JP7797648B2 - Substrate liquid processing method and substrate liquid processing apparatus - Google Patents
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Description
本開示は、基板液処理方法及び基板液処理装置に関する。 The present disclosure relates to a substrate liquid processing method and a substrate liquid processing apparatus.
半導体ウェハ(単に「ウェハ」とも称する)に微細配線を形成するために無電解めっきを利用できる。特許文献1には、無電解めっきを利用して、ウェハにおけるビア(凹部)を金属配線で埋める装置が開示される。Electroless plating can be used to form fine wiring on semiconductor wafers (also simply referred to as "wafers"). Patent Document 1 discloses an apparatus that uses electroless plating to fill vias (recesses) in a wafer with metal wiring.
本開示は、基板上にめっき金属を析出させるのに有利な技術を提供する。 The present disclosure provides advantageous techniques for depositing plating metals onto a substrate.
本開示の一態様は、配線と、配線上に設けられ且つ絶縁膜を含む積層体と、を備える基板を準備する工程であって、積層体は、配線まで貫通して配線を露出させる凹部を有する工程と、配線のうち凹部において露出する部分を、逆スパッタ処理により飛散させて、凹部を区画する区画面を含む積層体の表面にめっきシード体として付着させる工程と、区画面にめっきシード体が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属によって区画面を被覆する工程と、区画面がめっき金属によって被覆されている状態で、無電解めっき処理及び電気めっき処理のうちのいずれかによって、凹部にめっき金属を埋め込む工程と、を含む、基板液処理方法に関する。 One aspect of the present disclosure relates to a substrate solution processing method including the steps of: preparing a substrate having wiring and a laminate including an insulating film disposed on the wiring, the laminate having a recess that penetrates all the way to the wiring and exposes the wiring; scattering the exposed portion of the wiring in the recess by reverse sputtering and attaching it as a plating seed body to the surface of the laminate including a partition surface that defines the recess; covering the partition surface with a plating metal deposited by electroless plating while the plating seed body is attached to the partition surface; and filling the recess with the plating metal by either electroless plating or electroplating while the partition surface is covered with the plating metal.
本開示によれば、基板上にめっき金属を析出させるのに有利である。 The present disclosure is advantageous for depositing plating metals onto a substrate.
添付図面を参照して本開示の具体的な実施形態を説明する。以下の実施形態は、本開示の技術思想を具現化した基板液処理方法及び基板液処理装置の例に過ぎず、本開示の技術思想を限定しない。各図面に示される各要素は簡略化して示されている。各図面における各要素の寸法や形状及び要素間寸法比は、必ずしも現実の装置の対応要素と一致せず、また図面間において必ずしも一致しない。 Specific embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely examples of substrate liquid processing methods and substrate liquid processing apparatus that embody the technical concepts of the present disclosure and do not limit the technical concepts of the present disclosure. Each element shown in each drawing is shown in a simplified form. The dimensions, shapes, and dimensional ratios of each element in each drawing do not necessarily correspond to the corresponding elements in an actual device, and do not necessarily correspond between drawings.
図1は、多層配線形成システム1の概略構成例を示す図である。図1において、X軸、Y軸及びZ軸はお互いに直交しており、X軸及びY軸は水平に延び、Z軸の正方向は鉛直上向き方向である。 Figure 1 is a diagram showing an example of the schematic configuration of a multilayer wiring formation system 1. In Figure 1, the X-axis, Y-axis, and Z-axis are perpendicular to each other, the X-axis and Y-axis extend horizontally, and the positive direction of the Z-axis is the vertical upward direction.
図1に示す多層配線形成システム(基板液処理システム)1は、搬入出ステーション2、処理ステーション3及び制御装置4を備える。 The multilayer wiring formation system (substrate liquid processing system) 1 shown in Figure 1 comprises a loading/unloading station 2, a processing station 3, and a control device 4.
搬入出ステーション2は、キャリア載置部11及び第1搬送部12を含む。キャリア載置部11にはキャリアCが複数載置され、各キャリアCは1又は複数のウェハ(基板)Wを水平状態で支持する。第1搬送部12は、キャリア載置部11に隣り合って設けられ、第1基板搬送装置13及び受渡部14を含む。 The loading/unloading station 2 includes a carrier placement section 11 and a first transport section 12. Multiple carriers C are placed on the carrier placement section 11, and each carrier C supports one or more wafers (substrates) W in a horizontal position. The first transport section 12 is located adjacent to the carrier placement section 11 and includes a first substrate transport device 13 and a delivery section 14.
第1基板搬送装置13は、各キャリアCと受渡部14との間でウェハWを搬送する。本例の第1基板搬送装置13は、ウェハWを保持しつつ、当該ウェハWを水平方向及び鉛直方向に移動させたり、鉛直軸線を中心に当該ウェハWを回転(旋回)させたりすることが可能である。受渡部14は、第1基板搬送装置13から受け取ったウェハWを一時的に支持したり、第1基板搬送装置13に受け渡される予定のウェハWを一時的に支持したりする。受渡部14から第1基板搬送装置13に受け渡されたウェハWは、第1基板搬送装置13から対応のキャリアCに戻される。 The first substrate transfer device 13 transfers wafers W between each carrier C and the transfer section 14. In this example, the first substrate transfer device 13 is capable of holding a wafer W and moving the wafer W horizontally and vertically, and rotating (pivoting) the wafer W around a vertical axis. The transfer section 14 temporarily supports a wafer W received from the first substrate transfer device 13, and temporarily supports a wafer W to be transferred to the first substrate transfer device 13. The wafer W transferred from the transfer section 14 to the first substrate transfer device 13 is returned from the first substrate transfer device 13 to the corresponding carrier C.
処理ステーション3は、搬入出ステーション2(特に第1搬送部12)に対してX方向に隣り合って設けられ、第2搬送部15及び複数の処理ユニット16を含む。 The processing station 3 is located adjacent to the loading/unloading station 2 (particularly the first transport section 12) in the X direction and includes a second transport section 15 and multiple processing units 16.
第2搬送部15は、搬送路において移動可能な第2基板搬送装置20を具備する。第2基板搬送装置20は、ウェハWを水平方向及び鉛直方向へ移動させたり、鉛直軸を中心にウェハWを回転(旋回)させたりすることが可能である。第2搬送部15は、受渡部14から受け取ったウェハWを所望の処理ユニット16に搬送したり、処理ユニット16間でウェハWを搬送したり、処理ユニット16から受渡部14にウェハWを搬送したりする。 The second transfer section 15 is equipped with a second substrate transfer device 20 that is movable along the transfer path. The second substrate transfer device 20 is capable of moving the wafer W horizontally and vertically and rotating (pivoting) the wafer W around a vertical axis. The second transfer section 15 transfers the wafer W received from the transfer section 14 to the desired processing unit 16, transfers the wafer W between processing units 16, and transfers the wafer W from the processing unit 16 to the transfer section 14.
処理ステーション3に含まれる複数の処理ユニット16は、第2基板搬送装置20の搬送路(図1に示す例ではX方向に延びる搬送路)の両側に並べられる。これらの処理ユニット16の配置形態及び数は図1に示す例には限定されず、任意の数の処理ユニット16が任意の形態で配置可能である。 The multiple processing units 16 included in the processing station 3 are lined up on both sides of the transport path of the second substrate transport device 20 (the transport path extending in the X direction in the example shown in Figure 1). The arrangement and number of these processing units 16 are not limited to the example shown in Figure 1, and any number of processing units 16 can be arranged in any configuration.
各ウェハWに対して液処理及びその他の処理を行う基板液処理装置は、1又は複数の処理ユニット16を含む。各処理ユニット16で行われる具体的な処理は限定されないが、本実施形態では少なくともめっき処理ユニット17、逆スパッタ処理ユニット18及び熱処理ユニット19として働く処理ユニット16が設けられる。本実施形態のめっき処理ユニット17は、ウェハWに対して無電解めっき処理を行う無電解めっき処理ユニットとして構成される。逆スパッタ処理ユニット18は、ウェハWに対して逆スパッタ処理を行う。熱処理ユニット19は、ウェハWに対して熱処理を行う。めっき処理ユニット17、逆スパッタ処理ユニット18及び熱処理ユニット19のそれぞれで行われる無電解めっき処理、逆スパッタ処理及び熱処理の詳細は、後述される。 The substrate liquid processing apparatus, which performs liquid processing and other processes on each wafer W, includes one or more processing units 16. While the specific processes performed in each processing unit 16 are not limited, in this embodiment, processing units 16 are provided that function as at least a plating processing unit 17, a reverse sputtering processing unit 18, and a heat processing unit 19. In this embodiment, the plating processing unit 17 is configured as an electroless plating processing unit that performs electroless plating processing on the wafer W. The reverse sputtering processing unit 18 performs reverse sputtering processing on the wafer W. The heat processing unit 19 performs heat processing on the wafer W. Details of the electroless plating processing, reverse sputtering processing, and heat processing performed in the plating processing unit 17, reverse sputtering processing unit 18, and heat processing unit 19, respectively, will be described below.
一例として、処理ステーション3に設けられる複数の処理ユニット16は、めっき処理ユニット17、逆スパッタ処理ユニット18及び熱処理ユニット19に加え、CMP処理ユニット及び洗浄処理ユニットを含んでもよい。CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)処理ユニットは、ウェハWに対してCMP処理を行う。洗浄処理ユニットは、ウェハWに対して洗浄処理を行い、例えばスピン洗浄方式の洗浄装置を含む。 As an example, the multiple processing units 16 provided in the processing station 3 may include a CMP processing unit and a cleaning processing unit in addition to a plating processing unit 17, a reverse sputtering processing unit 18, and a thermal processing unit 19. The CMP (Chemical Mechanical Polishing) processing unit performs CMP processing on the wafer W. The cleaning processing unit performs cleaning processing on the wafer W and includes, for example, a spin cleaning type cleaning device.
制御装置4は、例えばコンピュータであり、制御部21及び記憶部22を備える。制御部21は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。マイクロコンピュータのCPUは、ROMに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、第1搬送部12、第2搬送部15及び各処理ユニット16の制御を行う。 The control device 4 is, for example, a computer, and includes a control unit 21 and a memory unit 22. The control unit 21 includes a microcomputer and various circuits, including a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and input/output ports. The CPU of the microcomputer controls the first conveying unit 12, the second conveying unit 15, and each processing unit 16 by reading and executing programs stored in the ROM.
制御装置4の記憶部22に記憶されるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から記憶部22にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、例えばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、及びメモリカードなどがある。記憶部22は、例えば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子、ハードディスク及び光ディスクなどの記憶装置によって実現可能である。 The program stored in the memory unit 22 of the control device 4 may be one that has been recorded on a computer-readable storage medium and installed into the memory unit 22 from that storage medium. Examples of computer-readable storage media include hard disks (HDs), flexible disks (FDs), compact disks (CDs), magnetic optical disks (MOs), and memory cards. The memory unit 22 can be realized by, for example, semiconductor memory elements such as RAM and flash memory, or storage devices such as hard disks and optical disks.
[めっき処理ユニット]
図2は、めっき処理ユニット17の構成例を示す図である。図2には、筺体30の内側の構成が透視的に示されている。
[Plating processing unit]
2 is a diagram showing an example of the configuration of the plating unit 17. In FIG. 2, the configuration inside the housing 30 is shown in perspective.
図2に示すめっき処理ユニット17は、ウェハWを1枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニット16として構成され、筺体30と、少なくとも一部が筺体30の内側に設けられる基板回転保持機構31、処理液供給機構32及びカップ33を備える。 The plating processing unit 17 shown in Figure 2 is configured as a single-wafer processing unit 16 that processes wafers W one by one, and includes a housing 30, a substrate rotation and holding mechanism 31, at least a portion of which is provided inside the housing 30, a processing liquid supply mechanism 32, and a cup 33.
筺体30は、図示しない開閉式の搬出入部を有する。第2基板搬送装置20(図1参照)によって搬送されるウェハWは、開状態の搬出入部を通って筺体30の内側に搬入され、また開状態の搬出入部を通って筺体30の内側から搬出される。一方、筺体30の内側でウェハWが各種処理(無電解めっき処理を含む)を受ける間及び筺体30の内側で何らの処理も行われない間、搬出入部は閉状態に置かれ、筺体30の内側への外気の流入が制限される。The housing 30 has an openable/closable loading/unloading section (not shown). Wafers W transported by the second substrate transport device 20 (see FIG. 1) are loaded into the housing 30 through the open loading/unloading section, and are unloaded from the housing 30 through the open loading/unloading section. Meanwhile, while the wafers W are undergoing various processes (including electroless plating processes) inside the housing 30, and while no processes are being performed inside the housing 30, the loading/unloading section is kept closed, restricting the inflow of outside air into the housing 30.
基板回転保持機構31は、ウェハWを保持し、当該ウェハWとともに回転可能に設けられる。基板回転保持機構31は、中空円筒形状の回転軸31a、ターンテーブル31b、ウェハチャック31c及び第1回転駆動部(図示省略)を有する。回転軸31aは、制御装置4(図1参照)の制御下で駆動される第2昇降機構(図示省略)によって、筺体30の内側における上下方向長さが変えられる。ターンテーブル31bは、回転軸31aの上端部に取り付けられる。ウェハチャック31cは、ターンテーブル31bの上面外周部に設けられ、ウェハWを支持する。回転軸31aの上下方向長さが変わることで、ターンテーブル31b及びウェハチャック31cの高さ位置(上下方向位置)が一体的に変わる。第1回転駆動部は、モータ等の駆動源からの回転動力を回転軸31aに伝え、回転軸31a、ターンテーブル31b及びウェハチャック31cを一体的に回転させる。 The substrate rotation and holding mechanism 31 holds the wafer W and is rotatable together with the wafer W. The substrate rotation and holding mechanism 31 has a hollow cylindrical rotation shaft 31a, a turntable 31b, a wafer chuck 31c, and a first rotation drive unit (not shown). The vertical length of the rotation shaft 31a inside the housing 30 is changed by a second lifting mechanism (not shown) driven under the control of the control device 4 (see FIG. 1). The turntable 31b is attached to the upper end of the rotation shaft 31a. The wafer chuck 31c is attached to the outer periphery of the upper surface of the turntable 31b and supports the wafer W. Changing the vertical length of the rotation shaft 31a changes the height positions (vertical positions) of the turntable 31b and wafer chuck 31c together. The first rotation drive unit transmits rotational power from a drive source such as a motor to the rotation shaft 31a, rotating the rotation shaft 31a, turntable 31b, and wafer chuck 31c together.
基板回転保持機構31は制御装置4(図1参照)の制御下で駆動され、第1回転駆動部から伝えられる回転動力によって回転軸31a、ターンテーブル31b及びウェハチャック31cが回転され、ひいてはウェハチャック31cが支持するウェハWが回転される。 The substrate rotation and holding mechanism 31 is driven under the control of the control device 4 (see Figure 1), and the rotational power transmitted from the first rotation drive unit rotates the rotation shaft 31a, turntable 31b, and wafer chuck 31c, thereby rotating the wafer W supported by the wafer chuck 31c.
処理液供給機構32は制御装置4(図1参照)の制御下で駆動され、基板回転保持機構31によって保持されるウェハWの表面に処理液(例えば無電解めっき液)を供給する。本例の処理液供給機構32は、処理液供給部32a、吐出ヘッド32b、吐出ノズル32c、アーム32d、支持軸32e及び処理液供給路32fを有する。The processing liquid supply mechanism 32 is driven under the control of the control device 4 (see Figure 1) and supplies a processing liquid (e.g., electroless plating solution) to the surface of the wafer W held by the substrate rotation holding mechanism 31. In this example, the processing liquid supply mechanism 32 has a processing liquid supply unit 32a, a discharge head 32b, a discharge nozzle 32c, an arm 32d, a support shaft 32e, and a processing liquid supply path 32f.
処理液供給部32aは、処理液供給路32fを介して吐出ヘッド32bに処理液を供給する。吐出ヘッド32bに供給された処理液は、吐出ヘッド32bに取り付けられた吐出ノズル32cから吐出されて、例えばウェハWの処理面(上面)に付与される。吐出ヘッド32b及び吐出ノズル32cはアーム32dの先端部に取り付けられ、アーム32dと一体的に移動する。アーム32dは、上下動可能なように支持軸32eによって支持され、筺体30の内側において上下方向へ移動可能に設けられる。またアーム32dは、支持軸32eと一体的に回転(旋回)して、水平方向へ移動可能に設けられる。支持軸32eは、図示しない第2回転駆動部によって、上下方向に延びる中心軸線の周りで回転させられる。 The processing liquid supply unit 32a supplies the processing liquid to the discharge head 32b via the processing liquid supply path 32f. The processing liquid supplied to the discharge head 32b is discharged from a discharge nozzle 32c attached to the discharge head 32b and applied to, for example, the processing surface (upper surface) of a wafer W. The discharge head 32b and the discharge nozzle 32c are attached to the tip of an arm 32d and move integrally with the arm 32d. The arm 32d is supported by a support shaft 32e so that it can move up and down, and is provided inside the housing 30 so that it can move up and down. The arm 32d also rotates (pivots) integrally with the support shaft 32e so that it can move horizontally. The support shaft 32e is rotated around a central axis extending in the vertical direction by a second rotation drive unit (not shown).
上述の構成を有する処理液供給機構32は、ウェハWの処理面(上面)の任意箇所に向けて、所望の高さ位置に位置づけられた吐出ノズル32cから処理液を吐出させることができる。 The processing liquid supply mechanism 32 having the above-described configuration can eject processing liquid from an ejection nozzle 32c positioned at a desired height toward any location on the processing surface (upper surface) of the wafer W.
カップ33は、上下方向に異なる位置に配置される2つの排出口33a、33bを有し、ウェハWから飛散した処理液を受ける。カップ33は、制御装置4(図1参照)の制御下で駆動される第2昇降機構(図示省略)によって上下方向に移動可能に設けられており、2つの排出口33a、33bの高さ位置は可変である。2つの排出口33a、33bは、それぞれ液排出機構34、35に接続されている。 The cup 33 has two discharge ports 33a and 33b located at different positions in the vertical direction, and receives the processing liquid splashed from the wafer W. The cup 33 is movable in the vertical direction by a second lifting mechanism (not shown) driven under the control of the control device 4 (see Figure 1), and the height positions of the two discharge ports 33a and 33b are variable. The two discharge ports 33a and 33b are connected to liquid discharge mechanisms 34 and 35, respectively.
液排出機構34、35は、2つの排出口33a、33bに集められた処理液を筺体30の外部に排出する。 The liquid discharge mechanisms 34 and 35 discharge the processing liquid collected in the two discharge ports 33a and 33b outside the housing 30.
液排出機構34は、流路切換器34aを介して排出口33aに接続される回収流路34b及び廃棄流路34cを有する。流路切換器34aは、一方の排出口33aからの処理液が流入可能な流路を、回収流路34bと廃棄流路34cとの間で切り換える。回収流路34bは、一方の排出口33aから回収される処理液を再利用するための流路であり、処理液を冷却するための冷却バッファ34dが設けられる。廃棄流路34cは、一方の排出口33aから回収される処理液を廃棄するための流路である。 The liquid discharge mechanism 34 has a recovery flow path 34b and a waste flow path 34c connected to the discharge port 33a via a flow path switch 34a. The flow path switch 34a switches the flow path through which the processing liquid can flow from one of the discharge ports 33a, between the recovery flow path 34b and the waste flow path 34c. The recovery flow path 34b is a flow path for reusing the processing liquid recovered from one of the discharge ports 33a, and is provided with a cooling buffer 34d for cooling the processing liquid. The waste flow path 34c is a flow path for discarding the processing liquid recovered from one of the discharge ports 33a.
液排出機構35は、他方の排出口33bに接続される廃棄流路35aを有する。廃棄流路35aは、他方の排出口33bから回収される処理液を廃棄するための流路である。 The liquid discharge mechanism 35 has a waste flow path 35a connected to the other discharge port 33b. The waste flow path 35a is a flow path for disposing of the treatment liquid recovered from the other discharge port 33b.
処理液供給部32aは、無電解めっき液及び他の処理液(例えば洗浄液やリンス液)を、処理液として吐出ヘッド32b及び吐出ノズル32cに供給可能に設けられる。これにより処理液供給機構32は、ウェハWに対する無電解めっき液の付与の前後に、洗浄液を使う洗浄処理、リンス液を使うリンス処理、或いは他の液処理をウェハWに施すことが可能である。 The processing liquid supply unit 32a is configured to supply electroless plating liquid and other processing liquids (e.g., cleaning liquid and rinsing liquid) as processing liquids to the discharge head 32b and discharge nozzle 32c. This allows the processing liquid supply mechanism 32 to perform cleaning processing using a cleaning liquid, rinsing processing using a rinsing liquid, or other liquid processing on the wafer W before or after applying electroless plating liquid to the wafer W.
なお図2には、処理液供給機構32が簡略的に示されており、処理液供給部32a、処理液供給路32f、吐出ヘッド32b及び吐出ノズル32cが1つずつ示されている。ただし処理液供給部32a、処理液供給路32f、吐出ヘッド32b及び吐出ノズル32cの数や構成は限定されない。2 shows a simplified view of the processing liquid supply mechanism 32, with one processing liquid supply unit 32a, one processing liquid supply path 32f, one ejection head 32b, and one ejection nozzle 32c. However, the number and configuration of the processing liquid supply unit 32a, the processing liquid supply path 32f, the ejection head 32b, and the ejection nozzle 32c are not limited.
例えば、処理液供給部32a、処理液供給路32f、吐出ヘッド32b及び/又は吐出ノズル32cが複数設けられてもよい。この場合、例えば、処理液供給機構32からウェハWに供給される複数種類の処理液の各々に関して、専用の処理液供給部32a、処理液供給路32f、吐出ヘッド32b及び/又は吐出ノズル32cが設けられてもよい。或いは、特定の1種類以上の処理液に関してのみ、専用の処理液供給部32a、処理液供給路32f、吐出ヘッド32b及び/又は吐出ノズル32cが設けられてもよい。この場合、他の種類の処理液に関しては、処理液供給部32a、処理液供給路32f、吐出ヘッド32b及び/又は吐出ノズル32cが共用される。For example, multiple processing liquid supply units 32a, processing liquid supply paths 32f, discharge heads 32b, and/or discharge nozzles 32c may be provided. In this case, for example, a dedicated processing liquid supply unit 32a, processing liquid supply path 32f, discharge head 32b, and/or discharge nozzle 32c may be provided for each of the multiple types of processing liquid supplied to the wafer W from the processing liquid supply mechanism 32. Alternatively, a dedicated processing liquid supply unit 32a, processing liquid supply path 32f, discharge head 32b, and/or discharge nozzle 32c may be provided only for one or more specific types of processing liquid. In this case, the processing liquid supply unit 32a, processing liquid supply path 32f, discharge head 32b, and/or discharge nozzle 32c are shared with other types of processing liquid.
[熱処理ユニット]
図3は、熱処理ユニット19の構成例を示す図である。図3には、筺体19aの内側の構成が透視的に示されている。
[Heat treatment unit]
3 is a diagram showing an example of the configuration of the heat treatment unit 19. In FIG. 3, the internal configuration of the housing 19a is shown in a perspective manner.
図3に示す熱処理ユニット19は、ウェハWを1枚ずつ処理する枚葉式の処理ユニット16として構成され、筺体19aと、筺体19aの内部に配置されたホットプレート19bと、を備える。 The thermal processing unit 19 shown in Figure 3 is configured as a single-wafer processing unit 16 that processes wafers W one by one, and includes a housing 19a and a hot plate 19b arranged inside the housing 19a.
筺体19aは、図示しない開閉式の搬出入部を有する。第2基板搬送装置20(図1参照)によって搬送されるウェハWは、開状態の搬出入部を通って筺体19aの内側に搬入され、また開状態の搬出入部を通って筺体19aの内側から搬出される。一方、筺体19aの内側でウェハWが熱処理を受ける間及び筺体19aの内側で何らの処理も行われない間、搬出入部は閉状態に置かれ、筺体19aの内側への外気の流入が制限される。 The housing 19a has an openable/closable loading/unloading section (not shown). Wafers W transported by the second substrate transport device 20 (see FIG. 1) are loaded into the housing 19a through the open loading/unloading section, and are unloaded from the housing 19a through the open loading/unloading section. Meanwhile, while the wafers W are undergoing heat treatment inside the housing 19a, or while no processing is being performed inside the housing 19a, the loading/unloading section is kept closed, restricting the inflow of outside air into the housing 19a.
筺体19aには、筺体19a内に還元性ガスを供給するガス供給路19cと、筺体19a内から雰囲気ガスを排出するガス排出路19dとが設けられる。 The housing 19a is provided with a gas supply path 19c for supplying reducing gas into the housing 19a and a gas exhaust path 19d for exhausting atmospheric gas from within the housing 19a.
筺体19a内に供給される還元性ガスの具体的な組成は限定されず、例えば窒素ガス及び水素ガスを含有するフォーミングガスが還元性ガスとして用いられる。フォーミングガス中の水素ガス濃度は通常3~4%程度である。フォーミングガス雰囲気中でウェハWを例えば400℃程度の高温に加熱することで、ウェハWを効果的に還元することができ、ウェハWの酸化の影響を抑制できる。 The specific composition of the reducing gas supplied into the housing 19a is not limited; for example, forming gas containing nitrogen gas and hydrogen gas is used as the reducing gas. The hydrogen gas concentration in forming gas is typically around 3-4%. By heating the wafer W to a high temperature of, for example, around 400°C in a forming gas atmosphere, the wafer W can be effectively reduced, thereby suppressing the effects of oxidation of the wafer W.
ウェハWは、搬出入部を介して筺体19a内に搬入されてホットプレート19bに載置される。そしてガス供給源(図示省略)からガス供給路19cを介して筺体19a内に還元性ガスが供給され、筺体19a内が還元性ガスによって充満している状態で、ウェハWはホットプレート19bにより加熱されて熱処理(還元アニール処理)される。筺体19a内の雰囲気ガスは、ガス排出路19dを介して排出されてガス回収部(図示省略)に回収される。ウェハWの熱処理が行われている間、ガス供給路19cから筺体19a内への還元性ガスの供給と、筺体19a内の雰囲気ガスのガス排出路19dを介した排出とは、継続的に行われてもよいし、停止されていてもよい。 The wafer W is loaded into the housing 19a via the loading/unloading section and placed on the hot plate 19b. Reducing gas is then supplied from a gas supply source (not shown) through the gas supply path 19c into the housing 19a. With the housing 19a filled with reducing gas, the wafer W is heated by the hot plate 19b and subjected to heat treatment (reduction annealing). The ambient gas within the housing 19a is exhausted through the gas exhaust path 19d and recovered in a gas recovery section (not shown). While the wafer W is being heat-treated, the supply of reducing gas from the gas supply path 19c into the housing 19a and the exhaust of the ambient gas within the housing 19a through the gas exhaust path 19d may be continuous or may be stopped.
ウェハWの熱処理が終了した後、ウェハWは搬出入部を介して筺体19a外に搬出される。 After the heat treatment of the wafer W is completed, the wafer W is unloaded from the housing 19a via the loading/unloading section.
[基板液処理方法]
図4A~図4Fは、基板液処理方法の一例を説明するための図であり、ウェハW(特に1つの凹部43の近傍の箇所)の拡大断面を示す。以下に説明する基板液処理方法は、制御装置4の制御下で多層配線形成システム1の各種装置が適宜駆動されることで、実行される。
[Substrate liquid processing method]
4A to 4F are diagrams for explaining an example of a substrate liquid processing method, showing an enlarged cross section of the wafer W (particularly a portion near one recess 43). The substrate liquid processing method described below is carried out by appropriately driving various devices of the multilayer wiring formation system 1 under the control of the control device 4.
まず配線41と、配線41上に設けられ且つ絶縁膜を含む積層体42と、を備えるウェハWが準備され、当該ウェハWが逆スパッタ処理ユニット18(処理ユニット16(図1参照))内に配置される(図4A参照)。積層体42は多数の凹部43を有し、各凹部43は、配線41まで貫通して配線41を露出させる。First, a wafer W is prepared, which includes a wiring 41 and a laminate 42 that is provided on the wiring 41 and includes an insulating film. The wafer W is then placed in the reverse sputtering processing unit 18 (processing unit 16 (see Figure 1)) (see Figure 4A). The laminate 42 has multiple recesses 43, each of which penetrates to the wiring 41 and exposes it.
その後、ウェハWは、逆スパッタ処理ユニット18において逆スパッタ処理を受ける。すなわち逆スパッタ処理ユニット18は、ウェハWをターゲットとして使用し、当該ウェハWに高電圧をかけてグロー放電を発生させることで、ウェハWの周囲に充満させた逆スパッタガスGをイオン化させて、凹部43で露出する配線41に衝突させる(図4B参照)。The wafer W then undergoes reverse sputtering processing in the reverse sputtering processing unit 18. That is, the reverse sputtering processing unit 18 uses the wafer W as a target and applies a high voltage to the wafer W to generate a glow discharge, ionizing the reverse sputtering gas G that fills the area around the wafer W and causing it to collide with the wiring 41 exposed in the recess 43 (see Figure 4B).
その結果、凹部43において露出する配線41の露出面近傍部が逆スパッタガスGによってはじき飛ばされ、凹部43の底部において配線41のフレッシュな表面(新たな表面)が露出する(図4C参照)。一方、配線41のうち凹部43において露出する部分であって逆スパッタガスGによって飛散させられた部分は、積層体42の表面50(凹部43を区画する区画面51を含む)に、めっきシード体45として付着する。As a result, the exposed portion of the wiring 41 near the exposed surface in the recess 43 is blown away by the reverse sputtering gas G, exposing a fresh (new) surface of the wiring 41 at the bottom of the recess 43 (see Figure 4C). Meanwhile, the portion of the wiring 41 exposed in the recess 43 that has been blown away by the reverse sputtering gas G adheres to the surface 50 of the laminate 42 (including the partition surface 51 that defines the recess 43) as a plating seed body 45.
なお逆スパッタ処理ユニット18が具備する具体的な装置は限定されない。逆スパッタ処理ユニット18は、一例として、電圧印加デバイス及び逆スパッタガス供給デバイスを備える既知のスパッタリング装置を応用した装置を使って、上述の逆スパッタ処理を行うことが可能である。逆スパッタガスGの具体的な組成も限定されず、例えばアルゴン(Ar)を逆スパッタガスGとして用いることが可能であるが、他の任意のガス(例えばアルゴン以外の希ガス元素或いは窒素)が用いられてもよい。 The specific equipment equipped in the reverse sputtering processing unit 18 is not limited. For example, the reverse sputtering processing unit 18 can perform the above-mentioned reverse sputtering process using an apparatus that applies a known sputtering apparatus equipped with a voltage application device and a reverse sputtering gas supply device. The specific composition of the reverse sputtering gas G is also not limited. For example, argon (Ar) can be used as the reverse sputtering gas G, but any other gas (for example, a rare gas element other than argon or nitrogen) may also be used.
その後、ウェハWは、逆スパッタ処理ユニット18から搬出されて、熱処理ユニット19(図3参照)内に搬入される(図4D参照)。ウェハWは、熱処理ユニット19において、還元性ガスの雰囲気下で熱処理を受ける。このように本実施形態では、区画面51を含む積層体42の表面にめっきシード体45が付着している状態で且つ区画面51がめっき金属によって被覆される前に、還元性ガスの雰囲気下でウェハWの熱処理が行われる。 The wafer W is then transferred from the reverse sputtering processing unit 18 and into the heat treatment unit 19 (see FIG. 3) (see FIG. 4D). In the heat treatment unit 19, the wafer W is subjected to heat treatment in a reducing gas atmosphere. In this embodiment, the wafer W is heat treated in a reducing gas atmosphere while the plating seed body 45 is attached to the surface of the stack 42 including the partition surface 51 and before the partition surface 51 is coated with the plating metal.
その後、ウェハWは、熱処理ユニット19から搬出されて、めっき処理ユニット17(図2参照)内に搬入される。なお上述の熱処理ユニット19におけるウェハWの熱処理は行われなくてもよい。その場合、逆スパッタ処理ユニット18から搬出されたウェハW(図4C参照)は、熱処理ユニット19に搬入されることなく、めっき処理ユニット17内に搬入される。 The wafer W is then unloaded from the heat treatment unit 19 and loaded into the plating treatment unit 17 (see Figure 2). Note that the heat treatment of the wafer W in the heat treatment unit 19 described above does not have to be performed. In this case, the wafer W (see Figure 4C) unloaded from the reverse sputtering treatment unit 18 is loaded into the plating treatment unit 17 without being loaded into the heat treatment unit 19.
ウェハWは、めっき処理ユニット17において無電解めっき処理を受けて、各凹部43にめっき金属47が埋め込まれる(図4E及び図4F参照)。ここでの無電解めっき処理は、めっき金属47によって積層体42の表面50(区画面51を含む)を被覆する工程と、各凹部43にめっき金属47を埋め込んで充填する工程と、を含む。The wafer W undergoes electroless plating in the plating unit 17, filling each recess 43 with plating metal 47 (see Figures 4E and 4F). The electroless plating process here includes a process of coating the surface 50 (including the partition surface 51) of the laminate 42 with plating metal 47, and a process of filling each recess 43 with the plating metal 47.
すなわち、まず区画面51を含む積層体42の表面50にめっきシード体45が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属47によって積層体42の表面50(区画面51を含む)が被覆される(図4E参照)。この際、めっきシード体45がシードとして働き、めっき金属47の析出を促す。その後、積層体42の表面50(区画面51を含む)がめっき金属47によって被覆されている状態で、無電解めっき処理によって、各凹部43の全体にめっき金属47が埋め込まれる(図4F参照)。That is, first, with the plating seed body 45 attached to the surface 50 of the laminate 42, including the partition surface 51, the surface 50 (including the partition surface 51) of the laminate 42 is coated with plating metal 47 deposited by electroless plating (see Figure 4E). At this time, the plating seed body 45 acts as a seed to promote the deposition of plating metal 47. Then, with the surface 50 (including the partition surface 51) of the laminate 42 coated with plating metal 47, the plating metal 47 is filled into the entirety of each recess 43 by electroless plating (see Figure 4F).
本実施形態では、めっき金属47によって積層体42の表面50が被覆される工程及び各凹部43の全体にめっき金属47が埋め込まれる工程が、共通のめっき処理ユニット17で共通の無電解めっき処理によって、中断無く連続的に行われる。したがって積層体42の表面50(区画面51を含む)を被覆するめっき金属47と、各凹部43の全体に埋め込まれるめっき金属47と、は同じ組成を有する。In this embodiment, the process of coating the surface 50 of the laminate 42 with the plated metal 47 and the process of filling each recess 43 with the plated metal 47 are carried out continuously and without interruption by a common electroless plating process in a common plating process unit 17. Therefore, the plated metal 47 covering the surface 50 (including the partition surface 51) of the laminate 42 and the plated metal 47 filling each recess 43 have the same composition.
このようにして各凹部43にめっき金属47が埋め込まれた後のウェハWは、必要に応じて他の処理ユニット16で任意の処理(例えば熱処理、CMP処理及び/又は洗浄処理)を受けた後、対応のキャリアCに戻される。 After the plating metal 47 has been filled into each recess 43 in this manner, the wafer W is subjected to any processing (e.g., heat treatment, CMP processing and/or cleaning processing) in another processing unit 16 as necessary, and then returned to the corresponding carrier C.
なお各凹部43に埋め込まれるめっき金属47及び配線41の具体的な組成は限定されず、お互いに共通の金属成分を含んでいてもよいし、お互いに共通の金属成分を含まなくてもよい。 The specific composition of the plating metal 47 and wiring 41 embedded in each recess 43 is not limited, and they may or may not contain metal components common to each other.
例えば配線41は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ルテニウム(Ru)、銅(Cu)、タングステン(W)、及びその他の導電性金属のうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。一例として、配線41がルテニウムで構成される場合、ルテニウムをめっき金属47として各凹部43に析出させてもよい。For example, the wiring 41 may include at least one of cobalt (Co), nickel (Ni), ruthenium (Ru), copper (Cu), tungsten (W), and other conductive metals. As an example, if the wiring 41 is made of ruthenium, the ruthenium may be deposited in each recess 43 as the plating metal 47.
銅やタングステンによって配線41が構成される場合、積層体42の表面50(区画面51を含む)は、ニッケル(Ni)などのバリア材料を含むバリア層(図示省略)によって構成されてもよい。この場合、配線41のうち逆スパッタ処理により飛散して積層体42の表面50に付着する部分は、バリア層上にめっきシード体45として付着する。このようにしてバリア層上にめっきシード体45が付着することで、めっきシード体45が銅やタングステンにより構成されていても、めっきシード体45が絶縁膜中に拡散するのを防げる。 When the wiring 41 is made of copper or tungsten, the surface 50 (including the partition surface 51) of the laminate 42 may be made of a barrier layer (not shown) containing a barrier material such as nickel (Ni). In this case, the portion of the wiring 41 that is scattered by the reverse sputtering process and adheres to the surface 50 of the laminate 42 adheres to the barrier layer as a plating seed body 45. By adhering the plating seed body 45 to the barrier layer in this manner, even if the plating seed body 45 is made of copper or tungsten, it is possible to prevent the plating seed body 45 from diffusing into the insulating film.
本件発明者は実際に、ウェハWの各凹部43にめっき金属47を埋め込むための無電解めっき処理を行って、SEM(走査電子顕微鏡)画像(具体的にはSE(二次電子)画像及びBSE(後方散乱電子)画像)を介してめっき金属47の埋め込み状態を観察した。 The inventors actually performed an electroless plating process to fill each recess 43 of the wafer W with plating metal 47, and observed the filling state of the plating metal 47 through SEM (scanning electron microscope) images (specifically, SE (secondary electron) images and BSE (backscattered electron) images).
具体的には、上述の図4A~図4Fに従って逆スパッタ処理、熱処理及び無電解めっき処理を順次受けたウェハW(第1実施例)におけるめっき金属47の埋め込み状態が、SEM画像によって視覚的に確認された。また逆スパッタ処理(図4B及び図4C)が行われずに、熱処理及び無電解めっき処理を順次受けたウェハW(第2実施例)のめっき金属47の埋め込み状態が、SEM画像によって視覚的に確認された。 Specifically, the embedded state of the plating metal 47 in a wafer W (first example) that was sequentially subjected to reverse sputtering, heat treatment, and electroless plating in accordance with the above-described Figures 4A to 4F was visually confirmed by SEM images. Furthermore, the embedded state of the plating metal 47 in a wafer W (second example) that was sequentially subjected to heat treatment and electroless plating without being subjected to reverse sputtering (Figures 4B and 4C) was visually confirmed by SEM images.
第1実施例のウェハWと第2実施例のウェハWとの間において、逆スパッタ処理以外の処理や環境の条件は同じにそろえられた。第1実施例のウェハW及び第2実施例のウェハWはルテニウムの配線41を備え、各凹部43にルテニウムのめっき金属47を堆積させるための無電解めっき処理が第1実施例のウェハW及び第2実施例のウェハWに対して行われた。第1実施例のウェハW及び第2実施例のウェハWにおいて、各凹部43における配線41の露出面は、各凹部43のエッチング加工に用いられたエッチンガスに所定時間晒された。第1実施例のウェハWに対する逆スパッタ処理では、アルゴンが逆スパッタガスGとして使用された。 The processing and environmental conditions other than the reverse sputtering process were the same between the wafer W of the first embodiment and the wafer W of the second embodiment. The wafer W of the first embodiment and the wafer W of the second embodiment were provided with ruthenium wiring 41, and an electroless plating process was performed on the wafer W of the first embodiment and the wafer W of the second embodiment to deposit ruthenium plating metal 47 in each recess 43. In the wafer W of the first embodiment and the wafer W of the second embodiment, the exposed surface of the wiring 41 in each recess 43 was exposed for a predetermined period of time to the etching gas used to etch each recess 43. In the reverse sputtering process on the wafer W of the first embodiment, argon was used as the reverse sputtering gas G.
その結果、無電解めっき処理に先立って逆スパッタ処理が行われなかった第2実施例のウェハWでは、各凹部43においてめっき金属47が適切に堆積せず、各凹部43をめっき金属47で埋めることができなかった。 As a result, in the wafer W of the second embodiment, in which the reverse sputtering process was not performed prior to the electroless plating process, the plating metal 47 was not properly deposited in each recess 43, and each recess 43 could not be filled with the plating metal 47.
一方、第1実施例のウェハWでは、逆スパッタ処理後且つ無電解めっき処理前のSEM画像において、積層体42の表面50(区画面51を含む)にめっきシード体45(ルテニウム製の配線41の飛散物)が付着しているのが確認された。また第1実施例のウェハWでは、無電解めっき処理後のSEM画像において、全ての凹部43において十分量のめっき金属47が堆積され、各凹部43がめっき金属47によって充填されていることが確認された。 On the other hand, in the wafer W of Example 1, SEM images taken after the reverse sputtering process and before the electroless plating process confirmed that plating seed bodies 45 (debris from ruthenium wiring 41) were attached to the surface 50 (including the partition surface 51) of the laminate 42. Furthermore, in the wafer W of Example 1, SEM images taken after the electroless plating process confirmed that a sufficient amount of plating metal 47 had been deposited in all recesses 43, and that each recess 43 was filled with plating metal 47.
以上説明したように逆スパッタ処理によって配線41の一部を飛散させて各凹部43の区画面51に付着させることで、当該飛散物を無電解めっき処理のためのシードとして好適に利用することができる。その結果、その後に行われる無電解めっき処理においてめっき金属47の析出が促進され、そのことはウェハWの各凹部43にめっき金属47を埋め込むのに非常に有利である。As explained above, by using the reverse sputtering process to scatter a portion of the wiring 41 and attach it to the partition surface 51 of each recess 43, the scattered material can be suitably used as a seed for the electroless plating process. As a result, the deposition of the plating metal 47 is promoted in the subsequent electroless plating process, which is extremely advantageous for filling each recess 43 of the wafer W with the plating metal 47.
特に、逆スパッタ処理によって、各凹部43では配線41の新たな部分(フレッシュな部分)が露出するため、各凹部43における配線41の露出面(すなわち各凹部43の底面)の無電解めっき触媒性及びめっき金属47の析出性が改善される。その結果、各凹部43におけるめっき金属47のボトムアップ成長性の向上も期待されうる。 In particular, the reverse sputtering process exposes new (fresh) portions of the wiring 41 in each recess 43, improving the electroless plating catalytic properties of the exposed surface of the wiring 41 in each recess 43 (i.e., the bottom surface of each recess 43) and the deposition properties of the plating metal 47. As a result, improved bottom-up growth of the plating metal 47 in each recess 43 can also be expected.
[変形例]
上述の例(図4A~図4F参照)では、各ウェハWは逆スパッタ処理を基本的に1度のみ受けるが、各ウェハWに対して複数回の逆スパッタ処理が行われてもよい。
[Modification]
In the above example (see FIGS. 4A to 4F), each wafer W is basically subjected to the reverse sputtering process only once, but each wafer W may be subjected to the reverse sputtering process multiple times.
一例として、逆スパッタ処理によってめっきシード体45(図4C参照)を積層体42の表面50に付着させるのに先立って、予備的な逆スパッタ処理と、当該予備的な逆スパッタ処理後に積層体42の表面50を洗浄する処理とが行われてもよい。すなわち予備的な逆スパッタ処理によって、配線41のうち各凹部43において露出する部分を飛散させ、当該予備的な逆スパッタ処理によって積層体42の表面50に付着した配線41を構成する物質が、その後の洗浄処理によって除去されてもよい。As an example, prior to adhering the plating seed body 45 (see FIG. 4C) to the surface 50 of the laminate 42 by reverse sputtering, a preliminary reverse sputtering process may be performed, followed by a process of cleaning the surface 50 of the laminate 42 after the preliminary reverse sputtering process. That is, the portions of the wiring 41 exposed in each recess 43 may be scattered by the preliminary reverse sputtering process, and the material constituting the wiring 41 that was adhered to the surface 50 of the laminate 42 by the preliminary reverse sputtering process may be removed by a subsequent cleaning process.
この場合、各凹部43において配線41のフレッシュな部分が露出した状態で、逆スパッタ処理(図4B及び図4C参照)が行われ、当該フレッシュな部分がめっきシード体45として積層体42の表面50に付着させられる。その結果、その後のめっき処理におけるめっき金属47の析出性が改善される。In this case, a reverse sputtering process (see Figures 4B and 4C) is performed with the fresh portion of the wiring 41 exposed in each recess 43, and the fresh portion is attached to the surface 50 of the laminate 42 as a plating seed body 45. As a result, the deposition properties of the plating metal 47 in the subsequent plating process are improved.
また上述の例では、各凹部43の区画面51をめっき金属47によって被覆するための工程と、各凹部43にめっき金属47を埋め込む工程とが、同じの無電解めっき処理によって行われるが、別々のめっき処理によって行われてもよい。一例として、各凹部43の区画面51をめっき金属47によって被覆するための無電解めっき処理とは別の無電解めっき処理によって、各凹部43にめっき金属47が埋め込まれてもよい。また各凹部43の区画面51をめっき金属47によって被覆するために無電解めっき処理を行う一方で、その後に各凹部43にめっき金属47が埋め込むためにウェハWに電気が流される電気めっき処理が行われてもよい。 In the above example, the process for coating the partition surface 51 of each recess 43 with plating metal 47 and the process for filling each recess 43 with plating metal 47 are performed by the same electroless plating process, but they may also be performed by separate plating processes. As an example, plating metal 47 may be filled into each recess 43 by a different electroless plating process from the electroless plating process for coating the partition surface 51 of each recess 43 with plating metal 47. Furthermore, while electroless plating may be performed to cover the partition surface 51 of each recess 43 with plating metal 47, an electroplating process may then be performed in which electricity is passed through the wafer W to fill each recess 43 with plating metal 47.
区画面51をめっき金属47によって被覆するための工程と、各凹部43にめっき金属47を埋め込む工程とが別々のめっき処理により行われる場合、両工程は同一のめっき処理ユニット17で行われてもよいし、別々のめっき処理ユニット17で行われてもよい。すなわち区画面51にめっきシード体45が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属47によって区画面51を被覆する工程が、第1めっき処理ユニットで行われてもよい。その一方で、区画面51がめっき金属47によって被覆されている状態で、無電解めっき処理及び電気めっき処理のうちのいずれかによって、各凹部43にめっき金属47を埋め込む工程が、第2めっき処理ユニットで行われてもよい。これらの第1めっき処理ユニット及び第2めっき処理ユニットは、同一の処理ユニット16であってもよいし、別々の処理ユニット16であってもよい。 When the process for coating the partition surface 51 with the plating metal 47 and the process for filling each recess 43 with the plating metal 47 are performed by separate plating processes, both processes may be performed in the same plating process unit 17 or in separate plating process units 17. That is, the process for coating the partition surface 51 with the plating metal 47 deposited by electroless plating, with the plating seed body 45 attached to the partition surface 51, may be performed in a first plating process unit. On the other hand, the process for filling each recess 43 with the plating metal 47 by either electroless plating or electroplating, with the partition surface 51 coated with the plating metal 47, may be performed in a second plating process unit. These first and second plating process units may be the same process unit 16 or separate process units 16.
また逆スパッタ処理、熱処理及び無電解めっき処理は、上述の例では同じ基板液処理システム(多層配線形成システム1)において行われるが、別々の基板液処理システムで行われてもよい。 In addition, although the reverse sputtering process, heat treatment, and electroless plating process are performed in the same substrate liquid processing system (multilayer wiring formation system 1) in the above example, they may also be performed in separate substrate liquid processing systems.
ただし無電解めっき処理を品質良く行う観点からは、逆スパッタ処理~無電解めっき処理の間において、経過時間を短くすることが好ましく、ウェハWの移動距離を短くすることが好ましく、塵等の異物を含みうる外気へのウェハWの露出を抑えることが好ましい。したがって逆スパッタ処理、熱処理及び無電解めっき処理は、別々の基板液処理システムで行われるよりも、同じ基板液処理システムで行われる方が、無電解めっき処理によってウェハW上に堆積させるめっき金属の高品質化を期待できる。However, from the perspective of performing high-quality electroless plating, it is preferable to shorten the elapsed time between the reverse sputtering process and the electroless plating process, it is preferable to shorten the travel distance of the wafer W, and it is preferable to reduce exposure of the wafer W to the outside air, which may contain foreign matter such as dust. Therefore, performing the reverse sputtering process, heat treatment, and electroless plating process in the same substrate liquid processing system rather than performing them in separate substrate liquid processing systems is expected to result in higher quality plating metal deposited on the wafer W by the electroless plating process.
ここで言う基板液処理システムは、例えば図1に示すような搬入出ステーション2及び処理ステーション3を備えるシステム全般を指しうる。ウェハWは、ある基板液処理システムにおいて、搬入出ステーション2から処理ステーション3に送られた後、搬入出ステーション2に戻されることなく、処理ステーション3の処理ユニット16で逆スパッタ処理、熱処理及び無電解めっき処理を受けてもよい。この場合、ウェハWは、逆スパッタ処理、熱処理及び無電解めっき処理が行われて、各凹部43にめっき金属47が埋め込まれた後、搬入出ステーション2に戻されてもよい。これにより、積層体42の表面50にめっきシード体45が付着させられる処理、めっき金属47によって区画面51が被覆される処理、及び凹部43にめっき金属47が埋め込まれる処理を、短時間且つ効率的に実施することができる。 The substrate liquid processing system referred to here may refer to a general system equipped with a loading/unloading station 2 and a processing station 3, as shown in FIG. 1, for example. In a certain substrate liquid processing system, a wafer W may be transferred from the loading/unloading station 2 to the processing station 3, and then subjected to reverse sputtering, heat treatment, and electroless plating in the processing unit 16 of the processing station 3 without being returned to the loading/unloading station 2. In this case, the wafer W may be subjected to reverse sputtering, heat treatment, and electroless plating to fill each recess 43 with plating metal 47, and then returned to the loading/unloading station 2. This allows the processes of attaching a plating seed body 45 to the surface 50 of the laminate 42, coating the partition surface 51 with plating metal 47, and filling the recess 43 with plating metal 47 to be performed efficiently in a short time.
本明細書で開示されている実施形態及び変形例は全ての点で例示に過ぎず限定的には解釈されないことに留意されるべきである。上述の実施形態及び変形例は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態での省略、置換及び変更が可能である。例えば上述の実施形態及び変形例が部分的に又は全体的に組み合わされてもよく、また上述以外の実施形態が上述の実施形態又は変形例と部分的に又は全体的に組み合わされてもよい。It should be noted that the embodiments and modifications disclosed in this specification are merely illustrative in all respects and should not be construed as limiting. The above-described embodiments and modifications may be omitted, substituted, or altered in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims. For example, the above-described embodiments and modifications may be combined in part or in whole, and embodiments other than those described above may be combined in part or in whole with the above-described embodiments or modifications.
また上述の技術的思想を具現化する技術的カテゴリーは限定されない。例えば上述の装置が他の装置に応用されてもよい。また上述の方法に含まれる1又は複数の手順(ステップ)をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムによって、上述の技術的思想が具現化されてもよい。またそのようなコンピュータプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な非一時的(non-transitory)な記録媒体によって、上述の技術的思想が具現化されてもよい。 Furthermore, the technical categories that embody the above-mentioned technical ideas are not limited. For example, the above-mentioned device may be applied to other devices. The above-mentioned technical ideas may also be embodied by a computer program that causes a computer to execute one or more procedures (steps) included in the above-mentioned method. The above-mentioned technical ideas may also be embodied by a computer-readable, non-transitory recording medium on which such a computer program is recorded.
Claims (7)
前記配線のうち前記凹部において露出する部分を、逆スパッタ処理により飛散させて、前記凹部を区画する区画面を含む前記積層体の表面にめっきシード体として付着させる工程と、
前記区画面に前記めっきシード体が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属によって前記区画面を被覆する工程と、
前記区画面がめっき金属によって被覆されている状態で、無電解めっき処理及び電気めっき処理のうちのいずれかによって、前記凹部にめっき金属を埋め込む工程と、
前記区画面に前記めっきシード体が付着している状態で且つ前記区画面がめっき金属によって被覆される前に、還元性ガスの雰囲気下で前記基板の熱処理を行う工程と、を含む、
基板液処理方法。 A step of preparing a substrate including wiring and a laminated body provided on the wiring and including an insulating film, the laminated body having a recessed portion that penetrates to the wiring and exposes the wiring;
a step of scattering the exposed portion of the wiring in the recess by a reverse sputtering process and attaching the scattered portion as a plating seed body to a surface of the laminate including a partition surface that defines the recess;
a step of covering the partition surface with a plating metal deposited by electroless plating treatment while the plating seed body is attached to the partition surface;
a step of filling the recesses with a plating metal by either an electroless plating process or an electroplating process while the partition surface is covered with the plating metal;
and performing a heat treatment of the substrate in a reducing gas atmosphere while the plating seed body is attached to the partition surface and before the partition surface is covered with a plating metal .
Substrate liquid processing method.
前記配線のうち前記凹部において露出する部分を、逆スパッタ処理により飛散させて、前記凹部を区画する区画面を含む前記積層体の表面にめっきシード体として付着させる工程と、a step of scattering the exposed portion of the wiring in the recess by a reverse sputtering process and attaching the scattered portion as a plating seed body to a surface of the laminate including a partition surface that defines the recess;
前記区画面に前記めっきシード体が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属によって前記区画面を被覆する工程と、a step of covering the partition surface with a plating metal deposited by electroless plating treatment while the plating seed body is attached to the partition surface;
前記区画面がめっき金属によって被覆されている状態で、無電解めっき処理及び電気めっき処理のうちのいずれかによって、前記凹部にめっき金属を埋め込む工程と、を含み、and filling the recesses with a plating metal by either an electroless plating process or an electroplating process while the partition surface is covered with the plating metal;
前記逆スパッタ処理によって前記めっきシード体を前記積層体の表面に付着させるのに先立って、Prior to attaching the plating seed body to the surface of the laminate by the reverse sputtering process,
前記配線のうち前記凹部において露出する部分を、予備的な逆スパッタ処理により飛散させる工程と、a step of scattering the portion of the wiring exposed in the recess by a preliminary reverse sputtering process;
前記予備的な逆スパッタ処理によって前記積層体の表面に付着した前記配線を構成する物質を除去する工程と、a step of removing the material constituting the wiring that has adhered to the surface of the laminate by the preliminary reverse sputtering treatment;
が行われる、基板液処理方法。A substrate liquid processing method in which the above steps are carried out.
前記基板は、
前記搬入出ステーションから前記処理ステーションに送られた後、前記搬入出ステーションに戻されることなく、前記処理ステーションにおいて、前記積層体の表面に前記めっきシード体が付着させられる処理、めっき金属によって前記区画面が被覆される処理、及び前記凹部にめっき金属が埋め込まれる処理を受け、
前記凹部にめっき金属が埋め込まれた後、前記搬入出ステーションに戻される請求項1又は2に記載の基板液処理方法。 The substrate liquid processing system includes a loading/unloading station and a processing station;
The substrate is
After being sent from the carry-in/out station to the processing station, the laminate is subjected to a process of attaching the plating seed body to the surface of the laminate, a process of covering the partition surface with a plating metal, and a process of filling the recesses with the plating metal at the processing station without being returned to the carry-in/out station,
3. The substrate liquid processing method according to claim 1, wherein the substrate is returned to the loading/unloading station after the plating metal has been filled into the recesses.
前記区画面に前記めっきシード体が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属によって前記区画面を被覆し、前記区画面がめっき金属によって被覆されている状態で、無電解めっき処理及び電気めっき処理のうちのいずれかによって、前記凹部にめっき金属を埋め込む1以上のめっき処理ユニットと、
前記区画面に前記めっきシード体が付着している状態で且つ前記区画面がめっき金属によって被覆される前に、還元性ガスの雰囲気下で前記基板の熱処理を行う熱処理ユニット
と、を備える、
基板液処理装置。 a reverse sputtering processing unit that performs a reverse sputtering process on a substrate including wiring and a laminate including an insulating film provided on the wiring, the substrate having a recess that penetrates to the wiring and exposes the wiring, thereby scattering the portion of the wiring exposed in the recess and attaching it as a plating seed body to a surface of the laminate including a partition surface that defines the recess;
one or more plating processing units that, with the plating seed body attached to the partition surface, cover the partition surface with a plating metal deposited by electroless plating processing, and, with the partition surface covered with the plating metal, fill the recesses with the plating metal by either electroless plating processing or electroplating processing;
a heat treatment unit for performing a heat treatment on the substrate in a reducing gas atmosphere while the plating seed body is attached to the partition surface and before the partition surface is covered with a plating metal;
and,
Substrate liquid processing equipment.
前記区画面に前記めっきシード体が付着している状態で、無電解めっき処理により析出されるめっき金属によって前記区画面を被覆し、前記区画面がめっき金属によって被覆されている状態で、無電解めっき処理及び電気めっき処理のうちのいずれかによって、前記凹部にめっき金属を埋め込む1以上のめっき処理ユニットと、を備え、one or more plating processing units that, with the plating seed body attached to the partition surface, cover the partition surface with a plating metal deposited by electroless plating processing, and, with the partition surface covered with the plating metal, fill the recesses with the plating metal by either electroless plating processing or electroplating processing;
前記逆スパッタ処理によって前記めっきシード体を前記積層体の表面に付着させるのに先立って、Prior to attaching the plating seed body to the surface of the laminate by the reverse sputtering process,
前記逆スパッタ処理ユニットによって、前記配線のうち前記凹部において露出する部分が、予備的な逆スパッタ処理により飛散させられ、the reverse sputtering processing unit causes the exposed portion of the wiring in the recess to be scattered by a preliminary reverse sputtering process;
洗浄処理ユニットによって、前記予備的な逆スパッタ処理によって前記積層体の表面に付着した前記配線を構成する物質を除去する工程と、a step of removing, by a cleaning processing unit, the material constituting the wiring that has adhered to the surface of the laminate by the preliminary reverse sputtering processing;
が行われる、will be carried out,
基板液処理装置。Substrate liquid processing equipment.
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