WO2022168614A1 - めっき処理方法およびめっき処理装置 - Google Patents

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WO2022168614A1
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plating
substrate
plating solution
seed layer
reducing agent
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PCT/JP2022/001927
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健 長尾
裕一郎 稲富
和俊 岩井
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
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    • H01L23/522—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
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a plating method and a plating apparatus.
  • the present disclosure provides a technology capable of satisfactorily filling the inside of vias with copper wiring.
  • a plating method includes a preparation process, a first plating process, and a second plating process.
  • the preparing step prepares a substrate having a cobalt or cobalt alloy seed layer formed in the recess.
  • displacement plating is performed on the substrate using a first plating solution containing copper ions to replace the surface layer of the seed layer with copper.
  • reduction plating is applied to the concave portion using a second plating solution containing copper ions and a reducing agent on the substrate.
  • the inside of the via can be satisfactorily filled with copper wiring.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the plating processing section according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the substrate surface before the first plating process according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the first plating process according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the substrate surface after the first plating process according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the second plating process according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the substrate surface after the second plating process according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the first plating process according to the modification of the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the second plating process according to the modification of the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a second plating process according to another modification of the embodiment;
  • FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure in plating processing according to the embodiment.
  • the copper seed layer can only be deposited by the PVD (Physical Vapor Deposition) method, when the inner diameter of the via is reduced in line with the recent miniaturization of multilayer wiring, a homogeneous copper layer inside the via cannot be formed. A seed layer may not be formed.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment.
  • the substrate processing apparatus 1 is an example of a plating processing apparatus.
  • the X-axis, Y-axis and Z-axis are defined to be orthogonal to each other, and the positive direction of the Z-axis is defined as the vertically upward direction.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3 .
  • the loading/unloading station 2 and the processing station 3 are provided adjacently.
  • the loading/unloading station 2 includes a carrier table 11 and a transport section 12 .
  • a plurality of carriers C for accommodating a plurality of substrates, in the embodiment, semiconductor wafers (hereinafter also referred to as substrates W) are placed on the carrier table 11 in a horizontal state.
  • a plurality of load ports are arranged side by side on the carrier mounting table 11 so as to be adjacent to the transport unit 12, and one carrier C is mounted on each of the plurality of load ports.
  • the transport section 12 is provided adjacent to the carrier table 11 and includes a substrate transport device 13 and a transfer section 14 therein.
  • the substrate transfer device 13 includes a wafer holding mechanism that holds the substrate W. As shown in FIG. Further, the substrate transfer device 13 can move in the horizontal direction and the vertical direction and can rotate around the vertical axis, and transfers the substrates W between the carrier C and the transfer section 14 using a wafer holding mechanism. conduct.
  • the processing station 3 is provided adjacent to the transport section 12 .
  • the processing station 3 includes a transport section 15 and a plurality of plating processing sections 5 .
  • a plurality of plating processing units 5 are arranged side by side on both sides of the transport unit 15 .
  • the configuration of the plating processing section 5 will be described later.
  • the transport unit 15 includes a substrate transport device 17 inside.
  • the substrate transfer device 17 includes a wafer holding mechanism that holds the substrate W. As shown in FIG.
  • the substrate transfer device 17 can move in the horizontal direction and the vertical direction and can rotate around the vertical axis, and transfers the substrate W between the transfer section 14 and the plating processing section 5 using a wafer holding mechanism. conduct.
  • the substrate processing apparatus 1 also includes a control device 9 .
  • the control device 9 is, for example, a computer, and includes a control section 91 and a storage section 92 .
  • the storage unit 92 stores programs for controlling various processes executed in the substrate processing apparatus 1 .
  • the control unit 91 controls the operation of the substrate processing apparatus 1 by reading and executing programs stored in the storage unit 92 .
  • the program may be recorded in a computer-readable storage medium and installed in the storage unit 92 of the control device 9 from the storage medium.
  • Examples of computer-readable storage media include hard disks (HD), flexible disks (FD), compact disks (CD), magnet optical disks (MO), and memory cards.
  • the substrate transfer device 13 of the loading/unloading station 2 takes out the substrate W from the carrier C placed on the carrier table 11, and transfers the taken out substrate W to the delivery section. 14.
  • the substrate W placed on the transfer section 14 is taken out from the transfer section 14 by the substrate transfer device 17 of the processing station 3 , transferred to the plating processing section 5 , and processed by the plating processing section 5 .
  • recesses such as trenches and vias 120 (see FIG. 3) are formed on the surface of the substrate W, and the plating processing unit 5 fills these recesses with metal by electroless plating.
  • the substrate W processed by the plating processing unit 5 is carried out from the plating processing unit 5 by the substrate transport device 17 and placed on the delivery unit 14 . Then, the processed substrate W placed on the transfer section 14 is returned to the carrier C on the carrier table 11 by the substrate transfer device 13 .
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the plating processing section 5 according to the embodiment.
  • the plating processing section 5 is configured, for example, as a single wafer processing unit that processes the substrates W one by one.
  • the plating processing section 5 is configured to perform liquid processing including electroless plating processing.
  • the plating processing section 5 includes a chamber 51 , a substrate holding section 52 , a first plating solution supply section 53 and a second plating solution supply section 54 .
  • the first plating solution supply part 53 and the second plating solution supply part 54 are examples of the chemical solution supply part.
  • the substrate holding part 52 is arranged inside the chamber 51 and holds the substrate W horizontally.
  • the first plating solution supply unit 53 supplies the first plating solution L1 to the surface (upper surface) of the substrate W held by the substrate holding unit 52 .
  • the second plating solution supply unit 54 supplies the second plating solution L2 to the surface (upper surface) of the substrate W held by the substrate holding unit 52 .
  • the substrate holding part 52 has a chuck member 521 that vacuum-sucks the lower surface (rear surface) of the substrate W.
  • This chuck member 521 is of a so-called vacuum chuck type.
  • a rotation motor 523 (rotation drive section) is connected to the substrate holding section 52 via a rotation shaft 522 .
  • the substrate holder 52 rotates together with the substrate W when the rotary motor 523 is driven.
  • a rotary motor 523 is supported by a base 524 fixed to the chamber 51 .
  • a heating source such as a heater is not provided inside the substrate holding portion 52 .
  • the first plating solution supply unit 53 includes a first plating solution nozzle 531 for discharging (supplying) the first plating solution L1 onto the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a first plating solution nozzle 531 for supplying the first plating solution L1 to the substrate W held by the substrate holding unit 52. and a first plating solution supply source 532 that supplies the solution L1.
  • the first plating solution supply source 532 is configured to supply the first plating solution L1 heated or temperature-controlled to a predetermined temperature to the first plating solution nozzle 531 through the first plating solution pipe 533. It is
  • the temperature at which the first plating solution L1 is discharged from the first plating solution nozzle 531 is, for example, 40°C or higher and 70°C or lower, more preferably 60°C or higher and 70°C or lower.
  • the first plating solution nozzle 531 is held by the nozzle arm 57 and configured to be movable.
  • the first plating solution L1 is a plating solution for substitution type electroless plating (hereinafter also referred to as displacement plating).
  • the first plating solution L1 contains, for example, copper (Cu) ions.
  • the first plating solution L1 according to the embodiment contains a reducing agent at a ratio smaller than a given ratio, or does not contain a reducing agent.
  • Examples of reducing agents that can be contained in the first plating solution L1 include hypophosphorous acid, dimethylamine borane, and glyoxylic acid.
  • the second plating solution supply unit 54 includes a second plating solution nozzle 541 for discharging (supplying) the second plating solution L2 onto the substrate W held by the substrate holding unit 52, and a second plating solution nozzle 541 for the second plating solution. and a second plating solution supply source 542 that supplies the solution L2.
  • the second plating solution supply source 542 is configured to supply the second plating solution L2 heated or temperature-controlled to a predetermined temperature to the second plating solution nozzle 541 through the second plating solution pipe 543. It is
  • the temperature at which the second plating solution L2 is discharged from the second plating solution nozzle 541 is, for example, 40°C or higher and 70°C or lower, and more preferably 60°C or higher and 70°C or lower.
  • the second plating solution nozzle 541 is held by the nozzle arm 57 and configured to be movable.
  • the second plating solution L2 is a plating solution for reduction type electroless plating (hereinafter also referred to as reduction plating).
  • the second plating solution L2 contains, for example, copper ions and a reducing agent in a proportion greater than that of the first plating solution L1.
  • the reducing agent contained in the second plating solution L2 is, for example, hypophosphorous acid, dimethylamine borane, glyoxylic acid, or the like.
  • the second plating solution L2 may contain a complexing agent, a pH adjuster, etc. in addition to the metal ions and the reducing agent.
  • the complexing agent that can be contained in the second plating solution L2 may be any one capable of forming a complex with copper ions, and examples thereof include oxycarboxylic acid or its salt, aminocarboxylic acid or its salt, triethanolamine, and glycerin. be done.
  • oxycarboxylic acids examples include lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, and gluconic acid.
  • aminocarboxylic acids include nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, 1,3-propanediaminetetraacetic acid, and the like.
  • pH adjusters examples include sodium oxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), potassium hydroxide, and ammonia.
  • the plating processing section 5 also includes a cleaning liquid supply section 55 that supplies the cleaning liquid L3 to the surface of the substrate W held by the substrate holding section 52, and a rinse liquid supply section 56 that supplies the rinse liquid L4 to the surface of the substrate W. , is further provided.
  • the cleaning liquid supply unit 55 supplies the cleaning liquid L3 to the substrate W that is rotated while being held by the substrate holding unit 52, and pre-cleans the substrate W.
  • the cleaning liquid supply unit 55 has a cleaning liquid nozzle 551 that discharges the cleaning liquid L3 onto the substrate W held by the substrate holding section 52, and a cleaning liquid supply source 552 that supplies the cleaning liquid L3 to the cleaning liquid nozzle 551. .
  • the cleaning liquid supply source 552 is configured to supply the cleaning liquid L3 heated or temperature-controlled to a predetermined temperature as described later to the cleaning liquid nozzle 551 through the cleaning liquid pipe 553 .
  • the cleaning liquid nozzle 551 is held by the nozzle arm 57 and is movable together with the first plating liquid nozzle 531 and the second plating liquid nozzle 541 .
  • a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid is used as the cleaning liquid L3.
  • organic acids such as malic acid, succinic acid, malonic acid, oxalic acid, glutaric acid, adipic acid and tartaric acid can be used as dicarboxylic acids.
  • organic acids such as citric acid, can be used, for example.
  • the rinse liquid supply unit 56 has a rinse liquid nozzle 561 that discharges the rinse liquid L4 onto the substrate W held by the substrate holder 52, and a rinse liquid supply source 562 that supplies the rinse liquid L4 to the rinse liquid nozzle 561. is doing.
  • the rinse liquid nozzle 561 is held by the nozzle arm 57 and is movable together with the first plating liquid nozzle 531 , the second plating liquid nozzle 541 and the cleaning liquid nozzle 551 .
  • the rinse liquid supply source 562 is configured to supply the rinse liquid L4 to the rinse liquid nozzle 561 via the rinse liquid pipe 563 .
  • the rinse liquid L4 for example, DIW (deionized water) can be used.
  • a nozzle moving mechanism (not shown) is connected to the nozzle arm 57 that holds the first plating solution nozzle 531, the second plating solution nozzle 541, the cleaning solution nozzle 551, and the rinse solution nozzle 561 described above.
  • This nozzle moving mechanism moves the nozzle arm 57 horizontally and vertically. More specifically, the nozzle arm 57 is moved by the nozzle moving mechanism between a discharge position for discharging the processing liquid (the first plating liquid L1, the second plating liquid L2, the cleaning liquid L3 or the rinse liquid L4) onto the substrate W, and a discharge position. It is possible to move between the retracted position and the retracted position.
  • the ejection position is not particularly limited as long as the treatment liquid can be supplied to any position on the surface of the substrate W.
  • the ejection position of the nozzle arm 57 is can be different.
  • the retracted position is a position within the chamber 51 that does not overlap the substrate W when viewed from above, and is a position away from the ejection position.
  • the moving lid 6 is prevented from interfering with the nozzle arm 57 .
  • a cup 581 is provided around the substrate holding portion 52 .
  • the cup 581 has a ring shape when viewed from above, receives the processing liquid scattered from the substrate W when the substrate W rotates, and guides it to the drain duct 583 .
  • An atmosphere blocking cover 582 is provided on the outer peripheral side of the cup 581 to prevent the atmosphere around the substrate W from diffusing into the chamber 51 .
  • the atmosphere blocking cover 582 is formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction, and has an open top end.
  • a lid body 6, which will be described later, can be inserted into the atmosphere blocking cover 582 from above.
  • the substrate W held by the substrate holding portion 52 is covered with the lid 6 .
  • the lid 6 has a ceiling portion 61 and side wall portions 62 extending downward from the ceiling portion 61 .
  • the ceiling part 61 includes a first ceiling board 611 and a second ceiling board 612 provided on the first ceiling board 611 .
  • a heater 63 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 and prevent the heater 63 from coming into contact with the processing liquid such as the second plating liquid L2. More specifically, a seal ring 613 is provided 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 preferably have corrosion resistance to a processing liquid such as the second plating liquid L2, and may be made of an aluminum alloy, for example.
  • a processing liquid such as the second plating liquid L2
  • the first ceiling panel 611, the second ceiling panel 612, and the side walls 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 horizontally and vertically. More specifically, the lid moving mechanism 7 has a turning motor 72 that horizontally moves the lid 6 and a cylinder 73 that vertically moves the lid 6 .
  • the turning motor 72 is mounted on a support plate 74 that is vertically movable with respect to the cylinder 73 .
  • an actuator (not shown) including a motor and a ball screw may be used.
  • the turning motor 72 of the lid moving mechanism 7 moves the lid 6 between an upper position arranged above the substrate W held by the substrate holding part 52 and a retracted position retracted from the upper position.
  • the upper position is a position facing the substrate W held by the substrate holding part 52 with a relatively large gap, and is a position overlapping the substrate W when viewed from above.
  • the retracted position is a position within the chamber 51 that does not overlap the substrate W when viewed from above.
  • the moving nozzle arm 57 is prevented from interfering with the lid body 6 .
  • the rotational axis of the turning motor 72 extends vertically, and the lid body 6 can turn horizontally between the upper position and the retracted position.
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 vertically moves the lid 6 to adjust the distance between the substrate W supplied with the second plating solution L2 and the first ceiling plate 611 of the ceiling portion 61 . More specifically, the cylinder 73 positions the lid 6 at a lower position (the position indicated by the solid line in FIG. 2) and an upper position (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 2).
  • the second plating solution L2 on the substrate holding part 52 or the substrate W is heated when the heater 63 is driven and the lid body 6 is positioned at the lower position described above. .
  • a ceiling portion 61 and a side wall portion 62 of the lid body 6 are covered with a lid body cover 64 .
  • the lid body cover 64 is placed on the second ceiling plate 612 of the lid body 6 via the support portion 65 . That is, a plurality of support portions 65 are provided on the second ceiling plate 612 to protrude upward from the upper surface of the second ceiling plate 612 , and the lid body cover 64 is placed on the support portions 65 .
  • the lid body cover 64 can move horizontally and vertically together with the lid body 6 . Moreover, the lid body cover 64 preferably has a higher heat insulation than the ceiling part 61 and the side wall part 62 in order to prevent the heat inside the lid body 6 from escaping to the surroundings.
  • the lid cover 64 is preferably made of a resin material, and more preferably the resin material has heat resistance.
  • the lid body 6 having the heater 63 and the lid body cover 64 are integrally provided, and the cover unit 10 that covers the substrate holding part 52 or the substrate W when placed in the lower position is It is composed of the lid body 6 and the lid body cover 64 .
  • a fan filter unit 59 that supplies clean air around the lid 6 is provided in the upper part of the chamber 51 .
  • the fan filter unit 59 supplies air into the chamber 51 (especially inside the atmosphere blocking cover 582 ), and the supplied air flows toward the exhaust pipe 81 .
  • a downflow is formed in which the air flows downward, and gas vaporized from the processing liquid such as the second plating solution L2 flows toward the exhaust pipe 81 due to this downflow. In this way, the gas vaporized from the processing liquid is prevented from rising and diffusing into the chamber 51 .
  • the gas supplied from the fan filter unit 59 described above is exhausted by the exhaust mechanism 8.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the surface of the substrate W before the first plating process according to the embodiment.
  • wiring 100 made of metal is formed on the substrate W, and an insulating film 110 is provided on the wiring 100 .
  • the entire insulating film 110 is composed of an oxide film.
  • the wiring 100 according to the embodiment is composed of an element that does not diffuse inside the insulating film 110, which is an oxide film.
  • the wiring 100 is made of a conductive material containing Co, Ni or Ru, for example.
  • vias 120 are formed in the substrate W at given positions in the insulating film 110 .
  • Such a via 120 is an example of a recess, and is formed so as to penetrate from the upper surface of the insulating film 110 to the wiring 100 .
  • the surface of the substrate W including the inside of the via 120 is covered with a barrier layer 131 made of Ta, TaN, or the like, and a barrier layer 131 made of cobalt (Co) or a cobalt alloy.
  • a seed layer 132 is deposited in order.
  • the seed layer 132 made of cobalt or a cobalt alloy is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • a method for forming the vias 120 in the insulating film 110 of the substrate W conventionally known methods can be suitably adopted. Specifically, for example, as a dry etching technique, a general-purpose technique using a fluorine-based or chlorine-based gas can be applied.
  • ICP-RIE Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching
  • a so-called Bosch process in which an etching step using sulfur hexafluoride (SF 6 ) and a protection step using a gas such as C 4 F 8 are repeatedly performed, can be suitably employed.
  • SF 6 sulfur hexafluoride
  • C 4 F 8 a gas such as C 4 F 8
  • the substrate W in which the via 120 is formed in the insulating film 110 on the wiring 100 and the barrier layer 131 and the seed layer 132 are formed, is carried into the plating section 5 described above, and is subjected to a given treatment. Plating is performed.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the first plating process according to the embodiment.
  • the control unit 91 controls the first plating solution supply unit 53 to apply the first plating solution nozzle to the surface of the substrate W. From 531, the first plating solution L1 is discharged.
  • control unit 91 uses the first plating solution L1 to perform displacement plating on the vias 120 (see FIG. 3).
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the surface of the substrate W after the first plating process according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the second plating process according to the embodiment.
  • control unit 91 uses the second plating solution L2 to perform the reduction plating process on the vias 120 (see FIG. 5).
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the state of the surface of the substrate W after the second plating process according to the embodiment.
  • the reduction plating film 134 is formed using the thin film 133 formed by displacement plating as a catalyst, and the inside of the via 120 is filled with the reduction plating film 134 .
  • the reduction plating film 134 it is possible to form good copper wiring without voids or seams inside the via 120 in which copper wiring is difficult to form because of its large aspect ratio.
  • the seed layer 132 made of cobalt is not directly subjected to the reduction plating treatment, but the surface layer of the seed layer 132 is replaced with the copper thin film 133 before the reduction plating treatment.
  • the inside of the via 120 can be better filled with the copper wiring than in the case of forming the reduction plated film 134 of copper using cobalt as a catalyst.
  • a seed layer made of copper is to be subjected to a reduction plating treatment, such a copper seed layer can usually be formed only by the PVD method. Therefore, especially when the inner diameter of the via 120 is reduced as the multilayer wiring becomes finer, there is a possibility that a uniform seed layer cannot be formed inside the via 120 .
  • the inside of the via 120 may not be satisfactorily filled with the reduction plated film 134 (that is, the copper wiring).
  • the cobalt seed layer 132 that can be formed by a method other than the PVD method is used, the uniform seed layer 132 can be formed inside the via 120 as compared with the case of using the copper seed layer. can be formed. Therefore, according to the embodiment, the inside of the via 120 can be better filled with copper wiring than when a copper seed layer is used.
  • the cobalt seed layer 132 may be formed by a CVD method. Thereby, a more uniform seed layer 132 can be formed inside the via 120 . Therefore, according to the embodiment, the inside of the via 120 can be better filled with the copper wiring.
  • the cobalt seed layer 132 may have a thickness of 1 (nm) or more.
  • the film-like seed layer 132 can be formed inside the via 120 instead of the island-like, so that a more uniform seed layer 132 can be formed inside the via 120 . Therefore, according to the embodiment, the inside of the via 120 can be better filled with the copper wiring.
  • the cobalt seed layer 132 has a thickness of 2 (nm) to 5 (nm). As a result, a more uniform seed layer 132 can be formed inside the via 120, and deterioration of electrical resistance due to the thick cobalt seed layer 132 can be suppressed.
  • the first plating process is performed by supplying the substrate W with the first plating solution L1 at room temperature or at a temperature higher than room temperature (for example, 23 (° C.) to 70 (° C.)).
  • the surface layer of the seed layer 132 can be efficiently replaced with the thin film 133 by performing the displacement plating process with the first plating solution L1 at a temperature higher than room temperature.
  • the first plating process is preferably performed while controlling the rotation speed of the substrate W to 1000 (rpm) or less. As a result, it is possible to prevent the first plating solution L1 from being shaken off on the surface of the substrate W and running out of the solution. Therefore, according to the embodiment, the entire surface of the substrate W can be uniformly subjected to displacement plating.
  • the first plating process is performed, for example, while controlling the rotation of the substrate W at a low speed (for example, about 20 (rpm)) to form a puddle of the first plating solution L1 on the surface of the substrate W. Good. This makes it possible to reduce the amount of the first plating solution L1 used in the first plating process.
  • the first plating process may be performed by repeating, for example, a puddle forming process of the first plating solution L1 on the surface of the substrate W and a process of shaking off the puddle.
  • the amount of the first plating solution L1 used can be reduced, and impurities such as substituted cobalt can be removed from the first plating solution L1.
  • a thin film 133 in a good state can be formed.
  • the substrate W is controlled to rotate at a relatively high speed (for example, about 250 (rpm)), and the continuously supplied first plating solution L1 is spun from the edge of the substrate W at any time. It may be carried out while draining. As a result, impurities such as substituted cobalt can be removed from the first plating solution L1 in the first plating process, so that the thin film 133 can be formed in good condition.
  • a relatively high speed for example, about 250 (rpm)
  • the first plating treatment may be performed, for example, with the first plating solution L1 that does not contain a reducing agent.
  • the first plating solution L1 that does not contain a reducing agent.
  • the second plating process according to the embodiment is preferably performed while controlling the rotation speed of the substrate W to 100 (rpm) or less.
  • the reduction plating process can be performed while forming puddles of the second plating solution L2 on the surface of the substrate W, so that the amount of the second plating solution L2 used in the second plating process can be reduced. .
  • the substrate W on which the puddle of the second plating solution L2 is formed is covered with the lid 6, and the puddle of the second plating solution L2 is heated to a given temperature by the heater 63 of the lid 6. (For example, it may be carried out while raising the temperature to 40 (° C.) to 70 (° C.).
  • reduction plating can be performed with the second plating solution L2 at a temperature higher than room temperature. can be filled in
  • the temperature of the second plating solution L2 in the second plating process is preferably higher than the temperature of the first plating solution L1 in the first plating process.
  • the second plating solution L2 is supplied to the surface of the substrate W to form a puddle of the second plating solution L2 on the surface of the substrate W.
  • the substrate W on which the puddle of the second plating solution L2 is formed is covered with the lid 6.
  • the turning motor 72 of the lid moving mechanism 7 is driven, and the lid 6 turns horizontally and is positioned at the upper position (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 2).
  • the cylinder 73 of the lid moving mechanism 7 is driven, and the lid 6 positioned at the upper position is lowered and positioned at the processing position.
  • the distance between the second plating solution L2 on the substrate W and the first ceiling plate 611 of the lid 6 becomes a given distance, and the side wall portion 62 of the lid 6 is arranged on the outer peripheral side of the substrate W. be.
  • the lower end 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 manner, the substrate W is covered with the lid 6, and the space around the substrate W is closed.
  • the heater 63 is turned on to heat the second plating solution L2 deposited on the substrate W.
  • the set temperature of the heater 63 is fixed to the target temperature at which the second plating solution L2 reaches the given temperature described above.
  • target temperature is, for example, 100 (° C.) to 140 (° C.).
  • the components of the second plating solution L2 are deposited on the surface of the thin film 133, forming a reduction plating film 134.
  • the heater 63 After the heat treatment by the heater 63 is started, the heater 63 is turned off when the time preset as the heat treatment time elapses.
  • the lid body 6 is retracted from the substrate W.
  • the lid body moving mechanism 7 is driven to position the lid body 6 at the retracted position, and further the turning motor 72 of the lid body moving mechanism 7 is driven to horizontally turn the lid body 6 positioned at the upper position. It moves and is positioned at the retracted position. This completes the second plating process.
  • the surface of the substrate W is wet with the first plating solution L1 during the period from the end of the first plating treatment to the start of the second plating treatment (that is, the surface of the substrate W is wet with the first plating solution L1).
  • L1 liquid film is formed).
  • the second plating process can be performed using the thin film 133 in good condition as a catalyst, the inside of the via 120 can be more satisfactorily filled with the reduction plating film 134 .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the first plating process according to the modification of the embodiment.
  • the control unit 91 controls the first plating solution supply unit 53 to apply the first plating solution nozzle to the surface of the substrate W. From 531, the first plating solution L1 is discharged.
  • the control unit 91 uses the first plating solution L1 to perform displacement plating on the vias 120 (see FIG. 3).
  • the displacement plating treatment the cobalt surface layer of the seed layer 132 formed inside the via 120 is replaced with a copper thin film 133 as shown in FIG.
  • the first plating process according to the modification is the same as that of the above-described embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the second plating process according to the modification of the embodiment.
  • the control unit 91 controls the first plating solution supply unit 53 so that the substrate W is The first plating solution L1 is discharged from the first plating solution nozzle 531 onto the surface of the .
  • control unit 91 controls the second plating solution supply unit 54 to discharge the third plating solution L2a onto the surface of the substrate W from the second plating solution nozzle 541.
  • the third plating solution L2a contains a reducing agent in a larger proportion than the first plating solution L1 and does not contain copper ions.
  • control unit 91 discharges the first plating solution L1 and the third plating solution L2a onto the surface of the substrate W in the second plating process, mixes them on the surface of the substrate W, and produces the second plating solution. Generate L2. Then, the controller 91 uses the generated second plating solution L2 to perform the reduction plating process on the via 120 (see FIG. 5).
  • a reduction plated film 134 (see FIG. 7) is formed inside the via 120 .
  • the second plating process according to the modification is the same as the above-described embodiment except that the first plating solution L1 and the third plating solution L2a are simultaneously discharged instead of the second plating solution L2. Description is omitted.
  • the first plating solution L1 may contain no reducing agent
  • the third plating solution L2a may contain a reducing agent and unavoidable impurities.
  • the second plating solution L2 may be generated by mixing the first plating solution L1 and the third plating solution L2a on the surface of the substrate W.
  • the present disclosure is not limited to such an example.
  • the first plating solution L1 and the third plating solution L2a are placed above the substrate W (that is, the discharged first plating solution L1 and the third plating solution L2a W) may be mixed to form the second plating solution L2.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a second plating process according to another modification of the embodiment.
  • the control unit 91 controls the second plating solution supply unit 54 to remove the substrate W on which the liquid film of the first plating solution L1 is formed. Only the third plating solution L2a is discharged from the second plating solution nozzle 541 onto the surface. Thereby, the controller 91 mixes the discharged third plating solution L2a and the liquid film of the first plating solution L1 on the surface of the substrate W to generate the second plating solution L2.
  • control unit 91 uses the generated second plating solution L2 to perform the reduction plating process on the vias 120 (see FIG. 4). As a result, a reduction plated film 134 (see FIG. 6) is formed inside the via 120 .
  • the surface layer of the seed layer 132 made of cobalt is replaced with the copper thin film 133 by substitution plating, and then reduction plating is performed. Therefore, according to another modification, the inside of the via 120 can be satisfactorily filled with copper wiring as in the above-described embodiment.
  • the via 120 is filled with the copper wiring (reduction plating film 134)
  • the present disclosure is not limited to such an example, and the copper wiring is formed on the surface of the substrate W.
  • Various recesses eg, trenches, etc. may be filled with copper wiring.
  • the plating processing apparatus (substrate processing apparatus 1) according to the embodiment includes a substrate holding section 52 that rotatably holds a substrate W, and a chemical liquid supply section (a first plating liquid supply section 53, a second plating liquid supply section 53, a second A plating solution supply unit 54) and a control unit 91 that controls each unit are provided. Further, the control unit 91 holds the substrate W with the cobalt or cobalt alloy seed layer 132 formed in the concave portion (via 120 ) by the substrate holding unit 52 . Further, the control unit 91 performs displacement plating on the substrate W using the first plating solution L1 containing copper ions to replace the surface layer of the seed layer 132 with copper.
  • control unit 91 After the displacement plating process, the control unit 91 performs the reduction plating process on the recess (via 120) of the substrate W using the second plating solution L2 containing copper ions and a reducing agent. As a result, the inside of the via 120 can be satisfactorily filled with the copper wiring.
  • the chemical solution supply unit includes the first plating solution L1 in which the reducing agent is smaller than a given ratio, and the reducing agent in which the ratio is larger than that of the first plating solution L1. It is configured to be able to supply the substrate W with the third plating solution L2a containing the agent. Further, the control unit 91 performs the reduction plating process on the substrate W using the second plating solution L2 generated by mixing the first plating solution L1 and the third plating solution L2a. As a result, the inside of the via 120 can be more satisfactorily filled with the copper wiring.
  • the controller 91 controls the rotation speed of the substrate W to 1000 (rpm) or less during the displacement plating process. As a result, the entire surface of the substrate W can be uniformly subjected to displacement plating.
  • the controller 91 controls the rotation speed of the substrate to 100 (rpm) or less during the reduction plating process. As a result, the usage amount of the second plating solution L2 can be reduced.
  • FIG. 11 is a flow chart showing the procedure of the plating process according to the embodiment.
  • control unit 91 controls the substrate transport devices 13 and 17 to transport the substrate W from the carrier C into the plating processing unit 5 and hold the substrate W by the substrate holding unit 52, thereby is prepared (step S101).
  • control unit 91 performs cleaning processing on the substrate W (step S102).
  • the rotary motor 523 is driven to rotate the substrate W at a predetermined number of revolutions.
  • the nozzle arm 57 positioned at the retracted position moves to the discharge position above the center of the substrate W. As shown in FIG.
  • the cleaning liquid L3 is supplied from the cleaning liquid nozzle 551 to the rotating substrate W, and the surface of the substrate W is cleaned. As a result, deposits and the like adhering to the substrate W are removed from the substrate W. As shown in FIG. The cleaning liquid L 3 supplied to the substrate W is discharged to the drain duct 583 .
  • the control unit 91 performs a rinse process on the substrate W (step S103).
  • the rinsing liquid L4 is supplied from the rinsing liquid nozzle 561 to the rotating substrate W, and the surface of the substrate W is rinsed. As a result, the cleaning liquid L3 remaining on the substrate W is washed away.
  • the rinse liquid L ⁇ b>4 supplied to the substrate W is discharged to the drain duct 583 .
  • the control unit 91 performs the first plating process on the substrate W (step S104).
  • the first plating solution L1 is supplied from the first plating solution nozzle 531 to the substrate W rotating at 1000 (rpm) or less, and the cobalt seed layer 132 formed inside the via 120 is subjected to substitution plating. be.
  • the first plating solution L ⁇ b>1 supplied to the substrate W is discharged to the drain duct 583 .
  • the control unit 91 performs the second plating process on the substrate W (step S105).
  • the second plating solution L2 is supplied from the second plating solution nozzle 541 to the substrate W rotating at 100 (rpm) or less, and a puddle of the second plating solution L2 is formed on the surface of the substrate W.
  • FIG. As a result, a reduction plated film 134 is formed inside the via 120 using the copper thin film 133 formed by the first plating process as a catalyst.
  • step S106 the controller 91 covers the substrate W with the lid 6 and operates the heater 63 to heat the puddle of the second plating solution L2 formed on the surface of the substrate W (step S106). . This promotes formation of the reduction plated film 134 . Since the details of the processing of step S106 have been described above, detailed description thereof will be omitted.
  • control unit 91 performs a rinse process on the substrate W (step S107).
  • the lid 6 is retracted from above the substrate W.
  • the rotary motor 523 is driven to rotate the substrate W at a predetermined number of revolutions.
  • the rinsing liquid L4 is supplied from the rinsing liquid nozzle 561 to the rotating substrate W, and the surface of the substrate W is rinsed. As a result, the second plating solution L2 remaining on the substrate W is washed away.
  • the rinse liquid L ⁇ b>4 supplied to the substrate W is discharged to the drain duct 583 .
  • step S108 the rinsed substrate W is dried.
  • the substrate W is rotated at a high speed by increasing the rotation speed of the substrate W more than the rotation speed of the rinsing process (step S107).
  • the rinse liquid L4 remaining on the substrate W is shaken off and the substrate W is dried.
  • the substrate W is taken out from the plating processing section 5 by the substrate transfer device 17 and transferred to the transfer section 14 .
  • the substrate W transported to the delivery section 14 is taken out from the delivery section 14 by the substrate transport device 13 and accommodated in the carrier C. As shown in FIG. Thus, a series of plating processes for one substrate W is completed.
  • the plating method includes a preparation process (step S101), a first plating process (step S104), and a second plating process (step S105).
  • a preparation step (step S101) a substrate W is prepared in which a seed layer 132 of cobalt or a cobalt alloy is formed in recesses (vias 120).
  • the substrate W is subjected to substitution plating by using a first plating solution L1 containing copper ions to replace the surface layer of the seed layer 132 with copper.
  • the substrate W is reduced to the concave portions (vias 120) using a second plating solution L2 containing copper ions and a reducing agent. Plating is performed. As a result, the inside of the via 120 can be satisfactorily filled with the copper wiring.
  • the second plating step includes the first plating solution L1 containing a reducing agent in a smaller ratio than a given ratio, and the third plating solution L1 containing a reducing agent in a ratio larger than that of the first plating solution L1.
  • the second plating solution L2 is produced by mixing with the plating solution L2a.
  • the first plating solution L1 does not contain a reducing agent.
  • the inside of the via 120 can be more satisfactorily filled with the copper wiring.
  • the second plating step (step S105) is performed on the substrate W wet with the first plating solution L1.
  • the interior of the via 120 can be more satisfactorily filled with the reduction plating film 134 .
  • the seed layer 132 is formed by the CVD method. As a result, the inside of the via 120 can be more satisfactorily filled with the copper wiring.
  • the thickness of the seed layer 132 is 1 (nm) or more. As a result, the inside of the via 120 can be more satisfactorily filled with the copper wiring.
  • the temperature of the second plating solution L2 is higher than that of the first plating solution +1. Therefore, the overall processing time of the substrate W can be reduced.
  • Substrate processing equipment (an example of plating processing equipment) 5 plating processing unit 52 substrate holding unit 53 first plating solution supply unit (an example of a chemical solution supply unit) 54 second plating solution supply unit (an example of a chemical solution supply unit) 91 control unit 120 via (an example of a concave portion) 132 seed layer 133 thin film 134 reduction plating film L1 first plating solution L2 second plating solution L2a third plating solution W substrate

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Abstract

本開示の一態様によるめっき処理方法は、準備工程と、第１めっき工程と、第２めっき工程とを含む。準備工程は、凹部にコバルトまたはコバルト合金のシード層（１３２）が形成された基板（Ｗ）を準備する。第１めっき工程は、基板（Ｗ）に対して銅イオンを含有する第１めっき液（Ｌ１）を用いて、シード層（１３２）の表層を銅に置換する置換めっき処理を行う。第２めっき工程は、第１めっき工程の後に、基板（Ｗ）に対して銅イオンおよび還元剤を含有する第２めっき液（Ｌ２）を用いて、凹部に還元めっき処理を行う。

Description

めっき処理方法およびめっき処理装置
　本開示は、めっき処理方法およびめっき処理装置に関する。
　従来、基板である半導体ウェハに多層配線を形成する手法として、ビアの内部に形成された銅のシード層を触媒に無電解めっき処理を行い、ビアの内部を銅配線で埋める手法が知られている（特許文献１参照）。
特開２００１－１０２４４８号公報
　本開示は、ビアの内部を銅配線で良好に埋めることができる技術を提供する。
　本開示の一態様によるめっき処理方法は、準備工程と、第１めっき工程と、第２めっき工程とを含む。準備工程は、凹部にコバルトまたはコバルト合金のシード層が形成された基板を準備する。第１めっき工程は、前記基板に対して銅イオンを含有する第１めっき液を用いて、前記シード層の表層を銅に置換する置換めっき処理を行う。第２めっき工程は、前記第１めっき工程の後に、前記基板に対して銅イオンおよび還元剤を含有する第２めっき液を用いて、前記凹部に還元めっき処理を行う。
　本開示によれば、ビアの内部を銅配線で良好に埋めることができる。
図１は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。 図２は、実施形態に係るめっき処理部の構成を示す図である。 図３は、実施形態に係る第１めっき処理前の基板表面の状態を示す拡大断面図である。 図４は、実施形態に係る第１めっき処理を説明するための図である。 図５は、実施形態に係る第１めっき処理後の基板表面の状態を示す拡大断面図である。 図６は、実施形態に係る第２めっき処理を説明するための図である。 図７は、実施形態に係る第２めっき処理後の基板表面の状態を示す拡大断面図である。 図８は、実施形態の変形例に係る第１めっき処理を説明するための図である。 図９は、実施形態の変形例に係る第２めっき処理を説明するための図である。 図１０は、実施形態の別の変形例に係る第２めっき処理を説明するための図である。 図１１は、実施形態に係るめっき処理における処理手順を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示するめっき処理方法およびめっき処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
　従来、基板である半導体ウェハに多層配線を形成する手法として、ビアの内部に形成された銅のシード層を触媒に無電解めっき処理を行い、ビアの内部を銅配線で埋める手法が知られている。
　一方で、銅のシード層はＰＶＤ（Physical　Vapor　Deposition）法でしか成膜できないことから、近年の多層配線の微細化にともなってビアの内径が縮小した場合に、ビアの内部に均質な銅のシード層を形成できない場合がある。
　そして、ビアの内部に不均質な銅のシード層が形成されることにより、ビアの内部を銅配線で良好に埋めることができない恐れがある。
　そこで、上述の問題点を克服し、ビアの内部を銅配線で良好に埋めることができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
　最初に、実施形態に係る基板処理装置１の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置１の構成を示す図である。基板処理装置１は、めっき処理装置の一例である。
　なお、以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
　図１に示すように、基板処理装置１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
　搬入出ステーション２は、キャリア載置台１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置台１１には、複数枚の基板、実施形態では半導体ウェハ（以下、基板Ｗとも呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
　キャリア載置台１１には、複数のロードポートが搬送部１２に隣接するように並べて配置されており、複数のロードポートのそれぞれにキャリアＣが１つずつ載置される。
　搬送部１２は、キャリア載置台１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、基板Ｗを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間で基板Ｗの搬送を行う。
　処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数のめっき処理部５とを備える。複数のめっき処理部５は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。めっき処理部５の構成については後述する。
　搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、基板Ｗを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４およびめっき処理部５間で基板Ｗの搬送を行う。
　また、基板処理装置１は、制御装置９を備える。制御装置９は、たとえばコンピュータであり、制御部９１と記憶部９２とを備える。記憶部９２には、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部９１は、記憶部９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。
　なお、かかるプログラムは、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、その記憶媒体から制御装置９の記憶部９２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、たと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）、メモリカードなどがある。
　上記のように構成された基板処理装置１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置台１１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１４に載置する。
　受渡部１４に載置された基板Ｗは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、めっき処理部５へ搬送され、めっき処理部５によって処理される。
　たとえば、基板Ｗの表面には、トレンチやビア１２０（図３参照）などの凹部が形成されており、めっき処理部５は、かかる凹部に対して無電解めっき法による金属の埋め込みを行う。
　めっき処理部５によって処理された基板Ｗは、基板搬送装置１７によってめっき処理部５から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済の基板Ｗは、基板搬送装置１３によってキャリア載置台１１のキャリアＣへ戻される。
＜めっき処理部の概要＞
　次に、めっき処理部５の概略構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係るめっき処理部５の構成を示す図である。めっき処理部５は、たとえば、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニットとして構成される。
　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。めっき処理部５は、チャンバ５１と、基板保持部５２と、第１めっき液供給部５３と、第２めっき液供給部５４とを備える。第１めっき液供給部５３および第２めっき液供給部５４は、薬液供給部の一例である。
　基板保持部５２は、チャンバ５１内に配置され、基板Ｗを水平に保持する。第１めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗの表面（上面）に第１めっき液Ｌ１を供給する。第２めっき液供給部５４は、基板保持部５２に保持された基板Ｗの表面（上面）に第２めっき液Ｌ２を供給する。
　実施形態において、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。
　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。なお、基板保持部５２の内部にはヒータなどの加熱源は設けられていない。
　第１めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに第１めっき液Ｌ１を吐出（供給）する第１めっき液ノズル５３１と、かかる第１めっき液ノズル５３１に第１めっき液Ｌ１を供給する第１めっき液供給源５３２とを有する。
　このうち、第１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第１めっき液Ｌ１を、第１めっき液配管５３３を介して第１めっき液ノズル５３１に供給するように構成されている。
　第１めっき液ノズル５３１からの第１めっき液Ｌ１の吐出時の温度は、たとえば４０℃以上７０℃以下であり、より好ましくは６０℃以上７０℃以下である。第１めっき液ノズル５３１は、ノズルアーム５７に保持されて、移動可能に構成されている。
　第１めっき液Ｌ１は、置換型の無電解めっき処理（以下、置換めっき処理とも呼称する。）用のめっき液である。第１めっき液Ｌ１は、たとえば、銅（Ｃｕ）イオンを含有する。さらに、実施形態に係る第１めっき液Ｌ１には、還元剤が所与の割合よりも小さい割合だけ含まれるか、もしくは還元剤が含まれない。
　第１めっき液Ｌ１に含まれ得る還元剤としては、たとえば、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン、グリオキシル酸などが挙げられる。
　第２めっき液供給部５４は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに第２めっき液Ｌ２を吐出（供給）する第２めっき液ノズル５４１と、かかる第２めっき液ノズル５４１に第２めっき液Ｌ２を供給する第２めっき液供給源５４２とを有する。
　このうち、第２めっき液供給源５４２は、所定の温度に加熱ないし温調された第２めっき液Ｌ２を、第２めっき液配管５４３を介して第２めっき液ノズル５４１に供給するように構成されている。
　第２めっき液ノズル５４１からの第２めっき液Ｌ２の吐出時の温度は、たとえば４０℃以上７０℃以下であり、より好ましくは６０℃以上７０℃以下である。第２めっき液ノズル５４１は、ノズルアーム５７に保持されて、移動可能に構成されている。
　第２めっき液Ｌ２は、還元型の無電解めっき処理（以下、還元めっき処理とも呼称する。）用のめっき液である。第２めっき液Ｌ２は、たとえば銅イオンと、第１めっき液Ｌ１よりも割合の大きい還元剤とを含有する。第２めっき液Ｌ２に含まれる還元剤は、たとえば、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン、グリオキシル酸などである。
　なお、実施形態に係る第２めっき液Ｌ２には、金属イオンおよび還元剤に加えて、錯化剤やｐＨ調整剤などが含まれていてもよい。第２めっき液Ｌ２に含まれ得る錯化剤は、銅イオンと錯体を形成しうるものであればよく、オキシカルボン酸またはこの塩、アミノカルボン酸またはこの塩、トリエタノールアミン、グリセリンなどが挙げられる。
　かかるオキシカルボン酸としては、たとえば、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸などが挙げられる。また、かかるアミノカルボン酸としては、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、１，３－プロパンジアミン四酢酸、などが挙げられる。
　また、第２めっき液Ｌ２に含まれ得るｐＨ調整剤としては、たとえば、酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム、アンモニアなどが挙げられる。
　めっき処理部５は、また、基板保持部５２に保持された基板Ｗの表面に洗浄液Ｌ３を供給する洗浄液供給部５５と、当該基板Ｗの表面にリンス液Ｌ４を供給するリンス液供給部５６と、を更に備えている。
　洗浄液供給部５５は、基板保持部５２に保持されて回転する基板Ｗに対して洗浄液Ｌ３を供給し、基板Ｗを前洗浄処理するものである。この洗浄液供給部５５は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して洗浄液Ｌ３を吐出する洗浄液ノズル５５１と、洗浄液ノズル５５１に洗浄液Ｌ３を供給する洗浄液供給源５５２と、を有している。
　このうち、洗浄液供給源５５２は、後述するように所定の温度に加熱ないし温調された洗浄液Ｌ３を、洗浄液配管５５３を介して洗浄液ノズル５５１に供給するように構成されている。洗浄液ノズル５５１は、ノズルアーム５７に保持されて、第１めっき液ノズル５３１や第２めっき液ノズル５４１とともに移動可能になっている。
　洗浄液Ｌ３としては、ジカルボン酸またはトリカルボン酸が用いられる。このうち、ジカルボン酸としては、たとえばリンゴ酸、コハク酸、マロン酸、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸、酒石酸等の有機酸を用いることができる。また、トリカルボン酸としては、たとえばクエン酸等の有機酸を用いることができる。
　リンス液供給部５６は、基板保持部５２に保持された基板Ｗにリンス液Ｌ４を吐出するリンス液ノズル５６１と、リンス液ノズル５６１にリンス液Ｌ４を供給するリンス液供給源５６２と、を有している。
　このうち、リンス液ノズル５６１は、ノズルアーム５７に保持されて、第１めっき液ノズル５３１、第２めっき液ノズル５４１および洗浄液ノズル５５１とともに移動可能になっている。
　また、リンス液供給源５６２は、リンス液Ｌ４を、リンス液配管５６３を介してリンス液ノズル５６１に供給するように構成されている。リンス液Ｌ４としては、たとえば、ＤＩＷ（脱イオン水）などを用いることができる。
　上述した第１めっき液ノズル５３１、第２めっき液ノズル５４１、洗浄液ノズル５５１およびリンス液ノズル５６１を保持するノズルアーム５７には、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５７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、ノズル移動機構によって、ノズルアーム５７は、基板Ｗに処理液（第１めっき液Ｌ１、第２めっき液Ｌ２、洗浄液Ｌ３またはリンス液Ｌ４）を吐出する吐出位置と、吐出位置から退避した退避位置との間で移動可能になっている。
　このうち、吐出位置は、基板Ｗの表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。たとえば、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に第１めっき液Ｌ１を供給する場合と、第２めっき液Ｌ２を供給する場合と、洗浄液Ｌ３を供給する場合と、リンス液Ｌ４を供給する場合とで、ノズルアーム５７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５７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５７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５８１が設けられている。このカップ５８１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、ドレンダクト５８３に案内する。
　カップ５８１の外周側には、雰囲気遮断カバー５８２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５８２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５８２内に、後述する蓋体６が上方から挿入可能になっている。
　実施形態では、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。
　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、ヒータ６３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が第２めっき液Ｌ２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、ヒータ６３の外周側にはシールリング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、第２めっき液Ｌ２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、たとえば、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。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。
　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と、上方位置から退避した退避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５７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。
　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、第２めっき液Ｌ２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を下方位置（図２において実線で示す位置）と、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。
　実施形態では、ヒータ６３が駆動されて、上述した下方位置に蓋体６が位置づけられた場合に、基板保持部５２または基板Ｗ上の第２めっき液Ｌ２が加熱されるように構成されている。
　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。
　たとえば、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。
　このように実施形態では、ヒータ６３を具備する蓋体６と蓋体カバー６４とが一体的に設けられ、下方位置に配置された場合に基板保持部５２または基板Ｗを覆うカバーユニット１０が、これらの蓋体６及び蓋体カバー６４によって構成される。
　チャンバ５１の上部には、蓋体６の周囲に清浄な空気を供給するファンフィルターユニット５９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５８２内）に空気を供給し、供給された空気は、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、第２めっき液Ｌ２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。
　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。
＜実施形態＞
　つづいて、実施形態に係るめっき処理の詳細について、図３～図７を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る第１めっき処理前の基板Ｗ表面の状態を示す拡大断面図である。
　なお、図３に示す基板Ｗには図示しない素子がすでに形成されている。そして、かかる素子形成後の配線形成工程（いわゆるＢＥＯＬ（Back　End　of　Line））において、配線１００上の絶縁膜１１０に形成されたビア１２０を金属配線で埋める各種処理について以下に説明する。
　図３に示すように、基板Ｗには金属である配線１００が形成されるとともに、かかる配線１００上に絶縁膜１１０が設けられる。実施形態では、たとえば、絶縁膜１１０の全体が酸化膜で構成される。
　実施形態に係る配線１００は、酸化膜である絶縁膜１１０の内部を拡散しない元素で構成される。配線１００は、たとえば、Ｃｏ、ＮｉまたはＲｕを含む導電性の材料で構成される。
　また、基板Ｗには、絶縁膜１１０における所与の位置にビア１２０が形成される。かかるビア１２０は、凹部の一例であり、絶縁膜１１０の上面から配線１００まで貫通するように形成される。
　また、実施形態に係る第１めっき処理に先立って、ビア１２０の内部を含めた基板Ｗの表面には、ＴａやＴａＮなどで構成されるバリア層１３１と、コバルト（Ｃｏ）またはコバルト合金で構成されるシード層１３２とが順に成膜される。
　ここで、実施形態では、たとえば、コバルトまたはコバルト合金で構成されるシード層１３２が、ＣＶＤ（Chemical　Vapor　Deposition）法で形成される。
　また、基板Ｗの絶縁膜１１０にビア１２０を形成する方法としては、従来公知の方法から適宜採用することができる。具体的には、たとえば、ドライエッチング技術として、フッ素系または塩素系ガスなどを用いた汎用的技術を適用することができる。
　特に、アスペクト比（径に対する深さの比率）の大きなビア１２０を形成する手法として、高速な深掘エッチングが可能なＩＣＰ－ＲＩＥ（Inductively　Coupled　Plasma　Reactive　Ion　Etching：誘導結合プラズマ－反応性イオンエッチング）の技術を採用することができる。
　たとえば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を用いたエッチングステップとＣ４Ｆ８などのガスを用いた保護ステップとを繰り返しながら行う、いわゆるボッシュプロセスを好適に採用することができる。
　図３に示すように、配線１００上の絶縁膜１１０にビア１２０が形成され、バリア層１３１およびシード層１３２が成膜された基板Ｗは、上述のめっき処理部５に搬入され、所与のめっき処理が行われる。
　図４は、実施形態に係る第１めっき処理を説明するための図である。図４に示すように、実施形態に係るめっき処理方法では、まず、制御部９１（図１参照）が、第１めっき液供給部５３を制御して、基板Ｗの表面に第１めっき液ノズル５３１から第１めっき液Ｌ１を吐出する。
　これにより、制御部９１は、かかる第１めっき液Ｌ１を用いて、ビア１２０（図３参照）に対する置換めっき処理を行う。
　この置換めっき処理により、図５に示すように、ビア１２０の内部に形成されるシード層１３２のコバルトの表層が銅の薄膜１３３に置換される。図５は、実施形態に係る第１めっき処理後の基板Ｗ表面の状態を示す拡大断面図である。
　そして、実施形態に係るめっき処理方法では、図６に示すように、上述の第１めっき処理につづいて、制御部９１（図１参照）が、第２めっき液供給部５４を制御して、基板Ｗの表面に第２めっき液ノズル５４１から第２めっき液Ｌ２を吐出する。図６は、実施形態に係る第２めっき処理を説明するための図である。
　これにより、制御部９１は、かかる第２めっき液Ｌ２を用いて、ビア１２０（図５参照）に対する還元めっき処理を行う。
　この還元めっき処理により、図７に示すように、ビア１２０の内部に露出する銅の薄膜１３３を触媒にして銅の還元めっき膜１３４が形成され、ビア１２０の内部が還元めっき膜１３４で埋まる。図７は、実施形態に係る第２めっき処理後の基板Ｗ表面の状態を示す拡大断面図である。
　このように、実施形態では、置換めっき処理で形成された薄膜１３３を触媒にして還元めっき膜１３４を形成し、ビア１２０の内部を還元めっき膜１３４で埋める。これにより、アスペクト比が大きく銅配線を形成しにくいビア１２０の内部に、ボイドやシームなどが含まれない良好な銅配線を形成することができる。
　ここで、実施形態では、コバルトで構成されるシード層１３２に直接還元めっき処理を行うのではなく、かかるシード層１３２の表層を銅の薄膜１３３に置換してから還元めっき処理を行う。これにより、コバルトを触媒にして銅の還元めっき膜１３４を形成する場合と比べて、ビア１２０の内部を銅配線で良好に埋めることができる。
　また、もし仮に、銅で構成されるシード層に還元めっき処理を行おうとした場合、かかる銅のシード層は通常ＰＶＤ法でしか成膜できない。そのため、特に多層配線の微細化にともなってビア１２０の内径が縮小した場合に、ビア１２０の内部に均質なシード層を形成できない恐れがある。
　そして、ビア１２０の内部に不均質なシード層が形成されることにより、ビア１２０の内部を還元めっき膜１３４（すなわち、銅配線）で良好に埋めることができない恐れがある。
　しかしながら、実施形態では、ＰＶＤ法以外の手法でも形成可能なコバルトのシード層１３２が用いられていることから、銅のシード層を用いる場合と比べて、ビア１２０の内部に均質なシード層１３２を形成することができる。したがって、実施形態によれば、銅のシード層を用いる場合と比べて、ビア１２０の内部を銅配線で良好に埋めることができる。
　また、実施形態では、コバルトのシード層１３２がＣＶＤ法により形成されるとよい。これにより、ビア１２０の内部にさらに均質なシード層１３２を形成することができる。したがって、実施形態によれば、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態では、コバルトのシード層１３２が、１（ｎｍ）以上の厚みであるとよい。これにより、島状ではなく膜状のシード層１３２をビア１２０の内部に形成することができることから、ビア１２０の内部にさらに均質なシード層１３２を形成することができる。したがって、実施形態によれば、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態では、コバルトのシード層１３２が、２（ｎｍ）～５（ｎｍ）の厚みであるとさらによい。これにより、ビア１２０の内部にさらに均質なシード層１３２を形成することができるとともに、厚いコバルトのシード層１３２による電気抵抗の悪化を抑制することができる。
　つづいて、ここまで説明した第１めっき処理および第２めっき処理の詳細について説明する。第１めっき処理は、たとえば、室温または室温よりも高い温度（たとえば、２３（℃）～７０（℃））の第１めっき液Ｌ１を基板Ｗに供給して行われる。
　このように、室温よりも高い温度の第１めっき液Ｌ１で置換めっき処理を実施することにより、シード層１３２の表層を効率よく薄膜１３３に置換することができる。
　また、第１めっき処理は、基板Ｗの回転数を１０００（ｒｐｍ）以下に制御して実施されるとよい。これにより、基板Ｗの表面で第１めっき液Ｌ１が振り切られて液切れすることを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、基板Ｗの表面全面で均等に置換めっき処理を実施することができる。
　第１めっき処理は、たとえば、基板Ｗを低回転（たとえば、２０（ｒｐｍ）程度）に制御して、基板Ｗの表面に第１めっき液Ｌ１のパドル（液盛り）を形成しながら実施されるとよい。これにより、第１めっき処理において、第１めっき液Ｌ１の使用量を削減することができる。
　また、第１めっき処理は、たとえば、基板Ｗ表面における第１めっき液Ｌ１のパドル形成処理と、かかるパドルの振り切り処理とを繰り返して実施してもよい。
　これにより、実施形態に係る第１めっき処理では、第１めっき液Ｌ１の使用量を削減することができるとともに、置換されたコバルトなどの不純物を第１めっき液Ｌ１から除くことができるため、良好な状態の薄膜１３３を形成することができる。
　また、第１めっき処理は、たとえば、基板Ｗを比較的高回転（たとえば、２５０（ｒｐｍ）程度）に制御して、継続的に供給される第１めっき液Ｌ１を基板Ｗの端部から随時排液しながら実施してもよい。これにより、第１めっき処理において、置換されたコバルトなどの不純物を第１めっき液Ｌ１から除くことができるため、良好な状態の薄膜１３３を形成することができる。
　また、第１めっき処理は、たとえば、還元剤を含まない第１めっき液Ｌ１で行われるとよい。これにより、第１めっき液供給源５３２（図２参照）において貯留される第１めっき液Ｌ１内で金属イオンと還元剤とが反応することを抑制することができることから、第１めっき処理の処理効率を向上させることができる。
　実施形態に係る第２めっき処理は、基板Ｗの回転数を１００（ｒｐｍ）以下に制御して実施されるとよい。これにより、基板Ｗの表面に第２めっき液Ｌ２のパドルを形成しながら還元めっき処理を実施することができるため、第２めっき処理において、第２めっき液Ｌ２の使用量を削減することができる。
　また、第２めっき処理は、たとえば、第２めっき液Ｌ２のパドルが形成された基板Ｗを蓋体６で覆い、かかる第２めっき液Ｌ２のパドルを蓋体６のヒータ６３で所与の温度（たとえば、４０（℃）～７０（℃）に昇温しながら実施されるとよい。
　これにより、室温よりも高い温度の第２めっき液Ｌ２で還元めっき処理を実施することができることから、ビア１２０が微細化されている場合でも、かかるビア１２０の内部を還元めっき膜１３４でさらに良好に埋めることができる。
　また、第２めっき処理における第２めっき液Ｌ２の温度は、第１めっき処理における第１めっき液Ｌ１の温度よりも高いとよい。これにより、より時間がかかる第２めっき処理を効率よく実施することができることから、基板Ｗの全体的な処理時間を低減することができる。
　第２めっき処理は、まず、第２めっき液Ｌ２を基板Ｗの表面に供給して、かかる第２めっき液Ｌ２のパドルを基板Ｗの表面に形成する。
　次に、第２めっき液Ｌ２のパドルが形成された基板Ｗが蓋体６によって覆われる。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、蓋体６が水平方向に旋回移動して、上方位置（図２における二点鎖線で示す位置）に位置づけられる。
　そして、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が下降して処理位置に位置づけられる。これにより、基板Ｗ上の第２めっき液Ｌ２と蓋体６の第１天井板６１１との間隔が所与の間隔になり、蓋体６の側壁部６２が、基板Ｗの外周側に配置される。
　実施形態では、蓋体６の側壁部６２の下端が、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。
　次に、ヒータ６３がオンされて、基板Ｗ上に液盛りされた第２めっき液Ｌ２が加熱される。ヒータ６３の設定温度は、第２めっき液Ｌ２が上述した所与の温度になる目標温度に固定される。かかる目標温度は、たとえば１００（℃）～１４０（℃）である。
　第２めっき液Ｌ２の温度が、成分が析出する温度まで上昇すると、薄膜１３３の表面に第２めっき液Ｌ２の成分が析出し、還元めっき膜１３４が形成される。
　そして、ヒータ６３による加熱処理が開始されてから、加熱処理の処理時間として予め設定された時間が経過すると、ヒータ６３がオフされる。
　次に、基板Ｗから蓋体６が退避される。たとえば、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、さらに蓋体移動機構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。これにより、第２めっき処理が終了する。
　なお、第１めっき処理が終了してから第２めっき処理が開始されるまでの間、基板Ｗの表面は第１めっき液Ｌ１で濡れている状態（すなわち、基板Ｗの表面に第１めっき液Ｌ１の液膜が形成された状態）であるとよい。これにより、第１めっき処理で形成された薄膜１３３が空気によって酸化することを抑制することができる。
　すなわち、実施形態では、良好な状態の薄膜１３３を触媒にして第２めっき処理を実施することができることから、ビア１２０の内部を還元めっき膜１３４でさらに良好に埋めることができる。
＜各種変形例＞
　つづいて、実施形態の各種変形例について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、実施形態の変形例に係る第１めっき処理を説明するための図である。
　図８に示すように、変形例に係るめっき処理方法では、まず、制御部９１（図１参照）が、第１めっき液供給部５３を制御して、基板Ｗの表面に第１めっき液ノズル５３１から第１めっき液Ｌ１を吐出する。
　これにより、制御部９１は、かかる第１めっき液Ｌ１を用いて、ビア１２０（図３参照）に対する置換めっき処理を行う。この置換めっき処理により、図５に示したように、ビア１２０の内部に形成されるシード層１３２のコバルトの表層が、銅の薄膜１３３に置換される。なお、変形例に係る第１めっき処理は、上述の実施形態と同様であることから、詳細な説明は省略する。
　図９は、実施形態の変形例に係る第２めっき処理を説明するための図である。図９に示すように、変形例に係るめっき処理方法では、上述の第１めっき処理につづいて、制御部９１（図１参照）が、第１めっき液供給部５３を制御して、基板Ｗの表面に第１めっき液ノズル５３１から第１めっき液Ｌ１を吐出する。
　さらに、変形例では、制御部９１が、第２めっき液供給部５４を制御して、基板Ｗの表面に第２めっき液ノズル５４１から第３めっき液Ｌ２ａを吐出する。かかる第３めっき液Ｌ２ａには、第１めっき液Ｌ１よりも割合の大きい還元剤が含まれるとともに、銅イオンが含まれない。
　変形例では、制御部９１が、第２めっき処理において、第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａとを基板Ｗの表面に吐出して、かかる基板Ｗの表面で混合し、第２めっき液Ｌ２を生成する。そして、制御部９１は、生成された第２めっき液Ｌ２を用いて、ビア１２０（図５参照）に対する還元めっき処理を行う。
　これにより、かかるビア１２０内に還元めっき膜１３４（図７参照）が形成される。なお、変形例に係る第２めっき処理は、第２めっき液Ｌ２ではなく第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａを同時に吐出する点以外は上述の実施形態と同様であることから、詳細な説明は省略する。
　ここまで説明した変形例では、上述の実施形態と同様に、コバルトで構成されるシード層１３２の表層を銅の薄膜１３３に置換してから還元めっき処理を行う。したがって、変形例によれば、上述の実施形態と同様に、ビア１２０の内部を銅配線で良好に埋めることができる。
　また、変形例では、第１めっき液Ｌ１が還元剤を含まないとともに、第３めっき液Ｌ２ａが還元剤および不可避的不純物からなるとよい。そして、変形例では、かかる第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａとを基板Ｗの表面で混合することにより、第２めっき液Ｌ２を生成するとよい。
　これにより、貯留されている第２めっき液Ｌ２内で銅イオンと還元剤との反応が待機中にも進んでしまうことを抑制することができる。すなわち、変形例では、還元めっき処理に用いられる第２めっき液Ｌ２の劣化を抑制できることから、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　なお、ここまで説明した変形例では、第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａとを基板Ｗの表面で混合して第２めっき液Ｌ２を生成する例について示した。しかしながら、本開示はかかる例に限られず、たとえば、第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａとを基板Ｗの上方で（すなわち、吐出された第１めっき液Ｌ１および第３めっき液Ｌ２ａが基板Ｗに到達する前に）混合して第２めっき液Ｌ２を生成してもよい。
　また、上述した変形例では、第２めっき処理において、第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａとを両方吐出する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。図１０は、実施形態の別の変形例に係る第２めっき処理を説明するための図である。
　図１０に示すように、制御部９１（図１参照）は、第２めっき処理において、第２めっき液供給部５４を制御して、第１めっき液Ｌ１の液膜が形成された基板Ｗの表面に、第２めっき液ノズル５４１から第３めっき液Ｌ２ａのみを吐出する。これにより、制御部９１は、吐出された第３めっき液Ｌ２ａと基板Ｗ表面の第１めっき液Ｌ１の液膜とを混合し、第２めっき液Ｌ２を生成する。
　そして、制御部９１は、生成された第２めっき液Ｌ２を用いて、ビア１２０（図４参照）に対する還元めっき処理を行う。これにより、かかるビア１２０内に還元めっき膜１３４（図６参照）が形成される。
　ここまで説明した別の変形例では、上述の実施形態と同様に、コバルトで構成されるシード層１３２の表層を置換めっき処理で銅の薄膜１３３に置換してから還元めっき処理を行う。したがって、別の変形例によれば、上述の実施形態と同様に、ビア１２０の内部を銅配線で良好に埋めることができる。
　また、別の変形例では、上述の変形例と同様に、還元めっき処理に用いられる第２めっき液Ｌ２の劣化を抑制できることから、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　なお、ここまで説明した実施形態および各種変形例では、ビア１２０を銅配線（還元めっき膜１３４）で埋める例について示したが、本開示はかかる例に限られず、基板Ｗの表面に形成される各種の凹部（たとえば、トレンチなど）を銅配線で埋めてもよい。
　実施形態に係るめっき処理装置（基板処理装置１）は、基板Ｗを回転可能に保持する基板保持部５２と、基板Ｗに薬液を供給する薬液供給部（第１めっき液供給部５３、第２めっき液供給部５４）と、各部を制御する制御部９１と、を備える。また、制御部９１は、凹部（ビア１２０）にコバルトまたはコバルト合金のシード層１３２が形成された基板Ｗを基板保持部５２で保持する。また、制御部９１は、基板Ｗに対して銅イオンを含有する第１めっき液Ｌ１を用いて、シード層１３２の表層を銅に置換する置換めっき処理を行う。また、制御部９１は、置換めっき処理の後に、基板Ｗに対して銅イオンおよび還元剤を含有する第２めっき液Ｌ２を用いて、凹部（ビア１２０）に還元めっき処理を行う。これにより、ビア１２０の内部を銅配線で良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理装置（基板処理装置１）において、薬液供給部は、還元剤が所与の割合よりも小さい第１めっき液Ｌ１と、第１めっき液Ｌ１よりも割合の大きい還元剤を含む第３めっき液Ｌ２ａとを基板Ｗに供給可能に構成される。また、制御部９１は、基板Ｗ上で第１めっき液Ｌ１と第３めっき液Ｌ２ａを混合して生成される第２めっき液Ｌ２を用いて還元めっき処理を行う。これにより、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理装置（基板処理装置１）において、制御部９１は、置換めっき処理の際に、基板Ｗの回転数を１０００（ｒｐｍ）以下に制御する。これにより、基板Ｗの表面全面で均等に置換めっき処理を実施することができる。
　また、実施形態に係るめっき処理装置（基板処理装置１）において、制御部９１は、還元めっき処理の際に、基板の回転数を１００（ｒｐｍ）以下に制御する。これにより、第２めっき液Ｌ２の使用量を削減することができる。
＜めっき処理の詳細＞
　つづいて、図１１を参照しながら、実施形態に係る基板処理装置１が実行するめっき処理の詳細について説明する。図１１は、実施形態に係るめっき処理の処理手順を示すフローチャートである。
　最初に、制御部９１は、基板搬送装置１３、１７を制御して、キャリアＣからめっき処理部５の内部に基板Ｗを搬送し、基板保持部５２で基板Ｗを保持することにより、基板Ｗを準備する（ステップＳ１０１）。
　次に、制御部９１は、基板Ｗに洗浄処理を行う（ステップＳ１０２）。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。つづいて、退避位置（図２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５７が、基板Ｗの中央上方の吐出位置に移動する。
　次に、回転する基板Ｗに、洗浄液ノズル５５１から洗浄液Ｌ３が供給されて、基板Ｗの表面が洗浄される。これにより、基板Ｗに付着した付着物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗに供給された洗浄液Ｌ３は、ドレンダクト５８３に排出される。
　次に、制御部９１は、基板Ｗにリンス処理を行う（ステップＳ１０３）。この場合、回転する基板Ｗに、リンス液ノズル５６１からリンス液Ｌ４が供給されて、基板Ｗの表面がリンス処理される。これにより、基板Ｗ上に残存する洗浄液Ｌ３が洗い流される。基板Ｗに供給されたリンス液Ｌ４はドレンダクト５８３に排出される。
　次に、制御部９１は、基板Ｗに第１めっき処理を行う（ステップＳ１０４）。この場合、１０００（ｒｐｍ）以下で回転する基板Ｗに、第１めっき液ノズル５３１から第１めっき液Ｌ１が供給されて、ビア１２０の内部に形成されるコバルトのシード層１３２が置換めっき処理される。
　これにより、コバルトのシード層１３２の表層に銅の薄膜１３３が形成される。基板Ｗに供給された第１めっき液Ｌ１はドレンダクト５８３に排出される。
　次に、制御部９１は、基板Ｗに第２めっき処理を行う（ステップＳ１０５）。この場合、１００（ｒｐｍ）以下で回転する基板Ｗに、第２めっき液ノズル５４１から第２めっき液Ｌ２が供給されて、基板Ｗの表面に第２めっき液Ｌ２のパドルが形成される。これにより、第１めっき処理で形成された銅の薄膜１３３を触媒にして、ビア１２０の内部に還元めっき膜１３４が形成される。
　次に、制御部９１は、基板Ｗを蓋体６で覆い、ヒータ６３を動作させることにより、基板Ｗの表面に形成された第２めっき液Ｌ２のパドルを加熱する処理を行う（ステップＳ１０６）。これにより、還元めっき膜１３４の形成が促進される。なお、かかるステップＳ１０６の処理の詳細は上述していることから、詳細な説明は省略する。
　次に、制御部９１は、基板Ｗにリンス処理を行う（ステップＳ１０７）。この場合、まず、蓋体６が基板Ｗの上方から退避する。つづいて、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。
　そして、回転する基板Ｗに、リンス液ノズル５６１からリンス液Ｌ４が供給されて、基板Ｗの表面がリンス処理される。これにより、基板Ｗ上に残存する第２めっき液Ｌ２が洗い流される。基板Ｗに供給されたリンス液Ｌ４はドレンダクト５８３に排出される。
　次に、リンス処理された基板Ｗが乾燥処理される（ステップＳ１０８）。この場合、たとえば、基板Ｗの回転数を、リンス処理（ステップＳ１０７）の回転数よりも増加させて、基板Ｗを高速で回転させる。これにより、基板Ｗ上に残存するリンス液Ｌ４が振り切られて基板Ｗが乾燥する。
　かかる乾燥処理が終了すると、基板Ｗは、基板搬送装置１７によってめっき処理部５から取り出されて受渡部１４に搬送される。また、受渡部１４に搬送された基板Ｗは、基板搬送装置１３によって受渡部１４から取り出されてキャリアＣに収容される。これにより、１枚の基板Ｗに対する一連のめっき処理が終了する。
　実施形態に係るめっき処理方法は、準備工程（ステップＳ１０１）と、第１めっき工程（ステップＳ１０４）と、第２めっき工程（ステップＳ１０５）とを含む。準備工程（ステップＳ１０１）は、凹部（ビア１２０）にコバルトまたはコバルト合金のシード層１３２が形成された基板Ｗを準備する。第１めっき工程（ステップＳ１０４）は、基板Ｗに対して銅イオンを含有する第１めっき液Ｌ１を用いて、シード層１３２の表層を銅に置換する置換めっき処理を行う。第２めっき工程（ステップＳ１０５）は、第１めっき工程（ステップＳ１０４）の後に、基板Ｗに対して銅イオンおよび還元剤を含有する第２めっき液Ｌ２を用いて、凹部（ビア１２０）に還元めっき処理を行う。これにより、ビア１２０の内部を銅配線で良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理方法において、第２めっき工程は、還元剤が所与の割合よりも小さい第１めっき液Ｌ１と、第１めっき液Ｌ１よりも割合の大きい還元剤を含む第３めっき液Ｌ２ａとを混合して生成される第２めっき液Ｌ２を用いて行われる。これにより、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理方法において、第１めっき液Ｌ１は、還元剤を含まない。これにより、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理方法において、第２めっき工程（ステップＳ１０５）は、第１めっき液Ｌ１で濡れた状態の基板Ｗに対して行われる。これにより、ビア１２０の内部を還元めっき膜１３４でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理方法において、シード層１３２は、ＣＶＤ法により形成される。これにより、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理方法において、シード層１３２の厚みは、１（ｎｍ）以上である。これにより、ビア１２０の内部を銅配線でさらに良好に埋めることができる。
　また、実施形態に係るめっき処理方法において、第２めっき液Ｌ２は、第１めっき液＋１よりも温度が高い。これにより、基板Ｗの全体的な処理時間を低減することができる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　１　　　　基板処理装置（めっき処理装置の一例）
　５　　　　めっき処理部
　５２　　　基板保持部
　５３　　　第１めっき液供給部（薬液供給部の一例）
　５４　　　第２めっき液供給部（薬液供給部の一例）
　９１　　　制御部
　１２０　　ビア（凹部の一例）
　１３２　　シード層
　１３３　　薄膜
　１３４　　還元めっき膜
　Ｌ１　　　第１めっき液
　Ｌ２　　　第２めっき液
　Ｌ２ａ　　第３めっき液
　Ｗ　　　　基板

Claims (11)

  1. 　凹部にコバルトまたはコバルト合金のシード層が形成された基板を準備する準備工程と、
    　前記基板に対して銅イオンを含有する第１めっき液を用いて、前記シード層の表層を銅に置換する置換めっき処理を行う第１めっき工程と、
    　前記第１めっき工程の後に、前記基板に対して銅イオンおよび還元剤を含有する第２めっき液を用いて、前記凹部に還元めっき処理を行う第２めっき工程と、
    　を含むめっき処理方法。
  2. 　前記第２めっき工程は、還元剤が所与の割合よりも小さい前記第１めっき液と、前記第１めっき液よりも割合の大きい還元剤を含む第３めっき液とを混合して生成される前記第２めっき液を用いて行われる
    　請求項１に記載のめっき処理方法。
  3. 　前記第１めっき液は、還元剤を含まない
    　請求項１または２に記載のめっき処理方法。
  4. 　前記第２めっき工程は、前記第１めっき液で濡れた状態の前記基板に対して行われる
    　請求項１～３のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  5. 　前記シード層は、ＣＶＤ法により形成される
    　請求項１～４のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  6. 　前記シード層の厚みは、１（ｎｍ）以上である
    　請求項１～５のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  7. 　前記第２めっき液は、前記第１めっき液よりも温度が高い
    　請求項１～６のいずれか一つに記載のめっき処理方法。
  8. 　基板を回転可能に保持する基板保持部と、
    　前記基板に薬液を供給する薬液供給部と、
    　各部を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　凹部にコバルトまたはコバルト合金のシード層が形成された前記基板を前記基板保持部で保持し、
    　前記基板に対して銅イオンを含有する第１めっき液を用いて、前記シード層の表層を銅に置換する置換めっき処理を行い、
    　前記置換めっき処理の後に、前記基板に対して銅イオンおよび還元剤を含有する第２めっき液を用いて、前記凹部に還元めっき処理を行う
    　めっき処理装置。
  9. 　前記薬液供給部は、還元剤が所与の割合よりも小さい前記第１めっき液と、前記第１めっき液よりも割合の大きい還元剤を含む第３めっき液とを前記基板に供給可能に構成され、
    　前記制御部は、前記基板上で前記第１めっき液と前記第３めっき液を混合して生成される前記第２めっき液を用いて前記還元めっき処理を行う
    　請求項８に記載のめっき処理装置。
  10. 　前記制御部は、前記置換めっき処理の際に、前記基板の回転数を１０００（ｒｐｍ）以下に制御する
    　請求項８または９に記載のめっき処理装置。
  11. 　前記制御部は、前記還元めっき処理の際に、前記基板の回転数を１００（ｒｐｍ）以下に制御する
    　請求項８～１０のいずれか一つに記載のめっき処理装置。
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