JP3477469B1 - 液処理装置及び液処理方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 基板における液処理の面内均一性を効果的に
向上させることができる液処理装置及び液処理方法を提
供する。 【解決手段】 メッキ液を貯留する内槽１９内には、カ
ソード領域とアノード領域とを仕切り分ける隔膜２５及
び隔膜を支持するフレーム２６が配設されている。フレ
ーム２６には供給管伸縮機構３８の作動により伸縮可能
な供給管３５が接続されている。このような電解メッキ
装置１を使用して、隔膜２５の中央対向部２５ｃを上下
動させながらウェハＷにメッキを施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に液処理を施
す液処理装置及び液処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの集積度向上によ
り、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）に
形成された配線溝又は接続孔に金属を埋め込んで配線を
形成する埋め込み配線方法が利用されている。それに伴
い、高い埋め込み速度を有する成膜装置の開発が強く要
求されている。現在、このような要求を満たす成膜装置
として、電解メッキ装置が注目されている。

【０００３】電解メッキ装置では、メッキ液槽内のメッ
キ液にウェハを浸漬させ、かつアノード電極とウェハの
縁部に接触しているカソード電極との間に電圧を印可す
ることにより、メッキを埋め込んでいる。

【０００４】ところが、このような電解メッキ装置では
ウェハの縁部から給電しているため、ウェハの中央部よ
りも縁部の方が電流密度が大きくなり、メッキの面内均
一性が低いという問題がある。

【０００５】現在、上記問題を解決する一つの手法とし
て、メッキ液槽内に移動可能な遮蔽板を配設し、メッキ
中に遮蔽板を動かすことにより、電流密度を制御する手
法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２
参照。）。

【特許文献１】特開２０００−８７２８５号公報（第５
−第７頁、図１−図３）

【特許文献２】特開２０００−９６２８２号公報（第２
−第３頁、図１−図３）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような手法では、遮蔽板によりメッキ液の流れが変わ
るので、流速分布の均一性が低下してしまい、メッキの
面内均一性を効果的に向上させることができないという
問題がある。なお、この問題は遮蔽板を配設することに
より生ずる問題であり、メッキ中に遮蔽板を動かさない
場合にも生ずる問題である。本発明は、このような問題
を解決するためになされたものである。即ち、基板にお
ける液処理の面内均一性を効果的に向上させることがで
きる液処理装置及び液処理方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決しようとする手段】本発明の液処理装置
は、基板を浸漬させるための処理液を貯留する処理液槽
と、処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の
電極と、処理液槽内に配設された、第１の電極との間に
電圧が印加される第２の電極と、基板と第２の電極との
間に配設された隔膜と、隔膜の位置を部分的に変える隔
膜位置可変機構と、を具備することを特徴としている。
本発明の液処理装置は、隔膜位置可変機構を備えている
ので、隔膜の位置を部分的に変えることができる。それ
故、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上さ
せることができる。

【０００８】上記隔膜の位置が部分的に変えられる前の
状態では、隔膜における前記基板の中央部に対向する部
分は隔膜における基板の縁部に対向する部分よりも基板
側に位置していることが好ましい。このような隔膜を使
用することにより、容易に基板における液処理の面内均
一性を効果的に向上させることができる。

【０００９】上記隔膜位置調節機構は、隔膜における基
板の中央部に対向する部分を動かすことが好ましい。こ
のような部分を動かすことにより、容易に隔膜の位置を
部分的に変えることができる。

【００１０】上記液処理装置は、隔膜位置可変機構を制
御する制御器をさらに備えていることが好ましい。制御
器を備えることにより、隔膜位置調節機構の制御を自動
的に行うことができる。

【００１１】上記液処理装置は、基板に施された液処理
の程度を部分的に測定するためのセンサをさらに備え、
制御器はセンサの測定結果に基づいて隔膜位置可変機構
を制御することが好ましい。センサを備え、制御器でこ
のような制御を行うことにより基板における液処理の面
内均一性をより効果的に向上させることができる。

【００１２】上記液処理装置は、複数の電極を備えた測
定用基板と、電極に流れる電流を測定する電流計とをさ
らに備え、制御器は電流計の測定結果に基づいて隔膜位
置可変機構を制御することが好ましい。測定用基板を備
え、制御器でこのような制御を行うことにより基板にお
ける液処理の面内均一性をより効果的に向上させること
ができる。

【００１３】本発明の他の液処理装置は、基板を浸漬さ
せるための処理液を貯留する処理液槽と、処理液に浸漬
させた基板に電気的に接触する第１の電極と、処理液槽
内に配設された、第１の電極との間に電圧が印加される
第２の電極と、基板と第２の電極との間に配設された、
基板の中央部に対向する部分が基板の縁部に対向する部
分よりも基板側に位置した隔膜と、を具備することを特
徴としている。本発明の液処理装置は、このような隔膜
を備えているので、基板における液処理の面内均一性を
効果的に向上させることができる。

【００１４】本発明の液処理方法は、処理液槽内の処理
液に基板を浸漬させ、かつ基板に電流を流している状態
で、基板に施された液処理の程度を部分的に測定し、測
定結果に基づいて前記処理液内に配設された隔膜の位置
を部分的に変えながら基板に液処理を施す基板液処理工
程を具備することを特徴としている。本発明の液処理方
法は、基板液処理工程を備えているので、基板における
液処理の面内均一性を効果的に向上させることができ
る。

【００１５】本発明の他の液処理方法は、処理液槽内の
処理液に複数の電極を備える測定用基板を浸漬させ、か
つ測定用基板に電流を流している状態で、電極に流れる
電流を測定しながら測定用基板に液処理を施す測定用基
板液処理工程と、処理液槽内の処理液に基板を浸漬さ
せ、かつ基板に電流を流している状態で、測定結果に基
づいて処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変え
ながら基板に液処理を施す基板液処理工程と、を具備す
ることを特徴としている。本発明の液処理方法は、測定
用基板液処理工程と基板液処理工程とを備えているの
で、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上さ
せることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、第１の実施の形態に係る電
解メッキ装置について説明する。図１は本実施の形態に
係る電解メッキ装置の模式的な垂直断面図であり、図２
は本実施の形態に係る隔膜とフレームの模式的な平面図
である。図３は本実施の形態に係るウェハの模式的な垂
直断面図である。

【００１７】図１及び図２に示されるように、電解メッ
キ装置１は、合成樹脂等で形成されたハウジング２を備
えている。ハウジング２の側壁には、開口２ａが形成さ
れている。開口２ａの外側には、ウェハＷを電解メッキ
装置１内に搬出入する際に開閉するゲートバルブ３が配
設されている。

【００１８】ハウジング２内には、ウェハＷを保持する
ホルダ４が配設されている。ホルダ４には、ウェハＷの
被メッキ面が下方に向くように、いわゆるフェイスダウ
ン方式でウェハＷが保持される。

【００１９】ホルダ４は、内部空間にウェハＷを略水平
に収容するための略円筒状のホルダ容器５を備えてい
る。ホルダ容器５の底面には、ウェハＷの被メッキ面を
メッキ液に接触させるための略円状の開口５ａが形成さ
れている。開口５ａの直径は、ウェハＷの直径より小さ
くなるように形成されている。

【００２０】ホルダ容器５の側面には、ウェハＷをホル
ダ容器５内へ搬入或いはホルダ容器５内から搬出するた
めの開口５ｂが形成されている。開口５ｂの外側には、
開閉自在なシャッタ６が配置されている。ウェハＷ搬入
後、シャッタ６が閉じられることにより、開口５ｂが覆
われ、ホルダ容器５内へのメッキ液の侵入が抑制され
る。

【００２１】ホルダ容器５には、ホルダ容器５を略水平
面内で回転させるモータ７が接続されている。なお、ウ
ェハＷは、ホルダ容器５が回転すると、ホルダ容器５と
ともに回転する。

【００２２】モータ７には、ホルダ容器５を昇降させる
ホルダ容器昇降機構８が取り付けられている。ホルダ容
器昇降機構８は、モータ７に取り付けられた支持梁９
と、ハウジング２の内壁に取り付けられたガイドレール
１０と、支持梁２７をガイドレール１０に沿わせて昇降
させる伸縮自在なロッド１１ａを備えたエアシリンダ１
１と、から構成されている。エアシリンダ１１が作動す
ることにより、ロッド１１ａが伸縮し、ホルダ容器５が
ガイドレール１０に沿って昇降する。

【００２３】具体的には、ホルダ容器５は、ホルダ容器
昇降機構８により、ウェハＷを搬送するための搬送位置
（Ｉ）と、ウェハＷに施されたメッキを洗浄するための
洗浄位置（ＩＩ）と、メッキが施されたウェハＷから余
分なメッキ液や水分を取り除くスピンドライを行うため
のスピンドライ位置（ＩＩＩ）と、ウェハＷにメッキを
施すためのメッキ位置（ＩＶ）との間で昇降する。な
お、搬送位置（Ｉ）、洗浄位置（ＩＩ）、及びスピンド
ライ位置（ＩＩＩ）は後述する内槽１９にメッキ液を満
たしたときのメッキ液の液面より上方に在り、メッキ位
置（ＩＶ）はメッキ液の液面より下方に在る。

【００２４】ホルダ容器５内には、後述するカソード電
極１５とメッキ液との接触を抑制するシール部材１２が
配設されている。また、ホルダ容器５内には、ウェハＷ
を保持し、シール部材１２上にウェハＷを載置するため
の吸着パッド１３、及びシール部材１２上に載置された
ウェハＷをシール部材１２に押圧する押圧部材１４が配
設されている。

【００２５】シール部材１２上には、ウェハＷに電気的
に接触する複数のカソード電極１５が配設されている。
カソード電極１５を複数配設することにより、複数箇所
から給電が行われ、ウェハＷに均等に電流が流れる。カ
ソード電極１５は、例えばＡｕ、Ｐｔ等の電気伝導性に
優れた材料から形成されている。

【００２６】カソード電極１５には、例えば１２７等分
された位置にウェハＷの被メッキ面の外周部に接触させ
る半球状のコンタクト１６が突設している。コンタクト
１６を半球状に形成することにより、ウェハＷに各コン
タクト１６が一定面積で接触する。

【００２７】コンタクト１６に接触するウェハＷは、図
３に示されるように、配線溝１０１ａが形成された層間
絶縁膜１０１を備えている。層間絶縁膜１０１は、例え
ば、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＣ、或いは多孔質シリカ等の低誘
電率絶縁物から形成されていることが好ましい。また、
配線溝１０１ａの代わりに、或いは配線溝１０１ａとと
もに層間絶縁膜１０１に接続孔が形成されていてもよ
い。

【００２８】層間絶縁膜１０１上には、層間絶縁膜１０
１へのメッキの拡散を抑制するためのバリア膜１０２が
形成されている。バリア膜１０２は、例えば、ＴａＮ或
いはＴｉＮ等から形成されていることが好ましい。ま
た、バリア膜１０２は、層間絶縁膜１０１上に約２９ｎ
ｍの厚さで形成されている。

【００２９】バリア膜１０１上には、ウェハＷに電流を
流すためのシード膜１０３が形成されている。シード膜
１０３は、メッキと同じ金属から形成されていることが
好ましい。具体的には、メッキが例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐ
ｔ、或いはＣｕ等である場合には、シード膜１０３はメ
ッキに合わせて例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、或いはＣｕ等
から形成されていることが好ましい。また、シード膜１
０３はバリア膜１０２上に約１００ｎｍの厚さで形成さ
れている。

【００３０】ホルダ４の下方には、メッキ液を貯留する
メッキ液槽１７が配設されている。メッキ液槽１７は、
外槽１８と外槽１８の内側に配設された内槽１９とから
構成されている。外槽１８は、内槽１９からオーバーフ
ローしたメッキ液を受けるためのものである。外槽１８
は、上面が開口し、かつ底面が閉口した略円筒形に形成
されている。外槽１８の底部には、外槽１８からメッキ
液を排出する排出管２０が接続されている。排出管２０
の他端は、内槽１９に供給するためのメッキ液が貯留さ
れた図示しないリザーバタンクに接続されている。排出
管２０には、バルブ２２が介在している。バルブ２２が
開かれることにより、内槽１９からオーバーフローし、
外槽１８に流入したメッキ液がリザーバタンクに戻され
る。

【００３１】外槽１８の上部には、蒸発したメッキ液或
いは飛散したメッキ液を吸い込む排気口を有する排気部
材２２と、ウェハＷに施されたメッキを洗浄する洗浄ノ
ズル２３とが配設されている。

【００３２】内槽１９は、ウェハＷを浸漬させるメッキ
液を貯留するものである。内槽１９は、外槽１８と同様
に、上面が開口し、かつ底面が閉口した略円筒形に形成
されている。内槽１９の底部には、カソード電極１５と
の間に電圧が印加されるアノード電極２４が配設されて
いる。アノード電極２４は、図示しない外部電源に電気
的に接続されている。

【００３３】アノード電極１２の上方には、内槽４ａ内
を上下に仕切り分ける隔膜２５が配設されている。ここ
で、隔膜２５により仕切り分けられた下方の領域をアノ
ード領域といい、上方の領域をカソード領域という。隔
膜２５はイオン導電性の膜である。具体的には、隔膜２
５は、主に酸化チタンとポリフッ化ビニリデン等から構
成されている。

【００３４】隔膜２５は、複数枚、本実施の形態では６
枚の隔膜片が環状に配設されることにより構成されてい
る。隔膜２５は、例えばポリエチレンのような変形可能
な材料から形成されたフレーム２６により支持されてい
る。

【００３５】フレーム２６の縁部は、内槽１９に固定さ
れている。フレーム２６の中央部には開口２６ａが形成
されており、開口２６ａには後述する供給管３５の先端
部が液密に接続されている。フレーム２６の中央部は、
フレーム２６の縁部よりもウェハＷ側に位置している。
具体的には、本実施の形態ではフレーム２６はドーム状
に形成されている。フレーム２６をこのような形状に形
成することにより、ウェハＷの中央部Ｗｃに対向する隔
膜２５の部分２５ｃ（以下、中央対向部２５ｃとい
う。）がウェハＷの縁部Ｗｅに対向する隔膜２５の部分
２５ｅ（以下、縁対向部２５ｅという。）よりもウェハ
Ｗ側に位置する。

【００３６】内槽１９内には、ウェハＷに向けて所定の
角度で光を発する発光素子２７とウェハＷで反射された
光を検知する受光素子２８とが配設されている。発光素
子２７はウェハＷの中央部Ｗｃに向けて所定の角度で光
を発する発光素子２７ａと、ウェハＷの縁部Ｗｅに向け
て所定の角度で光を発する発光素子２７ｂとから構成さ
れている。受光素子２８は一列に複数配設されている。
発光素子２７及び受光素子２８を配設することにより、
メッキの膜厚を測定することができる。即ち、ウェハＷ
にメッキが施されるにつれて、発光素子２７から発せら
れた光の反射位置が発光素子２７側に移動する。反射位
置が発光素子２７側に移動すると、反射された光が下方
に移動し、受光位置が変わる。この受光位置の変化を受
光素子２８により検知することにより、後述する制御器
３９でメッキの膜厚を演算することができる。

【００３７】内槽１９の底部には、アノード領域にメッ
キ液を供給する供給管２９及びアノード領域からメッキ
液を排出するための排出管３０が接続されている。供給
管２９及び排出管３０には、開閉自在なバルブ３１、３
２及びメッキ液の流量を調節可能なポンプ３３、３４が
それぞれ介在している。バルブ３１が開かれた状態で、
ポンプ３３が作動することにより、リザーバタンク内の
メッキ液が所定の流量でアノード領域に送り出される。
また、バルブ３２が開かれた状態で、ポンプ３４が作動
することにより、アノード領域のメッキ液は、リザーバ
タンクに戻される。

【００３８】内槽１９内には、カソード領域にメッキ液
を供給するための供給管３５が突出されている。供給管
３５の他端は、図示しないリザーバタンクに接続されて
いる。供給管３５には、開閉自在なバルブ３６及びメッ
キ液の流量を調節可能なポンプ３７が介在している。バ
ルブ３６が開かれた状態で、ポンプ３７が作動すること
により、リザーバタンク内のメッキ液が所定の流量でカ
ソード領域に送り出される。

【００３９】供給管３５には、ウェハＷの厚さ方向に供
給管３５を伸縮させる供給管伸縮機構３８が取り付けら
れている。ここで、供給管３５の先端には、隔膜２５を
支持したフレーム２６が接続されているので、供給管伸
縮機構３８の作動により供給管３５が伸縮すると、フレ
ーム２６の中央部及び隔膜２５の中央対向部２５ｃが上
下動する。

【００４０】供給管伸縮機構３８には、供給管伸縮機構
３８の作動を制御する制御器３９が電気的に接続されて
いる。また、制御器３９は、受光素子２８にも電気的に
接続されている。制御器３９は、受光素子２８からの出
力信号に基づいて供給管伸縮機構３８の作動を制御す
る。具体的には、制御器３９は、受光素子２８からの出
力信号に基づいてウェハＷの中央部Ｗｃの膜厚と縁部Ｗ
ｅとの膜厚を演算し、中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜
厚より大きいか否かを判断する。中央部Ｗｃの膜厚が縁
部Ｗｅの膜厚より大きいと判断した場合には、供給管３
５が縮退するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出
力する。また、中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より
小さいと判断した場合には、供給管３５が伸長するよう
な制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。

【００４１】以下、電解メッキ装置１で行われる処理の
流れについて図４〜図６に沿って説明する。図４は本実
施の形態に係る電解メッキ装置１で行われる処理の流れ
を示したフローチャートであり、図５は本実施の形態に
係るメッキ処理の流れを示したフローチャートであり、
図６（ａ）及び図６（ｂ）は本実施の形態に係る電解メ
ッキ装置１内の様子を模式的に示した図である。

【００４２】まず、ゲートバルブ３が開かれた状態で、
ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが搬送位置
（Ｉ）に位置しているホルダ容器５内まで伸長し、電解
メッキ装置１内にウェハＷが搬入される（ステップ１
ａ）。

【００４３】ウェハＷが電解メッキ装置１内に搬入され
た後、吸着パッド１３にウェハＷが吸着される。続い
て、吸着パッド１３が下降して、ウェハＷがシール部材
１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ウ
ェハＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ウ
ェハＷがホルダ４に保持される（ステップ２ａ）。

【００４４】ウェハＷがホルダ４に保持された後、エア
シリンダ１１の作動によりホルダ容器５がメッキ位置
（ＩＶ）まで下降し、メッキ液にウェハＷが浸漬され
る。ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、
供給管伸縮機構３８の作動が制御されながらウェハＷに
メッキが施される（ステップ３ａ）。

【００４５】具体的には、まず、アノード電極２４とカ
ソード電極１５との間に電圧が印可される。また、発光
素子２７が点灯し、発光素子２７から光が発せられる
（ステップ３ａ_１）。その後、制御器３９により受光素
子２８からの出力信号に基づいてウェハＷの中央部Ｗｃ
の膜厚と縁部Ｗｅとの膜厚が演算され、中央部Ｗｃの膜
厚が縁部Ｗｅの膜厚より大きいか否かが判断される（ス
テップ３ａ_２）。中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚よ
り大きいと判断された場合には、図６（ａ）に示される
ように供給管３５が縮退し、中央対向部２５ｃが下降す
る（ステップ３ａ _３）。また、中央部Ｗｃの膜厚が縁部
Ｗｅの膜厚より小さいと判断された場合には、図６
（ｂ）に示されるように供給管３５が伸長し、中央対向
部２５ｃが上昇する（ステップ３ａ_４）。その後、メッ
キ開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ス
テップ３ａ_５）。メッキ開始から所定時間が経過してい
ないと判断されると、ステップ３ａ_２〜ステップ３ａ_４
の工程が繰り返される。メッキ開始から所定時間が経過
したと判断されると、電圧の印加が停止されるとともに
発光素子２７の点灯が停止される（ステップ３ａ_６）。
これにより、ウェハＷへのメッキの施しが終了される。

【００４６】ウェハＷへのメッキの施しが終了された
後、エアシリンダ１１の作動によりホルダ容器５がスピ
ンドライ位置（ＩＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５が
スピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、モータ７の
駆動によりホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピン
ドライが行われる。（ステップ４ａ）。

【００４７】スピンドライが終了された後、エアシリン
ダ１１の作動によりホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）ま
で上昇する。ホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）に位置し
た後、モータ７の駆動によりホルダ容器５が略水平面内
で回転するとともに洗浄ノズル２３から純水がウェハＷ
に吹き付けられ、ウェハＷに施されたメッキが洗浄され
る（ステップ５ａ）。

【００４８】メッキの洗浄が終了された後、エアシリン
ダ１１の作動によりホルダ容器５がスピンドライ位置
（ＩＩＩ）まで下降する。ホルダ容器５がスピンドライ
位置（ＩＩＩ）に位置した後、モータ７の駆動によりホ
ルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行わ
れる（ステップ６ａ）。

【００４９】スピンドライが終了された後、エアシリン
ダ１１の作動によりホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで
上昇する。ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した
後、押圧部材１４が上昇して、ウェハＷへの押圧が解除
される。その後、吸着パッド１３が上昇して、ウェハＷ
がシール部材１２から離間する。これにより、ホルダ４
のウェハＷの保持が解除される（ステップ７ａ）。

【００５０】ウェハＷの保持が解除された後、シャッタ
６及びゲートバルブ３が開かれるとともに図示しない搬
送アームがホルダ容器５内に伸長して、搬送アームにウ
ェハＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持した搬
送アームが縮退して、電解メッキ装置１内からウェハＷ
が搬出される（ステップ８ａ）。

【００５１】本実施の形態では、メッキ中に中央部Ｗｃ
及び縁部Ｗｅに施されているメッキの膜厚に基づいて中
央対向部２５ｃを縁部２５ｅに対して動かすので、メッ
キの面内均一性を効果的に向上させることができる。即
ち、隔膜２５はイオン導電性であるので、電流密度に影
響を与える。具体的には、ウェハＷから隔膜２５までの
距離が小さくなるほどウェハＷにおける電流密度は大き
くなり、ウェハＷから隔膜２５までの距離が大きくなる
ほど電流密度は小さくなる。従って、中央対向部２５ｃ
が下降し、中央部Ｗｃと中央対向部２５ｃとの距離が大
きくなると、中央部Ｗｃの電流密度は大きくなり、中央
対向部２５ｃが上昇し、中央部Ｗｃと中央対向部２５ｃ
との距離が小さくなると、中央部Ｗｃの電流密度は小さ
くなる。ここで、本実施の形態では、中央対向部２５ｃ
の上下動は、中央部Ｗｃ及び縁部Ｗｅに施されているメ
ッキの膜厚に基づいて行われている。一方、遮蔽板を配
設していないので、カソード領域のメッキ液はスムーズ
に流れる。その結果、遮蔽板を配設した場合よりも流速
分布の均一性を向上させることができる。それ故、メッ
キの面内均一性を効果的に向上させることができる。

【００５２】本実施の形態では、中央対向部２５ｃを動
かすので、縁対向部２５ｅを動かすよりも容易にウェハ
Ｗと隔膜２５との距離を部分的に変えることができる。

【００５３】（第２の実施の形態）以下、第２の実施の
形態について説明する。なお、以下本実施の形態以降の
実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容に
ついては説明を省略することもある。本実施の形態で
は、ダミーウェハを使用して、中央部に流れる電流と縁
部に流れる電流を測定し、この電流に基づいてウェハに
メッキを施す例について説明する。図７は本実施の形態
に係るダミーウェハの模式的な平面図であり、図８は本
実施の形態に係るダミーウェハをホルダ容器内に収容し
たときのホルダ容器内の様子を示した図である。

【００５４】図７及び図８に示されるように、ダミーウ
ェハＤＷは後述するモニタ電極２０２を支持する例えば
合成樹脂等から形成されたモニタ電極支持板２０１を備
えている。モニタ電極支持板２０１には複数の開口が形
成されており、これらの開口には例えばＣｕ、Ｐｔ等で
形成されたモニタ電極２０２が埋め込まれている。

【００５５】モニタ電極２０２は、全体で例えばモニタ
電極支持板２０１と同心的な複数の環を形成するように
埋め込まれている。なお、モニタ電極支持板２０１の縁
部には例えば６４個或いは１２７個のモニタ電極２０２
が埋め込まれている。

【００５６】モニタ電極２０２には、モニタ電極２０２
とコンタクト１６とを電気的に接触させるためのリード
線２０３が接続されている。ダミーウェハＤＷをコンタ
クト１６上に載置することにより、リード線２０３がコ
ンタクト１６に接触し、モニタ電極２０２とコンタクト
１６とが電気的に接触する。リード線２０３にはモニタ
電極２０２に流れる電流を測定するための電流計２０４
が介在しており、電流計２０４には制御器３９が電気的
に接続されている。

【００５７】制御器３９は、電流計２０４からの出力信
号に基づいて供給管伸縮機構３８の作動を制御する。具
体的には、制御器３９は、電流計２０４からの出力信号
に基づいて、ダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに流れる
電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否かを判断
する。中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる
電流より大きいと判断した場合には、供給管３５が縮退
するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。
また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる
電流より小さいと判断した場合には、供給管３５が伸長
するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。
ここで、ダミーウェハＤＷのメッキ時に出力される制御
信号は制御部に記憶され、ウェハＷのメッキ時に記憶さ
れた制御信号が出力される。これにより、ダミーウェハ
ＤＷのメッキ時に行われた供給管伸縮機構３８の制御が
ウェハＷのメッキ時に再現される。

【００５８】以下、電解メッキ装置１で行われる処理の
流れについて図９〜図１２に沿って説明する。図９は本
実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われる処理の流
れを示したフローチャートであり、図１０は本実施の形
態に係る電解メッキ装置１で行われるダミーウェハＤＷ
におけるメッキ処理の流れを示したフローチャートであ
り、図１１（ａ）〜図１２は本実施の形態に係る電解メ
ッキ装置１内の様子を模式的に示した図である。

【００５９】まず、ゲートバルブ３が開かれた状態で、
ダミーウェハＤＷを保持した図示しない搬送アームがホ
ルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にダミー
ウェハＤＷが搬入される（ステップ１ｂ）。

【００６０】ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１内に
搬入された後、吸着パッド１３にダミーウェハＤＷが吸
着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ダミー
ウェハＤＷがシール部材１２に載置される。その後、押
圧部材１４が下降し、ダミーウェハＤＷがシール部材１
２に押圧される。これにより、ダミーウェハＤＷがホル
ダに保持される（ステップ２ｂ）。

【００６１】ダミーウェハＤＷがホルダに保持された
後、ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メ
ッキ液にダミーウェハＤＷが浸漬される。ホルダ容器５
がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、供給管伸縮機構３
８の作動が制御されながらダミーウェハＤＷにメッキが
施される（ステップ３ｂ）。

【００６２】具体的には、まず、アノード電極２４とカ
ソード電極１５との間に電圧が印可される（ステップ３
ｂ_１）。その後、制御器３９により電流計２０４からの
出力信号に基づいてダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに
流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否か
が判断される（ステップ３ｂ_２）。中央部ＤＷｃに流れ
る電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいと判断され
た場合には、図１１（ａ）に示されるように供給管３５
が縮退し、中央対向部２５ｃが下降する（ステップ３ｂ
_３）。また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに
流れる電流より小さいと判断された場合には、図１１
（ｂ）に示されるように供給管３５が伸長し、中央対向
部２５ｃが上昇する（ステップ３ｂ_４）。その後、メッ
キ開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ス
テップ３ｂ_５）。メッキ開始から所定時間が経過してい
ないと判断されると、ステップ３ｂ_２〜ステップ３ｂ_５
の工程が繰り返される。メッキ開始から所定時間が経過
したと判断されると、電圧の印加が停止される（ステッ
プ３ｂ_６）。これにより、ダミーウェハＤＷへのメッキ
の施しが終了される。

【００６３】ダミーウェハＤＷのメッキの施しが終了さ
れた後、ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。
ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材
１４が上昇して、ダミーウェハＤＷへの押圧が解除され
る。その後、吸着パッド１３が上昇して、ダミーウェハ
ＤＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホル
ダ４のダミーウェハＤＷの保持が解除される（ステップ
４ｂ）。

【００６４】ダミーウェハＤＷの保持が解除された後、
搬送アームにダミーウェハＤＷが引き渡される。その
後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、ハウジ
ング２からダミーウェハＤＷが搬出される（ステップ５
ｂ）。

【００６５】ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１内か
ら搬出された後、ウェハＷを保持した図示しない搬送ア
ームがホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内
にウェハＷが搬入される（ステップ６ｂ）。

【００６６】ウェハＷが電解メッキ装置１内に搬入され
た後、吸着パッド１３にウェハＷが吸着される。続い
て、吸着パッド１３が下降して、ウェハＷがシール部材
１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ウ
ェハＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ウ
ェハＷがホルダ４に保持される（ステップ７ｂ）。

【００６７】ウェハＷがホルダ４に保持された後、ホル
ダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液に
ウェハＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（Ｉ
Ｖ）に位置した後、アノード電極２４とカソード電極１
５との間に電圧が印可され、図１２に示されるようにダ
ミーウェハＤＷにメッキを施したときの中央対向部２５
ｃの動きが再現されながらウェハＷにメッキが施される
（ステップ８ｂ）。

【００６８】ウェハＷのメッキの施しが終了された後、
ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで上昇す
る。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置
した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンド
ライが行われる。（ステップ９ｂ）。

【００６９】スピンドライが行われた後、ホルダ容器５
が洗浄位置（ＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５が洗浄
位置（ＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内
で回転するとともに洗浄ノズル２３から純水がウェハＷ
に吹き付けられ、ウェハＷに施されたメッキが洗浄され
る（ステップ１０ｂ）。

【００７０】メッキが洗浄された後、ホルダ容器５がス
ピンドライ位置（ＩＩＩ）まで下降する。ホルダ容器５
がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、ホルダ容
器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる
（ステップ１１ｂ）。

【００７１】スピンドライが行われた後、ホルダ容器５
が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位
置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ウェ
ハＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が
上昇して、ウェハＷがシール部材１２から離間する。こ
れにより、ホルダ４のウェハＷの保持が解除される（ス
テップ１２ｂ）。

【００７２】ウェハＷの保持が解除された後、搬送アー
ムにウェハＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持
した搬送アームが縮退して、電解メッキ装置１内からウ
ェハＷが搬出される（ステップ１３ｂ）。

【００７３】（第３の実施の形態）以下、第３の実施の
形態について説明する。本実施の形態では、ダミーウェ
ハを使用して、中央対向部の位置決めをし、その後中央
対向部を動かさない状態でウェハにメッキを施す例につ
いて説明する。

【００７４】制御部３９は、電流計２０４からの出力信
号に基づいて供給管伸縮機構３８の作動を制御する。具
体的には、電流計２０４からの出力信号に基づいて、ダ
ミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷ
ｅに流れる電流との差が所定の範囲内にあるか否かを判
断する。中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れ
る電流との差が所定の範囲内にない場合には、中央部Ｄ
Ｗｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きい
か否かを判断する。中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部Ｄ
Ｗｅに流れる電流より大きい場合には、供給管３５が縮
退するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力す
る。また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流
れる電流より小さいと判断した場合には、供給管３５が
伸長するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力す
る。一方、中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流
れる電流との差が所定の範囲内にある場合には、供給管
３５が停止されるような制御信号を供給管伸縮機構３８
に出力する。

【００７５】以下、電解メッキ装置１で行われる処理の
流れについて図１３〜図１５に沿って説明する。図１３
は本実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われる処理
の流れを示したフローチャートであり、図１４は本実施
の形態に係る電解メッキ装置１で行われるダミーウェハ
ＤＷにおけるメッキ処理の流れを示したフローチャート
であり、図１５は本実施の形態に係る電解メッキ装置１
内の様子を模式的に示した図である。

【００７６】まず、ゲートバルブ３が開かれた状態で、
ダミーウェハＤＷを保持した図示しない搬送アームがホ
ルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にダミー
ウェハＤＷが搬入される（ステップ１ｃ）。

【００７７】ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１内に
搬入された後、吸着パッド１３にダミーウェハＤＷが吸
着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ダミー
ウェハＤＷがシール部材１２に載置される。その後、押
圧部材１４が下降し、ダミーウェハＤＷがシール部材１
２に押圧される。これにより、ダミーウェハＤＷがホル
ダ４に保持される（ステップ２ｃ）。

【００７８】ダミーウェハＤＷがホルダ４に保持された
後、ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メ
ッキ液にダミーウェハＤＷが浸漬される。ホルダ容器５
がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、供給管伸縮機構３
８の作動が制御されながらダミーウェハＤＷにメッキが
施される（ステップ３ｃ）。

【００７９】具体的には、まず、アノード電極２４とカ
ソード電極１５との間に電圧が印可される（ステップ３
ｃ_１）。その後、制御器３９により電流計２０４からの
出力信号に基づいてダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに
流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流との差が所定の範
囲内にあるか否かが判断される（ステップ３ｃ_２）。ま
た、中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電
流の差が所定の範囲内にない場合には、中央部ＤＷｃに
流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否か
が判断される（ステップ３ｃ_３）。中央部ＤＷｃに流れ
る電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいと判断され
た場合には、供給管３５が縮退し、中央対向部２５ｃが
下降する（ステップ３ｃ_４）。また、中央部ＤＷｃに流
れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より小さいと判断さ
れた場合には、供給管３５が伸長し、中央対向部２５ｃ
が上昇する（ステップ３ｃ_５）。その後、中央部ＤＷｃ
に流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流の差が所定の範
囲内に収まるまで、ステップ３ｃ_２〜ステップ３ｃ_５の
工程が繰り返される。一方、中央部ＤＷｃに流れる電流
と縁部ＤＷｅに流れる電流の差が所定の範囲内にある場
合には、供給管３５が停止され、中央対向部２５ｃが停
止される（ステップ３ｃ_６）。中央対向部２５ｃが停止
した後、電圧の印加が停止される（ステップ３ｃ_７）。
これにより、ダミーウェハＤＷへのメッキの施しが終了
される。

【００８０】ダミーウェハＤＷのメッキの施しが終了さ
れた後、ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。
ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材
１４が上昇して、ダミーウェハＤＷへの押圧が解除され
る。その後、吸着パッド１３が上昇して、ダミーウェハ
ＤＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホル
ダ４のダミーウェハＤＷの保持が解除される（ステップ
４ｃ）。

【００８１】ダミーウェハＤＷの保持が解除された後、
搬送アームにダミーウェハＤＷが引き渡される。その
後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、電解メ
ッキ装置１からダミーウェハＤＷが搬出される（ステッ
プ５ｃ）。

【００８２】ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１から
搬出された後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アー
ムがホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内に
ウェハＷが搬入される（ステップ６ｃ）。

【００８３】ウェハＷが電解メッキ装置１内に搬入され
た後、吸着パッド１３にウェハＷが吸着される。続い
て、吸着パッド１３が下降して、ウェハＷがシール部材
１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ウ
ェハＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ウ
ェハＷがホルダ４に保持される（ステップ７ｃ）。

【００８４】ウェハＷがホルダ４に保持された後、ホル
ダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液に
ウェハＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（Ｉ
Ｖ）に位置した後、図１５に示されるように中央対向部
２５ｃが調節された位置で停止した状態で、ウェハＷに
メッキが施される（ステップ８ｃ）。

【００８５】ウェハＷのメッキの施しが終了された後、
ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで上昇す
る。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置
した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンド
ライが行われる。（ステップ９ｃ）。

【００８６】スピンドライが終了された後、ホルダ容器
５が洗浄位置（ＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５が洗
浄位置（ＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面
内で回転するとともに洗浄ノズル２３から純水がウェハ
Ｗに吹き付けられ、ウェハＷに施されたメッキが洗浄さ
れる（ステップ１０ｃ）。

【００８７】メッキが洗浄された後、ホルダ容器５がス
ピンドライ位置（ＩＩＩ）まで下降する。ホルダ容器５
がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、ホルダ容
器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる
（ステップ１１ｃ）。

【００８８】スピンドライが行われた後、ホルダ容器５
が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位
置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ウェ
ハＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が
上昇して、ウェハＷがシール部材１２から離間する。こ
れにより、ホルダ４のウェハＷの保持が解除される（ス
テップ１２ｃ）。

【００８９】ウェハＷの保持が解除された後、搬送アー
ムにウェハＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持
した搬送アームが縮退して、電解メッキ装置１内からウ
ェハＷが搬出される（ステップ１３ｃ）。

【００９０】なお、本発明は上記実施の形態の記載内容
に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置
等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能で
ある。上記第１〜第３の実施の形態では、供給管３５を
伸縮させて中央対向部２５ｃを上下動させているが、供
給管３５を伸縮させずに中央対向部２５ｃを上下動させ
てもよい。

【００９１】上記第１〜第３の実施の形態では、縁対向
部２５ｅを動かさずに中央対向部２５ｃを動かしている
が、中央対向部２５ｃを動かさずに縁対向部２５ｅを動
かしてもよい。また、中央部が縁部よりもウェハＷ側に
位置したフレーム２６を使用しているが、平坦状のフレ
ーム２６を使用してもよい。なお、平坦状のフレーム２
６を使用すると、隔膜２５は平坦状に支持される。

【００９２】上記第１〜第３の実施の形態では、制御器
３９により自動的に供給管伸縮機構３８の作動を制御し
ているが、手動により供給管伸縮機構３８を制御しても
よい。また、ウェハＷを使用しているが、ガラス基板を
使用してもよい。

【００９３】

【発明の効果】以上詳説したように、本発明の液処理装
置及び液処理方法によれば、基板における液処理の面内
均一性を効果的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は第１の実施の形態に係る電解メッキ装
置の模式的な垂直断面図である。

【図２】 図２は第１の実施の形態に係る隔膜とフレー
ムの模式的な平面図である。

【図３】 図３は第１の実施の形態に係るウェハの模式
的な垂直断面図である。

【図４】 図４は第１の実施の形態に係る電解メッキ装
置で行われる処理の流れを示したフローチャートであ
る。

【図５】 図５は第１の実施の形態に係るメッキ処理の
流れを示したフローチャートである。

【図６】 図６（ａ）及び図６（ｂ）は第１の実施の形
態に係る電解メッキ装置内の様子を模式的に示した図で
ある。

【図７】 図７は第２の実施の形態に係るダミーウェハ
の模式的な平面図である。

【図８】 図８は第２の実施の形態に係るダミーウェハ
をホルダ容器内に収容したときのホルダ容器内の様子を
示した図である。

【図９】 図９は第２の実施の形態に係る電解メッキ装
置で行われる処理の流れを示したフローチャートであ
る。

【図１０】 図１０は第２の実施の形態に係る電解メッ
キ装置で行われるダミーウェハＤＷにおけるメッキ処理
の流れを示したフローチャートである。

【図１１】 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は第２の実
施の形態に係る電解メッキ装置内の様子を模式的に示し
た図である。

【図１２】 図１２は第２の実施の形態に係る電解メッ
キ装置内の様子を模式的に示した図である。

【図１３】 図１３は第３の実施の形態に係る電解メッ
キ装置で行われる処理の流れを示したフローチャートで
ある。

【図１４】 図１４は第３の実施の形態に係る電解メッ
キ装置で行われるダミーウェハＤＷにおけるメッキ処理
の流れを示したフローチャートである。

【図１５】 図１５は第３の実施の形態に係る電解メッ
キ装置内の様子を模式的に示した図である。

【符号の説明】

Ｗ…ウエハ、Ｗｃ…中央部、Ｗｅ…縁部 ＤＷ…ダミーウェハ、ＤＷｃ…中央部、ＤＷｅ…縁部 １…電解メッキ装置 １５…カソード電極 １７…メッキ液槽 ２４…アノード電極 ２５…隔膜、２５ｃ…中央対向部、２５ｅ…縁対向部 ３５…供給管 ３８…供給管伸縮機構 ３９…制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25D 17/00 C25D 7/12 C25D 21/12 H01L 21/288

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を浸漬させるための処理液を貯留す
   る処理液槽と、 前記処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の
   電極と、 前記処理液槽内に配設された、前記第１の電極との間に
   電圧が印加される第２の電極と、 前記基板と前記第２の電極との間に配設された隔膜と、 前記隔膜の位置を部分的に変える隔膜位置可変機構と、 を具備することを特徴とする液処理装置。
2. 【請求項２】 前記隔膜の位置が部分的に変えられる前
   の状態では、前記隔膜における前記基板の中央部に対向
   する部分は、前記隔膜における前記基板の縁部に対向す
   る部分よりも基板側に位置していることを特徴とする請
   求項１記載の液処理装置。
3. 【請求項３】 前記隔膜位置調節機構は、前記隔膜にお
   ける前記基板の中央部に対向する部分を動かすことを特
   徴とする請求項１又は２記載の液処理装置。
4. 【請求項４】 前記隔膜位置可変機構を制御する制御器
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれか１項に記載の液処理装置。
5. 【請求項５】 前記基板に施された液処理の程度を部分
   的に測定するためのセンサをさらに備え、前記制御器は
   前記センサの測定結果に基づいて前記隔膜位置可変機構
   を制御することを特徴とする請求項４記載の液処理装
   置。
6. 【請求項６】 複数の電極を備えた測定用基板と、前記
   電極に流れる電流を測定する電流計とをさらに備え、前
   記制御器は前記電流計の測定結果に基づいて前記隔膜位
   置可変機構を制御することを特徴とする請求項４項に記
   載の液処理装置。
7. 【請求項７】 基板を浸漬させるための処理液を貯留す
   る処理液槽と、 前記処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の
   電極と、 前記処理液槽内に配設された、前記第１の電極との間に
   電圧が印加される第２の電極と、 前記基板と前記第２の電極との間に配設された、前記基
   板の中央部に対向する部分が前記基板の縁部に対向する
   部分よりも基板側に位置した隔膜と、 を具備することを特徴とする液処理装置。
8. 【請求項８】 処理液槽内の処理液に基板を浸漬させ、
   かつ前記基板に電流を流している状態で、前記基板に施
   された液処理の程度を部分的に測定し、測定結果に基づ
   いて前記処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変
   えながら基板に液処理を施す基板液処理工程を具備する
   ことを特徴とする液処理方法。
9. 【請求項９】 処理液槽内の処理液に複数の電極を備え
   る測定用基板を浸漬させ、かつ前記測定用基板に電流を
   流している状態で、前記電極に流れる電流を測定しなが
   ら前記測定用基板に液処理を施す測定用基板液処理工程
   と、 前記処理液槽内の処理液に基板を浸漬させ、かつ前記基
   板に電流を流している状態で、測定結果に基づいて前記
   処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変えながら
   前記基板に液処理を施す基板液処理工程と、 を具備することを特徴とする液処理方法。