(57)【要約】【課題】  例えば半導体デバイスの製造工程において無電解めっき処理をおこなうにあたって、無電解めっき液には電子の供給源である還元剤が含まれていて特に加熱して使用する場合には、液中にて金属が析出し不安定な状態になることから、これを回避して無電解めっき液の状態の安定化を図り、基板の表面に対して安定しためっき処理をすること。【解決手段】  無電解めっき液を金属塩が含まれる第１の薬液と還元剤が含まれる第２の薬液に分け、各薬液供給路においてその合流点の近傍に薬液用開閉手段を設けると共に、合流した後の無電解めっき液の供給路における吐出口の近傍にめっき液用開閉手段を設け、これら開閉手段により挟まれる供給路内のめっき液を、概ね１回のめっき処理に必要な吐出量に対応させ、一の基板のめっき処理が開始され、次の基板の処理が開始されるまでの間だけ両薬液が混合されるようにする。【選択図】      図２
2006111938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を横向きの姿勢で保持する基板保持部と、
互いに混合されて無電解めっき液を形成する第１の薬液及び第２の薬液が夫々通流する第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路と、
これら第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路がその上流端にて合流し、その下流端に吐出口が形成された無電解めっき液の供給路と、
この無電解めっき液の供給路内の無電解めっき液の温度を調整する供給路温調手段と、
前記第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路の各々における合流点の近傍に設けられた薬液用開閉手段と、
前記無電解めっき液の供給路における前記吐出口の近傍に設けられためっき液用開閉手段と、
前記基板に対して無電解めっきが行われている間に無電解めっき液の供給路内を満たしていた無電解めっき液を次の基板の表面に供給するために前記薬液用開閉手段及びめっき液用開閉手段を制御する制御手段と、を備え、
前記薬液用開閉手段とめっき液用開閉手段との間の供給路内の容積は、１枚の基板を無電解めっき処理するために必要な吐出量に相当することを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項２】
第１の薬液はめっき金属の金属塩を含む液であり、第２の薬液は電子の供給源である還元剤を含む液であることを特徴とする請求項１に記載の無電解めっき装置。
【請求項３】
第１の薬液及び第２の薬液の夫々の流量を調整するための手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の無電解めっき装置。
【請求項４】
基板保持部に保持された基板の表面に対向すると共に、基板の有効領域よりも大きく形成され、下面に前記吐出口が形成された上部温調体と、この上部温調体を基板の表面との間に無電解めっき液を満たすための処理位置と、この処理位置から離れた待機位置との間で相対的に移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の無電解めっき装置。
【請求項５】
第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路において、次に薬液用開閉手段を通って１枚の基板に使用される薬液が満たされている部位を温度調整する手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の無電解めっき装置。
【請求項６】
前記上部温調体はその内部が温調用流体の通流室として構成され、無電解めっき液とこの温調用流体との間で熱交換するために前記無電解めっき液の供給路の全部がこの通流室内に配置されることにより前記供給路温調手段を兼用することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の無電解めっき装置。
【請求項７】
第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路において、次に薬液用開閉手段を通って１枚の基板に使用される薬液が満たされている部位が上部温調体の通流室内に位置していることを特徴とする請求項６記載の無電解めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に無電解めっき液を供給して基板表面、例えば半導体基板の配線金属の表面をめっきするための無電解めっき装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの多層化構造は、層間絶縁膜に配線を埋め込んだ層を多段に積層して構成される。エレクトロマイグレーションに強い好ましい配線材料としては例えば銅が用いられており、その配線を形成する手法としては、層間絶縁膜に溝を含む凹部を形成し、この凹部に銅を埋め込んだ後、余剰の銅をＣＭＰと呼ばれる研磨法により研磨するダマシンプロセスが採用されている。
【０００３】
そして最近においてこのような銅配線技術を実施する上で、無電解めっき法を取り込むことが検討されている。無電解めっきは外部からの電解を使用せず、めっき液中に添加されている還元剤から電子を得て金属膜を形成する手法であり、凹部内に銅の埋め込みを行う前に凹部内に銅のシード層を形成する技術や、銅配線の上にバリア膜（例えば窒化シリコン、炭化シリコン、炭化窒化シリコンなどの膜）を形成する前にバリア膜と銅との密着層であるＣｏＷＰ（コバルトタングステンリン）などからなるめっき膜を形成する技術などに適用される。
【０００４】
無電解めっきに関しては例えば周縁がチャックに保持された半導体ウエハ（以下ウエハという）を上下両面から温調用プレートにより加熱すると共に、所定温度例えば室温から６０℃までの間の設定温度に加熱された無電解めっき液を上部側プレートを介してウエハの表面に供給する手法が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
ところで無電解めっき液には電子の供給源である還元剤が含まれるため、特に加熱して使用する場合には、液中にて金属が析出するいわゆる液中析出が起こりやすくなる。液中析出が起こると、無電解めっき液の状態が変わってしまうため、ウエハ間において無電解めっき処理がばらついてしまい、例えばめっき膜の膜厚がばらついてしまうし、また析出粒子がパーティクル汚染の要因になる上、無電解めっき装置の配管の目詰まりを引き起こすおそれもある。特許文献１にはこのような無電解めっき液の不安定性には着眼されていない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０７７４７（図１及び段落００２６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、無電解めっき液の状態の安定化を図り、基板の表面に対して安定しためっき処理をすることのできる無電解めっき装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板を横向きの姿勢で保持する基板保持部と、
互いに混合されて無電解めっき液を形成する第１の薬液及び第２の薬液が夫々通流する第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路と、
これら第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路がその上流端にて合流し、その下流端に吐出口が形成された無電解めっき液の供給路と、
この無電解めっき液の供給路内の無電解めっき液の温度を調整する供給路温調手段と、
前記第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路の各々における合流点の近傍に設けられた薬液用開閉手段と、
前記無電解めっき液の供給路における前記吐出口の近傍に設けられためっき液用開閉手段と、
前記基板に対して無電解めっきが行われている間に無電解めっき液の供給路内を満たしていた無電解めっき液を次の基板の表面に供給するために前記薬液用開閉手段及びめっき液用開閉手段を制御する制御手段と、を備え、
前記薬液用開閉手段とめっき液用開閉手段との間の供給路内の容積は、１枚の基板を無電解めっき処理するために必要な吐出量に相当することを特徴とする。この無電解めっき装置は、例えば第１の薬液及び第２の薬液の夫々の流量を調整するための手段を備えている
本発明は、第１の薬液と第２の薬液とをできるだけ無電解めっき処理の直前に混合しかつ薬液の使用量を極力抑える狙いがあり、一の基板の処理が開始されてから次の基板の処理に移る間に両薬液を混合し、そしてその混合液（無電解めっき液）は次の基板の処理において使い切ってしまうという発想に基づいている。従って薬液用開閉手段が第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路の各々における合流点の近傍に設けられるという意味は、部品の構造上許容される範囲内で両薬液供給路の合流点にできるだけ近づけた構成をいう。合流点と各薬液用開閉手段との間の距離が大きいと、その間に満たされている液は薬液の拡散により両薬液の混じり合ったものになるが、その混合作用は薬液用開閉手段が閉じた後の静止状態に起こるので、十分混合されないまま基板上に供給されてめっきの均一性が低下してしまう。従って別の言い方をすれば、部品の構造やレイアウトの制限などから、各薬液用開閉手段が前記合流点から若干離れていたとしても、不十分な混合によるめっきの不均一性が起こらない範囲内であれば、「合流点の近傍」になる。
【０００９】
また「薬液用開閉手段とめっき液用開閉手段との間の供給路内の容積（Ｖ１）は、１枚の基板を無電解めっき処理するために必要な吐出量（Ｖ２）に相当する」とはＶ１とＶ２とが揃っているという意味である。またＶ２とは、例えば基板表面が無電解めっきされるために当該表面に盛られる液量とめっき液用開閉手段から前記吐出口に至るまでの容積（液の体積）との合計量である。Ｖ１とＶ２との関係について述べると、Ｖ１がＶ２よりも大きい場合、１回の吐出量をＶ２にすると、めっき液供給路内にめっき液が残ってしまうし、また１回の吐出量をＶ１にすると、必要以上の量が吐出されるので、薬液が無駄になる。逆にＶ１がＶ２よりも小さい場合には、１回の吐出量をＶ２にすると、両薬液供給路の夫々に位置している第１の薬液及び第２の薬液がめっき液供給路に滞留せずに吐出されてしまうので、基板上のめっき液の均一性が低下する。このためＶ１とＶ２とが等しいことが理想であるが、設計上多少差が生じる場合も起こりうる。この場合でもめっき処理の均一性が確保され、またできるだけ薬液の無駄をなくす設計思想であれば、Ｖ１とＶ２とが「揃っている」ことになる。
【００１０】
この発明の好ましい態様の一つとしては、基板保持部に保持された基板の表面に対向すると共に、基板の有効領域よりも大きく形成され、下面に前記吐出口が形成された上部温調体と、この上部温調体を基板の表面との間に無電解めっき液を満たすための処理位置と、この処理位置から離れた待機位置との間で相対的に移動させる移動機構とを備えた構成を挙げることができる。この場合には、無電解めっき液の供給路の一部あるいは全部を上部温調体内に配置することができ、供給路温調手段の一部あるいは全部が上部温調体により兼用されることになる。
【００１１】
そして前記上部温調体はその内部が温調用流体の通流室として構成され、無電解めっき液と温調用流体との間で熱交換するために無電解めっき液の供給路の全部がこの通流室内に配置されることにより前記供給路温調手段を兼用するようにしてもよい。
【００１２】
更に本発明は、第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路において、次に薬液用開閉手段を通って１枚の基板に使用される薬液が満たされている部位を温度調整する手段を設けるようにしてもよい。上部温調体の内部が温調用流体の通流室として構成される場合には、前記薬液が満たされている部位を温度調整する手段として、通流室を利用することができる。薬液の具体例を挙げておくと、第１の薬液は例えばめっき金属の金属塩を含む液であり、第２の薬液は例えば電子の供給源である還元剤を含む液である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路の各々における合流点の近傍に薬液用開閉手段を設けると共に、無電解めっき液の供給路における吐出口の近傍にめっき液用開閉手段を設け、これら開閉手段により挟まれる供給路の容積を、概ね１回のめっき処理に必要な吐出量に対応させている。従って基板のめっき処理が開始され、当該基板の次の基板の無電解めっき処理が開始されるまでの間だけ両薬液が混合されるので、言い換えれば無電解めっき処理が行われる直前に薬液が混合されるので、無電解めっき液が不安定な状態で保持されることが極力避けられ、例えば液中析出を防ぐことができる。この結果、常に同等の状態の無電解めっき液を基板表面に供給することができるので安定した無電解めっき処理を行うことができ、基板間における膜厚及び膜質の均一性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の無電解めっき装置の実施の形態の全体構成図を示す図である。図１中１１は、上部が開口している扁平な円筒状の基板保持部をなすウエハチャックであり、このウエハチャック１１の上端の周縁部には基板であるウエハＷの周縁部を保持する段部１２が全周に亘って形成されている。このウエハチャック１１の中央部には筒状の回転軸１３が設けられており、この回転軸１３は回転駆動部例えば中空モータ１４に接続されている。この中空モータ１４によりウエハチャック１１はウエハＷを支持した状態で鉛直軸周りに回転可能なように構成されている。中空モータ１４はベース１５に固定され、このベース１５は、傾斜機構１６に取り付けられていて傾斜できるようになっている。
【００１５】
ウエハチャック１１の外側には、当該ウエハチャック１１を囲むように液受け用のカップ体２１が設けられており、カップ体２１は図示しない昇降機構によりベース１５に対して昇降できるように構成されている。前記カップ体２１の側周面の上端部は内方側に屈曲して、ウエハＷを回転させたときに振り切られる液を跳ね返すようになっている。またカップ体２１の底面中央部には開口部２２が形成されていて、この開口部２２内に前記回転軸１３が貫通していると共に、前記底面の周縁に近い部位にはウエハＷからこぼれ落ちた液をドレインとして排出するためのドレイン排出部２３が設けられている。またウエハチャック１１における中央から外れた底面においても図では見えない孔部が形成されていて、ウエハチャック１１内にこぼれ落ちた液がカップ体２１内に流れ落ちるようになっている。
【００１６】
前記ウエハチャック１１の上方側には、このウエハチャック１１に保持されるウエハＷの表面に対向するように上部温調体３が設けられている。この上部温調体３は、外形が扁平な円柱状でウエハＷよりも少し大きいサイズに作られていると共に、移動機構である昇降機構３０により、ウエハＷに対して無電解めっき液を供給する処理位置とこの処理位置から上方に離れた待機位置との間で昇降できるように構成されている。上部温調体４はウエハＷの有効領域（集積回路の形成領域）より大きければよいが、近年ではウエハＷの周縁に可成り近いところまで集積回路を形成することから、ウエハＷのサイズと同じかあるいはそれよりも大きいことが好ましい。またウエハチャック１１内には下部温調体２４が配置されており、この下部温調体２４はウエハチャック１１に保持されるウエハＷの裏面に対向して、前記回転軸１３内を貫通している支持軸２５を介して図示しない昇降機構により昇降できるように構成されている。上部温調体３及び下部温調体２４は例えば抵抗加熱体からなるヒータを備えた例えばセラミックスからなるプレートにより構成されるが、内部に熱媒体が通流するプレートであってもよい。
【００１７】
下部温調体２４の下面の中央部には、温調水例えば純水の供給路である純水供給管２６の一端側が挿入されており、この純水供給管２６は支持軸２５内に配管されていて、その他端側は、バルブ２７及びポンプ２８を介して純水タンク２９に接続されている。なおこの純水は裏面側リンス液としての役割も有している。
【００１８】
上部温調体３の昇降機構３０及び下部温調体２４の図示しない昇降機構は、ベース１５に固定されており、従って傾斜機構１６により上部温調体３、ウエハＷ及び下部温調体２４が一体的に傾くこととなる。これらを傾斜させる目的は、後述のように上部温調体３とウエハＷとの間に無電解めっき液などの処理液を満たしたときにその中に混入する気泡を上部側に移動させて取り除くことにあるが、この実施の形態では気泡が入りにくい構造になっているため、傾斜機構１６は設けなくてもよい。
【００１９】
次に図２を参照しながら無電解めっき液の供給系に関して説明する。上部温調体３の中央部には、例えば管体からなる無電解めっき液の供給路４１の一端側が配置されており、その下端は上部温調体３の下面と面一である無電解めっき液の吐出口４２を形成している。無電解めっき液供給路４１における上部温調体３の上部側には、当該供給路４１内の液を給断するためのめっき液用開閉バルブに相当するバルブ４３が設けられていると共に、無電解めっき液供給路４１の上流側は第１の薬液供給路５と第２の薬液供給路６とに分岐されている。つまり無電解めっき液供給路４１の上流端において第１の薬液供給路５と第２の薬液供給路６とが合流している。無電解めっき液供給路４１は、供給路温調手段４４により囲まれていて当該供給管４１内の無電解めっき液が所定の温度例えば室温から６０℃の範囲で選択された温度に設定されるように構成されている。供給路温調手段４４はこの例では筒状のケース体４５内に熱媒体供給路４６及び熱媒体排出路４７を介して熱媒体例えば純水が通流するように構成されている。バルブ４３についても前記供給路温調手段４４の一部をなすヒータ４８が周囲に設けられていてバルブ４３内の無電解めっき液の温調を行うようになっている。
【００２０】
第１の薬液供給路５と第２の薬液供給路６とは、互いに混合されて無電解めっき液を形成する第１の薬液及び第２の薬液が夫々通流するための供給路であり、合流点（無電解めっき液供給路４１の上端）の近傍には、薬液用開閉手段であるバルブ５１及び６１が設けられている。これらバルブ５１、６１は部品のレイアウト上許容できる範囲でできるだけ合流点に接近させて配置されている。その理由は、薬液が次のウエハＷの処理に対して待機している静止状態の間にできるだけ均一に拡散混合されるようにするためである。
【００２１】
第１の薬液供給路５は上流側から薬液供給源５２、ポンプ５３及び流量調整部５４がこの順に設けられており、第２の薬液供給路６は上流側から薬液供給源６２、ポンプ６３及び流量調整部６４がこの順に設けられている。第１の薬液は、無電解めっき膜を形成する成分を含む金属塩と、強アルカリ性下において金属イオンが水酸化物として沈殿しないように金属を錯体化するための錯化剤と、液のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤とを含んでいる。
【００２２】
金属塩は、膜の成分が合金の場合にはその合金の成分を含む第１の金属塩及び第２の金属塩からなる。第１の薬液の成分に関して具体例を挙げると、第１の金属塩として例えば硫酸コバルト,塩化コバルト,硫酸ニッケル,塩化ニッケル、第２の金属塩としては例えばタングステン酸，タングステン酸アンモニウムを選択することができ、また錯化剤としては例えばクエン酸、クエン酸ナトリウム，ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム，ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を選択することができる。
【００２３】
第２の薬液は、金属イオンを触媒的に還元析出させるための還元剤、液のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を含んでいる。還元剤としては例えばＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）などを挙げることができる。第１の薬液及び第２の薬液は例えば室温で貯留されており、ｐＨ１０に維持されている。なお、列記した成分は一例であり、必ずしもこれらの成分を用いなくてもよい。
【００２４】
これら第１の薬液及び第２の薬液は夫々流量調整部５４及び６４により所定の混合比になるように、例えば第１の薬液：第２の薬液が９：１の割合になるように、また１枚のウエハＷを処理するための無電解めっき液の吐出量が例えば５０ｃｃとなるように流量が調整される。
【００２５】
ここで前記薬液用開閉手段であるバルブ５１及び６１とめっき液用開閉手段であるバルブ４３との間の無電解めっき液供給路４１内の容積Ｖ１は、１枚のウエハＷを無電解めっき処理するために必要な吐出量Ｖ２（この例では５０ｃｃ）に相当するように設計されている。Ｖ１とＶ２との関係については、課題を解決するための手段の項目にて詳述したように、例えば上記の吐出量Ｖ２は、バルブ４３の下流側に液体が存在しない状態で、ウエハＷと上部温調体３との間に無電解めっき液を満たしたときにバルブ４３を通過する液量（１枚のウエハＷの処理に必要な液量）である。言い換えればウエハＷと上部温調体３との間の容積とバルブ４３から吐出口４２までの容積との合計量に相当する。この場合バルブ４３から吐出口４２までの間の無電解めっき液は無駄になるので、バルブ４３はできるだけ吐出口４２に近づけることが好ましく、例えば上部温調体３内に圧電素子を用いて流路を開閉するタイプのバルブを設けるようにしてもよい。
【００２６】
上部温調体３における無電解めっき液供給路４１の近傍には、洗浄液である純水の供給路７１が配置され、この純水供給路７１の下流端は上部温調体３の下面に開口する吐出口７２として形成されると共に上流端には純水タンク７３が設けられている。純水供給路７１の下流端は無電解めっき液供給路４１におけるバルブ４３と吐出口４２との間に開口するようにしてもよい。７４はポンプであり、７５は純水供給路７１における純水の給断を行うバルブである。またこの無電解めっき装置は、例えばコンピュータからなる制御部１００を備えており、この制御部１００は、ポンプ５３、６３、７３及び各バルブ４３、５１、６１、７５等の動作を制御するためのシーケンスプログラムを備えている。
【００２７】
ここで図１に戻って、この無電解めっき装置は、ウエハチャック１１に保持されたウエハＷの上方における流体の供給位置と待機位置との間で移動自在な複数のノズルを備えている。図１では便宜上２つのノズル１７、１８を示してある。例えばノズル１７は、無電解めっき液の前に置換めっき液をウエハＷの表面に供給するためのものであり、図示していない配管を通じて置換めっき液の供給源に接続されている。またノズル１８は乾燥用ガス例えば不活性ガスを供給するためのものであり、図示していない配管を通じて乾燥用ガスの供給源に接続されている。これらノズル１７、１８は、例えばウエハＷの半径以上の長さの例えばスリット状の吐出口を備え、図示しない駆動機構により昇降自在かつ横方向に移動自在例えば旋回自在に構成されている。
【００２８】
次に上述実施の形態の作用について説明する。先ず上部温調体３を待機位置にて待機させると共にウエハチャック１１を下降させ、図示しない搬送手段によりウエハＷの表面を吸着してウエハチャック１１の上方まで搬送し、ウエハチャック１１を上昇させて搬送手段のウエハＷをウエハチャック１１に受け渡す（図１の状態）。またウエハＷの表面は図３（ａ）に示すように例えば層間絶縁膜３０１の凹部に銅配線３０２が埋め込まれている状態である。３０３は凹部内の銅が絶縁膜３０１に拡散しないようにするためのバリア膜である。
【００２９】
続いて図４（ａ）に示すように例えばノズル１７がウエハＷ上に移動し、ウエハチャック１１を介してウエハＷを回転させながら前処理液をウエハＷ上に供給して前処理液のパドルを形成する。この前処理液は例えばパラジウム置換めっきを行うための置換めっき液であり、この置換めっき液は、硫酸パラジウムあるいは塩化パラジウムなどからなるパラジウム塩を硫酸や塩酸などの酸溶液に溶解させたものを用いることができる。この置換めっき液は例えば室温から６０℃の範囲内で選択された温度に温調されてウエハＷ表面に供給され、これにより図３（ｂ）に示すように銅配線３０２と置換めっき液との界面においてパラジウムよりも酸化還元電位が卑な銅がパラジウムに電子を受け渡して溶解し、電子を受け取ったパラジウムからなる触媒層３０４が銅配線３０２の表面に選択的に析出する。この触媒層３０４は、後工程における無電解めっき処理の触媒として作用するものであるが、無電解めっき液によっては触媒を必要としないものもあり、その場合ノズル１７から有機酸溶液をウエハＷに供給して前処理が行われる場合もある。その後、図４（ｂ）に示すようにウエハＷを回転させながらノズル１８から洗浄液例えば純水をウエハＷ上に供給し、上記の前処理液を除去する。
【００３０】
しかる後、ノズル１８をウエハＷの上方から退避させ、上部温調体３を下降させてその下面とウエハＷの表面との距離が例えば０．１ｍｍ〜２ｍｍとなる位置に設定する。このとき下部温調体４も上昇させてウエハＷの裏面との距離が例えば０．１ｍｍ〜２ｍｍとなる位置に設定する。そして温調液である純水はポンプ２８により送水されると、純水供給管２６を介して下部温調体２４内を通って予め設定された設定温度に加熱される。
【００３１】
加熱された純水は下部温調体２４とウエハＷの裏面との間の隙間に満たされながらウエハチャック１１内に流れ落ち、図では見えない孔部を介してカップ２１内に流れ落ちる。また下部温調体２４の上面も設定温度に維持されようとするので、ウエハＷが裏面側から加熱されてめっき処理温度に維持されようとする。このようにしてウエハＷを所定時間例えば１０秒加熱した後、図２に示すポンプ５３、６３を駆動すると共に、バルブ４３、５１及び６１を同時に開き、設定時間を経過後にポンプ５３、６３を停止すると共に、バルブ４３、５１及び６１を同時に閉じる。このようにバルブの開閉動作を同時に行うことで薬液が逆流することを防止できる。そしてこの設定時間は、無電解めっき液供給路４１におけるバルブ４３、５１及び６１の間の液が全部吐出されるに必要な時間であり、これにより図５（ａ）に示すように、無電解めっき液供給路４１内の無電解めっき液がウエハＷと上部温調体３との間に例えば３０〜１００ｍｌ／分の流量で供給されて満たされる。
【００３２】
この無電解めっき液は当該ウエハＷよりも一つ前のウエハＷに対して無電解めっき液を供給するときに第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６から夫々第１の薬液及び第２の薬液がバルブ５１、６１を介して合流して無電解めっき液供給路４１内に流入し、当該ウエハＷに対して供給されるまでの間に拡散により混合されて無電解めっき液とされかつ供給路温調手段４４により温調され活性な状態にされたものである。また上部温調体３も例えば無電解めっき液の設定温度と同じ温度に加熱されており、このためウエハＷは表裏両面から温度調整されながら、無電解めっき処理が行われることになる。即ち前工程にてウエハＷの表面に析出したパラジウムが触媒として作用して無電解めっき液と銅との間で反応が起こり、図３（ｃ）に示すように銅配線３０２の表面に選択的にリン（Ｐ）を含む合金からなる例えばＮｉＰ,ＣｏＷＰ,ＮｉＰ,ＣｏＰなどの例えば膜厚１００〜２００Åの密着層をなす無電解めっき膜３０５が形成される。
【００３３】
そして今回の無電解めっき液の吐出により無電解めっき液供給路４１におけるバルブ５１、６１、４３により挟まれる領域の無電解めっき液が押し出されたが、同時にバルブ５１、６１を介して夫々新たな第１の薬液及び第２の薬液が既述のように流量調整部５４、６４にて９：１の流量比に調整されて当該領域内にその領域を満たす液量（Ｖ１）だけ流入する。
【００３４】
このときウエハＷの裏面側には洗浄水を兼ねた純水が供給されているので、この純水によりいわゆるバックリンスがなされ、無電解めっき液がウエハＷの裏面側に回り込むことを防止ししている。なお処理中にウエハチャック１１を介してウエハＷを回転させ、ウエハＷの面内温度均一性をより高めるようにしてもよい。この工程においては、傾斜機構１６を用いてウエハＷ、上部温調体３及び下部温調体２４を傾斜させて前記隙間に入り込んだ気泡を無電解めっき液から取り除くようにしてもよい。こうした処理は、無電解めっき液と銅との反応によりガスが発生する場合などにおいて有効である。
【００３５】
次いで図２に示す純水供給路７１のバルブ７５を開いて、図５（ｂ）に示すように吐出口７２から純水をウエハＷと上部温調体３との間に供給し、ウエハＷの表面の無電解めっき液を純水により置換する。しかる後、上部温調体３を上昇させ、ノズル１７、１８により代表して示されるノズル群の中のノズル（便宜上１８を付してある）を用いて、図６（ａ）に示すように後洗浄液を回転しているウエハＷ上に供給し、ウエハＷの表面を後洗浄する。このときにおいてもウエハＷの裏面側には純水がバックリンスとして供給されている。後洗浄は線間リーク電流減少のために行われ、後洗浄液としては例えば有機酸およびフッ酸系水溶液が用いられる。なお無電解めっき処理の後に行われる純水の供給は、上部温調体３を上昇させてノズル１８により行ってもよい。
【００３６】
続いて既述のノズル群のノズル（便宜上１８を付してある）から洗浄液である純水を回転しているウエハＷの表面に供給し、その後、洗浄液の吐出を止めて図６（ｂ）に示すようにウエハＷを高速回転させて乾燥させる。このとき既述のノズル群のノズルからウエハＷの表面に不活性ガスなどの乾燥ガスを吹き付けて乾燥を促進するようにしてもよい。こうして一連の工程が終了した後、図示しない搬送手段によりウエハＷの表面を吸着してウエハチャック１１から当該ウエハＷを搬出する。
【００３７】
上述の実施の形態によれば、第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６の各々における合流点の近傍に薬液用開閉手段であるバルブ５１、６１を設けると共に、無電解めっき液供給路４１における吐出口４２の近傍にめっき液用開閉手段であるバルブ４３を設け、これらバルブ４３、５１、６１により挟まれる供給路４１の容積を、ウエハＷの１枚のめっき処理に必要な吐出量に対応させている。従ってウエハＷのめっき処理が開始され、当該ウエハＷの次のウエハＷの無電解めっき処理が開始されるまでの間だけ両薬液が混合されるので、両薬液が混合されている状態に置かれている時間が短く、いわば無電解めっき処理が行われる直前に両薬液が混合されるといえる。このため無電解めっき液が不安定な状態で保持されることが極力避けられ、液中析出を防ぐことができる。この結果、無電解めっき液が安定している状態でウエハＷ表面に対して無電解めっき処理を行うことができ、ウエハＷ間における膜厚及び膜質の均一性が向上する。また粒子の析出のおそれがないのでパーティクル汚染や配管の目詰まりを引き起こすこともない。
【００３８】
更に待機している無電解めっき液がほぼ全部ウエハＷに対する無電解めっき処理に使用されるため、無電解めっき液の消費量を抑えることができ、無電解めっき液のコストが可成り高いことから、処理コストを抑えることに寄与する。また第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６において仮に合流点から離れたところにバルブが位置すると、薬液同士が十分に混ざらないが、本例のように合流点の近傍にバルブ５１、６１を設けることにより２液が十分に混合され、無電解めっき液の濃度が均一になり、結果として面内あるいは面間の均一性の高い処理を行うことができる。なお第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６を縦方向にＶ字状に合流させる構造にすれば、液溜まりがなく、また気泡が入り込むおそれがない。
【００３９】
ここで前記薬液供給路５及び６に関しては、図７（ａ）に示すように第１の薬液供給路５に比べて第２の薬液供給路６を細くし、鉛直に起立した第１の薬液供給路５に対して第２の薬液供給路６を斜めに合流させた構造であってもよいし、あるいはまた図７（ｂ）に示すように両薬液供給路５、６をＶ字状に合流させ、その合流点に三方バルブ４０を設け、両薬液供給路５、６が同時に無電解めっき液供給路４１に連通する状態と、同時に遮断される状態との一方の状態を選択できるように三方バルブ４０を構成するようにしてもよい。
【００４０】
更に第１の薬液及び第２の薬液の流量を調整する手段としては、流量調整部を設けずに吐出量を制御できるポンプ例えばベローズポンプを用いて、各薬液の吐出量を調整して混合比を設定するようにしてもよい。
【００４１】
また図８及び図９は、本発明の他の実施の形態の要部を示す図である。この例においては、上部温調体３は、外形が円柱状でウエハＷよりも少し大きいサイズに作られており、その内部が温調用流体例えば純水などの熱媒が通流する通流室３１として構成されている。上部温調体３の上面における外縁部付近には熱媒供給管３２が接続され、また例えば上部温調体３の中心部について前記熱媒供給管３２と対称な位置には、熱媒排出管３３が接続されている。
【００４２】
この通流室３１内には、管状の第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６が上面側から配管され、各薬液供給路５、６は例えば螺旋状に形成され、途中で合流し、その合流管である無電解めっき液供給路４１の下端が吐出口４２として上部温調体３の下面に形成されている。この例においては、各薬液供給路５、６及び無電解めっき液供給路４１が上部温調体３の熱媒の通流室３１内に配置されている点を除けば上述の実施の形態と同様の考え方であり、第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６における合流点の近傍にバルブ５１、６１が設けられると共に、無電解めっき液供給路４１における吐出口４２の近傍にバルブ４３が設けられている。またバルブ４３、５１、６１により挟まれる供給路４１の容積を、ウエハＷの１枚のめっき処理に必要な吐出量に対応させている。このような構成においては、無電解めっき液の温度変化が緩やかになり、無電解めっき液の温度を高い温度に設定する場合においても過加熱されない利点がある。
【００４３】
更にまた第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６において、次に薬液用開閉手段であるバルブ５１、６１を通って１枚の基板に使用される薬液が満たされている部位、即ち第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６において夫々バルブ５１、６１からウエハＷの１枚を処理するのに必要な薬液が満たされている部位について、通流室３１内に位置させている。このようにすれば、薬液が既に無電解めっき液の処理温度まで加熱されているので、第１の薬液及び第２の薬液を混合した後、無電解めっきを開始するまでの時間を短くできる。
【００４４】
この点は無電解めっき処理の温度にも関係してくるが、例えば無電解めっき処理の温度が６０℃と高く設定した場合、１枚のウエハＷの表面に無電解めっき液を供給してから、次のウエハＷの表面に対して無電解めっき処理の準備ができるまでの時間が短いとすると、図１の実施の形態においては、無電解めっき液供給路４１にて無電解めっき液が処理温度まで昇温するために待ち時間を入れる必要が生じるかもしれない。これに対してこの例のように第１の薬液及び第２の薬液の温度を予め加熱しておけば（予熱しておけば）、両薬液を混合したときに処理温度まで昇温する時間が短くなり、結果としてスループットが高くすることができる。なお図１の実施の形態においても、第１の薬液及び第２の薬液の温度を予め加熱するための構造、例えば第１の薬液供給路５及び第２の薬液供給路６に夫々温調手段を設ける構造としてもよい。
【００４５】
本発明は、第１の薬液及び第２の薬液が上述の例に限られるものではなく、混合されて時間が経つと液中析出あるいはその他の不具合を生じる薬液である場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る無電解めっき装置の実施の形態の全体構成を示す縦断側面図である。
【図２】上記の無電解めっき装置の要部を示す概略構成図である。
【図３】無電解めっき処理に用いられるウエハの表面構造を示す説明図である。
【図４】上記の無電解めっき装置によりウエハに対して処理を行うときの様子を段階的に示す説明図である。
【図５】上記の無電解めっき装置によりウエハに対して処理を行うときの様子を段階的に示す説明図である。
【図６】上記の無電解めっき装置によりウエハに対して処理を行うときの様子を段階的に示す説明図である。
【図７】上記の実施の形態において、第１の薬液供給路及び第２の薬液供給路の合流点付近の構造の変形例を示す概略側面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る要部の概略を示す斜視図である。
【図９】図８に示す上部温調体の内部を略解的に示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１        ウエハチャック
１２        段部
１６        傾斜機構
１７、１８  ノズル
２１        カップ体
３          上部温調体
３０        移動機構
３１        通流室
４１        無電解めっき液供給路
４２        吐出口
４３        バルブ
５          第１の薬液用供給路
５１        バルブ
６          第２の薬液用供給路
６１        バルブ
７１        純水供給路
７３        バルブ
３０２      銅配線
３０４      パラジウムからなる触媒層
３０５      無電解めっき膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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