(57)【要約】【課題】低誘電率材料（Ｌｏｗ−ｋ材料）の表面にウォータマークが形成されてしまうことを抑制することができる処理液を提供する。また、このような処理液を用いた基板処理方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】低誘電率材料が少なくとも表面の一部に露出している基板を処理する処理液であって、１分子中に親水基並びに疎水基を少なくともそれぞれ１つ有し、かつ室温において揮発性を有する有機物を含む。【選択図】図１
2005109362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板を処理する処理液であって、
１分子中に親水基並びに疎水基を少なくともそれぞれ１つ有し、かつ室温において揮発性を有する有機物を含むことを特徴とする処理液。
【請求項２】
前記有機物が、有機酸またはアルコールであることを特徴とする請求項１に記載の処理液。
【請求項３】
有機酸またはアルコールの炭素数が５個以下であることを特徴とする請求項２に記載の処理液。
【請求項４】
基板の表面に対する前記処理液の接触角が、５０度以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の処理液。
【請求項５】
前記低誘電率材料は、比誘電率が３以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理液。
【請求項６】
低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板を処理する基板処理方法であって、
基板に薬液及び/又はリンス液を供給して所定の処理を行った後に、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を基板に供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記処理液は、霧状で基板に供給されることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記処理液は、蒸気として基板に供給されることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記リンス液は、純水であることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記リンス液は、純水に、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、及びＮ２ガスのうちの少なくとも１つを溶存させた水溶液であることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記処理液の供給を停止した後に、基板を２０００ｍｉｍ−１以下で回転させて基板を乾燥させることを特徴とする請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
基板を一枚ずつ乾燥させることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理方法であって、
基板に研磨液を供給しながら基板を研磨する工程と、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を基板に供給しながら基板を研磨する工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１４】
低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理方法であって、
基板を研磨した後に、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を基板に供給しながら所定の処理を行うことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１５】
前記所定の処理は、ロールスクラブ処理であることを特徴とする請求項１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理方法であって、
基板を研磨する工程と、
研磨された基板に請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を供給する工程と、
前記処理液の供給を停止した後に、基板を１５００ｍｉｍ−１以下で回転させて基板を乾燥させる工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１７】
低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板にめっきを施す基板処理方法であって、
基板にめっきを施す前に、前処理として請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を基板に供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１８】
低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板にめっきを施す基板処理方法であって、
基板にめっきを施した後に、後処理として請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を基板に供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１９】
低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板を処理する基板処理方法であって、
前記低誘電率材料の表面の少なくとも一部に請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を供給する工程と、
前記処理液により前記低誘電率材料の表面の少なくとも一部を親水化させる工程とを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２０】
前記低誘電率材料の表面の少なくとも一部を親水化させた後に、前記処理液を基板の表面から除去する工程を更に有することを特徴とする請求項１９に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記処理液を基板の表面から揮発させることにより、前記処理液を基板の表面から除去することを特徴とする請求項２０に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理装置であって、
基板を研磨する研磨部と、
研磨された基板の後処理を行う後処理部と、
前記研磨部及び前記後処理部の少なくとも一方に、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を供給する処理液供給部とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２３】
低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板にめっきを施す基板処理装置であって、
基板にめっきを施すめっき部と、
基板にめっきを施す前に基板に所定の前処理を施す前処理部と、
めっきが施された基板に所定の後処理を施す後処理部と、
前記前処理部及び前記後処理部の少なくとも一方に、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理液を供給する処理液供給部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低誘電率材料が表面に露出している基板を処理する処理液に係り、特に研磨工程の後処理やめっき工程の前処理乃至後処理などに好適に用いることができる処理液、並びに該処理液を用いた基板処理方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高性能化及び高速化に伴い、配線を通過する信号の遅延をより小さくすることが求められている。この信号の遅延は、配線抵抗及び配線間容量（キャパシタンス）によって決定され、より高速な半導体デバイスを実現するためには、配線抵抗及び配線間容量をできるだけ小さくすることが必要とされる。そこで、近年では、配線を形成するための配線材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著になっている。また、銅が配線材料として使用されるに伴い、層間絶縁膜としてＴＥＯＳ膜よりも誘電率の低いＬｏｗ−ｋ材料（低誘電率材料）が使用されつつある。
【０００３】
一般に、銅配線は、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって形成される。この銅配線を形成する方法としては、めっきが一般的である。例えば、電解めっきにより銅配線を形成する場合には、ＴａＮ等からなるバリア層の表面に、電解めっきの給電層としてのシード層を形成し、このシード層の表面に銅膜を成膜する。その後、基板の表面をＣＭＰ（化学機械的研磨）により平坦に研磨して不要な銅膜を除去する。これにより、ＣＭＰ処理後の基板の表面には、銅配線及び層間絶縁膜が露出する。
【０００４】
ＣＭＰ処理が終了した後は、基板を洗浄装置に搬送し、洗浄液（水を主成分とする薬液）及びＤＩＷ（Deionized water、純水）を基板に供給しながらロールスクラブなどにより洗浄する。その後、基板を乾燥装置に搬送し、ＤＩＷによって基板をリンスし、さらに、基板を回転させて基板上に付着するＤＩＷを遠心力により除去して乾燥させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、層間絶縁膜としてＬｏｗ−ｋ材料を用いた場合、乾燥処理後に次のような問題が生じている。すなわち、Ｌｏｗ−ｋ材料は、その表面にメチル基などの疎水基が表れるため、疎水表面となっている。このようなＬｏｗ−ｋ材料の表面に液滴が局所的に存在すると、基板を乾燥させた後に、液滴が存在していた箇所にシミが形成されてしまう。このシミはウォータマークと呼ばれ、製品の歩留まりを低下させる欠陥の一種と考えられている。一般に、このウォータマークは基板の疎水性の表面で生じやすく、親水性の表面では生じにくいことが知られている。このため、疎水性を示すＬｏｗ−ｋ材料の表面では、乾燥処理後にウォータマークが多数生じてしまうという問題があった。
【０００６】
層間絶縁膜として従来から広く用いられているＴＥＯＳ膜のようなシリコン酸化膜は、親水性である。このため、ＤＩＷリンスの後にスピン乾燥を行っても、ＴＥＯＳ膜の表面上にウォータマークが発生することはなかった。半導体デバイスの高速化及び高集積化に伴い、Ｌｏｗ−ｋ材料は層間絶縁膜として広く用いられる傾向にあることから、ウォータマークによる欠陥は、今後より顕在化することが予想される。
【０００７】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、低誘電率材料（Ｌｏｗ−ｋ材料）の表面にウォータマークが形成されてしまうことを抑制することができる処理液を提供することを目的とする。また、本発明は、このような処理液を用いた基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、低誘電率材料が少なくとも表面の一部に露出している基板を処理する処理液であって、１分子中に親水基並びに疎水基を少なくともそれぞれ１つ有し、かつ室温において揮発性を有する有機物を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記有機物が、有機酸またはアルコールであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、有機酸またはアルコールの炭素数が５個以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、基板の表面に対する前記処理液の接触角が、５０度以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記低誘電率材料は、比誘電率が３以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の態様は、低誘電率材料が少なくとも表面の一部に露出している基板を処理する基板処理方法であって、基板に薬液及び/又はリンス液を供給して所定の処理を行った後に、前記処理液を基板に供給することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記処理液は、霧状で基板に供給されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記処理液は、蒸気として基板に供給されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記リンス液は、純水であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記リンス液は、純水に、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、及びＮ２ガスのうちの少なくとも１つを溶存させた水溶液であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記処理液の供給を停止した後に、基板を２０００ｍｉｍ−１以下で回転させて基板を乾燥させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、基板を一枚ずつ乾燥させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の態様は、低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理方法であって、基板に研磨液を供給しながら基板を研磨する工程と、前記処理液を基板に供給しながら基板を研磨する工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理方法であって、基板を研磨した後に、前記処理液を基板に供給しながら所定の処理を行うことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記所定の処理は、ロールスクラブ処理であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の態様は、低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理方法であって、基板を研磨する工程と、研磨された基板に前記処理液を供給する工程と、前記処理液の供給を停止した後に、基板を１５００ｍｉｍ−１以下で回転させて基板を乾燥させる工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の態様は、低誘電率材料が少なくとも表面の一部に露出している基板にめっきを施す基板処理方法であって、基板にめっきを施す前に、前処理として前記処理液を基板に供給することを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の態様は、低誘電率材料が少なくとも表面の一部に露出している基板にめっきを施す基板処理方法であって、基板にめっきを施した後に、後処理として前記処理液を基板に供給することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の態様は、低誘電率材料が表面の少なくとも一部に露出している基板を処理する基板処理方法であって、前記低誘電率材料の表面の少なくとも一部に前記処理液を供給する工程と、前記処理液により前記低誘電率材料の表面の少なくとも一部を親水化させる工程とを有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記低誘電率材料の表面の少なくとも一部を親水化させた後に、前記処理液を基板の表面から除去する工程を更に有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記処理液を基板の表面から揮発させることにより、前記処理液を基板の表面から除去することを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の態様は、低誘電率材料と該低誘電率材料上に形成された金属膜とが表面に形成された基板を研磨する基板処理装置であって、基板を研磨する研磨部と、研磨された基板の後処理を行う後処理部と、前記研磨部及び前記後処理部の少なくとも一方に、前記処理液を供給する処理液供給部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の態様は、低誘電率材料が少なくとも表面の一部に露出している基板にめっきを施す基板処理装置であって、基板にめっきを施すめっき部と、基板にめっきを施す前に基板に所定の前処理を施す前処理部と、めっきが施された基板に所定の後処理を施す後処理部と、前記前処理部及び前記後処理部の少なくとも一方に、前記処理液を供給する処理液供給部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、疎水性を示す低誘電率材料の表面に、疎水基及び親水性を持つ有機物が吸着されるため、低誘電率材料の表面に親水性を付与することができる。従って、基板の表面のぬれ性を改善することができ、ウエット処理後の乾燥工程において、低誘電率材料の表面に形成されるウォータマークの数を大幅に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る処理液、基板処理装置、及び基板処理方法について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。なお、本実施形態に係る基板処理装置は、基板の表面を研磨する研磨装置として構成されている。
【００２２】
図１に示すように、基板処理装置（研磨装置）は、半導体ウェハ（基板）を研磨する一対の研磨ユニット（研磨部）１ａ，１ｂと、研磨された半導体ウェハを洗浄する一対の洗浄ユニット（後処理部）７ａ，７ｂと、洗浄ユニット７ａ，７ｂにより洗浄された半導体ウェハを更に洗浄し、乾燥させる洗浄ユニット（後処理部）８ａ，８ｂを備えている。この基板処理装置では、全体が長方形をなす床上の基台の一端側に研磨ユニット１ａ，１ｂが配置され、他端側に複数の半導体ウェハを収納するためのカセット（図示せず）が載置される４基のロード・アンロードユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配置されている。これらのロード・アンロードユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの前方には搬送ロボット４ｃが設置され、この搬送ロボット４ｃにより、ロード・アンロードユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのカセットに収納された半導体ウェハが一枚ずつ取り出されるようになっている。
【００２３】
研磨ユニット１ａ，１ｂとロード・アンロードユニットと２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを結ぶ線上には、半導体ウェハを搬送する搬送ロボット４ａ，４ｂと、各ユニット間で半導体ウェハの受け渡しを行うときに半導体ウェハを一時的に載置する仮置台５ａ，５ｂとが配置されている。搬送ロボット４ａ，４ｂは、水平面内で屈折自在な関節アームを有しており、それぞれ関節アームは上下に配置された２つの把持部（ドライフィンガーとウェットフィンガー）を有している。これらの搬送ロボット４ａ，４ｂの両側に、上述した洗浄ユニット７ａ，７ｂ及び洗浄ユニット８ａ，８ｂが配置されている。
【００２４】
研磨ユニット１ａ，１ｂは基本的に同一の構成を有している。これらの研磨ユニット１ａ，１ｂは、上面に研磨面を有する研磨テーブル１１と、研磨対象物である半導体ウェハを真空吸着により保持し、これを研磨テーブル１１上に押圧するトップリングユニット１２と、研磨テーブル１１上の研磨面のドレッシングを行うドレッシングユニット（図１には図示せず）とをそれぞれ備えている。また、研磨ユニット１ａ，１ｂには、半導体ウェハをトップリングユニット１２と搬送ロボット４ａ，４ｂとの間で授受するプッシャー１４ａ，１４ｂがそれぞれ設けられている。研磨ユニット１ａ，１ｂと洗浄ユニット７ａ，７ｂとの間には反転機６ａ，６ｂが設置されており、これらの反転機６ａ，６ｂは搬送ロボット４ａ，４ｂの関節アームが到達可能な位置にそれぞれ配置されている。
【００２５】
処理対象となる半導体ウェハの表面には、層間絶縁膜としてのＬｏｗ−ｋ材料（低誘電率材料）が形成され、このＬｏｗ−ｋ材料上に銅（Ｃｕ）が電解めっきなどにより予め形成されている。本実施形態では、ＳｉＯＣＨなどの比誘電率が３以下のＬｏｗ−ｋ材料が好適に使用され、ＣＶＤ（化学的気相成長法）やスピンコーティング法などにより半導体ウェハの表面に形成される。
【００２６】
本実施形態に係る基板処理装置は、研磨ユニット１ａ，１ｂ、洗浄ユニット７ａ，７ｂ、及び洗浄ユニット８ａ，８ｂに所定の処理液を選択的に供給する処理液供給ユニット（処理液供給部）９を更に備えている。この処理液供給ユニット９は、配管４９を介して研磨ユニット１ａ，１ｂ、洗浄ユニット７ａ，７ｂ、及び洗浄ユニット８ａ，８ｂにそれぞれ接続されている。研磨ユニット１ａ，１ｂ、洗浄ユニット７ａ，７ｂ、及び洗浄ユニット８ａ，８ｂは処理液を供給する処理液供給ノズル（後述する）をそれぞれ備えており、これらの処理液供給ノズルから、研磨ユニット１ａ，１ｂ、洗浄ユニット７ａ，７ｂ、及び洗浄ユニット８ａ，８ｂ内に導入された半導体ウェハに処理液が供給されるようになっている。処理液供給ユニット９には、処理液としてのＩＰＡ（イソプロピルアルコール、（ＣＨ３）２ＣＨＯＨ）が貯留されている。このＩＰＡは、疎水基であるアルキル基（ＣＨ３−）と、親水基である水酸基（−ＯＨ）とを有している。すなわち、ＩＰＡは界面活性剤としての性質を有する有機物である。
【００２７】
このように、ＩＰＡは界面活性剤としての性質を有することから、半導体ウェハに供給されたＩＰＡは、半導体ウェハの表面に露出しているＬｏｗ−ｋ材料の疎水表面に吸着され、これによりＬｏｗ−ｋ材料の疎水表面に親水性が付与される。従って、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面のぬれ性が改善され、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面上で処理液が液滴状に存在することが防止される。なお、本実施形態では、処理液としてＩＰＡを使用しているが、既存の洗浄液やリンス液にＩＰＡなどの有機物を添加することにより処理液を構成してもよい。有機物としては、親水基であるカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する蟻酸や酢酸などの有機酸（カルボン酸）や、水酸基を有するメタノール、エタノール、上述したＩＰＡなどのアルコールが挙げられる。
【００２８】
有機物の添加量（処理液中の有機物の濃度）は、親水性の度合いを表す接触角によって決定される。すなわち、処理液の接触角が５０度以下となるように有機物を処理液に添加する。ここで、接触角とは、一般に、接触面に対する液滴の表面の角度をいう。このように、接触角が５０度以下であれば、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面において好ましい親水性が確保でき、ウォータマークの発生を抑制することができる。
【００２９】
一般に、リンス処理後のスピン乾燥時においては、リンス液を十分かつ速やかに半導体ウェハの表面から除去することが必要とされる。本実施形態で使用されるＩＰＡの炭素数は３であるため分子間力が弱く、室温（例えば１８℃〜２５℃）において揮発性を有している。従って、リンス液としてＩＰＡを用いた場合は、ＤＩＷを用いた場合に比べてＩＰＡが半導体ウェハの表面から速やかに揮発する。このように、処理液に添加される有機酸及びアルコールは常温において揮発性を有することが好ましく、具体的には、有機酸及びアルコールの炭素数は５以下であることが好ましい。また、ＩＰＡ（処理液）の揮発を促進させるために、半導体ウェハの周囲に負圧を形成する負圧機構を設けてもよい。
【００３０】
次に、上述した研磨ユニット１ａ，１ｂについて図２を参照して説明する。図２は、図１に示す研磨ユニット１ａを示す概略図である。なお、以下では、研磨ユニット１ａについてのみ説明するが、研磨ユニット１ｂについても研磨ユニット１ａと同様の構成を有している。
【００３１】
図２に示すように、研磨ユニット１ａは、上面に研磨面１０を有する研磨テーブル１１と、研磨対象物である半導体ウェハＷを真空吸着により保持し、これを研磨テーブル１１に押圧して研磨するトップリングユニット１２と、研磨テーブル１１上の研磨面１０のドレッシング（コンディショニング）を行うドレッシングユニット１３とを備えている。研磨テーブル１１は、テーブル軸１１ａを介してモータ（図示せず）に連結されており、研磨テーブル１１は、図２の矢印Ｃで示すようにそのテーブル軸１１ａ周りに回転可能になっている。半導体ウェハＷを研磨する研磨面１０は、研磨パッド（例えば研磨布）９により構成されている。ここで、研磨布とは、内部に砥粒を含まない発泡ポリウレタンや不織布を指す。
【００３２】
研磨テーブル１１の上方には研磨液供給ノズル１５、ドレッシング液供給ノズル１６、及び処理液供給ノズル２４が配置されている。研磨液供給ノズル１５からは研磨液が、ドレッシング液供給ノズル１６からはドレッシング液（例えば、ＤＩＷ）が、それぞれ研磨テーブル１１上の研磨面１０上に供給される。また、処理液供給ノズル２４は上述した配管４９を介して処理液供給ユニット９に接続されており、処理液供給ノズル２４からはＩＰＡ（処理液）が研磨テーブル１１上の研磨面１０上に供給される。
【００３３】
トップリングユニット１２は、回転可能な支軸２０と、支軸２０の上端に連結される揺動アーム２１と、揺動アーム２１の自由端から垂下するトップリングシャフト２２と、トップリングシャフト２２の下端に連結される略円盤状のトップリング２３とから構成されている。トップリング２３は、支軸２０の回転による揺動アーム２１の揺動と共に水平方向に移動し、プッシャー１４ａと研磨面１０上の研磨位置との間での往復運動が可能となっている。また、トップリング２３は、トップリングシャフト２２を介して揺動アーム２１の内部に設けられた図示しないモータ及び昇降シリンダに連結されており、これにより、図２の矢印Ｄ，Ｅに示すように昇降可能かつトップリングシャフト２２周りに回転可能となっている。また、研磨対象である半導体ウェハＷは、トップリング２３の下端面に真空によって保持されている。このような構成により、トップリング２３は自転しながら、その下面に保持した半導体ウェハＷを回転している研磨面１０に対して任意の圧力で押圧して研磨を行う。
【００３４】
ドレッシングユニット１３は、回転可能な支軸３０と、支軸３０の上端に連結される揺動アーム３１と、揺動アーム３１の自由端から垂下するドレッサーシャフト３２と、ドレッサーシャフト３２の下端に連結されるドレッサー３３とから構成されている。ドレッサー３３は、支軸３０の回転による揺動アーム３１の揺動と共に水平方向に移動し、研磨面１０上のドレッシング位置と研磨テーブル１１の外側の退避位置との間で往復運動が可能となっている。
【００３５】
図２に示すように、ドレッサー３３の下面には、研磨面１０に摺接して研磨面１０のドレッシングを行うドレッシング部材３４が配置されている。ドレッサー３３は、このドレッシング部材３４を回転している研磨面１０に対して任意の圧力で押圧し、自転することで研磨面１０のドレッシング（目立て）を行う。ドレッシング部材３４の下面には、ダイヤモンド粒子が電着または溶着により付着されている。
【００３６】
図３（ａ）は図１に示す洗浄ユニット７ａ，７ｂを模式的に示す側面図である。洗浄ユニット７ａ，７ｂは、スポンジ付きのロールブラシで半導体ウェハの表裏両面を拭うロールスクラブ形式である。以下に洗浄ユニット７ａのみについて説明するが、洗浄ユニット７ｂは洗浄ユニット７ａと同一の構成を有している。図３（ａ）に示すように、洗浄ユニット７ａは、半導体ウェハＷの上下に配置される円筒状のロールブラシ４０ａ，４０ｂと、半導体ウェハＷの周縁部に当接して半導体ウェハＷを水平に保持する複数のコロ４１とを備えている。それぞれのコロ４１は互いに同一速度及び同一方向に回転するように構成されており、半導体ウェハＷの周縁部に当接したコロ４１が回転することによって半導体ウェハＷが水平面内で回転する。また、洗浄ユニット７ａは、洗浄液（薬液）を半導体ウェハＷに供給する洗浄液供給ノズル４２ａ，４２ｂと、ＤＩＷを半導体ウェハＷに供給するＤＩＷ供給ノズル４３ａ，４３ｂと、ＩＰＡ（処理液）を半導体ウェハＷに供給する処理液供給ノズル４４ａ，４４ｂとを備えている。ロールブラシ４０ａ，４０ｂは、上下方向に移動可能に構成され、半導体ウェハＷの上下面に接触しながら、その軸心周りに回転するように構成されている。半導体ウェハＷはコロ４１により回転させられ、この状態で、半導体ウェハＷに洗浄液などを供給しながらロールブラシ４０ａ，４０ｂを回転させることにより、半導体ウェハＷの上下面が洗浄される。
【００３７】
図３（ｂ）は図１に示す洗浄ユニット８ａ，８ｂを模式的に示す斜視図である。洗浄ユニット８ａ，８ｂは半導体ウェハＷを水平面内で回転させながらＤＩＷなどのリンス液を供給するスピン形式である。以下に洗浄ユニット８ａのみについて説明するが、洗浄ユニット８ｂは洗浄ユニット８ａと同一の構成を有している。図３（ｂ）に示すように、洗浄ユニット８ａは、半導体ウェハＷの周縁部に当接して半導体ウェハＷを水平に保持する複数のコロ４５と、ＤＩＷなどのリンス液を半導体ウェハＷに供給するリンス液供給ノズル４６と、ＩＰＡ（処理液）を半導体ウェハＷに供給する処理液供給ノズル４７とを備えている。なお、処理液供給ノズル４７に代えて、ＩＰＡ（処理液）を霧状に、若しくは蒸気として半導体ウェハＷに供給する処理液供給機構を設けてもよい。それぞれのコロ４５は互いに同一速度及び同一方向に回転するように構成されており、半導体ウェハＷの周縁部に当接したコロ４５が回転することによって半導体ウェハＷが水平面内で回転するようになっている。リンス液としてはＤＩＷ、またはＤＩＷにＨ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガスのうちの少なくとも１つ以上を溶存させた水溶液が用いられる。
【００３８】
洗浄ユニット８ａは、半導体ウェハＷを回転させることで半導体ウェハＷの表面に付着したリンス液を遠心力により除去して乾燥させるスピン乾燥ユニット（乾燥部）としても機能する。この場合、半導体ウェハＷから飛び出したリンス液が半導体ウェハに再付着すること防ぐために、スピン乾燥時においては、半導体ウェハを５０〜１５００ｍｉｎ−１の範囲内で回転させることが好ましい。なお、コロ４５に代えて、半導体ウェハＷの周縁部を把持して回転させるクランプ機構を用いてもよい。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、洗浄ユニット７ａ，７ｂ及び洗浄ユニット８ａ，８ｂは、半導体ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式の構成を採用している。
【００３９】
次に、上述した基板処理装置の動作について図１乃至図４を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の第１の処理シーケンスを示すフローチャートである。
まず、配線材料としてＣｕ及び層間絶縁膜としてのＬｏｗ−ｋ膜からなるデバイス部が表面に形成された複数の半導体ウェハをカセットに収納し、このカセットをロード・アンロードユニット２ａ（及び／又はロード・アンロードユニット２ｂ，２ｃ，２ｄ）に載置する（図４のステップ１）。ロード・アンロードユニット２ａからは１枚の半導体ウェハが搬送ロボット４ｃにより取り出される。半導体ウェハは、搬送ロボット４ｃによって仮置台５ａに一旦載置された後、搬送ロボット４ａによって研磨ユニット１ａに搬送される。なお、この半導体ウェハを必要に応じて反転機６ａに搬送して反転させて、デバイス部が形成された半導体ウェハの表面が下を向くようにする。半導体ウェハは搬送ロボット４ａにより研磨ユニット１ａのプッシャー１４ａに搬送され、プッシャー１４ａ上に載置される。その後、揺動アーム２１を揺動させて、トップリング２３をプッシャー１４ａの直上方に移動させ、プッシャー１４ａを上昇させて、プッシャー１４ａ上の半導体ウェハをトップリング２３の下面に吸着保持させる。その後、トップリング２３で半導体ウェハを保持した状態で、揺動アーム２１を揺動させて、トップリング２３を研磨テーブル１１の上方に移動させる。
【００４０】
次に、トップリング２３を下降させ、トップリング２３に保持された半導体ウェハを研磨テーブル１１の研磨面１０（図２参照）に所定の押圧力で押圧する。この状態で、研磨テーブル１１とトップリング２３とを回転させ、同時に研磨液供給ノズル１５（図２参照）から研磨面１０上に研磨液を供給して、半導体ウェハの被研磨面（下面）の化学機械的研磨（１次ＣＭＰ処理）を行う（図４のステップ２）。そして、半導体ウェハの表面に形成された銅（Ｃｕ）の膜厚が所定の値に達したことが検知された時、トップリング２３を上昇させる。そして、研磨テーブル１１とトップリング２３の回転を停止させ、更に研磨液の供給を停止させて半導体ウェハの１次ＣＭＰ処理を終了する。
【００４１】
１次ＣＭＰ処理の終了後、揺動アーム２１を揺動させ、研磨された半導体ウェハを保持するトップリング２３をプッシャー１４ａの上方に移動させる。半導体ウェハはトップリング２３からプッシャー１４ａに受け渡され、搬送ロボット４ａによりプッシャー１４ａから洗浄ユニット７ａに搬送される。洗浄ユニット７ａでは、ＤＩＷを半導体ウェハに供給しながらロールブラシ４０ａ，４０ｂ（図３（ａ）参照）を回転させ、ロールスクラブ洗浄（１次洗浄処理）を行う（図４のステップ３）。この１次洗浄処理により、半導体ウェハの表面に付着した銅の削り屑や研磨液が除去される。
【００４２】
１次洗浄処理が終了した後、半導体ウェハは搬送ロボット４ａによりプッシャー１４ｂを経由して研磨ユニット１ｂに搬送される。そして、研磨ユニット１ｂにより半導体ウェハが更に研磨され、Ｌｏｗ−ｋ材料が半導体ウェハの表面に露出するまでバリア層などが除去される（２次ＣＭＰ処理、図４のステップ４）。次に、半導体ウェハは洗浄ユニット７ｂに搬送され、洗浄液としての薬液及びＤＩＷをこの順に半導体ウェハに供給しながら、ロールブラシ４０ａ，４０ｂを回転させてロールスクラブ洗浄（２次洗浄処理）を行う（図４のステップ５）。
【００４３】
２次洗浄処理が終了した後、半導体ウェハは搬送ロボット４ｂにより洗浄ユニット８ｂに搬送される。洗浄ユニット８ｂでは、半導体ウェハを低速で回転させながらリンス液としてＤＩＷが半導体ウェハに供給され、更に、リンス液としてＩＰＡ（処理液）が半導体ウェハに供給される。その後、半導体ウェハが高速で回転され、遠心力により半導体ウェハに付着したＩＰＡが除去される（乾燥処理、図４のステップ６）。その後、半導体ウェハは搬送ロボット４ｂ，４ｃにより洗浄ユニット８ｂから仮置台５ｂを経由してロード・アンロードユニット２ａのカセットに戻される（図４のステップ７）。
【００４４】
このように、洗浄ユニット８ｂにおいて、スピン乾燥の前にＩＰＡを半導体ウェハに供給することにより、疎水性を示すＬｏｗ−ｋ材料の表面に親水性を付与することができる。従って、スピン乾燥後にＬｏｗ−ｋ材料の表面にＩＰＡが局所的に残留することが防止される。また、上述したように、ＩＰＡは室温にて揮発性を有していることから、スピン乾燥時において半導体ウェハの回転速度を１５００ｍｉｎ−１以下に下げても、十分かつ速やかに半導体ウェハを乾燥させることができる。
【００４５】
なお、研磨ユニット１ａでは、半導体ウェハの２次ＣＭＰ処理が終了してから次の半導体ウェハが研磨ユニット１ａに搬送される間、研磨面１０のドレッシング処理が行われる。このドレッシング処理では、図３に示すように、ドレッサー３３及び研磨テーブル１１をそれぞれ独立に自転させつつ、ドレッシング部材３４を所定の押圧力で研磨面１０に当接させる。このとき、ドレッシング部材３４が研磨面１０に接触すると同時又は接触する前に、ドレッシング液供給ノズル１６から研磨面１０の上面にドレッシング液（例えば純水）が供給され、研磨面１０に残留している銅の削り屑や研磨液を洗い流すと共に、研磨面１０が再生される。
【００４６】
この基板処理装置では、上述した一連の処理は連続的に行われる。すなわち、ロード・アンロードユニット２ａのカセットに収納された複数の半導体ウェハは、所定の間隔をおいて研磨ユニット１ａ、洗浄ユニット７ａ、及び洗浄ユニット８ａなどに順次搬送される。
【００４７】
図５は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の第２の処理シーケンスを示すフローチャートである。
第２の処理シーケンスは、ステップ１からステップ４までは図４に示す第１の処理シーケンスと同様である。第２の処理シーケンスのステップ５では、薬液を半導体ウェハに供給しながらロールスクラブ洗浄を行った後、ＩＰＡを半導体ウェハに供給してリンス処理を行う。ここで、薬液によるロールスクラブ洗浄とＩＰＡによるリンス処理の間にＤＩＷによるロールスクラブ洗浄を行ってもよい。ステップ６では、必要に応じて再度ＩＰＡによるリンス処理を行い、その後、スピン乾燥により半導体ウェハを乾燥させる。
【００４８】
図６は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の第３の処理シーケンスを示すフローチャートである。
第３の処理シーケンスは、ステップ１からステップ３までは図４に示す第１の処理シーケンスと同様である。第３の処理シーケンスのステップ４では、まず、研磨液を研磨テーブル１１の研磨面１０（図２参照）に供給しながら半導体ウェハの表面を研磨する。次に、研磨液の供給を停止し、研磨面１０上にＩＰＡを供給しながら半導体ウェハの表面を研磨する。これにより、半導体ウェハに付着する研磨液をＩＰＡに置換することができる。なお、第３の処理シーケンスのステップ５以降は、第２の処理シーケンスと同様である。
【００４９】
一般に、銅は腐食されやすく、また酸化されやすい。特に、酸化剤を含んだ研磨液に銅が接触すると、銅の腐食や酸化が促進されてしまう。そこで、半導体ウェハの表面に形成された銅配線の露出面の腐食や酸化を防止するために、第３の処理シーケンスでは、研磨液の供給を停止させた後、直ちにＩＰＡを研磨面１０に供給しながら半導体ウェハを研磨する。これにより、半導体ウェハの表面に付着した研磨液をＩＰＡで置換することができ、銅配線の露出面が腐食及び酸化されてしまうことを防止することができる。
【００５０】
図７は、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面に発生したウォータマーク（欠陥）の数を示すグラフである。図７において、従来の処理シーケンスでは、処理液としてＩＰＡを使用せず、スピン乾燥の前にＤＩＷによるリンスを行っている。図７に示すように、上述した第１乃至第３の処理シーケンスによって発生したウォータマークの数は従来の処理シーケンスの場合に比べて大幅に減少していることが分かる。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置について説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。なお、本実施形態に係る基板処理装置は、基板の表面に露出した配線金属の上に配線保護膜を選択的に形成する、いわゆるキャップめっきを行う無電解めっき装置として構成されている。また、処理対象となる基板は、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面に形成された凹部内に配線を形成した半導体ウェハである。
【００５２】
図８に示すように、基板処理装置（無電解めっき装置）は、ロード・アンロードエリア５０、洗浄エリア５２、及びめっき処理エリア５４の３つのエリアに区分されている。ロード・アンロードエリア５０内には、半導体ウェハ（基板）を収容したカセット５６が載置される２台のロード・アンロードユニット５８と、半導体ウェハを上下に反転させる第１反転機６０と、カセット５６、第１反転機６０及び仮置台６４との間で半導体ウェハの受渡しを行う第１搬送ロボット６２とが設置されている。
【００５３】
洗浄エリア５２内には、ロード・アンロードエリア５０側に位置して仮置台６４が、この仮置台６４を挟んだ両側に位置してキャップめっき処理後の半導体ウェハを洗浄する２台の洗浄装置６６が、めっき処理エリア５４側に位置してめっき前の半導体ウェハを前洗浄する前洗浄装置６８と半導体ウェハの上下を反転させる第２反転機７０とがそれぞれ配置されている。洗浄装置６６は、ロール洗浄装置６６ａとペンシル洗浄装置６６ｂとをそれぞれ有し、これらがめっき処理後の半導体ウェハに２段の洗浄を行ってスピン乾燥させることができるようになっている。更に、洗浄エリア５２の中央に位置して、仮置台６４、２台の洗浄装置６６、前洗浄装置６８、及び第２反転機７０の間で半導体ウェハの受渡しを行う第２搬送ロボット７６が配置されている。
【００５４】
ロール洗浄装置６６ａの基本的構成は、上述した第１の実施形態に係る洗浄ユニット７ａ，７ｂと同様である。ここで、ペンシル洗浄装置６６ｂの構成について図９を参照して説明する。図９は本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置に組み込まれたペンシル洗浄装置を模式的に示す斜視図である。
【００５５】
図９に示すように、ペンシル洗浄装置６６ｂは、半導体ウェハＷの周縁部に当接するスピンチャック（クランプ機構）９０と、スピンチャック９０の上方に配置された揺動アーム９１と、この揺動アーム９１の自由端から垂下する回転軸９６の下端に取り付けられた洗浄部材９２とを備えている。被洗浄物である半導体ウェハＷは、スピンチャック９０によって水平に保持される。このスピンチャック９０は図示しない駆動源により回転駆動され、これによりスピンチャック９０に保持された半導体ウェハＷが回転するようになっている。揺動アーム９１は、内部に駆動源を有する駆動軸９５に固定され、駆動軸９５によって揺動アーム９１が駆動軸９５周りに揺動するようになっている。
【００５６】
回転軸９６は図示しない駆動源に連結されており、この駆動源により回転軸９６を介して洗浄部材９２が回転するようになっている。洗浄部材９２の下面は、スピンチャック９０によって保持された半導体ウェハＷの表面に当接するよう構成されている。このような構成により、洗浄部材９２は、半導体ウェハＷの表面に当接しながら回転軸９６を中心として回転する供に、揺動アーム９１の揺動に伴って半導体ウェハＷの表面上を移動する。
【００５７】
ペンシル洗浄装置６６ｂは、洗浄液（薬液）を供給する洗浄液供給ノズル９３と、ＤＩＷを供給するＤＩＷ供給ノズル９４と、ＩＰＡ（処理液）を供給する処理液供給ノズル９７とを備えている。このような構成において、洗浄液やＤＩＷを半導体ウェハＷの表面に供給しながら洗浄部材９２を回転させることにより、半導体ウェハＷの表面を洗浄することができる。なお、ペンシル洗浄装置６６ｂは、半導体ウェハＷを高速で回転させることで半導体ウェハＷの表面に付着したＩＰＡやＤＩＷを遠心力により除去して乾燥させるスピン乾燥ユニット（乾燥部）としても機能する。この場合、半導体ウェハＷから飛び出したＩＰＡなどが半導体ウェハに再付着することを防ぐために、半導体ウェハを５０〜２０００ｍｉｎ−１の範囲内で回転させることが好ましい。上述したように、ＩＰＡは室温にて揮発性を有するため、半導体ウェハＷを比較的低い回転速度で回転させても、十分かつ速やかに半導体ウェハＷを乾燥させることができる。
【００５８】
めっき処理エリア５４内には、半導体ウェハの表面に触媒を付与する第１前処理ユニット７８と、この触媒を付与した半導体ウェハの表面に薬液処理を行う第２前処理ユニット８０と、半導体ウェハの表面に無電解めっき処理を施す無電解めっき処理ユニット８２とが各２台ずつ並列に配置されている。また、めっき処理エリア５４内の端部には、めっき液供給装置８４が設置されている。更に、めっき処理エリア５４の中央部には、走行型の第３搬送ロボット８６が配置されており、この第３搬送ロボット８６は、前洗浄装置６８、第１前処理ユニット７８、第２前処理ユニット８０、無電解めっき処理ユニット８２、及び第２反転機７０との間で半導体ウェハの受渡しを行う。
【００５９】
本実施形態に係る基板処理装置は、ロール洗浄装置６６ａ、ペンシル洗浄装置６６ｂ、前洗浄装置６８、第１前処理ユニット７８、及び第２前処理ユニット８０に配管４９を介して所定の処理液を選択的に供給する処理液供給ユニット９を更に備えている。ロール洗浄装置６６ａ、ペンシル洗浄装置６６ｂ、前洗浄装置６８、第１前処理ユニット７８、及び第２前処理ユニット８０は、半導体ウェハに処理液を供給する処理液供給ノズル（処理液供給ノズル９７以外は図示せず）をそれぞれ備えている。処理液供給ユニット９に貯留されている処理液は上述した第１の実施形態と同様にＩＰＡである。なお、本実施形態において使用される処理液の成分及び性質は、上述した第１の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【００６０】
次に、本実施形態に係る基板処理装置（無電解めっき装置）の動作について図８及び図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の第１の処理シーケンスを示すフローチャートである。なお、この例では配線保護層（蓋材）を配線の露出表面に形成して配線を保護する場合について示している。
【００６１】
まず、ロード・アンロードユニット５８に搭載したカセット５６に、配線が形成された表面が上向き（フェースアップ）になるように複数の半導体ウェハを収納する（図１０のステップ１）。そして、カセット５６から１枚の基板を第１搬送ロボット６２により取り出して第１反転機６０に搬送し、この第１反転機６０で半導体ウェハをその表面が下向き（フェースダウン）となるように反転させて、仮置台６４に載置する。そして、この仮置台６４上に載置された基板を第２搬送ロボット７６で前洗浄装置６８に搬送する。
【００６２】
この前洗浄装置６８では、半導体ウェハをフェースダウンで保持して、その表面に前洗浄（１次前処理）を行う。つまり、例えば液温が２５℃で、０.５ＭのＨ2ＳＯ4等の酸溶液（薬液）中に基板を、例えば１分間浸漬させて、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面に残った銅等のＣＭＰ残さ等を除去する。その後、半導体ウェハの表面にＩＰＡ（処理液）を供給してＬｏｗ−ｋ材料の表面に親水性を付与する（図１０のステップ２）。なお、半導体ウェハにＩＰＡを供給する前に、必要に応じてＤＩＷ等のリンス液を半導体ウェハに供給して洗浄してもよい。
【００６３】
次に、この１次前処理後の半導体ウェハを第３搬送ロボット８６で第１前処理ユニット７８に搬送し、ここで半導体ウェハをフェースダウンで保持して、この表面に触媒付与処理（２次前処理）を行う。この触媒付与は、例えば、液温が２５℃で、０.００５ｇ／ＬのＰｄＣｌ2と約０．７重量％のＨＣｌ等の混合溶液中に、半導体ウェハを例えば１分間程度浸漬させることにより行われる。これにより、配線（Ｃｕ）の表面に触媒としてのＰｄ（パラジウム）が付着し、配線の表面に触媒核（シード）としてのＰｄ核が形成される。その後、配線の露出表面を活性化させ、更に半導体ウェハの表面をＤＩＷで洗浄する（図１０のステップ３）。
【００６４】
そして、この触媒を付与した基板を第３搬送ロボット８６で第２前処理ユニット８０に搬送し、ここで半導体ウェハをフェースダウンで保持して、この表面に薬液処理（３次前処理、図１０には図示せず）を行う。この薬液処理は、例えば、液温が２５℃で、２０ｇ／ＬのＮａ3Ｃ6Ｈ5Ｏ7・２Ｈ2Ｏ（クエン酸ナトリウム）等の溶液中に半導体ウェハを浸漬させて、配線の表面に中和処理を施し、しかる後、半導体ウェハの表面を超純水等で水洗いすることにより行われる。なお、水洗いした後に、必要に応じて半導体ウェハにＩＰＡ（処理液）を供給してもよい。
【００６５】
このようにして、無電解めっきの前処理を施した半導体ウェハを第３搬送ロボット８６で無電解めっき処理ユニット８２に搬送し、ここで半導体ウェハをフェースダウンで保持して、この表面に無電解めっき処理を施す（図１０のステップ４）。この無電解めっき処理としては、例えば、液温が８０℃のＣｏ−Ｗ−Ｐめっき液中に半導体ウェハを１２０秒程度浸漬させて、活性化させた配線の表面に選択的な無電解めっき（無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｐ蓋めっき）を施し、しかる後、半導体ウェハの表面を超純水等の洗浄液で洗浄することにより行われる。これによって、配線の表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護層（キャップめっき層）を選択的に形成して配線を保護することが可能となる。
【００６６】
次に、この無電解めっき処理後の半導体ウェハを第３搬送ロボット８６で第２反転機７０に搬送し、ここで半導体ウェハをその表面が上向き（フェースアップ）となるように反転させる。この反転後の半導体ウェハを第２搬送ロボット７６によりロール洗浄装置６６ａに搬送する。このロール洗浄装置６６ａでは、半導体ウェハに洗浄液（薬液）及びＤＩＷを順次供給しながら、ロールブラシ（図示せず）を回転させ、半導体ウェハの表面に付着したパーティクルや不要物を取り除く（図１０のステップ５）。しかる後、この半導体ウェハを第２搬送ロボット７６でペンシル洗浄装置６６ｂに搬送し、ここで半導体ウェハの表面のＤＩＷリンスを行い、その後、スピン乾燥させる（図１０のステップ６）。
【００６７】
このスピン乾燥後の半導体ウェハを第２搬送ロボット７６により仮置台６４に搬送し、この仮置台６４の上に置かれた半導体ウェハを第１搬送ロボット６２でロード・アンロードユニット５８に搭載されたカセット５６に戻す（図１０のステップ７）。
【００６８】
本実施形態では、配線保護層として、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜を使用しているが、これに限らず、Ｃｏ−Ｂ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｂ、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ等の他の合金の配線保護層を形成するようにしてもよい。また、配線材料としても、銅に限らず、銅合金、銀、銀合金、金及び金合金等を使用しても良い。
【００６９】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の第２の処理シーケンスを示すフローチャートである。
第２の処理シーケンスは、ステップ２、ステップ５、及びステップ６において第１の処理シーケンスと異なっている。すなわち、図１１に示すように、第２の処理シーケンスのステップ２では、１次前処理としてＨ2ＳＯ4等の酸溶液（薬液）中に半導体ウェハを浸漬させ、その後、半導体ウェハの表面にＤＩＷを供給して酸溶液（薬液）を洗い流す。
【００７０】
また、第２の処理シーケンスのステップ５では、半導体ウェハに薬液を供給しながらロールスクラブ洗浄を行い、次いで、必要に応じてＤＩＷを半導体ウェハに供給しながらロールスクラブ処理を行う。その後、ＩＰＡ（処理液）を半導体ウェハに供給してリンス処理を行う。第２の処理シーケンスのステップ６では、ＤＩＷによるリンス処理を行わず、必要に応じてＩＰＡによるリンス処理を行った後、スピン乾燥により半導体ウェハを乾燥させる。
【００７１】
図１２は、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面に発生したウォータマーク（欠陥）の数を示すグラフである。図１２において、従来の処理シーケンスでは、リンス液としてＩＰＡが使用されず、ＤＩＷが使用されている。図１２に示すように、上述した第１及び第２の処理シーケンスにおいて発生したウォータマークの数は従来の処理シーケンスの場合に比べて減少していることが分かる。特に、スピン乾燥の直前にＩＰＡを半導体ウェハの表面に供給することにより、ウォータマークの数を大幅に低減させることができる。
【００７２】
なお、第１及び第２の実施形態は、本発明に係る処理液を洗浄処理やリンス処理に用いた例であるが、本発明に係る処理液は、ドライエッチング後のポリマー除去のためのウエット処理にも用いることができる。すなわち、基板の表面に形成されたＬｏｗ−ｋ材料に微細な配線溝を形成する工程においては、Ｌｏｗ−ｋ材料の表面にレジストを塗布して露光し、パターニングを行う。その後、ドライエッチングによりＬｏｗ−ｋ材料に配線溝を形成する。このとき、異方性ドライエッチングを行うために、配線溝の側面にポリマーを生成しながらドライエッチングを進行させる。配線溝が形成された後、レジストが除去されるが、配線溝の側面には上記ポリマーが残留する。そこで、ポリマーを除去するために、薬液を用いたウエット処理が行われる。このような場合においても、ウエット処理の後に本発明に係る処理液を基板に供給することにより、Ｌｏｗ−ｋ材料に親水性を付与することができ、ウォータマークの発生を抑制することができる。
【００７３】
次に本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置ついて図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の要部を示す拡大図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のXIIIb−XIIIb線断面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のXIIIc−XIIIc線断面図である。本実施形態において使用される基板は、その表面の少なくとも一部にＬｏｗ−ｋ材料が露出した半導体ウェハである。
【００７４】
本実施形態に係る基板処理装置は、半導体ウェハ上に洗浄液やエッチング液を供給して半導体ウェハを処理する装置である。図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）に示すように、基板処理装置は、半導体ウェハＷの上下に配置された洗浄ノズル１０１，１０２を備えている。これらの洗浄ノズル１０１，１０２は、それぞれ作用面Ｋ１，Ｋ２を有し、それぞれの作用面Ｋ１，Ｋ２には、流体（液体）の供給口１０３と吸引口１０４とが交互に且つ直線状に整列して配置されている。図１３（ｃ）に示すように、各供給口１０３は共通の給液管１０５に接続され、図１３（ｂ）に示すように、各吸引口１０４は同様に共通の排液管１０６に接続されている。従って、給液管１０５に液体を供給すると、それぞれの供給口１０３から液体が半導体ウェハＷ上に供給される。排液管１０６は図示しない真空源に連通し、真空吸引されており、それぞれの吸引口１０４から半導体ウェハＷの表面に供給された液体を吸引する。
【００７５】
上述したように、それぞれの洗浄ノズル１０１，１０２は、供給口１０３と吸引口１０４をそれぞれ有する２面の作用面Ｋ１，Ｋ２を有しており、２種類の液体の使用ができるように構成されている。すなわち、それぞれの洗浄ノズル１０１，１０２は、２つの排液管１０６，１０６と２つの給液管１０５，１０５とを備えている。そして、２つの給液管１０５のうちの一方は作用面Ｋ１に開口する供給口１０３に連通し、同様に、２つの排液管１０６のうちの一方は作用面Ｋ１に開口する吸引口１０４に連通している。一方、他方の給液管１０５は作用面Ｋ２に開口する供給口１０３に連通し、同様に、他方の排液管１０６は作用面Ｋ２に開口する吸引口１０４に連通している。なお、本実施形態では、供給口１０３及び吸引口１０４は、それぞれ複数設けられているが、各作用面Ｋ１，Ｋ２に供給口１０３及び吸引口１０４を１つづつ設けてもよい。
【００７６】
洗浄ノズル１０１，１０２は、図示しない回転機構によりそれぞれの軸心を中心として４分の１（９０度）回転可能に構成されている。これにより、作用面Ｋ１，Ｋ２を切り換えることができる。従って、同一の洗浄ノズル１０１，１０２で異なる液体による処理を行うことが可能である。例えば、作用面Ｋ１に配置された供給口１０３から洗浄液を半導体ウェハＷに供給しつつ吸引口１０４により半導体ウェハＷ上から洗浄液を吸引する。一方、作用面Ｋ２では、作用面Ｋ１でのプロセスに引きつづいて、上述した処理液としてのＩＰＡを半導体ウェハＷ上に供給し、作用面Ｋ１でのプロセスで半導体ウェハＷ上に残留する洗浄液をＩＰＡに置き換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。
【図２】図１に示す研磨ユニットを示す概略図である。
【図３】図３（ａ）は図１に示す洗浄ユニット７ａ，７ｂを模式的に示す側面図であり、図３（ｂ）は図１に示す洗浄ユニット８ａ，８ｂを模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の第１の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の第２の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の第３の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】Ｌｏｗ−ｋ材料の表面に発生したウォータマークの数を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置に組み込まれたペンシル洗浄装置を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の第１の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の第２の処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図１２】Ｌｏｗ−ｋ材料の表面に発生したウォータマークの数を示すグラフである。
【図１３】図１３（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の要部を示す拡大図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のXIIIb−XIIIb線断面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のXIIIc−XIIIc線断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ａ，１ｂ      研磨ユニット（研磨部）
２ａ〜２ｄ      ロード・アンロードユニット
４ａ〜４ｃ      搬送ロボット
５ａ，５ｂ      仮置台
６ａ，６ｂ      反転機
７ａ，７ｂ      洗浄ユニット（洗浄部）
８ａ，８ｂ      洗浄ユニット（乾燥部）
９        処理液供給ユニット
１０      研磨面
１１      研磨テーブル
１１ａ    テーブル軸
１２      トップリングユニット
１３      ドレッシングユニット
１４ａ，１４ｂ    プッシャー
１５      研磨液供給ノズル
１６      ドレッシング液供給ノズル
２０，３０    支軸
２１，３１    揺動アーム
２２      トップリングシャフト
２３      トップリング
２４      処理液供給ノズル
３２      ドレッサーシャフト
３３      ドレッサー
３４      ドレッシング部材
４０ａ，４０ｂ    ロールブラシ
４１，４５    コロ
４２ａ，４２ｂ    洗浄液供給ノズル
４３ａ，４３ｂ    ＤＩＷ供給ノズル
４４ａ，４４ｂ    処理液供給ノズル
４６      リンス液供給ノズル
４７      処理液供給ノズル
４９      配管
５０      ロード・アンロードエリア
５２      洗浄エリア
５４      めっき処理エリア
５６      カセット
５８      ロード・アンロードユニット
６０      第１反転機
６２      第１搬送ロボット
６４      仮置台
６６      洗浄装置
６６ａ    ロール洗浄装置
６６ｂ    ペンシル洗浄装置
６８      前洗浄装置
７０      第２反転機
７６      第２搬送ロボット
７８      第１前処理ユニット
８０      第２前処理ユニット
８２      無電解めっき処理ユニット
８４      めっき液供給装置
８６      第３搬送ロボット
９０      スピンチャック
９１      揺動アーム
９２      洗浄部材
９５      駆動軸
９３      洗浄液供給ノズル
９４      ＤＩＷ供給ノズル
９７      処理液供給ノズル
１０１，１０２      洗浄ノズル
１０３    供給口
１０４    吸引口
１０５    給液管
１０６    排液管
【図１】
2005109362.tif 000003
【図２】
2005109362.tif 000004
【図３】
2005109362.tif 000005
【図４】
2005109362.tif 000006
【図５】
2005109362.tif 000007
【図６】
2005109362.tif 000008
【図７】
2005109362.tif 000009
【図８】
2005109362.tif 000010
【図９】
2005109362.tif 000011
【図１０】
2005109362.tif 000012
【図１１】
2005109362.tif 000013
【図１２】
2005109362.tif 000014
【図１３】
2005109362.tif 000015