JP2006117966A

JP2006117966A - めっき装置及びめっき方法

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Publication number: JP2006117966A
Application number: JP2004304852A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sahoda; 毅佐保田; Tsutomu Nakada; 勉中田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】気泡の抜けが良いディップ方式を採用し、しかもめっき液槽内のめっき液の流れを調節して、めっき膜の膜厚の面内均一性をより高めることができるめっき装置及びめっき方法を提供すること。
【解決手段】めっき液Ｑを保持するめっき液槽１１の内部に基板ホルダ１４に保持され配置された基板Ｗとアノード電極１５を配置し、基板Ｗの被めっき面にめっき液を噴射する単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズル１６を設置し、該めっき液噴射ノズル１６を基板Ｗに対して平行に往復動させるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板の被めっき面にめっきを施すめっき装置及びめっき方法に関し、特に半導体ウエハの表面に設けられた微細な配線溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウエハの表面にパッケージの電極等の電気的レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウエハの表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ（突起状電極）を形成したりするのに好適なめっき装置及びめっき方法に関するものである。

例えば、ＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）やフリップチップにおいては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金属、銅、はんだ、或いはニッケル、更にはこれら多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成し、
このバンプを介してパッケージの電極やＴＡＢ電極と電気的に接続することが広く行われている。このバンプの形成方法としては、電解めっき法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。

この電解めっき法には、半導体ウエハ等の基板の被めっき面を下向き（フェースダウン）にして水平に置き、めっき液を下から噴き上げてめっきを施す噴流式又はカップ式と、めっき槽の中に基板を垂直に立て、めっき液をめっき槽の下から注入しオーバフローさせつつめっきを施すディップ式に大別される。ディップ方式を採用した電解めっき法は、めっきの品質に悪影響を与える泡の抜けが良く、フットプリントが小さいという利点を有しており、このため、めっき穴の寸法が比較的大きく、めっきにかなりの時間を要するバンプめっきに適していると考えられる。

図１は、上記ディップ方式を採用した従来の電解めっき装置の一例を示す。この電解めっき装置２００は、内部にめっき液２０１を収容するめっき液槽２０２と、該めっき液槽２０２の溢流堰２０３の上端をオーバフローしためっき液を収容するオーバフロー槽２０４を備えている。めっき液槽２０２のめっき液２０１中に基板ホルダ２０５に保持された基板Ｗとアノード電極（陽極電極）２０６とを垂直に浸漬させて所定の間隔をおいて互い対向させて配置し、該基板Ｗとアノード電極２０６の間にパドル（掻き混ぜ棒）２０７を垂直に配置している。該パドル２０７はパドルシャフト２０８に複数取りつけられ、該パドルシャフト２０８を介して基板Ｗと平行に往復動させてめっき槽２０２内のめっき液を攪拌できるようになっている。

めっき液２０１は、めっき液槽２０２を満たした後、溢流堰２０３をオーバフローしてオーバフロー槽２０４に流れ込み、該オーバフロー槽２０４から吐出され、循環ライン２１２に設けられた循環ポンプ２０９、恒温ユニット２１０、フィルタ２１１を通って再びめっき液槽２０２内にその底部から流入し、循環するようになっている。基板Ｗとアノード２０６の間にはめっき電源２１３が接続され直流電圧を印加し、アノード電極２０６から基板Ｗにめっき電流が流れることにより、基板Ｗの表面にめっき膜が形成される。また、均一なめっき膜を形成するため、パドル２０７で基板Ｗとアノード電極２０６間のめっき液を攪拌している。
特開２００４−１６２１２９号公報

上記のように、従来のディップ方式のめっき装置では、めっき処理中、パドル２０７を基板Ｗに対して平行に往復動させて基板Ｗとアノード電極２０６間のめっき液を攪拌し、均一なめっき膜が形成されるようにしているが、上述のようにめっき液２０１をめっき液槽２０２の底部から供給して、溢流堰２０３の上端からオーバフローさせるようにしているため、このめっき液２０１の流れに強い影響を受けためっき膜が形成され、基板Ｗの表面に形成されるめっき膜の内面均一性にも一定の限界があるのが現状である。このように、めっき液の流れに強い影響を受けためっき膜が形成され、めっき膜の面内均一性にも一定の限界があるのは、無電解めっき装置においても同様である。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、気泡の抜けが良いディップ方式を採用し、しかもめっき槽内のめっき液の流れを調節して、めっき膜の膜厚の面内均一性をより高めることができるめっき装置及びめっき方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面にめっき液を噴射する単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを設置したことを特徴とするめっき装置にある。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルは複数個であり、該複数個のめっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対向して並べて配置したことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に平行に移動させるめっき液噴射ノズル移動手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口のスリット幅は０．０５〜１．０ｍｍとし、一つのスリット状噴射口から噴射されるめっき液流量を制御できる流量制御手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルのめっき液噴出口先端のめっき液噴射流速が５乃至２０ｍ／ｓであることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量及び／又はノズル内圧力をモニターするモニター手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量を検出する流量センサ及び／又はノズル内圧力を検出するセンサを設け、該センサの検出信号を前記めっき液噴射ノズルにめっき液を供給するめっき液供給手段にフィードバックしてめっき液の流量を調節するめっき液流量調節手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記スリット状のめっき液噴出口先端と被めっき材との距離は、１〜３０ｍｍであることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記噴射ノズルは被めっき材とアノード電極の間に存在することを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズル内にアノード電極を配置したことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき液噴射ノズルを２つ以上備え、めっき液の流れコンダクタンスを考慮した流量を振分ける流量振分手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のめっき装置において、前記めっき槽から吐出されためっき液はポンプにより、管を介して前記めっき液噴射ノズルに送られ循環するようになっており、前記管は可撓性材からなり前記めっき液噴射ノズルの移動に追従可能に構成されていることを特徴とする。

また、請求項１３に記載の発明は、めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面に対向して単一のスリット状のめっき噴射出口又は複数の直列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを配置し、該めっき液噴射ノズルの噴射口からめっき液を噴射すると共に、該めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に対して平行に移動させながら前記被めっき材の被めっき面にめっきを行うことを特徴とするめっき方法にある。

請求項１に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルの単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口から高流速のめっき液を被めっき材の被めっき面に向かって噴射しながらめっきできるので、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できるめっき装置を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、複数個のめっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対向して並べて配置したので、被めっき面に更に均一な膜厚のめっき膜を形成できるめっき装置を提供できる。

請求項３に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に平行に移動させながらめっきできるので、被めっき面に更に均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、めっき液噴出口のスリット幅は０．０５〜１．０ｍｍとすることにより、めっき液噴出口から厚さ０．０５〜１．０ｍｍの薄い帯状の高流速のめっき液を、被めっき材の被めっき面に向かって噴射でき、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できる。

請求項５に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルのめっき液噴出口先端のめっき液噴射流速が５乃至２０ｍ／ｓとすることにより、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できる。

請求項６に記載の発明によれば、モニター手段でめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量及び／又はノズル内圧力をモニターしながらめっき処理を行うことができ、状況に応じてめっき液の流量やノズル内圧力を調節して、めっきを行うことができる。

請求項７に記載の発明によれば、スリット状の噴射口から噴射されるめっき液の流量を検出する流量センサ及び／又はノズル内圧力を検出するセンサを設け、センサの検出信号をめっき液供給手段にフィードバックしてめっき液の流量を調節するめっき液流量調節手段を備えたので、めっき処理状況に応じてめっき液の流量を調節して最適なめっきを行うことができる。

請求項８に記載の発明によれば、めっき液噴出口先端と被めっき材との距離を１〜３０ｍｍとすることにより、めっき液噴出口から噴射されめっき液が乱れることなく容易に被めっき材の被めっき面に到達でき、均一な膜厚のめっき膜を形成できる。

請求項９に記載の発明によれば、噴射ノズルは被めっき材とアノード電極の間に存在するので、被めっき材の被めっき面に均一な膜厚の電解めっき膜を形成できる。

請求項１０に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズル内にアノード電極を配置したので、めっき槽内に被めっき材に対向して別途アノード電極を設けることなく、装置構成が簡単で且つ小型化ができる。

請求項１１に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルを２つ以上備え、めっき液の流れコンダクタンスを考慮した流量を振分ける流量振分手段を備えたので、各めっき液噴射ノズルのめっき噴射出口から噴出するめっき液流量をめっき処理状況に応じて調節して最適なめっきを行うことができる。

また、請求項１２に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルにめっき液を供給する管を可撓性材からなる管とするので簡単な構成でめっき液噴射ノズルの移動に追従しながらめっき液を供給できる。

請求項１３に記載の発明によれば、めっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対して平行に移動させながら該めっき液噴射ノズルの単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口から高流速のめっき液を被めっき材の被めっき面に向かって噴射しながらめっきできるので、被めっき面に均一な膜厚のめっき膜を形成できるめっき方法を提供できる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図２及び図３は本発明に係るめっき装置の構成例を示す図で、図２は縦断面図、図３はめっき槽の基板ホルダとアノード電極の配置状態を示す平面図である。本めっき装置１０は、電解めっき装置で内部にめっき液Ｑを収容するめっき液槽１１と、該めっき液槽１１の溢流堰１２の上端をオーバフローしためっき液Ｑを収容するオーバフロー槽１３を備えている。めっき液槽１１のめっき液Ｑに基板ホルダ１４に保持された基板Ｗとアノード電極（陽極電極）１５とを垂直に浸漬させて所定の間隔をおいて互い対向させて配置し、該基板Ｗとアノード電極１５の間に後詳述する構造のめっき液Ｑを噴射するめっき液噴射ノズル１６を垂直に配置している。めっき液噴射ノズル１６の先端と基板Ｗの表面との距離は１〜３０ｍｍとする。

めっき液噴射ノズル１６は複数個（ここでは２個）であり、その上端部がシャフト１７に所定の間隔で固定されている。シャフト１７の下面には、ラック１８が設けられ、該ラック１８に歯合するピニオン１９をモータ２０で正逆転することにより、シャフト１７は矢印Ａ方向に往復動し、めっき液噴射ノズル１６も同じ方向に往復動する。めっき液噴射ノズル１６は図４に示すように長尺でその断面が１辺に凸状部１６ｂが形成された略矩形状で、その中央部に長さ方向に沿ってめっき液供給穴１６ａが形成されている。また、凸状部１６ｂの頂部にめっき液供給穴１６ａに連通するスリット状のめっき液噴出口１６ｃが複数個直列に配列されて形成されている。めっき液供給穴１６ａにめっき液を所定の圧力で供給することにより、めっき液噴出口１６ｃからその形状に相当する帯状（平板状）のめっき液が噴出される。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。

各めっき液噴射ノズル１６にはマニホールド２１から分岐する管２２が接続され、該マニホールド２１にはフレキシブル管２３を介して流量・圧力計２４が接続され、該流量・圧力計２４にはポンプ２５の吐出し口が配管２６を介して接続され、該ポンプ２５の吸込み口は配管２６を介してオーバフロー槽１３のめっき液排出口に接続されている。ポンプ２５によりオーバフロー槽１３に排出されためっき液Ｑを配管２６、流量・圧力計２４、フレキシブル管２３、マニホールド２１及び管２２を通して各めっき液噴射ノズル１６に供給することにより、めっき液噴射ノズル１６のスリット状のめっき液噴出口１６ｃからめっきｑ１、ｑ２、ｑ３・・が基板Ｗに向かって噴射される。めっき液Ｑはめっき液槽１１内を満たした後、溢流堰１２の上端をオーバフローしてオーバフロー槽１３に流れ込む。

基板ホルダ１４に保持された基板Ｗとアノード電極１５の間には直流のめっき電源２７が接続され、該めっき電源２７から基板Ｗとアノード電極１５間に所定の直流電圧を印加することにより、アノード電極１５から基板Ｗにめっき電流が流れ、基板Ｗの表面にめっき膜が形成される。この基板Ｗのめっき処理に際し、各めっき液噴射ノズル１６がとり付けられたシャフト１７は、ラック１８、ピニオン１９及びモータ２０で構成されるノズル移動機構により、基板Ｗに対して平行に所定のストロークで往復動させてめっき液を基板Ｗの表面に向けて噴射する。これにより、各めっき液噴射ノズル１６は基板Ｗの被めっき面にめっき液を均一に供給する機能と、該めっき液槽１１内にめっき液Ｑを供給する機能を奏する。

めっき液噴射ノズル１６のめっき液噴出口１６ｃから噴出するめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３・・の噴出速度は、ポンプ２５からマニホールド２１に供給されるめっき液Ｑの流量と圧力によって決定される。従って、流量・圧力計２４により検出された流量・圧力をポンプ２５にフィードバックすることにより、めっき液噴射ノズル１６のめっき液噴出口１６ｃから噴出されるめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３・・の噴出速度及び流量を制御できる。マニホールド２１はめっき液Ｑの流れコンダクタンスを考慮した各めっき液噴射ノズル１６にめっき液流量を振分ける。

フレキシブル管２３の長さは、シャフト１７、即ちめっき液噴射ノズル１６が所定のストロークで往復動するのに支障がなく、スムーズに追従できる長さとする。なお、上記例ではシャフト１７を往復動させるノズル移動機構としてラック１８とピニオン１９の組合せを用いたが、ノズル移動機構はこれに限定されるものではなく、ラックとウォームとからなるノズル移動機構、リニアスライダからなる駆動機構等、シャフト１７を所定のストロークで往復動できる駆動機構であればよい。

めっき液噴射ノズル１６は図４に示すように、スリット状の複数のめっき液噴出口１６ｃを直列に配置したものに限定されるものではなく、図５に示すように、単一の長いスリット状のめっき液噴出口１６ｄを設けた構成でもよい。なお、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図である。スリット状のめっき液噴出口１６ｃ、１６ｄのスリット幅寸法は０．０５〜１．０ｍｍとする。また、めっき液噴射ノズル１６の断面形状を図４、図５でき略矩形形状としたが、これに限定されるものではなく、直立に配列されたスリット状のめっき液噴出口、又は単一のスリット状のめっき液噴出口を有し、該めっき液噴出口から帯状（平板状）のめっき液を噴射できる構成であれば、断面形状は特に限定されない。

また、流量・圧力計２４により検出されためっき液の流量や圧力からめっき液圧力から各噴射ノズル１６のめっき液噴出口１６ｃ、１６ｄから噴射されるめっき液の流量や各液噴射ノズル１６内の圧力を算出し、噴射されるめっき液の流量とノズル内圧力、又はめっき液流量のみ、又はノズル内圧力のみをモニターするモニタ装置（図示せず）を設けることにより、めっき液の噴射流量やノズル圧力を常時監視し、めっき処理を最適の状態に維持調節することができる。

上記構成のめっき装置において、下記の条件で、開口（ホール）の径１００μｍ−開口の深さ５０〜２００μｍの開口が形成され、全面Ｃｕシード膜（レジストなし）の基板Ｗにめっき処理を行った結果、開口をボイドなく埋め込むことができた。これに対して従来のめっき装置では、全面にＣｕシード膜が形成された基板の該Ｃｕシード膜の上にある開口の径１０μｍ−深さ５０μｍのホールに対して、めっき電源から電流密度のＤＣ５ｍＡ／ｃｍ²の電流を流してめっきを行い開口の埋め込みを行うと、開口底部にボイドが生じていた。

〔ノズル設置条件〕
・めっき液噴射ノズル１６の本数：２本
・めっき液噴射ノズル１６と１６の間隔：１００ｍｍ
・めっき液噴射ノズル１６の往復動回数：３０ｒｐｍ
・めっき液噴射ノズル１６の先端と基板Ｗ間の距離：１０ｍｍ
・スリット状めっき液噴出口先端でのめっき液の流速：１０ｍ／ｓ

〔めっき液組成条件〕
・無機成分：ＣｕＳＯ₄
・５Ｈ₂Ｏ＝１５０−２５０ｇ／Ｌ
・Ｈ₂ＳＯ₄＝５−１００ｇ／Ｌ
・Ｃｌ＝３０−６０ｐｐｍ、
・有機成分：ポリマー：ＰＰＧ５００ｐｐｍ
・キャリアー：ＳＰＳ５ｐｐｍ
・レベラー：ポリエチレンイミン１ｐｐｍ

〔めっき電流密度−めっき時間〕
・めっき電流密度：ＤＣ５ｍＡ／ｃｍ²
・めっき時間：１−１０時間

図６は本発明に係るめっき装置に用いるめっき液噴射ノズルの他の構成例を示す図である。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。図示するように、本めっき液噴射ノズル１６は、めっき液供給穴１６ａに連通する単一のスリット状のめっき液噴出口１６ｄを設けた点は、図５に示すめっき液噴射ノズル１６と同じ構成であるが、ここではめっき液供給穴１６ａの中央部に棒状のアノード電極２８を設けている。これにより、めっき液噴射ノズル１６とアノード電極は一体となり、めっき液槽１１内に図２に示すように基板Ｗに対向してアノード電極１５を配置する必要がなくなる。めっき液噴射ノズル１６を基板Ｗに対して平行に移動させるとアノード電極２８も同時に移動する。なお、図示は省略するが、図４に示すようにスリット状のめっき液噴出口１６ｃを複数設けた構成のめっき液噴射ノズル１６のめっき液供給穴１６ａに棒状のアノード電極２８を設けた構成としてもよい。

図７は図６に示すめっき液噴射ノズル１６を用いるめっき装置のめっき液槽１１内の概略構成、即ち基板Ｗとめっき液噴射ノズル平面配置を示す図である。めっき液槽１１のめっき液Ｑ内に基板ホルダ１４に保持された基板Ｗを互いに所定の間隔を設けて配置する。そして該対向して配置された基板Ｗと基板Ｗの間の領域にスプロケット２９、３０に支持され、基板Ｗと基板Ｗに沿って平行に回転移動するノズル支持帯３１を具備するノズル移動駆動機構を配置している。このノズル移動駆動機構３２のノズル支持帯３１に所定の間隔で図６に示す構成のめっき液噴射ノズル１６をとり付けている。このようにめっき液槽１１（図示を省略）内のめっき液Ｑ中に基板Ｗと基板Ｗを所定の間隔で浸漬配置し、該基板Ｗと基板Ｗに対向して複数のめっき液噴射ノズル１６からめっき液ｑを噴射させながら、ノズル支持帯３１を移動させることにより、基板Ｗと基板Ｗの表面に膜厚の均一なめっき膜を形成できる。

なお、ノズル移動駆動機構のノズル支持帯３１は同一方向に回転させるのではなく、所定の移動距離（ストローク）で往復動するようにスプロケット２９、３０を正転逆転させることにより、各めっき液噴射ノズル１６へめっき液の供給する手段をフレキシブル管のめっき液供給管で対応できることと、更にアノード電極２８へのめっき電源の供給もフレキシブル給電ケーブルで対応できることになり、装置構成が簡単となる。

図８は図２及び図３に示す構成のめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成を示す図である。この基板処理装置は、ロード・アンロード部４０、各一対の洗浄・乾燥処理部４１、第１基板ステージ４２、ベベルエッチ・薬液洗浄部４３及び第２基板ステージ４４、基板Ｗを１８０°反転させる機能を有する水洗部４５及び４基のめっき処理部（めっき装置）４６を有している。更に、ロード・アンロード部４０、洗浄・乾燥処理部４１及び第１基板ステージ４２の間で基板Ｗを受け渡しを行う第１搬送装置４８と、第１基板ステージ４２、ベベルエッチ・薬液洗浄部４３及び第２基板ステージ４４の間で基板Ｗの受渡しを行う第２搬送装置４９、第２基板ステージ４４、水洗部４５及びめっき処理部４６の間で基板Ｗの受渡しを行う第３搬送装置５０が備えられている。

基板処理装置の内部は、仕切り壁５１によってめっき空間５３と清浄空間５２に仕切られ、これらの各めっき空間５３と清浄空間５２はそれぞれ独自に排気できるようになっている。そこで仕切り壁５１には、開閉自在なシャッタ（図示せず）が設けられている。また、清浄空間５２の圧力は、大気圧より低く、かつめっき空間５３の圧力より高くしてあり、これにより、清浄空間５２の空気がめっき装置の外部に流出することなく、且つめっき空間５３内の空気が清浄空間５２内に流入することがないようになっている。

図９は、上記基板処理装置内の気流の流れを示す図である。清浄空間５２においては、配管５４により新鮮な外部空気が取込まれ、この外部空気は、ファンにより高性能フィルタ５５を通して清浄空間５２内に押込まれ、天井５６ａよりダウンフローのクリーンエアとして洗浄・乾燥処理部４１及びベベルエッチ・薬液洗浄部４３の周囲に供給される。供給されるクリーンエアの大部分は、床５６ｂから循環配管５７を通って天井５６ａ側に戻され、再び高性能フィルタ５５を通してファンにより清浄空間５２内に押込まれて清浄空間５２内を循環する。一部の気流は洗浄・乾燥処理部４１及びベベルエッチ・薬液洗浄部４３内から配管５８により外部に排気される。これにより、清浄空間５２内は大気圧より低い圧力に設定される。

水洗部４５及びめっき処理部４６が存在するめっき空間５３は、清浄空間ではない（汚染ゾーン）といいながらも、基板Ｗ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、配管５９から取込まれ高性能フィルタ６０を通して天井６１ａ側からファンによりめっき空間５３内に押込まれたダウンフローのクリーンエアを流すことにより、基板Ｗにパーティクルが付着することを防止している。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、膨大な給排気が必要になる。このため、めっき空間５３内の清浄空間５２より低い圧力に保つ程度にダクト６２より外部排気を行い、ダウンフローの大部分の気流を床６１ｂから延びる循環配管６３を通して循環気流でまかなうようにしている。

これにより、循環配管６３から天井６１ａ側に戻ったエアは、再びファンにより押込まれ高性能フィルタ６０を通ってめっき空間５３内にクリーンなエアとして供給されて循環する。ここで、水洗部４５、めっき処理部４６、第３搬送装置５０及びめっき液調整タンク６４からの薬液ミストや気体を含むエアは、前記ダクト６２を通って外部に排出されて、めっき空間５３内は、清浄空間５２より低い圧力に設定される。従って、シャッタ（図示せず）を開放すると、これらのエリア間の空気の流れは、ロード・アンロード部４０、清浄空間５２及びめっき空間５３の順に流れる。また、排気は、ダクト６２及び５８を通して、外部に排気される。

次に、前述のように構成しためっき装置と電解エッチング装置を備えた配線形成装置の平面配置図を図１０に示す。この配線形成装置は、各一対のロード・アンロード部７０、洗浄・乾燥処理部７１、仮置き部７２、めっき処理部（電解めっき装置）７３、水洗部７４及びエッチング処理部７５を有し、更にロード・アンロード部７０、洗浄・乾燥処理部７１及び仮置き部７２との間で基板Ｗの受渡しを行う第１搬送機構７６と、仮置き部７２、めっき処理部７３、水洗部７４及びエッチング処理部７５との間で基板Ｗの受渡しを行う第２搬送機構７７が備えられている。めっき処理部７３に図２及び図３に示す構成のめっき装置１０を配置する。

この配線形成装置における配線形成処理を、図１０及び図１１を参照して説明する。先ず表面にシード層を形成した基板Ｗをロード・アンロード部７０から第１搬送機構７６で１枚ずつ取出し、仮置き部７２を経由してめっき処理部７３に搬入する（ステップＳＴ１）。

次に、このめっき処理部７３でめっき処理を行って、図１２に示すように、基板Ｗの表面に銅層７を形成する（ステップＳＴ２）。この時、大穴の存在に伴う銅層７の凹み７ａの軽減を第１優先に考え、めっき液として、レベルリング性の優れたもの、例えば硫酸銅の濃度が高く、硫酸の濃度が低いレベルリング性の優れた組成、例えば、硫酸１００〜３００ｇ／Ｌ、硫酸１０〜１００ｇ／Ｌの組成を有し、レベリング性を向上させる添加剤、例えばポリアルキレンイミン、４級アンモニウム塩、カチオン染料などを含有したものを使用する。ここで、レベリング性とは、穴中ボトムアップ成長に優れた性質を意味する。

このように、レベリング性の優れためっき液を使用して基板Ｗの表面にめっきを施すことで、図１２に示すように、大穴内でのボトムアップ成長が促進され、平坦部における銅層７の膜厚ｔ１より、大穴部における銅層７の膜厚ｔ２の方が厚くなる。これによって、薄いめっき膜厚ｔ１で大穴を埋めることが可能になる。そして、必要に応じて、このめっき処理後の基板Ｗを水洗部７４に搬送して水洗し、しかる後、水洗後の基板Ｗをエッチング処理部７５に搬送する（ステップＳＴ３）。

次に、このエッチング処理部７５で基板Ｗの表面（被めっき面）に電解エッチング処理を施して、基板Ｗの表面に形成された銅層７のエッチングを行う（ステップＳＴ４）。この時、エッチング液として、エッチング促進剤として機能する添加剤、例えばピロリン酸、エチレンジアミン、アミノカルボン酸、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、イミノ二酢酸、ＴＥＴＡ、ＮＴＡなどやエッチング抑制剤として機能する添加剤、例えば４級アンモニウム塩、ポリマーなどの銅の錯体化合物、有機錯体又はその誘導体、或いはチオ尿素又はその誘導体などのような銅腐蝕電位を卑にする添加剤を含有したものを使用する。なお、ベース浴としては、硫酸、塩酸、硫酸過水、フッ酸過水などの酸や、アンモニア過水などのアルカリを使用してもよいが、それらに限定されるものではない。

これにより、銅層７の盛り上がり部を選択的にエッチングして、銅層７の平坦性を向上させることができる。これによってもその後のＣＭＰ加工において、ＣＭＰレートを上げることなく、従って、ディッシングの発生を防止しつつ短時間で行うことができる。次に、必要に応じて、このエッチング処理後の基板Ｗを水洗部７４に搬送して水洗し、しかる後、水洗後の基板Ｗを洗浄・乾燥処理部７１に搬送する（ステップＳＴ５）。そして、この洗浄・乾燥処理部７１で基板Ｗの洗浄・乾燥処理を行い（ステップＳＴ６）、しかる後、この基板Ｗを第１搬送機構７６でロード・アンロード部７０のカセットに戻す（ステップＳＴ７）。

なお、めっき処理とエッチング処理を数回繰返して、１回のめっき処理毎に銅膜（銅層７）の盛り上がり部の選択的なエッチングを行うことで、銅膜の平坦度を更に向上させることできる。また、この例では、めっき処理とエッチング処理を１つの配線形成装置内で連続的に行うようにしているが、それぞれ独立した装置で個別に行うようにしてもよい。

また、電解めっき装置及び電解エッチング装置として、同一の構成で、異なる電解液を使用するとともに、基板Ｗと電極（アノード電極又はカソード電極）との間に印加する電圧の極性が異なるようにしたものを使用しているが、例えば電解めっき装置として使用しても基板Ｗとアノード電極１５（図２参照）の間に印加する電圧の極性を変えることで、つまり、基板Ｗがアノード電極となり、アノード電極１５がカソードとなるように制御して、電解めっき装置が電解エッチング装置を兼ねるようにしてもよい。

図１３は上記電解めっき装置を使用した半導体製造装置の全体構成を示す平面図である。本半導体製造装置は、全体が長方形をなす床上のスペースの一端側に第１の研磨ユニット８０ａと第２の研磨ユニット８０ｂが左右に対向して配置され、他端側にそれぞれ半導体ウエハ等の基板Ｗを収納する基板カセット８１ａ、８１ｂを載置するロード・アンロード部８２が配置されている。そして、研磨ユニット８０ａ、８０ｂとロード・アンロード部８２を結ぶ線上に２台の搬送ロボット８３ａ、８３ｂが配置されている。

更に搬送ラインに沿った一方側には、銅埋め込み用の第１のめっきユニット（電解めっき装置）８４、反転機を備えた銅膜厚検査ユニット８５及び反転機を備えた前処理ユニット８６が配置され、他方側には、リンス・乾燥装置８７、保護膜形成用の第２のめっきユニット（無電解めっき装置）８８及びロールスポンジを備えた洗浄ユニット８９が配置されている。研磨ユニット８０ａ、８０ｂの搬送ライン側には、基板Ｗを研磨ユニット８０ａ、８０ｂとの間で授受する上下動自在なプッシャ９０、９０が設けられている。

上記半導体製造による半導体装置の配線形成例を、図１４を参照しながら説明する。図１４（ａ）に示すように、半導体素子を形成する半導体基板１上の導電層１ａの上に、例えばＳｉＯ₂からなる絶縁膜２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線用の溝４を形成し、その上にＴａもしくは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６をスパッタリング等により形成した基板Ｗを用意する。

上記表面にシード層６を形成した基板Ｗを基板カセット８１ａ、８１ｂから搬送ロボット８３ａで１枚ずつ取出し、第１のめっきユニット８４に搬入する。そして、この第１のめっきユニット８４で、図１４（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅層７を堆積させて、溝４に銅の埋め込みを行う。銅層は、まず基板Ｗの表面の親水処理を行い、その後、銅めっきを行って形成する。この時、前述のように、めっきユニット８４を、極性を変えることで電解エッチング装置として使用して、銅層７の表面にエッチングを施すようにしてもよい。銅層７の形成後、同めっきユニット８４でリンス若しくは洗浄を行う。時間に余裕があれば、乾燥してもよい。

そして、この銅を埋め込んだ基板Ｗを銅膜厚検査ユニット８５に搬送し、ここで銅層７の膜厚を測定し、必要に応じて、反転機で基板Ｗを反転させた後、搬送ロボット８３ｂにより研磨ユニット８０ａ又は８０ｂのプッシャ９０上に移送する。

研磨ユニット８０ａ又は８０ｂでは、基板Ｗの研磨面を研磨テーブルに押圧しつつ、砥液を供給して研磨を行う。そして、例えば、基板Ｗの仕上がりを検査するモニタで終点（エンドポイント）を検知した時に、研磨を終了し、この研磨終了した基板Ｗを再度プッシャ９０上に戻し、一旦純水スプレーで洗浄する。次に、搬送ロボット８３ｂにより洗浄ユニット８９に搬送して、例えばロールスポンジで基板Ｗを洗浄する。これにより図１４（ｃ）に示すように、絶縁膜２の内部にシード層６と銅層７からなる配線を形成する。

次に、この基板Ｗを前処理ユニット８６に搬送し、ここで、例えばＰｄ触媒の付与や、露出表面の酸化膜の除去等の前処理を行って、洗浄ユニット８９に搬送し、この洗浄ユニット８９で無電解めっき処理を施す。これによって、図１４（ｃ）に示すように、研磨後の露出した表面に、例えば無電解Ｃｏ−Ｗ−Ｐめっきを施して、配線８の外部に露出表面に、Ｃｏ−Ｗ−Ｐ合金膜からなる保護膜（めっき膜）９を選択的に形成して配線８を保護する。この保護膜９の膜厚は０．５〜５００ｎｍ、好ましくは１〜２００ｎｍ、更に好ましくは１０〜１００ｎｍ程度である。

次に、図１５は図２及び図３に示すめっき液槽１１を使用してバンプを形成するようにした基板処理装置を示す平面図である。本基板処理装置には、半導体ウエハ等の基板Ｗを収納するカセット１００を搭載する２台のカセットテーブル１０１と、基板Ｗのオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ１０２と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンドライヤ１０３の同一円周方向に沿って備えられている。更に、この円周の接線方向に沿った位置には、基板ホルダ１０４を載置して基板Ｗの該基板ホルダ１０４との着脱を行う基板着脱部１０５が設けられ、この中心位置には、これらの間で基板Ｗを搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置１０６が配置されている。

そして、基板着脱部１０５側から順に、基板ホルダ１０４の保管及び一時仮置きを行うストッカ１０７、基板Ｗを純水に浸漬させて濡らすことで表面の親水性を良くするプリウェット槽１０８、基板Ｗの表面に形成したシート層表面の電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの薬液でエッチング除去するプリソーク槽１０９、基板Ｗの表面を純水で洗浄する第１の洗浄槽１１０ａ、洗浄後の基板Ｗの水切りを行うブロー槽１１１、第２の洗浄槽１１０ｂ及びめっきユニット１１２が順に配置されている。このめっきユニット１１２は、オーバーフロー槽１１３の内部に、前述の図２に示すめっき装置１０のめっき液槽１１を具備する複数のめっき装置を収納して構成され、各めっき液槽１１は、内部に基板ホルダに保持された１個の基板Ｗを収納してめっきを施すようになっている。なお、この例では、銅めっきについて説明するがニッケルやはんだ、更には金めっきにおいても同様であることは勿論である。

更に、これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダ１０４を基板とともに搬送する基板ホルダ搬送装置（基板搬送装置）１１４が備えられている。この基板ホルダ搬送装置１１４は、基板着脱部１０５とストッカ１０７との間で基板Ｗを搬送する第１のトランスポータ１１５と、ストッカ１０７と、プリウエット槽１０８、洗浄槽１１０ａ、１１０ｂ、ブロー槽１１１及びめっきユニット１１２との間で基板Ｗを搬送する第２のトランスポータ１１６を有している。この例では、第１のトランスポータ１１５は洗浄槽１１０ａまで移動可能で、第２のトランスポータ１１６との分担（移動）範囲を変えることができるようになっている。なお、第２のトランスポータ１１６を備えることなく、第１のトランスポータ１１５のみを備えるようにしてもよい。

また、この基板ホルダ搬送装置１１４のオーバフロー槽１１３を挟んだ反対側には、各めっき液槽１１の内部に位置してめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３、・・を噴射すると共に基板ホルダ１４に保持された基板Ｗに対して平行に移動するめっき液噴射ノズル１６（図２、図３参照）を駆動するめっき液噴射ノズル駆動装置１１７が配置されている。

前記基板着脱部１０５は、レール１１８に沿って横方向にスライド自在な平板状の載置プレート１１９を備えており、この載置プレート１１９に２個の基板ホルダ１０４を水平状態で並列に載置して、この一方の基板ホルダ１０４と基板搬送装置１０６との間で基板Ｗの受渡しを行った後、載置プレート１１９を横方向に向かってスライドさせて、他方の基板ホルダ１０４と基板搬送装置１０６との間で基板Ｗの受渡しを行うようになっている。

上記のように構成した基板処理装置による一連のバンプめっき処理を説明する。先ず図１６（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層１２０を成膜し、このシード層１２０の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト１２１を全面に塗布した後、このレジスト１２１の所定の位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部１２１ａを設けた基板Ｗをその表面（被めっき処理面）を上にした状態でカセット１００に収容し、このカセット１００をカセットテーブル１０１に搭載する。このカセットテーブル１０１に搭載したカセット１００から、基板搬送装置１０６で基板Ｗを１枚取出し、アライナ１０２に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１０２で方向を合わせた基板Ｗを基板搬送装置１０６で基板着脱部１０５まで搬送する。

基板着脱部１０５においては、ストッカ１０７内に収用されていた基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構（図示せず）で２基同時に把持し上昇させた後、基板着脱部１０５まで搬送し、９０°回転させて基板ホルダ１０４を水平な状態とする。しかる後、２基の基板ホルダ１０４を下降させ、基板着脱部１０５の載置プレート１１９の上に同時に載置する。この時、シリンダ（図示せず）を作動させて基板ホルダ１０４を開いた状態にしておく。この状態で、中央側に位置する基板ホルダ１０４に基板搬送装置１０６で搬送した基板Ｗを挿入し基板ホルダ１０４を閉じて基板Ｗを装着し、次に、載置プレート１１９を横方向にスライドさせ、同様にして、他方の基板ホルダ１０４に基板Ｗを装着し、しかる後に、載置プレート１１９を元に戻す。

次に、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構で２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ１０７まで搬送し、９０°回転させて基板ホルダ１０４を垂直な状態とし、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１０４をストッカ１０７に吊下げ保持（仮置き）する。これらの基板着脱部１０５及び基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５においては、前記作業を順次繰り返して、ストッカ１０７内に収容された基板ホルダ１０４に順次基板Ｗを装着し、ストッカ１０７の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。

一方、基板ホルダ搬送装置１１４の他方のトランスポータ１１６にあっては、基板Ｗを装着したストッカ１０７に仮置きした基板ホルダ１０４をこの把持機構（図示せず）で２基同時に把持し、上昇させた後、プリウェット槽１０８まで搬送し、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１０４をプリウェット槽１０８内に入れた、例えば純水に浸漬させて基板Ｗの表面を濡らして表面の親水性を良くする。なお、基板の表面を濡らして穴の中の空気を水に置換して親水性をよくできるものであれば、純水に限らないことは勿論である。

次に、この基板を装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして、プリソーク槽１０９に搬送し、プリソーク槽１０９に入れた硫酸や塩酸などの薬液に基板Ｗを浸漬させてシード層１２０の表面の電気抵抗の大きい酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。更に、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして洗浄槽１１０ａに搬送し、この洗浄槽１１０ａに収容されている純水で基板Ｗの表面を水洗する。

水洗が終了した基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にしてめっきユニット１１２に搬送し、めっき液槽１１に吊下げ保持する。基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１６は、上記作業を順次繰り返し行って、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を順次めっきユニット１１２のめっき液槽１１に搬送して所定の位置に吊下げ保持する。この時、めっき液槽１１の内部は、めっき液Ｑで満たされているが、基板ホルダ１０４の吊り下げ保持が完了した後にめっき液を満たすようにしてもよい。

全ての基板ホルダ１０４の吊下げ保持が完了した後、アノード電極１５と基板Ｗ（図２及び図３参照）との間にめっき電圧を印加するとともに、めっき液噴射ノズル駆動装置１１７により、めっき液噴射ノズル１６を基板Ｗの表面と平行に往復移動させ、同時にめっき液噴射ノズル１６から基板Ｗに向けてめっき液ｑ１、ｑ２、ｑ３、・・を噴射して（図２参照）、基板Ｗの表面にめっきを施す。この時、基板ホルダ１０４はめっき液槽１１の上部で吊り下げられ固定され、めっき電源２７からシード層１２０（図１６参照）に給電される。

めっきが終了した後、めっき電源の印加、めっき液の供給及びめっき液噴射ノズル１６の往復動を停止し、めっき後の基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４の把持機構で２基同時に把持してめっきユニット１１２のめっき液槽１１から引き上げ停止させる。

そして、前述と同様にして、基板ホルダ１０４を洗浄槽１１０ｂまで搬送し、この洗浄槽１１０ｂに入れて純水に浸漬させて基板Ｗの表面を純水洗浄する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして、ブロー槽１１１に搬入し、ここで、エアーの吹き付けによって基板ホルダ１０４に付着した水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１０４を、前記と同様にして、ストッカ１０７の所定の位置に戻して吊下げ保持する。基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１６は上記作業を順次繰り返し、めっき処理の終了した基板Ｗを装着した基板ホルダ１０４を順次ストッカ１０７の所定の位置に戻して吊下げ保持する。

一方、基板ホルダ搬送装置１１４の他方のトランスポータ１１５にあっては、めっき処理後の基板Ｗを装着しストッカ１０７に戻した基板ホルダ１０４をこの把持機構で２基同時に把持し、前記と同様にして、基板着脱部１０５の載置プレート１１９の上に載置する。そして、中央側に位置する基板ホルダ１０４を開き、基板ホルダ１０４内のめっき処理後の基板を基板搬送装置１０６で取出して、スピンドライヤ１０３に運び、リンス後、このスピンドライヤ１０３の回転速度によってスピンドライ（水切り）した基板Ｗを基板搬送装置１０６でカセット１００に戻す。そして、一方の基板ホルダ１０４に装着した基板カセット１００に戻した後、或いはこれと並行して、載置プレート１１９の横方向にスライドさせて、同様にして、他方の基板ホルダ１０４に装着した基板をリンスしスピンドライしてカセット１００に戻す。

載置プレート１１９を元の状態に戻した後、基板Ｗを取出した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構で２基同時に把持し、前記と同様にして、これをストッカ１０７の所定の場所に戻す。しかる後、めっき処理後の基板を装着しストッカ１０７に戻した基板ホルダ１０４を基板ホルダ搬送装置１１４のトランスポータ１１５の把持機構で２基同時に把持し、前記と同様にして基板着脱部１０５の載置プレート１１９の上に載置して、前記と同様の作業を繰り返す。

そして、めっき処理後の基板を装着しストッカ１０７に戻した基板ホルダ１０４から全ての基板を取出し、スピンドライしてカセット１００に戻して作業を完了する。これにより、図１６（ｂ）に示すように、レジスト１２１に設けた開口部１２１ａ内にめっき膜１２２を成長させた基板Ｗが得られる。

そして、前述のようにスピンドライした基板Ｗを、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図１６（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト１２１を剥離除去し、更に図１６（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層１２０を除去する。次に、この基板Ｗに形成しためっき膜１２２をリフローさせることで、図１６（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト１２１を剥離除去し、更に図１６（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層１２０を除去する。次に、この基板Ｗに形成しためっき膜１２２をリフローさせることで、図１６（ｅ）に示すように、表面張力で丸くなったバンプ１２３を形成する。更に、この基板Ｗを、例えば、１００℃以上の温度でアニールし、バンプ１２３内の残留応力を除去する。

図１７は、バンプ等を形成する他の基板処理装置の平面配置図を示す。図１７に示すように、この基板処理装置には、半導体ウエハ等の基板を収納したカセットを搭載する２台のカセット台１３０と、基板Ｗのオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ１３１と、めっき処理後の基板Ｗをリンスし高速回転させて乾燥させるリンスドライヤ１３２が備えられている。そして、２台のカセット台１３０とアライナ１３１及びリンスドライヤ１３２との間に、これらの間で基板Ｗの受渡しを行う走行自在な第１搬送ロボット１３３が配置されている。この第１搬送ロボット１３３は、例えば真空吸着、又は落とし込みタイプのハンドを備え、基板Ｗを水平状態で受渡すようになっていてる。

更に、この例では、合計４台のめっきユニット１３４が直列に配置されて備えられている。これらのめっきユニット１３４は、互いに隣接した位置に配置されたためめっき槽１３５及び水洗槽１３６とを有しており、このめっき槽１３５及び水洗槽１３６の上方に、鉛直状態で基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１３７が、上下動機構部１３８を介して上下動自在で、かつ左右駆動機構部１４４を介して左右動自在に配置されている。そして、これらのめっきユニット１３４の前面側に位置して、アライナ１３１、リンスドライヤ１３２と各めっきユニット１３４の基板ホルダ１３７との間で基板Ｗの受渡しを行う走行自在な第２搬送ロボット１３９が配置されている。この第２搬送ロボット１３９は、例えばメカチャック方式で基板Ｗを保持し、基板Ｗを水平状態と鉛直状態の間で９０°反転させる反転機構１４０を有するハンドを備え、アライナ１３１、リンスドライヤ１３２との間では、基板Ｗを水平状態にして、基板ホルダ１３７との間では、基板を鉛直状態にして、基板Ｗを受渡すようになっている。

各めっき槽１３５の内部には、めっき槽１３５内の所定位置に基板ホルダ１３７で保持した基板Ｗを配置した時に、この基板Ｗの表面と対向する位置に位置して、アノード電極１４１が配置されている。更に、基板Ｗとアノード電極１４１との間に位置して、めっき液噴射ノズル駆動装置１４２の駆動に伴って、基板Ｗに対してシャフト１４５に取付けられためっき液噴射ノズル１４３を平行に往復動し、該めっき液噴射ノズルから基板Ｗに対してめっき液を噴射する。ここで、めっき槽１３５、アノード電極１４１、めっき液噴射ノズル１４３を備えためっき装置に、図２及び図３に示す構成のめっき装置を用いる。

次に、このように構成した基板処理装置による一連のめっき処理を、バンプ処理を例にして説明する。先ず図１６（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層１２０を成膜し、このシード層１２０の表面に、例えば厚さＨが２０〜１２０μｍのレジスト１２１を全面に塗布した後、このレジスト１２１の所定位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部１２１ａを設けた基板Ｗをその表面（被めっき処理面）を上にした状態でカセットに収容し、このカセットをカセット台１３０に搭載する。

そして、このカセット台１３０に搭載したカセットから、第１搬送ロボット１３３で基板Ｗを１枚取出し、アライナ１３１に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ１３１で方向を合わせて基板Ｗを第２搬送ロボット１３９でアライナ１３１から取出し、反転機構１４０を介して、基板Ｗを水平状態から鉛直状態に９０°反転させ、この反転させた基板Ｗをいずれか１つのめっきユニット１３４の基板ホルダ１３７に受渡す。

なお、この例にあっては、基板Ｗを受渡しを、水洗槽１３６の上方で行う。つまり、上下動機構部１３８により上昇させ、左右動機構部１４４により水洗槽１３６側に位置させておいた基板ホルダ１３７で、第２搬送ロボット１３９から基板Ｗを受け取って鉛直状態で保持する。

基板Ｗを鉛直状態で保持した基板ホルダ１３７を左右動機構部１４４により、めっき槽１３５側に移動させる。一方、めっき槽１３５にあっては、この内部にめっき液を満たしておく。この状態で、上下動機構部１３８を介して、基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を下降させて、この基板ホルダ１３７で保持した基板Ｗをめっき槽１３５内にめっき液中に浸漬させ、アノード電極１４１と基板Ｗとの間にめっき電圧を印加すると共に、めっき液噴射ノズル駆動装置１４２によりめっき液噴射ノズル１４３を基板Ｗの表面に対して平行に往復動させ、同時にめっき液噴射ノズル１４３から基板Ｗに向けめっき液を噴射することで、基板Ｗの表面にめっきを施す。めっきが終了した後、めっき電圧の印加、めっき液の噴射及び液噴射ノズル１４３の往復運動を停止し、めっき後の基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を、上下動機構部１３８を介して上昇させ、めっき槽１３５から引上げる。

このめっき処理後、基板Ｗを鉛直状態に保持した基板ホルダ１３７を左右動機構部１４４により、水洗槽１３６側に移動させる。そして、上下動機構部１３８を介して、基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を水洗槽１３６の内部まで一旦下降させ、これを引き上げながら噴射ノズル（図示せず）から基板ホルダ１３７に向けて純水を噴射するか、又は水洗槽１３６の内部に純水を満たしておき、この純水内に基板Ｗを保持した基板ホルダ１３７を入れた後、水洗槽１３６内の純水を急速に引き抜くことで、基板Ｗや基板ホルダ１３７に付着しためっき液を純水で洗い流す。なお、両者の組合せてもよいことは勿論である。

そして、第２搬送ロボット１３９は、水洗槽１３６の上方で、この洗浄後の基板Ｗを基板ホルダ１３７から鉛直状態で受け取り、この受取った基板Ｗを鉛直状態から水平状態に９０°反転させ、この反転後の基板Ｗをリンスドライヤ１３２に搬送して載置する。このリンスドライヤ１３２でリンス及び高速回転によるスピンドライ（水切り）を行った基板Ｗをカセット台１３０に搭載したカセットに戻して作業を完了する。これにより、図１６（ｂ）のように、レジスト１２１に設けた開口部１２１ａ内にめっき膜１２２を成長させた基板Ｗが得られる。

なお、上記例では図２及び図３に電解めっき装置で、微細な配線溝やホール、レジスト開口部にめっき膜を形成してバンプ（突起状電極）を形成する例を説明したが、めっき液槽１１内に図７に示すように、基板ホルダ１４に保持された基板Ｗを対向して配置し、該基板Ｗに対向してノズル支持帯３１に取付けた複数個のめっき液噴射ノズル１６を対向して配置して構成した電解めっき装置を用いることもできる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

従来のめっき装置の構成例を示す図である。本発明に係るめっき装置の構成例を示す図である。図２示す装置の基板、アノード電極、めっき液噴射ノズルの平面配置構成を示す図である。本発明に係るめっき装置のめっき液噴射ノズルの構成例を示す図である。本発明に係るめっき装置のめっき液噴射ノズルの構成例を示す図である。本発明に係るめっき装置のめっき液噴射ノズルの構成例を示す図である。本発明に係るめっき装置の基板、めっき液噴射ノズルの平面配置構成例を示す図である。本発明に係るめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成例を示す図である。図８に示す基板処理装置の気流の流れを示す図である。本発明に係るめっき装置を備えた配線形成装置の平面配置構成例を示す図である。図１０の配線形成装置の配線形成処理フローを示す図である。基板の配線形成過程を示す図である。本発明に係るめっき装置を備えた半導体製造装置の全体の平面配置構成例を示す図である。図１４の半導体製造装置の基板の配線形成過程を示す図である。本発明に係るめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成例を示す図である。図１５の基板処理装置の基板のバンプ形成過程を示す図である。本発明に係るめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置構成を示す図である。

符号の説明

１半導体基板
２絶縁膜
３コンタクトホール
４溝
５バリア層
６シード層
７銅層
８配線
９保護膜
１０めっき装置
１１めっき液槽
１２溢流堰
１３オーバフロー槽
１４基板ホルダ
１５アノード電極（陽極電極）
１６めっき液噴射ノズル
１７シャフト
１８ラック
１９ピニオン
２０モータ
２１マニホールド
２２管
２３フレキシブル管
２４流量・圧力計
２５ポンプ
２６配管
２７めっき電源
２８アノード電極
２９スプロケット
３０スプロケット
３１ノズル支持帯
３２ノズル移動駆動機構

Claims

めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面にめっき液を噴射する単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列に配列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを設置したことを特徴とするめっき装置。
請求項１に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルは複数個であり、該複数個のめっき液噴射ノズルを被めっき材の被めっき面に対向して並べて配置したことを特徴とするめっき装置。
請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に平行に移動させるめっき液噴射ノズル移動手段を備えたことを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口のスリット幅は０．０５〜１．０ｍｍとし、一つのスリット状噴射口から噴射されるめっき液流量を制御できる流量制御手段を備えたことを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルのめっき液噴出口先端のめっき液噴射流速が５乃至２０ｍ／ｓであることを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量及び／又はノズル内圧力をモニターするモニター手段を備えたことを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口から噴射されるめっき液の流量を検出する流量センサ及び／又はノズル内圧力を検出するセンサを設け、該センサの検出信号を前記めっき液噴射ノズルにめっき液を供給するめっき液供給手段にフィードバックしてめっき液の流量を調節するめっき液流量調節手段を備えたことを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至７に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記スリット状のめっき液噴出口先端と被めっき材との距離は、１〜３０ｍｍであることを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記噴射ノズルは被めっき材とアノード電極の間に存在することを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズル内にアノード電極を配置したことを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至１０に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき液噴射ノズルを２つ以上備え、めっき液の流れコンダクタンスを考慮した流量を振分ける流量振分手段を備えたことを特徴とするめっき装置。
請求項１乃至１１に記載のいずれか１項に記載のめっき装置において、
前記めっき槽から吐出されためっき液はポンプにより、管を介して前記めっき液噴射ノズルに送られ循環するようになっており、
前記管は可撓性材からなり前記めっき液噴射ノズルの移動に追従可能に構成されていることを特徴とするめっき装置。
めっき液を保持するめっき槽の内部に配置された被めっき材の被めっき面に対向して単一のスリット状のめっき液噴出口又は複数の直列されたスリット状のめっき液噴出口を有するめっき液噴射ノズルを配置し、該めっき液噴射ノズルの噴射口からめっき液を噴射すると共に、該めっき液噴射ノズルを前記被めっき材の被めっき面に対して平行に移動させながら前記被めっき材の被めっき面にめっきを行うことを特徴とするめっき方法。