(57)【要約】【課題】基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる液処理装置及び液処理方法を提供する。【解決手段】メッキ液を貯留する内槽１９内には、カソード領域とアノード領域とを仕切り分ける隔膜２５及び隔膜を支持するフレーム２６が配設されている。フレーム２６には供給管伸縮機構３８の作動により伸縮可能な供給管３５が接続されている。このような電解メッキ装置１を使用して、隔膜２５の中央対向部２５ｃを上下動させながらウェハＷにメッキを施す。【選択図】　　　図１
2004131750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を浸漬させるための処理液を貯留する処理液槽と、
前記処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の電極と、
前記処理液槽内に配設された、前記第１の電極との間に電圧が印加される第２の電極と、
前記基板と前記第２の電極との間に配設された隔膜と、
前記隔膜の位置を部分的に変える隔膜位置可変機構と、
を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記隔膜の位置が部分的に変えられる前の状態では、前記隔膜における前記基板の中央部に対向する部分は、前記隔膜における前記基板の縁部に対向する部分よりも基板側に位置していることを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
【請求項３】
前記隔膜位置調節機構は、前記隔膜における前記基板の中央部に対向する部分を動かすことを特徴とする請求項１又は２記載の液処理装置。
【請求項４】
前記隔膜位置可変機構を制御する制御器をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液処理装置。
【請求項５】
前記基板に施された液処理の程度を部分的に測定するためのセンサをさらに備え、前記制御器は前記センサの測定結果に基づいて前記隔膜位置可変機構を制御することを特徴とする請求項４記載の液処理装置。
【請求項６】
複数の電極を備えた測定用基板と、前記電極に流れる電流を測定する電流計とをさらに備え、前記制御器は前記電流計の測定結果に基づいて前記隔膜位置可変機構を制御することを特徴とする請求項４項に記載の液処理装置。
【請求項７】
基板を浸漬させるための処理液を貯留する処理液槽と、
前記処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の電極と、
前記処理液槽内に配設された、前記第１の電極との間に電圧が印加される第２の電極と、
前記基板と前記第２の電極との間に配設された、前記基板の中央部に対向する部分が前記基板の縁部に対向する部分よりも基板側に位置した隔膜と、
を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項８】
処理液槽内の処理液に基板を浸漬させ、かつ前記基板に電流を流している状態で、前記基板に施された液処理の程度を部分的に測定し、測定結果に基づいて前記処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変えながら基板に液処理を施す基板液処理工程を具備することを特徴とする液処理方法。
【請求項９】
処理液槽内の処理液に複数の電極を備える測定用基板を浸漬させ、かつ前記測定用基板に電流を流している状態で、前記電極に流れる電流を測定しながら前記測定用基板に液処理を施す測定用基板液処理工程と、
前記処理液槽内の処理液に基板を浸漬させ、かつ前記基板に電流を流している状態で、測定結果に基づいて前記処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変えながら前記基板に液処理を施す基板液処理工程と、
を具備することを特徴とする液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に液処理を施す液処理装置及び液処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの集積度向上により、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）に形成された配線溝又は接続孔に金属を埋め込んで配線を形成する埋め込み配線方法が利用されている。それに伴い、高い埋め込み速度を有する成膜装置の開発が強く要求されている。現在、このような要求を満たす成膜装置として、電解メッキ装置が注目されている。
【０００３】
電解メッキ装置では、メッキ液槽内のメッキ液にウェハを浸漬させ、かつアノード電極とウェハの縁部に接触しているカソード電極との間に電圧を印可することにより、メッキを埋め込んでいる。
【０００４】
ところが、このような電解メッキ装置ではウェハの縁部から給電しているため、ウェハの中央部よりも縁部の方が電流密度が大きくなり、メッキの面内均一性が低いという問題がある。
【０００５】
現在、上記問題を解決する一つの手法として、メッキ液槽内に移動可能な遮蔽板を配設し、メッキ中に遮蔽板を動かすことにより、電流密度を制御する手法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【特許文献１】
特開２０００−８７２８５号公報（第５−第７頁、図１−図３）
【特許文献２】
特開２０００−９６２８２号公報（第２−第３頁、図１−図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような手法では、遮蔽板によりメッキ液の流れが変わるので、流速分布の均一性が低下してしまい、メッキの面内均一性を効果的に向上させることができないという問題がある。なお、この問題は遮蔽板を配設することにより生ずる問題であり、メッキ中に遮蔽板を動かさない場合にも生ずる問題である。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。即ち、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる液処理装置及び液処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の液処理装置は、基板を浸漬させるための処理液を貯留する処理液槽と、処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の電極と、処理液槽内に配設された、第１の電極との間に電圧が印加される第２の電極と、基板と第２の電極との間に配設された隔膜と、隔膜の位置を部分的に変える隔膜位置可変機構と、を具備することを特徴としている。本発明の液処理装置は、隔膜位置可変機構を備えているので、隔膜の位置を部分的に変えることができる。それ故、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる。
【０００８】
上記隔膜の位置が部分的に変えられる前の状態では、隔膜における前記基板の中央部に対向する部分は隔膜における基板の縁部に対向する部分よりも基板側に位置していることが好ましい。このような隔膜を使用することにより、容易に基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる。
【０００９】
上記隔膜位置調節機構は、隔膜における基板の中央部に対向する部分を動かすことが好ましい。このような部分を動かすことにより、容易に隔膜の位置を部分的に変えることができる。
【００１０】
上記液処理装置は、隔膜位置可変機構を制御する制御器をさらに備えていることが好ましい。制御器を備えることにより、隔膜位置調節機構の制御を自動的に行うことができる。
【００１１】
上記液処理装置は、基板に施された液処理の程度を部分的に測定するためのセンサをさらに備え、制御器はセンサの測定結果に基づいて隔膜位置可変機構を制御することが好ましい。センサを備え、制御器でこのような制御を行うことにより基板における液処理の面内均一性をより効果的に向上させることができる。
【００１２】
上記液処理装置は、複数の電極を備えた測定用基板と、電極に流れる電流を測定する電流計とをさらに備え、制御器は電流計の測定結果に基づいて隔膜位置可変機構を制御することが好ましい。測定用基板を備え、制御器でこのような制御を行うことにより基板における液処理の面内均一性をより効果的に向上させることができる。
【００１３】
本発明の他の液処理装置は、基板を浸漬させるための処理液を貯留する処理液槽と、処理液に浸漬させた基板に電気的に接触する第１の電極と、処理液槽内に配設された、第１の電極との間に電圧が印加される第２の電極と、基板と第２の電極との間に配設された、基板の中央部に対向する部分が基板の縁部に対向する部分よりも基板側に位置した隔膜と、を具備することを特徴としている。本発明の液処理装置は、このような隔膜を備えているので、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる。
【００１４】
本発明の液処理方法は、処理液槽内の処理液に基板を浸漬させ、かつ基板に電流を流している状態で、基板に施された液処理の程度を部分的に測定し、測定結果に基づいて前記処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変えながら基板に液処理を施す基板液処理工程を具備することを特徴としている。本発明の液処理方法は、基板液処理工程を備えているので、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる。
【００１５】
本発明の他の液処理方法は、処理液槽内の処理液に複数の電極を備える測定用基板を浸漬させ、かつ測定用基板に電流を流している状態で、電極に流れる電流を測定しながら測定用基板に液処理を施す測定用基板液処理工程と、処理液槽内の処理液に基板を浸漬させ、かつ基板に電流を流している状態で、測定結果に基づいて処理液内に配設された隔膜の位置を部分的に変えながら基板に液処理を施す基板液処理工程と、を具備することを特徴としている。本発明の液処理方法は、測定用基板液処理工程と基板液処理工程とを備えているので、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、第１の実施の形態に係る電解メッキ装置について説明する。図１は本実施の形態に係る電解メッキ装置の模式的な垂直断面図であり、図２は本実施の形態に係る隔膜とフレームの模式的な平面図である。図３は本実施の形態に係るウェハの模式的な垂直断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、電解メッキ装置１は、合成樹脂等で形成されたハウジング２を備えている。ハウジング２の側壁には、開口２ａが形成されている。開口２ａの外側には、ウェハＷを電解メッキ装置１内に搬出入する際に開閉するゲートバルブ３が配設されている。
【００１８】
ハウジング２内には、ウェハＷを保持するホルダ４が配設されている。ホルダ４には、ウェハＷの被メッキ面が下方に向くように、いわゆるフェイスダウン方式でウェハＷが保持される。
【００１９】
ホルダ４は、内部空間にウェハＷを略水平に収容するための略円筒状のホルダ容器５を備えている。ホルダ容器５の底面には、ウェハＷの被メッキ面をメッキ液に接触させるための略円状の開口５ａが形成されている。開口５ａの直径は、ウェハＷの直径より小さくなるように形成されている。
【００２０】
ホルダ容器５の側面には、ウェハＷをホルダ容器５内へ搬入或いはホルダ容器５内から搬出するための開口５ｂが形成されている。開口５ｂの外側には、開閉自在なシャッタ６が配置されている。ウェハＷ搬入後、シャッタ６が閉じられることにより、開口５ｂが覆われ、ホルダ容器５内へのメッキ液の侵入が抑制される。
【００２１】
ホルダ容器５には、ホルダ容器５を略水平面内で回転させるモータ７が接続されている。なお、ウェハＷは、ホルダ容器５が回転すると、ホルダ容器５とともに回転する。
【００２２】
モータ７には、ホルダ容器５を昇降させるホルダ容器昇降機構８が取り付けられている。ホルダ容器昇降機構８は、モータ７に取り付けられた支持梁９と、ハウジング２の内壁に取り付けられたガイドレール１０と、支持梁２７をガイドレール１０に沿わせて昇降させる伸縮自在なロッド１１ａを備えたエアシリンダ１１と、から構成されている。エアシリンダ１１が作動することにより、ロッド１１ａが伸縮し、ホルダ容器５がガイドレール１０に沿って昇降する。
【００２３】
具体的には、ホルダ容器５は、ホルダ容器昇降機構８により、ウェハＷを搬送するための搬送位置（Ｉ）と、ウェハＷに施されたメッキを洗浄するための洗浄位置（ＩＩ）と、メッキが施されたウェハＷから余分なメッキ液や水分を取り除くスピンドライを行うためのスピンドライ位置（ＩＩＩ）と、ウェハＷにメッキを施すためのメッキ位置（ＩＶ）との間で昇降する。なお、搬送位置（Ｉ）、洗浄位置（ＩＩ）、及びスピンドライ位置（ＩＩＩ）は後述する内槽１９にメッキ液を満たしたときのメッキ液の液面より上方に在り、メッキ位置（ＩＶ）はメッキ液の液面より下方に在る。
【００２４】
ホルダ容器５内には、後述するカソード電極１５とメッキ液との接触を抑制するシール部材１２が配設されている。また、ホルダ容器５内には、ウェハＷを保持し、シール部材１２上にウェハＷを載置するための吸着パッド１３、及びシール部材１２上に載置されたウェハＷをシール部材１２に押圧する押圧部材１４が配設されている。
【００２５】
シール部材１２上には、ウェハＷに電気的に接触する複数のカソード電極１５が配設されている。カソード電極１５を複数配設することにより、複数箇所から給電が行われ、ウェハＷに均等に電流が流れる。カソード電極１５は、例えばＡｕ、Ｐｔ等の電気伝導性に優れた材料から形成されている。
【００２６】
カソード電極１５には、例えば１２７等分された位置にウェハＷの被メッキ面の外周部に接触させる半球状のコンタクト１６が突設している。コンタクト１６を半球状に形成することにより、ウェハＷに各コンタクト１６が一定面積で接触する。
【００２７】
コンタクト１６に接触するウェハＷは、図３に示されるように、配線溝１０１ａが形成された層間絶縁膜１０１を備えている。層間絶縁膜１０１は、例えば、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＣ、或いは多孔質シリカ等の低誘電率絶縁物から形成されていることが好ましい。また、配線溝１０１ａの代わりに、或いは配線溝１０１ａとともに層間絶縁膜１０１に接続孔が形成されていてもよい。
【００２８】
層間絶縁膜１０１上には、層間絶縁膜１０１へのメッキの拡散を抑制するためのバリア膜１０２が形成されている。バリア膜１０２は、例えば、ＴａＮ或いはＴｉＮ等から形成されていることが好ましい。また、バリア膜１０２は、層間絶縁膜１０１上に約２９ｎｍの厚さで形成されている。
【００２９】
バリア膜１０１上には、ウェハＷに電流を流すためのシード膜１０３が形成されている。シード膜１０３は、メッキと同じ金属から形成されていることが好ましい。具体的には、メッキが例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、或いはＣｕ等である場合には、シード膜１０３はメッキに合わせて例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、或いはＣｕ等から形成されていることが好ましい。また、シード膜１０３はバリア膜１０２上に約１００ｎｍの厚さで形成されている。
【００３０】
ホルダ４の下方には、メッキ液を貯留するメッキ液槽１７が配設されている。メッキ液槽１７は、外槽１８と外槽１８の内側に配設された内槽１９とから構成されている。外槽１８は、内槽１９からオーバーフローしたメッキ液を受けるためのものである。外槽１８は、上面が開口し、かつ底面が閉口した略円筒形に形成されている。外槽１８の底部には、外槽１８からメッキ液を排出する排出管２０が接続されている。排出管２０の他端は、内槽１９に供給するためのメッキ液が貯留された図示しないリザーバタンクに接続されている。排出管２０には、バルブ２２が介在している。バルブ２２が開かれることにより、内槽１９からオーバーフローし、外槽１８に流入したメッキ液がリザーバタンクに戻される。
【００３１】
外槽１８の上部には、蒸発したメッキ液或いは飛散したメッキ液を吸い込む排気口を有する排気部材２２と、ウェハＷに施されたメッキを洗浄する洗浄ノズル２３とが配設されている。
【００３２】
内槽１９は、ウェハＷを浸漬させるメッキ液を貯留するものである。内槽１９は、外槽１８と同様に、上面が開口し、かつ底面が閉口した略円筒形に形成されている。内槽１９の底部には、カソード電極１５との間に電圧が印加されるアノード電極２４が配設されている。アノード電極２４は、図示しない外部電源に電気的に接続されている。
【００３３】
アノード電極１２の上方には、内槽４ａ内を上下に仕切り分ける隔膜２５が配設されている。ここで、隔膜２５により仕切り分けられた下方の領域をアノード領域といい、上方の領域をカソード領域という。隔膜２５はイオン導電性の膜である。具体的には、隔膜２５は、主に酸化チタンとポリフッ化ビニリデン等から構成されている。
【００３４】
隔膜２５は、複数枚、本実施の形態では６枚の隔膜片が環状に配設されることにより構成されている。隔膜２５は、例えばポリエチレンのような変形可能な材料から形成されたフレーム２６により支持されている。
【００３５】
フレーム２６の縁部は、内槽１９に固定されている。フレーム２６の中央部には開口２６ａが形成されており、開口２６ａには後述する供給管３５の先端部が液密に接続されている。フレーム２６の中央部は、フレーム２６の縁部よりもウェハＷ側に位置している。具体的には、本実施の形態ではフレーム２６はドーム状に形成されている。フレーム２６をこのような形状に形成することにより、ウェハＷの中央部Ｗｃに対向する隔膜２５の部分２５ｃ（以下、中央対向部２５ｃという。）がウェハＷの縁部Ｗｅに対向する隔膜２５の部分２５ｅ（以下、縁対向部２５ｅという。）よりもウェハＷ側に位置する。
【００３６】
内槽１９内には、ウェハＷに向けて所定の角度で光を発する発光素子２７とウェハＷで反射された光を検知する受光素子２８とが配設されている。発光素子２７はウェハＷの中央部Ｗｃに向けて所定の角度で光を発する発光素子２７ａと、ウェハＷの縁部Ｗｅに向けて所定の角度で光を発する発光素子２７ｂとから構成されている。受光素子２８は一列に複数配設されている。発光素子２７及び受光素子２８を配設することにより、メッキの膜厚を測定することができる。即ち、ウェハＷにメッキが施されるにつれて、発光素子２７から発せられた光の反射位置が発光素子２７側に移動する。反射位置が発光素子２７側に移動すると、反射された光が下方に移動し、受光位置が変わる。この受光位置の変化を受光素子２８により検知することにより、後述する制御器３９でメッキの膜厚を演算することができる。
【００３７】
内槽１９の底部には、アノード領域にメッキ液を供給する供給管２９及びアノード領域からメッキ液を排出するための排出管３０が接続されている。供給管２９及び排出管３０には、開閉自在なバルブ３１、３２及びメッキ液の流量を調節可能なポンプ３３、３４がそれぞれ介在している。バルブ３１が開かれた状態で、ポンプ３３が作動することにより、リザーバタンク内のメッキ液が所定の流量でアノード領域に送り出される。また、バルブ３２が開かれた状態で、ポンプ３４が作動することにより、アノード領域のメッキ液は、リザーバタンクに戻される。
【００３８】
内槽１９内には、カソード領域にメッキ液を供給するための供給管３５が突出されている。供給管３５の他端は、図示しないリザーバタンクに接続されている。供給管３５には、開閉自在なバルブ３６及びメッキ液の流量を調節可能なポンプ３７が介在している。バルブ３６が開かれた状態で、ポンプ３７が作動することにより、リザーバタンク内のメッキ液が所定の流量でカソード領域に送り出される。
【００３９】
供給管３５には、ウェハＷの厚さ方向に供給管３５を伸縮させる供給管伸縮機構３８が取り付けられている。ここで、供給管３５の先端には、隔膜２５を支持したフレーム２６が接続されているので、供給管伸縮機構３８の作動により供給管３５が伸縮すると、フレーム２６の中央部及び隔膜２５の中央対向部２５ｃが上下動する。
【００４０】
供給管伸縮機構３８には、供給管伸縮機構３８の作動を制御する制御器３９が電気的に接続されている。また、制御器３９は、受光素子２８にも電気的に接続されている。制御器３９は、受光素子２８からの出力信号に基づいて供給管伸縮機構３８の作動を制御する。具体的には、制御器３９は、受光素子２８からの出力信号に基づいてウェハＷの中央部Ｗｃの膜厚と縁部Ｗｅとの膜厚を演算し、中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より大きいか否かを判断する。中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より大きいと判断した場合には、供給管３５が縮退するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。また、中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より小さいと判断した場合には、供給管３５が伸長するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。
【００４１】
以下、電解メッキ装置１で行われる処理の流れについて図４〜図６に沿って説明する。図４は本実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われる処理の流れを示したフローチャートであり、図５は本実施の形態に係るメッキ処理の流れを示したフローチャートであり、図６（ａ）及び図６（ｂ）は本実施の形態に係る電解メッキ装置１内の様子を模式的に示した図である。
【００４２】
まず、ゲートバルブ３が開かれた状態で、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが搬送位置（Ｉ）に位置しているホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にウェハＷが搬入される（ステップ１ａ）。
【００４３】
ウェハＷが電解メッキ装置１内に搬入された後、吸着パッド１３にウェハＷが吸着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ウェハＷがシール部材１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ウェハＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ウェハＷがホルダ４に保持される（ステップ２ａ）。
【００４４】
ウェハＷがホルダ４に保持された後、エアシリンダ１１の作動によりホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液にウェハＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、供給管伸縮機構３８の作動が制御されながらウェハＷにメッキが施される（ステップ３ａ）。
【００４５】
具体的には、まず、アノード電極２４とカソード電極１５との間に電圧が印可される。また、発光素子２７が点灯し、発光素子２７から光が発せられる（ステップ３ａ１）。その後、制御器３９により受光素子２８からの出力信号に基づいてウェハＷの中央部Ｗｃの膜厚と縁部Ｗｅとの膜厚が演算され、中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より大きいか否かが判断される（ステップ３ａ２）。中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より大きいと判断された場合には、図６（ａ）に示されるように供給管３５が縮退し、中央対向部２５ｃが下降する（ステップ３ａ３）。また、中央部Ｗｃの膜厚が縁部Ｗｅの膜厚より小さいと判断された場合には、図６（ｂ）に示されるように供給管３５が伸長し、中央対向部２５ｃが上昇する（ステップ３ａ４）。その後、メッキ開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ステップ３ａ５）。メッキ開始から所定時間が経過していないと判断されると、ステップ３ａ２〜ステップ３ａ４の工程が繰り返される。メッキ開始から所定時間が経過したと判断されると、電圧の印加が停止されるとともに発光素子２７の点灯が停止される（ステップ３ａ６）。これにより、ウェハＷへのメッキの施しが終了される。
【００４６】
ウェハＷへのメッキの施しが終了された後、エアシリンダ１１の作動によりホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、モータ７の駆動によりホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる。（ステップ４ａ）。
【００４７】
スピンドライが終了された後、エアシリンダ１１の作動によりホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）に位置した後、モータ７の駆動によりホルダ容器５が略水平面内で回転するとともに洗浄ノズル２３から純水がウェハＷに吹き付けられ、ウェハＷに施されたメッキが洗浄される（ステップ５ａ）。
【００４８】
メッキの洗浄が終了された後、エアシリンダ１１の作動によりホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで下降する。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、モータ７の駆動によりホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる（ステップ６ａ）。
【００４９】
スピンドライが終了された後、エアシリンダ１１の作動によりホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ウェハＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が上昇して、ウェハＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホルダ４のウェハＷの保持が解除される（ステップ７ａ）。
【００５０】
ウェハＷの保持が解除された後、シャッタ６及びゲートバルブ３が開かれるとともに図示しない搬送アームがホルダ容器５内に伸長して、搬送アームにウェハＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、電解メッキ装置１内からウェハＷが搬出される（ステップ８ａ）。
【００５１】
本実施の形態では、メッキ中に中央部Ｗｃ及び縁部Ｗｅに施されているメッキの膜厚に基づいて中央対向部２５ｃを縁部２５ｅに対して動かすので、メッキの面内均一性を効果的に向上させることができる。即ち、隔膜２５はイオン導電性であるので、電流密度に影響を与える。具体的には、ウェハＷから隔膜２５までの距離が小さくなるほどウェハＷにおける電流密度は大きくなり、ウェハＷから隔膜２５までの距離が大きくなるほど電流密度は小さくなる。従って、中央対向部２５ｃが下降し、中央部Ｗｃと中央対向部２５ｃとの距離が大きくなると、中央部Ｗｃの電流密度は大きくなり、中央対向部２５ｃが上昇し、中央部Ｗｃと中央対向部２５ｃとの距離が小さくなると、中央部Ｗｃの電流密度は小さくなる。ここで、本実施の形態では、中央対向部２５ｃの上下動は、中央部Ｗｃ及び縁部Ｗｅに施されているメッキの膜厚に基づいて行われている。一方、遮蔽板を配設していないので、カソード領域のメッキ液はスムーズに流れる。その結果、遮蔽板を配設した場合よりも流速分布の均一性を向上させることができる。それ故、メッキの面内均一性を効果的に向上させることができる。
【００５２】
本実施の形態では、中央対向部２５ｃを動かすので、縁対向部２５ｅを動かすよりも容易にウェハＷと隔膜２５との距離を部分的に変えることができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について説明する。なお、以下本実施の形態以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容については説明を省略することもある。本実施の形態では、ダミーウェハを使用して、中央部に流れる電流と縁部に流れる電流を測定し、この電流に基づいてウェハにメッキを施す例について説明する。図７は本実施の形態に係るダミーウェハの模式的な平面図であり、図８は本実施の形態に係るダミーウェハをホルダ容器内に収容したときのホルダ容器内の様子を示した図である。
【００５４】
図７及び図８に示されるように、ダミーウェハＤＷは後述するモニタ電極２０２を支持する例えば合成樹脂等から形成されたモニタ電極支持板２０１を備えている。モニタ電極支持板２０１には複数の開口が形成されており、これらの開口には例えばＣｕ、Ｐｔ等で形成されたモニタ電極２０２が埋め込まれている。
【００５５】
モニタ電極２０２は、全体で例えばモニタ電極支持板２０１と同心的な複数の環を形成するように埋め込まれている。なお、モニタ電極支持板２０１の縁部には例えば６４個或いは１２７個のモニタ電極２０２が埋め込まれている。
【００５６】
モニタ電極２０２には、モニタ電極２０２とコンタクト１６とを電気的に接触させるためのリード線２０３が接続されている。ダミーウェハＤＷをコンタクト１６上に載置することにより、リード線２０３がコンタクト１６に接触し、モニタ電極２０２とコンタクト１６とが電気的に接触する。リード線２０３にはモニタ電極２０２に流れる電流を測定するための電流計２０４が介在しており、電流計２０４には制御器３９が電気的に接続されている。
【００５７】
制御器３９は、電流計２０４からの出力信号に基づいて供給管伸縮機構３８の作動を制御する。具体的には、制御器３９は、電流計２０４からの出力信号に基づいて、ダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否かを判断する。中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいと判断した場合には、供給管３５が縮退するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より小さいと判断した場合には、供給管３５が伸長するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。ここで、ダミーウェハＤＷのメッキ時に出力される制御信号は制御部に記憶され、ウェハＷのメッキ時に記憶された制御信号が出力される。これにより、ダミーウェハＤＷのメッキ時に行われた供給管伸縮機構３８の制御がウェハＷのメッキ時に再現される。
【００５８】
以下、電解メッキ装置１で行われる処理の流れについて図９〜図１２に沿って説明する。図９は本実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われる処理の流れを示したフローチャートであり、図１０は本実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われるダミーウェハＤＷにおけるメッキ処理の流れを示したフローチャートであり、図１１（ａ）〜図１２は本実施の形態に係る電解メッキ装置１内の様子を模式的に示した図である。
【００５９】
まず、ゲートバルブ３が開かれた状態で、ダミーウェハＤＷを保持した図示しない搬送アームがホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にダミーウェハＤＷが搬入される（ステップ１ｂ）。
【００６０】
ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１内に搬入された後、吸着パッド１３にダミーウェハＤＷが吸着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ダミーウェハＤＷがシール部材１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ダミーウェハＤＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ダミーウェハＤＷがホルダに保持される（ステップ２ｂ）。
【００６１】
ダミーウェハＤＷがホルダに保持された後、ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液にダミーウェハＤＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、供給管伸縮機構３８の作動が制御されながらダミーウェハＤＷにメッキが施される（ステップ３ｂ）。
【００６２】
具体的には、まず、アノード電極２４とカソード電極１５との間に電圧が印可される（ステップ３ｂ１）。その後、制御器３９により電流計２０４からの出力信号に基づいてダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否かが判断される（ステップ３ｂ２）。中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいと判断された場合には、図１１（ａ）に示されるように供給管３５が縮退し、中央対向部２５ｃが下降する（ステップ３ｂ３）。また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より小さいと判断された場合には、図１１（ｂ）に示されるように供給管３５が伸長し、中央対向部２５ｃが上昇する（ステップ３ｂ４）。その後、メッキ開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ステップ３ｂ５）。メッキ開始から所定時間が経過していないと判断されると、ステップ３ｂ２〜ステップ３ｂ５の工程が繰り返される。メッキ開始から所定時間が経過したと判断されると、電圧の印加が停止される（ステップ３ｂ６）。これにより、ダミーウェハＤＷへのメッキの施しが終了される。
【００６３】
ダミーウェハＤＷのメッキの施しが終了された後、ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ダミーウェハＤＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が上昇して、ダミーウェハＤＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホルダ４のダミーウェハＤＷの保持が解除される（ステップ４ｂ）。
【００６４】
ダミーウェハＤＷの保持が解除された後、搬送アームにダミーウェハＤＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、ハウジング２からダミーウェハＤＷが搬出される（ステップ５ｂ）。
【００６５】
ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１内から搬出された後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームがホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にウェハＷが搬入される（ステップ６ｂ）。
【００６６】
ウェハＷが電解メッキ装置１内に搬入された後、吸着パッド１３にウェハＷが吸着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ウェハＷがシール部材１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ウェハＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ウェハＷがホルダ４に保持される（ステップ７ｂ）。
【００６７】
ウェハＷがホルダ４に保持された後、ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液にウェハＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、アノード電極２４とカソード電極１５との間に電圧が印可され、図１２に示されるようにダミーウェハＤＷにメッキを施したときの中央対向部２５ｃの動きが再現されながらウェハＷにメッキが施される（ステップ８ｂ）。
【００６８】
ウェハＷのメッキの施しが終了された後、ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる。（ステップ９ｂ）。
【００６９】
スピンドライが行われた後、ホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転するとともに洗浄ノズル２３から純水がウェハＷに吹き付けられ、ウェハＷに施されたメッキが洗浄される（ステップ１０ｂ）。
【００７０】
メッキが洗浄された後、ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで下降する。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる（ステップ１１ｂ）。
【００７１】
スピンドライが行われた後、ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ウェハＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が上昇して、ウェハＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホルダ４のウェハＷの保持が解除される（ステップ１２ｂ）。
【００７２】
ウェハＷの保持が解除された後、搬送アームにウェハＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、電解メッキ装置１内からウェハＷが搬出される（ステップ１３ｂ）。
【００７３】
（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ダミーウェハを使用して、中央対向部の位置決めをし、その後中央対向部を動かさない状態でウェハにメッキを施す例について説明する。
【００７４】
制御部３９は、電流計２０４からの出力信号に基づいて供給管伸縮機構３８の作動を制御する。具体的には、電流計２０４からの出力信号に基づいて、ダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流との差が所定の範囲内にあるか否かを判断する。中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流との差が所定の範囲内にない場合には、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否かを判断する。中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きい場合には、供給管３５が縮退するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より小さいと判断した場合には、供給管３５が伸長するような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。一方、中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流との差が所定の範囲内にある場合には、供給管３５が停止されるような制御信号を供給管伸縮機構３８に出力する。
【００７５】
以下、電解メッキ装置１で行われる処理の流れについて図１３〜図１５に沿って説明する。図１３は本実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われる処理の流れを示したフローチャートであり、図１４は本実施の形態に係る電解メッキ装置１で行われるダミーウェハＤＷにおけるメッキ処理の流れを示したフローチャートであり、図１５は本実施の形態に係る電解メッキ装置１内の様子を模式的に示した図である。
【００７６】
まず、ゲートバルブ３が開かれた状態で、ダミーウェハＤＷを保持した図示しない搬送アームがホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にダミーウェハＤＷが搬入される（ステップ１ｃ）。
【００７７】
ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１内に搬入された後、吸着パッド１３にダミーウェハＤＷが吸着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ダミーウェハＤＷがシール部材１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ダミーウェハＤＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ダミーウェハＤＷがホルダ４に保持される（ステップ２ｃ）。
【００７８】
ダミーウェハＤＷがホルダ４に保持された後、ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液にダミーウェハＤＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、供給管伸縮機構３８の作動が制御されながらダミーウェハＤＷにメッキが施される（ステップ３ｃ）。
【００７９】
具体的には、まず、アノード電極２４とカソード電極１５との間に電圧が印可される（ステップ３ｃ１）。その後、制御器３９により電流計２０４からの出力信号に基づいてダミーウェハＤＷの中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流との差が所定の範囲内にあるか否かが判断される（ステップ３ｃ２）。また、中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流の差が所定の範囲内にない場合には、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいか否かが判断される（ステップ３ｃ３）。中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より大きいと判断された場合には、供給管３５が縮退し、中央対向部２５ｃが下降する（ステップ３ｃ４）。また、中央部ＤＷｃに流れる電流が縁部ＤＷｅに流れる電流より小さいと判断された場合には、供給管３５が伸長し、中央対向部２５ｃが上昇する（ステップ３ｃ５）。その後、中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流の差が所定の範囲内に収まるまで、ステップ３ｃ２〜ステップ３ｃ５の工程が繰り返される。一方、中央部ＤＷｃに流れる電流と縁部ＤＷｅに流れる電流の差が所定の範囲内にある場合には、供給管３５が停止され、中央対向部２５ｃが停止される（ステップ３ｃ６）。中央対向部２５ｃが停止した後、電圧の印加が停止される（ステップ３ｃ７）。これにより、ダミーウェハＤＷへのメッキの施しが終了される。
【００８０】
ダミーウェハＤＷのメッキの施しが終了された後、ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ダミーウェハＤＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が上昇して、ダミーウェハＤＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホルダ４のダミーウェハＤＷの保持が解除される（ステップ４ｃ）。
【００８１】
ダミーウェハＤＷの保持が解除された後、搬送アームにダミーウェハＤＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、電解メッキ装置１からダミーウェハＤＷが搬出される（ステップ５ｃ）。
【００８２】
ダミーウェハＤＷが電解メッキ装置１から搬出された後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームがホルダ容器５内まで伸長し、電解メッキ装置１内にウェハＷが搬入される（ステップ６ｃ）。
【００８３】
ウェハＷが電解メッキ装置１内に搬入された後、吸着パッド１３にウェハＷが吸着される。続いて、吸着パッド１３が下降して、ウェハＷがシール部材１２に載置される。その後、押圧部材１４が下降し、ウェハＷがシール部材１２に押圧される。これにより、ウェハＷがホルダ４に保持される（ステップ７ｃ）。
【００８４】
ウェハＷがホルダ４に保持された後、ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）まで下降し、メッキ液にウェハＷが浸漬される。ホルダ容器５がメッキ位置（ＩＶ）に位置した後、図１５に示されるように中央対向部２５ｃが調節された位置で停止した状態で、ウェハＷにメッキが施される（ステップ８ｃ）。
【００８５】
ウェハＷのメッキの施しが終了された後、ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる。（ステップ９ｃ）。
【００８６】
スピンドライが終了された後、ホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）まで上昇する。ホルダ容器５が洗浄位置（ＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転するとともに洗浄ノズル２３から純水がウェハＷに吹き付けられ、ウェハＷに施されたメッキが洗浄される（ステップ１０ｃ）。
【００８７】
メッキが洗浄された後、ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）まで下降する。ホルダ容器５がスピンドライ位置（ＩＩＩ）に位置した後、ホルダ容器５が略水平面内で回転し、スピンドライが行われる（ステップ１１ｃ）。
【００８８】
スピンドライが行われた後、ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）まで上昇する。ホルダ容器５が搬送位置（Ｉ）に位置した後、押圧部材１４が上昇して、ウェハＷへの押圧が解除される。その後、吸着パッド１３が上昇して、ウェハＷがシール部材１２から離間する。これにより、ホルダ４のウェハＷの保持が解除される（ステップ１２ｃ）。
【００８９】
ウェハＷの保持が解除された後、搬送アームにウェハＷが引き渡される。その後、ウェハＷを保持した搬送アームが縮退して、電解メッキ装置１内からウェハＷが搬出される（ステップ１３ｃ）。
【００９０】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記第１〜第３の実施の形態では、供給管３５を伸縮させて中央対向部２５ｃを上下動させているが、供給管３５を伸縮させずに中央対向部２５ｃを上下動させてもよい。
【００９１】
上記第１〜第３の実施の形態では、縁対向部２５ｅを動かさずに中央対向部２５ｃを動かしているが、中央対向部２５ｃを動かさずに縁対向部２５ｅを動かしてもよい。また、中央部が縁部よりもウェハＷ側に位置したフレーム２６を使用しているが、平坦状のフレーム２６を使用してもよい。なお、平坦状のフレーム２６を使用すると、隔膜２５は平坦状に支持される。
【００９２】
上記第１〜第３の実施の形態では、制御器３９により自動的に供給管伸縮機構３８の作動を制御しているが、手動により供給管伸縮機構３８を制御してもよい。また、ウェハＷを使用しているが、ガラス基板を使用してもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳説したように、本発明の液処理装置及び液処理方法によれば、基板における液処理の面内均一性を効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施の形態に係る電解メッキ装置の模式的な垂直断面図である。
【図２】図２は第１の実施の形態に係る隔膜とフレームの模式的な平面図である。
【図３】図３は第１の実施の形態に係るウェハの模式的な垂直断面図である。
【図４】図４は第１の実施の形態に係る電解メッキ装置で行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】図５は第１の実施の形態に係るメッキ処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は第１の実施の形態に係る電解メッキ装置内の様子を模式的に示した図である。
【図７】図７は第２の実施の形態に係るダミーウェハの模式的な平面図である。
【図８】図８は第２の実施の形態に係るダミーウェハをホルダ容器内に収容したときのホルダ容器内の様子を示した図である。
【図９】図９は第２の実施の形態に係る電解メッキ装置で行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】図１０は第２の実施の形態に係る電解メッキ装置で行われるダミーウェハＤＷにおけるメッキ処理の流れを示したフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は第２の実施の形態に係る電解メッキ装置内の様子を模式的に示した図である。
【図１２】図１２は第２の実施の形態に係る電解メッキ装置内の様子を模式的に示した図である。
【図１３】図１３は第３の実施の形態に係る電解メッキ装置で行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】図１４は第３の実施の形態に係る電解メッキ装置で行われるダミーウェハＤＷにおけるメッキ処理の流れを示したフローチャートである。
【図１５】図１５は第３の実施の形態に係る電解メッキ装置内の様子を模式的に示した図である。
【符号の説明】
Ｗ…ウエハ、Ｗｃ…中央部、Ｗｅ…縁部
ＤＷ…ダミーウェハ、ＤＷｃ…中央部、ＤＷｅ…縁部
１…電解メッキ装置
１５…カソード電極
１７…メッキ液槽
２４…アノード電極
２５…隔膜、２５ｃ…中央対向部、２５ｅ…縁対向部
３５…供給管
３８…供給管伸縮機構
３９…制御器
【図１】
2004131750.tif 000003
【図２】
2004131750.tif 000004
【図３】
2004131750.tif 000005
【図４】
2004131750.tif 000006
【図５】
2004131750.tif 000007
【図６】
2004131750.tif 000008
【図７】
2004131750.tif 000009
【図８】
2004131750.tif 000010
【図９】
2004131750.tif 000011
【図１０】
2004131750.tif 000012
【図１１】
2004131750.tif 000013
【図１２】
2004131750.tif 000014
【図１３】
2004131750.tif 000015
【図１４】
2004131750.tif 000016
【図１５】
2004131750.tif 000017