无电解电镀装置及方法

专利名称：无电解电镀装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种将电镀液供给到基板上，对基板表面例如半导体基板的配线金属的表面进行镀膜的无电解电镀装置及方法。
背景技术：
半导体装置的多层化结构由多段积层将配线埋入层间绝缘膜中的层构成。作为电迁移强的优选配线材料，例如可以采用铜，作为形成其配线的方法，采用形成在层间绝缘膜中含有沟的凹部，在其凹部中埋入铜后，将剩下的铜利用被称为CMP的研磨法进行研磨的镶嵌式工艺(damascene process)。
最近有关于在实施这样的铜配线技术时，结合无电镀法的可能性的研究。无电镀是不使用从外部的电解，而从添加到电镀液中的还原剂得到电子，形成金属膜的方法，适用于在凹部内埋入铜之前，在凹部内形成铜的晶种层(seed layer)的技术，和在铜配线的上形成阻挡膜(例如氮化硅、碳化硅、碳氮化硅等的膜)之前，形成由作为阻挡膜与铜的粘附层的CoWP(钴钨磷)等构成的镀膜的技术等。
关于无电镀，例如公开了利用温度控制板从上下两面加热周围边缘被夹具保持的半导体晶片(以下称为晶片)，同时，无电解电镀液被加热到规定温度，例如在室温到60℃内的设定温度，通过上侧板供给到晶片表面的方法(专利文献1)。
然而，在无电解电镀液中含有作为电子供给源的还原剂，所以特别在加热使用时，容易发生液体中金属析出即所谓的沉淀析出。发生沉淀析出会改变无电解电镀液的状态，因此在晶片间进行的无电镀处理也随之改变，例如镀膜的膜厚不均匀，另外析出粒子会造成颗粒污染，可能引起无电解电镀装置的配管的堵塞。专利文献1没有对此类无电解液的不稳定性的描述。
专利文献1特开2004-107747(图1和段落0026)

发明内容
因为在无电解电镀液中含有作为电子供给源的还原剂并且金属会在溶液中沉淀，形成不稳定的状态，特别会在例如半导体设备制造工艺的无电镀工艺中的加热状态发生，因此，本发明基于上述情况，提供一种使无电解电镀液的状态稳定化，能够对基板的表面稳定进行镀膜处理的无电解电镀装置及方法，本发明的无电解电镀装置具有将基板以横向的状态保持的基板保持部；供给第一药液的第一药液供给管；与第一药液供给管的上游端连接的第一药液供给源；设置在第一药液供给管的下游端附近，控制第一药液流量的第一药液用开关单元；供给第二药液的第二药液供给管；与第二药液供给管的上游端连接的第二药液供给源；设置在第二药液供给管的下游端附近，控制第二药液流量的第一药液用开关单元；连接在第一和第二药液供给管的下游端，供给无电解电镀液并将其供给到基板的上表面的无电解电镀液供给管，该无电解电镀液通过混合第一和第二药液形成；调节无电解电镀液供给管内电镀液温度的供给管调温单元；设置在无电解电镀液供给管作为排出口的下游端附近，控制无电解电镀液流量的电镀液用开关单元；和控制第一药液用开关单元、第二药液用开关单元和电镀液用开关单元，将无电解电镀液供给到基板上表面的控制单元，其中，围绕在第一药液用开关单元、第二药液用开关单元和电镀液用开关单元中的无电解电镀液供给管的容积满足在一块基板上进行无电镀工序需要的排出量。
这里第一和第二药液用开关单元也可以作为一个药液用开关单元使用。上述无电解电镀装置也可以分别设置流速调节单元，调节第一和第二药液的流速。
本发明尽可能在进行无电镀处理之前混合第一药液和第二药液，且尽可能的控制药液的使用量，基于以下观点一个基板的处理开始之后到转移到下一块基板的处理时混合两药液，然后其混合液(无电解电镀液)在下一块基板处理中全部用完。因此，将药液用开关单元分别设置在第一药液供给管和第二药液供给管中的合流点的附近是指在部件构造允许的范围内尽量接近两药液供给管的合流点。合流点与各药液用开关单元之间的距离大时，随着药液的扩散两药液的混合物会填满其间，但该混合作用是在药液用开关单元闭合后的静止状态下发生的，所以两种混合液会以不充分混合的状态供给基板，使得无电镀的均匀性下降。因此，换句话说，从部件的构造和设置的限制等来看，即使各药液用开关单元离开上述合流点一段距离，只要在不会由不充分混合引起无电镀不均匀性的范围内，就是“合流点的附近”。
另外，所谓的“药液用开关单元与电镀液用开关单元之间的供给管内的容积(V1)相当于对一块基板进行无电镀处理的需要的排出量(V2)”是V1和V2一致的意思。另外作为V2例如是为了对基板表面进行无电镀，在该表面上盛有的液体量和从电镀液用开关单元到上述排出口的容积的合计量。对V1与V2的关系进行如下叙述，V1比V2大时，如果将一次排出量作为V2，无电解电镀液供给管内残留溶液，如果将一次排出量作为V1时，排出超过需要的量，所以药液造成浪费。相反，V1比V2小时，如果将一次排出量作为V2，分别位于两药液供给管的第一药液和第二药液不在电镀液供给管中停留而被排出，因此基板上的电镀液的均匀性下降。由此V1和V2相等是理想的，但设计上也存在多少产生差异的情况。即使在该情况下只要确保无电镀处理的均匀性，此外在尽量不浪费药液的设计思想下，V1和V2为“一致”。
作为本发明的优选方式之一可以列举出构成为具有与保持在基板保持部的基板表面对向，并形成比基板的有效区域大，在下面形成有上述排出口的上部调温体；和使该上部调温体在用于在基板表面之间填满无电解电镀液的处理位置、与距离该处理位置一段距离的待机位置之间相对移动的移动机构。此时，上部调温体具有含有调温用液体的循环腔室，并且全部无电解电镀液供给管设置在上述调温体的循环腔室中，由此，供给管调温单元可以通过调温用液体和无电解电镀液之间的热交换调节无电解电镀液的温度。再者，第一和第二药液供给管中填充有将要供给到无电解电镀液供给管中的药液的部分也设置在上述调温体的循环腔室内。此时，将无电解电镀液的供给管的部分或全部配置在上部调温体内，供给管调温单元的部分或全部由上部调温体兼用。
而且，上述上部调温体其内部作为调温用液体的循环腔室而构成，为了在无电解电镀液与调温用液体之间进行热交换，无电解电镀液的供给管的全部配置在该循环腔室内，由此可以兼用作上述供给管调温单元。
再者，在本发明中，第一和第二药液供给管也设有调温单元，用于调节其中填充有将要供给无电镀供给管的药液部分的温度。上述调温体的内部作为调温用流体的循环腔室而构成时，可以利用循环腔室作为对填充有上述药液的部位进行温度调节的单元。
在本发明的无电镀供给管中，配置有下部调温体，与基板下表面对向设置，并具有调节基板温度的基板调温单元。这里，优选基板调温单元通过填充在下部调温体和基板之间的液体来调节温度，此液体温度已经通过下部调温体调节过。
本发明的另一方面，提供了一种使用本发明的无电解电镀装置的无电镀方法，其中，第一药液是含有一种电镀金属的金属盐的溶液，第二药液是含有还原剂作为电子供给源的溶液。
本发明的第三方面，提供了一种使用本发明的无电解电镀装置的无电镀方法，其中，第一药液用开关单元、第二药液用开关单元和电镀液开关电源的开关操作同时完成。
本发明的第四方面，提供了一种使用本发明的无电解电镀装置的无电镀方法，其中，供给管调温体和上部调温体温度调节在电镀工序的温度。
本发明的第五方面，提供了一种使用本发明的无电解电镀装置的无电镀方法，其中，供给管调温体和设置在第一和第二药液供给管上的调温体的温度调节在电镀工序的温度。
本发明的第六方面，提供了一种使用本发明的无电解电镀装置的无电镀方法，其中，供给管调温体和基板调温体的温度调节在电镀工序的温度。
本发明中，在第一和第二药液供给管的合流点附近分别设置有药液用开关单元，同时，在无电解电镀液供给管的排出口附近也设置有电镀液用开关单元，其中，夹在这些阀之间的供给管的容积大约等于一次电镀处理必须的排出量。再者，开始基板的电镀处理后，只能在该基板的下一块基板的无电镀处理开始之前进行两药液的混合，即，两药液的混合在无电镀处理开始前进行，因此，可以尽量防止将无电解电镀液保持在不稳定的状态，例如可以防止沉淀析出。其结果是通常可以向基板供给同等状态的无电解电镀液，进行稳定的无电镀处理，提高基板间的膜厚和膜质量的均匀性。


通过基于下述

本发明的优选实施方式，以此更明确的说明本发明的目的和特征。
图1是表示本发明的无电解电镀装置的实施方式的全部构成的纵截侧面图。
图2是表示上述无电解电镀装置的重要部件的概略构成图。
图3(a)～3(c)是表示用于无电镀处理的晶片的表面构造的说明图。
图4(a)和4(b)是阶段性表示利用上述无电解电镀装置对晶片进行处理时的情形的说明图。
图5(a)和5(b)是阶段性表示利用上述无电解电镀装置对晶片进行处理时的情形的说明图。
图6(a)和6(b)是阶段性表示利用上述无电解电镀装置对晶片进行处理时的情形的说明图。
图7(a)和7(b)是表示在上述实施方式中，第一药液供给管和第二药液供给管的合流点附近的构造的变形例的概略侧面图。
图8是表示本发明的另一实施方式的重要部件的概略的立体图。
图9是简略地表示图8所示的上部调温体的内部的纵截侧面图。
符号说明
11晶片夹具；12段部；16倾斜机构；17、18喷嘴；21盖体；3上部调温体；30移动机构；31循环腔室；41无电解电镀液供给管；42排出口；43阀；5第一药液供给管；51阀；6第二药液供给管；61阀；71纯水供给管；73阀；302铜配线；304由钯构成的催化剂层；305无电镀膜具体实施方式
下面，基于

本发明的优选实施方式。
图1是表示本发明的无电解电镀装置的实施方式的全部构成图。图1中的11是形成有上部开口的扁平圆筒状的构成基板保持部的晶片夹具，再此晶片夹具11的上端周边部的整个周围形成保持作为基板的晶片W的周边部的段部12。在该晶片11的中央部中设置有筒状的旋转轴13，该旋转轴13连接旋转驱动部例如中空电动机14。晶片夹具11通过该中空电动机14在支承晶片W的状态下，可以在铅直轴的周围旋转。中空电动机14固定在底板15上，该底板15安装在倾斜机构16上，能够倾斜。
在晶片夹具11的外侧上，以包围该晶片夹具11的方式设置有接受液体用的盖体21，盖体21构成为可以通过未图示的升降机构相对底座15升降。上述盖体21的侧面周围的上端部向内部侧弯曲，在晶片W旋转时，使过量的液体反冲回来。此外，在盖体21的底面中央部形成有开口部22，该开口部22内，贯通上述旋转轴13，并在上述底面的周缘上设置有将在附近部位从晶片W上溢出的液体作为排液排出的排液排出部23。另外，在从晶片夹具11的中央离开的底面，形成有未图示的孔部，使得溢出在晶片夹具11内的液体流入盖体21内。
在上述晶片夹具11的上方侧，与保持在该晶片夹具11的晶片W的表面相对向，设置上部调温体3。该上部调温体3构成为外形扁平的圆柱状，比晶片W略大的尺寸，并通过作为移动机构的升降机构30，能够在相对于晶片W供给无电解电镀液的处理位置与距离该处理位置略上方的待机位置之间进行升降。上部调温体3可以比晶片W的有效区域(集成电路的形成区域)大，但近年来，在尽量接近晶片W的周边的地方形成集成电路，所以优选与晶片W的尺寸相同或比它大。另外，在晶片夹具11内配置有下部调温体24，该下部调温体24构成为与被保持在晶片夹具11上的晶片W的背面对向，利用贯通上述旋转轴13内的支承轴25，通过未图示的升降机构能够进行升降。上部调温体3和下部调温体24可以通过备有电阻加热体构成的加热器的例如陶瓷形成的板构成，也可以是在内部流通热介质的板。
在下部调温体24的下面的中央部中插入了作为调温水例如纯水的供给管的纯水供给管26的一端，该纯水供给管26配管在支承轴25内，其另一端通过阀27和阀28连接到纯水槽29上。另外，该纯水也可作为背面侧的冲洗液。
上部调温体3的升降机构30和下部调温体24的未图示的升降机构，固定在底板15上，然后利用倾斜机构16将上部调温体3、晶片W及下部调温体24一体倾斜。使这些倾斜的目的在于，如后述在上部调温体3和晶片W之间填满无电解电镀液等的处理液时，通过将混入其中的气泡向上部侧移动而去除，但在该实施方式中，因为是气泡难以进入的结构，所以可以不设置倾斜机构16。
接着，参照图2，说明无电解电镀液的供给系统。上部调温体3的中央部例如配置有由管体构成的无电解电镀液供给管41的一端侧，其下端形成有与上部调温体3的下面在同一平面的无电解电镀液的排出口42。在无电解电镀液供给管41的上部调温体3的上部侧设置有用来供给阻断该供给管41内的液体的相当于电镀液用开关阀的阀43，电镀液供给管41的上流侧分支为第一药液供给管5和第二药液供给管6。即，在无电解电镀液供给管41的上流端，第一药液供给管5和第二药液供给管6合流。无电解电镀液供给管41构成为由供给管调温单元44包围，该供给管41内的无电解电镀液设定规定温度，例如在室温到60℃范围内选择的温度。供给管调温单元44在此例中构成为利用热介质供给管46和热介质排出管47使热介质例如纯水在筒状的箱体45内流通。在阀43的周围设置组成上述供给管调温单元44一部分的加热器48，能够调节阀43内的无电解电镀液的温度。
第一的药液供给管5和第二药液供给管6是分别流通相互混合、形成无电解电镀液的第一药液和第二药液的供给管，在合流点(无电解电镀液供给管41的上端)的附近，设置有作为药液用开关单元的阀51和61。这些阀51、61在部件的配置允许的范围内配置在尽量接近合流点的位置。其理由是在针对下一块晶片W处理的待机静止状态下，尽量使药液均匀扩散混合。
第一药液供给管5从上流侧开始顺次设置药液供给源52、泵53和流量调节部54，第二药液供给管6从上流侧开始顺次设置药液供给源62、泵63和流量调节部64。第一药液中含有具有形成无电镀膜的成分的金属盐；在强碱性下，以金属离子作为氢氧化物并以不沉淀的方式络合金属的的络合剂；调节液体pH的pH调节剂。
在膜成分是合金时，金属盐由含有其合金成分的第一金属盐和第二金属盐构成。关于第一药液的成分，如举出具体例子，作为第一金属盐例如可以选择硫酸钴、氯化钴、硫酸镍、氯化镍，作为第二金属盐例如可以选择钨酸、钨酸铵，另外作为络合剂可以选择柠檬酸、柠檬酸钠，作为pH调节剂可以选择氢氧化钠、TMAH(氢氧化四甲铵)。
第二药液含有用于催化还原析出金属离子的还原剂、用于调节液体pH值的pH调节剂。作为还原剂例如可以举出DMAB(硼氢二甲铵dimethylamineborane)等。第一药液和第二药液例如在室温下储存，维持pH10。另外，列出的成分是一个例子，也可以不用这些成分。
这些第一药液和第二药液通过各自的流量调节部54和64调节流量，使其成为规定的混合比，例如第一药液∶第二药液为9∶1的比例，另外调节用于处理一块晶片W的无电解电镀液的排出量例如为50cc。
这里上述药液用开关单元的阀51和61与电镀液用开关单元的阀43之间的无电解电镀液供给管41内的容积V1以相当于无电镀处理一块晶片W需要的排出量V2(这个例子是50cc)的方式设计。关于V1和V2的关系，以下进行详细说明，例如上述的排出量V2，在阀43的下流侧不存在液体的状态下，在晶片W和上部调温体3之间填满无电解电镀液时，是通过阀43的液体量(处理一块的晶片W的需要的液体量)。换言之，相当于晶片W和上部调温体3之间的容积与从阀43到排出口42的容积的合计量。在此情况下，从阀43到排出口42之间的无电解电镀液是浪费的，所以优选阀43尽量接近排出口42，例如在上部调温体3内设置有利用压电元件开关流路的类型的阀。
在上部调温体3的无电解电镀液供给管41的附近，配置有作为洗净液的纯水的供给管71，该纯水供给管71的下流端形成有开口在上部调温3的下面的排出口72，上流端设置有纯水槽73。纯水供给管71的下流端可以在无电解电镀液供给管41的阀43与排出口42之间开口。74是泵，75是供给、截断纯水供给管71的纯水的阀。另外，该无电解电镀装置例如具有由计算机构成的控制部100，该控制部100具有用于控制泵53、63、74和各阀43、51、61、75等的动作的顺序程序。
在图1中，该无电解电镀装置具有在晶片夹具11中保持的晶片W的上方的流体的供给位置与待机位置之间能够自由移动的多个喷嘴。在图1中，为了方便表示了2个喷嘴17、18。例如喷嘴17是为了在无电解电镀液的之前将置换电镀液供给晶片W的表面，通过未图示的配管，与置换电镀液的供给源连接。此外，喷嘴18用于供给干燥用气体例如惰性气体，通过未图示配管，与干燥用气体的供给源连接。这些喷嘴17、18具备例如晶片W的半径以上长度的例如条状的排出口，通过未图示的驱动机构自由升降且在横向上自由移动，例如能够自由旋转。
接着，说明上述实施方式的作用。首先，将上部调温体3在待机位置待机，使晶片夹具11下降，通过未图示的输送单元吸附晶片W的表面，输送到晶片夹具11的上方，使晶片夹具11上升，将输送单元的晶片W交付给晶片夹具11(图1状态)。另外，晶片W的表面如图3(a)所示例如是在层间绝缘膜301的凹部中埋入铜配线302的状态。303是为了使凹部内的铜不扩散到绝缘膜301上设置的阻挡膜。
接着如图4(a)所示例如使喷嘴17移到晶片W上，借助晶片夹具11，一边旋转晶片W一边将前处理液供给到晶片W上，形成前处理液的浆料。该前处理液是例如用于进行钯置换电镀的置换电镀液，该置换电镀液可以利用将由硫酸钯或氯化钯等构成的钯盐溶解于硫酸和盐酸等的酸溶液中得到的溶液。将该置换电镀液调温到例如从室温到60℃的范围内选择的温度，然后供给到晶片W表面，由此如图3(b)所示，铜配线302与置换电镀液之间的界面上，比钯氧化还原电位低的铜将电子让渡给钯，由接受电子的钯构成的催化层304选择性地析出在铜配线302的表面上。该催化层304用于后工序的无电镀处理的催化剂，但是根据无电解电镀液的不同也有不需要催化剂的情况，此时从喷嘴17将有机酸溶液供给晶片W，进行前处理。其后，如图4(b)所示一边旋转晶片W，一边从喷嘴18将洗净液例如纯水供给晶片W，除去上述前处理液。
如此，喷嘴18从在晶片W的上方退出，使上部调温体3下降，设定在其下面与晶片W的表面的距离为例如0.1mm～2mm的位置。此时，下部调温体24也上升，设定在离晶片W的背面的距离为0.1mm～2mm的位置。然后作为调温液的纯水通过泵28进行送水，通过纯水供给管26，在下部调温体24内加热到预先设定的设定温度。
加热的纯水一边填满下部调温体24与晶片W的背面之间的空隙，一边流到晶片夹具11内，通过未图示的孔部流入的盖21内。另外下部调温体24的上面也维持在设定的温度，所以晶片W从背面侧加热，维持在电镀处理温度。如此W在规定时间例如10秒加热晶片W后，驱动图2所示的泵53、63，并同时打开阀43、51及61，经过规定的时间后，停止泵53、63，同时关闭阀43、51和61。如此同时进行阀的开关动作，能够防止药液倒流。且该设定时间是无电解电镀液供给管41的阀43、51和61之间的液体全部排出时需要时间。由此，如图5(a)所示无电解电镀液供给管41内以例如30～100ml/分的流量供给无电解电镀液，填满晶片W与上部调温体3之间。
该电镀液供给到该晶片W之前的一块晶片W时，从第一药液供给管5和第二药液供给管6，通过阀51、61将第一药液和第二药液合流，流入无电解电镀液供给管41内，对该晶片W供给之前通过扩散进行混合，形成无电解电镀液，且通过供给管调温单元44调温成活性状态。此外，上部调温体3也加热到例如与无电解电镀液的设定温度相同的温度，由此，晶片W一边从正反两面进行温度调节，一边进行无电镀处理。即，在前工序中将在晶片W的表面上析出的钯作为催化剂起作用，使得无电解电镀液与铜之间反应，如图3(c)所示在铜配线302的表面上形成无电镀膜305，该无电镀膜具有由选择性的含有磷(P)的合金构成的例如NiP、CoWP、NiP、CoP等的例如膜厚100～200的粘附层。
然后，通过这次的电镀液的排出，挤出由无电解电镀液供给管41的阀51、61、43夹持的区域的无电解电镀液，同时分别将在流量调节部54、64中调节为9∶1的流量比新的第一药液和第二药液通过阀51、61以填满该区域的液体量(V1)流入到该区域。
此时，将兼作为洗净水的纯水供给晶片W的背面侧，由该纯水构成所谓的后冲洗水(back rinse)，防止电镀液返回到晶片W的背面侧。另外，在处理中利用晶片夹具11，使得晶片W旋转，可以进一步提高晶片W的面内温度均匀性。在该工序中，使用倾斜机构16，使晶片W、上部调温体3和下部调温体24倾斜，可以从无电解电镀液中除去在上述空隙中混入的气泡。此类处理在由无电解电镀液与铜反应产生气体等情况下有效。
接着，打开如图2所示的纯水供给管71的阀75，如图5(b)所示，从排出口72将纯水供给晶片W与上部调温体3之间，利用纯水置换晶片W表面的无电解电镀液。然后，使上部调温体3上升，利用由喷嘴17、18代表的喷嘴群中的喷嘴(方便时加上18)，图6(a)所示将后洗净液供给旋转的晶片W，后洗净晶片W的表面。此时，纯水作为后冲洗水(back rinse)供给到晶片W的背面侧。后洗净是为了减少线间的漏电流，作为洗净液，例如可以使用有机酸和氟酸类水溶液。另外在无电镀处理后进行的纯水供给可以使上部调温体3上升，可以由喷嘴18进行。
然后，从所述的喷嘴群的喷嘴(方便时加上18)，将作为洗净液的纯水供给到旋转的晶片W的表面，其后，停止排出洗净液，如图6(b)所示高速旋转晶片W，使之干燥。这时从所述的喷嘴群的喷嘴将惰性气体等的干燥气体吹到晶片W的表面上，可以促进干燥。结束上述一系列的工序后，由未图示的输送单元，吸附晶片W的表面，将该晶片W从夹具11中运出。
由上述实施方式，在分别第一药液供给管5和第二供给管6的合流点附近，设置有作为药液用开关单元的阀51、61，并在无电解电镀液供给管41的排出口42的附近设置有作为电镀液用开关单元的阀43，由这些阀43、51、61夹持的供给管41的容积对应于一块晶片W电镀处理所需要的排出量。因此开始晶片W的电镀处理后，只能在该晶片W的下一块晶片W的电镀处理开始之前混合两药液，配置成两药液混合状态的时间较短，即在进行无电镀处理之前使两药液混合。因此能够尽量避免无电解电镀液保持在不稳定的状态下，防止沉淀析出。其结果能够在无电解电镀液稳定的状态下对晶片W表面进行无电镀处理，提高晶片W间的膜厚和膜质量的均匀性。另外，因为没有粒子析出的危险，就不能发生颗粒污染和配管堵塞。
再者，待机的无电解电镀液大体上全部使用于对晶片W的无电镀处理，能够降低电镀液的消费量，因为无电解电镀液的成本相当高，所以有助于降低处理成本。另外，如果在第一药液供给管5和第二药液供给管6中，阀位于距合流点一定距离的地方，两药液不能充分混合，但如本例在合流点附近设置阀51、61，两液体充分混合，使得无电解电镀液的浓度均匀，其结果，能够进行面内或面外的均匀性高的处理。如果将第一药液供给管5和第二药液供给管6在纵向上构成V字形合流，就不会有液体停留，另外没有气泡混入。
这里，关于上述药液供给管5和6，如图7(a)所示，第二药液供给管6比第一药液供给管5细，相对于铅直设立的第一药液供给管5，第二药液供给管6可以倾斜的构造与之合流，或者如图7(b)所示使两药液供给管5、6呈V字形合流，在该合流点上设置有三通阀40，以能够选择同时连通两药液供给管5、6和无电解电镀液供给管41的状态，和同时截断的状态中的一种状态的方式，构成三通阀40。
作为调节第一药液和第二药液的流量的单元，不设置流量调节部，可以使用能够控制排出量的泵例如风箱式泵，调节各药液的排出量，设定混合比。
还有图8和图9是表示本发明的另一实施方式的重要部件的图。在该例子中，上部调温体3构成为外形是圆柱状，比晶片W略大的尺寸，其内部作为调温用流体例如纯水等的热介质通流的循环腔室31构成。热介质供给管32连接到上部调温体3的上面的外边缘部附近，另外例如上部调温体3的中心部中，热介质排出管33连接到与上述热介质供给管32相对称的位置。
在该循环腔室31内，管状的第一药液供给管5和第二药液供给管6从上面侧配管，各药液供给管5、6例如形成为螺旋状，在途中合流，其合流管的无电解电镀液供给管41的下端作为排出口42，形成在上部调温体3的下面。在该例中，除在上述调温体3的热介质的循环腔室31内配置各药液供给管5、6和无电解电镀液供给管41以外，与上述实施方式的方法相同，在第一药液供给管5和第二药液供给管6的合流点附近设置有阀51、61，在无电解电镀液供给管41的排出口42的附近设置有阀43。另外，由阀43、51、61夹持的供给管41的容积，对应于一块晶片W的无电镀处理所需要的排出量。在该构成中，无电解电镀液的温度变化缓慢，即使将无电解电镀液的温度设定在高温时，也存在不被过度加热的优点。
再者，在第一药液供给管5和第二药液供给管6中，打开药液开关的阀51、61，填满在一块基板中使用的药液的部位，即在第一药液供给管5和第二药液供给管6中，从各自的阀51、61填满用于处理一块晶片W所需要的药液的部位，位于循环腔室31内。这样将药液加热到无电解电镀液的处理温度，可以缩短混合第一药液和第二药液后，到开始无电镀之前的时间。
此时与无电镀处理的温度有关，但例如将无电镀处理的温度较高地设定在60℃时，将无电解电镀液供给到一块晶体W的表面上之后，针对下一块晶片W的表面准备无电镀处理的时间变短，在图1的实施方式中，在无电解电镀液供给管41中，无电解电镀液升温到处理温度可能会需要一些等待时间。对此，该例中如果将第一药液和第二药液的温度预先加热(预加热)，混合两药液时，升温到处理温度的时间减少，其结果能够提高生产能力。另外图1的实施方式中，预先加热第一药液和第二药液的温度的构造，例如可以分别在第一药液供给管5和第二药液供给管6内设置调温单元。
本发明第一药液和第二药液不限于上述例子，混合后经过一定时间会产生沉淀析出或其他不良状况的情况也适用。
由上所述，通过优选实施方式详细的说明了本发明，本领域的技术人员可以清楚地了解在本发明限定的权利要求内可以进行各种变形和修正。
权利要求
1.一种无电解电镀装置，具有将基板以横向状态保持的基板保持部；供给第一药液的第一药液供给管；连接在所述第一药液供给管上游端的第一药液供给源；设置在所述第一药液供给管下游端附近、控制所述第一药液流量的第一药液用开关单元；供给第二药液的第二药液供给管；连接在所述第二药液供给管上游端的第二药液供给源；设置在所述第二药液供给管下游端附近、控制所述第二药液流量的第二药液用开关单元；连接在所述第一和所述第二药液供给管的下游端、将无电解电镀液供给到基板上表面的无电解电镀液供给管，该无电解电镀液通过混合第一和第二药液形成；调节所述无电解电镀液供给管内电镀液温度的供给管调温单元；设置在所述无电解电镀液供给管的作为排出口的下游端附近、控制无电解电镀液流量的电镀液用开关单元；和控制所述第一药液用开关单元、所述第二药液用开关单元和所述电镀液用开关单元向基板上表面供给无电解电镀液的控制单元，其中，被所述第一药液用开关单元、所述第二药液用开关单元和所述电镀液用开关单元围绕的所述无电电镀供给管的容积相当于在一块基板上进行无电镀处理所需要的排出量。
2.如权利要求1所述的无电解电镀装置，其特征在于，进一步具有与被基板保持部保持的基板表面对向设置，并形成比基板的有效区域大，在下面形成有所述排出口的上部调温体，在所述上部调温体的下表面具有无电解电镀液供给管的排出口；使该上部调温体在上部调温体和基板上表面之间填满无电解电镀液的处理位置和距离处理位置一段位置的待机位置之间移动的移动机构。
3.如权利要求2所述的无电解电镀装置，其特征在于所述电镀液的供给管的全部配置在所述上部调温体的循环腔室内，由此，所述上部调温体通过调温用液体和无电解电镀液的热交换控制无电解电镀液的温度。
4.如权利要求2所述的无电解电镀装置，其特征在于所述上部调温体具有装有调温用液体的循环腔室；所述第一和第二药液供给管中含有将要供给到无电解电镀液供给管的药液的部分配置在所述上部调温体的循环腔室内。
5.如权利要求1所述的无电解电镀装置，其特征在于在所述第一和第二药液供给管中设有温度调节单元，调节含有将要供给到无电解电镀液供给管的药液的部分的温度。
6.如权利要求1所述的无电解电镀装置，其特征在于所述第一和第二药液用开关单元也可以用作一个药液用开关单元。
7.如权利要求1所述的无电解电镀装置，其特征在于，进一步具有分别调节所述第一和第二药液流速的流速调节单元。
8.如权利要求1所述的无电解电镀装置，其特征在于，进一步具有与基板的下表面对向设置的下部调温体，其中含有调节基板温度的基板调温单元。
9.如权利要求8所述的无电解电镀装置，其特征在于所述基板调温单元通过在下部调温体和基板中间填充经过下部调温体调温的液体调节基板的温度。
10.一种使用权利要求1所述的无电解电镀装置的无电镀方法，其特征在于第一药液是含有电镀金属的金属盐的溶液，第二药液是含有还原剂作为电子供给源的溶液。
11.一种使用权利要求1所述的无电解电镀装置的无电镀方法，其特征在于开关第一药液用开关单元、第二药液用开关单元和电镀液用开关单元的操作同时进行。
12.一种使用权利要求2所述的无电解电镀装置的无电镀方法，其特征在于供给管调温单元和上部调温体被调节到电镀工序温度。
13.一种使用权利要求5所述的无电解电镀装置的无电镀方法，其特征在于供给管调温单元和安装在第一和第二药液供给管上的调温单元北调节到电镀工序的温度。
14.一种使用权利要求8所述的无电解电镀装置的无电镀方法，其特征在于供给管调温单元和基板调温单元被调节到电镀工序温度。
全文摘要
本发明提供无电解电镀装置。在无电解电镀液中包含含有金属盐的第一药液和含有还原剂的第二药液。在各药液供给管的合流处附近分别设置有药液用开关单元，同时在第一和第二药液合流的无电解电镀液供给管的排出口附近设置了电镀液开关单元。被上述开关单元围绕的所述无电电镀供给管内的电镀液等于在一块基板上进行无电镀处理所需要的排出量。再者，两种药液的混合只在一块基板的电镀工序开始后到下一块基板的电镀开始前的时间内进行。
文档编号C23C18/16GK1769520SQ20051010923
公开日2006年5月10日 申请日期2005年10月17日 优先权日2004年10月15日
发明者定免美保, 原谦一 申请人:东京毅力科创株式会社