JP2004300576A - Method and apparatus for substrate treatment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for substrate treatment in which initial cost and running cost can be reduced, an extensive installation space is not required, the electric characteristic of wires is not degraded, and a protective film of high quality is efficiently deposited on the surface of a metal part. <P>SOLUTION: A substrate having a metal part on the surface thereof is prepared. The surface of the substrate is brought into contact with pre-treatment solution to perform plating pre-treatment to decorate the entire surface. The pre-treatment solution remained on the surface of the substrate is removed by rinsing. The surface of the substrate is subjected to electroless plating to selectively deposit an alloy film on the surface of the metal part, and the substrate after the electroless plating is post-cleaned and dried. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面に設けた配線用の微細な凹部に銅や銀等の導電体を埋込んで構成する埋込み配線の底面及び側面、または露出表面に、配線材料の層間絶縁膜中への熱的拡散を防止する機能、あるいは配線と層間絶縁膜または層間キャップ層（酸化防止膜）との密着性を向上させる機能を有する導電膜や、配線を覆う磁性膜等の金属合金膜を無電解めっきで形成するのに使用される基板処理方法及び基板処理装置に関する。   The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus, in particular, a bottom surface of an embedded wiring formed by embedding a conductor such as copper or silver in a fine recess for wiring provided on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. A conductive material having a function of preventing thermal diffusion of a wiring material into an interlayer insulating film on a side surface or an exposed surface, or a function of improving adhesion between a wiring and an interlayer insulating film or an interlayer cap layer (antioxidant film). The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus used for forming a film or a metal alloy film such as a magnetic film covering wiring by electroless plating.

半導体装置の配線形成プロセスとして、配線溝及びコンタクトホールに金属（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配線溝やコンタクトホールに、アルミニウム、近年では銅や銀等の金属を埋込んだ後、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。   As a wiring forming process of a semiconductor device, a process (so-called damascene process) in which a metal (conductor) is embedded in a wiring groove and a contact hole is being used. This is because a metal such as aluminum, recently copper or silver is buried in a wiring groove or a contact hole previously formed in an interlayer insulating film, and then excess metal is removed by chemical mechanical polishing (CMP) to planarize the metal. Process technology.

従来、この種の配線、例えば配線材料として銅を使用した銅配線にあっては、信頼性向上のため、層間絶縁膜への配線（銅）の熱的拡散を防止しかつエレクトロマイグレーション耐性を向上させるためのバリア膜を配線の底面及び側面に形成したり、その後、絶縁膜（酸化膜）を積層して多層配線構造の半導体装置を作る場合の酸化性雰囲気における配線（銅）の酸化を防止したりするため酸化防止膜を形成するなどの方法が採用されている。従来、この種のバリア膜としては、タンタル、チタンまたはタングステンなどの金属あるいはその窒化物が一般に採用されており、また酸化防止膜としては、シリコンの窒化物または炭化物などが一般に採用されていた。   Conventionally, in the case of this type of wiring, for example, copper wiring using copper as a wiring material, in order to improve reliability, prevent thermal diffusion of wiring (copper) to an interlayer insulating film and improve electromigration resistance. A barrier film is formed on the bottom and side surfaces of the wiring to prevent the wiring (copper) from being oxidized in an oxidizing atmosphere when a semiconductor device having a multilayer wiring structure is formed by laminating an insulating film (oxide film). For example, a method such as forming an antioxidant film is employed. Conventionally, a metal such as tantalum, titanium or tungsten or a nitride thereof has been generally adopted as a barrier film of this type, and a nitride or carbide of silicon has been generally adopted as an antioxidant film.

これに代わるものとして、最近になってコバルト合金やニッケル合金等からなる配線保護膜で埋込み配線の底面及び側面、または露出表面を選択的に覆って、配線の熱拡散、エレクトロマイグレーション及び酸化を防止することが検討されている。また、不揮発磁気メモリにおいては、メモリセルが高密度化し設計ルールが小さくなると銅配線の電流密度が増大しエレクトロマイグレーションの問題が生じる。さらに、この書き込みには、セルが小さくなると書き込み電流は増大することに加え、セルが接近し、クロストークが課題となる。これを解決するために、銅配線の周囲にコバルト合金やニッケル合金等の磁性膜を付与したヨーク構造が有効であると考えられている。この磁性膜は例えば無電解めっきによって得られる。   As an alternative to this, recently, the bottom and side surfaces of the buried wiring or the exposed surface is selectively covered with a wiring protective film made of a cobalt alloy, nickel alloy, etc. to prevent thermal diffusion, electromigration and oxidation of the wiring It is considered to be. In the case of a nonvolatile magnetic memory, when the density of the memory cells is increased and the design rule is reduced, the current density of the copper wiring increases, and the problem of electromigration occurs. Furthermore, in this writing, the writing current increases as the cell size decreases, and the cells approach each other and crosstalk becomes a problem. In order to solve this, it is considered that a yoke structure in which a magnetic film such as a cobalt alloy or a nickel alloy is provided around the copper wiring is effective. This magnetic film is obtained by, for example, electroless plating.

例えば、図１に示すように、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面に堆積したＳｉＯ２等からなる絶縁膜２の内部に配線用の微細な凹部４を形成し、表面にＴａＮ等からなるバリア層６を形成し、更に、バリア層６の表面に、必要に応じて銅シード膜７を形成する。そして、銅めっきを施して、基板Ｗの表面に銅膜を成膜して凹部４の内部に銅を埋込み、しかる後、基板Ｗの表面にＣＭＰ（化学機械的研磨）を施して平坦化することで、絶縁膜２の内部に銅膜からなる配線８を形成する。次に、この配線（銅膜）８の表面に、例えば無電解めっきによって得られる、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護膜（蓋材）９を選択的に形成して配線８を保護する。 For example, as shown in FIG. 1, a fine concave portion 4 for wiring is formed inside an insulating film 2 made of SiO 2 or the like deposited on the surface of a substrate W such as a semiconductor wafer, and a barrier layer made of TaN or the like is formed on the surface. 6 is formed, and a copper seed film 7 is formed on the surface of the barrier layer 6 if necessary. Then, copper plating is performed, a copper film is formed on the surface of the substrate W, and copper is embedded in the recess 4. Thereafter, the surface of the substrate W is planarized by performing CMP (chemical mechanical polishing). Thus, the wiring 8 made of a copper film is formed inside the insulating film 2. Next, on the surface of the wiring (copper film) 8, a wiring protection film (cover material) 9 made of a Co-WP alloy film, which is obtained by, for example, electroless plating, is selectively formed to protect the wiring 8. I do.

一般的な無電解めっきによって、このようなＣｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護膜（蓋材）９を配線８の表面に選択的に形成する工程を説明する。先ず、ＣＭＰ処理を施した半導体ウエハ等の基板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する。そして、基板Ｗの表面を純水等の洗浄液で洗浄した後、例えば常温のＰｄＣｌ２／ＨＣｌ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。 A step of selectively forming the wiring protection film (cover material) 9 made of such a Co-WP alloy film on the surface of the wiring 8 by general electroless plating will be described. First, a substrate W such as a semiconductor wafer that has been subjected to a CMP process is immersed in, for example, normal temperature diluted sulfuric acid or diluted hydrochloric acid for about 1 minute to remove impurities such as a metal oxide film on the surface of the insulating film 2 and a CMP residue such as copper. I do. Then, after cleaning the surface of the substrate W with a cleaning liquid such as pure water, the substrate W is immersed in, for example, a PdCl 2 / HCl mixed solution at room temperature for about 1 minute, whereby Pd as a catalyst is deposited on the surface of the wiring 8. By adhering, the exposed surface of the wiring 8 is activated.

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Ｃｏ−Ｗ−Ｐ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の表面を純水等の洗浄液で洗浄する。これによって、配線８の露出表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。   Next, after cleaning (rinsing) the surface of the substrate W with pure water or the like, the activated wiring is immersed in, for example, a Co-WP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C. for about 120 seconds to activate the wiring. The surface of the substrate 8 is selectively electrolessly plated, and then the surface of the substrate W is cleaned with a cleaning liquid such as pure water. As a result, the wiring protection film 9 made of a Co-WP alloy film is selectively formed on the exposed surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.

ところで、無電解めっきによって、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる配線保護膜（蓋材）を形成する際には、前述のように、配線の表面にＰｄ等の触媒を付与する触媒付与処理を行う前に、例えば配線上の酸化膜を除去し、また絶縁膜上に合金膜が形成されることを防止するため、絶縁膜上に残った銅等からなるＣＭＰ残渣を除去するという前洗浄（清浄化）処理が一般に行われる。この前洗浄処理は、一般にＨＦ、Ｈ２ＳＯ４やＨＣｌなどの無機酸からなる前洗浄液を使用して行われる。しかし、このような前洗浄液は、銅に対するエッチング力があり、このため、前洗浄と同時に、銅配線の一部も損傷（エッチング）され、その損傷によって配線抵抗が上昇するという不具合が発生することがある。 By the way, when forming a wiring protective film (cover material) made of a Co-WP alloy film by electroless plating, as described above, a catalyst applying treatment for applying a catalyst such as Pd to the surface of the wiring is performed. Before performing, for example, pre-cleaning (removing a CMP residue made of copper or the like remaining on the insulating film to remove an oxide film on the wiring and to prevent an alloy film from being formed on the insulating film). A (cleaning) process is generally performed. This pre-cleaning treatment is generally performed using a pre-cleaning solution composed of an inorganic acid such as HF, H 2 SO 4 or HCl. However, such a pre-cleaning liquid has an etching power for copper, and therefore, at the same time as the pre-cleaning, a part of the copper wiring is damaged (etched), and the damage increases the wiring resistance. There is.

また、前洗浄を行う際、配線を構成する銅は、微量ながら溶解することがあり、溶解した銅が配線間の絶縁膜上を移動して絶縁膜に付着すると、リーク電流のパースになる恐れがある。さらに、前洗浄後において、前洗浄薬液で処理した後に、純水でのリンスを行う際、絶縁膜が薬液またはリンス液に長時間に曝されると、絶縁膜の絶縁性が落ちてリーク電流が上昇する恐れがある。また、薬液処理後の基板表面に、薬液が残ると、成膜の面内均一性にも悪影響を与えるので、それを素早く除去する必要がある。   In addition, when performing pre-cleaning, a small amount of copper constituting the wiring may be dissolved, and if the dissolved copper moves on the insulating film between the wirings and adheres to the insulating film, a leak current may be parsed. There is. Furthermore, after pre-cleaning, after rinsing with pure water after treatment with the pre-cleaning chemical solution, if the insulating film is exposed to the chemical solution or the rinsing solution for a long time, the insulating property of the insulating film deteriorates and the leakage current decreases. May rise. Further, if the chemical solution remains on the substrate surface after the chemical solution treatment, it also has an adverse effect on the in-plane uniformity of the film formation, and therefore it is necessary to remove the chemical solution quickly.

一方、装置の面から見ると、上述の各工程をそれぞれ専用のユニットで行うとすると、各工程における処理槽の数も多くなるばかりでなく、搬送ロボットによる基板搬送時間の短縮に限界がある。この結果、装置フットプリントの増大及び処理スループットが低下するばかりでなく、各工程間のプロセス制御が複雑となる。特に、触媒付与とリンスの間、またはリンスとめっきの間に基板を酸素雰囲気に長く放置すると、基板の表面状態が変化しやすくなり、処理した基板上の配線の電気特性に悪影響を与えることがある。   On the other hand, from the viewpoint of the apparatus, if each of the above-described steps is performed by a dedicated unit, not only the number of processing tanks in each step is increased, but also the reduction of the substrate transfer time by the transfer robot is limited. As a result, not only does the apparatus footprint increase and the processing throughput decrease, but also the process control between each step becomes complicated. In particular, if the substrate is left in an oxygen atmosphere for a long time between the application of the catalyst and the rinsing, or between the rinsing and the plating, the surface state of the substrate tends to change, which may adversely affect the electrical characteristics of the wiring on the processed substrate. is there.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低くでき、広い設置スペースを必要とすることなく、特に、配線抵抗及びリーク電流という電気特性を劣化させず、しかも高品質の合金膜を金属部の表面に効率よく形成できるようにした基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, can reduce the initial cost of the device, running costs, without requiring a large installation space, especially, without deteriorating the electrical characteristics such as wiring resistance and leakage current, Moreover, it is an object of the present invention to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus capable of efficiently forming a high-quality alloy film on the surface of a metal part.

請求項１に記載の発明は、表面に金属部を有する基板を用意し、基板の表面に前処理液を接触させて該表面全面を修飾するめっき前処理を行い、基板の表面に残る前処理液をリンス処理で除去し、基板の表面に無電解めっき処理を施して前記金属部の表面に合金膜を選択的に形成し、前記無電解めっき処理後の基板を後洗浄し乾燥した状態にすることを特徴とする基板処理方法である。
これにより、処理時間を大幅に低減し、金属部が、例えば銅配線等の金属配線の場合にあっては、めっき処理後の配線抵抗の上昇を最大限に抑え、得られたリーク電流を最も低くして、金属の表面に合金膜を選択的に形成することができる。また、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低く抑え、しかも、広い設置スペースを必要とすることなく処理を連続して行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, a substrate having a metal part on its surface is prepared, and a pretreatment is carried out to modify the entire surface by bringing a pretreatment liquid into contact with the surface of the substrate, and a pretreatment remaining on the surface of the substrate is performed. The solution is removed by a rinsing process, the surface of the substrate is subjected to electroless plating to selectively form an alloy film on the surface of the metal part, and the substrate after the electroless plating is post-washed and dried. A substrate processing method.
This greatly reduces the processing time, and when the metal part is a metal wiring such as a copper wiring, for example, minimizes the increase in wiring resistance after plating and minimizes the obtained leakage current. By lowering the thickness, an alloy film can be selectively formed on the surface of the metal. Further, the initial cost and running cost of the apparatus can be kept low, and the processing can be performed continuously without requiring a large installation space.

請求項２に記載の発明は、前記金属部は、絶縁体内に形成された埋込み配線の露出表面であることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法である。
請求項３に記載の発明は、前記金属部は、絶縁体の表面に形成された埋込み配線用の凹部の底面及び側面に形成された金属膜であることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法である。
請求項４に記載の発明は、前記金属部は、絶縁体の表面に形成された金属配線の露出表面であることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法である。 The invention according to claim 2 is the substrate processing method according to claim 1, wherein the metal part is an exposed surface of a buried wiring formed in an insulator.
The invention according to claim 3, wherein the metal portion is a metal film formed on a bottom surface and a side surface of a recess for a buried wiring formed on a surface of an insulator. Processing method.
The invention according to claim 4 is the substrate processing method according to claim 1, wherein the metal portion is an exposed surface of a metal wiring formed on a surface of the insulator.

請求項５に記載の発明は、前記めっき前処理は、前記基板の表面の清浄化すると同時に、前記金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させる処理であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理方法である。
このように、基板の表面全体を修飾するめっき前処理で、基板の表面を清浄化すると同時に、金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させることで、めっき前処理によって、例えば銅配線等の金属部の一部が前処理液で損傷（エッチング）されたり、前処理液に溶解したりすることを防止することができる。この基板の表面の清浄化によって、金属部の表面に形成された金属酸化膜や、金属部表面を含む基板表面上の金属または有機物などの不純物及び不純物残渣が除去される。 The invention according to claim 5 is characterized in that the plating pretreatment is a treatment for cleaning the surface of the substrate and simultaneously activating the surface of the metal part by applying a catalyst to the metal part. A substrate processing method according to any one of claims 1 to 4.
Thus, by pre-plating treatment to modify the entire surface of the substrate, the surface of the substrate is cleaned, and at the same time, a catalyst is applied to the metal part to activate the surface of the metal part. For example, it is possible to prevent a part of a metal part such as a copper wiring from being damaged (etched) by the pretreatment liquid or dissolved in the pretreatment liquid. By cleaning the surface of the substrate, impurities such as a metal oxide film formed on the surface of the metal portion, and metals or organic substances on the substrate surface including the surface of the metal portion and impurity residues are removed.

ここで、めっき前処理が進行する間中、基板の表面上に連続的な前処理液膜を形成することが好ましく、これにより、基板表面が直接に外部雰囲気に曝されて、処理中に活性化された金属部の表面が再酸化されることを防ぐことができる。
この前処理液膜は、例えば基板表面を上向きにして基板を処理することによって発生する、基板表面に対して静止する液膜であっても、基板表面に対して移動する液膜であってもよい。基板表面に対して移動する液膜とすることで、基板表面の近傍の前処理液を常に更新させて、洗浄及び触媒付与処理を伴うめっき効率を高めることができる。
また、この前処理液膜の厚みを１０ｍｍ以下とすることが好ましく、これによって、１枚の基板処理に必要な前処理液を少量で済ませることができる。これは、前処理液をシングルユース（使い捨て）で使用する場合に適切である。 Here, it is preferable to form a continuous pretreatment liquid film on the surface of the substrate during the progress of the plating pretreatment, whereby the substrate surface is directly exposed to the external atmosphere, and active during the treatment. The surface of the converted metal portion can be prevented from being reoxidized.
This pretreatment liquid film may be, for example, a liquid film that is generated by processing the substrate with the substrate surface facing upward and that is stationary with respect to the substrate surface or a liquid film that moves with respect to the substrate surface. Good. By using a liquid film that moves with respect to the substrate surface, the pretreatment liquid in the vicinity of the substrate surface can be constantly updated, and the plating efficiency accompanying the cleaning and the catalyst application treatment can be increased.
In addition, it is preferable that the thickness of the pretreatment liquid film be 10 mm or less, so that a small amount of the pretreatment liquid required for processing one substrate can be used. This is appropriate when the pretreatment liquid is used for single use (disposable).

請求項６に記載の発明は、前記めっき前処理及び前記リンス処理を、表面を下向きにして配置した基板の該表面に向けてノズルから薬液、または純水などを噴射して行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理方法である。
このように、スプレー方式のめっき前処理またはリンス処理を採用することで、常にフレッシュな処理液を基板表面により均一に分散させて供給して、処理時間を短縮することができる。しかも噴射点の位置を調整することで、面内処理の均一性の改善を容易に行うことができる。
めっき前処理が完了してからリンス処理を開始するまでの時間は、５秒以内であることが好ましく、これによって、めっき前処理後の残液による継続反応及び活性化された金属表面の酸化を最小限に抑えることができる。 The invention according to claim 6 is characterized in that the pre-plating treatment and the rinsing treatment are performed by spraying a chemical solution, pure water or the like from a nozzle toward the surface of the substrate arranged with the surface facing downward. A substrate processing method according to any one of claims 1 to 5.
As described above, by employing the spray-type pre-plating treatment or the rinsing treatment, a fresh treatment liquid can be constantly and more uniformly dispersed and supplied to the substrate surface, and the treatment time can be reduced. In addition, by adjusting the position of the injection point, the uniformity of the in-plane processing can be easily improved.
The time from completion of the plating pre-treatment to the start of the rinsing treatment is preferably within 5 seconds, whereby the continuous reaction by the residual liquid after the plating pre-treatment and the oxidation of the activated metal surface are prevented. Can be minimized.

請求項７に記載の発明は、前記めっき前処理及び前記リンス処理を、基板を回転させながら行うことを特徴とする請求項６記載の基板処理方法である。
このように、基板を回転させながらめっき前処理及びリンス処理を行うことで、基板の表面全面に対する薬液反応または洗浄の均一性が増強される。また、めっき前処理時及びリンス洗浄処理時で異なる回転速度で基板を回転させても良く、これにより、反応及び洗浄効率または面内均一性を調整することができる。 The invention according to claim 7 is the substrate processing method according to claim 6, wherein the pre-plating process and the rinsing process are performed while rotating the substrate.
As described above, by performing the pre-plating treatment and the rinsing treatment while rotating the substrate, the uniformity of the chemical reaction or cleaning over the entire surface of the substrate is enhanced. In addition, the substrate may be rotated at different rotation speeds during the plating pretreatment and the rinsing cleaning treatment, whereby the reaction and cleaning efficiency or in-plane uniformity can be adjusted.

請求項８に記載の発明は、前記めっき前処理に使用するノズルと前記リンス処理に使用するノズルは、それぞれ異なる流路系統に接続されていることを特徴とする請求項６または７記載の基板処理方法である。
これにより、リンス用のノズル系統が前処理液に汚染されることを防止して、リンス液の安定な洗浄処理能力が保たれる。 The substrate according to claim 6 or 7, wherein the nozzle used for the pre-plating treatment and the nozzle used for the rinsing treatment are connected to different flow path systems, respectively. Processing method.
This prevents the rinsing nozzle system from being contaminated by the pretreatment liquid, and maintains a stable rinsing liquid cleaning ability.

請求項９に記載の発明は、前記めっき前処理を、基板を前処理液に浸漬させて行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、基板処理中に基板を外部雰囲気と隔離して、活性化された金属部の表面が再酸化されてしまうことを防止することができる。また、めっき前処理液の溶存酸素量が調整可能となり、めっき前処理における触媒付与等の反応速度を制御することができる。
請求項１０に記載の発明は、前記めっき前処理完了後、基板を高速で回転させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、基板及び基板を保持する治具による薬液の持出量を抑えることができる。 The invention according to claim 9 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the plating pretreatment is performed by immersing the substrate in a pretreatment liquid.
Thus, the substrate can be isolated from the external atmosphere during the substrate processing, and the surface of the activated metal portion can be prevented from being re-oxidized. Further, the amount of dissolved oxygen in the plating pretreatment liquid can be adjusted, and the reaction rate such as catalyst application in the plating pretreatment can be controlled.
The invention according to claim 10 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 9, wherein the substrate is rotated at a high speed after the completion of the plating pretreatment.
Accordingly, the amount of the chemical solution taken out by the substrate and the jig holding the substrate can be suppressed.

請求項１１に記載の発明は、前記めっき前処理を、少なくとも触媒金属イオンと、基板の表面を清浄化する機能を有する酸とを混合して調製した前処理液を使用して行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、めっき前処理で、金属部の表面に触媒を付与すると同時に、金属部の表面の酸化膜を除去したり、例えば層間絶縁膜上に残る金属残渣等の不純物を除去したりすることができる。 An eleventh aspect of the present invention is characterized in that the plating pretreatment is performed using a pretreatment liquid prepared by mixing at least catalytic metal ions and an acid having a function of cleaning the surface of the substrate. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 10, wherein
This makes it possible to remove the oxide film on the surface of the metal part and remove impurities such as metal residues remaining on the interlayer insulating film at the same time as applying the catalyst to the surface of the metal part in the plating pretreatment. it can.

請求項１２に記載の発明は、前記リンス処理を、純水、または電解乃至水素ガスの溶解などの方法により還元性を高めた純水で基板の表面を洗浄して行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、例えば配線等を構成する金属部が酸化されるのを防止しつつ、基板上に残る前処理液を効率よく洗浄し、しかも酸性の前処理液がめっき液に混入することを防止して、めっき液を安定に保つことができる。 According to a twelfth aspect of the present invention, the rinsing process is performed by cleaning the surface of the substrate with pure water or pure water whose reducibility is enhanced by a method such as electrolysis or dissolution of hydrogen gas. Item 12. The substrate processing method according to any one of Items 1 to 11.
Thereby, for example, while preventing the metal part constituting the wiring and the like from being oxidized, the pretreatment liquid remaining on the substrate is efficiently washed, and the acidic pretreatment liquid is prevented from being mixed into the plating solution. Therefore, the plating solution can be kept stable.

請求項１３に記載の発明は、前記リンス処理を、無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液で基板の表面を洗浄して行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、例えば配線を構成する金属部が酸化されることを防止しつつ、基板上に残る前処理液を効率よく洗浄できる。 The invention according to claim 13 is characterized in that the rinsing treatment is performed by cleaning the surface of the substrate with an aqueous solution prepared by mixing one or more components constituting the electroless plating solution. 13. A substrate processing method according to any one of claims 1 to 12.
This makes it possible to efficiently clean the pretreatment liquid remaining on the substrate, for example, while preventing the metal parts constituting the wiring from being oxidized.

請求項１４に記載の発明は、前記めっき前処理及び前記リンス処理を、大気より酸素成分が少ない雰囲気で行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、めっき前処理によって触媒が付与された金属部の表面に酸化膜が再生成されることを抑制することができる。 The invention according to claim 14 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 13, wherein the pre-plating treatment and the rinsing treatment are performed in an atmosphere having an oxygen component smaller than that of the atmosphere.
This can prevent the oxide film from being regenerated on the surface of the metal part to which the catalyst has been applied by the plating pretreatment.

請求項１５に記載の発明は、前記無電解めっき処理を、大気より酸素成分が少ない雰囲気で行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、成膜中に合金膜が酸化されることを防止して、安定な膜質の合金膜を形成できる。
基板表面に残る前処理液のリンス処理を完了してから無電解めっき処理を開始するまでの間隔は、１５秒以内であることが好ましく、これにより、めっき前処理後の金属部表面の外部雰囲気の影響による再酸化を最小限に抑えることができる。 The invention according to claim 15 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 14, wherein the electroless plating is performed in an atmosphere having an oxygen component less than that of the atmosphere.
Thereby, the alloy film is prevented from being oxidized during the film formation, and an alloy film having stable film quality can be formed.
The interval between the completion of the rinsing treatment of the pretreatment liquid remaining on the substrate surface and the start of the electroless plating treatment is preferably within 15 seconds, whereby the external atmosphere on the metal part surface after the plating pretreatment is reduced. Can be minimized.

請求項１６に記載の発明は、前記基板の後洗浄及び乾燥後に、前記合金膜の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、例えば、金属部の表面に形成した合金膜の膜厚を測定し、この膜厚の変動に応じて、例えば次の基板に対するめっき処理の処理時間を調整することで、金属部の表面に形成される合金膜の膜厚を制御することができる。 16. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein at least one of a film thickness and a film quality of the alloy film is measured after the substrate is washed and dried. Is the way.
Thereby, for example, by measuring the thickness of the alloy film formed on the surface of the metal portion, and adjusting the processing time of the plating process on the next substrate, for example, according to the change in the film thickness, the surface of the metal portion The thickness of the alloy film formed on the substrate can be controlled.

請求項１７に記載の発明は、前記前処理液及びそのリンス液の組成及び各成分の濃度、及び前処理液の温度を所定範囲内に維持することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、金属部の表面に核密度の安定した触媒を付与して、膜質が安定で膜厚の均一な合金膜を形成できる。 The invention according to claim 17 is characterized in that the composition of the pretreatment solution and the rinse solution thereof, the concentration of each component, and the temperature of the pretreatment solution are maintained within predetermined ranges. Or a substrate processing method described in
Thereby, a catalyst having a stable nucleus density is applied to the surface of the metal part, and an alloy film having a stable film quality and a uniform film thickness can be formed.

請求項１８に記載の発明は、前記めっき前処理によって前記前処理液中に混入した不純物の濃度を測定し、この不純物が所定の濃度に達した時に該不純物を除去することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の基板処理方法である。
これにより、高価な前処理液の機能の低下を防止しつつ、前処理液を長い期間安定して使用することができる。 The invention according to claim 18 is characterized in that the concentration of an impurity mixed in the pretreatment liquid by the plating pretreatment is measured, and the impurity is removed when the impurity reaches a predetermined concentration. Item 18. A substrate processing method according to any one of Items 1 to 17.
This makes it possible to use the pretreatment liquid stably for a long period of time while preventing a decrease in the function of the expensive pretreatment liquid.

請求項１９に記載の発明は、前記無電解めっき処理を、めっき液の温度、組成及び各成分の濃度を所定範囲内に維持し、所定の膜厚に対してめっき処理時間を制御して行うことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の基板処理方法である。
このように、めっき処理時間を制御することで、金属部の表面に形成される合金膜の膜厚を調整することができる。 According to a nineteenth aspect of the present invention, the electroless plating is performed by maintaining the temperature, composition, and concentration of each component of the plating solution within predetermined ranges and controlling the plating time for a predetermined film thickness. The substrate processing method according to any one of claims 1 to 18, wherein:
As described above, by controlling the plating time, the thickness of the alloy film formed on the surface of the metal part can be adjusted.

請求項２０に記載の発明は、金属部を有する基板の表面を前処理液に接触させて該表面全面を修飾するめっき前処理と、めっき前処理後の基板の表面に残った前処理液をリンスするリンス処理を行う前処理ユニットと、前記めっき前処理後の基板の表面に無電解めっき処理を施して前記金属部の表面に合金膜を選択的に形成する無電解めっきユニットと、前記無電解めっき処理後の基板を後洗浄し乾燥する後処理ユニットとを有することを特徴とする基板処理装置である。   The invention according to claim 20 is characterized in that the surface of the substrate having the metal portion is brought into contact with a pretreatment liquid to modify the entire surface and the pretreatment liquid remaining on the surface of the substrate after the plating pretreatment is treated. A pretreatment unit for performing a rinsing process for rinsing; an electroless plating unit for performing an electroless plating process on the surface of the substrate after the plating pretreatment to selectively form an alloy film on a surface of the metal part; A post-processing unit for post-cleaning and drying the substrate after the electrolytic plating process.

これにより、それぞれの処理工程を別々のユニット（処理部）で行う場合に比較して全体がコンパクトになり、広い設置スペースを必要とせず、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低くでき、且つ短い処理時間で合金膜を形成できる。特に、各工程間の基板の待ち時間または搬送時間を極めて短く調整できるため、電気特性を劣化させず高品質合金膜が形成できる。   As a result, compared with the case where each processing step is performed by a separate unit (processing section), the whole is compact, a large installation space is not required, the initial cost and running cost of the apparatus can be reduced, and the processing time is short. An alloy film can be formed in a short time. In particular, since the waiting time or transfer time of the substrate between each step can be adjusted to be extremely short, a high-quality alloy film can be formed without deteriorating electrical characteristics.

請求項２１に記載の発明は、前記めっき前処理は、前記基板の表面を清浄化すると同時に、前記金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させる処理であることを特徴とする請求項２０記載の基板処理装置である。   The invention according to claim 21 is characterized in that the pre-plating treatment is a treatment for cleaning the surface of the substrate and simultaneously applying a catalyst to the metal part to activate the surface of the metal part. 21. A substrate processing apparatus according to claim 20, wherein:

請求項２２に記載の発明は、前記前処理ユニットは、前記めっき前処理に使用される前処理液と前記リンス処理に使用されるリンス液を基板処理後にそれぞれを分離する機能を有することを特徴とする請求項２０または２１記載の基板処理装置である。
これにより、基板のめっき前処理とリンス処理を、単一の処理ユニット内で連続して行うとともに、処理液（前処理液及びリンス液）を個別に回収して再利用することができる。更に、基板に対するめっき前処理とリンス処理の間の時間を極めて短く調整することができる。 The invention according to claim 22 is characterized in that the pretreatment unit has a function of separating a pretreatment liquid used for the plating pretreatment and a rinsing liquid used for the rinsing treatment after the substrate treatment. 22. The substrate processing apparatus according to claim 20, wherein
Thereby, the pre-plating process and the rinsing process of the substrate can be continuously performed in a single processing unit, and the processing solutions (the pre-processing solution and the rinsing solution) can be individually collected and reused. Further, the time between the pre-plating treatment and the rinsing treatment for the substrate can be adjusted to be extremely short.

請求項２３に記載の発明は、前記前処理ユニットは、前記めっき前処理によって前記前処理液中に混入した不純物の濃度を測定し、この不純物の濃度が所定の値に達したときに不純物を除去する液浄化機能を有する液浄化装置を含むことを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、めっき前処理に使用する前処理液の汚染を抑えて、前処理液が常に安定した触媒力及び洗浄力を持つようにすることができる。 In the invention according to claim 23, the pretreatment unit measures a concentration of an impurity mixed into the pretreatment liquid by the plating pretreatment, and removes the impurity when the concentration of the impurity reaches a predetermined value. 23. The substrate processing apparatus according to claim 20, further comprising a liquid purifying apparatus having a liquid purifying function for removing.
Thereby, contamination of the pretreatment liquid used for the plating pretreatment can be suppressed, and the pretreatment liquid can always have stable catalytic power and detergency.

請求項２４に記載の発明は、前記後処理ユニットで乾燥処理された基板に形成された合金膜の、膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定する装置を有することを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより再現性の高い成膜を実現することができる。 The invention according to claim 24 has an apparatus for measuring at least one of a film thickness and a film quality of an alloy film formed on a substrate that has been dried by the post-processing unit. A substrate processing apparatus according to any one of the above.
As a result, a film with high reproducibility can be realized.

請求項２５に記載の発明は、前記膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定する装置の測定値を基に、めっき条件の変更または成膜の品質の判定を行うことを特徴とする請求項２４記載の基板処理装置である。
これにより、金属部の表面に形成した合金膜の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定し、この膜厚または膜質の変動に応じて、例えば次の基板に対するめっき処理の処理時間またはめっき液各組成濃度を調整することで、金属部の表面に形成される合金膜の膜厚を再現性良く制御することができる。 The invention according to claim 25, wherein the plating condition is changed or the quality of film formation is determined based on a measurement value of an apparatus for measuring at least one of the film thickness and the film quality. Is a substrate processing apparatus.
Thereby, at least one of the film thickness and the film quality of the alloy film formed on the surface of the metal part is measured, and according to the change of the film thickness or the film quality, for example, the processing time of the plating process for the next substrate or the composition of the plating solution By adjusting the concentration, the thickness of the alloy film formed on the surface of the metal part can be controlled with good reproducibility.

請求項２６に記載の発明は、前記前処理ユニット及び前記無電解めっきユニットは、同じ向きにした基板の表面を処理するように構成されていることを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、例えば基板表面を下向き（フェースダウン）にしたまま、基板を１８０゜反転させることなく、基板の前処理ユニットと無電解めっきユニットによる処理を行って、基板の移動時間を短縮するとともに、基板の状態変化を抑えることができる。 26. The invention according to claim 26, wherein the pretreatment unit and the electroless plating unit are configured to treat the surfaces of the substrates oriented in the same direction. 2. The substrate processing apparatus according to item 1.
Thus, for example, while the substrate surface is facing down (face down), the substrate is processed by the pretreatment unit and the electroless plating unit without inverting the substrate by 180 ° to shorten the moving time of the substrate, Changes in the state of the substrate can be suppressed.

請求項２７に記載の発明は、前記前処理ユニットと前記無電解めっきユニットは、共通の基板保持ヘッドを有することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、前処理液のリンス処理完了からめっき処理開始までの間隔を極めて短く調整して、安定な膜質の合金膜を形成することができる。また、搬送用ロボットハンド等による基板の受け渡し回数を減らして、基板裏面の汚染やダメージを回避できる。 The invention according to claim 27 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 20 to 26, wherein the pretreatment unit and the electroless plating unit have a common substrate holding head.
Thereby, the interval from the completion of the rinsing treatment of the pretreatment liquid to the start of the plating treatment can be adjusted to be extremely short, and an alloy film having stable film quality can be formed. In addition, the number of times the substrate is transferred by the transfer robot hand or the like can be reduced, and contamination and damage on the back surface of the substrate can be avoided.

請求項２８に記載の発明は、前記基板保持ヘッドは、基板の表面側の周縁部または裏面側の周縁部を同時に、または一方を選択的にシールできるように構成されていることを特徴とする請求項２０乃至２７のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、例えば基板の表面側の周縁部をシールして前処理ユニットによるめっき前処理を、基板の裏面側の周縁部をシールして前処理ユニットによるリンス処理及び無電解めっきユニットによるめっき処理をそれぞれ行うことで、基板の周縁部に異常なめっき膜が生成されることを防止することができる。 According to a twenty-eighth aspect of the present invention, the substrate holding head is configured so that a peripheral portion on the front surface side or a peripheral portion on the rear surface side of the substrate can be simultaneously or selectively sealed. A substrate processing apparatus according to any one of claims 20 to 27.
Thereby, for example, the pre-plating processing by the pre-processing unit is performed by sealing the peripheral portion on the front surface side of the substrate, and the rinsing process by the pre-processing unit and the plating process by the electroless plating unit are performed by sealing the peripheral portion on the back surface side of the substrate. By performing each of them, it is possible to prevent an abnormal plating film from being generated at the peripheral portion of the substrate.

請求項２９に記載の発明は、前記前処理ユニット及び前記めっき処理ユニットは、一部に開口を有し、内部の雰囲気を装置全体と独立に調整できる機能を有する密閉可能な筺体の内部に配置されていることを特徴とする請求項２０乃至２８のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、前処理液のリンス後の基板をめっき処理ユニットに搬送する間の動作を、例えば大気より酸素組成が少ない雰囲気で行うことで、処理中の基板が酸化されやすい雰囲気に曝されることを防止して、安定な膜質の合金膜が得られる。 The invention according to claim 29, wherein the pretreatment unit and the plating unit have an opening in a part and are disposed inside a sealable housing having a function of adjusting an internal atmosphere independently of the entire apparatus. The substrate processing apparatus according to any one of claims 20 to 28, wherein:
This allows the substrate during processing to be exposed to an atmosphere in which the substrate being processed is easily oxidized by performing the operation while transporting the substrate after rinsing of the pretreatment liquid to the plating processing unit, for example, in an atmosphere having a lower oxygen composition than the atmosphere. Is prevented, and an alloy film having a stable film quality can be obtained.

請求項３０に記載の発明は、外部環境から光が透過しないように射光処理を施したハウジング内に収容したことを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の基板処理装置である。
これにより、処理中に基板のデバイス面に形成された素子及び配線等の中に、光の励起効果による電子移動の発生をなくして、基板デバイスのダメージを与えることを防止することができる。 The invention according to claim 30 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 20 to 29, wherein the substrate processing apparatus is housed in a housing that has been subjected to a light emitting process so that light does not transmit from an external environment.
Thereby, it is possible to eliminate the occurrence of electron transfer due to the light excitation effect in the elements and wirings formed on the device surface of the substrate during processing, thereby preventing the substrate device from being damaged.

本発明によれば、基板表面の金属部の表面に、無電解めっきによって合金膜を選択的に形成する一連の処理を連続的に行うことにより、それぞれの処理工程を別々のユニット（処理部）で行う場合に比較して、全体がコンパクトになり、広い設置スペースを必要とせず、装置のイニシャルコスト、ランニングコストを低くでき、且つ短い処理時間で合金膜を形成できる。特に、各工程間の基板の待ち時間または搬送時間を極めて短く調整でき、または表面洗浄、触媒付与、リンス及びめっきの一連の処理を酸化されにくい雰囲気で連続して行うことで、金属部の電気性能の悪化を防止して、高品質の合金膜を形成できる。   According to the present invention, by performing a series of processes for selectively forming an alloy film by electroless plating on the surface of the metal portion on the substrate surface, each processing step is performed in a separate unit (processing unit). As compared with the case where the method is performed, the whole is compact, a large installation space is not required, the initial cost and running cost of the apparatus can be reduced, and the alloy film can be formed in a short processing time. In particular, the waiting time or transport time of the substrate between each step can be adjusted to be extremely short, or the series of processes of surface cleaning, catalyst application, rinsing and plating are continuously performed in an atmosphere that is not easily oxidized, so that the electric power of the metal part is reduced. It is possible to form a high quality alloy film while preventing performance deterioration.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施の形態の基板処理装置の平面配置図を示す。図２に示すように、この基板処理装置には、表面に形成した配線用の凹部４内に銅等からなる配線８を形成した基板Ｗ（図１参照、以下同じ）を収容した基板カセット１０を載置収容するロード・アンロードユニット１２が備えられている。図２に示すロード・アンロードユニット１２には、１つのカセット１０のみが収容されているが、複数のカセットを収容するようにしてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a plan layout view of the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the substrate processing apparatus includes a substrate cassette 10 containing a substrate W (see FIG. 1, the same applies hereinafter) in which a wiring 8 made of copper or the like is formed in a wiring recess 4 formed on the surface. And a loading / unloading unit 12 for placing and housing the. Although only one cassette 10 is accommodated in the load / unload unit 12 shown in FIG. 2, a plurality of cassettes may be accommodated.

そして、排気系統を備えた矩形状のハウジング１６の内部に位置して、基板Ｗのめっき前処理、例えば清浄化処理と触媒付与処理を同一の前処理液を使用して同時に行う前処理ユニット１８、基板Ｗの表面（被処理面）に無電解めっき処理を行う無電解めっきユニット２０、無電解めっき処理によって配線８の表面に形成された保護膜（合金膜）９（図１参照、以下同じ）の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定する膜厚／膜質測定ユニット２２、及びめっき処理後の基板Ｗを後洗浄し乾燥させる後洗浄ユニット（後処理ユニット）２４が配置されている。更に、ロード・アンロードユニット１２と膜厚／膜質測定ユニット２２とに挟まれた位置に第１搬送ロボット２６が、前処理ユニット１８、無電解めっきユニット２０、膜厚／膜質測定ユニット２２及び後洗浄ユニット２４で挟まれた位置に第２搬送ロボット２８がそれぞれ配置されている。   The pre-processing unit 18 is located inside the rectangular housing 16 provided with the exhaust system, and performs the pre-plating processing of the substrate W, for example, the cleaning processing and the catalyst application processing simultaneously using the same pre-processing liquid. An electroless plating unit 20 for performing electroless plating on the surface (substrate to be processed) of the substrate W, a protective film (alloy film) 9 formed on the surface of the wiring 8 by the electroless plating (see FIG. 3) a film thickness / film quality measuring unit 22 for measuring at least one of the film thickness and the film quality, and a post-cleaning unit (post-processing unit) 24 for post-cleaning and drying the substrate W after the plating process. Further, the first transfer robot 26 is positioned between the load / unload unit 12 and the film thickness / film quality measuring unit 22 by the pre-processing unit 18, the electroless plating unit 20, the film thickness / film quality measuring unit 22, and The second transfer robots 28 are arranged at positions between the cleaning units 24.

なお、この例では、めっき前処理として、基板表面の清浄化処理と、金属部である配線の触媒付与処理を同一の前処理液を使用して同時に行うようにした例を示している。このめっき前処理は、基板の表面に薬液を接触させて該表面全面を薬液で修飾する処理、つまり、この例では、絶縁膜２の表面と金属部である配線８の表面の異なった処理を同一の薬液で同時に行うものであればよい。   In this example, as a pre-plating process, an example is shown in which a substrate surface cleaning process and a catalyst applying process for a wiring, which is a metal part, are simultaneously performed using the same pre-treatment liquid. This pre-plating treatment is a treatment in which a chemical solution is brought into contact with the surface of the substrate and the entire surface is modified with the chemical solution. What is necessary is just to perform simultaneously with the same chemical | medical solution.

前処理ユニット１８及び無電解めっきユニット２０の側方に位置して、上下動及び旋回自在な旋回軸３０が立設され、この旋回軸３０の上端に揺動アーム３２が固着されている。そして、この揺動アーム３２の自由端に、モータ３４が下向きで取付けられ、このモータ３４の出力軸３６の下端に、基板Ｗを着脱自在に保持する基板保持ヘッド３８が下方に向けて取付けられている。これにより、旋回軸３０の旋回に伴って揺動アーム３２が水平方向に揺動し、この揺動アーム３２の揺動によって、基板保持ヘッド３８が前処理ユニット１８の直上方位置と無電解めっきユニット２０の直上方位置との間を移動し、これによって、前処理ユニット１８及び無電解めっきユニット２０は、共通の基板保持ヘッド３８を有するように構成されている。基板保持ヘッド３８は、モータ３４の駆動に伴って回転する。   A turning shaft 30 that can move up and down and can turn freely is provided upright on the side of the pretreatment unit 18 and the electroless plating unit 20, and a swing arm 32 is fixed to an upper end of the turning shaft 30. A motor 34 is attached to a free end of the swing arm 32 in a downward direction, and a substrate holding head 38 for detachably holding a substrate W is attached to a lower end of an output shaft 36 of the motor 34 so as to face downward. ing. Accordingly, the swing arm 32 swings in the horizontal direction in accordance with the swing of the swing shaft 30, and the swing of the swing arm 32 causes the substrate holding head 38 to move to the position immediately above the pre-processing unit 18 and the electroless plating. The pretreatment unit 18 and the electroless plating unit 20 are configured to have a common substrate holding head 38 by moving between a position immediately above the unit 20 and the unit 20. The substrate holding head 38 rotates with the driving of the motor 34.

これらの前処理ユニット１８及び無電解めっきユニット２０、更には旋回軸３０、揺動アーム３２及び基板保持ヘッド３８は、図６に示すように、給排気系統４０を備え、基板処理時に密閉可能で独自に雰囲気制御可能な筺体４２の内部に配置されている。   As shown in FIG. 6, the pre-processing unit 18 and the electroless plating unit 20, the revolving shaft 30, the swing arm 32 and the substrate holding head 38 are provided with a supply / exhaust system 40 and can be hermetically sealed during substrate processing. It is arranged inside a housing 42 whose atmosphere can be independently controlled.

前処理ユニット１８は、基板Ｗのめっき前処理、すなわち基板Ｗの表面に形成した埋込み配線８の表面及び絶縁膜２の表面を清浄化する清浄化処理と同時に、この清浄化処理後の配線８の被処理表面に触媒を付与して活性化させる触媒付与処理を行い、更に触媒付与に使用した前処理液（薬液）をリンス液でリンスするリンス処理を行うためのものであり、この例は、これらの処理を単一の前処理ユニット１８で行うように構成されている。   The pre-processing unit 18 performs a pre-plating process on the substrate W, that is, a cleaning process for cleaning the surface of the embedded wiring 8 formed on the surface of the substrate W and the surface of the insulating film 2, and the wiring 8 after the cleaning process. This is for performing a catalyst applying treatment for applying and activating a catalyst to the surface to be treated, and performing a rinsing treatment for rinsing the pretreatment liquid (chemical solution) used for the catalyst addition with a rinsing liquid. , Are performed by a single pre-processing unit 18.

この前処理ユニット１８は、異なる液体の混合を防ぐ２液分離方式を採用したもので、図３乃至図５に示すように、基板保持ヘッド３８の外径よりもやや大きい内径を有する上方に開口した、内槽１００ａ及び外槽１００ｂを有する処理槽１００（図６参照）が備えられている。内槽１００ａ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、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。   The pretreatment unit 18 employs a two-liquid separation method for preventing mixing of different liquids. As shown in FIGS. 3 to 5, the pretreatment unit 18 has an upward opening having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the substrate holding head 38. A processing tank 100 (see FIG. 6) having an inner tank 100a and an outer tank 100b is provided. A pair of legs 104 attached to the lid 102 is rotatably supported on the outer peripheral portion of the inner tank 100a. Further, a crank 106 is integrally connected to the leg 104, and a free end of the crank 106 is rotatably connected to a rod 110 of a cylinder 108 for moving the lid.

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１００ａ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、下記のように、純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液等のリンス液を外方（上方）に向けて噴射する多数のスプレーノズル１１２ａを有するノズル板１１２が備えられている。   Thus, with the operation of the lid moving cylinder 108, the lid 102 is configured to move between the processing position covering the upper end opening of the inner tank 100a and the side retract position. . On the surface (upper surface) of the lid 102, as described below, pure water, electrolytic ionic water having a reducing power, or an aqueous solution prepared by mixing one or more components constituting an electroless plating solution is used. A nozzle plate 112 having a number of spray nozzles 112a for spraying the rinsing liquid outward (upward) is provided.

図６に示すように、処理槽１００の内部には、前処理液タンク１２０から前処理液供給ポンプ１２２の駆動に伴って供給された前処理液を上方に向けて噴射する複数のスプレーノズル１２４ａを有するノズル板１２４が、該スプレーノズル１２４ａが処理槽１００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。この処理槽１００の内槽１００ａには、前処理液（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、この前処理液（排液）を前処理液タンク１２０に戻して再利用できるようになっている。   As shown in FIG. 6, inside the processing tank 100, a plurality of spray nozzles 124a for injecting the pretreatment liquid supplied from the pretreatment liquid tank 120 by driving the pretreatment liquid supply pump 122 upward are sprayed. Is disposed in a state where the spray nozzles 124 a are more evenly distributed over the entire cross section of the processing tank 100. A drain pipe 126 for discharging a pretreatment liquid (drained liquid) to the outside is connected to the inner tank 100a of the processing tank 100. A three-way valve 128 is interposed in the middle of the drain pipe 126, and the pre-treatment liquid (drain liquid) is provided as necessary via a return pipe 130 connected to one outlet port of the three-way valve 128. Is returned to the pretreatment liquid tank 120 and can be reused.

ここで、めっき前処理液は、触媒金属イオンと、金属部の表面の金属酸化膜または金属部の表面及び基板上のその以外の絶縁膜等の表面に残った金属残渣等を含む不純物を除去する清浄化機能を有する酸を混合して調製され、この前処理液を基板の表面に接触させることで、配線表面に触媒を付与すると同時に、配線金属の酸化膜を除去したり、層間絶縁膜上の金属残渣を除去したりすることができるようになっている。具体的に、めっき前処理液としては、塩酸パラジウム、硫酸パラジウム及び酢酸パラジウムの少なくとも１種類と、塩酸、硫酸、フッ酸、酢酸、蓚酸、蟻酸、クエン酸及び酒石酸の少なくとも１種類とを混合した水溶液が挙げられる。   Here, the plating pretreatment liquid removes catalytic metal ions and impurities including metal residues and the like remaining on the surface of the metal oxide film on the surface of the metal part or the surface of the metal part and other insulating films on the substrate. The pretreatment liquid is prepared by mixing an acid having a cleaning function to contact the surface of the substrate, thereby applying a catalyst to the wiring surface and simultaneously removing an oxide film of the wiring metal or an interlayer insulating film. The upper metal residue can be removed. Specifically, as the plating pretreatment liquid, at least one kind of palladium hydrochloride, palladium sulfate and palladium acetate was mixed with at least one kind of hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, oxalic acid, formic acid, citric acid and tartaric acid. Aqueous solution.

更に、この例では、蓋体１０２の表面（上面）に設けられたノズル板１１２は、リンス液供給源１３２に接続されており、めっき前処理後に基板表面に残った前処理液のリンス処理（洗浄処理）をそのリンス液、例えば純水を使用して行うようにしている。この処理槽１００の外槽１００ｂには、リンス液（廃液）を外部に排出する排水管１２７が接続されている。   Further, in this example, the nozzle plate 112 provided on the surface (upper surface) of the lid 102 is connected to the rinsing liquid supply source 132, and the rinsing processing of the pretreatment liquid remaining on the substrate surface after the plating pretreatment ( The cleaning process is performed using the rinse solution, for example, pure water. A drain pipe 127 for discharging a rinsing liquid (waste liquid) to the outside is connected to an outer tank 100b of the processing tank 100.

なお、この例では、前処理液のリンス液として、例えば純水を使用するようにしているが、還元力のある電解イオン水や任意の方法でイオン化された還元性水を使用し、これにより、配線が酸化されるのを防止しつつ、基板上に残る前処理液を効率良くリンス（洗浄）するようにしてもよい。更に、前処理液のリンス処理を、無電解めっき液を構成する１成分または多数成分を混合した水溶液で基板の表面を洗浄して行うようにしてもよく、これによっても、配線が酸化されることを防止しつつ、基板上に残る前処理液を効率よく洗浄できる。   In this example, pure water is used as the rinsing liquid of the pretreatment liquid, for example, but electrolytic ionic water having reducing power or reducing water ionized by an arbitrary method is used. Alternatively, the pretreatment liquid remaining on the substrate may be efficiently rinsed (washed) while preventing the wiring from being oxidized. Further, the rinsing treatment of the pretreatment liquid may be performed by cleaning the surface of the substrate with an aqueous solution in which one component or a large number of components constituting the electroless plating solution is mixed, whereby the wiring is also oxidized. The pretreatment liquid remaining on the substrate can be efficiently cleaned while preventing the above.

これにより、基板Ｗを保持した基板保持ヘッド３８を下降させて、処理槽１００の内槽１００ａの内部に基板保持ヘッド３８を位置させ、この状態で、内槽１００ａの内部に配置したノズル板１２４のスプレーノズル１２４ａから前処理液を基板Ｗに向けて噴射することで、基板Ｗの下面（処理面）の全面に亘って前処理液を均一に噴射し、しかも前処理液の外部への飛散を防止しつつ前処理液を排水管１２６から外部に排出できる。   As a result, the substrate holding head 38 holding the substrate W is lowered, and the substrate holding head 38 is positioned inside the inner tank 100a of the processing tank 100. In this state, the nozzle plate 124 disposed inside the inner tank 100a By spraying the pretreatment liquid toward the substrate W from the spray nozzle 124a, the pretreatment liquid is uniformly sprayed over the entire lower surface (processing surface) of the substrate W, and the pretreatment liquid is scattered outside. The pretreatment liquid can be discharged to the outside from the drain pipe 126 while preventing the occurrence of the pretreatment liquid.

更に、基板保持ヘッド３８を上昇させ、処理槽１００の内槽１００ａの上端開口部を蓋体１０２で閉塞した状態で、基板保持ヘッド３８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のスプレーノズル１１２ａから純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液等のリンス液を噴射することで、触媒付与後に基板表面に残った前処理液のリンス処理（洗浄処理）を行う。処理した後のリンス液（廃液）は、処理槽１００の外槽１００ｂに集められ、排水管１２７を介して廃棄される。このように、この還元力を有する電解イオン水等のリンス液が処理槽１００の内部に流入するのを防止して、２つの液体が混ざらないようになっている。   Further, the substrate holding head 38 is raised, and the upper end opening of the inner tank 100a of the processing tank 100 is closed with the cover 102, and the upper surface of the cover 102 is moved toward the substrate W held by the substrate holding head 38. By spraying a rinsing liquid such as pure water or electrolytic ionic water having a reducing power, or an aqueous solution prepared by mixing one or more components constituting an electroless plating solution, from a spray nozzle 112a of the arranged nozzle plate 112. Then, a rinsing process (cleaning process) of the pretreatment liquid remaining on the substrate surface after the application of the catalyst is performed. The rinse liquid (waste liquid) after the treatment is collected in the outer tank 100b of the processing tank 100, and is discarded through the drain pipe 127. As described above, the rinsing liquid such as electrolytic ion water having the reducing power is prevented from flowing into the inside of the processing tank 100, so that the two liquids are not mixed.

この前処理ユニット１８によれば、図３に示すように、基板保持ヘッド３８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４に示すように、基板保持ヘッド３８を下降させて処理槽１００の内槽１００ａ（図６参照）内に位置させる。そして、基板保持ヘッド３８を回転させて、基板保持ヘッド３８で保持した基板Ｗを回転させながら、処理槽１００の内部に配置したノズル板１２４のスプレーノズル１２４ａから前処理液を基板Ｗに向けて噴射することで、基板Ｗの全面に亘って前処理液を均一に噴射する。また、基板保持ヘッド３８を上昇させて所定位置で停止させ、図５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１００ａの上端開口部を覆う位置まで移動させる。   According to the pretreatment unit 18, as shown in FIG. 3, the substrate W is inserted and held inside the substrate holding head 38 in a state where the substrate holding head 38 is raised, and thereafter, as shown in FIG. The holding head 38 is lowered to be positioned in the inner tank 100a (see FIG. 6) of the processing tank 100. Then, while rotating the substrate holding head 38 and rotating the substrate W held by the substrate holding head 38, the pretreatment liquid is directed toward the substrate W from the spray nozzle 124 a of the nozzle plate 124 disposed inside the processing bath 100. By jetting, the pretreatment liquid is jetted uniformly over the entire surface of the substrate W. Further, the substrate holding head 38 is raised and stopped at a predetermined position, and the lid 102 at the retreat position is moved to a position covering the upper end opening of the inner tank 100a of the processing tank 100 as shown in FIG.

そして、この状態で、基板保持ヘッド３８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のスプレーノズル１１２ａから純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液を噴射する等のリンス液を噴射する。これにより、基板Ｗの前処理液による清浄化処理及び触媒付与処理と、純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液を噴射する等のリンス液によるリンス処理を、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。   In this state, pure water or electrolytic ionized water having a reducing power is sprayed from the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112 disposed on the upper surface of the lid 102 toward the substrate W held and rotated by the substrate holding head 38, Alternatively, a rinsing liquid such as an aqueous solution prepared by mixing one or more components constituting the electroless plating solution is sprayed. Thereby, an aqueous solution prepared by mixing the cleaning treatment and the catalyst application treatment with the pretreatment liquid for the substrate W and one or more components constituting the pure water or electrolytic ionic water having a reducing power, or the electroless plating solution. A rinsing process using a rinsing liquid, such as spraying, can be performed while the two liquids are not mixed.

更に、この前処理液タンク１２０には、めっき前処理によって前処理液中に混入した銅等の不純物の濃度を測定し、この不純物の濃度が所定の値に達したときに不純物を除去する前処理液浄化装置１４０が備えられている。これにより、めっき前処理に使用する前処理液の汚染を抑えて、前処理液が常に安定した触媒力及び洗浄力を持つようにすることができる。また、前処理液の温度、組成及び各成分の濃度を所定範囲内に維持することが好ましく、これにより、配線表面に核密度の安定した触媒を付与して、膜質が安定で膜厚の均一な合金膜を形成することができる。   Further, in the pretreatment liquid tank 120, the concentration of impurities such as copper mixed in the pretreatment liquid by the plating pretreatment is measured, and when the concentration of the impurities reaches a predetermined value, the concentration of the impurities before removal is measured. A processing liquid purifying device 140 is provided. Thereby, contamination of the pretreatment liquid used for the plating pretreatment can be suppressed, and the pretreatment liquid can always have stable catalytic power and detergency. In addition, it is preferable to maintain the temperature, composition, and concentration of each component of the pretreatment solution within predetermined ranges, whereby a catalyst having a stable nucleus density is provided on the wiring surface, and the film quality is stable and the film thickness is uniform It is possible to form a suitable alloy film.

なお、基板保持ヘッド３８の下降位置を調整して、この基板保持ヘッド３８で保持した基板Ｗとノズル板１２４との距離を調整することで、ノズル板１２４のスプレーノズル１２４ａから噴射された前処理液が基板Ｗに当たる領域や噴射圧を任意に調整することができる。   In addition, by adjusting the lowering position of the substrate holding head 38 and adjusting the distance between the substrate W held by the substrate holding head 38 and the nozzle plate 124, the pre-processing sprayed from the spray nozzle 124 a of the nozzle plate 124 is performed. It is possible to arbitrarily adjust the region where the liquid contacts the substrate W and the injection pressure.

上述の例は、めっき前処理に１種類の処理液を使用する場合に対応している。めっき前処理に複数種類、例えば、２種類の処理液を使用する場合には、前処理ユニットに、３種類の薬液（純水を含む）使えるよう独立した３系統を設けることで対応することができる。つまり、第１のめっき前処理液専用の第１系統、第２のめっき前処理液専用の第２系統、及びリンス液専用の第３系統の３系統を個別に同一ユニットに連結する。   The above example corresponds to the case where one type of processing solution is used for the plating pretreatment. When a plurality of types, for example, two types of processing solutions are used for the plating pre-processing, three independent systems can be provided in the pre-processing unit so that three types of chemicals (including pure water) can be used. it can. In other words, the first system dedicated to the first plating pretreatment liquid, the second system dedicated to the second plating pretreatment liquid, and the third system dedicated to the rinsing liquid are individually connected to the same unit.

無電解めっきユニット２０には、図６に示すように、所定の温度（例えば８０℃）に制御しためっき液を内部に溜めるめっき槽２００が備えられている。このめっき槽２００は、底部において、めっき液供給タンク２０２から延び、途中にめっき液供給ポンプ２０４と三方弁２０６とを介装しためっき液供給管２０８に接続され、周壁部にめっき液回収溝２１０が設けられている。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、この底部からめっき液を供給し、溢れるめっき液をめっき液回収溝２１０からめっき液供給タンク２０２へ回収することで、めっき液が循環できるようになっている。   As shown in FIG. 6, the electroless plating unit 20 is provided with a plating tank 200 for storing therein a plating solution controlled at a predetermined temperature (for example, 80 ° C.). The plating tank 200 extends from a plating solution supply tank 202 at the bottom, is connected to a plating solution supply pipe 208 provided with a plating solution supply pump 204 and a three-way valve 206 on the way, and has a plating solution recovery groove 210 Is provided. Thereby, during the plating process, the plating solution is supplied into the plating tank 200 from the bottom thereof, and the overflowing plating solution is collected from the plating solution collecting groove 210 to the plating solution supply tank 202, whereby the plating solution is supplied. Can be circulated.

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２１６及び流量計２１８を制御する温度測定器２１４が設置されている。   In the vicinity of the bottom of the plating tank 200, the temperature of a plating solution introduced into the plating tank 200 is measured, and based on the measurement result, a temperature measuring device 214 for controlling a heater 216 and a flow meter 218 described below. Is installed.

更に、この例では、別置きのヒータ２１６を使用して昇温させ流量計２１８を通過させた水を熱媒体に使用し、熱交換器２２０をめっき液供給タンク２０２内の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２２２と、めっき液供給タンク２０２内のめっき液を循環させて攪拌する攪拌ポンプ２２４が備えられている。これは、めっきにあっては、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。   Further, in this example, the heat exchanger 220 is installed in the plating solution in the plating solution supply tank 202 by using water that has been heated using a separate heater 216 and passed through the flow meter 218 as a heat medium. A heating device 222 for indirectly heating the plating solution and a stirring pump 224 for circulating and stirring the plating solution in the plating solution supply tank 202 are provided. This is because the plating solution may be used at a high temperature (approximately 80 ° C.) in plating, which is used to cope with this. According to this method, the plating solution is much more expensive than the in-line heating method. It is possible to prevent unwanted substances and the like from being mixed into the delicate plating solution.

この無電解めっきユニット２０にあっては、めっき槽２００内のめっき液を循環させておいた状態で、基板保持ヘッド３８で保持した基板Ｗを回転させながら下降させて該基板Ｗをめっき槽２００内のめっき液に浸漬させる。この時、めっき槽２００に付設しためっき液管理装置２４０及び加熱装置２２２等により、めっき液の温度、めっき液の組成及び各成分の濃度を所定範囲内に維持しておく。そして、所定時間、基板Ｗをめっき液に浸漬させた後、基板Ｗをめっき槽２００の上方位置まで引き上げて、基板保持ヘッド３８の回転を停止させてめっき処理を終了する。このように、処理時間を制御することで、基板の被処理下地表面に形成される合金膜の膜厚を調整する。   In the electroless plating unit 20, the substrate W held by the substrate holding head 38 is lowered while rotating the plating solution in the plating tank 200, and the substrate W is lowered. Immerse in the plating solution inside. At this time, the temperature of the plating solution, the composition of the plating solution, and the concentration of each component are maintained within predetermined ranges by the plating solution management device 240 and the heating device 222 attached to the plating tank 200. Then, after immersing the substrate W in the plating solution for a predetermined time, the substrate W is pulled up to a position above the plating tank 200, the rotation of the substrate holding head 38 is stopped, and the plating process is completed. As described above, by controlling the processing time, the thickness of the alloy film formed on the base surface of the substrate to be processed is adjusted.

基板保持ヘッド３８は、図７乃至図９に詳細に示すように、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とを有している。そして、この吸着ヘッド２３４と基板受け２３６は、スプライン構造を介して、モータ３４の駆動に伴って一体に回転するが、シリンダ（図示せず）の作動に伴って、相対的に上下動するよう構成されている。   As shown in detail in FIGS. 7 to 9, the substrate holding head 38 has a suction head 234 and a substrate receiver 236 surrounding the periphery of the suction head 234. The suction head 234 and the substrate receiver 236 rotate integrally with the driving of the motor 34 via a spline structure, but relatively move up and down with the operation of a cylinder (not shown). It is configured.

吸着ヘッド２３４の下面周縁部には、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）を最小限に抑えることができる。基板Ｗのリリースは、真空ライン２５２にＮ２及び／または純水を供給して行う。 At the periphery of the lower surface of the suction head 234, a suction ring 250 that suctions and holds the substrate W with a lower surface as a sealing surface is attached via a press ring 251 and is provided on the lower surface of the suction ring 250 so as to be continuous in the circumferential direction. The concave portion 250a and the vacuum line 252 extending inside the suction head 234 communicate with each other via a communication hole 250b provided in the suction ring 250. Thus, the substrate W is sucked and held by evacuating the concave portion 250a. In this manner, the substrate W is held by being evacuated to a small width (in the radial direction) in a circular shape. Influences (such as bending) on the substrate W due to the vacuum can be minimized. The release of the substrate W is performed by supplying N 2 and / or pure water to the vacuum line 252.

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基板ガイド部２５４が設けられており、この基板ガイド部２５４の内周端部にシールリング２５４ａがやや上方に突出して設けられている。更に、この基板ガイド部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。   On the other hand, the substrate receiver 236 is formed in a cylindrical shape with a bottom and opened downward, a peripheral wall of which is provided with a substrate insertion window 236a for inserting the substrate W therein, and a disk protruding inward at a lower end. A substrate guide portion 254 is provided, and a seal ring 254a is provided at an inner peripheral end of the substrate guide portion 254 so as to protrude slightly upward. Further, a protrusion 256 having a tapered surface 256a on the inner peripheral surface serving as a guide for the substrate W is provided on the upper portion of the substrate guide portion 254.

これにより、図７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、位置決めされて基板ガイド部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と吸着ヘッド２３４との相対位置を接近させ、図８に示すように、この基板受け２３６の基板ガイド部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、更に相対位置を接近させることによって、基板ガイド部２５４のシールリング２５４ａを基板Ｗの周縁部下面に圧接させる。これによって、基板Ｗの周縁部下面をシールリング２５４ａでシールして基板Ｗを保持する。   Thus, as shown in FIG. 7, the substrate W is inserted into the substrate receiver 236 from the substrate insertion window 236a with the substrate receiver 236 lowered. Then, the substrate W is guided by the tapered surface 256a of the protruding piece 256, positioned and held at a predetermined position on the upper surface of the substrate guide portion 254. In this state, the relative positions of the substrate receiver 236 and the suction head 234 are approached, and as shown in FIG. 8, the upper surface of the substrate W placed and held on the substrate guide portion 254 of the substrate receiver 236 is The seal ring 254a of the substrate guide 254 is pressed against the lower surface of the peripheral portion of the substrate W by bringing the substrate W into contact with the suction ring 250 and further bringing the relative position closer. As a result, the lower surface of the peripheral portion of the substrate W is sealed with the seal ring 254a to hold the substrate W.

そして、例えば基板Ｗの前処理を行うときには、前述のように、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の下面でシールしながら基板Ｗを吸着保持する。この状態で、基板Ｗの表面（下面）に向けて前処理液を噴射して基板の前処理を行う。これにより、基板Ｗの周縁部に触媒が付与されることを防止することができる。また、リンス時及びめっき処理時にあっては、図９に示すように、基板受け２３６と吸着ヘッド２３４との相対位置を、例えば数ｍｍ〜数十ｍｍ離間させ、基板Ｗを基板ガイド部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）の周縁部がリンス液により浄化される。更に、めっき処理時、基板表面及び裏面の周縁部がシールされなくでも、触媒がそれに付着していないため、めっきによる基板周縁部の汚染が防げる。   Then, for example, when performing the pre-processing of the substrate W, as described above, the concave portion 250a of the suction ring 250 is evacuated through the vacuum line 252 so that the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is held at the lower surface of the suction ring 250. The substrate W is suction-held while being sealed. In this state, the pretreatment of the substrate is performed by spraying the pretreatment liquid toward the surface (lower surface) of the substrate W. This can prevent the catalyst from being applied to the peripheral portion of the substrate W. Also, at the time of rinsing and plating, as shown in FIG. 9, the relative position between the substrate receiver 236 and the suction head 234 is separated by, for example, several mm to several tens mm, and the substrate W is moved from the substrate guide portion 254. Then, only the suction ring 250 is used to hold the device. Thereby, the peripheral portion of the surface (lower surface) of the substrate W is purified by the rinsing liquid. Furthermore, even when the peripheral portions of the front and rear surfaces of the substrate are not sealed during the plating process, the catalyst is not attached to the peripheral portions, so that contamination of the peripheral portion of the substrate due to plating can be prevented.

この例にあっては、図１０（ａ）に示すように、基板ガイド部２５４のシールリング２５４ａを基板Ｗの周縁部下面に圧接させ、基板Ｗの周縁部下面をシールリング２５４ａでシールした状態で、このシールリング２５４ａでシールした領域（下面）に、前述のように、ノズル板１２４のスプレーノズル１２４ａから前処理液を基板Ｗに向けて噴射して基板Ｗの前処理、すなわち清浄化処理及び触媒付与処理を行う。   In this example, as shown in FIG. 10A, the seal ring 254a of the substrate guide portion 254 is pressed against the lower surface of the peripheral edge of the substrate W, and the lower surface of the peripheral edge of the substrate W is sealed by the seal ring 254a. As described above, the pre-treatment liquid is sprayed toward the substrate W from the spray nozzle 124a of the nozzle plate 124 to the region (lower surface) sealed by the seal ring 254a to perform the pre-treatment of the substrate W, that is, the cleaning treatment. And a catalyst application treatment.

また、図１０（ｂ）に示すように、基板Ｗの上面の周縁部を該吸着リング２５０の下面でシールしながら基板Ｗを吸着保持し、更に、基板Ｗを基板ガイド部２５４から離した状態で、ノズル板１１２のスプレーノズル１１２ａから純水または還元力を有する電解イオン水、または無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液等のリンス液を基板Ｗに向けて噴射して、基板Ｗに付着した前処理液をリンスするリンス処理を行う。その時、基板ガイド部２５４のシールリング２５４ａ、及び基板表面の外周部を専用のノズル（図示せず）からリンス液を噴射して洗浄する。   Further, as shown in FIG. 10B, the substrate W is sucked and held while the peripheral edge of the upper surface of the substrate W is sealed with the lower surface of the suction ring 250, and the substrate W is further separated from the substrate guide portion 254. A rinsing liquid such as pure water or electrolytic ionic water having reducing power, or an aqueous solution prepared by mixing one or more components constituting an electroless plating solution is directed to the substrate W from the spray nozzle 112a of the nozzle plate 112. To perform a rinsing process for rinsing the pretreatment liquid attached to the substrate W. At that time, the seal ring 254a of the substrate guide portion 254 and the outer peripheral portion of the substrate surface are cleaned by spraying a rinsing liquid from a dedicated nozzle (not shown).

更に、図１０（ｃ）に示すように、基板Ｗの上面の周縁部を該吸着リング２５０の下面でシールしながら基板Ｗを吸着保持し、更に、基板Ｗを基板ガイド部２５４から離した状態で、めっき槽２００内のめっき液中に基板Ｗを浸漬させることで、基板表面にめっき処理を行う。   Further, as shown in FIG. 10C, the substrate W is sucked and held while the periphery of the upper surface of the substrate W is sealed with the lower surface of the suction ring 250, and further, the substrate W is separated from the substrate guide portion 254. Then, the substrate W is immersed in a plating solution in the plating tank 200 to perform a plating process on the substrate surface.

めっき前処理が完了してからリンス処理を開始するまでの時間は、５秒以内であることが好ましく、これによって、めっき前処理後の残液による継続反応及び活性化された金属表面の酸化を最小限に抑えることができる。
また、基板表面に残る前処理液のリンス処理を完了してから無電解めっき処理を開始するまでの間隔は、１５秒以内であることが好ましく、これにより、めっき前処理後の金属部表面の外部雰囲気の影響による再酸化を最小限に抑えることができる。 The time from completion of the plating pre-treatment to the start of the rinsing treatment is preferably within 5 seconds, whereby the continuous reaction by the residual liquid after the plating pre-treatment and the oxidation of the activated metal surface are prevented. Can be minimized.
The interval between the completion of the rinsing treatment of the pretreatment liquid remaining on the substrate surface and the start of the electroless plating treatment is preferably within 15 seconds, whereby the surface of the metal part after the plating pretreatment is removed. Reoxidation due to the influence of the external atmosphere can be minimized.

図６に示していないが、めっき槽２００を前処理槽１００とほぼ同様な２重構造としてもよい。このように、めっき槽２００を２重構造とすることで、めっき処理の直後に、基板を内槽から外槽に移して、直ちに１次リンス洗浄を行うことができる。この例では、無電解めっきユニット２０として、リンス機能を備えていないものを使用しており、めっき処理の直後に、基板をめっき槽２００からめっき前処理ユニット１８に移し、めっき前処理ユニット１８の外槽１００ｂで１次リンス洗浄を行う。   Although not shown in FIG. 6, the plating tank 200 may have a double structure substantially similar to that of the pretreatment tank 100. Thus, by making the plating tank 200 have a double structure, the substrate can be transferred from the inner tank to the outer tank immediately after the plating treatment, and the primary rinse can be immediately performed. In this example, an electroless plating unit 20 having no rinsing function is used. Immediately after the plating process, the substrate is transferred from the plating tank 200 to the plating pretreatment unit 18, The primary rinsing is performed in the outer tank 100b.

後洗浄ユニット２４は、無電解めっきユニット２０によってめっきを施した基板Ｗの表面に残留しているめっき液または絶縁膜上の不要析出物を２次洗浄で除去し、同時に基板Ｗの裏面を洗浄するためのものであり、更に、基板Ｗを高速回転させてスピン乾燥させることができるように構成されている。   The post-cleaning unit 24 removes the plating solution remaining on the surface of the substrate W plated by the electroless plating unit 20 or unnecessary deposits on the insulating film by secondary cleaning, and simultaneously cleans the back surface of the substrate W. Furthermore, the substrate W is configured to be rotated at a high speed and spin-dried.

つまり、この後洗浄ユニット２４には、クランプ機構を介して基板Ｗを着脱自在に保持して該基板Ｗを高速回転させる基板ステージと、この基板ステージで保持した基板の表裏両面に、純水や薬液等の洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルが備えられている。そして、基板ステージで保持した基板を回転させながら、基板Ｗの表裏両面に純水や薬液等の洗浄液を供給することで、基板Ｗの表面に残留しているめっき液または絶縁膜上の不要析出物を除去し、同時に基板の裏面を洗浄し、更に基板ステージを介して基板Ｗを高速回転させることで、後洗浄後の基板Ｗをスピン乾燥するようになっている。   In other words, the post-cleaning unit 24 includes a substrate stage that detachably holds the substrate W via a clamp mechanism and rotates the substrate W at a high speed, and pure water or pure water on both the front and back surfaces of the substrate held by the substrate stage. A cleaning liquid supply nozzle for supplying a cleaning liquid such as a chemical liquid is provided. A cleaning liquid such as pure water or a chemical solution is supplied to the front and back surfaces of the substrate W while rotating the substrate held on the substrate stage, so that the plating solution remaining on the surface of the substrate W or unnecessary deposition on the insulating film is removed. The substrate W is spin-dried by removing the object, cleaning the back surface of the substrate at the same time, and rotating the substrate W at a high speed via a substrate stage.

次に、この基板処理装置による一連の無電解めっき処理について、図１１を更に参照して説明する。なお、この例では、図１に示すように、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金からなる合金膜（配線保護膜）９を選択的に形成して配線８を保護する場合について説明する。   Next, a series of electroless plating processes performed by the substrate processing apparatus will be described with reference to FIG. In this example, as shown in FIG. 1, a case will be described in which an alloy film (wiring protection film) 9 made of a Co-WP alloy is selectively formed to protect the wiring 8.

先ず、表面に配線８を形成した基板Ｗ（図１参照、以下同じ）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１２に搭載した基板カセット１０から、１枚の基板Ｗを第１搬送ロボット２６で取り出して膜厚／膜質測定ユニット２２に搬送する。そして、この膜厚／膜質測定ユニット２２上に載置された基板Ｗを第２搬送ロボット２８で受取り、１８０゜反転させた後、基板保持ヘッド３８に受渡す。つまり、前述のように、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の内部に挿入し、基板受け２３６を上昇させ基板ガイド部２５４のシールリング２５４ａを基板Ｗの周縁部下面に圧接させて基板Ｗを保持する。   First, a substrate cassette 10 mounted on a load / unload unit 12 with a substrate W (see FIG. 1, the same applies hereinafter) having the wiring 8 formed on the surface thereof is loaded with the surface of the substrate W facing up (face-up). The first substrate W is taken out by the first transport robot 26 and transported to the film thickness / film quality measurement unit 22. Then, the substrate W placed on the film thickness / film quality measurement unit 22 is received by the second transfer robot 28, turned 180 °, and then transferred to the substrate holding head 38. That is, as described above, with the substrate receiver 236 lowered, the substrate W is inserted into the substrate receiver 236 from the substrate insertion window 236a, the substrate receiver 236 is raised, and the seal ring 254a of the substrate guide portion 254 is attached to the substrate. The substrate W is held by being pressed against the lower surface of the peripheral portion of the W.

次に、揺動アーム３２を揺動させて、基板保持ヘッド３８を前処理ユニット１８の直上方位置まで移動させる。次に、蓋体１０２を処理槽１００の上端開口部を覆う位置から待避位置に移動させた状態で、基板保持ヘッド３８を下降させて処理槽１００の内槽１００ａの内部に位置させ、基板保持ヘッド３８で保持して回転させた基板Ｗに向けて、内槽１００ａの内部に配置したノズル板１２４のスプレーノズル１２４ａから前処理液を基板Ｗに向けて噴射し、これによって、配線８の表面に前処理を施す。この前処理液としては、例えば、液温が２５℃で、０．００５ｇ／ＬのＰｄＣｌ２と０．２ｍｌ／ＬのＨＣｌの混合液、または０．０４ｇ／ＬのＰｄＳＯ４と２０ｍｌ／ＬのＨ２ＳＯ４の混合溶液が挙げられる。 Next, the swing arm 32 is swung to move the substrate holding head 38 to a position immediately above the pre-processing unit 18. Next, with the lid 102 moved from the position covering the upper end opening of the processing tank 100 to the retracted position, the substrate holding head 38 is lowered to be positioned inside the inner tank 100a of the processing tank 100, The pretreatment liquid is sprayed toward the substrate W from the spray nozzle 124a of the nozzle plate 124 disposed inside the inner tank 100a toward the substrate W held and rotated by the head 38. Is pre-processed. Examples of the pretreatment liquid include a mixture of 0.005 g / L of PdCl 2 and 0.2 ml / L of HCl or a mixture of 0.04 g / L of PdSO 4 and 20 ml / L at a liquid temperature of 25 ° C. A mixed solution of H 2 SO 4 can be used.

これにより、配線８の表面にある金属酸化膜を除去したり、配線８及び絶縁膜２の表面に残ったＣＭＰ残渣を除去したりすると同時に、配線８の表面に触媒としてのＰｄを付着させる。つまり配線８の表面に触媒核（シード）としてのＰｄ核を形成して、配線８の露出表面を活性化させる。なお、前述のように、触媒付与処理によって前処理液中に混入する銅等の不純物の濃度を測定し、この不純物の濃度が所定の値に達したときに不純物を除去する前処理液浄化装置１４０を備えることで、使用済の前処理液を循環させて再利用することができる。
このめっき前処理時に基板Ｗを回転させることが好ましく、これにより、基板の表面全面に対する薬液反応の均一性を高めることができる。 Thereby, Pd as a catalyst is attached to the surface of the wiring 8 at the same time as removing the metal oxide film on the surface of the wiring 8 and the CMP residue remaining on the surfaces of the wiring 8 and the insulating film 2. That is, a Pd nucleus as a catalyst nucleus (seed) is formed on the surface of the wiring 8 and the exposed surface of the wiring 8 is activated. As described above, the concentration of impurities such as copper mixed into the pretreatment liquid by the catalyst application treatment is measured, and when the concentration of the impurities reaches a predetermined value, the pretreatment liquid purifying apparatus for removing the impurities is used. By providing 140, the used pretreatment liquid can be circulated and reused.
It is preferable that the substrate W be rotated during the plating pretreatment, whereby the uniformity of the chemical solution reaction over the entire surface of the substrate can be improved.

そして、基板保持ヘッド３８を一旦上昇させ、必要に応じて、基板Ｗを高速で回転させて前処理液を振り切った後、前述のように、基板Ｗの上面の周縁部を該吸着リング２５０の下面でシールしながら基板Ｗを吸着保持し、更に、基板Ｗを基板ガイド部２５４から離した状態にする。しかる後、蓋体１０２を処理槽１００の上端開口部を覆う位置に位置させ、ノズル板１１２のスプレーノズル１１２ａから純水または還元力を有する電解イオン水等のリンス液を基板Ｗに向けて噴射して、基板に付着した前処理液をリンスするリンス処理を行う。
このリンス処理時にも基板Ｗを回転させることが好ましく、これにより、基板の表面全面に対する洗浄の均一性を高めることができる。 Then, the substrate holding head 38 is once raised, and if necessary, the substrate W is rotated at a high speed to shake off the pretreatment liquid. Then, as described above, the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is The substrate W is sucked and held while being sealed on the lower surface, and the substrate W is further separated from the substrate guide portion 254. Thereafter, the lid 102 is positioned at a position covering the upper end opening of the processing tank 100, and a rinsing liquid such as pure water or electrolytic ion water having reducing power is sprayed from the spray nozzle 112 a of the nozzle plate 112 toward the substrate W. Then, a rinsing process for rinsing the pretreatment liquid attached to the substrate is performed.
It is preferable to rotate the substrate W also during the rinsing process, whereby the uniformity of cleaning over the entire surface of the substrate can be improved.

次に、前述のようにして基板Ｗを基板保持ヘッド３８で保持したまま、基板保持ヘッド３８を無電解めっきユニット２０の直上方位置まで移動させる。そして、めっき槽２００内のめっき液を循環させた状態で、基板Ｗの表面に無電解めっき処理を施す。つまり、例えば、液温が８０℃のＣｏ−Ｗ−Ｐ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Ｃｏ−Ｗ−Ｐ蓋めっき）を施し、しかる後、基板保持ヘッド３８を上昇させ、めっき後の１次リンスを行う。これによって、配線８の表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金からなる合金膜（配線保護膜）９を選択的に形成して配線８を保護する。このめっき液の組成としては、例えば以下のようなものが挙げられる。   Next, the substrate holding head 38 is moved to a position immediately above the electroless plating unit 20 while holding the substrate W with the substrate holding head 38 as described above. Then, in a state where the plating solution in the plating tank 200 is circulated, the surface of the substrate W is subjected to electroless plating. That is, for example, the substrate W is immersed in, for example, about 120 seconds in a Co-WP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C., and selectively electroless plating (electroless Co -WP lid plating), and thereafter, the substrate holding head 38 is raised to perform primary rinsing after plating. As a result, an alloy film (wiring protection film) 9 made of a Co-WP alloy is selectively formed on the surface of the wiring 8 to protect the wiring 8. Examples of the composition of the plating solution include the following.

めっき液組成
・ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ：１４ｇ／Ｌ
・Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７・２Ｈ２Ｏ：７０ｇ／Ｌ
・Ｈ３ＢＯ３：４０ｇ／Ｌ
・Ｎａ２ＷＯ４・２Ｈ２Ｏ：１２ｇ／Ｌ
・ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏ：２１ｇ／Ｌ
・ｐＨ：９.５（ＮａＯＨで調整）
このめっき液の容量、温度及び各組成成分を、めっき液管理装置２４０によって所定の範囲内に維持する。 Plating solution composition CoSO 4 · 7H 2 O: 14g / L
· Na 3 C 6 H 5 O 7 · 2H 2 O: 70g / L
・ H 3 BO 3 : 40 g / L
· Na 2 WO 4 · 2H 2 O: 12g / L
· NaH 2 PO 2 · H 2 O: 21g / L
-PH: 9.5 (adjusted with NaOH)
The plating solution capacity, temperature, and each composition component are maintained within predetermined ranges by the plating solution management device 240.

ここで、筺体４２の内部に、不活性ガスまたは還元性ガスを充填または循環させて、筺体４２の内部を、少なくとも大気より酸素成分が少ない雰囲気となし、この状態で基板の前処理、リンス処理及びめっき処理を行うことが好ましい。これにより、触媒付与処理された配線８の表面に酸化膜が再生成されることを抑制したり、成膜中に保護膜が酸化されることを防止して、安定な膜質の合金膜を形成することができる。   Here, the inside of the housing 42 is filled or circulated with an inert gas or a reducing gas to make the inside of the housing 42 at least an atmosphere having an oxygen component smaller than that of the atmosphere. And a plating treatment. As a result, it is possible to prevent the oxide film from being regenerated on the surface of the wiring 8 to which the catalyst has been applied, or to prevent the protective film from being oxidized during the film formation, thereby forming a stable alloy film. can do.

このめっき処理後の基板を基板保持ヘッド３８から第２搬送ロボット２８で受取り、１８０゜反転させた後、後洗浄ユニット２４に搬送する。この後洗浄ユニット２４で、基板Ｗを基板ステージで保持し回転させながら、基板Ｗの表裏両面に純水等の洗浄液を供給して、基板Ｗの表面及び裏面を洗浄し、更に基板ステージを介して基板Ｗを高速回転させることで、後洗浄後の基板Ｗをスピン乾燥する。   The substrate after the plating is received from the substrate holding head 38 by the second transfer robot 28, turned 180 °, and then transferred to the post-cleaning unit 24. Thereafter, the cleaning unit 24 supplies a cleaning liquid such as pure water to both the front and back surfaces of the substrate W while holding and rotating the substrate W on the substrate stage to clean the front and back surfaces of the substrate W, and further passes through the substrate stage. The substrate W after the post-cleaning is spin-dried by rotating the substrate W at a high speed.

次に、このスピン乾燥後の基板Ｗを第２搬送ロボット２８で膜厚／膜質測定ユニット２２に搬送し、この膜厚／膜質測定ユニット２２で、必要に応じて配線８の表面に形成された合金膜９の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定し、この膜厚または膜質測定後の基板Ｗを第１搬送ロボット２６でロード・アンロードユニット１２に搭載された基板カセット１０に戻す。   Next, the substrate W after the spin drying is transported to the film thickness / film quality measuring unit 22 by the second transport robot 28, and is formed on the surface of the wiring 8 as required by the film thickness / film quality measuring unit 22. At least one of the film thickness and the film quality of the alloy film 9 is measured, and the substrate W after measuring the film thickness or the film quality is returned to the substrate cassette 10 mounted on the load / unload unit 12 by the first transfer robot 26.

そして、この配線８の露出表面に形成した保護膜９の膜厚または膜質を測定した測定結果を次の基板を無電解めっき処理する前にフィードバックし、これにより、この膜厚や膜質の変動に応じて、例えば次の基板に対するめっき処理の処理時間またはめっき液の成分を調整することで、基板の被処理下地表面に形成される合金膜の膜厚や膜質を制御する。   Then, a measurement result obtained by measuring the film thickness or the film quality of the protective film 9 formed on the exposed surface of the wiring 8 is fed back before the next substrate is subjected to the electroless plating treatment, whereby the film thickness or the film quality is changed. Accordingly, the thickness and quality of the alloy film formed on the base surface of the substrate to be processed are controlled, for example, by adjusting the processing time of the plating process on the next substrate or the components of the plating solution.

この例によれば、めっき前処理後、基板に残った前処理液をリンスするリンス液として純水等の任意の液体を使用することができる。
なお、上記の例では、合金膜（配線保護膜）９として、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜を使用した例を示しているが、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｗ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｗ−ＢまたはＮｉ−Ｂ等からなる配線保護膜を使用するようにしてもよい。また、配線材料として、銅を使用した例を示しているが、銅の他に、銅合金、銀、銀合金、金及び金合金等を使用しても良い。 According to this example, any liquid such as pure water can be used as a rinsing liquid for rinsing the pretreatment liquid remaining on the substrate after the plating pretreatment.
In the above example, an example in which a Co-WP alloy film is used as the alloy film (wiring protection film) 9 is shown, but Co-P, Co-WB, Co-B, and Ni- A wiring protection film made of WP, Ni-P, Ni-WB or Ni-B may be used. Although an example using copper as the wiring material is shown, a copper alloy, silver, a silver alloy, gold, a gold alloy, or the like may be used in addition to copper.

また、この例では、絶縁体内に形成された埋込み配線の露出表面に合金膜を形成した例を示している。絶縁体の表面に形成された埋込み配線用の凹部の底面及び側面に形成された金属膜の面に合金膜を形成したり、絶縁体の表面に形成された金属配線の露出表面、すなわち上面及び側面に合金膜を形成したりするようにしてもよい。   Further, in this example, an example is shown in which an alloy film is formed on the exposed surface of the embedded wiring formed in the insulator. An alloy film may be formed on the surface of the metal film formed on the bottom surface and the side surface of the recess for embedded wiring formed on the surface of the insulator, or the exposed surface of the metal wiring formed on the surface of the insulator, that is, the upper surface and An alloy film may be formed on the side surface.

前記めっき前処理を、無電解めっき処理と同様に、基板を前処理液に浸漬させて行うようにしてもよい。これにより、基板処理中に基板を外部雰囲気と隔離して、活性化された金属部の表面が再酸化されてしまうことを防止することができる。また、めっき前処理液の溶存酸素量が調整可能となり、めっき前処理における触媒付与等の反応速度を制御することができる。   The plating pretreatment may be performed by immersing the substrate in a pretreatment liquid as in the case of the electroless plating treatment. Thus, the substrate can be isolated from the external atmosphere during the substrate processing, and the surface of the activated metal portion can be prevented from being re-oxidized. Further, the amount of dissolved oxygen in the plating pretreatment liquid can be adjusted, and the reaction rate such as catalyst application in the plating pretreatment can be controlled.

無電解めっきによって配線保護膜を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the wiring protective film by electroless plating. 本発明の実施の形態の基板処理装置の平面配置図である。1 is a plan layout view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 前処理ユニットの基板受渡し時における正面図である。It is a front view at the time of substrate delivery of the pre-processing unit. 前処理ユニットの触媒付与処理時における正面図である。It is a front view at the time of the catalyst provision process of a pretreatment unit. 前処理ユニットの清浄化処理時及び触媒薬液のリンス処理時における正面図である。It is a front view at the time of the cleaning process of the pre-processing unit, and at the time of the rinsing process of a catalyst solution. 前処理ユニット及び無電解めっきユニットの系統図である。It is a system diagram of a pretreatment unit and an electroless plating unit. 基板保持ヘッドの基板受渡し時における要部拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part when the substrate holding head transfers the substrate. 基板保持ヘッドの基板受けを上昇させ基板ガイド部のシールリングを基板の周縁部下面に圧接させて基板を保持した状態の要部拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged sectional view of a main part in a state where the substrate holder of the substrate holding head is raised and the seal ring of the substrate guide portion is pressed against the lower surface of the peripheral portion of the substrate to hold the substrate. 基板保持ヘッドの基板の上面の周縁部を吸着リングの下面でシールしながら基板を吸着保持し、更に基板を基板ガイド部から離した状態の要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the substrate holding head in a state where a peripheral portion of an upper surface of a substrate is sealed with a lower surface of a suction ring to suck and hold the substrate and further separate the substrate from a substrate guide portion. （ａ）は、基板の前処理（清浄化処理及び触媒付与処理）を行っている状態を、（ｂ）は、基板に付着した薬液をリンスするリンス処理を行っている状態を、（ｃ）は、基板表面にめっき処理を行っている状態をそれぞれ示す概要図である。(A) shows a state in which a pretreatment (cleaning treatment and catalyst application treatment) of the substrate is performed, (b) shows a state in which a rinsing treatment for rinsing a chemical solution attached to the substrate is performed, (c) FIG. 3 is a schematic view showing a state where a plating process is being performed on the substrate surface. 図２に示す基板処理装置におけるプロセスフロー図である。FIG. 3 is a process flow chart in the substrate processing apparatus shown in FIG. 2.

符号の説明Explanation of reference numerals

８ 配線
９ 保護膜
１０ 基板カセット
１２ ロード・アンロードユニット
１８ 前処理ユニット
２０ 無電解めっきユニット
２２ 膜厚測定ユニット
２４ 後洗浄ユニット
３０ 旋回軸
３２ 揺動アーム
３８ 基板保持ヘッド
４０ 筺体
１００ 処理槽
１０２ 蓋体
１０４ 脚部
１０６ クランク
１０８ 蓋体移動用シリンダ
１１２，１２４ ノズル板
１１２ａ，１２４ａ スプレーノズル
１２０ 前処理液タンク
１２６ 排水管
１３２ リンス液供給源
１４０ 前処理液浄化装置
２００ めっき槽
２０２ めっき液供給タンク
２１０ めっき液回収溝
２１６ ヒータ
２１８ 流量計
２２０ 熱交換器
２２２ 加熱装置
２２４ 攪拌ポンプ
２３４ 吸着ヘッド
２３６ 基板受け
２４０ めっき液管理装置
２５０ 吸着リング
２５２ 真空ライン
２５４ 基板ガイド部
２５４ａ シールリング Reference Signs List 8 Wiring 9 Protective film 10 Substrate cassette 12 Load / unload unit 18 Pretreatment unit 20 Electroless plating unit 22 Film thickness measurement unit 24 Post-cleaning unit 30 Rotating shaft 32 Swing arm 38 Substrate holding head 40 Housing 100 Processing tank 102 Lid Body 104 Leg 106 Crank 108 Lid moving cylinder 112, 124 Nozzle plate 112a, 124a Spray nozzle 120 Pretreatment liquid tank 126 Drainage pipe 132 Rinse liquid supply source 140 Pretreatment liquid purification device 200 Plating tank 202 Plating liquid supply tank 210 Plating solution recovery groove 216 Heater 218 Flow meter 220 Heat exchanger 222 Heating device 224 Stirring pump 234 Suction head 236 Substrate receiver 240 Plating solution management device 250 Suction ring 252 Vacuum line 254 Substrate guide 254a Seal ring

Claims (30)

表面に金属部を有する基板を用意し、
基板の表面に前処理液を接触させて該表面全面を修飾するめっき前処理を行い、
基板の表面に残る前処理液をリンス処理で除去し、
基板の表面に無電解めっき処理を施して前記金属部の表面に合金膜を選択的に形成し、
前記無電解めっき処理後の基板を後洗浄し乾燥した状態にすることを特徴とする基板処理方法。 Prepare a substrate with a metal part on the surface,
Perform a plating pre-treatment to modify the entire surface by contacting the pre-treatment liquid to the surface of the substrate,
Pretreatment liquid remaining on the surface of the substrate is removed by rinsing,
Performing an electroless plating process on the surface of the substrate to selectively form an alloy film on the surface of the metal part,
A substrate processing method, wherein the substrate after the electroless plating is post-washed and dried. 前記金属部は、絶縁体内に形成された埋込み配線の露出表面であることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。   2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the metal part is an exposed surface of a buried wiring formed in an insulator. 前記金属部は、絶縁体の表面に形成された埋込み配線用の凹部の底面及び側面に形成された金属膜であることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。   2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the metal part is a metal film formed on a bottom surface and a side surface of a recess for a buried wiring formed on a surface of the insulator. 前記金属部は、絶縁体の表面に形成された金属配線の露出表面であることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。   2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the metal part is an exposed surface of a metal wiring formed on a surface of the insulator. 前記めっき前処理は、前記基板の表面を清浄化すると同時に、前記金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させる処理であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理方法。   5. The plating pretreatment according to claim 1, wherein the surface of the substrate is cleaned, and at the same time, a catalyst is applied to the metal part to activate the surface of the metal part. 3. The substrate processing method according to 1. 前記めっき前処理及び前記リンス処理を、表面を下向きにして配置した基板の該表面に向けてノズルから薬液、または純水などを噴射して行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理方法。   The method according to claim 1, wherein the pre-plating treatment and the rinsing treatment are performed by spraying a chemical solution, pure water, or the like from a nozzle toward the surface of the substrate arranged with the surface facing downward. 3. The substrate processing method according to 1. 前記めっき前処理及び前記リンス処理を、基板を回転させながら行うことを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。   7. The substrate processing method according to claim 6, wherein the pre-plating process and the rinsing process are performed while rotating the substrate. 前記めっき前処理に使用するノズルと前記リンス処理に使用するノズルは、それぞれ異なる流路系統に接続されていることを特徴とする請求項６または７記載の基板処理方法。   8. The substrate processing method according to claim 6, wherein a nozzle used for the plating pretreatment and a nozzle used for the rinsing treatment are connected to different flow path systems, respectively. 前記めっき前処理を、基板を前処理液に浸漬させて行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the plating pretreatment is performed by immersing the substrate in a pretreatment liquid. 前記めっき前処理完了後、基板を高速で回転させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の基板処理方法。   10. The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate is rotated at a high speed after the completion of the plating pretreatment. 前記めっき前処理を、少なくとも触媒金属イオンと、基板の表面を清浄化する機能を有する酸とを混合して調製した前処理液を使用して行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の基板処理方法。   The plating pre-treatment is performed using a pre-treatment liquid prepared by mixing at least a catalytic metal ion and an acid having a function of cleaning the surface of the substrate. A substrate processing method according to any one of the above. 前記リンス処理を、純水、または電解乃至水素ガスの溶解などの方法により還元性を高めた純水で基板の表面を洗浄して行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の基板処理方法。   12. The substrate according to claim 1, wherein the rinsing treatment is performed by cleaning the surface of the substrate with pure water or pure water whose reducibility is increased by a method such as electrolysis or dissolution of hydrogen gas. Substrate processing method. 前記リンス処理を、無電解めっき液を構成する１成分または複数成分を混合して調製した水溶液で基板の表面を洗浄して行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の基板処理方法。   The substrate according to any one of claims 1 to 12, wherein the rinsing process is performed by cleaning a surface of the substrate with an aqueous solution prepared by mixing one or more components constituting an electroless plating solution. Processing method. 前記めっき前処理及び前記リンス処理を、大気より酸素成分が少ない雰囲気で行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の基板処理方法。   14. The substrate processing method according to claim 1, wherein the pre-plating process and the rinsing process are performed in an atmosphere having an oxygen component smaller than that of the atmosphere. 前記無電解めっき処理を、大気より酸素成分が少ない雰囲気で行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to any one of claims 1 to 14, wherein the electroless plating is performed in an atmosphere having an oxygen component less than that of the atmosphere. 前記基板の後洗浄及び乾燥後に、前記合金膜の膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の基板処理方法。   16. The substrate processing method according to claim 1, wherein at least one of a film thickness and a film quality of the alloy film is measured after post-washing and drying the substrate. 前記前処理液及びそのリンス液の組成及び各成分の濃度、及び前処理液の温度を所定範囲内に維持することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の基板処理方法。   17. The substrate processing method according to claim 1, wherein the composition of the pretreatment liquid and the rinse liquid, the concentration of each component, and the temperature of the pretreatment liquid are maintained within predetermined ranges. 前記めっき前処理によって前記前処理液中に混入した不純物の濃度を測定し、この不純物が所定の濃度に達した時に該不純物を除去することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の基板処理方法。   18. The method according to claim 1, wherein a concentration of an impurity mixed in the pretreatment liquid by the plating pretreatment is measured, and the impurity is removed when the impurity reaches a predetermined concentration. Substrate processing method. 前記無電解めっき処理を、めっき液の温度、組成及び各成分の濃度を所定範囲内に維持し、所定の膜厚に対してめっき処理時間を制御して行うことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の基板処理方法。   4. The electroless plating process according to claim 1, wherein the temperature, composition, and concentration of each component of the plating solution are maintained within predetermined ranges, and the plating time is controlled for a predetermined film thickness. 19. The substrate processing method according to any one of 18. 金属部を有する基板の表面を前処理液に接触させて該表面全面を修飾するめっき前処理と、めっき前処理後の基板の表面に残った前処理液をリンスするリンス処理を行う前処理ユニットと、
前記めっき前処理後の基板の表面に無電解めっき処理を施して前記金属部の表面に合金膜を選択的に形成する無電解めっきユニットと、
前記無電解めっき処理後の基板を後洗浄し乾燥する後処理ユニットとを有することを特徴とする基板処理装置。 A pretreatment unit that performs plating pretreatment for bringing the surface of a substrate having a metal part into contact with a pretreatment liquid to modify the entire surface, and rinsing treatment for rinsing the pretreatment liquid remaining on the surface of the substrate after the plating pretreatment. When,
An electroless plating unit that performs an electroless plating process on the surface of the substrate after the plating pretreatment and selectively forms an alloy film on the surface of the metal part.
And a post-processing unit for post-cleaning and drying the substrate after the electroless plating. 前記めっき前処理は、前記基板の表面を清浄化すると同時に、前記金属部に触媒を付与して該金属部の表面を活性化させる処理であることを特徴とする請求項２０記載の基板処理装置。   21. The substrate processing apparatus according to claim 20, wherein the pre-plating process is a process of cleaning a surface of the substrate and simultaneously activating a surface of the metal part by applying a catalyst to the metal part. . 前記前処理ユニットは、前記めっき前処理に使用される前処理液と前記リンス処理に使用されるリンス液を基板処理後にそれぞれを分離する機能を有することを特徴とする請求項２０または２１記載の基板処理装置。   22. The pretreatment unit according to claim 20, wherein the pretreatment unit has a function of separating a pretreatment liquid used for the plating pretreatment and a rinsing liquid used for the rinsing treatment after the substrate treatment. Substrate processing equipment. 前記前処理ユニットは、前記めっき前処理によって前記前処理液中に混入した不純物の濃度を測定し、この不純物の濃度が所定の値に達したときに不純物を除去する液浄化機能を有する液浄化装置を含むことを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の基板処理装置。   The pretreatment unit measures a concentration of an impurity mixed into the pretreatment solution by the plating pretreatment, and has a liquid purification function of removing the impurity when the concentration of the impurity reaches a predetermined value. 23. The substrate processing apparatus according to claim 20, further comprising an apparatus. 前記後処理ユニットで乾燥処理された基板に形成された合金膜の、膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定する装置を有することを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれかに記載の基板処理装置。   24. The substrate processing apparatus according to claim 20, further comprising an apparatus for measuring at least one of a film thickness and a film quality of an alloy film formed on the substrate that has been dried by the post-processing unit. . 前記膜厚及び膜質の少なくとも一方を測定する装置の測定値を基に、めっき条件の変更または成膜の品質の判定を行うことを特徴とする請求項２４記載の基板処理装置。   25. The substrate processing apparatus according to claim 24, wherein a plating condition is changed or a quality of a film is determined based on a measurement value of an apparatus that measures at least one of the film thickness and the film quality. 前記前処理ユニット及び前記無電解めっきユニットは、同じ向きにした基板の表面を処理するように構成されていることを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれかに記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to any one of claims 20 to 25, wherein the pretreatment unit and the electroless plating unit are configured to treat the surfaces of the substrates having the same orientation. 前記前処理ユニットと前記無電解めっきユニットは、共通の基板保持ヘッドを有することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれかに記載の基板処理装置。   27. The substrate processing apparatus according to claim 20, wherein the pretreatment unit and the electroless plating unit have a common substrate holding head. 前記基板保持ヘッドは、基板の表面側の周縁部または裏面側の周縁部を同時に、または一方を選択的にシールできるように構成されていることを特徴とする請求項２０乃至２７のいずれかに記載の基板処理装置。   28. The substrate holding head according to claim 20, wherein the substrate holding head is configured to be able to simultaneously or selectively seal a peripheral edge on the front surface side or a peripheral edge on the back surface side of the substrate. The substrate processing apparatus according to any one of the preceding claims. 前記前処理ユニット及び前記めっき処理ユニットは、一部に開口を有し、内部の雰囲気を装置全体と独立に調整できる機能を有する密閉可能な筺体の内部に配置されていることを特徴とする請求項２０乃至２８のいずれかに記載の基板処理装置。   The said pre-processing unit and the said plating processing unit have an opening in a part, and are arrange | positioned inside the sealable housing | casing which has the function which can adjust the inside atmosphere independently of the whole apparatus. Item 29. The substrate processing apparatus according to any one of Items 20 to 28. 外部環境から光が透過しないように射光処理を施したハウジング内に収容したことを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれかに記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to any one of claims 20 to 29, wherein the substrate processing apparatus is housed in a housing that has been subjected to a light emitting process so that light does not transmit from an external environment.
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