(57)【要約】【課題】多様な仕様の製品に対して、その生産量を加味しながら最も生産性の高い状態での生産が可能で、生産コストの削減を図ることができ、しかも、配線の微細化などに対しても、柔軟に適用できるようにする。【解決手段】基板を保持する基板保持部４０と、基板保持部４０で保持した基板に対向した位置に配置された対極板５０とを備え、基板保持部４０で保持した基板と対極板との間に電解液を満たしつつ給電して電解処理を行う電解処理ユニット３０と、異なる種類の電解液を供給する複数の電解液供給設備３２ａ，３２ｂを備え、電解処理ユニット３０は、複数の電解液供給設備３２ａ，３２ｂの一つと択一的に接続できるように構成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持部と該基板保持部で保持した基板に対向した位置に配置された対極板とを備え、前記基板保持部で保持した基板と前記対極板との間に電解液を満たしつつ給電して電解処理を行う電解処理ユニットと、
異なる種類の電解液を供給する複数の電解液供給設備を備え、
前記電解処理ユニットは、前記複数の電解液供給設備の一つと択一的に接続できるように構成されていることを特徴とする電解処理装置。
【請求項２】
前記電解処理ユニットに接続する前記電解液供給設備を任意に選択する信号を入力する入力装置を有することを特徴とする請求項１記載の電解処理装置。
【請求項３】
基板が配線基板であり、基板上の電解処理対象物が銅を含有する金属であることを特徴とする請求項１または２記載の電解処理装置。
【請求項４】
基板を搬送する搬送装置と、
基板を保持する基板保持部と該基板保持部で保持した基板に対向した位置に配置された対極板とを備え、前記基板保持部で保持した基板と前記対極板との間に電解液を満たしつつ給電して電解処理を行う複数の電解処理ユニットと、
異なる種類の電解液を供給する複数の電解液供給設備を備え、
前記各電解処理ユニットは、前記複数の電解液供給設備の任意の一つと択一的に接続できるように構成されていることを特徴とする電解処理装置。
【請求項５】
前記各電解処理ユニットに接続する前記各電解液供給設備を任意に選択する信号を入力する入力装置を有することを特徴とする請求項４記載の電解処理装置。
【請求項６】
基板を洗浄する洗浄ユニットを更に有することを特徴とする請求項４または５記載の電解処理装置。
【請求項７】
基板と該基板に対向した位置に配置される対極板との間に第１電解液を満たしつつ給電して第１電解処理を行い、
基板と前記対極板との間に前記第１電解液とは異なる第２電解液を満たしつつ給電して第２電解処理を行うことを特徴とする電解処理方法。
【請求項８】
前記第１電解処理と前記第２電解処理の間に、基板と前記対極板との間に残った前記第１電解液を洗浄し乾燥させることを特徴とする請求項７記載の電解処理方法。
【請求項９】
前記第１電解液及び前記第２電解液は、複数の異なる種類の電解液から選択された任意の電解液であることを特徴とする請求項７または８記載の電解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解処理装置及び方法に係り、特に微細配線パターン（窪み）が形成された基板の表面に、銅等の配線材料をめっきにより成膜したり、基板の表面に形成した金属膜を電解エッチングにより除去したりするのに使用される電解処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体基板上に電気配線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。銅はアルミニウムのような異方性エッチングによる配線形状の形成が一般に困難であるため、この種の銅配線は、基板の表面に設けた微細凹部の内部に銅を埋込む、いわゆる銅ダマシン技術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、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、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）や電解エッチングにより不要の銅を除去するようにしている。
【０００３】
図４は、この種の銅配線基板Ｗの製造例を工程順に示すもので、先ず、図４（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２からなる酸化膜２を堆積し、リソグラフィ・エッチング技術により微孔（ビアホール）３や配線溝（トレンチ）４等の配線用の微細凹部を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成する。
【０００４】
そして、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、半導体基材１の微孔３及び配線溝４内に銅を充填するとともに、酸化膜２上に銅膜６を堆積する。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）や電解エッチングにより、酸化膜２上の銅膜６及びバリア層５を除去して、微孔３及び配線溝４に充填させた銅膜６の表面と酸化膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図４（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。
このように、配線材料がアルミニウムから銅に変わるにつれて、銅材料のめっきを行う電解めっき装置や、銅膜の電解エッチングを行う電解エッチング装置がにわかに注目を集めている。
【０００５】
図５に銅配線の製造に使用される従来の一般的な電解めっき装置を示す。この電解めっき装置は、例えばスミフボックス等の内部に多数の半導体ウエハ等の基板を収納した搬送ボックス１０を着脱自在な矩形状のハウジング１２を備えている。このハウジング１２の内部には、置台１４と、４台の電解めっきユニット１６と、２台の後洗浄ユニット１８が収納され、更に搬送ボックス１０及び置台１４との間で基板を搬送する搬送装置としての第１搬送ロボット２０と、置台１４、電解めっきユニット１６及び後洗浄ユニット１８との間で基板を搬送する搬送装置としての第２搬送ロボット２２が備えられている。
【０００６】
そして、４台の電解めっきユニット１６に共通の単一のめっき液供給設備２４が備えられ、このめっき液供給設備２４から各電解めっきユニット１６に共通のめっき液が個別に供給され回収されるようになっている。
【０００７】
これによって、基板を収納した搬送ボックス１０から１枚の基板が第１搬送ロボット２０により取出され、置台１４上に載置される。そして、この置台１４に載置された基板は、第２搬送ロボット２２によって、いずれかの電解めっきユニット１６に搬送され、この電解めっきユニット１６で銅めっき等の電解めっきが行われる。このめっき後の基板は、第２搬送ロボット２２によって、いずれかの後洗浄ユニット１８に搬送され、この後洗浄ユニット１８で基板の後洗浄及び後洗浄後のスピン乾燥が行われる。そして、このスピン乾燥後の基板は、第２搬送ロボット２２によって、置台１４に搬送されて載置され、この置台１４上に載置された基板は、第１搬送ロボット２０によって、搬送ボックス１０内の元の位置に戻される。
【０００８】
現在の銅配線等における配線の線幅は、一般に０．１５〜１００μｍの範囲にあり、電解めっき装置で使用されるめっき液は、硫酸銅、硫酸、塩酸、サプレッサー、アクセラレーター及びレベラで構成されるのが一般的である。また、１つの電解めっき装置で使用されるめっき液は、通常、一種類である。
【０００９】
一方、ピロりん酸銅めっき液のような高分極液を使用した電解めっきや無電解めっきで一次めっきを行って、シード層７（図４（ａ）参照）を補強乃至補修して完全なものとなし、しかる後、硫酸銅めっき液を使用した二次めっきを行って銅配線の埋込みを行うようにすることが提案されている。また、埋込み特性の異なる複数種の硫酸銅めっき液を一つの電解めっき装置に供給して、多段めっきを行うことも知られている。
【００１０】
このような多段めっきを行う電解めっき装置の従来例を図６に示す。この例は、２段めっきを行うようにしたものであり、例えばピロりん酸銅めっき液等の第１めっき液を供給する第１めっき液供給設備２４ａと、例えば硫酸銅めっき液等の第２めっき液を供給する第２めっき液供給設備２４ｂが備えられ、一方、電解めっきユニット１６も、第１めっき液供給設備２４ａに接続されて、第１めっき液を使用しためっきを行う第１電解めっきユニット１６ａと、第２めっき液供給設備２４ｂに接続されて、第２めっき液を使用しためっきを行う第２電解めっきユニット１６ｂに区分されている。更に、洗浄ユニットとして、後洗浄ユニット１８と中間洗浄ユニット２６が備えられている。
【００１１】
これにより、前述と同様にして置台１４に載置された基板は、いずれかの第１電解めっきユニット１６ａに搬送され、ここで第１めっき液を使用した一次めっきが施された後、第２搬送ロボット２２で中間洗浄ユニット２６に搬送され、ここで中間洗浄が行われる。そして、この中間洗浄後の基板は、第２搬送ロボット２２でいずれかの第２電解めっきユニット１６ｂに搬送され、ここで第２めっき液を使用した二次めっきが施され、しかる後、前述と同様に、後洗浄及びスピン乾燥後、搬送ボックス１０内に戻される。
【００１２】
このように、めっき液が異なる毎に異なる電解めっきユニットを使用して、単一の電解めっきユニットで２種類以上のめっき液を使用しためっきを行わないのは、微量の添加剤が混合してめっき特性が不安定になることを防止するためである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、ＬＳＩ分野では、既に０．１５μｍ以下の超微細な配線形成技術の開発が進んでいる。この場合、電解めっき法の埋込み特性に対して、更なる微細化対応、高アスペクト化対応が求められており、めっき液の開発も困難な技術的課題に直面しつつある。
【００１４】
しかし、超微細配線技術は、主に多層配線の下層部であるローカル配線に使用される技術であり、必ずしも線幅が１０〜１００μｍ程度の低アスペクトなグローバル配線を形成する技術としては、コスト的、技術的に最適ではない可能性が高い。これは、グローバル配線に求められめっき特性は、めっき上面の平坦な仕上がり、いわゆるレベリング性であるが、これに対して、ローカル配線に求められるめっき特性は、ボイドレスで微細凹部に銅を埋込むこと、すなわち高アスペクト比を有する微細凹部内への配線材料の埋込み性であるためである。そして、これらの異なる要求を同時に満足できるめっき液は未だ開発されていないのが現状である。
【００１５】
また、例えば銅配線を必要とする半導体デバイスは、多品種で少量ロットの生産を求められることが多く、更に半導体デバイスによって、配線幅、積層レイヤー数、それらの構成比率等は、一般に一定ではない。このため、従来の電解めっき装置のように、一種類のめっき液で全てのレイヤーの配線を形成したり、多様なデバイスを効率的に生産したりすることは困難である。また、複数種のめっき液を使用可能な装置構成を採用したとしても、めっき液毎に異なる電解めっきユニットを特定するような運用方法では、柔軟性に欠ける運用しかできず、しかも生産コストの増加に繋がってしまう。
【００１６】
以上、銅めっきを行う電解めっき装置における場合について説明したが、めっきと逆のプロセスを行う電解エッチング装置においても上記事情は同様である。すなわち、電解エッチングの特性も、電解めっき装置におけるめっき液と同様に、添加剤や電解質により調整することが可能であるが、多層配線の上層と下層で求められるプロセス要求は一様ではない。また、面内均一性、エッチングレートに対する要求は様々であり、これらの要求は、配線幅のみならず、配線疎密度、断面形状などによりに益々多様である。このため、異なる電解エッチング液を柔軟に運用できる装置の開発が求められていた。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、多様な仕様の製品に対して、その生産量を加味しながら最も生産性の高い状態での生産が可能で、生産コストの削減を図ることができ、しかも、配線の微細化などに対しても、柔軟に適用できるようにした電解処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と該基板保持部で保持した基板に対向した位置に配置された対極板とを備え、前記基板保持部で保持した基板と前記対極板との間に電解液を満たしつつ給電して電解処理を行う電解処理ユニットと、異なる種類の電解液を供給する複数の電解液供給設備を備え、前記電解処理ユニットは、前記複数の電解液供給設備の一つと択一的に接続できるように構成されていることを特徴とする電解処理装置である。
【００１９】
このように、異なる電解液を供給する複数の電解液供給設備の一つに電解液処理ユニットを択一的に接続することで、電解処理装置としてのフレキシビリティを高めることができる。なお、単一の電解処理ユニットに化学性状の異なる複数の薬液（電解液）を供給するため、液切替え時に、必要に応じた洗浄、ブロー、共洗いなどの措置が必要となるが、これらの作業はいずれも簡単に自動化が可能である。なお、薬液（電解液）によっては、これらの液切替えに伴う諸作業が不要な場合もある。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記電解処理ユニットに接続する前記電解液供給設備を任意に選択する信号を入力する入力装置を有することを特徴とする請求項１記載の電解処理装置である。
これにより、例えば、基板の種類、基板の処理対象レイヤー、基板の処理経過時間等の基板に関する情報をオペレーターが自動または画面等で入力することで、この情報に基づいて、適切な電解液を適切なタイミングで切替ることが可能となる。従って、基板毎、レイヤー毎の電解液の変更が可能となり、更には一つのレイヤー上に異なる電解処理を施すことも可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、基板が配線基板であり、基板上の電解処理対象物が銅を含有する金属であることを特徴とする請求項１または２記載の電解処理装置である。
本発明は、主にＬＳＩ分野で使用されると考えられ、その場合は、微細配線の主材料である銅に係わる電解処理を行うのに有効な装置となる。なお、処理材料は銅系材料に限定されるものでなく、めっきやエッチング、あるいは電着も含めた電解処理を行う場合に有効な装置である。適用分野についても、ＬＳＩに限定されることはなく、同様な原理機構に基づく加工工業において有効に使われる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、基板を搬送する搬送装置と、基板を保持する基板保持部と該基板保持部で保持した基板に対向した位置に配置された対極板とを備え、前記基板保持部で保持した基板と前記対極板との間に電解液を満たしつつ給電して電解処理を行う複数の電解処理ユニットと、異なる種類の電解液を保持し供給する複数の電解液供給設備を備え、前記各電解処理ユニットは、前記複数の電解液供給設備の任意の一つと択一的に接続できるように構成されていることを特徴とする電解処理装置である。
【００２３】
このように、電解処理装置の内部にフレキシブルな電解処理ユニットを複数収納することにより、より多様な用途での使用が可能となる。なお、電解液供給設備は、必ずしも装置である必要はなく、例えば生産工場のインフラからラインで供給される形態であっても良い。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、前記各電解処理ユニットに接続する前記各電解液供給設備を任意に選択する信号を入力する入力装置を有することを特徴とする請求項４記載の電解処理装置である。
例えば、基板の生産枚数が非常に少ない時は、１台の電解処理装置内の複数電解処理ユニットを稼動させることで、多様な要求を満足する基板の製造が可能である。生産枚数が多くなった場合には、要求スペックに応じて、必要な台数の基板処理装置を稼動させ、更に各基板処理装置内の電解処理ユニットを細かく振り分けて使用することによって、生産効率を最大に高めることが可能である。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、基板を洗浄する洗浄ユニットを更に有することを特徴とする請求項４または５記載の電解処理装置である。
電解処理装置は、一般に物質表面の繊細な加工処理を行う装置である。このため、基板を洗浄する洗浄ユニットとして、高機能なものを使用することが好ましい。また、電解処理後の金属膜の結晶を安定化させるために、アニールなどの加熱ユニットを装置内に配置するようにしてもよい。
また本発明は、超微細なＬＳＩ配線のように、一液での電解処理が困難な場合に一般に使われるものであり、このため、例えば線幅が０．１５μｍ未満の配線を有する基板を処理する場合に特に有効である。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、基板と該基板に対向した位置に配置される対極板との間に第１処理液を満たしつつ給電して第１電解処理を行い、基板と前記対極板との間に前記第１電解液とは異なる第２電解液を満たしつつ給電して第２電解処理を行うことを特徴とする電解処理方法である。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、前記第１電解処理と前記第２電解処理の間に、基板と前記対極板との間に残った前記第１電解液を洗浄し乾燥させることを特徴とする請求項７記載の電解処理方法である。
請求項９に記載の発明は、前記第１電解液及び前記第２電解液は、複数の異なる種類の電解液から選択された任意の電解液であることを特徴とする請求項７または８記載の電解処理方法である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の各例では、本発明を電解めっき装置に適用した例を示しているが、基板と対極板の間に、電流の流れる方向を逆にした電圧を印加しつつ電解液を供給することで、電解エッチング装置として使用できることは勿論である。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態における電解めっき装置（電解処理装置）を示す概略断面図である。図１に示すように、この電解めっき装置は、電解めっきユニット３０と、この電解めっきユニット３０に電解液としてめっき液を供給し回収する２つのめっき液供給設備３２ａ，３２ｂを備え、更に、制御部３４と、この制御部３４に信号を入力する、例えばキーボード等からなる入力装置３６を備えている。
【００３０】
電解めっきユニット３０は、この例は、上下動かつ回転自在で、表面を下向き（フェースダウン）にして基板Ｗを着脱自在に保持する該基板保持部４０と、内部にめっき液（電解液）を保持するめっき槽４２とを上下に備えている。めっき槽４２の内部には、隔壁４４で周囲を仕切られ上部に隔膜４６を取付けた対極板室４８が区画形成されており、この対極板室４８の内部に、基板Ｗと対極となる対極板（めっき装置にあってはアノード）５０が基板Ｗと対向した位置に配置されている。そして、基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面に形成されたシード層７（図４（ａ）参照）等の導電体と対極板５０との間に、導電体を陰極、対極板５０を陽極としためっき電圧を印加して、めっき電流を流す電源５１が備えられている。
【００３１】
なお、電解エッチング装置にあっては、前述のように、基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面に形成されたシード層７（図４（ａ）参照）等の導電体と対極板５０との間に、導電体を陽極、対極板５０を陰極としためっき電圧を印加して、めっき電流を流す。
【００３２】
一方のめっき液供給設備３２ａは、例えばピロりん酸銅めっき液等の第１めっき液を保持し供給するたもめのもので、このめっき液供給設備３２ａから延びるめっき液供給ライン５２ａとめっき液排出ライン５４ａは、電解めっきユニット３０のめっき槽４２に接続され、これらのめっき液供給ライン５２ａ及びめっき液排出ライン５４ａの内部には、開閉弁５６ａ，５８ａがそれぞれ介装されている。
【００３３】
他方のめっき液供給設備３２ｂは、例えば硫酸銅めっき液等の第２めっき液を保持し供給するたもめのもので、このめっき液供給設備３２ｂから延びるめっき液供給ライン５２ｂとめっき液排出ライン５４ｂは、電解めっきユニット３０のめっき槽４２に接続され、これらのめっき液供給ライン５２ｂ及びめっき液排出ライン５４ｂの内部には、開閉弁５６ｂ，５８ｂがそれぞれ介装されている。
【００３４】
ここで、めっき液供給ライン５２ａ，５２ｂは、めっき槽４２の底部に該めっき槽４２の側壁と隔壁４４で挟まれた位置で接続され、めっき液排出ライン５４ａ，５４ｂは、めっき槽４２の上部に接続されている。これにより、めっき槽４２内に供給されためっき液は、めっき槽４２の側壁と隔壁４４で挟まれた領域に沿って流れてめっき槽４２内を満たし、めっき槽４２の上部から排出されて循環するようになっており、基板Ｗと対極板５０との間に隔膜４６を配置することで、めっき槽４２内に供給されためっき液が対極板５０の表面に直接当たって、対極板５０の表面に形成されたブラックフィルム等がめっき液によって巻き上げられ流れ出すことが防止される。なお、隔膜４６は、通水性を有する、例えば織布や不織布で構成されるが、この隔膜４６の代わりに、内部に多数の細孔を有するプレートを使用してもよい。
【００３５】
前記開閉弁５６ａ，５８ａ、５６ｂ，５８ｂは、制御部３４から出力される出力信号により開閉制御される。また、制御部３４には、入力装置３６を使って、または自動で、例えば、基板の種類、基板の処理対象レイヤー、基板の処理経過時間等の基板に関する任意の情報が入力される。
【００３６】
次に、この電解めっき装置の使用例について、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示す、基板Ｗの表面に形成した微孔３及び配線溝４内に銅を充填する場合を例にして説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、導電層１ａの内部に微孔３や配線溝４等の配線用の微細凹部を形成し、その上にＴａＮ等からなるバリア層５、更にその上に電解めっきの給電層としてシード層７を形成した基板Ｗを、その表面を下向きにして基板保持部４０で保持し、この基板保持部４０で保持した基板Ｗをめっき槽４２の上端開口部を閉塞する所定の位置まで下降させて停止させる。
【００３７】
この状態で、例えばピロりん酸銅めっき液等の第１めっき液を保持し供給するめっき液供給設備３２ａから延びるめっき液供給ライン５２ａとめっき液排出ライン５４ａに介装した開閉弁５６ａ，５８ａを開いて、第１めっき液をめっき槽４２内に供給し循環させ、これによって、対極板５０を第１めっき液中に浸漬させ、基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面を第１めっき液に接触させる。この状態で、基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面に形成されたシード層７と対極板５０との間に、シード層７を陰極、対極板５０を陽極としためっき電圧を印加して、めっき電流を流し、必要に応じて基板Ｗを回転させることで、基板Ｗの表面に電解めっきを行う。そして、所定の時間に亘る電解めっきを行って、シード層７を補強乃至補修して、シード層７を完全なものとする。
【００３８】
そして、シード層７と対極板５０との間のめっき電圧の印加を解いて、第１めっき液による電解めっきを終了させる。しかる後、めっき液供給ライン５２ａとめっき液排出ライン５４ａを介してめっき槽４２内の第１めっき液を引き抜き、必要に応じて、第１めっき液による電解めっき後の基板Ｗの表面及びめっき槽４２の内部を純水等で洗浄し乾燥させる。
【００３９】
次に、第１めっき液を保持し供給するめっき液供給設備３２ａから延びるめっき液供給ライン５２ａとめっき液排出ライン５４ａに介装した開閉弁５６ａ，５８ａを閉じ、硫酸銅めっき液等の第２めっき液を保持し供給するめっき液供給設備３２ｂから延びるめっき液供給ライン５２ｂとめっき液排出ライン５４ｂに介装した開閉弁５６ｂ，５８ｂを開いて、第２めっき液をめっき槽４２内に供給し循環させ、これによって、対極板５０を第２めっき液中に浸漬させ、基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面を第２めっき液に接触させる。この状態で、基板保持部４０で保持した基板Ｗの表面に形成されたシード層７と対極板５０との間に、シード層７を陰極、対極板５０を陽極としためっき電圧を印加して、めっき電流を流し、必要に応じて基板Ｗを回転させることで、基板Ｗの表面に電解めっきを行う。そして、所定の時間に亘る電解めっきを行って、図４（ｂ）に示すように、微孔３や配線溝４等の配線用の微細凹部内に銅を充填するとともに、酸化膜２上に銅膜６を堆積する。
【００４０】
そして、シード層７と対極板５０との間のめっき電圧の印加を解いて、第２めっき液による電解めっきを終了させる。しかる後、めっき液供給ライン５２ｂとめっき液排出ライン５４ｂを介してめっき槽４２内の第２めっき液を引き抜き、必要に応じて、第２めっき液による電解めっき後の基板Ｗの表面及びめっき槽４２の内部を純水等で洗浄し乾燥させて、めっき処理を終了する。
【００４１】
図２は、本発明の他の実施の形態における電解めっき装置（電解処理装置）を示す概略断面図であり、図１に示す例と異なる点は以下の通りである。
すなわち、この例は、電解めっきユニット６０として、上下動かつ回転自在で、表面を上向き（フェースアップ）にして基板Ｗを着脱自在に保持する基板保持部６２と、この基板保持部６２の上方の該基板保持部６２で保持した基板Ｗの周縁部を囲繞する位置に配置されたシール材６４と、上下動及び回転自在で、基板保持部６２の上方に配置された電極ヘッド６６を有するものを使用している。この電極ヘッド６６は、下方に開口し、内部に対極板６８を配置するとともに、下端開口部に隔膜７０を取付け、内部をめっき液室７２としたハウジング７４が備えられている。その他の構成は、図１に示すものと同様である。
【００４２】
この例にあっては、基板保持部６２で表面を上向きにして保持した基板Ｗを上昇させて該基板Ｗの周縁部をシール材６４に圧接させてここを水密的にシールし、これによって、基板Ｗ及びシール材６４でめっき液を保持するめっき槽７６を区画する。そして、基板保持部６２で保持した基板Ｗの上面（表面）と隔膜７０の下面との間の隙間が所定の値となるように電極ヘッド６６を下降させる。この状態で、基板Ｗとシール材６４で区画形成されためっき槽７６にめっき液を供給し、めっき液室７２内をめっき液で満たしながらめっき液を循環させ、例えば、基板保持部６２で保持した基板Ｗの表面に形成されたシード層７（図４（ａ）参照）と対極板６８との間に、シード層７を陰極、対極板６８を陽極としためっき電圧を電源５１を介して印加して、めっき電流を流し、必要に応じて基板Ｗを及び隔膜７０を回転させることで、基板Ｗの表面に電解めっきを行う。この時、前述と同様に、めっき液供給設備３２ａに保持されて供給される第１めっき液による電解めっきと、めっき液供給設備３２ｂに保持されて供給される第２めっき液による電解めっきとの切替えを行う。
【００４３】
図３は、図１（または図２）に示す電解めっきユニット（電解処理ユニット）３０（６０）を複数備えた、本発明の他の実施の形態における電解めっき装置（電解処理装置）の全体平面図を示す。
【００４４】
この例は、例えばスミフボックス等の内部に多数の半導体ウエハ等の基板を収納した搬送ボックス１０を着脱自在な矩形状のハウジング１２を備えている。このハウジング１２の内部には、置台１４と、例えば図１または図２に示す４台の電解めっきユニット３０（６０）と、中間洗浄または後洗浄の少なくとも一方を行う２台の洗浄ユニット２８が収納され、更に搬送ボックス１０及び置台１４との間で基板を搬送する搬送装置としての第１搬送ロボット２０と、置台１４、電解めっきユニット３０（６０）、洗浄ユニット２８との間で基板を搬送する搬送装置としての第２搬送ロボット２２が備えられている。
【００４５】
そして、前述と同様な構成の  例えばピロりん酸銅めっき液等の第１めっき液を保持し供給するめっき液供給設備３２ａと、例えば硫酸銅めっき液等の第２めっき液を保持し供給するめっき液供給設備３２ｂが備えられている。そして、めっき液供給設備３２ａから延びるめっき液供給ライン５２ａとめっき液排出ライン５４ａは、各電解めっきユニット３０（６０）のめっき槽４２（７６）（図１及び図２参照、以下同じ）にそれぞれ個別に接続され、これらのめっき液供給ライン５２ａ及びめっき液排出ライン５４ａは、この内部に介装した開閉弁５６ａ，５８ａを介して、個別に開閉できるようになっている。めっき液供給設備３２ｂから延びるめっき液供給ライン５２ｂとめっき液排出ライン５４ｂも同様に、各電解めっきユニット３０（６０）のめっき槽４２（７６）にそれぞれ個別に接続され、これらのめっき液供給ライン５２ｂ及びめっき液排出ライン５４ｂは、この内部に介装した開閉弁５６ｂ，５８ｂを介して、個別に開閉できるようになっている。
【００４６】
前記開閉弁５６ａ，５８ａ、５６ｂ，５８ｂは、制御部３４から出力される出力信号により開閉制御され、また、制御部３４には、入力装置３６を使って、または自動で、例えば、基板の種類、基板の処理対象レイヤー、基板の処理経過時間等の基板に関する任意の情報が入力されるようになっていることは前述と同様である。
【００４７】
この例によれば、基板を収納した搬送ボックス１０から１枚の基板が第１搬送ロボット２０により取出され、置台１４上に載置される。そして、この置台１４に載置された基板は、第２搬送ロボット２２によって、いずれかの電解めっきユニット３０（６０）に搬送され、この電解めっきユニット３０（６０）で、前述と同様に、例えば第１めっき液を使用しためっきが行われる。そして、このめっき後の基板は、必要に応じて、いずれかの洗浄ユニット２８に搬送されて中間洗浄させた後、再度電解めっきユニット３０（６０）に戻され、この電解めっきユニット３０（６０）で、前述と同様に、例えば第２めっき液を使用しためっきが行われる。このめっき後の基板は、第２搬送ロボット２２によって、洗浄ユニット２８に搬送され、この洗浄ユニット２８で後洗浄及び後洗浄後のスピン乾燥が行われる。そして、このスピン乾燥後の基板は、第２搬送ロボット２２によって、置台１４に搬送されて載置され、この置台１４上に載置された基板は、第１搬送ロボット２０によって、搬送ボックス１０内の元の位置に戻される。
【００４８】
これらの電解液の選択は、処理する基板の仕様、枚数、レイヤーなどにより、入力装置３６を使って選択可能である。例えば、基板の種類、基板の処理対象レイヤー、基板の処理経過時間等の基板に関する任意の情報をオペレーターが入力装置３６を使って画面等で入力することで、この情報に基づいて、適切な電解液を適切なタイミングで切替ることが可能となる。従って、基板毎、レイヤー毎の電解液の変更が可能となり、更には一つのレイヤー上に異なる電解処理を施すことも可能となる。
【００４９】
この例では、これらの自由度を、各電解めっきユニット３０（６０）に対して独立的に与えることで、処理形態は非常に多様になる。また、洗浄ユニット２８では、電解処理後の洗浄のみならず、電解途中の洗浄を実施するようにしてもよい。搬送ボックス１０については、処理対象基板の汚染度により、電解めっき装置への搬入と搬出で使い分けることも可能である。
【００５０】
このように、本発明は、複数の電解液を効率的に使用することができる。また本発明における電解液は、めっき液、エッチング液、電着液のいずれもが使用可能である。更に、１つの基板あるいは１つのレイヤーに対して、複数のめっき液のみならず、めっき液とエッチング液のような組合せで処理することもできる。さらに、対極板室をめっき槽と区分して設けることにより、基板を処理する電解液と対極板室内に導入する対極液を区分し、電解処理の用途を更に拡張することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多様な仕様の製品に対して、その生産量を加味しながら最も生産性の高い状態での生産が可能となり、生産コストの削減を図ることができる。しかも、配線の微細化などに対しても、柔軟に適用できるようにした電解処理装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電解めっき装置に適用した電解加工装置の概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態における電解めっき装置に適用した電解加工装置の概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における複数の電解めっきユニット（電解処理ユニット）を備えた電解めっき装置に適用した電解処理装置の全体平面図である。
【図４】銅配線基板の形成例を工程順に示す図である。
【図５】従来の電解めっき装置の全体平面図である。
【図６】従来の他の電解めっき装置の全体平面図である。
【符号の説明】
１０  搬送ボックス
１２  ハウジング
２０，２２  搬送ロボット
３０，６０  電解めっきユニット（電解処理ユニット）
３２ａ，３２ｂ  めっき液（電解液）供給設備
３４  制御部
３６  入力装置
４０，６２  基板保持部
４２，７６  めっき槽
４６，７０  隔膜
５０，６８  対極板
５１  電源
５２ａ，５２ｂ  めっき液供給ライン
５４ａ，５４ｂ  めっき液排出ライン
５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ  開閉弁
６４  シール材
６６  電極ヘッド
【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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