JP2008038215A - Substrate-treating method and substrate-treating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面に設けた配線用の微細な凹部に銅や銀等の導電体を埋込んで構成した埋込み配線の露出表面に、配線を覆う配線保護膜を無電解めっきで形成するのに使用される基板処理方法及び基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus, and in particular, an exposed surface of an embedded wiring formed by embedding a conductor such as copper or silver in a fine concave portion for wiring provided on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. In particular, the present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus used for forming a wiring protective film covering the wiring by electroless plating.
半導体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、近年では銅や銀等の金属を埋込んだ後、余分な金属を化学機械的研磨(CMP)によって除去し平坦化するプロセス技術である。 As a wiring formation process of a semiconductor device, a process (so-called damascene process) in which a metal (conductor) is embedded in a wiring groove and a contact hole is being used. This is because, after embedding a metal such as copper or silver in a wiring groove or contact hole previously formed in an interlayer insulating film, the excess metal is removed by chemical mechanical polishing (CMP) and planarized. Process technology.
従来、この種の配線、例えば配線材料として銅を使用した銅配線にあっては、信頼性向上のため、層間絶縁膜への配線(銅)の熱的拡散を防止しかつエレクトロマイグレーション耐性を向上させるためのバリア膜を配線の底面及び側面に形成したり、その後、絶縁膜(酸化膜)を積層して多層配線構造の半導体装置を作る場合の酸化性雰囲気における配線(銅)の酸化を防止したりするため酸化防止膜を形成するなどの方法が採用されている。従来、この種のバリア膜としては、タンタル、チタンまたはタングステンなどの金属あるいはその窒化物が一般に採用されており、また酸化防止膜としては、シリコンの窒化物または炭化物などが一般に採用されていた。 Conventionally, this type of wiring, for example, copper wiring using copper as the wiring material, prevents thermal diffusion of wiring (copper) to the interlayer insulating film and improves electromigration resistance for improved reliability. Prevents the wiring (copper) from oxidizing in an oxidizing atmosphere when a barrier film is formed on the bottom and side surfaces of the wiring, and then a semiconductor device having a multilayer wiring structure is formed by laminating an insulating film (oxide film) For this reason, a method such as forming an antioxidant film is employed. Conventionally, a metal such as tantalum, titanium or tungsten or a nitride thereof is generally employed as this type of barrier film, and a nitride or carbide of silicon is generally employed as an antioxidant film.
これに代わるものとして、最近になってコバルト合金やニッケル合金等からなる配線保護膜で埋込み配線の露出表面を選択的に覆って、配線の熱拡散、エレクトロマイグレーション及び酸化を防止することが検討されている。この配線保護膜は、例えば無電解めっきによって得られる。 As an alternative to this, it has recently been studied to selectively cover the exposed surface of the embedded wiring with a wiring protective film made of a cobalt alloy, nickel alloy or the like to prevent thermal diffusion, electromigration and oxidation of the wiring. ing. This wiring protective film is obtained, for example, by electroless plating.
例えば、図1に示すように、半導体ウエハ等の基板Wの表面に堆積したSiO2やLow−K材等からなる絶縁膜2の内部に配線用の微細な凹部4を形成し、表面にTaN等からなるバリア層6を形成し、更に、バリア層6の表面に、必要に応じてシード層7を形成する。そして、銅めっきを施して、基板Wの表面に銅膜を成膜して凹部4の内部に銅を埋込み、しかる後、基板Wの表面にCMP(化学機械的研磨)を施して平坦化することで、絶縁膜2の内部に銅からなる配線8を形成する。次に、この配線(銅)8の表面に、例えば無電解めっきによって得られる、CoWP合金からなる配線保護膜(蓋材)9を選択的に形成して配線8を保護する。 For example, as shown in FIG. 1, a fine recess 4 for wiring is formed inside an insulating film 2 made of SiO 2 or Low-K material deposited on the surface of a substrate W such as a semiconductor wafer, and TaN is formed on the surface. A barrier layer 6 made of, for example, is formed, and a seed layer 7 is formed on the surface of the barrier layer 6 as necessary. Then, copper plating is performed, a copper film is formed on the surface of the substrate W, and copper is embedded in the recesses 4, and then the surface of the substrate W is flattened by CMP (chemical mechanical polishing). Thus, the wiring 8 made of copper is formed inside the insulating film 2. Next, a wiring protective film (cover material) 9 made of a CoWP alloy, for example, obtained by electroless plating is selectively formed on the surface of the wiring (copper) 8 to protect the wiring 8.
一般的な無電解めっきによって、このようなCoWP合金膜からなる配線保護膜(蓋材)9を配線8の表面に選択的に形成する工程を説明する。先ず、CMP処理を施した半導体ウエハ等の基板Wを、例えば常温の希硫酸または希塩酸中に1分程度浸漬させて、絶縁膜2の表面の金属酸化膜や銅等CMP残渣等の不純物を除去する。そして、基板Wの表面を純水等の洗浄液で洗浄した後、例えば常温のPdCl2/HCl混合溶液中に基板Wを1分間程度浸漬させ、これにより、配線8の表面に触媒としてのPdを付着させて配線8の露出表面を活性化させる。 A process of selectively forming such a wiring protective film (covering material) 9 made of a CoWP alloy film on the surface of the wiring 8 by general electroless plating will be described. First, a substrate W such as a semiconductor wafer subjected to CMP treatment is immersed in, for example, room temperature dilute sulfuric acid or dilute hydrochloric acid for about 1 minute to remove impurities such as CMP residues such as metal oxide film and copper on the surface of the insulating film 2. To do. Then, after cleaning the surface of the substrate W with a cleaning solution such as pure water, the substrate W is immersed in, for example, a PdCl 2 / HCl mixed solution at room temperature for about 1 minute, whereby Pd as a catalyst is formed on the surface of the wiring 8. The exposed surface of the wiring 8 is activated by adhering.
次に、基板Wの表面を純水等で洗浄(リンス)した後、例えば液温が80℃のCoWPめっき液中に基板Wを120秒程度浸漬させて、活性化させた配線8の表面に選択的な無電解めっきを施し、しかる後、基板Wの表面を純水等の洗浄液で洗浄する。これによって、配線8の露出表面に、CoWP合金膜からなる配線保護膜9を選択的に形成して配線8を保護する。 Next, after cleaning (rinsing) the surface of the substrate W with pure water or the like, for example, the substrate W is immersed in a CoWP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C. for about 120 seconds to activate the surface of the activated wiring 8. Selective electroless plating is performed, and then the surface of the substrate W is cleaned with a cleaning liquid such as pure water. Thus, the wiring protection film 9 made of a CoWP alloy film is selectively formed on the exposed surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.
めっき前処理後、無電解めっきを開始するまでの時間が長いと、配線金属表面に金属酸化物の形成が進み、めっきの開始に阻害因子になり、これがめっきむら発生の原因となる。 If the time until the start of electroless plating is long after the pretreatment of plating, the formation of metal oxide proceeds on the surface of the wiring metal, which becomes an inhibitory factor in the start of plating, and this causes uneven plating.
また、無電解めっきによって形成されたコバルト合金またはニッケル合金等からなる配線保護膜は、洗浄液等の処理液中に僅かに溶解する。特に、配線保護膜として、触媒を付与することなく無電解めっきが可能なCoWBP合金を使用した時に、この現象が顕著に表れる。そして、配線保護膜が微量であっても処理液中に溶解し、溶解した配線保護膜が配線間の絶縁膜上を移動すると、特に細ピットの配線にあっては、配線間にリーク電流が生じる原因となる。 Further, the wiring protective film made of cobalt alloy or nickel alloy formed by electroless plating is slightly dissolved in a processing solution such as a cleaning solution. In particular, when a CoWBP alloy that can be electrolessly plated without applying a catalyst is used as a wiring protective film, this phenomenon appears remarkably. Even if a trace amount of the wiring protective film is dissolved in the processing solution, and the dissolved wiring protective film moves on the insulating film between the wirings, particularly in the case of thin pit wiring, there is a leakage current between the wirings. Cause.
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、電気特性を劣化させることなく、高品質の配線保護膜を配線の表面に効率よく形成できるようにし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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of efficiently forming a high-quality wiring protective film on the surface of a wiring without deteriorating electrical characteristics. For the purpose.
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た埋込み配線を形成し乾燥させた基板を用意し、基板の表面に薬液によるめっき前処理を行い、めっき前処理終了後、直ちに無電解めっきを行って前記配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成することを特徴とする基板処理方法である。
このように、めっき前処理終了後、直ちに無電解めっきを行って配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成することで、蒸気となっためっき液に基板表面が接触して金属酸化膜が形成されることを極力防止して、配線の表面に無電解めっきによる配線保護膜をより均一に形成することができる。
請求項2に記載の発明は、めっき前処理終了後、無電解めっきを開始するまでの時間は、10秒以内であることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法である。
According to the first aspect of the present invention, a substrate is prepared by forming an embedded wiring with the surface exposed inside the insulating film and dried, and a pretreatment for plating with a chemical solution is performed on the surface of the substrate. The substrate processing method is characterized in that an electroless plating is immediately performed to selectively form a wiring protective film on the exposed surface of the wiring.
In this way, immediately after the completion of the pre-plating process, the electroless plating is performed immediately to selectively form the wiring protective film on the exposed surface of the wiring. Can be prevented as much as possible, and a wiring protective film by electroless plating can be more uniformly formed on the surface of the wiring.
The invention according to claim 2 is the substrate processing method according to claim 1, wherein the time from the end of the pre-plating process to the start of electroless plating is within 10 seconds.
請求項3に記載の発明は、絶縁膜の内部に表面を露出させた埋込み配線を形成し乾燥させた基板を用意し、基板の表面に薬液によるめっき前処理を行い、めっき前処理後の基板の表面に無電解めっきを行って前記配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成し、無電解めっき終了後、直ちに基板を乾燥させることを特徴とする基板処理方法である。
このように、無電解めっき終了後、基板を薬液(洗浄液)で洗浄することなく、直ちに乾燥させることにより、例えばコバルト合金またはニッケル合金からなる配線保護膜が洗浄液等の処理液中へ溶解することを極力抑えて、配線間にリーク電流が生じるリスクを低減させることができる。
請求項4に記載の発明は、無電解めっき終了後、基板の乾燥を開始するまでの時間は、10秒以内であることを特徴とする請求項3記載の基板処理方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate obtained by forming a buried wiring having a surface exposed inside an insulating film and drying the substrate, and performing a plating pretreatment with a chemical solution on the surface of the substrate. The substrate processing method is characterized in that electroless plating is performed on the surface of the wiring to selectively form a wiring protective film on the exposed surface of the wiring, and the substrate is dried immediately after the electroless plating is completed.
In this way, after the electroless plating is finished, the wiring protective film made of, for example, a cobalt alloy or a nickel alloy is dissolved in a processing solution such as a cleaning solution by immediately drying the substrate without cleaning it with a chemical solution (cleaning solution). Can be reduced as much as possible, and the risk of leakage current between the wirings can be reduced.
The invention according to claim 4 is the substrate processing method according to claim 3, wherein the time from the end of electroless plating to the start of drying of the substrate is within 10 seconds.
請求項5に記載の発明は、基板の乾燥を、回転する基板に揮発性の高い液体と純水を供給して液成分を基板から除去する方法、及び回転する基板にN原子を含む環状有機化合物を添加した純水を供給して液成分を基板から除去する方法の少なくとも一つで行うことを特徴とする請求項3または4記載の基板処理方法である。 According to the fifth aspect of the present invention, the drying of the substrate is performed by supplying a highly volatile liquid and pure water to the rotating substrate to remove liquid components from the substrate, and a cyclic organic containing N atoms in the rotating substrate. 5. The substrate processing method according to claim 3, wherein the substrate processing method is carried out by at least one of methods of supplying pure water to which a compound is added and removing the liquid component from the substrate.
このように、回転する基板に揮発性の高い液体と純水を供給し液成分を基板から除去して基板を乾燥することで、基板の表面に残っためっき液を除去しながら、乾燥時間そのものをより短縮化することができる。この揮発性の高い液体としては、例えばIPA(イソプロピルアルコール)、エタノールが挙げられる。また、回転する基板にN原子を含む環状有機化合物を添加した純水を供給し液成分を基板から除去して基板を乾燥することで、基板の表面に残っためっき液を除去しながら、配線保護膜の表面を腐食から防止することができる。このN原子を含む環状有機化合物としては、例えばBTA(ベンゾトリアゾール)、キナルジン、およびグリシン等の防食剤が挙げられる。 In this way, by supplying highly volatile liquid and pure water to the rotating substrate, removing the liquid components from the substrate and drying the substrate, the plating solution remaining on the surface of the substrate is removed, and the drying time itself Can be further shortened. Examples of the highly volatile liquid include IPA (isopropyl alcohol) and ethanol. In addition, by supplying pure water to which a cyclic organic compound containing N atoms is added to a rotating substrate and removing the liquid component from the substrate and drying the substrate, the wiring solution is removed while removing the plating solution remaining on the surface of the substrate. The surface of the protective film can be prevented from corrosion. Examples of the cyclic organic compound containing an N atom include anticorrosive agents such as BTA (benzotriazole), quinaldine, and glycine.
請求項6に記載の発明は、無電解めっき後に乾燥させた基板に改質処理を施して配線保護膜またはその表面を改質し、しかる後、基板のめっき後処理を行って基板を再度乾燥させることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、例えば洗浄液(薬液)、または超純水を使用しためっき後処理(洗浄)中に、配線保護膜が洗浄液中に溶解することを抑制することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the substrate dried after electroless plating is subjected to a modification treatment to modify the wiring protective film or its surface, and then the substrate is subjected to a post-plating treatment to dry the substrate again. 6. The substrate processing method according to claim 3, wherein the substrate processing method is performed.
Thereby, it can suppress that a wiring protective film melt | dissolves in a washing | cleaning liquid during the post-plating process (washing | cleaning) which used cleaning liquid (chemical | medical solution) or ultrapure water, for example.
請求項7に記載の発明は、前記改質処理は、アニール処理またはプラズマ処理であることを特徴とする請求項6記載の基板処理方法である。
例えば、H2とN2の混合ガスを使用したプラズマ処理を施して、配線保護膜の表面に金属の窒化物を形成することで、例えば洗浄液(薬液)を使用しためっき後処理(洗浄)中に、配線保護膜が洗浄液中に溶解することを抑制することができる。
The invention according to claim 7 is the substrate processing method according to claim 6, wherein the modification process is an annealing process or a plasma process.
For example, by performing plasma treatment using a mixed gas of H 2 and N 2 to form a metal nitride on the surface of the wiring protective film, for example, during post-plating treatment (cleaning) using a cleaning solution (chemical solution) In addition, it is possible to prevent the wiring protective film from being dissolved in the cleaning liquid.
請求項8に記載の発明は、絶縁膜の内部に表面を露出させた埋込み配線を形成し乾燥させた基板の表面に薬液によるめっき前処理を行う前処理ユニットと、めっき前処理の基板の表面に無電解めっきを行って前記配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成し、しかる後、基板を乾燥させる無電解めっきユニットを有することを特徴とする基板処理装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a pre-processing unit for performing pre-plating treatment with a chemical solution on a surface of a substrate that has been formed by drying an embedded wiring having a surface exposed inside an insulating film, and the surface of the substrate for pre-plating treatment The substrate processing apparatus further comprises an electroless plating unit that performs electroless plating to selectively form a wiring protective film on the exposed surface of the wiring, and then dries the substrate.
請求項9に記載の発明は、前記前処理ユニットと前記無電解めきユニットは、内部雰囲気が制御可能な筺体の内部に配置されていることを特徴とする請求項8記載の基板処理装置である。
これにより、筺体内の酸素濃度を調整することで、配線保護膜を形成する一連の処理中での配線保護膜の液中への溶解を更に抑制することができる。
The invention according to claim 9 is the substrate processing apparatus according to claim 8, wherein the pretreatment unit and the electroless plating unit are arranged inside a housing whose internal atmosphere can be controlled. .
Thereby, by adjusting the oxygen concentration in the housing, dissolution of the wiring protective film in the liquid during a series of processes for forming the wiring protective film can be further suppressed.
請求項10に記載の発明は、配線保護膜またはその表面を改質する改質ユニットと、配線保護膜またはその表面を改質した基板のめっき後処理を行う後処理ユニットを更に有することを特徴とする請求項8または9記載の基板処理装置である。 The invention described in claim 10 further includes a modification unit for modifying the wiring protective film or the surface thereof, and a post-treatment unit for performing a post-plating treatment on the wiring protective film or the substrate having the modified surface. A substrate processing apparatus according to claim 8 or 9.
本発明によれば、絶縁膜の内部に表面を露出させて形成した配線の表面を、配線間にリーク電流が生じるリスクを低減させながら、より均一な膜厚の配線保護膜で確実に覆って配線を保護することができる。 According to the present invention, the surface of the wiring formed by exposing the surface inside the insulating film is reliably covered with the wiring protective film having a more uniform thickness while reducing the risk of leakage current between the wirings. Wiring can be protected.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の例では、図1に示す配線8の露出表面を、還元剤としてDMAB(ジメチルアミンボラン)を含むめっき液を使用することで、配線8の露出表面に触媒を付与することなく、無電解めっきで成膜が可能なCoWBP合金からなる配線保護膜(蓋材)9で選択的に覆って、配線8を配線保護膜9で保護するようにした例を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following example, by using a plating solution containing DMAB (dimethylamine borane) as a reducing agent on the exposed surface of the wiring 8 shown in FIG. 1, without applying a catalyst to the exposed surface of the wiring 8, An example in which the wiring 8 is selectively covered with a wiring protective film (covering material) 9 made of a CoWBP alloy that can be formed by electroless plating so that the wiring 8 is protected by the wiring protective film 9 is shown.
図2は、本発明の実施の形態の配線形成装置の平面配置図を示す。図2に示すように、この配線形成装置は、矩形状の装置フレーム20と、装置フレーム20に外付けされるロード・アンロードユニット22を有し、装置フレーム20の外壁には、制御ユニット24が取付けられている。装置フレーム20の内部には、排気系統を備え、内部の雰囲気を装置全体と独立に調整できる機能を有する密閉可能な筺体26が格納され、この筺体26の四隅に、基板の薬液によるめっき前処理を行う第1前処理ユニット28及び第2前処理ユニット30、基板の表面に無電解めっきを行い、無電解めっき終了後に基板を乾燥させる無電解めっきユニット32、及びめっき後処理(後洗浄)を行う後処理ユニット34が配置されている。 FIG. 2 is a plan layout view of the wiring forming apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the wiring forming apparatus includes a rectangular apparatus frame 20 and a load / unload unit 22 attached to the apparatus frame 20. A control unit 24 is provided on the outer wall of the apparatus frame 20. Is installed. Inside the apparatus frame 20, a sealable casing 26 having an exhaust system and a function capable of adjusting the internal atmosphere independently of the entire apparatus is stored, and plating pretreatment with a chemical solution of the substrate is provided at four corners of the casing 26. A first pretreatment unit 28 and a second pretreatment unit 30 for performing electroless plating on the surface of the substrate and drying the substrate after completion of the electroless plating, and post-plating treatment (post-cleaning) A post-processing unit 34 to perform is arranged.
なお、この例では、第1前処理ユニット28及び第2前処理ユニット30で、触媒付与処理を含まない2段のめっき前処理を行うようにした例を示しているが、例えば、従来例で示すように、CoWP合金からなる配線保護膜で配線を被覆して保護する場合には、一方の前処理ユニット30を触媒付与ユニットとして使用することができる。また、一方の前処理ユニット30を省略して、めっき前処理を1段で行うようにしても良い。 In this example, an example in which the first pretreatment unit 28 and the second pretreatment unit 30 perform two-stage plating pretreatment that does not include the catalyst application treatment is shown. As shown, when the wiring is covered and protected with a wiring protective film made of a CoWP alloy, one of the pretreatment units 30 can be used as a catalyst application unit. Alternatively, one pretreatment unit 30 may be omitted and the plating pretreatment may be performed in one stage.
装置フレーム20の内部には、筺体26の外部に位置して、配線保護膜を形成した基板に改質処理を施して配線保護膜またはその表面を改質する改質ユニット36と、めっき後処理後の基板をリンス洗浄し乾燥させる乾燥ユニット38が配置されている。更に、改質ユニット36と乾燥ユニット38に挟まれた位置に第1基板搬送ロボット40が、筺体26の内部の第1前処理ユニット28、第2前処理ユニット30、無電解めっきユニット32及び後処理ユニット34に囲まれた位置に第2基板搬送ロボット42が配置されている。 Inside the apparatus frame 20, a reforming unit 36 that is located outside the housing 26 and that modifies the substrate on which the wiring protective film is formed to modify the wiring protective film or its surface, and post-plating processing A drying unit 38 for rinsing and drying the subsequent substrate is disposed. Further, the first substrate transfer robot 40 is located between the reforming unit 36 and the drying unit 38, and the first pretreatment unit 28, the second pretreatment unit 30, the electroless plating unit 32, and the rear part inside the housing 26. A second substrate transfer robot 42 is disposed at a position surrounded by the processing unit 34.
次に、図2に示す基板処理装置に備えられている各ユニットの詳細を以下に説明する。第1前処理ユニット28と第2前処理ユニット30は、使用する処理液が異なるだけで同じ構成であり、異なる液体の混入を防ぐ2液分離方式を採用し、フェースダウンで搬送された基板Wの表面(被処理面)である下面の周縁部をシールし、裏面側を押圧して基板Wを固定するようにしている。以下、第1前処理ユニット28について説明する。 Next, details of each unit provided in the substrate processing apparatus shown in FIG. 2 will be described below. The first pretreatment unit 28 and the second pretreatment unit 30 have the same configuration except that different treatment liquids are used. The first pretreatment unit 28 and the second pretreatment unit 30 adopt a two-liquid separation system that prevents mixing of different liquids, and are transported in a face-down manner. The peripheral edge of the lower surface which is the surface (surface to be processed) is sealed, and the back surface is pressed to fix the substrate W. Hereinafter, the first pretreatment unit 28 will be described.
第1前処理ユニット28(第2前処理ユニット30)は、図3乃至図5に示すように、フレーム50の上部に取付けた固定枠52と、この固定枠52に対して相対的に上下動する移動枠54を備えており、図6に示すように、この移動枠54に、下方に開口した有底円筒状のハウジング部56と基板ホルダ58とを有する処理ヘッド60が懸架支持されている。つまり、移動枠54には、ヘッド回転用サーボモータ62が取付けられ、このサーボモータ62の下方に延びる出力軸(中空軸)64の下端に処理ヘッド60のハウジング部56が連結されている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the first pretreatment unit 28 (second pretreatment unit 30) moves up and down relatively with respect to the fixed frame 52 attached to the upper part of the frame 50. As shown in FIG. 6, a processing head 60 having a bottomed cylindrical housing portion 56 opened downward and a substrate holder 58 is suspended and supported on the moving frame 54. . In other words, the head rotating servo motor 62 is attached to the moving frame 54, and the housing portion 56 of the processing head 60 is connected to the lower end of the output shaft (hollow shaft) 64 that extends below the servo motor 62.
この出力軸64の内部には、図6に示すように、スプライン66を介して該出力軸64と一体に回転する鉛直軸68が挿着され、この鉛直軸68の下端に、ボールジョイント70を介して処理ヘッド60の基板ホルダ58が連結されている。基板ホルダ58は、ハウジング部56の内部に位置している。また鉛直軸68の上端は、軸受72及びブラケットを介して、移動枠54に固定した固定リング昇降用シリンダ74に連結されている。これにより、この昇降用シリンダ74の作動に伴って、鉛直軸68が出力軸64とは独立に上下動する。 As shown in FIG. 6, a vertical shaft 68 that rotates integrally with the output shaft 64 is inserted into the output shaft 64 via a spline 66, and a ball joint 70 is attached to the lower end of the vertical shaft 68. The substrate holder 58 of the processing head 60 is connected through the via. The substrate holder 58 is located inside the housing portion 56. The upper end of the vertical shaft 68 is connected to a fixed ring elevating cylinder 74 fixed to the moving frame 54 via a bearing 72 and a bracket. As a result, the vertical shaft 68 moves up and down independently of the output shaft 64 in accordance with the operation of the lifting cylinder 74.
図3乃至図5に示すように、固定枠52には、上下方向に延びて移動枠54の昇降の案内となるリニアガイド76が取付けられ、ヘッド昇降用シリンダ(図示せず)の作動に伴って、移動枠54がリニアガイド76を案内として昇降する。 As shown in FIGS. 3 to 5, the fixed frame 52 is attached with a linear guide 76 that extends in the vertical direction and serves as a guide for raising and lowering the moving frame 54, and the head raising and lowering cylinder (not shown) is operated. Thus, the moving frame 54 moves up and down using the linear guide 76 as a guide.
図6に示すように、処理ヘッド60のハウジング部56の周壁には、この内部に基板Wを挿入する基板挿入窓56aが設けられている。また、処理ヘッド60のハウジング部56の下部には、図7及び図8に示すように、例えばポリエーテルエーテルケトン製のメインフレーム80とガイドフレーム82との間に周縁部を挟持されてシールリング84が配置されている。このシールリング84は、基板Wの下面の周縁部に当接し、ここをシールするためのものである。 As shown in FIG. 6, the peripheral wall of the housing part 56 of the processing head 60 is provided with a substrate insertion window 56a for inserting the substrate W therein. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, a peripheral portion is sandwiched between a main frame 80 made of, for example, polyether ether ketone and a guide frame 82, below the housing portion 56 of the processing head 60. 84 is arranged. The seal ring 84 abuts on the peripheral edge of the lower surface of the substrate W and seals it.
基板ホルダ58の下面周縁部には、基板固定リング86が固着され、この基板ホルダ58の基板固定リング86の内部に配置したスプリング88の弾性力を介して、円柱状のプッシャ90が基板固定リング86の下面から下方に突出する。更に、基板ホルダ58の上面とハウジング部56の上壁部との間には、内部を気密的にシールする、例えばテフロン(登録商標)製で屈曲自在な円筒状の蛇腹板92が配置されている。更に、基板ホルダ58には、この基板ホルダ58で保持した基板の上面を覆う被覆板94が備えられている。 A substrate fixing ring 86 is fixed to the periphery of the lower surface of the substrate holder 58, and a cylindrical pusher 90 is attached to the substrate fixing ring through the elastic force of a spring 88 disposed inside the substrate fixing ring 86 of the substrate holder 58. Projects downward from the lower surface of 86. Further, a bendable cylindrical bellows plate 92 made of, for example, Teflon (registered trademark) is hermetically sealed between the upper surface of the substrate holder 58 and the upper wall portion of the housing portion 56. Yes. Further, the substrate holder 58 is provided with a covering plate 94 that covers the upper surface of the substrate held by the substrate holder 58.
これにより、基板ホルダ58を上昇させた状態で、基板Wを基板挿入窓56aからハウジング部56の内部に挿入する。すると、この基板Wは、ガイドフレーム82の内周面に設けたテーパ面82aに案内され、位置決めされてシールリング84の上面の所定位置に載置される。この状態で、基板ホルダ58を下降させ、この基板固定リング86のプッシャ90を基板Wの上面に接触させる。そして、基板ホルダ58を更に下降させることで、基板Wをスプリング88の弾性力で下方に押圧し、これによって、基板Wの表面(下面)の周縁部にシールリング84で圧接させて、ここをシールしつつ、基板Wをハウジング部56と基板ホルダ58との間で挟持して保持する。 Accordingly, the substrate W is inserted into the housing portion 56 from the substrate insertion window 56a with the substrate holder 58 raised. Then, the substrate W is guided by a tapered surface 82 a provided on the inner peripheral surface of the guide frame 82, positioned, and placed at a predetermined position on the upper surface of the seal ring 84. In this state, the substrate holder 58 is lowered, and the pusher 90 of the substrate fixing ring 86 is brought into contact with the upper surface of the substrate W. Then, by further lowering the substrate holder 58, the substrate W is pressed downward by the elastic force of the spring 88, and is thereby brought into pressure contact with the peripheral portion of the surface (lower surface) of the substrate W by the seal ring 84, While sealing, the substrate W is sandwiched and held between the housing portion 56 and the substrate holder 58.
このように、基板Wを基板ホルダ58で保持した状態で、ヘッド回転用サーボモータ62を駆動すると、この出力軸64と該出力軸64の内部に挿着した鉛直軸68がスプライン66を介して一体に回転し、これによって、ハウジング部56と基板ホルダ58も一体に回転する。 In this way, when the head rotating servomotor 62 is driven while the substrate W is held by the substrate holder 58, the output shaft 64 and the vertical shaft 68 inserted into the output shaft 64 are connected via the spline 66. The housing portion 56 and the substrate holder 58 are also rotated integrally.
処理ヘッド60の下方に位置して、該処理ヘッド60の外径よりもやや大きい内径を有する上方に開口した、外槽100aと内槽100bを有する処理槽100(図9参照)が備えられている。内槽100bの外周部には、蓋体102に取付けた一対の脚部104が回転自在に支承されている。更に、図3乃至図5に示すように、脚部104には、クランク106が一体に連結され、このクランク106の自由端は、蓋体移動用シリンダ108のロッド110に回転自在に連結されている。これにより、蓋体移動用シリンダ108の作動に伴って、蓋体102は、内槽100bの上端開口部を覆う処理位置と、側方の待避位置との間を移動するように構成されている。この蓋体102の表面(上面)には、例えば純水を外方(上方)に向けて噴射する多数の噴射ノズル112aを有するノズル板112が備えられている。 A processing tank 100 (see FIG. 9) having an outer tank 100a and an inner tank 100b, which is located below the processing head 60 and opens upward having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the processing head 60, is provided. Yes. A pair of leg portions 104 attached to the lid 102 is rotatably supported on the outer peripheral portion of the inner tank 100b. Further, as shown in FIGS. 3 to 5, a crank 106 is integrally connected to the leg 104, and a free end of the crank 106 is rotatably connected to a rod 110 of a lid moving cylinder 108. Yes. Accordingly, the lid body 102 is configured to move between a processing position covering the upper end opening of the inner tank 100b and a side retracted position in accordance with the operation of the lid body moving cylinder 108. . The surface (upper surface) of the lid 102 is provided with a nozzle plate 112 having a large number of injection nozzles 112a for injecting pure water outward (upward), for example.
更に、図9に示すように、処理槽100の内槽100bの内部には、第1処理液タンク120から第1処理液ポンプ122の駆動に伴って供給された第1処理液を上方に向けて噴射する複数の噴射ノズル124aを有するノズル板124が、該噴射ノズル124aが内槽100bの横断面の全面に亘ってより均等に分布した状態で配置されている。この内槽100bの底面には、第1処理液(排液)を外部に排出する排水管126が接続されている。この排水管126の途中には、三方弁128が介装され、この三方弁128の一つの出口ポートに接続された戻り管130を介して、必要に応じて、この第1処理液(排液)を第1処理液タンク120に戻して再利用できるようになっている。 Further, as shown in FIG. 9, the first processing liquid supplied from the first processing liquid tank 120 as the first processing liquid pump 122 is driven is directed upward in the inner tank 100 b of the processing tank 100. The nozzle plate 124 having a plurality of spray nozzles 124a for spraying is disposed in a state where the spray nozzles 124a are more evenly distributed over the entire cross section of the inner tank 100b. A drain pipe 126 for discharging the first processing liquid (drainage) to the outside is connected to the bottom surface of the inner tank 100b. A three-way valve 128 is provided in the middle of the drain pipe 126, and the first treatment liquid (drainage liquid) is provided as necessary via a return pipe 130 connected to one outlet port of the three-way valve 128. ) Can be returned to the first treatment liquid tank 120 for reuse.
蓋体102の表面(上面)に設けられたノズル板112は、第2処理液供給源132に接続されている。これによって、第2処理液が噴射ノズル112aから基板の表面に向けて噴射される。また、外槽100aの底面にも、排水管127が接続されている。 The nozzle plate 112 provided on the surface (upper surface) of the lid 102 is connected to the second processing liquid supply source 132. Thereby, the second processing liquid is sprayed from the spray nozzle 112a toward the surface of the substrate. A drain pipe 127 is also connected to the bottom surface of the outer tub 100a.
これにより、基板を保持した処理ヘッド60を下降させて、処理槽100の内槽100bの上端開口部を処理ヘッド60で塞ぐように覆い、この状態で、処理槽100の内槽100bの内部に配置したノズル板124の噴射ノズル124aから第1処理液を、基板Wに向けて噴射することで、基板Wの下面(処理面)の全面に亘って第1処理液を均一に噴射し、しかも第1処理液の外部への飛散を防止しつつ第1処理液を排水管126から外部に排出する。 As a result, the processing head 60 holding the substrate is lowered, and the upper end opening of the inner tank 100b of the processing tank 100 is covered with the processing head 60, and in this state, the inside of the inner tank 100b of the processing tank 100 is covered. By spraying the first processing liquid from the spray nozzle 124a of the arranged nozzle plate 124 toward the substrate W, the first processing liquid is sprayed uniformly over the entire lower surface (processing surface) of the substrate W, and The first processing liquid is discharged from the drain pipe 126 to the outside while preventing the first processing liquid from scattering to the outside.
更に、処理ヘッド60を上昇させ、処理槽100の内槽100bの上端開口部を蓋体102で閉塞した状態で、処理ヘッド60で保持した基板Wに向けて、蓋体102の上面に配置したノズル板112の噴射ノズル112aから第2処理液を噴射することで、基板Wの下面(処理面)の全面に亘って第2処理液を均一に噴射する。この第2処理液は、外槽100aと内槽100bの間を通って、排水管127を介して排出されるので、内槽100bの内部に流入することが防止されて、第1処理液に混ざることが防止される。 Further, the processing head 60 is raised, and the upper end opening of the inner tank 100b of the processing tank 100 is closed with the lid 102, and is disposed on the upper surface of the lid 102 toward the substrate W held by the processing head 60. By spraying the second processing liquid from the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112, the second processing liquid is sprayed uniformly over the entire lower surface (processing surface) of the substrate W. Since the second treatment liquid passes between the outer tank 100a and the inner tank 100b and is discharged through the drain pipe 127, the second treatment liquid is prevented from flowing into the inner tank 100b and becomes the first treatment liquid. Mixing is prevented.
この第1前処理ユニット28(第2前処理ユニット30)によれば、図3に示すように、処理ヘッド60を上昇させた状態で、この内部に基板Wを挿入して保持し、しかる後、図4に示すように、処理ヘッド60を下降させて処理槽100の内槽100bの上端開口部を覆う位置に位置させる。そして、処理ヘッド60を回転させて、処理ヘッド60で保持した基板Wを回転させながら、図9に示すように、内槽100bの内部に配置したノズル板124の噴射ノズル124aから、第1処理液を基板Wに向けて噴射することで、基板Wの全面に亘って第1処理液を均一に噴射する。そして、処理ヘッド60を上昇させて所定位置で停止させ、図5に示すように、待避位置にあった蓋体102を処理槽100の内槽100bの上端開口部を覆う位置まで移動させる。そして、この状態で、処理ヘッド60で保持して回転させた基板Wに向けて、蓋体102の上面に配置したノズル板112の噴射ノズル112aから第2処理液を噴射する。これにより、基板Wの第1処理液と第2処理液による処理を、2つの液体が混ざらないようにしながら行うことができる。 According to the first pretreatment unit 28 (second pretreatment unit 30), as shown in FIG. 3, with the processing head 60 raised, the substrate W is inserted and held therein, and thereafter As shown in FIG. 4, the processing head 60 is lowered and is positioned to cover the upper end opening of the inner tank 100 b of the processing tank 100. Then, while the processing head 60 is rotated and the substrate W held by the processing head 60 is rotated, the first processing is performed from the injection nozzle 124a of the nozzle plate 124 disposed inside the inner tank 100b as shown in FIG. By spraying the liquid toward the substrate W, the first processing liquid is sprayed uniformly over the entire surface of the substrate W. Then, the processing head 60 is raised and stopped at a predetermined position, and the lid body 102 that is in the retracted position is moved to a position that covers the upper end opening of the inner tank 100b of the processing tank 100 as shown in FIG. In this state, the second processing liquid is ejected from the ejection nozzle 112 a of the nozzle plate 112 disposed on the upper surface of the lid 102 toward the substrate W held and rotated by the processing head 60. Thereby, the process by the 1st process liquid and the 2nd process liquid of the board | substrate W can be performed, keeping two liquids not mixing.
無電解めっきユニット32を図10乃至図16に示す。この無電解めっきユニット32は、めっき槽200(図14及び図16参照)と、このめっき槽200の上方に配置されて基板Wを着脱自在に保持する基板ヘッド204と、めっき槽200の側方に配置された乾燥槽202(図15参照)を有している。 The electroless plating unit 32 is shown in FIGS. The electroless plating unit 32 includes a plating tank 200 (see FIGS. 14 and 16), a substrate head 204 disposed above the plating tank 200 to detachably hold the substrate W, and a side of the plating tank 200. Has a drying tank 202 (see FIG. 15).
基板ヘッド204は、図10に詳細に示すように、ハウジング部230とヘッド部232とを有し、ヘッド部232は、吸着ヘッド234と該吸着ヘッド234の周囲を囲繞する基板受け236から主に構成されている。そして、ハウジング部230の内部には、基板回転用モータ238と基板受け駆動用シリンダ240が収納され、この基板回転用モータ238の出力軸(中空軸)242の上端はロータリジョイント244に、下端はヘッド部232の吸着ヘッド234にそれぞれ連結され、基板受け駆動用シリンダ240のロッドは、ヘッド部232の基板受け236に連結されている。ハウジング部230の内部には、基板受け236の上昇を機械的に規制するストッパ246が設けられている。 As shown in detail in FIG. 10, the substrate head 204 includes a housing portion 230 and a head portion 232, and the head portion 232 mainly includes a suction head 234 and a substrate receiver 236 that surrounds the suction head 234. It is configured. The housing portion 230 houses a substrate rotation motor 238 and a substrate receiving drive cylinder 240. The upper end of the output shaft (hollow shaft) 242 of the substrate rotation motor 238 is at the rotary joint 244, and the lower end is at the lower end. The rods of the substrate receiving drive cylinder 240 are connected to the suction head 234 of the head unit 232, respectively, and are connected to the substrate receiver 236 of the head unit 232. A stopper 246 that mechanically restricts the rise of the substrate receiver 236 is provided inside the housing portion 230.
ここで、吸着ヘッド234と基板受け236との間には、スプライン構造が採用され、基板受け駆動用シリンダ240の作動に伴って基板受け236は吸着ヘッド234と相対的に上下動するが、基板回転用モータ238の駆動によって出力軸242が回転すると、この出力軸242の回転に伴って、吸着ヘッド234と基板受け236が一体に回転するように構成されている。 Here, a spline structure is adopted between the suction head 234 and the substrate receiver 236, and the substrate receiver 236 moves up and down relative to the suction head 234 in accordance with the operation of the substrate receiver driving cylinder 240. When the output shaft 242 is rotated by driving the rotation motor 238, the suction head 234 and the substrate receiver 236 are configured to rotate integrally with the rotation of the output shaft 242.
吸着ヘッド234の下面周縁部には、図11乃至図13に詳細に示すように、下面をシール面として基板Wを吸着保持する吸着リング250が押えリング251を介して取付けられ、この吸着リング250の下面に円周方向に連続させて設けた凹状部250aと吸着ヘッド234内を延びる真空ライン252とが吸着リング250に設けた連通孔250bを介して互いに連通するようになっている。これにより、凹状部250a内を真空引きすることで、基板Wを吸着保持するのであり、このように、小さな幅(径方向)で円周状に真空引きして基板Wを保持することで、真空による基板Wへの影響(たわみ等)を最小限に抑え、しかも吸着リング250を無電解めっき液中に浸すことで、基板Wの表面(下面)のみならず、エッジについても、全て無電解めっき液に浸すことが可能となる。基板Wのリリースは、真空ライン252にN2を供給して行う。 As shown in detail in FIG. 11 to FIG. 13, a suction ring 250 that sucks and holds the substrate W with the lower surface as a sealing surface is attached to the suction head 234 via a pressing ring 251. A concave portion 250 a provided continuously in the circumferential direction on the lower surface of the nozzle and a vacuum line 252 extending in the suction head 234 communicate with each other through a communication hole 250 b provided in the suction ring 250. Thereby, the substrate W is sucked and held by evacuating the concave portion 250a. Thus, by holding the substrate W by vacuuming in a circumferential manner with a small width (radial direction), By minimizing the influence (deflection, etc.) on the substrate W due to the vacuum and immersing the adsorption ring 250 in the electroless plating solution, not only the surface (lower surface) but also the edge of the substrate W are all electroless. It becomes possible to immerse in the plating solution. The substrate W is released by supplying N 2 to the vacuum line 252.
一方、基板受け236は、下方に開口した有底円筒状に形成され、その周壁には、基板Wを内部に挿入する基板挿入窓236aが設けられ、下端には、内方に突出する円板状の爪部254が設けられている。更に、この爪部254の上部には、基板Wの案内となるテーパ面256aを内周面に有する突起片256が備えられている。 On the other hand, the substrate receiver 236 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens downward, a peripheral wall is provided with a substrate insertion window 236a for inserting the substrate W therein, and a disc protruding inward at the lower end. A claw portion 254 is provided. Further, a projection piece 256 having a taper surface 256 a serving as a guide for the substrate W on the inner peripheral surface is provided on the upper portion of the claw portion 254.
これにより、図11に示すように、基板受け236を下降させた状態で、基板Wを基板挿入窓236aから基板受け236の内部に挿入する。すると、この基板Wは、突起片256のテーパ面256aに案内され、位置決めされて爪部254の上面の所定位置に載置保持される。この状態で、基板受け236を上昇させ、図12に示すように、この基板受け236の爪部254上に載置保持した基板Wの上面を吸着ヘッド234の吸着リング250に当接させる。次に、真空ライン252を通して吸着リング250の凹状部250aを真空引きすることで、基板Wの上面の周縁部を該吸着リング250の下面にシールしながら基板Wを吸着保持する。そして、無電解めっき処理を行う際には、図13に示すように、基板受け236を数mm下降させ、基板Wを爪部254から離して、吸着リング250のみで吸着保持した状態となす。これにより、基板Wの表面(下面)の周縁部が、爪部254の存在によってめっきされなくなることを防止することができる。 Thus, as shown in FIG. 11, the substrate W is inserted into the substrate receiver 236 from the substrate insertion window 236a with the substrate receiver 236 lowered. Then, the substrate W is guided by the tapered surface 256 a of the protrusion piece 256, positioned, and placed and held at a predetermined position on the upper surface of the claw portion 254. In this state, the substrate receiver 236 is raised, and the upper surface of the substrate W placed and held on the claw portion 254 of the substrate receiver 236 is brought into contact with the suction ring 250 of the suction head 234 as shown in FIG. Next, the concave portion 250 a of the suction ring 250 is evacuated through the vacuum line 252, and the substrate W is sucked and held while the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is sealed to the lower surface of the suction ring 250. When performing the electroless plating process, as shown in FIG. 13, the substrate receiver 236 is lowered by several mm, the substrate W is separated from the claw portion 254, and the suction ring 250 alone is held by suction. Thereby, it can prevent that the peripheral part of the surface (lower surface) of the board | substrate W stops being plated by presence of the nail | claw part 254. FIG.
図14は、めっき槽200の詳細を示す。このめっき槽200は、底部において、めっき液供給管308(図16参照)に接続され、周壁部にめっき液回収溝260が設けられている。めっき槽200の内部には、ここを上方に向かって流れる無電解めっき液の流れを安定させる2枚の整流板262,264が配置され、更に底部には、めっき槽200の内部に導入される無電解めっき液の液温を測定する温度測定器266が設置されている。また、めっき槽200の周壁外周面のめっき槽200で保持した無電解めっき液の液面よりやや上方に位置して、直径方向のやや斜め上方に向けてめっき槽200の内部に、pHが6〜7.5の中性液からなる停止液、例えば純水を噴射する噴射ノズル268が設置されている。これにより、無電解めっき終了後、ヘッド部232で保持した基板Wを無電解めっき液の液面よりやや上方まで引き上げて一旦停止させ、この状態で、基板Wに向けて噴射ノズル268から純水(停止液)を噴射して基板Wを直ちに冷却し、これによって、基板Wに残った無電解めっき液によって無電解めっきが進行してしまうことを防止することができる。 FIG. 14 shows the details of the plating tank 200. The plating tank 200 is connected to a plating solution supply pipe 308 (see FIG. 16) at the bottom, and is provided with a plating solution recovery groove 260 in the peripheral wall portion. Two rectifying plates 262 and 264 that stabilize the flow of the electroless plating solution flowing upward are disposed inside the plating tank 200, and are further introduced into the plating tank 200 at the bottom. A temperature measuring device 266 that measures the temperature of the electroless plating solution is installed. Moreover, the pH is 6 in the inside of the plating tank 200 located slightly above the liquid surface of the electroless plating solution held in the plating tank 200 on the outer peripheral surface of the peripheral wall of the plating tank 200 and slightly obliquely upward in the diameter direction. An injection nozzle 268 for injecting a stop liquid composed of a neutral liquid of -7.5, for example, pure water, is installed. Thus, after the electroless plating is finished, the substrate W held by the head portion 232 is pulled up slightly above the liquid surface of the electroless plating solution and stopped temporarily. In this state, pure water is supplied from the spray nozzle 268 toward the substrate W. (Stopping liquid) is sprayed to immediately cool the substrate W, thereby preventing the electroless plating from proceeding with the electroless plating solution remaining on the substrate W.
更に、めっき槽200の上端開口部には、アイドリング時等のめっき処理の行われていない時に、めっき槽200の上端開口部を閉じて該めっき槽200内のめっき液の無駄な蒸発と放熱を防止するめっき槽カバー270が開閉自在に設置されている。 Further, the upper end opening of the plating tank 200 is closed when the plating process is not performed at the time of idling or the like, so that the upper end opening of the plating tank 200 is closed and wasteful evaporation and heat dissipation of the plating solution in the plating tank 200 is performed. A plating tank cover 270 to be prevented is installed so as to be openable and closable.
このめっき槽200は、図16に示すように、底部において、めっき液貯槽302から延び、途中にめっき液供給ポンプ304、フィルタ305及び三方弁306を介装しためっき液供給管308に接続されている。更に、めっき槽200のめっき液回収溝260は、めっき液貯槽302から延びるめっき液回収管に接続されている。これにより、めっき処理中にあっては、めっき槽200の内部に、この底部から無電解めっき液を供給し、めっき槽200を溢れる無電解めっき液をめっき液回収溝260からめっき液貯槽302へ回収することで、無電解めっき液が循環できるようになっている。また、三方弁306の一つの出口ポートには、めっき液貯槽302に戻るめっき液戻り管312が接続されている。これにより、めっき待機時にあっても、無電解めっき液を循環させることができるようになっている。 As shown in FIG. 16, the plating tank 200 extends from the plating solution storage tank 302 at the bottom, and is connected to a plating solution supply pipe 308 provided with a plating solution supply pump 304, a filter 305, and a three-way valve 306 in the middle. Yes. Further, the plating solution recovery groove 260 of the plating tank 200 is connected to a plating solution recovery pipe extending from the plating solution storage tank 302. Thus, during the plating process, the electroless plating solution is supplied into the plating tank 200 from the bottom, and the electroless plating solution overflowing the plating tank 200 is transferred from the plating solution recovery groove 260 to the plating solution storage tank 302. By collecting, the electroless plating solution can be circulated. A plating solution return pipe 312 that returns to the plating solution storage tank 302 is connected to one outlet port of the three-way valve 306. Thus, the electroless plating solution can be circulated even when waiting for plating.
特に、この例では、めっき液供給ポンプ304を制御することで、めっき待機時及びめっき処理時に循環する無電解めっき液の流量を個別に設定できるようになっている。すなわち、めっき待機時の無電解めっき液の循環流量は、例えば2〜20L/minで、めっき処理時の無電解めっき液の循環流量は、例えば0〜10L/minに設定される。これにより、めっき待機時に無電解めっき液の大きな循環流量を確保して、セル内のめっき浴の液温を一定に維持し、めっき処理時には、無電解めっき液の循環流量を小さくして、より均一な膜厚の配線保護膜(めっき膜)を成膜することができる。 In particular, in this example, by controlling the plating solution supply pump 304, the flow rate of the electroless plating solution that circulates during the plating standby and the plating process can be individually set. That is, the circulation flow rate of the electroless plating solution during plating standby is, for example, 2 to 20 L / min, and the circulation flow rate of the electroless plating solution during plating is set, for example, to 0 to 10 L / min. This ensures a large circulation flow rate of the electroless plating solution during plating standby, keeps the temperature of the plating bath in the cell constant, and reduces the circulation flow rate of the electroless plating solution during the plating process. A wiring protective film (plating film) having a uniform thickness can be formed.
めっき槽200の底部付近には、めっき槽200の内部に導入される無電解めっき液の液温を測定して、この測定結果を元に、下記のヒータ316及び流量計318を制御する温度測定器266が設けられている。 In the vicinity of the bottom of the plating tank 200, the temperature of the electroless plating solution introduced into the plating tank 200 is measured, and the temperature measurement for controlling the heater 316 and the flow meter 318 described below based on the measurement result. A vessel 266 is provided.
この例では、別置きのヒータ316を使用して昇温させ、流量計318を通過させた水を熱媒体に使用し、熱交換器320をめっき液貯槽302内の無電解めっき液中に設置して該めっき液を間接的に加熱する加熱装置322と、めっき液貯槽302内の無電解めっき液を循環させて攪拌する攪拌ポンプ324が備えられている。これは、無電解めっきにあっては、無電解めっき液を高温(約80℃程度)にして使用することがあり、これと対応するためであり、この方法によれば、インライン・ヒーティング方式に比べ、非常にデリケートな無電解めっき液に不要物等が混入するのを防止することができる。 In this example, the temperature is raised using a separate heater 316, the water passed through the flow meter 318 is used as a heat medium, and the heat exchanger 320 is installed in the electroless plating solution in the plating solution storage tank 302. Then, a heating device 322 for indirectly heating the plating solution and a stirring pump 324 for circulating and stirring the electroless plating solution in the plating solution storage tank 302 are provided. This is because, in electroless plating, the electroless plating solution may be used at a high temperature (about 80 ° C.), and this is to cope with this. According to this method, the in-line heating method is used. Compared to the above, it is possible to prevent unnecessary substances and the like from being mixed into a very delicate electroless plating solution.
この例によれば、無電解めっき液は、基板Wと接触してめっきを行うときに、基板Wの温度が70〜90℃となるように液温が設定され、液温のばらつき範囲が±2℃以内となるように制御される。 According to this example, when the electroless plating solution is plated in contact with the substrate W, the solution temperature is set so that the temperature of the substrate W is 70 to 90 ° C., and the variation range of the solution temperature is ± It is controlled to be within 2 ° C.
無電解めっきユニット32には、めっき液貯槽302内の無電解めっき液を抽出するめっき液抽出部330と、この抽出された無電解めっきユニット32が保有するめっき液の組成を、例えば吸光光度法、滴定法、電気化学的測定などで分析するめっき液組成分析部332が備えられている。このめっき液組成分析部332は、例えばコバルトイオン濃度をめっき液の吸光度分析、イオンクロマトグラフ分析、キャピラリー電気泳動分析またはキレート滴定分析により測定する。 The electroless plating unit 32 includes a plating solution extraction unit 330 that extracts the electroless plating solution in the plating solution storage tank 302 and the composition of the plating solution that the extracted electroless plating unit 32 has, for example, an absorptiometric method. , A plating solution composition analysis unit 332 for analyzing by titration, electrochemical measurement, or the like is provided. The plating solution composition analysis unit 332 measures the cobalt ion concentration by, for example, absorbance analysis, ion chromatography analysis, capillary electrophoresis analysis, or chelate titration analysis of the plating solution.
無電解めっき液の液温は、高くなるほどめっき速度が速くなり、低すぎるとめっき反応が起こらないことから、一般的には60〜95℃で、65〜85℃であることが好ましく、70〜75℃であることがより好ましい。基本的には、めっきを実際に行っているか否かに関わらず、一度温度を上げたら下げないことが望ましく、55℃以上にしておくことが望まれる。 The higher the temperature of the electroless plating solution is, the higher the plating speed becomes. If the temperature is too low, the plating reaction does not occur. Therefore, it is generally 60 to 95 ° C, preferably 65 to 85 ° C, and preferably 70 to 85 ° C. More preferably, it is 75 ° C. Basically, it is desirable not to lower the temperature once it is raised, regardless of whether or not plating is actually performed, and it is desirable to keep it at 55 ° C. or higher.
図18は、めっき槽200の側方に付設されている乾燥槽202の詳細を示す。この乾燥槽202の底部には、純水等のリンス液を上方に向けて噴射する複数の噴射ノズル280がノズル板282に取付けられて配置され、このノズル板282は、ノズル上下軸284の上端に連結されている。更に、このノズル上下軸284は、ノズル位置調整用ねじ287と該ねじ287と螺合するナット288との螺合位置を変えることで上下動し、これによって、噴射ノズル280と該噴射ノズル280の上方に配置される基板Wとの距離を最適に調整できるようになっている。 FIG. 18 shows the details of the drying tank 202 attached to the side of the plating tank 200. A plurality of injection nozzles 280 for injecting a rinsing liquid such as pure water upward are mounted on the nozzle plate 282 at the bottom of the drying tank 202, and the nozzle plate 282 is arranged at the upper end of the nozzle vertical shaft 284. It is connected to. Further, the nozzle vertical shaft 284 moves up and down by changing the screwing position of the nozzle position adjusting screw 287 and the nut 288 screwed to the screw 287, whereby the jet nozzle 280 and the jet nozzle 280 are moved. The distance from the substrate W arranged above can be adjusted optimally.
この乾燥槽202にあっては、基板ヘッド204のヘッド部232で保持した基板Wを乾燥202内の所定の位置に配置し、例えば500rpm程度の比較的高速で回転させながら、噴射ノズル280から純水等のリンス液を噴射して、基板Wの表面に残っためっき液を純水等のリンス液に置換してリンスしながら、該リンス液を基板から除去して基板を乾燥させるためのものである。この時、ヘッドリンスノズル286から純水等のリンス液を同時に噴射して、基板ヘッド204のヘッド部232の、少なくとも無電解めっき液に接液する部分を該リンス液でリンスすることで、無電解めっき液に浸された部分に析出物が蓄積してしまうことを防止することができる。 In this drying tank 202, the substrate W held by the head portion 232 of the substrate head 204 is placed at a predetermined position in the drying 202, and is rotated from the injection nozzle 280 to a pure position while rotating at a relatively high speed of about 500 rpm, for example. Rinsing liquid such as water is sprayed to replace the plating solution remaining on the surface of the substrate W with a rinsing liquid such as pure water, and the rinsing liquid is removed from the substrate and dried. It is. At this time, a rinsing liquid such as pure water is simultaneously ejected from the head rinsing nozzle 286, and at least a portion in contact with the electroless plating solution of the head portion 232 of the substrate head 204 is rinsed with the rinsing liquid. It is possible to prevent deposits from accumulating in the portion immersed in the electrolytic plating solution.
このリンス液として、揮発性の高い液体と純水との混合液を使用しても良い。これにより、基板の表面に残っためっき液をリンス液で除去(置換)しながら、乾燥時間そのものをより短縮化することができる。また、リンス液として、N原子を含む環状有機化合物を添加した純水を使用しても良い。これにより、基板の表面に残っためっき液をリンス液で除去(置換)しながら、配線合金保護膜の表面を腐食から防止することができる。このN原子を含む環状有機化合物としては、例えばBTA(ベンゾトリアゾール)等の防食剤が挙げられる。 As the rinsing liquid, a mixed liquid of a highly volatile liquid and pure water may be used. As a result, the drying time itself can be further shortened while removing (substituting) the plating solution remaining on the surface of the substrate with the rinse solution. Moreover, you may use the pure water which added the cyclic organic compound containing N atom as a rinse liquid. Thereby, the surface of the wiring alloy protective film can be prevented from corrosion while removing (substituting) the plating solution remaining on the surface of the substrate with the rinse solution. Examples of the cyclic organic compound containing an N atom include anticorrosive agents such as BTA (benzotriazole).
この無電解めっきユニット32にあっては、基板ヘッド204を上昇させた位置で、前述のようにして、基板ヘッド204のヘッド部232で基板Wを吸着保持し、めっき槽200の無電解めっき液を循環させておく。
そして、めっき処理を行うときには、めっき槽200のめっき槽カバー270を開き、基板ヘッド204を回転させながら下降させ、ヘッド部232で保持した基板Wをめっき槽200内の無電解めっき液に浸漬させる。
In the electroless plating unit 32, the substrate W is adsorbed and held by the head portion 232 of the substrate head 204 at the position where the substrate head 204 is raised as described above, and the electroless plating solution in the plating tank 200 is retained. Keep circulating.
When performing the plating process, the plating tank cover 270 of the plating tank 200 is opened, the substrate head 204 is lowered while rotating, and the substrate W held by the head portion 232 is immersed in the electroless plating solution in the plating tank 200. .
そして、基板Wを所定時間めっき液中に浸漬させた後、基板ヘッド204を上昇させて、基板Wをめっき槽200内の無電解めっき液から引き上げ、必要に応じて、前述のように、基板Wに向けて噴射ノズル268から純水(停止液)を噴射して基板Wを直ちに冷却し、更に基板ヘッド204を上昇させて基板Wをめっき槽200の上方位置まで引き上げて、基板ヘッド204の回転を停止させる。 Then, after immersing the substrate W in the plating solution for a predetermined time, the substrate head 204 is raised, the substrate W is lifted from the electroless plating solution in the plating tank 200, and if necessary, as described above, the substrate The substrate W is immediately cooled by spraying pure water (stop liquid) from the spray nozzle 268 toward W, and the substrate head 204 is further lifted to raise the substrate W to a position above the plating tank 200, so that the substrate head 204 Stop rotation.
次に、基板ヘッド204のヘッド部232で基板Wを吸着保持したまま、基板ヘッド204を乾燥槽202の直上方位置に移動させる。そして、基板ヘッド204を比較的高速で回転させながら乾燥槽202内の所定の位置まで下降させ、噴射ノズル280から純水、揮発性の高い液体と純水との混合液、またはN原子を含む環状有機化合物を添加した純水等のリンス液を噴射して基板Wをリンスしながら乾燥させる。同時に、ヘッドリンスノズル286から純水等のリンス液を噴射して、基板ヘッド204のヘッド部232の、少なくとも無電解めっき液に接液する部分を該リンス液でリンスする。 Next, the substrate head 204 is moved to a position directly above the drying tank 202 while the substrate W is sucked and held by the head portion 232 of the substrate head 204. Then, the substrate head 204 is lowered to a predetermined position in the drying tank 202 while rotating at a relatively high speed, and includes pure water, a mixture of highly volatile liquid and pure water, or N atoms from the spray nozzle 280. The substrate W is dried while being rinsed by spraying a rinse liquid such as pure water to which a cyclic organic compound is added. At the same time, a rinsing liquid such as pure water is ejected from the head rinsing nozzle 286 to rinse at least a portion of the head portion 232 of the substrate head 204 that is in contact with the electroless plating solution with the rinsing liquid.
この基板Wの洗浄が終了した後、基板ヘッド204の回転を停止させ、基板ヘッド204を上昇させて基板Wを乾燥槽202の上方位置まで引き上げ、更に基板ヘッド204を第2基板搬送ロボット42との受渡し位置まで移動させ、この第2基板搬送ロボット42に基板Wを受渡して次工程に搬送する。 After the cleaning of the substrate W is completed, the rotation of the substrate head 204 is stopped, the substrate head 204 is raised, the substrate W is pulled up to a position above the drying tank 202, and the substrate head 204 is further moved to the second substrate transfer robot 42. The substrate W is transferred to the second substrate transfer robot 42 and transferred to the next process.
改質ユニット36は、例えばアニール処理を行うアニールユニット、またはプラズマ処理を行うプラズマ処理ユニットからなる。改質ユニット36として、例えば、平行平板のプラズマチャンバーを有し、H2とN2の混合ガスを使用してプラズマ処理を行うプラズマ処理ユニットを使用することで、配線保護膜の表面に金属の窒化物を形成して、基板を再度湿式処理する際に配線保護膜が処理液中へ溶解することを抑制することができる。 The reforming unit 36 includes, for example, an annealing unit that performs an annealing process, or a plasma processing unit that performs a plasma process. As the reforming unit 36, for example, a plasma processing unit having a parallel plate plasma chamber and performing plasma processing using a mixed gas of H 2 and N 2 is used. When the nitride is formed and the substrate is wet-processed again, the wiring protective film can be prevented from being dissolved in the processing solution.
図17は、後処理ユニット34を示す。後処理ユニット34は、基板W上のパーティクルや不要物をロール状ブラシで強制的に取り除くようにしたユニットで、基板Wの外周部を挟み込んで基板Wを保持する複数のローラ410と、ローラ410で保持した基板Wの表面に薬液(2系統)を供給する薬液用ノズル412と、基板Wの裏面に純水(1系統)を供給する純水用ノズル(図示せず)がそれぞれ備えられている。 FIG. 17 shows the post-processing unit 34. The post-processing unit 34 is a unit that forcibly removes particles and unnecessary materials on the substrate W with a roll-shaped brush. The post-processing unit 34 sandwiches the outer periphery of the substrate W and holds the substrate W, and a roller 410. Are provided with a chemical solution nozzle 412 for supplying a chemical solution (two systems) to the surface of the substrate W held in step 1 and a pure water nozzle (not shown) for supplying pure water (one system) to the back surface of the substrate W. Yes.
これにより、基板Wをローラ410で保持し、ローラ駆動モータを駆動してローラ410を回転させて基板Wを回転させ、同時に薬液用ノズル412及び純水ノズルから基板Wの表裏面に所定の薬液を供給し、図示しない上下ロールスポンジ(ロール状ブラシ)で基板Wを上下から適度な圧力で挟み込んで洗浄する。なお、ロールスポンジを単独にて回転させることにより、洗浄効果を増大させることもできる。 As a result, the substrate W is held by the roller 410, the roller drive motor is driven to rotate the roller 410 to rotate the substrate W, and at the same time, a predetermined chemical solution is applied to the front and back surfaces of the substrate W from the chemical solution nozzle 412 and the pure water nozzle. Then, the substrate W is sandwiched and washed from above and below with an upper and lower roll sponge (roll brush) (not shown). The cleaning effect can be increased by rotating the roll sponge alone.
更に、後処理ユニット34は、基板Wのエッジ(外周部)に当接しながら回転するスポンジ419が備えられ、このスポンジ419を基板Wのエッジに当てて、ここをスクラブ洗浄するようになっている。 Further, the post-processing unit 34 is provided with a sponge 419 that rotates while contacting the edge (outer peripheral portion) of the substrate W, and the sponge 419 is applied to the edge of the substrate W to scrub clean it. .
図18は、乾燥ユニット38を示す。この乾燥ユニット38は、先ず化学洗浄及び純水洗浄を行い、しかる後、スピンドル回転により洗浄後の基板Wを完全乾燥させるようにしたユニットで、基板Wのエッジ部を把持するクランプ機構420を備えた基板ステージ422と、このクランプ機構420の開閉を行う基板着脱用昇降プレート424を有している。この基板ステージ422は、スピンドル回転用モータ426の駆動に伴って高速回転するスピンドル428の上端に連結されている。 FIG. 18 shows the drying unit 38. The drying unit 38 is a unit that first performs chemical cleaning and pure water cleaning, and then completely drys the cleaned substrate W by rotating the spindle. The drying unit 38 includes a clamp mechanism 420 that grips an edge portion of the substrate W. A substrate stage 422 and a substrate attaching / detaching lifting plate 424 for opening and closing the clamp mechanism 420 are provided. The substrate stage 422 is connected to the upper end of a spindle 428 that rotates at a high speed as the spindle rotation motor 426 is driven.
更に、クランプ機構420で把持した基板Wの上面側に位置して、超音波発振器により特殊ノズルを通過する際に超音波を伝達して洗浄効果を高めた純水を供給するメガジェットノズル430と、回転可能なペンシル型洗浄スポンジ432が、旋回アーム434の自由端側に取付けられて配置されている。これにより、基板Wをクランプ機構420で把持して回転させ、旋回アーム434を旋回させながら、メガジェットノズル430から純水を洗浄スポンジ432に向けて供給しつつ、基板Wの表面に洗浄スポンジ432を擦り付けることで、基板Wの表面を洗浄する。なお、基板Wの裏面側にも、純水を供給する洗浄ノズル(図示せず)が備えられ、この洗浄ノズルから噴射される純水で基板Wの裏面も同時に洗浄される。
そして、このようにして洗浄した基板Wは、スピンドル428を高速回転させることでスピン乾燥させられる。
Further, a mega jet nozzle 430 that is located on the upper surface side of the substrate W gripped by the clamp mechanism 420 and that supplies pure water with enhanced cleaning effect by transmitting ultrasonic waves when passing through a special nozzle by an ultrasonic oscillator; A rotatable pencil-type cleaning sponge 432 is attached and arranged on the free end side of the swivel arm 434. Accordingly, the cleaning sponge 432 is supplied to the surface of the substrate W while supplying the pure water from the mega jet nozzle 430 toward the cleaning sponge 432 while rotating the swivel arm 434 while holding the substrate W by the clamp mechanism 420 and rotating it. The surface of the substrate W is cleaned by rubbing. A cleaning nozzle (not shown) for supplying pure water is also provided on the back surface side of the substrate W, and the back surface of the substrate W is simultaneously cleaned with pure water sprayed from the cleaning nozzle.
The substrate W thus cleaned is spin-dried by rotating the spindle 428 at a high speed.
また、クランプ機構420で把持した基板Wの周囲を囲繞して処理液の飛散を防止する洗浄カップ436が備えられ、この洗浄カップ436は、洗浄カップ昇降用シリンダ438の作動に伴って昇降するようになっている。
また、乾燥ユニット内乾燥処理する際、被処理表面に不活性ガス、例えばN2、Arガスなどを供給することで、乾燥効率を向上させる。それと同時に、乾燥ユニットに不活性ガスの充満により、成膜した金属表面の酸化を最大限に抑える。
なお、この乾燥ユニット38にキャビテーションを利用したキャビジェット機能も搭載するようにしてもよい。
Further, a cleaning cup 436 is provided that surrounds the periphery of the substrate W gripped by the clamp mechanism 420 and prevents the processing liquid from being scattered. The cleaning cup 436 moves up and down in accordance with the operation of the cleaning cup lifting and lowering cylinder 438. It has become.
Further, when the drying process in the drying unit is performed, drying efficiency is improved by supplying an inert gas such as N 2 or Ar gas to the surface to be processed. At the same time, the oxidation of the deposited metal surface is minimized by filling the drying unit with inert gas.
The drying unit 38 may also be equipped with a cavitation function using cavitation.
次に、この基板処理装置による一連の基板処理(配線形成処理)について、図19を参照して説明する。
先ず、表面に配線8を形成した基板Wを該基板Wの表面を上向き(フェースアップ)で収納してロード・アンロードユニット22に搭載した基板カセットから、1枚の基板Wを第1基板搬送ロボット40で取出し、第1前処理ユニット28に搬送する。
Next, a series of substrate processing (wiring formation processing) by this substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
First, the substrate W having the wiring 8 formed on the surface thereof is stored in the load / unload unit 22 with the surface of the substrate W facing upward (face up), and one substrate W is transferred to the first substrate. The robot 40 takes it out and conveys it to the first pretreatment unit 28.
この第1前処理ユニット28では、この第1前処理ユニット28の基板ホルダ58で基板Wをフェースダウンで保持し、基板の表面に洗浄液(薬液)による第1前洗浄(第1めっき前処理)を行って、例えばBTA(ベンゾトリアゾール)などの有機化合物からなる防食剤を酸化分解させて基板の表面から除去する。つまり、図3に示すように、内槽100bの上端開口部を覆う位置に処理ヘッド60を位置させ、内槽100b内に配置したノズル板112の噴射ノズル112aから第1処理液タンク120内の第1処理液を基板Wに向けて噴出する。この第1処理液として、例えば濃度が10ppm以上のオゾン水を用いる。ここで課題となるのが、銅等の配線自体にダメージを与えないことである。銅等の配線は非常に酸化(腐食)しやすいので、酸性液のオゾン水を使用することは好ましくなく、オゾン水自体はどちらかというとアルカリ性して用いることが好ましい。これにより、銅等を腐食させることなく、有機物を分解できる。また、超音波をかけてしまうとオゾンガスが抜けやすくなるので好ましくない。 In the first pretreatment unit 28, the substrate W is held face down by the substrate holder 58 of the first pretreatment unit 28, and first precleaning (first plating pretreatment) with a cleaning liquid (chemical solution) is performed on the surface of the substrate. Then, for example, an anticorrosive made of an organic compound such as BTA (benzotriazole) is oxidatively decomposed and removed from the surface of the substrate. That is, as shown in FIG. 3, the processing head 60 is positioned at a position covering the upper end opening of the inner tank 100b, and the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112 disposed in the inner tank 100b is placed in the first processing liquid tank 120. The first processing liquid is ejected toward the substrate W. For example, ozone water having a concentration of 10 ppm or more is used as the first treatment liquid. The problem here is not to damage the wiring itself such as copper. Since wiring such as copper is very easily oxidized (corroded), it is not preferable to use an acidic ozone water, and the ozone water itself is preferably used in an alkaline manner. Thereby, organic substances can be decomposed without corroding copper or the like. Moreover, it is not preferable to apply ultrasonic waves because ozone gas easily escapes.
第1前処理ユニット28で、第1前洗浄を行った基板の表面を純水で洗浄(リンス)する。つまり、基板Wを保持した基板ホルダ58を内槽100bの上方まで上昇させ、内槽100bの上部を蓋体102で覆った後、蓋体102に設けたノズル板112の噴射ノズル112aから第2処理液を基板Wに向けて噴出する。この第2処理液として、好ましくは脱気させた純水を使用し、これによって、基板Wの表面を純水で洗浄(リンス)する。 In the first pretreatment unit 28, the surface of the substrate subjected to the first precleaning is washed (rinsed) with pure water. That is, the substrate holder 58 holding the substrate W is raised to above the inner tank 100b, the upper part of the inner tank 100b is covered with the lid body 102, and then the second from the injection nozzle 112a of the nozzle plate 112 provided on the lid body 102. The processing liquid is ejected toward the substrate W. As the second treatment liquid, preferably degassed pure water is used, and thereby the surface of the substrate W is cleaned (rinsed) with pure water.
次に、第1前洗浄後の基板Wを第2前処理ユニット30に搬送し、この第2前処理ユニット30の基板ホルダ58で基板Wをフェースダウンで保持し、基板の表面に洗浄液(薬液)による第2前洗浄(第2めっき前処理)を行って、例えば配線表面に形成された酸化膜を基板の表面から除去する。つまり、図3に示すように、内槽100bの上端開口部を覆う位置に処理ヘッド60を位置させ、内槽100b内に配置したノズル板112の噴射ノズル112aから第1処理液タンク120内の第1処理液を基板Wに向けて噴出する。この第1処理液として、配線材料の酸化物を除去できる有機酸溶液またはフッ素化合物を含む無機酸溶液を使用する。 Next, the substrate W after the first pre-cleaning is transported to the second pre-processing unit 30, the substrate W is held face-down by the substrate holder 58 of the second pre-processing unit 30, and the cleaning liquid (chemical solution) is placed on the surface of the substrate. For example, the oxide film formed on the wiring surface is removed from the surface of the substrate. That is, as shown in FIG. 3, the processing head 60 is positioned at a position covering the upper end opening of the inner tank 100b, and the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112 disposed in the inner tank 100b is placed in the first processing liquid tank 120. The first processing liquid is ejected toward the substrate W. As the first treatment liquid, an organic acid solution capable of removing the oxide of the wiring material or an inorganic acid solution containing a fluorine compound is used.
第2前処理ユニット30で、第2前洗浄を行った基板の表面を純水で洗浄(リンス)する。つまり、基板Wを保持した基板ホルダ58を内槽100bの上方まで上昇させ、内槽100bの上部を蓋体102で覆った後、蓋体102に設けたノズル板112の噴射ノズル112aから第2処理液を基板Wに向けて噴出する。この第2処理液として、好ましくは脱気させた純水を使用し、これによって、基板Wの表面を純水で洗浄(リンス)する。 In the second pretreatment unit 30, the surface of the substrate that has been subjected to the second precleaning is washed (rinsed) with pure water. That is, the substrate holder 58 holding the substrate W is raised to above the inner tank 100b, the upper part of the inner tank 100b is covered with the lid body 102, and then the second from the injection nozzle 112a of the nozzle plate 112 provided on the lid body 102. The processing liquid is ejected toward the substrate W. As the second treatment liquid, preferably degassed pure water is used, and thereby the surface of the substrate W is cleaned (rinsed) with pure water.
次に、基板を無電解めっきユニット32に搬送する。無電解めっきユニット32では、基板Wをフェースダウンで保持した基板ヘッド204を下降させて、基板Wをめっき槽200内の無電解めっき液に浸漬させ、これによって、配線8の表面に選択的な無電解めっき(無電解CoWBP蓋めっき)を施す。 Next, the substrate is transported to the electroless plating unit 32. In the electroless plating unit 32, the substrate head 204 holding the substrate W face down is lowered to immerse the substrate W in the electroless plating solution in the plating tank 200, thereby selectively forming the surface of the wiring 8. Electroless plating (electroless CoWBP lid plating) is performed.
そして、所定時間経過後、基板Wをめっき液の液面から引き上げ、噴射ノズル268から基板Wに向けて純水等のめっき停止液を噴出し、これによって、基板Wの表面のめっき液を停止液に置換させて無電解めっきを停止させる。次に、基板Wを保持した基板ヘッド204を乾燥槽202内の所定の位置に位置させ、基板ヘッド204を、例えば500rpm程度の比較的高速で回転させながら、乾燥槽202内のノズル板282の噴射ノズル280から、純水、揮発性の高い液体と純水との混合液、またはN原子を含む環状有機化合物を添加した純水等のリンス液を噴射して基板Wの表面に残っためっき液をリンス液でリンス(置換)し、乾燥させる。同時にヘッドリンスノズル286から純水等のリンス液をヘッド部232に噴出してヘッド部232をリンスする。これによって、配線8の表面に、CoWBP合金膜からなる配線保護膜9を選択的に形成して配線8を保護する。 Then, after a predetermined time has elapsed, the substrate W is lifted from the surface of the plating solution, and a plating stop solution such as pure water is ejected from the spray nozzle 268 toward the substrate W, thereby stopping the plating solution on the surface of the substrate W. The electroless plating is stopped by substituting the solution. Next, the substrate head 204 holding the substrate W is positioned at a predetermined position in the drying tank 202, and the nozzle head 282 in the drying tank 202 is rotated while the substrate head 204 is rotated at a relatively high speed of about 500 rpm, for example. Plating remaining on the surface of the substrate W by spraying a rinsing liquid such as pure water, a mixture of highly volatile liquid and pure water, or pure water added with a cyclic organic compound containing N atoms from the spray nozzle 280 The liquid is rinsed (replaced) with a rinse liquid and dried. At the same time, a rinse liquid such as pure water is ejected from the head rinse nozzle 286 to the head part 232 to rinse the head part 232. As a result, a wiring protective film 9 made of a CoWBP alloy film is selectively formed on the surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.
ここで、めっき前処理終了後、直ちに、例えば10秒以内に無電解めっきを行って配線8の露出表面に配線保護膜9を選択的に形成することが好ましい。このように、めっき前処理終了後、直ちに無電解めっきを行って配線8の露出表面に配線保護膜9を選択的に形成することで、蒸気となっためっき液に基板表面が接触してめっきが進行してしまうことを極力防止して、配線8の表面に無電解めっきによる配線保護膜9をより均一に形成することができる。 Here, it is preferable that the wiring protective film 9 is selectively formed on the exposed surface of the wiring 8 by performing electroless plating, for example, within 10 seconds immediately after the end of the pre-plating treatment. In this way, immediately after completion of the pre-plating process, electroless plating is performed to selectively form the wiring protective film 9 on the exposed surface of the wiring 8, so that the substrate surface comes into contact with the vaporized plating solution and is plated. Can be prevented as much as possible, and the wiring protective film 9 by electroless plating can be more uniformly formed on the surface of the wiring 8.
また、無電解めっき終了後、直ちに、例えば10秒以内に基板を乾燥させることが好ましい。このように、無電解めっき終了後、基板を薬液(洗浄液)で洗浄することなく、直ちに乾燥させることにより、例えばコバルト合金またはニッケル合金からなる配線保護膜9が洗浄液等の処理液中へ溶解することを極力抑えて、配線8間にリーク電流が生じるリスクを低減させることができる。 Further, it is preferable to dry the substrate immediately after the electroless plating is completed, for example, within 10 seconds. Thus, after the electroless plating is completed, the wiring protective film 9 made of, for example, a cobalt alloy or a nickel alloy is dissolved in a processing solution such as a cleaning solution by immediately drying the substrate without cleaning it with a chemical solution (cleaning solution). This can be suppressed as much as possible, and the risk of leakage current between the wires 8 can be reduced.
次に、この乾燥後の基板を改質ユニット36に搬送し、ここで、基板の表面に、アニール処理またはプラズマ処理等の改質処理を施して、配線保護膜9またはその表面を改質する。例えば、H2とN2の混合ガスを使用したプラズマ処理で配線保護膜9の表面に金属の窒化物を形成する。これによって、例えば洗浄液(薬液)を使用しためっき後処理(後洗浄)中に、配線保護膜9が洗浄液中に溶解することを抑制する。 Next, the dried substrate is transported to the modification unit 36, where the surface of the substrate is subjected to a modification treatment such as annealing or plasma treatment to modify the wiring protective film 9 or the surface thereof. . For example, a metal nitride is formed on the surface of the wiring protective film 9 by plasma treatment using a mixed gas of H 2 and N 2 . Thereby, for example, during the post-plating process (post-cleaning) using the cleaning liquid (chemical liquid), the wiring protective film 9 is prevented from being dissolved in the cleaning liquid.
この改質後、基板Wを後処理ユニット34に搬送し、ここで、基板Wの表面に形成された配線保護膜9の選択性を向上させて歩留りを高めるためのめっき後処理(後洗浄)を施す。つまり、基板Wの表面に、例えばロールスクラブ洗浄やペンシル洗浄による物理的な力を加えつつ、めっき後処理液(薬液)を基板Wの表面に供給し、これにより、絶縁膜2上に残っている金属微粒子等のめっき残留物を完全に除去して、めっきの選択性を向上させる。この処理液としては、例えば、配線保護膜9に対するエッチングレートが1〜10nm/minの範囲で調合されたエッチング力を持つ有機酸溶液またはフッ素化合物を含む無機酸溶液が使用される。これにより、配線間の絶縁膜上に残留する合金成分や不純物等を効率よく除去して、配線保護膜9の選択性を一層増強させることができる。 After this modification, the substrate W is transported to the post-processing unit 34, where post-plating processing (post-cleaning) for improving the selectivity of the wiring protective film 9 formed on the surface of the substrate W and increasing the yield. Apply. In other words, a post-plating processing solution (chemical solution) is supplied to the surface of the substrate W while applying a physical force by, for example, roll scrub cleaning or pencil cleaning to the surface of the substrate W, thereby remaining on the insulating film 2. The plating residue such as fine metal particles is completely removed to improve the plating selectivity. As this processing solution, for example, an organic acid solution or an inorganic acid solution containing a fluorine compound having an etching power prepared at an etching rate of 1 to 10 nm / min with respect to the wiring protective film 9 is used. Thereby, the alloy components, impurities, etc. remaining on the insulating film between the wirings can be efficiently removed, and the selectivity of the wiring protective film 9 can be further enhanced.
そして、このめっき後処理後の基板Wを乾燥ユニット38に搬送し、ここで必要に応じてリンス処理を行い、しかる後、基板Wを高速で回転させてスピン乾燥させる。
このスピン乾燥後の基板Wを、第1基板搬送ロボット40でロード・アンロードユニット22に搭載された基板カセットに戻す。
Then, the post-plating substrate W is transferred to the drying unit 38, where it is rinsed as necessary, and then the substrate W is rotated at high speed and spin-dried.
The substrate W after the spin drying is returned to the substrate cassette mounted on the load / unload unit 22 by the first substrate transfer robot 40.
これらの処理中に、第1前処理ユニット28、第2前処理ユニット30、無電解めっきユニット32及び後処理ユニット34を内部に配置した筺体26内の酸素濃度を所定の値以下に調整する。これにより、前処理ユニット28による基板の第1前洗浄(第1めっき前処理)、第2前処理ユニット30による基板の第2前洗浄(第2めっき前処理)、無電解めっきユニット32による配線保護膜9の形成及び基板の乾燥処理、及び後処理ユニット34による基板の後洗浄(めっき後処理)を、酸素濃度を所定の値以下に調整した筺体26内で行うことで、配線保護膜9を形成する一連の処理中での配線保護膜9の液中への溶解を更に抑制することができる。 During these processes, the oxygen concentration in the housing 26 in which the first pretreatment unit 28, the second pretreatment unit 30, the electroless plating unit 32, and the posttreatment unit 34 are arranged is adjusted to a predetermined value or less. Thereby, the first pre-cleaning of the substrate by the pre-processing unit 28 (first plating pre-processing), the second pre-cleaning of the substrate by the second pre-processing unit 30 (second plating pre-processing), and the wiring by the electroless plating unit 32 The wiring protective film 9 is formed by performing the formation of the protective film 9, the drying process of the substrate, and the post-cleaning (post-plating process) of the substrate by the post-processing unit 34 in the housing 26 whose oxygen concentration is adjusted to a predetermined value or less. It is possible to further suppress the dissolution of the wiring protective film 9 in the liquid during a series of processes for forming the film.
上記の例では、配線8の表面に、触媒を付与することなく無電解めっきで成膜が可能なCoWBP合金膜からなる配線保護膜9を選択的に形成した例を示しているが、配線保護膜9として、CoWP、CoWB、CoPまたはCoB等の他のコバルト系合金、NiWP、NiWB、NiPまたはNiB等のニッケル系合金からなる膜を使用してもよい。例えば、配線保護膜9として、CoWP合金を使用した場合、無電解めっきに先立って、配線8の表面にPd等の触媒を付与する必要があるが、この触媒付与処理は、例えば第2枚前処理ユニット30における第1処理液として触媒付与処理液を使用することで、配線8の表面にPd等の触媒を付与することができる。 In the above example, the wiring protective film 9 made of a CoWBP alloy film that can be formed by electroless plating without applying a catalyst is selectively formed on the surface of the wiring 8. As the film 9, a film made of another cobalt-based alloy such as CoWP, CoWB, CoP or CoB, or a nickel-based alloy such as NiWP, NiWB, NiP or NiB may be used. For example, when a CoWP alloy is used as the wiring protective film 9, it is necessary to apply a catalyst such as Pd to the surface of the wiring 8 prior to electroless plating. By using the catalyst application treatment liquid as the first treatment liquid in the treatment unit 30, a catalyst such as Pd can be applied to the surface of the wiring 8.
これまで本発明の一実施例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
4 凹部
8 配線
9 配線保護膜
20 装置フレーム
22 ロード・アンロードユニット
24 制御ユニット
26 筺体
28,30 前処理ユニット
32 無電解めっきユニット
34 後処理ユニット
36 改質ユニット
38 乾燥ユニット
58 基板ホルダ
60 処理ヘッド
84 シールリング
86 基板固定リング
92 蛇腹板
100 処理槽
102 蓋体
120 第1処理液タンク
132 第2処理液供給源
200 めっき槽
202 乾燥槽
204 基板ヘッド
230 ハウジング部
232 ヘッド部
234 吸着ヘッド
4 Recess 8 Wiring 9 Wiring Protective Film 20 Device Frame 22 Load / Unload Unit 24 Control Unit 26 Housings 28 and 30 Pretreatment Unit 32 Electroless Plating Unit 34 Post Treatment Unit 36 Reforming Unit 38 Drying Unit 58 Substrate Holder 60 Processing Head 84 Seal ring 86 Substrate fixing ring 92 Bellows plate 100 Processing tank 102 Lid 120 First processing liquid tank 132 Second processing liquid supply source 200 Plating tank 202 Drying tank 204 Substrate head 230 Housing section 232 Head section 234 Adsorption head
Claims (10)
基板の表面に薬液によるめっき前処理を行い、
めっき前処理終了後、直ちに無電解めっきを行って前記配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成することを特徴とする基板処理方法。 Prepare a dry substrate by forming embedded wiring with exposed surface inside the insulating film,
Perform plating pretreatment with chemicals on the surface of the substrate,
A substrate processing method comprising: performing electroless plating immediately after completion of the pre-plating process to selectively form a wiring protective film on the exposed surface of the wiring.
基板の表面に薬液によるめっき前処理を行い、
めっき前処理後の基板の表面に無電解めっきを行って前記配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成し、
無電解めっき終了後、直ちに基板を乾燥させることを特徴とする基板処理方法。 Prepare a dry substrate by forming embedded wiring with exposed surface inside the insulating film,
Perform plating pretreatment with chemicals on the surface of the substrate,
Conducting electroless plating on the surface of the substrate after the plating pretreatment to selectively form a wiring protective film on the exposed surface of the wiring,
A substrate processing method comprising drying a substrate immediately after completion of electroless plating.
基板のめっき後処理を行って基板を再度乾燥させることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の基板処理方法。 The substrate that has been dried after electroless plating is subjected to a modification treatment to modify the wiring protective film or its surface, and then
6. The substrate processing method according to claim 3, wherein a post-plating process of the substrate is performed and the substrate is dried again.
めっき前処理後の基板の表面に無電解めっきを行って前記配線の露出表面に配線保護膜を選択的に形成し、しかる後、基板を乾燥させる無電解めっきユニットを有することを特徴とする基板処理装置。 A pre-processing unit for performing pre-plating treatment with a chemical solution on the surface of the substrate that has been formed by drying the embedded wiring with the surface exposed inside the insulating film and dried;
A substrate having an electroless plating unit for performing electroless plating on the surface of the substrate after pre-plating treatment to selectively form a wiring protective film on the exposed surface of the wiring, and then drying the substrate. Processing equipment.
配線保護膜またはその表面を改質した基板のめっき後処理を行う後処理ユニットを更に有することを特徴とする請求項8または9記載の基板処理装置。 A modification unit for modifying the wiring protective film or its surface;
10. The substrate processing apparatus according to claim 8, further comprising a post-processing unit that performs post-plating processing on the wiring protective film or a substrate whose surface is modified.
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