(57)【要約】【課題】  加工特性に悪影響を与えることなく、常に再現性の良い加工を行うことができるようにする。【解決手段】  被加工物Ｗに近接自在な加工電極７０と、被加工物に給電する給電電極７２と、被加工物と加工電極及び／または給電電極との間に配置され被加工物と接触自在な接触部材７４と、加工電極と給電電極との間に電圧を印加する電源４６と、被加工物と加工電極及び／または給電電極とを相対運動させる駆動部５６，６０と、被加工物と加工電極及び／または給電電極との間に流体を供給する流体供給部７６と、接触部材と被加工物との接触状態を検出する検出器８４と、検出器からの信号を基に接触部材と被加工物との接触量を制御する制御部８６を有する。【選択図】  図４
2006013177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され前記被加工物と接触自在な接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させる駆動部と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部と、
前記接触部材と前記被加工物との接触状態を検出する検出器と、
前記検出器からの信号を基に前記接触部材と前記被加工物との接触量を制御する制御部を有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項２】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され前記被加工物と接触自在な接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させる駆動部と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部と、
前記接触部材と前記被加工物との接触状態を検出する検出器と、
前記検出器からの信号を基に前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を制御する制御部を有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項３】
前記検出器は、前記接触部材と前記被加工物との接触に伴う前記加工電極と前記給電電極との間の電気抵抗の変化を検出する電気式センサ、前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を検出する圧力センサ、またはレーザを介して前記接触部材と前記被加工物との間のギャップを検出する光学的センサ、またはこれらの組合せとなることを特徴とする請求項１または２記載の電解加工装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記検出器からの信号を基に前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を制御することにより、前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を制御す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電解加工装置。
【請求項５】
前記接触部材は、電解質を含む部材または絶縁体、またはこれらの任意の組合せからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項６】
前記電解質は、固体電解質からなることを特徴とする請求項５記載の電解加工装置。
【請求項７】
前記固体電解質は、イオン交換体からなることを特徴とする請求項６記載の電解加工装置。
【請求項８】
前記接触部材は導電性パッドからなり、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間のいずれか一方に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項９】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させる駆動部と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を検出する検出器と、
前記検出器からの信号を基に前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を制御する制御部を有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項１０】
前記検出器は、前記接触部材と前記被加工物との接触に伴う前記加工電極と前記給電電極との間の電気抵抗の変化を検出する電気式センサ、前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を検出する圧力センサ、またはレーザを介して前記接触部材と前記被加工物との間のギャップを検出する光学的センサ、またはこれらの組合せとなることを特徴とする請求項９記載の電解加工装置。
【請求項１１】
被加工物を加工電極に近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置した接触部材を前記被加工物に接触させ、
前記被加工物と前記被加工物との接触量を所定値に保ちながら、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させ、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１２】
被加工物を加工電極に近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置した接触部材を前記被加工物に接触させ、
前記被加工物と前記被加工物との接触圧力を所定値に保ちながら、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させ、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１３】
被加工物を加工電極に近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を所定値に保ちながら、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させ、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給することを特徴とする電解加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解加工装置及び電解加工方法に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面に形成された導電性材料を加工したり、基板の表面に付着した不純物を除去したりするのに使用される電解加工装置及び電解加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウエハ等の基板上に回路を形成するための配線材料として、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、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋め込むことによって一般に形成される。この銅配線を形成する方法としては、化学気相成長法（ＣＶＤ）、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するようにしている。
【０００３】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、この種の銅配線基板Ｗの一製造例を工程順に示す。先ず、図１（ａ）に示すように、半導体素子が形成された半導体基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２からなる酸化膜やＬｏｗ−ｋ材膜などの絶縁膜２が堆積され、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と配線溝４が形成される。これらの上にＴａＮ等からなるバリア膜５、更にその上に電解めっきの給電層としてのシード層７がスパッタリングやＣＶＤ等により形成される。
【０００４】
そして、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、図１（ｂ）に示すように、半導体基板Ｗのコンタクトホール３及び配線溝４内に銅を充填するとともに、絶縁膜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、絶縁膜２上の銅膜６、シード層７及びバリア膜５を除去して、コンタクトホール３及び配線溝４内に充填させた銅膜６の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。
【０００５】
最近ではあらゆる機器の構成要素において微細化かつ高精度化が進み、サブミクロン領域での物作りが一般的となるにつれて、加工法自体が材料の特性に与える影響は益々大きくなっている。このような状況下においては、従来の機械加工のように、工具が被加工物を物理的に破壊しながら除去していく加工方法では、加工によって被加工物に多くの欠陥を生み出してしまうため、被加工物の特性が劣化してしまう。したがって、いかに材料の特性を損なうことなく加工を行うことができるかが問題となってくる。
【０００６】
この問題を解決する手段として開発された特殊加工法に、化学研磨や電解加工、電解研磨がある。これらの加工方法は、従来の物理的な加工とは対照的に、化学的溶解反応を起こすことによって、除去加工等を行うものである。したがって、塑性変形による加工変質層や転位等の欠陥は発生せず、上述の材料の特性を損なわずに加工を行うといった課題が達成される。
【０００７】
例えば、ＣＭＰ工程は、一般にかなり複雑な操作が必要で、制御も複雑となり、加工時間もかなり長い。更に、研磨後の基板の後洗浄を十分に行う必要があるばかりでなく、スラリーや洗浄液の排液処理のための負荷が大きい等の課題がある。このため、ＣＭＰ自体を省略もしくはこの負荷を軽減することが強く求められていた。また、今後、層間絶縁膜も誘電率の小さいＬｏｗ−ｋ材に変わると予想され、そのＬｏｗ−ｋ材は、機械的強度が弱くＣＭＰによるストレスに耐えられなくなる。従って、基板にストレスを与えることなく、平坦化できるようにしたプロセスが望まれている。
【０００８】
このような課題を解決する手段として、電極と被加工物の間に接触部材（例えばイオン交換体）を配置し、電解液として純水もしくは超純水のような電気抵抗の大きな液体を用いて加工を行うことで、被加工物に与える機械的ストレスをなくし、後洗浄も簡便な電解加工が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
これは、図２に示すように、被加工物１０の表面に、加工電極１４に取付けたイオン交換体（接触部材）１２ａと、給電電極１６に取付けたイオン交換体（接触部材）１２ｂとを接触乃至近接させ、加工電極１４と給電電極１６との間に電源１７を介して電圧を印加しつつ、加工電極１４及び給電電極１６と被加工物１０との間に液体供給部１９から超純水等の加工用液体１８を供給して、被加工物１０の表面層の除去加工を行うようにしたものである。この電解加工によれば、超純水等の加工用液体１８中の水分子２０をイオン交換体１２ａ，１２ｂで水酸化物イオン２２と水素イオン２４に解離し、例えば生成された水酸化物イオン２２を、被加工物１０と加工電極１４との間の電界と超純水等の加工用液体１８の流れによって、被加工物１０の加工電極１４と対面する表面に供給して、ここでの被加工物１０近傍の水酸化物イオン２２の密度を高め、被加工物１０の原子１０ａと水酸化物イオン２２を反応させる。反応によって生成された反応物質２６は、超純水等の加工用液体１８中に溶解し、被加工物１０の表面に沿った超純水等の加工用液体１８の流れによって被加工物１０から除去される。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１４５３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
例えば、イオン交換体からなる接触部材を被加工物に接触させて電解加工を行う電解加工では、接触部材と被加工物の被加工表面との接触部乃至その近傍において選択的に加工が進む。従って、加工レートや加工の面内均一性等の加工特性を常に一定に保つためには、被加工物と接触部材との接触量及び／または接触圧力を再現性良く常に所定値に保つことが望まれる。
【００１２】
しかしながら、交換前後における接触部材の寸法精度のばらつきや接触部材の劣化等により、被加工物と接触部材との接触量及び／または接触圧力が変化することがある。すると、被加工物と接触部材との接触面積が変化し、加工電極と給電電極との間に印加される電圧や被加工物と加工電極及び／または給電電極との間を流れる電流の分布が変化したり、流体の流入量等が変化したりして、加工特性や接触部材の寿命に悪影響を与える。特に、接触面積が小さい場合は、接触部材の被加工物との接触部位に電流が集中して流れ、この結果、接触部材の表面に加工生成物が付着したり、局部的な発熱が生じて接触部材が融解したりする。また、被加工物と接触部材の接触圧力が変化して高くなると、被加工物の表面がダメージを受けて該表面にスクラッチ等が生じてしまう。
【００１３】
また、電解加工にあっては、被加工物と加工電極及び／または給電電極との間の距離を再現性良く常に所定値に保つことが望まれる。しかし、交換前後における加工電極及び／または給電電極の寸法精度のばらつき等により、被加工物と加工電極及び／または給電電極との間の所定の目標距離と実際距離との間に差が生じることがある。これにより、流体の流入量、加工電極と給電電極との間に印加される電圧、及び被加工物と加工電極及び／または給電電極との間を流れる電流の分布等が変化し、加工レートや加工の面内均一性等の加工特性に悪影響を与える。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、加工特性に悪影響を与えることなく、常に再現性の良い加工を行うことができるようにした電解加工装置及び電解加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され前記被加工物と接触自在な接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させる駆動部と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部と、前記接触部材と前記被加工物との接触状態を検出する検出器と、前記検出器からの信号を基に前記接触部材と前記被加工物との接触量を制御する制御部を有することを特徴とする電解加工装置である。
【００１６】
これにより、接触部材と被加工物とを互いに接触させて電解加工を行うに際し、接触部材と被加工物との接触量を、例えばフィードバック制御で制御して、常に所定値に保つことができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され前記被加工物と接触自在な接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させる駆動部と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部と、前記接触部材と前記被加工物との接触状態を検出する検出器と、前記検出器からの信号を基に前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を制御する制御部を有することを特徴とする電解加工装置である。
【００１８】
これにより、接触部材と被加工物とを互いに接触させて電解加工を行うに際し、接触部材と被加工物との接触圧力を、例えばフィードバック制御で制御して、常に所定値に保つことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記検出器は、前記接触部材と前記被加工物との接触に伴う前記加工電極と前記給電電極との間の電気抵抗の変化を検出する電気式センサ、前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を検出する圧力センサ、またはレーザを介して前記接触部材と前記被加工物との間のギャップを検出する光学的センサ、またはこれらの組合せからなることを特徴とする請求項１または２記載の電解加工装置である。
【００２０】
接触部材が被加工物に接触した時点を電気式センサまたは光学式センサで検出し、接触部材が被加工物に接触した時点からの接触部材の送り量を、例えば比例制御することで、被加工物と接触部材との接触量または接触圧力を常に所定値に保つようにすることができる。また、検出器として圧力センサを使用する場合には、圧力センサからの出力を基に、または事前に測定しておいた接触部材と被加工物の接触量と接触圧力の関係を基に、被加工物と接触部材との接触量または接触圧力が常に所定値となるようにフィードバック制御することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記制御部は、前記検出器からの信号を基に前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を制御することにより、前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を制御す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電解加工装置である。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、前記接触部材は、電解質を含む部材または絶縁体、またはこれらの任意の組合せからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解加工装置である。
請求項６に記載の発明は、前記電解質は、固体電解質からなることを特徴とする請求項５記載の電解加工装置である。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、前記固体電解質は、イオン交換体からなることを特徴とする請求項６記載の電解加工装置である。
このように、固体電解質としてイオン交換体を使用することで、超純水等の液体中の水分子の水酸化物イオンと水素イオンへの解離を促進して、水分子の解離量を増加させることができる。
請求項８に記載の発明は、前記接触部材は導電性パッドからなり、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間のいずれか一方に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解加工装置である。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させる駆動部と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を検出する検出器と、前記検出器からの信号を基に前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を制御する制御部を有することを特徴とする電解加工装置である。
【００２５】
これにより、被加工物と加工電極または給電電極の少なくとも一方とを接触させることなく、互いに離間させて電解加工を行うに際し、被加工物と加工電極または給電電極の少なくとも一方との距離を、例えばフィードバック制御して、常に所定値に保つことができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、前記検出器は、前記接触部材と前記被加工物との接触に伴う前記加工電極と前記給電電極との間の電気抵抗の変化を検出する電気式センサ、前記接触部材と前記被加工物との接触圧力を検出する圧力センサ、またはレーザを介して前記接触部材と前記被加工物との間のギャップを検出する光学的センサ、またはこれらの組合せとなることを特徴とする請求項９記載の電解加工装置である。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、被加工物を加工電極に近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置した接触部材を前記被加工物に接触させ、前記被加工物と前記被加工物との接触量を所定値に保ちながら、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させ、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給することを特徴とする電解加工方法である。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、被加工物を加工電極に近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置した接触部材を前記被加工物に接触させ、前記被加工物と前記被加工物との接触圧力を所定値に保ちながら、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させ、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給することを特徴とする電解加工方法である。
【００２９】
請求項１３に記載の発明は、被加工物を加工電極に近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との距離を所定値に保ちながら、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方とを相対運動させ、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給することを特徴とする電解加工方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、接触部材と被加工物とを互いに接触させて電解加工を行うに際し、接触部材と被加工物の接触量または接触圧力を、例えばフィードバック制御で制御して、常に所定値に保つことで、電解加工における加工特性の安定化や接触部材の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また、被加工物と加工電極または給電電極の少なくとも一方とを互いに離間させて電解加工を行うに際し、被加工物と加工電極または給電電極の少なくとも一方との距離を、例えばフィードバック制御で制御して、常に所定値に保つことで、電解加工における加工特性の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態に係る電解加工装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る電解加工装置を備えた基板処理装置の構成を示す平面図である。図３に示すように、この基板処理装置は、例えば、図１（ｂ）に示すように、表面に導電体膜（被加工物）としての銅膜６を有する基板Ｗを収納したカセットを搬出入する搬出入部としての一対のロード・アンロード部３０と、基板Ｗを反転させる反転機３２と、電解加工装置３４と、電解加工後の基板Ｗを洗浄・乾燥する洗浄部３９を備えている。これらの機器は直列に配置されており、これらの機器の間で基板Ｗを搬送して授受する搬送装置としての搬送ロボット３６がこれらの機器と平行に配置されている。また、電解加工装置３４による電解加工の際に、後述する加工電極７０と給電電極７２との間に印加する電圧またはこれらの間を流れる電流をモニタするモニタ部３８がロード・アンロード部３０に隣接して配置されている。
【００３３】
図４は、電解加工装置３４を模式的に示す縦断面図、図５は、図４の平面図である。図４に示すように、電解加工装置３４は、上下動可能かつ水平方向に揺動自在なアーム４０と、アーム４０の自由端に垂設され、表面を下向き（フェースダウン）して基板Ｗを吸着保持する基板保持部４２と、基板保持部４２の下方に配置される円板状で絶縁体からなる電極部４４と、電極部４４に接続される電源４６を備えている。
【００３４】
アーム４０は、揺動用モータ４８に連結された揺動軸５０の上端に取付けられており、揺動用モータ４８の駆動に伴って水平方向に揺動する。また、この揺動軸５０は、上下方向に延びるボールねじ５２に連結されており、ボールねじ５２に連結された上下動用モータ５４の駆動に伴ってアーム４０と共に上下動する。
【００３５】
基板保持部４２は、基板保持部４２で保持した基板Ｗと電極部４４とを相対移動させる第１駆動部としての自転用モータ５６に接続されており、この自転用モータ５６の駆動に伴って、軸心Ｏ１を中心に回転（自転）する。また、上述したように、アーム４０は、上下動及び水平方向に揺動可能となっており、基板保持部４２はアーム４０と一体となって上下動及び水平方向に揺動可能となっている。電極部４４は、基板Ｗと電極部４４とを相対運動させる第２駆動部としての中空モータ６０に直結されており、中空モータ６０の駆動に伴って、軸心Ｏ２を中心に回転（自転）する。この電極部４４の軸心Ｏ２は、基板保持部４２の軸心Ｏ１と所定の距離ｄだけ離間した位置に位置している。
【００３６】
電極部４４には、例えば扇状の複数の加工電極７０と給電電極７２が表面（上面）を露出させて交互に埋設されている。加工電極７０は、ロータリコネクタ７３を介して電源４６の陰極に接続され、給電電極７２は、ロータリコネクタ７３を介して電源４６の陽極に接続される。例えば、銅を加工する場合においては、陰極側に電解加工作用が生じるので、陰極に接続した電極が加工電極となり、陽極に接続した電極が給電電極となる。一方、加工材料によっては、給電電極７２を電源４６の陰極に接続し、加工電極７０を電源４６の陽極に接続してもよい。例えば、被加工材料が例えばアルミニウムやシリコンである場合には、陽極側で電解加工作用が生じるため、電源の陽極に接続した電極が加工電極となり、陰極に接続した電極が給電電極となる。
【００３７】
ここで、加工電極７０及び給電電極７２は、電解反応により、酸化または溶出が一般に問題となる。このため、電極の素材として、電極に広く使用されている金属や金属化合物よりも、炭素、比較的不活性な貴金属、導電性酸化物または導電性セラミックスを使用することが好ましい。この貴金属を素材とした電極としては、例えば、下地の電極素材にチタンを用い、その表面にめっきやコーティングで白金またはイリジウムを付着させ、高温で焼結して安定化と強度を保つ処理を行ったものが挙げられる。セラミックス製品は、一般に無機物質を原料として熱処理によって得られ、各種の非金属・金属の酸化物・炭化物・窒化物などを原料として、様々な特性を持つ製品が作られている。この中に導電性を持つセラミックスもある。電極が酸化すると電極の電気抵抗値が増加し、印加電圧の上昇を招くが、このように、白金などの酸化しにくい材料やイリジウムなどの導電性酸化物で電極表面を保護することで、電極素材の酸化による導電性の低下を防止することができる。
【００３８】
電極部４４の上面には、加工電極７０と給電電極７２の上面を一体的に覆って、電解加工の際に基板Ｗの表面（下面）と接触するシート状の接触部材７４が取付けられている。この接触部材７４は、この例では、電解質を有する部材、例えばイオン交換体から構成されている。このように、基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２との間に電解質からなる接触部材７４を挟むことで、加工速度を大幅に向上させることができる。例えば超純水電気化学的加工は、超純水中の水酸化物イオンと被加工材料との化学的相互作用によるものである。しかし、超純水中に含まれる反応種である水酸化物イオン濃度は、常温・常圧状態で１０−７ｍｏｌ／Ｌと微量であるため、除去加工反応以外の反応（酸化膜形成等）による除去加工効率の低下が考えられる。このため、除去加工反応を高効率で行うためには、水酸化物イオンを増加させる必要がある。そこで、水酸化物イオンを増加させる方法として、触媒材料により超純水の解離反応を促進させる方法があり、その有力な触媒材料としてイオン交換体が挙げられる。具体的には、イオン交換体中の官能基と水分子との相互作用により水分子の解離反応に関する活性化エネルギを低下させる。これによって、水の解離を促進させて、加工速度を向上させることができる。
【００３９】
更に、この例では、電解加工の際に、イオン交換体からなる接触部材７４が基板Ｗに接触するようにしている。イオン交換体からなる接触部材７４と基板Ｗとが近接した状態では、この間隔の大きさにもよるが、電気抵抗がある程度大きいので、必要とする電流密度を与えようとした時の電圧が大きくなる。しかし、一方では、非接触であるため、基板Ｗの表面に沿った純水または超純水の流れが作り易く、基板表面での反応生成物を高効率で除去することができる。これに対して、イオン交換体からなる接触部材７４を基板Ｗに接触させると、電気抵抗が極めて小さくなって、印加電圧も小さくて済み、消費電力も低減できる。
【００４０】
また、加工速度を上げるために電圧を上げて電流密度を大きくすると、電極と基板（被加工物）との間の抵抗が大きい場合では、放電が生じる場合がある。放電が生じると、被加工物表面にピッチングが起こり、加工面の均一性や平坦化が困難となる。これに対して、イオン交換体からなる接触部材７４を基板Ｗに接触させると、電気抵抗が極めて小さいことから、このような放電が生じることを防止することができる。
【００４１】
この実施の形態にあっては、電極部４４に設けた貫通孔４４ａを通して、電極部４４の上面に、純水、好ましくは超純水を供給する。つまり、電極部４４の中央部には、純水、より好ましくは超純水を供給する純水供給部としての貫通孔４４ａが設けられている。そして、この貫通孔４４ａは、中空モータ６０の中空部の内部を延びる純水供給管７６に接続されている。純水（超純水）は、この貫通孔４４ａを通して電極部４４の上面に供給された後、加工面全域に供給される。
【００４２】
図５に示すように、電極部４４の側方に位置して、電解加工終了後に接触部材７４に向けて超純水を噴射して、接触部材７４を超純水で洗浄し再生する超純水噴射ノズル７８が待避自在に配置されている。
【００４３】
更に、電極部４４の上方に位置して、レーザ光を照射するレーザ光源８０と該レーザ光を受光する受光部８２と有する光学式センサ８４が配置されている。このレーザ光源８０と受光部８２は、基板Ｗを挟んで互いに対峙した位置に配置されている。そして、基板保持部４２で保持した基板Ｗと接触部材７４との間にレーザ光源８０からレーザ光を照射し、受光部８２でレーザ光を受光した否かで基板Ｗと接触部材７４とが接触したか否かを検出する。つまり、基板Ｗと接触部材７４とが接触して、両者の間のギャップがゼロになると、受光部８２でレーザ光を受光しなくなる。そこで、受光部８２でレーザ光を受光しなくなった時に、基板Ｗが接触部材７４に接触したと判断するようになっている。
【００４４】
この光学式センサ８４の受光部８２からの出力は、制御部８６に入力され、この制御部８６からの出力が上下動用モータ５４に入力されて、上下動用モータ５４がフィードバック制御される。この例では、電解加工の開始から電解加工中に亘って、基板保持部４２で保持した基板Ｗが接触部材７４に接触し、基板Ｗと接触部材７４とのギャップがゼロになったか否かを常に検出する。
【００４５】
つまり、電解加工の開始時にあっては、基板Ｗを下降させ、基板Ｗと接触部材７４とのギャップがゼロになったことを検出した時点で、上下動用モータ５４の駆動による基板保持部４２の下方への送り量を比例制御し、これによって、基板Ｗと接触部材７４との接触量が所定値となるようにする。電解加工中にあっては、基板Ｗが電極部４４の接触部材７４から離れたことを検出した時点で、上下動用モータ５４を駆動して基板保持部４２を下降させ、基板Ｗが電極部４４の接触部材７４の上面に接触したことを検出した時点で、上下動用モータ５４の駆動による基板保持部４２の下方への送り量を比例制御し、これによって、基板Ｗと接触部材７４との接触量が常に所定値となるようにする。
【００４６】
この接触部材７４と基板Ｗとの接触量は、接触部材７４の剛性や表面の凹凸等にも因るが、例えば接触部材７４と基板Ｗとの接触圧力、基板Ｗの表面の加工状態（接触量とスクラッチ等のディフェクト量）、更には接触部材７４の損耗を考慮して決定される。接触部材７４と基板Ｗとの接触圧力は、低接触圧力という観点から、１３．７ｋＰａ（１４０ｇｆ／ｃｍ２、２．０ｐｓｉ）以下、より好ましくは６．８６ｋＰａ（７０ｇｆ／ｃｍ２、１．０ｐｓｉ）以下、更に好ましくは３．４３Ｐａ（３５ｇｆ／ｃｍ２、０．５ｐｓｉ）以下である。接触部材７４と基板Ｗの接触量と接触圧力との関係を事前に測定することで、接触部材７４と基板Ｗの接触量から接触圧力が求められる。
【００４７】
なお、例えば、加工電極７０と給電電極７２との間に、例えば１Ｖ程度の微小電圧を印加しつつ、基板Ｗを接触部材７４に近づけていくと、図６に示すように、基板Ｗが接触部材７４に接触した時点ｄ０で、加工電極７０と給電電極７２との間の電気抵抗が急激に上昇する。このため、電気式センサ（図示せず）で、電気抵抗が急激に上昇するか否かを検出し、電気抵抗が急上昇した時に、基板保持部４２で保持した基板Ｗが接触部材７４に接触したと判断して、上下動用モータ５４の駆動により、ボールねじ５２を介して、基板保持部４２を下方に送り、この基板保持部４２の送り量を比例制御することで、基板Ｗと接触部材７４との接触量が、常に所定値となるようにしてもよい。
【００４８】
また、下記の図８に示す例のように、圧力センサ８８を介して基板保持部４２で保持した基板Ｗと接触部材７４との接触圧力を検出するようにした場合には、接触部材７４と基板Ｗの接触量と接触圧力の関係を事前に測定しておき、この関係を基に、圧力センサ８８で検出された接触圧力を接触量に変換することで、接触部材７４と基板Ｗとの接触量が常に所定値となるように上下動用モータ５４を制御部８６でフィードバック制御するようにしてもよい。
【００４９】
次に、この実施の形態における電解加工装置３４を備えた基板処理装置を用いた基板処理（電解加工）について説明する。まず、例えば、図１（ｂ）に示すように、表面に導電体膜（被加工物）として銅膜６を形成した基板Ｗを収納したカセットをロード・アンロード部３０にセットし、このカセットから１枚の基板Ｗを搬送ロボット３６で取出す。搬送ロボット３６は、取出した基板Ｗを必要に応じて反転機３２に搬送し、基板Ｗの導電体膜（銅膜６）を形成した表面が下を向くように反転させる。
【００５０】
搬送ロボット３６は反転させた基板Ｗを受け取り、これを電解加工装置３４に搬送し、基板保持部４２に吸着保持させる。そして、アーム４０を移動させて基板Ｗを保持した基板保持部４２を電極部４４の直上方の加工位置まで移動させる。次に、上下動用モータ５４を駆動して基板保持部４２を下降させて、この基板保持部４２で保持した基板Ｗを電極部４４の接触部材７４の上面に接触させる。
【００５１】
この時、基板保持部４２で保持した基板Ｗが電極部４４の接触部材７４の上面に接触したか否かを光学式センサ８４で検出し、基板Ｗが電極部４４の接触部材７４の上面に接触した時点で、上下動用モータ５４の駆動による基板保持部４２の下方への送り量を比例制御し、これによって、基板Ｗと接触部材７４との接触量が所定値となるようにする。
【００５２】
この状態で、自転用モータ５６を駆動して、基板Ｗを基板保持部４２とを、軸心Ｏ１を中心に一体に回転（自転）させ、同時に、中空モータ６０を駆動して、電極部４４を、軸心Ｏ２を中心に回転（自転）させる。これによって、基板Ｗと電極部４４を相対運動させる。このとき、純水供給管７６及び電極部４４に設けた貫通孔４４ａを通して、基板Ｗと接触部材７４との間に、純水、好ましくは超純水等の流体を供給する。
【００５３】
そして、電源４６により加工電極７０と給電電極７２との間に所定の電圧を印加して、固体電解質からなる接触部材（イオン交換体）７４により生成された水素イオンまたは水酸化物イオンによって、加工電極７０において基板Ｗの表面の導電体膜（銅膜６）の電解加工を行う。
【００５４】
電解加工中には、加工電極７０と給電電極７２との間に印加する電圧、またはこの間を流れる電流をモニタ部３８でモニタして、エンドポイント（加工終点）を検知する。すなわち、同じ電圧（電流）を印加した状態で電解加工を行うと、材料によって流れる電流（印加される電圧）に違いが生じる。例えば、図７（ａ）に示すように、表面に材料Ｂと材料Ａとを順次成膜した基板Ｗの該表面に電解加工を施したときに流れる電流をモニタすると、材料Ａを電解加工している間は一定の電流が流れるが、異なる材料Ｂの加工に移行する時点で流れる電流が変化する。同様に、加工電極７０と給電電極７２との間に印加される電圧にあっても、図７（ｂ）に示すように、材料Ａを電解加工している間は一定の電圧が印加されるが、異なる材料Ｂの加工に移行する時点で印加される電圧が変化する。なお、図７（ａ）は、材料Ｂを電解加工するときの方が、材料Ａを電解加工するときよりも電流が流れにくくなる場合を、図７（ｂ）は、材料Ｂを電解加工するときの方が、材料Ａを電解加工するときよりも電圧が高くなる場合の例を示している。これにより、この電流または電圧の変化をモニタすることでエンドポイントを確実に検知することができる。
【００５５】
なお、モニタ部３８で加工電極７０と給電電極７２との間に印加する電圧、またはこの間を流れる電流をモニタして加工終点を検知するようにした例を説明したが、このモニタ部３８で、加工中における基板の状態の変化をモニタして、任意に設定した加工終点を検知するようにしてもよい。この場合、加工終点は、被加工面の指定した部位について、所望の加工量に達した時点、または加工量と相関関係を有するパラメータが所望の加工量に相当する量に達した時点を指す。このように、加工の途中においても、加工終点を任意に設定して検知できるようにすることで、多段プロセスでの電解加工が可能となる。
【００５６】
例えば、基板が異材料に達したときに生じる摩擦係数の違いによる摩擦力の変化や、基板の表面の凹凸を平坦化する際、凹凸を除去したことにより生じる摩擦力の変化等を検出することで加工量を判断し、加工終点を検出することとしてもよい。また、被加工面の電気抵抗による発熱や、加工面と被加工面との間に液体（純水）の中を移動するイオンと水分子の衝突による発熱が生じ、例えば基板の表面に堆積した銅膜を定電圧制御で電解研磨する際には、電解加工が進み、バリア層や絶縁膜が露出するのに伴って、電気抵抗が大きくなり電流値が小さくなって発熱量が順に減少する。したがって、この発熱量の変化を検出することで加工量を判断し、加工終点を検出することとしてもよい。あるいは、異材料に達した時に生じる反射率の違いによる反射光の強度の変化を検出して、基板上の被加工膜の膜厚を検知し、これにより加工終点を検出してもよい。
【００５７】
また、銅膜等の導電性膜の内部に渦電流を発生させ、基板の内部を流れる渦電流をモニタし、例えば周波数やインピーダンスの変化を検出して、基板上の被加工膜の膜厚を検知し、これにより加工終点を検出してもよい。更に、電解加工にあっては、加工電極と給電電極との間を流れる電流値で加工レートが決まり、加工量は、この電流値と加工時間の積で求められる電気量に比例する。したがって、電流値と加工時間の積で求められる電気量を積算し、この積算値が所定の値に達したことを検出することで加工量を判断し、加工終点を検出してもよい。
【００５８】
同時に、基板保持部４２で保持した基板Ｗが電極部４４の接触部材７４の上面に接触している否かを光学式センサ８４で常時検出し、基板Ｗが電極部４４の接触部材７４の上面から離れたことを検出した時に、上下動用モータ５４を駆動して基板保持部４２を下降させ、基板Ｗが電極部４４の接触部材７４の上面に接触した時点で、上下動用モータ５４の駆動による基板保持部４２の下方への送り量を比例制御し、これによって、基板Ｗと接触部材７４との接触量が常に所定値となるようにする。
【００５９】
電解加工完了後、電源４６の加工電極７０及び給電電極７２との接続を切り、基板保持部４２及び電極部４４の回転を停止させ、しかる後、基板保持部４２を上昇させ、アーム４０を移動させて、基板Ｗを搬送ロボット３６に受渡す。基板Ｗを受け取った搬送ロボット３６は、必要に応じて、基板Ｗを反転機３２に搬送して反転させ、洗浄部３９に搬送して洗浄乾燥し、乾燥後の基板Ｗをロード・アンロード部３０のカセットに戻す。
【００６０】
ここで、電解加工中に基板Ｗと電極部４４の接触部材７４との間に供給する純水は、例えば電気伝導度（１ａｔｍ，２５℃換算、以下同じ）が１０μＳ／ｃｍ以下の水であり、超純水は、例えば電気伝導度が０．１μＳ／ｃｍ以下の水である。このように電解質を含まない純水または超純水を使用して電解加工を行うことで、基板Ｗの表面に電解質等の余分な不純物が付着したり、残留したりすることをなくすことができる。更に、電解によって溶解した銅イオン等が、イオン交換体からなる接触部材７４にイオン交換反応で即座に捕捉されるため、溶解した銅イオン等が基板Ｗの他の部分に再度析出したり、酸化されて微粒子となり基板Ｗの表面を汚染したりすることがない。
【００６１】
なお、通常の電解液、特に電気伝導度５００μＳ／ｃｍ以下の液体、例えば純水または超純水に電解質を添加した電解液を使用してもよいことは勿論である。電解液を使用することで、電気抵抗を低減して消費電力を削減することができる。この電解液としては、例えば、ＮａＣｌやＮａ２ＳＯ４等の中性塩、ＨＣｌやＨ２ＳＯ４等の酸、更には、アンモニア等のアルカリなどの溶液を使用することができ、被加工物の特性によって適宜選択して使用することができる。
【００６２】
また、純水または超純水に界面活性剤等を添加して、電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ以下（比抵抗で１０ＭΩ・ｃｍ以上）にした液体を使用してもよい。このように、純水または超純水に界面活性剤を添加することで、基板Ｗと接触部材７４の界面にイオンの移動を防ぐ一様な抑制作用を有する層を形成し、これによって、イオン交換（金属の溶解）の集中を緩和して被加工面の平坦性を向上させることができる。ここで、界面活性剤濃度は、１００ｐｐｍ以下が好ましい。
【００６３】
ここで、接触部材（イオン交換体）７４としては、通水性に優れたものを使用することがより好ましい。純水または超純水が接触部材７４を通過するように流すことで、水の解離反応を促進させる官能基（強酸性陽イオン交換材料ではスルホン酸基）に十分な水を供給して水分子の解離量を増加させ、水酸化物イオン（もしくはＯＨラジカル）との反応により発生した加工生成物（ガスも含む）を水の流れにより除去して、加工効率を高めることができる。
【００６４】
上述した接触部材７４を構成するイオン交換体は、例えば、アニオン交換基またはカチオン交換基を付与した不織布等で構成することができる。カチオン交換基部は、好ましくは強酸性カチオン交換基（スルホン酸基）を担持したものであるが、弱酸性カチオン交換基（カルボキシル基）を担持したものでもよい。また、アニオン交換基部は、好ましくは強塩基性アニオン交換基（４級アンモニウム基）を担持したものであるが、弱塩基性アニオン交換基（３級以下のアミノ基）を担持したものでもよい。
【００６５】
ここで、例えば強塩基アニオン交換基を付与した不織布は、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９０％のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合を行ういわゆる放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖をアミノ化して第４級アンモニウム基を導入して作製される。導入されるイオン交換基の容量は、導入するグラフト鎖の量により決定される。グラフト重合を行うためには、例えばアクリル酸、スチレン、メタクリル酸グリシジル、更にはスチレンスルホン酸ナトリウム、クロロメチルスチレン等のモノマーを用い、これらのモノマー濃度、反応温度及び反応時間を制御することで、重合するグラフト量を制御することができる。したがって、グラフト重合前の素材の重量に対し、グラフト重合後の重量の比をグラフト率と呼ぶが、このグラフト率は、最大で５００％が可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大で５ｍｅｑ／ｇが可能である。
【００６６】
強酸性カチオン交換基を付与した不織布は、上記強塩基性アニオン交換基を付与する方法と同様に、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９０％のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合を行ういわゆる放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖を、例えば加熱した硫酸で処理してスルホン酸基を導入して作製される。また、加熱したリン酸で処理すればリン酸基が導入できる。ここでグラフト率は、最大で５００％が可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大で５ｍｅｑ／ｇが可能である。
【００６７】
なお、接触部材（イオン交換体）７４の素材の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系高分子、またはその他有機高分子が挙げられる。また素材形態としては、不織布の他に、織布、シート、多孔質材、短繊維等が挙げられる。ここで、ポリエチレンやポリプロピレンは、放射線（γ線と電子線）を先に素材に照射する（前照射）ことで、素材にラジカルを発生させ、次にモノマーと反応させてグラフト重合することができる。これにより、均一性が高く、不純物が少ないグラフト鎖ができる。一方、その他の有機高分子は、モノマーを含浸させ、そこに放射線（γ線、電子線、紫外線）を照射（同時照射）することで、ラジカル重合することができる。この場合、均一性に欠けるが、ほとんどの素材に適用できる。
【００６８】
このように、接触部材（イオン交換体）７４をアニオン交換基またはカチオン交換基を付与した不織布で構成することで、純水または超純水や電解液等の液体が不織布の内部を自由に移動して、不織布内部の水分解触媒作用を有する活性点に容易に到達することが可能となって、多くの水分子が水素イオンと水酸化物イオンに解離される。更に、解離によって生成した水酸化物イオンが純水または超純水や電解液等の液体の移動に伴って効率良く運ばれるため、低い印加電圧でも高電流が得られる。
【００６９】
ここで、接触部材（イオン交換体）７４をアニオン交換基またはカチオン交換基の一方を付与したもののみで構成すると、電解加工できる被加工材料が制限されるばかりでなく、極性により不純物が生成しやすくなる。そこで、アニオン交換基を有するアニオン交換体とカチオン交換基を有するカチオン交換体とを重ね合わせたり、イオン交換基部自体にアニオン交換基とカチオン交換基の双方の交換基を付与するようにしたりしてもよく、これにより、被加工材料の範囲を拡げるとともに、不純物を生成しにくくすることができる。
【００７０】
なお、本発明は、種々の電解加工装置に適用でき、加工液、接触部材の組合せは、種々に適用可能である。イオン交換体の他に、例えば内部に電解液を保持したセラミック含浸材で電解質を有する部材を構成してもよい。また、接触部材として、絶縁体または導電性パッド、更にはこれらと電解質を有する部材を任意に組合せたものを使用してもよい。
【００７１】
この例によれば、接触部材７４と基板Ｗとを接触させて電解加工を行うに際し、接触部材７４と基板Ｗとの接触量を、例えばフィードバック制御で制御して、常に所定値に保つことができる。これにより、交換前後における接触部材７４の寸法精度のばらつきや接触部材７４の劣化等により、基板Ｗと接触部材７４との接触量が変化することを防止して、加工レートや加工の面内均一性等の加工特性を常に一定に保つとともに、接触部材７４の長寿命化を図ることができる。
【００７２】
図８は、本発明の他の実施の形態の電解加工装置を示す。この図８に示す電解加工装置は、図４及び図５に示す電解加工装置における光学式センサ８４の代わりに、基板保持部４２で保持した基板Ｗと接触部材７４との接触圧力を検出する圧力センサ８８を電極部４４に取付けている。そして、この圧力センサ８８の信号を制御部８６に入力し、この制御部８６からの信号で、基板Ｗと接触部材７４との接触圧力が所定値となるように、上下動用モータ５４をフィードバック制御するようにしている。その他の構成は、図４及び図５に示す例と同様である。
【００７３】
この例によれば、接触部材７４と基板Ｗとの接触圧力を圧力センサ８８で常時検出し、この接触圧力が、前述と同様に、例えば低接触圧力という観点から、常に１３．７ｋＰａ（１４０ｇｆ／ｃｍ２、２．０ｐｓｉ）以下、より好ましくは６．８６ｋＰａ（７０ｇｆ／ｃｍ２、１．０ｐｓｉ）以下、更に好ましくは３．４３ｋＰａ（３５ｇｆ／ｃｍ２、０．５ｐｓｉ）以下の所定値となるように、上下動用モータ５４をフィードバック制御しながら、接触部材７４と基板Ｗとを接触させて電解加工を行う。これにより、交換前後における接触部材７４の寸法精度のばらつきや接触部材７４の劣化等により、基板Ｗと接触部材７４との接触圧力が変化することを防止して、加工レートや加工の面内均一性等の加工特性を常に一定に保つとともに、接触部材７４の長寿命化を図ることができる。
【００７４】
なお、前述の図４及び図５に示す例と同様に、受光部８２でレーザ光を受光した否かで基板保持部４２で保持した基板Ｗが接触部材７４に接触したか否かを検出する光学式センサ８４を設置し、受光部８２からの出力を制御部８６に入力して、基板Ｗと接触部材７４とのギャップがゼロになったことを光学式センサで検出した時点で、上下動用モータ５４の駆動による基板保持部４２の下方への送り量を、基板Ｗと接触部材７４との接触圧力が所定値となるように比例制御してもよい。
【００７５】
この光学式センサの代わりに、加工電極７０と給電電極７２との間の電気抵抗が急激に上昇するか否かを検出し、電気抵抗が急上昇した時に、基板保持部４２で保持した基板Ｗが接触部材７４に接触したと判断する電気式センサ（図示せず）を使用してもよいことは、前述と同様である。
【００７６】
図９は、本発明の更に他の実施の形態を示す。この例は、電極部４４の上面に交互に配置した複数の扇状の加工電極７０及び給電電極７２の表面（上面）をそれぞれ露出させ、加工電極７０及び給電電極７２の表面（上面）を基板に接触させることなく近接させ、加工電極７０及び給電電極７２の表面（上面）を基板との間に純水、好ましくは超純水を供給しつつ、加工電極７０と給電電極７２との間に電圧を印加して、基板Ｗの加工電極７０と対面する部位の電解加工を行うようにしている。この例のように、イオン交換体を用いることなく、純水または超純水の存在下で電解加工を行うと、加工速度が遅くなるが、極めて薄い膜を電解加工で除去するのに特に有効である。しかも、基板Ｗの表面に電解質等の余分な不純物が付着したり、残留したりすることがない。
【００７７】
この例では、電極部４４の上方に位置して、レーザ光を照射するレーザ光源９０と該レーザ光を受光する受光部９２と有する光学式センサ９４が配置されている。このレーザ光源９０と受光部９２は、電極部４４を挟んで互いに対峙した位置に配置されている。そして、基板保持部４２で保持した基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２との間にレーザ光源９０からレーザ光を照射し、受光部９２でレーザ光を受光することで、電解加工中における基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２との距離を検出する。
【００７８】
この光学式センサ９４の受光部９２からの出力は、制御部８６に入力され、この制御部８６からの出力が上下動用モータ５４に入力されて、基板保持部４２で保持した基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２との距離が常に所定値になるように、上下動用モータ５４がフィードバック制御される。
【００７９】
この例によれば、基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２とを接触させることなく、互いに離間させて電解加工を行うに際し、基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２との距離を光学式センサ９４で常時検出し、この距離が、常に所定値となるように、上下動用モータ５４をフィードバック制御しながら電解加工を行う。これにより、交換前後における加工電極７０及び給電電極７２の寸法精度のばらつき等により、基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２との間の実際の距離と目標とする距離との間に差が生じてしまうことを防止して、加工レートや加工の面内均一性等の加工特性を常に一定に保つことができる。
【００８０】
なお、この例では、基板Ｗと加工電極７０及び給電電極７２と距離を検出するようにしている。例えば、給電電極を基板に接触させて給電し、基板と所定間隔を離間させて配置した加工電極で加工を行うようにした場合には、基板と加工電極との距離を常時検出し、この距離が常に所定値となるようにフィードバック制御するようにしてもよい。
また、光学式センサの代わりに、電気式センサや圧力センサを使用して、０点、すなわち基板Ｗと加工電極７０及び／または給電電極７２が接触した否かを常時検知して、０点を検出した時点で基板Ｗと加工電極７０及び／または給電電極７２とを互いに引き離すようにしてもよい。
【００８１】
更に、電解液、特に電気伝導度５００μＳ／ｃｍ以下の液体、例えば純水または超純水に電解質を添加した電解液や、純水または超純水に界面活性剤等を添加して、電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ以下にした液体を使用してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】銅配線基板の一製造例を工程順に示す図である。
【図２】加工電極及び給電電極を基板（被加工物）に近接させ、加工電極及び給電電極と基板（被加工物）との間に純水等の液体を供給して電解加工を行う電解加工の原理の説明に付する図である。
【図３】本発明の実施の形態における電解加工装置を備えた基板処理装置の構成を示す平面図である。
【図４】図３に示す電解加工装置を模式的に示す縦断正面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】加工電極と給電電極との間に微小電圧を印加しつつ、基板（被加工物）を接触部材に近づけていった時における、加工電極と給電電極との間の電気抵抗と、基板と接触部材との距離との関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、異なる材料を成膜した基板の表面に電解加工を施したときに流れる電流と時間の関係を、（ｂ）は、同じく印加される電圧と時間の関係をそれぞれ示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施の形態の電解加工装置を模式的に示す縦断正面図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置を模式的に示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００８３】
３０  ロード・アンロード部
３２  反転機
３４  電解加工装置
３８  モニタ部
３９  洗浄部
４０  アーム
４２  基板保持部
４４  電極部
４６  電源
４８  揺動用モータ
５０  揺動軸
５２  ボールねじ
５４  上下動用モータ
５６  自転用モータ
６０  中空モータ
７０  加工電極
７２  給電電極
７４  接触部材（イオン交換体）
７６  純水供給管
７８  超純水噴射ノズル
８０，９０  レーザ光源
８２，９２  受光部
８４，９４  光学式センサ
８６  制御部
８８  圧力センサ
【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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