(57)【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近接した位置で対峙して配置される含リン銅からなるアノードとを有し、前記基板とアノードとの間の空間にめっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であって、
前記アノードの前記基板保持部との対向面には、めっき液を保持するめっき液含浸材が、該めっき液含浸材に一端を固定し前記アノードの内部を挿通させて該アノードの全面に亘って配置した複数の固定ピンと、この各固定ピンをアノード側にそれぞれ付勢する弾性体を介してアノード側に付勢され、該対向面の全面に密着させて保持されていることを特徴とする基板のめっき装置。
【請求項２】
前記固定ピンは、その一端に設けた頭部を前記めっき液含浸材の内部にアノード方向に脱出不能に埋設してめっき液含浸材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板のめっき装置。
【請求項３】
前記固定ピンは、その一端を接着剤を介して前記めっき液含浸材に接着させてめっき液含浸材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板のめっき装置。
【請求項４】
前記固定ピンは、その一端に設けた釣鉤状部を前記めっき液含浸材に引っ掛けてめっき液含浸材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板のめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板のめっき装置に係り、特に半導体基板に形成された微細配線パターン（窪み）に銅（Ｃｕ）等の金属を充填する等の用途の基板のめっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板上に配線回路を形成するための材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金が一般に用いられているが、集積度の向上に伴い、より伝導率の高い材料を配線材料に採用することが要求されている。このため、基板にめっき処理を施して、基板に形成された配線パターンに銅またはその合金を充填する方法が提案されている。
【０００３】
これは、配線パターンに銅またはその合金を充填する方法としては、ＣＶＤ（化学的蒸着）やスパッタリング等各種の方法が知られているが、金属層の材質が銅またはその合金である場合、即ち、銅配線を形成する場合には、ＣＶＤではコストが高く、またスパッタリングでは高アスペクト（パターンの深さの比が幅に比べて大きい）の場合に埋込みが不可能である等の短所を有しており、めっきによる方法が最も有効だからである。
【０００４】
半導体基板上に銅めっきを施す方法としては、カップ式やディップ式のようにめっき槽に常時めっき液を張ってそこに基板を浸す方法と、めっき槽に基板が供給された時にのみめっき液を張る方法、また、電位差をかけていわゆる電解めっきを行う方法と、電位差をかけない無電解めっきを行う方法など、種々の方法がある。
【０００５】
ここに、めっき液として硫酸銅めっき液を使用する電解銅めっきにあっては、銅が析出する基板（陰極）に対峙するアノード（陽極）材料として、含有量が０．０３〜０．０５％程度のリンを含む銅（含リン銅）が一般に使用されている。これは、アノードには、めっき液中での溶解が均一で不動態化しにくく、溶解に際してスライム生成がないことが求められるからである。つまり、アノードの溶解が不均一であると、不均化反応（２Ｃｕ＋→Ｃｕ２＋＋Ｃｕ）と結晶粒界に沿った優先的溶解に伴う結晶粒脱落によりスライムが生成されて、めっきのばらつきの原因となる。またアノード結晶組織中にＣｕ２Ｏが含まれると不均化反応によるスライム生成が速められ、粒界に集積して硫酸に溶解し、電解の優先的溶解を促進するためにスライム生成が助長される。そこで、含リン銅でアノードを作成し、アノード作成時にリンと銅とを合金化させることによる酸化防止と酸化物還元作用でスライム発生が抑制される。
【０００６】
このように、アノードを含リン銅で構成すると、電解銅めっきが進むにつれて、アノード表面にブラックフィルムと呼ばれる黒膜が形成される。これは、リンやＣｌを含むＣｕ＋錯体で、Ｃｕ２Ｃｌ２・Ｃｕ２Ｏ・Ｃｕ３Ｐ等で構成されるものである。このブラックフィルムは、アノード溶解時にＣｕ＋と化合して一価の銅酸化物が形成される結果生じるもので、ブラックフィルムの形成により銅の不均化反応が抑制される。従って、ブラックフィルムをアノード表面に安定して形成することは、めっきを安定化させる上で重要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、めっき装置のアノードを含リン銅で構成した場合に、アノードが何らかの原因で大気に曝露して、この表面に生成されたブラックフィルムが乾燥して脱落したり酸化すると、パーティクル発生の原因となるばかりでなく、めっきの組成が変化してしまうという問題があった。
【０００８】
また、電解めっきにあっては、基板の被めっき面とアノードとの間に満たされためっき液中に空気が存在すると、絶縁体である空気があたかもアノードマスクとして機能して、その部分に対応する位置に形成されるめっきの膜厚が小さくなったり、完全なめっき欠けを生ずることがある。このため、均一で良質なめっき皮膜を得るためには、基板の被めっき面とアノードとの間を空気が存在しない状態でめっき液で満たす必要がある。
【０００９】
本発明は上記に鑑みて為されたもので、アノードを含リン銅で構成しても、この表面に生成されるブラックフィルムの脱落や酸化を防止し、しかも基板の被めっき面とアノードとの間を空気が存在しない状態でめっき液で満たすことができるようにした基板のめっき装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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近接した位置で対峙して配置される含リン銅からなるアノードとを有し、前記基板とアノードとの間の空間にめっき液を満たして電解めっきを施すめっき装置であって、前記アノードの前記基板保持部との対向面には、めっき液を保持するめっき液含浸材が、該めっき液含浸材に一端を固定し前記アノードの内部を挿通させて該アノードの全面に亘って配置した複数の固定ピンと、この各固定ピンをアノード側にそれぞれ付勢する弾性体を介してアノード側に付勢され、該対向面の全面に密着させて保持されていることを特徴とする基板のめっき装置である。
【００１１】
これにより、アノードのブラックフィルムが生成される基板保持部との対向面は、めっき液含浸材で保持されためっき液で湿潤され、しかもめっき液含浸材がフィルタの如き役割を果たして、ブラックフィルムの乾燥や脱落、更には酸化が防止される。しかも、めっきの進行に伴って、アノードが徐々に溶融消耗し、その肉厚が薄くなっても、アノードとめっき液含浸材とを常に密着させて、ここに、空気溜まりが形成されることが防止される。
【００１２】
しかも、複数の固定ピンをアノードの全面に亘って等ピッチで配置し該固定ピンの配置位置で弾性体の弾性力を介してめっき液含浸材をアノード側に付勢することで、めっき液含浸材をアノードに均一に密着させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記固定ピンは、その一端に設けた頭部を前記めっき液含浸材の内部にアノード方向に脱出不能に埋設してめっき液含浸材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板のめっき装置である。
請求項３に記載の発明は、前記固定ピンは、その一端を接着剤を介して前記めっき液含浸材に接着させてめっき液含浸材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板のめっき装置である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記固定ピンは、その一端に設けた釣鉤状部を前記めっき液含浸材に引っ掛けてめっき液含浸材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板のめっき装置である。
【００１５】
【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。この実施の形態の基板めっき装置は、半導体基板の表面に電解銅めっきを施して、銅層からなる配線が形成された半導体装置を得るのに使用される。このめっき工程を図１を参照して説明する。
【００１６】
半導体基板Ｗには、図１（ａ）に示すように半導体素子が形成された半導体基板１上の導電層１ａの上にＳｉＯ２からなる絶縁膜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と配線用の溝４が形成され、その上にＴｉＮ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が形成されている。
【００１７】
そして、図１（ｂ）に示すように、前記半導体基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、半導体基板１のコンタクトホール３及び溝４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜２上に銅層６を堆積させる。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）により、絶縁膜２上の銅層６を除去して、コンタクトホール３および配線用の溝４に充填させた銅層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）に示すように銅層６からなる配線が形成される。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態の基板のめっき装置の全体を示す平面図で、図２に示すように、このめっき装置には、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、めっき処理及びその付帯処理を行う２基のめっきユニット１２と、ロード・アンロード部１０とめっきユニット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。
【００１９】
前記めっきユニット１２には、図３に示すように、めっき処理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前記基板処理部２０とめっき液トレー２２との間を揺動する電極部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。
【００２０】
前記基板処理部２０には、図４及び図５に示すように、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カップ４０が、エアシリンダ４２を介して上下動自在に配置されている。
【００２１】
ここで、前記基板保持部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、回転モータ４６及びベルト４８を介して、任意の加速度及び速度で前記カソード部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、めっきユニット１２のフレーム側面の搬送ロボット１４側には、図７に示すように、基板搬出入口５０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とカソード電極８８が当接するようになっている。一方、前記カップ４０は、その上端が前記基板搬出入口５０の下方に位置し、図５に仮想線で示すように、上昇した時に時に前記基板搬出入口５０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。
【００２２】
前記めっき液トレー２２は、めっきを実施していない時に、電極アーム部３０の下記のめっき液含浸材１１０及びアノード９８をめっき液で湿潤させるためのもので、図６に示すように、このめっき液含浸材１１０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に取り付けられており、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。めっき液トレー２２の底板５２は着脱が可能であり、めっき液トレーの周辺には、図示しない局所排気口が設置されている。
【００２３】
前記電極アーム部３０は、図８及び図９に示すように、上下動モータ５４と図示しないボールねじを介して上下動し、旋回モータ５６を介して、前記めっき液タンク１６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。
【００２４】
また、プレコート・回収アーム３２は、図１０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６２（図７参照）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。
【００２５】
前記基板保持部３６は、図１１乃至図１３に示すように、円板状のステージ６８を備え、このステージ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。
【００２６】
ここで、前記押付け片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、ステージ６８の下方には前記押圧棒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。
【００２７】
これにより、基板保持部３６が図５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、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。
【００２８】
前記カソード部３８は、図１４及び図１５に示すように、前記支持板８２（図５及び図１３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電極８８と、このカソード電極８８の上方を覆うように前記枠体８６の上面に取付けた環状のシール材９０とを有している。このシール材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。
【００２９】
これにより、図５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電極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電極８８を汚染することを防止するようになっている。
【００３０】
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。
【００３１】
前記電極アーム部３０の電極部２８は、図１６乃至図２０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を介して連結したハウジング９４と、このハウジング９４の周囲を囲繞する中空の支持枠９６と、前記ハウジング９４と支持枠９６で周縁部を狭持して固定したアノード９８とを有し、このアノード９８は、前記ハウジング９４の開口部を覆って、ハウジング９４の内部に吸引室１００が形成されている。この吸引室１００の内部には、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に接続され直径方向に延びるめっき液導入管１０４がアノード９８の上面に当接して配置され、更に、ハウジング９４には、吸引室１００に連通するめっき液排出管１０６が接続されている。
【００３２】
前記めっき液導入管１０４は、マニホールド構造とすると被めっき面に均一なめっき液を供給するのに有効である。即ち、その長手方向に連続して延びるめっき液導入路１０４ａと該導入路１０４ａに沿った所定のピッチで、下方に連通する複数のめっき液導入口１０４ｂが設けられ、また、アノード９８の該めっき液導入口１０４ｂに対応する位置に、めっき液注入孔９８ａが設けられている。更に、アノード９８には、その全面に亘って上下に連通する多数の通孔９８ｂが設けられている。これにより、めっき液供給管１０２からめっき液導入管１０４に導入されためっき液は、めっき液導入孔１０４ｂ及びめっき液注入孔９８ａからアノード９８の下方に達し、またアノード９８をめっき液中に浸した状態で、めっき液排出管１０６を吸引することで、アノード９８の下方のめっき液は、通孔９８ｂから吸引室１００を通過して該めっき液排出管１０６から排出されるようになっている。
【００３３】
ここで、前記アノード９８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。このように、アノード９８に含リン銅を使用すると、めっきの進行に伴ってアノード９８の表面にブラックフィルムと呼ばれる黒膜が形成される。このブラックフィルムは、リンやＣｌを含むＣｕ＋錯体で、Ｃｕ２Ｃｌ２・Ｃｕ２Ｏ・Ｃｕ３Ｐ等で構成されるものである。このブラックフィルムの形成により銅の不均化反応が抑制されるので、ブラックフィルムをアノード９８に表面に安定して形成することは、めっきを安定化させる上で重要であるが、これが乾燥してアノード９８から脱落したり、酸化すると、パーティクルの原因となるばかりでなく、めっきの組成が変化してしまう。
【００３４】
そこで、この実施の形態にあっては、アノード９８の下面に該アノード９８の全面を覆う保水性材料からなるめっき液含浸材１１０を取付け、このめっき液含浸材１１０にめっき液を含ませて、アノード９８の表面を湿潤させることで、ブラックフィルムの基板のめっき面への乾燥による脱落及び酸化を防止し、同時に基板のめっき面とアノード９８との間にめっき液を注入する際に、空気を外部に抜きやすくしている。
【００３５】
このめっき液含浸材１１０は、保水性と透過性を有し、高濃度の硫酸を含む酸性めっき液に対して耐久性があり、しかも硫酸溶液中での不純物の溶出がめっき性能（成膜速度、比抵抗、パターン埋込み性）に悪影響を及ぼさないよう、例えばポリプロピレン製の繊維からなる織布で構成されている。なお、めっき液含浸材１１０の材料としては、ポリプロピレンの他にポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、テフロン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン及びこれらの誘導体、あるいはポーラスセラミックスが挙げられ、また織布の代わりに不織布またはスポンジ状の構造体であっても良い。
【００３６】
即ち、図２１及び図２２に示すように、下端に大径の頭部１１２ａを有する多数の略円柱状の固定ピン１１２を、この頭部１１２ａをめっき液含浸材１１０の内部に上方に脱出不能に埋設して固定し、この軸部をアノード９８の内部に設けた貫通孔９８ｃ内を挿通させ上方に突出させて配置している。そして、この固定ピン１１２を、例えば合成樹脂製でＵ字状の板ばね１１４を介して上方に付勢させることで、アノード９８の下面にめっき液含浸材１１０を板ばね１１４の弾性力を介して密着させて取付けている。
【００３７】
なお、この例では、めっき液含浸材１１０の下面側に所定の深さのスリット１１０ａを設け、このスリット１１０ａ内に固定ピン１１２の頭部１１２ａを位置させ、軸部をめっき液含浸材１１０の内部に突き刺すことで、固定ピン１１２をめっき液含浸材１１０に固定し、めっき液含浸材１１０自体の弾性力で復帰させることで、このスリット１１０ａを塞いでいる。
【００３８】
ここで、前記固定ピン１１２の材質としては、ポリプロピレン、ＰＥＥＫ、ＰＶＣ、ポリエチレン等が挙げられるが、めっき液に対する耐久性、ピンとしての強度が十分であれば、これらに限定されないことは勿論である。また、固定ピン１１２の直径は、例えば０．５〜４ｍｍ程度である。更に、固定ピン１１２の取付けピッチは、使用するめっき液含浸材１１０やめっき面積等により異なるが、例えば８インチ基板のめっきでは、取付けピッチは、５〜４０ｍｍ程度、取付け本数は、１０〜１５０本程度であって、望ましくは、取付けピッチは２０ｍｍ、取付け本数は５０〜１００本程度である。
【００３９】
これにより、アノード９８のブラックフィルムが形成される下面は、めっき液含浸材１１０で保持されためっき液で湿潤され、しかもめっき液含浸材１１０がフィルタの如き役割を果たして、ブラックフィルムの乾燥や脱落、更には酸化が防止される。しかも、めっきの進行に伴って、アノード９８が徐々に溶融消耗し、その肉厚が薄くなっても、板ばね１１４の弾性力でアノード９８とめっき液含浸材１１０とを常に密着させて、ここに、空気溜まりが形成されることが防止される。通常、アノード９８は、１ヶ月のめっきで２０−４０ｍｍ程度消耗する。
【００４０】
なお、図２３に示すように、固定ピン１１２として、下端に釣鉤状部１１２ｂを有するものを使用し、この釣鉤状部１１２ｂを、めっき液含浸材１１０の上面側から該めっき液含浸材１１０に引っ掛けて固定し、例えば合成樹脂製のコイルばね１２０で固定ピン１１２を上方に付勢するようにしても良い。なお、コイルばねよりも板ばねの方が、取付け方法や価格の面で有利である。
【００４１】
また、図２４に示すように、アノードの上面側から、例えば径が２ｍｍ程度の円柱状のＰＶＣ（塩ビ）またはＰＥＴ製の固定ピン１１２をアノード９８の貫通孔９８ｃ内を挿通させて配置し、アノード９８の下面に現れた固定ピン１１２の先端面に接着剤１２２を付けてめっき液含浸材１１０と接着固定するようにしても良い。この接着剤１２２としては、塩化ビニル系、シリコン変形ポリマ、ゴム系、シアノアクリエート系等が挙げられるが、めっき液に対する耐久性、有機物の溶出やパーティクルの発生の少ないものであれば、これらに限定されないことは勿論である。
【００４２】
更に、図２５に示すように、固定ピン１１２の先端に尖塔状部１１２ｃを設けて、固定ピン１１２をめっき液含浸材１１０に突き刺す際の便を図るようにしても良い。この場合、図２５に示すように、めっき液含浸材１１０の下面側に針穴状のスリット１１０ａを設けるようにしても良い。
【００４３】
そして、前記電極部２８は、基板保持部３６がめっき位置Ｂ（図５参照）にある時に、基板保持部３６で保持された基板Ｗとめっき液含浸材１１０との隙間が、例えば０．５〜３ｍｍ程度となるまで下降し、この状態で、めっき液供給管１０２からめっき液を供給して、めっき液含浸材１１０にめっき液を含ませながら、基板Ｗの上面（被めっき面）とアノード９８との間をめっき液で満たし、これによって、基板Ｗの被めっき面にめっきが施される。
【００４４】
なお、図４に示すように、カソード部３８を支持する支柱８４の外方にストッパ棒１１６が立設され、このストッパ棒１１６の上面に支持枠９６の周囲に設けた突出部９６ａを当接させることで、電極部２８の下降が規制されるようになっている。
【００４５】
次に、前記実施の形態のめっき装置の動作について説明する。
先ず、ロード・アンロード部１０からめっき処理前の基板Ｗを搬送ロボット１４で取出し、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５０から一方のめっきユニット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５０を通って退去させる。
【００４６】
搬送ロボット１４のハンドの退去が完了した後、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。
【００４７】
一方、電極アーム部３０の電極部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、めっき液含浸材１１０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、この状態でカップ４０の上昇と同時に、めっき液トレー２２及び電極部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、めっき液含浸材１１０に含まれるめっき液の交換と泡抜きを行う。なお、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５０はカップ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。
【００４８】
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を受け取った基板保持部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の被めっき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。
【００４９】
プレコート完了後にめっき処理に移る。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電極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。
【００５０】
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部２８が位置するように水平方向に旋回させ、この位置に到達した後に、電極部２８をカソード部３８に向かって下降させる。この時、めっき液含浸材１１０を基板Ｗの被めっき面に接触することなく、０.５ｍｍ〜３ｍｍ程度に近接した位置とする。電極部２８の下降が完了した時点で、めっき電流を投入し、めっき液供給管１０２からめっき液を電極部２８の内部に供給して、アノード９８を貫通しためっき液注入孔９８ａよりめっき液含浸材１１０にめっき液を供給する。
【００５１】
めっき液の供給が続くと、めっき液含浸材１１０から染み出した銅イオンを含むめっき液が、めっき液含浸材１１０と基板Ｗの被めっき面との間の隙間に満たされ、基板の被めっき面に銅めっきが施される。この時、基板保持部３６を低速で回転させても良い。この時、めっき液含浸材１１０はアノード９８に密着して保持されているため、めっき液含浸材１１０とアノード９８との間に空気溜りが存在することが防止され、しかも、経時変化によってこの効果が損なわれることがない。
【００５２】
めっき処理が完了すると、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上のめっきの残液を回収する。このめっき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、基板の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のカソード電極８８が汚染されることが防止される。
【００５３】
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及びカソード電極８８を同時に洗浄することができる。
【００５４】
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及びカソード電極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、カップ４０も下降させる。
【００５５】
以上でめっき処理及びそれに付帯する前処理や洗浄・乾燥工程の全工程を終了し、搬送ロボット１４は、そのハンドを基板搬出入口５０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。
【００５６】
上記の一連のめっき処理の過程で、アノード９８がめっき液中に浸漬されていない状態にあっても、アノード９８は、めっき液含浸材１１０で保持されためっき液で湿潤していることから、ブラックフィルムは安定に保持されて空気酸化も進行しない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アノードのブラックフィルムが生成される基板保持部との対向面は、めっき液含浸材で保持されためっき液で湿潤され、しかもめっき液含浸材がフィルタの如き役割を果たして、ブラックフィルムの乾燥や脱落、更には酸化が防止される。しかも、めっきの進行に伴って、アノードが徐々に溶融消耗し、その肉厚が薄くなっても、アノードとめっき液含浸材とを常に密着させて、ここに、空気溜まりが形成されることが防止され、これによって、被めっき面に均一で良質なめっき被膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板めっき装置方法によってめっきを行う工程の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の基板めっき装置の全体を示す平面図である。
【図３】めっきユニットを示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】基板保持部及びカソード部の拡大断面図である。
【図６】図３の正面図である。
【図７】図３の右側面図である。
【図８】図３の背面図である。
【図９】図３の左側面図である。
【図１０】プレコート・回収アームを示す正面図である。
【図１１】基板保持部の平面図である。
【図１２】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】図１１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】カソード部の平面図である。
【図１５】図１４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１６】電極アームの平面図である。
【図１７】図１６の縦断正面図である。
【図１８】図１６のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１９】図１８の一部を拡大して示す拡大図である。
【図２０】電極アームの電極部のハウジングを除いた状態の平面図である。
【図２１】めっき液含浸材のアノードへの取付け状態を示す拡大断面図である。
【図２２】同じく、斜視図である。
【図２３】めっき液含浸材のアノードへの他の取付け状態を示す拡大断面図である。
【図２４】めっき液含浸材のアノードへの他の取付け状態を示す拡大断面図である。
【図２５】めっき液含浸材のアノードへの更に他の取付け状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  ロード・アンロード部
１２  めっきユニット
１４  搬送ロボット
２０  基板処理部
２２  めっき液トレー
２６  揺動アーム
２８  電極部
３０  電極アーム部
３２  プレコート・回収アーム
３４  固定ノズル
３６  基板保持部
３８  カソード部
４０  カップ
５０  基板搬出入口
５８  支持軸
６４  プレコートノズル
６６  めっき液回収ノズル
６８  ステージ
７０  支持腕
７２  位置決め板
７４  押付け片
７６  チャック爪
７８  コイルばね
８０  押圧棒
８２  支持板
８４  支柱
８６  枠体
８８  カソード電極
９０  シール材
９２  ボールベアリング
９４  ハウジング
９８  アノード
９８ａ  めっき液注入孔
９８ｂ  通孔
１００  吸引室
１０２  めっき液供給管
１０４  めっき液導入管
１０４ｂ  めっき液導入孔
１０６  めっき液排出管
１１０  めっき液含浸材
１１２  固定ピン
１１４  板ばね
１２０  コイルばね
【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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