JP2001342597A

JP2001342597A - 基板めっき装置

Info

Publication number: JP2001342597A
Application number: JP2000166577A
Authority: JP
Inventors: Natsuki Makino; 夏木牧野; Koji Mishima; 浩二三島; Junji Kunisawa; 淳次国沢; Norio Kimura; 憲雄木村; Mitsuko Odagaki; 美津子小田垣; Takahiro Nanjo; 貴弘南條
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: JP3657173B2

Abstract

(57)【要約】【課題】めっき処理及びそれに付帯する処理を単一の
ユニットで行うことができ、しかも単一のユニットとし
てより一層の小型化と、操作性を向上させることがで
き、メンテナンス性にも優れた基板めっき装置を提供す
る。【解決手段】被めっき面を上方に向けて基板Ｗを保持
する基板保持部３６と該基板保持部３６で保持した基板
に近接した上方位置で対峙して配置されるアノード１０
２とを有し、前記基板Ｗとアノード１０２との間のシー
ル材９０でシールされた空間にめっき液を満たして電解
めっきを施すめっき装置であって、前記基板保持部３６
は、回転自在な基板ステージ６８と、この基板ステージ
６８の周縁部に立設した支持腕７０とを備え、前記支持
腕７０で基板Ｗを支持した時に、前記基板Ｗのノッチあ
るいはオリフラ部に大凡対面する支持腕に対向する位置
に配置された支持腕には、基板を内方に向けて押圧する
ように回動する押圧爪７４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、基板めっき装置に
係り、特に半導体基板に形成された微細配線パターン
（窪み）に銅（Ｃｕ）等の金属を充填する等の用途の基
板めっき装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板上に配線回路を形成するため
の材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金
が一般に用いられているが、集積度の向上に伴い、より
伝導率の高い材料を配線材料に採用することが要求され
ている。このため、基板にめっき処理を施して、基板に
形成された配線パターンに銅またはその合金を充填する
方法が提案されている。

【０００３】これは、配線パターンに銅またはその合金
を充填する方法としては、ＣＶＤ（化学的蒸着）やスパ
ッタリング等各種の方法が知られているが、金属層の材
質が銅またはその合金である場合、即ち、銅配線を形成
する場合には、ＣＶＤではコストが高く、またスパッタ
リングでは高アスペクト（パターンの深さの比が幅に比
べて大きい）の場合に埋込みが不可能である等の短所を
有しており、めっきによる方法が最も有効だからであ
る。

【０００４】ここで、半導体基板上に銅めっきを施す方
法としては、カップ式やディップ式のようにめっき槽に
常時めっき液を張ってそこに基板を浸す方法と、めっき
槽に基板が供給された時にのみめっき液を張る方法、ま
た、電位差をかけていわゆる電解めっきを行う方法と、
電位差をかけない無電解めっきを行う方法など、種々の
方法がある。

【０００５】従来、この種の銅めっきを行うめっき装置
には、めっき工程を行うユニットの他に、めっきに付帯
する前処理工程を行うユニットや、めっき後の洗浄・乾
燥工程を行うユニット等の複数のユニットと、これらの
各ユニット間で基板の搬送を行う搬送ロボットが水平に
配置されて備えられていた。そして、基板は、これらの
各ユニット間を搬送されつつ、各ユニットで所定の処理
が施され、めっき処理後の次工程に順次送られるように
なっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
めっき装置にあっては、めっき処理や前処理といった各
工程毎に別々のユニットが備えられ、各ユニットに基板
が搬送されて処理されるようになっていたため、装置と
してかなり複雑で制御が困難となるばかりでなく、大き
な占有面積を占め、しかも製造コストがかなり高価であ
るといった問題があった。

【０００７】本発明は上記に鑑みて為されたもので、め
っき処理及びそれに付帯する処理を単一のユニットで行
うことができ、しかも単一のユニットとしてより一層の
小型化と、操作性を向上させることができ、メンテナン
ス性にも優れた基板めっき装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被めっき面を上方に向けて基板を保持する基板保持
部と該基板保持部で保持した基板に近接した上方位置で
対峙して配置されるアノードとを有し、前記基板とアノ
ードとの間のシール材でシールされた空間にめっき液を
満たして電解めっきを施すめっき装置であって、前記基
板保持部は、回転自在な基板ステージと、この基板ステ
ージの周縁部に立設した支持腕とを備え、前記支持腕で
基板を支持した時に、前記基板のノッチあるいはオリフ
ラ部に大凡対面する支持腕に対向する位置に配置された
支持腕には、基板を内方に向けて押圧するように回動す
る押圧爪が設けられていることを特徴とする基板めっき
装置である。

【０００９】これにより、基板を該基板のノッチ形成側
を１つの支持腕に押付けた状態で固定爪で挟持保持する
ことで、基板と基板保持部との間の余裕分（通常、基板
外径に対して０．４ｍｍ程度）だけ基板を基板保持部の
中心からノッチ又はオリフラ部寄りに偏心させた位置で
基板保持部で保持することができ、これによって、ノッ
チ又はオリフラ部を避け、かつシール形状や機構を複雑
にすることなく、めっき面積（有効面積）を大きくする
ことができる。

【００１０】前記押圧爪を内方に向けて付勢する付勢手
段と、前記付勢手段の付勢力に抗して前記各爪を開く方
向に回動させる上下動自在な開放ピンとを有し、これら
の開放ピンを、開放部材の上下動に伴って上下動するよ
うに構成し、前記開放ピンと前記開放部材との間に動作
のタイミングを調整する調整機構を備えるようにしても
よい。これにより、基板を保持する際に、押圧爪の作動
のタイミングを固定爪の作動よりも早めて、基板を偏心
させた後にこれを固定爪で挟持固定することで、擦れて
しまうことを防止することができる。

【００１１】また、前記調整機構を、前記開放ピンの下
端部に位置調整自在に取付けられる大径部材と、前記開
放部材の該開放ピンに対向する位置に設けられる前記開
放ピンの外径より大きく大径部材の外径より小さな内径
の凹部からなるものとしてもよい。これにより、例えば
開放ピンの下端部に雌ねじを刻設し、大径部としてこの
雌ねじ部に螺合するナットを使用し、このナットの締付
け位置を調整することで、動作のタイミングを調整する
ことができる。このナットとしてダブルナットを使用す
ることで、ナットの緩みによる位置ずれを防止できる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、被めっき面を上
方に向けて基板を保持する基板保持部と該基板保持部で
保持した基板に近接した上方位置で対峙して配置される
アノードとを有し、前記基板とアノードとの間のシール
材でシールされた空間にめっき液を満たして電解めっき
を施すめっき装置であって、前記シール材は、リング状
で、横断面において徐々に薄肉となって内方に延出する
内方延出部と、該内方延出部に連続し更に薄肉となって
下方に屈曲して延びる下方垂下部とを有することを特徴
とする基板めっき装置である。

【００１３】これにより、シール材は数ｍｍＨ_２Ｏのヘ
ッド圧に耐えればいいので、シール材の下方延出部下端
の肉厚を、例えば０．５ｍｍ程度の可能な限り薄くする
ことができ、これによって、シール性を損なうことな
く、めっき面積（有効面積）を大きくすることができ
る。

【００１４】前記シール部材の下面に枠体を介して内方
に向けて突出する多数の突起片を有する複数に分割され
たカソード電極を配置し、このカソード電極の各突起片
を、前記シール材の下方垂下部の外側に位置し該下方垂
下部に沿って下方にほぼ直角に屈曲して延び、下端に丸
みを持つように形成してもよい。これにより、カソード
電極の突起片の下端を基板表面に垂直方向から接触させ
ることで、接触時の擦れによるパーティクルの発生を防
止し、かつ突起片の下端に丸みを持たせることで、接触
抵抗を軽減することができる。また、シール材とカソー
ド電極とを一体として支持体に取付けることで、劣化し
た場合も交換が容易となる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、被めっき面を上
方に向けて基板を保持する基板保持部と該基板保持部で
保持した基板に近接した上方位置で対峙して配置される
アノードとを有し、前記基板とアノードとの間のシール
材でシールされた空間にめっき液を満たして電解めっき
を施すめっき装置であって、前記アノードを保持する移
動自在な電極ヘッドと、該電極ヘッドの周縁部をストッ
パ面に当接させて前記アノードと基板との間の位置決め
を行う位置調節可能なストッパとを有することを特徴と
する基板めっき装置である。

【００１６】これにより、例えばティーチングの際に、
電極ヘッドが固定ストッパのストッパ面に当接した時に
アノードと基板とが平行となるように固定ストッパを調
整することで、繰返し位置決め精度を向上させるととも
に、電極ヘッド交換時における電極ヘッドの個体差にも
迅速に対応させて、基板上の電流密度の均一化を図るこ
とができる。

【００１７】前記基板保持部の周囲を囲繞する位置に立
設したストッパ棒に固着したナットに螺合するボルトで
前記ストッパを構成し、このナットの頭部上面をストッ
パ面としてもよい。これにより、ナットの締付け量を調
節することで、固定ストッパを調整することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、電解めっきを施
すめっき装置であって、前記アノードを保持する移動自
在な電極ヘッドと、該電極ヘッドの到達可能範囲に配置
されためっき液トレーとを有し、少なくとも前記電極ヘ
ッドとめっき液トレーの接液部分を濡れ性の悪い材料で
構成したことを特徴とする基板めっき装置である。

【００１９】これにより、大気との接触面積が多いめっ
き液トレーであっても、このめっき液トレー内のめっき
液に含まれる硫酸銅等がめっき液トレーや電極ヘッドと
の接液部分に析出し、これが核となって更に大きな固体
へと成長することを防止することができる。

【００２０】前記めっき液トレー内にダミーカソードを
着脱自在に配置してもよい。これにより、めっき液トレ
ー内にめっき液を張り、このめっき液中にアノードを浸
した状態で通電してダミーカソードにダミーのめっきを
施すことで、アノードのコンディショニングを実施する
ことができる。このダミーカソードは、例えば無酸素銅
からなる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、被めっき面を上
方に向けて基板を保持する基板保持部と該基板保持部で
保持した基板に近接した上方位置で対峙して配置される
アノードとを有し、前記基板とアノードとの間のシール
材でシールされた空間にめっき液を満たして電解めっき
を施すめっき装置であって、前記基板保持部で保持され
た基板上面の前記シール材で囲まれた領域に残っためっ
き液を基板を回転させながら該基板周縁部の前記シール
材に近接した位置で吸引して回収することを特徴とする
基板めっき装置である。

【００２２】これにより、めっき処理終了後に基板上面
に残っためっき液を基板の回転に伴う遠心力で基板の周
縁部のシール材の際に集め、ここから効率良く、かつ高
い回収率でめっき液を回収することができ、これによっ
て、高価なめっき液の補充を少なく済ますとともに、廃
液処理の負荷を減少させることができる。

【００２３】請求項６に記載の発明は、被めっき面を上
方に向けて基板を保持する基板保持部と該基板保持部で
保持した基板に近接した上方位置で対峙して配置される
アノードとを有し、前記基板とアノードとの間のシール
材でシールされた空間にめっき液を満たして電解めっき
を施すめっき装置であって、前記基板保持部で保持され
た基板上面の前記シール材で囲まれた領域に該基板を回
転させながらリンスのための純水を供給して前記シール
材を洗浄し、基板上面から前記シール材が離れた後に洗
浄用の純水を供給して前記シール材を更に洗浄すること
を特徴とする基板めっき装置である。これにより、１回
のめっき毎にシール材、更にはこのシール材の近傍に配
置されるカソード電極を洗浄して、消耗品の高寿命化を
図ることができる。

【００２４】請求項７に記載の発明は、被めっき面を上
方に向けて基板を保持する基板保持部と該基板保持部で
保持した基板に近接した上方位置で対峙して配置される
アノードとを有し、前記基板とアノードとの間のシール
材でシールされた空間にめっき液を満たして電解めっき
を施すめっき装置であって、前記シールされた空間に所
定量のめっき液をワンプッシュで供給することを特徴と
する基板めっき装置である。これにより、めっき時に必
要となるめっき液の量は少量であり、所定量のめっき液
の供給を１回の操作で迅速かつ確実に行うことができ
る。

【００２５】請求項８に記載の発明は、被めっき面を上
方に向けて基板を保持する基板保持部と該基板保持部で
保持した基板に近接した上方位置で対峙して配置される
アノードとを有し、前記基板とアノードとの間のシール
材でシールされた空間にめっき液を満たして電解めっき
を施すめっき装置であって、複数ステップの処理工程を
用意して、その各処理工程の使用と未使用を任意に設定
できるようにした基板めっき装置である。

【００２６】これにより、例えば１つの装置のみで、前
処理工程、めっき処理工程、荒洗浄工程、本洗浄工程及
び乾燥までを行えるようにしておき、任意の工程をスキ
ップすることで、例えば洗浄機やスピン乾燥機として使
用することもできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。この実施の形態の基板めっき装置
は、半導体基板の表面に電解銅めっきを施して、銅層か
らなる配線が形成された半導体装置を得るのに使用され
る。このめっき工程を図１を参照して説明する。

【００２８】半導体基板Ｗには、図１（ａ）に示すよう
に、半導体素子が形成された半導体基板１上の導電層１
ａの上にＳｉＯ_２からなる絶縁膜２が堆積され、リソグ
ラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配
線用の溝４が形成され、その上にＴｉＮ等からなるバリ
ア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード
層７が形成されている。

【００２９】そして、図１（ｂ）に示すように、前記半
導体基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、半導体基板
１のコンタクトホール３及び溝４内に銅を充填させると
ともに、絶縁膜２上に銅層６を堆積させる。その後、化
学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅層６
を除去して、コンタクトホール３および配線用の溝４に
充填させた銅層６の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一
平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように銅層
６からなる配線が形成される。

【００３０】図２は、本発明の実施の形態の基板めっき
装置の全体を示す平面図で、図２に示すように、このめ
っき装置には、同一設備内に位置して、内部に複数の基
板Ｗを収納する２基のロード・アンロード部１０と、め
っき処理及びその付帯処理を行う２基のめっきユニット
１２と、ロード・アンロード部１０とめっきユニット１
２との間で基板Ｗの受渡しを行う搬送ロボット１４と、
めっき液タンク１６を有するめっき液供給設備１８が備
えられている。

【００３１】前記めっきユニット１２には、図３に示す
ように、めっき処理及びその付帯処理を行う基板処理部
２０が備えられ、この基板処理部２０に隣接して、めっ
き液を溜めるめっき液トレー２２が配置されている。ま
た、回転軸２４を中心に揺動する揺動アーム２６の先端
に保持されて前記基板処理部２０とめっき液トレー２２
との間を揺動する電極ヘッド２８を有する電極アーム部
３０が備えられている。更に、基板処理部２０の側方に
位置して、プレコート・回収アーム３２と、純水やイオ
ン水等の薬液、更には気体等を基板に向けて噴射する固
定ノズル３４が配置されている。この実施の形態にあっ
ては、３個の固定ノズル３４が備えられて、洗浄機にも
対応できるようになっており、その内の１個を純水の供
給用に用いている。

【００３２】前記基板処理部２０には、図４及び図５に
示すように、被めっき面を上方に向けて基板Ｗを保持す
る基板保持部３６と、この基板保持部３６の上方に該基
板保持部３６の周縁部を囲繞するように配置されたカソ
ード部３８が備えられている。更に、基板保持部３６の
周囲を囲繞して処理中に用いる各種薬液の飛散を防止す
る有底略円筒状のカップ４０が、エアシリンダ４２を介
して上下動自在に配置されている。

【００３３】ここで、前記基板保持部３６は、エアシリ
ンダ４４によって、下方の基板受渡し位置Ａと、上方の
めっき位置Ｂと、これらの中間の前処理・洗浄位置Ｃと
の間を昇降し、回転モータ４６及びベルト４８を介し
て、任意の加速度及び回転速度で前記カソード部３８と
一体に回転するように構成されている。この加減速度
は、例えば０〜１８００００min^−２、回転速度は、例
えば０〜２５００min^−１の範囲で、各処理工程別に速
度、加減速度、設定速度到達後の回転時間が設定され制
御される

【００３４】この基板受渡し位置Ａに対向して、めっき
ユニット１２のフレーム側面の搬送ロボット１４側に
は、図７に示すように、基板搬出入口５０が設けられ、
また基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、
基板保持部３６で保持された基板Ｗの周縁部に下記のカ
ソード部３８のシール材９０とカソード電極８８が当接
するようになっている。一方、前記カップ４０は、その
上端が前記基板搬出入口５０の下方に位置し、図５に仮
想線で示すように、上昇した時に前記基板搬出入口５０
を塞いでカソード部３８の上方に達するようになってい
る。

【００３５】前記めっき液トレー２２は、めっきを実施
していない時に電極ヘッド２８の下記のめっき液含浸材
１００及びアノード１０２をめっき液で湿潤させたり、
液置換及び空電解等のアノード１０２のコンディショニ
ングを実施するためのものであり、図６に示すように、
このめっき液含浸材１００が収容できる大きさに設定さ
れている。

【００３６】前記電極アーム部３０は、図８及び図９に
示すように、上下動モータ５４と図示しないボールねじ
を介して上下動し、旋回モータ５６を介して、前記めっ
き液トレー２２と基板処理部２０との間を旋回（揺動）
するようになっている。

【００３７】また、プレコート・回収アーム３２は、図
１０に示すように、上下方向に延びる支持軸５８の上端
に連結されて、作動位置すなわちプレコートやキャリア
コートを施したりめっき液を回収する位置と格納位置と
の間をロータリアクチュエータ６０を介して旋回（揺
動）し、エアシリンダ６２（図７参照）を介して上下動
するよう構成されている。

【００３８】このプレコート・回収アーム３２には、そ
の自由端側にプレコート液吐出用のプレコートノズル６
４ａとキャリアコート液吐出用のキャリアコートノズル
６４ｂが並列して保持され、基端側にめっき液回収用の
めっき液回収ノズル６６が保持されている。そして、プ
レコートノズル６４ａは、例えばエアシリンダによって
駆動するシリンジに接続されて、プレコート液がプレコ
ートノズル６４ａから間欠的に吐出され、キャリアコー
ト液も同様に、シリンジを介してキャリアコートノズル
６４ｂから間欠的に吐出される。また、めっき液回収ノ
ズル６６は、例えばシリンダポンプまたはアスピレータ
に接続されて、基板上のめっき液が該めっき液回収ノズ
ル６６の下端から吸引されるようになっている。

【００３９】前記基板保持部３６は、図１１乃至図１６
に示すように、円板状の基板ステージ６８を備え、この
基板ステージ６８の周縁部の円周方向に沿った６カ所
に、上面に基板Ｗを水平に載置して保持する支持腕７０
が立設されている。この各支持腕７０の段部下面には、
基板Ｗを載置する台座７２が固着されている。

【００４０】これらの支持腕７０の内の１つの支持腕７
０ａには爪が備えられておらず、この支持腕７０ａに対
向する支持腕７０ｂの上端には、基板Ｗの端面に当接し
回動して基板Ｗを内方に押付ける押圧爪７４が回動自在
に支承されている。また、他の４個の支持腕７０ｃの上
端には、回動して基板Ｗをこの上方から下方に押付けて
基板Ｗの周縁部を台座７２との間で挟持する固定爪７６
が回動自在に支承されている。

【００４１】ここで、前記押圧爪７４及び固定爪７６の
下端は、コイルばね７８を介して下方に付勢した開放ピ
ン８０の上端に連結されて、この開放ピン８０の下動に
伴って押圧爪７４及び固定爪７６が内方に回動して閉じ
るようになっており、基板ステージ６８の下方には前記
開放ピン８０に下面に当接してこれを上方に押上げる開
放部材としての支持板８２が配置されている。

【００４２】これにより、基板保持部３６が図５に示す
基板受渡し位置Ａに位置する時、開放ピン８０は支持板
８２に当接し上方に押上げられて、押圧爪７４及び固定
爪７６が外方に回動して開き、基板ステージ６８を上昇
させると、開放ピン８０がコイルばね７８の弾性力で下
降して、押圧爪７４及び固定爪７６が内方に回転して閉
じるようになっている。

【００４３】ここで、図１４に示すように、基板Ｗは、
そのノッチＮが支持腕７０ａに対面するように位置決め
して台座７２の上に載置される。そして、基板ステージ
６８の上昇に伴って、先ず支持腕７０ｂの押圧爪７４が
閉じる方向に回動し、これによって、基板Ｗのノッチ形
成側を支持腕７０ａに押付け、しかる後、支持腕７０ｃ
の固定爪７６が閉じる方向に回動して基板Ｗの周縁部を
挟持保持することで、固定爪７６で基板Ｗを擦ることが
ないようになっている。

【００４４】このため、この例にあっては、図１５及び
図１６に示すように、開放ピン８０の下端部に雌ねじ部
を設け、この雌ねじ部にナット８１をダブルに螺着する
とともに、支持板（開放部材）８２の該開放ピン８０に
対応する位置に、開放ピン８０の直径より大きくナット
８１の直径より小さな凹部８２ａを設けている。そし
て、押圧爪７４を開閉する開放ピン８０のナット８１の
方が固定爪７６を開閉する開放ピン８０のナット８１よ
りも上方に位置するようにしている。

【００４５】これにより、図１５に示す位置から図１６
に示す位置まで基板ステージ６８を上昇させて基板Ｗを
保持する際、押圧爪７４の回動範囲の方が固定爪７６の
回動範囲よりも狭く、且つ基板Ｗ寄りに位置しているた
め、押圧爪７４の方が固定爪７６よりも早く短く閉ま
る。なお、逆に基板Ｗの保持を解く時には、押圧爪７４
の方が固定爪７６よりも遅く短く開く。

【００４６】このように、基板Ｗを該基板Ｗのノッチ形
成側を支持腕７０ａに押付けた状態で固定爪７６で挟持
保持することで、基板Ｗと基板保持部３６との余裕分
（通常、基板外径に対して０．４ｍｍ程度）だけ基板Ｗ
を基板保持部３６の中心からノッチ寄りに偏心させた位
置で基板保持部３６で保持して、図１４に示すように、
円状のシール境界Ｓ_１がノッチの対向側に位置するよう
にすることができ、これによって、シール形状や機構を
複雑にすることなく、めっき面積（有効面積）を大きく
することができる。

【００４７】つまり、図１７（ａ）に示すように、基板
ＷのノッチＮを外した内方位置に円状のシール境界Ｓ_２
が基板Ｗと同心状に位置するようにすると、シール境界
Ｓ_２の内側のめっき面積がノッチＮの深さに見合った分
だけ狭くなってしまい、また、図１７（ｂ）に示すよう
に、略円形でノッチＮの内側を弦状に延びるようにシー
ル境界Ｓ_３を設けると、シール形状が複雑となってしま
うが、この例にあっては、このような弊害はない。

【００４８】また、開放ピン８０の下端部に螺着したナ
ット８１の締付け位置を調整することで、押圧爪７４と
固定爪７６の動作のタイミングを調整することができ
る。このナット８１としてダブルナットを使用すれば、
ナット８１の緩みによる位置ずれを防止できる。

【００４９】前記カソード部３８は、図１８乃至図２２
に示すように、前記支持板８２（図５及び図１３等参
照）の周縁部に立設した支柱８４の上端に固着した環状
の枠体８６と、この枠体８６の下面に内方に突出させて
取付けた、この例では６分割されたカソード電極８８
と、このカソード電極８８の上方を覆うように前記枠体
８６の上面に取付けた環状のシール材９０とを有してい
る。

【００５０】このシール材９０は、リング状で、横断面
において徐々に薄肉となって下方に徐々に傾斜しつつ内
方に延出する内方延出部９０ａと、この内方延出部９０
ａに連続し更に薄肉となって下方に屈曲して延びる下方
垂下部９０ｂとを有し、この下方垂下部９０ｂの下端の
幅Ｗ_１は、例えば０．５ｍｍに設定されている。

【００５１】シール材９０は、数ｍｍＨ_２Ｏのヘッド圧
に耐えれば良いので、その肉厚を内方に向けて徐々に薄
くし、かつ下方に向けて屈曲させて、基板Ｗとの接触端
部を、例えば０．５ｍｍ程度の可能な限り薄くすること
で、シール性を損なうことなく、めっき面積（有効面
積）を大きくすることができる。

【００５２】また、カソード電極８８は、例えば板厚が
０．２ｍｍで、その内周面には、円周方向に等ピッチ
で、例えば幅Ｗ_２が２ｍｍ程度の幅の複数の突起片８９
が突設され、この各突起片８９は、前記シール材９０の
下方垂下部９０ｂの外側に位置し該下方垂下部９０ｂに
沿って下方にほぼ直角に直角に屈曲して延びる垂下部８
９ａを有し、この垂下部８９ａの下端に円弧状の丸みが
形成されている。

【００５３】これにより、図５及び図２４に示すよう
に、基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、
この基板保持部３６で保持した基板Ｗの周縁部にカソー
ド電極８８の各突起片８９の下端が押付けられて通電
し、同時にシール材９０の下方垂下部９０ｂの下端面が
基板Ｗの周縁部上面に圧接し、ここを水密的にシールし
て、基板Ｗの上面（被めっき面）に供給されためっき液
が基板Ｗの端部から染み出すのを防止するとともに、め
っき液がカソード電極８８を汚染することを防止するよ
うになっている。

【００５４】また、図２２に示すように、枠体８６、カ
ソード電極８８、シール材９０及び該シール材９０の上
面を覆うリング状の蓋体９１とを一体化して、これをボ
ルト９２を介して支柱８４の上端に着脱自在に螺着する
ことで、劣化した場合も交換が容易となる。

【００５５】このように、基板保持部３６で保持した基
板Ｗの表面にカソード電極８８の突起片８９の下端を垂
直方向から接触させて該突起片８９を弾性変形させるこ
とで、カソード接触時の擦れによるパーティクルの発生
を防止し、かつ突起片８９の下端に丸みを持たせること
で、接触抵抗を軽減することができる。しかも、カソー
ド電極８８の給電位置を基板平面上の最端部（例えば基
板エッジから距離Ｅ＝０．５ｍｍ）とするとともに、前
述のように、シール材９０の肉厚を可能な限り薄くする
ことで、基板エッジからのシール位置を、例えば１．５
ｍｍ程度に短縮することができる。

【００５６】なお、この実施の形態において、カソード
部３８は、上下動不能で基板保持部３６と一体に回転す
るようになっているが、上下動自在で、下降した時にシ
ール材９０が基板Ｗの被めっき面に圧接するように構成
しても良い。

【００５７】前記電極アーム部３０の電極ヘッド２８
は、図２３乃至図２５に示すように、揺動アーム２６の
自由端に、ショルダボトル９３ａ、２個のスリーブ９３
ｂ及び該スリーブ９３ｂ間に介装したスプリング９３ｃ
からなる遊び機構９３を介して連結した円板状の蓋体９
４と、この蓋体９４の周囲を囲繞する円筒状のハウジン
グ９６と、このハウジング９６と該ハウジング９６の内
部に配置した中空円筒状の支持枠９８で上端フランジ部
１００ａを挟持して固定しためっき液含浸材１００と、
このめっき液含浸材１００の上面に載置保持されたアノ
ード１０２とを有し、前記めっき液含浸材１００は、前
記ハウジング９６の開口部を覆って、ハウジング９６の
内部に吸引室１０４が形成されている。この吸引室１０
４の内部には、めっき液供給設備１８（図２参照）から
延びるめっき液供給管１０６に接続され直径方向に延び
るめっき液導入管１０８がアノード１０２の上面に当接
して配置され、更に、ハウジング９６には、吸引室１０
４に連通するめっき液排出管１１０が接続されている。

【００５８】ここで、前記めっき液含浸材１００は、ア
ルミナ，ＳｉＣ，ムライト，ジルコニア，チタニア，コ
ージライト等のポーラスセラミックスまたはポリプロピ
レンやポリエチレン等の焼結体の多孔質材料で構成され
ている。例えば、アルミナ系セラミックスにあっては、
ポア径１０〜３００μｍ、気孔率２０〜６０％、厚み５
〜２０ｍｍ、好ましくは８〜１５ｍｍ程度のものが使用
される。

【００５９】ポーラスセラミックスのような硬性のある
めっき液含浸材１００は、ハウジング９６と中空の支持
枠９８でフランジ部１００ａを挟持して固定する際に隙
間を完全にシールして電流漏洩を防ぐことが均一なめっ
き面を得るために重要であり、そのシール材料として
は、耐薬性のあるゴム材料やフッ素材料が望ましい。そ
こで、この例では、図２５に示すように、ハウジング９
６とめっき液含浸材１００のフランジ部１００ａの下面
との間に、例えばガスケットからなるシール材１１２を
介装している。

【００６０】また、めっき液含浸材１００の露出部の側
面からの電流がリークするが、このリークする電流を制
御することで、即ちめっき液含浸材１００の露出部の側
面をシールで覆い、このシール面積を変えることで、基
板周辺部のめっき膜厚のコントロールが可能となるの
で、この例では、めっき液含浸材１００の側面の所定の
領域を環状シール（輪ゴム）１１４でシールしている。
なお、この環状シール１１４を前記シール材１１２と一
体に成形しても良いことは勿論である。

【００６１】前記めっき液導入管１０８は、マニホール
ド構造とすると被めっき面に均一なめっき液を供給する
のに有効である。即ち、その長手方向に連続して延びる
めっき液導入路１０８ａと該導入路１０８ａに沿った所
定のピッチで、下方に連通する複数のめっき液導入口１
０８ｂが設けられ、また、アノード１０２の該めっき液
導入口１０８ｂに対応する位置に、めっき液供給口１０
２ａが設けられている。更に、アノード１０２には、そ
の全面に亘って上下に連通する多数の通孔１０２ｂが設
けられている。これにより、めっき液供給管１０６から
めっき液導入管１０８に導入されためっき液は、めっき
液導入口１０８ｂ及びめっき液供給口１０２ａからアノ
ード１０２の下方に達し、めっき液含浸材１００を経由
して基板の被めっき面上に供給される。また、めっき液
含浸材１００及び基板の被めっき面へめっき液を供給し
た状態で、めっき液排出管１１０を吸引することで、め
っき液含浸材１００及び基板の被めっき面のめっき液
は、通孔１０２ｂから吸引室１０４を通過して該めっき
液排出管１１０から排出されるようになっている。

【００６２】ここで、前記アノード１０２は、スライム
の生成を抑制するため、含有量が０．０３〜０．０５％
のリンを含む銅（含リン銅）で構成されている。このよ
うに、アノード１０２に含リン銅を使用すると、めっき
の進行に伴ってアノード１０２の表面にブラックフィル
ムと呼ばれる黒膜が形成される。このブラックフィルム
は、リンやＣｌを含むＣｕ^＋錯体で、Ｃｕ_２Ｃｌ_２・Ｃ
ｕ_２Ｏ・Ｃｕ_３Ｐ等で構成されるものである。このブラ
ックフィルムの形成により銅の不均化反応が抑制される
ので、ブラックフィルムをアノード１０２に表面に安定
して形成することは、めっきを安定化させる上で重要で
あるが、これが乾燥したり酸化してアノード１０２から
脱落すると、パーティクルの原因となる。

【００６３】そこで、この実施の形態にあっては、例え
ば側面をシールした多孔質材料製のめっき液含浸材１０
０をハウジング９６の下端開口部に取付け、このめっき
液含浸材１００の上面にアノード１０２を載置保持し、
このめっき液含浸材１００にめっき液を保持させて、ア
ノード１０２の表面を湿潤させることで、ブラックフィ
ルムの基板の被めっき面への脱落を防止している。

【００６４】更に、めっき液含浸材１００を多孔質材料
製とすることで、この内部に入り込んだめっき液を介し
てめっき液含浸材１００の内部の電気抵抗を増大させ
て、めっき膜厚の均一化を図るとともに、パーティクル
の発生を防止している。

【００６５】つまり、図２６に模式的に示すように、面
内膜厚分布に影響を及ぼす抵抗要因としては、液抵
抗、分極抵抗、シート抵抗があり、極間距離が短い
場合には液抵抗が小さくなって、シート抵抗が支配的に
なるが、めっき液含浸材をポーラスセラミックスのよう
な屈曲した内部構造を有するポーラス材料とすること
で、含浸材内部の電気抵抗を増大させ、極間距離に相当
する液抵抗以上の電気抵抗を含浸材に付与することがで
きる。なお、このような場合に、液抵抗や分極抵抗を増
加させることも有効であるが、分極抵抗をむやみに高め
ると、配線の金属埋込み特性や不具合をもたらす場合が
ある。

【００６６】また、めっき液含浸材１００の上にアノー
ド１０２を載置保持することで、めっきの進行に伴って
アノード１０２の下面のめっき液含浸材１００と接触し
ている側が溶解しても、すなわち、図２４の右側に示す
アノード１０２が厚い状態から、アノード１０２が溶融
して、図２４の左側に示すように薄い状態となっても、
アノード１０２を固定するための治具を使用することな
く、アノード１０２自体の自重でアノード１０２の下面
と基板Ｗとの距離を一定に保ち、かつここに空気が混入
して空気溜まりが生じてしまうことを防止することがで
きる。

【００６７】そして、前記電極ヘッド２８は、基板保持
部３６がめっき位置Ｂ（図５参照）にある時に、基板保
持部３６で保持された基板Ｗとめっき液含浸材１００と
の隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで下降
し、この状態で、めっき液供給管１０６からめっき液を
供給して、めっき液含浸材１００にめっき液を含ませな
がら、基板Ｗの上面（被めっき面）とアノード１０２と
の間にめっき液を満たして、これによって、基板Ｗの被
めっき面にめっきが施される。

【００６８】カソード部３８を支持する支柱８４の外方
には、基板すなわちカソード電極８８に対してアノード
１０２の平行出しを行うための固定ストッパ１２０が周
方向に等間隔に３カ所設けられている。この固定ストッ
パ１２０は、ストッパ棒１２２と、このストッパ棒１２
２の上端に固着したナット１２４と、このナット１２４
に螺合するボルト１２６とから構成され、このボルト１
２６の頭部上面がストッパ面１２８となっている。つま
り、めっきを行う際に、電極ヘッド２８はめっき位置ま
でモータ駆動により下降するが、電極ヘッド２８のハウ
ジング９６に設けた突出部９６ａがこのストッパ面１２
８に当接することでアノード面とカソード面との平行位
置出しが行えるようになっている。

【００６９】これにより、例えばテーチィングの際に、
電極ヘッド２８が固定ストッパ１２０のストッパ面１２
８に当接した時にアノード面とカソード面とが平行とな
るように固定ストッパ１２０をナット１２４の締付け量
を介して調整することで、繰返し位置決め精度を向上さ
せるとともに、電極ヘッド２８の交換時における電極ヘ
ッド２８の個体差にも迅速に対応させて、基板上の電流
密度の均一化を図ることができる。

【００７０】なお、前述のように、電極ヘッド２８に
は、遊び機構９３を介して、これがストッパ面１２８に
当接した時に微調整が可能な程度の上下への可動余裕
（遊び）が設けられている。

【００７１】めっき液トレー２２は、図２７に示すよう
に、めっき液の供給口１３０、排水口（図示せず）及び
オーバーフロー口１３２を有している。また、その内面
側の周縁部には、電極ヘッド２８に当接してアノード面
とめっき液底面との平行位置出しが行えるストッパ１３
４が設けられている。更に、フォトセンサーが取付けら
れて、めっき液トレー２２内のめっき液の満水すなわち
オーバーフローと排水の検出が可能になっている。ま
た、トレー部周辺には局所排気口が設置されている。

【００７２】めっき液トレー２２の底板には、例えば略
８ｍｍ厚の円板形状の無酸素銅からなるダミーカソード
１３６が取付けられ、このダミーカソード１３６は、め
っき液トレー２２の底板を脱着してこの装着及び交換が
行えるようになっている。これにより、ダミーカソード
１３６をめっき液トレー２２の底部に装着した状態で、
電極ヘッド２８をめっき液トレー２２内に移動し、めっ
き液をはり通電することでアノード１０２のコンディシ
ョニング、即ち空電解が実施される。ダミーカソード１
３６の表面には、例えば延べ４０時間の空電解で約１ｍ
ｍの銅層が成長するので、空電解を実施した時間を積算
して任意の周期でダミーカソード１３６を交換する。

【００７３】ここで、めっき液トレー２２は、例えばＰ
ＴＦＥ等のフッ素形樹脂やポリエチレン等の濡れ性の悪
い材料で構成され、この連続して延びる側壁２２ａの内
面２２ｂは、その全周に亘って垂直面となっている。こ
れによって、めっき液トレー２２内のめっき液に含まれ
る硫酸銅等がめっき液トレー２２の内側面に析出してし
まうことを防止している。

【００７４】すなわち、めっき液は、その主成分である
ＣｕＳＯ_４がほぼ飽和濃度に達しているため、大気との
接触面積が多く、液高が変動するめっき液トレー２２内
のめっき液は、蒸発等により該めっき液トレー２２の内
側面に結晶が析出しやすく、これが核となって更に大き
な固体へと成長して、その結晶がめっき液中に落下する
と良質なめっきが提供できなく恐れがあるが、めっき液
トレー２２を濡れ性の悪い材料で構成し、その内側面を
垂直面とすることで、結晶がめっき液トレー２２の内側
面に付着しにくくすることができる。

【００７５】次に、この実施の形態のめっき装置におけ
るめっき液回収処理について図２７乃至図２９を参照し
て説明する。

【００７６】先ず、基板Ｗの上に残っためっき液を前記
めっき液回収ノズル６６で減圧吸引して回収するのであ
るが、この時、基板Ｗの周縁部をシール材９０でシール
したまま、基板Ｗを、例えば１００min^−１以下で回転
させる。これにより、めっき処理終了後に基板Ｗの上面
に残っためっき液を基板Ｗの回転に伴う遠心力で基板Ｗ
の周縁部のシール材９０の際に集め、ここから効率良
く、かつ高い回収率でめっき液を回収することができ、
これによって、高価なめっき液の補充を少なく済ますと
ともに、廃液の負荷を減少させることができる。

【００７７】このめっき液回収ノズル６６で回収しため
っき液には、多量の空気が含まれているので、これを気
水分離槽１４０ａに導き、これで分離された液体（めっ
き液）をめっき液供給設備１８の排液側に戻し、気体を
第２気水分離槽１４２に導く。

【００７８】電極ヘッド２８にあっては、めっき液供給
設備１８の供給側から電極ヘッド２８にめっき液を供給
し、この電極ヘッド２８から排出されためっき液を気水
分離槽１４０ｂに導き、これで分離された液体（めっき
液）をめっき液供給設備１８の排液側に戻し、気体を第
２気水分離槽１４２に導く。

【００７９】めっき液トレー２２にあっては、めっき液
供給設備１８の供給側からめっき液トレー２２にめっき
液を供給し、オーバーフローも含めこのめっき液トレー
２２から排出されためっき液をめっき液供給設備１８の
排液側に戻す。

【００８０】そして、第２の気水分離槽１４２では、再
度気水分離を行って、これで分離された液体（めっき
液）をめっき液供給設備１８の排液側に戻し、気体を真
空ポンプ１４４から排気する。

【００８１】また、この実施の形態のめっき装置にあっ
ては、図３０に示すように、１８ステップの処理工程、
すなわち、１．プレコート、２．プレコートドライ、
３．液はり、４．めっき、５．アーム液回収、６．リン
ス、７．水洗、８．ドライ、９．キャリアコート、１
０．キャリアコートドライ、１１．プレコート、１２．
プレコートドライ、１３．液はり、１４．めっき、１
５．アーム液回収、１６．リンス、１７．水洗、１８．
ドライ、が用意されており、めっき工程については更に
９ステップが用意されている。そして、その各処理工程
の使用／未使用を任意に設定できるようになっている。

【００８２】これにより、例えば７．水洗、８．ドラ
イのみを「使用」とし、他のステップを「未使用」設定
すれば、洗浄機として機能するようになっている。

【００８３】次に、前記実施の形態のめっき装置におけ
る一連のめっき処理の動作について説明する。

【００８４】先ず、ロード・アンロード部１０からめっ
き処理前の基板Ｗを搬送ロボット１４で取出し、被めっ
き面を上方に向けた状態で、フレームの側面に設けられ
た基板搬出入口５０から一方のめっきユニット１２の内
部に搬送する。この時、基板保持部３６は、下方の基板
受渡し位置Ａにあり、また電極アーム部３０及びプレコ
ート・回収アーム３２とも基板保持部３６の上方にな
く、待避位置で待避している。搬送ロボット１４は、そ
のハンドが基板ステージ６８の真上に到達した後に、ハ
ンドを下降させることで、基板Ｗを支持腕７０上に載置
する。そして、搬送ロボット１４のハンドを前記基板搬
出入口５０を通って退去させる。

【００８５】搬送ロボット１４のハンドの退去が完了し
た後、カップ４０を上昇させ、次に基板受渡し位置Ａに
あった基板保持部３６を前処理・洗浄位置Ｃに上昇させ
る。すると、この上昇に伴って、支持腕７０上に載置さ
れた基板は、押圧爪７４で支持腕７０ａの方向に押圧さ
れて偏心し、この状態で固定爪７６で確実に把持され
る。

【００８６】一方、電極アーム部３０の電極ヘッド２８
は、この時点ではめっき液トレー２２上の通常位置にあ
って、めっき液含浸材１００あるいはアノード１０２が
めっき液トレー２２内に位置しており、この状態でカッ
プ４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２及び電極ヘ
ッド２８にめっき液の供給を開始する。そして、基板の
めっき工程に移るまで、新しいめっき液を供給し、併せ
てめっき液排出管１１０を通じた吸引を行って、めっき
液含浸材１００に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行
う。なお、カップ４０の上昇が完了すると、フレーム側
面の基板搬出入口５０はカップ４０で塞がれて閉じ、フ
レーム内外の雰囲気が遮断状態となる。

【００８７】カップ４０が上昇するとプレコート処理に
移る。即ち、基板Ｗを受け取った基板保持部３６を回転
させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム３２を
基板と対峙する位置へ移動させる。そして、基板保持部
３６の回転速度が設定値に到達したところで、プレコー
ト・回収アーム３２の先端に設けられたプレコートノズ
ル６４ａから、例えば界面活性剤からなるプレコート液
を基板の被めっき面に間欠的に吐出する。この時、基板
保持部３６が回転しているため、プレコート液は基板Ｗ
の被めっき面の全面に行き渡る。次に、プレコート・回
収アーム３２を待避位置へ戻し、基板保持部３６の回転
速度を増して、遠心力により基板Ｗの被めっき面のプレ
コート液を振り切って乾燥させる。

【００８８】一方、めっき液トレー２２内では電極ヘッ
ド２８の液置換を行って、めっき液の交換及び泡抜きを
行う。つまり、めっき液をめっき液トレー２２に供給し
ながら、真空ポンプを作動させて、吸引可能な圧力に到
達したら、回収用のバルブを開いて電極ヘッド２８から
めっき液トレー２２内のめっき液を吸引する。この時の
吸引時間は、例えば０.５秒であり、その後、バルブを
閉じる。このめっき液吸引の回数は任意に設定が可能で
ある。設定回数終了したら、めっき液のめっき液トレー
２２への供給を停止し、真空ポンプを停止させる。

【００８９】プレコート完了後に液はり処理に移る。先
ず、基板保持部３６を、この回転を停止、若しくは回転
速度をめっき時速度まで低下させて、設定回転数に到達
した後、めっきを施すめっき位置Ｂまで上昇させる。す
ると、基板Ｗの周縁部はカソード電極８８に接触して通
電可能な状態となり、同時に基板Ｗの周縁部上面にシー
ル材９０が圧接して、基板Ｗの周縁部が水密的にシール
される。

【００９０】なお、めっき液含浸材１００として、例え
ばポーラスセラミック等の多孔質材料以外の、例えばス
ポンジ状のものを使用した場合には、電極ヘッド２８を
めっき液トレー２２内の通常位置から押込み位置に下降
させ、めっき液含浸材１００をめっき液トレー２２の底
に押し付けて余分なめっき液を絞ることで、アーム上昇
時のめっき液の滴下を防止する。

【００９１】一方、搬入された基板Ｗのプレコート処理
が完了したという信号に基づいて、電極アーム部３０を
めっき液トレー２２上方からめっきを施す位置の上方に
電極ヘッド２８が位置するように水平方向に旋回させ、
この位置に到達した後に、電極ヘッド２８をカソード部
３８に向かって下降させる。電極ヘッド２８の下降が完
了した時点で、めっき電流を投入し、めっき液供給管１
０６からめっき液を電極ヘッド２８の内部に供給して、
アノード１０２を貫通しためっき液供給口１０２ａより
めっき液含浸材１００にめっき液を供給する。この時、
めっき液含浸材１００は、基板Ｗの被めっき面に接触せ
ず、０.５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した状態となってい
る。また、基板保持部３６を任意の速度で回転させても
良い。そして、液はり工程に設定した定電圧値の通電を
実施し、めっき液の押し出し及び引き込みを行ってめっ
き処理へ移行する。

【００９２】次のめっき処理ではステップ毎に制御パラ
メータを変えながらウエハにめっきを施す。めっき処理
中は、めっき液含浸材１００から染み出した銅イオンを
含むめっき液が、めっき液含浸材１００と基板Ｗの被め
っき面との間の隙間に満たされ、基板の被めっき面に銅
めっきが施される。なお、めっき液が基板Ｗの被めっき
面に均一に供給されるよう、基板保持部３６を回転させ
ても良い。

【００９３】めっき処理が完すると、電極アーム部３０
を上昇させ旋回させてめっき液トレー２２上方へ戻し、
通常位置へ下降させる。次に、プレコート・回収アーム
３２を待避位置から基板Ｗに対峙する位置へ移動させて
下降させ、めっき液回収ノズル６６から基板Ｗ上のめっ
きの残液を回収する。つまり、めっき液回収ノズル６６
の先端を基板Ｗの周辺のシール材９０の近辺に位置さ
せ、基板保持部３６を任意の設定数で回転させた状態で
めっき液をめっき液回収ノズル６６から吸引する。この
時、基板Ｗが回転しているため、めっき液は遠心力で基
板Ｗの周縁部に集まり効率的にめっき液回収ノズル６６
の先端から吸引される。

【００９４】なお、電極ヘッド２８内に含まれためっき
液も同時に回収可能であり、めっき完了後に電極ヘッド
２８が上昇を開始した時に、設定された時間ヘッドのめ
っき液回収バルブを開いてめっき液を吸引する。その時
間は任意に設定可能である。なお、回収時の真空ポンプ
の動作は液置換工程の液回収時と同様である。

【００９５】次に、プレコート・回収アーム３２を上昇
させて待避位置へ戻し、基板の被めっき面のリンスのた
めに、純水用の固定ノズル３４から基板Ｗの中央部に純
水を吐出し、同時に基板保持部３６をスピードを増して
回転させて基板Ｗの表面に僅かに残っためっき液を純水
に置換し、併せてシール材９０も洗浄する。このよう
に、基板Ｗのリンスを行うことで、基板保持部３６をめ
っき位置Ｂから下降させる際に、基板Ｗの周縁をシール
していたカソード部３８から基板Ｗが離れた時にめっき
液が回り込み、基板Ｗの裏面やカソード部３８のカソー
ド電極８８が汚染されることが防止される。

【００９６】リンス終了後に水洗工程に入る。即ち、基
板保持部３６をめっき位置Ｂから前処理・洗浄位置Ｃへ
下降させ、純水用の固定ノズル３４から純水を供給しつ
つ基板保持部３６及びカソード部３８を回転させて水洗
を実施する。この時、カソード部３８に直接供給した純
水、又は基板Ｗの面から飛散した純水によってシール材
９０及びカソード電極８８も基板と同時に洗浄すること
ができる。

【００９７】水洗完了後にドライ工程に入る。即ち、固
定ノズル３４からの純水の供給を停止し、更に基板保持
部３６及びカソード部３８の回転スピードを増して、遠
心力により基板表面の純水を振り切って乾燥させる。ま
た、カソード部３８も回転しているため、シール材９０
及びカソード電極８８も乾燥される。

【００９８】以上で一連の前工程・めっき工程・洗浄／
ドライ工程が完了することになるが、必要に応じて同工
程の２回目を実施する。２回目を実施する場合はキャリ
アコート処理に移行する。つまり、キャリアコートノズ
ル６４ｂを備えたプレコート・回収アーム３２を待避位
置から基板Ｗと対峙する位置へ移動させ、基板保持部３
６の回転速度が設定値に到達したところで、プレコート
・回収アーム３２の先端に設けたキャリアコートノズル
６４ｂから、例えば硫黄化合物等のキャリアコート液を
基板Ｗの被めっき面に吐出する。基板保持部３６が回転
しているため、キャリアコート液は基板Ｗの全面に行き
渡る。次に、プレコート・回収アーム３２を待避位置へ
戻し、基板保持部３６の回転速度を増して遠心力により
基板Ｗ上面のキャリアコート液を振り切って乾燥させ
る。ここから以降の処理は１回目に記した内容と同一で
ある。ただし、２回目のプレコート処理の実施の有無
や、液はりやめっき工程の内容は１回目と異なった設定
も可能である。

【００９９】ドライ工程が完了すると基板保持部３６及
びカソード部３８の回転を停止させ、基板保持部３６を
基板受渡し位置Ａまで下降させる。すると、固定爪７６
による基板Ｗの把持が解かれ、基板Ｗは、支持腕７０の
上面に載置された状態となる。次に、カップ４０も下降
させる。

【０１００】以上でめっき処理及びそれに付帯する前処
理や洗浄・乾燥工程の全て工程を終了し、搬送ロボット
１４は、そのハンドを基板搬出入口５０から基板Ｗの下
方に挿入し、そのまま上昇させることで、基板保持部３
６から処理後の基板Ｗを受取る。そして、搬送ロボット
１４は、この基板保持部３６から受取った処理後の基板
Ｗをロード・アンロード部１０に戻す。

【０１０１】次に、アノード１０２のコンディショニン
グについて説明する。このめっき装置では、電極ヘッド
２８に取付けたアノード１０２のコンディショニングを
めっき液トレー２２内で行う機能を備えている。コンデ
ィショニングの機能としては、（１）空電解、（２）ア
ノードの乾燥防止、（３）液置換があげられる。電極ヘ
ッド２８は、めっきを施す基板保持部３６の上方位置
と、めっき実施時以外のめっき液トレー２２上の待避位
置の２ヶ所間の移動が可能であるが、これらを行う際
は、めっき液トレー２２の上方位置で、押込み位置及び
通常位置間で電極ヘッド２８の高さを制御しながらこれ
らを実施する。

【０１０２】（１）空電解空電解とは、本めっきを開始する前にめっきの質や速度
の安定化を目的としてアノード１０２のコンディショニ
ングを図る機能である。めっき液トレー２２の底板に
は、例えば、無酸素銅からなるおよそ８ｍｍ厚の円板形
状ものダミーカソード１３６が装着してあり、電極ヘッ
ド２８をめっき液トレー２２内に移動してめっき液をは
り、アノード１０２とダミーカソード１３６との間で通
電することでこれを行う。ダミーカソードの表面には、
延べ４０時間の空電解でおよそ１ｍｍの銅層が成長する
ので、空電解を実施した時間を積算して任意の周期でダ
ミーカソード１３６を交換する。空電解の制御は、次の
通りである。

【０１０３】空電解は、「空電解動作」として、“定回
数動作”と“定時間動作”が設定できる。ここで、“定
回数動作”に設定した場合は、操作画面上の「空電解」
スイッチの操作がトリガとして空電解を実施し、“定時
間動作”に設定した場合は、空電解の実施の間隔をタイ
マー設定し、タイムアップがトリガとなる。

【０１０４】空電解は、「液置換」、「吐出」及び「定
電流」のステップ進行で実施される。「液置換」及び
「吐出」では、めっき液トレー２２内にめっき液を供給
しながら、電極ヘッド２８をめっき液トレー２２内のめ
っき液中に位置した状態で、電極ヘッド２８からめっき
液の回収と供給を繰り返して、電極ヘッド２８内のめっ
き液及びめっき液含浸材１００に含まれているめっき液
の交換と泡ぬきを行うものである。それらの動作用パラ
メータとしては、回収と供給を繰り返す回数を各々０〜
５回の範囲で設定可能である。例えば、「液置換」ステ
ップで“２回”、「吐出」ステップで“３回”が設定さ
れていた場合は、電極ヘッド２８からめっき液を２回回
収した後、電極ヘッド２８からめっき液を３回供給す
る。最後に「定電流」でアノード１０２からダミーカソ
ード１３６に定電流を流す。この時のパラメータとして
は、時間を０〜９９９９分、電流値を０.０〜１０.０Ａ
の範囲で設定する。また、この時めっき液トレー２２に
対する液供給有無の設定パラメータが用意されている。
このめっき液供給有無とは、定電流を流している間に、
めっき液トレー２２に新めっき液を供給し続けるか、あ
るいはしないかの設定である。

【０１０５】なお、以上の３つのステップが一連の空電
解の動作となるが、“定回数動作”設定の場合は、この
一連の動作を何回実施するかが０〜１０回の範囲で設定
できる。例えば、２回と設定すれば、先の３つのステッ
プを２回繰り返して動作完了となる。“定時間動作”設
定の場合は、一連の動作は１回実施であるが、その実施
間隔を０〜９９９９分の間で設定可能である。通常は
“定回数動作”としておき、画面スイッチから空電解を
実施させるが、長時間、アノードをめっき液トレーに待
避させているときは、“定時間動作”に切り換えて無人
で定期的に空電解を実施するように運用している。こう
して空電解を実施するとダミーカソード１３６の表面に
は、延べ４０時間の空電解でおよそ１ｍｍの銅層が成長
するので、空電解を実施した時間を積算して任意の周期
でダミーカソード１３６を交換する。

【０１０６】（２）アノードの乾燥防止アノード１０２は常にめっき液で湿潤しておく必要があ
り、乾燥させるとアノード１０２の表面に形成されたブ
ラックフィルムが酸化され、変質してめっき性能を低下
させる。めっきを実施していない時に、めっき液トレー
２２内に電極ヘッド２８を待避させることによって、常
に最良の状態にアノード１０２を維持することができ
る。

【０１０７】（３）液置換液置換は、電極ヘッド２８内のめっき液またはめっき液
含浸材１００に含まれているめっき液を新しいめっき液
に交換したり泡抜きを行う機能で、空電解の他、めっき
工程時に随時行われる。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板保持部で基板を上向きに保持した状態で、めっき処
理とめっき処理に付帯した前処理や洗浄・乾燥処理とい
った他の処理をめっき処理に前後して行うことができ
る。従って、単一の装置でめっきの全工程の実施が可能
となり、装置として簡素化を図るとともに、小さな占有
面積で済むめっき装置を安価に提供できる。しかも、単
一のユニットとしてより一層の小型化と、操作性を向上
させることができ、メンテナンス性にも優れている。ま
た、めっきユニットとして、他の半導体製造装置へ搭載
が可能であるため、めっき、アニール、ＣＭＰの一連の
配線形成工程をクラスター化する時に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板めっき装置方法によってめっきを
行う工程の一例を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の基板めっき装置の全体を
示す平面図である。

【図３】めっきユニットを示す平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】基板保持部及びカソード部の拡大断面図であ
る。

【図６】図３の正面図である。

【図７】図３の右側面図である。

【図８】図３の背面図である。

【図９】図３の左側面図である。

【図１０】プレコート・回収アームを示す正面図であ
る。

【図１１】基板保持部の平面図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１３】図１１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１４】基板保持部における基板の動き（偏心）の説
明に付する図である。

【図１５】固定爪を有する支持腕（ａ）、及び押圧爪を
有する支持腕（ｂ）の基板保持前の状態を示す図であ
る。

【図１６】固定爪を有する支持腕（ａ）、及び押圧爪を
有する支持腕（ｂ）の基板保持後の状態を示す図であ
る。

【図１７】基板を偏心させない場合における問題の説明
に付する図である。

【図１８】カソード部の平面図である。

【図１９】図１４のＤ−Ｄ線断面図である。

【図２０】図１９の一部を拡大した拡大図である。

【図２１】カソード電極の一部を拡大して示す拡大斜視
図である。

【図２２】カソード電極とシール材を一体として支柱に
取付ける前後の状態を示す図である。

【図２３】電極アーム部の平面図である。

【図２４】めっき時における図２３のＥ−Ｅ線断面図で
ある。

【図２５】図２４の一部を拡大して示す拡大図である。

【図２６】めっき時に形成される回路を示す図である。

【図２７】めっき液トレーを電極ヘッドと共に示す断面
図である。

【図２８】基板の上面に残っためっき液の回収の説明に
付する図である。

【図２９】めっき液の供給及び回収のフロー図である。

【図３０】用意されたステップの処理工程と、ステップ
使用／未使用の設定例を示す図である。

【符号の説明】

１０ロード・アンロード部１２めっきユニット１４搬送ロボット１６めっき液タンク１８めっき液供給設備２０基板処理部２２めっき液トレー２６揺動アーム２８電極ヘッド３０電極アーム部３２プレコート・回収アーム３４固定ノズル３６基板保持部３８カソード部４０カップ４８ベルト５０基板搬出入口６４ａプレコートノズル６４ｂキャリアコートノズル６６めっき液回収ノズル６８基板ステージ７０支持腕７２台座７４押圧爪７６固定爪８０開放ピン８２支持板（開放部材）８２ａ凹部８４支柱８６枠体８８カソード電極８９突起片８９ａ垂下部９０シール材９０ａ内方延出部９０ｂ下方垂下部９３遊び機構９４蓋体９６ハウジング９６ａ突出部９８支持枠１００めっき液含浸材１００ａフランジ部１０２アノード１０２ａめっき液供給口１０２ｂ通孔１０４吸引室１０６めっき液供給管１０８めっき液導入管１０８ｂめっき液導入口１０８ａめっき液導入路１１０めっき液排出管１１２シール材１１４環状シール１２０固定ストッパ１２２ストッパ棒１２８ストッパ面１３０めっき供給口１３２オーバーフロー口１３４ストッパ１３６ダミーカソード１４０ａ，１４０ｂ，１４２気水分離槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２５Ｄ 21/08 Ｃ２５Ｄ 21/08 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｈ０１Ｌ 21/288 Ｅ (72)発明者国沢淳次東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者木村憲雄東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者小田垣美津子東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者南條貴弘東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内Ｆターム(参考） 4K024 BB12 CB02 CB09 CB14 CB17 CB18 CB19 CB21 CB26 4M104 AA01 BB04 BB30 CC01 DD06 DD16 DD52 DD75 FF18 FF22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、前記基板保持部は、回転自在な基板ステージと、この基
板ステージの周縁部に立設した支持腕とを備え、前記支持腕で基板を支持した時に、前記基板のノッチあ
るいはオリフラ部に大凡対面する支持腕に対向する位置
に配置された支持腕には、基板を内方に向けて押圧する
ように回動する押圧爪が設けられていることを特徴とす
る基板めっき装置。
【請求項２】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、前記シール材は、リング状で、横断面において徐々に薄
肉となって内方に延出する内方延出部と、該内方延出部
に連続し更に薄肉となって下方に屈曲して延びる下方垂
下部とを有することを特徴とする基板めっき装置。
【請求項３】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、前記アノードを保持する移動自在な電極ヘッドと、該電極ヘッドの周縁部をストッパ面に当接させて前記ア
ノードと基板との間の位置決めを行う位置調節可能なス
トッパとを有することを特徴とする基板めっき装置。
【請求項４】電解めっきを施すめっき装置であって、前記アノードを保持する移動自在な電極ヘッドと、該電極ヘッドの到達可能範囲に配置されためっき液トレ
ーとを有し、少なくとも前記電極ヘッドとめっき液トレ
ーの接液部分を濡れ性の悪い材料で構成したことを特徴
とする基板めっき装置。
【請求項５】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、前記基板保持部で保持された基板上面の前記シール材で
囲まれた領域に残っためっき液を基板を回転させながら
該基板周縁部の前記シール材に近接した位置で吸引して
回収することを特徴とする基板めっき装置。
【請求項６】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、前記基板保持部で保持された基板上面の前記シール材で
囲まれた領域に該基板を回転させながらリンスのための
純水を供給して前記シール材を洗浄し、基板上面から前
記シール材が離れた後に洗浄用の純水を供給して前記シ
ール材を更に洗浄することを特徴とする基板めっき装
置。
【請求項７】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、前記シールされた空間に所定量のめっき液をワンプッシ
ュで供給することを特徴とする基板めっき装置。
【請求項８】被めっき面を上方に向けて基板を保持す
る基板保持部と該基板保持部で保持した基板に近接した
上方位置で対峙して配置されるアノードとを有し、前記
基板とアノードとの間のシール材でシールされた空間に
めっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であっ
て、複数ステップの処理工程を用意して、その各処理工程の
使用と未使用を任意に設定できるようにした基板めっき
装置。