WO2018079057A1 - めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体 - Google Patents

めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体 Download PDF

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裕一郎 稲富
崇 田中
和俊 岩井
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers

Definitions

  • the present invention relates to a plating method, a plating apparatus, and a storage medium.
  • the material of the hard mask there are various restrictions on the material of the hard mask, such as high adhesion to the substrate and resist, high resistance to heat treatment and etching treatment, and easy removal. For this reason, conventionally, only limited materials such as SiN (silicon nitride) and TiN (titanium nitride) are used as the material for the hard mask.
  • the present inventors for example, by mixing a film such as SiO (silicon oxide) and a film such as SiN (silicon nitride) on the substrate and applying a catalyst such as Pd on the substrate, We are investigating the formation of a plating layer only on the SiN film by selectively applying a catalyst on the SiN film.
  • a plating layer formed on the SiN film can be used as a hard mask, various materials can be selected as the plating layer.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and includes a plating method, a plating apparatus, and a storage medium that can prevent defects (defects) from occurring in a non-platable material portion. provide.
  • the plating method includes a step of preparing a substrate having a non-platable material portion and a plateable material portion formed on a surface, and performing a catalyst application treatment on the substrate, thereby performing the plating.
  • a plating apparatus includes a substrate holding unit that holds a substrate having a non-platable material portion and a plateable material portion formed on a surface, and a catalyst application treatment on the substrate.
  • a plating portion that selectively forms a plating layer on the plateable material portion by supplying a plating solution to the substrate and a catalyst applying portion that selectively applies a catalyst to the plateable material portion.
  • a liquid supply unit and an organic liquid supply unit that forms an organic film on the substrate by supplying an organic liquid to the substrate are provided.
  • FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a plating processing apparatus and a plating processing unit included in the plating processing apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a plating processing unit included in the plating processing unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a substrate on which a plating layer is formed by the plating method according to the present embodiment.
  • 4A to 4E are schematic cross-sectional views showing a method for manufacturing a substrate on which a plating layer is formed by the plating method according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the plating method according to the present embodiment.
  • FIGS. 6A to 6C are schematic sectional views showing the plating method according to the present embodiment.
  • 7A to 7C are schematic cross-sectional views showing a method of processing a substrate on which a plating layer is formed by the plating method according to the present embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are schematic views showing the action when the catalyst adheres to the surface of the substrate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a plating apparatus 1 includes a plating unit 2 and a control unit 3 that controls the operation of the plating unit 2.
  • the plating unit 2 performs various processes on the substrate. Various processes performed by the plating unit 2 will be described later.
  • the control unit 3 is a computer, for example, and includes an operation control unit and a storage unit.
  • the operation control unit is composed of, for example, a CPU (Central / Processing / Unit), and controls the operation of the plating unit 2 by reading and executing a program stored in the storage unit.
  • the storage unit is configured by a storage device such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a hard disk, for example, and stores a program for controlling various processes executed in the plating unit 2.
  • the program may be recorded on a computer-readable storage medium or may be installed from the storage medium into the storage unit.
  • Examples of the computer-readable storage medium include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnetic optical disk (MO), and a memory card.
  • the recording medium when executed by a computer for controlling the operation of the plating apparatus 1, stores a program that causes the computer to control the plating apparatus 1 to execute a plating method described later.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the plating unit 2.
  • the plating unit 2 includes a carry-in / out station 21 and a treatment station 22 provided adjacent to the carry-in / out station 21.
  • the loading / unloading station 21 includes a placement unit 211 and a transport unit 212 provided adjacent to the placement unit 211.
  • a plurality of transport containers (hereinafter referred to as “carriers C”) for storing a plurality of substrates W in a horizontal state are placed on the placement unit 211.
  • the transport unit 212 includes a transport mechanism 213 and a delivery unit 214.
  • the transport mechanism 213 includes a holding mechanism that holds the substrate W, and is configured to be able to move in the horizontal direction and the vertical direction and turn around the vertical axis.
  • the processing station 22 includes a plating processing unit 5.
  • the number of the plating processing units 5 included in the processing station 22 is two or more, but may be one.
  • the plating processing units 5 are arranged on both sides of a conveyance path 221 extending in a predetermined direction.
  • a transport mechanism 222 is provided in the transport path 221.
  • the transport mechanism 222 includes a holding mechanism that holds the substrate W, and is configured to be able to move in the horizontal direction and the vertical direction and turn around the vertical axis.
  • the transport mechanism 213 of the carry-in / out station 21 transports the substrate W between the carrier C and the delivery unit 214. Specifically, the transport mechanism 213 takes out the substrate W from the carrier C placed on the placement unit 211 and places the taken-out substrate W on the delivery unit 214. The transport mechanism 213 takes out the substrate W placed on the delivery unit 214 by the transport mechanism 222 of the processing station 22 and stores it in the carrier C of the placement unit 211.
  • the transport mechanism 222 of the processing station 22 transports the substrate W between the delivery unit 214 and the plating unit 5 and between the plating unit 5 and the delivery unit 214. Specifically, the transport mechanism 222 takes out the substrate W placed on the delivery unit 214 and carries the taken-out substrate W into the plating processing unit 5. The transport mechanism 222 takes out the substrate W from the plating processing unit 5 and places the taken out substrate W on the delivery unit 214.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the plating processing unit 5.
  • the plating processing unit 5 performs the plating process on the substrate W having the non-platable material portion 31 and the plateable material portion 32 formed on the surface, thereby selectively applying the plating layer 35 to the plateable material portion. (See FIGS. 3 to 7 described later).
  • the substrate processing performed by the plating unit 5 includes at least a catalyst application process and an electroless plating process, but may include a substrate process other than the catalyst application process and the plating process.
  • the plating processing unit 5 performs substrate processing including the above-described electroless plating processing.
  • the plating processing unit 5 is disposed in the chamber 51, disposed in the chamber 51, and held by the substrate holding unit 52.
  • a plating solution supply unit 53 that supplies the plating solution M1 to the substrate W.
  • the substrate holding part 52 is provided on the rotating shaft 521 extending in the vertical direction in the chamber 51, the turntable 522 attached to the upper end of the rotating shaft 521, and the outer peripheral portion of the upper surface of the turntable 522, It has a chuck 523 that supports the outer edge of W, and a drive unit 524 that drives the rotation shaft 521 to rotate.
  • the substrate W is supported by the chuck 523 and held horizontally on the turntable 522 while being slightly separated from the upper surface of the turntable 522.
  • the method of holding the substrate W by the substrate holding unit 52 is a so-called mechanical chuck type in which the outer edge portion of the substrate W is held by the movable chuck 523, but so-called vacuum that vacuum-sucks the back surface of the substrate W. It may be a chuck type.
  • the base end portion of the rotating shaft 521 is rotatably supported by the driving unit 524, and the distal end portion of the rotating shaft 521 supports the turntable 522 horizontally.
  • the rotating shaft 521 rotates
  • the turntable 522 attached to the upper end portion of the rotating shaft 521 rotates, whereby the substrate W held on the turntable 522 rotates while being supported by the chuck 523.
  • the plating solution supply unit 53 includes a nozzle 531 that discharges the plating solution M1 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a plating solution supply source 532 that supplies the plating solution M1 to the nozzle 531.
  • a plating solution M1 is stored in a tank of the plating solution supply source 532, and the nozzle 531 is supplied from the plating solution supply source 532 through a supply line 534 provided with a flow rate regulator such as a valve 533.
  • a plating solution M1 is supplied.
  • the plating solution M1 is a plating solution for autocatalytic (reduction) electroless plating.
  • the plating solution M1 contains metal ions such as cobalt (Co) ions, nickel (Ni) ions, tungsten (W) ions, and reducing agents such as hypophosphorous acid and dimethylamine borane.
  • metal ions in the plating solution M1 are reduced by electrons released by the oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution M1, thereby depositing as metal.
  • a metal film (plating film) is formed.
  • the plating solution M1 may contain an additive or the like.
  • Examples of the metal film (plating film) generated by the plating process using the plating solution M1 include CoB, CoP, CoWP, CoWB, CoWBP, NiWB, NiB, NiWP, NiWBP and the like.
  • P in the metal film (plating film) is derived from a reducing agent containing P (for example, hypophosphorous acid), and B in the plating film is derived from a reducing agent containing B (for example, dimethylamine borane).
  • the nozzle 531 is connected to the nozzle moving mechanism 54.
  • the nozzle moving mechanism 54 drives the nozzle 531.
  • the nozzle moving mechanism 54 includes an arm 541, a moving body 542 with a built-in driving mechanism that can move along the arm 541, and a turning lift mechanism 543 that turns and lifts the arm 541.
  • the nozzle 531 is attached to the moving body 542.
  • the nozzle moving mechanism 54 can move the nozzle 531 between a position above the center of the substrate W held by the substrate holding unit 52 and a position above the periphery of the substrate W, and further in plan view. Can be moved to a standby position outside the cup 57 described later.
  • a catalyst solution supply unit (catalyst applying unit) 55a for supplying the catalyst solution N1, the cleaning solution N2, the rinse solution N3, and the organic solution L1 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, respectively.
  • a cleaning liquid supply unit 55b, a rinsing liquid supply unit 55c, and an organic liquid supply unit 55d are arranged.
  • the catalyst liquid supply unit (catalyst imparting unit) 55a has a nozzle 551a for discharging the catalyst liquid N1 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a catalyst liquid supply source 552a for supplying the catalyst liquid N1 to the nozzle 551a.
  • the tank of the catalyst liquid supply source 552a stores the catalyst liquid N1
  • the nozzle 551a is connected to the nozzle 551a from the catalyst liquid supply source 552a through a supply line 554a provided with a flow rate regulator such as a valve 553a.
  • the catalyst liquid N1 is supplied.
  • the cleaning liquid supply unit 55b includes a nozzle 551b that discharges the cleaning liquid N2 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a cleaning liquid supply source 552b that supplies the cleaning liquid N2 to the nozzle 551b.
  • a cleaning liquid N2 is stored in a tank of the cleaning liquid supply source 552b.
  • the cleaning liquid N2 is supplied to the nozzle 551b from the cleaning liquid supply source 552b through a supply line 554b provided with a flow rate regulator such as a valve 553b. Supplied.
  • the rinse liquid supply unit 55c includes a nozzle 551c that discharges the rinse liquid N3 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a rinse liquid supply source 552c that supplies the rinse liquid N3 to the nozzle 551c.
  • a rinsing liquid N3 is stored in the tank of the rinsing liquid supply source 552c, and the nozzle 551c is supplied from the rinsing liquid supply source 552c through a supply line 554c provided with a flow rate regulator such as a valve 553c.
  • a rinse liquid N3 is supplied.
  • the organic liquid supply unit 55d includes a nozzle 551d that discharges the organic liquid L1 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and an organic liquid supply source 552d that supplies the organic liquid L1 to the nozzle 551d.
  • An organic liquid L1 is stored in a tank included in the organic liquid supply source 552d, and the nozzle 551d is supplied from the organic liquid supply source 552d through a supply line 554d provided with a flow rate regulator such as a valve 553d. The organic liquid L1 is supplied.
  • the catalyst solution N1 contains metal ions having catalytic activity for the oxidation reaction of the reducing agent in the plating solution M1.
  • the initial film surface ie, the surface to be plated of the substrate
  • the white metal element rut, Rh, Pd, Os, Ir, Pt
  • Cu Ag, or Au.
  • a component constituting the surface to be plated of the substrate serves as a reducing agent, and metal ions (for example, Pd ions) in the catalyst solution N1 are reduced and deposited on the surface to be plated of the substrate.
  • the catalyst liquid N1 may contain a nanoparticulate metal catalyst.
  • the catalyst liquid N1 may contain a nanoparticulate metal catalyst, a dispersant, and an aqueous solution. Examples of such a nanoparticulate metal catalyst include nanoparticulate Pd.
  • the dispersant serves to facilitate the dispersion of the nanoparticulate metal catalyst in the catalyst liquid N1.
  • a dispersant one containing the same component as the main component of the organic liquid L1 may be used, and specifically, for example, polyvinylpyrrolidone (PVP) may be mentioned.
  • cleaning liquid N2 examples include organic acids such as formic acid, malic acid, succinic acid, citric acid, and malonic acid, and hydrofluoric acid (DHF) diluted to a concentration that does not corrode the plated surface of the substrate (fluorinated) Hydrogen aqueous solution) can be used.
  • organic acids such as formic acid, malic acid, succinic acid, citric acid, and malonic acid
  • DHF hydrofluoric acid
  • rinse liquid N3 for example, pure water or the like can be used.
  • the organic liquid L1 is a liquid having an action of suppressing the catalyst from adhering to the non-platable material portion 31 of the substrate W.
  • an organic liquid L1 what contains polyvinylpyrrolidone (PVP) can be used, for example.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the plating unit 5 includes a nozzle moving mechanism 56 that drives the nozzles 551a to 551d.
  • the nozzle moving mechanism 56 includes an arm 561, a moving body 562 having a built-in driving mechanism that can move along the arm 561, and a turning lift mechanism 563 that turns and lifts the arm 561.
  • the nozzles 551a to 551d are attached to the moving body 562.
  • the nozzle moving mechanism 56 can move the nozzles 551a to 551d between a position above the center of the substrate W held by the substrate holding unit 52 and a position above the peripheral edge of the substrate W. It can be moved to a standby position outside the cup 57 described later in plan view.
  • the nozzles 551a to 551d are held by a common arm, but may be held by separate arms and can move independently.
  • a heating device 59 (heater) for heat-treating (baking) the substrate W held on the substrate holding part 52 is provided.
  • the heating device 59 plays a role of volatilizing the solvent in the organic liquid L1 or promoting polymerization of the organic liquid L1 by heating the surface of the substrate W to which the organic liquid L1 is supplied.
  • the heating device 59 heats the surface of the substrate W to a temperature that is, for example, 100 ° C. or higher and does not decompose an organic coating such as polyvinylpyrrolidone (PVP).
  • the heating device 59 is connected to an arm 591.
  • the arm 591 can be swung and lifted by a swivel lifting mechanism (not shown).
  • the heating device 59 is moved above the substrate W only when it is necessary for baking the substrate W by the swivel raising / lowering mechanism, and is otherwise retracted to the outside of the substrate W.
  • a cup 57 is disposed around the substrate holding part 52.
  • the cup 57 receives various processing liquids (for example, plating liquid, cleaning liquid, rinse liquid, organic liquid, etc.) scattered from the substrate W and discharges them outside the chamber 51.
  • the cup 57 has a lifting mechanism 58 that drives the cup 57 in the vertical direction.
  • the substrate W on which the plating layer 35 is formed has a non-platable material portion 31 and a plateable material portion 32 respectively formed on the surface thereof.
  • the non-platable material portion 31 and the plateable material portion 32 may be exposed to the surface side of the substrate W, respectively, and their specific configurations are not limited.
  • the substrate W has a base material 42 made of a plateable material portion 32 and a core material 41 made of a non-platable material portion 31 that projects from the base material 42 and is formed in a pattern. is doing.
  • the non-platable material portion 31 is a region where the plating metal is not substantially deposited and the plating layer 35 is not formed when the plating treatment according to the present embodiment is performed.
  • the non-platable material portion 31 is made of, for example, a material mainly composed of SiO 2 . As will be described later, the non-platable material portion 31 includes minute lattice defects, impurities, and the like.
  • the plateable material portion 32 is a region where the plating metal is selectively deposited when the plating process according to the present embodiment is performed, and thereby the plating layer 35 is formed.
  • the plateable material portion 32 includes, for example, (1) a material containing at least one of an OCH x group and an NH x group, (2) a metal material mainly composed of a Si-based material, (3) You may consist of either the material which has a catalytic metal material as a main component, or (4) the material which has carbon as a main component.
  • the material of the plateable material portion 32 is mainly composed of a material containing at least one of an OCH x group and an NH x group
  • the material includes a material containing an Si—OCHx group or an Si—NHx group. Examples thereof include SiOCH and SiN.
  • the material of the plateable material portion 32 is a metal material whose main component is Si-based material
  • the material of the plateable material portion 32 is Poly-Si doped with B or P, Poly-Si, Si is mentioned.
  • the plateable material portion 32 is mainly composed of a material mainly composed of a catalytic metal material
  • examples of the material of the plateable material portion 32 include Cu and Pt.
  • the material of the plateable material portion 32 includes, for example, amorphous carbon.
  • a method for manufacturing the substrate W shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS.
  • a base material 42 made of a plateable material portion 32 is prepared.
  • a material 31a constituting the non-platable material portion 31 is formed on the entire surface of the base material 42 including the plateable material portion 32 by, for example, the CVD method or the PVD method.
  • Material 31a for example made of a material that the SiO 2 as a main component.
  • a photosensitive resist 33a is applied to the entire surface of the material 31a constituting the non-platable material portion 31 and dried.
  • a resist film 33 having a desired pattern is formed by exposing and developing the photosensitive resist 33a through a photomask.
  • the material 31a is dry-etched using the resist film 33 as a mask.
  • the core material 41 made of the non-platable material portion 31 is patterned into a shape substantially similar to the pattern shape of the resist film 33.
  • a substrate W having a non-platable material portion 31 and a plateable material portion 32 formed on the surface is obtained.
  • the plating method performed by the plating apparatus 1 includes the plating process for the substrate W described above.
  • the plating process is performed by the plating processing unit 5.
  • the operation of the plating processing unit 5 is controlled by the control unit 3.
  • a substrate W having a non-platable material portion 31 and a plateable material portion 32 formed on the surface is prepared (preparation step: step of FIG. 5). S1) (see FIG. 6A).
  • the substrate W obtained in this way is carried into the plating processing unit 5 and held by the substrate holding unit 52 (see FIG. 2).
  • the control unit 3 controls the lifting mechanism 58 to lower the cup 57 to a predetermined position.
  • the control unit 3 controls the transport mechanism 222 to place the substrate W on the substrate holding unit 52.
  • the substrate W is horizontally held on the turntable 522 with its outer edge supported by the chuck 523.
  • the control unit 3 controls the driving unit 524 to control the cleaning liquid supply unit 55b while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed, so that the nozzle 551b is positioned above the substrate W.
  • the cleaning liquid N2 is supplied to the substrate W from the nozzle 551b.
  • the cleaning liquid N2 supplied to the substrate W spreads on the surface of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W. Thereby, the deposits and the like attached to the substrate W are removed from the substrate W.
  • the cleaning liquid N2 scattered from the substrate W is discharged through the cup 57.
  • the cleaned substrate W is rinsed (rinsing process: step S3 in FIG. 5).
  • the control unit 3 controls the rinsing liquid supply unit 55c while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed by controlling the driving unit 524 so that the nozzle 551c is placed on the substrate W.
  • the rinse liquid N3 is supplied to the substrate W from the nozzle 551c.
  • the rinse liquid N3 supplied to the substrate W spreads on the surface of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W. Thereby, the cleaning liquid N2 remaining on the substrate W is washed away.
  • the rinse liquid N3 scattered from the substrate W is discharged through the cup 57.
  • an organic film is formed on the substrate W held by the substrate holder 52 (organic film forming step: step S4 in FIG. 5).
  • the control unit 3 controls the driving unit 524 to control the organic liquid supply unit 55d while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed, so that the nozzle 551d is moved to the substrate W.
  • the organic liquid L1 is supplied to the substrate W from the nozzle 551d.
  • PVP polyvinyl pyrrolidone
  • the organic liquid L1 supplied to the substrate W spreads on the surface of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W.
  • a thin organic film 36 is formed on both the surface of the non-platable material portion 31 and the surface of the plateable material portion 32 of the substrate W (see FIG. 6B).
  • the organic film 36 plays a role in suppressing the catalyst from adhering to the non-platable material portion 31 in the catalyst application step.
  • the organic liquid L1 scattered from the substrate W is discharged through the cup 57.
  • the control unit 3 controls the driving unit 524 to control the heating device 59 while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed, so that the heating device 59 is positioned above the substrate W. And the substrate W is heated.
  • the heating device 59 heats the surface of the substrate W at a temperature that is, for example, 100 ° C. or higher and does not decompose an organic coating such as polyvinylpyrrolidone (PVP).
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the heating device 59 heats so that the surface temperature of the substrate W becomes, for example, 230 ° C. or more and 270 ° C. or less. Thereby, the solvent in the organic liquid L1 can be volatilized and the polymerization of the organic liquid L1 can be promoted.
  • a catalyst application process is performed on the substrate W on which the organic film 36 is formed (catalyst application process: step S6 in FIG. 5).
  • the control unit 3 controls the driving unit 524 to control the catalyst solution supply unit 55a while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed, so that the nozzle 551a is positioned above the substrate W.
  • the catalyst solution N1 is supplied to the substrate W from the nozzle 551a.
  • the catalyst liquid N ⁇ b> 1 supplied to the substrate W spreads on the surface of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W.
  • the catalyst liquid N1 scattered from the substrate W is discharged through the cup 57.
  • a catalyst is selectively given to the plateable material portion 32 of the substrate W, and a metal film having catalytic activity is formed on the plateable material portion 32.
  • the non-platable material portion 31 mainly composed of SiO 2 is not substantially given a catalyst, and a metal film having catalytic activity is not formed.
  • a metal having catalytic activity include iron group elements (Fe, Co, Ni), white metal elements (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), Cu, Ag, or Au.
  • the catalyst liquid N1 may contain a nanoparticulate Pd catalyst, a dispersant composed of polyvinylpyrrolidone (PVP), and an aqueous solution.
  • the catalyst liquid N1 may contain an adsorption accelerator that promotes the adsorption of the metal having the catalytic activity.
  • the organic film 36 is formed on the non-platable material portion 31.
  • the portion is covered with the organic film 36, so that the catalyst is prevented from adhering to this portion. Is done.
  • the catalyst since the catalyst is strongly adsorbed on the plateable material portion 32, the presence of the organic film 36 does not hinder the adhesion of the catalyst to the plateable material portion 32.
  • the control unit 3 controls the drive unit 524 to rotate the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed, while controlling the rinsing liquid supply unit 55c to move the nozzle 551c above the substrate W.
  • the rinse liquid N3 is supplied to the substrate W from the nozzle 551c.
  • the rinse liquid N3 supplied to the substrate W spreads on the surface of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W. Thereby, the catalyst liquid N1 remaining on the substrate W is washed away. At this time, the organic film 36 is also removed by the rinse liquid N3.
  • the rinse liquid N3 scattered from the substrate W is discharged through the cup 57.
  • the substrate W may be cleaned using an acid cleaning liquid such as hydrofluoric acid (DHF).
  • DHF hydrofluoric acid
  • a plating process is performed on the substrate W, and plating is selectively performed on the plateable material portion 32 (plating process: step S8 in FIG. 5).
  • the plating layer 35 is formed on the plateable material portion 32 (see FIG. 6C).
  • the plating layer 35 is formed on a portion of the plateable material portion 32 that is not covered by the non-platable material portion 31.
  • the control unit 3 controls the driving unit 524 to rotate the substrate W held on the substrate holding unit 52 at a predetermined speed or to stop the substrate W held on the substrate holding unit 52.
  • the plating solution supply unit 53 is controlled to position the nozzle 531 above the substrate W and supply the plating solution M1 from the nozzle 531 to the substrate W.
  • the plating metal is selectively deposited on the plateable material portion 32 of the substrate W (specifically, the catalytically active metal film formed on the surface of the plateable material portion 32), and the plating layer 35 is formed. Is done. On the other hand, since the metal film having catalytic activity is not formed on the non-platable material portion 31 of the substrate W, the plating metal is not substantially deposited and the plating layer 35 is not formed.
  • the control unit 3 controls the driving unit 524 to control the cleaning liquid supply unit 55b while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed, so that the nozzle 551b is positioned above the substrate W.
  • the cleaning liquid N2 is supplied to the substrate W from the nozzle 551b.
  • the cleaning liquid N2 supplied to the substrate W spreads on the surface of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W. As a result, abnormal plating films, reaction byproducts, and the like attached to the substrate W are removed from the substrate W.
  • the cleaning liquid N2 scattered from the substrate W is discharged through the cup 57.
  • control unit 3 controls the rinsing liquid supply unit 55c while rotating the substrate W held by the substrate holding unit 52 at a predetermined speed by controlling the driving unit 524 so that the nozzle 551c is placed on the substrate W.
  • the rinsing liquid N3 is supplied from the nozzle 551c to the substrate W (rinsing process: step S10 in FIG. 5).
  • the plating solution M1, the cleaning solution N2, and the rinsing solution N3 on the substrate W are scattered from the substrate W by the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W and are discharged through the cup 57.
  • the control unit 3 controls the transport mechanism 222 to take out the substrate W from the plating processing unit 5 and place the taken-out substrate W on the delivery unit 214 and also controls the transport mechanism 213 to deliver the delivery unit.
  • the substrate W placed on 214 is taken out and accommodated in the carrier C of the placement unit 211.
  • the substrate W is etched using the plating layer 35 as a hard mask layer.
  • the non-platable material portion 31 is selectively removed from the substrate W taken out from the plating processing section 5 (FIG. 7A).
  • the plating layer 35 formed on the plateable material portion 32 remains without being removed.
  • the base material 42 made of the plateable material portion 32 is dry-etched using the plating layer 35 as a hard mask. Thereby, the part which is not covered with the plating layer 35 among the base materials 42 is etched to the predetermined depth, and a pattern-shaped recessed part is formed.
  • the plating layer 35 is removed by a wet cleaning method, whereby the base material 42 in which the pattern-like recesses are formed is obtained.
  • the plating layer 35 can be removed by a wet cleaning method, the plating layer 35 can be easily removed.
  • An acidic solvent is used as a chemical solution used in such a wet cleaning method.
  • the organic film 36 is formed on the substrate W by supplying the organic liquid L1 to the substrate W before the step of applying the catalyst to the substrate W.
  • a forming step is provided. This makes it difficult for the catalyst to adhere to the non-platable material portion 31, so that even if there are lattice defects, impurities, or the like in a portion of the non-platable material portion 31, the portion is the organic film 36. And the catalyst is prevented from adhering to this portion.
  • a plating layer is not formed on a part of the non-platable material portion 31 where the plating layer should not be formed, and a defect (defect) is generated in the non-platable material portion 31. Can be prevented.
  • the reason why the organic film 36 can prevent the catalyst from adhering to the impurities and the like of the non-platable material portion 31 is considered as follows. That is, as shown in FIG. 8A, after the catalyst A is applied to the substrate W covered with the organic film 36 (after step S6 in FIG. 5), the catalyst A is strongly adsorbed on the plateable material portion 32. is doing. On the other hand, the catalyst A is not substantially adsorbed on the non-platable material portion 31.
  • minute impurities D or lattice defects
  • the organic film 36 is interposed between the impurities D and the catalyst A. Therefore, the adsorption power of the catalyst A is sufficiently weakened.
  • the catalyst A present around the impurity D is also converted into the organic film. 36 is easily washed away with a rinse solution N3 or the like.
  • the catalyst A adsorbed on the plateable material portion 32 is not flowed by the rinsing liquid N3 or the like and continues to be adsorbed on the plateable material portion 32.
  • the catalyst A is adsorbed by the impurities D, and an unintended plating layer is formed in this portion after the plating process, which may cause a defect. There is.
  • a step of cleaning the substrate W and removing the organic film 36 is provided.
  • the catalyst is washed away together with the organic film 36, thereby preventing an unnecessary plating layer from being generated on a part of the non-platable material portion 31. be able to.
  • the process of heat-treating the substrate W is provided after the process of forming the organic film 36 and before the process of applying the catalyst, the solvent in the organic liquid L1 is volatilized. At the same time, polymerization of the organic liquid L1 can be promoted.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. You may delete a some component from all the components shown by embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

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Abstract

表面にめっき不可材料部分（３１）とめっき可能材料部分（３２）とが形成された基板（Ｗ）を準備し、基板（Ｗ）に対して触媒付与処理を行うことにより、めっき可能材料部分（３２）に対して選択的に触媒を付与する。次に、基板（Ｗ）に対してめっき処理を施すことにより、めっき可能材料部分（３２）に対して選択的にめっき層（３５）を形成する。触媒を付与する前に、基板（Ｗ）に対して有機液（Ｌ１）を供給することにより、基板（Ｗ）上に有機膜（３６）を形成する。

Description

めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体
　本発明は、めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体に関する。
　近年、半導体デバイスの微細化や３次元化が進んでいることに伴い、半導体デバイスを加工する際のエッチングによる加工精度を向上させることが求められている。このようにエッチングによる加工精度を向上させるための方法の一つとして、基板上に形成されるドライエッチング用のハードマスク（ＨＭ）の精度を向上させるという要求が高まっている。
特開２００９－２４９６７９号公報
　しかしながら、一般にハードマスクの材料には、基板やレジストとの高い密着性を有すること、熱処理やエッチング処理に対する高い耐性を有すること、除去が容易であること等、様々な制約が存在する。このため、従来、ハードマスクの材料としては、ＳｉＮ（窒化ケイ素）やＴｉＮ（窒化チタン）等、限られた材料のみが用いられている。
　これに対して本発明者らは、基板上に例えばＳｉＯ（酸化ケイ素）等の膜とＳｉＮ（窒化ケイ素）等の膜とを混在させ、この基板上にＰｄ等の触媒を付与することにより、ＳｉＮの膜上に選択的に触媒を付与し、この触媒を用いてＳｉＮの膜のみにめっき層を形成することを検討している。この場合、ＳｉＮの膜に形成されためっき層をハードマスクとして用いることができるので、めっき層として様々な材料を選択することが可能となる。
　一方、基板上のＳｉＯの膜には、微小な格子欠陥や不純物等が存在する場合がある。この場合、格子欠陥や不純物等にＰｄ等の触媒が付着してしまい、めっき処理を行った後、本来めっき層の形成が不要なＳｉＯの膜にも部分的にめっき層が生成し、ディフェクト（欠陥）となるおそれがある。
　本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、めっき不可材料部分にディフェクト（欠陥）が発生することを防止することが可能な、めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体を提供する。
　本発明の一実施形態によるめっき処理方法は、表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を準備する工程と、前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する工程と、前記基板に対してめっき処理を施すことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、前記触媒を付与する工程の前に、前記基板に対して有機液を供給することにより、前記基板上に有機膜を形成する工程が設けられていることを特徴とする。
　本発明の一実施形態によるめっき処理装置は、表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を保持する基板保持部と、前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する触媒付与部と、前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部と、前記基板に対して有機液を供給することにより、前記基板上に有機膜を形成する有機液供給部とを備えたことを特徴とする。
　本発明の上記実施形態によれば、めっき不可材料部分にディフェクト（欠陥）が発生することを防止することができる。
図１は、めっき処理装置およびめっき処理装置が備えるめっき処理ユニットの構成を示す概略平面図である。 図２は、図１に示すめっき処理ユニットが備えるめっき処理部の構成を示す概略断面図である。 図３は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の構成を示す概略断面図である。 図４（ａ）－（ｅ）は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の製造方法を示す概略断面図である。 図５は、本実施形態によるめっき処理方法を示すフロー図である。 図６（ａ）－（ｃ）は、本実施形態によるめっき処理方法を示す概略断面図である。 図７（ａ）－（ｃ）は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成された基板を加工する方法を示す概略断面図である。 図８（ａ）－（ｂ）は、基板の表面に触媒が付着する際の作用を示す概略図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
　＜めっき処理装置の構成＞
　図１を参照して、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置の構成を示す概略図である。
　図１に示すように、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置１は、めっき処理ユニット２と、めっき処理ユニット２の動作を制御する制御部３とを備える。
　めっき処理ユニット２は、基板に対する各種処理を行う。めっき処理ユニット２が行う各種処理については後述する。
　制御部３は、例えばコンピュータであり、動作制御部と記憶部とを備える。動作制御部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成されており、記憶部に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、めっき処理ユニット２の動作を制御する。記憶部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク等の記憶デバイスで構成されており、めっき処理ユニット２において実行される各種処理を制御するプログラムを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、その記憶媒体から記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカード等が挙げられる。記録媒体には、例えば、めっき処理装置１の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータがめっき処理装置１を制御して後述するめっき処理方法を実行させるプログラムが記録される。
　＜めっき処理ユニットの構成＞
　図１を参照して、めっき処理ユニット２の構成を説明する。図１は、めっき処理ユニット２の構成を示す概略平面図である。
　めっき処理ユニット２は、搬入出ステーション２１と、搬入出ステーション２１に隣接して設けられた処理ステーション２２とを備える。
　搬入出ステーション２１は、載置部２１１と、載置部２１１に隣接して設けられた搬送部２１２とを備える。
　載置部２１１には、複数枚の基板Ｗを水平状態で収容する複数の搬送容器（以下「キャリアＣ」という。）が載置される。
　搬送部２１２は、搬送機構２１３と受渡部２１４とを備える。搬送機構２１３は、基板Ｗを保持する保持機構を備え、水平方向及び鉛直方向への移動並びに鉛直軸を中心とする旋回が可能となるように構成されている。
　処理ステーション２２は、めっき処理部５を備える。本実施形態において、処理ステーション２２が有するめっき処理部５の数は２以上であるが、１であってもよい。めっき処理部５は、所定方向に延在する搬送路２２１の両側に配列されている。
　搬送路２２１には、搬送機構２２２が設けられている。搬送機構２２２は、基板Ｗを保持する保持機構を備え、水平方向及び鉛直方向への移動並びに鉛直軸を中心とする旋回が可能となるように構成されている。
　めっき処理ユニット２において、搬入出ステーション２１の搬送機構２１３は、キャリアＣと受渡部２１４との間で基板Ｗの搬送を行う。具体的には、搬送機構２１３は、載置部２１１に載置されたキャリアＣから基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置する。また、搬送機構２１３は、処理ステーション２２の搬送機構２２２により受渡部２１４に載置された基板Ｗを取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。
　めっき処理ユニット２において、処理ステーション２２の搬送機構２２２は、受渡部２１４とめっき処理部５との間、めっき処理部５と受渡部２１４との間で基板Ｗの搬送を行う。具体的には、搬送機構２２２は、受渡部２１４に載置された基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗをめっき処理部５へ搬入する。また、搬送機構２２２は、めっき処理部５から基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置する。
　＜めっき処理部の構成＞
　次に図２を参照して、めっき処理部５の構成を説明する。図２は、めっき処理部５の構成を示す概略断面図である。
　めっき処理部５は、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗに対してめっき処理を行うことにより、めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層３５を形成するものである（後述する図３乃至図７参照）。めっき処理部５が行う基板処理は、少なくとも触媒付与処理と無電解めっき処理とを含むが、触媒付与処理及びめっき処理以外の基板処理が含まれていてもよい。
　めっき処理部５は、上述した無電解めっき処理を含む基板処理を行うものであり、チャンバ５１と、チャンバ５１内に配置され、基板Ｗを保持する基板保持部５２と、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対してめっき液Ｍ１を供給するめっき液供給部５３とを備えている。
　このうち基板保持部５２は、チャンバ５１内において鉛直方向に延在する回転軸５２１と、回転軸５２１の上端部に取り付けられたターンテーブル５２２と、ターンテーブル５２２の上面外周部に設けられ、基板Ｗの外縁部を支持するチャック５２３と、回転軸５２１を回転駆動する駆動部５２４とを有する。
　基板Ｗは、チャック５２３に支持され、ターンテーブル５２２の上面からわずかに離間した状態で、ターンテーブル５２２に水平保持される。本実施形態において、基板保持部５２による基板Ｗの保持方式は、可動のチャック５２３によって基板Ｗの外縁部を把持するいわゆるメカニカルチャックタイプのものであるが、基板Ｗの裏面を真空吸着するいわゆるバキュームチャックタイプのものであってもよい。
　回転軸５２１の基端部は、駆動部５２４により回転可能に支持され、回転軸５２１の先端部は、ターンテーブル５２２を水平に支持する。回転軸５２１が回転すると、回転軸５２１の上端部に取り付けられたターンテーブル５２２が回転し、これにより、チャック５２３に支持された状態でターンテーブル５２２に保持された基板Ｗが回転する。
　めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、めっき液Ｍ１を吐出するノズル５３１と、ノズル５３１にめっき液Ｍ１を供給するめっき液供給源５３２とを備える。めっき液供給源５３２が有するタンクには、めっき液Ｍ１が貯留されており、ノズル５３１には、めっき液供給源５３２から、バルブ５３３等の流量調整器が介設された供給管路５３４を通じて、めっき液Ｍ１が供給される。
　めっき液Ｍ１は、自己触媒型（還元型）無電解めっき用のめっき液である。めっき液Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）イオン、ニッケル（Ｎｉ）イオン、タングステン（Ｗ）イオン等の金属イオンと、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン等の還元剤とを含有する。なお、自己触媒型（還元型）無電解めっきでは、めっき液Ｍ１中の金属イオンが、めっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元されることにより、金属として析出し、金属膜（めっき膜）が形成される。めっき液Ｍ１は、添加剤等を含有していてもよい。めっき液Ｍ１を使用しためっき処理により生じる金属膜（めっき膜）としては、例えば、ＣｏＢ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＢＰ、ＮｉＷＢ、ＮｉＢ、ＮｉＷＰ、ＮｉＷＢＰ等が挙げられる。金属膜（めっき膜）中のＰは、Ｐを含む還元剤（例えば次亜リン酸）に由来し、めっき膜中のＢは、Ｂを含む還元剤（例えばジメチルアミンボラン）に由来する。
　ノズル５３１は、ノズル移動機構５４に連結されている。ノズル移動機構５４は、ノズル５３１を駆動する。ノズル移動機構５４は、アーム５４１と、アーム５４１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体５４２と、アーム５４１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構５４３とを有する。ノズル５３１は、移動体５４２に取り付けられている。ノズル移動機構５４は、ノズル５３１を、基板保持部５２に保持された基板Ｗの中心の上方の位置と基板Ｗの周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ５７の外側にある待機位置まで移動させることができる。
　チャンバ５１内には、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、それぞれ、触媒液Ｎ１、洗浄液Ｎ２、リンス液Ｎ３及び有機液Ｌ１を供給する触媒液供給部（触媒付与部）５５ａ、洗浄液供給部５５ｂ、リンス液供給部５５ｃ及び有機液供給部５５ｄが配置されている。
　触媒液供給部（触媒付与部）５５ａは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、触媒液Ｎ１を吐出するノズル５５１ａと、ノズル５５１ａに触媒液Ｎ１を供給する触媒液供給源５５２ａとを備える。触媒液供給源５５２ａが有するタンクには、触媒液Ｎ１が貯留されており、ノズル５５１ａには、触媒液供給源５５２ａから、バルブ５５３ａ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ａを通じて、触媒液Ｎ１が供給される。
　洗浄液供給部５５ｂは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、洗浄液Ｎ２を吐出するノズル５５１ｂと、ノズル５５１ｂに洗浄液Ｎ２を供給する洗浄液供給源５５２ｂとを備える。洗浄液供給源５５２ｂが有するタンクには、洗浄液Ｎ２が貯留されており、ノズル５５１ｂには、洗浄液供給源５５２ｂから、バルブ５５３ｂ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｂを通じて、洗浄液Ｎ２が供給される。
　リンス液供給部５５ｃは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、リンス液Ｎ３を吐出するノズル５５１ｃと、ノズル５５１ｃにリンス液Ｎ３を供給するリンス液供給源５５２ｃとを備える。リンス液供給源５５２ｃが有するタンクには、リンス液Ｎ３が貯留されており、ノズル５５１ｃには、リンス液供給源５５２ｃから、バルブ５５３ｃ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｃを通じて、リンス液Ｎ３が供給される。
　有機液供給部５５ｄは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、有機液Ｌ１を吐出するノズル５５１ｄと、ノズル５５１ｄに有機液Ｌ１を供給する有機液供給源５５２ｄとを備える。有機液供給源５５２ｄが有するタンクには、有機液Ｌ１が貯留されており、ノズル５５１ｄには、有機液供給源５５２ｄから、バルブ５５３ｄ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｄを通じて、有機液Ｌ１が供給される。
　触媒液Ｎ１は、めっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応に対して触媒活性を有する金属イオンを含有する。無電解めっき処理において、めっき液Ｍ１中の金属イオンの析出が開始されるためには、初期皮膜表面（すなわち、基板の被めっき面）がめっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応に対して十分な触媒活性を有することが必要である。このような触媒としては、例えば、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）、白金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕを含むものが挙げられる。触媒活性を有する金属膜の形成は、置換反応により生じる。置換反応では、基板の被めっき面を構成する成分が還元剤となり、触媒液Ｎ１中の金属イオン（例えばＰｄイオン）が、基板の被めっき面上に還元析出する。また、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状の金属触媒を含んでいても良い。具体的には、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状の金属触媒と、分散剤と、水溶液とを含んでいても良い。このようなナノ粒子状の金属触媒としては、例えばナノ粒子状Ｐｄが挙げられる。また分散剤は、ナノ粒子状の金属触媒を触媒液Ｎ１中に分散させやすくする役割を果たす。このような分散剤としては、有機液Ｌ１の主成分と同様の成分を含むものを用いても良く、具体的には、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が挙げられる。
　洗浄液Ｎ２としては、例えば、ギ酸、リンゴ酸、コハク酸、クエン酸、マロン酸等の有機酸、基板の被めっき面を腐食させない程度の濃度に希釈されたフッ化水素酸（ＤＨＦ）（フッ化水素の水溶液）等を使用することができる。
　リンス液Ｎ３としては、例えば、純水等を使用することができる。
　有機液Ｌ１は、基板Ｗのめっき不可材料部分３１に触媒が付着すること抑制する作用をもつ液体である。このような有機液Ｌ１としては、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含むもの使用することができる。
　めっき処理部５は、ノズル５５１ａ～５５１ｄを駆動するノズル移動機構５６を有する。ノズル移動機構５６は、アーム５６１と、アーム５６１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体５６２と、アーム５６１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構５６３とを有する。ノズル５５１ａ～５５１ｄは、移動体５６２に取り付けられている。ノズル移動機構５６は、ノズル５５１ａ～５５１ｄを、基板保持部５２に保持された基板Ｗの中心の上方の位置と基板Ｗの周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ５７の外側にある待機位置まで移動させることができる。本実施形態において、ノズル５５１ａ～５５１ｄは共通のアームにより保持されているが、それぞれ別々のアームに保持されて独立して移動できるようになっていてもよい。
　チャンバ５１内にはさらに、基板保持部５２に保持された基板Ｗを熱処理（ベーク）する加熱装置５９（ヒーター）が設けられている。加熱装置５９は、有機液Ｌ１が供給された基板Ｗの表面を加熱することにより、有機液Ｌ１中の溶剤を揮発させたり、有機液Ｌ１のポリマー化を促進したりする役割を果たす。加熱装置５９は、基板Ｗの表面を、例えば１００℃以上かつポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の有機被膜を分解しない程度の温度に加熱する。加熱装置５９は、アーム５９１に連結されており、このアーム５９１は、図示しない旋回昇降機構によって旋回及び昇降可能となっている。加熱装置５９は、旋回昇降機構によって基板Ｗのベークに必要なときのみ基板Ｗの上方に移動し、それ以外の場合は基板Ｗの外方に退避するようになっている。
　基板保持部５２の周囲には、カップ５７が配置されている。カップ５７は、基板Ｗから飛散した各種処理液（例えば、めっき液、洗浄液、リンス液、有機液等）を受け止めてチャンバ５１の外方に排出する。カップ５７は、カップ５７を上下方向に駆動させる昇降機構５８を有している。
　＜基板の構成＞
　次に、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の構成について説明する。
　図３に示すように、めっき層３５が形成される基板Ｗは、その表面にそれぞれ形成されためっき不可材料部分３１およびめっき可能材料部分３２を有している。めっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とは、それぞれ基板Ｗの表面側に露出していれば良く、その具体的な構成は問わない。本実施形態においては、基板Ｗは、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２と、下地材４２上に突設され、パターン状に形成されためっき不可材料部分３１からなる芯材４１とを有している。
　めっき不可材料部分３１は、本実施形態によるめっき処理が施された際、実質的にめっき金属が析出せず、めっき層３５が形成されない領域である。めっき不可材料部分３１は、例えば、ＳｉＯ２を主成分とする材料からなっている。なお、後述するように、めっき不可材料部分３１には、微小な格子欠陥や不純物等が存在する。
　めっき可能材料部分３２は、本実施形態によるめっき処理が施された際、めっき金属が選択的に析出し、これによりめっき層３５が形成される領域である。本実施形態において、めっき可能材料部分３２は、例えば、（１）ＯＣＨｘ基およびＮＨｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料、（２）Ｓｉ系材料を主成分とした金属材料、（３）触媒金属材料を主成分とする材料、又は、（４）カーボンを主成分とした材料のいずれかからなっていても良い。
　（１）めっき可能材料部分３２の材料がＯＣＨｘ基およびＮＨｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料を主成分とする場合、その材料としては、Ｓｉ－ＯＣＨｘ基又はＳｉ－ＮＨｘ基を含む材料、例えばＳｉＯＣＨやＳｉＮが挙げられる。
　（２）めっき可能材料部分３２の材料がＳｉ系材料を主成分とした金属材料である場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、ＢやＰがドープされたＰｏｌｙ-Ｓｉ、Ｐｏｌｙ－Ｓｉ、Ｓｉが挙げられる。
　（３）めっき可能材料部分３２が触媒金属材料を主成分とする材料を主成分とする場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、例えばＣｕ、Ｐｔが挙げられる。
　（４）めっき可能材料部分３２がカーボンを主成分とした材料を主成分とする場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、例えばアモルファスカーボンが挙げられる。
　次に図４（ａ）－（ｅ）を用いて、図３に示す基板Ｗを作製する方法について説明する。図３に示す基板Ｗを作製する場合、まず、図４（ａ）に示すように、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２を準備する。
　次に、図４（ｂ）に示すように、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２上の全面に、例えばＣＶＤ法又はＰＶＤ法によりめっき不可材料部分３１を構成する材料３１ａを成膜する。材料３１ａは、例えばＳｉＯ２を主成分とする材料からなる。
　続いて、図４（ｃ）に示すように、めっき不可材料部分３１を構成する材料３１ａの表面全体に感光性レジスト３３ａを塗布し、これを乾燥する。次に、図４（ｄ）に示すように、感光性レジスト３３ａに対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望のパターンを有するレジスト膜３３が形成される。
　その後、図４（ｅ）に示すように、レジスト膜３３をマスクとして材料３１ａをドライエッチングする。これにより、めっき不可材料部分３１からなる芯材４１が、レジスト膜３３のパターン形状と略同様の形状にパターニングされる。その後、レジスト膜３３を除去することにより、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗが得られる。
　＜めっき処理方法＞
　次に、めっき処理装置１を用いためっき処理方法について説明する。めっき処理装置１によって実施されるめっき処理方法は、上述した基板Ｗに対するめっき処理を含む。めっき処理は、めっき処理部５により実施される。めっき処理部５の動作は、制御部３によって制御される。
　まず、例えば上述した図４（ａ）－（ｅ）に示す方法により、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗを準備する（準備工程：図５のステップＳ１）（図６（ａ）参照）。
　次に、このようにして得られた基板Ｗがめっき処理部５へ搬入され、基板保持部５２に保持される（図２参照）。この間、制御部３は、昇降機構５８を制御して、カップ５７を所定位置まで降下させる。続いて、制御部３は、搬送機構２２２を制御して、基板保持部５２に基板Ｗを載置する。基板Ｗは、その外縁部がチャック５２３により支持された状態で、ターンテーブル５２２上に水平保持される。
　次に、基板保持部５２に保持された基板Ｗが洗浄処理される（前洗浄工程：図５のステップＳ２）。このとき、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、洗浄液供給部５５ｂを制御して、ノズル５５１ｂを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗに対して洗浄液Ｎ２を供給する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗに付着した付着物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗから飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７を介して排出される。
　続いて、洗浄後の基板Ｗがリンス処理される（リンス工程：図５のステップＳ３）。この際、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、リンス液供給部５５ｃを制御して、ノズル５５１ｃを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する。基板Ｗに供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗ上に残存する洗浄液Ｎ２が洗い流される。基板Ｗから飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７を介して排出される。
　次に、基板保持部５２に保持された基板Ｗに有機膜を形成する（有機膜形成工程：図５のステップＳ４）。このとき、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、有機液供給部５５ｄを制御して、ノズル５５１ｄを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｄから基板Ｗに対して有機液Ｌ１を供給する。有機液Ｌ１としては、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が用いられる。基板Ｗに供給された有機液Ｌ１は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗのめっき不可材料部分３１の表面とめっき可能材料部分３２の表面との両方に、薄膜状の有機膜３６が形成される（図６（ｂ）参照）。この有機膜３６は、触媒付与工程で、めっき不可材料部分３１に触媒が付着すること抑制する役割を果たす。基板Ｗから飛散した有機液Ｌ１は、カップ５７を介して排出される。
　次いで、基板保持部５２に保持された基板Ｗを熱処理（ベーク）する（熱処理工程：図５のステップＳ５）。このとき、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、加熱装置５９を制御して、加熱装置５９を基板Ｗの上方に位置させ、基板Ｗを加熱する。加熱装置５９は、基板Ｗの表面を例えば１００℃以上かつポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の有機被膜を分解しない程度の温度で加熱する。加熱装置５９は、基板Ｗの表面温度が例えば２３０℃以上２７０℃以下となるように加熱する。これにより、有機液Ｌ１中の溶剤を揮発させるとともに、有機液Ｌ１のポリマー化を促進することができる。
　次に、有機膜３６が形成された基板Ｗに対して触媒付与処理を行う（触媒付与工程：図５のステップＳ６）。このとき制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、触媒液供給部５５ａを制御して、ノズル５５１ａを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ａから基板Ｗに対して触媒液Ｎ１を供給する。基板Ｗに供給された触媒液Ｎ１は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。基板Ｗから飛散した触媒液Ｎ１は、カップ５７を介して排出される。
　これにより、基板Ｗのめっき可能材料部分３２に対して選択的に触媒が付与され、めっき可能材料部分３２に触媒活性を有する金属膜が形成される。一方、基板Ｗのうち、ＳｉＯ２を主成分とするめっき不可材料部分３１には実質的に触媒が付与されることはなく、触媒活性を有する金属膜は形成されない。このような触媒活性を有する金属としては、例えば、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）、白金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕが挙げられる。上記各金属は、めっき可能材料部分３２を構成する材料（例えばＳｉＮ）に対して高い吸着性を有する一方、めっき不可材料部分３１を構成する材料（例えばＳｉＯ２）に対しては吸着しにくい。このため、上記各金属を用いることにより、めっき可能材料部分３２に対して選択的にめっき金属を析出させることが可能となる。具体的には、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状のＰｄ触媒と、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）からなる分散剤と、水溶液とを含んでいても良い。なお、触媒液Ｎ１には、上記触媒活性を有する金属の吸着を促進する吸着促進剤が含まれていても良い。
　本実施形態においては、めっき不可材料部分３１に有機膜３６が形成されている。これにより、めっき不可材料部分３１の一部に例えば格子欠陥や不純物等が存在する場合であっても、当該部分が有機膜３６によって覆われているので、この部分に触媒が付着することが防止される。一方、めっき可能材料部分３２には触媒が強力に吸着するので、有機膜３６の存在によってめっき可能材料部分３２への触媒の付着が阻害されるおそれはない。
　次に、めっき可能材料部分３２に選択的に触媒が付与された基板Ｗが洗浄処理される（触媒液洗浄工程：図５のステップＳ７）。この間、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、リンス液供給部５５ｃを制御して、ノズル５５１ｃを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する。基板Ｗに供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗ上に残存する触媒液Ｎ１が洗い流される。このとき有機膜３６もリンス液Ｎ３によって除去される。なお、仮にめっき不可材料部分３１の一部に、有機膜３６を介して触媒が付着していたとしても、この触媒は有機膜３６とともに洗い流される。これにより、めっき不可材料部分３１上に触媒が残存することがより確実に防止される。基板Ｗから飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７を介して排出される。なお、この際リンス液Ｎ３に代えて、酸系の洗浄液、例えばフッ化水素酸（ＤＨＦ）等を用いて基板Ｗを洗浄しても良い。
　次に、基板Ｗに対してめっき処理が行われ、めっき可能材料部分３２に対して選択的にめっきが施される（めっき工程：図５のステップＳ８）。これにより、めっき可能材料部分３２上にめっき層３５が形成される（図６（ｃ）参照）。めっき層３５は、めっき可能材料部分３２のうちめっき不可材料部分３１によって覆われていない部分に形成される。この際、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、あるいは、基板保持部５２に保持された基板Ｗを停止した状態に維持しながら、めっき液供給部５３を制御して、ノズル５３１を基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５３１から基板Ｗに対してめっき液Ｍ１を供給する。これにより、基板Ｗのめっき可能材料部分３２（具体的には、めっき可能材料部分３２の表面に形成された触媒活性を有する金属膜）に選択的にめっき金属が析出し、めっき層３５が形成される。一方、基板Ｗのうちめっき不可材料部分３１には、触媒活性を有する金属膜が形成されていないため、めっき金属が実質的に析出せず、めっき層３５は形成されない。
　このようにしてめっき処理が終了した後、基板保持部５２に保持された基板Ｗが洗浄処理される（後洗浄工程：図５のステップＳ９）。この際、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、洗浄液供給部５５ｂを制御して、ノズル５５１ｂを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗに対して洗浄液Ｎ２を供給する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗに付着した異常めっき膜や反応副生成物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗから飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７を介して排出される。
　次に、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、リンス液供給部５５ｃを制御して、ノズル５５１ｃを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する（リンス工程：図５のステップＳ１０）。これにより、基板Ｗ上のめっき液Ｍ１、洗浄液Ｎ２及びリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗから飛散し、カップ５７を介して排出される。
　その後、めっき層３５が形成された基板Ｗは、めっき処理部５から搬出される。この際、制御部３は、搬送機構２２２を制御して、めっき処理部５から基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置するとともに、搬送機構２１３を制御して、受渡部２１４に載置された基板Ｗを取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。
　その後、めっき層３５をハードマスク層として用いて基板Ｗをエッチングする。
　この場合、まずめっき処理部５から取り出された基板Ｗのうち、めっき不可材料部分３１を選択的に除去する（図７（ａ））。一方、めっき可能材料部分３２上に形成されためっき層３５は、除去されることなく残存する。
　次に、図７（ｂ）に示すように、めっき層３５をハードマスクとしてめっき可能材料部分３２からなる下地材４２をドライエッチングする。これにより、下地材４２のうちめっき層３５に覆われていない部分が所定の深さまでエッチングされ、パターン状の凹部が形成される。
　その後、図７（ｃ）に示すように、めっき層３５をウェット洗浄法によって除去することにより、パターン状の凹部が形成された下地材４２が得られる。なお、めっき層３５はウェット洗浄法によって除去することができるので、めっき層３５を容易に除去することができる。このようなウェット洗浄法で用いられる薬液としては、酸性溶媒が用いられる。
　以上に説明したように、本実施形態によれば、基板Ｗに対して触媒を付与する工程の前に、基板Ｗに対して有機液Ｌ１を供給することにより、基板Ｗ上に有機膜３６を形成する工程が設けられている。これにより、めっき不可材料部分３１に触媒が付着しにくくすることができるので、めっき不可材料部分３１の一部に例えば格子欠陥や不純物等が存在する場合であっても、当該部分が有機膜３６によって覆われ、この部分に触媒が付着することが防止される。この結果、めっき処理を行った後、本来めっき層が形成されるべきでないめっき不可材料部分３１の一部にめっき層が形成されることがなく、めっき不可材料部分３１にディフェクト（欠陥）が生成する不具合を防止することができる。
　このように有機膜３６によってめっき不可材料部分３１の不純物等に触媒が付着することを防止できるのは、以下のような理由であると考えられる。すなわち図８（ａ）に示すように、有機膜３６に覆われた基板Ｗに触媒Ａを付与した後（図５のステップＳ６の後）、めっき可能材料部分３２には触媒Ａが強力に吸着している。その一方で、めっき不可材料部分３１には実質的に触媒Ａは吸着しない。ここで、仮にめっき不可材料部分３１に、触媒Ａを吸着する微小な不純物Ｄ（又は格子欠陥）が存在していたとしても、不純物Ｄと触媒Ａとの間に有機膜３６が介在されているので、触媒Ａの吸着力が充分に弱められている。このため、図８（ｂ）に示すように、基板Ｗを洗浄処理して有機膜３６を除去した後（図５のステップＳ７の後）、不純物Ｄの周囲に存在した触媒Ａも、有機膜３６とともにリンス液Ｎ３等で容易に洗い流される。一方、めっき可能材料部分３２に吸着した触媒Ａは、リンス液Ｎ３等によっても流されることはなく、めっき可能材料部分３２に引き続き吸着している。これに対して、比較例として、基板Ｗに有機膜３６を設けなかった場合、触媒Ａが不純物Ｄに吸着してしまい、めっき処理後、この部分に意図しないめっき層が生じ、ディフェクトとなるおそれがある。
　また、本実施形態によれば、触媒を付与する工程の後、めっき層３５を形成する工程の前に、基板Ｗを洗浄処理して有機膜３６を除去する工程が設けられている。これにより、めっき不可材料部分３１の一部に触媒が付着した場合でも、この触媒が有機膜３６とともに洗い流されるので、めっき不可材料部分３１の一部に不要なめっき層が生成することを防止することができる。
　さらに、本実施形態によれば、有機膜３６を形成する工程の後、触媒を付与する工程の前に、基板Ｗを熱処理する工程が設けられているので、有機液Ｌ１中の溶剤を揮発させるとともに有機液Ｌ１のポリマー化を促進することができる。
　なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims (7)

  1. 　表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を準備する工程と、
    　前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する工程と、
    　前記基板に対してめっき処理を施すことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、
    　前記触媒を付与する工程の前に、前記基板に対して有機液を供給することにより、前記基板上に有機膜を形成する工程が設けられていることを特徴とするめっき処理方法。
  2. 　前記触媒を付与する工程の後、前記めっき層を形成する工程の前に、前記基板を洗浄処理して前記有機膜を除去する工程が設けられていることを特徴とする請求項１記載のめっき処理方法。
  3. 　前記有機膜を形成する工程の後、前記触媒を付与する工程の前に、前記基板を熱処理する工程が設けられていることを特徴とする請求項１記載のめっき処理方法。
  4. 　前記基板は、前記めっき可能材料部分からなる下地材と、前記下地材上に突設され、前記めっき不可材料部分からなる芯材とを有することを特徴とする請求項１記載のめっき処理方法。
  5. 　前記有機液は、ポリビニルピロリドンを含むことを特徴とする請求項１記載のめっき処理方法。
  6. 　表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を保持する基板保持部と、
    　前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する触媒付与部と、
    　前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部と、
    　前記基板に対して有機液を供給することにより、前記基板上に有機膜を形成する有機液供給部とを備えたことを特徴とするめっき処理装置。
  7. 　めっき処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記めっき処理装置を制御して請求項１記載のめっき処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。
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