JP2003175422A

JP2003175422A - 電解加工装置及び方法

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Publication number: JP2003175422A
Application number: JP2001380641A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Shirakashi; 充彦白樫; Masayuki Kumegawa; 正行粂川; Hozumi Yasuda; 穂積安田; Itsuki Obata; 厳貴小畠
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-06-24
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: JP3995463B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】加工レート変化をもたらすことなく、均一な加
工が行なえるようにした電解装置及び方法【解決手段】被加工物Ｗに近接自在な加工電極５０
と、被加工物Ｗに給電する給電電極５２と、被加工物Ｗ
と加工電極５０との間または被加工物Ｗと給電電極５２
との間の少なくとも一方に配置したイオン交換体５６
と、イオン交換体５６が存在する被加工物Ｗと加工電極
５０または給電電極５２の少なくとも一方との間に流体
を供給する流体供給部７２，４８ａと、加工電極５０と
給電電極５２との間に、電圧または電流の少なくとも一
方を任意に制御して供給する電源８０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解加工装置及び
方法に関し、特に半導体ウエハ等の基板表面の導電性材
料を加工したり、基板表面に付着した不純物を除去した
りするのに使用される電解加工装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体ウエハ等の基板上に回路を
形成するための配線材料として、アルミニウムまたはア
ルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロ
マイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが
顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設
けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形
成される。この銅配線を形成する方法としては、ＣＶ
Ｄ、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、
いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化
学機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するよう
にしている。

【０００３】図１６は、この種の銅配線基板Ｗの一製造
例を工程順に示すもので、先ず、図１６（ａ）に示すよ
うに、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１
ａの上にＳｉＯ_２からなる酸化膜やＬｏｗ−Ｋ材膜等の
絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、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と配線溝
４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア膜５、更
にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成
する。

【０００４】そして、図１６（ｂ）に示すように、基板
Ｗの表面に銅めっきを施すことで、コンタクトホール３
及び配線溝４内に銅を充填するとともに、絶縁膜２上に
銅膜６を堆積する。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）
により、絶縁膜２上の銅膜６を除去して、コンタクトホ
ール３及び配線溝４に充填させた銅膜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１６
（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。

【０００５】また、最近ではあらゆる機器の構成要素に
おいて微細化かつ高精度化が進み、サブミクロン領域で
の物作りが一般的となるにつれて、加工法自体が材料の
特性に与える影響は益々大きくなっている。このような
状況下においては、従来の機械加工のように、工具が被
加工物を物理的に破壊しながら除去していく加工法で
は、加工によって被加工物に多くの欠陥を生み出してし
まうため、被加工物の特性が劣化する。従って、いかに
材料の特性を損なうことなく加工を行うことができるか
が問題となってくる。

【０００６】この問題を解決する手段として開発された
特殊加工法に、化学研磨や電解加工、電解研磨がある。
これらの加工法は、従来の物理的な加工とは対照的に、
化学的溶解反応を起こすことによって、除去加工等を行
うものである。従って、塑性変形による加工変質層や転
位等の欠陥は発生せず、前述の材料の特性を損なわずに
加工を行うといった課題が達成される。

【０００７】電解加工として、イオン交換体を使用した
ものが開発されている。これは、図１７に示すように、
被加工物１０の表面に、加工電極１４に取付けたイオン
交換体１２ａと、給電電極１６に取付けたイオン交換体
１２ｂとを接触乃至近接させ、加工電極１４と給電電極
１６との間に電源１７を介して電圧を印加しつつ、加工
電極１４及び給電電極１６と被加工物１０との間に流体
供給部１９から超純水等の液体１８を供給して、被加工
物１０の表面層の除去加工を行うようにしたものであ
る。この電解加工によれば、超純水等の液体１８中の水
分子２０をイオン交換体１２ａ，１２ｂで水酸化物イオ
ン２２と水素イオン２４に解離し、例えば生成された水
酸化物イオン２２を、被加工物１０と加工電極１４との
間の電界と超純水等の液体１８の流れによって、被加工
物１０の加工電極１４と対面する表面に供給して、ここ
での被加工物１０近傍の水酸化物イオン２２の密度を高
め、被加工物１０の原子１０ａと水酸化物イオン２２を
反応させる。反応によって生成された反応物質２６は、
超純水等の液体１８中に溶解し、被加工物１０の表面に
沿った超純水等の液体１８の流れによって被加工物１０
から除去される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、加工電
極及び給電電極と被加工物の間の少なくとも一方にイオ
ン交換体を配置して電解加工を行うと、加工速度や加工
終点の制御が困難であった。ここで、加工電極と給電電
極との間に供給する電流を一定に制御して電解加工を行
うと、被加工面積が変化しない場合は、原理的に加工レ
ートが一定となるため、加工中における制御が容易とな
る。また、電流積算量を容易に計算できるので、加工量
や加工終点が把握しやすくなる。

【０００９】しかし、被加工面積が変化すると、加工レ
ートが変化する。つまり、図１８に示すように、基板Ｗ
の表面に設けた配線溝４の内部に埋込んだ銅膜６を、電
流を一定にして電解加工で研磨すると、この研磨の進行
に伴って、電解研磨終了時に絶縁体からなるバリア層５
が基板Ｗの表面に露出する。そして、このように、バリ
ア層５が基板Ｗの表面に露出すると、被加工面積が、ラ
イン／スペース比及び配線密度に依存して減少し、これ
により加工レートが急激に上昇してしまう。

【００１０】また、基板Ｗの表面の被加工物である銅膜
６等の導電性膜を除去する場合、膜厚の減少に伴い導電
性膜の電気抵抗が大きくなる。このため、電流を一定に
制御して電解加工を行うと、膜厚の減少に伴って印加す
る電圧も増加し、その増加率は、配線パターンが露出す
る加工終点に近づくにつれて大きくなる。図１９は、電
流を一定に制御して電解加工を行った時の印加電圧の経
時変化を示すもので、同図に示すように、電流密度が大
きい程、この傾向が顕著になることが判る。これは、印
加電圧は膜厚に反比例するためであり、このように、電
圧が急上昇すると、加工終点（エンドポイント）の制御
が困難となる。しかも、印加電圧が上昇しすぎると、超
純水の絶縁破壊（いわゆる放電）が生じてしまい、被加
工物に物理的ダメージを与えてしまう。

【００１１】一方、加工電極と給電電極との間に印加す
る電圧を一定に制御して電解加工を行うと、被加工面積
の急激な減少に伴って、加工レートが急激に減少する。
つまり、図２０に示すように、基板Ｗの表面に設けた配
線溝４の内部に埋込んだ銅膜６を、電圧を一定にして電
解加工で研磨すると、この研磨の進行に伴って、加工終
了時に絶縁体からなるバリア層５が基板Ｗの表面に露出
する。そして、このように、バリア層５が基板Ｗの表面
に露出すると、被加工面積が減少し、電流が流れづらく
なって、加工レートが急激に減少する。しかも、銅膜６
等の導電性膜は、膜厚の減少に伴ってその電気抵抗が増
加し、この電気抵抗の増加に伴って電流値が減少し、こ
の電流値の減少率は、加工終点に近づくにつれて小さく
なる。図２１は、電圧を一定に制御して電解加工を行っ
た時に流れる電流の経時変化を示す。従って、特に加工
終点近傍における加工レートの変化が小さく、このため
電流を一定に制御する場合と比較して、加工終点におい
て加工を確実に終了させることが容易となる。

【００１２】しかし、加工電極と給電電極との間に一定
の電流を供給して電解加工を行うと、前述のように、電
流値が経時的に変化し、電流値の変化に伴って加工レー
トも変化し、このため、加工中における制御が困難とな
る。

【００１３】本発明は、上記見識に基づいてなされたも
ので、加工レート変化をもたらすことなく、均一な加工
が行えるようにした電解加工装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被加工物に近接自在な加工電極と、被加工物に給電
する給電電極と、被加工物と前記加工電極との間または
被加工物と前記給電電極との間の少なくとも一方に配置
したイオン交換体と、前記イオン交換体が存在する被加
工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一
方との間に流体を供給する流体供給部と、前記加工電極
と前記給電電極との間に、電圧または電流の少なくとも
一方を任意に制御して供給する電源を有することを特徴
とする電解加工装置である。

【００１５】電解加工では、給電電極と加工電極との間
に供給する電流値が大きいと、加工レートも大きくなる
（電流値が小さいと、加工レートも小さくなる）。一
方、給電電極と加工電極との間に供給する電圧にあって
は、この電圧を高くすると、給電電極と加工電極との間
を流れる電流値が大きなり、この結果、加工レートも大
きくなる。そこで、このように、加工電極と給電電極と
の間に供給する電圧または電流の少なくとも一方を経時
的に変化させる等、任意に制御することで、加工の段階
（状況）に合わせて加工レートを最適に調整することが
できる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、前記電源は、前
記加工電極と前記給電電極との間に、一定電圧を供給す
ることを特徴とする請求項１記載の電解加工装置であ
る。請求項３に記載の発明は、前記電源は、前記加工電
極と前記給電電極との間に、電圧または電流の少なくと
も一方を経時的に変化させて供給することを特徴とする
請求項１記載の電解加工装置である。

【００１７】請求項４に記載の発明は、前記電源は、前
記加工電極と前記給電電極との間に、一定電圧または一
定電流を、値を変えて順に供給することを特徴とする請
求項１記載の電解加工装置である。これにより、例えば
配線パターンが露出する加工終点付近に至るまでの段階
では、加工電極と給電電極との間に高電流または高電圧
を供給して電解加工を行うことで加工レートを稼ぎ、加
工終点が近づいた時点で低電流または低電圧による加工
を行って加工レートを落とすことで、いわゆるオーバー
エッチングが生じることを防止することができる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、前記電源は、前
記加工電極と前記給電電極との間に、一定電流と一定電
圧を順に供給することを特徴とする請求項１記載の電解
加工装置である。このように、被加工面積が変化しない
段階では、加工レートが一定な電流を一定に制御した電
解加工を行うことで、加工中の制御を容易に行い、加工
面積が急激に減少する加工終了点では、電圧を一定にし
た電解加工を行うことで、加工終点における制御を容易
に行うことができる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、前記電源は、前
記加工電極と前記給電電極との間に、一定電流を値を変
えて順に供給し、次に一定電圧を値を変えて順に供給す
ることを特徴とする請求項５記載の電解加工装置であ
る。これにより、電流を一定に制御した電解加工の加工
レートと、電圧を一定に制御した電解加工の加工レート
を段階的に変化させることができる。

【００２０】また、前記電源により、前記加工電極と前
記給電電極との間に、加工時間に対して連続的に変化す
る電圧または電流を供給するようにしてもよい。これに
より、加工の段階（状況）に応じた任意の加工レートで
電解加工を行うことができる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、被加工物に給電
電極により給電しながら加工電極を近接させ、被加工物
と前記加工電極との間または被加工物と前記給電電極と
の間の少なくとも一方にイオン交換体を配置し、前記イ
オン交換体が存在する被加工物と前記加工電極または前
記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、前
記加工電極と前記給電電極との間に、電圧または電流の
少なくとも一方を経時的に変化させて供給することを特
徴とする電解加工方法である。

【００２２】請求項８に記載の発明は、前記加工電極と
前記給電電極との間に、一定電圧または一定電流を、値
を変えて順に供給することを特徴とする請求項７記載の
電解加工方法である。請求項９に記載の発明は、前記加
工電極と前記給電電極との間に、一定電流を供給し、し
かる後、一定電圧を供給することを特徴とする請求項７
記載の電解加工方法である。

【００２３】また、前記加工電極と前記給電電極との間
に、一定電流を値を変えて順に供給し、しかる後、一定
電圧を値を変えて順に供給するようにしてもよい。ま
た、前記加工電極と前記給電電極との間に、加工時間に
対して連続的に値が変化する電圧または電流を供給する
ようにしてもよい。

【００２４】請求項１０に記載の発明は、被加工物に近
接自在な加工電極と、被加工物に給電する給電電極と、
被加工物と前記加工電極との間または被加工物と前記給
電電極との間の少なくとも一方に配置したイオン交換体
と、前記イオン交換体が存在する被加工物と前記加工電
極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を
供給する流体供給部と、前記加工電極と前記給電電極と
の間に流れた電流の積算量を測定する積算電気量計を備
えたことを特徴とする電解加工装置である。

【００２５】請求項１１に記載の発明は、被加工物に給
電電極により給電しながら加工電極を近接させ、被加工
物と前記加工電極との間または被加工物と前記給電電極
との間の少なくとも一方にイオン交換体を配置し、前記
イオン交換体が存在する被加工物と前記加工電極または
前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、
前記加工電極と前記給電電極との間に流れた電流の積算
量を測定し、前記積算電気量により被加工物の加工の進
行状況、及び／または加工終点を検知することを特徴と
する電解加工方法である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、以下の例では、被加工物と
して基板を使用し、基板の表面に堆積させた銅を除去
（研磨）するようにした電解加工装置（電解研磨装置）
に適用した例を示しているが、基板以外にも適用でき、
更には、他の電解加工にも適用できることは勿論であ
る。

【００２７】図１及び図２は、本発明の第１の実施の形
態の電解加工装置３６を示す。この電解加工装置３６
は、水平方向に揺動自在な揺動アーム４４の自由端に垂
設されて基板Ｗを下向き（フェイスダウン）に吸着保持
する基板保持部４６と、円板状で絶縁体からなり、扇状
の加工電極５０と給電電極５２とを該加工電極５０と給
電電極５２の表面（上面）を露出させて交互に埋設した
電極部４８とを上下に備えている。電極部４８の上面に
は、加工電極５０と給電電極５２の表面を一体に覆う、
積層体からなるイオン交換体５６が取付けられている。
ここに、この例では、加工電極５０と給電電極５２とを
有する電極部４８として、基板保持部４６で保持する基
板Ｗの直径の２倍以上の直径を有するものを使用して、
基板Ｗの表面全域を電解加工するようにした例を示して
いる。

【００２８】揺動アーム４４は、上下動用モータ６０の
駆動に伴ってボールねじ６２を介して上下動し、揺動用
モータ６４の駆動に伴って回転する揺動軸６６の上端に
連結されている。また、基板保持部４６は、揺動アーム
４４の自由端に取付けた自転用モータ６８に接続され、
この自転用モータ６８の駆動に伴って回転（自転）する
ようになっている。

【００２９】電極部４８は、中空モータ７０に直結さ
れ、この中空モータ７０の駆動に伴って回転（自転）す
るようになっている。電極部４８の中央部には、純水、
より好ましくは超純水を供給する純水供給部としての貫
通孔４８ａが設けられている。そして、この貫通孔４８
ａは、中空モータ７０の中空部の内部を延びる純水供給
管７２に接続されている。純水または超純水は、この貫
通孔４８ａを通して供給された後、吸水性を有するイオ
ン交換体５６を通じて加工面全域に供給される。また、
純水供給管７２から接続される貫通孔４８ａを複数設け
て、加工液を加工面全域に行き渡らせ易くしてもよい。

【００３０】電極部４８の上方には、電極部４８の直径
方向に沿って延びて、複数の供給口を有する純水または
超純水を供給する純水供給部としての純水ノズル７４が
配置されている。これによって、純水または超純水が基
板Ｗの表面に該基板Ｗの上下方向から同時に供給される
ようになっている。ここで、純水は、例えば電気伝導度
が１０μＳ／ｃｍ以下の水であり、超純水は、例えば電
気伝導度が０．１μＳ／ｃｍ以下の水である。なお、純
水や超純水の代わりに電気伝導度５００μＳ／ｃｍ以下
の液体や、任意の電解液を使用してもよい。なお、本発
明での電気伝導度は、１ａｔｍ，２５℃における換算値
を示す。加工中に電解液を供給することにより、加工生
成物、気体発生等による加工不安定性を除去でき、均一
な、再現性のよい加工が得られる。

【００３１】この例では、電極部４８に複数の扇状の電
極板７６を円周方向に沿って配置し、この電極板７６に
スリップリング７８を介して電源８０の陰極と陽極とを
交互に接続することで、電源８０の陰極と接続した電極
板７６が加工電極５０となり、陽極と接続した電極板７
６が給電電極５２となるようにしている。これは、例え
ば銅にあっては、陰極側に電解加工作用が生じるからで
あり、被加工材料によっては、陰極側が給電電極とな
り、陽極側が加工電極となるようにしてもよい。つま
り、被加工材料が、例えば銅、モリブデンまたは鉄にあ
っては、陽極側に電解加工作用が生じるため、電源８０
の陰極と接続した電極板７６が加工電極５０となり、陽
極と接続した電極板７６が給電電極５２となるようにす
る。一方、例えばアルミニウムやシリコンにあっては、
陽極側で電解加工作用が生じるため、電極の陽極に接続
した電極を加工電極となし、陰極側を給電電極とするこ
とができる。

【００３２】このように、加工電極５０と給電電極５２
とを電極部４８の円周方向に沿って分割して交互に設け
ることで、基板の導電体膜（被加工物）への固定給電部
を不要となして、基板の全面の加工が可能となる。更
に、パルス状に正負を変化させることで、電解生成物を
溶解させ、加工の繰返しの多重性によって平坦度を向上
させることができる。

【００３３】ここで、加工電極５０及び給電電極５２
は、電解反応により、酸化または溶出が一般に問題とな
る。このため、この給電電極５２の素材として、電極に
広く使用されている金属や金属化合物よりも、炭素、比
較的不活性な貴金属、導電性酸化物または導電性セラミ
ックスを使用することが好ましい。この貴金属を素材と
した電極としては、例えば、下地の電極素材にチタンを
用い、その表面にめっきやコーティングで白金またはイ
リジウムを付着させ、高温で焼結して安定化と強度を保
つ処理を行ったものが挙げられる。セラミックス製品
は、一般に無機物質を原料として熱処理によって得ら
れ、各種の非金属・金属の酸化物・炭化物・窒化物など
を原料として、様々な特性を持つ製品が作られている。
この中に導電性を持つセラミックスもある。電極が酸化
すると電極の電気抵抗値が増加し、印加電圧の上昇を招
くが、このように、白金などの酸化しにくい材料やイリ
ジウムなどの導電性酸化物で電極表面を保護すること
で、電極素材の酸化による導電性の低下を防止すること
ができる。

【００３４】イオン交換体５６は、例えば、アニオン交
換能またはカチオン交換能を付与した不織布で構成され
ている。カチオン交換体は、好ましくは強酸性カチオン
交換基（スルホン酸基）を担持したものであるが、弱酸
性カチオン交換基（カルボキシル基）を担持したもので
もよい。また、アニオン交換体は、好ましくは強塩基性
アニオン交換基（第４級アンモニウム基）を担持したも
のであるが、弱塩基性アニオン交換基（第３級以下のア
ミノ基）を担持したものでもよい。

【００３５】ここで、例えば強塩基アニオン交換能を付
与した不織布は、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９
０％のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後
グラフト重合を行う所謂放射線グラフト重合法により、
グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖をアミノ
化して第４級アンモニウム基を導入して作製される。導
入されるイオン交換基の容量は、導入するグラフト鎖の
量により決定される。グラフト重合を行うためには、例
えばアクリル酸、スチレン、メタクリル酸グリシジル、
更にはスチレンスルホン酸ナトリウム、クロロメチルス
チレン等のモノマーを用い、これらのモノマー濃度、反
応温度及び反応時間を制御することで、重合するグラフ
ト量を制御することができる。従って、グラフト重合前
の素材の重量に対し、グラフト重合後の重量の比をグラ
フト率と呼ぶが、このグラフト率は、最大で５００％が
可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基
は、最大で５ｍｅｑ／ｇが可能である。

【００３６】強酸性カチオン交換能を付与した不織布
は、前記強塩基性アニオン交換能を付与する方法と同様
に、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９０％のポリオ
レフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合
を行う所謂放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を
導入し、次に導入したグラフト鎖を、例えば加熱した硫
酸で処理してスルホン酸基を導入して作製される。ま
た、加熱したリン酸で処理すればリン酸基が導入でき
る。ここでグラフト率は、最大で５００％が可能であ
り、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大
で５ｍｅｑ／ｇが可能である。

【００３７】なお、イオン交換体５６の素材の材質とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン系高分子、またはその他有機高分子が挙げられる。ま
た素材形態としては、不織布の他に、織布、シート、多
孔質材、ネット、短繊維等が挙げられる。

【００３８】ここで、ポリエチレンやポリプロピレン
は、放射線（γ線と電子線）を先に素材に照射する（前
照射）ことで、素材にラジカルを発生させ、次にモノマ
ーと反応させてグラフト重合することができる。これに
より、均一性が高く、不純物が少ないグラフト鎖ができ
る。一方、その他の有機高分子は、モノマーを含浸さ
せ、そこに放射線（γ線、電子線、紫外線）を照射（同
時照射）することで、ラジカル重合することができる。
この場合、均一性に欠けるが、ほとんどの素材に適用で
きる。

【００３９】このように、イオン交換体５６をアニオン
交換能またはカチオン交換能を付与した不織布で構成す
ることで、純水または超純水や電解液等の液体が不織布
の内部を自由に移動して、不織布内部の水分解触媒作用
を有する活性点に容易に到達することが可能となって、
多くの水分子が水素イオンと水酸化物イオンに解離され
る。さらに、解離によって生成した水酸化物イオンが純
水または超純水や電解液等の液体の移動に伴って効率良
く加工電極５０の表面に運ばれるため、低い印加電圧で
も高電流が得られる。

【００４０】ここで、イオン交換体５６をアニオン交換
能またはカチオン交換能の一方を付与したもので構成す
ると、電解加工できる被加工材料が制限されるばかりで
なく、極性により不純物が生成しやすくなる。そこで、
イオン交換体５６を、アニオン交換能を有するアニオン
交換体とカチオン交換能を有するカチオン交換体とを同
心状に配置して一体構成としてもよい。また、アニオン
交換能を有するアニオン交換体とカチオン交換能を有す
るカチオン交換体とを重ね合わせたり、扇状に形成し
て、交互に配置したりしてもよい。更に、イオン交換体
５６自体にアニオン交換能とカチオン交換能の双方の交
換基を付与するようにしてもよい。このようなイオン交
換体としては、陰イオン交換基と陽イオン交換基を任意
に分布させて存在させた両性イオン交換体、陽イオン交
換基と陰イオン交換基を層状に存在させたバイポーラー
イオン交換体、更には陽イオン交換基が存在する部分と
陰イオン交換基が存在する部分とを厚さ方向に並列に存
在させたモザイクイオン交換体が挙げられる。なお、ア
ニオン交換能またはカチオン交換能の一方を付与したイ
オン交換体５６を、被加工材料に合わせて使い分けても
よいことは勿論である。

【００４１】この電解加工装置３６には、加工電極５０
と給電電極５２との間に電源８０から供給される電圧ま
たは電流の少なくとも一方を、任意に制御させるように
該電源８０を制御する制御部１００が備えられている。
また、電源８０の陰極から延びる配線に接続されて電流
値を検知し、この電流値と加工時間の積から電気量を求
め、この電気量を積算して、トータルで使用された電気
量を積算する積算電気量計（クーロンメータ）１０２が
備えられ、この積算電気量計１０２の出力信号が制御部
１００に入力され、この制御部１００からの出力信号が
電源８０に入力されるようになっている。

【００４２】更に、この例では、電源８０の陰極及び陽
極から延びる配線と制御部１００が接続され、更に、制
御部１００からの出力信号が上下動用モータ６０に入力
され、これによって、加工電極５０と給電電極５２との
間に供給される電流が一定に制御される。加工電極５０
と給電電極５２との間に供給される電流を一定に制御す
る場合には、電源８０の陰極から延びる配線から加工電
極５０と給電電極５２との間に供給される電流値を計測
し、例えばこの電流値が下がった場合には、上下動用モ
ータ６０を駆動し基板保持部４６を下降させて基板Ｗと
加工電極５０及び給電電極５２との距離を縮め、これに
よって、電流を一定に制御するようになっている。

【００４３】更に、図２に示すように、イオン交換体５
６を再生する再生部８４が備えられている。再生部８４
は、基板保持部４６を保持する揺動アーム４４の電極部
４８を挟んだ対向位置に設けた該揺動アーム４４と同様
な構成の揺動アーム８６と、この揺動アーム８６の自由
端に保持した再生ヘッド８８とを有している。そして、
電源８０（図１参照）を介してイオン交換体５６に加工
時とは逆の電位を与え、イオン交換体５６に付着した銅
等の付着物の溶解を促進させることで、加工中にイオン
交換体５６を再生できるようになっている。この場合、
再生されたイオン交換体５６は、電極部４８の上面に供
給される純水または超純水でリンスされる。

【００４４】次に、この電解加工装置３６による電解加
工について説明する。先ず、例えば図１６（ｂ）に示
す、表面に導電体膜（被加工部）として銅膜６を形成し
た基板Ｗを電解加工装置３６の基板保持部４６で吸着保
持し、揺動アーム４４を揺動させて基板保持部４６を電
極部４８の直上方の加工位置まで移動させる。次に、上
下動用モータ６０を駆動して基板保持部４６を下降さ
せ、この基板保持部４６で保持した基板Ｗを電極部４８
の上面に取付けたイオン交換体５６の表面に接触させる
か、または近接させる。

【００４５】この状態で、電源８０を接続して加工電極
５０と給電電極５２との間に所定の電流または電圧を経
時的に変化させて供給するとともに、基板保持部４６と
電極部４８とを共に回転させる。同時に、貫通孔４８ａ
を通じて、電極部４８の下側から該電極部４８の上面に
純水または超純水を、純水ノズル７４により電極部４８
の上側から該電極部４８の上面に純水または超純水を同
時に供給し、加工電極５０及び給電電極５２と基板Ｗと
の間に純水または超純水を満たす。これによって、イオ
ン交換体５６により生成された水素イオンまたは水酸化
物イオンによって、基板Ｗに設けられた導電体膜（銅膜
６）の電解加工を行う。ここに、純水または超純水がイ
オン交換体５６の内部を流れるようにすることで、水素
イオンまたは水酸化物イオンを多量に生成し、これを基
板Ｗの表面に供給することで、効率のよい電解加工を行
うことができる。

【００４６】すなわち、純水または超純水がイオン交換
体５６の内部を流れるようにすることで、水の解離反応
を促進させる官能基（強酸性陽イオン交換材料ではスル
ホン酸基）に充分な水を供給して水分子の解離量を増加
させ、水酸化物イオン（もしくはＯＨラジカル）との反
応により発生した加工生成物（ガスも含む）を水の流れ
により除去して、加工効率を高めることができる。従っ
て、純水または超純水の流れは必要で、また純水または
超純水の流れとしては、一様かつ均一であることが望ま
しく、一様かつ均一な流れとすることで、イオンの供給
及び加工生成物の除去の一様性及び均一性、ひいては加
工効率の一様性及び均一性を図ることができる。

【００４７】この時、加工電極５０と給電電極５２との
間に電源８０から供給する電流または電圧の少なくとも
一方を経時的に変化させる。この例を、図３乃至図９を
参照して説明する。図３に示す例は、加工電極５０と給
電電極５２との間に、一定の電圧を、段階的に低下させ
ながら供給するようにした例を示す。つまり、先ず、初
期の段階では、加工電極５０と給電電極５２との間に高
い一定電圧Ｖ_１を供給し、電流値と加工時間の積で求め
られる電気量（図３に斜線で示す部分の面積、以下同
じ）が所定の値に達した時（時間ｔ_１）、加工電極５０
と給電電極５２との間に前記電圧Ｖ_１より低い一定電圧
Ｖ_２を供給する。そして、積算電気量が所定の値に達し
た時（時間ｔ_２）、加工電極５０と給電電極５２との間
に電圧Ｖ_２より低い一定電圧Ｖ_３を供給し、更に、積算
電気量が所定の値に達した時（時間ｔ_３）、加工電極５
０と給電電極５２との間に電圧Ｖ_３より低い一定電圧Ｖ
_４を供給し、積算電気量が所定の値に達した時を加工終
点として、加工を終了する（時間ｔ_４）。

【００４８】このように、一定の電圧を、段階的に低下
させながら加工電極５０と給電電極５２との間に供給し
て電解加工を行うことで、加工レートを段階的に落と
し、これによって、加工の開始当初は加工レートを稼
ぎ、加工終点が近づくに従って加工レートを順次落とす
ことで、いわゆるオーバーエッチングが生じることを防
止することができる。なお、この例では、電圧を段階的
に低下させながら加工電極５０と給電電極５２との間に
供給するようにした例を示しているが、一定の電流を、
段階的に低下させながら加工電極５０と給電電極５２と
の間に供給するようにしてもよい。

【００４９】図４に示す例は、前記加工電極と前記給電
電極との間に、一定電流を値を変えて順に供給し、しか
る後、一定電圧を値を変えて順に供給するようにした
例、すなわち加工電極５０と給電電極５２との間に、一
定の電流を、段階的（図では２段階）に低下させながら
供給し、しかる後、加工電極５０と給電電極５２との間
に、一定の電圧を、段階的（図では２段階）に低下させ
ながら供給しするようにした例を示す。つまり、先ず、
初期の段階では、加工電極５０と給電電極５２との間に
高い一定電流Ｉ_１を供給し、電流値と加工時間の積で求
められる電気量が所定の値に達した時（時間ｔ_５）、加
工電極５０と給電電極５２との間に前記電流Ｉ_１より低
い一定電流Ｉ_２を供給する。そして、積算電気量が所定
の値に達した時（時間ｔ_６）、加工電極５０と給電電極
５２との間に一定の電圧Ｖ_５を供給し、更に、積算電気
量が所定の値に達した時（時間ｔ_７）、加工電極５０と
給電電極５２との間に電圧Ｖ_５より低い一定電圧Ｖ_６を
供給し、積算電気量が所定の値に達した時を加工終点と
して、加工を終了する（時間ｔ_８）。

【００５０】これにより、電流を一定に制御した電解加
工の加工レートと、電圧を一定に制御した電解加工の加
工レートを段階的に変化させ、しかも、被加工面積が変
化しない段階では、加工レートが一定な電流を一定に制
御した電解加工を行うことで加工中の制御を容易に行
い、加工面積が急激に減少する加工終了点では、電圧を
一定にした電解加工を行うことで、加工終点における制
御を容易に行うことができる。なお、図４の実施例で
は、一定電流を値を変えて複数ステップで、一定電圧を
値を変えて複数ステップでそれぞれ供給する例を示した
が、電流、電圧を段階的に変えずに、一定の電流値を値
を変えずに所定時間供給して加工し（定電流加工）、そ
の後一定電圧を値を変えずに所定時間供給して加工（定
電圧加工）してもよい。また、一定値定電流加工→一定
値定電圧加工のサイクルを複数回繰り返して加工しても
よい。更に、電流は一定値のみで値を変えずに、その後
一定電圧を段階的に値を変えて複数ステップで供給した
り、逆に一定電流を値を変えて複数ステップで供給した
後、一定の電圧を値を変えずに供給するようにしてもよ
い。

【００５１】図５に示す例は、先ず加工電極５０と給電
電極５２との間に一定の電圧を供給し、しかる後、加工
電極５０と給電電極５２との間に供給する電圧を徐々に
低下させるようにした例を示す。つまり、先ず、加工電
極５０と給電電極５２との間に高い一定電圧Ｖ_７を供給
し、電流値と加工時間の積で求められる電気量が所定の
値に達した時（時間ｔ_９）、加工電極５０と給電電極５
２との間に供給する電圧を徐々に低下させて、積算電気
量が所定の値に達した時を加工終点として、加工を終了
する（時間ｔ_１０）。このように、加工当初は一定の電
圧を供給し、加工の進行に伴って、電圧を徐々に低下さ
せることで、加工の開始当初は加工レートを稼ぎ、加工
終点が近づくに従って加工レートを徐々に落とし、これ
によって、いわゆるオーバーエッチングランが生じるこ
とを防止することができる。

【００５２】図６に示す例は、先ず加工電極５０と給電
電極５２との間に一定の電流を供給し、しかる後、加工
電極５０と給電電極５２との間に供給する電流を徐々に
低下させるようにした例を示す。つまり、先ず、加工電
極５０と給電電極５２との間に高い一定電流Ｉ_３を供給
し、電流値と加工時間の積で求められる電気量が所定の
値に達した時（時間ｔ_１１）、加工電極５０と給電電極
５２との間に供給する電流を徐々に低下させて、積算電
気量が所定の値に達した時を加工終点として、加工を終
了する（時間ｔ_１２）。これによっても、前述と同様
に、加工レートを稼ぎ、いわゆるオーバーエッチングが
生じることを防止することができる。

【００５３】図７に示す例は、先ず加工電極５０と給電
電極５２との間に一定の電流を供給し、しかる後、加工
電極５０と給電電極５２との間に供給する電流を徐々に
低下させ、更に加工終了近傍で、加工電極５０と給電電
極５２との間に一定の低電圧を供給するようにした例を
示す。つまり、先ず、加工電極５０と給電電極５２との
間に高い一定電流Ｉ_４を供給し、電流値と加工時間の積
で求められる電気量が所定の値に達した時（時間
ｔ_１３）、加工電極５０と給電電極５２との間に供給す
る電流を徐々に低下させる。そして、積算電気量が所定
の値に達した時（時間ｔ_１４）、加工電極５０と給電電
極５２との間に一定の低電圧Ｖ_８を供給し、積算電気量
が所定の値に達した時を加工終点として、加工を終了す
る（時間ｔ_１５）。これにより、加工終点における制御
を更に容易に行うことができる。

【００５４】図８に示す例は、先ず加工電極５０と給電
電極５２との間に供給する電圧または電流を直線的に徐
々に低下させるようにした例を示す。つまり、電流Ｉに
あっては、初期値をＩ_０、比例定数をａとした時、Ｉ＝
Ｉ_０−ａｔの直線に沿って電流を徐々に低下させ、電圧
Ｖにあっては、初期値をＶ_０、比例定数をｂとした時、
Ｖ＝Ｖ_０−ｂｔの直線に沿って電圧を徐々に低下させ、
積算電気量が所定の値に達した時を加工終点として、加
工を終了する（時間ｔ_１６）。これにより、加工レート
の全加工工程に亘って、徐々に低下させることができ
る。

【００５５】図９に示す例は、先ず加工電極５０と給電
電極５２との間に供給する電圧または電流を直線的に任
意の曲線に沿って変化させるようにした例を示す。つま
り、電流Ｉにあっては、Ｉ＝ｆ（ｔ）の任意に設定した
曲線に沿って電流を変化させ、電圧Ｖにあっては、Ｖ＝
ｆ（ｔ）の任意に設定した曲線に沿って電流を変化させ
る。そして、積算電気量が所定の値に達した時を加工終
点として、加工を終了する（時間ｔ_１７）。これによ
り、全加工工程に亘って、加工レートを任意に設定する
ことができる。

【００５６】そして、電解加工完了後、電源８０と加工
電極５０及び給電電極５２との電気的接続を切り、基板
保持部４６と電極部４８の回転を停止させ、しかる後、
基板保持部４６を上昇させて、加工後の基板を次工程に
搬送する。なお、この例では、電極部４８と基板Ｗとの
間に純水、好ましくは超純水を供給した例を示してい
る。このように電解質を含まない純水または超純水を使
用して電解加工を行うことで、基板Ｗの表面に電解質等
の余分な不純物が付着したり、残留したりすることをな
くすことができる。更に、電解によって溶解した銅イオ
ン等が、イオン交換体５６にイオン交換反応で即座に捕
捉されるため、溶解した銅イオン等が基板Ｗの他の部分
に再度析出したり、酸化されて微粒子となり基板Ｗの表
面を汚染したりすることがない。

【００５７】超純水は、比抵抗が大きく電流が流れ難い
ため、電極と被加工物との距離を極力短くしたり、電極
と被加工物との間にイオン交換体を挟んだりすることで
電気抵抗を低減しているが、さらに電解液を組み合わせ
ることで、更に電気抵抗を低減して消費電力を削減する
ことができる。なお、電解液による加工では、被加工物
の加工される部分が加工電極よりやや広い範囲に及ぶ
が、超純水とイオン交換体の組合せでは、超純水にほと
んど電流が流れないため、被加工物の加工電極とイオン
交換体が投影された範囲内のみが加工されることにな
る。

【００５８】また、純水または超純水の代わりに、純水
または超純水に電解質を添加した電解液を使用してもよ
い。電解液を使用することで、さらに電気抵抗を低減し
て消費電力を削減することができる。この電解液として
は、例えば、ＮａＣｌやＮａ _２ＳＯ_４等の中性塩、ＨＣ
ｌやＨ_２ＳＯ_４等の酸、更には、アンモニア等のアルカ
リなどの溶液が使用でき、被加工物の特性によって適宜
選択して使用すればよい。電解液を用いる場合は、基板
Ｗとイオン交換体５６との間に僅かの隙間を設けて非接
触とすることが好ましい。

【００５９】更に、純水または超純水の代わりに、純水
または超純水に界面活性剤等を添加して、電気伝導度が
５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃｍ以
下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ以下（比抵抗で
１０ＭΩ・ｃｍ以上）にした液体を使用してもよい。こ
のように、純水または超純水に界面活性剤を添加するこ
とで、基板Ｗとイオン交換体５６の界面にイオンの移動
を防ぐ一様な抑制作用を有する層を形成し、これによっ
て、イオン交換（金属の溶解）の集中を緩和して加工面
の平坦性を向上させることができる。ここで、界面活性
剤濃度は、１００ｐｐｍ以下が望ましい。なお、電気伝
導度の値があまり高いと電流効率が下がり、加工レート
が遅くなるが、５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５
０μＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ
以下の電気伝導度を有する液体を使用することで、所望
の加工レートを得ることができる。

【００６０】また、基板Ｗと加工電極５０及び給電電極
５２との間にイオン交換体５６を挟むことで、加工レー
トを大幅に向上させるようにしている。つまり、超純水
電気化学的加工は、超純水中の水酸化物イオンと被加工
材料との化学的相互作用によるものである。しかし、超
純水中に含まれる反応種である水酸化物イオン濃度は、
常温・常圧状態で１０^−７ｍｏｌ／Ｌと微量であるた
め、除去加工反応以外の反応（酸化膜形成等）による除
去加工効率の低下が考えられる。このため、除去加工反
応を高効率で行うためには、水酸化物イオンを増加させ
る必要がある。そこで、水酸化物イオンを増加させる方
法として、触媒材料により超純水の解離反応を促進させ
る方法があり、その有力な触媒材料としてイオン交換体
が挙げられる。具体的には、イオン交換体中の官能基と
水分子との相互作用により水分子の解離反応に関する活
性化エネルギを低下させる。これによって、水の解離を
促進させて、加工レートを向上させることができる。

【００６１】更に、この例では、電解加工の際に、イオ
ン交換体５６が基板Ｗに接触乃至近接するようにしてい
る。イオン交換体５６と基板Ｗとが近接した状態では、
この間隔の大きさにもよるが、電気抵抗がある程度大き
いので、必要とする電流密度を与えようとした時の電圧
が大きくなる。しかし、一方では、非接触であるため、
基板Ｗの表面に沿った純水または超純水の流れが作り易
く、基板表面での反応生成物を高効率で除去することが
できる。これに対して、イオン交換体５６を基板Ｗに接
触させると、電気抵抗が極めて小さくなって、印加電圧
も小さくて済み、消費電力も低減できる。

【００６２】また、加工レートを上げるために電圧を上
げて電流密度を大きくすると、電極と基板（被加工物）
との間の抵抗が大きい場合では、放電が生じる場合があ
る。放電が生じると、被加工物表面にピッチングが起こ
り、加工面の均一性や平坦化が困難となる。これに対し
て、イオン交換体５６を基板Ｗに接触させると、電気抵
抗が極めて小さいことから、このような放電が生じるこ
とを防止することができる。

【００６３】ここで、例えばイオン交換体５６としてカ
チオン交換基を付与したものを使用して銅の電解加工を
行うと、加工終了後に銅がイオン交換体（カチオン交換
体）５６のイオン交換基を飽和しており、次の加工を行
う時の加工効率が悪くなる。また、イオン交換体５６と
してアニオン交換基を付与したものを使用して銅の電解
加工を行うと、イオン交換体（アニオン交換体）５６の
表面に銅の酸化物の微粒子が生成されて付着し、次の処
理基板の表面を汚染するおそれがある。

【００６４】そこで、このような場合に、電源８０を介
してイオン交換体５６に加工時とは逆の電位を与え、再
生ヘッド８８を介してイオン交換体５６に付着した銅等
の付着物の溶解を促進させることで、加工中にイオン交
換体５６を再生する。この場合、再生されたイオン交換
体５６は、電極部４８の上面に供給される純水または超
純水でリンスされる。

【００６５】図１０及び図１１は、本発明の第２の実施
の形態の電解加工装置３６ｂを示す。これは、電極部４
８の回転中心Ｏ_１と基板保持部４６の回転中心Ｏ_２とを
所定の距離ｄだけずらし、電極部４８は回転中心Ｏ_１を
中心に回転（自転）し、基板保持部４６は回転中心Ｏ_２
を中心に回転（自転）するようにしている。また、スリ
ップリング７８を介して電源８０と加工電極５０及び給
電電極５２とを電気的に接続している。更に、この例で
は、電極部４８として、その直径が基板保持部４６の直
径より一回り大きく、電極部４８が回転中心Ｏ_１を中心
に、基板保持部４６が回転中心Ｏ_２を中心にそれぞれ回
転（自転）しても、基板保持部４６で保持した基板Ｗの
全面を電極部４８で覆う大きさのものを使用している。

【００６６】この電解加工装置３６ｂにあっては、基板
保持部４６を介して基板Ｗを回転（自転）させ、同時に
中空モータ７０を駆動して電極部４８を回転（自転）さ
せながら、電極部４８の上面に純水または超純水を供給
し、加工電極５０と給電電極５２との間に所定の電圧ま
たは電流を供給することで、基板Ｗの表面を電解加工す
ることができる。なお、電極部４８や基板保持部４６は
自転しなくても、軌道運動（スクロール運動や往復運
動）してもよい。

【００６７】図１２及び図１３は、本発明の第３の実施
の形態の電解加工装置３６ｄを示す。これは、前記各実
施の形態における基板保持部４６と電極部４８の上下位
置関係を逆にして、基板Ｗの表面を上向きに保持した、
いわゆるフェースアップ方式を採用して基板の表面（上
面）に電解加工を行うようにしたものである。すなわ
ち、下方に配置された基板保持部４６は、基板Ｗをこの
表面を上向きにして載置保持し、自転用モータ６８の駆
動に伴って回転（自転）する。一方、加工電極５０と給
電電極５２を有し、この加工電極５０と給電電極５２
を、積層体からなるイオン交換体５６で覆った電極部４
８は、基板保持部４６の上方に配置され、下向きにして
揺動アーム４４の自由端に保持され、中空モータ７０の
駆動に伴って回転（自転）する。そして、電源８０から
延びる配線は、揺動軸６６に設けられた中空部を通って
スリップリング７８に達し、このスリップリング７８か
ら中空モータ７０の中空部を通って加工電極５０と給電
電極５２に給電するようになっている。

【００６８】そして、純水または超純水は、純水供給管
７２から供給され、電極部４８の中心部に設けられた貫
通孔４８ａを通じて基板Ｗの上方から該基板Ｗの表面
（上面）に供給される。

【００６９】基板保持部４６の側方に位置して、電極部
４８に取付けたイオン交換体５６を再生する再生部９２
が配置されている。この再生部９２は、例えば希釈した
酸溶液を満たした再生槽９４を有している。そして、揺
動アーム４４を揺動させて電極部４８を再生槽９４の直
上方に移動させた後、下降させて、電極部４８の少なく
ともイオン交換体５６を再生槽９４内の酸溶液に浸漬さ
せる。この状態で、電極板７６に加工の時とは逆の電位
を、すなわち加工電極５０を電源８０の陽極に、給電電
極５２を電源８０の陰極にそれぞれ接続することで、イ
オン交換体５６に付着した銅等の付着物の溶解を促進し
てイオン交換体５６を再生するようになっている。この
再生後のイオン交換体５６は、例えば超純水でリンスさ
れる。

【００７０】更に、この実施の形態では、電極部４８の
直径は、基板保持部４６で保持される基板Ｗの直径より
十分に大きく設定されている。そして、電極部４８を下
降させてイオン交換体５６を基板保持部４６で保持した
基板Ｗの表面に接触乃至近接させ、この状態で、基板の
上面に純水または超純水を供給しつつ、加工電極５０と
給電電極５２との間に所定の電圧または電流を供給し、
基板保持部４６と電極部４８を共に回転（自転）させ、
同時に揺動アーム４４を揺動させて電極部４８を基板Ｗ
の上面に沿って移動させることで、基板Ｗの表面に電解
加工を施すようになっている。

【００７１】図１４及び図１５は、本発明の第４の実施
の形態の電解加工装置３６ｅを示す。これは、電極部４
８として、その直径が基板保持部４６で保持される基板
Ｗの直径より十分に小さいものを使用して、この基板Ｗ
の全面が電極部４８で完全に覆われてしまわないように
するとともに、イオン交換体５６として、この例では、
一対の強酸性カチオン交換繊維５６ａ，５６ｂと、この
強酸性カチオン交換繊維５６ａ，５６ｂに挟まれた強酸
性カチオン交換膜５６ｃとの３層構造からなる積層体で
構成したものを使用している。このイオン交換体（積層
体）５６は、通水性が良く、硬度が高いばかりでなく、
基板Ｗと対向する露出表面（上面）が良好な平滑性を有
するようになっている。その他の構成は、図１２及び図
１３に示すものと同様である。

【００７２】このように、イオン交換体５６を不織布、
織布、多孔膜等のイオン交換材料を複数枚重ねた多層構
造とすることで、イオン交換体５６の持つトータルのイ
オン交換容量を増加させ、例えば、銅の除去（研磨）加
工を行う際に、酸化物の発生を抑制して、酸化物が加工
レートに影響することを防止することができる。つま
り、イオン交換体５６のトータルのイオン交換容量が除
去加工の段階で取り込まれる銅イオンの量よりも小さい
場合には、酸化物がイオン交換体の表面もしくは内部に
生成されてしまい、加工レートに影響を及ぼす。この原
因としては、イオン交換体のイオン交換基の量が影響
し、容量以上の銅イオンは酸化物となると考えられる。
このため、イオン交換体５６を、イオン交換材料を複数
枚重ねた多層構造として、トータルのイオン交換容量を
高めることで、酸化物の発生を抑制することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば導電性材料を加工する場合において、配線等を形
成するための絶縁材料が加工表面に露出した場合におい
ても、急激な加工レート変化をもたらすことなく均一な
加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電解加工装置の縦
断正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の一例を示すグラフである。

【図４】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の他の例を示すグラフである。

【図５】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の更に他の例を示すグラフである。

【図６】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の更に他の例を示すグラフである。

【図７】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の更に他の例を示すグラフである。

【図８】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の更に他の例を示すグラフである。

【図９】加工電極と給電電極との間に供給される電圧及
び電流の更に他の例を示すグラフである。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の電解加工装置の
縦断正面図である。

【図１１】図１０の平面図である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態の電解加工装置の
縦断正面図である。

【図１３】図１２の平面図である。

【図１４】本発明の第４の実施の形態の電解加工装置の
縦断正面図である。

【図１５】図１４の平面図である。

【図１６】銅配線を形成する例を工程順に示す図であ
る。

【図１７】イオン交換体を備えた電解加工の原理の説明
に付する図である。

【図１８】電流を一定に制御して電解加工を行った時の
加工レートの変化の状態を示す図である。

【図１９】電圧を一定に制御して電解加工を行った時の
加工レートの変化の状態を示す図である。

【図２０】電流を一定に制御した電解加工を行った時の
電圧の経時変化を示すグラフである。

【図２１】電圧を一定に制御して電解加工を行った時の
電流の経時変化を示すグラフである。

【符号の説明】

６銅膜７シード層１２ａ，１２ｂイオン交換体１４加工電極１６給電電極１７電源１９流体供給部２２水酸化物イオン２４水素イオン３６，３６ｂ，３６ｄ，３６ｅ電解加工装置２０水分子２０繊維径２６反応物質４６基板保持部４８電極部４８ａ貫通孔５０加工電極５２給電電極５６イオン交換体６０上下動用モータ７０中空モータ７２純水供給管７４純水ノズル７６電極板７８スリップリング８０電源８４，９２再生部８８再生ヘッド９４再生槽１００制御部１０２積算電気量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２５Ｆ 7/00 Ｃ２５Ｆ 7/00 ＬＵＶ (72)発明者安田穂積東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者小畠厳貴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） 3C059 AA02 AB01 CB12 CC02 CC08 CG03 CG04 EA02 EB08 EC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物に近接自在な加工電極と、被加工物に給電する給電電極と、被加工物と前記加工電極との間または被加工物と前記給
電電極との間の少なくとも一方に配置したイオン交換体
と、前記イオン交換体が存在する被加工物と前記加工電極ま
たは前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給
する流体供給部と、前記加工電極と前記給電電極との間に、電圧または電流
の少なくとも一方を任意に制御して供給する電源を有す
ることを特徴とする電解加工装置。
【請求項２】前記電源は、前記加工電極と前記給電電
極との間に、一定電圧を供給することを特徴とする請求
項１記載の電解加工装置。
【請求項３】前記電源は、前記加工電極と前記給電電
極との間に、電圧または電流の少なくとも一方を経時的
に変化させて供給することを特徴とする請求項１記載の
電解加工装置。
【請求項４】前記電源は、前記加工電極と前記給電電
極との間に、一定電圧または一定電流を、値を変えて順
に供給することを特徴とする請求項１記載の電解加工装
置。
【請求項５】前記電源は、前記加工電極と前記給電電
極との間に、一定電流と一定電圧を順に供給することを
特徴とする請求項１記載の電解加工装置。
【請求項６】前記電源は、前記加工電極と前記給電電
極との間に、一定電流を値を変えて順に供給し、次に一
定電圧を値を変えて順に供給することを特徴とする請求
項５記載の電解加工装置。
【請求項７】被加工物に給電電極により給電しながら
加工電極を近接させ、被加工物と前記加工電極との間または被加工物と前記給
電電極との間の少なくとも一方にイオン交換体を配置
し、前記イオン交換体が存在する被加工物と前記加工電極ま
たは前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給
し、前記加工電極と前記給電電極との間に、電圧または電流
の少なくとも一方を経時的に変化させて供給することを
特徴とする電解加工方法。
【請求項８】前記加工電極と前記給電電極との間に、
一定電圧または一定電流を、値を変えて順に供給するこ
とを特徴とする請求項７記載の電解加工方法。
【請求項９】前記加工電極と前記給電電極との間に、
一定電流を供給し、しかる後、一定電圧を供給すること
を特徴とする請求項７記載の電解加工方法。
【請求項１０】被加工物に近接自在な加工電極と、被加工物に給電する給電電極と、被加工物と前記加工電極との間または被加工物と前記給
電電極との間の少なくとも一方に配置したイオン交換体
と、前記イオン交換体が存在する被加工物と前記加工電極ま
たは前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給
する流体供給部と、前記加工電極と前記給電電極との間に流れた電流の積算
量を測定する積算電気量計を備えたことを特徴とする電
解加工装置。
【請求項１１】被加工物に給電電極により給電しなが
ら加工電極を近接させ、被加工物と前記加工電極との間
または被加工物と前記給電電極との間の少なくとも一方
にイオン交換体を配置し、前記イオン交換体が存在する
被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくと
も一方との間に流体を供給し、前記加工電極と前記給電電極との間に流れた電流の積算
量を測定し、前記積算電気量により被加工物の加工の進
行状況、及び／または加工終点を検知することを特徴と
する電解加工方法。