(57)【要約】【課題】メッキ装置で用いられる銅供給源を収容できるカートリッジを、容易に取り扱うことができるカートリッジ取り扱い方法を提供する。【解決手段】基板処理装置に備えられた主成分管理部は、この主成分管理部に着脱自在で、この基板処理装置で用いられるメッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を収容可能なカートリッジ１４０を備えている。カートリッジ１４０を交換することにより、銅供給源を補充できる。カートリッジ１４０を交換するときは、先ず、カートリッジ１４０を主成分管理部から取り外し、リフタ２２５を備えた台車２２０により搬出する。カートリッジ１４０の外周面には、フランジ１４０Ｆが設けられており、台車２２０には支持アーム２２４が備えられている。支持アーム２２４によりフランジ１４０Ｆを下方から支持してカートリッジ１４０を持ち上げ、台車２２０を移動してカートリッジ１４０を搬出できる。【選択図】        図１８
2004149894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を内部に収容可能で、支持アームで支持するための被支持部が外側面に設けられており、不溶性アノードを有して銅メッキを施すためのメッキ装置に着脱自在なカートリッジの取り扱い方法であって、
上記メッキ装置から取り外された上記カートリッジの上記被支持部の下方に、上記支持アームを配置する支持アーム配置工程と、
この支持アーム配置工程の後、上記支持アームにより上記被支持部を下方から支持して上記カートリッジを保持する保持工程と、
この保持工程の後、上記支持アームを移動させて、上記メッキ装置から上記カートリッジを運び出す搬出工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法。
【請求項２】
上記保持の前に、上記支持アームを上記メッキ装置に対して位置合わせする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項３】
上記保持工程が、上記支持アームを上昇させて上記カートリッジを持ち上げる持ち上げ工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項４】
上記支持アームは、上記支持アームを昇降するリフタが備えられた台車に設けられており、
上記持ち上げ工程は、上記リフタにより上記支持アームを上昇させる工程を含み、
上記支持アーム配置工程は、上記台車を上記メッキ装置に向かって移動させる工程を含み、
上記搬出工程は、上記台車を上記メッキ装置から離すように移動させる工程を含むことを特徴とする請求項３記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項５】
メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を内部に収容可能で、支持アームで支持するための被支持部が外側面に設けられており、不溶性アノードを有して銅メッキを施すためのメッキ装置に着脱自在なカートリッジの取り扱い方法であって、
上記支持アームで下方から上記被支持部が支持されて保持された上記カートリッジを、上記支持アームを移動させてメッキ装置内に運び入れる搬入工程と、
この搬入工程の後、上記カートリッジを上記メッキ装置内に設置する設置工程と、
この設置工程の後、上記支持アームを上記メッキ装置から退避させる退避工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法。
【請求項６】
上記設置工程の前に、上記支持アームを上記メッキ装置に対して位置合わせする工程をさらに含むことを特徴とする請求項５記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項７】
上記設置工程が、上記支持アームを下降させるアーム下降工程を含むことを特徴とする請求項５または６記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項８】
上記支持アームは、上記支持アームを昇降するリフタが備えられた台車に設けられており、
上記アーム下降工程は、上記リフタにより上記支持アームを下降させる工程を含み、
上記搬入工程は、上記台車を上記メッキ装置に向かって移動させる工程を含み、
上記退避工程は、上記台車を上記メッキ装置から離すように移動させる工程を含むことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項９】
メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を内部に収容可能で、第１または第２支持アームで支持するための被支持部が外側面に設けられており、メッキ装置に着脱自在な第１および第２カートリッジの取り扱い方法であって、
上記メッキ装置から取り外された上記第１カートリッジの上記被支持部の下方に、上記第１支持アームを配置する支持アーム配置工程と、
この支持アーム配置工程の後、上記第１支持アームにより上記被支持部を下方から支持して上記第１カートリッジを保持する保持工程と、
この保持工程の後、上記第１支持アームを移動させて、上記メッキ装置から上記第１カートリッジを運び出す搬出工程と、
この搬出工程の後、上記第２支持アームで下方から上記被支持部が支持されて保持された上記第２カートリッジを、上記第２支持アームを移動させて上記メッキ装置内に運び入れる搬入工程と、
この搬入工程の後、上記第２カートリッジを上記メッキ装置内に設置する設置工程と、
この設置工程の後、上記第２支持アームを上記メッキ装置から退避させる工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法。
【請求項１０】
上記保持工程が、上記支持アームを上昇させて上記カートリッジを持ち上げる工程を含むことを特徴とする請求項９記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項１１】
上記設置工程が、上記支持アームを下降させる工程を含むことを特徴とする請求項９または１０記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項１２】
メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を内部に収容可能で、支持アームで支持するための被支持部が外側面に設けられており、メッキ装置との間でメッキ液を循環させるための開口が形成されたカートリッジの取り扱い方法であって、
上記開口を塞ぐように仮蓋を取り付け、上記カートリッジを密閉する密閉工程と、
この密閉工程の後、上記支持アームにより上記被支持部を下方から支持して上記カートリッジを保持する保持工程と、
この保持工程の後、上記支持アームを移動させて上記カートリッジを運搬する工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法。
【請求項１３】
上記保持工程が、上記支持アームを上昇させて上記カートリッジを持ち上げる工程を含むことを特徴とする請求項１２記載のカートリッジ取り扱い方法。
【請求項１４】
メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を取り扱う方法であって、
メッキ装置に取り付け可能なカートリッジ内に、表面の酸化膜が除去された上記銅供給源を収容する工程と、
上記カートリッジ内に上記銅供給源の酸化を防止するための酸化防止液を導入する工程と、
上記表面の酸化膜が除去された銅供給源および上記酸化防止液が収容された上記カートリッジを密閉状態にする工程と、
上記密閉状態の上記カートリッジを運搬する工程とを含むことを特徴とする銅供給源取り扱い方法。
【請求項１５】
メッキ装置に着脱自在な第１および第２カートリッジに収容されてメッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を取り扱う方法であって、
上記メッキ装置から上記第１カートリッジを取り外す工程と、
上記メッキ装置に上記第２カートリッジを取り付ける工程とを含むことを特徴とする銅供給源取り扱い方法。
【請求項１６】
支持アームで支持するための被支持部が外側面に設けられており、
メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を内部に収容可能で、不溶性アノードを有して銅メッキを施すためのメッキ装置に着脱自在なカートリッジ。
【請求項１７】
不溶性アノードを有し、酸化還元剤および銅イオンを含むメッキ液を用いて処理対象物に銅メッキを施すためのメッキ処理部を有するメッキ装置であって、
このメッキ装置に対して着脱自在で、上記メッキ処理部との間でメッキ液を通液可能で、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を内部に収容可能なカートリッジと、
上記カートリッジを搬入および搬出するための搬入／搬出手段を、上記メッキ装置に対して位置合わせするための位置決め手段とを備えたことを特徴とするメッキ装置。
【請求項１８】
酸化還元剤および銅イオンを含むメッキ液を用いて処理対象物にメッキするメッキ装置に着脱可能で、内部に上記メッキ装置で用いるメッキ液に銅イオンを供給する銅供給源を収容可能なカートリッジを支持するための支持アームと、
この支持アームを昇降するためのリフタと、
上記支持アームを上記メッキ装置に対して位置決めする位置決め手段とを備えた台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの基板に銅メッキを施すためのメッキ装置、このメッキ装置で用いる銅供給源を取り扱う方法、銅供給源を収容可能なカートリッジおよびその取り扱い方法、ならびにこのカートリッジを取り扱うための台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の一方表面にメッキ処理を施すことがある。ウエハに銅メッキをするためのメッキ装置は、銅イオンを含むメッキ液を収容してウエハの一方表面にメッキ液を接触させるためのメッキ槽と、メッキ槽内に沈められた銅からなる溶解性のアノードと、ウエハに接触可能なカソードとを含む（たとえば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
メッキ時には、ウエハにカソードが接触され、ウエハの一方表面（下面）がメッキ槽に満たされたメッキ液に接触され、この状態でアノードとカソードとの間に通電される。これにより、メッキ液とウエハとの界面では、メッキ液中の銅イオンに電子が与えられて、ウエハの表面に銅原子が被着し、アノードとメッキ液との界面では、アノードを構成する銅原子は電子を奪われて銅イオンとなってメッキ液中に溶出する。アノード電極は、メッキ液に銅イオンを供給する銅供給源として機能する。
【０００４】
このように、メッキ液中の銅イオンは、銅原子としてウエハに被着して失われる一方で、同じ量の銅イオンがアノードから供給され、メッキ液中の銅イオンの量はほぼ一定に保たれる。
【０００５】
【特許文献１】
特表平８−５０７１０６号公報
【特許文献２】
登録実用新案公報第３０５６０２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなメッキ装置においては、メッキ処理を繰り返すうちにアノード電極が消耗するので、アノード電極の交換作業が必要であった。メッキ槽は、処理対象のウエハの大きさ（径）に合わせて大きさが決められているので小さなものであり、また、アノード電極は重量が大きい。このため、メッキ槽深部に沈められたアノード電極を交換する作業は、労力を要するものであった。
【０００７】
また、メッキ装置は、クリーンルーム内に設置されているが、アノード電極を交換する際、メッキ液の飛散等により、クリーンルームを銅汚染することになる。もし、意図しない銅が後工程でウエハ等に付着すると、素子（製品）の特性の劣化を招く。特に、硫酸銅を含むメッキ液は、乾燥して粉塵となり汚染の原因となりやすい。
そこで、この発明の目的は、銅供給源を容易に取り扱うことができるメッキ装置を提供することである。
【０００８】
この発明の他の目的は、銅供給源を周囲を汚さずに取り扱うことができるメッキ装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、銅供給源を容易に取り扱うことができるカートリッジを提供することである。
この発明のさらに他の目的は、銅供給源を周囲を汚さずに取り扱うことができるカートリッジを提供することである。
【０００９】
この発明のさらに他の目的は、銅供給源を容易に取り扱うことができる方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、周囲を汚さずに銅供給源を取り扱うことができる方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、銅供給源を収容できるカートリッジを容易に取り扱うことができるカートリッジ取り扱い方法を提供することである。
【００１０】
この発明のさらに他の目的は、銅供給源を収容できるカートリッジを周囲を汚さずに取り扱うことができるカートリッジ取り扱い方法を提供することである。この発明のさらに他の目的は、銅供給源を収容可能なカートリッジを容易に取り扱うことができる台車を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を内部に収容可能で、支持アーム（２２４）で支持するための被支持部（１４０Ｆ）が外側面に設けられており、不溶性アノード（７６）を有して銅メッキを施すためのメッキ装置（１０）に着脱自在なカートリッジ（１４０）の取り扱い方法であって、上記メッキ装置から取り外された上記カートリッジの上記被支持部の下方に、上記支持アームを配置する支持アーム配置工程と、この支持アーム配置工程の後、上記支持アームにより上記被支持部を下方から支持して上記カートリッジを保持する保持工程と、この保持工程の後、上記支持アームを移動させて、上記メッキ装置から上記カートリッジを運び出す搬出工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法である。
【００１２】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、アノード電極とは別に設けられた銅供給源から、メッキ液へ銅イオンが供給される。これにより、メッキにより失われるメッキ液中の銅イオンを補うことができる。メッキ液は、酸化還元剤を含むものとすることができ、酸化還元剤を介した電子の受け渡しによって、メッキ（処理対象物への銅原子の被着）、および銅供給源からメッキ液への銅イオンの供給を継続して行うことができる。
【００１３】
メッキ処理に伴い、銅供給源がメッキ液に溶解して少なくなった（または、なくなった）場合、銅供給源を補充しなければならない。この際、内部の銅供給源が少なくなった（または、なくなった）カートリッジ（以下、「使用済みカートリッジ」という。）を、充分な量の銅供給源が収容されたカートリッジ（以下、「未使用カートリッジ」という。）に交換すればよい。
このカートリッジ取り扱い方法によれば、カートリッジの外側面に設けられた被支持部を支持アームにより下方から支持することにより、カートリッジを持ち上げてメッキ装置から搬出することができる。この際、銅供給源やメッキ液に直接触れる必要はない。したがって、メッキ装置からのカートリッジの搬出が容易であり、また、周囲を汚さずにカートリッジを搬出できる。
【００１４】
カートリッジは、たとえば、有底筒状のものとすることができ、この場合、被支持部はカートリッジの外周面から突出したフランジ（鍔）や、カートリッジの外周面に形成された凹所（たとえば、カートリッジの外周面を１周する溝）などとすることができる。銅供給源は、たとえば、管状、平板状、メッシュ状などの形状の銅材とすることができる。
請求項２記載の発明は、上記保持の前に、上記支持アームを上記メッキ装置に対して位置合わせする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のカートリッジ取り扱い方法である。
【００１５】
この発明によれば、カートリッジがメッキ装置における所定の位置に設置されていた場合、支持アームをメッキ装置に対して位置合わせする工程により、支持アームを被支持部の下方に配置できる。これにより、カートリッジの搬出作業をスムーズに行うことができる。
この状態で支持アームと被支持部とを相対的に近接させるようにして、カートリッジを保持することができる。支持アームをメッキ装置に対して位置合わせする工程により、支持アームを被支持部下方の適正な位置に配置することができ、被支持部を支持アームにより適正に支持してカートリッジが落下しないようにすることができる。
【００１６】
支持アームと被支持部とを近接させるには、たとえば、カートリッジが設置された設置ベースを下降させることにより、被支持部を下降させてもよく、また、請求項３記載のように、支持アームを上昇させてもよい。さらに、被支持部の下降と支持アームの上昇との双方によるものであってもよい。
請求項４記載の発明は、上記支持アームは、上記支持アームを昇降するリフタ（２２５）が備えられた台車（２２０）に設けられており、上記持ち上げ工程は、上記リフタにより上記支持アームを上昇させる工程を含み、上記支持アーム配置工程は、上記台車を上記メッキ装置に向かって移動させる工程を含み、上記搬出工程は、上記台車を上記メッキ装置から離すように移動させる工程を含むことを特徴とする請求項３記載のカートリッジ取り扱い方法である。
【００１７】
この発明によれば、台車を移動させることにより支持アームを被支持部の下方に配置し、リフタにより支持アームを介してカートリッジを持ち上げることができる。リフタが備えられた台車により、作業者は小さな力でカートリッジを持ち上げて、メッキ装置から搬出できる。
請求項５記載の発明は、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を内部に収容可能で、支持アーム（２２４）で支持するための被支持部（１４０Ｆ）が外側面に設けられており、不溶性アノード（７６）を有して銅メッキを施すためのメッキ装置（１０）に着脱自在なカートリッジ（１４０）の取り扱い方法であって、上記支持アームで下方から上記被支持部が支持されて保持された上記カートリッジを、上記支持アームを移動させてメッキ装置内に運び入れる搬入工程と、この搬入工程の後、上記カートリッジを上記メッキ装置内に設置する設置工程と、この設置工程の後、上記支持アームを上記メッキ装置から退避させる退避工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法である。
【００１８】
この発明によれば、使用済みカートリッジを未使用カートリッジに交換する際など、カートリッジの外側面に設けられた被支持部を支持アームにより下方から支持して持ち上げた状態で、メッキ装置内にカートリッジを搬入できる。この際、銅供給源やメッキ液に直接触れる必要はない。したがって、メッキ装置からのカートリッジの搬入が容易であり、また、周囲を汚さずにカートリッジを搬入できる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、上記設置工程の前に、上記支持アームを上記メッキ装置に対して位置合わせする工程をさらに含むことを特徴とする請求項５記載のカートリッジ取り扱い方法である。
搬入工程の後、カートリッジがメッキ処理装置内の所定の位置の上方に配置されていなかった場合、設置工程でカートリッジをメッキ処理装置内の所定の位置に設置できない。たとえば、メッキ装置内においてカートリッジを重量計の上に設置して、カートリッジの重量を測定することにより、内部の銅供給源の重量をモニタすることがある。この場合、カートリッジは重量計上の所定の位置に設置されなければならない。
【００２０】
この発明によれば、支持アームをメッキ装置に対して位置合わせすることにより、設置工程でカートリッジをメッキ装置内の所定の位置に確実に設置できる。設置工程は、たとえば、カートリッジを設置するための設置ベースを上昇させることにより、被保持部を上昇させる工程を含んでいてもよく、請求項７記載のように支持アームを下降させる工程を含んでいてもよい。また、設置工程は、被保持部を上昇させる行程と支持アームを下降させる工程の双方を含んでいてもよい。
【００２１】
請求項８記載の発明は、上記支持アームは、上記支持アームを昇降するリフタ（２２５）が備えられた台車（２２０）に設けられており、上記アーム下降工程は、上記リフタにより上記支持アームを下降させる工程を含み、上記搬入工程は、上記台車を上記メッキ装置に向かって移動させる工程を含み、上記退避工程は、上記台車を上記メッキ装置から離すように移動させる工程を含むことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のカートリッジ取り扱い方法である。
【００２２】
この発明によれば、リフタにより支持アームを介してカートリッジを持ち上げることができる。未使用カートリッジは、たとえば、内部に６Ｋｇ程度の銅供給源が収容されたものとすることができる。リフタが備えられた台車により、このような重量物であるカートリッジを容易に持ち上げて、メッキ装置に搬入できる。
請求項９記載の発明は、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を内部に収容可能で、第１または第２支持アーム（２２４）で支持するための被支持部（１４０Ｆ）が外側面に設けられており、メッキ装置（１０）に着脱自在な第１および第２カートリッジ（１４０）の取り扱い方法であって、上記メッキ装置から取り外された上記第１カートリッジの上記被支持部の下方に、上記第１支持アームを配置する支持アーム配置工程と、この支持アーム配置工程の後、上記第１支持アームにより上記被支持部を下方から支持して上記第１カートリッジを保持する保持工程と、この保持工程の後、上記第１支持アームを移動させて、上記メッキ装置から上記第１カートリッジを運び出す搬出工程と、この搬出工程の後、上記第２支持アームで下方から上記被支持部が支持されて保持された上記第２カートリッジを、上記第２支持アームを移動させて上記メッキ装置内に運び入れる搬入工程と、この搬入工程の後、上記第２カートリッジを上記メッキ装置内に設置する設置工程と、この設置工程の後、上記第２支持アームを上記メッキ装置から退避させる工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法である。
【００２３】
この発明によれば、請求項１および５記載のカートリッジ取り扱い方法と同様の効果を奏することができる。第１カートリッジは使用済みカートリッジとすることができ、第２カートリッジは未使用カートリッジとすることができる。使用済みカートリッジを未使用カートリッジに取り換えることにより、メッキ装置に銅供給源を補充できる。この場合、使用済みカートリッジと未使用カートリッジとの交換は容易であり、周囲を汚すこともない。
【００２４】
第１支持アームと第２支持アームとは同じものであってもよく、この場合、第１カートリッジを搬出した後に、この第１カートリッジを支持アームから降ろし、第２カートリッジを支持アームに保持するようにすることができる。
また、メッキ装置で使用されている銅供給源が不測の事態により変質した場合に、変質した銅供給源が収容された第１カートリッジと変質していない銅供給源が収容された第２カートリッジとを交換することにより、メッキ装置で使用される銅供給源を変質していないものに取り換えることができる。この際も、この銅供給源の交換は容易であり、周囲を汚すこともない。
【００２５】
上記保持工程は、請求項１０記載のように、上記支持アームを上昇させて上記カートリッジを持ち上げる工程を含んでいてもよく、上記設置工程は、請求項１１記載のように、上記支持アームを下降させる工程を含んでいてもよい。
請求項１２記載の発明は、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を内部に収容可能で、支持アーム（２２４）で支持するための被支持部（１４０Ｆ）が外側面に設けられており、メッキ装置（１０）との間でメッキ液を循環させるための開口（１１６Ｅ，１１７Ｅ）が形成されたカートリッジ（１４０）の取り扱い方法であって、上記開口を塞ぐように仮蓋（２３０）を取り付け、上記カートリッジを密閉する密閉工程と、この密閉工程の後、上記支持アームにより上記被支持部を下方から支持して上記カートリッジを保持する保持工程と、この保持工程の後、上記支持アームを移動させて上記カートリッジを運搬する工程とを含むことを特徴とするカートリッジ取り扱い方法である。
【００２６】
この発明によれば、カートリッジは、仮蓋により密閉（気密に）された状態で支持アームに保持されて運搬されるので、カートリッジ内部にメッキ液等の液体が存在していた場合でも、保持（たとえば、持ち上げ）および運搬に際してこれらの液体がこぼれることはない。したがって、この発明によれば、周囲を汚さずにカートリッジを取り扱うことができる。
上記保持工程は、たとえば、請求項１３記載のように、上記支持アームを上昇させて上記カートリッジを持ち上げる工程を含んでいてもよい。
【００２７】
請求項１４記載の発明は、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を取り扱う方法であって、メッキ装置（１０）に取り付け可能なカートリッジ（１４０）内に、表面の酸化膜が除去された上記銅供給源を収容する工程と、上記カートリッジ内に上記銅供給源の酸化を防止するための酸化防止液を導入する工程と、上記表面の酸化膜が除去された銅供給源および上記酸化防止液が収容された上記カートリッジを密閉状態にする工程と、上記密閉状態の上記カートリッジを運搬する工程とを含むことを特徴とする銅供給源取り扱い方法である。
【００２８】
この発明によれば、銅供給源は、酸化防止液とともにカートリッジに収容されて運搬されるので、運搬中に銅供給源の表面が酸化することはない。したがって、このような銅供給源は、メッキ装置に補充されるとメッキ液に良好に銅イオンを供給できる。酸化防止液は、カートリッジの内部空間をほぼ満たすように導入されることが好ましい。
銅供給源や酸化防止液をカートリッジ内に収容（導入）する作業は、メッキ装置が設置されたクリーンルームとは別の場所で行うことができる。これにより、酸化防止液等によるクリーンルームの汚染を防ぐことができる。
【００２９】
また、カートリッジは密閉された状態で運搬されるので、運搬中に酸化防止液がこぼれて周囲を汚すこともない。
請求項１５記載の発明は、メッキ装置（１０）に着脱自在な第１および第２カートリッジ（１４０）に収容されてメッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を取り扱う方法であって、上記メッキ装置から上記第１カートリッジを取り外す工程と、上記メッキ装置に上記第２カートリッジを取り付ける工程とを含むことを特徴とする銅供給源取り扱い方法である。
【００３０】
たとえば、第１カートリッジは使用済みカートリッジとすることができ、第２カートリッジは未使用カートリッジとすることができる。すなわち、第２カートリッジに収容されている銅供給源の量は、第１カートリッジに収容されている銅供給源の量より多いものとすることができる。メッキ装置から取り外す第１カートリッジは、内部の銅供給源が完全になくなったものであってもよく、初期の量より少ない銅供給源が残っているものであってもよい。
【００３１】
この場合、メッキ装置から第１カートリッジを取り外し、メッキ装置に第２カートリッジを取り付けること、すなわち、第１カートリッジと第２カートリッジとを交換することにより、メッキ装置に銅供給源を補充できる。銅供給源は、カートリッジに収容された状態で交換されるので、作業者は、銅供給源やメッキ液に直接触れる必要がない。したがって、銅供給源のメッキ装置への補充は容易であり、周囲を汚すこともない。
【００３２】
また、この銅供給源取り扱い方法によれば、メッキ装置で使用されている銅供給源が不測の事態により変質した場合に、この銅供給源を、容易かつ周囲を汚さずに変質していない銅供給源と取り換えることもできる。
請求項１６記載の発明は、支持アーム（２２４）で支持するための被支持部（１４０Ｆ）が外側面に設けられており、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を内部に収容可能で、不溶性アノード（７６）を有して銅メッキを施すためのメッキ装置（１０）に着脱自在なカートリッジ（１４０）である。
【００３３】
このカートリッジにより、請求項１、５、および９記載のカートリッジ取り扱い方法を実施することができ、請求項１、５、および９記載のカートリッジ取り扱い方法と同様の効果を奏することができる。
請求項１７記載の発明は、不溶性アノード（７６）を有し、酸化還元剤および銅イオンを含むメッキ液を用いて処理対象物（Ｗ）に銅メッキを施すためのメッキ処理部（１２）を有するメッキ装置（１０）であって、このメッキ装置に対して着脱自在で、上記メッキ処理部（１２）との間でメッキ液を通液可能で、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源（１４６）を内部に収容可能なカートリッジ（１４０）と、上記カートリッジを搬入および搬出するための搬入／搬出手段（２２４，２２０）を、上記メッキ装置に対して位置合わせするための位置決め手段（２１１，２１１ｈ）とを備えたことを特徴とするメッキ装置である。
【００３４】
請求項１８記載の発明は、酸化還元剤および銅イオンを含むメッキ液を用いて処理対象物（Ｗ）にメッキするメッキ装置（１０）に着脱可能で、内部に上記メッキ装置で用いるメッキ液に銅イオンを供給する銅供給源（１４６）を収容可能なカートリッジ（１４０）を支持するための支持アーム（２２４）と、この支持アームを昇降するためのリフタ（２２５）と、上記支持アームを上記メッキ装置に対して位置決めする位置決め手段（２２９，２２９ｐ）とを備えた台車（２２０）である。
【００３５】
請求項１７記載の搬入／搬出手段は、たとえば、請求項１８記載の台車とすることができる。これらのメッキ装置および台車により、請求項１ないし１２記載のカートリッジ取り扱い方法を実施することができ、請求項１ないし１２記載のカートリッジ取り扱い方法と同様の効果を奏することができる。
メッキ装置の位置決め手段は、たとえば、位置決め穴または位置決め突起が形成された位置決め部材とすることができ、台車の位置決め手段、たとえば、位置決め突起または位置決め穴が設けられた位置決め部材とすることができる。これらの場合、台車およびメッキ装置それぞれに設けられた凹凸を合わせることにより、メッキ装置に対して台車が位置決めされるものとすることができる。
【００３６】
リフタは、たとえば、いわゆるボールねじジャッキ、油圧式のもの、電動式のものなどとすることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下では、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１０の構成を示すブロック図である。
この基板処理装置１０は、メッキ液を用いて半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面にメッキ処理を施したり、メッキ後のウエハの周縁部をエッチング（いわゆる、ベベルエッチング）するためのウエハ処理部１、メッキ液に銅イオンを供給するための銅供給源を備えてメッキ液の主成分濃度を管理する主成分管理部２、メッキ液の微量成分を管理するための微量成分管理部３、およびメッキ後の後処理に用いる後処理薬液をウエハ処理部１に供給するための後処理薬液供給部４を備えている。この基板処理装置１０は、クリーンルーム内に設置されて使用される。
【００３８】
ウエハ処理部１で使用されるメッキ液は、支持電解質としての硫酸、目的金属である銅のイオン、酸化還元剤としての鉄、および水を主成分として含んでおり、塩素、メッキを抑制する添加剤、メッキを促進する添加剤などを微量成分として含んでいる。
ウエハ処理部１と主成分管理部２との間には、これらの間でメッキ液を双方向に移送するための２本のメッキ液移送管Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂが配設されている。同様に、ウエハ処理部１と微量成分管理部３との間には、これらの間でメッキ液を双方向に移送するための２本のメッキ液移送管Ｐ１３ａ，Ｐ１３ｂが配設されている。また、ウエハ処理部１と後処理薬液供給部４との間には、後処理薬液供給部４からウエハ処理部１へ後処理薬液を送るための後処理薬液配管Ｐ１４が配設されている。
【００３９】
ウエハ処理部１は、基板処理装置１０全体を制御するためのシステムコントローラを備えている。ウエハ処理部１と、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４とは、それぞれ信号線Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４で接続されており、ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラにより、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４の動作が制御されるようになっている。
【００４０】
微量成分管理部３は、メッキ液移送管Ｐ１３ａを介して、ウエハ処理部１で用いられているメッキ液を微量成分管理部３内へと移送（サンプリング）して、少なくとも１種類の微量成分に関してＣＶＳ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｉｃ  Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）分析できる。微量成分管理部３は、さらに、その分析結果に基づいて、ウエハ処理部１内のメッキ液の当該微量成分が所定の濃度範囲になるように補充するべき微量成分の量を演算により求め、その量の当該微量成分をメッキ液移送管Ｐ１３ｂを介してウエハ処理部１内のメッキ液に補充することができる。
【００４１】
後処理薬液供給部４は、後処理薬液を収容する薬液タンクと、この薬液タンクに収容された後処理薬液をウエハ処理部１に供給する薬液供給手段とを含んでいる。後処理薬液は、たとえば、ベベルエッチングを行う際に用いるエッチング液や洗浄液などである。
図２は、ウエハ処理部１の図解的な平面図である。
ウエハ処理部１は、ウエハＷの表面にメッキにより銅薄膜を形成し、その後このウエハＷの周縁部をエッチングし、ウエハＷ表面全体を洗浄処理するための装置である。
【００４２】
水平方向に沿う直線状の第１搬送路１４に沿って、ウエハ搬入／搬出部１９が配置されている。ウエハ搬入／搬出部１９には、ウエハＷを収容することができるカセットＣを各１個ずつ載置することができる複数（この実施形態においては４つ）のカセットステージ１６が、第１搬送路１４に沿って配列されている。
一方、第１搬送路１４に直交する水平方向に沿って、直線状の第２搬送路１５が設けられている。この第２搬送路１５は、この実施形態では、第１搬送路１４のほぼ中間位置から延びている。第２搬送路１５の一方の側方には、第２搬送路１５に沿って配列された４つのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄを備えたメッキ処理部１２が配置されている。各メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、ウエハＷ表面に銅メッキを施すことができる。
【００４３】
また、第２搬送路１５の他方の側方には、第２搬送路１５に沿って配列された２つのベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂおよび２つの洗浄ユニット２２ａ，２２ｂを備えた後処理部１３が配置されている。ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂは、ウエハＷ周縁部にエッチング処理を施すことができ、洗浄ユニット２２ａ，２２ｂはウエハＷの両面を洗浄できる。
第１搬送路１４および第２搬送路１５はＴ字状の搬送路を形成していて、このＴ字状の搬送路には、１台の搬送ロボットＴＲが配置されている。搬送ロボットＴＲは、第２搬送路１５に沿って配設された搬送ガイドレール１７と搬送ガイドレール１７に沿って移動可能なロボット本体１８とを備えている。搬送ロボットＴＲの動作は、搬送コントローラ２９により制御されるようになっている。
【００４４】
ロボット本体１８は、第１搬送路１４に沿ってウエハＷを搬送することができるとともに、第２搬送路１５に沿ってウエハＷを搬送することができる。したがって、ロボット本体１８は、カセットステージ１６に載置されたカセットＣにアクセスしてウエハＷの出し入れを行うことができるとともに、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂ、および洗浄ユニット２２ａ，２２ｂにアクセスしてウエハＷの出し入れを行うことができる。
【００４５】
ウエハＷの基本的な搬送経路および処理手順は、以下の通りである。先ず、未処理のウエハＷが、ロボット本体１８によりカセットＣから搬出され、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのいずれかの前まで搬送されて、当該メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄに搬入され、メッキ処理が施される。次に、メッキ処理済みウエハＷが、ロボット本体１８により、当該メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄから搬出され、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂのいずれかに搬入されて、ベベルエッチング処理が施される。
【００４６】
続いて、ベベルエッチング処理済みのウエハＷが、ロボット本体１８により当該ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂから搬出され、第２搬送路１５に沿って搬送され、洗浄ユニット２２ａ，２２ｂのいずれかに搬入されて洗浄処理が施される。さらに、洗浄処理済みのウエハＷは、ロボット本体１８により、当該洗浄ユニット２２ａ，２２ｂから搬出され、第２搬送路１５を第１搬送路１４に向かって搬送される。第１搬送路１４に達すると、ロボット本体１８は、この搬送路１４に沿って移動することにより、カセットステージ１６のいずれかに載置されたカセットＣの前に移動し、当該カセットＣにウエハＷを搬入する。
【００４７】
ウエハ処理部１は、外部環境の影響を受けないようにエンクロージャにより取り囲まれている。
図３は、ウエハ処理部１のエンクロージャ３０の構造を示す図解的な斜視図である。
エンクロージャ３０は、複数の壁により、外形がほぼ直方体に形成されている。エンクロージャ３０内で、第２搬送路１５とメッキ処理部１２との間、および第２搬送路１５と後処理部１３との間は、それぞれ隔壁が設けられており、ウエハＷの受け渡しを行うとき以外は、この隔壁により第２搬送路１５が配された空間とメッキ処理部１２内の空間および後処理部１３内の空間との間は遮られている。
【００４８】
エンクロージャ３０上部の壁には、空気中の異物を除去するフィルタ３１が取り付けられている。フィルタ３１は、カセットステージ１６、第１搬送路１４、および第２搬送路１５の上方に配置された第１フィルタ３１ａと、後処理部１３の上方に配置された第２フィルタ３１ｂとを含んでいる。第１フィルタ３１ａの上方には、図示しないファンが取り付けられており、エンクロージャ３０外部の空気をエンクロージャ３０内に押し込むようにされている。
【００４９】
エンクロージャ３０において、第２搬送路１５の下方に位置する部分には、第２搬送路１５の長さ方向に沿って延びる複数のスリット状の開口３６が形成されている。第２搬送路１５が配された空間は、エンクロージャ３０およびその内部の隔壁で仕切られているので、第１フィルタ３１ａを介してエンクロージャ３０内に空気が押し込まれると、第２搬送路１５が配された空間は陽圧となり、内部の空気は開口３６からエンクロージャ３０外部へと排出される。これにより、第２搬送路１５が配された空間内部では、上方から下方に向かって流れる空気の流れ（ダウンフロー）が生じる。
【００５０】
第２搬送路１５が配された空間内では、薬液等は使用されないので、この空間を通過することによって空気は汚れない。このため、第２搬送路１５が配された空間内の空気は、開口３６からエンクロージャ３０周辺に排出されるようになっている。
エンクロージャ３０のカセットステージ１６側とは反対側の側面において、メッキ処理部１２を囲んでいる壁の下部、および後処理部１３を囲んでいる壁の下部には、それぞれ排気口３２，３３が形成されている。排気口３２，３３には、それぞれ排気ダクト３４，３５の一端が接続されており、排気ダクト３４，３５の他端は、工場内の排気設備配管に接続されている。こうして、メッキ処理部１２内および後処理部１３内でメッキ液や後処理薬液に曝された可能性のある空気を、クリーンルーム外に強制排気することができる。
【００５１】
後処理部１３内の空気が排気口３３から強制排気されることにより、後処理部１３内は負圧となり、空気は、第２フィルタ３１ｂを介して後処理部１３内に吸い込まれ、後処理部１３の空間内をダウンフローとなって流れる。
図４は、ロボット本体１８の構造を説明するための図であり、図４（ａ）はその図解的な平面図であり、図４（ｂ）はその図解的な側面図であり、図４（ｃ）はその図解的な正面図である。
【００５２】
ロボット本体１８は、基台部２３と、この基台部２３に取り付けられた垂直多関節アーム２４と、垂直多関節アーム２４に取り付けられた回転駆動機構２５と、この回転駆動機構２５によって鉛直方向に沿う回転軸線Ｖ０まわりに回転駆動される基板保持部２６とを有している（図４（ａ）には、基板保持部２６のみを示している。）。
基板保持部２６は、上部に平坦部を有する本体部４０と、この本体部４０の平坦部上に設けられた一対の進退アーム４１，４２とを備えている。この一対の進退アーム４１，４２を水平方向に進退させるための進退駆動機構（図示せず）は、本体部４０に内蔵されている。
【００５３】
進退アーム４１，４２は、それぞれ、第１アーム部４１ａ，４２ａ、第２アーム部４１ｂ，４２ｂおよび基板保持ハンド（エフェクタ）４１ｃ，４２ｃを備えている。本体部４０は、平面視においてほぼ円形であり、その周縁部近傍に第１アーム部４１ａ，４２ａが鉛直方向に沿う回転軸線まわりにそれぞれ回転可能に取り付けられている。これらの第１アーム部４１ａ，４２ａは、本体部４０内の進退駆動機構によって、回転軸線まわりに回転駆動される。
【００５４】
進退アーム４１，４２は、いわゆるスカラーロボットを形成しており、第１アーム部４１ａ，４２ａの回動に連動して、第２アーム部４１ｂ，４２ｂが、鉛直方向に沿う回転軸線まわりにそれぞれ回転する。これにより、進退アーム４１，４２は第１および第２アーム部４１ａ，４２ａ；４１ｂ，４２ｂを屈伸させて、基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃを進退させる。
進退アーム４１，４２は、収縮状態において、基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃを上下に重なり合った位置に保持する（図４（ａ））。そのため、一方の進退アーム４１の基板保持ハンド４１ｃは、他方の進退アーム４２の基板保持ハンド４２ｃとの干渉を避けることができるように、屈曲形状に形成されている（図４（ｂ））。
【００５５】
第１アーム２４ａは、基台部２３に対して、水平方向に沿う回転軸線Ｈ１まわりの回動が可能であるように取り付けられている。そして、第１アーム２４ａの他端に、第２アーム２４ｂの一端が水平な回転軸線Ｈ２まわりの回動が可能であるように取り付けられている。さらに、第２アーム２４ｂの他端には、回転駆動機構２５が、水平な回転軸線Ｈ３まわりに回動が可能であるように取り付けられている。回転軸線Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は互いに平行である。
【００５６】
基台部２３には、第１アーム２４ａを回転させるためのモータ２７が設けられており、第１アーム２４ａと第２アーム２４ｂとの連結部には、第２アーム２４ｂを回転駆動するためのモータ２８が設けられている。モータ２８は、モータ２７と同期して回転するようになっており、第２アーム２４ｂには、モータ２８からの駆動力を回転駆動機構２５側に伝達するための駆動力伝達機構（図示せず）が内蔵されている。これによって、回転駆動機構２５は、第１アーム２４ａおよび第２アーム２４ｂが回動されたときでも、基板保持部２６を常に同じ姿勢（たとえば、ウエハＷを水平に保持できる姿勢）に保持するようになっている。
【００５７】
回転駆動機構２５にはモータ（図示せず）が内蔵されていて、このモータからの駆動力を得て、回転駆動機構２５は、基板保持部２６を鉛直方向に沿う回転軸線Ｖ０まわりに回転駆動する。
このような構成によって、搬送ロボットＴＲは、基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃを、図４（ｃ）において斜線を付して示す範囲で水平方向および鉛直方向に移動させることができる。
【００５８】
ロボット本体１８がカセットステージ１６（図２参照）に載置されたカセットＣにアクセスするときには、搬送コントローラ２９によって、ロボット本体１８は、搬送ガイドレール１７の第１搬送路１４側の端部に移動される。この状態で、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６をカセットステージ１６のカセットＣに対向させることができる。すなわち、基台部２３が搬送ガイドレール１７上に位置したまま、基板保持部２６は第１搬送路１４に沿って移動できる。
【００５９】
そして、回転駆動機構２５の働きにより、進退アーム４１，４２を当該カセットＣに対向させ、図示しない進退駆動機構によって、進退アーム４１，４２を当該カセットＣにアクセスさせれば、カセットＣに対するウエハＷの搬入／搬出を行うことができる。カセットＣと進退アーム４１，４２との間のウエハＷの受け渡しの際には、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６が若干量だけ昇降される。
【００６０】
ロボット本体１８が、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄ、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂ、および洗浄ユニット２２ａ，２２ｂ（いずれも図２参照）のいずれかにアクセスするときには、ロボット本体１８は、図示しない移動機構によって、搬送ガイドレール１７上を該当するユニットの前まで移動される。この状態で、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６が当該ユニットの基板搬入／搬出口に対応する高さへと昇降され、かつ、回転駆動機構２５による基板保持部２６の回転によって、進退アーム４１，４２が当該ユニットに対向させられる。
【００６１】
そして、この状態で、進退駆動機構によって、進退アーム４１，４２を当該ユニットにアクセスさせることによって、ウエハＷの搬入／搬出が行われる。当該ユニットと進退アーム４１，４２との間のウエハＷの受け渡しの際には、垂直多関節アーム２４の働きによって、基板保持部２６が若干量だけ昇降される。
メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理が施された後、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂでベベルエッチング処理が施されるまでのウエハＷ（以下、「全面メッキウエハ」という。）は、ウエハＷ周縁部にもメッキによる銅膜が形成されている。したがって、全面メッキウエハを保持した基板保持ハンド４１ｃ，４２ｃは、銅に汚染される。このため、基板保持ハンド４１ｃおよび基板保持ハンド４２ｃの一方は、全面メッキウエハを保持するのに専用に用いることが好ましい。これにより、基板保持ハンド４１ｃまたは基板保持ハンド４２ｃを介して、銅汚染が広がらないようにすることができる。
【００６２】
図５（ａ）は、カセットＣが取り付けられたカセットステージ１６の図解的な平面図であり、図５（ｂ）は、その図解的な側面図である。
カセットステージ１６は、カセットＣを載置するための平板状のカセットベース５０を備えている。カセットベース５０は、平面視において、ほぼ正方形の形状を有している。カセットＣは、平面視において、カセットベース５０より小さなほぼ正方形の形状を有しており、その一辺側にウエハ出し入れ用開口Ｃｅが形成されている。
【００６３】
カセットベース５０の一方表面には、平面視においてカセットＣの４つの角部にほぼ対応する位置に、それぞれカセットガイド５１が設けられており、カセットガイド５１にカセットＣの角部が接するように配することにより、カセットＣをカセットベース５０上の所定の位置に取り付けることができるようになっている。カセットＣは、カセットベース５０上の所定の位置に取り付けられたとき、ウエハ出し入れ用開口Ｃｅが第１搬送路１４側を向くようになっている（図２参照）。
【００６４】
また、カセットベース５０の上記一方表面には、一対の対辺（ウエハ出し入れ用開口Ｃｅ側の辺を含まない対辺）の中点近傍に、発光素子５２ａおよび受光素子５２ｂがそれぞれ取り付けられている。発光素子５２ａおよび受光素子５２ｂは、透過型フォトセンサ５２をなす。カセットＣがカセットベース５０上にないときは、発光素子５２ａから発せられた光は、受光素子５２ｂで受光され、カセットＣがカセットベース５０上にあるときは、発光素子５２ａから発せられた光は、カセットＣに遮られて受光素子５２ｂに届かない。これにより、カセットベース５０上のカセットＣの有無を判定できるようになっている。
【００６５】
図６は、メッキ処理部１２の構成を示す図解的な正面図である。
このメッキ処理部１２は、ウエハＷにメッキ処理を施すための複数（この実施形態では４つ）のメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄと、メッキ液を収容することができるメッキ液収容槽５５とを含んでいる。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、メッキ液を収容するメッキカップ５６ａ〜５６ｄと、メッキカップ５６ａ〜５６ｄの上方にそれぞれ配されたウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄを備えている。
【００６６】
メッキ液収容槽５５は、メッキカップ５６ａ〜５６ｄよりもはるかに大量（たとえば、メッキカップ５６ａ〜５６ｄの収容総量の２０倍）のメッキ液を収容できるようになっている。メッキ液収容槽５５に大量のメッキ液を蓄えておくことにより、メッキ処理部１２で使用するメッキ液の総量を多くすることができる。これによって、メッキ処理に伴うメッキ液組成の変化を少なくすることができる。
【００６７】
メッキ液収容槽５５の底面には、主成分管理部２へとメッキ液を送るためのメッキ液移送管Ｐ１２ａが連通接続されている。メッキ液収容槽５５の上方からは、主成分管理部２から送られてきたメッキ液をメッキ液収容槽５５内に導入するためのメッキ液移送管Ｐ１２ｂ、微量成分管理部３へとメッキ液を送るためのメッキ液移送管Ｐ１３ａ、および微量成分管理部３から送られてきたメッキ液をメッキ液収容槽５５内に導入するためのメッキ液移送管Ｐ１３ｂが、メッキ液収容槽５５内に導かれている。メッキ液移送管Ｐ１２ｂ，Ｐ１３ａ，Ｐ１３ｂは、メッキ液収容槽５５内のメッキ液中に没する深さまで延設されている。
【００６８】
メッキカップ５６ａ〜５６ｄは、メッキ液収容槽５５より高い位置に配されている。メッキ液収容槽５５の底面からは送液配管５７が延びており、送液配管５７は、４つの送液分岐配管５８ａ〜５８ｄに分岐している。送液分岐配管５８ａ〜５８ｄは上方に延びて、それぞれメッキカップ５６ａ〜５６ｄの底面中央部に連通接続されている。
送液分岐配管５８ａ〜５８ｄには下方から上方に向かう順に、それぞれ、ポンプＰ１〜Ｐ４、フィルタ５９ａ〜５９ｄ、および流量計６０ａ〜６０ｄが介装されている。ポンプＰ１〜Ｐ４により、メッキ液収容槽５５からそれぞれメッキカップ５６ａ〜５６ｄへとメッキ液を送液できる。ポンプＰ１〜Ｐ４の動作は、システムコントローラ１５５によって制御される。フィルタ５９ａ〜５９ｄは、メッキ液中のパーティクル（異物）および泡を除去することができる。流量計６０ａ〜６０ｄからはメッキ液の流量を示す信号が出力され、この信号はシステムコントローラ１５５に入力されるようになっている。
【００６９】
メッキカップ５６ａ〜５６ｄは、それぞれ内方に配された円筒状のメッキ槽６１ａ〜６１ｄ、およびメッキ槽６１ａ〜６１ｄの周囲に配された回収槽６２ａ〜６２ｄを含んでいる。送液分岐配管５８ａ〜５８ｄは、それぞれメッキ槽６１ａ〜６１ｄに連通接続されており、回収槽６２ａ〜６２ｄの下部からは、それぞれリターン分岐配管６３ａ〜６３ｄが延びている。リターン分岐配管６３ａ〜６３ｄはリターン配管６４に連通接続されており、リターン配管６４はメッキ液収容槽５５内に延設されている。
【００７０】
以上のような構成により、たとえば、ポンプＰ１を作動させることにより、メッキ液はメッキ液収容槽５５から送液配管５７および送液分岐配管５８ａを介して、メッキ槽６１ａに送液される。メッキ液はメッキ槽６１ａの上端から溢れ出て、重力の作用により回収槽６２ａから、リターン分岐配管６３ａおよびリターン配管６４を経て、メッキ液収容槽５５へと戻される。すなわち、メッキ液はメッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ａとの間で循環される。
【００７１】
同様に、ポンプＰ２，Ｐ３，またはＰ４を作動させることにより、メッキ液をメッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ｂ，５６ｃ，または５６ｄとの間で循環させることができる。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのいずれかでメッキ処理が行われるときは、そのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄのメッキカップ５６ａ〜５６ｄと、メッキ液収容槽５５との間でメッキ液が循環される。このように、メッキ液収容槽５５は４つのメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄに共通に使用される。
【００７２】
送液分岐配管５８ａにおいてポンプＰ１とフィルタ５９ａとの間には、バイパス配管６５の一端が連通接続されている。バイパス配管６５の他端は、メッキ液収容槽５５内に導かれている。バイパス配管６５には、特定の波長の光に対するメッキ液の吸光度を測定する吸光度計６６Ａ，６６Ｂが介装されている。吸光度計６６Ａは、メッキ液中の銅濃度を求めるためのものであり、吸光度計６６Ｂは、メッキ液中の鉄濃度を求めるためのものである。
【００７３】
ポンプＰ１が作動され、メッキ液がメッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ａとの間で循環されているときは、フィルタ５９ａによる圧力損失のため送液分岐配管５８ａを流れるメッキ液の一部はバイパス配管６５へと流れる。すなわち、バイパス配管６５に専用のポンプを介装しなくても、バイパス配管６５にメッキ液を流すことができる。
吸光度計６６Ａ，６６Ｂは、透明な材質でできたセル６７Ａ，６７Ｂ、ならびにセル６７Ａ，６７Ｂを挟んで対向配置された発光部６８Ａ，６８Ｂおよび受光部６９Ａ，６９Ｂを含んでいる。発光部６８Ａ，６８Ｂは、それぞれ銅および鉄の吸収スペクトルに対応した特定の波長（たとえば、銅の場合７８０ｎｍ）の光を発することができ、受光部６９Ａ，６９Ｂは発光部６８Ａ，６８Ｂから発せられセル６７Ａ，６７Ｂ内のメッキ液を透過した光の強度を測定できる。この光の強度からメッキ液の吸光度が求められる。吸光度計６６Ａ，６６Ｂからは吸光度を示す信号が出力され、これらの信号はシステムコントローラ１５５に入力される。
【００７４】
メッキ液収容槽５５の側面には、温度センサ７０および電磁導電率計７１が取り付けられている。温度センサ７０および電磁導電率計７１は、メッキ液収容槽５５内にメッキ液が収容されたときのメッキ液の液面高さより低い位置に取り付けられている。温度センサ７０および電磁導電率計７１の検出部は、メッキ液収容槽５５内に突出しており、それぞれ、メッキ液の液温および導電率を測定できるようになっている。温度センサ７０および電磁導電率計７１の出力信号は、システムコントローラ１５５に入力される。
【００７５】
メッキ液に関して、特定の波長の光に対する吸光度がわかれば銅濃度および鉄濃度がわかる。以下、メッキ液の吸光度から銅濃度を求める方法を説明する。
メッキ液の銅濃度を求めるために、予め、銅濃度と吸光度との関係を調べておく。先ず、銅濃度の異なる複数のサンプルメッキ液をそれぞれ調整して用意する。サンプルメッキ液を調整する際、銅は硫酸銅として添加する。各サンプルメッキ液の銅以外の成分については、実際にメッキ時に用いられる所定の組成のメッキ液と同等とする。このようなサンプルメッキ液の吸光度を吸光度計６６Ａにより測定する。これにより、図７に示すようにサンプルメッキ液の銅濃度と測定された吸光度との関係（銅検量線）が得られる。
【００７６】
銅濃度が未知のメッキ液の銅濃度を求めるときは、吸光度計６６Ａにより吸光度を測定する。測定された吸光度および銅検量線から銅濃度が求まる。
同様の方法により、サンプルメッキ液の鉄濃度と測定された吸光度との関係（鉄検量線）、および吸光度計６６Ｂにより測定された吸光度から鉄濃度を求めることができる。
システムコントローラ１５５は、銅検量線および鉄検量線のデータが記憶された記憶装置を備えている。システムコントローラ１５５は、吸光度計６６Ａの出力信号と銅検量線のデータから銅濃度を求めることができ、吸光度計６６Ｂの出力信号と鉄検量線のデータから鉄濃度を求めることができる。
【００７７】
メッキ液収容槽５５の上部には、超音波式レベル計７２が取り付けられている。超音波式レベル計７２は、メッキ液収容槽５５内のメッキ液の液面高さを検知することができる。超音波式レベル計７２の出力信号は、システムコントローラ１５５に入力される。超音波式レベル計７２の代わりに、静電容量式のレベル計が取り付けられていてもよい。
メッキ液収容槽５５、送液配管５７、送液分岐配管５８ａ〜５８ｄ、リターン分岐配管６３ａ〜６３ｄ、リターン配管６４などは、エンクロージャ３０や隔壁で囲まれた配管室７３内に配されている。排気口３２（図３参照）は、この配管室７３に形成されており、配管室７３内は負圧にされている。
【００７８】
図８は、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの共通の構造を示す図解的な断面図である。
メッキ槽６１ａ〜６１ｄの底面中央部には、メッキ液供給口５４が形成されており、このメッキ液供給口５４を介して、送液分岐配管５８ａ〜５８ｄがメッキ槽６１ａ〜６１ｄに連通接続されている。メッキ液供給口５４には、半球状で多数の穴が形成されたシャワーヘッド７５が取り付けられている。シャワーヘッド７５により、メッキ液はメッキ槽６１ａ〜６１ｄ内に分散されて導入される。
【００７９】
メッキ槽６１ａ〜６１ｄ内において、メッキ槽６１ａ〜６１ｄの深さ方向に関して下からおよそ３分の１の高さ位置には、メッシュ状のアノード電極７６が配置されている。アノード電極７６は、シャワーヘッド７５より高い位置に取り付けられている。アノード電極７６の表面は、酸化イリジウムでできており、メッキ液に対して不溶性である。このため、アノード電極７６は長寿命である。アノード電極７６は、メッキ電源８２に接続されている。
【００８０】
回収槽６２ａ〜６２ｄの底部には、メッキ液排出口５３が形成されており、リターン分岐配管６３ａ〜６３ｄは、このメッキ液排出口５３を介して回収槽６２ａ〜６２ｄに連通接続されている。
ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄは、回転管７７、回転管７７の一方端に垂直に取り付けられた円板状の支持板７８、支持板７８において中心部と周縁部との間の領域に回転管７７側とは反対側に延びるように立設された複数のウエハ受け渡しピン８４、支持板７８の周縁部から回転管７７側とは反対側に延びた複数の支柱７９、および支柱７９の先端に取り付けられた環状のカソードリング８０を備えている。カソードリング８０は内方に突出した当接部８０ａを有している。当接部８０ａの内径は、ウエハＷの径よりわずかに小さい。
【００８１】
回転管７７の内部には、サセプタ８１が配備されている。サセプタ８１は、支軸８１ｂおよび支軸８１ｂの一方端に垂直に取り付けられた円板状の載置台８１ａを含んでおり、載置台８１ａは複数の支柱７９に取り囲まれるように配置されている。サセプタ８１には、サセプタ移動機構４６が結合されており、サセプタ８１を回転管７７の軸に沿って移動させることができるようになっている。載置台８１ａには、ウエハ受け渡しピン８４に対応する位置に穴が形成されており、回転管７７に対するサセプタ８１の移動に伴って、ウエハ受け渡しピン８４が載置台８１ａの穴を貫通できるようになっている。
【００８２】
カソードリング８０は、メッキ電源８２に接続されたカソード電極８３を備えている。カソード電極８３は、カソードリング８０から内方に突出しており、載置台８１ａと当接部８０ａとに挟持されたウエハＷの当接部８０ａ側表面の縁部に接触できるようになっている。当接部８０ａはウエハＷ周縁部に密接（マスク）して、ウエハＷやカソード電極８３をメッキ液から保護することができる。
ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄには、反転機構４３および昇降機構４４が結合されている。反転機構４３により、ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄをほぼ水平な軸（回転管７７にほぼ垂直な軸）のまわりに回転して上下反転できるようになっており、昇降機構４４によりウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄをほぼ鉛直方向に沿って昇降できるようになっている。
【００８３】
また、回転管７７には、回転駆動機構４５が結合されており、回転管７７をその軸のまわりに回転させることができる。回転管７７の回転は、サセプタ８１の回転管７７の軸方向移動を許容した状態で、このサセプタ８１に伝達されるようになっていて、回転管７７およびサセプタ８１は一体的に回転するようになっている。
メッキ電源８２、反転機構４３、昇降機構４４、回転駆動機構４５、およびサセプタ移動機構４６の動作は、システムコントローラ１５５により制御される。
【００８４】
メッキ処理部１２によりメッキを行う際は、先ず、システムコントローラ１５５により反転機構４３が制御されて、ウエハ保持回転機構７４ａ〜７４ｄのいずれか（以下、ウエハ保持回転機構７４ａとする。）の載置台８１ａが上方を向くようにされる。また、システムコントローラ１５５によりサセプタ移動機構４６が制御されて、載置台８１ａが回転管７７側に移動され、ウエハ受け渡しピン８４が載置台８１ａを貫通して、この載置台８１ａから突出した状態にされる（この状態のウエハ保持回転機構７４ａを図８に二点鎖線で示す。）。
【００８５】
一方、搬送ロボットＴＲの進退アーム４１または進退アーム４２（図４参照）により、カセットＣから未処理のウエハＷが取り出される。ウエハＷは、たとえば、ほぼ円形の形状を有し、処理面に多くの微細な孔または溝を有し、その上にバリア層とシード層とが形成されたものとすることができる。このウエハＷは、搬送ロボットＴＲにより、支柱７９の間を通して搬入されて、ウエハＷの中心が回転管７７の中心軸上にのるようにウエハＷがウエハ受け渡しピン８４の上に載置される。そして、システムコントローラ１５５によりサセプタ移動機構４６が制御されて、載置台８１ａが回転管７７から離れるように移動され、載置台８１ａとカソードリング８０の当接部８０ａとの間にウエハＷが挟持され、カソード電極８３はウエハＷの上面に接触する。
【００８６】
また、システムコントローラ１５５の制御によりポンプＰ１が作動されて、メッキ槽６１ａにメッキ液が５リットル／ｍｉｎで送られる（図６参照）。これにより、メッキ液はメッキ槽６１ａの縁からわずかに盛り上がって回収槽６２ａへと溢れる。そして、システムコントローラ１５５により、反転機構４３が制御されてウエハＷが下方を向くようにウエハ保持回転機構７４ａが反転され、昇降機構４４が制御されて、ウエハ保持回転機構７４ａが下降され、ウエハＷの下面がメッキ槽６１ａに満たされたメッキ液の表面に接触される。この状態で、カソード電極８３とメッキ液とは、ウエハＷの同じ側の面（下面）に接触している。
【００８７】
次に、システムコントローラ１５５により、回転駆動機構４５が制御されて、ウエハＷが、所定の回転速度（たとえば、１００ｒｐｍ）で回転され、メッキ電源８２が制御されてアノード電極７６とカソード電極８３との間に数分間通電される。これにより、カソード電極８３に接続されたウエハＷ下面とメッキ液との界面では、メッキ液中の銅イオンに電子が与えられて、ウエハＷ下面に銅原子が被着する。すなわち、ウエハＷ下面に銅メッキが施される。
【００８８】
メッキ液中で、酸化還元剤としての鉄イオンは、２価および３価の鉄イオンとして存在している。メッキ液中の２価の鉄イオンは、アノード電極７６に電子を与えて３価の鉄イオンとなる。このように、鉄イオンは、サイクリックに酸化還元を繰り返し、メッキ液とアノード電極７６との間の電子の移動量、およびカソード電極８３とメッキ液との間の電子の移動量はほぼ収支する。
このため、酸化還元剤を用いなかった場合に発生する活性な酸素の泡は生じない。これにより、メッキ液の添加剤の酸化による分解を遅らせることができ、また、酸素の泡がウエハＷ下面に付着して、ウエハＷ表面（下面）に形成された微細な孔や溝を埋めてメッキできなくなる事態を回避することができる。
【００８９】
その後、システムコントローラ１５５により昇降機構４４が制御されて、ウエハＷ下面がメッキ槽６１ａに満たされたメッキ液の液面から数ｍｍ離れた状態とされ、さらに、システムコントローラ１５５により回転駆動機構４５が制御されて、ウエハＷが、たとえば、５００ｒｐｍで数十秒間回転される。これにより、ウエハＷ下面のメッキ液は側方へと振り切られる。
続いて、システムコントローラ１５５により、回転駆動機構４５が制御されてウエハＷの回転が停止され、昇降機構４４が制御されてウエハ保持回転機構７４ａが上昇され、反転機構４３が制御されてウエハＷ側が上方を向くようにウエハ保持回転機構７４ａが反転される。
【００９０】
その後、システムコントローラ１５５により、サセプタ移動機構４６が制御されて載置台８１ａが回転管７７側に移動し、ウエハＷの挟持が解除される。そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４２または進退アーム４１により処理済みのウエハＷが搬出されて、１枚のウエハＷのメッキ処理が終了する。
メッキ処理は、４つのポンプＰ１〜Ｐ４を同時に作動させてメッキカップ５６ａ〜５６ｄで同時に行ってもよく、ポンプＰ１〜Ｐ４の一部のみ作動させて対応するメッキカップ５６ａ〜５６ｄのいずれかで行ってもよい。
【００９１】
図９は、ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂの共通の構成を示す図解的な断面図である。
ほぼ円筒状のカップ８５内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック８６が備えられている。スピンチャック８６は、ウエハＷの周縁部に接触することなく、ウエハＷの底面中央部のみを吸着することにより、ウエハＷを保持できるようになっている。スピンチャック８６は鉛直方向に沿って配された回転軸８７を有しており、回転軸８７には回転駆動機構８８からの回転駆動力が伝達されるようになっている。また、スピンチャック８６には、このスピンチャック８６を昇降させる昇降機構８９が結合されていて、スピンチャック８６の上部をカップ８５内に収容された状態と、カップ８５の上端より高い状態とにできるようになっている。
【００９２】
カップ８５は、同心状に配された３つのカップ８５ａ〜８５ｃを含んでいる。それぞれのカップ８５ａ〜８５ｃの上端は、最も外側のカップ８５ａが最も高く、中間のカップ８５ｂが最も低い。最も内側のカップ８５ｃの上端には、平板状で平面視において環状の処理液案内板８５ｄが結合されている。処理液案内板８５ｄの外側の端部は、屈曲してカップ８５ａとカップ８５ｂとの間に挿入されている。
【００９３】
カップ８５ａおよびカップ８５ｂを側壁として、上方に開いた開口部を有する処理液回収槽９７が形成されており、カップ８５ｂおよびカップ８５ｃを側壁として、排気槽９８が形成されている。処理液回収槽９７の底部の一部には排液口９７ａが形成されており、排気槽９８の底部の一部には、排気口９８ａが形成されている。
カップ８５の上方には、ノズル９０が配置されている。ノズル９０にはリンス液配管９１が連通接続されており、リンス液配管９１にはリンス液供給源９２が接続されている。リンス液配管９１にはバルブ９１Ｖが介装されており、バルブ９１Ｖを開くことによりノズル９０からリンス液を吐出して、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの上面にリンス液を供給できるようになっている。リンス液は、たとえば、純水であってもよい。
【００９４】
処理液案内板８５ｄを下方から貫通して、ノズル９９が配されている。ノズル９９にはリンス液配管１００が連通接続されており、リンス液配管１００にはリンス液供給源９２が接続されている。リンス液配管１００にはバルブ１００Ｖが介装されており、バルブ１００Ｖを開くことによりノズル９９からリンス液を吐出して、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの下面にリンス液を供給できるようになっている。
【００９５】
また、カップ８５の上方には、エッチング処理管９３がほぼ鉛直方向に沿って配されている。エッチング処理管９３下端近傍のカップ８５中心側には、スピンチャック８６に保持されたウエハＷの表面に沿う水平方向に延びる溝９４が形成されており、このウエハＷの周縁部を溝９４内に挿入できるようになっている。溝９４の内部空間とエッチング処理管９３の内部空間とは連通している。
エッチング処理管９３には移動機構９５が結合されている。この移動機構９５により、エッチング処理管９３を上下方向およびカップ８５の径方向に移動させることができる。これにより、エッチング処理管９３を、ウエハＷの周縁部が溝９４に挿入された処理位置および処理位置から退避してウエハＷから離れた退避位置との間で移動させることができる。また、エッチング処理管９３を、カップ８５を回避してカップ８５の側方へ退避させることもできる。
【００９６】
エッチング処理管９３は、後処理薬液配管Ｐ１４を介して、後処理薬液供給部４（図１参照）に配されエッチング液が収容されたエッチング液供給源９６に接続されている。後処理薬液配管Ｐ１４には、バルブ９３Ｖが介装されており、バルブ９３Ｖを開くことにより、溝９４の内部空間にエッチング液を送ることができるようになっている。また、バルブ９３Ｖにより、エッチング液の流量調整をすることもできる。エッチング液は、たとえば、硫酸、過酸化水素水、および水の混合溶液とすることができる。
【００９７】
回転駆動機構８８、昇降機構８９、および移動機構９５の動作、ならびにバルブ９１Ｖ，１００Ｖ，９３Ｖの開閉は、システムコントローラ１５５により制御される。
ベベルエッチングユニット２１ａ，２１ｂによりウエハＷの周縁部をエッチングするときは、先ず、システムコントローラ１５５により移動機構９５が制御されて、エッチング処理管９３が退避位置に退避される。
【００９８】
続いて、システムコントローラ１５５により昇降機構８９が制御されてスピンチャック８６が上昇されて、スピンチャック８６の上部がカップ８５の上端より高くされる。そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４１または進退アーム４２（図４参照）により、メッキ処理部１２でメッキ処理が施されたウエハＷが搬入されて、ウエハＷの中心が回転軸８７の中心軸上にのるようにウエハＷがスピンチャック８６に吸着保持される。ウエハＷは、メッキ処理が施された面が上方に向けられて保持される。
【００９９】
その後、システムコントローラ１５５により昇降機構８９が制御されてスピンチャック８６が下降される。これにより、スピンチャック８６に保持されたウエハＷは側方がカップ８５ａに囲まれた状態となる。そして、システムコントローラ１５５により回転駆動機構８８が制御されて、スピンチャック８６に保持されたウエハＷが回転される。ウエハＷの回転数は、たとえば、５００ｒｐｍ程度とされる。
【０１００】
この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９１Ｖ，１００Ｖが開かれる。これにより、ノズル９０，９９からウエハＷの上面および下面にリンス液が供給される。リンス液は、遠心力によりウエハＷの周縁部へと拡がりウエハＷの上側表面のほぼ全面および下側表面のスピンチャック８６が接している部分を回避した領域を流れる。このようにして、ウエハＷが洗浄される。
リンス液は、ウエハＷの遠心力により側方へと振り切られて、カップ８５ａの内側面や処理液案内板８５ｄの上面を伝って、処理液回収槽９７内へと流れ落ちる。リンス液は、さらに、排液口９７ａから図外の回収タンクへと導かれる。また、図外の排気装置により、排気口９８ａからカップ８５内の気体が排気される。これにより、リンス液のミスト等もカップ８５外に飛散しないようになっている。
【０１０１】
一定時間、このようなリンス処理が施された後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９１Ｖ，１００Ｖが閉じられる。ウエハＷの回転は継続され、これにより、ウエハＷに残ったリンス液の大部分は振り切られる。
次に、システムコントローラ１５５により移動機構９５が制御されて、エッチング処理管９３が処理位置に移動される。これにより、図９に示すようにウエハＷの周縁部が溝９４に挿入された状態となる。このときのウエハＷの回転数は、たとえば、５００ｒｐｍ程度とすることができる。そして、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９３Ｖが開かれる。エッチング液の流量は、たとえば、２０ｍｌ／ｍｉｎとすることができる。これにより、エッチング液供給源９６から溝９４内にエッチング液が供給される。エッチング液は溝９４から溢れて流れ、溝９４内はエッチング液でほぼ満たされた状態となる。
【０１０２】
ウエハＷの周縁部は溝９４内に挿入されているので、ウエハＷ表面の銅薄膜のうち周縁部のものはエッチング液に溶解される。ウエハＷは回転しているので、ウエハＷの周縁部とエッチング処理管９３による処理位置との相対変位が生じ、その結果、ウエハＷ周縁部は全周にわたってエッチングされる。エッチング幅は、ウエハＷの溝９４への挿入深さで決まるので、正確に所望のエッチング幅でエッチングできる。
【０１０３】
ウエハＷの遠心力により側方へと振り切られたエッチング液は、リンス液と同様、一旦回収槽９７に回収された後、排液口９７ａを介して図外の回収タンクに導かれる。また、この間も、排気口９８ａからの排気は継続され、エッチング液のミストがカップ８５外に飛散しないようにされる。
このように一定時間（たとえば、数十秒間）エッチング液を流して、ウエハＷ周縁部の銅薄膜のエッチングを継続した後、システムコントローラ１５５はバルブ９３Ｖを閉じるように制御して、溝９４内へのエッチング液の供給を停止する。これにより、溝９４内にはエッチング液が存在しない状態となり、ウエハＷ周縁部のエッチング処理は終了する。
【０１０４】
その後、再び、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ９１Ｖ，１００Ｖが開かれ、ウエハＷ表面にリンス液が供給される。これにより、ウエハＷ周縁部に残っていたエッチング液がリンス液により除去される。この間、システムコントローラ１５５により移動機構９５が制御されて、エッチング処理管９３が退避位置に移動される。
一定時間（たとえば、１分程度）、リンス液の供給が継続された後、システムコントローラ１５５の制御によりバルブ９１Ｖ，１００Ｖが閉じられてリンス液の供給が停止される。そして、システムコントローラ１５５により回転駆動機構８８が制御されてスピンチャック８６が一定時間高速回転（たとえば、１０００ｒｐｍ程度で数十秒間）されて、ウエハＷの振り切り乾燥が行われた後、スピンチャック８６の回転が停止される。
【０１０５】
続いて、システムコントローラ１５５により昇降機構８９が制御されて、スピンチャック８６に保持されたウエハＷが、カップ８５の上端より高くなるように、スピンチャック８６が上方に移動され、ウエハＷの吸着保持が解除される。
そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４２または進退アーム４１により処理済みのウエハＷが搬出されて、１枚のウエハＷの周縁部のエッチング処理が終了する。処理済みのウエハＷは周縁部に銅薄膜が存在しないので、以後の工程で基板保持ハンド４１，４２ｃ（図４（ａ）参照）により周縁部を把持されても基板保持ハンド４１ｃ、４２ｃに銅が付着することはない。
【０１０６】
この実施形態では、カップ８５が固定されスピンチャック８６が昇降機構８９により昇降されるように構成されているが、スピンチャック８６とカップ８５とが上下方向に相対的に移動できればよく、たとえば、スピンチャック８６が上下方向に固定されカップ８５が昇降されるように構成されていてもよい。この場合でも、スピンチャック８６の上端をカップ８５の上端より高くすることができ、進退アーム４１または進退アーム４２によるウエハＷの搬入／搬出を行うことができる。
【０１０７】
図１０は、洗浄ユニット２２ａ，２２ｂの共通の構成を示す図解的な断面図である。
ほぼ円筒状のカップ１０１内に、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転するスピンチャック１０２が備えられている。スピンチャック１０２は、鉛直方向に沿って配された回転軸１０２ａおよびその上端に垂直に取り付けられた円板状のスピンベース１０２ｂを有しており、スピンベース１０２ｂの上面周縁部近傍には、複数のチャックピン１０２ｅが周方向に間隔をあけて立設されている。チャックピン１０２ｅは、ウエハＷの下面周縁部を支持しつつ、ウエハＷの端面（周面）に当接し、他のチャックピン１０２ｅと協働してウエハＷを挟持できるようになっている。
【０１０８】
スピンチャック１０２の回転軸１０２ａには、回転駆動機構１０３からの回転駆動力が伝達されるようになっている。また、スピンチャック１０２には、このスピンチャック１０２を昇降させる昇降機構１０４が結合されていて、スピンチャック１０２の上部をカップ１０１内に収容された状態と、カップ１０１の上端より高い状態とにできるようになっている。
カップ１０１は、同心状に配された３つのカップ１０１ａ〜１０１ｃを含んでいる。それぞれのカップ１０１ａ〜１０１ｃの上端は、最も外側のカップ１０１ａが最も高く、中間のカップ１０１ｂが最も低い。最も内側のカップ１０１ｃの上端には、平板状で平面視において環状の処理液案内板１０１ｄが結合されている。処理液案内板１０１ｄの外側の端部は、屈曲してカップ１０１ａとカップ１０１ｂとの間に挿入されている。
【０１０９】
カップ１０１ａおよびカップ１０１ｂを側壁として、上方に開いた開口部を有する処理液回収槽１０５が形成されており、カップ１０１ｂおよびカップ１０１ｃを側壁として、排気槽１０６が形成されている。処理液回収槽１０５の底部の一部には排液口１０５ａが形成されており、排気槽１０６の底部の一部には、排気口１０６ａが形成されている。
カップ１０１の上方には、ノズル１０７が配置されている。ノズル１０７は、バルブ１０７Ｖを介してリンス液供給源に連通接続されており、バルブ１０７Ｖを開くことにより、ノズル１０７からスピンチャック１０２に保持されたウエハＷに向けて、リンス液を吐出することができるようになっている。
【０１１０】
回転軸１０２ａの内部には、回転軸１０２ａを軸方向に貫通する処理液供給路１０２ｃが形成されており、回転軸１０２の上端は開口して処理液吐出口１０２ｄとなっている。処理液供給路１０２ｃには、後処理薬液配管Ｐ１４を介して、後処理薬液供給部４（図１参照）に配された洗浄液供給源から洗浄液を導入できるようになっており、また、リンス液供給源からリンス液を導入できるようになっている。洗浄液は、たとえば、硫酸、過酸化水素水、および水の混合溶液とすることができる。
【０１１１】
処理液供給路１０２ｃと洗浄液供給源との間には、バルブ１０８Ｖが介装されており、処理液供給路１０２ｃとリンス液供給源との間には、バルブ１０９Ｖが介装されている。バルブ１０９Ｖを閉じ、バルブ１０８Ｖを開くことにより、処理液吐出口１０２ｄから洗浄液を吐出させることができ、バルブ１０８Ｖを閉じ、バルブ１０９Ｖを開くことにより、処理液吐出口１０２ｄからリンス液を吐出させることができる。このようにして、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷの下面中心部に、洗浄液またはリンス液を供給できる。
【０１１２】
回転駆動機構１０３および昇降機構１０４の動作、ならびにバルブ１０７Ｖ，１０８Ｖ，１０９Ｖの開閉は、システムコントローラ１５５により制御される。洗浄ユニット２２ａ，２２ｂによりウエハＷを洗浄するときは、先ず、システムコントローラ１５５により昇降機構１０４が制御されてスピンチャック１０２が上昇されて、スピンチャック１０２の上部がカップ１０１の上端より高くされる。そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４１または進退アーム４２（図４参照）により、ベベルエッチングユニット２１ａまたは２１ｂでベベルエッチング処理が施されたウエハＷが搬入されて、ウエハＷの中心が回転軸１０２ａの中心軸上にのるように、ウエハＷがチャックピン１０２ｅによりメカニカルに保持される。
【０１１３】
その後、システムコントローラ１５５により昇降機構１０４が制御されて、スピンチャック１０２が下降される。これにより、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷは側方がカップ１０１ａに囲まれた状態となる。そして、システムコントローラ１５５により回転駆動機構１０３が制御されて、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷが回転される。ウエハＷの回転数は、たとえば、５００ｒｐｍ程度とされる。また、図外の排気装置により、排気口１０６ａからカップ１０１内の気体が排気される。
【０１１４】
この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ１０７Ｖ，１０８Ｖが開かれる。これにより、ウエハＷに向けて、ノズル１０７からはリンス液が吐出され、処理液吐出口１０２ｄからは洗浄液が吐出される。ウエハＷ表面に供給されたリンス液および洗浄液は、それぞれ遠心力によりウエハＷの周縁部へと拡がるように流れる。このようにして、ウエハＷ下面全面が洗浄される。
リンス液および洗浄液は、ウエハＷの遠心力により側方へと振り切られて、カップ１０１ａの内側面や処理液案内板１０１ｄの上面を伝って、処理液回収槽１０５内へと流れ落ちる。これらの液は、さらに、排液口１０５ａから図外の回収タンクへと導かれる。また、カップ１０１内の気体が排気されていることから、洗浄液のミストなども排気口１０６ａから排気され、カップ１０１外に飛散することはない。
【０１１５】
一定時間、このような処理が施された後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ１０８Ｖが閉じられ、バルブ１０９Ｖが開かれる。これにより、処理液吐出口１０２ｄからウエハＷ下面に向けてリンス液が吐出される。ノズル１０７からのウエハＷ上面へのリンス液の吐出は継続される。これにより、ウエハ下面の洗浄液が洗い流される。一定時間（たとえば、１分間程度）、このような処理が継続された後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブ１０７Ｖ、１０９Ｖが閉じられ、ウエハＷへのリンス液の供給が停止される。
【０１１６】
続いて、システムコントローラ１５５により、回転駆動機構１０３が制御されて、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷが、たとえば、２０００ｒｐｍ程度で高速回転される。これにより、ウエハＷに残ったリンス液の大部分は振り切られて、ウエハＷが乾燥される。一定時間（たとえば数十秒間）ウエハＷの高速回転が継続された後、システムコントローラ１５５により回転駆動機構１０３が制御されて、ウエハＷの回転が停止される。
【０１１７】
次に、システムコントローラ１５５により、昇降機構１０４が制御されて、スピンチャック１０２に保持されたウエハＷが、カップ１０１の上端より高くなるように、スピンチャック１０２が上方に移動され、チャックピン１０２ｅによるウエハＷの保持が解除される。
そして、搬送ロボットＴＲの進退アーム４２または進退アーム４１により処理済みのウエハＷが搬出されて、１枚のウエハＷの洗浄処理が終了する。
【０１１８】
この実施形態では、カップ１０１が固定されスピンチャック１０２が昇降機構１０４により昇降されるように構成されているが、スピンチャック１０２とカップ１０１とが上下方向に相対的に移動できればよく、たとえば、スピンチャック１０２が上下方向に固定されカップ１０１が昇降されるように構成されていてもよい。この場合でも、スピンベース１０２ｂをカップ１０１の上端より高くすることができ、進退アーム４１または進退アーム４２によるウエハＷの搬入／搬出を行うことができる。
【０１１９】
図１１は、ウエハ処理部１の制御系統の構成を示すブロック図である。
システムコントローラ１５５のハードウェアは、１０ＭＩＰＳ（Ｍｉｌｌｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）以上の処理能力を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、１０Ｍｂｙｔｅ以上の記憶容量を有する半導体メモリと、１Ｍｂｙｔｅ以上の記憶容量を有する磁性体メモリと、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートと、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートと、複数のプリント基板とを備えている。磁性体メモリは、たとえば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に備えられたハードディスク（ＨＤ）や、フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）に着脱されるフレキシブルディスク（ＦＤ）とすることができる。
【０１２０】
システムコントローラで用いられるソフトウェアは、オペレーティングシステムと、少なくとも一部が高級言語で記述されたアプリケーションプログラムとを含んでいる。
システムコントローラ１５５は、ディスプレイ１５６、キーボード１５７、およびポインティングデバイス（たとえば、マウス）１５６ｐに接続されており、作業者との間で情報の入出力をできるようになっている。また、システムコントローラ１５５には、警報音発生装置１５８が接続されており、所定の場合（たとえば、後述のようにメッキ液に銅イオンを供給する銅供給源の残量が所定量以下になったとき）には、警報音が発せられるとともに、警報に関連した情報がディスプレイ１５６に表示されるようになっている。
【０１２１】
システムコントローラ１５５は、搬送コントローラ２９（図２参照）、主成分管理部２、および微量成分管理部３と、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートを介してケーブル接続されている。また、システムコントローラ１５５は、パルス列による入出力用のケーブルを介してモータコントローラ１５９に接続されており、アナログ信号用のケーブルを介してポンプコントローラ１６０、流量計６０ａ〜６０ｄ、および吸光度計６６Ａ，６６Ｂに接続されている。
【０１２２】
これにより、システムコントローラ１５５は、モータコントローラ１５９を介して、たとえば、回転駆動機構４５，８８，１０３（図８〜図１０参照）などに備えられたモータを制御可能であり、ポンプコントローラ１６０を介して、たとえば、メッキ処理部１２のポンプＰ１〜Ｐ４（図６参照）の動作を制御可能である。流量計６０ａ〜６０ｄ（図６参照）からの流量を示す信号は、アナログ信号としてシステムコントローラ１５５に入力される。また、システムコントローラ１５５は、アナログ信号により吸光度計６６Ａ，６６Ｂの動作（たとえば、発光部６８Ａ，６８Ｂの発光）を制御し、受光部６９Ａ，６９Ｂから出力されるアナログ信号を受け取るようになっている。
【０１２３】
システムコントローラ１５５は、さらに、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートを介して、主成分管理部２、後処理薬液供給部４、およびシリアル／パラレル変換器１６１ａ，１６１ｂにケーブル接続されている。シリアル／パラレル変換器１６１ａ，１６１ｂは、図１１では２つのみ示しているが、より多く（たとえば４８個）のものが接続されていてもよい。
各シリアル／パラレル変換器１６１ａ，１６１ｂには、パラレルケーブルを介して、電磁弁１６２ａ，１６２ｂやセンサ１６３ａ，１６３ｂ（たとえば、温度センサ７０、電磁導電率計７１、超音波式レベル計７２（図６参照））などが接続されている。電磁弁１６２ａ，１６２ｂは、たとえば、エア弁からなるバルブ（たとえば、バルブ９１Ｖ，１００Ｖ（図９参照），１０７Ｖ（図１０参照））を制御することができる。
【０１２４】
図１２は、主成分管理部２の構成を示す図解図である。
主成分管理部２は、メッキ液中に銅イオンを供給するための少なくとも１つ（この実施形態では２つ）の銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ、これらのうち使用されていない銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂに置換液を供給するためのバッファ槽１１１、およびバッファ槽１１１に置換液の元となる置換原液を供給する置換原液供給部１１２を含んでいる。
【０１２５】
銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、有底円筒状の外形および密閉構造を有しており、その軸がほぼ垂直方向に沿うように設置されている。銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、重量計１５４ａ，１５４ｂにそれぞれ載せられており、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂおよびその内容物を含む全重量を計量できるようになっている。
銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、いずれも、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの側壁を構成する外管１１６ａ，１１６ｂ、および外管１１６ａ，１１６ｂ内に配設された内管１１７ａ，１１７ｂを備えており、内管１１７ａ，１１７ｂの内部空間は、外管１１６ａ，１１６ｂと内管１１７ａ，１１７ｂとの間の空間と銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの下部で連通している。
【０１２６】
バッファ槽１１１は、配管が接続された配管口を有する蓋１２０を備えており、ほぼ密閉された状態とされている。バッファ槽１１１の上部と下部とは、バッファ槽１１１の外部に鉛直方向に沿って配設されたバイパス管１２５により連通接続されている。バイパス管１２５側方の所定の高さ位置には、その高さ位置におけるバイパス管１２５内部の液体の有無を検知する定量確認センサ１２６が取り付けられている。
【０１２７】
バッファ槽１１１とバイパス管１２５との間で、液体（たとえば、置換液）は自由に行き来できるようになっており、これにより、バッファ槽１１１内の液面とバイパス管１２５内の液面とは、ほぼ同じ高さ位置になる。したがって、定量確認センサ１２６により、所定の高さ位置におけるバッファ槽１１１内の液体の有無を知ることができる。
バッファ槽１１１の底部には、配管口を介して循環配管１１８の一端が連通接続されている。循環配管１１８の他端は、分岐点Ｂ１で、循環分岐配管１２１，１２２に分岐している。循環分岐配管１２１は、さらに、循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂに分岐しており、循環分岐配管１２２は、さらに、循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂに分岐している。
【０１２８】
循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂは、それぞれ、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの上方から内管１１７ａ，１１７ｂに接続されている。循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂは、それぞれ、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内に配された排液管１４９ａ，１４９ｂに連通接続されている。循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂには、それぞれ、バルブＡＶ３−２，ＡＶ４−２が介装されている。循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂには、それぞれ、バルブＡＶ３−３，ＡＶ４−３が介装されている。
【０１２９】
外管１１６ａ，１１６ｂと内管１１７ａ，１１７ｂとの間の空間には、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂが連通接続されている。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂには、それぞれ、バルブＡＶ３−１，ＡＶ４−１が介装されている。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂは循環配管１１９の一端側に接続されており、循環配管１１９の他端側は、分岐点Ｂ２で循環分岐配管１１９ｄ，１１９ｅに分岐している。
【０１３０】
バルブＡＶ３−１，ＡＶ３−２，ＡＶ３−３，ＡＶ４−１，ＡＶ４−２，ＡＶ４−３は、銅溶解タンク内流路切り換え部１５３に集約されている。
循環分岐配管１１９ｄは、蓋１２０を貫通してバッファ槽１１１内に延設されている。循環分岐配管１１９ｄには、バルブＡＶ２−２が介装されている。
循環配管１１８の途中には、分岐点Ｂ３において、流路切り換え用配管１１５の一端が連通接続されている。また、流路切り換え用配管１１５の他端側から、排液できるようになっている。流路切り換え用配管１１５の他端側には、バルブＡＶ１−４が介装されている。また、流路切り換え用配管１１５には、それぞれバルブＡＶ１−３，ＡＶ１−２を介してメッキ液移送管Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂが連通接続されている。
【０１３１】
循環配管１１８には、バッファ槽１１１と分岐点Ｂ３との間にバルブＡＶ１−１が介装されており、分岐点Ｂ３と分岐点Ｂ１との間には、分岐点Ｂ３から分岐点Ｂ１に向かう順に、バルブＡＶ１−５、ポンプＰ５，流量計１２３が介装されている。また、循環配管１１８のバッファ槽１１１に近接した部分（バッファ槽１１１と分岐点Ｂ３との間）の側方には、空確認センサ１２７が取り付けられている。空確認センサ１２７は、その高さ位置における循環配管１１８内の液体の有無を検知できる。これにより、バッファ槽１１１内が空であるか否かを知ることができるようになっている。
【０１３２】
バルブＡＶ１−１，ＡＶ１−２，ＡＶ１−３，ＡＶ１−４，ＡＶ１−５は、入口側主流路切り換え部１１３に集約されている。
循環分岐配管１１９ｅは、分岐点Ｂ４においてメッキ液移送管Ｐ１２ｂの途中に連通接続されている。循環分岐配管１１９ｅにはバルブＡＶ２−１が介装されている。バルブＡＶ２−１，ＡＶ２−２は、出口側主流路切り換え部１１４に集約されている。
【０１３３】
置換原液供給部１１２は、置換原液を収容する置換原液タンク１２８、および所定量の置換原液を計量する計量カップ１２９を備えている。置換原液は、たとえば、濃硫酸とすることができる。計量カップ１２９は蓋１２９ａを有して、ほぼ密閉されている。また、計量カップ１２９の底部は逆円錐形の形状を有している。置換原液タンク１２８内底部と計量カップ１２９の上部との間には、置換原液移送管１３０が配設されている。置換原液移送管１３０には、バルブＡＶ６−３が介装されている。
【０１３４】
置換原液供給部１１２とバッファ槽１１１とは、置換原液供給配管１２４で接続されている。置換原液供給配管１２４は、蓋１２９ａを貫通して計量カップ１２９の上部まで延設されている。計量カップ１２９の底部には、置換原液移送管１３１の一端が連通接続されている。置換原液移送管１３１の他端は、置換原液供給管１２４に分岐点Ｂ５で連通接続されている。置換原液供給配管１２４には、分岐点Ｂ５と計量カップ１２９との間において、バルブＡＶ６−１が介装されている。置換原液移送管１３１には、バルブＡＶ６−２が介装されている。
【０１３５】
また、計量カップ１２９には、蓋１２９ａを貫通してリーク管１３２が連通接続されている。計量カップ１２９の外部で、リーク管１３２にはバルブＡＶ６−４が介装されている。バルブＡＶ６−４を開くことにより、計量カップ内を大気圧にできる。
計量カップ１２９側方の所定の高さ位置には、その高さ位置における計量カップ１２９内部の液体の有無を検知する定量確認センサ１３３が取り付けられている。また、置換原液移送管１３１の計量カップ１２９に近接した部分の側方には、空確認センサ１３４が取り付けられている。空確認センサ１３４は、その高さ位置における置換原液移送管１３１内の液体の有無を検知できる。これにより、計量カップ１２９内が空であるか否かを知ることができるようになっている。
【０１３６】
バッファ槽１１１には、蓋１２０を貫通して純水供給配管１３５が連通接続されており、図外の純水供給源からバッファ槽１１１に純水を供給できるようになっている。純水供給配管１３５には、バルブＡＶ７−１が介装されている。
バッファ槽１１１には、さらに、蓋１２０を貫通して給排気管１３６が導入されている。給排気管１３６のバッファ槽１１１外の端部には、エアポンプ１３７が接続されている。給排気管１３６には、三方バルブＡＶ８−３が介装されている。三方バルブＡＶ８−３により、バッファ槽１１１とエアポンプ１３７とが流通するようにしたり、バッファ槽１１１と大気とが流通するようにしたりすることができる。
【０１３７】
エアポンプ１３７は排気管１３８および給気管１３９を備えており、給排気管１３６は排気管１３８および給気管１３９に連通接続されている。排気管１３８には三方バルブＡＶ８−１が介装されており、給気管１３９には三方バルブＡＶ８−２が介装されている。三方バルブＡＶ８−１，ＡＶ８−２，ＡＶ８−３は、加圧／減圧部１６４に集約されている。
三方バルブＡＶ８−１を大気とエアポンプ１３７とが流通するようにし、三方バルブＡＶ８−２をエアポンプ１３７と給排気管１３６とが流通するようにして、エアポンプ１３７を作動させることにより、バッファ槽１１１内に空気を供給（給気）できる。また、三方バルブＡＶ８−１を給排気管１３６とエアポンプ１３７とが流通するようにし、三方バルブＡＶ８−２をエアポンプ１３７と大気とが流通するようにして、エアポンプ１３７を作動させることにより、バッファ槽１１１内の気体を排出（排気）できる。
【０１３８】
入口側主流路切り換え部１１３、出口側主流路切り換え部１１４、銅溶解タンク内流路切り換え部１５３、置換原液供給部１１２、および加圧／減圧部１６４の各バルブ、ならびにバルブＡＶ７−１の開閉や、ポンプＰ５、エアポンプ１３７の動作は、シリアル／パラレル変換器１６５を介して、ウエハ処理部１のシステムコントローラ１５５により制御される。定量確認センサ１２６，１３３、空確認センサ１２７，１３４、流量計１２３、および重量計１５４ａ，１５４ｂの出力信号は、シリアル／パラレル変換器１６５を介して、ウエハ処理部１のシステムコントローラ１５５に入力される。
【０１３９】
図１３は、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの共通の構造を示す中心軸を含む面の図解的な断面図である。
銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、外管１１６ａ，１１６ｂと内管１１７ａ，１１７ｂとを備えたカートリッジ１４０、およびカートリッジ１４０に配管を接続するための接続部材１４１を含んでいる。
外管１１６ａ，１１６ｂの一方端側（図１３で下端）は、底板１１０Ｐによって塞がれている。接続部材１４１は、カートリッジ１４０の底板１１０Ｐ側とは反対側の端部に接続されている。内管１１７ａ，１１７ｂの接続部材１４１側の端部は、メッキ液導入口１１７Ｅとなっている。内管１１７ａ，１１７ｂと外管１１６ａ，１１６ｂとの間の環状空間１４５の接続部材１４１側の端部は、メッキ液排出口１１６Ｅとなっている。
【０１４０】
カートリッジ１４０（外管１１６ａ，１１６ｂ）の側面において、カートリッジ１４０の長さ方向中間部より接続部材１４１側には、側方へ突出した環状のフランジ１４０Ｆが設けられている。
環状空間１４５には、カートリッジ１４０の長さの半分強の長さを有する銅管１４６が、長さ方向がカートリッジ１４０の長さ方向に沿うように収容されている。メッキ液は、環状空間１４５内をカートリッジ１４０の長さ方向に沿って下方から上方へと流れる。つまり、銅管１４６の長さ方向は、メッキ液の流路に沿っている。銅管１４６は、メッキ液に溶解してメッキ液に銅イオンを供給する銅イオン供給源として機能する。
【０１４１】
環状空間１４５の両端の入口部（下端）および出口部（上端）には、環状のフィルタ１４７Ｌ，１４７Ｕが配されている。銅管１４６は、両フィルタ１４７Ｌ，１４７Ｕの間に配置されている。フィルタ１４７Ｌ，１４７Ｕは、たとえば、フッ素樹脂からなるメッシュが積層されたものとすることができる。下方のフィルタ１４７Ｌは、上方のフィルタ１４７Ｕより厚くされており、環状空間１４５に導入されるメッキ液を拡散させることができる。下方のフィルタ１４７Ｌは、目が粗い（たとえば、目開きが５ｍｍ程度）ものでよいが、上方のフィルタ１４７Ｕの目は、環状空間１４５を通過する液体中の異物を除去することができるように充分細かくされている。
【０１４２】
環状空間１４５の接続部材１４１側には、フィルタ１４７Ｕとカートリッジ１４０の接続部材１４１側の端部との間を一定の間隔に保つためのフィルタ押さえ１４８が配されている。環状空間１４５内の液体は、フィルタ押さえ１４８に形成された貫通口を通過して自由に流れることができる。
カートリッジ１４０内には、カートリッジ１４０の長さ方向に沿って、排液管１４９ａ，１４９ｂが配設されている。排液管１４９ａ，１４９ｂは、銅管１４６を回避するように、フィルタ押さえ１４８により確保された空間を介して内管１１７ａ，１１７ｂ内に導入されている。
【０１４３】
接続部材１４１には、循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂ、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ、および循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂが接続されている。接続部材１４１の内部には、連通孔１５０，１５１，１５２が形成されている。循環分岐配管１２１ａ，１２１ｂは、連通孔１５０およびメッキ液導入口１１７Ｅを介して内管１１７ａ，１１７ｂに連通接続されている。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂは、連通孔１５１およびメッキ液排出口１１６Ｅを介して環状空間１４５に連通接続されている。循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂは、連通孔１５２を介して排液管１４９ａ，１４９ｂに連通接続されている。
【０１４４】
接続部材１４１のメッキ液導入口１１７Ｅおよびメッキ液排出口１１６Ｅ側の端部の側面には、フランジ１４３が形成されている。接続部材１４１において、カートリッジ１４０に接続される側の端部の側面には、フランジ１４４が形成されている。フランジ１４３とフランジ１４４とは、環状の固定部材１４２により着脱容易に固定されている。固定部材１４２を外して、カートリッジ１４０を交換することが可能である。
【０１４５】
接続部材１４１のフランジ１４４側とは反対側の端部には、フランジ２００が設けられている。
図１４は、固定部材１４２の図解的な平面図である。
固定部材１４２は、２つの半円形部材１４２Ａ，１４２Ｂにより、環状に構成されている。半円形部材１４２Ａの一端と半円形部材１４２Ｂの一端とは、ヒンジ結合されている。半円形部材１４２Ａの他端および半円形部材１４２Ｂの他端には、外方に突出した締め付け部１４２Ｃ，１４２Ｄがそれぞれ形成されており、この締め付け部１４２Ｃ，１４２Ｄをボルト１４２Ｅにより互いに近接するように締め付けたり、互いに離間するように緩めたりできるようになっている。ボルト１４２Ｅを締め付けて、締め付け部１４Ｃと締め付け部１４２Ｄとを近接させると、フランジ１４３とフランジ１４４とが互いに押し付けられて、接続部材１４１はカートリッジ１４０に固定される（図１３参照）。
【０１４６】
図１５は、カートリッジ１４０の中心軸に垂直な方向の図解的な断面図である。
一例であるが、銅管１４６は、ＪＩＳ  ８Ａ  Ｌタイプのものを使用することができる。この場合、使用前（メッキ液に溶解され始める前）の銅管１４６の外径はおよそ９．５２ｍｍであり、その肉厚はおよそ０．７６ｍｍであり、その長さは、およそ３００ｍｍである。したがって、１本の銅管１４６の表面積は、およそ１６５ｃｍ２である。１本の銅管１４６の使用前の重量は、５６．４ｇ程度である。
【０１４７】
外管１１６ａ，１１６ｂの内径ｄ１は、たとえば、１２０ｍｍ程度であり、内管１１７ａ，１１７ｂの外径ｄ２は、たとえば、３０ｍｍ程度である。カートリッジ１４０の環状空間１４５がこのような寸法を有する場合、１１０本の銅管１４６により、１本のカートリッジ１４０の環状空間１４５をほぼ密に埋めることができる。この場合、使用前のこれらの銅管１４６の総重量は、たとえば、およそ６．２Ｋｇであり、全表面積は１８１５０ｃｍ２である。
【０１４８】
メッキ液は、隣接した銅管１４６の間の空隙または銅管１４６の内部を通って、銅管１４６の内周面または外周面近傍を流れるので、銅管１４６は効率的にメッキ液に溶解される。また、カートリッジ１４０内でのメッキ液の流れの方向は、銅管１４６の長さ方向とほぼ平行であるので、銅管１４６による圧力損失は小さい。また、銅管１４６が溶解して肉厚が薄くなった場合、圧力損失は小さくなる。
【０１４９】
銅管１４６は、たとえば、純度が９９．９％ないし９９．９９９９％の高純度銅からなるものとすることができる。
図１６、主成分管理部２における銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの設置状態を示す図解的な側面図である。
主成分管理部２は、底板２０１および開閉自在の外装カバー２０２を含む筐体を備えており、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂはこの筐体内に収容されている。底板２０１の所定の位置には重量計１５４ａ，１５４ｂを内蔵する設置ベース２０３が配置されており、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂはこの設置ベース２０３の上に設置されている。
【０１５０】
底板２０１において、設置ベース２０３の側方からは、ほぼ鉛直方向に沿って延びる支柱２０４が立設されている。支柱２０４には、上下方向に配された２つの転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂが、支持棒２０６Ａ，２０６Ｂを介して結合されている。転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂは、それぞれ２つの半円形部材を含んで環状に構成されている。２つの半円形部材はそれぞれの一端でヒンジ結合されており、それぞれの他端で結合およびその解除が可能である。すなわち、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂは、２つの半円形部材の間を開閉自在である。
【０１５１】
これにより、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂを、２つの高さ位置においてカートリッジ１４０を取り囲むように配置して、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの転倒を防止することができる。転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂは、主として地震対策として設けられている。
２つの半円形部材の間が閉じられた状態で、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂの内径は、カートリッジ１４０の外径より大きい。このため、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂは、カートリッジ１４０に非接触でカートリッジ１４０のまわりに配置できる。これにより、カートリッジ１４０は、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂから力を加えられることはないので、重量計１５４ａ，１５４ｂにより、正確に銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの重量を測定することができる。
【０１５２】
底板２０１の外装カバー２０２側の端部近傍の上面には、位置決め部材２１１が取り付けられている。位置決め部材２１１の外装カバー２０２側の面には、位置決め穴２１１ｈが形成されている。
循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂは、接続部材１４１の近傍において、それぞれフレキシブルに変形可能なベローズ部１１９Ｂ，１２１Ｂを含んでいる。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂは、ベローズ部１１９Ｂ，１２１Ｂにおいて屈曲、伸縮して、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂに加えられた応力を解放することができる。循環分岐配管１２２ａ，１２２ｂは、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂと比べて径が細く、容易に変形することができる。
【０１５３】
したがって、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂを介して、重量計１５４ａ，１５４ｂ上に設置された銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂに力が加えられることはほとんどない。このため、重量計１５４ａ，１５４ｂにより、正確に銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの重量を測定することができ、システムコントローラ１５５の演算により、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内の銅管１４６の重量を求めることができる。
【０１５４】
図１７は、主成分管理部２、微量成分管理部３、および後処理薬液供給部４の制御系統の構成を示すブロック図である。
主成分管理部２は、シリアル／パラレル変換器１６５および操作パネル１６６を備えている。ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラ１５５は、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートを介してシリアル／パラレル変換器１６５とケーブル接続されており、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートを介して操作パネル１６６とケーブル接続されている。
【０１５５】
シリアル／パラレル変換器１６５には、電磁弁１６７やセンサ１６８（たとえば、定量確認センサ１２６，１３３、空確認センサ１２７，１３４、重量計１５４ａ，１５４ｂ（図１２参照））などがパラレル接続されている。電磁弁１６７は、たとえば、エア弁からなるバルブ（たとえば、バルブＡＶ１−１など（図１２参照））を制御することができる。また、操作パネル１６６により、作業者は主成分管理部２に関する情報を入出力することができる。
【０１５６】
微量成分管理部３は、微量成分管理コントローラ１６９を備えており、ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラ１５５によらない制御もできるようになっている。微量成分管理コントローラ１６９とシステムコントローラ１５５とは、ＲＳ−２３２Ｃ規格のシリアルポートを介してケーブル接続されている。微量成分管理コントローラ１６９には、ディスプレイ１７０、キーボード１７１、ポテンショスタット（電源）１７２、シリンジポンプ１７３、シリアル／パラレル変換器１７４などが接続されている。ディスプレイ１７０およびキーボード１７１により、微量成分管理コントローラ１６９と作業者との間で、情報の入出力をできるようになっている。
【０１５７】
メッキ液中の微量成分の濃度を測定する際、シリンジポンプ１７３により、サンプリングされたメッキ液に指示薬等を滴下することができる。また、シリンジポンプ１７３により、補充すべき量の微量成分を計量することができる。
シリアル／パラレル変換器１７４には、パラレルケーブルを介して電磁弁１７５やセンサ１７６（たとえば、液面センサ）が接続されている。電磁弁１７５は、たとえば、エア弁からなるバルブを制御することができる。
【０１５８】
後処理薬液供給部４は、シリアル／パラレル変換器１７７を備えている。ウエハ処理部１に備えられたシステムコントローラ１５５は、ＲＳ−４８５規格のシリアルポートを介してシリアル／パラレル変換器１７７とケーブル接続されている。シリアル／パラレル変換器１７７には、パラレルケーブルを介して電磁弁１７８およびセンサ１７９などが接続されている。電磁弁１７８は、たとえば、エア弁からなるバルブ（たとえば、バルブ９３Ｖ（図９参照），１０８Ｖ（図１０参照））を制御することができる。
【０１５９】
以下、図１２および図１３を参照して、メッキ処理部１２でメッキ処理を行うときの主成分管理部２の動作について説明する。
メッキ処理に先立って、システムコントローラ１５５により、いずれの銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂを使用するかが決定される。銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、内部の銅管１４６の重量が最も小さいものが使用され、他のものは予備（リザーブ）とされ使用されない。
【０１６０】
システムコントローラ１５５のメモリには、予め、各銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂの正味の重量およびこれらの内部にメッキ液等が満たされたときの重量のデータが入力されており、システムコントローラ１５５は、各重量計１５４ａ，１５４ｂの出力信号に基づいて、各銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内の銅管１４６の重量を計算する。
その結果、たとえば、銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６が、最も重量が小く、かつ、その重量が一定時間メッキ液に銅イオンを供給するのに充分な重量であると判断されたとする。この場合、システムコントローラ１５５は、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ａとの間でメッキ液を循環させる流路を形成するように制御する。具体的には、バルブＡＶ１−２，ＡＶ１−５，ＡＶ３−２，ＡＶ３−１，ＡＶ２−１が開かれ、他のバルブは閉じられる。
【０１６１】
この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が作動される。これにより、メッキ液は、メッキ処理部１２から銅溶解タンク１１０ａ内に送られ、銅溶解タンク１１０ａ内で銅管１４６の内表面および外表面近傍を通って、再びメッキ処理部１２へと戻される。銅溶解タンク１１０ａ内では、メッキ液中の３価の鉄イオンが銅管１４６から電子を奪い取って２価の鉄イオンに還元される。電子を奪われた銅管１４６からは銅イオンがメッキ液中に溶出する。
【０１６２】
このようにして、メッキ処理中にウエハＷ下面で銅イオンが失われる一方で、銅管１４６から銅イオンが補われる。また、アノード電極７６近傍で２価の鉄イオンが３価の鉄イオンに酸化される一方で、銅管１４６近傍で３価の鉄イオンが２価の鉄イオンに還元される。
メッキ液中の銅イオンならびに２価および３価の鉄イオンの濃度が、所定の濃度からずれると、ウエハＷ表面に形成された微細な孔や溝の埋め込み性が悪くなり良好なメッキができなくなる。したがって、メッキ液中の銅イオンならびに２価および３価の鉄イオンの濃度を所定の値（所定の濃度範囲内）に保つ必要がある。すなわち、ウエハＷ下面で失われる銅イオンの量と、銅管１４６から溶出する銅イオンの量とがほぼ同じになるようにし、アノード電極７６近傍で生じる２価の鉄イオンの量と、銅管１４６近傍で生じる３価の鉄イオンの量とがほぼ同じになるようにしなければならない。
【０１６３】
メッキによるメッキ液中の銅イオンの消費速度は、各メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの稼働状態によって決まる。また、銅溶解タンク１１０ａ内において、銅管１４６のメッキ液中への溶出速度は、メッキ液に接する銅管１４６の表面積、銅管１４６近傍を流れるメッキ液の流速、およびメッキ液中の鉄イオン濃度によって決まる。
銅管１４６の表面のうち、外周面および内周面が大部分を占める。銅管１４６は、溶解が進行すると、肉厚が薄くなり長さが短くなるが、長さの変化率は無視できるほど小さい。したがって、外周面および内周面の面積（銅管１４６の表面積）は、銅管１４６の溶解が進行しても、銅管１４６が完全に溶解する直前までほぼ一定とみなせる。また、銅管１４６近傍を流れるメッキ液の流速は、銅溶解タンク１１０ａに流入するメッキ液の流量で代用することができる。
【０１６４】
このため、システムコントローラ１５５は、ポンプＰ５の送液量を、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄの稼働状態、および鉄イオン濃度を表す吸光度計６６Ｂの出力信号に基づいて決定する。ポンプＰ５の送液量は、流量計１２３の出力信号がシステムコントローラ１５５にフィードバックされることにより、所定の流量になるように調整される。このような制御により、メッキ液に対する銅イオンの消費量と供給量とを収支させ、メッキ液中の銅イオンの濃度をほぼ一定に保つことができる。
【０１６５】
銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の溶解が極端に進行すると、銅管１４６の表面積は急激に小さくなり、メッキ液に対して一定の割合で銅イオンを供給するのが困難になる。そこで、このような事態を回避するため、銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の重量が、所定の重量（たとえば、所期の重量の８０％ないし９０％）になると、銅溶解タンク１１０ａへのメッキ液の通液が停止され、銅溶解タンク１１０ｂメッキ液の通液が開始される。
【０１６６】
具体的には、以下のような手順により、システムコントローラ１５５は、重量計１５４ａの信号に基づき、銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の重量が上記所定の重量以下になったと判定すると、バルブＡＶ４−１，ＡＶ４−２を開き、バルブＡＶ３−１，ＡＶ３−２を閉じるように制御する。これにより、メッキ液は、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ｂとの間を循環するようになる。銅溶解タンク１１０ｂに充分な重量の銅管１４６が収容されていると、メッキ液に安定して銅イオンを供給することができる。
【０１６７】
銅溶解タンク１１０ａのカートリッジ１４０は、所期の重量の銅管１４６が収容されたカートリッジ１４０に交換することが可能である。この場合、銅溶解タンク１１０ｂ内に収容された銅管１４６が、上記所定の重量以下になると、再び、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ａとの間でメッキ液を循環させるようにして、メッキ液に安定して銅イオンを供給することができる。
このように、２つの銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂを主成分管理部２に接続して使用することにより、メッキ液に常時充分な量の銅イオンを供給することができる。これにより、ウエハＷ表面に形成された微細な孔または溝を埋めて良好に銅メッキすることができる。
【０１６８】
次に、メッキ処理部１２でのメッキ処理が終了したときの主成分管理部２の動作について説明する。メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理が行われていないとき、メッキ液収容槽５５と銅溶解タンク１１０ａまたは１１０ｂとの間でメッキ液を循環させると、メッキ液中の銅イオンの濃度は適正な濃度範囲を超えて上昇する。これは、メッキ液中の銅イオンが消費されないにもかかわらず、銅管１４６からメッキ液に銅イオンが供給されるからである。
【０１６９】
また、メッキ液の循環を停止すると、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内の銅管１４６の表面が不可逆的に変質し、再度、メッキ液を循環させてメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理を行ったとき、ウエハＷ表面に形成された微細な孔や溝を良好に埋めてメッキできなくなる。
そこで、メッキ処理部１２でのメッキ処理が終了したときは、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内のメッキ液を置換液に置換し、メッキ液の銅イオン濃度の上昇および銅管１４６表面の変質を防ぐようにされる。以下、置換する対象を銅溶解タンク１１０ａとする。
【０１７０】
上述の銅管１４６表面の変質は、数時間以内に起こる場合がある。一方、メッキ処理部１２で一旦メッキ処理を終了した場合でも、生産計画の変更等により、すぐにメッキ処理を再開する場合がある。この場合、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液が置換液に置換されていると、再び銅溶解タンク１１０ａ内をメッキ液に置換しなければならず、生産性が低下する。このため、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液は、メッキ処理部１２におけるメッキ処理が終了してから、たとえば、２〜３時間の待機時間が経過した後に、置換液に置換される。
【０１７１】
メッキ処理部１２でメッキ処理が終了した後、すぐにメッキ処理を再開する可能性が低い場合などは、メッキ処理が終了した直後に、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液を置換液に置換することとしてもよい。
先ず、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が停止され、主成分管理部２のすべてのバルブが閉じられる。続いて、システムコントローラ１５５により加圧／減圧部１６４が制御されて、バッファ槽１１１内に給気される。これによりバッファ槽１１１内は加圧される。次に、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ２−２，ＡＶ３−１，ＡＶ３−２，ＡＶ１−５，ＡＶ１−２が開かれる。これにより、バッファ槽１１１内の加圧された空気が、メッキ液排出口１１６Ｅ側から環状空間１４５内に導入されて、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液が、メッキ液導入口１１７Ｅから押し出され、メッキ処理部１２のメッキ液収容槽５５内に送られる。
【０１７２】
システムコントローラ１５５は、重量計１５４ａの出力信号に基づき、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液の重量を算出し、銅溶解タンク１１０ａ内にメッキ液がほぼなくなったと判断されるまで、上記の状態を維持するように制御する。銅溶解タンク１１０ａ内にメッキ液がほぼなくなったと判断されると、システムコントローラ１５５は、バルブＡＶ３−３を一定時間開くように制御する。これにより、銅溶解タンク１１０ａの底部に残っていたメッキ液のほぼ全量が、排液管１４９ａを介して押し出される。
【０１７３】
次に、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ７−１が開かれて、バッファ槽１１１内に純水が導入される。バッファ槽１１１内の液面が上昇し、定量確認センサ１２６の出力信号により、バッファ槽１１１内の純水の液面が所定の高さ位置に達したと判断されると、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ７−１が閉じられる。これにより、バッファ槽１１１内に所定量の純水が収容された状態となる。
【０１７４】
続いて、システムコントローラ１５５の制御により、三方バルブＡＶ８−１，ＡＶ８−２，ＡＶ８−３を除く主成分管理部２のすべてのバルブが閉じられ、加圧／減圧部１６４がバッファ槽１１１内を排気するようにされる。これにより、バッファ槽１１１内は減圧状態となる。続いて、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ６−１，ＡＶ６−３が開かれる。これにより、計量カップ１２９内も減圧状態となり、置換原液タンク１２８内の置換原液が、置換原液移送管１３０を介して計量カップ１２９内へと吸い上げられる。
【０１７５】
この間、システムコントローラ１５５により、定量確認センサ１３３の出力信号がモニタされて、計量カップ１２９内の置換原液の液面が所定の高さ以上になったか否かが判断される。置換原液の液面が所定の高さ以上になったと判断されると、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ６−３，ＡＶ６−１が閉じられる。以上の操作により、所定量の置換原液が計量カップ１２９内に採取される。
【０１７６】
そして、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ６−２，ＡＶ６−４が開かれる。これにより、計量カップ１２９内は大気圧にされるので、計量カップ１２９内の置換原液は、置換原液移送管１３１および置換原液供給配管１２４を介して、より圧力の低いバッファ槽１１１内へと移送され、バッファ槽１１１内の純水と混合される。システムコントローラ１５５により、空確認センサ１３４に出力信号に基づいて、計量カップ１２９内が空であると判断されると、バルブＡＶ６−２，ＡＶ６−４が閉じるように制御される。
【０１７７】
以上の操作により、バッファ槽１１１内に所定の組成および濃度の置換液（たとえば、１０％硫酸水溶液）が得られる。
続いて、システムコントローラ１５５によりバルブＡＶ８−３が制御され、バッファ槽１１１と大気とが流通するようにされる。これにより、バッファ槽１１１内は大気圧になる。その後、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−１，ＡＶ１−５，ＡＶ３−２，ＡＶ３−１，ＡＶ２−２が開かれ、ポンプＰ５が作動される。この際、ポンプＰ５は、所定の時間のみ作動されるか、または、重量計１５４ａの出力信号に基づき、銅溶解タンク１１０ａ内が置換液で満たされたと判断されるまで作動される。
【０１７８】
その後、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が停止され、主成分管理部２内のすべてのバルブが閉じられる。そして、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−１，ＡＶ１−４が開かれて、バッファ槽１１１内に残った置換液が排出される。以上の操作により、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液が置換液に置換される。
これにより、メッキ液中の銅イオン濃度は上昇することはない。また、銅管１４６の表面が変質することもないので、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ａ（１１０ｂ）との間で、再度メッキ液を循環させてメッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキを行う際は、ウエハＷ表面に形成された微細な孔や溝を埋めて良好にメッキできる。硫酸はメッキ液の支持電解質であるので、置換液が硫酸水溶液である場合、多少の置換液がメッキ液に混入しても悪影響を及ぼさない。
【０１７９】
上述の置換液への置換操作において、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液を抜き取った後、置換液を導入する前に、銅溶解タンク１１０ａに対して純水を導入および排出するようにしてもよい。これにより銅溶解タンク１１０ａ内は純水で洗浄されるので、置換液に混入するメッキ液の量を少なくできる。銅溶解タンク１１０ａ内に純水を導入するには、純水供給源からバッファ槽１１１内に純水のみ導入して（純水導入の後、置換原液を導入せず）、置換液を銅溶解タンク１１０ａ内に導入するときと同様の操作を行えばよい。
【０１８０】
以上のように、一旦使用された後使用が中断された銅管１４６が収容された銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂには、置換液が満たされている。また、未使用の銅管１４６が収容された銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂには、銅管１４６表面の酸化を防止するための酸化防止液（たとえば、希硫酸や純水など）が満たされている。したがって、このような置換液または酸化防止液が満たされた銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂを使用する際は、メッキ液の導入に先立って、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内の置換液または酸化防止液を抜き出す必要がある。
【０１８１】
置換液または酸化防止液は、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂ内のメッキ液を置換液で置換する際にメッキ液を抜き出すときと同様の手順に従い、銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂから抜き出すことができる。ただし、この操作が行われるときは、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−２が閉じられバルブＡＶ１−４が開かれて、抜き出された置換液または酸化防止液は排出される。
【０１８２】
次に、メッキ処理時にメッキ液を循環させる対象を銅溶解タンク１１０ａから銅溶解タンク１１０ｂに切り換える手順について、より詳細に説明する。
上述のように、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄでメッキ処理が行われているときは、システムコントローラ１５５により、重量計１５４ａの出力信号がモニタされ、各銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６の重量が算出されている。これにより、いずれかの銅溶解タンク１１０ａ内の銅管１４６が、上記所定の重量以下になったと判断されると、システムコントローラ１５５の制御により、ディスプレイ１５６にその旨の表示がされるとともに、警報音発生装置１５８（図１１参照）が制御されて警報音が発せられる。
【０１８３】
そして、自動で、または、作業者がキーボード１５７またはポインティングデバイス１５６ｐを介してシステムコントローラ１５５に指示を与えることにより、システムコントローラ１５５はポンプＰ５を停止するように制御する。これにより、メッキ液の循環は停止される。そして、システムコントローラ１５５の制御により、銅溶解タンク１１０ａ内を置換液で置換するときと同様の操作により、銅溶解タンク１１０ａからメッキ液が抜き出され、さらに、純水が銅溶解タンク１１０ａ内に導入された後抜き出される。これにより、銅溶解タンク１１０ａ内は洗浄され、銅溶解タンク１１０ａ内には液体がほとんど存在しない状態となる。
【０１８４】
次に、使用可能な他の１本の銅溶解タンク１１０ｂが選択される。そして、システムコントローラ１５５の制御により、メッキ液を抜き出すときと同様の手順に従い、銅溶解タンク１１０ｂ内の置換液または酸化防止液が抜き出される。ただし、この操作が行われるときは、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−２が閉じられバルブＡＶ１−４が開かれて、抜き出された置換液は排出される。
【０１８５】
続いて、システムコントローラ１５５の制御により、バルブＡＶ１−２，ＡＶ１−５，ＡＶ４−２，ＡＶ４−１，ＡＶ２−１が開かれ、他のバルブは閉じられる。この状態で、システムコントローラ１５５の制御により、ポンプＰ５が作動される。これにより、銅溶解タンク１１０ｂとメッキ処理部１２のメッキ液収容槽５５との間でメッキ液が循環される。
以上の操作において、メッキ液の循環が停止されてから再び循環が開始されるまでの間は、メッキ液に銅イオンが供給されない。しかし、メッキ液収容槽５５（図６参照）は大量のメッキ液を収容できるので、この間にウエハＷに対するメッキ処理を続行しても、メッキ液中の銅イオン濃度や２価の鉄イオンと３価の鉄イオンとの割合は急激には変わらず、メッキによる銅膜の特性はほとんど変わらない。ただし、メッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ａ〜５６ｄとの間のメッキ液の循環は、継続されるものとする。
【０１８６】
次に、銅溶解タンク１１０ａのカートリッジ１４０を交換する手順を説明する。銅溶解タンク１１０ｂを交換する手順も同様である。
カートリッジ１４０の交換作業は、メッキ処理部１２でメッキ処理が行われているか否かに関わらず行うことができる。メッキ処理部１２でメッキ処理が行われているときに、カートリッジ１４０の交換を行う場合は、安全のため、メッキ液の循環を停止する。このため、作業者は、キーボード１５７またはポインティングデバイス１５６ｐを介して、システムコントローラ１５５にメッキ液の循環を停止するように指示を与える（図１１参照）。これに応答して、システムコントローラ１５５は、ポンプＰ５を停止するように制御する。これにより、メッキ処理部１２とすべての銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂとの間のメッキ液の循環は停止される。
【０１８７】
図１８は、カートリッジ１４０およびそれを運搬するための台車２２０の図解的な側面図である。図１６および図１８を参照して、メッキ液の循環が停止された後、作業者は、外装カバー２０２を外して、銅溶解タンク１１０ａのカートリッジ１４０の交換作業を行う。先ず、銅溶解タンク１１０ａの固定部材１４２を外す。上述のように、銅溶解タンク１１０ａのカートリッジ１４０内の銅管１４６の重量が所定の重量以下になった場合、銅溶解タンク１１０ａ内のメッキ液は自動的に抜き出され、内部が純水で洗浄された後、内部に液体がほとんど存在しない状態にされる。
【０１８８】
この際、循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂ内にも液体がほとんど存在しない状態にされるので、固定部材１４２を外して、カートリッジ１４０と接続部材１４１とを分離させても、連通孔１５０，１５１，１５２からメッキ液などの液体が流出することはない。もしも、銅溶解タンク１１０ａや接続部材１４１から内部の残液が流れ出した場合でも、この残液中のメッキ液成分は希薄であり、周囲、たとえば、主成分管理部２の内部や主成分管理部２が配置されているクリーンルームの床ＦＬなどの汚染は、最小限である。
【０１８９】
設置ベース２０３上に設置された銅溶解タンク１１０ａの側方には、鉛直方向に延びる支柱２０７が配設されている。この支柱２０７には、支柱２０７に沿って自由にスライド移動可能な短管状のスライド部材２０８が嵌められている。スライド部材２０８は、ねじ２１０により支柱２０７の任意の位置に固定することができるようになっている。
スライド部材２０８には、ほぼ水平に延びる保持アーム２０９が設けられている。保持アーム２０９を、接続部材１４１のフランジ２００の下方に差し込んで、接続部材１４１を持ち上げることが可能である。このように保持アーム２０９で接続部材１４１を持ち上げた状態で、ねじ２１０でスライド部材２０８を支柱２０７の適当な位置に固定することにより、接続部材１４１が適当な高さに持ち上げられた状態を維持することができる。循環分岐配管１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂが容易に変形することにより、接続部材１４１を容易に移動させることができる。
【０１９０】
その後、カートリッジ１４０の接続部材１４１が取り付けられていた側の端部に、仮蓋２３０を取り付ける。仮蓋２３０は、カートリッジ１４０のフランジ１４３の外径にほぼ等しい外径を有する円板であり、固定部材１４２によりフランジ１４３に密接させて固定することができる。これにより、カートリッジ１４０を密閉することができ、カートリッジ１４０内の残液が飛散して周囲が汚染されるおそれがなくなる。
【０１９１】
必要により、接続部材１４１のカートリッジ１４０が接続されていた側の端部にも仮蓋２３０と同様の仮蓋を取り付け、連通孔１５０，１５１，１５２を塞ぐようにしてもよい。
次に、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂ（図１８では図示を省略）を外し、接続部材１４１が外されたカートリッジ１４０を台車２２０により主成分管理部２から運び出す。この作業に用いる台車２２０は、平板状のベース２２１、ベース２２１の下面に取り付けられた４つの車輪２２２、作業者が台車２２０を押すための取っ手２２３、カートリッジ１４０を持ち上げるための支持アーム２２４、および支持アーム２２４を昇降させるためのリフタ２２５を備えている。
【０１９２】
リフタ２２５は、いわゆるボールねじジャッキであり、ベース２２１とほぼ平行に台車２２０の進行方向に沿って配設されたボールねじ２２６と、ベース２２１と支持アーム２２４との間に互いに斜交いに渡された２本の支持部材２２７Ａ，２２７Ｂとを含んでいる。ボールねじ２２６の一端は、支持部材２２７Ａの一部に、ボールねじ２２６の軸のまわりに回転自在に固定されている。ボールねじ２２６の他端は、台車の進行方法後側に突出しており、この突出部にはハンドル２２８が取り付けられている。ハンドル２２８を回すことにより、ボールねじ２２６をその軸のまわりに回転させることができる。
【０１９３】
また、ボールねじ２２６の中間部は、支持部材２２７Ｂに固定された図示しないナットと螺合している。ハンドル２２８を回すことにより、支持部材２２７Ｂに設けられたナットのボールねじ２２６に対する螺合位置が変化する。これに伴って、支持部材２２７Ａと支持部材２２７Ｂとがなす角度が変化し、その結果、ベース２２１に対して支持アーム２２４が昇降される。
ベース２２１において、台車２２０の進行方向前側には、位置決め突起２２９ｐを有する位置決め部材２２９が取り付けられている。底板２０１の位置決め部材２１１に形成された位置決め穴２１１ｈと位置決め突起２２９ｐとは床ＦＬからの高さがほぼ同じであり、台車２２０を移動させて、位置決め突起２２９ｐを位置決め穴２１１ｈに嵌めることができる。
【０１９４】
リフタ２２５により、支持アーム２２４が適当な高さに下げられているとき、台車２２０を動かして位置決め突起２２９ｐを位置決め穴２１１ｈに嵌めるようにすると、支持アーム２２４がカートリッジ１４０に設けられたフランジ１４０Ｆの下方に差し込まれる。すなわち、位置決め部材２１１，２２９により、カートリッジ１４０を持ち上げるのに最適な位置に支持アーム２２４を案内することができる。
【０１９５】
図１９は、支持アーム２２４およびカートリッジ１４０の図解的な平面図である。図１９では、フランジ１４３、仮蓋２３０、および固定部材１４２は図示を省略している。
支持アーム２２４の先端には、２本のハンド２２４ａ，２２４ｂが設けられている。ハンド２２４ａとハンド２２４ｂとの間には、カートリッジ１４０本体外周部の半径にほぼ等しい曲率半径の縁部を有する凹所２２４ｃが形成されている。支持アーム２２４の上面には、凹所２２４ｃと同心円弧状の段差が設けられている。この段差内の領域２２４ｄは外部に対して低くなっており、座ぐりを形成している。領域２２４ｄの径は、フランジ１４０Ｆの外径よりわずかに大きくされている。
【０１９６】
位置決め部材２２９の位置決め突起２２９ｐを、位置決め突起２１１の位置決め穴２１１ｈ内に完全に挿入したとき、カートリッジ１４０本体の外周面は、ほぼ半周に渡って支持アーム２２４の凹所２２４ｃ部に内接するようになっている。
この状態で、ハンドル２２８を回して、リフタ２２５により支持アーム２２４を上昇させると、支持アーム２２４によりフランジ１４０Ｆを下方から支持して、カートリッジ１４０を持ち上げることができる。このとき、フランジ１４０Ｆは、支持アーム２２４の領域２２４ｄで支持される。これにより、フランジ１４０Ｆの支持アーム２２４に対する水平方向の動きが規制されて、カートリッジ１４０が支持アーム２２４から脱落することが防止される。
【０１９７】
図１８を参照して、カートリッジ１４０が持ち上げられると、台車２２０を適当な距離だけ後退させた後、台車２２０を前進させてカートリッジ１４０を所望の場所まで運搬することができる。
その後、未使用（内部に所期の重量の銅管１４６が収容された）カートリッジ１４０を設置ベース２０３上に設置する。未使用カートリッジ１４０は、内部に酸化防止液が満たされ、固定部材１４２により仮蓋２３０で密閉されている。このため、カートリッジ１４０内の酸化防止液が運搬中にこぼれることはない。
【０１９８】
先ず、未使用カートリッジ１４０を、支持アーム２２４で持ち上げた状態で、台車２２０により主成分管理部２内に運び入れる。この際、フランジ１４０Ｆが領域２２４ｄで支持された状態にされる。これにより、カートリッジ１４０が支持アーム２２４から脱落することはない。そして、台車２２０を移動させて、位置決め部材２１１の位置決め穴２１１ｈに、位置決め部材２２９の位置決め突起２２９ｐを完全に挿入するようにする。これにより、支持アーム２２４に支持されたカートリッジ１４０は、設置ベース２０３上の所定の位置の上方に位置することになる。
【０１９９】
続いて、ハンドル２２８を回して、リフタ２２５により支持アーム２２４を静かに下降させる。これにより、カートリッジ１４０は設置ベース２０３上の所定の位置に設置される。この位置で、重量計１５４ａによりカートリッジ１４０の重量を正確に測定することができ、また、カートリッジ１４０に接続部材１４１を無理なく取り付けることができる。
次に、台車２２０を後退させ、支持アーム２２４を主成分管理部２から退避させ、固定部材１４２を外してカートリッジ１４０から仮蓋２３０を取り外す。続いて、接続部材１４１を保持アーム２０９から外して、固定部材１４２によりカートリッジ１４０に接続する。この際、カートリッジ１４０内には酸化防止液が満たされているので、カートリッジ１４０内の銅管１４６が大気に曝されることはない。したがって、銅管１４６を酸化させることなく、カートリッジ１４０を主成分管理部２に取り付けることができる。
【０２００】
さらに、転倒防止リング２０５Ａ，２０５Ｂを、カートリッジ１４０を取り囲むように配置し、外装カバー２０２を取り付ける。これで、カートリッジ１４０の交換が終了する。
以上のような方法により、カートリッジ１４０の交換により、基板処理装置１０（メッキ装置）で用いられるメッキ液に、銅供給源である銅管１４６を補充することができる。この際、作業者は直接メッキ液に触れることなく、安全かつ容易に銅管１４６を補充することができ、メッキ液等により周囲（クリーンルームや基板処理装置１０内）を汚すこともない。また、作業者は、重量物であるカートリッジ１４０（特に、所期の重量の銅管１４６が収容されたカートリッジ１４０）を直接持ち上げる必要はなく、リフタ２２０により、カートリッジ１４０の主成分管理部２からの取り運び出し、設置ベース２０１（重量計１５４ａ，１５４ｂ）上への設置、運搬、交換などの取り扱いを容易に行うことができる。
【０２０１】
カートリッジ１４０の交換作業が終了すると、作業者は、その旨の情報を、ディスプレイ１５６またはポインティングデバイス１５６ｐを介して、システムコントローラ１５５に与える。メッキ処理部１２でメッキ処理が行われている場合は、これに応答して、システムコントローラ１５５はポンプＰ５を作動させるように制御する。これにより、メッキ処理部１２と銅溶解タンク１１０ｂとの間で、メッキ液の循環が再開される。
【０２０２】
この場合、メッキ液の循環が停止されてから再び循環が開始されるまでの間は、メッキ液に銅イオンが供給されない。しかし、メッキ液収容槽５５（図６参照）は大量のメッキ液を収容できるので、この間にウエハＷに対するメッキ処理を続行しても、メッキ液中の銅イオン濃度や２価の鉄イオンと３価の鉄イオンとの割合は急激には変わらず、メッキによる銅膜の特性はほとんど変わらない。ただし、メッキ液収容槽５５とメッキカップ５６ａ〜５６ｄとの間のメッキ液の循環は、継続されるものとする。
【０２０３】
このように、カートリッジ１４０交換のためにメッキ液の循環を停止している間も、メッキ処理ユニット２０ａ〜２０ｄにおいてメッキ処理を行うことができるので、生産性を高くすることができる。
溶解性アノードを用いたメッキでは、メッキ処理に先立って、アノードの表面にブラックフィルムを形成する必要があるが、不溶性のアノード電極７６を用いたメッキではこのような操作は不要であり、カートリッジ１４０交換後のウォーミングアップも不要である。
【０２０４】
内部の銅管１４６が所定の重量以下になって主成分管理部２から取り外されたカートリッジ１４０は、内部の銅管１４６を取り出し、所期の重量の銅管１４６および酸化防止液を導入して、再び主成分管理部２に取り付けて使用することが可能である。すなわち、通いのカートリッジ１４０により主成分管理部２に銅管１４６を補充することができる。この際の、手順は以下の通りである。
先ず、カートリッジ１４０内を空にし、必要により内部を洗浄する。そして、このカートリッジ１４０に収容する銅管１４６の表面（内面を含む）を希硫酸などで洗浄して表面の酸化膜を除去する。このようにして表面が清浄にされた銅管１４６を、メッキ液導入口１１７Ｅから環状空間１４５内に収容する。続いて、カートリッジ１４０内を酸化防止液で満たし、カートリッジ１４０のメッキ液導入口１１７Ｅおよびメッキ液排出口１１６Ｅ側の端部に、仮蓋２３０を取り付けてカートリッジ１４０を密閉（気密に）する。以上の操作において、フィルタ１４７Ｌ，１４７Ｕも合わせて交換することとしてもよい。
【０２０５】
無論、カートリッジ１４０を使い捨てとし、メッキ処理に使用されたことのないカートリッジ１４０に所期の重量の銅管１４６および酸化防止液を収容して、主成分管理部２で使用することとしてもよい。
カートリッジ１４０に、所期の重量の銅管１４６を収容する操作は、基板処理装置１０が設置されたクリーンルームとは別の場所で行うことができる。すなわち、クリーンルーム内で銅管１４６を直接取り扱う必要がないので、クリーンルーム内を汚さないようにすることができる。
【０２０６】
このように、銅管１４６が収容されたカートリッジ１４０内を、酸化防止液で満たされた状態とすることにより、銅管１４６を酸化させることなく、輸送、保管等することができる。
本発明に係る一実施形態の説明は以上の通りであるが、本発明は他の形態でも実施できる。たとえば、カートリッジ１４０には、被支持部として、フランジ１４０Ｆの代わりにカートリッジ１４０の中心軸に対して互いに反対方向に延びた２本の棒状の突起が設けられていてもよい。カートリッジ１４０の外形は、たとえば、直方体等であってもよい。台車２２０のリフタ２２５は、油圧式や電動式のものであってもよい。
【０２０７】
銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂは、内部の銅管１４６が完全に溶解してなくなってから、所期の重量の銅管１４６が収容された銅溶解タンク１１０ａ，１１０ｂと交換することとしてもよい。
銅管１４６の代わりに、平板状、メッシュ状、ひも状、ウール状（線材が構造維持が可能なように３次元的に絡み合ったもの）、つるまきバネ状、渦巻状（蚊取り線香状）などの形状の銅を銅供給源として用いることも可能である。
【０２０８】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ウエハ処理部の図解的な平面図である。
【図３】ウエハ処理部のエンクロージャの構造を示す図解的な斜視図である。
【図４】ロボット本体の構造を説明するための図である。
【図５】カセットが取り付けられたカセットステージの図解的な平面図および側面図である。
【図６】メッキ処理部の構成を示す図解的な正面図である。
【図７】サンプルメッキ液の銅濃度と測定された吸光度との関係を示す図である。
【図８】メッキ処理ユニットの構造を示す図解的な断面図である。
【図９】ベベルエッチングユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図１０】洗浄ユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図１１】ウエハ処理部の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図１２】主成分管理部の構成を示す図解図である。
【図１３】銅溶解タンクの構造を示す図解的な断面図である。
【図１４】固定部材の図解的な平面図である。
【図１５】銅カートリッジの図解的な断面である。
【図１６】主成分管理部における銅溶解タンクの設置状態を示す図解的な側面図である。
【図１７】主成分管理部、微量成分管理部、および後処理薬液供給部の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図１８】カートリッジを交換する手順を説明するための図解的な側面図である。
【図１９】支持アームおよびカートリッジの図解的な平面図である。
【符号の説明】
１０    基板処理装置
１２    メッキ処理部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ    メッキ処理ユニット
５５    メッキ液収容槽
７６    アノード電極
１１０ａ，１１０ｂ    銅溶解タンク
１１６Ｅ    メッキ液排出口
１１７Ｅ    メッキ液導入口
１４０    カートリッジ
１４０Ｆ    フランジ
１４６    銅管
１５４ａ，１５４ｂ    重量計
１５５    システムコントローラ
２２０    台車
２２１，２２９    位置決め部材
２１１ｈ    位置決め穴
２２９ｐ    位置決め突起
２２４    支持アーム
２２５    リフタ
２３０    仮蓋
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５    ポンプ
Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂ    メッキ液移送管
Ｗ    ウエハ
【図１】
2004149894.tif 000003
【図２】
2004149894.tif 000004
【図３】
2004149894.tif 000005
【図４】
2004149894.tif 000006
【図５】
2004149894.tif 000007
【図６】
2004149894.tif 000008
【図７】
2004149894.tif 000009
【図８】
2004149894.tif 000010
【図９】
2004149894.tif 000011
【図１０】
2004149894.tif 000012
【図１１】
2004149894.tif 000013
【図１２】
2004149894.tif 000014
【図１３】
2004149894.tif 000015
【図１４】
2004149894.tif 000016
【図１５】
2004149894.tif 000017
【図１６】
2004149894.tif 000018
【図１７】
2004149894.tif 000019
【図１８】
2004149894.tif 000020
【図１９】
2004149894.tif 000021