めっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体
【課題】基板を効率的かつ均一に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することが可能となるめっき処理装置を提供する。
【解決手段】めっき処理装置２０は、基板Ｗを保持して回転させる基板保持機構１１０と、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けてめっき液３５を吐出する吐出機構２１と、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスＧを基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて送り出すガス送出機構１９０と、を備えている。ガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域Ａ１よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。
【解決手段】めっき処理装置２０は、基板Ｗを保持して回転させる基板保持機構１１０と、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けてめっき液３５を吐出する吐出機構２１と、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスＧを基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて送り出すガス送出機構１９０と、を備えている。ガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域Ａ１よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエハや液晶基板などの基板には、表面に回路を形成するための配線が施されている。この配線は、アルミニウム素材に替わって、電気抵抗が低く信頼性の高い銅素材によるものが利用されるようになってきている。しかしながら、銅はアルミニウムと比較して酸化されやすいので、銅配線表面の酸化を防止するために、高いエレクトロマイグレーション耐性を有する金属によってめっき処理することが望まれる。
【０００３】
めっき処理は、例えば、銅配線が形成された基板の表面に無電解めっき液を供給することによって行われる。例えば特許文献１において、基板を回転可能に保持する基板保持機構と、回転している基板上にめっき液を吐出するノズルと、を備えためっき処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、めっき処理中には基板の温度制御を行うことが必要となる。このように基板の温度制御を行う場合、高温に加熱しためっき液を基板に対して供給するほか、基板の裏面に裏面温調水を供給して加熱することが行われている。しかしながら、裏面温調水を使用する場合、めっき処理中およびめっき処理後に発生する廃液に、めっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまう。一般に、めっき液は高価であるため、廃液からめっき液を分離して再利用することが望まれる。しかしながら、廃液にめっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまうと、廃液からめっき液を分離して、めっき液を再利用することがむずかしくなるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１に記載のめっき処理装置のように回転している基板上にめっき液を供給する場合、めっき液は遠心力によって基板の中心側から周縁側に向かって流れていく。この場合、基板上のめっき液の温度は、基板の周縁側に向かうにつれて低くなっていくと考えられる。このため、めっき液の反応条件が、基板上の位置によって異なってしまうことが考えられる。
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板を効率的かつ均一に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することが可能となるめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施の形態による、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置は、前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出機構と、を備え、前記ガス送出機構は、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多くの前記加熱用ガスを送り出すよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施の形態による、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法は、基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板を回転させる工程と、前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一実施の形態による、めっき処理装置にめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体は、前記めっき処理方法が、基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板を回転させる工程と、前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出される、方法からなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを基板保持機構に保持された基板に向けて送り出す。このため、基板を効率的に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。また加熱用ガスは、基板の中心領域よりも基板の周縁領域に向けて多く送り出される。このため、基板の中心領域よりも基板の周縁領域をより重点的に加熱することができる。従って、基板の周縁領域においてめっき液の熱が基板や周辺雰囲気によって奪われることを抑制することができ、これによって、基板の周縁領域におけるめっき液の温度と、基板の中心領域におけるめっき液の温度との間に差が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態によるめっき処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置を示す側面図。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示すバックプレートに設けられた下側送出口の一例を示す図。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示すバックプレートに設けられた下側送出口の一例を示す図。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ａに示すバックプレートに設けられた下側送出口の一例を示す図。
【図３】図３は、図２Ａに示すめっき処理装置の平面図。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置におけるめっき液および加熱用ガスの流れを示す概略図。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態によるめっき処理方法を示すフローチャート。
【図６】図６は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。
【図７】図７は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。
【図８Ａ】図８Ａは、めっき処理装置の変形例を示す概略図。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示すトッププレートに設けられた上側送出口の一例を示す図。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａに示すトッププレートに設けられた上側送出口の一例を示す図。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ａに示すトッププレートに設けられた上側送出口の一例を示す図。
【図９】図９（ａ）は、実施例および比較例において、基板上の温度分布の測定結果を示す図、図９（ｂ）は、実施例および比較例において、基板上に形成されためっき層の厚みの分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。まず図１により、本実施の形態におけるめっき処理システム９０の全体構成について説明する。
【００１４】
めっき処理システム
図１に示すように、めっき処理システム９０は、基板Ｗ（ここでは、半導体ウエハ）を複数枚（たとえば、２５枚）収容するキャリア９１を載置し、基板Ｗを所定枚数ずつ搬入及び搬出するための基板搬入出室９２と、基板Ｗのめっき処理や洗浄処理などの各種の処理を行うための基板処理室９３と、を含んでいる。基板搬入出室９２と基板処理室９３とは、互いに隣接して設けられている。
【００１５】
（基板搬入出室）
基板搬入出室９２は、キャリア載置部９４と、搬送装置９５を収容した搬送室９６と、基板受渡台９７を収容した基板受渡室９８とを有している。基板搬入出室９２においては、搬送室９６と基板受渡室９８とが受渡口９９を介して連通連結されている。キャリア載置部９４には、複数の基板Ｗを水平状態で収容するキャリア９１が複数個載置されている。搬送室９６では、基板Ｗの搬送が行われ、基板受渡室９８では、基板処理室９３との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。
【００１６】
このような基板搬入出室９２においては、キャリア載置部９４に載置されたいずれか１個のキャリア９１と基板受渡台９７との間で、搬送装置９５により基板Ｗが所定枚数ずつ搬送される。
【００１７】
（基板処理室）
また基板処理室９３は、中央部において前後（図１の左右）に伸延する基板搬送ユニット８７と、基板搬送ユニット８７の一方側および他方側において前後に並べて配置され、基板Ｗにめっき液を供給してめっき処理を行う複数のめっき処理装置２０と、を有している。
【００１８】
このうち基板搬送ユニット８７は、前後方向に移動可能に構成した基板搬送装置８８を含んでいる。また基板搬送ユニット８７は、基板受渡室９８の基板受渡台９７に基板搬入出口８９を介して連通している。
【００１９】
このような基板処理室９３においては、各めっき処理装置２０に対して、基板搬送ユニット８７の基板搬送装置８８により、基板Ｗが、１枚ずつ水平に保持した状態で搬送される。そして、各めっき処理装置２０において、基板Ｗが、１枚ずつ洗浄処理及びめっき処理される。
【００２０】
各めっき処理装置２０は、用いられるめっき液などが異なるのみであり、その他の点は略同一の構成からなっている。そのため、以下の説明では、複数のめっき処理装置２０のうち一のめっき処理装置２０の構成について説明する。
【００２１】
めっき処理装置
次に、図２Ａおよび図３を参照して、めっき処理装置２０について説明する。図２Ａは、めっき処理装置２０を示す側面図であり、図３は、めっき処理装置２０を示す平面図である。
【００２２】
めっき処理装置２０は、図２Ａおよび図３に示すように、ケーシング１０１の内部で基板Ｗを保持して回転させる基板保持機構１１０と、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗの表面に向けてめっき液を吐出する吐出機構２１と、吐出機構２１に接続され、吐出機構２１にめっき液を供給するめっき液供給機構３０とを備えている。
【００２３】
このうち基板保持機構１１０の周囲には、基板Ｗから飛散しためっき液等を排出する液排出機構１４０が配置されている。また、基板Ｗの下方（基板Ｗの裏面側）には、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗの裏面に向けて、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスＧを送り出すガス送出機構１９０が設けられている。またガス送出機構１９０には、加熱用ガスＧを加熱してガス送出機構１９０に供給するガス供給機構１７０が接続されている。さらに、基板保持機構１１０、吐出機構２１、めっき液供給機構３０、液排出機構１４０、ガス供給機構１７０およびガス送出機構１９０を制御する制御機構１６０が設けられている。なお「高温の加熱用ガス」とは、基板Ｗ上に吐出されためっき液の温度が低下するのを防ぐことができる程度の温度に加熱された加熱用ガスのことを意味している。例えば、加熱用ガスの温度は、基板Ｗ上に吐出されるめっき液の温度とほぼ等しい温度や、めっき液の温度よりも若干高い温度に設定される。
【００２４】
（基板保持機構）
基板保持機構１１０は、図２Ａおよび図３に示すように、ケーシング１０１内で上下に伸延する中空円筒状の回転軸部材１１１と、回転軸部材１１１の上端部に取り付けられたターンテーブル１１２と、ターンテーブル１１２の上面外周部に設けられ、基板Ｗを支持するウエハチャック１１３と、回転軸部材１１１に連結され、回転軸部材１１１を回転駆動する回転機構１６２と、を有している。
【００２５】
このうち回転機構１６２は、制御機構１６０により制御され、回転軸部材１１１を回転駆動させ、これによって、ウエハチャック１１３により支持されている基板Ｗが回転される。この場合、制御機構１６０は、回転機構１６２を制御することにより、回転軸部材１１１およびウエハチャック１１３を回転させ、あるいは停止させることができる。また、制御機構１６０は、回転軸部材１１１およびウエハチャック１１３の回転数を上昇させ、下降させ、あるいは一定値に維持させるように制御することが可能である。
【００２６】
さらに、基板Ｗの裏面側であってターンテーブル１１２の上方に、基板Ｗから間隙Ｓを空けてバックプレート１７１が配置されている。バックプレート１７１は、ウエハチャック１１３に保持された基板Ｗの裏面に対向し、ウエハチャック１１３に保持された基板Ｗとターンテーブル１１２との間に配設されている。バックプレート１７１は、回転軸部材１１１の軸心を貫通するシャフト１７２に連結固定されている。なお、バックプレート１７１はヒータを内蔵していても良い。さらに、シャフト１７２の下端部には、エアシリンダ等の昇降機構１７９が連結されている。すなわち、バックプレート１７１は、昇降機構１７９およびシャフト１７２により、ウエハチャック１１３で保持された基板Ｗとターンテーブル１１２との間を昇降するように構成されている。
【００２７】
バックプレート１７１の中には、その表面に設けられた複数の開口１７３に連通する第１の流路１７４が形成されており、この第１の流路１７４と、シャフト１７２の軸心を貫通する流体供給路１７５とが連通している。この流体供給路１７５は、バルブ１４６を介して基板Ｗの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構１４５に接続されている。
【００２８】
また、バックプレート１７１は、その表面に設けられた開口（下側送出口）１９１と、バックプレート１７１内部に形成された第２の流路１９２とを有している。このうち第２の流路１９２は、下側送出口１９１に連通するとともに、シャフト１７２を上下に貫通するガス供給路１９３に連通している。このガス供給路１９３は、後述するガス供給機構１７０にバルブ１８８を介して接続されている。すなわち、バックプレート１７１に設けられた下側送出口１９１は、ガス供給機構１７０によって加熱された高温の加熱用ガスＧを基板Ｗの裏面に向けて供給する作用を有する。これら下側送出口１９１、第２の流路１９２およびガス供給路１９３は、基板Ｗの裏面に向けて高温の加熱用ガスＧを送り出す上述のガス送出機構１９０の構成要素として機能する。ガス送出機構１９０の詳細については後述する。
【００２９】
（吐出機構）
次に、基板Ｗに向けてめっき液などを吐出する吐出機構２１について説明する。吐出機構２１は、基板Ｗに向けてＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する第１吐出ノズル４５を含んでいる。化学還元タイプのめっき液は、めっき液供給機構３０から第１吐出ノズル４５に供給される。なお、図２Ａでは１つの第１吐出ノズル４５のみを示しているが、この第１吐出ノズル４５に加えて、基板Ｗに向けてＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する他の吐出ノズル（追加の吐出ノズル）が設けられていても良い。
【００３０】
また吐出機構２１は、図２Ａに示すように、吐出口７１および吐出口７２を含む第２吐出ノズル７０をさらに有していてもよい。図２Ａおよび図３に示すように、第２吐出ノズル７０は、アーム７４の先端部に取り付けられており、このアーム７４は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構１６５により回転駆動される支持軸７３に固定されている。
【００３１】
第２吐出ノズル７０において、吐出口７１は、置換タイプのめっき液、例えばＰｄめっき液を供給するめっき液供給機構７６にバルブ７６ａを介して接続されている。また吐出口７２は、洗浄処理液を供給する洗浄処理液供給機構７７にバルブ７７ａを介して接続されている。このような第２吐出ノズル７０を設けることにより、一のめっき処理装置２０内において、化学還元タイプのめっき液によるめっき処理だけでなく、置換タイプのめっき液によるめっき処理、および洗浄処理を実施することが可能となる。
【００３２】
また図２Ａに示すように、第２吐出ノズル７０の吐出口７２に、めっき処理に先立って実施される前処理のための前処理液、例えば純水などのリンス処理液を供給するリンス処理液供給機構７８がバルブ７８ａを介してさらに接続されていてもよい。この場合、バルブ７７ａおよびバルブ７８ａの開閉を適切に制御することにより、第２吐出ノズル７０から、洗浄処理液またはリンス処理液のいずれかが選択的に基板Ｗに吐出される。
【００３３】
次に第１吐出ノズル４５について説明する。図２Ａおよび図３に示すように、第１吐出ノズル４５は吐出口４６を含んでいる。また第１吐出ノズル４５は、アーム４９の先端部に取り付けられており、このアーム４９は、基板Ｗの半径方向（図２Ａおよび図３において矢印Ｄにより示される方向）において進退自在となるよう構成されていてもよい。この場合、第１吐出ノズル４５は、基板Ｗの中心部に近接する中心位置と、中心位置よりも周縁側にある周縁位置との間で移動可能となっている。
【００３４】
（めっき液供給機構）
次に、吐出機構２１の第１吐出ノズル４５に、ＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を供給するめっき液供給機構３０について説明する。図４は、めっき処理装置２０におけるめっき液および加熱用ガスＧの流れを示す概略図である。
【００３５】
図４に示すように、めっき液供給機構３０は、めっき液３５を貯留するめっき液供給タンク３１と、めっき液供給タンク３１のめっき液３５を吐出機構２１の第１吐出ノズル４５へ供給する供給管３３とを有している。
【００３６】
また図４に示すように、めっき液供給タンク３１には、めっき液３５を貯留温度に加熱するタンク用加熱手段５０が取り付けられている。またタンク用加熱手段５０と第１吐出ノズル４５との間において、供給管３３に、吐出機構２１の第１吐出ノズル４５へ向かうめっき液３５を貯留温度よりも高温の吐出温度に加熱温調する加熱手段６０が取り付けられている。
【００３７】
めっき液供給タンク３１には、めっき液３５の各種の成分が貯蔵されている複数の薬液供給源（図示せず）から各種薬液が供給されている。例えば、Ｃｏイオンを含むＣｏＳＯ４金属塩、還元剤（例えば、次亜リン酸など）、アンモニアおよび添加剤などの薬液が供給されている。この際、めっき液供給タンク３１内に貯留されるめっき液３５の成分が適切に調整されるよう、各種薬液の流量が調整されている。
【００３８】
また、図４に示すように、加熱手段６０は、タンク用加熱手段５０によって貯留温度まで加熱されためっき液３５を、さらに吐出温度まで加熱するためのものである。この加熱手段６０は、温調水等の伝熱媒体６６を吐出温度または吐出温度よりも高い温度に加熱する温度媒体供給手段６１と、供給管３３に取り付けられ、温度媒体供給手段６１からの伝熱媒体６６の熱を供給管３３内のめっき液３５に伝導させることにより温調する温調配管６５とを有している。
【００３９】
ところで、めっき液供給機構３０によって加熱されためっき液を、吐出機構２１を用いて、回転している基板Ｗの中心領域に向けて吐出する場合、めっき液は、遠心力によって基板Ｗの中心側から周縁側に向かって流れていく。この際、基板Ｗの温度または基板Ｗ周辺の雰囲気の温度がめっき液の温度よりも低くなっていると、めっき液の熱が基板Ｗまたは基板Ｗ周辺の雰囲気によって奪われ、この結果、基板Ｗの周縁側に向かって流れるにつれてめっき液の温度が低くなってしまう。このため、めっき液の反応条件が、基板上の位置によって異なってしまうことが考えられる。このような課題を解決するための方法の１つとして、基板Ｗ周辺の雰囲気の温度を一様に高くし、これによってめっき液の温度低下を防ぐことが考えられる。しかしながら、この場合、雰囲気の温度を高くし過ぎると、基板Ｗの周縁側に向かって流れるにつれてめっき液の温度が高くなり、結局、めっき液の反応条件が基板上の位置によって異なってしまうことになる。また、雰囲気の温度を一様に高くすることによって、めっき液やその他の部材が熱によって劣化してしまうことも考えられる。
【００４０】
ここで本実施の形態におけるガス送出機構１９０によれば、基板Ｗ周辺の雰囲気の温度を一様に高くするのではなく、基板Ｗの周縁領域に対応する雰囲気の温度を重点的に高くすることができる。このため、容易かつ効率的に、基板Ｗ上のめっき液の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。以下、ガス送出機構１９０について詳細に説明する。
【００４１】
本実施の形態によるガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域よりも基板Ｗの周縁領域に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。例えば、上述の下側送出口１９１は、基板Ｗの中心領域において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量よりも基板Ｗの周縁領域において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量の方が大きくなるよう、バックプレート１７１に形成されている。これによって、基板Ｗの周縁領域に対応する雰囲気の温度を、基板Ｗの中心領域に対応する雰囲気の温度に比べて重点的に高くすることができる。なお図２Ａにおいて符号Ａ１，Ａ２で示されているように、基板Ｗの半径の１／２の半径を有する円Ｗ’を基板Ｗと同心で描くことによって基板Ｗを区画した場合の、中心側の領域が中心領域Ａ１と定義され、周縁側の領域が周縁領域Ａ２と定義される。
【００４２】
下側送出口１９１の具体的な構成が特に限られることはなく、「周縁領域Ａ２の方が中心領域Ａ１に比べて、単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量が多い」という条件が満たされる限りにおいて、様々な構成が採用され得る。以下、バックプレート１７１に形成される下側送出口１９１の例について、図２Ｂ乃至図２Ｄを参照して説明する。図２Ｂ乃至図２Ｄは各々、下側送出口１９１が形成されたバックプレート１７１の一例を示す平面図である。なお図２Ｂ乃至図２Ｄにおいて、バックプレート１７１の上方に配置される基板Ｗとの対応関係を示すため、基板Ｗが点線で示されている。
【００４３】
例えば図２Ｂに示すように、基板Ｗの半径方向に沿って一列に、複数の円形の下側送出口１９１がバックプレート１７１に形成されていてもよい。また図２Ｃに示すように、基板Ｗの同心円上に並ぶ多数の円形の下側送出口１９１がバックプレート１７１に形成されていてもよい。若しくは図２Ｄに示すように、基板Ｗの円周方向に沿って延びるスリット状の下側送出口１９１がバックプレート１７１に形成されていてもよい。なお、各下側送出口１９１から送り出される加熱用ガスＧの温度および圧力がそれぞれ等しい場合、上述の条件は、「バックプレート１７１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域に形成された下側送出口１９１の面積の方が、基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域に形成された下側送出口１９１の面積よりも、基板Ｗの単位面積あたりで比べた場合に大きくなっている」という条件に等しい。
【００４４】
なお図２Ｂ乃至図２Ｄにおいては、バックプレート１７１において、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域だけでなく基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域にも下側送出口１９１が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、下側送出口１９１は、バックプレート１７１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域にのみ形成されていてもよい。
【００４５】
（ガス供給機構）
ガス供給機構１７０は、上述したように、空気より比熱容量が高い加熱用ガスＧを加熱してガス送出機構１９０に供給するものである。このようなガス供給機構１７０は、図４に示すように、加熱用ガスＧを貯留するガス供給タンク１８１と、ガス供給タンク１８１に貯留された加熱用ガスＧをガス供給路１９３へ供給するガス供給管１８２とを有している。ガス供給タンク１８１には、加熱用ガスＧを加熱温調するガス温調ユニット１８３が接続されており、これにより加熱用ガスＧが所定の温度に加熱されるようになっている。
【００４６】
このような加熱用ガスＧは、空気（比熱容量１．０（Ｊ／ｇ・Ｋ））より比熱容量が高いものであり、具体的には、例えば水蒸気（比熱容量２．１（Ｊ／ｇ・Ｋ））およびヘリウム（比熱容量５．２（Ｊ／ｇ・Ｋ））を挙げることができる。このうち水蒸気を用いることがコスト等の観点から好ましい。
【００４７】
加熱用ガスＧとして水蒸気が用いられる場合、ガス送出機構１９０のガス供給路１９３へ供給される加熱用ガスＧは、必ずしもガス供給タンク１８１から供給されるものに限られない。図４に示すように、ガス供給管１８５を介してガス供給路１９３と加熱手段６０の温度媒体供給手段６１とを連結し、温度媒体供給手段６１の気相に存在する水蒸気をガス供給路１９３へ供給しても良い。また、ガス供給管１８４を介してガス供給路１９３とめっき液供給機構３０のめっき液供給タンク３１とを連結し、めっき液供給タンク３１の気相に存在する水蒸気をガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給しても良い。この場合、温度媒体供給手段６１からの水蒸気、めっき液供給タンク３１からの水蒸気、およびガス供給タンク１８１からの水蒸気のうちいずれか１つまたは２つを用いても良く、これら全て併用しても良い。
【００４８】
また、図４に示すように、追加のガス供給ユニット１８７を設け、ガス供給管１８６を介してガス送出機構１９０のガス供給路１９３と追加のガス供給ユニット１８７とを接続しても良い。この場合、追加のガス供給ユニット１８７は、めっき液３５に含まれる成分のうちの少なくとも一つ（例えばアンモニア）のガスをガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給し、これらの混合ガスを基板Ｗに供給しても良い。また、めっき液供給タンク３１の気相に存在するめっき液３５の成分（例えばアンモニア）を、ガス供給管１８４を介してガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給し、これらの混合ガスを基板Ｗに供給しても良い。なお、この場合、追加のガス供給ユニット１８７からの成分を単独で用いても良く、めっき液供給タンク３１からの成分を単独で用いても良く、追加のガス供給ユニット１８７からの成分とめっき液供給タンク３１からの成分とを併用しても良い。このように、めっき液３５の成分を基板Ｗに向けて供給することにより、めっき処理中に当該成分がめっき液３５から揮発することを防止し、または、めっき処理中にめっき液３５から揮発する当該成分をめっき液３５に対して補充することができる。
【００４９】
（液排出機構）
次に、基板Ｗから飛散しためっき液や洗浄液などを排出する液排出機構１４０について、図２Ａを参照して説明する。
【００５０】
液排出機構１４０は、基板保持機構１１０の周囲に設けられ、排出口１２４、１２９、１３４を有するカップ１０５と、カップ１０５に連結され、カップ１０５を上下方向に昇降駆動させる昇降機構１６４と、カップ１０５に接続され、基板Ｗから飛散しためっき液等をそれぞれ排出口１２４、１２９、１３４に集めて排出する液排出路１２０、１２５、１３０とを有している。図２Ａに示すように、カップ１０５の上部には開口１０５ａが形成されている。
【００５１】
この場合、基板Ｗから飛散した処理液は、液の種類ごとに排出口１２４、１２９、１３４を介して液排出路１２０、１２５、１３０により排出される。例えば、基板Ｗから飛散したＣｏＰめっき液は、めっき液排出路１２０から排出され、基板Ｗから飛散したＰｄめっき液は、めっき液排出路１２５から排出され、基板Ｗから飛散した洗浄液およびリンス処理液は、処理液排出路１３０から排出される。このようにして排出されたＣｏＰめっき液およびＰｄめっき液は、それぞれ回収された後、再利用されても良い。
【００５２】
以上のように構成されるめっき処理装置２０を複数含むめっき処理システム９０は、制御機構１６０に設けた記憶媒体１６１に記録された各種のプログラムに従って制御機構１６０により駆動制御され、これにより基板Ｗに対する様々な処理が行われる。ここで、記憶媒体１６１は、各種の設定データや後述するめっき処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体１６１としては、コンピューターで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。
【００５３】
めっき処理方法
本実施の形態において、めっき処理システム９０およびめっき処理装置２０は、記憶媒体１６１に記録されためっき処理プログラムに従って、基板Ｗにめっき処理を施すよう駆動制御される。以下の説明では、はじめに、一のめっき処理装置２０で基板ＷにＰｄめっき処理を置換めっきにより施し、その後、Ｃｏめっき処理を化学還元めっきにより施す方法について、図５を参照して説明する。
【００５４】
（基板保持工程）
まず、基板搬送ユニット８７の基板搬送装置８８を用いて、１枚の基板Ｗを基板受渡室９８から一のめっき処理装置２０に搬入する。
【００５５】
めっき処理装置２０においては、はじめに、カップ１０５が所定位置まで降下され、次に、搬入された基板Ｗが基板保持機構１１０のウエハチャック１１３によって保持される（基板保持工程Ｓ３００）。その後、液排出機構１４０の排出口１３４と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５が昇降機構１６４により上昇させられる。
【００５６】
（洗浄工程）
次に、リンス処理、前洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程が実行される（Ｓ３０１）。はじめに、リンス処理液供給機構７８のバルブ７８ａが開かれ、これによって、リンス処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。
【００５７】
次に、前洗浄工程が実行される。はじめに、洗浄処理液供給機構７７のバルブ７７ａが開かれ、これによって、洗浄処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。なお、洗浄処理液としては例えばリンゴ酸を用いることができ、リンス処理液としては例えば純水を用いることができる。その後、上述の場合と同様にして、リンス処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。処理後のリンス処理液や洗浄処理液は、カップ１０５の排出口１３４および処理液排出路１３０を介して廃棄される。なお洗浄工程Ｓ３０１および以下の各工程のいずれにおいても、特に言及しない限り、基板Ｗは基板保持機構１１０により第１回転方向Ｒ１（図３）に回転されている。
【００５８】
（Ｐｄめっき工程）
次に、Ｐｄめっき工程が実行される（Ｓ３０２）。このＰｄめっき工程Ｓ３０２は、前洗浄工程後の基板Ｗが乾燥されていない状態の間に、置換めっき処理工程として実行される。このように、基板Ｗが乾燥していない状態で置換めっき処理工程を実行することで、基板Ｗの被めっき面の銅などが酸化してしまい良好に置換めっき処理できなくなることを防止することができる。
【００５９】
Ｐｄめっき工程においては、はじめに、液排出機構１４０の排出口１２９と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５を昇降機構１６４により下降させる。次に、めっき液供給機構７６のバルブ７６ａが開かれ、これによって、Ｐｄを含むめっき液が、基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７１を介して所望の流量で吐出される。このようにして、基板Ｗの表面にＰｄめっきが施される。処理後のめっき液は、カップ１０５の排出口１２９から排出される。排出口１２９から排出されためっき液は、液排出路１２５を介して、回収され再利用されるか、若しくは廃棄される。
【００６０】
（リンス処理工程）
次に、Ｃｏめっき工程に先立って実施される前処理として、例えばリンス処理工程が実行される（Ｓ３０３）。このリンス処理工程Ｓ３０３においては、前処理液として例えばリンス処理液が基板Ｗの表面に供給される。なお、このリンス処理工程の後、薬液処理により基板Ｗを洗浄処理し、その後当該薬液を洗浄するためにリンス処理液を用いてリンス処理を行っても良い。
【００６１】
（Ｃｏめっき工程）
その後、上述の工程Ｓ３０１〜３０３が実行されたのと同一のめっき処理装置２０において、Ｃｏめっき工程が実行される（Ｓ３０４）。このＣｏめっき工程Ｓ３０４は、化学還元めっき処理工程として実行される。
【００６２】
Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、はじめに、制御機構１６０が基板保持機構１１０を制御することにより、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗを回転させる。この状態で、加熱手段６０によって吐出温度に加熱されためっき液３５を、基板Ｗの表面に向けて第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出する。
【００６３】
第１吐出ノズル４５を用いて基板Ｗに向けてめっき液３５を吐出することにより、基板Ｗ上に形成されたＰｄめっき層上に、Ｃｏめっき層が成膜される。Ｃｏめっき層が所定の厚み、例えば１μｍに達した際、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止し、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４が完了する。Ｃｏめっき工程Ｓ３０４に要する時間は、例えば２０分〜４０分程度とすることができる。
【００６４】
なお、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、基板Ｗを常時一定の回転数で回転させる必要はなく、一時的に回転数を上昇または下降させたり、一時的に回転を止めたりしても良い。また、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、第１吐出ノズル４５を基板Ｗの中心側から基板Ｗの周縁側に向けて水平移動（スキャン）しても良い。
【００６５】
また、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、排出口１２４と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５が昇降機構１６４により下降されている。このため、処理後のめっき液３５は、カップ１０５の排出口１２４から排出される。排出された処理後のめっき液３５は、液排出路１２０を介して、回収されて再利用されうる。
【００６６】
ところで本実施の形態においては、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するのと略同時に、制御機構１６０がガス送出機構１９０を制御して、高温の加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板Ｗの裏面に向けて送り出すようになっている。すなわち、ガス送出機構１９０は、ガス供給機構１７０のガス供給タンク１８１に貯留されてガス温調ユニット１８３によって加熱された加熱用ガスＧを、ガス供給管１８２、ガス供給路１９３および第２の流路１９２を順次介して、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて送り出す。あるいは、ガス送出機構１９０は、めっき液供給タンク３１または温度媒体供給手段６１から供給された加熱用ガスＧを、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて送り出す。
【００６７】
ガス送出機構１９０による加熱用ガスＧの送り出しは、第１吐出ノズル４５からめっき液３５が吐出している間連続して行われる。この間、加熱用ガスＧは、基板Ｗとバックプレート１７１との間の間隙Ｓに存在し、基板Ｗを連続的に加熱する。さらに、加熱用ガスＧにより、基板Ｗを介してめっき液３５も加熱される。本実施の形態において、加熱用ガスＧとして、空気より比熱容量が高いガス、例えば水蒸気を用いているので、基板Ｗを効率的に加熱することができる。また上述のように、ガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域Ａ１よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。このため、基板Ｗの裏面側において、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度は、基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高くなっている。これによって、基板Ｗ上のめっき液３５の温度が基板Ｗの周縁側に向かうにつれて低くなってしまうことを抑制することができ、このことにより、基板Ｗ上のめっき液３５の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。従って、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。このように、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する雰囲気の温度を重点的に高くすることにより、めっき液３５やその他の部材を過剰に加熱することなく、めっき液３５が基板Ｗで流れることに起因するめっき液３５の温度の低下を補償することができる。このため、基板Ｗ上におけるめっき液３５の均一な温度分布を効率的に実現することができる。
【００６８】
その後、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止した際、ガス供給機構１７０によるガス送出機構１９０への加熱用ガスＧの供給を停止させ、これによって、ガス送出機構１９０による加熱用ガスＧの送り出しを停止させる。あるいは、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止する前または後に、ガス供給機構１７０による加熱用ガスＧの供給を停止しても良い。
【００６９】
このように、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて、加熱された加熱用ガスＧを送り出すことにより、基板Ｗ周辺の雰囲気温度を制御することができる。これによって、めっき液が基板Ｗの周縁側に向かって流れるにつれてめっき液の温度が低下することを防止することができる。これにより、めっき処理を一定の温度（例えば６０〜９０℃）に保った状態で行うことができ、Ｃｏめっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。しかも、基板Ｗに向けて供給する加熱用ガスＧが気体からなっているので、カップ１０５の排出口１２４から排出されるめっき液３５に加熱用の水等が混ざることが防止され、排出された処理後のめっき液３５を容易に再利用することができる。とりわけＣｏめっき工程Ｓ３０４においては、めっき処理に要する時間が例えば２０分〜４０分と長くなる場合があるため、めっき液３５を再利用することにより、より効率的に廃液の量を減らすことができる。
【００７０】
なお、上述したように、加熱用ガスＧにはめっき液３５に含まれる成分のうちの少なくとも一つ（例えばアンモニア）が含まれていても良い。この場合、めっき処理中に当該成分がめっき液３５から揮発することを防止し、あるいはめっき処理中にめっき液３５から揮発する当該成分をめっき液３５に対して補充することができる。
【００７１】
（洗浄工程）
次に、Ｃｏめっき処理が施された基板Ｗの表面に対して、リンス処理、後洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程Ｓ３０５が実行される。この洗浄工程Ｓ３０５は、上述の洗浄工程Ｓ３０１と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００７２】
（乾燥工程）
その後、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程が実行される（Ｓ３０６）。例えば、ターンテーブル１１２を回転させることにより、基板Ｗに付着している液体が遠心力により外方へ飛ばされ、これによって基板Ｗが乾燥される。すなわち、ターンテーブル１１２が、基板Ｗの表面を乾燥させる乾燥機構としての機能を備えていてもよい。
【００７３】
このようにして、一のめっき処理装置２０において、基板Ｗの表面に対して、はじめにＰｄめっきが置換めっきにより施され、次にＣｏめっきが化学還元めっきにより施される。
【００７４】
その後、基板Ｗは、Ａｕめっき処理用の他のめっき処理装置２０に搬送されてもよい。この場合、他のめっき処理装置２０において、基板Ｗの表面に、置換めっきによりＡｕめっき処理が施される。Ａｕめっき処理の方法は、めっき液および洗浄液が異なる点以外は、Ｐｄめっき処理のための上述の方法と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００７５】
（本実施の形態の作用効果）
このように、本実施の形態によれば、上述のように、空気より比熱容量が高い高温の加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて送り出すので、基板Ｗを効率的に加熱することができ、めっき液３５によるめっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。また、液排出機構１４０から排出されるめっき液に水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。
【００７６】
また本実施の形態によれば、ガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域Ａ１よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。このため、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度を重点的に高くすることができ、このことにより、めっき液３５やその他の部材を過剰に加熱することなく、めっき液３５が基板Ｗで流れることに起因する温度の低下を補償することができる。このため、めっき液３５の均一な温度分布を効率的に実現することができる。
【００７７】
変形例
以下、本実施の形態の各変形例について説明する。
【００７８】
上記実施の形態では、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するのと略同時に、加熱された加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）の基板Ｗの裏面に向けての送り出しを開始する態様を説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するより前に、加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）の基板Ｗの裏面に向けての送り出しを開始してもよい。
【００７９】
この場合、追加のガス供給ユニット１８７（図４）は、不活性ガス（例えば窒素）をガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給しても良い。このように、加熱用ガスＧとともに不活性ガス（例えば窒素）を混合して基板Ｗに向けて送り出すことにより、めっき液３５が供給される前の基板Ｗが、加熱用ガスＧによって酸化されることを防止することができる。
【００８０】
また、上記実施の形態において、図２Ａ乃至図２Ｄにおいて一点鎖線で示されているように、下側送出口１９１よりも基板Ｗの中心側に位置し、下側送出口１９１から送り出された加熱用ガスＧを吸引する下側吸引口１９４がバックプレート１７１に形成されていてもよい。このような下側吸引口１９４を設けることにより、図２Ａにおいて符号Ｇ’が付された矢印で示されているように、基板Ｗの周縁領域Ａ２を加熱した後の加熱用ガスＧは、基板Ｗに沿って基板Ｗの中心側に向かって流れ、そして下側吸引口１９４から排出される。この場合、基板Ｗの中心領域に至る加熱用ガスＧの温度は、基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて送り出された際の温度よりも低くなっている。従って、下側吸引口１９４を設けることにより、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度が基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高いという温度分布を安定に生成することができる。
【００８１】
下側吸引口１９４によって吸引された加熱用ガスＧは、例えば、シャフト１７２を上下に貫通するガス吸引路１９５を介して回収される。回収された加熱用ガスＧは、外部に排出されてもよく、または、ガス供給機構１７０に戻されて再利用されてもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態では、加熱用ガスＧを基板Ｗの裏面に向けて送り出す態様を説明したが、これに限られることはなく、加熱用ガスＧをさらに基板Ｗの表面に向けて送り出してもよい。例えば、図６に示すように、基板Ｗの表面側であって第１吐出ノズル４５の側方にガスノズル１９６を設け、基板Ｗの裏面だけでなく基板Ｗの表面にも加熱用ガスＧを送り出しても良い。この場合、ガスノズル１９６は、ガス供給機構１７０に接続されており、制御機構１６０がガス供給機構１７０を制御することにより、ガスノズル１９６が基板Ｗの表面に向けて高温の加熱用ガスＧを送り出すようになっている。このガスノズル１９６は、バックプレート１７１に設けられた下側送出口１９１の場合と同様に、基板Ｗの中心領域Ａ１において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２においての単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量の方が大きくなるよう構成されている。これによって、基板Ｗの表面側において、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度を、基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高くすることができる。これによって、基板Ｗ上のめっき液３５の温度が基板Ｗの周縁側に向かうにつれて低くなってしまうことを抑制することができ、このことにより、基板Ｗ上のめっき液３５の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。従って、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。
【００８３】
あるいは、図７に示すように、ガスノズル１９６を用いることにより、基板Ｗの表面側からのみ基板Ｗの表面に向けて加熱用ガスＧを送り出し、基板Ｗの裏面には加熱用ガスＧを送り出さなくても良い。この場合においても、基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度を制御することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。
【００８４】
さらに、図８Ａに示すように、基板Ｗの上方に、基板Ｗから離間してトッププレート１５１を配置しても良い。この場合、トッププレート１５１は、カップ１０５の開口１０５ａを覆うようカップ１０５上に配置されており、基板Ｗの表面の略全域を覆うようになっている。また、トッププレート１５１には、基板Ｗの表面に向けて加熱用ガスＧを送り出す上側送出口１９７、および、第１吐出ノズル４５の吐出口４６および第２吐出ノズル７０の吐出口７１に対応する位置に形成された開口１５２が設けられている。ここで、上側送出口１９７は、基板Ｗの中心領域において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量の方が大きくなるようトッププレート１５１に形成されている。これによって、基板Ｗの表面の周縁領域Ａ２に対応する雰囲気を、基板Ｗの表面の中心領域に対応する雰囲気に比べて重点的に加熱することができる。
【００８５】
上側送出口１９７の具体的な構成が特に限られることはなく、「周縁領域Ａ２の方が中心領域Ａ１に比べて、単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量が多い」という条件が満たされる限りにおいて、様々な形状が採用され得る。以下、トッププレート１５１に形成される上側送出口１９７の例について、図８Ｂ乃至図８Ｄを参照して説明する。図８Ｂ乃至図８Ｄは各々、上側送出口１９７が形成されたトッププレート１５１の一例を示す平面図である。なお図８Ｂ乃至図８Ｄにおいて、トッププレート１５１の上方に配置される基板Ｗとの対応関係を示すため、基板Ｗが点線で示されている。
【００８６】
例えば図８Ｂに示すように、基板Ｗの半径方向に沿って一列に、複数の円形の上側送出口１９７がトッププレート１５１に形成されていてもよい。また図８Ｃに示すように、基板Ｗの同心円上に並ぶ多数の円形の上側送出口１９７がトッププレート１５１に形成されていてもよい。若しくは図８Ｄに示すように、基板Ｗの円周方向に沿って延びるスリット状の上側送出口１９７がトッププレート１５１に形成されていてもよい。各上側送出口１９７には、ガス供給路１９８を介してガス供給機構１７０から加熱用ガスＧが供給される。なお、各１９７から送り出される加熱用ガスＧの温度および圧力がそれぞれ等しい場合、上述の条件は、「トッププレート１５１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域に形成された上側送出口１９７の面積の方が、基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域に形成された上側送出口１９７の面積よりも、基板Ｗの単位面積あたりで比べた場合に大きくなっている」という条件に等しい。
【００８７】
なお図８Ｂ乃至図８Ｄにおいては、トッププレート１５１において、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域だけでなく基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域にも上側送出口１９７が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、上側送出口１９７は、トッププレート１５１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域にのみ形成されていてもよい。
【００８８】
さらに、トッププレート１５１は、昇降機構１５４に連結されており、制御機構１６０によって制御されることにより、カップ１０５とともに昇降可能となっている。また、トッププレート１５１は、昇降機構１５４によりカップ１０５に対して独立して昇降可能にもなっている。これにより、上述した基板保持工程Ｓ３００において、基板Ｗを基板保持機構１１０に対して搬入および搬出することが可能となる。
【００８９】
このように、基板Ｗの上方に、基板Ｗの表面側の略全域を覆うトッププレート１５１を設けたことにより、バックプレート１７１の下側送出口１９１およびトッププレート１５１の上側送出口１９７から送り出される加熱用ガスＧ、あるいはめっき液３５から発生したガス（例えば水蒸気）が基板Ｗとトッププレート１５１との間の空間に存在している。このことにより、基板Ｗおよびめっき液３５をより効率的に加熱することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることがより確実になる。
【００９０】
また、図８Ａ乃至図８Ｄにおいて一点鎖線で示すように、図２Ａ乃至図２Ｄに示す実施の形態の場合と同様に、上側送出口１９７よりも基板Ｗの中心側に位置し、上側送出口１９７から送り出された加熱用ガスＧを吸引する上側吸引口１９９がトッププレート１５１に形成されていてもよい。このような上側吸引口１９９を設けることにより、図８Ａにおいて符号Ｇ’が付された矢印で示されているように、基板Ｗの周縁領域Ａ２を加熱した後の加熱用ガスＧは、基板Ｗに沿って基板Ｗの中心側に向かって流れ、そして上側吸引口１９９から排出される。この場合、基板Ｗの中心領域Ａ１に至る加熱用ガスＧの温度は、基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて送り出された際の温度よりも低くなっている。従って、上側吸引口１９９を設けることにより、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度が基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高いという温度分布を安定に生成することができる。
【００９１】
また、図８Ａに示す形態において、図６に示す形態の場合と同様に、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて加熱用ガスＧをさらに送り出してもよい。
【００９２】
また、図６乃至図８Ｄにおいて、上記実施の形態と同様、追加のガス供給ユニット１８７（図４）を用いることにより、ガスノズル１９６または上側送出口１９７から送り出される加熱用ガスＧに、めっき液３５に含まれる成分（例えばアンモニア）および／または不活性ガス（例えば窒素）を混合しても良い。
【００９３】
さらに、図６乃至図８Ｄに示す形態では、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、ガスノズル１９６または上側送出口１９７からから基板Ｗの表面側に加熱用ガスＧを送り出すタイミングは、必ずしも第１吐出ノズル４５の吐出口４６からめっき液３５を吐出するタイミングと略同時とは限らない。基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度が低下することを補償するのに十分であれば、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するよりも後に、加熱用ガスＧをガスノズル１９６または上側送出口１９７から基板Ｗの表面に向けて送り出してもよい。
【００９４】
なお、図６乃至図８Ｄにおいて、図１乃至図４に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９５】
さらに、上記各実施の形態においては、ガス送出機構１９０から鉛直方向に沿って基板Ｗに向けて加熱用ガスＧが吹き付けられる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、ガス送出機構１９０は、水平方向に沿って基板Ｗの周縁側から中心側に向かうよう加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出してもよい。この場合も、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する雰囲気の温度を重点的に高くすることができ、これによって、容易かつ効率的に、基板Ｗ上のめっき液の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。
【００９６】
また、上記各実施形態においては、所定の温度に加熱された加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出す例を示したが、これに限られるものではない。例えば、めっき処理中に加熱用ガスＧの温度を任意の温度に変化させてもよい。この場合はめっき処理中において指定した時間毎に温度を変化させてもよく、また、基板Ｗの回転数に応じて加熱用ガスＧの温度が変化するようにしてもよい。一例として、基板Ｗ上に初期のめっき層が薄く形成される工程の際のめっき処理の温度と、初期のめっき層上にさらなるめっき層が積層されていく工程の際のめっき処理の温度と、がそれぞれ最適な温度となるよう、加熱用ガスＧの温度を任意の温度に変化させることが考えられる。加熱用ガスＧの温度の変化については、例えば、ガス送出機構１９０に新たに加熱手段（図示しない）を設け温度を変えるようにしてもよく、または、所定の温度に加熱された加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出す際のガス送出機構１９０と基板Ｗとの距離(例えば、ガスノズル１９６と基板との距離)を近づけたり離したりすることで加熱用ガスＧの温度を変化させてもよい。これによって、基板Ｗ上のめっき液３５の温度をより細かく制御することでき、このため、より適切な条件下でめっき液３５の反応を進行させることができ、このことにより、めっき層の成長を基板Ｗの面内で略均一にすることができる。
【００９７】
さらにまた、上記実施の形態において、第１吐出ノズル４５から基板Ｗに向けて吐出される化学還元タイプのめっき液３５として、ＣｏＰめっき液が用いられる例を示した。しかしながら、用いられるめっき液３５はＣｏＰめっき液に限られることはなく、様々なめっき液３５が用いられ得る。例えば、化学還元タイプのめっき液３５として、ＣｏＷＢめっき液、ＣｏＷＰめっき液、ＣｏＢめっき液またはＮｉＰめっき液など、様々なめっき液３５が用いられ得る。
【実施例】
【００９８】
（実施例１）
直径３００ｍｍの基板Ｗを回転させながら、約８０度に加熱されたＮｉＰめっき液を基板Ｗの表面の中心領域Ａ１に向けて吐出した。これによって、約１０分間にわたって、基板Ｗに対するめっき処理をほどこした。この際、基板Ｗを上方から覆うようトッププレート１５１を配置した。また、トッププレート１５１に設けられた上側送出口１９７を用いて、約９０度に加熱された水蒸気からなる加熱用ガスＧを基板Ｗの表面の周縁領域Ａ２に向けて送り出した。
【００９９】
めっき処理の間における、基板Ｗ上の温度分布を測定した。結果を図９（ａ）に示す。また、めっき処理の後に得られたＮｉＰめっき層の厚みの分布を測定した。結果を図９（ｂ）に示す。なお図９（ａ）（ｂ）において、横軸は、基板Ｗの中心点からの位置を示している。具体的には、図９（ａ）（ｂ）の横軸において、「０」が基板Ｗの中心点に対応しており、「±１５０」が基板Ｗの周縁に対応している。
【０１００】
（比較例１）
加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出さなかったこと以外は実施例１の場合と同様にして、基板Ｗに対するめっき処理を実施した。この場合の、基板Ｗ上の温度分布の測定結果、および得られためっき層の厚みの分布の測定結果を、実施例１の結果と併せて図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。
【０１０１】
図９（ａ）に示すように、加熱用ガスＧを基板Ｗの表面の周縁領域Ａ２に向けて送り出すことにより、中心領域Ａ１における基板Ｗの温度と周縁領域Ａ２における基板Ｗの温度との差を小さくすることができた。この結果、図９（ｂ）に示すように、めっき層の成長を基板Ｗの面内で略均一にすることができた。
【符号の説明】
【０１０２】
２０ めっき処理装置
２１ 吐出機構
１１０ 基板保持機構
１９０ ガス送出機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウエハや液晶基板などの基板には、表面に回路を形成するための配線が施されている。この配線は、アルミニウム素材に替わって、電気抵抗が低く信頼性の高い銅素材によるものが利用されるようになってきている。しかしながら、銅はアルミニウムと比較して酸化されやすいので、銅配線表面の酸化を防止するために、高いエレクトロマイグレーション耐性を有する金属によってめっき処理することが望まれる。
【０００３】
めっき処理は、例えば、銅配線が形成された基板の表面に無電解めっき液を供給することによって行われる。例えば特許文献１において、基板を回転可能に保持する基板保持機構と、回転している基板上にめっき液を吐出するノズルと、を備えためっき処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、めっき処理中には基板の温度制御を行うことが必要となる。このように基板の温度制御を行う場合、高温に加熱しためっき液を基板に対して供給するほか、基板の裏面に裏面温調水を供給して加熱することが行われている。しかしながら、裏面温調水を使用する場合、めっき処理中およびめっき処理後に発生する廃液に、めっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまう。一般に、めっき液は高価であるため、廃液からめっき液を分離して再利用することが望まれる。しかしながら、廃液にめっき液と裏面温調水とが両方混ざってしまうと、廃液からめっき液を分離して、めっき液を再利用することがむずかしくなるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献１に記載のめっき処理装置のように回転している基板上にめっき液を供給する場合、めっき液は遠心力によって基板の中心側から周縁側に向かって流れていく。この場合、基板上のめっき液の温度は、基板の周縁側に向かうにつれて低くなっていくと考えられる。このため、めっき液の反応条件が、基板上の位置によって異なってしまうことが考えられる。
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板を効率的かつ均一に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することが可能となるめっき処理装置、めっき処理方法および記憶媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施の形態による、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置は、前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出機構と、を備え、前記ガス送出機構は、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多くの前記加熱用ガスを送り出すよう構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の一実施の形態による、基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法は、基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板を回転させる工程と、前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一実施の形態による、めっき処理装置にめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体は、前記めっき処理方法が、基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、前記基板を回転させる工程と、前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出される、方法からなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを基板保持機構に保持された基板に向けて送り出す。このため、基板を効率的に加熱することができるとともに、排出されるめっき液に温調水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。また加熱用ガスは、基板の中心領域よりも基板の周縁領域に向けて多く送り出される。このため、基板の中心領域よりも基板の周縁領域をより重点的に加熱することができる。従って、基板の周縁領域においてめっき液の熱が基板や周辺雰囲気によって奪われることを抑制することができ、これによって、基板の周縁領域におけるめっき液の温度と、基板の中心領域におけるめっき液の温度との間に差が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態によるめっき処理システムの全体構成を示す平面図。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置を示す側面図。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示すバックプレートに設けられた下側送出口の一例を示す図。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示すバックプレートに設けられた下側送出口の一例を示す図。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ａに示すバックプレートに設けられた下側送出口の一例を示す図。
【図３】図３は、図２Ａに示すめっき処理装置の平面図。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態によるめっき処理装置におけるめっき液および加熱用ガスの流れを示す概略図。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態によるめっき処理方法を示すフローチャート。
【図６】図６は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。
【図７】図７は、めっき処理装置の変形例を示す概略図。
【図８Ａ】図８Ａは、めっき処理装置の変形例を示す概略図。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示すトッププレートに設けられた上側送出口の一例を示す図。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａに示すトッププレートに設けられた上側送出口の一例を示す図。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ａに示すトッププレートに設けられた上側送出口の一例を示す図。
【図９】図９（ａ）は、実施例および比較例において、基板上の温度分布の測定結果を示す図、図９（ｂ）は、実施例および比較例において、基板上に形成されためっき層の厚みの分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。まず図１により、本実施の形態におけるめっき処理システム９０の全体構成について説明する。
【００１４】
めっき処理システム
図１に示すように、めっき処理システム９０は、基板Ｗ（ここでは、半導体ウエハ）を複数枚（たとえば、２５枚）収容するキャリア９１を載置し、基板Ｗを所定枚数ずつ搬入及び搬出するための基板搬入出室９２と、基板Ｗのめっき処理や洗浄処理などの各種の処理を行うための基板処理室９３と、を含んでいる。基板搬入出室９２と基板処理室９３とは、互いに隣接して設けられている。
【００１５】
（基板搬入出室）
基板搬入出室９２は、キャリア載置部９４と、搬送装置９５を収容した搬送室９６と、基板受渡台９７を収容した基板受渡室９８とを有している。基板搬入出室９２においては、搬送室９６と基板受渡室９８とが受渡口９９を介して連通連結されている。キャリア載置部９４には、複数の基板Ｗを水平状態で収容するキャリア９１が複数個載置されている。搬送室９６では、基板Ｗの搬送が行われ、基板受渡室９８では、基板処理室９３との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。
【００１６】
このような基板搬入出室９２においては、キャリア載置部９４に載置されたいずれか１個のキャリア９１と基板受渡台９７との間で、搬送装置９５により基板Ｗが所定枚数ずつ搬送される。
【００１７】
（基板処理室）
また基板処理室９３は、中央部において前後（図１の左右）に伸延する基板搬送ユニット８７と、基板搬送ユニット８７の一方側および他方側において前後に並べて配置され、基板Ｗにめっき液を供給してめっき処理を行う複数のめっき処理装置２０と、を有している。
【００１８】
このうち基板搬送ユニット８７は、前後方向に移動可能に構成した基板搬送装置８８を含んでいる。また基板搬送ユニット８７は、基板受渡室９８の基板受渡台９７に基板搬入出口８９を介して連通している。
【００１９】
このような基板処理室９３においては、各めっき処理装置２０に対して、基板搬送ユニット８７の基板搬送装置８８により、基板Ｗが、１枚ずつ水平に保持した状態で搬送される。そして、各めっき処理装置２０において、基板Ｗが、１枚ずつ洗浄処理及びめっき処理される。
【００２０】
各めっき処理装置２０は、用いられるめっき液などが異なるのみであり、その他の点は略同一の構成からなっている。そのため、以下の説明では、複数のめっき処理装置２０のうち一のめっき処理装置２０の構成について説明する。
【００２１】
めっき処理装置
次に、図２Ａおよび図３を参照して、めっき処理装置２０について説明する。図２Ａは、めっき処理装置２０を示す側面図であり、図３は、めっき処理装置２０を示す平面図である。
【００２２】
めっき処理装置２０は、図２Ａおよび図３に示すように、ケーシング１０１の内部で基板Ｗを保持して回転させる基板保持機構１１０と、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗの表面に向けてめっき液を吐出する吐出機構２１と、吐出機構２１に接続され、吐出機構２１にめっき液を供給するめっき液供給機構３０とを備えている。
【００２３】
このうち基板保持機構１１０の周囲には、基板Ｗから飛散しためっき液等を排出する液排出機構１４０が配置されている。また、基板Ｗの下方（基板Ｗの裏面側）には、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗの裏面に向けて、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスＧを送り出すガス送出機構１９０が設けられている。またガス送出機構１９０には、加熱用ガスＧを加熱してガス送出機構１９０に供給するガス供給機構１７０が接続されている。さらに、基板保持機構１１０、吐出機構２１、めっき液供給機構３０、液排出機構１４０、ガス供給機構１７０およびガス送出機構１９０を制御する制御機構１６０が設けられている。なお「高温の加熱用ガス」とは、基板Ｗ上に吐出されためっき液の温度が低下するのを防ぐことができる程度の温度に加熱された加熱用ガスのことを意味している。例えば、加熱用ガスの温度は、基板Ｗ上に吐出されるめっき液の温度とほぼ等しい温度や、めっき液の温度よりも若干高い温度に設定される。
【００２４】
（基板保持機構）
基板保持機構１１０は、図２Ａおよび図３に示すように、ケーシング１０１内で上下に伸延する中空円筒状の回転軸部材１１１と、回転軸部材１１１の上端部に取り付けられたターンテーブル１１２と、ターンテーブル１１２の上面外周部に設けられ、基板Ｗを支持するウエハチャック１１３と、回転軸部材１１１に連結され、回転軸部材１１１を回転駆動する回転機構１６２と、を有している。
【００２５】
このうち回転機構１６２は、制御機構１６０により制御され、回転軸部材１１１を回転駆動させ、これによって、ウエハチャック１１３により支持されている基板Ｗが回転される。この場合、制御機構１６０は、回転機構１６２を制御することにより、回転軸部材１１１およびウエハチャック１１３を回転させ、あるいは停止させることができる。また、制御機構１６０は、回転軸部材１１１およびウエハチャック１１３の回転数を上昇させ、下降させ、あるいは一定値に維持させるように制御することが可能である。
【００２６】
さらに、基板Ｗの裏面側であってターンテーブル１１２の上方に、基板Ｗから間隙Ｓを空けてバックプレート１７１が配置されている。バックプレート１７１は、ウエハチャック１１３に保持された基板Ｗの裏面に対向し、ウエハチャック１１３に保持された基板Ｗとターンテーブル１１２との間に配設されている。バックプレート１７１は、回転軸部材１１１の軸心を貫通するシャフト１７２に連結固定されている。なお、バックプレート１７１はヒータを内蔵していても良い。さらに、シャフト１７２の下端部には、エアシリンダ等の昇降機構１７９が連結されている。すなわち、バックプレート１７１は、昇降機構１７９およびシャフト１７２により、ウエハチャック１１３で保持された基板Ｗとターンテーブル１１２との間を昇降するように構成されている。
【００２７】
バックプレート１７１の中には、その表面に設けられた複数の開口１７３に連通する第１の流路１７４が形成されており、この第１の流路１７４と、シャフト１７２の軸心を貫通する流体供給路１７５とが連通している。この流体供給路１７５は、バルブ１４６を介して基板Ｗの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構１４５に接続されている。
【００２８】
また、バックプレート１７１は、その表面に設けられた開口（下側送出口）１９１と、バックプレート１７１内部に形成された第２の流路１９２とを有している。このうち第２の流路１９２は、下側送出口１９１に連通するとともに、シャフト１７２を上下に貫通するガス供給路１９３に連通している。このガス供給路１９３は、後述するガス供給機構１７０にバルブ１８８を介して接続されている。すなわち、バックプレート１７１に設けられた下側送出口１９１は、ガス供給機構１７０によって加熱された高温の加熱用ガスＧを基板Ｗの裏面に向けて供給する作用を有する。これら下側送出口１９１、第２の流路１９２およびガス供給路１９３は、基板Ｗの裏面に向けて高温の加熱用ガスＧを送り出す上述のガス送出機構１９０の構成要素として機能する。ガス送出機構１９０の詳細については後述する。
【００２９】
（吐出機構）
次に、基板Ｗに向けてめっき液などを吐出する吐出機構２１について説明する。吐出機構２１は、基板Ｗに向けてＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する第１吐出ノズル４５を含んでいる。化学還元タイプのめっき液は、めっき液供給機構３０から第１吐出ノズル４５に供給される。なお、図２Ａでは１つの第１吐出ノズル４５のみを示しているが、この第１吐出ノズル４５に加えて、基板Ｗに向けてＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を吐出する他の吐出ノズル（追加の吐出ノズル）が設けられていても良い。
【００３０】
また吐出機構２１は、図２Ａに示すように、吐出口７１および吐出口７２を含む第２吐出ノズル７０をさらに有していてもよい。図２Ａおよび図３に示すように、第２吐出ノズル７０は、アーム７４の先端部に取り付けられており、このアーム７４は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構１６５により回転駆動される支持軸７３に固定されている。
【００３１】
第２吐出ノズル７０において、吐出口７１は、置換タイプのめっき液、例えばＰｄめっき液を供給するめっき液供給機構７６にバルブ７６ａを介して接続されている。また吐出口７２は、洗浄処理液を供給する洗浄処理液供給機構７７にバルブ７７ａを介して接続されている。このような第２吐出ノズル７０を設けることにより、一のめっき処理装置２０内において、化学還元タイプのめっき液によるめっき処理だけでなく、置換タイプのめっき液によるめっき処理、および洗浄処理を実施することが可能となる。
【００３２】
また図２Ａに示すように、第２吐出ノズル７０の吐出口７２に、めっき処理に先立って実施される前処理のための前処理液、例えば純水などのリンス処理液を供給するリンス処理液供給機構７８がバルブ７８ａを介してさらに接続されていてもよい。この場合、バルブ７７ａおよびバルブ７８ａの開閉を適切に制御することにより、第２吐出ノズル７０から、洗浄処理液またはリンス処理液のいずれかが選択的に基板Ｗに吐出される。
【００３３】
次に第１吐出ノズル４５について説明する。図２Ａおよび図３に示すように、第１吐出ノズル４５は吐出口４６を含んでいる。また第１吐出ノズル４５は、アーム４９の先端部に取り付けられており、このアーム４９は、基板Ｗの半径方向（図２Ａおよび図３において矢印Ｄにより示される方向）において進退自在となるよう構成されていてもよい。この場合、第１吐出ノズル４５は、基板Ｗの中心部に近接する中心位置と、中心位置よりも周縁側にある周縁位置との間で移動可能となっている。
【００３４】
（めっき液供給機構）
次に、吐出機構２１の第１吐出ノズル４５に、ＣｏＰめっき液などの化学還元タイプのめっき液を供給するめっき液供給機構３０について説明する。図４は、めっき処理装置２０におけるめっき液および加熱用ガスＧの流れを示す概略図である。
【００３５】
図４に示すように、めっき液供給機構３０は、めっき液３５を貯留するめっき液供給タンク３１と、めっき液供給タンク３１のめっき液３５を吐出機構２１の第１吐出ノズル４５へ供給する供給管３３とを有している。
【００３６】
また図４に示すように、めっき液供給タンク３１には、めっき液３５を貯留温度に加熱するタンク用加熱手段５０が取り付けられている。またタンク用加熱手段５０と第１吐出ノズル４５との間において、供給管３３に、吐出機構２１の第１吐出ノズル４５へ向かうめっき液３５を貯留温度よりも高温の吐出温度に加熱温調する加熱手段６０が取り付けられている。
【００３７】
めっき液供給タンク３１には、めっき液３５の各種の成分が貯蔵されている複数の薬液供給源（図示せず）から各種薬液が供給されている。例えば、Ｃｏイオンを含むＣｏＳＯ４金属塩、還元剤（例えば、次亜リン酸など）、アンモニアおよび添加剤などの薬液が供給されている。この際、めっき液供給タンク３１内に貯留されるめっき液３５の成分が適切に調整されるよう、各種薬液の流量が調整されている。
【００３８】
また、図４に示すように、加熱手段６０は、タンク用加熱手段５０によって貯留温度まで加熱されためっき液３５を、さらに吐出温度まで加熱するためのものである。この加熱手段６０は、温調水等の伝熱媒体６６を吐出温度または吐出温度よりも高い温度に加熱する温度媒体供給手段６１と、供給管３３に取り付けられ、温度媒体供給手段６１からの伝熱媒体６６の熱を供給管３３内のめっき液３５に伝導させることにより温調する温調配管６５とを有している。
【００３９】
ところで、めっき液供給機構３０によって加熱されためっき液を、吐出機構２１を用いて、回転している基板Ｗの中心領域に向けて吐出する場合、めっき液は、遠心力によって基板Ｗの中心側から周縁側に向かって流れていく。この際、基板Ｗの温度または基板Ｗ周辺の雰囲気の温度がめっき液の温度よりも低くなっていると、めっき液の熱が基板Ｗまたは基板Ｗ周辺の雰囲気によって奪われ、この結果、基板Ｗの周縁側に向かって流れるにつれてめっき液の温度が低くなってしまう。このため、めっき液の反応条件が、基板上の位置によって異なってしまうことが考えられる。このような課題を解決するための方法の１つとして、基板Ｗ周辺の雰囲気の温度を一様に高くし、これによってめっき液の温度低下を防ぐことが考えられる。しかしながら、この場合、雰囲気の温度を高くし過ぎると、基板Ｗの周縁側に向かって流れるにつれてめっき液の温度が高くなり、結局、めっき液の反応条件が基板上の位置によって異なってしまうことになる。また、雰囲気の温度を一様に高くすることによって、めっき液やその他の部材が熱によって劣化してしまうことも考えられる。
【００４０】
ここで本実施の形態におけるガス送出機構１９０によれば、基板Ｗ周辺の雰囲気の温度を一様に高くするのではなく、基板Ｗの周縁領域に対応する雰囲気の温度を重点的に高くすることができる。このため、容易かつ効率的に、基板Ｗ上のめっき液の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。以下、ガス送出機構１９０について詳細に説明する。
【００４１】
本実施の形態によるガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域よりも基板Ｗの周縁領域に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。例えば、上述の下側送出口１９１は、基板Ｗの中心領域において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量よりも基板Ｗの周縁領域において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量の方が大きくなるよう、バックプレート１７１に形成されている。これによって、基板Ｗの周縁領域に対応する雰囲気の温度を、基板Ｗの中心領域に対応する雰囲気の温度に比べて重点的に高くすることができる。なお図２Ａにおいて符号Ａ１，Ａ２で示されているように、基板Ｗの半径の１／２の半径を有する円Ｗ’を基板Ｗと同心で描くことによって基板Ｗを区画した場合の、中心側の領域が中心領域Ａ１と定義され、周縁側の領域が周縁領域Ａ２と定義される。
【００４２】
下側送出口１９１の具体的な構成が特に限られることはなく、「周縁領域Ａ２の方が中心領域Ａ１に比べて、単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量が多い」という条件が満たされる限りにおいて、様々な構成が採用され得る。以下、バックプレート１７１に形成される下側送出口１９１の例について、図２Ｂ乃至図２Ｄを参照して説明する。図２Ｂ乃至図２Ｄは各々、下側送出口１９１が形成されたバックプレート１７１の一例を示す平面図である。なお図２Ｂ乃至図２Ｄにおいて、バックプレート１７１の上方に配置される基板Ｗとの対応関係を示すため、基板Ｗが点線で示されている。
【００４３】
例えば図２Ｂに示すように、基板Ｗの半径方向に沿って一列に、複数の円形の下側送出口１９１がバックプレート１７１に形成されていてもよい。また図２Ｃに示すように、基板Ｗの同心円上に並ぶ多数の円形の下側送出口１９１がバックプレート１７１に形成されていてもよい。若しくは図２Ｄに示すように、基板Ｗの円周方向に沿って延びるスリット状の下側送出口１９１がバックプレート１７１に形成されていてもよい。なお、各下側送出口１９１から送り出される加熱用ガスＧの温度および圧力がそれぞれ等しい場合、上述の条件は、「バックプレート１７１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域に形成された下側送出口１９１の面積の方が、基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域に形成された下側送出口１９１の面積よりも、基板Ｗの単位面積あたりで比べた場合に大きくなっている」という条件に等しい。
【００４４】
なお図２Ｂ乃至図２Ｄにおいては、バックプレート１７１において、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域だけでなく基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域にも下側送出口１９１が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、下側送出口１９１は、バックプレート１７１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域にのみ形成されていてもよい。
【００４５】
（ガス供給機構）
ガス供給機構１７０は、上述したように、空気より比熱容量が高い加熱用ガスＧを加熱してガス送出機構１９０に供給するものである。このようなガス供給機構１７０は、図４に示すように、加熱用ガスＧを貯留するガス供給タンク１８１と、ガス供給タンク１８１に貯留された加熱用ガスＧをガス供給路１９３へ供給するガス供給管１８２とを有している。ガス供給タンク１８１には、加熱用ガスＧを加熱温調するガス温調ユニット１８３が接続されており、これにより加熱用ガスＧが所定の温度に加熱されるようになっている。
【００４６】
このような加熱用ガスＧは、空気（比熱容量１．０（Ｊ／ｇ・Ｋ））より比熱容量が高いものであり、具体的には、例えば水蒸気（比熱容量２．１（Ｊ／ｇ・Ｋ））およびヘリウム（比熱容量５．２（Ｊ／ｇ・Ｋ））を挙げることができる。このうち水蒸気を用いることがコスト等の観点から好ましい。
【００４７】
加熱用ガスＧとして水蒸気が用いられる場合、ガス送出機構１９０のガス供給路１９３へ供給される加熱用ガスＧは、必ずしもガス供給タンク１８１から供給されるものに限られない。図４に示すように、ガス供給管１８５を介してガス供給路１９３と加熱手段６０の温度媒体供給手段６１とを連結し、温度媒体供給手段６１の気相に存在する水蒸気をガス供給路１９３へ供給しても良い。また、ガス供給管１８４を介してガス供給路１９３とめっき液供給機構３０のめっき液供給タンク３１とを連結し、めっき液供給タンク３１の気相に存在する水蒸気をガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給しても良い。この場合、温度媒体供給手段６１からの水蒸気、めっき液供給タンク３１からの水蒸気、およびガス供給タンク１８１からの水蒸気のうちいずれか１つまたは２つを用いても良く、これら全て併用しても良い。
【００４８】
また、図４に示すように、追加のガス供給ユニット１８７を設け、ガス供給管１８６を介してガス送出機構１９０のガス供給路１９３と追加のガス供給ユニット１８７とを接続しても良い。この場合、追加のガス供給ユニット１８７は、めっき液３５に含まれる成分のうちの少なくとも一つ（例えばアンモニア）のガスをガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給し、これらの混合ガスを基板Ｗに供給しても良い。また、めっき液供給タンク３１の気相に存在するめっき液３５の成分（例えばアンモニア）を、ガス供給管１８４を介してガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給し、これらの混合ガスを基板Ｗに供給しても良い。なお、この場合、追加のガス供給ユニット１８７からの成分を単独で用いても良く、めっき液供給タンク３１からの成分を単独で用いても良く、追加のガス供給ユニット１８７からの成分とめっき液供給タンク３１からの成分とを併用しても良い。このように、めっき液３５の成分を基板Ｗに向けて供給することにより、めっき処理中に当該成分がめっき液３５から揮発することを防止し、または、めっき処理中にめっき液３５から揮発する当該成分をめっき液３５に対して補充することができる。
【００４９】
（液排出機構）
次に、基板Ｗから飛散しためっき液や洗浄液などを排出する液排出機構１４０について、図２Ａを参照して説明する。
【００５０】
液排出機構１４０は、基板保持機構１１０の周囲に設けられ、排出口１２４、１２９、１３４を有するカップ１０５と、カップ１０５に連結され、カップ１０５を上下方向に昇降駆動させる昇降機構１６４と、カップ１０５に接続され、基板Ｗから飛散しためっき液等をそれぞれ排出口１２４、１２９、１３４に集めて排出する液排出路１２０、１２５、１３０とを有している。図２Ａに示すように、カップ１０５の上部には開口１０５ａが形成されている。
【００５１】
この場合、基板Ｗから飛散した処理液は、液の種類ごとに排出口１２４、１２９、１３４を介して液排出路１２０、１２５、１３０により排出される。例えば、基板Ｗから飛散したＣｏＰめっき液は、めっき液排出路１２０から排出され、基板Ｗから飛散したＰｄめっき液は、めっき液排出路１２５から排出され、基板Ｗから飛散した洗浄液およびリンス処理液は、処理液排出路１３０から排出される。このようにして排出されたＣｏＰめっき液およびＰｄめっき液は、それぞれ回収された後、再利用されても良い。
【００５２】
以上のように構成されるめっき処理装置２０を複数含むめっき処理システム９０は、制御機構１６０に設けた記憶媒体１６１に記録された各種のプログラムに従って制御機構１６０により駆動制御され、これにより基板Ｗに対する様々な処理が行われる。ここで、記憶媒体１６１は、各種の設定データや後述するめっき処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体１６１としては、コンピューターで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。
【００５３】
めっき処理方法
本実施の形態において、めっき処理システム９０およびめっき処理装置２０は、記憶媒体１６１に記録されためっき処理プログラムに従って、基板Ｗにめっき処理を施すよう駆動制御される。以下の説明では、はじめに、一のめっき処理装置２０で基板ＷにＰｄめっき処理を置換めっきにより施し、その後、Ｃｏめっき処理を化学還元めっきにより施す方法について、図５を参照して説明する。
【００５４】
（基板保持工程）
まず、基板搬送ユニット８７の基板搬送装置８８を用いて、１枚の基板Ｗを基板受渡室９８から一のめっき処理装置２０に搬入する。
【００５５】
めっき処理装置２０においては、はじめに、カップ１０５が所定位置まで降下され、次に、搬入された基板Ｗが基板保持機構１１０のウエハチャック１１３によって保持される（基板保持工程Ｓ３００）。その後、液排出機構１４０の排出口１３４と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５が昇降機構１６４により上昇させられる。
【００５６】
（洗浄工程）
次に、リンス処理、前洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程が実行される（Ｓ３０１）。はじめに、リンス処理液供給機構７８のバルブ７８ａが開かれ、これによって、リンス処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。
【００５７】
次に、前洗浄工程が実行される。はじめに、洗浄処理液供給機構７７のバルブ７７ａが開かれ、これによって、洗浄処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。なお、洗浄処理液としては例えばリンゴ酸を用いることができ、リンス処理液としては例えば純水を用いることができる。その後、上述の場合と同様にして、リンス処理液が基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７２を介して供給される。処理後のリンス処理液や洗浄処理液は、カップ１０５の排出口１３４および処理液排出路１３０を介して廃棄される。なお洗浄工程Ｓ３０１および以下の各工程のいずれにおいても、特に言及しない限り、基板Ｗは基板保持機構１１０により第１回転方向Ｒ１（図３）に回転されている。
【００５８】
（Ｐｄめっき工程）
次に、Ｐｄめっき工程が実行される（Ｓ３０２）。このＰｄめっき工程Ｓ３０２は、前洗浄工程後の基板Ｗが乾燥されていない状態の間に、置換めっき処理工程として実行される。このように、基板Ｗが乾燥していない状態で置換めっき処理工程を実行することで、基板Ｗの被めっき面の銅などが酸化してしまい良好に置換めっき処理できなくなることを防止することができる。
【００５９】
Ｐｄめっき工程においては、はじめに、液排出機構１４０の排出口１２９と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５を昇降機構１６４により下降させる。次に、めっき液供給機構７６のバルブ７６ａが開かれ、これによって、Ｐｄを含むめっき液が、基板Ｗの表面に第２吐出ノズル７０の吐出口７１を介して所望の流量で吐出される。このようにして、基板Ｗの表面にＰｄめっきが施される。処理後のめっき液は、カップ１０５の排出口１２９から排出される。排出口１２９から排出されためっき液は、液排出路１２５を介して、回収され再利用されるか、若しくは廃棄される。
【００６０】
（リンス処理工程）
次に、Ｃｏめっき工程に先立って実施される前処理として、例えばリンス処理工程が実行される（Ｓ３０３）。このリンス処理工程Ｓ３０３においては、前処理液として例えばリンス処理液が基板Ｗの表面に供給される。なお、このリンス処理工程の後、薬液処理により基板Ｗを洗浄処理し、その後当該薬液を洗浄するためにリンス処理液を用いてリンス処理を行っても良い。
【００６１】
（Ｃｏめっき工程）
その後、上述の工程Ｓ３０１〜３０３が実行されたのと同一のめっき処理装置２０において、Ｃｏめっき工程が実行される（Ｓ３０４）。このＣｏめっき工程Ｓ３０４は、化学還元めっき処理工程として実行される。
【００６２】
Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、はじめに、制御機構１６０が基板保持機構１１０を制御することにより、基板保持機構１１０に保持された基板Ｗを回転させる。この状態で、加熱手段６０によって吐出温度に加熱されためっき液３５を、基板Ｗの表面に向けて第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出する。
【００６３】
第１吐出ノズル４５を用いて基板Ｗに向けてめっき液３５を吐出することにより、基板Ｗ上に形成されたＰｄめっき層上に、Ｃｏめっき層が成膜される。Ｃｏめっき層が所定の厚み、例えば１μｍに達した際、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止し、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４が完了する。Ｃｏめっき工程Ｓ３０４に要する時間は、例えば２０分〜４０分程度とすることができる。
【００６４】
なお、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、基板Ｗを常時一定の回転数で回転させる必要はなく、一時的に回転数を上昇または下降させたり、一時的に回転を止めたりしても良い。また、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、第１吐出ノズル４５を基板Ｗの中心側から基板Ｗの周縁側に向けて水平移動（スキャン）しても良い。
【００６５】
また、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４においては、排出口１２４と基板Ｗの外周端縁とが対向する位置までカップ１０５が昇降機構１６４により下降されている。このため、処理後のめっき液３５は、カップ１０５の排出口１２４から排出される。排出された処理後のめっき液３５は、液排出路１２０を介して、回収されて再利用されうる。
【００６６】
ところで本実施の形態においては、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するのと略同時に、制御機構１６０がガス送出機構１９０を制御して、高温の加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板Ｗの裏面に向けて送り出すようになっている。すなわち、ガス送出機構１９０は、ガス供給機構１７０のガス供給タンク１８１に貯留されてガス温調ユニット１８３によって加熱された加熱用ガスＧを、ガス供給管１８２、ガス供給路１９３および第２の流路１９２を順次介して、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて送り出す。あるいは、ガス送出機構１９０は、めっき液供給タンク３１または温度媒体供給手段６１から供給された加熱用ガスＧを、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて送り出す。
【００６７】
ガス送出機構１９０による加熱用ガスＧの送り出しは、第１吐出ノズル４５からめっき液３５が吐出している間連続して行われる。この間、加熱用ガスＧは、基板Ｗとバックプレート１７１との間の間隙Ｓに存在し、基板Ｗを連続的に加熱する。さらに、加熱用ガスＧにより、基板Ｗを介してめっき液３５も加熱される。本実施の形態において、加熱用ガスＧとして、空気より比熱容量が高いガス、例えば水蒸気を用いているので、基板Ｗを効率的に加熱することができる。また上述のように、ガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域Ａ１よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。このため、基板Ｗの裏面側において、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度は、基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高くなっている。これによって、基板Ｗ上のめっき液３５の温度が基板Ｗの周縁側に向かうにつれて低くなってしまうことを抑制することができ、このことにより、基板Ｗ上のめっき液３５の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。従って、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。このように、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する雰囲気の温度を重点的に高くすることにより、めっき液３５やその他の部材を過剰に加熱することなく、めっき液３５が基板Ｗで流れることに起因するめっき液３５の温度の低下を補償することができる。このため、基板Ｗ上におけるめっき液３５の均一な温度分布を効率的に実現することができる。
【００６８】
その後、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止した際、ガス供給機構１７０によるガス送出機構１９０への加熱用ガスＧの供給を停止させ、これによって、ガス送出機構１９０による加熱用ガスＧの送り出しを停止させる。あるいは、第１吐出ノズル４５からのめっき液３５の吐出が停止する前または後に、ガス供給機構１７０による加熱用ガスＧの供給を停止しても良い。
【００６９】
このように、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて、加熱された加熱用ガスＧを送り出すことにより、基板Ｗ周辺の雰囲気温度を制御することができる。これによって、めっき液が基板Ｗの周縁側に向かって流れるにつれてめっき液の温度が低下することを防止することができる。これにより、めっき処理を一定の温度（例えば６０〜９０℃）に保った状態で行うことができ、Ｃｏめっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。しかも、基板Ｗに向けて供給する加熱用ガスＧが気体からなっているので、カップ１０５の排出口１２４から排出されるめっき液３５に加熱用の水等が混ざることが防止され、排出された処理後のめっき液３５を容易に再利用することができる。とりわけＣｏめっき工程Ｓ３０４においては、めっき処理に要する時間が例えば２０分〜４０分と長くなる場合があるため、めっき液３５を再利用することにより、より効率的に廃液の量を減らすことができる。
【００７０】
なお、上述したように、加熱用ガスＧにはめっき液３５に含まれる成分のうちの少なくとも一つ（例えばアンモニア）が含まれていても良い。この場合、めっき処理中に当該成分がめっき液３５から揮発することを防止し、あるいはめっき処理中にめっき液３５から揮発する当該成分をめっき液３５に対して補充することができる。
【００７１】
（洗浄工程）
次に、Ｃｏめっき処理が施された基板Ｗの表面に対して、リンス処理、後洗浄処理およびその後のリンス処理からなる洗浄工程Ｓ３０５が実行される。この洗浄工程Ｓ３０５は、上述の洗浄工程Ｓ３０１と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００７２】
（乾燥工程）
その後、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程が実行される（Ｓ３０６）。例えば、ターンテーブル１１２を回転させることにより、基板Ｗに付着している液体が遠心力により外方へ飛ばされ、これによって基板Ｗが乾燥される。すなわち、ターンテーブル１１２が、基板Ｗの表面を乾燥させる乾燥機構としての機能を備えていてもよい。
【００７３】
このようにして、一のめっき処理装置２０において、基板Ｗの表面に対して、はじめにＰｄめっきが置換めっきにより施され、次にＣｏめっきが化学還元めっきにより施される。
【００７４】
その後、基板Ｗは、Ａｕめっき処理用の他のめっき処理装置２０に搬送されてもよい。この場合、他のめっき処理装置２０において、基板Ｗの表面に、置換めっきによりＡｕめっき処理が施される。Ａｕめっき処理の方法は、めっき液および洗浄液が異なる点以外は、Ｐｄめっき処理のための上述の方法と略同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００７５】
（本実施の形態の作用効果）
このように、本実施の形態によれば、上述のように、空気より比熱容量が高い高温の加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）を基板保持機構１１０に保持された基板Ｗに向けて送り出すので、基板Ｗを効率的に加熱することができ、めっき液３５によるめっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。また、液排出機構１４０から排出されるめっき液に水等が混ざることを防止し、めっき液を容易に再利用することができる。
【００７６】
また本実施の形態によれば、ガス送出機構１９０は、基板Ｗの中心領域Ａ１よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて多くの加熱用ガスＧを送り出すよう構成されている。このため、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度を重点的に高くすることができ、このことにより、めっき液３５やその他の部材を過剰に加熱することなく、めっき液３５が基板Ｗで流れることに起因する温度の低下を補償することができる。このため、めっき液３５の均一な温度分布を効率的に実現することができる。
【００７７】
変形例
以下、本実施の形態の各変形例について説明する。
【００７８】
上記実施の形態では、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するのと略同時に、加熱された加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）の基板Ｗの裏面に向けての送り出しを開始する態様を説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するより前に、加熱用ガスＧ（例えば水蒸気）の基板Ｗの裏面に向けての送り出しを開始してもよい。
【００７９】
この場合、追加のガス供給ユニット１８７（図４）は、不活性ガス（例えば窒素）をガス供給路１９３中の加熱用ガスＧに供給しても良い。このように、加熱用ガスＧとともに不活性ガス（例えば窒素）を混合して基板Ｗに向けて送り出すことにより、めっき液３５が供給される前の基板Ｗが、加熱用ガスＧによって酸化されることを防止することができる。
【００８０】
また、上記実施の形態において、図２Ａ乃至図２Ｄにおいて一点鎖線で示されているように、下側送出口１９１よりも基板Ｗの中心側に位置し、下側送出口１９１から送り出された加熱用ガスＧを吸引する下側吸引口１９４がバックプレート１７１に形成されていてもよい。このような下側吸引口１９４を設けることにより、図２Ａにおいて符号Ｇ’が付された矢印で示されているように、基板Ｗの周縁領域Ａ２を加熱した後の加熱用ガスＧは、基板Ｗに沿って基板Ｗの中心側に向かって流れ、そして下側吸引口１９４から排出される。この場合、基板Ｗの中心領域に至る加熱用ガスＧの温度は、基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて送り出された際の温度よりも低くなっている。従って、下側吸引口１９４を設けることにより、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度が基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高いという温度分布を安定に生成することができる。
【００８１】
下側吸引口１９４によって吸引された加熱用ガスＧは、例えば、シャフト１７２を上下に貫通するガス吸引路１９５を介して回収される。回収された加熱用ガスＧは、外部に排出されてもよく、または、ガス供給機構１７０に戻されて再利用されてもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態では、加熱用ガスＧを基板Ｗの裏面に向けて送り出す態様を説明したが、これに限られることはなく、加熱用ガスＧをさらに基板Ｗの表面に向けて送り出してもよい。例えば、図６に示すように、基板Ｗの表面側であって第１吐出ノズル４５の側方にガスノズル１９６を設け、基板Ｗの裏面だけでなく基板Ｗの表面にも加熱用ガスＧを送り出しても良い。この場合、ガスノズル１９６は、ガス供給機構１７０に接続されており、制御機構１６０がガス供給機構１７０を制御することにより、ガスノズル１９６が基板Ｗの表面に向けて高温の加熱用ガスＧを送り出すようになっている。このガスノズル１９６は、バックプレート１７１に設けられた下側送出口１９１の場合と同様に、基板Ｗの中心領域Ａ１において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２においての単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量の方が大きくなるよう構成されている。これによって、基板Ｗの表面側において、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度を、基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高くすることができる。これによって、基板Ｗ上のめっき液３５の温度が基板Ｗの周縁側に向かうにつれて低くなってしまうことを抑制することができ、このことにより、基板Ｗ上のめっき液３５の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。従って、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。
【００８３】
あるいは、図７に示すように、ガスノズル１９６を用いることにより、基板Ｗの表面側からのみ基板Ｗの表面に向けて加熱用ガスＧを送り出し、基板Ｗの裏面には加熱用ガスＧを送り出さなくても良い。この場合においても、基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度を制御することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることができる。
【００８４】
さらに、図８Ａに示すように、基板Ｗの上方に、基板Ｗから離間してトッププレート１５１を配置しても良い。この場合、トッププレート１５１は、カップ１０５の開口１０５ａを覆うようカップ１０５上に配置されており、基板Ｗの表面の略全域を覆うようになっている。また、トッププレート１５１には、基板Ｗの表面に向けて加熱用ガスＧを送り出す上側送出口１９７、および、第１吐出ノズル４５の吐出口４６および第２吐出ノズル７０の吐出口７１に対応する位置に形成された開口１５２が設けられている。ここで、上側送出口１９７は、基板Ｗの中心領域において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量よりも基板Ｗの周縁領域Ａ２において単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量の方が大きくなるようトッププレート１５１に形成されている。これによって、基板Ｗの表面の周縁領域Ａ２に対応する雰囲気を、基板Ｗの表面の中心領域に対応する雰囲気に比べて重点的に加熱することができる。
【００８５】
上側送出口１９７の具体的な構成が特に限られることはなく、「周縁領域Ａ２の方が中心領域Ａ１に比べて、単位面積あたりに吹き付けられる加熱用ガスＧの量が多い」という条件が満たされる限りにおいて、様々な形状が採用され得る。以下、トッププレート１５１に形成される上側送出口１９７の例について、図８Ｂ乃至図８Ｄを参照して説明する。図８Ｂ乃至図８Ｄは各々、上側送出口１９７が形成されたトッププレート１５１の一例を示す平面図である。なお図８Ｂ乃至図８Ｄにおいて、トッププレート１５１の上方に配置される基板Ｗとの対応関係を示すため、基板Ｗが点線で示されている。
【００８６】
例えば図８Ｂに示すように、基板Ｗの半径方向に沿って一列に、複数の円形の上側送出口１９７がトッププレート１５１に形成されていてもよい。また図８Ｃに示すように、基板Ｗの同心円上に並ぶ多数の円形の上側送出口１９７がトッププレート１５１に形成されていてもよい。若しくは図８Ｄに示すように、基板Ｗの円周方向に沿って延びるスリット状の上側送出口１９７がトッププレート１５１に形成されていてもよい。各上側送出口１９７には、ガス供給路１９８を介してガス供給機構１７０から加熱用ガスＧが供給される。なお、各１９７から送り出される加熱用ガスＧの温度および圧力がそれぞれ等しい場合、上述の条件は、「トッププレート１５１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域に形成された上側送出口１９７の面積の方が、基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域に形成された上側送出口１９７の面積よりも、基板Ｗの単位面積あたりで比べた場合に大きくなっている」という条件に等しい。
【００８７】
なお図８Ｂ乃至図８Ｄにおいては、トッププレート１５１において、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域だけでなく基板Ｗの中心領域Ａ１に対応する領域にも上側送出口１９７が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、上側送出口１９７は、トッププレート１５１のうち基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する領域にのみ形成されていてもよい。
【００８８】
さらに、トッププレート１５１は、昇降機構１５４に連結されており、制御機構１６０によって制御されることにより、カップ１０５とともに昇降可能となっている。また、トッププレート１５１は、昇降機構１５４によりカップ１０５に対して独立して昇降可能にもなっている。これにより、上述した基板保持工程Ｓ３００において、基板Ｗを基板保持機構１１０に対して搬入および搬出することが可能となる。
【００８９】
このように、基板Ｗの上方に、基板Ｗの表面側の略全域を覆うトッププレート１５１を設けたことにより、バックプレート１７１の下側送出口１９１およびトッププレート１５１の上側送出口１９７から送り出される加熱用ガスＧ、あるいはめっき液３５から発生したガス（例えば水蒸気）が基板Ｗとトッププレート１５１との間の空間に存在している。このことにより、基板Ｗおよびめっき液３５をより効率的に加熱することができ、めっき層の成長を基板Ｗの面内で均一にすることがより確実になる。
【００９０】
また、図８Ａ乃至図８Ｄにおいて一点鎖線で示すように、図２Ａ乃至図２Ｄに示す実施の形態の場合と同様に、上側送出口１９７よりも基板Ｗの中心側に位置し、上側送出口１９７から送り出された加熱用ガスＧを吸引する上側吸引口１９９がトッププレート１５１に形成されていてもよい。このような上側吸引口１９９を設けることにより、図８Ａにおいて符号Ｇ’が付された矢印で示されているように、基板Ｗの周縁領域Ａ２を加熱した後の加熱用ガスＧは、基板Ｗに沿って基板Ｗの中心側に向かって流れ、そして上側吸引口１９９から排出される。この場合、基板Ｗの中心領域Ａ１に至る加熱用ガスＧの温度は、基板Ｗの周縁領域Ａ２に向けて送り出された際の温度よりも低くなっている。従って、上側吸引口１９９を設けることにより、基板Ｗの周縁領域Ａ２の周辺の雰囲気の温度が基板Ｗの中心領域Ａ１の周辺の雰囲気の温度よりも高いという温度分布を安定に生成することができる。
【００９１】
また、図８Ａに示す形態において、図６に示す形態の場合と同様に、バックプレート１７１の下側送出口１９１から基板Ｗの裏面に向けて加熱用ガスＧをさらに送り出してもよい。
【００９２】
また、図６乃至図８Ｄにおいて、上記実施の形態と同様、追加のガス供給ユニット１８７（図４）を用いることにより、ガスノズル１９６または上側送出口１９７から送り出される加熱用ガスＧに、めっき液３５に含まれる成分（例えばアンモニア）および／または不活性ガス（例えば窒素）を混合しても良い。
【００９３】
さらに、図６乃至図８Ｄに示す形態では、Ｃｏめっき工程Ｓ３０４において、ガスノズル１９６または上側送出口１９７からから基板Ｗの表面側に加熱用ガスＧを送り出すタイミングは、必ずしも第１吐出ノズル４５の吐出口４６からめっき液３５を吐出するタイミングと略同時とは限らない。基板Ｗ表面におけるめっき液３５の温度が低下することを補償するのに十分であれば、めっき液３５を第１吐出ノズル４５の吐出口４６から吐出するよりも後に、加熱用ガスＧをガスノズル１９６または上側送出口１９７から基板Ｗの表面に向けて送り出してもよい。
【００９４】
なお、図６乃至図８Ｄにおいて、図１乃至図４に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９５】
さらに、上記各実施の形態においては、ガス送出機構１９０から鉛直方向に沿って基板Ｗに向けて加熱用ガスＧが吹き付けられる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、ガス送出機構１９０は、水平方向に沿って基板Ｗの周縁側から中心側に向かうよう加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出してもよい。この場合も、基板Ｗの周縁領域Ａ２に対応する雰囲気の温度を重点的に高くすることができ、これによって、容易かつ効率的に、基板Ｗ上のめっき液の温度分布を位置に依らず略均一にすることができる。
【００９６】
また、上記各実施形態においては、所定の温度に加熱された加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出す例を示したが、これに限られるものではない。例えば、めっき処理中に加熱用ガスＧの温度を任意の温度に変化させてもよい。この場合はめっき処理中において指定した時間毎に温度を変化させてもよく、また、基板Ｗの回転数に応じて加熱用ガスＧの温度が変化するようにしてもよい。一例として、基板Ｗ上に初期のめっき層が薄く形成される工程の際のめっき処理の温度と、初期のめっき層上にさらなるめっき層が積層されていく工程の際のめっき処理の温度と、がそれぞれ最適な温度となるよう、加熱用ガスＧの温度を任意の温度に変化させることが考えられる。加熱用ガスＧの温度の変化については、例えば、ガス送出機構１９０に新たに加熱手段（図示しない）を設け温度を変えるようにしてもよく、または、所定の温度に加熱された加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出す際のガス送出機構１９０と基板Ｗとの距離(例えば、ガスノズル１９６と基板との距離)を近づけたり離したりすることで加熱用ガスＧの温度を変化させてもよい。これによって、基板Ｗ上のめっき液３５の温度をより細かく制御することでき、このため、より適切な条件下でめっき液３５の反応を進行させることができ、このことにより、めっき層の成長を基板Ｗの面内で略均一にすることができる。
【００９７】
さらにまた、上記実施の形態において、第１吐出ノズル４５から基板Ｗに向けて吐出される化学還元タイプのめっき液３５として、ＣｏＰめっき液が用いられる例を示した。しかしながら、用いられるめっき液３５はＣｏＰめっき液に限られることはなく、様々なめっき液３５が用いられ得る。例えば、化学還元タイプのめっき液３５として、ＣｏＷＢめっき液、ＣｏＷＰめっき液、ＣｏＢめっき液またはＮｉＰめっき液など、様々なめっき液３５が用いられ得る。
【実施例】
【００９８】
（実施例１）
直径３００ｍｍの基板Ｗを回転させながら、約８０度に加熱されたＮｉＰめっき液を基板Ｗの表面の中心領域Ａ１に向けて吐出した。これによって、約１０分間にわたって、基板Ｗに対するめっき処理をほどこした。この際、基板Ｗを上方から覆うようトッププレート１５１を配置した。また、トッププレート１５１に設けられた上側送出口１９７を用いて、約９０度に加熱された水蒸気からなる加熱用ガスＧを基板Ｗの表面の周縁領域Ａ２に向けて送り出した。
【００９９】
めっき処理の間における、基板Ｗ上の温度分布を測定した。結果を図９（ａ）に示す。また、めっき処理の後に得られたＮｉＰめっき層の厚みの分布を測定した。結果を図９（ｂ）に示す。なお図９（ａ）（ｂ）において、横軸は、基板Ｗの中心点からの位置を示している。具体的には、図９（ａ）（ｂ）の横軸において、「０」が基板Ｗの中心点に対応しており、「±１５０」が基板Ｗの周縁に対応している。
【０１００】
（比較例１）
加熱用ガスＧを基板Ｗに向けて送り出さなかったこと以外は実施例１の場合と同様にして、基板Ｗに対するめっき処理を実施した。この場合の、基板Ｗ上の温度分布の測定結果、および得られためっき層の厚みの分布の測定結果を、実施例１の結果と併せて図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。
【０１０１】
図９（ａ）に示すように、加熱用ガスＧを基板Ｗの表面の周縁領域Ａ２に向けて送り出すことにより、中心領域Ａ１における基板Ｗの温度と周縁領域Ａ２における基板Ｗの温度との差を小さくすることができた。この結果、図９（ｂ）に示すように、めっき層の成長を基板Ｗの面内で略均一にすることができた。
【符号の説明】
【０１０２】
２０ めっき処理装置
２１ 吐出機構
１１０ 基板保持機構
１９０ ガス送出機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出機構と、を備え、
前記ガス送出機構は、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多くの前記加熱用ガスを送り出すよう構成されていることを特徴とするめっき処理装置。
【請求項２】
前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とする請求項１記載のめっき処理装置。
【請求項３】
前記ガス送出機構は、前記基板の裏面側から前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項１または２記載のめっき処理装置。
【請求項４】
前記基板の裏面側に前記基板から間隙を空けて配置されたバックプレートをさらに備え、
前記ガス送出機構は、前記バックプレートに設けられた下側送出口から前記基板の裏面に向けて前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項３記載のめっき処理装置。
【請求項５】
前記バックプレートに、前記下側送出口よりも前記基板の中心側に位置し、前記下側送出口から送り出された前記加熱用ガスを吸引する下側吸引口が形成されていることを特徴とする請求項４記載のめっき処理装置。
【請求項６】
前記ガス送出機構は、前記基板の表面側から前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のめっき処理装置。
【請求項７】
前記基板の表面側に前記基板から間隙を空けて配置されたトッププレートをさらに備え、
前記ガス送出機構は、前記トッププレートに設けられた上側送出口から前記基板の表面に向けて前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項６記載のめっき処理装置。
【請求項８】
前記トッププレートに、前記上側送出口よりも前記基板の中心側に位置し、前記上側送出口から送り出された前記加熱用ガスを吸引する上側吸引口が形成されていることを特徴とする請求項７記載のめっき処理装置。
【請求項９】
前記基板保持機構の周囲に配置され、上部に開口を有し、前記基板から飛散した前記めっき液を排出する液排出機構をさらに備え、
前記トッププレートは、前記基板に前記めっき液が供給される際、前記液排出機構の前記開口を上方から覆うよう配置されることを特徴とする請求項７または８記載のめっき処理装置。
【請求項１０】
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法において、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板を回転させる工程と、
前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、
前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、
前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出されることを特徴とするめっき処理方法。
【請求項１１】
前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とする請求項１０記載のめっき処理方法。
【請求項１２】
前記基板の周縁領域に向けて送り出された前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域に対応する位置に設けられた吸引口によって吸引されることを特徴とする請求項１０または１１記載のめっき処理方法。
【請求項１３】
めっき処理装置にめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記めっき処理方法は、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板を回転させる工程と、
前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、
前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、
前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出される、方法からなっていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理装置において、
前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて前記めっき液を吐出する吐出機構と、
空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出機構と、を備え、
前記ガス送出機構は、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多くの前記加熱用ガスを送り出すよう構成されていることを特徴とするめっき処理装置。
【請求項２】
前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とする請求項１記載のめっき処理装置。
【請求項３】
前記ガス送出機構は、前記基板の裏面側から前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項１または２記載のめっき処理装置。
【請求項４】
前記基板の裏面側に前記基板から間隙を空けて配置されたバックプレートをさらに備え、
前記ガス送出機構は、前記バックプレートに設けられた下側送出口から前記基板の裏面に向けて前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項３記載のめっき処理装置。
【請求項５】
前記バックプレートに、前記下側送出口よりも前記基板の中心側に位置し、前記下側送出口から送り出された前記加熱用ガスを吸引する下側吸引口が形成されていることを特徴とする請求項４記載のめっき処理装置。
【請求項６】
前記ガス送出機構は、前記基板の表面側から前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のめっき処理装置。
【請求項７】
前記基板の表面側に前記基板から間隙を空けて配置されたトッププレートをさらに備え、
前記ガス送出機構は、前記トッププレートに設けられた上側送出口から前記基板の表面に向けて前記加熱用ガスを送り出すことを特徴とする請求項６記載のめっき処理装置。
【請求項８】
前記トッププレートに、前記上側送出口よりも前記基板の中心側に位置し、前記上側送出口から送り出された前記加熱用ガスを吸引する上側吸引口が形成されていることを特徴とする請求項７記載のめっき処理装置。
【請求項９】
前記基板保持機構の周囲に配置され、上部に開口を有し、前記基板から飛散した前記めっき液を排出する液排出機構をさらに備え、
前記トッププレートは、前記基板に前記めっき液が供給される際、前記液排出機構の前記開口を上方から覆うよう配置されることを特徴とする請求項７または８記載のめっき処理装置。
【請求項１０】
基板にめっき液を供給してめっき処理を行うめっき処理方法において、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板を回転させる工程と、
前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、
前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、
前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出されることを特徴とするめっき処理方法。
【請求項１１】
前記加熱用ガスは、水蒸気からなることを特徴とする請求項１０記載のめっき処理方法。
【請求項１２】
前記基板の周縁領域に向けて送り出された前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域に対応する位置に設けられた吸引口によって吸引されることを特徴とする請求項１０または１１記載のめっき処理方法。
【請求項１３】
めっき処理装置にめっき処理方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記めっき処理方法は、
基板保持機構によって前記基板を保持する保持工程と、
前記基板を回転させる工程と、
前記基板に向けて吐出機構から前記めっき液を吐出するめっき工程と、を備え、
前記めっき工程は、空気より比熱容量が高い気体からなる高温の加熱用ガスを前記基板保持機構に保持された前記基板に向けて送り出すガス送出工程を含み、
前記ガス送出工程において、前記加熱用ガスは、前記基板の中心領域よりも前記基板の周縁領域に向けて多く送り出される、方法からなっていることを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１２８４６（Ｐ２０１３−１１２８４６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９３９５（Ｐ２０１１−２５９３９５）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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