(57)【要約】【課題】  配線パターン形状のばらつきに拘わらず、埋込み性が良好で、表面が平坦なめっき膜を、狭いスペースで効率よく形成できるようにする。【解決手段】  基板Ｗを保持する基板保持部３６と、基板保持部３６で保持した基板Ｗの被めっき面の周縁部に当接するシール材９０と基板と接触して通電させるカソード８８を備えたカソード部３８と、基板の被めっき面に対向する位置に配置されるアノード９８と、アノード９８と基板Ｗの被めっき面との間に配置される保水性材料からなる多孔質体１０８と、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間にめっき液１２６を注入するめっき液注入部１２０と、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間にめっき基本液１３６を注入するめっき基本液注入部１３０を有する。【選択図】      図１２
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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、
前記基板保持部で保持した基板の被めっき面の周縁部に当接するシール材と前記基板と接触して通電させるカソードを備えたカソード部と、
前記基板の被めっき面に対向する位置に配置されるアノードと、
前記アノードと前記基板の被めっき面との間に配置される保水性材料からなる多孔質体と、
前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間にめっき液を注入するめっき液注入部と、
前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間にめっき基本液を注入するめっき基本液注入部を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部で保持した基板の被めっき面の周縁部に当接するシール材と前記基板と接触して通電させるカソードを備えたカソード部と、
前記基板の被めっき面に対向する位置に配置されるアノードと、
前記アノードと前記基板の被めっき面との間に配置される保水性材料からなる多孔質体と、
前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間に第１のめっき液を注入する第１のめっき液注入部と、
前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間に、前記第１のめっき液とは異なる組成を有する第２のめっき液を注入する第２のめっき液注入部を有することを特徴とするめっき装置。
【請求項３】
前記多孔質体の前記基板保持部で保持した基板の被めっき面への押当て状態を変える押当て駆動機構を更に有することを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
【請求項４】
前記多孔質体と前記基板保持部で保持した基板とを相対運動させる相対駆動機構を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置。
【請求項５】
基板保持部で保持した基板と保水性材料からなる多孔質体とを互いに所定間隔離間させつつ、第１のめっき液で第１のめっきを行い、
前記基板保持部で保持した基板と前記保水性材料とを互いに接触させる動作を含む、前記第１のめっき液と異なる組成の第２のめっき液で第２のめっきを行うことを特徴とするめっき方法。
【請求項６】
前記第１のめっきを、前記基板と前記多孔質体とを互いに相対運動させつつ行うことを特徴とする請求項５記載のめっき方法。
【請求項７】
前記第２のめっきを、前記基板と前記多孔質体とを互いに相対運動させつつ行うことを特徴とする請求項５または６記載のめっき方法。
【請求項８】
前記第１のめっき液には、添加剤として、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラが添加されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のめっき方法。
【請求項９】
前記第２のめっき液には、前記第１のめっき液に添加された前記添加剤の少なくとも一部の濃度を薄めた添加剤が添加されているか、前記第１のめっき液に添加された前記添加剤の少なくとも一部が添加されていないことを特徴とする請求項８記載のめっき方法。
【請求項１０】
前記第１のめっき終了後、使用した第１のめっき液に第２のめっき液を注入して前記第２のめっき液を作製することを特徴とする請求項９記載のめっき方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２のめっき液中の支持電解質は、硫酸、スルホン酸、ピロリン酸または塩素であることを特徴とする請求項１０記載のめっき方法。
【請求項１２】
前記第２のめっき液には、前記第１のめっき液に含まれる前記添加剤の内の任意の添加剤が添加されていることを特徴とする請求項１０または１１記載のめっき方法。
【請求項１３】
前記第１のめっき液と前記第２のめっき液との間でめっき液の入れ換えを行うことを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のめっき方法。
【請求項１４】
前記めっき液の入れ換えの際に、基板保持部で保持した基板表面を水洗し乾燥させることを特徴とする請求項１３記載のめっき方法。
【請求項１５】
前記基板表面を水洗し乾燥させた後、基板表面に化学処理を施すことを特徴とする請求項１４記載のめっき方法。
【請求項１６】
前記第１のめっきを、基板表面に形成された配線パターンのサイズ及び密度に基づき電解時間及び／または電流密度を定めて行うことを特徴とする請求項５乃至１５のいずれかに記載のめっき方法。
【請求項１７】
前記第２のめっきを、基板表面に形成された特定の配線パターン上に成膜されるめっき膜の膜厚をモニタして行うことを特徴とする請求項５乃至１６のいずれかに記載のめっき方法。
【請求項１８】
めっき金属は銅であり、硫酸銅、硫化銅、塩化銅または弗化銅をめっき原料としていることを特徴とする請求項５乃至１７のいずれかに記載のめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき装置及びめっき方法に係り、特に半導体ウェーハなどの基板に形成された微細配線パターンに銅等の金属（配線材料）を埋込んで配線を形成するのに使用されるめっき装置及び基板めっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、半導体基板上に、回路形状の配線溝（トレンチ）や微孔（ビアホール）等の配線用の微細凹部を形成し、銅めっきによりこれらを銅（配線材料）で埋め、残りの部分の銅膜（めっき膜）をＣＭＰ等の手段により除去して回路を形成することが行われている。この技術においては、回路形状の配線溝あるいは微孔の中に選択的に銅めっき膜が析出し、それ以外の部分では、銅めっき膜の析出が少ない方が後のＣＭＰの負荷を減らす上で好ましい。従来、このような目的を達成するために、めっき液の浴組成や、使用する光沢剤などめっき液での工夫が行われている。
【０００３】
この種の微細で高アスペクト比の配線を形成するめっきに使用されるめっき装置としては、表面（被めっき面）を上向き（フェースアップ）にして基板を保持し、この基板の周縁部にカソードを接触させて基板表面をカソードとするとともに、基板の上方にアノードを配置し、基板とアノードとの間をめっき液で満たしながら、基板（カソード）とアノードとの間にめっき電圧を印加して、基板の表面（被めっき面）にめっきを行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この種の表面を上向きにして基板を保持して枚葉式でめっきを行うめっき装置にあっては、基板の全面に亘ってめっき電流の分布をより均一にして、めっき膜の面内均一性をより向上させるとともに、基板は、一般に表面を上向きにして搬送されて各種の処理が施されるため、めっきの際に基板を裏返す必要をなくすことができる。
一方、回路形状の配線溝等の中に選択的に銅めっき膜を析出させるための技術としては、多孔質体を半導体ウェーハ等の基板に接触させ、また接触方向に相対的に動かしながらめっきを行うという方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特表２００２−５０６４８９号公報
【特許文献２】特開２０００−２３２０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術にあっては、めっきを行ったときに電流密度分布の影響や添加剤の影響で、配線パターンの形状によってめっき量が基板の面上で異なり、基板の全面に均一な膜厚のめっき膜を形成することが困難であった。例えば、密な微細配線パターンを有する配線部では他の部分よりも厚くめっきが付く、一般的にオーバープレート現象と呼ばれる現象が生じ、一方、幅広配線パターンを有する配線部では、一般にめっき量が他の部分より少なくなる。その結果、めっきによって、配線パターン内を全て銅等の配線材料で埋め込んだ場合に、場所によってめっき膜厚に差が生じる。このような方法のめっきを行った場合、必要以上のめっき量が付くため、原料費が嵩むばかりでなく、めっきに時間がかかるなどの問題がある。しかも、めっき後の研磨工程に負担がかかり、更に、層間絶縁膜にＬｏｗ−ｋ材が使われる次世代においては、研磨装置に要求される性能もかなり高度なものになってしまう。
【０００７】
また、配線がより微細化した場合には、微細配線パターンを埋込むのに適しためっき液を使用しためっきと、オ−バープレートを押えるのに適しためっき液を使用しためっきを個別に行うことが好ましく、この要求に応えるためには、一般に、２つのめっきセルが必要となる。このため、フットプリントが大きくなるばかりでなく、２つのめっきセル間で基板を搬送する必要が生じて、スループットが長くなってしまう。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、配線パターン形状のばらつきに拘わらず、埋込み性が良好で、表面が平坦なめっき膜を、狭いスペースで効率よく形成できるようにしためっき装置及びめっき方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被めっき面の周縁部に当接するシール材と前記基板と接触して通電させるカソードを備えたカソード部と、前記基板の被めっき面に対向する位置に配置されるアノードと、前記アノードと前記基板の被めっき面との間に配置される保水性材料からなる多孔質体と、前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間に第１のめっき液を注入する第１のめっき液注入部と、前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間に、前記第１のめっき液とは異なる組成を有する第２のめっき液を注入する第２のめっき液注入部を有することを特徴とするめっき装置である。
【００１０】
この発明によれば、基板保持部で保持した基板と多孔質体との間に注入しためっき液をそのまま使用しためっきと、この基板保持部で保持した基板と多孔質体との間に注入しためっき液にめっき基本液を注入して添加剤濃度を薄めためっき液を使用しためっきを、同一めっきセルで連続して行うことができる。これにより、例えば、添加剤濃度を高めて微細配線パターンに対する埋込み性を良くしためっき液を使用しためっきと、添加剤濃度を薄めて平坦化を良好としためっき液を使用しためっきを同一めっきセルで連続して行うことで、フットプリントを小さくするとともに、スループットを短くして、埋込み性が良好で、表面が平坦なめっき膜を狭いスペースで効率よく形成することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部で保持した基板の被めっき面の周縁部に当接するシール材と前記基板と接触して通電させるカソードを備えたカソード部と、前記基板の被めっき面に対向する位置に配置されるアノードと、前記アノードと前記基板の被めっき面との間に配置される保水性材料からなる多孔質体と、前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間に第１のめっき液を注入する第１のめっき液注入部と、前記基板保持部で保持した基板と前記多孔質体との間に、前記第１のめっき液とは異なる組成を有する第２のめっき液を注入する第２のめっき液注入部を有することを特徴とするめっき装置である。
【００１２】
この発明によれば、基板保持部で保持した基板と多孔質体との間に注入した第１のめっき液を使用した第１のめっきと、基板保持部で保持した基板と多孔質体との間に注入した、第１のめっき液とは異なる組成の第２のめっき液を使用した第２のめっきを、同一めっきセルで連続して行うことができる。これによって、例えば、細配線パターンに対する埋込み性が良好な第１のめっき液を使用した第１のめっきと、平坦化を良好とした第２のめっき液を使用した第２のめっきを同一めっきセルで連続して行うことで、フットプリントを小さくするとともに、スループットを短くして、埋込み性が良好で、表面が平坦なめっき膜を狭いスペースで効率よく形成することができる。しかも、第１のめっきと第２のめっきで、それぞれの特性に合った、異なる組成のめっき液を任意に使用することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記多孔質体の前記基板保持部で保持した基板の被めっき面への押当て状態を変える押当て駆動機構を更に有することを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。
これにより、例えば、前述のめっき基本液を注入して添加剤濃度を薄めためっき液を使用しためっきを行う時、または前述の第２のめっき液を使用した第２のめっきを行う時に、多孔質体を基板保持部で保持した基板の被めっき面に接触させることで、めっき膜の表面の平坦性を更に高めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記多孔質体と前記基板保持部で保持した基板とを相対運動させる相対駆動機構を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置である。
これにより、多孔質体と基板保持部で保持した基板を相対運動させながらめっきを行うことで、多孔質体と基板保持部で保持した基板とを離した場合には、めっき液を攪拌してめっき液の各成分をより均一に分散させつつめっきを行い、また多孔質体を基板保持部で保持した基板の被めっき面に接触させた場合には、多孔質体を基板の被めっき面に密着させつつめっきを行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、基板保持部で保持した基板と保水性材料からなる多孔質体とを互いに所定間隔離間させる動作を含む、第１のめっき液で第１のめっきを行い、前記基板保持部で保持した基板と前記保水性材料とを互いに接触させつつ、前記第１のめっき液と異なる組成の第２のめっき液で第２のめっきを行うことを特徴とするめっき方法である。
これにより、基板と多孔質体とを互いに所定間隔離間させつつ第１のめっきを行うことで、基板上に析出するめっき膜の埋込み性を良くし、基板と保水性材料とを互いに接触させつつ第２のめっきを行うことで、基板上に析出するめっき膜の平坦性を高めることができる。しかも、第１のめっきと第２のめっきで、それぞれの特性に合った、異なる組成のめっき液を任意に使用することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記第１のめっきを、前記基板と前記多孔質体とを互いに相対運動させつつ行うことを特徴とする請求項５記載のめっき方法である。
これにより、第１のめっき液を攪拌してめっき液の各成分をより均一に分散させつつ第１のめっきを行うことができる。
請求項７に記載の発明は、前記第２のめっきを、前記基板と前記多孔質体を互いに相対運動させつつ行うことを特徴とする請求項５または６記載のめっき方法である。
これにより、多孔質体を基板の被めっき面に密着させつつ第２のめっきを行うことができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、前記第１のめっき液には、添加剤として、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラが添加されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のめっき方法である。
このように、めっき液中に、析出粒子の微細化を促進するアクセレレータと呼ばれる硫黄化物、銅等のめっき金属を析出させる過電圧を高くし均一電着性を良くするサップレッサと呼ばれるポリマ、及び凸部の析出を送らせることにより平坦なめっきを可能とするレベラと呼ばれる窒素化合物の添加剤を添加することで、均一電着性及びレベリング性をよくすることができる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、前記第２のめっき液には、前記第１のめっき液に添加された前記添加剤の少なくとも一部の濃度を薄めた添加剤が添加されているか、前記第１のめっき液に添加された前記添加剤の少なくとも一部が添加されていないことを特徴とする請求項８記載のめっき方法である。
このように、第２のめっき液として、第１のめっき液と比較して、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの少なくとも一部の濃度を薄めたものを使用することで、例えば第１のめっき液として、埋込み性に優れた組成のめっき液を使用した場合であっても、第２のめっき液を使用しためっきで、めっき膜の表面の平坦度をより高めためっき膜を形成することができる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、前記第１のめっき終了後、使用した第１のめっき液に第２のめっき液を注入して前記第２のめっき液を作製することを特徴とする請求項９記載のめっき方法である。
これにより、第１のめっき液にめっき基本液を注入するといった簡単な操作で、第１のめっき液と比較して、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの濃度を薄めた第２のめっき液を容易に作製することができる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、前記第１及び第２のめっき液中の支持電解質は、硫酸、スルホン酸、ピロリン酸または塩素であることを特徴とする請求項１０記載のめっき方法である。
請求項１２に記載の発明は、前記第２のめっき液には、前記第１のめっき液に含まれる前記添加剤の内の任意の添加剤が添加されていることを特徴とする請求項１０または１１記載のめっき方法である。
このように、めっき基本液にアクセレレータ、サップレッサ及びレベラの内の任意の添加剤、例えばレベラを添加し、めっき基本液を第１のめっき液に注入した時に、第２のめっき液中の該添加剤、例えばレベラの濃度が薄くなるのを防止することで、特定の添加剤の濃度のみを薄めることができる。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、前記第１のめっき液と前記第２のめっき液との間でめっき液の入れ換えを行うことを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載のめっき方法である。
これにより、第１のめっき液及び第２のめっき液として、それぞれの特性に合った、任意の組成のめっき液を使用することができる。
請求項１４に記載の発明は、前記めっき液の入れ換えの際に、基板保持部で保持した基板表面を水洗し乾燥させることを特徴とする請求項１３記載のめっき方法である。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、前記基板表面を水洗し乾燥させた後、基板表面に化学処理を施すことを特徴とする請求項１４記載のめっき方法である。
この化学処理には、例えば界面活性剤を添加した溶液に基板表面を接触させて、基板表面の濡れ性を改善する処理や、基板表面をエッチングする処理が挙げられる。
【００２３】
請求項１６に記載の発明は、前記第１のめっきを、基板表面に形成された配線パターンのサイズ及び密度に基づいて電解時間及び／または電流密度を定めて行うことを特徴とする請求項５乃至１５のいずれかに記載のめっき方法である。
このように、基板表面に形成された配線パターンのサイズ及び密度から、電解時間及び／または電流密度を変えてめっきを行うことで、より良好な埋込み性と平坦化を実現するができる。
【００２４】
請求項１７に記載の発明は、前記第２のめっきを、基板表面に形成された特定の配線パターン上に成膜されるめっき膜の膜厚をモニタして行うことを特徴とする請求項５乃至１６のいずれかに記載のめっき方法である。
このように、特定の配線パターン上に成膜されるめっき膜の膜厚をモニタし、めっき電解量をコントロールしてめっきを行うことで、より良好な埋込み性と平坦化を実現するができる。
【００２５】
請求項１８に記載の発明は、めっき金属は銅であり、硫酸銅、硫化銅、塩化銅または弗化銅をめっき原料としていることを特徴とする請求項５乃至１７のいずれかに記載のめっき方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、緻密な微細配線パターンや幅広配線パターンに銅等の金属（配線材料）を埋込んで配線を形成する時の埋込み性とめっき膜表面の平坦化を両立させ、しかも、フットプリントを小さくするとともに、スループットを短くして、埋込み性が良好で、表面がより平坦なめっき膜を狭いスペースで効率よく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態は、半導体ウェーハ等の基板の表面に設けた配線用の微細凹部に、配線材料としての銅を埋込んで銅膜からなる配線を形成するようにした例を示しているが、他の配線材料を使用してもよいことは勿論である。
【００２８】
図１は、この種の銅配線基板Ｗの製造例を工程順に示す。先ず、図１（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材１上の導電層１ａの上に、例えばＳｉＯ２からなる酸化膜やＬｏｗ−ｋ材膜等の絶縁膜（層間絶縁膜）２を堆積し、この絶縁膜２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術により微孔（ビアホール）３と配線溝（トレンチ）４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をスパッタリング等により形成する。
【００２９】
そして、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、基板Ｗの微孔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を堆積させる。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）などにより、絶縁膜２上の銅膜６、シード層７及びバリア層５を除去して、微孔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。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態のめっき装置を備えた基板処理システムの全体配置図を示す。図２に示すように、この基板処理システムには、同一設備内に位置して、内部に複数の基板Ｗを収納する２基のロード・アンロード部１０と、めっき及びその付帯処理を行う２基のめっき装置１２と、ロード・アンロード部１０とめっき装置１２との間で基板Ｗの受渡しを行う搬送ロボット１４と、めっき液タンク１６を有するめっき液供給設備１８が備えられている。
【００３１】
めっき装置１２には、図３に示すように、めっき及びその付帯処理を行う基板処理部２０が備えられ、この基板処理部２０に隣接して、めっき液を溜めるめっき液トレー２２が配置されている。また、回転軸２４を中心に揺動する揺動アーム２６の先端に保持されて基板処理部２０とめっき液トレー２２との間を揺動する電極ヘッド２８を有する電極アーム部３０が備えられている。更に、基板処理部２０の側方に位置して、プレコート・回収アーム３２と、純水やイオン水等の薬液、更には気体等を基板に向けて噴射する固定ノズル３４が配置されている。この実施の形態にあっては、３個の固定ノズル３４が備えられ、その内の１個を純水の供給用に用いている。
【００３２】
基板処理部２０には、図４に示すように、表面（被めっき面）を上向きにして基板Ｗを保持する基板保持部３６と、この基板保持部３６の上方に該基板保持部３６の周縁部を囲繞するように配置されたカソード部３８が備えられている。更に、基板保持部３６の周囲を囲繞して処理中に用いる各種薬液の飛散を防止する有底略円筒状の飛散防止カップ４０が、エアシリンダ（図示せず）を介して上下動自在に配置されている。
【００３３】
ここで、基板保持部３６は、エアシリンダ４４によって、下方の基板受渡し位置Ａと、上方のめっき位置Ｂと、これらの中間の前処理・洗浄位置Ｃとの間を昇降し、図示しない回転モータ及びベルトを介して、任意の加速度及び速度でカソード部３８と一体に回転するように構成されている。この基板受渡し位置Ａに対向して、めっき装置１２のフレーム側面の搬送ロボット１４側には、基板搬出入口（図示せず）が設けられ、また基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、基板保持部３６で保持された基板Ｗの周縁部に下記のカソード部３８のシール材９０とカソード８８が当接するようになっている。一方、飛散防止カップ４０は、その上端が基板搬出入口下方に位置し、図４に仮想線で示すように、上昇した時に基板搬出入口を塞いでカソード部３８の上方に達するようになっている。
【００３４】
めっき液トレー２２は、めっきを実施していない時に、電極アーム部３０の下記の多孔質体１０８及びアノード９８をめっき液で湿潤させるためのもので、この多孔質体１０８が収容できる大きさに設定され、図示しないめっき液供給口とめっき液排水口を有している。また、フォトセンサがめっき液トレー２２に取付けられており、めっき液トレー２２内のめっき液の満水、即ちオーバーフローと排水の検出が可能になっている。
【００３５】
電極アーム部３０は、図１２に示すように、基板保持部３６で保持した基板Ｗの表面への多孔質体１０８の押当て状態を変える押当て駆動機構１５０を構成する上下動モータ１５２とボールねじ１５４を介して上下動し、旋回モータ（図示せず）を介して、めっき液トレー２２と基板処理部２０との間を旋回（揺動）するようになっている。
【００３６】
また、プレコート・回収アーム３２は、図５に示すように、上下方向に延びる支持軸５８の上端に連結されて、ロータリアクチュエータ６０を介して旋回（揺動）し、エアシリンダ（図示せず）を介して上下動するよう構成されている。このプレコート・回収アーム３２には、その自由端側にプレコート液吐出用のプレコートノズル６４が、基端側にめっき液回収用のめっき液回収ノズル６６がそれぞれ保持されている。そして、プレコートノズル６４は、例えばエアシリンダによって駆動するシリンジに接続されて、プレコート液がプレコートノズル６４から間欠的に吐出され、また、めっき液回収ノズル６６は、例えばシリンダポンプまたはアスピレータに接続されて、基板上のめっき液がめっき液回収ノズル６６から吸引されるようになっている。
【００３７】
前記基板保持部３６は、図６乃至図８に示すように、円板状の基板ステージ６８を備え、この基板ステージ６８の周縁部の円周方向に沿った６カ所に、上面に基板Ｗを水平に載置して保持する支持腕７０が立設されている。この支持腕７０の１つの上端には、基板Ｗの端面に当接して位置決めする位置決め板７２が固着され、この位置決め板７２を固着した支持腕７０に対向する支持腕７０の上端には、基板Ｗの端面に当接し回動して基板Ｗを位置決め板７２側に押付ける押付け片７４が回動自在に支承されている。また、他の４個の支持腕７０の上端には、回動して基板Ｗをこの上方から下方に押付けるチャック爪７６が回動自在に支承されている。
【００３８】
ここで、押付け片７４及びチャック爪７６の下端は、コイルばね７８を介して下方に付勢した押圧棒８０の上端に連結されて、この押圧棒８０の下動に伴って押付け片７４及びチャック爪７６が内方に回動して閉じるようになっており、基板ステージ６８の下方には、押圧棒８０に下面に当接してこれを上方に押上げる支持板８２が配置されている。
これにより、基板保持部３６が図４に示す基板受渡し位置Ａに位置する時、押圧棒８０は支持板８２に当接し上方に押上げられて、押付け片７４及びチャック爪７６が外方に回動して開き、基板ステージ６８を上昇させると、押圧棒８０がコイルばね７８の弾性力で下降して、押付け片７４及びチャック爪７６が内方に回転して閉じるようになっている。
【００３９】
前記カソード部３８は、図９及び図１０に示すように、支持板８２（図８等参照）の周縁部に立設した支柱８４の上端に固着した環状の枠体８６と、この枠体８６の下面に内方に突出させて取付けた、この例では６分割されたカソード８８と、このカソード８８の上方を覆うように枠体８６の上面に取付けた環状のシール材９０とを有している。シール材９０は、その内周縁部が内方に向け下方に傾斜し、かつ徐々に薄肉となって、内周端部が下方に垂下するように構成されている。
【００４０】
これにより、図４に示すように、基板保持部３６がめっき位置Ｂまで上昇した時に、この基板保持部３６で保持した基板Ｗの周縁部にカソード８８が押付けられて通電し、同時にシール材９０の内周端部が基板Ｗの周縁部上面に圧接し、ここを水密的にシールして、基板Ｗの上面（被めっき面）に供給されためっき液が基板Ｗの端部から染み出すのを防止するとともに、めっき液がカソード８８を汚染することを防止するようになっている。
なお、この実施の形態において、カソード部３８は、上下動不能で基板保持部３６と一体に回転するようになっているが、上下動自在で、下降した時にシール材９０が基板Ｗの被めっき面に圧接するように構成しても良い。
【００４１】
前記電極アーム部３０の電極ヘッド２８は、図１１及び図１２に示すように、揺動アーム２６の自由端にボールベアリング９２を介して連結した電極ホルダ９４と、この電極ホルダ９４の下端開口部を塞ぐように配置された多孔質体１０８とを有している。この多孔質体１０８は、主にめっき液を保持する役割を果たすめっき液含浸材１１０と、このめっき液含浸材１１０の下面に取付けられた多孔質パッド１１１から構成されている。すなわち、この電極ホルダ９４は、下方に開口した有底カップ状に形成され、この下部内周面には、凹状部９４ａが、めっき液含浸材１１０の上部には、この凹状部９４ａに嵌合するフランジ部１１０ａがそれぞれ設けられ、このフランジ部１１０ａを凹状部９４ａに嵌入することで、電極ホルダ９４に多孔質体１０８が保持されている。これによって、電極ホルダ９４の内部に中空のめっき液室１００が区画形成されている。
【００４２】
このように、多孔質体１０８を多層構造とすることで、例えば基板Ｗと接触する多孔質パッド１１１として、基板Ｗの被めっき面上の凹凸面を平坦化するのに十分な平坦性を有するものを使用することが可能となる。
【００４３】
この多孔質パッド１１１は、基板Ｗの表面（被めっき面）と接触する面（表面）の平担性がある程度高く、めっき液が通過できる微細貫通穴を有し、少なくとも接触面が絶縁物もしくは絶縁性の高い物質で形成されていることが必要である。この多孔質パッド１１１に要求される平担性は、例えば、最大粗さ（ＲＭＳ）が数十μｍ以下程度である。
【００４４】
また、多孔質パッド１１１に要求される微細貫通穴は、接触面での平坦性を保つために丸穴の貫通孔が好ましく、更に、微細貫通穴の穴径や単位面積当たりの個数などはめっきする膜質や配線パターンによって最適値が異なるが、両者とも小さい方が凹部内におけるめっき成長の選択性を向上させる上で好ましい。具体的な、微細貫通穴の穴径や単位面積当たりの個数としては、例えば、穴径３０μｍ以下、好ましくは５〜２０μｍの微小貫通孔が、気孔率で５０％以下の状態で存在すれば良い。
【００４５】
更に、多孔質パッド１１１は、ある程度の固さであることが好ましく、例えば、その引張り強度が５〜１００ｋｇ／ｃｍ2、曲げ弾性強度が２００〜１００００ｋｇ／ｃｍ2程度であればよい。
【００４６】
この多孔質パッド１１１は、更に親水性の材料であることが好ましく、例えば下記に示す材料に対し親水化処理または親水基を重合させたものが用いられる。このような材料の例としては、多孔ポリエチレン（ＰＥ）、多孔ポリプロピレン（ＰＰ）、多孔ポリアミド、多孔ポリカーボネートまたは多孔ポリイミド等が挙げられる。このうち、多孔ＰＥ、多孔ＰＰ、多孔ポリアミド等は、超高分子のＰＥ、ＰＰ、ポリアミド等の細かい粉を原料とし、これを押し固め、焼結成形することにより調製したものであり、フルダスＳ（三菱樹脂（株）製）、サンファインＵＦ、サンファインＡＱ（ともに旭化成（株）製）、Ｓｐａｃｙ（スペイシーケミカル社製）等の商品名で市販されている。また、多孔ポリカーボネートは、例えば、ポリカーボネートフィルムにアクセラレーターで加速した高エネルギーの重金属（銅等）を貫通させ、これにより生成する直線上のトラック（軌跡）を選択的にエッチングすることにより調製されるものである。
【００４７】
この多孔質パッド１１１は、基板Ｗの表面と接触する面（表面）を圧縮加工、機械加工等により平坦化加工したものであっても良く、これにより、微小溝でのより高い優先析出が期待できる。
【００４８】
一方、めっき液含浸材１１０は、アルミナ，ＳｉＣ，ムライト，ジルコニア，チタニア，コージライト等の多孔質セラミックスまたはポリプロピレンやポリエチレンの焼結体等の硬質多孔質体、あるいはこれらの複合体、更には織布や不織布で構成される。例えば、アルミナ系セラミックスにあっては、ポア径３０〜２００μｍ、ＳｉＣにあっては、ポア径３０μｍ以下、気孔率２０〜９５％、厚み１〜２０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍ、更に好ましくは８〜１５ｍｍ程度のものが使用される。この例では、例えば気孔率３０％、平均ポア径１００μｍでアルミナ製の多孔質セラミックス板から構成されている。そして、この内部にめっき液を含有させることで、つまり多孔質セラミックス板自体は絶縁体であるが、この内部にめっき液を複雑に入り込ませ、厚さ方向にかなり長い経路を辿らせることで、めっき液の電気伝導率より小さい電気伝導率を有するように構成されている。
【００４９】
このようにめっき液含浸材１１０をめっき液室１００内に配置し、このめっき液含浸材１１０によって大きな抵抗を発生させることで、給電層としてシード層７（図１参照）の抵抗の影響を無視できる程度となし、基板Ｗの表面の電気抵抗による電流密度の面内差を小さくして、めっき膜の面内均一性を向上させることができる。
【００５０】
前記めっき液室１００内には、多孔質体１０８の上方に位置して、内部に上下に貫通する多数の通孔９８ａを有するアノード９８が配置されている。このアノード９８は、例えば銅めっきを行う場合にあっては、スライムの生成を抑制するため、含有量が０．０３〜０．０５％のリンを含む銅（含リン銅）で構成されているが、白金、チタン等の不溶解性金属あるいは金属上に白金等をめっきした不溶解電極であってもよい。交換が不要なことから、不溶解金属あるいは不溶解電極であることが好ましい。更に、めっき液の流通のしやすさ等から網状であってもよい。
【００５１】
電極ホルダ９４の上部には、めっき液室１００の内部にめっき液を供給するめっき液供給口１０３と、めっき液室１００内のめっき液を吸引して排出するめっき液排出口１０４が設けられている。そして、このめっき液供給口１０３は、めっき液供給設備１８（図２参照）から延びるめっき液供給管１０２に、めっき液排出口１０４は、同じくめっき液排出管１０６にそれぞれ接続されている。
【００５２】
更に、電極ホルダ９４の周壁には、アノード９８及び多孔質体１０８の側方に位置してめっき液注入部１２０が設けられている。このめっき液注入部１２０は、この例では、下端をノズル形状としたチューブで構成され、めっき液供給設備１８（図２参照）のめっき液供給タンク１２２から延びるめっき液注入管１２４に接続されている。このめっき液供給タンク１２２内には、予め所定の組成に調整されためっき液（第１のめっき液）１２６が貯蔵されている。
【００５３】
この例では、めっき液供給タンク１２２内に貯蔵されてめっき液注入部１２０から注入されるめっき液（第１のめっき液）１２６として、添加剤濃度を高めて、微細配線パターンにおける埋込み性に優れた組成を有するものが使用されている。つまり、このめっき液１２６は、例えば、硫酸、スルホン酸、ピロリン酸または塩素からなる支持電解質及びめっき金属（銅）を含む溶液（めっき基本液）に、析出粒子の微細化を促進するアクセレレータと呼ばれる硫黄化物、銅等のめっき金属を析出させる過電圧を高くし均一電着性を良くするサップレッサと呼ばれるポリマ、及び凸部の析出を送らせることにより平坦なめっきを可能とするレベラと呼ばれる窒素化合物の添加剤を所定の濃度で添加した組成を有しており、これにより、めっきの際の均一電着性及びレベリング性を良くすることができる。
このめっき金属（銅）は、例えば硫酸銅、硫化銅、塩化銅または弗化銅を原料としている。
【００５４】
このめっき液注入部１２０は、基板保持部３６がめっき位置Ｂ（図３参照）にある時に、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８の隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで電極ヘッド２８を下降させ、この状態で、アノード９８及び多孔質体１０８の側方から、基板Ｗと多孔質体１０８との間の領域に、予め組成をコントロールしためっき液（第１のめっき液）１２６を注入するためのもので、シール材９０と多孔質体１０８に挟まれた領域に向けて、下端のノズル部が開口するようになっている。また、多孔質体１０８の外周部には、ここを電気的にシールドするゴム製のシールドリング１１２が装着されている。
【００５５】
このめっき液注入時には、めっき液注入部１２０から注入されためっき液１２６は、図１３に示すように、基板Ｗの表面に沿って一方向に流れ、このめっき液１２６の流れによって、基板Ｗと多孔質体１０８との間の領域の空気が外方に押し出されて外部に排出され、この領域がめっき液注入部１２０から注入された新鮮で組成が調整されためっき液１２６で満たされて、基板Ｗとシール材９０で区画された領域に溜められる。
【００５６】
このように、アノード９８及び多孔質体１０８の側方から、基板Ｗと多孔質体１０８との間の領域にめっき液１２６を注入することにより、多孔質体１０８の内部に、絶縁体からなる電解液供給チューブ等の電界分布を乱す要因となるものを設けることなく、めっき液の液張りを行うことができる。これによって、特に大面積の基板であっても、基板の表面全面に亘る電界分布をより均一にするとともに、めっき液１２６を注入する際に、多孔質体１０８で保持しためっき液が多孔質体１０８から漏れてしまうことを防止して、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８が対向する領域内に新鮮で組成が調整されためっき液１２６を供給することができる。
【００５７】
ここで、めっき装置１２にあっては、液張り時に反応が起こり、この反応による影響によって、例えばめっき膜の埋込みが不能となったり、めっき膜の特性が部分的に変化したりすることがあり、これを防止するためには、めっき液１２６を０．１〜１０ｍ／ｓｅｃの線速度で注入し、例えば３００ｍｍのウェーハにあっては、５秒以内に液張り完了することが望ましい。めっき液注入部１２０として、このような要求に満たすような任意の形状のものを使用することが好ましい。
【００５８】
更に、電極ホルダ９４の側壁には、アノード９８及び多孔質体１０８の側方に位置してめっき基本液注入部１３０が設けられている。このめっき基本液注入部１３０は、この例では、下端をノズル形状としたチューブで構成され、めっき基本液供給タンク１３２から延びるめっき基本液注入管１３４に接続されている。このめっき基本液供給タンク１３２内には、例えば、硫酸、スルホン酸、ピロリン酸または塩素からなる支持電解質及びめっき金属（銅）を含む溶液（めっき基本液）１３６が貯蔵されている。
【００５９】
このめっき基本液注入部１３０は、前述のようにして、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に注入しためっき液（第１のめっき液）１２６にめっき基本液１３６を注入して混合することで、めっき液（第１のめっき液）１２６に比べ、添加物濃度、すなわちアクセレレータ、サップレッサ及びレベラの濃度を薄めためっき液（第２のめっき液）１２８（図１４参照）を作製するためのもので、シール材９０と多孔質体１０８に挟まれた領域に向けて、下端のノズル部が開口するようになっている。
【００６０】
これにより、めっき液（第１のめっき液）１２６にめっき基本液１３６を注入するといった簡単な操作で、第１のめっき液１２６と比較して、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの濃度を薄めためっき液（第２のめっき液）１２８を容易に作製し、この第２めっき液１２８を基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に導入して、この第２のめっき液１２８を使用しためっきを行うことができる。
【００６１】
なお、この例では、第１のめっき液１２６と比較して、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの濃度を薄めた第２のめっき液１２８を作製するようにした例を示しているが、めっき基本液１３６に、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの内の任意の添加剤、例えばレベラを添加し、めっき基本液１３６を第１のめっき液１２６に注入した時に、第２のめっき液１２８中の該添加剤、例えばレベラの濃度が薄くなるのを防止することで、特定の添加剤の濃度のみを薄めるようにしてもよい。
【００６２】
このように、第２のめっき液１２８として、第１のめっき液１２６と比較して、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの少なくとも一部の濃度を薄めたものを使用することで、例えば第１のめっき液１２６として、埋込み性に優れた組成のめっき液を使用した場合であっても、第２のめっき液１２８を使用しためっきで、めっき膜の表面の平坦度をより高めためっき膜を形成することができる。
【００６３】
次に、前記実施の形態のめっき装置１２を備えた基板処理システムの操作について説明する。
先ず、ロード・アンロード部１０からめっき前の基板Ｗを搬送ロボット１４で取出し、表面（被めっき面）を上向きにした状態で、フレームの側面に設けられた基板搬出入口から一方のめっき装置１２の内部に搬送する。この時、基板保持部３６は、下方の基板受渡し位置Ａにあり、搬送ロボット１４は、そのハンドが基板ステージ６８の真上に到達した後に、ハンドを下降させることで、基板Ｗを支持腕７０上に載置する。そして、搬送ロボット１４のハンドを、前記基板搬出入口を通って退去させる。
【００６４】
搬送ロボット１４のハンドの退去が完了した後、飛散防止カップ４０を上昇させ、同時に基板受渡し位置Ａにあった基板保持部３６を前処理・洗浄位置Ｃに上昇させる。この時、この上昇に伴って、支持腕７０上に載置された基板は、位置決め板７２と押付け片７４で位置決めされ、チャック爪７６で確実に把持される。
【００６５】
一方、電極アーム部３０の電極ヘッド２８は、この時点ではめっき液トレー２２上の通常位置にあって、多孔質体１０８あるいはアノード９８がめっき液トレー２２内に位置しており、この状態で飛散防止カップ４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２及び電極ヘッド２８にめっき液の供給を開始する。そして、基板のめっき工程に移るまで、新しいめっき液を供給し、併せてめっき液排出管１０６を通じた吸引を行って、多孔質体１０８に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行う。なお、飛散防止カップ４０の上昇が完了すると、フレーム側面の基板搬出入口は飛散防止カップ４０で塞がれて閉じ、フレーム内外の雰囲気が遮断状態となる。
【００６６】
飛散防止カップ４０が上昇するとプレコート処理に移る。即ち、基板Ｗを受取った基板保持部３６を回転させ、待避位置にあったプレコート・回収アーム３２を基板と対峙する位置へ移動させる。そして、基板保持部３６の回転速度が設定値に到達したところで、プレコート・回収アーム３２の先端に設けられたプレコートノズル６４から、例えば界面活性剤からなるプレコート液を基板の表面（被めっき面）に間欠的に吐出する。この時、基板保持部３６が回転しているため、プレコート液は基板Ｗの表面の全面に行き渡る。次に、プレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板保持部３６の回転速度を増して、遠心力により基板Ｗの被めっき面のプレコート液を振り切って乾燥させる。
【００６７】
プレコート完了後にめっきに移る。先ず、基板保持部３６を、この回転を停止、若しくは回転速度をめっき時速度まで低下させた状態で、めっきを施すめっき位置Ｂまで上昇させる。すると、基板Ｗの周縁部は、カソード８８に接触して通電可能な状態となり、同時に基板Ｗの周縁部上面にシール材９０が圧接して、基板Ｗの周縁部が水密的にシールされる。
【００６８】
一方、搬入された基板Ｗのプレコート処理が完了したという信号に基づいて、電極アーム部３０をめっき液トレー２２上方からめっきを施す位置の上方に電極ヘッド２８が位置するように水平方向に旋回させ、しかる後、電極ヘッド２８をカソード部３８に向かって下降させる。この時、多孔質体１０８を基板Ｗの表面に接触することなく、例えば０.５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置とする。電極ヘッド２８の下降が完了した時点で、 カソード８８とアノード９８との間にめっき電源１１４を投入し、めっき液注入部１２０から基板Ｗと多孔質体１０８との間の領域にめっき液（第１のめっき液）１２６を注入して該領域をめっき液１２６で満たし、これによって、基板Ｗの表面（被めっき面）に第１めっきを施す。この時、必要に応じて、基板Ｗを基板保持部３６と共に回転させて、めっき液１２６を攪拌する。
なお、この例では、基板保持部３６を回転させてようにした例を示しているが、電極ヘッド９４の方を回転させたり、また双方を回転させるようにしてもよい。
【００６９】
この第１のめっき液１２６を使用した第１のめっきを、基板Ｗの表面に形成された配線パターンのサイズ及び密度に基づいて電解時間及び／または電流密度を定めて行うことが好ましく、このように、基板Ｗの表面に形成された配線パターンのサイズ及び密度から、配線パターンを埋めるのに必要なめっき電解量を計算し、電解時間及び／または電流密度を変えてめっきを行うことで、より良好な埋込み性と平坦化を実現するができる。
【００７０】
そして、この第１のめっき終了後、めっき電源１１４とカソード８８及びアノード９８との接続を解き、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に注入しためっき液（第１のめっき液）１２６にめっき基本液注入部１３０からめっき基本液１３６を注入して混合することで、図１４（ａ）に示すように、めっき液（第１のめっき液）１２６に比べ、添加物濃度、すなわちアクセレレータ、サップレッサ及びレベラの濃度を薄めためっき液（第２のめっき液）１２８を作製し、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に導入する。
【００７１】
次に、図１４（ｂ）に示すように、めっき電源１１４の陰極をカソード８８に、陽極をアノード９８にそれぞれ接続し、押当て駆動機構１５０を介して、電極ヘッド２８を下降させて、多孔質体１０８の多孔質パッド１１１の下面を基板保持部３６で保持した基板Ｗの上面（表面）に押当て、これによって、基板Ｗの表面に、第２のめっき液１２８による第２のめっきを行う。この時、必要に応じて、基板Ｗを基板保持部３６と共に回転させることで、多孔質パッド１１１を基板Ｗの表面に密着させつつめっきを行うことができる。
【００７２】
このように、第１のめっき液１２６と比較して、アクセレレータ、サップレッサ及びレベラの少なくとも一部の濃度を薄めた第２のめっき液１２８を使用してめっきを行うことで、例えば第１のめっき液１２６として、埋込み性に優れた組成のめっき液を使用した場合であっても、第２のめっき液１２８を使用しためっきで、めっき膜の表面の平坦度をより高めためっき膜を形成し、更に、多孔質パット１１１を基板保持部３６で保持した基板Ｗの表面に接触させることで、めっき膜の表面の平坦性を更に高めることができる。
【００７３】
この第２のめっき液１２８を使用した第２のめっきを、基板Ｗの表面に形成された特定の配線パターン上に成膜されるめっき膜の膜厚をモニタして行うことが好ましく、このように、特定の配線パターン上に成膜されるめっき膜の膜厚をモニタし、めっき電解量をコントロールして、特定膜厚のめっきが付いたことを確認することで、より良好な埋込み性と平坦化を実現するができる。
【００７４】
めっきが完了すると、電極アーム部３０を上昇させ旋回させてめっき液トレー２２上方へ戻し、通常位置へ下降させる。次に、プレコート・回収アーム３２を待避位置から基板Ｗに対峙する位置へ移動させて下降させ、めっき液回収ノズル６６から基板Ｗ上のめっき液の残液を回収する。この残液の回収が終了した後、プレコート・回収アーム３２を待避位置へ戻し、基板めっき面のリンスのために、純水用の固定ノズル３４から基板Ｗの中央部に純水を吐出し、同時に基板保持部３６を、スピードを増して回転させて基板Ｗの表面のめっき液を純水に置換する。このように、基板Ｗのリンスを行うことで、基板保持部３６をめっき位置Ｂから下降させる際に、めっき液が跳ねて、カソード部３８のカソード８８が汚染されることが防止される。
【００７５】
リンス終了後に水洗工程に入る。即ち、基板保持部３６をめっき位置Ｂから前処理・洗浄位置Ｃへ下降させ、純水用の固定ノズル３４から純水を供給しつつ基板保持部３６及びカソード部３８を回転させて水洗を実施する。この時、カソード部３８に直接供給した純水、又は基板Ｗの面から飛散した純水によってシール材９０及びカソード８８も基板と同時に洗浄することができる。
【００７６】
水洗完了後にドライ工程に入る。即ち、固定ノズル３４からの純水の供給を停止し、更に基板保持部３６及びカソード部３８の回転スピードを増して、遠心力により基板表面の純水を振り切って乾燥させる。併せて、シール材９０及びカソード８８も乾燥される。ドライ工程が完了すると基板保持部３６及びカソード部３８の回転を停止させ、基板保持部３６を基板受渡し位置Ａまで下降させる。すると、チャック爪７６による基板Ｗの把持が解かれ、基板Ｗは、支持腕７０の上面に載置された状態となる。これと同時に、飛散防止カップ４０も下降させる。
【００７７】
以上でめっき及びそれに付帯する前処理や洗浄・乾燥工程の全て工程を終了し、搬送ロボット１４は、そのハンドを基板搬出入口から基板Ｗの下方に挿入し、そのまま上昇させることで、基板保持部３６から処理後の基板Ｗを受取る。そして、搬送ロボット１４は、この基板保持部３６から受取った処理後の基板Ｗをロード・アンロード部１０に戻す。
【００７８】
この例によれば、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に注入しためっき液（第１のめっき液）１２６をそのまま使用しためっきと、この基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に注入しためっき液１２６にめっき基本液１３６を注入して添加剤濃度を薄めためっき液（第２のめっき液）１２８を使用しためっきを、同一めっきセルで連続して行うことができる。このように、添加剤濃度を高めて微細配線パターンに対する埋込み性を良くしためっき液を使用しためっきと、添加剤濃度を薄めて平坦化を良好としためっき液を使用しためっきを同一めっきセルで連続して行うことで、フットプリントを小さくするとともに、スループットを短くして、埋込み性が良好で、表面が平坦なめっき膜を狭いスペースで効率よく形成することができる。
【００７９】
図１５は、本発明の他の実施の形態のめっき装置を示す。この実施の形態のめっき装置の前述の実施の形態のめっき装置と異なる点は以下の通りである。
すなわち、電極ホルダ９４の周壁には、アノード９８及び多孔質体１０８の側方に位置して第１のめっき液注入部１４０ａが設けられている。この第１のめっき液注入部１４０ａは、この例では、下端をノズル形状としたチューブで構成され、第１のめっき液供給タンク１４２ａから延びる第１のめっき液注入管１４４ａに接続されている。このめっき液供給タンク１４２ａ内には、予め所定の組成に調整された第１のめっき液１４６ａが貯蔵されている。
【００８０】
更に、電極ホルダ９４の周壁には、アノード９８及び多孔質体１０８の側方に位置して第２のめっき液注入部１４０ｂが設けられている。この第２のめっき液注入部１４０ｂは、この例では、下端をノズル形状としたチューブで構成され、第２のめっき液供給タンク１４２ｂから延びる第２めっき液注入管１４４ｂ接続されている。このめっき液供給タンク１４２ｂには、前記第１のめっき液１４６ａとは異なる組成を有し、予め所定の組成に調整された第２のめっき液１４６ｂが貯蔵されている。
【００８１】
この第２のめっき液１４６ｂは、例えば第１のめっき液１４６ａと比較して、添加物濃度、すなわちアクセレレータ、サップレッサ及びレベラの少なくとも一つの濃度を薄めた組成からなる。
【００８２】
この実施の形態のめっき装置においては、前述とほぼ同様に、多孔質体１０８を基板Ｗの表面に接触することなく、例えば０.５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置まで下降させ、カソード８８とアノード９８との間にめっき電源１１４を投入し、第１のめっき液注入部１４０ａから基板Ｗと多孔質体１０８との間の領域に第１のめっき液１４６ａを注入し、必要に応じて、基板を回転させる。これにより、基板の表面（被めっき面）に、第１のめっき液１４６ａによる第１めっきを行う。
【００８３】
この第１のめっき終了後、前述とほぼ同様に、基板Ｗの表面に残っためっき液（第１のめっき液）を回収し、更に基板表面を洗浄し乾燥させた後、必要に応じて、基板表面に、親水化処理やエッチング等の処理を施す。
【００８４】
しかる後、多孔質体１０８を所定の位置まで下降させ、カソード８８とアノード９８との間にめっき電源１１４を投入し、第２のめっき液注入部１４０ｂから基板Ｗと多孔質体１０８との間の領域に第２のめっき液１４６ｂを注入し、更に押当て駆動機構１５０を介して、電極ヘッド２８を更に下降させて、多孔質体１０８の多孔質パッド１１１の下面を基板保持部３６で保持した基板Ｗの上面（表面）に押当て、必要に応じて基板を回転させる。これにより、基板の表面に、第２のめっき液１４６ｂによる第２のめっきを行う。
その後の処理は、前述の例と同様である。
【００８５】
この例によれば、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に注入した第１のめっき液１４６ａを使用した第１のめっきと、基板保持部３６で保持した基板Ｗと多孔質体１０８との間に注入した、第１のめっき液１４６ａとは異なる組成の第２のめっき液１４６ｂを使用した第２のめっきを、同一めっきセルで連続して行うことができる。これによって、例えば、細配線パターンに対する埋込み性が良好な第１のめっき液１４６ａを使用した第１のめっきと、平坦化を良好とした第２のめっき液１４６ｂを使用した第２のめっきを同一めっきセルで連続して行うことで、フットプリントを小さくするとともに、スループットを短くして、埋込み性が良好で、表面が平坦なめっき膜を狭いスペースで効率よく形成することができる。しかも、第１のめっきと第２のめっきで、それぞれの特性に合った、異なる組成のめっき液を任意に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】めっきによって銅配線を形成する例を工程順に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のめっき装置を備えた基板処理システムの全体を示す平面図である。
【図３】図２に示すめっき装置の平面図である。
【図４】図２に示すめっき装置の基板保持部及びカソード部の拡大断面図である。
【図５】図２に示すめっき装置のプレコート・回収アームを示す正面図である。
【図６】図２に示すめっき装置の基板保持部の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】図２に示すめっき装置のカソード部の平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】図２に示すめっき装置の電極アーム部の平面図である。
【図１２】図２に示すめっき装置の電極ヘッド及び基板保持部を概略的に示す第１のめっき時における断面図である。
【図１３】図２に示すめっき装置におけるめっき液注入時の基板とシール材とめっき液注入部の位置関係を示す図である。
【図１４】（ａ）は、第１のめっき液にめっき基本液を注入して第２のめっき液を作製した状態を、（ｂ）は、この第２のめっき液を使用して第２のめっきを行っている状態をそれぞれ示す断面図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態のめっき装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  ロード・アンロード部
１２  めっき装置
１８  めっき液供給設備
２０  基板処理部
２２  めっき液トレー
２８  電極ヘッド
３０  電極アーム部
３６  基板保持部
３８  カソード部
４０  飛散防止カップ
６８  基板ステージ
７０  支持腕
７６  チャック爪
８８  カソード
９０  シール材
９４  電極ホルダ
９８  アノード
１００  めっき液室
１０２  めっき液供給管
１０６  めっき液排出管
１０８  多孔質体
１１０  めっき液含浸材
１１１  多孔質パッド
１１２  シールドリング
１１４  電源
１２０，１４０ａ，１４０ｂ  めっき液注入部
１２２，１４２ａ，１４２ｂ  めっき液供給タンク
１２４，１４４ａ，１４４ｂ  めっき液注入管
１２６，１４６ａ  めっき液（第１のめっき液）
１２８，１４６ｂ  めっき液（第２のめっき液）
１３０  基本液注入部
１３２  基本液供給タンク
１３４  基本液注入管
１３６  めっき基本液
１５０  押当て駆動機構
【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１】
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