JP2002146599A - 被覆陽極装置および関連する方法 - Google Patents
被覆陽極装置および関連する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 陽極は、金属膜めっき装置の中で使用される
ように構成されている。陽極は、ほぼ平坦な電界生成部
と電解質溶液化学反応部を有する。平坦な電界生成部
は、電解質溶液に対して防水性の不活性材料で被覆され
ている。 【解決手段】 １つの実施の形態においては、陽極は穴
あけされた陽極として形成される。１つの態様におい
て、電界生成部は電解質溶液化学反応部に隣接して形成
される。他の態様において、平坦な電界生成部は電解質
溶液化学反応部とは別の部材として形成される。
ように構成されている。陽極は、ほぼ平坦な電界生成部
と電解質溶液化学反応部を有する。平坦な電界生成部
は、電解質溶液に対して防水性の不活性材料で被覆され
ている。 【解決手段】 １つの実施の形態においては、陽極は穴
あけされた陽極として形成される。１つの態様におい
て、電界生成部は電解質溶液化学反応部に隣接して形成
される。他の態様において、平坦な電界生成部は電解質
溶液化学反応部とは別の部材として形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本開示は、２０００年７月７
日出願の、「パーティクル発生を減少するための被覆陽
極装置」と題する（参照して本明細書に組み入れる）同
一譲受人の米国仮特許出願第６０／２１６，６９３号の
優先権を主張する。
日出願の、「パーティクル発生を減少するための被覆陽
極装置」と題する（参照して本明細書に組み入れる）同
一譲受人の米国仮特許出願第６０／２１６，６９３号の
優先権を主張する。
【０００２】本発明は、金属膜の堆積に関する。特に、
本発明は金属膜堆積に使用される陽極に関する。
本発明は金属膜堆積に使用される陽極に関する。
【０００３】
【発明の背景】従来、集積回路の設計において回路基板
上の配線の製作に限定されていた電気化学的めっき（Ｅ
ＣＰ）は、今ではバイアおよびコンタクトのような基板
の中のフィーチャを充填するために使用される。ＥＣＰ
は、一般に、多種多様なプロセスで利用することができ
る。ＥＣＰを含む１つのプロセスは、化学気相堆積（Ｃ
ＶＤ）あるいは物理気相堆積（ＰＶＤ）のようなプロセ
スにより、ウェーハのフィーチャ表面上に障壁拡散層を
堆積することを含んでいる。次に、ＰＶＤあるいはＣＶ
Ｄのようなプロセスにより、導電性金属シード層が障壁
拡散層の上に堆積される。次に、構造／フィーチャを充
填するために、導電性金属膜（たとえば銅）が、ＥＣＰ
によりシード層の上に堆積される。最後に、導電性相互
接続フィーチャを定めるために、堆積された金属膜は、
化学機械的研磨（ＣＭＰ）のようなプロセスにより平坦
化される。
上の配線の製作に限定されていた電気化学的めっき（Ｅ
ＣＰ）は、今ではバイアおよびコンタクトのような基板
の中のフィーチャを充填するために使用される。ＥＣＰ
は、一般に、多種多様なプロセスで利用することができ
る。ＥＣＰを含む１つのプロセスは、化学気相堆積（Ｃ
ＶＤ）あるいは物理気相堆積（ＰＶＤ）のようなプロセ
スにより、ウェーハのフィーチャ表面上に障壁拡散層を
堆積することを含んでいる。次に、ＰＶＤあるいはＣＶ
Ｄのようなプロセスにより、導電性金属シード層が障壁
拡散層の上に堆積される。次に、構造／フィーチャを充
填するために、導電性金属膜（たとえば銅）が、ＥＣＰ
によりシード層の上に堆積される。最後に、導電性相互
接続フィーチャを定めるために、堆積された金属膜は、
化学機械的研磨（ＣＭＰ）のようなプロセスにより平坦
化される。
【０００４】電気めっきの間におけるシード層上の金属
膜の堆積は、基板上のシード層を陽極に対して電圧バイ
アスすることにより行われる。ＥＣＰプロセスの間、シ
ード層および陽極は共に電解質セル（electrolyte cel
l）の中の電解質溶液（electrolyte solution）に入れ
られる。シード層の上に堆積される電解質溶液内の金属
イオンを引き付けるために、シード層は電気的にバイア
スされている。
膜の堆積は、基板上のシード層を陽極に対して電圧バイ
アスすることにより行われる。ＥＣＰプロセスの間、シ
ード層および陽極は共に電解質セル（electrolyte cel
l）の中の電解質溶液（electrolyte solution）に入れ
られる。シード層の上に堆積される電解質溶液内の金属
イオンを引き付けるために、シード層は電気的にバイア
スされている。
【０００５】電解質溶液に露出されている陽極表面は、
通常電解質溶液と化学的に反応し、最終的に分解する。
分解した陽極からの微粒子物質（particulate matter）
も、電解質溶液の中に分散する恐れがある。微粒子物質
がシード層に接触すれば、シード層は、物理的に歪み、
化学的に変化して、通常凹凸を有することとなる恐れが
ある。このような凹凸は、シード層の電気的特性（電流
密度のような）に影響する恐れがある。
通常電解質溶液と化学的に反応し、最終的に分解する。
分解した陽極からの微粒子物質（particulate matter）
も、電解質溶液の中に分散する恐れがある。微粒子物質
がシード層に接触すれば、シード層は、物理的に歪み、
化学的に変化して、通常凹凸を有することとなる恐れが
ある。このような凹凸は、シード層の電気的特性（電流
密度のような）に影響する恐れがある。
【０００６】金属膜堆積の間に、ＥＣＰ装置では、陽極
と基板上のシード層の間に電界が形成される。シード層
上の金属膜堆積を増大させるために、電解質溶液流体の
流れが、たとえば、陽極の下から、陽極を通過し、ある
いは陽極の周りに、基板に向かって形成される。陽極と
電解質溶液の間の化学反応は、陽極に印加される電気に
より強化される。この強化された化学反応は、陽極を形
成している金属から電解質溶液の中に、金属イオンを供
給する。電解質セル内の流体の流れと、陽極から基板上
のシード層へ形成された電界の組み合わせは、陽極から
基板上のシード層に向かって金属イオンを運ぶように作
用する。電解質溶液の中への陽極による金属イオンの生
成は、陽極スラッジのような微粒子副産物の形成に加え
て、陽極の表面を劣化させるように作用する。一定の期
間の後に、陽極の金属の金属表面のこの劣化は、上部陽
極表面を不均一にする。
と基板上のシード層の間に電界が形成される。シード層
上の金属膜堆積を増大させるために、電解質溶液流体の
流れが、たとえば、陽極の下から、陽極を通過し、ある
いは陽極の周りに、基板に向かって形成される。陽極と
電解質溶液の間の化学反応は、陽極に印加される電気に
より強化される。この強化された化学反応は、陽極を形
成している金属から電解質溶液の中に、金属イオンを供
給する。電解質セル内の流体の流れと、陽極から基板上
のシード層へ形成された電界の組み合わせは、陽極から
基板上のシード層に向かって金属イオンを運ぶように作
用する。電解質溶液の中への陽極による金属イオンの生
成は、陽極スラッジのような微粒子副産物の形成に加え
て、陽極の表面を劣化させるように作用する。一定の期
間の後に、陽極の金属の金属表面のこの劣化は、上部陽
極表面を不均一にする。
【０００７】ＥＣＰプロセスの間、基板に対向する陽極
表面を、平面の表面をシード層にほぼ並行に定置して、
平坦に維持することが望まれる。陽極表面の平坦からの
偏りは、陽極の上部表面上の異なる点とシード層上の最
も近くの位置からの間の間隔の変化をもたらす。陽極上
の任意の点から最も近くのシード層点への電解質溶液を
介しての電気抵抗は、電解質溶液を介しての距離の関数
として変化する。電解質溶液の抵抗はオームの法則の関
数として変化するので、陽極の上部表面上の任意の特定
の位置と、電解質溶液を介してシード層上のその最も近
くの位置との間の距離が短いほど、陽極表面の位置とシ
ード層表面の間に低い電気抵抗を通常生ずる。
表面を、平面の表面をシード層にほぼ並行に定置して、
平坦に維持することが望まれる。陽極表面の平坦からの
偏りは、陽極の上部表面上の異なる点とシード層上の最
も近くの位置からの間の間隔の変化をもたらす。陽極上
の任意の点から最も近くのシード層点への電解質溶液を
介しての電気抵抗は、電解質溶液を介しての距離の関数
として変化する。電解質溶液の抵抗はオームの法則の関
数として変化するので、陽極の上部表面上の任意の特定
の位置と、電解質溶液を介してシード層上のその最も近
くの位置との間の距離が短いほど、陽極表面の位置とシ
ード層表面の間に低い電気抵抗を通常生ずる。
【０００８】基板上のシード層の表面全体にわたって、
ほぼ均一な電流密度を形成することは、シード層の全体
にわたる金属膜堆積の均一性を増すので、さまざまな陽
極表面の位置とシード層の間の抵抗の変化は、基板上の
シード層の全体にわたる電流密度の変化をもたらす。シ
ード層の全体にわたる電流密度のこのような変化は、基
板の表面全体にわたる金属膜堆積の変化を生ずる。金属
膜堆積後の金属膜の電気的特性を均一にするために、金
属膜堆積プロセスにおいて、シード層表面の全体にわた
って可能な限り金属膜堆積を均一に維持することが望ま
しい。したがって、長期間にわたって陽極を使用した時
に多くの場合起きるように、陽極の上部表面と電解質溶
液の間の化学反応の結果として、陽極の上部表面が不規
則で非平坦な構成であると想定する場合には、基板上の
シード層めっきを維持することが困難になる。
ほぼ均一な電流密度を形成することは、シード層の全体
にわたる金属膜堆積の均一性を増すので、さまざまな陽
極表面の位置とシード層の間の抵抗の変化は、基板上の
シード層の全体にわたる電流密度の変化をもたらす。シ
ード層の全体にわたる電流密度のこのような変化は、基
板の表面全体にわたる金属膜堆積の変化を生ずる。金属
膜堆積後の金属膜の電気的特性を均一にするために、金
属膜堆積プロセスにおいて、シード層表面の全体にわた
って可能な限り金属膜堆積を均一に維持することが望ま
しい。したがって、長期間にわたって陽極を使用した時
に多くの場合起きるように、陽極の上部表面と電解質溶
液の間の化学反応の結果として、陽極の上部表面が不規
則で非平坦な構成であると想定する場合には、基板上の
シード層めっきを維持することが困難になる。
【０００９】したがって、シード層の全体にわたる電流
密度の結果としての均一性を増すための構成で長期間に
わたり使用された後にも、電解質溶液に浸され、基板に
対向する陽極の部分がほぼ平坦に維持される装置を提供
することが望ましい。このような電流密度の増大は、シ
ード層全体にわたる金属膜堆積速度の均一性も増大させ
る。
密度の結果としての均一性を増すための構成で長期間に
わたり使用された後にも、電解質溶液に浸され、基板に
対向する陽極の部分がほぼ平坦に維持される装置を提供
することが望ましい。このような電流密度の増大は、シ
ード層全体にわたる金属膜堆積速度の均一性も増大させ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、全体として、
金属膜めっき装置に使用されるように構成された陽極に
関する。陽極は、ほぼ平坦な電界生成部と電解質溶液化
学反応部を有する。平坦な電界生成部は、電解質溶液に
対して防水性の不活性材料で被覆されている。１つの実
施の形態においては、陽極は穴あけされた陽極として形
成される。１つの態様において、平坦な電界生成部は、
電解質溶液化学反応部に隣接して形成される。他の態様
において、平坦な電界生成部は、電解質溶液化学反応部
とは別の部材として形成される。
金属膜めっき装置に使用されるように構成された陽極に
関する。陽極は、ほぼ平坦な電界生成部と電解質溶液化
学反応部を有する。平坦な電界生成部は、電解質溶液に
対して防水性の不活性材料で被覆されている。１つの実
施の形態においては、陽極は穴あけされた陽極として形
成される。１つの態様において、平坦な電界生成部は、
電解質溶液化学反応部に隣接して形成される。他の態様
において、平坦な電界生成部は、電解質溶液化学反応部
とは別の部材として形成される。
【００１１】添付図面と連係して下記の詳細説明を考察
することにより、本発明による教示は容易に理解するこ
とができる。
することにより、本発明による教示は容易に理解するこ
とができる。
【００１２】理解を容易にするために、可能な場合に
は、各図に共通の同一の要素を示すために同一の参照番
号が使用されている。
は、各図に共通の同一の要素を示すために同一の参照番
号が使用されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】下記の説明を考察した後に、本発
明による教示が金属膜堆積の応用に容易に利用できるこ
とを、当業者は明確に理解するであろう。
明による教示が金属膜堆積の応用に容易に利用できるこ
とを、当業者は明確に理解するであろう。
【００１４】以下の説明において、電気化学的めっき
（ＥＣＰ）を行うことが可能な装置の複数の実施の形態
の構造と動作を説明する。図１、２および３は、ＥＣＰ
装置の複数の実施の形態を示す。
（ＥＣＰ）を行うことが可能な装置の複数の実施の形態
の構造と動作を説明する。図１、２および３は、ＥＣＰ
装置の複数の実施の形態を示す。
【００１５】図１８および１９に示す実施の形態のよう
な、ＥＣＰ装置の一実施形態において、基板に対向する
陽極の表面は不活性金属で被覆されている。不活性金属
は、陽極の表面と電解質溶液の間に起きる化学反応を制
限する。被覆陽極を有する複数の電気めっき装置におけ
る実施の形態を説明する。
な、ＥＣＰ装置の一実施形態において、基板に対向する
陽極の表面は不活性金属で被覆されている。不活性金属
は、陽極の表面と電解質溶液の間に起きる化学反応を制
限する。被覆陽極を有する複数の電気めっき装置におけ
る実施の形態を説明する。
【００１６】ＥＣＰ装置ＥＣＰ装置における複数の実施
形態の構造および動作を次に説明する。図１は、基板の
上に形成されるシード層の上に金属膜を堆積するために
使用されるＥＣＰ装置２００の一実施形態を示す。ＥＣ
Ｐ装置２００は、電解質セル１２、基板ホルダ装置１
４、陽極１６および接触リング２０を有する。電解質セ
ル１２は電解質溶液を収容し、電解質セルは接触リング
２０により円周方向に画定される上部開口部２１を有す
る。基板ホルダ装置１４は、電解質セルの上に配置され
ており、基板ホルダ装置は、上部開口部を介して、電解
質溶液中に基板を浸すことができ、また電解質溶液から
基板を取り除くことができる。基板ホルダ装置１４は、
処理の間に基板上のシード層を電解質溶液に浸された所
望の位置に固定し位置決めすることができる。接触リン
グ２０は、物理的電気的に基板シード層に接触する複数
の金属あるいは金属合金の電気的接触素子を有する。電
気的接触素子は、たとえば、接触ピン、接触ロッド、接
触表面、接触パッドなどであってもよい。
形態の構造および動作を次に説明する。図１は、基板の
上に形成されるシード層の上に金属膜を堆積するために
使用されるＥＣＰ装置２００の一実施形態を示す。ＥＣ
Ｐ装置２００は、電解質セル１２、基板ホルダ装置１
４、陽極１６および接触リング２０を有する。電解質セ
ル１２は電解質溶液を収容し、電解質セルは接触リング
２０により円周方向に画定される上部開口部２１を有す
る。基板ホルダ装置１４は、電解質セルの上に配置され
ており、基板ホルダ装置は、上部開口部を介して、電解
質溶液中に基板を浸すことができ、また電解質溶液から
基板を取り除くことができる。基板ホルダ装置１４は、
処理の間に基板上のシード層を電解質溶液に浸された所
望の位置に固定し位置決めすることができる。接触リン
グ２０は、物理的電気的に基板シード層に接触する複数
の金属あるいは金属合金の電気的接触素子を有する。電
気的接触素子は、たとえば、接触ピン、接触ロッド、接
触表面、接触パッドなどであってもよい。
【００１７】図２は、ＥＣＰ装置２００の他の実施形態
の斜視図である。図３は、図２のＥＣＰ装置２００の概
略平面図である。図２および図３を共に参照すると、Ｅ
ＣＰ装置２００は、一般にローディング・ステーション
２１０、急速昇降アニール（ＲＴＡ）チャンバ２１１、
スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）ステーション２１
２、メインフレーム２１４、および電解質溶液補給装置
２２０を有する。ＥＣＰ装置２００は、PLEXIGLAS（登
録商標）（米国ペンシルバニア州、西フィラデルフィア
のRohm and Haas Companyの登録商標）で作られている
ようなパネルを使用して清浄な環境に置かれていること
が望ましい。メインフレーム２１４は、一般にメインフ
レーム・トランスファー・ステーション２１６および複
数の処理ステーション２１８を有する。各処理ステーシ
ョン２１８は、１つまたは複数のプロセスセル２４０を
有する。電解質溶液補給装置２２０は、ＥＣＰ装置２０
０に隣接して配置されており、電気めっきプロセスに使
用される電解質溶液を循環させるために、個々にプロセ
スセル２４０に接続されている。ＥＣＰ装置２００は、
さらに、プログラマブル・マイクロプロセッサを有し固
体電源と相互に作用するコントローラ２２２を通常有す
る。
の斜視図である。図３は、図２のＥＣＰ装置２００の概
略平面図である。図２および図３を共に参照すると、Ｅ
ＣＰ装置２００は、一般にローディング・ステーション
２１０、急速昇降アニール（ＲＴＡ）チャンバ２１１、
スピン・リンス・ドライ（ＳＲＤ）ステーション２１
２、メインフレーム２１４、および電解質溶液補給装置
２２０を有する。ＥＣＰ装置２００は、PLEXIGLAS（登
録商標）（米国ペンシルバニア州、西フィラデルフィア
のRohm and Haas Companyの登録商標）で作られている
ようなパネルを使用して清浄な環境に置かれていること
が望ましい。メインフレーム２１４は、一般にメインフ
レーム・トランスファー・ステーション２１６および複
数の処理ステーション２１８を有する。各処理ステーシ
ョン２１８は、１つまたは複数のプロセスセル２４０を
有する。電解質溶液補給装置２２０は、ＥＣＰ装置２０
０に隣接して配置されており、電気めっきプロセスに使
用される電解質溶液を循環させるために、個々にプロセ
スセル２４０に接続されている。ＥＣＰ装置２００は、
さらに、プログラマブル・マイクロプロセッサを有し固
体電源と相互に作用するコントローラ２２２を通常有す
る。
【００１８】コントローラ２２２は、電気接点（electr
ic contact）および陽極に供給される電流／電圧を制御
する。通常、コントローラ２２２は、電気接点および陽
極に電流を供給する半導体電源のような制御可能な電源
と組み合わされている。基板上のシード層がめっきされ
る時に、コントローラはシード層に供給される電流を制
御する。したがって、コントローラ２２２は、陽極から
基板上のシード層へ形成される電流／電圧を決定する。
ic contact）および陽極に供給される電流／電圧を制御
する。通常、コントローラ２２２は、電気接点および陽
極に電流を供給する半導体電源のような制御可能な電源
と組み合わされている。基板上のシード層がめっきされ
る時に、コントローラはシード層に供給される電流を制
御する。したがって、コントローラ２２２は、陽極から
基板上のシード層へ形成される電流／電圧を決定する。
【００１９】構成要素を図３に示すコントローラ２２２
は、中央処理装置（ＣＰＵ）２６０、メモリ２６２、回
路部分２６５、入出力インタフェイス（Ｉ／０）２７
９、および、図示されていないバスを有する。コントロ
ーラ２２２は、汎用コンピュータ、マイクロプロセッ
サ、マイクロコントローラ、あるいは、他の任意の公知
の適切な形式のコンピュータあるいはコントローラでも
よい。ＣＰＵ２６０は、コントローラ２２２のために処
理および演算動作を行う。コントローラ２２２は、ＥＣ
Ｐ装置２００と組み合わされた、めっきプロセス、ロボ
ットの動作、タイミング等を制御する。コントローラ
は、制御可能な電源（図示せず）により、陽極１６およ
び基板２２上のめっき表面１５の両方に、印加される電
圧／電流を制御する。図４に示すように、コントローラ
は、基板上のシード層を電解質溶液に浸すために使用さ
れる基板ホルダ組立体の移動をも制御する。
は、中央処理装置（ＣＰＵ）２６０、メモリ２６２、回
路部分２６５、入出力インタフェイス（Ｉ／０）２７
９、および、図示されていないバスを有する。コントロ
ーラ２２２は、汎用コンピュータ、マイクロプロセッ
サ、マイクロコントローラ、あるいは、他の任意の公知
の適切な形式のコンピュータあるいはコントローラでも
よい。ＣＰＵ２６０は、コントローラ２２２のために処
理および演算動作を行う。コントローラ２２２は、ＥＣ
Ｐ装置２００と組み合わされた、めっきプロセス、ロボ
ットの動作、タイミング等を制御する。コントローラ
は、制御可能な電源（図示せず）により、陽極１６およ
び基板２２上のめっき表面１５の両方に、印加される電
圧／電流を制御する。図４に示すように、コントローラ
は、基板上のシード層を電解質溶液に浸すために使用さ
れる基板ホルダ組立体の移動をも制御する。
【００２０】メモリ２６２は、コンピュータ・プログラ
ム、オペランド、演算子、次元の値（dimensional valu
es）、装置のプロセス温度、および構成、ならびに電気
めっき工程を制御する他のパラメータを共に蓄積するラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリー
メモリ（ＲＯＭ）を有する。バスは、ＣＰＵ２６０、回
路部分２６５、メモリ２６２、およびＩ／Ｏ２７９間の
ディジタル情報の転送を行う。さらにバスは、コントロ
ーラ２２２からディジタル情報を受信し、コントローラ
２２２へディジタル情報を送信するＥＣＰ装置２００の
部分と、Ｉ／Ｏ２７９を接続する。
ム、オペランド、演算子、次元の値（dimensional valu
es）、装置のプロセス温度、および構成、ならびに電気
めっき工程を制御する他のパラメータを共に蓄積するラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリー
メモリ（ＲＯＭ）を有する。バスは、ＣＰＵ２６０、回
路部分２６５、メモリ２６２、およびＩ／Ｏ２７９間の
ディジタル情報の転送を行う。さらにバスは、コントロ
ーラ２２２からディジタル情報を受信し、コントローラ
２２２へディジタル情報を送信するＥＣＰ装置２００の
部分と、Ｉ／Ｏ２７９を接続する。
【００２１】Ｉ／Ｏ２７９は、コントローラ２２２内の
各構成要素間のディジタル情報の送信を制御するための
インタフェイスを提供する。さらにＩ／Ｏ２７９は、コ
ントローラ２２２の構成要素とＥＣＰ装置２００の異な
る部分との間のインタフェイスを提供する。回路部分２
６５は、ディスプレイおよびキーボードのような他のユ
ーザー・インタフェイス装置のすべてを含んでいる。
各構成要素間のディジタル情報の送信を制御するための
インタフェイスを提供する。さらにＩ／Ｏ２７９は、コ
ントローラ２２２の構成要素とＥＣＰ装置２００の異な
る部分との間のインタフェイスを提供する。回路部分２
６５は、ディスプレイおよびキーボードのような他のユ
ーザー・インタフェイス装置のすべてを含んでいる。
【００２２】本明細書において、用語「基板」は、基
板、半導体基板、液晶ダイオード（ＬＣＤ）ディスプレ
イ、あるいはＥＣＰ装置２００の中で処理できる他の物
体を示すものと解釈される。基板は一般に円形あるいは
長方形であり、任意の寸法でよいが、多くの基板は一般
に２００ミリメートルあるいは３００ミリメートルの直
径を有する。ローディング・ステーション２１０は、１
つまたは複数の基板カセット受取領域２２４、１つまた
は複数のローディング・ステーション搬送ロボット２２
８、および少なくとも１つの基板オリエンタ２３０を有
することが望ましい。ローディング・ステーション２１
０に含まれる基板カセット受取領域、ローディング・ス
テーション搬送ロボット２２８、および、基板オリエン
タの数は、装置の所望スループットに応じて構成するこ
とができる。図２および図３の一実施形態に示すよう
に、ローディング・ステーション２１０は、２個の基板
カセット受取領域２２４、２個のローディング・ステー
ション搬送ロボット２２８、１個の基板オリエンタ２３
０、および、１個の基板カセット２３２を有する。基板
カセット２３２は、ＥＣＰ装置と連係して基板を蓄積
し、基板を取り出し、あるいは基板を挿入することがで
きる位置を提供するための、垂直に間隔を置いたカセッ
トシェルフ内に１つまたは複数の基板２３４を収容す
る。ローディング・ステーション搬送ロボット２２８
は、基板カセット２３２と基板オリエンタ２３０の間で
基板２３４を搬送する。ローディング・ステーション搬
送ロボット２２８は、当該技術分野において一般に公知
の代表的な搬送ロボットを有する。基板オリエンタ２３
０は、基板が適切に処理されることを保証するように、
各基板２３４を所望のオリエンテーションに配置する。
さらにローディング・ステーション搬送ロボット２２８
は、ローディング・ステーション２１０とＳＲＤステー
ション２１２の間、ならびに、ローディング・ステーシ
ョン２１０と熱アニールチャンバ２１１の間で、基板２
３４を搬送する。
板、半導体基板、液晶ダイオード（ＬＣＤ）ディスプレ
イ、あるいはＥＣＰ装置２００の中で処理できる他の物
体を示すものと解釈される。基板は一般に円形あるいは
長方形であり、任意の寸法でよいが、多くの基板は一般
に２００ミリメートルあるいは３００ミリメートルの直
径を有する。ローディング・ステーション２１０は、１
つまたは複数の基板カセット受取領域２２４、１つまた
は複数のローディング・ステーション搬送ロボット２２
８、および少なくとも１つの基板オリエンタ２３０を有
することが望ましい。ローディング・ステーション２１
０に含まれる基板カセット受取領域、ローディング・ス
テーション搬送ロボット２２８、および、基板オリエン
タの数は、装置の所望スループットに応じて構成するこ
とができる。図２および図３の一実施形態に示すよう
に、ローディング・ステーション２１０は、２個の基板
カセット受取領域２２４、２個のローディング・ステー
ション搬送ロボット２２８、１個の基板オリエンタ２３
０、および、１個の基板カセット２３２を有する。基板
カセット２３２は、ＥＣＰ装置と連係して基板を蓄積
し、基板を取り出し、あるいは基板を挿入することがで
きる位置を提供するための、垂直に間隔を置いたカセッ
トシェルフ内に１つまたは複数の基板２３４を収容す
る。ローディング・ステーション搬送ロボット２２８
は、基板カセット２３２と基板オリエンタ２３０の間で
基板２３４を搬送する。ローディング・ステーション搬
送ロボット２２８は、当該技術分野において一般に公知
の代表的な搬送ロボットを有する。基板オリエンタ２３
０は、基板が適切に処理されることを保証するように、
各基板２３４を所望のオリエンテーションに配置する。
さらにローディング・ステーション搬送ロボット２２８
は、ローディング・ステーション２１０とＳＲＤステー
ション２１２の間、ならびに、ローディング・ステーシ
ョン２１０と熱アニールチャンバ２１１の間で、基板２
３４を搬送する。
【００２３】ＳＲＤステーションは、処理された基板の
表面から不要な堆積あるいは乾固した化学薬品（dried
chemical）（たとえば化学結晶の形式の）をリンスおよ
び／またはエッチングするために、リンスおよび／また
はエッチング液を基板の表面に塗布する。次にＳＲＤ装
置は、リンス／エッチング液の塗布の間基板を回転させ
る。さらにＳＲＤ装置は、基板に加えられる遠心力によ
り液を基板の表面から除去するために、リンス／エッチ
ング液が塗布された後に、基板を（一実施形態では最高
約２８００ｒｐｍで）回転させる。ＳＲＤモジュールの
動作は詳細に説明しないが、「電気化学的堆積装置」と
題する、１９９９年４月８日出願の米国特許出願第０９
／２８９，０７４号（参照して本明細書に組み入れる）
に説明されている。ＥＣＰ装置の他の態様も、本明細書
に包含されるこの特許出願に説明されている。
表面から不要な堆積あるいは乾固した化学薬品（dried
chemical）（たとえば化学結晶の形式の）をリンスおよ
び／またはエッチングするために、リンスおよび／また
はエッチング液を基板の表面に塗布する。次にＳＲＤ装
置は、リンス／エッチング液の塗布の間基板を回転させ
る。さらにＳＲＤ装置は、基板に加えられる遠心力によ
り液を基板の表面から除去するために、リンス／エッチ
ング液が塗布された後に、基板を（一実施形態では最高
約２８００ｒｐｍで）回転させる。ＳＲＤモジュールの
動作は詳細に説明しないが、「電気化学的堆積装置」と
題する、１９９９年４月８日出願の米国特許出願第０９
／２８９，０７４号（参照して本明細書に組み入れる）
に説明されている。ＥＣＰ装置の他の態様も、本明細書
に包含されるこの特許出願に説明されている。
【００２４】メインフレーム・トランスファー・ステー
ション２１６は、（メインフレーム搬送ロボット２４２
の）ロボットブレード２４６上のフェイスアップ位置か
ら、基板のフェイスダウン処理を必要とするプロセスセ
ル２４０に対するフェイスダウン位置への、基板の搬送
を容易にするフリッパーロボット２４８を有することが
望ましい。フリッパーロボット２４８は、本体２５０の
垂直軸に対して回転動作および垂直動作の両方を行う本
体２５０、および、水平軸に沿って回転動作を行うフリ
ッパーロボット・アーム２５２を有する。フリッパーロ
ボット・アーム２５２の末端に配置された真空吸い上げ
グリッパ２５４は、フリッパーロボット２４８により基
板が裏返され搬送されるときに、基板を保持することが
望ましい。フリッパーロボット２４８は、フェイスダウ
ン処理のために、基板をプロセスセル２４０の中へ位置
決めする。電解質セルの詳細を以下に説明する。
ション２１６は、（メインフレーム搬送ロボット２４２
の）ロボットブレード２４６上のフェイスアップ位置か
ら、基板のフェイスダウン処理を必要とするプロセスセ
ル２４０に対するフェイスダウン位置への、基板の搬送
を容易にするフリッパーロボット２４８を有することが
望ましい。フリッパーロボット２４８は、本体２５０の
垂直軸に対して回転動作および垂直動作の両方を行う本
体２５０、および、水平軸に沿って回転動作を行うフリ
ッパーロボット・アーム２５２を有する。フリッパーロ
ボット・アーム２５２の末端に配置された真空吸い上げ
グリッパ２５４は、フリッパーロボット２４８により基
板が裏返され搬送されるときに、基板を保持することが
望ましい。フリッパーロボット２４８は、フェイスダウ
ン処理のために、基板をプロセスセル２４０の中へ位置
決めする。電解質セルの詳細を以下に説明する。
【００２５】図１４は、フリッパーロボットを中に組み
込んだメインフレーム搬送ロボットの概略平面図であ
る。図３および図１４に示すメインフレーム搬送ロボッ
ト２１６は、メインフレーム・ステーションに取り付け
られた、処理ステーションおよびＳＲＤステーションを
含む異なるステーションの間で基板を搬送するように動
作する。メインフレーム搬送ロボット２１６は、複数の
ロボットアーム２４０２（２個を示す）およびフリッパ
ーロボット２４０４を有する。フリッパーロボット２４
０４は、各ロボットアーム２４０２の先端可動部の末端
の位置に取り付けられている。フリッパーロボットは、
当該技術分野において一般に知られており、米国カリフ
ォルニア州、ミルピータス所在の RORZE AUTOMATION 社
から入手可能なモデルＲＲ７Ｏ１のような、基板ハンド
リング・ロボット用の先端可動部として取り付けること
が可能である。先端可動部を有するフリッパーロボット
２４０４を有するメイン搬送ロボット２１６は、メイン
フレームに取り付けられた異なるステーションの間で基
板を搬送する能力と、基板を所望の表面オリエンテーシ
ョン、すなわち、電気めっきプロセスのためのフェイス
ダウンである基板処理面に裏返す能力がある。メインフ
レーム搬送ロボット２１６は、ロボットアーム２４０２
によるほぼ水平面内の動きの組み合わせを使用するＸＹ
Ｚ軸のそれぞれに沿った独立のロボット動作と、フリッ
パーロボット先端可動部２４０４を使用する独立した基
板の裏返し回転を行うことが望ましい。メインフレーム
搬送ロボットの先端可動部と一体になったフリッパーロ
ボット２４０４を組み込むことにより、メインフレーム
搬送ロボットからフリッパーロボットへ基板を渡す段階
が省略されるから、基板搬送プロセスは単純化される。
込んだメインフレーム搬送ロボットの概略平面図であ
る。図３および図１４に示すメインフレーム搬送ロボッ
ト２１６は、メインフレーム・ステーションに取り付け
られた、処理ステーションおよびＳＲＤステーションを
含む異なるステーションの間で基板を搬送するように動
作する。メインフレーム搬送ロボット２１６は、複数の
ロボットアーム２４０２（２個を示す）およびフリッパ
ーロボット２４０４を有する。フリッパーロボット２４
０４は、各ロボットアーム２４０２の先端可動部の末端
の位置に取り付けられている。フリッパーロボットは、
当該技術分野において一般に知られており、米国カリフ
ォルニア州、ミルピータス所在の RORZE AUTOMATION 社
から入手可能なモデルＲＲ７Ｏ１のような、基板ハンド
リング・ロボット用の先端可動部として取り付けること
が可能である。先端可動部を有するフリッパーロボット
２４０４を有するメイン搬送ロボット２１６は、メイン
フレームに取り付けられた異なるステーションの間で基
板を搬送する能力と、基板を所望の表面オリエンテーシ
ョン、すなわち、電気めっきプロセスのためのフェイス
ダウンである基板処理面に裏返す能力がある。メインフ
レーム搬送ロボット２１６は、ロボットアーム２４０２
によるほぼ水平面内の動きの組み合わせを使用するＸＹ
Ｚ軸のそれぞれに沿った独立のロボット動作と、フリッ
パーロボット先端可動部２４０４を使用する独立した基
板の裏返し回転を行うことが望ましい。メインフレーム
搬送ロボットの先端可動部と一体になったフリッパーロ
ボット２４０４を組み込むことにより、メインフレーム
搬送ロボットからフリッパーロボットへ基板を渡す段階
が省略されるから、基板搬送プロセスは単純化される。
【００２６】図４は、図２および図３のＥＣＰ装置の電
気めっき・プロセスセル４００の一実施形態の断面図で
ある。電気めっき・プロセスセル４００は、通常ヘッド
組立体４１０、電解質セル４２０、および電解質溶液コ
レクタ４４０を有する。電解質溶液コレクタ４４０は、
電解質セル４２０の配置のための位置を定める開口部４
４３の上のメインフレーム２１４の胴部４４２に固定さ
れていることが望ましい。電解質溶液コレクタ４４０
は、内壁４４６、外壁４４８および内壁と外壁を接続し
ている底部４４７を有する。電解質溶液排出口４４９
は、電解質溶液コレクタ４４０の底部４４７を介して設
置され、チューブ、ホース、パイプあるいは他の流体搬
送コネクタを介して図２に示す電解質溶液補給装置２２
０に接続されている。
気めっき・プロセスセル４００の一実施形態の断面図で
ある。電気めっき・プロセスセル４００は、通常ヘッド
組立体４１０、電解質セル４２０、および電解質溶液コ
レクタ４４０を有する。電解質溶液コレクタ４４０は、
電解質セル４２０の配置のための位置を定める開口部４
４３の上のメインフレーム２１４の胴部４４２に固定さ
れていることが望ましい。電解質溶液コレクタ４４０
は、内壁４４６、外壁４４８および内壁と外壁を接続し
ている底部４４７を有する。電解質溶液排出口４４９
は、電解質溶液コレクタ４４０の底部４４７を介して設
置され、チューブ、ホース、パイプあるいは他の流体搬
送コネクタを介して図２に示す電解質溶液補給装置２２
０に接続されている。
【００２７】ヘッド組立体４１０は、ヘッド組立体フレ
ーム４５２の上に搭載されている。ヘッド組立体フレー
ム４５２は、マウンティングポスト４５４および片持ち
梁アーム４５６を有する。マウンティングポスト４５４
は、メインフレーム２１４の胴部４４２に搭載されてお
り、片持ち梁アーム４５６は、マウンティングポスト４
５４の上部部分から横に延びている。ヘッド組立体４１
０の回転を可能にするために、マウンティングポスト４
５４は、マウンティングポストに沿って垂直軸に対して
回転動作を行うことが望ましい。ヘッド組立体４１０
は、片持ち梁アーム４５６の末端に配置されたマウンテ
ィング・プレート４６０に取り付けられている。片持ち
梁アーム４５６の下端は、マウンティングポスト４５４
の上に搭載された空気圧シリンダのような片持ち梁アー
ム・アクチュエータ４５７に接続されている。片持ち梁
アーム・アクチュエータ４５７は、片持ち梁アーム４５
６とマウンティングポスト４５４の間の接合点に対して
片持ち梁アーム４５６の回動可能な動作を行う。片持ち
梁アーム・アクチュエータ４５７が格納されるとき、電
気めっき・プロセスセル４００から電解質セル４２０を
取り除きおよび／または元へ戻すために必要な間隔が得
られるように、片持ち梁アーム４５６はヘッド組立体４
１０を電解質セル４２０から離すように移動させる。片
持ち梁アーム・アクチュエータ４５７が延ばされると、
ヘッド組立体４１０内の基板を処理位置に位置決めする
ように、片持ち梁アーム４５６はヘッド組立体４１０を
電解質セル４２０に向かって移動させる。
ーム４５２の上に搭載されている。ヘッド組立体フレー
ム４５２は、マウンティングポスト４５４および片持ち
梁アーム４５６を有する。マウンティングポスト４５４
は、メインフレーム２１４の胴部４４２に搭載されてお
り、片持ち梁アーム４５６は、マウンティングポスト４
５４の上部部分から横に延びている。ヘッド組立体４１
０の回転を可能にするために、マウンティングポスト４
５４は、マウンティングポストに沿って垂直軸に対して
回転動作を行うことが望ましい。ヘッド組立体４１０
は、片持ち梁アーム４５６の末端に配置されたマウンテ
ィング・プレート４６０に取り付けられている。片持ち
梁アーム４５６の下端は、マウンティングポスト４５４
の上に搭載された空気圧シリンダのような片持ち梁アー
ム・アクチュエータ４５７に接続されている。片持ち梁
アーム・アクチュエータ４５７は、片持ち梁アーム４５
６とマウンティングポスト４５４の間の接合点に対して
片持ち梁アーム４５６の回動可能な動作を行う。片持ち
梁アーム・アクチュエータ４５７が格納されるとき、電
気めっき・プロセスセル４００から電解質セル４２０を
取り除きおよび／または元へ戻すために必要な間隔が得
られるように、片持ち梁アーム４５６はヘッド組立体４
１０を電解質セル４２０から離すように移動させる。片
持ち梁アーム・アクチュエータ４５７が延ばされると、
ヘッド組立体４１０内の基板を処理位置に位置決めする
ように、片持ち梁アーム４５６はヘッド組立体４１０を
電解質セル４２０に向かって移動させる。
【００２８】ヘッド組立体４１０は、基板ホルダ組立体
４５０および基板組立体アクチュエータ４５８を通常有
する。基板組立体アクチュエータ４５８は、マウンティ
ング・プレート４６０の上に搭載されており、マウンテ
ィング・プレート４６０を通して下向きに延びているヘ
ッド組立体シャフト４６２を有する。ヘッド組立体シャ
フト４６２の下端は、基板ホルダ組立体４５０を処理位
置および基板ローディング位置に位置決めするように、
基板ホルダ組立体４５０に接続されている。
４５０および基板組立体アクチュエータ４５８を通常有
する。基板組立体アクチュエータ４５８は、マウンティ
ング・プレート４６０の上に搭載されており、マウンテ
ィング・プレート４６０を通して下向きに延びているヘ
ッド組立体シャフト４６２を有する。ヘッド組立体シャ
フト４６２の下端は、基板ホルダ組立体４５０を処理位
置および基板ローディング位置に位置決めするように、
基板ホルダ組立体４５０に接続されている。
【００２９】基板ホルダ組立体４５０は、基板ホルダ・
プレート４６４、および電気的接触素子４６６を通常有
する。図５は、電気的接触素子４６６の一実施形態の断
面図である。一般に、電気的接触素子４６６は、その上
に配置された複数の導電部材を有する環状の胴部を有す
る。環状の胴部は、複数の導電部材を電気的に分離する
ために、絶縁材料で組み立てられている。胴部と導電部
材は一体として、処理の間基板を支持し基板に対して電
流を供給する内部の基板台座面を直径に沿って形成して
いる。
プレート４６４、および電気的接触素子４６６を通常有
する。図５は、電気的接触素子４６６の一実施形態の断
面図である。一般に、電気的接触素子４６６は、その上
に配置された複数の導電部材を有する環状の胴部を有す
る。環状の胴部は、複数の導電部材を電気的に分離する
ために、絶縁材料で組み立てられている。胴部と導電部
材は一体として、処理の間基板を支持し基板に対して電
流を供給する内部の基板台座面を直径に沿って形成して
いる。
【００３０】ここで図５を詳細に参照すると、電気的接
触素子４６６は、環状の絶縁性の胴部７７０の中に少な
くとも部分的に配列された複数の導電部材７６５を通常
有する。絶縁性の胴部７７０は、フランジ７６２、およ
び、フランジ７６２の下に位置する基板台座面７６８に
到る下方へ傾いているショルダー部分７６４を有するよ
うに示されている。フランジ７６２および基板台座面７
６８は、斜めにほぼ平行な平面に置かれている。したが
って、フランジ７６２は第１の平面を定め、基板台座面
７６８は第１の平面に平行な第２の平面を定めると理解
することができ、ショルダー７６４は２つの平面の間に
配置されている。しかし、図５に示す電気的接触素子の
設計は、単に実例を示すことを意図している。他の実施
形態においては、ショルダー部分７６４は、フランジ７
６２および基板台座面７６８の両方にほぼ直角であるよ
うに、ほぼ垂直の角度を含む急峻な角度とすることも可
能である。あるいは、電気的接触素子４６６は、ほぼ平
坦であってもよく、それによりショルダー部分７６４は
省略される。しかし、以下に説明する理由により、推奨
実施の形態は、図４に示すショルダー部分７６４、ある
いはその若干の変形を有する。
触素子４６６は、環状の絶縁性の胴部７７０の中に少な
くとも部分的に配列された複数の導電部材７６５を通常
有する。絶縁性の胴部７７０は、フランジ７６２、およ
び、フランジ７６２の下に位置する基板台座面７６８に
到る下方へ傾いているショルダー部分７６４を有するよ
うに示されている。フランジ７６２および基板台座面７
６８は、斜めにほぼ平行な平面に置かれている。したが
って、フランジ７６２は第１の平面を定め、基板台座面
７６８は第１の平面に平行な第２の平面を定めると理解
することができ、ショルダー７６４は２つの平面の間に
配置されている。しかし、図５に示す電気的接触素子の
設計は、単に実例を示すことを意図している。他の実施
形態においては、ショルダー部分７６４は、フランジ７
６２および基板台座面７６８の両方にほぼ直角であるよ
うに、ほぼ垂直の角度を含む急峻な角度とすることも可
能である。あるいは、電気的接触素子４６６は、ほぼ平
坦であってもよく、それによりショルダー部分７６４は
省略される。しかし、以下に説明する理由により、推奨
実施の形態は、図４に示すショルダー部分７６４、ある
いはその若干の変形を有する。
【００３１】導電部材７６５は、フランジ７６２の上に
環状に配置された複数の外部電気的接触パッド７８０、
基板台座面７６８の１部の上に配置された複数の内部電
気的接触パッド７７２、およびパッド７７２、７８０を
相互に結ぶ複数の埋め込み導電コネクタ７７６によって
定められる。導電部材７６５は、絶縁性の胴部７７０に
より相互に分離されている。絶縁性の胴部は、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、過フルオロアルコキシ樹脂
（ＰＦＡ）、テフロン（登録商標）（デュポン社の登録
商標）、ＴＥＦＺＥＬ（登録商標）（デュポン社の登録
商標）のようなプラスチック、あるいは、アルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）あるいは他のセラミックスのような任意の他の
絶縁材料で作ることができる。外部接触パッド７８０
は、コネクタ７７６を介して内部電気的接触パッド７７
２に電流および電圧を送るために、処理の間は、図示さ
れていない電源に結合されている。順番に、基板の周辺
部分の周りと接触を保つことにより、内部電気的接触パ
ッド７７２は、基板に電流および電圧を供給する。した
がって、動作中は、導電部材７６５は基板に電気的に接
続された離散的な電流経路として作用する。
環状に配置された複数の外部電気的接触パッド７８０、
基板台座面７６８の１部の上に配置された複数の内部電
気的接触パッド７７２、およびパッド７７２、７８０を
相互に結ぶ複数の埋め込み導電コネクタ７７６によって
定められる。導電部材７６５は、絶縁性の胴部７７０に
より相互に分離されている。絶縁性の胴部は、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、過フルオロアルコキシ樹脂
（ＰＦＡ）、テフロン（登録商標）（デュポン社の登録
商標）、ＴＥＦＺＥＬ（登録商標）（デュポン社の登録
商標）のようなプラスチック、あるいは、アルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）あるいは他のセラミックスのような任意の他の
絶縁材料で作ることができる。外部接触パッド７８０
は、コネクタ７７６を介して内部電気的接触パッド７７
２に電流および電圧を送るために、処理の間は、図示さ
れていない電源に結合されている。順番に、基板の周辺
部分の周りと接触を保つことにより、内部電気的接触パ
ッド７７２は、基板に電流および電圧を供給する。した
がって、動作中は、導電部材７６５は基板に電気的に接
続された離散的な電流経路として作用する。
【００３２】低い抵抗率と、逆に高い導電率は、良好な
めっきに直接関係する。低い抵抗率を保証するために、
導電部材７６５は、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タンタ
ル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、金
（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ステンレス鋼あるいは他の導電
材料で作られていることが望ましい。低い抵抗率と低い
接触抵抗は、導電部材７６５を導電材料で被覆すること
によっても、実現することが可能である。したがって、
導電部材７６５は、たとえば、ほぼ１０．６×１０-8Ω
・ｍの抵抗率を有する白金で被覆された、ほぼ２×１０
-8Ω・ｍの抵抗率を有する銅で作られてもよい。ステン
レス鋼、モリブデン（Ｍｏ）、Ｃｕ、およびＴｉのよう
な導電性の母材上に、タンタル窒化物（ＴａＮ）、窒化
チタン（ＴｉＮ）、ロジウム（Ｒｈ）、Ａｕ、Ｃｕ、あ
るいはＡｇのような被覆を行うことも可能である。さら
に、接触パッド７７２、７８０は通常導電性コネクタ７
７６に接着された別々なユニットであるから、接触パッ
ド７７２、７８０をＣｕのような単一の材料で構成し、
導電部材７６５をステンレス鋼のような他の材料で構成
してもよい。パッド７７２、１８０のいずれかあるいは
両方、および導電性コネクタ７７６を、導電材料で被覆
することも可能である。さらに、めっきの繰り返し精度
は、絶縁物の作用をする酸化により不利な影響を受ける
恐れがあるから、内部電気的接触パッド７７２は、白
金、銀、あるいは金のような酸化に対して耐性のある材
料であることが望ましい。
めっきに直接関係する。低い抵抗率を保証するために、
導電部材７６５は、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、タンタ
ル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、金
（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ステンレス鋼あるいは他の導電
材料で作られていることが望ましい。低い抵抗率と低い
接触抵抗は、導電部材７６５を導電材料で被覆すること
によっても、実現することが可能である。したがって、
導電部材７６５は、たとえば、ほぼ１０．６×１０-8Ω
・ｍの抵抗率を有する白金で被覆された、ほぼ２×１０
-8Ω・ｍの抵抗率を有する銅で作られてもよい。ステン
レス鋼、モリブデン（Ｍｏ）、Ｃｕ、およびＴｉのよう
な導電性の母材上に、タンタル窒化物（ＴａＮ）、窒化
チタン（ＴｉＮ）、ロジウム（Ｒｈ）、Ａｕ、Ｃｕ、あ
るいはＡｇのような被覆を行うことも可能である。さら
に、接触パッド７７２、７８０は通常導電性コネクタ７
７６に接着された別々なユニットであるから、接触パッ
ド７７２、７８０をＣｕのような単一の材料で構成し、
導電部材７６５をステンレス鋼のような他の材料で構成
してもよい。パッド７７２、１８０のいずれかあるいは
両方、および導電性コネクタ７７６を、導電材料で被覆
することも可能である。さらに、めっきの繰り返し精度
は、絶縁物の作用をする酸化により不利な影響を受ける
恐れがあるから、内部電気的接触パッド７７２は、白
金、銀、あるいは金のような酸化に対して耐性のある材
料であることが望ましい。
【００３３】接点材料の関数であることに加えて、各回
路の全抵抗は、内部電気的接触パッド７７２の幾何学的
配列、すなわち、形状および、接触リング４６６により
加えられる力に依存する。これらの要因は、２つの表面
の間の凹凸によって、内部電気的接触パッド７７２と基
板台座面７６８の接触面における集中抵抗ＲCRを定め
る。一般的には、加えられる力が増加するにつれて、見
かけの面積も増加する。順に、見かけの面積は逆にＲCR
に関係し、したがって、見かけの面積の増加はＲ CRの減
少をもたらす。したがって、全抵抗を最小にするために
は、力を最大にすることが望ましい。動作中に加えられ
る最大の力は、基板の降伏強度により制限される。基板
は過大な力とその結果として生ずる圧力によって損傷を
受ける恐れがある。しかし、圧力は力と面積の両方に関
連するので、耐えうる最大の力も内部電気的接触パッド
７７２の幾何学的形状に依存する。したがって、接触パ
ッド７７２は図５のように平坦な上部表面を有してもよ
いが、ナイフエッジ接触パッドあるいは半球状の接触パ
ッドのような他の形状を効果的に使用することもでき
る。ナイフエッジ接触パッドあるいは半球状の接触パッ
ドは共に通常公知である。当業者は、有利な可能性のあ
る他の形状を容易に認めるであろう。接点の幾何学的形
状、力と抵抗の間の関係は、 Kenneth E. Pitney によ
る Ney Contact Manual、The J. M. NEY COMPANY、１９
７３、に完全に説明されており、その全体を参照して本
明細書に組み入れる。
路の全抵抗は、内部電気的接触パッド７７２の幾何学的
配列、すなわち、形状および、接触リング４６６により
加えられる力に依存する。これらの要因は、２つの表面
の間の凹凸によって、内部電気的接触パッド７７２と基
板台座面７６８の接触面における集中抵抗ＲCRを定め
る。一般的には、加えられる力が増加するにつれて、見
かけの面積も増加する。順に、見かけの面積は逆にＲCR
に関係し、したがって、見かけの面積の増加はＲ CRの減
少をもたらす。したがって、全抵抗を最小にするために
は、力を最大にすることが望ましい。動作中に加えられ
る最大の力は、基板の降伏強度により制限される。基板
は過大な力とその結果として生ずる圧力によって損傷を
受ける恐れがある。しかし、圧力は力と面積の両方に関
連するので、耐えうる最大の力も内部電気的接触パッド
７７２の幾何学的形状に依存する。したがって、接触パ
ッド７７２は図５のように平坦な上部表面を有してもよ
いが、ナイフエッジ接触パッドあるいは半球状の接触パ
ッドのような他の形状を効果的に使用することもでき
る。ナイフエッジ接触パッドあるいは半球状の接触パッ
ドは共に通常公知である。当業者は、有利な可能性のあ
る他の形状を容易に認めるであろう。接点の幾何学的形
状、力と抵抗の間の関係は、 Kenneth E. Pitney によ
る Ney Contact Manual、The J. M. NEY COMPANY、１９
７３、に完全に説明されており、その全体を参照して本
明細書に組み入れる。
【００３４】コネクタ７７６の数は、図５に示す所望の
接触パッド７７２の特定の数に応じて変えることができ
る。２００ミリメートル基板に対しては、少なくとも２
４個のコネクタ７７６が、３６０度にわたって等間隔に
配置されることが望ましい。しかし、コネクタの数が臨
界レベルに達するにつれて、接触リング４６６に対する
基板のコンプライアンスは不利な影響を受ける。したが
って、２４個以上のコネクタ７７６を使用することもで
きるが、接触パッド７７２のトポグラフィーおよび基板
の剛性に応じて、接触の均一性は結局減少する恐れがあ
る。同様に、２４個未満のコネクタ７７６を使用するこ
とも可能であるが、電流の流れはますます制限され、局
所化されて、劣悪なめっき結果を招く。均一な間隔を設
けるために、隣接するコネクタ間の角度を単純に計算で
きるコネクタの数を選択することが望ましい。たとえ
ば、１２個のコネクタを使用すれば、３０度に１個のコ
ネクタを設ける均一な間隔となるであろう。２４個のコ
ネクタを使用すれば、隣接するコネクタ間の均一な間隔
は１５度になる。１２の任意の倍数は、隣接するコネク
タ間の角度の計算を単純にする。プロセスセルの寸法は
特定の応用に適するように構成できるから、たとえば、
２００ミリメートル基板と３００ミリメートル基板の間
を補償するように、寸法は変えることが可能である。
接触パッド７７２の特定の数に応じて変えることができ
る。２００ミリメートル基板に対しては、少なくとも２
４個のコネクタ７７６が、３６０度にわたって等間隔に
配置されることが望ましい。しかし、コネクタの数が臨
界レベルに達するにつれて、接触リング４６６に対する
基板のコンプライアンスは不利な影響を受ける。したが
って、２４個以上のコネクタ７７６を使用することもで
きるが、接触パッド７７２のトポグラフィーおよび基板
の剛性に応じて、接触の均一性は結局減少する恐れがあ
る。同様に、２４個未満のコネクタ７７６を使用するこ
とも可能であるが、電流の流れはますます制限され、局
所化されて、劣悪なめっき結果を招く。均一な間隔を設
けるために、隣接するコネクタ間の角度を単純に計算で
きるコネクタの数を選択することが望ましい。たとえ
ば、１２個のコネクタを使用すれば、３０度に１個のコ
ネクタを設ける均一な間隔となるであろう。２４個のコ
ネクタを使用すれば、隣接するコネクタ間の均一な間隔
は１５度になる。１２の任意の倍数は、隣接するコネク
タ間の角度の計算を単純にする。プロセスセルの寸法は
特定の応用に適するように構成できるから、たとえば、
２００ミリメートル基板と３００ミリメートル基板の間
を補償するように、寸法は変えることが可能である。
【００３５】図６は、接触リング４６６のための電気回
路の実現可能な構成を表す単純化された概略図である。
導電部材７６５の間に均一な電流分布を行うために、導
電部材７６５のそれぞれと直列に外部抵抗器７００が接
続されている。ＲEXTで表される外部抵抗器７００の抵
抗値は、回路の他のどの構成要素の抵抗より大きいこと
が望ましい。図６に示すように、各導電部材７６５を通
る電気回路は、電源７０２と直列に接続された各構成要
素の抵抗により表される。ＲEは電解質溶液の抵抗を表
し、通常、陽極と陰極接触リングの間の距離、ならびに
電解質溶液の化学的組成に依存する。したがって、ＲA
は基板めっき面７５４に隣接する電解質溶液の抵抗を表
す。ＲSは基板めっき面７５４の抵抗を表し、ＲCは、陰
極導電部材７６５の抵抗、および、内部電気的接触パッ
ド７７２と基板めっき層７５４の間の接触面に生ずる集
中抵抗の和を表す。一般的には、外部抵抗器（ＲEXT）
の抵抗値は、少なくともΣＲと同じであり、ここでΣＲ
は、ＲE、ＲA、ＲS、および、ＲCの和に等しい。ΣＲが
無視でき、各直列回路の抵抗がＲEXTを近似するよう
に、外部抵抗器（ＲEXT）の抵抗値はΣＲより大きいこ
とが望ましい。
路の実現可能な構成を表す単純化された概略図である。
導電部材７６５の間に均一な電流分布を行うために、導
電部材７６５のそれぞれと直列に外部抵抗器７００が接
続されている。ＲEXTで表される外部抵抗器７００の抵
抗値は、回路の他のどの構成要素の抵抗より大きいこと
が望ましい。図６に示すように、各導電部材７６５を通
る電気回路は、電源７０２と直列に接続された各構成要
素の抵抗により表される。ＲEは電解質溶液の抵抗を表
し、通常、陽極と陰極接触リングの間の距離、ならびに
電解質溶液の化学的組成に依存する。したがって、ＲA
は基板めっき面７５４に隣接する電解質溶液の抵抗を表
す。ＲSは基板めっき面７５４の抵抗を表し、ＲCは、陰
極導電部材７６５の抵抗、および、内部電気的接触パッ
ド７７２と基板めっき層７５４の間の接触面に生ずる集
中抵抗の和を表す。一般的には、外部抵抗器（ＲEXT）
の抵抗値は、少なくともΣＲと同じであり、ここでΣＲ
は、ＲE、ＲA、ＲS、および、ＲCの和に等しい。ΣＲが
無視でき、各直列回路の抵抗がＲEXTを近似するよう
に、外部抵抗器（ＲEXT）の抵抗値はΣＲより大きいこ
とが望ましい。
【００３６】通常、電気的接触素子４６６の外部接触パ
ッド７８０のすべてに１つの電源が接続されており、内
部電気的接触パッド７７２を介して並列回路となってい
る。しかし、内部電気的接触パッドから基板への接触面
抵抗は、それぞれの内部電気的接触パッド７７２ごとに
変化するので、抵抗が最も低い場所では、より多くの電
流が流れ、したがって、より多くのめっきが行われる。
しかし、それぞれの導電部材７６５ごとに外部抵抗器を
直列に設けることにより、各導電部材７６５を流れる電
流の値、すなわち電流の量は、主に外部抵抗器の値によ
り制御されることになる。他の電気的導体を超えるよう
な導電部材を介して流れる電流は、導電部材と直列に外
部抵抗器を加えることにより相対的に減少することがで
きる。結果として、各内部電気的接触パッド７７２の間
の電気的特性の変化は、基板上の電流分布に影響を与え
ないように、修正することができる。めっき表面の全体
にわたって印加される均一な電流密度は、基板上のシー
ド層の上に堆積される金属膜の均一なめっき厚に寄与す
る。さらに外部抵抗器は、プロセス・シーケンスの異な
る基板の間でも、均一な電流分布を与える。
ッド７８０のすべてに１つの電源が接続されており、内
部電気的接触パッド７７２を介して並列回路となってい
る。しかし、内部電気的接触パッドから基板への接触面
抵抗は、それぞれの内部電気的接触パッド７７２ごとに
変化するので、抵抗が最も低い場所では、より多くの電
流が流れ、したがって、より多くのめっきが行われる。
しかし、それぞれの導電部材７６５ごとに外部抵抗器を
直列に設けることにより、各導電部材７６５を流れる電
流の値、すなわち電流の量は、主に外部抵抗器の値によ
り制御されることになる。他の電気的導体を超えるよう
な導電部材を介して流れる電流は、導電部材と直列に外
部抵抗器を加えることにより相対的に減少することがで
きる。結果として、各内部電気的接触パッド７７２の間
の電気的特性の変化は、基板上の電流分布に影響を与え
ないように、修正することができる。めっき表面の全体
にわたって印加される均一な電流密度は、基板上のシー
ド層の上に堆積される金属膜の均一なめっき厚に寄与す
る。さらに外部抵抗器は、プロセス・シーケンスの異な
る基板の間でも、均一な電流分布を与える。
【００３７】接触リング４６６は、内部電気的接触パッ
ド７７２の上に積み重なる堆積を阻止するように設計さ
れているが、多くの基板めっきサイクルによって、基板
とパッドの接触面抵抗は増加する恐れがあり、最終的に
受け入れ難い値に到達する。この問題に対処するため
に、外部抵抗器の両端の電圧／電流をモニタするため
に、外部抵抗器７００の両端に電子的センサ／アラーム
７０４を接続することができる。外部抵抗器７００の両
端の電圧／電流が、基板・パッド抵抗が高いことを示す
予め設定した動作範囲外になれば、問題がオペレータに
より修正されるまで、センサ／アラーム７０４はめっき
プロセスを運転停止するような修正対策を起動する。あ
るいは、基板の全体にわたって均一な電流分布を与える
ために、各導電部材７６５に別々な電源を接続し、別々
に制御し、モニタすることが可能である。電流の流れを
変調するために、非常に高性能な装置（ＶＳＳ）を使用
することも可能である。ＶＳＳは、処理ユニット、なら
びに、電流を供給および／または制御するために使用さ
れる可変抵抗器、別々な電源などのような業界で公知の
装置の任意の組み合わせを通常有する。内部電気的接触
パッド７７２の生化学な、したがって電気的な特性は、
長い時間にわたって変化するので、ＶＳＳはデータ・フ
ィードバックを処理し分析する。データは予め確立され
た設定ポイントと比較され、均一な堆積を保証するため
に、次に、ＶＳＳは適切に電流および電圧を変化させ
る。
ド７７２の上に積み重なる堆積を阻止するように設計さ
れているが、多くの基板めっきサイクルによって、基板
とパッドの接触面抵抗は増加する恐れがあり、最終的に
受け入れ難い値に到達する。この問題に対処するため
に、外部抵抗器の両端の電圧／電流をモニタするため
に、外部抵抗器７００の両端に電子的センサ／アラーム
７０４を接続することができる。外部抵抗器７００の両
端の電圧／電流が、基板・パッド抵抗が高いことを示す
予め設定した動作範囲外になれば、問題がオペレータに
より修正されるまで、センサ／アラーム７０４はめっき
プロセスを運転停止するような修正対策を起動する。あ
るいは、基板の全体にわたって均一な電流分布を与える
ために、各導電部材７６５に別々な電源を接続し、別々
に制御し、モニタすることが可能である。電流の流れを
変調するために、非常に高性能な装置（ＶＳＳ）を使用
することも可能である。ＶＳＳは、処理ユニット、なら
びに、電流を供給および／または制御するために使用さ
れる可変抵抗器、別々な電源などのような業界で公知の
装置の任意の組み合わせを通常有する。内部電気的接触
パッド７７２の生化学な、したがって電気的な特性は、
長い時間にわたって変化するので、ＶＳＳはデータ・フ
ィードバックを処理し分析する。データは予め確立され
た設定ポイントと比較され、均一な堆積を保証するため
に、次に、ＶＳＳは適切に電流および電圧を変化させ
る。
【００３８】図９は、陰極接触リング１８００の別の実
施の形態の斜視図である。陰極接触リング１８００は、
ステンレス鋼、銅、銀、金、白金、チタン、タンタル、
および他の導電性材料、あるいは白金で被覆されたステ
ンレス鋼のような導電性材料の組み合わせ、のような導
電性金属あるいは金属合金で作られている。陰極接触リ
ング１８００は、陰極接触リングを基板ホルダ組立体上
に搭載するように適合された上部マウンティング部分１
８１０と、その中に基板を受けるように適合された下部
基板収納部分１８２０を有する。基板収納部分１８２０
は、その上に配置され望ましくは均一に間隔を置いた複
数の接触パッドあるいはバンプ１８２４を有する環状の
基板台座面１８２２を有する。基板台座面１８２２の上
に基板が置かれると、基板堆積面上の電気めっきシード
層と電気的に接触するために、接触パッド１８２４は基
板の周辺領域に物理的に接触する。接触パッド１８２４
は、酸化に対して耐性のある白金あるいは金のような貴
金属で被覆されていることが望ましい。
施の形態の斜視図である。陰極接触リング１８００は、
ステンレス鋼、銅、銀、金、白金、チタン、タンタル、
および他の導電性材料、あるいは白金で被覆されたステ
ンレス鋼のような導電性材料の組み合わせ、のような導
電性金属あるいは金属合金で作られている。陰極接触リ
ング１８００は、陰極接触リングを基板ホルダ組立体上
に搭載するように適合された上部マウンティング部分１
８１０と、その中に基板を受けるように適合された下部
基板収納部分１８２０を有する。基板収納部分１８２０
は、その上に配置され望ましくは均一に間隔を置いた複
数の接触パッドあるいはバンプ１８２４を有する環状の
基板台座面１８２２を有する。基板台座面１８２２の上
に基板が置かれると、基板堆積面上の電気めっきシード
層と電気的に接触するために、接触パッド１８２４は基
板の周辺領域に物理的に接触する。接触パッド１８２４
は、酸化に対して耐性のある白金あるいは金のような貴
金属で被覆されていることが望ましい。
【００３９】陰極接触リングの露出した表面は、基板と
接触する接触パッドの表面を除いて、親水性の表面を備
えるように処理されているか、あるいは、親水性の特性
を示す材料で被覆されていることが望ましい。親水性の
材料と、親水性の表面処理は、当該技術分野において公
知である。米国マサチューセッツ州、ベッドフォード所
在の Millipore Corporation は、親水性の表面処理を
提供している。親水性の表面は、陰極接触リング表面上
の電解質溶液のビーディング（beading）を大幅に減少
させ、陰極接触リングが電気めっき槽あるいは電解質溶
液から除去された後に、陰極接触リングからの電解質溶
液の円滑な滴下を促進する。陰極接触リングの上に電解
質溶液の流出を容易にする親水性の表面を備えることに
より、陰極接触リングの上に残留した電解質溶液を原因
とするめっきの欠陥は大幅に減少する。本発明者は、陰
極接触リング上に残留した電解質溶液ビーディングと、
それに起因する続いて処理される基板上のめっきの欠陥
を減少させるために、この親水性の処理あるいは被覆を
陰極接触リングの他の実施形態に応用することも予期し
ている。
接触する接触パッドの表面を除いて、親水性の表面を備
えるように処理されているか、あるいは、親水性の特性
を示す材料で被覆されていることが望ましい。親水性の
材料と、親水性の表面処理は、当該技術分野において公
知である。米国マサチューセッツ州、ベッドフォード所
在の Millipore Corporation は、親水性の表面処理を
提供している。親水性の表面は、陰極接触リング表面上
の電解質溶液のビーディング（beading）を大幅に減少
させ、陰極接触リングが電気めっき槽あるいは電解質溶
液から除去された後に、陰極接触リングからの電解質溶
液の円滑な滴下を促進する。陰極接触リングの上に電解
質溶液の流出を容易にする親水性の表面を備えることに
より、陰極接触リングの上に残留した電解質溶液を原因
とするめっきの欠陥は大幅に減少する。本発明者は、陰
極接触リング上に残留した電解質溶液ビーディングと、
それに起因する続いて処理される基板上のめっきの欠陥
を減少させるために、この親水性の処理あるいは被覆を
陰極接触リングの他の実施形態に応用することも予期し
ている。
【００４０】図１５は、図４に示すヘッド組立体４１０
の代わりに利用することができる回転可能なヘッド組立
体２４１０を有するプロセス・ヘッド組立体の別の実施
の形態である。回転アクチュエータは、片持ち梁アーム
の上に配置され、基板処理の間にヘッド組立体を回転さ
せるように、ヘッド組立体に取り付けられていることが
望ましい。回転可能なヘッド組立体２４１０は、ヘッド
組立体フレーム２４５２の上に搭載されている。代案の
ヘッド組立体フレーム２４５２および、回転可能なヘッ
ド組立体２４１０は、図４に示す上述のヘッド組立体フ
レーム４５２およびヘッド組立体４１０と同様に、メイ
ンフレームの上に搭載されている。ヘッド組立体フレー
ム２４５２は、マウンティングポスト２４５４、ポスト
・カバー２４５５および片持ち梁アーム２４５６を有す
る。マウンティングポスト２４５４は、メインフレーム
２１４の胴部に搭載されており、ポスト・カバー２４５
５は、マウンティングポスト２４５４の最上部を覆って
いる。ヘッド組立体フレーム２４５２の回転を可能にす
るために、マウンティングポスト４５４は、矢印Ａ１に
より示すように、マウンティングポストに沿う垂直軸に
対して回転動作を行うことが望ましい。片持ち梁アーム
２４５６は、マウンティングポスト２４５４の上部から
横に延びており、ピボット・ジョイント２４５９におい
てポスト・カバー２４５５に回動可能に接続されてい
る。回転可能なヘッド組立体２４１０は、片持ち梁アー
ム２４５６の末端に配置されたマウンティング・スライ
ド２４６０に取り付けられている。マウンティング・ス
ライド２４６０は、ヘッド組立体２４１０の垂直の動き
を誘導する。ヘッド・リフト・アクチュエータ２４５８
は、ヘッド組立体２４１０の垂直の移動を行うために、
マウンティング・スライド２４６０の上に配置されてい
る。
の代わりに利用することができる回転可能なヘッド組立
体２４１０を有するプロセス・ヘッド組立体の別の実施
の形態である。回転アクチュエータは、片持ち梁アーム
の上に配置され、基板処理の間にヘッド組立体を回転さ
せるように、ヘッド組立体に取り付けられていることが
望ましい。回転可能なヘッド組立体２４１０は、ヘッド
組立体フレーム２４５２の上に搭載されている。代案の
ヘッド組立体フレーム２４５２および、回転可能なヘッ
ド組立体２４１０は、図４に示す上述のヘッド組立体フ
レーム４５２およびヘッド組立体４１０と同様に、メイ
ンフレームの上に搭載されている。ヘッド組立体フレー
ム２４５２は、マウンティングポスト２４５４、ポスト
・カバー２４５５および片持ち梁アーム２４５６を有す
る。マウンティングポスト２４５４は、メインフレーム
２１４の胴部に搭載されており、ポスト・カバー２４５
５は、マウンティングポスト２４５４の最上部を覆って
いる。ヘッド組立体フレーム２４５２の回転を可能にす
るために、マウンティングポスト４５４は、矢印Ａ１に
より示すように、マウンティングポストに沿う垂直軸に
対して回転動作を行うことが望ましい。片持ち梁アーム
２４５６は、マウンティングポスト２４５４の上部から
横に延びており、ピボット・ジョイント２４５９におい
てポスト・カバー２４５５に回動可能に接続されてい
る。回転可能なヘッド組立体２４１０は、片持ち梁アー
ム２４５６の末端に配置されたマウンティング・スライ
ド２４６０に取り付けられている。マウンティング・ス
ライド２４６０は、ヘッド組立体２４１０の垂直の動き
を誘導する。ヘッド・リフト・アクチュエータ２４５８
は、ヘッド組立体２４１０の垂直の移動を行うために、
マウンティング・スライド２４６０の上に配置されてい
る。
【００４１】片持ち梁アーム２４５６の下端は、マウン
ティングポスト２４５４に搭載された、空気圧シリンダ
あるいは親ねじアクチュエータのような、片持ち梁アー
ム・アクチュエータ２４５７のシャフト２４５３に接続
されている。片持ち梁アーム・アクチュエータ２４５７
は、矢印Ａ２により示すように、片持ち梁アーム２４５
６とポスト・カバー２４５４の間の継ぎ目２４５９に対
して、片持ち梁アーム２４５６の回動可能な動きを行
う。片持ち梁アーム・アクチュエータ２４５７が格納さ
れるとき、片持ち梁アーム２４５６は、ヘッド組立体２
４１０を電解質セル４２０から離れるように移動させ
る。ヘッド組立体２４１０の動きは、電解質セル４２０
を電解質セル２４０から取り除きおよび／または元へ戻
すために必要な間隔を与える。片持ち梁アーム・アクチ
ュエータ２４５７が延伸すると、ヘッド組立体２４１０
内の基板を処理位置に位置決めするために、片持ち梁ア
ーム２４５６は、ヘッド組立体２４１０を電解質セル４
２０に向かって動かす。
ティングポスト２４５４に搭載された、空気圧シリンダ
あるいは親ねじアクチュエータのような、片持ち梁アー
ム・アクチュエータ２４５７のシャフト２４５３に接続
されている。片持ち梁アーム・アクチュエータ２４５７
は、矢印Ａ２により示すように、片持ち梁アーム２４５
６とポスト・カバー２４５４の間の継ぎ目２４５９に対
して、片持ち梁アーム２４５６の回動可能な動きを行
う。片持ち梁アーム・アクチュエータ２４５７が格納さ
れるとき、片持ち梁アーム２４５６は、ヘッド組立体２
４１０を電解質セル４２０から離れるように移動させ
る。ヘッド組立体２４１０の動きは、電解質セル４２０
を電解質セル２４０から取り除きおよび／または元へ戻
すために必要な間隔を与える。片持ち梁アーム・アクチ
ュエータ２４５７が延伸すると、ヘッド組立体２４１０
内の基板を処理位置に位置決めするために、片持ち梁ア
ーム２４５６は、ヘッド組立体２４１０を電解質セル４
２０に向かって動かす。
【００４２】回転可能なヘッド組立体２４１０は、マウ
ンティング・スライド２４６０に摺動可能に接続された
回転アクチュエータ２４６４を有する。ヘッドリフト・
アクチュエータ２４５８のシャフト２４６８は、回転ア
クチュエータ２４６４の胴部に取り付けられたリフト・
ガイド２４６６を通して挿入されている。シャフト２４
６８は、矢印Ａ３により示すように、多くの垂直の位置
の間で、リフトガイドを動かす親ねじ形式シャフトであ
ることが望ましい。回転アクチュエータ２４６４は、シ
ャフト２４７０を介して基板ホルダ組立体２４５０に接
続されており、矢印Ａ４により示すように、基板ホルダ
組立体２４５０を回転させる。基板ホルダ組立体２４５
０は、ブラダー組立体を有することもできる。電解質セ
ルに収容された電解質溶液に対して、基板の裏面（基板
ホルダ組立体の中で上に向いている）の１部を封止する
ために、図４について上述した実施の形態で示したよう
な陰極接触リングが設けられている。
ンティング・スライド２４６０に摺動可能に接続された
回転アクチュエータ２４６４を有する。ヘッドリフト・
アクチュエータ２４５８のシャフト２４６８は、回転ア
クチュエータ２４６４の胴部に取り付けられたリフト・
ガイド２４６６を通して挿入されている。シャフト２４
６８は、矢印Ａ３により示すように、多くの垂直の位置
の間で、リフトガイドを動かす親ねじ形式シャフトであ
ることが望ましい。回転アクチュエータ２４６４は、シ
ャフト２４７０を介して基板ホルダ組立体２４５０に接
続されており、矢印Ａ４により示すように、基板ホルダ
組立体２４５０を回転させる。基板ホルダ組立体２４５
０は、ブラダー組立体を有することもできる。電解質セ
ルに収容された電解質溶液に対して、基板の裏面（基板
ホルダ組立体の中で上に向いている）の１部を封止する
ために、図４について上述した実施の形態で示したよう
な陰極接触リングが設けられている。
【００４３】電気めっきプロセス中の基板の回転は、一
般に堆積結果を強化する。ヘッド組立体は、電気めっき
プロセス中は、約２ｒｐｍから約２００ｒｐｍの間で、
望ましくは約２０から４０ｒｐｍの間で、回転されるこ
とが望ましい。基板ホルダ装置１４が、基板上のシード
層を下降させることにより、プロセスセル内の電解質溶
液に接触させ浸す時に、基板に回転を与えるために、基
板ホルダ組立体２４７２は回転することができる。ヘッ
ド組立体は、プロセスセル内の電解質溶液から基板上の
シード層を取り除くために持ち上げられる。遠心力によ
るヘッド組立体からの残留電解質溶液の除去を高めるた
めに、ヘッド組立体がプロセスセルから持ち上げられた
後に、ヘッド組立体は高速で、すなわち、約１００から
約２５００ｒｐｍの間で回転されることが望ましい。
般に堆積結果を強化する。ヘッド組立体は、電気めっき
プロセス中は、約２ｒｐｍから約２００ｒｐｍの間で、
望ましくは約２０から４０ｒｐｍの間で、回転されるこ
とが望ましい。基板ホルダ装置１４が、基板上のシード
層を下降させることにより、プロセスセル内の電解質溶
液に接触させ浸す時に、基板に回転を与えるために、基
板ホルダ組立体２４７２は回転することができる。ヘッ
ド組立体は、プロセスセル内の電解質溶液から基板上の
シード層を取り除くために持ち上げられる。遠心力によ
るヘッド組立体からの残留電解質溶液の除去を高めるた
めに、ヘッド組立体がプロセスセルから持ち上げられた
後に、ヘッド組立体は高速で、すなわち、約１００から
約２５００ｒｐｍの間で回転されることが望ましい。
【００４４】１つの実施の形態においては、堆積膜の均
一性は約２％以内に改善された、すなわち、堆積された
膜の厚さの最大偏差は平均の膜厚の約２％であるが、標
準の電気めっきプロセスは通常最高でも約５．５％以内
の均一性である。しかし、場合によっては、特に電解質
溶液中の化学薬品、電解質溶液の流れ、および他のパラ
メータのような処理パラメタを調整することにより電気
めっき堆積の均一性を達成する場合には、均一な電気め
っき堆積を達成するためのヘッド組立体の回転は不要で
ある。
一性は約２％以内に改善された、すなわち、堆積された
膜の厚さの最大偏差は平均の膜厚の約２％であるが、標
準の電気めっきプロセスは通常最高でも約５．５％以内
の均一性である。しかし、場合によっては、特に電解質
溶液中の化学薬品、電解質溶液の流れ、および他のパラ
メータのような処理パラメタを調整することにより電気
めっき堆積の均一性を達成する場合には、均一な電気め
っき堆積を達成するためのヘッド組立体の回転は不要で
ある。
【００４５】図４は、電解質セル４２０の上に置かれた
基板ホルダ組立体４５０を有する電気めっき・プロセス
セル４００の断面図を示す。電解質セル４２０は、通常
ボール４３０、コンテナ胴部４７２、陽極アッセンブリ
４７４、および、フィルタ４７６を有する。陽極アッセ
ンブリ４７４は、コンテナ胴部４７２の下に配置され、
コンテナ胴部４７２の下部に取り付けられていることが
望ましく、フィルタ４７６は、陽極アッセンブリ４７４
とコンテナ胴部４７２の間に配置されていることが望ま
しい。コンテナ胴部４７２は、セラミックス、プラスチ
ック、PLEXIGLAS（登録商標）（アクリル）、レキサン
（lexane）、ＰＶＣ、ＣＰＶＣおよびＰＶＤＦのよう
な、電気的絶縁材料で作られた円筒状の胴部であること
が望ましい。あるいは、コンテナ胴部４７２は、ステン
レス鋼、ニッケルおよびチタンのような被覆された金属
で作ることもできる。被覆された金属は、テフロン（登
録商標）（米国デラウエア州、ウィルミントンのデュポ
ン社の登録商標）、ＰＶＤＦ、プラスチック、ゴム、お
よび、電解質溶液に溶解しない材料の他の組み合わせの
ような絶縁層で被覆されている。絶縁層は、電極、すな
わち、ＥＣＰ装置の陽極および陰極から電気的に絶縁す
ることができる。コンテナ胴部４７２は、基板めっき
面、ならびに、装置により処理されている基板の形状、
通常円形あるいは長方形、に一致するように、所定の大
きさに作られ、適合されていることが望ましい。コンテ
ナ胴部４７２の１つの好適な実施形態は、基板の直径と
ほぼ同じ寸法、あるいは僅かに大きい寸法を有する内径
の円筒状のセラミック・チューブを有する。代表的なＥ
ＣＰ装置で通常必要とされる回転動作は、コンテナ胴部
の寸法が基板めっき面の寸法にほぼ一致している場合に
は、均一なめっき結果を実現するために必要ではない。
基板ホルダ組立体４５０を有する電気めっき・プロセス
セル４００の断面図を示す。電解質セル４２０は、通常
ボール４３０、コンテナ胴部４７２、陽極アッセンブリ
４７４、および、フィルタ４７６を有する。陽極アッセ
ンブリ４７４は、コンテナ胴部４７２の下に配置され、
コンテナ胴部４７２の下部に取り付けられていることが
望ましく、フィルタ４７６は、陽極アッセンブリ４７４
とコンテナ胴部４７２の間に配置されていることが望ま
しい。コンテナ胴部４７２は、セラミックス、プラスチ
ック、PLEXIGLAS（登録商標）（アクリル）、レキサン
（lexane）、ＰＶＣ、ＣＰＶＣおよびＰＶＤＦのよう
な、電気的絶縁材料で作られた円筒状の胴部であること
が望ましい。あるいは、コンテナ胴部４７２は、ステン
レス鋼、ニッケルおよびチタンのような被覆された金属
で作ることもできる。被覆された金属は、テフロン（登
録商標）（米国デラウエア州、ウィルミントンのデュポ
ン社の登録商標）、ＰＶＤＦ、プラスチック、ゴム、お
よび、電解質溶液に溶解しない材料の他の組み合わせの
ような絶縁層で被覆されている。絶縁層は、電極、すな
わち、ＥＣＰ装置の陽極および陰極から電気的に絶縁す
ることができる。コンテナ胴部４７２は、基板めっき
面、ならびに、装置により処理されている基板の形状、
通常円形あるいは長方形、に一致するように、所定の大
きさに作られ、適合されていることが望ましい。コンテ
ナ胴部４７２の１つの好適な実施形態は、基板の直径と
ほぼ同じ寸法、あるいは僅かに大きい寸法を有する内径
の円筒状のセラミック・チューブを有する。代表的なＥ
ＣＰ装置で通常必要とされる回転動作は、コンテナ胴部
の寸法が基板めっき面の寸法にほぼ一致している場合に
は、均一なめっき結果を実現するために必要ではない。
【００４６】コンテナ胴部４７２の上部部分は、環状の
堰４７８を形成するように外方に半径方向に延びてい
る。堰４７８は、電解質溶液コレクタ４４０の内壁４４
６の上に延びており、電解質溶液が電解質溶液コレクタ
４４０の中に流れることを可能にする。堰４７８の上部
表面は、電気的接触素子４６６の下部表面に一致してい
ることが望ましい。堰４７８の上部表面は、内部環状平
坦部分４８０、中央傾斜部分４８２および外部傾斜部分
４８４を有することが望ましい。基板が処理位置に位置
決めされると、基板めっき面はコンテナ胴部４７２の円
筒状開口部の上に位置している。電解質溶液の流れのた
めのギャップが、電気的接触素子４６６の下部表面と堰
４７８の上部表面の間に形成される。電気的接触素子４
６６の下部表面は、内部平坦部分４８０および堰４７８
の中央傾斜部分の上に配置されている。外部傾斜部分４
８４は、電解質溶液コレクタ４４０の中に電解質溶液が
容易に流れるように、下向きに傾斜している。
堰４７８を形成するように外方に半径方向に延びてい
る。堰４７８は、電解質溶液コレクタ４４０の内壁４４
６の上に延びており、電解質溶液が電解質溶液コレクタ
４４０の中に流れることを可能にする。堰４７８の上部
表面は、電気的接触素子４６６の下部表面に一致してい
ることが望ましい。堰４７８の上部表面は、内部環状平
坦部分４８０、中央傾斜部分４８２および外部傾斜部分
４８４を有することが望ましい。基板が処理位置に位置
決めされると、基板めっき面はコンテナ胴部４７２の円
筒状開口部の上に位置している。電解質溶液の流れのた
めのギャップが、電気的接触素子４６６の下部表面と堰
４７８の上部表面の間に形成される。電気的接触素子４
６６の下部表面は、内部平坦部分４８０および堰４７８
の中央傾斜部分の上に配置されている。外部傾斜部分４
８４は、電解質溶液コレクタ４４０の中に電解質溶液が
容易に流れるように、下向きに傾斜している。
【００４７】コンテナ胴部４７２の下部部分は、コンテ
ナ胴部４７２をボール４３０に固定するために、下部環
状フランジ４８６を形成するように、半径方向に外側に
延びている。環状フランジ４８６の外寸、すなわち、外
周は、開口部４４４および電解質溶液コレクタ４４０の
内周の寸法より小さい。環状フランジの寸法が小さいこ
とは、電解質セル４２０を電気めっき・プロセスセル４
００から取り除き、元へ戻すことを可能にする。複数の
ボルト４８８は、環状フランジ４８６の上に固定して配
置され、ボール４３０の上の整合ボルト穴を下向きに貫
通して延びていることが望ましい。複数の除去可能な締
着ナット４９０が、電解質セル４２０をボール４３０に
固定している。エラストマＯリングのようなシール４８
７は、電解質セル４２０からの漏洩を防止するために、
ボルト４８８から半径方向に内側にコンテナ胴部４７２
とボール４３０の間に配置されている。ナット／ボルト
の組み合わせが、維持管理の間に電解質セル４２０の構
成要素を速く簡単に取り除き、置き換えることを容易に
している。
ナ胴部４７２をボール４３０に固定するために、下部環
状フランジ４８６を形成するように、半径方向に外側に
延びている。環状フランジ４８６の外寸、すなわち、外
周は、開口部４４４および電解質溶液コレクタ４４０の
内周の寸法より小さい。環状フランジの寸法が小さいこ
とは、電解質セル４２０を電気めっき・プロセスセル４
００から取り除き、元へ戻すことを可能にする。複数の
ボルト４８８は、環状フランジ４８６の上に固定して配
置され、ボール４３０の上の整合ボルト穴を下向きに貫
通して延びていることが望ましい。複数の除去可能な締
着ナット４９０が、電解質セル４２０をボール４３０に
固定している。エラストマＯリングのようなシール４８
７は、電解質セル４２０からの漏洩を防止するために、
ボルト４８８から半径方向に内側にコンテナ胴部４７２
とボール４３０の間に配置されている。ナット／ボルト
の組み合わせが、維持管理の間に電解質セル４２０の構
成要素を速く簡単に取り除き、置き換えることを容易に
している。
【００４８】フィルタ４７６は、コンテナ胴部４７２の
下部開口部に取り付けられ、コンテナ胴部４７２の下部
開口部を完全に覆い、また、陽極アッセンブリ４７４は
フィルタ４７６の下に配置されていることが望ましい。
スペーサ４９２は、フィルタ４７６と陽極アッセンブリ
４７４の間に配置されている。フィルタ４７６、スペー
サ４９２、および陽極アッセンブリ４７４は、ねじおよ
び／またはボルトのような除去可能な締着具を使用し
て、コンテナ胴部４７２の下部表面に固定されているこ
とが望ましい。あるいは、フィルタ４７６、スペーサ４
９２、および陽極アッセンブリ４７４は、ボール４３０
に除去可能に固定されている。
下部開口部に取り付けられ、コンテナ胴部４７２の下部
開口部を完全に覆い、また、陽極アッセンブリ４７４は
フィルタ４７６の下に配置されていることが望ましい。
スペーサ４９２は、フィルタ４７６と陽極アッセンブリ
４７４の間に配置されている。フィルタ４７６、スペー
サ４９２、および陽極アッセンブリ４７４は、ねじおよ
び／またはボルトのような除去可能な締着具を使用し
て、コンテナ胴部４７２の下部表面に固定されているこ
とが望ましい。あるいは、フィルタ４７６、スペーサ４
９２、および陽極アッセンブリ４７４は、ボール４３０
に除去可能に固定されている。
【００４９】陽極アッセンブリ４７４は、電解質溶液内
で金属イオン源として作用する消耗品の陽極を有するこ
とが望ましい。あるいは、陽極アッセンブリ４７４は非
消耗品の陽極を有し、電気めっきされる金属イオンが電
解質溶液補給装置２２０から電解質溶液の中に供給され
る。図４に示すように、陽極アッセンブリ４７４は、望
ましくは銅のような電気めっきされる金属イオンと同じ
金属で作られている多孔質陽極エンクロージャ４９４を
有する自己封入型のモジュールである。あるいは、陽極
エンクロージャ４９４は、セラミックスあるいは高分子
の膜のような多孔質の材料で作られている。銅の電気化
学的めっき用の高純度銅のような可溶性の金属４９６
が、陽極エンクロージャ４９４の中に置かれている。可
溶性の金属４９６は、金属粒子、ワイヤ、あるいは穴を
あけた薄板であることが望ましい。多孔質陽極エンクロ
ージャ４９４は、溶解する金属により陽極エンクロージ
ャ４９４内に生成する微粒子を留めておくフィルタとし
ても作用する。非消耗品の陽極と比較して、消耗品すな
わち溶解性の陽極は、ガスの発生しない電解質溶液を供
給し、電解質溶液に含まれる金属イオンを常に補充する
必要を最小にする。
で金属イオン源として作用する消耗品の陽極を有するこ
とが望ましい。あるいは、陽極アッセンブリ４７４は非
消耗品の陽極を有し、電気めっきされる金属イオンが電
解質溶液補給装置２２０から電解質溶液の中に供給され
る。図４に示すように、陽極アッセンブリ４７４は、望
ましくは銅のような電気めっきされる金属イオンと同じ
金属で作られている多孔質陽極エンクロージャ４９４を
有する自己封入型のモジュールである。あるいは、陽極
エンクロージャ４９４は、セラミックスあるいは高分子
の膜のような多孔質の材料で作られている。銅の電気化
学的めっき用の高純度銅のような可溶性の金属４９６
が、陽極エンクロージャ４９４の中に置かれている。可
溶性の金属４９６は、金属粒子、ワイヤ、あるいは穴を
あけた薄板であることが望ましい。多孔質陽極エンクロ
ージャ４９４は、溶解する金属により陽極エンクロージ
ャ４９４内に生成する微粒子を留めておくフィルタとし
ても作用する。非消耗品の陽極と比較して、消耗品すな
わち溶解性の陽極は、ガスの発生しない電解質溶液を供
給し、電解質溶液に含まれる金属イオンを常に補充する
必要を最小にする。
【００５０】可溶性金属４９６を電源に電気的に接続す
るために、陽極電極コンタクト４９８は、陽極エンクロ
ージャ４９４を介して挿入されている。陽極電極コンタ
クト４９８は、チタン、白金、および白金で被覆された
ステンレス鋼のような、電解質溶液内で不溶解性の導電
性材料で作られていることが望ましい。陽極電極コンタ
クト４９８は、ボール４３０を介して延びており、電源
に接続されている。陽極電極コンタクト４９８は、陽極
電極コンタクト４９８をボール４３０に固定するための
締着ナット４９９のためのねじ部４９７と、エラストマ
座金のようなシール４９５を有することが望ましい。電
解質セル４２０からの漏洩を防止するために、座金は締
着ナット４９９とボール４３０の間に配置されている。
るために、陽極電極コンタクト４９８は、陽極エンクロ
ージャ４９４を介して挿入されている。陽極電極コンタ
クト４９８は、チタン、白金、および白金で被覆された
ステンレス鋼のような、電解質溶液内で不溶解性の導電
性材料で作られていることが望ましい。陽極電極コンタ
クト４９８は、ボール４３０を介して延びており、電源
に接続されている。陽極電極コンタクト４９８は、陽極
電極コンタクト４９８をボール４３０に固定するための
締着ナット４９９のためのねじ部４９７と、エラストマ
座金のようなシール４９５を有することが望ましい。電
解質セル４２０からの漏洩を防止するために、座金は締
着ナット４９９とボール４３０の間に配置されている。
【００５１】ボール４３０は、円筒状の部分５０２およ
び底部部分５０４を通常有する。上部環状フランジ５０
６は、円筒状の部分５０２の最上部から半径方向に外方
に延びている。上部環状フランジ５０６は、コンテナ胴
部４７２の下部環状フランジ４８６からのボルト４８８
の数と一致する複数の穴５０８を有する。ボルト４８８
は穴５０８を介して挿入されており、締着ナット４９０
は、ボール４３０の上部環状フランジ５０６をコンテナ
胴部４７２の下部環状フランジ４８６に固定するボルト
４８８に固定されている。上部環状フランジ５０６の外
寸、すなわち、外周は、下部環状フランジ４８６の外
寸、すなわち、外周とほぼ同じであることが望ましい。
電解質セル４２０がメインフレーム２１４の上に置かれ
ている場合は、ボール４３０の上部環状フランジ５０６
の下部表面は、メインフレーム２１４の支持フランジの
上に載っていることが望ましい。
び底部部分５０４を通常有する。上部環状フランジ５０
６は、円筒状の部分５０２の最上部から半径方向に外方
に延びている。上部環状フランジ５０６は、コンテナ胴
部４７２の下部環状フランジ４８６からのボルト４８８
の数と一致する複数の穴５０８を有する。ボルト４８８
は穴５０８を介して挿入されており、締着ナット４９０
は、ボール４３０の上部環状フランジ５０６をコンテナ
胴部４７２の下部環状フランジ４８６に固定するボルト
４８８に固定されている。上部環状フランジ５０６の外
寸、すなわち、外周は、下部環状フランジ４８６の外
寸、すなわち、外周とほぼ同じであることが望ましい。
電解質セル４２０がメインフレーム２１４の上に置かれ
ている場合は、ボール４３０の上部環状フランジ５０６
の下部表面は、メインフレーム２１４の支持フランジの
上に載っていることが望ましい。
【００５２】円筒状の部分５０２の内周は、陽極アッセ
ンブリ４７４およびフィルタ４７６を収容している。フ
ィルタ４７６および陽極アッセンブリ４７４の外寸は、
円筒状の部分５０２の内寸より僅かに小さいことが望ま
しい。これらの相対的な寸法は、電解質溶液の大部分
が、フィルタ４７６を介して流れる前に、まず陽極アッ
センブリ４７４を介して流れることを強制する。ボール
４３０の底部部分５０４は、電解質溶液補給装置２２０
から電解質溶液供給管に接続している電解質溶液取入口
５１０を有する。陽極アッセンブリ４７４は、ボール４
３０の円筒状の部分５０２のほぼ中央部分に配置されて
いることが望ましい。陽極アッセンブリ４７４は、陽極
アッセンブリ４７４、および底部部分５０４の上の電解
質溶液取入口５１０の間の電解質溶液の流れに対してギ
ャップを提供するように構成されている。
ンブリ４７４およびフィルタ４７６を収容している。フ
ィルタ４７６および陽極アッセンブリ４７４の外寸は、
円筒状の部分５０２の内寸より僅かに小さいことが望ま
しい。これらの相対的な寸法は、電解質溶液の大部分
が、フィルタ４７６を介して流れる前に、まず陽極アッ
センブリ４７４を介して流れることを強制する。ボール
４３０の底部部分５０４は、電解質溶液補給装置２２０
から電解質溶液供給管に接続している電解質溶液取入口
５１０を有する。陽極アッセンブリ４７４は、ボール４
３０の円筒状の部分５０２のほぼ中央部分に配置されて
いることが望ましい。陽極アッセンブリ４７４は、陽極
アッセンブリ４７４、および底部部分５０４の上の電解
質溶液取入口５１０の間の電解質溶液の流れに対してギ
ャップを提供するように構成されている。
【００５３】電解質溶液取入口５１０および電解質溶液
供給管は、電解質セル４２０の簡単な除去と置換を容易
にする解除可能なコネクタにより接続されていることが
望ましい。電解質セル４２０が維持管理を必要とする
時、電解質溶液は電解質セル４２０から排出され、電解
質溶液供給管内の電解質溶液の流れは中止され、排出さ
れる。電解質溶液供給管用のコネクタは、電解質溶液取
入口５１０から解放され、陽極アッセンブリ４７４との
電気的接続も切断される。電解質セル４２０の除去のた
めのクリアランスを準備するために、ヘッド組立体４１
０は、持ち上げられるか、あるいは回転される。次に電
解質セル４２０はメインフレーム２１４から除去され、
新しい、あるいは修理されたプロセスセルが、メインフ
レーム２１４の中に置き換えられる。
供給管は、電解質セル４２０の簡単な除去と置換を容易
にする解除可能なコネクタにより接続されていることが
望ましい。電解質セル４２０が維持管理を必要とする
時、電解質溶液は電解質セル４２０から排出され、電解
質溶液供給管内の電解質溶液の流れは中止され、排出さ
れる。電解質溶液供給管用のコネクタは、電解質溶液取
入口５１０から解放され、陽極アッセンブリ４７４との
電気的接続も切断される。電解質セル４２０の除去のた
めのクリアランスを準備するために、ヘッド組立体４１
０は、持ち上げられるか、あるいは回転される。次に電
解質セル４２０はメインフレーム２１４から除去され、
新しい、あるいは修理されたプロセスセルが、メインフ
レーム２１４の中に置き換えられる。
【００５４】あるいは、ボール４３０はメインフレーム
２１４の支持フランジに固定することができ、コンテナ
胴部４７２は陽極およびフィルタと共に維持管理のため
に除去される。この場合に、陽極アッセンブリ４７４お
よびコンテナ胴部４７２をボール４３０に固定するナッ
トは、陽極アッセンブリ４７４およびコンテナ胴部４７
２の除去を容易にするために除去される。次に、新し
い、あるいは修理された陽極アッセンブリ４７４とコン
テナ胴部４７２は、メインフレーム２１４の中に置換さ
れ、ボール４３０に固定される。
２１４の支持フランジに固定することができ、コンテナ
胴部４７２は陽極およびフィルタと共に維持管理のため
に除去される。この場合に、陽極アッセンブリ４７４お
よびコンテナ胴部４７２をボール４３０に固定するナッ
トは、陽極アッセンブリ４７４およびコンテナ胴部４７
２の除去を容易にするために除去される。次に、新し
い、あるいは修理された陽極アッセンブリ４７４とコン
テナ胴部４７２は、メインフレーム２１４の中に置換さ
れ、ボール４３０に固定される。
【００５５】図１０は、封入された陽極の一実施形態の
断面図である。封入された陽極２０００は、「陽極スラ
ッジ」すなわち陽極により生成された微粒子を、産業廃
棄物として濾過、あるいは閉じこめる浸透性の陽極エン
クロージャを有する。図１０に示すように、陽極プレー
ト２００４は、中実の銅で構成されている。陽極プレー
ト２００４は、親水性の陽極封入膜２００２で囲まれた
高純度の無酸素銅であることが望ましい。陽極プレート
２００４は、ボール４３０の底部を介して延びている複
数の電気的接点あるいは貫通孔２００６により固定さ
れ、支えられている。電気的接点あるいは貫通孔２００
６は、陽極カプセル化膜２００２を介して陽極プレート
２００４の底部表面に延びている。電解質溶液は、ボー
ル４３０の底部に配置された電解質溶液取入口５１０か
ら陽極とボールの側壁間のギャップを介して矢印Ａによ
り示すように、流れる。さらに、電解質溶液は、陽極カ
プセル化膜２００２を介して浸透により、また、陽極カ
プセル化膜と陽極プレートの間のギャップから、矢印Ｂ
により示すように、流れ出る。陽極カプセル化膜２００
２は、約６０％から８０％の間の、より望ましくは約７
０％の多孔率、ならびに、約０．０２５μｍから約１μ
ｍの間の、より望ましくは、約０．１μｍから約０．２
μｍの間の空洞寸法を有する変性ポリフッ化ビニリデン
膜のような親水性多孔質膜を有することが望ましい。親
水性多孔質膜の１つの例は、米国マサチューセッツ州、
ベッドフォード所在の Millipore Corporation から入
手できるDurapore 親水性膜である。電解質溶液がカプ
セル化膜を介して流れるにつれて、陽極スラッジおよび
溶解する陽極により生成された微粒子は、カプセル化膜
により濾過、あるいは捕捉される。したがって、カプセ
ル化膜は、電気めっきプロセス中の電解質溶液の純度
と、陽極スラッジを原因とする電気めっきプロセス中の
基板上の欠陥形成を改善し、汚染物質微粒子は大幅に減
少する。
断面図である。封入された陽極２０００は、「陽極スラ
ッジ」すなわち陽極により生成された微粒子を、産業廃
棄物として濾過、あるいは閉じこめる浸透性の陽極エン
クロージャを有する。図１０に示すように、陽極プレー
ト２００４は、中実の銅で構成されている。陽極プレー
ト２００４は、親水性の陽極封入膜２００２で囲まれた
高純度の無酸素銅であることが望ましい。陽極プレート
２００４は、ボール４３０の底部を介して延びている複
数の電気的接点あるいは貫通孔２００６により固定さ
れ、支えられている。電気的接点あるいは貫通孔２００
６は、陽極カプセル化膜２００２を介して陽極プレート
２００４の底部表面に延びている。電解質溶液は、ボー
ル４３０の底部に配置された電解質溶液取入口５１０か
ら陽極とボールの側壁間のギャップを介して矢印Ａによ
り示すように、流れる。さらに、電解質溶液は、陽極カ
プセル化膜２００２を介して浸透により、また、陽極カ
プセル化膜と陽極プレートの間のギャップから、矢印Ｂ
により示すように、流れ出る。陽極カプセル化膜２００
２は、約６０％から８０％の間の、より望ましくは約７
０％の多孔率、ならびに、約０．０２５μｍから約１μ
ｍの間の、より望ましくは、約０．１μｍから約０．２
μｍの間の空洞寸法を有する変性ポリフッ化ビニリデン
膜のような親水性多孔質膜を有することが望ましい。親
水性多孔質膜の１つの例は、米国マサチューセッツ州、
ベッドフォード所在の Millipore Corporation から入
手できるDurapore 親水性膜である。電解質溶液がカプ
セル化膜を介して流れるにつれて、陽極スラッジおよび
溶解する陽極により生成された微粒子は、カプセル化膜
により濾過、あるいは捕捉される。したがって、カプセ
ル化膜は、電気めっきプロセス中の電解質溶液の純度
と、陽極スラッジを原因とする電気めっきプロセス中の
基板上の欠陥形成を改善し、汚染物質微粒子は大幅に減
少する。
【００５６】図１１は、封入された陽極の他の実施形態
の断面図である。陽極プレート２００４は、電気貫通孔
２００６の上に固定され、支えられている。陽極プレー
ト２００４の上下にそれぞれ配置された上部カプセル化
膜２００８および底部カプセル化膜２０１０は、陽極プ
レート２００４の周りに配置された膜サポート・リング
２０１２に取り付けられている。上部および底部カプセ
ル化膜２００８、２０１０は、前記リストの材料で構成
されている。膜サポート・リング２０１２は、カプセル
化膜と比較して、プラスチックあるいは他のポリマーの
ような相対的に剛性の材料で構成されていることが望ま
しい。バイパス流体取入口２０１４は、カプセル化膜と
陽極プレートの間のギャップに電解質溶液を導入するた
めに、ボール４３０の底部を介して、また底部カプセル
化膜２０１０を介して、配置されている。バイパス排出
口２０１６は、封入された陽極から図示されていない廃
棄物排出管の中への、陽極スラッジあるいは発生した微
粒子を含む過剰の電解質溶液の流れを容易にするため
に、膜サポート・リング２０１２に接続され、ボール４
３０を介して延びている。
の断面図である。陽極プレート２００４は、電気貫通孔
２００６の上に固定され、支えられている。陽極プレー
ト２００４の上下にそれぞれ配置された上部カプセル化
膜２００８および底部カプセル化膜２０１０は、陽極プ
レート２００４の周りに配置された膜サポート・リング
２０１２に取り付けられている。上部および底部カプセ
ル化膜２００８、２０１０は、前記リストの材料で構成
されている。膜サポート・リング２０１２は、カプセル
化膜と比較して、プラスチックあるいは他のポリマーの
ような相対的に剛性の材料で構成されていることが望ま
しい。バイパス流体取入口２０１４は、カプセル化膜と
陽極プレートの間のギャップに電解質溶液を導入するた
めに、ボール４３０の底部を介して、また底部カプセル
化膜２０１０を介して、配置されている。バイパス排出
口２０１６は、封入された陽極から図示されていない廃
棄物排出管の中への、陽極スラッジあるいは発生した微
粒子を含む過剰の電解質溶液の流れを容易にするため
に、膜サポート・リング２０１２に接続され、ボール４
３０を介して延びている。
【００５７】バイパス流体取入口２０１４内の電解質溶
液の流れと主電解質溶液取入口５１０は、流量制御弁２
０２０、２０２２により個々に制御されることが望まし
い。個々の流量制御弁２０２０、２０２２は、それぞれ
取入口に接続された流体管に沿って配置されている。バ
イパス流体取入口２０１４内の流体の圧力は、主電解質
溶液取入口５１０内の圧力より高い圧力に維持されるこ
とが望ましい。主電解質溶液取入口５１０からのボール
４３０内の電解質溶液の流れは、矢印Ａにより示され、
封入された陽極２０００内の電解質溶液の流れは矢印Ｂ
により示されている。封入された陽極に導入された電解
質溶液の一部は、バイパス排出口２０１６を介して封入
された陽極から流れでる。封入された陽極への専用のバ
イパス電解質溶液供給管を設けることにより、陽極スラ
ッジあるいは溶解する陽極から発生する微粒子は陽極か
ら絶えず除去され、その結果、電気めっきプロセスの
間、電解質溶液の純度を改善する。
液の流れと主電解質溶液取入口５１０は、流量制御弁２
０２０、２０２２により個々に制御されることが望まし
い。個々の流量制御弁２０２０、２０２２は、それぞれ
取入口に接続された流体管に沿って配置されている。バ
イパス流体取入口２０１４内の流体の圧力は、主電解質
溶液取入口５１０内の圧力より高い圧力に維持されるこ
とが望ましい。主電解質溶液取入口５１０からのボール
４３０内の電解質溶液の流れは、矢印Ａにより示され、
封入された陽極２０００内の電解質溶液の流れは矢印Ｂ
により示されている。封入された陽極に導入された電解
質溶液の一部は、バイパス排出口２０１６を介して封入
された陽極から流れでる。封入された陽極への専用のバ
イパス電解質溶液供給管を設けることにより、陽極スラ
ッジあるいは溶解する陽極から発生する微粒子は陽極か
ら絶えず除去され、その結果、電気めっきプロセスの
間、電解質溶液の純度を改善する。
【００５８】図１２は、封入された陽極のさらに他の実
施形態の断面図である。封入された陽極２０００のこの
実施の形態は、陽極プレート２００４、複数の電気貫通
孔２００６、上部カプセル化膜２００８、底部カプセル
化膜２０１０、膜サポート・リング２０１２、およびバ
イパス排出口２０１６を有する。陽極プレート２００４
は、複数の電気貫通孔２００６の上に固定され、支えら
れている。上部および底部カプセル化膜２００８、２０
１０は、膜サポート・リング２０１２に取り付けられて
いる。バイパス排出口２０１６は、膜サポート・リング
２０１２に接続され、ボール４３０を介して延びてい
る。封入された陽極のこの実施の形態は、封入された陽
極の前述の実施の形態に対して説明したような材料で構
成されることが望ましい。底部カプセル化膜２０１０
は、おおむね主電解質溶液取入口５１０の上に配置され
た１つまたは複数の開口部２０２４を有する。各開口部
２０２４は、主電解質溶液取入口５１０からの電解質溶
液の流れを受けるように適合されており、主電解質溶液
取入口５１０の内周とほぼ同じ寸法であることが望まし
い。主電解質溶液取入口５１０からの電解質溶液の流れ
を矢印Ａにより示し、封入された陽極内の電解質溶液の
流れを矢印Ｂにより示す。電解質溶液の流れの１部は、
バイパス排出口２０１６を介して封入された陽極から流
出し、陽極スラッジの１部と陽極の溶解から発生した微
粒子を流出させる。
施形態の断面図である。封入された陽極２０００のこの
実施の形態は、陽極プレート２００４、複数の電気貫通
孔２００６、上部カプセル化膜２００８、底部カプセル
化膜２０１０、膜サポート・リング２０１２、およびバ
イパス排出口２０１６を有する。陽極プレート２００４
は、複数の電気貫通孔２００６の上に固定され、支えら
れている。上部および底部カプセル化膜２００８、２０
１０は、膜サポート・リング２０１２に取り付けられて
いる。バイパス排出口２０１６は、膜サポート・リング
２０１２に接続され、ボール４３０を介して延びてい
る。封入された陽極のこの実施の形態は、封入された陽
極の前述の実施の形態に対して説明したような材料で構
成されることが望ましい。底部カプセル化膜２０１０
は、おおむね主電解質溶液取入口５１０の上に配置され
た１つまたは複数の開口部２０２４を有する。各開口部
２０２４は、主電解質溶液取入口５１０からの電解質溶
液の流れを受けるように適合されており、主電解質溶液
取入口５１０の内周とほぼ同じ寸法であることが望まし
い。主電解質溶液取入口５１０からの電解質溶液の流れ
を矢印Ａにより示し、封入された陽極内の電解質溶液の
流れを矢印Ｂにより示す。電解質溶液の流れの１部は、
バイパス排出口２０１６を介して封入された陽極から流
出し、陽極スラッジの１部と陽極の溶解から発生した微
粒子を流出させる。
【００５９】図１３は、封入された陽極の他の実施形態
の断面図である。封入された陽極２０００のこの実施の
形態は、陽極プレート２００２、複数の電気貫通孔２０
０６、上部カプセル化膜２００８、底部カプセル化膜２
０１０、膜サポート・リング２０１２、およびバイパス
流体取入口２０１４を有する。陽極プレート２００２
は、複数の電気貫通孔２００６の上に固定され、支えら
れている。上部および底部カプセル化膜２００８、２０
１０は、膜サポート・リング２０１２に取り付けられて
いる。バイパス流体取入口２０１４は、カプセル化膜と
陽極プレートの間のギャップに電解質溶液を導入するた
めに、ボール４３０の底部を介して、また底部カプセル
化膜２０１０を介して、配置されている。封入された陽
極のこの実施の形態は、封入された陽極の前述の実施の
形態に対して説明したような材料で構成されることが望
ましい。バイパス流体取入口２０１４および主電解質溶
液取入口５１０を通過して流れる電解質溶液の流れは、
それぞれ制御バルブ２０２０、２０２２により個々に制
御されることが望ましい。主電解質溶液取入口５１０か
らの電解質溶液の流れを、矢印Ａにより示す。封入され
た陽極を介する電解質溶液の流れを、矢印Ｂにより示
す。この実施の形態に対して、陽極スラッジおよび溶解
する陽極プレートにより発生する微粒子は、電解質溶液
が膜を通過するにつれて、カプセル化膜により濾過さ
れ、捕捉される。
の断面図である。封入された陽極２０００のこの実施の
形態は、陽極プレート２００２、複数の電気貫通孔２０
０６、上部カプセル化膜２００８、底部カプセル化膜２
０１０、膜サポート・リング２０１２、およびバイパス
流体取入口２０１４を有する。陽極プレート２００２
は、複数の電気貫通孔２００６の上に固定され、支えら
れている。上部および底部カプセル化膜２００８、２０
１０は、膜サポート・リング２０１２に取り付けられて
いる。バイパス流体取入口２０１４は、カプセル化膜と
陽極プレートの間のギャップに電解質溶液を導入するた
めに、ボール４３０の底部を介して、また底部カプセル
化膜２０１０を介して、配置されている。封入された陽
極のこの実施の形態は、封入された陽極の前述の実施の
形態に対して説明したような材料で構成されることが望
ましい。バイパス流体取入口２０１４および主電解質溶
液取入口５１０を通過して流れる電解質溶液の流れは、
それぞれ制御バルブ２０２０、２０２２により個々に制
御されることが望ましい。主電解質溶液取入口５１０か
らの電解質溶液の流れを、矢印Ａにより示す。封入され
た陽極を介する電解質溶液の流れを、矢印Ｂにより示
す。この実施の形態に対して、陽極スラッジおよび溶解
する陽極プレートにより発生する微粒子は、電解質溶液
が膜を通過するにつれて、カプセル化膜により濾過さ
れ、捕捉される。
【００６０】図７は、電解質溶液補給装置２２０の一実
施形態の概略図である。電解質溶液補給装置２２０は、
電気めっきプロセスのために、電気めっき・プロセスセ
ルに電解質溶液を供給する。電解質溶液補給装置２２０
は、主電解質溶液タンク６０２、ドージング・モジュー
ル６０３、濾過モジュール６０５、化学分析器モジュー
ル６１６、および、電解質溶液廃棄物処理装置６２２を
通常有する。電解質溶液廃棄物処理装置６２２は、電解
質溶液廃棄物排出管６２０により分析モジュール６１６
に接続されている。１つまたは複数のコントローラが、
メインタンク６０２内の電解質溶液の組成、および電解
質溶液補給装置２２０の動作を制御する。コントローラ
は、独立して動作可能であるが、ＥＣＰ装置２００のコ
ントローラ２２２と統合されていることが望ましい。
施形態の概略図である。電解質溶液補給装置２２０は、
電気めっきプロセスのために、電気めっき・プロセスセ
ルに電解質溶液を供給する。電解質溶液補給装置２２０
は、主電解質溶液タンク６０２、ドージング・モジュー
ル６０３、濾過モジュール６０５、化学分析器モジュー
ル６１６、および、電解質溶液廃棄物処理装置６２２を
通常有する。電解質溶液廃棄物処理装置６２２は、電解
質溶液廃棄物排出管６２０により分析モジュール６１６
に接続されている。１つまたは複数のコントローラが、
メインタンク６０２内の電解質溶液の組成、および電解
質溶液補給装置２２０の動作を制御する。コントローラ
は、独立して動作可能であるが、ＥＣＰ装置２００のコ
ントローラ２２２と統合されていることが望ましい。
【００６１】主電解質溶液タンク６０２は、電解質溶液
に貯蔵槽を準備し、１つまたは複数の流体ポンプ６０８
およびバルブ６０７を介して電気めっき・プロセスセル
のそれぞれに接続されている電解質溶液供給管６１２を
有する。メインタンク６０２と熱的に接続して配置され
た熱交換器６２４あるいは加熱装置／冷却装置が、メイ
ンタンク６０２に蓄積された電解質溶液の温度を制御す
る。熱交換器６２４は、コントローラ６１０に接続さ
れ、コントローラ６１０により作動される。
に貯蔵槽を準備し、１つまたは複数の流体ポンプ６０８
およびバルブ６０７を介して電気めっき・プロセスセル
のそれぞれに接続されている電解質溶液供給管６１２を
有する。メインタンク６０２と熱的に接続して配置され
た熱交換器６２４あるいは加熱装置／冷却装置が、メイ
ンタンク６０２に蓄積された電解質溶液の温度を制御す
る。熱交換器６２４は、コントローラ６１０に接続さ
れ、コントローラ６１０により作動される。
【００６２】ドージング・モジュール６０３は、供給管
によりメインタンク６０２に接続され、複数のソースタ
ンク６０６、すなわちフィード・ボトル、複数のバルブ
６０９、およびコントローラ６１１を有する。ソースタ
ンク６０６は、電解質溶液を構成するために必要とされ
る化学薬品を収容し、脱イオン水ソース・タンク、およ
び電解質溶液を構成するための硫酸銅（ＣｕＳＯ4）ソ
ースタンクを通常有する。他のソースタンク６０６は、
硫酸水素塩（Ｈ2ＳＯ4）、塩化水素（ＨＣｌ）、および
グリコールのようなさまざまな添加物を収容してもよ
い。各ソースタンクは、色分けされ、ドージング・モジ
ュール内の整合取入口コネクタに接続するように適合さ
れた独特な嵌合排出口コネクタと嵌合していることが望
ましい。ソースタンクを色分けし、ソースタンクを独特
なコネクタと嵌合させることにより、ソースタンクを交
換、あるいは置換する場合に人間のオペレータを原因と
する誤りは大幅に減少した。
によりメインタンク６０２に接続され、複数のソースタ
ンク６０６、すなわちフィード・ボトル、複数のバルブ
６０９、およびコントローラ６１１を有する。ソースタ
ンク６０６は、電解質溶液を構成するために必要とされ
る化学薬品を収容し、脱イオン水ソース・タンク、およ
び電解質溶液を構成するための硫酸銅（ＣｕＳＯ4）ソ
ースタンクを通常有する。他のソースタンク６０６は、
硫酸水素塩（Ｈ2ＳＯ4）、塩化水素（ＨＣｌ）、および
グリコールのようなさまざまな添加物を収容してもよ
い。各ソースタンクは、色分けされ、ドージング・モジ
ュール内の整合取入口コネクタに接続するように適合さ
れた独特な嵌合排出口コネクタと嵌合していることが望
ましい。ソースタンクを色分けし、ソースタンクを独特
なコネクタと嵌合させることにより、ソースタンクを交
換、あるいは置換する場合に人間のオペレータを原因と
する誤りは大幅に減少した。
【００６３】脱イオン水ソースタンクは、さらに、維持
管理の間に装置を洗浄するための脱イオン水を装置に供
給することが望ましい。各ソースタンク６０６と組み合
わされたバルブ６０９はメインタンク６０２への化学薬
品の流れを調整し、また、バタフライ弁、絞り弁および
同等物のような多くの市販されているバルブのいずれで
もよい。バルブ６０９の起動は、コントローラ６１１に
より行われる。コントローラ６１１は、コントローラ２
２２からの信号を受けるために、コントローラ２２２に
接続されていることが望ましい。
管理の間に装置を洗浄するための脱イオン水を装置に供
給することが望ましい。各ソースタンク６０６と組み合
わされたバルブ６０９はメインタンク６０２への化学薬
品の流れを調整し、また、バタフライ弁、絞り弁および
同等物のような多くの市販されているバルブのいずれで
もよい。バルブ６０９の起動は、コントローラ６１１に
より行われる。コントローラ６１１は、コントローラ２
２２からの信号を受けるために、コントローラ２２２に
接続されていることが望ましい。
【００６４】電解質溶液濾過モジュール６０５は、複数
の濾過タンク６０４を有する。電解質溶液還送管６１４
は、プロセスセルの各々と１つまたは複数の濾過タンク
６０４の間に接続されている。濾過タンク６０４は、電
解質溶液を再利用するためにメインタンク６０２に還送
する前に、使用済みの電解質溶液内の不要な含有物を除
去する。メインタンク６０２内の電解質溶液の再循環と
濾過を容易にするために、メインタンク６０２は、さら
に濾過タンク６０４にも接続されている。純度の一貫し
たレベルを維持するために、メインタンク６０２から濾
過タンク６０４を介して電解質溶液を再循環させること
により、電解質溶液内の不要な含有物は、濾過タンク６
０４により連続的に除去される。さらに、メインタンク
６０２と濾過モジュール６０５の間での電解質溶液の再
循環は、電解質溶液内のさまざまな化学薬品が完全に混
合されることを可能にする。
の濾過タンク６０４を有する。電解質溶液還送管６１４
は、プロセスセルの各々と１つまたは複数の濾過タンク
６０４の間に接続されている。濾過タンク６０４は、電
解質溶液を再利用するためにメインタンク６０２に還送
する前に、使用済みの電解質溶液内の不要な含有物を除
去する。メインタンク６０２内の電解質溶液の再循環と
濾過を容易にするために、メインタンク６０２は、さら
に濾過タンク６０４にも接続されている。純度の一貫し
たレベルを維持するために、メインタンク６０２から濾
過タンク６０４を介して電解質溶液を再循環させること
により、電解質溶液内の不要な含有物は、濾過タンク６
０４により連続的に除去される。さらに、メインタンク
６０２と濾過モジュール６０５の間での電解質溶液の再
循環は、電解質溶液内のさまざまな化学薬品が完全に混
合されることを可能にする。
【００６５】電解質溶液補給装置２２０は、電解質溶液
の化学的組成の実時間化学分析を行う化学分析器モジュ
ール６１６をさらに有する。分析器モジュール６１６
は、試料管６１３によりメインタンク６０２に、排出管
６２１により廃棄物処理装置６２２に流体的に結合され
ている。分析器モジュール６１６は、少なくとも１つの
分析器および分析器を作動させるためのコントローラを
通常有する。特定の処理手段に必要とされる分析器の数
は電解質溶液の組成に依存する。たとえば、第１の分析
器は有機物の濃度をモニタするために使用されるのに対
して、第２の分析器は無機の化学薬品に対して必要とさ
れる。図７に示す具体的な実施の形態において、化学分
析器モジュール６１６は、自動滴定アナライザ６１５お
よび周期的電解電量計ストリッパー（ＣＶＳ）６１７を
有する。両方の分析器は、さまざまな供給者から市販さ
れている。効果的に使用することができる自動滴定アナ
ライザは、 Parker Systems から入手でき、周期的電解
電量計ストリッパーは、ＥＣＩから入手できる。自動滴
定アナライザ６１５は、銅塩化物のような無機物および
酸の濃度を判定する。ＣＶＳ６１７は、電解質溶液の中
に使用することが可能なさまざまな添加物のような有機
物、およびプロセスセルからメインタンク６０２へ戻さ
れる処理から生ずる副産物の濃度を判定する。
の化学的組成の実時間化学分析を行う化学分析器モジュ
ール６１６をさらに有する。分析器モジュール６１６
は、試料管６１３によりメインタンク６０２に、排出管
６２１により廃棄物処理装置６２２に流体的に結合され
ている。分析器モジュール６１６は、少なくとも１つの
分析器および分析器を作動させるためのコントローラを
通常有する。特定の処理手段に必要とされる分析器の数
は電解質溶液の組成に依存する。たとえば、第１の分析
器は有機物の濃度をモニタするために使用されるのに対
して、第２の分析器は無機の化学薬品に対して必要とさ
れる。図７に示す具体的な実施の形態において、化学分
析器モジュール６１６は、自動滴定アナライザ６１５お
よび周期的電解電量計ストリッパー（ＣＶＳ）６１７を
有する。両方の分析器は、さまざまな供給者から市販さ
れている。効果的に使用することができる自動滴定アナ
ライザは、 Parker Systems から入手でき、周期的電解
電量計ストリッパーは、ＥＣＩから入手できる。自動滴
定アナライザ６１５は、銅塩化物のような無機物および
酸の濃度を判定する。ＣＶＳ６１７は、電解質溶液の中
に使用することが可能なさまざまな添加物のような有機
物、およびプロセスセルからメインタンク６０２へ戻さ
れる処理から生ずる副産物の濃度を判定する。
【００６６】図７に示す分析器モジュールは、単に例で
ある。他の実施形態においては、各分析器は、別々な供
給管により主電解質溶液タンクに結合されてもよく、ま
た別々なコントローラにより作動されてもよい。当業者
は、他の実施形態を知るであろう。
ある。他の実施形態においては、各分析器は、別々な供
給管により主電解質溶液タンクに結合されてもよく、ま
た別々なコントローラにより作動されてもよい。当業者
は、他の実施形態を知るであろう。
【００６７】動作中は、電解質溶液の試料が、試料管６
１３を介して分析器モジュール６１６に流れる。試料は
周期的に採取されてもよいが、電解質溶液の連続した流
れが分析器モジュール６１６に対して維持されているこ
とが望ましい。試料の１部は自動滴定アナライザ６１５
に送出され、１部は適切な分析のためにＣＶ６１７に送
出される。コントローラ６１９は、データを生成するた
めに、分析器６１５、６１７を作動させるために命令信
号を開始する。次に、化学分析器６１５、６１７からの
情報はコントローラ２２２に送られる。コントローラ２
２２は情報を処理し、使用者が定める化学薬品適用量パ
ラメタを含む信号をドージング・コントローラ６１１に
送る。受信された情報は、１つまたは複数のバルブ６０
９を作動させることにより、供給源化学薬品補給速度に
対して実時間調整を行うために使用される。それによ
り、受信された情報は、所望の、望ましくは一定の電解
質溶液の化学的組成を電気めっきプロセスを通じて維持
する。次に、分析器モジュールからの廃棄電解質溶液
は、排出管６２１を介して廃棄物処理装置６２２に流れ
る。
１３を介して分析器モジュール６１６に流れる。試料は
周期的に採取されてもよいが、電解質溶液の連続した流
れが分析器モジュール６１６に対して維持されているこ
とが望ましい。試料の１部は自動滴定アナライザ６１５
に送出され、１部は適切な分析のためにＣＶ６１７に送
出される。コントローラ６１９は、データを生成するた
めに、分析器６１５、６１７を作動させるために命令信
号を開始する。次に、化学分析器６１５、６１７からの
情報はコントローラ２２２に送られる。コントローラ２
２２は情報を処理し、使用者が定める化学薬品適用量パ
ラメタを含む信号をドージング・コントローラ６１１に
送る。受信された情報は、１つまたは複数のバルブ６０
９を作動させることにより、供給源化学薬品補給速度に
対して実時間調整を行うために使用される。それによ
り、受信された情報は、所望の、望ましくは一定の電解
質溶液の化学的組成を電気めっきプロセスを通じて維持
する。次に、分析器モジュールからの廃棄電解質溶液
は、排出管６２１を介して廃棄物処理装置６２２に流れ
る。
【００６８】好適な実施の形態は電解質溶液の実時間監
視および調整を利用しているが、さまざまな代案を使用
することも可能である。たとえば、化学分析器モジュー
ル６１６により供給される出力値を監視して、ドージン
グ・モジュール６０３をオペレータによる手作業で制御
することもできる。システム・ソフトウェアは、自動的
な実時間調整モード、およびオペレータ、マニュアル、
モードの両方が可能であることが望ましい。さらに、図
７には複数のコントローラが示されているが、化学分析
器モジュール６１６、ドージング・モジュール６０３、
および熱交換器６２４のような装置のさまざまな構成要
素を作動させるために、１個のコントローラを使用する
ことも可能である。他の実施形態も当業者に明白であろ
う。
視および調整を利用しているが、さまざまな代案を使用
することも可能である。たとえば、化学分析器モジュー
ル６１６により供給される出力値を監視して、ドージン
グ・モジュール６０３をオペレータによる手作業で制御
することもできる。システム・ソフトウェアは、自動的
な実時間調整モード、およびオペレータ、マニュアル、
モードの両方が可能であることが望ましい。さらに、図
７には複数のコントローラが示されているが、化学分析
器モジュール６１６、ドージング・モジュール６０３、
および熱交換器６２４のような装置のさまざまな構成要
素を作動させるために、１個のコントローラを使用する
ことも可能である。他の実施形態も当業者に明白であろ
う。
【００６９】電解質溶液補給装置２２０は、使用済みの
電解質溶液、化学薬品、およびＥＣＰ装置で使用された
他の流体の安全な処分のために、電解質溶液廃棄物処理
装置６２２に接続された電解質溶液廃棄物排出管６２０
をさらに有する。電気めっきセルは、電解質溶液廃棄物
排出管６２０、あるいは電解質溶液廃棄物処理装置６２
２に直接の配管接続を有することが望ましい。電解質溶
液廃棄物排出管６２０は、電解質溶液補給装置２２０を
介して電解質溶液を還送せずに、電気めっきセルを空に
する。電解質溶液補給装置２２０は、過剰な電解質溶液
を電解質溶液廃棄物排出管６２０に流出させるために、
流出接続をさらに有することが望ましい。
電解質溶液、化学薬品、およびＥＣＰ装置で使用された
他の流体の安全な処分のために、電解質溶液廃棄物処理
装置６２２に接続された電解質溶液廃棄物排出管６２０
をさらに有する。電気めっきセルは、電解質溶液廃棄物
排出管６２０、あるいは電解質溶液廃棄物処理装置６２
２に直接の配管接続を有することが望ましい。電解質溶
液廃棄物排出管６２０は、電解質溶液補給装置２２０を
介して電解質溶液を還送せずに、電気めっきセルを空に
する。電解質溶液補給装置２２０は、過剰な電解質溶液
を電解質溶液廃棄物排出管６２０に流出させるために、
流出接続をさらに有することが望ましい。
【００７０】電解質溶液補給装置２２０は、電解質溶液
から不要なガスを除去するように適合された１つまたは
複数の脱気モジュール６３０をさらに有することが望ま
しい。脱気モジュールは、脱気モジュールを通過する流
体からガスを分離する膜と、解放されたガスを除去する
ための真空装置を通常有する。脱気モジュール６３０
は、プロセスセル２４０に隣接している電解質溶液供給
管６１２の上に一列に設置されることが望ましい。脱気
モジュール６３０は、電解質溶液がプロセスセルに入る
前に、電解質溶液補給装置からのガスの大部分が脱気モ
ジュールにより除去されるように、プロセスセル２４０
のできるだけ近くに配置されていることが望ましい。各
処理ステーション２１８の２個のプロセスセル２４０に
脱気された電解質溶液を供給するために、各脱気モジュ
ール６３０は、２個の排出口を有することが望ましい。
あるいは、脱気モジュール６３０は各プロセスセルに設
けられる。脱気モジュールは、他の多くの別の位置に設
置することができる。たとえば、脱気モジュールは、フ
ィルタ部分に沿って、あるいは、メインタンクと共にあ
るいはプロセスセルと共にクローズド・ループ装置内に
のように、電解質溶液補給装置内の他の位置に設置する
ことができる。他の例として、脱気された電解質溶液を
電気化学的めっきシステムのプロセスセル２４０のすべ
てに供給するために、１個の脱気モジュールが電解質溶
液供給管６１２と一列に設置される。さらに、別の脱気
モジュールが、一列に、あるいは脱イオン水供給管とク
ローズド・ループで配置され、脱イオン水源から酸素を
除去するために専用に使用される。脱イオン水は処理済
み基板を洗浄するために使用されるから、電気めっきさ
れた銅が洗浄プロセスによって酸化することがないよう
に、遊離酸素ガスは、ＳＲＤモジュールに到達する前に
脱イオン水から除去されていることが望ましい。脱気モ
ジュールは、当該分野において公知であり、商用例は一
般に入手可能であり、さまざまな応用で使用するように
適応可能である。市販の脱気モジュールは、米国マサチ
ューセッツ州、ベッドフォード所在の Millipore Corpo
ration から入手できる。
から不要なガスを除去するように適合された１つまたは
複数の脱気モジュール６３０をさらに有することが望ま
しい。脱気モジュールは、脱気モジュールを通過する流
体からガスを分離する膜と、解放されたガスを除去する
ための真空装置を通常有する。脱気モジュール６３０
は、プロセスセル２４０に隣接している電解質溶液供給
管６１２の上に一列に設置されることが望ましい。脱気
モジュール６３０は、電解質溶液がプロセスセルに入る
前に、電解質溶液補給装置からのガスの大部分が脱気モ
ジュールにより除去されるように、プロセスセル２４０
のできるだけ近くに配置されていることが望ましい。各
処理ステーション２１８の２個のプロセスセル２４０に
脱気された電解質溶液を供給するために、各脱気モジュ
ール６３０は、２個の排出口を有することが望ましい。
あるいは、脱気モジュール６３０は各プロセスセルに設
けられる。脱気モジュールは、他の多くの別の位置に設
置することができる。たとえば、脱気モジュールは、フ
ィルタ部分に沿って、あるいは、メインタンクと共にあ
るいはプロセスセルと共にクローズド・ループ装置内に
のように、電解質溶液補給装置内の他の位置に設置する
ことができる。他の例として、脱気された電解質溶液を
電気化学的めっきシステムのプロセスセル２４０のすべ
てに供給するために、１個の脱気モジュールが電解質溶
液供給管６１２と一列に設置される。さらに、別の脱気
モジュールが、一列に、あるいは脱イオン水供給管とク
ローズド・ループで配置され、脱イオン水源から酸素を
除去するために専用に使用される。脱イオン水は処理済
み基板を洗浄するために使用されるから、電気めっきさ
れた銅が洗浄プロセスによって酸化することがないよう
に、遊離酸素ガスは、ＳＲＤモジュールに到達する前に
脱イオン水から除去されていることが望ましい。脱気モ
ジュールは、当該分野において公知であり、商用例は一
般に入手可能であり、さまざまな応用で使用するように
適応可能である。市販の脱気モジュールは、米国マサチ
ューセッツ州、ベッドフォード所在の Millipore Corpo
ration から入手できる。
【００７１】脱気モジュール６３０の一実施形態は、図
１６に示すように、流体、すなわち、電解質溶液の流路
６３４を膜６３２の片側に有する疎水性の膜６３２を有
する。真空装置６３６は、膜の反対側に配置されてい
る。脱気モジュールのエンクロージャ６３８は、取入口
６４０および１つまたは複数の排出口６４２を有する。
脱気モジュール６３０を介して電解質溶液が通過するに
つれて、電解質溶液内のガスと他のマイクロバブルは、
疎水性の膜を介して電解質溶液から分離され、真空装置
により除去される。脱気モジュール６３０’の他の実施
形態は、図１７に示すように、疎水性の膜６３２’の
管、および疎水性の膜６３２’の管の周りに配置された
真空装置６３６を有する。電解質溶液は、疎水性膜の管
の中に導入され、管の中の流路６３４を介して電解質溶
液が通過するにつれて、疎水性膜は電解質溶液内のガス
と他のマイクロバブルを分離し、真空装置６３６に接続
された管が分離されたガスを除去する。膜の周囲に曲が
りくねった電解質溶液の流路を有する設計、および、他
の脱気モジュールの複数区間の設計を含む複雑な脱気モ
ジュールの設計が数多く考えられる。
１６に示すように、流体、すなわち、電解質溶液の流路
６３４を膜６３２の片側に有する疎水性の膜６３２を有
する。真空装置６３６は、膜の反対側に配置されてい
る。脱気モジュールのエンクロージャ６３８は、取入口
６４０および１つまたは複数の排出口６４２を有する。
脱気モジュール６３０を介して電解質溶液が通過するに
つれて、電解質溶液内のガスと他のマイクロバブルは、
疎水性の膜を介して電解質溶液から分離され、真空装置
により除去される。脱気モジュール６３０’の他の実施
形態は、図１７に示すように、疎水性の膜６３２’の
管、および疎水性の膜６３２’の管の周りに配置された
真空装置６３６を有する。電解質溶液は、疎水性膜の管
の中に導入され、管の中の流路６３４を介して電解質溶
液が通過するにつれて、疎水性膜は電解質溶液内のガス
と他のマイクロバブルを分離し、真空装置６３６に接続
された管が分離されたガスを除去する。膜の周囲に曲が
りくねった電解質溶液の流路を有する設計、および、他
の脱気モジュールの複数区間の設計を含む複雑な脱気モ
ジュールの設計が数多く考えられる。
【００７２】図７には示されていないが、電解質溶液補
給装置２２０は、他の多くの構成要素を有することもあ
る。たとえば、電解質溶液補給装置２２０は、基板洗浄
装置のための化学薬品の保管のために、ＳＲＤステーシ
ョンのような、１つまたは複数の付加的なタンクをさら
に有することが望ましい。装置全体をを通じて化学薬品
の安全な搬送を行うために、危険な材料の接続のための
２重閉じこめ配管を使用することもできる。オプション
として、ＥＣＰ装置へ追加の電解質溶液供給を行うため
に、電解質溶液補給装置２２０は、追加の、あるいは外
部の電解質溶液処理装置への接続を有する。
給装置２２０は、他の多くの構成要素を有することもあ
る。たとえば、電解質溶液補給装置２２０は、基板洗浄
装置のための化学薬品の保管のために、ＳＲＤステーシ
ョンのような、１つまたは複数の付加的なタンクをさら
に有することが望ましい。装置全体をを通じて化学薬品
の安全な搬送を行うために、危険な材料の接続のための
２重閉じこめ配管を使用することもできる。オプション
として、ＥＣＰ装置へ追加の電解質溶液供給を行うため
に、電解質溶液補給装置２２０は、追加の、あるいは外
部の電解質溶液処理装置への接続を有する。
【００７３】図８は、急速昇降アニール（ＲＴＡ）チャ
ンバの実施の形態の断面図である。ＲＴＡチャンバ２１
１は、ローディング・ステーション２１０に接続されて
いることが望ましく、基板はＲＴＡチャンバ２１１の中
へ、またＲＴＡチャンバ２１１の中から、ローディング
・ステーション搬送ロボット２２８によって搬送され
る。ＥＣＰ装置は、図２および図３に示すように、ロー
ディング・ステーション２１０の対称な設計に対応し
て、ローディング・ステーション２１０の両側に配置さ
れた２つのＲＴＡチャンバ２１１を有することが望まし
い。ＲＴＡチャンバは一般に当該分野において公知であ
り、ＲＴＡチャンバは、堆積される材料の特性を強化す
るために、通常基板処理装置で利用される。ホットプレ
ート設計、およびヒートランプ設計を含む多種多様なＲ
ＴＡチャンバの設計が、電気めっきの結果を強化するた
めに、使用することができる。１つのＲＴＡチャンバ
は、米国カリフォルニア州、サンタクララ所在のアプラ
イド・マテリアル社から入手できるＷｘＺチャンバであ
る。本開示はホットプレートＲＴＡチャンバを使用して
説明されるが、他の形式のＲＴＡチャンバも同様に使用
することができる。
ンバの実施の形態の断面図である。ＲＴＡチャンバ２１
１は、ローディング・ステーション２１０に接続されて
いることが望ましく、基板はＲＴＡチャンバ２１１の中
へ、またＲＴＡチャンバ２１１の中から、ローディング
・ステーション搬送ロボット２２８によって搬送され
る。ＥＣＰ装置は、図２および図３に示すように、ロー
ディング・ステーション２１０の対称な設計に対応し
て、ローディング・ステーション２１０の両側に配置さ
れた２つのＲＴＡチャンバ２１１を有することが望まし
い。ＲＴＡチャンバは一般に当該分野において公知であ
り、ＲＴＡチャンバは、堆積される材料の特性を強化す
るために、通常基板処理装置で利用される。ホットプレ
ート設計、およびヒートランプ設計を含む多種多様なＲ
ＴＡチャンバの設計が、電気めっきの結果を強化するた
めに、使用することができる。１つのＲＴＡチャンバ
は、米国カリフォルニア州、サンタクララ所在のアプラ
イド・マテリアル社から入手できるＷｘＺチャンバであ
る。本開示はホットプレートＲＴＡチャンバを使用して
説明されるが、他の形式のＲＴＡチャンバも同様に使用
することができる。
【００７４】戻って図２を参照すると、ＥＣＰ装置２０
０は、プラットホームの各構成要素の機能を制御するコ
ントローラ２２２を有する。コントローラ２２２はメイ
ンフレーム２１４の上に搭載されていることが望まし
く、またコントローラはプログラマブル・マイクロプロ
セッサを有することが望ましい。プログラマブル・マイ
クロプロセッサは、ＥＣＰ装置２００のすべての構成要
素を制御するために専用に設計されたソフトウェアを使
用して通常プログラムされる。さらに、コントローラ２
２２は、装置の構成要素に電力を供給し、オペレータが
ＥＣＰ装置２００をモニタし、作動させることを可能に
する制御盤２２３を有する。制御盤２２３は、図２に示
すように、ケーブルを介してコントローラ２２２に接続
され、オペレータに容易なアクセスを提供する、スタン
ド・アローンのモジュールである。一般的には、コント
ローラ２２２は、ローディング・ステーション２１０、
ＲＴＡチャンバ２１１、ＳＲＤステーション２１２、メ
インフレーム２１４および処理ステーション２１８を連
携して動作させる。さらに、コントローラ２２２は、電
気めっきプロセスに電解質溶液を供給するために、電解
質溶液補給装置２２０のコントローラと連携して動作す
る。
０は、プラットホームの各構成要素の機能を制御するコ
ントローラ２２２を有する。コントローラ２２２はメイ
ンフレーム２１４の上に搭載されていることが望まし
く、またコントローラはプログラマブル・マイクロプロ
セッサを有することが望ましい。プログラマブル・マイ
クロプロセッサは、ＥＣＰ装置２００のすべての構成要
素を制御するために専用に設計されたソフトウェアを使
用して通常プログラムされる。さらに、コントローラ２
２２は、装置の構成要素に電力を供給し、オペレータが
ＥＣＰ装置２００をモニタし、作動させることを可能に
する制御盤２２３を有する。制御盤２２３は、図２に示
すように、ケーブルを介してコントローラ２２２に接続
され、オペレータに容易なアクセスを提供する、スタン
ド・アローンのモジュールである。一般的には、コント
ローラ２２２は、ローディング・ステーション２１０、
ＲＴＡチャンバ２１１、ＳＲＤステーション２１２、メ
インフレーム２１４および処理ステーション２１８を連
携して動作させる。さらに、コントローラ２２２は、電
気めっきプロセスに電解質溶液を供給するために、電解
質溶液補給装置２２０のコントローラと連携して動作す
る。
【００７５】電気めっき装置プラットホーム２００を介
しての代表的な基板の電気めっきプロセス・シーケンス
の一実施形態を図２に対応して説明する。複数の基板を
収容している基板カセットが、電気めっき装置プラット
ホーム２００のローディング・ステーション２１０の中
で、基板カセット受取領域２２４にロードされる。ロー
ディング・ステーション搬送ロボット２２８は、基板カ
セット内の基板スロットから基板をピックアップし、基
板を基板オリエンタ２３０の中に置く。基板オリエンタ
２３０は、装置による処理のために所望のオリエンテー
ションに基板を判定し、定置する。次に、ローディング
・ステーション搬送ロボット２２８は、定置された基板
を基板オリエンタ２３０から搬送し、ＳＲＤステーショ
ン２１２内の基板通過カセット２３８中の基板スロット
の１つに、基板を位置決めする。メインフレーム搬送ロ
ボット２４２は、基板通過カセット２３８から基板をピ
ックアップし、フリッパーロボット２４８による搬送の
ために、基板を位置決めする。フリッパーロボット２４
８は、そのロボットブレードを基板の下に回転させ、メ
インフレーム搬送ロボット・ブレードから基板をピック
アップする。フリッパーロボット・ブレードの上の真空
吸い上げグリッパは、フリッパーロボット・ブレードの
上の基板を固定し、フリッパーロボットは、基板をフェ
イスアップ位置からフェイスダウン位置へ裏返す。フリ
ッパーロボット２４８は回転し、基板を基板ホルダ組立
体４５０内で表面を下にして位置決めする。基板は、基
板ホルダ・プレート４６４の下で、しかも陰極接触リン
グ４６６の上に置かれる。次に、フリッパーロボット２
４８は、基板を陰極接触リング４６６の中に位置決めす
るために、基板を解放する。基板ホルダ・プレート４６
４は基板に近付き、真空チャックが基板ホルダ・プレー
ト４６４の上に基板を固定する。基板ホルダ組立体４５
０の上のブラダー組立体４７０は、基板のめっき面と陰
極接触リング４６６の間の電気的接触を保証するため
に、基板の裏面に対して圧力を加える。
しての代表的な基板の電気めっきプロセス・シーケンス
の一実施形態を図２に対応して説明する。複数の基板を
収容している基板カセットが、電気めっき装置プラット
ホーム２００のローディング・ステーション２１０の中
で、基板カセット受取領域２２４にロードされる。ロー
ディング・ステーション搬送ロボット２２８は、基板カ
セット内の基板スロットから基板をピックアップし、基
板を基板オリエンタ２３０の中に置く。基板オリエンタ
２３０は、装置による処理のために所望のオリエンテー
ションに基板を判定し、定置する。次に、ローディング
・ステーション搬送ロボット２２８は、定置された基板
を基板オリエンタ２３０から搬送し、ＳＲＤステーショ
ン２１２内の基板通過カセット２３８中の基板スロット
の１つに、基板を位置決めする。メインフレーム搬送ロ
ボット２４２は、基板通過カセット２３８から基板をピ
ックアップし、フリッパーロボット２４８による搬送の
ために、基板を位置決めする。フリッパーロボット２４
８は、そのロボットブレードを基板の下に回転させ、メ
インフレーム搬送ロボット・ブレードから基板をピック
アップする。フリッパーロボット・ブレードの上の真空
吸い上げグリッパは、フリッパーロボット・ブレードの
上の基板を固定し、フリッパーロボットは、基板をフェ
イスアップ位置からフェイスダウン位置へ裏返す。フリ
ッパーロボット２４８は回転し、基板を基板ホルダ組立
体４５０内で表面を下にして位置決めする。基板は、基
板ホルダ・プレート４６４の下で、しかも陰極接触リン
グ４６６の上に置かれる。次に、フリッパーロボット２
４８は、基板を陰極接触リング４６６の中に位置決めす
るために、基板を解放する。基板ホルダ・プレート４６
４は基板に近付き、真空チャックが基板ホルダ・プレー
ト４６４の上に基板を固定する。基板ホルダ組立体４５
０の上のブラダー組立体４７０は、基板のめっき面と陰
極接触リング４６６の間の電気的接触を保証するため
に、基板の裏面に対して圧力を加える。
【００７６】ヘッド組立体４５２は、電解質セル４２０
の上の処理位置に下降される。この位置で、基板は堰４
７８の上部平面の下にあり、電解質セル４２０に収容さ
れた電解質溶液と接触する。電気めっきプロセスを行う
ために、電力すなわち電圧および電流を陰極および陽極
に加えるために、電源が始動される。電気めっきプロセ
スの間、通常、電解質溶液は、プロセスセルに連続して
送り込まれる。所望の電気めっきの結果を実現するため
に、陰極および陽極に供給された電力、ならびに、電解
質溶液の流れは、コントローラ２２２により制御され
る。ヘッド組立体が下降されるにつれて、また電気めっ
きプロセスの間は、ヘッド組立体は回転されることが望
ましい。
の上の処理位置に下降される。この位置で、基板は堰４
７８の上部平面の下にあり、電解質セル４２０に収容さ
れた電解質溶液と接触する。電気めっきプロセスを行う
ために、電力すなわち電圧および電流を陰極および陽極
に加えるために、電源が始動される。電気めっきプロセ
スの間、通常、電解質溶液は、プロセスセルに連続して
送り込まれる。所望の電気めっきの結果を実現するため
に、陰極および陽極に供給された電力、ならびに、電解
質溶液の流れは、コントローラ２２２により制御され
る。ヘッド組立体が下降されるにつれて、また電気めっ
きプロセスの間は、ヘッド組立体は回転されることが望
ましい。
【００７７】電気めっきプロセスが完了した後、ヘッド
組立体４１０は、基板ホルダ組立体を上昇させ、電解質
溶液から基板を取り除く。基板ホルダ組立体からの残留
電解質溶液の除去を増大するために、ヘッド組立体は一
定期間回転されることが望ましい。次に、真空チャック
と基板ホルダ組立体のブラダー組立体は、基板ホルダ・
プレートから基板を解放する。フリッパーロボット・ブ
レードが処理済み基板を陰極接触リングからピックアッ
プできるように、基板ホルダ組立体は持ち上げられる。
フリッパーロボットは、フリッパーロボット・ブレード
を陰極接触リング内の処理済み基板の裏面の上に回転さ
せ、フリッパーロボット・ブレード上の真空吸い上げグ
リッパを使用して基板をピックアップする。フリッパー
ロボットは、基板を有するフリッパーロボット・ブレー
ドを基板ホルダ組立体から回転させ、フェイスダウン位
置からフェイスアップ位置へ基板を裏返えし、メインフ
レーム搬送ロボット・ブレードの上に基板を位置決めす
る。次に、メインフレーム搬送ロボットは、処理済み基
板をＳＲＤモジュール２３６の上に搬送し、位置決めす
る。ＳＲＤ基板支持体は基板を持ち上げ、メインフレー
ム搬送ロボット・ブレードはＳＲＤモジュール２３６か
ら格納する。すでに詳細に説明したように、脱イオン水
あるいは脱イオン水と洗浄液の組み合わせを使用して、
基板はＳＲＤモジュール内で洗浄される。次に、ＳＲＤ
モジュールから搬出するために、基板は位置決めされ
る。ローディング・ステーション搬送ロボット２２８
は、ＳＲＤモジュール２３６から基板をピックアップ
し、堆積された材料の特性を強化するためのアニール処
理プロセスのために、処理済み基板をＲＴＡチャンバ２
１１の中へ搬送する。次に、アニールされた基板は、ロ
ーディング・ステーション・ロボット２２８によりＲＴ
Ａチャンバ２１１から搬出され、ＥＣＰ装置から取り除
くために、基板カセットに戻される。上述の手順は、複
数の基板に対してＥＣＰ装置２００内で実質的に同時に
実行できる。さらに、ＥＣＰ装置は、マルチスタックの
基板処理を行うように適合することができる。
組立体４１０は、基板ホルダ組立体を上昇させ、電解質
溶液から基板を取り除く。基板ホルダ組立体からの残留
電解質溶液の除去を増大するために、ヘッド組立体は一
定期間回転されることが望ましい。次に、真空チャック
と基板ホルダ組立体のブラダー組立体は、基板ホルダ・
プレートから基板を解放する。フリッパーロボット・ブ
レードが処理済み基板を陰極接触リングからピックアッ
プできるように、基板ホルダ組立体は持ち上げられる。
フリッパーロボットは、フリッパーロボット・ブレード
を陰極接触リング内の処理済み基板の裏面の上に回転さ
せ、フリッパーロボット・ブレード上の真空吸い上げグ
リッパを使用して基板をピックアップする。フリッパー
ロボットは、基板を有するフリッパーロボット・ブレー
ドを基板ホルダ組立体から回転させ、フェイスダウン位
置からフェイスアップ位置へ基板を裏返えし、メインフ
レーム搬送ロボット・ブレードの上に基板を位置決めす
る。次に、メインフレーム搬送ロボットは、処理済み基
板をＳＲＤモジュール２３６の上に搬送し、位置決めす
る。ＳＲＤ基板支持体は基板を持ち上げ、メインフレー
ム搬送ロボット・ブレードはＳＲＤモジュール２３６か
ら格納する。すでに詳細に説明したように、脱イオン水
あるいは脱イオン水と洗浄液の組み合わせを使用して、
基板はＳＲＤモジュール内で洗浄される。次に、ＳＲＤ
モジュールから搬出するために、基板は位置決めされ
る。ローディング・ステーション搬送ロボット２２８
は、ＳＲＤモジュール２３６から基板をピックアップ
し、堆積された材料の特性を強化するためのアニール処
理プロセスのために、処理済み基板をＲＴＡチャンバ２
１１の中へ搬送する。次に、アニールされた基板は、ロ
ーディング・ステーション・ロボット２２８によりＲＴ
Ａチャンバ２１１から搬出され、ＥＣＰ装置から取り除
くために、基板カセットに戻される。上述の手順は、複
数の基板に対してＥＣＰ装置２００内で実質的に同時に
実行できる。さらに、ＥＣＰ装置は、マルチスタックの
基板処理を行うように適合することができる。
【００７８】被覆陽極構成ＥＣＰ装置用の被覆陽極の２
つの実施の形態を図１８および図１９に示す。これらの
被覆陽極は、基板シード層に対向する平坦な陽極表面が
化学的に不活性材料で被覆されるように構成されてい
る。平坦な表面の不活性な特性は、平坦な表面構成を維
持する。図１８および図１９に示す実施の形態の被覆さ
れた平坦な表面は、基板シード層面にほぼ平行に間隔を
置いて配置されている。平坦な陽極電界生成面がシード
層に平行しているので、シード層の上の各点は、電解質
溶液を介して平坦な陽極電界生成面の上の最も近くの点
から均一な距離に間隔を置いて配置されている。シード
層から電界生成面までの距離のこの均一性は、シード層
の全体にわたって電流密度の均一性を増大させる。シー
ド層の全体にわたる電流密度のこのような均一性は、シ
ード層の全体にわたってめっき中の金属膜堆積速度の均
一性を増大させ、また、めっきプロセス後に結果として
生ずる金属膜のめっきの厚さの均一性をシード層の全体
にわたって増大させる。
つの実施の形態を図１８および図１９に示す。これらの
被覆陽極は、基板シード層に対向する平坦な陽極表面が
化学的に不活性材料で被覆されるように構成されてい
る。平坦な表面の不活性な特性は、平坦な表面構成を維
持する。図１８および図１９に示す実施の形態の被覆さ
れた平坦な表面は、基板シード層面にほぼ平行に間隔を
置いて配置されている。平坦な陽極電界生成面がシード
層に平行しているので、シード層の上の各点は、電解質
溶液を介して平坦な陽極電界生成面の上の最も近くの点
から均一な距離に間隔を置いて配置されている。シード
層から電界生成面までの距離のこの均一性は、シード層
の全体にわたって電流密度の均一性を増大させる。シー
ド層の全体にわたる電流密度のこのような均一性は、シ
ード層の全体にわたってめっき中の金属膜堆積速度の均
一性を増大させ、また、めっきプロセス後に結果として
生ずる金属膜のめっきの厚さの均一性をシード層の全体
にわたって増大させる。
【００７９】図１８に部分的に示すＥＣＰ装置の一実施
形態において、陽極アッセンブリ２６０６は、陽極本体
２６０８および陽極被覆２６１０を有する。陽極本体２
６０８は、中実の銅であることが望ましく、高純度の無
酸素銅であることが望ましい。陽極被覆２６１０は、電
解質溶液が陽極本体の上部表面と物理的に接触すること
を制限するために、（したがって化学的に反応すること
を制限するために、）めっきのために電解質溶液内に陽
極を挿入する前に、陽極本体２６０８の上部表面に被覆
される。したがって、陽極の長期間にわたる動作の間、
陽極被覆は陽極本体２６０８の構造と形状を維持する。
陽極被覆２６１０を形成するために、基板上のシード層
に向いている陽極本体（あるいは陽極本体の１部）の表
面は、電解質溶液に対して化学的に不活性なタンタルの
ような材料で被覆される。したがって陽極被覆２６１０
は、陽極本体２６０８の被覆された上部表面２６１９が
化学的劣化に抵抗することを可能にし、陽極の有効寿命
の間ほぼ平坦なままになっている。
形態において、陽極アッセンブリ２６０６は、陽極本体
２６０８および陽極被覆２６１０を有する。陽極本体２
６０８は、中実の銅であることが望ましく、高純度の無
酸素銅であることが望ましい。陽極被覆２６１０は、電
解質溶液が陽極本体の上部表面と物理的に接触すること
を制限するために、（したがって化学的に反応すること
を制限するために、）めっきのために電解質溶液内に陽
極を挿入する前に、陽極本体２６０８の上部表面に被覆
される。したがって、陽極の長期間にわたる動作の間、
陽極被覆は陽極本体２６０８の構造と形状を維持する。
陽極被覆２６１０を形成するために、基板上のシード層
に向いている陽極本体（あるいは陽極本体の１部）の表
面は、電解質溶液に対して化学的に不活性なタンタルの
ような材料で被覆される。したがって陽極被覆２６１０
は、陽極本体２６０８の被覆された上部表面２６１９が
化学的劣化に抵抗することを可能にし、陽極の有効寿命
の間ほぼ平坦なままになっている。
【００８０】陽極を被覆する化学的に不活性な材料は、
陽極と電解質溶液の間の電気化学的な相互作用から結果
として生ずる被覆された上部表面２６１９のいかなる物
理的変化も制限するように選択される。図１８に示すＥ
ＣＰ装置の実施の形態は、電解質溶液を収容する電解質
セル２６０２、基板ホルダ組立体２６０４を有する基板
ホルダ装置１４、および陽極アッセンブリ２６０６を有
する。基板ホルダ組立体２６０４は、基板２２を電解質
セル内に収容された電解質溶液に挿入するように、ある
いは、基板２２を電解質セル内に収容された電解質溶液
から除去するように、構成されている。陽極アッセンブ
リ２６０６は、めっき中は、電解質セル２６０２内に収
容された電解質溶液の中に置かれている。
陽極と電解質溶液の間の電気化学的な相互作用から結果
として生ずる被覆された上部表面２６１９のいかなる物
理的変化も制限するように選択される。図１８に示すＥ
ＣＰ装置の実施の形態は、電解質溶液を収容する電解質
セル２６０２、基板ホルダ組立体２６０４を有する基板
ホルダ装置１４、および陽極アッセンブリ２６０６を有
する。基板ホルダ組立体２６０４は、基板２２を電解質
セル内に収容された電解質溶液に挿入するように、ある
いは、基板２２を電解質セル内に収容された電解質溶液
から除去するように、構成されている。陽極アッセンブ
リ２６０６は、めっき中は、電解質セル２６０２内に収
容された電解質溶液の中に置かれている。
【００８１】陽極アッセンブリ２６０６は、金属イオン
を生成するために銅または他の金属で作られた陽極本体
２６０８、基板２２に対向する陽極本体２６０８の表面
上に被覆された陽極被覆２６１０、陽極を支持するよう
に作用し、さらに陽極本体２６０８に電流／電圧を供給
する１つまたは複数の電気的貫通孔２９４、および望ま
しくは、陽極本体２６０８および陽極被覆２６１０を介
して延びている貫通孔２６１２を有する。陽極アッセン
ブリ２６０６は、金属イオン、たとえば、銅イオンを電
解質溶液の中に放出するために、電解質セル２６０２内
に収容された電解質溶液と化学的に反応するように構成
されている。電解質溶液の中の金属イオンは、電解質溶
液の流れおよび／または陽極アッセンブリ２６０６と基
板２２の間に形成された電界の組み合わせにより、基板
の下部表面に隣接する位置へ搬送される。
を生成するために銅または他の金属で作られた陽極本体
２６０８、基板２２に対向する陽極本体２６０８の表面
上に被覆された陽極被覆２６１０、陽極を支持するよう
に作用し、さらに陽極本体２６０８に電流／電圧を供給
する１つまたは複数の電気的貫通孔２９４、および望ま
しくは、陽極本体２６０８および陽極被覆２６１０を介
して延びている貫通孔２６１２を有する。陽極アッセン
ブリ２６０６は、金属イオン、たとえば、銅イオンを電
解質溶液の中に放出するために、電解質セル２６０２内
に収容された電解質溶液と化学的に反応するように構成
されている。電解質溶液の中の金属イオンは、電解質溶
液の流れおよび／または陽極アッセンブリ２６０６と基
板２２の間に形成された電界の組み合わせにより、基板
の下部表面に隣接する位置へ搬送される。
【００８２】図１８に示す実施の形態の陽極本体２６０
８は、陽極を介しての電解質溶液の流れを可能にする垂
直の流れのための貫通孔２６１２を有するように構成さ
れている。貫通孔は、電解質セルの幅の全体にわたって
陽極本体２６０８を介してシード層へ電解質溶液のより
均一な流体の流れを可能にする。ＥＣＰ装置の他の実施
形態においては、陽極本体２６０８および陽極被覆２６
１０を通過する貫通孔２６１２は設けられていない。貫
通孔のないＥＣＰ装置の実施の形態では、陽極の側面２
６２２を回り基板上のシード層１５への電解質溶液の中
を流れる金属イオンが、金属イオンがシード層に流れる
につれて、シード層の全体にわたりほぼ均一であるよう
に電解質溶液の中で拡散するために、陽極本体２６０８
の上部表面２６１９と基板２２上のシード層１５の間の
距離Ｚは十分でなければならない。図１５に対応して説
明したように、いくつかの実施の形態では、基板ホルダ
２６０４は基板を回転させてもよい。シード層のどの部
分も任意の特定の１個所の電解質溶液位置と連続して接
触していないので、この回転は基板上のシード層上の金
属膜堆積プロセスの均一性を増大させることができる。
基板ホルダ組立体２６０４のいくつかの実施の形態は、
この基板の回転をそなえていない。
８は、陽極を介しての電解質溶液の流れを可能にする垂
直の流れのための貫通孔２６１２を有するように構成さ
れている。貫通孔は、電解質セルの幅の全体にわたって
陽極本体２６０８を介してシード層へ電解質溶液のより
均一な流体の流れを可能にする。ＥＣＰ装置の他の実施
形態においては、陽極本体２６０８および陽極被覆２６
１０を通過する貫通孔２６１２は設けられていない。貫
通孔のないＥＣＰ装置の実施の形態では、陽極の側面２
６２２を回り基板上のシード層１５への電解質溶液の中
を流れる金属イオンが、金属イオンがシード層に流れる
につれて、シード層の全体にわたりほぼ均一であるよう
に電解質溶液の中で拡散するために、陽極本体２６０８
の上部表面２６１９と基板２２上のシード層１５の間の
距離Ｚは十分でなければならない。図１５に対応して説
明したように、いくつかの実施の形態では、基板ホルダ
２６０４は基板を回転させてもよい。シード層のどの部
分も任意の特定の１個所の電解質溶液位置と連続して接
触していないので、この回転は基板上のシード層上の金
属膜堆積プロセスの均一性を増大させることができる。
基板ホルダ組立体２６０４のいくつかの実施の形態は、
この基板の回転をそなえていない。
【００８３】不活性被覆が陽極ベースと電解質溶液の物
理的接触を制限しているので、図１８の実施の形態に示
す陽極本体２６０８の上部表面すなわち電界生成面２６
１９は、電解質溶液と化学的に反応しない。したがっ
て、陽極本体２６０８の上部表面２６１９と電解質溶液
の間の化学反応は、無視できる。他の金属イオン源が電
解質溶液に供給されてもよい。１つの実施の形態におい
ては、再循環／リフレッシュ要素２８７を使用して金属
イオンを増加することにより、陽極本体２６０８の上部
表面２６１９と電解質溶液の間の相互作用により生成さ
れる通常より高いレベルの銅イオンを供給することがで
きる。他の実施形態においては、電解質溶液と反応する
陽極の下部あるいは側部表面の面積または何か他の反応
速度要因を増加することにより、付加的な銅イオン生成
を供給するように陽極本体２６０８を構成することがで
きる。あるいは、電界生成陽極の下に配置され、したが
ってシード層からさらに離れた別なユニットとして、別
の金属イオン生成陽極を設けることができる。めっき作
用は電圧の関数であるから、基板上のシード層上のめっ
き作用を増大させるために、コントローラ２２２は、陽
極本体２６０８とシード層の間に増強した電圧バイアス
を供給することができる。
理的接触を制限しているので、図１８の実施の形態に示
す陽極本体２６０８の上部表面すなわち電界生成面２６
１９は、電解質溶液と化学的に反応しない。したがっ
て、陽極本体２６０８の上部表面２６１９と電解質溶液
の間の化学反応は、無視できる。他の金属イオン源が電
解質溶液に供給されてもよい。１つの実施の形態におい
ては、再循環／リフレッシュ要素２８７を使用して金属
イオンを増加することにより、陽極本体２６０８の上部
表面２６１９と電解質溶液の間の相互作用により生成さ
れる通常より高いレベルの銅イオンを供給することがで
きる。他の実施形態においては、電解質溶液と反応する
陽極の下部あるいは側部表面の面積または何か他の反応
速度要因を増加することにより、付加的な銅イオン生成
を供給するように陽極本体２６０８を構成することがで
きる。あるいは、電界生成陽極の下に配置され、したが
ってシード層からさらに離れた別なユニットとして、別
の金属イオン生成陽極を設けることができる。めっき作
用は電圧の関数であるから、基板上のシード層上のめっ
き作用を増大させるために、コントローラ２２２は、陽
極本体２６０８とシード層の間に増強した電圧バイアス
を供給することができる。
【００８４】めっきプロセスの間に、陽極本体２６０８
の他の部分は、電解質溶液との接触、あるいは電解質溶
液の中に金属イオンを放出するための化学的相互作用に
よって劣化するが、陽極本体２６０８の上部表面２６１
９は、このような劣化に対して陽極被覆２６１０によっ
て保護される。陽極被覆２６１０は陽極本体の上部表面
と電解質溶液の物理的接触および化学的反応を制限する
ので、陽極本体の上部表面のいかなる劣化も減少あるい
は解消される。陽極本体は劣化しないので、基板シード
層と陽極本体２６０８の上部表面２６１９の間のすべて
の位置の垂直距離は、矢印Ｚにより示すように、終始一
定している。上部表面が平坦である場合、陽極本体２６
０８の上部表面２６１９に沿ったすべての点は、基板シ
ード層１５上の最も近い位置から距離Ｚだけほぼ等距離
に維持されるので、シード層１５のすべての点と陽極本
体２６０８の上部表面２６１９の間の電解質溶液の抵抗
はほぼ均一に保たれる（電解質溶液の電気的特性は均質
であると思われ、したがって、電解質溶液の電気抵抗は
オームの法則にもとづいて変化する）。シード層と陽極
の間の電解質溶液の抵抗はシード層の表面の周りでほぼ
均一であるから、シード層上の電流密度もシード層の全
体にわたってほぼ均一である。このほぼ均一な電流密度
は、基板上の金属膜堆積均一性を増大させる。
の他の部分は、電解質溶液との接触、あるいは電解質溶
液の中に金属イオンを放出するための化学的相互作用に
よって劣化するが、陽極本体２６０８の上部表面２６１
９は、このような劣化に対して陽極被覆２６１０によっ
て保護される。陽極被覆２６１０は陽極本体の上部表面
と電解質溶液の物理的接触および化学的反応を制限する
ので、陽極本体の上部表面のいかなる劣化も減少あるい
は解消される。陽極本体は劣化しないので、基板シード
層と陽極本体２６０８の上部表面２６１９の間のすべて
の位置の垂直距離は、矢印Ｚにより示すように、終始一
定している。上部表面が平坦である場合、陽極本体２６
０８の上部表面２６１９に沿ったすべての点は、基板シ
ード層１５上の最も近い位置から距離Ｚだけほぼ等距離
に維持されるので、シード層１５のすべての点と陽極本
体２６０８の上部表面２６１９の間の電解質溶液の抵抗
はほぼ均一に保たれる（電解質溶液の電気的特性は均質
であると思われ、したがって、電解質溶液の電気抵抗は
オームの法則にもとづいて変化する）。シード層と陽極
の間の電解質溶液の抵抗はシード層の表面の周りでほぼ
均一であるから、シード層上の電流密度もシード層の全
体にわたってほぼ均一である。このほぼ均一な電流密度
は、基板上の金属膜堆積均一性を増大させる。
【００８５】図４、図１８および図１９の実施の形態に
示すＥＣＰ装置の一実施形態において起きる化学反応
は、それぞれ基板上の金属膜のプレーティング、あるい
は金属膜のデプレーティングを行うために、陽極とシー
ド層の間に正の電圧バイアスが印加されるか、あるいは
負の電圧バイアスが印加されるかによって特徴づけられ
る。シード層の電圧が陽極の電圧レベル以下（すなわ
ち、より負）であるように、十分な正バイアスが印加さ
れれば、基板上のシード層に金属イオンがめっきされ
る。シード層の電圧が陽極の電圧レベルを充分超えるよ
うに（すなわち、より正であるように）、十分な負バイ
アスが印加されれば、シード層から銅がデプレートされ
る。
示すＥＣＰ装置の一実施形態において起きる化学反応
は、それぞれ基板上の金属膜のプレーティング、あるい
は金属膜のデプレーティングを行うために、陽極とシー
ド層の間に正の電圧バイアスが印加されるか、あるいは
負の電圧バイアスが印加されるかによって特徴づけられ
る。シード層の電圧が陽極の電圧レベル以下（すなわ
ち、より負）であるように、十分な正バイアスが印加さ
れれば、基板上のシード層に金属イオンがめっきされ
る。シード層の電圧が陽極の電圧レベルを充分超えるよ
うに（すなわち、より正であるように）、十分な負バイ
アスが印加されれば、シード層から銅がデプレートされ
る。
【００８６】陽極アッセンブリ２６０６は、親水性膜２
８９の中に囲まれていてもよい。電解質が親水性膜２８
９を介して流れるにつれて、微粒子、および陽極と電解
質溶液の間の化学反応により発生した他の物質は、カプ
セル化膜により濾過あるいは捕捉される。図１８に示す
陽極本体２６０８の実施の形態において、電解質溶液
は、陽極本体２６０８の裏面、端縁、および貫通孔の内
壁と主に化学的に反応する。親水性膜２８９は、電解質
溶液および金属イオンが、陽極アッセンブリ２６０６を
取り巻いている膜を通過できるように配置されている。
電解質溶液からある種の特定の物質を濾過するために、
親水性膜２８９は、膜バスケット（membrane basket）
の形式でフィルタを形成してもよい。親水性膜２８９
は、他の実施形態においては、陽極に平行に、かつ陽極
の上に接近して（たとえば、約０．５センチまたはそれ
以上）配置された電解質セルのおおむね全体にわたって
延びているように、ブラケットによって保持されてい
る。
８９の中に囲まれていてもよい。電解質が親水性膜２８
９を介して流れるにつれて、微粒子、および陽極と電解
質溶液の間の化学反応により発生した他の物質は、カプ
セル化膜により濾過あるいは捕捉される。図１８に示す
陽極本体２６０８の実施の形態において、電解質溶液
は、陽極本体２６０８の裏面、端縁、および貫通孔の内
壁と主に化学的に反応する。親水性膜２８９は、電解質
溶液および金属イオンが、陽極アッセンブリ２６０６を
取り巻いている膜を通過できるように配置されている。
電解質溶液からある種の特定の物質を濾過するために、
親水性膜２８９は、膜バスケット（membrane basket）
の形式でフィルタを形成してもよい。親水性膜２８９
は、他の実施形態においては、陽極に平行に、かつ陽極
の上に接近して（たとえば、約０．５センチまたはそれ
以上）配置された電解質セルのおおむね全体にわたって
延びているように、ブラケットによって保持されてい
る。
【００８７】親水性膜２８９は、約６０％から８０％の
間の、より望ましくは約７０％の多孔率、ならびに、約
０．０２５μｍから約１μｍの間の、より望ましくは約
０．１μｍから約０．２μｍの間の空洞寸法を有する、
変性ポリフッ化ビニリデン膜のような親水性の多孔質膜
を有することが望ましい。親水性多孔質膜２８９の１つ
の例は、米国マサチューセッツ州、ベッドフォード所在
の Millipore Corporation から入手できる Durapore
親水性膜である。
間の、より望ましくは約７０％の多孔率、ならびに、約
０．０２５μｍから約１μｍの間の、より望ましくは約
０．１μｍから約０．２μｍの間の空洞寸法を有する、
変性ポリフッ化ビニリデン膜のような親水性の多孔質膜
を有することが望ましい。親水性多孔質膜２８９の１つ
の例は、米国マサチューセッツ州、ベッドフォード所在
の Millipore Corporation から入手できる Durapore
親水性膜である。
【００８８】電解質セルの内部表面にわたって、流れデ
ィフューザ（flow diffuser）７１を備えることも可能
である。電解質溶液が流れディフューザの空洞を介して
流れることは非常に困難であり、したがって、流れディ
フューザの幅にわたって僅かな圧力差を電解質溶液に加
えても良い。流れディフューザは、電解質セル２６０２
の内部表面に任意の公知の適切な方法で、締着具あるい
は接着剤により、クランプし、クリップし、固定し、あ
るいは取り付けることができる。流れディフューザ７１
は、流れディフューザの上の電解質溶液の幅にわたっ
て、ほぼ均一な電解質セルの垂直の流速を供給すること
を意図している。流れディフューザの空洞の寸法と数お
よび材料は、電解質溶液および金属イオンの化学的成分
と粒子寸法にもとづいて選択される。陽極アッセンブリ
２６０６は、電界生成面２６１９を陽極被覆２６１０に
より被覆された陽極本体２６０８の面上にほぼ平坦に維
持するように作用する。平坦な電界生成面２６１９は、
基板２２に対向するように設けられる。
ィフューザ（flow diffuser）７１を備えることも可能
である。電解質溶液が流れディフューザの空洞を介して
流れることは非常に困難であり、したがって、流れディ
フューザの幅にわたって僅かな圧力差を電解質溶液に加
えても良い。流れディフューザは、電解質セル２６０２
の内部表面に任意の公知の適切な方法で、締着具あるい
は接着剤により、クランプし、クリップし、固定し、あ
るいは取り付けることができる。流れディフューザ７１
は、流れディフューザの上の電解質溶液の幅にわたっ
て、ほぼ均一な電解質セルの垂直の流速を供給すること
を意図している。流れディフューザの空洞の寸法と数お
よび材料は、電解質溶液および金属イオンの化学的成分
と粒子寸法にもとづいて選択される。陽極アッセンブリ
２６０６は、電界生成面２６１９を陽極被覆２６１０に
より被覆された陽極本体２６０８の面上にほぼ平坦に維
持するように作用する。平坦な電界生成面２６１９は、
基板２２に対向するように設けられる。
【００８９】めっきプロセスの間、電界生成面２６１９
を維持する目的は、電界生成面の上の各点から基板２２
の上のシード層に最も近い点への距離が、陽極本体２６
０８の表面の全体にわたってほぼ均一であることを保証
することである。陽極本体２６０８の電界生成面２６１
９と基板シード層２２の上の最も近い点の間の距離のい
かなる差も、電界生成面上の異なる点と基板シード層の
上のそれらの対応する最も近い点の間の抵抗の変化に反
映される。オームの法則により反映されるように、電解
質溶液の抵抗は、他の液体と同様に、その媒質を介して
電流が流れなければならない距離に応じて変化するの
で、電解質溶液を通る抵抗のこの変化が生ずる。
を維持する目的は、電界生成面の上の各点から基板２２
の上のシード層に最も近い点への距離が、陽極本体２６
０８の表面の全体にわたってほぼ均一であることを保証
することである。陽極本体２６０８の電界生成面２６１
９と基板シード層２２の上の最も近い点の間の距離のい
かなる差も、電界生成面上の異なる点と基板シード層の
上のそれらの対応する最も近い点の間の抵抗の変化に反
映される。オームの法則により反映されるように、電解
質溶液の抵抗は、他の液体と同様に、その媒質を介して
電流が流れなければならない距離に応じて変化するの
で、電解質溶液を通る抵抗のこの変化が生ずる。
【００９０】陽極本体の部分に化学的に不活性な陽極被
覆２６１０を加えることにより、電界生成面２６１９に
対応するように構成された被覆された位置では電解質溶
液は陽極本体２６０８に接触しない。電解質溶液と電界
生成面２６１９の間の接触のこのような制限は、電界生
成面における電解質溶液中の電気化学的な反応による金
属イオンの発生を制限する。陽極被覆２６１０が電解質
溶液と電界生成面２６１９の間の化学反応を制限するの
で、電界生成面から金属イオンは発生しない。さらに、
電解質溶液との制限された接触によって、電界生成面
は、ほぼ水平な輪郭を維持する。
覆２６１０を加えることにより、電界生成面２６１９に
対応するように構成された被覆された位置では電解質溶
液は陽極本体２６０８に接触しない。電解質溶液と電界
生成面２６１９の間の接触のこのような制限は、電界生
成面における電解質溶液中の電気化学的な反応による金
属イオンの発生を制限する。陽極被覆２６１０が電解質
溶液と電界生成面２６１９の間の化学反応を制限するの
で、電界生成面から金属イオンは発生しない。さらに、
電解質溶液との制限された接触によって、電界生成面
は、ほぼ水平な輪郭を維持する。
【００９１】図１８に示す実施の形態における陽極アッ
センブリ２６０６への陽極被覆２６１０の適用は、長期
間めっきに使用した後にも電界生成面がほぼ平坦なまま
であることを保証し、その結果、陽極アッセンブリ２６
０６と基板２２の間に生成される電界の均一性を増大さ
せ、基板２２の上のシード層の表面の全体にわたる電流
密度の均一性を増大させる。めっき表面に対する電流密
度のこのような均一性は、電解質セル２６０２の幅の全
体にわたって、基板シード層上の電解質溶液からの金属
イオンのより均一な分布をもたらす。
センブリ２６０６への陽極被覆２６１０の適用は、長期
間めっきに使用した後にも電界生成面がほぼ平坦なまま
であることを保証し、その結果、陽極アッセンブリ２６
０６と基板２２の間に生成される電界の均一性を増大さ
せ、基板２２の上のシード層の表面の全体にわたる電流
密度の均一性を増大させる。めっき表面に対する電流密
度のこのような均一性は、電解質セル２６０２の幅の全
体にわたって、基板シード層上の電解質溶液からの金属
イオンのより均一な分布をもたらす。
【００９２】貫通孔２６１２の寸法は、基板の下部表面
に印加される電界の均一性に対するいかなる異常も制限
するために、最小であることが望ましい。いくつかの実
施の形態においては、電解質溶液との化学反応を制限す
るために、貫通孔の内部表面は被覆される。他の実施形
態においては、貫通孔は被覆されないままである。貫通
孔が被覆されていない実施の形態では、正常使用中は、
陽極からの電界の異常が基板の下部表面に印加されない
レベルに、貫通孔の幅の寸法が寸法内に留まることを保
証することが重要である。
に印加される電界の均一性に対するいかなる異常も制限
するために、最小であることが望ましい。いくつかの実
施の形態においては、電解質溶液との化学反応を制限す
るために、貫通孔の内部表面は被覆される。他の実施形
態においては、貫通孔は被覆されないままである。貫通
孔が被覆されていない実施の形態では、正常使用中は、
陽極からの電界の異常が基板の下部表面に印加されない
レベルに、貫通孔の幅の寸法が寸法内に留まることを保
証することが重要である。
【００９３】たとえば、陽極アッセンブリ２６０６の片
側の上の金属イオンの濃度を増加させると、電解質セル
のその面の上の基板シード層上の金属膜堆積を増加させ
る恐れがある。したがって、貫通孔２６１２は、陽極本
体２６０８および陽極被覆２６１０を通してほぼ垂直に
延びており、電解質溶液が貫通孔の部分を通って上方へ
流れることを可能にする。従来の穴あけされた陽極構成
の１例が、「金属層の均一な堆積のための穴あけされた
陽極」と題する、２０００年３月２４日に出願された、
Dordi への米国特許出願番号第０９／５３４，９５１
号に説明されている（参照して本明細書に組み入れ
る）。貫通孔２６１２は、陽極本体２６０８の表面積の
全体にわたってほぼ均一に分布していることが望まし
い。電解質溶液が陽極本体を通して上方向に垂直に流れ
ることを可能にするために、たとえば、これらの貫通孔
は、格子状の穴あけされた陽極構成で、１６分の１イン
チ毎から１インチ毎まで間隔を置いて配置することがで
きる。
側の上の金属イオンの濃度を増加させると、電解質セル
のその面の上の基板シード層上の金属膜堆積を増加させ
る恐れがある。したがって、貫通孔２６１２は、陽極本
体２６０８および陽極被覆２６１０を通してほぼ垂直に
延びており、電解質溶液が貫通孔の部分を通って上方へ
流れることを可能にする。従来の穴あけされた陽極構成
の１例が、「金属層の均一な堆積のための穴あけされた
陽極」と題する、２０００年３月２４日に出願された、
Dordi への米国特許出願番号第０９／５３４，９５１
号に説明されている（参照して本明細書に組み入れ
る）。貫通孔２６１２は、陽極本体２６０８の表面積の
全体にわたってほぼ均一に分布していることが望まし
い。電解質溶液が陽極本体を通して上方向に垂直に流れ
ることを可能にするために、たとえば、これらの貫通孔
は、格子状の穴あけされた陽極構成で、１６分の１イン
チ毎から１インチ毎まで間隔を置いて配置することがで
きる。
【００９４】貫通孔２６１２は、陽極アッセンブリ２６
０６の上の電解質セル２６０２内に収容された電解質溶
液の全体にわたるこれらの化学反応の均一性の増大を意
図している。陽極の上部表面が被覆された場合に金属イ
オンの発生が少ないことが判明すれば、電解質溶液と陽
極の間の化学反応を増大させる方法で、貫通孔を修正す
ることが望ましいこともある。たとえば、陽極本体２６
０８の中心部の上に発生する金属イオンが周辺の部分と
比較して少ないと想定すれば、金属イオンの発生が少な
い位置に対応して、貫通孔２６１２の数あるいは寸法
を、陽極本体２６０８の中心部で増加することもでき
る。
０６の上の電解質セル２６０２内に収容された電解質溶
液の全体にわたるこれらの化学反応の均一性の増大を意
図している。陽極の上部表面が被覆された場合に金属イ
オンの発生が少ないことが判明すれば、電解質溶液と陽
極の間の化学反応を増大させる方法で、貫通孔を修正す
ることが望ましいこともある。たとえば、陽極本体２６
０８の中心部の上に発生する金属イオンが周辺の部分と
比較して少ないと想定すれば、金属イオンの発生が少な
い位置に対応して、貫通孔２６１２の数あるいは寸法
を、陽極本体２６０８の中心部で増加することもでき
る。
【００９５】ＥＣＰ装置の一実施形態において、陽極本
体２６０８を通る貫通孔は陽極被覆を施されていない、
したがって、電解質溶液が貫通孔の中を垂直に上方向に
移動するにつれて、陽極本体の表面領域の貫通孔の表面
を形成する部分は、貫通孔を通して上方向に流れている
電解質溶液と化学的に反応する。図１８の実施の形態で
は穴あけされた陽極が使用されているが、中実の銅の陽
極を使用してもよいことが予見される。中実の陽極が使
用される場合、電解質セル内の電解質溶液の金属イオン
の均一性を実現するために、なんらかの手段を設けるこ
とも可能である。このような手段は、陽極と、そこを通
って金属イオンが流れる電解質溶液を収容しているシー
ド層との間の距離を増加することを含んでも良いが、そ
れに限定されない。この増加された距離は、シード層の
全体にわたる金属イオンの濃度が、電解質セルの幅の全
体にわたって拡散により、さらに均一になることを可能
にする。電解質溶液が上方へ流れるにつれて、電解質セ
ルの幅の全体にわたって電解質溶液内の金属イオンを混
合させるために、羽根、バッフル、あるいは他の類似の
流体の流れデフレクタ（図示せず）を、電解質セルの中
に設けても良い。
体２６０８を通る貫通孔は陽極被覆を施されていない、
したがって、電解質溶液が貫通孔の中を垂直に上方向に
移動するにつれて、陽極本体の表面領域の貫通孔の表面
を形成する部分は、貫通孔を通して上方向に流れている
電解質溶液と化学的に反応する。図１８の実施の形態で
は穴あけされた陽極が使用されているが、中実の銅の陽
極を使用してもよいことが予見される。中実の陽極が使
用される場合、電解質セル内の電解質溶液の金属イオン
の均一性を実現するために、なんらかの手段を設けるこ
とも可能である。このような手段は、陽極と、そこを通
って金属イオンが流れる電解質溶液を収容しているシー
ド層との間の距離を増加することを含んでも良いが、そ
れに限定されない。この増加された距離は、シード層の
全体にわたる金属イオンの濃度が、電解質セルの幅の全
体にわたって拡散により、さらに均一になることを可能
にする。電解質溶液が上方へ流れるにつれて、電解質セ
ルの幅の全体にわたって電解質溶液内の金属イオンを混
合させるために、羽根、バッフル、あるいは他の類似の
流体の流れデフレクタ（図示せず）を、電解質セルの中
に設けても良い。
【００９６】電解質セルは、陽極とシード層の間の距離
が十分大きいように、したがって、電解質セルの幅の全
体にわたって拡散によってほぼ均一になるように金属イ
オンが混合するように、構成することができる。電解質
セルの全体にわたって金属イオンの均一性を増大させる
ための、これらの混合技術の組み合わせは、被覆陽極と
の組み合わせで使用される要素の意図する範囲に含まれ
る。陽極と電解質溶液の間の化学反応は、金属イオン、
たとえば銅イオンを電解質溶液の中へ放出する。類似の
化学反応が、陽極本体２６０８と電解質溶液の間で下部
表面２６２１に沿って、また、陽極本体２６０８の側部
表面２６２２で、起きることがある。
が十分大きいように、したがって、電解質セルの幅の全
体にわたって拡散によってほぼ均一になるように金属イ
オンが混合するように、構成することができる。電解質
セルの全体にわたって金属イオンの均一性を増大させる
ための、これらの混合技術の組み合わせは、被覆陽極と
の組み合わせで使用される要素の意図する範囲に含まれ
る。陽極と電解質溶液の間の化学反応は、金属イオン、
たとえば銅イオンを電解質溶液の中へ放出する。類似の
化学反応が、陽極本体２６０８と電解質溶液の間で下部
表面２６２１に沿って、また、陽極本体２６０８の側部
表面２６２２で、起きることがある。
【００９７】図１８について考察すると、陽極アッセン
ブリ２６０６は、均一な電解質溶液流体の流れ、ほぼ水
平な平坦な電界生成面２６１９、シード層の上の均一な
金属膜堆積プロセス、および、陽極からの金属イオンの
適切な放出、と共に電解質セル２６０２のすべての動
作、を提供するように構成されている。さらに、陽極被
覆は、電解質セル２６０２との電界生成面２６１９の化
学反応を制限する。より平坦な電界生成面２６１９を維
持するこの制限された化学反応の効果は、基板２２上の
シード層上の電流密度の均一性を増大させることであ
り、したがって、基板シード層の表面の全体にわたる金
属膜堆積の均一性を増大させることである。
ブリ２６０６は、均一な電解質溶液流体の流れ、ほぼ水
平な平坦な電界生成面２６１９、シード層の上の均一な
金属膜堆積プロセス、および、陽極からの金属イオンの
適切な放出、と共に電解質セル２６０２のすべての動
作、を提供するように構成されている。さらに、陽極被
覆は、電解質セル２６０２との電界生成面２６１９の化
学反応を制限する。より平坦な電界生成面２６１９を維
持するこの制限された化学反応の効果は、基板２２上の
シード層上の電流密度の均一性を増大させることであ
り、したがって、基板シード層の表面の全体にわたる金
属膜堆積の均一性を増大させることである。
【００９８】図１９は、陽極が２つの個別の陽極構成要
素に細分されたＥＣＰ装置２７００の別の実施の形態を
示す。１つの陽極構成要素は「金属イオン生成陽極」と
呼ばれ、金属イオンの生成に関し、１つの実施の形態に
おいては、電解質溶液に対して電界を生成する。他の陽
極構成要素は、基板の下部表面の全体にわたるシード層
に印加される、電解質溶液内の電界の均一性の増大に関
する。ＥＣＰ装置２７００は、基板ホルダ２６０４、基
板２２（下向きのシード層）、内部に電解質溶液を収容
するように構成された電解質セル２６０２、被覆された
電界均一性増強陽極２７０６、および金属イオン生成陽
極２７１０を有する。金属イオン生成陽極２７１０は、
電解質溶液との化学反応により金属イオンを生成するよ
うに作用する。金属イオンは、電解質セル２６０２の幅
の全体にわたって、ほぼ均一に分布していることが望ま
しい。金属イオン生成陽極２７１０は、陽極本体２７１
０および複数の電気的貫通孔２７１２を有する。電流／
電圧は、電界生成陽極２７１０が電解質セル２６０２内
に収容された電解質溶液の中に金属イオンを生成するよ
うな方法で、電気的貫通孔２７１２に印加される。
素に細分されたＥＣＰ装置２７００の別の実施の形態を
示す。１つの陽極構成要素は「金属イオン生成陽極」と
呼ばれ、金属イオンの生成に関し、１つの実施の形態に
おいては、電解質溶液に対して電界を生成する。他の陽
極構成要素は、基板の下部表面の全体にわたるシード層
に印加される、電解質溶液内の電界の均一性の増大に関
する。ＥＣＰ装置２７００は、基板ホルダ２６０４、基
板２２（下向きのシード層）、内部に電解質溶液を収容
するように構成された電解質セル２６０２、被覆された
電界均一性増強陽極２７０６、および金属イオン生成陽
極２７１０を有する。金属イオン生成陽極２７１０は、
電解質溶液との化学反応により金属イオンを生成するよ
うに作用する。金属イオンは、電解質セル２６０２の幅
の全体にわたって、ほぼ均一に分布していることが望ま
しい。金属イオン生成陽極２７１０は、陽極本体２７１
０および複数の電気的貫通孔２７１２を有する。電流／
電圧は、電界生成陽極２７１０が電解質セル２６０２内
に収容された電解質溶液の中に金属イオンを生成するよ
うな方法で、電気的貫通孔２７１２に印加される。
【００９９】この別の実施の形態に対して、金属イオン
生成陽極２７１０の陽極本体２７１０は、中実の銅の陽
極、貫通孔を有する中実の銅の陽極、１つまたは複数の
被覆された表面を有する陽極、あるいは、他の陽極本体
構成として、構成することができる。電界均一性増強陽
極２７０６は、電解質セル２６０２の幅の全体にわたっ
て電解質溶液内にほぼ均一な電界を供給するように作用
する。電解質セル２６０２の幅の全体にわたるこのほぼ
均一な電界は、めっき工程の間、基板２２の上のシード
層に印加される電流密度の均一性を増大させるように作
用する。シード層の全体にわたる、すなわち、シード層
の中心からシード層の周囲までの電流密度の均一性の増
大は、さらに、シード層の全体にわたる金属膜堆積速度
の均一性を増大させる。
生成陽極２７１０の陽極本体２７１０は、中実の銅の陽
極、貫通孔を有する中実の銅の陽極、１つまたは複数の
被覆された表面を有する陽極、あるいは、他の陽極本体
構成として、構成することができる。電界均一性増強陽
極２７０６は、電解質セル２６０２の幅の全体にわたっ
て電解質溶液内にほぼ均一な電界を供給するように作用
する。電解質セル２６０２の幅の全体にわたるこのほぼ
均一な電界は、めっき工程の間、基板２２の上のシード
層に印加される電流密度の均一性を増大させるように作
用する。シード層の全体にわたる、すなわち、シード層
の中心からシード層の周囲までの電流密度の均一性の増
大は、さらに、シード層の全体にわたる金属膜堆積速度
の均一性を増大させる。
【０１００】被覆された電界均一性増強陽極２７０６
は、導電性コア２７２０、化学的に不活性な被覆２７２
２、および、適切な支持部材を使用して金属イオン生成
陽極２７１０の上の中心を合わせた所定の位置に電界均
一性増強陽極２７０６を維持するように構成された上部
電気的貫通孔２７２４を有する。導電性コア２７２０
は、アルミニウム、銅、あるいは他の電気的に導電性の
材料のような材料で作ることができる。導電性コア２７
２０は、不活性被覆２７２２により取り囲まれ、電解質
溶液に対して封止されている。不活性被覆２７２２は、
不活性な化合物、あるいはＴａ、ＴａＮのような合金で
作られても良く、あるいは代わりに、電界均一性増強陽
極２７０６の電界生成能力を実質的に減少せずに、導電
性コア２７２０にとって電解質溶液に対する封止能力を
備えた何らかの不活性なプラスチック材料により作られ
ても良い。
は、導電性コア２７２０、化学的に不活性な被覆２７２
２、および、適切な支持部材を使用して金属イオン生成
陽極２７１０の上の中心を合わせた所定の位置に電界均
一性増強陽極２７０６を維持するように構成された上部
電気的貫通孔２７２４を有する。導電性コア２７２０
は、アルミニウム、銅、あるいは他の電気的に導電性の
材料のような材料で作ることができる。導電性コア２７
２０は、不活性被覆２７２２により取り囲まれ、電解質
溶液に対して封止されている。不活性被覆２７２２は、
不活性な化合物、あるいはＴａ、ＴａＮのような合金で
作られても良く、あるいは代わりに、電界均一性増強陽
極２７０６の電界生成能力を実質的に減少せずに、導電
性コア２７２０にとって電解質溶液に対する封止能力を
備えた何らかの不活性なプラスチック材料により作られ
ても良い。
【０１０１】上部電気的貫通孔２７２４は、電解質セル
２６０２の側面を通すことが可能であり、必要に応じて
導電性コア２７２０に電流／電圧を供給するために、導
電性コア２７２０と電気的に接続することが可能であ
る。さらに上部電気的貫通孔２７２４は、電気的導電素
子の電解質セル内に収容された電解質溶液との化学反応
を制限するために、封止されている。フロー・スルー・
アパーチャ２７２６は、電解質溶液および／または電解
質溶液に含まれる金属イオンが電界均一性増強陽極２７
０６の下から電界均一性増強陽極２７０６の上へ上向き
に流れることを可能にするために、電界均一性増強陽極
２７０６を介して延びている。
２６０２の側面を通すことが可能であり、必要に応じて
導電性コア２７２０に電流／電圧を供給するために、導
電性コア２７２０と電気的に接続することが可能であ
る。さらに上部電気的貫通孔２７２４は、電気的導電素
子の電解質セル内に収容された電解質溶液との化学反応
を制限するために、封止されている。フロー・スルー・
アパーチャ２７２６は、電解質溶液および／または電解
質溶液に含まれる金属イオンが電界均一性増強陽極２７
０６の下から電界均一性増強陽極２７０６の上へ上向き
に流れることを可能にするために、電界均一性増強陽極
２７０６を介して延びている。
【０１０２】基板の下部表面に印加される電界の均一性
に対するいかなる異常も制限するために、フロー・スル
ー・アパーチャ２７２６の寸法は最小であることが望ま
しい。いくつかの実施の形態では、フロー・スルー・ア
パーチャ２７２６の内部表面は、電解質溶液との化学反
応を制限するために、被覆されている。他の実施形態に
おいては、貫通孔は被覆されないままである。フロー・
スルー・アパーチャ２７２６が被覆されていない実施の
形態では、正常使用中は、フロー・スルー・アパーチャ
の結果として、陽極からの電界の異常が基板の下部表面
に印加されないレベルに、フロー・スルー・アパーチャ
の幅の寸法が寸法内に留まることを保証することが重要
である。
に対するいかなる異常も制限するために、フロー・スル
ー・アパーチャ２７２６の寸法は最小であることが望ま
しい。いくつかの実施の形態では、フロー・スルー・ア
パーチャ２７２６の内部表面は、電解質溶液との化学反
応を制限するために、被覆されている。他の実施形態に
おいては、貫通孔は被覆されないままである。フロー・
スルー・アパーチャ２７２６が被覆されていない実施の
形態では、正常使用中は、フロー・スルー・アパーチャ
の結果として、陽極からの電界の異常が基板の下部表面
に印加されないレベルに、フロー・スルー・アパーチャ
の幅の寸法が寸法内に留まることを保証することが重要
である。
【０１０３】金属イオン生成陽極２７１０は電界均一性
増強陽極２７０６よりもシード層から離れて配置されて
いるので、シード層１５の全体にわたって生成された電
流密度レベルに対する電気的効果は、金属イオン生成陽
極２７１０よりも電界均一性増強陽極２７０６によって
支配される。したがって、導電性コア２７２０のほぼ平
坦な上部表面２７２３を維持することは、シード層の全
体にわたって電流密度の均一性を増大するための、陽極
２７０６と２７１０の間の主要な陽極に対する考慮であ
る。したがって、めっき工程の間に、シード層の全体に
わたって生成された電流密度に対する効果が金属イオン
生成陽極２７１０よりも電界均一性増強陽極２７０６に
よる方が強いように、電気的貫通孔２７１２を介して金
属イオン生成陽極２７１０に印加された電流／電圧レベ
ルが、電気的貫通孔２７２４を介して電界生成陽極２７
０６に印加された電流／電圧レベルの量を超えないこと
を保証することが重要である。金属イオン生成陽極２７
１０の電流／電圧レベルから生ずる陽極に対する電流密
度効果を制限するために、陽極２７０６と２７１０の間
の垂直距離は、増加することができる。
増強陽極２７０６よりもシード層から離れて配置されて
いるので、シード層１５の全体にわたって生成された電
流密度レベルに対する電気的効果は、金属イオン生成陽
極２７１０よりも電界均一性増強陽極２７０６によって
支配される。したがって、導電性コア２７２０のほぼ平
坦な上部表面２７２３を維持することは、シード層の全
体にわたって電流密度の均一性を増大するための、陽極
２７０６と２７１０の間の主要な陽極に対する考慮であ
る。したがって、めっき工程の間に、シード層の全体に
わたって生成された電流密度に対する効果が金属イオン
生成陽極２７１０よりも電界均一性増強陽極２７０６に
よる方が強いように、電気的貫通孔２７１２を介して金
属イオン生成陽極２７１０に印加された電流／電圧レベ
ルが、電気的貫通孔２７２４を介して電界生成陽極２７
０６に印加された電流／電圧レベルの量を超えないこと
を保証することが重要である。金属イオン生成陽極２７
１０の電流／電圧レベルから生ずる陽極に対する電流密
度効果を制限するために、陽極２７０６と２７１０の間
の垂直距離は、増加することができる。
【０１０４】電界均一性増強陽極２７０６のアパーチャ
２７２６は、その中を通る金属イオンを含む電解質溶液
の上向きの流れを実質的に制限しないように、フロー・
スルー・アパーチャ２７２６のそれぞれが所定の大きさ
に作られている格子状のパターンに構成することができ
る。したがって、アパーチャ２７２６の直径は、約１６
分の１インチ以上とは異なることもある。不活性金属被
覆２７２０は、実際上、上部陽極表面、下部陽極表面、
および／またはフロー・スルー・アパーチャ２７２６の
表面のどの上に被覆されてもよく、それらを介して流れ
る電解質溶液に対して導電性コア２７２０の材料を封止
する。
２７２６は、その中を通る金属イオンを含む電解質溶液
の上向きの流れを実質的に制限しないように、フロー・
スルー・アパーチャ２７２６のそれぞれが所定の大きさ
に作られている格子状のパターンに構成することができ
る。したがって、アパーチャ２７２６の直径は、約１６
分の１インチ以上とは異なることもある。不活性金属被
覆２７２０は、実際上、上部陽極表面、下部陽極表面、
および／またはフロー・スルー・アパーチャ２７２６の
表面のどの上に被覆されてもよく、それらを介して流れ
る電解質溶液に対して導電性コア２７２０の材料を封止
する。
【０１０５】基板２２の上のシード層上の各点から導電
性コア２７２０の上部表面上のその最も近くの位置への
距離がほぼ一定であるように、導電性コア２７２０の上
部表面は、ほぼ平坦であり、基板上のシード層に平行で
あるよう選択される。このような距離の均一性は、基板
シード層の全体にわたって中心から周囲へ生成される電
流密度の均一性を増大させる。さらに、上部表面と電解
質溶液の間の化学反応を制限するにより、導電性コア２
７２０の実質的に水平な上部表面を維持することは、金
属膜堆積速度はシード層における電流密度の関数である
から、基板シード層の全体にわたって金属膜の堆積速度
の均一性を増大させる。導電性コア２７２０は不活性被
覆２７２２によって電解質溶液との接触に対して封止さ
れているので、電界均一性増強陽極２７０６の有効寿命
を通じて実質的に水平な上部表面は維持される。
性コア２７２０の上部表面上のその最も近くの位置への
距離がほぼ一定であるように、導電性コア２７２０の上
部表面は、ほぼ平坦であり、基板上のシード層に平行で
あるよう選択される。このような距離の均一性は、基板
シード層の全体にわたって中心から周囲へ生成される電
流密度の均一性を増大させる。さらに、上部表面と電解
質溶液の間の化学反応を制限するにより、導電性コア２
７２０の実質的に水平な上部表面を維持することは、金
属膜堆積速度はシード層における電流密度の関数である
から、基板シード層の全体にわたって金属膜の堆積速度
の均一性を増大させる。導電性コア２７２０は不活性被
覆２７２２によって電解質溶液との接触に対して封止さ
れているので、電界均一性増強陽極２７０６の有効寿命
を通じて実質的に水平な上部表面は維持される。
【０１０６】金属イオン生成陽極２７１０の陽極本体２
７１０は、電解質セル２６０２の幅の全体にわたって、
ほぼ均一に金属イオンを発生する。これらの金属イオン
は、電解質セルの中を金属イオン生成陽極２７１０から
基板２２に向かって、金属イオン生成陽極２７１０と基
板２２の上のシード層の間に形成された電界、および電
解質セル２６０２内の電解質溶液のおおむね上向きの流
れを含む手段の組み合わせを使用して、上方へ運ばれ
る。金属イオンと電解質溶液は、電界均一性増強陽極２
７０６内のフロー・スルー・アパーチャ２７２６を通っ
て上方へ流れる。電界均一性増強陽極２７０６により生
成された電気力線は、電界均一性増強陽極から基板上の
シード層へほぼ上向きに延びている。理想的には、電解
質セル２６０２、電界均一性増強陽極２７０６、および
基板２２の上のシード層は、電界均一性増強陽極２７０
６から基板シード層へ延びる電気力線がほぼ平行である
ように、構成される。電界均一性増強陽極２７０６から
基板２２上のシード層へのこのようなほぼ平行な電気力
線は、基板２２上のシード層の全体にわたって利用でき
る金属イオンの均一性を増大させる。したがって、金属
イオン生成陽極２７０６は、電解質セル内の電解質溶液
の中に、電解質セル２６０２の幅の全体にわたってほぼ
均一に金属イオンを発生させ、電界均一性増強陽極２７
０６は、電解質セル内に収容された電解質溶液の幅の全
体にわたって、電解質溶液内の金属イオンが基板上のシ
ード層に堆積する時まで、金属イオン分布のこの均一性
を維持するように作用する。
７１０は、電解質セル２６０２の幅の全体にわたって、
ほぼ均一に金属イオンを発生する。これらの金属イオン
は、電解質セルの中を金属イオン生成陽極２７１０から
基板２２に向かって、金属イオン生成陽極２７１０と基
板２２の上のシード層の間に形成された電界、および電
解質セル２６０２内の電解質溶液のおおむね上向きの流
れを含む手段の組み合わせを使用して、上方へ運ばれ
る。金属イオンと電解質溶液は、電界均一性増強陽極２
７０６内のフロー・スルー・アパーチャ２７２６を通っ
て上方へ流れる。電界均一性増強陽極２７０６により生
成された電気力線は、電界均一性増強陽極から基板上の
シード層へほぼ上向きに延びている。理想的には、電解
質セル２６０２、電界均一性増強陽極２７０６、および
基板２２の上のシード層は、電界均一性増強陽極２７０
６から基板シード層へ延びる電気力線がほぼ平行である
ように、構成される。電界均一性増強陽極２７０６から
基板２２上のシード層へのこのようなほぼ平行な電気力
線は、基板２２上のシード層の全体にわたって利用でき
る金属イオンの均一性を増大させる。したがって、金属
イオン生成陽極２７０６は、電解質セル内の電解質溶液
の中に、電解質セル２６０２の幅の全体にわたってほぼ
均一に金属イオンを発生させ、電界均一性増強陽極２７
０６は、電解質セル内に収容された電解質溶液の幅の全
体にわたって、電解質溶液内の金属イオンが基板上のシ
ード層に堆積する時まで、金属イオン分布のこの均一性
を維持するように作用する。
【０１０７】本明細書において、本発明による教示を含
むさまざまな実施の形態を示し、詳細に説明したが、当
業者はこれらの教示を含む他の多くの多様な実施の形態
を容易に案出することができる。
むさまざまな実施の形態を示し、詳細に説明したが、当
業者はこれらの教示を含む他の多くの多様な実施の形態
を容易に案出することができる。
【図１】電気化学的めっき（ＥＣＰ）装置の一実施形態
の断面図である。
の断面図である。
【図２】ＥＣＰ装置の他の実施形態の斜視図である。
【図３】図２のＥＣＰ装置の概略平面図である。
【図４】ＥＣＰプロセスに使用されるプロセスセルの一
実施形態の断面図である。
実施形態の断面図である。
【図５】図４の陰極接触リングの一実施形態の部分断面
斜視図である。
斜視図である。
【図６】各コンタクトを介する電気めっき装置を表す電
気回路の単純化された概略図である。
気回路の単純化された概略図である。
【図７】電解質補給装置の一実施形態の概略図である。
【図８】急速昇降アニール・チャンバの一実施形態の断
面図である。
面図である。
【図９】陰極接触リングの他の実施形態の斜視図であ
る。
る。
【図１０】封入された陽極の一実施形態の断面図であ
る。
る。
【図１１】封入された陽極の他の実施形態の断面図であ
る。
る。
【図１２】封入された陽極の他の実施形態の断面図であ
る。
る。
【図１３】封入された陽極のさらに他の実施形態の断面
図である。
図である。
【図１４】フリッパーロボットを有するメインフレーム
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図１５】回転可能なヘッド組立体を有する基板ホルダ
装置の他の実施形態である。
装置の他の実施形態である。
【図１６】脱気モジュールの一実施形態の断面図であ
る。
る。
【図１７】脱気モジュールの他の実施形態の側部断面図
である。
である。
【図１８】陽極の一実施形態を含むＥＣＰ装置を示す。
【図１９】陽極の他の実施形態を含むＥＣＰ装置を示
す。
す。
１２ 電解質セル １４ 基板ホルダ装置 １６ 陽極 ２０ 接触リング ２２２ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン メイダン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス アルトス ヒルズ， ミュリエッタ レーン 12000 Ｆターム(参考） 4K024 AA09 BA15 BB12 CB06 DA09
Claims (27)
- 【請求項１】 めっき装置用の陽極アッセンブリであっ
て、 電界生成部および電解質溶液化学反応部を有する陽極を
含み、前記電界生成部は不活性材料を含む、陽極アッセ
ンブリ。 - 【請求項２】 前記電界生成部は、めっきされる基板の
全体にわたりほぼ均一な電界を発生するように作用す
る、請求項１に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項３】 前記不活性金属は、タンタル、チタンお
よびタングステンの群からの１つまたは複数の金属を含
む、請求項１に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項４】 前記陽極の電界生成部は、前記不活性材
料で被覆された平坦な表面を実質的に含み、前記平坦な
表面は基板上のシード層にほぼ平行に定置され、前記シ
ード層および前記陽極は共に電解質溶液に浸される、請
求項１に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項５】 前記電解質溶液化学反応部は、前記電解
質溶液の中に金属イオンを発生するように電解質溶液と
化学的に反応する、請求項１に記載の陽極アッセンブ
リ。 - 【請求項６】 前記電界生成部および前記電解質溶液化
学反応部は、異なる構成要素の上に形成される、請求項
１に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項７】 前記陽極に隣接して配置されたフィルタ
をさらに有し、前記フィルタは膜フィルタである、請求
項１に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項８】 前記フィルタは、前記陽極による前記電
解質溶液中への粒子の発生を制限する、請求項７に記載
の陽極アッセンブリ。 - 【請求項９】 前記陽極は、前記陽極アッセンブリを介
して延びる貫通孔を有する、請求項１に記載の陽極アッ
センブリ。 - 【請求項１０】 前記貫通孔は、前記貫通孔を介して流
れる電解質溶液と反応するための表面を含む、請求項９
に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項１１】 前記電界生成部および前記電解質溶液
化学反応部は、隣接した構成要素の上に形成される、請
求項１に記載の陽極アッセンブリ。 - 【請求項１２】 前記電界生成部は、前記電解質溶液化
学反応部とは構造上異なる、請求項１に記載の陽極アッ
センブリ。 - 【請求項１３】 基板を受け入れ、前記基板上のシード
層上に金属膜を堆積するように構成された電気化学的め
っきシステムであって、前記電気化学的めっきシステム
は、 ほぼ平坦な電界生成部および電解質溶液化学反応部を有
する陽極であり、前記電界生成部は不活性材料を含む、
陽極と、 電解質セルとを有する、電気化学的めっきシステム。 - 【請求項１４】 前記電界生成部は、ほぼ平坦であり、
前記基板上の前記シード層にほぼ平行であるように定置
されている、請求項１３に記載の電気化学的めっきシス
テム。 - 【請求項１５】 前記不活性材料は、不活性金属である
請求項１３に記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項１６】 前記不活性金属は、タンタル、チタン
およびタングステンの群からの１つまたは複数の金属を
含む、請求項１５に記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項１７】 前記陽極の前記ほぼ平坦な電界生成部
は前記不活性材料で被覆された平坦な表面を含み、前記
平坦な表面は基板上のシード層にほぼ平行に定置されて
おり、前記シード層および前記陽極は共に電解質溶液に
浸される、請求項１３に記載の電気化学的めっきシステ
ム。 - 【請求項１８】 前記電解質溶液化学反応部は、前記電
解質溶液内に金属イオンを発生させるために、電解質溶
液と化学的に反応する請求項１３に記載の電気化学的め
っきシステム。 - 【請求項１９】 前記平坦な電界生成部および前記電解
質溶液化学反応部は、異なる構成要素の上に形成され
る、請求項１３に記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項２０】 前記陽極に隣接して配置されたフィル
タをさらに含み、前記フィルタは膜フィルタである、請
求項１３に記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項２１】 前記フィルタは、前記陽極による前記
電解質溶液中への粒子の発生を制限する、請求項２０に
記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項２２】 前記陽極は、前記陽極アッセンブリを
介して延びる貫通孔を有する、請求項１３に記載の電気
化学的めっきシステム。 - 【請求項２３】 前記貫通孔は、前記貫通孔を介して流
れる電解質溶液と反応するための表面を含む、請求項２
２に記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項２４】 前記平坦な電界生成部および前記電解
質溶液化学反応部は、隣接した構成要素の上に形成され
る、請求項２２に記載の電気化学的めっきシステム。 - 【請求項２５】 前記平坦な電界生成部は、前記電解質
溶液化学反応部とは構造上異なる、請求項１３に記載の
電気化学的めっきシステム。 - 【請求項２６】 陽極を使用して基板上のシード層上に
金属膜を堆積する方法であって、前記方法は、 被覆された陽極を電解質溶液内に浸すステップであり、
前記被覆された陽極は、ほぼ平坦な電界生成部および電
解質溶液化学反応部を含み、前記平坦な電界生成部は不
活性材料を含む、ステップと、 前記シード層を前記電解質溶液中に浸すステップと、 前記陽極と前記シード層との間に電圧を印加するステッ
プとを含む、方法。 - 【請求項２７】 前記シード層が前記ほぼ平坦な電界生
成部にほぼ平行である位置まで、前記シード層が前記電
解質溶液に浸される、請求項２６に記載の方法。
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