JP2005133160A - 基板処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】めっき液等の電解液中に僅かに存在するマイクロバブルやパーティクル等による欠陥の発生を防止して、歩留りを向上させる。
【解決手段】基板Ｗを保持する基板保持部１４と、基板Ｗと接触して該基板Ｗの被処理面に通電させる第１電極２０と、基板保持部１４で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極４２と、基板保持部１４で保持した基板の被処理面と第２電極４２で挟まれた領域内に電解液２６を注入する電解液注入手段４４とを有し、基板保持部１４は、電解処理中に加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板Ｗを回転させるように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】基板Ｗを保持する基板保持部１４と、基板Ｗと接触して該基板Ｗの被処理面に通電させる第１電極２０と、基板保持部１４で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極４２と、基板保持部１４で保持した基板の被処理面と第２電極４２で挟まれた領域内に電解液２６を注入する電解液注入手段４４とを有し、基板保持部１４は、電解処理中に加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板Ｗを回転させるように構成されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、基板処理装置及び方法に係り、特に半導体ウエハなどの基板に形成された微細配線パターン（窪み）に銅（Ｃｕ）等の金属を埋込んで配線を形成したり、接点用のバンプを形成したりする電解処理装置、その他基板の湿式処理を行う装置全般に使用される基板処理装置及びその方法に関する。
近年、半導体基板上に配線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部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、ＣＶＤ、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、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するようにしている。
図１１は、この種の銅配線基板Ｗの製造例を工程順に示す。先ず、図１１（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１ａの上にＳｉＯ２やＬｏｗ−ｋ材膜等からなる絶縁膜２を堆積し、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線用溝（トレンチ）４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成する。
そして、図１１（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、半導体基材１のコンタクトホール３及び配線用溝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、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅膜６及びバリア層５を除去して、コンタクトホール３及び配線用溝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１１（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。
従来の電解処理装置、例えば電解めっき装置にあっては、基板の表面（被処理面）にめっき液を接液させてめっきを行う際に、めっき液中に僅かに存在するマイクロバブルやパーティクル等が基板表面に付着することがある。このように、基板表面にマイクロバブルやパーティクル等が付着した場合、そのままめっきが進行するため、このマイクロバブルやパーティクル等の存在がデバイス製作上の欠陥に繋がり、歩留まりを低下させる要因になっていた。
なお、電解めっきにあっては、一般に、基板を一定方向に回転させながらめっきを行うようにしている。しかし、基板の表面に付着したマイクロバブルやパーティクル等は、このような基板の回転動作だけでは基板表面から容易に脱離せず、このため、基板表面に残ったままとなって、マイクロバブルやパーティクル等の存在による欠陥数の低減には繋がらない。
このような事情は、基板の表面に洗浄液を供給して該表面を洗浄する洗浄装置や、基板を回転させながら該基板の表面にレジスト等を塗布してレジスト等を基板の全面に行き渡らせるようにしたスピンコータ等の他の湿式処理を行う基板処理装置にあってもほぼ同様であった。
このような事情は、基板の表面に洗浄液を供給して該表面を洗浄する洗浄装置や、基板を回転させながら該基板の表面にレジスト等を塗布してレジスト等を基板の全面に行き渡らせるようにしたスピンコータ等の他の湿式処理を行う基板処理装置にあってもほぼ同様であった。
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、めっき液等の処理液中に僅かに存在するマイクロバブルやパーティクル等による欠陥の発生を防止して、歩留りを向上させることができるようにした基板処理装置及び方法を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して該基板の被処理面に通電させる第１電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面と前記第２電極で挟まれた領域内に処理液を供給する処理液供給手段とを有し、前記基板保持部は、処理中に加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板を回転させるように構成されていることを特徴とする基板処理装置である。
これにより、例えばめっき等の電解処理中に、加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板を回転させて、基板表面のめっき液等の処理液を揺動させることで、めっき液等の処理液中に僅かに存在するマイクロバブルやパーティクル等が基板に付着しても、この基板から離脱を促進させて、基板にマイクロバブルやパーティクル等が付着しない状態でめっき等の処理を進行させることができる。
請求項２に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して該基板の被処理面に通電させる第１電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面と前記第２電極で挟まれた領域内に処理液を供給する処理液供給手段と、前記基板保持部で保持した基板を振動させる振動機構を有することを特徴とする基板処理装置である。
これにより、例えばめっき等の電解処理中に基板保持部で保持した基板を振動させることで、前述と同様に、基板表面のめっき液等の処理液を揺動させて、マイクロバブルやパーティクル等の基板から離脱を促進させることができる。
これにより、例えばめっき等の電解処理中に基板保持部で保持した基板を振動させることで、前述と同様に、基板表面のめっき液等の処理液を揺動させて、マイクロバブルやパーティクル等の基板から離脱を促進させることができる。
請求項３に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部を加振させる加振機からなることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置である。
請求項４に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板の裏面に接触して該基板に超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置である。
請求項５に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板に非接触で超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置である。
請求項４に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板の裏面に接触して該基板に超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置である。
請求項５に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板に非接触で超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置である。
請求項６に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面と前記第２電極で挟まれた領域内に処理液を供給する処理液供給手段と、前記第２電極を振動させる振動機構を有することを特徴とする基板処理装置である。
これにより、例えばめっき等の電解処理中に第２電極を振動させることで、前述と同様に、基板表面のめっき液等の処理液を揺動させて、マイクロバブルやパーティクル等の基板からの離脱を促進させることができる。
これにより、例えばめっき等の電解処理中に第２電極を振動させることで、前述と同様に、基板表面のめっき液等の処理液を揺動させて、マイクロバブルやパーティクル等の基板からの離脱を促進させることができる。
請求項７に記載の発明は、前記振動機構は、前記第２電極を上下方向に振動させる加振機からなることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置である。
請求項８に記載の発明は、前記基板保持部で保持した基板と前記第２電極の間に、電解液よりも電気抵抗の高い高抵抗構造体を配置したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項９に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記第１電極をカソード、前記第２電極をアノードとし、処理液としてめっき液を使用した電解めっき装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項８に記載の発明は、前記基板保持部で保持した基板と前記第２電極の間に、電解液よりも電気抵抗の高い高抵抗構造体を配置したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項９に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記第１電極をカソード、前記第２電極をアノードとし、処理液としてめっき液を使用した電解めっき装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項１０に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に処理液を供給する処理液供給手段とを有し、前記基板保持部は、処理中に加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板を回転させるように構成されていることを特徴とする基板処理装置である。
この基板処理には、基板の被処理面に、洗浄液や純水等の処理液を供給して該被処理面を洗浄する処理や、基板の被処理面に、レジスト等の処理液を供給してスピンコートする処理等が挙げられる。
この基板処理には、基板の被処理面に、洗浄液や純水等の処理液を供給して該被処理面を洗浄する処理や、基板の被処理面に、レジスト等の処理液を供給してスピンコートする処理等が挙げられる。
請求項１１に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被処理面に処理液を供給する処理液供給手段と、前記基板保持部で保持した基板を振動させる振動機構を有することを特徴とする基板処理装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部を加振させる加振機からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部を加振させる加振機からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置である。
請求項１３に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板の裏面に接触して該基板に超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置である。
請求項１４に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板に非接触で超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置である。
請求項１４に記載の発明は、前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板に非接触で超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置である。
請求項１５に記載の発明は、第１電極に通電させた基板の被処理面と該被処理面に対面する位置に配置される第２電極との間を電解液で満たし、前記基板を加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら回転させつつ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して電解処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
請求項１６に記載の発明は、第１電極に通電させた基板の被処理面と該被処理面に対面する位置に配置される第２電極との間を電解液で満たし、前記基板及び前記第２電極の少なくとも一方を振動させつつ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して電解処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
請求項１６に記載の発明は、第１電極に通電させた基板の被処理面と該被処理面に対面する位置に配置される第２電極との間を電解液で満たし、前記基板及び前記第２電極の少なくとも一方を振動させつつ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して電解処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
請求項１７に記載の発明は、基板の被処理面に処理液を供給し、前記基板を加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら回転させて処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
請求項１８に記載の発明は、基板の被処理面に処理液を供給し、前記基板を振動させて処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
請求項１８に記載の発明は、基板の被処理面に処理液を供給し、前記基板を振動させて処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
本発明によれば、例えばめっき等の電解処理中に、基板表面のめっき液等の処理液を揺動させて、基板表面に付着したマイクロバブルやパーティクル等の脱離を促進させ、これによって、マイクロバブルやパーティクル等が基板表面に付着したままめっき処理が進行するのを防止して、歩留りを向上させることができる。このことは、めっき以外の洗浄やスピンコート等の湿式処理にあっても同様である。
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、処理液としてめっき液を使用し、第１電極をカソード、第２電極をアノードとした電解めっき装置に適用した例を示す。処理液として電解エッチング液を使用し、第１電極をアノード、第２電極をカソードとすることで、電解エッチング装置に適用できることは勿論である。
図１は、本発明の第１の実施の形態の電解めっき装置（基板処理装置）を示す。図１に示すように、このめっき装置は、駆動部１０を介して上下動及び回転自在な主軸１２の上端に連結され、表面を上向き（フェースアップ）にして基板Ｗを着脱自在に保持する基板保持部１４と、この基板保持部１４の上方に上下動自在に配置された電極ヘッド１６とを有している。
基板保持部１４の上方には、該基板保持部１４の周縁部を囲繞するように、リング状で弾性体からなるリップシール１８と該リップシール１８の周囲を囲繞する板ばね状のカソード（第１電極）２０とが同心状に配置されている。これにより、基板Ｗを保持して基板保持部１４を上昇させると、基板保持部１４で保持した基板Ｗの周縁部にリップシール１８が当接し、更に上昇させて、基板Ｗの周縁部にリップシール１８を圧接させることで、ここを水密的にシールし、これによって、基板Ｗの上面とリップシール１８でめっき槽２２が区画形成される。同時に、基板Ｗの周縁部にカソード２０が押付けられて通電し、この基板Ｗの表面に設けたシード層７（図１１参照）が、電源２４の陰極に接続されてカソードとなるように構成されている。
ここで、カソード２０をリップシール１８の外側に配置することで、カソード２０がめっき槽２２内に導入しためっき液２６で汚染されることを防止することができる。
基板保持部１４は、上面に基板Ｗを載置保持する円板状の基板ステージ２８と、この基板ステージ２８上に載置した基板Ｗの周縁部を把持する開閉自在な複数のクランプ３０とを有している。
基板保持部１４は、上面に基板Ｗを載置保持する円板状の基板ステージ２８と、この基板ステージ２８上に載置した基板Ｗの周縁部を把持する開閉自在な複数のクランプ３０とを有している。
電極ヘッド１６は、上下動自在な上下動軸３２の上端に固着された揺動アーム３４の自由端部に支持されており、下方に開口した有底円筒状のハウジング３６と、このハウジング３６の下端開口部を塞ぐように配置された高抵抗構造体３８とを有している。すなわち、このハウジング３６の下部には、円周方向に延びる凹部３６ａが、高抵抗構造体３８の上部にはフランジ部３８ａがそれぞれ設けられ、このフランジ部３８ａを凹部３６ａ内に嵌入することで、ハウジング３６に高抵抗構造体３８が保持されている。これにより、ハウジング３６内の高抵抗構造体３８の上部にめっき液室４０が形成されている。
この高抵抗構造体３８は、アルミナ，ＳｉＣ，ムライト，ジルコニア，チタニア，コージライト等の多孔質セラミックスまたはポリプロピレンやポリエチレンの焼結体等の硬質多孔質体、あるいはこれらの複合体、更には織布や不織布で構成される。例えば、アルミナ系セラミックスにあっては、ポア径３０〜２００μｍ、ＳｉＣにあっては、ポア径３０μｍ以下、気孔率２０〜９５％、厚み１〜２０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍ、更に好ましくは８〜１５ｍｍ程度のものが使用される。この例では、例えば気孔率３０％、平均ポア径１００μｍでアルミナ製の多孔質セラミックス板から構成されている。そして、この内部にめっき液を含有させることで、つまり多孔質セラミックス板自体は絶縁体であるが、この内部にめっき液を複雑に入り込ませ、厚さ方向にかなり長い経路を辿らせることで、めっき液の電気伝導率より小さい電気伝導率を有するように構成されている。
このように高抵抗構造体３８をハウジング３６内に配置し、この高抵抗構造体３８によって大きな抵抗を発生させることで、シード層７や銅膜６（図１１参照）の抵抗の影響を無視できる程度となし、基板Ｗの表面の電気抵抗による電流密度の面内差を小さくして、めっき膜の面内均一性を向上させることができる。
ハウジング３６の内部には、高抵抗構造体３８の上部に位置して、電源２４の陽極に接続されるアノード（第２電極）４２が配置され、このアノード４２の上面には、めっき液供給手段としてのめっき液供給管４４が取付けられている。めっき液供給管４４は、高抵抗構造体３８に均一にめっき液を供給できるように、マニホールド構造が採用されている。即ち、その長手方向に沿った所定の位置に、この内部に連通する多数の細管４６が連結されている。そして、高抵抗構造体３８及びアノード４２のこの細管４６に対応する位置には細孔が設けられ、細管４６は、これらの細孔内を下方に延びている。また、アノード４２には、上下に連通する多数の貫通孔４２ａが設けられている。
なお、図示しないが、ハウジング３６には、この内部のめっき液室４０内のめっき液を吸引するめっき液吸引管が備えられている。
なお、図示しないが、ハウジング３６には、この内部のめっき液室４０内のめっき液を吸引するめっき液吸引管が備えられている。
これにより、めっき液供給管４４に導入されためっき液は、細管４６を通過して、基板保持部１４で保持した基板Ｗとリップシール１８で区画形成されためっき槽２２内に供給される。この時、高抵抗構造体３８の内部にはめっき液２６が保持され、かつめっき液室４０には、所定の液面でめっき液が溜められており、これによって、アノード４２と基板保持部１４で保持した基板Ｗとの間にめっき液２６が満たされる。
ここで、アノード４２は、スライムの生成を抑制するため、含有量が０．０３〜０．０５％のリンを含む銅（含リン銅）で構成されているが、不溶解のものを使用してもよい。
この実施の形態においては、高抵抗構造体３８の外周側面にこれを囲むようにバンド状の絶縁性部材４８を巻きつけており、電流が高抵抗構造体３８の外周側面から流れることを防いでいる。この絶縁性部材４８の材質としては、例えばフッ素ゴムのような伸縮性材料が挙げられる。
この実施の形態においては、高抵抗構造体３８の外周側面にこれを囲むようにバンド状の絶縁性部材４８を巻きつけており、電流が高抵抗構造体３８の外周側面から流れることを防いでいる。この絶縁性部材４８の材質としては、例えばフッ素ゴムのような伸縮性材料が挙げられる。
次に、この実施の形態の電解めっき装置でめっきを行うときの動作を説明する。この例では、図１１に示すように、電解めっきの給電層としてシード層７を表面（被処理面）に形成した基板Ｗを用意し、この基板Ｗの表面に電解銅めっきを施して、配線用の微細凹部としてのコンタクトホール３と配線用溝（トレンチ）４の内部に銅を埋込む場合について説明する。
先ず、シード層７を形成した基板Ｗを、その表面（被処理面）を上向きにして基板保持部１４で保持し、基板保持部１４を上昇させ、基板保持部１４で保持した基板Ｗの周縁部をリップシール１８に圧接させて、基板Ｗの上面とリップシール１８との間でめっき槽２２を区画形成し、同時にカソード２０をシード層７に接触させておく。一方、電極ヘッド１６にあっては、ハウジング３６の内部のめっき液室４０内にめっき液を供給し、高抵抗構造体３８の内部にめっき液を保持させておく。
次に、電極ヘッド１６を下降させ、高抵抗構造体３８の下面が、基板保持部１４で保持した基板Ｗの表面に接触することなく、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置に達した時に、この下降を停止させる。この状態で、めっき液供給管４４を通して、基板Ｗとリップシール１８との間に形成されためっき槽２２内にめっき液２６を供給して、基板Ｗの表面とカソード２０との間をめっき液２６で満たす。そして、電源２４を介して、カソードとしてのシード層７とアノード４２との間にめっき電圧を印加して、シード層７の表面にめっきを行う。
このめっき中に、基板保持部１４で保持した基板Ｗを、加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら回転させる。例えば、下記の表１に示すように、回転速度がＸとなるまで加速度Ａで時間αに亘って基板Ｗを回転させるステップと、回転速度がＹとなるまで加速度Ｂで時間βに亘って基板Ｗを回転させるステップとを繰り返す。ここで、この加速度Ａ，Ｂは、加速、減速または加速と減速の組合せでもよく、また回転速度Ｘ，Ｙによる基板Ｗの回転方向は、互いに正転であっても逆転であってもよい。
このように、めっき等の電解処理中に、加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板を回転させて、基板Ｗの表面のめっき液２６を揺動させることで、めっき液２６中に僅かに存在するマイクロバブルやパーティクル等が基板Ｗに付着しても、この基板Ｗから離脱を促進させて、基板Ｗにマイクロバブルやパーティクル等が付着しない状態でめっきを進行させることができる。
そして、シード層７の表面に形成される銅膜６（図１１参照）が所定の膜厚に達したとき、めっき電圧の印加を解いてめっきを終了させ、電極ヘッド１６を上昇させ、基板Ｗの表面に残っためっき液２６を吸引除去した後、基板保持部１４を下降させ、この基板保持部１４で保持しためっき後の基板Ｗを次工程に搬送する。
図２は、本発明の第２の実施の形態における電解めっき装置（基板処理装置）を示す。この例の図１に示す例と異なる点は、上下動及び回転自在な主軸１２を２分割して、この間に、上方に位置する主軸１２ａを上下及び／または水平方向に振動させる加振機５０を取付け、めっき中に、この加振機５０を作動させて、基板保持部１４で保持した基板Ｗを上下及び／または水平方向に振動させるようにした点にある。
このように、この加振機５０によって、基板保持部１４で保持した基板Ｗを上下及び／または水平方向に振動させることによっても、前述と同様に、基板Ｗの表面のめっき液２６を揺動させて、基板Ｗにマイクロバブルやパーティクル等が付着しない状態でめっきを進行させることができる。
図３は、本発明の第３の実施の形態における電解めっき装置（基板処理装置）を示す。この例の図１に示す例と異なる点は、基板保持部１４に該基板保持部１４で保持した基板Ｗの裏面に接触して該基板Ｗに超音波を与える超音波振動子５２を取付け、めっき中に、この超音波振動子５２を作動させて、基板保持部１４で保持した基板Ｗを超音波振動させるようにした点にある。
このように、この超音波振動子５２によって、基板保持部１４で保持した基板Ｗを超音波振動させることによっても、前述と同様に、基板Ｗの表面のめっき液２６を揺動させて、基板Ｗにマイクロバブルやパーティクル等が付着しない状態でめっきを進行させることができる。
図４は、本発明の第４の実施の形態における電解めっき装置（基板処理装置）を示す。この例の図３に示す例と異なる点は、めっき装置を格納する装置フレーム５４に、基板保持部１４で保持した基板Ｗに非接触で超音波を与える、例えばスピーカからなる超音波振動子５６を取付け、めっき中に、この超音波振動子５６を作動させて、基板保持部１４で保持した基板Ｗを非接触で超音波振動させるようにした点にある。
図５は、本発明の第５の実施の形態における電解めっき装置（基板処理装置）を示す。この例の図１に示す例と異なる点は、揺動アーム３４と電極ヘッド１６との間に該電極ヘッド１６を上下及び／または水平方向に振動させる加振機５８を介装し、めっき中に、この加振機５８を作動させて、アノード４２を上下及び／または水平方向に振動させるようにした点にある。
このように、この加振機５８によって、アノード４２を上下及び／または水平方向に振動させることによっても、このアノード４２の振動を直接的または間接的にめっき液２６に伝えて、前述と同様に、基板Ｗの表面のめっき液２６を揺動させて、基板Ｗにマイクロバブルやパーティクル等が付着しない状態でめっきを進行させることができる。
図６及び図７は、本発明の第６の実施の形態における電解めっき装置（基板処理装置）を示す。この例の図１に示す例と異なる点は、図１におけるめっき液供給管４４の代わりに、ハウジング３６の周壁内部に、アノード４２及び高抵抗構造体３８の側方に位置して上下に貫通するめっき液供給部１０４を設けた点である。このめっき液供給部１０４は、この例では、下端をノズル形状としたチューブで構成されている。なお、図６には、ハウジング３６に接続されて、めっき液室４０の内部のめっき液２６を吸引して排出するめっき液排出口１０３が図示されている。
このめっき液供給部１０４は、アノード４２及び高抵抗構造体３８の側方から、基板Ｗと高抵抗構造体３８との間の領域にめっき液２６を供給するためのもので、リップシール１８と高抵抗構造体３８に挟まれた領域で下端のノズル部が開口するようになっている。
めっき液供給時にめっき液供給部１０４から供給されためっき液２６は、図７に示すように、基板Ｗの表面に沿って一方向に流れ、このめっき液の流れによって、基板Ｗと高抵抗構造体３８との間の領域の空気が外方に押し出されて外部に排出され、この領域がめっき液供給部１０４から注入された新鮮で組成が調整されためっき液で満たされて、基板Ｗとリップシール１８で区画されためっき槽２２内に溜められる。
このように、アノード４２及び高抵抗構造体３８の側方から、基板Ｗと高抵抗構造体３８との間の領域にめっき液を注入することにより、高抵抗構造体３８の内部に、絶縁体からなるめっき液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設けることなく、めっき液の液張りを行うことができる。これによって、特に大面積の基板であっても、基板の表面全面に亘る電界分布をより均一にするとともに、めっき液を注入する際に、高抵抗構造体３８で保持しためっき液が高抵抗構造体３８から漏れてしまうことを防止して、基板保持部１４（図１等参照）で保持した基板Ｗと高抵抗構造体３８が対向する領域内に新鮮で組成が調整されためっき液を供給することができる。
図８及び図９は、本発明の第７の実施の形態における電解めっき装置（基板処理装置）を示す。この例の図６及び図７に示す例と異なる点は、高抵抗構造体３８を挟んでめっき液供給部１０４と対向するハウジング３６の内部に、基板Ｗと高抵抗構造体３８との間に注入されためっき液を吸引するめっき液吸引部１３０を、アノード４２及び高抵抗構造体３８の側方に位置して設けた点である。そして、図示しないが、基板Ｗと高抵抗構造体３８とが対面する領域に供給されて基板Ｗとリップシール１８で区画されためっき槽２２内に溜められためっき液２６は、めっき液吸引部１３０からめっき液タンク（図示せず）に戻されて循環するようになっている。
この例によれば、基板Ｗと高抵抗構造体３８との隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで電極ヘッド１６を下降させ、この状態で、基板Ｗと高抵抗構造体３８との領域にめっき液供給部１０４からめっき液を注入して該領域をめっき液で満たしつつ基板Ｗとリップシール１８で区画されためっき槽２２内にめっき液２６を溜め、このめっき液２６をめっき液吸引部１３０から吸引して、つまり図９に示すように、基板Ｗと高抵抗構造体３８との間の領域を一方向に流れるめっき液で満たしながら、基板Ｗの表面（下面）にめっきを施す。
このように、この例によれば、基板Ｗと高抵抗構造体３８で挟まれた領域内に該高抵抗構造体３８の側方からめっき液２６を注入して循環させ、基板Ｗと高抵抗構造体３８との間を常にめっき液２６が流れるようにすることで、電解めっきを行うときに、めっき液の流れが止まってめっき膜が成膜されないめっき欠陥の発生を防止し、しかも基板を必要に応じて回転させることで、基板Ｗの中心部と周縁部をめっき液がより均一な速度で流れるようにすることができる。
図１０に、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体とを互いに近接させ、基板を加振機で振動させながら該基板の表面にめっきを行った時にめっき膜表面に発生した欠陥数を計測した、基板（ｗｆＮｏ．３）に対する測定結果（加振機使用）と、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体とを互いに近接させ、基板の回転速度を加減速しながら該基板の表面にめっきを行った時にめっき膜表面に発生した欠陥数を計測した、２枚の基板（ｗｆＮｏ．４，ｗｆＮｏ．５）に対する測定結果（回転速度加減速）を示す。図１０には、比較のため、基板保持部で保持した基板と高抵抗構造体とを互いに近接させ、基板を一定速度で一方向に回転させながら該基板の表面にめっきを行った時にめっき膜表面に発生した、２枚の基板（ｗｆＮｏ．１，ｗｆＮｏ．２）に対する欠陥数を計測した結果（標準）も示す。
この図１０から、基板を加振機で振動させたり、基板の回転速度を加減速させたりしながらめっきを行うことで、めっき膜表面に発生する欠陥数を減少させることができることが判る。
この図１０から、基板を加振機で振動させたり、基板の回転速度を加減速させたりしながらめっきを行うことで、めっき膜表面に発生する欠陥数を減少させることができることが判る。
なお、上記の例では、処理液としてめっき液を使用し、第１電極をカソード、第２電極をアノードとした電解めっき装置に適用した例を示すが、処理液として電解エッチング液を使用し、第１電極をアノード、第２電極をカソードとすることで、電解エッチング装置に適用できることは勿論である。
また、この例では、第１電極と第２電極とを備えた電解処理装置に適用した例を示しているが、第１電極と第２電極とを省略して、または第１電極と第２電極との間に電圧を印加することなく、無電解めっき装置、洗浄装置またはスピンコータ等の湿式処理を行う基板処理装置にも適用することができる。
１２ 主軸
１４ 基板保持部
１６ 電極ヘッド
１８ リップシール
２０ カソード（第１電極）
２２ めっき槽
２４ 電源
２６ めっき液
２８ 基板ステージ
３４ 揺動アーム
３６ ハウジング
３８ 高抵抗構造体
４０ めっき液室
４２ アノード（第２電極）
４４ めっき液供給管
５０，５８ 加振機
５２，５６ 超音波振動子
１０４ めっき液供給部
１３０ めっき液吸引部
１４ 基板保持部
１６ 電極ヘッド
１８ リップシール
２０ カソード（第１電極）
２２ めっき槽
２４ 電源
２６ めっき液
２８ 基板ステージ
３４ 揺動アーム
３６ ハウジング
３８ 高抵抗構造体
４０ めっき液室
４２ アノード（第２電極）
４４ めっき液供給管
５０，５８ 加振機
５２，５６ 超音波振動子
１０４ めっき液供給部
１３０ めっき液吸引部
Claims (18)
- 基板を保持する基板保持部と、
基板と接触して該基板の被処理面に通電させる第１電極と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面と前記第２電極で挟まれた領域内に処理液を供給する処理液供給手段とを有し、
前記基板保持部は、処理中に加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板を回転させるように構成されていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板を保持する基板保持部と、
基板と接触して該基板の被処理面に通電させる第１電極と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面と前記第２電極で挟まれた領域内に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持部で保持した基板を振動させる振動機構を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記振動機構は、前記基板保持部を加振させる加振機からなることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
- 前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板の裏面に接触して該基板に超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
- 前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板に非接触で超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
- 基板を保持する基板保持部と、
基板と接触して基板の被処理面に通電させる第１電極と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面に対面する位置に配置される第２電極と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面と前記第２電極で挟まれた領域内に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記第２電極を振動させる振動機構を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記振動機構は、前記第２電極を上下方向に振動させる加振機からなることを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
- 前記基板保持部で保持した基板と前記第２電極の間に、電解液よりも電気抵抗の高い高抵抗構造体を配置したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置。
- 前記基板処理装置は、前記第１電極をカソード、前記第２電極をアノードとし、処理液としてめっき液を使用した電解めっき装置であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の基板処理装置。
- 基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面に処理液を供給する処理液供給手段とを有し、
前記基板保持部は、処理中に加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら基板を回転させるように構成されていることを特徴とする基板処理装置。 - 基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部で保持した基板の被処理面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持部で保持した基板を振動させる振動機構を有することを特徴とする基板処理装置。 - 前記振動機構は、前記基板保持部を加振させる加振機からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。
- 前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板の裏面に接触して該基板に超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。
- 前記振動機構は、前記基板保持部で保持した基板に非接触で超音波を与える超音波振動子からなることを特徴とする請求項１１記載の基板処理装置。
- 第１電極に通電させた基板の被処理面と該被処理面に対面する位置に配置される第２電極との間を電解液で満たし、
前記基板を加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら回転させつつ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して電解処理を行うことを特徴とする基板処理方法。 - 第１電極に通電させた基板の被処理面と該被処理面に対面する位置に配置される第２電極との間を電解液で満たし、
前記基板及び前記第２電極の少なくとも一方を振動させつつ、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して電解処理を行うことを特徴とする基板処理方法。 - 基板の被処理面に処理液を供給し、
前記基板を加速・減速及び／または正転・逆転を繰返しながら回転させて処理を行うことを特徴とする基板処理方法。 - 基板の被処理面に処理液を供給し、
前記基板を振動させて処理を行うことを特徴とする基板処理方法。
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