JP2004149895A - メッキ装置およびメッキ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好にメッキできるメッキ装置を提供する。
【解決手段】この基板処理装置のウエハ処理部１は、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂ、ウエハＷを収容するためのカセットＣｗおよびダミーウエハＤを収容するためのカセットＣｄが載置されたカセットステージ１６、ならびにカセットＣｗ，Ｃｄとメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄとベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂとの間でウエハＷまたはダミーウエハＤを搬送するための搬送ロボットＴＲを備えている。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでは、ウエハＷおよびダミーウエハＤに銅メッキを施すことができ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂでは、ウエハＷ周縁部のエッチングおよびダミーウエハＤに形成された銅膜のエッチングによる除去を行うことができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの基板に銅メッキを施すためのメッキ装置およびメッキ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の一方表面にメッキ処理を施すことがある。ウエハに銅メッキをするためのメッキ装置は、銅イオンを含むメッキ液を収容してウエハの一方表面にメッキ液を接触させるためのメッキ槽と、メッキ槽内に配置されたアノード電極と、ウエハに接触可能なカソード電極とを含む。
【０００３】
メッキ時には、ウエハにカソード電極が接触され、ウエハの一方表面（下面）がメッキ槽に満たされたメッキ液に接触され、この状態でアノード電極とカソード電極との間に通電される。これにより、メッキ液とウエハとの界面では、メッキ液中の銅イオンに電子が与えられて、ウエハの表面に銅原子が被着する。
メッキにより失われるメッキ液中の銅イオンを補充するために、銅からなりそれ自体メッキ液に溶解する溶解性アノード電極を用いる場合と、アノード電極はメッキ液に対して不溶性のものとし、アノード電極とは別の銅供給源を用いる場合とがある。
【０００４】
溶解性アノード電極を用いた場合、メッキ処理は、アノード電極の表面に、いわゆるブラックフィルムが形成された状態で、安定して行うことができる。このブラックフィルムは、アノード電極に同じサイクルで通電するようにしなければ状態が安定せず、メッキ装置が長時間休止されると変質してしまい、メッキ再開時に良好にメッキを施すことができなくなる。
この問題を解決するために、メッキ槽中に配置されたダミーカソードを用いてメッキ装置の休止中にもアノード電極に通電することが提案されている（特許文献１）。この先行技術に係るメッキ装置およびメッキ方法では、アノード電極とダミーカソードとの間で通電されると、ダミーカソードに銅が析出する。ダミーカソードに析出した銅は、ダミーカソードに通電されていないときに、メッキ液にエッチングされるので、ダミーカソードに銅が蓄積することはなく、メインテナンスが不要であるとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１１９９００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、メッキ装置の稼働（バーンイン）のインターバルや、稼働時の通電量などは様々であり、また、ダミーカソードに析出した銅のメッキ液に対するエッチング速度などは、メッキ液の種類によっても異なる。したがって、ダミーカソードに析出した銅が蓄積しないことが、必ずしも保証されるものではない。
また、メッキ槽中にダミーカソードが存在すると、通常のメッキ処理におけるメッキ膜厚の均一性に悪影響を与え得る。したがって、ダミーカソードの大きさやメッキ槽中における位置等の条件を適切に選択して、メッキ膜厚が均一になるようにしなければならないが、このような条件を見出すのは困難な作業である。
【０００７】
さらに、メッキ装置が長時間休止されると、メッキ処理中であればメッキ液が供給される部分が乾燥し、メッキ液の成分が結晶化する。小さなメッキ液の液滴であれば、１時間ないし２時間程度で結晶が生ずる。メッキ装置が、ウエハ周縁部をカソードリングによりシールしてメッキを行うものである場合、このようなカソードリングのシール面でメッキ液を起源とする結晶が成長すると、一時的なシール不良となるばかりでなく、シール面に傷を付け永久的なシール不良を引き起こす。
【０００８】
以上は溶解性アノード電極を用いた場合であるが、不溶性のアノード電極を用いた場合でも、メッキ装置が長時間休止されると、銅供給源の表面は不可逆的に変質し、メッキ処理を再開した場合に、良好にメッキできなくなる。この場合、上記引用文献と同様の構成および方法でメッキ装置の休止中にもメッキ液に通電するようにすると、同様の問題が生ずることが予想される。
そこで、この発明の目的は、良好にメッキできるメッキ装置を提供することである。
【０００９】
この発明の他の目的は、ウエハの周縁部をシールするためのシール部材を備え、このシール部材によるシール不良が生じ難いメッキ装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、良好にメッキできるメッキ方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、ウエハの周縁部をシールするためのカソードリングを備えたメッキ装置において、このシール部材によるシール不良が生じ難いメッキ方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、処理対象基板（Ｗ）にメッキ液を用いて銅メッキ処理を施すメッキ処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）と、表面に導電性膜が形成されたダミー基板（Ｄ）を収容可能なダミー基板収容部（Ｃｄ）と、上記メッキ処理ユニットと上記ダミー基板収容部との間で上記ダミー基板を搬送するダミー基板搬送機構（ＴＲ，１８）と、上記メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入の中断を検知するための基板投入中断検知機構（１５５）と、この基板投入中断検知機構により、上記メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入の中断が検知されたことに応答して、上記ダミー基板搬送機構により上記ダミー基板収容部から上記メッキ処理ユニットに上記ダミー基板を搬送して、上記メッキ処理ユニットで上記ダミー基板の上記導電性膜が形成された面にメッキ処理を施すように制御する制御手段（１５５）とを備えたことを特徴とするメッキ装置（１０）である。
【００１１】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、上記メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入が中断した後、メッキ処理ユニットでダミー基板に対してメッキ処理を施すこと（以下、「ダミーメッキ」という。）ができる。この際、ダミー基板の導電性膜にカソード電極を接触させ、メッキ液中にアノード電極を配置して、電解メッキを行うことができる。これにより、処理対象基板に対するメッキが行われていないときでも、銅供給源からメッキ液への銅イオンの溶出は継続され、銅供給源の表面状態を良好に保つことができる。
【００１２】
銅供給源は、溶解性アノードを用いる場合の当該アノード電極自体であってもよく、不溶性のアノード電極を用いる場合のアノード電極とは別に設けられたものであってもよい。ダミーメッキにより、銅供給源が溶解性アノード電極である場合は、溶解性アノード電極の表面に形成されたブラックフィルムの状態を安定させることができ、不溶性のアノード電極を用いる場合は、別途設けられた銅供給源の表面が不可逆的に変質することを防止できる。このため、処理対象基板に対するメッキ処理が再開されたときに、良好に銅メッキを施すことができる。
【００１３】
ここで、メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入の中断とは、たとえば、１ロットのウエハの処理が終了したことをいう。処理対象基板は、たとえば、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）とすることができる。
ウエハにメッキするためのメッキ処理装置には、ウエハの周縁部をシールし、ウエハの被メッキ面以外の部分やカソード電極にメッキ液が至らないようにするためのシール部材を備えているものがある。シール部材は、メッキ中はメッキ液に濡れた状態となっている。
【００１４】
この場合、処理対象基板に対するメッキが行われていないときにダミーメッキが行われることにより、シール部材は常にメッキ液に濡れた状態にされる。すなわち、メッキ液に濡れたシール部材が乾燥してメッキ液の成分が結晶化することはない。したがって、結晶が存在すること自体によるシール部材のシール不良や、結晶によりシール部材が傷つけられることによるシール不良は生じにくい。シール部材は、たとえば、カソードを有するカソードリングに備えられたものであってもよい。
【００１５】
このメッキ装置では、メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入の中断が基板投入中断検知機構により検知されると、制御手段の制御により自動的にダミー基板がダミー基板収容部からメッキ処理ユニットへ搬送されて、ダミーメッキが行われる。ダミー基板は、メッキ装置内のダミー基板収容部に収容されているので、作業者はメッキ装置内にダミー基板を搬入する必要はない。したがって、メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入が中断したとき、作業者の操作を要することなく、自動的にダミーメッキが開始される。
【００１６】
請求項２記載の発明は、上記メッキ処理ユニットでメッキ処理が施されたダミー基板に対してメッキによる銅膜の除去処理を行う膜除去処理ユニット（２１ａ，２１ｂ）をさらに備え、上記導電性膜は、上記膜除去処理ユニットによる膜の除去処理に対する耐性を有することを特徴とする請求項１記載のメッキ装置である。
この発明によれば、膜除去処理ユニットにより、ダミー基板に形成された銅膜を除去できる。この際、ダミー基板の導電性膜は銅膜の除去処理に対する耐性を有するので、導電性膜まで除去されることはない。したがって、導電性膜を介した電解メッキを再度行うことができるので、銅膜が除去されたダミー基板を再度ダミーメッキに用いることができる。すなわち、ダミー基板を繰り返し使用することができるから、このメッキ装置は、作業者が頻繁にメンテナンスを行う必要がない。
【００１７】
また、銅膜の除去は、メッキ処理ユニットとは異なる膜除去処理ユニットで行われるので、メッキ処理ユニットでのメッキ処理に影響はない。したがって、このメッキ装置は、処理対象基板に対して良好にメッキできる。また、メッキ処理ユニットが、膜除去処理ユニットでの銅膜の除去に影響を与えることもない。このため、膜除去処理ユニットにおいて、銅膜を完全に除去できる条件を設定することができ、銅膜が完全に除去されたダミー基板により、良好にダミーメッキを行うことができる。
【００１８】
このメッキ装置は、メッキ処理以外の他の処理を行う付加的なユニット（たとえば、メッキ後の処理対象基板周縁部のエッチングを行うベベルエッチングユニット）を備えていてもよく、このような付加的なユニットが膜除去処理ユニットとしての機能を併せ持つものであってもよい。また、膜除去処理ユニットは、専用に設けられたものであってもよい。
銅膜の除去は、たとえば、電解エッチングによるものや、エッチング液によるものとすることができる。
【００１９】
ダミー基板は、たとえば、半導体（たとえばシリコンからなる半導体）、ガラス、セラミック、樹脂、金属などからなるものとすることができる。導電性膜は、たとえば、請求項３記載のように、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）からなるものとすることができる。たとえば、膜除去処理ユニットによる銅膜の除去が、硫酸、過酸化水素水、および水の混合溶液（エッチング液）によるエッチングによるものである場合、金や白金からなる導電性膜は、このようなエッチング液に対するエッチング耐性を有する。
【００２０】
請求項４記載の発明は、上記メッキ処理ユニットでメッキ処理を施す処理対象基板を収容可能なカセット（Ｃｗ）を載置するためのカセットステージ（１６）をさらに備え、上記ダミー基板収容部が、上記カセットステージ上に設けられたカセット（Ｃｄ）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のメッキ装置である。
この発明によれば、メッキ装置がカセットステージを備えたものである場合、専用のダミー基板収容部を別途設ける必要はなく、既存のカセットステージ上に載置されたカセットをダミー基板収容部として流用することができる。処理対象基板とダミー基板とは、ほぼ同じ形状および寸法を有するものとすることができ、この場合、処理対象基板を収容するカセットを、ダミー基板を収容するためのカセットとして用いることができる。
【００２１】
また、ダミー基板搬送機構は、処理対象基板をカセットステージ上に載置されたカセットとメッキ処理ユニットとの間で搬送するための搬送機構と共通のものとすることができる。
ダミー基板収容部は、カセットステージ上のカセット以外のものであってもよく、メッキ装置内の他の場所に専用に設けられた収容器であってもよい。
請求項５記載の発明は、上記メッキ処理ユニットが複数個設けられており、上記上記ダミー基板の枚数が上記メッキ処理ユニットの数以上であり、上記ダミー基板収容部が、すべての上記ダミー基板を収容可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキ装置である。
【００２２】
メッキ液に濡れたシール部材の乾燥は、それぞれのメッキ処理ユニットで生じる。この発明によれば、各メッキ処理ユニットで並行してダミーメッキを行うことができるので、いずれのメッキ処理ユニットのシール部材も乾燥して結晶が生じないようにできる。したがって、いずれのメッキ処理ユニットのシール部材もシール不良を生じ難くできる。
また、複数のメッキ処理ユニットの一部のみで処理対象基板に対するメッキが行われているときに、他のメッキ処理ユニットでダミーメッキを行うこともできる。したがって、この場合も、いずれのメッキ処理ユニットのシール部材もシール不良を生じ難くできる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、処理対象基板（Ｗ）にメッキ液を用いて銅メッキ処理を施すメッキ処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）と、このメッキ処理ユニットでメッキ処理が施されたダミー基板（Ｄ）に対して、メッキによる銅膜の除去処理を行う膜除去処理ユニット（２１ａ，２１ｂ）とを備えたことを特徴とするメッキ装置（１０）である。
この発明によれば、ダミーメッキにより、処理対象基板に対するメッキが行われていないときでも、銅供給源からメッキ液への銅イオンの供給を行い、銅供給源の表面状態を良好に保つことができる。したがって、処理対象基板に対するメッキ処理が再開されたときに、良好に銅メッキを施すことができる。
【００２４】
また、このメッキ装置がシール部材を有する場合、処理対象基板に対するメッキが行われていないときでもダミーメッキが行われることにより、シール部材は常にメッキ液に濡れた状態に維持される。すなわち、メッキ液に濡れたシール部材が乾燥してメッキ液の成分が結晶化することはない。したがって、結晶が存在すること自体によりシール部材のシール不良や、結晶によりシール部材が傷つけられることによるシール不良が生じにくい。
【００２５】
さらに、膜除去処理ユニットにより、メッキにより銅膜が形成されたダミー基板に対して銅膜の除去を行うことができる。ダミー基板の一方表面に、膜除去処理ユニットでの膜の除去処理に対する耐性を有する導電性膜が形成されており、メッキ処理ユニットでのダミー基板のメッキが、この導電性膜が形成された面に施されるものである場合、銅膜が除去されたダミー基板を再度ダミーメッキに用いることができる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、処理対象基板（Ｗ）に銅メッキ処理を施すためのメッキ処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）で、このメッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入が中断したことを検知する検知工程と、この検知工程の後、ダミー基板収容部（Ｃｄ）に収容され表面に導電性膜が形成されたダミー基板（Ｄ）を上記メッキ処理ユニットに搬入して、このダミー基板の導電性膜が形成された面にメッキ処理を施すダミーメッキ工程とを含むことを特徴とするメッキ方法である。
【００２７】
このメッキ方法は、請求項１記載のメッキ装置により実施でき、請求項１記載のメッキ装置と同様の効果を奏することができる。
請求項８記載の発明は、上記ダミーメッキ工程の後に、上記ダミー基板をメッキによる銅膜を除去するための膜除去処理ユニット（２１ａ，２１ｂ）に搬送して、当該銅膜を除去する工程をさらに含み、上記導電性膜は、上記膜除去処理ユニットによる膜の除去処理に対する耐性を有することを特徴とする請求項７記載のメッキ方法である。
【００２８】
このメッキ方法は、請求項２記載のメッキ装置により実施でき、請求項２記載のメッキ装置と同様の効果を奏することができる。
請求項９記載の発明は、上記メッキ処理ユニットが複数個備えられており、上記ダミーメッキ工程が、すべての上記メッキ処理ユニットで並行して行われる工程を含むことを特徴とする請求項７または８記載のメッキ方法である。
このメッキ方法は、請求項５記載のメッキ装置により実施でき、請求項５記載のメッキ装置と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、処理対象基板（Ｗ）に銅メッキ処理を施すメッキ処理ユニット（２０ａ〜２０ｄ）で処理対象基板に対する銅メッキ処理がされていないときに、ダミー基板（Ｄ）を上記メッキ処理ユニットに搬入して、このダミー基板に銅メッキ処理を施すダミーメッキ工程と、上記ダミーメッキ工程の後に、メッキによる膜が形成された上記ダミー基板を、メッキによる銅膜を除去するための膜除去処理ユニット（２１ａ，２１ｂ）に搬送して上記ダミー基板に形成された銅膜を除去する工程とを含むことを特徴とするメッキ方法である。
【００３０】
このメッキ方法は、請求項６記載のメッキ装置により実施でき、請求項６記載のメッキ装置と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下では、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１０の構成を示すブロック図である。
この基板処理装置１０は、メッキ液を用いて半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面にメッキ処理を施したり、メッキ後のウエハの周縁部をエッチング（いわゆる、ベベルエッチング）するためのウエハ処理部１、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を備えてメッキ液の主成分濃度を管理する主成分管理部２、メッキ液の微量成分を管理するための微量成分管理部３、およびメッキ後の後処理に用いる後処理薬液をウエハ処理部１に供給するための後処理薬液供給部４を備えている。この基板処理装置１０は、クリーンルーム内に設置されて使用される。
【００３２】
ウエハ処理部１で使用されるメッキ液は、支持電解質としての硫酸、目的金属である銅のイオン、酸化還元剤としての鉄、および水を主成分として含んでおり、塩素、メッキを抑制する添加剤、メッキを促進する添加剤などを微量成分として含んでいる。
ウエハ処理部１と主成分管理部２との間には、これらの間でメッキ液を双方向に移送するための２本のメッキ液移送管Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂが配設されている。同様に、ウエハ処理部１と微量成分管理部３との間には、これらの間でメッキ液を双方向に移送するための２本のメッキ液移送管Ｐ１３ａ，Ｐ１３ｂが配設されている。また、ウエハ処理部１と後処理薬液供給部４との間には、後処理薬液供給部４からウエハ処理部１へ後処理薬液を送るための後処理薬液配管Ｐ１４が配設されている。
【００３３】
ウエハ処理部１は、基板処理装置１０全体を制御するためのシステムコントローラを備えている。ウエハ処理部１と、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４とは、それぞれ信号線Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４で接続されており、ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラにより、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４の動作が制御されるようになっている。
【００３４】
微量成分管理部３は、メッキ液移送管Ｐ１３ａを介して、ウエハ処理部１で用いられているメッキ液を微量成分管理部３内へと移送（サンプリング）して、少なくとも１種類の微量成分に関してＣＶＳ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｉｃ Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）分析できる。微量成分管理部３は、微量成分管理コントローラを備えており、この微量成分管理コントローラにより、ＣＶＳ分析の結果に基づいて、ウエハ処理部１内のメッキ液の当該微量成分が所定の濃度範囲になるように補充するべき微量成分の量を演算により求めることができる。さらに、微量成分管理コントローラの制御により、求められた量の当該微量成分をメッキ液移送管Ｐ１３ｂを介してウエハ処理部１内のメッキ液に補充することができる。
【００３５】
後処理薬液供給部４は、後処理薬液を収容する薬液タンクと、この薬液タンクに収容された後処理薬液をウエハ処理部１に供給する薬液供給手段とを含んでいる。後処理薬液は、たとえば、ベベルエッチングを行う際に用いるエッチング液や洗浄液などである。
図２は、ウエハ処理部１の図解的な平面図である。
ウエハ処理部１は、ウエハＷの表面にメッキにより銅薄膜を形成し、その後このウエハＷの周縁部をエッチングし、ウエハＷ表面全体を洗浄処理するための装置である。
【００３６】
水平方向に沿う直線状の第１搬送路１４に沿って、ウエハ搬入／搬出部１９が配置されている。ウエハ搬入／搬出部１９には、ウエハＷを収容することができるカセットＣを各１個ずつ載置することができる複数（この実施形態においては４つ）のカセットステージ１６が、第１搬送路１４に沿って配列されている。
ウエハ搬入／搬出部１９の一端側に載置されたカセットＣｄには、ウエハＷの代わりにダミーウエハＤが収容されており、他の３つのカセットＣｗには、処理対象基板であるウエハＷが収容されている。ウエハ処理部１内には、４枚以上のダミーウエハＤが備えられており、カセットＣｄには、これらのダミーウエハＤをすべて収容できる。
【００３７】
ウエハＷは、ほぼ円形の形状を有し、たとえば、シリコンからなる基板の処理面に多くの微細な孔または溝を有し、その上にバリア層とシード層とが形成されたものとすることができる。ダミーウエハＤは、ウエハＷとほぼ同じ形状および寸法を有しており、たとえば、シリコンからなる。ダミーウエハＤの一方表面には、メッキにより導電性膜が形成されている。ダミーウエハＤは、シリコン以外の半導体や、ガラス、セラミック、金属、樹脂などからなるものであってもよい。
【００３８】
導電性膜は、導電性を有してメッキ時にシード層として機能するとともに、銅をエッチングするためのエッチング液（たとえば、硫酸、酸化水素水、および水の混合溶液）に対するエッチング耐性を有している。導電性膜は、たとえば、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）からなるものとすることができる。
第１搬送路１４に直交する水平方向に沿って、直線状の第２搬送路１５が設けられている。この第２搬送路１５は、この実施形態では、第１搬送路１４のほぼ中間位置から延びている。第２搬送路１５の一方の側方には、第２搬送路１５に沿って配列された４つのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄを備えたメッキ処理部１２が配置されている。したがって、ウエハ処理部１にはメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの数と同数またはそれ以上の数のダミーウエハＤが備えられていることになる。
【００３９】
各メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、ウエハＷまたはダミーウエハＤの表面に銅メッキを施すことができる。ダミーウエハＤは、ウエハＷに対するメッキ処理が行われていないときに、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理を施すためのものである。
また、第２搬送路１５の他方の側方には、第２搬送路１５に沿って配列された２つのベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂおよび２つの洗浄ユニット２２ａ，２２ｂを備えた後処理部１３が配置されている。ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂは、ウエハＷ周縁部にエッチング処理を施すことができ、また、ダミーウエハＤの一方表面に、メッキにより全面に渡って形成された銅膜をエッチングにより除去することができる。洗浄ユニット２２ａ，２２ｂはウエハＷの両面を洗浄できる。
【００４０】
第１搬送路１４および第２搬送路１５はＴ字状の搬送路を形成していて、このＴ字状の搬送路には、１台の搬送ロボットＴＲが配置されている。搬送ロボットＴＲは、第２搬送路１５に沿って配設された搬送ガイドレール１７と搬送ガイドレール１７に沿って移動可能なロボット本体１８とを備えている。搬送ロボットＴＲの動作は、搬送コントローラ２９により制御されるようになっている。
ロボット本体１８は、第１搬送路１４に沿ってウエハＷを搬送することができるとともに、第２搬送路１５に沿ってウエハＷを搬送することができる。したがって、ロボット本体１８は、カセットステージ１６に載置されたカセットＣにアクセスしてウエハＷの出し入れを行うことができるとともに、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂ、および洗浄ユニット２２ａ，２２ｂにアクセスしてウエハＷの出し入れを行うことができる。
【００４１】
ウエハＷの基本的な搬送経路および処理手順は、以下の通りである。先ず、未処理のウエハＷが、ロボット本体１８によりカセットＣｗから搬出され、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのいずれかの前まで搬送されて、当該メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄに搬入され、メッキ処理が施される。次に、メッキ処理済みウエハＷが、ロボット本体１８により、当該メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄから搬出され、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂのいずれかに搬入されて、ベベルエッチング処理が施される。
【００４２】
続いて、ベベルエッチング処理済みのウエハＷが、ロボット本体１８により当該ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂから搬出され、第２搬送路１５に沿って搬送され、洗浄ユニット２２ａ，２２ｂのいずれかに搬入されて洗浄処理が施される。
さらに、洗浄処理済みのウエハＷは、ロボット本体１８により、当該洗浄ユニット２２ａ，２２ｂから搬出され、第２搬送路１５を第１搬送路１４に向かって搬送される。第１搬送路１４に達すると、ロボット本体１８は、この搬送路１４に沿って移動することにより、カセットステージ１６のいずれかに載置されたカセットＣｗの前に移動し、当該カセットＣｗにウエハＷを搬入する。
【００４３】
ウエハ処理部１は、外部環境の影響を受けないようにエンクロージャにより取り囲まれている。
図３は、ロボット本体１８の構造を説明するための図であり、図３（ａ）はその図解的な平面図であり、図３（ｂ）はその図解的な側面図であり、図３（ｃ）はその図解的な正面図である。
ロボット本体１８は、基台部２３と、この基台部２３に取り付けられた垂直多関節アーム２４と、垂直多関節アーム２４に取り付けられた回転駆動機構２５と、この回転駆動機構２５によって鉛直方向に沿う回転軸線Ｖ０まわりに回転駆動される基板保持部２６とを有している（図３（ａ）には、基板保持部２６のみを示している。）。
【００４４】
基板保持部２６は、上部に平坦部を有する本体部４０と、この本体部４０の平坦部上に設けられた一対の進退アーム４１，４２とを備えている。この一対の進退アーム４１，４２を水平方向に進退させるための進退駆動機構（図示せず）は、本体部４０に内蔵されている。
進退アーム４１，４２は、それぞれ、第１アーム部４１ａ，４２ａ、第２アーム部４１ｂ，４２ｂおよび基板保持ハンド（エフェクタ）４１ｃ，４２ｃを備えている。本体部４０は、平面視においてほぼ円形であり、その周縁部近傍に第１アーム部４１ａ，４２ａが鉛直方向に沿う回転軸線まわりにそれぞれ回転可能に取り付けられている。これらの第１アーム部４１ａ，４２ａは、本体部４０内の進退駆動機構によって、回転軸線まわりに回転駆動される。
【００４５】
進退アーム４１，４２は、いわゆるスカラーロボットを形成しており、第１アーム部４１ａ，４２ａの回動に連動して、第２アーム部４１ｂ，４２ｂが、鉛直方向に沿う回転軸線まわりにそれぞれ回転する。これにより、進退アーム４１，４２は第１および第２アーム部４１ａ，４２ａ；４１ｂ，４２ｂを屈伸させて、基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃを進退させる。
進退アーム４１，４２は、収縮状態において、基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃを上下に重なり合った位置に保持する（図３（ａ））。そのため、一方の進退アーム４１の基板保持ハンド４１ｃは、他方の進退アーム４２の基板保持ハンド４２ｃとの干渉を避けることができるように、屈曲形状に形成されている（図３（ｂ））。
【００４６】
第１アーム２４ａは、基台部２３に対して、水平方向に沿う回転軸線Ｈ１まわりの回動が可能であるように取り付けられている。そして、第１アーム２４ａの他端に、第２アーム２４ｂの一端が水平な回転軸線Ｈ２まわりの回動が可能であるように取り付けられている。さらに、第２アーム２４ｂの他端には、回転駆動機構２５が、水平な回転軸線Ｈ３まわりに回動が可能であるように取り付けられている。回転軸線Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は互いに平行である。
【００４７】
基台部２３には、第１アーム２４ａを回転させるためのモータ２７が設けられており、第１アーム２４ａと第２アーム２４ｂとの連結部には、第２アーム２４ｂを回転駆動するためのモータ２８が設けられている。モータ２８は、モータ２７と同期して回転するようになっており、第２アーム２４ｂには、モータ２８からの駆動力を回転駆動機構２５側に伝達するための駆動力伝達機構（図示せず）が内蔵されている。これによって、回転駆動機構２５は、第１アーム２４ａおよび第２アーム２４ｂが回動されたときでも、基板保持部２６を常に同じ姿勢（たとえば、ウエハＷを水平に保持できる姿勢）に保持するようになっている。
【００４８】
回転駆動機構２５にはモータ（図示せず）が内蔵されていて、このモータからの駆動力を得て、回転駆動機構２５は、基板保持部２６を鉛直方向に沿う回転軸線Ｖ０まわりに回転駆動する。
このような構成によって、搬送ロボットＴＲは、基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃを、図３（ｃ）において斜線を付して示す範囲で水平方向および鉛直方向に移動させることができる。
【００４９】
ロボット本体１８がカセットステージ１６（図２参照）に載置されたカセットＣ（カセットＣｗまたはカセットＣｄ）にアクセスするときには、搬送コントローラ２９によって、ロボット本体１８は、搬送ガイドレール１７の第１搬送路１４側の端部に移動される。この状態で、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６をカセットステージ１６のカセットＣに対向させることができる。すなわち、基台部２３が搬送ガイドレール１７上に位置したまま、基板保持部２６は第１搬送路１４に沿って移動できる。
【００５０】
そして、回転駆動機構２５の働きにより、進退アーム４１，４２を当該カセットＣに対向させ、図示しない進退駆動機構によって、進退アーム４１，４２を当該カセットＣにアクセスさせれば、カセットＣに対するウエハＷの搬入／搬出を行うことができる。カセットＣと進退アーム４１，４２との間のウエハＷの受け渡しの際には、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６が若干量だけ昇降される。
【００５１】
ロボット本体１８が、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂ、および洗浄ユニット２２ａ，２２ｂ（いずれも図２参照）のいずれかにアクセスするときには、ロボット本体１８は、図示しない移動機構によって、搬送ガイドレール１７上を該当するユニットの前まで移動される。この状態で、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６が当該ユニットの基板搬入／搬出口に対応する高さへと昇降され、かつ、回転駆動機構２５による基板保持部２６の回転によって、進退アーム４１，４２が当該ユニットに対向させられる。
【００５２】
そして、この状態で、進退駆動機構によって、進退アーム４１，４２を当該ユニットにアクセスさせることによって、ウエハＷの搬入／搬出が行われる。当該ユニットと進退アーム４１，４２との間のウエハＷの受け渡しの際には、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６が若干量だけ昇降される。
以上のような構成により、１台のロボット本体ＴＲで、カセットＣ、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂ、および洗浄ユニット２２ａ，２２ｂに対して、ウエハＷおよびダミーウエハＤのアクセスを行うことが可能となっている。
【００５３】
メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理が施された後、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂでベベルエッチング処理が施されるまでのウエハＷ（以下、「全面メッキウエハ」という。）は、ウエハＷ周縁部にもメッキによる銅膜が形成されている。したがって、全面メッキウエハを保持した基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃは、銅に汚染される。このため、基板保持ハンド４１ｃおよび基板保持ハンド４２ｃの一方は、全面メッキウエハを保持するために専用に用いられることが好ましい。これにより、基板保持ハンド４１ｃまたは基板保持ハンド４２ｃを介して、銅汚染が広がらないようにすることができる。
【００５４】
図４（ａ）は、カセットＣが載置されたカセットステージ１６の図解的な平面図であり、図４（ｂ）は、その図解的な側面図である。
カセットステージ１６は、カセットＣを載置するための平板状のカセットベース５０を備えている。カセットベース５０は、平面視において、ほぼ正方形の形状を有している。カセットＣは、平面視において、カセットベース５０より小さなほぼ正方形の形状を有しており、その一辺側にウエハ出し入れ用開口Ｃｅが形成されている。
【００５５】
カセットベース５０の一方表面には、平面視においてカセットＣの４つの角部にほぼ対応する位置に、それぞれカセットガイド５１が設けられており、カセットガイド５１にカセットＣの角部が接するように配することにより、カセットＣをカセットベース５０上の所定の位置に取り付けることができるようになっている。カセットＣは、カセットベース５０上の所定の位置に取り付けられたとき、ウエハ出し入れ用開口Ｃｅが第１搬送路１４側を向くようになっている（図２参照）。
【００５６】
また、カセットベース５０の上記一方表面には、一対の対辺（ウエハ出し入れ用開口Ｃｅ側の辺を含まない対辺）の中点近傍に、発光素子５２ａおよび受光素子５２ｂがそれぞれ取り付けられている。発光素子５２ａおよび受光素子５２ｂは、透過型フォトセンサ５２をなす。カセットＣがカセットベース５０上にないときは、発光素子５２ａから発せられた光は、受光素子５２ｂで受光され、カセットＣがカセットベース５０上にあるときは、発光素子５２ａから発せられた光は、カセットＣに遮られて受光素子５２ｂに届かない。これにより、カセットベース５０上のカセットＣの有無を判定できるようになっている。
【００５７】
ウエハＷが収容されたカセットＣｗと、ダミーウエハＤが収容されたカセットＣｄとで、構造上の差異はない。また、カセットＣｗが載置されたカセットステージ１６と、カセットＣｄが載置されたカセットステージ１６とで、構造上の差異はない。
図５は、メッキ処理部１２の構成を示す図解的な正面図である。
このメッキ処理部１２は、ウエハＷにメッキ処理を施すための複数（この実施形態では４つ）のメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄと、メッキ液を収容することができるメッキ液収容槽５５とを含んでいる。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、メッキ液を収容するメッキカップ５６ａ〜５６ｄと、メッキカップ５６ａ〜５６ｄの上方にそれぞれ配されたウエハ保持回転機構（処理ヘッド）７４ａ〜７４ｄを備えている。
【００５８】
メッキ液収容槽５５は、メッキカップ５６ａ〜５６ｄよりもはるかに大量（たとえば、メッキカップ５６ａ〜５６ｄの収容総量の２０倍）のメッキ液を収容できるようになっている。メッキ液収容槽５５に大量のメッキ液を蓄えておくことにより、メッキ処理部１２で使用するメッキ液の総量を多くすることができる。これによって、メッキ処理に伴うメッキ液組成の変化を少なくすることができる。
【００５９】
メッキ液収容槽５５の底面には、主成分管理部２へとメッキ液を送るためのメッキ液移送管Ｐ１２ａが連通接続されている。メッキ液収容槽５５の上方からは、主成分管理部２から送られてきたメッキ液をメッキ液収容槽５５内に導入するためのメッキ液移送管Ｐ１２ｂ、微量成分管理部３へとメッキ液を送るためのメッキ液移送管Ｐ１３ａ、および微量成分管理部３から送られてきたメッキ液をメッキ液収容槽５５内に導入するためのメッキ液移送管Ｐ１３ｂが、メッキ液収容槽５５内に導かれている。メッキ液移送管Ｐ１２ｂ，Ｐ１３ａ，Ｐ１３ｂは、メッキ液収容槽５５内のメッキ液中に没する深さまで延設されている。
【００６０】
メッキカップ５６ａ〜５６ｄは、メッキ液収容槽５５より高い位置に配置されている。メッキ液収容槽５５の底面からは送液配管５７が延びており、送液配管５７は、４つの送液分岐配管５８ａ〜５８ｄに分岐している。送液分岐配管５８ａ〜５８ｄは上方に延びて、それぞれメッキカップ５６ａ〜５６ｄの底面中央部に連通接続されている。
送液分岐配管５８ａ〜５８ｄには下方から上方に向かう順に、それぞれ、ポンプＰ１〜Ｐ４、フィルタ５９ａ〜５９ｄ、および流量計６０ａ〜６０ｄが介装されている。ポンプＰ１〜Ｐ４により、メッキ液収容槽５５からそれぞれメッキカップ５６ａ〜５６ｄへとメッキ液を送液できる。ポンプＰ１〜Ｐ４の動作は、システムコントローラ１５５によって制御される。フィルタ５９ａ〜５９ｄは、メッキ液中のパーティクル（異物）を除去することができる。流量計６０ａ〜６０ｄからはメッキ液の流量を示す信号が出力され、この信号はシステムコントローラ１５５に入力されるようになっている。
【００６１】
メッキカップ５６ａ〜５６ｄは、それぞれ内方に配された円筒状のメッキ槽６１ａ〜６１ｄ（液溜まり部）、およびメッキ槽６１ａ〜６１ｄの周囲に配された回収槽６２ａ〜６２ｄを含んでいる。送液分岐配管５８ａ〜５８ｄは、それぞれメッキ槽６１ａ〜６１ｄに連通接続されており、回収槽６２ａ〜６２ｄの下部からは、それぞれリターン分岐配管６３ａ〜６３ｄが延びている。リターン分岐配管６３ａ〜６３ｄはリターン配管６４に連通接続されており、リターン配管６４はメッキ液収容槽５５内に延設されている。
【００６２】
以上のような構成により、たとえば、ポンプＰ１を作動させることにより、メッキ液はメッキ液収容槽５５から送液配管５７および送液分岐配管５８ａを介して、メッキ槽６１ａに送液される。メッキ液はメッキ槽６１ａの上端から溢れ出て、重力の作用により回収槽６２ａから、リターン分岐配管６３ａおよびリターン配管６４を経て、メッキ液収容槽５５へと戻される。すなわち、メッキ液はメッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ａとの間で循環される。
【００６３】
同様に、ポンプＰ２，Ｐ３，またはＰ４を作動させることにより、メッキ液をメッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ｂ，５６ｃ，または５６ｄとの間で循環させることができる。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのいずれかでメッキ処理が行われるときは、そのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのメッキカップ５６ａ〜５６ｄと、メッキ液収容槽５５との間でメッキ液が循環される。このように、メッキ液収容槽５５は４つのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄに共通に使用される。
【００６４】
送液分岐配管５８ａにおいてポンプＰ１とフィルタ５９ａとの間には、バイパス配管６５の一端が連通接続されている。バイパス配管６５の他端は、メッキ液収容槽５５内に導かれている。バイパス配管６５には、特定の波長の光に対するメッキ液の吸光度を測定する吸光度計６６Ａ，６６Ｂが介装されている。吸光度計６６Ａは、メッキ液中の銅濃度を求めるためのものであり、吸光度計６６Ｂは、メッキ液中の鉄濃度を求めるためのものである。
【００６５】
ポンプＰ１が作動され、メッキ液がメッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ａとの間で循環されているときは、フィルタ５９ａによる圧力損失のため送液分岐配管５８ａを流れるメッキ液の一部はバイパス配管６５へと流れる。すなわち、バイパス配管６５に専用のポンプを介装しなくても、バイパス配管６５にメッキ液を流すことができる。
吸光度計６６Ａ，６６Ｂは、透明な材質でできたセル６７Ａ，６７Ｂ、ならびにセル６７Ａ，６７Ｂを挟んで対向配置された発光部６８Ａ，６８Ｂおよび受光部６９Ａ，６９Ｂを含んでいる。発光部６８Ａ，６８Ｂは、それぞれ銅および鉄の吸収スペクトルに対応した特定の波長（たとえば、銅の場合７８０ｎｍ）の光を発することができ、受光部６９Ａ，６９Ｂは発光部６８Ａ，６８Ｂから発せられセル６７Ａ，６７Ｂ内のメッキ液を透過した光の強度を測定できる。この光の強度からメッキ液の吸光度が求められる。吸光度計６６Ａ，６６Ｂからは吸光度を示す信号が出力され、これらの信号はシステムコントローラ１５５に入力される。
【００６６】
メッキ液収容槽５５の側面には、温度センサ７０および電磁導電率計７１が取り付けられている。温度センサ７０および電磁導電率計７１は、メッキ液収容槽５５内にメッキ液が収容されたときのメッキ液の液面高さより低い位置に取り付けられている。温度センサ７０および電磁導電率計７１の検出部は、メッキ液収容槽５５内に突出しており、それぞれ、メッキ液の液温および導電率を測定できるようになっている。温度センサ７０および電磁導電率計７１の出力信号は、システムコントローラ１５５に入力される。
【００６７】
メッキ液に関して、特定の波長の光に対する吸光度がわかれば銅濃度および鉄濃度がわかる。以下、メッキ液の吸光度から銅濃度を求める方法を説明する。
メッキ液の銅濃度を求めるために、予め、銅濃度と吸光度との関係を調べておく。先ず、銅濃度の異なる複数のサンプルメッキ液をそれぞれ調整して用意する。サンプルメッキ液を調整する際、銅は硫酸銅として添加する。各サンプルメッキ液の銅以外の成分については、実際にメッキ時に用いられる所定の組成のメッキ液と同等とする。このようなサンプルメッキ液の吸光度を吸光度計６６Ａにより測定する。これにより、図６に示すようにサンプルメッキ液の銅濃度と測定された吸光度との関係（銅検量線）が得られる。
【００６８】
銅濃度が未知のメッキ液の銅濃度を求めるときは、吸光度計６６Ａにより吸光度を測定する。測定された吸光度および銅検量線から銅濃度が求まる。
同様の方法により、サンプルメッキ液の鉄濃度と測定された吸光度との関係（鉄検量線）、および吸光度計６６Ｂにより測定された吸光度から鉄濃度を求めることができる。
システムコントローラ１５５は、銅検量線および鉄検量線のデータが記憶された記憶装置を備えている。システムコントローラ１５５は、吸光度計６６Ａの出力信号と銅検量線のデータから銅濃度を求めることができ、吸光度計６６Ｂの出力信号と鉄検量線のデータから鉄濃度を求めることができる。
【００６９】
メッキ液収容槽５５の上部には、超音波式レベル計７２が取り付けられている。超音波式レベル計７２は、メッキ液収容槽５５内のメッキ液の液面高さを検知することができる。超音波式レベル計７２の出力信号は、システムコントローラ１５５に入力される。超音波式レベル計７２の代わりに、静電容量式のレベル計が取り付けられていてもよい。
メッキ液収容槽５５、送液配管５７、送液分岐配管５８ａ〜５８ｄ、リターン分岐配管６３ａ〜６３ｄ、リターン配管６４などは、ウエハ処理部１のエンクロージャや隔壁でほぼ気密に囲まれた配管室７３内に配置されている。配管室７３には排気口３２が形成されており、排気口３２には排気ダクト３４が接続されている。排気ダクト３４の他端は、工場の排気設備配管に接続されており、メッキ処理部１２内でメッキ液などに曝された可能性のある空気を、クリーンルーム外に強制排気することができる。排気中は、配管室７３内は負圧になる。
【００７０】
図７は、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの共通の構造を示す図解的な断面図である。ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄは、反転ベース１８１に支持されている。反転ベース１８１の一端には反転駆動部４３が結合されている。
反転駆動部４３は、鉛直方向に延びた柱状の上下ベース１８２、上下ベース１８２に取り付けられ上下ベース１８２に垂直な回転軸を有するロータリアクチュエータ１８３、ロータリアクチュエータ１８３の回転軸に取り付けられた歯付きプーリ１８４、ロータリアクチュエータ１８３の軸に平行で上下ベース１８２に回転自在に支持された軸に取り付けられた歯付きプーリ１８５、およびロータリアクチュエータ１８３の回転力を伝達するために歯付きプーリ１８４と歯付きプーリ１８５との間に張設されたタイミングベルト１８６を備えている。
【００７１】
ロータリアクチュエータ１８３は、たとえば、エア駆動によるものとすることができる。反転ベース１８１は、歯付きプーリ１８５の軸の近傍に、歯付きプーリ１８５にほぼ垂直に取り付けられている。ロータリアクチュエータ１８３の回転駆動力により、反転ベース１８１および反転ベース１８１に支持されたウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄを、図７に矢印ａで示すように水平軸まわりに回転（反転）させることができる。これにより、ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄに保持されたウエハＷを、上方に向けたり下方のメッキカップ５６ａ〜５６ｄ側に向けたりすることができる。
【００７２】
上下ベース１８２には昇降機構４４が結合されている。昇降機構４４は、鉛直方向に沿う回転軸を有する第１モータ４４ａと、第１モータ４４ａの回転軸に軸が一致するように取り付けられたボールネジ４４ｂと、鉛直方向に延びた柱状のガイド４４ｃとを備えている。第１モータ４４ａは、たとえば、サーボモータとすることができる。上下ベース１８２の下端近傍には、ボールネジ４４ｂに螺合された内ネジを有する支持部材１８２ａが設けられている。ガイド４４ｃは、上下ベース１８２がボールネジ４４ｂの軸まわりに回転しないように規制して上下ベース１８２を上下方向に案内する。
【００７３】
このような構成により、第１モータ４４ａを回転させて上下ベース１８２を上下方向に移動させることができる。したがって、上下ベース１８２に結合された反転ベース１８１および反転ベース１８１に支持されたウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄを、鉛直方向（図７に矢印ｂで示す。）に昇降させることが可能となっている。
ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄは、回転管７７および回転管７７の一方端に垂直に取り付けられた円板状のスピンベース７８を備えている。回転管７７は、その軸のまわりに回転自在に反転ベース１８１に支持されている。
【００７４】
スピンベース７８の回転管７７側とは反対側の面において、中心部と周縁部との間には、複数のウエハ受け渡しピン８４が立設されている。スピンベース７８の回転管７７側とは反対側の面の周縁部には、複数（たとえば４本）の支柱７９が立設されており、支柱７９の先端には、環状のカソードリング８０が取り付けられている。支柱７９の長さは、ウエハ受け渡しピン８４の長さより長い。
カソードリング８０は、カソードリング８０の中心側に突出した当接部８０ａを有している。当接部８０ａの内径は、ウエハＷの径よりわずかに小さい。また、カソードリング８０は、支柱７９が取り付けられている側とは反対側に突出した突出部８０ｐを有している。
【００７５】
回転管７７と同心状に、サセプタ８１が配備されている。サセプタ８１は、回転管７７内に挿通された支軸８１ｂ、および支軸８１ｂの一端（カソードリング８０側）に垂直に取り付けられた円板状のウエハ裏面押圧板８１ａを含んでいる。ウエハ裏面押圧板８１ａは複数の支柱７９に取り囲まれるように配置されている。ウエハ裏面押圧板８１ａの径は、ウエハＷの径よりわずかに小さい。支軸８１ｂのウエハ裏面押圧板８１ａ側とは反対側の端部は、回転管７７から突出している。
【００７６】
サセプタ８１には、サセプタ移動機構４６が結合されている。サセプタ移動機構４６は、反転ベース１８１に取り付けられたエアシリンダ４６ａと、エアシリンダ４６ａのピストンと支軸８１ｂとを結合する伝達部材４６ｂとを含んでいる。伝達部材４６ｂは、支軸８１ｂのウエハ裏面押圧板８１ａ側とは反対側の端部近傍で、回転管７７から突出した部分に固定されている。エアシリンダ４６ａを駆動させることにより、サセプタ８１を回転管７７の中心軸に沿って移動させることができる。
【００７７】
ウエハ裏面押圧板８１ａには、ウエハ受け渡しピン８４に対応する位置に穴が形成されており、回転管７７に対するサセプタ８１の移動に伴って、ウエハ受け渡しピン８４がウエハ裏面押圧板８１ａの穴を貫通できるようになっている。以上のような構成により、カソードリング８０の当接部８０ａとウエハ裏面押圧板８１ａとによりウエハＷを挟持できる。
回転管７７には、回転管７７をその軸のまわりに回転させるための回転駆動機構４５が結合されている。回転駆動機構４５は、反転ベース１８１に配設され回転管７７の軸に平行な回転軸を有する第２モータ４５ａ、第２モータ４５ａの回転軸に取り付けられた歯付きプーリ４５ｂ、回転管７７の外周に設けられた歯付きプーリ４５ｃ、および第２モータ４５ａの回転力を伝達するために歯付きプーリ４５ｂと歯付きプーリ４５ｃとの間に張設されたタイミングベルト４５ｄを備えている。
【００７８】
第２モータ４５ａの回転駆動力により、回転管７７をその軸のまわり（図７に矢印ｃで示す。）に回転させることができる。第２モータ４５ａは、たとえば、サーボモータとすることができる。回転管７７の回転は、サセプタ８１の回転管７７の軸方向移動を許容した状態で、このサセプタ８１に伝達されるようになっていて、回転管７７およびサセプタ８１は一体的に回転するようになっている。したがって、カソードリング８０の当接部８０ａとウエハ裏面押圧板８１ａとにより挟持されたウエハＷを回転させることができる。
【００７９】
メッキ時には、このようにして挟持されたウエハＷが下方に向けられた状態で、昇降機構４４によりウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄが下降されて、ウエハＷの下面がメッキ槽６１ａ〜６１ｄに満たされたメッキ液に接触される。
図８は、メッキ時のウエハＷ近傍を示す図解的な断面図である。
図７および図８を参照して、支軸８１ｂおよびウエハ裏面押圧板８１ａの内部には、連続した流体流路８１ｃが形成されている。支軸８１ｂ内には、支軸８１ｂの中心軸に沿って延びる１本の流体流路８１ｃが形成されている。ウエハ裏面押圧板８１ａ内に入ると、流体流路８１ｃは複数本に分岐して、ウエハ裏面押圧板８１ａの中心部から周縁部に向かって延び、ウエハ裏面押圧板８１ａの周縁部で開口している。
【００８０】
支軸８１ｂのウエハ裏面押圧板８１ａが設けられていない側の端部には、ロータリジョイント１９１が取り付けられている。ロータリジョイント１９１には、供給配管２０３およびリーク配管２０４の一端が接続されている。供給配管２０３の他端は、カソード洗浄液配管２０１と窒素ガス配管２０２とに分岐している。
カソード洗浄液配管２０１にはカソード洗浄液供給源が接続されており、窒素ガス配管２０２には窒素ガス供給源が接続されている。カソード洗浄液配管２０１にはバルブ２０１Ｖが介装されており、バルブ２０１Ｖを開くことにより、ロータリジョイント１９１にカソード洗浄液（たとえば、純水）を導入できるようになっている。窒素ガス配管２０２にはバルブ２０２Ｖが介装されており、バルブ２０２Ｖを開くことにより、ロータリジョイント１９１に窒素ガスを導入できるようになっている。
【００８１】
ロータリジョイント１９１により、サセプタ８１が回転しているときでも、非回転系にあるカソード洗浄液供給源や窒素ガス供給源から、カソード洗浄液や窒素ガスを流体流路８１ｃに導入できる。
供給配管２０３から導入されたカソード洗浄液の一部は、リーク配管２０４を介して排出されるように構成されている。ロータリージョイント１９１内の摺動部で生じるパーティクルは、カソード洗浄液とともにリーク配管２０４へ流し出され、流体流路８１ｃへ流れないようになっている。
【００８２】
カソードリング８０は、スピンベース７８側に近い側から遠い側に向かって順に配置されたアッパーリング８０ｕ、導通板８０ｃ、およびベースリング８０ｂを含んでいる。アッパーリング８０ｕ、導通板８０ｃ、およびベースリング８０ｂは、いずれもリング状である。ベースリング８０ｂは、非弾性部材よりなる。導通板８０ｃは、アッパーリング８０ｕとベースリング８０ｂとにより包み込まれて（カバーされて）いる。導通板８０ｃは導電性を有しており、また、導通板８０ｃによりカソードリング８０全体の強度が確保されている。
【００８３】
当接部８０ａはベースリング８０ｂに設けられている。当接部８０ａは、ウエハ裏面押圧板８１ａ周縁部に対向してウエハＷに接触するシール面８０ｓを有している。
ベースリング８０ｂには、ベースリング８０ｂを半径方向に貫通する複数の流体流路８０ｆが形成されている。メッキ時のウエハ裏面押圧板８１ａおよびカソードリング８０の配置において、流体流路８０ｆは流体流路８１ｃより低い位置にある。アッパーリング８０ｕの内周側の端部には多数の切り欠きが設けられていて、メッキ時にウエハ裏面押圧板８１ａの周縁部に開口する流体流路８１ｃから流れ出したカソード洗浄液を、流体流路８０ｆに導くことができるようになっている。
【００８４】
流体流路８０ｆ内には、カソード電極８３が配置されている。カソード電極８３は、シール面８０ｓとほぼ同じ面内で、カソードリング８０の中心に対して当接部８０ａより外方側に配置されている。
カソード電極８３は、厚さ０．１ｍｍ程度のステンレス系のバネ鋼からなり、表面に白金メッキが施されている。これにより、カソード電極８３の表面に酸化被膜が形成されることを防止できるとともに、カソード電極８３に逆電界が印加された場合でも溶解しないようにされている。白金メッキによる膜は、薄すぎると摩耗による寿命が短くなり、厚すぎるとカソード電極８３のバネ動作時にひび割れする。これらを考慮して、白金メッキによる膜の厚さは、０．０１μｍ〜２μｍ程度にされている。
【００８５】
カソード電極８３は、カソードリング８０の周方向に配列されカソードリング８０の中心側に向かって延びた多数の櫛歯状の接触部８３ｃを有している。接触部８３ｃは、先端がウエハ裏面押圧板８１ａ側に引きおこされるように、５度ないし６０度の角度で屈曲されている。接触部８３ｃの屈曲は、アッパーリング８０ｕにより規制されている。
ウエハＷが当接部８０ａとウエハ裏面押圧板８１ａとにより挟持された状態で、カソード電極８３は、ウエハＷまたはダミーウエハＤの周縁部近傍に弾性的に接触されるようになっている。すなわち、接触部８３ｃは、一定レベルの接点圧力を有してウエハＷまたはダミーウエハＤに接触することができる。
【００８６】
ベースリング８０ｂとアッパーリング８０ｕとの間で、導通板８０ｃに隣接する位置には、導電性を有しリング状に形成された電極押さえ８０ｄが配置されている。ベースリング８０ｂには溝が形成されており、この溝の内部にはコイルバネ８０ｅが収容されている。カソード電極８３は、電極押さえ８０ｄに固定されて電気的に接続されており、電極押さえ８０ｄと導通板８０ｃとは、コイルバネ８０ｅにより弾性的に接触し電気的に接続されている。これにより、ベースリング８０ｂがウエハ裏面押圧板８１ａに押されてたわんだ場合でも、電極押さえ８０ｄと導通板８０ｃとの電気的な接触が維持されるようになっている。
【００８７】
支柱７９は導電性を有しており、アッパーリング８０ｕを貫通して導通板８０ｃに電気的に接続されている。支柱７９とアッパーリング８０ｕとの間（支柱７９の周囲）、導通板８０ｃの外周部でアッパーリング８０ｕとベースリング８０ｂとの間、アッパーリング８０ｕと電極押さえ８０ｄとの間（電極押さえ８０ｄの内周側）、およびベースリング８０ｂと電極押さえ８０ｄとの間（電極押さえ８０ｄの外周側）には、Ｏリング８０ｒが介装されている。これにより、カソードリング８０内部にメッキ液が染み込まないようになっており、カソードリング８０をスピンベース７８から取り外して洗浄する際も、カソードリング８０を分解せずそのまま洗浄液に浸漬して洗うことができる。
【００８８】
スピンベース７８および回転管７７の内部には、導線１９８が配設されている。スピンベース７８のカソードリング８０側の面の周縁部には、絶縁板７８ｉを介して導電性を有する連結板７８ｊが取り付けられている。導線１９８は、絶縁板７８ｉを貫通する導通スタッド７８ｓを介して、連結板７８ｊに電気的に接続されている。
支柱７９の導通板８０ｃ側とは反対側の端部には、導電性を有する連結部材７９ｊが取り付けられている。連結部材７８ｊには位置決めピン７８ｐが設けられており、連結部材７９ｊには位置決め穴７９ｈが形成されている。連結部材７８ｊと連結部材７９ｊとは、位置決め穴７９ｈに位置決めピン７８ｐが挿入された状態で結合されている。これにより、カソードリング８０がスピンベース７８に対して適正な位置に固定されており、カソードリング８０が高速回転されても、位置ずれすることはない。連結部材７８ｊ，７９ｊの結合を解除し、カソードリング８０をスピンベース７８から取り外した場合、支柱７９はカソードリング８０の取っ手として機能する。
【００８９】
以上のような構成により、カソード電極８３と導線１９８とは電気的に接続されている。
メッキ電源８２と導線１９８との間には、電気接続機構１９２が介装されており、カソードリング８０とともに回転する導線１９８と、非回転系にあるメッキ電源８２との間で通電できるようになっている。
電気接続機構１９２は、回転管７７の外周において、回転管７７のスピンベース７８側とは反対側の端部近傍に取り付けられた導電性を有するプーリ１９３と、回転管７７と平行に反転ベース１８１に回転自在に取り付けられた導電性を有する回転軸１９４と、回転軸１９４に嵌められた導電性を有するプーリ１９５と、プーリ１９３とプーリ１９５との間に張設された導電性を有するベルト１９６と、回転軸１９４の先端に取り付けられたスリップリング１９７とを含んでいる。
【００９０】
プーリ１９３，１９５は、たとえば、ベルト１９６との接触面に金メッキが施されたものとすることができ、ベルト１９６は、たとえば、表面に金メッキが施されたスチールベルトとすることができる。これらの場合、プーリ１９３とプーリ１９５との間の電気抵抗を小さくすることができる。ベルト１９６により、プーリ１９３とプーリ１９５とは機械的に接続されており、回転駆動機構４５により回転管７７が回転されると、この回転駆動力はプーリ１９３、ベルト１９６、およびプーリ１９５を介して回転軸１９４に伝えられ、回転軸１９４が回転する。回転管７７および回転軸１９４が回転しているときでも、プーリ１９３，１９５間の電気的な接続は維持される。
【００９１】
スリップリング１９７は無摺動タイプであり、回転部と非回転部との間は、たとえば、水銀により電気的に接続されたものとすることができる。スリップリング１９７は、非回転系と回転系とを電気的に接続することができ、非回転系側の端子と回転系側の端子とを備えている。
導線１９８はプーリ１９３に電気的に接続されている。プーリ１９３と回転管７７とは、電気的に絶縁されている。また、プーリ１９５と回転軸１９４とは電気的に接続されており、回転軸１９４とスリップリング１９７の回転系側の端子とは電気的に接続されている。スリップリング１９７の非回転系側の端子は、導線１９９Ａによりメッキ電源８２に電気的に接続されている。
【００９２】
以上の構成により、カソード電極８３とメッキ電源８２とは、回転管７７および回転軸１９４が回転しているときでも、電気的に接続されている。ここで、ベルト１９６が充分大きな張力でプーリ１９３，１９５に張設されていると、ベルト１９６とプーリ１９３，１９５とを無摺動で接触させることができる。また、スリップリング１９７も無摺動タイプであるので、メッキ電源８２とカソード電極８３との間に、摺動部が存在しないようにできる。したがって、メッキ電源８２とカソード電極８３との間で、いわゆるブラシノイズ等、摺動に起因するノイズの発生の少ない良好な電気的導通を達成できる。
【００９３】
また、ロータリジョイント１９１およびスリップリング１９７は、それぞれ、支軸８１ｂおよび回転軸１９４の端部に取り付けられているので、交換が容易である。すなわち、支軸８１ｂや回転管７７にロータリジョイント１９１およびスリップリング１９７の双方を取り付けた場合のように、ロータリジョイント１９１およびスリップリング１９７の一方を交換する際、他方が干渉することはない。
【００９４】
さらに、ロータリジョイント１９１およびスリップリング１９７が、それぞれ、支軸８１ｂおよび回転軸１９４の端部に取り付けられていることにより、支軸８１ｂ（回転管７７）および回転軸１９４を短くすることができる。したがって、支軸８１ｂが延びる方向に関して、ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄの長さを短くすることができ、ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄの反転時の回転半径を小さくすることができる。
【００９５】
メッキ電源８２、反転駆動部４３（ロータリアクチュエータ１８３）、昇降機構４４（第１モータ４４ａ）、回転駆動機構４５（第２モータ４５ａ）、およびサセプタ移動機構４６（エアシリンダ４６ａ）の動作、ならびにバルブ２０１Ｖ，２０２Ｖの開閉は、システムコントローラ１５５により制御される。
次に、メッキカップ５６ａ〜５６ｄの構成を説明する。メッキ槽６１ａ〜６１ｄは、ウエハＷやダミーウエハＤの外径にほぼ等しい内径を有する筒状の側壁を有している。メッキ槽６１ａ〜６１ｄの底面中央部には、メッキ液供給口５４が形成されており、このメッキ液供給口５４を介して、送液分岐配管５８ａ〜５８ｄが、メッキ槽６１ａ〜６１ｄ内にわずかに突出するように連通接続されている。送液分岐配管５８ａ〜５８ｄのメッキ槽６１ａ〜６１ｄ内の端部には、半球状で多数の穴が形成されたシャワーヘッド７５が取り付けられている。シャワーヘッド７５により、メッキ液はメッキ槽６１ａ〜６１ｄ内に様々な方向（角度）に分散されて導入される。
【００９６】
メッキ槽６１ａ〜６１ｄ内で、メッキ槽６１ａ〜６１ｄ上端近傍には、積層されて３次元フィルタを構成する複数のフッ素樹脂製のメッシュ４９が配置されている。メッシュ４９の平面形状は、メッキ槽６１ａ〜６１ｄの内径にほぼ等しい外径を有する円形である。積層された複数のメッシュ４９は、平面視においてメッキ槽６１ａ〜６１ｄ内のほぼ全域に渡って存在している。メッキ槽６１ａ〜６１ｄの下方から上昇してきたメッキ液は、メッシュ４９により整流される。
【００９７】
メッキ槽６１ａ〜６１ｄ内で、メッキ槽６１ａ〜６１ｄの深さ方向に関して下からおよそ４分の１のところ（シャワーヘッド７５とメッシュ４９との間）には、メッシュ状のアノード電極７６が配置されている。アノード電極７６は、チタンからなるメッシュの表面に酸化イリジウムが被覆されてなり、メッキ液に対して不溶性である。アノード電極７６がメッシュ状であることにより、メッキ液の液流はアノード電極７６によりほとんど妨げられない
アノード電極７６の平面形状は、メッキ槽６１ａ〜６１ｄの内径にほぼ等しい外径を有する円形であり、アノード電極７６は、平面視においてメッキ槽６１ａ〜６１ｄ内のほぼ全域に渡って存在している。アノード電極７６は、導線１９９Ｂにより、メッキ電源８２に接続されている。
【００９８】
メッキ液回収槽６２ａ〜６２ｄの底部には、メッキ液排出口５３が形成されており、リターン分岐配管６３ａ〜６３ｄは、このメッキ液排出口５３を介してメッキ液回収槽６２ａ〜６２ｄに連通接続されている。
メッキ槽６１ａ〜６１ｄの上端近傍は、外周側を切り欠いて肉厚が薄くされており、また、メッキ時にカソードリング８０（ベースリング８０ｂ）がメッキ槽６１ａ〜６１ｄに対向する部分は、メッキ槽６１ａ〜６１ｄ上端近傍の形状と相補的な形状を有している。これにより、メッキ時にメッキ槽６１ａ〜６１ｄとカソードリング８０とが干渉しないようにされている（図８参照）。メッキ時には、カソードリング８０の突出部８０ｐが回収槽６２ａ〜６２ｄ上部に挿入された状態となる。
【００９９】
メッキ液回収槽６２ａ〜６２ｄの周囲には、カソード電極８３を洗浄した後のカソード洗浄液を回収するカソード洗浄液回収槽２１０が配置されている。すなわち、メッキカップ６５ａ〜５６ｄは、内方から外方に向かって、メッキ槽６１ａ〜６１ｄ、メッキ液回収槽６２ａ〜６２ｄ、およびカソード洗浄液回収槽２１０が配置されてなる３重構造を有している。カソード洗浄液回収槽２１０の底部には、排液配管２１５が接続されており、カソード洗浄液回収槽２１０内の液体を排出できるようになっている。
【０１００】
カソード洗浄液回収槽２１０の底部の一部には、さらに、液貯め容器２１１が接続されており、カソード洗浄液回収槽２１０に流れ込んだ液体（カソード洗浄液等）の一部を溜めることができる。液貯め容器２１１の内部には、導電率計２１２が挿入されており、これにより、液貯め容器２１１内に溜められた液体の導電率を測定できるようになっている。導電率計２１２の出力信号は、システムコントローラ１５５に入力される。
【０１０１】
液貯め容器２１１の側壁において、液貯め容器２１１の上端近傍には、オーバーフロー配管２１３が接続されている。液貯め容器２１１内の液体の液面が上昇して、オーバーフロー配管２１３が取り付けられている高さまで達すると、この液体はオーバーフロー配管２１３から溢れ出すようになっている。液貯め容器２１１の底部には、ドレイン配管２１４が接続されており、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄを使用しないときなどに、液貯め容器２１１内の液体を抜き出せる（ドレインできる）。
【０１０２】
メッキ処理部１２によりメッキを行う際は、先ず、システムコントローラ１５５により反転駆動部４３が制御されて、ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄのいずれか（以下、ウエハ保持回転機構７４ａとする。）のウエハ裏面押圧板８１ａが上方を向くようにされる。また、システムコントローラ１５５によりサセプタ移動機構４６が制御されて、ウエハ裏面押圧板８１ａが回転管７７側に移動され、ウエハ受け渡しピン８４がウエハ裏面押圧板８１ａを貫通して、このウエハ裏面押圧板８１ａから突出した状態にされる。この状態が図９に示されている。
【０１０３】
一方、搬送ロボットＴＲの進退アーム４１または進退アーム４２（図３参照）により、カセットＣｗから未処理のウエハＷが取り出される。このウエハＷは、搬送ロボットＴＲにより、支柱７９の間を通して搬入されて、ウエハＷの中心が回転管７７の中心軸上にのるように、ウエハＷがウエハ受け渡しピン８４の上に載置される。
そして、システムコントローラ１５５によりサセプタ移動機構４６が制御されて、ウエハ裏面押圧板８１ａが回転管７７から離れるように移動される。これにより、ウエハ裏面押圧板８１ａはウエハＷの下面（裏面）周縁部を押圧し、ウエハＷ上面周縁部はカソードリング８０の当接部８０ａに押しつけられる。すなわち、ウエハ裏面押圧板８１ａとカソードリング８０の当接部８０ａとの間にウエハＷが挟持される。これにより、ウエハＷ上面周縁部は当接部８０ａのシール面８０ｓでシールされ、カソード電極８３はウエハＷ周縁部近傍の上面にウエハＷ側に付勢されて接触する。
【０１０４】
また、システムコントローラ１５５により、反転駆動部４３が制御されてウエハＷが下方を向くようにウエハ保持回転機構７４ａが反転される。そして、システムコントローラ１５５の制御によりポンプＰ１が作動されて、メッキ槽６１ａにメッキ液が１０リットル／ｍｉｎで送られる（図５参照）。これにより、メッキ液はメッキ槽６１ａの縁からわずかに盛り上がって回収槽６２ａへと溢れる。続いて、システムコントローラ１５５により、昇降機構４４が制御されて、ウエハ保持回転機構７４ａが下降される。ウエハ保持回転機構７４ａの下降速度は、ウエハＷの下面とメッキ液の液面との間隔が数ｍｍ以下になってからは小さくされ、ウエハＷの下面はゆっくりとメッキ槽６１ａに満たされたメッキ液の表面に接触される。ただし、ウエハＷの接液が始まってから完全に接液し終わるまでの時間は、ウエハＷ下面に形成されたシードがメッキ液にほとんど溶解しないような時間とされる。また、ウエハＷの下面とメッキ液の液面との間隔が数ｍｍになった時点で、システムコントローラ１５５によりメッキ電源８２が制御されて、アノード電極７６とカソード電極８３との間に第１の電圧が印加される。
【０１０５】
ウエハＷの下面が完全にメッキ液の表面に接触された状態で、メッキ槽６１ａの上端とウエハＷとの間隔は、０．３ｍｍないし１ｍｍ程度である。
次に、システムコントローラ１５５により、回転駆動機構４５が制御されて、ウエハＷが、低い回転速度（たとえば、１０ｒｐｍないし１００ｒｐｍ）で回転され、メッキ電源８２が制御されて、アノード電極７６とカソード電極８３との間に、メッキ時の電圧である第２の電圧が印加されて数分間通電される。これにより、カソード電極８３に接続されたウエハＷ下面とメッキ液との界面では、メッキ液中の銅イオンに電子が与えられて、ウエハＷ下面に銅原子が被着する。すなわち、ウエハＷ下面に銅メッキが施される。
【０１０６】
メッキ液中で、酸化還元剤としての鉄イオンは、２価および３価の鉄イオンとして存在している。この実施形態のように、アノード電極７６をメッシュ状とすることにより、アノード電極７６の表面積を充分大きく（たとえば、被メッキ面積の２倍ないし１０倍）することができ、また、シャワーヘッド７５によりアノード電極７６全体に充分早い流れのメッキ液をあてることができる。これにより、アノード電極７６に充分な量の２価の鉄イオンを供給でき、２価の鉄イオンがアノード電極７６に電子を与えて３価の鉄イオンとなる反応を促進できる。
【０１０７】
こうして、鉄イオンは、サイクリックに酸化還元を繰り返し、メッキ液とアノード電極７６との間の電子の移動量、およびカソード電極８３とメッキ液との間の電子の移動量はほぼ収支する。
このため、酸化還元剤を用いなかった場合に発生する活性な酸素の泡は生じない。これにより、メッキ液の添加剤の酸化による分解を遅らせることができ、また、酸素の泡がウエハＷ下面に付着して、ウエハＷ表面（下面）に形成された微細な孔や溝を埋めてメッキできなくなる事態を回避することができる。
【０１０８】
メッキ液とウエハＷとの界面近傍では、回転するウエハＷに引きずられてメッキ液には遠心力が与えられるが、カソードリング８０の突出部８０ｐにより、メッキ液は確実に回収槽６２ａ〜６２ｄ内に導かれる。
メッキ電源８２の通電と同時に、システムコントローラ１５５により、バルブ２０１Ｖを開くように制御される。これにより、流体流路８１ｃにカソード洗浄液が導入される。カソード洗浄液はウエハ裏面押圧板８１ａ周縁部の開口から流れ出し、流体流路８０ｆを経てカソード洗浄液回収槽２１０へと導かれる（図８参照）。カソード電極８３は、流体流路８０ｆ内に設けられているので、カソード洗浄液により洗浄される。
【０１０９】
ウエハＷおよび当接部８０ａに対して、メッキ液とカソード電極８３とは反対側にある。したがって、ウエハＷと当接部８０ａのシール面８０ｓとが充分にシールされている場合は、メッキ液はカソード電極８３へと流れることはない。一方、ウエハＷと当接部８０ａとのシールが不充分である場合、メッキ液はウエハＷと当接部８０ａとの隙間を流れ、カソード電極８３に至る。通電中のカソード電極８３にメッキ液が接触すると、カソード電極８３は損傷を受ける（メッキされる）。
【０１１０】
カソード電極８３に至ったメッキ液は、カソード洗浄液に流され、カソード洗浄液回収槽２１０から液貯め容器２１１へと流れ込む。カソード洗浄液の導電率と、メッキ液が混入したカソード洗浄液の導電率は異なるので、導電率計２１２の出力信号により、システムコントローラ１５５は、メッキ液がカソード電極８３部を流れたと判断することができる。
その後、システムコントローラ１５５により、メッキ電源８２が制御されてアノード電極７６とカソード電極８３との間の通電が停止され、昇降機構４４が制御されて、ウエハＷ下面がメッキ槽６１ａに満たされたメッキ液の液面から数ｍｍ離れた状態とされる。
【０１１１】
さらに、システムコントローラ１５５により回転駆動機構４５が制御されて、ウエハＷが、やや高速（たとえば、２００ｒｐｍないし１０００ｒｐｍ）で数十秒間回転される。これにより、ウエハＷ下面のメッキ液は側方へと振り切られる。この際、ウエハＷのメッキ面は完全に乾燥しないようにされ、液膜が存在する状態にされる。これにより、ウエハＷ搬送中にメッキ面が腐食されないようにすることができる。
【０１１２】
また、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ２０１Ｖが閉じられるとともにバルブ２０２Ｖが開かれる。これにより、流体流路８１ｃ内に残留しているカソード洗浄液は、窒素ガスによりパージされ、流体流路８０ｆ内のカソード洗浄液は遠心力により側方へと抜き出される。リーク配管２０４内に残留しているカソード洗浄液は、図示しないエジェクタにより吸引して排出することとしてもよい。
【０１１３】
続いて、システムコントローラ１５５により、回転駆動機構４５が制御されてウエハＷの回転が停止され、昇降機構４４が制御されてウエハ保持回転機構７４ａが所期位置まで上昇され、反転駆動部４３が制御されてウエハＷ側が上方を向くようにウエハ保持回転機構７４ａが反転される。
その後、システムコントローラ１５５により、サセプタ移動機構４６が制御されてウエハ裏面押圧板８１ａが回転管７７側に移動し、ウエハＷの挟持が解除される。この際、カソード電極８３の弾性力により、ウエハＷはシール面８０ｓからスムーズに離され、ウエハＷは、図９に示すようにウエハ受け渡しピン８４に支持された状態となる。また、流体流路８０ｆ中にカソード洗浄液が存在しない状態にされていることにより、ウエハＷ上面（メッキ面）にカソード洗浄液が落ちることはない。
【０１１４】
当接部８０ａからウエハＷが離されると、ウエハＷのメッキ面に残っているメッキ液はシール面８０ｓとウエハＷとの間に引き込まれる。これにより、シール面８０ｓやカソード電極８３の接触部８３ｃはメッキ液に汚染される。接触部８３ｃに付着したメッキ液は、次のウエハＷ（または、ダミーウエハＤ）のメッキ処理をするときにカソード洗浄液に洗い流される。一方、シール面８０ｓに付着したメッキ液は、カソード洗浄液によっては洗い流すことはできず、シール面８０ｓに残留する。しかし、連続的にメッキ処理が行われ、シール面８０ｓに付着したメッキ液が乾燥しない限りは、特に問題を生じない。
【０１１５】
そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４２または進退アーム４１により処理済みのウエハＷが、支柱７９の間から搬出されて、１枚のウエハＷのメッキ処理が終了する。
メッキ処理は、４つのポンプＰ１〜Ｐ４を同時に作動させてメッキカップ５６ａ〜５６ｄで同時に行ってもよく、ポンプＰ１〜Ｐ４の一部のみ作動させて対応するメッキカップ５６ａ〜５６ｄのいずれかで行ってもよい。
【０１１６】
図１０は、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂの共通の構成を示す図解的な断面図である。
ほぼ円筒状のカップ８５内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック８６が備えられている。スピンチャック８６は、ウエハＷの周縁部に接触することなく、ウエハＷの底面中央部のみを吸着することにより、ウエハＷを保持できるようになっている。スピンチャック８６は鉛直方向に沿って配された回転軸８７を有しており、回転軸８７には回転駆動機構８８からの回転駆動力が伝達されるようになっている。また、スピンチャック８６には、このスピンチャック８６を昇降させる昇降機構８９が結合されていて、スピンチャック８６の上部をカップ８５内に収容された状態と、カップ８５の上端より高い状態とにできるようになっている。
【０１１７】
カップ８５は、同心状に配された３つのカップ８５ａ〜８５ｃを含んでいる。それぞれのカップ８５ａ〜８５ｃの上端は、最も外側のカップ８５ａが最も高く、中間のカップ８５ｂが最も低い。最も内側のカップ８５ｃの上端には、平板状で平面視において環状の処理液案内板８５ｄが結合されている。処理液案内板８５ｄの外側の端部は、屈曲してカップ８５ａとカップ８５ｂとの間に挿入されている。
【０１１８】
カップ８５ａおよびカップ８５ｂを側壁として、上方に開いた開口部を有する処理液回収槽９７が形成されており、カップ８５ｂおよびカップ８５ｃを側壁として、排気槽９８が形成されている。処理液回収槽９７の底部の一部には排液口９７ａが形成されており、排気槽９８の底部の一部には、排気口９８ａが形成されている。
カップ８５の上方には、リンスノズル９０Ａおよびエッチングノズル９０Ｂが配置されている。リンスノズル９０Ａにはリンス液配管９１が連通接続されており、リンス液配管９１にはリンス液供給源９２が接続されている。リンス液配管９１にはバルブ９１Ｖが介装されており、バルブ９１Ｖを開くことによりリンスノズル９０Ａからリンス液を吐出して、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの上面にリンス液を供給できるようになっている。リンス液は、たとえば、純水であってもよい。
【０１１９】
エッチングノズル９０Ｂは、後処理薬液配管Ｐ１４を介して、後処理薬液供給部４（図１参照）に配置されエッチング液が収容されたエッチング液供給源９６に接続されている。エッチング液供給源９６とエッチングノズル９０Ｂとの間の後処理薬液配管Ｐ１４には、バルブ９０ＢＶが介装されている。バルブ９０ＢＶを開くことにより、エッチングノズル９０Ｂから、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの上面にエッチング液を供給できるようになっている。また、バルブ９０ＢＶにより、エッチング液の流量調整をすることもできる。エッチング液は、たとえば、硫酸、過酸化水素水、および水の混合溶液とすることができる。
【０１２０】
処理液案内板８５ｄを下方から貫通して、リンスノズル９９が配されている。リンスノズル９９にはリンス液配管１００が連通接続されており、リンス液配管１００にはリンス液供給源９２が接続されている。リンス液配管１００にはバルブ１００Ｖが介装されており、バルブ１００Ｖを開くことによりリンスノズル９９からリンス液を吐出して、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの下面にリンス液を供給できるようになっている。
【０１２１】
また、カップ８５の上方には、エッチング処理管９３がほぼ鉛直方向に沿って設けられている。エッチング処理管９３下端近傍のカップ８５中心側には、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの表面に沿う水平方向に延びる溝９４が形成されており、このウエハＷの周縁部を溝９４内に挿入できるようになっている。溝９４の内部空間とエッチング処理管９３の内部空間とは連通している。
エッチング処理管９３には移動機構９５が結合されている。この移動機構９５により、エッチング処理管９３を上下方向およびカップ８５の径方向に移動させることができる。これにより、エッチング処理管９３を、ウエハＷの周縁部が溝９４に挿入された処理位置および処理位置から退避してウエハＷから離れた退避位置との間で移動させることができる。また、エッチング処理管９３を、カップ８５を回避してカップ８５の側方へ退避させることもできる。
【０１２２】
エッチング処理管９３は、後処理薬液配管Ｐ１４を介して、後処理薬液供給部４（図１参照）に配されエッチング液が収容されたエッチング液供給源９６に接続されている。エッチング処理管９３とエッチング液供給源９６との間の後処理薬液配管Ｐ１４には、バルブ９３Ｖが介装されており、バルブ９３Ｖを開くことにより、溝９４の内部空間にエッチング液を送ることができるようになっている。また、バルブ９３Ｖにより、エッチング液の流量調整をすることもできる。
【０１２３】
回転駆動機構８８、昇降機構８９、および移動機構９５の動作、ならびにバルブ９０ＢＶ，９１Ｖ，１００Ｖ，９３Ｖの開閉は、システムコントローラ１５５により制御される。
ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂによりウエハＷの周縁部をエッチングするときは、先ず、システムコントローラ１５５により移動機構９５が制御されて、エッチング処理管９３が退避位置に退避される。
【０１２４】
続いて、システムコントローラ１５５により昇降機構８９が制御されてスピンチャック８６が上昇されて、スピンチャック８６の上部がカップ８５の上端より高くされる。そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４１または進退アーム４２（図３参照）により、メッキ処理部１２でメッキ処理が施されたウエハＷが搬入されて、ウエハＷの中心が回転軸８７の中心軸上にのるようにウエハＷがスピンチャック８６に吸着保持される。ウエハＷは、メッキ処理が施された面が上方に向けられて保持される。
【０１２５】
その後、システムコントローラ１５５により昇降機構８９が制御されてスピンチャック８６が下降される。これにより、スピンチャック８６に保持されたウエハＷは側方がカップ８５ａに囲まれた状態となる。そして、システムコントローラ１５５により回転駆動機構８８が制御されて、スピンチャック８６に保持されたウエハＷが回転される。ウエハＷの回転数は、たとえば、５００ｒｐｍ程度とされる。
【０１２６】
この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９１Ｖ，１００Ｖが開かれる。これにより、リンスノズル９０Ａ，９９からウエハＷの上面および下面にリンス液が供給される。リンス液は、遠心力によりウエハＷの周縁部へと拡がりウエハＷの上側表面のほぼ全面および下側表面のスピンチャック８６が接している部分を回避した領域を流れる。このようにして、ウエハＷが洗浄される。
【０１２７】
リンス液は、ウエハＷの遠心力により側方へと振り切られて、カップ８５ａの内側面や処理液案内板８５ｄの上面を伝って、処理液回収槽９７内へと流れ落ちる。リンス液は、さらに、排液口９７ａから図外の回収タンクへと導かれる。また、図外の排気装置により、排気口９８ａからカップ８５内の気体が排気される。これにより、リンス液のミスト等もカップ８５外に飛散しないようになっている。
【０１２８】
一定時間、このようなリンス処理が施された後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９１Ｖ，１００Ｖが閉じられる。ウエハＷの回転は継続され、これにより、ウエハＷに残ったリンス液の大部分は振り切られる。
次に、システムコントローラ１５５により移動機構９５が制御されて、エッチング処理管９３が処理位置に移動される。これにより、図１０に示すようにウエハＷの周縁部が溝９４に挿入された状態となる。このときのウエハＷの回転数は、たとえば、５００ｒｐｍ程度とすることができる。そして、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９３Ｖが開かれる。エッチング液の流量は、たとえば、２０ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。これにより、エッチング液供給源９６から溝９４内にエッチング液が供給される。エッチング液は溝９４から溢れて流れ、溝９４内はエッチング液でほぼ満たされた状態となる。
【０１２９】
ウエハＷの周縁部は溝９４内に挿入されているので、ウエハＷ表面の銅薄膜のうち周縁部のものはエッチング液に溶解される。ウエハＷは回転しているので、ウエハＷの周縁部とエッチング処理管９３による処理位置との相対変位が生じ、その結果、ウエハＷ周縁部は全周にわたってエッチングされる。エッチング幅は、ウエハＷの溝９４への挿入深さで決まるので、正確に所望のエッチング幅でエッチングできる。
【０１３０】
ウエハＷの遠心力により側方へと振り切られたエッチング液は、リンス液と同様、一旦回収槽９７に回収された後、排液口９７ａを介して図外の回収タンクに導かれる。また、この間も、排気口９８ａからの排気は継続され、エッチング液のミストがカップ８５外に飛散しないようにされる。
このように一定時間（たとえば、数十秒間）エッチング液を流して、ウエハＷ周縁部の銅薄膜のエッチングを継続した後、システムコントローラ１５５はバルブ９３Ｖを閉じるように制御して、溝９４内へのエッチング液の供給を停止する。これにより、溝９４内にはエッチング液が存在しない状態となり、ウエハＷ周縁部のエッチング処理は終了する。
【０１３１】
その後、再び、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９１Ｖ，１００Ｖが開かれ、ウエハＷ表面にリンス液が供給される。これにより、ウエハＷ周縁部に残っていたエッチング液がリンス液により除去される。この間、システムコントローラ１５５により移動機構９５が制御されて、エッチング処理管９３が退避位置に移動される。
一定時間（たとえば、１分程度）、リンス液の供給が継続された後、システムコントローラ１５５の制御によりバルブ９１Ｖ，１００Ｖが閉じられてリンス液の供給が停止される。そして、システムコントローラ１５５により回転駆動機構８８が制御されてスピンチャック８６が一定時間高速回転（たとえば、１０００ｒｐｍ程度で数十秒間）されて、ウエハＷの振り切り乾燥が行われた後、スピンチャック８６の回転が停止される。
【０１３２】
続いて、システムコントローラ１５５により昇降機構８９が制御されて、スピンチャック８６に保持されたウエハＷが、カップ８５の上端より高くなるように、スピンチャック８６が上方に移動され、ウエハＷの吸着保持が解除される。
そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４２または進退アーム４１により処理済みのウエハＷが搬出されて、１枚のウエハＷの周縁部のエッチング処理が終了する。処理済みのウエハＷは周縁部に銅薄膜が存在しないので、以後の工程で基板保持ハンド４１，４２ｃ（図３（ａ）参照）により周縁部を把持されても基板保持ハンド４１ｃ、４２ｃに銅が付着することはない。
【０１３３】
この実施形態では、カップ８５が固定されスピンチャック８６が昇降機構８９により昇降されるように構成されているが、スピンチャック８６とカップ８５とが上下方向に相対的に移動できればよく、たとえば、スピンチャック８６が上下方向に固定されカップ８５が昇降されるように構成されていてもよい。この場合でも、スピンチャック８６の上端をカップ８５の上端より高くすることができ、進退アーム４１または進退アーム４２によるウエハＷの搬入／搬出を行うことができる。
【０１３４】
メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄで一方表面に銅メッキが施されたダミーウエハＤは、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂで、エッチングによりメッキによる銅膜を除去して、再度、メッキ処理に用いることができる。ダミーウエハＤの銅膜を除去するときは、ウエハＷのベベルエッチング処理の場合と同様に、メッキ処理部１２でメッキ処理が施された面が上になるようにして、ダミーウエハＤがスピンチャック８６に保持される。そして、上記のベベルエッチング処理の手順において、エッチング管９３によりベベルエッチング処理する代わりに、エッチングノズル９０Ｂからエッチング液が吐出されて、ダミーウエハＤに形成された銅膜が全面に渡って除去される。
【０１３５】
具体的には、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９０ＢＶが所定時間開かれ、エッチング液がダミーウエハＤ上面の全面に供給される。この際、システムコントローラ１５５は、回転駆動機構８８を制御して、スピンチャック８６の回転を停止または低速にする。これにより、ダミーウエハＤ上のエッチング液に遠心力が働かなくなるか、または、弱い遠心力が働くようになる。したがって、ダミーウエハＤ上には、スピンチャック８６が高速で回転されている場合と比べて、大量のエッチング液が盛り上がって滞留した状態となる。これにより、エッチング液で銅膜を効率的にエッチングでき、エッチング液の節約となる。
【０１３６】
エッチング液の供給にあたってバルブ９０ＢＶを連続的に開放して、エッチング液を連続的に供給するようにしてもよい。また、エッチング液を静止または低速回転されたダミーウエハＤ上面の全面に盛られるように供給した後、バルブ９０ＢＶを閉じエッチング液の供給を停止し、一定時間経過後スピンチャック８６を高速回転させてエッチング液を振り切る操作を繰り返してもよい。
以上のような操作により、ダミーウエハＤに形成された銅膜を完全に除去（剥離）することができる。このように、ダミーウエハＤに形成された銅膜を除去するためのユニットが、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄとは別に設けられていることにより、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでのメッキ処理は影響されず、良好にメッキできる。また、ダミーウエハＤに形成された銅膜を除去するための条件も、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄにより制約されることはないので、ダミーウエハＤから銅膜を完全に除去できる。
【０１３７】
エッチング液による銅膜の除去後、ベベルエッチングの場合と同様に、リンス液によるリンスおよび振り切り乾燥が実施される。
図１１は、洗浄ユニット２２ａ，２２ｂの共通の構成を示す図解的な断面図である。
ほぼ円筒状のカップ１０１内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック１０２が備えられている。スピンチャック１０２は、鉛直方向に沿って配された回転軸１０２ａおよびその上端に垂直に取り付けられた円板状のスピンベース１０２ｂを有しており、スピンベース１０２ｂの上面周縁部近傍には、複数のチャックピン１０２ｅが周方向に間隔をあけて立設されている。チャックピン１０２ｅは、ウエハＷの下面周縁部を支持しつつ、ウエハＷの端面（周面）に当接し、他のチャックピン１０２ｅと協働してウエハＷを挟持できるようになっている。
【０１３８】
スピンチャック１０２の回転軸１０２ａには、回転駆動機構１０３からの回転駆動力が伝達されるようになっている。また、スピンチャック１０２には、このスピンチャック１０２を昇降させる昇降機構１０４が結合されていて、スピンチャック１０２の上部をカップ１０１内に収容された状態と、カップ１０１の上端より高い状態とにできるようになっている。
カップ１０１は、同心状に配された３つのカップ１０１ａ〜１０１ｃを含んでいる。それぞれのカップ１０１ａ〜１０１ｃの上端は、最も外側のカップ１０１ａが最も高く、中間のカップ１０１ｂが最も低い。最も内側のカップ１０１ｃの上端には、平板状で平面視において環状の処理液案内板１０１ｄが結合されている。処理液案内板１０１ｄの外側の端部は、屈曲してカップ１０１ａとカップ１０１ｂとの間に挿入されている。
【０１３９】
カップ１０１ａおよびカップ１０１ｂを側壁として、上方に開いた開口部を有する処理液回収槽１０５が形成されており、カップ１０１ｂおよびカップ１０１ｃを側壁として、排気槽１０６が形成されている。処理液回収槽１０５の底部の一部には排液口１０５ａが形成されており、排気槽１０６の底部の一部には、排気口１０６ａが形成されている。
カップ１０１の上方には、ノズル１０７が配置されている。ノズル１０７は、バルブ１０７Ｖを介してリンス液供給源に連通接続されており、バルブ１０７Ｖを開くことにより、ノズル１０７からスピンチャック１０２に保持されたウエハＷに向けて、リンス液を吐出することができるようになっている。
【０１４０】
回転軸１０２ａの内部には、回転軸１０２ａを軸方向に貫通する処理液供給路１０２ｃが形成されており、回転軸１０２の上端は開口して処理液吐出口１０２ｄとなっている。処理液供給路１０２ｃには、後処理薬液配管Ｐ１４を介して、後処理薬液供給部４（図１参照）に配された洗浄液供給源から洗浄液を導入できるようになっており、また、リンス液供給源からリンス液を導入できるようになっている。洗浄液は、たとえば、硫酸、過酸化水素水、および水の混合溶液とすることができる。
【０１４１】
処理液供給路１０２ｃと洗浄液供給源との間には、バルブ１０８Ｖが介装されており、処理液供給路１０２ｃとリンス液供給源との間には、バルブ１０９Ｖが介装されている。バルブ１０９Ｖを閉じ、バルブ１０８Ｖを開くことにより、処理液吐出口１０２ｄから洗浄液を吐出させることができ、バルブ１０８Ｖを閉じ、バルブ１０９Ｖを開くことにより、処理液吐出口１０２ｄからリンス液を吐出させることができる。このようにして、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷの下面中心部に、洗浄液またはリンス液を供給できる。
【０１４２】
回転駆動機構１０３および昇降機構１０４の動作、ならびにバルブ１０７Ｖ，１０８Ｖ，１０９Ｖの開閉は、システムコントローラ１５５により制御される。洗浄ユニット２２ａ，２２ｂによりウエハＷを洗浄するときは、先ず、システムコントローラ１５５により昇降機構１０４が制御されてスピンチャック１０２が上昇されて、スピンチャック１０２の上部がカップ１０１の上端より高くされる。そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４１または進退アーム４２（図３参照）により、ベベルエッチングユニット２１ａまたは２１ｂでベベルエッチング処理が施されたウエハＷが搬入されて、ウエハＷの中心が回転軸１０２ａの中心軸上にのるように、ウエハＷがチャックピン１０２ｅによりメカニカルに保持される。
【０１４３】
その後、システムコントローラ１５５により昇降機構１０４が制御されて、スピンチャック１０２が下降される。これにより、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷは側方がカップ１０１ａに囲まれた状態となる。そして、システムコントローラ１５５により回転駆動機構１０３が制御されて、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷが回転される。ウエハＷの回転数は、たとえば、５００ｒｐｍ程度とされる。また、図外の排気装置により、排気口１０６ａからカップ１０１内の気体が排気される。
【０１４４】
この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ１０７Ｖ，１０８Ｖが開かれる。これにより、ウエハＷに向けて、ノズル１０７からはリンス液が吐出され、処理液吐出口１０２ｄからは洗浄液が吐出される。ウエハＷ表面に供給されたリンス液および洗浄液は、それぞれ遠心力によりウエハＷの周縁部へと拡がるように流れる。このようにして、ウエハＷ下面全面が洗浄される。
リンス液および洗浄液は、ウエハＷの遠心力により側方へと振り切られて、カップ１０１ａの内側面や処理液案内板１０１ｄの上面を伝って、処理液回収槽１０５内へと流れ落ちる。これらの液は、さらに、排液口１０５ａから図外の回収タンクへと導かれる。また、カップ１０１内の気体が排気されていることから、洗浄液のミストなども排気口１０６ａから排気され、カップ１０１外に飛散することはない。
【０１４５】
一定時間、このような処理が施された後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ１０８Ｖが閉じられ、バルブ１０９Ｖが開かれる。これにより、処理液吐出口１０２ｄからウエハＷ下面に向けてリンス液が吐出される。ノズル１０７からのウエハＷ上面へのリンス液の吐出は継続される。これにより、ウエハ下面の洗浄液が洗い流される。一定時間（たとえば、１分間程度）、このような処理が継続された後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ１０７Ｖ、１０９Ｖが閉じられ、ウエハＷへのリンス液の供給が停止される。
【０１４６】
続いて、システムコントローラ１５５により、回転駆動機構１０３が制御されて、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷが、たとえば、２０００ｒｐｍ程度で高速回転される。これにより、ウエハＷに残ったリンス液の大部分は振り切られて、ウエハＷが乾燥される。一定時間（たとえば数十秒間）ウエハＷの高速回転が継続された後、システムコントローラ１５５により回転駆動機構１０３が制御されて、ウエハＷの回転が停止される。
【０１４７】
次に、システムコントローラ１５５により、昇降機構１０４が制御されて、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷが、カップ１０１の上端より高くなるように、スピンチャック１０２が上方に移動され、チャックピン１０２ｅによるウエハＷの保持が解除される。
そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４２または進退アーム４１により処理済みのウエハＷが搬出されて、１枚のウエハＷの洗浄処理が終了する。
【０１４８】
この実施形態では、カップ１０１が固定されスピンチャック１０２が昇降機構１０４により昇降されるように構成されているが、スピンチャック１０２とカップ１０１とが上下方向に相対的に移動できればよく、たとえば、スピンチャック１０２が上下方向に固定されカップ１０１が昇降されるように構成されていてもよい。この場合でも、スピンベース１０２ｂをカップ１０１の上端より高くすることができ、進退アーム４１または進退アーム４２によるウエハＷの搬入／搬出を行うことができる。
【０１４９】
図１２は、ウエハ処理部１の制御系統の構成を示すブロック図である。
システムコントローラ１５５により、ウエハ処理部１、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４を制御して、基板処理装置１０全体を統括的に管理できる。具体的には、各部の状態を監視し、各部に適切な制御指令を出し、各部のデータを設定し、各部のデータを取り込むことができる。
システムコントローラ１５５のハードウェアは、１０ＭＩＰＳ（Ｍｉｌｌｉｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）以上の処理能力を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、１０Ｍｂｙｔｅ以上の記憶容量を有する半導体メモリと、１Ｍｂｙｔｅ以上の記憶容量を有する磁性体メモリと、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートと、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートと、複数のプリント基板とを備えている。磁性体メモリは、たとえば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に備えられたハードディスク（ＨＤ）や、フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）に着脱されるフレキシブルディスク（ＦＤ）とすることができる。
【０１５０】
システムコントローラで用いられるソフトウェアは、オペレーティングシステムと、少なくとも一部が高級言語で記述されたアプリケーションプログラムとを含んでおり、これらのプログラムはシステムコントローラ１５５に備えられた記憶装置１５５Ｍに格納されている。アプリケーションプログラムは、たとえば、メッキ処理、ベベルエッチング処理、洗浄処理、ダミーウエハＤを用いた処理などを実行するためのもの（レシピ）を含む。
【０１５１】
システムコントローラ１５５は、ディスプレイ１５６、キーボード１５７、およびポインティングデバイス（たとえば、マウス）１５６ｐに接続されており、作業者との間で情報の入出力をできるようになっている。また、システムコントローラ１５５には、警報音発生装置１５８が接続されており、所定の場合、たとえば、メッキ液に銅イオンを供給する銅供給源（銅管）の残量が所定量以下になったときには、警報音が発せられるとともに、警報に関連した情報がディスプレイ１５６に表示されるようになっている。
【０１５２】
システムコントローラ１５５は、搬送コントローラ２９（図２参照）、主成分管理部２、および微量成分管理部３と、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートを介してケーブル接続されている。また、システムコントローラ１５５は、パルス列による入出力用のケーブルを介してモータコントローラ１５９に接続されており、アナログ信号用のケーブルを介してポンプコントローラ１６０、流量計６０ａ〜６０ｄ、および吸光度計６６Ａ，６６Ｂに接続されている。
【０１５３】
これにより、システムコントローラ１５５は、モータコントローラ１５９を介して、たとえば、回転駆動機構４５，８８，１０３（図７，１０，１１参照）などに備えられたモータを制御可能であり、ポンプコントローラ１６０を介して、たとえば、メッキ処理部１２のポンプＰ１〜Ｐ４（図５参照）の動作を制御可能である。流量計６０ａ〜６０ｄ（図５参照）からの流量を示す信号は、アナログ信号としてシステムコントローラ１５５に入力される。また、システムコントローラ１５５は、アナログ信号により吸光度計６６Ａ，６６Ｂの動作（たとえば、発光部６８Ａ，６８Ｂの発光）を制御し、受光部６９Ａ，６９Ｂから出力されるアナログ信号を受け取るようになっている。
【０１５４】
システムコントローラ１５５は、さらに、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートを介して、主成分管理部２、後処理薬液供給部４、およびシリアル／パラレル変換器１６１ａ，１６１ｂにケーブル接続されている。シリアル／パラレル変換器１６１ａ，１６１ｂは、図１２では２つのみ示しているが、より多くのものが接続されていてもよい。
各シリアル／パラレル変換器１６１ａ，１６１ｂには、パラレルケーブルを介して、電磁弁１６２ａ，１６２ｂやセンサ１６３ａ，１６３ｂ（たとえば、温度センサ７０、電磁導電率計７１、超音波式レベル計７２（図５参照））などが接続されている。電磁弁１６２ａ，１６２ｂは、たとえば、エア弁からなるバルブ（たとえば、バルブ９１Ｖ，１００Ｖ（図１０参照），１０７Ｖ（図１１参照））を制御することができる。
【０１５５】
入力装置としてのキーボード１５７やポインティングデバイス１５６ｐを介して、システムコントローラ１５５の記憶装置１５５Ｍに、生産計画に関する情報を入力することができる。具体的には、メッキ処理対象のウエハＷの枚数（１ロットの枚数）を入力することができる。システムコントローラ１５５は、さらに、搬送ロボットＴＲの制御履歴に基づき、これらのウエハＷのうち、実際に処理されたウエハＷの枚数をカウントすることができる。
【０１５６】
したがって、システムコントローラ１５５は、投入された処理対象のウエハＷの枚数と処理の完了したウエハＷの枚数とを比較することにより、ウエハＷのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄへの投入が中断したことを検知できる。また、複数のロットの生産計画がある場合、これらのロットを連続して処理するか否かの情報を、システムコントローラ１５５に入力することができる。これにより、システムコントローラ１５５は、ロットとロットとの間にウエハＷのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄへの投入が中断するか否かを予測することができる。
【０１５７】
図１３は、主成分管理部２の構成を示す図解図である。
主成分管理部２は、メッキ液中に銅イオンを供給するための少なくとも１つ（この実施形態では２つ）の銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ、これらのうち使用されていない銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂに置換液を供給するためのバッファ槽１１１、およびバッファ槽１１１に置換液の元となる置換原液を供給する置換原液供給部１１２を含んでいる。
【０１５８】
銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、有底円筒状の外形および密閉構造を有しており、その軸がほぼ垂直方向に沿うように設置されている。銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、重量計１５４ａ，１５４ｂにそれぞれ載せられており、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂおよびその内容物を含む全重量を計量できるようになっている。
銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、いずれも、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの側壁を構成する外管１１６ａ，１１６ｂ、および外管１１６ａ，１１６ｂ内に配設された内管１１７ａ，１１７ｂを備えており、内管１１７ａ，１１７ｂの内部空間は、外管１１６ａ，１１６ｂと内管１１７ａ，１１７ｂとの間の空間（以下、「環状空間１４５」という。）と銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの下部で連通している。
【０１５９】
バッファ槽１１１は、配管が接続された配管口を有する蓋１２０を備えており、ほぼ密閉された状態とされている。バッファ槽１１１の上部と下部とは、バッファ槽１１１の外部に鉛直方向に沿って配設されたバイパス管１２５により連通接続されている。バイパス管１２５側方の所定の高さ位置には、その高さ位置におけるバイパス管１２５内部の液体の有無を検知する定量確認センサ１２６が取り付けられている。
【０１６０】
バッファ槽１１１とバイパス管１２５との間で、液体（たとえば、置換液）は自由に行き来できるようになっており、これにより、バッファ槽１１１内の液面とバイパス管１２５内の液面とは、ほぼ同じ高さ位置になる。したがって、定量確認センサ１２６により、所定の高さ位置におけるバッファ槽１１１内の液体の有無を知ることができる。
バッファ槽１１１の底部には、配管口を介して循環配管１１８の一端が連通接続されている。循環配管１１８の他端は、分岐点Ｂ１で、循環分岐配管１２１，１２２に分岐している。循環分岐配管１２１は、さらに、循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂに分岐しており、循環分岐配管１２２は、さらに、循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂに分岐している。
【０１６１】
循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂは、それぞれ、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの上方から内管１１７ａ，１１７ｂに接続されている。循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂは、それぞれ、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内に配された排液管１４９ａ，１４９ｂに連通接続されている。循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂには、それぞれ、バルブＡＶ３−２，ＡＶ４−２が介装されている。循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂには、それぞれ、バルブＡＶ３−３，ＡＶ４−３が介装されている。
【０１６２】
環状空間１４５には、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂが連通接続されている。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂには、それぞれ、バルブＡＶ３−１，ＡＶ４−１が介装されている。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂは循環配管１１９の一端側に接続されており、循環配管１１９の他端側は、分岐点Ｂ２で循環分岐配管１１９ｄ，１１９ｅに分岐している。
バルブＡＶ３−１，ＡＶ３−２，ＡＶ３−３，ＡＶ４−１，ＡＶ４−２，ＡＶ４−３は、銅溶解タンク内流路切り換え部１５３に集約されている。
【０１６３】
循環分岐配管１１９ｄは、蓋１２０を貫通して（蓋１２０に形成された配管口を介して）バッファ槽１１１内に延設されている。循環分岐配管１１９ｄには、バルブＡＶ２−２が介装されている。
循環配管１１８の途中には、分岐点Ｂ３において、流路切り換え用配管１１５の一端が連通接続されている。また、流路切り換え用配管１１５の他端側から、排液できるようになっている。流路切り換え用配管１１５の他端側には、バルブＡＶ１−４が介装されている。また、流路切り換え用配管１１５には、それぞれバルブＡＶ１−３，ＡＶ１−２を介してメッキ液移送管Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂが連通接続されている。
【０１６４】
循環配管１１８には、バッファ槽１１１と分岐点Ｂ３との間にバルブＡＶ１−１が介装されており、分岐点Ｂ３と分岐点Ｂ１との間には、分岐点Ｂ３から分岐点Ｂ１に向かう順に、バルブＡＶ１−５、ポンプＰ５，流量計１２３が介装されている。また、循環配管１１８のバッファ槽１１１に近接した部分（バッファ槽１１１と分岐点Ｂ３との間）の側方には、空確認センサ１２７が取り付けられている。空確認センサ１２７は、その高さ位置における循環配管１１８内の液体の有無を検知できる。これにより、バッファ槽１１１内が空であるか否かを知ることができるようになっている。
【０１６５】
バルブＡＶ１−１，ＡＶ１−２，ＡＶ１−３，ＡＶ１−４，ＡＶ１−５は、入口側主流路切り換え部１１３に集約されている。
循環分岐配管１１９ｅは、分岐点Ｂ４においてメッキ液移送管Ｐ１２ｂの途中に連通接続されている。循環分岐配管１１９ｅにはバルブＡＶ２−１が介装されている。バルブＡＶ２−１，ＡＶ２−２は、出口側主流路切り換え部１１４に集約されている。
【０１６６】
置換原液供給部１１２は、置換原液を収容する置換原液タンク１２８、および所定量の置換原液を計量する計量カップ１２９を備えている。置換原液は、たとえば、濃硫酸とすることができる。計量カップ１２９は蓋１２９ａを有して、ほぼ密閉されている。また、計量カップ１２９の底部は逆円錐形の形状を有している。置換原液タンク１２８内底部と計量カップ１２９の上部との間には、置換原液移送管１３０が配設されている。置換原液移送管１３０には、バルブＡＶ６−３が介装されている。
【０１６７】
置換原液供給部１１２とバッファ槽１１１とは、置換原液供給配管１２４で接続されている。置換原液供給配管１２４は、蓋１２９ａを貫通して計量カップ１２９の上部まで延設されている。計量カップ１２９の底部には、置換原液移送管１３１の一端が連通接続されている。置換原液移送管１３１の他端は、置換原液供給管１２４に分岐点Ｂ５で連通接続されている。置換原液供給配管１２４には、分岐点Ｂ５と計量カップ１２９との間において、バルブＡＶ６−１が介装されている。置換原液移送管１３１には、バルブＡＶ６−２が介装されている。
【０１６８】
また、計量カップ１２９には、蓋１２９ａを貫通してリーク管１３２が連通接続されている。計量カップ１２９の外部で、リーク管１３２にはバルブＡＶ６−４が介装されている。バルブＡＶ６−４を開くことにより、計量カップ内を大気圧にできる。
計量カップ１２９側方の所定の高さ位置には、その高さ位置における計量カップ１２９内部の液体の有無を検知する定量確認センサ１３３が取り付けられている。また、置換原液移送管１３１の計量カップ１２９に近接した部分の側方には、空確認センサ１３４が取り付けられている。空確認センサ１３４は、その高さ位置における置換原液移送管１３１内の液体の有無を検知できる。これにより、計量カップ１２９内が空であるか否かを知ることができるようになっている。
【０１６９】
バッファ槽１１１には、蓋１２０を貫通して純水供給配管１３５が連通接続されており、図外の純水供給源からバッファ槽１１１に純水を供給できるようになっている。純水供給配管１３５には、バルブＡＶ７−１が介装されている。
バッファ槽１１１には、さらに、蓋１２０を貫通して給排気管１３６が導入されている。給排気管１３６のバッファ槽１１１外の端部には、エアポンプ１３７が接続されている。給排気管１３６には、三方バルブＡＶ８−３が介装されている。三方バルブＡＶ８−３により、バッファ槽１１１とエアポンプ１３７とが流通するようにしたり、バッファ槽１１１と大気とが流通するようにしたりすることができる。
【０１７０】
エアポンプ１３７は排気管１３８および給気管１３９を備えており、給排気管１３６は排気管１３８および給気管１３９に連通接続されている。排気管１３８には三方バルブＡＶ８−１が介装されており、給気管１３９には三方バルブＡＶ８−２が介装されている。三方バルブＡＶ８−１，ＡＶ８−２，ＡＶ８−３は、エア弁とすることができ、加圧／減圧部１６４に集約されている。
三方バルブＡＶ８−１を大気とエアポンプ１３７とが流通するようにし、三方バルブＡＶ８−２をエアポンプ１３７と給排気管１３６とが流通するようにして、エアポンプ１３７を作動させることにより、バッファ槽１１１内に空気を供給（給気）できる。また、三方バルブＡＶ８−１を給排気管１３６とエアポンプ１３７とが流通するようにし、三方バルブＡＶ８−２をエアポンプ１３７と大気とが流通するようにして、エアポンプ１３７を作動させることにより、バッファ槽１１１内の気体を排出（排気）できる。
【０１７１】
入口側主流路切り換え部１１３、出口側主流路切り換え部１１４、銅溶解タンク内流路切り換え部１５３、置換原液供給部１１２、および加圧／減圧部１６４の各バルブ、ならびにバルブＡＶ７−１の開閉や、ポンプＰ５、エアポンプ１３７の動作は、シリアル／パラレル変換器１６５を介して、ウエハ処理部１のシステムコントローラ１５５により制御される。定量確認センサ１２６，１３３、空確認センサ１２７，１３４、流量計１２３、および重量計１５４ａ，１５４ｂの出力信号は、シリアル／パラレル変換器１６５を介して、ウエハ処理部１のシステムコントローラ１５５に入力される。
【０１７２】
図１４は、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４の制御系統の構成を示すブロック図である。
主成分管理部２は、シリアル／パラレル変換器１６５および操作パネル１６６を備えている。ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラ１５５は、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートを介してシリアル／パラレル変換器１６５とケーブル接続されており、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートを介して操作パネル１６６とケーブル接続されている。
【０１７３】
シリアル／パラレル変換器１６５には、電磁弁１６７やセンサ１６８（たとえば、定量確認センサ１２６，１３３、空確認センサ１２７，１３４、重量計１５４ａ，１５４ｂ（図１３参照））などがパラレル接続されている。電磁弁１６７は、たとえば、エア弁からなるバルブ（たとえば、バルブＡＶ１−１など（図１３参照））を制御することができる。また、操作パネル１６６により、作業者は主成分管理部２に関する情報を入出力することができる。
【０１７４】
微量成分管理部３は、微量成分管理コントローラ１６９を備えており、ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラ１５５によらない制御もできるようになっている。微量成分管理コントローラ１６９とシステムコントローラ１５５とは、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートを介してケーブル接続されている。微量成分管理コントローラ１６９には、ディスプレイ１７０、キーボード１７１、ポテンショスタット（電源）１７２、シリンジポンプ１７３、シリアル／パラレル変換器１７４などが接続されている。ディスプレイ１７０およびキーボード１７１により、微量成分管理コントローラ１６９と作業者との間で、情報の入出力をできるようになっている。
【０１７５】
メッキ液中の微量成分の濃度を測定する際、シリンジポンプ１７３により、サンプリングされたメッキ液に指示薬等を滴下することができる。また、シリンジポンプ１７３により、補充すべき量の微量成分を含む補充液を計量できる。
シリアル／パラレル変換器１７４には、パラレルケーブルを介して電磁弁１７５やセンサ１７６（たとえば、液面センサ）が接続されている。電磁弁１７５は、たとえば、エア弁からなるバルブを制御することができる。
【０１７６】
後処理薬液供給部４は、シリアル／パラレル変換器１７７を備えている。ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラ１５５は、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートを介して、シリアル／パラレル変換器１７７とケーブル接続されている。シリアル／パラレル変換器１７７には、パラレルケーブルを介して電磁弁１７８およびセンサ１７９などが接続されている。電磁弁１７８は、たとえば、エア弁からなるバルブ（たとえば、バルブ９３Ｖ（図１０参照），１０８Ｖ（図１１参照））を制御することができる。
【０１７７】
以下、図１３を参照して、メッキ処理部１２でメッキ処理を行うときの主成分管理部２の動作について説明する。
メッキ処理に先立って、システムコントローラ１５５により、いずれの銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂを使用するかが決定される。銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、内部の銅管１４６の重量が最も小さいものが使用され、他のものは予備（リザーブ）とされ使用されない。
【０１７８】
システムコントローラ１５５のメモリには、予め、各銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの正味の重量およびこれらの内部にメッキ液等が満たされたときの重量のデータが入力されており、システムコントローラ１５５は、各重量計１５４ａ，１５４ｂの出力信号に基づいて、各銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内の銅管１４６の重量を計算する。
その結果、たとえば、銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６が、最も重量が小さく、かつ、その重量が一定時間メッキ液に銅イオンを供給するのに充分な重量であると判断されたとする。この場合、システムコントローラ１５５は、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ａとの間でメッキ液を循環させる流路を形成するように制御する。具体的には、バルブＡＶ１−２，ＡＶ１−５，ＡＶ３−２，ＡＶ３−１，ＡＶ２−１が開かれ、他のバルブは閉じられる。
【０１７９】
この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が作動される。これにより、メッキ液は、メッキ処理部１２から銅溶解タンク１１０ａ内に送られ、銅溶解タンク１１０ａ内で銅管１４６の内表面および外表面近傍を通って、再びメッキ処理部１２へと戻される。銅溶解タンク１１０ａ内では、メッキ液中の３価の鉄イオンが銅管１４６から電子を奪い取って２価の鉄イオンに還元される。電子を奪われた銅管１４６からは銅イオンがメッキ液中に溶出する。
【０１８０】
このようにして、メッキ処理中にウエハＷまたはダミーウエハＤの下面で銅イオンが失われる一方で、銅管１４６から銅イオンが補われる。また、アノード電極７６近傍で２価の鉄イオンが３価の鉄イオンに酸化される一方で、銅管１４６近傍で３価の鉄イオンが２価の鉄イオンに還元される。
メッキ液中の銅イオンならびに２価および３価の鉄イオンの濃度が、所定の濃度からずれると、ウエハＷ表面に形成された微細な孔や溝の埋め込み性が悪くなり良好なメッキができなくなる。したがって、メッキ液中の銅イオンならびに２価および３価の鉄イオンの濃度を所定の値（所定の濃度範囲内）に保つ必要がある。すなわち、ウエハＷまたはダミーウエハＤの下面で失われる銅イオンの量と、銅管１４６から溶出する銅イオンの量とがほぼ同じになるようにし、アノード電極７６近傍で生じる２価の鉄イオンの量と、銅管１４６近傍で生じる３価の鉄イオンの量とがほぼ同じになるようにしなければならない。
【０１８１】
メッキによるメッキ液中の銅イオンの消費速度は、各メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの稼働状態によって決まる。また、銅溶解タンク１１０ａ内において、銅管１４６のメッキ液中への溶出速度は、メッキ液に接する銅管１４６の表面積、銅管１４６近傍を流れるメッキ液の流速、およびメッキ液中の３価の鉄イオン濃度によって決まる。
銅管１４６の表面のうち、外周面および内周面が大部分を占める。銅管１４６は、溶解が進行すると、肉厚が薄くなり長さが短くなるが、長さの変化率は無視できるほど小さい。したがって、外周面および内周面の面積（銅管１４６の表面積）は、銅管１４６の溶解が進行しても、銅管１４６が完全に溶解する直前までほぼ一定とみなせる。銅管１４６が完全に溶解する直前であるか否かは、重量計１５４ａ，１５４ｂの出力信号より求めることができる。また、銅管１４６近傍を流れるメッキ液の流速は、銅溶解タンク１１０ａに流入するメッキ液の流量で代用することができる。
【０１８２】
このため、システムコントローラ１５５は、ポンプＰ５の送液量を、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの稼働状態、および鉄イオン濃度を表す吸光度計６６Ｂの出力信号に基づいて決定する。ポンプＰ５の送液量は、流量計１２３の出力信号がシステムコントローラ１５５にフィードバックされることにより、所定の流量になるように調整される。このような制御により、メッキ液に対する銅イオンの消費量と供給量とを収支させ、メッキ液中の銅イオンの濃度をほぼ一定に保つことができる。
【０１８３】
銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の溶解が極端に進行すると、銅管１４６の表面積は急激に小さくなり、メッキ液に対して一定の割合で銅イオンを供給するのが困難になる。そこで、このような事態を回避するため、銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の重量が、所定の重量（たとえば、所期の重量の８０％ないし９０％）になると、銅溶解タンク１１０ａへのメッキ液の通液が停止され、銅溶解タンク１１０ｂメッキ液の通液が開始される。
【０１８４】
具体的には、以下のような手順により、システムコントローラ１５５は、重量計１５４ａの信号に基づき、銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の重量が上記所定の重量以下になったと判定すると、バルブＡＶ４−１，ＡＶ４−２を開き、バルブＡＶ３−１，ＡＶ３−２を閉じるように制御する。これにより、メッキ液は、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ｂとの間を循環するようになる。銅溶解タンク１１０ｂに充分な重量の銅管１４６が収容されていると、メッキ液に安定して銅イオンを供給することができる。
【０１８５】
このように、２つの銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂを主成分管理部２に接続して使用することにより、メッキ液に常時過不足なく銅イオンを供給することができる。これにより、ウエハＷ表面に形成された微細な孔または溝を埋めて良好に銅メッキすることができる。
次に、メッキ処理部１２でのメッキ処理が終了したときの主成分管理部２の動作について説明する。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理が行われていないとき、メッキ液収容槽５５と銅溶解タンク１１０ａまたは１１０ｂとの間でメッキ液を循環させると、メッキ液中の銅イオンの濃度は適正な濃度範囲を超えて上昇する。これは、メッキ液中の銅イオンが消費されないにもかかわらず、銅管１４６からメッキ液に銅イオンが供給されるからである。
【０１８６】
また、メッキ液の循環を停止すると、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内の銅管１４６の表面が不可逆的に変質し、再度、メッキ液を循環させてメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理を行ったとき、ウエハＷ表面に形成された微細な孔や溝を良好に埋めてメッキできなくなる。
そこで、メッキ処理部１２でのメッキ処理が終了したときは、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内のメッキ液を置換液に置換し、メッキ液の銅イオン濃度の上昇および銅管１４６表面の変質を防ぐようにされる。以下、置換する対象を銅溶解タンク１１０ａとする。
【０１８７】
上述の銅管１４６表面の変質は、数時間以内に起こる場合がある。一方、メッキ処理部１２で一旦メッキ処理を終了した場合でも、生産計画の変更等により、すぐにメッキ処理を再開する場合がある。この場合、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液が置換液に置換されていると、再び銅溶解タンク１１０ａ内をメッキ液に置換しなければならない。このための操作は、たとえば５分ないし１０分程度の時間を要し、生産性が低下する。このため、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液は、メッキ処理部１２におけるメッキ処理が終了してから、たとえば、２〜３時間の待機時間が経過した後に、置換液に置換される。
【０１８８】
メッキ処理部１２でメッキ処理が終了した後、すぐにメッキ処理を再開する可能性が低い場合などは、メッキ処理が終了した直後に、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液を置換液に置換することとしてもよい。
先ず、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が停止され、主成分管理部２のすべてのバルブが閉じられる。続いて、システムコントローラ１５５により加圧／減圧部１６４が制御されて、バッファ槽１１１内に給気される。これによりバッファ槽１１１内は加圧される。次に、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ２−２，ＡＶ３−１，ＡＶ３−２，ＡＶ１−５，ＡＶ１−２が開かれる。これにより、バッファ槽１１１内の加圧された空気が、メッキ液排出口１１６Ｅ側から環状空間１４５内に導入されて、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液が、メッキ液導入口１１７Ｅから押し出され、メッキ処理部１２のメッキ液収容槽５５内に送られる。
【０１８９】
システムコントローラ１５５は、重量計１５４ａの出力信号に基づき、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液の重量を算出し、銅溶解タンク１１０ａ内にメッキ液がほぼなくなったと判断されるまで、上記の状態を維持するように制御する。銅溶解タンク１１０ａ内にメッキ液がほぼなくなったと判断されると、システムコントローラ１５５は、バルブＡＶ３−３を一定時間開くように制御する。これにより、銅溶解タンク１１０ａの底部に残っていたメッキ液のほぼ全量が、排液管１４９ａを介して押し出される。
【０１９０】
次に、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ７−１が開かれて、バッファ槽１１１内に純水が導入される。バッファ槽１１１内の液面が上昇し、定量確認センサ１２６の出力信号により、バッファ槽１１１内の純水の液面が所定の高さ位置に達したと判断されると、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ７−１が閉じられる。これにより、バッファ槽１１１内に所定量の純水が収容された状態となる。
【０１９１】
続いて、システムコントローラ１５５の制御により、三方バルブＡＶ８−１，ＡＶ８−２，ＡＶ８−３を除く主成分管理部２のすべてのバルブが閉じられ、加圧／減圧部１６４がバッファ槽１１１内を排気するようにされる。これにより、バッファ槽１１１内は減圧状態となる。続いて、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ６−１，ＡＶ６−３が開かれる。これにより、計量カップ１２９内も減圧状態となり、置換原液タンク１２８内の置換原液が、置換原液移送管１３０を介して計量カップ１２９内へと吸い上げられる。
【０１９２】
この間、システムコントローラ１５５により、定量確認センサ１３３の出力信号がモニタされて、計量カップ１２９内の置換原液の液面が所定の高さ以上になったか否かが判断される。置換原液の液面が所定の高さ以上になったと判断されると、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ６−３，ＡＶ６−１が閉じられる。以上の操作により、所定量の置換原液が計量カップ１２９内に採取される。
【０１９３】
そして、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ６−２，ＡＶ６−４が開かれる。これにより、計量カップ１２９内は大気圧にされるので、計量カップ１２９内の置換原液は、置換原液移送管１３１および置換原液供給配管１２４を介して、より圧力の低いバッファ槽１１１内へと移送され、バッファ槽１１１内の純水と混合される。システムコントローラ１５５により、空確認センサ１３４に出力信号に基づいて、計量カップ１２９内が空であると判断されると、バルブＡＶ６−２，ＡＶ６−４が閉じるように制御される。
【０１９４】
以上の操作により、バッファ槽１１１内に所定の組成および濃度の置換液（たとえば、１０％硫酸水溶液）が得られる。
続いて、システムコントローラ１５５によりバルブＡＶ８−３が制御され、バッファ槽１１１と大気とが流通するようにされる。これにより、バッファ槽１１１内は大気圧になる。その後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−１，ＡＶ１−５，ＡＶ３−２，ＡＶ３−１，ＡＶ２−２が開かれ、ポンプＰ５が作動される。この際、ポンプＰ５は、所定の時間のみ作動されるか、または、重量計１５４ａの出力信号に基づき、銅溶解タンク１１０ａ内が置換液で満たされたと判断されるまで作動される。
【０１９５】
その後、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が停止され、主成分管理部２内のすべてのバルブが閉じられる。そして、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−１，ＡＶ１−４が開かれて、バッファ槽１１１内に残った置換液が排出される。以上の操作により、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液が置換液に置換される。
これにより、メッキ液中の銅イオン濃度は上昇することはない。また、銅管１４６の表面が変質することもないので、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ａ（１１０ｂ）との間で、再度メッキ液を循環させてメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキを行う際は、ウエハＷ表面に形成された微細な孔や溝を埋めて良好にメッキできる。硫酸はメッキ液の支持電解質であるので、置換液が硫酸水溶液である場合、多少の置換液がメッキ液に混入しても悪影響を及ぼさない。
【０１９６】
上述の置換液への置換操作において、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液を抜き取った後、置換液を導入する前に、銅溶解タンク１１０ａに対して純水を導入および排出するようにしてもよい。これにより銅溶解タンク１１０ａ内は純水で洗浄されるので、置換液に混入するメッキ液の量を少なくできる。銅溶解タンク１１０ａ内に純水を導入するには、純水供給源からバッファ槽１１１内に純水のみ導入して（純水導入の後、置換原液を導入せず）、置換液を銅溶解タンク１１０ａ内に導入するときと同様の操作を行えばよい。
【０１９７】
内部を置換液で満たされた銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内を、再びメッキ液に置換する際は、以下の手順に従う。先ず、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内のメッキ液を置換液で置換する際にメッキ液を抜き出すときと同様の手順に従い、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂから置換液を抜き出す。ただし、この操作が行われるときは、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−２が閉じられバルブＡＶ１−４が開かれて、抜き出された置換液は排出される。その後、システムコントローラ１５５の制御により、主成分管理部２内のすべてのバルブが閉じられた後、たとえば、バルブＡＶ１−２，ＡＶ１−５，ＡＶ３−２，ＡＶ３−１，ＡＶ２−１が開かれる。これにより、銅溶解タンク１１０ａ内にメッキ液が導入される。
【０１９８】
次に、メッキ処理部１２でのメッキ処理が終了したときのメッキ処理部１２での動作について説明する。
システムコントローラ１５５は、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄへのウエハＷの投入が中断したことを検知すると、搬送コントローラ２９を制御して、ダミーウエハＤが収容されたカセットＣｄからダミーウエハＤを１枚取り出し、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのいずれかに搬入するようにする。同様にして、すべてのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄにダミーウエハＤが搬入される。
【０１９９】
続いて、システムコントローラ１５５は、記憶装置１５５Ｍに格納されたプログラム（レシピ）に従い、各メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでダミーウエハＤにメッキを施すように制御する。メッキ液には、ダミーウエハＤの導電性膜の部分のみが接液するので、導電性膜が金や白金からなるものである場合、メッキ液に不純物が溶出するおそれはない。
この際、メッキ電源８２によるカソード電極８３とアノード電極７６との間の通電量は、銅管１４６の表面状態を良好に保つために必要な最小量とすることができる。すなわち、通電時間を制限（たとえば、間欠的に通電）したり、ウエハＷに対するメッキ時と比べて電流値を小さくしたりして、省電力化を図ることができる。
【０２００】
この場合、ポンプＰ５（図１３参照）によるメッキ液の送液量も、システムコントローラ１５５の制御により、自動的にダミーウエハＤでの銅イオンの消費量に見合ったものにされる。これにより、メッキ液中の銅イオン濃度、ならびに２価および３価の鉄イオンの濃度は、ほぼ一定に保たれる。
一定の時間、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄにおけるメッキ処理が継続された場合、または、システムコントローラ１５５に新たなロットのウエハＷを処理するように指示が与えられた場合は、ダミーウエハＤのメッキが中止される。これらの場合、システムコントローラ１５５により搬送コントローラ２９が制御されて、ダミーウエハＤが、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂに搬入され、ダミーウエハＤに形成された銅膜の除去が行われる。
【０２０１】
メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキされるダミーウエハＤが４枚あるのに対して、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂでは、同時に２枚しかダミーウエハＤの処理を行えないので、４枚のダミーウエハＤは、たとえば２回に分けて銅膜の除去が行われる。メッキ時の通電量が少なくされ銅膜が薄くされている場合は、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂでの銅膜の除去を、短時間で行うことができる。エッチングにより、ダミーウエハＤは金や白金からなる導電性膜が完全に露出するようにされる。
【０２０２】
その後、リンス液によりダミーウエハＤの上面および下面が洗浄され、必要により、ダミーウエハＤはシステムコントローラ１５５の制御により、洗浄ユニット２２ａ，２２ｂに搬入されて、さらに洗浄される。
その後、新たなロットのウエハＷの処理が指示されている場合は、システムコントローラ１５５により搬送コントローラ２９が制御されて、すべてのダミーウエハＤがカセットＣｄに収容された後、ウエハＷの処理が開始される。
【０２０３】
一方、新たなロットのウエハＷの処理の実行が指示されていない場合は、システムコントローラ１５５により搬送コントローラ２９が制御されて、ダミーウエハＤはメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄへと戻され、再びメッキ処理が開始される。
以上のように、システムコントローラ１５５に新たなロットのウエハＷを処理するように指示されるまで、ダミーウエハＤに対してメッキ処理と銅膜の除去処理とが繰り返される。ダミーウエハＤに対するメッキ処理中に新たなロットのウエハＷを処理するように指示された場合は、ダミーウエハＤは、銅膜の除去および洗浄が施された後、カセットＣｄに収容される。
【０２０４】
ダミーウエハＤに対してメッキを施すことにより、ウエハＷに対するメッキ処理が中断されている間も、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂに収容された銅管１４６からの銅イオンの溶出は継続される。これにより、銅管１４６表面の変質は防止され、ウエハＷに対するメッキ処理が再開された場合はいつでも、ウエハＷ表面に形成された微細な孔または溝を埋めて良好にメッキできる。
上述のように、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内のメッキ液を置換液に置換することによっても、銅供給源である銅管１４６表面の変質を防止できる。この場合、アノード電極７６とカソード電極８３との間に通電する必要がないので、エネルギーの節約になり、メッキ液の劣化も起こらない。しかし、この場合、上述のように銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内をメッキ液から置換液に置換したり、置換液からメッキ液に置換したりするのに時間を要する。このため、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内が置換液に置換された状態から、すぐにウエハＷの処理を開始することができない。また、置換の際、たとえば、２００ｍｌないし３００ｍｌ程度のメッキ液のロスが出る。
【０２０５】
これに対して、ダミーウエハＤにメッキすることにより銅管１４６の表面状態を保つ場合は、ダミーウエハＤに形成された銅膜を除去し、洗浄および乾燥後、このダミーウエハＤをカセットＣｄに収容するだけで、ウエハＷのメッキ処理を開始できる。ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂでダミーウエハＤの銅膜を除去している間に、ウエハＷをメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄに搬入してメッキを開始することも可能である。また、置換液に置換する場合のようなメッキ液のロスは生じない。
【０２０６】
一方、ダミーウエハＤにメッキすることにより、アノード電極７６とカソード電極８３との間の通電によりエネルギーが消費され、メッキ液も劣化する。以上のように、両者はそれぞれ利点および欠点を有するので、場合により両者を使い分けるものとすることができる。たとえば、２時間ないし３時間以上メッキ処理を休止する場合は、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内を置換液で置換することとし、それより短い休止の場合は、ダミーウエハＤにメッキするものとすることができる。
【０２０７】
また、メッキ槽６１ａ〜６１ｄに満たされたメッキ液の液面にダミーウエハＤが接触されることにより、メッキ槽６１ａ〜６１ｄは蓋をされた状態となり、通電されていないときも含めて、メッキ液の蒸発を防止することができ、メッキ液の組成変化を軽減できる。
さらに、ウエハＷ、ダミーウエハＤを問わず、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理が連続して行われることにより、カソード電極８３のシール面８０ｓに付着したメッキ液が乾燥して、メッキ液の有効成分が結晶化することを防止できる。メッキが長時間中断されると、シール面８０ｓでメッキ液の有効成分が結晶化する。この場合、次にウエハＷのメッキ処理を再開したときに、この結晶によりウエハＷと当接部８０ａとが良好に密接されなくなるばかりか、シール面８０ｓが結晶により傷つけられて永久的なシール不良が生ずる。連続したメッキにより、シール面８０ｓが乾燥しないようにして、このような事態を回避し、当接部８０ａとウエハＷとの間のメッキ液の漏れを防止することができる。
【０２０８】
ダミーウエハＤを用いたメッキ処理は、すべてのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄで行われるので、いずれのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの当接部８０ａに関しても、シール不良を生じ難くできる。
ダミーウエハＤを用いたメッキ処理は、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄへのウエハＷの投入が中断すると自動的に開始され、作業者はメッキ処理の中断にあたり特に操作をする必要はない。ダミーウエハＤは、摩耗等により導電性膜の寿命が尽きるまで、メッキ処理部１２内で繰り返し使用されるので、メインテナンスを頻繁に行う必要はない。
【０２０９】
本発明に係る一実施形態の説明は以上の通りであるが、本発明は他の形態でも実施できる。たとえば、以上の実施形態では、ダミーウエハＤは、既存のメッキ装置が有するカセットステージ１６上に載置されたカセットＣに収容される。しかし、ダミーウエハＤの収容場所は、これに限られず、ウエハ処理部１内で搬送ロボットＴＲがアクセスできる任意の場所とすることができる。
ダミーウエハＤに形成された銅膜の除去（ダミーウエハＤの再生）を行うためのユニットは、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂに限られるものではない。たとえば、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄや洗浄ユニット２２ａ，２２ｂに、銅膜の除去に必要な部材が取り付けられてなるものであってもよいし、搬送ロボットＴＲがアクセスできる任意の場所に設けられた専用のユニット（チャンバ）であってもよい。また、ダミーウエハＤに形成された銅膜を除去する方法は、化学エッチングに限られず、たとえば、電解エッチングであってもよい。
【０２１０】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ウエハ処理部の図解的な平面図である。
【図３】ロボット本体の構造を説明するための図である。
【図４】カセットが取り付けられたカセットステージの図解的な平面図および側面図である。
【図５】メッキ処理部の構成を示す図解的な正面図である。
【図６】サンプルメッキ液の銅濃度と測定された吸光度との関係を示す図である。
【図７】メッキ処理ユニットの構造を示す図解的な断面図である。
【図８】メッキ時のウエハ近傍の図解的な断面図である。
【図９】スピンベースが上方に向けられた状態のメッキ処理ユニットの図解的な断面図である。
【図１０】ベベルエッチングユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図１１】洗浄ユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図１２】ウエハ処理部の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図１３】主成分管理部の構成を示す図解図である。
【図１４】主成分管理部、微量成分管理部、および後処理薬液供給部の制御系統の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 基板処理装置
１２ メッキ処理部
１６ カセットステージ
１８ ロボット本体
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ メッキ処理ユニット
２１ａ，２１ｂ ベベルエッチングユニット
５５ メッキ液収容槽
７６ アノード電極
８０ カソードリング
８０ａ 当接部
８０ｓ シール面
１１０ａ，１１０ｂ 銅溶解タンク
１４６ 銅管
１５４ａ，１５４ｂ 重量計
１５５ システムコントローラ
１５５Ｍ 記憶装置
Ｃ カセット
Ｄ ダミーウエハ
ＴＲ 搬送ロボット
Ｗ ウエハ

Claims (10)

1. 処理対象基板にメッキ液を用いて銅メッキ処理を施すメッキ処理ユニットと、
   表面に導電性膜が形成されたダミー基板を収容可能なダミー基板収容部と、
   上記メッキ処理ユニットと上記ダミー基板収容部との間で上記ダミー基板を搬送するダミー基板搬送機構と、
   上記メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入の中断を検知するための基板投入中断検知機構と、
   この基板投入中断検知機構により、上記メッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入の中断が検知されたことに応答して、上記ダミー基板搬送機構により上記ダミー基板収容部から上記メッキ処理ユニットに上記ダミー基板を搬送して、上記メッキ処理ユニットで上記ダミー基板の上記導電性膜が形成された面にメッキ処理を施すように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするメッキ装置。
2. 上記メッキ処理ユニットでメッキ処理が施されたダミー基板に対してメッキによる銅膜の除去処理を行う膜除去処理ユニットをさらに備え、
   上記導電性膜は、上記膜除去処理ユニットによる膜の除去処理に対する耐性を有することを特徴とする請求項１記載のメッキ装置。
3. 上記導電性膜が、金または白金からなることを特徴とする請求項２記載のメッキ装置。
4. 上記メッキ処理ユニットでメッキ処理を施す処理対象基板を収容可能なカセットを載置するためのカセットステージをさらに備え、
   上記ダミー基板収容部が、上記カセットステージ上に設けられたカセットであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のメッキ装置。
5. 上記メッキ処理ユニットが複数個設けられており、
   上記上記ダミー基板の枚数が上記メッキ処理ユニットの数以上であり、
   上記ダミー基板収容部が、すべての上記ダミー基板を収容可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のメッキ装置。
6. 処理対象基板にメッキ液を用いて銅メッキ処理を施すメッキ処理ユニットと、このメッキ処理ユニットでメッキ処理が施されたダミー基板に対して、メッキによる銅膜の除去処理を行う膜除去処理ユニットとを備えたことを特徴とするメッキ装置。
7. 処理対象基板に銅メッキ処理を施すためのメッキ処理ユニットで、このメッキ処理ユニットへの処理対象基板の投入が中断したことを検知する検知工程と、
   この検知工程の後、ダミー基板収容部に収容され表面に導電性膜が形成されたダミー基板を上記メッキ処理ユニットに搬入して、このダミー基板の導電性膜が形成された面にメッキ処理を施すダミーメッキ工程とを含むことを特徴とするメッキ方法。
8. 上記ダミーメッキ工程の後に、上記ダミー基板をメッキによる銅膜を除去するための膜除去処理ユニットに搬送して、当該銅膜を除去する工程をさらに含み、上記導電性膜は、上記膜除去処理ユニットによる膜の除去処理に対する耐性を有することを特徴とする請求項７記載のメッキ方法。
9. 上記メッキ処理ユニットが複数個備えられており、
   上記ダミーメッキ工程が、すべての上記メッキ処理ユニットで並行して行われる工程を含むことを特徴とする請求項７または８記載のメッキ方法。
10. 処理対象基板に銅メッキ処理を施すメッキ処理ユニットで処理対象基板に対する銅メッキ処理がされていないときに、ダミー基板を上記メッキ処理ユニットに搬入して、このダミー基板に銅メッキ処理を施すダミーメッキ工程と、
    上記ダミーメッキ工程の後に、メッキによる膜が形成された上記ダミー基板を、メッキによる銅膜を除去するための膜除去処理ユニットに搬送して上記ダミー基板に形成された銅膜を除去する工程とを含むことを特徴とするメッキ方法。

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