(57)【要約】【課題】  被加工物表面の凹部と凸部との間の電気的抵抗差を保つことで、加工面の平坦化特性を向上させることができるようにする。【解決手段】  被加工物に近接自在な加工電極６０と、被加工物に給電する給電電極６２と、被加工物と加工電極６０との間に配置され、被加工物への接触荷重による変形量が被加工物表面の初期凹凸高さ以下に設定される接触部材７０と、加工電極６０と給電電極６２との間に電圧を印加する電源４８と、被加工物と加工電極６０または給電電極６２との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部６２ａ，６２ｂ，６６ｂ，６６ｃとを有する。【選択図】  図１２
2005264268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され、前記被加工物への接触荷重による変形量が前記被加工物表面の初期凹凸高さ以下に設定される接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項２】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され、ヤング率が１００ＭＰａ以上の接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項３】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に、断面二次モーメントが大きくなる方向に向けて配置される接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項４】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に、シート状または膜状で端面を被加工物に対向して配置される接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項５】
前記接触部材は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項６】
被加工物に近接自在な加工電極と、
前記被加工物に給電する給電電極と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され、剛性を有する支持体の表面を被加工物に接触する被覆体で覆って構成した接触部材と、
前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置。
【請求項７】
前記支持体は、ヤング率が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項６記載の電解加工装置。
【請求項８】
前記支持体は、絶縁材料からなることを特徴とする請求項６または７記載の電解加工装置。
【請求項９】
前記被覆体は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項１０】
前記接触部材は、前記加工電極または給電電極の少なくとも一方に、フローティング支持されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項１１】
前記接触部材は、研磨パッドまたはクロスであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項１２】
前記流体は、純水、超純水または電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の流体、または電解液であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電解加工装置。
【請求項１３】
被加工物に加工電極を近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に接触部材を配置し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、
前記接触部材を前記被加工物表面へ接触荷重による接触部材の変形量が前記被加工物表面の初期凹凸高さ以下となるように接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１４】
被加工物に加工電極を近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、ヤング率が１００ＭＰａ以上の接触部材を配置し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、
前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１５】
被加工物に加工電極を近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、断面二次モーメントが大きくなる方向に向けて接触部材を配置し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、
前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１６】
被加工物に加工電極を近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、シート状または膜状の接触部材を、端面を被加工物に対向して配置し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、
前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１７】
前記接触部材は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の電解加工方法。
【請求項１８】
被加工物に加工電極を近接させ、
前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、剛性を有する支持体の表面を被加工物に接触する被覆体で覆って構成した接触部材を配置し、
前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、
前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法。
【請求項１９】
前記被覆体は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項１８記載の電解加工方法。
【請求項２０】
前記流体は、純水、超純水または電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の流体、または電解液であることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の電解加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解加工装置及び電解加工方法に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面に形成された導電性材料を加工したり、基板の表面に付着した不純物を除去したりするのに使用される電解加工装置及び電解加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウエハ等の基板上に回路を形成するための配線材料として、アルミニウム又はアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋め込むことによって一般に形成される。この銅配線を形成する方法としては、化学気相成長法（ＣＶＤ）、スパッタリング及びめっきといった手法があるが、いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するようにしている。
【０００３】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、この種の銅配線基板Ｗの一製造例を工程順に示す。先ず、図１（ａ）に示すように、半導体素子が形成された半導体基材１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２からなる酸化膜やＬｏｗ−ｋ材膜などの絶縁膜２が堆積され、リソグラフィ・エッチング技術によりコンタクトホール３と配線溝４が形成される。これらの上にＴａＮ等からなるバリア膜５、更にその上に電解めっきの給電層としてのシード層７がスパッタリングやＣＶＤ等により形成される。
【０００４】
そして、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、図１（ｂ）に示すように、半導体基材１のコンタクトホール３及び配線溝４内に銅を充填するとともに、絶縁膜２上に銅膜６を堆積する。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅膜６及びシード層７を除去して、コンタクトホール３及び配線溝４内に充填させた銅膜６の表面と絶縁膜２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように銅膜６からなる配線が形成される。
【０００５】
また、最近ではあらゆる機器の構成要素において微細化かつ高精度化が進み、サブミクロン領域での物作りが一般的となるにつれて、加工法自体が材料の特性に与える影響は益々大きくなっている。このような状況下においては、従来の機械加工のように、工具が被加工物を物理的に破壊しながら除去していく加工方法では、加工によって被加工物に多くの欠陥を生み出してしまうため、被加工物の特性が劣化してしまう。したがって、いかに材料の特性を損なうことなく加工を行うことができるかが問題となってくる。
【０００６】
この問題を解決する手段として開発された特殊加工法に、化学研磨や電解加工、電解研磨がある。これらの加工方法は、従来の物理的な加工とは対照的に、化学的溶解反応を起こすことによって、除去加工等を行うものである。したがって、塑性変形による加工変質層や転位等の欠陥は発生せず、上述の材料の特性を損なわずに加工を行うといった課題が達成される。
【０００７】
例えば、ＣＭＰ工程は、一般にかなり複雑な操作が必要で、制御も複雑となり、加工時間もかなり長い。更に、研磨後の基板の後洗浄を十分に行う必要があるばかりでなく、スラリーや洗浄液の排液処理のための負荷が大きい等の課題がある。このため、ＣＭＰ自体を省略もしくはこの負荷を軽減することが強く求められていた。また、今後、層間絶縁膜も誘電率の小さいＬｏｗ−ｋ材に変わると予想され、そのＬｏｗ−ｋ材は、機械的強度が弱くＣＭＰによるストレスに耐えられなくなる。従って、基板にストレスを与えることなく、平坦化できるようにしたプロセスが望まれている。
【０００８】
このような課題を解決する手段として、電極と被加工物の間にイオン交換体を配置し、電解液として純水もしくは超純水のような電気抵抗の大きな液体を用いて加工を行うことで、基板に与える機械的ストレスをなくし、後洗浄も簡便な電解加工が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電解加工にあっては、図２（ａ）に示すように、シート状または膜状のイオン交換体１００を用意し、図２（ｂ）に示すように、平板状の電極１０２の表面をイオン交換体１００で覆った状態で、サポート材１０４を介して、イオン交換体１００を電極１０２に取付けるようにしている。
【０００９】
そして、図３に示すように、イオン交換体１００をそれぞれ取付けた一対の電極１０２を、イオン交換体１００を被加工物１０６の表面に接触乃至近接させて配置し、液体供給部１０８から純水や超純水等の液体１１０を電極１０２と被加工物１０６との間に供給しつつ、一方の電極１０２を電源１１２の陰極に、他方の電極１０２を電源１１２の陽極にそれぞれ接続する。これによって、例えば銅にあっては、電源１１２の陰極に接続した電極１０２を加工電極１０２ａ、陽極に接続した電極１０２を給電電極１０２ｂとして、被加工物１０６の加工電極１０２ａに対面する部位を加工する。または、図４に示すように、イオン交換体１００を取付けた一方の電極１０２を、イオン交換体１００を被加工物１０６の表面に接触乃至近接させて、イオン交換体のない他方の電極１０２を、該電極１０２を被加工物１０６の表面に接触乃至近接させてそれぞれ配置し、液体供給部１０８から純水や超純水等の液体１１０を電極１０２と被加工物１０６との間に供給しつつ、一方の電極１０２を電源１１２の陰極に、他方の電極１０２を電源１１２の陽極にそれぞれ接続する。これによって、例えば銅にあっては、電源１１２の陰極に接続した、イオン交換体１００を取付けた電極１０２を加工電極１０２ａ、陽極に接続した、イオン交換体のない電極１０２を給電電極１０２ｂとして、被加工物１０６の加工電極１０２ａに対面する部位を加工する。
【００１０】
この電解加工によれば、イオン交換体１００には適度な柔らかさがあり、このため、被加工物１０６へ過度のストレスやダメージを与えることなく加工が行われる。しかし、このようにイオン交換体１００を配置して電解加工を行うと、イオン交換体１００は、その表面のかなり広い領域、すなわち電極１０２の被加工物１０６との対向面の全域で被加工物１０６に面接触し、このため、イオン交換体１００が被加工物１０６との接触に伴って磨耗したり破損したりして、長時間に亘る電解加工を実質的に行うことが困難となる問題があることが判った。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１４５３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
加工電極を用いた電解加工による平坦化加工では、加工電極と被加工物表面の凹部及び凸部との高低差等から生じる被加工物表面の凹部と凸部との間の電気的抵抗差により加工速度に差が生じて加工面の平坦化が進むとされている。したがって、被加工物表面の凹部と凸部との間でいかに抵抗差を持たせるかが平坦化特性の向上につながる。ここで、一般の電解加工では、被加工物表面の凹部と凸部との間の電気的抵抗差は、加工電極と被加工物の凹部及び凸部との距離及びこれらの間に存在する電解液の電気伝導率に依存する。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、被加工物表面の凹部と凸部との間の電気的抵抗差を保つことで、加工面の平坦化特性を向上させることができるようにした電解加工装置及び電解加工方法を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、例えばイオン交換体等の被加工物に接触させて加工に使用される接触部材の接触に伴う摩耗や破損の程度を低く抑えて、長時間に渡る加工を行うことができるようにした電解加工装置及び電解加工方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され、前記被加工物への接触荷重による変形量が前記被加工物表面の初期凹凸高さ以下に設定される接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置である。
【００１５】
図５及び図６は、本発明の加工原理を示すものである。図５は、被加工物１０の表面に、加工電極１４に取付けたイオン交換体１２ａと、給電電極１６に取付けたイオン交換体１２ｂとを接触又は近接させ、加工電極１４と給電電極１６との間に電源１７を介して電圧を印加しつつ、加工電極１４及び給電電極１６と被加工物１０との間に流体供給部１９から超純水等の流体１８を供給した状態を示している。図６は、被加工物１０の表面に、加工電極１４に取付けたイオン交換体１２ａを接触又は近接させ、給電電極１６を被加工物１０に直接接触させて、加工電極１４と給電電極１６との間に電源１７を介して電圧を印加しつつ、加工電極１４と被加工物１０との間に流体供給部１９から超純水等の流体１８を供給した状態を示している。
【００１６】
超純水のような流体自身の抵抗値が大きい液体を使用する場合には、イオン交換体１２ａを被加工物１０の表面に「近接ないし接触させる」ことが好ましく、このようにイオン交換体１２ａを被加工物１０の表面に接触させることにより、電気抵抗を低減させることができ、印加電圧も小さくて済み、消費電力も低減できる。したがって、本発明に係る加工における「接触」は、従来のＣＭＰのように大きな圧力で「押し付ける」ものではない。
【００１７】
これにより、超純水等の流体１８中の水分子２０をイオン交換体１２ａ，１２ｂで水酸化物イオン２２と水素イオン２４に解離し、例えば生成された水酸化物イオン２２を、被加工物１０と加工電極１４との間の電界と超純水等の流体１８の流れによって、被加工物１０の加工電極１４と対面する表面に供給して、ここでの被加工物１０近傍の水酸化物イオン２２の密度を高め、被加工物１０の原子１０ａと水酸化物イオン２２を反応させる。反応によって生成された反応物質２６は、流体１８中に溶解し、被加工物１０の表面に沿った超純水等の流体１８の流れによって被加工物１０から除去される。これにより、被加工物１０の表面層の除去加工が行われる。
【００１８】
このように、本加工法は被加工物との電気化学的相互作用により被加工物の除去加工を行うものである。この方法では、被加工物１０の加工電極１４と対面する部分が加工されるので、加工電極１４を移動させることで、被加工物１０の表面を所望の表面形状に加工することができる。
【００１９】
なお、本発明に係る電解加工装置は、従来のＣＭＰよりも低圧力で加工できるため、材料の特性を損なわずに除去加工を行うことが可能であり、例えばＬｏｗ−ｋ材等の機械的強度の小さい材料に対しても、除去加工が可能である。また、加工液に５００μＳ／ｃｍ以下の流体、好ましくは純水、更に好ましくは超純水を用いる場合は、被加工物表面への汚染も大幅に低減させることが可能であり、また加工後の廃液の処理も容易となる。なお、本発明は、電解液やキレート剤を用いた電解加工や、砥粒またはスラリーを用いる電解複合加工など接触式の電解加工にも適用できる。
【００２０】
本発明によれば、接触部材の前記被加工物への接触荷重による変形量を被加工物表面の初期凹凸高さ以下に抑えて、被加工物表面の凹部と凸部との間の抵抗差を保つことで、加工面のより良好な平坦化特性を得ることができる。
【００２１】
つまり、図７（ａ）に示すように、凹部と凸部を有する被加工物２７の表面に、例えば剛性が高く、接触荷重による変形量を少なく抑えた接触部材２８を接触させて加工を行うと、接触部材２８が被加工物２７の表面の凹部内に進入することが抑制され、被加工物２７の表面の凹部と凸部との間の抵抗差が保たれて、被加工物２７の表面の凸部と凹部との間に加工速度差が生じる。すなわち、被加工物２７の表面の凸部頂部が優先的に高速で加工され、凹部底部は低速で加工される。これによって、図７（ｂ）に示すように、初期凹凸が解消された、より平坦な加工面２７ａが得られる。
【００２２】
これに対して、図８（ａ）に示すように、凹部と凸部を有する被加工物２７の表面に、例えば剛性が低い接触部材２８ａを接触させて加工を行うと、接触部材２８ａが被加工物２７の表面の凹部内に容易に進入し、被加工物２７の表面の凹部と凸部との間の抵抗差がほぼ同じになって、被加工物２７の表面の凸部と凹部との間に加工速度差が殆ど生じなくなり、被加工物２７の表面の凸部頂部と凹部底部を含む表面全体がほぼ同じ速度で加工される。これによって、図８（ｂ）に示すように、初期凹凸がそのまま残った加工面２７ｂとなる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され、ヤング率が１００ＭＰａ以上の接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置である。
【００２４】
接触部材として、高いヤング率を有するものを使用することで、接触部材自体の剛性を高めて接触荷重による接触部材の変形を抑制することができる。接触部材として、ヤング率が１００ＭＰａより小さいものを使用して加工を行った場合、十分な段差解消能力を得ることができないことが実験で確かめられている。したがって、十分な段差解消能力を得るためには、接触部材のヤング率は、１００ＭＰａ以上である必要があり、１１０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に、断面二次モーメントが大きくなる方向に向けて配置される接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置である。
【００２６】
同じ断面形状を有する場合、断面二次モーメントが大きくなる方向に接触部材を配置することによっても、接触部材の接触荷重による変形量を小さく抑えることができる。例えば、幅がｂ、高さがｈの長方形（ｂ＜ｈ）の断面形状を有する接触部材２９を、図９（ａ）に示すように、縦置きに配置した場合の断面二次モーメントＩ１は、Ｉ１＝ｂｈ３／１２となり、図９（ｂ）に示すように、横置きに配置した場合の断面二次モーメントＩ２は、Ｉ２＝ｈｂ３／１２（＜Ｉ１＝ｂｈ３／１２）となる。したがって、このように、接触部材２９として、長方形の断面形状を有するものを使用した場合、縦置きに配置することで、接触部材２９の断面二次モーメントを大きくすることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に、シート状または膜状で端面を被加工物に対向して配置される接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置である。
【００２８】
このように、例えばイオン交換体等の接触部材を肉厚の薄いシート状または膜状となし、この端面を被加工物に対向して配置し、加工に際して、この端面のみが被加工物に接触するようにすることで、接触部材を被加工物に幅の狭い領域で線接触のように接触させることができ、これによって、接触部材の被加工部との接触に伴う摩耗や破損の程度を低く抑えて、長時間に渡る加工を行うことができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、前記接触部材は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解加工装置である。
接触部材として、例えばイオン交換体を使用し、イオン交換体を被加工物表面に接触させて該表面の電解加工を行うことで、超純水等の液体中の水分子の水酸化物イオンと水素イオンへの解離を促進して、水分子の解離量を増加させることができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、被加工物に近接自在な加工電極と、前記被加工物に給電する給電電極と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に配置され、剛性を有する支持体の表面を被加工物に接触する被覆体で覆って構成した接触部材と、前記加工電極と前記給電電極との間に電圧を印加する電源と、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極との間の少なくとも一方に流体を供給する流体供給部とを有することを特徴とする電解加工装置である。
この場合、支持体として剛性の高いものを使用することで、接触部材の被加工物への接触荷重に対する変形量を小さく抑え、しかも支持体の表面を覆う被覆体に、被加工物表面に接触する接触部材として機能を持たせることができる。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、前記支持体は、ヤング率が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項６記載の電解加工装置である。
この支持体は、ヤング率が１１０ＭＰａ以上であることが好ましい。
請求項８に記載の発明は、前記支持体は、絶縁材料からなることを特徴とする請求項６または７記載の電解加工装置である。
請求項９に記載の発明は、前記被覆体は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の電解加工装置である。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、前記接触部材は、前記加工電極または給電電極の少なくとも一方に、フローティング支持されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電解加工装置である。
これにより、例えば接触部材の被加工物への接触荷重による変形量が被加工物表面の初期凹凸高さ以下となるように、接触部材の被加工物への接触荷重を、より精密に制御することができる。接触部材は、例えばばねなどの弾性体や流体（エアーや水）を介して、フローティング支持される。
【００３３】
請求項１１に記載の発明は、前記接触部材は、研磨パッドまたはクロスであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電解加工装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記流体は、純水、超純水または電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の流体、または電解液であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電解加工装置である。
【００３４】
請求項１３に記載の発明は、被加工物に加工電極を近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に接触部材を配置し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、前記接触部材を前記被加工物表面へ接触荷重による接触部材の変形量が前記被加工物表面の初期凹凸高さ以下となるように接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法である。
【００３５】
請求項１４に記載の発明は、被加工物に加工電極を近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、ヤング率が１００ＭＰａ以上の接触部材を配置し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法である。
【００３６】
請求項１５に記載の発明は、被加工物に加工電極を近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、断面二次モーメントが大きくなる方向に向けて接触部材を配置し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法である。
【００３７】
請求項１６に記載の発明は、被加工物に加工電極を近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、シート状または膜状の接触部材を、端面を被加工物に対向して配置し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法である。
【００３８】
請求項１７に記載の発明は、前記接触部材は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の電解加工方法である。
【００３９】
請求項１８に記載の発明は、被加工物に加工電極を近接させ、前記加工電極と前記被加工物に給電する給電電極との間に電圧を印加し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に、剛性を有する支持体の表面を被加工物に接触する被覆体で覆って構成した接触部材を配置し、前記被加工物と前記加工電極または前記給電電極の少なくとも一方との間に流体を供給し、前記接触部材を前記被加工物表面へ接触させて被加工物表面を加工することを特徴とする電解加工方法である。
【００４０】
請求項１９に記載の発明は、前記被覆体は、イオン交換体、絶縁体または導電材のいずれか、またはこれらの内のいずれかを任意に組合せて積層した積層体からなることを特徴とする請求項１８記載の電解加工方法である。
請求項２０に記載の発明は、前記流体は、純水、超純水または電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の流体、または電解液であることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の電解加工方法である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、接触部材の被加工物への接触荷重による変形量を抑制することで、被加工物表面の凹部と凸部との間の抵抗差を保ち、被加工物の表面の凸部と凹部との間に加工速度差を生じさせて、加工面の良好な平坦化特性を得ることができる。
また、例えばイオン交換体等の加工に際して被加工物に接触する接触部材を肉厚の薄いシート状または膜状となし、この端面を被加工物に対向して配置し、加工に際して、この端面のみが被加工物に接触するようにすることで、接触部材を被加工物に幅の狭い領域で線接触の如き接触させることができ、これによって、接触部材の被加工部との接触に伴う摩耗や破損の程度を低く抑え、接触部材の摩耗による破断や破損、更には破れによるトラブルを解消し、接触部材の交換頻度を大幅に低減して、長時間に渡る加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態に係る電解加工装置について、図面を参照して詳細に説明する。
図１０は、本発明の実施の形態に係る電解加工装置を備えた基板処理装置の構成を示す平面図である。図１０に示すように、この基板処理装置は、例えば、図１（ｂ）に示すように、表面に導電体膜（被加工物）としての銅膜６を有する基板Ｗを収納したカセットを搬出入する搬出入部としての一対のロード・アンロード部３０と、基板Ｗを反転させる反転機３２と、電解加工装置３４と、電解加工後の基板Ｗを洗浄・乾燥する洗浄部３９を備えている。これらの機器は直列に配置されており、これらの機器の間で基板Ｗを搬送して授受する搬送装置としての搬送ロボット３６がこれらの機器と平行に配置されている。また、電解加工装置３４による電解加工の際に、後述する加工電極６０と給電電極６２との間に印加する電圧又はこれらの間を流れる電流をモニタするモニタ部３８がロード・アンロード部３０に隣接して配置されている。なお、電解加工装置の方にＣＭＰ部を更に備え、一体化して基板処理装置を構成してもよい。
【００４３】
図１１は、図１０に示す電解加工装置３４を模式的に示す平面図、図１２は、図１１の左側断面図（Ｘ矢視）である。図１１及び図１２に示すように、この実施の形態における電解加工装置３４は、上下動可能かつ水平面に沿って往復運動可能なアーム４０と、アーム４０の自由端に垂設されて表面を下向き（フェースダウン）にして基板Ｗを吸着保持する基板保持部４２と、アーム４０が取付けられる可動フレーム４４と、矩形状の電極部４６と、電極部４６の下記の加工電極６０及び給電電極６２にそれぞれ電気的に接続される電源４８とを備えている。
【００４４】
可動フレーム４４の上部には上下動用モータ５０が設置されており、この上下動用モータ５０には上下方向に延びるボールねじ（図示せず）が連結されている。このボールねじはアーム４０の基部に螺合しており、上下動用モータ５０の駆動に伴ってアーム４０がボールねじを介して上下動するようになっている。また、可動フレーム４４自体も、水平方向に延びるボールねじ５４に取付けられており、往復運動用モータ５６の駆動に伴って可動フレーム４４及びアーム４０が水平面に沿って往復運動するようになっている。
【００４５】
基板保持部４２は、アーム４０の自由端に設置された自転用モータ５８に接続されており、この自転用モータ５８の駆動に伴って回転（自転）できるようになっている。また、上述したように、アーム４０は、上下動及び水平方向に往復運動可能となっており、基板保持部４２は、アーム４０と一体となって上下動及び水平方向に往復運動可能となっている。
【００４６】
次に、この実施の形態における電極部４６について説明する。この電極部４６は、Ｘ方向（図１１参照）に延びる複数の加工電極６０と給電電極６２を備えており、これらの加工電極６０及び給電電極６２は、矩形平板状の電極ベース６４上に並列に交互に配置されている。この実施の形態では、加工電極６０は電源４８の陰極に、給電電極６２は電源４８の陽極にそれぞれ接続される。これは、例えば、銅を加工する場合においては、陰極側に電解加工作用が生じるためである。
【００４７】
加工材料によっては、電源の陰極に接続される電極を給電電極とし、陽極に接続される電極を加工電極としてもよい。すなわち、被加工材料が、例えば銅やモリブデン、鉄である場合には、陰極側に電解加工作用が生じるため、電源４８の陰極に接続した電極が加工電極６０となり、陽極に接続した電極が給電電極６２となる。一方、被加工材料が、例えばアルミニウムやシリコンである場合には、陽極側で電解加工作用が生じるため、電源の陽極に接続した電極が加工電極となり、陰極に接続した電極が給電電極となる。
【００４８】
このように、加工電極６０と給電電極６２とを電極部４６のＹ方向（加工電極６０及び給電電極６２の長手方向と垂直な方向）に交互に設けることで、基板Ｗの導電体膜（被加工物）に給電を行う給電部を設ける必要がなくなり、基板Ｗの全面の加工が可能となる。また、加工電極６０と給電電極６２との間に印加される電圧をパルス状（好ましくは、正電位と０電位の方形波）に変化させることで、電解生成物を溶解させ、加工の繰り返しの多重性によって平坦度を向上させることができる。
【００４９】
ここで、加工電極６０及び給電電極６２は、電解反応により、酸化又は溶出が一般に問題となる。このため、電極の素材として、電極に広く使用されている金属や金属化合物よりも、炭素、比較的不活性な貴金属、導電性酸化物又は導電性セラミックスを使用することが好ましい。この貴金属を素材とした電極としては、例えば、下地の電極素材にチタンを用い、その表面にめっきやコーティングで白金又はイリジウムを付着させ、高温で焼結して安定化と強度を保つ処理を行ったものが挙げられる。セラミックス製品は、一般に無機物質を原料として熱処理によって得られ、各種の非金属・金属の酸化物・炭化物・窒化物などを原料として、様々な特性を持つ製品が作られている。この中に導電性を持つセラミックスもある。電極が酸化すると電極の電気抵抗値が増加し、印加電圧の上昇を招くが、このように、白金などの酸化しにくい材料やイリジウムなどの導電性酸化物で電極表面を保護することで、電極素材の酸化による導電性の低下を防止することができる。
【００５０】
加工電極６０は、電極ベース６４の上面に取付けた加工電極支持体６６に設けた凹部６６ａ内に脱出不能に遊嵌されて、圧縮コイルばねからなる弾性体６８で上方に付勢され、加工電極６０の幅方向に沿った中央部に、例えばシート状または膜状のイオン交換体からなる接触部材７０がその端面を上方に向けて固着されている。これによって、加工電極６０及び接触部材７０は、弾性体６８を介してフローティング支持され、下記のように、接触部材７０の端面を基板Ｗの表面に接触させ、更に基板Ｗに向けて押圧すると、接触部材７０が加工電極６０と共に下降して弾性体６８が縮み、この弾性体６８の縮み量を調整することで、接触部材７０の基板表面への接触圧力が、より正確に制御できるようになっている。
【００５１】
この接触部材７０のヤング率は、１００ＭＰａ以上、好ましくは、１１０ＭＰａ以上である。このように、接触部材７０として、１００ＭＰａ以上の高いヤング率を有するものを使用することで、接触部材７０自体の剛性を高めて、接触荷重による接触部材７０の変形を抑制することができる。なお、接触部材として、ヤング率が１００ＭＰａより小さいものを使用して加工を行った場合、十分な段差解消能力を得ることができないことが実験で確かめられている。
【００５２】
更に、接触部材７０は、長方形の断面形状を有しており、その断面二次モーメントが大きくなるように、前述の図９（ａ）に示すのと同様に、短辺側が水平に延び、長辺側が鉛直に延びる縦置きに配置されている。同じ断面形状を有する場合、断面二次モーメントが大きくなる方向に接触部材７０を配置することによっても、接触部材７０の接触荷重による変形量を小さく抑えることができる。なお、接触部材として、断面二次モーメントが大きくなるようにした任意に断面形状を有するもの使用してもよいことは勿論である。
【００５３】
この例にあっては、下記のように、接触部材７０の上面を、基板Ｗの表面に形成された銅膜６（図１（ｂ）参照）等の被加工物へ接触させて加工を行うとき、例えば、前述のように、接触部材７０のヤング率を１００ＭＰａ以上としたり、弾性体６８を介して接触部材７０をフローティング支持したりすることで、接触部材７０の接触荷重による変形量が、被加工物表面の初期凹凸高さ以下となるように構成されている。このように、接触部材７０の被加工物への接触荷重による変形量を、被加工物表面の初期凹凸高さ以下に抑えて、被加工物表面の凹部と凸部との間の抵抗差を保つことで、加工面のより良好な平坦化特性を得ることができる。
【００５４】
しかも、接触部材７０を肉厚の薄いシート状または膜状となし、この端面を基板Ｗの表面（被加工物）に対向して配置し、加工に際して、この端面のみが基板Ｗの表面に接触するようにすることで、接触部材７０を基板Ｗの表面に幅の狭い領域で線接触のように接触させることができ、これによって、接触部材７０の基板Ｗの表面との接触に伴う摩耗や破損の程度を低く抑えて、長時間に渡る加工を行うことができる。
【００５５】
この接触部材７０は、その上端が加工電極６０の上面から僅かに上方に突出するように該加工電極６０内に埋設されて固定されている。これにより、下記のように、接触部材７０の端面が基板Ｗの表面と接触した時、加工電極６０の上面が基板Ｗと表面と、互いに接触することなく、常に一定の距離を持って対面するようになっている。
【００５６】
加工電極支持体６６の内部の加工電極６０を挟んだ両側には、流体流路６６ｂが設けられ、更に、この流体流路６６ｂの長さ方向に沿った所定のピッチで、該流体流路６６ｂに連通し、加工電極支持体６６の上面に開口する流体供給ノズル６６ｃが、接触部材７０に向けて傾斜して設けられている。これによって、純水、好ましくは超純水等の流体が、流体流路６６ｂに沿って流れ、流体供給ノズル６６ｃから加工電極６０の上面、更には接触部材７０の露出部に向けて供給される。
【００５７】
一方、給電電極６２は、その両側に保持プレート７２が配置され、加工電極支持体６６で挟持されて電極ベース６４に固定されている。この給電電極６２の内部には、長さ方向に沿って延びる流体流路６２ａと、該流体流路６２ａの長さ方向に沿った所定に位置に位置して、流体流路６２ａに連通して上方に開口する流体噴出口６２ｂが設けられている。これによって、純水、好ましくは超純水等の流体が、流体流路６２ａに沿って流れ、流体噴出口６２ｂから給電電極６２の上面に向けて供給される。
【００５８】
給電電極６２の上面には、例えば不織布からなり、イオン交換容量を高めた多層構造の第１イオン交換体７４が取付けられ、この第１イオン交換体７４及び給電電極６２は、例えばイオン交換膜からなる第２のイオン交換体７６で一体に覆われている。そして、第２のイオン交換体７６の頂端は、接触部材７０の頂端より僅か下方に位置している。この例では、加工電極６０側が弾性体６８を介してフローティング支持されているので、このような構成をとることにより、基板加工時に加工電極６０上部の接触部材７０と基板Ｗが確実に接触する。また、基板Ｗの表面に接触部材７０の上面を接触させた時、第２のイオン交換体７６が基板Ｗの表面に確実に接触する。
【００５９】
次に、この実施の形態における電解加工装置３４を備えた基板処理装置を用いた基板処理（電解加工）について説明する。まず、例えば、図１（ｂ）に示すように、表面に導電体膜（被加工物）として銅膜６を形成した基板Ｗを収納したカセットをロード・アンロード部３０にセットし、このカセットから１枚の基板Ｗを搬送ロボット３６で取出す。搬送ロボット３６は、取出した基板Ｗを必要に応じて反転機３２に搬送し、基板Ｗの導電体膜（銅膜６）を形成した表面が下を向くように反転させる。
【００６０】
搬送ロボット３６は反転させた基板Ｗを受け取り、これを電解加工装置３４に搬送し、基板保持部４２に吸着保持させる。そして、アーム４０を移動させて基板Ｗを保持した基板保持部４２を電極部４６の直上方の加工位置まで移動させる。次に、上下動用モータ５０を駆動して基板保持部４２を下降させて、この基板保持部４２で保持した基板Ｗを電極部４６の接触部材７０の上面に接触させ、更に下降させて、接触部材７０をフローティング支持する弾性体６８を介して、接触部材７０を所定の低荷重で基板Ｗの表面に押し付ける。この場合において、給電電極６２を覆う第２のイオン交換体７６の頂端も、基板Ｗの表面に確実に接触する。なお、この例では、加工電極６０は、弾性体（ばね）６０によりフローティングされているが、フローティング機構としてエアチェンバーを採用し、任意の押圧力で基板Ｗに押圧させるようにしてもよい。
【００６１】
この状態で、自転用モータ５８を駆動して基板Ｗを基板保持部４２と一体に回転させ、同時に往復運動用モータ５６を駆動して、基板Ｗを基板保持部４２と一体に、図１１に示すＹ方向に往復運動させる。このとき、流体供給ノズル６６ｃ及び流体噴出口６２ｂから、基板Ｗと加工電極６０及び給電電極６２との間に、純水、好ましくは超純水等の流体を供給する。
【００６２】
そして、電源４８により加工電極６０と給電電極６２との間に所定の電圧を印加し、イオン交換体からなる接触部材７０、第１イオン交換体７４及び第２イオン交換体７６により生成された水素イオン又は水酸化物イオンによって、加工電極６０において基板Ｗの表面の導電体膜（銅膜６）の電解加工を行う。このとき、加工電極６０と対面する部分において加工が進行するが、基板Ｗと加工電極６０とを相対移動させることにより、基板Ｗの全面の加工を行っている。
【００６３】
加工中にあっては、接触部材７０の基板Ｗへの接触荷重による変形量を、例えば銅膜６の表面の初期凹凸高さ以下に抑制することで、銅膜６の表面の凹部と凸部との間の抵抗差を保ち、銅膜６の表面の凸部と凹部との間に加工速度差を生じさせて、平坦化特性をよくすることができる。
【００６４】
電解加工中には、加工電極６０と給電電極６２との間に印加する電圧、又はこの間を流れる電流をモニタ部３８でモニタして、エンドポイント（加工終点）を検知する。すなわち、同じ電圧（電流）を印加した状態で電解加工を行うと、材料によって流れる電流（印加される電圧）に違いが生じる。例えば、図１３（ａ）に示すように、表面に材料Ｂと材料Ａとを順次成膜した基板Ｗの該表面に電解加工を施したときに流れる電流をモニタすると、材料Ａを電解加工している間は一定の電流が流れるが、異なる材料Ｂの加工に移行する時点で流れる電流が変化する。同様に、加工電極と給電電極との間に印加される電圧にあっても、図１３（ｂ）に示すように、材料Ａを電解加工している間は一定の電圧が印加されるが、異なる材料Ｂの加工に移行する時点で印加される電圧が変化する。なお、図１３（ａ）は、材料Ｂを電解加工するときの方が、材料Ａを電解加工するときよりも電流が流れにくくなる場合を、図１３（ｂ）は、材料Ｂを電解加工するときの方が、材料Ａを電解加工するときよりも電圧が高くなる場合の例を示している。これにより、この電流又は電圧の変化をモニタすることでエンドポイントを確実に検知することができる。
【００６５】
なお、モニタ部３８で加工電極６０と給電電極６２との間に印加する電圧、又はこの間を流れる電流をモニタして加工終点を検知するようにした例を説明したが、このモニタ部３８で、加工中における基板の状態の変化をモニタして、任意に設定した加工終点を検知するようにしてもよい。この場合、加工終点は、被加工面の指定した部位について、所望の加工量に達した時点、又は加工量と相関関係を有するパラメータが所望の加工量に相当する量に達した時点を指す。このように、加工の途中においても、加工終点を任意に設定して検知できるようにすることで、多段プロセスでの電解加工が可能となる。
【００６６】
例えば、基板が異材料に達したときに生じる摩擦係数の違いによる摩擦力の変化や、基板の表面の凹凸を平坦化する際、凹凸を除去したことにより生じる摩擦力の変化等を検出することで加工量を判断し、加工終点を検出することとしてもよい。また、被加工面の電気抵抗による発熱や、加工面と被加工面との間に液体（純水）の中を移動するイオンと水分子の衝突による発熱が生じ、例えば基板の表面に堆積した銅膜を定電圧制御で電解研磨する際には、電解加工が進み、バリア層や絶縁膜が露出するのに伴って、電気抵抗が大きくなり電流値が小さくなって発熱量が順に減少する。したがって、この発熱量の変化を検出することで加工量を判断し、加工終点を検出することとしてもよい。あるいは、異材料に達した時に生じる反射率の違いによる反射光の強度の変化を検出して、基板上の被加工膜の膜厚を検知し、これにより加工終点を検出してもよい。
【００６７】
また、銅膜等の導電性膜の内部に渦電流を発生させ、基板の内部を流れる渦電流をモニタし、例えば周波数やインピーダンスの変化を検出して、基板上の被加工膜の膜厚を検知し、これにより加工終点を検出してもよい。更に、電解加工にあっては、加工電極と給電電極との間を流れる電流値で加工レートが決まり、加工量は、この電流値と加工時間の積で求められる電気量に比例する。したがって、電流値と加工時間の積で求められる電気量を積算し、この積算値が所定の値に達したことを検出することで加工量を判断し、加工終点を検出してもよい。
【００６８】
電解加工完了後、電源４８の加工電極６０及び給電電極６２との接続を切り、基板保持部４２の回転と平行移動を停止させ、しかる後、基板保持部４２を上昇させ、アーム４０を移動させて基板Ｗを搬送ロボット３６に受渡す。基板Ｗを受け取った搬送ロボット３６は、必要に応じて、基板Ｗを反転機３２に搬送して反転させ、洗浄部３９に搬送して洗浄乾燥し、乾燥後の基板Ｗをロード・アンロード部３０のカセットに戻す。
【００６９】
ここで、電解加工中に基板Ｗと加工電極６０等との間に供給する純水は、例えば電気伝導度（１ａｔｍ，２５℃換算、以下同じ）が１０μＳ／ｃｍ以下の水であり、超純水は、例えば電気伝導度が０．１μＳ／ｃｍ以下の水である。このように電解質を含まない純水又は超純水を使用して電解加工を行うことで、基板Ｗの表面に電解質等の余分な不純物が付着したり、残留したりすることをなくすことができる。更に、電解によって溶解した銅イオン等が、イオン交換体にイオン交換反応で即座に捕捉されるため、溶解した銅イオン等が基板Ｗの他の部分に再度析出したり、酸化されて微粒子となり基板Ｗの表面を汚染したりすることがない。
【００７０】
また、純水又は超純水の代わりに電気伝導度５００μＳ／ｃｍ以下の液体、例えば純水又は超純水に電解質を添加した電解液を使用してもよい。電解液を使用することで、電気抵抗を低減して消費電力を削減することができる。この電解液としては、例えば、ＮａＣｌやＮａ２ＳＯ４等の中性塩、ＨＣｌやＨ２ＳＯ４等の酸、更には、アンモニア等のアルカリなどの溶液を使用することができ、被加工物の特性によって適宜選択して使用することができる。
【００７１】
更に、純水又は超純水の代わりに、純水又は超純水に界面活性剤等を添加して、電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、５０μＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは、０．１μＳ／ｃｍ以下（比抵抗で１０ＭΩ・ｃｍ以上）にした液体を使用してもよい。このように、純水又は超純水に界面活性剤を添加することで、基板Ｗとイオン交換体の界面にイオンの移動を防ぐ一様な抑制作用を有する層を形成し、これによって、イオン交換（金属の溶解）の集中を緩和して被加工面の平坦性を向上させることができる。ここで、界面活性剤濃度は、１００ｐｐｍ以下が好ましい。
【００７２】
ここで、接触部材７０を構成するイオン交換体、給電電極６２に取付けられる第１イオン交換体７４及び第２イオン交換体７６を構成するイオン交換体としては、通水性に優れたものを使用することがより好ましい。純水又は超純水がイオン交換体を通過するように流すことで、水の解離反応を促進させる官能基（強酸性陽イオン交換材料ではスルホン酸基）に十分な水を供給して水分子の解離量を増加させ、水酸化物イオン（もしくはＯＨラジカル）との反応により発生した加工生成物（ガスも含む）を水の流れにより除去して、加工効率を高めることができる。
【００７３】
上述したイオン交換体は、例えば、アニオン交換基又はカチオン交換基を付与した不織布等で構成することができる。カチオン交換体は、好ましくは強酸性カチオン交換基（スルホン酸基）を担持したものであるが、弱酸性カチオン交換基（カルボキシル基）を担持したものでもよい。また、アニオン交換体は、好ましくは強塩基性アニオン交換基（４級アンモニウム基）を担持したものであるが、弱塩基性アニオン交換基（３級以下のアミノ基）を担持したものでもよい。
【００７４】
ここで、例えば強塩基アニオン交換基を付与した不織布は、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９０％のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合を行ういわゆる放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖をアミノ化して第４級アンモニウム基を導入して作製される。導入されるイオン交換基の容量は、導入するグラフト鎖の量により決定される。グラフト重合を行うためには、例えばアクリル酸、スチレン、メタクリル酸グリシジル、更にはスチレンスルホン酸ナトリウム、クロロメチルスチレン等のモノマーを用い、これらのモノマー濃度、反応温度及び反応時間を制御することで、重合するグラフト量を制御することができる。したがって、グラフト重合前の素材の重量に対し、グラフト重合後の重量の比をグラフト率と呼ぶが、このグラフト率は、最大で５００％が可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大で５ｍｅｑ／ｇが可能である。
【００７５】
強酸性カチオン交換基を付与した不織布は、上記強塩基性アニオン交換基を付与する方法と同様に、繊維径２０〜５０μｍで空隙率が約９０％のポリオレフィン製の不織布に、γ線を照射した後グラフト重合を行ういわゆる放射線グラフト重合法により、グラフト鎖を導入し、次に導入したグラフト鎖を、例えば加熱した硫酸で処理してスルホン酸基を導入して作製される。また、加熱したリン酸で処理すればリン酸基が導入できる。ここでグラフト率は、最大で５００％が可能であり、グラフト重合後に導入されるイオン交換基は、最大で５ｍｅｑ／ｇが可能である。
【００７６】
なお、前述のイオン交換体の素材の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系高分子、又はその他有機高分子が挙げられる。また素材形態としては、不織布の他に、織布、シート、多孔質材、短繊維等が挙げられる。ここで、ポリエチレンやポリプロピレンは、放射線（γ線と電子線）を先に素材に照射する（前照射）ことで、素材にラジカルを発生させ、次にモノマーと反応させてグラフト重合することができる。これにより、均一性が高く、不純物が少ないグラフト鎖ができる。一方、その他の有機高分子は、モノマーを含浸させ、そこに放射線（γ線、電子線、紫外線）を照射（同時照射）することで、ラジカル重合することができる。この場合、均一性に欠けるが、ほとんどの素材に適用できる。
【００７７】
このように、イオン交換体をアニオン交換基又はカチオン交換基を付与した不織布で構成することで、純水又は超純水や電解液等の液体が不織布の内部を自由に移動して、不織布内部の水分解触媒作用を有する活性点に容易に到達することが可能となって、多くの水分子が水素イオンと水酸化物イオンに解離される。更に、解離によって生成した水酸化物イオンが純水又は超純水や電解液等の液体の移動に伴って効率良く加工電極６０の表面に運ばれるため、低い印加電圧でも高電流が得られる。
【００７８】
ここで、イオン交換体をアニオン交換基又はカチオン交換基の一方を付与したもののみで構成すると、電解加工できる被加工材料が制限されるばかりでなく、極性により不純物が生成しやすくなる。そこで、アニオン交換基を有するアニオン交換体とカチオン交換基を有するカチオン交換体とを重ね合わせたり、イオン交換体自体にアニオン交換基とカチオン交換基の双方の交換基を付与するようにしたりしてもよく、これにより、被加工材料の範囲を拡げるとともに、不純物を生成しにくくすることができる。
【００７９】
本発明に係る電解加工装置３４によれば、機械的研磨作用を伴わないので、ＣＭＰのように基板Ｗを強く押し付ける必要がない。基板Ｗの配線材料として、脆弱な材料を用いる場合には、接触部材７０から基板Ｗが受ける押圧力が、１９．６ｋＰａ（２００ｇｆ／ｃｍ２、２．９ｐｓｉ）以下、より好ましくは６．８６ｋＰａ（７０ｇｆ／ｃｍ２、１．０ｐｓｉ）以下、更に好ましくは６８６Ｐａ（７ｇｆ／ｃｍ２、０．１ｐｓｉ）以下になるように調整して低荷重で基板Ｗの加工を行うことが好ましい。
なお、本発明は、種々の電解加工装置に適用でき、加工液、接触部材の組合せは、種々に適用可能である。またイオン交換体を用いた電解加工に限られるものではない。
【００８０】
上記の例では、単一の材料で接触部材７０を構成した例を示しているが、  図１４（ａ）に示すように、複数のイオン交換体（イオン交換膜）からなる基材７８を積層した積層体で、例えばヤング率が１００ＭＰａ以上の接触部材７０ａを構成してもよい。また、絶縁性又は導電性の研磨パッドやクロスなどで接触部材を構成したり、これらを任意に組合せて接触部材を構成してもよい。
【００８１】
更に、図１４（ｂ）に示すように、絶縁材料からなる支持体８０の表面を、例えばイオン交換体（イオン交換膜）からなり、被加工物に接触する被覆体８２で覆って接触部材７０ｂを構成してもよい。支持体８０を絶縁材料としたのは、イオン交換体からなる接触部材７０ｂの表面を伝わってイオン交換が行われるようにするためである。この場合、支持体８０として、ヤング率１００ＭＰａ以上の剛性の高いものを使用することで、接触部材７０ｂの接触荷重に対する変形量を小さく抑え、しかも支持体８０の表面を覆う被覆体８２に、被加工物表面に接触する接触部材として機能を持たせることができる。なお、被覆体８２を、研磨パッド又はクロスで構成してもよい。
【００８２】
ここで、例えば加工電極６０に図１４（ｂ）に示す構成の接触部材７０ｂを保持するにあたり、図１４（ｃ）に示すように、加工電極６０と接触部材７０ｂのイオン交換体８２との間に、イオン交換容量の大きい、例えば不織布からなるイオン交換体８４を介在させるようにしてもよい。これにより、例えばイオン交換体８２のみではイオン交換容量が足りない場合に、イオン交換体８４によってイオン交換容量を増大させることができる。なお、給電電極側を同様の構成としてもよいことは勿論である。
【００８３】
また、図１５に示すように、共に平板状で複数枚のイオン交換体７８ａと、例えばＰＶＣやＰＰＳ等の樹脂からなる絶縁材８６とを交互に積層して、例えばヤング率が１００ＭＰａ以上の接触部材７０ｃを構成し、この接触部材７０ｃを加工電極６０や給電電極６２で側端面を露出させて保持するようにしてもよい。これにより、接触部材７０ｃに接触部材としての十分な剛性と、十分なイオン交換容量を持たせることができる。この場合、絶縁材８６の代わりに、研磨パッドを使用してもよい。
【００８４】
図１６は、本発明の他の実施の形態における電解加工装置の要部を示す縦断面図である。図１６に示すように、この電解加工装置６００は、表面を下向き（フェースダウン）にして基板Ｗを吸着保持する基板保持部６０２と、矩形状の電極部６０４とを上下に備えている。この基板保持部６０２は、前述の実施の形態における基板保持部４２と同様に、上下動、左右動及び回転自在に構成されている。電極部６０４は、中空スクロールモータ６０６を備えており、この中空スクロールモータ６０６の駆動により、自転を行わない円運動、いわゆるスクロール運動（並進回転運動）を行うようになっている。なお、電極部６０４は、自転させてもよい。
【００８５】
電極部６０４は、前述の例と同様に、接触部材（図示せず）を備え直線状に延びる複数の加工電極６０７と給電電極６０８とを交互に備えた電極ベース６２６と、上方に開口し、支持ベースを兼ねる容器６１０とを備えている。この容器６１０の上方に位置して、該容器６１０の内部に超純水や純水等の液体を供給する液体供給ノズル６１２が配置されている。加工電極６０７は、装置内の電源の陰極に、給電電極６０８は、陽極にそれぞれ接続される。容器６１０の外側には、この容器６１０の外周壁６１０ａをオーバフローした液体を排出するオーバフロー路６３６が設けられており、外周壁６１０ａをオーバフローした液体は、オーバフロー路６３６を介して排液タンク（図示せず）に入るようになっている。
【００８６】
この実施の形態によれば、液体供給ノズル６１２から、容器６１０の内部に純水、好ましくは超純水等の液体を供給し、外周壁６１０ａをオーバフローさせた状態で、前述とほぼ同様にして、基板保持部６０２で保持した基板Ｗを、容器６１０内の液体に浸漬させつつ、基板Ｗの表面に加工電極６０７に取付けた接触部材及びと給電電極６０８と接触させ、電極部６０４をスクロール運動させ、同時に基板保持部６０２を基板Ｗと共に回転させることで加工が行われる。
【００８７】
図１７は、本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置を備えた基板処理装置の平面配置図を示す。図１７に示すように、この基板処理装置は、例えば、図１（ｂ）に示す、表面に導電体膜（被加工部）としての銅膜６を有する基板Ｗを収納したカセットを搬出入する搬出入部としての一対のロード・アンロード部２３０と、基板Ｗを反転させる反転機２３２と、基板受渡し用のプッシャ２３４と、基板Ｗを保持する基板保持部２４６及び加工電極２５０と給電電極２５２（図１８及び図１９参照）が配置された電極部２４８から構成される電解加工装置２３６とを備えている。そして、ロード・アンロード部２３０、反転機２３２及びプッシャ２３４に囲まれた位置に、これらの間で基板Ｗを搬送して授受する搬送装置としての固定型搬送ロボット２３８が配置されている。更に、電解加工装置２３６による電解加工の際に、加工電極２５０と給電電極２５２との間に印加する電圧、またはこの間を流れる電流をモニタするモニタ部２４２が備えられている。
【００８８】
図１８は、図１７に示す電解加工装置２３６の概略断面図を示し、図１９は、電解加工装置２３６の電極部２４８の拡大平面図を、図２０は、電極部２４８に備えられている電極の斜視図を示す。図１８に示すように、電解加工装置２３６は、水平方向に揺動自在な揺動アーム２４４の自由端に垂設されて基板Ｗを下向き（フェースダウン）に吸着保持する基板保持部２４６と、円板状で絶縁体からなる電極部２４８とを上下に備えている。電極部２４８の表面（上面）には、図１９に示すように、半径方向に放射状に延びる加工電極２５０と給電電極２５２が円周方向に沿って交互に配置されている。この加工電極２５０と給電電極２５２の基板保持部２４６側の表面（上面）には、この例では、短冊状の複数（図示では５枚）の接触部材２５６がその一端面を電極表面に当接させ、他端面が基板保持部２４６で保持される基板Ｗの表面（下面）に対向するようにが取付けられている。つまり、接触部材２５６は、図２０に示すように、ＰＶＣ製のサポート材２１３で挟み込まれ、ボルトを介して、加工電極２５０と給電電極２５２にそれぞれ固定している。
【００８９】
このように、接触部材２５６を肉厚の薄いシート状または膜状となし、この端面を基板Ｗに対向して配置し、加工に際して、この端面のみが基板Ｗの表面（被加工物）に接触するようにすることで、接触部材２５６を基板Ｗの表面に幅の狭い領域で線接触のように接触させることができ、これによって、接触部材２５６の基板Ｗの表面との接触に伴う摩耗や破損の程度を低く抑えて、長時間に渡る加工を行うことができる。特に、複数枚の接触部材２５６を重ね合わせて加工電極２５０に固定することで、均一な電解加工を広い範囲で容易に行うことができる。
【００９０】
なお、図２１（ａ）に示すように、加工電極２５０ａを２枚のシート状または膜状の接触部材２５６ａで左右から包み込み、この２枚の接触部材２５６ａの合せ目を加工電極２５０ａから突出させて、図２１（ｂ）に示すように、この合せ目の端面を基板Ｗの表面（被加工物）に対向させて、加工の際に接触させるようにしてもよい。また、図２２（ａ）に示すように、１枚のシート状または膜状の接触部材２５６ｂの端部を加工電極２５０ｂに埋設し、他端を加工電極２５０ｂからほぼ垂直に延出させて接触部材２５６ｂをサポート材２１３ａで固定して、図２２（ｂ）に示すように、接触部材２５６ｂの延出部先端の端面を基板Ｗの表面（被加工物）に対向させて、加工の際に接触させるようにしてもよい。また、図２３（ａ）に示すように、１枚のシート状または膜状の接触部材２５６ｃを加工電極２５０ｃで挟持し、更に全体をサポート材２１３ｂで挟持して、接触部材２５６ｃの端部をサポート材２１３ｂからほぼ垂直に露出させて固定し、図２３（ｂ）に示すように、接触部材２５６ｃの露出部先端の端面を基板Ｗの表面（被加工物）に対向させて、加工の際に接触させるようにしてもよい。
【００９１】
更に、図２４（ａ）に示すように、加工電極２５０ｄのほぼ全幅に亘って、多数の短冊状の接触部材２５６ｄを可能な限り並設した状態で、サポート材２１３ｃを介して加工電極２５０ｄに取付け、図２４（ｂ）に示すように、この多数の接触部材２５６ｄの端面を基板Ｗの表面（被加工物）に対向させて、加工の際に接触させるようにしてもよい。このように、多数の接触部材２５６ｄを備えることで、より広い範囲で均一な電解加工を行うことができる。
なお、以上では、加工電極について説明したが、給電電極においても同様である。
【００９２】
この例は、接触部材２５６を備えた加工電極２５０と給電電極２５２とを別体に構成して個別に配置した例を示しているが、図２５（ａ）に示すように、加工電極２５０ｅと給電電極２５２ｅとを、例えばＰＶＣやＰＰＳ等の樹脂からなる絶縁体３００を挟み電気的に分離して一体に構成し、加工電極２５０ｅと絶縁体３００との間に第１接触部材３０２を、加工電極２５２ｅと絶縁体３００との間に第２接触部材３０４を配置するようにしてもよい。このように、加工電極２５０ｅと給電電極２５２ｅとを絶縁体３００を挟んで一体に構成することで、装置としてのコンパクト化を図るとともに、装置全体として加工電極をより密に配置して、加工レートを上げることができる。
【００９３】
図２５（ａ）は、２枚のイオン交換体３０６ａ，３０６ｂを積層して第１接触部材３０２を、２枚のイオン交換体３０８ａ，３０８ｂを積層して第２接触部材３０４をそれぞれ構成し、更に絶縁体３００側の一方のイオン交換体３０６ａ，３０８ａの端部を絶縁体３００から突出させて、このイオン交換体３０６ａ，３０８ａの端面のみが基板の表面（被加工物）に接触するようにした例を示している。
【００９４】
なお、図２５（ｂ）に示すように、給電電極２５２ｅと絶縁体３００との間に、２枚の導電体３１０ａ，３１０ｂを積層し、絶縁体３００側の一方の導電体３１０ａの端部を該絶縁体３００から突出させて構成した第２接触部材３０４ａを配置するようにしてもよい。更に、図２５（ｃ）に示すように、通液性のない、例えばＩＣ１０００（ロデール社製）からなる研磨クロス材で絶縁体３００ａを構成し、しかも、この絶縁体３００ａの端面が第１接触部材３０２のイオン交換体３０６ａの端面及び第２接触部材３０４ａの導電体３１０ａの端面と面一となって、これらのイオン交換体３０６ａ、導電体３１０ａ及び絶縁体３００ａの端面が基板の表面（被加工物）に接触するようにしてもよい。これにより、絶縁体３００ａによる絶縁効果を高めることができる。
【００９５】
ここに、この例では、加工電極２５０と給電電極２５２とを有する電極部２４８として、基板保持部２４６で保持する基板Ｗの直径の２倍以上の直径を有するものを使用して、基板Ｗの表面全域を電解加工するようにした例を示している。
また、接触部材２５６は、例えば、アニオン交換基またはカチオン交換基を付与したシート状または膜状のイオン交換体で構成されている。このように、接触部材２５６として、アニオン交換能またはカチオン交換能を付与したイオン交換体を用いることで、純水（超純水）や低濃度の電解液の電気抵抗が大きい液体を電解液として用いても、低い印加電圧で高電流が得られ加工が可能となる。
【００９６】
揺動アーム２４４は、図１８に示すように、上下動用モータ２６０の駆動に伴ってボールねじ２６２を介して上下動し、揺動用モータ２６４の駆動に伴って回転する揺動軸２６６の上端に連結されている。また、基板保持部２４６は、揺動アーム２４４の自由端に取付けた自転用モータ２６８に接続され、この自転用モータ２６８の駆動に伴って回転（自転）するようになっている。
【００９７】
電極部２４８は、中空モータ２７０に直結され、この中空モータ２７０の駆動に伴って回転（自転）するようになっている。電極部２４８の中央部には、純水、より好ましくは超純水を供給する純水供給部としての貫通孔２４８ａが設けられている。そして、この貫通孔２４８ａは、中空モータ２７０の中空部の内部を延びる純水供給管２７２に接続されている。純水（超純水）は、この貫通孔２４８ａを通して供給された後、加工面全域に供給される。また、純水供給管２７２から接続される貫通孔２４８ａを複数設けて、加工液を加工面全域に行き渡らせやすくしてもよい。
【００９８】
更に、電極部２４８の上方には、電極部２４８の直径方向に沿って延びて、純水（超純水）を供給する純水供給部としての純水ノズル２７４が配置されている。これによって、純水（超純水）が基板Ｗの表面に該基板Ｗの上下方向から同時に供給されるようになっている。この例では、図１８に示すように、加工電極２５０は、スリップリング２７８を介して電源２８０の陰極に接続され、給電電極２５２は、電源２８０の陽極に接続される。
【００９９】
次に、この基板処理装置による基板処理（電解加工）について説明する。
先ず、例えば図１（ｂ）に示す、表面に導電体膜（被加工部）として銅膜６を形成した基板Ｗを収納してロード・アンロード部２３０にセットしたカセットから、１枚の基板Ｗを搬送ロボット２３８で取出し、この基板Ｗを、必要に応じて反転機２３２に搬送して反転させて、基板Ｗの導電体膜（銅膜６）を形成した表面が下を向くようにする。次に、この表面が下を向いた基板Ｗを搬送ロボット２３８でプッシャ２３４まで搬送してプッシャ２３４上に載置する。
【０１００】
このプッシャ２３４上に載置した基板Ｗを、電解加工装置２３６の基板保持部２４６で吸着保持し、揺動アーム２４４を揺動させて基板保持部２４６を電極部２４８の直上方の加工位置まで移動させる。次に、上下動用モータ２６０を駆動して基板保持部２４６を下降させ、この基板保持部２４６で保持した基板Ｗを電極部２４８の上面に取付けた接触部材（イオン交換体）２５６の表面に接触させる。
【０１０１】
この状態で、電源２８０を接続して加工電極２５０と給電電極２５２との間に所定の電圧を印加するとともに、基板保持部２４６と電極部２４８とを共に回転させる。同時に、貫通孔２４８ａを通じて、電極部２４８の下側から該電極部２４８の上面に純水（超純水）を、純水ノズル２７４により電極部２４８の上側から該電極部２４８の上面に純水（超純水）を同時に供給し、加工電極２５０及び給電電極２５２と基板Ｗとの間に純水（超純水）を満たし、これによって、電解加工を行う。
この時、加工電極２５０と給電電極２５２との間に印加する電圧、またはこの間を流れる電流をモニタ部２４２でモニタして、エンドポイント（加工終点）を検知することも可能であることは、前述と同様である。
【０１０２】
電解加工完了後、電源２８０の接続を切り、基板保持部２４６と電極部２４８の回転を停止させ、しかる後、基板保持部２４６を上昇させ、揺動アーム２４４を揺動させて基板Ｗをプッシャ２３４に受渡す。そして、搬送ロボット２３８は、このプッシャ２３４から基板Ｗを受取り、必要に応じて反転機２３２に搬送して反転させた後、基板Ｗをロード・アンロード部２３０のカセットに戻す。
なお、この例では、電極部２４８と基板Ｗとの間に純水、好ましくは超純水を供給した例を示しているが、電解液等の他の液体を供給するようにしてもよいことは前述と同様である。
【０１０３】
図２６は、本発明の更に他の実施の形態の電解加工装置を備えた基板処理装置の平面配置図を示し、図２７は、この基板処理装置に使用されている電解加工装置を示す。なお、図１７乃至図２０に示す実施の形態のものと同一部材には同一符号を付してその説明を一部省略する。
【０１０４】
図２６に示すように、この基板処理装置は、基板Ｗを搬出入する搬出入部としての一対のロード・アンロード部２３０と、基板Ｗを反転させる反転機２３２及び電解加工装置２３６ａが直列に配置され、搬送装置としての搬送ロボット２３８ａがこれらの各機器と平行に走行して基板Ｗの搬送と受渡しを行うようになっている。更に、電解加工装置２３６ａによる電解加工の際に、加工電極２５０と給電電極２５２との間に印加する電圧、またはこの間を流れる電流をモニタするモニタ部２４２が備えられている。
【０１０５】
電解加工装置２３６ａは、図２７に示すように、加工電極２５０と給電電極２５２とを配置した電極部２４８の外径が基板保持部２４６で保持する基板Ｗの外径よりも一回り大きな大きさに設定されている。そして、電極部２４８は、中空モータ２７０の駆動に伴って、この回転中心と電極部２４８の中心との距離を半径とした自転を行わない公転運動、いわゆるスクロール運動（並進回転運動）を行うようになっている。
【０１０６】
すなわち、図２８に示すように、電極部２４８と中空モータ２７０との間には、周方向に３つ以上（図示では４つ）の自転防止部４００が設けられている。つまり、中空モータ２７０の上面と電極部２４８の下面の対応する位置には、周方向に等間隔に複数の凹所４０２，４０４が形成され、これにはそれぞれベアリング４０６，４０８が装着されている。そして、このベアリング４０６，４０８には、図２８（ｂ）に示すように“ｅ”だけずれた２つの軸体４０８，４１０を持つ連結部材４１２が、各軸体４０８，４１０の端部を挿入して装着されている。また、電極部２４８の中央下面側には、中空モータ２７０の主軸４１４の上端に偏心して設けられた駆動端４１６が軸受（図示せず）を介して回転自在に連結されている。この偏心量も同様に“ｅ”である。これにより電極部２４８が半径“ｅ”の円に沿って並進運動するようになっている。
【０１０７】
この実施の形態にあっては、電解加工中に電極部２４８の上面側から該電極部２４８の上面に超純水の供給を行うことができないため、主軸４１４に設けた貫通孔４１４ａ及び電極部２４８に設けた貫通孔２４８ａを通してのみ、電極部２４８の上面に純水（超純水）を供給するようになっている。また、電極部２４８は、自転を行わないためのスリップリング２７８が省略されている。更に、図２９に示すように、電極部２４８の側方に位置して、電解加工終了後に接触部材（イオン交換体）２５６に向けて超純水を噴射して電極部２４８を洗浄する超純水噴射ノズル２９０が待避自在に配置されている。その他の構成は、図１７乃至図２０に示す実施の形態と同様である。
【０１０８】
この電解加工装置２３６ａにあっては、基板Ｗを接触部材（イオン交換体）２５６に接触乃至近接させた状態で、基板保持部２４６を介して基板Ｗを回転させ、同時に中空モータ２７０を駆動して電極部２４８をスクロール運動させながら、電極部２４８の上面に純水（超純水）を供給し、加工電極２５０と給電電極２５２との間に所定の電圧を印加することで、基板Ｗの表面を電解加工するようにしている。
この基板処理装置における基板Ｗの処理の流れは、搬送ロボット２３８ａと電解加工装置２３６ａとの間で直接基板Ｗの受渡しを行う（つまり、プッシャを介して基板の受渡しを行うようにしていない）点以外は、図１７に示す例と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
（実施例１）
図１８乃至図２０に示す構成の電解加工装置を用いて電解加工を行った。ここで、電極部２４８として、加工電極２５０と給電電極２５２を交互に１２対配置したものを使用した。また接触部材（イオン交換体）２５６として、カチオン交換膜であるデュポン社製のナフィオン１１７を５枚重ねて短冊状として使用した。このナフィオン１１７を５枚重ねた端面の幅は約１ｍｍであった。
【０１１０】
この時の加工条件として、２００ｍｍの銅めっきされたシリコン基板を用い、電極部２４８の貫通孔２４８ａから超純水を７００ｍｌ／ｍｉｎで供給しながら、電極部２４８を３０ｒｐｍで回転させ、シリコン基板を保持した基板保持部２４６を１０ｒｐｍで回転させた。そして、電流密度を５００ｍＡ/ｃｍ２で１分間電解加工した場合を試験１回として、基板表面の加工痕と接触部材（イオン交換体）２５６の磨耗状況を目視で観察した。
【０１１１】
目視観察の結果では、１２対の接触部材（イオン交換体）２５６の磨耗は１回目から部分的に観察され、短冊部のエッジ部分が消耗していく傾向を示した。しかし、基板上の加工痕には異常は見られなかった。明らかに異常と見られる加工痕が観察されたのは、４６回目の加工後であり、目視観察で１２対の電極の中で５本が特に消耗していたことが判明した。同様な試験を３回繰り返して行い、その結果を表１にまとめて示した。多少のバラツキはあるが、異常な加工状況となるまでの加工回数は、おおよそ４０回であった。
【０１１２】
（比較例１）
実施例１と同様に、図１８乃至図２０に示す構成の電解加工装置を用いて電解加工を行った。ここで、電極部２４８として、図３０に示すように、接触部材（イオン交換体）２５６ｅとして、カチオン交換膜であるデュポン社製のナフィオン１１７を１枚使用し、各表面をこの接触部材２５６ｅで覆い、サポート材２１３ｄで固定した加工電極２５０と給電電極２５２を交互に１２対配置したものを使用した。被加工物と対向する接触部材２５６ｅの幅は、約８ｍｍであった。
【０１１３】
そして、実施例１と同様に、２００ｍｍの銅めっきされたシリコン基板を用い、貫通孔２４８ａから超純水を７００ｍｌ／ｍｉｎで供給しながら、電極部２４８を３０ｒｐｍで回転させ、シリコン基板を保持した基板保持部２４６を１０ｒｐｍで回転させた。電流密度を５００ｍＡ/ｃｍ２で１分間電解加工した場合を試験１回として、基板表面の加工痕と接触部材（イオン交換体）２５６ｅの磨耗状況を目視で観察した。接触部材（イオン交換体）２５６ｅの磨耗は、実施例１より明らかに早く、加工回数１０未満で膜が破れるものがあり、加工が継続できなかった。その結果を表１にまとめて示した。
表１から明らかなように、実施例１の方が比較例１より接触部材（イオン交換体）の寿命が大幅に延び、交換頻度が少なくて済むことが実証された。
【０１１４】
【表１】
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【０１１５】
これまで本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】銅配線基板の一製造例を工程順に示す図である。
【図２】従来の電解加工に使用されるイオン交換体を取付けた電極を示す図である。
【図３】図２に示す電極を使用して電解加工を行っている状態の一例を模式的に示す図である。
【図４】図２に示す電極を使用して電解加工を行っている状態の他の例を模式的に示す図である。
【図５】加工電極及び給電電極を基板（被加工物）に近接させ、加工電極及び給電電極と基板（被加工物）との間に純水又は電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ以下の液体を供給するようにしたときの本発明による電解加工の原理の説明に付する図である。
【図６】加工電極のみにイオン交換体を取付けて、加工電極と基板（被加工物）との間に液体を供給するようにしたときの本発明による電解加工の原理の説明に付する図である。
【図７】接触部材の剛性が大きい場合における加工状況の説明に付する図である。
【図８】接触部材の剛性が小さい場合における加工状況の説明に付する図である。
【図９】同一断面形状を有する接触部材における断面二次モーメントの違いの説明に付する図である。
【図１０】本発明の実施の形態における電解加工装置を備えた基板処理装置の構成を示す平面図である。
【図１１】図１０に示す電解加工装置を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１１の縦断正面図である。
【図１３】（ａ）は、異なる材料を成膜した基板の表面に電解加工を施したときに流れる電流と時間の関係を、（ｂ）は、同じく印加される電圧と時間の関係をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】接触部材のそれぞれ異なる例を示す図である。
【図１５】接触部材に更に他の例を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態における電解加工装置を示す断面図である。
【図１７】本発明の更に他の実施の形態における電解加工装置を備えた基板処理装置の構成を示す平面図である。
【図１８】図１７に示す電解加工装置の概略縦断面図である。
【図１９】図１７に示す電解加工装置の電極部の平面図である。
【図２０】図１７に示す電解加工装置の電極部に配置される電極を示す斜視図である。
【図２１】電極の他の例を示す図である。
【図２２】電極の更に他の例を示す図である。
【図２３】電極の更に他の例を示す図である。
【図２４】電極の更に他の例を示す図である。
【図２５】電極のそれぞれ異なる更に他の例を示す図である。
【図２６】本発明の更に他の実施の形態における電解加工装置を備えた基板処理装置の構成を示す平面図である。
【図２７】図２６の電解加工装置を示す概略縦断面図である。
【図２８】（ａ）は、図２７に示す電解加工装置の基板保持部と電極部との関係を示す平面図で、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２９】図２７の平面図である。
【図３０】比較例に使用される電極を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０，２７  被加工物
１２ａ，１２ｂ  イオン交換体
１４  加工電極
１６  給電電極
１７  電源
１８  流体
１９  流体供給部
２８，２８ａ，２９  接触部材
３０，２３０  ロード・アンロード部
３４，２３６，２３６ａ，６００  電解加工装置
３８，２４２  モニタ部
４２，２４６，６０２  基板保持部
４６，２４８，６０４  電極部
４８，２８０  電源
５０，２６０  上下動用モータ
５６  往復運動用モータ
５８，２６８  自転用モータ
６０，２５０，２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄ，６０７  加工電極
６２，２５２，６０８  給電電極
６２ａ  流体流路
６２ｂ  流体噴出口
６４  電極ベース
６６  加工電極支持体
６６ｂ  流体流路
６６ｃ  流体供給ノズル
６８  弾性体
７０，７０ａ，７０ｂ、２５６，２５６ａ，２５６ｂ，２５６ｃ，２５６ｄ  接触部材
７２  保持プレート
７４，７６  イオン交換体
７８  基材
８０  支持体
８２  被覆体
２７２  純水供給管
２７４  純水ノズル
２９０  超純水噴射ノズル
６０６  中空スクロールモータ
６１０  容器
６１２  液体供給ノズル
６２６  電極ベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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