CN101230481A - 电解加工装置 - Google Patents

Abstract

提供一种例如能省略CMP处理本身，或者既能尽量减小CMP处理的负荷、又能把设置在基片表面上的导电性材料加工成平整状态，并且还能除去(清洗)附着在基片等被加工物的表面上的附着物的电解加工装置，其特征在于具有：电极部，并列地布置了多个电极部件，电极部件包括电极和对电极的表面进行覆盖的离子交换体；保持部，保持被加工物，使被加工物与电极部件的离子交换体自如接触或接近；以及电源，连接到电极部的各电极部件的电极，电极部件的离子交换体具有：表面平滑性良好的离子交换体、以及离子交换容量大的离子交换体。

Description

电解加工装置

本申请为申请日为2003年3月25日，申请号为03811966.8，发明名称为“电解加工装置及电解加工方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电解加工装置，尤其涉及对形成在半导体晶片等基片表面上的导电性材料进行加工，或者把附着在基片表面上的杂质除去所使用的电解加工装置。本发明还涉及在该电解加工装置中对作为被加工物的基片进行保持的基片保持部。本发明还涉及具有上述电解加工装置的基片处理装置。

背景技术

近几年，用于在半导体晶片等基片上形成电路的布线材料，其明显的发展动向是利用电阻率低、耐电迁移性强的铜(Cu)来代替铝或铝合金。这种铜布线的一般形成方法是，把铜埋入到基片表面所设置的微细凹坑的内部。形成该铜布线的具体方法有：化学汽相生长法、溅射法、及镀敷法。但不管是哪种方法，都是在基片的几乎整个基片表面上形成铜膜，通过化学机械研磨而除去不需要的铜。

图1A～图1C是按照工序依次表示这种铜布线基片W的一个制造例子。如图1A所示，在形成了半导体元件的半导体基片1上的导电层1a上淀积由SiO₂构成的氧化膜或low-k材膜等绝缘膜2，利用光刻腐蚀技术来形成接触孔3和布线用沟槽4。在其上，再利用溅射或CVD等方法来形成电解电镀的供电层、即屏蔽层7。

然后，在基片W的表面上进行镀铜。如图1B所示，把铜充填到半导体基片1的接触孔3和沟槽4内，而且，在绝缘膜2上淀积铜膜6。然后，通过化学机械研磨(CMP)来除去绝缘膜2上的铜膜6和阻挡膜5，使充填到接触孔3和布线用沟槽4内的铜膜6的表面和绝缘膜2的表面几乎形成为同一平面。这样如图1C所示，形成了由铜膜6构成的布线。

并且，最近，所有设备的构成要素都在向微细化和高精度化方向发展，随着亚微米领域的制造的普及，加工方法本身对材料特性的影响越来越大。在这种状况下，像过去的机械加工那样，工具对被加工物边进行物理破坏边进行除去的加工方法，由于加工而对被加工物造成多个缺陷，所以，使被加工物特性恶化。因此，出现的问题是，怎样加工才能不损坏材料的特性。

作为解决这一问题的手段而开发的特殊加工法有化学研磨和电解加工、电解研磨。这些加工方法与过去的物理加工相对照，不同的是通过进行化学溶解反应而进行除去加工等，所以不会发生因塑性变形而造成的加工变质层和位错等缺陷、不会损坏上述材料的特性，能解决上述加工中存在的问题。

近几年，在半导体基片上用强磁性体来形成电容器时的电极材料，出现出铂族的金属及其氧化物作为代用材料。其中，钌的成膜性良好，所以正在大力研究，代用的现实性很高。

在此，在电路形成部以外的基片的周缘部和背面形成膜，或者附着上去的钌，不仅不需要，而且在以后基片传送、保管和各种处理工序中也会造成交叉沾污，例如降低电介质性能。所以，在钌膜形成工序或对钌膜进行了某种处理之后，必须将其完全除去。再者，例如，电容器的电极材料采用钌时，需要一个工序，用于除去在电路形成部形成的钌膜的一部分。

例如，CMP工序一般需要相当复杂的操作，控制也很复杂，加工时间也很长。再者，不仅必须充分进行研磨后的基片的后清洗，而且用于泥浆(slurry)和清洗液的废液处理的负荷量很大。由于存在上述问题，所以，迫切要求省略CMP本身，或者减轻其负荷。并且，今后，预计今后绝缘膜也将改用介质常数(介电常数)小的low-k材料，该low-k材料的强度小，不能承受CMP产生的应力。所以，优选有一种工艺能使基片表面平整而不会对基片造成像CMP那样过大的应力。

而且，像化学机械性电解研磨那样，也发表了一种边电镀边用CMP磨削的工艺。但由于对电镀生长面进行机械加工，所以也促进了电镀的异常生长，使膜层质量产生问题。

在上述电解加工和电解研磨中，利用被加工物和电解液(NaCl、NaNO₃、HF、HCl、HNO₃、NaOH等水溶液)的电化学的相互作用，进行加工。所以，只要使用包含这种电解质的电解液，就不可避免使被加工物被该电解液沾污。

并且，在半导体元件的制造工艺中，在对low-k材料等脆弱的材料进行加工的情况下，由于担心原材料被压曲等而造成破坏，所以，在CMP等加工中，不能在基片和研磨面之间施加大的面压力，不能充分发挥研磨性能。尤其，最近基片的布线材料优选采用铜或低介质常数的材料，在使用这种脆弱的材料的情况下，上述问题尤其严重，在电解加工中，虽然在基片和加工电极之间不必施加面压力，但在使基片和加工电极相接触时，产生面压力，可能破坏半导体器件。所以在电解加工中也必须避免对基片施加大的荷载。

在电化学加工中，作为反应种籽的离子，由于加工电极和供电电极及被加工物之间产生电场而在被加工物表面上移动。所以，在对离子的移动产生阻碍物的情况下，加工的一致性和均匀性受到影响。在此情况下下，阻碍物可能是：在被加工物表面上在加工过程中由于被加工物和离子的电化学反应而产生的加工生成物、或者由于离子交换体和被加工物的相对运动而从离子交换体上产生的游离物、以及在被加工物和电极表面由于副反应而生成的气泡(气体)等。这些阻碍物由于存在于电极和被加工物之间而阻碍了离子的移动，阻碍了加工量的一致性和均匀性。尤其气泡是在被加工物表面上生成小坑的主要原因。

发明内容

本发明是为解决上述现有技术的问题而提出的方案，其第1目的在于提供：例如能省略CMP处理本身，或者既能尽量减小CMP处理的负荷又能把设置在基片表面上的导电性材料加工平整，并且还能除去(清洗)附着在基片等被加工物的表面上的附着物的电解加工装置以及其内部安装了该电解加工装置的基片处理装置。

本发明的第2目的在于提供：在加工脆弱材料的情况下也不会破坏形成在基片上的器件地进行加工的电解加工装置、以及用于该电解加工装置的基片保持部。

本发明的第3目的在于提供一种在电化学加工时能有效地除去必然产生的气泡的电解加工装置。

为了解决这些现有技术中存在的问题，本发明的电解加工装置，其特征在于具有：电极部，配置了供电电极和加工电极；保持部，保持被加工物，使上述被加工物与上述电极部的供电电极和加工电极自如接触或接近；电源，连接到上述电极部的各供电电极和加工电极；以及驱动机构，用于使上述电极部和被加工物之间产生相对运动；在上述供电电极和加工电极的内部，分别形成了向该供电电极和加工电极的表面供应流体的穿通孔。

采用这种结构，对供电电极和加工电极分别采用相同的形状按照相等间隔进行配置，由此能使供电电极和加工电极的比率相等，能更准确地向被加工物供电。在此，由于对距离进行设定，使得被加工物与加工电极和供电电极之间的电阻小于互相邻接的加工电极和供电电极之间的电阻，所以能使离子在被加工物和加工电极与供电电极之间移动。

优选在上述供电电极和加工电极之间配置流体供给喷嘴，该供给喷嘴用于向上述被加工物与上述供电电极和上述加工电极之间供应流体。采用这种结构，能使被加工物与供电电极和加工电极之间充满液体。在此情况下液体采用纯水或超纯水、电解液。

本发明的再另一种电解加工装置，其特征在于具有：电极部，其中互相并列地配置了供电电极和加工电极；保持部，保持被加工物，使上述被加工物与上述电极部的供电电极和加工电极自如接触或接近；电源，连接到上述电极部的各供电电极和加工电极；驱动机构，用于使上述电极部和被加工物之间产生相对运动，以及液体供给部，用于向该供电电极和加工电极与基片之间供应液体。

优选在上述供电电极和上述加工电极与被加工物之间具有离子交换体。

本发明的基片保持部，用于保持基片使其与加工电极相接触进行电解加工，其特征在于具有：法兰盘部，与轴相连结；以及夹紧部件，相对于上述法兰盘能在上述轴的轴向上移动自如，而且用于保持上述基片。

优选的是：具有形成在上述法兰盘部和上述夹紧部件之间的第1压力室，通过向上述第1压力室内供应流体，来对该第1压力室进行加压，使保持在上述夹紧部件上的基片与加工电极相接触。

优选的是：上述第1压力室由上述法兰盘部、上述夹紧部件、以及用于连结上述法兰盘部和上述夹紧部件的弹性部件形成。

优选的是：通过在上述夹紧部件上安装规定重量的重物，来调整对上述基片的上述加工电极的按压力。

优选的是：还具有把上述夹紧部件向下按压的汽缸。

优选的是：上述夹紧部件具有：形成了与上述基片相连通的连通孔的夹紧板、配置在上述夹紧板上方的止动板、以及形成在上述夹紧板和上述止动板之间的第2压力室，

通过从上述第2压力室中吸引流体，能够降低该第2压力室的压力，把上述基片吸附到上述夹紧部件内。

优选的是：把具有向内突出的突出部的定位环安装在上述法兰部上，把与上述定位环的突出部相结合的突起设置在上述夹紧部件上。

本发明的另一其他电解加工装置，其特征在于具有：加工电极；供电电极，用于向基片供电；基片保持部，用于保持上述基片使其与上述加工电极相接触；电源，用于在上述加工电极和上述供电电极之间加电压；以及驱动部，用于使在上述基片保持部保持的基片与上述加工电极进行相对移动，上述基片保持部是用于保持基片使其与加工电极相接触进行电解加工的基片保持部，其特征在于具有：法兰盘部，与轴相连结；以及吸附部，相对于上述法兰盘能在上述轴的轴向上移动自如，而且用于保持上述基片。在此情况下，优选把离子交换体配置在上述基片和上述加工电极或上述供电电极的至少一方之间。并且优选具有流体供给部，用于把流体供给到配置了上述离子交换体的上述基片和上述加工电极或上述供电电极的至少一方之间。

优选在上述基片和上述加工电极或上述供电电极的至少一方之间，配置具有通水性的部件。

附图说明

图1A～图1C是按工序顺序来表示铜布线基片的制造例的图。

图2是采用本发明的电解加工原理的说明附图，此状态表示使均已安装了离子交换体的加工电极和供电电极接近基片(被加工物)，向加工电极和供电电极与基片(被加工物)之间供应纯水或者供应电导率为500μs/cm以下的流体。

图3是采用本发明的电解加工原理的说明附图，这时的状态是仅在加工电极上安装离子交换体，向加工电极和基片(被加工物)之间供应流体。

图4是表示本发明的实施方式中的基片处理装置的结构的平面图。

图5是表示图4所示的基片处理装置所具有的本发明的实施方式的电解加工装置的平面图。

图6是图5的纵剖面图。

图7A是表示图5的电解加工装置中的自转防止机构的平面图。

图7B是图7A的A-A线剖面图。

图8是表示图5的电解加工装置中的电极部的平面图。

图9是图8的B-B线剖面图。

图10是图9的局部放大图。

图11A是表示当在用不同材料成膜的基片表面上进行电解加工时流过的电流和时间的关系的曲线图。

图11B是分别表示当在用不同材料成膜的基片表面上进行电解加工时所加的电压和时间的关系的曲线图。

图12A和图12B是表示本发明的实施方式的电解加工装置中的、基片的按压量各不相同时的电极部状态的图。

图13A是表示本发明另一实施方式的电解加工装置中的电极部件的剖面图。

图13B是图13A的局部放大图。

图14A和图14B表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的、基片的按压量各不相同时的电极部状态的图。

图15A是表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的电极部件的剖面图。

图15B是图15A的部分放大图。

图16A和图16B是表示本发明的实施方式的电解加工装置中的、基片的按压量各不相同时的电极部状态的图。

图17A是表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的电极部件中使用的离子交换体的局部斜视图。

图17B是表示安装了图17A所示的离子交换体的电极部件的局部斜视图。

图18A～图18C是表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的、基片的按压量各不相同时的电极部状态的图。

图19是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的离子交换体的变形例的纵剖面图。

图20A和20B是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的电极部件的变形例的部分斜视图。

图21是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的电极部的剖面图(相当于图9的图)。

图22是图21的局部放大图。

图23是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的电极部的剖面图(相当于图9的图)。

图24是图23的局部放大图。

图25A是加工电极的局部剖面图。

图25B是表示利用图25所示的加工电极进行加工的基片每单位时间的加工量的曲线图。

图25C是表示在图25B所示的状态下使加工电极涡旋运动时的加工量的曲线图。

图26A～图26C是涉及本发明的电解加工方法的原理的说明用附图。

图27A～图27D是本发明的另一实施方式中的电解加工方法的说明用的附图。

图28A～图28D是本发明的另一实施方式中的电解加工方法的说明用的附图。

图29是本发明的另一实施方式中的电解加工方法的说明用的附图。

图30A～图30B是本发明的另一实施方式中的电解加工方法的说明用的附图。

图31A是表示电解加工中在加工电极和供电电极之间所加的电流的曲线图。

图31B是表示加上了图13A所示的电流时的基片上的膜厚的曲线图。

图32A和32B是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的各不相同的加工电极的纵剖面图。

图33是表示本发明的再另一实施方式中的电解加工装置的主要部分的纵剖面图。

图34是表示图33的电极部的斜视图。

图35是图33的C-C线剖面图。

图36是图33所示的旋转部件(加工电极)的放大剖面图。

图37是图33所示的介入部件的放大图。

图38是表示在图33的电极部中，当更换一方的离子交换体时的状态图。

图39是表示在图33的电极部中，当更换一方的离子交换体时的状态图。

图40是表示在图33的电极部中，当更换两方的离子交换体时的状态图。

图41是表示本发明的再另一实施方式中的电解加工装置的主要部分的纵剖面图。

图42是表示本发明的再另一实施方式中的电解加工装置的模式的纵剖面图。

图43是用模式来表示图42的电解加工装置中的基片保持部和电极部的纵剖面图。

图44是用模式来表示图42的电解加工装置中的基片保持部的细节的纵剖面图。

图45是图44的D-D线的剖面图。

图46是图44的E-E线的剖面图。

图47是图44的局部放大图。

图48是表示本发明的再另一实施方式的电解加工装置中的电极部的纵剖面图。

图49A是说明在不设置接触部件时的电解加工装置的作用的示意图。

图49B是说明在设置接触部件时的电解加工装置的作用的示意图。

图50是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的基片保持部的纵剖面图。

图51是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的基片保持部的纵剖面图。

图52是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的基片保持部的纵剖面图。

图53是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的主要部分的纵剖面图。

图54是放大表示图53的一部分的主要部分放大图。

图55是表示电极部的变形例的相当于图54的图。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。而且在以下的说明中，举例表示使用基片作为被加工物，用电解加工装置来对基片进行加工，但不言而喻本发明也能适用于基片以外的加工。

图4是表示本发明的实施方式中的电解加工装置的结构的平面图。如图1B所示，该基片处理装置具有一对装卸部30、使基片W翻转的翻转机32以及电解加工装置34。装卸部30作为传出传入部，用于传送装有基片W的片架，该基片W例如图1B所示，表面上具有作为导电膜(被加工物)的铜膜6。这些设备串接布置，在这些设备之间传送和接受基片W的传送装置即传送机械手36与这些设备平行进行布置。并且，在采用电解加工装置34进行电解加工时，下述加工电极和供电电极之间所加的电压或其间流过的电流，由监视部38进行监视，该监视部38布置成与装卸部30相邻接。

图5是表示基片处理装置内的电解加工装置34的平面图，图6是图5的纵剖面图。如图5和图6所示，电解加工装置34具有：能够上下移动而且沿水平面往复移动的臂杆40、垂直设置在臂杆40的自由端上且表面向下地吸附并保持基片W的基片保持部42、安装了臂杆40的活动框44、矩形状的电极部46、以及与电极部46相连接的电源48。在该实施方式中，电极部46的大小设定为比基片保持部42上所保持的基片W外径大一圈。

如图5和图6所示，在活动框44的上部设置了上下移动用的电机50，在上下移动用电机50上，连结了向上下方向延伸的滚珠丝杠52。在滚珠丝杠52上安装了臂杆40的基部40a，随着上下移动用电机50的驱动，臂杆40通过滚珠丝杆52进行上下移动。并且，活动框44本身也安装在水平延伸的滚珠丝杆54上。随着往复移动用电机56的驱动，活动框44和臂杆40沿水平面往复移动。

基片保持部42连接到设置在臂40的自由端上的自转用电机58上，随着自转用电机58的驱动而旋转(自转)。并且，如上所述，臂杆40能够在上下和水平方向上往复移动。基片保持部42与臂杆40形成一体，能够在上下和水平方向上往复移动。

在电极部46的下方，布置了中空电机60，在该中空电机60的主轴62上，在偏离该主轴62中心的位置上设置了驱动端64。电极部46在其中央通过轴承(图未示出)以旋转自如的状态连结在上述驱动端64上。并且，在电极部46和中空电机60之间，在圆周方向上设置了3个以上的自转防止机构。

图7A是表示该实施方式中的自转防止机构的平面图。图7B是图7A的A-A线剖面图。如图7A和图7B所示，在电极部46和中空电机60之间，沿圆周方向设置了3个以上(在图7A中为4个)自转防止机构66。如图7B所示，在中空电机60的上表面和电极部46的下表面的对应位置上，沿圆周方向按等间隔形成了多个凹处68、70，在这些凹处68、70分别安装了轴承72、74。在轴承72、74内分别插入了偏移距离“e”的2个轴体76、78的一个端部，轴体76、78的另一个端部通过连结部件80而互相连结。在此，相对于中空电机60的主轴62的中心来说，驱动端64的偏心量也与上述距离“e”相同。所以，随着中空电机60的驱动，电极部46进行不自转的公转运动，所谓涡旋运动(并进旋转运动)，它以主轴62的中心和驱动端64之间的距离“e”为半径进行转动。

以下说明本实施方式中的电极部46，该实施方式中的电极部46具有多个电极部件82。图8是表示该实施方式中的电极部46的平面图，图9是图8的B-B线剖面图。图10是图9的局部放大图。如图8和图9所示，电极部46具有向X方向(参见图5和图8)延伸的多个电极部件82，这些电极部件82并列地布置在平板状的基座84上。

如图10所示，各电极部件82具有：与电源48(参见图5和图6)相连接的电极86、在电极86上部积层的离子交换体88、以及对电极86和离子交换体88的表面整体覆盖的离子交换体(离子交换膜)90。离子交换体90利用布置在电极86两侧的保持板85而安装在电极86上。

在此，对离子交换体88、90有以下4点要求：

①加工生成物(含气体)的清除

这是因为加工生成物影响加工速率的稳定性和加工速度分布的均匀性。优选采用具有“通水性”和“吸水性”的离子交换体。在此，所谓“通水性”是指宏观的透过性。也就是说，原材料本身即使没有通水性，也能通过对该部件切削孔或沟槽而使其能够通过水，能够保持通水性。另一方面，所谓“吸水性”是表示原材料吸入水的性质。

②加工速率的稳定性

为了提高加工速率的稳定性，优选把多片离子交换材料重叠在一起，以确保离子交换能力。

③被加工面的平整性(消除阶差的能力)

为了确保被加工物的平整性，优选离子交换体的加工面的表面平滑性良好。再者，可以认为部件越硬，加工表面的平整性(消除台阶高度差的能力)越好。

④长寿命

考虑到机械寿命，优选采用耐磨性强的离子交换材料。

这里，离子交换体88优选采用离子交换容量大的离子交换体。在该实施方式中，采用3片重叠的厚度为1mm的C膜(无纺布离子交换体)的多层结构，增加离子交换体88所具有的离子交换总容量。采用这样的结构，使得由于电解反应而产生的加工生成物(氧化物和离子)在离子交换体88内存积的量不超过其存积容量，能够防止积存在离子交换体88内的加工生成物形态发生变化，其对加工速度及其分布产生影响。并且，能够确保离子交换容量以便充分获得被加工物目标加工量。而且，若离子交换体88的离子交换容量大，则一片也可以。

并且，优选至少与被加工物对面的离子交换体90的硬度高，而且具有良好的表面光滑性。在本实施方式中，使用厚度0.2mm的纳菲昂(ナフイオン)(迪帮(デイポン)公司商品名称)。这里，所谓“硬度高”是指刚性强而且压缩弹性率低。由于使用硬度高的材质，对图形晶片等的被加工物表面的微细凹凸，加工部件很难仿形，所以，容易有选择地仅消除图形的凸部。并且，所谓“具有表面平滑性”是指表面凹凸小。也就是说，离子交换体很难接触作为被加工物的图形晶片等的凹部，所以容易有选择地仅消除图形的凸部。这样，具有表面平滑性的离子交换体90和离子交换容量大的离子交换体88进行组合，所以能够用离子交换体88来弥补离子交换容量小这一离子交换体90的缺点。

并且，离子交换体90优选采用通水性良好的材料。纯水或超纯水流过离子交换体90，向促进水的分解反应(离解反应)的官能团(对强酸性阳离子交换材料，为磺酸基)，供给充分的水，增加水分子分解量，通过与氢氧化物离子(或者OH基)的反应而发生的加工生成物(也包括气体)，能够被水流清除，能够提高加工效率。所以，需要纯水或超纯水的液流，优选纯水或超纯水的液流均匀一致。这样，利用均匀一致的液流，能够实现离子供给和加工生成物清除效果均匀一致，进而使加工效率均匀一致。

这种离子交换体88、90，例如由付与了阴离子交换基或阳离子交换基的无纺布构成。阳离子交换基，优选是带有强酸性阳离子交换基(磺酸基)的材料，但也可以是具有弱酸性阳离子交换基(羧基)的。并且，阴离子交换体优担任强碱基性阴离子交换基(季铵基)的，但也可以是担任弱碱性阴离子基(叔以下的氨基)的。

这里，例如付与强碱基性阴离子交换基的无纺布，是在纤维径20～50μm，空隙率约90％的聚烯烃制的无纺布内，γ线照射后进行接枝聚合的所谓放射线接枝聚合法来导入接枝链，然后对导入的接枝链进行胺化，导入季铵基制作而成。导入的离子交换基的容量，由导入的接枝链量所决定。为了进行接枝聚合，例如采用丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯(异丁稀)酸缩水甘油基、以及苯乙烯磺酸钠、氯甲基苯乙烯等单体，对这些单体浓度、反应温度和反应时间进行控制，能够控制聚合的接枝量。所以相对于接枝聚合前的原材料的重量来说，接枝聚合后的重量比称为接枝率，该接枝率最大能达到500％，接枝聚合后导入的离子交换基，最大能达到5meq/g。

附与了强酸性阳离子交换基的无纺布，和附与上述强碱基性阴离子交换基的方法一样，在纤维径20～50μm，空隙率约90％的聚烯烃制无纺布内，利用γ射线照射后的进行接枝聚合的所谓放射线接枝聚合法而导入接枝链，然后对导入的接枝链例如用加热的硫酸进行处理，再导入磺酸基而制成。并且，若用加热的磷酸来处理，则可导入磷酸基。这里，接枝率，最大可达500％，接枝聚合后导入的离子交换基最大可达5meq/g。

离子交换体88、90的原材料材质可以是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类高分子，或者其他有机高分子。并且，原料材质形态除无纺布外，可以是织布、薄片、多孔材质、短纤维等。

在此，聚乙烯和聚丙烯，先用放射线(γ射线和电子束)照射原材料(前照射)，这样能使原材料产生原子团，然后与单体反应，进行接枝聚合。这样，能够形成均匀性好，杂质少的接枝链。另一方面，其他有机高分子，能够通过浸渍单体，对其照射(同时照射)放射线(γ射线、电子束、紫外线)而进行接枝聚合。在此情况下，均匀性差，但能够适用于绝大多数原材料。

这样，离子交换体88、90利用付给了阴离子交换基或阳离子交换基的无纺布来构成，所以能够使纯水或超纯水或电解液等液体在无纺布内部自由移动，容易达到无纺布内具有水分解催化作用的活化点，使大量水分子分解成为氢离子和氢氧化物离子。再者，通过分解而生成的氢氧化物离子，随着纯水或超纯水或电解液等液体的移动，而高效率地转移到加工电极的表面上，所以即使在加上低电压时也能获得高电流。

在此，若离子交换体88、90仅由付给了阴离子交换基或阳离子交换基的一种而构成，则不仅限制了能够电解加工的被加工材料，而且由于极性而容易生成杂质。因此，也可以把具有阴离子交换基的阴离子交换体和具有阳离子交换基的阳离子交换体重合起来，或者对离子交换体88、90本身付给阴离子交换基和阳离子交换基两种交换基，这样，能够扩大被加工材料的范围，同时难于生成杂质。

本实施方式在相邻的电极部件82的电极86上，交替地连接电源48的阴极和阳极。例如，把作为加工电极86a的电极86连接到电源48的阴极上；把作为供电电极86b的电极86连接到阳极上。例如在加工铜的情况下，在阴极侧生成电解加工作用，所以，与阴极相连接的电极86成为加工电极86a；与阳极相连接的电极86成为供电电极86b。这样，本发明实施方式并列交替地布置加工电极86a和供电电极86b。

根据加工材料不同，也可以把与电源48的阴极相连接的电极86作为供电电极；把与阳极相连接的电极86作为加工电极。也就是说，被加工材料例如是铜或钼、铁的情况下，在阴极侧产生电解加工作用，所以，与电源48的阴极相连接的电极86成为加工电极；与阳极相连接的电极86成为供电电极。另一方面，被加工材料例如是铝与硅的情况下，在阳极侧产生电解加工作用，所以，与电源48的阳极相连接的电极86成为加工电极，与阴极相连接的电极86变成供电电极。

并且，在被加工物是锡氧化物或铟锡氧化物(ITO)等导电性氧化物的情况下，使被加工物还原后，进行电解加工。也就是说，在图5中，与电源48的阳极相连接的电极成为还原电极；与阴极相连接的电极成为供电电极，使导电性氧化物进行还原。然后，把刚才作为供电电极的电极作为加工电极，对已还原的导电性氧化物进行加工。或者，也可以使导电性氧化物还原时的极性反转，以便把还原电极作为加工电极。把被加工物作为阴极，使阳极电极相对置，也能对导电性氧化进行清除加工。

而且，在上述例中，表示对形成在基板表面上的导电体膜铜膜6(参见图1B)进行电解加工。但是在基片表面上形成的膜或者附着的无用的钌(Ru)膜也是一样，也就是说，能够把钌膜作为阳极，把与阴极相连接的电极作为加工电极，进行电解加工(腐蚀清除)。

这样，把加工电极86a和供电电极86b交替地设置在图9所示的电极部46的Y方向(与电极部件82的长边方向相垂直的方向)上，不必设置向基片W的导电体膜(被加工物)进行供电的供电部，能够对基片全面加工。并且，使加工电极86a和供电电极86b之间所加的电压的正负呈脉冲状变化，这样能够使电解生成物溶解，利用加工的反复的多重性来提高平面度。

在此，电极部件82的电极86，一般的问题是由于电解反应而氧化或溶解脱落。因此，电极材料优选使用碳素、较为惰性的贵金属、导电性氧化物或者导电性陶瓷，而不是电极广泛使用的金属或金属化合物。以该贵金属为原材料的电极，例如使用钛作为基底的电极材料，其表面进行处理，例如用电镀或涂敷法来被覆白金或铱，在高温下烧结，使其具有稳定性和强度。陶瓷产品一般以无机物质为原料经过热处理而制成，以各种非金属、金属氧化物、碳化物、氮化物等为原料，能够制成具有各种特性的产品。其中也有具有导电性的陶瓷。电极若被氧化，则电极电阻值增大，造成所加电压上升，但是利用白金等难于氧化的材料或铱等的导电性氧化物来对电极表面进行保护，能够防止电极材料氧化而造成导电性下降。

如图9所示，在电极部46的基座84的内部形成流路92，用于向被加工面供应纯水，最好是超纯水，该流路92通过纯水供给管94而连接到纯水供给源(无图示)上。在各电极部件82的两侧设置纯水喷嘴96，用于把从流路92供给的纯水或超纯水喷射到基片W和电极部件82的离子交换体90之间。在该纯水喷嘴96上沿X方向(参见图8)在多个部位上设置了喷射口98，以便把纯水或超纯水喷射到与电极部件82相对置的基片W的被加工面上，即基片W和离子交换体90的接触部分上。从该纯水喷嘴96的喷射口98向基片W的整个被加工面供应流路92内的纯水或超纯水。在此，如图10所示，纯水喷嘴96的高度低于电极部件82的离子交换体90的高度，在使基片W接触电极部件82的离子交换体90时，也不会使纯水喷嘴96的顶部接触基片W。

并且，在各电极部件82的电极86的内部，形成了从流路92通入离子交换体88的穿通孔100。利用这种结构，使流路92内的纯水或超纯水通过穿通孔100供给到离子交换体88。在此，纯水例如是电导率为10μs/cm以下的水，超纯水例如是电导率为0.1μscm以下的水。这样利用不含电解质的纯水或超纯水来进行电解加工，能够消除在基片W表面上附着或残留电解质等多余的杂质。再者，通过电解而熔解的铜离子等，在离子交换体88、90中进行离子交换反应而立即被捕获，所以，溶解的铜离子等不会在基片W的其他部分上再次析出，或者被氧化变成微粒子对基片W表面进行污染。

并且，取代纯水或超纯水，也可以采用电导率为500μs/cm以下的液体，或任意的电解液，例如在纯水或超纯水中添加电解质的电解液。通过使用电解液，能够减小电阻，降低功耗。该电解液例如可以采用NaCl或Na₂SO₄等中性盐、HCl或H₂SO₄等酸，或者氨等的碱溶液，根据被加工物的特性，可以适当选用。

再者，也可以采用在纯水或超纯水中添加界面活性剂等，制成电导率为500μs/cm以下，更好的是50μs/cm以下，最好的是0.1μs/cm以下(比电阻为10MΩ·cm以上)的液体，代替纯水或超纯水。这样，在纯水或超纯水中添加界面活性剂，即可在基片W和离子交换体88、90的界面上形成一层能防止离子移动的具有均匀的抑制作用的膜层，这样，能够缓和离子交换(金属的溶解)的集中，提高被加工物的平面性。在此，界面活性剂浓度优选为100ppm以下。而且，若电导率值太高，则电流效率下降，加工速度降低。使用的液体的电导率，一般为500μs/cm以下，较好的是50μs/cm以下，更好的是0.1μs/cm以下，这样，能获得所需的加工速度。

以下说明该实施方式的利用基片处理装置的基片处理(电解加工)。首先，例如图1B所示，在表面上形成铜膜6作为导电体膜(被加工部)的基片W，其存放用的片架放置在装卸部30上，利用传送机械手36从该片架中取出1片基片W。传送机械手36根据需要，把取出的基片W传送到翻转机32上，进行翻转，使基片W的已形成了导电体膜(铜膜6)的表面向下。

传送机械手36收取已翻转的基片W，将其传送到电解加工装置34上，利用基片保持部42来对其进行吸附保持。使臂杆40移动，把保持基片W的基片保持部42移动到电极部46的正上方的加工位置上。然后，对上下移动用电机50进行驱动，使基片保持部42下降，使该基片保持部42内所保持的基片W接触或者接近电极部46的离子交换体90的表面。在此状态下，对自转用电机58进行驱动，使基片W旋转，同时对空心电机60进行驱动，使电极部46进行涡旋运动。这时，把纯水或超纯水从纯水喷嘴96的喷射口98喷射到基片W和电极部件82之间，并且，通过各电极部46的穿通孔100而使纯水或超纯水包含在离子交换体88内。在该实施方式中，供给到离子交换体88内的纯水或超纯水，从各电极部件82的长边方向端部中排出。

然后，利用电源48把规定的电压加到加工电极86a和供给电极86b之间，利用由离子交换体88、90生成的氢离子或氢氧化物离子，在加工电极(阴极)86a上，对基片W表面的导电体膜(铜膜6)进行电解加工。而且，在本实施方式中，在电解加工中对往复移动用电机56进行驱动，使臂杆40和基片保持部42向Y方向(参见图5和图9)移动。这样，在该实施方式中，使电极部46进行涡旋运动，一边使基片W向与电极部件82的长边方向相垂直的方向上进行移动，一边进行加工。但是例如，也可以一边使电极部46向与电极部82的长边方向相垂直的方向进行移动，一边使基片W进行涡旋运动。并且，为取代涡旋运动，也可以向Y方向(参见图5和图9)进行直进往复运动。

在电解加工中，在加工电极86a和供电电极86b之间所加的电压或者其间所流过的电流，由监视部38进行监视，检测出结束点(加工终点)。也就是说，若在施加相同电压(电流)的状态下进行电解加工，则由于材料不同，所以流过的电流(所加的电压)产生差异。例如图11A所示，若在表面上依次使材料B和材料A进行成膜的基片W的该表面上进行电解加工时，对流过的电流进行监视，则在对材料A进行电解加工期间，流过一定的电流。但在转移到不同材料B的加工时，流过的电流发生变化。同样，在加工电极和供电电极之间所加的电压，也如图11B所示，在对材料A进行电解加工期间，施加一定的电压。但是在转移到不同的材料B的加工时，所加电压发生变化。而且，图11A表示，对材料B进行电解加工时，与对材料A进行电解加工时相比，电流很难流过；图11B表示，对材料B进行电解加工时，与对材料A进行加工时相比较，电压增高。这样一来，通过对该电流或电压的变化进行监视，即可准确地检测出结束点。

而且，以上说明了利用监视部38来对加工电极86a和供电电极86b之间所加的电压、或者其间所流过的电流进行监视，检测出加工终点。但也可以在该监视部38，对加工中的基片状态的变化进行监视，检测出任意设定的加工终点。在此情况下，加工终点表示对被加工面的指定部位已达到了所需的加工量的时间、或者具有与加工量的相关关系的参数达到了相当于所需加工量的量的时刻。这样，在加工途中，也能任意设定并检测出加工终点，因此，能够进行多段工艺的电解加工。

电解加工结束后，切断电源48的连接，使基片保持部42和电极部46停止旋转，然后，使基片保持部42上升，使臂杆40移动，把基片W传递到传送机械手36内。取到了基片W的传送机械手36根据需要把基片W传送到翻转机32上，使基片W进行翻转后，使基片W返回到装卸部30的片架内。

在此，在使用像超纯水那样的液体本身的电阻值大的液体的情况下，使离子交换体90与基片W相接触，能够减小电阻，所加电压也可减小，功耗也可降低。该“接触”并不表示例如像CMP那样把物理能量(应力)施加到被加工件上，进行“按压”。所以，在该实施方式中的电解加工装置中，为了使基片W接触或者接近电极部46，采用上下移动用电机50，并不具有例如在CMP装置中，对基片和研磨部件积极地进行按压的按压机构。也就是说，在CMP中一般用20～50kPa左右的按压力来把基片按压到研磨面上，但是，在该实施方式的电解加工装置中，例如利用20kPa以下的压力使离子交换体90接触基片W即可，即使用10kPa以下的压力也能获得充分的清除加工效果。

在该实施方式中，在使基片W和电极部件82的离子交换体90相接触进行加工的情况下，在电极部46的离子交换体90和基片W的被加工面的接触范围内进行加工，所以，离子交换体90和基片W的被加工面的接触宽度，必须用基片W的按压量(即电极部46和基片W之间的距离)来进行调整。然而，由于电极部件82是纵长形状，所以，对电极部46和基片W之间的距离很难沿长边方向全长精密地进行调整。并且，在加工中，电极部46进行涡旋运动，基片W向Y方向(参见图5和图9)进行移动，所以随着其相对移动，可能使上述距离发生变化。再者，各电极部件82的离子交换体90的安装状态不同，可能使各离子交换体9的高度产生偏差，发生同样的问题。

例如图12A所示，电极部46的上表面和基片W之间的距离为h₁(＝17.7mm)的情况下，离子交换体90和基片W的被加工面的接触宽度为W₁(＝4.4mm)。如图12B所示，电极部46的上表面和基片W之间的距离为h₂(＝17.5mm)的情况下，离子交换体90和基片W的被加工面的接触宽度为W₂(＝5.2mm)，接触宽度变化很大。电解加工在离子交换体90和基片W的被加工面的接触范围内进行，所以，这样，离子交换体90的加工所使用的部分的接触宽度若发生变化，则可能无法均匀地加工。

从这一观点出发，优选设置接触宽度限制部，以便把离子交换体90加工所使用的部分和基片W的接触宽度限制在一定范围内。图13A是表示具有这种接触宽度限制部的、本发明另一实施方式的电解加工装置中的电极部件的剖面图。图13B是图13A的局部放大图。在该实施方式中，采用绝缘膜作为接触宽度限制部。也就是说，如图13A和图13B所示，在离子交换体90的顶部以外的表面上贴附了绝缘膜102，仅在离子交换体90顶部的宽度W₃(例如4mm)的范围内使离子交换体90露出。该绝缘膜102是电绝缘物即可，例如可以采用厚度0.1mm的乙烯带子。

在用这种电极部件82进行加工的情况下，把基片的按压量设定在规定的按压量以上，至少使离子交换体90露出的宽度W₃的部分与基片相接触。这样，如图14A所示，在电极部46的上表面和基片W之间的距离为h₃(＝17.7mm)的情况下，电极部件82和基片W的被加工面的接触宽度为W₄(＝4.6mm)。离子交换体90实际上与基片W的被加工面的接触宽度为W₅(＝3.5mm)。并且，如图14B所示，在电极部46的上表面和基片W之间的距离为h₄(＝17.5mm)的情况下，电极部件82和基片W的被加工面的接触宽度为W₆(＝5.2mm)。离子交换体90实际上与基片W的被加工面进行接触的宽度与图14A所示的情况没有变化，为W₅(＝3.5mm)。所以，在该实施方式中，即使基片W的按压量发生变化，也能够利用贴附在离子交换体90表面上的绝缘膜102，来使基片W的被加工面和离子交换体90的接触宽度保持一定，能够实现均匀的加工。

而且，在该实施方式中举例说明了在离子交换体90顶部以外的表面侧上贴附了绝缘膜102。但也可以在离子交换体90顶部以外的背面侧上贴附绝缘膜，这时也能够限制进行离子交换的范围，所以能够期待同样的效果。

图15A是表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的电极部件的剖面图。图15B是图15A的部分放大图。该实施方式中的电极部件82利用没有离子交换能力的部件作为接触宽度限制部。也就是说，在该实施方式中，如图15A、图15B所示，离子交换体90的顶部以外的部分90a没有离子交换能力，仅离子交换体90顶部宽度W7(例如4mm)部分90b具有离子交换体能力。这些部分90a、90b，例如在用铅对没有离子交换能力的部分90a进行遮挡的状态下，照射γ射线，进行接枝聚合，即可形成一体化。

在该实施方式中，把基片的按压量设定在规定的按压量以上，至少使具有离子交换能力的部分90b的全面与基片相接触。这样，如图16A所示，在电极部46的上表面和基片W之间的距离为h₅(＝17.7mm)的情况下，离子交换体90和基片W的被加工面的接触宽度为W₈(＝4.4mm)。进行加工的部分(即具有离子交换能力的部分)宽度为W₉(＝4mm)。并且，如图16B所示，在电极部46的上表面和基片W之间的距离为h₆(＝17.5mm)的情况下，电极部件82和基片W的被加工面的接触宽度为W₁₀(＝5.2mm)。进行加工的部分(即具有离子交换能力的部分)的宽度与图16A所示的情况没有变化，为W₉(＝4mm)。所以，在该实施方式中，即使基片W的按压量发生变化，也能够利用没有离子交换能力的部件90a，来使进行加工的部分的接触宽度保持一定，能够实现均匀的加工。并且，在该实施方式中，可以省略像上述实施方式那样的贴附绝缘膜102的麻烦。再者，贴附到离子交换体90表面侧上的绝缘膜102的厚度对上述接触宽度多少有点影响，并且，在离子交换体90的背面侧上贴附绝缘膜102的情况下，由于电场周围进入到离子交换体90表面内，所以该表面的加工有可能产生一点偏差。在该实施方式中，如果使用一种离子交换体90，使具有离子交换能力的部分90b和没有离子交换体能力的部分90a形成一体化，那么能够消除这种影响。

图17A是表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的电极部件中使用的离子交换体的局部斜视图。图17B是表示安装了图17A所示的离子交换体的电极部件的局部斜视图。在该实施方式的电极部件82中，在离子交换体中设置了凸部作为接触宽度限制部。也就是说，如图17A和图17B所示，离子交换体90在顶部具有宽度W₁₁的凸部90c，这种凸部90c，利用与凸部90c的形状相对应的模子来对离子交换体90进行挤压加工，即可制成。

在该实施方式中，把基片的按压量设定在规定的按压量以上，至少使离子交换体90的凸部90c全面与基片相接触。这样，基片W从图18A所示的位置被按压到下方，如图18B所示，与离子交换体90的凸部90c的表面相接触，再者，如图18C所示，即使按距离d被向下按压，离子交换体90也仅在基片W和凸部90c全面上接触，使接触宽度一定。所以，在该实施方式中，利用设置在离子交换体90上的凸部90c，即使基片W的按压量发生变化，也能够使基片W的被加工面和离子交换体90的接触宽度保持一定，能够实现均匀的加工。

并且，在此情况下，如图19所示，也可以在凸部90c的内部，例如插入对电化学来说性能稳定(非活性)的部件104，例如氟树脂等。通过在离子交换体90的凸部90c内部插入这种部件104，能够提高离子交换体90的机械强度。并且，如图20A所示，也可以仅在离子交换体90的一部分上按照沿电极部件82的长边方向规定间距设置凸部90c。在此情况下，如图20B所示，也可以缩小凸部90c的沿电极部件82的长边方向的宽度。这样，若缩小凸部90c的沿电极部件82长边方向的宽度，则与图20A所示的电极部件82相比，容易往被加工面上供应纯水或超纯水，能够防止因纯水或超纯水不足而造成加工异常。

图21是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的电极部的剖面图。图22是图21的局部放大图。该实施方式的电极部46a和上述例一样，具有形成矩形状，直线状进行延伸的多个电极200，这些电极200并列地布置在平板状的基座84a上。在该实施方式中，在电极200的上表面没有离子交换体。这些电极200交替地与电源的阴极和阳极相连接，在该例中，与电源的阴极相连接的电极200成为加工电极202a，与阳极相连接的电极200成为供电电极202b。

如图22所示，在电极部46a的基座84a的内部形成流路204，以便向被加工面供应纯水，更好的是超纯水和电解液。该流路204通过流体供给管206与流体供给源(无图示)进行连接。在各电极200两侧上设置了流体供给喷嘴208，以便把从流路204供给的纯水或电解液等供给到基片W和电极200之间。在该流体供给喷嘴208上，沿长度方向按规定间距在多个部位上设置了用于向基片W和电极200的对置部分和接触部分喷射纯水或电解液等的供给口210。流路204内的纯水和电解液等从该流体供给喷嘴208的供给口210，向基片W的被加工面全区内供给。

并且，在各电极200的内部，形成了与流路204相连通在上下方向上穿通的穿通孔212。利用这种结构，流路204内的纯水和电解液等，通过穿通孔212供给到电极200和基片W之间。而且，在电极200和流体供给喷嘴208之间插装保持板214。

如该实施方式所示，也可以不在电极200表面上设置离子交换体，若采用此例，则并列地布置多个电极200，从与被加工面相对置的面来使供电电极202b和加工电极202a进行接近，例如能够很容易地向基片上的导电性膜6(参见图1B)供电。并且，分别按等间隔布置相同形状的供电电极202b和加工电极202a，所以在基片上供电电极202b和加工电极202a所占的比率几乎相等，所以其优点是，供电部分不会集中到基片的数个部位上，能够对基片的整个面均匀地供电。

在图21和图22所示的例子中表示不设置离子交换体的情况，但也可以在电极和被加工物之间插设离子交换体以外的部件。在此情况下，该部件采用海棉等具有通液性的部件，能够通过电极和被加工物之间的液体来使离子移动。

而且，在电极和被加工物之间不插装部件的情况下，对被加工物和各电极之间的距离以及互相邻接的电极间距离进行设定，使被加工物和各电极之间的电阻小于互相邻接的正负电极之间的电阻，离子的移动主要是在电极和被加工物之间进行，而不是主要在相邻电极之间进行。这样，电流优先向供电电极→被加工物→加工电极流动。

利用该实施方式的电解加工装置来腐蚀清除基片W表面上的成膜或附着的不需要的钌膜时，在加工电极202a和供电电极202b以及基片W的被加工部的钌膜之间，例如供给含有卤素化合物的电解液。然后，把电源的阳极连接到供电电极202b上，把阴极连接到加工电极202a上，这样，以基片W表面的钌膜作为阳极，以加工电极202a为阴极，把电解液供给到基片W和加工电极202a以及供电电极202b之间，对面对加工电极202a的部位进行腐蚀清除。

对卤化物进行溶解的溶剂，例如可以采用水或乙醇类、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等有机溶剂。可以根据加工的钌膜的用途、加工后所需的清洗、表面状态等而适当进行选择。对于半导体制作中所使用的基片，为了尽量避免杂质污染，可以使用纯水，更好的是使用超纯水。

并且，卤化物可以是以下的任何一种，只要具有以下作用即可：在将其溶液作为电解液时，通过电化学相互作用能够对钌膜进行腐蚀加工，而且在电解中生成的化合物与钌反应，使反应物溶解到电解液中，或者进行挥发而被清除掉。例如可以利用以下电解液：HCl、HBr、HI的水溶液那样的卤化氢酸的水溶液、HClO₃、HBrO₃、HIO₃、HClO、HBrO、HIO那样的卤羰盐水溶液NaClO₃、KClO₃、NaClO、KClO那样的卤羰酸盐的水溶液、像NaCl、KCl那样的中性盐水溶液作为电解液。根据加工后的钌的用途和残留物质的影响、钌的膜厚、钌的基底膜特性等而适当选用即可。

在该电解加工装置中，和上述例一样，通过基片保持部42(参见图5和图6)，使基片W接近乃至接触加工电极202a和供电电极202b，一边旋转，一边使电极部46a进行涡旋运动。这样，利用电化学反应来腐蚀去除钌膜，同时由电解而生成的卤化物和钌进行化学反应，对钌膜进行腐蚀去除。加工后的表面利用从超纯水供给喷嘴(无图示)供给的超纯水进行清洗。

卤化物的浓度，一般为1mg/l～10g/l，更好的是100mg/l～1g/l。卤化物的种类、加工时间、加工面积、作为阳极的钌膜和作为阴极的加工电极的距离、电解电压等，可以根据电解加工后的基片表面状态和废液处理能力等而适当决定。例如，使用低浓度的电解液，提高电解电压，能够减少药液使用量；若提高电解液的浓度，则能加快加工速度。

图23是表示本发明再另一实施方式的电解加工装置中的电极部的剖面图。图24是图23的局部放大图。该实施方式的电极部146具有直线状延伸的多个电极部件182。该电极部件182按等间距并列地布置在平板状的基座184上。

如图24所示，各电极部件182具有与电源相连接的电极186、以及对电极186表面整体进行覆盖的离子交换体(离子交换膜)190。离子交换体190利用布置在电极186两侧上的保持板185而安装在电极186上。该离子交换体190例如由无纺布构成，该无纺布具有阴离子交换基或阳离子交换基。

并且，在相邻的电极部件182的电极186上交替地连接电源的阳极和阴极，例如把电极(加工电极)186a连接到电源的阴极上；把电极(供电电极)186b连接到阳极上。例如，在加工铜的情况下，因为在阴极侧产生电解加工作用，所以，与阴极相连接的电极186成为加工电极186a，与阳极相连接的电极186变成供电电极186b。这样，在该实施方式中，加工电极186a和供电电极186b并列交替地进行布置。

在电极部146的基座184的内部，形成了流路192，用来向被加工面上供应纯水，更好的是供应超纯水。该流路192通过纯水供给管194而与纯水供给源(无图示)相连接。在各电极部件182的两侧上设置了纯水喷射喷嘴196，以便把从流路192供应的纯水或超纯水喷射到基片W和电极部件182的离子交换体190之间。在该纯水喷嘴196上沿长边方向在多个位置上设置了喷射口198，以便把纯水或超纯水喷射到与电极部件182面对的基片W的被加工面，即基片W和离子交换体190的接触部分上。从该纯水喷嘴196的喷射口198把流路192内的纯水或超纯水供给到基片W的整个被加工面上。这里，如图24所示，纯水喷嘴196的高度低于电极部件182的离子交换体190的高度。在使基片W接触到电极部件182的离子交换体190上时，也不会使纯水喷嘴196与基片W相接触。并且，在各电极部件182的电极186内部，形成了从流路192连通到离子交换体190上的连通孔199。利用这种结构，能够把流路192内的纯水或超纯水通过穿通孔199而供给到离子交换体190上。其他结构与图5～图10所示的例子相同。

在该实施方式的电解加工装置中，和上述一样，在使由基片保持部42(参见图5和图6，下同)进行保持的基片W接触或者接近电极部146的离子交换体190表面的状态下，使电极部146进行涡旋运动。该涡旋运动是加工电极186a和基片W在Y方向(参见图23，下同)上相对运动的第1相对移动，利用该涡旋运动来形成沿Y方向的往复相对运动。与该涡旋运动的同时，使基片保持部42中所保持的基片W在Y方向上按规定距离进行移动，在基片W和加工电极186a之间进行第2相对运动。这时，从纯水喷嘴196的喷射口198中向基片W和电极部件182之间喷射纯水或超纯水，并且，通过各电极部146的穿通孔199而使离子交换体190内包含纯水或超纯水。在该实施方式中，供给到离子交换体190内的纯水或超纯水从各电极部件182的长边方向端部排出。

然后，利用电源在加工电极186a和供电电极186b之间施加规定的电压，利用由离子交换体190生成的氢离子或氢氧化物离子，在加工电极(阴极)186a上对基片W的表面进行导电体膜(铜膜6)的电解加工。而且，在该实施方式中，在电解加工中不使基片保持部42中所保持的基片W旋转，即可进行加工。

在电解加工中，在加工电极186a和供电电极186b之间所加的电压，或者其间所流过的电流，由监视部38(参见图4)进行监视，对结束点(加工终点)进行检测，和上述方法相同。

电解加工结束后，切断电源连接，使电极部146停止涡旋运动，把加工后的基片W传送到下一工序。

在此，考虑到一个加工电极，如图25A所示，在电解加工中，基片W仅在接触或接近加工电极220表面的离子交换体230的范围L内进行加工。利用该加工电极220进行加工的基片W沿Y方向(与加工电极220的长边方向相垂直的方向)的单位时间的加工量，形成图25B所示的分布。由于电场集中在加工电极220的端部220a处，所以，如图25B所示，加工电极220的端部220a附近的加工速率高于中央附近220b。

这样，在一个加工电极220中产生加工量的偏差，但是该实施方式中，如上所述，使电极部146进行涡旋运动，使基片W和加工电极186a(参见图23)在Y方向上进行往复相对运动(第1相对运动)，这样来减小该加工量的偏差。图25C是表示使加工电极涡旋运动(第1相对运动)时的基片W沿Y方向的单位时间的加工量的曲线图。如图25C所示，虽然通过涡旋运动能够减小加工量的偏差，但是不能完全消除偏差。

该实施方式，除了上述涡旋运动(第1相对运动)外，还在电解加工中使基片保持部42中所保持的基片W在Y方向上按规定距离进行移动，在基片W和加工电极220之间进行第2相对运动，因此消除了上述加工量的偏差。也就是说，如图26A所示，在仅进行了上述涡旋运动(第1相对运动)的情况下，沿基片W的Y方向，加工量产生差别，对每个间距P分别表示出同一形状的加工量分布。但在电解加工中，对图5和图6所示的往复移动用电机56进行驱动，使臂杆40和基片保持部42在Y方向(参见图23)上按照图26A所示的间距P的整数倍进行移动，在基片W和加工电极220之间进行第2相对运动。在电解加工中，与上述第1相对运动同时进行这种第2相对运动的情况下，例如在按间距P的等倍进行移动的情况下，图26B所示的基片W上的点Q，按照相当于面积S_Q的加工量来进行加工，图26C所示的基片W上的点R，按照相当于面积S_R的加工量来进行加工。这里，各加工量分布的形状互相相等，所以，这些面积S_Q、S_R互相相等，在基片W上的点Q和点R上的加工量相等。这样，和第1相对运动同时进行第2相对运动，因此能够对基片W的全面进行均匀的加工。在此情况下，优选第2相对运动的移动速度是一定的。

这里，也可以反复进行上述第2相对运动，使基片W相对于加工电极220在Y方向上进行往复运动。在该情况下去路和回路的移动距离均必须是上述间距P的整数倍。但不一定要使去路的移动距离和回路的移动距离相等，也可以使其互不相同。例如使去路的移动距离是间距P的2倍，使回路的移动距离是间距P的等倍数。

如上所述，和第1相对运动同时进行第2相对运动。这样，能够对整个基片W面均匀地进行加工。在实际加工中，在加工电极的长边方向上每单位面积的加工速率有偏差，或者各个加工电极的加工速率不同，有时不能实现均匀加工。在此情况下，优选如下所述进行第2相对运动。

首先，在图27A所示的状态下，如上所述按照间距P的整数倍使基片W相对于加工电极220在Y₁方向上移动。然后，对自转用电机58(参见图5和图6)进行驱动，使基片W沿逆时针方向旋转90度之后，按照间距P的整数倍来使基片W在Y₂方向上移动(参见图27B)。同样，使基片W沿逆时针方向旋转90度之后，按相当于间距P的整数倍来使基片W在Y₁方向上移动(参见图27C)，再者，使基片W沿逆时针方向旋转90度之后，按照间距P的整数倍来使基片W在Y₂方向上移动(参见图27D)。这样，使基片W的第2相对运动的方向在去路(向Y₁方向的移动)和回路(向Y₂方向的移动)进行变化，所以即使加工电极的加工速率多少有些偏差，也能够使该偏差均匀地分散在基片W上，从总体来看能够抵消加工的不均匀性。

在此情况下，如图27A～图27D所示，优选反复进行规定角度的旋转，在基片电解加工结束前至少使基片W旋转一圈。而且，在图27A～27D所示的例中，使基片W每次旋转90度，在4个方向上进行第2相对运动。但并不仅限于此。例如也可以使基片W每次旋转45度，在8个方向上进行第2相对运动。并且，也可以不是在去路和回路上使基片W的第2相对运动方向进行变化，而是在每次往复运动进行一次变化。

并且，在图27A～27D所示的例中，举例说明了在去路(向Y₁方向的移动)和回路(向Y₂方向的移动)上，使基片W的第2相对运动方向进行变化。但是，也可以如图28A～28D所示，在使基片W向Y₁方向移动后，使用基片W边旋转边上升，返回到原来位置上，再次使基片W向Y₁方向移动。这样，使基片W的第2相对运动的方向，以第2相对运动的一个方向(在上述例中为Y₁方向)的运动为单位进行变化，能够抵消电极形状，电荷集中、离子交换体的影响所造成的加工失真。

或者，如图29的箭头所示，也可以在第2相对运动中的去路和回路之间，使基片W的位置在加工电极220的长边方向上进行偏移，在去路和回路中使相对于加工电极220的第2相对运动的长边方向的位置进行变化。这样一来，在加工电极220的长边方向上即使加工速率多少有些偏差，也能够使该偏差在基片W上均匀分散，从整体上看能够消除加工的不均匀性。在此情况下，也可以不是基片W相对于加工电极220的第2相对运动的长边方向位置在去路和回路中发生变化，而是以第2相对运动的一个方向的运动为单位进行变化。并且，如图30A和图30B所示，也可以是在第2相对运动中，使基片W的位置在与加工电极220的长边方向相垂直的方向上进行偏移。

并且，也可以对每个加工步骤(也就是说，在第2相对运动中，对应于由第1相对运动所产生的间距的整数倍而进行移动的周期)，使加工电极和供电电极之间所施加的电压和/或电流进行变化，对加工速率适当进行控制。例如，图31A和图31B所示，进行最后工序的时间T_L中，例如进行图27D所示的工序的时间中的所加电流减小，使基片W上的膜厚达到目标值。或者也可以使电流保持原状态，对每个加工步骤分别使第2相对运动的速度(扫描速度)进行变化，对加工速率适当进行控制。

在上述实施方式中，举例说明了各电极部件182并列地按等间距进行布置。如图32A所示，本发明也能适用于各电极部件182不按等间距进行布置的情况。在此情况下，只要是进行的第2相对运动按照第1相对运动的加工量分布的间距的整数倍，就能够对基片W的整个面均匀地进行加工。并且，如图32B所示，本发明也能适用于在表面上具有凹凸的贴附了离子交换体190a的平板状加工电极186c。

在上述实施方式中，举例说明了使电极部146进行涡旋运动，一边使基片W在与电极部件182的长边方向相垂直的方向上移动，一边进行加工。但例如也可以使基片W进行涡旋运动，进行第1相对运动，使电极部146在与电极部件182的长边方向相垂直的方向上进行移动，进行第2相对运动。并且第1相对运动是具有一定轨道的循环运动，结果是形成一个方向的往复相对运动的即可，例如除了上述涡旋运动外，也可以是向Y方向的直进往复运动，或者是形成椭圆形、四边形、三角形等多角形状的轨道的循环运动。

在本发明中，也可以经常改变电极部侧的运动速度。

并且，也可以在电极部的一个往复运动中改变运动速度。例如在往复运动的轨道的端部(运动折回点附近)，加快电极部的运动速度，使电极相对于基片的某一点不会长时间滞后。

图33是表示本发明的再另一实施方式中的电解加工装置的主要部分的纵剖面图。如图33所示，电解加工装置234具有：使表面向下对基片W进行吸附保持的基片保持部240、以及布置在基片保持部240的下方的电极部250。基片保持部240借助于无图示的升降机构和旋转机构而上下移动自如，而且旋转自如。并且，利用无图示的涡旋运动机构来进行涡旋运动。再者，电极部250利用无图示的往复直线运动机构在水平方向上进行往复直线运动。这样，该实施方式利用轻量的基片保持部240来进行机构复杂、惯性大的涡旋运动，其结构简单，用电极部250来进行低速度的往复直线运动，高效率地进行基片W和电极部250之间的相对运动。

图34是表示图33的电极部250的斜视图。如图33和图34所示，电极部250具有：旋转自如的圆筒状的多个旋转部件260、以及介于邻接的旋转部件260之间的介入部件270。在这些旋转部件260和介入部件270之间，上下积层的2种离子交换体280、290布置成曲折穿过(缝合状)。离子交换体具有不同的特性，例如表面平滑的离子交换体在半导体晶片表面的铜研磨加工等中，具有良好的消除阶差的能力。但离子交换容量小。并且，由无纺布构成的离子交换膜，消除阶差的能力差，但离子交换体容量大。在该实施方式中，把具有不同特性的2种离子交换体280、290组合起来使用，能够互相取长补短。

上侧的离子交换体280与被加工物相对面，所以优选硬度大于下侧的离子交换体290，而且具有良好的表面平滑性。在该实施方式中，使用厚度0.2mm的纳菲昂(杜邦公司的商标)。这里所谓“硬度高”是指刚性高而且压缩弹性率低。通过采用硬度高的材质，对于图形晶片等的被加工物表面的微细凹凸，加工部件难于仿形，所以，容易有选择地仅除去图形的凸部。并且，所谓“具有表面平滑性”，是指表面的凹凸小。也就是说离子交换体难于接触被加工物图形晶片等的凹部，所以容易有选择地仅除去图形的凸部。

优选下侧的离子交换体290采用离子交换容量大的离子交换体，在本实施方式中，采用把3层厚度1mm的C膜(无纺布离子交换体)重叠起来的多层结构，增加了总的离子交换容量。由于采用这种离子交换容量大的离子交换体，所以，不会使电解反应所生成的加工生成物(氧化物和离子)在离子交换体290内积存到该积存容量以上，能够防止积存在离子交换体290内的加工生成物的形态发生变化，对加工速度及其分布造成影响。并且，能够确保离子交换容量可以充分满足作为目标的被加工物的加工量。而且，如果离子交换体290的离子交换容量大，那么也可以不采用多层结构，而由一片离子交换体来形成。

这样，在该实施方式中，对具有表面平滑性的离子交换体280和离子交换容量大的离子交换体290进行组合，于是用离子交换体290来弥补离子交换容易小的离子交换体280的缺点。也就是说，利用离子交换容易大的离子交换体290来进行加工生成物的吸取，基片W的加工利用具有表面平滑性的离子交换体280来进行，于是实现了高精度而且加工量大的加工。

并且，上侧的离子交换体280采用通水性良好的材质，效果更好。纯水或超纯水通过离子交换体280进行流动。所以，能够向促进水分解反应的官能团(对强酸性阳离子交换材料为磺酸基)供应充分的水，增加水分子的分解量，利用水流来清除由于和氢氧化物离子(或OH基)反应而生成的加工生成物(也包括气体)，能够提高加工效率。所以，需要纯水或超纯水流，纯水或超纯水流优选是均匀一致的。这样，利用均匀一致的水流，能够达到离子供给和加工生成物清除一致性和均匀性，从而达到加工效率的一致性和均匀性。而且离子交换体280，也可以是其原材料本身没有通水性，通过形成多个孔而使水能够流动(具有通水性)。并且，在离子交换体280的通水性差的情况下，优选向离子交换体280的两面供应充分的水。

这种离子交换体280、290和上述情况一样，例如利用付与了阴离子交换基或阳离子交换基的无纺布来构成。

在此，如图33和图34所示，电极部250具有：供给上侧的离子交换体280进行交换的上侧供给机构380、以及供应下侧的离子交换体290进行交换的下侧供给机构390。上侧供给机构380具有：卷绕了离子交换体280的供给卷轴381、用于卷绕已卷绕在供给卷轴381上的离子交换体280的卷绕轴382。被布置在供给卷轴381侧的2个小径辊383、384、以及被布置在卷绕轴382侧的2个小径辊385、386。并且，同样，下侧供给机构390具有：卷绕了离子交换体290的供给卷轴391、用于卷绕已被卷绕在供给卷轴391上的离子交换体290的卷绕轴392、被布置在供给卷轴391侧的2个辊393、394、以及被布置在卷绕轴392侧的2个辊395、396。

卷绕在上侧供给机构380的供给卷轴381上的离子交换体280，经过辊383、384而插入到旋转部件260和介入部件270之间而通过。再经过辊385、386而与卷绕轴382相连接。并且，卷绕在下侧供给机构390的供给卷轴391上的离子交换体290经过辊393、394，插入到旋转部件260和介入部件270之间进行通过。再经过辊395、396而与卷绕轴392相连接。

上侧供给机构380的辊383、384、385、386和下侧供给机构390的辊393、394、395、396，分别构成旋转自如状态，分别向离子交换体280、290施加一定的张力。在卷绕轴382、392上分别连结无图示的电机，由这些电机来驱动卷绕轴382、392进行旋转，分别对已卷绕在各供给卷轴381、391上的离子交换体280、290进行卷绕。

图35是图33的C-C线剖面图。图36是图33所示的旋转部件的放大剖面图。如图35所示，旋转部件260的轴262，由布置在旋转部件260两侧上的汽缸264的上端上所安装的轴承266进行支承，能旋转自如。旋转部件260依靠汽缸264的驱动而进行上下移动。在该实验例中，旋转部件260与电源(无图示)的阴极相连接，成为加工电极。利用这样的结构，使加工电极(旋转部件)260相对于基片W形成接近和离开均很自如的状态。

如图36所示，在旋转部件260的内部，形成向旋转部件260的轴向(图34的X方向)延伸的通水孔260a，该通水孔260a与无图示的纯水供给源相连接。并且，在旋转部件260的轴向的数个部位上形成了从通水孔260a延伸成放射状的纯水供给孔260b。旋转部件260的上半部分的表面和离子交换体290互相接触，从纯水供给孔260b向离子交换体290内供应纯水，更好的是供应超纯水。在旋转部件260的下方，设置了外罩268，用于接收从纯水供给孔260b供给的纯水或超纯水，利用该外罩268能够高效率地向上方的离子交换体290内供应纯水或超纯水。

图37是图33所示的介入部件270的放大剖面图。如图37所示，介入部件270具有：纵长的剖面形状的基体272、以及设置在基体272顶部的供电电极274。基体272其形成时所用的材料是电化学性稳定的、而且具有刚性的材料，例如工程塑料聚醚醚酮(PEEK)或聚苯硫醚(PPS)、氟树脂等。并且，供电电极274由软质导电体而形成。

如图37所示，在基体272内部，形成了通水孔272a，它向介入部件270的长边方向(图34的X方向)延伸。该通水孔272a与无图示的纯水供给源相连接。并且，在沿介入部件270的长边方向的多个部位上，形成了纯水供给孔272b，该供给孔从通水孔272a向斜上方延伸。这样从纯水供给孔272b直接向基片W的被加工面供纯水，更好的是供应超纯水。

而且，和上述情况一样，为了取代纯水或超纯水，也可以使用电导率500μs/cm以下的液体或任意的电解液，例如在纯水或超纯水中添加了电解质的电解液、以及在纯水或超纯水中添加了界面活性剂等的液体。

在本实施方式中，加工电极(旋转部件)260连接到电源(无图示)的阴极上，介入部件270的顶部的供电电极274与电源的阳极相连接。例如，在加工铜的情况下，在阴极侧产生电解加工作用，所以与阴极相连接的电极成为加工电极，与阳极相连接的电极成为供电电极。根据加工材料不同，也可以把加工电极(旋转部件)260连接到电源的阳极上，把供电电极274连接到电源的阴极上。

以下说明本实施方式的利用基片处理装置的基片处理(电解加工)。首先，例如，图1B所示，在表面上形成了铜膜6作为导电体膜(被加工部)的基片W，使形成了基片W的导电体膜(铜膜6)的表面向下，传送到电解加工装置234内，用基片保持部240进行吸附保持。并且，由基片保持部240保持的基片W接触或者接近电极部250的离子交换体280的表面。例如把基片W在离子交换体280的表面上按压约0.5mm。在此状态下，使基片保持部240和基片W进行涡旋运动，同时使电极部250在Y方向(参见图34、与加工电极260的长边方向相垂直的方向)上进行往复直线运动。这时，从介入部件270的纯水供给孔272b中向基片W和电极部250之间喷射纯水或超纯水，通过加工电极260的纯水供给孔260b使离子交换体290内包含纯水或超纯水。

并且，利用电源在加工电极260和供电电极274之间，施加规定电压，利用由离子交换体280、290生成的氢离子或者氢氧化物离子，在加工电极(阴极)260上对基片W表面的导电体膜(铜膜6)进行电解加工。这时，进行电解加工的范围是基片W与离子交换体280(加工电极260)相接触的范围(如上所述，把基片W向离子交换体280表面上按压约0.5mm的情况下，宽度5mm左右)。

在电解加工中，加工电极260和供电电极274之间所加的电压，或者其间所流过的电流，用监视部38(参见图4)来进行监视，对结束点(加工终点)的检测和上述情况相同。

电解加工结束后，切断电源的连接，使基片保持部240的涡旋运动和电极部250的往复直线运动停止。然后，把加工后的基片W传送到下一工序。

在此，如上所述，继续进行电解加工，当离子交换体的离子交换容量达到使用极限时，必须更换离子交换体。一般，这种离子交换体的更换，大多是由操作员以手工作业来进行。在此情况下，当更换离子交换体时，必须使装置停止工作。装置的停机时间很长。若采用本实施方式的电解加工装置，则能够利用上述供给机构而自动地进行离子交换体280、290的更换，所以，能够高速更换离子交换体280、290。因此，能够缩短因更换离子交换体280、290而造成的停机时间，提高处理能力。优选该离子交换体280、290的更换，在电解加工时，即电解加工后，或者一次加工和下次加工之间的空隙中进行。

并且，本实施方式的电解加工装置，与各离子交换体280、290相对应分别具有供给机构380、390，因为仅对需要更换的离子交换体利用对应的供给机构来进行更换，所以，能够降低装置的运转成本。

像该实施方式那样，与基片W相接触或者接近的离子交换体，采用具有表面平滑性的离子交换体280，不与基片W相接触或者接近的离子交换体，采用离子交换容量大的离子交换体290。在此情况下，因为具有表面平滑性的离子交换体280的离子交换容量小，所以，加工生成物的吸入的大部分，利用下侧的离子交换容量大的离子交换体290来进行。因此，吸入了加工生成物的离子交换体290的更换周期，比具有表面平滑性的离子交换体280的更换周期短。如果不更换高价的具有表面平滑性的离子交换体280，一直使用到磨损极限为止，只更换吸入加工生成物的离子交换体290，那么，能够降低装置的运转成本。

在本实施方式的电解加工装置234中，在仅更换离子交换体290的情况下，如图38所示，对汽缸264进行驱动，使加工电极260向下移动。并且，对连结在下侧供给机构390的卷绕轴392上的电机进行驱动，把规定量的下侧的离子交换体290卷绕到卷绕轴392上，对离子交换体290进行更换。在此，上述加工生成物的吸入，仅在位于加工电极260和基片W之间的范围内来进行。所以，这时的卷绕量相当于以下的量，即该范围的离子交换体290进行替换，而且已使用的离子交换体290不在该范围内。

如上述那样，位于加工电极260和基片W之间的范围的离子交换体290更换结束后，如图39所示，从卷绕轴392侧的汽缸264起依次进行驱动，使加工电极260上升，这是因为当使所有的加工电极260同时上升时，离子交换体290可能会被卡在介入部件270的下端部上。而且，也可以首先使中央部的加工电极260上升，然后依次使其两侧的加工电极260上升。在此情况下，因为卷绕在卷绕轴392上的离子交换体290的一部分再次返回到供给轴391侧，所以，优选预先在卷绕轴392上卷绕较多的离子交换体290。

这样，在该实施方式的电解加工装置中，不接触或者接近基片W的离子交换体290、即离子交换容量大的离子交换体290的更换周期，短于接触或者接近基片W的离子交换体、即具有表面平滑性的离子交换体280的更换周期，不更换高价的具有表面平滑性的离子交换体280，一直使用到磨损极限为止，仅更换吸入了加工生成物的离子交换体290，能够降低装置的运转成本。

并且，也可以同时更换离子交换体280、290两者。在此情况下，如图40所示，对汽缸264进行驱动，使加工电极260向下移动。这时对上侧供给机构380的卷绕轴382以及下侧供给机构390的卷绕轴392上所连结的电机进行驱动，把规定量的离子交换体280、290分别卷绕到卷绕轴380、392上，更换离子交换体280、290。

再者，该实施方式的电解加工装置，在电解加工中也能更换离子交换体。也就是说，不使加工电极260下降，对连结在上侧供给机构380的卷绕轴382和/或下侧供给机构390的卷绕轴392上的电机进行驱动，即可把离子交换体280和/或离子交换体290卷绕到卷绕轴382和/或卷绕轴392上，更换离子交换体280和/或离子交换体290。这样，该实施方式的电解加工装置234不停机即可更换离子交换体，所以，能够进一步缩短装置的停机时间。

图14表示本发明的另一实施方式的电解加工装置中的主要部分的纵剖面图。在图14中，对于和上述图33～40所示的实施方式中的部件或要素的作用或功能相同的部件或要素，标注相同的符号，其说明局部省略。

在该实施方式中，对下侧的离子交换体290进行供给和更换的下侧供给机构490具有：2个卷轴491、492、布置在卷轴491侧的2个辊493、494、布置在卷轴492侧上的2个辊495、496、以及布置在卷轴491、492下方的4个辊497a、497b、497c、497d。离子交换体290架设在卷轴491、辊493、494、495、496、卷轴492、辊497c和辊497d之间、以及辊497a和辊497b之间，其头尾相接，在上述各部分之间进行循环。

在电极部350下方，布置了用于对离子交换体290进行再生回收的再生装置300。例如，若使用已付加了阳离子交换基的作为离子交换体290，进行铜电解加工，则在加工结束后，铜占有了离子交换体(阳离子交换体)290的离子交换基的大多数，使下次加工时的加工效率降低。并且，若离子交换体290采用付与了阴离子交换基的，进行铜电解加工，则在离子交换体(阴离子交换体)290的表面上，生成和附着了铜氧化物的微粒子，有可能污染下表面处理基片的表面。再生装置300在此情况下，对离子交换体290进行再生，清除这些弊病。

该再生装置300具有：带有下方开口的凹部302a的再生电极保持部302、布置在该凹部302a上的再生电极304、对凹部302a的下方开口端进行堵塞的隔板306、以及布置在隔板306下方的电极部308。在隔板306和电极部308之间布置了交付再生的离子交换体290。在再生电极保持部302的内部，形成了由隔板306分隔的排出部310。并且，在再生电极保持部302中分别形成了与该排出部310相连通的液体入口302b和液体出口302c。这样，从液体入口302b向排出部310内供应液体，供给到该排出部310内的液体，在排出部310内装满后在该液体内一边对再生电极304进行浸渍，一边使液体按一个方向流过排出部310，从液体出口302c依次排出到外部。

优选隔板306不会妨碍从送去再生的离子交换体290中除去的杂质离子的移动，而且，能够防止在排出部310的内部的隔板306和再生电极304之间流动的液体(也包含液体中的离子)向离子交换体290侧渗透。具体例是，离子交换体能够有选择地透过阳离子或阴离子，而且采用膜状的离子交换体，这样，能够防止在隔板306和再生电极304之间流动的液体侵入到离子交换体290侧，能够满足上述要求。

在该实施方式中，作为隔板306使用的离子交换体，其具有的离子交换基与送去再生的离子交换体290相同。也就是说，离子交换体290若使用具有阳离子交换基的阳离子交换体，则隔板(离子交换体)306使用阳离子交换体；离子交换体290若使用具有阴离子交换基的阴离子交换体，则隔板(离子交换体)306使用阴离子交换体。

并且，供给到排出部310内的液体，例如优选是这样的液体，即电解液，其电导率高，而且不会因为与从被处理离子交换体中除去的离子进行反应而生成难溶性或不溶性的化合物。也就是说，该液体是为了从送去再生的离子交换体290中移动出来通过了隔板306的离子，随着该液体的流动而被排出到系统以外。这样供给的液体，介质常数高，而且不会因为与从离子交换体中除去的离子进行反应而生成不溶性的化合物。因此，能够降低该液体的电阻，减小再生装置300的功耗，而且能够防止与杂质离子进行反应而生成不溶性化合物(2次生成物)，附着在隔板306上。该液体根据排出的杂质离子的种类而进行选择。例如，铜电解研磨所使用的离子交换体290进行再生时可以使用浓度为1wt％以上的硫酸溶液。

再生电极304与电源的一个电极(例如阴极)相连接，电极部308与电源的另一个电极(例如阳极)相连接。进行以下控制，例如在离子交换体290采用阳离子交换体的情况下，再生电极304为阴极；在离子交换体290采用阴离子交换体的情况下，再生电极304为阳极。

这样，在再生电极304上连接电源的一个电极(例如阴极)，在电极部308上连接另一个电极(例如阳极)，在再生电极304和电极部308之间加电压。这时，把液体供给到再生电极保持部302的内部所设置的排出部310内，在排出部310内装满液体，在该液体中对再生电极304进行浸渍，该液体在排出部310内按一个方向流动，从液体出口302c中流出到外部。

这时，进行控制，使再生电极304成为与离子交换体290(和隔板306)的极性相反。也就是说，离子交换体290(和隔板306)使用阳离子交换体的情况下，再生成电极304为阴极，电极部308为阳极，在离子交换体290(及隔板306)采用阴离子交换体的情况下，使再生电极304为阳极，电极部308为阴极。这样，使离子交换体290的离子向再生电极304移动，通过隔板306引入到排出部310内，移动到该排出部310内的离子，借助于供给到该排出部310内的液体流而排出到系统外，对离子交换体290进行再生。这时，在离子交换体290采用阳离子交换体的情况下，吸入到离子交换体290内的阳离子，通过隔板306，移动到排出部310内部，在使用了阴离子交换体的情况下，吸入到离子交换体290内的阴离子通过隔板306，移动到排出部310内部，对离子交换体290进行再生。

如上所述，隔板306使用的离子交换体，其具有的离子交换基与送去再生的离子交换体290相同，因此能够防止离子交换体290中的杂质离子在隔板(离子交换体)306内部的移动受到隔板(离子交换体)306的阻碍，防止功耗增大，而且能够阻止隔板306和再生电极304之间所流过的液体(也包括液体中的离子在内)透过到离子交换体290侧，能够防止再生后的离子交换体290再被污染。再者，在隔板306和再生电极304之间供给液体，液体的导电率为50μs/cm以上，而且不会因为从离子交换体290中被除去的离子与其进行反应而生成难溶性或不溶性化合物，所以，能够减小该液体的电阻，减少再生部的功耗，而且，能够防止与杂质离子反应而生成的不溶性化合物(2次生成物)附着到隔板306上，使再生电极304和电极部308之间的电阻发生变化，造成难于控制。而且，也可以使用电导率为500μs/cm以下的液体和电解液，以取代该纯水或超纯水。

这样，若采用本实施方式的电解加工装置，则能够对在电解加工中使用过的离子交换体290自动地进行再生，所以，能降低运转成本，同时缩短停机时间。

在上述实施方式中，举例说明了对2种离子交换体280、290进行积层。但也可取代上侧的离子交换体280，采用具有通水性的部件，例如在FET材料中形成了多个孔的薄膜等，在下侧的离子交换体290表面上进行积层。该具有通水性的部件，即使材料本身没有通水性，也可以通过形成多个孔来使水流动(具有通水性)。并且，具有通水性的部件优选是与下侧的离子交换体290相比有平滑表面的部件。在此情况下，优选离子交换体的更换周期短于具有通水性的部件的更换周期。并且，在上述实施方式中，举例说明了旋转部件260用作为加工电极。但也可以把旋转部件260作为供电电极。

图42是表示本发明的再另一实施方式中的电解加工装置434的模式的纵剖面图。如图42所示，电解加工装置434具有：能上下移动而且在水平方向上摇动自如的臂杆440、垂直设置在臂杆440的自由端上，表面朝下，对基片W进行吸附保持的基片保持部442、布置在基片保持部442的下方的圆板状电极部444、以及与电极部444相连接的电源446。

臂杆440安装在与摇动用电机448相连结的摇动轴450上端上，随着摇动电机448的驱动在水平方向上进行摇动。并且，该摇动轴450连结在上下方向上延伸的丝杆452上，随着连结在丝杆452上的上下移动用电机454的驱动，和臂杆440一起进行上下移动。而且也可以把汽缸连结在摇动轴450上，利用该汽缸的驱动而使摇动轴450上下移动。

基片保持部442通过轴458而连接在作为第1驱动部的自转用电机456上，以便使在基片保持部442所保持的基片W和电极部444进行相对移动，基片保持部442随着自转用电机456的驱动而进行旋转(自转)。并且如上所述，臂杆440能够上下移动和水平方向摇动。基片保持部442与臂杆440形成一体，能够上下移动和水平方向摇动。

在电极部444的下方，设置了作为第2驱动部的中空电机460，以便使基片W和电极部444进行相对移动，在该中空电机460的主轴462上，在偏离该主轴462中心的位置上，设置了驱动端464。并且，在电极部444的中央，在上述驱动端464上通过轴承(无图示)进行连结，形成旋转自如状态。并且，在电极部444和中空电机460之间，沿圆周方向设置了3个以上的与上述图7所示结构相同的自转防止机构。

并且，如图42所示，在中空电机460的中空部的内部，布置了作为纯水供给部的纯水供给管482，以便向电极部444的上表面供应纯水，最好供应超纯水。从该纯水供给管482通过形成在电极部444上的穿通孔(无图示)向电极部444的上表面供应纯水或超纯水。

图43是示意地表示电解加工装置中的基片保持部442和电极部444的纵剖面图。如图43所示，电极部444具有：圆板状的加工电极484、围绕在该加工电极484周围的环状供电电极486、以及对加工电极484和供电电极486进行分离的环状绝缘体488。加工电极484的上表面，用离子交换体400进行覆盖，并且供电电极486的上表面，用离子交换体402进行覆盖。这些离子交换体400、402，通过上述绝缘体488互相进行分离。

在该实施方式中，把加工电极484连接到电源446的阴极上，把供电电极486连接到电源446的阳极上。和上述情况一样，根据加工材料不同，也可以把连接在电源446阴极上的电极作为供电电极，把连接在阳极上的电极作为加工电极。

图44是表示基片保持部442的细节的纵剖面图。图45是图44的D-D线的剖面图。图46是图44的E-E线的剖面图。如图44所示基片保持部442具有：在轴458下端上用无图示的螺栓进行固定的大致上呈圆盘状的法兰盘部500、以及布置在法兰盘部500外周部上的定位环502。在法兰盘部500和定位环502内部划分成的空间内，安装了：在由基片保持部442进行保持的半导体基片W上搭接的大致为圆盘状的夹紧板504、以及布置在夹紧板504上方的大致上呈圆盘状的止动板506。该夹紧板504和止动板506构成用于保持基片W的夹紧部件。

在此，优选用树脂来形成夹紧部件(夹紧板504和止动板506)。这样，若用轻量的树脂来形成夹紧部件本身，则加在基片上的夹紧部件本身减轻了重量，所以能够在低荷载下进行加工，不会破坏脆弱的材料，即可对基片进行加工。这种树脂，例如有聚苯硫醚(PPS)树脂。而且也可以不用树脂来形成夹紧部件，例如用像氧化铝陶瓷这样的陶瓷板来形成。

如图44所示在法兰盘部500和止动板506之间驾设由弹性膜构成的加压片(弹性部件)508。该加压片508的一端由安装在法兰盘部500下表面的支持环500a进行夹持，另一端由安装在止动板506上的支持环506a进行夹持。利用法兰盘部500、止动板506和加压片508而在法兰盘部500内部形成了第1压力室510，而且，加压片508利用乙烯丙烯橡胶(EPDM)、聚氨酯橡胶、硅橡胶等强度和耐久性良好的材料来形成。

如图44和图45所示，在法兰盘部500上表面，设置了与第1压力室510相连通的连接器512。通过从该连接器512延伸的管子514(参见图45)，可以向第1压力室510内供应流体，对第1压力室510进行加压，或者从第1压力室510中吸引流体，对第1压力室510进行减压。所以作为被加工物的基片W可以利用供给到第1压力室510内的流体在任意压力下与离子交换体400、402进行接触。

并且，在夹紧板504和止动板506之间形成了第2压力室516。在夹紧板504和止动板506之间布置O形环518。利用该O形环518来对第2压力室516进行密封。在夹紧板504上形成了与第2压力室516相连通并在下面开口的多个连通孔520。

并且，如图44和图46所示，在止动板506上表面，设置了与第2压力室516相连通的连接器522。在法兰盘部500下表面设置了连接器526，该连接器526连接在从连接器522延伸的管子524上。该连接器526与设置在法兰盘部500上的连接器528相连通，通过从该连接器528延伸的管子530(参见图45)，可以向第2压力室516内供给流体，对第2压力室516进行加压，或者从第2压力室516吸引流体，对第2压力室516进行减压。也就是说，可以利用真空来把半导体基片W的上表面吸附到夹紧板504的下表面，或者把加压流体供给到半导体基片W的上表面。该第2压力室516能够与上述第1压力室510分开，独立地进行压力控制。

如图44所示，在止动板506外周部的下面，设置了布置在基片W外周侧的环状导向环532。在该实施方式中，在使基片W与离子交换体400、402相接触的状态下使基片W旋转，同时使电极部444进行涡旋运动，这时导向环532的一部分始终位于供电电极486和加工电极484的上方。该导向环532，例如用聚碳酸酯或聚三氟氯乙烯(PCTFE)树脂形成。基片W保持在由导向环532和夹紧板504而形成的凹部内，限制向水平方向的偏移。

并且，如图44所示，在法兰盘部500的外周部上形成了清洗液路534，该清洗液路534与导向环532的外周面和定位环502的内周面之间的微小间隙G相连通。在法兰盘部500的上表面，设置了与清洗液路534相连通的连接器536。通过从该连接器536延伸的管子538(参见图45)，能够向清洗液路534和间隙G内供给清洗液(纯水)。

这里，在导向环532的外周面和定位环502的内周面之间，有微小的间隙G，所以，止动板506、导向环532和夹紧板504等的夹紧部件能够相对于法兰盘部500和定位环502在上下方向上移动，形成了浮动结构。也就是说，夹紧部件相对于固定在轴458上的法兰盘部500在轴458的轴向(上下方向)上移动自如。能够获得所谓浮动状态。如图47所示，在定位环502下部，设置了向内突出的突出部502a，在止动板506上多个部位地设置了从其外周缘部向外突出的凸起506b。所以止动板506的凸起506b与定位环502的突出部502a的上表面进行结合，这样能够把上述止动板506等向夹紧部件下方的移动限制到规定的位置上。这样一来，在非电解加工(研磨)时，止动板506、导向环530和夹紧板504等的夹紧部件由定位环502的突出部502a进行支承。

以下说明本实施方式中采用电解加工装置的基片处理(电解加工)。首先，如图1B所示，在表面上形成了铜膜6作为导电膜(被加工部)的基片W，其形成了导电体膜(铜膜6)的表面朝下，传送到电解加工装置434内，吸附保持在基片保持部442内。也就是说，从基片保持部442内的第2压力室516中吸引流体，通过连通孔520把半导体基片W真空吸附到夹紧板504下表面。然后使臂杆440摇动，把保持了基片W的基片保持部442移动到电极部444的正上方的加工位置上。接着对上下移动用电机454进行驱动，使基片保持部442下降，使基片保持部442中所保持的基片W接触到电极部444的离子交换体400、402的表面上。在此情况下，基片保持部442被定位在基片W与离子交换体400、402相接触的位置(或刚要接触前的位置)上。在此状态下对自转用电机456(第1驱动部)进行驱动，使基片W旋转，同时对中空电机460(第2驱动部)进行驱动，使电极部444进行涡旋运动。这时从电极部444的穿通孔中向基片W和离子交换体400、402之间供给纯水或超纯水。

并且，利用电源446向加工电极484和供电电极486之间施加规定电压，利用由离子交换体400、402而生成的氢离子或氢氧化物离子，在加工电极(阴极)484上对基片W表面进行导体电膜(铜膜6)的电解加工。这时，在对加工电极484相对面的部分上进行加工。使基片W和加工电极484进行相对移动，这样对基片W的整个面进行加工。在加工中，把流体供给到第1压力室510内，在任意压力下把基片W按压到离子交换体400、402上。也就是说，利用供给到第1压力室510内的流体，适当调整半导体基片W与离子交换体400、402相接触的力，对半导体基片W进行电解加工。通常，从第2压力室516中吸引流体，一边把基片W吸附到夹紧板504下表面，一边进行电解加工。但也可以把流体供给到第2压力室516内，一边在基片W上加背压，一边进行电解加工。

如上所述，在加工中，止动板506不与定位环502相结合，即可相对于法兰盘部500和定位环502而独立地移动，所以进行浮动。也就是说，能够利用加压片508的挠性、以及定位环502的内周面和导向环532的外周面之间所形成的微小间隙G，保持了基片W的夹紧板504在一定程度上自由地上下移动。

在此，在基片W的外周侧设置了导向环532。如果导向环532的至少表面由导电性材质构成，那么，导电性材料部分进行扩展，所以在基片W的边缘部分上电流密度不会集中，能够横跨整个基片面使电流密度保持一定，在基片W的整个面上，能够使加工速度一定，稳定地进行均匀的加工。在此情况下，导向环532的导电性部分的材质可以采用一般的金属或金属化合物，此外可以采用碳、比较稳定的贵金属、导电性氧化物、或导电性陶瓷，优选采用电化性稳定的材质。在导向环532采用电化学稳定的材质的情况下，导向环532不会被加工，所以，能够使导向环532提高寿命。并且，也可以采用在树脂等绝缘物上涂敷导电体的结构，例如用白金等耐氧化物的材料或铱等的导电性氧化物来对基片表面进行保护，作为导向环532。这样的导向环532，其制作方法，例如可以在钛的基材表面上用电镀或涂敷法附着一层白金或依，在高温下烧结，进行稳定化和保持强度的处理。并且，陶瓷产品，一般以无机物质为原料，通过热处理而制成，以各种非金属、金属氧化物、碳化物、氮化物等为原料，制成具有各种特性的产品。其中也有具有导电性的陶瓷。

在电解加工中，在加工电极484和供电电极486之间所加的电压，或者其间流过的电流，由监视部38(参见图4)进行监视，和上述情况相同。

在电解加工结束后，切断电源446的连接，停止进行基片保持部442的旋转和电极部444的涡旋运动，然后，使基片保持部442上升，使臂杆440移动，把基片W转移到传送机械手36(参见图4)上，在把基片W转移到传送机械手36上时，向第2压力室516内供给流体(例如压缩空气或氮气和纯水的混合体)，从夹紧板504的连通孔520中喷射该流体，把半导体基片W释放。

在此，在电解加工中，向基片作离子交换体400、402之间供给纯水，最好是超纯水，但也可以取代该纯水或超纯水，采用电导率为500μs/cm以下的液体或者在纯水或超纯水中添加了电解质的电解液，另外也可采用在纯水或超纯水中添加了界面活性剂等的液体，这和上述情况相同。

电极部444的离子交换体400、402，例如由付与了阴离子交换基或阳离子交换基的无纺布来构成，并且，离子交换体400、402使用通水性良好材料，效果更好，这和上述情况相同。

若采用该实施方式的电解加工装置，则能够减小电解加工时基片上所加的荷载。也就是说，在基片W接触到离子交换体400、402之前使基片保持部442下降的情况下，加工时施加在基片W上的荷载，相当于夹紧部件(夹紧部件504、止动板506、导向环532)的自重与供给到第1压力室510内的流体压力所产生的荷载之和。所以，对供给到第1压力室510内的流体的压力进行调整，即可以高精度地控制基片W与加工电极484相接触的压力，所以，能够控制基片W和加工电极484之间所发生的面压，以便进一步减小对半导体元件进行破坏的压力，能够不破坏脆弱的材料，顺利地加工基片。

并且，若采用涉及该实施方式的电解加工装置，则不产生机构研磨作用，所以，不必像CMP那样用力按压基片W。在基片W的布线材料采用脆弱材料的情况下，为了使基片W承受加工电极484或离子交换体400、402的按压力达到19.6kPa(200gf/cm²)以下，更好的是6.86kPa(70gf/cm²)以下，最好是686Pa(7gf/cm²、0.1psi)以下，优选对供给到第1压力室510内的流体的压力进行调整，在低荷载下对基片W进行加工。

而且，在该实施方式中，基片W直接被吸附到夹紧板504的下表面，但也可以在夹紧板504和基片W之间夹入由弹性体构成的衬片，对基片W进行保持。并且，该实施方式的电解加工装置的基片保持部442并非仅限于使用纯水或超纯水的电解加工，也可以适用于使用电解液作为加工液的电解加工。在使用电解液作为加工液的情况下，优选不是布置离子交换体，而是布置一种海棉状的通液性部件，以便除去从基片表面上溶解析出的金属离子。

图48是表示本发明的再另一实施方式的电解加工装置中的电极部的纵剖面图。如图48所示，该实施方式的电极部746，和上述图5～图10所示的例一样，具有形成矩形状，延伸成直线状的多个电极部件782，这些电极部件782以等间距并列地布置在平板状基座784上。

各电极部件782具有：与电源连接的电极786、以及对电极786的表面整体覆盖的离子交换体(离子交换膜)790。离子交换体790利用布置在电极786两侧的保持板785而安装在电极786上。该离子交换体790和上述情况一样，例如由付与了阴离子交换基或阳离子交换基的无纺布而构成。

在该实施方式中，在相邻的电极部件782的电极786上电源的阴极和阳极交互连接。例如，把电极(加工电极)786a连接到电源的阴极上，把电极(供电电极)786b连接到阳极上。也就是说，与上述情况一样，在加工铜的情况下，阴极侧产生电解加工作用，所以，与阴极相连接的电极786成为加工电极786a；与阳极相连接的电极786成为供电电极786b。这样，在本实施方式中，加工电极786a和供电电极786b并列地交互布置。

在电极部746的基座784的内部，形成了一种流路792，用来向被加工面供给纯水，更好的是供给超纯水。该流路792通过纯水供给管794而与纯水供给源(无图示)相连接。在各电极部件782的两侧，布置了与基片W表面相接触的接触部件796。在该接触部件796的内部，形成了与流路792相连通的连通孔796a，通过该连通孔796a把纯水或超纯水供给到基片W和电极部件782的离子交换体790之间。

在此，基片W均匀地接触所有的电极部件782的离子交换体790是理想状态。在上述图42～47所示的实施方式中的基片保持部442中，利用对法兰盘部和夹紧部件进行连结的弹性部件来构成平衡机构，这样一来，基片W依照电极表面，均匀地接触电极(离子交换体)。然而，像本实施方式那样，在并列地设置具有弹性的离子交换体的情况下，离子交换体没有像CMP中的研磨面那样的刚性，所以，如图49A所示，由于电极部件782和基片W的相对运动和纯水的供给等，可能使基片W倾斜，不能均匀地接触离子交换体790。尤其图42～47所示的实施方式的基片保持部442，对供给到第1压力室510内的流体的压力进行调整，对基片的整个面和电极的接触进行控制，所以，在布置了多个电极(离子交换体)的情况下，很难控制到地所有的电极(离子交换体)与基片W都能均匀地接触。

从这一观点出发在本实施方式中，在各电极部件782的两侧设置了接触部件796。该接触部件796的高度设定为稍低于电极部件782的离子交换体790的高度。所以，在使基片W接触到电极部件782的离子交换体790的情况下，基片W表面由接触部件796进行支持。也就是说，如图49B所示，在把基片W在一定程度上按压到离子交换体790上之后，基片W接触到接触部件796的上表面，即使进一步压按基片W，也是由接触部件796接收该按压力，所以，基片W和离子交换体790的接触面积不变化。这样，在本实施方式中，能够防止基片倾斜，而使接触面积均匀，因此，能使基片实现均匀的加工。

优选在接触部件796上表面，如图49B所示，安装一种缓冲部件798，其材质所具有的弹性程度不会损伤基片W表面。这种缓冲部件798，例如可以采用塑料织品特克斯垫(ポリテツクスパツト)(罗德尔(ロデ一ル)公司的商标)。

并且，在各电极部件782的电极786内部形成了从流路792与离子交换体790导通的穿通孔800。由于这种结构，流路792内的纯水或超纯水通过穿通孔800而供给到离子交换体790内。

而且，该例并不仅限于利用离子交换体的电解加工。也可以是，例如在用电解液作为加工液的情况下，安装在电极表面上的加工部件，不仅限于离子交换体，也可以是柔软的研磨垫或无纺布那样的材质。在此情况下，也有助于上述接触部件和基片保持部取得良好的加工性能。

在这种结构的电解加工装置中，和上述情况相同，由基片保持部742所保持的基片W接触到电极部746的离子交换体790表面上，使电极部746进行涡旋运动。这时，从接触部件796的连通孔796a向基片W和电极部件之间供给纯水或超纯水，并且，通过各电极部746的穿通孔800使离子交换体790中包含纯水或超纯水。在该实施方式中，供给到离子交换体790内的纯水或超纯水从各电极部件782的长边方向端部排出。并且，利用电源向加工电极786a和供电电极786b之间加规定电压，利用离子交换体790所生成的氢离子或氢氧化物离子，在加工电极(阴极)786a上对基片W表面进行导电体膜的电解加工。

在此，在使用并列布置了多个电极部件782的电极部746的情况下，不应当是基片W整个面与电极786(离子交换体400、402)相接触，而是接触面积较小，所以与基片W整个面进行接触时相比，作用于基片W的面压力提高，不能实现理想的加工条件。以下参照图50～图52，详细说明解决这样的问题用的基片保持部。而且，在图50～图52中，对于具有和图42～图47所示的实施方式中的部件或要素相同的作用或功能的部件或要素，标注相同的符号，其说明局部省略。

图50是表示本发明的另一个其他实施方式的基片保持部的纵剖面图。在图50所示的基片保持部442a中，利用安装在法兰盘部500下表面上的支持环500a、500b，夹持加压片508a(弹性部件)，加压薄片508a的中央部利用支架环506a而安装在止动板506上。也就是说，在本实施方式中，利用法兰盘部500和加压片508a来形成第1压力室510a。而且，在法兰盘部500的上表面，形成了通气孔500c，止动板506的上方空间对大气压开放。

上述第1压力室510a，和上述实施方式一样，与连接器512相连通，通过连接器512，向第1压力室510a内供给流体，能够对第1压力室510a进行加压。在本实施方式中，供给到第1压力室510a内的流体的压力，仅施加到止动板506的支持环支持部506c(参见图50)的上表面，按压面积小于图40所示的基片保持部，所以，能够降低基片W上所受的面压力，实现低荷载加工。

图51是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的基片保持部的纵剖面图。在图51所示的基片保持部442b中，在止动板506的上表面，安装了规定重量的重物410。该重物410布置在法兰盘部500上表面所形成的开口500d的内部，和夹紧部件(夹紧板504和止动板506)一起进行上下移动。而且，在该实施方式中，在法兰盘部500和止动板506之间未形成压力室，止动板506上方的空间向大气压开放。

若采用这种结构的基片保持部，则把适当重量的重物410安装到夹紧部件上，于是能够调整作用于基片W的面压力，利用简单的结构即可降低作用于基片W的面压力，实现低荷载加工。

图52是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的基片保持部的纵剖面图。在图52所示的基片保持部442c中，在法兰盘部500的上表面，设置了对夹紧部件(夹紧板504和止动板506)进行按压的汽缸470。汽缸470的杆472被插入到形成在法兰盘部500上的杆孔500e内，其前端搭接到止动板506的支持环506a上。所以，由于汽缸470的驱动，杆472按压止动板506，使夹紧部件上下移动。而且，在该实施方式中在法兰盘部500和止动板506之间未形成压力室，止动板506的上方空间对大气压敞开。

若采用这种结构的基片保持部442c，则适当控制汽缸470，即可调整对夹紧部件向下按压的力、即作用于基片W的面压力，能够降低作用于基片的面压力，实现低荷载加工。并且，在加工参数等发生变化的情况下，上述图51所示的实施方式中必须相应地更改重物410的重量。但在本实施方式中仅控制汽缸470的按压力，即可适应这种加工参数等的更改。

图53是表示本发明的另一个其他实施方式的电解加工装置中的主要部分的纵剖面图。图54是放大表示图53的一部分的主要部分放大图。如图53所示，该电解加工装置600上下具有：表面向下对基片W进行吸附的基片保持部602、和矩形的电极部604。该基片保持部602与上述图5和图6所示的实施方式的基片保持部42一样，构成上下移动、左右移动，和旋转自如状态。电极部604具有中空涡旋电机606，利用该中空涡旋电机606的驱动而进行不自转的圆运动、所谓涡旋运动(并进旋转运动)。

电极部604具有延伸成直线状的多个电极部件608和上方开口的容器610，多个电极部件608以等间距并列地布置在容器610内。另外，在该容器610的上方，布置了流体供给喷嘴612，用于向该容器610内部供给纯水或超纯水等液体。各电极部件608具有与装置内的电源相连接的电极614。在该电极614上交互地连接了电源的阴极和阳极，即电极(加工电极)614a上连接电源阴极；电极(供电电极)614b上连接阳极。这样，如上所述，例如，在加工铜的情况下，阴极侧产生电解加工作用，所以与阴极相连接的电极614成为加工电极614a；与阳极相连接的电极614成为供电电极614b。

并且，与该阴极相连接的加工电极614a，如图54的详细说明那样，在其上部安装了例如由无纺布构成的离子交换体616a，该加工电极614a和离子交换体616a，由第2离子交换体618a覆盖成一体，该第2离子交换体由能够隔断液体的通过而只有离子通过的离子交换体而构成。连接在阳极上的供电电极614b，也大致相同，在其上部安装了例如由无纺布构成的离子交换体616b，该加工电极614a和离子交换体616b，由第2离子交换体618b整体覆盖，该第2离子交换体由能够隔断液体的通过而只有离子通过的离子交换体而构成。这样，由无纺布构成的离子交换体616a、616b，设置在沿电极614长度方向的规定位置上的穿通孔(无图示)内所通过的超纯水和液体，很容易达到活性点，即在其内部自由移动，具有无纺布内部的水分解催化剂作用。该液体由离子交换体所构成的离子交换体618a、618b来切断液流，该离子交换体618a、618b构成下述第2隔板。

与电源的阴极相连接的加工电极614a的两侧，布置了一对液体吸引喷嘴620，在该液体吸引喷嘴620内部设置了沿长度方向延伸的流体通路620a，进一步在沿长度方向的规定位置上设置了上表面开口，与流体通路620a相连通的液体吸引孔620b。另外，该液体流通路620a，如图53所示，与液体排出通路621相连通，使液体从该液体排出通路621中排出到外部。

并且，加工电极614a和一对液体吸引喷嘴620，通过一对分流棒622形成一体化，被一对插入板624夹持，固定在基座626上。另一方面，供电电极614b在其表面被离子交换体618b覆盖的状态下，由一对保持板628夹持，固定在基座626上。

而且，离子交换体616a、616b，例如由付与了阴离子交换基或阳离子交换基的无纺布而构成，但也可以对具有阴离子交换基的阴离子交换体和具有阳离子交换基的阳离子交换体进行重合，或者对离子交换体616a、616b本身付与阴离子交换基和阳离子交换基两者的交换基，并且，材质和上述情况一样，可以是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类高分子，或者其他有机高分子。并且，电极部件608的电极614的材料，优选不是采用广泛用于电极的金属或金属化合物，而是采用碳、比较不活泼的贵金属、导电性氧化物或者导电性陶瓷。

并且，在各液体吸引喷嘴620上表面，沿其长度方向的全长上安装例如由具有弹性的连续气孔多孔体构成的隔板630。该隔板630的厚度设定为能够使基片保持部602所保持的基片W接触或者接近电极部件608的离子交换体618a、618b，在该基片W上进行电解加工时，该隔板630的上表面能够压接到由基片保持部602保持的基片W上。这样，在进行电解加工时，在电极部604和基片保持部602之间，并列地形成以下流路：由隔板630隔离的、形成在加工电极614a和基片W之间形成的流路632、以及形成在供电电极614b和基片之间的流路634，而且，形成在加工电极614a和基片W之间的流路632，利用由离子交换膜构成的第2隔板离子交换体618a而隔离成2个流路632a、632b；形成在供电电极614b和基片W之间的流路634，利用由离子交换膜构成的第2隔板的离子交换体618b而隔离成2个流路634a、634b。

再者，沿着这些流路632、634进行流动的流体，通过驱动与液体排出通路621相连接的吸引泵而在隔板630内部通过之后，再通过液体吸引孔620b、流体流路620a和液体排出通路621而排出到外部。而且，这样，若使用连续气孔多孔体作为隔板630，则不能完全隔离(切断)流体的流动，而是局部地隔离。液体的隔离，不需要对液体完全隔离(切断)，只要在一定程度上妨碍液体流动即可。

构成该隔板630的具有弹性的连续气孔多孔体，可以采用聚氨酯海棉。但也可以利用无纺布、泡沫聚氨酯、PVA海棉或离子交换体来构成该隔板630。

在本实施方式中，容器610内部充满从流体供给喷嘴612中供给的纯水或超纯水等液体，另一方面，从设置在电极614内的穿通孔(无图示)向布置在加工电极614a和供电电极614b上部的由无纺布构成的离子交换体616a、616b内供给纯水或超纯水等液体的状态下进行电解加工。在容器610外侧设置了溢流路636，用于排出从该容器610的外周壁610a溢出的液体，从外周壁610a溢出的液体，通过溢流路636而进入到排液槽子(无图示)内。

在该电解加工时，通过驱动与液体排出通路621相连接的吸入泵，使沿着形成在加工电极614a和基片W之间的流路632以及形成在供电电极614b和基片W之间的流路634而进行流动的流体排出到外部，这样，在电化学加工即电解加工时，在主要产生气泡反应的供电电极614b和基片W之间进行流动的液体流、以及在加工电极614a和基片W之间进行流动的液体流，至少局部被隔离，通过独立地控制液流，即可有效地清除产生的气泡。

这样，在所谓多棒电极类中，例如利用由聚氨酯海棉构成的隔板630，来对形成在加工电极614a和基片W之间的流路632、以及形成在供电电极614b和基片之间的流路634进行隔离的情况下，已证实，小坑的发生量约减少1个数量级。其原因可能有以下两个：①利用隔板切断了供电电极侧的气泡向被加工物表面的到达(去路)，②利用隔板限制(减少流路剖面积)了加工电极侧的流路，因此，增加了加工电极侧的超纯水流速。

图55是电极部604的变形例。该例中，隔板630a采用例如橡胶制等弹性体而且没有通液性的材质，另外，液体吸入喷嘴620采用在隔板630a两侧开口的具有2个液体吸入孔620c的结构。其他结构与上述例相同。若用该例，则能够使形成在加工电极614a和基片W之间的流路632、以及形成在供电电极614b和基片之间的流路634的隔离达到完善程度。

而且，为了取代布置在加工电极两侧的一对液体吸入喷嘴中的一个，使用一种把液体供给孔设置在沿长边方向的规定位置上的流体供给喷嘴，对流体供给喷嘴的液体供给和液体吸入喷嘴的液体吸入同时进行，因此，能够更准确地控制形成在供电电极614a和基片之间的流路632内的流体流动、以及形成在供电电极614b和基片之间的流路634内流过的流体的流动，减小越过隔板流入到相邻空间内的流体的量。并且，也可以这样形成：把布置在加工电极两侧的两个喷嘴作为流体供给喷嘴，把沿电极的液体流挤压出来。这时也优选在容器610内部装满液体，在把基片浸入的状态下进行加工，所以优选从流体供给喷嘴612中供给加工液。

并且，在上述实施方式中举例表示把离子交换体安装到电极上。但电极的形状和加工所使用的液体不受特别限制。在相邻的电极之间设置接触部件796和隔板630即可。也就是说，电极的形状不仅限于棒状，可以选择由多个电极面对被加工物的任意形状。也可以在电极上安装离子交换体以外的通液性洗涤部件。并且，使接触部件和隔板高于电极面，使被加工物和电极不直接接触，这样能够使电极表面露出。即使在电极表面上不安装离子交换体的情况下，也优选具有对被加工物和电极之间的流体的流动进行分隔的第2隔板。

若采用上述图42～图47所示的实施方式，则通过调整向第1压力室510内供给的流体的压力，即可任意控制基片与加工电极接触的压力，所以，能够控制到基片和加工电极之间产生的面压力小于能破坏半导体元件的压力，能够不破坏脆弱的材料，正常地加工基片。

并且，若采用图51所示的实施方式，则把适当重量的重物410安装到夹紧部件上，这样能够调整作用于基片的面压力，利用简单的结构即可降低作用于基片的面压力，实现低荷载的加工。

再者，若采用图52所示的实施方式，则通过适当控制汽缸470，即可调整对夹紧部件向下按压的力，即作用于基片上的面压力，能够降低作用于基片上的面压力，实现低荷载的加工。并且，即使在加工参数等发生变更的情况下，也能够仅控制汽缸按压力，即可适应。

并且，若采用图48所示的实施方式，则在一定程度上把被加工物按压到离子交换体上之后，使被加工物接触到接触部件的上表面，所以能够使接触面积均匀一致，实现均匀的加工。

再者，若采用图53～55所示的实施方式，则能够有效地除去主要在供电电极上产生的气泡，这样能够防止因产生气泡而造成被加工物表面上产生小坑。

如上所述，若采用本发明，则一方面能够防止对基片等被加工物造成物理缺陷，破坏被加工物特性，另一方面能够利用电化学作用来进行取代例如CMP的电解加工等。能够省略CMP处理本身，降低CMP处理的负荷，另外，能够除去(清洗)基片等被加工物表面上附着的附着物。而且，仅使用纯水或超纯水也能够加工基片。因此基片表面上不会附着或残留电解质等多余的杂质，不仅能够简化清除加工后的清洗工序，而且能够使废液处理的负荷减到极小。

以上说明了本发明的实施方式，但本发明并不仅限于上述实施方式，不言而喻，在技术思想的范围内可以采用各种不同的方式来实施。

本发明的电解加工装置的基本结构，公开在专利申请号2001-401436(美国申请号10/337357)的尤其是图24、图25中。上述申请的全部公开，由于在此引用而包括在本发明内。

产业上利用的可能性

本发明涉及对形成在半导体晶片等基片表面上的导电性材料进行加工，或者除去附着在基片表面上的杂质所使用的电解加工装置以及电解加工方法。

Claims (15)

1.一种电解加工装置，其特征在于具有：

电极部，布置了多个供电电极和多个加工电极；

保持部，保持被加工物，使上述被加工物与上述电极部的供电电极和加工电极自如接触或接近；

电源，连接到上述电极部的各供电电极和加工电极；以及

驱动机构，用于使上述电极部和被加工物之间产生相对运动，

在上述供电电极和加工电极的内部，分别形成了向该供电电极和加工电极的表面供应流体的穿通孔。

2.如权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：在上述供电电极和加工电极之间布置流体供给喷嘴，用于向上述被加工物与上述供电电极和上述加工电极之间供应流体。

3.一种电解加工装置，其特征在于具有：

电极部，交替并列地布置了供电电极和加工电极；

保持部，保持被加工物，使上述被加工物与上述电极部的供电电极和加工电极自如接触或接近；

电源，连接到上述电极部的各供电电极和加工电极；

驱动机构，用于使上述电极部和被加工物之间产生相对运动，以及

液体供给部，用于向该供电电极和加工电极与基片之间供应液体。

4.如权利要求3所述的电解加工装置，其特征在于：在上述供电电极和上述加工电极与被加工物之间具有离子交换体。

5.一种基片保持部，用于保持基片使其与加工电极相接触进行电解加工，其特征在于具有：

法兰盘部，与轴相连结；以及

夹紧部件，能相对于上述法兰盘部在上述轴的方向上移动自如，而且用于保持上述基片。

6.如权利要求5所述的基片保持部，其特征在于：具有形成在上述法兰盘部和上述夹紧部件之间的第1压力室，通过向上述第1压力室内供应流体，来对该第1压力室进行加压，使保持在上述夹紧部件上的基片与加工电极相接触。

7.如权利要求6所述的基片保持部，其特征在于：上述第1压力室由上述法兰盘部、上述夹紧部件、以及用于连结上述法兰盘部和上述夹紧部件的弹性部件形成。

8.如权利要求5所述的基片保持部，其特征在于：通过在上述夹紧部件上安装规定重量的重物，来调整对上述基片的上述加工电极的按压力。

9.如权利要求5所述的基片保持部，其特征在于：还具有把上述夹紧部件向下按压的汽缸。

10.如权利要求5所述的基片保持部，其特征在于：上述夹紧部件具有：形成了与上述基片相连通的连通孔的夹紧板、布置在上述夹紧板上方的止动板、以及形成在上述夹紧板和上述止动板之间的第2压力室，

通过从上述第2压力室中吸引流体，能够降低该第2压力室的压力，把上述基片吸附到上述夹紧部件内。

11.如权利要求5所述的基片保持部，其特征在于：把具有向内突出的突出部的定位环安装在上述法兰部上，把与上述定位环的突出部相结合的突起设置在上述夹紧部件上。

12.一种电解加工装置，其特征在于具有：

加工电极；

供电电极，用于向基片供电；

基片保持部，用于保持上述基片使其与上述加工电极相接触；

电源，用于在上述加工电极和上述供电电极之间加电压；以及

驱动部，用于使在上述基片保持部保持的基片与上述加工电极进行相对移动，

上述基片保持部是用于保持基片使其与加工电极相接触进行电解加工的基片保持部，上述基片保持部具有：法兰盘部，它与轴相连结；以及夹紧部件，它相对于上述法兰盘部能在上述轴的轴向上移动自如，而且用于保持上述基片。

13.如权利要求12所述的电解加工装置，其特征在于：把离子交换体布置在上述基片和上述加工电极或上述供电电极的至少一方之间。

14.如权利要求13所述的电解加工装置，其特征在于：具有一种流体供给部，用于把流体供给到布置了上述离子交换体的上述基片和上述加工电极或上述供电电极的至少一方之间。

15.如权利要求12所述的电解加工装置，其特征在于：在上述基片和上述加工电极或上述供电电极的至少一方之间，布置具有通水性的部件。

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