CN1742119B

CN1742119B - 电镀方法

Info

Publication number: CN1742119B
Application number: CN200480002822.8A
Authority: CN
Inventors: 仓科敬一; 并木计介; 中田勉; 三岛浩二
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp; Macronix International Co Ltd
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: CN1742119A; JP2004263202A; JP4312465B2

Abstract

本发明提供电镀装置，在电路形状的沟槽或导通孔等形成的布线用的微细凹部内部，选择性析出铜等金属电镀膜。本发明的电镀装置具有：阳极(704)；具有保持电镀液的电镀液浸渍材(703)和与基片表面接触的多孔性接触体(702)的电极头(701)；与基片接触而通电的阴极电极(712)；将上述电极头的多孔性接触体加减自如地按压在基片表面上的按压机构(709)；在上述阳极和阴极电极之间施加电镀电压的电源(723)；控制部(721)，进行控制使上述电极头的多孔性接触体向基片表面按压的状态、与在上述阳极和上述阴极电极之间施加电镀电压的状态相互关联。

Description

电镀方法

技术领域

本发明涉及电镀装置和电镀方法，尤其涉及在半导体基片等基片上形成的微细布线图形内埋入铜等金属(布线材料)形成布线所使用的电镀装置和电镀方法。

背景技术

最近，在半导体基片上形成电路形状的沟槽或导通孔(via hole)等布线用的微细凹部，通过镀铜而用铜(布线材料)来填埋这些微细凹部，用CMP等手段来除去剩余部分的铜层(电镀膜)，形成电路。在该技术中，在电路形状的沟槽或导通孔中有选择地析出铜镀膜，此外的部分上，铜镀膜的析出较少有利于减小以后的CMP负荷。过去，为了达到这样的目的，对电镀液的浴成分(组分)和所用的增光剂等电镀液进行了研究。

另一方面，电路形状的沟槽等中有选择地析出了铜镀膜所用的技术，其已知的方法是：使多孔性体与半导体晶片等基片相接触，并且一边在接触方向上相对移动，一边进行电镀(例如，参见专利公报2000-232078等)。该技术所采用的多孔性体，一般采用把PVA、多孔性聚四氟乙烯(注册商标)、聚丙烯等编织成纤维状，或者抄纸加工成纸状，或者胶化硅氧化物和琼胶质等不定形物等。

但是，为了在沟槽等图形部的内部中完全填埋铜等布线材料，形成铜布线，必须在图形部以外也形成相当厚的铜层，利用CMP方法来除去图形部以外形成的多余铜层。因此，在被除去的铜量大的情况下，不仅CMP时间增长，造成成本上升，而且，在CMP后的基片研磨面上若有面内不均匀性，则研磨后残余的布线深度在基片面内不同，其结果，研磨时间越长，布线性能对CMP性能的依赖性越大。

为了解决这样的问题，对电镀液的成分和所用的增光剂等电镀液方面进行了研究。因此，在一定程度上达到了目的，但有一定限度。

另一方面，使多孔性体接触基片，并且在接触方向上一边相对移动，一边进行电镀的方法，其多孔性体的表面粗度一般为数微米到数百微米，具有这种表面粗度的多孔性体，对于表面粗度为亚微米至数微米的半导体基片上的凹凸面进行平面化加工是有问题的。

并且，该技术是一边接触多孔性体，一边与接触面相对地进行水平方向的移动(磨擦)，这样利用凹凸部来改变电镀液的供给量，以提高平面性。但是，存在的问题是，由于上述表面粗度而很难获得预期的效果。再者，由于多孔性体表面的表面粗度或者在使多孔性体面向基片的被镀面上进行按压时，该多孔性体上产生的弯曲和翘曲等，结果，很难使多孔性体的整个面均匀地按压并紧密接触到基片的被镀面上，因此，如图50所示，在多孔性体和基片W的被镀面P之间局部产生间隙S，该间隙S内存在电镀液Q，该间隙S内存在的电镀液Q中所包含的Cu²⁺等离子促进电镀，造成电镀面内不均匀。

而且，虽然可以增大使多孔性体接触用的荷重，把多孔性体的空间部押破，这样来提高平面性。但在此情况下，必须对基片施加非常大的荷重，因此，在以low-k材料等柔软的绝缘膜为对象的情况下，绝缘膜被破坏，并且，电镀膜表面上也容易损伤，所以此方法很难实现。

形成这种微细的纵横尺寸比大的布线的电镀所使用的电镀装置，已知的方法是，使表面(被镀面)朝上(面朝上)保持基片，使阴极电极接触该基片的周缘部，把基片表面作为阴极，同时，在基片的上方布置阳极，一边用电镀液来充满基片和阳极之间，一边在基片(阴极)和阳极之间加电镀电压，在基片表面(被镀面)上进行电镀(例如参见专利公报2002-506489号)。

这种使表面朝上来保持基片，以单片方式进行电镀的电镀装置，在基片的整个面上使电镀电流分布更均匀，使电镀膜的面内均匀性进一步提高，同时，基片一般表面朝上进行传送，进行各种处理，所以，电镀时不必对基片进行面的翻转。

但是，表面朝上(face up)保持基片进行电镀的过去的电镀装置，存在的问题是：为了经常向基片(阴极)和阳极之间供应新鲜的电镀液进行电镀，必须向基片和阳极之间大量供应电镀液进行电镀，造成电镀液浪费。

因此，将电镀所使用的新鲜电镀液，与浸渍阳极实际上不用于电镀的电镀液分开，从更靠近基片的位置上向基片上供应，这样，供给少量的新鲜电镀液，而且该被供给的新鲜电镀液用于电镀。但是，这样，新鲜的电镀液从更接近基片的位置上向基片上供给，仍然是实际上浸渍阳极后变坏的用过的旧电镀液循环流入，混入到新鲜的电镀液内，其结果，存在的问题，是不能保持管理电镀特性。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的方案，其第1目的在于提供一种电镀装置和电镀方法，在电路形状的沟槽和导通孔等所构成的布线用的微细凹部的内部，能够有选择地析出铜层等金属电镀膜。

本发明的第2目的在于提供一种电镀装置和电镀方法，不增大荷重就能够在使多孔性体全面均匀地紧密接合于基片被镀面的状态下进行电镀。

本发明的第3目的在于提供一种电镀装置，即使采用面朝上方式的电镀装置，也能够供给更少量的电镀液，始终使用新鲜电镀液进行电镀。

本发明的电镀装置，其特征在于具有：电极头，其具有阳极用于保持电镀液的电镀液浸渍材以及用于和基片表面相接触的多孔性接触体；阴极电极，用于接触基片使其通电；压接机构，用于把上述电极头的多孔性接触体调节自如地压接到基片表面上；电源，用于在上述阳极和上述阴极电极之间加电镀电压；以及控制部，用于对上述电极头的多孔性接触体向基片表面的压接状态和上述阳极和上述阴极电极之间施加的电镀电压状态以互相关连的方式进行控制。

本发明人们对优先向基片上的沟槽和导通孔供给电镀液，优先析出金属的方法进行了专心的研究。其结果发现：平面性良好，具有能够使电镀液通过的微细穿通孔的多孔性接触体与形成了籽晶层的基片相接触，而且，随着多孔性接触体和基片的籽晶层之间的接触状态的变化而断续地施加电镀用的电压，从而在沟槽和导通孔内优先析出金属。

本发明的基本是在电极头的多孔性接触体和基片表面上所设置的籽晶层的凸部相接触的状态下，进行电镀。这样，使多孔性接触体和籽晶层的凸部相接触进行电镀，于是，包含在电镀液中具有电镀抑制效果的添加剂成分(界面活性体等)，异常地被吸附在与多孔性接触体相接触的籽晶层的凸部上，抑制电镀析出，不与多孔性接触体相接触的籽晶层的凹部内，进行电镀析出。

该现象，当多孔性接触体和基片的籽晶层进行接触时，在这些界面静止的情况下，稳定地产生，并且，多孔性接触体的平面性越好，稳定性也越高。再者，多孔性接触体本身也越是憎水性材料的情况下，籽晶层对添加剂成分的吸附越多。

并且，在阳极和阴极电极之间施加的电镀电压的状态变化、以及多孔性接触体向基片表面的按压状的变化，互相关连，短时间的电镀和新电镀液的供给反复进行，这样，上述籽晶层的凸部的电镀析出的抑制、以及籽晶层的凹部的电镀析出的现象能够得到维持，所以，能够获得籽晶层的凹部优先电镀的理想电镀状态。

上述多孔性接触体，例如用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、碳化硅或氧化铝来形成。

上述电镀液浸渍材，例如用陶瓷或多孔性塑料来形成。

希望上述多孔性接触体的至少与基片表面相接触的面用绝缘物或者绝缘性强的物质来形成。

希望上述控制部进行控制，使上述多孔性接触体和基片中的至少一方进行自转或公转。

本发明的其他电镀装置，具有：基片台，用于保持基片；阳极部，其具有：密封件，它搭接在由上述基片台进行保持的基片的被镀面的周缘部上，对该周缘部进行水密性密封；以及阴极电极，它与该基片相接触进行通电；电极头，它上下移动自如地布置在上述阴极部的上方，其上下具有阳极和保水性的多孔性体；电镀注入部，用于把电镀液注入到上述阳极和由上述基片台进行保持的基片的被镀面之间；按压分离机构，用于以任意的压力把上述多孔性体按压到由上述基片台进行保持的基片的被镀面上再使其离开该被镀面；以及电源，用于把电镀电压加到上述阴极电极和上述阳极之间。

若采用本发明，则以任意的压力把多孔性体按压到由基片台进行保持的基片的被镀面上，这样，尽量减小多孔性体和基片被镀面的沟槽等布线用的微细凹部以外的部分(图形部以外的部分)之间的间隙，在此状态下进行电镀，同时在工艺(处理)过程中途使多孔性体离开由基片台进行保持的基片，更新(更换)多孔性体和基片之间的电镀液，再次进行电镀，这样，能够在基片上设置的布线用的微细凹部的内部有选择地高效率地析出电镀膜。而且，通过任意调整把多孔性体按压到基片被镀面上的压力，即可防止基片的被镀面和成膜中的电镀膜被多孔性体损伤。

希望具有一种相对移动机构，以便使由上述基片台进行保持的基片和上述电极头进行相对移动。

例如，在电镀之前，一边用任意压力来把多孔性体按压到由基片台进行保持的基片的被镀面上，一边使两者相对移动，这样，能够提高多孔性体和基片的紧密接触性。

上述相对移动机构例如由旋转机构而构成，该旋转机构用于使上述基片台或上述电极头中的至少一方进行旋转。

希望具有转矩传感器，用于检测在使上述基片台或者上述电极头中的至少一方进行旋转时赋予的转矩。

这样，具有转矩传感器，利用转矩传感器来检测在把多孔性体按压到基片被镀面上时的压力，这样，能够防止该压力过大或不足。

希望上述按压分离机构具有气囊，该气囊依靠气压而进行伸缩，把上述多孔性体向上述基片按压。

这样，通过气囊使多孔性体的整个面更加均匀地按压(加压)在基片上，能够以更加均匀的压力与基片的整个面紧密接触。

希望上述气囊被构成为，与上述阳极或上述多孔性体相接触，使该阳极或多孔性体在水平状态下上下移动。

希望上述多孔性体具有将至少2种以上的多孔性材料进行积层的多层结构。

该多孔性体，从材料和结构等观点考虑，例如主要由具有保持电镀液作用的浸渍电镀液材料、以及安装在该浸渍电镀液材料的下面上的多孔性垫而构成，该多孔性垫，例如由直接接触基片的下层垫、以及夹装在该下层垫和浸渍电镀液材料之间的上层垫而构成。这样，对多孔性体采用多层结构，因此，例如与基片相接触的多孔性垫(下层垫)可以采用具有充分的平面性，能使半导体基片上的凹凸面变成平面的。

希望上述电极头具有对阳极室进行划分形成的外壳，其内部放置上述阳极和上述气囊，下端开口部用上述多孔性体堵塞。

这样，通过安放在阳极室内的气囊，能够独立地向下方按压多孔性体。

上述阳极室例如具有圆筒形状。

在上述外壳内安装了：与上述气囊连通的气体引入管、把电镀液引入到上述阳极室内部的电镀液引入管、以及向上述阳极供电的供电端口。

希望上述按压分离机构具有使上述外壳上下移动的气囊。

这样，在把电极头固定成在上下方向上不能移动的状态下，通过气囊能够仅使对阳极室进行区划形成的外壳相对地进行上下移动。

本发明的理想方式还具有一种使上述外壳或者上述基片台在上下、左右或圆方向上进行振动的加(助)振机构。

这样，在使多孔性体不与基片的背相接触的状态下，使外壳或基片台在上下、左右或圆方向上进行振动，因此，能够使电镀液紧密接触到基片表面(被镀面)上所设置的籽晶层等的导电体层表面上。

希望还具有温度控制机构，以便控制上述阳极室内的电镀液、以及上述阳极和由上述基片台进行保持的基片的被镀面之间的电镀液的液温。

这样，使电镀中的电镀液的液温经常保持一定，利用电镀液的液温变化，能够防止金属膜(电镀膜)的膜厚和膜质发生变化。

希望上述基片台被构成为，能吸附布置在该基片台上面的基片周缘部背面，使基片保持水平，而且，能用流体来对基片的背面侧加压。

这样，由于利用流体从该基片被镀面面侧来对由基片台保持的基片进行加压，所以，能够使基片保持在更好的水平状态下，与多孔性体的下面紧密接合。

本发明的最佳方式具有一种加振机构，用于使由上述基片台保持的基片或上述多孔性体进行振动。

这样，例如由于电镀前用任意压力来把多孔性体按压到由基片台保持的基片的被镀面上，利用超声波或助振器等来使基片或多孔性体中的至少一方进行振动，所以，能够进一步提高多孔性体和基片的紧密结合性。

本发明的再另一电镀装置具有：基片台，用于保持基片；阳极部，其具有：密封件，它搭接在由上述基片台进行保持的基片的被镀面的周缘部上，对该周缘部进行水密性密封；以及阴极电极，它与该基片相接触进行通电；电极头，它上下移动自如地布置在上述阴极部的上方，其上下具有阳极和保水性的多孔性体；电镀注入部，用于把电镀液注入到上述阳极和由上述基片台进行保持的基片的被镀面之间；按压机构，用于以任意的压力把上述多孔性体按压到由上述基片台进行保持的基片的被镀面上；电源，用于把电镀电压加到上述阴极电极和上述阳极之间；以及电镀液排除机构，用于在用任意压力来把上述多孔性体按压到由上述基片台保持的基片的被镀面上时，排除上述多孔性体和被镀面之间的间隙内存在的电镀液。

若采用本发明，则由于在用任意压力来把上述多孔性体按压到由上述基片台保持的基片的被镀面上时，排除上述多孔性体和被镀面之间的间隙内存在的电镀液。所以，不增大荷重，能够使多孔性体的整个面均匀地贴紧在基片的被镀面上的状态下进行电镀。

本发明的最佳方式是，上述电镀液排除机构使由上述基片台保持的基片、上述多孔性体、以及上述阳极和由上述基片台保持的基片的被镀面之间注入的电镀液中的至少两个进行相对运动。

例如，在用任意压力把多孔性体按压到由基片台保持的基片的被镀面上的前后，使由基片台保持的基片和多孔性体相对地进行旋转，因此利用该旋转所产生的离心力能够把多孔性体和基片被镀面之间的间隙内的电镀液排除到外面。

本发明的最佳方式是，上述电镀液排除机构使由上述基片台保持的基片、上述多孔性体以及上述阳极和由上述基片台保持的基片的被镀面之间注入的电镀液中的至少一个进行振动。

例如，由于用振动器来使由基片台保持的基片和多孔性体进行振动，所以，能够顺利地排除多孔性体和基片的被镀面面之间的间隙内存在的电镀液。

本发明的最佳方式是，上述电镀液排除机构从结构上看，由上述基片台保持的基片、上述多孔性体以及上述阳极和由上述基片台保持的基片的被镀面之间的注入的电镀液中的至少一个，在与由基片台保持的基片的被镀面相垂直的方向上进行振动。

这样，在与基片的被镀面相垂直的方向上进行振动，多孔性体和基片的被镀面互相不进行滑动接触，所以，能够防止电镀表面损伤。

上述振动机构，例如是利用超声波的，或者是利用依靠励磁线圈的振动机的。这样，利用超声波，能够产生高频振动。

上述振动机构，例如由压电振子构成。这样利用压电振子，能够达到机构的小型化。

上述振动机构也可以是利用压力振动的。这样，利用压力振动，能够主要使电镀液振动。

希望上述电镀液排除机构，具有：阳极室，其内部安装上述阳极，用上述多孔性体来堵塞开口端部；以及压力控制部，用于控制该阳极室内的压力。

这样，把阳极室内的压力调节到低于大气压的压力(负压)，吸取多孔性体和基片的被镀面之间的间隙内存在的电镀液，因此，能够促进电镀液通过多孔性体内部而流入到阳极室内，从间隙中排除电镀液。

本发明的再另一电镀装置，其特征在于具有：基片台，用于保持基片；阳极部，其具有：密封件，它搭接在由上述基片台进行保持的基片的被镀面的周缘部上，对该周缘部进行水密性密封；以及阴极电极，它与该基片相接触进行通电；电极头，它上下移动自如地布置在上述阴极部的上方，其上下具有阳极和保水性的多孔性体；电镀注入部，用于把电镀液注入到上述阳极和由上述基片台进行保持的基片的被镀面之间；以及电源，用于把电镀电压加到上述阴极电极和上述阳极之间；上述多孔性体具有将至少2种以上的多孔性材料进行积层的多层结构。

若采用本发明，则在具有多层结构的多孔性体的内部预先保存新鲜的电镀液，在电镀即将开始前通过多孔性体而供给到基片上，因此，能够防止对阳极进行浸渍的电镀液混入到向该基片供给的新鲜电镀液，所以供给更少量的电镀液，就能够用新鲜电镀液进行电镀。

希望上述电极头具有一种外壳，以便对阳极室进行区划形成，该阳极室内部安装上述阳极，下端开口部用上述多孔性体进行堵塞。

这样一来，阳极室，利用内部保持电镀液的多孔性体来堵塞下端开口部而变成气密封的空间，在阳极室的内部保持电镀液，解除对阳极室的气密封，或者对阳极室内加压力，于是能够把保持在多孔性体内部的新鲜电镀液供给到基片上，并且，能够防止混入已保持在阳极室内对阳极进行浸渍的电镀液。

希望在上述外壳上安装：吸取上述阳极室内部的电镀液的电镀液吸取管、把加压流体引入到上述阳极室内部的加压流体引入管、以及向上述阳极上供电的供电端口。

这样一来，在把多孔性体浸入到新鲜电镀液内的状态下，吸取阳极室内的电镀液，于是把对阳极室内的阳极进行浸渍的用过的电镀液吸取除去，并且把新鲜的电镀液引入保持在多孔性体内部，用加压流体来对阳极室内加压，于是，保持在多孔性体内部的新鲜电镀液，能够通过多孔性体而供给到基片上。

希望在构成上述多层结构的多孔性材料之间至少形成一个空间。

这样一来，例如在构成多层结构的多孔性材料之间形成的空间内，预先保持新鲜的电镀液，于是，保持在该空间内的新鲜的电镀液以及保持在位于该空间下方的多孔性材料内部的电镀液，一边防止混入保持在阳极室内对阳极进行了浸渍的电镀液，一边供给到基片上用于电镀。

本发明的最佳方式具有：电镀液供给部，用于向形成在上述多孔性材料之间的空间内送出供给电镀液；以及电镀液排出部，用于吸取该空间内的电镀液后排出。

这样一来，一边从电镀液供给部向形成在多孔性材料之间的空间内供给新鲜的电镀液，一边通过电镀液排出部从该空间内吸出电镀液，因此，能够使空间内置换成新鲜的电镀液。

本发明的电镀方法是，准备具有由籽晶层覆盖的布线用的微细凹部的基片，在上述籽晶层的表面以及和该籽晶层保持规定间隔距离进行布置的阳极之间，通过多孔性接触体供给电镀液，在上述籽晶层和上述阳极之间加电镀电压进行电镀时，在上述籽晶层和上述阳极之间断续地施加电镀电压，并且与该电镀电压的断续的施加相关联地，使上述多孔性接触体和上述籽晶层之间的按压状态发生变化。

该电镀方法，其特征在于：一边在基片上的籽晶层和阳极之间通多孔性接触体供给电镀液，一边在籽晶层和阳极之间加电镀电压的状态，与多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态相关联，一边调整一边进行电镀。

该多孔性接触体必须具有能够通过电镀液的微细穿通孔。并且，为了不在该多孔性接触体本身上产生电镀，必须使多孔性接触体的至少与籽晶层的接触面用绝缘物或绝缘性好的物质来形成。

为了用多孔性接触体紧紧地按压基片的平整面(形成了布线形状的沟槽和/或镀金属层孔的部分)，尽量使该基片的平整面不产生电镀，希望多孔性接触体是具有一定硬度的物质。再者，希望多孔性接触体的籽晶层和接触面具有良好的平整性，以便扩大与籽晶层表面的接触面积，为了充分发挥下述添加剂的效果，希望多孔性接触体材料是憎水性的。

本发明的电镀方法中的籽晶层和阳极之间施加的电压状态的变化，可能是：多孔性接触体和籽晶层之间施加电镀电压的断续(加矩形电压)、多孔性接触体和籽晶层之间施加电镀电压的升降(高电压和低电压的重复出现)等。并且，多孔性接触体和籽晶层之间加电镀电压的方法，虽然也可以加单纯的直流，但是也可以加由多个脉冲构成的脉冲群，还可以加正弦波。

并且，多孔性接触体对籽晶层的按压状态的变化，例如是籽晶层和多孔性接触体从接触向非接触的变化、或者籽晶层和多孔性接触体的接触时的压力从相对的高压力向相对的低压力的变化。

这些籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态变化、以及多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态的变化，互相间相关联进行电镀的方法的方式，例如可能是以下方式。

第1方式，例如是这样的情况；多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态的变化是多孔性接触体与籽晶层的接触、非接触，籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态的变化是断续地加电镀电压。

在此方式下，例如当多孔性接触体和籽晶层接触时，在籽晶层和阳极之间加电镀电压进行电镀，多孔性接触体和籽晶层为非接触时，能够在籽晶层和阳极之间不加电镀电压，停止电镀，向籽晶层和多孔性接触体之间供给新的电镀液。

该多孔性接触体和籽晶层的接触、非接触，以及籽晶层和阳极之间的断续地加电压，也可以使其同步进行，但也可以使籽晶层和阳极之间加电镀电压的时间稍晚于多孔性接触体和籽晶层的接触时间。利用该方式，也能够在籽晶层和阳极之间不加电镀电压的状态下，例如使多孔性接触体和基片(籽晶层)转动或移动运动。尤其，在延迟加电镀电压的时间的情况下，多孔性接触体和籽晶层接触，但籽晶层和阳极之间不加电压的状态下，使基片和多孔性接触体转动，或者在上下或左右方向上运动，这样能够使电镀液附着到籽晶层表面上，效果良好。而且，这种使电镀液附着到籽晶层表面上的运动，例如可以是反复进行接触和非接触的运动、反复出现按压力强弱变化的运动、在轻按压状态下使基片的转动的运动等。

第2方式可以是这种情况，多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态的变化是多孔性接触体对籽晶层的压力的强弱的变化；籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态的变化是施加电镀电压的断续。

利用该方式，例如当多孔性接触体和籽晶层之间的压力相对高时，在籽晶层和阳极之间加电镀电压进行电镀，当降低多孔性接触体和籽晶层之间的压力，形成相对的低电压时，能够在籽晶层和阳极之间不加电镀电压，停止电镀，向籽晶层和多孔性接触体之间提供新的电镀液。

即使用此方式，也能够在停止加电镀电压时，使多孔性接触体和基片进行转动、移动或振动运动，使电镀液附着到籽晶层表面上。

第3方式可以是这种情况，多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态的变化是多孔性接触体对籽晶层的压力的强弱的变化；籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态的变化是施加电镀电压的强弱变化。

利用该方式，例如当多孔性接触体和籽晶层之间的压力高时，加相对高的电镀电压进行电镀，当降低多孔性接触体和籽晶层之间的压力，形成低压力时，把相对的低电镀电压加到籽晶层和阳极之间；当加高的电镀电压时消耗的电镀液，可以在加低的电镀电压时供给。

而且，在籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态的变化、以及多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态的变化互相之间保持一定的关系进行电镀时，例如电镀电压的施加时间和停止时间的间隔既可以保持一定，也可以进行变化。并且，电镀时的电压和电流，既可以是其中之一保持一定，也可以是二者徐徐变化。再者也可以是，刚开始电镀时用恒定电压进行电镀，以后用恒定电流进行电镀。

本发明的电镀方法，也可以是在籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态、以及多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态，互相相关联进行电镀之前，用一般方法在基片的籽晶层上进行薄层金属电镀。例如，也可以是，在多孔性接触体不与籽晶层相接触的状态下进行短时间电镀之后再使多孔性接触体接触籽晶层，使籽晶层和阳极之间施加的电镀电压的状态、以及多孔性接触体和籽晶层之间的按压状态互相间相关联进行电镀。

而且，本发明所用的电镀液没有特别限制，也可以是不含多少添加剂的。但希望采用使用了憎水性强的添加剂的电镀液。尤其在采用硫酸铜电镀液等酸性铜电镀液的情况下，希望采用含有聚合物成分、载流子成分和均化剂成分的添加剂。尤其需要聚合物成分和载流子成分。

本发明的其他电镀方法是，准备一种基片，其具有已由籽晶层覆盖的布线用的微细凹部，在上述籽晶层的表面和与其保持规定间隔进行布置的阳极之间，布置具有保水性的多孔性体，在上述籽晶层和上述阳极之间一边充满电镀液，一边通电进行电镀时，一边用任意压力把上述多孔性体按压到上述籽晶层上，一边在上述籽晶层和阳极之间通电进行电镀。

本发明的优良方式是，在上述籽晶层和上述阳极之间通电进行电镀之前对上述多孔性体和上述籽晶层一边用任意压力进行按压，一边使其相对移动。

本发明的优良方式是，在加工过程中，切断上述籽晶层和上述阳极之间的通电，使上述多孔性体离开上述籽晶层。

这样，在加工过程中的对多孔性体和籽晶层之间的电镀液进行更新(替换)。

本发明的另一其他电镀方法是，准备一种基片，其具有已由籽晶层覆盖的布线用的微细凹部，在上述籽晶层的表面和与其保持规定间隔进行布置的阳极之间，布置具有保水性的多孔性体，在上述籽晶层和上述阳极之间一边充满电镀液，一边通电进行电镀时，在用任意压力把上述多孔性体按压到上述籽晶层上的前后，在把上述多孔性体和籽晶层之间存在的电镀液排除之后，在上述籽晶层和上述阳极之间通电进行电镀。

本发明的优良方式是仅在上述多孔性体和上述籽晶层接触时才进行通电。

本发明的基片处理装置具有：将基片送入送出的装卸站，权利要求1～33的任一项所述的电镀装置、对基片进行清洗干燥的清洗干燥装置、在上述装卸站、上述电镀方法和上述清洗干燥装置之间传送基片的传送装置。

希望还具有一种研磨装置，用于研磨清除在基片表面上用上述电镀装置形成的不需要的金属膜，以达到表面平整。

希望还具有一种热处理装置，用于对由上述电镀装置形成了金属膜的基片进行热处理。

这样一来，在用研磨装置来研磨清除不需要的金属膜之前，对基片进行热处理(退火处理)，因此对以后用研磨装置来对不必要的金属膜进行研磨清除处理以及布线的电气特性，能够产生良好的效果。

希望还具有一种斜面腐蚀装置，用于腐蚀清除基片周缘部上附着以及成膜加工的金属膜。

这样，例如在基片表面上形成埋入用金属膜，用清洗装置进行清洗之后，能够立即用斜削腐蚀装置来腐蚀形成在基片斜面部上的金属膜。

希望还具有一种监视部，用于监视在上述电镀装置的上述阳极和上述阴极电极之间施加电镀电压时的电压值或电流值中的至少一个。

这样，能够用监视部来检测电镀装置的电镀终点，进行反馈，结束电镀。

希望还具有一种膜厚测量仪，用于测量在基片表面上形成的金属膜的厚度。

这样一来，测量基片表面的金属膜的厚度，反馈测量结果，根据需要来调节电镀时间，因此，能够形成再现性良好的规定(预定)厚度的金属膜。

附图说明

图1是按工序顺序来表示半导体器件的布线形成例的图。

图2是具有本发明的实施方式的电镀装置的基片处理装置的平面图。

图3是表示图2所示的电镀装置的主要部分的概要图。

图4是图3所示的电镀装置中的电极头的动作说明用的时间图。

图5是表示电镀液管理供给系统一例的系统图。

图6是表示图2所示的清洗干燥装置的一例的纵断正面图。

图7是表示图2所示的清洗干燥装置的一例的纵断平面图。

图8是表示图2所示的斜面腐蚀/背面清洗装置一例的概要图。

图9是表示图2所示的热处理装置的一例的纵断正面图。

图10是表示图2所示的热处理装置的一例的平断面图。

图11是表示图2所示的预处理装置的基片传递时的正面图

图12是图2所示的预处理装置的药液处理时的正面图。

图13是图2所示的预处理装置的冲洗时的正面图。

图14是图2所示的预处理装置的基片传递时的处理头的断面图。

图15是同上的图14A部放大图。

图16是同上的基片固定时的相当于图15的图。

图17是同上的系统图。

图18是表示图2所示的非电解电镀装置基片传递时的基片头的断面图。

图19是同上的图18的B部放大图。

图20是表示基片固定时的基片头的相当于图19的图。

图21同样地是表示电镀处理时的基片头的相当于图19的图。

图22同样地是表示关闭电镀槽盖子时的电镀槽的局部切断的正面图。

图23同样地是表示清洗槽的断面图。

图24同样地是系统图。

图25是表示图2所示的研磨装置的一例的概要图。

图26是图2所示的膜厚测量仪的翻转机附近的概要正面图。

图27同样是翻转臂部分的平面图。

图28是图2所示的基片处理装置中的处理流程图。

图29是表示本发明的另一实施方式中的电镀装置的主要部分的概要图。

图30是表示本发明的再另一实施方式中的电镀装置的主要部分的概要图。

图31是表示本发明的再另一实施方式中的电镀装置的主要部分的概要图。

图32是表示本发明的再另一实施方式中的电镀装置的主要部分的概要图。

图33是表示本发明的再另一实施方式中的电镀装置的电极头部的概要图。

图34是表示具有图33所示的电极头的电镀装置的概要图。

图35是示意性地表示实施例中所使用的试验样品的图。

图36是表示实施例中的、电压施加、基片和多孔性接触体的接触和非接触及压力附加状况的曲线图。

图37是示意性地表示通过实施例而获得的铜层的图。

图38是表示本发明的电镀的析出状况的曲线图。

图39是表示本发明的另一其他实施方式中的电镀装置的主要部分的概要图。

图40是图39所示的电镀装置中多孔性体和基片的被镀面之间所产生的间隙中存在的电镀液进行排除时的说明附图。

图41是表示本发明的另一其他实施方式中的电镀装置主要部分的概要图。

图42是表示本发明的另一其他实施方式中的电镀装置主要部分的概要图。

图43是表示本发明的另一其他实施方式中的电镀装置主要部分的概要图。

图44是图43所示的电镀装置中多孔性体和基片的被镀面之间所产生的间隙中存在的电镀液进行排除时的说明附图。

图45是本发明的另一其他实施方式中的电镀装置的平面图。

图46是表示在图45所示的电镀装置中进行电镀时的状态的概要断面图。

图47是表示在图45所示的电镀装置中的电镀液供给部和电镀液排出部的上下移动外壳的断面图。

图48是表示在图45所示的电镀装置中向电极头的阳极室内供给新鲜电镀液的状态的概要断面图。

图49是表示在图45所示的电镀装置中向电极头的阳极室内供给新鲜电镀液的状态的另一例的概要断面图。

图50是说明过去例的多孔性体和基片被镀面之间产生的间隙中电镀液存在的状态的图。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。该实施方式表示在半导体晶片等基片表面上设置的布线用的微细凹部内，通过电镀而埋入作为布线材料的铜，形成由铜层构成的布线。当然，也可以采用其他布线材料。

参照图1A至1D，说明半导体器件中的铜布线形成例。如图1A所示，在形成半导体元件的半导体基材1上的导电层1a上，例如淀积由SiO₂构成的氧化膜和low-k材料膜等绝缘膜(层间绝缘膜)2，在该绝缘膜2的内部，例如利用光刻技术，形成作为布线用的微细凹部的导通孔3和沟槽4，其上利用溅射等方法来形成由TaN等构成的阻挡层5、再往上面形成作为电解镀的供电层的籽晶层6。

并且，如图1B所示，在基片W的表面上进行镀铜，于是把铜充填在基片W的导通孔3和沟槽4内，而且在绝缘膜2上淀积铜层7。然后，利用化学机械研磨(CMP)等方法，除去绝缘膜2上的阻挡层5、籽晶层6和铜层7，使导通孔3和沟槽4内充填的铜层7的表面和绝缘膜2的表面大致上形成同一平面。这样，如图1C所示，在绝缘膜2内部形成由籽晶层6和铜层7构成的布线(铜布线)8。

以下，如图1D所示，在基片W表面上进行非电解电镀，在布线8的表面上有选择地形成由Co合金和Ni合金等构成的保护膜9，这样，用保护膜9来覆盖布线8的表面进行保护。

图2表示具有本发明的实施方式中的电镀装置的基片处理装置的平面图。如图2所示，该基片处理装置具有一种对传送箱10装卸自如的矩形装卸框架12，该传送框架12用于把多个半导体晶片等基片存放在斯密复箱(スミフボツクス)等的内部。在该装卸框架12的内部具有：装卸站(load/unload station)14、以及用于在与该装卸站14之间传递基片的移动自如的传送机械手16。并且，把传送机械手16夹在中间在该传送机械手16的两侧，布置一对电镀装置18，再者，在传送机械手16的一侧串联地布置了清洗干燥装置20、斜面腐蚀/背面清洗装置22和膜厚测量仪24；在另一侧串联地布置了热处理(退火)装置26、预处理装置28，非电解电镀装置30和研磨装置32。

在此，对装卸框架12进行遮光处理，这样，使该装卸框架12内的以下各工序能够遮光状态下进行，即照明光等光线不照射到布线上。这样，能够防止光照到布线，因此，能够防止例如光照射到由铜构成的布线上，产生光电位差，该光电位差造成布线受腐蚀。

图3表示本发明的实施方式中的电镀装置的概要。如图3所示，电镀装置具有在水平方向上摇动自如的摇动杆500，该摇动杆500的前端对电极头502进行支承，使其转动自如。位于电极头502的下方，表面(被镀面)向上，保持基片W的基片台504，布置成上下移动自如，在该基片台504的上方，围绕该基片台504的周缘部，布置了阴极部506。而且，在该例中电极头502采用其直径稍小于基片台504直径的，使电极头502和基片台504的相对位置不会发生变化，能够在由基片台504保持的基片W的表面(被镀面)的几乎整个面上进行电镀。

在基片台504的上面的周缘部上，设置了与设置在内部的真空通道504a相连通的环状真空吸附槽504b，在夹持该真空吸附槽504b的内外两侧，安装了密封环508、510。再者，在位于基片台504的上面的内边的密封环508的内侧设置了加压用凹部504c，该加压用凹部504c与在基片台504内部延伸的加压流体通道504d相连通。

这样，把基片W放置在基片台504的上面上，通过真空通道504a对真空吸附槽504b内抽真空。因此能够对基片W，吸附其周缘部进行保持，再通过加压流体通道504d向加压用凹部504c内供给加压空气等加压流体，对基片W从其背面侧用压力P₅来进行加压，使基片W保持在更好的水平状态，如下所述，能够紧密接合在多孔性体528的下面上。

而且，虽然未图示，在基片台504内安装一种加热装置(加热器)，以便把基片台504的温度控制到一定值。并且，基片台504依靠无图示的汽缸(无图示)而上下移动，通过无图示的旋转电机和皮带，按任意加速度和速度与阴极部506形成一体进行转动。这时的转矩由无图示的转矩传感器进行检测。并且，当基片台504上升时，由基片台504保持的基片W的周缘部与下述阴极部506的密封材料514和阴极电极512相搭接。

摇动杆500通过由无图示的伺服电机构成的上下移动电机和丝杆而上下移动；通过无图示的旋转电机而进行旋转(摇动)，但也可以使用空气压传动机构。

上述阴极部506在该例中具有：被划分成6部分的阴极电极512、以及安装成对该阴极电极512上方进行覆盖状态的环状密封材料514。密封材料514的结构，其内周缘部向内向下倾斜，而且徐徐变薄，内周端部向下边下垂。

这样，当基片台504上升时，阴极电极512被按压到由该基片台504保持的基片W的周缘部上，形成通电，同时，密封材料514的内周端部被压接到基片W的周缘部上面上，对这里进行水密封，以防止供给到基片上面(被镀面)上的电镀液从基片W的端部渗出，同时，防止电镀液污染阴极电极512。

而且，在该例中，阴极部506和基片台504形成一体进行旋转，不能上下移动，但是，也可以使其结构能够上下移动自由，在下降时密封材料514压接到基片W的被镀面上。

上述电极头502具有：均向下方开口的有底圆筒状，布置成同心状的旋转外壳520和上下移动外壳522。并且，旋转外壳520被固定在摇动杆500的空端(自由端)上所安装的旋转体524的下面上，与该旋转体524形成一体进行旋转。另一方面，上下移动外壳522在其上部，位于旋转外壳520的内部，与该旋转外壳520形成一体进行旋转，能够相对地上下移动。上下移动外壳522用多孔性体528来堵塞下端开口部，从而区划形成了阳极室530，其内部布置圆板状阳极526，引入对该阳极526进行浸渍的电镀液Q。

该多孔性体528，在该例中形成了把多孔性材料积层为3层的多层结构。也就是说，多孔性体528的主要构成部分是：具有主要保持电镀液作用的电镀液浸渍材532、以及安装在该电镀液浸渍材532的下面上的多孔性垫534。多孔性垫534的构成部分是：直接与基片W相接触的下层垫534a、以及安装在该下层垫534a和电镀液浸渍材532之间的上层垫534b。并且，电镀液浸渍材532和上层垫534b，位于上下移动外壳522的内部，利用下层垫534a来堵塞上下移动外壳522的下端开口部。

这样，使多孔性体528成为多层结构，因此，例如与基片相接触的多孔性垫534(下层垫534a)，可以采用具有充分平整性的，以便基片的被镀面上的凹凸面变成平面。

该下层垫534a需要是：与基片W的表面(被镀面)相接触的面(表面)的平整性在一定程度上较高，具有能够通过电镀液的微细穿通孔、至少接触面由绝缘物或绝缘性好的物质来形成。对该下层垫534a要求的平整性，例如最大粗度(RMS)值约为数10μm以下。

并且，对下层垫534a要求的微细穿通孔，为了接触面具有平整性，希望是圆形穿通孔，再者，微细穿通孔的孔径和每单位面积的个数等，其最佳值随电镀的膜厚和布线图形的不同而异，但两者都是较小时有助于提高凹部内的电镀生长的选择性。具体的微细穿通孔的孔径和每单位面积的个数，例如可以是孔径30μm以下，最好是5～20μm的微细穿通孔，气孔率为50％以下的状态。

再者，希望下层垫534a具有一定的硬度，例如，其抗拉强度可以是5～100kg/cm²，弯曲弹性强度200～10000kg/cm²。

希望该下层垫534a还是亲水性材料。例如，采用对以下所示的材料进行亲水化处理，或者使亲水基聚合的材料。这种材料，例如可以是：多孔聚乙烯(PE)、多孔聚丙烯(PP)、多孔聚酰胺、多孔聚碳酸酯，或者多孔聚酰亚胺等。其中，多孔聚乙烯、多孔聚丙烯、多孔聚酰胺等是以超高分子的PE、PP、聚酰胺等细粉为原料，对其挤压、烧结成形而制成。其市场销售的商品名称是：スルダスS(三菱树脂公司制)、サンフアインUF、サンフアインAQ(均为旭化成公司制)、Spacy(スペイシ一ケミカル公司制)等。并且，多孔聚碳酸酯，例如是在聚碳酸酯薄膜上使一种由加速器加速的高能量的重金属(铜等)穿过，对这样生成的直线上的轨迹有选择地进行腐蚀而制成。

下层垫534a也可以是利用压缩加工，机械加工等方法把和基片W的表面相接触的面(表面)加工成平整的面，这样，能够使微小沟槽处达到更好的优先析出。

另一方面，电镀液浸渍材532由以下材料构成：氧化铝、SiC、莫来石(ムライト)、氧化锆、二氧化钛、堇青石(コ一ジライト)等多孔性陶瓷、或者聚丙烯和聚乙烯烧结体等硬质多孔性体，或者这些复合体、以及纺织布或无纺布。例如对氧化铝类陶瓷，采用气孔直径(ポア径)30～200μm，对SiC采用气孔直径30m以下，气孔率20～95％，厚度1～20mm，更好的是5～20mm，最好的是8～15mm。在该例中，例如采用气孔率30％，平均气孔直径100μm，由氧化铝制的多孔性陶瓷板而构成。并且，其内部含有电镀液，即多孔性陶瓷板本身是绝缘体，但其内部很复杂地进入电镀液，在厚度方向上经过相当长的路径，因此，其结构是，电导率小于电镀液的电导率。

这样，把电镀液浸渍材532布置在阳极室530内，利用该电镀液浸渍材532来产生大的电阻，因此，能够使籽晶层6(参见图1A)的电阻影响达到忽略不计，使基片W的表面电阻所造成的电流密度的面内差减小，使电镀膜面内均匀性提高。

对电极头502，利用任意压力把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的表面(被镀面)上，从该表面上离开的该例中，配备了具有3个气囊的按压分离机构。也就是说，在该例中，在旋转外壳520的顶板的下面和上下移动外壳522的顶板的上面之间，布置了环状的第1气囊540；在上下移动外壳522的内部的该上下移动外壳522的顶板的下面和阳极526的上面之间，布置了环状的第2气囊542。再者，在上下移动外壳522的中央部上，连接了一种向上方突出到达旋转外壳520的上方的有底圆筒体544，在该有底圆筒体544顶板的下面和旋转外壳520的顶板的上面之间，布置了圆形状的第3气囊546。而且，这些气囊540、542、546，通过加压流体引入管550、552、554，连接到加压流体供给源(无图示)上。利用这些气囊540、542、546来构成按压分离机构。

也就是说，把摇动杆500固定在规定位置(处理位置)上并使其不能上下移动，在此状态下，如图3所示，对第1气囊540的内部施加压力P₁；对第2气囊542的内部施加压力P₂；对第3气囊546的内部施加压力P₄。于是用任意压力把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的表面(被镀面)上。并且，使上述压力P₁、P₂、P₄返回到大气压，即可使下层垫534a离开基片W表面。这样一来，能够通过第1气囊540和第3气囊546对上下移动外壳522在其水平方向的整个面上更均匀地进行按压，并且，通过第2气囊542对阳极室530内的阳极526在其整个面上更均匀地进行按压，使下层垫534a在其整个面上更均匀地紧密接触由基片台504保持的基片W的整个面。

在上下移动的外壳522上安装了用于向其内部引入电镀液的电镀液引入管556、以及用于引入加压流体的加压流体引入管558，在阳极526的内部设置了多个细孔526a。这样，把电镀液Q从电镀液引入管556引入到阳极室530内，用压力P₃来对阳极室530内部进行加压，于是电镀液通过阳极526的细孔526a内达到电镀液浸渍材532的上面，从该内部通过多孔性垫534(上层垫534b和下层垫534a)的内部，达到由基片台504保持的基片W的下面上。

而且，阳极室530的内部，也含有因化学反应而产生的气体，所以，压力有变化。因此，阳极室530内的压力P₃利用工艺中的反馈控制，而使其达到某一设定值。

在此，阳极526，例如在进行镀铜的情况下，为了控制残渣的生成，利用磷含量为0.03～0.05％的铜(含磷铜)来构成。阳极526也可以是白金、钛等不溶性金属或者在金属上镀了白金等的不溶性电极，因为不需要更换，所以，希望是不溶性金属或不溶性电极。再者，从便于电镀液流通等考虑，也可以是网状的。

阴极电极512与电镀电源560的阴极相连接；阳极526与电镀电源560的阳极相连接。在上下移动外壳522上设置了供电端口562，该端口与电镀电源560相连接，用于向阳极526上供电。

以下进一步参照图4，说明用该电镀装置18进行电镀时的操作。

首先，在把基片W吸附保持在基片台504的上面上的状态下，使基片台504上升，使基片W的周缘部接触到阴极电极512上，形成能通电状态，进一步使其上升，使密封材料514压接到基片W的周缘部上面上，用密封材料514来对基片W的周缘部进行水密封。

另一方面，电极头502，从无负荷运行，对电镀液进行置换和除泡等的位置(无负荷位置)起，在把电镀液Q保持在内部的状态下，位于规定位置(加工位置)。也就是说，使摇动杆500暂且上升并进行旋转，于是，使电极头502位于基片台504的正上方位置上，然后，使其下降，在达到规定位置(加工位置)时停止。并且，对阳极室530内加压，使其达到压力P₃，使电极头502保持的电镀液Q从多孔性垫534的下面排出。

然后，把加压空气引入到气囊540、542、546内，同时，把加压空气也引入到和基片台504的加压用凹部504c内，这样，使上下移动的外壳522下降，并且，把下层垫534a向下方按压，同时，由基片台504保持的基片也从其背面侧加压，按规定压力把下层垫534a按压到基片的表面(被镀面)上。这样，能够把基片W保持在更好的水平状态下，而且，能够以基片W的整个面以更均匀的压力来按压下层垫534a。

在此状态下，使电极头502和基片台504旋转(自转)。这样，在电镀之前，一边用任意的压力把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的被镀面上，一边使两者相对移动，于是能提高下层垫534a和基片W的密接性。

并且，在使电极头502和基片台504停止旋转后，把阴极电极512连接到电镀电源560的阴极上；把阳极526连接到电镀电源560的阳极上，这样对基片W的被镀面进行电镀。这样，用任意压力把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的被镀面上，而且提高了两者的密接性，在此状态下进行电镀，因此能够尽量减小下层垫534a和基片W的被镀面的沟槽等的布线用的微细凹部以外的部分(图形部分以外的部分)之间的间隙，在基片上所设置的布线用的微细凹部的内部，有选择地析出电镀膜。

并且，持续规定时间的电镀之后，使阴极电极512和阳极526的电镀电源560的连接进行断开，同时，使阳极室530内返回到大气压，再使气囊540、542、546内返回到大气压，使下层垫534a离开基片W。这样，使下层垫534a和基片W之间的电镀液进行更新(更换)。

然后，与上述一样，把加压流体引入到气囊540、542、546内，用规定的压力把下层垫534a按压到基片上，并且，把加压流体也引入到阳极室530内，在此状态下，使电极头502和基片台504旋转，在该旋转停止，使阴极电极512和阳极526连接到电镀电源560上，进行电镀。这样，在加工过程中，使下层垫534a离开由基片台504保持的基片W，使下层垫534a和基片W之间的电镀液进行更新(更换)，然后，再次进行电镀，这样，在基片上所设置的布线用的微细凹部的内部能够有选择地高效率地析出电镀膜。而且，任意调整把下层垫534a按压到基片W的被镀面上的压力，所以，能够防止基片W的被镀面和成膜中的电镀膜因下层垫534a而受到损伤。

根据需要而多次重复上述操作(图4表示重复2次的状态)，然后，使气囊540、520、546、基片台504的加压用凹部504c、以及阳极室530返回到大气压，使摇动杆500上升，并使其旋转，返回到原有位置(无负荷位置)。

图5表示对电镀液的配方和液温等进行管理，供给到电镀装置内的电镀液管理供给系统。如图5所示，备有一种对电镀装置18的电极头502进行浸渍进行无负荷运行的电镀液槽600，该电镀液槽600通过电镀液排出管602而连接到贮存贮存容器604上，通过电镀液排出管602而排出的电镀液返回到贮存容器604内。

并且，进入该贮存容器604内的电镀液，随着泵606的驱动，而进入到电镀液调整罐608内。对该电镀液调整罐608，附设了：温度控制器610以及用于取出试样液进行分析的电镀液分析单元612，另外，连接了一种成分补充管614，用于补充通过电镀液分析单元612的分析而发现的不足成分。电镀液调整罐608内的电镀液，随着泵616的驱动而沿电镀液供给管618进行流动，通过过滤器620，返回到电镀液槽600内。

这样，利用电镀液调整罐608来把电镀液的组成和温度调整到一定，把调整后的电镀液供给到电镀装置18的电极头502内，用该电极头502进行保持，因此，能够经常向电镀装置18的电极头502供给具有一定组成和温度的电镀液。

图6和图7表示对基片W进行清洗干燥的清洗干燥装置20的一例。也就是说，该清洗干燥装置20是首先进行化学清洗和纯水清洗，然后，利用主轴的旋转来使清洗后的基片W完全干燥的装置。其中具有：基片台422，它具有夹持机构420，用于夹持基片W的边缘部；以及基片装卸用升降板424，用于对该夹持机构420进行开关。

基片台422连结到随主轴旋转用电机(无图示)的驱动而高速旋转的主轴426的上端上。并且，在由夹持机构420保持的基片W的周围，布置了用于防止处理液飞溅的清洗罩428，该清洗罩428随无图示的汽缸的动作而上下移动。

并且，清洗干燥装置20具有：药液用喷咀430，用于把处理液供给到由夹持机构420夹持的基片W的表面上；多个纯水用喷咀432，用于向基片W的背面上供给纯水；以及能够旋转的铅笔式清洗海棉434，它布置在由夹持机构420夹持的基片W的上方。该清洗海棉434安装在能够在水平方向上摇动的旋转杆436的空闲端上。而且，在清洗干燥装置20的上部，设置了用于向装置内引入清洁空气的清洁空气引入口438。

在这种结构的清洗干燥装置20中，用夹持机构420来夹持基片W，使其旋转，一边使旋转杆436旋转，一边从药液用喷咀430向清洗海棉434供给处理液，一边用清洗海棉434擦拭基片W表面，以此对基片W表面进行清洗。并且，从纯水用喷咀432向基片W背面供给纯水，同时利用从该纯水用喷咀432中喷射的纯水也对基片W背面进行清洗。这样清洗后的基片W利用主轴426的高速旋转而进行甩干。

图8表示斜面腐蚀/背面清洗装置22的一例。该斜面腐蚀/背面清洗装置22同时对附着在基片边缘(斜面)部上的铜层7(参见图1B)进行腐蚀并进行背面清洗，而且，对设置在基片表面上的电路形成部的铜的自然氧化膜的生长进行控制，其中具有：基片台922，它位于有底圆筒状的防水罩920的内部，使基片W面朝上在沿着其周缘部的圆周方向的多个部位上利用旋转卡盘921使其保持水平并高速旋转；中心喷咀924，它布置在由该基片台922进行保持的基片W的表面侧的大致中央部上方；以及边缘喷咀926，它布置在基片W的周缘部的上方。中心喷咀924和边缘喷咀926分别布置成朝向下方状态。并且背后喷咀928朝向上方布置在基片W的背面侧的大致中央部的下方。上述边缘喷咀926，其结构是能够在基片W的直径方向和高度方向上移动自如。

该边缘喷咀926的定位，能够在从基片的外周端面起沿中心部方向的任意位置上，其移动宽度L可根据基片W的大小和使用目的等而任意设定。通常，在从2mm到5mm的范围内设定边缘切割宽度C，如果是液体从里面向表面的蔓延量不成问题的旋转速度以上，那么，能够除去该设定的切割宽度C内的铜层等。

以下说明该斜面腐蚀/背面清洗装置22的清洗方法。首先通过旋转卡盘921使基片W在基片台922上保持水平的状态下，使基片W和基片台922形成一体进行水平旋转。在此状态下，从中心喷咀924向基片W的表面侧的中央部内供给酸溶液。该酸溶液是非氧化性酸即可，例如可使用氢氟酸、盐酸、硫酸、柠檬酸和草酸等。另一方面，从边缘喷咀926向基片W的周缘部上连续地或断续地供给氧化剂溶液。该氧化剂溶液利用臭氧水、过氧化氢水、硝酸水、次氯酸钠水等中的某一种，或者利用这些水的组合。

这样一来，在基片W的周缘部的边缘切割宽度C的区域内，在上面和端面上形成的铜层等，迅速被氧化剂溶液氧化，同时利用从中心喷咀924供给，在基片的整个表面上扩散的酸溶液进行腐蚀，将其溶解除去。这样，在基片周缘部使酸溶液和氧化剂溶液进行混合，和预先从喷咀中供给这些混合水相比，能够获得更陡峭的腐蚀断面。这时，由这些酸的浓度来决定铜的腐蚀速率。并且，在基片的表面的电路形成部上形成了铜的自然氧化膜的情况下，该自然氧化物被随着基片的旋转而扩散到基片的整个表面上的酸溶液立即除去，不能生长。而且，在停止从中心喷咀924供给酸溶液之后，停止从边缘喷咀926供给氧化剂溶液；因此，能够对表面上露出的硅进行氧化，抑制铜的附着。

另一方面，同时或者交替地从背后喷咀928向基片背面中央部供给氧化剂溶液和硅氧化膜腐蚀剂。这样，能够利用氧化剂溶液来氧化以金属状附着在基片W背面侧的铜等，连同基片的硅一起，利用硅氧化膜腐蚀剂进行腐蚀将其除去。而且，该氧化剂溶液若采用和向表面上供给的氧化剂溶液相同的溶液，则有利于减少化工材料的种类。并且，硅氧化膜腐蚀剂可以采用氢氟酸，若基片表面侧的酸溶液也采用氢氟酸，则能够减少化工材料的种类。这样，若先停止供给氧化剂，则能够获得憎水面；若先停止腐蚀剂溶液，则能够获得水合面(亲水面)，也能够调整成附合以后的工艺要求的背面。

这样，把酸溶液即腐蚀液供给到基片W上，把残留在基片W表面上的金属离子除去后，再供给纯水，进行纯水置换，除去腐蚀液，然后，进行甩干。这样，能够同时进行基片表面周缘部的边缘切割宽度C内的铜层的除去和背面的铜污染的除去，使该处理例如能够在80秒内完成。而且，能够任意(2～5mm)设定边缘的边缘切割宽度。但腐蚀所需的时间与切割宽度无关。

图9和图10表示热处理(退火)装置26。该热处理装置26，在具有基片W出入门1000的箱体1002内部，在其上下分别布置了例如加热到400℃的电热板1004、以及例如使冷却水流过对基片W进行冷却的冷却板1006。并且，穿过冷却板1006内部向上下方向延伸，在上端放置保持基片W的多个升降销1008布置成升降自如状态。再者，退火时把防止氧化用的气体引入到基片W和电热板1004之间的气体引入管1010、以及从该气体引入管1010引入，在基片W和电热板1004之间流过的气体进行排气的排气管1012，布置在电热板1004的两边形成互相对置的位置上。

气体引入管1010，被连接到混合气体引入路1022内，对于内部具有过滤器1014a的N₂气引入路1016内所流过的N₂气、以及内部具有过滤器1014b的H₂气引入路1018内所流过的H₂气，在混合器1020内进行混合，在该混合器1020内混合后的气体流入到混合气体引入路1022内。

这样，通过门1000而被传送到箱体1002内的基片W由升降销1008进行保持，使升降销1008上升到由该升降销1008保持的基片W和电热板1004的距离例如达到0.1～1.0mm为止。在此状态下，通过电热板1004把基片W加热到例如400℃，同时从气体引入管1010引入防止氧化用的气体，使其流过基片W和电热板1004之间，从气体排气管1012中排出。这样一来，一边防止氧化，一边对基片W进行退火，使该退火例如持续进行数10秒～60秒，结束退火。基片的加热温度，选择100～600℃。

退火结束后，由该升降销1008来保持升降销1008的基片W和冷却板1006的距离；例如下降到0～0.5mm。在此状态下，把冷却水引入到冷却板1006内，这样，例如对基片冷却10～60秒，使基片W的温度达到100℃以下，对基片进行冷却，该冷却结束后的基片传送到下一工序内。

而且，在该例中，作为防止氧化用的气体，通过了N₂气和数％的H₂气互相混合后的混合气体。但也可以仅流过N₂气体。

图11～图17表示对基片进行非电解电镀的预处理的预处理装置28。该预处理装置28具有：安装在框架50的上部的固定框52、以及相对于固定框52进行上下移动的移动框54。在该移动框54上对处理头60进行悬架支承，该处理头60具有下方开口的有底圆筒状外壳部56和基片支架58。也就是说，在移动框54上安装头旋转用伺服电机62，在伺服电机的向下方延伸的输出轴(中空轴)64的下端上连结了处理头60的外壳部56。

在该输出轴64的内部，如图14所示，通过花键66而插装了与该输出轴64一起旋转的垂直轴68，在该垂直轴68的下端，通过球节70来连结处理头60的基片支架58。该基片支架58位于外壳部56的内部。并且，垂直轴68的上端，通过轴承72和托架而连结到固定在移动框54上的固定环升降用汽缸74上。这样，随着该升降用汽缸74的动作，垂直轴68独立于输出轴64进行上下移动。

并且，在固定框52上安装线性导向器76，它在上下方向上延伸，变成移动框54的升降导向器，随着头升降用汽缸(无图示)的动作，移动框54以线性导向器76为导向进行升降。

在处理头60的外壳部56的周壁上设置了把基片W插入到其内部的基片插入窗56a。并且，在处理头60的外壳部56的下部，如图15和图16所示，例如在PEEK制的主框架80以及例如聚乙烯制的导向框架82之间，夹持周缘部，布置密封环84。该密封环84用于和基片W的下面的周缘部相搭接，在此进行密封。

另一方面，在基片支架58的下面周缘部上安装基片固定环86，利用布置在该基片支架58的基片固定环86内部的弹簧88的弹力，使圆柱状的推动器90从基片固定环86下面向下方突出。再者，在基片支架58的上面和外壳部56的上壁部之间，布置了一种圆筒状的波纹板92，它用于对内部进行气密封，例如用聚四氟乙烯(注册商标)制成，本身弯曲自如。

这样一来，在使基片支架58上升的状态下，把基片W从基片插入窗56a插入到外壳部56的内部。于是，该基片W由设置在导向框架82的内周面上的锥形面82a进行导向，定位，安装在密封环84上面的规定位置上。在此状态下，使基片支架58下降，使该基片固定环86的推动器90接触基片W的上面。然后，进一步使基片支架58下降，利用弹簧88的弹力向下方按压基片W，这样，利用密封环84压接到基片W的表面(下面)的周缘部上，一边对这里进行密封，一边把基片W夹持在外壳部56和基片支架58之间。

而且，这样，在用基片支架58来保持基片W的状态下，若驱动头旋转用伺服电机62，则该输出轴64和插装在该输出轴64内部的垂直轴68通过花键66而一起旋转，因而，外壳部56和基片支架58也一起旋转。

在处理头60的下方，具有一种处理槽100，其内径稍大于该处理头60的外径，它具有上方开口的外槽100a和内槽100b。在处理槽100的外周部，对安装在盖体102上的一对脚部104进行支承使其旋转自如。再者，脚部104和曲柄106连结在一起，该曲柄106的空端以旋转自如的状态连结在盖体移动用汽缸108的杆110上。这样，随着盖体移动用汽缸108的动作，盖体102从结构上能够在对处理槽100的上端口部进行覆盖的处理位置和侧方的等待位置之间进行移动。在该盖体102的表面(上面)上，如下所述，具有一种喷咀板112，它具有多个喷咀112a，用于向外方(上方)喷射例如具有还原力的电解离子水。

再者，如图17所示，在处理槽100的内槽100b的内部，布置了喷咀板124，它具有多个喷咀124a，用于从药液槽120向上方喷射随药液泵122的驱动而供给的药液，该喷咀124a在内槽100b的整个横断面上更加均匀地分布。在该内槽100b的底面上连接一种用于把药液(排出液)排出到外部的排水管126。在该排水管126的中途，安装了三通阀门128，通过连接在该三通阀门128的一个出口端口上的返回管130，能够根据需要，把该药液(排出液)返回到药液槽120内再次利用。再者，在该例中，设置在盖体102表面(上面)的喷咀板112连接在例如用于供给纯水等清洗液的清洗液供给源132上。并且，在外槽100a的底面上也连接了排水管127。

这样，使保持基片的处理头60下降，用处理头60来堵塞处理槽100的上端开口部，进行覆盖，在此状态下，从布置在处理槽100的内槽100b内部的喷咀板124的喷咀124a向基片W喷射药液，这样能够把药液均匀地喷射到基片W的整个下面(处理面)上，而且，一边能够防止药液向外部飞溅，一边能够从排水管126把药液排出到外部。再者，使处理头60上升，用盖体102堵塞处理槽100上端开口部的状态下，从盖体102的上面所布置的喷咀板112的喷咀112a向由处理头60保持的基片W喷射清洗液，这样来对基片表面上残留的药液进行清洗处理。而且，该清洗液通过外槽100a和内槽100b之间，经过排水管127进行排出，所以，能够防止流入到内槽100b内部，防止清洗液混入药液内。

若采用该预处理装置28，则如图11所示，在使处理头60上升的状态下，把基片W插入并保持在其内部，然后，如图12所示使处理头60下降，位于对处理槽100的上端开口部进行覆盖的位置上。并且，旋转处理头60，一边旋转由处理头60保持的基片W，一边从布置在处理槽100内部的喷咀板124的喷咀124a中把药液喷射到基片W上，从而跨基片W的整个面均匀地喷射药液。并且，使处理头60上升，停止在规定位置上，如图13所示，使位于等待位置上的盖体102移动到对处理槽100的上端开口部进行覆盖的位置上。并且，在此状态下，把清洗液从布置在盖体102上面上的喷咀板124的喷咀112a中喷射到由处理头60保持并使其旋转的基片W上。这样，能够进行采用药液的基片W处理和采用清洗液的清洗处理，而不使两种液体相混合。

而且，调整处理头60的下降位置，调整由该处理头60来保持的基片W以及和喷咀板124的距离，这样能够任意调整从喷咀板124的喷咀124a喷射出的药液达到基片W上的区域和喷射压。在此，若循环使用药液等预处理液，则随着处理的进行而使有效成份减少，同时，由于附着在基片上而使预处理液(药液)会被带走，所以，希望分析预处理液的成分，添加不足的成分，为此并排设置预处理液管理装置(无图示)。具体来说，清洗所用的药液，主要成分是酸或碱，所以，例如，测量pH，根据与规定值的差而补充减少的成分，同时能够利用设置在药液贮槽上的液面计来补充减少量。并且，关于催化剂液，例如在酸性钯溶液的情况下，用pH来测量酸的量，并且用滴定法或比浊法来测量钯的量，同样地能够补充减少的量。

图18～图24表示非电解电镀装置30。该非电解电镀装置30用于形成图1D所示的保护膜9，它具有：电镀槽200(参见图22和图24)、以及布置在该电镀槽200上方，以装卸自如状态来保持基片W的基片头204。

基片头204，如图18的详图所示，具有外壳部230和头部232，该头部232主要由吸附头234和围绕该吸附头234周围的基片座236构成。并且，在外壳部230的内部，安装基片旋转用电机238和基片座驱动用汽缸240，该基片旋转用电机238的输出轴(空心轴)242的上端连结在回转接头244上；下端连结在头部232的吸附头234上，基片座驱动用汽缸240的活塞杆连结在头部232的基片座236上。并且，在外壳部230的内部，设置了用于对基片座236的上升进行机械性限制的止动器246。

这里，在吸附头234和基片座236之间，采用和上述相同的花键轴结构，随着基片座驱动用汽缸240的动作，基片座236相对于吸附头234进行上下移动，若利用基片旋转用电机238的驱动来使输出轴242旋转，则随着该输出轴242的旋转，吸附头234和基片座236一起旋转。

在吸附头234的下面周缘部上如图19～图21所示，以下面为密封面，对基片W进行吸附保持的吸附环250通过压环251进行安装，在该吸附环250下面在圆周方向上连续设置的凹状部250a、以及在吸附头234内延伸的真空线路252，通过设置在吸附环250上的连通孔250b而互相连通。这样，对凹状部250a内进行抽真空，以此来吸附保持基片W，这样，以小的宽度(径向)按圆周状抽真空，保持基片W，以此来把真空对基片W的影响(挠曲等)控制到最小限度，而且，把吸附环250浸入到电镀液(处理液)中，这样，不仅基片W的表面(下面)，而且也包括边缘全部都能够浸入到电镀液中。基片W的松开，通过向真空线路252内供给N₂气而进行。

另一方面，基片座236形成为下方开口的有底圆筒状，在其周壁上设置了用于把基片W插入内部的基片插入窗236a；在下端上设置了向内面突出的圆板状的爪部254。再者，在该爪部254的上部，具有突起片256，其内周面上具有作为基片W的导向器的锥形面256a。

这样，如图19所示，在使基片座236下降的状态下把基片W从基片插入窗236a插入到基片座236的内部。于是，该基片W由突起片256的锥形面256a进行导向，定位，安装保持在爪部254的上面的规定位置上。在此状态下，使基片座236上升，如图20所示，使安装保持在该基片座236的爪部254上的基片W的上面搭接到吸附头234的吸附环250上。然后，通过真空管线252来对吸附环250的凹状部250a抽真空，一边使基片W的上面的周缘部密封在该吸附环250的下面上，一边对基片W进行吸附保持。然后，在进行电镀时，如图21所示，使基片座236下降数mm，使基片W离开爪部254，变成仅由吸附环250进行吸附保持的状态。这样能够防止由于爪部254的存在而造成基片W的表面(下面)的周缘部不能电镀。

图22表示电镀槽200的详细结构。该电镀槽200在底部与电镀液供给管308(参见图24)相连接，在周壁部上设置了电镀液回收沟槽260。在电镀槽200的内部，布置了2块整流板262、264，它使在此向上方流动的电镀液流保持稳定，并且，在底部设置了温度测量仪266，用于测量被引入到电镀槽200内部的电镀液的温度。并且，在电镀槽200的周壁外周面的由电镀槽200保持的电镀液的液面的稍稍靠上方的位置上，面向直径方向的稍倾斜的上方，在电镀槽200的内部，设置了喷咀268，用于喷射由pH为6～7.5的中性液构成的停止液，例如纯水。这样，电镀结束后，把由头部232保持的基片W从电镀液的液面稍向上方提升，暂且停止，在此状态下，面向基片W，从喷咀268喷射纯水(停止液)，立即冷却基片W，这样，能够防止基片W上残存的电镀液进行电镀。

再者，在电镀槽200的上端开口部上，设置了一种开关自如的电镀槽盖270，它在无负荷(空转)时等未进行电镀处理时，关闭电镀槽200的上端开口部，防止电镀液从该电镀槽200中蒸发掉，造成浪费。

该电镀槽200如图24所示，在底部连接到电镀液供给管308上，该供给管从电镀液贮槽302延伸，并在中途安装了电镀液供给泵304和三通阀306。这样，在电镀处理中，从其底部向电镀槽200内供给电镀液，把溢出的电镀液从电镀液回收沟槽260回收到电镀液贮槽302内，能够使电镀液进行循环。并且，在三通阀306的一个出口端口上，连接了返回到电镀液贮槽302内的电镀液返回管312。这样，在等待电镀时也能够使电镀液循环，以此构成了电镀液循环系统。这样，通过电镀液循环系统，平常使电镀液贮槽302内的电镀液进行循环，因此，与单纯贮存电镀液时相比，能够减小电镀液浓度的下降率，增加能够处理基片W的数量。

尤其，在该例中，通过控制电镀液供给泵304，能够在等待电镀时和进行电镀处理时分别设定循环的电镀液的流量。也就是说，等待电镀时的电镀液的循环流量，例如设定为2～20升/分(L/min)；电镀处理时的电镀液的循环流量，例如设定为0～10升/分。这样，在等待电镀时能够确保电镀液的大的循环流量，使容器内的电镀液温度保持一定；在电镀处理时，能够减小电镀液的循环流量，形成更均匀的厚度的保护膜(电镀膜)。

设置在电镀槽200底部附近的温度测量仪266，对引入到电镀槽200内部的电镀液温度进行测量，根据其测量结果，控制下述加热器316和流量计318。

也就是说，在该例中备有：加热装置322，其中使用另外设置的加热器316进行加温，把通过了流量计318的水用作热媒体，把热交换器320设置在电镀液贮槽302内的电镀液中，间接地对该电镀液进行加热；以及搅拌泵324，用于使电镀液贮槽302内的电镀液循环进行搅拌。这是因为，在非电解电镀中有时电镀液在高温(约80℃)下使用，以便对此适应。若采用该方法，则与直通加热方式相比，能够防止杂质等混入到非常敏感的电镀液中。

图23表示设置在电镀槽200侧边上的清洗槽202的详细情况。在该清洗槽202的底部上，在喷咀板282上安装布置了用于向上方喷射纯水等清洗液的多个喷咀280，该喷咀板282连结在喷咀上下轴284的上端上。再者，该喷咀上下轴284，通过改变喷咀位置调整用螺丝杆287以及与该螺丝杆287进行螺纹结合的螺母288的螺纹结合位置，能够上下移动，这样，能够把喷咀280和布置在该喷咀280上方的基片W的距离调整到最佳状态。

再者，在清洗槽202的周壁外周面的喷咀280的上方，设置了头清洗喷咀286，用于向直径方向的稍稍倾斜的下方，向清洗槽202内部喷射纯水等清洗液，向基片头204的头部232的至少与电镀液相接触的部分上喷射清洗液。

在该清洗槽202中，把由基片头204的头部232进行保持的基片W布置在清洗槽202内的规定位置上，从喷咀280中喷射纯水等清洗液(冲洗液)，对基片W进行清洗。这时，从头清洗喷咀286中同时喷射纯水等清洗液，用该清洗液来清洗基片头204的头部232的至少与电镀液相接触的部分，因此，能够防止在浸入了电镀液内的部分上积存析出物。

在非电解电镀装置30中，在使基片头204上升的位置上，如上所述利用基片头204的头部232来吸附保持基片W，同时使电镀槽200的电镀液进行循环。

并且，在进行电镀处理时，打开电镀槽200的电镀槽盖270，使基片头204一边旋转，一边下降，把由头部232保持的基片W浸渍到电镀槽200内的电镀液内。

然后，在使基片W在电镀液中浸渍了规定时间之后，使基片头204上升，把基片W从电镀槽200内的电镀液中拉上来，根据需要，如上所述把纯水(停止液)从喷咀268中喷射到基片W上，直接冷却基片W，再使基片头204上升，把基片W拉上来，使其达到电镀槽200的上方位置上，使基片头204停止旋转。

然后，利用基片头204的头部232来吸附保持基片W，在此状态下使基片头204移动到清洗槽202的正上方位置上。并且，一边使基片头204旋转，一边使其下降到清洗槽202内的规定位置上，使纯水等清洗液(冲洗液)从喷咀280中喷射，对基片W进行清洗，同时，从头清洗喷咀286中喷射纯水等清洗液，用该清洗液来清洗基片头204的头部232的至少与电镀液相接触的部分。

在基片W的清洗结束后，使基片头204停止旋转，使基片头204上升，把基片W向上拉到清洗槽202的上方位置上，再把基片头204移动到与传送机械手16传递的位置上，把基片W传递(授受)到该传送机械手16内，传送到下一工序。

在该非电解电镀装置30中，如图24所示，具有电镀液管理装置330，用于对非电解电镀装置30所保有的电镀液的量进行测量，同时，例如利用光吸收测量光度法、滴定法、电化学测量等方法，分析电镀液的成分，补充电镀液中不足的成分。并且，对这些分析结果进行信号处理，对电镀液中不足的成分，从无图示的补充槽中用定量泵等向电镀液贮槽302内补充，对电镀液的液量和成分进行控制，这样能够使薄膜镀层实现良好的重复性(再现性)。

该电镀液管理装置330具有溶解氧浓度计332，它例如用电化学方法等来测量非电解电镀装置30所具有的电镀液的溶解氧，根据该溶解氧浓度计332的指示，例如利用脱气、氮吹入及其他方法，能够把电镀液中的溶解氧浓度控制到一定程度。这样，把电镀液中的溶解氧浓度控制到一定程度，就能够使电镀反应实现良好的重复性。

而且，若反复利用电镀液，则由于从外部带入或者其本身分解，可能使某特定成分积累起来，造成电镀的重复性和膜层质量变坏。通过增加对这种特定成分有选择地除去的机构，能够延长液体寿命，改善重复性。

图25表示研磨装置(CMP装置)32的一例。该研磨装置32具有：研磨台822，其上面粘附研磨布(研磨垫)820，构成研磨面；以及顶部环824，用于保持基片W，使其被研磨面朝向研磨台822。并且，分别使研磨台822和顶部环824进行自转，一边从设置在研磨台822上方的磨料液喷咀826中供给磨料液，一边利用顶部环824以一定的压力把基片W按压到研磨台822的研磨布820上，这样对基片W的表面进行研磨。而且，研磨垫也可以使用预先加入磨料颗粒的固定磨料粒方式的研磨垫。

若利用这种CMP装置继续进行研磨作业，则研磨布820的研磨面的研磨力下降，为了恢复该研磨力，设置修整器828，利用该修整器828在更换被研磨的基片W时对研磨布820进行修整。在该修整处理中，一边把修整器828的修正面(修整部件)按压到研磨台822的研磨布820上，一边使其自转，这样，即可除去附着在研磨台上的磨料液和切削屑，同时对研磨台进行修平和整形，使研磨面再生。并且，也可以在研磨台822上安装一种用于监视基片表面状态的监视器，当场(In-situ)检测出研磨的终点(end point)，并且，也可以安装一种用于当场检测基片精加工状态的监视器。

图26和图27表示具有翻转机的膜厚测量仪24。如同图所示，该膜厚测量仪24具有翻转机339，该翻转机339具有翻转杆353、353。该翻转杆353、353具有从其左右两侧来夹持基片W的外周，将其旋转180度使其翻转的功能。并且在该翻转杆353、353(翻转台)的正下面设置圆形安装台355，在安装台355上设置多个膜厚传感器S。安装台355在结构上利用驱动机构357能够上下移动自如。

并且，翻转基片W时，安装台355在基片W下方的实线位置上等待，在翻转之前或之后上升到虚线所示的位置上，使膜厚传感器S接近保持在翻转杆353、353上的基片W，对其膜厚进行测量。

若采用该例，则由于不受传送机械手的杆等的限制，所以，能够把膜厚传感器S设置在安装台355上的任意位置上。并且，安装台355采用上下移动自如的结构，所以，也能够在测量时调整基片W和传感器之间的距离。并且，也能够安装符合检测目的多种传感器，在各传感器测量时分别更改基片W和各传感器之间的距离。但是，安装台355进行上下移动，所以需要一定的测量时间。

在此，膜厚传感器S例如使用涡流传感器。涡流传感器产生涡流，使基片W导通，对返回来的电流的频率和损耗进行检测，这样来测量膜厚。采用非接触方式。再者，光学传感器也适用于膜厚传感器S。光学传感器是把光照射到试样上，能够根据反射的光信息来直接测量膜厚，它不仅能够测量金属膜，也能够测量氧化膜等绝缘膜的厚度。膜厚传感器S的设置位置不仅限于图示位置，在希望测量的位置上可安装任意个数的传感器。

以下进一步参照图28，详细说明利用这样构成的基片处理装置，在图1A所示的形成了籽晶层6的基片W上形成铜布线的一连串处理。

首先，把表面上形成了籽晶层6的基片W从传递箱10中一片一片地取出来，传送到装卸站14处。然后，利用传送机械手16把已传送到了该装卸站14上的基片W传送到膜厚测量仪24内，用该膜厚测量仪24来测量初始膜厚(籽晶层6的膜厚)。然后，根据需要使基片翻转，将其传送到电镀装置18内，在电镀装置18内，如图1B所示，在基片W表面上淀积铜层7，进行铜埋入。

并且，利用传送机械手16把已形成了该铜层7的基片传送到清洗干燥装置20内，利用纯水对基片W进行清洗，甩干，或者，在电镀装置18内具有甩干功能的情况下，在该电镀装置18内对基片W进行甩干(除水)，把该干燥后的基片传送到斜面腐蚀/背面清洗装置22内。

在该斜面腐蚀/背面清洗装置22内，把附着在基片W的斜面(边缘)部上的不需要的铜腐蚀去掉，同时，用纯水等来清洗基片的背面，然后，和上述情况一样，用传送机械手16把基片传送到清洗干燥装置20内，用纯水对基片W进行清洗，进行甩干，或者在斜面腐蚀/背面清洗装置20内具有甩干功能的情况下，利用斜面腐蚀/背面清洗装置22来对基片W进行甩干，利用传送机械手16把该干燥后的基片传送到热处理装置26内。

在该热处理装置26内，对基片W进行热处理(退火)。并且，用传送机械手16把该热处理之后的基片W传送到膜厚测量仪24内，在此，测量铜的膜厚，从该测量结果和上述初始膜厚的测量结果的差中求出铜层(参照图1B)的膜厚，根据该测量后的膜厚，例如对下次基片的电镀时间进行调整，并且，在膜厚不足的情况下，再次通过电镀来增加铜的成膜厚度。然后，利用传送机械手16来把该膜厚测量之后的基片W传送到研磨装置32内。

在该研磨装置32内，如图1所示，把淀积在基片W表面上的不需要的铜层7和籽晶层6研磨除去，使基片W的表面变成平整状态。这时，例如用监视器来检查膜厚和基片的精加工状态，在由该监视器检测出了终点时，结束研磨。然后，利用传送机械手16把该研磨后的基片W传送到清洗干燥装置20内，由该清洗干燥装置20用药液来清洗基片表面，再用纯水清洗后进行高速旋转，加以甩干。然后，用传送机械手16把该甩干后的基片W传送到预处理装置28内。

在该预处理装置28内，进行电镀预处理，例如清除基片表面上附着的Pd催化剂和清除基片的露出表面上附着的氧化膜等中的至少一方附着物。然后，把该电镀预处理后的基片如上所述用传送机械手16传送到清洗干燥装置20中，用纯水来清洗基片W并甩干，或者在预处理装置28中具有甩干功能的情况下，利用该预处理装置28来把基片W甩干(切液)，用传送机械手16把该干燥后的基片传送到非电解电镀装置30内。

在该非电解电镀装置30中，如图1D所示，在露出的布线8的表面上，例如进行非电解电镀CoWP，在布线8向外部露出的表面上有选择地形成由CoWP合金膜构成的保护膜(电镀膜)9，以保护布线8。该保护膜9的厚度为0.1～500nm，更好的是1～200nm，最好的是10～100nm。这时，例如对保护膜9的厚度进行监视，当该膜厚达到规定值时，也就是说，在检测出终点时，结束非电解电镀。

然后，非电解电镀已结束的基片由传送机械手16传送到清洗干燥装置20内，在清洗干燥装置20内用药液来清洗基片表面，再用纯水清洗(冲洗)后，高速旋转进行甩干。然后，用传送机械手16把该甩干后的基片W经过装卸站14送回到传递箱10内。

图29表示本发明另一实施方式的电镀装置。该图29所示的实施方式的电镀装置，与图3所示的电镀装置的不同点是，基片台504使用了在其表面上设置了平面的基片安装面504e的结构，使基片W直接搭接到该基片安装面504e的表面上，进行安装保持。其他结构与图3所示的相同。

图30表示本发明的另一个其他实施方式的电镀装置。该实施方式的电镀装置与图3所示的电镀装置的不同点是：基片台504采用了在其表面上形成凹部504f，在该凹部504f内粘贴了背后薄膜564的结构，使基片W搭接到该背后薄膜564的表面上进行安装保持。其他结构与图3所示的相同。

图31表示的另一个其他实施方式的电镀装置。该图31所示的实施方式的电镀装置与图31所示的电镀装置的不同点是：电极头502使用了其直径比基片台504的直径小的结构。在该例中，由于电极头502的直径比基片台504的直径小，所以，若在对电极头502和基片台504进行固定的状态下，进行电镀，不能够在由基片台504保持的基片W的整个面上进行电镀。因此，在该例中，在把阴极电极512和阳极526连接到电镀电源560上进行电镀时，通过摇动杆500，使电极头502摇动，使同时的电极头502或基片台504中的至少一方进行旋转。其他结构与图30所示的相同。

图32表示本发明的另一其他实施方式的电镀装置。该实施方式的电镀装置与图29所示的电镀装置的不同点是：在摇动杆500的空闲端上安装了一种驱动体580，它旋转自如而且独立于摇动杆500进行上下移动，因此具有按压分离机构的作用。并且，将该驱动体580以及内部安装阳极526且下端开口由多孔性体528进行堵塞并对阳极室530进行区划形成的上下移动外壳522，通过布置在该上下移动外壳522内布置的支持体582，利用滚珠轴承584进行连结，随着驱动体580的上下移动，通过该滚珠轴承584把负荷集中到一点上，按压上下移动外壳522。

在该例中，在驱动体580上设置了法兰盘580a；在支持体582上设置了具有止动器作用的法兰盘582a。并且，在驱动体580的法兰盘580a上在利用压缩螺旋弹簧586来施加弹力的状态下安装向下方突出的止动销588，使该止动销588的下端以弹性状态搭接到支持体582的法兰盘(止动器)582a上，这样，使支持体582和上下移动外壳522保持水平。其他结构与图29所示的相同。

而且，上述例表示利用铜作为布线材料的例子。但是，除了该铜外，也可以使用铜合金、银和银合金等。这种情况在以下的例子中也是一样。

若采用本发明，则在沟槽和导通孔内部优先进行电镀，埋入布线材料(金属膜)，因此，能够提高电镀后的表面的平整性。这样，能够减小或者省略CMP这样的凸部的选择性腐蚀工艺的负荷，不仅能降低成本，而且也能解决变形和氧化物腐蚀等CMP特有的问题。

图33和图34表示本发明的另一个其他实施方式的电镀装置的主要部分的概况。该电镀装置具有：把多孔性接触体702、电镀液浸渍材703和阳极704安装在外壳707内的阳极室706内的电极头701，该电极头701通过支承零件711和气囊709而安装在主轴710上。在外壳707的下端上，安装了密封环708和阴极电极712。在该图中表示出在表面上设置了籽晶层6的基片W。

电极头701是把阳极704、电镀液浸渍材703和多孔性接触体702依次设置在外壳707内而构成的。

设置在该电极头701的最下部的多孔性接触体702，其构成大致上与上述各例中的多孔性垫534的下层垫534a相同，在此，其说明从略。

而且，多孔性接触体702既可以是，例如从中心向外侧其厚度发生变化，逐渐增大，也可以是多孔性接触体702的微细穿通孔的直径发生变化，例如从中心向外侧逐渐减小。这些可以通过对粉体原料的粒径从中心向外侧逐渐减小来实现。并且，多孔性接触体702的微细穿通孔的直径本身也可以是，从阳极704侧向基片W侧使直径逐渐减小。它可以例如通过对粉体原料的粒径向连接基片的面逐渐减小而实现。

再者，既可以把相对较硬的多孔性体和相对较软的多孔性体重叠起来作为多孔性接触体702，也可以把多孔性接触体702制成中心向下凸起的形状。

另一方面，电镀液浸渍材703具有保持电镀液Q，送入到多孔性接触体702的表面和基片W的籽晶层6之间的作用，其构成大致上与上述各例中的电镀液浸渍材532相同，所以，在此，其说明从略。

并且，阳极704和上述情况一样，既可以是被电镀的金属，也可以是白金、钛等非溶解性金属或者是在金属上电镀白金等的非溶解性电极。

阳极704，希望其上部也被浸渍在电镀液Q内，并且，希望在其上部上设置空间部。该空间部存贮在使用非溶解性电极的情况下生成的氧气等气体，同时通过阀门(无图示)从外部引入空气等，这样，也能够提高电极头701整体的压力，或者也能够控制由于电镀液自重而从多孔性接触体702的微细穿通孔中流出的电镀液的量。

电极头701依靠具有一定弹性的支承零件711而安装在主轴710上。并且，在电极头701和主轴710之间，设置了气囊709。并且，通过调节该气囊709中的空气多少，能够使电极头701整体上下移动，能够调节对基片W的籽晶层6的压力。

设置在外壳707的底部圆周上的密封环708，由具有弹性和不漏液性的材料，例如橡胶或塑料而形成，防止电镀时电镀液从多孔性接触体702侧面漏出。并且，也可以采用这样的结构：即使在多孔性接触体702和基片W的籽晶层6为非接触的状态下，也是该密封环708不离开基片W的籽晶层6，防止电镀液漏出。并且，在密封环708的外侧设置了一种阴极电极712，用于接触基片W的籽晶层6，进行供电。

而且，在图33中，在多孔性接触体702和电镀液浸渍材703之间，设置了间隙，使该间隙内存在电镀液Q。但也可以在该间隙内设置软质的海棉等。并且，也可以是不设置间隙，使多孔性接触体702和电镀液浸渍材703直接接触。在后者的情况下，在必须利用电镀液浸渍材703的形状来使电场均匀的情况下，也可以形成这样的多孔性接触体702的形状，它符合电镀液浸渍材703的形状。再者，电极头701利用支承零件711而安装在主轴710上，在电极头701和主轴710之间安装气囊709，但也可以把电极头701直接安装在主轴710上，用传动机构等来使主轴710整体进行移动。

图34表示电镀装置的整个结构。在该电镀装置中，具有：综合控制部721、施加电压控制部722、电镀电源732、运动控制部724、加压泵725、传动机构726和基片台730。

该电镀装置是采用了所谓面朝上方式的电镀装置。基片W表面朝上安放在基片台730上。当电镀时，相对于该表面朝上的基片W，电极头701下降，多孔性接触体702的表面接触基片W的籽晶层6。并且，阴极电极712接触基片W的表面的籽晶层6，能够通电。而且，在该例中，保持基片，使其表面朝上(面朝上)。但也可表面朝下(面朝下)保持基片，或者把基片保持在垂直方向上。

另一方面，电极头701中的电镀液Q灌满到阳极704内部所设置的细孔中、充满电镀液浸渍材703和多孔性接触体702的内部，供给到基片W的籽晶层6的上面(表面)上。供给电镀液的时间既可以是在多孔性接触体702和籽晶层6接触之前，也可以是在接触之后。但若考虑抽出空气，则希望在即将接触之前进行供给。

在此状态下，若在阳极704和基片W上的籽晶层6之间施加电镀电压，流过电流，则在籽晶层6的表面上进行电镀(例如镀铜)。于是，在阳极704和基片W的籽晶层6之间，具有电镀液浸渍材703和多孔性接触体702，而且多孔性接触体702接触基片W的凸部，所以在容易供给电镀液的基片W的微细凹部的内部优先析出金属，优先填埋该沟槽。

并且，电镀液在使用添加剂，尤其使用其所含的成分吸附在电流密度高的凸部，对该部分的电镀析出进行抑制的添加剂的情况下，添加剂作用于形成凸部的基片微细凹部以外的部分上，进一步提高微细凹部内部优先电镀析出。

并且，在进行了一定程度的电镀时，根据从综合控制部721来的信息，由施加电压控制部722来改变电压的施加状态，同时由运动控制部724使传动机构726和加压泵725和电镀电压的施加状态的变化相关联进行运动，以便改变基片W和电极头701的按压状态进行变化。

例如，当电镀液中的成分减小时，由施加电压控制部722来停止施加电镀电压，与此同时，利用运动控制部724来移动基片W上的籽晶层6和电极头701的多孔性接触体702的位置，这样，重新供给电镀液，同时，即使电镀条件不充分时，也能进行电镀，能够获得均匀的镀膜。

如上所述，利用综合控制部721、施加电压控制部722和运动控制部724，一边使电压施加状态的变化、多孔性接触体702对籽晶层6的按压状态的变化互相相关联，一边进行规定时间的电镀，然后，使电极头701上升，使多孔性接触体702和基片W的电镀面分离。

这时，在多孔性接触体702的空孔内会残存金属析出物，但把多孔性接触体702的表面浸渍到另行准备的腐蚀槽(无图示)内，即可很容易地除去金属析出物。

若采用本发明，则能够在沟槽等微细凹部内优先进行电镀，所以，用较少的电镀液消耗量即可，再者，即使构成由基片和多孔性接触体包围的容积的电镀槽，也能够大幅度减小电镀液的使用量。再者，例如由于停止电镀时的移动运动和加压运动能够促进向微细凹部内补充电镀液，所以，对抑制空隙的发生等也有效果。

这样，本发明尤其有利于使用在用铜等金属在基片上进行埋入电镀的镶嵌(ダマシン)工艺中。

以下列举实施例，进一步详细说明本发明。但本发明并不受这些实施例的任何限制。

<实施例>

对于具有图35所示的宽度小的窄沟槽(深度1μm，宽度0.18μm)4a、以及比它的宽度大的宽沟槽(宽度100μm)4b的基片W，按照通常的方法进行了阻挡层金属处理。接着，利用溅射法来形成80nm厚的籽晶层6，作为试验用样品。

对该试验用样品，利用具有图34所示的构成的电极头(阳极704是具有孔的含磷铜)701的电镀装置，使用表1所示的成分的氧化铜电镀液进行电镀。电镀条件示于图36，通电图形是，籽晶层6和多孔性接触体702最初在非接触状态下用1V的电镀电压开始电镀，10秒后停止通电。然后，使籽晶层6和多孔性接触体702相接触，进行1秒钟的磨合运动(微小的上下运动)，然后，加电镀电压5秒钟。接着，在停止加电镀电压的同时，使籽晶层6和多孔性接触体702变成非接触状态。再者，在该非接触状态下使基片W进行旋转运动后，使籽晶层6和多孔性接触体702相接触，加电压5秒种。这种电镀电压的施加、籽晶层6和多孔性接触体702的接触、非接触的状态进行8分钟后，结束电镀。并且，其间的阳极室706内的压力P₆和气囊709内的压力P₇如图36所示进行了调整。

从该电镀中可以获得图37所示的模式图所示的铜层7。

<酸性铜电镀液成分>

硫酸铜(5水合盐) 225g/L

硫酸 55g/L

氯 66ppm

聚乙烯醇(MW Ca.10000) 500mg/L

双(3-磺丙基)二硫化物(SPS) 20mg/L

烟鲁绿(janus green) 1mg/L

从图37中可以看出，若采用本发明，则在宽度小的沟槽4a和宽度大的沟槽4b等微细凹部的内部，能够优先进行电镀析出，抑制在凸部的电镀析出，其结果，在整个铜层7的膜厚不增大的状态下，宽度小的沟槽4a和宽度大的沟槽4b等微细凹部的内部完全可以填满铜。

该机构可以由图38表示。也就是说，在最初阶段，凹部的金属表面为a₁的高度，而凸部的金属表面，从凹部的高度来看为a₂的高度。并且，利用本发明，在凹部能够优先进行电镀析出，抑制在凸部的电镀析出，其结果，在凹部的电镀速度用h表示，而在凸部的电镀速度变成H。并且，该速度差的结果，若凸部和凹部的高度相同(h₁)，则电镀速度没有差别，按相同速度进行电镀。

图39表示本发明的另一个其他实施方式中的电镀装置的概要。与该图39所示的电镀装置的上述图29所示的电镀装置的不同点如下。

也就是说，在电极头502上备有一种按压机构，其结构在该例中由气囊548构成，用于以任意压力来把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的表面(被镀面)上。也就是说，在该例中，在旋转外壳520的顶板的下面和上下移动外壳522的顶板的上面之间，布置了环状的气囊(按压机构)548，该气囊548通过加压流体引入管549而连接在加压流体供给源(无图示)上。

这样一来，在把摇动杆500固定到规定位置(处理位置)上使其不能上下移动的状态下，用压力P₈来对气囊548的内部进行加压，因此，能够以任意压力把下层垫534a均匀地按压到由基片台504保持的基片W的表面(被镀面)上，若使上述压力P₈返回到大气压，则能够解除下层垫534a的按压。

阴极电极512与电镀电源560的阴极进行电气连接；阳极526与电镀电源560的阳极进行电气连接。

以下说明用该电镀装置进行电镀时的操作。首先，在把基片W吸附保持在基片台504的上面上的状态下，使基片台504上升，使基片W的周缘部接触阴极电极512，形成能通电的状态，进一步上升，使密封材料514压接到基片W的周缘部上面上，使基片W的周缘部进行水密封。

另一方面，电极头502，从取消负荷进行电镀液置换和除泡等的位置(无负荷位置)起，在把电镀液Q保持在内部的状态下，位于规定位置(处理位置)。也就是说，暂且使摇动杆500上升，再使其旋转，以此使电极头502位于基片台504的正上方位置上，然后，使其下降，在达到规定位置(处理位置)时停止。并且，对阳极室530内加压，使电极头502内保持的电镀液Q从多孔性垫534的下面流出。然后，把加压空气引入到气囊548内，把下层垫534a向下方按压。

在此状态下，分别使电极头502和基片台504进行旋转(自转)。这样一来，由于多孔性体528(下层垫534a)的表面的表面粗度、或者在把多孔性体528(下层垫534a)朝向基片W的被镀面按压时该多孔性体528(下层垫534a)上产生的弯曲和翘曲等，如图40所示，在多孔性体528(下层垫534a)和基片W的被镀面P之间局部产生间隙S，即使该间隙S内存在电镀液Q，也能够利用该该旋转所产生的离心力来把该间隙S内所存在的电镀液Q排出到外部。这样，由于排除电镀液Q，所以能够把多孔性体528(下层垫534a)的整个面均匀地按压到基片W的被镀面S上使其紧密结合。

而且，在该例中，表示把下层垫534a按压到下方之后，分别使电极头502和基片台504进行旋转，但是也可以把加压空气引入到气囊548内，在把下层垫534a向下方按压时，预先使电极头502和基片台504旋转，在按压后也按规定时间继续进行该旋转。

并且，为了在多孔性体528(下层垫534a)和基片W的被镀面P之间局部产生的间隙S内存在的电镀液Q被排除，把多孔性体528(下层垫534a)的整个面均匀地按压到基片W的被镀面S上使其紧密结合，要使电极头502和基片台504旋转足够长的时间，然后，停止该旋转。

然后，把阴极电极512连接到电镀电源560的阴极上；把阳极526连接到电镀电源560的阳极上，这样，对基片W的被镀面进行电镀。这样，用任意压力把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的被镀面上，而且在提高两者的紧密结合性的状态下进行电镀，这样能够消除下层垫534a和基片W的被镀面的沟槽等的布线用微细凹部以外的部分(图形部以外的部分)之间的间隙，在设置在基片上的布线用微细凹部的内部有选择地析出电镀膜。

并且，在按规定时间继续进行电镀之后，解除阴极电极512和阳极526的电镀电源560的连接，同时，使阳极室530返回到大气压，再使气囊548返回到大气压，解除下层垫534a对基片W的按压。并且，使电极头502上升。

根据需要按规定次数重复上述操作，在基片W的表面(被镀面)上形成足够厚的铜层(参见图1B)，以便填埋布线用微细凹部，然后，使电极头502旋转，返回到原有位置(无负荷位置)上。

图41表示本发明的另一其他实施方式中的电镀装置的主要部分。该例与图39所示的例的不同点是：在基片台504的上面的基片安装部上，安装压电振子590，利用该压电振子590来使由基片台504安装的基片W进行与基片W的被镀面相垂直的上下方向的振动。

该例和上述情况一样，面向由基片台504保持的基片W按压下层垫534a之后，通过压电振子590使基片W在上下方向上按规定时间振动，或者在按压时，预先通过压电振子590使基片W在上下方向上振动，在按压下层垫534a之后，也按规定时间继续进行该振动。这样一来，如图40所示，在多孔性体528(下层垫534a)和基片W的被镀面P之间局部产生间隙S，即使在该间隙S内存在电镀液，也能够把该间隙S内存在的电镀液Q伴随该振动而排除到外面。尤其，如该例所示，使基片W在与被镀面相垂直的方向上振动，使多孔性体和基片的被镀面不会互相磨擦接触，因此，能够防止电镀表面受伤。再者，振子采用压电振子590，因此，能够实现机构的小型化。

图42表示本发明的另一其他实施方式中的电镀装置的主要部分。该例与图39所示的例的不同点是：在基片台504的上面上，例如形成用于保持纯水等液体的贮槽504g，同时在该贮槽504g的内部设置了超声波振子592，用于对该贮槽504g内的液体施加超声波，使该液体进行高频振动。

该例，在基片台504的贮槽504g内灌满纯水等液体，与上述情况一样，把基片W吸附保持在基片台504的上面上。这时，使基片台504保持的基片W和基片台504的贮槽504g内的液体进行接触。并且，面向由基片台504保持的基片W，按压下层垫534a之后，通过超声波振子592向基片台504的贮槽504g内的液体施加超声波振动。于是，液体的超声波振动传递到基片W上使基片振动，再从电镀液Q传递到多孔性体528上，使其振动。这样一来，与上述情况一样，在多孔性体528(下层垫534a)和基片W的被镀面P之间局部产生的间隙S内存在的电镀液Q，随着该振动能够排除到外面。

而且，与上述情况一样，在按压下层垫534a时，也可以预先通过超声波振子592把超声波振动施加到基片台504的贮槽504g内的液体内。

图43表示本发明的另一个其他实施方式中的电镀装置的主要部分。该例与图39所示的例的不同点是：在对阳极室530进行区划形成的上下移动的外壳522的顶板上，安装压力端口594，在该压力端口594上通过开关阀596来连接作为压力控制部的真空泵598。

若采用该例，则驱动真空泵598，对阳极室530内抽真空，使阳极室530内的压力低于大气压(负压)，因此，如图44所示，对于多孔性体528(534a)和基片W的被镀面P之间的间隙S内存在的电镀液Q进行抽取，促进电镀液Q通过多孔性体528(534a)的内部而流入到阳极室530内，能够从间隙S中排除电镀液Q。

而且，该电镀液的抽取排除作业，和上述各例一样，面向由基片台504保持的基片W，按压下层垫534a之后进行，或者按压时预先进行。但也可以在电镀中继续进行。

并且，在图43所示的例中，表示在压力端口594上通过开关阀596来连接真空泵598的例子。但是，也可以连接加压泵来取代该真空泵598，并在上下移动外壳内设置排气端口，利用由加压泵对阳极室530内进行的加压，以及从排气端口排气的减压二者反复进行所产生的压力振动，使阳极室530内的电镀液Q以及多孔性体528进行振动。

如以上详细说明的那样，若采用本发明，则利用任意压力把多孔性体按压到由基片台保持的基片的被镀面上时，对多孔性体和被镀面之间的间隙内存在的电镀液进行排除，从而能够不增加荷重，而在使多孔性体的整个面均匀地与基片被镀面紧密结合的状态下进行电镀。这样一来，能够在沟槽和导通孔的内部优先进行电镀，埋入布线材料(金属膜)，提高电镀后的表面的平整性。所以，能够减小或者省略像CMP那样的凸部的有选择腐蚀工艺的负荷，不仅能够降低成本，而且也能够解决变形和氧化物腐蚀等CMP特有的问题。

图45～图49表示本发明的另一个其他实施方式的电镀装置。该电镀装置与上述图29所示的电镀装置的不同点如下。

也就是说，如图45所示，该电镀装置中具有用于进行电镀处理及其附带处理的电镀处理部630，与该电镀处理部630相邻接，布置了空运转台632。并且，具有一种电极杆部636，其具有的电极头502保持在以旋转轴634为中心进行摇动的摇动杆500的前端上，在电镀处理部630和空运转台632之间进行移动。再者，在电镀处理部630的侧面上，布置了：预涂敷、回收杆638、以及把纯水和离子水等药液、以及气体等喷射到基片上的固定喷咀640。在该实施方式中，具有3个固定喷咀640，其中的一个用于供给纯水。

再者，如图46所示，布置在阳极室530内的多孔性体528采用了把多孔性材料积层为3层，在各层之间设置了空间的多层结构。也就是说，多孔性体528包括：浸渍电镀液材料532、以及由下层垫534a和上层垫534b构成的多孔性垫534，在下层垫534a和上层垫534b之间，设置了第1空间642a；在上层垫534b和电镀液浸渍材532之间设置了第2空间642b。

在下层垫534a和上层垫534b之间，设置了第1空间642a，在第1空间642a的内部、以及位于其下方的下层垫534a的内部，主要供给新鲜的电镀液，预先加以保持。该新鲜的电镀液在电镀紧前面通过下层垫534a而供给到基片W上，这样，供给更少量的电镀液，即可始终使用新鲜的电镀液来进行电镀。也就是说，在该例中，如下所述，把加压流体引入到阳极室530的内部(上部)，按照压力P₁₀来对阳极室530进行加压，因此，能够把阳极室530内的电镀液供给到基片上，这时，主要在第1空间642a的内部，以及位于其下方的下层垫534a的内部，预先保持新鲜的电镀液，因此能够防止位于阳极室530内对阳极526进行浸渍的电镀液混入到供给到该基片上的新鲜电镀液内。

并且，在上层垫534b和电镀液浸渍材532之间设置第2空间642b，因此，能够把该第2空间作为主要保存新鲜电镀液的空间使用，再者，能够使该第2空间642b内的电镀液发挥这样的效果，即能够阻挡在阳极室530内对阳极526进行了浸渍的电镀液混入到新鲜的电镀液中。

把新鲜的电镀液引入到第1空间642a内，并且，把第1空间642a内的旧的电镀液置换成新鲜的电镀液，所以，在上下移动外壳522内，向第1空间642a内输出供给电镀液的电镀液供给部652、以及抽取排出第1空间642a内的电镀液的电镀液排出部654，设置在上下移动的外壳522的直径方向上互相对置的位置上。电镀液供给部652如图47所示，具有：多个输出口656，它设置在上下移动外壳522的与第1空间642a相对置的位置上；以及连接口658，用于和该输出口656相连通，穿过上下移动外壳522，安装与该连接口658相连通的电镀液供给端口660。并且，电镀液排出部654具有：多个引入孔662，它设置在上下移动外壳522的与第1空间642a相对置的位置上；以及连接口664，用于和该引入孔662相连通，穿过上下移动外壳522，安装与该连接口664相连通的电镀液排出端口666。

这样一来，一边从电镀液供给部652向第1空间642a内供给新鲜电镀液，一边通过电镀液排出部654从第1空间642a中抽出电镀液，因此，能够把第1空间642a内置换成新鲜的电镀液。

在电极头502上具有气囊570，具有一种按任意压力把下层垫534a按压到由基片台504保持的基片W的表面(被镀面)上的按压机构。也就是说，在该例中，在旋转外壳520的顶板的下面和上下移动外壳522的顶板的上面之间，布置环状的气囊570，该气囊570通过加压流体引入管572而连接在加压流体供给源(无图示)上。这样一来，在把摇动杆500固定到电镀处理部630上的规定位置(处理位置)上使其不能上下移动的状态下，用压力P₉对气囊570的内部进行加压，于是以任意压力把下层垫534a均匀地按压到由基片台504保持的基片W表面(被镀面)上，使上述压力P₉返回到大气压，这样，能够解除下层垫534a的按压。

在上下移动外壳522内，安装了用于抽取阳极室530内的电镀液的电镀液引入管574、以及用于引入加压流体的加压流体引入管576。在阳极526的内部，设置了多个细孔526a。这样一来，电镀液把多孔性体528浸渍到电镀液内，使阳极室530气密封的状态下，通过电镀液引入管574引入阳极室530内的电镀液，从多孔性体528向阳极室530内吸了，用压力P₁₀来对阳极室530的内部加压，以此供给到基片W的上面上。

图48表示使电极头502向空运转台632的正上方移动，再使其下降，把新鲜的电镀液供给到电极头502的阳极室530内的状态。空运转台632具有例如贮存新鲜电镀液的电镀液槽600。并且，使多孔性体528浸渍到该电镀液槽600内积存的电镀液中，使阳极室530内气密封，在此状态下，通过电镀液引入管574来引入阳极室530内的电镀液，于是，把电镀液槽600内的新鲜电镀液从多孔性体528中向上吸入到阳极室530内。并且，这样吸入的新鲜电镀液的液面位于第1空间642a的上方，更好的是位于第2空间642b的上方时，停止吸入电镀液。这样一来，在第1空间642a的内部、以及位于其下方的下层垫534a的内部，更好的是位于第2空间642b的内部，以及位于其下方的上层垫534b的内部，主要保持新鲜的电镀液。这时的电镀液的引入，希望在不降低通过能力的范围内按慢速度进行。

图49表示把新鲜电镀液供给到电极头502的阳极室530内的其他状态。在该例的情况下，例如在电镀液槽600内部灌满新鲜的电镀液，或者使电镀液进行循环。并且，使多孔性体528浸渍到该电镀液槽600内的电镀液中，使阳极室530内气密封，在此状态下，打开电镀液供给端口660，向第1空间642a内供给新鲜的电镀液，同时打开电镀液排出端口666，从第1空间642a中抽取电镀液，以此来使第1空间642a内主要置换成新鲜电镀液。并且，在该置换结束后，停止从电镀液供给端口660中供给电镀液，同时，关闭电镀液排出端口666，或者，关闭电镀液排出端口666，短时间从电镀液供给端口660中继续供给电镀液之后，停止该供给。这时的电镀液的置换，在不降低产品通过能力的范围内，希望慢速度进行。并且，把新鲜电镀液贮存在电镀液槽600的内部，这样，位于第1空间642a的下方的下层垫534a的内部的一部分也能够置换成新鲜的电镀液。

若采用该例，则利用上述2个方法，能够主要把新鲜电镀液保持在第1空间642a的内部，更好的是保持在位于其下方的下层垫534a的内部，再更好的是保存在第2空间642b的内部、以及位于其下方的上层垫534b的内部。

以下说明在该电镀装置中进行电镀时的操作。

首先，在把基片W吸附保持在基片台504的上面上的状态下，使基片台504上升，使基片W的周缘部接触阴极电极512，形成能通电状态，进一步使其上升，把密封材料514压接到基片W的周缘部上面上，对基片W的周缘部进行水密封。另一方面，电极头502，在空运转台632中，如上所述，主要是把新鲜的电镀液保存在第1空间642a的内部，更好的是保存在位于其下方的下层垫534a的内部，再更好的是保存在第2空间642b的内部和位于其下方的上层垫534b的内部。并且，使该电极头502位于规定位置上。也就是说，暂且使摇动杆500上升，再使其旋转，这样，使电极头502位于基片台504的正上方位置上，然后，使其下降，达到规定位置(处理位置)时停止。并且，把阳极室530内加压到压力P₁₀，使由电极头502保持的电镀液从多孔性垫534的下面输出。

这样一来，在第1空间642a等的内部，以及位于该第1空间642a的下方的下层534a的内部保存的电镀液，一边防止保存在阳极室530内，对阳极526进行浸渍的电镀液的混入，一边能够供给到基片W上。

然后，把加压空气引入到气囊570内，一边把下层垫534a按压到下方，把下层垫534a按规定压力按压到基片W的表面(被镀面)上。在此状态下使电极头502和基片台504旋转(自转)。这样一来，在电镀之前一边把下层垫534a按任意压力按压到由基片台504保持的基片W的被镀面上，一边使两者相对移动，以此来提高下层垫534a和基片W的紧密结合性。

并且，在电极头502和基片台504停止旋转后，把阴极电极512连接到电镀电源560的阴极上；把阳极526连接到电镀电源560的阳极上，这样一来，在基片W的被镀面上进行电镀。并且，在按规定时间继续电镀之后，解除阴极电极512和阳极526的电镀电源560的连接，同时使阳极室530内返回到大气压，再使气囊570内返回到大气压。然后，使摇动杆500上升，再使其旋转，使电极头502返回到原来位置(空运转位置)。该操作根据需要按规定次数反复进行，在基片W的表面(被镀面)上形成充分厚的铜层7(参见图1B)以便填埋布线用的微细凹部，然后，结束电镀。

若采用本发明，则在具有多层结构的多孔性体内部，预先保持新鲜电镀液，在即将电镀之前通过多孔性体向基片供给电镀液，这样，能够防止对阳极进行了浸渍的电镀液混入到供给该基片的新鲜电镀液中，供给更小量的电镀液，即可经常用新鲜电镀液进行电镀，因此能够减少电镀液的消耗量。而且，容易适应采用多种电镀液的工艺。

产业上利用的可能性

本发明涉及电镀装置和电镀方法，尤其适用于对在半导体晶片等基片上形成的微细布线图形上填埋铜等金属(布线材料)形成布线。

Claims

1.一种电镀方法，其特征在于：准备具有由籽晶层覆盖的布线用的微细凹部的基片，在上述籽晶层的表面以及和该籽晶层保持规定间隔距离进行布置的阳极之间，通过多孔性接触体供给电镀液，

在上述籽晶层和上述阳极之间加电镀电压进行电镀时，

在上述籽晶层和上述阳极之间断续地施加电镀电压，并且与该电镀电压的断续的施加相关联地使上述多孔性接触体和上述籽晶层之间的按压状态发生变化。

2.如权利要求1所述的电镀方法，其特征在于：上述多孔性接触体和上述籽晶层之间的按压状态的变化，是上述多孔性接触体和上述籽晶层之间的压力变化。

3.如权利要求1所述的电镀方法，其特征在于：在相对提高上述多孔性接触体和上述籽晶层表面之间的压力时在上述籽晶层和上述阳极之间施加电镀电压，并在上述多孔性接触体和上述籽晶层之间的压力与以前的状态相比相对地降低时在上述籽晶层和上述阳极之间不施加电镀电压。

4.如权利要求1所述的电镀方法，其特征在于：上述多孔性接触体和上述籽晶层之间的按压状态的变化是上述多孔性接触体和上述籽晶层表面的接触和非接触的变化。

5.如权利要求1所述的电镀方法，其特征在于：与上述籽晶层和上述阳极之间的电镀电压的断续的施加同步地，使上述多孔性接触体和上述籽晶层表面断续地接触。

6.如权利要求1所述的电镀方法，其特征在于：在上述多孔性接触体和上述籽晶层表面为非接触时，在上述籽晶层和上述阳极之间不加电镀电压，在上述多孔性接触体和上述籽晶层表面接触后经过一定时间之后，在上述籽晶层和上述阳极之间加电镀电压。