JP2002173795A - めっき装置及びめっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 添加剤の消耗量を抑え、効率的にめっき液を
使用することでランニングコストと環境負荷の低減を同
時に実現することができ、また、高品質のめっき処理を
行うことができるめっき装置を提供する。 【解決手段】 めっき液４５を保持するめっき槽５０
と、カソードに接続された基板Ｗを少なくともめっき液
４５中で保持するヘッド部４７と、めっき槽５０の内部
に配置されるアノード４８と、添加剤を含んだめっき液
４５をめっき槽５０に供給するめっき液噴出ノズル５３
とを備える。めっき液噴出ノズル５３は、非めっき処理
時に、めっき処理時に供給するめっき液４５よりも少量
のめっき液４５をめっき槽５０に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、めっき装置及びめ
っき方法に係り、特に半導体基板に形成された配線用の
窪みに銅等の金属を充填するためのめっき装置及びめっ
き方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１９（ａ）乃至図１９（ｃ）は、この
種の銅配線基板Ｗの製造例を工程順に示すものである。
図１９（ａ）に示すように、半導体素子が形成された半
導体基材１上の導電層１ａ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が形成されている。
そして、これらの上に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スパッタリングや
ＣＶＤ等によりシード層７が形成されている。

【０００３】そして、基板Ｗの表面に銅めっきを施すこ
とで、図１９（ｂ）に示すように、半導体基材１のコン
タクトホール３及び溝４内に銅を充填するとともに、絶
縁膜２上に銅層６を堆積する。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及び配線用の溝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１９（ｃ）に示すように銅層６からなる配
線が形成される。

【０００４】銅層を形成する電解銅めっきにおいては、
めっき液として、その組成に硫酸銅と硫酸を含む硫酸銅
めっき液が一般に使用されている。近年の微細配線化に
伴い、配線溝又はプラグの形状が高アスペクト比となっ
ているが、硫酸銅めっき液を用いた電解銅めっきによっ
て微細配線パターンに銅の埋め込みを行うためには、均
一電着性及びレベリング性の高いめっきプロセスを実現
する必要がある。このため、めっき液に添加剤と呼ばれ
る化合物を加えることが一般に行われている。この添加
剤は、析出反応の速度を局所的に制御して被めっき面上
での金属イオンの析出を全体として平準化する働きをす
るものである。このような添加剤としては、 めっき面の随所に結晶核を生成させて析出粒子の微
細化を促進するキャリアと呼ばれる硫黄化合物、 銅析出の過電圧を高めて均一電着性を向上させるポ
リマ、 めっきが成長しやすい凸部に吸着し過電圧を増加さ
せて凸部の析出を遅らせることにより平坦なめっきを可
能とするレベラと呼ばれる窒素化合物、が一般に使用さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】めっき液の管理におい
ては、ある一定処理時間毎に所定量のめっき液成分を補
給し、それを何回か繰り返したらめっき浴全体を交換す
るということが一般に行われている。ここで、めっき液
に含まれる添加剤は、析出する金属膜内への添加剤の取
込、アノードにおける酸化分解などにより、めっき処理
の進行に伴って徐々に消耗されるが、添加剤の消耗量が
多い場合には、頻繁にめっき浴全体を取り替える必要が
ある。従って、めっき液の効率的な使用及びそのランニ
ングコストの低減のためには、添加剤の消耗量を抑える
ことが求められている。

【０００６】特に、近年、さまざまな生産プロセスにお
いて、環境負荷をできるかぎり低減することが求められ
ており、高濃度の廃液を発生する可能性の高いめっきプ
ロセスにおいては、特にめっき浴の長寿命化が期待され
ている。このような観点からも添加剤の消耗量を抑え、
めっき液を無駄なく使うことが時代の流れとなってい
る。

【０００７】また、めっき液に含まれる添加剤は、添加
量そのものはごくわずかであるにもかかわらず、その効
果はきわめて顕著であり、厳密にその濃度を管理しなけ
れば却って逆効果をもたらすことがある。このような観
点からも添加剤の消耗量を低減し、添加剤の濃度を一定
に保つことが好ましい。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、添加剤の消耗量を抑え、効率的
にめっき液を使用することでランニングコストと環境負
荷の低減を同時に実現することができ、また、高品質の
めっき処理を行うことができるめっき装置及びめっき方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような従来技術にお
ける問題点を解決するために、本発明の一態様は、めっ
き槽に保持されためっき液中にカソードに接続された基
板とアノードとを配置し、添加剤を含んだめっき液を含
んだめっき液を上記めっき槽に供給しながら基板のめっ
きを行うめっき方法において、非めっき処理時に、めっ
き処理時に供給するめっき液よりも少量のめっき液を上
記めっき槽に供給することを特徴とする。

【００１０】これにより、めっき液に含まれる添加剤の
消耗量を抑えることができるので、めっき液を効率的に
使用して、ランニングコストと環境負荷の低減を同時に
実現することができる。また、めっき液に含まれる添加
剤の消耗量が少なくなることで、めっき液の含有成分の
変化を抑えることができるので、より高品質のめっき処
理が可能となる。

【００１１】また、本発明の他の態様は、めっき液を保
持するめっき槽と、カソードに接続された基板を少なく
とも上記めっき液中で保持する基板保持部と、上記めっ
き槽の内部に配置されるアノードと、めっき液を上記め
っき槽に供給するめっき液供給手段とを備えためっき装
置において、めっき液の電気伝導率よりも小さい電気伝
導率の高抵抗要素を上記基板とアノードとの間に配置
し、上記めっき液供給手段は、めっき処理に先立って上
記高抵抗要素に対してめっき液を供給することを特徴と
する。

【００１２】これにより、基板とアノードとの間に高抵
抗要素が配置された場合において、高抵抗要素の気孔の
内部に気泡が入り込んだとしても、この気泡を高抵抗要
素から追い出すことができるので、高抵抗要素の気孔の
内部に入り込んだ気泡がその絶縁作用により電流分布を
乱すことを防止することができ、基板全体に亘って均一
なめっき処理が可能となる。

【００１３】この場合において、上記めっき槽を密閉す
る密閉カバーと、上記高抵抗要素に対してめっき液を供
給する際に上記密閉カバーと上記めっき槽のめっき液と
の間に形成された密閉空間を減圧する減圧手段を備える
こととしてもよい。また、上記高抵抗要素に対してめっ
き液を供給する際に上記高抵抗要素を振動させる振動装
置を備えることとしてもよい。このようにすることで、
高抵抗要素から上述した気泡が出るのを促進することが
可能となり、より高品質なめっき処理が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るめっき装置の
第１の実施形態について図１乃至図１５を参照して詳細
に説明する。なお、本実施形態のめっき装置は、半導体
基板の表面に銅めっきを施して、この半導体基板の表面
に銅層からなる配線を形成するめっき装置を例として説
明するが、これ以外のめっき装置にも本発明を適用する
ことができる。

【００１５】図１は、本実施形態におけるめっき装置を
示す平面図である。図１に示すように、めっき装置は、
矩形状の設備１０内に配置されており、半導体基板の銅
めっきを連続的に行うように構成されている。この設備
１０は、仕切壁１１によってめっき空間１２と清浄空間
１３に仕切られ、これらの各めっき空間１２と清浄空間
１３は、それぞれ独自に給排気できるようになってい
る。上記仕切壁１１には開閉自在なシャッタ（図示せ
ず）が設けられている。また、清浄空間１３の圧力は、
大気圧より低く、且つめっき空間１２の圧力よりも高く
してあり、これにより、清浄空間１３内の空気が設備１
０の外部に流出することがなく、且つめっき空間１２内
の空気が清浄空間１３内に流入することがないようなっ
ている。

【００１６】上記清浄空間１３内には、基板収納用カセ
ットを載置する２つのカセットステージ１５と、めっき
処理後の基板を純水で洗浄（リンス）し乾燥する２基の
洗浄・乾燥装置１６が配置されている。また、清浄空間
１３内には、基板の搬送を行う固定タイプで回転自在な
第１搬送装置（４軸ロボット）１７が設置されている。
この洗浄・乾燥装置１６としては、例えば基板の表裏両
面に超純水を供給する洗浄液供給ノズルを有し、基板を
高速でスピンさせて脱水、乾燥させる形式のものが用い
られる。

【００１７】一方、めっき空間１２内には、基板のめっ
きの前処理を行い、前処理後の基板を反転機２０で反転
させる２基の前処理ユニット２１と、基板の表面に該表
面を下向きにして銅めっき処理を施す４基のめっき処理
ユニット２２と、基板を載置保持する２基の第１基板ス
テージ２３ａ，２３ｂが配置されている。また、めっき
空間１２内には、基板の搬送を行う自走タイプで回転自
在な第２搬送装置（４軸ロボット）２４が設置されてい
る。

【００１８】本実施形態においては、めっき後の基板を
薬液で洗浄する２基の薬液洗浄装置２５が清浄空間１３
内に配置されており、この薬液洗浄装置２５と上記洗浄
・乾燥装置１６との間に第２基板ステージ２６ａ，２６
ｂが配置されている。また、２基の薬液洗浄装置２５の
間には、基板の搬送を行う固定タイプで回転自在な第３
搬送装置（４軸ロボット）２７が設置されている。

【００１９】第１搬送装置１７は、カセットステージ１
５に載置されたカセット、洗浄・乾燥装置１６及び第２
基板ステージ２６ａ，２６ｂの間で基板を搬送し、第２
搬送装置２４は、第１基板ステージ２３ａ，２３ｂ、前
処理ユニット２１及びめっき処理ユニット２２の間で基
板を搬送する。また、第３搬送装置２７は、第１基板ス
テージ２３ａ，２３ｂ、薬液洗浄装置２５及び第２基板
ステージ２６ａ，２６ｂの間で基板を搬送する。なお、
第１基板ステージ２３ｂ及び第２基板ステージ２６ｂ
は、基板を水洗い可能に構成されており、また、基板を
反転させる反転機２０を備えている。

【００２０】図２は、設備１０内の気流の流れを示す。
清浄空間１３においては、配管３０より新鮮な外部空気
が取込まれ、この外部空気は、ファンにより高性能フィ
ルタ３１を通して清浄空間１３内に押込まれ、天井３２
ａよりダウンフローのクリーンエアとして洗浄・乾燥装
置１６及び薬液洗浄装置２５の周囲に供給される。供給
されたクリーンエアの大部分は、床３２ｂから循環配管
３３を通して天井３２ａ側に戻され、再び高性能フィル
タ３１を通してファンにより清浄空間１３内に押込まれ
て清浄空間１３内を循環する。一部の気流は、洗浄・乾
燥装置１６及び薬液洗浄装置２５内から配管３４により
外部に排気される。これにより、清浄空間１３内は、大
気圧より低い圧力に設定される。

【００２１】前処理ユニット２１及びめっき処理ユニッ
ト２２が存在するめっき空間１２は、清浄空間ではない
（汚染ゾーン）とはいいながらも、基板表面にパーティ
クルが付着することは許されない。このため、配管３５
から取込まれ高性能フィルタ３６を通して天井３７ａ側
からファンによりめっき空間１２内に押込まれたダウン
フローのクリーンエアを流すことにより、基板にパーテ
ィクルが付着することを防止している。しかしながら、
ダウンフローを形成するクリーンエアの全流量を外部か
らの給排気に依存すると、膨大な給排気量が必要とな
る。このため、めっき空間１２内を清浄空間１３より低
い圧力に保つ程度に配管３８より外部排気を行い、ダウ
ンフローの大部分の気流を床３７ｂから延びる循環配管
３９を通した循環気流でまかなうようにしている。

【００２２】これにより、循環配管３９から天井３７ａ
側に戻ったエアは、再びファンにより押込まれ高性能フ
ィルタ３６を通ってめっき空間１２内にクリーンエアと
して供給されて循環する。ここで、前処理ユニット２
１、めっき処理ユニット２２、第２搬送装置２４及びめ
っき液調整タンク４０からの薬液ミストや気体を含むエ
アは、上記配管３８を通して外部に排出されて、めっき
空間１２内は、清浄空間１３より低い圧力に設定され
る。

【００２３】ここで、上記前処理ユニット２１、第１基
板ステージ２３ｂ及び第２基板ステージ２６ｂに設けら
れている反転機２０を図３及び図４に示す。図３及び図
４に示すように、反転機２０は、モータ（図示せず）の
駆動に伴って回転するシールケース１１０と、このシー
ルケース１１０の内部に収容されたリンク等の機構によ
って開閉する円弧状の一対のハンド１１１と、このハン
ド１１１に垂設されたスタッド１１２に回転自在に支承
されて基板を把持するチャックコマ１１３とを備えてい
る。チャックコマ１１３で形成される平面は、シールケ
ース１１０の軸心と偏心量ｅだけオフセットした位置に
配置されている。

【００２４】このように構成することで、基板を把持し
てハンド１１１を反転させた時に、基板を上記偏心量ｅ
の２倍の距離２ｅだけ上下方向に同時に移動させること
ができ、これによって、例えば前処理ユニット２１の飛
散防止カバーに反転機２０の駆動部を貫通させるための
開口を設ける際に、この開口を前処理ユニット２１の基
板チャックの位置より上方に設けることが可能となる。

【００２５】ところで、設備１０内の第１基板ステージ
２３ａの下方には、調整運転用基板を収納する容器２８
が設けられている。上記第２搬送装置２４は、調整運転
用基板をこの容器２８から取り出し、調整運転終了後に
調整運転用基板を再び容器２８に戻すようになってい
る。このように、調整運転用基板を収容する容器２８を
設備１０の内部に設けることにより、調整運転の際に調
整運転用基板を外部から導入することに伴う汚染やスル
ープットの低下を防止することができる。

【００２６】なお、容器２８の配置位置は、いずれかの
搬送装置で調整運転用基板の取り出し及び収納が可能な
位置であれば、設備１０内のどの位置でもよいが、第１
基板ステージ２３ａの近傍に配置すれば、調整運転用基
板を使用した調整運転を前処理からめっき処理と始め、
洗浄し乾燥させた後に容器２８内に収容することができ
る。

【００２７】本実施形態においては、第１搬送装置１７
として、落し込みタイプの２本のハンドを有し、上側の
ハンドをドライハンド、下側のハンドをウエットハンド
としたものを使用し、一方、第２搬送装置２４及び第３
搬送装置２７として落し込みタイプの２本のハンドを有
し、上下のハンドをウエットハンドとしたものを使用す
るが、これに限定されるものではない。

【００２８】また、本実施形態においては、例えば希フ
ッ化水素酸や過酸化水素水等の薬液で基板の表面を洗浄
する薬液洗浄装置２５が設けられている例を説明する
が、めっき後の基板を薬液で洗浄する必要がない場合に
は、薬液洗浄装置２５を省略してもよい。この場合にお
いて、カセットステージ１５に載置されたカセット、洗
浄・乾燥装置１６及び第１基板ステージ２３ａ，２３ｂ
の間の基板の搬送を第１搬送装置１７により行えば、第
３搬送装置２７及び第２基板ステージ２６ａ，２６ｂを
省略することもできる。

【００２９】次に、本実施形態における基板の流れの概
要を説明する。まず、基板は表面（素子形成面、処理
面）を上に向けてカセットに収納され、カセットステー
ジ１５上に載置される。そして、第１搬送装置１７が基
板をカセットから取り出し、第２基板ステージ２６ａ上
に移動して、基板を第２基板ステージ２６ａ上に載置す
る。次に、第３搬送装置２７が第２基板ステージ２６ａ
上の基板を受け取り、これを第１基板ステージ２３ａに
移す。更に、第２搬送装置２４が第１基板ステージ２３
ａから基板を受け取って前処理ユニット２１に渡す。前
処理ユニット２１での前処理終了後、基板の表面が下に
向くように反転機２０で基板を反転させ、再び第２搬送
装置２４に渡す。そして、第２搬送装置２４は基板をめ
っき処理ユニット２２のヘッド部に渡す。

【００３０】めっき処理ユニット２２で基板のめっき処
理及び液切りを行った後、基板は第２搬送装置２４に渡
され、第２搬送装置２４はこの基板を第１基板ステージ
２３ｂに渡す。基板は、第１基板ステージ２３ｂの反転
機２０によって、表面が上に向くように反転され、第３
搬送装置２７によって薬液洗浄装置２５に移される。薬
液洗浄装置２５において薬液洗浄、純水リンス、スピン
液切りされた基板は、第３搬送装置２７により第２基板
ステージ２６ｂへ運ばれる。次に、第１搬送装置１７が
第２基板ステージ２６ｂから基板を受取り、洗浄・乾燥
装置１６に基板を移送し、洗浄・乾燥装置１６で純水
（脱イオン水を含む）によるリンスとスピン乾燥を行
う。乾燥された基板は、第１搬送装置１７によりカセッ
トステージ１５に載置されたカセット内に収納される。

【００３１】次に、設備１０内に配置されためっき処理
ユニット２２についてより詳細に説明する。図５は、め
っき処理ユニット２２の要部を示す図である。図５に示
すように、めっき処理ユニット２２は、略円筒状で内部
にめっき液４５を収容するめっき処理槽４６と、このめ
っき処理槽４６の内部に配置されて基板を保持するヘッ
ド部４７とから主に構成されている。なお、図５は、基
板Ｗを保持したヘッド部４７を下降させためっき処理時
の状態を示している。

【００３２】図５に示すように、めっき処理槽４６に
は、上方に開放し、例えば含リン銅からなるアノード４
８を底部に配置しためっき室４９と、このめっき室４９
内にめっき液４５を保有するめっき槽５０が設けられて
いる。アノード４８は、外部の制御部にあるめっき用電
源の陽極に接続されている。なお、アノード４８を、例
えば含有量が０．０３〜０．０５％のリンを含む銅（含
リン銅）で構成するのは、めっきの進行に伴ってアノー
ド４８の表面にブラックフィルムと呼ばれる黒膜を形成
するためであり、このブラックフィルムによりスライム
の生成が抑制される。

【００３３】アノード４８は、図５に示すように、アノ
ード保持体５２に一体に保持されており、このアノード
保持体５２は、めっき槽５０に対して着脱自在に、即ち
把手５１を介して引抜き自在に装着されている。また、
めっき槽５０の表面とアノード保持体５２のフランジ部
５２ａの裏面との間には、めっき液の外部への漏洩を防
止するシール材２００が介装されている。このように、
めっき槽５０に対して着脱自在に装着したアノード保持
体５２にアノード４８を一体に保持することで、アノー
ド保持体５２を介してアノード４８のめっき槽５０との
着脱を容易に行って、このメンテナンスや交換等の便を
図ることができる。

【００３４】図６は、図５のめっき処理槽４６の平面図
である。図５及び図６に示すように、めっき槽５０の内
周壁には、めっき室４９の中心に向かって水平に突出す
るめっき液噴出ノズル（めっき液供給手段）５３が円周
方向に沿って等間隔で配置されており、このめっき液噴
出ノズル５３は、めっき槽５０の内部を上下に延びるめ
っき液供給路５４に連通している。本実施形態において
は、めっき槽５０の周壁内部に、図６に示すように、円
周方向に沿って４個に分割された円弧状のめっき液溜め
２０２が設けられている。各めっき液溜め２０２の長手
方向の両端には、それぞれ２個のめっき液噴出ノズル５
３が設けられており、各めっき液溜め２０２はその長手
方向の中央位置で上記めっき液供給路５４に連通してい
る。

【００３５】また、めっき槽５０には、めっき室４９内
のめっき液４５を該めっき室４９の底部周縁から引抜く
第１めっき液排出口５７と、めっき槽５０の上端部に設
けた堰部材５８をオーバーフローしためっき液４５を排
出する第２めっき液排出口５９が設けられている。第１
めっき液排出口５７は、例えばφ１６〜２０ｍｍ程度の
大きさの円形の形状をしており、円周方向に沿って等ピ
ッチで複数個（図６では１６個）設けられている。ま
た、第２めっき液排出口５９は、例えば中心角が約２５
°の円弧状に延びる形状をしており、図６では３個設け
られている。

【００３６】図７は、本実施形態のめっき装置における
めっき液の流れの状態を示すめっき液フロー図である。
めっき液供給路５４とめっき液調整タンク４０とはめっ
き液供給管５５で接続され、このめっき液供給管５５の
途中に、二次側の圧力を調整する制御弁５６が介装され
ている。この制御弁５６を介してめっき液溜め２０２に
所定流量のめっき液が供給され、めっき液供給手段とし
てのめっき液噴出ノズル５３からめっき室４９の内部に
所定流量のめっき液が噴出される。

【００３７】また、第１めっき液排出口５７は、めっき
液排出管６０ａを介してリザーバ２２６に接続されてお
り、このめっき液排出管６０ａの途中に流量調整器６１
ａが介装されている。一方、第２めっき液排出口５９
は、めっき液排出管６０ｂを介してリザーバ２２６に接
続され、この途中に流量調整器６１ｂ（図７においては
図示せず）が介装されている。この流量調節器６１ｂは
省略することもできる。

【００３８】めっき液噴出ノズル５３から噴出されため
っき液４５は、第１めっき液排出口５７と第２めっき液
排出口５９の双方または一方からリザーバ２２６に排出
されて、めっき室４９内の液量は所定量に保たれるよう
になっている。リザーバ２２６に入っためっき液は、リ
ザーバ２２６からポンプ２２８によりめっき液調整タン
ク４０に入り、このめっき液調整タンク４０でめっき液
の温度調整、各種成分の濃度計測と調整が行われる。そ
の後、ポンプ２３４の駆動に伴って、めっき液調整タン
ク４０からフィルタ２３６を通してめっき液が各めっき
処理ユニット２２のめっき液噴出ノズル５３に供給され
る。なお、めっき液調整タンク４０には、温度コントロ
ーラ２３０や、サンプル液を取り出して分析するめっき
液分析ユニット２３２が付設されている。

【００３９】図６に示すように、めっき室４９の底部付
近の高さ方向に沿った所定位置には、水平方向に延びる
横穴２０４が設けられ、側壁には、先端部（下端）が横
穴２０４に達してめっき液４５の液面が該横穴２０４の
形成位置より下がったことを検知する液面検知センサ２
０６が設けられている。この液面検知センサ２０６は、
例えば、先端部をテフロン（登録商標）により形成し、
この先端部が空気中にある時にはテフロンと空気の屈折
率の差が大きくなって、光が全反射して元の方向（受光
部）に戻り、先端部が液中にある時にはテフロンと液体
の屈折率の差が小さくなって、光が殆ど液中に放射され
て元の方向（受光部）へ戻らなくなる特性を利用して液
体の有無を検出するものである。これによって、めっき
液４５が最低液面より上にあるか否かを常時監視して、
めっき液４５が最低液面よりも下になった場合にめっき
液排出管６０ａの途中の流量調整器６１ａを絞ること等
でこれに対処するようにしている。

【００４０】ところで、めっき室４９の内周面近傍に
は、めっき室４９内のめっき液４５の水平方向に沿って
外方に向かう流れを堰き止める鉛直整流リング６２と、
めっき槽５０に外周端を固着した水平整流リング６３と
が設けられている。鉛直整流リング６２は水平整流リン
グ６３の内周端に連結されている。

【００４１】めっき液噴出ノズル５３からめっき室４９
の中心部に向かって水平に噴出されためっき液は、めっ
き室４９の中央部でぶつかり、上下に分かれた流れとな
る。そして、この上方への流れは、基板がない時には鉛
直整流リング６２の内側でめっき液４５の液面の中央部
を上方に押上げ、基板が降下して接液する場合に基板の
中央部から接液し気泡を外部へ押し流す働きをする。一
方、下方への流れはアノード４８の中央から外周への水
平方向の流れへと変化し、アノード４８の表面に形成さ
れたブラックフィルムの剥離微粒子を押し流して、アノ
ード４８の外周から水平整流リング６３の下方を通過し
て第１めっき液排出口５７へ流れて、ブラックフィルム
の剥離片が基板の処理面に接近付着することを低減でき
るようになっている。

【００４２】ここで、電解めっきにあっては、めっき液
中における電流密度がめっき膜の膜厚を支配し、膜厚を
均一にするためには、めっき液中の電流密度分布をより
均一にする必要がある。本実施形態にあっては、下記の
ように、基板の周辺部に電気的接点があるので、この基
板の周辺部に位置するめっき液の電流密度が高くなる傾
向があるが、この近傍に鉛直方向に延びる鉛直整流リン
グ６２を、該鉛直整流リング６２の下部に水平方向外方
に延びる水平整流リング６３をそれぞれ配置して電流を
遮断することで、電流の回り込みを少なくして、局部的
な電流の集中を少なくすることができ、これによって、
めっき液中の電流密度分布をより均一にして、基板の周
縁部におけるめっき膜の膜厚が厚くなるのを防止するこ
とができる。なお、本実施形態では、鉛直整流リングと
水平整流リングで電流を遮断して電流の回り込みを少な
くするようにした例を示しているが、これに限定される
ものではない。

【００４３】図８は、めっき処理ユニット２２のヘッド
部４７の部分拡大図である。図５及び図８に示すよう
に、めっき処理ユニット２２のヘッド部４７は、回転自
在な中空円筒状のハウジング７０と、下面に基板Ｗを保
持してハウジング７０と一体に回転する円板状の基板テ
ーブル７１とを備えている。ハウジング７０の下端に
は、内方に突出するリング状の基板保持部７２が設けら
れており、この基板保持部７２内周面の一部には、基板
Ｗの案内となるテーパ面が形成されている。この基板保
持部７２と基板押えである基板テーブル７１とにより基
板Ｗの周縁部が挟持され、基板Ｗが保持される。なお、
ハウジング７０の円筒面の両側には、基板Ｗ及びロボッ
トハンドをハウジングの内部に挿入又は取り出すための
開口９６が設けられている。

【００４４】また、図８に示すように、基板保持部７２
には、内方に延出するリング状の下部シール材７３が取
付けられている。この下部シール材７３の上面の先端は
上方に尖塔状に突出している。一方、基板テーブル７１
の下面の周縁部には上部シール材７４が取付けられてお
り、この上部シール７４の一部は尖塔状に基板テーブル
７１の下面から下方に突出している。このような構成に
より、基板Ｗを保持した際に、基板Ｗの下面と下部シー
ル材７３が、基板Ｗの上面と上部シール材７４がそれぞ
れ圧接して、これらの接触部分を確実にシールするよう
になっている。

【００４５】また、基板保持部７２には、水平方向に外
方に延び、更に外方に向けて上方に傾斜して延びる空気
抜き穴７５が円周方向に沿って等間隔に８０個設けられ
ている。この空気抜き穴７５は、ヘッド部４７がめっき
位置にある場合に、外周開口端の約半分がめっき室４９
内のめっき液４５の液面から外部に露出する位置に設け
られている。これにより、上述しためっき室４９内のめ
っき液４５の上方への流れが、基板Ｗと接液して基板Ｗ
の中央部から気泡を外部へ押し流す働きをした際に、こ
の流れに乗った気泡が、この空気抜き穴７５から順次外
方に排出されて、基板Ｗとめっき液４５との間に気泡が
残らないようなっている。

【００４６】なお、空気抜き穴７５の傾斜角θは、例え
ば３０°に設定されており、この空気抜き穴７５は、外
方に向け２０°以上上方に傾斜させることが好ましく、
３０°程度が特に好ましい。また、空気の抜けを考慮し
た場合、空気抜き穴７５の直径は、２ｍｍ以上５ｍｍ以
下で、３ｍｍ程度が好ましい。また、空気抜き穴を途中
で２つに分岐させ、その一方を液面付近で開口させ、他
方を液面より完全に上方の位置で開口させることとして
もよい。更に、空気抜き穴を直線状にしたり、外方に沿
って途中から２方向に分岐させたりなど、任意の形状に
形成することができる。基板Ｗを保持した時の該基板Ｗ
の下面と、空気抜き穴７５の上端との間隔Ｓが１．５ｍ
ｍ程度以下の時に、短時間で空気抜きを行えることが確
かめられている。

【００４７】図８に示すように、ハウジング７０の基板
保持部７２には、基板Ｗを保持した時に基板Ｗと通電す
る板ばね状のカソード電極用接点７６が配置され、上記
基板テーブル７１の外方には、該基板テーブル７１が下
降した時に上記カソード電極用接点７６に給電する給電
接点（プローブ）７７が下方に向けて垂設されている。
基板Ｗと基板保持部７２の下部シール材７３によるシー
ルによって、カソード電極用接点７６及び給電接点７７
のめっき液４５への接触が防止されている。

【００４８】本実施形態では、図９に示すように、円周
方向に６つに分割されたカソード電極板２０８が備えら
れ、この各カソード電極板２０８に内方に延びる各１５
個のカソード電極用接点７６が設けられている。そし
て、この各カソード電極板２０８に各給電接点７７から
個別に給電されるようになっており、これによって、電
圧分布をより均一とすることができる。

【００４９】図１０はヘッド部４７の平面図、図１１は
ヘッド部４７の正面図である。ヘッド部４７は、固定フ
レーム８０に固着したレール８１に沿って、例えばボー
ルねじを介して上下移動するスライダ８２に取付けられ
たベース８３を有し、このベース８３に上記ハウジング
７０が回転自在に支承されている。一方、上記基板テー
ブル７１は、上記ハウジング７０の軸部の内部を同心状
に貫通して延びるテーブル軸８４の下端に連結されてい
る。このテーブル軸８４は、スプライン部８５を介し
て、回転不能、即ちハウジング７０とテーブル軸８４と
が一体となって回転し、相対的に上下動するように構成
されている。

【００５０】上記ベース８３には、サーボモータ８６が
取付けられ、このサーボモータ８６の駆動プーリ８７と
上記ハウジング７０の軸部に固着された従動プーリ８８
との間にタイミングベルト８９が掛け渡されている。こ
れにより、サーボモータ８６の回転駆動に伴って、図１
２に実線で示す部材、即ちハウジング７０、テーブル軸
８４及び基板テーブル７１が基板Ｗを保持した状態で一
体となって回転するようになっている。

【００５１】上記ベース８３には、ブラケット９０が垂
直に取付けられ、このブラケット９０にエア駆動のアク
チュエータ９１が取付けられている。一方、上記テーブ
ル軸８４の上側にはコネクタ９５が連結され、このコネ
クタ９５と上記アクチュエータ９１とアクチュエータス
ライダ９３とは上下に相対運動をする。これにより、図
１３に実線で示す部材（ただし、アクチュエータを除
く）、即ちテーブル軸８４及び基板テーブル７１等が上
下動するようになっている。

【００５２】なお、高速回転によるロータリジョイント
９４の消耗を予防するため、通電が不要な液切りのため
の高速回転時にはロータリジョイント９４をコネクタ９
２から切り離すためにアクチュエータ９７とアクチュエ
ータスライダ９８が備えられている。また、基板テーブ
ル７１に設けられた給電接点７７は、テーブル軸８４の
中を通り、ロータリジョイント９４を介してめっき用電
源の陰極に接続されている。

【００５３】上記基板テーブル７１の外周部には、基板
Ｗを基板テーブル７１の下面に保持するためのチャック
機構１００が、この例では円周方向に３箇所に設けられ
ている。このチャック機構１００は、ベルクランク状の
フック１０１を有している。このフック１０１は、図１
４及び図１５に示すように、ほぼ中央をピン１０２を介
して回転自在に支承され、このピン１０２の上方の内方
に延びるレバー部１０１ａと基板テーブル７１の上面と
の間に圧縮コイルばね１０３が介装されて、閉じる方向
に付勢されている。これにより、通常は、このコイルば
ね１０３の付勢力で、フック１０１の下端に設けた爪１
０４が基板Ｗの下方に入り込んで、基板Ｗを保持するよ
うになっている。

【００５４】一方、図１４に示すように、上記フック１
０１のレバー部１０１ａの上方位置には、エアシリンダ
１０５の作動に伴って上下動するプッシャ１０６が上記
ベース８３に取付けられて配置されている。これによっ
て、基板テーブル７１が上昇した時に、プッシャ１０６
を下降させ、上記フック１０１を圧縮コイルばね１０３
の付勢力に抗して開く方向に回転させることで、基板Ｗ
の保持を解くように構成されている。なお、ハウジング
７０のプッシャ１０６に対向する位置には、このプッシ
ャ１０６の上下動を阻害しないように開口１０７が設け
られている。

【００５５】ここで、フック１０１は基板テーブル７１
が上部に位置している時に基板Ｗを基板テーブル７１の
下面に保持するためのものであり、基板テーブル７１が
下降して、基板テーブル７１の上部シール材７４とハウ
ジング７０の下部シール材７３で基板を挟持して保持し
ている時には、フック１０１が基板テーブル７１に当接
することで基板Ｗより離れるため、基板Ｗの間に微小な
隙間を生じ、基板Ｗはフック１０１によっては保持され
ないように調整されている。

【００５６】次に、このように構成されためっき装置に
よる一連のめっき処理を詳細に説明する。基板は表面
（素子形成面、処理面）を上に向けカセットに収納され
て設備１０内のカセットステージ１５に載置される。す
ると、第１搬送装置１７がそのハンドをカセット内に挿
入し、落し込みタイプのハンドにより基板の表面を保持
して１枚の基板をカセットから取り出し、回転して第２
基板ステージ２６ａ上に基板を載置する。次に、第３搬
送装置２７が第２基板ステージ２６ａにある基板をその
落し込みタイプのハンドにより下から保持して回転し
て、基板を第１基板ステージ２３ａ上に載置する。

【００５７】第２搬送装置２４は、第１基板ステージ２
３ａの近くまで自走し、この上の基板を落し込みタイプ
のハンドで下から保持して、前処理ユニット２１の方に
回転し、前処理ユニット２１の飛散防止カバーに設けた
基板出入れ用のスリットを通して、基板を前処理ユニッ
ト２１の基板チャックに渡す。

【００５８】前処理ユニット２１の基板チャックは、フ
ィンガを開いて基板をフィンガの間に位置させ、フィン
ガを閉じることによって基板を保持する。次に、反転機
２０のハンド１１１の移動の邪魔にならない位置に待機
していた前処理液ノズルを基板の中央付近の上部に回転
移動させ、基板を保持した基板チャックを、中速（例え
ば、３００ｍｉｎ^−１程度）で回転させながら、基板上
部の前処理液ノズルから前処理液を流し、液が速やかに
基板全面に広がった段階で回転速度を上昇させて、基板
上の余分の前処理液を遠心力で液切りする。

【００５９】基板の液切りが終了し、基板チャックを停
止させた後、反転機２０のハンド１１１を下降させ、そ
のハンド１１１によって基板を掴み、前処理ユニット２
１の基板チャックのフィンガを開いて基板を反転機２０
に渡す。反転機２０は反転しても反転機２０のハンド１
１１が基板チャックに当たらない位置まで上昇し、水平
な反転軸を中心に１８０度回転させて基板の表面を下に
向ける。反転機２０は基板を第２搬送装置２４に渡せる
位置まで下降し、停止する。

【００６０】なお、反転機２０のハンド１１１は、第３
搬送装置２７から基板を受け取る時、及び前処理後に基
板チャックから基板を受け取る時には、反転軸の下側に
あるが、ハンド１１１を反転軸を中心に反転させて基板
を第２搬送装置２４に渡す時には、反転軸の上側に位置
している。

【００６１】第２搬送装置２４は、落込みタイプのハン
ドを飛散防止カバーのスリットからその内部に挿入し
て、反転機２０のハンド１１１に保持された基板のすぐ
下側の基板の外周エッジ部分のみがハンドに接するよう
にハンドを配置し、反転機２０のハンド１１１が基板を
開放して、基板表面を下にして基板を保持する。第２搬
送装置２４は、基板を前処理ユニット２１から取り出
し、一つの所定のめっき処理ユニット２２の前まで自走
する。

【００６２】めっき処理ユニット２２のハウジング７０
及び基板テーブル７１は、ベース８３の上昇によって基
板着脱位置まで上昇し、基板テーブル７１は更にアクチ
ュエータ９１によってハウジング７０の上端まで持ち上
げられており、エアシリンダ１０５を作動させてプッシ
ャ１０６を押下げ、基板テーブル７１の外周の３筒所の
フック１０１を開放させる。

【００６３】第２搬送装置２４は、ハンドと基板をハウ
ジング７０の開口９６からこの内部に挿入し、基板テー
ブル７１の直下近傍位置までハンドを持ち上げる。この
状態でプッシャ１０６を上昇させて、フック１０１のレ
バー部１０１ａと基板テーブル７１の上面との間にある
圧縮コイルばね１０３の付勢力でフック１０１を閉じ基
板を保持する。基板がフック１０１によって保持された
後、第２搬送装置２４のハンドを少し下降させて、ハウ
ジング７０の開口９６から引き出す。

【００６４】次に、アクチュエータ９１により基板テー
ブル７１を下降させて、基板をハウジング７０の基板保
持部７２の内側のテーパ状の部分でセンタリングして、
基板保持部７２の下部シール材７３上に載置し、更に基
板を基板テーブル７１の外周付近の上部シール材７４に
押付けてめっき液が電極接点側に入り込まないようにシ
ールする。同時に、基板テーブル７１を下降させて、カ
ソード電極用接点７６に給電接点７７を圧接させること
で、確実な接触を得る。

【００６５】ここで、フック１０１は、極小な隙間を持
って基板をフック１０１上に載せる形で保持しており、
基板テーブル７１がハウジング７０から上昇している場
合には、上部シール材７４によりガタのない程度に保持
されているが、基板テーブル７１が下降して下部シール
材７３と上部シール材７４でシールした状態では、上部
シール材７４が凹むことにより基板が安定して保持さ
れ、フック１０１は基板テーブル７１により停止されて
基板Ｗから僅かに離れた状態にあって、基板を保持しな
いようになる。従って、基板は３箇所のフック１０１の
影響を受けずに下部シール材７３と上部シール材７４に
より均等に保持される。

【００６６】この状態で、めっき処理槽４６のめっき液
噴出ノズル５３からめっき液を噴出すると、液面の中央
部が盛り上がった形状になる。同時に、サーボモータ８
６を回転させてハウジング７０と基板Ｗと基板テーブル
７１を中速度（例えば、１５０ｍｉｎ^−１）で回転させ
ながら、ボールねじ等を介してベース８３を下降させ
る。この回転速度は、下記の空気抜きを考慮すると、１
００〜２５０ｍｉｎ^−１程度が好ましい。すると、基板
の中央がめっき液４５の液面に接触した後、盛り上がっ
た液面との接触面積が次第に増加し、周囲まで液が充た
されるようになる。基板の下面の周囲は、下部シール材
７３が基板面から突出しているため、エアが残りやすい
が、ハウジング７０の回転により気泡を含んだめっき液
を空気抜き穴７５から外部に押し流すことにより、基板
下面の気泡を除去する。これにより、基板表面の気泡を
完全に除去し、均一な処理を可能にする。基板にめっき
を施す所定位置は、基板がめっき室４９内のめっき液４
５に浸漬され、且つハウジング７０の開口９６からめっ
き液が浸入しない位置に設定されている。

【００６７】基板が所定の位置まで下降した時、ハウジ
ング７０を中速度で数秒間回転させて空気抜きを行った
後、この回転速度を低速回転（例えば、１００ｍｉｎ
^−１）に低下させ、アノード４８を陽極、基板処理面を
陰極としためっき電流を流して電解めっきを行う。この
回転速度は、例えば０〜２２５ｍｉｎ^−１の範囲であ
る。めっき処理の間は、めっき液をめっき液噴出ノズル
５３から所定の流量で継続して供給し、第１めっき液排
出口５７及び第２めっき液排出口５９から排出させ、め
っき液調整タンク４０を通して循環させる。めっき膜厚
は電流密度と通電時間によって定まるので、希望する析
出量に応じた通電時間（めっき時間）を設定する。

【００６８】このめっき時間は、例えば１２０〜１５０
秒であり、例えば１Ａ程度の電流で４０秒程度のめっき
処理を行い、その後、例えば７．４Ａ程度の電流でめっ
き処理を行うことで、均一でむらのないめっき膜を得る
ことができる。

【００６９】本実施形態において使用するめっき液に
は、例えばキャリアとしてチオ尿素やアクリルチオ尿素
などの硫黄を含有する成分が、ポリマとしてポリエーテ
ルやポリエチレングリコール及びそれらの誘導体等から
構成される成分が、レベラとしてポリアミンのような正
電荷をもった窒素化合物などが添加剤として含有されて
いる。このような添加剤をめっき液に含めることで、均
一電着性及びレベリング性の高いめっきを実現してい
る。

【００７０】ここで、めっき時においては、めっき液を
５〜３０１／ｍｉｎ程度の流量で供給し、めっき処理を
行っていない非めっき時においては、１〜１５１／ｍｉ
ｎ程度の流量で上記めっき液噴出ノズル５３から供給す
る。即ち、非めっき時のめっき液の供給量をめっき時の
めっき液の供給量よりも少なくしている。基板のめっき
を行う過程で、基板とアノードで構成されるめっき空間
のめっき液に含まれる添加剤は、析出する金属膜内への
添加剤の取り込み、アノードにおける酸化分解などによ
り、めっき処理の進行に伴って徐々に消耗されるが、こ
のように非めっき時のめっき液の供給量をめっき時のめ
っき液の供給量よりも少なくすることで、めっき液に含
まれる添加剤の消耗量を少なくすることができる。めっ
き液の供給量を、めっき時において１５１／ｍｉｎ、非
めっき時において５１／ｍｉｎとして実験を行ったとこ
ろ、めっき時及び非めっき時の双方においてめっき液の
供給量を１５１／ｍｉｎとした場合の消耗量の６５％に
まで添加剤の消耗量を低減することができた。

【００７１】通電を終了した後、ベース８３を上昇させ
て、ハウジング７０、基板Ｗ及び基板テーブル７１をめ
っき室４９内のめっき液４５の液面より上の位置で、処
理槽カバーの上端より下の位置にまで持ち上げ、高速
（例えば、５００〜８００ｍｉｎ^−１）で回転させてめ
っき液を遠心力により液切りする。液切りが終了した
後、ハウジング７０の回転を所定の方向に向くように停
止させ、ベース８３を上昇させて、ハウジング７０を基
板の着脱位置まで上昇させる。ハウジング７０が基板着
脱位置まで上昇した後、アクチュエータ９１によって基
板テーブル７１を更に基板着脱位置まで上昇させる。

【００７２】次に、第２搬送装置２４のハンドをハウジ
ング７０の開口９６からこの内部に挿入し、基板を受け
取る位置まで上昇させる。そして、プッシャ１０６を下
降させフック１０１のレバー部１０１ａを押してフック
１０１を開放させ、フック１０１によって保持されてい
た基板をハンドの落し込みハンドに落し込む。この状態
で、ハンドを若干下降させて、ハウジング７０の開口か
らハンドとそれに保持した基板を取り出す。基板はハン
ドによる取付けの時と同様に、基板の表面を下に向け
て、基板のエッジ部のみがハンドに接触するように保持
される。

【００７３】第２搬送装置２４に保持された基板は、基
板の表面に下に向けたまま第１基板ステージ２３ｂの反
転機２０に渡される。反転機２０は２本のハンド１１１
で基板外周を掴み、基板の表裏両面に超純水を供給して
リンスを行う。そして、水平な反転軸の回りに基板を１
８０度回転させてこの表面を上に向ける。次に、第３搬
送装置２７が第１基板ステージ２３ｂの反転機２０に載
置された基板をハンドで保持し、薬液洗浄装置２５に移
送する。

【００７４】薬液洗浄装置２５では、６本のフィンガで
基板を保持し、その表面を上に向けて回転させ、基板の
表面、エッジ、裏面をそれぞれケミカル洗浄液により洗
浄する。薬液洗浄が終了すると、超純水によりリンスを
行った後、フィンガに保持された基板を高速で回転さ
せ、基板の液切りを行う。

【００７５】液切りが終了すると、第３搬送装置２７の
ハンドによって基板を表面を上に向けて取り出し、第２
基板ステージ２６ｂに載置する。第２基板ステージ２６
ｂにおいて、更に超純水により基板をリンスする。

【００７６】次に、第１搬送装置１７がハンドにより第
２基板ステージ２６ｂに保持された基板を受け取り、洗
浄・乾燥装置１６に基板を渡す。洗浄・乾燥装置１６は
超純水（脱イオン水を含む）によって基板の表面、裏面
を洗浄し、高速回転により液切り乾燥させる。そして、
第１搬送装置１７のハンドにより基板を表面を上に向け
て保持し、カセットステージ１５のカセットの所定の位
置に基板を収納する。

【００７７】次に、本発明に係るめっき装置の第２の実
施形態について図１６を参照して詳細に説明する。な
お、上述の第１の実施形態における部材又は要素と同一
の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を
付し、特に説明しない部分については第１の実施形態と
同様である。

【００７８】図１６は、本実施形態におけるめっき処理
ユニットを模式的に示す図である。図１６に示すよう
に、本実施形態におけるめっき処理ユニット３００は、
上方に開口し内部にめっき液４５を保持する円筒状のめ
っき槽３０２と、半導体ウエハ等の基板Ｗを着脱自在に
下向きに保持する基板テーブル３０４を有する上下動可
能なヘッド部３０６とを備えている。めっき槽３０２の
上方は密閉カバー３０８で覆われており、これによって
めっき液４５の上方に密閉空間３１０が形成されてい
る。この密閉空間３１０は密閉カバー３０８に取付けら
れた排気経路３１２を介して減圧手段としての真空ポン
プ３１４に接続されており、該真空ポンプ３１４の駆動
によって上記密閉空間３１０内を減圧することが可能と
なっている。

【００７９】めっき槽３０２の内部に保持されためっき
液４５中には、水平に配置された平板状のアノード体３
２０が浸漬されている。アノード体３２０は、例えば含
リン銅からなるアノード３２２と、このアノード３２２
の周囲を覆う高抵抗要素３２４とから構成されている。
また、めっき槽３０２の外壁面には、例えば超音波振動
を行う振動装置３１６が取付けられており、この振動装
置３１６はアノード体３２０と略同一高さの位置に配置
されている。基板Ｗの下面（めっき面）には導電層が形
成されており、この導電層はその周縁部にカソード電極
との接点を有している。

【００８０】電解めっきにおいては、めっき液中のアノ
ード（陽極電極）と基板の導電層（陰極電極）との間に
所定の電圧を印加することにより、基板の導電層の表面
にめっき膜を形成している。基板の導電層にも電気抵抗
があるが、基板のカソード電極接点から離れた位置で
は、この導電層の電気抵抗によりその位置を流れる電流
が小さくなるので、この位置におけるめっき膜の成長速
度が相対的に低下してしまう。特に導電層の膜厚が薄い
場合には、導電層の電気抵抗が更に大きくなるため、こ
のような現象が顕著に現れ、基板の全面に亘って均一な
めっき膜を形成することができない。

【００８１】そこで、本実施形態においては、導電層の
電気抵抗が無視できる程度に電気的抵抗を大きくした高
抵抗要素３２４でアノード３２２を覆うことにより、基
板Ｗの導電層の電気抵抗による影響を抑えている。これ
によって、基板Ｗ内の電流密度の差を小さくすることが
でき、基板Ｗの全面に亘ってめっき膜を均一に形成する
ことができる。本実施形態においては、例えば気孔率３
０％、平均ポア径１００μｍのアルミナ製の多孔質セラ
ミックスの内部にめっき液を含有させることにより上記
高抵抗要素３２４が構成されている。このような多孔質
セラミックス自体は絶縁体であるが、この内部にめっき
液４５を複雑に入り込ませ、高抵抗要素３２４の内部に
おけるめっき液４５の経路を厚さ方向にかなり長くする
ことにより、高抵抗要素３２４の電気伝導率をめっき液
４５の電気伝導率より小さくしている。なお、これに限
らず、炭化シリコンセラミックス、塩化ビニルを繊維状
に束ね、これを互いに溶着させたもの、あるいは、ポリ
ビニルアルコールなどの発泡体やテフロン（商標名）な
どの繊維を織布や不織布の様態に成形したものなどを用
いて高抵抗要素３２４を構成することもできる。また、
高抵抗要素３２４の気孔率、ポア径、気孔の屈曲率等は
目的に応じて適宜選択することができる。

【００８２】めっき槽３０２の底部中央には、上方に向
けためっき液４５の噴流を形成するためのめっき液供給
手段としてのめっき液噴出管３３０が設けられている。
このめっき液噴出管３３０はめっき液供給管５５を介し
てめっき液調整タンク４０に接続されており、このめっ
き液供給管５５の途中に、二次側の圧力を調整する制御
弁５６が介装されている。この制御弁５６を介してめっ
き液噴出管３３０からめっき槽３０２の内部に所定流量
のめっき液４５が噴出される。また、めっき槽３０２の
上部外側には、めっき液受け３３２が配置されており、
このめっき液受け３３２はめっき液戻り管３３４を介し
てめっき液調整タンク４０に接続されている。めっき液
戻り管３３４の途中にはバルブ３３６が介装されてい
る。

【００８３】めっき液噴出管３３０から噴出され、めっ
き槽３０２をオーバーフローしためっき液４５は、めっ
き液受け３３２で回収され、めっき液戻り管３３４を介
してめっき液調整タンク４０に流入する。めっき液調整
タンク４０において、めっき液４５の温度調整、各種成
分の濃度計測と調整が行われた後、ポンプ２３４の駆動
に伴って、めっき液調整タンク４０からフィルタ２３６
を通してめっき液４５がめっきめっき液噴出管３３０に
供給される。

【００８４】ところで、上述のように、アノード３２２
を高抵抗要素３２４で覆ったアノード体３２０を使用し
た場合、高抵抗要素３２４の気孔の内部に気泡が入り込
む場合がある。このような気泡は絶縁体として作用し、
めっき処理時の電流分布を乱す原因となる。これを防止
するため、本実施形態においては、めっき処理ユニット
３００でめっき処理を行うのに先立って、めっき液噴出
管３３０からめっき液４５をアノード体３２０に噴射し
つつ、減圧手段としての真空ポンプ３１４を駆動して上
記密閉空間３１０を減圧している。この減圧の際には、
上記めっき液戻り管３３４に設置されたバルブ３３６を
閉めておく。このように、めっき液噴出管３３０からめ
っき液４５をアノード体３２０に噴射することで、高抵
抗要素３２４の気孔の内部に入り込んだ気泡を高抵抗要
素３２４から外部に追い出すことができる。また、上記
密閉空間３１０を減圧することで高抵抗要素３２４から
気泡が出るのを促進することができる。更に、上記振動
装置３１６によってアノード体３２０に振動を与えるこ
ととすると、この促進効果を更に高めることができる。

【００８５】このように、アノード体３２０の高抵抗要
素３２４から気泡を追い出した後、基板テーブル３０４
に保持された基板Ｗのめっき処理を行う。このめっき処
理においては、まず、ヘッド部３０６を下降させ、基板
テーブル３０４に保持された基板Ｗをめっき液４５内の
所定の位置まで下降させる。そして、アノード体３２０
のアノード３２２と基板Ｗの導電層との間に所定の電圧
を印加しつつ、めっき液４５をめっき槽３０２の底部の
めっき液噴出管３３０から上方に噴出し、基板Ｗの下面
（めっき面）にめっき液４５の噴流を当てる。これによ
り基板Ｗの下面にめっき膜が形成される。ここで、本実
施形態においても、上述の第１の実施形態と同様に、非
めっき時のめっき液の供給量をめっき時のめっき液の供
給量よりも少なくしており、これにより、めっき液４５
に含まれる添加剤の消耗量を低減している。

【００８６】本実施形態では、めっき液噴出管３３０か
らアノード体３２０にめっき液４５を噴射し、高抵抗要
素３２４の気孔の内部の気泡を追い出すこととしたが、
例えば、図１７に示すように、めっき液噴出管３３０と
は別に、めっき液噴出管３３８をアノード体３２０、特
に高抵抗要素３２４に接続し、めっき処理に先立ってこ
のめっき液噴出管３３８からアノード体３２０にめっき
液を供給することとしてもよい。このように直接高抵抗
要素３２４にめっき液を供給することとすれば、より効
果的に気泡を高抵抗要素３２４から追い出すことができ
る。また、図１８に示すように、複数の高抵抗要素３２
４がめっき液４５内に配置されているような場合におい
ても、本発明を適用できることは言うまでもない。

【００８７】これまで本発明の一実施形態について説明
したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技
術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施され
てよいものであることは言うまでもない。

【００８８】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、めっき
液に含まれる添加剤の消耗量を抑えることができるの
で、めっき液を効率的に使用して、ランニングコストと
環境負荷の低減を同時に実現することができる。また、
めっき液に含まれる添加剤の消耗量が少なくなること
で、めっき液の含有成分の変化を抑えることができるの
で、より高品質のめっき処理が可能となる。

【００８９】更に、基板とアノードとの間に高抵抗要素
が配置された場合において、高抵抗要素の気孔の内部に
気泡が入り込んだとしても、この気泡を高抵抗要素から
追い出すことができるので、高抵抗要素の気孔の内部に
入り込んだ気泡がその絶縁作用により電流分布を乱すこ
とを防止することができ、基板全体に亘って均一なめっ
き処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態におけるめっき装置を
示す平面図である。

【図２】図１に示すめっき装置内の気流の流れを示す説
明図である。

【図３】図１に示す前処理ユニット、第１基板ステージ
及び第２基板ステージに設けられた反転機を示す平面図
である。

【図４】図３の正面図である。

【図５】本発明の第１の実施形態におけるめっき処理ユ
ニットの要部を示す拡大断面図である。

【図６】図５に示すめっき処理槽の平面図である。

【図７】本発明の第１の実施形態のめっき装置における
めっき液の流れの状態を示すめっき液フロー図である。

【図８】図５の部分拡大図である。

【図９】図８に示すカソード電極用接点の配置状態を示
す平面図である。

【図１０】図５に示すめっき処理ユニットのヘッド部の
平面図である。

【図１１】図１０の正面図である。

【図１２】図５に示すめっき処理ユニットのヘッド部の
回転動作を説明するための図である。

【図１３】図５に示すめっき処理ユニットのヘッド部の
昇降動作を説明するための図である。

【図１４】図５に示すめっき処理ユニットのヘッド部の
チャック部の着脱動作を説明するための図である。

【図１５】図１４の部分拡大図である。

【図１６】本発明の第２の実施形態におけるめっき処理
ユニットを模式的に示す図である。

【図１７】本発明の他の実施形態におけるめっき処理ユ
ニットを模式的に示す図である。

【図１８】本発明の他の実施形態におけるめっき処理ユ
ニットを模式的に示す図である。

【図１９】銅めっきによって銅配線を形成する例を工程
に示す図である。

【符号の説明】

１０ 設備 １１ 仕切壁 １２ めっき空間 １３ 清浄空間 １５ カセットステージ １６ 洗浄・乾燥装置 １７，２４，２７ 搬送装置 ２０ 反転機 ２１ 前処理ユニット ２２，３００ めっき処理ユニット ２３ａ，２３ｂ，２６ａ，２６ｂ 基板ステージ ２５ 薬液洗浄装置 ２８ 容器 ３１，３６ フィルタ ３３，３９ 循環配管 ４０ めっき液調整タンク ４５ めっき液 ４６ めっき処理槽 ４７ ヘッド部 ４８，３２２ アノード ４９ めっき室 ５０，３０２ めっき槽 ５１ 把手 ５２ アノード保持体 ５２ａ フランジ部 ５３ めっき液噴出ノズル ５４ めっき液供給路 ５５ めっき液供給管 ５６ 制御弁 ５７，５９ めっき液排出口 ５８ 堰部材 ６０ａ，６０ｂ めっき液排出管 ６１ａ 流量調整器 ６２ 鉛直整流リング ６３ 水平整流リング ７０ ハウジング ７１ 基板テーブル ７２ 基板保持部 ７３ 下部シール材 ７４ 上部シール材 ７５ 空気抜き穴 ７６ カソード電極用接点 ７７ 給電接点 ８０ 固定フレーム ８１ レール ８２ スライダ ８３ ベース ８４ テーブル軸 ８５ スプライン部 ８６ サーボモータ ８７ 駆動プーリ ８８ 従動プーリ ８９ タイミングベルト ９０ ブラケット ９１ アクチュエータ ９２，９５ コネクタ ９３ アクチュエータスライダ ９４ ロータリジョイント ９６ 開口 ９７ アクチュエータ ９８ アクチュエータスライダ １００ チャック機構 １０１ フック １０１ａ レバー部 １０２ ピン １０４ 爪 １０５ エアシリンダ １０６ プッシャ １０７ 開口 １１０ シールケース １１１ ハンド １１２ スタッド １１３ チャックコマ ２００ シール材 ２０２ めっき液溜め ２０４ 横穴 ２０６ 液面検知センサ ２０８ カソード電極板 ２２６ リザーバ ２２８，２３４ ポンプ ２３０ 温度コントローラ ２３２ めっき液分析ユニット ２３６ フィルタ ３０４ 基板テーブル ３０６ ヘッド部 ３０８ 密閉カバー ３１０ 密閉空間 ３１２ 排気経路 ３１４ 真空ポンプ ３１６ 振動装置 ３２０ アノード体 ３２４ 高抵抗要素 ３３０，３３８ めっき液噴出管 ３３２ めっき液受け ３３４ めっき液戻り管 ３３６ バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 勝巳 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 AA09 AB01 BA11 BB12 BC10 CA10 CB13 CB21 DB07 GA16 4M104 BB04 DD52

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき槽に保持されためっき液中にカソ
   ードに接続された基板とアノードとを配置し、添加剤を
   含んだめっき液を含んだめっき液を上記めっき槽に供給
   しながら基板のめっきを行うめっき方法において、 非めっき処理時に、めっき処理時に供給するめっき液よ
   りも少量のめっき液を上記めっき槽に供給することを特
   徴とするめっき方法。
2. 【請求項２】 めっき液を保持するめっき槽と、カソー
   ドに接続された基板を少なくとも上記めっき液中で保持
   する基板保持部と、上記めっき槽の内部に配置されるア
   ノードと、めっき液を上記めっき槽に供給するめっき液
   供給手段とを備えためっき装置において、 めっき液の電気伝導率よりも小さい電気伝導率の高抵抗
   要素を上記基板とアノードとの間に配置し、 上記めっき液供給手段は、めっき処理に先立って上記高
   抵抗要素に対してめっき液を供給することを特徴とする
   めっき装置。
3. 【請求項３】 上記めっき槽を密閉する密閉カバーと、 上記高抵抗要素に対してめっき液を供給する際に上記密
   閉カバーと上記めっき槽のめっき液との間に形成された
   密閉空間を減圧する減圧手段を備えたことを特徴とする
   請求項２に記載のめっき装置。
4. 【請求項４】 上記高抵抗要素に対してめっき液を供給
   する際に上記高抵抗要素を振動させる振動装置を備えた
   ことを特徴とする請求項２に記載のめっき装置。