專利名稱：電鍍裝置和電鍍方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電鍍裝置和電鍍方法，尤其涉及在半導體基片等基片上形成的微細布線圖形內埋入銅等金屬(布線材料)形成布線所使用的電鍍裝置和電鍍方法。
背景技術：
最近，在半導體基片上形成電路形狀的溝槽或導通孔(via hole)等布線用的微細凹部，通過鍍銅而用銅(布線材料)來填埋這些微細凹部，用CMP等手段來除去剩余部分的銅層(電鍍膜)，形成電路。在該技術中，在電路形狀的溝槽或導通孔中有選擇地析出銅鍍膜，此外的部分上，銅鍍膜的析出較少有利于減小以后的CMP負荷。過去，為了達到這樣的目的，對電鍍液的浴成分(組分)和所用的增光劑等電鍍液進行了研究。
另一方面，電路形狀的溝槽等中有選擇地析出了銅鍍膜所用的技術，其已知的方法是使多孔性體與半導體晶片等基片相接觸，并且一邊在接觸方向上相對移動，一邊進行電鍍(例如，參見專利公報2000-232078等)。該技術所采用的多孔性體，一般采用把PVA、多孔性聚四氟乙烯(注冊商標)、聚丙烯等編織成纖維狀，或者抄紙加工成紙狀，或者膠化硅氧化物和瓊膠質等不定形物等。
但是，為了在溝槽等圖形部的內部中完全填埋銅等布線材料，形成銅布線，必須在圖形部以外也形成相當厚的銅層，利用CMP方法來除去圖形部以外形成的多余銅層。因此，在被除去的銅量大的情況下，不僅CMP時間增長，造成成本上升，而且，在CMP后的基片研磨面上若有面內不均勻性，則研磨后殘余的布線深度在基片面內不同，其結果，研磨時間越長，布線性能對CMP性能的依賴性越大。
為了解決這樣的問題，對電鍍液的成分和所用的增光劑等電鍍液方面進行了研究。因此，在一定程度上達到了目的，但有一定限度。
另一方面，使多孔性體接觸基片，并且在接觸方向上一邊相對移動，一邊進行電鍍的方法，其多孔性體的表面粗度一般為數(shù)微米到數(shù)百微米，具有這種表面粗度的多孔性體，對于表面粗度為亞微米至數(shù)微米的半導體基片上的凹凸面進行平面化加工是有問題的。
并且，該技術是一邊接觸多孔性體，一邊與接觸面相對地進行水平方向的移動(磨擦)，這樣利用凹凸部來改變電鍍液的供給量，以提高平面性。但是，存在的問題是，由于上述表面粗度而很難獲得預期的效果。再者，由于多孔性體表面的表面粗度或者在使多孔性體面向基片的被鍍面上進行按壓時，該多孔性體上產(chǎn)生的彎曲和翹曲等，結果，很難使多孔性體的整個面均勻地按壓并緊密接觸到基片的被鍍面上，因此，如圖50所示，在多孔性體A和基片W的被鍍面P之間局部產(chǎn)生間隙S，該間隙S內存在電鍍液Q，該間隙S內存在的電鍍液Q中所包含的Cu2+等離子促進電鍍，造成電鍍面內不均勻。
而且，雖然可以增大使多孔性體接觸用的荷重，把多孔性體的空間部押破，這樣來提高平面性。但在此情況下，必須對基片施加非常大的荷重，因此，在以low-k材料等柔軟的絕緣膜為對象的情況下，絕緣膜被破壞，并且，電鍍膜表面上也容易損傷，所以此方法很難實現(xiàn)。
形成這種微細的縱橫尺寸比大的布線的電鍍所使用的電鍍裝置，已知的方法是，使表面(被鍍面)朝上(面朝上)保持基片，使陰極電極接觸該基片的周緣部，把基片表面作為陰極，同時，在基片的上方布置陽極，一邊用電鍍液來充滿基片和陽極之間，一邊在基片(陰極)和陽極之間加電鍍電壓，在基片表面(被鍍面)上進行電鍍(例如參見專利公報2002-506489號)。
這種使表面朝上來保持基片，以單片方式進行電鍍的電鍍裝置，在基片的整個面上使電鍍電流分布更均勻，使電鍍膜的面內均勻性進一步提高，同時，基片一般表面朝上進行傳送，進行各種處理，所以，電鍍時不必對基片進行面的翻轉。
但是，表面朝上(face up)保持基片進行電鍍的過去的電鍍裝置，存在的問題是為了經(jīng)常向基片(陰極)和陽極之間供應新鮮的電鍍液進行電鍍，必須向基片和陽極之間大量供應電鍍液進行電鍍，造成電鍍液浪費。
因此，將電鍍所使用的新鮮電鍍液，與浸漬陽極實際上不用于電鍍的電鍍液分開，從更靠近基片的位置上向基片上供應，這樣，供給少量的新鮮電鍍液，而且該被供給的新鮮電鍍液用于電鍍。但是，這樣，新鮮的電鍍液從更接近基片的位置上向基片上供給，仍然是實際上浸漬陽極后變壞的用過的舊電鍍液循環(huán)流入，混入到新鮮的電鍍液內，其結果，存在的問題，是不能保持管理電鍍特性。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的方案，其第1目的在于提供一種電鍍裝置和電鍍方法，在電路形狀的溝槽和導通孔等所構成的布線用的微細凹部的內部，能夠有選擇地析出銅層等金屬電鍍膜。
本發(fā)明的第2目的在于提供一種電鍍裝置和電鍍方法，不增大荷重就能夠在使多孔性體全面均勻地緊密接合于基片被鍍面的狀態(tài)下進行電鍍。
本發(fā)明的第3目的在于提供一種電鍍裝置，即使采用面朝上方式的電鍍裝置，也能夠供給更少量的電鍍液，始終使用新鮮電鍍液進行電鍍。
本發(fā)明的電鍍裝置，其特征在于具有電極頭，其具有陽極用于保持電鍍液的電鍍液浸漬材以及用于和基片表面相接觸的多孔性接觸體；陰極電極，用于接觸基片使其通電；壓接機構，用于把上述電極頭的多孔性接觸體調節(jié)自如地壓接到基片表面上；電源，用于在上述陽極和上述陰極電極之間加電鍍電壓；以及控制部，用于對上述電極頭的多孔性接觸體向基片表面的壓接狀態(tài)和上述陽極和上述陰極電極之間施加的電鍍電壓狀態(tài)以互相關連的方式進行控制。
本發(fā)明人們對優(yōu)先向基片上的溝槽和導通孔供給電鍍液，優(yōu)先析出金屬的方法進行了專心的研究。其結果發(fā)現(xiàn)平面性良好，具有能夠使電鍍液通過的微細穿通孔的多孔性接觸體與形成了籽晶層的基片相接觸，而且，隨著多孔性接觸體和基片的籽晶層之間的接觸狀態(tài)的變化而斷續(xù)地施加電鍍用的電壓，從而在溝槽和導通孔內優(yōu)先析出金屬。
本發(fā)明的基本是在電極頭的多孔性接觸體和基片表面上所設置的籽晶層的凸部相接觸的狀態(tài)下，進行電鍍。這樣，使多孔性接觸體和籽晶層的凸部相接觸進行電鍍，于是，包含在電鍍液中具有電鍍抑制效果的添加劑成分(界面活性體等)，異常地被吸附在與多孔性接觸體相接觸的籽晶層的凸部上，抑制電鍍析出，不與多孔性接觸體相接觸的籽晶層的凹部內，進行電鍍析出。
該現(xiàn)象，當多孔性接觸體和基片的籽晶層進行接觸時，在這些界面靜止的情況下，穩(wěn)定地產(chǎn)生，并且，多孔性接觸體的平面性越好，穩(wěn)定性也越高。再者，多孔性接觸體本身也越是憎水性材料的情況下，籽晶層對添加劑成分的吸附越多。
并且，在陽極和陰極電極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)變化、以及多孔性接觸體向基片表面的按壓狀的變化，互相關連，短時間的電鍍和新電鍍液的供給反復進行，這樣，上述籽晶層的凸部的電鍍析出的抑制、以及籽晶層的凹部的電鍍析出的現(xiàn)象能夠得到維持，所以，能夠獲得籽晶層的凹部優(yōu)先電鍍的理想電鍍狀態(tài)。
上述多孔性接觸體，例如用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、碳化硅或氧化鋁來形成。
上述電鍍液浸漬材，例如用陶瓷或多孔性塑料來形成。
希望上述多孔性接觸體的至少與基片表面相接觸的面用絕緣物或者絕緣性強的物質來形成。
希望上述控制部進行控制，使上述多孔性接觸體和基片中的至少一方進行自轉或公轉。
本發(fā)明的其他電鍍裝置，具有基片臺，用于保持基片；陽極部，其具有密封件，它搭接在由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面的周緣部上，對該周緣部進行水密性密封；以及陰極電極，它與該基片相接觸進行通電；電極頭，它上下移動自如地布置在上述陰極部的上方，其上下具有陽極和保水性的多孔性體；電鍍注入部，用于把電鍍液注入到上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間；按壓分離機構，用于以任意的壓力把上述多孔性體按壓到由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面上再使其離開該被鍍面；以及電源，用于把電鍍電壓加到上述陰極電極和上述陽極之間。
若采用本發(fā)明，則以任意的壓力把多孔性體按壓到由基片臺進行保持的基片的被鍍面上，這樣，盡量減小多孔性體和基片被鍍面的溝槽等布線用的微細凹部以外的部分(圖形部以外的部分)之間的間隙，在此狀態(tài)下進行電鍍，同時在工藝(處理)過程中途使多孔性體離開由基片臺進行保持的基片，更新(更換)多孔性體和基片之間的電鍍液，再次進行電鍍，這樣，能夠在基片上設置的布線用的微細凹部的內部有選擇地高效率地析出電鍍膜。而且，通過任意調整把多孔性體按壓到基片被鍍面上的壓力，即可防止基片的被鍍面和成膜中的電鍍膜被多孔性體損傷。
希望具有一種相對移動機構，以便使由上述基片臺進行保持的基片和上述電極頭進行相對移動。
例如，在電鍍之前，一邊用任意壓力來把多孔性體按壓到由基片臺進行保持的基片的被鍍面上，一邊使兩者相對移動，這樣，能夠提高多孔性體和基片的緊密接觸性。
上述相對移動機構例如由旋轉機構而構成，該旋轉機構用于使上述基片臺或上述電極頭中的至少一方進行旋轉。
希望具有轉矩傳感器，用于檢測在使上述基片臺或者上述電極頭中的至少一方進行旋轉時賦予的轉矩。
這樣，具有轉矩傳感器，利用轉矩傳感器來檢測在把多孔性體按壓到基片被鍍面上時的壓力，這樣，能夠防止該壓力過大或不足。
希望上述按壓分離機構具有氣囊，該氣囊依靠氣壓而進行伸縮，把上述多孔性體向上述基片按壓。
這樣，通過氣囊使多孔性體的整個面更加均勻地按壓(加壓)在基片上，能夠以更加均勻的壓力與基片的整個面緊密接觸。
希望上述氣囊被構成為，與上述陽極或上述多孔性體相接觸，使該陽極或多孔性體在水平狀態(tài)下上下移動。
希望上述多孔性體具有將至少2種以上的多孔性材料進行積層的多層結構。
該多孔性體，從材料和結構等觀點考慮，例如主要由具有保持電鍍液作用的浸漬電鍍液材料、以及安裝在該浸漬電鍍液材料的下面上的多孔性墊而構成，該多孔性墊，例如由直接接觸基片的下層墊、以及夾裝在該下層墊和浸漬電鍍液材料之間的上層墊而構成。這樣，對多孔性體采用多層結構，因此，例如與基片相接觸的多孔性墊(下層墊)可以采用具有充分的平面性，能使半導體基片上的凹凸面變成平面的。
希望上述電極頭具有對陽極室進行劃分形成的外殼，其內部放置上述陽極和上述氣囊，下端開口部用上述多孔性體堵塞。
這樣，通過安放在陽極室內的氣囊，能夠獨立地向下方按壓多孔性體。
上述陽極室例如具有圓筒形狀。
在上述外殼內安裝了與上述氣囊連通的氣體引入管、把電鍍液引入到上述陽極室內部的電鍍液引入管、以及向上述陽極供電的供電端口。
希望上述按壓分離機構具有使上述外殼上下移動的氣囊。
這樣，在把電極頭固定成在上下方向上不能移動的狀態(tài)下，通過氣囊能夠僅使對陽極室進行區(qū)劃形成的外殼相對地進行上下移動。
本發(fā)明的理想方式還具有一種使上述外殼或者上述基片臺在上下、左右或圓方向上進行振動的加(助)振機構。
這樣，在使多孔性體不與基片的背相接觸的狀態(tài)下，使外殼或基片臺在上下、左右或圓方向上進行振動，因此，能夠使電鍍液緊密接觸到基片表面(被鍍面)上所設置的籽晶層等的導電體層表面上。
希望還具有溫度控制機構，以便控制上述陽極室內的電鍍液、以及上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間的電鍍液的液溫。
這樣，使電鍍中的電鍍液的液溫經(jīng)常保持一定，利用電鍍液的液溫變化，能夠防止金屬膜(電鍍膜)的膜厚和膜質發(fā)生變化。
希望上述基片臺被構成為，能吸附布置在該基片臺上面的基片周緣部背面，使基片保持水平，而且，能用流體來對基片的背面?zhèn)燃訅骸?br> 這樣，由于利用流體從該基片被鍍面面?zhèn)葋韺τ苫_保持的基片進行加壓，所以，能夠使基片保持在更好的水平狀態(tài)下，與多孔性體的下面緊密接合。
本發(fā)明的最佳方式具有一種加振機構，用于使由上述基片臺保持的基片或上述多孔性體進行振動。
這樣，例如由于電鍍前用任意壓力來把多孔性體按壓到由基片臺保持的基片的被鍍面上，利用超聲波或助振器等來使基片或多孔性體中的至少一方進行振動，所以，能夠進一步提高多孔性體和基片的緊密結合性。
本發(fā)明的再另一電鍍裝置具有基片臺，用于保持基片；陽極部，其具有密封件，它搭接在由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面的周緣部上，對該周緣部進行水密性密封；以及陰極電極，它與該基片相接觸進行通電；電極頭，它上下移動自如地布置在上述陰極部的上方，其上下具有陽極和保水性的多孔性體；電鍍注入部，用于把電鍍液注入到上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間；按壓機構，用于以任意的壓力把上述多孔性體按壓到由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面上；電源，用于把電鍍電壓加到上述陰極電極和上述陽極之間；以及電鍍液排除機構，用于在用任意壓力來把上述多孔性體按壓到由上述基片臺保持的基片的被鍍面上時，排除上述多孔性體和被鍍面之間的間隙內存在的電鍍液。
若采用本發(fā)明，則由于在用任意壓力來把上述多孔性體按壓到由上述基片臺保持的基片的被鍍面上時，排除上述多孔性體和被鍍面之間的間隙內存在的電鍍液。所以，不增大荷重，能夠使多孔性體的整個面均勻地貼緊在基片的被鍍面上的狀態(tài)下進行電鍍。
本發(fā)明的最佳方式是，上述電鍍液排除機構使由上述基片臺保持的基片、上述多孔性體、以及上述陽極和由上述基片臺保持的基片的被鍍面之間注入的電鍍液中的至少兩個進行相對運動。
例如，在用任意壓力把多孔性體按壓到由基片臺保持的基片的被鍍面上的前后，使由基片臺保持的基片和多孔性體相對地進行旋轉，因此利用該旋轉所產(chǎn)生的離心力能夠把多孔性體和基片被鍍面之間的間隙內的電鍍液排除到外面。
本發(fā)明的最佳方式是，上述電鍍液排除機構使由上述基片臺保持的基片、上述多孔性體以及上述陽極和由上述基片臺保持的基片的被鍍面之間注入的電鍍液中的至少一個進行振動。
例如，由于用振動器來使由基片臺保持的基片和多孔性體進行振動，所以，能夠順利地排除多孔性體和基片的被鍍面面之間的間隙內存在的電鍍液。
本發(fā)明的最佳方式是，上述電鍍液排除機構從結構上看，由上述基片臺保持的基片、上述多孔性體以及上述陽極和由上述基片臺保持的基片的被鍍面之間的注入的電鍍液中的至少一個，在與由基片臺保持的基片的被鍍面相垂直的方向上進行振動。
這樣，在與基片的被鍍面相垂直的方向上進行振動，多孔性體和基片的被鍍面互相不進行滑動接觸，所以，能夠防止電鍍表面損傷。
上述振動機構，例如是利用超聲波的，或者是利用依靠勵磁線圈的振動機的。這樣，利用超聲波，能夠產(chǎn)生高頻振動。
上述振動機構，例如由壓電振子構成。這樣利用壓電振子，能夠達到機構的小型化。
上述振動機構也可以是利用壓力振動的。這樣，利用壓力振動，能夠主要使電鍍液振動。
希望上述電鍍液排除機構，具有陽極室，其內部安裝上述陽極，用上述多孔性體來堵塞開口端部；以及壓力控制部，用于控制該陽極室內的壓力。
這樣，把陽極室內的壓力調節(jié)到低于大氣壓的壓力(負壓)，吸取多孔性體和基片的被鍍面之間的間隙內存在的電鍍液，因此，能夠促進電鍍液通過多孔性體內部而流入到陽極室內，從間隙中排除電鍍液。
本發(fā)明的再另一電鍍裝置，其特征在于具有基片臺，用于保持基片；陽極部，其具有密封件，它搭接在由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面的周緣部上，對該周緣部進行水密性密封；以及陰極電極，它與該基片相接觸進行通電；電極頭，它上下移動自如地布置在上述陰極部的上方，其上下具有陽極和保水性的多孔性體；電鍍注入部，用于把電鍍液注入到上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間；以及電源，用于把電鍍電壓加到上述陰極電極和上述陽極之間；上述多孔性體具有將至少2種以上的多孔性材料進行積層的多層結構。
若采用本發(fā)明，則在具有多層結構的多孔性體的內部預先保存新鮮的電鍍液，在電鍍即將開始前通過多孔性體而供給到基片上，因此，能夠防止對陽極進行浸漬的電鍍液混入到向該基片供給的新鮮電鍍液，所以供給更少量的電鍍液，就能夠用新鮮電鍍液進行電鍍。
希望上述電極頭具有一種外殼，以便對陽極室進行區(qū)劃形成，該陽極室內部安裝上述陽極，下端開口部用上述多孔性體進行堵塞。
這樣一來，陽極室，利用內部保持電鍍液的多孔性體來堵塞下端開口部而變成氣密封的空間，在陽極室的內部保持電鍍液，解除對陽極室的氣密封，或者對陽極室內加壓力，于是能夠把保持在多孔性體內部的新鮮電鍍液供給到基片上，并且，能夠防止混入已保持在陽極室內對陽極進行浸漬的電鍍液。
希望在上述外殼上安裝吸取上述陽極室內部的電鍍液的電鍍液吸取管、把加壓流體引入到上述陽極室內部的加壓流體引入管、以及向上述陽極上供電的供電端口。
這樣一來，在把多孔性體浸入到新鮮電鍍液內的狀態(tài)下，吸取陽極室內的電鍍液，于是把對陽極室內的陽極進行浸漬的用過的電鍍液吸取除去，并且把新鮮的電鍍液引入保持在多孔性體內部，用加壓流體來對陽極室內加壓，于是，保持在多孔性體內部的新鮮電鍍液，能夠通過多孔性體而供給到基片上。
希望在構成上述多層結構的多孔性材料之間至少形成一個空間。
這樣一來，例如在構成多層結構的多孔性材料之間形成的空間內，預先保持新鮮的電鍍液，于是，保持在該空間內的新鮮的電鍍液以及保持在位于該空間下方的多孔性材料內部的電鍍液，一邊防止混入保持在陽極室內對陽極進行了浸漬的電鍍液，一邊供給到基片上用于電鍍。
本發(fā)明的最佳方式具有電鍍液供給部，用于向形成在上述多孔性材料之間的空間內送出供給電鍍液；以及電鍍液排出部，用于吸取該空間內的電鍍液后排出。
這樣一來，一邊從電鍍液供給部向形成在多孔性材料之間的空間內供給新鮮的電鍍液，一邊通過電鍍液排出部從該空間內吸出電鍍液，因此，能夠使空間內置換成新鮮的電鍍液。
本發(fā)明的電鍍方法是，備有由籽晶層覆蓋的布線用的具有微細凹部的基片，在上述籽晶層的表面以及和該籽晶層保持規(guī)定間隔距離進行布置的陽極之間，通過多孔性接觸體供給電鍍液，在上述籽晶層和上述陽極之間加電鍍電壓進行電鍍時，上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)變化、以及上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化互相相關聯(lián)。
該電鍍方法，其特征在于一邊在基片上的籽晶層和陽極之間通多孔性接觸體供給電鍍液，一邊在籽晶層和陽極之間加電鍍電壓的狀態(tài)，與多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)相關聯(lián)，一邊調整一邊進行電鍍。
該多孔性接觸體必須具有能夠通過電鍍液的微細穿通孔。并且，為了不在該多孔性接觸體本身上產(chǎn)生電鍍，必須使多孔性接觸體的至少與籽晶層的接觸面用絕緣物或絕緣性好的物質來形成。
為了用多孔性接觸體緊緊地按壓基片的平整面(形成了布線形狀的溝槽和/或鍍金屬層孔的部分)，盡量使該基片的平整面不產(chǎn)生電鍍，希望多孔性接觸體是具有一定硬度的物質。再者，希望多孔性接觸體的籽晶層和接觸面具有良好的平整性，以便擴大與籽晶層表面的接觸面積，為了充分發(fā)揮下述添加劑的效果，希望多孔性接觸體材料是憎水性的。
本發(fā)明的電鍍方法中的籽晶層和陽極之間施加的電壓狀態(tài)的變化，可能是多孔性接觸體和籽晶層之間施加電鍍電壓的斷續(xù)(加矩形電壓)、多孔性接觸體和籽晶層之間施加電鍍電壓的升降(高電壓和低電壓的重復出現(xiàn))等。并且，多孔性接觸體和籽晶層之間加電鍍電壓的方法，雖然也可以加單純的直流，但是也可以加由多個脈沖構成的脈沖群，還可以加正弦波。
并且，多孔性接觸體對籽晶層的按壓狀態(tài)的變化，例如是籽晶層和多孔性接觸體從接觸向非接觸的變化、或者籽晶層和多孔性接觸體的接觸時的壓力從相對的高壓力向相對的低壓力的變化。
這些籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)變化、以及多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化，互相間相關聯(lián)進行電鍍的方法的方式，例如可能是以下方式。
第1方式，例如是這樣的情況；多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化是多孔性接觸體與籽晶層的接觸、非接觸，籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)的變化是斷續(xù)地加電鍍電壓。
在此方式下，例如當多孔性接觸體和籽晶層接觸時，在籽晶層和陽極之間加電鍍電壓進行電鍍，多孔性接觸體和籽晶層為非接觸時，能夠在籽晶層和陽極之間不加電鍍電壓，停止電鍍，向籽晶層和多孔性接觸體之間供給新的電鍍液。
該多孔性接觸體和籽晶層的接觸、非接觸，以及籽晶層和陽極之間的斷續(xù)地加電壓，也可以使其同步進行，但也可以使籽晶層和陽極之間加電鍍電壓的時間稍晚于多孔性接觸體和籽晶層的接觸時間。利用該方式，也能夠在籽晶層和陽極之間不加電鍍電壓的狀態(tài)下，例如使多孔性接觸體和基片(籽晶層)轉動或移動運動。尤其，在延遲加電鍍電壓的時間的情況下，多孔性接觸體和籽晶層接觸，但籽晶層和陽極之間不加電壓的狀態(tài)下，使基片和多孔性接觸體轉動，或者在上下或左右方向上運動，這樣能夠使電鍍液附著到籽晶層表面上，效果良好。而且，這種使電鍍液附著到籽晶層表面上的運動，例如可以是反復進行接觸和非接觸的運動、反復出現(xiàn)按壓力強弱變化的運動、在輕按壓狀態(tài)下使基片的轉動的運動等。
第2方式可以是這種情況，多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化是多孔性接觸體對籽晶層的壓力的強弱的變化；籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)的變化是施加電鍍電壓的斷續(xù)。
利用該方式，例如當多孔性接觸體和籽晶層之間的壓力相對高時，在籽晶層和陽極之間加電鍍電壓進行電鍍，當降低多孔性接觸體和籽晶層之間的壓力，形成相對的低電壓時，能夠在籽晶層和陽極之間不加電鍍電壓，停止電鍍，向籽晶層和多孔性接觸體之間提供新的電鍍液。
即使用此方式，也能夠在停止加電鍍電壓時，使多孔性接觸體和基片進行轉動、移動或振動運動，使電鍍液附著到籽晶層表面上。
第3方式可以是這種情況，多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化是多孔性接觸體對籽晶層的壓力的強弱的變化；籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)的變化是施加電鍍電壓的強弱變化。
利用該方式，例如當多孔性接觸體和籽晶層之間的壓力高時，加相對高的電鍍電壓進行電鍍，當降低多孔性接觸體和籽晶層之間的壓力，形成低壓力時，把相對的低電鍍電壓加到籽晶層和陽極之間；當加高的電鍍電壓時消耗的電鍍液，可以在加低的電鍍電壓時供給。
而且，在籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)的變化、以及多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化互相之間保持一定的關系進行電鍍時，例如電鍍電壓的施加時間和停止時間的間隔既可以保持一定，也可以進行變化。并且，電鍍時的電壓和電流，既可以是其中之一保持一定，也可以是二者徐徐變化。再者也可以是，剛開始電鍍時用恒定電壓進行電鍍，以后用恒定電流進行電鍍。
本發(fā)明的電鍍方法，也可以是在籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)、以及多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)，互相相關聯(lián)進行電鍍之前，用一般方法在基片的籽晶層上進行薄層金屬電鍍。例如，也可以是，在多孔性接觸體不與籽晶層相接觸的狀態(tài)下進行短時間電鍍之后再使多孔性接觸體接觸籽晶層，使籽晶層和陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)、以及多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)互相間相關聯(lián)進行電鍍。
而且，本發(fā)明所用的電鍍液沒有特別限制，也可以是不含多少添加劑的。但希望采用使用了憎水性強的添加劑的電鍍液。尤其在采用硫酸銅電鍍液等酸性銅電鍍液的情況下，希望采用含有聚合物成分、載流子成分和均化劑成分的添加劑。尤其需要聚合物成分和載流子成分。
本發(fā)明的其他電鍍方法是，準備一種基片，其具有已由籽晶層覆蓋的布線用的微細凹部，在上述籽晶層的表面和與其保持規(guī)定間隔進行布置的陽極之間，布置具有保水性的多孔性體，在上述籽晶層和上述陽極之間一邊充滿電鍍液，一邊通電進行電鍍時，一邊用任意壓力把上述多孔性體按壓到上述籽晶層上，一邊在上述籽晶層和陽極之間通電進行電鍍。
本發(fā)明的優(yōu)良方式是，在上述籽晶層和上述陽極之間通電進行電鍍之前對上述多孔性體和上述籽晶層一邊用任意壓力進行按壓，一邊使其相對移動。
本發(fā)明的優(yōu)良方式是，在加工過程中，切斷上述籽晶層和上述陽極之間的通電，使上述多孔性體離開上述籽晶層。
這樣，在加工過程中的對多孔性體和籽晶層之間的電鍍液進行更新(替換)。
本發(fā)明的另一其他電鍍方法是，準備一種基片，其具有已由籽晶層覆蓋的布線用的微細凹部，在上述籽晶層的表面和與其保持規(guī)定間隔進行布置的陽極之間，布置具有保水性的多孔性體，在上述籽晶層和上述陽極之間一邊充滿電鍍液，一邊通電進行電鍍時，在用任意壓力把上述多孔性體按壓到上述籽晶層上的前后，在把上述多孔性體和籽晶層之間存在的電鍍液排除之后，在上述籽晶層和上述陽極之間通電進行電鍍。
本發(fā)明的優(yōu)良方式是僅在上述多孔性體和上述籽晶層接觸時才進行通電。
本發(fā)明的基片處理裝置具有將基片送入送出的裝卸站，權利要求1～33的任一項所述的電鍍裝置、對基片進行清洗干燥的清洗干燥裝置、在上述裝卸站、上述電鍍方法和上述清洗干燥裝置之間傳送基片的傳送裝置。
希望還具有一種研磨裝置，用于研磨清除在基片表面上用上述電鍍裝置形成的不需要的金屬膜，以達到表面平整。
希望還具有一種熱處理裝置，用于對由上述電鍍裝置形成了金屬膜的基片進行熱處理。
這樣一來，在用研磨裝置來研磨清除不需要的金屬膜之前，對基片進行熱處理(退火處理)，因此對以后用研磨裝置來對不必要的金屬膜進行研磨清除處理以及布線的電氣特性，能夠產(chǎn)生良好的效果。
希望還具有一種斜面腐蝕裝置，用于腐蝕清除基片周緣部上附著以及成膜加工的金屬膜。
這樣，例如在基片表面上形成埋入用金屬膜，用清洗裝置進行清洗之后，能夠立即用斜削腐蝕裝置來腐蝕形成在基片斜面部上的金屬膜。
希望還具有一種監(jiān)視部，用于監(jiān)視在上述電鍍裝置的上述陽極和上述陰極電極之間施加電鍍電壓時的電壓值或電流值中的至少一個。
這樣，能夠用監(jiān)視部來檢測電鍍裝置的電鍍終點，進行反饋，結束電鍍。
希望還具有一種膜厚測量儀，用于測量在基片表面上形成的金屬膜的厚度。
這樣一來，測量基片表面的金屬膜的厚度，反饋測量結果，根據(jù)需要來調節(jié)電鍍時間，因此，能夠形成再現(xiàn)性良好的規(guī)定(預定)厚度的金屬膜。


圖1是按工序順序來表示半導體器件的布線形成例的圖。
圖2是具有本發(fā)明的實施方式的電鍍裝置的基片處理裝置的平面圖。
圖3是表示圖2所示的電鍍裝置的主要部分的概要圖。
圖4是圖3所示的電鍍裝置中的電極頭的動作說明用的時間圖。
圖5是表示電鍍液管理供給系統(tǒng)一例的系統(tǒng)圖。
圖6是表示圖2所示的清洗干燥裝置的一例的縱斷正面圖。
圖7是表示圖2所示的清洗干燥裝置的一例的縱斷平面圖。
圖8是表示圖2所示的斜面腐蝕/背面清洗裝置一例的概要圖。
圖9是表示圖2所示的熱處理裝置的一例的縱斷正面圖。
圖10是表示圖2所示的熱處理裝置的一例的平斷面圖。
圖11是表示圖2所示的預處理裝置的基片傳遞時的正面12是圖2所示的預處理裝置的藥液處理時的正面圖。
圖13是圖2所示的預處理裝置的沖洗時的正面圖。
圖14是圖2所示的預處理裝置的基片傳遞時的處理頭的斷面圖。
圖15是同上的圖14A部放大圖。
圖16是同上的基片固定時的相當于圖15的圖。
圖17是同上的系統(tǒng)圖。
圖18是表示圖2所示的非電解電鍍裝置基片傳遞時的基片頭的斷面圖。
圖19是同上的圖18的B部放大圖。
圖20是表示基片固定時的基片頭的相當于圖19的圖。
圖21同樣地是表示電鍍處理時的基片頭的相當于圖19的圖。
圖22同樣地是表示關閉電鍍槽蓋子時的電鍍槽的局部切斷的正面圖。
圖23同樣地是表示清洗槽的斷面圖。
圖24同樣地是系統(tǒng)圖。
圖25是表示圖2所示的研磨裝置的一例的概要圖。
圖26是圖2所示的膜厚測量儀的翻轉機附近的概要正面圖。
圖27同樣是翻轉臂部分的平面圖。
圖28是圖2所示的基片處理裝置中的處理流程圖。
圖29是表示本發(fā)明的另一實施方式中的電鍍裝置的主要部分的概要圖。
圖30是表示本發(fā)明的再另一實施方式中的電鍍裝置的主要部分的概要圖。
圖31是表示本發(fā)明的再另一實施方式中的電鍍裝置的主要部分的概要圖。
圖32是表示本發(fā)明的再另一實施方式中的電鍍裝置的主要部分的概要圖。
圖33是表示本發(fā)明的再另一實施方式中的電鍍裝置的電極頭部的概要圖。
圖34是表示具有圖33所示的電極頭的電鍍裝置的概要圖。
圖35是示意性地表示實施例中所使用的試驗樣品的圖。
圖36是表示實施例中的、電壓施加、基片和多孔性接觸體的接觸和非接觸及壓力附加狀況的曲線圖。
圖37是示意性地表示通過實施例而獲得的銅層的圖。
圖38是表示本發(fā)明的電鍍的析出狀況的曲線圖。
圖39是表示本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置的主要部分的概要圖。
圖40是圖39所示的電鍍裝置中多孔性體和基片的被鍍面之間所產(chǎn)生的間隙中存在的電鍍液進行排除時的說明附圖。
圖41是表示本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置主要部分的概要圖。
圖42是表示本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置主要部分的概要圖。
圖43是表示本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置主要部分的概要圖。
圖44是圖43所示的電鍍裝置中多孔性體和基片的被鍍面之間所產(chǎn)生的間隙中存在的電鍍液進行排除時的說明附圖。
圖45是本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置的平面圖。
圖46是表示在圖45所示的電鍍裝置中進行電鍍時的狀態(tài)的概要斷面圖。
圖47是表示在圖45所示的電鍍裝置中的電鍍液供給部和電鍍液排出部的上下移動外殼的斷面圖。
圖48是表示在圖45所示的電鍍裝置中向電極頭的陽極室內供給新鮮電鍍液的狀態(tài)的概要斷面圖。
圖49是表示在圖45所示的電鍍裝置中向電極頭的陽極室內供給新鮮電鍍液的狀態(tài)的另一例的概要斷面圖。
圖50是說明過去例的多孔性體和基片被鍍面之間產(chǎn)生的間隙中電鍍液存在的狀態(tài)的圖。
具體實施例方式
以下參照附圖，詳細說明本發(fā)明的實施方式。該實施方式表示在半導體晶片等基片表面上設置的布線用的微細凹部內，通過電鍍而埋入作為布線材料的銅，形成由銅層構成的布線。當然，也可以采用其他布線材料。
參照圖1A至1D，說明半導體器件中的銅布線形成例。如圖1A所示，在形成半導體元件的半導體基材1上的導電層la上，例如淀積由SiO2構成的氧化膜和low-k材料膜等絕緣膜(層間絕緣膜)2，在該絕緣膜2的內部，例如利用光刻技術，形成作為布線用的微細凹部的導通孔3和溝槽4，其上利用濺射等方法來形成由TaN等構成的阻擋層5、再往上面形成作為電解鍍的供電層的籽晶層6。
并且，如圖1B所示，在基片W的表面上進行鍍銅，于是把銅充填在基片W的導通孔3和溝槽4內，而且在絕緣膜2上淀積銅層7。然后，利用化學機械研磨(CMP)等方法，除去絕緣膜2上的阻擋層5、籽晶層6和銅層7，使導通孔3和溝槽4內充填的銅層7的表面和絕緣膜2的表面大致上形成同一平面。這樣，如圖1C所示，在絕緣膜2內部形成由籽晶層6和銅層7構成的布線(銅布線)8。
以下，如圖1D所示，在基片W表面上進行非電解電鍍，在布線8的表面上有選擇地形成由Co合金和Ni合金等構成的保護膜9，這樣，用保護膜9來覆蓋布線8的表面進行保護。
圖2表示具有本發(fā)明的實施方式中的電鍍裝置的基片處理裝置的平面圖。如圖2所示，該基片處理裝置具有一種對傳送箱10裝卸自如的矩形裝卸框架12，該傳送框架12用于把多個半導體晶片等基片存放在斯密復箱(スミフボックス)等的內部。在該裝卸框架12的內部具有裝卸站(load/unload station)14、以及用于在與該裝卸站14之間傳遞基片的移動自如的傳送機械手16。并且，把傳送機械手16夾在中間在該傳送機械手16的兩側，布置一對電鍍裝置18，再者，在傳送機械手16的一側串聯(lián)地布置了清洗干燥裝置20、斜面腐蝕/背面清洗裝置22和膜厚測量儀24；在另一側串聯(lián)地布置了熱處理(退火)裝置26、預處理裝置28，非電解電鍍裝置30和研磨裝置32。
在此，對裝卸框架12進行遮光處理，這樣，使該裝卸框架12內的以下各工序能夠遮光狀態(tài)下進行，即照明光等光線不照射到布線上。這樣，能夠防止光照到布線，因此，能夠防止例如光照射到由銅構成的布線上，產(chǎn)生光電位差，該光電位差造成布線受腐蝕。
圖3表示本發(fā)明的實施方式中的電鍍裝置的概要。如圖3所示，電鍍裝置具有在水平方向上搖動自如的搖動桿500，該搖動桿500的前端對電極頭502進行支承，使其轉動自如。位于電極頭502的下方，表面(被鍍面)向上，保持基片W的基片臺504，布置成上下移動自如，在該基片臺504的上方，圍繞該基片臺504的周緣部，布置了陰極部506。而且，在該例中電極頭502采用其直徑稍小于基片臺504直徑的，使電極頭502和基片臺504的相對位置不會發(fā)生變化，能夠在由基片臺504保持的基片W的表面(被鍍面)的幾乎整個面上進行電鍍。
在基片臺504的上面的周緣部上，設置了與設置在內部的真空通道504a相連通的環(huán)狀真空吸附槽504b，在夾持該真空吸附槽504b的內外兩側，安裝了密封環(huán)508、510。再者，在位于基片臺504的上面的內邊的密封環(huán)508的內側設置了加壓用凹部504c，該加壓用凹部504c與在基片臺504內部延伸的加壓流體通道504d相連通。
這樣，把基片W放置在基片臺504的上面上，通過真空通道504a對真空吸附槽504b內抽真空。因此能夠對基片W，吸附其周緣部進行保持，再通過加壓流體通道504d向加壓用凹部504c內供給加壓空氣等加壓流體，對基片W從其背面?zhèn)扔脡毫5來進行加壓，使基片W保持在更好的水平狀態(tài)，如下所述，能夠緊密接合在多孔性體528的下面上。
而且，雖然未圖示，在基片臺504內安裝一種加熱裝置(加熱器)，以便把基片臺504的溫度控制到一定值。并且，基片臺504依靠無圖示的汽缸(無圖示)而上下移動，通過無圖示的旋轉電機和皮帶，按任意加速度和速度與陰極部506形成一體進行轉動。這時的轉矩由無圖示的轉矩傳感器進行檢測。并且，當基片臺504上升時，由基片臺504保持的基片W的周緣部與下述陰極部506的密封材料514和陰極電極512相搭接。
搖動桿500通過由無圖示的伺服電機構成的上下移動電機和絲桿而上下移動；通過無圖示的旋轉電機而進行旋轉(搖動)，但也可以使用空氣壓傳動機構。
上述陰極部506在該例中具有被劃分成6部分的陰極電極512、以及安裝成對該陰極電極512上方進行覆蓋狀態(tài)的環(huán)狀密封材料514。密封材料514的結構，其內周緣部向內向下傾斜，而且徐徐變薄，內周端部向下邊下垂。
這樣，當基片臺504上升時，陰極電極512被按壓到由該基片臺504保持的基片W的周緣部上，形成通電，同時，密封材料514的內周端部被壓接到基片W的周緣部上面上，對這里進行水密封，以防止供給到基片上面(被鍍面)上的電鍍液從基片W的端部滲出，同時，防止電鍍液污染陰極電極512。
而且，在該例中，陰極部506和基片臺504形成一體進行旋轉，不能上下移動，但是，也可以使其結構能夠上下移動自由，在下降時密封材料514壓接到基片W的被鍍面上。
上述電極頭502具有均向下方開口的有底圓筒狀，布置成同心狀的旋轉外殼520和上下移動外殼522。并且，旋轉外殼520被固定在搖動桿500的空端(自由端)上所安裝的旋轉體524的下面上，與該旋轉體524形成一體進行旋轉。另一方面，上下移動外殼522在其上部，位于旋轉外殼520的內部，與該旋轉外殼520形成一體進行旋轉，能夠相對地上下移動。上下移動外殼522用多孔性體528來堵塞下端開口部，從而區(qū)劃形成了陽極室530，其內部布置圓板狀陽極526，引入對該陽極526進行浸漬的電鍍液Q。
該多孔性體528，在該例中形成了把多孔性材料積層為3層的多層結構。也就是說，多孔性體528的主要構成部分是具有主要保持電鍍液作用的電鍍液浸漬材532、以及安裝在該電鍍液浸漬材532的下面上的多孔性墊534。多孔性墊534的構成部分是直接與基片W相接觸的下層墊534a、以及安裝在該下層墊534a和電鍍液浸漬材532之間的上層墊534b。并且，電鍍液浸漬材532和上層墊534b，位于上下移動外殼522的內部，利用下層墊534a來堵塞上下移動外殼522的下端開口部。
這樣，使多孔性體528成為多層結構，因此，例如與基片相接觸的多孔性墊534(下層墊534a)，可以采用具有充分平整性的，以便基片的被鍍面上的凹凸面變成平面。
該下層墊534a需要是與基片W的表面(被鍍面)相接觸的面(表面)的平整性在一定程度上較高，具有能夠通過電鍍液的微細穿通孔、至少接觸面由絕緣物或絕緣性好的物質來形成。對該下層墊534a要求的平整性，例如最大粗度(RMS)值約為數(shù)10μm以下。
并且，對下層墊534a要求的微細穿通孔，為了接觸面具有平整性，希望是圓形穿通孔，再者，微細穿通孔的孔徑和每單位面積的個數(shù)等，其最佳值隨電鍍的膜厚和布線圖形的不同而異，但兩者都是較小時有助于提高凹部內的電鍍生長的選擇性。具體的微細穿通孔的孔徑和每單位面積的個數(shù)，例如可以是孔徑30μm以下，最好是5～20μm的微細穿通孔，氣孔率為50％以下的狀態(tài)。
再者，希望下層墊534a具有一定的硬度，例如，其抗拉強度可以是5～100kg/cm2，彎曲彈性強度200～10000kg/cm2。
希望該下層墊534a還是親水性材料。例如，采用對以下所示的材料進行親水化處理，或者使親水基聚合的材料。這種材料，例如可以是多孔聚乙烯(PE)、多孔聚丙烯(PP)、多孔聚酰胺、多孔聚碳酸酯，或者多孔聚酰亞胺等。其中，多孔聚乙烯、多孔聚丙烯、多孔聚酰胺等是以超高分子的PE、PP、聚酰胺等細粉為原料，對其擠壓、燒結成形而制成。其市場銷售的商品名稱是スルダスS(三菱樹脂公司制)、サンファィンUF、サンファィンAQ(均為旭化成公司制)、Spacy(スペィシ一ケミカル公司制)等。并且，多孔聚碳酸酯，例如是在聚碳酸酯薄膜上使一種由加速器加速的高能量的重金屬(銅等)穿過，對這樣生成的直線上的軌跡有選擇地進行腐蝕而制成。
下層墊534a也可以是利用壓縮加工，機械加工等方法把和基片W的表面相接觸的面(表面)加工成平整的面，這樣，能夠使微小溝槽處達到更好的優(yōu)先析出。
另一方面，電鍍液浸漬材532由以下材料構成氧化鋁、SiC、莫來石(ムラィト)、氧化鋯、二氧化鈦、堇青石(コ一ジラィト)等多孔性陶瓷、或者聚丙烯和聚乙烯燒結體等硬質多孔性體，或者這0些復合體、以及紡織布或無紡布。例如對氧化鋁類陶瓷，采用氣孔直徑(ポァ徑)30～200μm，對SiC采用氣孔直徑30m以下，氣孔率20～95％，厚度1～20mm，更好的是5～20mm，最好的是8～15mm。在該例中，例如采用氣孔率30％，平均氣孔直徑100μm，由氧化鋁制的多孔性陶瓷板而構成。并且，其內部含有電鍍液，即多孔性陶瓷板本身是絕緣體，但其內部很復雜地進入電鍍液，在厚度方向上經(jīng)過相當長的路徑，因此，其結構是，電導率小于電鍍液的電導率。
這樣，把電鍍液浸漬材532布置在陽極室530內，利用該電鍍液浸漬材532來產(chǎn)生大的電阻，因此，能夠使籽晶層6(參見圖1A)的電阻影響達到忽略不計，使基片W的表面電阻所造成的電流密度的面內差減小，使電鍍膜面內均勻性提高。
對電極頭502，利用任意壓力把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的表面(被鍍面)上，從該表面上離開的該例中，配備了具有3個氣囊的按壓分離機構。也就是說，在該例中，在旋轉外殼520的頂板的下面和上下移動外殼522的頂板的上面之間，布置了環(huán)狀的第1氣囊540；在上下移動外殼522的內部的該上下移動外殼522的頂板的下面和陽極526的上面之間，布置了環(huán)狀的第2氣囊542。再者，在上下移動外殼522的中央部上，連接了一種向上方突出到達旋轉外殼520的上方的有底圓筒體544，在該有底圓筒體544頂板的下面和旋轉外殼520的頂板的上面之間，布置了圓形狀的第3氣囊546。而且，這些氣囊540、542、546，通過加壓流體引入管550、552、554，連接到加壓流體供給源(無圖示)上。利用這些氣囊540、542、546來構成按壓分離機構。
也就是說，把搖動桿500固定在規(guī)定位置(處理位置)上并使其不能上下移動，在此狀態(tài)下，如圖3所示，對第1氣囊540的內部施加壓力P1；對第2氣囊542的內部施加壓力P2；對第3氣囊546的內部施加壓力P4。于是用任意壓力把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的表面(被鍍面)上。并且，使上述壓力P1、P2、P4返回到大氣壓，即可使下層墊534a離開基片W表面。這樣一來，能夠通過第1氣囊540和第3氣囊546對上下移動外殼522在其水平方向的整個面上更均勻地進行按壓，并且，通過第2氣囊542對陽極室530內的陽極526在其整個面上更均勻地進行按壓，使下層墊534a在其整個面上更均勻地緊密接觸由基片臺504保持的基片W的整個面。
在上下移動的外殼522上安裝了用于向其內部引入電鍍液的電鍍液引入管556、以及用于引入加壓流體的加壓流體引入管558，在陽極526的內部設置了多個細孔526a。這樣，把電鍍液Q從電鍍液引入管556引入到陽極室530內，用壓力P3來對陽極室530內部進行加壓，于是電鍍液通過陽極526的細孔526a內達到電鍍液浸漬材532的上面，從該內部通過多孔性墊534(上層墊534b和下層墊534a)的內部，達到由基片臺504保持的基片W的下面上。
而且，陽極室530的內部，也含有因化學反應而產(chǎn)生的氣體，所以，壓力有變化。因此，陽極室530內的壓力P3利用工藝中的反饋控制，而使其達到某一設定值。
在此，陽極526，例如在進行鍍銅的情況下，為了控制殘渣的生成，利用磷含量為0.03～0.05％的銅(含磷銅)來構成。陽極526也可以是白金、鈦等不溶性金屬或者在金屬上鍍了白金等的不溶性電極，因為不需要更換，所以，希望是不溶性金屬或不溶性電極。再者，從便于電鍍液流通等考慮，也可以是網(wǎng)狀的。
陰電極512與電鍍電源560的陰極相連接；陽極526與電鍍電源560的陽極相連接。在上下移動外殼522上設置了供電端口562，該端口與電鍍電源560相連接，用于向陽極526上供電。
以下進一步參照圖4，說明用該電鍍裝置18進行電鍍時的操作。
首先，在把基片W吸附保持在基片臺504的上面上的狀態(tài)下，使基片臺504上升，使基片W的周緣部接觸到陰極電極512上，形成能通電狀態(tài)，進一步使其上升，使密封材料514壓接到基片W的周緣部上面上，用密封材料514來對基片W的周緣部進行水密封。
另一方面，電極頭502，從無負荷運行，對電鍍液進行置換和除泡等的位置(無負荷位置)起，在把電鍍液Q保持在內部的狀態(tài)下，位于規(guī)定位置(加工位置)。也就是說，使搖動桿500暫且上升并進行旋轉，于是，使電極頭502位于基片臺504的正上方位置上，然后，使其下降，在達到規(guī)定位置(加工位置)時停止。并且，對陽極室530內加壓，使其達到壓力P3，使電極頭502保持的電鍍液Q從多孔性墊534的下面排出。
然后，把加壓空氣引入到氣囊540、542、546內，同時，把加壓空氣也引入到和基片臺504的加壓用凹部504c內，這樣，使上下移動的外殼522下降，并且，把下層墊534a向下方按壓，同時，由基片臺504保持的基片也從其背面?zhèn)燃訅?，按?guī)定壓力把下層墊534a按壓到基片的表面(被鍍面)上。這樣，能夠把基片W保持在更好的水平狀態(tài)下，而且，能夠以基片W的整個面以更均勻的壓力來按壓下層墊534a。
在此狀態(tài)下，使電極頭502和基片臺504旋轉(自轉)。這樣，在電鍍之前，一邊用任意的壓力把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的被鍍面上，一邊使兩者相對移動，于是能提高下層墊534a和基片W的密接性。
并且，在使電極頭502和基片臺504停止旋轉后，把陰極電極512連接到電鍍電源560的陰極上；把陽極526連接到電鍍電源560的陽極上，這樣對基片W的被鍍面進行電鍍。這樣，用任意壓力把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的被鍍面上，而且提高了兩者的密接性，在此狀態(tài)下進行電鍍，因此能夠盡量減小下層墊534a和基片W的被鍍面的溝槽等的布線用的微細凹部以外的部分(圖形部分以外的部分)之間的間隙，在基片上所設置的布線用的微細凹部的內部，有選擇地析出電鍍膜。
并且，持續(xù)規(guī)定時間的電鍍之后，使陰電極512和陽極526的電鍍電源560的連接進行斷開，同時，使陽極室530內返回到大氣壓，再使氣囊540、542、546內返回到大氣壓，使下層墊534a離開基片W。這樣，使下層墊534a和基片W之間的電鍍液進行更新(更換)。
然后，與上述一樣，把加壓流體引入到氣囊540、542、546內，用規(guī)定的壓力把下層墊534a按壓到基片上，并且，把加壓流體也引入到陽極室530內，在此狀態(tài)下，使電極頭502和基片臺504旋轉，在該旋轉停止，使陰極電極512和陽極526連接到電鍍電源560上，進行電鍍。這樣，在加工過程中，使下層墊534a離開由基片臺504保持的基片W，使下層墊534a和基片W之間的電鍍液進行更新(更換)，然后，再次進行電鍍，這樣，在基片上所設置的布線用的微細凹部的內部能夠有選擇地高效率地析出電鍍膜。而且，任意調整把下層墊534a按壓到基片W的被鍍面上的壓力，所以，能夠防止基片W的被鍍面和成膜中的電鍍膜因下層墊534a而受到損傷。
根據(jù)需要而多次重復上述操作(圖4表示重復2次的狀態(tài))，然后，使氣囊540、520、546、基片臺504的加壓用凹部504c、以及陽極室530返回到大氣壓，使搖動桿500上升，并使其旋轉，返回到原有位置(無負荷位置)。
圖5表示對電鍍液的配方和液溫等進行管理，供給到電鍍裝置內的電鍍液管理供給系統(tǒng)。如圖5所示，備有一種對電鍍裝置18的電極頭502進行浸漬進行無負荷運行的電鍍液槽600，該電鍍液槽600通過電鍍液排出管602而連接到貯存貯存容器604上，通過電鍍液排出管602而排出的電鍍液返回到貯存容器604內。
并且，進入該貯存容器604內的電鍍液，隨著泵606的驅動，而進入到電鍍液調整罐608內。對該電鍍液調整罐608，附設了溫度控制器610以及用于取出試樣液進行分析的電鍍液分析單元612，另外，連接了一種成分補充管614，用于補充通過電鍍液分析單元612的分析而發(fā)現(xiàn)的不足成分。電鍍液調整罐608內的電鍍液，隨著泵616的驅動而沿電鍍液供給管618進行流動，通過過濾器620，返回到電鍍液槽600內。
這樣，利用電鍍液調整罐608來把電鍍液的組成和溫度調整到一定，把調整后的電鍍液供給到電鍍裝置18的電極頭502內，用該電極頭502進行保持，因此，能夠經(jīng)常向電鍍裝置18的電極頭502供給具有一定組成和溫度的電鍍液。
圖6和圖7表示對基片W進行清洗干燥的清洗干燥裝置20的一例。也就是說，該清洗干燥裝置20是首先進行化學清洗和純水清洗，然后，利用主軸的旋轉來使清洗后的基片W完全干燥的裝置。其中具有基片臺422，它具有夾持機構420，用于夾持基片W的邊緣部；以及基片裝卸用升降板424，用于對該夾持機構420進行開關。
基片臺422連結到隨主軸旋轉用電機(無圖示)的驅動而高速旋轉的主軸426的上端上。并且，在由夾持機構420保持的基片W的周圍，布置了用于防止處理液飛濺的清洗罩428，該清洗罩428隨無圖示的汽缸的動作而上下移動。
并且，清洗干燥裝置20具有藥液用噴咀430，用于把處理液供給到由夾持機構420夾持的基片W的表面上；多個純水用噴咀432，用于向基片W的背面上供給純水；以及能夠旋轉的鉛筆式清洗海棉434，它布置在由夾持機構420夾持的基片W的上方。該清洗海棉434安裝在能夠在水平方向上搖動的旋轉桿436的空閑端上。而且，在清洗干燥裝置20的上部，設置了用于向裝置內引入清潔空氣的清潔空氣引入口438。
在這種結構的清洗干燥裝置20中，用夾持機構420來夾持基片W，使其旋轉，一邊使旋轉桿436旋轉，一邊從藥液用噴咀430向清洗海棉434供給處理液，一邊用清洗海棉434擦拭基片W表面，以此對基片W表面進行清洗。并且，從純水用噴咀432向基片W背面供給純水，同時利用從該純水用噴咀432中噴射的純水也對基片W背面進行清洗。這樣清洗后的基片W利用主軸426的高速旋轉而進行甩干。
圖8表示斜面腐蝕/背面清洗裝置22的一例。該斜面腐蝕/背面清洗裝置22同時對附著在基片邊緣(斜面)部上的銅層7(參見圖1B)進行腐蝕并進行背面清洗，而且，對設置在基片表面上的電路形成部的銅的自然氧化膜的生長進行控制，其中具有基片臺922，它位于有底圓筒狀的防水罩920的內部，使基片W面朝上在沿著其周緣部的圓周方向的多個部位上利用旋轉卡盤921使其保持水平并高速旋轉；中心噴咀924，它布置在由該基片臺922進行保持的基片W的表面?zhèn)鹊拇笾轮醒氩可戏?；以及邊緣噴?26，它布置在基片W的周緣部的上方。中心噴咀924和邊緣噴咀926分別布置成朝向下方狀態(tài)。并且背后噴咀928朝向上方布置在基片W的背面?zhèn)鹊拇笾轮醒氩康南路?。上述邊緣噴?26，其結構是能夠在基片W的直徑方向和高度方向上移動自如。
該邊緣噴咀926的定位，能夠在從基片的外周端面起沿中心部方向的任意位置上，其移動寬度L可根據(jù)基片W的大小和使用目的等而任意設定。通常，在從2mm到5mm的范圍內設定邊緣切割寬度C，如果是液體從里面向表面的蔓延量不成問題的旋轉速度以上，那么，能夠除去該設定的切割寬度C內的銅層等。
以下說明該斜面腐蝕/背面清洗裝置22的清洗方法。首先通過旋轉卡盤921使基片W在基片臺922上保持水平的狀態(tài)下，使基片W和基片臺922形成一體進行水平旋轉。在此狀態(tài)下，從中心噴咀924向基片W的表面?zhèn)鹊闹醒氩績裙┙o酸溶液。該酸溶液是非氧化性酸即可，例如可使用氫氟酸、鹽酸、硫酸、檸檬酸和草酸等。另一方面，從邊緣噴咀926向基片W的周緣部上連續(xù)地或斷續(xù)地供給氧化劑溶液。該氧化劑溶液利用臭氧水、過氧化氫水、硝酸水、次氯酸鈉水等中的某一種，或者利用這些水的組合。
這樣一來，在基片W的周緣部的邊緣切割寬度C的區(qū)域內，在上面和端面上形成的銅層等，迅速被氧化劑溶液氧化，同時利用從中心噴咀924供給，在基片的整個表面上擴散的酸溶液進行腐蝕，將其溶解除去。這樣，在基片周緣部使酸溶液和氧化劑溶液進行混合，和預先從噴咀中供給這些混合水相比，能夠獲得更陡峭的腐蝕斷面。這時，由這些酸的濃度來決定銅的腐蝕速率。并且，在基片的表面的電路形成部上形成了銅的自然氧化膜的情況下，該自然氧化物被隨著基片的旋轉而擴散到基片的整個表面上的酸溶液立即除去，不能生長。而且，在停止從中心噴咀924供給酸溶液之后，停止從邊緣噴咀926供給氧化劑溶液；因此，能夠對表面上露出的硅進行氧化，抑制銅的附著。
另一方面，同時或者交替地從背后噴咀928向基片背面中央部供給氧化劑溶液和硅氧化膜腐蝕劑。這樣，能夠利用氧化劑溶液來氧化以金屬狀附著在基片W背面?zhèn)鹊你~等，連同基片的硅一起，利用硅氧化膜腐蝕劑進行腐蝕將其除去。而且，該氧化劑溶液若采用和向表面上供給的氧化劑溶液相同的溶液，則有利于減少化工材料的種類。并且，硅氧化膜腐蝕劑可以采用氫氟酸，若基片表面?zhèn)鹊乃崛芤阂膊捎脷浞幔瑒t能夠減少化工材料的種類。這樣，若先停止供給氧化劑，則能夠獲得憎水面；若先停止腐蝕劑溶液，則能夠獲得水合面(親水面)，也能夠調整成附合以后的工藝要求的背面。
這樣，把酸溶液即腐蝕液供給到基片W上，把殘留在基片W表面上的金屬離子除去后，再供給純水，進行純水置換，除去腐蝕液，然后，進行甩干。這樣，能夠同時進行基片表面周緣部的邊緣切割寬度C內的銅層的除去和背面的銅污染的除去，使該處理例如能夠在80秒內完成。而且，能夠任意(2～5mm)設定邊緣的邊緣切割寬度。但腐蝕所需的時間與切割寬度無關。
圖9和圖10表示熱處理(退火)裝置26。該熱處理裝置26，在具有基片W出入門1000的箱體1002內部，在其上下分別布置了例如加熱到400℃的電熱板1004、以及例如使冷卻水流過對基片W進行冷卻的冷卻板1006。并且，穿過冷卻板1006內部向上下方向延伸，在上端放置保持基片W的多個升降銷1008布置成升降自如狀態(tài)。再者，退火時把防止氧化用的氣體引入到基片W和電熱板1004之間的氣體引入管1010、以及從該氣體引入管1010引入，在基片W和電熱板1004之間流過的氣體進行排氣的排氣管1012，布置在電熱板1004的兩邊形成互相對置的位置上。
氣體引入管1010，被連接到混合氣體引入路1022內，對于內部具有過濾器1014a的N2氣引入路1016內所流過的N2氣、以及內部具有過濾器1014b的H2氣引入路1018內所流過的H2氣，在混合器1020內進行混合，在該混合器1020內混合后的氣體流入到混合氣體引入路1022內。
這樣，通過門1000而被傳送到箱體1002內的基片W由升降銷1008進行保持，使升降銷1008上升到由該升降銷1008保持的基片W和電熱板1004的距離例如達到0.1～1.0mm為止。在此狀態(tài)下，通過電熱板1004把基片W加熱到例如400℃，同時從氣體引入管1010引入防止氧化用的氣體，使其流過基片W和電熱板1004之間，從氣體排出管1012中排出。這樣一來，一邊防止氧化，一邊對基片W進行退火，使該退火例如持續(xù)進行數(shù)10秒～60秒，結束退火?；募訜釡囟?，選擇100～600℃。
退火結束后，由該升降銷1008來保持升降銷1008的基片W和冷卻板1006的距離；例如下降到0～0.5mm。在此狀態(tài)下，把冷卻水引入到冷卻板1006內，這樣，例如對基片冷卻10～60秒，使基片W的溫度達到100℃以下，對基片進行冷卻，該冷卻結束后的基片傳送到下一工序內。
而且，在該例中，作為防止氧化用的氣體，通過了N2氣和數(shù)％的H2氣互相混合后的混合氣體。但也可以僅流過N2氣體。
圖11～圖17表示對基片進行非電解電鍍的預處理的預處理裝置28。該預處理裝置28具有安裝在框架50的上部的固定框52、以及相對于固定框52進行上下移動的移動框54。在該移動框54上對處理頭60進行懸架支承，該處理頭60具有下方開口的有底圓筒狀外殼56和基片支架58。也就是說，在移動框54上安裝頭旋轉用伺服電機62，在伺服電機的向下方延伸的輸出軸(中空軸)64的下端上連結了處理頭60的外殼56。
在該輸出軸64的內部，如圖14所示，通過花鍵66而插裝了與該輸出軸64一起旋轉的垂直軸68，在該垂直軸68的下端，通過球節(jié)70來連結處理頭60的基片支架58。該基片支架58位于外殼部56的內部。并且，垂直軸68的上端，通過軸承72和托架而連結到固定在移動框54上的固定環(huán)升降用汽缸74上。這樣，隨著該升降用汽缸74的動作，垂直軸68獨立于輸出軸64進行上下移動。
并且，在固定框52上安裝線性導向器76，它在上下方向上延伸，變成移動框54的升降導向器，隨著頭升降用汽缸(無圖示)的動作，移動框54以線性導向器76為導向進行升降。
在處理頭60的外殼部56的周壁上設置了把基片W插入到其內部的基片插入窗56a。并且，在處理頭60的外殼部56的下部，如圖15和圖16所示，例如在PEEK制的主框架80以及例如聚乙烯制的導向框架82之間，夾持周緣部，布置密封環(huán)84。該密封環(huán)84用于和基片W的下面的周緣部相搭接，在此進行密封。
另一方面，在基片支架58的下面周緣部上安裝基片固定環(huán)86，利用布置在該基片支架58的基片固定環(huán)86內部的彈簧88的彈力，使圓柱狀的推動器90從基片固定環(huán)86下面向下方突出。再者，在基片支架58的上面和外殼部56的上壁部之間，布置了一種圓筒狀的波紋板92，它用于對內部進行氣密封，例如用聚四氟乙烯(注冊商標)制成，本身彎曲自如。
這樣一來，在使基片支架58上升的狀態(tài)下，把基片W從基片插入窗56a插入到外殼部56的內部。于是，該基片W由設置在導向板82的內周面上的錐形面82a進行導向，定位，安裝在密封環(huán)84上面的規(guī)定位置上。在此狀態(tài)下，使基片支架58下降，使該基片固定環(huán)86的推動器90接觸基片W的上面。然后，進一步使基片支架58下降，利用彈簧88的彈力向下方按壓基片W，這樣，利用密封環(huán)84壓接到基片W的表面(下面)的周緣部上，一邊對這里進行密封，一邊把基片W夾持在外殼部56和基片支架58之間。
而且，這樣，在用基片支架58來保持基片W的狀態(tài)下，若驅動頭旋轉用伺服電機62，則該輸出軸64和插裝在該輸出軸64內部的垂直軸68通過花鍵軸66而一起旋轉，因而，外殼部56和基片支架58也一起旋轉。
在處理頭60的下方，具有一種處理槽100，其內徑稍大于該處理頭60的外徑，它具有上方開口的外槽100a和內槽100b。在處理槽100的外周部，對安裝在蓋體102上的一對腳部104進行支承使其旋轉自如。再者，腳部104和曲柄106連結在一起，該曲柄106的空端以旋轉自如的狀態(tài)連結在蓋體移動用汽缸108的桿110上。這樣，隨著蓋體移動用汽缸108的動作，蓋體102從結構上能夠在對處理槽100的上端口部進行覆蓋的處理位置和側方的等待位置之間進行移動。在該蓋體102的表面(上面)上，如下所述，具有一種噴咀板112，它具有多個噴咀112a，用于向外方(上方)噴射例如具有還原力的電解離子水。
再者，如圖17所示，在處理槽100的內槽100b的內部，布置了噴咀板124，它具有多個噴咀124a，用于從藥液槽120向上方噴射隨藥液泵122的驅動而供給的藥液，該噴咀124a在內槽100b的整個橫斷面上更加均勻地分布。在該內槽100b的底面上連接一種用于把藥液(排出液)排出到外部的排水管126。在該排水管126的中途，安裝了三通閥門128，通過連接在該三通閥門128的一個出口端口上的返回管130，能夠根據(jù)需要，把該藥液(排出液)返回到藥液槽120內再次利用。再者，在該例中，設置在蓋體102表面(上面)的噴咀板112連接在例如用于供給純水等清洗液的清洗液供給源132上。并且，在外槽100a的底面上也連接了排水管127。
這樣，使保持基片的處理頭60下降，用處理頭60來堵塞處理槽100的上端開口部，進行覆蓋，在此狀態(tài)下，從布置在處理槽100的內槽100b內部的噴咀板124的噴咀124a向基片W噴射藥液，這樣能夠把藥液均勻地噴射到基片W的整個下面(處理面)上，而且，一邊能夠防止藥液向外部飛濺，一邊能夠從排水管126把藥液排出到外部。再者，使處理頭60上升，用蓋體102堵塞處理槽100上端開口部的狀態(tài)下，從蓋體102的上面所布置的噴咀板112的噴咀112a向由處理頭60保持的基片W噴射清洗液，這樣來對基片表面上殘留的藥液進行清洗處理。而且，該清洗液通過外槽100a和內槽100b之間，經(jīng)過排水管127進行排出，所以，能夠防止流入到內槽100b內部，防止清洗液混入藥液內。
若采用該預處理裝置28，則如圖11所示，在使處理頭60上升的狀態(tài)下，把基片W插入并保持在其內部，然后，如圖12所示使處理頭60下降，位于對處理槽100的上端開口部進行覆蓋的位置上。并且，旋轉處理頭60，一邊旋轉由處理頭60保持的基片W，一邊從布置在處理槽100內部的噴咀板124的噴咀124a中把藥液噴射到基片W上，從而跨基片W的整個面均勻地噴射藥液。并且，使處理頭60上升，停止在規(guī)定位置上，如圖13所示，使位于等待位置上的蓋體102移動到對處理槽100的上端開口部進行覆蓋的位置上。并且，在此狀態(tài)下，把清洗液從布置在蓋體102上面上的噴咀板124的噴咀112a中噴射到由處理頭60保持并使其旋轉的基片W上。這樣，能夠進行采用藥液的基片W處理和采用清洗液的清洗處理，而不使兩種液體相混合。
而且，調整處理頭60的下降位置，調整由該處理頭60來保持的基片W以及和噴咀板124的距離，這樣能夠任意調整從噴咀板124的噴咀124a噴射出的藥液達到基片W上的區(qū)域和噴射壓。在此，若循環(huán)使用藥液等預處理液，則隨著處理的進行而使有效成份減少，同時，由于附著在基片上而使預處理液(藥液)會被帶走，所以，希望分析預處理液的成分，添加不足的成分，為此并排設置預處理液管理裝置(無圖示)。具體來說，清洗所用的藥液，主要成分是酸或堿，所以，例如，測量PH，根據(jù)與規(guī)定值的差而補充減少的成分，同時能夠利用設置在藥液貯槽上的液面計來補充減少量。并且，關于催化劑液，例如在酸性鈀溶液的情況下，用PH來測量酸的量，并且用滴定法或比濁法來測量鈀的量，同樣地能夠補充減少的量。
圖18～圖24表示非電解電鍍裝置30。該非電解電鍍裝置30用于形成圖1D所示的保護膜9，它具有電鍍槽200(參見圖22和圖24)、以及布置在該電鍍槽200上方，以裝卸自如狀態(tài)來保持基片W的基片頭204。
基片頭204，如圖18的詳圖所示，具有外殼部230和頭部232，該頭部232主要由吸附頭234和圍繞該吸附頭234周圍的基片座236構成。并且，在外殼部230的內部，安裝基片旋轉用電機238和基片座驅動用汽缸240，該基片旋轉用電機238的輸出軸(空心軸)242的上端連結在回轉接頭244上；下端連結在頭部232的吸附圖234上，基片座驅動用汽缸240的活塞桿連結在頭部232的基片座236上。并且，在外殼部230的內部，設置了用于對基片座236的上升進行機械性限制的止動器243。
這里，在吸附頭234和基片座236之間，采用和上述相同的花鍵軸結構，隨著基片座驅動用汽缸240的動作，基片座236相對于吸附頭234進行上下移動，若利用基片旋轉用電機238的驅動來使輸出軸242旋轉，則隨著該輸出軸242的旋轉，吸附頭234和基片座236一起旋轉。
在吸附頭234的下面周緣部上如圖19～圖21所示，以下面為密封面，對基片W進行吸附保持的吸附環(huán)250通過壓環(huán)251進行安裝，在該吸附環(huán)250下面在圓周方向上連續(xù)設置的凹狀部250a、以及在吸附頭234內延伸的真空線路252，通過設置在吸附環(huán)250上的連通孔250b而互相連通。這樣，對凹狀部250a內進行抽真空，以此來吸附保持基片W，這樣，以小的寬度(徑向)按圓周狀抽真空，保持基片W，以此來把真空對基片W的影響(撓曲等)控制到最小限度，而且，把吸附環(huán)250浸入到電鍍液(處理液)中，這樣，不僅基片W的表面(下面)，而且也包括邊緣全部都能夠浸入到電鍍液中?；琖的松開，通過向真空線路252內供給N2氣而進行。
另一方面，基片座236形成為下方開口的有底圓筒狀，在其周壁上設置了用于把基片W插入內部的基片插入窗236a；在下端上設置了向內面突出的圓板狀的爪部254。再者，在該爪部254的上部，具有突起片256，其內周面上具有作為基片W的導向器的錐形面256a。
這樣，如圖19所示，在使基片座236下降的狀態(tài)下把基片W從基片插入窗236a插入到基片座236的內部。于是，該基片W由突起片256的錐形面256a進行導向，定位，安裝保持在爪部254的上面的規(guī)定位置上。在此狀態(tài)下，使基片座236上升，如圖20所示，使安裝保持在該基片座236的爪部254上的基片W的上面搭接到吸附頭234的吸附環(huán)250上。然后，通過真空管線252來對吸附環(huán)250的凹狀部250a抽真空，一邊使基片W的上面的周緣部密封在該吸附環(huán)250的下面上，一邊對基片W進行吸附保持。然后，在進行電鍍時，如圖21所示，使基片座236下降數(shù)mm，使基片W離開爪部254，變成僅由吸附環(huán)250進行吸附保持的狀態(tài)。這樣能夠防止由于爪部254的存在而造成基片W的表面(下面)的周緣部不能電鍍。
圖22表示電鍍槽200的詳細結構。該電鍍槽200在底部與電鍍液供給管308(參見圖24)相連接，在周壁部上設置了電鍍液回收溝槽260。在電鍍槽200的內部，布置了2塊整流板262、264，它使在此向上方流動的電鍍液流保持穩(wěn)定，并且，在底部設置了溫度測量儀266，用于測量被引入到電鍍槽200內部的電鍍液的溫度。并且，在電鍍槽200的周壁外周面的由電鍍槽200保持的電鍍液的液面的稍稍靠上方的位置上，面向直徑方向的稍傾斜的上方，在電鍍槽200的內部，設置了噴咀268，用于噴射由PH為6～7.5的中性液構成的停止液，例如純水。這樣，電鍍結束后，把由頭部232保持的基片W從電鍍液的液面稍向上方提升，暫且停止，在此狀態(tài)下，面向基片W，從噴咀268噴射純水(停止液)，立即冷卻基片W，這樣，能夠防止基片W上殘存的電鍍液進行電鍍。
再者，在電鍍槽200的上端開口部上，設置了一種開關自如的電鍍槽蓋270，它在無負荷(空轉)時等未進行電鍍處理時，關閉電鍍槽200的上端開口部，防止電鍍液從該電鍍槽200中蒸發(fā)掉，造成浪費。
該電鍍槽200如圖24所示，在底部連接到電鍍液供給管308上，該供給管從電鍍液貯槽302延伸，并在中途安裝了電鍍液供給泵304和三通閥306。這樣，在電鍍處理中，從其底部向電鍍槽200內供給電鍍液，把溢出的電鍍液從電鍍液回收溝槽260回收到電鍍液貯槽302內，能夠使電鍍液進行循環(huán)。并且，在三通閥306的一個出口端口上，連接了返回到電鍍液貯存槽302內的電鍍液返回管312。這樣，在等待電鍍時也能夠使電鍍液循環(huán)，以此構成了電鍍液循環(huán)系統(tǒng)。這樣，通過電鍍液循環(huán)系統(tǒng)，平常使電鍍液貯槽302內的電鍍液進行循環(huán)，因此，與單純貯存電鍍液時相比，能夠減小電鍍液濃度的下降率，增加能夠處理基片W的數(shù)量。
尤其，在該例中，通過控制電鍍液供給泵304，能夠在等待電鍍時和進行電鍍處理時分別設定循環(huán)的電鍍液的流量。也就是說，等待電鍍時的電鍍液的循環(huán)流量，例如設定為2～20升/分(L/min)；電鍍處理時的電鍍液的循環(huán)流量，例如設定為0～10升/分。這樣，在等待電鍍時能夠確保電鍍液的大的循環(huán)流量，使容器內的電鍍液溫度保持一定；在電鍍處理時，能夠減小電鍍液的循環(huán)流量，形成更均勻的厚度的保護膜(電鍍膜)。
設置在電鍍槽200底部附近的溫度測量儀266，對引入到電鍍槽200內部的電鍍液溫度進行測量，根據(jù)其測量結果，控制下述加熱器316和流量計318。
也就是說，在該例中備有加熱裝置322，其中使用另外設置的加熱器316進行加溫，把通過了流量計318的水用作熱媒體，把熱交換器320設置在電鍍液貯槽302內的電鍍液中，間接地對該電鍍液進行加熱；以及攪拌泵324，用于使電鍍液貯槽302內的電鍍液循環(huán)進行攪拌。這是因為，在非電解電鍍中有時電鍍液在高溫(約80℃)下使用，以便對此適應。若采用該方法，則與直通加熱方式相比，能夠防止雜質等混入到非常敏感的電鍍液中。
圖23表示設置在電鍍槽200側邊上的清洗槽202的詳細情況。在該清洗槽202的底部上，在噴咀板282上安裝布置了用于向上方噴射純水等清洗液的多個噴咀280，該噴咀板282連結在噴咀上下軸284的上端上。再者，該噴咀上下軸284，通過改變噴咀位置調整用螺絲桿287以及與該螺絲桿287進行螺紋結合的螺母288的螺紋結合位置，能夠上下移動，這樣，能夠把噴咀280和布置在該噴咀280上方的基片W的距離調整到最佳狀態(tài)。
再者，在清洗槽202的周壁外周面的噴咀280的上方，設置了頭清洗噴咀286，用于向直徑方向的稍稍傾斜的下方，向清洗槽202內部噴射純水等清洗液，向基片頭204的頭部232的至少與電鍍液相接觸的部分上噴射清洗液。
在該清洗槽202中，把由基片頭204的頭部232進行保持的基片W布置在清洗槽202內的規(guī)定位置上，從噴咀280中噴射純水等清洗液(沖洗液)，對基片W進行清洗。這時，從頭清洗噴咀286中同時噴射純水等清洗液，用該清洗液來清洗基片頭204的材料部232的至少與電鍍液相接觸的部分，因此，能夠防止在浸入了電鍍液內的部分上積存析出物。
在非電解電鍍裝置30中，在使基片頭204上升的位置上，如上所述利用基片頭204的頭部232來吸附保持基片W，同時使電鍍槽200的電鍍液進行循環(huán)。
并且，在進行電鍍處理時，打開電鍍槽200的電鍍槽蓋270，使基片頭204一邊旋轉，一邊下降，把由頭部232保持的基片W浸漬到電鍍槽200內的電鍍液內。
然后，在使基片W在電鍍液中浸漬了規(guī)定時間之后，使基片頭204上升，把基片W從電鍍槽200內的電鍍液中拉上來，根據(jù)需要，如上所述把純水(停止液)從噴咀268中噴射到基片W上，直接冷卻基片W，再使基片頭204上升，把基片W拉上來，使其達到電鍍槽200的上方位置上，使基片頭204停止旋轉。
然后，利用基片頭204的頭部232來吸附保持基片W，在此狀態(tài)下使基片頭204移動到清洗槽202的正上方位置上。并且，一邊使基片頭204旋轉，一邊使其下降到清洗槽202內的規(guī)定位置上，使純水等清洗液(沖洗液)從噴咀280中噴射，對基片W進行清洗，同時，從頭清洗噴咀286中噴射純水等清洗液，用該清洗液來清洗基片頭204的頭部232的至少與電鍍液相接觸的部分。
在基片W的清洗結束后，使基片頭204停止旋轉，使基片頭204上升，把基片W向上拉到清洗槽202的上方位置上，再把基片頭204移動到與傳送機械手16傳遞的位置上，把基片W傳遞(授受)到該傳送機械手16內，傳送到下一工序。
在該非電解電鍍裝置30中，如圖24所示，具有電鍍液管理裝置330，用于對非電解電鍍裝置30所保有的電鍍液的量進行測量，同時，例如利用光吸收測量光度法、滴定法、電化學測量等方法，分析電鍍液的成分，補充電鍍液中不足的成分。并且，對這些分析結果進行信號處理，對電鍍液中不足的成分，從無圖示的補充槽中用定量泵等向電鍍液貯槽302內補充，對電鍍液的液量和成分進行控制，這樣能夠使薄膜鍍層實現(xiàn)良好的重復性(再現(xiàn)性)。
該電鍍液管理裝置330具有溶解氧濃度計332，它例如用電化學方法等來測量非電解電鍍裝置30所具有的電鍍液的溶解氧，根據(jù)該溶解氧濃度計332的指示，例如利用脫氣、氮吹入及其他方法，能夠把電鍍液中的溶解氧濃度控制到一定程度。這樣，把電鍍液中的溶解氧濃度控制到一定程度，就能夠使電鍍反應實現(xiàn)良好的重復性。
而且，若反復利用電鍍液，則由于從外部帶入或者其本身分解，可能使某特定成分積累起來，造成電鍍的重復性和膜層質量變壞。通過增加對這種特定成分有選擇地除去的機構，能夠延長液體壽命，改善重復性。
圖25表示研磨裝置(CMP裝置)32的一例。該研磨裝置32具有研磨臺822，其上面粘附研磨布(研磨墊)820，構成研磨面；以及頂部環(huán)824，用于保持基片W，使其被研磨面朝向研磨臺822。并且，分別使研磨臺822和頂部環(huán)824進行自轉，一邊從設置在研磨臺822上方的磨料液噴咀826中供給磨料液，一邊利用頂部環(huán)824以一定的壓力把基片W按壓到研磨臺822的研磨布820上，這樣對基片W的表面進行研磨。而且，研磨墊也可以使用預先加入磨料顆粒的固定磨料粒方式的研磨墊。
若利用這種CMP裝置繼續(xù)進行研磨作業(yè)，則研磨布820的研磨面的研磨力下降，為了恢復該研磨力，設置修整器828，利用該修整器828在更換被研磨的基片W時對研磨布820進行修整。在該修整處理中，一邊把修整器328的修正面(修整部件)按壓到研磨臺822的研磨布820上，一邊使其自轉，這樣，即可除去附著在研磨臺上的磨料液和切削屑，同時對研磨臺進行修平和整形，使研磨面再生。并且，也可以在研磨臺822上安裝一種用于監(jiān)視基片表面狀態(tài)的監(jiān)視器，當場(In-situ)檢測出研磨的終點(end point)，并且，也可以安裝一種用于當場檢測基片精加工狀態(tài)的監(jiān)視器。
圖26和圖27表示具有翻轉機的膜厚測量儀24。如同圖所示，該膜厚測量儀24具有翻轉機339，該翻轉機339具有翻轉桿353、353。該翻轉桿353、353具有從其左右兩側來夾持基片W的外周，將其旋轉180度使其翻轉的功能。并且在該翻轉桿353、353(翻轉臺)的正下面設置圓形安裝臺355，在安裝臺355上設置多個膜厚傳感器S。安裝臺355在結構上利用驅動機構357能夠上下移動自如。
并且，翻轉基片W時，安裝臺355在基片W下方的實線位置上等待，在翻轉之前或之后上升到虛線所示的位置上，使膜厚傳感器S接近保持在翻轉桿353、353上的基片W，對其膜厚進行測量。
若采用該例，則由于不受傳送機械手的桿等的限制，所以，能夠把膜厚傳感器S設置在安裝臺355上的任意位置上。并且，安裝臺355采用上下移動自如的結構，所以，也能夠在測量時調整基片W和傳感器之間的距離。并且，也能夠安裝符合檢測目的多種傳感器，在各傳感器測量時分別更改基片W和各傳感器之間的距離。但是，安裝臺355進行上下移動，所以需要一定的測量時間。
在此，膜厚傳感器S例如使用渦流傳感器。渦流傳感器產(chǎn)生渦流，使基片W導通，對返回來的電流的頻率和損耗進行檢測，這樣來測量膜厚。采用非接觸方式。再者，光學傳感器也適用于膜厚傳感器S。光學傳感器是把光照射到試樣上，能夠根據(jù)反射的光信息來直接測量膜厚，它不僅能夠測量金屬膜，也能夠測量氧化膜等絕緣膜的厚度。膜厚傳感器S的設置位置不僅限于圖示位置，在希望測量的位置上可安裝任意個數(shù)的傳感器。
以下進一步參照圖28，詳細說明利用這樣構成的基片處理裝置，在圖1A所示的形成了籽晶層6的基片W上形成銅布線的一連串處理。
首先，把表面上形成了籽晶層6的基片W從傳遞箱10中一片一片地取出來，傳送到裝卸站14處。然后，利用傳送機械手16把已傳送到了該裝卸站14上的基片W傳送到膜厚測量儀24內，用該膜厚測量儀24來測量初始膜厚(籽晶層6的膜厚)。然后，根據(jù)需要使基片翻轉，將其傳送到電鍍裝置18內，在電鍍裝置18內，如圖1B所示，在基片W表面上淀積銅層7，進行銅埋入。
并且，利用傳送機械手16把已形成了該銅層7的基片傳送到清洗干燥裝置20內，利用純水對基片W進行清洗，甩干，或者，在電鍍裝置18內具有甩干功能的情況下，在該電鍍裝置18內對基片W進行甩干(除水)，把該干燥后的基片傳送到斜面腐蝕/背面清洗裝置22內。
在該斜面腐蝕/背面清洗裝置22內，把附著在基片W的斜面(邊緣)部上的不需要的銅腐蝕去掉，同時，用純水等來清洗基片的背面，然后，和上述情況一樣，用傳送機械手16把基片傳送到清洗干燥裝置20內，用純水對基片W進行清洗，進行甩干，或者在斜面腐蝕/背面清洗裝置20內具有甩干功能的情況下，利用斜面腐蝕/背面清洗裝置22來對基片W進行甩干，利用傳送機械手16把該干燥后的基片傳送到熱處理裝置26內。
在該熱處理裝置26內，對基片W進行熱處理(退火)。并且，用傳送機械手16把該熱處理之后的基片W傳送到膜厚測量儀24內，在此，測量銅的膜厚，從該測量結果和上述初始膜厚的測量結果的差中求出銅層(參照圖1B)的膜厚，根據(jù)該測量后的膜厚，例如對下次基片的電鍍時間進行調整，并且，在膜厚不足的情況下，再次通過電鍍來增加銅的成膜厚度。然后，利用傳送機械手16來把該膜厚測量之后的基片W傳送到研磨裝置32內。
在該研磨裝置32內，如圖1所示，把淀積在基片W表面上的不需要的銅層7和籽晶層6研磨除去，使基片W的表面變成平整狀態(tài)。這時，例如用監(jiān)視器來檢查膜厚和基片的精加工狀態(tài)，在由該監(jiān)視器檢測出了終點時，結束研磨。然后，利用傳送機構手16把該研磨后的基片W傳送到清洗干燥裝置20內，由該清洗干燥裝置20用藥液來清洗基片表面，再用純水清洗后進行高速旋轉，加以甩干。然后，用傳送機械手16把該甩干后的基片W傳送到預處理裝置28內。
在該預處理裝置28內，進行電鍍預處理，例如清除基片表面上附著的Pd催化劑和清除基片的露出表面上附著的氧化膜等中的至少一方附著物。然后，把該電鍍預處理后的基片如上所述用傳送機械手16傳送到清洗干燥裝置20中，用純水來清洗基片W并甩干，或者在預處理裝置28中具有甩干功能的情況下，利用該預處理裝置28來把基片W甩干(切液)，用傳送機械手16把該干燥后的基片傳送到非電解電鍍裝置30內。
在該非電解電鍍裝置30中，如圖1D所示，在露出的布線8的表面上，例如進行非電解電鍍CoWP，在布線8向外部露出的表面上有選擇地形成由CoWP合金膜構成的保護膜(電鍍膜)9，以保護布線8。該保護膜9的厚度為0.1～500nm，更好的是1～200nm，最好的是10～100nm。這時，例如對保護膜9的厚度進行監(jiān)視，當該膜厚達到規(guī)定值時，也就是說，在檢測出終點時，結束非電解電鍍。
然后，非電解電鍍已結束的基片由傳送機械手16傳送到清洗干燥裝置20內，在清洗干燥裝置20內用藥液來清洗基片表面，再用純水清洗(沖洗)后，高速旋轉進行甩干。然后，用傳送機械手16把該甩干后的基片W經(jīng)過裝卸站14送回到傳遞箱10內。
圖29表示本發(fā)明另一實施方式的電鍍裝置。該圖29所示的實施方式的電鍍裝置，與圖3所示的電鍍裝置的不同點是，基片臺504使用了在其表面上設置了平面的基片安裝面504e的結構，使基片W直接搭接到該基片安裝面504e的表面上，進行安裝保持。其他結構與圖3所示的相同。
圖30表示本發(fā)明的另一個其他實施方式的電鍍裝置。該實施方式的電鍍裝置與圖3所示的電鍍裝置的不同點是基片臺504采用了在其表面上形成凹部504f，在該凹部504f內粘貼了背后薄膜564的結構，使基片W搭接到該背后薄膜564的表面上進行安裝保持。其他結構與圖3所示的相同。
圖31表示的另一個其他實施方式的電鍍裝置。該圖31所示的實施方式的電鍍裝置與圖31所示的電鍍裝置的不同點是電極頭502使用了其直徑比基片臺504的直徑小的結構。在該例中，由于電極頭502的直徑比基片臺504的直徑小，所以，若在對電極頭502和基片臺504進行固定的狀態(tài)下，進行電鍍，不能夠在由基片臺504保持的基片W的整個面上進行電鍍。因此，在該例中，在把陰電極512和陽極526連接到電鍍電源560上進行電鍍時，通過搖動桿500，使電極頭502搖動，使同時的電極頭502或基片臺504中的至少一方進行旋轉。其他結構與圖30所示的相同。
圖32表示本發(fā)明的另一其他實施方式的電鍍裝置。該實施方式的電鍍裝置與圖29所示的電鍍裝置的不同點是在搖動桿500的空閑端上安裝了一種驅動體580，它旋轉自如而且獨立于電極頭500進行上下移動，因此具有按壓分離機構的作用。并且，將該驅動體580以及內部安裝陽極526且下端開口由多孔性體528進行堵塞并對陽極室530進行區(qū)劃形成的上下移動外殼522，通過布置在該上下移動外殼522內布置的支持體528，利用滾珠軸承584進行連結，隨著驅動體580的上下移動，通過該滾珠軸承584把負荷集中到一點上，按壓上下移動外殼522。
在該例中，在驅動體580上設置了法蘭盤580a；在支持體582上設置了具有止動器作用的法蘭盤582a。并且，在驅動體580的法蘭盤580a上在利用壓縮螺旋彈簧586來施加彈力的狀態(tài)下安裝向下方突出的止動銷588，使該止動銷588的下端以彈性狀態(tài)搭接到支持體582的法蘭盤(止動器)582a上，這樣，使支持體582和上下移動外殼522保持水平。其他結構與圖29所示的相同。
而且，上述例表示利用銅作為布線材料的例子。但是，除了該銅外，也可以使用銅合金、銀和銀合金等。這種情況在以下的例子中也是一樣。
若采用本發(fā)明，則在溝槽和導通孔內部優(yōu)先進行電鍍，埋入布線材料(金屬膜)，因此，能夠提高電鍍后的表面的平整性。這樣，能夠減小或者省略CMP這樣的凸部的選擇性腐蝕工藝的負荷，不僅能降低成本，而且也能解決變形和氧化物腐蝕等CMP特有的問題。
圖33和圖34表示本發(fā)明的另一個其他實施方式的電鍍裝置的主要部分的概況。該電鍍裝置具有把多孔性接觸體702、電鍍液浸漬材703和陽極704安裝在外殼707內的陽極室706內的電極頭701，該電極頭701通過支承零件711和氣囊709而安裝在主軸710上。在外殼707的下端上，安裝了密封環(huán)78和陰極電極712。在該圖中表示出在表面上設置了籽晶層6的基片W。
電極頭701是把陽極704、電鍍液浸漬材703和多孔性接觸體702依次設置在外殼707內而構成的。
設置在該電極頭701的最下部的多孔性接觸體702，其構成大致上與上述各例中的多孔性墊534的下層墊534a相同，在此，其說明從略。
而且，多孔性接觸體702既可以是，例如從中心向外側其厚度發(fā)生變化，逐漸增大，也可以是多孔性接觸體702的微細穿通孔的直徑發(fā)生變化，例如從中心向外側逐漸減小。這些可以通過對粉體原料的粒徑從中心向外側逐漸減小來實現(xiàn)。并且，多孔性接觸體702的微細穿通孔的直徑本身也可以是，從陽極704側向基片W側使直徑逐漸減小。它可以例如通過對粉體原料的粒徑向連接基片的面逐漸減小而實現(xiàn)。
再者，既可以把相對較硬的多孔性體和相對較軟的多孔性體重疊起來作為多孔性接觸體702，也可以把多孔性接觸體702制成中心向下凸起的形狀。
另一方面，電鍍液浸漬材703具有保持電鍍液Q，送入到多孔性接觸體702的表面和基片W的籽晶層6之間的作用，其構成大致上與上述各例中的電鍍液浸漬材532相同，所以，在此，其說明從略。
并且，陽極704和上述情況一樣，既可以是被電鍍的金屬，也可以是白金、鈦等非溶解性金屬或者是在金屬上電鍍白金等的非溶解性電極。
陽極704，希望其上部也被浸漬在電鍍液Q內，并且，希望在其上部上設置空間部。該空間部存貯在使用非溶解性電極的情況下生成的氧氣等氣體，同時通過閥門(無圖示)從外部引入空氣等，這樣，也能夠提高電極頭701整體的壓力，或者也能夠控制由于電鍍液自重而從多孔性接觸體702的微細穿通孔中流出的電鍍液的量。
電極頭701依靠具有一定彈性的支承零件711而安裝在主軸710上。并且，在電極頭701和主軸710之間，設置了氣囊709。并且，通過調節(jié)該氣囊709中的空氣多少，能夠使電極頭701整體上下移動，能夠調節(jié)對基片W的籽晶層6的壓力。
設置在外殼707的底部圓周上的密封環(huán)708，由具有彈性和不漏液性的材料，例如橡膠或塑料而形成，防止電鍍時電鍍液從多孔性接觸體702側面漏出。并且，也可以采用這樣的結構即使在多孔性接觸體702和基片W的籽晶層6為非接觸的狀態(tài)下，也是該密封環(huán)708不離開基片W的籽晶層6，防止電鍍液漏出。并且，在密封環(huán)708的外側設置了一種陰極電極712，用于接觸基片W的籽晶層6，進行供電。
而且，在圖33中，在多孔性接觸體702和電鍍液浸漬材703之間，設置了間隙，使該間隙內存在電鍍液Q。但也可以在該間隙內設置軟質的海棉等。并且，也可以是不設置間隙，使多孔性接觸體702和電鍍液浸漬材703直接接觸。在后者的情況下，在必須利用電鍍液浸漬材703的形狀來使電場均勻的情況下，也可以形成這樣的多孔性接觸體702的形狀，它符合電鍍液浸漬材703的形狀。再者，電極頭701利用支承零件711而安裝在主軸710上，在電極頭701和主軸710之間安裝氣囊709，但也可以把電極頭701直接安裝在主軸710上，用傳動機構等來使主軸710整體進行移動。
圖34表示電鍍裝置的整個結構。在該電鍍裝置中，具有綜合控制部721、施加電壓控制部722、電鍍電源732、運動控制部724、加壓泵725、傳動機構726和基片臺730。
該電鍍裝置是采用了所謂面朝上方式的電鍍裝置。基片W表面朝上安放在基片臺730上。當電鍍時，相對于該表面朝上的基片W，電極頭701下降，多孔性接觸體702的表面接觸基片W的籽晶層6。并且，陰極電極712接觸基片W的表面的籽晶層6，能夠通電。而且，在該例中，保持基片，使其表面朝上(面朝上)。但也可表面朝下(面朝下)保持基片，或者把基片保持在垂直方向上。
另一方面，電極頭701中的電鍍液Q灌滿到陽極704內部所設置的細孔中、充滿電鍍液浸漬材703和多孔性接觸體702的內部，供給到基片W的籽晶層6的上面(表面)上。供給電鍍液的時間既可以是在多孔性接觸體702和籽晶層6接觸之前，也可以是在接觸之后。但若考慮抽出空氣，則希望在即將接觸之前進行供給。
在此狀態(tài)下，若在陽極704和基片W上的籽晶層6之間施加電鍍電壓，流過電流，則在籽晶層6的表面上進行電鍍(例如鍍銅)。于是，在陽極704和基片W的籽晶層6之間，具有電鍍液浸漬材703和多孔性接觸體702，而且多孔性接觸體702接觸基片W的凸部，所以在容易供給電鍍液的基片W的微細凹部的內部優(yōu)先析出金屬，優(yōu)先填埋該溝槽。
并且，電鍍液在使用添加劑，尤其使用其所含的成分吸附在電流密度高的凸部，對該部分的電鍍析出進行抑制的添加劑的情況下，添加劑作用于形成凸部的基片微細凹部以外的部分上，進一步提高微細凹部內部優(yōu)先電鍍析出。
并且，在進行了一定程度的電鍍時，根據(jù)從綜合控制部721來的信息，由施加電壓控制部722來改變電壓的施加狀態(tài)，同時由運動控制部724使傳動機構726和加壓泵725和電鍍電壓的施加狀態(tài)的變化相關聯(lián)進行運動，以便改變基片W和電極頭701的按壓狀態(tài)進行變化。
例如，當電鍍液中的成分減小時，由施加電壓控制部722來停止施加電鍍電壓，與此同時，利用運動控制部724來移動基片W上的籽晶層6和電極頭701的多孔性接觸體702的位置，這樣，重新供給電鍍液，同時，即使電鍍條件不充分時，也能進行電鍍，能夠獲得均勻的鍍膜。
如上所述，利用綜合控制部721、施加電壓控制部722和運動控制部724，一邊使電壓施加狀態(tài)的變化、多孔性接觸體702對籽晶層6的按壓狀態(tài)的變化互相相關聯(lián)，一邊進行規(guī)定時間的電鍍，然后，使電極頭701上升，使多孔性接觸體702和基片W的電鍍面分離。
這時，在多孔性接觸體702的空孔內會殘存金屬析出物，但把多孔性接觸體702的表面浸漬到另行準備的腐蝕槽(無圖示)內，即可很容易地除去金屬析出物。
若采用本發(fā)明，則能夠在溝槽等微細凹部內優(yōu)先進行電鍍，所以，用較少的電鍍液消耗量即可，再者，即使構成由基片和多孔性接觸體包圍的容積的電鍍槽，也能夠大幅度減小電鍍液的使用量。再者，例如由于停止電鍍時的移動運動和加壓運動能夠促進向微細凹部內補充電鍍液，所以，對抑制空隙的發(fā)生等也有效果。
這樣，本發(fā)明尤其有利于使用在用銅等金屬在基片上進行埋入電鍍的鑲嵌(ダマシン)工藝中。
以下列舉實施例，進一步詳細說明本發(fā)明。但本發(fā)明并不受這些實施例的任何限制。
(實施例)對于具有圖35所示的寬度小的窄溝槽(深度1μm，寬度0.18μm)4a、以及比它的寬度大的寬溝槽(寬度100μm)4b的基片W，按照通常的方法進行了阻擋層金屬處理。接著，利用濺射法來形成80nm厚的籽晶層6，作為試驗用樣品。
對該試驗用樣品，利用具有圖34所示的構成的電極頭(陽極704是具有孔的含磷銅)701的電鍍裝置，使用表1所示的成分的氧化銅電鍍液進行電鍍。電鍍條件示于圖36，通電圖形是，籽晶層6和多孔性接觸體702最初在非接觸狀態(tài)下用1V的電鍍電壓開始電鍍，10秒后停止通電。然后，使籽晶層6和多孔性接觸體702相接觸，進行1秒鐘的磨合運動(微小的上下運動)，然后，加電鍍電壓5秒鐘。接著，在停止加電鍍電壓的同時，使籽晶層6和多孔性接觸體702變成非接觸狀態(tài)。再者，在該非接觸狀態(tài)下使基片W進行旋轉運動后，使籽晶層6和多孔性接觸體702相接觸，加電壓5秒種。這種電鍍電壓的施加、籽晶層6和多孔性接觸體702的接觸、非接觸的狀態(tài)進行8分鐘后，結束電鍍。并且，其間的陽極室706內的壓力P6和氣囊709內的壓力P7如圖36所示進行了調整。
從該電鍍中可以獲得圖37所示的模式圖所示的銅層7。
<酸性銅電鍍液成分>
硫酸銅(5水合鹽) 225g/L硫酸 55g/L氯 66ppm聚乙烯醇(MW Ca.10000)500mg/L雙(3-磺丙基)二硫化物(SPS)20mg/L煙魯綠(janus green) 1mg/L從圖37中可以看出，若采用本發(fā)明，則在寬度小的溝槽4a和寬度大的溝槽4b等微細凹部的內部，能夠優(yōu)先進行電鍍析出，抑制在凸部的電鍍析出，其結果，在整個銅層7的膜厚不增大的狀態(tài)下，寬度小的溝槽4a和寬度大的溝槽4b等微細凹部的內部完全可以填滿銅。
該機構可以由圖38表示。也就是說，在最初階段，凹部的金屬表面為a1的高度，而凸部的金屬表面，從凹部的高度來看為a2的高度。并且，利用本發(fā)明，在凹部能夠優(yōu)先進行電鍍析出，抑制在凸部的電鍍析出，其結果，在凹部的電鍍速度用h表示，而在凸部的電鍍速度變成H。并且，該速度差的結果，若凸部和凹部的高度相同(h1)，則電鍍速度沒有差別，按相同速度進行電鍍。
圖39表示本發(fā)明的另一個其他實施方式中的電鍍裝置的概要。與該圖39所示的電鍍裝置的上述圖29所示的電鍍裝置的不同點如下。
也就是說，在電極頭502上備有一種按壓機構，其結構在該例中由氣囊548構成，用于以任意壓力來把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的表面(被鍍面)上。也就是說，在該例中，在旋轉外殼520的頂板的下面和上下移動外殼522的頂板的上面之間，布置了環(huán)狀的氣囊(按壓機構)548，該氣囊548通過加壓流體引入管549而連接在加壓流體供給源(無圖示)上。
這樣一來，在把搖動桿500固定到規(guī)定位置(處理位置)上使其不能上下移動的狀態(tài)下，用壓力P8來對氣囊548的內部進行加壓，因此，能夠以任意壓力把下層墊534a均勻地按壓到由基片臺504保持的基片W的表面(被鍍面)上，若使上述壓力P8返回到大氣壓，則能夠解除下層墊534a的按壓。
陰極電極512與電鍍電源560的陰極進行電氣連接；陽極526與電鍍電源560的陽極進行電氣連接。
以下說明用該電鍍裝置進行電鍍時的操作。首先，在把基片W吸附保持在基片臺504的上面上的狀態(tài)下，使基片臺504上升，使基片W的周緣部接觸陰極電極512，形成能通電的狀態(tài)，進一步上升，使密封材料514壓接到基片W的周緣部上面上，使基片W的周緣部進行水密封。
另一方面，電極頭502，從取消負荷進行電鍍液置換和除泡等的位置(無負荷位置)起，在把電鍍液Q保持在內部的狀態(tài)下，位于規(guī)定位置(處理位置)。也就是說，暫且使搖動桿500上升，再使其旋轉，以此使電極頭502位于基片臺504的正上方位置上，然后，使其下降，在達到規(guī)定位置(處理位置)時停止。并且，對陽極室530內加壓，使電極頭502內保持的電鍍液Q從多孔性墊534的下面流出。然后，把加壓空氣引入到氣囊548內，把下層墊534a向下方按壓。
在此狀態(tài)下，分別使電極頭502和基片臺504進行旋轉(自轉)。這樣一來，由于多孔性體528(下層墊534a)的表面的表面粗度、或者在把多孔性體528(下層墊534a)朝向基片W的被鍍面按壓時該多孔性體528(下層墊534a)上產(chǎn)生的彎曲和翹曲等，如圖40所示，在多孔性體528(下層墊534a)和基片W的被鍍面P之間局部產(chǎn)生間隙S，即使該間隙S內存在電鍍液Q，也能夠利用該該旋轉所產(chǎn)生的離心力來把該間隙S內所存在的電鍍液Q排出到外部。這樣，由于排除電鍍液Q，所以能夠把多孔性體528(下層墊534a)的整個面均勻地按壓到基片W的被鍍面S上使其緊密結合。
而且，在該例中，表示把下層墊534a按壓到下方之后，分別使電極頭502和基片臺504進行旋轉，但是也可以把加壓空氣引入到氣囊548內，在把下層墊534a向下方按壓時，預先使電極頭502和基片臺504旋轉，在按壓后也按規(guī)定時間繼續(xù)進行該旋轉。
并且，為了在多孔性體528(下層墊534a)和基片W的被鍍面P之間局部產(chǎn)生的間隙S內存在的電鍍液Q被排除，把多孔性體528(下層墊534a)的整個面均勻地按壓到基片W的被鍍面S上使其緊密結合，要使電極頭502和基片臺504旋轉足夠長的時間，然后，停止該旋轉。
然后，把陰極電極512連接到電鍍電源560的陰極上；把陽極526連接到電鍍電源560的陽極上，這樣，對基片W的被鍍面進行電鍍。這樣，用任意壓力把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的被鍍面上，而且在提高兩者的緊密結合性的狀態(tài)下進行電鍍，這樣能夠消除下層墊534a和基片W的被鍍面的溝槽等的布線用微細凹部以外的部分(圖形部以外的部分)之間的間隙，在設置在基片上的布線用微細凹部的內部有選擇地析出電鍍膜。
并且，在按規(guī)定時間繼續(xù)進行電鍍之后，解除陰極電極512和陽極526的電鍍電源560的連接，同時，使陽極室530返回到大氣壓，再使氣囊548返回到大氣壓，解除下層墊534a對基片W的按壓。并且，使電極頭502上升。
根據(jù)需要按規(guī)定次數(shù)重復上述操作，在基片W的表面(被鍍面)上形成足夠厚的銅層(參見圖1B)，以便填埋布線用微細凹部，然后，使電極頭502旋轉，返回到原有位置(無負荷位置)上。
圖41表示本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置的主要部分。該例與圖39所示的例的不同點是在基片臺504的上面的基片安裝部上，安裝壓電振子590，利用該壓電振子590來使由基片臺504安裝的基片W進行與基片W的被鍍面相垂直的上下方向的振動。
該例和上述情況一樣，面向由基片臺504保持的基片W按壓下層墊534a之后，通過壓電振子590使基片W在上下方向上按規(guī)定時間振動，或者在按壓時，預先通過壓電振子590使基片W在上下方向上振動，在按壓下層墊534a之后，也按規(guī)定時間繼續(xù)進行該振動。這樣一來，如圖40所示，在多孔性體528(下層墊534a)和基片W的被鍍面P之間局部產(chǎn)生間隙S，即使在該間隙S內存在電鍍液，也能夠把該間隙S內存在的電鍍液Q伴隨該振動而排除到外面。尤其，如該例所示，使基片W在與被鍍面相垂直的方向上振動，使多孔性體和基片的被鍍面不會互相磨擦接觸，因此，能夠防止電鍍表面受傷。再者，振子采用壓電振子590，因此，能夠實現(xiàn)機構的小型化。
圖42表示本發(fā)明的另一其他實施方式中的電鍍裝置的主要部分。該例與圖39所示的例的不同點是在基片臺504的上面上，例如形成用于保持純水等液體的貯槽504g，同時在該貯槽504g的內部設置了超聲波振子592，用于對該貯槽504g內的液體施加超聲波，使該液體進行高頻振動。
該例，在基片臺504的貯槽504g內灌滿純水等液體，與上述情況一樣，把基片W吸附保持在基片臺504的上面上。這時，使基片臺504保持的基片W和基片臺504的貯槽504g內的液體進行接觸。并且，面向由基片臺504保持的基片W，按壓下層墊534a之后，通過超聲波振子592向基片臺504的貯槽504g內的液體施加超聲波振動。于是，液體的超聲波振動傳遞到基片W上使基片振動，再從電鍍液Q傳遞到多孔性體528上，使其振動。這樣一來，與上述情況一樣，在多孔性體528(下層墊534a)和基片W的被鍍面P之間局部產(chǎn)生的間隙S內存在的電鍍液Q，隨著該振動能夠排除到外面。
而且，與上述情況一樣，在按壓下層墊534a時，也可以預先通過超聲波振子592把超聲波振動施加到基片臺504的貯槽504g內的液體內。
圖43表示本發(fā)明的另一個其他實施方式中的電鍍裝置的主要部分。該例與圖39所示的例的不同點是在對陽極室530進行區(qū)劃形成的上下移動的外殼522的頂板上，安裝壓力端口594，在該壓力端口594上通過開關閥596來連接作為壓力控制部的真空泵598。
若采用該例，則驅動真空泵598，對陽極室530內抽真空，使陽極室530內的壓力低于大氣壓(負壓)，因此，如圖44所示，對于多孔性體528(534a)和基片W的被鍍面P之間的間隙S內存在的電鍍液Q進行抽取，促進電鍍液Q通過多孔性體528(534a)的內部而流入到陽極室530內，能夠從間隙S中排除電鍍液Q。
而且，該電鍍液的抽取排除作業(yè)，和上述各例一樣，面向由基片臺504保持的基片W，按壓下層墊534a之后進行，或者按壓時預先進行。但也可以在電鍍中繼續(xù)進行。
并且，在圖43所示的例中，表示在壓力端口594上通過開關閥596來連接真空泵598的例子。但是，也可以連接加壓泵來取代該真空泵598，并在上下移動外殼內設置排氣端口，利用由加壓泵對陽極室530內進行的加壓，以及從排氣端口排氣的減壓二者反復進行所產(chǎn)生的壓力振動，使陽極室530內的電鍍液Q以及多孔性體528進行振動。
如以上詳細說明的那樣，若采用本發(fā)明，則利用任意壓力把多孔性體按壓到由基片臺保持的基片的被鍍面上時，對多孔性體和被鍍面之間的間隙內存在的電鍍液進行排除，從而能夠不增加荷重，而在使多孔性體的整個面均勻地與基片被鍍面緊密結合的狀態(tài)下進行電鍍。這樣一來，能夠在溝槽和導通孔的內部優(yōu)先進行電鍍，埋入布線材料(金屬膜)，提高電鍍后的表面的平整性。所以，能夠減小或者省略像CMP那樣的凸部的有選擇腐蝕工藝的負荷，不僅能夠降低成本，而且也能夠解決變形和氧化物腐蝕等CMP特有的問題。
圖46～圖49表示本發(fā)明的另一個其他實施方式的電鍍裝置。該電鍍裝置與上述圖29所示的電鍍裝置的不同點如下。
也就是說，如圖46所示，該電鍍裝置中具有用于進行電鍍處理及其附帶處理的電鍍處理部630，與該電鍍處理部630相鄰接，布置了空運轉臺632。并且，具有一種電極桿部636，其具有的電極頭502保持在以旋轉軸634為中心進行搖動的搖動桿500的前端上，在電鍍處理部630和空運轉臺632之間進行移動。再者，在電鍍處理部630的側面上，布置了預涂敷、回收桿638、以及把純水和離子水等藥液、以及氣體等噴射到基片上的固定噴咀640。在該實施方式中，具有3個固定噴咀640，其中的一個用于供給純水。
再者，如圖46所示，布置在陽極室530內的多孔性體528采用了把多孔性材料積層為3層，在各層之間設置了空間的多層結構。也就是說，多孔性體528包括浸漬電鍍液材料532、以及由下層墊534a和上層墊534b構成的多孔性墊534，在下層墊534a和上層墊534b之間，設置了第1空間642a；在上層墊534b和電鍍液浸漬材532之間設置了第2空間542b。
在下層墊534a和上層墊534b之間，設置了第1空間642a，在第1空間642a的內部、以及位于其下方的下層墊534a的內部，主要供給新鮮的電鍍液，預先加以保持。該新鮮的電鍍液在電鍍緊前面通過下層墊534a而供給到基片W上，這樣，供給更少量的電鍍液，即可始終使用新鮮的電鍍液來進行電鍍。也就是說，在該例中，如下所述，把加壓流體引入到陽極室530的內部(上部)，按照壓力P10來對陽極室530進行加壓，因此，能夠把陽極室530內的電鍍液供給到基片上，這時，主要在第1空間642a的內部，以及位于其下方的下層墊534a的內部，預先保持新鮮的電鍍液，因此能夠防止位于陽極室530內對陽極526進行浸漬的電鍍液混入到供給到該基片上的新鮮電鍍液內。
并且，在上層墊534b和電鍍液浸漬材532之間設置第2空間642b，因此，能夠把該第2空間作為主要保存新鮮電鍍液的空間使用，再者，能夠使該第2空間642b內的電鍍液發(fā)揮這樣的效果，即能夠阻擋在陽極室530內對陽極526進行了浸漬的電鍍液混入到新鮮的電鍍液中。
把新鮮的電鍍液引入到第1空間642a內，并且，把第1空間642a內的舊的電鍍液置換成新鮮的電鍍液，所以，在上下移動外殼522內，向第1空間642a內輸出供給電鍍液的電鍍液供給部652、以及抽取排出第1空間642a內的電鍍液的電鍍液排出部654，設置在上下移動的外殼522的直徑方向上互相對置的位置上。電鍍液供給部652如圖47所示，具有多個輸出口656，它設置在上下移動外殼522的與第1空間642a相對置的位置上；以及連接口658，用于和該輸出口656相連通，穿過上下移動外殼522，安裝與該連接口658相連通的電鍍液供給端口600。并且，電鍍液排出部654具有多個引入孔662，它設置在上下移動外殼522的與第1空間642a相對置的位置上；以及連接口666，用于和該引入孔662相連通，穿過上下移動外殼522，安裝與該連接口664相連通的電鍍液排出端口666。
這樣一來，一邊從電鍍液供給部652向第1空間642a內供給新鮮電鍍液，一邊通過電鍍液排出部654從第1空間642a中抽出電鍍液，因此，能夠把第1空間642a內置換成新鮮的電鍍液。
在電極頭502上具有氣囊570，具有一種按任意壓力把下層墊534a按壓到由基片臺504保持的基片W的表面(被鍍面)上的按壓機構。也就是說，在該例中，在旋轉外殼520的頂板的下面和上下移動外殼522的頂板的上面之間，布置環(huán)狀的氣囊570，該氣囊570通過加壓流體引入管572而連接在加壓流體供給源(無圖示)上。這樣一來，在把搖動桿500固定到電鍍處理部630上的規(guī)定位置(處理位置)上使其不能上下移動的狀態(tài)下，用壓力P9對氣囊570的內部進行加壓，于是以任意壓力把下層墊534a均勻地按壓到由基片臺504保持的基片W表面(被鍍面)上，使上述壓力P9返回到大氣壓，這樣，能夠解除下層墊534a的按壓。
在上下移動外殼522內，安裝了用于抽取陽極室530內的電鍍液的電鍍液引入管574、以及用于引入加壓流體的加壓流體引入管576。在陽極526的內部，設置了多個細孔526a。這樣一來，電鍍液把多孔性體528浸漬到電鍍液內，使陽極室530氣密封的狀態(tài)下，通過電鍍液引入管574引入陽極室530內的電鍍液，從多孔性體528向陽極室530內吸了，用壓力P10來對陽極室530的內部加壓，以此供給到基片W的上面上。
圖48表示使電極頭502向空運轉臺632的正上方移動，再使其下降，把新鮮的電鍍液供給到電極頭502的陽極室530內的狀態(tài)?？者\轉臺632具有例如貯存新鮮電鍍液的電鍍液槽600。并且，使多孔性體528浸漬到該電鍍液槽600內積存的電鍍液中，使陽極室530內氣密封，在此狀態(tài)下，通過電鍍液引入管754來引入陽極室530內的電鍍液，于是，把電鍍液槽600內的新鮮電鍍液從多孔性體528中向上吸入到陽極室530內。并且，這樣吸入的新鮮電鍍液的液面位于第1空間642a的上方，更好的是位于第2空間642b的上方時，停止吸入電鍍液。這樣一來，在第1空間642a的內部、以及位于其下方的下層墊534a的內部，更好的是位于第2空間642b的內部，以及位于其下方的上層墊534b的內部，主要保持新鮮的電鍍液。這時的電鍍液的引入，希望在不降低通過能力的范圍內按慢速度進行。
圖49表示把新鮮電鍍液供給到電極頭502的陽極室530內的其他狀態(tài)。在該例的情況下，例如在電鍍液槽600內部灌滿新鮮的電鍍液，或者使電鍍液進行循環(huán)。并且，使多孔性體528浸漬到該電鍍液槽600內的電鍍液中，使陽極室530內氣密封，在此狀態(tài)下，打開電鍍液供給端口660，向第1空間642a內供給新鮮的電鍍液，同時打開電鍍液排出端口666，從第1空間642a中抽取電鍍液，以此來使第1空間642a內主要置換成新鮮電鍍液。并且，在該置換結束后，停止從電鍍液供給端口666中供給電鍍液，同時，關閉電鍍液排出端口666，或者，關閉電鍍液排出端口666，短時間從電鍍液供給端口660中繼續(xù)供給電鍍液之后，停止該供給。這時的電鍍液的置換，在不降低產(chǎn)品通過能力的范圍內，希望慢速度進行。并且，把新鮮電鍍液貯存在電鍍液槽600的內部，這樣，位于第1空間642a的下方的下層墊534a的內部的一部分也能夠置換成新鮮的電鍍液。
若采用該例，則利用上述2個方法，能夠主要把新鮮電鍍液保持在第1空間642a的內部，更好的是保持在位于其下方的下層墊534a的內部，再更好的是保存在第2空間642b的內部、以及位于其下方的上層墊534b的內部。
以下說明在該電鍍裝置中進行電鍍時的操作。
首先，在把基片W吸附保持在基片臺504的上面上的狀態(tài)下，使基片臺504上升，使基片W的周緣部接觸陰極電極512，形成能通電狀態(tài)，進一步使其上升，把密封材料512壓接到基片W的周緣部上面上，對基片W的周緣部進行水密封。另一方面，電極頭502，在空運轉臺632中，如上所述，主要是把新鮮的電鍍液保存在第1空間642a的內部，更好的是保存在位于其下方的下層墊534a的內部，再更好的是保存在第2空間642b的內部和位于其下方的上層墊534b的內部。并且，使該電極頭502位于規(guī)定位置上。也就是說，暫且使搖動桿500上升，再使其旋轉，這樣，使電極頭502位于基片臺504的正上方位置上，然后，使其下降，達到規(guī)定位置(處理位置)時停止。并且，把陽極室530內加壓到壓力P10，使由電極頭502保持的電鍍液從多孔性墊534的下面輸出。
這樣一來，在第1空間642a等的內部，以及位于該第1空間642a的下方的下層534a的內部保存的電鍍液，一邊防止保存在陽極室530內，對陽極526進行浸漬的電鍍液的混入，一邊能夠供給到基片W上。
然后，把加壓空氣引入到氣囊570內，一邊把下層墊534a按壓到下方，把下層墊534a按規(guī)定壓力按壓到基片W的表面(被鍍面)上。在此狀態(tài)下使電極頭502和基片臺504旋轉(自轉)。這樣一來，在電鍍之前一邊把下層墊534a按任意壓力按壓到由基片臺504保持的基片W的被鍍面上，一邊使兩者相對移動，以此來提高下層墊534a和基片W的緊密結合性。
并且，在電極頭502和基片臺504停止旋轉后，把陰極電極512連接到電鍍電源560的陰極上；把陽極526連接到電鍍電源560的陽極上，這樣一來，在基片W的被鍍面上進行電鍍。并且，在按規(guī)定時間繼續(xù)電鍍之后，解除陰極電極512和陽極526的電鍍電源560的連接，同時使陽極室530內返回到大氣壓，再使氣囊570內返回到大氣壓。然后，使搖動桿500上升，再使其旋轉，使電極頭502返回到原來位置(空運轉位置)。該操作根據(jù)需要按規(guī)定次數(shù)反復進行，在基片W的表面(被鍍面)上形成充分厚的銅層7(參見圖1B)以便填埋布線用的微細凹部，然后，結束電鍍。
若采用本發(fā)明，則在具有多層結構的多孔性體內部，預先保持新鮮電鍍液，在即將電鍍之前通過多孔性體向基片供給電鍍液，這樣，能夠防止對陽極進行了浸漬的電鍍液混入到供給該基片的新鮮電鍍液中，供給更小量的電鍍液，即可經(jīng)常用新鮮電鍍液進行電鍍，因此能夠減少電鍍液的消耗量。而且，容易適應采用多種電鍍液的工藝。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明涉及電鍍裝置和電鍍方法，尤其適用于對在半導體晶片等基片上形成的微細布線圖形上填埋銅等金屬(布線材料)形成布線。
權利要求
1.一種電鍍裝置，其特征在于具有電極頭，其具有陽極、用于保持電鍍液的電鍍液浸漬材以及用于和基片表面相接觸的多孔性接觸體；陰極電極，用于接觸基片使其通電；壓接機構，用于把上述電極頭的多孔性接觸體調節(jié)自如地壓接到基片表面上；電源，用于在上述陽極和上述陰極電極之間加電鍍電壓；以及控制部，用于使上述電極頭的多孔性接觸體向基片表面的壓接狀態(tài)、和上述陽極與上述陰極電極之間施加的電鍍電壓狀態(tài)互相關連來進行控制。
2.如權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于上述多孔性接觸體例如用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、碳化硅或氧化鋁來形成。
3.如權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于上述電鍍液浸漬材，用陶瓷或多孔性塑料來形成。
4.如權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于上述多孔性接觸體的至少與基片表面相接觸的面用絕緣物或者絕緣性強的物質來形成。
5.如權利要求1所述的電鍍裝置，其特征在于上述控制部進行控制，使上述多孔性接觸體和基片中的至少一方進行自轉或公轉。
6.一種電鍍裝置，其特征在于具有基片臺，用于保持基片；陰極部，其具有密封件，它搭接在由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面的周緣部上，對該周緣部進行水密性密封；以及陰極電極，它與該基片相接觸進行通電；電極頭，它上下移動自如地布置在上述陰極部的上方，其上下具有陽極和保水性的多孔性體；電鍍注入部，用于把電鍍液注入到上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間；按壓分離機構，用于以任意的壓力把上述多孔性體按壓到由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面上，使其離開被電鍍面；以及電源，用于把電鍍電壓加到上述陰極電極和上述陽極之間。
7.如權利要求6所述的電鍍裝置，其特征在于具有一種相對移動機構，以便使由上述基片臺進行保持的基片和上述電極頭進行相對移動。
8.如權利要求7所述的電鍍裝置，其特征在于上述相對移動機構由旋轉機構而構成，該旋轉機構用于使上述基片臺或上述電極頭中的至少一方進行旋轉。
9.如權利要求8所述的電鍍裝置，其特征在于具有轉矩傳感器，用于檢測在使上述基片臺或者上述電極頭中的至少一方進行旋轉時賦予的轉矩。
10.如權利要求6所述的電鍍裝置，其特征在于上述按壓分離機構具有氣囊，該氣囊依靠氣壓而進行伸縮，把上述多孔性體向上述基片按壓。
11.如權利要求10所述的電鍍裝置，其特征在于上述氣囊被構成為，與上述陽極或上述多孔性體相接觸，使該陽極或多孔性體在水平狀態(tài)下上下移動。
12.如權利要求6所述的電鍍裝置，其特征在于上述多孔性體具有將至少2種以上的多孔性材料進行積層的多層結構。
13.如權利要求6所述的電鍍裝置，其特征在于上述電極頭具有對陽極室進行劃分形成的外殼，該外殼內部放置上述陽極和上述氣囊，下端開口部用上述多孔性體堵塞。
14.如權利要求13所述的電鍍裝置，其特征在于上述陽極室例如具有圓筒形狀。
15.如權利要求13所述的電鍍裝置，其特征在于在上述外殼內安裝了與上述氣囊連通的氣體引入管、把電鍍液引入到上述陽極室內部的電鍍液引入管、以及向上述陽極供電的供電端口。
16.如權利要求13所述的電鍍裝置，其特征在于上述按壓分離機構具有使上述外殼上下移動的氣囊。
17.如權利要求13所述的電鍍裝置，其特征在于還具有一種使上述外殼或者上述基片臺在上下、左右或圓方向上進行振動的加振機構。
18.如權利要求13所述的電鍍裝置，其特征在于還具有溫度控制機構，以便控制上述陽極室內的電鍍液、以及上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間的電鍍液的液溫。
19.如權利要求6所述的電鍍裝置，其特征在于上述基片臺被構成為，能吸附布置在該基片臺上面的基片周緣部背面，使基片保持水平，而且，能用流體來對基片的背面?zhèn)燃訅骸?br> 20.如權利要求6所述的電鍍裝置，其特征在于具有加振機構，用于使由上述基片臺保持的基片或上述多孔性體進行振動。
21.一種電鍍裝置，其特征在于具有基片臺，用于保持基片；陰極部，其具有密封件，它搭接在由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面的周緣部上，對該周緣部進行水密性密封；以及陰極電極，它與該基片相接觸進行通電；電極頭，它上下移動自如地布置在上述陰極部的上方，其上下具有陽極和保水性的多孔性體；電鍍注入部，用于把電鍍液注入到上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間；按壓機構，用于以任意的壓力把上述多孔性體按壓到由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面上；以及電源，用于把電鍍電壓加到上述陰極電極和上述陽極之間。電鍍液排除機構，用于在用任意壓力來把上述多孔性體按壓到由上述基片臺保持的基片的被鍍面上時，排除上述多孔性體和被鍍面之間的間隙內存在的電鍍液。
22.如權利要求21所述的電鍍裝置，其特征在于上述電鍍液排除機構使由上述基片臺保持的基片、上述多孔性體、以及上述陽極和由上述基片臺保持的基片的被鍍面之間注入的電鍍液中的至少兩個進行相對運動。
23.如權利要求21所述的電鍍裝置，其特征在于上述電鍍液排除機構使由上述基片臺保持的基片、上述多孔性體以及上述陽極和由上述基片臺保持的基片的被鍍面之間注入的電鍍液中的至少一個進行振動。
24.如權利要求21所述的電鍍裝置，其特征在于上述電鍍液排除機構由如下機構構成，該機構使由上述基片臺保持的基片、上述多孔性體以及上述陽極和由上述基片臺保持的基片的被鍍面內注入的電鍍液中的至少一個，在與由基片臺保持的基片的被鍍面相垂直的方向上進行振動。
25.如權利要求23或24所述的電鍍裝置，其特征在于上述振動機構，是利用超聲波的機構，或者是利用依靠勵磁線圈的振動機的機構。
26.如權利要求23或24所述的電鍍裝置，其特征在于上述振動機構由壓電振子構成。
27.如權利要求23或24所述的電鍍裝置，其特征在于上述振動機構是利用壓力振動的機構。
28.如權利要求21所述的電鍍裝置，其特征在于上述電鍍液排除機構具有陽極室，其內部安裝上述陽極，用上述多孔性體來堵塞開口端部；以及壓力控制部，用于控制該陽極室內的壓力。
29.一種電鍍裝置，其特征在于具有基片臺，用于保持基片；陰極部，其具有密封件，它搭接在由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面的周緣部上，對該周緣部進行水密性密封；以及陰極電極，它與該基片相接觸進行通電；電極頭，它上下移動自如地布置在上述陰極部的上方，其上下具有陽極和保水性的多孔性體；電鍍注入部，用于把電鍍液注入到上述陽極和由上述基片臺進行保持的基片的被鍍面之間；以及電源，用于把電鍍電壓加到上述陰極電極和上述陽極之間。上述多孔性體具有將至少2種以上的多孔性材料進行積層的多層結構。
30.如權利要求29所述的電鍍裝置，其特征在于上述電極頭具有外殼，以便對陽極室進行區(qū)劃形成，該陽極室內部安裝上述陽極，下端開口部用上述多孔性體進行堵塞。
31.如權利要求30所述的電鍍裝置，其特征在于在上述外殼上安裝吸取上述陽極室內部的電鍍液的電鍍液吸取管、把加壓流體引入到上述陽極室內部的加壓流體引入管、以及向上述陽極上供電的供電端口。
32.如權利要求29所述的電鍍裝置，其特征在于在構成上述多層結構的多孔性材料之間至少形成一個空間。
33.如權利要求32所述的電鍍裝置，其特征在于具有電鍍液供給部，用于向形成在上述多孔性材料之間的空間內送出供給電鍍液；以及電鍍液排出部，用于吸取該空間內的電鍍液后排出。
34.一種電鍍方法，其特征在于備有由籽晶層覆蓋的布線用的具有微細凹部的基片，在上述籽晶層的表面以及和該籽晶層保持規(guī)定間隔距離進行布置的陽極之間，通過多孔性接觸體供給電鍍液，在上述籽晶層和上述陽極之間加電鍍電壓進行電鍍時，上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)變化、以及上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化互相關聯(lián)。
35.如權利要求34所述的電鍍方法，其特征在于上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化，是上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的壓力變化。
36.如權利要求34所述的電鍍方法，其特征在于上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)變化、是上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的斷續(xù)。
37.如權利要求34所述的電鍍方法，其特征在于通過在相對提高上述多孔性接觸體和上述籽晶層表面之間的壓力時施加電鍍電壓，并在上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的壓力與以前的狀態(tài)相比相對地降低時不施加電鍍電壓，而使上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)變化、以及多孔性接觸體和籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化相關聯(lián)。
38.如權利要求34所述的電鍍方法，其特征在于上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化是上述多孔性接觸體和上述籽晶層表面的接觸和非接觸的變化。
39.如權利要求34所述的電鍍方法，其特征在于使上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)的變化、以及上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化相關聯(lián)，以便使上述多孔性接觸體和上述籽晶層表面的接觸、以及上述籽晶層和上述陽極之間的電鍍電壓的施加互相同步進行。
40.如權利要求34所述的電鍍方法，其特征在于使上述籽晶層和上述陽極之間施加的電鍍電壓的狀態(tài)的變化、以及上述多孔性接觸體和上述籽晶層之間的按壓狀態(tài)的變化相關聯(lián)，以便使上述多孔性接觸體和上述籽晶層表面為非接觸時，在上述籽晶層和上述陽極之間不加電鍍電壓，在上述多孔性接觸體和上述籽晶層表面接觸后經(jīng)過一定時間之后，在上述籽晶層和上述陽極之間加電鍍電壓。
41.一種電鍍方法，其特征在于準備基片，其具有已由籽晶層覆蓋的布線用的微細凹部，在上述籽晶層的表面和與其保持規(guī)定間隔進行布置的陽極之間，布置具有保水性的多孔性體，在上述籽晶層和上述陽極之間一邊充滿電鍍液，一邊通電進行電鍍時，一邊用任意壓力把上述多孔性體按壓到上述籽晶層，一邊在上述籽晶層和陽極之間通電進行電鍍。
42.如權利要求41所述的電鍍方法，其特征在于在上述籽晶層和上述陽極之間通電進行電鍍之前，對上述多孔性體和上述籽晶層一邊用任意壓力進行按壓，一邊使兩者相對移動。
43.如權利要求41所述的電鍍方法，其特征在于在加工過程中，切斷上述籽晶層和上述陽極之間的通電，使上述多孔性體離開上述籽晶層。
44.一種電鍍方法，其特征在于準備基片，其具有已由籽晶層覆蓋的布線用的微細凹部，在上述籽晶層的表面和與其保持規(guī)定間隔進行布置的陽極之間，布置具有保水性的多孔性體，在上述籽晶層和上述陽極之間一邊充滿電鍍液，一邊通電進行電鍍時，在用任意壓力把上述多孔性體按壓到上述籽晶層的前后，在把上述多孔性體和籽晶層之間存在的電鍍液排除之后，在上述籽晶層和上述陽極之間通電進行電鍍。
45.如權利要求44所述的電鍍裝置，其特征在于僅在上述多孔性體和上述籽晶層接觸時才進行通電。
46.一種基片處理裝置，其特征在于具有將基片送入送出的裝卸站，權利要求1～33的任一項所述的電鍍裝置，對基片進行清洗干燥的清洗干燥裝置，以及在上述裝卸站、上述電鍍裝置和上述清洗干燥裝置之間傳送基片的傳送裝置。
47.如權利要求46所述的基片處理裝置，其特征在于還具有研磨裝置，用于研磨清除在基片表面上由上述電鍍裝置形成的不需要的金屬膜，以達到表面平整。
48.如權利要求46所述的基片處理裝置，其特征在于還具有熱處理裝置，用于對由上述電鍍裝置形成了金屬膜的基片進行熱處理。
49.如權利要求46所述的基片處理裝置，其特征在于還具有斜面腐蝕裝置，用于腐蝕清除基片周緣部上附著以及形成的金屬膜。
50.如權利要求46所述的基片處理裝置，其特征在于還具有監(jiān)視部，用于監(jiān)視在上述電鍍裝置的上述陽極和上述陰極電極之間施加電鍍電壓時的電壓值或電流值中的至少一個。
51.如權利要求46所述的基片處理裝置，其特征在于還具有膜厚測量儀，用于測量在基片表面上形成的金屬膜的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供電鍍裝置，在電路形狀的溝槽或導通孔等形成的布線用的微細凹部內部，選擇性析出銅等金屬電鍍膜。本發(fā)明的電鍍裝置具有陽極(704)；具有保持電鍍液的電鍍液浸漬材(703)和與基片表面接觸的多孔性接觸體(702)的電極頭(701)；與基片接觸而通電的陰極電極(712)；將上述電極頭的多孔性接觸體加減自如地按壓在基片表面上的按壓機構(709)；在上述陽極和陰極電極之間施加電鍍電壓的電源(723)；控制部(721)，進行控制使上述電極頭的多孔性接觸體向基片表面按壓的狀態(tài)、與在上述陽極和上述陰極電極之間施加電鍍電壓的狀態(tài)相互關聯(lián)。
文檔編號H01L21/02GK1742119SQ20048000282
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月22日 優(yōu)先權日2003年1月23日
發(fā)明者倉科敬一, 并木計介, 中田勉, 三島浩二 申請人:株式會社荏原制作所