JP2006009130A - Method and apparatus for processing substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for processing a substrate capable of reliably depositing a metal film by electroless plating on an exposed surface of a base metal such as interconnects, with increased throughput and without the formation of voids in the base metal. <P>SOLUTION: When depositing a metal film by the electroless plating on a surface of a substrate having a base metal, the surface of the substrate is cleaned with a cleaning solution comprising an aqueous solution of a carboxyl group-containing organic acid or its salt and a surfactant as an additive; the surface of the substrate after the cleaning is brought into contact with a processing solution comprising a mixture of the cleaning solution and a solution containing a catalyst metal ion, thereby applying the catalyst to the surface of the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板処理方法及び装置に係り、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保護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 apparatus, and in particular, a bottom surface and a side surface of an embedded wiring formed by embedding a conductor such as copper or silver in a fine concave portion for wiring provided on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer. Or a conductive film having a function of preventing the thermal diffusion of the wiring material into the interlayer insulating film or a function of improving the adhesion between the wiring and the interlayer insulating film on the exposed surface, or a protective film such as a magnetic film covering the wiring The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus used for forming a film 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、余分な金属を化学的機械研磨（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 formation 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, after embedding a metal such as copper or silver in a wiring groove or contact hole previously formed in an interlayer insulating film, excess metal is removed by chemical mechanical polishing (CMP) and planarized. 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、シリコンの窒化物などが一般に採用されていた。   Conventionally, this type of wiring, for example, copper wiring using copper as a wiring material, prevents thermal diffusion of the wiring (copper) to the interlayer insulating film and improves electromigration resistance in order to improve reliability. For preventing the oxidation of wiring (copper) in an oxidizing atmosphere when a semiconductor device having a multilayer wiring structure is formed by laminating an insulating film (oxide film) afterwards. Therefore, a method such as forming an antioxidant film is employed. Conventionally, a metal such as tantalum, titanium, or tungsten or a nitride thereof is generally employed as this type of barrier film, and a nitride of silicon or the like is generally employed as the antioxidant film.

これに変わるものとして、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、微細化に伴う書込み電流の増加を抑制するため、記録用配線の周囲をコバルト合金やニッケル合金等の磁性膜で覆うことが考えられている。このコバルト合金やニッケル合金等は、例えば無電解めっきによって得られる。   As an alternative to this, recently, a wiring protective film made of cobalt alloy, nickel alloy, etc., selectively covers the bottom and side surfaces of exposed wiring or the exposed surface to prevent thermal diffusion, electromigration and oxidation of the wiring. To be considered. In the nonvolatile magnetic memory, in order to suppress an increase in write current accompanying miniaturization, it is considered that the periphery of the recording wiring is covered with a magnetic film such as a cobalt alloy or a nickel alloy. This cobalt alloy, nickel alloy, or the like is obtained, for example, by electroless plating.

図１は、半導体装置における銅配線形成例を工程順に示すもので、先ず、図１（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上に、例えばＳｉＯ２からなる酸化膜やＬｏｗ−ｋ材膜等の絶縁膜（層間絶縁膜）２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術により、配線用の微細凹部としてのコンタクトホール３と配線溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてのシード層６をスパッタリング等により形成する。 FIG. 1 shows an example of copper wiring formation in a semiconductor device in the order of steps. First, as shown in FIG. 1A, on a conductive layer 1a on a semiconductor substrate 1 on which a semiconductor element is formed, for example, SiO. consisting of two oxide films and Low-k material film such as an insulating film (interlayer insulating film) 2 is deposited, the inside of the insulating film 2, for example by lithographic etching technique, contact holes 3 as fine recesses for wiring A wiring groove 4 is formed, a barrier layer 5 made of TaN or the like is formed thereon, and a seed layer 6 as a power feeding layer for electrolytic plating is formed thereon by sputtering or the like.

そして、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板Ｗのコンタクトホール３及び配線溝４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜２上に銅層７を堆積させる。その後、化学的機械研磨（ＣＭＰ）などにより、絶縁膜２上のバリア層５，シード層６及び銅層７を除去して、コンタクトホール３及び配線溝４内に充填させた銅層７の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部にシード層６と銅層７からなる配線（銅配線）８を形成する。   Then, as shown in FIG. 1B, copper is plated on the surface of the substrate W to fill the contact holes 3 and the wiring grooves 4 of the substrate W with copper, and the copper layer 7 on the insulating film 2. To deposit. Thereafter, the barrier layer 5, the seed layer 6 and the copper layer 7 on the insulating film 2 are removed by chemical mechanical polishing (CMP) or the like, and the surface of the copper layer 7 filled in the contact hole 3 and the wiring groove 4 is obtained. And the surface of the insulating film 2 are substantially flush. Thereby, as shown in FIG. 1C, a wiring (copper wiring) 8 composed of the seed layer 6 and the copper layer 7 is formed inside the insulating film 2.

次に、図１（ｄ）に示すように、基板Ｗの表面に無電解めっきを施して、配線８の表面に、例えばＣｏＷＰ合金からなる配線保護膜（蓋材）９を選択的に形成し、これによって、配線８の表面を配線保護膜９で覆って保護する。   Next, as shown in FIG. 1D, electroless plating is performed on the surface of the substrate W, and a wiring protective film (cover material) 9 made of, for example, a CoWP alloy is selectively formed on the surface of the wiring 8. Thus, the surface of the wiring 8 is covered and protected by the wiring protective film 9.

一般的な無電解めっきによって、このようなＣｏＷＰ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中に１分程度浸漬させて、絶縁膜２の表面に残った銅等のＣＭＰ残渣や配線上の酸化膜等を除去する。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ＰｄＳＯ４／Ｈ２ＳＯ４または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 process of selectively forming such a wiring protective film (covering material) 9 made of a CoWP 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 CMP treatment is immersed in, for example, dilute sulfuric acid at room temperature for about 1 minute, and a CMP residue such as copper remaining on the surface of the insulating film 2 or an oxide film on the wiring is removed. Remove. Then, after cleaning the surface of the substrate W with a cleaning liquid such as pure water, for example, the substrate W is immersed in a PdSO 4 / H 2 SO 4 or PdCl 2 / HCl mixed solution at room temperature for about 1 minute. The exposed surface of the wiring 8 is activated by attaching Pd as a catalyst to the surface of the wiring 8.

次に、基板Ｗの表面を純水等で洗浄（リンス）した後、例えば液温が８０℃のＣｏＷＰめっき液中に基板Ｗを１２０秒程度浸漬させて、活性化させた配線８の表面に選択的な無電解めっきを施し、しかる後、基板Ｗの表面を純水等の洗浄液で洗浄して乾燥する。これによって、配線８の露出表面に、ＣｏＷＰ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, for example, the substrate W is immersed in a CoWP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C. for about 120 seconds to activate the surface of the activated wiring 8. Selective electroless plating is performed, and then the surface of the substrate W is washed with a cleaning liquid such as pure water and dried. Thus, the wiring protection film 9 made of a CoWP alloy film is selectively formed on the exposed surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.

前述のＰｄ等の触媒付与は、原理的に配線（下地金属）のエッチングによって放出される電子（ｅ−）を反応の駆動力としており、一般的な「置換めっき」によって行われる。このため、触媒付与の際に、下地金属である配線の、特に脆弱な結晶粒界や配線とバリア層との界面が触媒処理液によって過剰にエッチングされ、この配線の過剰エッチングによって配線中にボイドが発生し、配線の信頼性の低下や配線抵抗の上昇を招く場合があった。 The above-described catalyst application such as Pd is performed by a general “substitution plating” in which electrons (e − ) emitted by etching of the wiring (underlying metal) are used as a driving force for the reaction. For this reason, when the catalyst is applied, the fragile crystal grain boundaries and the interface between the wiring and the barrier layer of the wiring as the base metal are excessively etched by the catalyst treatment liquid, and voids are formed in the wiring by the excessive etching of the wiring. May occur, leading to a decrease in wiring reliability and an increase in wiring resistance.

つまり、例えばＰｄＳＯ４／Ｈ２ＳＯ４混合溶液中に基板を浸漬させて、基板表面の、例えば銅からなる配線の表面に、触媒としてのＰｄを担持させたＰｄ触媒層を形成すると、下記の式（２），（３）に示すように、銅がエッチングされて電子が放出され、この電子を受けてＰｄ触媒層が形成される。このため、特に脆弱な銅の結晶粒界や配線とバリア層との界面に沿って、銅が過剰にエッチングされてしまう。
Ｃｕ→Ｃｕ２＋＋２ｅ− （２）
Ｐｄ２＋＋２ｅ−→Ｐｄ （３） That is, for example, when a substrate is immersed in a mixed solution of PdSO 4 / H 2 SO 4 to form a Pd catalyst layer supporting Pd as a catalyst on the surface of the substrate, for example, the surface of wiring made of copper, the following As shown in the equations (2) and (3), copper is etched to emit electrons, and a Pd catalyst layer is formed by receiving these electrons. For this reason, copper is excessively etched along particularly fragile copper crystal grain boundaries and the interface between the wiring and the barrier layer.
Cu → Cu 2+ + 2e − (2)
Pd 2+ + 2e − → Pd (3)

また、ＣＭＰ処理後から、配線の表面を配線保護膜で保護するまでの時間が長くなると、ＣＭＰ処理した後の配線の表面状態が変化し、無電解めっきに先だって行われる基板のめっき前処理に悪影響を与えてしまう。更に、ＣＭＰの後処理と無電解めっきの前処理とを異なる装置で別々に行うと、類似した工程を重複して行うこととなり、処理効率の低下に繋がってしまう。   In addition, if the time from the CMP process to the protection of the wiring surface with the wiring protective film becomes long, the surface state of the wiring after the CMP process changes, and the pre-plating process of the substrate performed before the electroless plating is performed. It will have an adverse effect. Further, if the post-processing of CMP and the pre-processing of electroless plating are separately performed with different apparatuses, similar steps are performed repeatedly, leading to a decrease in processing efficiency.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、例えば配線等の下地金属の内部にボイドを発生させることなく、下地金属の露出表面に無電解めっきによって金属膜を確実に形成でき、しかも、スループットを向上させることができるようにした基板処理方法及び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, and for example, a metal film can be reliably formed by electroless plating on the exposed surface of the base metal without generating voids in the base metal such as wiring, and the throughput. It is an object of the present invention to provide a substrate processing method and apparatus capable of improving the above.

請求項１に記載の発明は、下地金属を形成した基板の表面に無電解めっきにより金属膜を形成するに際し、基板の表面を、カルボキシル基を有する有機酸またはその塩の水溶液に界面活性剤を添加した洗浄液で洗浄し、洗浄後の基板の表面を、金属触媒イオンを含む溶液に前記洗浄液を混合した処理液に接触させて基板の表面に触媒を付与することを特徴とする基板処理方法である。   According to the first aspect of the present invention, when a metal film is formed by electroless plating on the surface of the substrate on which the base metal is formed, the surface of the substrate is coated with a surfactant in an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group or a salt thereof. In the substrate processing method, the substrate is cleaned with the added cleaning solution, and the surface of the substrate after cleaning is brought into contact with a processing solution in which the cleaning solution is mixed with a solution containing metal catalyst ions to impart a catalyst to the surface of the substrate. is there.

このように、例えばＰｄイオン等の金属触媒イオンの他に、キレート剤としてカルボキシル基を有する有機酸を含む処理液（触媒処理液）で触媒付与処理を行うことで、例えばＰｄイオンに比べてサイズが大きいＰｄ錯体を形成し、例えば配線を形成する銅の結晶粒界や配線とバリア層との間等の隙間にＰｄ錯体が入り難くして、特に脆弱な銅の結晶粒界や配線とバリア層との界面等に沿って銅等が局部的に過剰にエッチングされてしまうことを防止することができる。しかも、触媒付与に際して、例えば銅等の配線材料との錯体を形成し、その錯体を配線表面や銅の結晶粒界、配線とバリア層との間等の隙間に付着させることで、この錯体に保護膜の役割を果たさせることができる。これによって、銅等からなる配線の内部にボイドが発生することを防止して、配線抵抗の上昇を抑えることができる。   As described above, for example, in addition to metal catalyst ions such as Pd ions, the catalyst application treatment is performed with a treatment liquid (catalyst treatment liquid) containing an organic acid having a carboxyl group as a chelating agent. Pd complex having a large size is formed. For example, a copper crystal grain boundary forming a wiring or a gap between the wiring and the barrier layer does not easily enter the Pd complex. Copper or the like can be prevented from being excessively etched locally along the interface with the layer or the like. Moreover, when the catalyst is applied, for example, a complex with a wiring material such as copper is formed, and the complex is adhered to the wiring surface, a crystal grain boundary of copper, a gap between the wiring and the barrier layer, etc. The role of a protective film can be played. As a result, voids can be prevented from occurring inside the wiring made of copper or the like, and an increase in wiring resistance can be suppressed.

また、金属触媒イオンの他に、カルボキシル基を有する有機酸（キレート剤）と界面活性剤を含有することで、処理液（触媒処理液）の性状を安定させて、処理液の循環させた使用が可能となる。つまり、前述のように、例えばキレート剤で安定なＰｄ錯体を形成し、しかも、界面活性剤でＰｄ錯体間の表面張力を小さく抑えて、Ｐｄ錯体が互い合体する確率を低くして、Ｐｄ錯体が互いに合体し微粒子になって沈殿したり、絶縁膜等に付着したりすることを抑えることができる。更に、界面活性剤で処理液の表面張力を減らし、例えばＰｄ錯体が配線表面に接近するチャンスを増やして、銅からなる配線表面にＰｄを有効に置換させることができる。   In addition to metal catalyst ions, containing organic acid (chelating agent) having a carboxyl group and a surfactant stabilizes the properties of the treatment liquid (catalyst treatment liquid) and circulates the treatment liquid. Is possible. That is, as described above, for example, a stable Pd complex is formed with a chelating agent, and the surface tension between the Pd complexes is suppressed with a surfactant to reduce the probability that the Pd complexes are combined with each other. Can be prevented from being combined with each other to form fine particles and deposited on an insulating film or the like. Further, the surface tension of the treatment liquid can be reduced with a surfactant, and for example, the chance of the Pd complex to approach the wiring surface can be increased, and Pd can be effectively substituted on the wiring surface made of copper.

請求項２に記載の発明は、前記下地金属は、基板の表面に設けた凹部内に埋込んだ配線材料の表面をＣＭＰで平坦化して形成した埋込み配線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。
これにより、埋込み配線の露出表面に、配線抵抗の上昇を抑えつつ、金属膜（配線保護膜）を選択的に形成して該配線を保護することができる。 According to a second aspect of the present invention, the base metal is a buried wiring formed by planarizing a surface of a wiring material embedded in a recess provided on a surface of a substrate by CMP. It is a substrate processing method of description.
As a result, a metal film (wiring protective film) can be selectively formed on the exposed surface of the embedded wiring while suppressing an increase in wiring resistance, thereby protecting the wiring.

請求項３に記載の発明は、前記金属触媒イオンはパラジウムイオンで、金属触媒イオンを含む溶液は、パラジウム塩を無機酸または有機酸の水溶液に溶かしたものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理方法である。
金属触媒イオンとしては、Ｓｎイオン、Ａｇイオン、Ｐｔイオン等、様々な物質があるが、反応速度、その他制御のし易さ等から、Ｐｄイオンを使用することが好ましい。 The invention according to claim 3 is characterized in that the metal catalyst ions are palladium ions, and the solution containing the metal catalyst ions is obtained by dissolving a palladium salt in an aqueous solution of an inorganic acid or an organic acid. Or it is a substrate processing method of 2.
As the metal catalyst ions, there are various substances such as Sn ions, Ag ions, Pt ions, etc., but it is preferable to use Pd ions from the viewpoint of reaction rate and other ease of control.

触媒を付与する方式としては、例えば（１）処理槽内に保持した処理液中に基板を浸漬させる、（２）基板を回転させながら、スプレーノズルから加圧した処理液を基板に向けて噴射する、（３）表面（被処理面）を上向きして保持した基板を回転させながら、ノズルから処理液を基板に向けて噴射する、（４）例えば、基板上方に配置したノズルから処理液を供給したり、ロール内部から処理液を染み出させたりして、処理液で濡らした基板を回転させながら、多孔質材からなるロールを基板表面に接触させる、（５）処理槽内に流動させながら保持した処理液中に基板を浸漬させる等、任意の方式が採用される。   For example, (1) the substrate is immersed in the processing liquid held in the processing tank, and (2) the processing liquid pressurized from the spray nozzle is sprayed toward the substrate while rotating the substrate. (3) While rotating the substrate holding the surface (surface to be processed) facing upward, the processing liquid is ejected from the nozzle toward the substrate. (4) For example, the processing liquid is ejected from the nozzle disposed above the substrate. Supply or let the processing liquid ooze out from the inside of the roll, and rotate the substrate wetted with the processing liquid while bringing the roll made of a porous material into contact with the substrate surface. (5) Flow into the processing tank However, an arbitrary method such as immersing the substrate in the retained processing solution is adopted.

請求項４に記載の発明は、前記カルボキシル基を有する有機酸は、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸またはフタル酸、またはこれらの有機塩であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, the organic acid having a carboxyl group is citric acid, oxalic acid, malic acid, maleic acid, tartaric acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid or 4. The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate processing method is phthalic acid or an organic salt thereof.

請求項５に記載の発明は、前記洗浄液は、カルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を更に有す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。   The invention according to claim 5 is the substrate processing method according to claim 1, wherein the cleaning liquid further includes a second chelating agent having a group other than a carboxyl group.

請求項６に記載の発明は、前記第２キレート剤は、アミノポリカルボン酸類、ホスホン酸類、縮合リン酸類、ジケトン類、アミン類、ハロゲン化物イオン、シアン化物イオン、チオシアン酸イオン、チオ硫酸イオン及びアンモニウムイオンの少なくとも１種からなることを特徴とする請求項５記載の基板処理方法である。   The invention according to claim 6 is characterized in that the second chelating agent comprises aminopolycarboxylic acids, phosphonic acids, condensed phosphoric acids, diketones, amines, halide ions, cyanide ions, thiocyanate ions, thiosulfate ions and 6. The substrate processing method according to claim 5, comprising at least one kind of ammonium ion.

請求項７に記載の発明は、前記第２キレート剤は、ポリアミノカルボン酸類またはメチレンホスホン酸類、またはそれらのアンモニウム塩であることを特徴とする請求項５記載の基板処理方法である。
ポリアミノカルボン酸類としては、ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トランス−１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）またはＮ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリ酢酸（ＥＤＴＡ−ＯＨ）、またはこれらを含む化合物が挙げられる。
メチレンホスホン酸類としては、エチレンジアミンテトラキスまたはこれらを含む化合物が挙げられる。 The invention according to claim 7 is the substrate processing method according to claim 5, wherein the second chelating agent is polyaminocarboxylic acid or methylenephosphonic acid, or ammonium salt thereof.
Polyaminocarboxylic acids include nitrilotriacetic acid (NTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA) or N- (2-hydroxyethyl) ethylenediamine- N, N ′, N′-triacetic acid (EDTA-OH) or a compound containing these may be used.
Examples of methylenephosphonic acids include ethylenediaminetetrakis or compounds containing these.

請求項８に記載の発明は、前記界面活性剤は、イオン性長鎖アルキルエステル系の界面活性剤からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理方法である。
その他の界面活性剤としては、硫酸エステル、例えばC9H19PhO(CH2CH2O)4SO3H、C12H25O(CH2CH2O)2SO3H、C12H25O(CH2CH2O)4SO3Hまたはこれらのアンモニウム塩、硫酸エステル第一、第二、もしくは第三アミン塩、例えばC8H17N(CH3)3Br、C12H25N(CH3)2Brが挙げられる。 The invention according to claim 8 is the substrate processing method according to any one of claims 1 to 7, wherein the surfactant comprises an ionic long-chain alkyl ester surfactant.
Other surfactants include sulfate esters such as C 9 H 19 PhO (CH 2 CH 2 O) 4 SO 3 H, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 2 SO 3 H, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 4 SO 3 H or ammonium salts thereof, sulfate ester primary, secondary, or tertiary amine salts such as C 8 H 17 N (CH 3 ) 3 Br, C 12 H 25 N (CH 3 ) 2 Br is mentioned.

請求項９に記載の発明は、金属触媒イオンを含む溶液に、カルボキシル基を有する有機酸及び界面活性剤を添加したことを特徴とする触媒処理液である。
請求項１０に記載の発明は、前記金属触媒イオンはパラジウムイオンで、金属触媒イオンを含む溶液は、パラジウム塩を無機酸または有機酸の水溶液に溶かしたものであることを特徴とする請求項９記載の触媒処理液である。 The invention according to claim 9 is a catalyst treatment liquid, wherein an organic acid having a carboxyl group and a surfactant are added to a solution containing metal catalyst ions.
The invention according to claim 10 is characterized in that the metal catalyst ions are palladium ions, and the solution containing the metal catalyst ions is obtained by dissolving a palladium salt in an aqueous solution of an inorganic acid or an organic acid. The catalyst treatment liquid described.

請求項１１に記載の発明は、前記カルボキシル基を有する有機酸は、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸またはフタル酸、またはこれらの有機塩であることを特徴とする請求項９または１０記載の触媒処理液である。
請求項１２に記載の発明は、カルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を更に有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の触媒処理液である。 In the invention described in claim 11, the organic acid having a carboxyl group is citric acid, oxalic acid, malic acid, maleic acid, tartaric acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid or The catalyst treatment liquid according to claim 9 or 10, which is phthalic acid or an organic salt thereof.
The invention according to claim 12 is the catalyst treatment liquid according to any one of claims 9 to 11, further comprising a second chelating agent having a group other than a carboxyl group.

請求項１３に記載の発明は、前記第２キレート剤は、アミノポリカルボン酸類、ホスホン酸類、縮合リン酸類、ジケトン類、アミン類、ハロゲン化物イオン、シアン化物イオン、チオシアン酸イオン、チオ硫酸イオン及びアンモニウムイオンの少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１２記載の触媒処理液である。
請求項１４に記載の発明は、前記第２キレート剤は、ポリアミノカルボン酸類またはメチレンホスホン酸類、またはそれらのアンモニウム塩であることを特徴とする請求項１２記載の触媒処理液である。 The invention according to claim 13 is characterized in that the second chelating agent comprises aminopolycarboxylic acids, phosphonic acids, condensed phosphoric acids, diketones, amines, halide ions, cyanide ions, thiocyanate ions, thiosulfate ions and The catalyst treatment liquid according to claim 12, comprising at least one ammonium ion.
The invention according to claim 14 is the catalyst treatment liquid according to claim 12, wherein the second chelating agent is polyaminocarboxylic acid or methylenephosphonic acid, or ammonium salt thereof.

請求項１５に記載の発明は、前記界面活性剤は、イオン性長鎖アルキルエステル系の界面活性剤からなることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の触媒処理液である。
請求項１６に記載の発明は、酸性であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の触媒処理液である。 The invention according to claim 15 is the catalyst treatment liquid according to any one of claims 9 to 14, wherein the surfactant comprises an ionic long-chain alkyl ester surfactant.
The invention described in claim 16 is the catalyst treatment liquid according to any one of claims 9 to 15, which is acidic.

請求項１７に記載の発明は、下地金属を形成した基板の表面を、カルボキシル基を有する有機酸の水溶液に界面活性剤を添加した洗浄液で洗浄する洗浄ユニットと、洗浄後の基板の表面を、金属触媒イオンを含む溶液に前記洗浄液を混合した処理液に接触させて基板の表面に触媒を付与する触媒付与ユニットと、洗浄後の基板の表面に金属膜を形成する無電解めっきユニットと、めっき処理後基板を洗浄および乾燥するユニット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 17 is a cleaning unit for cleaning the surface of the substrate on which the base metal is formed with a cleaning solution in which a surfactant is added to an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group, and the surface of the substrate after cleaning. A catalyst application unit that applies a catalyst to the surface of the substrate by bringing the cleaning solution into contact with a solution containing the metal catalyst ions, a electroless plating unit that forms a metal film on the surface of the substrate after cleaning, and plating A substrate processing apparatus having a unit for cleaning and drying a substrate after processing.

請求項１８に記載の発明は、基板の表面に設けた凹部内に埋込んだ配線材料の表面を研磨し平坦化するＣＭＰユニットを更に有することを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置である。
このように、ＣＭＰユニット、触媒付与ユニット及びと無電解めっきユニットを同一の装置フレーム内に設置することで、各プロセスステップ間での配線等を形成する金属膜の膜質の管理を容易に行って、綜合的にスループットを向上させ、しかもフットプリントをより小さく抑えることができる。 The invention described in claim 18 further comprises a CMP unit for polishing and flattening the surface of the wiring material embedded in the recess provided in the surface of the substrate. is there.
As described above, by installing the CMP unit, the catalyst applying unit, and the electroless plating unit in the same apparatus frame, it is possible to easily manage the film quality of the metal film that forms the wiring between the process steps. In general, the throughput can be improved and the footprint can be further reduced.

請求項１９に記載の発明は、前記洗浄ユニット及び触媒付与ユニットを一つのユニットに統合したことを特徴とする請求項１７または１８記載の基板処理装置である。
洗浄ユニットで洗浄に使用する洗浄液を、触媒付与ユニットで触媒付与に使用する処理液の一つの主成分とすることで、クロスコンタミネーションの懸念を生じさせることなく、洗浄ユニットと触媒付与ユニットを一つのユニットに統合することができる。この統合したユニットを、例えばＣＭＰユニットと無電解めっきユニットを内部に設置した装置フレーム内に設置することで、ＣＭＰ後の後処理（洗浄）を行う後処理ユニット（洗浄ユニット）を省くことができる。また、この統合したユニットを、例えばＣＭＰ装置内に設置することで、無電解めっき装置内にめっき工程以後のユニットのみを設置するようにすることができる。 The invention according to claim 19 is the substrate processing apparatus according to claim 17 or 18, wherein the cleaning unit and the catalyst applying unit are integrated into one unit.
By using the cleaning liquid used for cleaning in the cleaning unit as one of the main components of the processing liquid used for applying the catalyst in the catalyst applying unit, the cleaning unit and the catalyst applying unit can be combined without causing the concern of cross-contamination. Can be integrated into one unit. By installing the integrated unit in, for example, an apparatus frame in which a CMP unit and an electroless plating unit are installed, a post-processing unit (cleaning unit) that performs post-processing (cleaning) after CMP can be omitted. . Further, by installing this integrated unit in, for example, a CMP apparatus, only the unit after the plating process can be installed in the electroless plating apparatus.

本発明によれば、例えば特に脆弱な結晶粒界や配線とバリア層の界面等に沿って銅等が局部的に過剰にエッチングされてしまうことを防止して、配線（下地金属）の露出表面に金属膜（配線保護膜）を無電解めっきで確実に形成することができる。これによって、例えば、埋込み配線構造を有する半導体装置の配線の表面を、配線の信頼性の低下や配線の抵抗の増加を招くことなく、配線保護膜で選択的に覆って保護することができる。   According to the present invention, for example, copper or the like is prevented from being excessively etched along a fragile crystal grain boundary or an interface between the wiring and the barrier layer, and the exposed surface of the wiring (underlying metal). A metal film (wiring protective film) can be reliably formed by electroless plating. Thereby, for example, the surface of the wiring of the semiconductor device having the embedded wiring structure can be selectively covered and protected by the wiring protective film without causing a decrease in wiring reliability or an increase in wiring resistance.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の例では、図１に示すように、金属下地としての配線８の露出表面を、ＣｏＷＰ合金からなる配線保護膜（蓋材）９で選択的に覆って、配線（金属下地）８を配線保護膜（合金膜）９で保護するようにした例を示す。なお、例えば銅や銀の表面に、Ｃｏ合金膜やＮｉ合金膜等の金属膜（めっき膜）を成膜して、銅や銀等の表面を金属膜で被覆するようにした例に適用してもよいことは勿論である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following example, as shown in FIG. 1, the exposed surface of the wiring 8 as a metal base is selectively covered with a wiring protective film (cover material) 9 made of a CoWP alloy, and the wiring (metal base) 8 is covered. An example is shown in which a wiring protective film (alloy film) 9 is protected. For example, it is applied to an example in which a metal film (plating film) such as a Co alloy film or a Ni alloy film is formed on the surface of copper or silver and the surface of copper or silver is covered with the metal film. Of course, it may be.

図２は、本発明の実施の形態における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、図１（ｃ）の状態にあたる、表面に銅等からなる配線（下地金属）８を形成した半導体装置等の基板Ｗを収容した基板カセットを載置収容するロード・アンロードユニット１０が備えられている。そして、排気系統を備えた矩形状の装置フレーム１２の内部に、基板Ｗの表面を洗浄（ＣＭＰ後洗浄またはめっき前洗浄）する洗浄ユニットと、洗浄後の基板表面に、例えばＰｄ等の触媒を付与する触媒付与ユニットとを一つのユニットに統合した２基の統合ユニット（洗浄兼触媒付与ユニット）１４が配置されている。   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 containing a substrate W such as a semiconductor device in which wiring (underlying metal) 8 made of copper or the like is formed on the surface, which corresponds to the state of FIG. A load / unload unit 10 for mounting and housing is provided. A cleaning unit that cleans the surface of the substrate W (post-CMP cleaning or pre-plating cleaning) inside the rectangular device frame 12 having an exhaust system, and a catalyst such as Pd on the cleaned substrate surface. Two integrated units (cleaning / catalyst applying units) 14 in which the catalyst applying units to be applied are integrated into one unit are arranged.

装置フレーム１２の内部には、基板Ｗの表面（被処理面）に無電解めっきを行う２基の無電解めっきユニット１６、無電解めっき処理によって配線８の表面に形成された配線保護膜（合金膜）９（図１（ｄ）参照）の選択性を向上させるため、基板Ｗのめっき後処理を行うめっき後処理ユニット１８、後処理後の基板Ｗを乾燥させる乾燥ユニット２０及び仮置台２２が配置されている。更に、装置フレーム１２の内部には、ロード・アンロードユニット１０に搭載された基板カセットと仮置台２２との間で基板Ｗの受渡し行う第１基板搬送ロボット２４と、仮置台２２と各ユニット１４，１６，１８，２０との間で基板の受渡しを行う第２基板搬送ロボット２６が、それぞれ走行自在に配置されている。   Inside the apparatus frame 12 are two electroless plating units 16 for performing electroless plating on the surface (surface to be processed) of the substrate W, and a wiring protective film (alloy) formed on the surface of the wiring 8 by the electroless plating process. In order to improve the selectivity of the film 9 (see FIG. 1D), a post-plating processing unit 18 for performing post-plating processing of the substrate W, a drying unit 20 for drying the post-processed substrate W, and a temporary table 22 are provided. Has been placed. Further, in the apparatus frame 12, a first substrate transfer robot 24 for transferring the substrate W between the substrate cassette mounted on the load / unload unit 10 and the temporary table 22, the temporary table 22 and each unit 14. , 16, 18, and 20, second substrate transfer robots 26 that transfer substrates are disposed so as to be able to run.

次に、この基板処理装置による一連の基板処理（無電解めっき処理）について、図３を参照して説明する。
先ず、図１（ｃ）に示す、表面に配線８を形成し乾燥させた基板Ｗを、該基板Ｗの表面を上向き（フェースアップ）で収納してロード・アンロードユニット１０に搭載した基板カセットから、１枚の基板Ｗを第１基板搬送ロボット２４で取出し、仮置台２２に搬送してこの上に置く。そして、仮置台２２上の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で統合ユニット１４に搬送する。この統合ユニット１４では、基板Ｗをフェースダウンで保持して、この表面に、先ず、基板のめっき前処理としての洗浄液（薬品）による洗浄処理を行う。 Next, a series of substrate processing (electroless plating processing) by this substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 1C, a substrate cassette in which wiring 8 is formed on the surface and dried, is stored in the load / unload unit 10 with the surface of the substrate W facing upward (face up). Then, one substrate W is taken out by the first substrate transfer robot 24, transferred to the temporary table 22, and placed on this. Then, the substrate W on the temporary table 22 is transferred to the integrated unit 14 by the second substrate transfer robot 26. In the integrated unit 14, the substrate W is held face down, and the surface is first subjected to a cleaning process using a cleaning liquid (chemical) as a pre-plating process for the substrate.

この洗浄液として、カルボキシル基を有する有機酸（第１キレート剤）の水溶液に、界面活性剤と、必要に応じてカルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を添加したものを使用する。
このカルボキシル基を有する有機酸（第１キレート剤）としては、例えばクエン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸またはフタル酸、またはこれらの有機塩が挙げられる。 As this cleaning solution, a solution obtained by adding a surfactant and, if necessary, a second chelating agent having a group other than a carboxyl group to an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group (first chelating agent) is used.
Examples of the organic acid having the carboxyl group (first chelating agent) include citric acid, oxalic acid, malic acid, maleic acid, tartaric acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid or phthalic acid. Examples thereof include acids or organic salts thereof.

第２キレート剤としては、例えばアミノポリカルボン酸類、ホスホン酸類、縮合リン酸類、ジケトン類、アミン類、ハロゲン化物イオン、シアン化物イオン、チオシアン酸イオン、チオ硫酸イオンまたはアンモニウムイオンが挙げられる。
この第２キレート剤は、ポリアミノカルボン酸類またはメチレンホスホン酸類、またはそれらのアンモニウム塩であってもよい。ポリアミノカルボン酸類としては、ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トランス−１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸（ＣｙＤＴＡ）またはＮ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリ酢酸（ＥＤＴＡ−ＯＨ）、またはこれらを含む化合物が挙げられる。メチレンホスホン酸類としては、エチレンジアミンテトラキスまたはこれらを含む化合物が挙げられる。 Examples of the second chelating agent include aminopolycarboxylic acids, phosphonic acids, condensed phosphoric acids, diketones, amines, halide ions, cyanide ions, thiocyanate ions, thiosulfate ions, or ammonium ions.
The second chelating agent may be polyaminocarboxylic acids or methylene phosphonic acids, or ammonium salts thereof. Polyaminocarboxylic acids include nitrilotriacetic acid (NTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA) or N- (2-hydroxyethyl) ethylenediamine- N, N ′, N′-triacetic acid (EDTA-OH) or a compound containing these may be used. Examples of methylenephosphonic acids include ethylenediaminetetrakis or compounds containing these.

界面活性剤は、イオン性長鎖アルキルエステル系の界面活性剤からなることが好ましい。その他の界面活性剤としては、硫酸エステル、例えばC9H19PhO(CH2CH2O)4SO3H、C12H25O(CH2CH2O)2SO3H、C12H25O(CH2CH2O)4SO3Hまたはこれらのアンモニウム塩、硫酸エステル第一、第二、もしくは第三アミン塩、例えばC8H17N(CH3)3Br、C12H25N(CH3)2Brが挙げられる。 The surfactant is preferably composed of an ionic long-chain alkyl ester surfactant. Other surfactants include sulfate esters such as C 9 H 19 PhO (CH 2 CH 2 O) 4 SO 3 H, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 2 SO 3 H, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 4 SO 3 H or ammonium salts thereof, sulfate ester primary, secondary, or tertiary amine salts such as C 8 H 17 N (CH 3 ) 3 Br, C 12 H 25 N (CH 3 ) 2 Br is mentioned.

この洗浄液を、例えば１分間、基板Ｗの表面に向けて噴射し、配線８上の酸化物等をエッチング除去して配線８の表面を活性化させ、同時に基板Ｗの表面に残ったＣＭＰ残渣を除去し、しかる後、基板Ｗの表面に残った洗浄液を、必要に応じて純水等のリンス液でリンス（洗浄）する。   This cleaning liquid is sprayed toward the surface of the substrate W, for example, for 1 minute, and oxides and the like on the wiring 8 are removed by etching to activate the surface of the wiring 8. At the same time, the CMP residue remaining on the surface of the substrate W is removed. After removal, the cleaning liquid remaining on the surface of the substrate W is rinsed (cleaned) with a rinse liquid such as pure water as necessary.

次に、統合ユニット１４で基板Ｗをフェースダウンで保持したまま、この表面にＰｄ等の触媒を付与する触媒付与処理を連続して行う。つまり、金属触媒イオンを含む溶液、例えば、触媒金属供給源としてのＰｄＳＯ４を、Ｈ２ＳＯ４等の無機酸の水溶液に溶かした溶液に、前述の洗浄に使用した洗浄液を混合して調整した処理液（触媒処理液）を、例えば１分間、基板Ｗの表面に向けて噴射し、これにより、配線８の表面に触媒としてのＰｄを付与する。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の表面配線の露出表面を活性化させる。しかる後、基板Ｗの表面に残った処理液を純水等のリンス液でリンス（洗浄）する。 Next, with the integrated unit 14 holding the substrate W face down, a catalyst applying process for applying a catalyst such as Pd to the surface is continuously performed. In other words, a solution containing metal catalyst ions, for example, a solution obtained by dissolving PdSO 4 as a catalyst metal supply source in an aqueous solution of an inorganic acid such as H 2 SO 4 was mixed with the cleaning solution used for the above-described cleaning. A treatment liquid (catalyst treatment liquid) is sprayed toward the surface of the substrate W, for example, for 1 minute, thereby imparting Pd as a catalyst to the surface of the wiring 8. That is, Pd nuclei as catalyst nuclei (seeds) are formed on the surface of the wiring 8 to activate the exposed surface of the surface wiring of the wiring 8. Thereafter, the treatment liquid remaining on the surface of the substrate W is rinsed (washed) with a rinse liquid such as pure water.

このように、基板に触媒を付与する処理液として、金属触媒イオンの他に、カルボキシル基を有する有機酸（第１キレート剤）、界面活性剤及び必要に応じてカルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を添加した洗浄液を混合したものを使用することで、例えばＰｄイオンに比べてサイズが大きく、例えば図１（ｃ）に示す、配線８を形成する銅の結晶粒界や配線８とバリア層５との間等の隙間に入りにくいＰｄ錯体を形成することができる。これによって、特に脆弱な配線８を形成する銅の結晶粒界や配線８とバリア層５との界面に沿って銅等が局部的に過剰にエッチングされてしまうことを防止することができる。しかも、触媒付与に際して、例えば銅等の配線材料との錯体（銅錯体）を形成し、その錯体を配線８の表面や銅の結晶粒界、配線８とバリア層５との間等の隙間に付着させることで、この銅錯体に保護膜の役割を果たさせることができる。これによって、銅等からなる配線８の内部にボイドが発生することを防止して、配線抵抗の上昇を抑えることができる。   As described above, as a treatment liquid for imparting a catalyst to the substrate, in addition to the metal catalyst ion, an organic acid having a carboxyl group (first chelating agent), a surfactant, and a second group having a group other than the carboxyl group as necessary. 2 By using a mixture of cleaning solutions to which a chelating agent is added, for example, the size is larger than that of Pd ions. For example, as shown in FIG. A Pd complex that does not easily enter a gap such as between the barrier layer 5 can be formed. As a result, it is possible to prevent copper or the like from being locally etched excessively along the crystal grain boundaries of copper forming the fragile wiring 8 or the interface between the wiring 8 and the barrier layer 5. In addition, when the catalyst is applied, for example, a complex (copper complex) with a wiring material such as copper is formed, and the complex is formed on the surface of the wiring 8, the crystal grain boundary of copper, the gap between the wiring 8 and the barrier layer 5, or the like. By making it adhere, this copper complex can play the role of a protective film. As a result, voids can be prevented from occurring inside the wiring 8 made of copper or the like, and an increase in wiring resistance can be suppressed.

また、処理液（触媒処理液）の性状を安定させて、処理液の循環させた使用が可能となる。つまり、前述のように、例えばキレート剤で安定なＰｄ錯体を形成し、しかも、界面活性剤でＰｄ錯体間の表面張力を小さく抑えて、Ｐｄ錯体が互い合体する確率を低くして、Ｐｄ錯体が互いに合体し微粒子になって沈殿したり、絶縁膜等に付着したりすることを抑えることができる。更に、界面活性剤で処理液の表面張力を減らし、例えばＰｄ錯体が配線８の表面に接近するチャンスを増やして、銅からなる配線８の表面にＰｄを有効に置換させることができる。   Further, the properties of the treatment liquid (catalyst treatment liquid) can be stabilized and the treatment liquid can be used in a circulated manner. That is, as described above, for example, a stable Pd complex is formed with a chelating agent, and the surface tension between the Pd complexes is suppressed with a surfactant to reduce the probability that the Pd complexes are combined with each other. Can be prevented from being combined with each other to form fine particles and deposited on an insulating film or the like. Further, the surface tension of the treatment liquid can be reduced with a surfactant, and for example, the chance of the Pd complex to approach the surface of the wiring 8 can be increased, and Pd can be effectively substituted on the surface of the wiring 8 made of copper.

触媒金属イオンとしては、この例におけるＰｄイオンの他に、Ｓｎイオン、Ａｇイオン、Ｐｔイオン、Ａｕイオン、Ｃｕイオン、ＣｏイオンまたはＮｉイオン等が使用される。反応速度、その他制御のし易さなどの点からＰｄイオンを使うことが特に好ましい。また、金属触媒イオンを溶かす水溶液としては、この例におけるＨ２ＳＯ４の他に、ＨＣｌ、ＨＮＯ３またはＨＦ等の無機酸や、カルボン酸やアルカンスルホン酸等の有機酸が使用される。 As the catalytic metal ion, Sn ion, Ag ion, Pt ion, Au ion, Cu ion, Co ion, Ni ion or the like is used in addition to the Pd ion in this example. It is particularly preferable to use Pd ions from the viewpoint of reaction rate and other ease of control. As the aqueous solution for dissolving the metal catalyst ions, in addition to H 2 SO 4 in this example, inorganic acids such as HCl, HNO 3 or HF, and organic acids such as carboxylic acid and alkanesulfonic acid are used.

そして、この触媒を付与した基板Ｗの表面を純水などのリンス液でリンス（洗浄）した後、基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で無電解めっきユニット１６に搬送し、ここでこ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ＣｏＷＰめっき液に基板Ｗの表面を、例えば１２０秒程度接液させて、触媒としてのＰｄを担持させた配線８の表面に選択的な無電解めっき（無電解ＣｏＷＰ蓋めっき）を施して、配線保護膜（蓋材）９を選択的に形成する。このめっき液の組成は、例えば以下の通りである。   Then, after rinsing (cleaning) the surface of the substrate W provided with the catalyst with a rinsing liquid such as pure water, the substrate W is transported to the electroless plating unit 16 by the second substrate transport robot 26, where Apply electroless plating. That is, for example, the surface of the substrate W is contacted with a CoWP plating solution having a liquid temperature of 80 ° C. for about 120 seconds, for example, and the surface of the wiring 8 supporting Pd as a catalyst is selectively electroless plated (no The wiring protective film (lid material) 9 is selectively formed by applying electrolytic CoWP lid plating). The composition of this plating solution is, for example, as follows.

・ＣｏＳＯ４・７Ｈ２Ｏ：２３ｇ／Ｌ
・Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７・２Ｈ２Ｏ：１４５ｇ／Ｌ
・（ＮＨ４）２ＳＯ４：３１ｇ／Ｌ
・ＮａＨ２ＰＯ２・Ｈ２Ｏ：１８ｇ／Ｌ
・Ｎａ２ＷＯ４・２Ｈ２Ｏ：１０ｇ／Ｌ
・ｐＨ：８．８（ＮａＯＨ水溶液で調整） ・ CoSO 4 · 7H 2 O: 23 g / L
· Na 3 C 6 H 5 O 7 · 2H 2 O: 145g / L
・ (NH 4 ) 2 SO 4 : 31 g / L
· NaH 2 PO 2 · H 2 O: 18g / L
・ Na 2 WO 4 · 2H 2 O: 10 g / L
・ PH: 8.8 (adjusted with NaOH aqueous solution)

そして、基板Ｗをめっき液から引き上げた後、ｐＨが６〜７.５の中性液からなる停止液を基板Ｗの表面に接触させて、無電解めっき処理を停止させる。これにより、基板Ｗをめっき液から引き上げた直後にめっき反応を迅速に停止させて、めっき膜にめっきむらが発生することを防止する。この処理時間は、例えば１〜５秒であることが好ましく、この停止液としては、純水、水素ガス溶解水、または電解カソード水が挙げられる。   And after raising the board | substrate W from a plating solution, the stop liquid which consists of neutral liquid with pH 6-7.5 is made to contact the surface of the board | substrate W, and an electroless-plating process is stopped. Accordingly, immediately after the substrate W is lifted from the plating solution, the plating reaction is quickly stopped to prevent plating unevenness from occurring in the plating film. The treatment time is preferably 1 to 5 seconds, for example, and examples of the stop solution include pure water, hydrogen gas-dissolved water, and electrolytic cathode water.

しかる後、基板の表面に残っためっき液を純水等のリンス液でリンス（洗浄）する。これによって、配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる配線保護膜９を選択的に形成して配線８を保護する。   Thereafter, the plating solution remaining on the surface of the substrate is rinsed (washed) with a rinse solution such as pure water. As a result, a wiring protective film 9 made of a CoWP alloy film is selectively formed on the surface of the wiring 8 to protect the wiring 8.

次に、この無電解めっき処理後の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６でめっき後処理ユニット１８に搬送し、ここで、基板Ｗの表面に形成された配線保護膜（金属膜）９の選択性を向上させて歩留りを高めるためのめっき後処理（後洗浄）を施す。つまり、基板Ｗの表面に、例えばロールスクラブ洗浄やペンシル洗浄による物理的な力を加えつつ、めっき後処理液（薬液）を基板Ｗの表面に供給し、これにより、層間絶縁膜２上に残っている金属微粒子等のめっき残留物を完全に除去して、めっきの選択性を向上させる。   Next, the substrate W after the electroless plating process is transported to the post-plating processing unit 18 by the second substrate transport robot 26, where the wiring protection film (metal film) 9 formed on the surface of the substrate W is selected. A post-plating treatment (post-cleaning) is performed to improve the yield and increase the yield. In other words, a post-plating processing solution (chemical solution) is supplied to the surface of the substrate W while applying a physical force by, for example, roll scrub cleaning or pencil cleaning to the surface of the substrate W, thereby remaining on the interlayer insulating film 2. The plating residue such as metal fine particles is completely removed to improve the plating selectivity.

そして、このめっき後処理後の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で乾燥ユニット２０に搬送し、ここで必要に応じてリンス処理を行い、しかる後、基板Ｗを高速で回転させてスピン乾燥させる。
このスピン乾燥後の基板Ｗを、第２基板搬送ロボット２６で仮置台２２の上に置き、この仮置台２２の上に置かれた基板を、第１基板搬送ロボット２４でロード・アンロードユニット１０に搭載された基板カセットに戻す。 Then, the substrate W after the post-plating treatment is transported to the drying unit 20 by the second substrate transport robot 26, where rinsing is performed as necessary, and then the substrate W is rotated at a high speed to be spin-dried. .
The substrate W after the spin drying is placed on the temporary table 22 by the second substrate transport robot 26, and the substrate placed on the temporary table 22 is loaded / unloaded by the first substrate transport robot 24. Return to the substrate cassette mounted on.

なお、上記の例では、配線材料として銅（Ｃｕ）を使用し、この銅からなる配線８の表面に、ＣｏＷＰ合金膜からなる配線保護膜９を選択的形成した例を示しているが、配線材料として、Ｃｕ合金、ＡｇまたはＡｇ合金を使用してもよく、また配線保護膜９として、ＣｏＷＢ、ＣｏＰ、ＣｏＢ、Ｃｏ合金、ＮｉＷＰ、ＮｉＷＢ、ＮｉＰ、ＮｉＢまたはＮｉ合金からなる膜を使用してもよい。   In the above example, copper (Cu) is used as the wiring material, and the wiring protective film 9 made of a CoWP alloy film is selectively formed on the surface of the wiring 8 made of copper. A Cu alloy, Ag or Ag alloy may be used as the material, and a film made of CoWB, CoP, CoB, Co alloy, NiWP, NiWB, NiP, NiB or Ni alloy is used as the wiring protective film 9. Also good.

次に、図２に示す基板処理装置に備えられている各種ユニットの詳細を以下に説明する。
統合ユニット（洗浄兼触媒付与ユニット）１４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、フェースダウンで搬送された基板Ｗの処理面（表面）である下面の周縁部をシールし、裏面側を押圧して基板Ｗを固定するようにしている。 Next, details of various units provided in the substrate processing apparatus shown in FIG. 2 will be described below.
The integrated unit (cleaning / catalyst applying unit) 14 employs a two-liquid separation system that prevents mixing of different liquids, and seals the peripheral edge of the lower surface, which is the processing surface (front surface) of the substrate W transferred face-down. The substrate W is fixed by pressing the back side.

この統合ユニット１４は、図４乃至図７に示すように、フレーム５０の上部に取付けた固定枠５２と、この固定枠５２に対して相対的に上下動する移動枠５４を備えており、この移動枠５４に、下方に開口した有底円筒状のハウジング部５６と基板ホルダ５８とを有する処理ヘッド６０が懸架支持されている。つまり、移動枠５４には、ヘッド回転用サーボモータ６２が取付けられ、このサーボモータ６２の下方に延びる出力軸（中空軸）６４の下端に処理ヘッド６０のハウジング部５６が連結されている。   As shown in FIGS. 4 to 7, the integrated unit 14 includes a fixed frame 52 attached to the upper portion of the frame 50 and a moving frame 54 that moves up and down relatively with respect to the fixed frame 52. A processing head 60 having a bottomed cylindrical housing portion 56 opened downward and a substrate holder 58 is suspended and supported on the moving frame 54. In other words, the head rotating servo motor 62 is attached to the moving frame 54, and the housing portion 56 of the processing head 60 is connected to the lower end of the output shaft (hollow shaft) 64 that extends below the servo motor 62.

この出力軸６４の内部には、図７に示すように、スプライン６６を介して該出力軸６４と一体に回転する鉛直軸６８が挿着され、この鉛直軸６８の下端に、ボールジョイント７０を介して処理ヘッド６０の基板ホルダ５８が連結されている。この基板ホルダ５８は、ハウジング部５６の内部に位置している。また鉛直軸６８の上端は、軸受７２及びブラケットを介して、移動枠５４に固定した固定リング昇降用シリンダ７４に連結されている。これにより、この昇降用シリンダ７４の作動に伴って、鉛直軸６８が出力軸６４とは独立に上下動するようになっている。   As shown in FIG. 7, a vertical shaft 68 that rotates integrally with the output shaft 64 is inserted into the output shaft 64 via a spline 66, and a ball joint 70 is attached to the lower end of the vertical shaft 68. The substrate holder 58 of the processing head 60 is connected through the via. The substrate holder 58 is located inside the housing portion 56. The upper end of the vertical shaft 68 is connected to a fixed ring elevating cylinder 74 fixed to the moving frame 54 via a bearing 72 and a bracket. Thus, the vertical shaft 68 moves up and down independently of the output shaft 64 in accordance with the operation of the lifting cylinder 74.

また、固定枠５２には、上下方向に延びて移動枠５４の昇降の案内となるリニアガイド７６が取付けられ、ヘッド昇降用シリンダ（図示せず）の作動に伴って、移動枠５４がリニアガイド７６を案内として昇降するようになっている。   The fixed frame 52 is attached with a linear guide 76 that extends in the vertical direction and serves as a guide for raising and lowering the moving frame 54, and the moving frame 54 is moved in accordance with the operation of the head elevating cylinder (not shown). 76 is used as a guide.

処理ヘッド６０のハウジング部５６の周壁には、この内部に基板Ｗを挿入する基板挿入窓５６ａが設けられている。また、処理ヘッド６０のハウジング部５６の下部には、図８０及び図９に示すように、例えばＰＥＥＫ製のメインフレーム８０と、ガイドフレーム８２との間に周縁部を挟持されてシールリング８４ａが配置されている。このシールリング８４ａは、基板Ｗの下面の周縁部に当接し、ここをシールするためのものである。   A substrate insertion window 56 a for inserting the substrate W is provided in the peripheral wall of the housing portion 56 of the processing head 60. Further, as shown in FIGS. 80 and 9, a seal ring 84 a is sandwiched between the main frame 80 made of PEEK and the guide frame 82, for example, at the lower portion of the housing portion 56 of the processing head 60. Has been placed. This seal ring 84a is in contact with the peripheral edge of the lower surface of the substrate W to seal it.

一方、基板ホルダ５８の下面周縁部には、基板固定リング８６が固着され、この基板ホルダ５８の基板固定リング８６の内部に配置したスプリング８８の弾性力を介して、円柱状のプッシャ９０が基板固定リング８６の下面から下方に突出するようになっている。更に、基板ホルダ５８の上面とハウジング部５６の上壁部との間には、内部を気密的にシールする、例えばテフロン（登録商標）製で屈曲自在な円筒状の蛇腹板９２が配置されている。   On the other hand, a substrate fixing ring 86 is fixed to the peripheral edge of the lower surface of the substrate holder 58, and a cylindrical pusher 90 is connected to the substrate via the elastic force of a spring 88 disposed inside the substrate fixing ring 86 of the substrate holder 58. It protrudes downward from the lower surface of the fixing ring 86. Further, a bendable cylindrical bellows plate 92 made of, for example, Teflon (registered trademark) is hermetically sealed between the upper surface of the substrate holder 58 and the upper wall portion of the housing portion 56. Yes.

これにより、基板ホルダ５８を上昇させた状態で、基板Ｗを基板挿入窓５６ａからハウジング部５６の内部に挿入する。すると、この基板Ｗは、ガイドフレーム８２の内周面に設けたテーパ面８２ａに案内され、位置決めされてシールリング８４ａの上面の所定の位置に載置される。この状態で、基板ホルダ５８を下降させ、この基板固定リング８６のプッシャ９０を基板Ｗの上面に接触させる。そして、基板ホルダ５８を更に下降させることで、基板Ｗをスプリング８８の弾性力で下方に押圧し、これによって基板Ｗの表面（下面）の周縁部にシールリング８４ａで圧接させて、ここをシールしつつ、基板Ｗをハウジング部５６と基板ホルダ５８との間で挟持して保持するようになっている。   Accordingly, the substrate W is inserted into the housing portion 56 from the substrate insertion window 56a with the substrate holder 58 raised. Then, the substrate W is guided by a tapered surface 82a provided on the inner peripheral surface of the guide frame 82, positioned, and placed at a predetermined position on the upper surface of the seal ring 84a. In this state, the substrate holder 58 is lowered, and the pusher 90 of the substrate fixing ring 86 is brought into contact with the upper surface of the substrate W. Then, by further lowering the substrate holder 58, the substrate W is pressed downward by the elastic force of the spring 88, and is thereby pressed against the peripheral portion of the surface (lower surface) of the substrate W by the seal ring 84a, thereby sealing it. However, the substrate W is sandwiched and held between the housing portion 56 and the substrate holder 58.

なお、このように、基板Ｗを基板ホルダ５８で保持した状態で、ヘッド回転用サーボモータ６２を駆動すると、この出力軸６４と該出力軸６４の内部に挿着した鉛直軸６８がスプライン６６を介して一体に回転し、これによって、ハウジング部５６と基板ホルダ５８も一体に回転する。   When the head rotating servomotor 62 is driven in a state where the substrate W is held by the substrate holder 58 as described above, the output shaft 64 and the vertical shaft 68 inserted into the output shaft 64 are connected to the spline 66. Accordingly, the housing portion 56 and the substrate holder 58 are also rotated integrally.

処理ヘッド６０の下方に位置して、該処理ヘッド６０の外径よりもやや大きい内径を有する上方に開口した、外槽１００ａと内槽１００ｂを有する処理槽１００が備えられている。処理槽１００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。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、処理槽１００の上端開口部を覆う処理位置と、側方の待避位置との間を移動するように構成されている。この蓋体１０２の表面（上面）には、例えば純水を外方（上方）に向けて噴射する多数の噴射ノズル１１２ａを有するノズル板１１２が備えられている。   A processing tank 100 having an outer tank 100a and an inner tank 100b, which is located below the processing head 60 and opens upward having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the processing head 60, is provided. A pair of legs 104 attached to the lid 102 are rotatably supported on the outer periphery of the processing bath 100. 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 the lid moving cylinder 108. Accordingly, the lid 102 is configured to move between a processing position that covers the upper end opening of the processing tank 100 and a side retracted position in accordance with the operation of the lid moving cylinder 108. . The surface (upper surface) of the lid 102 is provided with a nozzle plate 112 having a large number of injection nozzles 112a for injecting pure water outward (upward), for example.

更に、図１０に示すように、処理槽１００の内槽１００ｂの内部には、薬液タンク１２０から薬液ポンプ１２２の駆動に伴って供給された薬液、つまり洗浄液または処理液（触媒処理液）を上方に向けて噴射する複数の噴射ノズル１２４ａを有するノズル板１２４が、該噴射ノズル１２４ａが内槽１００ｂの横断面の全面に亘ってより均等に分布した状態で配置されている。この内槽１００ｂの底面には、薬液（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、この薬液（排液）を薬液タンク１２０に戻して再利用できるようになっている。   Further, as shown in FIG. 10, the chemical liquid supplied from the chemical liquid tank 120 as the chemical liquid pump 122 is driven, that is, the cleaning liquid or the processing liquid (catalyst processing liquid) is placed upward in the inner tank 100 b of the processing tank 100. A nozzle plate 124 having a plurality of spray nozzles 124a that spray toward the inner surface of the inner tank 100b is disposed in a state of being more evenly distributed. A drain pipe 126 for discharging a chemical solution (drainage) to the outside is connected to the bottom surface of the inner tank 100b. A three-way valve 128 is provided in the middle of the drain pipe 126, and this chemical solution (drainage) is supplied to the chemical solution as needed via a return pipe 130 connected to one outlet port of the three-way valve 128. It can be returned to the tank 120 and reused.

なお、図示では、一つの薬液タンク１２０のみが図示されているが、前述の洗浄液を保持する第１薬液タンクと前述の処理液（触媒処理液）を保持する第２薬液タンクの２つの薬液タンクが備えられ、この第１薬液タンクまたは第２薬液タンクの一方から、洗浄液または処理液が選択的に噴射ノズル１２４ａに供給されて噴射されるようになっている。
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、例えば純水等のリンス液を供給するリンス液供給源１３２に接続されている。また、外槽１００ａの底面にも、排水管１２７が接続されている。 Although only one chemical tank 120 is shown in the drawing, the two chemical tanks, the first chemical tank holding the above-described cleaning liquid and the second chemical tank holding the above-described processing liquid (catalyst processing liquid), are shown. The cleaning liquid or the processing liquid is selectively supplied to the injection nozzle 124a from one of the first chemical liquid tank or the second chemical liquid tank, and is injected.
Furthermore, in this example, the nozzle plate 112 provided on the surface (upper surface) of the lid 102 is connected to a rinse liquid supply source 132 that supplies a rinse liquid such as pure water. A drain pipe 127 is also connected to the bottom surface of the outer tub 100a.

これにより、基板を保持した処理ヘッド６０を下降させて、処理槽１００の上端開口部を処理ヘッド６０で塞ぐように覆い、この状態で、処理槽１００の内槽１００ｂの内部に配置したノズル板１２４の噴射ノズル１２４ａから薬液、つまり前述の洗浄処理に際して洗浄液を、触媒付与処理に際しては処理液（触媒処理液）を、基板Ｗに向けて噴射することで、基板Ｗの下面（処理面）の全面に亘って薬液を均一に噴射し、しかも薬液の外部への飛散を防止しつつ薬液を排水管１２６から外部に排出できる。   Thereby, the processing head 60 holding the substrate is lowered to cover the upper end opening of the processing tank 100 so as to be closed by the processing head 60, and in this state, the nozzle plate disposed inside the inner tank 100 b of the processing tank 100. The chemical liquid, that is, the cleaning liquid in the above-described cleaning process, and the processing liquid (catalyst processing liquid) in the catalyst application process are sprayed toward the substrate W from the injection nozzle 124a of 124, so that the lower surface (processing surface) of the substrate W The chemical liquid can be ejected from the drain pipe 126 to the outside while spraying the chemical liquid uniformly over the entire surface and preventing the chemical liquid from scattering to the outside.

この例によれば、洗浄に使用する洗浄液を、触媒付与に使用する処理液の一つの主成分とすることで、一つの統合ユニット１４で洗浄処理と触媒付与処理をクロスコンタミネーションの懸念を生じさせることなく、行うことができる。   According to this example, since the cleaning liquid used for cleaning is one main component of the processing liquid used for applying the catalyst, there is a concern of cross contamination between the cleaning process and the catalyst applying process in one integrated unit 14. Can be done without.

更に、処理ヘッド６０を上昇させ、処理槽１００の上端開口部を蓋体１０２で閉塞した状態で、処理ヘッド６０で保持した基板Ｗに向けて、蓋体１０２の上面に配置したノズル板１１２の噴射ノズル１１２ａからリンス液を噴射することで、基板表面に残った薬液のリンス処理（洗浄処理）を行い、しかもこのリンス液は外槽１００ａと内槽１００ｂの間を通って、排水管１２７を介して排出されるので、内槽１００ｂの内部に流入することが防止され、リンス液が薬液に混ざらないようになっている。   Furthermore, the processing head 60 is raised, and the nozzle plate 112 disposed on the upper surface of the lid body 102 is directed toward the substrate W held by the processing head 60 in a state where the upper end opening of the processing tank 100 is closed by the lid body 102. By rinsing the rinsing liquid from the spray nozzle 112a, the chemical liquid remaining on the substrate surface is rinsed (cleaning process), and this rinsing liquid passes between the outer tank 100a and the inner tank 100b and passes through the drain pipe 127. Therefore, it is prevented from flowing into the inner tank 100b, so that the rinse liquid is not mixed with the chemical liquid.

この統合ユニット１４によれば、図４に示すように、処理ヘッド６０を上昇させた状態で、この内部に基板Ｗを挿入して保持し、しかる後、図５に示すように、処理ヘッド６０を下降させて処理槽１００の上端開口部を覆う位置に位置させる。そして、処理ヘッド６０を回転させて、処理ヘッド６０で保持した基板Ｗを回転させながら、処理槽１００の内部に配置したノズル板１２４の噴射ノズル１２４ａから薬液、すなわち洗浄液または処理液（触媒処理液）を基板Ｗに向けて噴射することで、基板Ｗの全面に亘って薬液を均一に噴射する。また、処理ヘッド６０を上昇させて所定位置で停止させ、図６に示すように、待避位置にあった蓋体１０２を処理槽１００の上端開口部を覆う位置まで移動させる。そして、この状態で、処理ヘッド６０で保持して回転させた基板Ｗに向けて、蓋体１０２の上面に配置したノズル板１１２の噴射ノズル１１２ａからリンス液を噴射する。これにより、基板Ｗの薬液による処理と、リンス液によるリンス処理とを、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。   According to the integrated unit 14, as shown in FIG. 4, the substrate W is inserted and held in the state where the processing head 60 is raised, and then, as shown in FIG. Is moved to a position that covers the upper end opening of the processing bath 100. Then, while rotating the processing head 60 and rotating the substrate W held by the processing head 60, a chemical liquid, that is, a cleaning liquid or a processing liquid (catalyst processing liquid) is ejected from the spray nozzle 124 a of the nozzle plate 124 disposed inside the processing tank 100. ) Toward the substrate W, so that the chemical solution is uniformly sprayed over the entire surface of the substrate W. Further, the processing head 60 is raised and stopped at a predetermined position, and the lid 102 that has been in the retracted position is moved to a position that covers the upper end opening of the processing bath 100 as shown in FIG. In this state, the rinsing liquid is ejected from the ejection nozzles 112 a of the nozzle plate 112 disposed on the upper surface of the lid 102 toward the substrate W held and rotated by the processing head 60. Thereby, the process by the chemical | medical solution of the board | substrate W and the rinse process by a rinse liquid can be performed, keeping two liquids not mixing.

無電解めっきユニット１６を図１１乃至図１５に示す。この無電解めっきユニット１６は、めっき槽２００（図１５参照）と、このめっき槽２００の上方に配置されて基板Ｗを着脱自在に保持する基板ヘッド２０４を有している。   The electroless plating unit 16 is shown in FIGS. The electroless plating unit 16 includes a plating tank 200 (see FIG. 15) and a substrate head 204 that is disposed above the plating tank 200 and detachably holds the substrate W.

基板ヘッド２０４は、図１１に詳細に示すように、ハウジング部２３０とヘッド部２３２とを有し、このヘッド部２３２は、吸着ヘッド２３４と該吸着ヘッド２３４の周囲を囲繞する基板受け２３６から主に構成されている。そして、ハウジング部２３０の内部には、基板回転用モータ２３８と基板受け駆動用シリンダ２４０が収納され、この基板回転用モータ２３８の出力軸（中空軸）２４２の上端はロータリジョイント２４４に、下端はヘッド部２３２の吸着ヘッド２３４にそれぞれ連結され、基板受け駆動用シリンダ２４０のロッドは、ヘッド部２３２の基板受け２３６に連結されている。更に、ハウジング部２３０の内部には、基板受け２３６の上昇を機械的に規制するストッパ２４６が設けられている。   As shown in detail in FIG. 11, the substrate head 204 has a housing portion 230 and a head portion 232, and the head portion 232 mainly includes a suction head 234 and a substrate receiver 236 that surrounds the suction head 234. It is configured. The housing portion 230 houses a substrate rotation motor 238 and a substrate receiving drive cylinder 240. The upper end of the output shaft (hollow shaft) 242 of the substrate rotation motor 238 is at the rotary joint 244, and the lower end is at the lower end. The rods of the substrate receiving drive cylinder 240 are connected to the suction head 234 of the head unit 232, respectively, and are connected to the substrate receiver 236 of the head unit 232. Further, a stopper 246 that mechanically restricts the rise of the substrate receiver 236 is provided inside the housing portion 230.

ここで、吸着ヘッド２３４と基板受け２３６との間には、同様なスプライン構造が採用され、基板受け駆動用シリンダ２４０の作動に伴って基板受け２３６は吸着ヘッド２３４と相対的に上下動するが、基板回転用モータ２３８の駆動によって出力軸２４２が回転すると、この出力軸２４２の回転に伴って、吸着ヘッド２３４と基板受け２３６が一体に回転するように構成されている。   Here, a similar spline structure is employed between the suction head 234 and the substrate receiver 236, and the substrate receiver 236 moves up and down relatively with respect to the suction head 234 in accordance with the operation of the substrate receiver driving cylinder 240. When the output shaft 242 is rotated by driving the substrate rotating motor 238, the suction head 234 and the substrate receiver 236 are integrally rotated with the rotation of the output shaft 242.

吸着ヘッド２３４の下面周縁部には、図１２乃至図１４に詳細に示すように、下面をシール面として基板Ｗを吸着保持する吸着リング２５０が押えリング２５１を介して取付けられ、この吸着リング２５０の下面に円周方向に連続させて設けた凹状部２５０ａと吸着ヘッド２３４内を延びる真空ライン２５２とが吸着リング２５０に設けた連通孔２５０ｂを介して互いに連通するようになっている。これにより、凹状部２５０ａ内を真空引きすることで、基板Ｗを吸着保持するのであり、このように、小さな幅（径方向）で円周状に真空引きして基板Ｗを保持することで、真空による基板Ｗへの影響（たわみ等）を最小限に抑え、しかも吸着リング２５０をめっき液（処理液）中に浸すことで、基板Ｗの表面（下面）のみならず、エッジについても、全てめっき液に浸すことが可能となる。基板Ｗのリリースは、真空ライン２５２にＮ２を供給して行う。 As shown in detail in FIG. 12 to FIG. 14, an adsorption ring 250 that adsorbs and holds the substrate W with the lower surface serving as a sealing surface is attached to the periphery of the lower surface of the adsorption head 234 via a pressing ring 251. A concave portion 250 a provided continuously in the circumferential direction on the lower surface of the nozzle and a vacuum line 252 extending in the suction head 234 communicate with each other through a communication hole 250 b provided in the suction ring 250. Thus, the substrate W is sucked and held by evacuating the concave portion 250a. Thus, by holding the substrate W by evacuating it with a small width (in the radial direction), By minimizing the influence (deflection, etc.) on the substrate W due to the vacuum, and immersing the adsorption ring 250 in the plating solution (processing solution), not only the surface (lower surface) but also the edge of the substrate W It becomes possible to immerse in the plating solution. The substrate W is released by supplying N 2 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爪部２５４が設けられている。更に、この爪部２５４の上部には、基板Ｗの案内となるテーパ面２５６ａを内周面に有する突起片２５６が備えられている。   On the other hand, the substrate receiver 236 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens downward, a peripheral wall is provided with a substrate insertion window 236a for inserting the substrate W therein, and a disc protruding inward at the lower end. A claw portion 254 is provided. Further, a projection piece 256 having a taper surface 256 a serving as a guide for the substrate W on the inner peripheral surface is provided on the upper portion of the claw portion 254.

これにより、図１２に示すように、基板受け２３６を下降させた状態で、基板Ｗを基板挿入窓２３６ａから基板受け２３６の内部に挿入する。すると、この基板Ｗは、突起片２５６のテーパ面２５６ａに案内され、位置決めされて爪部２５４の上面の所定位置に載置保持される。この状態で、基板受け２３６を上昇させ、図１３に示すように、この基板受け２３６の爪部２５４上に載置保持した基板Ｗの上面を吸着ヘッド２３４の吸着リング２５０に当接させる。次に、真空ライン２５２を通して吸着リング２５０の凹状部２５０ａを真空引きすることで、基板Ｗの上面の周縁部を該吸着リング２５０の下面にシールしながら基板Ｗを吸着保持する。そして、めっき処理を行う際には、図１４に示すように、基板受け２３６を数ｍｍ下降させ、基板Ｗを爪部２５４から離して、吸着リング２５０のみで吸着保持した状態となす。これにより、基板Ｗの表面（下面）の周縁部が、爪部２５４の存在によってめっきされなくなることを防止することができる。   As a result, as shown in FIG. 12, 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 256 a of the protrusion piece 256, positioned, and placed and held at a predetermined position on the upper surface of the claw portion 254. In this state, the substrate receiver 236 is raised, and the upper surface of the substrate W placed and held on the claw portion 254 of the substrate receiver 236 is brought into contact with the suction ring 250 of the suction head 234 as shown in FIG. Next, the concave portion 250 a of the suction ring 250 is evacuated through the vacuum line 252, and the substrate W is sucked and held while the peripheral portion of the upper surface of the substrate W is sealed to the lower surface of the suction ring 250. Then, when performing the plating process, as shown in FIG. 14, the substrate receiver 236 is lowered by several mm, the substrate W is separated from the claw portion 254, and is brought into a state of being sucked and held only by the suction ring 250. Thereby, it can prevent that the peripheral part of the surface (lower surface) of the board | substrate W stops being plated by presence of the nail | claw part 254. FIG.

図１５は、めっき槽２００の詳細を示す。このめっき槽２００は、底部において、めっき液供給管３０８（図１７参照）に接続され、周壁部にめっき液回収溝２６０が設けられている。めっき槽２００の内部には、ここを上方に向かって流れるめっき液の流れを安定させる２枚の整流板２６２，２６４が配置され、更に底部には、めっき槽２００の内部に導入されるめっき液の液温を測定する温度測定器２６６が設置されている。また、めっき槽２００の周壁外周面のめっき槽２００で保持しためっき液の液面よりやや上方に位置して、直径方向のやや斜め上方に向けてめっき槽２００の内部に、ｐＨが６〜７．５の中性液からなる停止液、例えば純水を噴射する噴射ノズル２６８が設置されている。これにより、めっき終了後、ヘッド部２３２で保持した基板Ｗをめっき液の液面よりやや上方まで引き上げて一旦停止させ、この状態で、基板Ｗに向けて噴射ノズル２６８から純水（停止液）を噴射して基板Ｗを直ちに冷却し、これによって、基板Ｗに残っためっき液によってめっきが進行してしまうことを防止することができる。   FIG. 15 shows the details of the plating tank 200. The plating tank 200 is connected to a plating solution supply pipe 308 (see FIG. 17) at the bottom, and a plating solution recovery groove 260 is provided in the peripheral wall portion. Two rectifying plates 262 and 264 that stabilize the flow of the plating solution flowing upward are disposed inside the plating bath 200, and further, the plating solution introduced into the plating bath 200 is provided at the bottom. A temperature measuring device 266 for measuring the liquid temperature is installed. Moreover, the pH is 6-7 in the inside of the plating tank 200 which is located slightly above the liquid surface of the plating solution held in the plating tank 200 on the outer peripheral surface of the peripheral wall of the plating tank 200 and slightly obliquely upward in the diameter direction. 5 is provided with an injection nozzle 268 for injecting a stop liquid composed of a neutral liquid, for example, pure water. Thus, after the plating is finished, the substrate W held by the head portion 232 is pulled up slightly above the liquid surface of the plating solution to temporarily stop, and in this state, pure water (stopping liquid) is directed from the spray nozzle 268 toward the substrate W. The substrate W is immediately cooled by spraying, so that the plating can be prevented from proceeding with the plating solution remaining on the substrate W.

更に、めっき槽２００の上端開口部には、アイドリング時等のめっき処理の行われていない時に、めっき槽２００の上端開口部を閉じて該めっき槽２００からのめっき液の無駄な蒸発を防止するめっき槽カバー２７０が開閉自在に設置されている。   Further, the upper end opening of the plating tank 200 is closed to prevent unnecessary evaporation of the plating solution from the plating tank 200 when the plating process such as idling is not performed. A plating tank cover 270 is installed so as to be freely opened and closed.

このめっき槽２００は、図１７に示すように、底部において、めっき液貯槽３０２から延び、途中にめっき液供給ポンプ３０４と三方弁３０６とを介装しためっき液供給管３０８に接続されている。これにより、めっき処理中にあっては、めっき槽２００の内部に、この底部からめっき液を供給し、溢れるめっき液をめっき液回収溝２６０からめっき液貯槽３０２へ回収することで、めっき液が循環できるようになっている。また、三方弁３０６の一つの出口ポートには、めっき液貯槽３０２に戻るめっき液戻り管３１２が接続されている。これにより、めっき待機時にあっても、めっき液を循環させることができるようになっており、これによって、めっき液循環系が構成されている。このように、めっき液循環系を介して、めっき液貯槽３０２内のめっき液を常時循環させることにより、単純にめっき液を貯めておく場合に比べてめっき液の濃度の低下率を減少させ、基板Ｗの処理可能数を増大させることができる。   As shown in FIG. 17, the plating tank 200 extends from the plating solution storage tank 302 at the bottom, and is connected to a plating solution supply pipe 308 having a plating solution supply pump 304 and a three-way valve 306 interposed therebetween. Thus, during the plating process, the plating solution is supplied into the plating tank 200 from the bottom, and the overflowing plating solution is recovered from the plating solution recovery groove 260 to the plating solution storage tank 302, so that the plating solution is recovered. It can be circulated. A plating solution return pipe 312 that returns to the plating solution storage tank 302 is connected to one outlet port of the three-way valve 306. Thus, the plating solution can be circulated even when the plating is on standby, thereby constituting a plating solution circulation system. In this way, by constantly circulating the plating solution in the plating solution storage tank 302 via the plating solution circulation system, the rate of decrease in the concentration of the plating solution is reduced as compared with the case where the plating solution is simply stored, The number of substrates W that can be processed can be increased.

めっき槽２００の底部付近に設けられた温度測定器２６６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３１６及び流量計３１８を制御する。
つまり、この例では、別置きのヒータ３１６を使用して昇温させ流量計３１８を通過させた水を熱媒体に使用し、熱交換器３２０をめっき液貯槽３０２内のめっき液中に設置して該めっき液を間接的に加熱する加熱装置３２２と、めっき液貯槽３０２内のめっき液を循環させて攪拌する攪拌ポンプ３２４が備えられている。これは、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。 A temperature measuring device 266 provided near the bottom of the plating tank 200 measures the temperature of the plating solution introduced into the plating tank 200, and based on this measurement result, the heater 316 and the flow meter 318 described below. To control.
In other words, in this example, water heated by using a separate heater 316 and passed through the flow meter 318 is used as a heat medium, and the heat exchanger 320 is installed in the plating solution in the plating solution storage tank 302. A heating device 322 for indirectly heating the plating solution, and a stirring pump 324 for circulating and stirring the plating solution in the plating solution storage tank 302. This is because, in the case of plating, the plating solution may be used at a high temperature (about 80 ° C.), and this is to cope with this. According to this method, compared to the in-line heating method, It is possible to prevent unnecessary substances from being mixed into the delicate plating solution.

図１６は、めっき槽２００の側方に付設されている洗浄槽２０２の詳細を示す。この洗浄槽２０２の底部には、純水等のリンス液を上方に向けて噴射する複数の噴射ノズル２８０がノズル板２８２に取付けられて配置され、このノズル板２８２は、ノズル上下軸２８４の上端に連結されている。更に、このノズル上下軸２８４は、ノズル位置調整用ねじ２８７と該ねじ２８７と螺合するナット２８８との螺合位置を変えることで上下動し、これによって、噴射ノズル２８０と該噴射ノズル２８０の上方に配置される基板Ｗとの距離を最適に調整できるようになっている。   FIG. 16 shows the details of the cleaning tank 202 attached to the side of the plating tank 200. A plurality of injection nozzles 280 for injecting a rinse liquid such as pure water upward are attached to the nozzle plate 282 at the bottom of the cleaning tank 202, and the nozzle plate 282 is arranged at the upper end of the nozzle vertical axis 284. It is connected to. Further, the nozzle vertical shaft 284 moves up and down by changing the screwing position of the nozzle position adjusting screw 287 and the nut 288 screwed to the screw 287, whereby the jet nozzle 280 and the jet nozzle 280 are moved. The distance from the substrate W arranged above can be adjusted optimally.

更に、洗浄槽２０２の周壁外周面の噴射ノズル２８０より上方に位置して、直径方向のやや斜め下方に向けて洗浄槽２０２の内部に純水等の洗浄液を噴射して、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２の、少なくともめっき液に接液する部分に洗浄液を吹き付けるヘッド洗浄ノズル２８６が設置されている。   Further, a cleaning liquid such as pure water is sprayed into the cleaning tank 202 at a position slightly above the diametrical direction, slightly above the spray nozzle 280 on the outer peripheral surface of the peripheral wall of the cleaning tank 202, and the head of the substrate head 204. A head cleaning nozzle 286 for spraying the cleaning liquid on at least a portion in contact with the plating solution of the part 232 is installed.

この洗浄槽２０２にあっては、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２で保持した基板Ｗを洗浄槽２０２内の所定の位置に配置し、噴射ノズル２８０から純水等の洗浄液（リンス液）を噴射して基板Ｗを洗浄（リンス）するのであり、この時、ヘッド洗浄ノズル２８６から純水等の洗浄液を同時に噴射して、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２の、少なくともめっき液に接液する部分を該洗浄液で洗浄することで、めっき液に浸された部分に析出物が蓄積してしまうことを防止することができる。   In this cleaning tank 202, the substrate W held by the head portion 232 of the substrate head 204 is disposed at a predetermined position in the cleaning tank 202, and a cleaning liquid (rinsing liquid) such as pure water is sprayed from the spray nozzle 280. Then, the substrate W is cleaned (rinsed). At this time, a cleaning liquid such as pure water is simultaneously ejected from the head cleaning nozzle 286, and at least a portion of the head portion 232 of the substrate head 204 that is in contact with the plating solution is By washing with the cleaning solution, it is possible to prevent the deposits from accumulating in the portion immersed in the plating solution.

この無電解めっきユニット１６にあっては、基板ヘッド２０４を上昇させた位置で、前述のようにして、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２で基板Ｗを吸着保持し、めっき槽２００のめっき液を循環させておく。
そして、めっき処理を行うときには、めっき槽２００のめっき槽カバー２７０を開き、基板ヘッド２０４を回転させながら下降させ、ヘッド部２３２で保持した基板Ｗをめっき槽２００内のめっき液に浸漬させる。 In the electroless plating unit 16, the substrate W is adsorbed and held by the head portion 232 of the substrate head 204 at the position where the substrate head 204 is raised, and the plating solution in the plating tank 200 is circulated. Let me.
When the plating process is performed, the plating tank cover 270 of the plating tank 200 is opened, the substrate head 204 is lowered while rotating, and the substrate W held by the head portion 232 is immersed in the plating solution in the plating tank 200.

そして、基板Ｗを所定時間めっき液中に浸漬させた後、基板ヘッド２０４を上昇させて、基板Ｗをめっき槽２００内のめっき液から引き上げ、必要に応じて、前述のように、基板Ｗに向けて噴射ノズル２６８から純水（停止液）を噴射して基板Ｗを直ちに冷却し、更に基板ヘッド２０４を上昇させて基板Ｗをめっき槽２００の上方位置まで引き上げて、基板ヘッド２０４の回転を停止させる。   Then, after the substrate W is immersed in the plating solution for a predetermined time, the substrate head 204 is raised, the substrate W is pulled up from the plating solution in the plating tank 200, and if necessary, the substrate W is applied to the substrate W as described above. The substrate W is immediately cooled by spraying pure water (stop liquid) from the spray nozzle 268 toward the substrate, and the substrate head 204 is further lifted to lift the substrate W to a position above the plating tank 200 to rotate the substrate head 204. Stop.

次に、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２で基板Ｗを吸着保持したまま、基板ヘッド２０４を洗浄槽２０２の直上方位置に移動させる。そして、基板ヘッド２０４を回転させながら洗浄槽２０２内の所定の位置まで下降させ、噴射ノズル２８０から純水等の洗浄液（リンス液）を噴射して基板Ｗを洗浄（リンス）し、同時に、ヘッド洗浄ノズル２８６から純水等の洗浄液を噴射して、基板ヘッド２０４のヘッド部２３２の、少なくともめっき液に接液する部分を該洗浄液で洗浄する。   Next, the substrate head 204 is moved to a position directly above the cleaning tank 202 while the substrate W is sucked and held by the head portion 232 of the substrate head 204. Then, while rotating the substrate head 204, the substrate head 204 is lowered to a predetermined position in the cleaning tank 202, and a cleaning liquid (rinsing liquid) such as pure water is sprayed from the spray nozzle 280 to clean (rinse) the substrate W. A cleaning liquid such as pure water is ejected from the cleaning nozzle 286, and at least a portion of the head portion 232 of the substrate head 204 that comes into contact with the plating solution is cleaned with the cleaning liquid.

この基板Ｗの洗浄が終了した後、基板ヘッド２０４の回転を停止させ、基板ヘッド２０４を上昇させて基板Ｗを洗浄槽２０２の上方位置まで引き上げ、更に基板ヘッド２０４を第２基板搬送ロボット２６との受渡し位置まで移動させ、この第２基板搬送ロボット２６に基板Ｗを受渡して次工程に搬送する。
図１８は、めっき後処理ユニット１８を示す。めっき後処理ユニット１８は、基板Ｗ上のパーティクルや不要物をロール状ブラシで強制的に取り除くようにしたユニットで、基板Ｗの外周部を挟み込んで基板Ｗを保持する複数のローラ４１０と、ローラ４１０で保持した基板Ｗの表面に処理液（２系統）を供給する薬液用ノズル４１２と、基板Ｗの裏面に純水（１系統）を供給する純水用ノズル（図示せず）がそれぞれ備えられている。 After the cleaning of the substrate W is completed, the rotation of the substrate head 204 is stopped, the substrate head 204 is raised, the substrate W is pulled up to a position above the cleaning tank 202, and the substrate head 204 is further moved to the second substrate transport robot 26. The substrate W is transferred to the second substrate transfer robot 26 and transferred to the next process.
FIG. 18 shows the post-plating processing unit 18. The post-plating processing unit 18 is a unit that forcibly removes particles and unnecessary materials on the substrate W with a roll-shaped brush, and includes a plurality of rollers 410 that sandwich the outer periphery of the substrate W and hold the substrate W, and rollers A chemical solution nozzle 412 for supplying a treatment liquid (two lines) to the surface of the substrate W held at 410 and a pure water nozzle (not shown) for supplying pure water (one line) to the back surface of the substrate W are provided. It has been.

これにより、基板Ｗをローラ４１０で保持し、ローラ駆動モータを駆動してローラ４１０を回転させて基板Ｗを回転させ、同時に薬液用ノズル４１２及び純水ノズルから基板Ｗの表裏面に所定の処理液を供給し、図示しない上下ロールスポンジ（ロール状ブラシ）で基板Ｗを上下から適度な圧力で挟み込んで洗浄するようになっている。なお、ロールスポンジを単独にて回転させることにより、洗浄効果を増大させることもできる。   As a result, the substrate W is held by the roller 410, the roller drive motor is driven to rotate the roller 410 to rotate the substrate W, and at the same time, a predetermined process is performed on the front and back surfaces of the substrate W from the chemical solution nozzle 412 and the pure water nozzle. The liquid is supplied, and the substrate W is sandwiched and washed from above and below by an upper and lower roll sponge (roll brush) (not shown). The cleaning effect can be increased by rotating the roll sponge alone.

更に、めっき後処理ユニット１８は、基板Ｗのエッジ（外周部）に当接しながら回転するスポンジ（ＰＦＲ）４１９が備えられ、このスポンジ４１９を基板Ｗのエッジに当てて、ここをスクラブ洗浄するようになっている。   Further, the post-plating processing unit 18 is provided with a sponge (PFR) 419 that rotates while contacting the edge (outer peripheral portion) of the substrate W, and this sponge 419 is applied to the edge of the substrate W to scrub clean it. It has become.

図１９は、乾燥ユニット２０を示す。この乾燥ユニット２０は、先ず化学洗浄及び純水洗浄を行い、しかる後、スピンドル回転により洗浄後の基板Ｗを完全乾燥させるようにしたユニットで、基板Ｗのエッジ部を把持するクランプ機構４２０を備えた基板ステージ４２２と、このクランプ機構４２０の開閉を行う基板着脱用昇降プレート４２４を有している。この基板ステージ４２２は、スピンドル回転用モータ４２６の駆動に伴って高速回転するスピンドル４２８の上端に連結されている。   FIG. 19 shows the drying unit 20. The drying unit 20 is a unit that first performs chemical cleaning and pure water cleaning, and then completely drys the cleaned substrate W by rotating the spindle, and includes a clamp mechanism 420 that grips the edge portion of the substrate W. A substrate stage 422 and a substrate attaching / detaching lifting plate 424 for opening and closing the clamp mechanism 420 are provided. The substrate stage 422 is connected to the upper end of a spindle 428 that rotates at a high speed as the spindle rotation motor 426 is driven.

更に、クランプ機構４２０で把持した基板Ｗの上面側に位置して、超音波発振器により特殊ノズルを通過する際に超音波を伝達して洗浄効果を高めた純水を供給するメガジェットノズル４３０と、回転可能なペンシル型洗浄スポンジ４３２が、旋回アーム４３４の自由端側に取付けられて配置されている。これにより、基板Ｗをクランプ機構４２０で把持して回転させ、旋回アーム４３４を旋回させながら、メガジェットノズル４３０から純水を洗浄スポンジ４３２に向けて供給しつつ、基板Ｗの表面に洗浄スポンジ４３２を擦り付けることで、基板Ｗの表面を洗浄するようになっている。なお、基板Ｗの裏面側にも、純水を供給する洗浄ノズル（図示せず）が備えられ、この洗浄ノズルから噴射される純水で基板Ｗの裏面も同時に洗浄される。
そして、このようにして洗浄した基板Ｗは、スピンドル４２８を高速回転させることでスピン乾燥させられる。 Further, a mega jet nozzle 430 that is located on the upper surface side of the substrate W gripped by the clamp mechanism 420 and that supplies pure water with enhanced cleaning effect by transmitting ultrasonic waves when passing through a special nozzle by an ultrasonic oscillator; A rotatable pencil-type cleaning sponge 432 is attached and arranged on the free end side of the swivel arm 434. Accordingly, the cleaning sponge 432 is supplied to the surface of the substrate W while supplying the pure water from the mega jet nozzle 430 toward the cleaning sponge 432 while rotating the swivel arm 434 while holding the substrate W by the clamp mechanism 420 and rotating it. By rubbing, the surface of the substrate W is cleaned. A cleaning nozzle (not shown) for supplying pure water is also provided on the back surface side of the substrate W, and the back surface of the substrate W is simultaneously cleaned with pure water sprayed from the cleaning nozzle.
The substrate W thus cleaned is spin-dried by rotating the spindle 428 at a high speed.

また、クランプ機構４２０で把持した基板Ｗの周囲を囲繞して処理液の飛散を防止する洗浄カップ４３６が備えられ、この洗浄カップ４３６は、洗浄カップ昇降用シリンダ４３８の作動に伴って昇降するようになっている。
なお、この乾燥ユニット２０にキャビテーションを利用したキャビジェット機能も搭載するようにしてもよい。 Further, a cleaning cup 436 is provided that surrounds the periphery of the substrate W gripped by the clamp mechanism 420 and prevents the processing liquid from being scattered. The cleaning cup 436 moves up and down in accordance with the operation of the cleaning cup lifting and lowering cylinder 438. It has become.
The drying unit 20 may also be equipped with a cavitation function using cavitation.

図２０は、本発明の他の実施の形態の基板処理装置を示す。この基板処理装置の前述の図２に示す基板処理装置と異なる点は、２基の統合ユニット（洗浄兼触媒付与ユニット）１４のうちの一方を第１ＣＭＰユニット３０ａに、２基の無電解めっきユニット１６の一方を第２ＣＭＰユニット３０ｂにそれぞれ置換ている。そして、ロード・アンロードユニット１０に、図１（ｂ）に示す、コンタクトホール３及び配線溝４内、絶縁膜２上に配線材料の銅層７を堆積させた基板Ｗを収容した基板カセットを載置収容するようにしている。その他の構成は、図２に示す例とほぼ同様である。   FIG. 20 shows a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. This substrate processing apparatus is different from the above-described substrate processing apparatus shown in FIG. 2 in that one of two integrated units (cleaning and catalyst applying unit) 14 is used as the first CMP unit 30a, and two electroless plating units are used. One of 16 is replaced with the second CMP unit 30b. Then, in the load / unload unit 10, a substrate cassette containing a substrate W in which a copper layer 7 of a wiring material is deposited on the insulating film 2 in the contact hole 3 and the wiring groove 4 and shown in FIG. It is intended to be placed and accommodated. Other configurations are almost the same as the example shown in FIG.

次に、この基板処理装置による一連の基板処理（無電解めっき処理）について、図２１を参照して説明する。
先ず、図１（ｂ）に示す、表面に銅層７を形成し乾燥させた基板Ｗを、該基板Ｗの表面を上向き（フェースアップ）で収納してロード・アンロードユニット１０に搭載した基板カセットから、１枚の基板Ｗを第１基板搬送ロボット２４で取出し、仮置台２２に搬送してこの上に置く。そして、仮置台２２上の基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で第１ＣＭＰユニット３０ａに搬送する。この第１ＣＭＰユニット３０ａでは、基板Ｗをフェースダウンで保持して、基板Ｗを回転させながら、回転中の研磨面に所定の押圧力で押圧し、同時に研磨面に研磨液を供給して、基板Ｗの表面の余剰な配線材料の銅層７を主に研磨除去する。つまり、図１（ｂ）に示す、バリア層５の表面を露出させ、この時点で第１ＣＭＰユニット３０ａによる研磨を終了する。 Next, a series of substrate processing (electroless plating processing) by this substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 1B, a substrate W on which a copper layer 7 is formed and dried and is stored in a load / unload unit 10 with the surface of the substrate W facing upward (face up). A single substrate W is taken out from the cassette by the first substrate transfer robot 24, transferred to the temporary table 22, and placed thereon. Then, the substrate W on the temporary table 22 is transferred to the first CMP unit 30a by the second substrate transfer robot 26. In the first CMP unit 30a, the substrate W is held face-down, and while rotating the substrate W, the rotating polishing surface is pressed with a predetermined pressing force, and at the same time, the polishing liquid is supplied to the polishing surface, and the substrate is rotated. The excessive copper layer 7 of the wiring material on the surface of W is mainly removed by polishing. That is, the surface of the barrier layer 5 shown in FIG. 1B is exposed, and the polishing by the first CMP unit 30a is finished at this point.

そして、必要に応じて、基板Ｗの表面を純水でリンス（洗浄）した後、基板Ｗを第２基板搬送ロボット２６で第２ＣＭＰユニット３０ｂに搬送する。この第２ＣＭＰユニット３０ｂでは、前述の第１ＣＭＰユニット３０ａとほぼ同様にして、絶縁膜２上のバリア層５を主に研磨除去し、コンタクトホール３及び配線溝４内に充填させた銅層７の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部にシード層６と銅層７からなる配線（銅配線）８を形成する。   Then, if necessary, the surface of the substrate W is rinsed (cleaned) with pure water, and then the substrate W is transferred to the second CMP unit 30 b by the second substrate transfer robot 26. In the second CMP unit 30b, the barrier layer 5 on the insulating film 2 is mainly removed by polishing in substantially the same manner as the first CMP unit 30a described above, and the copper layer 7 filled in the contact hole 3 and the wiring groove 4 is formed. The surface and the surface of the insulating film 2 are substantially flush. Thereby, as shown in FIG. 1C, a wiring (copper wiring) 8 composed of the seed layer 6 and the copper layer 7 is formed inside the insulating film 2.

この配線８を形成した基板Ｗを、前述の図２に示す基板処理装置とほぼ同様に、第２基板搬送ロボット２６で統合ユニット１４に搬送し、この統合ユニット１４で、基板Ｗをフェースダウンで保持して、この表面に、ＣＭＰの後処理（またはめっき前処理）としての洗浄を行う。つまり、基板Ｗの表面に、前述と同様な、カルボキシル基を有する有機酸（第１キレート剤）の水溶液に、界面活性剤と、必要に応じてカルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を添加した組成の洗浄液（薬品）による洗浄処理を行う。これによって、配線８上の酸化物等をエッチング除去して配線８の表面を活性化させ、同時に基板Ｗの表面に残ったＣＭＰ残渣を除去する。
その後の処理は、前述の図２に示す例とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略する。 The substrate W on which the wiring 8 is formed is transported to the integrated unit 14 by the second substrate transport robot 26 in substantially the same manner as the substrate processing apparatus shown in FIG. 2, and the substrate W is face down by the integrated unit 14. The surface is then cleaned as a post-processing (or pre-plating process) for CMP. That is, on the surface of the substrate W, an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group (first chelating agent) similar to the above is added with a surfactant and, if necessary, a second chelating agent having a group other than the carboxyl group. A cleaning treatment with a cleaning liquid (chemical) of the added composition is performed. Thus, oxides and the like on the wiring 8 are removed by etching to activate the surface of the wiring 8, and at the same time, the CMP residue remaining on the surface of the substrate W is removed.
Subsequent processing is almost the same as the example shown in FIG. 2 described above, and a description thereof is omitted here.

この例によれば、統合ユニット１４を、ＣＭＰユニット３０ａ，３０ｂと無電解めっきユニット１６を内部に設置した装置フレーム１２内に設置することで、ＣＭＰ後の後処理（洗浄）を行う後処理ユニット（洗浄ユニット）を省くことができる。   According to this example, the integrated unit 14 is installed in the apparatus frame 12 in which the CMP units 30a and 30b and the electroless plating unit 16 are installed, thereby performing post-processing (cleaning) after CMP. (Cleaning unit) can be omitted.

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 the electroless plating. 本発明の実施の形態における基板処理装置の平面配置図である。It is a plane arrangement view of a substrate processing apparatus in an embodiment of the present invention. 図２に示す基板処理装置によって本発明の実施の形態の基板処理方法を行うプロセスフロー図である。It is a process flow figure which performs the substrate processing method of embodiment of this invention by the substrate processing apparatus shown in FIG. 統合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 board | substrate delivery of an integrated unit. 統合ユニットの薬液処理時における正面図である。It is a front view at the time of the chemical | medical solution process of an integrated unit. 統合ユニットのリンス時における正面図である。It is a front view at the time of the rinse of an integrated unit. 統合ユニットの基板受渡し時における処理ヘッドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the processing head at the time of board | substrate delivery of an integrated unit. 図７のＡ部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 統合ユニットの基板固定時における図８相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 when the substrate of the integrated unit is fixed. 統合ユニットの系統図である。It is a systematic diagram of an integrated unit. 無電解めっきユニットの基板受渡し時における基板ヘッドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the board | substrate head at the time of board | substrate delivery of an electroless-plating unit. 図１１のＢ部拡大図である。It is the B section enlarged view of FIG. 無電解めっきユニットの基板固定時における基板ヘッドを示す図１２相当図である。FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 12 illustrating the substrate head when the substrate of the electroless plating unit is fixed. 無電解めっきユニットのめっき処理時における基板ヘッドを示す図１２相当図である。FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 12 showing the substrate head during the plating process of the electroless plating unit. 無電解めっきユニットのめっき槽カバーを閉じた時のめっき槽を示す一部切断の正面図である。It is a partially cut front view which shows a plating tank when the plating tank cover of an electroless-plating unit is closed. 無電解めっきユニットの洗浄槽を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the washing tank of an electroless-plating unit. 無電解めっきユニットの系統図である。It is a systematic diagram of an electroless plating unit. 後処理ユニットを示す平面図である。It is a top view which shows a post-processing unit. 乾燥ユニットを示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows a drying unit. 本発明の他の実施の形態における基板処理装置の平面配置図である。It is a plane | planar arrangement drawing of the substrate processing apparatus in other embodiment of this invention. 図２０に示す基板処理装置によって本発明の他の実施の形態の基板処理方法を行うプロセスフロー図である。FIG. 21 is a process flow diagram for performing the substrate processing method of another embodiment of the present invention by the substrate processing apparatus shown in FIG. 20.

符号の説明Explanation of symbols

８ 配線
９ 配線保護膜
１０ ロード・アンロードユニット
１２ 装置フレーム
１４ 統合ユニット（洗浄兼触媒付与ユニット）
１６ 無電解めっきユニット
１８ 後処理ユニット
２０ 乾燥ユニット
２２ 仮置台
２４，２６ 基板搬送ロボット
３０ａ，３０ｂ ＣＭＰユニット
５８ 基板ホルダ
６０ 処理ヘッド
１００ 処理槽
２００ めっき槽
２０２ 洗浄槽
２０４ 基板ヘッド
２３０ ハウジング部
２３２ ヘッド部
２３４ 吸着ヘッド
４２０ クランプ機構
４２２ 基板ステージ 8 Wiring 9 Wiring protective film 10 Load / unload unit 12 Equipment frame 14 Integrated unit (cleaning and catalyst application unit)
16 Electroless Plating Unit 18 Post-Processing Unit 20 Drying Unit 22 Temporary Stands 24 and 26 Substrate Transfer Robots 30a and 30b CMP Unit 58 Substrate Holder 60 Processing Head 100 Processing Tank 200 Plating Tank 202 Cleaning Tank 204 Substrate Head 230 Housing Section 232 Head Section 234 Suction head 420 Clamp mechanism 422 Substrate stage

Claims (19)

下地金属を形成した基板の表面に無電解めっきにより金属膜を形成するに際し、
基板の表面を、カルボキシル基を有する有機酸またはその塩の水溶液に界面活性剤を添加した洗浄液で洗浄し、
洗浄後の基板の表面を、金属触媒イオンを含む溶液に前記洗浄液を混合した処理液に接触させて基板の表面に触媒を付与することを特徴とする基板処理方法。 When forming a metal film by electroless plating on the surface of the substrate on which the base metal is formed,
The surface of the substrate is washed with a washing solution obtained by adding a surfactant to an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group or a salt thereof,
A substrate processing method, wherein the surface of a substrate after cleaning is brought into contact with a processing liquid obtained by mixing the cleaning liquid in a solution containing metal catalyst ions to impart a catalyst to the surface of the substrate. 前記下地金属は、基板の表面に設けた凹部内に埋込んだ配線材料の表面をＣＭＰで平坦化して形成した埋込み配線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 base metal is an embedded wiring formed by planarizing a surface of a wiring material embedded in a recess provided on the surface of the substrate by CMP. 前記金属触媒イオンはパラジウムイオンで、金属触媒イオンを含む溶液は、パラジウム塩を無機酸または有機酸の水溶液に溶かしたものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理方法。   3. The substrate processing method according to claim 1, wherein the metal catalyst ions are palladium ions, and the solution containing the metal catalyst ions is obtained by dissolving a palladium salt in an aqueous solution of an inorganic acid or an organic acid. 前記カルボキシル基を有する有機酸は、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸またはフタル酸、またはこれらの有機塩であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理方法。   The organic acid having a carboxyl group is citric acid, oxalic acid, malic acid, maleic acid, tartaric acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid or phthalic acid, or an organic salt thereof. The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate processing method is provided. 前記洗浄液は、カルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を更に有す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。   The substrate processing method according to claim 1, wherein the cleaning liquid further includes a second chelating agent having a group other than a carboxyl group. 前記第２キレート剤は、アミノポリカルボン酸類、ホスホン酸類、縮合リン酸類、ジケトン類、アミン類、ハロゲン化物イオン、シアン化物イオン、チオシアン酸イオン、チオ硫酸イオン及びアンモニウムイオンの少なくとも１種からなることを特徴とする請求項５記載の基板処理方法。   The second chelating agent comprises at least one of aminopolycarboxylic acids, phosphonic acids, condensed phosphoric acids, diketones, amines, halide ions, cyanide ions, thiocyanate ions, thiosulfate ions, and ammonium ions. The substrate processing method according to claim 5. 前記第２キレート剤は、ポリアミノカルボン酸類またはメチレンホスホン酸類、またはそれらのアンモニウム塩であることを特徴とする請求項５記載の基板処理方法。   The substrate processing method according to claim 5, wherein the second chelating agent is a polyaminocarboxylic acid, a methylenephosphonic acid, or an ammonium salt thereof. 前記界面活性剤は、イオン性長鎖アルキルエステル系の界面活性剤からなることを特徴とする請求項１乃至７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 surfactant comprises an ionic long-chain alkyl ester surfactant. 金属触媒イオンを含む溶液に、カルボキシル基を有する有機酸及び界面活性剤を添加したことを特徴とする触媒処理液。   A catalyst treatment liquid, wherein an organic acid having a carboxyl group and a surfactant are added to a solution containing metal catalyst ions. 前記金属触媒イオンはパラジウムイオンで、金属触媒イオンを含む溶液は、パラジウム塩を無機酸または有機酸の水溶液に溶かしたものであることを特徴とする請求項９記載の触媒処理液。   The catalyst treatment liquid according to claim 9, wherein the metal catalyst ion is palladium ion, and the solution containing the metal catalyst ion is obtained by dissolving a palladium salt in an aqueous solution of an inorganic acid or an organic acid. 前記カルボキシル基を有する有機酸は、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸またはフタル酸、またはこれらの有機塩であることを特徴とする請求項９または１０記載の触媒処理液。   The organic acid having a carboxyl group is citric acid, oxalic acid, malic acid, maleic acid, tartaric acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, succinic acid, malonic acid, fumaric acid or phthalic acid, or an organic salt thereof. The catalyst treatment liquid according to claim 9 or 10, wherein the catalyst treatment liquid is present. カルボキシル基以外の基を有する第２キレート剤を更に有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の触媒処理液。   The catalyst treatment liquid according to claim 9, further comprising a second chelating agent having a group other than a carboxyl group. 前記第２キレート剤は、アミノポリカルボン酸類、ホスホン酸類、縮合リン酸類、ジケトン類、アミン類、ハロゲン化物イオン、シアン化物イオン、チオシアン酸イオン、チオ硫酸イオン及びアンモニウムイオンの少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１２記載の触媒処理液。   The second chelating agent comprises at least one of aminopolycarboxylic acids, phosphonic acids, condensed phosphoric acids, diketones, amines, halide ions, cyanide ions, thiocyanate ions, thiosulfate ions, and ammonium ions. The catalyst treatment liquid according to claim 12. 前記第２キレート剤は、ポリアミノカルボン酸類またはメチレンホスホン酸類、またはそれらのアンモニウム塩であることを特徴とする請求項１２記載の触媒処理液。   The catalyst treatment liquid according to claim 12, wherein the second chelating agent is polyaminocarboxylic acid or methylenephosphonic acid, or ammonium salt thereof. 前記界面活性剤は、イオン性長鎖アルキルエステル系の界面活性剤からなることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載の触媒処理液。   The catalyst treatment liquid according to claim 9, wherein the surfactant comprises an ionic long-chain alkyl ester surfactant. 酸性であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の触媒処理液。   The catalyst treatment liquid according to claim 9, wherein the catalyst treatment liquid is acidic. 下地金属を形成した基板の表面を、カルボキシル基を有する有機酸の水溶液に界面活性剤を添加した洗浄液で洗浄する洗浄ユニットと、
洗浄後の基板の表面を、金属触媒イオンを含む溶液に前記洗浄液を混合した処理液に接触させて基板の表面に触媒を付与する触媒付与ユニットと、
洗浄後の基板の表面に金属膜を形成する無電解めっきユニットと、めっき処理後基板を洗浄および乾燥するユニットを有することを特徴とする基板処理装置。 A cleaning unit that cleans the surface of the substrate on which the base metal is formed with a cleaning solution in which a surfactant is added to an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group;
A catalyst applying unit for applying a catalyst to the surface of the substrate by bringing the surface of the substrate after cleaning into contact with a treatment liquid obtained by mixing the cleaning liquid in a solution containing metal catalyst ions;
A substrate processing apparatus comprising: an electroless plating unit that forms a metal film on a surface of a substrate after cleaning; and a unit that cleans and drys the substrate after plating. 基板の表面に設けた凹部内に埋込んだ配線材料の表面を研磨し平坦化するＣＭＰユニットを更に有することを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置。   18. The substrate processing apparatus according to claim 17, further comprising a CMP unit for polishing and flattening a surface of a wiring material embedded in a recess provided on a surface of the substrate. 前記洗浄ユニット及び触媒付与ユニットを一つのユニットに統合したことを特徴とする請求項１７または１８記載の基板処理装置。   19. The substrate processing apparatus according to claim 17, wherein the cleaning unit and the catalyst application unit are integrated into one unit.
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