(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液を保持するめっき槽と、
前記めっき槽の上方に配置され、被めっき面を下向きにして基板を着脱自在に保持する基板ホルダと、
前記めっき槽の外周から中央に向けてめっき液を水平に噴射するめっき液噴射ノズルと、
前記めっき槽内にめっき液に浸漬させて配置した溶解性のアノードと、
前記アノードの上方で前記めっき液噴射ノズルがなす平面の下方に配置され、めっき液の流れを整流する整流板を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記整流板は、平板状で、前記アノードと平行に該アノードの全面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
【請求項３】
前記整流板は、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはＰＴＦＥの多孔性膜または多孔性板、またはセラミックの多孔性板で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
【請求項４】
前記整流板の密度は、めっき槽内に導入されるめっき液の流量に応じて、めっき液が自重によって整流板の内部を下方に向けて通過し、その逆流を防止する大きさに設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項５】
前記整流板の密度は、１〜５Ｌ／ｍｉｎの流量のめっき液が整流板の内部を通過する大きさに設定されていることを特徴とする請求項４記載のめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面（被めっき面）に銅めっき等の金属めっきを施すめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体基板上に配線回路を形成するための金属材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線は、ＣＶＤ、スパッタリング及びめっきといった手法によって、基板のほぼ全表面に銅を成膜して基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込み、余剰な銅を化学機械的研磨（ＣＭＰ）により除去する、いわゆる、ダマシンプロセスによって一般に形成される。
【０００３】
図２４（ａ）〜（ｃ）は、この種の銅配線基板Ｗの製造例を工程順に示すもので、図２４（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２酸化膜や他のＬｏｗ−ｋ材等からなる絶縁層２を堆積し、この絶縁層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と配線用溝４を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成する。バリア層５としては、Ｔａ／ＴａＮ混合層，ＴｉＮ，ＷＮ，ＳｉＴｉＮ，ＣｏＷＰ，ＣｏＷＢなども考えられる。
【０００４】
そして、図２４（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板Ｗのコンタクトホール３及び配線用溝４内に銅を充填するとともに、絶縁層２上に銅膜６を堆積する。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁層２上の銅膜６を除去して、コンタクトホール３及び配線用溝４に充填させた銅膜６の表面と絶縁層２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図２４（ｃ）に示すように、銅膜６からなる配線を形成する。
【０００５】
ここで、例えば、めっき浴として硫酸銅浴を使用した電気銅めっきによって基板の表面に銅層を形成するにあたっては、アノードとして、銅にリンを含有させた含リン銅等の溶解性のものが一般に使用されている。これは、アノードとして、不溶解性のものを使用すると、銅イオンの補給が新たに必要となり、この補給の自動化が困難であるばかりでなく、めっき液中の添加剤が酸化分解して異常に消耗したり、発生する酸素により基板の表面や該表面に形成した微細な配線用溝やコンタクトホールの内部に埋込んだ銅層の内部にめっき欠陥が発生したりするという問題があるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アノードとして、含リン銅等の溶解性アノードを使用して電気めっきを行うと、めっきの進行に伴ってアノードが溶解することで極間距離（アノードとカソードとなる基板の被めっき面との距離）が変動し、基板の表面に形成されるめっき膜の膜厚の面内均一性が経時的に変わってしまう。更に、アノードの表面に生成されるブラックフィルムが脱落してめっき液中を浮遊し、基板の表面にパーティクルとして付着するといった問題もある。また、半導体ウエハのサイズが大きくなり、直径が３００ｍｍにもなると、極間のめっき液の流れを考えた場合に、極間距離を小さくすることも困難となる。
【０００７】
本発明は上記に鑑みて為されたもので、アノードとして溶解性アノードを使用し、しかもめっきの進行によるアノードの溶解に伴って、基板の被めっき面（表面）に形成されるめっき膜の面内均一性が経時的に変動してしまうことがないようにしためっき装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、めっき液を保持するめっき槽と、前記めっき槽の上方に配置され、被めっき面を下向きにして基板を着脱自在に保持する基板ホルダと、前記めっき槽の外周から中央に向けてめっき液を水平に噴射するめっき液噴射ノズルと、前記めっき槽内にめっき液に浸漬させて配置した溶解性のアノードと、前記アノードの上方でめっき液噴射ノズルがなす平面の下方に配置され、めっき液の流れを整流する整流板を有することを特徴とするめっき装置である。
【０００９】
これにより、めっきの進行によるアノードの溶解に伴って、実際の極間距離（アノードとカソードとなる被めっき面との距離）が徐々に変化（大きくなる）しても、基板とアノードとの間に位置する整流板の表面が仮の陽極（擬似アノード）として働き、このため、見かけ上の極間距離（整流板とカソードとなる被めっき面との距離）が常に一定となって、めっき膜の面内均一性が経時的に変化することが防止される。
【００１０】
これは、例えばフィルタ材などに使用されるポリプロピレン膜やイオン交換に使用される多孔性イオン交換膜をめっき槽内の陰極（カソード）と陽極（アノード）との間に配置すると、その膜の表面があたかもアノードであるかの如く電場が形成されることを見いだしたことに基づく。図１は、その時に使用しためっき装置を、図２及び図３は、この図１に示すめっき装置を使用して基板（半導体ウエハ）の表面に銅めっきを行って形成した銅めっき膜の膜厚分布を測定した結果をそれぞれ示す。
【００１１】
すなわち、図１に示すように、このめっき装置は、基板Ｗを竪において、基板の表面（被めっき面）にめっきを行うようにしたものであり、めっき槽１０と側板１２を具備し、めっき槽１０には、めっき液を収容するめっき室１４が形成されている。側板１２の下端は、めっき槽１０の下部にヒンジ機構（図示せず）を介して連結されて、めっき槽１０のめっき室１４の開口を開閉できるようになっている。めっき槽１０の側板１２と反対側の面には不溶解性のアノード１６が設けられ、側板１２のめっき槽１０側の面には半導体ウエハ等のめっきを施す基板Ｗが装着されるようになっている。
【００１２】
めっき槽１０のめっき室１４の内部には、側板１２を閉じた状態で、基板Ｗとアノード１６との間に位置するように、即ち、めっき室１４を基板側領域１４ａとアノード側領域１４ｂに区分（隔離）するように、カチオン交換膜１８が設けられている。めっき槽１０の上下には、上部ヘッダ２０と下部ヘッダ２２が設けられており、上部ヘッダ２０の空隙２０ａと下部ヘッダ２２の空隙２２ａは、基板側領域１４ａに連通している。更に、めっき槽１０には、アノード側領域１４ｂの下部と上部にそれぞれ連通するめっき液入口２４とめっき液出口２６が設けられている。
【００１３】
そして、第１めっき液タンク３０から延び、内部に第１ポンプ３２を介装した第１めっき液導入管３４がめっき液入口２４に接続され、第１めっき液タンク３０から延びる第１めっき液排出管３６がめっき液出口２６に接続されている。一方、第２めっき液タンク３８から延び、内部に第２ポンプ４０を介装した第２めっき液導入管４２が下部ヘッダ２２に接続され、第２めっき液タンク３８から延びる第２めっき液排出管４４が上部ヘッダ２０に接続されている。
これによって、第１ポンプ３２の駆動に伴って、第１めっき液タンク３０内のめっき液がめっき室１４のアノード側領域１４ｂ内に導入されて循環し、第２ポンプ４０の駆動に伴って、第２めっき液タンク３８内のめっき液がめっき室１４の基板側領域１４ａに導入されて循環するようになっている。
【００１４】
上記のようなめっき装置において、表面にシード層７（図２４（ａ）参照）を形成した直径２００ｍｍの基板（半導体ウエハ）Ｗを側板１２に装着し、この基板Ｗのシード層７とアノード１６との間にめっき電圧を印加しつつ、めっき室１４の内部にめっき液を導入してめっきを行った。この時、めっき室１４のカチオン交換膜１８で区画されたアノード側領域１４ｂ内のめっき液圧力の方が、基板側領域１４ａ内のめっき液圧力より高くなるように、第１ポンプ３２のポンプ圧力Ｐ１を第２ポンプ４０のポンプ圧力Ｐ２よりも高く（Ｐ１＞Ｐ２）設定した。このようにして形成しためっき膜の膜厚分布を測定した結果を図２に示す。この図２から明らかなように、めっき膜の膜厚は、基板Ｗの中央部で厚くなっていることが判る。
【００１５】
次に、図１に示す装置において、カチオン交換膜１８を削除した状態でめっきを行い、このめっきによって形成しためっき膜の膜厚分布を測定した。この時の結果を図３に示す。この図３から明らかなように、めっき膜の膜厚は、基板の外周部で厚くなっていることが判る。
【００１６】
このように、実際の極間距離（シード層７とアノード１６との距離）が変わっていないにも拘わらず、図２に示すデータが得られたということは、カチオン交換膜１８が該カチオン交換膜１８を挟んだ両側の領域１４ａ，１４ｂの圧力差により基板Ｗの方向に向かって湾曲し、カチオン交換膜１８の中央部分が基板Ｗに接近したためである。図１に示すめっき装置で、逆に第１ポンプ３２のポンプ圧力Ｐ１を第２ポンプ４０のポンプ圧力Ｐ２よりも低く（Ｐ１＜Ｐ２）設定すると、基板中央部は薄くなることが確かめられている。
【００１７】
このことは、カチオン交換膜の表面の電位がめっき液中の電場の作用で等電位になる傾向を示しており、カチオン交換膜の表面が仮の陽極として働いていることになる。なお、膜は、イオン交換膜でなくとも、中性のフィルタ材でも同様の結果が得られ、また、薄膜でなくとも、非導電性の多孔性板材でも同様な結果が得られている。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記整流板は、平板状で、前記アノードと平行に該アノードの全面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置である。これにより、見かけ上の極間の全面における電流密度を一定にするとともに、めっき槽内に導入されためっき液が整流板に沿ってスムーズに流れるようにすることができる。
請求項３に記載の発明は、前記整流板は、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはＰＴＦＥの多孔性膜または多孔性板、またはセラミックの多孔性板で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記整流板の密度は、めっき槽内に導入されるめっき液の流量に応じて、めっき液がその自重によって整流板の内部を下方に向けて通過し、その逆流を防止する大きさに設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置である。これにより、アノードの表面に生成されたブラックフィルムが整流板を逆流して基板の表面に到達してしまうことを防止することができる。
請求項５に記載の発明は、前記整流板の密度は、１〜５Ｌ／ｍｉｎの流量のめっき液が整流板の内部を通過する大きさに設定されていることを特徴とする請求項４記載のめっき装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図４は、本発明の実施の形態のめっき装置を示す。このめっき装置は、略円筒状で内部にめっき液Ｑを収容するめっき槽５０と、このめっき槽５０の上方に配置されて基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ５２とから主に構成されている。なお、図１は、基板ホルダ５２で基板Ｗを保持してめっき液Ｑの液面を上昇させためっき位置にある時の状態を示している。
【００２１】
めっき槽５０には、上方に開放し、含リン銅等の溶解性アノード５４を底部に配置し、内部にめっき液Ｑを保有するめっき室５６を有している。めっき室５６の内周面を区画形成する周壁５８には、めっき室５６の中心に向かって水平に突出するめっき液噴射ノズル６０が円周方向に沿って等間隔で配置され、このめっき液噴射ノズル６０は、めっき槽５０の外周部に区画形成しためっき液供給路６２に連通している。このめっき液供給路６２は、図示しないめっき液供給管に接続されている。
【００２２】
めっき槽５０には、めっき室５６内のめっき液Ｑを該めっき室５６の底部周縁から引抜く第１めっき液排出路６４と、めっき室５６の内周面を区画形成する周壁５８の上端部をオーバフローしためっき液Ｑを排出する第２めっき液排出路６６が設けられている。これらのめっき液排出路６４，６６は、図示しないめっき液排出管に接続されている。
【００２３】
めっき槽５０のめっき室５６の内部には、アノード５４の上方で、かつめっき液噴射ノズル６０がなす平面の下方に位置して、整流板６８がアノード５４と平行で、かつアノード５４の全面を覆うように配置されている。これによって、めっき室５６が整流板６８によって基板側領域５６ａとアノード側領域５６ｂに区分（隔離）され、このめっき液噴射ノズル６０によって、この基板側領域５６ａ側からめっき液Ｑが導入されるようになっている。
【００２４】
この整流板６８は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の多孔性膜または多孔性板、またはセラミックの多孔性板で構成されている。この整流板６８の密度は、めっき槽５０内に導入されるめっき液Ｑの流量に応じて、めっき液Ｑがその自重によって整流板６８の内部を下方に向けて通過し、その逆流を防止する大きさに設定されている。
【００２５】
つまり、めっき液噴射ノズル６０から噴射されてめっき室５６の内部に導入されためっき液Ｑは、めっき室５６の中央部で衝突し、上昇する流れと下降する流れに分かれる。そして、下降した流れは、整流板６８の内部を通過し、アノード５４の表面に沿って流れて、アノード５４の外周部から下方に排出される。この時の流量は、例えば１〜５Ｌ／ｍｉｎ程度が望ましく、この流量が、整流板６８の内部を均一に、しかも逆流がなく流れるようにするためには、この流量に見合った流路を確保する必要がある。このため、この例では、整流板６８の上方に位置するめっき液Ｑの液面の高さだけのヘッドによる自然流下で、１〜５Ｌ／ｍｉｎのめっき液が整流板６８の内部を通過するように、整流板６８の密度が設定されている。これにより、アノード５４の表面に生成されたブラックフィルムが整流板６８の内部を逆流して、基板Ｗの表面に到達することを防止することができる。
【００２６】
この整流板６８は、基板ホルダ５２で保持した基板Ｗの表面（被めっき面）にめっきを行う際に、めっき室５６内に収容しためっき液Ｑ中に浸漬させたアノード５４と、めっき室５６内のめっき液Ｑに接触させる基板の表面（被めっき面）との間に位置し、これによって、前述のように、仮の陽極（擬似アノード）としての役割を果たす。このように、整流板６８に擬似アノードとしての役割を果たさせることで、実際の極間距離、すなわちアノード５４と基板の表面（被めっき面）との距離ａがめっきの進行によるアノード５４の溶解に伴って徐々に大きくなっても、見かけ上の極間距離、すなわち整流板６８の表面と基板の表面（被めっき面）との距離ｂは常に一定となり、これによって、めっきによって形成されるめっき膜の面内均一性が経時的に変化することが防止される。
【００２７】
整流板６８は、平板状の形状で、基板Ｗと平行に配置することが好ましい。これにより、見かけ上の極間の全面における電流密度をより一定にするとともに、めっき槽５０のめっき室５６内に導入されためっき液Ｑが整流板６８に沿ってスムーズに流れるようにすることができる。
更に、基板の径が大きくなって、めっき液噴射ノズルから噴射されるめっき液をめっき室の中央部に到達させるため、実際の極間距離を近づけることができなくなっても、整流板を擬似アノードとすることで、見かけの極間距離を小さくすることが可能となる。
【００２８】
この例では、整流板６８の上方位置に、例えば３ｍｍ程度の多数の穴を設けたパンチプレート７０が配置され、これによって、整流板６８の内部をめっき液Ｑが逆流しても、アノード５４の表面に形成されたブラックフィルムが基板Ｗに付着しないようになっている。パンチプレート７０は、整流板６８の下方位置に配置しても、整流板に内蔵してもよく、パンチングプレートを設けなくてもよい。
【００２９】
基板ホルダ５２は、下方に開口した有底円筒状で周壁に開口７２ａを有するハウジング７２と、このハウジング７２の内部に配置した押圧リング７４とを有しており、このハウジング７２は、モータ７６の出力軸に連結され、押圧リング７４は、ハウジング７２に下向きに取付けたシリンダ７８のシリンダロッド８０に連結されている。ハウジング７２の下端には、内方に突出するリング状の基板保持部８２が設けられ、この基板保持部８２に、内方に突出し、上面の先端が上方に尖塔状に突出するリング状のシール材８４が取付けられている。更に、このシール材８４の外方に複数のカソード電極用接点８６が配置されている。
【００３０】
これによって、めっき液Ｑの液面を下げた状態で、基板Ｗを吸着ハンド等で保持してハウジング７２の内部に入れて基板保持部８２のシール材８４の上面に載置し、吸着ハンドをハウジング７２から引抜いた後、押圧リング７４を下降させる。これにより、基板Ｗの周縁部をシール材８４と押圧リング７４の下面で挟持して基板Ｗを保持し、しかも基板Ｗを保持した時に基板Ｗの下面とシール材８４が圧接して、ここを確実にシールし、同時に、基板Ｗの表面（被めっき面）に設けたシード層７（図２４（ａ）ａ参照）とカソード電極用接点８６とが通電して、シード層７がカソードとなるようになっている。
【００３１】
次に、このめっき装置によるめっき処理について説明する。
先ず、搬送ロボットの吸着ハンドと該ハンドで表面を下に向けて吸着保持した基板Ｗを、ハウジング７２の開口７２ａからこの内部に挿入し、吸着ハンドを下方に移動させた後、真空吸着を解除して、基板Ｗをハウジング７２の基板保持部８２上に載置し、しかる後、吸着ハンドを上昇させてハウジング７２から引抜く。次に、押圧リング７４を下降させて、基板Ｗの周縁部を基板保持部８２と押圧リング７４の下面で挟持して基板Ｗを保持する。
【００３２】
そして、めっき液噴射ノズル６０からめっき液Ｑを噴射させ、同時にハウジング７２とそれに保持された基板Ｗを中速で回転させ、めっき液Ｑが所定の量まで充たされ、更に数秒経過した時に、ハウジング７２の回転速度を低速回転（例えば、１００ｍｉｎ−１）に低下させ、アノード５４と、カソードとなる基板Ｗの表面に設けたシード層７（図２４（ａ）参照）との間にめっき電流を流して電気めっきを行う。
【００３３】
この時、前述のように、整流板６８が擬似アノードとしての役割を果たし、この整流板（擬似アノード）６８と基板Ｗの表面に設けたシード層７との間の電流密度によってめっきが支配され、これによって、めっきの進行によってアノード５４が溶解しても、見かけ上の極間距離、すなわち整流板６８の表面と基板の表面（被めっき面）との距離ｂは常に一定となって、めっきによって形成されるめっき膜の面内均一性が経時的に変化することはない。
【００３４】
めっきを終了した後、めっき室５６のめっき液Ｑを抜き、ハウジング７２及びそれに保持された基板Ｗを露出させる。この状態で、ハウジング７２とそれに保持された基板Ｗを高速（例えば、５００〜８００ｍｉｎ−１）で回転させてめっき液を遠心力により液切りする。液切りが終了した後、ハウジング７２が所定の方向に向くようにしてハウジング７２の回転を停止させる。
【００３５】
ハウジング７２が完全に停止した後、押圧リング７４を上昇させる。次に、搬送ロボット吸着ハンド等を吸着面を下に向けて、ハウジング７２の開口７２ａからこの内部に挿入し、吸着ハンドが基板を吸着できる位置にまで吸着ハンドを下降させる。そして、基板を吸着ハンドにより真空吸着し、吸着ハンドをハウジング７２の開口７２ａの上部まで移動させて、ハウジング７２の開口７２ａから吸着ハンドとそれに保持した基板を取り出す。
【００３６】
図５は、前述のめっき装置を備えた基板処理装置の平面配置図を示す。図示するように、この基板処理装置は、半導体基板を収容した基板カセットの受け渡しを行う搬入・搬出エリア５２０と、プロセス処理を行うプロセスエリア５３０と、プロセス処理後の半導体基板の洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥エリア５４０を具備する。洗浄・乾燥エリア５４０は、搬入・搬出エリア５２０とプロセスエリア５３０の間に配置されている。搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５４０には隔壁５２１を設け、洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０の間には隔壁５２３を設けている。
【００３７】
隔壁５２１には、搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５４０との間で半導体基板を受け渡すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するためのシャッター５２２を設けている。また、隔壁５２３にも洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０との間で半導体基板を受け渡すための通路（図示せず）を設け、該通路を開閉するためのシャッター５２４を設けている。洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０は独自に給排気できるようになっている。
【００３８】
上記構成の半導体基板配線用の基板処理装置はクリーンルーム内に設置され、各エリアの圧力は、
（搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力）
に設定され、且つ搬入・搬出エリア５２０の圧力は、クリーンルーム内圧力より低く設定される。これにより、プロセスエリア５３０から洗浄・乾燥エリア５４０に空気が流出しないようにし、洗浄・乾燥エリア５４０から搬入・搬出エリア５２０に空気が流出しないようにし、さらに搬入・搬出エリア５２０からクリーンルーム内に空気が流出しないようにしている。
【００３９】
搬入・搬出エリア５２０には、半導体基板を収容した基板カセットを収納するロードユニット５２０ａとアンロードユニット５２０ｂが配置されている。洗浄・乾燥エリア５４０には、めっき処理後の処理を行う各２基の水洗部５４１、乾燥部５４２が配置されると共に、半導体基板の搬送を行う搬送部（搬送ロボット）５４３が備えられている。ここに水洗部５４１としては、例えば前端にスポンジがついたペンシル型のものやスポンジ付きローラ形式のものが用いられる。乾燥部５４２としては、例えば半導体基板を高速でスピンさせて脱水、乾燥させる形式のものが用いられる。
プロセスエリア５３０内には、半導体基板のめっきの前処理を行う前処理槽５３１と、銅めっき処理を行うめっき槽（めっき装置）５３２が配置されると共に、半導体基板の搬送を行う搬送部（搬送ロボット）５３３が備えられている。
【００４０】
図６は、基板処理装置内の気流の流れを示す。洗浄・乾燥エリア５４０においては、配管５４６より新鮮な外部空気が取込まれ、高性能フィルタ５４４を通してファンにより押込まれ、天井５４０ａよりダウンフローのクリーンエアとして水洗部５４１、乾燥部５４２の周囲に供給される。供給されたクリーンエアの大部分は、床５４０ｂより循環配管５４５により天井５４０ａ側に戻され、再び高性能フィルタ５４４を通してファンにより押込まれて、洗浄・乾燥エリア５４０内に循環する。一部の気流は、水洗部５４１及び乾燥部５４２内からダクト５５２を通って排気される。
【００４１】
プロセスエリア５３０は、ウエットゾーンといいながらも、半導体基板表面にパーティクルが付着することは許されない。このためプロセスエリア５３０内に天井５３０ａより、ファンにより押込まれて高性能フィルタ５３３を通してダウンフローのクリーンエアを流すことにより、半導体基板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、膨大な給排気量が必要となる。このため、室内を負圧に保つ程度の排気のみをダクト５５３よりの外部排気とし、ダウンフローの大部分の気流を、配管５３４，５３５を通した循環気流でまかなうようにしている。
【００４２】
循環気流とした場合に、プロセスエリア５３０を通過したクリーンエアは、薬液ミストや気体を含むため、これをスクラバ５３６及びミトセパレータ５３７，５３８を通して除去する。これにより天井５３０ａ側の循環ダクト５３４に戻ったエアは、薬液ミストや気体を含まないものとなり、再びファンにより押込まれて高性能フィルタ５３３を通ってプロセスエリア５３０内にクリーンエアとして循環する。
床部５３０ｂよりプロセスエリア５３０内を通ったエアの一部は、ダクト５５３を通って外部に排出され、薬液ミストや気体を含むエアがダクト５５３を通って外部に排出される。天井５３０ａのダクト５３９からは、これらの排気量に見合った新鮮な空気がプロセスエリア５３０内に負圧に保った程度に供給される。
【００４３】
上記のように搬入・搬出エリア５２０、洗浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０のそれぞれの圧力は、
（搬入・搬出エリア５２０の圧力）＞（洗浄・乾燥エリア５４０の圧力）＞（プロセスエリア５３０の圧力）
に設定されている。従って、シャッター５２２，５２４（図５参照）を開放すると、これらのエリア間の空気の流れは、図６に示すように、搬入・搬出エリア５２０、洗浄・乾燥エリア５４０及びプロセスエリア５３０の順に流れる。また、排気はダクト５５２及び５５３を通して、図８に示すように、集合排気ダクト５５４に集められる。
【００４４】
図７は、基板処理装置がクリーンルーム内に配置された一例を示す外観図である。搬入・搬出エリア５２０のカセット受渡し口５５５と操作パネル５５６のある側面が仕切壁５５７で仕切られたクリーンルームのクリーン度の高いワーキングゾーン５５８に露出しており、その他の側面は、クリーン度の低いユーティリティゾーン５５９に収納されている。
【００４５】
上記のように、洗浄・乾燥エリア５４０を搬入・搬出エリア５２０とプロセスエリア５３０の間に配置し、搬入・搬出エリア５２０と洗浄・乾燥エリア５４０の間及び洗浄・乾燥エリア５４０とプロセスエリア５３０の間にはそれぞれ隔壁５２１を設けたので、ワーキングゾーン５５８から乾燥した状態でカセット受渡し口５５５を通して半導体基板配線用の基板処理装置内に搬入される半導体基板は、基板処理装置内でめっき処理され、洗浄・乾燥した状態でワーキングゾーン５５８に搬出されるので、半導体基板面にはパーティクルやミストが付着することなく、且つクリーンルーム内のクリーン度の高いワーキングゾーン５５８をパーティクルや薬液や洗浄液ミストで汚染することはない。
【００４６】
なお、図５及び図６では、基板処理装置が搬入・搬出エリア５２０、洗浄・乾燥エリア５４０、プロセスエリア５３０を具備する例を示したが、プロセスエリア５３０内又はプロセスエリア５３０に隣接してＣＭＰ装置を配置するエリアを設け、該プロセスエリア５３０又はＣＭＰ装置を配置するエリアと搬入・搬出エリア５２０の間に洗浄・乾燥エリア５４０を配置するように構成しても良い。要は半導体基板配線用の基板処理装置に半導体基板が乾燥状態で搬入され、めっき処理の終了した半導体基板が洗浄され、乾燥した状態で排出される構成であればよい。
【００４７】
上記例では、基板処理装置を半導体基板配線用のめっき装置を例に説明したが、基板は半導体基板に限定されるものではなく、まためっき処理する部分も基板面上に形成された配線部に限定されるものではない。また、上記例では銅めっきを例に説明したが、銅めっきに限定されるものではない。
【００４８】
図９は、半導体基板配線用の他の基板処理装置の平面構成を示す図である。図示するように、半導体基板配線用の基板処理装置は、半導体基板を搬入する搬入部６０１、銅めっきを行う銅めっき槽６０２、水洗浄を行う水洗槽６０３，６０４、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うＣＭＰ部６０５、水洗槽６０６，６０７、乾燥槽６０８及び配線層形成が終了した半導体基板を搬出する搬出部６０９を具備し、これら各槽に半導体基板を移送する図示しない基板移送手段が１つの装置として配置され、半導体基板配線用の基板処理装置を構成している。
【００４９】
上記配置構成の基板処理装置において、基板移送手段により、搬入部６０１に載置された基板カセット６０１−１から、配線層が形成されていない半導体基板を取り出し、銅めっき槽６０２に移送する。該銅めっき槽６０２において、配線溝や配線孔（コンタクトホール）からなる配線部を含む半導体基板Ｗの表面上に銅めっき層を形成する。
【００５０】
前記銅めっき層６０２で銅めっき層の形成が終了した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０３及び水洗槽６０４に移送し、水洗を行う。続いて該水洗浄の終了した半導体基板Ｗを基板移送手段でＣＭＰ部６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で、銅めっき層から配線溝や配線孔に形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の銅めっき層を除去する。
【００５１】
続いて上記のように銅めっき層から配線溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の不要の銅めっき層の除去が終了した半導体基板Ｗを、基板移送手段で水洗槽６０６及び水洗槽６０７に送り、水洗浄し、更に水洗浄の終了した半導体基板Ｗは乾燥槽６０８で乾燥させ、乾燥の終了した半導体基板Ｗを配線層の形成の終了した半導体基板として、搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納する。
【００５２】
図１０は、半導体基板配線用の他の基板処理装置の平面構成を示す図である。図１０に示す基板処理装置が図９に示す装置と異なる点は、銅めっき槽６０２、銅めっき膜の表面に保護膜を形成する蓋めっき槽６１２、ＣＭＰ部６１５、水洗槽６１３、６１４を追加し、これらを含め１つの装置として構成した点である。
【００５３】
上記配置構成の基板処理装置において、配線溝や配線孔（コンタクトホール）からなる配線部を含む半導体基板Ｗの表面上に銅めっき層を形成する。続いて、ＣＭＰ部６０５で銅めっき層から配線溝や配線孔に形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の銅めっき層を除去する。
【００５４】
続いて、上記のように銅めっき層から配線溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の銅めっき層を除去した半導体基板Ｗを水洗槽６１０に移送し、ここで水洗浄する。続いて、前処理槽６１１で、後述する蓋めっきを行うための前処理を行う。該前処理の終了した半導体基板Ｗを蓋めっき槽６１２に移送し、蓋めっき槽６１２で配線部に形成した銅めっき層の上に保護膜を形成する。この保護膜としては、例えばＮｉ−Ｂ無電解めっき槽を用いる。保護膜を形成した後、半導体基板Ｗを水洗槽６０６，６０７で水洗浄し、更に乾燥槽６０８で乾燥させる。
そして、銅めっき層上に形成した保護膜の上部をＣＭＰ部６１５で研磨し、平坦化して、水洗槽６１３，６１４で水洗浄した後、乾燥槽６０８で乾燥させ、半導体基板Ｗを搬出部６０９の基板カセット６０９−１に格納する。
【００５５】
図１１は半導体基板配線用の他の基板処理装置の平面構造を示す図である。図示するように、この基板処理装置は、ロボット６１６を中央に配置し、その周囲のロボットアーム６１６−１が到達する範囲に銅めっきを行う銅めっき槽６０２、水洗槽６０３、水洗槽６０４、ＣＭＰ部６０５、蓋めっき槽６１２、乾燥槽６０８及びロード・アンロード部６１７を配置して１つの装置として構成したものである。なお、ロード・アンロード部６１７に隣接して半導体基板の搬入部６０１及び搬出部６０９が配置されている。
【００５６】
上記構成の半導体基板配線用の基板処理装置において、半導体基板の搬入部６０１から配線めっきの済んでいない半導体基板がロード・アンロード部６１７に移送され、該半導体基板をロボットアーム６１６−１が受け取り、銅めっき槽６０２に移送し、該めっき槽で配線溝や配線孔からなる配線部を含む半導体基板の表面上に銅めっき層を形成する。該銅めっき層の形成された半導体基板をロボットアーム６１６−１によりＣＭＰ部６０５に移送し、該ＣＭＰ部６０５で銅めっき層から配線溝や配線孔からなる配線部に形成した銅めっき層を残して半導体基板Ｗの表面上の余分な銅めっき層を除去する。
【００５７】
表面の余分な銅めっき層が除去された半導体基板はロボットアーム６１６−１により、水洗槽６０４に移送され、水洗処理された後、前処理槽６１１に移送され、該前処理槽６１１でカバーメッキ前の前処理が行われる。該前処理の終了した半導体基板はロボットアーム６１６−１により、カバーメッキ槽６１２に移送され、該カバーメッキ槽６１２で、配線溝や配線孔からなる配線部に形成され銅めっき層の上に保護膜を形成する。保護膜が形成された半導体基板はロボットアーム６１６−１により、水洗槽６０４に移送されここで水洗処理された後、乾燥槽６０８に移送され、乾燥した後、ロード・アンロード部６１７に移送される。該配線めっきの終了した半導体基板は搬出部６０９に移送される。
【００５８】
図１２は、他の半導体基板処理装置の平面構成を示す図である。この半導体基板処理装置は、ロード・アンロード部７０１、銅めっきユニット７０２、第１ロボット７０３、第３洗浄機７０４、反転機７０５、反転機７０６、第２洗浄機７０７、第２ロボット７０８、第１洗浄機７０９、第１ポリッシング装置７１０及び第２ポリッシング装置７１１を配置した構成である。第１ロボット７０３の近傍には、めっき前後の膜厚を測定するめっき前後膜厚測定機７１２、研磨後で乾燥状態の半導体基板Ｗの膜厚を測定する乾燥状態膜厚測定機７１３が配置されている。
【００５９】
第１ポリッシング装置（研磨ユニット）７１０は、研磨テーブル７１０−１、トップリング７１０−２、トップリングヘッド７１０−３、膜厚測定機７１０−４、プッシャー７１０−５を具備している。第２ポリッシング装置（研磨ユニット）７１１は、研磨テーブル７１１−１、トップリング７１１−２、トップリングヘッド７１１−３、膜厚測定機７１１−４、プッシャー７１１−５を具備している。
【００６０】
コンタクトホールと配線用の溝が形成され、その上にシード層が形成された半導体基板Ｗを収容したカセット７０１−１をロード・アンロード部７０１のロードポートに載置する。第１ロボット７０３は、半導体基板Ｗをカセット７０１−１から取り出し、銅めっきユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。その時、めっき前後膜厚測定機７１２でシード層の膜厚を測定する。銅めっき膜の成膜は、まず半導体基板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。銅めっき膜の形成後、銅めっきユニット７０２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。
【００６１】
第１ロボット７０３で銅めっきユニット７０２から半導体基板Ｗを取り出したとき、めっき前後膜厚測定機７１２で銅めっき膜の膜厚を測定する。その測定結果は、記録装置（図示せず）に半導体基板の記録データとして記録され、なお且つ、銅めっきユニット７０２の異常の判定にも使用される。膜厚測定後、第１ロボット７０３が反転機７０５に半導体基板Ｗを渡し、該反転機７０５で反転させる（銅めっき膜が形成された面が下になる）。第１ポリッシング装置７１０、第２ポリッシング装置７１１による研磨には、シリーズモードとパラレルモードがある。以下、シリーズモードの研磨について説明する。
【００６２】
シリーズモード研磨は、１次研磨をポリッシング装置７１０で行い、２次研磨をポリッシング装置７１１で行う研磨である。第２ロボット７０８で反転機７０５上の半導体基板Ｗを取り上げ、ポリッシング装置７１０のプッシャー７１０−５上に半導体基板Ｗを載せる。トップリング７１０−２はプッシャー７１０−５上の該半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１０−１の研磨面に半導体基板Ｗの銅めっき膜形成面を当接押圧し、１次研磨を行う。該１次研磨では基本的に銅めっき膜が研磨される。研磨テーブル７１０−１の研磨面は、ＩＣ１０００のような発泡ポリウレタン、又は砥粒を固定若しくは含浸させたもので構成されている。該研磨面と半導体基板Ｗの相対運動で銅めっき膜が研磨される。
【００６３】
銅めっき膜の研磨終了後、トップリング７１０−２で半導体基板Ｗをプッシャー７１０−５上に戻す。第２ロボット７０８は、該半導体基板Ｗを取り上げ、第１洗浄機７０９に入れる。この時、プッシャー７１０−５上にある半導体基板Ｗの表面及び裏面に薬液を噴射しパーティクルを除去したり、つきにくくしたりすることもある。
【００６４】
第１洗浄機７０９において洗浄終了後、第２ロボット７０８で半導体基板Ｗを取り上げ、第２ポリッシング装置７１１のプッシャー７１１−５上に半導体基板Ｗを載せる。トップリング７１１−２でプッシャー７１１−５上の半導体基板Ｗを吸着し、該半導体基板Ｗのバリア層を形成した面を研磨テーブル７１１−１の研磨面に当接押圧して２次研磨を行う。この２次研磨ではバリア層が研磨される。但し、上記１次研磨で残った銅膜や酸化膜も研磨されるケースもある。
【００６５】
研磨テーブル７１１−１の研磨面は、ＩＣ１０００のような発泡ポリウレタン、又は砥粒を固定若しくは含浸させたもので構成され、該研磨面と半導体基板Ｗの相対運動で研磨される。このとき、砥粒若しくはスラリーには、シリカ、アルミナ、セリア等が用いられる。薬液は、研磨したい膜種により調整される。
【００６６】
２次研磨の終点の検知は、光学式の膜厚測定機を用いてバリア層の膜厚を測定し、膜厚が０になったこと又はＳｉＯ２  からなる絶縁膜の表面検知で行う。また、研磨テーブル７１１−１の近傍に設けた膜厚測定機７１１−４として画像処理機能付きの膜厚測定機を用い、酸化膜の測定を行い、半導体基板Ｗの加工記録として残したり、２次研磨の終了した半導体基板Ｗを次の工程に移送できるか否かの判定を行う。また、２次研磨終点に達していない場合は、再研磨を行ったり、なんらかの異常で規定値を超えて研磨された場合は、不良品を増やさないように次の研磨を行わないよう半導体基板処理装置を停止させる。
【００６７】
２次研磨終了後、トップリング７１１−２で半導体基板Ｗをプッシャー７１１−５まで移動させる。プッシャー７１１−５上の半導体基板Ｗは第２ロボット７０８で取り上げる。この時、プッシャー７１１−５上で薬液を半導体基板Ｗの表面及び裏面に噴射してパーティクルを除去したり、つきにくくすることがある。
【００６８】
第２ロボット７０８は、半導体基板Ｗを第２洗浄機７０７に搬入し、洗浄を行う。第２洗浄機７０７の構成も第１洗浄機７０９と同じ構成である。半導体基板Ｗの表面は、主にパーティクル除去のために、純水に界面活性剤、キレート剤、またｐＨ調整剤を加えた洗浄液を用いて、ＰＶＡスポンジロールによりスクラブ洗浄される。半導体基板Ｗの裏面には、ノズルからＤＨＦ等の強い薬液を噴出し、拡散している銅をエッチングしたり、又は拡散の問題がなければ、表面と同じ薬液を用いてＰＶＡスポンジロールによるスクラブ洗浄をする。
【００６９】
上記洗浄の終了後、半導体基板Ｗを第２ロボット７０８で取り上げ、反転機７０６に移し、該反転機７０６で反転させる。該反転させた半導体基板Ｗを第１ロボット７０３で取り上げ第３洗浄機７０４に入れる。第３洗浄機７０４では、半導体基板Ｗの表面に超音波振動により励起されたメガソニック水を噴射して洗浄する。そのとき純水に界面活性剤、キレート剤、またｐＨ調整剤を加えた洗浄液を用いて公知のペンシル型スポンジで半導体基板Ｗの表面を洗浄してもよい。その後、スピン乾燥により、半導体基板Ｗを乾燥させる。
上記のように研磨テーブル７１１−１の近傍に設けた膜厚測定機７１１−４で膜厚を測定した場合は、そのままロード・アンロード部７０１のアンロードポートに載置するカセットに収容する。
【００７０】
図１３は、他の半導体基板処理装置の平面構成を示す図である。この半導体基板処理装置の図１２に示す半導体基板処理装置と異なる点は、図１２に示す銅めっきユニット７０２の代わりに蓋めっきユニット７５０を設けた点である。
銅膜を形成した半導体基板Ｗを収容したカセット７０１−１は、ロード・アンロード部７０１に載置される。半導体基板Ｗは、カセット７０１−１から取り出され、第１ポリッシング装置７１０または第２ポリッシング装置７１１に搬送されて、ここで銅膜の表面が研磨される。この研磨終了後、半導体基板Ｗは、第１洗浄機７０９に搬送されて洗浄される。
【００７１】
第１洗浄機７０９で洗浄された半導体基板Ｗは、蓋めっきユニット７５０に搬送され、ここで銅めっき膜の表面に保護膜が形成され、これによって、銅めっき膜が大気中で酸化することが防止される。蓋めっきを施した半導体基板Ｗは、第２ロボット７０８によって蓋めっきユニット７５０から第２洗浄機７０７に搬送され、ここで純水または脱イオン水で洗浄される。この洗浄後の半導体基板Ｗは、ロード・アンロード部７０１に載置されたカセット７０１−１に戻される。
【００７２】
図１４は、更に他の半導体基板処理装置の平面構成を示す図である。この半導体基板処理装置の図１３に示す半導体基板処理装置と異なる点は、図１３に示す第１洗浄機７０９の代わりにアニールユニット７５１を設けた点である。
前述のようにして、第１ポリッシング装置７１０または第２ポリッシング装置７１１で研磨され、第２洗浄機７０７で洗浄された半導体基板Ｗは、蓋めっきユニット７５０に搬送され、ここで銅めっき膜の表面に蓋めっきが施される。この蓋めっきが施された半導体基板Ｗは、第１ロボット７０３によって、蓋めっきユニット７５０から第３洗浄機７０４に搬送され、ここで洗浄される。
【００７３】
第１洗浄機７０９で洗浄された半導体基板Ｗは、アニールユニット７５１に搬送され、ここでアニールされる。これによって、銅めっき膜が合金化されて銅めっき膜のエレクトロンマイグレーション耐性が向上する。アニールが施された半導体基板Ｗは、アニールユニット７５１から第２洗浄機７０７に搬送され、ここで純水または脱イオン水で洗浄される。この洗浄後の半導体基板Ｗは、ロード・アンロード部７０１に載置されたカセット７０１−１に戻される。
【００７４】
図１５は、基板処理装置の他の平面配置構成を示す図である。図１５において、図１２と同一符号を付した部分は、同一又は相当部分を示す。この基板研磨装置は、第１ポリッシング装置７１０と第２ポリッシング装置７１１に接近してプッシャーインデクサー７２５を配置し、第３洗浄機７０４と銅めっきユニット７０２の近傍にそれぞれ基板載置台７２１、７２２を配置し、第１洗浄機７０９と第３洗浄機７０４の近傍にロボット７２３を配置し、第２洗浄機７０７と銅めっきユニット７０２の近傍にロボット７２４を配置し、更にロード・アンロード部７０１と第１ロボット７０３の近傍に乾燥状態膜厚測定機７１３を配置している。
【００７５】
上記構成の基板処理装置において、第１ロボット７０３は、ロード・アンロード部７０１のロードポートに載置されているカセット７０１−１から半導体基板Ｗを取り出し、乾燥状態膜厚測定機７１３でバリア層及びシード層の膜厚を測定した後、該半導体基板Ｗを基板載置台７２１に載せる。なお、乾燥状態膜厚測定機７１３が、第１ロボット７０３のハンドに設けられている場合は、そこで膜厚を測定し、基板載置台７２１に載せる。第２ロボット７２３で基板載置台７２１上の半導体基板Ｗを銅めっきユニット７０２に移送し、銅めっき膜を成膜する。銅めっき膜の成膜後、めっき前後膜厚測定機７１２で銅めっき膜の膜厚を測定する。その後、第２ロボット７２３は、半導体基板Ｗをプッシャーインデクサー７２５に移送し搭載する。
【００７６】
〔シリーズモード〕
シリーズモードでは、トップリングヘッド７１０−２がプッシャーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１０−１に移送し、研磨テーブル７１０−１上の研磨面に該半導体基板Ｗを押圧して研磨を行う。研磨の終点検知は上記と同様な方法で行い、研磨終了後の半導体基板Ｗはトップリングヘッド７１０−２でプッシャーインデクサー７２５に移送され搭載される。第２ロボット７２３で半導体基板Ｗを取り出し、第１洗浄機７０９に搬入し洗浄し、続いてプッシャーインデクサー７２５に移送し搭載する。
【００７７】
トップリングヘッド７１１−２がプッシャーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１１−１に移送し、その研磨面に該半導体基板Ｗを押圧して研磨を行う。研磨の終点検知は上記と同様な方法で行い、研磨終了後の半導体基板Ｗは、トップリングヘッド７１１−２でプッシャーインデクサー７２５に移送され搭載される。第３ロボット７２４は、半導体基板Ｗを取り上げ、膜厚測定機７２６で膜厚を測定した後、第２洗浄機７０７に搬入し洗浄する。続いて第３洗浄機７０４に搬入し、ここで洗浄した後にスピンドライで乾燥を行い、その後、第３ロボット７２４で半導体基板Ｗを取り上げ、基板載置台７２２上に載せる。
【００７８】
〔パラレルモード〕
パラレルモードでは、トップリングヘッド７１０−２又は７１１−２がプッシャーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１０−１又は７１１−１に移送し、研磨テーブル７１０−１又は７１１−１上の研磨面に該半導体基板Ｗを押圧してそれぞれ研磨を行う。膜厚を測定した後、第３ロボット７２４で半導体基板Ｗを取り上げ、基板載置台７２２上に載せる。
第１ロボット７０３は、基板載置台７２２上の半導体基板Ｗを乾燥状態膜厚測定機７１３に移送し、膜厚を測定した後、ロード・アンロード部７０１のカセット７０１−１に戻す。
【００７９】
図１６は、基板処理装置の他の平面配置構成を示す図である。この基板処理装置では、シード層が形成されていない半導体基板Ｗに、シード層及び銅めっき膜を形成し、研磨して回路配線を形成する基板処理装置である。
この基板研磨装置は、第１ポリッシング装置７１０と第２ポリッシング装置７１１に接近してプッシャーインデクサー７２５を配置し、第２洗浄機７０７とシード層成膜ユニット７２７の近傍にそれぞれ基板載置台７２１、７２２を配置し、シード層成膜ユニット７２７と銅めっきユニット７０２に接近してロボット７２３を配置し、第１洗浄機７０９と第２洗浄機７０７の近傍にロボット７２４を配置し、更にロード・アンロード部７０１と第１ロボット７０３の近傍に乾燥膜厚測定機７１３を配置している。
【００８０】
第１ロボット７０３でロード・アンロード部７０１のロードポートに載置されているカセット７０１−１から、バリア層が形成されている半導体基板Ｗを取り出して基板載置台７２１に載せる。次に第２ロボット７２３は、半導体基板Ｗをシード層成膜ユニット７２７に搬送し、シード層を成膜する。このシード層の成膜は無電解めっきで行う。第２ロボット７２３は、シード層の形成された半導体基板をめっき前後膜厚測定機７１２でシード層の膜厚を測定する。膜厚測定後、銅めっきユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。
【００８１】
銅めっき膜を形成後、その膜厚を測定し、プッシャーインデクサー７２５に移送する。トップリング７１０−２又は７１１−２は、プッシャーインデクサー７２５上の半導体基板Ｗを吸着し、研磨テーブル７１０−１又は７１１−１に移送し研磨する。研磨後、トップリング７１０−２又は７１１−２は、半導体基板Ｗを膜厚測定機７１０−４又は７１１−４に移送し、膜厚を測定し、プッシャーインデクサー７２５に移送して載せる。
【００８２】
次に、第３ロボット７２４は、プッシャーインデクサー７２５から半導体基板Ｗを取り上げ、第１洗浄機７０９に搬入する。第３ロボット７２４は、第１洗浄機７０９から洗浄された半導体基板Ｗを取り上げ、第２洗浄機７０７に搬入し、洗浄し乾燥した半導体基板を基板載置台７２２上に載置する。次に、第１ロボット７０３は、半導体基板Ｗを取り上げ乾燥状態膜厚測定機７１３で膜厚を測定し、ロード・アンロード部７０１のアンロードポートに載置されているカセット７０１−１に収納する。
【００８３】
図１６に示す基板処理装置においても、回路パターンのコンタクトホール又は溝が形成された半導体基板Ｗ上にバリア層、シード層及び銅めっき膜を形成して、研磨して回路配線を形成することができる。
バリア層形成前の半導体基板Ｗを収容したカセット７０１−１を、ロード・アンロード部７０１のロードポートに載置する。そして、第１ロボット７０３でロード・アンロード部７０１のロードポートに載置されているカセット７０１−１から、半導体基板Ｗを取り出して基板載置台７２１に載せる。次に、第２ロボット７２３は、半導体基板Ｗをシード層成膜ユニット７２７に搬送し、バリア層とシード層を成膜する。このバリア層とシード層の成膜は、無電解めっきで行う。第２ロボット７２３は、めっき前後膜厚測定機７１２で半導体基板Ｗに形成されたバリア層とシード層の膜厚を測定する。膜厚測定後、銅めっきユニット７０２に搬入し、銅めっき膜を形成する。
【００８４】
図１７は、基板処理装置の他の平面配置構成を示す図である。この基板処理装置は、バリア層成膜ユニット８１１、シード層成膜ユニット８１２、めっきユニット８１３、アニールユニット８１４、第１洗浄ユニット８１５、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６、蓋めっきユニット８１７、第２洗浄ユニット８１８、第１アライナ兼膜厚測定器８４１、第２アライナ兼膜厚測定器８４２、第１基板反転機８４３、第２基板反転機８４４、基板仮置き台８４５、第３膜厚測定器８４６、ロード・アンロード部８２０、第１ポリッシング装置８２１、第２ポリッシング装置８２２、第１ロボット８３１、第２ロボット８３２、第３ロボット８３３、第４ロボット８３４を配置した構成である。なお、膜厚測定器８４１，８４２，８４６はユニットになっており、他のユニット（めっき、洗浄、アニール等のユニット）の間口寸法と同一サイズにしているため、入れ替え自在である。
この例では、バリア層成膜ユニット８１１は、無電解Ｒｕめっき装置、シード層成膜ユニット８１２は、無電解銅めっき装置、めっきユニット８１３は、電解めっき装置を用いることができる。
【００８５】
図１８は、この基板処理装置内での各工程の流れを示すフローチャートである。このフローチャートにしたがって、この装置内での各工程について説明する。先ず、第１ロボット８３１によりロード・アンロードユニット８２０に載置されたカセット８２０ａから取り出された半導体基板は、第１アライナ兼膜厚測定ユニット８４１内に被めっき面を上にして配置される。ここで、膜厚計測を行うポジションの基準点を定めるために、膜厚計測用のノッチアライメントを行った後、銅膜形成前の半導体基板の膜厚データを得る。
【００８６】
次に、半導体基板は、第１ロボット８３１により、バリア層成膜ユニット８１１へ搬送される。このバリア層成膜ユニット８１１は、無電解Ｒｕめっきにより半導体基板上にバリア層を形成する装置で、半導体装置の層間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ２）への銅拡散防止膜としてＲｕを成膜する。洗浄、乾燥工程を経て払い出された半導体基板は、第１ロボット８３１により第１アライナ兼膜厚測定ユニット８４１に搬送され、半導体基板の膜厚、即ちバリア層の膜厚を測定される。
【００８７】
膜厚測定された半導体基板は、第２ロボット８３２でシード層成膜ユニット８１２へ搬入され、前記バリア層上に無電解銅めっきによりシード層が成膜される。洗浄、乾燥工程を経て払い出された半導体基板は、第２ロボット８３２により含浸めっきユニットであるめっきユニット８１３に搬送される前に、ノッチ位置を定めるために第２アライナ兼膜厚測定器８４２に搬送され、銅めっき用のノッチのアライメントを行う。ここで、必要に応じて銅膜形成前の半導体基板の膜厚を再計測してもよい。
【００８８】
ノッチアライメントが完了した半導体基板は、第３ロボット８３３によりめっきユニット８１３へ搬送され、銅めっきが施される。洗浄、乾燥工程を経て払い出された半導体基板は、第３ロボット８３３により半導体基板端部の不要な銅膜（シード層）を除去するためにベベル・裏面洗浄ユニット８１６へ搬送される。ベベル・裏面洗浄ユニット８１６では、予め設定された時間でベベルのエッチングを行うとともに、半導体基板裏面に付着した銅をフッ酸等の薬液により洗浄する。この時、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６へ搬送する前に、第２アライナ兼膜厚測定器８４２にて半導体基板の膜厚測定を実施して、めっきにより形成された銅膜厚の値を得ておき、その結果により、ベベルのエッチング時間を任意に変えてエッチングを行っても良い。なお、ベベルエッチングによりエッチングされる領域は、基板の周縁部であって回路が形成されない領域、または回路が形成されていても最終的にチップとして利用されない領域である。この領域にはベベル部分が含まれる。
【００８９】
ベベル・裏面洗浄ユニット８１６で洗浄、乾燥工程を経て払い出された半導体基板は、第３ロボット８３３で基板反転機８４３に搬送され、該基板反転機８４３にて反転され、被めっき面を下方に向けた後、第４ロボット８３４により配線部を安定化させるためにアニールユニット８１４へ投入される。アニール処理前及び／又は処理後、第２アライナ兼膜厚測定ユニット８４２に搬入し、半導体基板に形成された、銅膜の膜厚を計測する。この後、半導体基板は、第４ロボット８３４により第１ポリッシング装置８２１に搬入され、半導体基板の銅層、シード層の研磨を行う。
【００９０】
この際、砥粒等は所望のものが用いられるが、ディッシングを防ぎ、表面の平面度を出すために、固定砥粒を用いることもできる。第１ポリッシング終了後、半導体基板は、第４ロボット８３４により第１洗浄ユニット８１５に搬送され、洗浄される。この洗浄は、半導体基板直径とほぼ同じ長さを有するロールを半導体基板の表面と裏面に配置し、半導体基板及びロールを回転させつつ、純水又は脱イオン水を流しながら洗浄するスクラブ洗浄である。
【００９１】
第１の洗浄終了後、半導体基板は、第４ロボット８３４により第２ポリッシング装置８２２に搬入され、半導体基板上のバリア層が研磨される。この際、砥粒等は所望のものが用いられるが、ディッシングを防ぎ、表面の平面度を出すために、固定砥粒を用いることもできる。第２ポリッシング終了後、半導体基板は、第４ロボット８３４により、再度第１洗浄ユニット８１５に搬送され、スクラブ洗浄される。洗浄終了後、半導体基板は、第４ロボット８３４により第２基板反転機８４４に搬送され反転されて、被めっき面を上方に向けられ、更に第３ロボット８３３により基板仮置き台８４５に置かれる。
【００９２】
半導体基板は、第２ロボット８３２により基板仮置き台８４５から蓋めっきユニット８１７に搬送され、銅の大気による酸化防止を目的に銅面上にニッケル・ボロンめっきを行う。蓋めっきが施された半導体基板は、第２ロボット８３２により蓋めっきユニット８１７から第３膜厚測定器８４６に搬入され、銅膜厚が測定される。その後、半導体基板は、第１ロボット８３１により第２洗浄ユニット８１８に搬入され、純水又は脱イオン水により洗浄される。洗浄が終了した半導体基板は、台１ロボット８３１によりロード・アンロード部８２０に載置されたカセット８２０ａ内に戻される。
アライナ兼膜厚測定器８４１及びアライナ兼膜厚測定器８４２は、基板ノッチ部分の位置決め及び膜厚の測定を行う。
【００９３】
ベベル・裏面洗浄ユニット８１６は、エッジ（ベベル）銅エッチングと裏面洗浄が同時に行え、また基板表面の回路形成部の銅の自然酸化膜の成長を抑えることが可能である。図１９に、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６の概略図を示す。図１９に示すように、ベベル・裏面洗浄ユニット８１６は、有底円筒状の防水カバー９２０の内部に位置して基板Ｗをフェイスアップでその周縁部の円周方向に沿った複数箇所でスピンチャック９２１により水平に保持して高速回転させる基板保持部９２２と、この基板保持部９２２で保持された基板Ｗの表面側のほぼ中央部上方に配置されたセンタノズル９２４と、基板Ｗの周縁部の上方に配置されたエッジノズル９２６とを備えている。センタノズル９２４及びエッジノズル９２６は、それぞれ下向きで配置されている。また基板Ｗの裏面側のほぼ中央部の下方に位置して、バックノズル９２８が上向きで配置されている。前記エッジノズル９２６は、基板Ｗの直径方向及び高さ方向を移動自在に構成されている。
【００９４】
このエッジノズル９２６の移動幅Ｌは、基板の外周端面から中心部方向に任意の位置決めが可能になっていて、基板Ｗの大きさや使用目的等に合わせて、設定値の入力を行う。通常、２ｍｍから５ｍｍの範囲でエッジカット幅Ｃを設定し、裏面から表面への液の回り込み量が問題にならない回転数以上であれば、その設定されたカット幅Ｃ内の銅膜を除去することができる。
【００９５】
次に、この洗浄装置による洗浄方法について説明する。まず、スピンチャック９２１を介して基板を基板保持部９２２で水平に保持した状態で、半導体基板Ｗを基板保持部９２２と一体に水平回転させる。この状態で、センタノズル９２４から基板Ｗの表面側の中央部に酸溶液を供給する。この酸溶液としては非酸化性の酸であればよく、例えばフッ酸、塩酸、硫酸、クエン酸、蓚酸等を用いる。一方、エッジノズル９２６から基板Ｗの周縁部に酸化剤溶液を連続的または間欠的に供給する。この酸化剤溶液としては、オゾン水、過酸化水素水、硝酸水、次亜塩素酸ナトリウム水等のいずれかを用いるか、またはそれらの組み合わせを用いる。
【００９６】
これにより、半導体基板Ｗの周縁部のエッジカット幅Ｃの領域では上面及び端面に成膜された銅膜等は酸化剤溶液で急速に酸化され、同時にセンタノズル９２４から供給されて基板の表面全面に拡がる酸溶液によってエッチングされ溶解除去される。このように、基板周縁部で酸溶液と酸化剤溶液を混合させることで、予めそれらの混合水をノズルから供給するのに比べて急峻なエッチングプロフィールを得ることができる。このときそれらの濃度により銅のエッチングレートが決定される。また、基板の表面の回路形成部に銅の自然酸化膜が形成されていた場合、この自然酸化物は基板の回転に伴って基板の表面全面に亘って広がる酸溶液で直ちに除去されて成長することはない。なお、センタノズル９２４からの酸溶液の供給を停止した後、エッジノズル９２６からの酸化剤溶液の供給を停止することで、表面に露出しているシリコンを酸化して、銅の付着を抑制することができる。
【００９７】
一方、バックノズル９２８から基板の裏面中央部に酸化剤溶液とシリコン酸化膜エッチング剤とを同時または交互に供給する。これにより半導体基板Ｗの裏面側に金属状で付着している銅等を基板のシリコンごと酸化剤溶液で酸化しシリコン酸化膜エッチング剤でエッチングして除去することができる。なおこの酸化剤溶液としては表面に供給する酸化剤溶液と同じものにする方が薬品の種類を少なくする上で好ましい。またシリコン酸化膜エッチング剤としては、フッ酸を用いることができ、基板の表面側の酸溶液もフッ酸を用いると薬品の種類を少なくすることができる。これにより、酸化剤供給を先に停止すれば疎水面が得られ、エッチング剤溶液を先に停止すれば飽水面（親水面）が得られて、その後のプロセスの要求に応じた裏面に調整することもできる。
【００９８】
このように酸溶液すなわちエッチング液を基板に供給して、基板Ｗの表面に残留する金属イオンを除去した後、更に純水を供給して、純水置換を行ってエッチング液を除去し、その後、スピン乾燥を行う。このようにして半導体基板表面の周縁部のエッジカット幅Ｃ内の銅膜の除去と裏面の銅汚染除去を同時に行って、この処理を、例えば８０秒以内に完了させることができる。なお、エッジのエッジカット幅を任意（２ｍｍ〜５ｍｍ）に設定することが可能であるが、エッチングに要する時間はカット幅に依存しない。
【００９９】
めっき後のＣＭＰ工程前に、アニール処理を行うことが、この後のＣＭＰ処理や配線の電気特性に対して良い効果を示す。アニール無しでＣＭＰ処理後に幅の広い配線（数μｍ単位）の表面を観察するとマイクロボイドのような欠陥が多数見られ、配線全体の電気抵抗を増加させたが、アニールを行うことでこの電気抵抗の増加は改善された。アニール無しの場合に、細い配線にはボイドが見られなかったことより、粒成長の度合いが関わっていることが考えられる。つまり、細い配線では粒成長が起こりにくいが、幅の広い配線では粒成長に伴い、アニール処理に伴うグレン成長の過程で、めっき膜中のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）でも見えないほどの超微細ポアが集結しつつ上へ移動することで配線上部にマイクロボイド用の凹みが生じたという推測ができる。アニールユニットのアニール条件としては、ガスの雰囲気は水素を添加（２％以下）、温度は３００〜４００℃程度で１〜５分間で上記の効果が得られた。
【０１００】
図２２及び図２３は、アニールユニット８１４を示すものである。このアニールユニット８１４は、半導体基板Ｗを出し入れするゲート１０００を有するチャンバ１００２の内部に位置して、半導体基板Ｗを、例えば４００℃に加熱するホットプレート１００４と、例えば冷却水を流して半導体基板Ｗを冷却するクールプレート１００６が上下に配置されている。また、クールプレート１００６の内部を貫通して上下方向に延び、上端に半導体基板Ｗを載置保持する複数の昇降ピン１００８が昇降自在に配置されている。更に、アニール時に半導体基板Ｗとホットプレート１００８との間に酸化防止用のガスを導入するガス導入管１０１０と、該ガス導入管１０１０から導入され、半導体基板Ｗとホットプレート１００４との間を流れたガスを排気するガス排気管１０１２がホットプレート１００４を挟んで互いに対峙する位置に配置されている。
【０１０１】
ガス導入管１０１０は、内部にフィルタ１０１４ａを有するＮ２ガス導入路１０１６内を流れるＮ２ガスと、内部にフィルタ１０１４ｂを有するＨ２ガス導入路１０１８内を流れるＨ２ガスとを混合器１０２０で混合し、この混合器１０２０で混合したガスが流れる混合ガス導入路１０２２に接続されている。
【０１０２】
これにより、ゲート１０００を通じてチャンバ１００２の内部に搬入した半導体基板Ｗを昇降ピン１００８で保持し、昇降ピン１００８を該昇降ピン１００８で保持した半導体基板Ｗとホットプレート１００４との距離が、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度となるまで上昇させる。この状態で、ホットプレート１００４を介して半導体基板Ｗを、例えば４００℃となるように加熱し、同時にガス導入管１０１０から酸化防止用のガスを導入して半導体基板Ｗとホットプレート１００４との間を流してガス排気管１０１２から排気する。これによって、酸化を防止しつつ半導体基板Ｗをアニールし、このアニールを、例えば数十秒〜６０秒程度継続してアニールを終了する。基板の加熱温度は１００〜６００℃が選択される。
【０１０３】
アニール終了後、昇降ピン１００８を該昇降ピン１００８で保持した半導体基板Ｗとクールプレート１００６との距離が、例えば０〜０．５ｍｍ程度となるまで下降させる。この状態で、クールプレート１００６内に冷却水を導入することで、半導体基板Ｗの温度が１００℃以下となるまで、例えば１０〜６０秒程度、半導体基板を冷却し、この冷却終了後の半導体基板を次工程に搬送する。
なお、この例では、酸化防止用のガスとして、Ｎ２ガスと数％のＨ２ガスを混合した混合ガスを流すようにしているが、Ｎ２ガスのみを流すようにしてもよい。
【０１０４】
図２０は、無電解めっき装置の概略構成図である。図２０に示すように、この無電解めっき装置は、被めっき部材である半導体基板Ｗをその上面に保持する保持手段９１１と、保持手段９１１に保持された半導体基板Ｗの被めっき面（上面）の周縁部に当接して該周縁部をシールする堰部材９３１と、堰部材９３１でその周縁部をシールされた半導体基板Ｗの被めっき面にめっき液を供給するシャワーヘッド９４１を備えている。無電解めっき装置は、さらに保持手段９１１の上部外周近傍に設置されて半導体基板Ｗの被めっき面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段９５１と、排出された洗浄液等（めっき廃液）を回収する回収容器９６１と、半導体基板Ｗ上に保持しためっき液を吸引して回収するめっき液回収ノズル９６５と、前記保持手段９１１を回転駆動するモータＭとを備えている。以下、各部材について説明する。
【０１０５】
保持手段９１１は、その上面に半導体基板Ｗを載置して保持する基板載置部９１３を設けている。この基板載置部９１３は、半導体基板Ｗを載置して固定するように構成されており、具体的には半導体基板Ｗをその裏面側に真空吸着する図示しない真空吸着機構を設置している。一方、基板載置部９１３の裏面側には、面状であって半導体基板Ｗの被めっき面を下面側から暖めて保温する裏面ヒータ９１５が設置されている。この裏面ヒータ９１５は、例えばラバーヒータによって構成されている。この保持手段９１１は、モータＭによって回転駆動されると共に、図示しない昇降手段によって上下動できるように構成されている。
堰部材９３１は、筒状であってその下部に半導体基板Ｗの外周縁をシールするシール部９３３を設け、図示の位置から上下動しないように設置されている。
【０１０６】
シャワーヘッド９４１は、先端に多数のノズルを設けることで、供給されためっき液をシャワー状に分散して半導体基板Ｗの被めっき面に略均一に供給する構造のものである。また洗浄液供給手段９５１は、ノズル９５３から洗浄液を噴出する構造である。
めっき液回収ノズル９６５は、上下動且つ旋回できるように構成されていて、その先端が半導体基板Ｗの上面周縁部の堰部材９３１の内側に下降して半導体基板Ｗ上のめっき液を吸引するように構成されている。
【０１０７】
次に、この無電解めっき装置の動作を説明する。まず図示の状態よりも保持手段９１１を下降して堰部材９３１との間に所定寸法の隙間を設け、基板載置部９１３に半導体基板Ｗを載置・固定する。半導体基板Ｗとしては例えばφ８インチ基板を用いる。
次に、保持手段９１１を上昇して図示のようにその上面を堰部材９３１の下面に当接させ、同時に半導体基板Ｗの外周を堰部材９３１のシール部９３３によってシールする。このとき半導体基板Ｗの表面は開放された状態となっている。
【０１０８】
次に、裏面ヒータ９１５によって半導体基板Ｗ自体を直接加熱して、例えば半導体基板Ｗの温度を７０℃にし（めっき終了まで維持する）、次に、シャワーヘッド９４１から、例えば５０℃に加熱されためっき液を噴出して半導体基板Ｗの表面の略全体にめっき液を降り注ぐ。半導体基板Ｗの表面は、堰部材９３１によって囲まれているので、注入しためっき液は全て半導体基板Ｗの表面に保持される。供給するめっき液の量は、半導体基板Ｗの表面に１ｍｍ厚（約３０ｍｌ）となる程度の少量で良い。なお被めっき面上に保持するめっき液の深さは１０ｍｍ以下であれば良く、この例のように１ｍｍでも良い。この例のように供給するめっき液が少量で済めばこれを加熱する加熱装置も小型のもので良くなる。そしてこの例においては、半導体基板Ｗの温度を７０℃に、めっき液の温度を５０℃に加熱しているので、半導体基板Ｗの被めっき面は例えば６０℃になり、この例におけるめっき反応に最適な温度にできる。このように半導体基板Ｗ自体を加熱するように構成すれば、加熱するのに大きな消費電力の必要なめっき液の温度をそれほど高く昇温しなくても良いので、消費電力の低減化やめっき液の材質変化の防止が図れ、好適である。なお半導体基板Ｗ自体の加熱のための消費電力は小さくて良く、また半導体基板Ｗ上に溜めるめっき液の量は少ないので、裏面ヒータ９１５による半導体基板Ｗの保温は容易に行え、裏面ヒータ９１５の容量は小さくて良く装置のコンパクト化を図ることができる。また半導体基板Ｗ自体を直接冷却する手段を用いれば、めっき中に加熱・冷却を切替えてめっき条件を変化させることも可能である。半導体基板上に保持されているめっき液は少量なので、感度良く温度制御が行える。
【０１０９】
そして、モータＭによって半導体基板Ｗを瞬時回転させて被めっき面の均一な液濡れを行い、その後半導体基板Ｗを静止した状態で被めっき面のめっきを行う。具体的には、半導体基板Ｗを１ｓｅｃだけ１００ｒｐｍ以下で回転して半導体基板Ｗの被めっき面上をめっき液で均一に濡らし、その後静止させて１ｍｉｎ間無電解めっきを行わせる。なお瞬時回転時間は長くても１０ｓｅｃ以下とする。
【０１１０】
上記めっき処理が完了した後、めっき液回収ノズル９６５の先端を半導体基板Ｗの表面周縁部の堰部材９３１の内側近傍に下降し、めっき液を吸い込む。このとき半導体基板Ｗを例えば１００ｒｐｍ以下の回転速度で回転させれば、半導体基板Ｗ上に残っためっき液を遠心力で半導体基板Ｗの周縁部の堰部材９３１の部分に集めることができ、効率良く、且つ高い回収率でめっき液の回収ができる。そして保持手段９１１を下降させて半導体基板Ｗを堰部材９３１から離し、半導体基板Ｗの回転を開始して洗浄液供給手段９５１のノズル９５３から洗浄液（超純水）を半導体基板Ｗの被めっき面に噴射して被めっき面を冷却すると同時に希釈化・洗浄することで無電解めっき反応を停止させる。このときノズル９５３から噴射される洗浄液を堰部材９３１にも当てることで堰部材９３１の洗浄を同時に行っても良い。このときのめっき廃液は、回収容器９６１に回収され、廃棄される。
【０１１１】
なお、一度使用しためっき液は再利用せず、使い捨てとする。前述のようにこの装置において使用されるめっき液の量は従来に比べて非常に少なくできるので、再利用しなくても廃棄するめっき液の量は少ない。なお場合によってはめっき液回収ノズル９６５を設置しないで、使用後のめっき液も洗浄液と共にめっき廃液として回収容器９６１に回収しても良い。
そしてモータＭによって半導体基板Ｗを高速回転してスピン乾燥した後、保持手段９１１から取り出す。
【０１１２】
図２１は、他の無電解めっき装置の概略構成図である。図２１において、前記の例と相違する点は、保持手段９１１内に裏面ヒータ９１５を設ける代わりに、保持手段９１１の上方にランプヒータ（加熱手段）９１７を設置し、このランプヒータ９１７とシャワーヘッド９４１−２とを一体化した点である。即ち、例えば複数の半径の異なるリング状のランプヒータ９１７を同心円状に設置し、ランプヒータ９１７の間の隙間からシャワーヘッド９４１−２の多数のノズル９４３−２をリング状に開口させている。なおランプヒータ９１７としては、渦巻状の一本のランプヒータで構成しても良いし、さらにそれ以外の各種構造・配置のランプヒータで構成しても良い。
【０１１３】
このように構成しても、めっき液は、各ノズル９４３−２から半導体基板Ｗの被めっき面上にシャワー状に略均等に供給でき、またランプヒータ９１７によって半導体基板Ｗの加熱・保温も直接均一に行える。ランプヒータ９１７の場合、半導体基板Ｗとめっき液の他に、その周囲の空気をも加熱するので半導体基板Ｗの保温効果もある。
【０１１４】
なおランプヒータ９１７によって半導体基板Ｗを直接加熱するには、比較的大きい消費電力のランプヒータ９１７が必要になるので、その代わりに比較的小さい消費電力のランプヒータ９１７と前記図２０に示す裏面ヒータ９１５とを併用して、半導体基板Ｗは主として裏面ヒータ９１５によって加熱し、めっき液と周囲の空気の保温は主としてランプヒータ９１７によって行うようにしても良い。また前述の実施例と同様に、半導体基板Ｗを直接、または間接的に冷却する手段をも設けて、温度制御を行っても良い。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、めっきの進行によるアノードの溶解に伴って、実際の極間距離（アノードとカソードとなる被めっき面との距離）が徐々に変化（大きくなる）しても、基板とアノードとの間に位置する整流板の表面を仮の陽極（擬似アノード）として作用させて、見かけ上の極間距離（整流板とカソードとなる被めっき面との距離）を常に一定となし、これによって、アノードとして溶解性のものを使用しても、めっき膜の面内均一性が経時的に変化することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】めっき槽内の陰極（カソード）と陽極（アノード）との間に膜を配置した時に、この膜の表面があたかもアノードであるかの如く電場が形成されるのを見いだした時に使用しためっき装置を示す概要図である。
【図２】図１に示すめっき装置を使用して形成しためっき膜の膜厚分布を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図１に示すめっき装置から膜を除いて形成しためっき膜の膜厚分布を測定した結果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態のめっき装置の概要を示す断面図である。
【図５】基板処理装置を示す平面配置図である。
【図６】図５に示す基板処理装置内の気流の流れを示す図である。
【図７】図５に示す基板処理装置の各エリア間の空気の流れを示す図である。
【図８】図５に示す基板処理装置をクリーンルーム内に配置した一例を示す外観図である。
【図９】基板処理装置の他の例を示す平面配置図である。
【図１０】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１１】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１２】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１３】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１４】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１５】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１６】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１７】基板処理装置の更に他の例を示す平面配置図である。
【図１８】図１７に示す基板処置装置における各工程の流れを示すフローチャートである。
【図１９】ベベル・裏面洗浄ユニットを示す概要図である。
【図２０】無電解めっき装置の一例を示す概要図である。
【図２１】無電解めっき装置の他の例を示す概要図である。
【図２２】アニールユニットの一例を示す縦断正面図である。
【図２３】図２２の平断面図である。
【図２４】銅めっきにより銅配線を形成する例を工程順に示す図である。
【符号の説明】
１０  めっき槽
１２  側板
１４  めっき室
１４ａ  基板側領域
１４ｂ  アノード側領域
１６  アノード
１８  カチオン交換膜
３０，３８  めっき液タンク
３２，４０  ポンプ
５０  めっき槽
５２  基板ホルダ
５４  アノード
５６  めっき室
５６ａ  基板側領域
５６ｂ  アノード側領域
５８  周壁
６０  めっき液噴射ノズル
６２  めっき液供給路
６４  めっき液排出路
６６，６６  めっき液排出路
６８  整流板
７０  パンチプレート
７２  ハウジング
７４  押圧リング
７６  モータ
７８  シリンダ
８２  基板保持部
８４  シール材
８６  カソード電極用接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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