吐出口４４が設けられた第２吐出部４３の輪郭は、トッププレート２１の開口部２２の輪郭に比べて十分に小さくなっている。このためリンス処理工程などのめっき工程以外の工程においては、基板２の中心部から基板２の周縁部へ向かう気体の流量を十分に確保することができ、この結果、基板２や基板２の周囲雰囲気を清浄に保つことができる。このように本実施の形態によれば、トッププレート２１に開口部２２を形成し、かつ、めっき工程で用いられる第１吐出部３３の形状とリンス処理工程において用いられる第２吐出部４３の形状とを適切に設定することにより、めっき工程における保温性とリンス処理工程における雰囲気置換性とを両立させることができる。
　変形例
　以下、本実施の形態の各変形例について説明する。
　上記実施の形態では、リンス処理工程の際、トッププレート２１が第２位置に配置される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図９（ａ）（ｂ）に示すように、リンス処理工程の際、トッププレート２１を、第２位置よりも上方の第３位置に配置してもよい。これによって、気体がトッププレート２１の開口部２２を通る際のインピーダンスをさらに小さくすることができる。このことにより、基板２や基板２の周囲雰囲気をより清浄に保つことができる。
　また上記実施の形態では、プリウェット工程の後、基板２に向けて第１吐出機構３０からめっき液３７が吐出される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、第１吐出機構３０からめっき液３７を吐出するよりも前に、第１めっき工程として、第２吐出機構４０の第２吐出口４５から基板２に向けてめっき液４９を吐出してもよい。ここで、第２吐出口４５、および、プリウェット工程において用いられる第１吐出口４４はいずれも第２吐出部４３に設けられている。このため、基板２上にリンス処理液４８が残っている間に、基板２に向けてめっき液４９の吐出を開始するということを容易に実現することができる。この際、図１０（ｂ）に示すように、第２吐出部４３が水平方向に移動されながらめっき液４９が吐出されてもよい。また図１０（ｂ）に示すように、第２吐出部４３に設けられた第１吐出口４４がめっき液４９を吐出している間に、第１吐出機構３０の第１吐出部３３が回転方向Ｒ１に沿って開口部２２に向けて移動されていてもよい。その後、第１吐出機構３０の吐出口３４，３５から基板２に向けてめっき液３７を吐出する工程が、第２めっき工程として実施される。
　第１めっき工程において、トッププレート２１の配置が特に限られることはない。例えば図１０（ａ）に示すように、トッププレート２１の配置がプリウェット工程の際の第２位置のままであってもよく、若しくは図示はしないが、トッププレート２１が第１位置に配置されていてもよい。
　また上記実施の形態では、めっき工程の後、基板２に向けて第２吐出機構４０からリンス処理液４８が吐出される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、第２吐出機構４０からリンス処理液４８を吐出するよりも前に、第１リンス処理工程として、トッププレート２１に形成された第１吐出口２６から基板２に向けてリンス処理液２６ａを吐出してもよい。これによって、基板２上にめっき液３７が残っている間に、基板２に向けてリンス処理液２６ａの吐出を開始するということを容易に実現することができる。この際、図１１（ｂ）に示すように、トッププレート２１に形成された第１吐出口２６がリンス処理液２６ａを吐出している間に、第２吐出機構４０の第２吐出部４３が回転方向Ｒ２に沿って開口部２２に向けて移動されていてもよい。その後、第２吐出機構４０の第１吐出口４４から基板２に向けてリンス処理液４８を吐出する工程が、第２リンス処理工程として実施される。
　上述の第１リンス処理工程において、トッププレート２１の配置が特に限られることはない。例えば図１１（ａ）に示すように、トッププレート２１の配置がめっき工程の際の第１位置のままであってもよく、若しくは図示はしないが、トッププレート２１が第２位置や第３位置に配置されていてもよい。
　また上記実施の形態では、トッププレート２１の開口部２２が、トッププレート２１の中心部からトッププレート２１の外周端縁に至るまで延びるよう形成されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、単位時間あたりに必要とされるめっき液の量や、求められる保温性などに応じて、様々な形状の開口部２２が選択され得る。例えば図１２（ａ）に示すように、開口部２２は、基板２の中心部に対応する領域において、基板２の周縁部に対応する領域よりも大きな幅を有していてもよい。これによって、基板２の中心部に向けて吐出されるめっき液の量をより多くすることができる。また開口部２２がトッププレート２１の外周端縁に達している形態だけでなく、図１２（ｂ）に示すように、開口部２２がトッププレート２１の中心部にのみ形成される形態が選択されてもよい。また図１２（ｃ）に示すように、開口部２２がトッププレート２１の一方の外周端縁から他方の外周端縁に至るまで延びていてもよい。いずれの形態においても、第１吐出機構３０の第１吐出部３３は、吐出位置にある際にトッププレート２１の開口部２２と重なるよう構成されている。
　また、上記実施の形態で説明されていないその他の工程をさらに実施してもよい。例えばリンス処理工程の後であって、乾燥処理工程の前に、基板２に向けて洗浄処理液を吐出する洗浄処理工程、いわゆる後洗浄工程をさらに実施してもよい。洗浄処理液は、例えば、第２吐出機構４０の第３吐出口４６から基板２に向けて吐出されてもよい。また同様の洗浄処理工程が、めっき工程の前に、いわゆる前洗浄工程として実施されてもよい。
　また上記実施の形態では、第２吐出部４３を基板２の中心部から基板２の周縁部へ水平方向に移動させながら、若しくは、第２吐出部４３を基板２の周縁部から基板２の中心部へ水平方向に移動させながら、基板２の表面に向けて第２吐出部４３の第３吐出口４６からＩＰＡを吐出するようにしたが、これに限ることはなく、第２吐出部４３を基板２の略中心部に移動し停止させ、略中心部から基板２の表面に向けて第２吐出部４３の第３吐出口４６からＩＰＡを吐出するようにしてもよい。
　また上記実施の形態では、第１吐出部３３が、吐出口が設けられるとともに、めっき液を吐出口に導くための配管などが収納された吐出ヘッドとして構成される例を示した。しかしながら、吐出位置にある際に第１吐出部３３がトッププレート２１の開口部２２と重なる構造を有する限りにおいて、第１吐出部３３の具体的な構成が特に限られることはない。例えば第１吐出部３３は、めっき液が通る配管と、当該配管に接続された吐出口とを含む吐出ノズルとして構成されていてもよい。第２吐出部４３についても同様に、具体的な構成が特に限られることはない。
　なお、上記実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
　２　基板
　２０　めっき処理装置
　２１　トッププレート
　２２　開口部
　３０　第１吐出機構
　３３　第１吐出部
　１１０　基板保持機構

Claims (18)

  1. 　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、
    　前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
    　前記基板保持機構に保持された基板に向けてめっき液を吐出する第１吐出機構と、
    　基板の上方に配置され、開口部が形成されたトッププレートと、を備え、
    　前記第１吐出機構は、基板に向けてめっき液を吐出する第１吐出部を有し、
    　前記第１吐出部は、めっき液を吐出する際に位置する吐出位置と、めっき液を吐出しない際に位置する待機位置と、の間で移動可能となっており、
    　前記第１吐出部は、前記吐出位置にある際に前記トッププレートの前記開口部と重なるよう構成されていることを特徴とするめっき処理装置。
  2. 　前記トッププレートにヒーターが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のめっき処理装置。
  3. 　前記トッププレートの前記開口部は、前記トッププレートの中心部から前記トッププレートの外周端縁に向かって延びるよう形成されており、
    　前記第１吐出機構の前記第１吐出部は、基板の半径方向に沿って並べられ、基板に向けてめっき液を吐出する複数の吐出口を含む、または、基板の半径方向に沿って延びる吐出口を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のめっき処理装置。
  4. 　前記基板保持機構に保持された基板に向けて処理液を吐出する第２吐出機構をさらに備え、
    　前記第２吐出機構は、基板に向けて処理液を吐出する第２吐出部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のめっき処理装置。
  5. 　前記第２吐出機構の前記第２吐出部は、処理液を吐出しながら水平方向に移動可能となるよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載のめっき処理装置。
  6. 　前記トッププレートは、第１位置と、第１位置よりも上方の第２位置との間で移動可能となるよう構成されており、
    　前記第１吐出機構が基板に向けてめっき液を吐出するとき、前記トッププレートは前記第１位置に配置され、前記第２吐出機構が基板に向けて処理液を吐出するとき、前記トッププレートは前記第２位置に配置されることを特徴とする請求項４または５に記載のめっき処理装置。
  7. 　前記トッププレートに、基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のめっき処理装置。
  8. 　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方法において、
    　基板保持機構によって基板を保持する工程と、
    　基板の上方に、開口部が形成されたトッププレートを配置する工程と、
    　基板に向けて前記開口部からめっき液を吐出するめっき工程と、を備え、
    　前記めっき工程の際、前記トッププレートの前記開口部から前記基板へ向かう気体の流れが阻害されることを特徴とするめっき処理方法。
  9. 　前記めっき工程において、第１吐出部から基板に向けてめっき液が吐出され、
    　前記第１吐出部は、めっき液を吐出する際に前記トッププレートの前記開口部と重なるよう構成されていることを特徴とする請求項８に記載のめっき処理方法。
  10. 　前記トッププレートにヒーターが設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載のめっき処理方法。
  11. 　前記トッププレートの前記開口部は、前記トッププレートの中心部から前記トッププレートの外周端縁に向かって延びるよう形成され、
    　前記めっき工程において、第１吐出部から基板に向けてめっき液が吐出され、
    　前記第１吐出部は、基板の半径方向に沿って並べられ、基板に向けてめっき液を吐出する複数の吐出口を含む、または、基板の半径方向に沿って延びる吐出口を含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のめっき処理方法。
  12. 　基板に向けて第２吐出部から処理液を吐出する処理液吐出工程をさらに備えたことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のめっき処理方法。
  13. 　前記処理液吐出工程において、前記第２吐出部は、水平方向に移動しながら処理液を吐出することを特徴とする請求項１２に記載のめっき処理方法。
  14. 　前記処理液吐出工程の際に前記トッププレートの前記開口部を通る気体の流量が、前記めっき工程の際に前記トッププレートの前記開口部を通る気体の流量よりも大きくなっていること特徴とする請求項１２または１３に記載のめっき処理方法。
  15. 　前記トッププレートは、第１位置と、第１位置よりも上方の第２位置との間で移動可能となるよう構成されており、
    　前記めっき工程において、前記トッププレートは前記第１位置に配置され、前記処理液吐出工程において、前記トッププレートは前記第２位置に配置されることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載のめっき処理方法。
  16. 　前記トッププレートに、基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口が形成されており、
    　前記めっき処理方法は、前記めっき工程の後、前記トッププレートが前記第１位置に配置されたままの状態で、基板に向けて前記トッププレートの前記処理液吐出口から処理液を吐出するリンス処理工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１５に記載のめっき処理方法。
  17. 　前記第２吐出部は、基板に向けて処理液を吐出する第１吐出口と、基板に向けてめっき液を吐出する第２吐出口と、を含み、
    　前記処理液吐出工程は、前記めっき工程の前に基板に向けて前記第２吐出部の前記第１吐出口から処理液を吐出するプリウェット工程を含み、
    　前記めっき工程は、前記プリウェット工程の後に基板に向けて前記第２吐出部の前記第２吐出口からめっき液を吐出する第１めっき工程と、前記第１めっき工程の後に基板に向けて前記第１吐出部からめっき液を吐出する第２めっき工程と、含むことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載のめっき処理方法。
  18. 　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、
    　基板保持機構によって基板を保持する工程と、
    　基板の上方に、開口部が形成されたトッププレートを配置する工程と、
    　基板に向けて前記開口部からめっき液を吐出するめっき工程と、を備え、
    　前記めっき工程の際、前記トッププレートの前記開口部から前記基板へ向かう気体の流れが阻害される、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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