無電解めっき方法及び無電解めっき装置
【課題】触媒付与処理及び／または無電解めっきに先立って、基板の表面から防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面に均一な膜厚の保護膜を成膜できるようにする。
【解決手段】内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行い、前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与し、しかる後、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する。
【解決手段】内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行い、前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与し、しかる後、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき方法及び無電解めっき装置に関し、特に半導体ウェーハ等の基板の表面に設けた配線用凹部に銅等を配線材料（導電体）として埋め込んで構成した埋込み配線の露出表面に、該配線の露出表面を保護する保護膜を選択的に形成するのに使用される無電解めっき方法及び無電解めっき装置に関する。本発明の無電解めっき方法及び無電解めっき装置は、例えばＭＲＡＭの磁性膜製造工程やフラットパネル製造工程などにも適用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の配線形成プロセスとして、トレンチやビアホール等の配線用凹部に金属（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トレンチやビアホールに、アルミニウム、近年では銅や銀等の金属をめっきによって埋め込んだ後、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。
【０００３】
近年、半導体デバイスの高速化・微細化の加速とともに、アルミニウムを代わって銅配線／低誘電率層間絶縁膜材（Ｌｏｗ−Ｋ）のダマシンプロセス（配線の埋込み）は益々重要になって来ている。更に、デバイスの信頼性を高めるには、銅配線のエレクトロマイグレーション（ＥＭ）耐性を増強させることが不可欠である。対策の一つとして、銅配線上に選択的にコバルト（Ｃｏ）合金膜を形成することで、ＥＭの耐性を向上させるために顕著な効果が実証されている。また、形成されたコバルト膜が銅または酸素（Ｏ２）の拡散を防ぐ役割を十分に果たせれば、従来のプロセスに使われる誘電率が高い絶縁材のキャップ層を省くことが可能となり、各配線層間の実効誘電率を一層下げることが期待できる。成膜の方法について、無電解めっき法は金属と絶縁材を混在する表面に対して、金属上のみに選択的に成膜できる固有な性質を持つため、銅配線上へコバルト合金薄膜を形成するのに最適な方法と考えられる。以上のことから、無電解めっきによるコバルト合金膜形成する（無電解キャップめっき）技術は、次世代高信頼性の銅配線構築における最も有望な新規プロセスと考えられる。
【０００４】
図２４（ａ）に従来の銅ダマシン配線構造を示す。通常、銅配線５１３とその隣接する、例えばＳｉＮ、ＳｉＣまたはＳｉＣＮからなる絶縁キャップ層５１４との密着性が金属同士に比べて低いため、その界面での原子の移動は、配線５１３中または配線５１３とそれを取り囲むバリアメタル層５１５との界面より活発になる傾向を持っている。配線５１３の微細化とともに、配線５１３に流れる電流密度が増える時、銅配線５１３と絶縁キャップ層５１４との境界に沿って原子移動の経路に最もなり易く、その界面は、ＥＭによる不良（ボイドの形成）の発生箇所になる確率が高い。
【０００５】
一つの対策案として、図２４（ｂ）に示すように、銅配線５１３と絶縁キャップ層５１４との間に、新たな合金薄膜５１６を導入することが提案されている。この合金薄膜５１６をキャップメタルという。このキャップメタル５１６は、銅配線５１３および絶縁キャップ層５１４のそれぞれと優れた密着性を有し、それの導入により銅配線５１３のＥＭ耐性が大幅に改善される。また、このキャップメタル５１６に銅および酸素（Ｏ２）の拡散に対して十分な耐性を持たせれば、図２４（ｃ）に示すように、現在使用している絶縁キャップ層５１４の代わりに保護膜５１７として使用が可能となる。一般に、絶縁キャップ層５１４は、誘電率が高いため、それを積層しないことで、各配線層間の電荷容量（Ｃ）を低減することができ、回路のＲＣ遅延の抑制により信号の伝達の高速化に寄与する。更には、ノイズが低減され、発熱を低減させることも出来る。
【０００６】
一般に、配線５１３の表面に保護膜５１７を選択的に形成するには、先ず、図２５（ａ）に示すように、ＣＭＰによって、絶縁膜５１８内の配線５１３の表面を露出させる。この時、配線５１３の表面には銅酸化膜５１９ａが形成され、また、絶縁膜５１８上に残渣５１９ｂが残ることがある。そこで、図２５（ｂ）に示すように、表面を洗浄して、銅酸化膜５１９ａ及び残渣５１９ｂを除去し、次に、図２５（ｃ）に示すように、配線５１３の表面に、Ｐｄ等の触媒（核）５２１を付与する。そして、表面に、例えば無電解ＣｏＷＰめっきを行って、図２５（ｄ）に示すように、配線５１３の表面にＣｏＷＰ合金からなる保護膜５１７を選択的に形成する。この時、保護膜５１７や絶縁膜５１８の表面に金属残渣５２３が残ることがある。
【０００７】
そこで、図２５（ｅ）に示すように、めっき後洗浄を行って、保護膜５１７や絶縁膜５１８の表面に残った金属残渣５２３を除去し、しかる後、表面を純水で洗浄し乾燥させて、図２５（ｆ）に示すように、表面を安定化させた保護膜５１７を得るようにしている。
被めっき対象の特徴および目的によって、あるステップの間に特殊な処理工程を追加または削除されることもある。以下、幾つかの基本な処理ステップについて説明する。
【０００８】
無電解めっきは、銅ダマシン配線に使われる電解めっきと違って、外部からの電子供給を使用せず、めっき対象物を単に金属イオンを含むめっき溶液に浸すことによりその金属イオンを還元させ、金属皮膜として析出させる方法である。金属イオンを還元させるためには、めっき溶液中に金属イオンの他に、電子を放出するための還元剤成分が必須となっている。次亜燐酸塩を還元剤としためっき溶液系におけるＣｏＷＰ（コバルト、タングステン、リン）の合金の皮膜を析出する場合の基本的な化学反応式を以下に示す。
【０００９】
・次亜燐酸イオンの酸化反応
Ｈ２ＰＯ２−＋ＯＨ→Ｈ２ＰＯ３−＋Ｈ＋ｅ−
・コバルトイオンの還元反応
Ｃｏ２＋２Ｈ２ＰＯ２−＋ＯＨ−→Ｃｏ＋Ｈ２ＰＯ３−＋Ｈ２
・リンイオンの還元反応
Ｈ２ＰＯ２−＋ｅ−→Ｐ↓＋２ＯＨ−
・タングステンイオンの還元反応
ＷＯ２２＋＋６Ｈ２ＰＯ２−＋４Ｈ２Ｏ→Ｗ＋６Ｈ２ＰＯ３−＋３Ｈ２＋２Ｈ＋
・水素の生成反応
Ｈ＋＋ｅ−＋Ｈ→Ｈ２↑
【００１０】
以上のように、還元剤の次亜燐酸塩の酸化反応により電子を放出し、反応表面にコバルト、リンおよびタングステンイオンがその電子を獲得して共析反応を行い、合金の膜を形成する。その共析反応と共に、通常水素の還元反応も進行する。
めっき溶液における代表的な還元剤は、前述の次亜燐酸塩のほかに、有機系のジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）がある。ＤＭＡＢを還元剤として使用するめっき溶液は、次亜燐酸塩のめっき溶液と異なる挙動を示す。
【００１１】
無電解めっきでは、析出を開始させるためには、初期の被覆表面が還元剤の酸化反応に対して十分な触媒活性を持っていなければならない。次亜燐酸塩のアノード酸化反応に対して、銅が非常に低い触媒活性を示すため、原理的にめっき反応が起こりえないことになる。そのため、銅表面にコバルト合金を析出させるために、触媒活性が高いＰｄを使用することは一般的である。つまり、めっき反応を開始する前に、被覆表面にＰｄイオンを含む前処理液での触媒処理が必要となる。触媒処理は置換反応であり、反応式は以下の通りである。
Ｃｕ→Ｃｕ２＋＋ｅ−
Ｐｄ２＋＋ｅ−→Ｐｄ
【００１２】
通常、Ｐｄは、絶縁材であるＳｉＯ２やＳｉＯＣ等のＬｏｗ−Ｋ材の表面では置換反応を起こさないため、無電解めっき反応は銅配線上でしか発生しない、いわゆる選択的成膜が出来るプロセスになる。
【００１３】
前述のように、Ｐｄ触媒を使用する無電解めっきは、原理的に選択的な成膜になるが、実際、図２５（ａ）に示すように、ＣＭＰ工程後の（層間）絶縁膜５１８上にスラリ残渣５１９ｂが残ったり、配線５１３上に銅酸化膜５１９ａが形成されたり、ウォータマークなどの不純物が残る場合がある。その不純物の上にＰｄ置換反応またはめっき反応が起こると、配線の間の異常析出物は配線のリークを引き起こすだけでなく、表面ディフェクトの増加の原因にもなる。そのため、めっき処理前または処理後に適切な表面の洗浄処理を行う事は本プロセス性能の向上に不可欠な手段となる。
【００１４】
銅配線にあっては、平坦化後、その配線の表面が外部に露出しており、この上に埋込み配線を形成する際、例えば次工程の層間絶縁膜形成プロセスにおけるＳｉＯ２形成時の表面酸化やビアホールを形成するためのＳｉＯ２エッチング等に際して、ビアホール底に露出した配線のエッチャントやレジスト剥離等による表面汚染が懸念されている。
【００１５】
このため、前述のように、銅や銀等の配線材料との接合が強く、しかも比抵抗（ρ）が低い、例えば無電解めっきによって得られるＣｏ（コバルト）またはＣｏ合金層や、Ｎｉ（ニッケル）またはＮｉ合金層で配線の表面を選択的に覆って配線を保護することが提案されている。
【００１６】
図２６（ａ）〜図２６（ｄ）は、半導体装置における銅配線形成例を工程順に示す。先ず図２６（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上に、例えばＳｉＯ２からなる酸化膜やＬｏｗ−Ｋ材膜等の絶縁膜（層間絶縁膜）２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術により、配線用の微細凹部としてのビアホール３と配線溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてのシード層６をスパッタリング等により形成する。
【００１７】
そして、図２６（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板Ｗのビアホール３及び配線溝４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜２上に銅層７を堆積させる。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）などにより、絶縁膜２上のバリア層５、シード層６及び銅層７を除去して、ビアホール３及び配線溝４内に充填させた銅層７の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図２６（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部にシード層６と銅層７からなる配線（銅配線）８を形成する。
【００１８】
次に、図２６（ｄ）に示すように、基板Ｗの表面に無電解めっきを施し、配線８の露出表面に、Ｃｏ合金やＮｉ合金等からなる保護膜９を選択的に形成し、これによって、配線８の表面を保護膜９で覆って保護する。
【００１９】
一般的な無電解めっきによって、例えばＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（蓋材）９を（銅）配線８の表面に選択的に形成する工程を、図２７を参照して説明する。先ず、ＣＭＰ等の平坦化処理を施して配線８を露出させた半導体ウェーハ等の基板Ｗ（図２６（ｃ）参照）を用意する。この基板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し、これによって、基板Ｗの前洗浄を行う。そして、基板Ｗの表面を純水等で洗浄（リンス）した後、例えば常温のＰｄＣｌ２／ＨＣｌまたはＰｄＳＯ４／Ｈ２ＳＯ４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。
【００２０】
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の表面を純水等で洗浄（リンス）する。これによって、図２６（ｄ）に示すように、配線８の露出表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
基板の表面にＣＭＰ（化学機械的研磨）を施し該表面を平坦化して形成された配線（銅配線）にあっては、次の成膜工程で処理するまで、ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）などの防食剤で配線表面を腐食から保護することが広く行われている。この防食剤の一部分は、配線金属に結合して金属錯体を形成し、これによって配線を腐食から防止する。この場合、次の成膜工程の直前に、防食剤及び／または金属錯体を基板の表面から完全に除去する必要がある。次の成膜工程が基板の表面に絶縁材のバリア層をＣＶＤで形成する場合、前処理として行われるプラズマ洗浄やＵＶ照射などの乾式処理で、基板の表面の防食剤及び／または金属錯体を除去することができる。
【００２２】
しかし、次の成膜工程が配線の露出表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきの場合、基板の表面に向けて処理液を噴射するか、または基板を処理液中に浸漬させて基板を洗浄する前洗浄（前処理）では、防食剤及び／または金属錯体の配線表面に対する付着力が一般に強いため、配線表面の防食剤及び／または金属錯体の除去が十分でない場合がある。その結果、洗浄後の配線表面の一部に防食剤及び／または金属錯体が残り、これが、次の工程の触媒付与処理及び／または無電解めっき処理の阻害となって、無電解めっきによって配線表面に成膜された保護膜の膜厚が不均一となる。
【００２３】
また、基板の表面に向けて処理液を噴射して基板の前洗浄（前処理）を行う場合、基板全面を有効に洗浄するために、多数の噴射ノズルから処理液を噴射させることが一般に行われている。そのため、１回の処理で使用する処理液（薬液）の量が多くなり、コスト的に不利となる。一方、基板を処理液中に浸漬させて基板の前洗浄（前処理）を行う場合、処理液は、一般に循環させながら再使用されるため、処理液中に混入した不純物が基板の表面に再付着して洗浄効率が落ちることがある。また、洗浄処理に要する時間も一般に長くなる。
【００２４】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、触媒付与処理及び／または無電解めっきに先立って、基板の表面から防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面に均一な膜厚の保護膜を成膜できるようにした無電解めっき方法及び無電解めっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１に記載の発明は、内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行い、しかる後、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法である。
【００２６】
この発明によれば、配線表面に、触媒を付与することなく直接保護膜を成膜したり、基板表面の洗浄と配線表面への触媒付与処理を一つの前処理液を使用して同時に行った後に配線表面に保護膜を成膜したりする場合に、無電解めっきによる成膜に先立って、前処理液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前処理で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去することができる。しかも、基板の表面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させることで、基板の全面に亘る前処理を行うことができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、前記前処理後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を無電解めっき液に接触させることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法である。
これにより、前処理から無電解めっきを開始するまでの間に、配線の表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することを目的としている。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行い、前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与し、しかる後、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法である。
【００２９】
この発明によれば、配線表面に触媒を付与した後に保護膜を成膜する場合に、配線表面に触媒を付与する処理に先立って、洗浄液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用を組合せた前洗浄で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面により均一に触媒を付与し、しかも配線表面に防食剤及び／または金属錯体がない状態で保護膜を成膜することができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、前記前洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を触媒付与液に接触させることを特徴とする請求項３記載の無電解めっき方法である。
これにより、前洗浄処理から触媒付与処理を開始するまでの間に、配線表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、配線表面に触媒を均一に付与し、その後の無電解めっきで成膜される保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行う前処理ユニットと、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置である。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行う前洗浄ユニットと、前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与する触媒付与ユニットと、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置である。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、基板を洗浄液中に浸漬させるか、または基板に向けて洗浄液を噴射して基板を洗浄する洗浄ユニットを更に有することを特徴とする請求項５または６記載の無電解めっき装置である。
これにより、前処理ユニットと洗浄ユニット、または前洗浄ユニットと洗浄ユニットとを組合せたマルチステップ処理を行って、基板の洗浄効果をより高めることができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、前記洗浄部材は、多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコールまたはフッ素樹脂材からなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の無電解めっき装置である。
多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、吸湿性と対薬品性に優れ、ロールスポンジとして広く使われており、これを基板の表面に接触して該表面を洗浄する洗浄部材として使用することで、基板の表面にダメージを与えることなく、基板の表面に残った残留物を容易に除去することができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、前記洗浄部材は、中心に回転軸を有するロール状ブラシであることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の無電解めっき装置である。
これにより、ロール状ブラシを基板の表面に接触させながら回転させて基板の表面を洗浄することで、基板の表面の洗浄効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、薬液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せて前処理等を行って、配線の表面を含めた基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を有効に除去し、しかる後に、触媒付与処理及び／または無電解めっきを行うことで、配線表面に均一な膜厚の保護膜を成膜することができる。しかも、薬液の使用量を、例えば１リットル以下に抑えながら、例えば５〜６０秒程度の短時間で基板全面に亘る均一な前処理や前洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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２６（ｄ）に示すように、配線８の露出表面を、ＣｏＷＰ合金等からなる保護膜（蓋材）９で選択的に覆って、配線８を保護膜９で保護するようにした例を示す。
【００３８】
図１は、本発明の実施の形態における無電解めっき装置の平面配置図を示す。図１に示すように、この無電解めっき装置には、表面に配線８を形成した半導体ウェーハ等の基板Ｗを収容した基板カセットを載置収容するロード・アンロードユニット１１が備えられている。そして、排気系統を備えた矩形状の装置フレーム１２の内部に、基板の表面を前洗浄する前洗浄ユニット１４、前洗浄後の基板の表面に触媒付与液を接触させて、配線８の表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与ユニット１５が配置されている。
【００３９】
装置フレーム１２の内部には、基板の表面に無電解めっきを行う２基の無電解めっきユニット１６、無電解めっきによって配線８の表面に形成された保護膜（合金膜）９の選択性を向上させるため、基板の後洗浄（後処理）を行う後洗浄ユニット１８、後洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニット２０、及び仮置台２２が配置されている。更に、装置フレーム１２の内部には、ロード・アンロードユニット１１に搭載された基板カセットと仮置台２２との間で基板Ｗの受渡し行う第１基板搬送ロボット２４と、仮置台２２と各ユニット１４，１５，１６，１８，２０との間で基板の受渡しを行う第２基板搬送ロボット２６が、それぞれ走行自在に配置されている。
【００４０】
次に、図１に示す無電解めっき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。なお、前洗浄ユニット１４は、触媒付与処理に先立って、配線の表面を含めた基板Ｗの表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を除去するにしたユニットで、後洗浄ユニット１８は、無電解めっき後の基板表面上のパーティクルや不要物を除去するようにしたユニットである。この例では、前洗浄ユニット１４と後洗浄ユニット１８は、使用する処理液が異なるだけで、同じ構成であるので、ここでは、前洗浄ユニット１４のみを説明して、後洗浄ユニット１８の説明を省略する。
【００４１】
前洗浄ユニット１４には、図２及び図３に示すように、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３０と、ローラ３０で保持した基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液用ノズル３２及び純水を供給する純水用ノズル３４と、ローラ３０で保持した基板Ｗの裏面に洗浄液を供給する洗浄液用ノズル３６及び純水を供給する純水用ノズル３８を備えられている。
【００４２】
ローラ３０で保持した基板Ｗの表面側に位置して、中心に回転軸４０を有する円筒状の洗浄部材４２が、基板の裏面側に位置して、中心に回転軸４４を有する円筒状の洗浄部材４６が、それぞれ上下方向に移動して基板Ｗに接触するように配置されている。この両洗浄部材４２，４６は、例えば多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製のロールスポンジからなるロール状ブラシで構成されている。このように、吸湿性と対薬品性に優れた多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製のロールスポンジで洗浄部材（ロール状ブラシ）４２，４６を構成することにより、基板の表面に洗浄部材４２，４６を接触させて両者を相対移動させることで、基板の表面にダメージを与えることなく、基板の表面に残った残留物を容易に除去することができる。しかも、洗浄部材４２，４６を、中心に回転軸４０，４４を有するロール状ブラシとし、ロール状ブラシを基板の表面に接触させながら回転させて基板の表面を洗浄することで、基板の表面の洗浄効率を向上させることができる。
なお、洗浄部材をフッ樹脂材としてもよい。
【００４３】
この前洗浄ユニット１４によれば、基板Ｗをその表面（被処理面）を上向きにして複数のローラ３０で保持し、ローラ３０を介して、基板Ｗを所定の回転速度、例えば１１０ｒｐｍで回転させながら、基板Ｗの表面（上面）に純水用ノズル３４から純水を滴下して、基板Ｗの全表面を純水で濡らす。次に、基板Ｗの上方に配置された洗浄部材（ロール状ブラシ）４２を所定の回転速度、例えば１００ｒｐｍで回転させながら下降させて基板Ｗの表面に接触させる。そして、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２が基板Ｗの表面に接触すると同時に、基板Ｗの上方に配置された洗浄液用ノズル３２から基板Ｗの表面に洗浄液を供給する。これにより、配線表面に触媒を付与した後に保護膜を成膜する場合に、配線表面に触媒を付与する処理に先立って、洗浄液による化学的作用と洗浄部材４２による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前洗浄で基板Ｗの表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去することができる。
【００４４】
この基板の表面（上面）の前洗浄と並行して、必要に応じて、基板の裏面（下面）の前洗浄を行う。つまり、基板Ｗの裏面（下面）に純水用ノズル３８から純水を供給し、基板Ｗの下方に配置された洗浄部材（ロール状ブラシ）４６を所定の回転速度、例えば１００ｒｐｍで回転させながら上昇させて基板Ｗの裏面に接触させる。そして、洗浄部材（ロール状ブラシ）４６が基板Ｗの裏面に接触すると同時に、基板Ｗの下方に配置された洗浄液用ノズル３６から基板Ｗの表面に洗浄液を供給し、これによって、洗浄液による化学的作用と洗浄部材４６による機械的作用を組合せた前洗浄で基板Ｗの裏面を洗浄する。
【００４５】
そして、所定時間、例えば３０秒間基板の表面を洗浄した後、洗浄部材４２を上昇させて基板Ｗの表面から離し、洗浄液用ノズル３２からの洗浄液の供給を停止した後、純水用ノズル３４から基板Ｗの表面に純水を供給して基板Ｗの表面を純水でリンスする。
基板Ｗの裏面にあっても同様に、所定時間基板の裏面を洗浄した後、洗浄部材４６を下降させて基板Ｗの裏面から離し、洗浄液用ノズル３６からの洗浄液の供給を停止した後、純水用ノズル３８から基板Ｗの裏面に純水を供給して基板Ｗの裏面を純水でリンスする。
【００４６】
なお、基板の裏面側に純水用ノズル３８のみを配置して、基板の裏面の純水によるリンスのみを行うようにしてもよく、また洗浄液の基板の裏面側への回り込みがない場合には、基板の裏面の純水によるリンスを省略するようにしてもよい。
この例にあっては、前洗浄ユニット１４に基板Ｗのエッジ（外周部）に当接しながら回転するスポンジ４８が備えられ、このスポンジ４８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。
【００４７】
触媒付与ユニット１５は、図４乃至図６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７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。
【００４８】
この出力軸６４の内部には、図７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。
【００４９】
図４乃至図６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。
【００５０】
図７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８及び図９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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１０参照）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４乃至図６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。
【００５５】
更に、図１０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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
この触媒付与ユニット１５によれば、図４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５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１０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６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。
【００６０】
無電解めっきユニット１６を図１１乃至図１７に示す。この無電解めっきユニット１６は、めっき槽２００（図１５及び図１７参照）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を有している。
【００６１】
基板ヘッド２０４は、図１１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。
【００６２】
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。
【００６３】
吸着ヘッド２３４の下面周縁部には、図１２乃至図１４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。
【００６４】
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。
【００６５】
これにより、図１２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１３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１４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。
【００６６】
図１５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１７参照）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。
【００６７】
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。
【００６８】
このめっき槽２００は、図１７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。
【００６９】
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、より均一な膜厚の保護膜（めっき膜）を成膜することができる。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
無電解めっきユニット１６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１６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。
【００７４】
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。
【００７５】
図１６は、めっき槽２００の側方に付設されている洗浄槽２０２の詳細を示す。この洗浄槽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。
【００７６】
更に、洗浄槽２０２の周壁外周面の噴射ノズル２８０より上方に位置して、直径方向のやや斜め下方に向けて洗浄槽２０２の内部に純水等の洗浄液を噴射して、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２の、少なくともめっき液に接液する部分に洗浄液を吹き付けるヘッド洗浄ノズル２８６が設置されている。
【００７７】
この洗浄槽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を洗浄槽２０２内の所定の位置に配置し、噴射ノズル２８０から純水等の洗浄液（リンス液）を噴射して基板Ｗを洗浄（リンス）するのであり、この時、ヘッド洗浄ノズル２８６から純水等の洗浄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洗浄液で洗浄することで、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。
【００７８】
この無電解めっきユニット１６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。
【００７９】
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の上方位置まで引上げて、基板ヘッド２０４の回転を停止させる。
【００８０】
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を洗浄槽２０２の直上方位置に移動させる。そして、基板ヘッド２０４を回転させながら洗浄槽２０２内の所定の位置まで下降させ、噴射ノズル２８０から純水等の洗浄液（リンス液）を噴射して基板Ｗを洗浄（リンス）し、同時に、ヘッド洗浄ノズル２８６から純水等の洗浄液を噴射して、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洗浄液で洗浄する。
【００８１】
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を洗浄槽２０２の上方位置まで引上げ、更に基板ヘッド２０４を第２基板搬送ロボット２６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２６に基板Ｗを受渡して次工程に搬送する。
【００８２】
図１８は、乾燥ユニット２０を示す。この乾燥ユニット２０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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
なお、この乾燥ユニット２０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。
【００８５】
次に、この無電解めっき装置による一連の処理（無電解めっき処理）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１１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２４で取出し仮置台２２に搬送して該仮置台２２上に載置する。この仮置台２２に載置された基板Ｗを、第２基板搬送ロボット２６で前洗浄ユニット１４に搬送する。
【００８６】
この前洗浄ユニット１４では、基板Ｗをフェースアップで保持し、基板Ｗの表面に洗浄液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前洗浄を行って、基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去する。この例では、ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）などの防食剤及び／または金属錯体を除去するため、洗浄液として、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液を使用する。
【００８７】
つまり、全表面を純水で濡らした回転中の基板Ｗの表面に、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２を回転させながら接触させ、この洗浄部材（ロール状ブラシ）４２が基板Ｗの表面に接触すると同時に、基板Ｗの上方に配置された洗浄液用ノズル３２から、基板Ｗの表面に、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を供給する。これにより、洗浄液による化学的作用と洗浄部材４２による機械的作用を組合せた前洗浄で基板Ｗの表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去する。この基板の表面（上面）の前洗浄と並行して、必要に応じて、基板の裏面（下面）の前洗浄を行う。
【００８８】
そして、所定時間、例えば３０秒間、上記処理を行った後、基板Ｗの表面を純水用ノズル３８から供給される純水でリンスし、基板Ｗの裏面も同様に、必要に応じて、純水用ノズル３８から供給される純水でリンスする。
【００８９】
次に、前洗浄後の基板を触媒付与ユニット１５に搬送し、この触媒付与ユニット１５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、例えばＰｄ触媒付与液を接触させて配線８の表面に触媒を付与する。つまり、図６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Ｐｄ触媒付与液を使用し、これによって、配線８の表面に触媒を付与する。触媒金属としては、白金族元素、コバルト、ニッケルのいずれもが使用できるが、反応速度や制御のし易さなどの点から、触媒としてＰｄを用いることが好ましい。
【００９０】
この時、前洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に、基板の表面を触媒付与液に接触させることが好ましい。これにより、前洗浄処理から触媒付与処理を開始するまでの間に、配線表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、配線表面に触媒を均一に付与し、その後の無電解めっきで成膜される保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することができる。
【００９１】
触媒付与ユニット１５で、配線８の表面にＰｄ等の触媒を付与した後、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。
【００９２】
次に、触媒付与処理後の基板Ｗを無電解めっきユニット１６に搬送する。無電解めっきユニット１６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、無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。つまり、例えば、液温が８０℃のＣｏＷＰめっき液中に、基板Ｗを、例えば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（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。
【００９３】
そして、基板Ｗをめっき液の液面から引上げた後、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を洗浄槽２０２内の所定の位置に位置させ、洗浄槽２０２内のノズル板２８２の噴射ノズル２８０から純水を基板Ｗに向けて噴出して、基板Ｗを洗浄（リンス）し、同時にヘッド洗浄ノズル２８６から純水をヘッド部２３２に噴出してヘッド部２３２を洗浄する。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。
【００９４】
次に、この無電解めっき処理後の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で後洗浄ユニット１８に搬送し、ここで、基板Ｗの表面に形成された保護膜（金属膜）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（層間絶縁膜）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。
【００９５】
そして、このめっき後処理後の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で乾燥ユニット２０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２基板搬送ロボット２６で仮置台２２の上に置き、この仮置台２２の上に置かれた基板を、第１基板搬送ロボット２４でロード・アンロードユニット１１に搭載された基板カセットに戻す。
【００９６】
この例によれば、配線表面に、触媒を付与した後に保護膜を成膜する場合に、配線表面に触媒を付与する処理に先立って、洗浄液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用を組合せた前洗浄で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面により均一に触媒を付与し、しかも配線表面に防食剤及び／または金属錯体がない状態で保護膜を成膜することができる。
【００９７】
図２０は、本発明の他の実施の形態の無電解めっき装置の平面配置図を示す。この図２０に示す例の図１に示す例と異なる点は、装置フレーム１２の内部に、図１に示す前洗浄ユニット１４及び触媒付与ユニット１５の代わりに、洗浄ユニット１４ａ及び前処理ユニット１５ａを配置した点にある。この洗浄ユニット１４ａは、使用する処理液が異なるだけで、図１に示す触媒付与ユニット１５と同じ構成で、前処理ユニット１５ａは、使用する処理液が異なるだけで、図１に示す前洗浄ユニット１４と同じ構成である。
【００９８】
この例では、洗浄ユニット１４ａで基板の表面を洗浄した後、前処理ユニット１５ａで基板の前処理、つまり基板の表面の洗浄と配線の表面への触媒の付与を同時に行い、しかる後、無電解めっきユニット１６で配線の表面の保護膜を選択的に形成するようにしている。
【００９９】
すなわち、図２１に示すように、基板を収納してロード・アンロードユニット１１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２４で取出し仮置台２２に搬送して該仮置台２２上に載置する。この仮置台２２に載置された基板Ｗを、第２基板搬送ロボット２６で洗浄ユニット１４ａに搬送する。
【０１００】
この洗浄ユニット１４ａでは、前述の触媒付与ユニット１５における第１処理液（触媒付与液）の代わりに洗浄液を使用し、フェースダウンで保持した基板の表面に向けて洗浄液を噴射して、基板の表面を洗浄液で洗浄し、しかる後、洗浄後の基板Ｗの表面を純水でリンスする。そして、洗浄後の基板を前処理ユニット１５ａに搬送する。
【０１０１】
この前処理ユニット１５ａでは、前述の前洗浄ユニット１４における洗浄液の代わりに、触媒を含む前処理液（触媒付与兼洗浄液）を使用し、フェースアップで保持した基板Ｗの表面に前処理液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた洗浄と触媒付与処理を同時に行って、基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去し、同時に配線の表面に触媒を付与する。
【０１０２】
つまり、全表面を純水で濡らした回転中の基板Ｗの表面に、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２（図３参照）を回転させながら接触させ、この洗浄部材（ロール状ブラシ）４２が基板Ｗの表面に接触すると同時に、基板Ｗの上方に配置された洗浄液用ノズル３２（図３参照）から、基板Ｗの表面に前処理液（触媒付与兼洗浄液）を供給する。
そして、所定時間、例えば３０秒間、上記処理を行った後、基板Ｗの表面を純水でリンスし、基板Ｗの裏面も同様に、必要に応じて、純水でリンスする。
【０１０３】
この時、洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に、基板の表面を前処理液に接触させることが好ましい。これにより、洗浄処理から前処理を開始するまでの間に、配線表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、配線表面に触媒を均一に付与し、その後の無電解めっきで成膜される保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することができる。
【０１０４】
次に、前処理後の基板を無電解めっきユニット１６に搬送し、ここで配線８の表面に選択的な無電解めっきを施す。これ以降の処理は、前述の例と同様である。
このように、洗浄ユニット１４ａと前処理ユニット１５ａとを組合せたマルチステップ処理を行って、基板の洗浄効果をより高めることができる。
【０１０５】
この例によれば、基板表面の洗浄と配線表面への触媒付与処理を一つの前処理液を使用して同時に行った後に配線表面に保護膜を成膜したりする場合に、無電解めっきによる成膜に先立って、前処理液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用を組合せた前処理で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去することができる。しかも、基板の表面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させことで、基板の全面に亘る前処理を行うことができる。
【０１０６】
なお、配線の表面に選択的に形成する保護膜を構成する合金膜の種類によっては、基板の表面に、触媒を付与することなく、保護膜（合金膜）を直接形成できるものもある。このような合金膜を保護膜として使用する場合には、図２０に示す前処理ユニット１５ａの前処理液として、前述の前洗浄ユニット１４の場合と同様に、例えばクエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を使用する。そして、図２２に示すように、ロード・アンロードユニット１１に搭載した基板カセットから取出されて仮置台２２に搬送された基板Ｗを前処理ユニット１５ａに搬送し、この前処理ユニット１５ａで基板Ｗをフェースアップで保持し、基板Ｗの表面に前処理液（洗浄液）による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前洗浄を行って、基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去する。そして、基板Ｗの表面を純水でリンスし、基板Ｗの裏面も同様に、必要に応じて、純水でリンスした後、無電解めっきユニット１６に搬送し、ここで配線８の表面に選択的な無電解めっきを施すようにしてもよい。これ以降の処理は、前述の例と同様である。
【０１０７】
この場合にあっても、洗浄ユニット１４ａで基板を洗浄してから、前処理ユニット１５ａで基板の前処理（洗浄）を行うようにしてもよい。
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。
【０１０８】
なお、上記の例では、基板Ｗの表面または両面に洗浄液（前処理液）を供給しつつ、ロール状の洗浄部材４２，４６を回転軸４０，４４まわりに同一方向に回転させながら、それらの表面を基板Ｗの表面または両面に接触させて、基板Ｗの前洗浄（前処理）を行うようにしているが、基板の表面または両面に洗浄液（前処理液）を供給しつつ、揺動アームの先端に取付けた回転可能な洗浄部材を水平方向に回転運動する基板に接触させて、基板の前洗浄（前処理）を行うようにしてもよい。また、揺動アームの先端に取付けた回転可能な洗浄部材を水平方向に回転運動する基板に当接させるとともに、超音波振動を帯びた液体を基板の表面に向けて噴射させて基板の前洗浄（前処理）を行うようにしてもよい。更に、基板の表面または両面をバフ等で研磨して、基板の前洗浄（前処理）を行うようにしてもよい。
【０１０９】
（実施例１）
図１に示す前洗浄ユニット１４を使用した試料の前洗浄を行って、洗浄効果を調べた。先ず、１０００ｎｍの銅膜を表面に電解めっきで一様に形成し、該銅膜を５００ｎｍ残してＣＭＰで研磨した３００ｍｍφの銅ブランケットウェーハを試料として用意した。このＣＭＰ後の試料の銅表面にはベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）が残してある。
【０１１０】
そして、被処理面（表面）を上向きにして、試料を前洗浄ユニット１４のローラ３０で保持し、試料を１１０ｒｐｍで回転させながら、試料の全表面を純水で５秒間濡らした。そして、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２を、１００ｒｐｍで回転させながら試料の表面に接触させた。洗浄部材４２が試料の表面に接触すると同時に、洗浄液用ノズル３２から、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を試料の表面に供給し、３０秒に亘る試料の洗浄（前洗浄）を行った。その後、試料をローラ３０から離し、直ちに、試料の表面を１５秒間純水でリンスした。
【０１１１】
（比較例１）
実施例１と同様な試料を用意し、いわゆるスプレー方式による試料の洗浄を行った。つまり、被処理面（表面）を下向きにして、試料をスプレー方式の洗浄ユニットにセットし、試料を２０ｒｐｍで水平回転させながら、試料の下方に配置した複数の噴射ノズルから、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を試料の全表面に向けて噴射して、３０秒に亘る試料の洗浄（前洗浄）を行った。その後、試料全面を１５秒間純水でリンスした。
【０１１２】
（比較例２）
実施例１と同様な試料を用意し、いわゆる浸漬方式による試料の洗浄を行った。つまり、被処理面（表面）を下向きにして、試料を浸漬方式の洗浄ユニットにセットし、試料を２０ｒｐｍで水平回転させながら、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液に浸漬させて、６０秒の亘る試料の洗浄（前洗浄）を行った。その後、試料を洗浄液から引上げ、その表面を１５秒間純水でリンスした。
【０１１３】
実施例１、比較例１及び２における処理条件をまとめて表１に示す。
【表１】
この表１から、実施例１によれは、比較例１及び２に比較して、１枚の試料に対して使用される洗浄液（薬液）が少なくて済むことが判る。
【０１１４】
実施例１、比較例１及び２による処理後の試料からそれぞれチップを切出し、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）分析を行った。この分析によって検出されたＮ元素及びＯ元素の相対値を表２に示す。
【０１１５】
【表２】
Ｎ元素及びＯ元素は、それぞれＢＴＡの残留量および金属酸化物に比例すると考えられる。この表２から、実施例１は、比較例１及び２に比較して、防食材であるＢＴＡまたはＣｕ−ＢＴＡ錯体および金属酸化物の除去に有効であることが判る。
【０１１６】
（実施例２）
ＣＭＰで銅配線の露出表面を形成した３００ｍｍφのパタンウェーハを試料として用意した。ＣＭＰ後の銅配線の表面にはベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）が残してある。
この試料の表面を前述の実施例１と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。次に、前洗浄後の試料を無電解めっきユニットに搬入し、Ｃｏ及びＷの無機塩、及びＤＭＡＢを含むｐＨが８以上（ｐＨ＞８）の無電解めっき液に試料を浸漬させて、銅配線の表面に保護膜を形成した。所定時間経過後、試料を無電解めっき液から引上げ、直ちに５秒の試料全面を純水でリンスした。その後、試料を洗浄し乾燥させた。
【０１１７】
（比較例３）
実施例２と同様な試料を用意し、この試料の表面を前述の比較例１と同様にして洗浄（前洗浄）し純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例２と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１１８】
（比較例４）
実施例２と同様な試料を用意し、この試料の表面を前述の比較例２と同様にして洗浄（前洗浄）し純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例２と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１１９】
実施例２、比較例３及び４によって銅配線上に形成された保護膜（Ｃｏ合金膜）の代表的な箇所における膜厚を光学式の薄膜測定器を測定した。この測定結果から得られた保護膜の膜厚の平均値および不均一性（３σ）を表３に示す。
【０１２０】
【表３】
表３から、実施例２にあっては、比較例３及び４に比較して、配線上に形成した保護膜の面内均一性が良いことが判る。
【０１２１】
（実施例３）
実施例２と同様な試料を用意し、試料の表面を前述の実施例１と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。次に、試料を触媒処理ユニットに搬入し、ＰｄＳＯ４含むｐＨが２以下（ｐＨ＜２）の硫酸水溶液からなる触媒付与液に試料を浸漬させ、所定時間経過後に試料を触媒付与液から引上げた。そして、直ちに試料表面を１０秒間純水でリンスした。その後、試料を無電解めっきユニットに搬入し、Ｃｏ及びＷの無機塩、及び次亜燐酸塩を含むｐＨが８以上（ｐＨ＞８）の無電解めっき液に試料を浸漬させて、銅配線の表面に保護膜を形成した。所定時間経過後、試料を無電解めっき液から引上げ、直ちに５秒の試料全面を純水でリンスした。その後、試料を洗浄し乾燥させた。
【０１２２】
（比較例５）
実施例２と同様な試料を用意し、試料の表面を前述の比較例１と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例３と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１２３】
（比較例６）
実施例２と同様な試料を用意し、試料の表面を前述の比較例２と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例３と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１２４】
実施例３、比較例５及び６によって銅配線上に形成された保護膜（Ｃｏ合金膜）の代表的な箇所における膜厚を光学式の薄膜測定器を測定した。この測定結果から得られた保護膜の膜厚の平均値および不均一性（３σ）を表４に示す。
【０１２５】
【表４】
表３から、実施例３にあっては、比較例５及び６に比較して、配線上に形成した保護膜の面内均一性が良いことが判る。
【０１２６】
次に、実施例３、比較例５及び６で処理した配線のリーク電流を測定した。その分布を図２３に示す。この図は、基準となる処理していない試料の配線におけるリーク電流分布も併せて表示している。ここで、リーク電流が大きくなる方向にシフトしないことがデバイスの性能として要求される。図２３に示すように、実施例３では、比較例５及び６に比較して、保護膜を形成した配線におけるリーク電流は、処理していない配線におけるリーク電流に最も近い。これにより、実施例３によれば、試料の表面に残留した不純物を有効に除去でき、めっき後の配線のリークに最も低い値が得られることが判る。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施の形態の無電解めっき装置を示す平面配置図である。
【図２】図１に示す無電解めっき装置の前洗浄ユニットの平面図である。
【図３】図１に示す無電解めっき装置の前洗浄ユニットの概略断面図である。
【図４】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの基板受渡し時における外槽を省略した正面図である。
【図５】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの第１処理液による処理時における外槽を省略した正面図である。
【図６】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの第２処理液による処理時における外槽を省略した正面図である。
【図７】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの基板受渡し時における処理ヘッドを示す断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大図である。
【図９】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの基板固定時における図８相当図である。
【図１０】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの系統図である。
【図１１】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの基板受渡し時における基板ヘッドを示す断面図である。
【図１２】図１１のＢ部拡大図である。
【図１３】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの基板固定時における基板ヘッドを示す図１２相当図である。
【図１４】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットのめっき処理時における基板ヘッドを示す図１２相当図である。
【図１５】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットのめっき槽カバーを閉じた時のめっき槽を示す一部切断の正面図である。
【図１６】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの洗浄槽を示す断面図である。
【図１７】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの系統図である。
【図１８】図１に示す無電解めっき装置の乾燥ユニットを示す縦断正面図である。
【図１９】図１に示す無電解めっき装置における処理を示すフロー図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態の無電解めっき装置を示す平面配置図である。
【図２１】図２０に示す無電解めっき装置における処理を示すフロー図である。
【図２２】図２０に示す無電解めっき装置における他の処理を示すフロー図である。
【図２３】実施例３、比較例５及び６における配線のリーク電流分布を示すグラフである。
【図２４】従来の銅ダマシン配線構造を示す図である。
【図２５】無電解めっきで配線の表面に保護膜を選択的に形成する例を工程順に示す図である。
【図２６】半導体装置における銅配線形成例を工程順に示す図である。
【図２７】従来の配線の表面に保護膜を選択的に形成する工程示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２８】
８ 配線
９ 保護膜
１１ ロード・アンロードユニット
１２ 装置フレーム
１４ 前洗浄ユニット
１４ａ 洗浄ユニット
１５ 触媒付与ユニット
１５ａ 前処理ユニット
１６ 無電解めっきユニット
１８ 後洗浄ユニット
２０ 乾燥ユニット
３０ ローラ
３２，３６ 洗浄液用ノズル
３４，３８ 純水用ノズル
４０ 回転軸
４０，４４ 回転軸
４２，４６ 洗浄部材
４８ スポンジ
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
９４ 被覆板
１００ 処理槽
１０２ 蓋体
２００ めっき槽
２０２ 洗浄槽
２０４ 基板ヘッド
２３０ ハウジング部
２３２ ヘッド部
２３４ 吸着ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき方法及び無電解めっき装置に関し、特に半導体ウェーハ等の基板の表面に設けた配線用凹部に銅等を配線材料（導電体）として埋め込んで構成した埋込み配線の露出表面に、該配線の露出表面を保護する保護膜を選択的に形成するのに使用される無電解めっき方法及び無電解めっき装置に関する。本発明の無電解めっき方法及び無電解めっき装置は、例えばＭＲＡＭの磁性膜製造工程やフラットパネル製造工程などにも適用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の配線形成プロセスとして、トレンチやビアホール等の配線用凹部に金属（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トレンチやビアホールに、アルミニウム、近年では銅や銀等の金属をめっきによって埋め込んだ後、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。
【０００３】
近年、半導体デバイスの高速化・微細化の加速とともに、アルミニウムを代わって銅配線／低誘電率層間絶縁膜材（Ｌｏｗ−Ｋ）のダマシンプロセス（配線の埋込み）は益々重要になって来ている。更に、デバイスの信頼性を高めるには、銅配線のエレクトロマイグレーション（ＥＭ）耐性を増強させることが不可欠である。対策の一つとして、銅配線上に選択的にコバルト（Ｃｏ）合金膜を形成することで、ＥＭの耐性を向上させるために顕著な効果が実証されている。また、形成されたコバルト膜が銅または酸素（Ｏ２）の拡散を防ぐ役割を十分に果たせれば、従来のプロセスに使われる誘電率が高い絶縁材のキャップ層を省くことが可能となり、各配線層間の実効誘電率を一層下げることが期待できる。成膜の方法について、無電解めっき法は金属と絶縁材を混在する表面に対して、金属上のみに選択的に成膜できる固有な性質を持つため、銅配線上へコバルト合金薄膜を形成するのに最適な方法と考えられる。以上のことから、無電解めっきによるコバルト合金膜形成する（無電解キャップめっき）技術は、次世代高信頼性の銅配線構築における最も有望な新規プロセスと考えられる。
【０００４】
図２４（ａ）に従来の銅ダマシン配線構造を示す。通常、銅配線５１３とその隣接する、例えばＳｉＮ、ＳｉＣまたはＳｉＣＮからなる絶縁キャップ層５１４との密着性が金属同士に比べて低いため、その界面での原子の移動は、配線５１３中または配線５１３とそれを取り囲むバリアメタル層５１５との界面より活発になる傾向を持っている。配線５１３の微細化とともに、配線５１３に流れる電流密度が増える時、銅配線５１３と絶縁キャップ層５１４との境界に沿って原子移動の経路に最もなり易く、その界面は、ＥＭによる不良（ボイドの形成）の発生箇所になる確率が高い。
【０００５】
一つの対策案として、図２４（ｂ）に示すように、銅配線５１３と絶縁キャップ層５１４との間に、新たな合金薄膜５１６を導入することが提案されている。この合金薄膜５１６をキャップメタルという。このキャップメタル５１６は、銅配線５１３および絶縁キャップ層５１４のそれぞれと優れた密着性を有し、それの導入により銅配線５１３のＥＭ耐性が大幅に改善される。また、このキャップメタル５１６に銅および酸素（Ｏ２）の拡散に対して十分な耐性を持たせれば、図２４（ｃ）に示すように、現在使用している絶縁キャップ層５１４の代わりに保護膜５１７として使用が可能となる。一般に、絶縁キャップ層５１４は、誘電率が高いため、それを積層しないことで、各配線層間の電荷容量（Ｃ）を低減することができ、回路のＲＣ遅延の抑制により信号の伝達の高速化に寄与する。更には、ノイズが低減され、発熱を低減させることも出来る。
【０００６】
一般に、配線５１３の表面に保護膜５１７を選択的に形成するには、先ず、図２５（ａ）に示すように、ＣＭＰによって、絶縁膜５１８内の配線５１３の表面を露出させる。この時、配線５１３の表面には銅酸化膜５１９ａが形成され、また、絶縁膜５１８上に残渣５１９ｂが残ることがある。そこで、図２５（ｂ）に示すように、表面を洗浄して、銅酸化膜５１９ａ及び残渣５１９ｂを除去し、次に、図２５（ｃ）に示すように、配線５１３の表面に、Ｐｄ等の触媒（核）５２１を付与する。そして、表面に、例えば無電解ＣｏＷＰめっきを行って、図２５（ｄ）に示すように、配線５１３の表面にＣｏＷＰ合金からなる保護膜５１７を選択的に形成する。この時、保護膜５１７や絶縁膜５１８の表面に金属残渣５２３が残ることがある。
【０００７】
そこで、図２５（ｅ）に示すように、めっき後洗浄を行って、保護膜５１７や絶縁膜５１８の表面に残った金属残渣５２３を除去し、しかる後、表面を純水で洗浄し乾燥させて、図２５（ｆ）に示すように、表面を安定化させた保護膜５１７を得るようにしている。
被めっき対象の特徴および目的によって、あるステップの間に特殊な処理工程を追加または削除されることもある。以下、幾つかの基本な処理ステップについて説明する。
【０００８】
無電解めっきは、銅ダマシン配線に使われる電解めっきと違って、外部からの電子供給を使用せず、めっき対象物を単に金属イオンを含むめっき溶液に浸すことによりその金属イオンを還元させ、金属皮膜として析出させる方法である。金属イオンを還元させるためには、めっき溶液中に金属イオンの他に、電子を放出するための還元剤成分が必須となっている。次亜燐酸塩を還元剤としためっき溶液系におけるＣｏＷＰ（コバルト、タングステン、リン）の合金の皮膜を析出する場合の基本的な化学反応式を以下に示す。
【０００９】
・次亜燐酸イオンの酸化反応
Ｈ２ＰＯ２−＋ＯＨ→Ｈ２ＰＯ３−＋Ｈ＋ｅ−
・コバルトイオンの還元反応
Ｃｏ２＋２Ｈ２ＰＯ２−＋ＯＨ−→Ｃｏ＋Ｈ２ＰＯ３−＋Ｈ２
・リンイオンの還元反応
Ｈ２ＰＯ２−＋ｅ−→Ｐ↓＋２ＯＨ−
・タングステンイオンの還元反応
ＷＯ２２＋＋６Ｈ２ＰＯ２−＋４Ｈ２Ｏ→Ｗ＋６Ｈ２ＰＯ３−＋３Ｈ２＋２Ｈ＋
・水素の生成反応
Ｈ＋＋ｅ−＋Ｈ→Ｈ２↑
【００１０】
以上のように、還元剤の次亜燐酸塩の酸化反応により電子を放出し、反応表面にコバルト、リンおよびタングステンイオンがその電子を獲得して共析反応を行い、合金の膜を形成する。その共析反応と共に、通常水素の還元反応も進行する。
めっき溶液における代表的な還元剤は、前述の次亜燐酸塩のほかに、有機系のジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）がある。ＤＭＡＢを還元剤として使用するめっき溶液は、次亜燐酸塩のめっき溶液と異なる挙動を示す。
【００１１】
無電解めっきでは、析出を開始させるためには、初期の被覆表面が還元剤の酸化反応に対して十分な触媒活性を持っていなければならない。次亜燐酸塩のアノード酸化反応に対して、銅が非常に低い触媒活性を示すため、原理的にめっき反応が起こりえないことになる。そのため、銅表面にコバルト合金を析出させるために、触媒活性が高いＰｄを使用することは一般的である。つまり、めっき反応を開始する前に、被覆表面にＰｄイオンを含む前処理液での触媒処理が必要となる。触媒処理は置換反応であり、反応式は以下の通りである。
Ｃｕ→Ｃｕ２＋＋ｅ−
Ｐｄ２＋＋ｅ−→Ｐｄ
【００１２】
通常、Ｐｄは、絶縁材であるＳｉＯ２やＳｉＯＣ等のＬｏｗ−Ｋ材の表面では置換反応を起こさないため、無電解めっき反応は銅配線上でしか発生しない、いわゆる選択的成膜が出来るプロセスになる。
【００１３】
前述のように、Ｐｄ触媒を使用する無電解めっきは、原理的に選択的な成膜になるが、実際、図２５（ａ）に示すように、ＣＭＰ工程後の（層間）絶縁膜５１８上にスラリ残渣５１９ｂが残ったり、配線５１３上に銅酸化膜５１９ａが形成されたり、ウォータマークなどの不純物が残る場合がある。その不純物の上にＰｄ置換反応またはめっき反応が起こると、配線の間の異常析出物は配線のリークを引き起こすだけでなく、表面ディフェクトの増加の原因にもなる。そのため、めっき処理前または処理後に適切な表面の洗浄処理を行う事は本プロセス性能の向上に不可欠な手段となる。
【００１４】
銅配線にあっては、平坦化後、その配線の表面が外部に露出しており、この上に埋込み配線を形成する際、例えば次工程の層間絶縁膜形成プロセスにおけるＳｉＯ２形成時の表面酸化やビアホールを形成するためのＳｉＯ２エッチング等に際して、ビアホール底に露出した配線のエッチャントやレジスト剥離等による表面汚染が懸念されている。
【００１５】
このため、前述のように、銅や銀等の配線材料との接合が強く、しかも比抵抗（ρ）が低い、例えば無電解めっきによって得られるＣｏ（コバルト）またはＣｏ合金層や、Ｎｉ（ニッケル）またはＮｉ合金層で配線の表面を選択的に覆って配線を保護することが提案されている。
【００１６】
図２６（ａ）〜図２６（ｄ）は、半導体装置における銅配線形成例を工程順に示す。先ず図２６（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上に、例えばＳｉＯ２からなる酸化膜やＬｏｗ−Ｋ材膜等の絶縁膜（層間絶縁膜）２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術により、配線用の微細凹部としてのビアホール３と配線溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてのシード層６をスパッタリング等により形成する。
【００１７】
そして、図２６（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板Ｗのビアホール３及び配線溝４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜２上に銅層７を堆積させる。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）などにより、絶縁膜２上のバリア層５、シード層６及び銅層７を除去して、ビアホール３及び配線溝４内に充填させた銅層７の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図２６（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部にシード層６と銅層７からなる配線（銅配線）８を形成する。
【００１８】
次に、図２６（ｄ）に示すように、基板Ｗの表面に無電解めっきを施し、配線８の露出表面に、Ｃｏ合金やＮｉ合金等からなる保護膜９を選択的に形成し、これによって、配線８の表面を保護膜９で覆って保護する。
【００１９】
一般的な無電解めっきによって、例えばＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜（蓋材）９を（銅）配線８の表面に選択的に形成する工程を、図２７を参照して説明する。先ず、ＣＭＰ等の平坦化処理を施して配線８を露出させた半導体ウェーハ等の基板Ｗ（図２６（ｃ）参照）を用意する。この基板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し、これによって、基板Ｗの前洗浄を行う。そして、基板Ｗの表面を純水等で洗浄（リンス）した後、例えば常温のＰｄＣｌ２／ＨＣｌまたはＰｄＳＯ４／Ｈ２ＳＯ４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。
【００２０】
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の表面を純水等で洗浄（リンス）する。これによって、図２６（ｄ）に示すように、配線８の露出表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
基板の表面にＣＭＰ（化学機械的研磨）を施し該表面を平坦化して形成された配線（銅配線）にあっては、次の成膜工程で処理するまで、ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）などの防食剤で配線表面を腐食から保護することが広く行われている。この防食剤の一部分は、配線金属に結合して金属錯体を形成し、これによって配線を腐食から防止する。この場合、次の成膜工程の直前に、防食剤及び／または金属錯体を基板の表面から完全に除去する必要がある。次の成膜工程が基板の表面に絶縁材のバリア層をＣＶＤで形成する場合、前処理として行われるプラズマ洗浄やＵＶ照射などの乾式処理で、基板の表面の防食剤及び／または金属錯体を除去することができる。
【００２２】
しかし、次の成膜工程が配線の露出表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきの場合、基板の表面に向けて処理液を噴射するか、または基板を処理液中に浸漬させて基板を洗浄する前洗浄（前処理）では、防食剤及び／または金属錯体の配線表面に対する付着力が一般に強いため、配線表面の防食剤及び／または金属錯体の除去が十分でない場合がある。その結果、洗浄後の配線表面の一部に防食剤及び／または金属錯体が残り、これが、次の工程の触媒付与処理及び／または無電解めっき処理の阻害となって、無電解めっきによって配線表面に成膜された保護膜の膜厚が不均一となる。
【００２３】
また、基板の表面に向けて処理液を噴射して基板の前洗浄（前処理）を行う場合、基板全面を有効に洗浄するために、多数の噴射ノズルから処理液を噴射させることが一般に行われている。そのため、１回の処理で使用する処理液（薬液）の量が多くなり、コスト的に不利となる。一方、基板を処理液中に浸漬させて基板の前洗浄（前処理）を行う場合、処理液は、一般に循環させながら再使用されるため、処理液中に混入した不純物が基板の表面に再付着して洗浄効率が落ちることがある。また、洗浄処理に要する時間も一般に長くなる。
【００２４】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、触媒付与処理及び／または無電解めっきに先立って、基板の表面から防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面に均一な膜厚の保護膜を成膜できるようにした無電解めっき方法及び無電解めっき装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１に記載の発明は、内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行い、しかる後、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法である。
【００２６】
この発明によれば、配線表面に、触媒を付与することなく直接保護膜を成膜したり、基板表面の洗浄と配線表面への触媒付与処理を一つの前処理液を使用して同時に行った後に配線表面に保護膜を成膜したりする場合に、無電解めっきによる成膜に先立って、前処理液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前処理で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去することができる。しかも、基板の表面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させることで、基板の全面に亘る前処理を行うことができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、前記前処理後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を無電解めっき液に接触させることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法である。
これにより、前処理から無電解めっきを開始するまでの間に、配線の表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することを目的としている。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行い、前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与し、しかる後、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法である。
【００２９】
この発明によれば、配線表面に触媒を付与した後に保護膜を成膜する場合に、配線表面に触媒を付与する処理に先立って、洗浄液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用を組合せた前洗浄で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面により均一に触媒を付与し、しかも配線表面に防食剤及び／または金属錯体がない状態で保護膜を成膜することができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、前記前洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を触媒付与液に接触させることを特徴とする請求項３記載の無電解めっき方法である。
これにより、前洗浄処理から触媒付与処理を開始するまでの間に、配線表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、配線表面に触媒を均一に付与し、その後の無電解めっきで成膜される保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行う前処理ユニットと、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置である。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行う前洗浄ユニットと、前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与する触媒付与ユニットと、基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置である。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、基板を洗浄液中に浸漬させるか、または基板に向けて洗浄液を噴射して基板を洗浄する洗浄ユニットを更に有することを特徴とする請求項５または６記載の無電解めっき装置である。
これにより、前処理ユニットと洗浄ユニット、または前洗浄ユニットと洗浄ユニットとを組合せたマルチステップ処理を行って、基板の洗浄効果をより高めることができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、前記洗浄部材は、多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコールまたはフッ素樹脂材からなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の無電解めっき装置である。
多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、吸湿性と対薬品性に優れ、ロールスポンジとして広く使われており、これを基板の表面に接触して該表面を洗浄する洗浄部材として使用することで、基板の表面にダメージを与えることなく、基板の表面に残った残留物を容易に除去することができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、前記洗浄部材は、中心に回転軸を有するロール状ブラシであることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の無電解めっき装置である。
これにより、ロール状ブラシを基板の表面に接触させながら回転させて基板の表面を洗浄することで、基板の表面の洗浄効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、薬液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せて前処理等を行って、配線の表面を含めた基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を有効に除去し、しかる後に、触媒付与処理及び／または無電解めっきを行うことで、配線表面に均一な膜厚の保護膜を成膜することができる。しかも、薬液の使用量を、例えば１リットル以下に抑えながら、例えば５〜６０秒程度の短時間で基板全面に亘る均一な前処理や前洗浄を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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２６（ｄ）に示すように、配線８の露出表面を、ＣｏＷＰ合金等からなる保護膜（蓋材）９で選択的に覆って、配線８を保護膜９で保護するようにした例を示す。
【００３８】
図１は、本発明の実施の形態における無電解めっき装置の平面配置図を示す。図１に示すように、この無電解めっき装置には、表面に配線８を形成した半導体ウェーハ等の基板Ｗを収容した基板カセットを載置収容するロード・アンロードユニット１１が備えられている。そして、排気系統を備えた矩形状の装置フレーム１２の内部に、基板の表面を前洗浄する前洗浄ユニット１４、前洗浄後の基板の表面に触媒付与液を接触させて、配線８の表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与ユニット１５が配置されている。
【００３９】
装置フレーム１２の内部には、基板の表面に無電解めっきを行う２基の無電解めっきユニット１６、無電解めっきによって配線８の表面に形成された保護膜（合金膜）９の選択性を向上させるため、基板の後洗浄（後処理）を行う後洗浄ユニット１８、後洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニット２０、及び仮置台２２が配置されている。更に、装置フレーム１２の内部には、ロード・アンロードユニット１１に搭載された基板カセットと仮置台２２との間で基板Ｗの受渡し行う第１基板搬送ロボット２４と、仮置台２２と各ユニット１４，１５，１６，１８，２０との間で基板の受渡しを行う第２基板搬送ロボット２６が、それぞれ走行自在に配置されている。
【００４０】
次に、図１に示す無電解めっき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。なお、前洗浄ユニット１４は、触媒付与処理に先立って、配線の表面を含めた基板Ｗの表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を除去するにしたユニットで、後洗浄ユニット１８は、無電解めっき後の基板表面上のパーティクルや不要物を除去するようにしたユニットである。この例では、前洗浄ユニット１４と後洗浄ユニット１８は、使用する処理液が異なるだけで、同じ構成であるので、ここでは、前洗浄ユニット１４のみを説明して、後洗浄ユニット１８の説明を省略する。
【００４１】
前洗浄ユニット１４には、図２及び図３に示すように、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３０と、ローラ３０で保持した基板Ｗの表面に洗浄液を供給する洗浄液用ノズル３２及び純水を供給する純水用ノズル３４と、ローラ３０で保持した基板Ｗの裏面に洗浄液を供給する洗浄液用ノズル３６及び純水を供給する純水用ノズル３８を備えられている。
【００４２】
ローラ３０で保持した基板Ｗの表面側に位置して、中心に回転軸４０を有する円筒状の洗浄部材４２が、基板の裏面側に位置して、中心に回転軸４４を有する円筒状の洗浄部材４６が、それぞれ上下方向に移動して基板Ｗに接触するように配置されている。この両洗浄部材４２，４６は、例えば多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製のロールスポンジからなるロール状ブラシで構成されている。このように、吸湿性と対薬品性に優れた多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製のロールスポンジで洗浄部材（ロール状ブラシ）４２，４６を構成することにより、基板の表面に洗浄部材４２，４６を接触させて両者を相対移動させることで、基板の表面にダメージを与えることなく、基板の表面に残った残留物を容易に除去することができる。しかも、洗浄部材４２，４６を、中心に回転軸４０，４４を有するロール状ブラシとし、ロール状ブラシを基板の表面に接触させながら回転させて基板の表面を洗浄することで、基板の表面の洗浄効率を向上させることができる。
なお、洗浄部材をフッ樹脂材としてもよい。
【００４３】
この前洗浄ユニット１４によれば、基板Ｗをその表面（被処理面）を上向きにして複数のローラ３０で保持し、ローラ３０を介して、基板Ｗを所定の回転速度、例えば１１０ｒｐｍで回転させながら、基板Ｗの表面（上面）に純水用ノズル３４から純水を滴下して、基板Ｗの全表面を純水で濡らす。次に、基板Ｗの上方に配置された洗浄部材（ロール状ブラシ）４２を所定の回転速度、例えば１００ｒｐｍで回転させながら下降させて基板Ｗの表面に接触させる。そして、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２が基板Ｗの表面に接触すると同時に、基板Ｗの上方に配置された洗浄液用ノズル３２から基板Ｗの表面に洗浄液を供給する。これにより、配線表面に触媒を付与した後に保護膜を成膜する場合に、配線表面に触媒を付与する処理に先立って、洗浄液による化学的作用と洗浄部材４２による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前洗浄で基板Ｗの表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去することができる。
【００４４】
この基板の表面（上面）の前洗浄と並行して、必要に応じて、基板の裏面（下面）の前洗浄を行う。つまり、基板Ｗの裏面（下面）に純水用ノズル３８から純水を供給し、基板Ｗの下方に配置された洗浄部材（ロール状ブラシ）４６を所定の回転速度、例えば１００ｒｐｍで回転させながら上昇させて基板Ｗの裏面に接触させる。そして、洗浄部材（ロール状ブラシ）４６が基板Ｗの裏面に接触すると同時に、基板Ｗの下方に配置された洗浄液用ノズル３６から基板Ｗの表面に洗浄液を供給し、これによって、洗浄液による化学的作用と洗浄部材４６による機械的作用を組合せた前洗浄で基板Ｗの裏面を洗浄する。
【００４５】
そして、所定時間、例えば３０秒間基板の表面を洗浄した後、洗浄部材４２を上昇させて基板Ｗの表面から離し、洗浄液用ノズル３２からの洗浄液の供給を停止した後、純水用ノズル３４から基板Ｗの表面に純水を供給して基板Ｗの表面を純水でリンスする。
基板Ｗの裏面にあっても同様に、所定時間基板の裏面を洗浄した後、洗浄部材４６を下降させて基板Ｗの裏面から離し、洗浄液用ノズル３６からの洗浄液の供給を停止した後、純水用ノズル３８から基板Ｗの裏面に純水を供給して基板Ｗの裏面を純水でリンスする。
【００４６】
なお、基板の裏面側に純水用ノズル３８のみを配置して、基板の裏面の純水によるリンスのみを行うようにしてもよく、また洗浄液の基板の裏面側への回り込みがない場合には、基板の裏面の純水によるリンスを省略するようにしてもよい。
この例にあっては、前洗浄ユニット１４に基板Ｗのエッジ（外周部）に当接しながら回転するスポンジ４８が備えられ、このスポンジ４８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。
【００４７】
触媒付与ユニット１５は、図４乃至図６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７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。
【００４８】
この出力軸６４の内部には、図７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。
【００４９】
図４乃至図６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。
【００５０】
図７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８及び図９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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１０参照）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４乃至図６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。
【００５５】
更に、図１０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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
この触媒付与ユニット１５によれば、図４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５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１０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６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。
【００６０】
無電解めっきユニット１６を図１１乃至図１７に示す。この無電解めっきユニット１６は、めっき槽２００（図１５及び図１７参照）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を有している。
【００６１】
基板ヘッド２０４は、図１１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。
【００６２】
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。
【００６３】
吸着ヘッド２３４の下面周縁部には、図１２乃至図１４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。
【００６４】
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。
【００６５】
これにより、図１２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１３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１４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。
【００６６】
図１５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１７参照）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。
【００６７】
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。
【００６８】
このめっき槽２００は、図１７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。
【００６９】
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、より均一な膜厚の保護膜（めっき膜）を成膜することができる。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
無電解めっきユニット１６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１６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。
【００７４】
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。
【００７５】
図１６は、めっき槽２００の側方に付設されている洗浄槽２０２の詳細を示す。この洗浄槽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。
【００７６】
更に、洗浄槽２０２の周壁外周面の噴射ノズル２８０より上方に位置して、直径方向のやや斜め下方に向けて洗浄槽２０２の内部に純水等の洗浄液を噴射して、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２の、少なくともめっき液に接液する部分に洗浄液を吹き付けるヘッド洗浄ノズル２８６が設置されている。
【００７７】
この洗浄槽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を洗浄槽２０２内の所定の位置に配置し、噴射ノズル２８０から純水等の洗浄液（リンス液）を噴射して基板Ｗを洗浄（リンス）するのであり、この時、ヘッド洗浄ノズル２８６から純水等の洗浄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洗浄液で洗浄することで、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。
【００７８】
この無電解めっきユニット１６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。
【００７９】
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の上方位置まで引上げて、基板ヘッド２０４の回転を停止させる。
【００８０】
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を洗浄槽２０２の直上方位置に移動させる。そして、基板ヘッド２０４を回転させながら洗浄槽２０２内の所定の位置まで下降させ、噴射ノズル２８０から純水等の洗浄液（リンス液）を噴射して基板Ｗを洗浄（リンス）し、同時に、ヘッド洗浄ノズル２８６から純水等の洗浄液を噴射して、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洗浄液で洗浄する。
【００８１】
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を洗浄槽２０２の上方位置まで引上げ、更に基板ヘッド２０４を第２基板搬送ロボット２６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２６に基板Ｗを受渡して次工程に搬送する。
【００８２】
図１８は、乾燥ユニット２０を示す。この乾燥ユニット２０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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
なお、この乾燥ユニット２０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。
【００８５】
次に、この無電解めっき装置による一連の処理（無電解めっき処理）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１１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２４で取出し仮置台２２に搬送して該仮置台２２上に載置する。この仮置台２２に載置された基板Ｗを、第２基板搬送ロボット２６で前洗浄ユニット１４に搬送する。
【００８６】
この前洗浄ユニット１４では、基板Ｗをフェースアップで保持し、基板Ｗの表面に洗浄液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前洗浄を行って、基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去する。この例では、ＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）などの防食剤及び／または金属錯体を除去するため、洗浄液として、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液を使用する。
【００８７】
つまり、全表面を純水で濡らした回転中の基板Ｗの表面に、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２を回転させながら接触させ、この洗浄部材（ロール状ブラシ）４２が基板Ｗの表面に接触すると同時に、基板Ｗの上方に配置された洗浄液用ノズル３２から、基板Ｗの表面に、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を供給する。これにより、洗浄液による化学的作用と洗浄部材４２による機械的作用を組合せた前洗浄で基板Ｗの表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去する。この基板の表面（上面）の前洗浄と並行して、必要に応じて、基板の裏面（下面）の前洗浄を行う。
【００８８】
そして、所定時間、例えば３０秒間、上記処理を行った後、基板Ｗの表面を純水用ノズル３８から供給される純水でリンスし、基板Ｗの裏面も同様に、必要に応じて、純水用ノズル３８から供給される純水でリンスする。
【００８９】
次に、前洗浄後の基板を触媒付与ユニット１５に搬送し、この触媒付与ユニット１５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、例えばＰｄ触媒付与液を接触させて配線８の表面に触媒を付与する。つまり、図６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Ｐｄ触媒付与液を使用し、これによって、配線８の表面に触媒を付与する。触媒金属としては、白金族元素、コバルト、ニッケルのいずれもが使用できるが、反応速度や制御のし易さなどの点から、触媒としてＰｄを用いることが好ましい。
【００９０】
この時、前洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に、基板の表面を触媒付与液に接触させることが好ましい。これにより、前洗浄処理から触媒付与処理を開始するまでの間に、配線表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、配線表面に触媒を均一に付与し、その後の無電解めっきで成膜される保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することができる。
【００９１】
触媒付与ユニット１５で、配線８の表面にＰｄ等の触媒を付与した後、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。
【００９２】
次に、触媒付与処理後の基板Ｗを無電解めっきユニット１６に搬送する。無電解めっきユニット１６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、無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。つまり、例えば、液温が８０℃のＣｏＷＰめっき液中に、基板Ｗを、例えば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（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施す。
【００９３】
そして、基板Ｗをめっき液の液面から引上げた後、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を洗浄槽２０２内の所定の位置に位置させ、洗浄槽２０２内のノズル板２８２の噴射ノズル２８０から純水を基板Ｗに向けて噴出して、基板Ｗを洗浄（リンス）し、同時にヘッド洗浄ノズル２８６から純水をヘッド部２３２に噴出してヘッド部２３２を洗浄する。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。
【００９４】
次に、この無電解めっき処理後の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で後洗浄ユニット１８に搬送し、ここで、基板Ｗの表面に形成された保護膜（金属膜）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（層間絶縁膜）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。
【００９５】
そして、このめっき後処理後の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で乾燥ユニット２０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２基板搬送ロボット２６で仮置台２２の上に置き、この仮置台２２の上に置かれた基板を、第１基板搬送ロボット２４でロード・アンロードユニット１１に搭載された基板カセットに戻す。
【００９６】
この例によれば、配線表面に、触媒を付与した後に保護膜を成膜する場合に、配線表面に触媒を付与する処理に先立って、洗浄液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用を組合せた前洗浄で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去して、配線表面により均一に触媒を付与し、しかも配線表面に防食剤及び／または金属錯体がない状態で保護膜を成膜することができる。
【００９７】
図２０は、本発明の他の実施の形態の無電解めっき装置の平面配置図を示す。この図２０に示す例の図１に示す例と異なる点は、装置フレーム１２の内部に、図１に示す前洗浄ユニット１４及び触媒付与ユニット１５の代わりに、洗浄ユニット１４ａ及び前処理ユニット１５ａを配置した点にある。この洗浄ユニット１４ａは、使用する処理液が異なるだけで、図１に示す触媒付与ユニット１５と同じ構成で、前処理ユニット１５ａは、使用する処理液が異なるだけで、図１に示す前洗浄ユニット１４と同じ構成である。
【００９８】
この例では、洗浄ユニット１４ａで基板の表面を洗浄した後、前処理ユニット１５ａで基板の前処理、つまり基板の表面の洗浄と配線の表面への触媒の付与を同時に行い、しかる後、無電解めっきユニット１６で配線の表面の保護膜を選択的に形成するようにしている。
【００９９】
すなわち、図２１に示すように、基板を収納してロード・アンロードユニット１１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２４で取出し仮置台２２に搬送して該仮置台２２上に載置する。この仮置台２２に載置された基板Ｗを、第２基板搬送ロボット２６で洗浄ユニット１４ａに搬送する。
【０１００】
この洗浄ユニット１４ａでは、前述の触媒付与ユニット１５における第１処理液（触媒付与液）の代わりに洗浄液を使用し、フェースダウンで保持した基板の表面に向けて洗浄液を噴射して、基板の表面を洗浄液で洗浄し、しかる後、洗浄後の基板Ｗの表面を純水でリンスする。そして、洗浄後の基板を前処理ユニット１５ａに搬送する。
【０１０１】
この前処理ユニット１５ａでは、前述の前洗浄ユニット１４における洗浄液の代わりに、触媒を含む前処理液（触媒付与兼洗浄液）を使用し、フェースアップで保持した基板Ｗの表面に前処理液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた洗浄と触媒付与処理を同時に行って、基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去し、同時に配線の表面に触媒を付与する。
【０１０２】
つまり、全表面を純水で濡らした回転中の基板Ｗの表面に、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２（図３参照）を回転させながら接触させ、この洗浄部材（ロール状ブラシ）４２が基板Ｗの表面に接触すると同時に、基板Ｗの上方に配置された洗浄液用ノズル３２（図３参照）から、基板Ｗの表面に前処理液（触媒付与兼洗浄液）を供給する。
そして、所定時間、例えば３０秒間、上記処理を行った後、基板Ｗの表面を純水でリンスし、基板Ｗの裏面も同様に、必要に応じて、純水でリンスする。
【０１０３】
この時、洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に、基板の表面を前処理液に接触させることが好ましい。これにより、洗浄処理から前処理を開始するまでの間に、配線表面に酸化膜が再形成されたり、ウォータマークが形成されたりするのを抑えて、配線表面に触媒を均一に付与し、その後の無電解めっきで成膜される保護膜（めっき膜）に欠陥の生じることを防止することができる。
【０１０４】
次に、前処理後の基板を無電解めっきユニット１６に搬送し、ここで配線８の表面に選択的な無電解めっきを施す。これ以降の処理は、前述の例と同様である。
このように、洗浄ユニット１４ａと前処理ユニット１５ａとを組合せたマルチステップ処理を行って、基板の洗浄効果をより高めることができる。
【０１０５】
この例によれば、基板表面の洗浄と配線表面への触媒付与処理を一つの前処理液を使用して同時に行った後に配線表面に保護膜を成膜したりする場合に、無電解めっきによる成膜に先立って、前処理液による化学的作用と洗浄部材による機械的作用を組合せた前処理で基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体を完全に除去することができる。しかも、基板の表面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させことで、基板の全面に亘る前処理を行うことができる。
【０１０６】
なお、配線の表面に選択的に形成する保護膜を構成する合金膜の種類によっては、基板の表面に、触媒を付与することなく、保護膜（合金膜）を直接形成できるものもある。このような合金膜を保護膜として使用する場合には、図２０に示す前処理ユニット１５ａの前処理液として、前述の前洗浄ユニット１４の場合と同様に、例えばクエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を使用する。そして、図２２に示すように、ロード・アンロードユニット１１に搭載した基板カセットから取出されて仮置台２２に搬送された基板Ｗを前処理ユニット１５ａに搬送し、この前処理ユニット１５ａで基板Ｗをフェースアップで保持し、基板Ｗの表面に前処理液（洗浄液）による化学的作用と洗浄部材による機械的作用（スクラブ洗浄）を組合せた前洗浄を行って、基板の表面に残った防食剤及び／または金属錯体等を完全に除去する。そして、基板Ｗの表面を純水でリンスし、基板Ｗの裏面も同様に、必要に応じて、純水でリンスした後、無電解めっきユニット１６に搬送し、ここで配線８の表面に選択的な無電解めっきを施すようにしてもよい。これ以降の処理は、前述の例と同様である。
【０１０７】
この場合にあっても、洗浄ユニット１４ａで基板を洗浄してから、前処理ユニット１５ａで基板の前処理（洗浄）を行うようにしてもよい。
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。
【０１０８】
なお、上記の例では、基板Ｗの表面または両面に洗浄液（前処理液）を供給しつつ、ロール状の洗浄部材４２，４６を回転軸４０，４４まわりに同一方向に回転させながら、それらの表面を基板Ｗの表面または両面に接触させて、基板Ｗの前洗浄（前処理）を行うようにしているが、基板の表面または両面に洗浄液（前処理液）を供給しつつ、揺動アームの先端に取付けた回転可能な洗浄部材を水平方向に回転運動する基板に接触させて、基板の前洗浄（前処理）を行うようにしてもよい。また、揺動アームの先端に取付けた回転可能な洗浄部材を水平方向に回転運動する基板に当接させるとともに、超音波振動を帯びた液体を基板の表面に向けて噴射させて基板の前洗浄（前処理）を行うようにしてもよい。更に、基板の表面または両面をバフ等で研磨して、基板の前洗浄（前処理）を行うようにしてもよい。
【０１０９】
（実施例１）
図１に示す前洗浄ユニット１４を使用した試料の前洗浄を行って、洗浄効果を調べた。先ず、１０００ｎｍの銅膜を表面に電解めっきで一様に形成し、該銅膜を５００ｎｍ残してＣＭＰで研磨した３００ｍｍφの銅ブランケットウェーハを試料として用意した。このＣＭＰ後の試料の銅表面にはベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）が残してある。
【０１１０】
そして、被処理面（表面）を上向きにして、試料を前洗浄ユニット１４のローラ３０で保持し、試料を１１０ｒｐｍで回転させながら、試料の全表面を純水で５秒間濡らした。そして、洗浄部材（ロール状ブラシ）４２を、１００ｒｐｍで回転させながら試料の表面に接触させた。洗浄部材４２が試料の表面に接触すると同時に、洗浄液用ノズル３２から、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を試料の表面に供給し、３０秒に亘る試料の洗浄（前洗浄）を行った。その後、試料をローラ３０から離し、直ちに、試料の表面を１５秒間純水でリンスした。
【０１１１】
（比較例１）
実施例１と同様な試料を用意し、いわゆるスプレー方式による試料の洗浄を行った。つまり、被処理面（表面）を下向きにして、試料をスプレー方式の洗浄ユニットにセットし、試料を２０ｒｐｍで水平回転させながら、試料の下方に配置した複数の噴射ノズルから、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液を試料の全表面に向けて噴射して、３０秒に亘る試料の洗浄（前洗浄）を行った。その後、試料全面を１５秒間純水でリンスした。
【０１１２】
（比較例２）
実施例１と同様な試料を用意し、いわゆる浸漬方式による試料の洗浄を行った。つまり、被処理面（表面）を下向きにして、試料を浸漬方式の洗浄ユニットにセットし、試料を２０ｒｐｍで水平回転させながら、クエン酸の水溶液にエチレンジアミン二酢酸（ＥＤＴＡ）を含むｐＨが３以上（ｐＨ＞３）の有機酸溶液からなる洗浄液に浸漬させて、６０秒の亘る試料の洗浄（前洗浄）を行った。その後、試料を洗浄液から引上げ、その表面を１５秒間純水でリンスした。
【０１１３】
実施例１、比較例１及び２における処理条件をまとめて表１に示す。
【表１】
この表１から、実施例１によれは、比較例１及び２に比較して、１枚の試料に対して使用される洗浄液（薬液）が少なくて済むことが判る。
【０１１４】
実施例１、比較例１及び２による処理後の試料からそれぞれチップを切出し、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）分析を行った。この分析によって検出されたＮ元素及びＯ元素の相対値を表２に示す。
【０１１５】
【表２】
Ｎ元素及びＯ元素は、それぞれＢＴＡの残留量および金属酸化物に比例すると考えられる。この表２から、実施例１は、比較例１及び２に比較して、防食材であるＢＴＡまたはＣｕ−ＢＴＡ錯体および金属酸化物の除去に有効であることが判る。
【０１１６】
（実施例２）
ＣＭＰで銅配線の露出表面を形成した３００ｍｍφのパタンウェーハを試料として用意した。ＣＭＰ後の銅配線の表面にはベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）が残してある。
この試料の表面を前述の実施例１と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。次に、前洗浄後の試料を無電解めっきユニットに搬入し、Ｃｏ及びＷの無機塩、及びＤＭＡＢを含むｐＨが８以上（ｐＨ＞８）の無電解めっき液に試料を浸漬させて、銅配線の表面に保護膜を形成した。所定時間経過後、試料を無電解めっき液から引上げ、直ちに５秒の試料全面を純水でリンスした。その後、試料を洗浄し乾燥させた。
【０１１７】
（比較例３）
実施例２と同様な試料を用意し、この試料の表面を前述の比較例１と同様にして洗浄（前洗浄）し純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例２と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１１８】
（比較例４）
実施例２と同様な試料を用意し、この試料の表面を前述の比較例２と同様にして洗浄（前洗浄）し純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例２と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１１９】
実施例２、比較例３及び４によって銅配線上に形成された保護膜（Ｃｏ合金膜）の代表的な箇所における膜厚を光学式の薄膜測定器を測定した。この測定結果から得られた保護膜の膜厚の平均値および不均一性（３σ）を表３に示す。
【０１２０】
【表３】
表３から、実施例２にあっては、比較例３及び４に比較して、配線上に形成した保護膜の面内均一性が良いことが判る。
【０１２１】
（実施例３）
実施例２と同様な試料を用意し、試料の表面を前述の実施例１と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。次に、試料を触媒処理ユニットに搬入し、ＰｄＳＯ４含むｐＨが２以下（ｐＨ＜２）の硫酸水溶液からなる触媒付与液に試料を浸漬させ、所定時間経過後に試料を触媒付与液から引上げた。そして、直ちに試料表面を１０秒間純水でリンスした。その後、試料を無電解めっきユニットに搬入し、Ｃｏ及びＷの無機塩、及び次亜燐酸塩を含むｐＨが８以上（ｐＨ＞８）の無電解めっき液に試料を浸漬させて、銅配線の表面に保護膜を形成した。所定時間経過後、試料を無電解めっき液から引上げ、直ちに５秒の試料全面を純水でリンスした。その後、試料を洗浄し乾燥させた。
【０１２２】
（比較例５）
実施例２と同様な試料を用意し、試料の表面を前述の比較例１と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例３と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１２３】
（比較例６）
実施例２と同様な試料を用意し、試料の表面を前述の比較例２と同様にして洗浄（前洗浄）して純水でリンスした。そして、この洗浄後（前洗浄後）の試料の配線の表面に、実施例３と同様にして保護膜を形成し、洗浄後乾燥させた。
【０１２４】
実施例３、比較例５及び６によって銅配線上に形成された保護膜（Ｃｏ合金膜）の代表的な箇所における膜厚を光学式の薄膜測定器を測定した。この測定結果から得られた保護膜の膜厚の平均値および不均一性（３σ）を表４に示す。
【０１２５】
【表４】
表３から、実施例３にあっては、比較例５及び６に比較して、配線上に形成した保護膜の面内均一性が良いことが判る。
【０１２６】
次に、実施例３、比較例５及び６で処理した配線のリーク電流を測定した。その分布を図２３に示す。この図は、基準となる処理していない試料の配線におけるリーク電流分布も併せて表示している。ここで、リーク電流が大きくなる方向にシフトしないことがデバイスの性能として要求される。図２３に示すように、実施例３では、比較例５及び６に比較して、保護膜を形成した配線におけるリーク電流は、処理していない配線におけるリーク電流に最も近い。これにより、実施例３によれば、試料の表面に残留した不純物を有効に除去でき、めっき後の配線のリークに最も低い値が得られることが判る。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施の形態の無電解めっき装置を示す平面配置図である。
【図２】図１に示す無電解めっき装置の前洗浄ユニットの平面図である。
【図３】図１に示す無電解めっき装置の前洗浄ユニットの概略断面図である。
【図４】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの基板受渡し時における外槽を省略した正面図である。
【図５】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの第１処理液による処理時における外槽を省略した正面図である。
【図６】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの第２処理液による処理時における外槽を省略した正面図である。
【図７】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの基板受渡し時における処理ヘッドを示す断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大図である。
【図９】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの基板固定時における図８相当図である。
【図１０】図１に示す無電解めっき装置の触媒付与ユニットの系統図である。
【図１１】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの基板受渡し時における基板ヘッドを示す断面図である。
【図１２】図１１のＢ部拡大図である。
【図１３】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの基板固定時における基板ヘッドを示す図１２相当図である。
【図１４】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットのめっき処理時における基板ヘッドを示す図１２相当図である。
【図１５】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットのめっき槽カバーを閉じた時のめっき槽を示す一部切断の正面図である。
【図１６】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの洗浄槽を示す断面図である。
【図１７】図１に示す無電解めっき装置の無電解めっきユニットの系統図である。
【図１８】図１に示す無電解めっき装置の乾燥ユニットを示す縦断正面図である。
【図１９】図１に示す無電解めっき装置における処理を示すフロー図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態の無電解めっき装置を示す平面配置図である。
【図２１】図２０に示す無電解めっき装置における処理を示すフロー図である。
【図２２】図２０に示す無電解めっき装置における他の処理を示すフロー図である。
【図２３】実施例３、比較例５及び６における配線のリーク電流分布を示すグラフである。
【図２４】従来の銅ダマシン配線構造を示す図である。
【図２５】無電解めっきで配線の表面に保護膜を選択的に形成する例を工程順に示す図である。
【図２６】半導体装置における銅配線形成例を工程順に示す図である。
【図２７】従来の配線の表面に保護膜を選択的に形成する工程示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２８】
８ 配線
９ 保護膜
１１ ロード・アンロードユニット
１２ 装置フレーム
１４ 前洗浄ユニット
１４ａ 洗浄ユニット
１５ 触媒付与ユニット
１５ａ 前処理ユニット
１６ 無電解めっきユニット
１８ 後洗浄ユニット
２０ 乾燥ユニット
３０ ローラ
３２，３６ 洗浄液用ノズル
３４，３８ 純水用ノズル
４０ 回転軸
４０，４４ 回転軸
４２，４６ 洗浄部材
４８ スポンジ
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
９４ 被覆板
１００ 処理槽
１０２ 蓋体
２００ めっき槽
２０２ 洗浄槽
２０４ 基板ヘッド
２３０ ハウジング部
２３２ ヘッド部
２３４ 吸着ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行い、しかる後、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項２】
前記前処理後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を無電解めっき液に接触させることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法。
【請求項３】
内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行い、
前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与し、しかる後、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項４】
前記前洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を触媒付与液に接触させることを特徴とする請求項３記載の無電解めっき方法。
【請求項５】
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行う前処理ユニットと、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項６】
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行う前洗浄ユニットと、
前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与する触媒付与ユニットと、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項７】
基板を洗浄液中に浸漬させるか、または基板に向けて洗浄液を噴射して基板を洗浄する洗浄ユニットを更に有することを特徴とする請求項５または６記載の無電解めっき装置。
【請求項８】
前記洗浄部材は、多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコールまたはフッ素樹脂材からなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の無電解めっき装置。
【請求項９】
前記洗浄部材は、中心に回転軸を有するロール状ブラシであることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の無電解めっき装置。
【請求項１】
内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行い、しかる後、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項２】
前記前処理後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を無電解めっき液に接触させることを特徴とする請求項１記載の無電解めっき方法。
【請求項３】
内部に埋込み配線を形成した基板を用意し、
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行い、
前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与し、しかる後、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成することを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項４】
前記前洗浄後の基板の表面を純水でリンスし、基板の表面が完全に乾燥する前に基板の表面を触媒付与液に接触させることを特徴とする請求項３記載の無電解めっき方法。
【請求項５】
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に前処理液を供給して前処理を行う前処理ユニットと、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項６】
ウェット状態の基板の表面または両面に洗浄部材を接触させ、両者を相対的に移動させながら、基板の表面または両面に洗浄液を供給して基板の前洗浄を行う前洗浄ユニットと、
前洗浄後の基板の表面を触媒付与液に接触させて配線の表面に触媒を付与する触媒付与ユニットと、
基板の表面を無電解めっき液に接触させて配線の表面に保護膜を選択的に形成する無電解めっきユニットを有することを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項７】
基板を洗浄液中に浸漬させるか、または基板に向けて洗浄液を噴射して基板を洗浄する洗浄ユニットを更に有することを特徴とする請求項５または６記載の無電解めっき装置。
【請求項８】
前記洗浄部材は、多孔質連続気孔組織のポリビニルアルコールまたはフッ素樹脂材からなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の無電解めっき装置。
【請求項９】
前記洗浄部材は、中心に回転軸を有するロール状ブラシであることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の無電解めっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００７−３３２４４５（Ｐ２００７−３３２４４５Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７８６７（Ｐ２００６−１６７８６７）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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