(57)【要約】【課題】アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定できる基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具及び離間距離調整方法及びめっき装置を提供すること。【解決手段】被めっき面を上方に向けた基板の周縁部を固定する基板保持部３６と、基板の被めっき面の周縁部を水密的にシールするシール部材９０と、基板の被めっき面の上方に被めっき面に対向して配置されるアノードヘッド２８とを具備し、基板保持部３６に固定した基板の被めっき面とアノードヘッド２８との間の空間にめっき液を注入することで基板の被めっき面のめっを行うめっき装置である。基板の代わりに基板保持部３６に着脱自在に測定治具２００を装着し、装着治具２００に取り付けた測定子２５０によって測定子２５０からアノードヘッド２８の下面（めっき液含浸材１１０の下面）までの離間距離を測定する。【選択図】      図１９
2004346345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に向けた基板の被めっき面とこれに対向するアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入して基板の被めっき面にめっき処理を行うめっき装置に用いる基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具であって、
前記測定治具は、前記基板に代えてアノードヘッドに対向して装着した状態で前記アノードヘッドとの離間距離を測定する測定子を具備していることを特徴とする基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具。
【請求項２】
前記測定子の測定治具への取付位置は、この測定子によって測定されるこの測定子からアノードヘッドまでの離間距離が、前記基板とアノードヘッド間の離間距離と一致する位置であることを特徴とする請求項１に記載の基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具。
【請求項３】
前記測定子はその測定ヘッドがアノードヘッドに接触する接触式又は接触しない非接触式の測定子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具。
【請求項４】
上方に向けた基板の被めっき面とこれに対向するアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入して基板の被めっき面にめっき処理を行うめっき装置における前記基板の被めっき面とアノードヘッド間の離間距離調整方法において、
前記基板に代えて測定子を具備する測定治具を前記めっき装置に装着してめっき処理を行う際の位置にセットし、前記測定子からアノードヘッドまでの離間距離を測定することで、めっき処理を行う際の基板とアノードヘッド間の離間距離を求め、求めた離間距離を元に基板とアノードヘッド間の離間距離を調整することを特徴とする基板とアノードヘッド間の離間距離調整方法。
【請求項５】
被めっき面を上方に向けた基板の周縁部を固定する基板保持部と、前記基板の被めっき面の周縁部を水密的にシールするシール部材と、前記基板の被めっき面の上方に被めっき面に対向して配置されるアノードヘッドと、基板保持部に固定した基板の被めっき面とアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入するめっき液注入手段とを具備し、
前記基板の代わりに前記基板保持部に着脱自在に装着されると共に前記アノードヘッドとの離間距離を測定する測定子を有する測定治具によって、基板と前記アノードヘッドとの離間距離を調整することを特徴とするめっき装置。
【請求項６】
被めっき面を上方に向けた基板の周縁部を固定する基板保持部と、前記基板の被めっき面の周縁部を水密的にシールするシール部材と、前記基板の被めっき面の上方に被めっき面に対向して配置されるアノードヘッドと、基板保持部に固定した基板の被めっき面とアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入するめっき液注入手段と、
前記基板保持部側の部材のアノードヘッドに対向する位置に取り付けられて前記アノードヘッドとの離間距離を測定する測定子とを具備することを特徴とするめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具及び離間距離調整方法及びめっき装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板上に配線回路を形成するための材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金が一般に用いられているが、集積度の向上に伴い、より伝導率の高い材料を配線材料に採用することが要求されている。このため、基板にめっき処理を施して、基板に形成された配線パターンに銅又はその合金を充填する方法が提案されている。
【０００３】
これは、配線パターンに銅又はその合金を充填する方法として、ＣＶＤ（化学的蒸着）やスパッタリング等の各種方法が知られているが、金属層の材質が銅又はその合金である場合、即ち、銅配線を形成する場合には、ＣＶＤではコストが高く、またスパッタリングでは高アスペクト（パターンの深さが幅に比べて大きい）の場合に埋め込みが不可能である等の短所を有しており、めっきによる方法が最も有効だからである。
【０００４】
従来この種の銅めっきを行うめっき装置には、めっき工程を行うユニットの他に、めっきに付帯する前処理工程を行うユニットや、めっき後の洗浄・乾燥工程を行うユニット等の複数のユニットと、これらの各ユニット間で基板の搬送を行う搬送ロボットとが設置され、基板はこれらの各ユニット間を搬送されつつ、各ユニットで所定の処理が施されていた。
【０００５】
しかしながら上記めっき装置においては、上述のように各工程毎に別々のユニットが備えられ、各ユニットに基板を搬送して処理するように構成されていたため、制御が複雑なばかりか、大きな占有面積を占め、製造コストも高価になっていた。
【０００６】
そこでめっき処理及びそれに付帯する処理を単一のユニットで行うことができるようにしためっき装置として、例えば特許文献１に記載されているようなめっき装置が開発されている。
【０００７】
このめっき装置は、被めっき面を上方に向けて基板を水平に保持し回転させる基板保持部と、前記基板保持部で保持された基板の被めっき面の周縁部に当接してこの周縁部を水密的にシールするシール部材と、前記基板と接触して通電させるとともに前記基板保持部と一体に回転するカソード部と、前記カソード部の上方に水平垂直動自在に配置され下向きにアノードヘッド（アノードの下面に保水性材料からなるめっき液含浸材を密着保持したもの）を備えた電極アーム部と、前記基板保持部で保持した基板の被めっき面とこの被めっき面に近接させた前記電極アーム部のアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入するめっき液注入手段とを有するように構成されている。
【０００８】
ところでこのめっき装置において、前記基板保持部で保持した基板の被めっき面とこの被めっき面に近接させたアノードヘッドとの間の隙間寸法は、これを大きくするとこの隙間空間の体積が大きくなるのでめっきに使用するめっき液の量が増え、めっき排液量が増えてしまう。このためこの隙間寸法を所定の狭い寸法に定量的に維持することは、めっき液の安定管理上重要であるばかりか、めっき排液量が減ることでコストダウンが図れ、さらには環境負荷の低減にも貢献でき、好適である。
【０００９】
そして従来、前記基板保持部で保持した基板の被めっき面とこの被めっき面に近接させたアノードヘッド間の隙間の調整は、アノードヘッドを交換する等の際に、隙間ゲージ等を用いて行っていた。
【００１０】
しかしながら前記隙間ゲージ等による調整は、手の感覚によるものなのと、装置の構成上、アノードヘッドと基板との隙間を目視確認することもあり作業は困難であった。また、隙間ゲージは金属製の為、薬液を投入する前のアノードヘッドと基板との距離は測定できたが、一度薬液を投入した場合は金属の腐食の為に隙間ゲージでの調整はできなかった。このため前記隙間が経時的に変化していた場合、使用するめっき液の量が変化するので、そのめっき液量を定量的に管理することは困難であった。また前記隙間寸法が分からない状態でアノードヘッドを交換すると、アノードヘッドの設置位置の目安がつかず、アノードヘッドの交換後のめっき性能の立上げ作業に時間がかかっていた。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−２４０９９６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定できる基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具及び離間距離調整方法及びめっき装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の発明は、上方に向けた基板の被めっき面とこれに対向するアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入して基板の被めっき面にめっき処理を行うめっき装置に用いる基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具であって、前記測定治具は、前記基板に代えてアノードヘッドに対向して装着した状態で前記アノードヘッドとの離間距離を測定する測定子を具備していることを特徴とする基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具である。
この測定治具の測定子によって、アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定でき、従って容易にこの離間距離の調整ができる。これによって前記離間距離が大きくなることでこの隙間空間に充填するめっき液の量が増えることはなく、めっき液量の安定管理が図れ、めっき排液量が減ることでコストダウンが図れるばかりか、環境負荷の低減にも貢献できる。
【００１４】
なお前記測定治具は、前記めっき装置の基板を装着する位置に着脱自在に装着する形状に構成されていることが好ましい。
【００１５】
本願の請求項２に記載の発明は、前記測定子の測定治具への取付位置は、この測定子によって測定されるこの測定子からアノードヘッドまでの離間距離が、前記基板とアノードヘッド間の離間距離と一致する位置であることを特徴とする請求項１に記載の基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具である。
これによって測定子で測定した測定子からアノードヘッドまでの離間距離が、そのまま基板とアノードヘッド間の離間距離として検出でき、別途測定値を補正等する必要がなくなる。
【００１６】
本願の請求項３に記載の発明は、前記測定子はその測定ヘッドがアノードヘッドに接触する接触式又は接触しない非接触式の測定子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板とアノードヘッド間の離間距離測定治具である。
接触式の場合は、測定ヘッドの先端面とアノードヘッドとの間にフッ素樹脂シートを介在させる等によって金属製の測定ヘッドによる金属汚染を防止するようにしてもよい。非接触式の場合はレーザ光などを用いる。
【００１７】
なお前記測定治具の外周に、前記めっき装置に設けた前記基板の被処理面の周縁部を水密的にシールするシール部材の中央の穴の上側から前記測定治具を通す形状のシール部材通過用凹部を設ければ、測定治具のめっき装置への装着が、シール部材を取り外すことなく容易に行える。
【００１８】
本願の請求項４に記載の発明は、上方に向けた基板の被めっき面とこれに対向するアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入して基板の被めっき面にめっき処理を行うめっき装置における前記基板の被めっき面とアノードヘッド間の離間距離調整方法において、前記基板に代えて測定子を具備する測定治具を前記めっき装置に装着してめっき処理を行う際の位置にセットし、前記測定子からアノードヘッドまでの離間距離を測定することで、めっき処理を行う際の基板とアノードヘッド間の離間距離を求め、求めた離間距離を元に基板とアノードヘッド間の離間距離を調整することを特徴とする基板とアノードヘッド間の離間距離調整方法である。
この調整方法によって、アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定でき、従って容易にこの離間距離の調整ができる。これによって前記離間距離が大きくなることでこの隙間空間に充填するめっき液の量が増えることはなく、めっき液量の安定管理が図れ、めっき排液量が減ることでコストダウンが図れるばかりか、環境負荷の低減にも貢献できる。
【００１９】
なお前記アノードヘッドに対して測定治具を相対的に回転することにより、めっき処理を行う際の基板とアノードヘッド間の離間距離をリング状の複数点で測定すれば、一つの測定子によって複数の位置における離間距離の測定ができる。
【００２０】
本願の請求項５に記載の発明は、被めっき面を上方に向けた基板の周縁部を固定する基板保持部と、前記基板の被めっき面の周縁部を水密的にシールするシール部材と、前記基板の被めっき面の上方に被めっき面に対向して配置されるアノードヘッドと、基板保持部に固定した基板の被めっき面とアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入するめっき液注入手段とを具備し、前記基板の代わりに前記基板保持部に着脱自在に装着されると共に前記アノードヘッドとの離間距離を測定する測定子を有する測定治具によって、基板と前記アノードヘッドとの離間距離を調整することを特徴とするめっき装置である。
この測定治具によって、アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定でき、従って容易にこの離間距離の調整ができる。
【００２１】
本願の請求項６に記載の発明は、被めっき面を上方に向けた基板の周縁部を固定する基板保持部と、前記基板の被めっき面の周縁部を水密的にシールするシール部材と、前記基板の被めっき面の上方に被めっき面に対向して配置されるアノードヘッドと、基板保持部に固定した基板の被めっき面とアノードヘッドとの間の空間にめっき液を注入するめっき液注入手段と、前記基板保持部側の部材のアノードヘッドに対向する位置に取り付けられて前記アノードヘッドとの離間距離を測定する測定子とを具備することを特徴とするめっき装置である。
この測定子によって、アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定でき、従って容易にこの離間距離の調整ができる。
【００２２】
【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詳細に説明する。この実施の形態のめっき装置は、基板の被めっき面に電解銅めっきを施して、銅層からなる配線を形成するのに使用される。まずここでめっき工程の一例を図１を参照して説明する。
【００２３】
基板（半導体基板）Ｗには、図１（ａ）に示すように、半導体素子が形成された基板１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２からなる絶縁膜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と配線用の溝４が形成され、その上にＴｉＮ等からなるバリア層５、さらにその上に電解めっきの給電層としてシード層７が形成されている。
【００２４】
そして、図１（ｂ）に示すように、前記半導体基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板１のコンタクトホール３及び溝４内に銅を充填させると共に、絶縁膜２上に銅層６を堆積させる。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅層６を除去して、コンタクトホール３及び配線用の溝４に充填させた銅層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）に示すように銅層６からなる配線が形成される。
【００２５】
図２は本発明を適用するめっき処理設備の一例の全体平面図である。図２に示すように、このめっき処理設備には、内部に複数の基板Ｗを収納する四基のロード・アンロード部１０と、めっき処理及びその付帯処理を行う四基のめっき装置１２と、ロード・アンロード部１０とめっき装置１２との間で基板Ｗの受渡しを行う二基の搬送ロボット１４，１５と、二基のベベル・裏面洗浄ユニット１６，１６と、一基の膜厚測定装置１７と、基板仮置台１８とが備えられている。
【００２６】
ここで図３は前記めっき装置１２の平面図である。同図に示すようにめっき装置１２には、めっき処理及びその付帯処理を行う基板処理部２０が備えられ、この基板処理部２０に隣接して、めっき液を溜めるめっき液トレー２２が配置されている。また、回転軸２４を中心に揺動する揺動アーム２６の先端に保持されて前記基板処理部２０とめっき液トレー２２との間を揺動するアノードヘッド（電極部）２８を有する電極アーム部３０が備えられている。更に、基板処理部２０の側方に位置して、プレコート・回収アーム３２と、純水やイオン水等の薬液、更には気体等を基板に向けて噴射する固定ノズル３４が配置されている。
【００２７】
前記基板処理部２０には、図４及び図５に示すように、被めっき面を上向きにして基板Ｗを保持する基板保持部３６と、この基板保持部３６の上方にこの基板保持部３６の周縁部を囲繞するように配置されるカソード部３８とが備えられている。更に、基板保持部３６の周囲を囲繞して処理中に用いる各種薬液の飛散を防止する有底略円筒状のカップ４０が、エアシリンダ４２を介して上下動自在に配置されている。
【００２８】
ここで基板保持部３６は、エアシリンダ４２によって、下方の基板受渡し位置Ａと、上方のめっき位置Ｂと、これらの中間の前処理・洗浄位置Ｃとの間を昇降し、回転モータ４６及びベルト４８を介して、任意の加速度及び速度で前記カソード部３８と一体に回転するように構成されている。基板受渡し位置Ａに対向して、めっき装置１２のフレーム側面の搬送ロボット１５側には、図７に示すように、基板搬出入口５０が設けられ、また基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇したときに、基板保持部３６に保持された基板Ｗの周縁部に下記するカソード部３８のシール部材９０とカソード電極８８とが当接するようになっている。一方、前記カップ４０は、その上端が前記基板搬出入口５０の下方に位置し、図５に仮想線で示すように、上昇したときに前記基板搬出入口５０を塞いでカソード部３８の上方に達するようになっている。
【００２９】
図３に示すめっき液トレー２２は、めっきを実施していないときに、電極アーム部３０の下記するめっき液含浸材１１０及びアノード９８をめっき液で湿潤させるためのもので、図６に示すように、このめっき液含浸材１１０が収容できる大きさに設定され、図示しないめっき液供給口とめっき液排水口を有している。
【００３０】
電極アーム部３０は、図８及び図９に示すように、上下動モータ５４と図示しないボールねじを介して上下動し、旋回モータ５６を介して、前記めっき液トレー２２と基板処理部２０との間を旋回（揺動）するようになっている。
【００３１】
またプレコート・回収アーム３２は、図１０に示すように、上下方向に延びる支持軸５８の上端に連結されて、ロータリアクチュエータ６０を介して旋回（揺動）し、エアシリンダ６２（図７参照）を介して上下動するように構成されている。このプレコート・回収アーム３２には、その自由端側にプレコート液吐出用のプレコートノズル６４が、基端側にめっき液回収用のめっき液回収ノズル６６がそれぞれ保持されている。そしてプレコートノズル６４は基板上にプレコート液を間欠的に吐出し、まためっき液回収ノズル６６は基板上のめっき液を吸引して回収する。
【００３２】
次に基板保持部３６は、図１１に示すように、円板状の基板ステージ６８を備え、この基板ステージ６８の周縁部に、上面に基板Ｗを水平に載置して保持する支持部７０が立設されている。また支持部７０の近傍には基板Ｗを上方から下方に押し付けて基板Ｗの周縁部を支持部７０との間で挟持する固定爪７６が六ヶ所設置されている。
【００３３】
ここで固定爪７６の下端は、コイルばね７８を介して下方に付勢した開放ピン８０の上端に連結されて、この開放ピン８０の下動に伴って固定爪７６が内方に回動して閉じるようになっており、基板ステージ６８の下方には前記開放ピン８０の下面に当接してこれを上方に押し上げる開放部材としての支持板８２が配置されている。
【００３４】
これにより、基板保持部３６が図５に示す基板受渡し位置Ａに位置するとき、開放ピン８０は支持板８２に当接し上方に押し上げられて、固定爪７６が外方に回動して開き、基板ステージ６８を上昇させると、開放ピン８０がコイルばね７８の弾発力で下降して、固定爪７６が内方に回転して閉じるようになっている。
【００３５】
カソード部３８は、図１２及び図１３に示すように、支持板８２（図１１参照）の周縁部に立設した支柱８４の上端に固着した環状の枠体８６と、この枠体８６の下面に内方に突出させて取り付けた、この例では六分割されたカソード電極８８と、このカソード電極８８の上方を覆うように前記枠体８６の上面に取り付けた環状のシール部材９０とを有している。このシール部材９０は、その内周縁部が内方に向け下方に傾斜し、且つ徐々に薄肉となって、内周端部が下方に垂下するように構成されている。
【００３６】
これにより図５に示すように、基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇したときに、この基板保持部３６で保持した基板Ｗの周縁部にカソード電極８８が押し付けられて通電し、同時にシール部材９０の内周端部が基板Ｗの周縁部上面に圧接し、ここを水密的にシールして、基板の上面（被めっき面）に供給されためっき液が基板Ｗの周縁端部から染み出すのを防止すると共に、めっき液がカソード電極８８を汚染することを防止するようになっている。
【００３７】
なおこの実施の形態において、カソード部３８は上下動不能で基板保持部３６と一体に回転するようになっているが、上下動自在で、下降したときにシール部材９０が基板Ｗの被めっき面に圧接するように構成しても良い。
【００３８】
電極アーム部３０のアノードヘッド２８は、図１４に示すように、揺動アーム２６の自由端にボールベアリング９２を介して連結したハウジング９４と、このハウジング９４の周囲を囲繞する中空の支持枠９６と、前記ハウジング９４と支持枠９６で周縁部を挟持して固定したアノード９８及びめっき液含浸材１１０とを有し、ハウジング９４にはアノード９８の上面に当接して設置される直径方向に延びるめっき液導入管１０４にめっき液を供給するめっき液供給管１０２と、アノード９８の上面に排出されためっき液を回収するめっき液排出管１０６が接続されている。ここで図１５はアノード９８とめっき液含浸材１１０とめっき液導入管１０４を示す概略図である。同図においてめっき液含浸材１１０はアルミナ、ＳｉＣ、ムライト、ジルコニア、チタニア、コーディエライト等の多孔質セラミック又はポリプロピレンやポリエチレン等の焼結体等の硬質の多孔質体、あるいはこれらの複合材料で構成され、その外周に設けたフランジ１１０ａをハウジング９４と支持枠９６（図１４参照）で挟持している。アノード９８の上面にはめっき液導入管１０４が設置され、アノード９８にはこのめっき液導入管１０４のめっき液導入孔１０４ａに接続するめっき液注入孔９８ａと、それ以外の位置の多数の通孔９８ｂとが設けられている。これによりめっき液供給管１０２（図１４参照）からめっき液導入管１０４に導入されためっき液は、めっき液導入孔１０４ａ及びめっき液注入孔９８ａからアノード９８の下方に達してめっき液含浸材１１０と基板Ｗの被めっき面との間にめっき液を充填でき、まためっき液排出管１０６（図１４参照）を吸引することで、アノード９８の下方のめっき液は、通孔９８ｂからアノード９８の上部に移動し、めっき液排出管１０６から排出されるようになっている。なおアノード９８やめっき液含浸材１１０やアノードヘッド２８等の形状・構造・材質などは種々の変更が可能である。
【００３９】
そしてアノードヘッド２８は、基板保持部３６がめっき位置Ｂ（図５参照）にあるときに、図１６に示すように、基板保持部３６で保持された基板Ｗとめっき液含浸材１１０との隙間が、０〜３ｍｍ程度となるまで下降し、この状態でめっき液供給管１０２（図１４参照）からめっき液を供給して、めっき液含浸材１１０にめっき液を含ませながら、基板Ｗの上面（被めっき面）とアノード９８との間にめっき液を満たし、これによって基板Ｗの被めっき面にめっきを施す。
【００４０】
なお、図５，図１６等に示すように、カソード部３８を支持する支柱８４の外方に等間隔に三本のストッパ棒１１６が立設され、これらストッパ棒１１６の上端に設けた高さ調整可能なアノードヘッド位置設定部１１６ａの上面に支持枠９６の周囲に等間隔に３つ設けた突出部９６ａ（図１４参照）を当接させることで、アノードヘッド２８の下降が規制されるようになっている。
【００４１】
図１７は本発明の一実施の形態にかかる基板Ｗとアノードヘッド２８の底面（下面）間の距離を測定する測定治具２００を示す図であり、図１７（ａ）は斜視図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。同図に示すように測定治具２００は板状であって、外周の三ヶ所に凹状のシール部材通過用凹部２１１を設けることで、それらの間に三つの直径方向に突出するアーム部２０１を形成し、一つのアーム部２０１にアノードヘッド２８との離間距離を測定する測定子２５０を取り付けて構成されている。
【００４２】
測定治具２００の上面は平面状に構成され、その中央に開口２０５を設け、またアーム部２０１の外周辺部分にはその厚みｔを基板Ｗの厚みと同一となるように他の部分の厚みよりも薄くしてなる載置部２０３を設けている。ここで載置部２０３の外径寸法（即ちアーム部２０１の外形寸法）は基板Ｗの外径寸法と同一に形成され、且つ前述のようにその厚みは基板Ｗの厚みと同一なので、この測定治具２００は、前記めっき装置１２の基板Ｗを装着する位置に基板Ｗと同様に着脱自在となっている。
【００４３】
測定子２５０は取付部材２５５によってアーム部２０１の下面に固定されており、その先端の測定ヘッド２５１はアーム部２０１に設けた貫通孔２０２内に挿入されている。測定ヘッド２５１の上端は、測定治具２００の上面と同一面に位置するように設置されている。この測定子２５０は、測定ヘッド２５１からこれに対向する位置に設置した他の部材、即ちアノードヘッド２８（具体的にはめっき液含浸材１１０）の底面までの離間距離を測定する変位センサで構成されており、この変位センサは、アノードヘッド２８に対して測定ヘッド２５１が突出して機械的に接触して測定する接触式変位センサ、又はアノードヘッド２８に対してレーザ光等を照射して測定する非接触式変位センサの何れであっても良い。
【００４４】
次に上記めっき処理設備の動作及び測定治具２００による測定方法を説明する。まず図２において、何れかのロード・アンロード部１０に装着したウエハカセットからめっき処理前の基板Ｗを搬送ロボット１４が取り出し、この基板Ｗを膜厚測定装置１７に搬送することでめっき前の基板Ｗのめっき膜厚を測定する。次に膜厚測定装置１７内の基板Ｗを搬送ロボット１４が取り出して基板仮置台１８に載置する。次にもう一方の搬送ロボット１５のハンドが基板仮置台１８上の基板Ｗを取り出して被めっき面を上向きにした状態で、何れかのめっき装置１２のフレームの側面に設けた基板搬出入口５０からその内部に搬入し、基板受渡し位置Ａにある基板保持部３６の支持部７０上に基板Ｗを載置する。搬送ロボット１５のハンドが退去した後、カップ４０を上昇させ、同時に基板受渡し位置Ａにあった基板保持部３６を前処理・洗浄位置Ｃに上昇させ、固定爪７６で基板Ｗの周縁部を把持する。
【００４５】
一方電極アーム部３０のアノードヘッド２８は、この時点ではめっき液トレー２２上の通常位置にあって、めっき液含浸材１１０或いはアノード９８がめっき液トレー２２内に位置しており、この状態でカップ４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２及びアノードヘッド２８にめっき液の供給を開始する。そして基板Ｗのめっき工程に移るまで、新しいめっき液を供給し、併せてめっき液排出管１０６を通じた吸引を行って、めっき液含浸材１１０に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行う。
【００４６】
カップ４０が上昇するとプレコート処理に移る。即ち、基板Ｗを固定した基板保持部３６を回転させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム３２を基板Ｗと対峙する位置へ移動させる。そして基板保持部３６の回転速度が設定値に達したところで、プレコート・回収アーム３２の先端に設けられたプレコートノズル６４から例えば界面活性剤からなるプレコート液を基板Ｗの被めっき面に間欠的に吐出して基板Ｗの被めっき面全体に行き渡らせる。次にプレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板保持部３６の回転速度を増してプレコート液を振り切ってスピン乾燥させる。
【００４７】
プレコート完了後、めっき処理に移る。まず基板保持部３６をその回転を停止若しくはその回転速度をめっき時速度まで低下させた状態で、めっき位置Ｂまで上昇させると、基板Ｗの周縁部はカソード電極８８に接触して通電可能な状態となり、同時に基板Ｗの周縁部上面にシール部材９０が圧接されて水密的にシールされる。
【００４８】
次に前記電極アーム部３０をめっき液トレー２２上方から基板Ｗの上方にアノードヘッド２８が位置するように水平方向に旋回させ、基板Ｗの上方に到達した後に、アノードヘッド２８を基板Ｗに向かって下降させる。そして図１６に示すようにアノードヘッド２８の突出部９６ａがストッパ棒１１６のアノードヘッド位置設定部１１６ａに当接することでアノードヘッド２８の下降が完了した時点で、めっき電流を投入し、めっき液供給管１０２からめっき液をアノードヘッド２８の内部に供給して、アノード９８を貫通しためっき液注入孔９８ａよりめっき液含浸材１１０にめっき液を供給する。このときめっき液含浸材１１０と基板Ｗの被めっき面間の離間距離は、０〜３ｍｍ程度である。めっき液の供給が続くと、めっき液含浸材１１０から染み出した銅イオンを含むめっき液が、めっき液含浸材１１０と基板Ｗの被めっき面との間の隙間に満たされ、基板Ｗの被めっき面に銅めっきが施される。このとき基板保持部３６を低速で回転させても良い。
【００４９】
基板Ｗのめっき処理が完了した後、電極アーム部３０を上昇させ旋回させてめっき液トレー２２上方へ戻し、通常位置へ下降させる。次にプレコート・回収アーム３２を待避位置から基板Ｗに対峙する位置へ移動させて下降させ、めっき液回収ノズル６６から基板Ｗ上のめっき残液を回収する。そしてプレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板Ｗの被めっき面のリンスのために固定ノズル３４から基板Ｗの中央に純水を吐出し、同時に基板保持部３６の回転を増して基板Ｗの表面のめっき液を純水に置換する。
【００５０】
次に基板保持部３６をめっき位置Ｂから前処理・洗浄位置Ｃへ下降させ、固定ノズル３４から純水を供給しつつ基板保持部３６及びカソード部３８を回転させて水洗を実施する。そして純水の供給を停止した後、基板保持部３６及びカソード部３８の回転速度を増して基板Ｗをスピン乾燥させる。次に基板保持部３６及びカソード部３８の回転を停止し、基板保持部３６を基板受渡し位置Ａまで下降させると、固定爪７６による基板Ｗの把持が解除され、次にカップ４０も下降させ、搬送ロボット１５によって基板Ｗをめっき装置１２から取り出す。
【００５１】
取り出された基板Ｗは何れか一方のベベル・裏面洗浄ユニット１６に搬送されて洗浄・乾燥された後、搬送ロボット１５によって基板仮置台１８に載置され、搬送ロボット１４によって膜厚測定装置１７に搬送されてめっき後の基板Ｗのめっき膜厚を測定した後、搬送ロボット１４によって何れかのロード・アンロード部１０に取り付けたウエハカセットに収納される。これによって一枚の基板Ｗのめっき工程が全て完了する。
【００５２】
一方めっき装置１２の定期点検等において、めっき位置Ｂにある基板Ｗの被めっき面とアノードヘッド２８の底面との間の離間距離を測定する際は、基板保持部３６に基板Ｗがなく、基板保持部３６を基板受渡し位置Ａに下降して固定爪７６を開いた状態で、リング状のシール部材９０の中央の開口にその上面側から下側に図１７に示す測定治具２００を挿入し、図１８に示すように、測定治具２００の三つの載置部２０３を支持部７０上に載置する（図１８では固定爪７６の記載は省略）。ここでシール部材９０の上側から下側への測定治具２００の挿入作業は、測定治具２００の三つのアーム部２０１の外周辺が形成する円の直径がシール部材９０の内径よりも大きいものの、測定治具２００にはシール部材通過用凹部２１１が設けられているので、シール部材９０を取り外すことなく、容易に挿入することができる。そして測定子２５０から引き出した測定子配線２５３は、支持部７０に設けたハンド通過用凹部７１を通して外部に引き出され、図示しない変位測定装置本体に接続される。
【００５３】
次に基板保持部３６をめっき位置Ｂまで上昇すると、図１９に示すように、固定爪７６が内方に回転してその先端が測定治具２００の三つの載置部２０３の上面に当接して載置部２０３を支持部７０との間で挟持・固定する。そしてアノードヘッド２８をめっきする際の位置まで測定治具２００に向かって下降する。そして図１９に示す状態で測定子２５０の測定ヘッド２５１とアノードヘッド２８下面（めっき液含浸材１１０下面）間の離間距離を測定する。
【００５４】
このとき支持部７０に載置した載置部２０３の厚みは基板Ｗの厚みと同一なので、測定治具２００の上面はめっきの際の基板Ｗの上面と同一面となる。従って測定治具２００の上面と同一面に設置した測定子２５０先端の測定ヘッド２５１もめっきの際の基板Ｗの上面と同一面に位置し、前記測定子２５０によって測定された離間距離は、めっき時における基板Ｗの被めっき面とアノードヘッド２８の下面間の離間距離と一致する。なお測定子２５０による離間距離の測定の際、基板保持部３６を回転すれば、測定する離間距離がリング状の複数点となり、より正確な離間距離の測定ができるようになるばかりか、アノードヘッド２８の傾きの有無も合わせて測定できる。
【００５５】
そしてこの測定した離間距離が、予め設定されている離間距離寸法と異なる寸法であった場合やアノードヘッド２８が傾いていた場合は、三本のストッパ棒１１６の上端に設けたアノードヘッド位置設定部１１６ａの高さをそれぞれ調節する。
【００５６】
そして基板Ｗとアノードヘッド２８間の離間距離（隙間）の測定・調節が終了した後、アノードヘッド２８を上昇する。一方基板保持部３６を基板受渡し位置Ａまで下降させることで、固定爪７６による測定治具２００の把持を解き、この測定治具２００をリング状のシール部材９０の中央の開口の下側から上面側に抜き出す。
【００５７】
上記測定治具２００を用いることにより、使用中のめっき装置１２の基板Ｗとアノードヘッド２８間の離間距離の測定を容易且つ定量的に行うことができるようになり、このため設定しておいた前記離間距離が経時的に変化していた場合でも、これを調整して容易に設定どおりの離間距離に戻すことができ、これによって使用するめっき液量を変化する必要がなく、そのめっき液量の管理が容易になる。
【００５８】
なお上記測定治具２００においては、測定子２５０を一箇所に設けたが、複数箇所（例えば各アーム部２０１のそれぞれ）に設けても良い。このように構成すれば、基板保持部３６を回転しなくても、複数箇所測定によるより正確な離間距離の測定ができるばかりか、アノードヘッド２８の傾斜の有無も測定できる。また上記測定治具２００のように、基板保持部３６にセットした測定子２５０の測定ヘッド２５１の位置を基板Ｗの被処理面の位置と一致させれば、測定子２５０によって測定したアノードヘッド２８までの距離が直接基板Ｗの被処理面とアノードヘッド２８間の離間距離となるので好適である。ただし本発明においては必ずしも基板保持部３６にセットした測定治具２００の測定ヘッド２５１の位置を基板Ｗの被処理面の位置と一致させなくても、測定ヘッド２５１から基板Ｗの被処理面までの位置の誤差寸法を求めておけば、測定子２５０によって測定したアノードヘッド２８までの距離に誤差寸法を加算又は減算することで基板Ｗの被処理面とアノードヘッド２８間の離間距離を求めることができる。
【００５９】
図２０は本発明の他の実施の形態にかかるめっき装置１２の基板保持部３６及びアノードヘッド２８の部分を示す拡大概略断面図である。同図に示すめっき装置１２において、前記めっき装置１２と相違する点は、測定治具２００を着脱自在に取り付ける代わりに、基板ステージ６８上に測定子２５０を取り付けた点である。測定子２５０の先端の測定ヘッド２５１の上端は、基板Ｗに触れないように基板Ｗが載置される位置よりも少し下の位置となり、このため測定子２５０が測定する測定ヘッド２５１からアノードヘッド２８までの離間距離はそのままでは基板Ｗの被めっき面とアノードヘッド２８までの離間距離とは一致しないが、予め測定ヘッド２５１と基板Ｗの被めっき面までの距離を求めておくことで、演算によって基板Ｗの被めっき面とアノードヘッド２８までの離間距離を求めることができる。このように測定子２５０を基板保持部３６側の部材に固定するように構成すれば、測定治具２００を着脱する作業が不要になる。なお測定子２５０を取り付けるのは基板保持部３６側の部材であれば基板ステージ６８以外の部材であってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、アノードヘッドと基板との離間距離を容易に定量的に測定でき、両者の間に注入するめっき液の液量の安定管理が図れ、めっき排液量が減り、環境負荷の低減にも貢献できる。またこの離間距離の調整作業の効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】めっき工程の一例を示す断面図である。
【図２】本発明を適用するめっき処理設備の一例の全体平面図である。
【図３】めっき装置１２を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】基板保持部３６及びカソード部３８の拡大断面図である。
【図６】図３の正面図である。
【図７】図３の右側面図である。
【図８】図３の背面図である。
【図９】図３の左側面図である。
【図１０】プレコート・回収アーム３２を示す正面図である。
【図１１】基板保持部３６部分の概略断面図である。
【図１２】カソード部３８の平面図である。
【図１３】カソード部３８の要部拡大図である。
【図１４】電極アーム部３０を示す図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は側断面図である。
【図１５】アノード９８とめっき液含浸材１１０を示す図である。
【図１６】めっき時の基板保持部３６近傍部分の状態を示す図である。
【図１７】測定治具２００を示す図であり、図１７（ａ）は斜視図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図１８】測定治具２００を基板保持部３６に装着した状態（ただし固定爪７６の記載は省略）を示す斜視図である。
【図１９】測定治具２００を用いて基板Ｗとアノードヘッド２８間の離間距離を測定する方法を示す図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態にかかるめっき装置１２の基板保持部３６及びアノードヘッド２８の部分を示す図である。
【符号の説明】
Ｗ  基板
１０  ロード・アンロード部
１２  めっき装置
１４，１５  搬送ロボット
１６  洗浄ユニット
１７  膜厚測定装置
１８  基板仮置台
２０  基板処理部
２２  めっき液トレー
２６  揺動アーム
２８  アノードヘッド（電極部）
３０  電極アーム部
３６  基板保持部
３８  カソード部
６８  基板ステージ
７０  支持部
７１  ハンド通過用凹部
７６  固定爪
７８  コイルばね
８０  開放ピン
８２  支持板
８４  支柱
８６  枠体
８８  カソード電極
９０  シール部材
９４  ハウジング
９６  支持枠
９６ａ  突出部
９８  アノード
９８ａ  めっき液注入孔
９８ｂ  通孔
１０２  めっき液供給管
１０４  めっき液導入管
１０４ａ  めっき液導入孔
１０６  めっき液排出管
１１０  めっき液含浸材
１１６  ストッパ棒
１１６ａ  アノードヘッド位置設定部
２００  測定治具
２０１  アーム部
２０２  貫通孔
２０３  載置部
２０５  開口
２１１  シール部材通過用凹部
２５０  測定子
２５１  測定ヘッド
２５３  測定子配線
２５５  取付部材
【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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