特許 6852084 めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6852084

(24)【登録日】2021年3月12日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   C23C 18/18 20060101AFI20210322BHJP

   H01L 21/288 20060101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   C23C18/18

   H01L21/288 E

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-547170(P2018-547170)

(86)(22)【出願日】2017年8月29日

(86)【国際出願番号】JP2017031003

(87)【国際公開番号】WO2018079057

(87)【国際公開日】20180503

【審査請求日】2019年4月25日

(31)【優先権主張番号】特願2016-210901(P2016-210901)

(32)【優先日】2016年10月27日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(74)【代理人】

【識別番号】100141830

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 卓久

(72)【発明者】

【氏名】稲富 裕一郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 崇

(72)【発明者】

【氏名】岩井 和俊

【審査官】 西田 彩乃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６４９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１０５９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７９８８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １８／１８

Ｈ０１Ｌ ２１／２８８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

触媒が吸着しにくいめっき不可材料部分と、前記めっき不可材料部分よりも前記触媒が吸着しやすいめっき可能材料部分とが表面に露出するように形成された基板を準備する工程と、
前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に前記触媒を付与する工程と、
前記基板に対してめっき処理を施すことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、
前記触媒を付与する工程の前に、前記基板に対して前記めっき不可材料部分に前記触媒が付着することを抑制する作用をもつ有機液を供給することにより、前記基板上の前記めっき不可材料部分と前記めっき可能材料部分とに有機膜を形成する工程が設けられており、
前記触媒を付与する工程の後、前記めっき層を形成する工程の前に、前記基板を洗浄処理して前記有機膜を除去する工程が設けられており、
前記めっき不可材料部分は、ＳｉＯ_２を主成分とする材料からなり、
前記めっき可能材料部分は、ＯＣＨ_ｘ基およびＮＨ_ｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料、Ｓｉ系材料を主成分とした金属材料、触媒金属材料を主成分とする材料、又は、カーボンを主成分とした材料のいずれかからなり、
前記有機液は、ポリビニルピロリドンの溶液であることを特徴とするめっき処理方法。

【請求項2】

前記有機膜を形成する工程の後、前記触媒を付与する工程の前に、前記基板を熱処理する工程が設けられていることを特徴とする請求項１記載のめっき処理方法。

【請求項3】

前記基板は、前記めっき可能材料部分からなる下地材と、前記下地材上に突設され、前記めっき不可材料部分からなる芯材とを有することを特徴とする請求項１又は２記載のめっき処理方法。

【請求項4】

触媒が吸着しにくいめっき不可材料部分と、前記めっき不可材料部分よりも前記触媒が吸着しやすいめっき可能材料部分とが表面に露出するように形成された基板を保持する基板保持部と、
前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に前記触媒を付与する触媒付与部と、
前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部と、
前記基板に対して前記めっき不可材料部分に前記触媒が付着することを抑制する作用をもつ有機液を供給することにより、前記基板上の前記めっき不可材料部分と前記めっき可能材料部分とに有機膜を形成する有機液供給部と、
前記触媒が付与された前記基板に対してリンス液を供給することにより、前記基板を洗浄処理して前記有機膜を除去するリンス液供給部とを備え、
前記めっき不可材料部分は、ＳｉＯ_２を主成分とする材料からなり、
前記めっき可能材料部分は、ＯＣＨ_ｘ基およびＮＨ_ｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料、Ｓｉ系材料を主成分とした金属材料、触媒金属材料を主成分とする材料、又は、カーボンを主成分とした材料のいずれかからなり、
前記有機液は、ポリビニルピロリドンの溶液であることを特徴とするめっき処理装置。

【請求項5】

めっき処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記めっき処理装置を制御して請求項１乃至３のいずれか一項記載のめっき処理方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体デバイスの微細化や３次元化が進んでいることに伴い、半導体デバイスを加工する際のエッチングによる加工精度を向上させることが求められている。このようにエッチングによる加工精度を向上させるための方法の一つとして、基板上に形成されるドライエッチング用のハードマスク（ＨＭ）の精度を向上させるという要求が高まっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２４９６７９号公報

【0004】

しかしながら、一般にハードマスクの材料には、基板やレジストとの高い密着性を有すること、熱処理やエッチング処理に対する高い耐性を有すること、除去が容易であること等、様々な制約が存在する。このため、従来、ハードマスクの材料としては、ＳｉＮ（窒化ケイ素）やＴｉＮ（窒化チタン）等、限られた材料のみが用いられている。

【0005】

これに対して本発明者らは、基板上に例えばＳｉＯ（酸化ケイ素）等の膜とＳｉＮ（窒化ケイ素）等の膜とを混在させ、この基板上にＰｄ等の触媒を付与することにより、ＳｉＮの膜上に選択的に触媒を付与し、この触媒を用いてＳｉＮの膜のみにめっき層を形成することを検討している。この場合、ＳｉＮの膜に形成されためっき層をハードマスクとして用いることができるので、めっき層として様々な材料を選択することが可能となる。

【0006】

一方、基板上のＳｉＯの膜には、微小な格子欠陥や不純物等が存在する場合がある。この場合、格子欠陥や不純物等にＰｄ等の触媒が付着してしまい、めっき処理を行った後、本来めっき層の形成が不要なＳｉＯの膜にも部分的にめっき層が生成し、ディフェクト（欠陥）となるおそれがある。

【0007】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、めっき不可材料部分にディフェクト（欠陥）が発生することを防止することが可能な、めっき処理方法、めっき処理装置及び記憶媒体を提供する。

【発明の開示】

【0008】

本発明の一実施形態によるめっき処理方法は、表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を準備する工程と、前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する工程と、前記基板に対してめっき処理を施すことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成する工程とを備え、前記触媒を付与する工程の前に、前記基板に対して有機液を供給することにより、前記基板上に有機膜を形成する工程が設けられていることを特徴とする。

【0009】

本発明の一実施形態によるめっき処理装置は、表面にめっき不可材料部分とめっき可能材料部分とが形成された基板を保持する基板保持部と、前記基板に対して触媒付与処理を行うことにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的に触媒を付与する触媒付与部と、前記基板に対してめっき液を供給することにより、前記めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層を形成するめっき液供給部と、前記基板に対して有機液を供給することにより、前記基板上に有機膜を形成する有機液供給部とを備えたことを特徴とする。

【0010】

本発明の上記実施形態によれば、めっき不可材料部分にディフェクト（欠陥）が発生することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、めっき処理装置およびめっき処理装置が備えるめっき処理ユニットの構成を示す概略平面図である。

【図2】図２は、図１に示すめっき処理ユニットが備えるめっき処理部の構成を示す概略断面図である。

【図3】図３は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の構成を示す概略断面図である。

【図4】図４（ａ）−（ｅ）は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の製造方法を示す概略断面図である。

【図5】図５は、本実施形態によるめっき処理方法を示すフロー図である。

【図6】図６（ａ）−（ｃ）は、本実施形態によるめっき処理方法を示す概略断面図である。

【図7】図７（ａ）−（ｃ）は、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成された基板を加工する方法を示す概略断面図である。

【図8】図８（ａ）−（ｂ）は、基板の表面に触媒が付着する際の作用を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

【0013】

＜めっき処理装置の構成＞
図１を参照して、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置の構成を示す概略図である。

【0014】

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るめっき処理装置１は、めっき処理ユニット２と、めっき処理ユニット２の動作を制御する制御部３とを備える。

【0015】

めっき処理ユニット２は、基板に対する各種処理を行う。めっき処理ユニット２が行う各種処理については後述する。

【0016】

制御部３は、例えばコンピュータであり、動作制御部と記憶部とを備える。動作制御部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成されており、記憶部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、めっき処理ユニット２の動作を制御する。記憶部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク等の記憶デバイスで構成されており、めっき処理ユニット２において実行される各種処理を制御するプログラムを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、その記憶媒体から記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータにより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）、メモリカード等が挙げられる。記録媒体には、例えば、めっき処理装置１の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータがめっき処理装置１を制御して後述するめっき処理方法を実行させるプログラムが記録される。

【0017】

＜めっき処理ユニットの構成＞
図１を参照して、めっき処理ユニット２の構成を説明する。図１は、めっき処理ユニット２の構成を示す概略平面図である。

【0018】

めっき処理ユニット２は、搬入出ステーション２１と、搬入出ステーション２１に隣接して設けられた処理ステーション２２とを備える。

【0019】

搬入出ステーション２１は、載置部２１１と、載置部２１１に隣接して設けられた搬送部２１２とを備える。

【0020】

載置部２１１には、複数枚の基板Ｗを水平状態で収容する複数の搬送容器（以下「キャリアＣ」という。）が載置される。

【0021】

搬送部２１２は、搬送機構２１３と受渡部２１４とを備える。搬送機構２１３は、基板Ｗを保持する保持機構を備え、水平方向及び鉛直方向への移動並びに鉛直軸を中心とする旋回が可能となるように構成されている。

【0022】

処理ステーション２２は、めっき処理部５を備える。本実施形態において、処理ステーション２２が有するめっき処理部５の数は２以上であるが、１であってもよい。めっき処理部５は、所定方向に延在する搬送路２２１の両側に配列されている。

【0023】

搬送路２２１には、搬送機構２２２が設けられている。搬送機構２２２は、基板Ｗを保持する保持機構を備え、水平方向及び鉛直方向への移動並びに鉛直軸を中心とする旋回が可能となるように構成されている。

【0024】

めっき処理ユニット２において、搬入出ステーション２１の搬送機構２１３は、キャリアＣと受渡部２１４との間で基板Ｗの搬送を行う。具体的には、搬送機構２１３は、載置部２１１に載置されたキャリアＣから基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置する。また、搬送機構２１３は、処理ステーション２２の搬送機構２２２により受渡部２１４に載置された基板Ｗを取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。

【0025】

めっき処理ユニット２において、処理ステーション２２の搬送機構２２２は、受渡部２１４とめっき処理部５との間、めっき処理部５と受渡部２１４との間で基板Ｗの搬送を行う。具体的には、搬送機構２２２は、受渡部２１４に載置された基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗをめっき処理部５へ搬入する。また、搬送機構２２２は、めっき処理部５から基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置する。

【0026】

＜めっき処理部の構成＞
次に図２を参照して、めっき処理部５の構成を説明する。図２は、めっき処理部５の構成を示す概略断面図である。

【0027】

めっき処理部５は、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗに対してめっき処理を行うことにより、めっき可能材料部分に対して選択的にめっき層３５を形成するものである（後述する図３乃至図７参照）。めっき処理部５が行う基板処理は、少なくとも触媒付与処理と無電解めっき処理とを含むが、触媒付与処理及びめっき処理以外の基板処理が含まれていてもよい。

【0028】

めっき処理部５は、上述した無電解めっき処理を含む基板処理を行うものであり、チャンバ５１と、チャンバ５１内に配置され、基板Ｗを保持する基板保持部５２と、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対してめっき液Ｍ１を供給するめっき液供給部５３とを備えている。

【0029】

このうち基板保持部５２は、チャンバ５１内において鉛直方向に延在する回転軸５２１と、回転軸５２１の上端部に取り付けられたターンテーブル５２２と、ターンテーブル５２２の上面外周部に設けられ、基板Ｗの外縁部を支持するチャック５２３と、回転軸５２１を回転駆動する駆動部５２４とを有する。

【0030】

基板Ｗは、チャック５２３に支持され、ターンテーブル５２２の上面からわずかに離間した状態で、ターンテーブル５２２に水平保持される。本実施形態において、基板保持部５２による基板Ｗの保持方式は、可動のチャック５２３によって基板Ｗの外縁部を把持するいわゆるメカニカルチャックタイプのものであるが、基板Ｗの裏面を真空吸着するいわゆるバキュームチャックタイプのものであってもよい。

【0031】

回転軸５２１の基端部は、駆動部５２４により回転可能に支持され、回転軸５２１の先端部は、ターンテーブル５２２を水平に支持する。回転軸５２１が回転すると、回転軸５２１の上端部に取り付けられたターンテーブル５２２が回転し、これにより、チャック５２３に支持された状態でターンテーブル５２２に保持された基板Ｗが回転する。

【0032】

めっき液供給部５３は、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、めっき液Ｍ１を吐出するノズル５３１と、ノズル５３１にめっき液Ｍ１を供給するめっき液供給源５３２とを備える。めっき液供給源５３２が有するタンクには、めっき液Ｍ１が貯留されており、ノズル５３１には、めっき液供給源５３２から、バルブ５３３等の流量調整器が介設された供給管路５３４ａを通じて、めっき液Ｍ１が供給される。

【0033】

めっき液Ｍ１は、自己触媒型（還元型）無電解めっき用のめっき液である。めっき液Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）イオン、ニッケル（Ｎｉ）イオン、タングステン（Ｗ）イオン等の金属イオンと、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン等の還元剤とを含有する。なお、自己触媒型（還元型）無電解めっきでは、めっき液Ｍ１中の金属イオンが、めっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応で放出される電子によって還元されることにより、金属として析出し、金属膜（めっき膜）が形成される。めっき液Ｍ１は、添加剤等を含有していてもよい。めっき液Ｍ１を使用しためっき処理により生じる金属膜（めっき膜）としては、例えば、ＣｏＢ、ＣｏＰ、ＣｏＷＰ、ＣｏＷＢ、ＣｏＷＢＰ、ＮｉＷＢ、ＮｉＢ、ＮｉＷＰ、ＮｉＷＢＰ等が挙げられる。金属膜（めっき膜）中のＰは、Ｐを含む還元剤（例えば次亜リン酸）に由来し、めっき膜中のＢは、Ｂを含む還元剤（例えばジメチルアミンボラン）に由来する。

【0034】

ノズル５３１は、ノズル移動機構５４に連結されている。ノズル移動機構５４は、ノズル５３１を駆動する。ノズル移動機構５４は、アーム５４１と、アーム５４１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体５４２と、アーム５４１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構５４３とを有する。ノズル５３１は、移動体５４２に取り付けられている。ノズル移動機構５４は、ノズル５３１を、基板保持部５２に保持された基板Ｗの中心の上方の位置と基板Ｗの周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ５７の外側にある待機位置まで移動させることができる。

【0035】

チャンバ５１内には、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、それぞれ、触媒液Ｎ１、洗浄液Ｎ２、リンス液Ｎ３及び有機液Ｌ１を供給する触媒液供給部（触媒付与部）５５ａ、洗浄液供給部５５ｂ、リンス液供給部５５ｃ及び有機液供給部５５ｄが配置されている。

【0036】

触媒液供給部（触媒付与部）５５ａは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、触媒液Ｎ１を吐出するノズル５５１ａと、ノズル５５１ａに触媒液Ｎ１を供給する触媒液供給源５５２ａとを備える。触媒液供給源５５２ａが有するタンクには、触媒液Ｎ１が貯留されており、ノズル５５１ａには、触媒液供給源５５２ａから、バルブ５５３ａ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ａを通じて、触媒液Ｎ１が供給される。

【0037】

洗浄液供給部５５ｂは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、洗浄液Ｎ２を吐出するノズル５５１ｂと、ノズル５５１ｂに洗浄液Ｎ２を供給する洗浄液供給源５５２ｂとを備える。洗浄液供給源５５２ｂが有するタンクには、洗浄液Ｎ２が貯留されており、ノズル５５１ｂには、洗浄液供給源５５２ｂから、バルブ５５３ｂ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｂを通じて、洗浄液Ｎ２が供給される。

【0038】

リンス液供給部５５ｃは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、リンス液Ｎ３を吐出するノズル５５１ｃと、ノズル５５１ｃにリンス液Ｎ３を供給するリンス液供給源５５２ｃとを備える。リンス液供給源５５２ｃが有するタンクには、リンス液Ｎ３が貯留されており、ノズル５５１ｃには、リンス液供給源５５２ｃから、バルブ５５３ｃ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｃを通じて、リンス液Ｎ３が供給される。

【0039】

有機液供給部５５ｄは、基板保持部５２に保持された基板Ｗに対して、有機液Ｌ１を吐出するノズル５５１ｄと、ノズル５５１ｄに有機液Ｌ１を供給する有機液供給源５５２ｄとを備える。有機液供給源５５２ｄが有するタンクには、有機液Ｌ１が貯留されており、ノズル５５１ｄには、有機液供給源５５２ｄから、バルブ５５３ｄ等の流量調整器が介設された供給管路５５４ｄを通じて、有機液Ｌ１が供給される。

【0040】

触媒液Ｎ１は、めっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応に対して触媒活性を有する金属イオンを含有する。無電解めっき処理において、めっき液Ｍ１中の金属イオンの析出が開始されるためには、初期皮膜表面（すなわち、基板の被めっき面）がめっき液Ｍ１中の還元剤の酸化反応に対して十分な触媒活性を有することが必要である。このような触媒としては、例えば、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）、白金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕを含むものが挙げられる。触媒活性を有する金属膜の形成は、置換反応により生じる。置換反応では、基板の被めっき面を構成する成分が還元剤となり、触媒液Ｎ１中の金属イオン（例えばＰｄイオン）が、基板の被めっき面上に還元析出する。また、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状の金属触媒を含んでいても良い。具体的には、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状の金属触媒と、分散剤と、水溶液とを含んでいても良い。このようなナノ粒子状の金属触媒としては、例えばナノ粒子状Ｐｄが挙げられる。また分散剤は、ナノ粒子状の金属触媒を触媒液Ｎ１中に分散させやすくする役割を果たす。このような分散剤としては、有機液Ｌ１の主成分と同様の成分を含むものを用いても良く、具体的には、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が挙げられる。

【0041】

洗浄液Ｎ２としては、例えば、ギ酸、リンゴ酸、コハク酸、クエン酸、マロン酸等の有機酸、基板の被めっき面を腐食させない程度の濃度に希釈されたフッ化水素酸（ＤＨＦ）（フッ化水素の水溶液）等を使用することができる。

【0042】

リンス液Ｎ３としては、例えば、純水等を使用することができる。

【0043】

有機液Ｌ１は、基板Ｗのめっき不可材料部分３１に触媒が付着すること抑制する作用をもつ液体である。このような有機液Ｌ１としては、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含むもの使用することができる。

【0044】

めっき処理部５は、ノズル５５１ａ〜５５１ｄを駆動するノズル移動機構５６を有する。ノズル移動機構５６は、アーム５６１と、アーム５６１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体５６２と、アーム５６１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構５６３とを有する。ノズル５５１ａ〜５５１ｄは、移動体５６２に取り付けられている。ノズル移動機構５６は、ノズル５５１ａ〜５５１ｄを、基板保持部５２に保持された基板Ｗの中心の上方の位置と基板Ｗの周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ５７の外側にある待機位置まで移動させることができる。本実施形態において、ノズル５５１ａ〜５５１ｄは共通のアームにより保持されているが、それぞれ別々のアームに保持されて独立して移動できるようになっていてもよい。

【0045】

チャンバ５１内にはさらに、基板保持部５２に保持された基板Ｗを熱処理（ベーク）する加熱装置５９（ヒーター）が設けられている。加熱装置５９は、有機液Ｌ１が供給された基板Ｗの表面を加熱することにより、有機液Ｌ１中の溶剤を揮発させたり、有機液Ｌ１のポリマー化を促進したりする役割を果たす。加熱装置５９は、基板Ｗの表面を、例えば１００℃以上かつポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の有機被膜を分解しない程度の温度に加熱する。加熱装置５９は、アーム５９１に連結されており、このアーム５９１は、図示しない旋回昇降機構によって旋回及び昇降可能となっている。加熱装置５９は、旋回昇降機構によって基板Ｗのベークに必要なときのみ基板Ｗの上方に移動し、それ以外の場合は基板Ｗの外方に退避するようになっている。

【0046】

基板保持部５２の周囲には、カップ５７が配置されている。カップ５７は、基板Ｗから飛散した各種処理液（例えば、めっき液、洗浄液、リンス液、有機液等）を受け止めてチャンバ５１の外方に排出する。カップ５７は、カップ５７を上下方向に駆動させる昇降機構５８を有している。

【0047】

＜基板の構成＞
次に、本実施形態によるめっき処理方法によってめっき層が形成される基板の構成について説明する。

【0048】

図３に示すように、めっき層３５が形成される基板Ｗは、その表面にそれぞれ形成されためっき不可材料部分３１およびめっき可能材料部分３２を有している。めっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とは、それぞれ基板Ｗの表面側に露出していれば良く、その具体的な構成は問わない。本実施形態においては、基板Ｗは、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２と、下地材４２上に突設され、パターン状に形成されためっき不可材料部分３１からなる芯材４１とを有している。

【0049】

めっき不可材料部分３１は、本実施形態によるめっき処理が施された際、実質的にめっき金属が析出せず、めっき層３５が形成されない領域である。めっき不可材料部分３１は、例えば、ＳｉＯ_２を主成分とする材料からなっている。なお、後述するように、めっき不可材料部分３１には、微小な格子欠陥や不純物等が存在する。

【0050】

めっき可能材料部分３２は、本実施形態によるめっき処理が施された際、めっき金属が選択的に析出し、これによりめっき層３５が形成される領域である。本実施形態において、めっき可能材料部分３２は、例えば、（１）ＯＣＨ_ｘ基およびＮＨ_ｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料、（２）Ｓｉ系材料を主成分とした金属材料、（３）触媒金属材料を主成分とする材料、又は、（４）カーボンを主成分とした材料のいずれかからなっていても良い。

【0051】

（１）めっき可能材料部分３２の材料がＯＣＨ_ｘ基およびＮＨ_ｘ基のうちの少なくとも一方を含む材料を主成分とする場合、その材料としては、Ｓｉ−ＯＣＨｘ基又はＳｉ−ＮＨｘ基を含む材料、例えばＳｉＯＣＨやＳｉＮが挙げられる。

【0052】

（２）めっき可能材料部分３２の材料がＳｉ系材料を主成分とした金属材料である場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、ＢやＰがドープされたＰｏｌｙ-Ｓｉ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｓｉが挙げられる。

【0053】

（３）めっき可能材料部分３２が触媒金属材料を主成分とする材料を主成分とする場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、例えばＣｕ、Ｐｔが挙げられる。

【0054】

（４）めっき可能材料部分３２がカーボンを主成分とした材料を主成分とする場合、めっき可能材料部分３２の材料としては、例えばアモルファスカーボンが挙げられる。

【0055】

次に図４（ａ）−（ｅ）を用いて、図３に示す基板Ｗを作製する方法について説明する。図３に示す基板Ｗを作製する場合、まず、図４（ａ）に示すように、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２を準備する。

【0056】

次に、図４（ｂ）に示すように、めっき可能材料部分３２からなる下地材４２上の全面に、例えばＣＶＤ法又はＰＶＤ法によりめっき不可材料部分３１を構成する材料３１ａを成膜する。材料３１ａは、例えばＳｉＯ_２を主成分とする材料からなる。

【0057】

続いて、図４（ｃ）に示すように、めっき不可材料部分３１を構成する材料３１ａの表面全体に感光性レジスト３３ａを塗布し、これを乾燥する。次に、図４（ｄ）に示すように、感光性レジスト３３ａに対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望のパターンを有するレジスト膜３３が形成される。

【0058】

その後、図４（ｅ）に示すように、レジスト膜３３をマスクとして材料３１ａをドライエッチングする。これにより、めっき不可材料部分３１からなる芯材４１が、レジスト膜３３のパターン形状と略同様の形状にパターニングされる。その後、レジスト膜３３を除去することにより、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗが得られる。

【0059】

＜めっき処理方法＞
次に、めっき処理装置１を用いためっき処理方法について説明する。めっき処理装置１によって実施されるめっき処理方法は、上述した基板Ｗに対するめっき処理を含む。めっき処理は、めっき処理部５により実施される。めっき処理部５の動作は、制御部３によって制御される。

【0060】

まず、例えば上述した図４（ａ）−（ｅ）に示す方法により、表面にめっき不可材料部分３１とめっき可能材料部分３２とが形成された基板Ｗを準備する（準備工程：図５のステップＳ１）（図６（ａ）参照）。

【0061】

次に、このようにして得られた基板Ｗがめっき処理部５へ搬入され、基板保持部５２に保持される（図２参照）。この間、制御部３は、昇降機構５８を制御して、カップ５７を所定位置まで降下させる。続いて、制御部３は、搬送機構２２２を制御して、基板保持部５２に基板Ｗを載置する。基板Ｗは、その外縁部がチャック５２３により支持された状態で、ターンテーブル５２２上に水平保持される。

【0062】

次に、基板保持部５２に保持された基板Ｗが洗浄処理される（前洗浄工程：図５のステップＳ２）。このとき、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、洗浄液供給部５５ｂを制御して、ノズル５５１ｂを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗに対して洗浄液Ｎ２を供給する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗに付着した付着物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗから飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７を介して排出される。

【0063】

続いて、洗浄後の基板Ｗがリンス処理される（リンス工程：図５のステップＳ３）。この際、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、リンス液供給部５５ｃを制御して、ノズル５５１ｃを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する。基板Ｗに供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗ上に残存する洗浄液Ｎ２が洗い流される。基板Ｗから飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７を介して排出される。

【0064】

次に、基板保持部５２に保持された基板Ｗに有機膜を形成する（有機膜形成工程：図５のステップＳ４）。このとき、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、有機液供給部５５ｄを制御して、ノズル５５１ｄを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｄから基板Ｗに対して有機液Ｌ１を供給する。有機液Ｌ１としては、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が用いられる。基板Ｗに供給された有機液Ｌ１は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗのめっき不可材料部分３１の表面とめっき可能材料部分３２の表面との両方に、薄膜状の有機膜３６が形成される（図６（ｂ）参照）。この有機膜３６は、触媒付与工程で、めっき不可材料部分３１に触媒が付着すること抑制する役割を果たす。基板Ｗから飛散した有機液Ｌ１は、カップ５７を介して排出される。

【0065】

次いで、基板保持部５２に保持された基板Ｗを熱処理（ベーク）する（熱処理工程：図５のステップＳ５）。このとき、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、加熱装置５９を制御して、加熱装置５９を基板Ｗの上方に位置させ、基板Ｗを加熱する。加熱装置５９は、基板Ｗの表面を例えば１００℃以上かつポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の有機被膜を分解しない程度の温度で加熱する。加熱装置５９は、基板Ｗの表面温度が例えば２３０℃以上２７０℃以下となるように加熱する。これにより、有機液Ｌ１中の溶剤を揮発させるとともに、有機液Ｌ１のポリマー化を促進することができる。

【0066】

次に、有機膜３６が形成された基板Ｗに対して触媒付与処理を行う（触媒付与工程：図５のステップＳ６）。このとき制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、触媒液供給部５５ａを制御して、ノズル５５１ａを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ａから基板Ｗに対して触媒液Ｎ１を供給する。基板Ｗに供給された触媒液Ｎ１は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。基板Ｗから飛散した触媒液Ｎ１は、カップ５７を介して排出される。

【0067】

これにより、基板Ｗのめっき可能材料部分３２に対して選択的に触媒が付与され、めっき可能材料部分３２に触媒活性を有する金属膜が形成される。一方、基板Ｗのうち、ＳｉＯ_２を主成分とするめっき不可材料部分３１には実質的に触媒が付与されることはなく、触媒活性を有する金属膜は形成されない。このような触媒活性を有する金属としては、例えば、鉄族元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）、白金属元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕが挙げられる。上記各金属は、めっき可能材料部分３２を構成する材料（例えばＳｉＮ）に対して高い吸着性を有する一方、めっき不可材料部分３１を構成する材料（例えばＳｉＯ_２）に対しては吸着しにくい。このため、上記各金属を用いることにより、めっき可能材料部分３２に対して選択的にめっき金属を析出させることが可能となる。具体的には、触媒液Ｎ１は、ナノ粒子状のＰｄ触媒と、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）からなる分散剤と、水溶液とを含んでいても良い。なお、触媒液Ｎ１には、上記触媒活性を有する金属の吸着を促進する吸着促進剤が含まれていても良い。

【0068】

本実施形態においては、めっき不可材料部分３１に有機膜３６が形成されている。これにより、めっき不可材料部分３１の一部に例えば格子欠陥や不純物等が存在する場合であっても、当該部分が有機膜３６によって覆われているので、この部分に触媒が付着することが防止される。一方、めっき可能材料部分３２には触媒が強力に吸着するので、有機膜３６の存在によってめっき可能材料部分３２への触媒の付着が阻害されるおそれはない。

【0069】

次に、めっき可能材料部分３２に選択的に触媒が付与された基板Ｗが洗浄処理される（触媒液洗浄工程：図５のステップＳ７）。この間、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、リンス液供給部５５ｃを制御して、ノズル５５１ｃを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する。基板Ｗに供給されたリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗ上に残存する触媒液Ｎ１が洗い流される。このとき有機膜３６もリンス液Ｎ３によって除去される。なお、仮にめっき不可材料部分３１の一部に、有機膜３６を介して触媒が付着していたとしても、この触媒は有機膜３６とともに洗い流される。これにより、めっき不可材料部分３１上に触媒が残存することがより確実に防止される。基板Ｗから飛散したリンス液Ｎ３は、カップ５７を介して排出される。なお、この際リンス液Ｎ３に代えて、酸系の洗浄液、例えばフッ化水素酸（ＤＨＦ）等を用いて基板Ｗを洗浄しても良い。

【0070】

次に、基板Ｗに対してめっき処理が行われ、めっき可能材料部分３２に対して選択的にめっきが施される（めっき工程：図５のステップＳ８）。これにより、めっき可能材料部分３２上にめっき層３５が形成される（図６（ｃ）参照）。めっき層３５は、めっき可能材料部分３２のうちめっき不可材料部分３１によって覆われていない部分に形成される。この際、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、あるいは、基板保持部５２に保持された基板Ｗを停止した状態に維持しながら、めっき液供給部５３を制御して、ノズル５３１を基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５３１から基板Ｗに対してめっき液Ｍ１を供給する。これにより、基板Ｗのめっき可能材料部分３２（具体的には、めっき可能材料部分３２の表面に形成された触媒活性を有する金属膜）に選択的にめっき金属が析出し、めっき層３５が形成される。一方、基板Ｗのうちめっき不可材料部分３１には、触媒活性を有する金属膜が形成されていないため、めっき金属が実質的に析出せず、めっき層３５は形成されない。

【0071】

このようにしてめっき処理が終了した後、基板保持部５２に保持された基板Ｗが洗浄処理される（後洗浄工程：図５のステップＳ９）。この際、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、洗浄液供給部５５ｂを制御して、ノズル５５１ｂを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｂから基板Ｗに対して洗浄液Ｎ２を供給する。基板Ｗに供給された洗浄液Ｎ２は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗの表面に広がる。これにより、基板Ｗに付着した異常めっき膜や反応副生成物等が、基板Ｗから除去される。基板Ｗから飛散した洗浄液Ｎ２は、カップ５７を介して排出される。

【0072】

次に、制御部３は、駆動部５２４を制御して、基板保持部５２に保持された基板Ｗを所定速度で回転させながら、リンス液供給部５５ｃを制御して、ノズル５５１ｃを基板Ｗの上方に位置させ、ノズル５５１ｃから基板Ｗに対してリンス液Ｎ３を供給する（リンス工程：図５のステップＳ１０）。これにより、基板Ｗ上のめっき液Ｍ１、洗浄液Ｎ２及びリンス液Ｎ３は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって基板Ｗから飛散し、カップ５７を介して排出される。

【0073】

その後、めっき層３５が形成された基板Ｗは、めっき処理部５から搬出される。この際、制御部３は、搬送機構２２２を制御して、めっき処理部５から基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部２１４に載置するとともに、搬送機構２１３を制御して、受渡部２１４に載置された基板Ｗを取り出し、載置部２１１のキャリアＣへ収容する。

【0074】

その後、めっき層３５をハードマスク層として用いて基板Ｗをエッチングする。

【0075】

この場合、まずめっき処理部５から取り出された基板Ｗのうち、めっき不可材料部分３１を選択的に除去する（図７（ａ））。一方、めっき可能材料部分３２上に形成されためっき層３５は、除去されることなく残存する。

【0076】

次に、図７（ｂ）に示すように、めっき層３５をハードマスクとしてめっき可能材料部分３２からなる下地材４２をドライエッチングする。これにより、下地材４２のうちめっき層３５に覆われていない部分が所定の深さまでエッチングされ、パターン状の凹部が形成される。

【0077】

その後、図７（ｃ）に示すように、めっき層３５をウェット洗浄法によって除去することにより、パターン状の凹部が形成された下地材４２が得られる。なお、めっき層３５はウェット洗浄法によって除去することができるので、めっき層３５を容易に除去することができる。このようなウェット洗浄法で用いられる薬液としては、酸性溶媒が用いられる。

【0078】

以上に説明したように、本実施形態によれば、基板Ｗに対して触媒を付与する工程の前に、基板Ｗに対して有機液Ｌ１を供給することにより、基板Ｗ上に有機膜３６を形成する工程が設けられている。これにより、めっき不可材料部分３１に触媒が付着しにくくすることができるので、めっき不可材料部分３１の一部に例えば格子欠陥や不純物等が存在する場合であっても、当該部分が有機膜３６によって覆われ、この部分に触媒が付着することが防止される。この結果、めっき処理を行った後、本来めっき層が形成されるべきでないめっき不可材料部分３１の一部にめっき層が形成されることがなく、めっき不可材料部分３１にディフェクト（欠陥）が生成する不具合を防止することができる。

【0079】

このように有機膜３６によってめっき不可材料部分３１の不純物等に触媒が付着することを防止できるのは、以下のような理由であると考えられる。すなわち図８（ａ）に示すように、有機膜３６に覆われた基板Ｗに触媒Ａを付与した後（図５のステップＳ６の後）、めっき可能材料部分３２には触媒Ａが強力に吸着している。その一方で、めっき不可材料部分３１には実質的に触媒Ａは吸着しない。ここで、仮にめっき不可材料部分３１に、触媒Ａを吸着する微小な不純物Ｄ（又は格子欠陥）が存在していたとしても、不純物Ｄと触媒Ａとの間に有機膜３６が介在されているので、触媒Ａの吸着力が充分に弱められている。このため、図８（ｂ）に示すように、基板Ｗを洗浄処理して有機膜３６を除去した後（図５のステップＳ７の後）、不純物Ｄの周囲に存在した触媒Ａも、有機膜３６とともにリンス液Ｎ３等で容易に洗い流される。一方、めっき可能材料部分３２に吸着した触媒Ａは、リンス液Ｎ３等によっても流されることはなく、めっき可能材料部分３２に引き続き吸着している。これに対して、比較例として、基板Ｗに有機膜３６を設けなかった場合、触媒Ａが不純物Ｄに吸着してしまい、めっき処理後、この部分に意図しないめっき層が生じ、ディフェクトとなるおそれがある。

【0080】

また、本実施形態によれば、触媒を付与する工程の後、めっき層３５を形成する工程の前に、基板Ｗを洗浄処理して有機膜３６を除去する工程が設けられている。これにより、めっき不可材料部分３１の一部に触媒が付着した場合でも、この触媒が有機膜３６とともに洗い流されるので、めっき不可材料部分３１の一部に不要なめっき層が生成することを防止することができる。

【0081】

さらに、本実施形態によれば、有機膜３６を形成する工程の後、触媒を付与する工程の前に、基板Ｗを熱処理する工程が設けられているので、有機液Ｌ１中の溶剤を揮発させるとともに有機液Ｌ１のポリマー化を促進することができる。

【0082】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】