WO2021060037A1 - 基板液処理方法及び基板液処理装置 - Google Patents

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metal
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diffusion barrier
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岩下　光秋
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204—Conductive materials
    • H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H01L23/53228—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being copper
    • H01L23/53238—Additional layers associated with copper layers, e.g. adhesion, barrier, cladding layers

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate liquid treatment method and a substrate liquid treatment apparatus.
  • Patent Document 1 a cap layer is formed on a metal wiring, a barrier metal layer is formed on a connection hole reaching the metal wiring and an inner wall of a wiring groove connected to the connection hole, and a metal layer is embedded in the connection hole and the wiring groove.
  • the present disclosure provides an advantageous technique for improving the adhesion between the metal deposited in the recess of the substrate and the surface partitioning the recess in the electroless plating process in which the plating metal is deposited from the bottom in the recess. To do.
  • One aspect of the present disclosure is a step of preparing a substrate having a recess, a diffusion barrier layer for partitioning the recess, and a wiring exposed at the bottom of the recess, and a step of preparing a substrate, and metal is not deposited even if an electroless plating solution comes into contact with the substrate. It includes a step of adhering a concentration of metal ions to the diffusion barrier layer and a step of supplying an electroless plating solution to the recesses to deposit metal in the recesses while the metal ions are adhered to the diffusion barrier layer.
  • the present invention relates to a substrate liquid treatment method.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a cross section of a part of the substrate, and shows an example of the flow of the electroless plating process.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a partial cross section of the substrate, and shows an example of the flow of the electroless plating process.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a partial cross section of the substrate, and shows an example of the flow of the electroless plating process.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partial cross section of the substrate, and shows an example of the flow of the electroless plating process.
  • FIG. 5 is a diagram showing an outline of an example of an ion processing unit including a metal ion imparting unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a cross section of a part of the substrate, and shows an example of the flow of the electroless plating process.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a partial cross section of the substrate, and shows an example of the flow of the electroless plating process.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of an example of a plating processing unit including an electroless plating solution application unit.
  • FIG. 7 is a diagram showing an outline of an example of a heat treatment unit including a heating unit.
  • FIG. 8 is a diagram showing an outline of an example of a processing system.
  • an apparatus and method for embedding a metal (particularly copper) that functions as a via (through wiring) in a via hole (that is, a recess) by electroless plating will be exemplified.
  • the substrate liquid treatment apparatus and the substrate liquid treatment method according to the present disclosure are not limited to the apparatus and method exemplified below.
  • the apparatus and method according to the present disclosure can be applied to the case where metal is embedded in a recess (including a hole and a groove) other than a via hole.
  • the substrate liquid treatment apparatus and the substrate liquid treatment method according to the present disclosure can be applied. It is possible.
  • FIGS. 1 to 4 are views illustrating a cross section of a part of the substrate W (particularly the portion having the via hole 11), and show an example of the flow of the electroless plating process.
  • the substrate W has a via hole 11 and a trench 12 formed in the insulating film 21, a diffusion barrier layer 13 provided on the insulating film 21 for partitioning the via hole 11 and the trench 12, and a cap layer exposed at the bottom of the via hole 11 ( Wiring) 14 and.
  • the insulating film 21 is provided on the etching stop layer 22, and the insulating film 21 provided above and the insulating film 21 provided below are separated by the etching stop layer 22.
  • the first metal wiring 23 made of copper is embedded in the region partitioned by the diffusion barrier layer 13.
  • the upper surface of the first metal wiring 23 is covered with the cap layer 14.
  • the via hole 11 and the trench 12 are located on the opposite side of the first metal wiring 23 via the cap layer 14.
  • the via hole 11 and the cap layer 14 are provided so as to penetrate the etching stop layer 22 provided between the insulating film 21 provided above and the insulating film 21 provided below.
  • the insulating film 21 can be formed of a low dielectric constant insulating material film (so-called Low-k film) or silicon dioxide (SiO 2 ).
  • the etching stop layer 22 can be made of silicon carbon nitride (SiCN) or other silicon-based material (for example, silicon nitride (SiN) or silicon carbide (SiC)).
  • the diffusion barrier layer 13 prevents the wiring (copper in this example) provided in the via hole 11 and the trench 12 from diffusing into the insulating film 21, and prevents tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), titanium (Ti), or titanium nitride.
  • the cap layer 14 is composed of a material that acts as a catalyst core for a plating reaction in an electroless plating process for embedding a metal (via) in the via hole 11, and in this example in which copper is embedded in the via hole 11, it is composed of, for example, cobalt (Co). It is possible.
  • a substrate W having the above configuration is prepared (see FIG. 1). Then, the metal ions 15 are attached to the diffusion barrier layer 13 that partitions the via holes 11 of the substrate W (see FIG. 2). At this time, the metal ions 15 having a concentration that does not precipitate copper (metal) even when the electroless plating solution containing copper ions comes into contact with them are attached to the diffusion barrier layer 13. The metal ion 15 is attached to the diffusion barrier layer 13 that partitions the via hole 11, but may be attached to the diffusion barrier layer 13 that partitions the trench 12.
  • the metal ion 15 adhered to the diffusion barrier layer 13 has excellent bondability with the plated metal embedded in the via hole 11.
  • the metal ion 15 having excellent bondability with copper embedded in the via hole 11 is attached to the diffusion barrier layer 13, and typically at least one of palladium (Pd), ruthenium (Ru) and platinum (Pt).
  • the metal ion 15 may contain either ion.
  • the method of adhering the metal ions 15 to the diffusion barrier layer 13 at a concentration that does not precipitate copper (metal) even when the electroless plating solution containing copper ions comes into contact with the diffusion barrier layer 13 is not limited.
  • a liquid (metal ion-containing liquid) in which the metal ions 15 having a sufficiently diluted concentration may be dispersed may be applied (for example, coated) to the exposed surface of the diffusion barrier layer 13.
  • a treatment of applying a rinse liquid (for example, pure water) to the surface of the diffusion barrier layer 13 to which the metal ions 15 are attached is performed on the diffusion barrier layer 13. A part of the attached metal ion 15 may be washed away and removed.
  • a treatment for strengthening the adhesive force of the metal ions 15 to the diffusion barrier layer 13 may be performed. For example, even if the diffusion barrier layer 13 to which the metal ions 15 are attached is heated to a high temperature (for example, about 200 ° C. to 300 ° C.) in an atmosphere of a low oxygen concentration (for example, an oxygen concentration of 50 ppm or less). Good.
  • the electroless plating solution 20 is supplied to the via hole 11 (see FIG. 3), and the metal constituting the second metal wiring 24 is provided to the via hole 11 (in this example). Copper) is deposited (see FIG. 4). That is, the cap layer 14 exposed at the bottom of the via hole 11 acts as a catalyst nucleus, and the copper precipitated by the electroless plating treatment is selectively deposited on the cap layer 14.
  • the metal ion 15 adhering to the diffusion barrier layer 13 has a concentration that does not precipitate copper even when the electroless plating solution 20 comes into contact with the metal ion 15.
  • the plating metal (copper) is grown from the bottom of the via hole 11, but the plating metal is not grown from the diffusion barrier layer 13. .. Therefore, the plated metal is gradually deposited in the via hole 11 from the bottom to the upper side, and the second metal wiring 24 is formed.
  • the electroless plating process in which the plating metal is deposited from the bottom in the via hole 11 has an advantage that the plating metal can be selectively deposited in the via hole 11 while effectively preventing the generation of voids (cavities).
  • the plated metal in the via hole 11 is bonded to the diffusion barrier layer 13. They are just in contact without doing anything. Therefore, the adhesion between the plating metal in the via hole 11 and the diffusion barrier layer 13 is not always good. For example, in an environment accompanied by a temperature change, problems such as stress migration due to the displacement of the plating metal with respect to the diffusion barrier layer 13 may occur. There is concern about the occurrence.
  • the electroless plating treatment of the via hole 11 is performed in a state where the metal ions 15 having a low concentration such that the metal is not precipitated even if the electroless plating solution comes into contact with the diffusion barrier layer 13. Is done.
  • the low-concentration metal ion 15 adhering to the diffusion barrier layer 13 exerts an anchor effect and acts as a binder for strengthening the adhesion between the plated metal in the via hole 11 and the diffusion barrier layer 13. Therefore, the plated metal in the via hole 11 is relatively firmly fixed to the diffusion barrier layer 13, and even if it is placed in an environment accompanied by a large temperature change, it is unlikely to be displaced from the diffusion barrier layer 13. Therefore, according to the present embodiment, the plating metal is deposited from the bottom of the via hole 11 to prevent the generation of voids, and the plating metal is in good contact with the diffusion barrier layer 13 to effectively cause problems such as stress migration. Can be prevented.
  • any treatment not described above may be performed before, during, or during the above-mentioned substrate liquid treatment method.
  • the metal wiring is also embedded in the trench 12 by electroless plating treatment or other treatment.
  • the substrate W (particularly the treated surface) may be subjected to a cleaning treatment, a rinsing treatment and / or a drying treatment before and after the above-mentioned substrate liquid treatment method.
  • the bonding strength of the second metal wiring 24 to the diffusion barrier layer 13 is increased. You may.
  • FIG. 5 is a diagram showing an outline of an example of an ion processing unit 30a including a metal ion imparting unit 31.
  • the specific configuration of each element of the metal ion imparting unit 31 is not limited, and each element of the metal ion imparting unit 31 is shown in a simplified manner in FIG.
  • the metal ion imparting unit 31 imparts metal ions 15 to the substrate W, and adheres metal ions 15 having a “concentration that does not precipitate metal even if the electroless plating solution 20 comes into contact with the diffusion barrier layer 13” to the diffusion barrier layer 13.
  • the illustrated metal ion imparting unit 31 includes a first discharge unit 32, a first substrate holding unit 35, a first cup structure 36, and a first inert gas supply unit, which are movably provided by a first discharge drive unit 34.
  • the 37 and the first heating unit 38 including the first heater 38a are included.
  • the first discharge unit 32, the first discharge drive unit 34, the first substrate holding unit 35, the first cup structure 36, and the first heating unit 38 are installed inside the first processing chamber 39.
  • the first substrate holding portion 35 holds the substrate W rotatably.
  • the first substrate holding portion 35 shown in the drawing sucks and holds the back surface of the substrate W, but the specific method for holding the substrate W is not limited.
  • the first discharge unit 32 has at least a nozzle (not shown) that discharges a liquid containing metal ions 15 (metal ion-containing liquid).
  • the first discharge unit 32 may be provided so that other fluids can be discharged. For example, a cleaning liquid for cleaning the substrate W or a rinse liquid for flushing the substrate W may be discharged from the first discharge unit 32. ..
  • two or more types of fluids may be discharged from a common nozzle, and the first discharge units 32 are of different types from each other. It may have two or more nozzles for discharging the fluid.
  • the first cup structure 36 having a ring-shaped planar shape is provided so as to surround the substrate W held by the first substrate holding portion 35.
  • the first cup structure 36 receives the liquid scattered from the substrate W and guides it to a drain duct (not shown), or arranges the gas flow so as to prevent the gas around the substrate W from diffusing.
  • the specific configuration of the first cup structure 36 is not limited.
  • the first cup structure 36 may have a cup mainly for guiding the liquid and a cup mainly for adjusting the flow of gas as separate bodies.
  • the first heating unit 38 is provided so as to be able to move up and down by a drive mechanism (not shown). For example, when the substrate W is heated, the first heating portion 38 is arranged at a lower position and brought closer to the substrate W. On the other hand, when the substrate W is not heated, the first heating portion 38 is arranged at an upper position and kept away from the substrate W. While the first discharge unit 32 is located above the substrate W, the first heating unit 38 is arranged at a height position that does not contact or collide with the first discharge unit 32 and the first discharge drive unit 34.
  • the first inert gas supply unit 37 supplies the inert gas (for example, nitrogen) into the first processing chamber 39.
  • the first treatment chamber 39 is basically sealed, and outside air does not enter the first treatment chamber 39.
  • the first processing chamber 39 does not necessarily require complete airtightness, and enables the ingress of outside air into the inside (particularly, the ingress of outside air into the periphery of the substrate W held by the first substrate holding portion 35). It suffices if it can be sealed to the extent that it can be prevented.
  • the metal ion 15 is imparted to the substrate W by the ion treatment unit 30a having the above-described configuration.
  • the substrate W is introduced into the first processing chamber 39 of the ion processing unit 30a, and the processing surface (upper surface) of the substrate W from the first ejection unit 32 while the substrate W is held by the first substrate holding portion 35. ),
  • the liquid containing the metal ion 15 is discharged.
  • the liquid containing the metal ions 15 may be applied to the processing surface of the substrate W while the substrate W is rotated by the first substrate holding portion 35.
  • the rinse liquid may be discharged from the first discharge unit 32 to supply the rinse liquid to the treated surface of the substrate W.
  • metal ions 15 having a concentration that does not precipitate metal even when the electroless plating solution 20 comes into contact remains on the treated surface of the substrate W (particularly, the diffusion barrier layer 13 that partitions the via holes 11 (recesses) of the substrate).
  • the rinsing process is performed. Specifically, the concentration of the metal ions 15 remaining on the treated surface of the substrate W is adjusted by changing the amount of the rinse liquid applied to the substrate W, the application time of the rinse liquid, and / or the rotation speed of the substrate W.
  • the dried treatment and / or heat treatment of the treated surface of the substrate W is performed. Will be done.
  • the drying process of the substrate W may be performed by rotating the substrate W at high speed by the first substrate holding unit 35, or a gas (for example, an inert gas from the first inert gas supply unit 37) is applied to the substrate W. It may be done by spraying. Further, the drying treatment and the heat treatment of the substrate W may be performed at the same time.
  • the first heating unit 38 by arranging the first heating unit 38 at a lower position and bringing the heat-generating first heater 38a closer to the processing surface of the substrate W, it is possible to simultaneously perform the drying treatment and the heat treatment of the substrate W. ..
  • the metal ions 15 are attached to the substrate W (particularly the diffusion barrier layer 13). The force of attachment can be effectively increased.
  • the substrate W on which the "metal ions 15 having a concentration that does not deposit metal even when the electroless plating solution 20 comes into contact" adheres to the diffusion barrier layer 13 is transferred from the ion treatment unit 30a to the plating treatment unit. Be transported.
  • FIG. 6 is a diagram showing an outline of an example of a plating processing unit 30b including an electroless plating solution application unit 51.
  • the specific configuration of each element of the electroless plating solution application unit 51 is not limited, and each element of the electroless plating solution application unit 51 is shown in a simplified manner in FIG.
  • the electroless plating solution application unit 51 provided in the plating treatment unit 30b supplies the electroless plating solution 20 to the via holes 11 of the substrate W on which the metal ions 15 are attached to the diffusion barrier layer 13, and deposits metal in the via holes 11.
  • the electroless plating solution application unit 51 shown is the second discharge unit 52, the second substrate holding unit 56, the second cup structure 57, and the second inert gas, which are movably provided by the second discharge drive unit 55.
  • the supply unit 58 and the second heating unit 59 including the second heater 59a are included.
  • the second discharge unit 52, the second discharge drive unit 55, the second substrate holding unit 56, the second cup structure 57, and the second heating unit 59 are installed inside the second processing chamber 60.
  • the second substrate holding portion 56 rotatably holds the substrate W.
  • the second substrate holding portion 56 has an arbitrary configuration, may be configured in the same manner as the first substrate holding portion 35 (see FIG. 5) described above, or has a configuration different from that of the first substrate holding portion 35. You may be doing it.
  • the second discharge unit 52 has at least a nozzle (not shown) that discharges the electroless plating solution 20.
  • the second discharge unit 52 may be provided so as to be able to discharge another fluid.
  • a cleaning liquid for cleaning the substrate W and a rinsing liquid for flushing the substrate W may be discharged from the second discharge unit 52.
  • two or more types of fluids may be discharged from a common nozzle, and the second discharge units 52 are of different types from each other. It may have two or more nozzles for discharging the fluid.
  • the second cup structure 57 receives the liquid scattered from the substrate W and guides it to a drain duct (not shown), or arranges the gas flow so as to prevent the gas around the substrate W from diffusing.
  • the specific configuration of the second cup structure 57 is not limited.
  • the second cup structure 57 of the electroless plating solution application unit 51 typically has a ring-shaped planar shape, and is provided so as to surround the substrate W held by the second substrate holding portion 56.
  • the second inert gas supply unit 58 supplies the inert gas (for example, nitrogen) into the second processing chamber 60.
  • the second heating unit 59 is provided so as to be able to move up and down by a drive mechanism (not shown). While the second discharge unit 52 is located above the substrate W, the second heating unit 59 is arranged at a height position that does not contact or collide with the second discharge unit 52 and the second discharge drive unit 55.
  • the electroless plating solution 20 is applied to the substrate W by the plating processing unit 30b having the above configuration, and the plating metal (copper in this example) is embedded in each via hole 11.
  • the substrate W is introduced into the second processing chamber 60, and the substrate W is held by the second substrate holding portion 56, and the substrate W is not directed from the second ejection portion 52 toward the processing surface (upper surface) of the substrate W.
  • the electrolytic plating solution 20 is discharged.
  • the electroless plating solution 20 may be applied to the treated surface of the substrate W while the substrate W is rotated by the second substrate holding portion 56.
  • the state in which the electroless plating solution 20 is applied to the entire treated surface of the substrate W is maintained, and the plating metal (copper in this example) is deposited and grows in each via hole 11.
  • the electroless plating solution 20 on the substrate W may be heated by the second heating unit 59 to promote the deposition of the plating metal.
  • the electroless plating solution 20 on the substrate W can be heated by arranging the second heating unit 59 at a lower position and bringing the heat-generating second heater 59a closer to the processing surface of the substrate W.
  • metal is also embedded in the trench 12.
  • the metal embedded in the trench 12 is physically and electrically connected to the second metal wiring 24 in the via hole 11.
  • the metal can be embedded in the trench 12 by any method.
  • a plated metal can be embedded in the trench 12 by a known electroless plating method or electrolytic plating method.
  • the substrate W in which the metal is embedded in the via hole 11 and the trench 12 as described above is conveyed from the plating treatment unit 30b to the heat treatment unit.
  • the substrate W in which the metal is embedded in the via hole 11 and the trench 12 may undergo a rinsing treatment, a drying treatment, and other treatments in the plating treatment unit 30b before being sent to the heat treatment unit.
  • FIG. 7 is a diagram showing an outline of an example of a heat treatment unit 30c including a heating unit 65.
  • the specific configuration of each element of the heating unit 65 is not limited, and each element of the heating unit 65 is shown in a simplified manner in FIG.
  • the heating unit 65 heats the substrate W after depositing metal in the recesses of the substrate W (particularly the via hole 11), and heats the substrate W with the divided screen (particularly the diffusion barrier layer 13) of the recesses of the substrate W and the metal wiring (particularly the second metal wiring). 24) Increases the bond strength with.
  • the illustrated heating unit 65 includes a third heating unit 66 including a third heater 66a and a third inert gas supply unit 67.
  • the third heating unit 66 is installed inside the third processing chamber 68.
  • the third inert gas supply unit 67 supplies the inert gas to the inside of the third processing chamber 68.
  • the third processing chamber 68 is basically sealed, and outside air does not enter the third processing chamber 68.
  • the third processing chamber 68 does not necessarily need to be completely hermetically sealed, and may be hermetically sealed to such an extent that the ingress of outside air into the inside can be effectively prevented.
  • the series of treatments performed by the ion treatment unit 30a (see FIG. 5), the plating treatment unit 30b (see FIG. 6), and the heat treatment unit 30c (see FIG. 7) described above are, for example, the treatment system schematically shown in FIG. It is feasible at 80.
  • the processing system 80 shown in FIG. 8 has an loading / unloading station 91 and a processing station 92.
  • the loading / unloading station 91 includes a mounting section 81 including a plurality of carriers C, and a transport section 82 provided with a first transport mechanism 83 and a delivery section 84.
  • a plurality of substrates W are housed in each carrier C in a horizontal state.
  • the processing station 92 is provided with a plurality of processing units 30 installed on both sides of the transport path 86, and a second transport mechanism 85 that reciprocates in the transport path 86.
  • At least a part of the plurality of processing units 30 provided in the processing station 92 is configured to be able to execute at least one of the above-mentioned series of processes. That is, each of the ion treatment unit 30a (see FIG. 5), the plating treatment unit 30b (see FIG. 6), and the heat treatment unit 30c (see FIG. 7) is composed of one or more treatment units 30 shown in FIG.
  • the substrate W is taken out from the carrier C by the first transfer mechanism 83, placed on the delivery section 84, and taken out from the delivery section 84 by the second transfer mechanism 85. Then, the substrate W is sequentially carried into the processing units 30 corresponding to the above-mentioned series of processing by the second transport mechanism 85, is subjected to a predetermined processing by each processing unit 30, and is taken out from each processing unit 30. That is, the substrate W is first carried into the processing unit 30 corresponding to the ion processing unit 30a by the second transport mechanism 85, and undergoes the metal ion imparting process.
  • the substrate W is carried into the processing unit 30 corresponding to the plating processing unit 30b by the second transport mechanism 85, and undergoes a plating metal deposition process using the electroless plating solution 20.
  • the substrate W is carried into the processing unit 30 corresponding to the heat treatment unit 30c by the second transport mechanism 85, and undergoes the plating metal heat treatment.
  • the substrate W that has undergone the above series of treatments is mounted on the delivery section 84 by the second transport mechanism 85, and then returned to the carrier C of the mounting section 81 by the first transport mechanism 83.
  • the processing system 80 includes a control device 93.
  • the control device 93 is composed of, for example, a computer, and includes a control unit and a storage unit. Programs and data for various processes performed by the processing system 80 are stored in the storage unit of the control device 93.
  • the control unit of the control device 93 controls various devices of the processing system 80 and performs various processes by appropriately reading and executing a program stored in the storage unit. Therefore, the control device 93 controls the operations of the various devices, the first transport mechanism 83, and the second transport mechanism 85 provided in the ion treatment unit 30a, the plating treatment unit 30b, and the heat treatment unit 30c described above. A series of processes is carried out.
  • the programs and data stored in the storage unit of the control device 93 may be those recorded on a storage medium that can be read by a computer, and may be installed in the storage unit from the storage medium.
  • Examples of storage media that can be read by a computer include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical disk (MO), and a memory card.
  • the metal ion addition treatment, the metal deposition treatment, and the plating metal heat treatment are each performed by different treatment units 30 (that is, the ion treatment unit 30a, the plating treatment unit 30b, and the heat treatment unit 30c).
  • the ion treatment unit 30a, the plating treatment unit 30b, and the heat treatment unit 30c are each performed by different treatment units 30.
  • some or all of these series of processes may be performed in a common processing unit 30 (ie, in the same processing chamber).
  • the above-mentioned metal ion imparting treatment and metal deposition treatment can be performed in a single manner. It is possible to carry out with the processing unit 30 of. Further, by providing the "nozzle for discharging the electroless plating solution 20" and the “third heating unit 66" in a common processing chamber, the metal deposition treatment and the plating metal heat treatment are carried out in a single processing unit 30. Is possible.
  • first heating unit 38 shown in FIG. 5 and the second heating unit 59 shown in FIG. 6 are provided so as to be able to move up and down, but these first heating unit 38 and the second heating unit 59 are fixedly provided.
  • the first heater 38a may be built in the first substrate holding portion 35 (see FIG. 5), and the first substrate holding portion 35 may function as the first heating portion 38.
  • a second heater 59a may be built in the second substrate holding portion 56 (see FIG. 6), and the second substrate holding portion 56 may function as the second heating portion 59.
  • the third heating unit 66 shown in FIG. 7 is fixedly provided, the third heating unit 66 may be provided so as to be movable.
  • the third heating unit 66 may be provided so as to be able to move up and down like the first heating unit 38 shown in FIG. Further, in the metal ion imparting unit 31 (see FIG. 5), it is not necessary to install the first heating unit 38 when the heat treatment is not performed. Similarly, in the electroless plating solution application unit 51 (see FIG. 6), it is not necessary to install the second heating unit 59 when the heat treatment is not performed.
  • first heater 38a (see FIG. 5), the second heater 59a (see FIG. 6), and the third heater 66a (see FIG. 7) may be turned on and off by the control device 93 (see FIG. 8).
  • the calorific value may be controlled.
  • the cap layer 14 is provided at the bottom of the via hole 11, but the cap layer 14 may not be provided.
  • the wiring for example, the first metal wiring 23
  • the wiring that becomes the catalyst core of the plating metal deposited in the via hole 11 at the bottom of the via hole 11
  • the technical categories that embody the above-mentioned technical ideas are not limited.
  • the above-mentioned substrate liquid processing apparatus may be applied to other apparatus.
  • the above-mentioned technical idea may be embodied by a computer program for causing a computer to execute one or a plurality of procedures (steps) included in the above-mentioned substrate liquid treatment method.
  • the above-mentioned technical idea may be embodied by a non-transitory recording medium in which such a computer program is recorded and can be read by a computer.

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Abstract

凹部と、凹部を区画する拡散バリア層と、凹部の底部において露出する配線と、を有する基板が準備される。無電解めっき液が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオンが、拡散バリア層に付着させられる。拡散バリア層に金属イオンが付着している状態で、凹部に無電解めっき液を供給して凹部に金属を析出させる。

Description

基板液処理方法及び基板液処理装置
　本開示は、基板液処理方法及び基板液処理装置に関する。
　ＬＳＩ等の集積回路における配線の高密度化の進展に伴って、デュアルダマシン法等の様々な配線形成法が提案されている。例えば特許文献１は、金属配線上にキャップ層を形成し、金属配線に達する接続孔及び当該接続孔につながる配線溝の内壁にバリアメタル層を形成し、接続孔及び配線溝に金属層を埋め込む半導体装置の製造方法を開示する。
　このような配線形成法において、凹部（孔及び溝を含む）に金属配線を埋め込む手法として様々なやり方が提案されている。例えば、特許文献１の製造方法では、ＰＶＤ（物理気相成長）法によってシード層を成膜した後にめっき銅を堆積させることによって、接続孔及び配線溝に銅が埋め込まれる。また凹部の底部において金属配線を露出した状態で無電解めっき処理を行って、凹部の底部側から上方に向けて徐々にめっき金属を堆積させることにより、凹部に金属を埋め込むことも可能である。
特開２００６－２１０５０８号公報
　本開示は、凹部において底部からめっき金属を堆積させる無電解めっき処理において、基板の凹部に析出される金属と、凹部を区画する面との間の密着性を向上させるのに有利な技術を提供する。
　本開示の一態様は、凹部と、凹部を区画する拡散バリア層と、凹部の底部において露出する配線と、を有する基板を準備する工程と、無電解めっき液が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオンを、拡散バリア層に付着させる工程と、拡散バリア層に金属イオンが付着している状態で、凹部に無電解めっき液を供給して凹部に金属を析出させる工程と、を含む基板液処理方法に関する。
　本開示によれば、凹部において底部からめっき金属を堆積させる無電解めっき処理において、基板の凹部に析出される金属と、凹部を区画する面との間の密着性を向上させるのに有利である。
図１は、基板の一部の断面を例示する図であり、無電解めっき処理の流れの一例を示す。 図２は、基板の一部の断面を例示する図であり、無電解めっき処理の流れの一例を示す。 図３は、基板の一部の断面を例示する図であり、無電解めっき処理の流れの一例を示す。 図４は、基板の一部の断面を例示する図であり、無電解めっき処理の流れの一例を示す。 図５は、金属イオン付与ユニットを具備するイオン処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図６は、無電解めっき液付与ユニットを具備するめっき処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図７は、加熱ユニットを具備する加熱処理ユニットの一例の概略を示す図である。 図８は、処理システムの一例の概略を示す図である。
　以下、図面を参照して基板液処理装置及び基板液処理方法を例示する。
　以下の説明では、ビアホール（すなわち凹部）にビア（貫通配線）として機能する金属（特に銅）を無電解めっき処理により埋め込むための装置及び方法を例示する。ただし本開示に係る基板液処理装置及び基板液処理方法は、下記に例示される装置及び方法には限定されない。例えば、ビアホール以外の凹部（孔及び溝を含む）に金属を埋め込む場合にも、本開示に係る装置及び方法を応用することが可能である。また銅以外の金属（例えばコバルト（Ｃｏ）、金（Ａｕ）、或いは銀（Ａｇ）等）を凹部に埋め込む場合にも、本開示に係る基板液処理装置及び基板液処理方法を応用することが可能である。
　図１～図４は、基板Ｗの一部（特にビアホール１１を有する部分）の断面を例示する図であり、無電解めっき処理の流れの一例を示す。
　基板Ｗは、絶縁膜２１に形成されているビアホール１１及びトレンチ１２と、絶縁膜２１上に設けられビアホール１１及びトレンチ１２を区画する拡散バリア層１３と、ビアホール１１の底部において露出するキャップ層（配線）１４と、を有する。
　図示の基板Ｗでは、エッチングストップ層２２上に絶縁膜２１が設けられており、上方に設けられる絶縁膜２１と下方に設けられる絶縁膜２１とがエッチングストップ層２２によって分離されている。下方に設けられる絶縁膜２１には、拡散バリア層１３によって区画される領域に、銅によって構成される第１金属配線２３が埋め込まれている。第１金属配線２３の上面はキャップ層１４により被覆されている。ビアホール１１及びトレンチ１２は、キャップ層１４を介して第１金属配線２３とは反対側に位置している。ビアホール１１及びキャップ層１４は、上方に設けられる絶縁膜２１と下方に設けられる絶縁膜２１との間に設けられるエッチングストップ層２２を、貫通するように設けられている。
　基板Ｗを構成する具体的な材料や構成方法は限定されない。典型的には、絶縁膜２１は、低誘電率絶縁材料膜（いわゆるＬｏｗ－ｋ膜）や二酸化シリコン（ＳｉＯ２）によって構成可能である。エッチングストップ層２２は、シリコンカーボンナイトライド（ＳｉＣＮ）や他のシリコン系材料（例えばシリコンナイトライド（ＳｉＮ）やシリコンカーバード（ＳｉＣ））によって構成可能である。拡散バリア層１３は、ビアホール１１及びトレンチ１２に設けられる配線（本例では銅）の絶縁膜２１への拡散を防止し、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタン（Ｔｉ）或いは窒化チタン（ＴｉＮ）によって構成可能である。キャップ層１４は、ビアホール１１に金属（ビア）を埋め込むための無電解めっき処理においてめっき反応の触媒核として働く材料によって構成され、ビアホール１１に銅が埋め込まれる本例では例えばコバルト（Ｃｏ）によって構成可能である。
　本実施形態の基板液処理方法（特に無電解めっき処理）では、上記構成を有する基板Ｗが準備される（図１参照）。そして基板Ｗのビアホール１１を区画する拡散バリア層１３に金属イオン１５が付着させられる（図２参照）。この際、銅イオンを含む無電解めっき液が接触しても銅（金属）を析出させない濃度の金属イオン１５が、拡散バリア層１３に付着される。金属イオン１５は、ビアホール１１を区画する拡散バリア層１３に付着されるが、トレンチ１２を区画する拡散バリア層１３に付着されてもよい。
　拡散バリア層１３に付着される金属イオン１５は、ビアホール１１に埋め込まれるめっき金属との結合性に優れている。本例では、ビアホール１１に埋め込まれる銅との結合性に優れる金属イオン１５が拡散バリア層１３に付着され、典型的にはパラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐｔ）のうちの少なくともいずれかのイオンを金属イオン１５は含みうる。
　拡散バリア層１３に対して金属イオン１５を「銅イオンを含む無電解めっき液が接触しても銅（金属）を析出させない濃度」で付着させる方法は限定されない。例えば、濃度が十分に薄められた金属イオン１５が分散している液体（金属イオン含有液）が拡散バリア層１３の露出面に付与（例えば塗布）されてもよい。また金属イオン１５を拡散バリア層１３に付与した後に、金属イオン１５が付着している拡散バリア層１３の面にリンス液（例えば純水）を付与する処理を行うことによって、拡散バリア層１３に付着している金属イオン１５の一部を洗い流して除去してもよい。また金属イオン１５を拡散バリア層１３に付与した後に、拡散バリア層１３に対する金属イオン１５の付着力を強化する処理が行われてもよい。例えば、金属イオン１５が付着している拡散バリア層１３を、低酸素濃度（例えば５０ｐｐｍ以下の酸素濃度）の雰囲気下で高温（例えば２００℃～３００℃程度）に加熱する処理が行われてもよい。
　そして拡散バリア層１３に金属イオン１５が付着している状態で、ビアホール１１に無電解めっき液２０を供給し（図３参照）、ビアホール１１に第２金属配線２４を構成する金属（本例では銅）を析出させる（図４参照）。すなわちビアホール１１の底部において露出するキャップ層１４が触媒核として働き、無電解めっき処理によって析出される銅はキャップ層１４上に選択的に堆積する。一方、拡散バリア層１３上に付着している金属イオン１５は、無電解めっき液２０が接触しても銅を析出させない濃度を有する。そのためビアホール１１に無電解めっき液２０が溜められてビアホール１１に銅を析出させる工程では、めっき金属（銅）をビアホール１１の底部から成長させる一方で、拡散バリア層１３からはめっき金属を成長させない。したがってビアホール１１には、底部から上方に向けて徐々にめっき金属が堆積し、第２金属配線２４が形成される。
　一般に、ビアホール１１において底部からめっき金属を堆積させる無電解めっき処理は、ボイド（空洞）の発生を効果的に防ぎつつ、選択的にビアホール１１においてめっき金属を堆積させることができる利点がある。その一方で、ビアホール１１の区画面（特に側面）を形成する拡散バリア層１３に対して特段の処理が加えられていない場合、ビアホール１１内のめっき金属は、当該拡散バリア層１３に対して結合することなく単に接触しているにすぎない。そのためビアホール１１内のめっき金属と拡散バリア層１３との間の密着性は必ずしも良好ではなく、例えば温度変化を伴う環境下では拡散バリア層１３に対するめっき金属のズレに起因するストレスマイグレーション等の不具合の発生が懸念される。
　一方、本実施形態によれば、無電解めっき液が接触しても金属を析出させない程度の低濃度の金属イオン１５が拡散バリア層１３に付着している状態で、ビアホール１１の無電解めっき処理が行われる。拡散バリア層１３に付着している低濃度の金属イオン１５はアンカー効果を発揮し、ビアホール１１内のめっき金属と拡散バリア層１３との間の密着性を強化するバインダーとして働く。そのためビアホール１１内のめっき金属は、拡散バリア層１３に対しても比較的強固に固定され、たとえ大きな温度変化を伴う環境下に置かれても拡散バリア層１３に対するズレが生じにくい。したがって本実施形態によれば、ビアホール１１において底部からめっき金属を堆積させてボイドの発生を防ぎつつ、めっき金属を拡散バリア層１３に対して良好に密着させてストレスマイグレーション等の不具合の発生を有効に防ぐことができる。
　上述の基板液処理方法の前後或いは最中には、上述されていない任意の処理が行われてもよい。例えば、ビアホール１１に第２金属配線２４（図４参照）が埋め込まれた後に、無電解めっき処理或いは他の処理によってトレンチ１２にも金属配線が埋め込まれる。また上述の基板液処理方法の前後において基板Ｗ（特に処理面）の洗浄処理、リンス処理及び／又は乾燥処理が行われてもよい。またビアホール１１にめっき金属を析出させた後（例えばトレンチ１２に金属配線が埋め込まれる前又は後）に基板Ｗを加熱することによって、拡散バリア層１３に対する第２金属配線２４の結合強度を増大させてもよい。
　次に、上述の基板液処理方法を行う基板液処理装置の一例について説明する。
　図５は、金属イオン付与ユニット３１を具備するイオン処理ユニット３０ａの一例の概略を示す図である。金属イオン付与ユニット３１の各要素の具体的な構成は限定されず、図５には、金属イオン付与ユニット３１の各要素が簡略化して示されている。
　金属イオン付与ユニット３１は、基板Ｗに金属イオン１５を付与し、「拡散バリア層１３に無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない濃度」の金属イオン１５を拡散バリア層１３に付着させる。図示の金属イオン付与ユニット３１は、第１吐出駆動部３４により移動可能に設けられている第１吐出部３２、第１基板保持部３５、第１カップ構造体３６、第１不活性ガス供給部３７、及び第１ヒーター３８ａを具備する第１加熱部３８を含む。特に第１吐出部３２、第１吐出駆動部３４、第１基板保持部３５、第１カップ構造体３６及び第１加熱部３８は、第１処理チャンバー３９の内側に設置されている。
　第１基板保持部３５は、基板Ｗを回転可能に保持する。図示の第１基板保持部３５は基板Ｗの裏面を吸着保持するが、基板Ｗの保持の具体的な手法は限定されない。第１吐出部３２は、少なくとも、金属イオン１５を含む液体（金属イオン含有液）を吐出するノズル（図示省略）を有する。第１吐出部３２は他の流体を吐出可能に設けられていてもよく、例えば基板Ｗを洗浄するための洗浄液や基板Ｗを洗い流すためのリンス液が第１吐出部３２から吐出されてもよい。第１吐出部３２から複数種類の流体（例えば複数種類の液体）を吐出させる場合、２種類以上の流体を共通のノズルから吐出させてもよいし、第１吐出部３２はお互いに異なる種類の流体を吐出させる２以上のノズルを有していてもよい。
　リング状の平面形状を有する第１カップ構造体３６は、第１基板保持部３５に保持されている基板Ｗを取り囲むように設けられている。第１カップ構造体３６は、基板Ｗから飛散した液体を受け止めてドレンダクト（図示省略）に案内したり、基板Ｗの周囲の気体が拡散するのを防ぐように気体の流れを整えたりする。第１カップ構造体３６の具体的な構成は限定されない。例えば、第１カップ構造体３６は、主として液体を案内するためのカップと、主として気体の流れを整えるためのカップとを、別体として有していてもよい。　
　第１加熱部３８は、図示しない駆動機構によって昇降可能に設けられている。例えば、基板Ｗを加熱する場合、第１加熱部３８は下方位置に配置されて基板Ｗに近づけられる。一方、基板Ｗを加熱しない場合、第１加熱部３８は上方位置に配置されて基板Ｗから遠ざけられる。第１吐出部３２が基板Ｗの上方に位置する間は、第１加熱部３８は第１吐出部３２及び第１吐出駆動部３４と接触及び衝突しない高さ位置に配置される。
　第１不活性ガス供給部３７は、不活性ガス（例えば窒素）を第１処理チャンバー３９内に供給する。第１処理チャンバー３９は、基本的に密閉されており、第１処理チャンバー３９内に外気は進入しない。第１処理チャンバー３９は、必ずしも完全な密閉性を必要とはせず、内側への外気の進入（特に第１基板保持部３５により保持されている基板Ｗの周囲への外気の進入）を有効に防ぐことができる程度に密閉可能であればよい。
　上述の構成を有するイオン処理ユニット３０ａによって、基板Ｗには金属イオン１５が付与される。例えば、イオン処理ユニット３０ａの第１処理チャンバー３９内に基板Ｗが導入され、当該基板Ｗが第１基板保持部３５により保持されている状態で第１吐出部３２から基板Ｗの処理面（上面）に向けて金属イオン１５を含む液体が吐出される。この際、第１基板保持部３５によって基板Ｗが回転させられている状態で、金属イオン１５を含む液体が基板Ｗの処理面に付与されてもよい。
　そして基板Ｗの処理面の全体に金属イオン１５を含む液体が付与された後、第１吐出部３２からリンス液を吐出させて、基板Ｗの処理面にリンス液を供給してもよい。この場合、「無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオン１５」が基板Ｗの処理面（特に基板のビアホール１１（凹部）を区画する拡散バリア層１３）に残存するように、リンス処理が行われる。具体的には、基板Ｗに対するリンス液の付与量、リンス液の付与時間、及び／又は基板Ｗの回転数を変えることによって、基板Ｗの処理面に残存させる金属イオン１５の濃度を調整することが可能である。「無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオン１５」を含む液体が当初から基板Ｗに付与される場合には、基板Ｗから金属イオン１５を洗い流すためのリンス処理は行われなくてもよい。
　そして「無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオン１５」が基板Ｗの処理面に付着している状態で、基板Ｗの処理面の乾燥処理及び／又は加熱処理が行われる。基板Ｗの乾燥処理は、第１基板保持部３５によって基板Ｗを高速回転させることにより行われてもよいし、気体（例えば第１不活性ガス供給部３７からの不活性ガス）を基板Ｗに吹き付けることにより行われてもよい。また基板Ｗの乾燥処理及び加熱処理を同時的に行ってもよい。例えば、第１加熱部３８を下方位置に配置して発熱状態の第１ヒーター３８ａを基板Ｗの処理面に近づけることによって、基板Ｗの乾燥処理及び加熱処理を同時的に行うことが可能である。特に第１処理チャンバー３９内（とりわけ基板Ｗの近傍範囲）を低酸素濃度雰囲気に調整しつつ、基板Ｗを高温に加熱することによって、基板Ｗ（特に拡散バリア層１３）に対する金属イオン１５の付着力を効果的に増大させることができる。
　上述のようにして「無電解めっき液２０が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオン１５」が拡散バリア層１３に付着している基板Ｗは、イオン処理ユニット３０ａから、めっき処理ユニットに搬送される。
　図６は、無電解めっき液付与ユニット５１を具備するめっき処理ユニット３０ｂの一例の概略を示す図である。無電解めっき液付与ユニット５１の各要素の具体的な構成は限定されず、図６には、無電解めっき液付与ユニット５１の各要素が簡略化して示されている。
　めっき処理ユニット３０ｂに設けられる無電解めっき液付与ユニット５１は、拡散バリア層１３に金属イオン１５が付着している基板Ｗのビアホール１１に無電解めっき液２０を供給し、ビアホール１１に金属を析出させる。図示の無電解めっき液付与ユニット５１は、第２吐出駆動部５５により移動可能に設けられている第２吐出部５２、第２基板保持部５６、第２カップ構造体５７、第２不活性ガス供給部５８、及び第２ヒーター５９ａを具備する第２加熱部５９を含む。第２吐出部５２、第２吐出駆動部５５、第２基板保持部５６、第２カップ構造体５７及び第２加熱部５９は、第２処理チャンバー６０の内側に設置されている。
　第２基板保持部５６は、基板Ｗを回転可能に保持する。第２基板保持部５６は、任意の構成を有し、上述の第１基板保持部３５（図５参照）と同様に構成されてもよいし、第１基板保持部３５とは異なる構成を有していてもよい。
　第２吐出部５２は、少なくとも、無電解めっき液２０を吐出するノズル（図示省略）を有する。第２吐出部５２は他の流体を吐出可能に設けられていてもよい。例えば、基板Ｗを洗浄するための洗浄液や基板Ｗを洗い流すためのリンス液が、第２吐出部５２から吐出されてもよい。第２吐出部５２から複数種類の流体（例えば複数種類の液体）を吐出させる場合、２種類以上の流体を共通のノズルから吐出させてもよいし、第２吐出部５２はお互いに異なる種類の流体を吐出させる２以上のノズルを有していてもよい。
　第２カップ構造体５７は、基板Ｗから飛散した液体を受け止めてドレンダクト（図示省略）に案内したり、基板Ｗの周囲の気体が拡散するのを防ぐように気体の流れを整えたりする。第２カップ構造体５７の具体的な構成は限定されない。無電解めっき液付与ユニット５１の第２カップ構造体５７は、典型的にはリング状の平面形状を有し、第２基板保持部５６に保持されている基板Ｗを取り囲むように設けられる。
　第２不活性ガス供給部５８は、不活性ガス（例えば窒素）を第２処理チャンバー６０内に供給する。第２加熱部５９は、図示しない駆動機構によって昇降可能に設けられている。第２吐出部５２が基板Ｗの上方に位置する間は、第２加熱部５９は第２吐出部５２及び第２吐出駆動部５５と接触及び衝突しない高さ位置に配置される。
　上述の構成を有するめっき処理ユニット３０ｂによって、基板Ｗに無電解めっき液２０が付与され、各ビアホール１１にめっき金属（本例では銅）が埋め込まれる。例えば、第２処理チャンバー６０内に基板Ｗが導入され、当該基板Ｗが第２基板保持部５６により保持されている状態で第２吐出部５２から基板Ｗの処理面（上面）に向けて無電解めっき液２０が吐出される。この際、第２基板保持部５６によって基板Ｗが回転させられている状態で、無電解めっき液２０が基板Ｗの処理面に付与されてもよい。
　そして基板Ｗの処理面の全体に無電解めっき液２０が付与された状態が維持され、各ビアホール１１にめっき金属（本例では銅）が堆積して成長する。これにより各ビアホール１１がめっき金属により埋められ、ビアホール１１内に第２金属配線２４が形成される。この際、基板Ｗ上の無電解めっき液２０が第２加熱部５９によって加熱され、めっき金属の堆積が促進されてもよい。例えば、第２加熱部５９を下方位置に配置して発熱状態の第２ヒーター５９ａを基板Ｗの処理面に近づけることによって、基板Ｗ上の無電解めっき液２０を加熱することが可能である。
　その後、トレンチ１２にも金属（配線）が埋め込まれる。トレンチ１２に埋め込まれた金属は、ビアホール１１内の第２金属配線２４に対して物理的及び電気的に接続する。トレンチ１２内への金属の埋め込みは任意の方法によって行うことができる。例えば公知の無電解めっき法や電解めっき法によって、トレンチ１２にめっき金属を埋め込むことが可能である。
　上述のようにしてビアホール１１及びトレンチ１２に金属が埋め込まれた基板Ｗは、めっき処理ユニット３０ｂから加熱処理ユニットに搬送される。なおビアホール１１及びトレンチ１２に金属が埋め込まれている基板Ｗは、加熱処理ユニットに送られる前に、めっき処理ユニット３０ｂにおいてリンス処理、乾燥処理、及び他の処理を受けてもよい。
　図７は、加熱ユニット６５を具備する加熱処理ユニット３０ｃの一例の概略を示す図である。加熱ユニット６５の各要素の具体的な構成は限定されず、図７には、加熱ユニット６５の各要素が簡略化して示されている。
　加熱ユニット６５は、基板Ｗの凹部（特にビアホール１１）に金属を析出させた後に基板Ｗを加熱し、基板Ｗの凹部の区画面（特に拡散バリア層１３）と金属配線（特に第２金属配線２４）との間の結合強度を増大させる。図示の加熱ユニット６５は、第３ヒーター６６ａを具備する第３加熱部６６と、第３不活性ガス供給部６７と、を有する。第３加熱部６６は第３処理チャンバー６８の内側に設置されている。第３不活性ガス供給部６７は第３処理チャンバー６８の内側に不活性ガスを供給する。
　第３処理チャンバー６８内（とりわけ基板Ｗの近傍範囲）を低酸素濃度雰囲気に調整しつつ、基板Ｗを高温に加熱することによって、基板Ｗの凹部の区画面と金属配線との間の結合強度を増大させることができる。第３処理チャンバー６８は、基本的に密閉されており、第３処理チャンバー６８内に外気は進入しない。ただし第３処理チャンバー６８は、必ずしも完全な密閉性を必要とはせず、内側への外気の進入を有効に防ぐことができる程度に密閉可能であればよい。
　上述のイオン処理ユニット３０ａ（図５参照）、めっき処理ユニット３０ｂ（図６参照）及び加熱処理ユニット３０ｃ（図７参照）で行われる一連の処理は、例えば図８に概略的に示される処理システム８０において実行可能である。
　図８に示す処理システム８０は、搬入出ステーション９１及び処理ステーション９２を有する。搬入出ステーション９１は、複数のキャリアＣを具備する載置部８１と、第１搬送機構８３及び受渡部８４が設けられている搬送部８２と、を含む。各キャリアＣには、複数の基板Ｗが水平状態で収容されている。処理ステーション９２には、搬送路８６の両側に設置されている複数の処理ユニット３０と、搬送路８６を往復移動する第２搬送機構８５とが設けられている。処理ステーション９２に設けられる複数の処理ユニット３０のうちの少なくとも一部は、上述の一連の処理のうちの少なくともいずれか一つを実行しうるように構成されている。すなわちイオン処理ユニット３０ａ（図５参照）、めっき処理ユニット３０ｂ（図６参照）及び加熱処理ユニット３０ｃ（図７参照）の各々は、図８に示される１以上の処理ユニット３０によって構成される。
　基板Ｗは、第１搬送機構８３によりキャリアＣから取り出されて受渡部８４に載せられ、第２搬送機構８５によって受渡部８４から取り出される。そして基板Ｗは、第２搬送機構８５によって、上述の一連の処理に対応する処理ユニット３０に順次搬入され、各処理ユニット３０で所定の処理が施され、各処理ユニット３０から取り出される。すなわち基板Ｗは、第２搬送機構８５によって、まずイオン処理ユニット３０ａに対応する処理ユニット３０に搬入され、金属イオン付与処理を受ける。その後、基板Ｗは、第２搬送機構８５によって、めっき処理ユニット３０ｂに対応する処理ユニット３０に搬入され、無電解めっき液２０を使っためっき金属堆積処理を受ける。その後、基板Ｗは、第２搬送機構８５によって、加熱処理ユニット３０ｃに対応する処理ユニット３０に搬入され、めっき金属加熱処理を受ける。上記の一連の処理を受けた基板Ｗは、第２搬送機構８５によって受渡部８４に載せられ、その後、第１搬送機構８３によって載置部８１のキャリアＣに戻される。
　処理システム８０は制御装置９３を備える。制御装置９３は、例えばコンピュータによって構成され、制御部及び記憶部を具備する。制御装置９３の記憶部には、処理システム８０で行われる各種処理のためのプログラム及びデータが記憶される。制御装置９３の制御部は、記憶部に記憶されているプログラムを適宜読み出して実行することにより、処理システム８０の各種デバイスを制御して各種処理を行う。したがって制御装置９３が、上述のイオン処理ユニット３０ａ、めっき処理ユニット３０ｂ及び加熱処理ユニット３０ｃに設けられている各種デバイス、第１搬送機構８３及び第２搬送機構８５の動作を制御することで、上述の一連の処理が遂行される。
　制御装置９３の記憶部に記憶されるプログラム及びデータは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該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。コンピュータによって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）及びメモリカードなどがある。
［変形例］
　上述の例では、金属イオン付与処理、金属堆積処理及びめっき金属加熱処理のそれぞれがお互いに別の処理ユニット３０（すなわちイオン処理ユニット３０ａ、めっき処理ユニット３０ｂ、加熱処理ユニット３０ｃ）で行われる。しかしながら、これらの一連の処理の一部又は全部が、共通の処理ユニット３０（すなわち同一の処理チャンバー内）で行われてもよい。
　例えば「金属イオン１５を含有する液体を吐出するノズル」及び「無電解めっき液２０を吐出するノズル」が共通の吐出部に設けられることによって、上述の金属イオン付与処理及び金属堆積処理を単一の処理ユニット３０で実施することが可能である。また「無電解めっき液２０を吐出するノズル」及び「第３加熱部６６」を共通の処理チャンバー内に設けることによって、金属堆積処理及びめっき金属加熱処理を単一の処理ユニット３０で実施することが可能である。
　また図５に示す第１加熱部３８及び図６に示す第２加熱部５９は昇降可能に設けられているが、これらの第１加熱部３８及び第２加熱部５９は固定的に設けられていてもよい。例えば、第１基板保持部３５（図５参照）に第１ヒーター３８ａを内蔵し、この第１基板保持部３５を第１加熱部３８として機能させてもよい。同様に、第２基板保持部５６（図６参照）に第２ヒーター５９ａを内蔵し、この第２基板保持部５６を第２加熱部５９として機能させてもよい。一方、図７に示す第３加熱部６６は固定的に設けられているが、この第３加熱部６６は移動可能に設けられていてもよい。例えば、第３加熱部６６は、図５に示す第１加熱部３８のように昇降可能に設けられていてもよい。また金属イオン付与ユニット３１（図５参照）は、加熱処理を行わない場合、第１加熱部３８の設置が不要である。同様に、無電解めっき液付与ユニット５１（図６参照）は、加熱処理を行わない場合、第２加熱部５９の設置が不要である。
　また第１ヒーター３８ａ（図５参照）、第２ヒーター５９ａ（図６参照）及び第３ヒーター６６ａ（図７参照）は、制御装置９３（図８参照）によって、オンオフの制御が行われてもよいし、発熱量の制御が行われてもよい。
　また上述の図１～図４に示す例ではキャップ層１４がビアホール１１の底部に設けられているが、キャップ層１４が設けられていなくてもよい。この場合、ビアホール１１の底部において、ビアホール１１において析出させるめっき金属の触媒核となる配線（例えば第１金属配線２３）を露出させることによって、ビアホール１１において底部からめっき金属を堆積させることが可能である。
　本明細書で開示されている実施形態及び変形例はすべての点で例示に過ぎず限定的には解釈されないことに留意されるべきである。上述の実施形態及び変形例は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態での省略、置換及び変更が可能である。例えば上述の実施形態及び変形例が組み合わされてもよく、また上述以外の実施形態が上述の実施形態又は変形例と組み合わされてもよい。
　また上述の技術的思想を具現化する技術的カテゴリーは限定されない。例えば上述の基板液処理装置が他の装置に応用されてもよい。また上述の基板液処理方法に含まれる１又は複数の手順（ステップ）をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムによって、上述の技術的思想が具現化されてもよい。またそのようなコンピュータプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記録媒体によって、上述の技術的思想が具現化されてもよい。

Claims (7)

  1. 　凹部と、前記凹部を区画する拡散バリア層と、前記凹部の底部において露出する配線と、を有する基板を準備する工程と、
    　無電解めっき液が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオンを、前記拡散バリア層に付着させる工程と、
    　前記拡散バリア層に前記金属イオンが付着している状態で、前記凹部に前記無電解めっき液を供給して前記凹部に前記金属を析出させる工程と、を含む基板液処理方法。
  2. 　前記凹部に前記金属を析出させる工程では、前記金属を前記凹部の前記底部から成長させて、前記拡散バリア層からは前記金属を成長させない請求項１に記載の基板液処理方法。
  3. 　前記金属イオンは、パラジウム、ルテニウム及び白金のうちの少なくともいずれかのイオンを含む請求項１又は２に記載の基板液処理方法。
  4. 　前記拡散バリア層に前記金属イオンを付着させる工程は、前記金属イオンが付着している前記拡散バリア層の面にリンス液を付与する処理を含む請求項１～３のいずれか一項に記載の基板液処理方法。
  5. 　前記拡散バリア層に前記金属イオンを付着させる工程は、前記金属イオンが付着している前記拡散バリア層を加熱する処理を含む請求項１～４のいずれか一項に記載の基板液処理方法。
  6. 　前記凹部に前記金属を析出させた後に前記基板を加熱する工程を含む請求項１～５のいずれか一項に記載の基板液処理方法。
  7. 　凹部と、前記凹部を区画する拡散バリア層と、前記凹部の底部において露出する配線とを有する基板に金属イオンを付与し、無電解めっき液が接触しても金属を析出させない濃度の金属イオンを前記拡散バリア層に付着させる金属イオン付与ユニットと、
    　前記拡散バリア層に前記金属イオンが付着している前記基板の前記凹部に前記無電解めっき液を供給し、前記凹部に前記金属を析出させる無電解めっき液付与ユニットと、を備える基板液処理装置。
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