JP2003268591A

JP2003268591A - 電解処理方法及び電解処理装置

Info

Publication number: JP2003268591A
Application number: JP2002066909A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Watanabe; 和英渡辺; Shinji Nomichi; 伸治野路
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】導電層の厚みや膜種、めっき液の電解質等を
変更することなく、基板面内における均一な電解処理を
行えるようにした電解処理方法及び電解処理装置を提供
すること。【解決手段】陽極と陰極の一方の電極との接点を持つ
被処理基板Ｗと被処理基板Ｗに対峙させた他方の電極１
４との間に満たした電解液１０の少なくとも一部に、電
解液１０の電気伝導率より低い電気伝導率の高抵抗構造
体２２を設けて被処理基板Ｗ表面の電解処理を行なう。
高抵抗構造体２２としてフッ素系高分子材料を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板の表面
にめっきやエッチング等の電解処理を施す電解処理方法
および電解処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解処理、特に電解めっきは、金属膜の
形成方法として広く利用されている。近年例えば銅の多
層配線用の電解銅めっきや、バンプ形成用の電解金めっ
きなど、半導体産業などでもその有効性（安価、孔埋め
特性など）が注目され利用されつつある。

【０００３】図１はいわゆるフェイスダウン方式を採用
して半導体ウエハ等の被処理基板（以下、基板という）
の表面に電解めっきを施すめっき装置の従来の一般的な
構成を示すもので、このめっき装置は、上方に開口し内
部にめっき液１００を保持する円筒状のめっき槽１０２
と、基板Ｗを着脱自在に下向きに保持して該基板Ｗをめ
っき槽１０２の上端開口部を塞ぐ位置に配置する基板保
持部１０４とを有している。めっき槽１０２の内部に
は、めっき液１００中に浸漬されて陽極電極となる平板
状の陽極板１０６が水平に配置されている。一方、基板
Ｗの下面（めっき面）には導電層Ｓが形成され、この導
電層Ｓは、その周縁部に陰極電極との接点を有してい
る。

【０００４】前記めっき槽１０２の底部中央には、上方
に向けためっき液の噴流を形成するめっき液噴射管１０
８が接続され、めっき槽１０２の上部外側には、めっき
液受け１１０が配置されている。

【０００５】これにより、めっき槽１０２の上部に基板
Ｗを基板保持部１０４で下向きに保持して配置し、めっ
き液１００をめっき槽１０２の底部から上方に噴出させ
て、基板Ｗの下面（めっき面）にめっき液１００の噴流
を当てつつ、陽極板１０６（陽極電極）と基板Ｗの導電
層Ｓ（陰極電極）の間にめっき電源１１２から所定の電
圧を印加することで、基板Ｗの下面にめっき膜を形成す
るようにしている。この時、めっき槽１０２をオーバー
フローしためっき液１００は、めっき液受け１１０から
回収される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ＬＳＩ用のウ
エハや液晶基板は、年々大面積となる傾向にあり、これ
に伴って、基板の表面に形成されるめっき膜の膜厚のバ
ラツキが問題となってきている。つまり、基板に陰極電
位を与えるために、基板に予め形成した導電層の周縁部
に電極との接点を設けているが、基板の面積が大きくな
ると、基板の周辺の接点から基板中央までの導電層の電
気抵抗が大きくなり、基板面内で電位差が生じてめっき
速度に差が出て、めっき膜の膜厚のバラツキに繋がって
しまう。

【０００７】すなわち、図３は、直径２００ｍｍのシリ
コン基板上に、３０ｎｍ及び８０ｎｍの膜厚の導電層
（銅薄膜）を形成し、図１に示すような従来の一般的な
めっき装置を使用して電解銅めっきを行なった場合の基
板面内における銅めっき膜の膜厚分布を示す図である。
図４は、直径が２００ｍｍ及び３００ｍｍのシリコン基
板上に膜厚１００ｎｍの導電層（銅薄膜）を形成し、前
記と同様にして電解銅めっきを行なった場合の基板面内
における銅めっき膜の膜厚分布を示す図である。図３及
び図４から明らかなように、導電層が薄い場合や、基板
直径が大きい場合には、電解めっきによって形成される
銅めっき膜の膜厚分布のバラツキが大きくなり、著しい
場合は基板の中央付近で全く銅膜が形成されないことが
起こる。

【０００８】この現象を、電気化学的に説明すると以下
のようになる。図２は、図１に示す従来の一般的な電解
めっき装置の電気的等価回路図である。つまり、共にめ
っき液１００中に没した陽極板１０６（陽極電極）と基
板Ｗの導電層Ｓ（陰極電極）の間にめっき電源１１２か
ら所定の電圧を印加して、導電層Ｓの表面にめっき膜を
形成すると、この回路中には、以下のような抵抗成分が
存在する。Ｒ１電源−陽極間の電源線抵抗および各種接触抵抗Ｒ２陽極における分極抵抗Ｒ３めっき液抵抗Ｒ４陰極（めっき表面）における分極抵抗Ｒ５導電層の抵抗Ｒ６陰極電位導入接点−電源間の電源線抵抗および各
種接触抵抗

【０００９】図２から明らかなように、導電層Ｓの抵抗
Ｒ５が他の電気抵抗Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６に比して大きく
なると、この導電層Ｓの抵抗Ｒ５の両端に生じる電位差
が大きくなり、それに伴ってめっき電流に差が生じる。
このように、陰極導入接点から遠い位置ではめっきの膜
成長速度が低下してしまい、導電層Ｓの膜厚が薄いと抵
抗Ｒ５が更に大きくなって、この現象が顕著に現れてし
まう。さらに、この事実は、基板の面内で電流密度が異
なることを意味し、めっきの特性自体（めっき膜の抵抗
率、純度、埋込特性など）が面内で均一とならない。

【００１０】なお、基板が陽極になる電解エッチングに
おいても、電流方向が反対となるだけで同様の問題が生
じる。例えば、大口径ウエハの製造プロセスでは、ウエ
ハの中央部のエッチング速度が周縁部に比して遅くな
る。

【００１１】これらの問題を回避する方法としては、導
電層の厚さを厚くしたり電気導電率を低くすることが考
えられる。しかし、基板はめっき以外の製造工程でも様
々な制約を受けるばかりでなく、例えば、微細パターン
上にスパッタ法で厚い導電層を形成するとパターン内部
にボイドが発生し易くなってしまうため、容易に導電層
の厚みを厚くしたり導電層の膜種を変更することはでき
ない。

【００１２】また、陰極電位導入用の接点を基板の一面
に配置すれば、基板面内における電位差を小さくするこ
とが可能であるが、電気接点とした部位はＬＳＩとして
使用できないなど現実的でない。更に、めっき液の抵抗
値（図２中の抵抗Ｒ３，Ｒ２またはＲ４）を高くするこ
とも有効であるが、めっき液の電解質を変更することは
めっき特性全体の変更を意味し、例えば、めっきする金
属イオン濃度を下げればめっき速度を十分高くとれない
などの制約が出てくる。

【００１３】以上のように、基板の周辺部に接点を設
け、基板表面の導電層を用いて電解めっきを行う工程に
おいては、基板のサイズが大きくなるとめっき膜厚が基
板の面内で大きく異なってしまうという問題が発生し、
被処理基板面内での膜厚及びプロセスの均一化が重要な
半導体工業においては、特にこの問題が大きな制約とな
っている。

【００１４】本発明は上記に鑑みて為されたもので、導
電層の厚みや膜種、めっき液の電解質等を変更すること
なく、基板面内における均一な電解処理を行えるように
した電解処理方法及び電解処理装置を提供することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明の電解処理方法は、陽極と陰極の一方の電極と
の接点を持つ被処理基板と該被処理基板に対峙させた他
方の電極との間に満たした電解液の少なくとも一部に該
電解液の電気伝導率より低い電気伝導率の高抵抗構造体
を設けて被処理基板表面の電解処理を行なう電解処理方
法において、前記高抵抗構造体としてフッ素系高分子材
料を用いたことを特徴とする。

【００１６】これにより、電解液中に没した陽極と陰極
との間の電気抵抗を高抵抗構造体を介することで電解液
のみからなる場合よりも高くして、被処理基板表面の電
気抵抗による電流密度の面内差を小さくすることができ
る。同時に電解処理過程では、高抵抗構造体自体からの
コンタミネーションが無いことが望ましく、このため高
抵抗構造体自体にフッ素系高分子材料を使用することで
コンタミネーションが無く成膜する金属膜中に不純物が
溶け込む恐れがない電解処理を実現した。ここで、被処
理基板を陰極の接点に接触させることで電解めっきを、
被処理基板を陽極の接点に接触させることで電解エッチ
ングを行うことができる。

【００１７】また、本発明は、前記フッ素系高分子材料
からなる高抵抗構造体に、シンクロトロン光による微細
加工によって前記他方の電極から被処理基板方向に向け
て多数の貫通孔を設けたことを特徴とする。

【００１８】即ち、フッ素系高分子材料からなる高抵抗
構造体への貫通孔の加工には、シンクロトロン（ＳＲ）
リング（電子蓄積リング）によって発生するシンクロト
ロン光を用いたＳＲ（シンクロトロン）エッチング技術
を用いる。シンクロトロン光（ＳＲ光）とは光速に近い
速度で走っている電子が磁場の力で曲げられたときに電
子軌道の接線方向に放出される強い光のことをいう。こ
のＳＲ光は、強い志向性を持った光であり、真空紫外、
Ｘ線の光源としては他の光源と比較して数桁強いもので
ある。このためレーザを照射しても微細な加工ができな
い難加工性材料であるフッ素系高分子材料（例えばＰＴ
ＦＥ樹脂（ポリテトラフルオルエチレン樹脂））にこの
シンクロトロン光を利用することによって、フッ素系高
分子材料への微細で高アスペクト比の加工が可能になっ
た。具体的にはこのＳＲ光エッチング技術を用い、ＰＴ
ＦＥ樹脂板にマスクを通してシンクロトロン光を当てる
と、シンクロトロン光が当たった部分がＳＲ光エッチン
グされて微細な貫通孔構造を作ることができる。本発明
では、このＳＲ光エッチング技術を応用し、フッ素系高
分子材料にマスクを通してシンクロトロン光を当て、多
数の貫通孔が空いたフッ素系高分子材料を製作する。そ
して貫通孔が前記他方の電極から被処理基板方向に貫通
するようにフッ素系高分子材料を配置する。

【００１９】このシンクロトロン光による微細加工によ
り、高抵抗構造体の気孔率を制御し、電流も前記他方の
電極と被処理基板間で流れ易く、別の方向には流れにく
くなり、電流密度の制御性が向上できる。

【００２０】また本発明は、前記他方の電極と被処理基
板間に電流を流した際の被処理基板表面の状態が所望の
処理状態となるように、前記貫通孔の分布及び／又は内
径を制御することによって、被処理基板表面各部の電解
処理状態を所望の処理状態とすることを特徴とする。

【００２１】陽極と被処理基板間に高抵抗構造体を入れ
ることによって、被処理基板上の導電層の抵抗の影響を
小さくし、極力被処理基板表面で電流分布に差がないよ
うにしているが、完全に差を無くすことは難しい。そこ
で、シンクロトロン光による微細加工によって形成され
る該貫通孔の分布及び／又は内径を制御することによっ
て、被処理基板表面の電解処理状態を所望の処理状態に
制御する。例えば電解めっきの場合、被処理基板表面の
膜厚分布を該貫通孔の穴径、或いは穴ピッチで気孔分布
を制御することで、電極間の電流密度を制御し、所望の
膜厚分布を得ることができる。

【００２２】また本発明の電解処理装置は、陽極と陰極
の一方の電極との接点を持つ被処理基板と該被処理基板
に対峙させた他方の電極との間に満たした電解液の少な
くとも一部に該電解液の電気伝導率より低い電気伝導率
の高抵抗構造体を設けて被処理基板表面の電解処理を行
なう電解処理装置において、前記高抵抗構造体がフッ素
系高分子材料によって構成されていることを特徴とす
る。

【００２３】また本発明は、前記フッ素系高分子材料か
らなる高抵抗構造体には、前記他方の電極から被処理基
板方向に向けて多数の貫通孔が設けられていることを特
徴とする。

【００２４】また本発明は、前記高抵抗構造体に、親水
性を持たす表面処理が施され、且つ前記電解液が含有さ
れていることを特徴とする。

【００２５】これによって高抵抗構造体に電解液が浸水
し、電極間に電流（イオン）が流れ、電流密度を均一化
し、被処理基板上の膜厚分布を均一にできる。例えば、
親水性を持たす表面処理方法として、エキシマレーザー
の光化学反応によって、親水基や親油基など、特定の官
能基をＰＴＦＥ樹脂表面に置換する改質法等が報告され
ている。またプラズマを照射することによって、濡れ性
を改善（表面の脱脂、表面の活性化、表面を粗す）する
方法もある。

【００２６】また本発明は、前記高抵抗構造体が、少な
くとも二層以上の高抵抗構造体によって構成され、各層
の高抵抗構造体の貫通孔の分布を他層の高抵抗構造体の
貫通孔の分布と異なる分布にしていることを特徴とす
る。

【００２７】ここで、通常、銅の電解めっきに際して
は、陽極に特殊な配慮を必要とする。第１に、陽極から
発生する一価の銅イオンを捕獲するために陽極表面に
「ブラックフィルム」と呼ばれるにかわ質の黒色膜を形
成する必要から、陽極材料に含燐銅を用いることであ
る。この黒色膜は、銅、燐、塩素などの複合物と言われ
ているが、二価銅イオンのみをめっき液中に送り込み、
めっき表面の異常析出などの原因になる一価銅イオンを
捕獲する働きをする。そして本発明は、高抵抗構造体を
二層以上にし、ブラックフィルムの欠落物やめっき膜に
不要な異物に対するフィルタ効果を持つ層と、本来の高
抵抗構造体としての層とで高抵抗構造体を構成した。ま
た銅の陽極板がめっきと共に電解消耗しその表面が欠落
することも有るが、このような欠落物に対しても前記フ
ィルタとしての機能によって捕獲し、被処理基板のめっ
き表面に付着することを回避する。但し、一層でフィル
タ機能と所望の高抵抗構造体としての機能を持たすこと
が可能で有れば、二層以上にする必要はない。

【００２８】更に陽極に溶解性の銅陽極を使う代わり
に、不溶解性の陽極、例えばチタニウム表面に酸化イリ
ジウムを被覆したものを用いることもできる。この場
合、陽極表面では多量の酸素ガスが発生するが、この酸
素ガスも高抵抗構造体によって被処理基板表面に到達し
ないようにすることで、めっき膜の一部が欠落するなど
の不良の発生を無くすことができる。このように、フッ
素系高分子材料からなる高抵抗構造体を電気伝導率の低
い物質としてめっき液中に導入し、なおかつ陽極と陰極
を分離するように一様に配置することで、隔膜効果を得
るようにすることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電解処理方法及び
電解処理装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第１の実施の形態の電解めっき装置に
適用した電解処理装置の要部概要図を示し、図６は、そ
の電気的等価回路図を示す。これは、直径２００ｍｍの
シリコン基板（以下、基板という）を、いわゆるフェイ
スダウン方式で保持して、この表面（下面）に銅めっき
を施すようにしたもので、この基板Ｗの下面（めっき
面）には、導電層（シード層）Ｓとしてのスパッタ銅の
薄膜が、例えば１００ｎｍの膜厚で形成されている。

【００３０】このめっき装置には、例えば硫酸銅をベー
スとしためっき液１０を保持する上方に開口したカップ
状のめっき槽１２が備えられ、このめっき槽１２の底部
には、例えば直径３０ｍｍの中央孔１４ａを有するドー
ナツ形状の陽極板１４が設置されている。この陽極板１
４の材質は、例えばリンを０．０４重量パーセント含む
銅である。めっき槽１２の周囲には、このめっき槽１２
の上部からオーバーフローしためっき液１０を回収する
めっき液受け１６が配置されている。

【００３１】基板Ｗの周辺部に位置して、めっき槽１２
の上方には、基板Ｗの下面周縁部に圧接して、ここから
のめっき液１０の流出を阻止するリップシール１８と、
このリップシール１８の外方に位置し基板Ｗと接触して
該基板Ｗに陰極電位を導入する接点２０が設けられてい
る。

【００３２】めっき槽１２の内部には、陽極板１４と基
板Ｗとの間に位置して、めっき液１０の電気伝導率より
低い所望の電気伝導率となるように貫通孔２４ａを設け
たフッ素系高分子材料からなる高抵抗構造体２２が配置
されている。この高抵抗構造体２２は、この例では、例
えばシンクロトロン光による微細加工した径１００μｍ
の貫通孔２４ａを多数形成し（図５では図示の都合上、
実際よりも貫通孔２４ａの数はかなり少なくまた径はか
なり大きく記載されている）、これら多数の貫通孔２４
ａの内部にめっき液１０を含有させることで構成されて
いる。

【００３３】フッ素系高分子材料からなる高抵抗構造体
２２への貫通孔２４ａの加工には、シンクロトロン（Ｓ
Ｒ）リング（電子蓄積リング）によって発生するシンク
ロトロン光を用いたＳＲ（シンクロトロン）エッチング
技術を用いる。シンクロトロン光（ＳＲ光）は光速に近
い速度で走っている電子が磁場の力で曲げられたときに
電子軌道の接線方向に放出される強い光のことをいう。
このＳＲ光は、強い志向性を持った光であり、真空紫
外、Ｘ線の光源としては他の光源と比較して数桁強いも
のである。このためレーザを照射しても微細な加工がで
きない難加工性材料であるフッ素系高分子材料（例えば
ＰＴＦＥ樹脂（ポリテトラフルオルエチレン樹脂））に
このシンクロトロン光を利用することによって、フッ素
系高分子材料の微細で高アスペクト比の加工が可能にな
った。具体的にはこのＳＲ光エッチング技術を用い、図
１０に示すように、電導性基板上のＰＴＦＥ樹脂板にマ
スクを通してシンクロトロン光を当てると、シンクロト
ロン光が当たった部分がＳＲ光エッチングされて微細な
貫通孔構造を作ることができる。そこで本発明では、図
１１に示すように、このＳＲ光エッチング技術を応用
し、フッ素系高分子材料２４にマスクを通してシンクロ
トロン光を当て、多数の貫通孔２４ａが空いたフッ素系
高分子材料２４を製作する。

【００３４】このフッ素系高分子材料２４自体は絶縁体
であるが、図５に示すように貫通孔２４ａにめっき液１
０を入り込ませ、貫通孔２４ａの絶縁体全体に占める割
合を制御することで高抵抗構造体２２が構成される。こ
のフッ素系高分子材料２４の陽極板１４の中央孔１４ａ
に対向する位置には、例えば図５，図１１に示すように
径１００μｍの貫通孔２４ａを他の部分より多く設ける
か、或いは他の部分の貫通孔２４ａの内径よりも内径の
大きな貫通孔２４ａ（例えば直径２ｍｍ）を複数個設け
る。

【００３５】これにより、めっき槽１２の上部に基板Ｗ
を下向きに配置し、めっき液１０をめっき槽１２の底部
から陽極板１４の中央孔１４ａとフッ素系高分子材料２
４の貫通孔２４ａを通過させて上方に噴出させ、基板Ｗ
の下面（めっき面）にめっき液１０の噴流を当てつつ、
陽極板１４（陽極電極）と基板Ｗの導電層Ｓ（陰極電
極）の間にめっき電源２６（図６参照）から所定の電圧
を印加することで、基板Ｗの下面にめっき膜が形成され
る。この時、めっき槽１２をオーバーフローしためっき
液１０は、めっき液受け１６から回収される。

【００３６】このように微細加工した貫通孔２４ａが多
数あるフッ素系高分子材料２４からなる高抵抗構造体２
２を陽極板１４、基板Ｗ間に挿入することによって、図
６に示す等価回路に示すように、抵抗Ｒｐが新たな抵抗
として加わることになる。

【００３７】このように高抵抗構造体２２によって大き
な抵抗Ｒｐが発生すると、基板Ｗの中央部における抵抗
と周辺部における抵抗の比、すなわち（Ｒ２＋Ｒｐ＋Ｒ
３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒｐ＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ５）は１に
近づき、導電層Ｓの抵抗Ｒ５による影響を受けなくな
り、基板Ｗの表面の電気抵抗による電流密度の面内差が
小さくなって、めっき膜の面内均一性が向上する。な
お、図６において、抵抗Ｒ１〜Ｒ６は、図２に示す抵抗
Ｒ１〜Ｒ６と同じ抵抗を示している。

【００３８】図７は、前述のように、フッ素系高分子材
料２４からなる高抵抗構造体２２を設置しためっき装置
（本実施形態例）と、設置しなかっためっき装置（従来
例）を使用して、基板Ｗの表面に銅めっきを施した時の
基板面内におけるめっき膜の膜厚分布を示す。この図７
から、この実施の形態のめっき装置にあっては、基板中
央部分の薄膜化現象が起こらず、均一にめっきされてい
ることが分かる。

【００３９】ここで、高抵抗構造体２２の抵抗値は、微
細加工によって、貫通孔２４ａの径、あるいは貫通孔２
４ａの分布を変えることによって制御可能である。

【００４０】また、この実施の形態では、電解めっきに
ついて説明したが、電流方向を逆転させれば、つまり、
この装置をそのまま用い、電源の極性を反転させること
で電解エッチングが可能であり、この場合、エッチング
の均一性を向上させることができる。

【００４１】図８は、本発明の第２の実施の形態の電解
めっき装置に適用した電解処理装置の要部概要図であ
る。このめっき装置は、いわゆるフェイスアップ方式を
採用したもので、基板Ｗは上向きに基板載せ台３０上に
載置されており、基板Ｗの周辺に位置して、例えばバイ
トンゴム製のリップシール３４と、このリップシール３
４の外方に位置し基板Ｗの導電層Ｓと接触して該基板Ｗ
に陰極電位を導入する接点３６が設けられている。リッ
プシール３４は、例えば１０ｍｍの高さを持って、めっ
き液１０を保持できるようになっている。基板載せ台３
０の上方に保持具３２が配置され、この保持具３２に陽
極板３８とフッ素系高分子材料４２からなる高抵抗構造
体４０が所定間隔離間して保持固定されている。このフ
ッ素系高分子材料４２は、この例では、例えばシンクロ
トロン光による微細加工した径１００μｍの貫通孔が多
数あり、内部にめっき液１０を含有させることで高抵抗
構造体４０を構成するようになっている。また、陽極板
３８は、保持具３２と高抵抗構造体４０により完全に被
覆された構造となっている。なお、高抵抗構造体４０
は、めっき液の蓄えられた別の槽（図示せず）で予めめ
っき液を含浸させておくことが望ましい。

【００４２】そして、基板Ｗの上面と高抵抗構造体４０
の下面との間に、隙間Ｓ１を設定した第１めっき室４４
が、高抵抗構造体４０の上面と陽極板３８の下面との間
に、隙間Ｓ２を設定した第２めっき室４６がそれぞれ設
けられており、これらの各めっき室４４，４６には、め
っき液１０が導入される。このめっき液１０の導入方法
としては、リップシール３４と高抵抗構造体４０の端面
との隙間から導入したり、めっき液注入口３９から陽極
板３８に設けた貫通孔３８ａを介して高抵抗構造体４０
の裏側（上部）に加圧しためっき液１０を導入するなど
の方法が採られる。なお、この実施の形態において、電
解めっき中に基板Ｗと基板載せ台３０、若しくは、陽極
板３８と高抵抗構造体４０を回転させるように構成して
も良い。

【００４３】この実施の形態のめっき装置を使用して基
板Ｗの上面（めっき面）に銅めっきを施した銅めっき膜
の膜厚は、フッ素系高分子材料４２から構成される高抵
抗構造体４０を設けることで、前記実施の形態と同様に
膜厚の面内均一性の向上を図ることができる。

【００４４】この実施の形態にあっては、陽極板３８を
高抵抗構造体４０と保持具３２により完全に被覆し、陽
極板３８と高抵抗構造体４０との間にめっき液１０が満
たされる構造となっているが、このように構成するとと
もに、フッ素系高分子材料４２の貫通孔の径や貫通孔の
分布を適宜選択することで、基板Ｗ表面各部の銅めっき
膜の膜厚のコントロールが図れるという従来にはない新
たな効果を得ることができる。

【００４５】ところで、通常、銅の電解めっきに際して
は、陽極に特殊な配慮をする必要がある。第１に、陽極
から発生する一価の銅イオンを捕獲するために陽極表面
に「ブラックフィルム」と呼ばれるにかわ質の黒色膜を
形成する必要から、陽極材料に含燐銅を用いることであ
る。この黒色膜は、銅、燐、塩素などの複合物と言われ
ているが、二価銅イオンのみをめっき液中に送り込み、
めっき表面の異常析出などの原因になる一価銅イオンを
捕獲する働きをする。

【００４６】図９は、本発明の第３の実施の形態の電解
めっき装置に適用した電解処理装置を示す要部概要図で
ある。このめっき装置は、いわゆるフェイスアップ方式
を採用したもので、図７に示す第２の実施の形態の電解
めっき装置と構成はほぼ同じであり、同一部分には同一
符号を付す。そして第２の実施の形態例と相違するの
は、高抵抗構造体４０を二層のフッ素系高分子材料４２
−１，２からなる高抵抗構造体４０−１，２で構成し、
両高抵抗構造体４０−１，２の何れか一方の層を陽極板
３８の表面に形成したブラックフィルム４５の欠落物や
めっき膜に不要な異物に対するフィルタ効果を持つ層と
し、他方の層を本来の高抵抗構造体の層としたことであ
る。なお高抵抗構造体は三層以上であってもよい。さら
に、銅の陽極板３８がめっきと共に電解消耗しその表面
が欠落することも有るが、この欠落物に対しても本実施
の形態例によればフィルタとしての機能によって少なく
とも二層以上の高抵抗構造体で捕獲し、欠落物が基板Ｗ
のめっき表面に付着することを回避できる。但し、一層
でフィルタ機能と所望の高抵抗構造体としての機能を持
たすことが可能で有れば、二層にする必要はない。

【００４７】ところで上記実施の形態例において、陽極
板１４（３８）に溶解性の銅陽極を使う代わりに、不溶
解性の陽極、例えばチタニウム表面に酸化イリジウムを
被覆したものを用いることもできる。この場合、陽極板
１４（３８）表面では多量の酸素ガスが発生するが、こ
の酸素ガスは陽極板１４（３８）と基板Ｗ間に介在する
高抵抗構造体２２（４０）によって基板Ｗ表面に到達し
ないようにすることができ、これによってめっき膜の一
部が欠落するなどの不良の発生を無くすことができる。
特に図９に示すように高抵抗構造体４０−１，２を二層
以上にすれば、より効果的である。このように、高抵抗
構造体をめっき液中に導入し、なおかつ陽極と陰極を分
離するように一様に配置することで、隔膜効果を得るよ
うにすることもできる。

【００４８】図１２は、前述の電解処理装置を備えた基
板処理装置の全体を示す平面図で、図１２に示すよう
に、この基板処理装置には、同一設備内に位置して、内
部に複数の基板Ｗを収納する２基のロード・アンロード
部２１０と、めっき処理及びその付帯処理を行う２基の
めっきユニット２１２と、ロード・アンロード部２１０
とめっきユニット２１２との間で基板Ｗの受渡しを行う
搬送ロボット２１４と、めっき液タンク２１６を有する
めっき液供給設備２１８が備えられている。

【００４９】前記めっきユニット２１２には、図１３に
示すように、めっき処理及びその付帯処理を行う基板処
理部２２０が備えられ、この基板処理部２２０に隣接し
て、めっき液を溜めるめっき液トレー２２２が配置され
ている。また、回転軸２２４を中心に揺動する揺動アー
ム２２６の先端に保持されて前記基板処理部２２０とめ
っき液トレー２２２との間を揺動する円板状の電極部２
２８を有する電極アーム部２３０が備えられている。更
に、基板処理部２２０の側方に位置して、プレコート・
回収アーム２３２と、純水やイオン水等の薬液、更には
気体等を基板に向けて噴射する固定ノズル２３４が配置
されている。この実施の形態にあっては、３個の固定ノ
ズル２３４が備えられ、その内の１個を純水の供給用に
用いている。

【００５０】前記基板処理部２２０には、図１４及び図
１５に示すように、被めっき面を上向きにして基板Ｗを
保持する基板保持部２３６と、この基板保持部２３６の
上方に該基板保持部２３６の周縁部を囲繞するように配
置されたカソード部２３８が備えられている。更に、基
板保持部２３６の周囲を囲繞して処理中に用いる各種薬
液の飛散を防止する有底略円筒状のカップ２４０が、エ
アシリンダ２４２を介して上下動自在に配置されてい
る。

【００５１】ここで、前記基板保持部２３６は、エアシ
リンダ２４４によって、下方の基板受渡し位置Ａと、上
方のめっき位置Ｂと、これらの中間の前処理・洗浄位置
Ｃとの間を昇降し、回転モータ２４６及びベルト２４８
を介して、任意の加速度及び回転速度で前記カソード部
２３８と一体に回転するように構成されている。この基
板受渡し位置Ａに対向して、めっきユニット２１２のフ
レーム側面の搬送ロボット２１４側には、図１７に示す
ように、基板搬出入口２５０が設けられ、また基板保持
部２３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、基板保持部
２３６で保持された基板Ｗの周縁部に下記のカソード部
２３８のシール材２９０とカソード電極２８８が当接す
るようになっている。一方、前記カップ２４０は、その
上端が前記基板搬出入口２５０の下方に位置し、図１５
に仮想線で示すように、上昇した時に前記基板搬出入口
２５０を塞いでカソード部２３８の上方に達するように
なっている。

【００５２】前記めっき液トレー２２２は、めっきを実
施していない時に、電極アーム部２３０の本発明で用い
る高抵抗構造体３１０及びアノード２９８をめっき液で
湿潤させるためのもので、図１６に示すように、この高
抵抗構造体３１０が収容できる大きさに設定され、図示
しないめっき液供給口とめっき液排水口を有している。
また、フォトセンサがめっき液トレー２２２に取り付け
られており、めっき液トレー２２２内のめっき液の満
水、即ちオーバーフローと排水の検出が可能になってい
る。めっき液トレー２２２の底板は着脱が可能であり、
めっき液トレー２２２の周辺には、図示しない局所排気
口が設置されている。

【００５３】前記電極アーム部２３０は、図１８及び図
１９に示すように、上下動モータ２５４と図示しないボ
ールねじを介して上下動し、旋回モータ２５６を介し
て、前記めっき液トレー２２２と基板処理部２２０との
間を旋回（揺動）するようになっている。

【００５４】また、プレコート・回収アーム２３２は、
図２０に示すように、上下方向に延びる支持軸２５８の
上端に連結されて、ロータリアクチュエータ２６０を介
して旋回（揺動）し、エアシリンダ２６２（図１７参
照）を介して上下動するように構成されている。このプ
レコート・回収アーム２３２には、その自由端側にプレ
コート液吐出用のプレコートノズル２６４が、基端側に
めっき液回収用のめっき液回収ノズル２６６がそれぞれ
保持されている。そして、プレコートノズル２６４は、
例えばエアシリンダによって駆動するシリンダに接続さ
れて、プレコート液がプレコートノズル２６４から間欠
的に吐出され、、また、めっき液回収ノズル２６６は、
例えばシリンダポンプまたはアスピレータに接続され
て、基板上のめっき液がめっき液回収ノズル２６６から
吸引されるようになっている。

【００５５】前記基板保持部２３６は、図２１乃至図２
３に示すように、円板状のステージ２６８を備え、この
ステージ２６８の周縁部の円周方向に沿った６カ所に、
上面に段差部を有する台座２７２を備え基板Ｗを水平に
載置して保持する支持腕２７０が立設されている。この
支持腕２７０の内の１つは、爪を有しておらず、この爪
を有さない支持腕２７０に対向する支持腕２７０の上端
には、基板Ｗの端面に当接し回動して基板Ｗを前記爪を
有さない支持腕２７０の台座２７２の段差部に押付ける
押付け片２７４が回動自在に支承されている。また、他
の４個の支持腕２７０の上端には、回動して基板Ｗをこ
の上方から下方に押付けるチャック爪２７６が回動自在
に支承されている。

【００５６】ここで、前記押付け片２７４及びチャック
爪２７６の下端は、コイルばね２７８を介して下方に付
勢した押圧棒２８０の上端に連結されて、この押圧棒２
８０の下動に伴って押付け片２７４及びチャック爪２７
６が内方に回動して閉じるようになっており、ステージ
２６８の下方には前記押圧棒２８０に下面に当接してこ
れを上方に押上げる支持板２８２が配置されている。

【００５７】これにより、基板保持部２３６が図１５に
示す基板受渡し位置Ａに位置する時、押圧棒２８０は支
持板２８２に当接し上方に押上げられて、押付け片２７
４及びチャック爪２７６が外方に回動して開き、ステー
ジ２６８を上昇させると、押圧棒２８０がコイルばね２
７８の弾性力で下降して、押付け片２７４及びチャック
爪２７６が内方に回転して閉じるようになっている。

【００５８】前記カソード部２３８は、図２４及び図２
５に示すように、前記支持板２８２（図１５及び図２３
等参照）の周縁部に立設した支柱２８４の上端に固着し
た環状の枠体２８６と、この枠体２８６の下面に内方に
突出させて取付けた、この例では６分割されたカソード
電極２８８と、このカソード電極２８８の上方を覆うよ
うに前記枠体２８６の上面に取付けた環状のシール材２
９０とを有している。このシール材２９０は、その内周
縁部が内方に向け下方に傾斜し、かつ徐々に薄肉となっ
て、内周端部が下方に垂下するように構成されている。

【００５９】これにより、図１５に示すように、基板保
持部２３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、この基板
保持部２３６で保持した基板Ｗの周縁部にカソード電極
２８８が押付けられて通電し、同時にシール材２９０の
内周端部が基板Ｗの周縁部上面に圧接し、ここを水密的
にシールして、基板の上面（被めっき面）に供給された
めっき液が基板Ｗの端部から染み出すのを防止するとと
もに、めっき液がカソード電極２８８を汚染することを
防止するようになっている。

【００６０】なお、この実施の形態において、カソード
部２３８は、上下動不能で基板保持部２３６と一体に回
転するようになっているが、上下動自在で、下降した時
にシール材２９０が基板Ｗの被めっき面に圧接するよう
に構成しても良い。

【００６１】前記電極アーム部２３０の電極部２２８
は、図２６乃至図２８に示すように、揺動アーム２２６
の自由端にボールベアリング２９２を介して連結したハ
ウジング２９４と、このハウジング２９４の周囲を囲繞
する中空の支持枠２９６と、前記ハウジング２９４と支
持枠２９６で周縁部を挟持して固定したアノード２９８
とを有し、このアノード２９８は、前記ハウジング２９
４の開口部を覆って、ハウジング２９４の内部に吸引室
３００が形成されている。この吸引室３００の内部に
は、めっき液供給設備２１８（図１２参照）から延びる
めっき液供給管３０２に接続され直径方向に延びるめっ
き液導入管３０４がアノード２９８の上面に当接して配
置され、更に、ハウジング２９４には、吸引室３００に
連通するめっき液排出管３０６が接続されている。

【００６２】前記めっき液導入管３０４は、マニホール
ド構造とすると被めっき面に均一なめっき液を供給する
のに有効である。即ち、その長手方向に連続して延びる
めっき液導入路３０４ａと該導入路３０４ａに沿った所
定のピッチで、下方に連通する複数のめっき液導入孔３
０４ｂが設けられ、また、アノード２９８の該めっき液
導入孔３０４ｂに対応する位置に、めっき液注入孔２９
８ａが設けられている。更に、アノード２９８には、そ
の全面に亘って上下に連通する多数の通孔２９８ｂが設
けられている。これにより、めっき液供給管３０２から
めっき液導入管３０４に導入されためっき液は、めっき
液導入孔３０４ｂ及びめっき液注入孔２９８ａからアノ
ード２９８の下方に達し、またアノード２９８をめっき
液中に浸した状態で、めっき液排出管３０６を吸引する
ことで、アノード２９８の下方のめっき液は、通孔２９
８ｂから吸引室３００を通過して該めっき液排出管３０
６から排出されるようになっている。

【００６３】そして、前記電極部２２８は、基板保持部
２３６がめっき位置Ｃ（図１５参照）にある時に、基板
保持部２３６で保持された基板Ｗと高抵抗構造体３１０
との隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで下降
し、この状態で、めっき液供給管３０２からめっき液を
供給して、高抵抗構造体３１０にめっき液を含ませなが
ら、基板Ｗの上面（被めっき面）とアノード２９８との
間をめっき液で満たし、これによって、基板Ｗの被めっ
き面にめっきが施される。

【００６４】次に、前記基板処理装置の動作について説
明する。先ず、ロード・アンロード部２１０からめっき
処理前の基板Ｗを搬送ロボット２１４で取出し、被めっ
き面を上向きにした状態で、フレームの側面に設けられ
た基板搬出入口２５０から一方のめっきユニット２１２
の内部に搬送する。この時、基板保持部２３６は、下方
の基板受渡し位置Ａにあり、搬送ロボット２１４は、そ
のハンドがステージ２６８の真上に到達した後に、ハン
ドを下降させることで、基板Ｗを支持腕２７０上に載置
する。そして、搬送ロボット２１４のハンドを前記基板
搬出入口２５０を通って退去させる。

【００６５】搬送ロボット２１４のハンドの退去が完了
した後、カップ２４０を上昇させ、同時に基板受渡し位
置Ａにあった基板保持部２３６を前処理・洗浄位置Ｃに
上昇させる。この時、この上昇に伴って、支持腕２７０
上に載置された基板は、台座２７２と押付け片２７４で
位置決めされ、チャック爪２７６で確実に把持される。

【００６６】一方、電極アーム部２３０の電極部２２８
は、この時点ではめっき液トレー２２２上の通常位置に
あって、高抵抗構造体３１０あるいはアノード２９８が
めっき液トレー２２２内に位置しており、この状態でカ
ップ２４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２２及び
電極部２２８にめっき液の供給を開始する。そして、基
板のめっき工程に移るまで、新しいめっき液を供給し、
併せてめっき液排出管３０６を通じた吸引を行って、高
抵抗構造体３１０に含まれるめっき液の交換と泡抜きを
行う。なお、カップ２４０の上昇が完了すると、フレー
ム側面の基板搬出入口２５０はカップ２４０で塞がれて
閉じ、フレーム内外の雰囲気が遮断状態となる。

【００６７】カップ２４０が上昇するとプレコート処理
に移る。即ち、基板Ｗを受け取った基板保持部２３６を
回転させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム２
３２を基板と対峙する位置へ移動させる。そして、基板
保持部２３６の回転速度が設定値に到達したところで、
プレコート・回収アーム２３２の先端に設けられたプレ
コートノズル２６４から、例えば界面活性剤からなるプ
レコート液を基板の被めっき面に吐出する。この時、基
板保持部２３６が回転しているため、プレコート液は基
板Ｗの被めっき面の全面に行き渡る。次に、プレコート
・回収アーム２３２を待避位置へ戻し、基板保持部２３
６の回転速度を増して、遠心力により基板Ｗの被めっき
面のプレコート液を振り切って乾燥させる。

【００６８】プレコート完了後にめっき処理に移る。先
ず、基板保持部２３６を、この回転を停止、若しくは回
転速度をめっき時速度まで低下させた状態で、めっきを
施すめっき位置Ｂまで上昇させる。すると、基板Ｗの周
縁部はカソード電極２８８に接触して通電可能な状態と
なり、同時に基板Ｗの周縁部上面にシール材２９０が圧
接して、基板Ｗの周縁部が水密的にシールされる。

【００６９】一方、搬入された基板Ｗのプレコート処理
が完了したという信号に基づいて、電極アーム部２３０
をめっき液トレー２２２上方からめっきを施す位置の上
方に電極部２２８が位置するように水平方向に旋回さ
せ、この位置に到達した後に、電極部２２８をカソード
部２３８に向かって下降させる。この時、高抵抗構造体
３１０を基板Ｗの被めっき面に接触することなく、０．
５〜３ｍｍ程度に近接した位置とする。電極部２２８の
下降が完了した時点で、めっき電流を投入し、めっき液
供給管３０２からめっき液を電極部２２８の内部に供給
して、アノード２９８を貫通しためっき液注入孔２９８
ａより高抵抗構造体３１０にめっき液を供給する。これ
によってめっき液が、高抵抗構造体３１０と基板Ｗの被
めっき面との間の隙間に満たされ、基板Ｗの被めっき面
に銅めっきが施される。この時、基板保持部２３６を低
速で回転させても良い。

【００７０】めっき処理が完了すると、電極アーム部２
３０を上昇させ旋回させてめっき液トレー２２２の上方
へ戻し、通常位置へ下降させる。次に、プレコート・回
収アーム２３２を待避位置から基板Ｗに対峙する位置へ
移動させて下降させ、めっき液回収ノズル２６６から基
板Ｗ上のめっきの残液を回収する。このめっき残液の回
収が終了した後、プレコート・回収アーム２３２を待避
位置へ戻し、基板の被めっき面のリンスのために、純水
用の固定ノズル２３４から基板Ｗの中央部に純水を吐出
し、同時に基板保持部２３６をスピードを増して回転さ
せて基板Ｗの表面のめっき液を純水に置換する。このよ
うに、基板Ｗのリンスを行うことで、基板保持部２３６
をめっき位置Ｂから下降させる際に、めっき液が跳ね
て、カソード部２３８のカソード電極２８８が汚染され
ることが防止される。

【００７１】リンス終了後に水洗工程に入る。即ち、基
板保持部２３６をめっき位置Ｂから前処理・洗浄位置Ｃ
へ下降させ、純水用の固定ノズル２３４から純水を供給
しつつ基板保持部２３６及びカソード部２３８を回転さ
せて水洗を実施する。この時、カソード部２３８に直接
供給した純水、又は基板Ｗの面から飛散した純水によっ
てシール材２９０及びカソード電極２８８も基板Ｗと同
時に洗浄することができる。

【００７２】水洗完了後にドライ工程に入る。即ち、固
定ノズル２３４からの純水の供給を停止し、更に基板保
持部２３６及びカソード部２３８の回転スピードを増し
て、遠心力により基板表面の純水を振り切って乾燥させ
る。併せて、シール材２９０及びカソード電極２８８も
乾燥させる。ドライ工程が完了すると基板保持部２３６
及びカソード部２３８の回転を停止させ、基板保持部２
３６を基板受渡し位置Ａまで下降させる。すると、チャ
ック爪２７６による基板Ｗの把持が解かれ、基板Ｗは、
支持腕２７０の上面に載置された状態となる。これと同
時に、カップ２４０も下降させる。

【００７３】以上でめっき処理及びそれに付帯する前処
理や洗浄・乾燥工程の全工程を終了し、搬送ロボット２
１４は、そのハンドを基板搬出入口２５０から基板Ｗの
下方に挿入し、そのまま上昇させることで、基板保持部
２３６から処理後の基板Ｗを受取る。そして、搬送ロボ
ット２１４は、この基板保持部２３６から受取った処理
後の基板Ｗをロード・アンロード部２１０に戻す。

【００７４】図３０は、前述の電解処理装置を備えた他
の基板処理装置の平面配置図である。図示するように、
この基板処理装置は、半導体基板を収容した基板カセッ
トの受け渡しを行う搬入・搬出エリア５２０と、プロセ
ス処理を行うプロセスエリア５３０と、プロセス処理後
の半導体基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア５
４０を具備する。洗浄・乾燥エリア５４０は、搬入・搬
出エリア５２０とプロセスエリア５３０の間に配置され
ている。搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５
４０には隔壁５２１を設け、洗浄・乾燥エリア５４０と
プロセスエリア５３０の間には隔壁５２３を設けてい
る。

【００７５】隔壁５２１には、搬入・搬出エリア５２０
と洗浄・乾燥エリア５４０との間で半導体基板を受け渡
すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するた
めのシャッター５２２を設けている。また、隔壁５２３
にも洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０と
の間で半導体基板を受け渡すための通路（図示せず）を
設け、該通路を開閉するためのシャッター５２４を設け
ている。洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３
０は独自に給排気できるようになっている。

【００７６】上記構成の半導体基板配線用の基板処理装
置はクリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、（搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリ
ア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力）に設定され、且つ搬入・搬出エリア５２０の圧力は、ク
リーンルーム内圧力より低く設定される。これにより、
プロセスエリア５３０から洗浄・乾燥エリア５４０に空
気が流出しないようにし、洗浄・乾燥エリア５４０から
搬入・搬出エリア５２０に空気が流出しないようにし、
さらに搬入・搬出エリア５２０からクリーンルーム内に
空気が流出しないようにしている。

【００７７】搬入・搬出エリア５２０には、半導体基板
を収容した基板カセットを収納するロードユニット５２
０ａとアンロードユニット５２０ｂが配置されている。
洗浄・乾燥エリア５４０には、めっき処理後の処理を行
う各２基の水洗部５４１、乾燥部５４２が配置されると
共に、半導体基板の搬送を行う搬送部（搬送ロボット）
５４３が備えられている。ここに水洗部５４１として
は、例えば前端にスポンジがついたペンシル型のものや
スポンジ付きローラ形式のものが用いられる。乾燥部５
４２としては、例えば半導体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。

【００７８】プロセスエリア５３０内には、半導体基板
のめっきの前処理を行う前処理槽５３１と、銅めっき処
理を行うめっき装置（本発明の電解処理装置を用いてな
るめっき装置）５３２が配置されると共に、半導体基板
の搬送を行う搬送部（搬送ロボット）５３３が備えられ
ている。

【００７９】図３１は、基板処理装置内の気流の流れを
示す。洗浄・乾燥エリア５４０においては、配管５４６
より新鮮な外部空気が取込まれ、高性能フィルタ５４４
を通してファンにより押込まれ、天井５４０ａよりダウ
ンフローのクリーンエアとして水洗部５４１、乾燥部５
４２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５４０ｂより循環配管５４５により天井５４
０ａ側に戻され、再び高性能フィルタ５４４を通してフ
ァンにより押込まれて、洗浄・乾燥エリア５４０内に循
環する。一部の気流は、水洗部５４１及び乾燥部５４２
内からダクト５５２を通って排気される。

【００８０】プロセスエリア５３０は、ウエットゾーン
といいながらも、半導体基板表面にパーティクルが付着
することは許されない。このためプロセスエリア５３０
内に天井５３０ａより、ファンにより押込まれて高性能
フィルタ５３３を通してダウンフローのクリーンエアを
流すことにより、半導体基板にパーティクルが付着する
ことを防止している。

【００８１】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、室内を負圧に
保つ程度の排気のみをダクト５５３よりの外部排気と
し、ダウンフローの大部分の気流を、配管５３４、５３
５を通した循環気流でまかなうようにしている。

【００８２】循環気流とした場合に、プロセスエリア５
３０を通過したクリーンエアは、薬液ミストや気体を含
むため、これをスクラバ５３６及びミトセパレータ５３
７，５３８を通して除去する。これにより天井５３０ａ
側の循環ダクト５３４に戻ったエアは、薬液ミストや気
体を含まないものとなり、再びファンにより押込まれて
高性能フィルタ５３３を通ってプロセスエリア５３０内
にクリーンエアとして循環する。

【００８３】床部５３０ｂよりプロセスエリア５３０内
を通ったエアの一部は、ダクト５５３を通って外部に排
出され、薬液ミストや気体を含むエアがダクト５５３を
通って外部に排出される。天井５３０ａのダクト５３９
からは、これらの排気量に見合った新鮮な空気がプロセ
スエリア５３０内に負圧に保った程度に供給される。

【００８４】上記のように搬入・搬出エリア５２０、洗
浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０のそれ
ぞれの圧力は、（搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリ
ア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力）に設定されている。従って、シャッター５２２，５２４
（図３０参照）を開放すると、これらのエリア間の空気
の流れは、図３１に示すように、搬入・搬出エリア５２
０、洗浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０
の順に流れる。また、排気はダクト５５２及び５５３を
通して、図３３に示すように、集合排気ダクト５５４に
集められる。

【００８５】図３３は、基板処理装置がクリーンルーム
内に配置された一例を示す外観図である。搬入・搬出エ
リア５２０のカセット受渡し口５５５と操作パネル５５
６のある側面が仕切壁５５７で仕切られたクリーンルー
ムのクリーン度の高いワーキングゾーン５５８に露出し
ており、その他の側面は、クリーン度の低いユーティリ
ティゾーン５５９に収納されている。

【００８６】上記のように、洗浄・乾燥エリア５４０と
搬入・搬出エリア５２０とプロセスエリア５３０の間に
配置し、搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５
４０の間及び洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア
５３０の間にはそれぞれ隔壁５２１，５２３を設けたの
で、ワーキングゾーン５５８から乾燥した状態でカセッ
ト受渡し口５５５を通して半導体基板配線用の基板処理
装置内に搬入される半導体基板は、基板処理装置内でめ
っき処理され、洗浄・乾燥した状態でワーキングゾーン
５５８に搬出されるので、半導体基板面にはパーティク
ルやミストが付着することなく、且つクリーンルーム内
のクリーン度の高いワーキングゾーン５５８をパーティ
クルや薬液や洗浄液ミストで汚染することはない。

【００８７】なお、図３０及び図３１では、基板処理装
置が搬入・搬出エリア５２０、洗浄・乾燥エリア５４
０、プロセスエリア５３０を具備する例を示したが、プ
ロセスエリア５３０内又はプロセスエリア５３０に隣接
してＣＭＰ装置を配置するエリアを設け、該プロセスエ
リア５３０又はＣＭＰ装置を配置するエリアと搬入・搬
出エリア５２０の間に洗浄・乾燥エリア５４０を配置す
るように構成しても良い。要は、半導体基板配線用の基
板処理装置に半導体基板が乾燥状態で搬入され、めっき
処理の終了した半導体基板が洗浄され、乾燥した状態で
排出される構成であればよい。

【００８８】上記例では、基板処理装置を半導体基板配
線用のめっき装置を例に説明したが、基板は半導体基板
に限定されるものではなく、まためっき処理する部分も
基板面上に形成された配線部に限定されるものではな
い。また、上記例では銅めっきを例に説明したが、銅め
っきに限定されるものではない。

【００８９】図３４は、半導体基板配線用の他の基板処
理装置の平面構成を示す図である。図示するように、半
導体基板配線用の基板処理装置は、半導体基板を搬入す
る搬入部６０１、銅めっきを行う銅めっき装置（本発明
の電解処理装置を用いてなるめっき装置）６０２、水洗
浄を行う水洗槽６０３，６０４、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）を行うＣＭＰ部６０５、水洗槽６０６，６０７、乾
燥槽６０８及び配線層形成が終了した半導体基板を搬出
する搬出部６０９を具備し、これら各槽に半導体基板を
移送する図示しない基板移送手段が１つの装置として配
置され、半導体基板配線用の基板処理装置を構成してい
る。

【００９０】上記配置構成の基板処理装置において、基
板移送手段により、搬入部６０１に載置された基板カセ
ット６０１−１から、配線層が形成されていない半導体
基板を取り出し、銅めっき装置６０２に移送する。該銅
めっき装置６０２において、配線溝や配線孔（コンタク
トホール）からなる配線部を含む半導体基板Ｗの表面上
に銅めっき層を形成する。

【００９１】前記銅めっき装置６０２で銅めっき層の形
成が終了した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６
０３及び水洗槽６０４に移送し、水洗を行う。続いて該
水洗浄の終了した半導体基板Ｗを基板移送手段でＣＭＰ
部６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で、銅めっき層か
ら配線溝や配線孔に形成した銅めっき層を残して半導体
基板Ｗの表面上の銅めっき層を除去する。

【００９２】続いて上記のように銅めっき層から配線溝
や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残して
半導体基板Ｗの表面上の不要の銅めっき層の除去が終了
した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０６及び
水洗槽６０７に送り、水洗浄し、更に水洗浄の終了した
半導体基板Ｗは乾燥槽６０８で乾燥させ、乾燥の終了し
た半導体基板Ｗを配線層の形成の終了した半導体基板と
して、搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納す
る。

【００９３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、電解液中に没した陽極と陰極との間の電気抵抗を
高抵抗構造体を介して電解液のみからなる場合よりも高
くして、被処理基板表面の電気抵抗による電流密度の面
内差を小さくすることができ、これによって、電解処理
による被処理基板の面内均一性をより高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電解めっき装置の概要図である。

【図２】図１に示す電解めっき装置の電気的等価回路図
である。

【図３】図１に示す電解めっき装置を使用して異なる膜
厚の導電層を形成した基板に銅の電解めっきを施した時
の基板面内におけるめっき膜の膜厚分布を示す図であ
る。

【図４】図１に示す電解めっき装置を使用して異なる大
きさの基板に銅の電解めっきを施した時の基板面内にお
けるめっき膜の膜厚分布を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の電解めっき装置に
適用した電解処理装置の要部概要図である。

【図６】図５に示す電解めっき装置の電気的等価回路図
である。

【図７】図５に示す電解めっき装置と従来の電解めっき
装置でめっきを施した時の基板面内におけるめっき膜の
膜厚分布を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態の電解めっき装置に
適用した電解処理装置の要部概要図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の電解めっき装置に
適用した電解処理装置の要部概要図である。

【図１０】ＳＲ光エッチング技術によってＰＴＦＥ樹脂
板に貫通孔を設ける方法を示す概略図である。

【図１１】フッ素系高分子材料２４を示す図であり、図
１１（ａ）は概略斜視図、図１１（ｂ）は要部拡大断面
図である。

【図１２】本発明の電解処理装置を備えた基板処理装置
の全体を示す平面図である。

【図１３】めっきユニット２１２を示す平面図である。

【図１４】図１３のＡ−Ａ線断面図である。

【図１５】基板保持部２３６とカソード部２３８の拡大
断面図である。

【図１６】図１３の正面図である。

【図１７】図１３の右側面図である。

【図１８】図１３の背面図である。

【図１９】図１３の左側面図である。

【図２０】プレコート・回収アーム２３２を示す正面図
である。

【図２１】基板保持部２３６の平面図である。

【図２２】図２１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２３】図２１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図２４】カソード部２３８の平面図である。

【図２５】図２４のＤ−Ｄ線断面図である。

【図２６】電極アーム部２３０の平面図である。

【図２７】図２６の縦断正面図である。

【図２８】図２６のＥ−Ｅ線断面図である。

【図２９】図２８の一部を拡大して示す拡大図である。

【図３０】本発明の電解処理装置を備えた他の基板処理
装置の平面配置図である。

【図３１】図３０に示す基板処理装置内の気流の流れを
示す図である。

【図３２】図３０に示す基板処理装置の各エリア間の空
気の流れを示す図である。

【図３３】図３０に示す基板処理装置をクリーンルーム
内に配置した一例を示す外観図である。

【図３４】他の基板処理装置の平面構成図である。

【符号の説明】

Ｗ基板（被処理基板）Ｓ導電層（シード層）１０めっき液（電解液）１２めっき槽１４陽極板１６めっき液受け１８リップシール２０接点２２高抵抗構造体２４フッ素系高分子材料２４ａ貫通孔２６めっき電源３０基板載せ台３２保持具３４リップシール３６接点３８陽極板３８ａ貫通孔３９めっき液注入口４０高抵抗構造体４２フッ素系高分子材料Ｓ１隙間４４第１めっき室Ｓ２隙間４６第２めっき室４０−１，２高抵抗構造体４２−１，２フッ素系高分子材料４５ブラックフィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K024 AA09 AB02 AB15 BA11 BB12 BC10 CA06 CB06 CB07 CB21 CB26 DA04 DB10 GA16 4M104 BB09 DD52

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰極の一方の電極との接点を持つ
被処理基板と該被処理基板に対峙させた他方の電極との
間に満たした電解液の少なくとも一部に該電解液の電気
伝導率より低い電気伝導率の高抵抗構造体を設けて被処
理基板表面の電解処理を行なう電解処理方法において、前記高抵抗構造体としてフッ素系高分子材料を用いたこ
とを特徴とする電解処理方法。
【請求項２】前記フッ素系高分子材料からなる高抵抗
構造体には、シンクロトロン光による微細加工によって
前記他方の電極から被処理基板方向に向けて多数の貫通
孔を設けていることを特徴とする請求項１記載の電解処
理方法。
【請求項３】前記他方の電極と被処理基板間に電流を
流した際の被処理基板表面の状態が所望の処理状態とな
るように、前記貫通孔の分布及び／又は内径を制御する
ことによって、被処理基板表面各部の電解処理状態を所
望の処理状態とすることを特徴とする請求項２記載の電
解処理方法。
【請求項４】陽極と陰極の一方の電極との接点を持つ
被処理基板と該被処理基板に対峙させた他方の電極との
間に満たした電解液の少なくとも一部に該電解液の電気
伝導率より低い電気伝導率の高抵抗構造体を設けて被処
理基板表面の電解処理を行なう電解処理装置において、前記高抵抗構造体がフッ素系高分子材料によって構成さ
れていることを特徴とする電解処理装置。
【請求項５】前記フッ素系高分子材料からなる高抵抗
構造体には、前記他方の電極から被処理基板方向に向け
て多数の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求
項４記載の電解処理装置。
【請求項６】前記高抵抗構造体には、親水性を持たす
表面処理が施され、且つ前記電解液が含有されているこ
とを特徴とする請求項５記載の電解処理装置。
【請求項７】前記高抵抗構造体は、少なくとも二層以
上の高抵抗構造体によって構成され、各層の高抵抗構造
体の貫通孔の分布を他層の高抵抗構造体の貫通孔の分布
と異なる分布にしていることを特徴とする請求項５記載
の電解処理装置。