JP2000309872A - 金属薄膜形成方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に複数の段差を有する基板に金属有機物あ
るいは金属を含有している有機物による均一な金属薄膜
を形成できる金属薄膜形成方法およびそれを利用した基
板処理装置を提供する。 【解決手段】コータ部２において表面に複数の溝部Ｍを
有するウエハＷを回転させつつウエハＷの表面に金属有
機物を塗布する。これにより、溝部Ｍ全体に金属有機物
が入り込む。次に、ベーク部３においてウエハＷに塗布
された金属有機物を乾燥させる。さらに、金属有機物が
乾燥されたウエハＷを熱処理部４において所定の温度で
加熱すると、ウエハＷの表面に塗布された金属有機物が
熱分解し、ウエハＷの表面に均一な金属有機物の金属薄
膜が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に複数の段差
を有する、半導体ウエハ、液晶用ガラス基板等の基板に
金属有機物または金属を含有している有機物による金属
薄膜を形成する金属薄膜形成方法およびこれを利用した
基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面に複数の段差を有する基板の
一種であるウエハに銅（Ｃｕ）などの金属薄膜を形成す
る方法として、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が提案されている。

【０００３】このＰＶＤ法においては、まず密閉チャン
バ内にウエハを搬入し、密閉チャンバ内を大気から密閉
した状態で、ウエハに対して室温から数百度の範囲の温
度で、加熱処理やプラズマ処理を行い、それと同時に、
Ｃｕ等の金属有機物、あるいはＡｕ等の金属を含有して
いる有機物（有機物にＡｕ等の金属を混入させたもの）
をウエハの表面に供給する。その結果、加熱処理やプラ
ズマ処理によってウエハの表面において金属有機物等が
熱分解、プラズマ分解され、ウエハの表面の段差である
溝に金属有機物等が密着し、薄膜の状態でウエハの表面
に金属有機物等のシード層が形成される。その後、シー
ド層が形成されたウエハに対してさらにメッキ液を供給
して、ウエハのメッキ処理が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金属薄膜形成方法だと、金属有機物等のシード層が表面
の溝部の壁や底といった溝部全体にわたって形成され
ず、シード層の膜厚にムラができてしまう。したがっ
て、シード層の膜厚にムラができた状態のウエハに対し
てメッキ処理を行ってしまうと、シード層の膜厚のムラ
がそのままメッキ層のムラになってしまい、メッキ処理
による埋め込み工程での再現性が得難いという問題が発
生する。

【０００５】そこで、本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであって、表面に複数の段差を有する基板
に金属有機物あるいは金属を含有している有機物による
均一な金属薄膜を形成できる金属薄膜形成方法およびそ
れを利用した基板処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１に記載の金属薄膜形成方法は、表面に
複数の段差を有する基板に金属薄膜を形成する金属薄膜
形成方法であって、塗布部において基板を回転させつつ
基板の表面に金属有機物を塗布する塗布工程と、前記塗
布工程により金属有機物が塗布された基板を加熱部にお
いて所定の温度で加熱する加熱工程と、を備えたもので
ある。

【０００７】請求項１に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、まず、塗布部において表面に複数の段差を有する基
板を回転させつつ基板の表面に金属有機物を塗布する。
これにより、段差全体に金属有機物が入り込む。次に、
金属有機物が塗布された基板を加熱部において所定の温
度で加熱すると、基板の表面に塗布された金属有機物が
熱分解し、基板の表面に均一な金属有機物の金属薄膜が
形成される。

【０００８】また、請求項２に記載の金属薄膜形成方法
は、表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜を形成す
る金属薄膜形成方法であって、塗布部において基板を回
転させつつ基板の表面に金属有機物を塗布する塗布工程
と、前記塗布工程により基板に塗布された金属有機物を
乾燥部において乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程に
より金属有機物が乾燥された基板を加熱部において所定
の温度で加熱する加熱工程と、備えたものである。

【０００９】請求項２に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、塗布部において表面に複数の段差を有する基板を回
転させつつ基板の表面に金属有機物を塗布する。これに
より、溝部全体に金属有機物が入り込む。次に、乾燥部
において基板に塗布された金属有機物を乾燥させる。さ
らに、金属有機物が乾燥された基板を加熱部において所
定の温度で加熱すると、基板の表面に塗布された金属有
機物が熱分解し、基板の表面に均一な金属有機物の金属
薄膜が形成される。

【００１０】また、請求項３に記載の金属薄膜形成方法
は、請求項１または請求項２に記載の金属薄膜形成方法
であって、前記塗布工程において基板への金属有機物の
塗布を行う前に、塗布部内を減圧する減圧工程をさらに
備えたものである。

【００１１】請求項３に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、塗布工程において基板への金属有機物の塗布を行う
前に、塗布部内を減圧しているので、塗布工程において
複数の段差を有する基板を回転させつつ基板の表面に金
属有機物を塗布する際に、段差全体に金属有機物が入り
込みやすくなる。

【００１２】また、請求項４に記載の金属薄膜形成方法
は、表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜を形成す
る金属薄膜形成方法であって、塗布部において基板を回
転させつつ基板の表面に金属を含有している有機物を塗
布する塗布工程と、前記塗布工程により有機物が塗布さ
れた基板を加熱部において所定の温度で加熱する加熱工
程と、を備えたものである。

【００１３】請求項４に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、まず、塗布部において表面に複数の段差を有する基
板を回転させつつ基板の表面に金属を含有している有機
物を塗布する。これにより、段差全体に有機物が入り込
む。次に、有機物が塗布された基板を加熱部において所
定の温度で加熱すると、基板の表面に塗布された有機物
が熱分解し、基板の表面に均一な金属有機物の金属薄膜
が形成される。

【００１４】また、請求項５に記載の金属薄膜形成方法
は、表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜を形成す
る金属薄膜形成方法であって、塗布部において基板を回
転させつつ基板の表面に金属を含有している有機物を塗
布する塗布工程と、前記塗布工程により基板に塗布され
た有機物を乾燥部において乾燥させる乾燥工程と、前記
乾燥工程により有機物が乾燥された基板を加熱部におい
て所定の温度で加熱する加熱工程と、備えたものであ
る。

【００１５】請求項５に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、塗布部において表面に複数の段差を有する基板を回
転させつつ基板の表面に金属を含有している有機物を塗
布する。これにより、溝部全体に有機物が入り込む。次
に、乾燥部において基板に塗布された有機物を乾燥させ
る。さらに、有機物が乾燥された基板を加熱部において
所定の温度で加熱すると、基板の表面に塗布された有機
物が熱分解し、基板の表面に均一な有機物の金属薄膜が
形成される。

【００１６】また、請求項６に記載の金属薄膜形成方法
は、請求項４または請求項５に記載の金属薄膜形成方法
であって、前記塗布工程において基板への金属を含有し
ている有機物の塗布を行う前に、塗布部内を減圧する減
圧工程をさらに備えたものである。

【００１７】請求項６に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、塗布工程において基板への有機物の塗布を行う前
に、塗布部内を減圧しているので、塗布工程において複
数の段差を有する基板を回転させつつ基板の表面に有機
物を塗布する際に、段差全体に金属有機物が入り込みや
すくなる。

【００１８】また、請求項７に記載の基板処理装置は、
表面に複数の溝部を有する基板に所定の処理を行う基板
処理装置であって、基板の表面に金属有機物を塗布する
ための塗布部と、前記塗布部において金属有機物が塗布
された基板を所定の温度で加熱する加熱部と、前記塗布
部から前記加熱部へ基板の搬送を行う搬送手段とを備
え、前記塗布部は、基板を保持する基板保持手段と、基
板を保持した前記基板保持手段を回転させる駆動手段
と、前記基板保持手段に保持された基板の表面に金属有
機物を吐出する供給手段とを備えたものである。

【００１９】請求項７に記載の基板処理装置によれば、
塗布部において表面に複数の段差を有する基板を保持す
る基板保持手段を駆動手段により回転させつつ供給手段
から基板の表面に金属有機物を吐出する。これにより、
段差全体に金属有機物が入り込む。次に、搬送手段が塗
布部から加熱部へ表面に金属有機物が塗布された基板の
搬送を行う。さらに、塗布部において金属有機物が塗布
された基板を加熱部において所定の温度で加熱すると、
基板の表面に塗布された金属有機物が熱分解し、基板の
表面に均一な金属有機物の金属薄膜が形成される。

【００２０】また、請求項８に記載の基板処理装置は、
表面に複数の段差を有する基板に所定の処理を行う基板
処理装置であって、基板の表面に金属有機物を塗布する
ための塗布部と、前記塗布部において塗布された基板の
表面の金属有機物を乾燥させる乾燥部と、前記乾燥部に
おいて金属有機物が乾燥された基板を所定の温度で加熱
する加熱部と、前記塗布部から前記乾燥部へ基板の搬送
を行い、かつ前記乾燥部から前記加熱部へ基板の搬送を
行う搬送手段とを備え、前記塗布部は、基板を保持する
基板保持手段と、基板を保持した前記基板保持手段を回
転させる駆動手段と、前記基板保持手段に保持された基
板の表面に金属有機物を吐出する供給手段とを備えたも
のである。

【００２１】請求項８に記載の基板処理装置によれば、
塗布部において表面に複数の段差を有する基板を保持す
る基板保持手段を駆動手段により回転させつつ供給手段
から基板の表面に金属有機物を吐出する。これにより、
段差全体に金属有機物が入り込む。次に、搬送手段が塗
布部から乾燥部へ表面に金属有機物が塗布された基板の
搬送を行う。塗布部において塗布された基板の表面の金
属有機物を乾燥部で乾燥させる。次に、搬送手段が乾燥
部から加熱部へ金属有機物が乾燥された基板の搬送を行
う。さらに、乾燥部において乾燥された金属有機物が基
板を加熱部において所定の温度で加熱すると、基板の表
面に塗布された金属有機物が熱分解し、基板の表面に均
一な金属有機物の金属薄膜が形成される。

【００２２】また、請求項９に記載の基板処理装置は、
請求項７または請求項８に記載の金属薄膜形成方法であ
って、前記塗布部は、前記供給手段により基板への金属
有機物の吐出を行う前に、前記塗布部内を減圧する減圧
手段をさらに備えたものである。

【００２３】請求項９に記載の基板処理装置によれば、
塗布部に備えられた減圧手段が供給手段により基板への
金属有機物の吐出を行う前に塗布部内を減圧しておけ
ば、複数の段差を有する基板を回転させつつ基板の表面
に金属有機物を塗布する際に、段差全体に金属有機物が
入り込みやすくなる。

【００２４】また、請求項１０に記載の基板処理装置
は、表面に複数の段差を有する基板に所定の処理を行う
基板処理装置であって、基板の表面に金属を含有してい
る有機物を塗布するための塗布部と、前記塗布部におい
て有機物が塗布された基板を所定の温度で加熱する加熱
部と、前記塗布部から前記加熱部へ基板の搬送を行う搬
送手段とを備え、前記塗布部は、基板を保持する基板保
持手段と、基板を保持した前記基板保持手段を回転させ
る駆動手段と、前記基板保持手段に保持された基板の表
面に有機物を吐出する供給手段とを備えたものである。

【００２５】請求項１０に記載の基板処理装置によれ
ば、塗布部において表面に複数の段差を有する基板を保
持する基板保持手段を駆動手段により回転させつつ供給
手段から基板の表面に金属を含有している有機物を吐出
する。これにより、段差全体に有機物が入り込む。次
に、搬送手段が塗布部から乾燥部へ表面に有機物が塗布
された基板の搬送を行う。塗布部において塗布された基
板の表面の有機物を乾燥部で乾燥させる。次に、搬送手
段が乾燥部から加熱部へ有機物が乾燥された基板の搬送
を行う。さらに、乾燥部において乾燥された有機物が基
板を加熱部において所定の温度で加熱すると、基板の表
面に塗布された有機物が熱分解し、基板の表面に均一な
有機物の金属薄膜が形成される。

【００２６】また、請求項１１に記載の基板処理装置
は、表面に複数の段差を有する基板に所定の処理を行う
基板処理装置であって、基板の表面に金属を含有してい
る有機物を塗布するための塗布部と、前記塗布部におい
て塗布された基板の表面の有機物を乾燥させる乾燥部
と、前記乾燥部において有機物が乾燥された基板を所定
の温度で加熱する加熱部と、前記塗布部から前記乾燥部
へ基板の搬送を行い、かつ前記乾燥部から前記加熱部へ
基板の搬送を行う搬送手段とを備え、前記塗布部は、基
板を保持する基板保持手段と、基板を保持した前記基板
保持手段を回転させる駆動手段と、前記基板保持手段に
保持された基板の表面に有機物を吐出する供給手段とを
備えたものである。

【００２７】請求項１１に記載の基板処理装置によれ
ば、塗布部において表面に複数の段差を有する基板を保
持する基板保持手段を駆動手段により回転させつつ供給
手段から基板の表面に金属を含有している有機物を吐出
する。これにより、段差全体に有機物が入り込む。次
に、搬送手段が塗布部から乾燥部へ表面に有機物が塗布
された基板の搬送を行う。塗布部において塗布された基
板の表面の有機物を乾燥部で乾燥させる。次に、搬送手
段が乾燥部から加熱部へ有機物が乾燥された基板の搬送
を行う。さらに、乾燥部において乾燥された有機物が基
板を加熱部において所定の温度で加熱すると、基板の表
面に塗布された有機物が熱分解し、基板の表面に均一な
有機物の金属薄膜が形成される。

【００２８】さらに、請求項１２に記載の基板処理装置
は、請求項１０または請求項１１に記載の基板処理装置
であって、前記塗布部は、前記供給手段により基板への
金属を含有している有機物の吐出を行う前に、前記塗布
部内を減圧する減圧手段をさらに備えたものである。

【００２９】請求項１２に記載の基板処理装置によれ
ば、塗布部に備えられた減圧手段が供給手段により基板
への金属を含有している有機物の吐出を行う前に塗布部
内を減圧しておけば、複数の段差を有する基板を回転さ
せつつ基板の表面に有機物を塗布する際に、段差全体に
金属有機物が入り込みやすくなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る金属薄膜形成方法および基板処理装置の実施の形態を
説明する。

【００３１】図１は、本発明に係る基板処理装置の全体
構成を示す図である。この基板処理装置は、中央部に基
板の一種であるウエハＷを搬送するための搬送部１を備
えており、この搬送部１の周囲には、ウエハＷの表面に
白金（Ｐｔ）等の金属有機物を塗布するコータ部（塗布
部）２と、このコータ部２で金属有機物が塗布されたウ
エハＷに第１の熱処理を行ってウエハＷの乾燥処理を行
うベーク部（乾燥部）３と、このベーク部３においてウ
エハＷに第１の熱処理を行った後に、ウエハＷに第２の
熱処理を行う熱処理部（加熱部）４と、この熱処理部４
において第２の熱処理を行ったウエハＷにメッキ処理を
行うメッキ処理部５と、一連の処理が終了したウエハＷ
および未処理のウエハＷを収納したカセットＣＡを載置
する２つのローダ・アンローダ部６と、を配置してい
る。

【００３２】図1に示すように、基板処理装置の中央部
に配置された搬送部１の略中央部には、搬送ロボット１
０が設けられいる。この搬送ロボット１０は、基台１１
内に図示しないモータを内蔵しており、このモータの回
転軸に第１の多関節アーム１２が軸支され、さらに第１
の多関節アーム１２の先端に第２の多関節アーム１３を
介してウエハＷの裏面を支持するための支持アーム１４
を備えている。この搬送ロボット１０は、ウエハＷの裏
面を支持アーム１４で支持しつつ、搬送部１の周囲に配
置されたコータ部２、ベーク部３、熱処理部４、メッキ
処理部５およびローダ・アンローダ部６の間でウエハＷ
の搬送を行う。

【００３３】次に、本発明に係る塗布部に相当するコー
タ部２を説明する。図２は、コータ部の概略構成図であ
る。

【００３４】このコータ部２は、図２に示すように、密
閉チャンバ２０を備えており、この密閉チャンバ２０の
搬送部１（図１参照）側には、搬送部１との間でウエハ
Ｗの受け渡しを行うための開口２１が設けられ、この開
口２１に対して矢印Ａに示すように上下方向に開閉可能
な密閉型シャッタ２１０を備えている。また、密閉チャ
ンバ２０の上面には密閉チャンバ２０内に窒素ガス等の
ガスを供給するための供給口２２が設けられ、密閉チャ
ンバ２０の下面には密閉チャンバ２０内を減圧状態する
ために密閉チャンバ２０内のガスを排気する排出口２３
が設けられている。

【００３５】この供給口２２は、密閉チャンバ２０へ供
給されるガスの流量を制御するための供給用の調整弁２
２１を途中に設けた供給管２２０を介してガス供給源２
２２に連通接続されている。また、排出口２３から排出
されるガスの流量を制御するため排出用の調整弁２３１
を途中に設けた供給管２３０を介して、密閉チャンバ２
０内からガスが排出される。

【００３６】なお、調整弁２２１を閉状態にし、調整弁
２３１を開状態にすれば、密閉チャンバ２０内からは、
ガスが排気された状態になるので、密閉チャンバ２０内
は減圧状態となる。

【００３７】また、密閉チャンバ２０内の中心部には、
回転処理部２４が設けられている。この回転処理部２４
は、水平方向にウエハＷの裏面を吸着保持するためのス
ピンチャック２４０を備えており、このスピンチャック
２４０の下側は、密閉チャンバ２０内の底部に設けられ
たモータ２４１の回転軸２４２に連結されている。スピ
ンチャック２４０に吸着されたウエハＷの上方には、こ
のウエハＷの表面に金属有機物のペースト（例えば、メ
タロ・オルガニックス）を塗布するためのノズル２４３
が設けられている。このノズルは２４３は、調整弁２４
５を途中に設けた供給管２４４を介して金属有機物供給
源２４６に連通接続されている。

【００３８】ウエハＷの表面に金属有機物のペーストを
塗布する際には、スピンチャック２４０がウエハＷの裏
面を吸着保持しつつモータ２４１を１０００〜２０００
ｒｐｍの回転数に回転させた状態で、ノズル２４３から
金属有機物のペーストをウエハＷの表面へ吐出する。す
ると、ウエハＷの回転に伴って、金属有機物のペースト
はウエハＷの外周方向へ広がり、ウエハＷの表面全体に
わたって金属有機物が塗布される。

【００３９】スピンチャック２４０に吸着保持されたウ
エハＷの外周側に、ウエハＷの回転に伴ってウエハＷの
外周端部から飛散した金属有機物のペーストを受け止め
るカップ２５を備えている。このカップ２５で受け止め
られた金属有機物は、密閉チャンバ２０内の底部に設け
られた複数の排出管２５０へ導かれ、不要な金属有機物
は排出管２５０を通して密閉チャンバ２０外へ排出され
る。

【００４０】次に、本発明に係る乾燥部に相当するベー
ク部３を説明する。図３はベーク部の概略構成図であ
る。

【００４１】図３において、符号３０はベーク部３の外
枠を構成する密閉チャンバである。この密閉チャンバ３
０内にはウエハＷを載置するための載置台３１が設けら
れている。この載置台３１は、円柱部３１ｂの上面にウ
エハＷを載置するための載置面３１ａを備えている。ま
た、載置台３１の内部には、温度調節機構３２が備えら
れ、この温度調節機構３２によって、載置台３１は所定
の温度に調節される。載置台３１内部下側には、載置台
３１の載置面３１ａを貫通する例えば３本の支持ピン３
３によって載置台３１ａに載置されるウエハＷを昇降す
る昇降機構３４が設けられている。

【００４２】また、密閉チャンバ３０の搬送部１側に
は、搬送部１との間でウエハＷの受け渡しを行うための
開口３５が設けられ、この開口３５に対して矢印Ｂに示
すように上下方向に開閉可能な密閉型シャッタ３５０を
備えている。

【００４３】次に、本発明に係る加熱部に相当する熱処
理部４を説明する。図４は熱処理部に設けられた縦型熱
処理炉の概略断面図を示している。

【００４４】この縦型熱処理炉４０には、管軸芯方向が
上下に向くように赤外線透過性を有する石英材料によっ
て形成された炉芯管４１が設けられ、この炉芯管４１の
管軸芯方向下側に円形状の開口４２が形成されている。
そして、この炉芯管４１内に対しては、複数のウエハＷ
を保持するボート４３が挿脱可能となっている。

【００４５】炉芯管４１の開口４２側の側部には、ガス
導入口４４ａが設けられ、このガス道入口４４ａは図示
しないガス供給機構と連通接続しており、ガス供給機構
からガス導入口４４ａを介して窒素ガス等のパージガス
や炉芯管４１内での反応用の処理ガスが炉芯管４１内へ
導入される。また、ガス導入口４４ａの下側の炉芯管４
１の側部には、ガス排出口４４ｂが設けられ、このガス
排出口４４ｂは図示しないガス排気機構と連通接続して
おり、複数のウエハＷを保持したボート４３を炉芯管４
１内へ挿入するとともに、開口４２を図示しない炉口キ
ャップで蓋した状態で、ガス導入口４４ａからパージガ
スや処理ガスを導入するときに、排出口４４ｂから炉芯
管４１内にあるガスを排出する。

【００４６】炉芯管４１周囲には、管軸芯方向に上側か
ら短い第1のヒータ４４ａと、長い第2のヒータ４５ｂ
と、第３のヒータ４５ｃとを備えるヒータユニット４５
が配置されている。このヒータユニット４５の加熱処理
により、炉芯管４１内に挿入されたボート４３に保持さ
れたウエハＷが加熱される。

【００４７】炉芯管４１内に挿入されるボート４３は、
周方向に間隔を隔てて設けたウエハ保持用の石英製で透
明な３本の支柱４３ａを備え、この３本の支柱４３ａに
は管軸芯方向に複数の石英製の板体４３ｂが一体的に取
り付けられている。３本の支柱４３aには微小ピッチで
ウエハＷの外周端部を挿入するための挿入溝（図示せ
ず）が形成され、この挿入溝にウエハＷの外周端部を挿
入して、ボート４３はウエハＷの外周端部の３点を保持
する。

【００４８】３本の支柱４３ａの最下端部は、昇降支持
アーム４６に固定されており、この昇降支持アーム４６
がボート４３全体を下側から支持している。昇降支持ア
ーム４６は、ネジ軸４７に沿って移動可能であり、図示
しないモータ等の駆動機構により昇降支持アーム４６は
ネジ軸４７に沿って矢印Ｃに示すように上下方向に移動
し、ボート４３の炉芯管４１内に対する挿脱が行われ
る。

【００４９】ヒータユニット４５の外周と、炉芯管４１
およびヒータユニット４５の上方には、炉芯管４１とヒ
ータユニット４５を覆うケーシング４８が配置されてい
る。ケーシング４８の上部中央部には、炉芯管４１の外
周面とヒータユニット４５の内周面と間で形成される空
間４００に冷却用ガスを供給するための通気口４８ａが
形成されており、この通気口４８ａは、供給管４８ｃを
介して図示しない冷却用ガス供給機構と連通接続されて
いる。供給管４８ｃの途中には開閉弁４８ｂが設けられ
ており、この開閉弁４８ｂの開閉制御により空間４００
へ供給される冷却用ガスの供給量が制御される。

【００５０】なお、メッキ処理部５の詳細は省略する
が、メッキ処理部５におけるメッキ処理は次のような処
理が考えられる。例えば、電解メッキ装置としては、メ
ッキ液の層にウエハを保持し、このウエハの表面と対向
させて導電性の対向電極を配置し、ウエハ側を負電極に
してウエハと対向電極との間で電圧を印加してウエハの
表面にメッキ層の金属薄膜を形成するものがある。

【００５１】次に、図５乃至図９に基づいて、本発明に
係る金属薄膜形成方法およびコーティング処理、ベーク
処理、メッキ処理等の複数の処理を含む基板処理装置の
動作を説明する。図５は、基板処理装置の一連の動作を
示すフローチャート、図６は、コーティング処理の動作
を示すフローチャート、図７は、ベーク処理の動作を示
すフローチャート、図８は、熱処理の動作を示すフロー
チャート、図９は、ウエハの表面に金属有機物のペース
トによる金属薄膜が形成される過程を示す図である。

【００５２】まず、搬送ロボット１０の支持アーム１４
が、ローダ・アンローダ部６に載置されているカセット
ＣＡ内にある1枚のウエハＷを搬出し（ステップＳ
１）、そのウエハＷをコータ部２の密閉チャンバ２０内
へ搬入する（ステップＳ２）。このとき、ウエハＷは、
図９（Ａ）に示すようにシリコンウエハ（Ｓｉ）の表面
に酸化膜（ＳｉＯ２）が形成された状態であり、この酸
化膜には段差に相当する複数の溝部Ｍを有している。そ
して、密閉チャンバ２０内へ搬入されたウエハＷに対し
て、図６に示すようなコーティング処理が行われる（ス
ッテプＳ３）。

【００５３】コーティング処理として、まずウエハＷが
支持アーム１４によってスピンチャック２４０に載置さ
れると、スピンチャック２４０は真空吸着を開始してウ
エハＷの裏面を吸着保持するとともに、開口２１に対し
て密閉型シャッタ２１０を閉じる（ステップＳ３１）。
次に、一方で供給管２２０に設けられた供給用の調整弁
２２１を閉じるとともに、他方で排出管２３０に設けら
れた排出用の調整弁２３１を開いて、密閉チャンバ２０
内を減圧状態にする（ステップＳ３２）。

【００５４】密閉チャンバ２０が所定の減圧状態になっ
たら、モータ２４１を回転駆動させることによりウエハ
Ｗの回転を開始し（ステップＳ３３）、ウエハＷの回転
数が１０００〜２０００ｒｐｍになった状態で、ノズル
２４０から金属有機物のペーストをウエハＷの表面の中
心部付近に吐出する（ステップＳ３４）。ウエハＷの回
転に伴って、ウエハＷの表面全体に金属有機物が広がっ
て、ウエハＷの表面は図９（Ｂ）に示すような状態にな
る。

【００５５】ノズル２４０からの金属有機物のウエハＷ
への吐出という塗布処理が終了すると、モータ２４１の
回転駆動を停止させてスピンチャック２４０に吸着保持
されたウエハＷの回転を停止する（ステップＳ３５）。
ウエハＷの回転が停止すると、供給管２２０に設けられ
た供給用の調整弁２２１を開き、ガスを密閉チャンバ２
０内へ供給し、密閉チャンバ２０内を大気圧と同じ圧力
状態にする（ステップＳ３６）。これにより、溝部Ｍに
あるガスを排気し、溝部Ｍの底部まですみずみに金属有
機物が入り込む。次に、スピンチャック２４０は真空吸
着を解除するとともに、開口２０に対して密閉型シャッ
タ２１０を開く（ステップＳ３７）。以上により、コー
タ部２におけるウエハＷのコーティング処理が終了す
る。

【００５６】コータ部２でのコーティング処理が終了す
ると、搬送ロボット１０の支持アーム１４がコータ部２
の密閉チャンバ２０内にあるスピンチャック２４０に載
置されたウエハＷを搬出し（ステップＳ４）、そのウエ
ハＷをベーク部２の密閉チャンバ３０内へ搬入する（ス
テップＳ５）。そして、密閉チャンバ３０内へ搬入され
たウエハＷに対して、図７に示すようなベーク処理が行
われる（ステップＳ６）。

【００５７】ベーク処理として、まず搬送ロボット１０
の支持アーム１４によりウエハＷが３本の支持ピン３２
に載置されると、開口３５に対して密閉型シャッタ３５
０を閉じる（ステップＳ６１）。次に、昇降機構３４を
駆動させることによりウエハＷを支持した支持ピン３２
を下降させ、載置台３１の載置面３１ａにウエハＷを載
置する（ステップＳ６２）。ウエハＷが載置面３１ａに
載置されると、温度調節機構３２を１００〜２００℃の
温度に調節して、ウエハＷの表面全体に塗布された金属
有機物を乾燥させる（ステップＳ６３）。

【００５８】そして、昇降機構３４を駆動させることに
よりウエハＷを支持した支持ピン３３を上昇させる（ス
テップＳ６４）。次に、開口３５に対して密閉型シャッ
タ３５０を開く（ステップＳ６５）。なお、ウエハＷが
密閉チャンバ３０に対して搬入・搬出された際のウエハ
Ｗの位置および支持ピン３３の位置は、図３の２点鎖線
で示す位置である。以上により、ベーク部３におけるウ
エハＷのベーク処理が終了する。

【００５９】ベーク部３でのベーク処理が終了すると、
搬送ロボット１０の支持アーム１４がベーク部３の密閉
チャンバ３０内にある支持ピン３３に支持されたウエハ
Ｗを搬出し（ステップＳ７）、そのウエハＷを熱処理部
４にある縦型熱処理炉４０のボート４３へ搬入する（ス
テップＳ８）。なお、このときウエハＷの外周端部は支
柱４３ａの挿入溝に挿入された状態で、ボート４３はウ
エハＷを保持している。その後、ボート４３は複数のウ
エハＷが保持可能なので、ウエハが所定の枚数（例えば
２５枚）になる否かを判断する（ステップＳ９）。所定
の枚数に至っていない場合、上述したステップＳ１に戻
り、所定の枚数に至るまで図５に示すステップＳ１〜Ｓ
８を繰り返す。一方、所定の枚数に至った場合、図８に
示すような熱処理を行う（ステップＳ１０）。

【００６０】熱処理として、まず複数のウエハＷを保持
したボート４３を炉芯管４１の中に搬入する（ステップ
Ｓ１０１）。次に、窒素ガスやアルゴンガスのような処
理ガスをガス導入口４４ａから炉芯管４１内へ供給する
（ステップＳ１０２）。なお、このとき炉芯管４１内に
ある不要なガスを排気するためにガス排出口４４ｂから
不要なガスを排出する。処理ガスが後述する加熱処理を
行うのに必要な量だけ炉芯管４１内へ供給されると、処
理ガスの供給を停止する（ステップＳ１０３）。

【００６１】この状態で、ヒータユニット４５の第1の
ヒータ４５ａ、第２のヒータ４５ｂ、第３のヒータ４５
ｃのすべてをＯＮにし、ボート４３に保持されたウエハ
Ｗを所定の時間、例えば４５０℃〜７００℃の温度で加
熱処理を行う（ステップＳ１０４）。加熱処理を行った
結果、図９（Ｃ）に示すように金属有機物のペースト層
が熱分解により金属薄膜となる。

【００６２】加熱処理が終了すると、供給管４８ｃの途
中に設けられた開閉弁４８ｂを開状態にして、炉心管４
１の外周面とヒータユニット４５との間に形成された空
間４００に冷却ガスを供給する（ステップＳ１０５）。
これにより、炉芯管４１は冷却される。最後にボート４
３が炉芯管４１から搬出される。以上により、熱処理部
４におけるウエハＷの熱処理が終了する。

【００６３】熱処理が終了すると、搬送ロボット１０の
支持アーム１４が縦型熱処理炉４０のボート４３に保持
されたウエハＷを搬出し（ステップＳ１１）、そのウエ
ハＷをメッキ処理部５へ搬入する（ステップＳ１２）。

【００６４】メッキ処理部５においては、図９（Ｃ）に
示す状態のウエハＷに対して、上述したようなメッキ処
理を行う（ステップＳ１３）。メッキ処理を行うとウエ
ハＷの表面は、図９（Ｄ）に示すような状態となる。す
なわち、酸化膜（ＳｉＯ２）で形成された溝部Ｍは、第
１段階としてまず金属薄膜の層が形成され、第２段階と
してメッキ層が形成されることになる。これにより、溝
部Ｍは金属薄膜とメッキ層で埋め込まれた状態となる。
また、金属薄膜が均一な状態で溝部Ｍに埋め込まれてい
るので、メッキ層の表面も均一な状態となる。

【００６５】メッキ処理部５によるメッキ処理が終了す
ると、搬送ロボット１０の支持アーム１４がメッキ処理
の行われたウエハＷをメッキ部４から搬出し（ステップ
Ｓ１４）、ローダ・アンローダ部６に載置されたカセッ
トＣＡへウエハＷを搬入する（ステップＳ１５）。その
後、縦型熱処理炉４０のボート４３に保持されたウエハ
Ｗがなくなったか否かを判断する（ステップＳ１６）。
ウエハＷがなくなっていない場合、上述したステップＳ
１１へ戻り、ウエハＷがボート４３からなくなるまで、
ステップＳ１１〜ステップＳ１５を繰り返す。一方、ウ
エハＷがなくなった場合、一連の基板処理動作が終了す
る。

【００６６】なお、上述した発明の実施の形態の基板処
理装置では、中心部に搬送部１を配置し、この搬送部１
の周囲にコータ部２、ベーク部３、熱処理部４、メッキ
処理部５およびローダ・アンローダ６をそれぞれ配置し
たものであるが、各処理部の配置構成はこれに限るもの
ではない。例えば、基板搬送機構が走行する一方向に延
びた搬送路を設け、この搬送路の片側あるいは両側にコ
ータ部２、ベーク部３、熱処理部４、およびメッキ処理
部５を配置するような基板処理装置の構成にしてもよ
い。

【００６７】また、搬送部１に設けられた搬送ロボット
１０を複数にしてもよい。例えば、単に搬送ロボット１
０を２つ設けてもよいし、またローダ・アンローダ６と
コータ部２との間のみのウエハＷを搬送する搬送ロボッ
トといったように、各処理部間の搬送を専用に行う搬送
ロボットをそれぞれ設けてもよい。

【００６８】また、上述した発明の実施の形態の基板処
理装置では、ベーク部３におけるウエハＷに対するベー
ク処理を行う際には、図３に示す密閉チャンバ３０を密
閉状態にしていたが、密閉型シャッタ３５０を開いた状
態でもよい。この場合、図７のステップＳ６１とステッ
プＳ６５は不要となる。

【００６９】また、上述した発明の実施の形態の基板処
理装置では、ウエハＷに加熱処理を行うために、1度に
複数のウエハＷの処理が行える縦型熱処理炉４０を用い
たが、ベーク部３のような1枚ごとに加熱処理を行うよ
うなものでもよい。

【００７０】また、上述した発明の実施の形態の基板処
理装置では、メッキ処理部５を１つのユニットとした
が、複数の処理ユニットにしてもよい。例えば、メッキ
処理を行う前にウエハＷの前洗浄を行う前洗浄ユニッ
ト、電解メッキ液を直接ウエハＷに供給してメッキ処理
を行うメッキ処理ユニット、メッキ処理を行った後にウ
エハＷの後洗浄を行う後洗浄ユニット、およびウエハＷ
を乾燥させる乾燥ユニットといったように、複数の処理
ユニットでメッキ処理部５を構成してもよい。

【００７１】また、上述した発明の実施の形態の基板処
理装置では、コータ部２において、ウエハＷの表面に塗
布する液を白金（Ｐｔ）等の金属有機物としたが、有機
物に金（Ａｕ）等の金属を混入したもの、すなわち金属
を含有した有機物であってもよい。

【００７２】さらに、電解メッキ装置としては、種々の
ものが考えられる。例えば、ウエハＷの表面を上に向け
て回転させつつメッキ液をウエハＷの表面に供給して電
圧を印加するものや、メッキ液が貯溜されたメッキ液槽
にウエハＷの表面を下に向けてその表面とメッキ液と接
触させた状態で電圧を印加するものがある。

【００７３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
記載の金属薄膜形成方法によれば、表面に複数の段差を
有する基板を回転させつつ基板の表面に金属有機物を塗
布し、金属有機物が塗布された基板を所定の温度で加熱
しているので、溝部段差全体に金属有機物が入り込んだ
状態で、基板の表面に塗布された金属有機物が熱分解さ
れ、その結果、基板の表面に均一な金属有機物の金属薄
膜を形成できる。

【００７４】請求項２に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、表面に複数の段差を有する基板を回転させつつ基板
の表面に金属有機物を塗布し、基板に塗布された金属有
機物を乾燥させ、金属有機物が乾燥された基板を所定の
温度で加熱しているので、段差全体に金属有機物が入り
込んだ状態で、乾燥された金属有機物が熱分解され、そ
の結果、基板の表面に均一な金属有機物の金属薄膜を形
成できる。

【００７５】請求項３に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、塗布工程において基板への金属有機物の塗布を行う
前に、塗布部内を減圧しているので、段差全体に金属有
機物が入り込みやすくなるという効果がある。

【００７６】請求項４に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、表面に複数の段差を有する基板を回転させつつ基板
の表面に金属を含有している有機物を塗布し、有機物が
塗布された基板を所定の温度で加熱しているので、溝部
段差全体に有機物が入り込んだ状態で、基板の表面に塗
布された有機物が熱分解され、その結果、基板の表面に
均一な有機物の金属薄膜を形成できる。

【００７７】請求項５に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、表面に複数の段差を有する基板を回転させつつ基板
の表面に金属を含有している有機物を塗布し、基板に塗
布された有機物を乾燥させ、有機物が乾燥された基板を
所定の温度で加熱しているので、段差全体に有機物が入
り込んだ状態で、乾燥された有機物が熱分解され、その
結果、基板の表面に均一な有機物の金属薄膜を形成でき
る。

【００７８】請求項６に記載の金属薄膜形成方法によれ
ば、塗布工程において基板への金属を含有している有機
物の塗布を行う前に、塗布部内を減圧しているので、段
差全体に有機物が入り込みやすくなるという効果があ
る。

【００７９】請求項７に記載の基板処理装置によれば、
駆動手段によって表面に複数の段差を有する基板を回転
させつつ、供給手段が基板の表面に金属有機物を塗布
し、加熱部において金属有機物が塗布された基板を所定
の温度で加熱しているので、段差全体に金属有機物が入
り込んだ状態で、基板の表面に塗布された金属有機物が
熱分解され、その結果、基板の表面に均一な金属有機物
の金属薄膜を形成できる。

【００８０】請求項８に記載の基板処理装置によれば、
駆動手段によって表面に複数の段差を有する基板を回転
させつつ、供給手段が基板の表面に金属有機物を塗布
し、乾燥部において基板に塗布された金属有機物を乾燥
させ、加熱部において金属有機物が乾燥された基板を所
定の温度で加熱しているので、段差全体に金属有機物が
入り込んだ状態で、乾燥された金属有機物が熱分解さ
れ、その結果、基板の表面に均一な金属有機物の金属薄
膜を形成できる。

【００８１】請求項９に記載の基板処理装置によれば、
塗布工程において基板への金属有機物の塗布を行う前
に、減圧手段が塗布部内を減圧しているので、段差全体
に金属有機物が入り込みやすくなるという効果がある。

【００８２】請求項１０に記載の基板処理装置によれ
ば、駆動手段によって表面に複数の段差を有する基板を
回転させつつ、供給手段が基板の表面に金属を含有して
いる有機物を塗布し、加熱部において有機物が塗布され
た基板を所定の温度で加熱しているので、段差全体に有
機物が入り込んだ状態で、基板の表面に塗布された有機
物が熱分解され、その結果、基板の表面に均一な有機物
の金属薄膜を形成できる。

【００８３】請求項１１に記載の基板処理装置によれ
ば、駆動手段によって表面に複数の段差を有する基板を
回転させつつ、供給手段が基板の表面に金属を含有して
いる有機物を塗布し、乾燥部において基板に塗布された
有機物を乾燥させ、加熱部において有機物が乾燥された
基板を所定の温度で加熱しているので、段差全体に有機
物が入り込んだ状態で、乾燥された有機物が熱分解さ
れ、その結果、基板の表面に均一な有機物の金属薄膜を
形成できる。

【００８４】請求項１２に記載の基板処理装置によれ
ば、塗布工程において基板への金属を含有している有機
物の塗布を行う前に、減圧手段が塗布部内を減圧してい
るので、段差全体に有機物が入り込みやすくなるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す図
である。

【図２】コータ部の概略構成図である。

【図３】ベーク部の概略構成図である。

【図４】熱処理部に設けられた縦型熱処理炉の断面図で
ある。

【図５】基板処理装置の一連の動作を示すフローチャー
トである。

【図６】コーティング処理の動作を示すフローチャート
である。

【図７】ベーク処理の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】熱処理の動作を示すフローチャートである。

【図９】ウエハの表面に金属有機物のペーストによる金
属薄膜が形成される過程を示す図である。

【符号の説明】

１ 搬送部 ２ コータ部（塗布部） ３ ベーク部（乾燥部） ４ 熱処理部（加熱部） １０ 搬送ロボット １１ 基台 １２ 第１の多関節アーム １３ 第２の多関節アーム １４ 支持アーム ２０ 密閉チャンバ ２２ 供給口 ２３ 排出口 ２４ 回転処理部 ３０ 密閉チャンバ ３２ 温度調整機構 ４０ 縦型熱処理炉 ４１ 炉芯管 ４３ ボート ４５ ヒータユニット ４５ａ 第1のヒータ ４５ｂ 第２のヒータ ４５ｃ 第３のヒータ ２３０ 排気管 ２３１ 調整弁 ２４０ スピンチャック ２４１ モータ ２４２ 回転軸 ２４３ ノズル

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜
   を形成する金属薄膜形成方法であって、 塗布部において基板を回転させつつ基板の表面に金属有
   機物を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程により金属有機物が塗布された基板を加熱
   部において所定の温度で加熱する加熱工程と、 を備えたことを特徴とする金属薄膜形成方法。
2. 【請求項２】表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜
   を形成する金属薄膜形成方法であって、 塗布部において基板を回転させつつ基板の表面に金属有
   機物を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程により基板に塗布された金属有機物を乾燥
   部において乾燥させる乾燥工程と、 前記乾燥工程により金属有機物が乾燥された基板を加熱
   部において所定の温度で加熱する加熱工程と、 備えたことを特徴とする金属薄膜形成方法。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の金属薄膜
   形成方法であって、 前記塗布工程において基板への金属有機物の塗布を行う
   前に、塗布部内を減圧する減圧工程をさらに備えたこと
   を特徴とする金属薄膜形成方法。
4. 【請求項４】表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜
   を形成する金属薄膜形成方法であって、 塗布部において基板を回転させつつ基板の表面に金属を
   含有している有機物を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程により有機物が塗布された基板を加熱部に
   おいて所定の温度で加熱する加熱工程と、 を備えたことを特徴とする金属薄膜形成方法。
5. 【請求項５】表面に複数の段差を有する基板に金属薄膜
   を形成する金属薄膜形成方法であって、 塗布部において基板を回転させつつ基板の表面に金属を
   含有している有機物を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程により基板に塗布された有機物を乾燥部に
   おいて乾燥させる乾燥工程と、 前記乾燥工程により有機物が乾燥された基板を加熱部に
   おいて所定の温度で加熱する加熱工程と、 備えたことを特徴とする金属薄膜形成方法。
6. 【請求項６】請求項４または請求項５に記載の金属薄膜
   形成方法であって、 前記塗布工程において基板への金属を含有している有機
   物の塗布を行う前に、塗布部内を減圧する減圧工程をさ
   らに備えたことを特徴とする金属薄膜形成方法。
7. 【請求項７】表面に複数の段差を有する基板に所定の処
   理を行う基板処理装置であって、 基板の表面に金属有機物を塗布するための塗布部と、 前記塗布部において金属有機物が塗布された基板を所定
   の温度で加熱する加熱部と、 前記塗布部から前記加熱部へ基板の搬送を行う搬送手段
   とを備え、 前記塗布部は、基板を保持する基板保持手段と、基板を
   保持した前記基板保持手段を回転させる駆動手段と、前
   記基板保持手段に保持された基板の表面に金属有機物を
   吐出する供給手段とを備えたことを特徴とする基板処理
   装置。
8. 【請求項８】表面に複数の段差を有する基板に所定の処
   理を行う基板処理装置であって、 基板の表面に金属有機物を塗布するための塗布部と、 前記塗布部において塗布された基板の表面の金属有機物
   を乾燥させる乾燥部と、 前記乾燥部において金属有機物が乾燥された基板を所定
   の温度で加熱する加熱部と、 前記塗布部から前記乾燥部へ基板の搬送を行い、かつ前
   記乾燥部から前記加熱部へ基板の搬送を行う搬送手段と
   を備え、 前記塗布部は、基板を保持する基板保持手段と、基板を
   保持した前記基板保持手段を回転させる駆動手段と、前
   記基板保持手段に保持された基板の表面に金属有機物を
   吐出する供給手段とを備えたことを特徴とする基板処理
   装置。
9. 【請求項９】請求項７または請求項８に記載の基板処理
   装置であって、 前記塗布部は、前記供給手段により基板への金属有機物
   の吐出を行う前に、前記塗布部内を減圧する減圧手段を
   さらに備えたことを特徴とする基板処理装置。
10. 【請求項１０】表面に複数の段差を有する基板に所定の
    処理を行う基板処理装置であって、 基板の表面に金属を含有している有機物を塗布するため
    の塗布部と、 前記塗布部において有機物が塗布された基板を所定の温
    度で加熱する加熱部と、 前記塗布部から前記加熱部へ基板の搬送を行う搬送手段
    とを備え、 前記塗布部は、基板を保持する基板保持手段と、基板を
    保持した前記基板保持手段を回転させる駆動手段と、前
    記基板保持手段に保持された基板の表面に有機物を吐出
    する供給手段とを備えたことを特徴とする基板処理装
    置。
11. 【請求項１１】表面に複数の段差を有する基板に所定の
    処理を行う基板処理装置であって、 基板の表面に金属を含有している有機物を塗布するため
    の塗布部と、 前記塗布部において塗布された基板の表面の有機物を乾
    燥させる乾燥部と、 前記乾燥部において有機物が乾燥された基板を所定の温
    度で加熱する加熱部と、 前記塗布部から前記乾燥部へ基板の搬送を行い、かつ前
    記乾燥部から前記加熱部へ基板の搬送を行う搬送手段と
    を備え、 前記塗布部は、基板を保持する基板保持手段と、基板を
    保持した前記基板保持手段を回転させる駆動手段と、前
    記基板保持手段に保持された基板の表面に有機物を吐出
    する供給手段とを備えたことを特徴とする基板処理装
    置。
12. 【請求項１２】請求項１０または請求項１１に記載の基
    板処理装置であって、 前記塗布部は、前記供給手段により基板への金属を含有
    している有機物の吐出を行う前に、前記塗布部内を減圧
    する減圧手段をさらに備えたことを特徴とする基板処理
    装置。