(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜の内部に表面を露出させて配線を形成した基板を用意し、
前記基板を無電解めっき液に接触させて前記配線の表面にめっき膜を選択的に成長させる工程と、
前記めっき膜の成長の過程で該めっき膜の表面を含む基板の表面を擦る工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項２】
基板を無電解めっき液に接触させて前記配線の表面にめっき膜を成長させながら、基板の表面を擦ることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法。
【請求項３】
基板を無電解めっきに接触させて前記配線の表面に初期めっき膜を選択的に形成し、この初期めっき膜の表面にめっき膜を成長させながら、基板の表面を擦ることを特徴とする請求項１または２記載の無電解めっき方法。
【請求項４】
配線の表面にめっき膜を選択的に成長させた後、基板を無電解めっき液より引抜き、基板の表面を擦ることを繰り返すことを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法。
【請求項５】
前記絶縁膜およびめっき膜より柔らかい素材からなる部材を用いて、基板の表面を擦ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無電解めっき方法。
【請求項６】
絶縁膜の内部に表面を露出させて配線を形成した基板を着脱自在に保持し、該基板の表面を無電解めっき液に接触させて前記配線の表面にめっき膜を選択的に成長させる基板保持部と、
前記基板保持部で保持し前記無電解めっき液に接触させた基板の、前記めっき膜の表面を含む表面を擦る部材と、
前記基板保持部と前記擦る部材とを相対的に移動させる移動機構とを有することを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項７】
前記部材は、前記絶縁膜およびめっき膜より柔らかい素材で構成され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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無電解めっき方法及び装置に関し、特に半導体基板等の基板の表面に設けた配線用の微細な凹部に、銀や銅等の導電体を埋め込んで構成した埋め込み配線構造を有する電子デバイス装置の該配線の表面を保護する保護膜を形成するのに使用される無電解めっき方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子デバイス装置の配線形成プロセスとして、配線溝及びコンタクトホールに金属（導電体）を埋め込むようにしたプロセス（いわゆる、ダマシンプロセス）が使用されつつある。これは、層間絶縁膜に予め形成した配線溝やコンタクトホールに、アルミニウム、近年では銀や銅等の金属を埋め込んだ後、余分な金属を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によって除去し平坦化するプロセス技術である。
【０００３】
近年、半導体基板上に配線回路を形成するための金属材料として、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を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線を形成する方法としては、ＣＶＤ、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜し、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により不要な銅を除去するようにしている。
【０００４】
この種の配線にあっては、平坦化後、その配線の表面が外部に露出しており、この上に埋め込み配線を形成する際、例えば次工程の層間絶縁膜形成プロセスにおけるＳｉＯ２形成時の表面酸化やコンタクトホールを形成するためのＳｉＯ２エッチング等に際して、コンタクトホールの底に露出した配線のエッチャントやレジスト剥離等による表面汚染、更には銅配線にあっては銅の拡散が懸念されている。
【０００５】
このため、従来、表面が露出している配線形成部のみならず、半導体基板の全表面にＳｉＮ等の配線保護膜を形成して、配線のエッチャント等による汚染を防止することが一般に行われていた。
【０００６】
しかしながら、半導体基板の全表面にＳｉＮ等の保護膜を形成すると、埋め込み配線構造を有する電子デバイス装置においては、層間絶縁膜の誘電率が上昇して配線遅延を誘発し、配線材料として銀や銅のような低抵抗材料を使用したとしても、電子デバイス装置としての能力向上を阻害してしまう。
【０００７】
このため、銀や銅等の配線材料との接合が強く、しかも比抵抗（ρ）が低い、例えばＮｉ−Ｂ合金膜等からなる保護膜で配線の表面を選択的に覆って保護することが考えられる。ここで、Ｎｉ−Ｂ合金膜は、例えばニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、ニッケルイオンの還元剤としてのアルキルアミンボランまたは硼素化水素化合物等を有する無電解めっき液を使用した無電解めっきを施すことによって、銅等の表面に選択的に形成することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無電解めっきにあっては、その成膜の過程で必然的にＨ２ガスが発生し、このＨ２ガスがめっき膜中に取り込まれ噴出した時に生じるガス噴き痕によって、配線等の表面を選択的に覆って保護する保護膜（めっき膜）中に微細な孔が生じることがある。そして、このように、Ｎｉ−Ｂ合金膜等からなる保護膜（めっき膜）の内部に肉厚方向に貫通する微細孔が生じると、例えば銅配線の表面を保護膜で覆った場合にあっては、銅の表面が外部に露出して銅の拡散が生じる等、保護膜として機能しなくなるといった問題があった。しかも、無電解めっきによって銅等の表面に選択的に形成したＮｉ−Ｂ合金膜等の保護膜（めっき膜）は、一般に膜厚にばらつきが大きくて面内均一性が悪いばかりでなく、選択性も悪いのが現状であった。
【０００９】
更に、銅配線を形成する際には、ＣＭＰ処理を終了した直後の銅表面と、時間が経過した後の銅表面では、酸化した深さが異なり、このため、その後に銅配線の表面を保護膜で保護すると、この保護膜を付けた時の状態が変わって、安定した製品が得られない場合があった。
【００１０】
本発明は上記に鑑み、内部の微細孔が生じることを防止し、しかも面内均一性及び選択性を向上させためっき膜を形成することができるようにした無電解めっき方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、絶縁膜の内部に表面を露出させて配線を形成した基板を用意し、前記基板を無電解めっき液に接触させて前記配線の表面にめっき膜を選択的に成長させる工程と、前記めっき膜の成長の過程で該めっき膜の表面を含む基板の表面を擦る工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法である。
【００１２】
このように、めっき膜の成長の過程でめっき膜の表面を擦ることで、めっき膜の成膜の際に発生するＨ２ガスを積極的に外部に排出し、これによって、Ｈ２ガスがめっき膜中に取り込まれることを防止し、しかも基板の表面近くにおけるめっき液の拡散層のばらつきを少なくして面内均一性を向上させ、更に付着力の小さなめっき膜を除去することで、選択性を向上させることができる。なお、このめっき膜の表面を擦る工程は、めっき工程とは独立に行ってもよい。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、基板を無電解めっき液に接触させて前記配線の表面にめっき膜を成長させながら、基板の表面を擦ることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法である。基板表面に形成されるめっき膜は、例えばスクラブ部材で擦ることができるが、スクラブ部材で常時擦る必要はなく、例えばロール型のスクラブ部材を１５秒間に１往復させる程度でよい。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、基板を無電解めっきに接触させて前記配線の表面に初期めっき膜を選択的に形成し、この初期めっき膜の表面にめっき膜を成長させながら、基板の表面を擦ることを特徴とする請求項１または２記載の無電解めっき方法である。これにより、例えば、０．００１分以上、好ましくは０．５分間、基板の表面を擦ることなくめっき膜を成長させ、しかる後、めっき膜の表面を擦ることで、初期めっき膜の成長が阻害されることを防止することができる。
請求項４に記載の発明は、配線の表面にめっき膜を選択的に成長させた後、基板を無電解めっき液より引抜き、基板の表面を擦ることを繰り返すことを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法である。
請求項５に記載の発明は、前記絶縁膜およびめっき膜より柔らかい素材からなる部材を用いて、基板の表面を擦ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無電解めっき方法である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、絶縁膜の内部に表面を露出させて配線を形成した基板を着脱自在に保持し、該基板の表面を無電解めっき液に接触させて前記配線の表面にめっき膜を選択的に成長させる基板保持部と、前記基板保持部で保持し前記無電解めっき液に接触させた基板の、前記めっき膜の表面を含む表面を擦る部材と、前記基板保持部と前記擦る部材とを相対的に移動させる移動機構とを有することを特徴とする無電解めっき装置である。
請求項７に記載の発明は、前記部材は、前記絶縁膜およびめっき膜より柔らかい素材で構成され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である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、電子デバイス装置における銅配線形成例を工程順に示すもので、図１（ａ）に示すように、電子デバイス素子を形成した電子デバイス基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２からなる絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線用の溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としての銅シード層６をスパッタリング等により形成する。
【００１９】
そして、図１（ｂ）に示すように、電子デバイス基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、電子デバイス基板Ｗのコンタクトホール３及び溝４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜２上に銅層７を堆積させる。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅層７を除去して、コンタクトホール３及び配線用の溝４に充填させた銅層７の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部に銅シード層６と銅層７からなる配線８を形成する。次に、基板Ｗの表面に、例えば無電解Ｎｉ−Ｂめっきを施して、配線８の露出表面にＮｉ−Ｂ合金膜からなる保護膜（めっき膜）９を選択的に形成して配線８を保護する。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態の無電解めっき装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す配置図で、この装置は、全体が長方形をなす床上のスペースの一端側に一対の研磨装置１０ａ，１０ｂが左右に対向して配置され、他端側にそれぞれ半導体ウエハ等の基板Ｗを収納するカセット１２ａ，１２ｂを載置する一対のロード・アンロード部が配置されている。そして、研磨装置１０ａ，１０ｂとロード・アンロード部を結ぶ線上に搬送ロボット１４ａ，１４ｂが２台配置されている。搬送ラインの両側に、それぞれ１台の反転機１６，１８が配置され、この一方の反転機１６を挟んだ両側に第１洗浄装置２０ａと第２洗浄装置２２が、他方の反転機１８を挟んだ両側に第１洗浄装置２０ｂと無電解めっき装置２３がそれぞれ配置されている。研磨装置１０ａ，１０ｂの搬送ライン側には、基板Ｗを研磨装置１０ａ，１０ｂとの間で授受する上下動自在なプッシャ３６が設けられている。
【００２１】
図３は、図２に備えられている研磨装置１０ａ，１０ｂを示す。これは、上面に研磨布（研磨パッド）２４を貼付して研磨面を構成する研磨テーブル２６と、基板Ｗをその被研磨面を研磨テーブル２６に向けて保持するトップリング２８とを備えている。そして、研磨テーブル２６とトップリング２８とをそれぞれ自転させ、研磨テーブル２６の上方に設置された砥液ノズル３０より砥液を供給しつつ、トップリング２８により基板Ｗを一定の圧力で研磨テーブル２６の研磨布２４に押圧することで、基板Ｗの表面を研磨するようになっている。砥液ノズル３０から供給される砥液としては、例えば酸性溶液にシリカ等の微粒子からなる砥粒を懸濁したものを用い、表面を酸化させ、その後砥粒による機械的研磨を行うことにより、基板Ｗが平坦かつ鏡面状に研磨される。
【００２２】
このような研磨装置１０ａ，１０ｂを用いて研磨作業を継続すると研磨布２４の研磨面の研磨力が低下するが、この研磨力を回復させるために、ドレッサー３２を設け、このドレッサー３２によって、研磨する基板Ｗの交換時などに研磨布２４の目立て（ドレッシング）が行われている。このドレッシング処理においては、ドレッサー３２のドレッシング面（ドレッシング部材）を研磨テーブル２６の研磨布２４に押圧しつつ、これらを自転させることで、研磨面に付着した砥液や切削屑を除去すると共に、研磨面の平坦化及び目立てが行なわれ、研磨面が再生される。ここで、このドレッシングを研磨中に行うこととしてもよい。
【００２３】
図４及び図５は、図２に備えられている本発明の実施の形態の無電解めっき装置２３を示す。これは、基板Ｗを該基板Ｗの表面を上向き（フェースアップ）で吸着保持する上下動及び回転自在な基板保持部４０と、この基板保持部４０の周囲を包囲する回転自在なハウジング４２とを有している。そして、ハウジング４２の上端には、内方に延出し、更に下方に垂下する、弾性材で構成されたシールリング部４４が設けられている。そして、基板Ｗを保持したまま基板保持部４０を上昇させ、この基板Ｗの上面（表面）周縁部をシールリング部４４に圧接させてシールすることで、この基板Ｗの上面とシールリング部４４で包囲され上方に開口しためっき槽４６が形成され、基板保持部４０の回転に伴って、ハウジング４２も該基板保持部４０と一体に回転するようになっている。更に、ハウジング４２の周囲には、めっき液（無電解めっき液）５０の飛散を防止する飛散防止カバー４８が配置されている。
【００２４】
ハウジング４２の上方に位置して、前記基板Ｗの上面とシールリング部４４で形成されためっき槽４６内にめっき液（無電解めっき液）５０を供給するめっき液供給ノズル５２と、水平方向に揺動自在で上下動自在な揺動アーム５４が配置されている。この揺動アーム５４の自由端には、下方に垂下する円筒状のスクラブ部材５６が回転自在に支承されている。
【００２５】
このスクラブ部材５６は、例えばＰＶＡ、スポンジまたは樹脂等、これを擦り付ける部材よりも柔らかい素材で構成されている。これによって、スクラブ部材５６で基板Ｗの表面を擦った時に、図１（ｃ）に示す保護膜９や絶縁膜２の表面がスクラブ部材５６によって損傷しないようになっている。擦りつける行為による効果は後述しているが、基本的には基板表面の拡散層や発生水素に対し、基板表面にダメージを与えることなく物理的な力を与える行為なので、ＰＶＡ、スポンジといったものばかりでなく、流体そのものが当たる力や、流体の中に入れた粒子の力でも同様な効果が得られる。また、スクラブ部材の形状、該スクラブ部材を支持するアームの形状は基板Ｗの表面を適切に擦れるものであればよく、例えばローラー型のスクラブ部材でもよい。
【００２６】
なお、図示しないが、ハウジング４２の上方に位置して、めっき槽４６内のめっき液を吸引して回収する、上下動及び旋回自在なめっき液回収ノズルと、めっき後の基板Ｗの表面に超純水等の洗浄液を供給する洗浄ノズルが配置されている。
【００２７】
基板Ｗを保持した基板保持部４０を上昇させ、この基板保持部４０とシールリング部４４でめっき槽４６を形成し、この状態で、めっき槽４６の内部にめっき液供給ノズル５２からめっき液５０を供給し、必要に応じて基板保持部４０を回転させる。これにより、基板Ｗの表面に無電解めっきが施される。この時、揺動アーム５４を下降させ、この自由端に支承したスクラブ部材５６を基板Ｗの表面に当接させ、この状態で、スクラブ部材５６を回転（自転）させながら、揺動アーム５４を水平方向に揺動させ、同時に基板保持部４０を回転させることで、基板Ｗの表面をその全面に亘ってスクラブ部材５６で擦ることができるようになっている。
【００２８】
次に、このように構成された基板処理装置によって、図１（ｂ）に示す、銅層７を形成した基板Ｗの表面を研磨し、無電解めっきを施して配線８の表面に保護膜（めっき膜）９を選択的に堆積させる一連の処理を説明する。ここでは、２つの研磨装置１０ａ，１０ｂにおいて、それぞれ並行的に同じ処理を行うので、基板Ｗの流れは２つの研磨装置において同じである。従って、ここでは、一方の研磨装置についてのみ説明する。
【００２９】
ロード・アンロード部のカセット１２ａ（１２ｂ）から第１のロボット１４ａにより取出された基板Ｗは、ドライ反転機１６により反転され、第２のロボット１４ｂによりプッシャ３６上に移送される、次に、トップリング２８がプッシャ３６上に揺動して基板Ｗを吸着して保持し、さらに研磨テーブル２６上に移動する。ここで、トップリング２８を下降し、回転する研磨テーブル２６の研磨布２４（図２）上に基板Ｗの被研磨面を所定圧力で押圧しつつ、砥液を供給して研磨を行う。
【００３０】
研磨条件としては、基板Ｗ上に形成された銅膜を研磨する場合には、Ｃｕ研磨用スラリーを用いる。表面に凹凸がある場合、押圧力を低めに設定して比較的速い回転速度で研磨を行うと良いことが分かっているが、加工速度自体は遅くなる。従って、例えば、トップリング押圧力を４０ｋＰａ、トップリング回転数を７０ｍｉｎ−１とした条件で所定時間研磨を行い、ある程度加工を行った後に、押圧力を２０ｋＰａ、トップリング回転数を５０ｍｉｎ−１として研磨をする多段階研磨を行っても良い。これにより、全体として効率的な平坦化ができる。
【００３１】
研磨された基板Ｗは、トップリング２８により再度プッシャ３６上に戻され、一旦純水スプレーで洗浄される。次に第２のロボット１４ｂにより第１次洗浄装置２０ａに搬送され、一次洗浄された後、第１のロボット１４ａに受け取られる。そして、この基板Ｗは、無電解めっき装置２３に搬送され、この無電解めっき装置２３で無電解めっき処理が施される。これによって、図１（ｃ）に示すように、研磨後に露出した表面に、例えば無電解Ｎｉ−Ｂめっきを施して、配線８の外部への露出表面に、Ｎｉ−Ｂ合金膜からなる保護膜（めっき膜）９を選択的に形成して配線８を保護する。この保護膜９の膜厚は、０．１〜５００ｎｍ、好ましくは、１〜２００ｎｍ、更に好ましくは、１０〜１００ｎｍ程度である。
【００３２】
この保護膜９を形成する無電解Ｎｉ−Ｂめっき液としては、例えばニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、ニッケルイオンの還元剤としてのアルキルアミンボランまたは硼素化水素化合物を含有し、ｐＨ調整にＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を使用して、ｐＨを５〜１２に調整したものが使用される。
【００３３】
このように、保護膜９を形成して配線８を保護することで、この上に多層に埋め込み配線を形成する際、例えば次工程の層間絶縁膜形成プロセスにおけるＳｉＯ２形成時の表面酸化やＳｉＯ２エッチング等に際して、エッチャントやレジスト剥離等によって、配線が汚染されるのを防止することができる。更に、配線材料としての銅との結合力が強く、かつ比抵抗（ρ）の低いＮｉ−Ｂ合金膜からなる保護膜９で配線８の表面を選択的に覆って配線８を保護することで、埋め込み配線構造を有する電子デバイス装置における層間絶縁膜の誘電率の上昇を抑え、更に配線材料として低抵抗材料である銅を使用することで、電子デバイス装置の高速化、高密度化を図ることができる。
【００３４】
ここで、例えば、２分のめっき時間で１１０ｎｍの保護膜９を形成する際には、先ず、基板Ｗを保持した基板保持部４０を上昇させてシールリング部４４との間にめっき槽４６を形成し、このめっき槽４６の内部にめっき液供給ノズル５２からめっき液５０を供給し、必要に応じて基板保持部４０を回転させて、０．５分放置する。これによって、基板Ｗの表面に初期めっき膜を形成する。しかる後、揺動アーム５４を下降させ、この自由端に支承したスクラブ部材５６を基板Ｗの表面に当接させ、この状態で、スクラブ部材５６を回転（自転）させながら、揺動アーム５４を水平方向に揺動させ、同時に基板保持部４０を回転させることで、基板Ｗの全表面をスクラブ部材５６で擦る。この操作を、例えば、１．５分の間、１５秒間に１回の割合でスクラブ部材５６を一往復させて行う。
【００３５】
このように、めっき膜の成長の過程で、めっき膜の表面をスクラブ部材５６で擦ることで、めっき膜の成膜の際に発生するＨ２ガスを積極的に外部に排出し、Ｈ２ガスがめっき膜中に取り込まれることを防止して、めっき膜中に取り込まれたＨ２ガスが噴き出すガス噴き痕によって、めっき膜中に微細孔が生じることを防止することができる。しかも基板の表面近くのめっき液５０をスクラブ部材５６で攪拌して、めっき液５０の拡散層のばらつきを少なくして、めっき膜の面内均一性を向上させ、更に付着力の小さなめっき膜をスクラブ部材で擦って除去することで、不必要な個所に付着しためっき膜を除去して選択性を向上させることができる。
【００３６】
更に、ＣＭＰ装置１０ａで基板Ｗの表面を研磨して平坦化した直後、すなわち基板Ｗに設けられた配線８（図１（ｃ）参照）が殆ど酸化されていない段階で、基板Ｗの表面にめっきを施すことで、安定した膜状態（貼り合わせ状態）の保護膜（めっき膜）９を得て、この保護膜９で基板Ｗの表面を安定して保護することができる。
なお、例えば、０．００１分以上、好ましくは０．５分間、スクラブ部材５６で基板Ｗの表面を擦ることなく初期めっき膜を成長させ、しかる後、すなわち、めっき膜ができて気泡ができかけた時に、スクラブ部材５６でめっき膜の表面を擦ることで、スクラブ部材５６の存在によって初期めっき膜の成長が阻害されることを防止することができる。
【００３７】
無電解めっきが終了して後、基板Ｗを高速回転させてスピン乾燥し、しかる後、基板保持部４０から取り出して第２洗浄装置２２に搬送する。そして、この第２洗浄装置２２で二次洗浄した後、高速スピン乾燥して、第１ロボット１４ａにより元のカセット１２ａ（１２ｂ）の元の位置に戻す。
なお、この例は、配線材料として、銅を使用した例を示しているが、この銅の他に、銅合金、銀及び銀合金等を使用しても良い。
【００３８】
また、めっき膜を成長させながらめっき膜の表面を擦るようにした例を示しているが、このめっき膜を成長させる工程とめっき膜の表面を擦る工程を別々に、すなわち、ある程度めっき膜を成長させた基板をめっき槽から出してめっき膜の表面を擦ることを繰り返すようにしてもよい。
【００３９】
図６は、本発明の他の実施の形態の無電解めっき装置２３ａを示す。これは、基板Ｗを上面に保持する上下動及び回転自在な基板保持部４０ａと、基板保持部４０ａに保持された基板Ｗの上面の周縁部に当接して該周縁部をシールするとともに、基板Ｗの上面との間にめっき槽４６ａを形成する堰部材５８とを備えている。そして、図示の状態よりも基板保持部４０ａを下降させ堰部材５８との間に所定寸法の隙間を設け、基板保持部４０ａに基板Ｗを載置・固定し、基板保持部４０ａを上昇させて基板の周縁部をシールして基板Ｗと堰部材５８との間にめっき槽４６ａを形成するようにしている。その他の構成は、図４及び図５に示すものと同様であるので、ここでは、同一符号を付してその説明を省略する。
なお、一度使用しためっき液は再利用せず、使い捨てとするようにしてもよいことは勿論である。
【００４０】
図７は、本発明の更に他の実施の形態の無電解めっき装置２３ｂを示す。これは、基板Ｗをその表面を下向き（フェースダウン）で保持する、回転及び上下動自在な基板保持部４０ｂと、内部にめっき液５０を保持するめっき槽６０とを備え、このめっき槽６０の底部にロール状または円板状のスクラブ部材５６ａを固定して配置したものである。なお、基板保持部４０ｂには、この下面で基板Ｗを保持した時に、基板の上面の外周部をシールするシール部材が備えられている。なお、スクラブ部材５６ａを回転させるようにしてもよい。
【００４１】
この例によれば、基板Ｗを基板保持部４０ｂで保持し下降させてめっき槽６０内に保持しためっき液５０中に浸漬させ回転させることで、基板Ｗの表面（下面）に無電解めっきを施し、更に基板を下降させて該基板Ｗの表面をスクラブ部材５６ａに接触させた状態で、基板Ｗを回転させることで、基板Ｗの全表面をスクラブ部材５６ａで擦ることができる。
【００４２】
図８は、本発明の更に他の実施の形態の無電解めっき装置２３ｃを示す。これは、ヒンジ６２を介して開閉自在な固定ベース部材６４と可動ベース部材６６とを有し、この固定ベース部材６４と可動ベース部材６６との間で基板の周縁部をシールしつつ挟持して保持する上下動自在な基板保持部４０ｃと、めっき槽に保持しためっき液５０内に配置された、前後動、上下動及び回転（自転）自在なロール状のスクラブ部材５６ｂを備えている。
【００４３】
この例によれば、基板Ｗを該基板Ｗの表面を外部に露出させた状態で基板保持部４０ｃで保持し、鉛直な状態で下降させてめっき槽内に保持しためっき液５０中に浸漬させることで、基板Ｗの表面に無電解めっきを施し、更にスクラブ部材５６ｂを基板Ｗの方向に向けて前進させて、基板Ｗに接触させた状態でスクラブ部材５６ｂを回転（自転）させながら上下動させることで、基板Ｗの全表面をスクラブ部材５６ｂで擦ることができる。
【００４４】
図１１は、他の基板処理装置を示すもので、これは、研磨装置１０ａ，１０ｂの側方にエッチング装置１６２を設けたものである。すなわち、この例では、図２の２つの第１の洗浄装置２０ａ，２０ｂの両方をエッチング装置１６２に置き換えている。なお、例えば、エッチング時間が研磨時間の２分の１以下であるような場合には、２つの研磨装置１０ａ、１０ｂに対して１つのエッチング装置が有れば足りるので、一方の第１の洗浄装置のみを置き換え、一方の第１の洗浄装置を残しておくようにしてもよい。
【００４５】
このエッチング装置１６２は、エッチング処理及びその付帯処理を行う基板処理部１６４と、揺動アーム１６６の先端に保持されて基板処理部１６４と待機位置の間を揺動する電極ヘッド１６８とを有している。
【００４６】
次に、この例の基板処理装置による一連の処理を説明する。研磨装置１０ａ、１０ｂで研磨（荒研磨）を終了した基板Ｗはトップリング２８の揺動によりプッシャ３６に移され、ここでスプレー洗浄を経て第２のロボット１４ｂによりウェット反転機１８に移送され、被処理面が上向きになるように反転させられる。反転した基板Ｗは、第２のロボット１４ｂによりエッチング装置１６２に移され、基板受渡し位置にある基板処理部１６４に受け渡される。基板処理部１６４は、基板Ｗをチャック機構で保持する。
【００４７】
そして、エッチング装置１６２で、例えば電解エッチングによる仕上げ研磨を行い、エッチング処理を終えた基板Ｗは、洗浄後、第２のロボット１４ｂに受け渡される。そして、洗浄機２２に移送され、ここで、基板は、一次洗浄され乾燥された後、第１のロボット１４ａに受け取られる。そして、この基板Ｗは、無電解めっき装置２３に搬送され、この無電解めっき装置２３で無電解めっき処理が施される。これによって、図１（ｃ）に示すように、研磨後に露出した表面に、例えば無電解Ｎｉ−Ｂめっきを施して、配線８の外部への露出表面に、Ｎｉ−Ｂ合金膜からなる保護膜（めっき膜）９を選択的に形成して配線８を保護する。しかる後、基板Ｗは、ロード・アンロードユニットのカセット１２ａ，１２ｂに戻される。
【００４８】
この実施の形態では、ＣＭＰ装置１０ａ，１０ｂによる研磨（荒研磨）とエッチング装置１６２によるエッチング処理（仕上げ研磨）を並行して行うことができ、装置の稼働効率が高い。従って、エッチング処理を長い時間行うことも可能となるので、表面傷を十分に除去して高品位の処理基板を提供することができる。
【実施例】
（実施例１）
先ず、下記の表１に示すように、二価のニッケルイオンを供給するＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏを０.０２Ｍ、ニッケルイオンの錯化剤としてＤＬ−リンゴ酸を０.０２Ｍ、グリシンを０.０３Ｍ、ニッケルイオンの還元剤としてＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）を０.０２Ｍ使用し、ｐＨ調整にＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を使用してめっき液のｐＨを５〜１２に調整しためっき液を用意した。
【表１】
0003963661.tif 000002
【００４９】
このめっき液を図４及び図５に示す無電解めっき装置２３のめっき液５０に使用して、銅層の上にＮｉ−Ｂ合金膜を厚さ約７４ｎｍ堆積させた。この時、０．５分間は無電解めっき処理のみを行い、しかる後、１５秒に１回の割合で基板Ｗの表面をスクラブ部材５６で擦った。この時のＳＥＭ写真を図面化したものを図９（ａ）に示す。なお、スクラブ部材で擦ることなく、銅層の上にＮｉ−Ｂ合金膜を厚さ約７４ｎｍ堆積させた時のＳＥＭ写真を図面化したものを、比較例１として図９（ｂ）に示す。なお、同図において、付番７０は銅層を、７２はＮｉ−Ｂ合金膜をそれぞれ示す。
【００５０】
同図から、図９（ａ）に示す実施例１にあっては、Ｎｉ−Ｂ合金膜７２の内部にボイドや上下に貫通する微細孔がないが、これに対して、図９（ｂ）に示す比較例１にあっては、Ｎｉ−Ｂ合金膜７２の内部にボイド７２ｂが発生したり、肉厚方向に貫通した微細孔７２ａが生じていることが判る。
【００５１】
（実施例２）
表１に示す組成のめっき液を図４及び図５に示す無電解めっき装置２３のめっき液５０に使用して、絶縁膜に形成した直径０．５０μｍのホールの内部に銅を充填し、ＣＭＰで表面を研磨した基板の表面に２分間の無電解めっき処理を施した。この時、０．５分間は無電解めっき処理のみを行い、後の１．５分間は、１５秒に１回の割合で基板Ｗの表面をスクラブ部材５６で擦った。この時のＳＥＭ写真を図面化したものを図１０（ａ）に示す。なお、スクラブ部材で表面を擦ることなく、前記と同じ条件で基板の表面に２分間に亘る無電解めっき処理のみを施した時のＳＥＭ写真を図面化したものを、比較例２として図１０（ｂ）に示す。同図において、付番２は絶縁膜を、７２はＮｉ−Ｂ合金膜をそれぞれ示す。
【００５２】
同図から、図１０（ａ）に示す実施例２にあっては、絶縁膜２の不要な部分へのＮｉ−Ｂ合金膜の付着がなく、選択性が良好であるが、これに対して、図１０（ｂ）に示す比較例２にあっては、ホール周囲の不要な部分にＮｉ−Ｂ合金膜７２ｃが付着して、選択性が悪いことが判る。この時のＮｉ−Ｂ合金膜７２の面内均一性（１σ）を測定したところ、比較例２にあっては２４．９％であるのに対し、実施例２では１２．０％に改善されていた。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無電解めっき方法及び装置によれば、めっき膜の成長の過程で、めっき膜の表面をスクラブ部材で擦ることで、めっき膜の成膜の際に発生するＨ２ガスを積極的に外部に排出し、Ｈ２ガスがめっき膜中に取り込まれることを防止して、めっき膜中に微細孔が生じることを防止することができる。しかも基板の表面近くのめっき液をスクラブ部材で攪拌して、めっき膜の面内均一性を向上させ、更に不必要な個所に付着しためっき膜を除去して選択性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電子デバイス装置における銅配線形成例を工程順に示す図である。
【図２】  本発明の実施の形態の無電解めっき装置を備えた基板処理装置の全体配置図である。
【図３】図２に備えられている研磨装置を示す断面図である。
【図４】図２に備えられている本発明の実施の形態の無電解めっき装置を示す断面図である。
【図５】図４の基板保持部及び揺動アームを示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の無電解めっき装置を示す断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施の形態の無電解めっき装置を示す断面図である。
【図８】本発明の更に他の実施の形態の無電解めっき装置を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例１及び比較例１におけるＳＥＭ写真を図面化した図である。
【図１０】本発明の実施例２及び比較例２におけるＳＥＭ写真を図面化した図である。
【図１１】  他の基板処理装置の全体配置図である。
【符号の説明】
２  絶縁膜
６  銅シード層
７  銅層
８  配線
９  保護膜（めっき膜）
１０ａ，１０ｂ  研磨装置
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  無電解めっき装置
２４  研磨布
２６  研磨テーブル
２８  トップリング
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  基板保持部
４４  シールリング部
４６，４６ａ，６０  めっき槽
５０  めっき液（無電解めっき液）
５２  めっき液供給ノズル
５４  揺動アーム
５６，５６ａ，５６ｂ  スクラブ部材
７０  銅層
７２  Ｎｉ−Ｂ合金膜
【図１】
0003963661.tif 000003
【図２】
0003963661.tif 000004
【図３】
0003963661.tif 000005
【図４】
0003963661.tif 000006
【図５】
0003963661.tif 000007
【図６】
0003963661.tif 000008
【図７】
0003963661.tif 000009
【図８】
0003963661.tif 000010
【図９】
0003963661.tif 000011
【図１０】
0003963661.tif 000012
【図１１】
0003963661.tif 000013