JP2002294495A

JP2002294495A - 液処理装置

Info

Publication number: JP2002294495A
Application number: JP2001097601A
Authority: JP
Inventors: Wataru Okase; 亘大加瀬; Takenobu Matsuo; 剛伸松尾
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡による液処理の不均一性が低減可能な液
処理装置を提供する。【解決手段】液処理装置において、開口部を備え被処
理基板を保持する基板保持部に、開口部から外周に向か
って傾斜している底面を有する通路を形成する。被処理
基板上に生じた気泡がこの通路を通過して除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被処理基板に液処理を施す液処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と
いう。）等の被処理基板に金属膜等を形成する処理装置
として、液相で膜を形成するメッキ処理装置が用いられ
る。メッキ処理装置は、物理的気相成長処理装置（ＰＶ
Ｄ処理装置）よりも成膜速度に優れ、集積度の高い半導
体デバイスの製造に適する。メッキ処理装置では、被処
理基板をメッキ液に浸漬して通電することで被処理基板
上に金属膜等が形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、被処理基板を
メッキ液に浸漬する際に被処理基板上に気泡が形成され
ることがある。被処理基板に気泡が付着した状態で膜の
形成を行うと、気泡の付着した箇所には金属層が形成さ
れにくくなり、膜厚の均一性を阻害する要因となる。本
発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、気泡による液処理の不均一性を低減可能な液処理装
置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために本明に係る液処理装置は、処理液を収容する処
理液槽と、被処理基板に接触可能な第１の電極と、前記
処理液槽に配設され、前記第１の電極との間に電圧が印
加される第２の電極と、前記被処理基板の主面の一部を
露出する開口部を備え、かつ前記被処理基板を保持する
基板保持部と、前記基板保持部に形成され、前記被処理
基板上に生じた気泡が通過する通路であって、かつその
底面が該基板保持部の前記開口部から外周に向かって傾
斜している通路とを具備することを特徴とする。基板保
持部の開口部から外周に向かって傾斜している通路によ
って、被処理基板上に生じた気泡を速やかに除去するこ
とが可能となる。

【０００５】（２）本発明に係る液処理装置は、処理液
を収容する処理液槽と、被処理基板に接触可能な第１の
電極と、前記処理液槽に配設され、前記第１の電極との
間に電圧が印加される第２の電極と、前記被処理基板を
保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転する回転
機構と、前記基板保持部に形成され、前記被処理基板上
に生じた気泡が通過する通路であって、かつその通路の
方向が前記回転機構による回転の中心に向かう直線に対
して傾斜している通路とを具備することを特徴とする。
基板保持部を回転することによって、その方向が前記回
転機構による回転の中心に向かう直線に対して傾斜して
いる通路から気泡が速やかに移動し除去される。このと
き、回転により気泡に加わる処理液との摩擦力および遠
心力の双方を考慮して、回転方向と回転速度と傾斜角と
を対応させることが好ましい。

【０００６】ここで、前記基板保持部が、前記被処理基
板の主面の一部を露出する開口部を備え、かつ前記被処
理基板と少なくとも一部が接触する封止部材を有するこ
とができる。封止部材によって開口部からの処理液の侵
入を防止される。

【０００７】さらに、前記基板保持部が、前記封止部材
の前記開口部に対応する開口部を備え、かつ前記封止部
材を支持する支持部材をさらに有しても差し支えない。
支持部材が封止部材を支持することで、封止部材が被処
理基板により押圧されたときに封止部材の過度の変形が
防止される。この結果、封止部材と被処理基板間からの
処理液の侵入がより確実に防止できる。

【０００８】（３）本発明に係る液処理装置は、処理液
を収容する処理液槽と、被処理基板に接触可能な第１の
電極と、前記処理液槽に配設され、前記第１の電極との
間に電圧が印加される第２の電極と、前記被処理基板を
保持する基板保持部であって、前記被処理基板の主面の
一部を露出する開口部を備え、かつ前記被処理基板と少
なくとも一部が接触する封止部材と、前記封止部材の前
記開口部に対応する開口部を備え、かつ前記封止部材を
支持する支持部材と、前記被処理基板上に生じた気泡が
通過する通路であって、かつその底面の少なくとも一部
が前記封止部材で、その側面の少なくとも一部が前記支
持部材でそれぞれ構成されている通路とを有する基板保
持部とを具備することを特徴とする。封止部材で構成さ
れた通路の底面と被処理基板の被処理面との間の距離を
封止部材のみで規定することが可能となる。その結果、
この距離を小さくして、被処理面からの気泡の除去が行
い易くなる。

【０００９】（４）前記基板保持部が、前記被処理基
板を前記封止部材に対して押圧する押圧部をさらに有し
てもよい。押圧部による押圧により、封止部材からの処
理液の侵入がより確実に防止できる。前記通路は、前記支持部材の前記処理液槽に対向す
る面に配置できる。通路を、支持部材の処理液槽に対向
する面に配置することで、支持部材や被処理基板を処理
液に浸漬したときに形成される気泡をこの浸漬時の処理
液の流れによって除去できる。

【００１０】前記通路は、前記支持部材の前記開口部
から外周に連通して形成できる。このとき気泡は、開口
部から外周に沿って移動し被処理基板上から除去され
る。前記通路は前記支持部材の前記開口部から放射状に複
数配置されていても良い。複数放射状に通路が配置され
ていることで、気泡の除去が促進される。

【００１１】前記第１の電極が、被処理基板にそれぞ
れ接触可能な複数の部分電極を有しても差し支えない。
複数の部分電極が被処理基板と接触することで、被処理
基板と第１の電極間の導通状態を安定化することができ
る。

【００１２】前記第１の電極が、前記封止部材を前記
支持部材上に押圧可能な押さえ部を有しても良い。押さ
え部によって封止部材を支持部材上に押圧し、封止部材
と支持部材間からの処理液の侵入がより確実に防止され
る。前記第１の電極に前記部分電極と前記押さえ部が交互
に配置されていても良い。押さえ部による封止部材の支
持部材上への押圧の均一性が担保され、封止部材と支持
部材間からの処理液の侵入がさらに防止される。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明の
実施の形態に係るメッキ処理装置について説明する。図
１は本実施の第１の形態に係るメッキ処理装置１０を示
す模式的な垂直断面図である。図１に示すように、この
メッキ処理装置１０では、装置全体が密閉構造のハウジ
ング１２で覆われている。このハウジング１２は樹脂等
の耐食性の材料で構成されている。

【００１４】ハウジング１２の内部には、メッキ液を収
容するメッキ液槽１４と、メッキ液槽１４の真上に位置
しウエハＷを保持および回転させるドライバ１６とが配
設されている。また、メッキ液槽１４の上部付近のハウ
ジング１２には洗浄ノズル１８及びその下側に配設され
た排気口２０を内蔵したセパレータ２２が配設されてい
る。このセパレータ２２の中央には、ドライバ１６に保
持されたウエハＷが通過できる貫通孔が設けられてい
る。さらに、ハウジング１２にはウエハＷをメッキ処理
装置１０内に搬出入するゲートバルブ２４が設けられて
いる。

【００１５】メッキ液槽１４は、内槽１４ａと、内槽１
４ａの内側に同心的に配設された外槽１４ｂとの２重槽
から構成されている。内槽１４ａは有底の略円筒形に形
成されており、内槽１４ａの開口面は略水平に維持され
ている。また、メッキ液で内槽１４ａを満たしたときに
後述するメッキ位置（Ｖ）にあるウエハＷの被メッキ面
がメッキ液液面よりも低くなるように、内槽１４ａは設
置されている。

【００１６】内槽１４ａの内部には内槽１４ａの底面側
から上面に向けてメッキ液を噴出させる噴出管２８が、
内槽１４ａの底面の略中心から内槽１４ａの深さ方向略
中間付近まで突出している。噴出管２８の周囲には第２
の電極としてのアノード電極３０が内槽１４ａと同心的
に配設されている。また、このアノード電極３０は図示
しない外部電源と電気的に接続され、この電源を投入す
ることによりアノード電極３０とウエハＷとの間に電界
が形成される。

【００１７】噴出管２８の端部外周と内槽１４ａとの間
には内槽１４ａを上下に仕切り分ける隔膜３２がアノー
ド電極３０の上方に設けられている。隔膜３２で仕切ら
れた内槽１４ａの上側（以下「内槽の上側」という）に
は噴出管２８からメッキ液が供給され、隔膜３２で仕切
られた内槽１４ａの下側（以下「内槽の下側」という）
には後述する循環配管３６からメッキ液が供給される。
また、この隔膜３２はイオンを透過するが、アノード電
極３０を溶解させたときに生じる不純物及びウエハＷの
被メッキ面にメッキ処理中に発生する例えば酸素及び水
素のような気泡を透過させないように構成されている。

【００１８】さらに、内槽１４ａの底面の中心から偏心
した位置には循環配管３４、３６が設けられており、こ
の循環配管３４、３６の間には図示しないポンプが配設
されている。このポンプを作動させることで内槽１４ａ
の下側にメッキ液を循環できる。

【００１９】外槽１４ｂは、内槽１４ａと同様に有底の
略円筒形に形成されており、外槽１４ｂの開口面は略水
平に維持されている。外槽１４ｂの底部には排出口が２
箇所設けられており、この排出口には配管３７が接続さ
れている。この配管３７と噴出管２８との間にはポンプ
３８が配設されている。また、配管３７にはメッキ液を
収容した図示しないタンク接続され、メッキ液を内槽１
４ａに供給するようになっている。

【００２０】ドライバ１６は、ウエハＷを保持する基板
保持部３９と、ウエハＷを略水平面内で回転させる回転
駆動部４０とから構成されている。回転駆動部４０は、
図示しないモータを有しこのモータの動作によって基板
保持部３９、及び基板保持部３９に保持されたウエハＷ
が回転する。回転駆動部４０の外側容器には回転駆動部
４０を支持する支持梁４２が取り付けられており、支持
梁４２の端はハウジング１２の内壁に対してガイドレー
ル４４を介して昇降可能に取り付けられている。

【００２１】支持梁４２は更に上下方向に伸縮自在なシ
リンダ４６を介してハウジング１２に取り付けられてお
り、このシリンダ４６を駆動させることにより支持梁４
２に支持されたドライバ１６がガイドレール４４に沿っ
て上下動してウエハＷを昇降させる。具体的には図１に
示すように、ドライバ１６の基板保持部３９に保持され
たウエハＷは、メッキ液槽１４の中心軸上にある主に５
つの異なる高さの位置との間で昇降する。この５つの位
置は、搬送のための搬送位置（Ｉ）と、ウエハＷのメッ
キ形成面を例えば純水のような洗浄液で洗浄処理するた
めのウエハ洗浄位置（ＩＩ）と、後述する曲面突起とし
ての半球面突起６０ｄを洗浄液で洗浄処理するための半
球面突起洗浄位置（ＩＩＩ）と、後述するスピンドライ
を行うためのスピンドライ位置（ＩＶ）と、ウエハＷの
被メッキ面にメッキ膜を形成するためのメッキ位置
（Ｖ）とがある。

【００２２】搬送位置（Ｉ）、ウエハ洗浄位置（ＩＩ）
及び半球面突起洗浄位置（ＩＩＩ）はメッキ液槽１４の
内槽１４ａ内にメッキ液を一杯にしたときのメッキ液液
面より上方にあり、スピンドライ位置（ＩＶ）及びメッ
キ位置（Ｖ）はメッキ液液面より下方にある。

【００２３】（基板保持部の構造の詳細）次に本実施の
形態に係る基板保持部３９の詳細について説明する。図
２は、図１円内の基板保持部３９を拡大した模式的な垂
直断面図である。図３は、図１に示した基板保持部３９
の一部を拡大し、図２と同一の断面で切断した状態を表
す斜視図である。但し、図３では見やすいように基板保
持部３９の構成要素の一部を除外している。

【００２４】基板保持部３９はウエハＷを出し入れする
窓４８を有する中空のホルダー５０を有し、１枚のウエ
ハＷをホルダー５０内（基板保持部３９内）に略水平に
保持できるようになっている。基板保持部３９の内部に
は、ウエハＷを押圧する押圧部５２およびウエハＷを吸
引して保持するチャック５４が備えられている。押圧部
５２は、エアシリンダー等の押圧部５２に接続され基板
保持部３９に載置されたウエハＷの裏面を押圧し、ウエ
ハＷを固定する。

【００２５】チャック５４は、少なくとも１箇所以上、
例えば３箇所に吸引溝が形成されたいわゆる真空チャッ
クである。これらの吸引溝には図示しない真空ポンプが
接続され、真空ポンプの動作により吸引溝内の空気が吸
引される。この吸引によりチャック５４にウエハＷを吸
着させ、保持できる。チャック５４は、エアシリンダー
等の昇降機構に接続され、ウエハＷを吸着したまま基板
保持部３９内を昇降できる。

【００２６】ホルダー５０には開口部５６が形成されて
いる。この開口部５６から基板保持部３９内に保持され
たウエハＷの被メッキ面が露出され、メッキ膜が形成さ
れる。基板保持部３９内には、さらにウエハＷに電圧を
印加するためのカソード電極６０、基板保持部３９内部
をメッキ液の侵入から保護するシール部材７０、カソー
ド電極６０とシール部材７０を押さえて固定するための
シール押さえ部材８０を有する。なお、これらの詳細は
後述する。基板保持部３９に保持されるウエハＷの被メ
ッキ面には、例えばＰＶＤ処理装置により予め銅の薄
膜、いわゆるシード層が形成されている。その結果、カ
ソード電極６０に印加された電圧がウエハＷの被メッキ
面にも印加される。

【００２７】（ホルダーの詳細）ホルダー５０は、ホル
ダー側部５０ａおよびホルダー底部５０ｂから構成され
ている。ホルダー側部５０ａは、略円筒形状である。ま
た、ホルダー底部５０ｂは、略円状の開口部５６が形成
された略リング形状であり、ホルダー側部５０ａと一体
に構成されている。ホルダー底部５０ｂは、ホルダー側
部５０ａと開口部５６の近傍（リング状の外円と内円の
近傍）の側面５０１、５０２が傾斜しており、ホルダー
底部５０ｂの断面形状が略台形をしている。これは、ホ
ルダー底部５０ｂがメッキ液に浸漬したときの気泡の発
生を低減するためである。例えば、ホルダー底部５０ｂ
は基板保持部３９を降下させたときに最初にメッキ液に
着水する箇所であり、ここに角があると気泡が発生しや
すくなる。この箇所での角を丸めることで気泡の発生を
低減できる。

【００２８】図４、図５は、ホルダー５０を底面から見
た状態を表す拡大斜視図および底面図である。なお、図
４は、図２と同一の断面でカットした状態を表してい
る。図２〜図５に示すように、ホルダー底部５０ｂには
溝５８が開口部５６の中心からホルダー側部５０ａに向
かって放射状に１２個形成されている。この溝５８は、
後述するように気泡の通路として機能し、ウエハＷの被
メッキ面上からの気泡の除去を促進する。その結果、ウ
エハＷへのメッキ膜厚の均一性が向上する。

【００２９】溝５８は、ホルダー底部５０ｂの一部を貫
通しており、この貫通孔からシール部材７０が露出して
いる。このため、溝５８の底面の一部はこの露出したシ
ール部材７０によって構成されている。この結果、溝５
８の底面とウエハＷの被メッキ面との距離ｄはシール部
材７０の厚さによって定まり、距離ｄを小さくとること
ができる。このようにウエハＷの被メッキ面と溝５８の
底面の段差を小さくできるため、ウエハＷの被メッキ面
上の気泡が溝５８に移動し易くなる。

【００３０】この距離ｄは、１．５ｍｍ以下、具体的に
は１．３〜１．１ｍｍとすることが可能である。距離ｄ
が小さいほどウエハＷの被メッキ面からの気泡の排出が
促進される。しかし、距離ｄが小さくなりすぎると（シ
ール部材７０が薄すぎると）シール部材７０の製造が困
難となり、またメッキ液の侵入を阻止するシール部材７
０の封止機能が低下することも考えられる。このため、
気泡の排出と製造の容易性とのバランスによって距離ｄ
（主としてシール部材７０の厚さ）が定まる。実験の結
果から、距離ｄが２．３あるいは２．５ｍｍでも気泡の
排出が促進され、距離ｄが１．５ｍｍではほとんど気泡
の残存がなかった。このように、距離ｄが１．５ｍｍ以
下の例えば１．２、１．３ｍｍであれば気泡の排出上充
分であり、かつ製造上、あるいは封止機能においても問
題がない。なお、距離ｄを精密に考えるには、シール部
材７０が押圧部５２の押圧によって変形して距離ｄが小
さくなることを考慮する。

【００３１】ここで、シール部材７０にも溝が形成さ
れ、ホルダー底部５０ｂの溝と併せて、溝６２を構成し
ても良い。溝６２をどのように形成するかは、使用する
材料および製造容易性によって適宜変更することができ
る。要するにウエハＷの被メッキ面と溝６２の底面との
距離ｄをある程度以下（例えば１．５ｍｍ以下）に押さ
えられれば良い。

【００３２】（カソード電極の詳細）前述のように基板
保持部３９の内側には、ウエハＷの被メッキ面に電圧を
印加するためのカソード電極６０が配設されている。カ
ソード電極６０には円筒状の接続部６４がカソード電極
６０の外周で一体的に接続され、さらに接続部６４には
導通端子６６が接続されている。導通端子６６には、図
示しないリード線を通じて外部電源が接続されている。
その結果、リード線、導通端子６６、接続部６４を介し
てカソード電極６０に電圧を印加できる。

【００３３】図６は、カソード電極６０を上面からみた
状態を表す平面図である。このカソード電極６０は、導
電性の材料から形成され、大まかにはリングを８分割し
た形状をしている。カソード電極６０が分割構造になっ
ているのは、製造および取り付けの容易性を考慮したた
めである。

【００３４】カソード電極６０は、内径が上記開口部５
６の径より幾分大きい８分割した略リング状に形成され
たカソード電極本体部６０ａと、カソード電極本体部６
０ａと一体的に形成されたばね部６０ｂおよび押さえ部
６０ｃとから構成されている。ばね部６０ｂと押さえ部
６０ｃは、カソード電極本体部６０ａの内周上にそって
交互に形成されている。ばね部６０ｂと押さえ部６０ｃ
が交互に形成されているのは、ばね部６０ｂによるウエ
ハＷへの導通と押さえ部６０ｃによるシール部材７０の
ホルダー底部５０ｂへの固定の双方を均一に行うためで
ある。

【００３５】ばね部６０ｂは、導電性の材料から形成さ
れており、８分割されたカソード電極本体部６０ａの５
箇所、カソード電極全体としては４０箇所に一体形成さ
れている。ここで、ばね部６０ｂを４０個としたのは、
ウエハＷの電流密度の均一性と製造容易性のバランスを
考慮したためである。ウエハＷ内での電流密度の均一性
向上のためには、多数のばね部６０ｂによってウエハＷ
との導通を取るのが好ましい。一方、ばね部６０ｂの個
数が多くなりすぎるとばね部６０ｂの加工が困難とな
る。但し、ばね部６０ｂの個数は４０に限定されるもの
ではなく、電流密度分布と製造容易性を考慮して、６〜
１８０程度の範囲で適宜設定することができる。

【００３６】ばね部６０ｂを構成するばねとしては、ウ
エハＷの被メッキ面に電気的に接触できるようなばねを
利用できる。具体的にはこのばねとして、板ばね、コイ
ルばね、渦巻きばね、空気ばね、さらばね、ねじり棒ば
ね、及び輪ばね等を使用できる。本実施形態では、この
一例として板ばねを使用している。板ばねでばね部６０
ｂを構成することによりカソード電極６０の形状が単純
になり、ばね部６０ｂとカソード電極本体部６０ａとを
容易に一体成形できる。

【００３７】また、このばね部６０ｂは撓んだ状態に形
成されている。具体的には、ばね部６０ｂとカソード電
極本体部６０ａとの間が折り曲られて傾斜している。こ
こで、撓んだ状態とは、ばね部６０ｂがカソード電極本
体部６０ａに対して傾斜している状態のことをいう。撓
んだ状態には、本実施形態のように板ばねとカソード電
極本体部６０ａとの間が折り曲られて傾斜している場合
の他に、ばね部６０ｂを構成する板ばね自体が湾曲或い
は折り曲げられて傾斜している場合が含まれる。撓んだ
状態のばね部６０ｂは、押圧部５２のウエハＷの裏面に
対する押圧によって容易に弾性変形される。

【００３８】ばね部６０ｂを構成する板ばねの材料とし
ては、具体的には例えば、ばね鋼、ニッケル、インコネ
ル、銅、及びステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる群から選
択される１又は２以上の導電性材料から形成されている
ことが好ましい。上記材料が好ましいのは、導電性に優
れているとともに弾性限界が大きいからである。ばね部
６０ｂの１部、好ましくは先端部には、半球面状の半球
面突起６０ｄが形成されている。この半球面突起６０ｄ
によりカソード電極６０がウエハＷの被メッキ面に対し
て常に一定面積で接触する。

【００３９】（シール部の詳細）シール部材７０の詳細
な構造を説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれシ
ール部材７０を上面および底面からみた状態を表した斜
視図である。シール部材７０は、シール底部７０ａ、ウ
エハシール部材７０ｂ、鍔部７０ｃから一体的に構成さ
れる。

【００４０】シール底部７０ａは、円形の開口部を有す
る略平板リング形状であり、ホルダー底部５０ｂに接触
しホルダー底部５０ｂとの間からのメッキ液の侵入を防
止する。ホルダー底部５０ｂには前述の様に溝５８が貫
通して形成され、この溝５８からシール底部７０ａがメ
ッキ液に直接接触する。しかしながら、溝５８の底部に
シール底部７０ａが押しつけられていれば、この溝５８
からのメッキ液の侵入は防止される。前述のカソード電
極６０の押さえ部６０ｃは、シール底部７０ａをホルダ
ー底部５０ｂに押さえつけ、開口部５６あるいは溝５８
からのメッキ液の侵入を防止する。

【００４１】ウエハシール部材７０ｂは、シール底部７
０ａの内周に沿って一体的に形成された略円筒形状であ
り、押圧部５２の押圧によってウエハＷの被メッキ面に
密着している。その結果、ウエハＷの被メッキ面に沿っ
たメッキ液の侵入が防止される。鍔部７０ｃは、シール
底部７０ａの外周に沿って一体的に形成された略円筒形
状である。鍔部７０は、ホルダー側部５０ａに密着し、
仮に溝５８からホルダー底部５０ｂとシール底部７０ａ
の間にメッキ液が侵入してきたときでも、メッキ液が基
板保持部３９内部に侵入することを効果的に防止でき
る。例えば、メッキ液の粘性が低い場合には、基板保持
部３９内部にメッキ液が侵入しやすくなるので、鍔部７
０ｃは有効である。但し、後述するように、鍔部７０ｃ
は常に必要という訳ではない。

【００４２】（シール押さえ部の詳細）シール押さえ部
材８０は、全体としてはホルダー側部５０ａの内径と略
等しい外形を有する略円筒形状をしている。この円筒の
内径はホルダー底部５０ｂに近づくに従って小さくな
り、従ってシール押さえ部材８０の肉厚が厚くなってい
る。また、シール押さえ部材８０の底部はシール部材７
０に対応した形状をしており、カソード電極本体部６０
ａおよび押さえ部６０ｃを押圧している。カソード電極
本体部６０ａおよび押さえ部６０ｃは、さらにシール底
部７０ａを押圧する。この結果、シール底部７０ａはホ
ルダー底部５０ｂに押しつけられ、シール底部７０ａと
ホルダー底部５０ｂ間からのメッキ液の侵入が防止され
る。さらにアノード電極３０のばね部６０ｂがある箇所
には、ばね部６０ｂの動く領域を確保するために、シー
ル底部７０ａとの間に隙間８２が形成されている。この
結果、ばね部６０ｂへの押圧部５２等による押圧の有無
によってばね部６０ｂの撓み量は変化する。

【００４３】（メッキ処理行程の流れ）次に、メッキ処
理装置１０で行われるメッキ処理行程の流れについて説
明する。図８は本実施の形態に係るメッキ処理装置１０
で行われるメッキ処理行程の流れを示したフローチャー
トである。以下、メッキ処理装置１０によるメッキ処理
の流れについて図８に沿って説明する。

【００４４】（１）まず、基板保持部３９内へのウエハ
Ｗの搬入が行われる（ステップＳ１）。メッキ処理装置
１０の側壁に設けられたゲートバルブ２４が開き、搬送
位置（Ｉ）に待機しているドライバ１６の基板保持部３
９内へ窓４８を通して、未処理のウエハＷを保持する図
示しないアームが挿入される。このアームは、基板保持
部３９内にウエハＷの被メッキ面をメッキ液液面に向け
て略水平に載置する。このとき、押圧部５２およびチャ
ック５４は、基板保持部３９の上方に引き上げられてい
る。また、詳細にはウエハＷをカソード電極６０の半球
面突起６０ｄ上に載置する。

【００４５】（２）ウエハＷをカソード電極６０の半球
面突起６０ｄ上に載置した後、ゲートバルブ２４が閉じ
られるとともに、押圧部５２によりウエハＷの裏面が押
圧される（ステップＳ２）。この押圧により各ばね部６
０ｂが弾性変形し、各ばね部６０ｂとウエハＷ間に弾性
応力が働く。また、押圧によりシール部材７０とウエハ
Ｗとが密着し、メッキ液の基板保持部３９内への侵入の
防止が可能となる。

【００４６】（３）その後、ドライバ１６がシリンダ４
６の駆動で下降して、ウエハＷをメッキ位置（Ｖ）に降
下させ、ウエハＷをメッキ液に浸漬する（ステップＳ
３）。なお、このときメッキ液槽１４の内槽１４ａ内に
はメッキ液が一杯に満たされている。

【００４７】ウエハＷの被メッキ面および基板保持部３
９の底面（ホルダー底部５０ｂ）は大気中からメッキ液
内に移行する。この大気中からメッキ液内への移行の際
にウエハＷの被メッキ面上に気泡（マイクロバブル）が
生じることがある。気泡は、直径０．１〜１．０ｍｍと
種々の大きさのものが生じうる。この気泡は、次のステ
ップＳ４でのメッキ膜の形成を阻害し、そのためウエハ
Ｗ上への均一なメッキ膜の形成が行われ難くなる。

【００４８】気泡によるメッキ膜の形成の阻害を防止す
るには２つの方法が考えられる。１つは気泡の発生自体
を防止することである。もう一つの方法として、気泡を
ウエハＷの被メッキ面から除去することが考えられる。
気泡の発生を低減するために、前述のようにホルダー底
部５０ｂの角を鈍角としている。しかしながら気泡の発
生を完全に防止するのは困難である。そこで、本発明に
おいては気泡を溝５８によって除去する。即ち、ホルダ
ー底部５０ｂに形成された溝５８は、発生した気泡の通
路として機能し気泡の除去に寄与する。

【００４９】図９は、ウエハＷの被メッキ面から溝５８
を通って気泡が移動する状態を示した断面図である。気
泡は基板保持部３９およびウエハＷがメッキ液に着水し
たときに発生しその一部はウエハＷの被メッキ面に付着
した状態になる。ウエハＷの被メッキ面に付着した気泡
はＡ→Ｂ→Ｃと溝５８を通ってホルダー底部５０ｂの内
円側（ウエハＷ側）から外円側（ホルダー側部５０ａ
側）に移動し、被メッキ面から除去される。

【００５０】この気泡の移動は基板保持部３９がメッキ
液に浸漬したときのメッキ液の流れによって促進され
る。さらに、噴出管２８からのメッキ液の噴出によるメ
ッキ液の流れも、溝５８を通じた被メッキ面からの気泡
の除去に寄与する。気泡の除去をさらに積極的に行う方
法として、着水後に基板保持部３９を回転しても差し支
えない。即ち、回転駆動部４０によって基板保持部３９
を回転し、気泡に遠心力を加える。遠心力は気泡に対し
てホルダー底部５０ｂの内円から外円に向かう方向の力
を加えるので、気泡は溝５８を通って被メッキ面から除
外される。

【００５１】（４）ウエハＷをメッキ位置（Ｖ）に位置
させた後、ウエハＷの被メッキ面に例えば銅のメッキ膜
の形成が行われる（ステップＳ４）。メッキ膜の形成
は、アノード電極３０とカソード電極６０との間に電圧
を印加することにより行われ、被メッキ面に十分な厚さ
のメッキ膜を形成された後に電圧の印加を停止してメッ
キ膜の形成を終了する。

【００５２】被メッキ面から気泡が除去されていること
から、メッキ膜の形成は気泡によって妨げられず、均一
な厚さのメッキ膜が形成される。なお、押圧部５２の押
圧により複数のばね部６０ｂの半球面突起６０ｄがウエ
ハＷの被メッキ面に接触していることも、均一なメッキ
膜の形成に寄与する。複数のばね部６０ｂとの接触によ
りウエハＷにおける電流密度が均一化されるからであ
る。メッキ膜の形成が完了したら、図示しないポンプを
作動させ、メッキ液槽１４内のメッキ液液面を低下させ
る。

【００５３】（５）次にウエハＷのスピンドライによ
り、ウエハＷのメッキ形成面に付着している余分なメッ
キ液を取り除く（ステップＳ５）。スピンドライに先立
ち、ドライバ１６がシリンダ４６の駆動で上昇して、ウ
エハＷをスピンドライ位置（ＩＶ）に上昇させる。そし
て、基板保持部３９が回転駆動部４０の駆動で略水平面
内で回転してスピンドライを行い、ウエハＷのメッキ形
成面に付着している余分なメッキ液を取り除く。

【００５４】（６）ウエハＷのメッキ膜形成面を洗浄す
る（ステップＳ６）十分にスピンドライを行った後、シ
リンダ４６の駆動により、ウエハＷをウエハ洗浄位置
（ＩＩ）まで上昇させる。その後、セパレータ２２に内
蔵されている洗浄ノズル１８から純水をウエハＷのメッ
キ膜形成面に向けて噴射して、ウエハＷのメッキ膜形成
面を洗浄する。このとき、基板保持部３９が回転駆動部
４０の駆動により略水平面内で回転される。

【００５５】（７）ウエハＷのメッキ膜形成面の洗浄が
終了した後、半球面突起６０ｄの洗浄が行われる（ステ
ップＳ７）。半球面突起６０ｄの洗浄に先立ち、押圧部
５２による押圧の停止、ウエハＷの半球面突起洗浄位置
（ＩＩＩ）への降下が行われる。押圧部５２による押圧
の停止により、ばね部６０ｂが弾性変形していない元の
状態に戻される。

【００５６】ウエハＷの半球面突起洗浄位置（ＩＩＩ）
への位置設定に際し、チャック５４がウエハＷの裏面を
吸引し基板保持部３９内を上昇する。この結果、各ばね
部６０ｂは、ウエハＷから離間する。ウエハＷを半球面
突起洗浄位置（ＩＩＩ）に位置させた状態で、セパレー
タ２２に内蔵された洗浄ノズル１８から洗浄液としての
例えば純水が基板保持部３９の半球面突起６０ｄに向け
て噴出され半球面突起６０ｄが洗浄される。このとき、
基板保持部３９が回転駆動部４０の駆動で回転される。

【００５７】（８）半球面突起６０ｄの洗浄後に、スピ
ンドライが行われる（ステップＳ８）。半球面突起６０
ｄの洗浄が終了した後、ドライバ１６がシリンダ４６の
駆動で下降して、ウエハＷをスピンドライ位置（ＩＶ）
に降下させた後、基板保持部３９が回転駆動部４０によ
り回転し、スピンドライが行われる。スピンドライの際
に図示しないエアー供給装置でエアーをカソード電極６
０上に流し、半球面突起６０ｄ上に付着している水分が
除去される。

【００５８】（９）スピンドライが完了したら、基板保
持部３９内からウエハＷが搬出される（ステップＳ
９）。ウエハＷの搬出の際には、シリンダ４６によりウ
エハＷが搬送位置（Ｉ）まで上昇される。この状態で、
ゲートバルブ２４が開き、基板保持部３９の窓４８を通
して、図示しないアームが伸長してメッキ膜が形成され
たウエハＷを受け取る。その後、アームがメッキ処理装
置１０内からウエハＷを搬出する。

【００５９】（他の実施形態）本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、種々に拡張、変更可能であ
り。これら拡張、変更された実施形態も本発明の技術的
範囲に含まれる。（１）例えば、溝５８をホルダー底部５０ｂの内周（開
口部５６）から外周（ホルダー側部５０ａ）に向かって
傾斜させることもできる。図１０は、溝５８の底面が傾
斜した状態を表すホルダー底部５０ｂの一部断面図であ
る。溝５８は、ホルダー底部５０ｂの内周から外周に向
かって角度θで傾斜している。メッキ液中の気泡にはメ
ッキ液の水面に向かう方向の浮力が働くから、溝５８が
気泡の移動方向に向かって角度θで傾斜していることに
より、溝５８での気泡の移動が促進される。図１０で
は、１つの溝５８のみを示しているが、溝５８は第１の
実施形態での図５に示される、開口部５６の中心に対し
て放射状となっている全ての溝５８において開口部５６
の中心から径方向に傾斜させることができる。

【００６０】また、図１０では、ウエハシール部材７０
ｂの側面を鉛直方向に対して角度θ１だけ外側に傾けて
いる。このようにウエハシール部材７０ｂの側面を傾斜
させることで、気泡がウエハシール部材７０ｂとシール
底部７０ａとの間の角を越えやすくすることもできる。

【００６１】（２）また、溝５８はホルダー５０の回転
中心（多くの場合、開口部５６の中心）に対して傾けて
形成しても差し支えない。図１１は、溝５８の方向がホ
ルダー５０回転中心Ｏに対して傾いた状態のホルダー底
部５０ｂを底面側から見た底面図であり、第１の実施形
態における図５と対応する。溝５８の方向が開口部５６
の中心に対して角度φ傾けて形成されている。

【００６２】第１実施形態における図８のステップＳ３
において、気泡の除去のために基板保持部３９を回転さ
せることを示した。溝５８の方向の傾斜は、このホルダ
ー５０の回転と組み合わせるとより効果的である。この
とき溝５８の傾斜の正負および傾斜角度φをホルダー５
０の回転方向および回転速度に対応させることが好まし
い。

【００６３】即ち、図１１のようにホルダー５０を左回
転（Ｌ）させる場合には溝５８の方向を図１１の様に右
回転の方向に傾け、ホルダー５０を右回転（Ｒ）させる
ときには溝５８を図１１とは逆に左回転する方向に傾け
るのが好ましい。ホルダー５０の回転によって、気泡に
はメッキ液からの摩擦力がホルダーの回転方向とは逆の
方向に作用する。このため、ホルダー５０の回転によ
り、気泡には開口部５６の中心に向かう直線に対して傾
斜した方向に力が働く。従って、ホルダー５０の回転速
度が大きくなるほど、気泡に作用する力は開口部５６の
中心Ｏに向かう直線に対してより傾斜した方向となる。

【００６４】（３）シール部材７０も種々の形状を取り
うる。図１２〜１４はそれぞれ、シール部材７０の形状
を変更した変形例１〜３を表す斜視図である。図１２で
は、シール部材７０の底面に突起７２が等間隔に複数形
成されている。このときホルダー底部５０ｂには、この
突起７２と対応する位置に凹みが形成される。この凹み
に突起７２を挿入することによって、シール部材７０と
ホルダー底部５０ｂとの固定がより安定となる。

【００６５】図１３は、鍔部７０ｃのないシール部材７
０を表している。既に述べたように鍔部７０ｃはメッキ
液の基板保持部３９内への侵入を防止する上で有用では
あるが、鍔部７０ｃを要することなくメッキ液の侵入を
防止することもできる。例えば、メッキ液の粘度が高い
場合には、メッキ液は隙間から侵入しにくくなる。この
ような場合には鍔部７０ｃを除去しても差し支えない。
また、シール部材７０とホルダー５０との間の隙間を接
着剤等で塞いだ場合にも鍔部７０ｃを除去して差し支え
ない。なお、図１３では突起７２がある場合を示してい
るがこの突起７２は適宜除外した構成とすることもでき
る。

【００６６】さらに図１４は、シール部材７０に切れ目
（スリット）７４が入った例を示している。このように
シール部材７０に切れ目７４を入れることでシール部材
７０の装着が容易となる。シール部材７０に切れ目７４
が入っていても、この切れ目７４が溝５８内に露出しな
ければ問題がない。また、装着後に切れ目７４を接着剤
等で埋めても良い。この切れ目７４は、必要に応じて複
数形成することができ、その結果シール部材７０を複数
に分割できる。このようにシール部材７０を分割するこ
とでシール部材７０の基板保持部３９内への装着をより
容易とすることができる。

【００６７】（４）また、上記実施の形態では、被処理
基板としてウエハＷを使用して説明しているが、液晶用
のＬＣＤガラス基板を使用することも可能である。さら
に、上記実施の形態では、液処理をメッキ処理として説
明しているが、液を使用して処理を施すものであれば適
用することが可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理基板の被メッキ面からの気泡の除去が促進され、
均一なメッキ膜のを形成が可能なメッキ処理装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の第１の形態に係るメッキ処理装置１
０を示す模式的な垂直断面図である。

【図２】図１に示した基板保持部の一部を拡大した模
式的な垂直断面図である。

【図３】図１に示した基板保持部の一部を拡大し、図
２と同一の断面で切断した状態を表す斜視図である。

【図４】ホルダーを底面から見た状態を表す拡大斜視
図である。

【図５】ホルダーを底面から見た状態を表す拡大底面
図である。

【図６】カソード電極を上面からみた状態を表す平面
図である。

【図７】シール部材を上面および底面からみた状態を
表した斜視図である。

【図８】本発明の第１実施形態に係るメッキ処理装置
で行われるメッキ処理行程の流れを示したフローチャー
トである。

【図９】ウエハＷの被メッキ面から溝を通って気泡が
移動する状態を示した断面図である。

【図１０】溝の底面が傾斜した状態を表すホルダー底
部の一部断面図である。

【図１１】溝の方向がホルダーの回転中心に対して傾
斜した状態のホルダー底部を底面側から見た底面図であ
る。

【図１２】シール部材の形状を変更した変形例１を表
す斜視図である。

【図１３】シール部材の形状を変更した変形例２を表
す斜視図である。

【図１４】シール部材の形状を変更した変形例３を表
す斜視図である。

【符号の説明】

１０メッキ処理装置１２ハウジング１４メッキ液槽１４ｂ外槽１４ａ内槽１６ドライバ１８洗浄ノズル２０排気口２２セパレータ２４ゲートバルブ２８噴出管３０アノード電極３２隔膜３４、３６循環配管３７配管３８ポンプ３９基板保持部４０回転駆動部４２支持梁４４ガイドレール４６シリンダ４８窓５０ホルダー５０ａホルダー側部５０ｂホルダー底部５０１、５０２側面５２押圧部５４チャック５６開口部５８溝６０カソード電極６０ａカソード電極本体部６０ｂばね部６０ｃ押さえ部６０ｄ半球面突起６４接続部６６導通端子７０シール部材７０ａシール底部７０ｂウエハシール部７０ｃ鍔部７２突起７４切れ目８０シール押さえ部材８２隙間

フロントページの続きＦターム(参考） 4K024 BB12 BC10 CB04 CB12 CB26 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理液を収容する処理液槽と、被処理基板に接触可能な第１の電極と、前記処理液槽に配設され、前記第１の電極との間に電圧
が印加される第２の電極と、前記被処理基板の主面の一部を露出する開口部を備え、
かつ前記被処理基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に形成され、前記被処理基板上に生じた
気泡が通過する通路であって、かつその底面が該基板保
持部の前記開口部から外周に向かって傾斜している通路
とを具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】処理液を収容する処理液槽と、被処理基板に接触可能な第１の電極と、前記処理液槽に配設され、前記第１の電極との間に電圧
が印加される第２の電極と、前記被処理基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転する回転機構と、前記基板保持部に形成され、前記被処理基板上に生じた
気泡が通過する通路であって、かつその通路の方向が前
記回転機構による回転の中心に向かう直線に対して傾斜
している通路とを具備することを特徴とする液処理装
置。
【請求項３】前記基板保持部が、前記被処理基板の主面の一部を露出する開口部を備え、
かつ前記被処理基板と少なくとも一部が接触する封止部
材を有することを特徴とする請求項１または２のいずれ
か１項に記載の液処理装置。
【請求項４】前記基板保持部が、前記封止部材の前記開口部に対応する開口部を備え、か
つ前記封止部材を支持する支持部材をさらに有すること
を特徴とする請求項３記載の液処理装置。
【請求項５】処理液を収容する処理液槽と、被処理基板に接触可能な第１の電極と、前記処理液槽に配設され、前記第１の電極との間に電圧
が印加される第２の電極と、前記被処理基板を保持する基板保持部であって、前記被処理基板の主面の一部を露出する開口部を備え、
かつ前記被処理基板と少なくとも一部が接触する封止部
材と、前記封止部材の前記開口部に対応する開口部を備え、か
つ前記封止部材を支持する支持部材と、前記被処理基板上に生じた気泡が通過する通路であっ
て、かつその底面の少なくとも一部が前記封止部材で、
その側面の少なくとも一部が前記支持部材でそれぞれ構
成されている通路とを有する基板保持部とを具備するこ
とを特徴とする液処理装置。
【請求項６】前記液処理装置が、前記基板保持部を回
転する回転機構をさらに具備することを特徴とする請求
項１または５に記載の液処理装置。
【請求項７】前記基板保持部が、前記被処理基板を前記封止部材に対して押圧する押圧部
をさらに有することを特徴とする請求項４または５のい
ずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項８】前記通路が、前記支持部材の前記処理液
槽に対向する面に配置されていることを特徴とする請求
項４または５のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項９】前記通路が、前記支持部材の前記開口部
から外周に連通していることを特徴とする請求項４また
は５のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項１０】前記通路が、前記支持部材の前記開口
部から放射状に複数配置されていることを特徴とする請
求項４または５のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項１１】前記通路の底面と前記被処理基板の被
処理面との距離が２ｍｍ以下であることを特徴とする請
求項４または５のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項１２】前記第１の電極が、被処理基板にそれ
ぞれ接触可能な複数の部分電極を有することを特徴とす
る請求項４または５のいずれか１項に記載の液処理装
置。
【請求項１３】前記第１の電極が、前記封止部材を前
記支持部材上に押圧可能な押さえ部を有することを特徴
とする請求項１２記載の液処理装置。
【請求項１４】前記第１の電極に前記部分電極と前記
押さえ部が交互に配置されていることを特徴とする請求
項１３記載の液処理装置。