JP2002212784A - 電解メッキ装置及び電解メッキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解メッキ法による成膜プロセスの諸工程を
１つのチャンバ内で安全かつ効率よく実施すること。 【解決手段】 密閉可能な処理室１０内の下部に電解メ
ッキ槽１２が配設されるとともに、電解メッキ槽１２の
上面ないし上方に設定された処理空間ＰＳに不活性ガス
の雰囲気が形成される。仕切り部３６には、外部の排気
系統に通じている排気路３８と、１つまたは複数個の洗
浄液／乾燥用ガス噴射ノズル４０が設けられている。仕
切り部３６より上方の室内空間には、電解メッキ槽１２
のメッキ浴に被処理基板Ｗの被処理面をフェースダウン
方式で浸漬するためのハンドリング機構５２が設けられ
ている。このハンドリング機構５２は、下面の開口した
箱型の基板保持体５４と、この基板保持体５４を垂直支
持軸５６と一体にスピン回転させるための回転駆動部５
８と、この回転駆動部５８ないし基板保持体５４を昇降
移動させるための昇降駆動部６０とを有している。基板
保持体５４の中に基板Ｗをアニールするための加熱手段
たとえばランプユニットが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板に電解
メッキ法によるメッキ処理を施すための電解メッキ方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、半導体デバイス製造における低抵
抗の配線として銅配線が注目される中、被処理基板（半
導体ウエハ）上に銅配線を形成するための成膜技術とし
て電解メッキ技術がクローズアップされている。

【０００３】この種の電解メッキ技術は、硫酸銅を基本
成分とするメッキ液をメッキ槽に循環供給し、メッキ槽
において被処理基板の被処理面（主面）をメッキ浴に浸
けて浴中の銅板からなるアノードと対向させ、基板（カ
ソード）とアノードとの間でメッキ液を介して電流を流
すことにより、基板の被処理面上に銅を析出させるもの
である。

【０００４】従来の電解メッキ装置は、１つのシステム
内で、被処理基板に上記のような銅メッキ処理を施すた
めのメッキ処理部と、メッキ工程の後に基板を洗浄する
ための洗浄部と、洗浄工程の後に基板をアニーリングす
るためのアニール部とをそれぞれ別個のチャンバにユニ
ット化またはモジュール化している。そして、各チャン
バにアクセス可能な搬送装置が、メッキ工程に先立って
基板をメッキ処理部のチャンバに搬入し、メッキ工程が
終了すると基板をメッキ処理部のチャンバから洗浄部の
チャンバへ移送し、洗浄工程が終了すると基板を洗浄処
理部のチャンバからアニール部のチャンバへ移送するよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
電解メッキ装置では、電解メッキ、洗浄、アニーリング
の各工程毎に別個のチャンバを充てるマルチチャンバ型
のシステム構成であるため、システム全体として大きな
設置面積を必要とするだけでなく、チャンバ間で基板を
やりとりすることが相当の搬送時間を伴なううえ成膜プ
ロセス下の基板を外気に晒すこととなり、プロセスの遅
延や膜質の劣化を来すおそれもあった。

【０００６】本発明は、上記のような従来技術における
課題を解決するためになされたもので、電解メッキ法に
よる成膜プロセスの諸工程を１つのチャンバ内で安全か
つ効率よく実施できるようにした電解メッキ装置および
電解メッキ方法を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の別の目的は、システムの小型化と
設置面積の縮小化を実現し、プロセスの効率および品質
を向上させる電解メッキ装置および電解メッキ方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電解メッキ装置は、被処理基板の被処理
面に電解メッキ浴を与えるための電解メッキ槽と、前記
電解メッキ槽を不活性ガス雰囲気下に置くための処理室
と、前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前記基板を加
熱するための加熱部とを有する構成とした。

【０００９】本発明の電解メッキ方法は、密閉可能な処
理室内に不活性ガスの雰囲気を形成し、前記不活性ガス
の雰囲気下で被処理基板の被処理面を電解メッキ浴に浸
漬して前記被処理面上にメッキ膜を形成し、前記不活性
ガスの雰囲気中で前記基板を所定温度に加熱して前記被
処理面上のメッキ膜をアニールする方法とした。

【００１０】本発明の電解メッキ装置または方法によれ
ば、１つの処理室内に形成した不活性ガスの雰囲気下ま
たは雰囲気中に被処理基板を保ったまま電解メッキ処理
からアニール処理までを一貫して実施することができ
る。

【００１１】本発明の電解メッキ装置において、好まし
くは処理室内の不活性ガス雰囲気中で基板を洗浄するた
めの洗浄部を設ける構成としてよく、さらに好ましくは
処理室内の不活性ガス雰囲気中で基板を乾燥させるため
の乾燥部を設ける構成としてよい。

【００１２】また、１つの処理室内で上記のような成膜
プロセスの諸工程を効率よく順次実施するために、処理
室内の不活性ガス雰囲気中で基板を保持しながら移動ま
たは運動させるハンドリング機構を備えてよい。このハ
ンドリング機構の好ましい一態様は、基板を保持するた
めの保持部と、この保持部に保持される基板をスピン回
転させるための回転手段と、保持部に保持される基板を
昇降させるための昇降手段とを有する構成である。

【００１３】上記のような洗浄部を設ける場合の好まし
い一態様は、電解メッキ槽の上方に設定された所定の洗
浄処理位置で基板に洗浄液を第１のノズルより吹き付け
る構成である。

【００１４】また、上記のような乾燥部を設ける場合の
好ましい一態様は、電解メッキ槽の上方に設定された所
定の乾燥処理位置で基板に乾燥用の不活性ガスを第２の
ノズルより吹き付ける構成である。第１および第２のノ
ズルを１つのノズルで共用することも可能である。

【００１５】また、加熱部の好ましい一態様は、保持部
に保持される基板を被処理面とは反対側から加熱するた
めの加熱手段をハンドリング機構に搭載する構成であ
る。

【００１６】また、本発明の電解メッキ装置において、
処理室内に形成される不活性ガスの雰囲気を安定に保つ
ために、好ましくは、処理室に不活性ガスを循環させて
供給するための不活性ガス循環供給部と、処理室または
該不活性ガス循環供給部に新規の不活性ガスを補充する
ための不活性ガス補充部と、処理室内のガスを該不活性
ガス循環供給部から独立した排気系統へ排気するための
排気部とを有する構成としてよい。不活性ガス循環供給
部においては、処理室内に不活性ガスをダウンフローで
流して不活性ガス流の雰囲気を形成してよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適な実施の形態を説明する。

【００１８】図１に、本発明の一実施形態における電解
銅メッキ装置の全体の構成を示す。図２〜図６に、この
電解銅メッキ装置における要部の構成を示す。

【００１９】図１に示すように、この電解銅メッキ装置
は、両端（上端および下端）が閉塞された密閉可能な縦
筒状のハウジングからなるチャンバまたは処理室１０を
有している。処理室１０の一側面には被処理基板たとえ
ば半導体ウエハＷを室内に搬入しまたは室外へ搬出する
際に外部搬送装置の搬送アーム８０（図３）を通すため
の搬入出口１１が設けられ、この搬入出口１１に開閉可
能な扉たとえばゲートバルブ１３が取り付けられてい
る。

【００２０】この電解銅メッキ装置では、処理室１０内
の下部に電解メッキ槽１２が配設されるとともに、後述
するようにこの電解メッキ槽１２の上面ないし上方に設
定された処理空間ＰＳに不活性ガスの雰囲気が形成され
る。そして、後述するように、この不活性ガスの雰囲気
下または雰囲気中で電解メッキ、洗浄、乾燥およびアニ
ールの各処理工程が行われるようになっている。

【００２１】電解メッキ槽１２は、上面の開口した外槽
１４の中にそれよりも一回り小さな上面の開口した内槽
１６を同軸に収容した二重槽構造となっている。内槽１
６が正味の電解メッキ浴槽を構成し、外槽１４は内槽１
６から溢れ出たメッキ液Ｍを回収するためのメッキ液回
収部を構成している。

【００２２】内槽１６の中には槽の中央部底面を貫通し
て所定の高さ位置まで垂直上方に延びる噴出管１８が設
けられており、この噴出管１８の上端開口よりメッキ液
Ｍが涌き出るようになっている。噴出管１８の周囲には
環状の銅板からなるアノード２０が設けられている。噴
出管１８の上端外周縁と内槽１６の内壁面との間に隔膜
２２が張られている。電解メッキ処理中にアノード２０
から生成する不所望な生成物はこの隔膜２２によってメ
ッキ浴上面部への移動または拡散を阻止される。内槽１
６の底部は循環用配管２４を介して外部のメッキ液タン
ク２６に接続されている。循環用配管２４の途中に設け
られたポンプ２８の働きにより、内槽１６内の下室（隔
膜２２より下側の室）とメッキ液タンク２６との間でメ
ッキ液Ｍを循環させるようにしている。循環用配管２４
の途中には、ポンプ２８の外に異物除去用のフィルタや
開閉弁等（図示せず）が設けられてよい。

【００２３】外槽１４は、内槽１６との間に半径方向で
隙間または溝１５を形成している。内槽１６の上端より
外に溢れ出たメッキ液Ｍは、この溝１５の中に入って外
槽１４の底部に落ちるようになっている。外槽１４の底
に設けられたメッキ液排出口は、循環用配管３０を介し
て外部のメッキ液タンク３２の入口に接続されている。
このメッキ液タンク３２の出口は、循環用配管３０およ
びその途中に設けられたポンプ３４を介して上記噴出管
１８の下端部（入口）に接続されている。内槽１６から
外槽１４に溢れ出たメッキ液Ｍをいったんメッキ液タン
ク３２に回収し、ポンプ３４がタンク３２内のメッキ液
Ｍを循環用配管３０および噴出管１８を介して内槽１６
内の上室（隔膜２２よりも上側の室）へ供給するように
なっている。循環用配管３０の途中にも、ポンプ３４の
外に異物除去用のフィルタや開閉弁等（図示せず）が設
けられてよい。また、各メッキ液タンク２６，３２に新
規のメッキ液を追加または補充するためのメッキ液補充
部（図示せず）が設けられてよい。

【００２４】外槽１４の上端は、処理室１０の内壁面を
気密に貫通して電解メッキ槽１２の周囲に水平に延在す
る仕切り部３６の内周縁部に（好ましくは気密に）接続
している。この仕切り部３６には、電解メッキ槽１２の
上面付近に臨み、かつ放射状に延在して外部の排気系統
たとえば排気ダストまたは排気ポンプ（図示せず）に通
じている排気路３８が設けられている。図５に示すよう
に、排気路３８の途中には排気ラインに有害なミストを
捕獲するためのトラップ３９が設けられている。排気路
３８の途中に排気動作をオン・オフ可能とするための開
閉弁（図示せず）が設けられてもよい。

【００２５】また、仕切り部３６には、排気路３８の排
気口よりも上段の位置に１つまたは複数個の洗浄液／乾
燥用ガス噴射ノズル４０が設けられている。この実施形
態では、図５に示すように、各ノズル４０が処理室１０
の外に設置されている洗浄液供給部４２と乾燥用ガス供
給部４４とに開閉弁４６，４８を介して接続されてお
り、開閉弁４６，４８の開閉状態を制御することで洗浄
液供給部４２からの洗浄液たとえば純水もしくは乾燥用
ガス供給部４４からの乾燥用ガスたとえば窒素ガスを選
択的に切り換えて共通のノズル４０より吐出できる構成
としている。

【００２６】図１において、仕切り部３６より上方の室
内空間には、電解メッキ槽１２のメッキ浴に基板Ｗの被
処理面（主面）をフェースダウン方式で浸漬するための
ハンドリング機構５２が設けられている。このハンドリ
ング機構５２は、下面が開口し上面が閉塞している筒型
の基板保持体５４と、この基板保持体５４を垂直回転軸
または垂直支持軸５６と一体にスピン回転させるための
回転駆動部５８と、この回転駆動部５８ないし基板保持
体５４を昇降移動させるための昇降駆動部６０とを有し
ている。基板保持体５４は、電解メッキ槽１２の真上、
より正確には内槽１６の真上に配置されている。

【００２７】昇降駆動部６０は、先端部にて回転駆動部
５８を支持し、基端部にて処理室１０の内壁に固着され
た垂直ガイド部６２に沿って垂直方向に移動可能に構成
された水平支持部材６４と、垂直ガイド部６２の上方に
吊り下げられるようにして逆さに設けられ、ピストンロ
ッド６６ａの先端部が水平支持部材６４に結合されてい
るシリンダ６６とを有する。シリンダ６６がピストンロ
ッド６６ａを前進または後退させることにより、水平支
持部材６４、回転駆動部５８および基板保持体５４を一
体に下降または上昇させるようになっている。

【００２８】図２および図３に示すように、基板保持体
５４の下端には半径方向内側に突出する環状フランジ型
の基板支持部５４ａが形成されており、この基板支持部
５４ａの内側面（上面）にはリング状のカソード電極６
８が半径方向外側の位置に、リング状のシール部材たと
えばＯリング７０が半径方向内側の位置にそれぞれ取付
されている。メッキ処理中は、基板Ｗの被処理面の外周
端部がＯリング７０の上に気密に重なってカソード電極
６８と物理的かつ電気的に接触するようになっている。

【００２９】基板保持体５４の一側面には少なくとも基
板Ｗを搬入・搬出できる大きさの開口７２が形成されて
いる。基板保持体５４の内部空間は、この開口７２を介
して周囲の処理空間ＰＳと連通しており、不活性ガスの
雰囲気を有している。

【００３０】基板保持体５４内の天井面には、アニール
用のランプユニット７４が取り付けられている。このラ
ンプユニット７４の中には、反射板（図示せず）を背に
して下方に所定の広がり角で基板加熱用の光を照射する
１本または複数本のランプたとえばハロゲンランプ（図
示せず）が設けられている。各ランプには、処理室１０
の外に配備されている電源装置（図示せず）よりスイッ
チ（図示せず）を介して電力が給電されるようになって
いる。

【００３１】基板保持体５４の天井裏側には１つまたは
複数のチャック駆動部７６が取り付けられ、各チャック
駆動部７６の下端より垂直方向に進退可能なチャック７
８が基板保持体５４の中に設けられている。図３の
（Ａ），（Ｂ）に示すように、外部搬送装置の搬送アー
ム８０が開口７２を通って銅メッキ処理を受けるべき基
板Ｗを基板保持体５４内に搬入すると、各チャック７８
が降りてきて基板Ｗの上面（裏面）をたとえばバキュー
ム吸引力で吸着し、搬送アーム８０の退出後に、基板Ｗ
を保持したまま下降して、基板支持部５４ａ側のカソー
ド電極６８およびＯリング７０の上に基板Ｗを載置する
ようになっている。

【００３２】基板保持体５４内には基板支持部５４ａ上
に基板Ｗを固定するためのクランプ手段も設けられてい
る。このクランプ手段は、基板支持部５４ａ上の基板Ｗ
の外周部に重なるような径を有するリング部材８２と、
このリング部材８２を上げ下げするアクチエータ８４
（たとえばシリンダ）とで構成されている。図３の
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、チャック７８が基板Ｗを
基板支持部５４ａ側のカソード電極６８およびＯリング
７０の上に基板Ｗを載置した後に、リング部材８２が降
りてきて基板Ｗの上面（裏面）に当接し、アクチエータ
８４からの加圧によって基板Ｗが固定保持されるように
なっている。

【００３３】図１に示すように、処理室１０の上面８６
の下側に適当な間隔を置いて天井８８が設けられ、この
天井８８に防塵フィルタ９０が設けられている。天井８
８の裏側の室９２には、処理室１０の外に設置されてい
るファンまたはコンプレッサからなる給排気装置９４よ
り給気管９６を介して不活性ガスたとえば窒素ガスが送
り込まれる。そして、天井８８の防塵フィルタ９０から
清浄な窒素ガスがダウンフローの層流で処理室１０内の
処理空間ＰＳに供給されるようになっている。

【００３４】処理室１０内において、仕切り部３６の上
面にはガス取り込み口９８が設けられている。このガス
取り込み口９８は排気管１００を介して室外の給排気装
置９４の入（吸気）側に接続されている。仕切り部３６
付近に流れてきた窒素ガスはこのガス取り込み口９８か
ら給排気装置９４へ送られるようになっている。また、
仕切り部３６の内側開口を下に通り抜けて電解メッキ槽
１２の上面付近に達した窒素ガスは、排気路３８より外
部排気系統へ排出されるようになっている。

【００３５】処理室１０の外では、排気管１００にガス
供給管１０２を介して窒素ガス供給源１０４が接続され
ている。ガス供給管１０２に設けられている開閉弁１０
６を開状態とすることで、窒素ガス供給源１０４からの
新規な窒素ガスが排気管１００を介して上記不活性ガス
（窒素ガス）循環供給気システムに補給されるようにな
っている。なお、窒素ガス供給源１０４からのガス供給
管１０２を処理室１０内に直接引いてもよい。

【００３６】このように、この電解銅メッキ装置では、
処理室１０内で電解メッキ槽１２の上面ないし上方に設
定された処理空間ＰＳが清浄な窒素ガス流の雰囲気で満
たされるようになっている。

【００３７】次に、この実施形態における電解銅メッキ
装置の作用を説明する。

【００３８】銅メッキ処理を受けるべき基板Ｗが処理室
１０内に搬入される時は、ゲートバルブ１３が開状態と
なる。そして、外部搬送装置の搬送アーム８０が搬入出
口１１を通って図３の（Ａ）に示すように基板Ｗを基板
保持体５４の中に入れる。一方、電解メッキ槽１２側で
は、メッキ液循環供給系のポンプ２８，３４が作動し
て、内槽１６にメッキ液Ｍがほぼオーバーフロー状態に
満たされる。

【００３９】また、処理室１０内の処理空間ＰＳには上
記したように清浄な窒素ガス流が流れる。外部搬送装置
の搬送アーム８０が出入りする間、ゲートバルブ１３が
開状態となり、処理室１０の中から外へ窒素ガス流が流
出し（室内が陽圧状態のとき）、あるいは処理室１０の
外から中へ室外の気体（通常は空気）が入ってくる（室
内が陰圧状態のとき）。このような気体の流出または流
入によって、処理空間ＰＳの窒素ガス雰囲気が一時的に
乱されるが、搬送アーム８０の出入りに要する時間つま
りゲートバルブ１３が開いている時間は短いため、処理
空間ＰＳの窒素ガス雰囲気は速やかに回復する。

【００４０】あるいは、処理室１０にロードロック室を
接続または隣接配置することで、処理室１０における基
板の搬入出時に処理室１０内のガス雰囲気を一定に保つ
ことができる。この場合、ロードロック室内では大気ま
たは空気を窒素ガスと置換してから、ロードロック室と
処理室１０との間で基板の移送を行ってよい。

【００４１】ハンドリング機構５２では、図３の（Ｂ）
（Ｃ）のようにして基板Ｗが基板保持体５４に装着され
た後に、昇降駆動部６０の下降駆動により回転駆動部５
８ないし基板保持体５４の全体が下降して、基板Ｗの被
処理面が内槽１６内のメッキ浴にフェースダウンで浸け
られる。

【００４２】図４に示すように、基板Ｗの被処理面が内
槽１６のメッキ浴に浸かった状態で、基板保持体５４の
外周と内槽１６の側壁との間に隙間１１０が形成され、
内槽１６内で噴出管１８の上端開口から湧いてくるメッ
キ液Ｍはこの隙間１１０から内槽１６の外に溢れて溝１
５の中に落ちる。

【００４３】上記のようにして基板Ｗの被処理面を内槽
１６のメッキ浴に浸けた際に、メッキ浴中で気泡が発生
して基板Ｗの被処理面の下に滞留することがある。そこ
で、回転駆動部５８を作動させて、基板保持体５４と一
体に基板Ｗを所定の回転速度（たとえば０〜３００ｒｐ
ｍ）でスピン回転させる。この基板回転運動により、基
板Ｗに付いている気泡を下から湧いてくるメッキ液と一
緒に内槽１６の外へ追い出すことができる。

【００４４】そして、基板回転運動を継続したまま、電
解メッキ用の直流電源（図示せず）をオンにして、内槽
１０内のアノード２０と基板保持体５４側のカソード電
極６８との間に直流の電圧を印加する。この直流電圧の
印加により、カソード電極６８と電気的に接続している
基板Ｗがカソードとなって内槽１６内のアノード２０と
メッキ液Ｍを介して対向し、両者（Ｗ，２０）の間でイ
オン電導が生じ、基板Ｗの被処理面ではカソード反応ま
たは電気メッキ反応が起こって銅が析出する。この銅メ
ッキ処理中に電解メッキ槽１２付近に立ち篭もったミス
トおよびガスは仕切り部３６の排気路３８より外部排気
ラインへ排出される。

【００４５】所定の処理時間が経過して上記のような銅
メッキ工程が終了すると、電解メッキ用の直流電源がオ
フ状態になり、ハンドリング機構５２では基板回転運動
がいったん停止して、基板Ｗが内槽１６から洗浄処理用
の高さ位置まで引き上げられる。

【００４６】図５に示すように、洗浄処理位置は洗浄液
／乾燥用ガス噴射ノズル４０よりも幾らか高い位置に設
定されてよく、この洗浄処理位置で洗浄処理が行われ
る。より詳細には、ハンドリング機構５２が回転駆動部
５８を作動させて基板Ｗを所定の回転速度（たとえば０
〜２００ｒｐｍ）でスピン回転させる。そして、洗浄液
／乾燥用ガス供給機構において開閉弁４８を閉状態とし
開閉弁４６，５０を開状態とすることにより、洗浄液供
給部４２からの洗浄液（純水）が供給管４３，５１を通
ってノズル４０に送られ、ノズル４０の吐出口より所定
の広がり角で斜め上向きに洗浄液（純水）が基板保持体
５４側の基板Ｗに向けて吐出される。

【００４７】基板保持体５４においては、基板Ｗをメッ
キ処理時と同じ保持状態つまり図３の（Ｃ）に示すよう
にクランプ手段のリング部材８２が基板Ｗを基板支持部
５４ａ側に押え付ける状態でスピン回転運動を行っても
よいが、洗浄処理の最初からあるいは途中から図５に示
すように基板Ｗをチャック７８に移し替えて基板支持部
５４ａ側から浮かせた状態でスピン回転運動を行っても
よい。このように、基板Ｗを基板支持部５４ａ側から浮
かせることで、ノズル４０からの洗浄液を基板Ｗの外周
部やカソード電極６８およびＯリング７０にも当てるこ
とが可能であり、洗浄範囲を広げ、洗浄効果を上げるこ
とができる。なお、洗浄処理中に、適当なアクチエータ
（図示せず）によってノズル４０を垂直および／または
水平方向で遥動させて洗浄液の吐出流を振る構成とする
ことも可能である。あるいは、ハンドリング機構５２側
で昇降駆動部６０を作動させて、基板保持体５４を上下
方向に往復移動または振動させることも可能である。

【００４８】上記のようにしてノズル４０より吐出され
た洗浄液がスピン回転運動している基板Ｗないし基板支
持部５４ａ付近に当てられことにより、各部に付着して
いるメッキ液が洗い落されて直下の電解メッキ槽１２に
回収される。この実施形態では、洗浄液に純水を用いる
ため、基板Ｗの洗浄に供された洗浄液（純水）が電解メ
ッキ槽１２に落ちて槽内のメッキ液Ｍに混じってもメッ
キ液Ｍの組成が変わることはない。もっとも、適当なメ
ッキ液回収機構（図示せず）により、上記のような銅メ
ッキ工程の終了後に電解メッキ槽１２からメッキ液Ｍを
いったん抜き取ることも可能である。

【００４９】洗浄処理中に基板保持体５４ないし電解メ
ッキ槽１２付近に発生したミストは、水平仕切り部３６
の排気路３８より外部排気ラインへ排出される。

【００５０】所定の処理時間が経過して上記のような洗
浄工程が終了すると、洗浄液／乾燥用ガス供給機構にお
いて開閉弁４６が閉じられ、ノズル４０への洗浄液の供
給が停止する。ハンドリング機構５２側は、基板保持体
５４のスピン回転運動を継続しておいてよい。

【００５１】次に、上記洗浄処理位置と同じか、または
それと近い高さ位置を乾燥処理位置とし、この乾燥処理
位置で乾燥処理が行われる。より詳細には、ハンドリン
グ機構５２側で基板保持体５４を所定の回転速度（たと
えば０〜３００ｒｐｍ）でスピン回転させながら、洗浄
液／乾燥用ガス供給機構側でノズル４０より乾燥ガス
（窒素ガス）を吐出させる。この乾燥ガスの吐出のため
に、開閉弁４６を閉状態とし、開閉弁４８，５０を開状
態とし、乾燥用ガス供給部４４からの乾燥用ガス（窒素
ガス）を供給管４９，５１を介してノズル４０に送る。

【００５２】こうしてノズル４０より吐出された乾燥用
ガス（窒素ガス）がスピン回転運動している基板Ｗない
し基板支持部５４ａ付近に当てられことにより、各部に
付着している洗浄液が取り除かれる。

【００５３】なお、上記のようなブロー乾燥に先立っ
て、ハンドリング機構５２側で基板保持体５４を高速度
（たとえば５００ｒｐｍ以上）でスピン回転させること
により、各部から洗浄液の液滴を大きな遠心力で効率よ
く振り切って取り除くスピンドライを行うようにしても
よい。かかるスピンドライは、電解メッキ槽１２に近い
位置で行うのが、基板Ｗ側から振り切られる液滴を安全
確実に捕獲ないし回収するうえで好ましい。

【００５４】上記のような乾燥工程が終了すると、洗浄
液／乾燥用ガス供給機構において開閉弁４８，５０が閉
じられ、ノズル４０による乾燥用ガスの吐出が停止す
る。ハンドリング機構５２側では、基板保持体５４のス
ピン回転を止める。

【００５５】なお、電解メッキ槽１２と処理空間ＰＳと
をシャッター（図示せず）で隔離まは分離可能に構成す
ることも可能である。このような隔離機能により、乾燥
工程等の処理が行われている間も、電解メッキ槽１２中
のメッキ液Ｍの温度を一定に維持することができる。

【００５６】次に、基板保持体５４内でランプユニット
７４が作動（点灯）し、アニーリング工程を開始する。
アニーリング工程の処理位置は処理空間ＰＳ内の任意の
位置に設定可能であるが、処理空間ＰＳの上方にいくほ
ど窒素ガス雰囲気の清浄度ないし濃度が高いため、好ま
しくは乾燥工程時の処理位置よりも高い位置に設定して
よい。

【００５７】図６に示すように、アニーリング工程で
は、チャック７８が基板Ｗを保持して基板Ｗとランプユ
ニット７４との距離間隔を調整することができる。好ま
しくは、ランプユニット７４からの光が基板Ｗの裏面全
体または大部分を照射するようにしてよい。こうして、
基板保持体５４内の窒素ガス雰囲気中で基板Ｗがランプ
ユニット７４からの光で所定温度に加熱されることによ
り、基板被処理面上の銅メッキ膜は安全かつ良質の熱処
理を受ける。

【００５８】所定の処理時間が経過して上記のようなア
ニーリング工程が終了すると、ランプユニット７４が消
灯する。次いで、ハンドリング機構５２において基板保
持体５４を搬入出口１１の高さ位置に昇降移動させる。
直後に、ゲートバルブ１３が開いて、外部搬送装置の搬
送アーム８０（図３）が室内に入ってきて基板Ｗを基板
保持体５４から取り出し、処理室１０の外へ搬出する。

【００５９】上記したように、この実施形態の電解銅メ
ッキ装置では、１つの処理室１０内で電解メッキ槽１２
の上面ないし上方に純度または清浄度の高い不活性ガス
（窒素ガス）の雰囲気を形成し、この不活性ガスの雰囲
気下または雰囲気中で電解メッキ、洗浄、乾燥およびア
ニールの各工程を順次行うようにしている。

【００６０】このように、電解メッキ法による銅成膜プ
ロセスの諸工程を１つのチャンバ（処理室１０）内で完
遂できるため、システムの小型化を実現し、設置面積を
小さくすることができる。また、基板Ｗを１つの不活性
ガスの雰囲気中に止めたままでの一貫処理であるため、
成膜プロセスの効率および品質を向上させることができ
る。

【００６１】上記した実施形態では、基板保持体５４に
ランプユニット７４を設け、ランプ加熱方式によって基
板Ｗをアニールする構成であった。しかし、他のアニー
ル技術も使用可能であり、たとえば基板保持体５４に抵
抗発熱体を取り付けて抵抗加熱アニールを行うことも可
能である。

【００６２】上記した実施形態では共通のノズル４０で
洗浄液と乾燥用ガスとを切り換えて基板Ｗに吹きつける
構成としたが、洗浄液吐出遥と乾燥用ガス吐出用とに各
専用のノズルを充てる構成としてもよい。上記した実施
形態における電解メッキ槽１２やハンドリング機構５２
等の各部の構成も一例であり、本発明の技術思想の範囲
内で種々の変形が可能である。

【００６３】上記した実施例における電界銅メッキ装置
はフェースダウン方式で構成した。しかし、基板Ｗの被
処理面を上に向けるフェースアップ方式の構成に変形す
ることも可能である。

【００６４】上記実施形態では半導体ウエハを被処理基
板としたが、ＬＣＤ基板等の他の基板も可能である。ま
た、本発明は銅メッキだけでなく、他の金属メッキにも
適用可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電解メッキ法による成膜プロセスの諸工程を１つのチャ
ンバ内で安全かつ効率よく実施することが可能であり、
システムの小型化や設置面積の縮小化を実現し、プロセ
スの効率および品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における電解銅メッキ装置
の全体の構成を示す図である。

【図２】実施形態の電解銅メッキ装置における基板保持
体内の構造を示す図である。

【図３】実施形態の電解銅メッキ装置における基板保持
体内の基板搬入動作を示す図である。

【図４】実施形態の電解銅メッキ装置における電解メッ
キ工程を示す図である。

【図５】実施形態の電解銅メッキ装置における洗浄工程
を示す図である。

【図６】実施形態の電解銅メッキ装置におけるアニーリ
ング工程を示す図である。

【符号の説明】

１０ 処理室 １１ 搬入出口 １２ 電解メッキ槽 ３８ 排気路 ４０ 洗浄液／乾燥用ガス噴射ノズル ５２ ハンドリング機構 ５４ 基板保持体 ５８ 回転駆動部 ６０ 昇降駆動部 ９０ 防塵フィルタ ９４ 給排気装置 ９６ 給気管 ９８ ガス取り込み口 １００ 排気管 １０４ 不活性ガス供給源

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２５Ｄ 19/00 Ｃ２５Ｄ 19/00 Ｂ 21/10 ３０２ 21/10 ３０２ Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｅ 21/304 ６４３ 21/304 ６４３Ａ ６５１ ６５１Ｌ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板の被処理面に電解メッキ浴を
   与えるための電解メッキ槽と、 前記電解メッキ槽を不活性ガスの雰囲気下に置くための
   処理室と、 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前記基板を加熱す
   るための加熱部とを有する電解メッキ装置。
2. 【請求項２】 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前
   記基板を洗浄するための洗浄部を有することを特徴とす
   る請求項１に記載の電解メッキ装置。
3. 【請求項３】 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前
   記基板を乾燥させるための乾燥部を有することを特徴と
   する請求項２に記載の電解メッキ装置。
4. 【請求項４】 前記処理室内の不活性ガス雰囲気中で前
   記基板を保持しながら移動または運動させるハンドリン
   グ機構を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の電解メッキ装置。
5. 【請求項５】 前記ハンドリング機構が、前記基板を保
   持するための保持部と、前記保持部に保持される前記基
   板をスピン回転させるための回転手段と、前記保持部に
   保持される前記基板を昇降させるための昇降手段とを有
   することを特徴とする請求項４に記載の電解メッキ装
   置。
6. 【請求項６】 前記洗浄部が、前記電解メッキ槽の上方
   に設定された所定の洗浄処理位置で前記基板に洗浄液を
   吹き付けるための第１のノズルを有することを特徴とす
   る請求項２〜５のいずれかに記載の電解メッキ装置。
7. 【請求項７】 前記乾燥部が、前記電解メッキ槽の上方
   に設定された所定の乾燥処理位置で前記基板に乾燥用の
   不活性ガスを吹き付けるための第２のノズルを有するこ
   とを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の電解メ
   ッキ装置。
8. 【請求項８】 前記加熱部が、前記保持部に保持される
   前記基板を前記被処理面とは反対側から加熱するために
   前記ハンドリング機構に搭載された加熱手段を有するこ
   とを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の電解メ
   ッキ装置。
9. 【請求項９】 前記処理室に不活性ガスを循環させて供
   給するための不活性ガス循環供給部と、 前記処理室または前記不活性ガス循環供給部に新規の不
   活性ガスを補充するための不活性ガス補充部と、 前記処理室内のガスを前記不活性ガス循環供給部から独
   立した排気系統へ排気するための排気部とを有すること
   を特徴とする請求項１〜８に記載の電解メッキ装置。
10. 【請求項１０】 密閉可能な処理室内に不活性ガスの雰
    囲気を形成し、前記不活性ガスの雰囲気下で被処理基板
    の被処理面を電解メッキ浴に浸漬して前記被処理面上に
    メッキ膜を形成し、前記不活性ガスの雰囲気中で前記基
    板を所定温度に加熱して前記被処理面上のメッキ膜をア
    ニールする電解メッキ方法。
11. 【請求項１１】 前記電解メッキ工程の直後に前記不活
    性ガスの雰囲気中で前記基板に洗浄液を吹き付けて少な
    くとも前記被処理面を洗浄することを特徴とする請求項
    １０に記載の電解メッキ方法。
12. 【請求項１２】 前記洗浄工程の直後に前記不活性ガス
    の雰囲気中で前記基板に不活性ガスを吹き付けて前記被
    処理面上のメッキ膜を乾燥させることを特徴とする請求
    項１１に記載の電解メッキ方法。
13. 【請求項１３】 前記洗浄工程の直後に前記不活性ガス
    の雰囲気中で前記基板をスピン回転させて前記被処理面
    上のメッキ膜を乾燥させることを特徴とする請求項１１
    に記載の電解メッキ方法。
14. 【請求項１４】 前記不活性ガスの雰囲気に上方からダ
    ウンフローで不活性ガスを供給することを特徴とする請
    求項１０〜１３のいずれかに記載の電解メッキ方法。