WO2021085165A1 - 基板液処理方法および基板液処理装置 - Google Patents

基板液処理方法および基板液処理装置 Download PDF

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WO2021085165A1
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lid
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plating
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裕一郎 稲富
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate liquid treatment method and a substrate liquid treatment apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a substrate liquid treatment apparatus that performs electroless plating treatment on a substrate (wafer) using a treatment liquid composed of a plating liquid.
  • the present disclosure provides a technique for improving the uniformity of a plating film in the substrate surface in an electroless plating process.
  • the substrate liquid treatment method is a substrate liquid treatment method in which a plating solution is supplied to a substrate to liquidate the substrate, and the step of holding the substrate by a substrate holding portion and the substrate A step of supplying the plating solution to the upper surface, a step of covering the substrate with a lid arranged above the held substrate and having a ceiling portion, and a step of covering the substrate with the lid, at least the lid.
  • the step of heating the plating solution which includes a step of heating the plating solution on the substrate by a heating portion provided on either the body or the substrate holding portion, at least the lid body and the substrate are used.
  • One of the holding portions is moved up and down to perform a gas discharge operation for pushing out the reaction gas staying between the lid and the substrate.
  • the uniformity of the plating film is improved in the substrate surface in the electroless plating treatment.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a plating processing apparatus as an example of the substrate liquid processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the plating-processed portion shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan sectional view showing the nozzle arm and the lid of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a plating process of a substrate in the plating process apparatus of FIG.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the substrate holding process of FIG.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining the plating solution filling process of FIG.
  • FIG. 5C is a diagram for explaining the plating solution heat treatment step of FIG.
  • FIG. 5D is a diagram for explaining the switching of the lowering speed of the lid body of FIG.
  • FIG. 5E is a diagram for explaining the heating process of FIG.
  • FIG. 5F is a diagram for explaining the substrate drying process of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a plating processing apparatus as an example of the substrate liquid processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure.
  • the plating processing apparatus is an apparatus for supplying a plating solution L1 (processing solution) to the substrate W to perform a plating process (liquid treatment) on the substrate W.
  • the plating processing apparatus 1 includes a plating processing unit 2 and a control unit 3 for controlling the operation of the plating processing unit 2.
  • the plating processing unit 2 performs various processing on the substrate W (wafer). Various treatments performed by the plating processing unit 2 will be described later.
  • the control unit 3 is, for example, a computer, and has 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 processing unit 2 by reading and executing a program stored in the storage unit.
  • the storage unit is composed of storage devices such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a hard disk, and stores programs that control various processes executed in the plating processing unit 2.
  • the program may be recorded on a recording medium 31 that can be read by a computer, or may be installed in a storage unit from the recording medium 31.
  • Examples of the recording medium 31 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), a memory card, and the like.
  • the recording medium 31 records, for example, a program in which the computer controls the plating processing device 1 to execute the plating processing method described later when executed by a computer for controlling the operation of the plating processing device 1. ..
  • the configuration of the plating processing unit 2 will be described with reference to FIG.
  • the plating processing unit 2 has a loading / unloading station 21 and a processing station 22 provided adjacent to the loading / unloading station 21.
  • the loading / unloading station 21 includes a mounting unit 211 and a transport unit 212 provided adjacent to the mounting unit 211.
  • a plurality of transport containers (hereinafter referred to as "carrier C") for accommodating a plurality of substrates W in a horizontal state are mounted on the mounting portion 211.
  • the transport unit 212 includes a transport mechanism 213 and a delivery unit 214.
  • the transport mechanism 213 includes a holding mechanism for holding the substrate W, and is configured to be capable of moving in the horizontal direction and the vertical direction and turning around the vertical axis.
  • the processing station 22 includes a plurality of plating processing units 5.
  • the number of plating processing units 5 included in the processing station 22 is two or more, but may be one.
  • the plurality of plating processing units 5 are arranged on both sides of the transport path 221 extending in a predetermined direction (both sides in a direction orthogonal to the moving direction of the transport mechanism 222 described later).
  • the transport path 221 is provided with a transport mechanism 222.
  • the transport mechanism 222 includes a holding mechanism for holding the substrate W, and is configured to be capable of moving in the horizontal direction and the vertical direction and turning 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 mounted on the mounting portion 211, and mounts the taken out substrate W on the delivery portion 214. Further, the transport mechanism 213 takes out the substrate W mounted on the delivery portion 214 by the transport mechanism 222 of the processing station 22, and accommodates the substrate W in the carrier C of the mounting portion 211.
  • the transfer mechanism 222 of the processing station 22 transfers the substrate W between the delivery unit 214 and the plating processing unit 5, and between the plating processing unit 5 and the delivery unit 214. Specifically, the transport mechanism 222 takes out the substrate W placed on the delivery section 214, and carries the taken-out substrate W into the plating processing section 5. Further, 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 is configured to perform liquid treatment including electroless plating treatment.
  • the plating processing unit 5 is arranged on the chamber 51, the substrate holding unit 52 which is arranged in the chamber 51 and holds the substrate W horizontally, and the plating solution L1 (processing liquid L1) on the upper surface of the substrate W held by the substrate holding unit 52. ) Is provided with a plating solution supply unit 53 (treatment liquid supply unit).
  • the substrate holding portion 52 has a chuck member 521 that vacuum-adsorbs the lower surface (back surface) of the substrate W.
  • the chuck member 521 is a so-called vacuum chuck type.
  • the substrate holding portion 52 may be a so-called mechanical chuck type in which the outer edge portion of the substrate W is gripped by a chuck mechanism or the like. Further, the substrate holding portion 52 may have a substrate holding portion elevating mechanism (not shown) for operating the substrate holding portion 52 in the vertical direction.
  • a substrate holding portion elevating mechanism an actuator including a cylinder or a motor and a ball screw may be used.
  • a rotary motor 523 (rotation drive section) is connected to the board holding section 52 via a rotary shaft 522.
  • the rotary motor 523 is driven, the substrate holding portion 52 rotates together with the substrate W.
  • the rotary motor 523 is supported by a base 524 fixed to the chamber 51.
  • the plating solution supply unit 53 is provided on the plating solution nozzle 531 (treatment solution nozzle) for discharging (supplying) the plating solution L1 to the substrate W held by the substrate holding unit 52 and the plating solution nozzle 531. It has a plating solution supply source 532 for supplying the plating solution L1.
  • the plating solution supply source 532 is configured to supply the plating solution L1 heated or temperature-controlled to a predetermined temperature to the plating solution nozzle 531.
  • the temperature at the time of discharging the plating solution L1 from the plating solution nozzle 531 is, for example, 55 ° C. or higher and 75 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or higher and 70 ° C. or lower.
  • the plating solution nozzle 531 is held by the nozzle arm 56 and is configured to be movable.
  • the plating solution L1 is a plating solution for autocatalytic (reduction type) electroless plating.
  • the plating solution L1 contains, for example, metal ions such as cobalt (Co) ion, nickel (Ni) ion, tungsten (W) ion, copper (Cu) ion, palladium (Pd) ion, and gold (Au) ion, and hypophosphorous acid. Contains a reducing agent such as phosphoric acid and dimethylamine borane.
  • the plating solution L1 may contain additives and the like. Examples of the plating film P (metal film, see FIG. 5F) formed by the plating treatment using the plating solution L1 include CoWB, CoB, CoWP, CoWBP, NiWB, NiB, NiWP, NiWBP and the like.
  • the plating processing unit 5 has, as other processing liquid supply units, a cleaning liquid supply unit 54 that supplies the cleaning liquid L2 to the upper surface of the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a rinse on the upper surface of the substrate W.
  • a rinse liquid supply unit 55 for supplying the liquid L3 is further provided.
  • the cleaning liquid supply unit 54 has a cleaning liquid nozzle 541 that discharges the cleaning liquid L2 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a cleaning liquid supply source 542 that supplies the cleaning liquid L2 to the cleaning liquid nozzle 541.
  • the cleaning liquid L2 includes, for example, 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 surface to be plated of the substrate W. An aqueous solution of hydrofluoric acid) or the like can be used.
  • the cleaning liquid nozzle 541 is held by the nozzle arm 56 and can move together with the plating liquid nozzle 531.
  • the rinse liquid supply unit 55 includes a rinse liquid nozzle 551 that discharges the rinse liquid L3 to the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a rinse liquid supply source 552 that supplies the rinse liquid L3 to the rinse liquid nozzle 551. doing.
  • the rinse liquid nozzle 551 is held by the nozzle arm 56 and can move together with the plating liquid nozzle 531 and the cleaning liquid nozzle 541.
  • the rinsing liquid L3 for example, pure water (deionized water) or the like can be used.
  • a nozzle moving mechanism (not shown) is connected to the nozzle arm 56 that holds the plating liquid nozzle 531, the cleaning liquid nozzle 541, and the rinse liquid nozzle 551 described above.
  • This nozzle moving mechanism moves the nozzle arm 56 in the horizontal direction and the vertical direction. More specifically, as shown in FIG. 3, by the nozzle moving mechanism, the nozzle arm 56 has a discharge position (a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 3) and a retracted position retracted from the discharge position (solid line in FIG. 3). It is possible to move to and from the position indicated by).
  • the discharge position is a position where the treatment liquid (plating liquid L1, cleaning liquid L2, or rinse liquid L3) is discharged to the substrate W.
  • the discharge position is not particularly limited as long as the processing liquid can be supplied to an arbitrary position on the upper surface of the substrate W.
  • the ejection position of the nozzle arm 56 may be different depending on whether the plating liquid L1 is supplied to the substrate W, the cleaning liquid L2 is supplied, or the rinse liquid L3 is supplied.
  • the retracted position is a position in the chamber 51 that does not overlap the substrate W when viewed from above, and is a position away from the discharge position. When the nozzle arm 56 is positioned in the retracted position, it is possible to prevent the moving lid 6 from interfering with the nozzle arm 56.
  • a cup 571 is provided around the substrate holding portion 52.
  • the cup 571 is formed in a ring shape when viewed from above, and receives the processing liquid scattered from the substrate W when the substrate W rotates, and guides the cup 571 to a drain duct 581 described later.
  • An atmosphere blocking cover 572 is provided on the outer peripheral side of the cup 571 to prevent the atmosphere around the substrate W from diffusing into the chamber 51.
  • the atmosphere blocking cover 572 is formed in a cylindrical shape so as to extend in the vertical direction, and the upper end is open. A lid 6 to be described later can be inserted into the atmosphere blocking cover 572 from above.
  • a drain duct 581 is provided below the cup 571.
  • the drain duct 581 is formed in a ring shape when viewed from above, and receives and discharges the treatment liquid that has been received by the cup 571 and lowered, and the treatment liquid that has directly descended from the periphery of the substrate W.
  • An inner cover 582 is provided on the inner peripheral side of the drain duct 581. The inner cover 582 is arranged above the cooling plate 525 to prevent the treatment liquid and the atmosphere around the substrate W from diffusing.
  • a guide member 583 that guides the treatment liquid to the drain duct 581 is provided above the exhaust pipe 81, which will be described later. The guide member 583 is configured to prevent the processing liquid descending above the exhaust pipe 81 from entering the exhaust pipe 81 and to be received by the drain duct 581.
  • the substrate W held by the substrate holding portion 52 is covered with the lid body 6.
  • the lid 6 has a ceiling portion 61 and a side wall portion 62 extending downward from the ceiling portion 61.
  • the ceiling portion 61 is arranged above the substrate W held by the substrate holding portion 52 and is placed on the substrate W. On the other hand, they face each other at a relatively small interval.
  • the ceiling portion 61 includes a first ceiling plate 611 and a second ceiling plate 612 provided on the first ceiling plate 611.
  • a heater 63 (heating unit), which will be described later, is interposed between the first ceiling plate 611 and the second ceiling plate 612.
  • the first ceiling plate 611 and the second ceiling plate 612 are configured to seal the heater 63 so that the heater 63 does not come into contact with a treatment liquid such as the plating liquid L1.
  • a seal ring 613 is provided between the first ceiling plate 611 and the second ceiling plate 612 on the outer peripheral side of the heater 63, and the heater 63 is sealed by the seal ring 613. ..
  • the first ceiling plate 611 and the second ceiling plate 612 are preferably corrosive to a treatment liquid such as the plating liquid L1, and may be formed of, for example, an aluminum alloy.
  • a treatment liquid such as the plating liquid L1
  • the first ceiling plate 611, the second ceiling plate 612 and the side wall portion 62 may be coated with Teflon (registered trademark).
  • a lid moving mechanism 7 is connected to the lid 6 via a lid arm 71.
  • the lid moving mechanism 7 moves the lid 6 in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the lid moving mechanism 7 includes a swivel motor 72 that moves the lid 6 in the horizontal direction, and a cylinder 73 that moves the lid 6 in the vertical direction.
  • the swivel motor 72 is mounted on a support plate 74 provided so as to be movable in the vertical direction with respect to the cylinder 73.
  • an actuator (not shown) including a motor and a ball screw may be used.
  • the swivel motor 72 of the lid moving mechanism 7 has the lid 6 placed above the substrate W held by the substrate holding portion 52 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 3).
  • the position) and the retracted position (the position shown by the solid line in FIG. 3) retracted from the upper position are moved.
  • the upper position is a position facing the substrate W held by the substrate holding portion 52 at a relatively large interval, and is a position overlapping the substrate W when viewed from above.
  • the retracted position is a position in the chamber 51 that does not overlap the substrate W when viewed from above.
  • the moving nozzle arm 56 is prevented from interfering with the lid 6.
  • the rotation axis of the swivel motor 72 extends in the vertical direction, and the lid 6 can swivel and move in the horizontal direction between the upper position and the retracted position.
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 moves the lid 6 in the vertical direction, and the distance between the substrate W to which the plating solution L1 is supplied and the first ceiling plate 611 of the ceiling portion 61.
  • the lid body 6 is placed at the first spacing position (see FIG. 5C), the second spacing position (see FIG. 5D), and the above-mentioned upper position (position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 2). ) And.
  • the spacing between the substrate W and the first ceiling plate 611 is the smallest first spacing g1 (see FIG. 5C), and the first ceiling plate 611 is closest to the substrate W.
  • the first interval g1 may be set so that the first ceiling plate 611 does not come into contact with the plating solution L1 on the substrate W. Suitable.
  • the spacing between the substrate W and the first ceiling plate 611 is the second spacing g2 (see FIG. 5D), which is larger than the first spacing g1.
  • the lid body 6 is positioned above the first spacing position.
  • the upper position is a height position at which the lid 6 can be prevented from interfering with surrounding structures such as the cup 571 and the atmosphere blocking cover 572 when the lid 6 is swiveled in the horizontal direction. ing.
  • the lid 6 can be moved by the cylinder 73 between the first interval position, the second interval position, and the upper position.
  • the distance between the substrate W and the first ceiling plate 611 can be adjusted to the first distance g1 and the second distance g2.
  • the side wall portion 62 of the lid 6 extends downward from the peripheral edge portion of the first ceiling plate 611 of the ceiling portion 61, and when heating the plating solution L1 on the substrate W (first interval).
  • the lid 6 is positioned at the position and the second interval position
  • it is arranged on the outer peripheral side of the substrate W.
  • the lower end 621 of the side wall portion 62 is positioned at a position lower than the substrate W.
  • the vertical distance x1 between the lower end 621 of the side wall portion 62 and the lower surface of the substrate W is preferably, for example, 10 to 30 mm.
  • a heater 63 is provided on the ceiling portion 61 of the lid body 6.
  • the heater 63 heats the treatment liquid (preferably the plating liquid L1) on the substrate W when the lid 6 is positioned at the first interval position and the second interval position.
  • the heater 63 is interposed between the first ceiling plate 611 and the second ceiling plate 612 of the lid body 6.
  • the heater 63 is sealed as described above to prevent it from coming into contact with a treatment liquid such as the plating liquid L1.
  • the ceiling portion 61 and the side wall portion 62 of the lid body 6 are covered with the lid body cover 64.
  • the lid cover 64 is placed on the second ceiling plate 612 of the lid 6 via a support portion 65. That is, a plurality of support portions 65 projecting upward from the upper surface of the second ceiling plate 612 are provided on the second ceiling plate 612, and the lid cover 64 is placed on the support portions 65.
  • the lid cover 64 can be moved in the horizontal direction and the vertical direction together with the lid 6.
  • the lid cover 64 preferably has a higher heat insulating property than the ceiling portion 61 and the side wall portion 62 in order to prevent heat in the lid body 6 from escaping to the surroundings.
  • the lid cover 64 is preferably made of a resin material, and it is even more preferable that the resin material has heat resistance.
  • a fan filter unit 59 (gas supply unit) that supplies clean air (gas) around the lid 6 is provided above the chamber 51.
  • the fan filter unit 59 supplies air into the chamber 51 (particularly, inside the atmosphere blocking cover 572), and the supplied air flows toward the exhaust pipe 81 described later.
  • a downflow through which this air flows downward is formed around the lid 6, and the gas vaporized from the treatment liquid such as the plating liquid L1 flows toward the exhaust pipe 81 by this downflow. In this way, the vaporized gas from the treatment liquid is prevented from rising and diffusing into the chamber 51.
  • the amount of gas supplied by the fan filter unit 59 when the plating solution L1 on the substrate W is heated by the heater 63 is smaller than that when the plating solution L1 is supplied on the substrate W. It is configured in. More specifically, when the lid 6 is positioned at the first spacing position, the amount of air supplied by the fan filter unit 59 is higher than when the lid 6 is positioned at the retracted position or the upper position. It is decreasing.
  • the exhaust mechanism 8 has two exhaust pipes 81 provided below the cup 571 and an exhaust duct 82 provided below the drain duct 581. Two of these exhaust pipes 81 penetrate the bottom of the drain duct 581 and communicate with the exhaust duct 82, respectively.
  • the exhaust duct 82 is formed substantially in a semicircular ring shape when viewed from above. In the present embodiment, one exhaust duct 82 is provided below the drain duct 581, and two exhaust pipes 81 communicate with the exhaust duct 82.
  • the plating treatment method carried out by the plating treatment apparatus 1 includes a plating treatment for the substrate W.
  • the plating process is performed by the plating process unit 5.
  • the operation of the plating processing unit 5 shown below is controlled by outputting a control signal by the control unit 3.
  • the substrate W is carried into the plating processing unit 5, and the carried-in substrate W is held by the substrate holding unit 52 as shown in FIG. 5A (step S1).
  • the lower surface of the substrate W is vacuum-sucked, and the substrate W is horizontally held by the substrate holding portion 52.
  • step S2 the substrate W held by the substrate holding portion 52 is cleaned (step S2).
  • the rotation motor 523 is driven to rotate the substrate W at a predetermined rotation speed.
  • the nozzle arm 56 positioned at the retracted position moves to the ejection position (the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 3).
  • the cleaning liquid L2 is supplied from the cleaning liquid nozzle 541 to the rotating substrate W to clean the surface of the substrate W. As a result, deposits and the like adhering to the substrate W are removed from the substrate W.
  • the cleaning liquid L2 supplied to the substrate W is discharged to the drain duct 581.
  • the cleaned substrate W is rinsed (step S3).
  • the rinsing liquid L3 is supplied from the rinsing liquid nozzle 551 to the rotating substrate W, and the surface of the substrate W is rinsed. As a result, the cleaning liquid L2 remaining on the substrate W is washed away.
  • the rinse liquid L3 supplied to the substrate W is discharged to the drain duct 581.
  • the plating solution L1 is supplied and served on the rinsed substrate W (step S4).
  • the rotation speed of the substrate W is reduced to be lower than the rotation speed during the rinsing process.
  • the rotation speed of the substrate W may be 50 to 150 rpm.
  • the plating film P which will be described later, formed on the substrate W can be made uniform.
  • the rotation of the substrate W may be stopped in order to increase the amount of the plating solution L1.
  • the plating solution L1 is discharged from the plating solution nozzle 531 to the upper surface of the substrate W.
  • the discharged plating solution L1 stays on the upper surface of the substrate W due to surface tension, and the plating solution is placed on the upper surface of the substrate W to form a layer (so-called paddle) of the plating solution L1.
  • a part of the plating solution L1 flows out from the upper surface of the substrate W and is discharged from the drain duct 581. After a predetermined amount of the plating solution L1 is discharged from the plating solution nozzle 531, the discharge of the plating solution L1 is stopped.
  • the nozzle arm 56 which was positioned at the discharge position, is positioned at the retracted position.
  • plating liquid heat treatment process Next, as a plating solution heat treatment step, the plating solution L1 placed on the substrate W is heated.
  • Step S6 Even in the heating step, it is preferable that the rotation speed of the substrate W is maintained at the same speed (or rotation stop) as in the plating solution filling step.
  • the rotation speed of the substrate W in the heating step may be repeatedly stopped and rotated at a low speed (for example, 20 rpm). As a result, the plating film P can be formed more uniformly by stirring the plating solution L1.
  • the substrate W is covered with the lid 6 (step S5).
  • the swivel motor 72 of the lid moving mechanism 7 is driven, and the lid 6 positioned at the retracted position (the position shown by the solid line in FIG. 3) swivels in the horizontal direction and moves to the upper position (the position shown by the solid line in FIG. 3). It is positioned at the position shown by the solid line in FIG.
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 is driven, and the lid 6 positioned at the upper position is lowered to be positioned at the first interval position.
  • the distance between the substrate W and the first ceiling plate 611 of the lid 6 is the first interval g1
  • the side wall portion 62 of the lid 6 is arranged on the outer peripheral side of the substrate W.
  • the lower end 621 of the side wall portion 62 of the lid 6 is positioned at a position lower than the lower surface of the substrate W. In this way, the substrate W is covered with the lid 6, and the space around the substrate W is closed.
  • the descending speed of the lid is controlled to slow down the descending speed of the lid in accordance with the decrease in the gap between the lid and the substrate.
  • the lid moving mechanism 7 has a second spacing position g2 (for example, a position 5 mm from the surface of the substrate W) between the upper position of the lid and the first spacing position (for example, a position 5 mm from the surface of the substrate W). It has a position of 30 mm from the surface of the substrate W).
  • the lowering speed of the lid 6 is between the second interval position and the first interval position (second interval g2) than the first descending speed (for example, 75 mm / sec) between the upper position and the second interval position g2. ) Is controlled so that the second descending speed (for example, 30 mm / sec) is slower.
  • the lid 6 can be brought close to the substrate W in a short time without spilling the plating solution L1 on the substrate W, and the temperature of the plating solution L1 on the substrate W can be rapidly raised to reduce the processing time. It is possible to shorten the time and make the liquid treatment in the plane of the substrate W uniform.
  • step S6 the plating solution L1 placed on the substrate W is heated.
  • the heating of the plating solution L1 in the heating step is performed for a predetermined time set so that the temperature of the plating solution L1 rises to a predetermined temperature.
  • the temperature of the plating solution L1 rises to a temperature at which the components are precipitated, the components of the plating solution L1 are precipitated on the upper surface of the substrate W, and the plating film P begins to be formed.
  • a reaction gas (hydrogen, etc.) is generated in the plating solution L1 as the plating film grows.
  • the reaction gas generated from the plating solution L1 gradually stays between the substrate W and the lid 6, and the reaction gas concentration at the center of the substrate W increases in the plane of the substrate W.
  • concentration of the reaction gas in the plating solution L1 in the central portion becomes high in the plane of the substrate W, the precipitation of the plating component is promoted, the plating film becomes thick, and the plating film on the outer peripheral portion of the substrate W becomes thin. As a result, a non-uniform plating film is formed on the substrate W.
  • a gas discharge operation is performed in the heating step.
  • the gas discharge operation at least one of the lid moving mechanism 7 for moving the lid 6 and the substrate holding portion elevating mechanism (not shown) for raising and lowering the substrate holding portion 52 is moved up and down to move the lid 6 and the substrate W. It is an operation that pushes out the reaction gas that stays between the two.
  • the reaction gas concentration accumulated between the substrate W and the lid 6 can be dispersed. This makes it possible to prevent the reaction gas concentration from increasing in the central portion of the substrate W.
  • the plating components can be uniformly deposited in the plane of the substrate W, and a uniform plating film can be formed.
  • the gas discharge operation will be explained in detail.
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 is driven from the state where the lid 6 is positioned at the first interval position g1, and the lid 6 is moved as shown in FIG. 5E. It is positioned at the third spacing position g3 (for example, a position 10 mm from the surface of the substrate W).
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 is driven again to position the lid 6 from the third spacing position g3 to the first spacing position g1.
  • the ascending and descending speeds of the lid 6 are performed at, for example, 70 mm / sec.
  • the lid 6 By moving the lid 6 up and down in this way, the reaction gas staying between the substrate W and the lid 6 is dispersed, so that the reaction gas concentration is prevented from increasing in the central portion of the substrate W. be able to. As a result, the plating components can be uniformly deposited in the plane of the substrate W, and a uniform plating film can be formed.
  • the gas discharge operation may be performed a plurality of times in heating the plating solution L1 on the substrate W.
  • the uniformity of the plating film on the substrate W can be improved by increasing the number of gas discharge operations depending on the characteristics of the plating solution L1 and the required film thickness of the plating film.
  • the gas discharge operation may be performed so that the substrate W is not exposed between the lower surface of the ceiling portion 61 and the lower end 621 of the side wall portion 62. As a result, it is possible to prevent the surface of the substrate W from being exposed to the external atmosphere of the lid body 6 and prevent the plating film on the substrate W from being oxidized.
  • the lid moving mechanism 7 is driven to position the lid 6 in the retracted position (step S7).
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 is driven, and the lid 6 positioned at the second interval position rises and is positioned at the upper position.
  • the swivel motor 72 of the lid moving mechanism 7 is driven, and the lid 6 positioned at the upper position swivels in the horizontal direction and is positioned at the retracted position.
  • step S4 When the lid 6 rises from the first interval position, the amount of air supplied from the fan filter unit 59 is increased to return to the amount of air supplied in the plating solution filling step (step S4). This makes it possible to increase the flow rate of the air flowing around the substrate W and prevent the vaporized gas from rising and diffusing from the plating solution L1.
  • step S5 and S6 of the substrate W is completed.
  • the substrate W that has been heat-treated with the plating solution is rinsed (step S8).
  • the rotation speed of the substrate W is increased more than the rotation speed at the time of the plating process.
  • the substrate W is rotated at the same rotation speed as in the substrate rinsing process (step S3) before the plating process.
  • the rinse liquid nozzle 551 which has been positioned at the retracted position, moves to the discharge position.
  • the rinse liquid L3 is supplied from the rinse liquid nozzle 551 to the rotating substrate W to clean the surface of the substrate W.
  • the plating solution L1 remaining on the substrate W is washed away.
  • the rinsed substrate W is dried (step S9).
  • the rotation speed of the substrate W is increased to be higher than the rotation speed of the substrate rinsing process (step S8) to rotate the substrate W at high speed.
  • the rinse liquid L3 remaining on the substrate W is shaken off and removed, and as shown in FIG. 5F, the substrate W on which the plating film P is formed is obtained.
  • an inert gas such as nitrogen (N2) gas may be ejected onto the substrate W to accelerate the drying of the substrate W.
  • the substrate W is taken out from the substrate holding unit 52 and carried out from the plating processing unit 5 (step S10).
  • step S1 to S10 a series of plating processing methods (steps S1 to S10) of the substrate W using the plating processing apparatus 1 are completed.
  • the substrate W and the lid 6 are formed by moving at least one of the lid 6 and the substrate holding portion 52 up and down while heating the plating solution L1. Since the reaction gas accumulated between them is dispersed, it is possible to prevent the reaction gas concentration from increasing in the central portion of the substrate W.
  • the plating components can be uniformly deposited in the plane of the substrate W, and a uniform plating film can be formed.
  • the gas discharge operation may be performed a plurality of times in heating the plating solution L1 on the substrate W.
  • the uniformity of the plating film on the substrate W can be improved by increasing the number of gas discharge operations depending on the characteristics of the plating solution L1 and the required film thickness of the plating film.
  • the gas discharge operation may be performed so that the substrate W is not exposed between the lower surface of the ceiling portion 61 and the lower end 621 of the side wall portion 62. As a result, it is possible to prevent the surface of the substrate W from being exposed to the external atmosphere of the lid body 6 and prevent the plating film on the substrate W from being oxidized.
  • the lid 6 may not be provided with a heater, but a heater (not shown) may be provided inside the substrate holding portion 52 to heat the plating solution L1 on the substrate W, or the lid 6 and the substrate may be held. Heaters may be provided on both parts 52.
  • a second heater (not shown) may be provided on the side wall portion 62 of the lid body 6. In this case, the temperature rise of the plating solution L1 on the substrate W can be accelerated.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment and modification as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof.
  • various embodiments can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above-described embodiments and modifications. Some components may be removed from all the components shown in the embodiments and modifications. In addition, components spanning different embodiments and variations may be combined as appropriate.
  • Plating processing device 3 Control unit 31 Recording medium 52 Substrate holding unit 53 Plating liquid supply unit 531 Plating liquid nozzle 59 Fan filter unit 6 Lid 61 Ceiling 611 First ceiling plate 612 Second ceiling plate 62 Side wall 621 Lower end 63 Heater 631 Inner peripheral side heater 632 Outer peripheral side heater 633 Intermediate heater 64 Lid cover 73 Cylinder L1 Plating liquid

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Abstract

基板液処理方法は、基板（Ｗ）を基板保持部（５２）で保持する工程と、基板の上面にめっき液（Ｌ１）を供給する工程と、保持された基板の上方に配置され天井部（６１）を有する蓋体（６）によって基板を覆う工程と、蓋体で基板を覆った状態で、少なくとも蓋体と基板保持部のいずれか一方に設けられた加熱部（６３）によって、基板上のめっき液を加熱する工程と、を含み、めっき液を加熱する工程において、少なくとも蓋体と基板保持部のいずれか一方を上下動作させて蓋体と基板との間に滞留する反応ガスを押し出すガス排出動作を行う。

Description

基板液処理方法および基板液処理装置
　本開示は、基板液処理方法および基板液処理装置に関する。
　特許文献１には、基板（ウエハ）をめっき液からなる処理液を用いて無電解めっき処理する基板液処理装置が開示されている。
特開２０１８－３０９７号公報
　本開示は、無電解めっき処理において、基板面内でめっき膜の均一性を向上させる技術を提供する。
　本開示の実施の形態による基板液処理方法は、基板にめっき液を供給して前記基板を液処理する基板液処理方法であって、前記基板を基板保持部で保持する工程と、前記基板の上面に前記めっき液を供給する工程と、保持された前記基板の上方に配置され天井部を有する蓋体によって前記基板を覆う工程と、前記蓋体で前記基板を覆った状態で、少なくとも前記蓋体と前記基板保持部のいずれか一方に設けられた加熱部によって、前記基板上の前記めっき液を加熱する工程と、を含み、前記めっき液を加熱する工程において、少なくとも前記蓋体と前記基板保持部のいずれか一方を上下動作させて前記蓋体と前記基板との間に滞留する反応ガスを押し出すガス排出動作を行う。
　本開示の実施の形態によれば、無電解めっき処理において、基板面内でめっき膜の均一性を向上させる。
図１は、本開示の実施の形態に係る基板液処理装置の一例としてのめっき処理装置の構成を示す概略図である。 図２は、図１に示すめっき処理部の構成を示す断面図である。 図３は、図２のノズルアームおよび蓋体を示す平面断面図である。 図４は、図１のめっき処理装置における基板のめっき処理を示すフローチャートである。 図５Ａは、図４の基板保持工程を説明するための図である。 図５Ｂは、図４のめっき液盛り付け工程を説明するための図である。 図５Ｃは、図４のめっき液加熱処理工程を説明するための図である。 図５Ｄは、図３の蓋体の下降速度の切り替わりを説明するための図である。 図５Ｅは、図４の加熱工程を説明するための図である。 図５Ｆは、図４の基板乾燥処理工程を説明するための図である。
　以下、図面を参照して本開示の一の実施の形態について説明する。
　まず、図１を参照して、本開示の実施の形態に係る基板液処理装置の構成を説明する。図１は、本開示の実施の形態に係る基板液処理装置の一例としてのめっき処理装置の構成を示す概略図である。ここで、めっき処理装置は、基板Ｗにめっき液Ｌ１（処理液）を供給して基板Ｗをめっき処理（液処理）する装置である。
　図１に示すように、本開示の実施の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、を備えている。
　めっき処理ユニット２は、基板Ｗ（ウエハ）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有している。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録媒体３１に記録されたものであってもよいし、その記録媒体３１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録媒体３１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３１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。
　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。
　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、を有している。
　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、を含んでいる。
　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とを含んでいる。搬送機構２１３は、基板Ｗを保持する保持機構を含み、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、複数のめっき処理部５を含んでいる。本実施の形態において、処理ステーション２２が有するめっき処理部５の個数は２つ以上であるが、１つであってもよい。複数のめっき処理部５は、所定方向に延在する搬送路２２１の両側（後述する搬送機構２２２の移動方向に直交する方向における両側）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含み、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。
　次に図２および図３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、無電解めっき処理を含む液処理を行うように構成されている。このめっき処理部５は、チャンバ５１と、チャンバ５１内に配置され、基板Ｗを水平に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の上面にめっき液Ｌ１（処理液）を供給するめっき液供給部５３（処理液供給部）と、を備えている。本実施の形態では、基板保持部５２は、基板Ｗの下面（裏面）を真空吸着するチャック部材５２１を有している。このチャック部材５２１は、いわゆるバキュームチャックタイプとなっている。しかしながら、これに限られることはなく、基板保持部５２は、チャック機構等によって基板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であってもよい。また、基板保持部５２は、基板保持部５２を上下方向に動作させる基板保持部昇降機構（図示しない）を有してもよい。基板保持部昇降機構は、シリンダやモータとボールねじとを含むアクチュエータを用いてもよい。
　基板保持部５２には、回転シャフト５２２を介して回転モータ５２３（回転駆動部）が連結されている。この回転モータ５２３が駆動されると、基板保持部５２は、基板Ｗとともに回転する。回転モータ５２３は、チャンバ５１に固定されたベース５２４に支持されている。
　図２に示すように、めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗにめっき液Ｌ１を吐出（供給）するめっき液ノズル５３１（処理液ノズル）と、めっき液ノズル５３１にめっき液Ｌ１を供給するめっき液供給源５３２と、を有している。このうちめっき液供給源５３２は、所定の温度に加熱ないし温調されためっき液Ｌ１をめっき液ノズル５３１に供給するように構成されている。めっき液ノズル５３１からのめっき液Ｌ１の吐出時の温度は、例えば５５℃以上７５℃以下であり、より好ましくは６０℃以上７０℃以下である。めっき液ノズル５３１は、ノズルアーム５６に保持されて、移動可能に構成されている。
　めっき液Ｌ１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Ｌ１は、例えば、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、銅（Ｃｕ）イオン、パラジウム（Ｐｄ）イオン、金（Ａｕ）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。めっき液Ｌ１は、添加剤等を含有していてもよい。めっき液Ｌ１を使用しためっき処理により形成されるめっき膜Ｐ（金属膜、図５Ｆ参照）としては、例えば、ＣｏＷＢ、ＣｏＢ、ＣｏＷＰ、ＣｏＷＢＰ、ＮｉＷＢ、ＮｉＢ、ＮｉＷＰ、ＮｉＷＢＰ等が挙げられる。
　本実施の形態によるめっき処理部５は、他の処理液供給部として、基板保持部５２に保持された基板Ｗの上面に洗浄液Ｌ２を供給する洗浄液供給部５４と、当該基板Ｗの上面にリンス液Ｌ３を供給するリンス液供給部５５と、を更に備えている。
　洗浄液供給部５４は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに洗浄液Ｌ２を吐出する洗浄液ノズル５４１と、洗浄液ノズル５４１に洗浄液Ｌ２を供給する洗浄液供給源５４２と、を有している。洗浄液Ｌ２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Ｗ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。洗浄液ノズル５４１は、ノズルアーム５６に保持されて、めっき液ノズル５３１とともに移動可能になっている。
　リンス液供給部５５は、基板保持部５２に保持された基板Ｗにリンス液Ｌ３を吐出するリンス液ノズル５５１と、リンス液ノズル５５１にリンス液Ｌ３を供給するリンス液供給源５５２と、を有している。このうちリンス液ノズル５５１は、ノズルアーム５６に保持されて、めっき液ノズル５３１および洗浄液ノズル５４１とともに移動可能になっている。リンス液Ｌ３としては、例えば、純水（脱イオン水）などを使用することができる。
　上述しためっき液ノズル５３１、洗浄液ノズル５４１、およびリンス液ノズル５５１を保持するノズルアーム５６に、図示しないノズル移動機構が連結されている。このノズル移動機構は、ノズルアーム５６を水平方向および上下方向に移動させる。より具体的には、図３に示すように、ノズル移動機構によって、ノズルアーム５６は、吐出位置（図３において二点鎖線で示す位置）と、吐出位置から退避した退避位置（図３において実線で示す位置）との間で移動可能になっている。吐出位置は、基板Ｗに処理液（めっき液Ｌ１、洗浄液Ｌ２またはリンス液Ｌ３）を吐出する位置である。このうち吐出位置は、基板Ｗの上面のうちの任意の位置に処理液を供給可能であれば特に限られることはない。例えば、基板Ｗの中心に処理液を供給可能な位置とすることが好適である。基板Ｗにめっき液Ｌ１を供給する場合、洗浄液Ｌ２を供給する場合、リンス液Ｌ３を供給する場合とで、ノズルアーム５６の吐出位置は異なってもよい。退避位置は、チャンバ５１内のうち、上方から見た場合に基板Ｗに重ならない位置であって、吐出位置から離れた位置である。ノズルアーム５６が退避位置に位置づけられている場合、移動する蓋体６がノズルアーム５６と干渉することが回避される。
　基板保持部５２の周囲には、カップ５７１が設けられている。このカップ５７１は、上方から見た場合にリング状に形成されており、基板Ｗの回転時に、基板Ｗから飛散した処理液を受け止めて、後述するドレンダクト５８１に案内する。カップ５７１の外周側には、雰囲気遮断カバー５７２が設けられており、基板Ｗの周囲の雰囲気がチャンバ５１内に拡散することを抑制している。この雰囲気遮断カバー５７２は、上下方向に延びるように円筒状に形成されており、上端が開口している。雰囲気遮断カバー５７２内に、後述する蓋体６が上方から挿入可能になっている。
　カップ５７１の下方には、ドレンダクト５８１が設けられている。このドレンダクト５８１は、上方から見た場合にリング状に形成されており、カップ５７１によって受け止められて下降した処理液や、基板Ｗの周囲から直接的に下降した処理液を受けて排出する。ドレンダクト５８１の内周側には、内側カバー５８２が設けられている。この内側カバー５８２は、冷却プレート５２５の上方に配置されており、処理液や、基板Ｗの周囲の雰囲気が拡散することを防止している。後述する排気管８１の上方には、処理液をドレンダクト５８１に案内する案内部材５８３が設けられている。この案内部材５８３によって、排気管８１の上方を下降する処理液が、排気管８１内に進入することを防止し、ドレンダクト５８１で受けられるように構成されている。
　基板保持部５２に保持された基板Ｗは、蓋体６によって覆われる。この蓋体６は、天井部６１と、天井部６１から下方に延びる側壁部６２と、を有している。このうち、天井部６１は、蓋体６が後述する第１間隔位置および第２間隔位置に位置づけられた場合に、基板保持部５２に保持された基板Ｗの上方に配置されて、基板Ｗに対して比較的小さな間隔で対向する。
　天井部６１は、第１天井板６１１と、第１天井板６１１上に設けられた第２天井板６１２と、を含んでいる。第１天井板６１１と第２天井板６１２との間には、後述するヒータ６３（加熱部）が介在されている。第１天井板６１１および第２天井板６１２は、ヒータ６３を密封し、ヒータ６３がめっき液Ｌ１などの処理液に触れないように構成されている。より具体的には、第１天井板６１１と第２天井板６１２との間であってヒータ６３の外周側にシールリング６１３が設けられており、このシールリング６１３によってヒータ６３が密封されている。第１天井板６１１および第２天井板６１２は、めっき液Ｌ１などの処理液に対する耐腐食性を有していることが好適であり、例えば、アルミニウム合金によって形成されていてもよい。更に耐腐食性を高めるために、第１天井板６１１、第２天井板６１２および側壁部６２は、テフロン（登録商標）でコーティングされていてもよい。
　蓋体６には、蓋体アーム７１を介して蓋体移動機構７が連結されている。蓋体移動機構７は、蓋体６を水平方向および上下方向に移動させる。より具体的には、蓋体移動機構７は、蓋体６を水平方向に移動させる旋回モータ７２と、蓋体６を上下方向に移動させるシリンダ７３と、を有している。このうち旋回モータ７２は、シリンダ７３に対して上下方向に移動可能に設けられた支持プレート７４上に取り付けられている。なお、シリンダ７３の代替えとして、モータとボールねじとを含むアクチュエータ（図示せず）を用いてもよい。
　図３に示すように、蓋体移動機構７の旋回モータ７２は、蓋体６を、基板保持部５２に保持された基板Ｗの上方に配置された上方位置（図３において二点鎖線で示す位置）と、上方位置から退避した退避位置（図３において実線で示す位置）との間で移動させる。このうち上方位置は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して比較的大きな間隔で対向する位置であって、上方から見た場合に基板Ｗに重なる位置である。退避位置は、チャンバ５１内のうち、上方から見た場合に基板Ｗに重ならない位置である。蓋体６が退避位置に位置づけられている場合、移動するノズルアーム５６が蓋体６と干渉することが回避される。旋回モータ７２の回転軸線は、上下方向に延びており、蓋体６は、上方位置と退避位置との間で、水平方向に旋回移動可能になっている。
　図２に示すように、蓋体移動機構７のシリンダ７３は、蓋体６を上下方向に移動させて、めっき液Ｌ１が供給された基板Ｗと天井部６１の第１天井板６１１との間隔を調節する。より具体的には、シリンダ７３は、蓋体６を第１間隔位置（図５Ｃ参照）と、第２間隔位置（図５Ｄ参照）と、上述した上方位置（図２において二点鎖線で示す位置）とに位置づける。
　第１間隔位置において、基板Ｗと第１天井板６１１との間隔が、最も小さい第１間隔ｇ１（図５Ｃ参照）になり、第１天井板６１１が基板Ｗに最も近接する。この場合、めっき液Ｌ１の汚損やめっき液Ｌ１内での気泡発生を防止するために、第１天井板６１１が基板Ｗ上のめっき液Ｌ１に触れないように第１間隔ｇ１を設定することが好適である。
　第２間隔位置において、基板Ｗと第１天井板６１１との間隔が、第１間隔ｇ１よりも大きい第２間隔ｇ２（図５Ｄ参照）になる。このことにより、蓋体６は、第１間隔位置よりも上方に位置づけられる。
　上方位置において、基板Ｗと第１天井板６１１との間隔が、第２間隔ｇ２よりも大きくなり、蓋体６は、第２間隔位置よりも上方に位置づけられる。すなわち、上方位置は、蓋体６を水平方向に旋回移動させる際に、カップ５７１や、雰囲気遮断カバー５７２等の周囲の構造物に蓋体６が干渉することを回避可能な高さ位置になっている。
　このような第１間隔位置と第２間隔位置と上方位置との間で、蓋体６はシリンダ７３によって移動可能になっている。言い換えると、シリンダ７３は、基板Ｗと第１天井板６１１との間隔を、第１間隔ｇ１と第２間隔ｇ２とに調節可能になっている。
　図２に示すように、蓋体６の側壁部６２は、天井部６１の第１天井板６１１の周縁部から下方に延びており、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１を加熱する際（第１間隔位置および第２間隔位置に蓋体６が位置づけられた場合）に基板Ｗの外周側に配置される。このうち蓋体６が第１間隔位置に位置づけられた場合、図５Ｃに示すように、側壁部６２の下端６２１は、基板Ｗよりも低い位置に位置づけられる。この場合、側壁部６２の下端６２１と基板Ｗの下面との間の上下方向距離ｘ１は、例えば、１０～３０ｍｍとすることが好適である。
　図２に示すように、蓋体６の天井部６１に、ヒータ６３が設けられている。ヒータ６３は、蓋体６が第１間隔位置および第２間隔位置に位置づけられた場合に、基板Ｗ上の処理液（好適にはめっき液Ｌ１）を加熱する。本実施の形態では、ヒータ６３は、蓋体６の第１天井板６１１と第２天井板６１２との間に介在されている。このヒータ６３は、上述したように密封されており、めっき液Ｌ１などの処理液に触れることを防止している。
　蓋体６の天井部６１および側壁部６２は、蓋体カバー６４により覆われている。この蓋体カバー６４は、蓋体６の第２天井板６１２上に、支持部６５を介して載置されている。すなわち、第２天井板６１２上に、第２天井板６１２の上面から上方に突出する複数の支持部６５が設けられており、この支持部６５に蓋体カバー６４が載置されている。蓋体カバー６４は、蓋体６とともに水平方向および上下方向に移動可能になっている。また、蓋体カバー６４は、蓋体６内の熱が周囲に逃げることを抑制するために、天井部６１および側壁部６２よりも高い断熱性を有していることが好ましい。例えば、蓋体カバー６４は、樹脂材料により形成されていることが好適であり、その樹脂材料が耐熱性を有していることがより一層好適である。
　図２に示すように、チャンバ５１の上部に、蓋体６の周囲に清浄な空気（気体）を供給するファンフィルターユニット５９（気体供給部）が設けられている。ファンフィルターユニット５９は、チャンバ５１内（とりわけ、雰囲気遮断カバー５７２内）に空気を供給し、供給された空気は、後述する排気管８１に向かって流れる。蓋体６の周囲には、この空気が下向きに流れるダウンフローが形成され、めっき液Ｌ１などの処理液から気化したガスは、このダウンフローによって排気管８１に向かって流れる。このようにして、処理液から気化したガスが上昇してチャンバ５１内に拡散することを防止している。
　本実施の形態では、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１がヒータ６３により加熱される際のファンフィルターユニット５９の気体の供給量は、基板Ｗ上にめっき液Ｌ１が供給される際よりも少なくなるように構成されている。より具体的には、蓋体６が第１間隔位置に位置づけられている場合において、蓋体６が退避位置または上方位置に位置づけられている場合よりも、ファンフィルターユニット５９の空気の供給量は少なくなっている。
　上述したファンフィルターユニット５９から供給された気体は、排気機構８によって排出されるようになっている。この排気機構８は、図２に示すように、カップ５７１の下方に設けられた２つの排気管８１と、ドレンダクト５８１の下方に設けられた排気ダクト８２と、を有している。このうち２つの排気管８１は、ドレンダクト５８１の底部を貫通し、排気ダクト８２にそれぞれ連通している。排気ダクト８２は、上方から見た場合に実質的に半円リング状に形成されている。本実施の形態では、ドレンダクト５８１の下方に１つの排気ダクト８２が設けられており、この排気ダクト８２に２つの排気管８１が連通している。
　次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、図４および図５Ａ～図５Ｆを用いて説明する。ここでは、基板液処理方法の一例として、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、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。以下に示すめっき処理部５の動作は、制御部３によって制御信号を出力して制御される。
　［基板保持工程］
　まず、めっき処理部５に基板Ｗが搬入され、搬入された基板Ｗが、図５Ａに示すように基板保持部５２に保持される（ステップＳ１）。ここでは、基板Ｗの下面が真空吸着されて、基板保持部５２に基板Ｗが水平に保持される。
　［基板洗浄処理工程］
　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（ステップＳ２）。この場合、まず、回転モータ５２３が駆動されて基板Ｗが所定の回転数で回転する。続いて、退避位置（図３における実線で示す位置）に位置づけられていたノズルアーム５６が、吐出位置（図３における二点鎖線で示す位置）に移動する。次に、回転する基板Ｗに、洗浄液ノズル５４１から洗浄液Ｌ２が供給されて、基板Ｗの表面が洗浄される。このことにより、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に供給された洗浄液Ｌ２は、ドレンダクト５８１に排出される。
　［基板リンス処理工程］
　続いて、洗浄処理された基板Ｗがリンス処理される（ステップＳ３）。この場合、回転する基板Ｗに、リンス液ノズル５５１からリンス液Ｌ３が供給されて、基板Ｗの表面がリンス処理される。このことにより、基板Ｗ上に残存する洗浄液Ｌ２が洗い流される。基板Ｗに供給されたリンス液Ｌ３はドレンダクト５８１に排出される。
　［めっき液盛り付け工程］
　次に、めっき液盛り付け工程として、リンス処理された基板Ｗ上にめっき液Ｌ１が供給されて盛り付けられる（ステップＳ４）。この場合、まず、基板Ｗの回転数を、リンス処理時の回転数よりも低減させる。例えば、基板Ｗの回転数を５０～１５０ｒｐｍにしてもよい。このことにより、基板Ｗ上に形成される後述のめっき膜Ｐを均一化させることができる。なお、めっき液Ｌ１の盛り付け量を増大させるために、基板Ｗの回転は停止させてもよい。
　続いて、図５Ｂに示すように、めっき液ノズル５３１から基板Ｗの上面にめっき液Ｌ１が吐出される。吐出されためっき液Ｌ１は、表面張力によって基板Ｗの上面に留まり、めっき液が基板Ｗの上面に盛り付けられて、めっき液Ｌ１の層（いわゆるパドル）が形成される。めっき液Ｌ１の一部は、基板Ｗの上面からから流出し、ドレンダクト５８１から排出される。所定量のめっき液Ｌ１がめっき液ノズル５３１から吐出された後、めっき液Ｌ１の吐出が停止される。
　その後、吐出位置に位置づけられていたノズルアーム５６が、退避位置に位置づけられる。
　［めっき液加熱処理工程］
　次に、めっき液加熱処理工程として、基板Ｗ上に盛り付けられためっき液Ｌ１が加熱される。このめっき液加熱処理工程は、蓋体６が基板Ｗを覆う工程（ステップＳ５）と、基板Ｗと第１天井板６１１との間隔を第１間隔ｇ１にしてめっき液Ｌ１を加熱する加熱工程（ステップＳ６）と、を有している。なお、加熱工程においても、基板Ｗの回転数は、めっき液盛り付け工程と同様の速度（あるいは回転停止）で維持されることが好適である。なお、加熱工程における基板Ｗの回転数は、回転停止と低回転（例えば、２０ｒｐｍ）とを繰り返し行われてもよい。これによりめっき液Ｌ１を攪拌することで、めっき膜Ｐをより均一に形成することができる。
　＜基板を蓋体で覆う工程＞
　まず、基板Ｗが蓋体６によって覆われる（ステップＳ５）。この場合、まず、蓋体移動機構７の旋回モータ７２が駆動されて、退避位置（図３における実線で示す位置）に位置づけられていた蓋体６が水平方向に旋回移動して、上方位置（図３における実線で示す位置）に位置づけられる。
　続いて、図５Ｃに示すように、蓋体移動機構７のシリンダ７３が駆動されて、上方位置に位置づけられた蓋体６が下降して、第１間隔位置に位置づけられる。基板Ｗと蓋体６の第１天井板６１１との間隔が第１間隔ｇ１になり、蓋体６の側壁部６２が、基板Ｗの外周側に配置される。本実施の形態では、蓋体６の側壁部６２の下端６２１が、基板Ｗの下面よりも低い位置に位置づけられる。このようにして、基板Ｗが蓋体６によって覆われて、基板Ｗの周囲の空間が閉塞化される。このとき、上方位置から第１間隔位置に下降するとき、蓋体の下降速度は、蓋体と前記基板との間隙の減少に応じ前記蓋体の下降速度を遅くする制御を行う。
　詳しくは、図５Ｄに示すように、蓋体移動機構７は蓋体の上方位置と第１間隔位置（例えば、基板Ｗの表面から５ｍｍの位置）との間に第２間隔位置ｇ２（例えば、基板Ｗの表面から３０ｍｍの位置）を有する。蓋体６の下降速度は、上方位置から第２間隔位置ｇ２の間の第１の下降速度（例えば、７５ｍｍ／ｓｅｃ）よりも第２間隔位置から前記第１間隔位置の間（第２間隔ｇ２）の第２の下降速度（例えば、３０ｍｍ／ｓｅｃ）の方が遅くなるように制御される。これにより、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１を零さず、短時間で基板Ｗの近傍に蓋体６を近づけることができ、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１の温度を迅速に上昇させて処理時間の短縮化および基板Ｗの面内における液処理を均一化することができる。
　＜加熱工程＞
　次に、加熱工程として、基板Ｗ上に盛り付けられためっき液Ｌ１が加熱される（ステップＳ６）。加熱工程でのめっき液Ｌ１の加熱は、めっき液Ｌ１の温度が所定温度まで上昇するように設定された所定時間行われる。めっき液Ｌ１の温度が、成分が析出する温度まで上昇すると、基板Ｗの上面にめっき液Ｌ１の成分が析出し、めっき膜Ｐが形成され始める。
　ところで、上述のように加熱工程では、めっき膜の成長にともないめっき液Ｌ１に反応ガス（水素など）が発生する。
　めっき液Ｌ１から発生した反応ガスは、基板Ｗと蓋体６との間に少しずつ滞留していき、基板Ｗの面内において、基板Ｗの中心部の反応ガス濃度が高くなる。基板Ｗの面内において、中心部のめっき液Ｌ１中の反応ガス濃度が高くなると、めっき成分の析出が促進されめっき膜が厚くなり、基板Ｗの外周部のめっき膜が薄くなってしまう。これにより、基板Ｗ上において不均一なめっき膜が形成されてしまう。
　一方、以下に説明する本実施形態のめっき処理部５によれば、加熱工程において、ガス排出動作が行われる。ガス排出動作は、少なくとも蓋体６を移動させる蓋体移動機構７と基板保持部５２を昇降させる基板保持部昇降機構（図示しない）のいずれか一方を上下動作させて蓋体６と基板Ｗとの間に滞留する反応ガスを押し出す動作である。
　加熱工程において、少なくとも蓋体移動機構７と基板保持部昇降機構のいずれか一方を上下動作させることで、基板Ｗと蓋体６との間に滞留した反応ガス濃度を分散させることができる。これにより、基板Ｗの中心部において反応ガス濃度が高くなることを防止することができる。
　これにより、基板Ｗの面内において、めっき成分の析出を均一に行うことができ、均一なめっき膜を形成することができる。
　ここで、ガス排出動作について、詳しく説明する。ガス排出動作は、図５Ｃに示すように、蓋体６が第１間隔位置ｇ１に位置づけられる状態から蓋体移動機構７のシリンダ７３を駆動させて、図５Ｅに示すように、蓋体６を第３間隔位置ｇ３（例えば、基板Ｗの表面から１０ｍｍの位置）に位置づける。その後、再度、蓋体移動機構７のシリンダ７３を駆動させて、蓋体６を第３間隔位置ｇ３から第１間隔位置ｇ１に位置づける。このとき、蓋体６の上昇および下降速度は、例えば７０ｍｍ／ｓｅｃで行われる。
　このように、蓋体６を上下動作させることで、基板Ｗと蓋体６との間に滞留した反応ガスが分散されるため、基板Ｗの中心部において反応ガス濃度が高くなることを防止することができる。これにより、基板Ｗの面内において、めっき成分の析出を均一に行うことができ、均一なめっき膜を形成することができる。
　また、ガス排出動作は、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１の加熱において、複数回行われるようにしてもよい。めっき液Ｌ１の特性や必要とさせるめっき膜の膜厚によって、ガス排出動作の回数を増やすことで、基板Ｗ上のめっき膜の均一性を向上することができる。
　また、ガス排出動作は、天井部６１の下面と側壁部６２の下端６２１との間で基板Ｗが露出しないよう行われるようにしてもよい。これにより、基板Ｗの表面が蓋体６の外部雰囲気に晒されることを防止し、基板Ｗ上のめっき膜が酸化されることを防止することができる。
　＜蓋体退避工程＞
　加熱工程が終了すると、蓋体移動機構７が駆動されて、蓋体６が退避位置に位置づけられる（ステップＳ７）。この場合、まず、蓋体移動機構７のシリンダ７３が駆動されて、第２間隔位置に位置づけられた蓋体６が上昇して、上方位置に位置づけられる。その後、蓋体移動機構７の旋回モータ７２が駆動されて、上方位置に位置づけられた蓋体６が水平方向に旋回移動して、退避位置に位置づけられる。
　蓋体６が第１間隔位置から上昇する際に、ファンフィルターユニット５９から供給される空気の供給量を増大させて、めっき液盛り付け工程（ステップＳ４）における空気の供給量に戻す。このことにより、基板Ｗの周囲を流れる空気の流量を増大させ、めっき液Ｌ１から気化したガスが上昇して拡散することを防止できる。
　このようにして、基板Ｗのめっき液加熱処理工程（ステップＳ５、Ｓ６）が終了する。
　［基板リンス処理工程］
　次に、めっき液加熱処理が施された基板Ｗがリンス処理される（ステップＳ８）。この場合、まず、基板Ｗの回転数を、めっき処理時の回転数よりも増大させる。例えば、めっき処理前の基板リンス処理工程（ステップＳ３）と同様の回転数で基板Ｗを回転させる。続いて、退避位置に位置づけられていたリンス液ノズル５５１が、吐出位置に移動する。次に、回転する基板Ｗに、リンス液ノズル５５１からリンス液Ｌ３が供給されて、基板Ｗの表面が洗浄される。このことにより、基板Ｗ上に残存するめっき液Ｌ１が洗い流される。
　［基板乾燥処理工程］
　続いて、リンス処理された基板Ｗが乾燥処理される（ステップＳ９）。この場合、例えば、基板Ｗの回転数を、基板リンス処理工程（ステップＳ８）の回転数よりも増大させて、基板Ｗを高速で回転させる。このことにより、基板Ｗ上に残存するリンス液Ｌ３が振り切られて除去され、図５Ｆに示すように、めっき膜Ｐが形成された基板Ｗが得られる。この場合、基板Ｗに、窒素（Ｎ２）ガスなどの不活性ガスを噴出して、基板Ｗの乾燥を促進させてもよい。
　［基板取り出し工程］
　その後、基板Ｗが基板保持部５２から取り出されて、めっき処理部５から搬出される（ステップＳ１０）。
　このようにして、めっき処理装置１を用いた基板Ｗの一連のめっき処理方法（ステップＳ１～ステップＳ１０）が終了する。
　以上説明したように上述の装置及び方法によれば、めっき液Ｌ１を加熱中に、少なくとも蓋体６と基板保持部５２のいずれか一方を上下動作させることで、基板Ｗと蓋体６との間に滞留した反応ガスが分散されるため、基板Ｗの中心部において反応ガス濃度が高くなることを防止することができる。
　これにより、基板Ｗの面内において、めっき成分の析出を均一に行うことができ、均一なめっき膜を形成することができる。
　また、ガス排出動作は、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１の加熱において、複数回行われるようにしてもよい。めっき液Ｌ１の特性や必要とされるめっき膜の膜厚によって、ガス排出動作の回数を増やすことで、基板Ｗ上のめっき膜の均一性を向上することができる。
　また、ガス排出動作は、天井部６１の下面と側壁部６２の下端６２１との間で基板Ｗが露出しないよう行われるようにしてもよい。これにより、基板Ｗの表面が蓋体６の外部雰囲気に晒されることを防止し、基板Ｗ上のめっき膜が酸化されることを防止することができる。
　なお、上述した本実施の形態においては、蓋体６に設けられたヒータ６３で基板Ｗ上に供給されためっき液Ｌ１を加熱する例について説明した。しかしながら、蓋体６にヒータを設けず、基板保持部５２の内部にヒータ（図示せず）設け、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１を加熱するようにしてもよい、また、蓋体６と基板保持部５２の両方にヒータを設けるようにしてもよい。
　また、上述した本実施の形態おいて、蓋体６の側壁部６２に、第２のヒータ（図示せず）が設けられていてもよい。この場合、基板Ｗ上のめっき液Ｌ１の温度上昇を加速させることができる。
　なお、本開示は上記実施の形態および変形例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、上記実施の形態および変形例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、種々の実施の形態を形成できる。実施の形態および変形例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、異なる実施の形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
１　　　めっき処理装置
３　　　制御部
３１　　記録媒体
５２　　基板保持部
５３　　めっき液供給部
５３１　　めっき液ノズル
５９　　ファンフィルターユニット
６　　　蓋体
６１　　天井部
６１１　　第１天井板
６１２　　第２天井板
６２　　側壁部
６２１　　下端
６３　　ヒータ
６３１　　内周側ヒータ
６３２　　外周側ヒータ
６３３　　中間ヒータ
６４　　蓋体カバー
７３　　シリンダ
Ｌ１　　めっき液

Claims (6)

  1. 　基板にめっき液を供給して前記基板を液処理する基板液処理方法であって、
    　前記基板を基板保持部で保持する工程と、
    　前記基板の上面に前記めっき液を供給する工程と、
    　保持された前記基板の上方に配置され天井部を有する蓋体によって前記基板を覆う工程と、
    　前記蓋体で前記基板を覆った状態で、少なくとも前記蓋体と前記基板保持部のいずれか一方に設けられた加熱部によって、前記基板上の前記めっき液を加熱する工程と
    　を含み、
    　前記めっき液を加熱する工程において、少なくとも前記蓋体と前記基板保持部のいずれか一方を上下動作させて前記蓋体と前記基板との間に滞留する反応ガスを押し出すガス排出動作を行う、基板液処理方法。
  2. 　前記ガス排出動作は、前記めっき液を加熱する工程において、複数回行われる、請求項１に記載の基板液処理方法。
  3. 　前記蓋体は、前記天井部から下方に延びる側壁部を有し、
    　前記ガス排出動作は、前記天井部の下面と前記側壁部の下端との間で前記基板が露出しないよう行われる、請求項１または２に記載の基板液処理方法。
  4. 　基板にめっき液を供給して前記基板を液処理する基板液処理装置であって、
    　前記基板を保持する基板保持部と、
    　前記基板保持部を昇降させる基板保持部昇降機構と、
    　前記基板保持部に保持された前記基板の上面に前記めっき液を供給するめっき液供給部と、
    　前記基板の上方に配置され前記基板と同じもしくは大きい天井部、を有し、前記基板保持部に保持された前記基板を覆う蓋体と、
    　前記蓋体に連結されて前記蓋体を昇降させる蓋体移動機構と、
    　少なくとも前記基板保持部と前記蓋体のいずれか一方に設けられた加熱部と、
    　前記基板を前記基板保持部で保持するステップと、前記基板の上面に前記めっき液を供給するステップと、前記蓋体によって前記基板を覆うステップと、前記蓋体で前記基板を覆った状態で、前記加熱部によって、前記基板上の前記めっき液を加熱するステップと、が行われるよう制御信号を出力する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記基板上の前記めっき液を加熱するステップにおいて、少なくとも前記蓋体の前記蓋体移動機構と前記基板保持部の前記基板保持部昇降機構のいずれか一方を上下動作させて前記蓋体と前記基板との間に滞留する反応ガスを押し出すガス排出動作が行われるよう制御信号を出力する、基板液処理装置。
  5. 　前記ガス排出動作は、前記基板上の前記めっき液を加熱するステップにおいて、複数回行われる、請求項４に記載の基板液処理装置。
  6. 　前記蓋体は、前記天井部から下方に延びる側壁部を有し、
    　前記ガス排出動作は、前記天井部の下面と前記側壁部の下端との間で前記基板が露出しないよう上下動作が行われる、請求項４または５に記載の基板液処理装置。
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