JP2005146399A - めっき装置及び接点の接触状態検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の導電体層に陰極電位を与える接点に接触不良が生じているか否かを、基板をセッティングした状態で検査し、接点に接触不良が生じていた場合は、基板を再度セッティングし直すことで、歩留りを向上させることができるようにする。
【解決手段】 基板Ｗの表面に形成した導電体層に接触して陰極電位を与える接点３００を有する複数の接点部材８８を備え、電圧を印加してカソードとした導電体層とアノードとの間にめっき液を満たしてめっきを行うめっき装置において、接点部材８８の少なくとも２つ以上を、導電体層を介して直列に接続して検査用回路３０４を形成する検査回路部３０２と、検査用回路３０４に所定電圧または電流を与える検査用電源３１０と、検査用回路３０４の電気特性値を測定する測定器３１２を有する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、めっき装置及び接点の接触状態検査方法に関し、特に半導体ウェーハ等の基板の表面に形成され、導電体層で覆われた微細配線パターン（窪み）に銅等の金属（配線材料）を埋込んで配線を形成するのに使用されるめっき装置、及びこのめっき装置に備えられ、前記導電体層に接触して陰極電位を与える接点の接触状態を検査する接触状態検査方法に関する。

本発明はまた、例えばポリイミド等をシリコンウェーハに電着させたり、ＣＳＰ (Chip Size Package)やＳＩＰ（Size In Package）等のパッケージをプリント基板に実装したりする時等にも広く使用される。

近年、半導体基板上に配線回路を形成するための金属材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形成される。この銅配線を形成する方法としては、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）により不要な銅を除去するようにしている。

図１４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１４（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ＳｉＯ_２からなる酸化膜やＬｏｗ−ｋ材膜等の絶縁膜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と配線溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア膜５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成する。

そして、図１４（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板Ｗのコンタクトホール３及び配線溝４内に銅を充填するとともに、絶縁膜２上に銅膜６を堆積する。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅膜６、シード層７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１４（ｃ）に示すように、銅膜６からなる配線が形成される。

ここで、この種の銅膜を形成する電解めっきにあっては、基板の全面に亘って、より均質で、均一な膜厚のめっき膜（銅膜）を成膜することが要求される。このため、基板Ｗの外周縁に沿った位置に、等ピッチで配置された多数の接点を有し、円周方向に複数に分割された接点部材を配置し、この多数の接点を基板の表面に形成したシード層等の導電体層に同時に接触させた状態で、各接点部材に独立に電圧を印加して導電体層に陰極電位を与えることで、めっきを行う時に、基板の表面（導電体層）とアノードとの間に、基板の全面に亘って、より均等に電界が分布するようにすることが行われている。

しかしながら、従来例にあっては、基板をセッティングした時における、基板に形成された導電体層と各接点との接触状態、つまり接触不良を起こしているか否かを検査する手段が一般に備えられていなかった。このため、接点と導電体層との間に接触不良が発生している状態で基板がセッティングされた場合であっても、各接点と導電体層との間に、電源側から強制的に電圧または電流が加えられてめっき処理が行われ、この結果、接触不良（導通不良）を起こしていた接点と導電体層との間に過渡的に大電流が流れて、半導体ウェーハや接点の損傷を招くことがあるという問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板の導電体層に陰極電位を与える接点に接触不良が生じているか否かを、基板をセッティングした状態で検査し、接点に接触不良が生じていた場合は、基板を再度セッティングし直すことで、歩留りを向上させることができるようにしためっき装置及び接点の接触状態検査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、基板の表面に形成した導電体層に接触して陰極電位を与える接点を有する複数の接点部材を備え、電圧を印加してカソードとした導電体層とアノードとの間にめっき液を満たしてめっきを行うめっき装置において、前記接点部材の少なくとも２つ以上を、前記導電体層を介して直列に接続して検査用回路を形成する検査回路部と、前記検査用回路に所定電圧または電流を与える検査用電源と、前記検査用回路の電気特性値を測定する測定器を有することを特徴とするめっき装置である。

これにより、例えば、少なくとも２つ以上の接点部材を、導電体層を介して直列に接続して検査用回路を形成し、この検査用回路に電圧を印加して該検査用回路を流れる電流を測定して、接点部材に備えられている接点と導電体層との間の接触抵抗を測定し、この特性値が、ある電圧条件の下で、基準となる接触抵抗以下にならなけければ、接点部材の少なくとも１つの接点と導電体層との間に接触不良（導通異常）があると判断することができる。

この原理を図１及び図２を参照して説明する。図１は、基板Ｗの表面全域に形成したシード層等の導電体層２００に接触して電位陰極を与える４個の接点（接点部材）２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄの内の２つの接点２０２ａ，２０２ｂを、導電体層２００を介して直列に接続して第１の検査用回路２０４ａを形成し、他の２つの接点２０２ｃ，２０２ｄを、導電体層２００を介して直列に接続して第２の検査用回路２０４ｂを形成した状態を示している。この各検査用回路２０４ａ，２０４ｂには、検査用回路２０４ａ，２０４ｂにパルス電圧を印加する検査用電源（パルスジェネレータ）２０６と、検査用回路２０４ａ，２０４ｂを流れる電流を測定して間接的に抵抗値（接触抵抗）を測定する抵抗測定器としての電流計２０８がそれぞれ介装されている。

この状態で、検査用回路２０４ａ，２０４ｂに電圧を印加しながら、電圧を徐々に上げてゆくと、図２に示すように、ある電圧を境に、抵抗値が急激に減少する挙動が見られることがある。これは、接点２０２ａ〜２０２ｄと導電体層２００との間に存在した自然酸化膜などの抵抗体が絶縁破壊し、これにより導電性を増したためであると考えられる。つまり、接点２０２ａ〜２０２ｄと導電体層２００との間の接触が良好であれば、例え導電体層２００の表面に自然酸化膜等が生成されていたとしても、ある電圧条件の下では、抵抗値が急激に低下する。

これに対して、例えば、接点２０２ａと導電体層２００との間に接触不良が生じていると、検査用回路２０４ａに電圧を印加しながら、電圧を徐々に上げていっても、導電体層２００の表面に自然酸化膜が生成されている場合は勿論、自然酸化膜が生成されていない場合にあっても、高い抵抗値を維持したままとなる。
これによって、ある電圧条件の下で、基準となる抵抗値以下にならなけければ、接点と導電体層との間に接触不良（導通異常）があると判断することができる。

請求項２に記載の発明は、前記検査用回路を、前記導電体層と前記アノードのとの間にめっき液を満たす前に形成することを特徴とする請求項１記載のめっき装置である。
これにより、めっき処理を行う前に検査用回路を形成し、接点に接触不良が生じているか否かを判断して、接点に接触不良が生じていると判断した場合に、基板をセッティング（クランピング）し直すことで、接点に接触不良が生じたまま、めっき処理が行われてしまうことを防止することができる。

請求項３に記載の発明は、前記電気特性値は、前記検査用回路を構成する前記接点と前記導電体層との間の接触抵抗であることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。この接触抵抗は、検査用回路に所定の電圧を印加した場合にあっては、この回路を流れる電流を測定することで間接的に測定することができる。なお、この電圧、電流及び抵抗の組合せは、プロセス上測定し易いものを任意に選択して用いればよい。

請求項４に記載の発明は、前記検査用回路に与える所定電圧または電流は、パルス電圧またはパルス電流であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置である。

請求項５に記載の発明は、基板の表面に形成された導電体層に接触して陰極電位を与える接点を有する複数の接点部材を備え、電圧を印加してカソードとした導電体層とアノードとの間にめっき液を満たしてめっきを行うめっき装置における前記接点の接触状態を検査する接点の接触状態検査方法であって、前記接点部材の少なくとも２つを、前記導電体層を介して直列に接続して検査用回路を形成し、前記検査用回路に所定電圧または電流を与えて該検査用回路の電気特性値を測定することを特徴とする接点の接触状態検査方法である。

請求項６に記載の発明は、前記検査用回路を、前記導電体層と前記アノードとの間にめっき液を満たす前に形成し、前記検査用回路に所定電圧または電流を与えて該検査用回路の電気特性値を測定することを特徴とする請求項５記載の接点の接触状態検査方法である。
請求項７に記載の発明は、前記電気特性値は、前記検査用回路を構成する前記接点と前記導電体層との間の接触抵抗であることを特徴とする請求項５または６記載の接点の接触状態検査方法である。
請求項８に記載の発明は、前記検査用回路に、パルス電圧またはパルス電流を与えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の接点の接触状態検査方法である。

本発明によれば、基板をセッティングした状態で、接点と導電体層との間に接触不良が生じているか否かを、例えばめっき処理を行う前に検出することができ、これによって、接点に接触不良（異常）が生じている場合に、基板を再度セッティングし直すことで、接点と導電体層との間に接触不良を起こしたままの状態でめっき処理を行うことをなくして、接点の損傷を防止するとともに、歩留りを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。この実施の形態は、半導体基板の表面に設けた配線用の微細窪みに銅を埋込んで銅層からなる配線を形成するようにした例を示す。
図３は、本発明の実施の形態に係るめっき装置を備えた基板処理装置の全体配置図を示す。図３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１０と、めっき処理を行う２基のめっき装置１２と、ロード・アンロード部１０とめっき装置１２との間で基板Ｗの受渡しを行う搬送ロボット１４と、めっき液タンク１６を有するめっき液供給設備１８が備えられている。

めっき装置１２には、図４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２０が備えられ、この基板処理部２０に隣接して、めっき液を溜めるめっき液トレー２２が配置されている。また、回転軸２４を中心に揺動する揺動アーム２６の先端に保持されて基板処理部２０とめっき液トレー２２との間を揺動する電極ヘッド２８を有する電極アーム部３０が備えられている。更に、基板処理部２０の側方に位置して、プレコート・回収アーム３２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３４が配置されている。この例にあっては、３個の固定ノズル３４が備えられ、その内の１個を純水の供給用に用いている。

基板処理部２０には、図５に示すように、基板の表面（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３６と、この基板保持部３６の上方に該基板保持部３６の周縁部を囲繞するように配置された電極部３８が備えられている。更に、基板保持部３６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４０が、エアシリンダ（図示せず）を介して上下動自在に配置されている。

ここで、基板保持部３６は、エアシリンダ４４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、図示しない回転モータ及びベルトを介して、任意の加速度及び速度で電極部３８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、めっき装置１２のフレーム側面の搬送ロボット１４側には、基板搬出入口（図示せず）が設けられ、また基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、基板保持部３６で保持された基板Ｗの周縁部に下記の電極部３８のシール材９０と接点部材８８が当接するようになっている。一方、カップ４０は、その上端が基板搬出入口下方に位置し、図５に仮想線で示すように、上昇した時に基板搬出入口を塞いで電極部３８の上方に達するようになっている。

めっき液トレー２２は、めっき処理を実施していない時に、電極アーム部３０の下記の高抵抗構造体１１０及びアノード９８をめっき液で湿潤させるためのもので、この高抵抗構造体１１０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２２に取付けられており、めっき液トレー２２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。

電極アーム部３０は、下記のように、サーボモータからなる上下動モータ１３２とボールねじ１３４を介して上下動し、旋回モータを介して、めっき液トレー２２と基板処理部２０との間を旋回（揺動）するようになっているが、空気圧アクチュエータを使用しても良い。

また、プレコート・回収アーム３２は、図６に示すように、上下方向に延びる支持軸５８の上端に連結されて、ロータリアクチュエータ６０を介して旋回（揺動）し、エアシリンダ（図示せず）を介して上下動するよう構成されている。このプレコート・回収アーム３２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６４が、基端側にめっき液回収用のめっき液回収ノズル６６がそれぞれ保持されている。そして、プレコートノズル６４は、例えばエアシリンダによって駆動するシリンジに接続されて、プレコート液がプレコートノズル６４から間欠的に吐出され、また、めっき液回収ノズル６６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６６から吸引されるようになっている。

基板保持部３６は、図７乃至図９示すように、円板状の基板ステージ６８を備え、この基板ステージ６８の周縁部の円周方向に沿った６カ所に、上面に基板Ｗを水平に載置して保持する支持腕７０が立設されている。この支持腕７０の１つの上端には、基板Ｗの端面に当接して位置決めする位置決め板７２が固着され、この位置決め板７２を固着した支持腕７０に対向する支持腕７０の上端には、基板Ｗの端面に当接し回動して基板Ｗを位置決め板７２側に押付ける押付け片７４が回動自在に支承されている。また、他の４個の支持腕７０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７６が回動自在に支承されている。

ここで、押付け片７４及びチャック爪７６の下端は、コイルばね７８を介して下方に付勢した押圧棒８０の上端に連結されて、この押圧棒８０の下動に伴って押付け片７４及びチャック爪７６が内方に回動して閉じるようになっており、ステージ６８の下方には、押圧棒８０に下面に当接してこれを上方に押上げる支持板８２が配置されている。

これにより、基板保持部３６が図５に示す基板受渡し位置Ａに位置する時、押圧棒８０は支持板８２に当接し上方に押上げられて、押付け片７４及びチャック爪７６が外方に回動して開き、基板ステージ６８を上昇させると、押圧棒８０がコイルばね７８の弾性力で下降して、押付け片７４及びチャック爪７６が内方に回転して閉じるようになっている。

前記電極部３８は、図１０及び図１１に示すように、支持板８２（図９等参照）の周縁部に立設した支柱８４の上端に固着した環状の枠体８６と、この例では、円周方向に沿って６分割して枠体８６の下面に配置した接点部材８８と、この接点部材８８の上方を覆うように枠体８６の上面に取付けた環状のシール材９０とを有している。シール材９０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。

各接点部材８８は、電源１１４（図１３参照）から個別に電圧が印加されるよう構成されているとともに、各接点部材８８には、所定のピッチで内方に板ばね状に突出して突出端が下方に垂下する複数の接点３００が、この例では、接触部材８８毎に各７個が設けられている。なお、この接点部材８８の数（分割数）や、各接点部材８８に設けられる接点３００の数は、任意に設定され、設定部材毎に１個の接点を有するようにしてもよい。

これにより、図５に示すように、基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、この基板保持部３６で保持した基板Ｗの周縁部に接点部材８８の各接点３００が押付けられて通電し、同時にシール材９０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、めっき液が接点部材８８を汚染することを防止するようになっている。

また、このように、基板Ｗの外周縁に沿った位置に、等ピッチで配置された多数の接点３００を有し、円周方向に複数に分割された接点部材８８を配置し、この多数の接点３００を基板Ｗの表面に形成したシード層７（図１４参照）等の導電体層に同時に接触させた状態で、各接点部材８８に独立に電圧を印加して導電体層（シード層７）に陰極電位を与えることで、めっきを行う時に、基板Ｗの表面（導電体層）とアノード９８との間に、基板Ｗの全面に亘って、より均等に電界を分布させることができる。

そして、この例では、接点３００のシード層７（図１４参照）等の導電体層との接触状態を検出するために、以下のような構成が備えられている。すなわち、スイッチ３０２を入れることで、２つの接触部材８８，８８を導電体層を介して直列に接続して検査用回路３０４を形成する検査回路部３０６が備えられている。そして、この検査回路部３０６には、前述のようにして形成した検査用回路３０４に、例えばパルス電圧を印加する検査用電源（パルスジェネレータ）３１０と、検査用電源３１０からパルス電圧を印加したときに検査用回路３０４を流れる電流を測定して、間接的に抵抗値（接触抵抗）を測定する抵抗測定器としての電流計３１２がそれぞれ介装されている。

これによって、前述のようにして、全ての接点３００を基板Ｗに形成した導電体層としてのシード層７（図１４参照）に接触させた状態で、スイッチ３０２を入れることで、該シード層７を介して直列に接続させた検査用回路３０４を形成する。そして、この検査用回路３０４に、検査用電源３１０からパルス電圧を印加して、この検査用回路３０４を流れる電流を電流計３１２で測定することで、接点部材８８に備えられている接点３００と導電体層（シード層７）との間の接触抵抗を間接的に測定し、ある電圧条件の下で、この測定値が基準となる接触抵抗以下にならなけければ、接点部材８８の少なくとも１つの接点３００と導電体層（シード層７）との間に接触不良（導通異常）があると判断するようになっている。これにより、基板Ｗをセッティングした状態で、接点３００と導電体層（シード層７）との間に接触不良が生じているか否かを、例えばめっき処理を行う前に検出することができる。

この例において、電極部３８は、上下動不能で基板保持部３６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９０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。

前記電極アーム部３０の電極ヘッド２８は、図１２及び図１３に示すように、揺動アーム２６の自由端にボールベアリング９２を介して連結したハウジング９４と、このハウジング９４の下端開口部を塞ぐように配置された高抵抗構造体１１０とを有している。すなわち、このハウジング９４の下部には、内方に突出した内方突出部９４ａが、高抵抗構造体１１０の上部にはフランジ部１１０ａがそれぞれ設けられ、このフランジ部１１０ａを内方突出部９４ａに引っ掛け、更にスペーサ９６を介装することで、ハウジング９４に高抵抗構造体１１０が保持されている。これによって、ハウジング９４の内部に中空のめっき液室１００が区画形成されている。

この高抵抗構造体１１０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１１０をめっき液室１００内に配置し、この高抵抗構造体１１０によって大きな抵抗を発生させることで、シード層７（図１４参照）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。

前記めっき液室１００内には、アノード９８が、この上方に配置しためっき液導入管１０４の下面に取付けられて配置されている。そして、このめっき液導入管１０４には、めっき液導入口１０４ａが設けられ、このめっき液導入口１０４ａにめっき液供給設備１８（図３参照）から延びるめっき液供給管１０２が接続され、更に、ハウジング９４の上面に設けられためっき液排出口９４ｂにめっき液室１００に連通するめっき液排出管１０６が接続されている。

めっき液導入管１０４は、被めっき面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１１２を連結している。そして、アノード９８及び高抵抗構造体１１０のこの細管１１２に対応する位置には細孔が設けられ、細管１１２は、これらの細孔内を下方に延びて、高抵抗構造体１１０の下面乃至該下面付近に達するように構成されている。

これにより、めっき液供給管１０２からめっき液導入管１０４に導入されためっき液は、細管１１２を通過して高抵抗構造体１１０の下方に達し、この高抵抗構造体１１０の内部を通過してめっき液室１００内を満たしてアノード９８をめっき液中に浸漬させ、めっき液排出管１０６を吸引することで、めっき液排出管１０６から排出されるようになっている。

ここで、アノード９８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。
また、各接点部材８８は、めっき電源１１４の陽極に、アノード９８はめっき電源１１４の陰極にそれぞれ電気的に接続される。

更に、ボールベアリング９２は、保持部１２４を介して揺動アーム２６に吊下げ保持されている。また、揺動アーム２６は、サーボモータからなる上下動モータ１３２とボールねじ１３４を介して上下動するように構成されている。この上下機構は空気圧アクチュエータであってもよい。

そして、電解めっきを行うときには、基板保持部３６がめっき位置Ｂ（図５参照）にある時に、基板保持部３６で保持した基板Ｗと高抵抗構造体１１０との隙間が、例えば０．１〜３ｍｍ程度となるまで電極ヘッド２８を下降させ、この状態で、めっき液供給管１０２からめっき液（めっき液）を供給して、高抵抗構造体１１０にめっき液を含ませながら、基板Ｗの上面（被めっき面）からめっき液室１００の内部をめっき液で満たす。これによって、基板Ｗの被めっき面にめっきを施す。

次に、前記のめっき装置を備えた基板処理装置の操作について説明する。
先ず、ロード・アンロード部１０からめっき処理前の基板Ｗを搬送ロボット１４で取出し、表面（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から一方のめっき装置１２の内部に搬送する。この時、基板保持部３６は、下方の基板受渡し位置Ａにあり、搬送ロボット１４は、そのハンドがステージ６８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７０上に載置する。そして、搬送ロボット１４のハンドを、前記基板搬出入口を通って退去させる。

搬送ロボット１４のハンドの退去が完了した後、カップ４０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３６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７０上に載置された基板は、位置決め板７２と押付け片７４で位置決めされ、チャック爪７６で確実に把持される。

一方、電極アーム部３０の電極ヘッド２８は、この時点ではめっき液トレー２２上の通常位置にあって、高抵抗構造体１１０あるいはアノード９８がめっき液トレー２２内に位置しており、この状態でカップ４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２及び電極ヘッド２８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１０６を通じた吸引を行って、高抵抗構造体１１０に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行う。なお、カップ４０の上昇が完了すると、フレーム側面の基板搬出入口はカップ４０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。

カップ４０が上昇するとプレコート処理に移る。即ち、基板Ｗを受取った基板保持部３６を回転させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム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３６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３２の先端に設けられたプレコートノズル６４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間欠的に吐出する。この時、基板保持部３６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３２を待避位置へ戻し、基板保持部３６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。

プレコート完了後にめっき処理に移るのであるが、このめっき処理に先立って、各接点部材８８の各接点３００の接触状態を検査する。つまり、基板保持部３６を、この回転を停止させた状態で、めっきを施すめっき位置Ｂまで上昇させ、これによって、基板Ｗの周縁部を接点部材８８の接点３００に接触させて通電可能な状態となし、同時に基板Ｗの周縁部上面にシール材９０を圧接させて、基板Ｗの周縁部を水密的にシールする。この状態で、前述のように、スイッチ３０２を入れて、基板Ｗの表面に形成したシード層７（図１４参照）を介して直列に接続させた検査用回路３０４を形成する。そして、この検査用回路３０４に、検査用電源３１０からパルス電圧を印加して、接点部材８８に備えられている接点３００と導電体層（シード層７）との間の接触抵抗を、電流計３１２を介して間接的に測定する。そして、この接触抵抗が、ある電圧条件の下で、基準となる接触抵抗以下にならなけければ、接点部材８８の少なくとも１つの接点３００とシード層７との間に接触不良（導通異常）があると判断する。

このように、接点部材８８の少なくとも１つの接点３００とシード層７との間に接触不良（導通異常）があると判断した場合には、基板保持部３６を基板受渡し位置Ａまで一旦下降させ、しかる後、再度めっき位置Ｂまで上昇させることで、基板Ｗのセッティングをやり直す。このように、接点３００に接触不良（異常）が生じている場合に、基板Ｗを再度セッティングし直すことで、接点３００と導電体層（シード層７）との間に接触不良を起こしたままの状態でめっき処理を行うことをなくして、接点３００の損傷を防止するとともに、歩留りを向上させることができる。

そして、接点３００に接触異常がないと判断した時に、電極アーム部３０をめっき液トレー２２上方からめっき処理を施す位置の上方に電極ヘッド２８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、電極ヘッド２８を電極部３８に向かって下降させる。この時、高抵抗構造体１１０を基板Ｗの被めっき面に接触することなく、０.１ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置とし、電極ヘッド２８の下降が完了した時点で、めっき処理を開始する。

つまり、めっき電源１１４の陰極を接点部材８８に、陽極をアノード９８にそれぞれ接続し、接点部材８８とアノード９８との間に、例えば一定の電圧を印加する定電圧制御を行いながら、めっき液供給管１０２からめっき液を電極ヘッド２８の内部に供給して、高抵抗構造体１１０にめっき液を含ませながら、基板Ｗの上面（被めっき面）からめっき液室１００の内部をめっき液で満たす。
そして、液張りの終了後に、接点部材８８とアノード９８との間に、例えば一定の電流を流す定電流制御を行いながら、基板の表面（シード層７）にめっき膜を成長させる。この時、必要に応じて、基板保持部３６を低速で回転させる。

めっき処理が完了すると、電極アーム部３０を上昇させ旋回させてめっき液トレー２２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３２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６６から基板Ｗ上のめっき液の残液を回収する。この残液の回収が終了した後、プレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板のめっき面のリンスのために、純水用の固定ノズル３４から基板Ｗの中央部に純水を吐出し、同時に基板保持部３６をスピードを増して回転させて基板Ｗの表面の被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３６をめっき位置Ｂから下降させる際に、めっき液が跳ねて、電極部３８の接点部材８８が汚染されることが防止される。

リンス終了後に水洗工程に入る。即ち、基板保持部３６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３４から純水を供給しつつ基板保持部３６及び電極部３８を回転させて水洗を実施する。この時、電極部３８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９０及び接点部材８８も基板と同時に洗浄することができる。

水洗完了後にドライ工程に入る。即ち、固定ノズル３４からの純水の供給を停止し、更に基板保持部３６及び電極部３８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９０及び接点部材８８も乾燥される。ドライ工程が完了すると基板保持部３６及び電極部３８の回転を停止させ、基板保持部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７６による基板Ｗの把持が解かれ、基板Ｗは、支持腕７０の上面に載置された状態となる。これと同時に、カップ４０も下降させる。

以上でめっき処理及びそれに付帯する前処理や洗浄・乾燥工程の全て工程を終了し、搬送ロボット１４は、そのハンドを基板搬出入口から基板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３６から処理後の基板Ｗを受取る。そして、搬送ロボット１４は、この基板保持部３６から受取った処理後の基板Ｗをロード・アンロード部１０に戻す。

なお、上記の例では、検査用回路にパルス電圧を印加するようにした例を示しているが、このパルス電圧の代わりにパルス電流を印加したり、一定電流または電圧を印加したりするようにしてもよい。また、検査用回路を流れる電流を測定して、接触抵抗を間接的に測定するようにした例を示しているが、この電圧、電流及び抵抗の組合せは、プロセス上測定し易いものを任意に選択して用いればよい。

本発明の原理の説明に付する検査用回路を構成した状態を示す図である。 図１に示す検査用回路にパルス電圧を印加しながら、電圧を変えた時の電圧と接触抵抗との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態のめっき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３に示すめっき装置を示す平面図である。 図４に示すめっき装置の基板保持部及び電極部の拡大断面図である。 図４に示すめっき装置のプレコート・回収アームを示す正面図である。 図４に示すめっき装置の基板保持部の平面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 図７のＣ−Ｃ線断面図である。 図４に示すめっき装置の電極部の平面図である。 図１０のＤ−Ｄ線断面図である。 図４に示すめっき装置の電極アーム部の平面図である。 図４に示すめっき装置の電極ヘッド及び基板保持部を概略的に示す電解めっき時における断面図である。 めっき処理によって銅配線を形成する例を工程順に示す図である。

符号の説明

６ 銅膜
７ シード層（導電体層）
１２ めっき装置
２０ 基板処理部
２６ 揺動アーム
２８ 電極ヘッド
３０ 電極アーム部
３６ 基板保持部
３８ 電極部
６８ 基板ステージ
７０ 支持腕
８８ 接点部材
９４ ハウジング
９８ アノード
１１０ 高抵抗構造体
１１４ 電源
２００ 導電体層
２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，３００ 接点
２０４ａ，２０４ｂ，３０４ 検査用回路
２０６，３１０ 検査用電源
２０８，３１２ 電流計（測定器）
３０２ スイッチ
３０６ 検査回路部

Claims (8)

1. 基板の表面に形成した導電体層に接触して陰極電位を与える接点を有する複数の接点部材を備え、電圧を印加してカソードとした導電体層とアノードとの間にめっき液を満たしてめっきを行うめっき装置において、
   前記接点部材の少なくとも２つ以上を、前記導電体層を介して直列に接続して検査用回路を形成する検査回路部と、
   前記検査用回路に所定電圧または電流を与える検査用電源と、
   前記検査用回路の電気特性値を測定する測定器を有することを特徴とするめっき装置。
2. 前記検査用回路を、前記導電体層と前記アノードのとの間にめっき液を満たす前に形成することを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
3. 前記電気特性値は、前記検査用回路を構成する前記接点と前記導電体層との間の接触抵抗であることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
4. 前記検査用回路に与える所定電圧または電流は、パルス電圧またはパルス電流であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置。
5. 基板の表面に形成した導電体層に接触して陰極電位を与える接点を有する複数の接点部材を備え、電圧を印加してカソードとした導電体層とアノードとの間にめっき液を満たしてめっきを行うめっき装置における前記接点の接触状態を検査する接点の接触状態検査方法であって、
   前記接点部材の少なくとも２つ以上を、前記導電体層を介して直列に接続して検査用回路を形成し、
   前記検査用回路に所定電圧または電流を与えて該検査用回路の電気特性値を測定することを特徴とする接点の接触状態検査方法。
6. 前記検査用回路を、前記導電体層と前記アノードとの間にめっき液を満たす前に形成し、前記検査用回路に所定電圧または電流を与えて該検査用回路の電気特性値を測定することを特徴とする請求項５記載の接点の接触状態検査方法。
7. 前記電気特性値は、前記検査用回路を構成する前記接点と前記導電体層との間の接触抵抗であることを特徴とする請求項５または６記載の接点の接触状態検査方法。
8. 前記検査用回路に、パルス電圧またはパルス電流を与えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の接点の接触状態検査方法。

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