【手続補正書】
【提出日】平成15年12月22日(2003.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】基板メッキ装置及び基板メッキ方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、
基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、
該メッキ装置はクリーンルーム内に配置され、該クリーンルーム内の空気圧はメッキエリアの空気圧より高いことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板メッキ装置において、
前記洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項３】基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、
基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、
前記メッキエリアに複数のメッキ手段が配置され、該複数のメッキ手段のうち一部が電解メッキを行う電解メッキ手段であり、他が無電解メッキを行う無電解メッキ手段であることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項４】請求項３に記載の基板メッキ装置において、
前記洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項５】請求項３又は４に記載の基板メッキ装置において、
前記無電解メッキ手段はＮｉ−Ｂの無電解メッキを行うことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項６】請求項５に記載の基板メッキ装置において、
前記無電解メッキ手段はＮｉ−Ｂの蓋メッキを行うことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項７】基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、
基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、
前記メッキエリアに複数のメッキ手段が配置され、該複数のメッキ手段のうち一部が一次メッキを行う一次メッキ手段であり、他が二次メッキを行う二次メッキ手段であることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項８】請求項７に記載の基板メッキ装置において、
前記洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項９】基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、
基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、
前記メッキエリアにはメッキ手段を設け、該メッキ手段はメッキ液の成分を分析するメッキ液分析手段を具備し、該メッキ液分析手段はＣｕイオンを分析するＣｕイオン分析手段と、メッキ液の添加物を分析する添加物分析手段を具備することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１０】請求項９に記載の基板メッキ装置において、
前記メッキ液分析手段は、溶存酸素分析手段を具備することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１１】請求項９に記載の基板メッキ装置において、
前記メッキ液分析手段は、錯化剤濃度分析手段を具備することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１２】請求項９に記載の基板メッキ装置において、
前記メッキ液分析手段は、ＰＨ測定手段を具備することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１３】請求項９に記載の基板メッキ装置において、
前記メッキ液分析手段は、還元剤濃度分析手段を具備することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１４】基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、
基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア、基板を搬送する第１及び第２の搬送手段を具備し、
前記洗浄・乾燥エリアは前記搬入・搬出エリアと前記メッキエリアの間に配置され、
前記搬入・搬出エリアに搬入されたカセット内の基板を前記第１の搬送手段を経由して前記第２の搬送手段でメッキエリアに搬送し、該メッキエリアでメッキした基板を該第２の搬送手段で前記洗浄・乾燥エリアに搬送し、洗浄・乾燥した基板を前記第１の搬送手段で前記搬入・搬出エリアのカセットに収容することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の基板メッキ装置において、
前記洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項１６】基板にメッキを施す基板メッキ方法であって、
前記基板の表面に配線溝や配線穴からなる配線部が形成されており、該基板の表面にメッキ工程により配線用メッキ層を形成した後、ＣＭＰ工程により該配線部を埋めた配線用メッキ層を残して該配線用メッキ層を除去し、その後蓋メッキ工程により配線部を埋めた配線用メッキ層の表面に蓋メッキ層を形成することを特徴とする基板メッキ方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の基板メッキ方法であって、
前記蓋メッキ層は無電解メッキで形成することを特徴とする基板メッキ方法。
【請求項１８】請求項１６又は１７に記載の基板メッキ方法であって、
前記蓋メッキ工程とＣＭＰ工程の間に洗浄工程があることを特徴とする基板メッキ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板にメッキを施す基板メッキ装置及び基板メッキ方法に関し、特に半導体ウエハー等の基板面上に形成された微細溝及び／又は微細穴からなる配線部に配線層を形成するメッキ装置として好適な基板メッキ装置及び基板メッキ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスの回路配線材料にはアルミニウムが多く用いられている。そして半導体デバイスの配線形成は、アルミニウムスパッタにエッチバックを行なう方法が多く行われている。一方、銅等の他の金属材料による配線形成には上述した方法では配線形成が困難な場合がある。そこで、基板に配線用の溝や穴を予め形成し、金属材料を該溝や穴の中に埋め込み、その後表面を化学機械研磨（ＣＭＰ）する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体デバイスの集積度の向上に伴い、配線の微細化が進み配線の幅は更に小さくなり、ステップカバレッジが大きくなるに従い、従来行われていたスパッタによる微細溝や微細穴（微細コンタクトホール）からなる配線部に金属を埋め込むには限界があり、これら配線部に空孔ができ易いという問題があった。
【０００４】
例えば、半導体デバイスの高集積化により、幅が０．１８μｍや０．１３μｍの配線溝や配線穴が要求される。このように微細化した配線溝や配線穴にスパッタにより金属材の埋め込みを行うことはむずかしい。そこで、スパッタによる金属材の埋め込みに替え、このような微細溝や微細穴からなる配線部を含む半導体ウエハー表面に電解メッキや無電解メッキによりＣｕメッキ層を形成し、その後該配線部のＣｕメッキ層を残して、半導体ウエハー表面のＣｕメッキ層を除去する工程を１つの装置で実施する技術の開発が要望されるが、このような装置はいまだ実用化されていないのが現状である。
【０００５】
また、Ｃｕメッキ装置と化学機械研磨（ＣＭＰ）が分離していると、Ｃｕメッキ装置では半導体ウエハーはＣｕメッキ終了後に乾燥して搬出され、化学機械研磨（ＣＭＰ）には乾燥した状態の半導体ウエハーが搬入されることになり、不要なプロセスが必要となる。また、更に配線メッキ層上に設ける蓋メッキ装置が分離していると上記のように乾燥搬出、乾燥搬入の問題に加え、時間経過による配線メッキ層の表面酸化が進行してしまうという問題がある。
【０００６】
また、このように基板メッキ装置は、基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアとで構成される。このような構成の基板メッキ装置、即ちウエットプロセス装置を半導体製造設備のクリーンルーム内に設置する場合、処理済乾燥後の半導体ウエハにメッキ装置内のパーティクル、メッキ液ミスト、洗浄液ミストが付着することなく、当該メッキ装置から取り出し、次の工程に搬送しなければならない。
【０００７】
そのためには、メッキ装置内のメッキエリア内のパーティクルやミスト、洗浄・乾燥エリア内のパーティクルやミストは搬入・搬出エリアにあるカセットに収容されている洗浄・乾燥後の半導体ウエハーに付着してはならない。又、メッキ装置内のパーティクルやミストはクリーンルーム内に漏出してクリーンルームを汚染してはならない。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、半導体製造設備のクリーンルーム内に設置しても上記問題が発生することなく、基板の微細な配線溝や配線穴からなる配線部を含む基板面上にメッキ層を形成し、その後配線部のメッキ層を残して、基板面上からメッキ層を除去して、基板の配線層を形成する全工程を１つの装置で実施できる基板メッキ装置及び基板メッキ方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、該メッキ装置はクリーンルーム内に配置され、該クリーンルーム内の空気圧はメッキエリアの空気圧より高いことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板メッキ装置において、洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、メッキエリアに複数のメッキ手段が配置され、該複数のメッキ手段のうち一部が電解メッキを行う電解メッキ手段であり、他が無電解メッキを行う無電解メッキ手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板メッキ装置において、洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の基板メッキ装置において、無電解メッキ手段はＮｉ−Ｂの無電解メッキを行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板メッキ装置において、無電解メッキ手段はＮｉ−Ｂの蓋メッキを行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、メッキエリアに複数のメッキ手段が配置され、該複数のメッキ手段のうち一部が一次メッキを行う一次メッキ手段であり、他が二次メッキを行う二次メッキ手段であることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の基板メッキ装置において、洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備し、メッキエリアにはメッキ手段を設け、該メッキ手段はメッキ液の成分を分析するメッキ液分析手段を具備し、該メッキ液分析手段はＣｕイオンを分析するＣｕイオン分析手段と、メッキ液の添加物を分析する添加物分析手段を具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の基板メッキ装置において、メッキ液分析手段は、溶存酸素分析手段を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の基板メッキ装置において、メッキ液分析手段は、錯化剤濃度分析手段を具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項９に記載の基板メッキ装置において、メッキ液分析手段は、ＰＨ測定手段を具備することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項９に記載の基板メッキ装置において、メッキ液分析手段は、還元剤濃度分析手段を具備することを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、基板にメッキを施す基板メッキ装置であって、基板を収容したカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリアと、メッキ処理を行うメッキエリアと、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア、基板を搬送する第１及び第２の搬送手段を具備し、洗浄・乾燥エリアは搬入・搬出エリアと前記メッキエリアの間に配置され、搬入・搬出エリアに搬入されたカセット内の基板を第１の搬送手段を経由して第２の搬送手段でメッキエリアに搬送し、該メッキエリアでメッキした基板を該第２の搬送手段で洗浄・乾燥エリアに搬送し、洗浄・乾燥した基板を第１の搬送手段で搬入・搬出エリアのカセットに収容することを特徴とする。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の基板メッキ装置において、洗浄・乾燥エリアではスピンドライ手段により洗浄後の基板を高速でスピンさせ脱水、乾燥させることを特徴とする。
【００２４】
請求項１６に記載の発明は、基板にメッキを施す基板メッキ方法であって、基板の表面に配線溝や配線穴からなる配線部が形成されており、該基板の表面にメッキ工程により配線用メッキ層を形成した後、ＣＭＰ工程により該配線部を埋めた配線用メッキ層を残して該配線用メッキ層を除去し、その後蓋メッキ工程により配線部を埋めた配線用メッキ層の表面に蓋メッキ層を形成することを特徴とする。
【００２５】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の基板メッキ方法であって、蓋メッキ層は無電解メッキで形成することを特徴とする。
【００２６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１６又は１７に記載の基板メッキ方法であって、蓋メッキ工程とＣＭＰ工程の間に洗浄工程があることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例では基板のメッキ装置を半導体ウエハー配線メッキ装置を例に説明する。図１は本発明に係る半導体ウエハー配線メッキ装置の平面構成を示す図である。図示するように、半導体ウエハー配線メッキ装置は半導体ウエハーを搬入する搬入部１とＣｕメッキを行うＣｕメッキ槽２、水洗浄を行う水洗槽３、４、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うＣＭＰ部５、水洗槽６、７、乾燥槽８及び配線層形成が終了した半導体ウエハーを搬出する搬出部９を具備し、これら各槽に半導体ウエハーを移送する図示しないウエハー移送手段とが１つの装置として配置され、半導体ウエハー配線メッキ装置を構成している。
【００２８】
上記配置構成の半導体ウエハー配線メッキ装置において、ウエハー移送手段により、搬入部１に載置されたウエハーカセット１−１から、配線層が形成されていない半導体ウエハーを取り出し、Ｃｕメッキ槽２に移送する。該Ｃｕメッキ槽２において、図２（ａ）に示すように、配線溝１０１や配線穴（コンタクトホール）１０２からなる配線部を含む半導体ウエハーＷの表面上にＣｕメッキ層１０３を形成する。
【００２９】
前記Ｃｕメッキ槽２でＣｕメッキ層１０３の形成が終了した半導体ウエハーＷをウエハー移送手段で水洗槽３及び水洗槽４に移送し、水洗を行う。続いて該水洗浄の終了した半導体ウエハーＷをウエハー移送手段でＣＭＰ部５に移送し、該ＣＭＰ部５で、図２（ｂ）に示すように、Ｃｕメッキ層１０３から配線溝１０１や配線穴１０２に形成したＣｕメッキ層を残して半導体ウエハーＷの表面上のＣｕメッキ層を除去する。なお、図２において、１０４はＴｉＮ等からなるバリア層である。
【００３０】
続いて上記のようにＣｕメッキ層１０３から配線溝１０１や配線穴１０２からなる配線部に形成したＣｕメッキ層を残して半導体ウエハーＷの表面上のＣｕメッキ層の除去が終了した半導体ウエハーＷをウエハー移送手段で水洗槽６及び水洗槽７に送り、水洗浄し、更に水洗浄の終了した半導体ウエハーＷは乾燥槽８で乾燥させ、乾燥の終了した半導体ウエハーＷを配線層の形成の終了した半導体ウエハーとして、搬出部９のウエハーカセット９−１に格納する。
【００３１】
図３は本発明に係る発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の他の平面構成を示す図である。図３に示す半導体ウエハー配線メッキ装置が図１に示す装置と異なる点は、Ｃｕメッキ槽２’、水洗槽１０、前処理槽１１及び蓋メッキ層（カバーメッキ層）を形成する蓋メッキ槽１２を追加し、これらを含めて１つの装置として構成した点にある。
【００３２】
上記配置構成の半導体ウエハー配線メッキ装置において、Ｃｕメッキ槽２とＣｕメッキ槽２’で図４（ａ）に示すように、配線溝１０１や配線穴（コンタクトホール）１０２からなる配線部を含む半導体ウエハーＷの表面上にＣｕメッキ層１０３を形成する。続いて、図４（ｂ）に示すように、ＣＭＰ部５でＣｕメッキ層１０３から配線溝１０１や配線穴１０２に形成したＣｕメッキ層を残して半導体ウエハーＷの表面上のＣｕメッキ層を除去する。なお、ここで２台のＣｕメッキ槽２、２’を配置したのはＣｕメッキに長時間を必要とする場合を考慮したもので、場合によっては２台以上であっても良い。
【００３３】
また、Ｃｕメッキを例えば一次メッキを電解メッキ、二次メッキを無電解メッキとした場合、Ｃｕメッキ槽２を電解メッキ槽、Ｃｕメッキ槽２’を無電解メッキ槽とすることもある。
【００３４】
続いて、上記のようにＣｕメッキ層１０３から配線溝１０１や配線穴１０２からなる配線部に形成したＣｕメッキ層を残して半導体ウエハーＷの表面上のＣｕメッキ層を除去した半導体ウエハーＷを水洗槽１０に移送し、ここで水洗浄する。続いて、前処理槽１１で後述する蓋メッキ層を施すための前処理を行う。該前処理の終了した半導体ウエハーＷを蓋メッキ槽１２に移送し、該蓋メッキ槽１２で図４（ｃ）に示すように、上記配線部に形成したＣｕメッキ層１０３の上に蓋メッキ層（カバーメッキ層）１０５を形成する。この蓋メッキ槽としては、例えばＮｉ−Ｂ無電解メッキを行うＮｉ−Ｂ無電解メッキ槽を用いる。蓋メッキ層１０５を形成した後、半導体ウエハーＷを水洗槽６、７で水洗浄し、更に乾燥槽８で乾燥させ、搬出部９のウエハーカセット９−１に格納する。
【００３５】
図５は本発明に係る半導体ウエハー配線メッキ装置の他の平面構成を示す図である。図５に示す半導体ウエハー配線メッキ装置が図３に示す装置と異なる点は、ＣＭＰ部１５、水洗槽１３、１４を追加し、これらを含め１つの装置として構成した点である。
【００３６】
上記のようにＣＭＰ部１５及び水洗槽１３、１４を追加することにより、図４（ｄ）に示すように、Ｃｕメッキ層１０３上に形成した蓋メッキ層（カバーメッキ層）１０５の上部をＣＭＰ部１５で研磨し、平坦化して、水洗槽１３、１４で水洗浄した後、乾燥槽８で乾燥させ、半導体ウエハーＷを搬出部９のウエハーカセット９−１に格納する。
【００３７】
図６は本発明に係る半導体ウエハー配線メッキ装置の他の平面構成を示す図である。図示するように、本半導体ウエハー配線メッキ装置はロボット１６を中央に配置し、その周囲のロボットアーム１６−１が到達する範囲にＣｕメッキを行うＣｕメッキ槽２、水洗槽３、水洗槽４、ＣＭＰ部５、蓋メッキ槽１２、乾燥槽８及びロード・アンロード部１７を配置して１つの装置として構成したものである。なお、ロード・アンロード部１７に隣接して半導体ウエハーの搬入部１及び搬出部９が配置されている。
【００３８】
上記構成の半導体ウエハー配線メッキ装置において、半導体ウエハーの搬入部１から配線メッキの済んでいない半導体ウエハーがロード・アンロード部１７に移送され、該半導体ウエハーをロボットアーム１６−１が受け取り、Ｃｕメッキ槽２に移送し、該メッキ槽で図４（ａ）に示すように、配線溝１０１や配線穴１０２からなる配線部を含む半導体ウエハーの表面上にＣｕメッキ層１０３を形成する。該Ｃｕメッキ層１０３の形成された半導体ウエハーをロボットアーム１６−１によりＣＭＰ部５に移送し、該ＣＭＰ部５で図４（ｂ）に示すように、ＣＭＰ部５でＣｕメッキ層１０３から配線溝１０１や配線穴１０２からなる配線部に形成したＣｕメッキ層を残して半導体ウエハーＷの表面上のＣｕメッキ層を除去する。
【００３９】
表面のＣｕメッキ層が除去された半導体ウエハーはロボットアーム１６−１により、水洗槽４に移送され、水洗処理された後、前処理槽１１に移送され、該前処理槽１１で蓋メッキ前の前処理が行われる。該前処理の終了した半導体ウエハーはロボットアーム１６−１により、蓋メッキ槽１２に移送され、該蓋メッキ槽１２で図４（ｃ）に示すように、配線溝１０１や配線穴１０２からなる配線部に形成されたＣｕメッキ層１０３の上に蓋メッキ層１０５を形成する。該蓋メッキ層１０５が形成された半導体ウエハーはロボットアーム１６−１により、水洗槽４に移送されここで水洗処理された後、乾燥槽８に移送され、乾燥した後、ロード・アンロード部１７に移送される。該配線メッキの終了した半導体ウエハーは搬出部９に移送される。
【００４０】
図１、図３、図５、図６に示す平面構成の半導体ウエハー配線メッキ装置において、Ｃｕメッキ槽２、２’がＣｕ電解メッキ槽である場合は、Ｃｕイオン濃度分析装置、酸素濃度分析装置及びメッキ成膜助剤濃度分析装置を設け、該濃度分析結果に基づきメッキ液を調合するメッキ液調合手段を設け、これらを含めて１つの装置として構成してもよい。なお、上記Ｃｕイオン濃度分析装置、酸素濃度分析装置及びメッキ成膜助剤濃度分析装置は必ずしも全部設ける必要は無く、場合によっては一部でも良い。
【００４１】
また、Ｃｕメッキ槽２、２’がＣｕ無電解メッキ槽である場合は、Ｃｕイオン濃度分析装置、錯化剤濃度分析装置、還元剤濃度分析装置及びＰＨ測定器を設け、該濃度分析及びＰＨ測定結果に基づきメッキ液を調合するメッキ液調合手段を設け、これらを含めて１つの装置として構成してもよい。なお、Ｃｕイオン濃度分析装置、錯化剤濃度分析装置、還元剤濃度分析装置及びＰＨ測定器は必ずしも全部設ける必要は無く、場合によっては一部でも良い。
【００４２】
また、蓋メッキ層１０５を形成する蓋メッキ槽１２がＮｉ−Ｂ無電解メッキ槽である場合は、Ｎｉイオン濃度分析装置、酸化剤濃度分析装置、還元剤濃度分析装置及びＰＨ測定器を設け、該濃度分析及びＰＨ測定結果に基づきメッキ液を調合するメッキ液調合手段を設け、これらを含めて１つの装置として構成してもよい。なお、Ｎｉイオン濃度分析装置、酸化剤濃度分析装置、還元剤濃度分析装置及びＰＨ測定器は必ずしも全部設ける必要は無く、場合によっては一部でも良い。
【００４３】
また、上記構成の半導体ウエハー配線メッキ装置にイオン回収用イオン交換塔、有機物回収用活性炭吸着塔、排気ガス処理用スクラバ及び排液を固体として廃棄するための固化手段を設け、これらを含めて１つの装置として構成してもよい。
【００４４】
なお、図１、図３、図５、図６に示す平面構成の半導体ウエハー配線メッキ装置において、メッキ槽の数、水洗槽の数、前処理槽の数は一例であり、これらの槽の数はこれに限定されるものではないことは当然である。
【００４５】
また、ＣＭＰ装置の付帯設備としてスラリー供給部、排液処理部、恒温槽が追加され、これらを含めて１つの装置として構成してもよい。
【００４６】
上記構成の半導体ウエハー配線メッキ装置をクリーンルーム内に設置する場合は、上記のように処理済乾燥後の半導体ウエハにメッキ装置内のパーティクル、メッキ液ミスト、洗浄液ミストが付着せず、当該メッキ装置から取り出し、次の工程に搬送しなければならない。そのためにはメッキ装置内のメッキエリア内のパーティクルやミスト、洗浄・乾燥エリア内のパーティクルやミストは搬入・搬出エリアにあるカセットに収容されている洗浄・乾燥後の半導体ウエハーに付着してはならない。
【００４７】
図７は本発明に係る半導体ウエハー配線メッキ装置の他の平面構成を示す図である。図示するように本メッキ装置は半導体ウエハを収容したウエハカセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリア２０と、メッキ処理を行うメッキエリア３０と、メッキ処理後の半導体ウエハの洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア４０を具備する。洗浄・乾燥エリア４０は搬入・搬出エリア２０とメッキエリア３０の間に配置されている。搬入・搬出エリア２０と洗浄・乾燥エリア４０には隔壁２１を設け、洗浄・乾燥エリア４０とメッキエリア３０の間には隔壁２３を設けている。
【００４８】
隔壁２１には搬入・搬出エリア２０と洗浄・乾燥エリア４０との間で半導体ウエハーを受け渡すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するためのシャッター２２を設けている。また、隔壁２３にも洗浄・乾燥エリア４０とメッキエリア３０との間で半導体ウエハーを受け渡すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するためのシャッター２４を設けている。洗浄・乾燥エリア４０とメッキエリア３０は独自に給排気できるようになっている。
【００４９】
上記構成の半導体ウエハー配線メッキ装置はクリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、
（搬入・搬出エリア２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリア４０の圧力）＞（メッキエリア３０の圧力）
に設定され、且つ搬入・搬出エリア２０の圧力はクリーンルーム内圧力より低く設定される。これにより、メッキエリア３０から洗浄・乾燥エリア４０に空気が流出しないようにし、洗浄・乾燥エリア４０から搬入・搬出エリア２０に空気が流出しないようにし、さらに搬入・搬出エリア２０からクリーンルーム内に空気が流出しないようにしている。
【００５０】
搬入・搬出エリア２０には半導体ウエハー収容カセットを収納するロードユニット２０ａとアンロードユニット２０ｂが配置されている。洗浄・乾燥エリア４０にはメッキ処理後の処理を行う各２基の水洗部４１、乾燥部４２が配置されると共に、半導体ウエハーの搬送を行う搬送部（搬送ロボット）４３が備えられている。ここに水洗部４１としては、例えば前端にスポンジがついてペンシル型のものやスポンジ付きローラ形式のものが用いられる。乾燥部４２としては、例えば半導体ウエハーを高速でスピンさせて脱水、乾燥させる形式のものが用いられる。
【００５１】
メッキエリア３０内には、半導体ウエハーのメッキの前処理を行う前処理槽３１と、銅メッキ処理を行うメッキ槽３２が配置されると共に、半導体ウエハーの搬送を行う搬送部（搬送ロボット）４３’が備えられている。ここで前処理槽３１には、例えば硫酸等を含む前処理液が収容され、この前処理液内に半導体ウエハーを浸漬させることで、この前処理を行い、またメッキ槽３２内には、硫酸銅を含むメッキ液が収容され、このメッキ液内に半導体ウエハーを浸漬させることで、この銅メッキ処理を行うようになっている。
【００５２】
図８は半導体ウエハー配線メッキ装置内の気流の流れを示す。洗浄・乾燥エリア４０においては、配管４６より新鮮な外部空気が取込まれ、高性能フィルタ４４を通してファンにより押込まれ、天井４０ａよりダウンフローのクリーンエアとして水洗部４１、乾燥部４２の周囲に供給される。供給されたクリーンエアの大部分は床４０ｂより循環配管４５により天井４０ａ側に戻され、再び高性能フィルタ４４を通してファンにより押込まれて、洗浄・乾燥エリア４０内に循環する。一部の気流は、水洗部４１及び乾燥部４２内から配管５２を通って排気される。
【００５３】
前処理槽３１及びメッキ槽３２が存在するメッキエリア３０は、ウエットゾーンといいながらも、半導体ウエハー表面にパーティクルが付着することは許されない。このためメッキエリア３０内に天井３０ａより、ファンにより押込まれて高性能フィルタ３３を通してダウンフローのクリーンエアを流すことにより、半導体ウエハーにパーティクルが付着することを防止している。
【００５４】
しかしながら、ダウンフローを形成するクリーンエアの全流量を外部からの給排気に依存すると、膨大な給排気量が必要となる。このため、室内を負圧に保つ程度の排気のみを配管５３よりの外部排気とし、ダウンフローの大部分の気流を配管３４、３５を通した循環気流でまかなうようにしている。
【００５５】
循環気流とした場合に、前処理槽３１及びメッキ槽３２の周囲を通過したクリーンエアは薬液ミストや気体を含むため、これをスクラパ３６及びミストセパレータ３７、３８を通して除去する。これにより天井３０ａ側の循環配管３４に戻ったエアは、薬液ミストや気体を含まないものとなり、再びファンにより押込まれて高性能フィルタ３３を通ってメッキエリア３０内にクリーンエアとして循環する。
【００５６】
床部３０ｂよりメッキエリア３０内を通ったエアの一部が配管５３を通って外部に排出され、メッキ液循環槽５０及びＨ2ＳＯ4循環槽５１からも、薬液ミストや気体を含むエアが配管５３を通って外部に排出される。天井３０ａの配管３９からは、これらの排気量に見合った新鮮な空気がメッキエリア３０内に負圧に保った程度に供給される。
【００５７】
上記のように搬入・搬出エリア２０、洗浄・乾燥エリア４０及びメッキエリア３０のそれぞれの圧力は、（搬入・搬出エリア２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリア４０の圧力）＞（メッキエリア３０の圧力）に設定されている。従って、シャッター２２、２４（図７参照）を開放すると、これらのエリア間の空気の流れは図９に示すように、搬入・搬出エリア２０、洗浄・乾燥エリア４０及びメッキエリア３０の順に流れる。また、排気はダクト５２及び５３を通して、図１０に示すように集合排気ダクト５６に集められる。
【００５８】
図１０は本発明に係る半導体ウエハー配線メッキ装置がクリーンルーム内に配置された一例を示す外観図である。搬入・搬出エリア２０のカセット受渡し口５５と操作パネル５６のある側面が仕切壁５７で仕切られたクリーンルームのクリーン度の高いワーキングゾーン５８に露出しており、その他の側面はクリーン度の低いユーティリテイゾーン５９に収納されている。
【００５９】
上記のように、洗浄・乾燥エリア４０を搬入・搬出エリア２０とメッキエリア３０の間に配置し、搬入・搬出エリア２０と洗浄・乾燥エリア４０の間及び洗浄・乾燥エリア４０とメッキエリア３０の間にはそれぞれ隔壁２１を設けたので、ワーキングゾーン５８から乾燥した状態でカセット受渡し口５５を通して半導体ウエハー配線メッキ装置内に搬入される半導体ウエハーは、半導体ウエハー配線メッキ装置内でメッキ処理され、洗浄・乾燥した状態でワーキングゾーン５８に搬出されるので、半導体ウエハ面にはパーティクルやミストが付着することなく、且つクリーンルーム内のクリーン度の高いワーキングゾーン５８をパーティクルや薬液や洗浄液ミストで汚染することはない。
【００６０】
なお、図７及び図８では、半導体ウエハー配線メッキ装置が搬入・搬出エリア２０、洗浄・乾燥エリア４０、メッキエリア３０を具備する例を示したが、メッキエリア３０内に又はメッキエリア３０に隣接してＣＭＰ装置を配置するエリアを設け、該メッキエリア３０又はＣＭＰ装置を配置するエリアと搬入・搬出エリア２０の間に洗浄・乾燥エリア４０を配置するように構成しても良い。要は半導体ウエハー配線メッキ装置に半導体ウエハーが乾燥状態で搬入され、メッキ処理の終了した半導体ウエハーが洗浄され、乾燥した状態で排出される構成であればよい。
【００６１】
上記例では基板メッキ装置を半導体ウエハー配線メッキ装置を例に説明したが、基板は半導体ウエハに限定されるものではなく、またメッキ処理する部分も基板面上に形成された配線部に限定されるものではない。また、上記例ではＣｕメッキを例に説明したが、Ｃｕメッキに限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本願各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００６３】
請求項１及び２に記載の発明によれば、メッキ処理後の基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリアを具備するので、乾燥状態で搬入された基板は基板メッキ装置内で処理され、洗浄され、乾燥した状態で搬出されるから、該基板メッキ装置もクリーンルーム内に設置してもクリーンルーム内をパーティクルやミストで汚染することがない。また、クリーンルーム内の空気圧はメッキエリアの空気圧より高くするので、メッキエリア内の気流がクリーンルーム内に漏れ出ることがなく、クリーンルーム内を汚染することはない。
【００６４】
請求項３乃至６に記載の発明によれば、複数のメッキ手段のうち一部が電解メッキ手段であり、他が無電解メッキ手段であることにより、電解メッキと無電解メッキを組合せたメッキ、例えば基板の配線溝や配線穴からなる配線部を電解メッキで埋めた後、該配線部を埋めたメッキ層を残してメッキ層を除去した後に、該配線部を埋めたメッキ層の表面に無電解メッキで蓋メッキ層を容易に形成できる。
【００６５】
請求項７及び８に記載の発明によれば、複数のメッキ手段のうち一部が一次メッキを行う一次メッキ手段であり、他が二次メッキを行う二次メッキ手段であるので、例えば一次メッキをＣｕの電解メッキとし、二次メッキをＣｕの無電解メッキとする等のメッキ処理が容易に実施できる。
【００６６】
請求項９乃至１３に記載の発明によれば、メッキ手段はメッキ液の成分を分析するメッキ液分析手段を具備するので、例えばメッキ液中のＣｕイオン、溶存酸素、錯化剤濃度、ＰＨ、還元剤濃度を分析し、メッキ液の成分を好適な状態に維持することができる。
【００６７】
請求項１４及び１５に記載の発明によれば、洗浄・乾燥エリアは搬入・搬出エリアとメッキエリアの間に配置され、搬入・搬出エリアに搬入されたカセット内の基板を第１の搬送手段を経由して第２の搬送手段でメッキエリアに搬送し、該メッキエリアでメッキした基板を該第２の搬送手段で洗浄・乾燥エリアに搬送し、洗浄・乾燥した基板を第１の搬送手段で搬入・搬出エリアのカセットに収容するので、第２の搬送手段がメッキ液等が付着した基板を取り扱うことになり、第１の搬送手段は常に乾燥状態の基板を取り扱うので、第１の搬送手段はメッキ液やパーティクルやミストで汚染されることがなく、結果として、基板メッキ装置もクリーンルーム内に設置してもクリーンルーム内をパーティクルやミストで汚染することがない。
【００６８】
請求項１６乃至１８に記載の発明によれば、基板の表面にメッキ工程により配線用メッキ層を形成した後、ＣＭＰ工程により該配線部を埋めた配線用メッキ層を残して該配線用メッキ層を除去し、その後蓋メッキ工程により配線部を埋めた配線用メッキ層の表面に蓋メッキ層を形成するので、配線用メッキ層の表面が酸化等により変質しないうちに蓋メッキ層を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の平面構成例を示す図である。
【図２】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置による配線メッキ工程を説明するための図である。
【図３】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の平面構成例を示す図である。
【図４】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置による配線メッキ工程を説明するための図である。
【図５】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の平面構成例を示す図である。
【図６】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の平面構成例を示す図である。
【図７】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の平面構成を示す図である。
【図８】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置内の気流の流れを示す図である。
【図９】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置の各エリア間の空気の流れを示す図である。
【図１０】本発明の半導体ウエハー配線メッキ装置をクリーンルーム内に配置した一例を示す外観図である。
【符号の説明】
１            搬入部
２            Ｃｕメッキ槽
２’          Ｃｕメッキ槽
３            水洗槽
４            水洗槽
５            ＣＭＰ部
６            水洗槽
７            水洗槽
８            乾燥槽
９            搬出部
１０          水洗槽
１１          前処理槽
１２          蓋メッキ槽
１３          水洗槽
１４          水洗槽
１５          ＣＭＰ部
１６          ロボット
１７          ロード・アンロード部
２０          搬入・搬出エリア
２０ａ        ロードユニット
２０ｂ        アンロードユニット
２１          隔壁
２２          シャッター
２３          隔壁
２４          シャッター
３０          メッキエリア
３１          前処理槽
３２          メッキ槽
４０          洗浄・乾燥エリア
４１          水洗部
４２          乾燥部
４３’        搬送部
４３          搬送部