TWI291732B - Substrate treating device and substrate treating method - Google Patents

Substrate treating device and substrate treating method Download PDF

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TWI291732B
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TW
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substrate
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electrode
unit
power supply
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TW092113284A
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Inventor
Mitsuhiko Shirakashi
Hozumi Yasuda
Masayuki Kumekawa
Itsuki Kobata
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Ebara Corp
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    • H01L21/76873—Layers specifically deposited to enhance or enable the nucleation of further layers, i.e. seed layers for electroplating

Description

1291732 狄、發明說明 [發明所屬之技術領域] 本發明有關一種基板處理裝置及基板處理方法，特別 是有關一種處理在半導體晶圓等之基板表面所形成的導電 性材料之基板處理裝置及基板處理方法。 又，本發明有關一種對半導體晶圓等之基板表面所設 置的配線用之微細凹部嵌入銅或銀等之金屬以形成嵌入配 線構造的基板處理裝置及基板處理方法，再者，有關一種 以保護膜保護如此所形成的嵌入配線表面的基板處理方法 及以該方法處理的半導體農置。 [先前技術] 近年來，作為在半導體晶圓等之基板上形成電路之配 線材料方面，有一個顯著的趨勢是不用鋁或鋁合金而使用 電阻係數低且抗電子遷移性高的銅（Cu)。一般而言，此種 銅配線係藉由在基板表面所設置的配線用之微細凹部之内 部嵌入銅而形成。形成此種銅配線的方法，有化學氣相沈 積法（CVD: ChemicalVaporDep〇siti〇n)、濺鍍法以及電/U 鍍法等方法，惟不管何種方法均係在基板之大略全表面進 行銅之成膜，並藉由化學機械性研磨法（CMp:
Mechanical Polishing)以去除不必要的銅。 .....卜叫紛m任 之故，當在此上面形成嵌入配線時，例如在下一個制 層間絕緣膜形成製程kSi〇2形成日夺之表面氧化或衣用 形成貫穿孔（Via HGle)之Si〇2㈣等時，*有因露出— 314687 5 1291732 面污染之可 穿孔底的配線之蝕刻劑或光阻剝離所引起的表 因此，一 ㈣僅對露出在表面的配線 部，甚至在丰導體基板之全表面形成sm(氮化石夕）等之配 線保護膜，以防止因配線之蝕刻劑等所引起的污毕。 •然而，如對半導體基板之全表面形成㈣等之 膜時，則在具有嵌人配線構造的半導體裝置中，因 緣膜之介電係數上升而引發電路遲延（eireuit :;、、、 使作為配線材料而使用如銅或銀等般的低電阻材料 會阻礙作為半導體裝置的能力改善。 因此，有-種提案’係利用與銅或銀等之配線材 的黏接力強，具比電阻（p)低，例如由無電解電㈣製得 :Co(鈷)或Co合金層’《Ni(鎳)或奶合金層選擇性覆 蓋配線表面以保護配線的方法。 第1A至第1F圖係依製程順序表示半導體裝置之銅 配、、泉I成例者n %第1A圖所示，在形成有半導體 元件的半導體基材1上之導電層^之上堆積例如由 Si〇2(二氧化矽）所構成的氧化膜或L〇w_K(低κ值）材膜等 之、巴緣膜2a，在此絕緣膜2a内部，例如藉由微影蝕刻技 術而形成作為配線用之微細凹部的接觸孔（c〇ntact “卜）] 2配線溝4，並在其上面藉由濺鍍等形成由TaN(氮化钽） 等所構成的阻障層5，再在其上面形成作為電鍍之給電層 的晶種層6。 然後，如第1B圖所示，如在基板w表面實施銅電鍍， 6 314687 1291732 即可使銅填充在基板w之接觸孔3及配線溝4内 使銅層7堆積在絕緣膜^上。然後，藉由化學機械性Ϊ 磨法(CMP)以去除絕緣膜2a上之阻障層5 : 銅層而將接觸孔3及配線溝4内所填充的銅層^及 面與絶緣2a表面作成大略為同一平面。由此 圖所示，在絕緣膜2a之内部形成由晶種層6_層c 成的配線（銅配線）§。 * “如弟1D圖所示，在基板貿表面實施無電解 电鍍’在配線8表面選擇性形成由c〇合金或w合 構成的保護膜9，藉茈以仅1Λ η 然後，如㈣圖： :=:蓋保㈣8表面。 在基板w表面積層例如Si S广等之絕緣膜2b。再者，如第-圖所示，使絕緣膜2b 表面平坦化以構成多層配線構造。 、 化，m器之構成要素中常見微細化及高精密度 通者之製造普遍進入次微米領域，加工法本身 材料特性之影響愈來愈大。在如此狀況下，如以往之機械 加工般，在工具逐漸依物理方式破壞被加工物中加以切 的加工方法而t，因加工而會對被加工物產生許多缺陷之 故，被加工物之特性备次 ,± s泌化因而，如何在不損傷材料之 才寸性之下進打加工成為一大課題。 為解決此種問題的手段所開發的特殊加工法中有化風 研磨或電解加卫、電解研磨等方法。此等加卫方法係與： 往之物理加工不同’係藉由化學性溶解反應以進行去除加 工等方法。因@，不會產生因塑性變形所引起的加工變質 314687 7 1291732 層或轉位等缺陷，可解決不損傷上述材料之特性 —a 加工的課題。 可貫鈀 例如，CMP製程一般需要相當複雜的操作，製程之 控制亦較複雜，加工時間亦相當長。再者，不僅^要"充分 進行研磨後之基板之後段洗淨，尚有因進行研漿$洗淨: 之廢液處理所產生的負荷大等之課題。因此，謀求一種= 省略CMP本身、或輕減此種負荷的方法。又，今後可 測絕緣膜亦將改變為介電常數小的L〇w_K材，惟此種、 L〇w-K材之強度較弱而不堪因CMp所造成的負荷。因而， /月待一種不致於給予基板如CMp般的過大負荷之下即可 進行平坦化的製程。 力外，亦發表有一種如化學機械性電解研磨般，一 面進行電鍍-方面依CMP研削的製程，惟由於 長面上將附加機械加卫之故’無形中助長電鑛之異常 ^ 以致膜質方面發生問題。 另一方面，如前所述，如在藉由化學機械性研磨（cm 去除堆積在基板w之表面的多餘的金屬並使其平坦化所 形成的配線8表面選擇性形成保護膜9時，則此種保護, 士 I3攸平土_面大出，當在該保護膜9上面堆積絕緣膜2b k ’則將在此絕緣膜2b表面產生仿照保護膜9的形狀之 :::使平坦性惡化’結果例如用以在上層形成配線的今 办衣私中會產生焦點偏移，而成為繼線或電路短路之原 口亚對半導體晶圓等之基板表面所形成的⑶（大 體電路)等之性能方面有不晴。因此，為充份確保絕 314687 8 1291732 另外需要將此表面實施平坦化 緣膜2b表面之的平坦度 的製程。 弟圖所示，例如，在混在有直徑七在… 4度之微細孔3a’與線幅^在1〇〇…呈度之寬幅渠 溝仆的基板W表面實施鑛銅以形成銅層7時，·使電 ㈣或該電㈣中所含有的添加劑之功能最適當化，仍秋 因助長在微細孔3&之上面之電鍍之成長而有銅層7脹起 的傾向1 一方面，在寬幅渠溝4b之内部，由於不能進 行經改善整平性（levelling)的電鍍之成長之故，其結果， 在基板W上所堆積的銅層7上會出現加上微細孔^上之 脹起高度a和寬幅渠溝4b上之凹坑深度b的隆起 (^nnP)(a+b)。因此，在微細孔3a及寬幅渠溝讣之内部 嵌入有銅的狀態下，如欲使基板w表面平坦化時，需要 充分增厚銅層7之膜厚’且需要依CMp充分研磨前=隆 起（a + b)部分。 ^然而，如考量電鍍膜之CMP製程時，如愈增加電鍍 膜厚以增多研磨量時，則CMP之加工時間俞 為補償時間損失而提高CMP速率時，則有在CMp加工時 會發生在寬幅渠溝處之碟形下陷（dishing)的問題。又，在 CMP製程中，由於使用研漿以進行研磨之故，會產生此 研裝與電鑛液間的相互污染之問題。再者，在CMp製程 中’由於使具有彈性的研磨墊片與基板接觸，因此不能選 擇性去除基板之凸部。 亦即，為解決該等問題時，必須儘量使電鍍膜厚變薄， 314687 9 1291732 即使在基板表面混在有微細孔與寬幅渠溝時，仍需要去除 電鍍膜之脹起或凹坑以提升平坦性，惟以現狀而言，當實 施使用例如硫酸銅電鍍浴的電鍍處理時，無法僅藉由;^ 液或添加劑之作用同時進行減少脹起及減少凹坑^件^又 藉由將積層中之電鍵電源一時作成暫時反向電解或作 性變向)脈衝電源’可減少脹起，惟不能同時 解决凹部之問題，反而造成表面膜質之劣化。 [發明内容] 本發明係鑑於上述習知技術之問題所開發者，其第丄 目的在於提供_種採用在例如儘量降低例如⑽處理之 ^荷、’同時能將基板表面所設置料電性材料加卫成平坦 ==且能去除（洗淨）基板表面所附著的附著物的電解加 方法以處理基板的基板處理裝置及基板處理方法。 又’本發明之第2目的在 一 性形成保護膜以保❹㈣在配線表面選擇 A板表面所μ '、又"、夕且在確保經形成該保護膜的 :所堆積的絕緣膜等之充分平坦度之下，省略使此 表面平坦化的步驟的基板處 處理的半導體褒置。 < 方法及利用_處理方法進行 為配本發明係以提供—種即使在基板表面混在有作 獲得良好的平括性的，仍能在基板表面 -拴的基板處理裝置及基板處理方法。 為解決如上祕羽4』丄 裝置之特徵為:且備二技術中之問題，本發明之基板處理 具有與形成有作為l 運進運出基板的裝载.卸下部； ”.、破加工物的被加工膜的基板表面相接觸 314687 10 1291732 勺七、私，而進行该基板表面之電解加工的電解加工單 元；及蝕刻去除殘留在前述電解加工單元中的前述供電部 1的接觸的基板表面i之被加工膜的姓刻$元；進行經 蝕刻去除别述被加工膜的基板表面之化學機械性研磨的化 學機械性研磨單亓· α g + 早兀，以及在基板處理裝置内運送基板的運 送裝置。 =3圖及第4圖係表示本發明的電解加工之加工原理 第3圖表不在被加工物（基板）1〇表面使安裝在加工電 極14上的離子交換體⑵與安裝在供電電極^上的離子 二換版12b接觸或靠近，藉由電源17對加工電極14與供 電電極16之間施加電壓，同時從流體供給部加工電 ::14及供電電極16與被加工物之間供給超純水等之 抓版18的狀悲。第4圖表示對被加工物1 0表面使安裝在 =電極"上的離子交換體⑴接觸或靠近，使供電電 ° 直接接觸被加工物1 〇，藉由雷、、原1 7 ^ 與供電電極16之門…厂 對加工電極14 ^ 之間知加電壓，同時從流體供給部19對加 極14與被加工物1〇之間供給超純水等流體18的狀 使用如超純水般流體本身之電阻值大的液體時，最 乂換月豆12a「接觸」被加工物10表面，由於如 此使離子交振雕 ; 阻而所"、肢12a接觸被加工物10表面，即可降低電 方了為較低，亦可減少消耗電力。因而， 本杳明的加工之「接 ^ , 物賦予物理性” ：；；非如例如CMP般為對被加工 性月b里「應力」而「按壓」者。 314687 11 1291732 利用離子夺括碰 人換肢12a、12b將超純水等之流體18中 水分子20解離炎& # :、、、氧氧化物離子22及氫離子24，將例如 所生成的氫氧化物龅；” #丄 卞別如 物離子22，猎由被加工物丨〇與加工 ;=Γ場和超純水等流體18之流動而供給至被加工 =::::極:4相對面的表面，以提高在此處之被加 虱虱化物離子22之密度，並使被加工物10 與氯氧化物離子22起反應。由此反應所生成 ☆反應“ 26’即溶解在超純水等之 沿著被加工物^。表面的超純水等之流體二動：: 加工物1。去除。由此，可進行被加工物心面：：被 加工。 奶i υ表面層之去除 如此，本加工法係純粹僅藉由與被 學性相互作用以進行被加工+ 物間的电性化 ⑽般的研磨構件盘被力4:之去除加工者’故與藉由如 /、破加工物間的物理性相互 磨液中之化學種間的化學性相互 工，顯然在加工原理上有所不η乍，5所貫施的加 加工物1 〇之加工電極 由於舁被 μ以 相對向的部份將施以加工之龄 錯由使加工電極14移動即可將被加工物文’ 需要的表面形狀。 表面加工為所 在此，本發明之電解加工，係由於僅 相互作用的溶解反應以進行被加工物之去^力 學性 藉由如CMP般的研磨構件與被加 工之故，與 用及研磨液中之化學種間的化學性相理，相互作 的加工，顯然在加工原理上有所不 之混合所實施 °者。因而，能不損傷 314687 12 1291732 材料之拉k 材之機料之下進行去除加工，例如，對上述所舉的Low_K 之、^性強度較小的材料，亦能不影響物理性相互作用 進行去除加工。又，如與使用通當 工單 文用逋㊉之液的電解加 产雕兀相比較時’由於加工液係使用5〇〇以/cm以下之 的：半:二圭為純水，更佳為超純水之故，對被加工物表面 易。王又亦成大幅度降低，又加工後之廢液處理亦容 昭第：此，如使供電電極16直接接觸被加工物10時(來 二圖)’由於對此部份不能依物理性方法使(極 如使:工之:/不能實施此部份之力…因此，可考慮例 置（參昭第^ ;4及供電電極16與被加工物10相對向配 -…、弟3圖），並佶供帝+ 斟運動以杏# 八屯电極1 6與被加工物1 0進行相 此時蓋被加工物10全面的加工之方法。然而， 了而要供電電極1 6妞堂咖、木丄, 致装置構成會變成":加工物1〇表面相接觸’以 則由於且備有用本發明的基板處理裝置， 工膜的_ 未經加工而殘留的基板表面之被加 +胰的飿刻單元之故 叹刀u 工物16時，仍能钱刻未=使供電電極16直接接觸被加 會拇加#+ 1加工而殘留的被加工膜。因而， ~加對被加工物1〇的供 工物，與前述供電電極Μ方法之自由度。在此，被加 (基板）10之裝置形成、之接觸位置，最好在被加工物 之周緣部等。’域以外之處，例如，被加工物10 本發明之較佳樣態 與前述基板自由接近的\河述電解加工單元具備有：能 ' 工電極，作為對前述基板供電的 314687 ]3 1291732 :電部之供電電極；在前述基板與前述加工電極或前述供 :電極之至少-方之間所配置的離子交換體前述加工 :極與别述供電電極之間施加電壓的電源；以及對配置有 :述離子交換體的前述基板與加工電極或供電電極之至少 一方之間供給流體的流體供給部。 亦可具備有在則述基板表面形成作為被加工物的被加 :膜的成膜單元。此成膜單元係例如對前述基板表面實施 電鑛處理的電錢單元。 亦可具備有對前述成膜 义力X胰早兀之處理後之基板實施退 处理的退火單元。又，亦且者义 一 八備有貝轭月丨』述基板之洗淨的 /无净·單元。 本發明之其他基板處理裝置之特徵為 叮1从句·丹備有為運 土板的裝載·卸下部；具有與形成有作為被加工物 ? :t奴的基板表面相接觸的給電部，且進行該基板表 的電解加卫單元；㈣去除殘留在前述電解 前述供電部間的接觸部的基板表面上之被加: 置的以及在基板處理裝置内運送基板的運送 靠、二Γ述：解加工早凡具備有：⑴能與前述基板自由 罪近的加工電極；作為斟1 ()作為對則述基板供電的供電部 在前述基板與前述加工電極或前述^ 方之間所配置的離子交換體；㈣對前述加 才5 ^ glj述供電雷才系夕 有前述離子交電㈣電源；以及_配置 隹子乂換…边基板與加工電極或 …之間供給純水或導電度在—⑽以下之液體 314687 14 1291732 的流體供給部。 亦可具備有進行經姓刻去除前述被加工膜的基板表面 之化學機械性研磨的化學機械性研磨單元。 本發明之基板處理方法之特徵為：使供電部血形成有 =被力:工物的被加工膜的基板表面相接觸以進；該基板 接：：解加工，在前述電解加工後進行與前述供電部間 所殘留的基板表面上之被加工膜之姓刻去除，對 心刻去除後之基板表面進行化學機械性研磨。 作為供千A月之“ “之特徵為：前述電解加工，係藉由 為“π的供電電極對前述基板供電同時使加 近’在前述基板與前述加工 书和罪 古々问 寬極或則迷供電電極之至少一 螬配置離子交換體，對义 基板|+ f配置有4斜父換體的前述 對前述= 之至少一方之間供給流體，且 加工。 、月〗l么、电电極之間施加電壓而實施電解 工物I::::電解加工前在前述基板表面形成作為被加 部二=理方法之特徵為:藉由作為供電 電，同時使加=有J為被力:工物的被加工膜的基板供 前述供電電極之至w、j近，在則述基板與前述加工電極或 前述離子交換體的二、^之間配置離子交換體’對配置有 一方之間供給純水板與加工電極或供電電極之至少 並對前述加工—电度在500" s/cm以下之液體， “與面述供電電極之間施加電星，同時進 314687 】5 1291732 行前述基板表面之電解加工，在前述電解加工後進行與前 述給電部間的接觸部所殘留的基板表面上之被加工 . 勝之"I虫 刻去除。 亦可對前述經姓刻去除後之基板表面進行化學機械性 研磨。又，亦可在前述電解加工前在前述基板表面形成作 為被加工物的被加工膜。 本發明之其他基板處理方法之特徵為：在基板表面所 設置的配線用之微細凹部内欲入配線材料，去除不兩要的 配線材料以使基板表面平坦化後，再去除配線材料:在前 述微細凹部之上部形成填充用凹部，在此填充用凹部内選 擇性形成保護膜。 由此’在填充用凹部内選擇性形成保護膜並以保错膜 ㈣配線表面時，由於此保護膜之表面作成與絕緣膜表面 1=成配線部之表面同一平面之故，可防止保護膜從 大出以充分確保在此上面所堆積的絕緣膜等的平 坦度。 〜别述保護膜最好為由多層積層膜所構成者。如此，由 ^利用由夕層積層膜所構成的保護膜以選擇性保護配線表 :之故’可利用具有不同的物理性質的複數層構成保護 t ^使^層具有不同功能（作用），例如，組合防止配線 、氧化防止層和防止配線之熱擴散的熱擴散防止 p可有效防止配線之氧化和熱擴散。此時，如分別以 ^熱性佳的⑷或c。合金層構成熱擴散防止層，以财 乳化性佳的Nl(錦）或^金層構成氧化防止層，並在熱 314687 16 1291732 擴散防止層之表面積層氧 氣體之絕螓胺^ 虱化防止層，即可積層例如氧化性 罢卩主 衣作夕層配線構造之半導體罗 置時，可防it配線之氧化心μ h 干^體衣 方止其效用（作用）之降低。 可採用化學性雷解Π游 材料之场成賴保護膜。又，前述配線 材枓之去除係採用化學機械 工所實施者。 ⑽〖子性蝕刻或電解加 本發明之較佳樣態之特 又馬·猎由供電電極對前述基 板供電，同時使加工電 pe , . ^ ^ 1 Α近，在基板與前述加工電極之 ==與前述供電電極間之至少一方配置離子交換體， 電=…換體所存在的基板與前述加工電極或前述供 2至^方之間供給液體’並對前述加工電極與前 L、包$極之間施加電壓以實施前述電解加工。 、 W用離子父換體將超純水等之液體中之水分子 解離為氣氧化物離 — 風離子’將例如所生成的氫氧化物 ’藉由基板與加工電極間之電場及液體之流動而對與 、土 ^ 电極相對向的表面供給，以提高此處的基板附 近之IL氧化物離子夕$ _ & ^ 風乳化物離子之密度，並使基板之原 子與氫氧化物離子進行反應。因反應所生成的反應物質即 溶解在液體中而藉由沿著基板表面流動的液體而從基板去 除。由此，可進行配線材之去除加工。 前述液體最好為純水或導電度在500 # S/cm以下之 液體。 。在此，純水係例如導電度（換算為latm(大氣壓），25 C者以下亦同）在1 0 " S/cm以下之水。如此，使用純水 )1 314687 1291732 p進行電解加工，即可實施在加卫面不殘留雜質的清淨的 二工’由&，可使電解加工後之洗淨過程簡單化。具體而 吕，電解加工後之洗淨步驟為丨階段或2階段即可 又，例如，在純水或超純水中添加界面活性劑等之苏 加劑，以使用作成導電度為5。一以下(較佳為5〇: 二’更佳為（M"S/em以下）的液體’而在基板與離子 又換體之界面形成具有防止離子移動的抑制作用的岸，藉 此可緩和離子交換（金屬溶解）之集中以改善平坦性 a :發明之較佳樣態之特徵為：藉由供電電極對前述基 電，同時使加卫電極靠近，在基板與前述加 間供給純水或導電度在500 /zS/cm以下之液體，並對前 電極與前述供電電極之間施加㈣1實施前述電 體之流< 向的表3 以使基相 的反應物 流動而從 所設置的 該配線材 由此，藉由基板與加工電極之間之電場及流 而將氳氧化物離子供給至與基板之加工電極相對 並提高此處之基板附近之氫氧化物離子之密度， 之原子與氫氧化物離子進行反應。因反應所生成 質即溶解在液體中，藉由沿著基板表面的液體之 基板除去。藉此可進行配線材料之去除加工。 本發明之半導體裝置之特徵為：在基板表面 配線用之微細凹部内’依序填充配線材料及保護 料表面的保護膜。 則述保護膜最好為由多層積層膜所構成者。 本發明之其他基板處理裝置之特徵為具備有：編 314687 】8 1291732 2頭部（head);對基板進行金屬膜之電解電鑛的電鍵處 -:，洗淨電鍵後之基板表面的洗淨部；以及使離子交換 ""在洗淨後之基板與電極之間，且在液體之存在下對前 述基板與前述電極之門γ ^ +广 、 之間^加電壓，以實施前述基板上之至 屬膜之私解去除加工的電解加工部·，而前述頭部係在 料前述基板之下能在前述電鍵處理部、前述洗淨部^以 及刚述電解加工部間移動。 藉此可依序進行電錢處理、洗淨處理以及電解加工， 亦能重複進行此箄泉j & 制。 寺衣^。又，由於分開電鍍及電解加工之 :紅位置’而可任意設定兩製程之加工時間或加工條件， 並可使加工製程最摘杏儿 ^ 取、田化。又，由於另外設置電鍍處理部 及電解加工部，而+ 、、 了在兩處理部使用不同液體之故，不合 造成相互污染之問題。 曰 别述洗淨部最好為两pr罢六二 馮配置在則述電鍍處理部與前述電解 力邛之間由此，可防止在電鍍處理部所使用的硫酸銅 水溶：等之導電度較高的液體帶入電解加工部。 前述洗淨部亦可具備有洗淨液喷射喷嘴，亦可具備有 用以使洗淨後之前述基板乾燥的乾燥機構。如此具備乾燥 ，構’即可將完成電鑛處理或電解加工的基板以乾燥的狀 悲送回卡g (cassette)内。 本Is明之較佳樣態之特徵為：前述電解加工部係對電 鑛後之前述基板與前述電極之間供給純水、超純水或導電 度在550 " s/cm以下之液體以實施電解加工。 电 亦可將4述電鍍處理部的電鍍處理及前述電解加 314687 】9 工部的電解加工，至少反覆實施2次以上。 陽極態之特徵為：前述電鍍處理部具備有 以及對Si :基板之間所配置的離子交換體、 供” π父換體與前述基板之間供給電鑛液的電鑛液 交換體，’在電鍵處理部之陽極與基板之間配置離子 陽極：面ρ可防止來自電鍍液供給部的電鍍液直接接觸到 被捲亚可防止陽極表面所形成的黑膜⑽ckf叫 透水性者。例如，以離本上她 子乂換肢取好為使用具有 戋者壯右β 子父換纖維所製成的織布或不織布， 成者4有多孔的薄膜等可以透過液體。 本發明之較佳樣態之特
寻敛為·則述頭部係在該頭部之 卜面具備有從該基板之 A 供雷的π 支持則处基板並對該基板進行 1、电的可自由開閉的 著前f s Μ /、电爪構件。此供電爪構件最好為沿 Ί U頭一之圓周方向 此，可將其士… 式配置有複數個。由 二、土板％疋地支持在頭部同時進行供電。 ::供電爪構件最好為具備有由較前述基板上之被加 fe貝重的金屬所形成 材皙夕Θ0七、私構件。由此，可防止因電極 、虱化所引起的導電性之降低。 被力電解加工部最好為具備有能檢知前述基板表面之 工、之朕厚的感測器(咖sor)。由此將能監視電 工之進行狀況。 兄兒解加 鈾述電鍵處理部Θ & 源。 爽理邛及則迭電解加工部，可分別具有電 本每明之較佳樣態之特徵為：前述頭部、前述電鍍處 314687 20 1291732 理部、前述洗 理單元内者。 氣體的情性氣 最好對處理單 入」係指以經 意。特別是如 粒不會從外部 表面的微粒數 加工中純水中 質安定化，抑 加工之性能。 本發明之 處理部係連接 電解加工部與 換0 置在1個處 部供給惰性 性氣體係指 。在此「封 單元内之 稍高，則微 附著在基板 防止在電解 使純水之水 以穩定電解 工部與電鍍 開關而能在 象予以切 ，係設 有對内 供給惰 體之意 滿處理 外氣壓 可減少 ，即可 此，可 氣泡， 淨部以及前述電解加工部 在此處理單元中最好具備 體供給部。對處理單元内 凡内封入氮氣等之惰性氣 減少微粒的清淨的氣體充 將處理單元之内壓作成比 侵入處理單元内，其結果 又，由於封入惰性氣體 之溶解氧濃度的上升，由 制電解加工時從純水發生 車乂佺枚悲之特徵為：前述電解加 :通之電源’而藉由電源切換 電鍍加工部之間將電源之連接對 本發明之其他電解加工 板的頭部；對基板表面進^之^為具備有：支持遵 部;進行電鑛後之基板表面之解電鑛的電鍵“ 加工電極，而對洗淨後之基板^的心部；以及具備凑 之存在 ，、μ加工電極之間，在液磨 (存在下苑加電壓以實施 去除加工的電解加工部；而一;板上之至少金屬膜之電朝 板之下& +二 而别述頭部係在保持支持前述基 加工部間移動。 ㈣洗淨部、以及前述電解 在此電解加工裝置中，亦可對電鍍後之基板與加工電 314687 21 1291732 極之間’供給酸性溶液以實施電解加工。此酸性溶液而言， 可例舉· 0.001至0·1質量（wt)%程度之稀薄硫酸或鱗酸溶 液等。 本务明之其他電解加工方法，係一種對基板實施電錢 處理，洗淨電鍍後之前述基板，使離子交換體介在洗淨後 ^述基板與電極之間，且對前述基板與前述電極之間供 =導電度在500 # s/cm以下之液體。以對前述基板表面 貫施屬於去除加工的電解加工的基板處理方法，而其特徵 為·至少反覆實施前述電鍍處理、及前述洗淨處理、以及 别述電解力口工處理2次以上。 如此，對基板貫施電鍍處理後，對電鍍後之基板與電 極之間供給導電錄在500 // s/cm以下之液體並實施電解 加工，即可有效去除因電鍍處理所形成的基板之凸部 (hump)，而可提升基板之平坦性。亦即，由於導電度在5〇〇 # S/cm以下之液體係未充分電離之故，因電阻值之差異 而使離子電流集巾在與離子交換體接㈣靠近的基板之凸 部，此等離子即與基板上之金屬膜（凸部）起作用。因而， 可有效去除與離子交換體接觸或靠近的凸部，以 之平坦性。特別是，在純水導電度為丨一以：，基: 純水之導電鍍為(M"s/cm以下，可獲得良好的電解加工 性0 人，田万；洗淨電鐘處理後之基板，而可完全去除 為高導電性之液體的電鑛液而被純水所取代，纟導 的純水或超純水等之環境下實施電解加工（電解研磨）。特 3M687 22 1291732 別是，由於實施使用純水或超純水的電解加工處理，而可 以高度選擇性僅去除基板表面之凸部。然後對電解加工後 之基板再進行電鑛處理，即可防止因電鍍處理所引起的過 度之—凸部（hUmp)之„，如在基板表面混在有微細孔與大 孔（覓幅渠溝）時，在基板表面仍可獲得具有良好的平坦性 的因電錄所產生的金屬膜。 本發明之其他基板處理方法係具有：對基板表面實施 電鍍的電鍍處理；洗淨電錢之前述基板表面的洗淨處 理；以及對洗淨後之前述基板與加卫電極之間，在液體之 存在下施加電壓以對前述基板表面實&電解加工的電解加 =處理；其特徵為：至少反覆實施前述電鐘處理、前述洗 淨處理以及前述電解加工處理2次以上。 在前述基板與前述加工電極之間，最好介在有離子交 換體。又’前述液體最好為純水、超純水、導電度在谓 // S/cm以下之液體或電解液。 [實施方式] 以下，就本發明之實施形態，參照圖面加以詳細說明。 ，此二對同-或相當的構成要件，標記同一符號並省略重 ，的說明。在下述說明巾’係表示將半導體晶圓作為基板 使用，亚利用I板處理裝置加工半導體晶圓之例 铁 本發明亦可適用在半導體晶圓以外者。 田’，，、 、第5圖係表示本發明之實施形態中之基板處理裝置之 構成的俯視圖。如第5圖所#，此基板處理裝置具備有： 作為運入運出收納有半導體晶圓等之基板的運入運出部的 314687 23 1291732 一對裝載·卸 立 行走型運送：Γ:30;在裝置内運送基板的運送震置的 、口口人32。相對對運送機哭 下部30之相反側，阶^ 、機-人32在破載·卸 元）34 -置有化學機械性研磨單元（CMP單 單元心元36,而…單元…解加工 基板之收付用二鱼…2能到達的位置上，分別配置有 订用的堆進機34a、36a。 :夾持運送機器人32之行走轴仏 置有4個單元。介0 刀〜配 配置有在其板/ 在一邊從袭载.卸下部30側依序 元的電ί 形成作為被加工物的被加工膜的成膜單 對早兀38、洗淨電鍍後之基板的洗淨單元40、及 :鑛後之基板實施退火處理的退火單元42、以及使Α 板反轉的反轉機44， 吏土 序配置m 而在另-邊從裝載.卸下部3〇側依 緣物自 工後之基板的洗淨單元46，將基板之周 料=°卩單及邊緣部）所成膜或㈣的被加1㈣去除 以种用蝕刻早兀48、砵、、益十丨# ^ ,乎蝕刻後之基板的洗淨單元50、 吏土板反轉的反轉機5 鄰接配置有當利用電解力工二㈣.卸下部3〇相 、目Α 用电％加工早兀％進行電解加工時，監 視施加在後述的力工带 „ άΑ ^ 電極與供電電極之間的電壓或流動在 此間的電流的監視部54。 μ其次，就基板處理裝置内之電鐘單元38加以說明。 :6圖係表不電鍍單元38之一例的縱向剖視圖。此電鍍 單兀3 8係基板表面實搞命j ^ 、 兒、又 》成作為被加工物的被加 工膜者。如第6圖所示’電鑛單元38具備有向上方開口 而在内部保持電鑛液80的圓筒狀之電鐘槽82，及以裝卸 334687 24 1291732 自在方式朝下支持基板w以配置基板w在堵塞電鑛槽82 之上端開口部的位置之基板保持部84。在電鑛槽82内部 =配置有浸潰在電鑛液80中而作為陽極的平板狀之陽 極板％，而將基板,作為陰極。在電錢槽以底部中 射狄連接有用以形成朝上方的電鑛液之噴流用的電鍵液喷 射管88，而在電鍍槽82夕卜 ΠΛ 之上邛外側，配置有電鍍液受槽 90 ° 匕的構成之S鑛單元38中，在電鑛槽82上部藉 由基板保持部84按朝下方式支持並配置基板W，對陽極 板（陽極）86與基板（陰極）w間施加預定之電麼，同時從電 鑛液噴射管88朝上噴出電鑛液8〇。如此，對基板w之 了面(被電鍍面)依垂直方向噴上電鍍液8〇之噴流，並對 | w之間流通電鑛電流’藉此可在基板寶 下面形成作為被加工膜之電鍍膜。 其次，就基板處理裝置内之退火單元42加以說明。 第7圖係表示退火單元42的縱向剖視部，第8圖係橫向 剖視圖。如第7圖及篦8 _说主— _ , 口及弟8圖所表不，退火單元〇具備有 具有進出基板w的間門120的小室122、及在小室122 上部所配置的加熱板124、以及在小室122下部所配置的 h部板126。加熱板124係將基板w加熱為例如*⑽。c， 冷卻板1 26係例如流通冷卻水以冷卻基板w。 又’在小室122内以升降自在方式配置有貫穿冷卻板 126内部而往上下方向延伸，在上端載置支持基板W的 複數支升降銷128。再者’在失持加熱板124而互相對向 314687 25 1291732 的位置配置有在退火時對基板w與加熱板124之間導入 防止氧化用之氣體的氣體導入管1 30、及將從氣體導入管 1 3〇導入並流動基板w與加熱板1 24之間的氣體進行排 氣的氣體排氣管1 3 2。 如第8圖所示，在退火單元42中設置有内部具有過 濾益134a的N2(氮）氣體導入路136、及内部具有過濾器 134b的H2(氫）氣體導入路138、及混合流通&氣體導入 路136内的A氣體與流通H2氣體導入路138内的H2氣 體的混合器140、以及使混合器！ 4〇所混合的氣體流通的 混合氣體導入路142。在此混合氣體導入路142，連接有 上述氣體導入管130。 在電鍍單元38中在表面形成有電鍍膜的基板w，將 通過門閘1 20而被運入小室1 22内部，並由升降銷1 28所 保持。然後’升降銷1 2 8即上升至由升降銷i 2 8所保持的 基板W與加熱板124間的距離到達例如〇 lmm至i.〇mm 耘度為止。在此狀態下，藉由加熱板i 24將基板w加熱 至例如4〇0。〇，同時從氣體導入管13〇將氧化防止用之氣 體導入小室122内。經導入小室122内的氣體，係流動於 基板W與加熱板124之間，而從氣體排氣管排出。如此， 即可防止氧化同時對基板W進行退火處理。將此退火處 理繼續進行例如數十秒至60秒程度後，即可完成處理。 基板W之加熱溫度可在1〇〇至6〇〇。〇中選擇。 退火完成後，將升降銷丨28下降至由升降銷128所保 持的基板W與冷卻板126間的距離到達例如〇mm至〇 314687 26 1291732 私度為止。在此狀態下，將冷卻水導入冷卻板内，藉 此冷卻基板貿至100t：u下例如1〇至60秒鐘程度，並曰 2此完成冷卻後之基板1運送至下一步驟。在此，在本 貝施形悲中，係作為防止氧化後之氣體而流通n2氣體中 此口有數％之h2氣體的混合氣體者，惟亦可作成僅流通 n2氣體。 其次，就基板處理裝置内之電解加工單元36加以說 明。第9圖係表示基板處理裝置内之電解加工單元％之 構成的极式圖’第！ 〇圖係第9圖之俯視圖。如第9圖及 第10圖所示，電解加工單元36具備有能上下移動且往水 平方向搖動自在的f 360、及在臂360之自由端所垂設的 □板狀之兒極3 6 i、及在電極部3 6 i下方所配置的基板 保持部3 6 2、以及脅+ πτ , Μ及對下述之加工電極369與供電電極㈠共 電部）3 73之間施加電壓的電源363。 臂360係安裝在搖動用馬達364所連結的搖動軸以5 上端’並隨著搖動用馬達364之驅動而往水平方向搖動。 此搖動軸365係連結在往上下方向延伸的滚珠螺釘 上，而隨著連結在滾珠螺釘366的上下動用Μ 367之驅 動而與臂360——起上下移動。 電極部361係連接至使基板保持部362所保持的基板 :與電極部361進行相對移動的空心馬達368,而隨著此 空2馬達368之驅動旋轉（自轉）。又’如上所述，臂36〇 係此上下移動及往水平方向搖動，而電極部361則與臂3⑼ 形成為一體而能上下移動及往水平方向搖動。 314687 27 1291732 在電極部361下部，以朝下支持 柄女裝有加工電 。此加工電極369係穿過空心 τη ，迷3 6 8之空心都々> 而達到滑環370，從此滑環37〇穿 的处、w 牙心搖動軸365中所形成 二〜邛而連接在電源363之陰 品、， 此加工電極369表面 (下面）上安裝有離子交換 可…一 &換"369a。此離子交換體369a， 了以例如由陰離子交換基或經 所M ^ ^ ^離子父換基的不織布 (^石廿缺甘、I ^戟狩有強酸性陽離子交換基 =基)者’：亦可為載持有弱酸性陽離子交換㈣： ^者/又，陰離子交換體最好為載持有強驗性陰離子交 (三級以下之胺基）者。載持有弱驗性陰離子交換基 在此，賦予有例如強驗性陰離子交換能力的不織布， 係依對纖維直徑在2〇至5〇 A m且处 一 工障率在約9 0 %之聚檢 烴製之不織布照射^線後進行接 又八 取人^ 枝ΛΚ &的所謂放射線接枝 ♦口/ 鏈，接著，使所導人的接枝鏈胺基化並 入四級銨基所製作者。所導人㈣子交換基之容量，可由 將導入的接枝鏈之量而決定。為施 ~貝施接枝？κ合時，使用例 如丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸縮水甘油§旨，再者，使 稀石黃酸納、氯代甲基苯乙烯等之單體，控制此等單體#、 反應溫度以及反應時間’即可控制將聚合的接枝量。因二 對接枝聚合前之素材重量，將垃# π人 Τ重里將接枝聚合後之重量之比稱呼 為接枝率，惟此種接枝率最大能達到5〇〇%，而接枝聚人 後所導人的離子交換基最大能達到5meq/g。 σ 經賦予強酸性陽離子交拖〜 亍乂換忐力的不織布，係與賦予前 314687 28 1291732 述強驗性陰離子交換能力的方法同樣地，依對纖維直径 至5Mm且空隙率在約9〇%之聚稀煙製之不織布照射^ 線後進行接枝聚合的所謂放射線接枝聚合法導入接枝鍵， 接著，將所導入的接枝鍵使用例如經加熱的硫酸處理 入績酸基所製作者。又，如使用經加熱㈣酸處理時 可導入填酸基。在此’接枝率最大能達到5〇〇%，而接枝 聚合後所導人的離子交換基最大能達到5meq/g。 在此，離子交換體369a之素材之材質而言，可列舉· 聚乙炸、聚丙烯等之聚烯烴系高分子，或其他有機高分子。 又，以«形態而言，除不織布之外，尚可列舉：織布、 片材、多孔質材、短纖维箄力 Μ、減、准寻纟此，$乙烯或聚丙烯可藉 =素材照射（前照射）放射線（r線及電子線）而使素 材中產生自由基，接著使豆盥歸 ” 使/、，、早肢反應以進行接枝聚合。 由此’可產生均勾性高、雜質少的接枝鍵。另一方面，复 他有機高分子則藉由使i含 ^ 姑射蠄Γ始 ，、3，又早脰，對此照射（同時照射） = :::、電子線、紫外線)，即可進行自由基聚合。 $勾性不佳，惟可適用在幾乎所有素材。 二=於利用經賦予陰離子交換能力或陽離子交換 月匕力的不織布來構成離子 水或恭經斤 于乂換租369a，因此純水或超純 到達:右攻寻之液體將自由移動於不織布内部，而能容易 八不織布内部之水分解觸媒作用的活性點，社 數之水分子將被解離為氫離子及氫氧化物離子:: 於因解離所生点的^ " 再者 由 解液等之液體之移動而被有效運送至基板〜表=、 314687 29 1291732 即使所施加電壓較低，仍可獲得高電流。 在此，如僅利用經賦予陰離 . 、丁 U雕千乂換旎力或陽離子交換 月匕力之一種來構成離子交換 你帝^ 卞則不但造成能實 成雜質ρ 材料又到限制，而且會因極性容易生 成雜貝°&，可將具諸料交換能力的陰離子交換體 陽離子交換能力的陽離子交換體加以重疊，或在離 千父換體369a本身賦予L μ 个％辦卞陰離子父換能力與陽離子交換 力兩者之交換基，由此可 、 被加工材料之範圍，亦可抑 制雜質之生成。 八，电極逋常有 丁 w〜a，分《的同題。因 ’笔極材料最好使用碳、較惰性的t金屬、 物或導電性陶竟。如電極受氧^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 又虱化則電極之電阻值增大而 广加電壓之上升’惟如使用白金等不易氧化的編 銥(―)等之導電性氧化物保護電極表面，則可防止因 電極素材之氧化所引起的導電性之降低。 ::在空心馬達368之空心部，延伸有作為對電極部 认— /、、、、"純水，更佳為供給超純水的流體供給部的純水供 給官371，並從此純水供給管371經由電極部so之中心 I5所叹置的貝牙孔361a而從基板W之上方往基板w之 表面（上面）供給純水或超純水。 在電極部361下方所配置的基板保持部如上，按朝 上（面朝上）之方式載置支持有基板w。在此基板保持部如 下方，配置有使基板W與電極部361相對移動的自轉用 馬達372。基板保持部362係連接至此自轉用馬達奶， 314687 30 1291732 並Ik著此自轉用馬達372之驅動而旋轉（自轉）。 ^第10圖所示’在沿著基板保持部362之圓周方向 的預疋位置，設置有當利用此基板保持部362载置保持基 寸/、基板W之周緣部接觸而對銅層（參照第1B圖） 供電的複數個供電電極(供電部)373。此等供電電極π 係連接至電源363之陽極。在本實施形態中的電解加工單 兀36中，供電電極（供電部）仍係配置為能與基板％之 =部(斜角部)相接觸之方式，惟亦可構成為供電部能與 土反W之周緣部以外之表面相接觸之方式。 而使用it第9圖所不’在本實施形態中，作為電極部361 直徑比基板保持部362所保持的基板ψ之直徑 夕而基板W之全面不致於被電極部 復盖，惟電極部361之大小並不限定於此。 363 "V在本實施形態中’係將加工電極369連接至電源 之县極，將供電電極（給電部3 '、 陽極，惟^ ^接至;源如之 極的電極作為供雷雷搞 了將連接至電源363之陰 "、/、電極，而將連接至陽極的 電極。亦即，如被加工材料係 ：：0工 陰極側會產生電解加工作用之故，連二：：由於在 的電極即成為加工電極，而經連接 之陰極 電電極。另一方而 木的電極則成為供 在陽極側會產生電解加工作用J係=:切時’由於 極的電極即成為加工電極，而經連 =363之陽 供電電極。 ㊁極的電極則成為 314687 31 1291732 如第10圖所示，在基板保持部362之側方，配置右 再生經安裝在電極部361的離子交換體咖的再生部 ⑺。例如，離子交換體369&係陽離子交換體時 離子（cation)能電性移動於陽離子交換體内部。因而，如 使陽離子交換體再生時，如第u圖所示，則失持隔壁二 而配置再生電極377a、及與此再生電極377a成對 = 377b ’並將進行再生的作為被處理離子交換體的陽離 子父換體369a配置在對電極37几與隔壁376之間。缺後 分別對隔壁376與再生電極377a之間從第】液體供給部 378a供給流體A，對隔壁376與對電極叨几之間從第2 液體供給部3湯供給流體A’同時，對再生電極"π盥 對電極377b之間從再生電源379施加將再生電極377以 成陰極，將對電極377b作成陽極的電壓。於是，在加工 中被收取至陽離子交換體369a内部的被加工物之溶解離 子將制電極（陽極）377b側往再生電極（陰極^ 側 移動並通過隔壁376，而已通過此隔壁376的離子M+， 則因供給至隔壁376與再生電極377a之間的流體A之流 動而被排出系外，由此，可再生陽離子交換體⑽。在此： 如離子交換體369a為陰離子交換體時，則將上述的再生 電源379之電壓之正負作成相反。 在此，隔壁376最好為不致妨害從進行再生的離子交 換體369a所去除的雜質離子之移動之下，能防止在隔壁 376舆再生電極377a之間流動的液體（包含液體中之離子） 往離子交換體369a侧的滲透。具體例而言，藉由膜狀之 314687 32 1291732 料父換體之使用，即可選擇性滲透陽離子或陰離子之其 中者，且能防止流動在隔壁376與再生電極之 的液體進人離子交換體369a側，因此能符合上述的要求。 n取好將具有與進行再生的離子交換體相同之離子交 換基的離子交換體作為隔壁376來使用。 對隔壁376與再生Φ _ 好為例如—液體，最 所去除的離子間之反應而生成難溶性= 子的二體。亦即，此液體係將咖^ 排出= 通過隔壁376的離子藉由該流動而 子交換體369a所此去广由於/共給介電常數高且不致因與從離 ^ 、 矛、的離子間之反應而生成不溶性之务 5物的液體，即可降低此 電，且可防止_仰離^電阻以抑制再生部之耗 (2次生成物)以致附^ 的雜質離子之種1 " 上。此液體可視所排出 所使用的I:::惟例如作為— 丨使用的離子父換體加以 了 I爾上之硫酸。再生s“吏用者’可列舉：濃度在 離子ί:，在再生處理中，可使再生部374與進行再生的 離子父換進行相對運動。又 4丁再生的 交換不織布配置在賦予再生的離:交==將離子 子交換體中U與體衰方二施力，，並對2個離 所蓄積的離子移動至再生用離=:r:— 314687 1291732 其次’就基板處理妒晉％ 明。第12円“ 斜角蝕刻單元48加以說 月第1 2圖係表示斜角名 X 之一例的縱向剖視圖。 如弟12圖所不，太警a 脉七 本貝轭形悲中的斜角蝕刻單元48,係且 備有··將基板w保持為皮伞廿你甘> 土 、 ”、、火千亚使其咼速旋轉的基板保持 部耽配置在此基板保持部38G所保持的基板w之表 面側之大略中央部上方的中央噴嘴382; g己置在基板W 之周緣部上方的邊緣噴嘴384;以及配置 面側之大略中央部下方的背面噴嘴386。 之月 基板保持部380係配置在有底圓筒狀之防水遮罩388 之内部’使用旋轉失盤390將沿著基板w之周緣部之圓 周方向的複數部位保持在基板w表面朝上（面朝上）之方 式。中央噴嘴382及邊緣喷嘴384係分別配置為朝下之方 式，而背面噴嘴386係配置為朝上之方式。 從前述中央噴嘴382，對基板W之表面側之中央部 供給酸溶液。由此，即使在基板w表面之電路形成部形 成有銅之自然氧化膜，此自然氧化物會藉由隨著基板w 之旋轉而涵蓋該基板W表面全面擴散的酸溶液立即被去 除’因此不會再成長。此酸溶液可使用例如一般在半導雕 裝置製程中的洗淨過程所使用的鹽酸、氟酸、硫酸之任一 種或其組合，惟只要是非氧化性之酸均可。在此，如係氣 酸’由於在後述的基板w之背面側之洗淨時亦可使用之 故’在藥品之共通化上較為理想。又，由於氟酸為防止銅 表面之粗糙化，最好為5重量％以下。 從前述邊緣喷嘴3 84，對基板W之周緣部連續性或 34 314687 1291732 間歇性供給氧化劑 A 在基板w之周緣部上面 及埏面所成膜的銅層等即被氧 由從 孔化釗，合液急速虱化，同時藉 攸引述中央噴嘴382 的酴冰y α 兀擴政在基板w表面全面 生的並被溶解去除。在此，切因酸溶液所發 氧化劑溶液之供給點以外亦會發生，因此不; 要¥加k〉谷液之濃度及供 如mu ^化劑溶液可以使用例 氯化寄Λ . 先乎過矛王所使用的臭氧、過 51、_人氣酸鹽之任一種或复έ人 好為 飞，、、、且合。如使用臭氧水時最 卜 啊以上’如使用過氧化氫時最好為^重量％以 上，如使用次氯酸鹽時最好為丨重量％。 =述背面噴嘴386,對基板w之背面側中央部同 寸或又互供給氧化劑溶液及 膑蝕刻劑。由此，可將 面側以金屬狀所附著的銅等與基板之石夕一起 使用虱化劑溶液加以氧化， 刺用矽乳化膜蝕刻劑加以蝕 J去除。此虱化劑溶液可使用例 次氣酴鴎夕乂 ^六虱、過虱化虱、硝酸、 反：壬一種，或其組合。S此，作成與供給至前述 的氧化劑溶液相同者，在簡化藥品之種 田装妆主 ^ ^朕蝕刻劑可採用氟酸，而如採 用基板表面之洗淨所使用的氟酸即可簡化藥品之種類。 在此，邊緣噴嘴384係構成為能往基板^直捏方 :自由移動之方式。邊緣噴嘴3料係從基板之外周端面至 中…間而能往基板W之直徑方向任意 贺嘴384之直經方而夕私私办命τ 攻、、豕 方向之和動見度L，係配合基板w之大 小或使用目的加以設定。通常，按2mm至5賴之範圍設 314687 35 1291732 定邊緣切削幅c，如其旋轉速唐力又合方 、度在不會產生從背面到表面 的液之回流量之問題的速度以卜本 又M上犄，則可去除其設定的切 削幅C内之被加工膜（銅層）。 其次，就此斜角蝕刻單元48夕蚀田点丨丄 U 48之使用例加以說明。首 先，調整邊緣喷嘴384之位置以兮宗啦人甘a 罝以°又疋配合基板W大小或 使用目的等的邊緣切削幅C。在此壯能 隹此狀悲下，利用基板保持 口P 3 8 0將基板c保持為水平，並盘其如 、 τ 1共基板保持部3 8 0形成 為一體而使基板W進行水平斿絲 处乂 y T扒十万疋轉。然後，從中央喷嘴3 82 對基板W表面側之中央部連續供认 士 穴1您、戈供給例如稀氟酸（DHF)之同 時’從邊緣喷嘴384對基板W之用鎊都、*洁&上 之周緣部連績性或間歇性 供給例如H2〇2(過氧化氫）。 此時’在基板W之周緣部之邊緣切削幅C之領域（邊 二部及斜角部）即產生hf#h2〇2之混合液，且基板1表 之鋼會急速地被㈣。如此，在基板w之周緣部混合 rlF ZJ ΓΛ Ft :八2 2，P可比例如從邊緣喷嘴384供給UF與Η202 戶:〇物之方式製得陡峭的蝕刻外形。又，從中央噴嘴3 82 用^、、、°的DHF將發揮保護銅電鍍膜表面之保護膜之作 用。，可由DHF及h〇2濃度決定銅之蝕刻速率。 认―同時，從背面噴嘴386依例如h2〇2—DHF之順序供
、七樂液。+ lL 匕’可以H2〇2使銅氧化，以DHF將所氧化的 則加以义丄士》 、 』，即可去除基板W背面之銅污染。 理。；後I過純水漂洗（rinse)及旋轉乾燥，即可完成處 邊=此，可同時進行基板表面之周緣部（邊緣及斜角）之 刀削幅C内所存在的銅層之去除、及背面之鋼污染 314687 36 1291732 去除，並將此處理可在例如80秒鐘内完成。 第其次，就基板處理裝置内之CMp單元“加以說明。 弟13圖係表示CMP單元34的垆—立丨、目m 一 的縱向剖視圖。如第13圖所 不CMP早兀34係具備有在上面貼上研磨布（研磨墊 (P=34〇以構成研磨面的研磨桌⑷、及以使該被研磨 月。研磨桌342之方式將基板w加以保持的頂環㈣ nngP44。如使用這種CMp單元34以實施基才反％之研磨 液處理時，分別使研磨桌342及頂料行自轉，藉由研磨 ，342上方所設置的研磨液供給噴嘴供給研磨液，並 藉由頂環344以一定壓力將基板w按壓至研磨桌342之 研磨布340。；^研磨液供給喷冑346所供給的研磨液，係 ^用例如鹼性溶液中浮懸有由氧化矽等之微粒子所構成的 磨粒者，藉由因鹼的化學性研磨作用、及因磨粒的機械性 研磨作用的複合作用之化學機械性研磨，而使基板w研 磨成為平面且鏡面狀。 如Ife績研磨時，則在研磨布340上將附著磨粒或研磨 屑，研磨布340之特性會產生變化而使研磨性能劣化。為 使此研磨力恢復，在CMP單元34上設置有銼鋸齒機 (dresser)348。藉由此銼鋸齒機348在所研磨的基板w之 父換時等實施研磨布340之銼鋸齒修整（dressing)。在此 修整處理中，在將銼鋸齒機348之修整面（修整構件）按壓 至研磨桌342之研磨布340，同時使該等修整面自轉，即 可去除研磨面上所附著的磨粒或切削屑，並且實施研磨面 之平坦化及銼鋸齒修整以再生研磨面。 37 314687 1291732 明 其次’就本實施形態之基板處理裝置中的處理加以說 例如，如帛1A圖所示，將收納有 層6的基的卡 卸、％成有曰曰種 m 32從此卡E中取出i片基板運送機器人^ 即按照需要將所取出的美. 、， 口口 取出的基板W運迗至反轉機44或52， 亚以基板w之形成有晶種層6的表 佶美柘W G絲 羽下之方式（面朝下） m反轉。被反轉的基板^再度交給運送機器人 32，亚運迗至電鍍單元38。 在電鑛單元38中，例如實施電解鑛銅以在基板W表 面形成作為例如導電體膜(被加工物)的銅層7(袁昭第α 經電錄處理後之基板（例如在表面形成有銅層 體膜的基板）w，即被運送機器人32而運送至洗 料元利並在此被洗淨。洗淨後之基板，，即由運送機 态人32運送至退火單元42。 在退火單元42中，對基板|加以熱處理以實施 處理。運送機器人32係將經退火處理的基板w運送 轉機44’並以基之表面朝上之方向（面朝上）之方式 使基板W反轉。被反轉的基板㈣再度交給運送機器人 32,藉由此運送機器Λ 32運送至電解加工單％ %之推 機36^，並載置在推進機36aJi。在此推進機—與電解 加工單元36之基板保持部362之間實施基板w之收付， 並基板w即被載置保持在電解加工單元36之基板保持部 3 62 上 〇 314687 38 1291732 ▲在電解加工單元36中，使電極部36i下降以使離子 父換體369a接觸或靠近由基板保持部…所保持的基板 W之表面。在此狀態下’對基板〜上面供給純水或超純 同時對加卫電極369與供電電極仍之間施加預定之 電^並使基板支持部362與電極部361 —起旋轉（自轉）， 同時使臂360搖動並使電極部361沿著基板％之上面移 動。因此’藉由離子交換體369a所生成的氯離子或氯氧 化物離子而在加工電極（陰極）369上將形成在基板w表面 :不需要的銅層7予以加工去除，結果可形成由銅層7及 晶種層6所構成的配線（銅配線）8(參照第圖）。 在此，在電解加工中供給至基板w與離子交換體3㈣ 之間的純水，係例如導電度在1〇#s/cm以下之水，而超 純水係例如導電度在以下之水。如此，由於使 用不3有電解質的純水或超純水以實施電解加工，即可防 止基板w表面附著或殘留電解質等多除的雜質。再者， :於因電解而所溶解的銅離子等，因離子交換反應而立即 被離子交換體369a所捕捉之故，已溶解的銅離子等不會 :析出在基板W之其他部份，或被氧化而成為微粒子 而污染基板w表面。 以又亦可不用純水或超純水而使用導電度在500 //s/cm 、'+液體，例如純水或超純水中添加電解質的電解液。 :於甩解液之使用，即可降低電阻以減少耗電。就此種電 ^ 3 ’可使用例如NaC1(氣化鈉）或Na2S04(硫酸鈉） 等中丨生鹽、HC1(鹽酸）或叫〇4(硫酸）等之酸，再者，可 314687 39 1291732 吏用氨氣等之鹼性溶液，而可依被加工物之特性適當選擇 使用。 田' 、、 再者，亦可不用純水或超純水而使用純水或超純水中 t加界面活性劑等以作成導電度在500 # S/cm以下，較 Ώ為5〇// S/cm以下，更佳為0.1 " s/cm以下（比電阻為1〇M 、cm以上）的液體。如此，由於純水或超純水中添加界 面活性劑，而可在基板w與離子交換體369間之界面形 成具有能防止離子移動的均勻抑制作用的層，由此，可緩 和離子交換（金屬之溶解）之集中以提升被加工面之平坦 :生在此’界面活性劑濃度最好為iOOppm以下。在此， °導電度之值過高時，則電流效率會下降且加 二’惟：使用具有5〇。—下，較佳為一:以遲 希望的加工速度。下…度的液體，即可獲得所 =加工中藉由監視部54監視在加工電極 知玖s； η 说 电ι 或/瓜通在此間的電流以測 夭〇、、冬點（加工終點）。亦 〜 態下實施f^ ± ，如在施加同樣電壓（電流）的狀 ^K施電解加工時， 施加的電塵）也會有所不鬥料之不同而所流通的電流（所 同。例如，如第μα圖所示，如 ι視在表面將材料B及材 面實施電解加工時所、、,Έ 〈序成膜的基板W之該表 解加工時會流通-定：=電流，則在進行材料Α之電 工時所流通的電流會變仆 "才科B之加 供電電極之間的電塵而令°㈣地’施加在加工電極與 如第14B圖所示，亦在進行 314687 40 1291732 材：A之電解加工時會施加一定 材…加工時所施加的電流會變化。在：=不同 表示進行叔袓η 第14Α圖 『延仃材枓Β之電解加工時者比 口 工時者電流更不易流通的情形，而 電解加 料3之電解加工時者比進行= ^行材 更：的情形。由此，將此電流或電墨之變化加^ 可確實測知終點(endpoint)。 〜見’即 在此’係說明在監視部5 4將名 之間所施加的·…/ 加工電極與供電電極 工終點的例二I 間的電流加以監視以測知加 狀態變化加以q 部54,將加工中之基板之 .^ 乂血視以測知經任意設定的加工終點。此日士， °工、冬點係指被加工面之所指定的部&，當 ：， 加工量的時間點，或與加工量 ： 希-的 可藉由I:::::時間點。如此，在加工途中，亦 解加工。…亚測知加工終點，而在多段製程中進行電 摩捧=之Π藉由檢測因基板到達不同材料時所產生的 凹凸數之不同所引起的摩擦力變化，或當進行基板表面 凹凸之平坦化時因去除凹凸而所產生的摩擦力之變化 :判斷加工量並檢測加工終點。χ，當產生因被加工 :阻所引起的發熱，或在加工面與被加工面之間產生 ^在液體(純水)中的離子與水分子之衝突所引起的發 带广電壓控制方式進行例如基板表面所堆積的銅層之 研磨日寸，隨者電解加工之進展且阻障層或絕緣膜之露 314687 41 1291732 出，電阻將增大而電流值變大以致發熱量會依序減少。因 而’可藉由檢測此發熱量之變化而判斷加工量以檢測加工 終點。或者亦可檢測因到達不同材料時所產生的反射係數 之不同所引起的反射光強度之變化以檢測基板上之被加工 2之膜厚’藉此檢測出加卫終點。又’亦可使銅層等之導 :14 内部產生渦流（eddy eurrent)並監視在基板内部流通 、滿流：檢測例如頻率之變化或電路電阻之變化以測知基 2上之破加工膜之膜厚’藉此檢測加工終點。再者，在電 2工中’加工速率係由流通在加卫電極與供電電極之間 共电流值所決定，而加工量係與此電流值與加工時間之乘 ::求得的電氣量成正比。因而，可將由電流值與加工時 預A:t.斤求付的屯軋里加以累計’並檢測此累計值達到 、疋值恰判斷加工量以檢測出加工終點。 電解加工結束後切斷電源363 ’並停止電極部⑹及 土板保持部362之旋轉。然、後，將基板保持部如上之基 運、、：夕動至推進機363 ’將此推進機36&上之基板交給 供ry人32 ’並運送至斜角㈣單元48 °在此，如使 使Γ电極373直接接觸基板w時’由於物理構造上不能 =加工電極⑽靠近此部份’因此不能進行此部份的加 的部二致導電性膜不能被加工而殘留在接觸供電電極373 户囟刀.卩而，在本實施形態中’係在電解加工後將此所 &的導電性膜使用斜角㈣單元48加以钱刻去除。 屏在斜角蝕刻單元48中，基板W表面上之不需要的銅 曰，亦即在電解加工單元36中的供電電極（給電部）⑺接 314687 42 1291732 觸基板w的部份所殘留的銅層將被藥液所钮刻去除。已 完成姓刻的基板則由運送機器人32運送至洗淨單^ 5〇, 並在此進行洗淨。運送機器人32係將洗淨後之基板WiI 达至反轉機52，並以基板w之表面朝下（面朝下）之方式 二基板w反轉。破反轉的基板w將再度交給運送機器人 、，’、此運送機器人32運送至CMP單元34之推進機34a， 亚被载置在推進機34a。在此推進機3 之頂一間實施基板W之收付，一 CMP早兀34之頂環344上。 單元3 4中，因化學機械性研磨而使基板W 表面研磨成為平坦且鏡面狀。在上述的電解加工中，有時 在基板W表面會殘留阻障層5(參照帛以圖），惟可 CMP早兀34中的研磨而將此阻障層5加以去除。又，如 卻再研削氧化膜等之絕緣膜2a(參照第則）時，藉由此 ,CMP單元34亦可有效地進行研磨。研磨後之基板貨 =错由運送機^ 32料至洗料元46巾，並在此進行 :淨。然後，視需要使用反轉機44或52使基板W反轉 由運达機态人32將基板〜送回裝載.卸下部3 卡閘内。 π在上述的實施形態中’係就將電鑛單元38及電解加 工早το 36作成各別的單元所構成的例加以說明者，惟亦 可將此等予以一體化為 一
… 版化為1個早兀。又，電鍍單元38、CMP 一 4以及退火單兀42係按照需要分別所設置者，亦可 適當省略以構成基板處理裝置。 334687 43 1291732 如上所述，如依本實施形態，則可防止對基板等之被 =工物施加物理性缺陷而損及被加工物之特性，同時藉由 包性化學性作用而實施例如替代CMP的電解加工等，由 此，可省略CMP處理全部或減輕CMp處理之負荷程度， 、乂可去除（洗淨）基板等之被加工物表面所附著的附著 物。亚且，僅使用純水或超純水仍可加工基板，由此，不 僅能防止電解質等多餘的雜質附著或殘留在基板表面以達 成加工去除加工後之洗淨過程之簡單化，尚可將廢液處理 之負荷減輕至最小程度。 第1 5 A圖至第15F圖係依過程順序顯示作為本發明 之實施形態巾的基板處理方法的半導體u巾的銅配線形 成例。百先，如第15A圖所示，在形成有半導體元件的 半導體基材1上之導電層laJl，堆積例如由si〇2所構成 的氧化膜或Low-K材膜等之絕緣膜2a，並在此絕緣膜2a 内部藉由例如微影.蝕刻技術形成作為配線用之微細凹部 的接觸孔3及配線溝4,藉由㈣等在其上面形成由⑽ 所構成的阻障層5，再在其上面形成作為電解電鑛之供電 層的晶種層6。 及銅層7,以使接觸孔3及配線溝4内所填充的銅層7表 面與絕緣膜2a表面作成大致同一平面。由此，如第况 然後’如弟15圖所示， 以在基板W之接觸孔3内及 緣膜2 a上堆積銅層7。然後 或電解加工等去除絕緣膜2a 藉由在基板W表面實施鐘銅 配線溝内填充銅，同時在絕 ’藉由化學機械性研磨（CMp) 上之阻卩早層5、晶種層6以 314687 44 1291732 圖所示，在絕緣膜2a内部私士山 σ /成由晶種層6及銅層7所構 成的配線（銅配線）8。再去 ^ 者知續糟由前述之化學機械性 研磨等的配線溝4内之阻隆爲< 丄 1早層5、晶種層6以及銅層7之 去除作業，由此，如第 丄 U圖所不，在配線溝4上部形 成預定之深度之填充用凹部Λ ^ ^ ^ 凹°卩4a。亦即，即使接觸孔3及 配線溝4内所填充的鋼層 7表面與絕緣膜2a表面已大致 成同一平面後，仍繼續進 ^ a '進订糟由化學機械性研磨等去除阻 層5、晶種層6以及無1展7 及銅層7之去除作業，以進一步去除 配線溝4内之阻障層5、晶種層6以及銅層7, 一直到當 配、、泉溝4上部所形成的填充用凹部牦到達預定深度時停 止去除作業。 在此亦可藉由化學機械性研磨（CMP)或電解加工等 去除絕緣膜23上之阻障層5、晶種層6以及銅層7,以使 接觸孔3及配線溝4内所填充的鋼層7表面與絕緣膜^ 表面成為大致同-平面，_，藉由化學㈣刻以去除配 線溝4内之阻障層5、晶種層6以及銅層7。 在如則述方式在基板w上所形成的填充用凹部物 ^第1 5E圖所示，述擇性形成例如由熱擴散防止層9a 及氧^防止層补之多層積層膜所構成的保護膜9,藉此， 乂保遵膜9覆盍配線8之露出表面並予以保護。亦即，在 將基板W水洗後，對基板w表面實施第丨段之無電解電 鍍，在配線8表面選擇性形成例如由C〇(鈷）合金声 =熱擴散防止層9a，其次，在將基板w水洗二所實： 弟2段之無電解電鍍，在熱擴散防止層9a表面選擇性形 314687 45 1291732 成例如丨Ni(鎳）合金層戶斤構成的氧化防止層％。此時， 使保濩膜9之厚度與填充用凹部牦之深度相同，亦即， 使保護膜9表面與絕緣膜孔表面成為大致同一平面。 -然後，將基板W水洗並使之乾燥後，如第ΐ5ρ圖所 不:在基板W之表面積層例如叫或瞻（氟氧化石夕）等 彖膜2b此日寸，使保護膜9表面與絕緣膜^表面成 為大致同一平面，即可防止保護膜9將從平坦面突出’而 可充分確保在保護膜上所堆積的絕緣膜h之平坦度，由 此可省略使此絕緣膜2b表面平坦化的步驟。 如此、，，可保護配線8之露出表面，並有效防止配線之 熱擴散。可有效防1卜你| I ^ 狀μ s 以防止例如由C。合金層所構成的熱擴散 曰 及配線之氧化。使用例如由Ni合金層所構成 的氧化防止層9b之由多屑庐爲赠〜/ 曰和層膜所形成的保護膜9選擇 性覆蓋以保護配線8，即可有效防止配線之氧化及熱擴 散。亦即’如僅以例如co或co合金層保護配線時，則 不能有效防止配線之氧化，而如僅以奶或沁合金層保護 配線時’則不能有效防止配線之熱擴散，惟以如此方式加 U組合時，則可防止如此的缺點。 並且’在熱擴散防止層9a表面上積層氧化防止層9b， 即可在例如在氧化性氣體下積層絕緣膜2b以製作多層配 :構造之半導體裝置時，能防止配線之氧化，並且能防止 其效果（作用）之降低。 在此在本例中，係表不利用由熱擴散防止層^及 氧化防止層⑽構成的2層配線膜構成保護膜9的例， 314687 46 1291732 惟當然亦可為單層或3層以上者。 在此，本例中係使用Co_W(鎢）_β(硼）合金而作為埶 擴散防止9b者。亦即，使用含有含有钻離子、錯合劑、阳 緩衝劑、PH調整劑、作為還原劑的院基胺甲㈣以及鶴 的化合物的電鍍液，並使基板貨表面浸潰在此電鍍液中 以形成熱擴散防止層（C〇-W-B合金層）9&者。 在此包錢/夜中，視需要添加有作為安定劑的重金屬化 合物或硫化合物之i種或2種以上或界面活性劑之至少一 種，又使用氨水或氫氧化四級銨等之pH調整劑以 值調整為較佳之5至1 4，承社+乙 主14，更佳之6至丨〇。電鍍液之溫度 例如為3 0至9 0 〇C，击六乂土 & m ^ L 較佳為4〇至80°C。電鍍液之鈷離子 之供給源可例舉：石*缺力丄 尸 爪酉夂鈷、氯化鈷、乙酸鈷等之鈷鹽。鈷 離子之添加量例如太η λ λ 里例如為0._至L0莫耳/公升，較佳為〇 〇1 至〇·3莫耳/公升程度。 就錯合劑而t7 ° 可例舉：乙酸等之羧酸以及該等鹽、 酒石酸、擰檬酸辇夕t 孤 义寺之羥基羧酸及該等鹽、甘胺酸等之胺某 緩酸及該等鹽。又，发莖 口。 一寺可以早獨使用，亦可併用2種以 上。錯合劑之總添加量為例如〇 〇〇1至15莫耳/公升，較 佳為0.01至1.0莫耳/公升程度。 就pH緩衝劑而言，可例舉·硫酸敍、氯化錢、删酸 等。PH緩衝劑之添加量例如為（ΜΠ至U莫耳/公升’較 佳為0.1至1.0莫耳/八 、+ A升程度。就pH調整劑而言，可例 ::4氨t杜氫氧化四甲基銨(TMAH)等，而調整PH值為5 至14，車乂仏為PH6至1〇。 314687 47 1291732 作為還原劑的燒基胺甲棚烧而言，可例舉：二甲基胺 曱石朋烧（DMAB)、二乙基胺甲钱等。還原劑之添加量土例 如為〇.〇1至U莫耳/公升，較佳為〇 〇ι至〇 5莫耳/公升 程度。 就含有鎢的化合物而言’可例舉：鎢酸及該等鹽，或 者麟鶴酸（例如’邮^。）·叫〇)等之異種多重酸及 該等鹽等。含有鎢的化合物之添加量例如為〇.，至U 莫耳/公升，較佳為〇 〇1至〇丨莫耳/公升程度。
此電鑛液中，除前付〔& ^八 L ^ 、 除則述成伤以外，尚可添加周知之添加 劑。就此種添加劑而言，可例舉 人仏处去人β 1卞為，夜女又劑用的鉛化 合物專之重金屬化合物或硫氛物 或2種以上、又陰離子系、陽離子：寺合物等1種 性劑。 子糸％離子糸、非離子系之界面活 Α如此，作為還原劑而使用對銅、銅合金、銀或銀人金 流通乳化電流而能直接進行無電解電鍍， 基胺曱硼烷，即可在不农乂 3有鈉的烷 、 存在鈀觸媒之下使基板W声面读 >貝在電鍍液中以實施無電解電鍍。 彳又 在此，本例中係使用Cou合金而作 層9a者，惟亦可使用c f w P入、…、/、放防止 或Co-B合金等。〃 Co-p合金 又使用N卜B合金作為氧化防止層外 含有鎳離子、鎳離子之鋩八 ’、P ’使用 π 3劑，作為鎳離子之矛 基胺甲硼烷或氫化硼化合 U原悧的烷 σ吻以及氨離子，並將 為例如8至1 2的無電解電 5周王 讀液，並使基板w之表面浸潰 314687 48 1291732 在此電鍍液中，以形成古$ 供、广 $成有虱化防止層（Ni-B合金層）9b。雷 之溫度例如為50至9『C，較佳為55至抑。 “二此就鎳離子之錯化劑而言，可例舉：蘋果酸或甘 月女3文寻，而就氫化侧化合 C 口物而吕，可例舉·· NaBH 還 使用可在不存在_媒之;如/述 =“方式以使基板W表面浸潰在錢液中 a 鍍，並使與形成前述之C〇_W_B入 ^解电 還原劑共通化，即能實料的無電解電錢液之 此Μ她運績進仃的無電解電鍍處理。 本例中係使用…金而作為氧化 者，惟亦可使用Ni單質、Ni_p合金或Ni_w_p合全等。 又丄配線材料除了可使用銅之外’亦可使用 銀合金等。 跟及 第16圖係表示實施第15A圖至第15F圖所示的基板 板處理裝置之構成的俯視圖。此基板處理裝置係 在全體呈長方形的地板上空間之_ ’、 側以左右相對向之方 式配置有一對化學機械性研磨單元（CMP)單元210a、 210b，而在另一端側分別配置有载置能收納半導體晶圓等 之基板W的…12a、212b的—對裝載卸下部。並且， ^連結CMP單元雇、鳩與裝载.卸下部的線上配置 有2台運送機器214a、214b。在運送路線之兩側，配置 有反轉機216、218，在夾持此反轉機2i6、2i8的兩側， 分別配置有洗淨單元22〇a、屬及無電解電錄單元❿、 ㈣。在CMP單元鳩、之運送路線側設置有在⑽ 早兀⑽、鳩之間接受基板％的能上下移動自如的推 314687 49 1291732 進機23b。 第17圖係無電解雷 、又早兀222a、222b之概略構成圖。 在此’本例中係分別 ,,L , 」仕义之無電解電鍍單元222a實施 例如W述第1段之益雷 ρ, , β …、電解包鍍以在配線δ表面形成熱擴散 乂 1 而在另一邊之無電解電鍍單元222b實施例如 =弟2段之無電解電鑛以在熱擴散防止層^表面形成 乳化防層9b之方式者，惟此耸 准此寻無电解電鍍單元係僅所使 用的電鍍液不相同而已，其有同一構成。
亦即’此無電解電鐘單元222a、222b係具備有：將 =W保持在其上面的保持機構911 ;抵接在保持於保 、機構911的基才反w之被電鐘面（上面）之周緣部並將該 周緣部予以密封的屏壁構件931;對由屏壁構件931密封 其周緣部的基板W之被電鑛面供給電錢液的喷淋頭941。 無電解電鍵單元222a、222b更具備有：設置在保持機構 9U之上部外周附近而對基板％之被電鑛面供給洗淨液 的洗淨液供給機構951 ;回收所排出的洗淨液等（電鍍廢 液）的回收容器96!彳吸引基板W上所保持的電鍍液H 以回收的電鍍液回收喷嘴965 ;以及旋轉驅動保持機構9 η 的馬達Μ。 保持機構911具有在其上面載置基板w並予以保持 的基板載置部913。此基板載置部913係載置基板％並 予以固定，具體而言，具有將基板w真空吸附在其背面 側的未圖示之真空吸附機構。另一方面，在基板載置=pH 之背面側設置有平面狀且將基板W之被電鍍面從下面側 314687 50 1291732 ’’、、=保/識的月面加熱态91 5。此背面加熱器9丨5係例如 由橡膠加熱器所構成者。此保持機構9 11係由馬達M所 %轉驅動，同時藉由未圖示的升降機構而能上下移動。 屏壁構件931係筒狀且在其下部具有將基板W之外 周緣密封的密封部933,其不會從圖示之位置上下移動。 • $淋頭94i係在前端設置多數個喷嘴，而將所供給的 :鍍液分散為喷淋狀，大略均勻地供給至基板w之被電 錢面，構造者。又，洗淨液供給機構⑸係從噴嘴…喷 方出Ϊ未液Γ構造。電鍍液回收喷嘴965可進行上下移動且 疋，其别端下降至基板w之上面周緣部之屏壁構件93】 内側以吸弓丨基板W上之電鍍液。 其次’就此無電解電鏟單元222a、222b之動作加以 Γ::先，使保持機構911下降至比圖示之狀態更低之 處’亚在屏壁構材93 1夕Μ里_ n 之間设置預定尺寸之間隙，在基板 载置部913上載置.固定基 田 吋基板。 土锻w基板W則使用例如0 8 其次，使保持機構9Π上升，如圖示方式 接至屏壁構件93 1夕τ /、上面抵 却 下面，同時藉由屏壁構件931之密封 口P 9 3 3而將基板w外用★ a + 山 ^ g 外周加以选封。此時，基板W表面俜 成為開放的狀態。 衣®你 其认，猎由背面力教％ 並從喷淋頭州嗔出例Γ/ 加熱基本身， 、出例如經加熱至50°C的電鍍液，以對 :反W、面之大略全體喷淋電鍍液^於基 由屏壁構件93 1所包圍，田丄 表面係 匕圍因此所噴淋的電鍍液即全部被保 314687 51 1291732 土板W表面。所供給的電鍍液之量係以能在基板w :面形成1，厚(約则)的程度之少量即可。在此，被 电鍍面上所保持的電鍍液之深度為10mm以下即可，亦可 二例的1_。如本例般’如所供給的電錄液少量即足 °日守，加熱用的加熱裝置亦可為小型者。 要大^ =式構成加熱基^本身時，由於進行加熱需 欠 电的電鐘液之溫度不需要升溫太高，因此可達成 降低耗電或防止電鐘液 在此，由於用以加熱 二旦本身，耗電可為較低’又，積存在基板w上的電 L w里亦車乂 ^之故’可容易實施藉由背面加熱器915的 土板W之保溫，背面加熱器 達成裝置之小型化。 之…為.“、，故可 铲二：：直接冷卻基板W本身的機構時，則亦能在電 鑛中、交換加熱·冷 所保持的電鑛液為二1:;!?。由於在半導體基板 制。 ”、、夕里丈可貝施敏感度良好的溫度控 =，藉由馬❹使基板…瞬時旋轉以實施被電鐘 面之均勾的液體潤濕，苴後在靜 ，曼在止基板w的狀態下實施 、二二之電鍍。具體而言，使基板W以l〇〇rPm以下之 込又僅旋轉1秒鐘，以使基板W之被μ、+ μ潤濕〜Μ# 破電鐘液 . 、曼骄止以貝％ 1刀釦的無電解電鍍。在此， 瞬間旋轉時間定為至多10秒鐘以下。 别述電鍍處理完畢後，使電鍍液回收喷嘴965之前端 下降至基板w之表面周緣部之屏壁構件931之内側附近， 314687 52 1291732 並吸引電鍍液。此時，如 卜 例如100rpm以下之旋轉速度 方疋轉基板W時，則可由施丄 、 j τ错由離心力將殘留在基板W上的電 錢液集聚在基板w之周緣部之展辟樓 _ J取丨之屏壁構件93 1之部份，故 可高效率且高回收率地回收帝 收电錢液。然後，使保持機構9 11 下降以使基板W從屏壁構件931離開，開始基板w之旋 轉並從洗淨液供給機構951 4噴嘴953冑洗淨液（超純水） '射在基板W之被電鍍面，v、人％ 电緞曲以冷部被電鍍面，同時進行 :釋化.洗淨，藉此停止無電解電鑛。此時，心將此時 攸嘴g 953所噴射的洗淨液喷淋至屏壁構件，藉此同 日守貫施屏壁構件93 1之、、φ、、金 LL η士 之冼乎。此時之電鍍廢液即被回收至 回收容器961而廢棄。 在此，使用過一次的電鍍液就不再利用而予以廢棄。 如前所述，由於在此裝置中所使用的電鑛液之量比^主少 报多’因此即使不再利用時，廢棄之電鑛液之量甚少。另 外，視情況，可不設置電鍍液回收喷嘴965，而使用後之 電鑛液亦與2淨液一起作為廢液，回收至回收容器961。 然後，藉由馬達Μ將基板w高速旋轉以進行旋轉乾 燥後，從保持機構9 1 1取出。 第18圖係其他無電解電鍍單元222a、222b之概略構 成圖。第18圖中，與前述之例不同之處在於不在保持機 構911内設置背面加熱器915，而在保持機構9ιι上方設 置燈加熱器（加熱機構）917,並將此燈加熱器917與噴淋' 頭941-2作成一體化。亦即，例如將複數個半徑相異的環 狀之燈加熱态9 1 7設置成同心圓狀，並從燈加熱器$ 1 7之 314687 53 1291732 間之間隙使噴淋頭941-2之多數個喷嘴943-2以環狀方式 開口。在此，燈加熱器917可以渦流狀之一支燈加熱器構 成’亦可以其他各種構造·配置之燈加熱器構成。 即使如此方式構成，電鍍液仍可從各喷嘴943_2以嘴 淋狀大略平均地供給至基板w之被電鍍面上，又，亦可 利用燈加熱器9 1 7直接均勻地實施基板w之加熱·保溫。 在燈加熱器917之情形下，由於加熱基板w及電鍍液之 外，尚可加熱其周圍之空氣，因此亦有基板w之保溫效 果。 在此，如利用燈加熱器917而直接加熱基板W時， 因需要耗電較大的燈加熱器917之故，因此不用耗電較大 者而併用耗電較小的燈加熱器9丨7與前述第1 7圖所示之 背面加熱器915，基板W主要利用背面加熱器915進行 加熱，電鍍液與周圍之空氣之保溫則主要藉由燈加熱器 9 1 7進行。又，亦可同時設置直接或間接冷卻基板w的 機構以實施溫度控制。 在前述第16圖所示之基板處理裝置中，係利用 單元21〇a、210b將基板W表面所堆積的銅層7(參照第15β 圖）等加以研磨去除者，亦可不用此CMp單元2i〇a、η仙 而使用電解加工單元，藉由電解加工以去除銅層7等。在 匕此CMP單元2 1 0a、2 1 Ob之構成係與例如前述之第^ 3 圖所示者相同，故在此省略其說明。 第1 9圖及第1 2圖表示此電解加工單元之例。此電解 加工單元440a在上下具備有：垂設在能往水平方向搖動 314687 54 1291732 自在的搖動臂444之自由端而將基板…朝下方式（面朝下） 吸附保持的基板保持部446 ;呈圓板狀且由絕緣體所構 成，以使該加工電極450及供電電極452表面（上面）露出 之方式交互埋設扇子狀之加工電極45〇及供電電極452的 電極部448。在電極部448上面安農有將加工電極450及 供電電極452表面一體覆蓋的離子交換體456。 在此，本例中係表示作為具有加工電極450及供電電 極452的電極部448’而使用具有在基板保持部楊所保 持的基板W之直徑2倍以上之直徑者，並對基板W之表 面全域進行電解加工的例。 動用馬達460之驅動，藉由滾 並連結在隨著搖動用馬達4 6 4 搖動臂444係隨著上下 珠螺釘462而進行上下移動， 之驅動旋轉的搖動轴466之上端。又，基板保持部楊係 ^妾至搖動臂444之自由端所安裝的自轉用馬達偏，而 隨著此自轉用馬達468之驅動而旋轉（自轉）。 電極部448係直接連結至空心馬達470而隨著此空心 馬達470之驅動而旋轉（自轉）。在電極部448之中央部， ，心部内部的純水供給管472。純水或超純水係經過此貫 穿孔4483而供給後，透過具有吸水性的離子交換體456 而ί'至加工面全域。又’亦可設置複數個從純水供給管 472所連接的貫穿孔4偽，以使加工液容易擴及加工面全 設置有作為供給純水（較佳為超純水）的純水供給部的貫穿 而此貝牙孔448a係連接至延伸空心馬達47〇之 域0 314687 55 1291732 向延t電極部448上方’設置有沿著電極部448之直徑方 纯次❿作為供給具有複數個供給σ的純水或超純水的 武=給部的純水喷嘴474。由此，純水或超純水可從該 土板W之上下方向時 美 於&， J才1/、、、、口基板w表面。在此，純水係 h例如導電度在10 J"竹 導電产在 7 ，而超純水係指例如 又在〇.l//S/cm以下之7匕。太山 亦π μ… 卜之水在此，不用純水或超純水， 在加工Π電度50”s/cm以下之液體或電解液。藉由 等所引起的加工不穿… 示口加工生成物、氣體發生 工。 不知疋性，而獲得均勻且重現性良好的加 在本例中，由於對電極部448 個扇子狀之+朽k π σ者®周方向配置複數 而將並對此電極板476藉由滑環478 字电源480之陰極及陽極 極相連接的電極板476將^而與電源480之陰 从 將成為加工電極450，盥陽炻如、击 接的電極板476將成為供電 ^極柄連 時，在陰極側會產生Μ是在例如為銅 …曰座生電解加工作用之始 形’陰極側將成為必“ 力口工材料之情 •^之，……極而％極側將成為加工電極。換 如被加工材料係例如銅、鉬或鐵時，由於在陽朽 會產生電解加工作用 、在％極側 文’與黾源480之陰極相遠桩 極板476會成為加 連接的黾 包極450，而與陽極相連接的帝 476會成為供電電極4仏另 連接的电極板 由於在陽極側會產生+ σ '、歹·!如#呂或矽時， s產生电~加工作用之故， 極相連接的電極作兔4 T千， ^ 兒極之陽 極。 作為加工電極，而將陰極側作為供電電 314687 56 1291732 如此，由於沿著電極部448之圓周方向以分割交互方 式設置加工電極450及供電電極452，即可省略對基板之 導電體m被加D的以供電部’同時能進行基板全面 之加工。 在此電解加工單元440a中，具備有以能任意控制從 電源480供給至加工電極45〇與供電電極452之間的電壓 或電流之至少一者之方式控制該電流彻的控制部496。 又，具備有連接至從電源48〇之陰極延伸的配線以檢測電 流值，並從此電流值與加工時間之乘積求出電量，並累計 此電量以累計整個所使用的電量的累計電量計（庫侖 计）498，並將此累計電量計498之輸出信號輸入至控制部 彻，將來自此控制部496的輸出信號輸入至電源彻。 再者如第2〇圖所不，具備有使離子交換體456再 生的再生部484。再生部484具有：與設置在夹持用以保 持基板保持部446的搖動臂444之電極部州的相對向位 置的與該搖動臂444同樣構成之搖動臂486;以及保持在 此搖動# 486之自由端的再生頭楊。而由於藉由電源 4 =參照第19圖）而對離子交換體—施加與加工時相反 的電位’以促進離子交換體456上所附著的銅等之附著物 之轉藉此即可在加工中進行離子交換體心的再生。 此日守，赵再生的離子交換體456將被供給至電極部488上 面的純水或超純水漂洗。 說明/、_人，就使用此電解加工單元440a的電解加工加以 314687 57 1291732 首先，如第15B圖所示，利用電解加工單元4術之 基板保持部446吸附保持在表面作為導電體膜(被加工部) 而形成有銅層7的基板W，使搖動臂…搖動以使基板 保持部4 4 6移動至電極部4 4 8之正μ十 〜正上方之加工位置。其次， 驅動上下動用馬達460以使基板保持部糾下降，並使被 此基板保持部446所保持的基板w接觸或接近到安裝在 電極部448上面的離子交換體456表面。 在此狀態下，連接電源480以對加工電極45〇盥供電 電極452之間供給預定之電流或電壓1時使基板保持部 446與電極部448 一起旋轉。同時，經由貫穿孔4術從 電極部448下側對該電極部448上面供給純水或超純水， 並利用純水喷嘴474從電極部484上側對該電極部448上 面同日守供給純水或超純水，以使在加工電極45〇及供電電 極4 5 2與基板w之間裝備純水或超純水。由此，藉由以 離子父換體456所生成的氫離子或氫氧化物離子，實施設 置在基板W上的導電體膜（銅層7)之電解加工。在此，由 於純水或超純水能流動離子交換體456内部，因此可多量 生成氫離子或氫氧化物離子，並將此等離子供給至基板 w表面’藉此即可實施高效率的電解加工。 亦即’由於純水或超純水能流動於離子交換體456内 部’即可對促進水之解離反應的官能基（強酸性陽離子交 換材料為續酸基）供給充份的水以增加水分子之解離量， 亚藉由水之流動去除因與氫氧化物離子（或OH自由基）間 的反應所產生的加工生成物（包含氣體）以提高加工效率。 58 314687 1291732 因而，需要有純水或超純水之流動，又，就純水或超純水 之流動而言，最好為均勾且平均者，由於均勾且平均的水 流，即可達成離子之供給及加工生成物之去除之均勾性及 平均性以及加工效率之均勻性及平均性。 然後，電解加工完畢後，切斷電源48〇與加工電極々π 及供電電極452間之電性連接，以使基板保持部446及， 極部448之旋轉停止，然後，使基板保持部446升起，^
將加工後之基板運送至下一步驟。 W 在此，本例中係表示對電極部448與基板w之間供 2純水，較佳為供給超純水的例，惟亦可不用此方法 …同樣地，可使用純水或超純水中經添加電解質，:戈 :加界面活性劑等而作成導電度在500 " S/cm以下，較 =為5〇//S/cm以下’更佳為…s/⑽以下（以比電阻 為10ΜΩ · cm以上）的液體。 又，由於在基板w與加工電極45〇及供電電極452 :間夹持有離子交換體456，因此而能大幅提高加工速 ^換吕之，超純水電性化學性加工，係藉由超純水中之 及乳化物離子與被加卫材料間的化學性互相作用者。秋 而’由於超純水中所令 …、 濃度在常溫氣氧化物離子 兹山+ 吊&狀恶下為10·7莫耳/公升之微量，因此 反應以外之反應（氧化膜形成等）會造成 :工：率降：。因此，如欲以高效率實施去除加工反應時： :要=加風乳化物離子。於是’就增加氨氧化物離子的方 1 °有利用觸媒材料以促進超純水之解離反應的方 314687 59 1291732 法 > 、 言，有力的觸媒材料，可列舉離子交換體。具體而 降低交換體中之宫能基與水分子間之互相作用以 水之解1子之解離反應的活性化能量。由此，可促進 知#以改進加工速率。 會接在本例中係當進行電解加工時，離子交換體456 近的狀能#近至基板W°在離子交換體456與基板 恶下’雖視其間隔之大小，惟因電阻相當大之故， …所需要的電流密度時之電麼會增大。然而，另一方 ^由於非接觸狀態之故，容易形成沿著基板w表面的 的：或超純水之流動，因而能以高效率去除在基板表面上 應：成物。相對於此，如使離子交換體接觸基板 帝。則电阻芰為極小而所施加電壓亦可較小，並可減少耗 ^ 為提呵加工速率而提高電壓並增大電流密度，則 在電極與基板(被加工物)間之電阻大時，有可能產生放電 的情形、。如產生放電，則在基板表面產生麻點(Plttlng)， 難乂達成加工面之均勻性或平坦化。相對於此，如使離 子乂換456接觸基板w時，則由於電阻極小，故可防 止上述放電之產生。 一在此，例如作為離子交換體456而使用經賦予陽離子 交換基者以實施銅之電解加工時，則加工結束後銅已使離 ^交換體（陽離子交換體）456之離子交換基飽和，以致實 施下一個之加工時之加工效率會變差。又，如作為離子交 換體4 5 6而使用你目皆；_她2 > μ # 、、二賦予fe _子父換基者以實施銅之電解加 314687 60 1291732 工時，則在離子交換體（陰離子 附婪如—-， 供)456表面將生成並 、銅之氧化物之微粒，以致 为卢裡* 速度有不良影響而損 处土板表面之加工速度之均勻性 下一個處理基板之表面。 夕卜尚有可月k染 於是，在此情形下，由於蕤Λ + r ^ ^ , 、猎由屯源480而對離子交換 月豆456施加與加工時相反之電位， 、佳外7 亚猎由再生頭4 8 8以促 進離子父換體456上所附著的銅等 .^ , j剌寻之附者物之溶解，則可 在加工吟進行離子交換體4 +六施掷^气冉生。此時，經再生的離 子乂換體456，將被電極部448 水所漂洗。 面所（、給的純水或超純 恭經弟21Λ及第22圖表示其他電解加工單元440b。此 私解加工單兀440b係將電極部448 仅4士* 丨“之凝轉中心0!及基板 保持部446之旋轉中心〇偏夕 — ,A Τ 〇2偏私預定之距離d，電極部448 係以旋轉中心〇ι為中心旋 寻（自轉）、基板保持部446則 以方疋轉中心〇2為中心旌隸f白 從千 Τ㈣（自轉又’藉由滑環478而 將电源480與加工電極45〇及供電電極452予以電性連 者，在本例中係作為電極部448而使用其直徑比基 π , 直k各大即使電極部448係以旋轉中心 ◦1為中心旋轉，基板保持部 1 44()以方疋轉中心分別旋轉（自 轉）’仍能以電極部448 #芸其仅4士 Μ 仅意基板保持部446所保持的基 板W全面的大小者。 在此電解加工單亓440Krb » 备 中，由於藉由基板保持部4 4 6 而使基板W旋轉（自韓），回士 … γ )门日守在驅動空心馬達470並使 電極部448旋轉（自錢、，μ + A > (軺）對电極部448上面供給純水或超 314687 61 1291732 純水，對加工電極450與供電電極452之間供給預定之電 壓或電流，藉此即可進行基板w表面之電解加工。 在此，電極部448或基板保持部446即使不自轉，亦 可進打執道運動（scroll(渦形）運動或往復運動）。 ^第23圖及第24圖表示其他電解加工單元440c。此 電解加工單元44〇c係將前述之第21圖及第U圖中所示 之例的基板保持部446與電極部448之上下位置關係作成 相反，而採用將基板W表面保持為朝上的所謂面朝上方 式，以貫施基板表面（上面）之電解加工者。亦即，下方所 配置的基板保持部446，係將基板w以此表面朝上方式 載置保持’亚隨著自轉用馬達彻之驅動而使其旋轉（自 轉）另一方面，具有加工電極45〇及供電電極，並 利用離子父換體456覆蓋此加工電極45〇及供電電極 的電極部448，係配置在基板保持部446上方，以朝下方 式保持在搖動臂444之自由端，並隨著空心馬達47〇之驅 動而進行旋轉（自轉）。而從電源彻延伸的配線係通過搖 動軸466所设置的空心部而到達滑環478，從此滑環々π k過工〜馬達470之空心部而對加工電極45〇及供電電極 4 5 2進行供電。 +而純水或超純水係從純水供給管472所供給，並通過 兒極°卩448之中心部所設置的貫穿孔448a而從基板w之 上方供給至該基板w表面（上面）。 位在基板保持部446之側方，配置有將電極部州上 所安裝的離子交換體456進行再生的再生部咐。此再生 314687 62 1291732 邛492具有經裝滿例如經稀釋的酸溶液的再生槽4料。並 且，使搖動臂444搖動後使電極部448移動至再生槽494 ^正上方後’使其下降，並使電極部448之至少離子交換 45 6 ’又/貝在再生槽494内之酸溶液内。在此狀態下，由 於：電極板476施加與加工時相反的電位，亦即：別將加 i極450連接至電源48〇之陽極、將供電電極452連接 至電源彻之陰極，藉此能促進離子交換體456上所附著 的鋼等之附著物之溶解，以進行離子交換體以之再生。 此經再生後之離子交換體456，即被例如超炖水所漂洗。 就離子交換體之再生方法而t，亦可適用在第1圖所述之 方法。 再者，在本例中，電極部448之直徑係設定為比由基 板保持部446所保持的基板w之直徑大很多的大小。並 且’使電極部448下降以使離子交換體心接觸或靠近由 基板保持部446所保持的基板评表面’在此狀態下對基 板上面供給純水或超純水，同時對加工電極45〇與供電電 $ 452之間供給預定之電壓或電流，使基板支持部料6 $ 電極部448 一起旋轉（自轉），同時使搖動臂444搖頭並使 電極部448沿著基板W上面移動’以實施對基板w表面 之電解加工。 第25圖及第26圖表示其他電解加工單元44〇d。此 電解加工單元440d係作為電極部448而使用其直徑比由 基板保持部446所保持的基板W之直徑小者，而此基板 W全面不致於由電極部448所完全覆蓋，同時作為離子 314687 63 1291732 ^換肢456，在本例中則使用由一對強酸性陽離子交換纖 、隹456&、456b，與由此強酸性陽離子交換纖維456a、456b 夾持的強6U生陽離子交換膜45心之3層構造形成的積 ㈢體所構成^。此離子交換體（積層體）心不但通水性良 2且硬度π，與基板w相對向的露出表面（上面）亦具 .+ 其他構成，則與第23圖及第24圖所示 考相同。 如此，由於將離子交換俨 布、織布、多…二 豐合複數片不織 加 '專之離子交換材料的多層構造’即可增 又 ' 立456所具有的整個離子交換容 如鋼之去除（研磨 田“例 . 足）加工日守，能抑止氧化物之產生，以防| 乳化物對加工速率㈣ 之整個離子交換容量士/ 土队。之士離子父換體456 量小日士，^、 在去除加工階段所取進的銅離子之 ^氧匕物將在離子交換體表面或内1 # 加工逮率產生影響。此斤因^ 戍内生成，以致對 交換美夕旦, 原口可此係由於離子交換體之離子 、土之里之影響，超過旦 故。因奸，士 I過合里以上之銅即成為氧化物之 子^ 由於將離子交換體456作成經疊合複數 子交換材料的多声 一 且口禝數片的離 4, θ W，以提南整個離子交換交3 抑制氧化物之產生。 雕于又換谷罝，即可 如上所說明，如笛 理方法，則當選擇性开第⑽圖所示的基板處 ^成保護膜以保護膜保護配線f面 丁，由於此保護膜表面能與絕 歲泉表面 表面成為同-平面田 肤表面寺之非形成配線部 由此’可充分確保…膜一 ▲千坦面突出， Μ ^又上面所堆積的絕緣膜等之平妇 314687 64 1291732 度，並名略研磨絕緣膜等表面的步驟以降低半導體 製造成本。 之 第27圖係表示本發明之其他實施形態中的基板處理 裝置之構成的俯視圖。如第27圖所示，基板處理裝置係 配置在矩形狀之外殼5〇1内，而在此外殼5〇ι内部連續每 施基板之電鑛處理及電解加工。基板處理裝置具備有·: 内部收納複數個基板的一對裳载.卸下單元5〇2;利用荜 液洗淨基板的-對斜角姓刻.洗淨單元Μ;载置保持2 板並將該基板加以反轉的一對基板載物台5〇4 ;以及實扩 基板之電鑛處理及電解加工的4台基板處理單元5〇5。又也 在外殼训内配置有在裝载·卸下單元5〇2、斜角钮刻. 洗淨單元503以及基板載物台5〇4之間運送基板的第」運 运機器人506’以及在基板載物台5〇4與基板處理單元π] 之間運送基板的第2運送機器人5〇7。 基板係以將表面（元件形成面、處理面）朝上之方式收 納在卡厘内，並載置在裝載·卸下單元5〇2上。然後>，第 1運运機器人506即從卡E取出基板，移送至基板載物台 州上，並將此基板載置在基板載物台5〇4上。基板係^ 由基板載物台504之反轉機而以表面朝下之方式使其反曰 轉，並交給第2運送機器人507。基板w係以其表面不 會觸及第2運送機器人507之手部（hand)之方式'，在基板 w之外周緣部由手部所載置保持。第2運送機器人 將基板交給基板處理單元5〇5之後述的頭部541，在此基 板處理單元505内實施基板之電鍍處理及電解加工。 314687 65 1291732 其次’將此實施形態中之基板處理裝置内部所設置的 基板處理單元505加以詳細說明。第28圖係基板處理單 兀/5〇5之俯視圖，第29圖係第28圖之縱向正視圖，第3〇 圖係第28圖之縱向側視圖。如第28圖及第29圖所示， ^板處理單元505係由隔壁51〇被分割為2個基板處理 部，亦即實施基板之電鍍處理的電鍍處理部52〇，及進行 電鍍後之基板之電解加工的電解加工部53〇。又，此等電 鍍處理部520及電解加工部53G係由機蓋511所覆蓋 劃形成有1個處理空間508。如第28圖及第29圖所示， 在機蓋511之電解加工部53〇側之側面形成有用以運進運 出基板之開口 512，在此開口 512上設置有開閉自在的閘 門513。此閘門513係連接在閘門開閉用氣動缸514，藉 由此閘門開閉用氣動缸514之驅動，閘門513將上下移動 以開閉開口 512。如此，利用機蓋511及閘門513將内部 收納有電鍍處理部520及電解加工部53〇的基板處理單元 之處理空間508加以密閉，藉此可防止電鍍處理時所 發生的噴霧等飛散至基板處理單元505之處理空間5〇8外 部。 又，如第2 9圖所示，在機蓋5 11上部設置有惰性氣 體（沖洗用氣體）供給口 515，從此惰性氣體供給口 515對 處理空間508内供給乂氣體等之惰性氣體（沖洗用氣體）。 在機蓋511底面設置有圓筒狀之排氣導管516，藉由此排 氣導管而將處理空間508内之氣體往外部排出。 如第28圖所示，在電鍍處理部52〇與電解加工部53〇 314687 66 1291732 之間，配置有位在處理空問 &里工間508内且作為用以洗淨在電# 處理部520所電鍍的基板的 *電鍍 ΖΛη 尤甲4之手臂狀之洗淨噴嘴 517。此洗淨喷嘴517係連接 、 /M^ + 禾圖不的洗淨液供給源， 攸冼淨贺嘴5 1 7朝向基板w 4 下面贺射洗淨液（例如， 水）。此洗淨喷嘴5 1 7係構成A处浐絲 、 再成為恥紅轉之方式，必要時實 施電鍍處理後及電解加工後 貝 1交 < 基板之洗淨。 如第28圖至第30圖所干，+ * t
’、 在基板處理單元5 0 5内$ 置有能在電鍍處理部52〇盥雷 K 知辟 /、加工部530之間搖動的搖 動# 54〇，在此搖動臂540之白山山 ^ _ 之自由柒側垂設有用以保持基 板的頭部541。藉由使搖動臂 用D叫搖動，如第28圖所示， 可使頭部541移動在電鍍處 里# 520中貫施電鍍的電鍍位 置P與電解加工部53〇中每 甲貝轭電解加工的電解加工位置〇
之間。在此，頭部541之雷 V
包鍍位置P與電解加工位置Q 之間之移動，不僅藉由搖動 ^ 用4U之搖動，亦猎由例如頭 部541之平行移動來進行。 、 弟31圖係表示搖動劈^ 、 徭動# 540及頭部541之要部的縱向 剖視圖。如第31圖所示，拨私 77 丁搖動臂540係固定在能旋轉的 空心狀之支柱542之上踹，而K、左#丄 而隧者支柱542之旋轉而往水 平方向搖動。在支柱542内邻 門4插通有由軸承543所支持的 旋轉軸5 44，而此旋轉轴5 4 4总4 1 得釉544係相對於支柱542能進行旋 轉。又’在此旋轉軸5 4 4 I☆山*壯各 上立而女裝有驅動皮帶輪545。 頭部5 4 1係連結i後無辟 搖動# 540上，如第31圖所示， 主要由固定在搖動臂54〇卜 〜 ϋ上的外肉546、及將外筒546上 下貫穿的旋轉軸547、及在下而作4士好 下面保持基板W的基板保持 314687 67 U91732 以及相對於外筒546能上下移動的可動構件549 所構成。基板保持部548係連結在旋轉軸547之下端。 处旋轉軸547係由軸承550所支持，而相對於外$ 546 忐進2旋轉。在此旋轉轴547上部安裝有從動皮帶輪551， 而在前述驅動皮帶輪545與該從動皮帶輪551之間，掛設 有定時皮帶552。由此，隨著支柱542内之#_ 54 = 旋轉而使旋轉軸547旋轉，而基板保持部548即與此旋轉 轴547成為一體而旋轉。 〜在可動構件549與外筒546之間，由密封材553形成 有密閉空間554,而對此密閉空間554連通有空氣供給路 5由此，藉由空氣供給路5 5 5而對密閉空間5 5 4進行 空氣之供排氣，以使可動構件549相對於外筒546上下移 動。又，在可動構件549之外周緣，設置有往下方延出的 按壓桿556。 如第31圖所示，基板保持部548具備有：連結在旋 轉軸547下鈿的凸緣部56〇 ;在下面藉由真空吸附而吸附 基板w的吸符板561 ;以及在此吸附板561之外周部所 配置的導環562 "及附板561係由例如陶£或強化樹脂形 成者，而此吸附板5 6 1上形成有複數個吸附孔5 6丨a。 第32圖係第31圖之部份放大圖。如第32圖所示， 在凸,·彖。p 56G與吸附板56 1之間形成有與吸附板56 i之吸 附孔561a相連通的空間563。又，在凸緣部56〇與吸附 板56i之間配置有0型環564，而前述空間563係由此〇 型壤564所氣密地封閉。又，在與吸附板56丨間的外周部， 68 314687 1291732 亦即在吸附板56i與導環562之間配置有軟質之密封環 565此岔封锿565係舆由吸附板561所吸附保持的基板 W之外周部之背面相接觸。 弟33圖係基板保持部548之俯視圖。如第圖及第 3?所示’在基板保持部548上在圓周方向以等間隔方 式二置有6個夾盤（Chuck)機構57〇。此夹盤機構別係 如第32圖所示，具傷有：基板保持部548之凸緣部560 =所安裝的底座571;能上下移動的桿572;以及能以 克軸5 7 3為中心旋轉的供雷 壯士 得扪仏电爪構件574。在桿572上端安 =螺帽575，而在此螺帽575與❹$ 縮彈簧—pressed coilspring)576。 ，丨衣有： 如第32圖所示，供雷κ姓 , ^ ^ 八电爪構件574與桿572係藉由能 在水千方向移動的銷577互 的移動，# f 亚知者桿572往上方 期 電爪構件574將以支軸573盔士 . 側閉合，隨著桿572往下方的^ #為中心方疋轉並往内 支軸573 A由^ 、私動，七、電爪構件574則以 3為中心方疋轉並往外 成為如使可動構件…r 如此的構造，作 使j勳構件549(芩照第31圖 桿556抵接在螺帽575並將桿 ^方#動而使按麼 將抵抗I縮彈簧576之彈 下方按押時，則桿572 爪構件754即以支轴573 、/下方移動，由此，供電 如使可動構件549往方 ^轉亚在外方張開。再者， 簧756之彈性力而上升，由 二“干572即藉由壓縮彈 5 73為中心旋韓 ，、电爪構件5 74即以支軸 巧T “疋轉亚往内側閉合 盤機構別，基板w即在定位於盆；；=6處的此等夹 ^ η、、彖邛的狀態下被夾 314687 69 1291732 持，並保持在基板保持部5 4 8之下面 第34圖係基板保持部548之底視圖。 在導環562下面形成有安裝有帝 圖所不， ^ ^ , ’、氣爪構件5 7 4的位詈#主 仏方向延伸的槽562a。當供電爪構件5 /位置在+ 爪構件574即在此導環562之 4閉恰，供電 衣 之槽562a内移動。 如第32圖所示，在供電爪構件57 之表面上，安裝有導電性之供恭 牛仫方向内側 係能與導電性之通電板579相：觸。通二。此供電構件578 拾580而與電源電繞581= =9係藉由螺 係連接至電綱參照第35圖)連電㈣ m^ 部時，則供電爪構件川之 + 578將與基板貿之周緣部相接觸，而對 W之銅層7(來昭第 向對基板 (…弟B圖及弟15圖）實施供電。在此，供 =件⑺最好為由比在基㈣上進行力 =、 的金屬所形成者。 心屬貝重 而藉=二圖所示’在旋轉轴上端設置有轉動接頭如， ^ 轉動接頭5 8 2而連接有從其士彳 ^ ig M ^ <Q &基板保持邛548上所設置 =接未^83延伸的管584、及從裝置内之電源7〇2及真 工录（未圖不）延伸的管585。肤笙总 述的電源電擗581廿收 寺e 584、585内收容有上 與裝置内二Γ。供電爪構件Μ之供電構件578 :之电源702予以電性連接。又，在管584、585 亦收谷有與吸附用之空間、^ ^ * Π 63相連通的配管，而藉由真 二7驅動而能將基板W吸附在吸附板561下面。 其次’就進行頭部541之上τ方向及水平方向之移 314687 70 1291732 動、搖動以及旋轉的驅動裝置，參照帛29目及帛3〇圖， 加以說明。此驅動裝置600係配置由機蓋511所區割的美 板：理單元505之處理空間5〇8外部。因此，可防止微： 等從驅動裝置600混入電鍍處理部52〇等中，又，可減輕 在電鍍處理中所發生的噴霧等的影響，以提升驅動裝置 6 0 0之耐久性。 驅動裝置600係基本上由設置在基板處理單元5〇5之 框體的軌條601設置在此軌條601上的滑動底座6〇2、及 以相對於滑動底座6G2能上下移動之方式安裝的升降底座 6〇3所構成。在料底座6〇3上以能旋轉方式支持有上述 的支柱542。因此，藉由升降底座6〇3在軌條6〇ι上滑動， 頭部541會往水平方向（第28圖之A方向）移動。又在 升降底座603上設置有回轉馬達6〇4及搖動馬達6〇5、在 滑動底座602上設置有升降馬達（未圖示）。 在由升降底座603所支持的支柱542下端，安裝有與 支柱542 一體旋轉的從動皮帶輪6〇6。在此從動皮帶輪6〇6 與安裝在搖動馬達605之軸上的驅動皮帶輪之間，掛設有 定時皮帶607。由此，隨著搖動馬達6〇5之驅動，支柱542 會旋轉，而固定在支柱5 42的搖動臂54〇會搖動。 在升降底座603上設置有由設置在滑動底座6〇2上的 滑塊支架609往上下方向引導的滑塊61〇，藉由未圖示的 升降機構，升降底座603之滑塊61〇會由滑動底座6〇2之 滑塊支架602所引導，同時升降底座6〇3會上下移動。 在肷插於支柱542内的旋轉軸544下端，安裝有能與 314687 71 1291732 旋轉軸544 —體旋轉的從動皮帶輪6ιι，而在此從動皮帶 輪611與女裝在回轉馬達6〇4之轴上的驅動皮帶輪⑴之 間，掛設有定時皮帶612。由此，隨著回轉馬達6〇4之驅 動而使旋轉軸544旋轉，藉由掛設在安裝於旋轉軸的 2動皮帶輪545與安裝於頭部541之旋轉軸547的從動皮 页輪551之間的定時皮帶552，而使該旋轉旋轉。 _其次，就基板處理單元5〇5内之電鍍處理部520加以 說明。第35圖係表示電錢處理部52〇之要部的縱向剖視 圖如第35圖所示，在電鍍處理部520中配置有呈大略 '肉狀且在内收谷電鑛液的電鑛槽〇，而在此電鐘槽 620内部設置有屏壁構件621。在電鍍槽62〇内部，藉由曰 屏，播構件而形成有朝上方開口的電鑛冑⑵，❿在此電 鍍至622底部，配置有藉由電源切換開關7⑻而與裝置内 ^電源702之陽極相連接的陽極623。在此，此陽極 最好為由例如含有〇·〇3至〇 〇5%含量的銅（含磁之銅）所構 成者。此乃隨著電鍍之進行而在陽極623表面形成黑膜 (ack fum)之用者，藉由此黑膜可抑制黏泥之生 成。 在屏壁構件621之内周壁上，沿著圓周方向以等間隔 方式配置有朝向電鍍室622中心噴出電鍍液的複數個電鍍 液噴出〇 (電鍍液供給部）624。此電鍍液噴出口 024係連 通至在屏壁構件621内部往上下延伸的電鍍液供給路 625。此電鍍液供給路625係連接至電鍍液供給 照第s 、 … 圖），而藉由此泵之驅動而將預定量之電鍍液 314687 72 1291732 從電锻液噴出Π 624供給至電渡室622内。又，在屏壁構 件62 1外U有m卜出從此屏壁構件62丨溢流的電渡 液的電渡液排出路627,而從屏壁構件⑶所溢流的電渡 液係藉由電渡液排出路627而進入儲液槽(未圖示)。 本例中9以覆蓋陽極6 ? 3z 穷往23表面之方式配置有離子交換 體（離子交換膜）628。此離子交換瞑㈣係用以防止來自 電渡液噴出口 624的噴流直接觸及陽極623表面者，並可 防止口離子又換膜628而形成在陽極⑶表面的黑膜被電 渡液而捲上並流出的現象。在此，電渡處理部之構造並不 限定在此例者。 -人ί尤基板處理單元5G5内之電解加工部53〇加以 說明。第36圖係表示電解加工部⑽之要部的縱向剖視 圖。如第36圖所示，電解加工部53〇具備有矩形狀之電 極部630、及連結至電極部63〇的空心捲軸馬達㈣。H m〇t〇r)631。作成藉由此空心捲軸馬達631之驅動而實施 電極部630不會自轉的圓形運動、亦即捲轴運動（並進旋 轉運動）。 电極部630具備有往B方向（參照第28圖）延伸的複 數個电極構件632、及朝上方開口的容器633，而複數個 電極構件632係以並排且等間距之方式配置在容器633 内。各電極構件632具備有藉由電源切換開關7〇〇而將連 接至裝置内之電源702的複數個電極634、及一體覆蓋各 電極634表面的離子交換體（離子交換膜）635。離子交換° 體635係藉由電極634兩側所配置的保持板736而安裝在 314687 73 1291732 電極634。 本例中，在相鄰的電極構件632之電極634上交互連 ，電源7G2之陰極及陽極。如第％圖所示 :換開關7。。而將加工電極634a連接至咖 =等仏包书極634b連接至陽極。在例如進行銅的加工時， 於在陰極側會產生電解加工作用，因此與陰極所連接的 “極634將成為加工電極63牝，而與陽極所連接的電極634 」成為（、电電極634b。如此，在本例中，加工電極634& 及供電電極634b係交互配置為並排之方式。在此，視加 工材料之種類’與前述者同樣地，亦可將與電源之陰極連 接的電極作為供電電極，而將與陽極連接的電極作為加工 電極。 如此，由於將加工電極634a及供電電極63扑交互設 置在電極構件632之長度方向及垂直方向，因此不需要設 置對基板W之導電體膜（被加工物）實施供電的供電部， 即能進行基板W之全面性的加工。在加工中，朝長度方 向及垂直方向使由基板保持部548所保持的基板掃目苗加工 电極63 4a所配置的間距之整數倍，即可獲得均勻的加工。 又，由於將施加於電極634間的電壓之正負改變為脈衝 狀，即可使電解生成物溶解，並藉由加工之反覆之多重性 而可提升平坦度。 如第3 6圖所不，在各電極構件63 2之兩側，配置有 用以對基板w與電極構件632之離子交換體635之間供 給純水或超純水的純水供給喷嘴637。此純水供給喷嘴637 314687 74 1291732 係連接至純水供給泵368(參照第29圖），而藉由此泵638 之驅動而將預定量之純水或超純水從純水供給喷嘴63 7供 給至基板W與離子交換體635之間。 在本例中’容器63 3之内部係被從純水供給噴嘴63 7 所供給的液體所裝滿，基板w係在浸潰於液體中的狀態 下實施電解加工者。在容器633之外側設置有用以排出從 此谷杰633之外周壁633a溢流的液體的液體排出路639， 而k外周壁63 3 a溢流的流體係藉由液體排出路63 9而進 入排液漕（未圖示）。 在本例中，藉由電源切換開關7〇〇切換電源7〇2而在 I錄處理部520實施電鍍處理時，在供電爪構件574之供 電部構件578連接電源7〇2之陰極，在陽極623連接電源 7〇2之陽極，而在電解加工部530實施電解加工時，則在 才：的電極構件632之電極634交互連接電源7〇2之陰極 在此，亦可藉由供電爪構件574之供電構件578而垂 施對基板的供φ，= Μ κ Ά 八電而弟36圖所示的電極634係全部作. 為加工電極。拉丄 ρ力乂 ^ 糟由如此的構成，可直接從夾盤機構570對 基板供電，因此其士 對 土板t、氣電極所接觸的部份 :㈣自供電電極的氣泡產生處所會減少。又，：:;將 :工電極數加倍增加，因此對基板所通過的極： 增加，而在臬祐而上 电炫致將 板面的加工面内之均勻性、 獲改盖。 1刀°工速度將 又，在本例中 係藉由電源切換開關7〇〇而在電鍍處 314687 75 1291732 理部520及電解加工部53〇切換電源7〇2，惟亦可在電鍍 處理部520及電解加工部53〇個別具備電源。 其-人，就使用第27圖所示的基板處理裝置以處理半 導體基板等之基板的步驟加以說明。首先，將基板表面（元 件形成面、處理面）朝上之方式預先收納在卡閘内，並將 此卡閘載置在裝載•卸下單元5()2上。第1運送機器人錫 係從載置在裝冑•卸下單5()2上的卡匣丨片丨片地取出基 板，將此基板移動至基板載物纟5〇4上並載置在基板載物 台504上。基板載物台5〇4上之基板係藉由反轉機所反轉， 並交給第2運送機器人5〇7。然後，驅動基板處理單元5〇5 之閘門開閉用氣動k 514以打開閘門513，並藉由第2運 送機器人507將基板W從機蓋511上所形成的開口 Η】 插入基板處理單元5 0 5之内部。 虽對基板處理單元505交付基板時，驅動驅動裝置 之搖動馬達6G5以使支柱542僅旋轉默角度部份，由此， 使頭部54丨移動至電解加工部53〇上之電解加工位置以參 照第28圖）。此時’藉由使可動構件549下降，而使按壓 桿556抵接在夾盤機構57〇之螺帽575，並抵抗壓縮彈箬 57〇之彈壓力而將桿572往下方按壓’並將供 ； 往外側張開。 再忏）/4 抑Λ、、'後，使插入於基板處理單元505内部的第2運送 人507之手部上升，以使基板w上面（背面）抵接至基 板保持部548之吸附板561下面。在此狀態下，藉由： 動構件549上升而使夾盤機構57()之供電構件⑺往内 314687 76 1291732 閉合。由此，可在由供電爪構件574所定位的狀態下保持 基板w。此時’供電爪構件574之供電爪構件μ會與 基板W之周緣部相接觸，而成為能從電源7〇2對基板w 以供電的狀態。於是’驅動真空泵，進行空間⑹内之真 空抽引以使基板W吸附在吸附板561下面。然後，第2 運送機器人507之手部會從基板處理單元5〇5抽出，而閑 門5 1 3會關閉。 其次，藉由驅動驅動裝i 600之搖動馬達6〇5並使支 柱542僅旋轉預定角度，以使保持基板w的頭部541移 動至電錢處理部520上之電錢位置卜於是，驅動驅動裝 置600之升降馬達以使支柱542僅下降預定距離，以使保 持在基板保持部548下面的基板w浸潰在電鑛槽62〇内 之電鐘液。使基板w浸清為® > #、、六4 貝在電鑛液後，驅動驅動裝置6〇〇
之回轉馬達604，並藉由支柱542内之旋轉軸而使頭 部541之旋轉軸547旋轉，以中速（數ι〇轉/分鐘）之旋轉 速=旋轉基板w。ϋ且在陽極623肖基板w之間使電流 通電’而在基板w表面形成銅層(電鍍膜)7(參照第i5B 圖)。此時，可在陽極623與基板…間，定期性施加電位 會成為0或相反電位的脈衝電壓。 電鍵處理完畢後停止基才反w之旋#專，驅動驅動農置 _之升降馬達並使支柱542及頭部541僅上升預定距 離。其次，驅動驅動裝置600之搖動馬達605以使支柱542 僅旋轉預定角度’以使保持基板w的頭部541定位在洗 淨噴嘴517(喷淋)之上方。並且，驅動驅動裝置600之升 314687 77 1291732 降馬達以使支柱542僅下降預定距離。其次，驅動驅動裝 置600之回轉馬達604，使基板保持部548在例如ι〇〇轉 /分鐘的速度下旋轉，同時從洗淨噴嘴517朝向基板…下 面喷射洗淨液（純水），以實施電鍍後之基板％及供電爪 構件574等之洗淨，並將電鍍液置換為純水。 在洗淨處理完畢後，驅動驅動裝置6〇〇之搖動馬達6〇5 以使支柱542僅旋轉預定角纟’以使頭部541移動至電解 加工部530上之電解加工位置Q。並且，驅動驅動裝置 之升降馬達以使支柱542僅下降預定距離，使保持在基板 保持部548 T面的基板w接觸或靠近電極部㈣之離子 交換體635表面。在此狀態下，驅動空心捲軸馬達⑶以 使電極部630進行捲軸運動。又，驅動滑動馬達⑻⑷ motor) 並以加工電極…項配置的間距之整數倍進行 基板之知％。此時，從純水供給喷嘴637對基板w與電 極構件632之間供給純水或超純水，並使基板w浸潰在 容器633内之液體。此時，每次掃猫基板時，旋轉預定角 度。例如，每一次掃猫旋轉2〇度或3〇度，藉此矯正因電 =形狀、配置、運轉條件所產生的基板之被加工面之不 巧勾性。 b、、、後切換電源切換開關，並將電源7〇2之吟極 =極交互連接至相鄰的電極構件㈣之電極…^加 接於電源7〇2之陰極的電極⑽作為加工電極咖、 ’接於陽極的電極634作為供電電極63仆的電壓。在 ’利用供電爪構件574之供電構彳578對基板進行供電， 314687 78 1291732 而將第36圖所示的電極634全部作成加工電 電源加之陽極連接至供電爪構件5U 將陰極連接至電極634。 由此，藉由因離子交換體634所生成的氯離子或氣氧 化物離子，在加工電極（陰極）634中實施基板w表面: 銅層7)之電解加工。此時，可對加工電極伽與 的脈衝電壓。疋期⑼加電位為〇或相反的電位 胁士在，，當使用如超純水般的液體本身之電阻值大的液 心，精由使離子交換體635接觸基板|，即可降低電 阻且所施加電麼亦可較小，•毛電亦可降低。此「接觸」並 非指例如CMP般為了對被加工物賦予物理性能量（應幻 予Λ缸i」之忍。因而，在本例中的電解加工部53〇 中’並未具備有例如在CMp裝置中積極按麼基板與研磨 構件的按壓構構。亦即，在CMP中，-般利用2()至5啊 =度之按壓力使基板按壓至研磨面，惟在本例之電解加工 早凡中，係例如利用2〇kPa以下之壓力使離子交換體 接觸基板即可，或利用1〇kPa以下之壓力亦可獲得充分 的去除加工效果。 在此亦可不用純水或超純水，而使用任意之電解液， 例如純水或超純水中經添加電解質的電解液。使用電解 液即可降低電阻並降低耗電。此種電解液可使用例如 NaCl或Na2S〇4等之中性鹽、Hcl或H2S04或磷酸等之酸， 、及氨等之鹼性溶液，而可視被加工物之特性適當選擇使 79 314687 1291732 用0 如此，如使用電解液作為加工 子交換辦^ <從叶’攻好不用前述離 構件最好為 太/_的接觸構件。此種接觸 且有= 有透液性，或設置多數細孔以作成 /、有透液性，同時為能保持與基 基板之損傷而具有彈性者。接^讀性’且防止對 能進行離子交換者。…：構件取好為具有導電性或 舉.… 種接觸構件之具體例而言，可例 “Γ=胺基甲酸乙醋等之多孔質高分子、如不織布 、、義、=狀者，各種研磨塾、擦拭洗淨構件。 作為Ρ、、’使用含有硫酸酮、硫酸錄等之電解質的電解液 & t液¥，使作為配線材料的銅膜參照第15Β圖） 、陽極氧化，並使用接觸構件擦拭去除。χ,亦可對 =液中添加鉗合劑（chelatecompound)，使作為配線材 =膜7(參照第5B圖)之表面鉗合物化以使其脆弱化， 亚使八更容易擦拭去除。 ^再者，亦可使由電解液或純水所構成的加工液中含有 ^ 或同日^供給加工液與研漿（slurry)等，以實施組合 私解力舁使用磨石粒進行機械性研磨的複合加工。 亦可供給酸性溶液以實施電解加工就此種酸性溶液而 口 可例舉· 〇·〇〇1至O.lwt(質量）％程度之稀薄的硫酸或 磷酸溶液等。 又，亦可 加界面活性齊,j 不用純水或超純水而使用純水或超純水中添 等而作成導電度為500 // S/cm以下、較佳 80 314687 1291732 為50// S/cm以下、更佳為〇丨# s/cm以下（比電阻為 Ω · cm以上）的液體。如此，藉由對純水或超純水中添加 界面活性劑而在基板w及離子交換體635之界面形成具 有能防止離子移動的均勻抑制作用的層，由此，可緩和離 子交換（金屬之溶解）之集令以提升被加工面之平坦性。在 此，界面活性劑濃度最好為1〇〇ppm以下。另外，如導電 度之值過高時則電流效率會降低，且加工速度會變慢，推 如使用具有500 # S/cm以下、較佳為5〇//以下、更 佳為0.1# S/cm以下之導電度的液體，即可獲得所希望的 加工速度。 在此，如欲嚴格地僅將基板之電鍍膜凸部選擇性去隙 時，則將導電度調整為50/zS/cm以下，更佳為2 5"s/: 以下為宜。 電解加工完畢後，切斷電源702之連接以停止電極部 630之捲軸運動，然後，驅動驅動裝置6〇〇之上升降馬達 以使支柱542及頭部541僅上升預定距離。其後，打開美 板處理單元505上所設置的閘門513,並將第2運送機^ 二:〇:之手邛攸機盍5 11上所形成的開口 5 12插入基板處 早兀5〇5内部。於是’將第2運送機器人507之手部 升至能接收基板W的位置。在此狀態下，如使可動構件 9下P牛即可使杈壓桿5 5 6抵接至夾盤機構5 7 〇之螺帽 5並抵抗壓纟倍盤彈576之彈壓力而將桿572往下方γ 壓以使供電爪構件574往外側張開。由此，基板^將: 釋放，並被載置在第2運送機器人5〇7之手部。此後，載 314687 81 1291732 置有基板w的第2運送機^人5G7之手部會從基板處理 單元505抽出，閘門513會關閉。 、、，接收有經電鍍處理及電解加工後之基板w的第2運 运機器人507,將此基板w移動至基板載物纟5〇4上並 載置在基板載物台504上。經接收基板載物台5〇4上之基 板的第1運送機器人506, #此基才反w運送至斜角姓刻· 洗淨單元503。在此斜角姓刻•洗淨單元5〇3中，利用藥 液將經電鍍處理及電解加工後之基板w洗淨之同時，進 行基，W之斜角部上薄薄形成的銅薄膜等之去除韻刻， 並再實施基板W之水洗及乾燥處理。在斜角蝕刻·洗淨 單元5〇3中，_此等處理後，利用第】運送機器人5〇6 將此基板w送回裝載•卸下單元5〇2之卡閘内，於是， 一連串之處理即完畢。 在本發明中，使用如此的構成之基板處理裝置，並將 電解加工部530所使用的液體之導電度分別作成2 5// S^n' 5”S/cm、5〇〇“/cm’實際實施基板之處理。從 进擇1·生的凸部去除的觀點來看’經降低導電度者可并得言 的平坦性’特別是在屬於一般性的純水程度的25:s/c: 之下可獲得良好的平坦性。 其次，參照第37圖及第38圖之下，就本發明之直他 實施形態之基板處理裝置中的基板處理單元加以詳細說 二對具有與前述之實施形態之基板處理單元的構 件或要素相同作用或功能的構件或要素標記 略重複的說明。 314687 82 1291732 夕第y圖係表示基板處理單元505之俯視圖、第38圖 係表不第37圖之縱向正視圖。如第37圖及第38圖所示， 基板處理單元505係由隔壁51G分割為2個基板處理部， 二I3用乂貝轭基板之電鑛處理的電鍍處理部52〇、及將經 书錢後之基板進行電解加工的電解加工部。此等電錢 處理部520及電解加工部咖係由機蓋5ιι所覆蓋而區& 形成有1個處理空間5〇8。再者，具備有位在處理空間508 内而月b以軸5 1 7a為中心旋轉的洗淨喷嘴5 i 7，經電鍍處 理及電解加工完畢後之基板即可利用從此洗淨喷嘴5 1 7所 供給的純水等進行洗淨。 、、在機蓋511之電解加工部530側之側面形成有用以運 進運出基板用之開口 512,而在此開口 512上設置有可開 閉自在的閘Η 513。此閘門513係連接至閘門開閉用氣動 缸514’而藉由此閘門開閉用氣動缸514之驅動，閘門 :上下私動以開閉開口 512。如此，藉由密閉基板處理單 :5 05之内部’即可防止在電鑛處理中所發生的喷霧等飛 政至基板處理卓元5 〇 5外部之情形。 〇 在機盍511上部設置有惰性氣體（沖 ，氣Η、給口 5 1 5 ’從此惰性氣體供給口 5 i 5對基板處理 早兀505内供給N2氣體等惰性氣體。在機蓋5ιι底面設 置有圓筒狀之排氣導管516，藉由此排氣導管516而將基 板處理單元505内之氣體往外部排氣。 ㊉士第3 7圖所示’作為用來洗淨在電鐘處理部w 〇所 電鍍的基板的洗淨# ’或#為用來洗淨在電解加工部53〇 314687 83 1291732 所電解加工的基板的洗淨部，而配置有延伸成手臂狀的洗 淨噴嘴517。此洗淨噴嘴517係連接至未圖示的洗淨液供 給源，並從洗淨噴嘴517朝向基板评下面噴射洗淨液（例 如，純水）。在此，此洗淨喷嘴5丨7係能以軸5丨h為中心 旋轉者，在進行電解加工時，即從圖示之位置退避。 在基板處理單元505内，設置有能在電鍍處理部52〇 與電解加工部530之間搖動的搖動臂540,而在此搖動臂 40之自由&側垂设有保持基板的頭部卜藉由搖動臂 ⑽之搖動’如第37圖所示，可使頭部541搖動在電鏟 處理部520中實施電㈣電鑛處理位置p與在電解加工 部530中實施電解加工的電解加工位置q之間。 電解加工部530且/共w t 八備有配置在頭部541下方的圓板狀 之電極部651、及連接至電極部651的電源7〇4。 搖動臂540係安梦& m 衷在”搖動用馬達652所連結的搖動 釉6 5 3上端，並隨著搖叙 搖動用馬達652之驅動而往水平方向 二:此搖動軸653係與往上下方向延伸的滾珠螺釘“4 吉’並隨著與滾珠螺釘㈣連結的上下動用馬達655 之驅動而與搖動臂540 一起上下移動。 頭部541係連接至# 盥雷扠加使由此頭部541所保持的基板W ，、電極# 65 i相對移動 並隨著此自轉用馬達之链動二t 1驅動部的自轉用馬達， 搖動臂…係能往上下移動動:疋轉 係與搖頭臂54。成為一二:水平方向搖動’而頭部541 動。 K主上下移動及朝水平方向搖 314687 84 1291732 在電極部651下方設置有使基板…與電極部651相 對移動的作為第2驅動部的空心馬達656，而在此空心馬 達656之主軸上，在從此主軸中心所偏心的位置設置有驅 動碥，其係使電極部651進行捲抽（並進行旋轉）運動。 ^弟39圖係表示頭部41及電解加工部53〇的縱向剖視 圖，第40圖係表示基板w與電解加工部53〇之電極部651 間=關係的俯視圖。第40圖中，基板w係以虛線所示者。 如第39圖及第4〇圖所示，電極部651 …直徑大的直徑的大略圓板狀之加工二有：基 置在此加工電極66〇外周部的複數個供電電極Μ丨；以及 將加工電極66G與供電電極661加以分離的絕緣體662。 ^ =9圖所示，加工電極66〇上面係由離子交換體⑹ 後盍’而供電電極661上面係由離子交換體664所覆罢。 子交換體663，可為一體形成者。惟此等二 乂換體663、664未在第40圖中圖示。 在本例中，由於電極部651及頭部541之尺寸大小之 =二？在電解加工中從電極部⑹上方對電極部651 上面貝％机肢之供給。因而，在本例中， ^ 40圖所示，形成有作A 圖及第 , 有作為對加工電極6的供給純水（較佳為 超純水）的流體供认邱从、—批y + (奴彳土馬 粗仏，，，0 σ卩的稷數個流體供 中，以放射狀方式在加工電極660之中 在本例 體供給口⑹。此等流趙供給口 665係連接至置有;^固流 馬達656之空心部内部的純水供給 …。 對電極部…上面供給純水或超純水I…供— 314687 85 1291732 在本例中，係將加工電極66〇連接至+ 而將供電電極661連接至電 b包源704之陰極， 之情形，與前述者同樣地，可 p極’惟視加工材料 電極作為供電電極，將連接 ：電源704之陰極的 在電解加工中，驅動自；Π::作為加工電極。 同時驅動空心馬達656並使電極使基板W旋轉， 照第40圖）為中心進^_掾鉦 4 651以捲軸中心〇(參 口）為中〜進仃捲軸運動。如此，使 保持的基板w與加工電極66〇 、σ 斤 ^ Ά 4 在捲轴肩域S内相對運動
W基板w全面之加工。本例之電解 J 極ί 651係在此相對運動中，加工電極66〇之運動中^在 本二㈣Μ為捲㈣動之中心◦)能經常位在比基板w :外徑更内側之位置。如此’藉由使加工電極66〇之直， 作成比基板w之直徑大，且使加工電極66〇之運動中心工 =位在比基板W之外徑更内側之位置，則可使在基板 W表面的加工電極66〇之存在頻率儘量予以均勾化。又， 藉由如此的構成而可使電極部651之大小尺寸作成為最小 限度，因此可使褒置整體大幅地小型化及輕量化。在此， 加工電極600之直徑最好為比基板w與加工電極6⑽間
的相對運動距離(在纟實施形態中為捲軸半徑幻與基板W 之直徑的合計值大，又，最好比基板直徑的2倍小。 由於在供電電極661所存在的領域内不能實施基板 w之加工之故，配置有供電電極661的外周部之加工速 度會比其他領域低。因而，為減少供電電極66〗給予加工 速度的影響，最好減少供電電極66 i所佔有的面積（領域）。 314687 86 1291732 攸此觀點來看，在本例中，待將1而# +、— ▲ 661阶番“ ”係、將小面積之硬數個供電電極 在加卫電極_之外周部，其中至少！個供電恭 極661會在相對運動中與基板w " 如此，與例如將環狀之供電電極配晋:;近以貝施供電。 网加aa达 您仏冤电極配置在加工電極660之外 周。P的情形相比較，可更加減 咸少未被加工的領域，而可防 土板W之外周部未經加工即殘留的情形。 ⑴其次’就使用本實施形態之基板處理裝置的基板處理 (電解加工）加以說明。藉由 7 处 千干上 秸田电源704對加工電極060盥供 ,電極661之間施加預定之電壓，並藉由以離子交換體- 3、664所生成的氫離子或氫氧化物離子，而在加工： 極（陰極）660中實施美杯^ Τμ施基板貿表面之導電體膜 此時，雖然在盥加工兩朽、包解加工。 h、隹/、加工包極66〇相對面的部份合 惟係藉由使基板W盥加工帝朽曰仃加工， W全面之加工。如上所 只施基板 』 述由於加工電極“Ο具有比美 板W大的直徑，且在前述相 、有比基 在丁逆勁甲，加工電極 運動中心〇經常位在比基板 枉660之 ,^ ^ , Α , 外更内側的位置，因 此可使在基板W表面的加工電極 以均勻化。又，藉由如此的播士 幻貝羊仏里予 η 稽田女此的構成，可使電極部651 尺寸作成取小限度，因此可使 量化。 使衣置整體大幅地小型化及輕 其次，參照第4〗圖， 砘反復貫施電鍍處理先淨 及電解加工的步驟加以說明。如 冼淨 在基板處if單it 505巾，在· _ θ $ 37圖所不， ^ 電鍍處理部52〇與電解加工邱 530之間設置有能搖動的搖 电解加邛 搖動臂54〇,而在此搖動臂540 3146S7 87 1291732 之自由端垂設有用以保持基板的頭部54丨。因 — 動臂540之搖動，可在電鍍處理部52〇實施由頭部54丨所 保持的基板的電鍍處理，而在電解加工部53〇可實施電解 加工（電解研磨）。又，具備洗淨噴嘴517而能進行電鍍處 理後及電解加工後之基板之洗淨。
最好反覆實施電鍍處理及電解加 〜如參照第2圖所作的說明，如在混在有微細孔“及 寬幅渠溝4b的基板W表面實施鍍銅以形成銅層7時，則 在微細孔3a上有因促進電鍍之成長而使銅層7隆起1的傾 向’以致會形成段差。另一方面，在寬幅渠溝仆内部、 由於不能實施提高平整性的電鍍之成長，其結果，在基板 為減輕如此的 解加工（電解研 第42回於士——-
惟覓幅渠溝4b則是未埋設有銅的狀態 例。首先， 孔3a内部 的凸部，惟宽幅渠滏仏曰,,
314687 88 1291732 完成第1次之電鍍處理、洗淨處理以及電解研磨處理 驟。 y 其次，利用純水洗淨基板之後，再在電鍍處理部 實施電解電鍍。然後，在寬幅渠溝4b内部充分埋設有銅 時，即停止電解電鍍。在此狀態下，在寬幅渠溝4:内二 ，埋設有銅，而在微細孔3aJl亦形成有銅層(電鍍膜”； 照第42D圖）。然後，利用純水洗淨基板之後，在電解加 工部53G實施電解研磨。藉由此時之電解研磨而使銅層7 之表面大略平坦化，並且在埋設於微細孔“及寬幅渠曰溝 4b的狀態了 ’留存所希望的膜厚之銅層7(參照第圖 及第42F圖）。在此狀態下，可留存具有例如5〇至⑽⑽ 私度之良好的平坦性的銅層（電鍍膜。於是，在進行電 解研磨之後㈣純水實施基板之洗淨，乾燥後即完成電电鑛 處理及電解加工之步驟。 在此，在前述中，係就分別反覆進行2次電鍍處理及 電解研磨的例加以說明，惟當㈣可反覆進行3次以上。 再者’亦可在電解加工中將基板表面之裝置咖仏。）配線 形成:寺所不需要的銅膜完全去除，而僅留存圖案内部之銅 膜藉由如it匕之方式反覆進行複數次t電鑛處理及電解加 工，則相較於藉由丨次之電解研磨使大 能夠以更少的加工時間輕易獲得更平坦的s。換；之者藉 由反覆進行錢及使用導電度較低之液體的電解加工之步 驟，可防止在微細孔部份的速度之凸部之形成，而可獲得 在U、、’田孔及見幅渠溝中有效率且平坦地埋設銅層的基板。 314687 89 1291732 第43圖係表示電解加工部之變形例之概要。在此電 解加工部中，具備有實施離子交換體（陽離子交換體67 la 及/或陰離子交換體67lb)之再生的再生部670a、67〇b。 在此，再生部670a、670b具有··配置在與離子交換 體（陽離子交換體671a及/或陰離子交換體67lb)接觸或靠 近的位置的隔壁672;形成在加工電極673或供電電極674 與隔壁672之間的排出部675 ;以及對此排出部675供給 巧染物排出用之排出用液體A的排出液供給部676。並 2，在使基板W等之被處理材靠近或接觸離子交換體（陽 離子交換體67U及/或陰離子交換體67lb)的狀態下，對 P 675 i、、.’Q攸排出液供給部676所排出之污染物排出 用之排出用液體A’對隔壁672與離子交換體（陽離子交 、671a及/或陰離子交換體671b)之間供給從電解加工
:供給部677所排出之電解加工用之加工用液體B 對：工電極673與供電電極674之間從加工用電源Μ施 口严加工電極673作為陰極，將供電電極⑺作為陽極 电Μ，藉此實施電解加工。 勺 此時，在陽離子交換體67la方面，在加工中取進於 :、内部的被加工物之溶解離子M+等之離子將朝向加工電 二陰極)673側移動並通過隔壁672’已通過此隔壁π: 的硪子M+則藉由隔壁672與加工 之 掘Ψ田、六祕A ^ & / j之間所供給的 :用液肢A之流動而排出系外，由此，陽離子交換r 67 1 a即獲再生。如接用陽山 、體 使用场離子父換體作為此隔壁672， 可僅使從陽離子交換體仙出來的離子M+透過隔壁(陽 314687 90 1291732 離子交換體）672。另一方面，在陰離子交換體671b方面， 其内部之離子X-將朝向供電電極（陽極）674側移動並通過 隔壁672，已通過此隔壁672的離子χ-則藉由隔壁672與 供電電極674之間所供給的排出用液體a之流動而排出 系外’由此，陰離子交換體67 lb即獲再生。如使用陰離 子交換體作為此隔壁672，即可僅使從陰離子交換體67lb 出來的離子χ-透過隔壁（陰離子交換體）672。 在此，作為加工用液體最好使用超純水或純水等之導 電度低的液體，由此可提升電解加工之效率。又，作為流 動於隔壁672與加工電極673或供電電極674之間的排出 液，最好作成供給導電度高的液體（電解液）者。在此，電 解液可使用例如NaC1或Na2S〇4等之中性鹽、則或叫〇4 等之酸以及氨等之鹼，而視被加工物之特性，可適當選擇 使用由此’可提高離子交換體之再生效率。 另外，在電解加工部中，如第4〇圖所示，最好具備 =檢測作為基板表面之電解加工之對象物的金屬膜（銅層 =膜厚的感測器668。作為檢測金屬膜之膜厚的感測器 ’可使用例如具備有投光元件及受光 :受：即件朝向金屬膜之表面從投光元件將光入射二 金屬;金屬^ 使用例如+私〃、、子*吩，從投光元件所照射的光係 田、光或LED(發光二極體）光源者。 置能二大7)内部 /…L之大小的渦電流感測器，即可從金屬 314687 91 1291732 膜内部所產生的渦電流之大小檢知膜厚。再者，在作為電 解加工之對象的金屬膜附近配置溫度感測器，並利用隨著 金屬膜之電解研磨的膜厚之變化而使發熱量變化的現象， 可從該發熱量之變化檢知膜厚之變化。又’隨著作為電解 加工之對象的金屬膜之膜厚之變化，輸入於用以旋轉驅動 頭部或電解加工部的馬達的電流亦會變化。因&，從此電 机之k化亦能檢知膜厚之變化。由於具備有能檢知此等金 f膜之膜厚的機構，即能正確把握電解加卫中的膜厚狀 態，藉此能實施更高精密度的加工。 第44圖係表示基板處理單元5〇5中所具備的洗淨部 的縱向剖視圖。如帛44圖所示，此洗淨部717具備有對 基板W之周緣料射洗淨液以進行洗淨的複數個洗淨嘴 觜7 1 8、及用以使洗淨後之基板w乾燥的手臂狀之吹風 機719。此等洗淨喷嘴718係連接至未圖示之洗淨液供給 源’而從洗淨噴嘴718朝向基板WT面嘴射洗淨液（例如 純水）。又，吹風機719係藉由空氣供給路72〇而連接至 未圖示之氣體供給源，從吹風機719朝向基板…下 射乾燥氣體(例如n2氣體)。在此，吹風機71成、 能旋轉之方式。 為 在如此構成之洗淨部 板W下面喷射洗淨液之後 速度提高為例如3 00轉/分 吹風機7 1 9對基板w噴吹 乾燥（spining dry)的情形下 717中，從洗淨喷嘴718朝向基 ，可使基板保持部5彳8之旋轉 鐘以去除水分。又，同時，從 空氣並使之乾燥。在進行旋轉 ’通常需要以2000轉/分鐘之 314687 92 1291732 程度使基板旋轉，惟如本例之情形，藉由吹氣(airbi〇w) 之故，不需要這種高速的旋轉速度。 又，基板處理單元之構成，並不限定如上所述者。例 如，如第45圖所示，亦可以搖動臂54〇所固定的支柱542 為中心而設置複數個基板處理部。在如第45圖所示的例 中’係以支柱542為中心，而配置有電鑛處理部52〇、洗 淨部710以及電解加工部53〇,並藉由支柱542之旋轉， 頭部541能在此等電鍍處理部52〇、洗淨部71〇以及電解 加工部530之間移動。由此，可容易對基板實施電鍍處理， 進行電鍍後之基板之洗淨，對洗淨後之基板實施電解加 工，亚對電解加工後之基板再實施洗淨處理等的基板處 理。在此，電解加工係對電鍍處理後之基板與電極上所安 裝的離子交換體之間供給導電度在5〇〇// s/cm以下之液 體而實施者，由此可獲得良好的電解加工性。並且，以電 鍍處理、洗淨、電解加工以及洗淨作為一連串之處理過程， 並將此一連串之處理步驟反覆實施，即可藉由電解研磨而 去除特別是在微細孔附近所形成的過度之凸部，可對混在 有微細孔及寬幅渠溝的基板保持平坦性，同時藉由電鍍而 埋設銅層。 如上所說明，由於在對基板實施電鍍處理後，對電鍍 後之基板與電極之間供給例如導電度在5〇〇 # s/cm以下 之液體以實施電解加工，因此可有效去除因電鍍處理所形 成的基板之凸部（hump)，以提升基板之平坦性。亦即，由 於例如導電度在500 // S/cm以下之液體未經充份電離之 314687 93 1291732 故，因t阻值之不同而僅在與離子交#體接觸或靠近的基 ，之凸部進行離子之電離，而此等離子會在基板上之膜（凸 部）發生作用。因而，能有效去除與離子交換體接觸或靠 f的凸部’以提升基板之平坦性’又，由於表面之平坦性 佳，且可作成薄膜化，因此能形成經濟性的金屬膜，或能 形成平坦性佳的埋設式配線。 [產業上之利用之可能性] 、本發明有關-種處理在半導體晶圓等之基板表面所形 成的導電性材料的基板處理裝置及基板處理方法 [圖式簡單說明] 第1A圖至第1F圖表示形線銅配線的例之製程順序 的圖。 弟2圖為說明在習知基板上實施電鍍處理 的剖視圖。 弟3,圖為說明將加工電極及供電電極靠近基板（被加 工物），亚對加工電極及供電電極與基板（被加工物）之間 ί、、、口、、、屯水或導電度在5〇〇 “…瓜以下之液體的本發明之 電解加工之原理的圖。 弟4圖為說明僅對加工電極安裝離子交換體，並對加 电極共基板（被加工物）之間供給液體的本發明之電解加 工之原理的圖。 第5圖表示本發明之實施形態中的基板處理裝置之禮 成的俯視圖。 罘6圖表不第5圖所示之電鍍單元的縱向剖視圖。 314687 94 1291732 第7圖表示第5圖所示之退*罝 ^ 返人早兀的縱向剖視圖。 第8圖係第5圖所示之退火罝； ^ 逆人早凡之水平剖視圖。 弟9圖表不弟5圖所示之雷解六 ϋσ 圖 <私解加工早兀之構成的模3 第1〇圖係第9圖所示之電解加工單元之俯視圖。 第11圖係說明第10圖所示之再生部中當再生陽離 交換體時之原理的圖。 ,第12圖表示第5圖所示之倒角姓刻（beveletching). 元的縱向剖視圖。 弟13圖表示第5圖所示之CMp單元的縱向剖視圖 第14A圖表示對使用不同#料成膜的基板表面實施 電解2工時所流通的電流與時間之關係的圖表。 第14B圖表示對使用不同材料成膜的基板表面實施 電解加工時所施加的電壓與時間之關係的圖表。 第15A圖至第15F圖表示本發明之實施形態中的基 反处理方法之銅配線形成之製程順序的圖。 弟16圖表不貫施第15圖所示之基板處理方法的 處理裝置之構成的俯視圖。 麦的基， 圖。第i7圓表示第16圖所示之無電解電鐘單元的剖視 :::圖表：無電解電鍍單元之其他例的剖視圖。 固表示替代第】6圖所示之CJVijP單无而枯fa 電解加工單元的縱向剖視圖。 早兀而使用的 第20圖係第19圖之俯視圖。 314687 95 1291732 弟21圖表示雷經 一 如加早兀之其他例的縱向正視圖t 弟22圖係第21圖之俯視圖。 弟23圖表示雷經4 g — 解力早兀之其他例的縱向正視圖。 第24圖係第23圖之俯視圖。 =圖表不電解加工單元之其他例的縱向正視圖。 2 6圖係第2 5圖之俯視圖。 Μ ::成圖二表不本發明之其他實施形態中之基板處理 衣置之構成的俯視圖。 第^圖表示第27圖之基板處理裝置内部所設置⑴ 板處理單元的俯視圖。 - 第29圖係第28圖之縱向正視圖。 第30圖係第28圖之縱向側視圖。 苐31圖表示第28圖之其把考^:田时-^， 口 <丞板處理早兀之搖動臂及頭名 之要部的縱向剖視圖。 、° 第32圖係第31圖之部份放大圖。 第33圖係頭部之基板支持部之俯視圖。 第34圖係頭部之基板保持部之底視圖。 第35圖表示第28圖之基板處理單元之電鑛處理部白 縱向剖視圖。 工 第36圖表示第28圖之基板處理單元之電解加 縱向剖視圖。 一第37圖表示本發明之其他實施形態中之基板處王」 元的俯視圖。 第38圖係第37圖之正剖視圖。 314687 96 1291732 第39圖表示第π圖之 。一 之要邱沾辦人 土板處理早70之頭部及電極部 <要部的縱向剖視圖。 电炫口丨 第40圖表示第39圖之 盥 ,, 貝σ /、電务^加工部之雷:都μ 的關係的剖視圖。 口丨之包極邛間 第4 1圖表示本發明 1 Α ，、他基板處理方法中之基板處 段灸机耘之例的圖。 第42Α圖至第up圖砉 口表不反覆貫施電鍍處理及電解 研磨的例的各過程中之剖視圖。 =43圖表示基板處理單元之變形例的圖，且 =料交換體之再生部而對電解加q及再生部流通相 異的種類之流體的電解加工部的圖。 第44圖表示基板處理單 平兀干之冼淨部之構成例的縱 向剖視圖。 苐4 5圖表示基板處理單开 i 早疋之其他變形例的俯視圖。 1 半導體基材 la 導電層 2a、 2b 絕緣膜 3 接觸孔 3 a 微細孔 4 配線溝 4a 填充用凹部 4b 見幅渠溝 5 阻障層 6 晶種層 7 銅層 8 配線（銅配線） 9 保護膜 9a 熱擴散防止層 9b 氧化防止層 10 被加工物（基板） 10a 被加工物之原子 314687 97 1291732 12a、12b ' 456、635、663 ^ 664 離子交換體 14 、 369 、 450 、 634a 、 660 、673 加工電極 16 、 373 、 452 、 634b 、 661 ^ 674 供電電極 17 、 PS 、 363 、 480 、 702 電源 18 流體 19 流體供給部 20 水分子 22 氣氧化物離子 24 氫離子 26 反應物質 3 0 裝載·卸下部 32 行走型運送機器人 32a 行走軸 3 4a、3 6a 推進機 34 化學機械性研磨單 36」440a、 440b' 440c、 440d 38 電鍍單元 電解加工單元 40、46、50、220a、220b 洗淨單元 42 退火單元 44 ^ 52 反轉機 48 斜角蝕刻單元 54 監視部 80 電鍍液 82、 620 電鍍槽 84、3 62 基板保持部 86 陽極板 88 電鍍液噴射管 90 電鑛液受槽 120 閘門 122 小室 124 加熱板 126 冷卻板 128 升降銷 130 氣體導入管 132 氣體排氣管 134a 、134b過濾器 136 (氮）氣體導入路 140 混合器 138 (氫）氣體導入路 142 混合氣體導入路 98 314687 1291732 210a 212a 216 ^ 236 342 346 360 361a 364、 366〜 367 > 369a 37卜 374、 376、 377b 378b 380、 382 386 390 456a、 456c 474 、210b化學機械性研磨單元 、212b卡閘 214a、214b 運送機器人 218 反轉機 推進機 研磨桌 研磨液供給喷嘴 222a、222b無電解電鍍單元 340 研磨布 344 頂環 348 銼鋸齒機 臂 361 、 448 、 651 、448a貫穿孔 362 基板保持部 6〇5 搖動馬達 365、466、653 462、654、655滾珠螺釘 電極部 搖動軸 460 上下動用馬達368、470、656 ^ 窆心馬達 、635 離子交換體 370、478 滑環 472 純水供給管 372、468 自韓珀 f巧馬達 484、492、670a、670b 再生部 510、672 隔壁 377a再生電極 對電極 378a第1液體供给部 第2液體供給部 379 再生電源 446 ' 548 基板保持部 中央喷嘴 384邊緣喷嘴 月面喷嘴 388防水遮罩 旋轉夾盤 444、486、540 45 6b強酸性陽離子交換纖維 強酸性陽離子交換膜464、652搖動 純水喷嘴 476電極板 辕動臂 $馬達 314687 99 1291732 488 再生頭 494 再生槽 496 控制部 498 累計電量計 501 外殼 502 裝載·卸下單元 503 斜角蝕刻·洗淨單元 504 基板載物台 505 基板處理單元 506 第1運送機器人 507 第2運送機器人 508 處理空間 511 機蓋 512 開口 513 閘門 514 閘門開閉用氣動缸 515 惰性氣體供給口 516 排氣導管 517、 718 洗淨喷嘴 520 電鍍處理部 530 電解加工部 541 頭部 542 支柱 543 轴承 544、 547 旋轉軸 545 驅動皮帶輪 546 外筒 549 可動構件 55卜 606、611 從動皮帶輪 552、 607、612 定時皮帶 553 密封材 554 密閉空間 555 ^ 720 空氣供給路 556 按壓桿 560 凸緣部 561 吸附板 561a 吸附孔 562 導環 562a 槽 563 空間 564 0型環 565 密封環 570 夾盤機構 571 底座 572 桿 573 支軸 ]〇0 314687 1291732 574 供電爪構件 575 螺帽 576 壓縮彈簧 577 銷 578 供電構件 579 通電板 580 螺栓 581 電源電纜 582 轉動接頭 583 連接器 584、 585 管 600 驅動裝置 601 軌條 602 滑動底座 603 升降底座 604 回轉馬達 609 滑塊支架 610 滑塊 621 屏壁構件 622 電鍍室 623 陽極 624 電鍍液喷出口 625 電鍍液供給路 626 電鍍液供給泵 627 電鍍液排出路 628 離子交換膜 630 電極部 63 1 空心捲軸馬達 632 電極構件 633 容器 633a 外周壁 634 電極 637 純水供給噴嘴 638 純水供給泵 639 液體排出路 662 絕緣體 665 流體供給口 668 感測器 671a 陽離子交換體 671b 陰離子交換體 675 排出部 676 排出液供給部 677 電解加工液供給部 678 加工用電源 700 電源切換開關 710、 717 洗淨部 719 吹風機 736 保持板 ]〇]
314687 1291732
911 保持機構 913 基板載置部 915 背面加熱器 917 燈加熱器 931 屏壁 933 密封部 941 喷淋頭 951 洗淨液供給機構 953 噴嘴 961 回收容器 965 電鍍液回收喷嘴 A 排出用液體 B 加工用液體 C 邊緣切削幅 d 距離 e 捲轴半控 L 移動幅 Μ 馬達 M + 溶解離子 Ο 捲軸運動中心 〇]、 〇2 旋轉中心 Ρ 電鍍位置 Q 電解加工位置 S 捲軸領域 w 基板 χ_ 離子 102 314687

Claims (1)

1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） 拾、申請專利範圍 -種基板處理裝置，其特徵為具備有: 用以運進運出基板的装載.卸下部； 具有與形成有作為被加工物的被加工膜的基板表 面相接觸的供電部’而進行職板表面之電解加工的電 解加工單元； 。餘刻去除殘留在與前述電解加工單元中的前述供 電口P的接觸部的基板表面上之被加工膜的钱刻單元； 進仃經蝕刻I除前述被加工膜的基板表面之化學 機械性研磨的化學機械性研磨單元；以及 在基板處理裝置内運送基板的運送裝置。 2.如申凊專利範圍帛！項之基板處理裝置，其中，前述電 解加工單元具備有·· 能與丽述基板自由靠近的加工電極； 作為對前述基板供電的供電部之供電電極； I在Θ述基板與前述加工電極或前述供電電極之至 少一方之間所配置的離子交換體； 對别述加工電極與前述供電電極之間施加電壓的 電源；以及 、對配置有前述離子交換體的前述基板與加工電極 或供電電極之至少_方之間供給流體的流體供給部。 .如:請專利範圍帛！項之基板處理裝置’其中更具備有 j前述基板表面形成作為被加工物的被加工膜的成膜 單元。 314687修正本 103 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19曰） 4·如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，前述成 膜單兀係對前述基板表面實施電鍍處理的電鍍單元。 5·如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，更具備 有對刚述成膜單元之處理後之基板實施退火處理的退 火單元。 6·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中更具備有 實施前述基板之洗淨的洗淨單元。 7· 一種基板處理裝置，其特徵為具備有： 用以運進運出基板的裝載·卸下部； 具有與形成有作為被加工物的被加工膜的基板表 面相接觸的供電部而進行該基板表面之電解加工的電 解加工單元； 蝕刻去除殘留在前述電解加工單元中與前述供電 β的接觸部的基板表面上之被加卫膜的㈣單元；以及 在基板處理裝置内運送基板的運送裝置； 前述電解加工單元具備有： (i)能與前述基板自由靠近的加工電極； (…作為對前述基板供電的供電部之供電電極； (Π1)在珂述基板與前述加工電極或前述供電電極 之至少—方之間所配置的離子交換體； ㈣對前述加工電極與前述供電電極之間施加電壓 對配置有前述離子交 ^ 4 ^ φ、—）π !丞孜興加工電 從供電電極之至少一 刀 r j 、、、口純水或導電度在5 0 314687修正本 104 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） A s/cm以下之液體的流體供給部。 8·如申請專利範®第7項之基板處理裝置，其中更具備有 用以進行經蝕刻去除前述被加工膜的基板表面之化學 機械性研磨的化學機械性研磨單元。 9·如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，其中更具備有 在前述基板表面形成作為被加工物的被加工膜的成膜 單元。 、 申請專㈣圍第9歡基板處縣置，其巾前述成膜 早7G係對前述基板表面實施電鍍處理的電鍍單元。 11·如申請專利範圍第9項之基板處理裝置，其中更具備有 對前述成膜單元之處理後之基板實施退火處理的退火 urn 一 早兀。 12.:申：專利範圍第7項之基板處理裝置，其中更具備有 貫施前述基板之洗淨的洗淨單元。 13·—種基板處理方法，其特徵為： 使形成有作為被加工物的被加工膜的基板表面接 觸供電部以進行該基板表面之電解加工， ，在月丨』述電解加工後進行與前述供電部的接觸部所 殘留的基板表面上之被加工膜之蝕刻去除， 對前述經钱刻去除後之基板表面進行化學機械性 研磨。 ^申請專利範圍第13項之基板處理方法，纟中前述電 解加工係 藉作為供電部的供電電極對前述基板供電同時使 314687修正本 105 1291732 第92113284號專利申請案 (卯年7月19曰i 加工電極靠近， 在前述基板與前述加工電極或前述供電電極之至 > 一方之間配置離子交換體， 對配置有前述離子交換辦 々从兩 ？吳體的别述基板與加工電極 或仏電電極之至少一方之間供給流體， 對别述加卫電極與前述供電電極之間施加 時進行電解加工。 $ & N 15.如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中，在前 述電解加工前在前述基板表面形成作為被加工物的被 加工膜。 1 6. 一種基板處理方法，其特徵為： 错由作為供電部的供電電極對形成有作為被加工 ^的被h膜的基板供電同時使加卫電極靠近，在前述 基板與珂述加工電極或前述供電電極之至少一方之間 配置離子交換體，對配置有前述離子交換體的前述基0板 與加工電極或供電電極之至少一方之間供給純水或導 :度在以下之液體，對前述加工電極與前述 供電電極之間施加電壓同時進行前述基板表面之電解 加工， 、在别述電解加工後進行與前述供電部間的接觸部 所殘留的基板表面上之被加工膜之蝕刻去除。 17·如申請專利範圍第16項之基板處理方法，其中，對前 述經蝕刻去除後之基板表面進行化學機械性研磨。 18·如申請專利範圍第16項之基板處理方法，其中，在前 314687修正本 106 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） =電解加4在前述基板表面形成作為被加工物的被 加工膜。 19·—種基板處理方法，其特徵為： 在基板表面所設置的西？綠田々^ •己線用之微細凹部内嵌入配 線材料， 去除不需要的配線材料 再去除配線材料並在前 充用凹部， 以使基板表面平坦化後， 述微細凹部之上部形成填 在此填充用凹部内選擇性形成由c〇、c〇合金、犯 丄ΝίΛ金之任一者或上述之組合所構成的保護膜。 如申請專利範圍第19項之基板處理方法，其中，前述 保護膜係由多層積層膜所構成者。 21.如申請專利範圍第19項之基板處理方法，其中，採用 無電解電錢以形成前述保護膜。 22·如申請專利範圍第19項之基板處理方法，其中，前述 配線材料之去除係採用化學機械性研磨所實施者j k 23.如申請專利範圍第19項之基板處理方法，其中， 配線材料之去除係採用化學性蝕刻所實施者。別 24·如申請專利範圍第19項之基板處理方法，其°中，前成 配線材料之去除係採用電解加工所實施者。 k 25·如申請專利範圍第24項之基板處理方法，其中， 藉由供電電極對前述基板供電同時使加工電極靠 近， 所述供電電 在基板與前述加工電極之間或基板與 314687修正本 107 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） 極間之至少一方配置離子交換體， 對前述離子交換體所存在的基板與前述加工電極 或前述供電電極之至少一方之間供給液體， 對前述加工電極與前述供電電極之間施加電壓以 實施前述電解加工。 26. 如申請專利範圍第25項之基板處理方法，1中，前述 液體為純水或導電度在5〇〇#s/cm以下之液體。 27. 如申請專利範圍第24項之基板處理方法，<其中， 藉由供電電極對前述基板供電同時使加工電極靠 近， 在基板與前述加工電極之間供給純水或導電度在 500 /z S/cm以下之液體， 對前述加工電極與前述 给 』述仏電包極之間施加電壓以 貝施别逃電解加工。 28·—種半導體裝置，i 用之f"田…“、、為·對基板表面所設置的配線 用之微細凹部内，佑皮按士 ^ ^ ^ /、充有配線材料及用以保護該配 綠材料及該配線材料矣 Γ Γ以材科表面的保護膜，該保護膜係由 〇 Co s金、Νι或Ni合全 所構成者。 金之任一者、或上述之組合 29·如申請專利範圍第 ^ 項之半導體裝置，其甲，前述保 蠖膜係由多層積層膜所構成者。 ’、 30·一種基板處理襄置，Α 具特徵為具備有： 支持基板的頭部， 、土板進仃金屬膜之電解電鍍的電鍍處理部； 314687修正本 108 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） 用以洗淨電鍍後之基板表面的洗淨部；以及 使離子交換體夾設在洗淨後之基板與電極之間，且 在液體之存在下對前述基板與前述電極之間施加電 壓，藉此實施前述基板上之至少金屬膜之電解去除加工 的電解加工部， 前述頭部係在保持支持前述基板之下能在前述電 鍍處理部、前述洗淨部、以及前述電解加工部移動者。 3 1·如申請專利範圍第3〇項之基板處理裝置，其中，前述 洗淨部係配置在前述電鍍處理部與前述電解加工部之 間。 32·如申請專利範圍第3〇項之基板處理裝置，其中，前述 洗淨部具備有洗淨液喷射噴嘴。 33·如申請專利範圍第3〇項之基板處理裝置，其中，前述 洗乎部具備有用以使洗淨後之前述基板乾燥的乾燥機 構。 如申明專利範圍第3 0項之基板處理裝置，其中，前述 2解加工部係對電鍍後之前述基板與前述電極之間供 給純水、超純水或導電度在5〇〇// s/cm以下之液體以實 施電解加工。 ^申％專利範圍第3〇項之基板處理裝置，其中，將前 述電鍍處理部的電鍍處理及前述電解加工部的電解加 ’至少反覆實施2次以上。 “申明專利範圍第3 〇項之基板處理裝置，其中，前述 电鍍處理部具備有陽極、在該陽極與前述基板之間所配 109 314687修正本 1291732 ⑽年7月19日） 置的離子交換體、以及 _ ^ ^ ^ 及對该離子父換體與前述基板之間 供給電鍍液的電錄液供給部。 板之間 37·如申請專利範圍第 一 〇項之基板處理裝置，其中，益、+、 頭部係在該頭部之下 μ ’返 面具備有k該基板之側方伴拄二 述基板並對該基板進行供/ 件。 败進仃供電的可自由開閉的供電爪構 38.如申請專利範圍第 阳坪J /項之基板處理裝置，直 1 供電爪構件係沿著前 八 則述 配置有複數個。 式 39.如申請專利範圍第37項之基板處理裝置，其中，前述 2電爪構件具備有由較前述基板上所形成的金屬膜貴 重的金屬所形成的供電構件。 4〇.=申請專利範圍第30項之基板處理裝置，其中，前述 電解加工部具備有用以檢測前述基板表面之金屬膜之 膜厚的感測器。 41.如申請專利範圍第3〇項之基板處理裝置，其中，前述 電鍍處理部及前述電解加工部分別具有電源。 如申明專利fe圍第30項之基板處理裝置，#中，前述 ，部、前述電㈣理部、前述洗淨部以及前述電解加工 部係設置在1個處理單元内者。 43·如申請專利範圍第42項之基板處理裝置，#中具備有 對前述處理單元内供給惰性氣體的惰性氣體供給部。 4·^申請專利範圍第3G項之基板處理裝置，#中，前述 電解加工部與前冑電鐘處理部係連接至共通之電源，而 314687修正本 110 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19曰） 藉由電源切換開關而能在電解加工部或電鍍加工部之 間將電源之連接對象予以切換。 45· 一種基板處理裝置，其特徵為具備有： 保持基板的頭部； 對基板表面進行金屬膜之電解電鍍的電鍍處理部； 進行電鍍後之基板表面之洗淨的洗淨部；以及 具備有加工電極，而對洗淨後之基板與該加工電極 之間，在液體之存在下施加電壓以實施前述基板上之至 J金屬膜之電解去除加工的電解加工部； 月’J述頭J係在保持支持前述基板之下能在前述電 鍍處理部、前述洗淨部、以及前述電解加工部間移動者。 46.如申請專利範圍第45項之基板處理裝置，#中，前述 洗淨部係配置在前述電錢處理部與冑述電解加工部之 間。 47·如申料利範m第45項之基板處縣置，纟中，前述 洗淨部具備有洗淨液噴射噴嘴。 伙如申請專利範圍第45項之基板處理裝置，#中，前述 洗淨部具備有用以使洗淨後之前述基板乾燥的乾燥機 49.如：請專利範圍第45項之基板處理裝置，#中，前述 電解加工係對電鍍後之前述基板與前述電極之間供 給純水、超純水或導電度在5〇〇#s/cm以下之液體以實 施電解加工。 將前 50.如申請專利範圍第45項之基板處理裝置，其中 314687修正本 111 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） 述電鍍處理部的電鍍處理及前述電解加工部的電解加 工’至少反覆實施2次以上。 “申明專利範圍第45項之基板處理裝置，其中，前述 電錢處理σ卩具備有陽極、在該陽極與前述基板之間所配 置的離子交換體、以及對該離子交換體與前述基板之間 供給電鍍液的電鍍液供給部。 52·如申請專利範圍第45項之基板處理裝置，丨中，前述 頭部係在該頭部之下面具備有從該基板之側方保持前 述基板並對該基板進行供電的可自由開閉的供電爪構 件0 53.如申清專利範圍第52項之基板處理裳置，其中，前述 供電爪構件係沿著前述頭上板部之圓周方向按等間隔 方式配置有複數個。 %如申請專利範圍第53項之基板處理裝置，其中，前述 供電爪構件具備有由較前述基板上所形成的金屬膜貴 重的金屬所形成的供電構件。 55·如申請專利範圍第45項之基板處理裝置，其中，前述 電解加工部具備有用以檢測前述基板表面之金屬膜之 膜厚的感測器。 前述 56.如申請專利範圍第45項之基板處理裝置，盆中 電鑛處理部及前述電解加工部分別具有電源。 57·如申請專利範圍第45項美 一 、， 板處理裝置，其中，前述 頭部、前述電鍍處理部、5、+、、+I 月’J述洗淨部以及前述電解加工 部，係設置在1個處理單元内者。 314687修正本 112 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日^ 58·如:請專利範圍第〃項之基板處理裝置，其中具備有 、；述處理單元内供給惰性氣體的惰性氣體供給部。 59·如^請專利範圍第45項之基板處理裝置，其中，前述 2解加口 p與前述電鐘處理部係丨接至共通之電源，而 猎由電源切換開關而能在電解加工部或電鍍加工部之 間將電源之連接對象予以切換。 6 0 ·如申請專利範圍第 雷^… 處裝置，其中，前述 工邛係對電鍍後之前述基板與前述 給酸性溶液以實施電解加工。 61.Γ種ί板處理方法，係對基板實施電鍍處理、洗淨電鍍 後之刖逑基板、使離子交㈣介在 : 電極之間’且對前述基板與前述電極之間供 5叫S/em以下之液體，以對前述基板表面實施屬於去 除加工的電解加工的基板處 、 .^ ^ ^ , 而其特徵為··至少 反覆貫施W述電鍍處理'前述 加工處理2次以上。 处里以及刖述電解 62· —種基板處理方法，係具有： 對基板表面實施電鍍的電鍍處理； 面的洗淨處理；以及 工電極之間，在液體之存 面實施電解加工的電解 洗淨電鑛後之前述基板表 對洗淨後之前述基板與加 在下施加電壓以對前述基板表 加工處理；而其特徵為： 前述洗淨處理以及前 至少反覆實施前述電鍍處理 述電解加工處理2次以上。 314687修正本 113 1291732 第92113284號專利申請案 (96年7月19日） 63. 如申請專利範圍第62項之基板處理方法，其中，在前 述基板與前述加工電極之間介在有離子交換體。 64. 如申請專利範圍第62項之基板處理方法，其中，前述 液體係純水、超純水、導電度在500 // S/cm以下之液體 或電解液。 65. 如申請專利範圍第62項之基板處理方法，其中，前述 液體係酸性溶液。 114 314687修正本
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