JP2001203184A

JP2001203184A - 加工装置及び加工方法

Info

Publication number: JP2001203184A
Application number: JP2000011032A
Authority: JP
Inventors: 俊幸 ▲瀧▼澤; Toshiyuki Takizawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】薬液による加工の均一性及び再現性を保証し
て、ウェハの大口径化に対して拡張性に富んだ加工装置
及び加工方法を提供する。【解決手段】加工装置が、加工対象物を載置するため
の台座１０８と、該加工対象物の被加工面に相対するよ
うに設置されている薬液調整部品１０５と、を備えてお
り、薬液調整部品１０５には、台座１０８に載置された
加工対象物に対して、所定の加工処理のための化学反応
を生じさせる薬液を供給する複数の薬液供給孔１０１
と、所定の加工処理後の薬液を回収するための複数の薬
液回収孔１０４とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大口径のウェハ面
内において、均一性の高い薬液による加工を実現する加
工装置及び加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、加入者系光通信網などを有する高
度情報化社会の実現に向けて、半導体レーザを代表とす
る光能動素子や光機能モジュールの開発が急速に進めら
れている。更に今後は、家庭にまで光ファイバを敷設し
て、各家庭への光通信端末の普及が見込まれている。

【０００３】低価格な光通信端末を実現するには、その
内部を構成する光能動素子も低価格化することが必要不
可欠である。そこで、その実現方法の一つとして、ウェ
ハの大口径化が挙げられる。ウェハを大口径化すると、
チップあたりのランニングコストは低減されるため、低
価格化することが可能である。

【０００４】しかし、ウェハを大口径化する場合、ウェ
ハ面内の均一な加工性を実現することが重要である。

【０００５】ウェハ表面の形状を加工する際には、一般
にエッチング技術が用いられる。最も一般的なエッチン
グ技術として、薬液（液体状エッチャント）を用いるウ
ェットエッチングが挙げられる。ウェットエッチングで
は、ダメージの少ないエッチングを行える反面、薬液の
温度及び混合比率や攪拌条件などを完全に管理すること
は難しく、これらが、ウェハ面内やウェハ間での加工精
度や加工形状のばらつき（加工の不均一性）を起こして
いる要因とされている。

【０００６】ウェットエッチングの均一性を向上させる
方法として、ウェハ全体に薬液（液体状エッチャント）
を滴下するスピンエッチング法が挙げられる（例えば、
特開昭６３−２０８３４号公報を参照）。これは、回転
する台の上にウェハを設置し、ウェハを回転させながら
薬液をウェハ全体に滴下することで、加工の均一性の向
上を図る方法である。ウェハ表面で反応した薬液は、遠
心力によりウェハの外周に向かって飛ばされる。

【０００７】しかし、この方法では、ウェハの大口径化
に伴って、ウェハ外周における反応後の薬液量が増大
し、且つウェハ中心から離れるにつれて運動速度も増大
するため、実際には、ウェハ面内において均一なエッチ
ングを行うことは難しい。

【０００８】一方、ウェハ面内での加工の均一性を向上
させる方法として、ドライエッチングが挙げられる。こ
の方法は、反応性を有するガスをウェハにあててエッチ
ングを行なうものであり、ウェハ表面に垂直な方向での
加工性、及びウェハ面内での加工の均一性に優れたエッ
チング技術である。

【０００９】しかし、ドライエッチングでは、電界にて
加速した反応性イオンをウェハ表面に照射してエッチン
グを行なうため、ウェハへの物理的なエッチングダメー
ジが発生する。そのため、エッチング面へのエピタキシ
ャル成長といった表面状態に対して敏感なプロセスに対
しては、不都合な問題点を持っている。

【００１０】また、メッキ技術においても、ウェハ面内
での加工の均一性の制御については困難が伴う。特に、
メッキでは薬液を用いているため、薬液の攪拌条件によ
って、ウェハ面内におけるメッキ厚の均一性が大きくば
らつく。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、薬液を
用いた従来の加工方法では、ウェハ面内での加工の高い
均一性及び高い再現性の実現が困難である。そのため、
従来の薬液による加工法は、ウェハの大口径化への対応
が困難であり、大口径ウェハに対してもウェハ面内での
加工の均一性及び再現性を十分に達成するためには、更
なる工夫が必要となっている。

【００１２】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、薬液による加工の均一
性及び再現性を保証して、ウェハの大口径化に対して拡
張性に富んだ加工装置及び加工方法を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の加工装置は、加
工対象物を載置するための台座と、該加工対象物の被加
工面に相対するように設置されている薬液調整部品と、
を備えており、該薬液調整部品には、該台座に載置され
た加工対象物に対して、所定の加工処理のための化学反
応を生じさせる薬液を供給する複数の薬液供給孔と、該
所定の加工処理後の該薬液を回収するための複数の薬液
回収孔と、が設けられていて、そのことによって、前記
の目的が達成される。

【００１４】好ましくは、前記薬液調整部品に設けられ
ている前記複数の薬液供給孔及び前記複数の薬液回収孔
は、空間的にお互いに所定の間隔を隔てて形成されてい
る。

【００１５】前記薬液調整部品は、該薬液調整部品と前
記加工対象物の前記被加工面との間の間隙が、該薬液調
整部品の自重によって所定の値に制御されるように設置
されていてもよい。

【００１６】前記薬液調整部品に設けられている前記複
数の薬液供給孔の各々の口径は、前記複数の薬液回収孔
の各々の口径よりも小さくてもよい。

【００１７】前記薬液調整部品は、複数の構成部品を組
み合わせて構成されていてもよい。

【００１８】この場合、前記薬液調整部品を形成する前
記複数の構成部品の各々は、前記加工対象物の前記被加
工面に対して垂直な方向にのみ可動であって、該構成部
品と該加工対象物の該被加工面との間の間隙が、該構成
部品の自重によって所定の値に制御されるように設置さ
れていてもよい。

【００１９】或いは、前記薬液調整部品を形成する前記
複数の構成部品の各々は、前記加工対象物の前記被加工
面に対して垂直な方向にのみ可動であって、該構成部品
と該加工対象物の該被加工面との間の間隙が、該構成部
品に形成された前記薬物薬液供給孔の内壁に対する前記
薬液の管内摩擦によって、所定の値に制御されるように
設置されていてもよい。

【００２０】前記薬液調整部品に設けられている前記複
数の薬液供給孔は、前記加工対象物の前記被加工面に対
してランダムな角度で形成されていてもよい。

【００２１】ある実施形態では、前記薬液の供給及び回
収に対する所定の流入出サイクルを実現する制御部が更
に備えられていて、該所定の流入出サイクルは、所定量
の前記薬液が前記複数の薬液供給孔から前記加工対象物
の前記被加工面上に流入した後に、該薬液の流入を停止
し、前記所定の加工処理後の該薬液を該加工対象物の該
被加工面から前記薬液回収孔を介して回収した後に、該
薬液の回収を停止させるものである。

【００２２】ある実施形態では、前記薬液回収孔から回
収された前記薬液を前記薬液供給孔から再び供給する循
環系が更に備えられている。

【００２３】ある実施形態では、前記薬液調整部品及び
前記台座の少なくとも一方を水平運動させて、前記加工
対象物と該薬液調整部品との間の相対的な運動を生じさ
せる運動機構が更に備えられている。

【００２４】この場合には、前記薬液調整部品の前記加
工対象物に相対している部分の面積が、該加工対象物の
前記被加工面の面積よりも小さくてもよい。

【００２５】ある実施形態では、本発明の加工装置は、
前記薬液調整部品を導電性材料によって作製して第１の
極性の電極として機能させ、前記加工対象物に電気的に
接触している前記台座を、該第１の極性とは逆の第２の
極性の電極として機能させることにより、メッキ加工を
行うように構成されている。

【００２６】ある実施形態では、本発明の加工装置は、
前記薬液調整部品に設けられている前記複数の薬液供給
孔の各々の内壁において、供給される前記薬液に接触す
るような位置に、第１の極性の電極を配置し、前記加工
対象物に電気的に接触している前記台座を、該第１の極
性とは逆の第２の極性の電極として機能させることによ
り、メッキ加工を行うように構成されている。

【００２７】前記台座が、お互いに電気的に独立した複
数の電極部として機能するように構成され、該各々の電
極部は、前記薬液調整部品及び前記台座の少なくとも一
方の水平運動による前記加工対象物と該薬液調整部品と
の間の相対的な運動によって、該薬液調整部品がその上
方に位置している期間のみ、所定のメッキ電流を流すよ
うに構成されていてもよい。

【００２８】また、本発明の加工装置は、加工対象物を
載置するための台座と、該加工対象物の被加工面に相対
するように設置された多孔質材料製の薬液調整部品と、
を備えており、該薬液調整部品には、該台座に載置され
た加工対象物に対して、所定の加工処理のための化学反
応を生じさせる薬液が供給されるとともに、該所定の加
工処理後の該薬液を回収するための複数の薬液回収孔が
設けられており、そのことによって、上記目的が達成さ
れる。

【００２９】この場合、前記薬液回収孔の内周面に薬液
を通過させない壁を設けるようにしてもよい。

【００３０】本発明の加工方法は、加工対象物を台座に
載置するステップと、該加工対象物の被加工面に相対す
るように薬液調整部品を設置するステップと、該台座に
載置された加工対象物に対して、所定の加工処理のため
の化学反応を生じさせる薬液を、該薬液調整部品に設け
られた複数の薬液供給孔を介して供給し、且つ、該所定
の加工処理後の該薬液を、該薬液調整部品に設けられた
複数の薬液回収孔から回収し、これによって該加工対象
物に対する該所定の加工処理を行う加工処理ステップ
と、を含み、該加工処理ステップでは、所定量の該薬液
が該複数の薬液供給孔から該加工対象物の表面上に流入
した後に該薬液の流入を停止し、該加工処理後の該薬液
を該加工対象物の該被加工面から該薬液回収孔を介して
回収した後に、該薬液の回収を停止させるものであっ
て、そのことによって、前述の目的が達成される。

【００３１】本発明の他の加工方法は、加工対象物を台
座に載置するステップと、該加工対象物の被加工面に相
対するように薬液調整部品を設置するステップと、該台
座に載置された加工対象物に対して、所定の加工処理の
ための化学反応を生じさせる薬液を、該薬液調整部品に
設けられた複数の薬液供給孔を介して供給し、且つ、該
所定の加工処理後の該薬液を、該薬液調整部品に設けら
れた複数の薬液回収孔から回収し、これによって該加工
対象物に対する該所定の加工処理を行う加工処理ステッ
プと、を含み、該薬液回収孔から回収された該薬液を、
該薬液供給孔から再び供給するものであって、そのこと
によって、前述の目的が達成される。

【００３２】本発明の加工装置では、薬液調整部品に形
成された微細な薬液供給孔から薬液を供給して加工対象
物（例えば半導体ウェハ）の加工を行い、更に加工後の
薬液を薬液供給孔に隣接して設けられた薬液回収孔から
素早く吸い出すことにより、加工の均一性が飛躍的に向
上される。このような構造を採ることによって、従来の
薬液を用いた加工法において、攪拌条件を完全に制御す
ることと同等の効果を得ることができる。このように、
本発明の加工装置では、ウェハ面内での加工の均一性及
び再現性が向上する。

【００３３】薬液調整部品の自重によって、薬液調整部
品と加工対象物の被加工面（ウェハ表面）との間の間隙
（薬液調整部品の被加工面からの高さ）を適切な値に制
御・調整する構成とすれば、薬液供給孔から薬液回収孔
に流れる薬液の流れが薬液調整部品を持ち上げるため
に、機械的な高さ制御を必要としない。そのため、装置
の構成は簡便なものとなる。また、薬液調整部品と加工
対象物の被加工面との間の間隙（薬液調整部品の被加工
面からの高さ）が、薬液を良好なコンディションで流す
ための適した高さに自動的に制御されることも、利点で
ある。

【００３４】一方、薬液の持つ粘性を利用して、薬液調
整部品と加工対象物の被加工面（ウェハ表面）との間の
間隙（薬液調整部品の被加工面からの高さ）を適切な値
に制御・調整する構成とすれば、薬液供給孔の口径が薬
液回収孔の口径よりも小さい場合に、薬液供給孔の管内
には、その中を流れる薬液の粘性に伴う管内摩擦によっ
て、ウェハに対して押付ける圧力が生じる。一方、ウェ
ハ表面（被加工面）を流れる薬液は、ウェハ表面を流れ
るために薬液調整部品を押しのける力を生じる。そのた
め、薬液調整部品と加工対象物の被加工面との間の間隙
（薬液調整部品の被加工面からの高さ）は、上記の２つ
の力が拮抗する間隙幅になるように、自動的に調整され
る。これにより、機械的な高さ制御が不要になって、装
置の構成は簡便なものとなる。また、薬液調整部品と加
工対象物の被加工面との間の間隙（薬液調整部品の被加
工面からの高さ）が、薬液を良好なコンディションで流
すための適した高さに自動的に制御されることも、利点
である。

【００３５】薬液調整部品が有するべき複数の微細な薬
液供給孔及び薬液回収孔を、適切な形状を有する構成部
品の組み合わせによって形成すれば、複雑な孔の加工は
必要とされない。この場合、同様の形状を有する複数の
構成部品を組み合わせて薬液調整部品を作製するため、
所定の形状を有する薬液調整部品を非常に低コストで簡
便に、且つ高精度で実現できる。

【００３６】複数の構成部品を組み合わせて薬液調整部
品を構成する場合に、各構成部品の間を固定せずに被加
工面に垂直な方向に動けるようにした上で、各構成部品
とウェハ表面（被加工面）との間の間隙の調整方法とし
て各構成部品の自重を利用することにより、先に述べた
ように、機械的な高さ制御を必要とせずに、各構成部品
に対して簡便且つ確かな間隙制御を行なうことが可能と
なる。

【００３７】或いは、複数の構成部品を組み合わせて薬
液調整部品を構成する場合に、各構成部品の間を固定せ
ずに被加工面に垂直な方向に動けるようにした上で、各
構成部品に存在する薬液供給孔の管内摩擦を利用して各
構成部品とウェハ表面（被加工面）との間の間隙を調整
すれば、先述のように、機械的な高さ制御を必要とせず
に、各構成部品に対して簡便且つ確かな間隙制御を行な
うことが可能となる。

【００３８】また、薬液調整部品に形成されている薬液
供給孔をランダムな角度で配置することにより、ウェハ
表面（被加工面）の上の薬液を均等に混ぜることが可能
になって、均等なウェハ表面の加工が可能となる。

【００３９】薬液供給孔から供給された薬液によってウ
ェハ表面の加工を行なうにつれて薬液の加工能力が低下
していくが、薬液の供給動作と回収動作とを完全に独立
に行なう様に構成すれば、薬液供給孔から薬液を供給し
て加工処理を行った後に、この薬液（処理後であって加
工性が劣化した古い薬液）をウェハ表面から回収し、そ
の後に新しい薬液を薬液供給孔からあらためて供給する
ことによって、ウェハ上の薬液を常に新鮮な状態にする
ことができる。これにより、薬液の不完全な交換をなく
すことが可能であり、更に、加工の均一性を向上させる
ことが可能となる。

【００４０】本加工装置では、薬液を薬液供給孔及び薬
液回収孔を通してウェハ上に供給するが、一度の加工処
理で薬液の反応性が大きく損なわれない場合には、薬液
を循環させるように構成することによって、薬液を経済
的且つ有効に利用することができる。

【００４１】薬液調整部品及び台座の少なくとも一方を
運動させて、薬液調整部品と加工対象物（ウェハ）の被
加工面との間に相対運動を生じさせることにより、薬液
供給孔及び薬液回収孔の近傍におけるウェハの加工の不
均一性を解消することができる。この場合、運動によっ
てウェハ面内の加工の均一性は更に向上し、薬液供給孔
及び薬液回収孔の形状に対する加工均一性の依存性は解
消される。そのため、薬液調整部品に形成されている孔
（薬液供給孔及び薬液回収孔）の間隔を広げることも可
能になって、薬液調整部品の設計自由度が増す。このよ
うな方式を採ることにより、本発明における加工の均一
性が更に向上する。

【００４２】また、薬液調整部品及び台座の少なくとも
一方を運動させる場合に、薬液調整部品の大きさはウェ
ハと同程度である必要はなく、運動によってウェハ表面
全体をカバーすることが可能であるならば、薬液調整部
品を小型化することも可能である。このようにして薬液
調整部品を小型化することによって、薬液装置を低コス
トで実現することが可能になる。

【００４３】本加工装置をメッキ加工に応用するために
は、薬液調整部品、或いは薬液調整部品に設けられた薬
液供給孔の管内に陽極を設け、更に、加工対象物（ウェ
ハ）と電気的に接触している台座に陰極を設けることに
より、メッキ加工が可能になる。この場合には、メッキ
の膜厚均一性が、本加工装置によって得られるウェハ面
内での加工均一性ということになる。薬液の複雑な攪拌
制御を必要としないため、均一なメッキ厚が提供され
る。

【００４４】上記において、薬液調整部品及び台座の少
なくとも一方を運動させる場合に、薬液調整部品が、ウ
ェハのある領域の直上に存在しない場合には十分なメッ
キ処理が行われずに、メッキに不均一性が生じる可能性
がある。これに対して、陰極を電気的にお互いに独立し
た複数の陰極部を構成するように形成して、薬液調整部
品が運動によってウェハのある領域の直上に存在すると
きにのみ、その領域に対応する陰極部を介してメッキ電
流を流すことで、メッキの不均一性を回避することがで
きる。更に、運動を追尾するような形で電流の流すウェ
ハ領域（陰極部）を切り替えることによって、メッキの
均一性を向上させることができる。

【００４５】本発明の加工装置では、多孔質材料によっ
て構成された薬液調整部品を使用することによって、微
細な薬液供給孔を設ける必要がなく、薬液調整部品に対
して直接薬液を供給することができる。多孔質材料の薬
液調整部品からは、様様な方向性で薬液がしみ出るため
に、ウェハの表面加工の平坦性が増す。

【００４６】この場合に、薬液回収孔の周面に薬液を通
さない壁を設けることによって、薬液の利用効率が増
す。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的な実施形
態について、添付の図面を参照しながら説明する。

【００４８】図１は、本発明に従って構成される加工装
置１００の基本構造を模式的に表す断面図である。

【００４９】加工装置１００は、加工対象物１０７、例
えば半導体ウェハ１０７（単に「ウェハ」と称する）を
載置する台座１０８と、台座１０８の上に載置されたウ
ェハ１０７の被加工面に相対するように、所定の間隙を
開けて置かれた薬液調整部品１０５とを、その構成要素
として含む。薬液調整部品１０５には２種類の孔が形成
されており、それぞれ、ウェハ１０７に対する化学反応
を生じさせて所定の加工処理を行う薬液１０６を供給す
る薬液供給孔１０３、及びウェハ１０７に対する加工に
用いられた後の薬液１０６をウェハ１０７の表面から効
率良く回収・排出する薬液回収孔１０４として機能す
る。薬液供給孔１０３及び薬液回収孔１０４には、それ
ぞれ、薬液の供給側管路１０１及び回収側管路１０２が
接続されており、これによって、薬液１０６の供給及び
回収が行われる。薬液供給孔１０３及び薬液回収孔１０
４の断面形状は、何れも特定のものに限られるわけでは
ない。

【００５０】薬液調整部品１０５に形成されている薬液
供給孔１０３及び薬液回収孔１０４は、平面的に所定の
間隔を隔てて形成されており、薬液供給孔１０３から流
れ出た薬液１０６は、ウェハ１０７の表面（被加工面）
にて反応を起こした後に、効率よく薬液回収孔１０４を
介して回収される。この機構によって、ウェハ１０７の
表面には、ある薬液供給孔１０３から、それに隣接する
薬液回収孔１０４に至る無数の環状の微小な薬液１０６
の流れが形成される。ウェハ１０７の全表面に渡って薬
液１０６の流れが発生し、薬液１０６の流れの淀みやム
ラが発生しなくなるので、ウェハ１０７の表面における
加工の不均一性は解消される。

【００５１】加工均一性の向上のためには、ウェハ１０
７の全表面に渡って、薬液１０６を所定の圧力で均一に
供給する必要があり、このためには、薬液供給孔１０３
及び薬液回収孔１０４のサイズ及び配置間隔が重要なパ
ラメータになる。好ましくは、薬液供給孔１０３及び薬
液回収孔１０４は、各々の直径を例えば約１ｍｍとし
て、直径と同程度の間隔で配置する。

【００５２】更に、本発明の加工装置１００の構成で
は、薬液調整部品１０５を大面積化することにより、大
面積ウェハに対しても、同じように高い均一性で加工を
行うことができる。

【００５３】ウェハ１０７及び薬液調整部品１０５の間
の薬液１０６は、その粘性によって、ウェハ１０７の表
面から無くなることはない。

【００５４】また、本加工装置１００は、ウェハ１０７
の表面を一様に平坦に加工するためだけではなく、薬液
１０６に対して不溶性のマスクを用いることによって選
択的な表面加工に用いることも可能である。更に、本発
明の加工装置１００は、薬液１０６の化学反応を利用し
たウェハ１０７の表面の加工装置としてのみならず、液
体（薬液１０６）を用いたウェハ１０７の物理的な表面
洗浄装置として用いることも可能であることは、言うま
でもない。

【００５５】図１では、薬液供給孔１０３は、加工対象
物であるウェハ１０７の表面（被加工面）に対して垂直
な方向を向くように描かれているが、薬液供給孔１０３
の角度は、加工対象物であるウェハ１０７の表面（被加
工面）に対して斜めに形成されていても何ら問題はな
い。

【００５６】また、薬液供給孔１０３を様々な方向に
（すなわちランダムに）向けて配置すれば、ウェハ１０
７の上の薬液１０６が均等に混ざり合って完全な乱流が
得られて、均等なウェハ表面の加工が可能となる。この
とき、同じサイズの複数の薬液供給孔１０３をランダム
な角度で配置する代わりに、不均一なサイズを有する複
数の薬液供給孔１０３を、薬液調整部品１０５に均等に
配置しても、同様の効果が得られる。

【００５７】図６は、本加工装置の実施の形態の他の基
本構造を表した図である。

【００５８】この加工装置８００は、台座８０８に設置
された基板８０７の上に設けられる薬液調整部品８０５
が、複数の多孔質材料８０５ａ、例えば、スポンジや軽
石のような材料が横方向に並べられて構成されている。
各多孔質材料８０５ａの上部には、薬液の供給側管路８
０１がそれぞれ接続されており、各薬液供給側管路８０
１より供給される薬液８０６は、多孔質材料８０５ａの
内部を通って、基板８０７側へしみ出ていく。

【００５９】隣接する多孔質材料８０５ａの間には薬液
回収孔８０４がそれぞれ形成されている。また、各薬液
回収孔８０４には、回収側管路８０２が接続されてい
る。

【００６０】図６の破線で示される薬液調整部品８０５
の多孔質材料８０５ａ内部における薬液の流れ方を図７
に示す。図７は、多孔質材料８０５ａの拡大図である。
多孔質材料８０５ａの上部には、供給側管路８０１が接
続されており、各多孔質材料間８０５ａに設けられた薬
液回収孔８０４に回収側管路８０２が接続されている。
多孔質材料８０５ａにおいて、薬液の通れる部分は白く
示されている。

【００６１】供給側管路８０１から流れてきた薬液は、
直接、多孔質材料８０５ａの内部に浸入する。多孔質材
料８０５ａ内に浸入した薬液の一部は、基板表面へしみ
出さずに薬液回収孔８０４より回収されるもの（８０６
ｂ）もあるが、それ以外の薬液８０６ａは、基板表面に
しみ出していく。このしみ出してきた薬液８０６ａは、
多孔質材料８０５ａの内部を複雑に通ってきたので、多
孔質材料８０５ａの底面の様々な部分から様々な方向性
を持ってしみ出てくることになる。このように、様様な
方向性を有してしみ出てくる薬液８０６ａを用いること
によって、基板の表面加工はさらに平坦性を増すことに
なる。

【００６２】また、多孔質材料８０５ａの間に形成され
た薬液回収孔８０４の周面に薬液を通さない壁を設ける
と、薬液８０６ｂが基板表面にしみ出すことなく薬液回
収孔８０４内に回収されることを防止することができ、
全ての薬液を基板表面に効率よく供給することができ
る。この方法を用いることによって、薬液の利用効率が
著しく向上する。

【００６３】図１において、ウェハ１０７の表面に対す
る加工処理（化学反応）を行った後に薬液１０６の新鮮
さ（反応性）が余り低下しない場合には、薬液１０６を
循環させて再利用することが経済的である。これによ
り、薬液１０６を、無駄なく経済的に用いることが可能
となる。この場合、薬液回収孔１０４から回収側管路１
０２を通って回収された薬液１０６が再び供給側管路１
０１へ戻されて供給孔１０３からウェハ１０７の表面に
供給されるという薬液１０６の流れの循環経路を構成す
るように、適切な配管系（循環系）を構成すればよい。
更に、回収側管路１０２と供給側管路１０１との間にポ
ンプや薬液槽などを接続すれば、薬液１０６の循環運動
の効率化や循環量の調節が可能になる。

【００６４】本加工装置１００において、図１に示す薬
液調整部品１０５とウェハ１０７の表面（被加工面）と
の間の間隙の調整は、本加工装置１００による加工の均
一性を決定する上で、重要な要素である。なぜならば、
薬液調整部品１０５とウェハ１０７との間を流れる薬液
１０６の流速は、この間の間隙の幅に反比例するため
に、この間隙幅の変化は薬液１０６の流速の変動をもた
らして、加工均一性を損なうことになるからである。

【００６５】薬液調整部品１０５とウェハ１０７の表面
（被加工面）との間の間隙幅は、何らかの制御装置を用
いて所定の好ましい値に維持されるように機械的或いは
電気的に制御することも可能であるが、より簡便且つ確
実に制御する一つの方法として、薬液調整部品１０５の
自重によって調整する方法が挙げられる。

【００６６】このような薬液調整部品１０５の自重によ
る間隙調整を更に説明すると、図１において、薬液調整
部品１０５とウェハ１０７の表面（被加工面）との間の
間隙に薬液１０６の流れが存在しない場合には、薬液調
整部品１０５は、その自重によってウェハ１０７と接し
ており、間隙は実際には存在しない。次に、薬液１０６
を薬液供給孔１０３より供給して流れを作った場合、薬
液１０６はウェハ１０７の表面上を流れなければならな
いので、薬液１０６は薬液調整部品１０５を持ち上げ
て、薬液１０６が出てきた薬液供給孔１０３に隣接する
薬液回収孔１０４より回収される。ここで、薬液調整部
品１０５を持ち上げる高さ、すなわち薬液調整部品１０
５とウェハ１０７の表面（被加工面）との間の間隙の幅
は、薬液１０６の流量や粘性、及び薬液調整部品１０５
の自重をパラメータとする、実験的に求められる関数と
して表される。従って、この関数を、実際に使用する薬
液１０６や薬液調整部品１０５に対して実験的に求め
て、更にそれに従って薬液１０６の流量などを厳密に制
御することによって、薬液調整部品１０５とウェハ１０
７の表面（被加工面）との間の間隙の幅を、自動的に制
御することができる。これによって、薬液調整部品１０
５とウェハ１０７の表面（被加工面）との間の間隙を、
簡便且つ厳密に制御することができる。

【００６７】但し、上記のように薬液調整部品１０５の
自重を利用して間隙調整を行なうためには、加工装置１
００の構成として、薬液調整部品１０５はウェハ１０６
の上に設置されなければならない。

【００６８】薬液調整部品１０５とウェハ１０６の表面
（被加工面）との間の間隙幅を調整する方法として、薬
液１０６の持つ粘性を利用することもできる。図２は、
薬液供給孔１０３の中を流れる薬液の粘性による管内摩
擦を利用して薬液調整部品１０５とウェハ１０６の表面
（被加工面）との間の間隙幅を調整する、本発明に従っ
た加工装置２００の構成を模式的に示す断面図である。

【００６９】図２に示される加工装置２００の構成で
は、図１に示される装置構成と同様に、加工対象物１０
７であるウェハを載置するための台座（不図示）と、こ
の台座に載置されたウェハ１０７の被加工面に相対する
ように置かれた薬液調整部品２０５とを、その構成要素
として含む。薬液調整部品２０５には２種類の孔が形成
されており、それぞれ、加工処理のための薬液１０６を
供給する薬液供給孔２０３、及びウェハ１０７に対する
加工に用いられた後の薬液１０６をウェハ１０７の表面
から効率良く回収するための薬液回収孔２０４として機
能する。薬液供給孔２０３及び薬液回収孔２０４には、
それぞれ、薬液の供給側管路及び回収側管路（不図示）
が接続されており、これによって、薬液１０６の供給及
び回収が行われる。薬液調整部品１０５とウェハ１０７
との間は、薬液１０６で満たされている。

【００７０】図２の加工装置２００の構成が図１に示さ
れる装置構成と異なる点は、薬液供給孔２０３の口径
が、薬液回収孔２０２よりも小さいことである。また、
図２に参照番号２０６として示される面は、薬液１０６
と薬液供給孔２０３との界面において、薬液１０６の持
つ粘性による摩擦を生じている面である。

【００７１】一般に、粘性流体による管内摩擦は、孔の
サイズ（直径）の４乗に比例して大きくなる。従って、
図２の構成において、サイズ（直径）の小さい薬液供給
孔２０３を流れる薬液１０６は、界面２０６において、
薬液回収孔２０２を流れる薬液１０６よりも大きな管内
摩擦を生じる。そのため、薬液１０６が流れることによ
り、薬液調整部品２０５には、界面２０６を通じてウェ
ハ１０７に押し付ける力が生じる。この押し付ける圧力
は、薬液供給孔２０３の断面形状、薬液１０６の粘性係
数、及び界面２０６の粗さによって決定される。一方、
薬液供給孔２０３から出てきた薬液１０６は、隣接する
薬液回収孔２０２より回収されなければならない。その
ため、薬液１０６は、ウェハ１０７の表面を流れる際
に、薬液調整部品２０５に対してウェハ１０７から押し
戻す方向に力を与える。この結果、薬液調整部品２０５
には、管内摩擦によるウェハ１０７に向かって押し付け
る力と、流れによるウェハ１０７から押し戻す力が加え
られているが、本加工装置２００によりウェハ１０７の
加工を行なっている際には、薬液調整部品２０５とウェ
ハ１０７の表面（被加工面）との間隙は、双方の力が拮
抗する間隙幅に自動的に定まることになる。すなわち、
この加工装置２００では、薬液調整部品２０５とウェハ
１０７の表面（被加工面）との間隙は、薬液調整機構２
０５の形状及び薬液１０６の流体的性質によって自動的
に定まり、高精度の機械的制御を全く必要とせずに、所
定の値への間隙幅の制御を簡単に実現することが可能で
ある。また、上記の制御を簡単に実現できることから、
装置のコストも大幅に抑えることが可能である。更に、
薬液１０６の管内摩擦によって間隙調整を行なっている
ので、ウェハ１０７の下に薬液調整機構２０５を設置し
ても、間隙制御機能に何の問題も生じないことは言うま
でもない。

【００７２】また、図２では、薬液供給孔２０３の断面
形状を高さ方向に対して一定として描いているが、これ
に限られるわけではなく、ウェハ１０７に接する近傍に
おける薬液供給孔２０３の断面積が、その上部よりも小
さくなっている形状であっても、上記で説明したような
効果が得られる。また、界面２０６の加工精度を他の部
分よりも意図的に粗くして、管内摩擦が有効に得られる
ようにすることも、効果的である。

【００７３】次に、以上で説明した加工装置１００或い
は２００の様な構成を有する本発明の加工装置に含まれ
る、薬液調整部品１０５或いは２０５の作製方法につい
て、以下に説明する。

【００７４】本発明の加工装置で必要とされる薬液調整
部品は、ウェハに相対する側の表面を、高精度に平坦加
工しなければならず、また、薬液供給孔及び薬液回収孔
として機能する複数の細かい孔を形成しなければならな
い。単一のバルク状の材料に対する機械的な加工によっ
てこのような形状を形成することも可能であるが、現実
には、そのような作成プロセスでは加工の精度や再現
性、或いは加工コストなどの観点で、生産性に問題があ
る。

【００７５】これに対して、薬液調整部品を、複数の細
かい構成部品を組み合わせて構成すれば、上記の問題点
を克服して、適切な構成の薬液調整部品を精度良く且つ
簡便に低コストで構成することができる。

【００７６】このような複数の構成部品の組み合わせに
よる薬液調整部品の作成方法の例を、図３（ａ）〜
（ｄ）を参照して説明する。

【００７７】図３（ａ）及び（ｂ）の方法では、ある表
面に沿って所定の形状の複数の溝３０２が形成されてい
る板状の構成部品３０１（図３（ａ）参照）を重ね合わ
せて、図３（ｂ）に示すような薬液調整部品３１５を形
成する。この作製方法の場合、薬液調整部品３１５とし
て組み立てた後は、溝３０２の部分が、薬液供給孔及び
薬液回収孔になる。この方法では、平板に溝３０２を形
成して構成部品３０１とした後に、それらを重ね合わせ
て薬液調整部品３１５を組み上げるので、薬液調整部品
３１５を非常に簡単に且つ高精度で実現することができ
る。なお、薬液供給孔及び薬液回収孔を構成することに
なる溝３０２の形状は、図示されているように断面が三
角形状のものに限られるわけではなく、四角形などの他
の多角形や円弧状など他の形状であっても良い。

【００７８】一方、図３（ｃ）及び（ｄ）では、薬液供
給孔になる孔３０５があらかじめその中心付近に作製さ
れた構成部品３０４（図３（ｃ）参照）を平面方向に複
数個並置することにより、図３（ｄ）に描かれているよ
うな薬液調整部品３１６を形成する。図３（ｄ）では、
薬液調整部品３１６は、上から見た図として描かれてい
る。このとき、各構成部品３０４を、その外周部に所定
の形状の溝３１２を有するように形成しておけば、構成
部品３０４を並置した際に、溝３１２の部分を薬液回収
孔３０７（図３（ｄ）の斜線部分）として機能させるこ
とができる。この作製方法では、薬液回収孔３０７を、
並置された各構成部品３０４の間に設けられる間隙部分
（各構成部品３０４の外周部に設けられた溝３１２）を
利用して設けているので、作製すべき孔の数を削減する
ことができる。この場合に形成される薬液供給孔及び薬
液回収孔の形状も、特定のものに限られるわけではな。

【００７９】なお、上記の図３（ｃ）及び（ｄ）に関す
る説明では、各構成部品３０４にあらかじめ形成してい
る孔３０５を薬液供給孔とし、並置された各構成部品３
０４の間に設けられる間隙部分（各構成部品３０４の外
周部に設けられた溝３１２）を利用して設けられる孔３
０７を薬液回収孔としているが、その逆であってもよい
ことは、言うまでもない。また、図３（ｃ）及び（ｄ）
では、薬液調整部品３１６を構成するための各構成部品
３０４の並置パターンが６回対称の配置パターンとなる
ようにしている（すなわち、各構成部品３０４が実質的
に六角形に近似される断面形状を有している）が、４回
対称或いは３回対称の配置パターンとなる（すなわち、
各構成部品３０４が実質的に四角形或いは三角形に近似
される断面形状を有する）ようにして構成することも,
可能である。

【００８０】更に、上記の図３（ａ）及び（ｂ）、或い
は図３（ｃ）及び（ｄ）のプロセスにおいて、構成部品
３０１或いは３０４を薬液調整部品３１５或いは３１６
として組み立てた後に、組み立てられた薬液調整部品３
１５或いは３１６のウェハと接する面を研磨することに
より、その表面（薬液調整部品３１５或いは３１６のウ
ェハと接する面）において高い平坦性を実現することが
可能となる。

【００８１】このように、薬液調整部品を、それよりも
小さな複数の構成部品の集合体として形成することで、
所望の形状・構成を有する薬液調整部品を、低コストで
且つ簡便に実現することができる。

【００８２】上記のように複数の構成部品の集合体とし
て組み立てられた薬液調整部品について、ウェハの表面
（被加工面）との間隙を調整する場合にも、先に述べた
ように薬液調整部品の自重を用いた調整が可能である。

【００８３】更に、自重を用いた間隙調整機構を、薬液
調整部品に全体的に適用する代わりに、薬液調整部品を
構成する各々の構成部品に対して個別に適用することも
可能である。このとき、各構成部品の自重による押し付
け力と、薬液の流れによって各構成部品をウェハ表面か
ら引き離そうとする力との拮抗によって、各構成要素と
ウェハの表面（被加工面）との間隙は自動的に形成さ
れ、各構成部品における間隙幅は、ウェハに対して独立
的且つ自動的に定まる。そのため、ウェハに反りなどの
変形があったり曲率を有していたりしてウェハ表面が平
坦ではないとしても、個々の構成部品におけるウェハ表
面（被加工面）に対する間隙幅は、それに対応して自動
的に調整される。

【００８４】但し、薬液調整部品を構成する各々の構成
部品に対して自重による間隙調整機構を適用するために
は、薬液調整部品を構成している各構成部品が、ウェハ
の表面（被加工面）に対して垂直方向にのみ可動するよ
うにしておく必要がある。

【００８５】或いは、複数の構成部品の集合体として組
み立てられた薬液調整部品について、ウェハの表面（被
加工面）との間隙を、薬液の管内摩擦を利用して調整す
ることも可能である。但し、この場合にも、薬液調整部
品を構成する各々の構成部品に対して薬液の管内摩擦に
よる間隙調整機構を適用するためには、薬液調整部品を
構成している各構成部品が、ウェハの表面（被加工面）
に対して垂直方向にのみ可動するようにしておく必要が
ある。

【００８６】図３（ｃ）及び（ｄ）を参照して説明する
と、薬液調整部品３１６を構成している各構成部品３０
４が、ウェハの表面（被加工面）に対して垂直方向にの
み可動するものとする。このとき、単位面積あたりの薬
液回収孔３０７は、薬液供給孔３０２に対して倍の数だ
け存在する。そのために、薬液をウェハへ吐き出す圧力
はウェハから薬液を吸い込む圧力よりも高く、この圧力
の差は、構成部品３０４をウェハへ押さえつける圧力と
なる。また、薬液はウェハ表面を流れなければならず、
これが、構成部品３０４をウェハから引き離す方向に力
を与える。このような薬液の管内摩擦による押し付け力
と、薬液の流れによって各構成部品をウェハ表面から引
き離そうとする力との拮抗によって、各構成要素とウェ
ハの表面（被加工面）との間隙は自動的に形成され、各
構成部品におけるウェハの表面（被加工面）に対する間
隙幅は独立的且つ自動的に定まる。そのため、ウェハに
反りなどの変形があったり曲率を有していたりしてウェ
ハ表面が平坦ではないとしても、個々の構成部品におけ
るウェハ表面（被加工面）に対する間隙幅は、それに対
応して自動的に調整される。

【００８７】次に、薬液の供給にあたって、薬液の供給
及び回収の手順を分割する方法を、図４（ａ）〜（ｄ）
を参照して説明する。なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示す
加工装置の構成は図１を参照して説明したものと同様で
あり、対応する構成要素には同じ参照番号を付している
ので、それらの説明は省略する。

【００８８】まず、初期状態では、図４（ａ）のよう
に、薬液調整部品１０５がウェハ１０７に接している。
次に、図４（ｂ）に矢印１０６ａで示されるように、供
給側管路１０１及び薬液供給孔１０３を通して、薬液調
整部品１０５とウェハ１０７との間に薬液１０６が供給
される。これに伴って、薬液調整部品１０５とウェハ１
０７との間に間隙が形成される。所定の間隙幅に至る
と、供給側管路１０１からの薬液１０６の供給を停止さ
せる。この状態で、ウェハ１０７の表面（被加工面）
は、薬液１０６の化学反応によって加工される。この加
工の進展に伴って、図４（ｃ）に示されるように、化学
反応が進むにつれて薬液の反応性は失われていって、古
くなった薬液１０６’となる。そして、古くなった薬液
１０６’は、図４（d）に矢印１０６Ｂで示されるよう
に、薬液回収孔１０４及び回収側管路１０２を通してウ
ェハ１０７の表面から回収される。これによって、薬液
調整部品１０５とウェハ１０７の表面（被加工面）との
間の間隙が無くなって、薬液調整部品１０５がウェハ１
０７に接し、初期状態に戻る。以上を、１回の薬液加工
サイクルとする。このような薬液加工サイクルは、適切
な制御部（不図示）を用いた制御によって実現すること
ができる。

【００８９】上記によれば、薬液１０６は１回の薬液加
工サイクル毎に完全に交換されるので、新たな加工サイ
クルでは新鮮な薬液１０６が供給される。そのため、薬
液調整部品１０５とウェハ１０７との間隙での古い（反
応性が失われた）薬液１０６’の淀みなどが解消され
て、均一性の高い加工が可能となる。

【００９０】次に、薬液調整部品１０５とウェハ１０７
を載置している台座１０８との間に相対的な平行運動を
行わせることによって、加工精度及び加工の均一性を向
上させることができる構成を、以下に説明する。

【００９１】図１において、薬液調整部品１０５に設け
られている薬液供給孔１０３及び薬液回収孔１０４の間
隔は、ウェハ１０７の上の薬液１０６の流れにムラを発
生させずに、加工性にムラが生じさせないように設定す
ることが好ましい。これに対して、ウェハ１０７の上で
の薬液１０６の微小な流れにおけるムラの発生（及びそ
れに起因する加工性の不均一性の発生）を抑制する目的
で、適切な運動機構を用いて薬液調整部品１０５及び台
座１０８の少なくとも一方を運動させて、両者の間に相
対運動を生じさせる方法がある。このときの運動は、薬
液調整部品１０５におけるウェハ１０７に対向している
表面上の全ての点において運動速度が均一となるよう
に、平行運動とすることが好ましい。

【００９２】上記のような相対運動が行われている場合
には、ウェハ１０７の上のある点は、相対運動によって
薬液調整部品１０５の様々な部分に相対することにな
る。従って、ウェハ表面は、全体的にみれば、薬液調整
部品１０５の上の各箇所における加工速度を平均化した
加工速度によって加工されることになり、上記のような
相対運動の導入によって、ウェハ１０７の加工精度は更
に向上する。また、この相対運動を行う場合には、薬液
調整部品１０５の作製精度が低くても、それに起因する
加工の不均一性を解消することが可能となる。

【００９３】このように、薬液調整部品１０５及び台座
１０８の少なくとも一方を運動させることによって、ウ
ェハの加工均一性及び加工精度を更に向上させることが
できるとともに、薬液調整部品の作製精度による加工ム
ラも解消することが可能となる。

【００９４】更に、上記のように薬液調整部品及び台座
の少なくとも一方を運動させるとき、運動によって薬液
調整部品がウェハの全表面をカバーできる場合には、薬
液調整部品として、そのウェハに相対している部分の面
積がウェハの被加工面の面積と同じかそれ以上である必
要はなく、より小さい面積のものを使用することができ
る。これによって、薬液調整部品を小型化することがで
きるため、低コストにて薬液調整部品を作製することが
可能となる。

【００９５】更に、運動によってウェハ全体をカバーで
きるのであれば、大きなサイズのウェハに対しても簡便
に対応することができる。

【００９６】以上のような特徴を有する本発明の加工装
置は、薬液によるウェハ表面のエッチング処理などの他
に、メッキ処理に応用することがある。

【００９７】図１に示される加工装置１００の構成でメ
ッキ処理を行なう際には、台座１０８に陰極（不図示）
を設置し、陽極を、供給側管路１０１の内部或いは導電
性物質によって作製された薬液調整部品１０５に、薬液
１０６に接触するように設置すればよい。また、図１に
示される加工装置１００を電解エッチング装置として用
いる場合には、台座１０８を全体的に陽極として機能さ
せ、供給側管路１０１の内部或いは導電性物質によって
作製された薬液調整部品１０５を陰極として用いればよ
い。

【００９８】供給側管路１０１の内部に陽極を設置した
場合、正の電荷は、薬液１０６とともにウェハ１０７の
表面（被加工面）まで運ばれていく。このとき、薬液１
０６は薬液調整部品１０５に作製されている薬液供給孔
１０３から等量ずつ供給されているため、電荷は、ウェ
ハ１０７の表面（被加工面）へ均一に供給される。その
ため、上記の方法によるメッキ厚のウェハ面内均一性と
しては、電気を必要としない場合に実現されるものと同
程度の均一性が実現される。これによって、本加工装置
１００をメッキ加工装置として用いても、高い均一性を
実現することが可能である。

【００９９】また、導電性物質によって作製された薬液
調整部品１０５を陽極として設置する場合にも、同様の
ことが言える。この場合、正電荷の流れ易さは、薬液調
整部品１０５とウェハ１０７の表面（被加工面）との間
の間隙幅に大きく依存する。しかし、本加工装置１００
では間隙幅を一定となるように作動させるため、ウェハ
１０７の表面への正電荷の供給量は、ウェハ面内で不均
一になることはない。等量ずつ供給されているため、電
荷は、ウェハ１０７の表面（被加工面）へ均一に供給さ
れる。そのため、上記の方法によるメッキ厚のウェハ面
内均一性としては、電気を必要としない場合に実現され
るものと同程度の均一性が実現される。これによって、
本加工装置１００をメッキ加工装置として用いても、高
い均一性を実現することが可能である。

【０１００】上記のように本発明による加工装置をメッ
キ加工に適用する場合にも、先に述べたように、薬液調
整部品及び台座の少なくとも一方を運動させて、加工均
一性（メッキ厚のウェハ面内均一性）を向上させること
が可能である。

【０１０１】上記のような相対運動が行われている場合
には、ウェハ１０７の上のある点は、運動によって薬液
調整部品１０５の様々な部分に相対することになる。従
って、ウェハ表面に流れるメッキ電流は全体的に平均化
されることになり、上記のような相対運動の導入によっ
て、ウェハ１０７の面内でのメッキ加工の精度（メッキ
厚の均一性）は更に向上する。また、この相対運動を行
う場合には、薬液調整部品１０５の作製精度が低くて
も、それに起因するメッキ厚の不均一性を解消すること
が可能となる。

【０１０２】このように、薬液調整部品１０５及び台座
１０８の少なくとも一方を運動させることによって、ウ
ェハの面内におけるメッキ厚の均一性及び加工精度を更
に向上させることができるとともに、薬液調整部品の作
製精度による加工ムラも解消することが可能となる。

【０１０３】更に、上記のように薬液調整部品及び台座
の少なくとも一方を運動させるとき、運動によって薬液
調整部品がウェハの全表面をカバーできる場合には、薬
液調整部品として、そのウェハに相対している部分の面
積がウェハの被加工面の面積と同じかそれ以上である必
要はなく、より小さい面積のものを使用することができ
る。これによって、薬液調整部品を小型化することがで
きるため、低コストにて薬液調整部品を作製することが
可能となる。

【０１０４】更に、運動によってウェハ全体をカバーで
きるのであれば、大きなサイズのウェハに対しても簡便
に対応することができる。

【０１０５】更に、上記のような薬液調整部品１０５及
び台座１０８の少なくとも一方の運動による相対運動を
伴うメッキ処理において、ウェハ面内でのメッキ厚の均
一性を更に向上させるためには、以下に述べるような方
法でメッキ電流を供給することが考えられる。

【０１０６】図５（ａ）〜（ｃ）は、薬液調整部品及び
台座の少なくとも一方の水平運動を伴うメッキ加工にお
ける電流供給方法を説明するための模式的な断面図であ
る。

【０１０７】図５（ａ）〜（ｃ）に示す加工装置の構成
は、図１を参照して説明したものと基本的に同様であ
り、対応する構成要素には同じ参照番号を付しているの
で、それらの説明は省略する。相違点は、図５（ａ）〜
（ｃ）に示す加工装置では、ウェハ１０７の下に、図１
における台座１０８を、電極１０８Ａ、１０８Ｂ、及び
１０８Ｃが並置されているように構成している点であ
る。各電極１０８Ａ、１０８Ｂ、及び１０８Ｃは、それ
ぞれ電気的に独立して電流の流れを制御できるように構
成されている。

【０１０８】この構成におけるメッキ処理について説明
すると、まず図５（ａ）のように、薬液調整部品１０５
が図中で左端に描かれている電極１０８Ａの上に位置し
ているときには、薬液調整部品１０５の直下にある電極
１０８Ａを介して電流が流れて、ウェハ１０７のうちで
この電極１０８Ａの近傍の部分に対して優先的にメッキ
処理が行われる。次に、薬液調整部品１０５が移動して
図５（ｂ）の位置に至ると、電極１０８Ａを通る電流供
給は止められて、代わりに電極１０８Ｂを介して電流が
供給され、ウェハ１０７のうちでこの電極１０８Ｂの近
傍の部分に対して優先的にメッキ処理が行われる。更
に、薬液調整部品１０５が図５（ｃ）の位置に至った場
合は、電極１０８Ｂを通る電流供給は停止し、代わりに
電極１０８Ｃを介して電流が供給されて、ウェハ１０７
のうちでこの電極１０８Ｃの近傍の部分に対して優先的
にメッキ処理が行われる。

【０１０９】このように、薬液調整部品１０５の運動に
追従して、陰極からの電流供給を切り替えることによっ
て、メッキ電流を効率的に利用することができ、また、
ウェハ面内での加工均一性（メッキ厚の均一性）を更に
向上することが可能となる。

【０１１０】

【発明の効果】以上のように、本発明の加工装置によれ
ば、薬液による加工において問題となっていたウェハ面
内での加工の不均一及び再現性を大幅に改善することが
可能である。また、この加工装置は、大面積のウェハへ
の対応が容易であり、更に、メッキ処理などの電気化学
的な加工についても適用可能な、高い拡張性を有してい
る。

【０１１１】すなわち、本発明の加工装置によれば、加
工対象物（例えば半導体ウェハ）の被加工面に相対する
ように設置された、薬液供給孔と薬液回収孔とが隣接し
て形成されている薬液調整部品を用いることにより、加
工のために加工対象物の表面（被加工面）に供給される
エッチング液やメッキ液などの薬液の攪拌を、再現性良
く行なうことが可能である。また、薬液調整部品を、複
数の構成部品を組み合わせて構成することにより、薬液
調整部品を簡単に作製することができる。更に、台座或
いは薬液調整部品の少なくとも一方を運動させて薬液調
整部品と加工対象物との間に相対運動を生じさせる運動
機構を付与することにより、加工性のウェハ面内均一性
が向上され、更に、大面積ウェハへの拡張も容易にな
る。

【０１１２】また、多孔質材料によって構成された薬液
調整部品を使用することによって、微細な薬液供給孔を
設ける必要がなく、薬液調整部品に対して直接薬液を供
給することができる。多孔質材料の薬液調整部品から
は、様様な方向性で薬液がしみ出るために、ウェハの表
面加工の平坦性が増す。さらに、薬液回収孔の周面に薬
液を通さない壁を設けることによって、薬液の利用効率
が向上する増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成される加工装置の基本構造
を模式的に表す断面図である。

【図２】薬液供給孔の中を流れる薬液の粘性による管内
摩擦を利用して薬液調整部品と加工対象物の表面（被加
工面）との間の間隙幅を調整するように構成された、本
発明に従った加工装置の構成を模式的に示す断面図であ
る。

【図３】（ａ）は、複数個が組合せられることによって
薬液調整部品を構成することになる構成部品のある形状
例を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の構成部
品を組み合わせて構成される薬液調整部品の構成を模式
的に示す図であり、（ｃ）は、複数個が組合せられるこ
とによって薬液調整部品を構成することになる構成部品
の他の形状例を模式的に示す図であり、（ｄ）は、
（ｃ）の構成部品を組み合わせて構成される薬液調整部
品の構成を模式的に示す図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、薬液の供給及び回収の手順
を分割して実施する加工方法を模式的に説明する図であ
る。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明をメッキ処理に適用
する際に、薬液調整部品及び台座の少なくとも一方の水
平運動を伴ってメッキ加工処理を行う場合における電流
供給方法を説明するための模式的な断面図である。

【図６】本発明に従って構成される加工装置の実施の形
態の他の例の基本構造を模式的に表す断面図である。

【図７】その加工装置の薬液調整部品を拡大して示す断
面図である。

【符号の説明】

１００加工装置１０１薬液供給側管路１０２薬液回収側管路１０３薬液供給孔１０４薬液回収孔１０５薬液調整部品１０６薬液１０７加工対象物（ウェハ）１０８台座８００加工装置８０１薬液供給側管路８０２薬液回収側管路８０４薬液回収孔８０５薬液調整部品８０５ａ多孔質材料８０６薬液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工対象物を載置するための台座と、該加工対象物の被加工面に相対するように設置されてい
る薬液調整部品と、を備えており、該薬液調整部品に
は、該台座に載置された加工対象物に対して、所定の加工処
理のための化学反応を生じさせる薬液を供給する複数の
薬液供給孔と、該所定の加工処理後の該薬液を回収するための複数の薬
液回収孔と、が設けられている、加工装置。
【請求項２】前記薬液調整部品に設けられている前記
複数の薬液供給孔及び前記複数の薬液回収孔は、空間的
にお互いに所定の間隔を隔てて形成されている、請求項
１に記載の加工装置。
【請求項３】前記薬液調整部品は、該薬液調整部品と
前記加工対象物の前記被加工面との間の間隙が、該薬液
調整部品の自重によって所定の値に制御されるように設
置されている、請求項１或いは２に記載の加工装置。
【請求項４】前記薬液調整部品に設けられている前記
複数の薬液供給孔の各々の口径は、前記複数の薬液回収
孔の各々の口径よりも小さい、請求項１或いは２に記載
の加工装置。
【請求項５】前記薬液調整部品は、複数の構成部品を
組み合わせて構成されている、請求項１或いは２に記載
の加工装置。
【請求項６】前記薬液調整部品を形成する前記複数の
構成部品の各々は、前記加工対象物の前記被加工面に対
して垂直な方向にのみ可動であって、該構成部品と該加
工対象物の該被加工面との間の間隙が、該構成部品の自
重によって所定の値に制御されるように設置されてい
る、請求項５に記載の加工装置。
【請求項７】前記薬液調整部品を形成する前記複数の
構成部品の各々は、前記加工対象物の前記被加工面に対
して垂直な方向にのみ可動であって、該構成部品と該加
工対象物の該被加工面との間の間隙が、該構成部品に形
成された前記薬物薬液供給孔の内壁に対する前記薬液の
管内摩擦によって、所定の値に制御されるように設置さ
れている、請求項５に記載の加工装置。
【請求項８】前記薬液調整部品に設けられている前記
複数の薬液供給孔は、前記加工対象物の前記被加工面に
対してランダムな角度で形成されている、請求項１から
７の何れか一つに記載の加工装置。
【請求項９】前記薬液の供給及び回収に対する所定の
流入出サイクルを実現する制御部を更に備えており、該所定の流入出サイクルは、所定量の前記薬液が前記複
数の薬液供給孔から前記加工対象物の前記被加工面上に
流入した後に、該薬液の流入を停止し、前記所定の加工
処理後の該薬液を該加工対象物の該被加工面から前記薬
液回収孔を介して回収した後に、該薬液の回収を停止さ
せるものである、請求項１から８の何れか一つに記載の
加工装置。
【請求項１０】前記薬液回収孔から回収された前記薬
液を前記薬液供給孔から再び供給する循環系を更に備え
ている、請求項１から９の何れか一つに記載の加工装
置。
【請求項１１】前記薬液調整部品及び前記台座の少な
くとも一方を水平運動させて、前記加工対象物と該薬液
調整部品との間の相対的な運動を生じさせる運動機構を
更に備えている、請求項１から１０の何れか一つに記載
の加工装置。
【請求項１２】前記薬液調整部品の前記加工対象物に
相対している部分の面積が、該加工対象物の前記被加工
面の面積よりも小さい、請求項１１に記載の加工装置。
【請求項１３】前記薬液調整部品を導電性材料によっ
て作製して第１の極性の電極として機能させ、前記加工
対象物に電気的に接触している前記台座を、該第１の極
性とは逆の第２の極性の電極として機能させることによ
り、メッキ加工を行うように構成されている、請求項１
から１２の何れか一つに記載の加工装置。
【請求項１４】前記薬液調整部品に設けられている前
記複数の薬液供給孔の各々の内壁において、供給される
前記薬液に接触するような位置に、第１の極性の電極を
配置し、前記加工対象物に電気的に接触している前記台
座を、該第１の極性とは逆の第２の極性の電極として機
能させることにより、メッキ加工を行うように構成され
ている、請求項１から１２の何れか一つに記載の加工装
置。
【請求項１５】前記台座が、お互いに電気的に独立し
た複数の電極部として機能するように構成されており、該各々の電極部は、前記薬液調整部品及び前記台座の少
なくとも一方の水平運動による前記加工対象物と該薬液
調整部品との間の相対的な運動によって、該薬液調整部
品がその上方に位置している期間のみ、所定のメッキ電
流を流すように構成されている、請求項１３或いは１４
に記載の加工装置。
【請求項１６】加工対象物を載置するための台座と、該加工対象物の被加工面に相対するように設置された多
孔質材料製の薬液調整部品と、を備えており、該薬液調
整部品には、該台座に載置された加工対象物に対して、所定の加工処
理のための化学反応を生じさせる薬液が供給されるとと
もに、該所定の加工処理後の該薬液を回収するための複
数の薬液回収孔が設けられている、加工装置。
【請求項１７】前記薬液回収孔の周面に薬液を通過さ
せない壁が設けられている、請求項１６に記載の加工装
置。
【請求項１８】加工対象物を台座に載置するステップ
と、該加工対象物の被加工面に相対するように薬液調整部品
を設置するステップと、該台座に載置された加工対象物に対して、所定の加工処
理のための化学反応を生じさせる薬液を、該薬液調整部
品に設けられた複数の薬液供給孔を介して供給し、且
つ、該所定の加工処理後の該薬液を、該薬液調整部品に
設けられた複数の薬液回収孔から回収し、これによって
該加工対象物に対する該所定の加工処理を行う加工処理
ステップと、を含み、該加工処理ステップでは、所定量の該薬液が該複数の薬
液供給孔から該加工対象物の表面上に流入した後に該薬
液の流入を停止し、該加工処理後の該薬液を該加工対象
物の該被加工面から該薬液回収孔を介して回収した後
に、該薬液の回収を停止させる、加工方法。
【請求項１９】加工対象物を台座に載置するステップ
と、該加工対象物の被加工面に相対するように薬液調整部品
を設置するステップと、該台座に載置された加工対象物に対して、所定の加工処
理のための化学反応を生じさせる薬液を、該薬液調整部
品に設けられた複数の薬液供給孔を介して供給し、且
つ、該所定の加工処理後の該薬液を、該薬液調整部品に
設けられた複数の薬液回収孔から回収し、これによって
該加工対象物に対する該所定の加工処理を行う加工処理
ステップと、を含み、該薬液回収孔から回収された該薬液を、該薬液供給孔か
ら再び供給する、加工方法。