(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理体を保持し回転させる保持機構と、
金属イオンを含む溶液を噴射する溶液ノズルと、前記溶液を噴射するため前記保持機構に保持された前記処理体の中央に移動するように前記溶液ノズルを制御する溶液ノズル制御部とを有し、前記溶液を前記処理体の表面に供給する金属イオン溶液供給系と、
第１の洗浄液を噴射する表面洗浄ノズルと、前記保持機構に保持された前記処理体の中央であって前記溶液を噴射するために前記溶液ノズルが移動する位置に移動するように前記表面洗浄ノズルを制御する第１洗浄ノズル制御部とを有し、前記第１の洗浄液を前記処理体の表面に供給する第１洗浄液供給系と、
第２の洗浄液を前記処理体の周縁部に供給する第２洗浄液供給系と、
前記処理体の前記中央から周縁部へ延伸するとともに複数の開口部を持った構造をもち第３の洗浄液を噴射する裏面洗浄ノズルを有し、前記処理体の裏面に前記第３の洗浄液を供給する第３洗浄液供給系と
を具備する処理体の表面にメッキ膜を形成する無電解メッキ装置。
【請求項２】
前記裏面洗浄ノズルは、十字状に構成されたことを特徴とする請求項１記載の無電解メッキ装置。
【請求項３】
添加剤を前記処理体の前記表面に供給する添加剤供給系を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の無電解メッキ装置。
【請求項４】
流体を処理体裏面の前記中央から周縁部に向けて噴射して前記処理体の裏面への液体の回り込みを防止する回り込み防止機構を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無電解メッキ装置。
【請求項５】
前記回り込み防止機構は、前記処理体の裏面の周縁部に向かって鋭角に向けられた回り込み制御ノズルを有することを特徴とする請求項４記載の無電解メッキ装置。
【請求項６】
前記メッキ膜の厚さを測定するセンサを更に備え、
前記金属イオン供給系は、前記センサにより測定された前記メッキ膜の厚さに基づいて、前記金属イオンを含む溶液を繰り返し供給すること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無電解メッキ装置。
【請求項７】
前記溶液ノズルは、前記保持機構の領域と異なる領域に位置するように構成することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無電解メッキ装置。
【請求項８】
前記表面洗浄ノズルは、前記保持機構の領域と異なる領域に位置するように構成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の無電解メッキ装置。
【請求項９】
前記裏面洗浄ノズルは、前記保持機構の領域と異なる領域に位置するように構成することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の無電解メッキ装置。
【請求項１０】
前記第３洗浄液供給系は、前記保持機構が前記処理体を回転する間に、前記第３の洗浄液を前記処理体の裏面に供給することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の無電解メッキ装置。
【請求項１１】
処理体を保持し回転させる保持機構と、
金属イオンを含む溶液を噴射する溶液ノズルと、前記溶液を噴射するため前記保持機構に保持された前記処理体の中央に移動するように前記溶液ノズルを制御する溶液ノズル制御部とを有し、前記溶液を前記処理体の表面に供給する金属イオン溶液供給系と、
第１の洗浄液を噴射する表面洗浄ノズルと、前記保持機構に保持された前記処理体の中央であって前記溶液を噴射するために前記溶液ノズルが移動する位置に移動するように前記表面洗浄ノズルを制御する第１洗浄ノズル制御部とを有し、前記第１の洗浄液を前記処理体の表面に供給する第１洗浄液供給系と、
第２の洗浄液を前記処理体の周縁部に供給する第２洗浄液供給系と、
流体を前記処理体の裏面の中央から周縁部に向けて噴射する流体ノズルを有し、前記処理体の裏面に前記流体を供給する流体供給系と
を具備する処理体の表面にメッキ膜を形成する無電解メッキ装置。
【請求項１２】
前記流体ノズルは、前記処理体の裏面の周縁部に向かって鋭角に向けられていることを特徴とする請求項１１に記載の無電解メッキ装置。
【請求項１３】
処理体を保持し、
前記処理体を回転させ、
前記処理体の表面に金属イオンを含む溶液を供給し、
前記処理体の中央から周縁部に向けて伸びるように配列させた洗浄液を前記処理体の裏面に供給すること
を特徴とする処理体の表面にメッキ膜を形成する無電解メッキ方法。
【請求項１４】
前記洗浄液は、十字状に配列されて噴射されることを特徴とする請求項１３記載の無電解メッキ方法。
【請求項１５】
前記溶液供給は、前記処理体を回転させている間に行われることを特徴とする請求項１３または１４記載の無電解メッキ方法。
【請求項１６】
前記洗浄液供給は、前記処理体を回転させている間に行われることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の無電解メッキ方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板などの処理体に対してメッキ処理を施すメッキ処理方法およびメッキ処理装置、特に無電解メッキ処理方法および無電解メッキ処理装置に関する。
背景技術
近年、半導体装置には、金属配線として銅が用いられている。この銅配線を形成するため、微細な溝や孔を有した半導体ウエハ上に銅を埋めこみ、成膜する方法の一つにメッキ処理がある。
メッキ処理には、電解メッキと無電解メッキがある。ウエハの大口径化や、微細な溝や孔のさらなる微細化にともない、無電解メッキ処理が注目されている。
従来の無電解メッキ処理は、還元剤、ｐＨ調整剤、キレート剤等の添加剤と、金属塩と、を含んだメッキ液を用いて行っていた。
しかしながら、従来の無電解メッキ処理では、処理に用いるメッキ液には、添加剤と金属塩が混在していた。このようなメッキ液を用いる場合、成膜速度や埋めこみ形状は、メッキ液中の添加剤に大きく依存され、埋めこみ形状の不均一は、半導体装置の動作信頼性を低下させる。このため、メッキ液中の添加剤の組成調整、メッキ液のｐＨ調整、温度調整を厳密に行う必要があった。また、従来の無電解メッキ処理では、成膜速度が遅く、メッキ液を大量に消費していた。さらには、メッキ処理後のウエハの表面および裏面にはメッキ液が付着し、このメッキ液が汚染の原因となっていた。
発明の開示
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、メッキ処理後にウエハの表裏面を洗浄可能とした実用性の高い無電解メッキ処理方法および無電解メッキ処理装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するため、本発明の実施形態に係る無電解メッキ処理方法は、処理体を保持し、処理体を回転させ、処理体の表面に金属イオンを含む溶液を供給し、処理体の中央から周縁部に向けて伸びるように配列させた洗浄液を処理体の裏面に供給することを特徴とする。本発明の無電解メッキ処理方法によれば、処理体にメッキ処理を終えた後、直ちに処理体の表裏面の洗浄を行うことができるため、スループットを向上させることができる。
上記無電解メッキ処理方法において、金属イオン溶液供給工程は、処理体を回転させながら行われてもよい。処理体を回転させながら金属イオンを含む溶液を供給することにより、処理体に対し、金属イオンを含む溶液を均一に供給することができる。また、金属イオンを含む溶液の供給量を低減させることができ、メッキ液の消費量を低減させることができる。
上記無電解メッキ処理方法において、金属イオン溶液供給工程は、処理体を振動させながら行われてもよい。処理体を振動させながら金属イオンを含む溶液を供給することにより、金属イオンを含む溶液を処理体の微細な孔や溝にすばやく注入することができる。
上記無電解メッキ処理方法において、金属イオン溶液供給工程は、処理体の裏面に液体または気体を供給しながら行われてもよい。処理体の裏面から液体または気体を供給しながら金属イオンを含む溶液を供給することにより、処理体の裏面での成膜を防止することができる。
上記無電解メッキ処理方法において、金属イオンを含む溶液は、硫酸銅溶液または塩酸銅溶液であってもよい。硫酸銅溶液または塩酸銅溶液を使用することにより、処理体の表面に銅のメッキ膜を形成することができる。
上記無電解メッキ処理方法において、処理体の表面に対して添加剤を供給する添加剤供給工程をさらに具備することが好ましい。添加剤と金属イオンとを含む溶液を分けることにより、メッキ液の組成の調整が容易となる。
上記無電解メッキ処理方法において、添加剤は、還元剤を含んでいることが好ましい。添加剤に還元剤を含ませることにより、金属イオンの還元反応を容易に行わせることができる。
上記無電解メッキ処理方法において、添加剤供給工程は、処理体を回転させながら行われてもよい。処理体を回転させながら添加剤を供給することにより、処理体に対し、添加剤を均一に供給することができる。また、添加剤の供給量を低減させることができ、メッキ液の消費量を低減させることができる。
上記無電解メッキ処理方法において、添加剤供給工程は、処理体を振動させながら行われてもよい。処理体を振動させながら添加剤を供給することにより、添加剤を処理体の微細な孔や溝にすばやく注入することができる。
上記無電解メッキ処理方法において、添加剤供給工程は、処理体の裏面に液体または気体を供給しながら行われてもよい。処理体の裏面から液体または気体を供給しながら添加剤を供給することにより、処理体の裏面での成膜が防止できる。
本発明の実施形態に係る無電解メッキ処理装置は、処理体を保持し回転させる保持機構と、金属イオンを含む溶液を噴射する溶液ノズルと、溶液を噴射するため保持機構に保持された処理体の中央に移動するように溶液ノズルを制御する溶液ノズル制御部とを有し、溶液を前記処理体の表面に供給する金属イオン溶液供給系と、第１の洗浄液を噴射する表面洗浄ノズルと、保持機構に保持された処理体の中央であって溶液を噴射するために溶液ノズルが移動する位置に移動するように表面洗浄ノズルを制御する第１洗浄ノズル制御部とを有し、第１の洗浄液を処理体の表面に供給する第１洗浄液供給系と、第２の洗浄液を処理体の周縁部に供給する第２洗浄液供給系と、処理体の中央から周縁部へ延伸するとともに複数の開口部を持った構造をもち第３の洗浄液を噴射する裏面洗浄ノズルを有し、処理体の裏面に第３の洗浄液を供給する第３洗浄液供給系とを具備することを特徴としている。本発明の無電解メッキ処理装置によれば、処理体にメッキ処理終えた後、直ちに処理体の表裏面の洗浄を行うことができるため、スループットを向上させることができる。
上記無電解メッキ装置において、処理体の表面に添加剤を供給する添加剤供給系をさらに具備することが好ましい。添加剤供給系を備えることにより、添加剤と金属イオンを含む溶液を分けることができ、メッキ液の組成の調整が容易となる。
上記無電解メッキ装置において、処理体の裏面への液体の回り込みを防止する回り込み防止機構をさらに備えることも可能である。回り込み防止機構を備えることにより、処理体の裏面での成膜を防止することができる。
上記無電解メッキ装置において、処理体を回転させる回転機構をさらに備えることも可能である。回転機構を備えることにより、処理体に対し、添加剤或いは金属を含む溶液を均一に供給することができる。また、添加剤或いは金属を含む溶液の供給量を低減させることができ、メッキ液の消費量を低減させることができる。
上記無電解メッキ装置おいて、処理体を振動させる振動機構をさらに備えることも可能である。振動機構を備えることにより、添加剤或いは金属を含む溶液を処理体の微細な孔や溝にすばやく注入することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施の形態に係る無電解メッキ処理装置を以下、図示を参照して説明する。
図１および図２は、本実施の形態に係る無電解メッキ処理システムの全体構成を示す図であり、図１はその側面図、図２はその平面図である。
図１に示すように、メッキ処理システム１０は、カセットステーション２０と、搬送部３０と、プロセスステーション４０と、から構成されている。
カセットステーション２０には、カセット載置台２１が設けられており、カセット載置台２１には、処理体としてのウエハＷを収納したカセット２２が載置されている。なお、メッキ処理されたウエハＷは、搬出用のカセット２２に収納されて搬出される。
搬送部３０は、第１搬送機構３１を備えており、カセット２２に収納されたウエハＷをプロセスステーション４０に搬送する。また、第１搬送機構３１はメッキ処理後のウエハＷをプロセスステーション４０からカセット２２に搬送する。
なお、カセットステーション２０および搬送部３０は、外部から供給される清浄空気のダウンフローによって清浄雰囲気に保たれている。
プロセスステーション４０には、搬送部３０側に複数のウエハＷを一時的にする載置部４１が配設されている。また、プロセスステーション４０の中心部には第２搬送機構４２が配設されており、第２搬送機構４２の周囲には無電解メッキ処理装置４３が配設されている。
載置部４１は複数のウエハＷを多段に載置するように構成されており、メッキ処理前のウエハＷと、メッキ処理後のウエハＷとが同じ位置に載置されないようにしている。
プロセスステーション４０は、上下２段に構成されている。上段および下段には、それぞれ無電解メッキ処理装置４３が複数、例えば上段に４個、下段に４個、計８個が配設されている。
プロセスステーション４０内でのウエハＷの搬送は、第２搬送機構４２によって行われる。第２搬送機構４２は、第１搬送機構３１により載置部４１に載置されたウエハＷを受け取り、無電解メッキ処理装置４３のいずれかにウエハＷを搬送する。また、第２搬送機構４２は、メッキ処理後のウエハＷを無電解メッキ処理装置４３から取り出し、載置部４１に載置する。
第２搬送機構４２は、上述した２段構成であるプロセスステーション４０内の各無電解メッキ処理装置４３にアクセス可能なように、図１に示すＺ軸を中心として回転可能に構成され、かつＺ軸方向に昇降可能に構成されている。
また、第２搬送機構４２は、２本の搬送アームを備えている。１本は載置部４１から無電解メッキ処理装置４３への搬送に、他の１本は無電解メッキ処理装置４３から載置部４１への搬送に用いられる。これにより、メッキ処理後のウエハＷの汚染を最小限にできる。
本実施の形態では、無電解メッキ処理装置４３が８個配設されているが、必要に応じて、個数を増やすことも可能である。また、無電解メッキ処理装置４３と異なる処理装置、例えばアニール処理を行うアニール処理装置などを配設することも可能である。
以下、無電解メッキ処理装置４３について説明する。
図３は、本実施の形態に係る無電解メッキ処理装置の断面図であり、図４は、本実施の形態に係る裏面洗浄ノズルの上面図である。図５は、図４におけるＶ−Ｖ矢視の拡大縦断面図であり、図６は、本実施の形態に係る保持部材の主要部を一部破断して示した側面図および正面図である。
図３〜図６に示すように、無電解メッキ処理装置４３は、正方形のハウジング４３１を備えている。ハウジング４３１には第２搬送機構４２の出入口４３２が形成されており、出入口４３２にはゲートバルブ４３３が配設されている。
ハウジング４３１内には、上面が開口した略円筒形状のカップ４３４が配設されている。カップ４３４は、制御部４３５により制御されるカップ駆動部４３６によって上下方向に昇降する。
制御部４３５は、演算処理と処理プログラム等を記憶しているＲＯＭ等から構成されており、カップ４３４、中空モータ４３７、すべてのノズル等に接続されて、無電解メッキ処理装置４３全体の動きを制御する。制御部４３５の働きについては、全体の説明を理解しやすいものとするため、説明を省く。
ハウジング４３１の中心位置には、回転駆動体４３８が配置されている。回転駆動体４３８は、ハウジング４３１外に設けられている中空モータ４３７の駆動によって所定の回転数で回転される。回転駆動体４３８の上には、所定の間隔を隔てて回転テーブル４３９が固定されている。回転駆動体４３８の第１シャフト４４０の内部には、第２シャフト４４１が形成されている。また、第１シャフト４４０には、振動機構４４２が配設されている。
第２シャフト４４１には、適宜の支持手段により支持された回り込み制御ノズル４４３が配設されている。回り込み制御ノズル４４３は、ウエハＷ裏面の周縁に鋭角的に向けられており、先端からは窒素ガス等の不活性ガス、または、純水が噴射される。これにより、処理中に無電解メッキ液が裏面に回り込むことが防止される。
また、第２シャフト４４１の上には、ウエハＷの裏面に洗浄液を供給する裏面洗浄ノズル４４４が固定されている。裏面洗浄ノズル４４４は、ウエハＷが保持部材に保持された場合に、ウエハＷと回転テーブル４３９の間に存在するように配設されている。
裏面洗浄ノズル４４４は、第２シャフト４４１に固定された部分を中心として４本の棒状体４４４ａが十字状に回転テーブル４３９の周縁まで伸びた構造を有する。棒状体４４４ａの内部は中空であり、第２シャフト４４１の内部を通る管４４５と連通している。洗浄液は、管４４５を通って、裏面洗浄ノズル４４４の棒状体４４４ａの上方に開いた穴４４６からウエハＷに向けて上方に供給される。
第１シャフト４４０と第２シャフト４４１の間の空間にはガス流路４４７が形成されており、不活性ガス、例えば窒素ガスがここから吹き出すようになっている。
カップ４３４の下方には、排気口４４８が形成されている。ガス流路４４７から吹き出された不活性ガスは、回転テーブル４３９の表面に沿って回転テーブル４３９の周縁部に向けて流れる。その後、回転テーブル４３９の周縁部、すなわちウエハＷの周縁部から排気口４４８に向けて排気される。これにより、ウエハＷ裏面の汚染を防止することができる。
回転テーブル４３９の周縁部には、３つの保持部材４４９が１２０度の角度で等間隔に取り付けられている。
保持部材４４９は、上側の保持部４５０と下側の付勢部４５１とが一体となった構成を有している。保持部４５０には、上端にウエハＷを保持するための段差４５０ａが形成されている。保持部４５０は、保持部材４４９を支持するための支持部材４５２に回動可能に取り付けられている。具体的には、保持部材４４９は、支持部材４５２の上端部に形成された回動軸４５３に取り付けられており、回転軸４５３を中心に回動する。付勢部４５１の重量は保持部４５０よりも大きく設定されており、これにより、付勢部４５１は保持部材４４９の重りとして働く。
ウエハＷは、回転駆動体４３８により高速で回転するので、ウエハＷを安定して保持する必要がある。このため、保持部材４４９は、ウエハＷを保持部４５０の段差４５０ａだけでなく、付勢部４５１による付勢によってウエハＷの周縁部を保持する構造となっている。
すなわち、ウエハＷは、回転していない状態で保持部材４４９に載置され、保持される。そして、回転テーブル４３９が回転すると、付勢部４５１は遠心力により図６の矢印に示すように、外側方向へと移動する。その結果、保持部材４４９の保持部４５０は回転テーブル４３９の中心側に押され、ウエハＷはＷ´の位置で強固に保持される。また、保持部材４４９の保持部４５０は、図６に示すように、前面から見たとき凸状（曲面状）に形成されており、ウエハＷを保持部４５０の段差４５０ａを利用して、３点支持等の点接触により保持する。
回転テーブル４３９の上方には、無電解メッキ処理を行うための添加剤を供給する添加剤供給ノズル４５４と、金属イオンを含む溶液を供給する金属イオン溶液供給ノズル４５５が配設されている。
添加剤供給ノズル４５４は、添加剤供給源４５６に接続されており、添加剤供給源４５６に貯蔵された添加剤を添加剤供給ノズル４５４の先端から供給する。添加剤供給ノズル４５４は、回転テーブル４３９にウエハＷが載置されたときに、その先端がウエハＷの中心に移動するように構成されている。
添加剤供給源４５６は、添加剤を貯蔵している。添加剤は、還元剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、キレート剤、その他還元反応に必要な物質から構成されている。ここで、還元剤とは、ホルムアルデヒドのような金属イオンを還元させる、例えばＣｕ２＋をＣｕに還元させる反応に寄与する物質である。なお、添加剤の貯蔵は、別々に分けて貯蔵してもよい。
金属イオン溶液供給ノズル４５５は、金属イオン溶液供給源４５７に接続されており、金属イオン溶液供給源４５７に貯蔵された金属イオンを含む溶液を金属イオン溶液供給ノズル４５５の先端から供給する。金属イオン溶液供給ノズル４５５は、回転テーブル４３９にウエハＷが載置されたときに、その先端がウエハＷの中心に移動するように構成されている。
金属イオン溶液供給源４５７には、例えば硫酸銅溶液が貯蔵されている。硫酸銅溶液は、必要であれば塩素を含有させても良い。また、金属イオン溶液には、硫酸銅溶液のほか、塩酸銅溶液でもよい。このように硫酸銅溶液には、添加剤が混在していない状態で貯蔵されているため、硫酸銅溶液の組成を安定して管理することができる。
さらに、回転テーブル４３９の上方には、メッキ処理後の洗浄を行う主洗浄ノズル４５８とエッジ洗浄ノズル４５９が配設されている。主洗浄ノズル４５８は、第１洗浄液槽４６０に接続されており、主洗浄ノズル４５８により第１洗浄液槽４６０に貯蔵された処理液を所定の供給速度で主洗浄ノズル４５８の先端から供給する。また、主洗浄ノズル４５８は、回転テーブル４３９にウエハＷが載置されたときに、その先端がウエハＷの中心に移動するように構成されている。
エッジ洗浄ノズル４５９は、第２洗浄液槽４６１に接続されており、第２洗浄液槽４６１に貯蔵された洗浄液を所定の供給速度でエッジ洗浄ノズル４５９の先端から供給する。ここで、第２洗浄液槽４６１に貯蔵された洗浄液は、フッ酸、塩酸、硫酸等の無機酸または有機酸等の酸系薬液と過酸化水素水の混合溶液、例えば、フッ酸と過酸化水素水の混合液である。この実施例形態では、フッ酸：過酸化水素水：水＝１：１：２３の混合液を用いる。
カップ４３４の上方には、ウエハＷ上に形成されたメッキ膜の膜厚を測定する膜厚測定センサ４６２が配設されている。
図７は、本実施の形態に係るウエハＷ周縁の洗浄方法を示す図である。図７に示すように、ウエハＷの表面上には無電解メッキ処理により銅層Ｌ１が形成されている。エッジ洗浄ノズル４５９は、主洗浄ノズル４５８からウエハＷ表面に純水が供給されている状態で、ウエハＷ周縁に洗浄液を供給してウエハＷ周縁の洗浄（エッチング）を行う。
本実施の形態に係る無電解メッキ処理装置４３の主要部は、以上のように構成されている。以下、図１、図２および図３を参照して、その処理動作について説明する。
図１〜図３に示すように、ウエハＷは、まずカセット２２から取り出され、第１搬送機構３１によって、載置部４１に載置される。載置部４１に載置されたウエハＷは、第２搬送機構４２によって、ハウジング４３１の出入口４３２から無電解メッキ処理装置４３内に搬送され、回転テーブル４３９の周縁部に配設されている保持部材４４９（図６参照）上に載置される。その後、第２搬送機構４２は、出入口４３２からハウジング４３１外に退避する。この時、カップ４３４は、最下降位置にある。第２搬送機構４２が退避した後、処理が開始される。
以下、図８に示す処理フローについて本実施の形態の無電解メッキ処理方法を説明する。まず、ウエハＷ表面に付着している有機物やパーティクルを除去するため、およびウエハＷの濡れ性を向上させるための前洗浄を行う（ステップ１）。
次に、添加剤をウエハＷ表面に供給する（ステップ２）。続いて、硫酸銅溶液をウエハＷ表面に供給する（ステップ３）。無電解メッキされた銅層Ｌ１の膜厚を測定する（ステップ４）。所定の膜厚になるまでステップ２からステップ４を繰り返し、ウエハＷ上に成膜する。所定の膜厚になったとき、無電解メッキ処理を終了し、後洗浄を行う（ステップ５）。以上の処理フローにより無電解メッキ処理がウエハＷに施される。
以下本発明の無電解メッキ処理方法および無電解メッキ処理装置の処理シーケンスについて説明する。
中空モータ４３７によって、回転駆動体４３８が回転し、それに伴って回転テーブル４３９が回転し、保持部材４４９によって保持されているウエハＷも回転する。このとき、カップ４３４は、カップ駆動部４３６により最も高い位置４３４´まで上昇し、処理液等がハウジング３４１内に飛散しないようにしている。
次いで、回転テーブル４３９の回転数が所定の回転数に達した後、回り込み制御ノズル４４３からウエハＷ裏面の周縁に窒素ガスまたは純水が噴射される。その後、以下に示す所定の処理液がウエハＷに順次供給され、処理が開始される。
以下、実施の形態の無電解メッキ処理方法を用いた銅の成膜処理を、絶縁膜５０１およびＳｉＮ膜５０２に微細な孔および溝を形成させたデュアルダマシン構造の模式図である図９により説明する。
前洗浄では、まず、主洗浄ノズル４５８からウエハＷの表面に所定の前処理液が供給される。これにより、ウエハＷ表面に付着している有機物やパーティクルが除去され、さらに、濡れ性が向上される（図９Ａ）。
次に、添加剤供給ノズル４５４からウエハＷの表面に添加剤５０３が供給される。これにより、ウエハＷ表面に添加剤５０３が均一に塗布される（図９Ｂ）。なお、このとき、必要であれば振動機構４４２を駆動させ、ウエハＷに振動を与える。ウエハＷに振動を与えることにより、添加剤を微細な孔および溝の奥深くに注入することができる。
続いて、金属イオン溶液供給ノズル４５５からウエハＷの表面に金属イオンを含む溶液、ここでは硫酸銅溶液５０４が供給される（図９Ｃ）。なお、このとき、必要であれば振動機構４４２を駆動させ、ウエハＷに振動を与える。ウエハＷに振動を与えることにより、硫酸銅溶液を微細な孔および溝の奥深く注入することができる。
硫酸銅溶液５０４を供給することにより、ウエハＷ表面で硫酸銅溶液５０４中に含まれる銅イオン５０５と、添加剤５０３に含まれる還元剤との間で還元反応が起こり、銅層Ｌ１が成膜される（図９Ｄ）。
成膜された銅層Ｌ１の膜厚は、膜厚測定センサ４６２により測定される。測定された銅層Ｌ１が所定の値になるまで、添加剤５０３の供給および硫酸銅溶液５０４の供給が繰り返され、銅層Ｌ１の成膜が行われる（図９Ｅ）。そして、添加剤５０３中の還元剤と、銅イオンが次々と供給され、ウエハＷの表面上で銅の還元反応が起こる。
銅層Ｌ１が所定の膜厚になると、後洗浄が開始される。この後洗浄では、まず、主洗浄ノズル４５８からウエハＷ表面に純水が供給される。次に、主洗浄ノズル４５８から純水を供給した状態で、エッジ洗浄ノズル４５９からウエハＷ周縁に洗浄液が供給される。続いて、裏面洗浄ノズル４４４からウエハＷ裏面に洗浄液が供給される。
ウエハＷの表面、周縁および裏面の洗浄の後、ウエハＷの純水による洗浄が行われる。ウエハＷの表面上方の主洗浄ノズル４５８およびウエハＷ裏面下方の裏面洗浄ノズル４４４からウエハＷ両面に純水が供給される。
純水洗浄の後、ウエハＷのスピン乾燥が行われる。このスピン乾燥では、回転テーブル４３９の回転数は所定の回転数（２０００〜３０００ｒｐｍ）まで上げられ、同時に、ウエハＷ上方の主洗浄ノズル４５８およびウエハＷの裏面下方の裏面洗浄ノズル４４４から窒素ガスが供給され、所定時間乾燥が行われる。このとき、カップ４３４は下降位置（図３の実線部分）にあり、第２搬送機構４２によるウエハＷの搬送を妨げないようにしている。
上述の処理後、ウエハＷは第２搬送機構４２によって、ハウジング４３１の出入口４３２から無電解メッキ処理装置４３の外に搬送される。
産業上の利用可能性
本発明に係る無電解メッキ処理方法および無電解メッキ処理装置は、半導体製造産業において使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施の形態に係る無電解メッキ処理装置を備えた無電解メッキ処理システムの全体構造を示す概略側面図である。
図２は、実施の形態に係る無電解メッキ処理装置を備えた無電解メッキ処理システムの全体構造を示す概略平面図である。
図３は、実施の形態に係る無電解メッキ処理装置の断面図である。
図４は、実施の形態に係る裏面洗浄ノズルの上面図である。
図５は、図４におけるＶ−Ｖ矢視の拡大縦断面図である。
図６は、実施の形態に係る保持部材の主要部を一部破断して示した側面図および正面図である。
図７は、実施の形態に係るウエハ周縁の洗浄方法を示す図である。
図８は、実施の形態に係るメッキ処理のフローチャートである。
図９は、実施の形態に係るメッキ処理の模式図である。
【図１】
0004083016.tif 000002
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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