(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にメッキ処理を行う基板メッキ装置であって、
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を上方から覆うカップと、
前記カップ内に設けられ、前記基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、
前記基板保持手段に保持された基板に電気的に接続された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間で電流が流れるように給電する給電手段と、
前記カップ内において前記基板保持手段と前記第１電極との間に配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材と、
前記カップ内において前記第１電極と前記板状部材との間に位置する吐出口から前記カップと前記板状部材の上面との間で形成される第１空間にメッキ液を供給する供給手段と、
前記カップ内の天井面に形成され、前記第１空間を排気するための排気手段と、
を備え、
前記第１空間の下方に、前記カップと前記板状部材の下面と前記基板保持手段とにより第２空間が形成され、
前記第１電極は、上側に位置する中央部から下側に位置する周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有しており、
前記排気手段は、前記カップ内の天井面中央部近傍に形成されたことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項２】
基板にメッキ処理を行う基板メッキ装置であって、
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を上方から覆うカップと、
前記カップ内に設けられ、前記基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、
前記基板保持手段に保持された基板に電気的に接続された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間で電流が流れるように給電する給電手段と、
前記カップ内において前記基板保持手段と前記第１電極との間に配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材と、
前記カップ内において前記第１電極と前記板状部材との間に位置する吐出口から前記カップと前記板状部材の上面との間で形成される第１空間にメッキ液を供給する供給手段と、
前記カップ内の天井面に形成され、前記第１空間を排気するための排気手段と、
を備え、
前記第１空間の下方に、前記カップと前記板状部材の下面と前記基板保持手段とにより第２空間が形成され、
前記第１電極は、下側に位置する中央部から上側に位置する周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有しており、
前記排気手段は、前記カップ内の天井面周辺部近傍に形成されたことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項３】
基板にメッキ処理を行う基板メッキ装置であって、
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を上方から覆うカップと、
前記カップ内に設けられ、前記基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、
前記基板保持手段に保持された基板に電気的に接続された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間で電流が流れるように給電する給電手段と、
前記カップ内において前記基板保持手段と前記第１電極との間に配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材と、
前記第１電極と前記板状部材との間にメッキ液を供給する供給手段と、
を備え、
前記第１電極は、前記カップ内の天井面に対して傾斜された傾斜構造を有することを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板メッキ装置であって、
前記傾斜構造は、前記第１電極の上側に位置する中央部から下側に位置する周辺部へ傾斜されていることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項５】
請求項３に記載の基板メッキ装置であって、
前記傾斜構造は、前記第１電極の下側に位置する中央部から上側に位置する周辺部へ傾斜されていることを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の基板メッキ装置であって、
前記第１電極に装着されたフィルタをさらに備えたことを特徴とする基板メッキ装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の基板メッキ装置であって、
前記第１電極に装着された透過膜をさらに備えたことを特徴とする基板メッキ装置。
【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、液晶表示用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板などの基板に銅を主成分とする電解メッキ液などのメッキ液を供給してメッキ処理を行う基板メッキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の基板メッキ装置の全体構成を示す図である。
【０００３】
この従来の基板メッキ装置は、メッキ層を形成する処理面ＷＦを上方に向けてウエハＷを保持する保持機構１０１を備えている。
【０００４】
この保持機構１０１は、電動モータ１０２に連動連結されており、鉛直方向の軸芯回りで回転される回転軸１０３の上部にウエハＷよりも大径の円板状のベース部材１０４が一体回転可能に連結されている。ウエハＷは、ベース部材１０４上に載置されており、またベース部材１０４の周縁部上に３つ以上設けられた保持部材１０５がウエハＷの周縁部を保持している。
【０００５】
ベース部材１０４は導電性の材料で形成されている。このベース部材１０４に設けられた回転軸１０３との連結部１０４ａには、給電ブラシ１０６によって、保持機構１の回転中でもブラシ給電されるようになっている。なお、回転軸１０３は絶縁部１０３ａによって上部と下部とが電気的に絶縁されており、給電ブラシ１０６からの給電が電動モータ１０２に影響しないように構成されている。
【０００６】
各保持部材１０５は、鉛直方向の軸芯周りで回転可能であり、ウエハＷの周縁部を係止する。また、各保持部材１０５のウエハＷを係止する部分には陰電極１０７が設けられ、この陰電極１０７だけが、図示の省略された導線等により給電ブラシ１０６と導通している。ウエハＷが各保持部材１０５に係止されて保持されると、ウエハＷの処理面ＷＦと陰電極１０７とが電気的に接続されてウエハＷの処理面ＷＦだけに通電される。
【０００７】
保持機構１０１の上方には、下方が開口され、保持機構１０１の上部を覆う有蓋円筒状の上部カップ１１０が設けられている。この上部カップ１１０は図示しない昇降機構によって上下方向に昇降可能に構成されている。また、複数の孔１２１が形成され、保持機構１０１に保持されたウエハＷの処理面ＷＦに対向して配置されるように円板状の陽電極１１４が上部カップ１１０の開口に配設されている。上部カップ１１０の内側壁及び天井面と陽電極１１４の上面とにより、電解メッキ液を収容するための液保持空間１２３が形成される。
【０００８】
給電ブラシ１０６は、電源ユニット１１５の陰極側に接続され、陽電極１１４は電源ユニット１１５の陽極側に接続されている。したがって、ウエハＷの処理面ＷＦは、陰電極１０７だけがベース部材１０４と導通させる導通部（図示省略）、ベース部材１０４、連結部１０４ａ、給電ブラシ１０６、導線１１６を介して陰極となり、陽電極１１４は導線１１７を介して陽極となるように給電される。
【０００９】
また、上部カップ１１０の天井部分には電解メッキ液の供給口１２４が設けられ、この供給口１２４から、まず、液保持空間１２３に電解メッキ液が供給される。次に、陽電極１１４に形成された複数の孔１２１からウエハＷの処理面ＷＦに電解メッキ液が供給される。
【００１０】
この供給口１２４には、以下のような電解メッキ液供給機構１３０により電解メッキ液がウエハＷの処理面ＷＦへ供給されるようになっている。
【００１１】
すなわち、供給口１２４には、貯溜タンク１３１内の電解メッキ液Ｑを供給するための供給管１３２が接続されている。供給管１３２には、上流側から貯溜タンク１３１内の電解メッキ液Ｑを送液するポンプ１３３や開閉弁１３４が設けられている。また、供給管１３２の途中には、帰還管１３５が分岐されている。帰還管１３５の先端は貯溜タンク１３１に接続され、帰還管１３５の途中には開閉弁１３６が設けられている。
【００１２】
また、貯溜タンク１３１内には、液補充管１３７が接続されている。貯溜タンク１３１内の電解メッキ液Ｑの貯溜量が減少すると、図示しない液補充機構によって液補充管１３７を介して貯溜タンク１３１に電解メッキ液が補充される。
【００１３】
なお、ウエハＷに対するメッキ処理は、駆動モータ１０２を駆動させてウエハＷを回転させつつ、陰電極１０７と陽電極１１４との間を給電した状態で、陽電極１１４に形成された複数の孔１２１から電解メッキ液を直接ウエハＷの処理面ＷＦに供給することによって行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板メッキ装置では、陽電極１１４に形成された複数の孔１２１を通して電解メッキ液を直接ウエハＷの処理面ＷＦへ供給しているので、電解メッキ液の銅イオンの濃度が孔１２１付近において非常に高くなるとともに孔の形状が上下方向に直線なので孔１２１の直下に電解メッキ液が多く供給される。また、孔１２１の電流の集中により電流密度が孔１２１付近において高くなる。そのため、図４に示すように、孔１２１直下の部分のメッキ層の薄膜が厚くなり、均一な膜厚のメッキ層を得ることができないという問題がある。
【００１５】
また、孔１２１付近の陽電極１１４が電解メッキ液中へ溶出するので、処理時間とともに孔１２１が大きくなり、電解メッキ液の孔１２１からウエハＷへ供給される吐出抵抗が小さくなることも均一な膜厚のメッキ層を得ることができない原因となっている。
【００１６】
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、基板の処理面に均一にメッキ液を供給でき、かつ膜厚のメッキ層を形成する基板メッキ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の基板メッキ装置は、基板にメッキ処理を行う基板メッキ装置であって、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を上方から覆うカップと、前記カップ内に設けられ、前記基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、前記基板保持手段に保持された基板に電気的に接続された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間で電流が流れるように給電する給電手段と、前記カップ内において前記基板保持手段と前記第１電極との間に配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材と、前記カップ内において前記第１電極と前記板状部材との間に位置する吐出口から前記カップと前記板状部材の上面との間で形成される第１空間にメッキ液を供給する供給手段と、前記カップ内の天井面に形成され、前記第１空間を排気するための排気手段と、を備え、前記第１空間の下方に、前記カップと前記板状部材の下面と前記基板保持手段とにより第２空間が形成され、前記第１電極は、上側に位置する中央部から下側に位置する周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有しており、前記排気手段は、前記カップ内の天井面中央部近傍に形成されたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の基板メッキ装置は、基板にメッキ処理を行う基板メッキ装置であって、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を上方から覆うカップと、前記カップ内に設けられ、前記基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、前記基板保持手段に保持された基板に電気的に接続された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間で電流が流れるように給電する給電手段と、前記カップ内において前記基板保持手段と前記第１電極との間に配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材と、前記カップ内において前記第１電極と前記板状部材との間に位置する吐出口から前記カップと前記板状部材の上面との間で形成される第１空間にメッキ液を供給する供給手段と、前記カップ内の天井面に形成され、前記第１空間を排気するための排気手段と、を備え、前記第１空間の下方に、前記カップと前記板状部材の下面と前記基板保持手段とにより第２空間が形成され、前記第１電極は、下側に位置する中央部から上側に位置する周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有しており、前記排気手段は、前記カップ内の天井面周辺部近傍に形成されたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の基板メッキ装置は、基板にメッキ処理を行う基板メッキ装置であって、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を上方から覆うカップと、前記カップ内に設けられ、前記基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、前記基板保持手段に保持された基板に電気的に接続された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間で電流が流れるように給電する給電手段と、前記カップ内において前記基板保持手段と前記第１電極との間に配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材と、前記第１電極と前記板状部材との間にメッキ液を供給する供給手段と、を備え、前記第１電極は、前記カップ内の天井面に対して傾斜された傾斜構造を有することを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の基板メッキ装置は、請求項３に記載の基板メッキ装置であって、前記傾斜構造は、前記第１電極の上側に位置する中央部から下側に位置する周辺部へ傾斜されていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の基板メッキ装置は、請求項３に記載の基板メッキ装置であって、前記傾斜構造は、前記第１電極の下側に位置する中央部から上側に位置する周辺部へ傾斜されていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の基板メッキ装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の基板メッキ装置であって、前記第１電極に装着されたフィルタをさらに備えたことを特徴とするものである。
本発明の基板メッキ装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の基板メッキ装置であって、前記第１電極に装着された透過膜をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板メッキ装置の全体構成を示す図である。
【００２７】
この基板メッキ装置は、メッキ層を形成する処理面ＷＦを上方に向けて基板の一種であるウエハＷを保持する保持機構１を備えている。
【００２８】
この保持機構１は、電動モータ２に連動連結されており、鉛直方向の軸芯周りで回転される回転軸３の上部にウエハＷよりも大径の円板状のベース部材４が一体回転可能に連結され、ベース部材４の上面周辺部にウエハＷの周縁部を保持する保持部材５が３つ以上設けられている。
【００２９】
ベース部材４は、導電性の材料で形成されている。このベース部材４に設けられた回転軸３との連結部４ａには、給電ブラシ６によって、保持機構１の回転中でもブラシ給電されるようになっている。なお、回転軸３は絶縁部３ａによって上部と下部とが電気的に絶縁されており、給電ブラシ６からの給電が電動モータ２に影響しないように構成されている。
【００３０】
各保持部材５は、鉛直方向の軸芯周りで回転可能であり、この軸芯から離れた外周部にウエハＷを係止するための凹部５ａが形成されている。また、各保持部材５は凹部５ａの天井面側に設けられた第２電極（カソード電極）となる陰電極７だけが図示を省略された導線等により給電ブラシ６と導通するようになっており、ウエハＷが各保持部材５に係止されて保持されると、ウエハＷの処理面ＷＦと陰電極７とが電気的に接続されてウエハＷの処理面ＷＦだけに通電される。
【００３１】
保持機構１は、第１昇降機構８によって上下方向に昇降可能である。この第１昇降機構８は、ボールネジなどで構成される周知の１軸方向駆動機構によって実現されている。
【００３２】
保持機構１の上方には、下方が開口され、保持機構１の上部を覆う有蓋円筒状の上部カップ１０が設けられている。この上部カップ１０も周知の１軸方向駆動機構によって実現された第２昇降機構１１によって上下方向に昇降可能である。第１昇降機構８及び第２昇降機構１１によって保持機構１と上部カップ１０とが近接され、保持機構１のベース部材４の上面と上部カップ１０の下端部とが閉じ合わされることにより、保持機構１に保持されたウエハＷの上部に電解メッキ液を貯溜するメッキ処理空間１２が形成される。また、上部カップ１０の下端部にはシール部材１３が設けられ、銅メッキ処理を行うための銅メッキ液などの電解メッキ液を充填する際に、ベース部材４の上面と上部カップ１０の下端部との接合部分から電解メッキ液が漏れ出ないようになっている。なお、後述する仕切り板２２によって上部カップ１０内には、上側には、液保持空間となる第１空間１２ａ、下側には第２空間１２ｂがそれぞれ形成され、メッキ処理空間１２が上下に２分されている。
【００３３】
上部カップ１０の天井には、保持機構１に保持されたウエハＷの処理面ＷＦに対向して配置されるように、第１電極（アノード電極）となる陽電極１４が配設されている。この陽電極１４は、リング状の構造をしており、中央部が上側の位置、周辺部が下側の位置になるように、中央部から周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有している。また、陽電極１４の周囲には、０．５μｍ程度の濾過性能を有するフィルタＦが装着されている。なお、フィルタＦの代わりにイオン交換膜などの電解メッキ液を通過させる透過膜でもよい。
【００３４】
給電ブラシ６は、電源ユニット１５の陰極側に接続され、陽電極１４は電源ユニット１５の陽極側に接続されている。したがって、ウエハＷの処理面ＷＦは、陰電極７だけがベース部材４と導通させる導電部（図示省略）、ベース部材４、連結部４ａ、給電ブラシ６、導線１６を介して陰極となり、陽電極１４は、導線１７を介して陽極となるように給電される。
【００３５】
上部カップ１０内のメッキ処理空間１２には、陽電極１４の下方に位置させて複数の微小開口孔２１が形成された仕切り板２２が設けられ、この仕切り板２２と、陽電極１４の側方及び上方を囲う上部カップ１０の内側壁及び天井面とによって第１空間１２ａが形成され、この第1空間１２ａ内に陽電極１４が収容された状態にする。
【００３６】
また、上部カップ１０の中央部の天井部分に電解メッキ液の供給口２４を設け、この供給口２４と連通するかたちで、メッキ液供給ノズル２５が設けられている。このメッキ液供給ノズル２５には、第１空間１２ａ内に電解メッキ液を供給するための吐出口２５ａが、陽電極１４より下方の位置に形成されている。
【００３７】
そして、電解メッキ液は、メッキ処理空間１２内においては、以下のようにして流れている。まず、供給口２４とメッキ液供給ノズル２５の吐出口２５ａとを介して第１空間１２ａに電解メッキ液が供給される。次に、仕切り板２２に形成された微小開口孔２１から第２空間１２ｂに電解メッキ液が均等に供給される。その後、第２空間１２ｂに電解メッキ液が満たされ、ウエハＷの表面に対して電解メッキ処理が行われる。
【００３８】
電解メッキ処理が終了すると、第１空間１２ａへの電解メッキ液の供給を停止するとともに、第２空間１２ｂ内の電解メッキ液を排出しても、電解メッキ液の表面張力により、第１空間１２ａの電解メッキ液が仕切り板２２に形成された微小開口孔２１から下方に排出されることが防止され、陽電極１４が電解メッキ液内に浸漬された状態を常時維持することができる。
【００３９】
なお、仕切り板２２に形成する微小開口孔２１の孔径は、第１空間１２ａ内の電解メッキ液が微小開口孔２１から下方へ排出されないような電解メッキ液の表面張力が得られる孔径とし、電解メッキ液の粘度や仕切り板２２の材質などに応じて設定される。
【００４０】
上部カップ１０の中央部近傍の天井面には、第１空間１２ａ内と大気と連通させて、第１空間１２ａ内に電解メッキ液を供給できるようにするために、排気手段に相当するエア抜き部２６が設けられている。そして、このエア抜き部２６からのエア抜きの制御は、開閉弁２７の開閉制御により行われる。
【００４１】
上部カップ１０の天井部分に設けられた電解メッキ液の供給口２４には、以下のような電解メッキ液供給機構３０により電解メッキ液が供給されるようになっている。
【００４２】
すなわち、供給口２４は、貯溜タンク３１内の電解メッキ液Ｑを供給する供給管３２が接続されている。供給管３２には、貯溜タンク３１内の電解メッキ液Ｑを送液するポンプ３３、０．０５〜０．１μｍ程度のフィルタ３９、及び開閉弁３４が設けられているとともに、供給管３２の途中には、帰還管３５が分岐されている。帰還管３５の先端は貯溜タンク３１に接続され、帰還管３５の途中には、開閉弁３６が設けられている。
【００４３】
基板メッキ装置を稼動している際には、常時ポンプ３３を駆動させている。第１空間１２ａに電解メッキ液Ｑを供給しないときには、開閉弁３４を開、開閉弁３６を閉に切り換えて、供給口２４に電解メッキ液Ｑをすぐに供給できるようにしている。なお、供給管３２の一部と帰還管３５とを介した電解メッキ液Ｑの循環中に図示しない温度調整機構により電解メッキ液Ｑの温度を所定温度範囲に維持するように温調したり、図示しない濃度調整機構により電解メッキ液Ｑの濃度を所定濃度範囲に維持するようにしてもよい。
【００４４】
貯溜タンク３１には液補充管３７や回収管３８も接続されている。貯溜タンク３１内の電解メッキ液Ｑの貯溜量が減少すると、図示しない液補充機構によって液補充管３７を介して電解メッキ液Ｑが貯溜タンク３１に補充される。また、後述する液回収部４０に形成された電解メッキ液回収部４１によって電解メッキ処理中に回収された電解メッキ液Ｑは回収管３８を介して貯溜タンク３１へ戻される。
【００４５】
保持機構１の周囲には、電解メッキ液回収部４１と洗浄液回収部４２とが形成されるとともに、電解メッキ液回収部４１の回収口４３と洗浄液回収部４２の回収口４４とが上下方向に設けられた液回収部４０が固設されている。
【００４６】
この液回収部４０は、円筒状の内壁４５と、円筒状の仕切り壁４６と、円筒状の外壁４７と、仕切り壁４６の上部に設けられた傾斜部４８と、外壁４７の上部に設けられた傾斜部４９とを備えている。内壁４５と、仕切り壁４６及び傾斜部４８の内側面とによって囲まれる空間が洗浄液回収部４２となり、仕切り壁４６及び傾斜部４８の外側面と、外壁４７及び傾斜部４９とによって囲まれる空間が電解メッキ液回収部４１となっている。また、内壁４５の上端部と傾斜部４８の先端部との間の開口が洗浄液回収部４２の回収口４４となり、傾斜部４８の先端部と傾斜部４９の先端部との間の開口が電解メッキ液回収部４１の回収口４３となっている。
【００４７】
電解メッキ処理時は、第１昇降機構８によって液回収部４０に対して保持機構１が昇降されて液回収部４０に形成された電解メッキ液回収部４１の回収口４３を保持機構１の周囲に位置させ、保持機構１及びそれによって保持されたウエハＷの回転に伴って保持機構１及びウエハＷの周囲に飛散される電解メッキ液Ｑが電解メッキ液回収部４１の回収口４３を介して傾斜部４９の内側面で受け止められ、電解メッキ液回収部４１へ回収される。なお、電解メッキ液回収部４１の底部には、回収管３８に接続された液排出口５０が設けられ、電解メッキ液回収部４１で回収された電解メッキ液Ｑは液排出口５０、回収管３８を介して貯溜タンク３１へ戻される。
【００４８】
また、洗浄処理時と乾燥処理時は、第１昇降機構８によって液回収部４０に対して保持機構１が昇降されて液回収部４０に形成された洗浄液回収部４２の回収口４４を保持機構１の周囲に位置させ、保持機構１及びウエハＷの回転に伴って保持機構１及びウエハＷの周囲に飛散される洗浄液が洗浄液回収部４２の回収口４４を介して傾斜部４８の内側面で受け止められ、洗浄液回収部４２で回収される。なお、洗浄液回収部４２の底部には、廃棄管５１に接続された液排出口５２が設けられ、洗浄液回収部４２で回収された洗浄液は液排出口５２、廃棄管５１を介して廃棄される。
【００４９】
この基板メッキ装置の各部の制御は図示を省略した制御部によって行われる。この制御部は各部を制御し基板メッキ装置を作動させてウエハＷの処理面ＷＦにメッキ層を形成する。
【００５０】
以上の構成より明らかなように、この発明の第１の実施の態様によれば以下のような効果が得られる。
【００５１】
一旦吐出口２５ａから第１空間１２ａに電解メッキ液が供給された後、仕切り板２２に形成された微小開口孔２１から第２空間１２ｂ内へ電解メッキ液を供給して保持機構１に保持されたウエハＷの処理面ＷＦに供給しているので、電解メッキ液の銅イオンの濃度などの影響を受けることはなく、電解メッキ液を充分に分散してウエハＷの処理面ＷＦに電解メッキ液を供給できる。また、仕切り板２２は、陽電極１４と保持機構１に保持されたウエハＷとの間に設けられているので、この仕切り板２２で電流のショートパスを防止でき、電流密度を均一にすることができる。その結果、ウエハＷの処理面ＷＦに均一な膜厚のメッキ層を形成することができる。
【００５２】
また、陽電極１４と仕切り板２２との間の位置において、メッキ液供給ノズル２５の吐出口２５ａから電解メッキ液を第１空間１２ａ内へ供給しているので、障害物などが何もない状態で、仕切り板２２の上面に均一に電解メッキ液が供給され、その結果、ウエハＷの処理面ＷＦに均一な電解メッキ液の供給を行うことができる。
【００５３】
また、陽電極１４にフィルタまたはイオン交換膜などのような透過膜を装着しているので、陽電極１４の溶解物であるスライムがウエハＷの処理面ＷＦに供給されるのを防止することができる。したがって、ウエハＷの処理面ＷＦにスライムの付着、もしくは陽電極１４に吸着している電解メッキ液中の添加剤等の一時的な大量離脱が原因の離脱成分の付着による膜質の悪化を防止することができる。
【００５４】
また、陽電極１４の周りの電解メッキ液Ｑを保持する液保持空間となる第１空間１２ａを備えたので、陽電極１４が電解メッキ液Ｑ内に浸漬された状態を常時維持することができる。したがって、陽電極１４が大気にさらされることを防止でき、陽電極１４の表面に形成された被膜層が流れ出たり変質したりすることなどを防止できて、再現性のある電解メッキ処理を実施することができる。
【００５５】
また、上部カップ１０の天井面には、第１空間１２ａ内と大気と連通させて、排出手段となるエア抜き部２６が設けられているので、第１空間１２ａ内の気体を排出することができる。特に、この陽電極１４をリング状の構造にするとともに、陽電極１４が中央部が上側の位置、周辺部が下側の位置になるように、中央部から周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有しており、上部カップ１０の中央部近傍の天井面にエア抜き部２６を形成すれば、傾斜構造等により効果的に、気体を第１空間１４ａから排出することができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
なお、本発明は上述した第１の実施の形態に限定されるものではなく、以下のような第２の実施の形態も可能である。図２は、本発明の第２の実施の形態に係る基板メッキ装置の全体構成を示す図である。
【００５７】
この基板メッキ装置は、メッキ層を形成する処理面ＷＦを上方に向けて基板の一種であるウエハＷを保持する保持機構１を備えている。
【００５８】
この保持機構１は、電動モータ２に連動連結されており、鉛直方向の軸芯周りで回転される回転軸３の上部にウエハＷよりも大径の円板状のベース部材４が一体回転可能に連結され、ベース部材４の上面周辺部にウエハＷの周縁部を保持する保持部材５が３つ以上設けられている。
【００５９】
ベース部材４は、導電性の材料で形成されている。このベース部材４に設けられた回転軸３との連結部４ａには、給電ブラシ６によって、保持機構１の回転中でもブラシ給電されるようになっている。なお、回転軸３は絶縁部３ａによって上部と下部とが電気的に絶縁されており、給電ブラシ６からの給電が電動モータ２に影響しないように構成されている。
【００６０】
各保持部材５は、鉛直方向の軸芯周りで回転可能であり、この軸芯から離れた外周部にウエハＷを係止するための凹部５ａが形成されている。また、各保持部材５は凹部５ａの天井面側に設けられた第２電極（カソード電極）となる陰電極７だけが図示を省略した導線等により給電ブラシ６と導通するようになっており、ウエハＷが各保持部材５に係止されて保持されると、ウエハＷの処理面ＷＦと陰電極７とが電気的に接続されてウエハＷの処理面ＷＦだけに通電される。
【００６１】
保持機構１は、第１昇降機構８によって上下方向に昇降可能である。この第１昇降機構８は、ボールネジなどで構成される周知の１軸方向駆動機構によって実現されている。
【００６２】
保持機構１の上方には、下方が開口され、保持機構１の上部を覆う有蓋円筒状の上部カップ１０が設けられている。この上部カップ１０も周知の１軸方向駆動機構によって実現された第２昇降機構１１によって上下方向に昇降可能である。第１昇降機構８及び第２昇降機構１１によって保持機構１と上部カップ１０とが近接され、保持機構１のベース部材４の上面と上部カップ１０の下端部とが閉じ合わされることにより、保持機構１に保持されたウエハＷの上部に電解メッキ液を貯溜するメッキ処理空間１２が形成される。また、上部カップ１０の下端部にはシール部材１３が設けられ、銅メッキ処理を行うための銅メッキ液などの電解メッキ液を充填する際に、ベース部材４の上面と上部カップ１０の下端部との接合部分から電解メッキ液が漏れ出ないようになっている。なお、後述する仕切り板２２によって上部カップ１０内には、上側には、液保持空間となる第１空間１２ａ、下側には第２空間１２ｂがそれぞれ形成され、メッキ処理空間１２が上下に２分されている。
【００６３】
上部カップ１０の天井には、保持機構１に保持されたウエハＷの処理面ＷＦに対向して配置されるように、第１電極（アノード電極）となる陽電極１４が配設されている。この陽電極１４は、中央部が下側の位置、周辺部が上側の位置になるように、周辺部から中央部へ傾斜されている傾斜構造を有している。また、陽電極１４の周囲には、０．５μｍ程度の濾過性能を有するフィルタＦが装着されている。なお、フィルタＦの代わりにイオン交換膜などの電解メッキ液を通過させる透過膜でもよい。
【００６４】
給電ブラシ６は、電源ユニット１５の陰極側に接続され、陽電極１４は電源ユニット１５の陽極側に接続されている。したがって、ウエハＷの処理面ＷＦは、陰電極７だけがベース部材４と導通させる導電部（図示省略）、ベース部材４、連結部４ａ、給電ブラシ６、導線１６を介して陰極となり、陽電極１４は、導線１７を介して陽極となるように給電される。
【００６５】
上部カップ１０内のメッキ処理空間１２には、陽電極１４の下方に位置させて複数の微小開口孔２１が形成された仕切り板２２が設けられ、この仕切り板２２と、陽電極１４の側方及び上方を囲う上部カップ１０の側壁及び天井面とによって第１空間１２ａが形成され、この第1空間１２ａ内に陽電極１４が収容された状態にする。
【００６６】
また、上部カップ１０の中央部の天井部分に電解メッキ液の供給口２４を設け、この供給口２４と連通するかたちで、陽電極１４の下側にメッキ液供給ノズル２５が設けられている。このメッキ液供給ノズル２５には、第１空間１２ａ内に電解メッキ液を供給するための吐出口２５ａが、陽電極１４より下方の位置に形成されている。
【００６７】
そして、電解メッキ液は、メッキ処理空間１２内においては、以下のようにして流れている。まず、供給口２４とメッキ液供給ノズル２５の吐出口２５ａとを介して第１空間１２ａに電解メッキ液が供給される。次に、仕切り板２２に形成された微小開口孔２１から第２空間１２ｂに電解メッキ液が均等に供給される。その後、第２空間１２ｂに電解メッキ液が満たされ、ウエハＷの表面に対して電解メッキ処理が行われる。
【００６８】
電解メッキ処理が終了すると、第１空間１２ａへの電解メッキ液の供給を停止するとともに、第２空間１２ｂ内の電解メッキ液を排出しても、電解メッキ液の表面張力により、第１空間１２ａの電解メッキ液が仕切り板２２に形成された微小開口孔２１から下方に排出されることが防止され、陽電極１４が電解メッキ液内に浸漬された状態を常時維持することができる。
【００６９】
なお、仕切り板２２に形成する微小開口孔２１の孔径は、第１空間１２ａ内の電解メッキ液が微小開口孔２１から下方に排出されないような電解メッキ液の表面張力が得られる孔径とし、電解メッキ液の粘度や仕切り板２２の材質などに応じて設定される。
【００７０】
上部カップ１０の周辺部近傍の天井面には、第１空間１２ａ内と大気と連通させて、第１空間１２ａ内に電解メッキ液を供給できるようにするために、排気手段に相当するエア抜き部２６が設けられている。そして、このエア抜き部２６からのエア抜きの制御は、開閉弁２７の開閉制御により行われる。
【００７１】
上部カップ１０の天井部分に設けられた電解メッキ液の供給口２４には、以下のような電解メッキ液供給機構３０により電解メッキ液が供給されるようになっている。
【００７２】
すなわち、供給口２４は、貯溜タンク３１内の電解メッキ液Ｑを供給する供給管３２が接続されている。供給管３２には、貯溜タンク３１内の電解メッキ液Ｑを送液するポンプ３３、０．０５〜０．１μｍ程度のフィルタ３９、及び開閉弁３４が設けられているとともに、供給管３２の途中には、帰還管３５が分岐されている。帰還管３５の先端は貯溜タンク３１に接続され、帰還管３５の途中には、開閉弁３６が設けられている。
【００７３】
基板メッキ装置を稼動している際には、常時ポンプ３３を駆動させている。第１空間１２ａに電解メッキ液Ｑを供給しないときには、開閉弁３４を開、開閉弁３６を閉に切り換えて、供給口２４に電解メッキ液Ｑをすぐに供給できるようにしている。なお、供給管３２の一部と帰還管３５とを介した電解メッキ液Ｑの循環中に図示しない温度調整機構により電解メッキ液Ｑの温度を所定温度範囲に維持するように温調したり、図示しない濃度調整機構により電解メッキ液Ｑの濃度を所定濃度範囲に維持するようにしてもよい。
【００７４】
貯溜タンク３１には液補充管３７や回収管３８も接続されている。貯溜タンク３１内の電解メッキ液Ｑの貯溜量が減少すると、図示しない液補充機構によって液補充管３７を介して電解メッキ液Ｑが貯溜タンク３１に補充される。また、後述する液回収部４０に形成された電解メッキ液回収部４１によって電解メッキ処理中に回収された電解メッキ液Ｑは回収管３８を介して貯溜タンク３１へ戻される。
【００７５】
保持機構１の周囲には、電解メッキ液回収部４１と洗浄液回収部４２とが形成されるとともに、電解メッキ液回収部４１の回収口４３と洗浄液回収部４２の回収口４４とが上下方向に設けられた液回収部４０が固設されている。
【００７６】
この液回収部４０は、円筒状の内壁４５と、円筒状の仕切り壁４６と、円筒状の外壁４７と、仕切り壁４６の上部に設けられた傾斜部４８と、外壁４７の上部に設けられた傾斜部４９とを備えている。内壁４５と、仕切り壁４６及び傾斜部４８の内側面とによって囲まれる空間が洗浄液回収部４２となり、仕切り壁４６及び傾斜部４８の外側面と、外壁４７及び傾斜部４９とによって囲まれる空間が電解メッキ液回収部４１となっている。また、内壁４５の上端部と傾斜部４８の先端部との間の開口が洗浄液回収部４２の回収口４４となり、傾斜部４８の先端部と傾斜部４９の先端部との間の開口が電解メッキ液回収部４１の回収口４３となっている。
【００７７】
電解メッキ処理時は、第１昇降機構８によって液回収部４０に対して保持機構１が昇降されて液回収部４０に形成された電解メッキ液回収部４１の回収口４３を保持機構１の周囲に位置させ、保持機構１及びそれによって保持されたウエハＷの回転に伴って保持機構１及びウエハＷの周囲に飛散される電解メッキ液Ｑが電解メッキ液回収部４１の回収口４３を介して傾斜部４９の内側面で受け止められ、電解メッキ液回収部４１へ回収される。なお、電解メッキ液回収部４１の底部には、回収管３８に接続された液排出口５０が設けられ、電解メッキ液回収部４１で回収された電解メッキ液Ｑは液排出口５０、回収管３８を介して貯溜タンク３１へ戻される。
【００７８】
また、洗浄処理時と乾燥処理時は、第１昇降機構８によって液回収部４０に対して保持機構１が昇降されて液回収部４０に形成された洗浄液回収部４２の回収口４４を保持機構１の周囲に位置させ、保持機構１及びウエハＷの回転に伴って保持機構１及びウエハＷの周囲に飛散される洗浄液が洗浄液回収部４２の回収口４４を介して傾斜部４８の内側面で受け止められ、洗浄液回収部４２で回収される。なお、洗浄液回収部４２の底部には、廃棄管５１に接続された液排出口５２が設けられ、洗浄液回収部４２で回収された洗浄液は液排出口５２、廃棄管５１を介して廃棄される。
【００７９】
この基板メッキ装置の各部の制御は図示を省略した制御部によって行われる。この制御部は各部を制御し基板メッキ装置を作動させてウエハＷの処理面ＷＦにメッキ層を形成する。
【００８０】
以上の構成より明らかなように、この発明の第２の実施の態様によれば以下のような効果が得られる。
【００８１】
一旦吐出口２５ａから第１空間１２ａに電解メッキ液が供給された後、仕切り板２２に形成された微小開口孔２１から第２空間１２ｂ内へ電解メッキ液を供給して保持機構１に保持されたウエハＷの処理面ＷＦに供給しているので、電解メッキ液の銅イオンの濃度などの影響を受けることはなく、電解メッキ液を充分に分散してウエハＷの処理面ＷＦに電解メッキ液を供給できる。また、仕切り板２２は、陽電極１４と保持機構１に保持されたウエハＷとの間に設けられているので、この仕切り板２２で電流のショートパスを防止でき、電流密度を均一にすることができる。その結果、ウエハＷの処理面ＷＦに均一な膜厚のメッキ層を形成することができる。
【００８２】
また、陽電極１４と仕切り板２２との間の位置において、メッキ液供給ノズル２５の吐出口２５ａから電解メッキ液を第１空間１２ａ内へ供給しているので、障害物などが何もない状態で、仕切り板２２の上面に均一に電解メッキ液が供給され、その結果、ウエハＷの処理面ＷＦに均一な電解メッキ液の供給を行うことができる。
【００８３】
また、陽電極１４にフィルタまたはイオン交換膜などのような透過膜を装着しているので、陽電極１４の溶解物であるスライムがウエハＷの処理面ＷＦに供給されるのを防止することができる。したがって、ウエハＷの処理面ＷＦにスライムの付着、もしくは陽電極１４に吸着している電解メッキ液中の添加剤等の一時的な大量離脱が原因の離脱成分の付着による膜質の悪化を防止することができる。
【００８４】
また、陽電極１４の周りの電解メッキ液Ｑを保持する液保持空間となる第１空間１２ａを備えたので、陽電極１４が電解メッキ液Ｑ内に浸漬された状態を常時維持することができる。したがって、陽電極１４が大気にさらされることを防止でき、陽電極１４の表面に形成された被膜層が流れ出たり変質したりすることなどを防止できて、再現性のある電解メッキ処理を実施することができる。
【００８５】
また、上部カップ１０の天井面には、第１空間１２ａ内と大気と連通させて、排出手段となるエア抜き部２６が設けられているので、第１空間１２ａ内の気体を排出することができる。特に、この陽電極１４が中央部が下側の位置、周辺部が上側の位置になるように、中央部から周辺部へ傾斜されている傾斜構造を有しており、上部カップ１０の周辺部近傍の天井面にエア抜き部２６を形成すれば、傾斜構造等により効果的に、気体を第１空間１４ａから排出することができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板メッキ装置によれば、カップ内に設けられ、基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、カップ内において配置され、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材との間に位置する吐出口から、供給手段はメッキ液を供給するので、板状部材の上面に何の障害もなくメッキ液を供給でき、その結果、基板の処理面に均一にメッキ液を供給でき、メッキ層を均一に形成できる。また、第１電極がカップ内の天井面に対して傾斜されているので、気体を効果的に排出することができる。
【００８７】
また、本発明の基板メッキ装置によれば、カップ内に設けられ、基板保持手段によって保持された基板の上方に基板の処理面に対向して配置された第１電極と、メッキ液を通す複数の孔を有する板状部材との間に、供給手段はメッキ液を供給するので、板状部材の上面に何の障害もなくメッキ液を供給でき、その結果、基板の処理面に均一にメッキ液を供給でき、メッキ層を均一に形成できる。また、第１電極がカップ内の天井面に対して傾斜された傾斜構造を有するので、気体を効果的に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板メッキ装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る基板メッキ装置の全体構成を示す図である。
【図３】従来の基板メッキ装置の全体構成を示す図である。
【図４】従来の基板メッキ装置における陽電極の孔とメッキ層の膜厚分布との関係を示す図である。
【符号の説明】
１      保持機構
４      ベース部材
５      保持部材
６      給電ブラシ
７      陰電極（カソード電極）
１０    上部カップ
１２    メッキ処理空間
１２ａ  第１空間（液保持空間）
１２ｂ  第２空間
１４    陽電極（アノード電極）
１５    電源ユニット
１６    導線
１７    導線
１８    孔
２１    微小開口孔
２２    仕切り板
２４    供給口
２５    メッキ液供給ノズル
２５ａ  吐出口
Ｆ      フィルタ
ＷＦ    処理面
Ｗ      ウエハ
【図１】
0003715846.tif 000002
【図２】
0003715846.tif 000003
【図３】
0003715846.tif 000004
【図４】
0003715846.tif 000005