無電解めっき装置、無電解めっき方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体
【課題】 良好な膜質のめっき皮膜を形成することができる無電解めっき装置を提供すること。
【解決手段】 基板Ｗを支持する基板支持部４６と、基板Ｗの表面に供給されるめっき液を貯留するめっき液貯留部と、めっき液貯留部からのめっき液を、基板支持部４６に支持された基板Ｗの表面に向けて供給するめっき液供給管と、めっき液供給管に設けられ、めっき液を基板Ｗの表面に吐出するめっき液吐出ノズルと、基板支持部４６に支持された基板Ｗの裏面側に設けられ、基板Ｗの温度を制御するための基板温度制御部材４８´と、基板温度制御部材４８´と基板Ｗとの間に相対的な昇降移動を生じさせる移動機構とを具備し、基板温度制御部材４８´は、移動機構により基板Ｗとの間の距離を調節することによって基板Ｗの温度を制御するように構成されている。
【解決手段】 基板Ｗを支持する基板支持部４６と、基板Ｗの表面に供給されるめっき液を貯留するめっき液貯留部と、めっき液貯留部からのめっき液を、基板支持部４６に支持された基板Ｗの表面に向けて供給するめっき液供給管と、めっき液供給管に設けられ、めっき液を基板Ｗの表面に吐出するめっき液吐出ノズルと、基板支持部４６に支持された基板Ｗの裏面側に設けられ、基板Ｗの温度を制御するための基板温度制御部材４８´と、基板温度制御部材４８´と基板Ｗとの間に相対的な昇降移動を生じさせる移動機構とを具備し、基板温度制御部材４８´は、移動機構により基板Ｗとの間の距離を調節することによって基板Ｗの温度を制御するように構成されている。
【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無電解めっきを施す無電解めっき装置、無電解めっき方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、基板としての半導体ウエハ上に形成される配線には、半導体デバイスの動作速度を向上させるためにＣｕ（銅）が用いられつつある。このようなＣｕ配線の基板上への形成は通常、絶縁膜に配線を埋め込むためのビアおよびトレンチをエッチングにより形成し、それらの中に銅配線を埋め込むダマシン法により行われる。
【０００３】
このようなＣｕ配線を有する半導体デバイスは、近時、益々微細化および高集積化してきており、そのため電流密度が増加して電流によるＣｕ原子の輸送、いわゆるエレクトロマイグレーションが増大し、配線の断線を引き起こして信頼性の低下を招くおそれがある。
【０００４】
このため、キャップメタルと称される金属めっき膜を無電解めっきによってＣｕ配線の表面に被覆して、半導体デバイスのエレクトロマイグレーション耐性を向上させる試みがなされている。無電解めっき方法としては、めっき液を貯留した層に被めっき物を浸漬する方法が知られているが、このような方法を基板上に形成された配線のめっき処理に採用すると、基板である半導体ウエハの下面（裏面）にもめっき液が付着してコンタミネーションの原因となる。
【０００５】
そこで、コンタミネーションを抑止しつつ基板上の配線に無電解めっきを施す装置として、基板を支持するチャックと、チャックに支持された基板を所定の温度に加熱する下部プレートと、所定の温度に加熱されためっき液を内部に流通させて、下部プレートにより加熱された基板上に供給するめっき液供給管（処理液流入部）とを具備した無電解めっき装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、無電解めっき処理では一般的に、めっき液を５０℃以上沸点以下の温度で加熱して被めっき物に接触させる必要があるが、めっき液は、加熱されることで化学的な不安定さが増して、その後の時間の経過等により変質して劣化してしまうため、極力低い加熱温度、例えば６０〜８０℃程度で基板上に供給されることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、上記の無電解めっき装置は、めっき液供給管内を通過する間の温度低下を考慮してめっき液の加熱温度を比較的高く設定せざるを得ず、しかも、めっき液の供給停止等によってめっき液供給管内の通過時間にもばらつきが生じる。このため、めっき液の温度を高く保持しておく必要があり、めっき液を高品質に保持することが困難である。
【０００８】
また、無電解めっき技術においては、めっき皮膜の膜質を良好なものとするために、めっき処理を行う際の基板の温度管制御を厳密に行うことが好ましいが、上記特許文献１の無電解めっき装置では必ずしも十分な温度制御を実現することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１２４２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、良好な膜質のめっき皮膜を形成することができる無電解めっき装置および無電解めっき方法を提供することを目的とする。
さらに、このような無電解めっき方法を実行することができる制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置であって、基板を支持する基板支持部と、基板の表面に供給されるめっき液を貯留するめっき液貯留部と、前記めっき液貯留部からのめっき液を、前記基板支持部に支持された基板の表面に向けて供給するめっき液供給管と、前記めっき液供給管に設けられ、前記めっき液を基板の表面に吐出するめっき液吐出ノズルと、前記基板支持部に支持された基板の裏面側に設けられ、基板の温度を制御するための基板温度制御部材と、前記基板温度制御部材と基板との間に相対的な昇降移動を生じさせる移動機構とを具備し、前記基板温度制御部材は、前記移動機構により基板との間の距離を調節することによって基板の温度を制御するように構成されていることを特徴とする無電解めっき装置を提供する。
【００１２】
上記第１の観点において、前記基板温度制御部材は、ヒータを内蔵し、輻射熱により基板を加熱して所定温度に制御するように構成することができる。さらに、基板温度制御部材は、前記ヒータと、基板に加熱された流体を供給する流体供給口との両方を備えていてもよい。この場合に、前記基板温度制御部材は、前記ヒータの輻射熱により基板を加熱し、その後、前記流体供給口から前記ヒータの輻射熱により加熱された基板に、前記加熱された流体を供給し、前記基板の温度をさらに上昇させることができる。また、前記基板温度制御部材は、前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御することができる。
【００１３】
また、上記第１の観点において、基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板に所定の液を供給して前処理を行う前処理液供給機構と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う後処理液供給機構をさらに具備する構成とすることができる。
【００１４】
本発明の第２の観点では、めっき液貯留部に貯留されためっき液をめっき液供給管およびめっき液吐出ノズルを介して基板の表面に供給して無電解めっきを施す無電解めっき方法であって、基板の裏面側に配置された基板温度制御部材と基板との間の距離を調整して基板の温度を制御する工程と、前記めっき液供給管内を流通するめっき液を基板の表面に供給する工程とを含むことを特徴とする無電解めっき方法を提供する。
【００１５】
上記第２の観点において、前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御するように制御することができる。また、基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板の表面に所定の液を供給して前処理を行う工程と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う工程とをさらに含むことができる。
【００１６】
本発明の第３の観点では、基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置をコンピュータに制御させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第２の観点の無電解めっき方法が行われるように、コンピュータに前記無電解めっき装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板の裏面側に基板との間で相対的に昇降可能な基板温度制御部材を設けたので、きめ細かな温度制御が実現され、良好な膜質のめっき皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る無電解めっき装置を具備した無電解めっきシステムの概略構造を示す平面図。
【図２】無電解めっきシステムの概略構造を示す側面図。
【図３】無電解めっきシステムの概略構造を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る無電解めっきユニットの概略平面図。
【図５】図４の無電解めっきユニットの概略断面図。
【図６】図４の無電解めっき装置に設けられたノズル部およびノズル部にめっき液等の処理流体を送るための処理流体供給システムの概略構成を示す図。
【図７】図４の無電解めっき装置に設けられた薬液ノズルの概略構造を示す断面図。
【図８】図４の無電解めっき装置に設けられためっき液ノズルの概略構造を示す断面図である。
【図９】図８のめっき液ノズルのめっき液の供給動作を説明するための図。
【図１０】図４の無電解めっきユニットに設けられたノズル部の動作態様（移動態様）を説明するための図。
【図１１】図１の無電解めっきシステムにおけるウエハの処理工程の概略を示すフローチャート。
【図１２】図４の無電解めっき装置におけるウエハの処理工程の概略を示すフローチャート。
【図１３】無電解めっきユニットに用いられるアンダープレートの他の例を示す図。
【図１４】無電解めっきユニットの変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る無電解めっき装置を搭載した無電解めっきシステムの概略構造を示す平面図、図２はその側面図、図３はその断面図である。
【００２０】
無電解めっきシステム１は、処理部２と搬入出部３とを備えている。処理部２は、処理対象基板としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗに無電解めっき処理および無電解めっき処理前後の熱的処理を施すものである。搬入出部３は、処理部２へのウエハＷの搬入および処理部２からのウエハＷの搬出を行う。ウエハＷとしては、その表面に金属からなる配線部（図示せず）を有するものが用いられ、処理部２はこの配線部に無電解めっき処理を施す。
【００２１】
搬入出部３は、ウエハ収容容器であるフープ（ＦＯＵＰ；ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送機構７が設けられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００２２】
フープＦは、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを水平姿勢で鉛直方向に積層した状態で収容可能であり、一側面にウエハＷを搬入出するための搬入出口を有し、搬入出口を開閉可能な蓋体が設けられている。フープＦ内には、ウエハＷを収容するための複数のスロットが上下方向に沿って形成されており、各スロットは、ウエハＷを一枚ずつ、その表面（配線部が形成された面）を上側にした状態で収容する。
【００２３】
イン・アウトポート４の載置台６は、フープＦが無電解めっきシステム１の幅方向（Ｙ方向）に複数個、例えば３個並列に載置されるようになっており、フープＦが、搬入出口を有する側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８には、フープＦの載置場所に対応する位置に窓部９が形成され、ウエハ搬送部５側に窓部９を開閉するシャッター１０が設けられている。
【００２４】
シャッター１０は、窓部９の開閉と同時に、フープＦに設けられた蓋体の開閉をも行えるようになっている。シャッター１０は、フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときに動作しないように、インターロックを有して構成されることが好ましい。シャッター１０が窓部９を開放状態としてフープＦの搬入出口とウエハ搬送部５とが連通すると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送機構７のフープＦへのアクセスが可能となる。なお、窓部９の上部には図示しないウエハ検査機構が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数および状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査機構は、シャッター１０に装着させることも可能である。
【００２５】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送機構７は、ウエハＷを保持する搬送ピック１１を有し、Ｙ方向に移動可能である。搬送ピック１１は、無電解めっきシステム１の長さ方向（Ｘ方向）に沿った進退動作、無電解めっきシステム１の高さ方向（Ｚ方向）に沿った昇降動作、およびＸ−Ｙ平面内（θ方向）での回転動作が可能となっている。これにより、ウエハ搬送機構７は、載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置に移動して、搬送ピック１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができ、かつ処理部２に設けられた後述するウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６と対向する位置に移動して、搬送ピック１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６にアクセスさせることができるようになっている。すなわち、ウエハ搬送機構７は、フープＦと処理部２との間でウエハＷを搬送するように構成されている。
【００２６】
処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置するウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６と、ウエハＷにめっき処理を施す無電解めっきユニット（ＰＷ）１２と、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２でのめっき処理前後のウエハＷを加熱処理するホットプレートユニット（ＨＰ）１９と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９で加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２と、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送機構１８とを備えている。また、処理部２の無電解めっきユニット（ＰＷ）１２の下側には、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２に送液するめっき液等の所定の流体を貯蔵する流体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。なお、本実施形態の無電解めっき装置は、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２と流体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に設けられた後述する処理流体供給機構６０とにより構成される。
【００２７】
ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、２つ設けられており、これらは、処理部２の略中央部に設置された主ウエハ搬送機構１８とウエハ搬送部５との間に、上下２段に積み重ねられている。下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、搬入出部３から処理部２に搬送されるウエハＷを載置するために用いられ、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、処理部２から搬入出部３へ搬送されるウエハＷを載置するために用いられる。
【００２８】
ホットプレートユニット（ＨＰ）１９は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６のＹ方向両側にそれぞれ、上下４段に積み重ねられて設けられている。冷却ユニット（ＣＯＬ）２２は、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９と隣接するように、主ウエハ搬送機構１８のＹ方向両側にそれぞれ、上下４段に積み重ねられて設けられている。
【００２９】
無電解めっきユニット（ＰＷ）１２は、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２および主ウエハ搬送機構１８に隣接するように、Ｙ方向に２列に並んで、かつ、上下２段に積み重ねられて設けられており、Ｙ方向に並列する無電解めっきユニット（ＰＷ）１２同士は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有している。無電解めっきユニット（ＰＷ）１２の詳細については後に説明する。
主ウエハ搬送機構１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７、２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０は、モータ３２の回転駆動力によって回転可能であり、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転するように構成されている。
【００３０】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４、３５、３６とを備えており、搬送アーム３４、３５、３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４、３５、３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。なお、参照符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送機構１８に清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００３１】
無電解めっきシステム１の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ１１１に接続されて制御されるように構成されている。プロセスコントローラ１１１には、工程管理者が無電解めっきシステム１の各部または各ユニットを管理するためのコマンドの入力操作等を行うキーボードや、各部または各ユニットの稼動状況を可視化して表示するディスプレイなどからなるユーザインターフェース１１２と、無電解めっきシステム１で実行される各処理をプロセスコントローラ１１１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等を記録したレシピが格納された記憶部１１３とが接続されている。
【００３２】
そして、必要に応じて、ユーザインターフェース１１２からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部１１３から呼び出してプロセスコントローラ１１１に実行させることで、プロセスコントローラ１１１の制御下で無電解めっきシステム１において所望の各処理が行われる。また、前記レシピは、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリ等の読み出し可能な記憶媒体に格納されたものを利用したり、または、無電解めっきシステム１の各部もしくは各ユニット間あるいは外部の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３３】
次に、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２の詳細について説明する。
図４は本実施形態に係る無電解めっき装置（無電解めっきユニット）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。
【００３４】
無電解めっきユニット（ＰＷ）１２は、ハウジング４２と、ハウジング４２内に設けられたアウターチャンバ４３と、アウターチャンバ４３内に設けられたインナーカップ４７と、インナーカップ４７内に設けられた、ウエハＷを支持するスピンチャック（支持部）４６と、ウエハＷの温度を調節するためのアンダープレート（基板温調部材）４８と、スピンチャック４６に支持されたウエハＷ上にめっき液や洗浄液等の液体および気体を供給するノズル部５１とを備えている。ノズル部５１には、流体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に設けられためっき液や他の流体を供給するための後述する処理流体供給機構６０が接続されている。スピンチャック４６は、ウエハＷの表面を上にした状態でウエハＷを保持するようになっている。また、アンダープレート４８は、スピンチャック４６に支持されたウエハＷの裏面（下面）と対向するように設けられ、昇降可能となっている。
【００３５】
ハウジング４２の側壁には窓部４４ａが形成されており、窓部４４ａは第１シャッター４４により開閉自在となっている。搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれは、窓部４４ａを通してウエハＷの無電解めっきユニット（ＰＷ）１２への搬入および無電解めっきユニット（ＰＷ）１２からの搬出を行うようになっている。窓部４４ａは、ウエハＷの搬入出時以外には、第１シャッター４４によって閉塞された状態に保たれる。第１シャッター４４は、ハウジング４２の内部から窓部４４ａを開閉するようになっている。
【００３６】
アウターチャンバ４３は、スピンチャック４６に支持されたウエハＷを囲う高さ位置に、内壁が下方から上方に向かってテーパー状に形成されたテーパー部４３ｃを有している。このテーパー部４３ｃには、ハウジング４２の窓部４４ａに対向するように窓部４５ａが形成され、窓部４５ａは第２シャッター４５によって開閉自在となっている。搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれは、窓部４４ａおよび窓部４５ａを通してアウターチャンバ４３内外に進退し、スピンチャック４６との間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。窓部４５ａは、ウエハＷの受け渡し時以外には、第２シャッター４５によって閉塞された状態に保たれる。第２シャッター４５は、アウターチャンバ４３の内部から窓部４５ａを開閉するようになっている。
【００３７】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に窒素（Ｎ２）ガスを供給してダウンフローを形成するためのガス供給部８９が設けられている。アウターチャンバ４３の底壁には、排気・排液を行うドレイン配管８５が設けられている。
【００３８】
インナーカップ４７は、アウターチャンバ４３のテーパー部４３ｃと対応するように、下方から上方に向かってテーパー状に形成されたテーパー部４７ａを上端部に有し、底壁にドレイン配管８８を有している。インナーカップ４７は、ガスシリンダー等の昇降機構により、上端がスピンチャック４６に支持されたウエハＷよりも上側となり、かつ、テーパー部４７ａがウエハＷを囲繞する処理位置（図５において実線で示される位置）と、上端がスピンチャック４６に支持されたウエハＷよりも下側となる退避位置（図５において仮想線で示される位置）との間で昇降自在となっている。
【００３９】
インナーカップ４７は、搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれがスピンチャック４６との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、各搬送アームの進退を妨げないように退避位置に保持され、スピンチャック４６に支持されたウエハＷに無電解めっき処理が施される際に処理位置に保持される。したがって、インナーカップ４７によりウエハＷに供給されためっき液の周囲への飛散が防止される。また、ウエハＷ上から直接落下しためっき液、あるいはウエハＷ上を跳ねてインナーカップ４７またはインナーカップ４７のテーパー部４７ａにあたっためっき液は下方のドレイン８８配管へと導かれる。ドレイン配管８８には、図示しないめっき液回収ラインおよびめっき液廃棄ラインが切り替え可能に接続されており、めっき液回収ラインを介してめっき液が回収されるか、またはめっき液廃棄ラインを介して廃棄されるようになっている。
【００４０】
スピンチャック４６は、水平方向に回転可能な回転筒体６２と、回転筒体６２の上端部から水平に広がる環状の回転プレート６１と、回転プレート６１の外縁部に設けられた、ウエハＷを載置して支持する載置ピン６３と、回転プレート６１の外縁部に設けられた、載置ピン６３に支持されたウエハＷの縁部を押圧してウエハＷを支持する押圧ピン６４とを有している。
【００４１】
搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれとスピンチャック４６との間のウエハＷの受け渡しは、載置ピン６３を利用して行われる。載置ピン６３は、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも周方向に３箇所、好ましくは等間隔で設けることが好ましい。
【００４２】
押圧ピン６４は、搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれとスピンチャック４６との間でのウエハＷの受け渡しを妨げないように、図示しない押圧機構によって回転プレート６１の下部に位置する部分を回転プレート６１側に押し当てることにより、上端部（先端部）が回転プレート６１の外側に移動して傾斜することができるようになっている。押圧ピン６４も、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも周方向に３箇所、好ましくは等間隔で設けることが好ましい。
【００４３】
回転筒体６２の外周面には、モータ６６の駆動によって回転するベルト６５が巻きかけられており、これにより、回転筒体６２が回転して載置ピン６３および押圧ピン６４に支持されたウエハＷが水平に回転するようになっている。押圧ピン６４は、重心の位置が調整されることにより、ウエハＷの回転時に、ウエハＷを押圧する力が調整されるようになっている。例えば、重心が回転プレート６１よりも下側に設けられると、回転プレート６１よりも下側の部分に遠心力が掛かって上端部が内側に移動しようとするため、ウエハＷを押圧する力が高められる。
【００４４】
アンダープレート４８は、回転プレート６１の上側でかつ載置ピン６３および押圧ピン６４で囲まれた空間内に配置され、回転筒体６２内を貫通して設けられたシャフト６７に接続されている。アンダープレート４８が接続されたシャフト６７は、回転筒体６２の下側に設けられた水平板６８を介して、エアシリンダ等の昇降機構６９に接続されており、この昇降機構６９によりアンダープレート４８とともに昇降可能となっている。アンダープレート４８の上面には、ウエハＷの裏面に向かって純水や乾燥ガス等の処理流体を供給する複数の処理流体供給口８１が設けられ、アンダープレート４８内およびシャフト６７内には、純水や乾燥ガス等の処理流体を処理流体供給口８１に流通させる処理流体供給路８７が設けられている。シャフト６７内の処理流体供給路８７の一部分には、その周囲に熱交換器８４が設けられており、処理流体供給路８７を流れる処理流体が、熱交換器８４によって所定の温度に加熱されて処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に向かって供給されるように構成されている。
【００４５】
アンダープレート４８は、スピンチャック４６と搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際に、各搬送アームと衝突しないように回転プレート６１に近接するように下降し、スピンチャック４６に支持されたウエハＷにめっき処理が施される際に、ウエハＷに近接する図５の仮想線位置まで上昇し、所定の温度に調節された純水等の温調流体を処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に供給してウエハＷを加熱し所定の温度に制御する。
【００４６】
アウターチャンバ４３の側壁には、アウターチャンバ４３と連通するようにノズル部格納室５０が設けられている。上記ノズル部５１は水平に延び、ノズル部格納室５０内に挿通されており、ノズル昇降機構５６ａにより昇降可能となっており、ノズルスライド機構５６ｂによりスライド可能となっている。そして、ノズルスライド機構５６ｂによりノズル部５１をスライドさせ、処理時には、図４、５に示すように、ノズル部５１の先端部（めっき液等をウエハＷ上に吐出する側）がノズル格納室５０から突出してアウターチャンバ４３内のウエハＷの上方位置に達するようになっており、温調時には後述するようにノズル部５１の先端部がノズル部格納室５０に格納されるようになっている。また、ノズル部５１は、薬液と純水と窒素ガスとをウエハＷ上に供給可能な薬液ノズル５１ａと、乾燥ガスとしての窒素ガスをウエハＷ上に供給可能な乾燥ノズル５１ｂと、めっき液をウエハＷ上に供給可能なめっき液ノズル５１ｃとを一体的に有している。
【００４７】
次に、処理流体供給機構６０について説明する。図６は処理流体供給機構の概略構成を示す図、図７は薬液ノズル５１ａの概略構成を示す断面図、図８はめっき液ノズル５１ｃの概略構成を示す断面図である。
【００４８】
図６に示すように、処理流体供給機構６０は、薬液ノズル５１ａに薬液等を送るための薬液供給機構７０と、めっき液ノズル５１ｃにめっき液を送るためのめっき液供給機構９０とを有している。
【００４９】
薬液供給機構７０は、液体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に配置された、薬液を所定の温度に加熱調節して貯留する薬液貯留タンク７１と、薬液貯留タンク７１内の薬液を汲み上げるポンプ７３と、ポンプ７３によって汲み上げられた薬液を薬液ノズル５１ａへの送液に切り替えるバルブ７４ａとを有している。薬液ノズル５１ａへは、薬液供給機構７０による薬液の他、所定の温度に加熱調節された純水および窒素ガスが送られるようになっており、バルブ７４ａ、７４ｂ、７４ｃの開閉を切り替えることによって、薬液、純水、窒素ガスのいずれかが選択されて送られるように構成されている。薬液ノズル５１ａおよび乾燥ノズル５１ｂに送られる窒素ガス供給源は例えば同一のものとすることができ、乾燥ノズル５１ｂへの窒素ガスの供給は、別途設けたバルブ７４ｄの開閉によって制御することができる。
【００５０】
めっき液供給機構９０は、液体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に配置された、めっき液を貯留するめっき液貯留タンク（めっき液貯留部）９１と、めっき液貯留タンク９１内のめっき液を汲み上げるポンプ９２と、ポンプ９２によって汲み上げられためっき液をめっき液ノズル５１ｃへの送液に切り替えるバルブ９３と、バルブ９３を通過してめっき液ノズル５１ｃに送られるめっき液を所定の温度に加熱する加熱源９４と、めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷ上へのめっき液の供給が停止された際に、めっき液ノズル５１ｃに送られためっき液を吸引する吸引機構９５とを有している。加熱源９４はヒータや熱交換器等で構成され、吸引機構９５はアスピレータやポンプ等で構成される。
【００５１】
図７に示すように、薬液ノズル５１ａは、薬液供給機構７０から送られた薬液等を導いてウエハＷ上に供給する薬液供給管５２と、薬液供給管５２を囲繞するように設けられた薬液温調管５３とを有している。薬液温調管５３は、薬液供給管５２の長さ方向ほぼ全体をカバーしている。薬液供給管５２の先端部には、薬液等を下方に向かってウエハＷ上に吐出するノズルチップ５２ａが設けられている。
【００５２】
薬液温調管５３は、所定の温度に加熱調節された温調流体、例えば温調水が内部を流通することによって、薬液供給管５２内を流れる薬液等の温度変化または温度低下を抑止するものである。これにより、薬液の性能を最大限に引き出した処理が行われる。薬液温調管５３は、内管および外管を備えた二重管構造を有しており、内管内を流通した温調水が先端部で折り返して外管内を流通するように構成されている。これにより、薬液温調管５３内を流通する温調水の温度を安定させることができる。
【００５３】
図８に示すように、めっき液ノズル５１ｃは、めっき液供給機構９０から送られためっき液を導いてウエハＷ上に供給するめっき液供給管９６と、めっき液供給管９６を囲うように設けられためっき液温調管９７とを有している。めっき液温調管９７は、めっき液供給管９６の先端側をほぼカバーしているが、めっき液供給管９６は、めっき液温調管９７よりも上流側（めっき液貯留タンク９１との接続側）に突出して延びている。めっき液供給管９６の先端部には、めっき液を下方に向かってウエハＷ上に吐出するノズルチップ９６ａが設けられている。
【００５４】
めっき液温調管９７は、所定の温度に加熱調節された温調流体、例えば温調水が内部を流通することによって、めっき液供給管９６内を流れるめっき液の温度変化または温度低下を抑止するものである。これにより、めっき液の性能を最大限に引き出しためっき処理が行われ、めっき皮膜の膜質を高めることができる。めっき液温調管９７は、薬液温調管５３と同様に、内管および外管を備えた二重管構造を有し、内管内を流通した温調水が先端部で折り返して外管内を流通するように構成されており、これにより、めっき液温調管９７内を流通する温調水の温度を安定させることができる。
【００５５】
なお、めっき液温調管９７および薬液温調管５３は、外管内を流通した温調水が先端部で折り返して内管内を流通するように構成してもよい。めっき液温調管９７および薬液温調管５３を流通される温調水は、循環させてもよく、流通後に廃棄されるようにしてもよい。また、めっき液温調管９７および薬液温調管５３の周囲にガラスウール等の保温材を設け、めっき液温調管９７および薬液温調管５３の保温性を高めることも好ましい。
【００５６】
加熱源９４は、めっき液温調管９７よりも突出するめっき液供給管９６の上流側に設けられており、吸引機構９５は、めっき液供給管９６の加熱源９４よりもさらに上流側に設けられている。加熱源９４は熱伝導率の高い材料で構成されることが好ましい。加熱源９４およびめっき液温調管９７は、めっき液供給管９６内を流通するめっき液の温度を調節するためのめっき液温調機構を構成する。このめっき液温調機構は、図示しない温度制御システムによってめっき液を設定された温度に調節するように働く。なお、常温のめっき液を例えば６０〜８０℃に加熱するためには、加熱源９４またはめっき液温調機構における熱交換の長さを十分にとる必要がある。加熱源９４で温められためっき液が、めっき液温調管９７によってノズルチップ９６ａから吐出されるまで冷やされないように保温されることとなる。
【００５７】
図９はめっき液ノズル５１ｃのめっき液の供給動作を説明するための図であるが、吸引機構９５は、図９（ａ）に示すように、めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷへのめっき液の供給される際に停止した状態となり、図９（ｂ）に示すように、めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷへのめっき液の供給が停止された際に稼動し、図９（ｃ）に示すように、めっき液供給管９６内のめっき液を、少なくとも加熱源９４を通過するまでめっき液貯留タンク９１に向かって吸引して停止するように構成されている。吸引機構９５により吸引されためっき液は、めっき液供給管９６に分岐接続された分岐管９８内に送られてめっき液供給管９６内の上流側に戻される。このような構成により、使用前のめっき液の劣化が抑止されるとともに、めっき液の使用量を低く抑えることができる。
【００５８】
ノズル部５１は、ノズル格納室５０の外壁を構成する壁部５０ａに設けられた環状をなすノズル保持部材５４に保持されている。ノズル保持部材５４は、壁部５０ａに形成された挿通孔５７を閉塞するように、かつ、上下方向にスライド可能に設けられており、外周に３枚の板状部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃを所定の間隔をあけて有している。一方、壁部５０ａの挿通孔５７の縁部には、板状部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃと厚さ方向に密封的に係合する係合部５０ｂが形成されており、板状部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃと係合部５０ｂとが密封的に係合することにより、ノズル格納室５０内の雰囲気が外部に漏れ難くなっている。
【００５９】
ノズル保持部材５４には、ノズル格納室５０の外側に略Ｌ字型のアーム５５を介して上記ノズル昇降機構５６ａが接続されており、このノズル昇降機構５６ａにより、ノズル保持部材５４を介してノズル部５１が昇降される。また、ノズル保持部材５４には、ノズル格納室５０の内側に、ノズル部５１を囲繞する蛇腹状の伸縮部５４ｄが設けられている。ノズル部５１は、上記ノズルスライド機構５６ｂにより水平方向にスライド可能であり、ノズル部５１のスライドに伴って伸縮部５４ｄが伸縮する。
【００６０】
ノズル格納室５０とアウターチャンバ４３との境界の壁部には、ノズル部５１を出入りさせるための窓部４３ａが設けられており、この窓部４３ａは、扉機構４３ｂによって開閉自在となっている。ノズル部５１は、窓部４３ａが開放され、ノズル昇降機構５６ａによって窓部４３ａと対応する高さに調整された状態になると、ノズルスライド機構５６ｂによって先端側部がアウターチャンバ４３の内外に進退可能となる。
【００６１】
図１０に示すように、ノズル部５１は、最大限退避すると、実線に示すように、先端側部がノズル格納室５０内に格納された状態となり（実線参照）、最大限進出すると、ノズルチップ９６ａ、５２ａがウエハＷの略中心に配置された状態となる（仮想線参照）。また、ノズル部５１は、ノズルチップ９６ａ、５２ａがインナーカップ４７内に配置された状態で、ノズル昇降機構５６ａにより昇降することで、ノズルチップ９６ａ、５２ａの先端とウエハＷとの距離が調整され、ノズルスライド機構５６ｂによりノズルチップ９６ａ、５２ａがウエハＷの略中心と周縁との間で直線的にスライドすることで、ウエハＷの所望の径方向位置にめっき液等を供給することができる。
【００６２】
なお、ノズル部５１の表面には、ウエハＷの洗浄処理に使用される酸性の薬液およびアルカリ性のめっき液に対する耐食性に優れた樹脂、例えば、フッ素樹脂によるコーティングを施しておくことが好ましく、ノズル格納室５０の内壁やアウターチャンバ４３の内壁、アウターチャンバ４３内に配置される下部テーブル４８等の種々の部品についても、このようなコーティングを施しておくことが好ましい。また、ノズル格納室５０には、ノズル部５１の先端部を洗浄する洗浄機構を設けておくことも好ましい。
【００６３】
無電解めっきシステム１では、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２内よりもウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６および主ウエハ搬送機構１８が設けられたクリーンルーム内のほうが陽圧に保持され、クリーンルーム内よりもホットプレートユニット（ＨＰ）１９および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２内のほうが陽圧に保持されている。これにより、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２内の雰囲気およびパーティクルが、クリーンルーム内に流入してしまうことが防止され、クリーンルーム内の雰囲気およびパーティクルが、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２内に流入してしまうことが防止される。
【００６４】
次に、無電解めっきシステム１におけるウエハＷの処理工程について説明する。
図１１は無電解めっきシステム１におけるウエハＷの処理工程の概略を示すフローチャートであり、図１２は無電解めっき装置１２におけるウエハＷの処理工程の概略を示すフローチャートである。
【００６５】
最初に、搬送ロボットやオペレータ等によって、処理前のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。次に、搬送ピック１１により、フープＦからウエハＷが１枚ずつ取り出され、取り出されたウエハＷが２つのウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６のいずれかに搬送される（ステップ２）。
【００６６】
搬送ピック１１によりウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送されたウエハＷは、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、搬送アーム３４によりウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６上のウエハＷを複数のホットプレートユニット（ＨＰ）１９のいずれかに搬送される。ウエハＷは、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９においてプリベーク処理され（ステップ３）、これにより、Ｃｕ配線を防食するためにウエハＷ上に設けられた有機系膜が昇華される。そして、主ウエハ搬送装置１８によりホットプレートユニット（ＨＰ）１９内のウエハＷが複数の冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のいずれかに搬送され、ウエハＷに冷却処理が施される（ステップ４）。
【００６７】
冷却ユニット（ＣＯＬ）２２でのウエハＷの冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送装置１８により、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２内のウエハＷが複数の無電解めっきユニット（ＰＷ）１２のいずれかに搬送され、ウエハＷにめっき処理が施される（ステップ５）。この際の詳細な手順は後述する。
【００６８】
無電解めっきユニット（ＰＷ）１２でのウエハＷの無電解めっき処理が終了すると、主搬送装置１８によりウエハＷがホットプレートユニット（ＨＰ）１９に搬送され、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９でウエハＷがポストベーク処理される（ステップ６）、これにより、ウエハＷ上の配線部に被覆されためっき膜に含有する有機物を昇華させるとともに、ウエハＷ上の配線部とめっき膜との付着性を高める。次いで、主ウエハ搬送装置１８によりホットプレートユニット（ＨＰ）１９内のウエハＷが冷却ユニット（ＣＯＬ）２２に搬送され、ウエハＷが冷却処理される（ステップ７）。
【００６９】
冷却ユニット（ＣＯＬ）２２でのウエハＷの冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送装置１８によりウエハＷがウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ８）。そして、搬送ピック１１によりウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハＷが受け取られ、そのウエハＷが収納されていたフープＦの元のスロットに収納される（ステップ９）。
【００７０】
次に、上記ステップ５の無電解めっきユニット（ＰＷ）１２でのウエハＷのめっき処理の手順について詳細に説明する。
【００７１】
まず、主ウエハ搬送装置１８により冷却ユニット（ＣＯＬ）２２から搬送されてきたウエハＷが無電解めっきユニット（ＰＷ）１２内に搬入される（ステップ５−１）。この際には、ハウジング４２に設けられた第１シャッター４４およびアウターチャンバ４３に設けられた第２シャッター４５が開にされ、窓部４４ａおよび窓部４５ａが開放されるとともに、インナーカップ４７は退避位置に下降され、アンダープレート４８は回転プレート６１に近接した位置に降下した状態とされる。この状態で、主ウエハ搬送装置１８のいずれかの搬送アームをアウターチャンバ４３内に進入させ、スピンチャック４６に設けられた載置ピン６３にウエハＷを受け渡し、押圧ピン６４によりウエハＷを支持する。その後、搬送アームをアウターチャンバ４３から退出させ、第１シャッター４４および第２シャッター４５が窓部４４ａおよび窓部４５ａを閉塞した状態とする。
【００７２】
なお、このような一連の動作が終了する前に、薬液ノズル５１ａの薬液温調管５３内およびめっき液ノズル５１ｃのめっき液温調管９７内に温調水を循環させて、薬液ノズル５１ａおよびめっき液ノズル５１ｃの温度を調整しておくことが好ましい。
【００７３】
次に、窓部４３ａが開放され、ノズル部５１の先端側部がアウターチャンバ４３内に進入してウエハＷ上に配置される。そして、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に純水が供給されて、ウエハＷのプリウエット処理が行われる（ステップ５−２）。ウエハＷのプリウエット処理は、例えば、ウエハＷを静止またはゆっくりした回転数で回転させた状態でウエハＷ上に処理液、ここでは純水のパドルを形成し、所定時間保持したり、ウエハＷを所定の回転数で回転させた状態でノズル部５１、ここでは薬液ノズル５１ａから所定量の純水をウエハＷに吐出しながら、薬液ノズル５１ａのノズルチップ５２ａをウエハＷの中心部と周縁部との間で直線的にスキャンさせるように、ノズル部５１を移動させたりして行われる。後述するウエハＷの洗浄処理、リンス処理、無電解めっき処理および乾燥処理も同様に、このような方法で行うことができる。ウエハＷの回転数も、洗浄処理や無電解めっき処理等の処理条件によって適宜選定される。
【００７４】
ウエハＷのプリウエット処理が終了して、スピンチャック４６の回転によりウエハＷに付着した純水がある程度振り切られると、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に薬液貯留タンク７１からの薬液が供給され、ウエハＷの前洗浄処理が行われる（ステップ５−３）。これにより、ウエハＷの配線部に付着していた酸化膜が除去される。ウエハＷから振り切られたり流れ落ちたりした薬液は、ドレイン８５から排液され、再利用または廃棄される。
【００７５】
ウエハＷの前洗浄処理が終了すると、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に純水が供給され、ウエハＷのリンス処理が行われる（ステップ５−４）。ウエハＷのリンス処理中またはリンス処理後には、アンダープレート４８を上昇させてウエハＷに近接させ、処理流体供給口８１から所定の温度に加熱された純水を供給して、ウエハＷをその温度に加熱し温度制御する（ステップ５−５）。ここで、アンダープレート４８、処理流体供給口８１から供給される純水、加熱源９４、およびめっき液温調管９７を流通する温調水の温度は同一に設定することが望ましい。めっき反応は温度に敏感であり、ウエハＷ面内で温度均一性が悪いと、後述する無電解めっき処理において、析出しためっき膜の膜厚に直接影響を及ぼすためである。
【００７６】
ウエハＷのリンス処理が終了して、スピンチャック４６の回転によりウエハＷに付着した純水がある程度振り切られると、インナーカップ４７を処理位置に上昇させる。そして、アンダープレート４８により加熱され温度制御されたウエハＷ上に、めっき液貯留タンク９１からのめっき液がめっき液ノズル５１ｃにより供給され、ウエハＷの無電解めっき処理が行われる（ステップ５−６）。
【００７７】
無電解めっき処理においては、ウエハＷを所定の温度まで上昇させた後にめっきプロセスを開始するよりも、ウエハＷを所定の温度まで上昇させる途中でめっきプロセスを開始したほうが、析出しためっき膜のモフォロジーが良くなる傾向にある。このため、めっき液ノズル５１ｃによってウエハＷにめっき液を供給するタイミングは、ウエハＷの温度が上昇し始めてから所定の温度に達する前が好ましい。換言すれば、めっき液の供給開始時よりもめっき液の供給終了時のほうがウエハＷの温度が高いことが好ましい。
【００７８】
無電解めっき処理の際には、めっき液ノズル５１ｃのめっき液温調管９７内を通流する温調水によって、めっき液供給管９６内を流通するめっき液を所定の温度に保持することができるため、ウエハＷ上に供給されるめっき液の温度低下が防止され、所定の温度、例えば６０〜８０℃程度のめっき液によりウエハＷ上の配線部に無電解めっきを施すことができる。洗浄処理の際にも同様に、薬液ノズル５１ａの薬液温調管５３内を流通する温調水によって、薬液供給管５２内を流通する薬液を所定の温度に保持することができるため、ウエハＷ上に供給される薬液の温度低下が防止され、所定の温度の薬液によりウエハＷを洗浄することができる。
【００７９】
めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷ上へのめっき液の供給が終了すると、吸引機構９５によりめっき液ノズル５１ｃ内のめっき液を吸引してめっき液貯留タンク９１へ戻す（ステップ５−７）。具体的には、上記図９Ｂ、９Ｃに示すように、吸引機構９５をＯＮにし、めっき液供給管９６内を流通するめっき液を、少なくとも加熱源９４を通過するまでめっき液貯留タンク９１に向かって吸引した後、吸引機構９５をＯＦＦにする。これにより、めっき液供給管９６内を通過するめっき液が必要以上に加熱し続けられてしまうことが防止されるため、めっき液供給管９６内の劣化しためっき液がウエハＷ上に供給されるおそれがない。あるいは、ウエハＷにめっき液を供給する前にめっき液供給管９６内の劣化しためっき液を廃棄する必要がなくなり、めっき液の劣化が抑止されてめっき液のランニングコストを高めることができる。
【００８０】
ウエハＷの無電解めっき処理が終了すると、アンダープレート４８の処理流体供給口８１からの加熱された純水の供給が停止されるとともに、インナーカップ４７が退避位置に下降する。そして、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に薬液貯留タンク７１からの薬液が供給され、ウエハＷの後洗浄処理が行われる（ステップ５−８）。これにより、ウエハＷ上に付着していためっき液の残渣が除去されてコンタミネーションが防止される。ウエハＷから振り切られたり流れ落ちたりした薬液は、ドレイン８５から排液され、再利用または廃棄される。
【００８１】
ウエハＷの後洗浄処理が終了すると、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に純水が供給されて、ウエハＷのリンス処理が行われる（ステップ５−９）。リンス処理時には、最初に薬液ノズル５１ａ内に残留していた薬液が吐出されて薬液ノズル５１ａ内の洗浄が同時に行われる。薬液ノズル５１ａおよび薬液供給機構７０は、無電解めっき処理後のウエハＷ上に薬液および純水を供給する後処理液供給機構を構成する。
【００８２】
なお、リンス処理においては、薬液ノズル５１ａからの純水の供給を一時的に停止してウエハＷを高速回転させ、ウエハＷ上の純水を一旦除去した後に、ウエハＷの回転数を戻して再びウエハＷ上に純水を供給するという手順を繰り返して行ってもよい。また、リンス処理は、薬液温調管５３内に温調水を流した状態で行ってもよく、温調水の流れを止めて行ってもよい。
【００８３】
リンス処理時またはリンス処理後には、アンダープレート４８を下降させてウエハＷから離間させる。そして、リンス処理が完全に終了すると、スピンチャック４６によってウエハＷを回転させるとともに、薬液ノズル５１ａからウエハＷ上に窒素ガスを供給してウエハＷの乾燥処理を行う（ステップ５−１０）。なお、薬液ノズル５１ａからウエハＷ上に窒素ガスを供給した際に、最初に薬液ノズル５１ａ内に残っている純水がウエハＷ上に吐出されるが、ウエハＷ上には純水の液膜が残っているために、供給された窒素ガスに純水が混じっていても、それが原因でウエハＷの表面にウォーターマークが発生することはない。
【００８４】
また、乾燥処理の際には、下降したアンダープレート４８の処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に窒素ガスを供給するとともに、アンダープレート４８が再び上昇してウエハＷに近接し、ウエハＷの裏面を乾燥する。ここで、アンダープレート４８を一旦下降させてから再び上昇させるのは、ウエハＷの回転の圧力変動により、処理流体供給路８７内に残存していた純水が吐出してウエハＷの裏面を濡らしてしまうことを防止するとともに、処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に窒素ガスを供給した際に、処理流体供給路８７内に残存していた純水が急激に吐出してウエハＷが損傷してしまうことを防止するためである。しかも、これにより、ウエハＷの裏面へのウォーターマークの発生も防止される。
【００８５】
なお、ウエハＷの乾燥処理は、例えば、ウエハＷを所定の時間低速回転してから所定の時間高速回転させることにより行うことができる。
【００８６】
ウエハＷの乾燥処理が終了すると、ウエハＷが無電解めっきユニット（ＰＷ）１２から搬出される（ステップ５−１１）。具体的には、まず、必要に応じてノズル昇降機構５６ａによりノズル部５１が所定の高さに移動され、ノズルスライド機構５６ｂによりノズル部５１の先端部分がノズル格納室５０内に格納され、窓部４３ａが閉じられる。次に、アンダープレート４８が降下されてウエハＷから離間され、その状態でウエハＷが押圧ピン６４による押圧から開放されて載置ピン６３のみで支持される状態とされる。続いて、窓部４４ａおよび窓部４５ａが開放され、いずれかの搬送アームがアウターチャンバ４３内に進入し、搬送アームにより載置ピン６３に支持されたウエハＷが受け取られる。その後、ウエハＷを受け取った搬送アームが無電解めっきユニット（ＰＷ）１２から退出し、窓部４４ａおよび窓部４５ａが閉塞される。
【００８７】
次に、ウエハＷの温度制御のためのアンダープレートの他の例について説明する。上記アンダープレート４８では、ウエハＷと近接した近接位置およびウエハＷと離間した離間位置の２箇所のみで停止させ、近接位置において温調流体をウエハＷの裏面に供給してウエハＷの温度制御を行うようにしたが、図１３に示すように、ヒータ９９を内蔵したアンダープレート４８′を用いることもできる。これにより、ウエハＷとアンダープレート４８′との間の距離を任意に設定してウエハＷの温度を制御することができる。これにより、ウエハＷの温度および温度上昇の速度等を細かく制御することができる。したがって、よりモフォロジーの良いめっき膜が得られる温度条件でウエハＷを処理することが可能となる。なお、アンダープレート４８のウエハＷに対しての昇降は、複数の段階に分けて行われるようにしてもよく、近接位置と離間位置との間で一定の速度で行われるようにしてもよい。
【００８８】
また、アンダープレートとして流体供給口とヒータとを両方備えたものを用いれば、アンダープレートを上昇させてウエハＷから所定の距離の位置で停止させ、最初にヒータの輻射熱でウエハＷを所定の温度まで加熱し、その後、処理流体供給口８１からウエハＷに加熱された純水を供給することで、さらにウエハＷの温度を上昇させてからめっき膜を形成するようにすることもできる。
【００８９】
次に、上記無電解めっきユニット（ＰＷ）の変形例について説明する。
図１４は、上記無電解めっきユニット（ＰＷ）の変形例を示す断面図である。図１４に示す 無電解めっきユニット（ＰＷ）１２′は、例えば、アウターチャンバ４３内に、スピンチャック４６に支持されたウエハＷ上と対向するトッププレート４９を設けた構成を有している。トッププレート４９は、枢軸１００の下端に接続されており、モータ１０２によって回転可能となっている。枢軸１００は、水平板１０１の下面に回転自在に支持され、水平板１０１は、アウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアシリンダ等からなる昇降機構１０３により昇降可能である。枢軸１００およびトッププレート４９には、スピンチャック４６に支持されたウエハＷ上に純水を供給することができる純水供給孔１０５が設けられている。
【００９０】
スピンチャック４６といずれかの搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート４９は、搬送アーム３４と衝突しないようにアウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。ウエハＷ上の洗浄処理または無電解めっき処理を行う際には、薬液ノズル５１ａまたはめっき液ノズル５１ｃによってウエハＷ上に薬液またはめっき液が供給されてパドルが形成された後に、トッププレート４９を降下させてパドルに接触させ、ウエハＷ上とトッププレート４９の間に薬液層またはめっき液層を形成する。この際に、薬液またはめっき液の温度が低下しないように、トッププレート４９には図示しないヒータを内蔵させることが好ましい。また、ウエハＷのリンス処理は、例えば、純水供給孔１０５からウエハＷに純水を供給しながら、トッププレート４９とウエハＷを所定の回転数で回転させることによって行うことができる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態ではアンダープレートを昇降するようにしたが、アンダープレートを所定高さに固定しておき、スピンチャックを昇降させることによって、スピンチャックに支持された基板とアンダープレートとの間隔をめっき処理の進行に合わせて調整するように構成してもよい。すなわち、アンダープレートとスピンチャックに支持された基板とは、一方が他方に対して相対的に昇降可能であればよい。また、上記実施形態では、基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、それに限らず、例えばＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板のような他の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１２；無電解めっきユニット（ＰＷ）（無電解めっき装置）
４６；スピンチャック（支持部）
４８；アンダープレート（基板温調部材）
８１；処理流体供給口
９１；めっき液貯留タンク（めっき液貯留部）
９４；加熱源
９５；吸引機構
９６；めっき液供給管
９７；めっき液温調管
Ｗ；ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置、無電解めっき方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、基板としての半導体ウエハ上に形成される配線には、半導体デバイスの動作速度を向上させるためにＣｕ（銅）が用いられつつある。このようなＣｕ配線の基板上への形成は通常、絶縁膜に配線を埋め込むためのビアおよびトレンチをエッチングにより形成し、それらの中に銅配線を埋め込むダマシン法により行われる。
【０００３】
このようなＣｕ配線を有する半導体デバイスは、近時、益々微細化および高集積化してきており、そのため電流密度が増加して電流によるＣｕ原子の輸送、いわゆるエレクトロマイグレーションが増大し、配線の断線を引き起こして信頼性の低下を招くおそれがある。
【０００４】
このため、キャップメタルと称される金属めっき膜を無電解めっきによってＣｕ配線の表面に被覆して、半導体デバイスのエレクトロマイグレーション耐性を向上させる試みがなされている。無電解めっき方法としては、めっき液を貯留した層に被めっき物を浸漬する方法が知られているが、このような方法を基板上に形成された配線のめっき処理に採用すると、基板である半導体ウエハの下面（裏面）にもめっき液が付着してコンタミネーションの原因となる。
【０００５】
そこで、コンタミネーションを抑止しつつ基板上の配線に無電解めっきを施す装置として、基板を支持するチャックと、チャックに支持された基板を所定の温度に加熱する下部プレートと、所定の温度に加熱されためっき液を内部に流通させて、下部プレートにより加熱された基板上に供給するめっき液供給管（処理液流入部）とを具備した無電解めっき装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、無電解めっき処理では一般的に、めっき液を５０℃以上沸点以下の温度で加熱して被めっき物に接触させる必要があるが、めっき液は、加熱されることで化学的な不安定さが増して、その後の時間の経過等により変質して劣化してしまうため、極力低い加熱温度、例えば６０〜８０℃程度で基板上に供給されることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、上記の無電解めっき装置は、めっき液供給管内を通過する間の温度低下を考慮してめっき液の加熱温度を比較的高く設定せざるを得ず、しかも、めっき液の供給停止等によってめっき液供給管内の通過時間にもばらつきが生じる。このため、めっき液の温度を高く保持しておく必要があり、めっき液を高品質に保持することが困難である。
【０００８】
また、無電解めっき技術においては、めっき皮膜の膜質を良好なものとするために、めっき処理を行う際の基板の温度管制御を厳密に行うことが好ましいが、上記特許文献１の無電解めっき装置では必ずしも十分な温度制御を実現することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１２４２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、良好な膜質のめっき皮膜を形成することができる無電解めっき装置および無電解めっき方法を提供することを目的とする。
さらに、このような無電解めっき方法を実行することができる制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置であって、基板を支持する基板支持部と、基板の表面に供給されるめっき液を貯留するめっき液貯留部と、前記めっき液貯留部からのめっき液を、前記基板支持部に支持された基板の表面に向けて供給するめっき液供給管と、前記めっき液供給管に設けられ、前記めっき液を基板の表面に吐出するめっき液吐出ノズルと、前記基板支持部に支持された基板の裏面側に設けられ、基板の温度を制御するための基板温度制御部材と、前記基板温度制御部材と基板との間に相対的な昇降移動を生じさせる移動機構とを具備し、前記基板温度制御部材は、前記移動機構により基板との間の距離を調節することによって基板の温度を制御するように構成されていることを特徴とする無電解めっき装置を提供する。
【００１２】
上記第１の観点において、前記基板温度制御部材は、ヒータを内蔵し、輻射熱により基板を加熱して所定温度に制御するように構成することができる。さらに、基板温度制御部材は、前記ヒータと、基板に加熱された流体を供給する流体供給口との両方を備えていてもよい。この場合に、前記基板温度制御部材は、前記ヒータの輻射熱により基板を加熱し、その後、前記流体供給口から前記ヒータの輻射熱により加熱された基板に、前記加熱された流体を供給し、前記基板の温度をさらに上昇させることができる。また、前記基板温度制御部材は、前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御することができる。
【００１３】
また、上記第１の観点において、基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板に所定の液を供給して前処理を行う前処理液供給機構と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う後処理液供給機構をさらに具備する構成とすることができる。
【００１４】
本発明の第２の観点では、めっき液貯留部に貯留されためっき液をめっき液供給管およびめっき液吐出ノズルを介して基板の表面に供給して無電解めっきを施す無電解めっき方法であって、基板の裏面側に配置された基板温度制御部材と基板との間の距離を調整して基板の温度を制御する工程と、前記めっき液供給管内を流通するめっき液を基板の表面に供給する工程とを含むことを特徴とする無電解めっき方法を提供する。
【００１５】
上記第２の観点において、前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御するように制御することができる。また、基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板の表面に所定の液を供給して前処理を行う工程と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う工程とをさらに含むことができる。
【００１６】
本発明の第３の観点では、基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置をコンピュータに制御させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第２の観点の無電解めっき方法が行われるように、コンピュータに前記無電解めっき装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板の裏面側に基板との間で相対的に昇降可能な基板温度制御部材を設けたので、きめ細かな温度制御が実現され、良好な膜質のめっき皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る無電解めっき装置を具備した無電解めっきシステムの概略構造を示す平面図。
【図２】無電解めっきシステムの概略構造を示す側面図。
【図３】無電解めっきシステムの概略構造を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る無電解めっきユニットの概略平面図。
【図５】図４の無電解めっきユニットの概略断面図。
【図６】図４の無電解めっき装置に設けられたノズル部およびノズル部にめっき液等の処理流体を送るための処理流体供給システムの概略構成を示す図。
【図７】図４の無電解めっき装置に設けられた薬液ノズルの概略構造を示す断面図。
【図８】図４の無電解めっき装置に設けられためっき液ノズルの概略構造を示す断面図である。
【図９】図８のめっき液ノズルのめっき液の供給動作を説明するための図。
【図１０】図４の無電解めっきユニットに設けられたノズル部の動作態様（移動態様）を説明するための図。
【図１１】図１の無電解めっきシステムにおけるウエハの処理工程の概略を示すフローチャート。
【図１２】図４の無電解めっき装置におけるウエハの処理工程の概略を示すフローチャート。
【図１３】無電解めっきユニットに用いられるアンダープレートの他の例を示す図。
【図１４】無電解めっきユニットの変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る無電解めっき装置を搭載した無電解めっきシステムの概略構造を示す平面図、図２はその側面図、図３はその断面図である。
【００２０】
無電解めっきシステム１は、処理部２と搬入出部３とを備えている。処理部２は、処理対象基板としての半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）Ｗに無電解めっき処理および無電解めっき処理前後の熱的処理を施すものである。搬入出部３は、処理部２へのウエハＷの搬入および処理部２からのウエハＷの搬出を行う。ウエハＷとしては、その表面に金属からなる配線部（図示せず）を有するものが用いられ、処理部２はこの配線部に無電解めっき処理を施す。
【００２１】
搬入出部３は、ウエハ収容容器であるフープ（ＦＯＵＰ；ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送機構７が設けられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００２２】
フープＦは、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを水平姿勢で鉛直方向に積層した状態で収容可能であり、一側面にウエハＷを搬入出するための搬入出口を有し、搬入出口を開閉可能な蓋体が設けられている。フープＦ内には、ウエハＷを収容するための複数のスロットが上下方向に沿って形成されており、各スロットは、ウエハＷを一枚ずつ、その表面（配線部が形成された面）を上側にした状態で収容する。
【００２３】
イン・アウトポート４の載置台６は、フープＦが無電解めっきシステム１の幅方向（Ｙ方向）に複数個、例えば３個並列に載置されるようになっており、フープＦが、搬入出口を有する側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８には、フープＦの載置場所に対応する位置に窓部９が形成され、ウエハ搬送部５側に窓部９を開閉するシャッター１０が設けられている。
【００２４】
シャッター１０は、窓部９の開閉と同時に、フープＦに設けられた蓋体の開閉をも行えるようになっている。シャッター１０は、フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときに動作しないように、インターロックを有して構成されることが好ましい。シャッター１０が窓部９を開放状態としてフープＦの搬入出口とウエハ搬送部５とが連通すると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送機構７のフープＦへのアクセスが可能となる。なお、窓部９の上部には図示しないウエハ検査機構が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数および状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査機構は、シャッター１０に装着させることも可能である。
【００２５】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送機構７は、ウエハＷを保持する搬送ピック１１を有し、Ｙ方向に移動可能である。搬送ピック１１は、無電解めっきシステム１の長さ方向（Ｘ方向）に沿った進退動作、無電解めっきシステム１の高さ方向（Ｚ方向）に沿った昇降動作、およびＸ−Ｙ平面内（θ方向）での回転動作が可能となっている。これにより、ウエハ搬送機構７は、載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置に移動して、搬送ピック１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができ、かつ処理部２に設けられた後述するウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６と対向する位置に移動して、搬送ピック１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６にアクセスさせることができるようになっている。すなわち、ウエハ搬送機構７は、フープＦと処理部２との間でウエハＷを搬送するように構成されている。
【００２６】
処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置するウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６と、ウエハＷにめっき処理を施す無電解めっきユニット（ＰＷ）１２と、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２でのめっき処理前後のウエハＷを加熱処理するホットプレートユニット（ＨＰ）１９と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９で加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２と、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送機構１８とを備えている。また、処理部２の無電解めっきユニット（ＰＷ）１２の下側には、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２に送液するめっき液等の所定の流体を貯蔵する流体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。なお、本実施形態の無電解めっき装置は、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２と流体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に設けられた後述する処理流体供給機構６０とにより構成される。
【００２７】
ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、２つ設けられており、これらは、処理部２の略中央部に設置された主ウエハ搬送機構１８とウエハ搬送部５との間に、上下２段に積み重ねられている。下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、搬入出部３から処理部２に搬送されるウエハＷを載置するために用いられ、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、処理部２から搬入出部３へ搬送されるウエハＷを載置するために用いられる。
【００２８】
ホットプレートユニット（ＨＰ）１９は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６のＹ方向両側にそれぞれ、上下４段に積み重ねられて設けられている。冷却ユニット（ＣＯＬ）２２は、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９と隣接するように、主ウエハ搬送機構１８のＹ方向両側にそれぞれ、上下４段に積み重ねられて設けられている。
【００２９】
無電解めっきユニット（ＰＷ）１２は、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２および主ウエハ搬送機構１８に隣接するように、Ｙ方向に２列に並んで、かつ、上下２段に積み重ねられて設けられており、Ｙ方向に並列する無電解めっきユニット（ＰＷ）１２同士は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有している。無電解めっきユニット（ＰＷ）１２の詳細については後に説明する。
主ウエハ搬送機構１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７、２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０は、モータ３２の回転駆動力によって回転可能であり、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転するように構成されている。
【００３０】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４、３５、３６とを備えており、搬送アーム３４、３５、３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４、３５、３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。なお、参照符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送機構１８に清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００３１】
無電解めっきシステム１の各構成部は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ１１１に接続されて制御されるように構成されている。プロセスコントローラ１１１には、工程管理者が無電解めっきシステム１の各部または各ユニットを管理するためのコマンドの入力操作等を行うキーボードや、各部または各ユニットの稼動状況を可視化して表示するディスプレイなどからなるユーザインターフェース１１２と、無電解めっきシステム１で実行される各処理をプロセスコントローラ１１１の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等を記録したレシピが格納された記憶部１１３とが接続されている。
【００３２】
そして、必要に応じて、ユーザインターフェース１１２からの指示等を受けて、任意のレシピを記憶部１１３から呼び出してプロセスコントローラ１１１に実行させることで、プロセスコントローラ１１１の制御下で無電解めっきシステム１において所望の各処理が行われる。また、前記レシピは、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリ等の読み出し可能な記憶媒体に格納されたものを利用したり、または、無電解めっきシステム１の各部もしくは各ユニット間あるいは外部の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３３】
次に、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２の詳細について説明する。
図４は本実施形態に係る無電解めっき装置（無電解めっきユニット）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。
【００３４】
無電解めっきユニット（ＰＷ）１２は、ハウジング４２と、ハウジング４２内に設けられたアウターチャンバ４３と、アウターチャンバ４３内に設けられたインナーカップ４７と、インナーカップ４７内に設けられた、ウエハＷを支持するスピンチャック（支持部）４６と、ウエハＷの温度を調節するためのアンダープレート（基板温調部材）４８と、スピンチャック４６に支持されたウエハＷ上にめっき液や洗浄液等の液体および気体を供給するノズル部５１とを備えている。ノズル部５１には、流体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に設けられためっき液や他の流体を供給するための後述する処理流体供給機構６０が接続されている。スピンチャック４６は、ウエハＷの表面を上にした状態でウエハＷを保持するようになっている。また、アンダープレート４８は、スピンチャック４６に支持されたウエハＷの裏面（下面）と対向するように設けられ、昇降可能となっている。
【００３５】
ハウジング４２の側壁には窓部４４ａが形成されており、窓部４４ａは第１シャッター４４により開閉自在となっている。搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれは、窓部４４ａを通してウエハＷの無電解めっきユニット（ＰＷ）１２への搬入および無電解めっきユニット（ＰＷ）１２からの搬出を行うようになっている。窓部４４ａは、ウエハＷの搬入出時以外には、第１シャッター４４によって閉塞された状態に保たれる。第１シャッター４４は、ハウジング４２の内部から窓部４４ａを開閉するようになっている。
【００３６】
アウターチャンバ４３は、スピンチャック４６に支持されたウエハＷを囲う高さ位置に、内壁が下方から上方に向かってテーパー状に形成されたテーパー部４３ｃを有している。このテーパー部４３ｃには、ハウジング４２の窓部４４ａに対向するように窓部４５ａが形成され、窓部４５ａは第２シャッター４５によって開閉自在となっている。搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれは、窓部４４ａおよび窓部４５ａを通してアウターチャンバ４３内外に進退し、スピンチャック４６との間でウエハＷの受け渡しを行うようになっている。窓部４５ａは、ウエハＷの受け渡し時以外には、第２シャッター４５によって閉塞された状態に保たれる。第２シャッター４５は、アウターチャンバ４３の内部から窓部４５ａを開閉するようになっている。
【００３７】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に窒素（Ｎ２）ガスを供給してダウンフローを形成するためのガス供給部８９が設けられている。アウターチャンバ４３の底壁には、排気・排液を行うドレイン配管８５が設けられている。
【００３８】
インナーカップ４７は、アウターチャンバ４３のテーパー部４３ｃと対応するように、下方から上方に向かってテーパー状に形成されたテーパー部４７ａを上端部に有し、底壁にドレイン配管８８を有している。インナーカップ４７は、ガスシリンダー等の昇降機構により、上端がスピンチャック４６に支持されたウエハＷよりも上側となり、かつ、テーパー部４７ａがウエハＷを囲繞する処理位置（図５において実線で示される位置）と、上端がスピンチャック４６に支持されたウエハＷよりも下側となる退避位置（図５において仮想線で示される位置）との間で昇降自在となっている。
【００３９】
インナーカップ４７は、搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれがスピンチャック４６との間でウエハＷの受け渡しを行う際に、各搬送アームの進退を妨げないように退避位置に保持され、スピンチャック４６に支持されたウエハＷに無電解めっき処理が施される際に処理位置に保持される。したがって、インナーカップ４７によりウエハＷに供給されためっき液の周囲への飛散が防止される。また、ウエハＷ上から直接落下しためっき液、あるいはウエハＷ上を跳ねてインナーカップ４７またはインナーカップ４７のテーパー部４７ａにあたっためっき液は下方のドレイン８８配管へと導かれる。ドレイン配管８８には、図示しないめっき液回収ラインおよびめっき液廃棄ラインが切り替え可能に接続されており、めっき液回収ラインを介してめっき液が回収されるか、またはめっき液廃棄ラインを介して廃棄されるようになっている。
【００４０】
スピンチャック４６は、水平方向に回転可能な回転筒体６２と、回転筒体６２の上端部から水平に広がる環状の回転プレート６１と、回転プレート６１の外縁部に設けられた、ウエハＷを載置して支持する載置ピン６３と、回転プレート６１の外縁部に設けられた、載置ピン６３に支持されたウエハＷの縁部を押圧してウエハＷを支持する押圧ピン６４とを有している。
【００４１】
搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれとスピンチャック４６との間のウエハＷの受け渡しは、載置ピン６３を利用して行われる。載置ピン６３は、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも周方向に３箇所、好ましくは等間隔で設けることが好ましい。
【００４２】
押圧ピン６４は、搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれとスピンチャック４６との間でのウエハＷの受け渡しを妨げないように、図示しない押圧機構によって回転プレート６１の下部に位置する部分を回転プレート６１側に押し当てることにより、上端部（先端部）が回転プレート６１の外側に移動して傾斜することができるようになっている。押圧ピン６４も、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも周方向に３箇所、好ましくは等間隔で設けることが好ましい。
【００４３】
回転筒体６２の外周面には、モータ６６の駆動によって回転するベルト６５が巻きかけられており、これにより、回転筒体６２が回転して載置ピン６３および押圧ピン６４に支持されたウエハＷが水平に回転するようになっている。押圧ピン６４は、重心の位置が調整されることにより、ウエハＷの回転時に、ウエハＷを押圧する力が調整されるようになっている。例えば、重心が回転プレート６１よりも下側に設けられると、回転プレート６１よりも下側の部分に遠心力が掛かって上端部が内側に移動しようとするため、ウエハＷを押圧する力が高められる。
【００４４】
アンダープレート４８は、回転プレート６１の上側でかつ載置ピン６３および押圧ピン６４で囲まれた空間内に配置され、回転筒体６２内を貫通して設けられたシャフト６７に接続されている。アンダープレート４８が接続されたシャフト６７は、回転筒体６２の下側に設けられた水平板６８を介して、エアシリンダ等の昇降機構６９に接続されており、この昇降機構６９によりアンダープレート４８とともに昇降可能となっている。アンダープレート４８の上面には、ウエハＷの裏面に向かって純水や乾燥ガス等の処理流体を供給する複数の処理流体供給口８１が設けられ、アンダープレート４８内およびシャフト６７内には、純水や乾燥ガス等の処理流体を処理流体供給口８１に流通させる処理流体供給路８７が設けられている。シャフト６７内の処理流体供給路８７の一部分には、その周囲に熱交換器８４が設けられており、処理流体供給路８７を流れる処理流体が、熱交換器８４によって所定の温度に加熱されて処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に向かって供給されるように構成されている。
【００４５】
アンダープレート４８は、スピンチャック４６と搬送アーム３４、３５、３６のそれぞれとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際に、各搬送アームと衝突しないように回転プレート６１に近接するように下降し、スピンチャック４６に支持されたウエハＷにめっき処理が施される際に、ウエハＷに近接する図５の仮想線位置まで上昇し、所定の温度に調節された純水等の温調流体を処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に供給してウエハＷを加熱し所定の温度に制御する。
【００４６】
アウターチャンバ４３の側壁には、アウターチャンバ４３と連通するようにノズル部格納室５０が設けられている。上記ノズル部５１は水平に延び、ノズル部格納室５０内に挿通されており、ノズル昇降機構５６ａにより昇降可能となっており、ノズルスライド機構５６ｂによりスライド可能となっている。そして、ノズルスライド機構５６ｂによりノズル部５１をスライドさせ、処理時には、図４、５に示すように、ノズル部５１の先端部（めっき液等をウエハＷ上に吐出する側）がノズル格納室５０から突出してアウターチャンバ４３内のウエハＷの上方位置に達するようになっており、温調時には後述するようにノズル部５１の先端部がノズル部格納室５０に格納されるようになっている。また、ノズル部５１は、薬液と純水と窒素ガスとをウエハＷ上に供給可能な薬液ノズル５１ａと、乾燥ガスとしての窒素ガスをウエハＷ上に供給可能な乾燥ノズル５１ｂと、めっき液をウエハＷ上に供給可能なめっき液ノズル５１ｃとを一体的に有している。
【００４７】
次に、処理流体供給機構６０について説明する。図６は処理流体供給機構の概略構成を示す図、図７は薬液ノズル５１ａの概略構成を示す断面図、図８はめっき液ノズル５１ｃの概略構成を示す断面図である。
【００４８】
図６に示すように、処理流体供給機構６０は、薬液ノズル５１ａに薬液等を送るための薬液供給機構７０と、めっき液ノズル５１ｃにめっき液を送るためのめっき液供給機構９０とを有している。
【００４９】
薬液供給機構７０は、液体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に配置された、薬液を所定の温度に加熱調節して貯留する薬液貯留タンク７１と、薬液貯留タンク７１内の薬液を汲み上げるポンプ７３と、ポンプ７３によって汲み上げられた薬液を薬液ノズル５１ａへの送液に切り替えるバルブ７４ａとを有している。薬液ノズル５１ａへは、薬液供給機構７０による薬液の他、所定の温度に加熱調節された純水および窒素ガスが送られるようになっており、バルブ７４ａ、７４ｂ、７４ｃの開閉を切り替えることによって、薬液、純水、窒素ガスのいずれかが選択されて送られるように構成されている。薬液ノズル５１ａおよび乾燥ノズル５１ｂに送られる窒素ガス供給源は例えば同一のものとすることができ、乾燥ノズル５１ｂへの窒素ガスの供給は、別途設けたバルブ７４ｄの開閉によって制御することができる。
【００５０】
めっき液供給機構９０は、液体貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５に配置された、めっき液を貯留するめっき液貯留タンク（めっき液貯留部）９１と、めっき液貯留タンク９１内のめっき液を汲み上げるポンプ９２と、ポンプ９２によって汲み上げられためっき液をめっき液ノズル５１ｃへの送液に切り替えるバルブ９３と、バルブ９３を通過してめっき液ノズル５１ｃに送られるめっき液を所定の温度に加熱する加熱源９４と、めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷ上へのめっき液の供給が停止された際に、めっき液ノズル５１ｃに送られためっき液を吸引する吸引機構９５とを有している。加熱源９４はヒータや熱交換器等で構成され、吸引機構９５はアスピレータやポンプ等で構成される。
【００５１】
図７に示すように、薬液ノズル５１ａは、薬液供給機構７０から送られた薬液等を導いてウエハＷ上に供給する薬液供給管５２と、薬液供給管５２を囲繞するように設けられた薬液温調管５３とを有している。薬液温調管５３は、薬液供給管５２の長さ方向ほぼ全体をカバーしている。薬液供給管５２の先端部には、薬液等を下方に向かってウエハＷ上に吐出するノズルチップ５２ａが設けられている。
【００５２】
薬液温調管５３は、所定の温度に加熱調節された温調流体、例えば温調水が内部を流通することによって、薬液供給管５２内を流れる薬液等の温度変化または温度低下を抑止するものである。これにより、薬液の性能を最大限に引き出した処理が行われる。薬液温調管５３は、内管および外管を備えた二重管構造を有しており、内管内を流通した温調水が先端部で折り返して外管内を流通するように構成されている。これにより、薬液温調管５３内を流通する温調水の温度を安定させることができる。
【００５３】
図８に示すように、めっき液ノズル５１ｃは、めっき液供給機構９０から送られためっき液を導いてウエハＷ上に供給するめっき液供給管９６と、めっき液供給管９６を囲うように設けられためっき液温調管９７とを有している。めっき液温調管９７は、めっき液供給管９６の先端側をほぼカバーしているが、めっき液供給管９６は、めっき液温調管９７よりも上流側（めっき液貯留タンク９１との接続側）に突出して延びている。めっき液供給管９６の先端部には、めっき液を下方に向かってウエハＷ上に吐出するノズルチップ９６ａが設けられている。
【００５４】
めっき液温調管９７は、所定の温度に加熱調節された温調流体、例えば温調水が内部を流通することによって、めっき液供給管９６内を流れるめっき液の温度変化または温度低下を抑止するものである。これにより、めっき液の性能を最大限に引き出しためっき処理が行われ、めっき皮膜の膜質を高めることができる。めっき液温調管９７は、薬液温調管５３と同様に、内管および外管を備えた二重管構造を有し、内管内を流通した温調水が先端部で折り返して外管内を流通するように構成されており、これにより、めっき液温調管９７内を流通する温調水の温度を安定させることができる。
【００５５】
なお、めっき液温調管９７および薬液温調管５３は、外管内を流通した温調水が先端部で折り返して内管内を流通するように構成してもよい。めっき液温調管９７および薬液温調管５３を流通される温調水は、循環させてもよく、流通後に廃棄されるようにしてもよい。また、めっき液温調管９７および薬液温調管５３の周囲にガラスウール等の保温材を設け、めっき液温調管９７および薬液温調管５３の保温性を高めることも好ましい。
【００５６】
加熱源９４は、めっき液温調管９７よりも突出するめっき液供給管９６の上流側に設けられており、吸引機構９５は、めっき液供給管９６の加熱源９４よりもさらに上流側に設けられている。加熱源９４は熱伝導率の高い材料で構成されることが好ましい。加熱源９４およびめっき液温調管９７は、めっき液供給管９６内を流通するめっき液の温度を調節するためのめっき液温調機構を構成する。このめっき液温調機構は、図示しない温度制御システムによってめっき液を設定された温度に調節するように働く。なお、常温のめっき液を例えば６０〜８０℃に加熱するためには、加熱源９４またはめっき液温調機構における熱交換の長さを十分にとる必要がある。加熱源９４で温められためっき液が、めっき液温調管９７によってノズルチップ９６ａから吐出されるまで冷やされないように保温されることとなる。
【００５７】
図９はめっき液ノズル５１ｃのめっき液の供給動作を説明するための図であるが、吸引機構９５は、図９（ａ）に示すように、めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷへのめっき液の供給される際に停止した状態となり、図９（ｂ）に示すように、めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷへのめっき液の供給が停止された際に稼動し、図９（ｃ）に示すように、めっき液供給管９６内のめっき液を、少なくとも加熱源９４を通過するまでめっき液貯留タンク９１に向かって吸引して停止するように構成されている。吸引機構９５により吸引されためっき液は、めっき液供給管９６に分岐接続された分岐管９８内に送られてめっき液供給管９６内の上流側に戻される。このような構成により、使用前のめっき液の劣化が抑止されるとともに、めっき液の使用量を低く抑えることができる。
【００５８】
ノズル部５１は、ノズル格納室５０の外壁を構成する壁部５０ａに設けられた環状をなすノズル保持部材５４に保持されている。ノズル保持部材５４は、壁部５０ａに形成された挿通孔５７を閉塞するように、かつ、上下方向にスライド可能に設けられており、外周に３枚の板状部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃを所定の間隔をあけて有している。一方、壁部５０ａの挿通孔５７の縁部には、板状部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃと厚さ方向に密封的に係合する係合部５０ｂが形成されており、板状部材５４ａ、５４ｂ、５４ｃと係合部５０ｂとが密封的に係合することにより、ノズル格納室５０内の雰囲気が外部に漏れ難くなっている。
【００５９】
ノズル保持部材５４には、ノズル格納室５０の外側に略Ｌ字型のアーム５５を介して上記ノズル昇降機構５６ａが接続されており、このノズル昇降機構５６ａにより、ノズル保持部材５４を介してノズル部５１が昇降される。また、ノズル保持部材５４には、ノズル格納室５０の内側に、ノズル部５１を囲繞する蛇腹状の伸縮部５４ｄが設けられている。ノズル部５１は、上記ノズルスライド機構５６ｂにより水平方向にスライド可能であり、ノズル部５１のスライドに伴って伸縮部５４ｄが伸縮する。
【００６０】
ノズル格納室５０とアウターチャンバ４３との境界の壁部には、ノズル部５１を出入りさせるための窓部４３ａが設けられており、この窓部４３ａは、扉機構４３ｂによって開閉自在となっている。ノズル部５１は、窓部４３ａが開放され、ノズル昇降機構５６ａによって窓部４３ａと対応する高さに調整された状態になると、ノズルスライド機構５６ｂによって先端側部がアウターチャンバ４３の内外に進退可能となる。
【００６１】
図１０に示すように、ノズル部５１は、最大限退避すると、実線に示すように、先端側部がノズル格納室５０内に格納された状態となり（実線参照）、最大限進出すると、ノズルチップ９６ａ、５２ａがウエハＷの略中心に配置された状態となる（仮想線参照）。また、ノズル部５１は、ノズルチップ９６ａ、５２ａがインナーカップ４７内に配置された状態で、ノズル昇降機構５６ａにより昇降することで、ノズルチップ９６ａ、５２ａの先端とウエハＷとの距離が調整され、ノズルスライド機構５６ｂによりノズルチップ９６ａ、５２ａがウエハＷの略中心と周縁との間で直線的にスライドすることで、ウエハＷの所望の径方向位置にめっき液等を供給することができる。
【００６２】
なお、ノズル部５１の表面には、ウエハＷの洗浄処理に使用される酸性の薬液およびアルカリ性のめっき液に対する耐食性に優れた樹脂、例えば、フッ素樹脂によるコーティングを施しておくことが好ましく、ノズル格納室５０の内壁やアウターチャンバ４３の内壁、アウターチャンバ４３内に配置される下部テーブル４８等の種々の部品についても、このようなコーティングを施しておくことが好ましい。また、ノズル格納室５０には、ノズル部５１の先端部を洗浄する洗浄機構を設けておくことも好ましい。
【００６３】
無電解めっきシステム１では、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２内よりもウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６および主ウエハ搬送機構１８が設けられたクリーンルーム内のほうが陽圧に保持され、クリーンルーム内よりもホットプレートユニット（ＨＰ）１９および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２内のほうが陽圧に保持されている。これにより、無電解めっきユニット（ＰＷ）１２内の雰囲気およびパーティクルが、クリーンルーム内に流入してしまうことが防止され、クリーンルーム内の雰囲気およびパーティクルが、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２内に流入してしまうことが防止される。
【００６４】
次に、無電解めっきシステム１におけるウエハＷの処理工程について説明する。
図１１は無電解めっきシステム１におけるウエハＷの処理工程の概略を示すフローチャートであり、図１２は無電解めっき装置１２におけるウエハＷの処理工程の概略を示すフローチャートである。
【００６５】
最初に、搬送ロボットやオペレータ等によって、処理前のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。次に、搬送ピック１１により、フープＦからウエハＷが１枚ずつ取り出され、取り出されたウエハＷが２つのウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６のいずれかに搬送される（ステップ２）。
【００６６】
搬送ピック１１によりウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送されたウエハＷは、主ウエハ搬送装置１８の搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、搬送アーム３４によりウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６上のウエハＷを複数のホットプレートユニット（ＨＰ）１９のいずれかに搬送される。ウエハＷは、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９においてプリベーク処理され（ステップ３）、これにより、Ｃｕ配線を防食するためにウエハＷ上に設けられた有機系膜が昇華される。そして、主ウエハ搬送装置１８によりホットプレートユニット（ＨＰ）１９内のウエハＷが複数の冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のいずれかに搬送され、ウエハＷに冷却処理が施される（ステップ４）。
【００６７】
冷却ユニット（ＣＯＬ）２２でのウエハＷの冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送装置１８により、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２内のウエハＷが複数の無電解めっきユニット（ＰＷ）１２のいずれかに搬送され、ウエハＷにめっき処理が施される（ステップ５）。この際の詳細な手順は後述する。
【００６８】
無電解めっきユニット（ＰＷ）１２でのウエハＷの無電解めっき処理が終了すると、主搬送装置１８によりウエハＷがホットプレートユニット（ＨＰ）１９に搬送され、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９でウエハＷがポストベーク処理される（ステップ６）、これにより、ウエハＷ上の配線部に被覆されためっき膜に含有する有機物を昇華させるとともに、ウエハＷ上の配線部とめっき膜との付着性を高める。次いで、主ウエハ搬送装置１８によりホットプレートユニット（ＨＰ）１９内のウエハＷが冷却ユニット（ＣＯＬ）２２に搬送され、ウエハＷが冷却処理される（ステップ７）。
【００６９】
冷却ユニット（ＣＯＬ）２２でのウエハＷの冷却処理が終了すると、主ウエハ搬送装置１８によりウエハＷがウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ８）。そして、搬送ピック１１によりウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハＷが受け取られ、そのウエハＷが収納されていたフープＦの元のスロットに収納される（ステップ９）。
【００７０】
次に、上記ステップ５の無電解めっきユニット（ＰＷ）１２でのウエハＷのめっき処理の手順について詳細に説明する。
【００７１】
まず、主ウエハ搬送装置１８により冷却ユニット（ＣＯＬ）２２から搬送されてきたウエハＷが無電解めっきユニット（ＰＷ）１２内に搬入される（ステップ５−１）。この際には、ハウジング４２に設けられた第１シャッター４４およびアウターチャンバ４３に設けられた第２シャッター４５が開にされ、窓部４４ａおよび窓部４５ａが開放されるとともに、インナーカップ４７は退避位置に下降され、アンダープレート４８は回転プレート６１に近接した位置に降下した状態とされる。この状態で、主ウエハ搬送装置１８のいずれかの搬送アームをアウターチャンバ４３内に進入させ、スピンチャック４６に設けられた載置ピン６３にウエハＷを受け渡し、押圧ピン６４によりウエハＷを支持する。その後、搬送アームをアウターチャンバ４３から退出させ、第１シャッター４４および第２シャッター４５が窓部４４ａおよび窓部４５ａを閉塞した状態とする。
【００７２】
なお、このような一連の動作が終了する前に、薬液ノズル５１ａの薬液温調管５３内およびめっき液ノズル５１ｃのめっき液温調管９７内に温調水を循環させて、薬液ノズル５１ａおよびめっき液ノズル５１ｃの温度を調整しておくことが好ましい。
【００７３】
次に、窓部４３ａが開放され、ノズル部５１の先端側部がアウターチャンバ４３内に進入してウエハＷ上に配置される。そして、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に純水が供給されて、ウエハＷのプリウエット処理が行われる（ステップ５−２）。ウエハＷのプリウエット処理は、例えば、ウエハＷを静止またはゆっくりした回転数で回転させた状態でウエハＷ上に処理液、ここでは純水のパドルを形成し、所定時間保持したり、ウエハＷを所定の回転数で回転させた状態でノズル部５１、ここでは薬液ノズル５１ａから所定量の純水をウエハＷに吐出しながら、薬液ノズル５１ａのノズルチップ５２ａをウエハＷの中心部と周縁部との間で直線的にスキャンさせるように、ノズル部５１を移動させたりして行われる。後述するウエハＷの洗浄処理、リンス処理、無電解めっき処理および乾燥処理も同様に、このような方法で行うことができる。ウエハＷの回転数も、洗浄処理や無電解めっき処理等の処理条件によって適宜選定される。
【００７４】
ウエハＷのプリウエット処理が終了して、スピンチャック４６の回転によりウエハＷに付着した純水がある程度振り切られると、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に薬液貯留タンク７１からの薬液が供給され、ウエハＷの前洗浄処理が行われる（ステップ５−３）。これにより、ウエハＷの配線部に付着していた酸化膜が除去される。ウエハＷから振り切られたり流れ落ちたりした薬液は、ドレイン８５から排液され、再利用または廃棄される。
【００７５】
ウエハＷの前洗浄処理が終了すると、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に純水が供給され、ウエハＷのリンス処理が行われる（ステップ５−４）。ウエハＷのリンス処理中またはリンス処理後には、アンダープレート４８を上昇させてウエハＷに近接させ、処理流体供給口８１から所定の温度に加熱された純水を供給して、ウエハＷをその温度に加熱し温度制御する（ステップ５−５）。ここで、アンダープレート４８、処理流体供給口８１から供給される純水、加熱源９４、およびめっき液温調管９７を流通する温調水の温度は同一に設定することが望ましい。めっき反応は温度に敏感であり、ウエハＷ面内で温度均一性が悪いと、後述する無電解めっき処理において、析出しためっき膜の膜厚に直接影響を及ぼすためである。
【００７６】
ウエハＷのリンス処理が終了して、スピンチャック４６の回転によりウエハＷに付着した純水がある程度振り切られると、インナーカップ４７を処理位置に上昇させる。そして、アンダープレート４８により加熱され温度制御されたウエハＷ上に、めっき液貯留タンク９１からのめっき液がめっき液ノズル５１ｃにより供給され、ウエハＷの無電解めっき処理が行われる（ステップ５−６）。
【００７７】
無電解めっき処理においては、ウエハＷを所定の温度まで上昇させた後にめっきプロセスを開始するよりも、ウエハＷを所定の温度まで上昇させる途中でめっきプロセスを開始したほうが、析出しためっき膜のモフォロジーが良くなる傾向にある。このため、めっき液ノズル５１ｃによってウエハＷにめっき液を供給するタイミングは、ウエハＷの温度が上昇し始めてから所定の温度に達する前が好ましい。換言すれば、めっき液の供給開始時よりもめっき液の供給終了時のほうがウエハＷの温度が高いことが好ましい。
【００７８】
無電解めっき処理の際には、めっき液ノズル５１ｃのめっき液温調管９７内を通流する温調水によって、めっき液供給管９６内を流通するめっき液を所定の温度に保持することができるため、ウエハＷ上に供給されるめっき液の温度低下が防止され、所定の温度、例えば６０〜８０℃程度のめっき液によりウエハＷ上の配線部に無電解めっきを施すことができる。洗浄処理の際にも同様に、薬液ノズル５１ａの薬液温調管５３内を流通する温調水によって、薬液供給管５２内を流通する薬液を所定の温度に保持することができるため、ウエハＷ上に供給される薬液の温度低下が防止され、所定の温度の薬液によりウエハＷを洗浄することができる。
【００７９】
めっき液ノズル５１ｃからのウエハＷ上へのめっき液の供給が終了すると、吸引機構９５によりめっき液ノズル５１ｃ内のめっき液を吸引してめっき液貯留タンク９１へ戻す（ステップ５−７）。具体的には、上記図９Ｂ、９Ｃに示すように、吸引機構９５をＯＮにし、めっき液供給管９６内を流通するめっき液を、少なくとも加熱源９４を通過するまでめっき液貯留タンク９１に向かって吸引した後、吸引機構９５をＯＦＦにする。これにより、めっき液供給管９６内を通過するめっき液が必要以上に加熱し続けられてしまうことが防止されるため、めっき液供給管９６内の劣化しためっき液がウエハＷ上に供給されるおそれがない。あるいは、ウエハＷにめっき液を供給する前にめっき液供給管９６内の劣化しためっき液を廃棄する必要がなくなり、めっき液の劣化が抑止されてめっき液のランニングコストを高めることができる。
【００８０】
ウエハＷの無電解めっき処理が終了すると、アンダープレート４８の処理流体供給口８１からの加熱された純水の供給が停止されるとともに、インナーカップ４７が退避位置に下降する。そして、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に薬液貯留タンク７１からの薬液が供給され、ウエハＷの後洗浄処理が行われる（ステップ５−８）。これにより、ウエハＷ上に付着していためっき液の残渣が除去されてコンタミネーションが防止される。ウエハＷから振り切られたり流れ落ちたりした薬液は、ドレイン８５から排液され、再利用または廃棄される。
【００８１】
ウエハＷの後洗浄処理が終了すると、薬液ノズル５１ａによりウエハＷ上に純水が供給されて、ウエハＷのリンス処理が行われる（ステップ５−９）。リンス処理時には、最初に薬液ノズル５１ａ内に残留していた薬液が吐出されて薬液ノズル５１ａ内の洗浄が同時に行われる。薬液ノズル５１ａおよび薬液供給機構７０は、無電解めっき処理後のウエハＷ上に薬液および純水を供給する後処理液供給機構を構成する。
【００８２】
なお、リンス処理においては、薬液ノズル５１ａからの純水の供給を一時的に停止してウエハＷを高速回転させ、ウエハＷ上の純水を一旦除去した後に、ウエハＷの回転数を戻して再びウエハＷ上に純水を供給するという手順を繰り返して行ってもよい。また、リンス処理は、薬液温調管５３内に温調水を流した状態で行ってもよく、温調水の流れを止めて行ってもよい。
【００８３】
リンス処理時またはリンス処理後には、アンダープレート４８を下降させてウエハＷから離間させる。そして、リンス処理が完全に終了すると、スピンチャック４６によってウエハＷを回転させるとともに、薬液ノズル５１ａからウエハＷ上に窒素ガスを供給してウエハＷの乾燥処理を行う（ステップ５−１０）。なお、薬液ノズル５１ａからウエハＷ上に窒素ガスを供給した際に、最初に薬液ノズル５１ａ内に残っている純水がウエハＷ上に吐出されるが、ウエハＷ上には純水の液膜が残っているために、供給された窒素ガスに純水が混じっていても、それが原因でウエハＷの表面にウォーターマークが発生することはない。
【００８４】
また、乾燥処理の際には、下降したアンダープレート４８の処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に窒素ガスを供給するとともに、アンダープレート４８が再び上昇してウエハＷに近接し、ウエハＷの裏面を乾燥する。ここで、アンダープレート４８を一旦下降させてから再び上昇させるのは、ウエハＷの回転の圧力変動により、処理流体供給路８７内に残存していた純水が吐出してウエハＷの裏面を濡らしてしまうことを防止するとともに、処理流体供給口８１からウエハＷの裏面に窒素ガスを供給した際に、処理流体供給路８７内に残存していた純水が急激に吐出してウエハＷが損傷してしまうことを防止するためである。しかも、これにより、ウエハＷの裏面へのウォーターマークの発生も防止される。
【００８５】
なお、ウエハＷの乾燥処理は、例えば、ウエハＷを所定の時間低速回転してから所定の時間高速回転させることにより行うことができる。
【００８６】
ウエハＷの乾燥処理が終了すると、ウエハＷが無電解めっきユニット（ＰＷ）１２から搬出される（ステップ５−１１）。具体的には、まず、必要に応じてノズル昇降機構５６ａによりノズル部５１が所定の高さに移動され、ノズルスライド機構５６ｂによりノズル部５１の先端部分がノズル格納室５０内に格納され、窓部４３ａが閉じられる。次に、アンダープレート４８が降下されてウエハＷから離間され、その状態でウエハＷが押圧ピン６４による押圧から開放されて載置ピン６３のみで支持される状態とされる。続いて、窓部４４ａおよび窓部４５ａが開放され、いずれかの搬送アームがアウターチャンバ４３内に進入し、搬送アームにより載置ピン６３に支持されたウエハＷが受け取られる。その後、ウエハＷを受け取った搬送アームが無電解めっきユニット（ＰＷ）１２から退出し、窓部４４ａおよび窓部４５ａが閉塞される。
【００８７】
次に、ウエハＷの温度制御のためのアンダープレートの他の例について説明する。上記アンダープレート４８では、ウエハＷと近接した近接位置およびウエハＷと離間した離間位置の２箇所のみで停止させ、近接位置において温調流体をウエハＷの裏面に供給してウエハＷの温度制御を行うようにしたが、図１３に示すように、ヒータ９９を内蔵したアンダープレート４８′を用いることもできる。これにより、ウエハＷとアンダープレート４８′との間の距離を任意に設定してウエハＷの温度を制御することができる。これにより、ウエハＷの温度および温度上昇の速度等を細かく制御することができる。したがって、よりモフォロジーの良いめっき膜が得られる温度条件でウエハＷを処理することが可能となる。なお、アンダープレート４８のウエハＷに対しての昇降は、複数の段階に分けて行われるようにしてもよく、近接位置と離間位置との間で一定の速度で行われるようにしてもよい。
【００８８】
また、アンダープレートとして流体供給口とヒータとを両方備えたものを用いれば、アンダープレートを上昇させてウエハＷから所定の距離の位置で停止させ、最初にヒータの輻射熱でウエハＷを所定の温度まで加熱し、その後、処理流体供給口８１からウエハＷに加熱された純水を供給することで、さらにウエハＷの温度を上昇させてからめっき膜を形成するようにすることもできる。
【００８９】
次に、上記無電解めっきユニット（ＰＷ）の変形例について説明する。
図１４は、上記無電解めっきユニット（ＰＷ）の変形例を示す断面図である。図１４に示す 無電解めっきユニット（ＰＷ）１２′は、例えば、アウターチャンバ４３内に、スピンチャック４６に支持されたウエハＷ上と対向するトッププレート４９を設けた構成を有している。トッププレート４９は、枢軸１００の下端に接続されており、モータ１０２によって回転可能となっている。枢軸１００は、水平板１０１の下面に回転自在に支持され、水平板１０１は、アウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアシリンダ等からなる昇降機構１０３により昇降可能である。枢軸１００およびトッププレート４９には、スピンチャック４６に支持されたウエハＷ上に純水を供給することができる純水供給孔１０５が設けられている。
【００９０】
スピンチャック４６といずれかの搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート４９は、搬送アーム３４と衝突しないようにアウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。ウエハＷ上の洗浄処理または無電解めっき処理を行う際には、薬液ノズル５１ａまたはめっき液ノズル５１ｃによってウエハＷ上に薬液またはめっき液が供給されてパドルが形成された後に、トッププレート４９を降下させてパドルに接触させ、ウエハＷ上とトッププレート４９の間に薬液層またはめっき液層を形成する。この際に、薬液またはめっき液の温度が低下しないように、トッププレート４９には図示しないヒータを内蔵させることが好ましい。また、ウエハＷのリンス処理は、例えば、純水供給孔１０５からウエハＷに純水を供給しながら、トッププレート４９とウエハＷを所定の回転数で回転させることによって行うことができる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態ではアンダープレートを昇降するようにしたが、アンダープレートを所定高さに固定しておき、スピンチャックを昇降させることによって、スピンチャックに支持された基板とアンダープレートとの間隔をめっき処理の進行に合わせて調整するように構成してもよい。すなわち、アンダープレートとスピンチャックに支持された基板とは、一方が他方に対して相対的に昇降可能であればよい。また、上記実施形態では、基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、それに限らず、例えばＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板のような他の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１２；無電解めっきユニット（ＰＷ）（無電解めっき装置）
４６；スピンチャック（支持部）
４８；アンダープレート（基板温調部材）
８１；処理流体供給口
９１；めっき液貯留タンク（めっき液貯留部）
９４；加熱源
９５；吸引機構
９６；めっき液供給管
９７；めっき液温調管
Ｗ；ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置であって、
基板を支持する基板支持部と、
基板の表面に供給されるめっき液を貯留するめっき液貯留部と、
前記めっき液貯留部からのめっき液を、前記基板支持部に支持された基板の表面に向けて供給するめっき液供給管と、
前記めっき液供給管に設けられ、前記めっき液を基板の表面に吐出するめっき液吐出ノズルと、
前記基板支持部に支持された基板の裏面側に設けられ、基板の温度を制御するための基板温度制御部材と、
前記基板温度制御部材と基板との間に相対的な昇降移動を生じさせる移動機構と
を具備し、
前記基板温度制御部材は、前記移動機構により基板との間の距離を調節することによって基板の温度を制御するように構成されていることを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項２】
前記基板温度制御部材は、ヒータを内蔵し、輻射熱により基板を加熱して所定温度に制御することを特徴とする請求項１に記載の無電解めっき装置。
【請求項３】
前記基板温度制御部材は、前記ヒータと、基板に加熱された流体を供給する流体供給口との両方を備えていることを特徴とする請求項２に記載の無電解めっき装置。
【請求項４】
前記基板温度制御部材は、前記ヒータの輻射熱により基板を加熱し、その後、前記流体供給口から前記ヒータの輻射熱により加熱された基板に、前記加熱された流体を供給し、前記基板の温度をさらに上昇させることを特徴とする請求項３に記載の無電解めっき装置。
【請求項５】
前記基板温度制御部材は、前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無電解めっき装置。
【請求項６】
基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板に所定の液を供給して前処理を行う前処理液供給機構と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う後処理液供給機構をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無電解めっき装置。
【請求項７】
めっき液貯留部に貯留されためっき液をめっき液供給管およびめっき液吐出ノズルを介して基板の表面に供給して無電解めっきを施す無電解めっき方法であって、
基板の裏面側に配置された基板温度制御部材と基板との間の距離を調整して基板の温度を制御する工程と、
前記めっき液供給管内を流通するめっき液を基板の表面に供給する工程と
を含むことを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項８】
前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御することを特徴とする請求項７に記載の無電解めっき方法。
【請求項９】
基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板の表面に所定の液を供給して前処理を行う工程と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う工程とをさらに含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の無電解めっき方法。
【請求項１０】
基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置をコンピュータに制御させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項７から請求項９のいずれかの無電解めっき方法が行われるように、コンピュータに前記無電解めっき装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【請求項１】
基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置であって、
基板を支持する基板支持部と、
基板の表面に供給されるめっき液を貯留するめっき液貯留部と、
前記めっき液貯留部からのめっき液を、前記基板支持部に支持された基板の表面に向けて供給するめっき液供給管と、
前記めっき液供給管に設けられ、前記めっき液を基板の表面に吐出するめっき液吐出ノズルと、
前記基板支持部に支持された基板の裏面側に設けられ、基板の温度を制御するための基板温度制御部材と、
前記基板温度制御部材と基板との間に相対的な昇降移動を生じさせる移動機構と
を具備し、
前記基板温度制御部材は、前記移動機構により基板との間の距離を調節することによって基板の温度を制御するように構成されていることを特徴とする無電解めっき装置。
【請求項２】
前記基板温度制御部材は、ヒータを内蔵し、輻射熱により基板を加熱して所定温度に制御することを特徴とする請求項１に記載の無電解めっき装置。
【請求項３】
前記基板温度制御部材は、前記ヒータと、基板に加熱された流体を供給する流体供給口との両方を備えていることを特徴とする請求項２に記載の無電解めっき装置。
【請求項４】
前記基板温度制御部材は、前記ヒータの輻射熱により基板を加熱し、その後、前記流体供給口から前記ヒータの輻射熱により加熱された基板に、前記加熱された流体を供給し、前記基板の温度をさらに上昇させることを特徴とする請求項３に記載の無電解めっき装置。
【請求項５】
前記基板温度制御部材は、前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無電解めっき装置。
【請求項６】
基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板に所定の液を供給して前処理を行う前処理液供給機構と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う後処理液供給機構をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無電解めっき装置。
【請求項７】
めっき液貯留部に貯留されためっき液をめっき液供給管およびめっき液吐出ノズルを介して基板の表面に供給して無電解めっきを施す無電解めっき方法であって、
基板の裏面側に配置された基板温度制御部材と基板との間の距離を調整して基板の温度を制御する工程と、
前記めっき液供給管内を流通するめっき液を基板の表面に供給する工程と
を含むことを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項８】
前記めっき液供給の開始時点の基板の温度よりも、前記めっき液の供給を停止した時点の基板の温度のほうが高くなるように基板の温度を制御することを特徴とする請求項７に記載の無電解めっき方法。
【請求項９】
基板の表面へのめっき液の供給に先立って基板の表面に所定の液を供給して前処理を行う工程と、基板の表面へのめっき液の供給の後に基板に所定の液を供給して後処理を行う工程とをさらに含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の無電解めっき方法。
【請求項１０】
基板の表面にめっき液を供給して無電解めっきを施す無電解めっき装置をコンピュータに制御させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項７から請求項９のいずれかの無電解めっき方法が行われるように、コンピュータに前記無電解めっき装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１３６７８３（Ｐ２０１２−１３６７８３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９６９９８（Ｐ２０１２−９６９９８）
【出願日】平成２４年４月２０日（２０１２．４．２０）
【分割の表示】特願２００６−３１１５４７（Ｐ２００６−３１１５４７）の分割
【原出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【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２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２０日（２０１２．４．２０）
【分割の表示】特願２００６−３１１５４７（Ｐ２００６−３１１５４７）の分割
【原出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【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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