特許 5840894 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5840894

(24)【登録日】2015年11月20日

(45)【発行日】2016年1月6日

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20151210BHJP

   C25D 21/10 20060101ALI20151210BHJP

   C25D 7/12 20060101ALI20151210BHJP

【ＦＩ】

   C25D17/00 C

   C25D21/10 301

   C25D7/12

【請求項の数】6

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2011-179544(P2011-179544)

(22)【出願日】2011年8月19日

(65)【公開番号】特開2013-40395(P2013-40395A)

(43)【公開日】2013年2月28日

【審査請求日】2014年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100093942

【弁理士】

【氏名又は名称】小杉 良二

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(72)【発明者】

【氏名】倉科 敬一

(72)【発明者】

【氏名】中田 勉

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０８７２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２１０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６３７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３５８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７３８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０９８４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５６３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４６０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２７３０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８１７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１１９２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３３５６５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ １／００−２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気めっき装置用の処理液、無電解めっき装置用の処理液、めっき前処理装置用の処理液、および電解エッチング装置用の処理液からなる一群から選択された処理液を保持する処理槽と、
基板を保持して処理槽内の処理液に接触させる基板ホルダと、
前記処理槽に接続され、該処理槽内に基板の表面に沿った方向が異なる処理液の流れが形成されるように切替えて使用される複数の入口配管及び出口配管と、
前記入口配管及び前記出口配管を通して前記処理槽内に処理液を供給し循環させるポンプを備え、
前記入口配管及び前記出口配管には、切替えて使用される時に、基板の表面に沿って流れる処理液の流量が１〜１０秒の間で変化するように制御部で制御される流量制御装置がそれぞれ設けられていることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記入口配管及び前記出口配管を切替えて使用する時を含め、前記処理槽内に常に一定量の処理液が供給されるように、前記流量制御装置を制御することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記複数の入口配管及び前記出口配管のうちの第１入口配管及び第１出口配管から第２入口配管及び第２出口配管に切替える時、前記制御部は、前記第１入口配管及び前記第１出口配管の内部を流れる流量を徐々に減少させてゼロにすると同時に、前記第２入口配管及び前記第２出口配管の内部を流れる流量を徐々に増加させるように、前記流量制御装置を制御することを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。

【請求項4】

電気めっき装置用の処理液、無電解めっき装置用の処理液、めっき前処理装置用の処理液、および電解エッチング装置用の処理液からなる一群から選択された処理液を保持する処理槽に接続された複数の入口配管及び出口配管の内の任意の入口配管及び出口配管を使用し、処理槽内に基板の表面に沿って一方向に向かう処理液の流れが形成されるように処理液を供給して循環させ、
前記処理槽に接続された前記入口配管及び前記出口配管の内の他の任意の入口配管及び出口配管を切替え使用して、前記処理槽内に基板の表面に沿って他方向に向かう処理液の流れが形成されるように処理液を供給して循環させ、
前記入口配管及び前記出口配管を切替えて使用する時に、前記入口配管及び前記出口配管の内部をそれぞれ流れる処理液の流量を、前記入口配管及び前記出口配管に設けられた流量制御装置により１〜１０秒の間で変化させることを特徴とする基板処理方法。

【請求項5】

前記入口配管及び前記出口配管を切替えて使用する時を含め、前記処理槽内に常に一定量の処理液が供給されるように、前記流量制御装置を制御することを特徴とする請求項４記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記複数の入口配管及び前記出口配管のうちの第１入口配管及び第１出口配管から第２入口配管及び第２出口配管に切替える時、前記第１入口配管及び前記第１出口配管の内部を流れる流量を徐々に減少させてゼロにすると同時に、前記第２入口配管及び前記第２出口配管の内部を流れる流量を徐々に増加させるように、前記流量制御装置を制御することを特徴とする請求項４または５記載の基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェーハなどの基板の表面に、めっき、めっき前処理、電解エッチング等の液体（処理液）を使用した処理を施すのに使用される基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体ウェーハ等の基板の表面に設けた配線用の微細なトレンチやビア等の内部に金属（配線材料）を埋めるための手法として、銅めっき法等の金属めっき法が採用されている。また、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金、銅、はんだ、或いはニッケル、更にはこれらを多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成する手法としても、金属めっき法が多く用いられるようになってきている。

【0003】

ここに、基板の表面に設けた配線用の微細なトレンチやビア等の内部に、金属めっき法によって金属（めっき膜）を埋込む時には、基板の表面に沿って流れるめっき液の流れの強さが重要となる。つまり、基板の表面に沿って流れるめっき液の流れの強弱によって、めっき液に含まれる添加剤の基板表面（被めっき面）への吸着状態が変わったり、添加剤によるめっき膜成長の抑制効果や促進効果が変わったりする。このため、基板の表面に沿って流れるめっき液の流れが不均一であると、めっき性能の均一性に悪影響を与える。基板の表面に沿った均一なめっき液の流れ分布を得るために、めっき液を基板に平行に均一に流す技術が開発されている（特許文献１，２参照）。

【0004】

また、めっき液中の添加剤や金属イオンの消耗を考慮すると、めっき液の流れが基板面内で均一であったとしても、そのめっき液の流れの上流側と下流側ではめっき性能に差が生じてしまう。この点を改善するために、めっき液の流れの向きを反転させることを繰返しながらめっきを行うことも提案されている（特許文献３〜５参照）。

【0005】

このように、基板面内におけるめっき液の流れの均一化について改善が進められているが、一方で、配線用の微細なトレンチやビア等の内部に埋込まれる金属（めっき膜）や半導体チップ表面の所定の位置に形成されるバンプ等の表面形状を均一化（平坦化）することも重要である。例えば、図１（ａ）に示すように、シード層１０の表面にレジスト１２で包囲された開口部１４を形成した基板Ｗを用意し、この基板Ｗの表面を、図１（ｂ）に示すように、一方向のみに流れるめっき液に接触させて、開口部１４内にバンプ（めっき膜）１６を電気めっきで形成する場合、バンプ（めっき膜）１６は、めっき液の流れ方向に沿った下流側で上流側より速く成長する（この傾向は、使用するめっき液の特性による影響が強く、めっき液の種類によっては逆の傾向になる場合もある）。このため、形成されたバンプ（めっき膜）１６の表面１６ａの形状は、図１（ｃ）に示すように、めっき液の流れ方向に沿って、一方向に大きく傾いた形状になる。

【0006】

これを防ぐために、図１（ａ）に示す基板Ｗを用意し、この基板Ｗの表面を、図２（ａ）に示すように、流れ方向が反転を繰返すめっき液に接触させて、開口部１４内にバンプ（めっき膜）１６を電気めっきで形成すると、図２（ｂ）に示すように、形成されたバンプ（めっき膜）１６の表面１６ｂの形状は、ある程度の改善されるものの蒲鉾形状となる。このような弊害を防止して、めっき膜表面の平坦化を図るためには、流れ方向を３方向以上に切替えられるめっき液に基板表面を接触させてめっきを行う必要がある。

【0007】

流れ方向を反転させられるめっき液、或いは流れ方向を３方向以上に切替えられるめっき液に基板表面を接触させてめっきを行う場合に、例えばめっき槽内のめっき液の流れ方向の反転（切替え）を、開閉バルブのＯＮ−ＯＦＦ制御で行うと、開閉バルブの開閉タイミングの微妙なズレによって、めっき液の流れが静止してしまう場合が生じたり、逆にめっき槽内に流入するめっき液の流量（流速）が瞬間的に増大したりする場合が生じる。このように、めっき液の流れが静止したり、めっき液の流速が瞬間的に速まったりすると、めっき液の流れの強さに性能が依存するめっき液を使用してめっきを行う場合にめっき性能が劣化してしまう。この現象は、めっき槽内のめっき液の流れ方向の反転（切替え）を、開閉バルブのＯＮ／ＯＦＦ制御で行う限り、現実的には回避不能である。

【0008】

ここに、図３に示すように、共にＯＮ／ＯＦＦ制御される開閉バルブを有する第１めっき液供給系Ａと第２めっき液供給系Ｂを使用し、互いに直交する方向からめっき槽Ｐ内にめっき液を交互に供給してめっきを行う場合を考える。つまり、第１めっき液供給系Ａを通してめっき槽Ｐ内にめっき液を供給する時には、第１めっき液供給系の開閉バルブをＯＮにし、第２めっき液供給系Ｂの開閉バルブをＯＦＦにする。第２めっき液供給系Ｂを通してめっき槽Ｐ内にめっき液を供給する時には、第２めっき液供給系Ｂの開閉バルブをＯＮにし、第１めっき液供給系Ａの開閉バルブをＯＦＦにする。

【0009】

この場合、第１めっき液供給系Ａから第２めっき液供給系Ｂに切替えるには、第１めっき液供給系Ａの開閉バルブを閉じる動作と第２めっき液供給系Ｂの開閉バルブを開く動作を同時に行う必要がある。しかしながら、第１めっき液供給系Ａの開閉バルブを閉じるタイミングが遅れたり、第２めっき液供給系供給Ｂの開閉バルブを開くタイミングが速まったりすると、図４（ａ）に示すように、めっき槽Ｐ内に流入するめっき液の液量（流速）が瞬間的に増大する。逆に、第１めっき液供給系Ａの開閉バルブを閉じるタイミングが速まったり、第２めっき液供給系供給Ｂの開閉バルブを開くタイミングが遅れたりすると、図４（ｂ）に示すように、めっき槽Ｐ内に流入するめっき液の液量（流速）が瞬間的に減少するか、若しくはゼロとなる。

【0010】

出願人は、めっき槽に接続された複数の入口配管及び出口配管を備え、任意の入口配管及び出口配管を切替え使用することで、めっき槽内の処理液の流れ方向を自在に切替えることができるようにしためっき装置及びめっき方法を提案している（特許文献６，７参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特許第３７７８２３９号公報

【特許文献2】特開２０００−２５６８９６号公報

【特許文献3】特開平１１−３３５８９５号公報

【特許文献4】特開２００３−０７３８９３号公報

【特許文献5】特開平５−０９８４５５号公報

【特許文献6】特開２００８−１２１０６２号公報

【特許文献7】特開２００９−２６３７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、基板の表面に沿ってめっき液等の処理液を平行かつ均一に流すとともに、処理液の流れ方向を自在に切替えることができ、かつ処理液の流れ方向を切替える際に、処理液の全体的な流量の変化や流れの不均一を生じさせることのないようにした基板処理装置及び基板処理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】

【0013】

本発明者は鋭意検討した結果次のような知見を得た。すなわち、めっき槽内の基板の表面に沿っためっき液の流れ方向の切替えを、開閉バルブのＯＮ／ＯＦＦ制御で瞬間的に行うのではなく、流量調整機能を持ったバルブ（流量調整バルブ）を用いて、めっき液の全流量を一定に保ったまま、めっき槽内のめっき液に一方の流れを生じさせるめっき液供給系に備えられているバルブを徐々に閉じていき、めっき槽内のめっき液に他方の流れを生じさせるめっき液供給系に備えられているバルブを徐々に開いていくことにより、瞬間的なめっき液の流量（流速）の増減を生じさせることなく、めっき液の流れ方向の切替えを行うことができる。実際の使用には、流量調整バルブと流量計とを組合せ、流量計から流量調整バルブにフィードバックしながらめっき液の流量を調整する。そして、全体のめっき液の流量が一定となるように各バルブ内を流れるめっき液の流量をコントロールしながらバルブの開閉を徐々に行う。流量調整バルブと流量計の組合せ以外にも、マスフローコントローラとして一体型になったものを用いても良い。

【0014】

本発明は、以上のような知見に基づいてなされたもので、本発明の基板処理装置は、電気めっき装置用の処理液、無電解めっき装置用の処理液、めっき前処理装置用の処理液、および電解エッチング装置用の処理液からなる一群から選択された処理液を保持する処理槽と、基板を保持して処理槽内の処理液に接触させる基板ホルダと、前記処理槽に接続され、該処理槽内に基板の表面に沿った方向が異なる処理液の流れが形成されるように切替えて使用される複数の入口配管及び出口配管と、前記入口配管及び前記出口配管を通して前記処理槽内に処理液を供給し循環させるポンプを備え、前記入口配管及び前記出口配管には、切替えて使用される時に、基板の表面に沿って流れる処理液の流量が１〜１０秒の間で変化するように制御部で制御される流量制御装置がそれぞれ設けられている。

【0015】

このように、処理槽内の基板の表面に沿って流れる処理液の流れ方向を切替える時に使用される入口配管及び出口配管の内部を流れる処理液の流量を時間ととも変化するように流量制御装置で制御することで、処理液の流量（流速）を瞬間的に増減させることなく、処理槽内の基板の表面に沿った処理液の流れ方向を切替えることができる。

【0016】

前記制御部は、前記入口配管及び前記出口配管を切替えて使用する時を含め、前記処理槽内に常に一定量の処理液が供給されるように、前記流量制御装置を制御することが好ましい。
これにより、常に一定量の処理液を処理槽内に供給しながら、処理槽内の基板の表面に沿った処理液の流れ方向を切替えることができる。
前記複数の入口配管及び前記出口配管のうちの第１入口配管及び第１出口配管から第２入口配管及び第２出口配管に切替える時、前記制御部は、前記第１入口配管及び前記第１出口配管の内部を流れる流量を徐々に減少させてゼロにすると同時に、前記第２入口配管及び前記第２出口配管の内部を流れる流量を徐々に増加させるように、前記流量制御装置を制御することが好ましい。

【0017】

本発明の基板処理方法は、電気めっき装置用の処理液、無電解めっき装置用の処理液、めっき前処理装置用の処理液、および電解エッチング装置用の処理液からなる一群から選択された処理液を保持する処理槽に接続された複数の入口配管及び出口配管の内の任意の入口配管及び出口配管を使用し、処理槽内に基板の表面に沿って一方向に向かう処理液の流れが形成されるように処理液を供給して循環させ、前記処理槽に接続された前記入口配管及び前記出口配管の内の他の任意の入口配管及び出口配管を切替え使用して、前記処理槽内に基板の表面に沿って他方向に向かう処理液の流れが形成されるように処理液を供給して循環させ、前記入口配管及び前記出口配管を切替えて使用する時に、前記入口配管及び前記出口配管の内部をそれぞれ流れる処理液の流量を、前記入口配管及び前記出口配管に設けられた流量制御装置により１〜１０秒の間で変化させる。

【0018】

前記入口配管及び前記出口配管を切替えて使用する時を含め、前記処理槽内に常に一定量の処理液が供給されるように、前記流量制御装置を制御することが好ましい。
前記複数の入口配管及び前記出口配管のうちの第１入口配管及び第１出口配管から第２入口配管及び第２出口配管に切替える時、前記第１入口配管及び前記第１出口配管の内部を流れる流量を徐々に減少させてゼロにすると同時に、前記第２入口配管及び前記第２出口配管の内部を流れる流量を徐々に増加させるように、前記流量制御装置を制御することが好ましい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば、処理槽内の基板の表面に沿って流れる処理液の流れ方向の切替えを、一時的な流量（流速）の増減を伴うことなく行って、処理槽内の処理液に接触させた基板に対するめっき処理をより均一に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一方向のみに流れるめっき液に基板を接触させてめっきを行ったときの状態の概要を示す図である。

【図2】流れ方向の反転を繰返すめっき液に基板を接触させてめっきを行ったときの状態の概要を示す図である。

【図3】ＯＮ／ＯＦＦ制御される開閉バルブを有する第１めっき液供給系と第２めっき液供給系からめっき槽内にめっき液を交互に供給してめっきを行うめっき装置の概要を示す図である。

【図4】図３に示すめっき装置におけるめっき槽内の流速の変動を示す図である。

【図5】電気めっき装置に適用した本発明の実施形態の基板処理装置の構成例を示す概略平面図である。

【図6】図５に示す電気めっき装置（基板処理装置）のめっき槽及び第１めっき液供給系を模式的に示す断面図である。

【図7】図５及び図６に示す電気めっき装置（基板処理装置）におけるめっき槽の入口流量と時間、並びに出口流量と時間との関係を示す図である。

【図8】電気めっき装置に適用した本発明の他の実施形態の基板処理装置の構成例を示す概略平面図である。

【図9】図８に示す電気めっき装置（基板処理装置）におけるめっき槽の入口流量と時間、並びに出口流量と時間との関係を示す図である。

【図10】電気めっき装置に適用した本発明の更に他の実施形態の基板処理装置の構成例を示す概略平面図である。

【図11】図８に示す電気めっき装置（基板処理装置）を使用してバンプを形成したときの状態を示す断面図である。

【図12】図８に示す電気めっき装置（基板処理装置）を使用してビアの埋込みを行ったときの状態を示す断面図である。

【図13】（ａ）はクローズ回路を示す図で、（ｂ）はオープン回路を示す図である。

【図14】図５及び図６に示す電気めっき装置でホットエントリ方式を採用した電気めっきを行うときの動作の説明に付するブロック図である。

【図15】図５及び図６に示す電気めっき装置でコールドエントリ方式を採用した電気めっきを行うときの動作の説明に付するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図５乃至図１５を参照して説明する。以下の各例において、同一または相当する部材には、同一符号を付して重複した説明を省略する。なお、以下の例では電気めっき装置に適用した例を示しているが、本発明の基板処理装置は、電気めっき装置の他に、無電解めっき装置、めっき前処理装置、電解エッチング装置等の液体（処理液）を使用した装置に全般に適用される。

【0022】

図５は、半導体ウェーハ等の基板の表面に電気めっきを行う電気めっき装置に適用した本発明の実施形態の基板処理装置の構成例を示す概略平断面図で、図６は、図５に示す電気めっき装置（基板処理装置）のめっき槽及び第１めっき液供給系を模式的に示す概略側断面図である。

【0023】

図５及び図６に示すように、電気めっき装置は、内部にめっき液（処理液）を保持するめっき槽（処理槽）２０と、めっき槽２０に向けて移動自在で、基板Ｗを鉛直方向に吸着保持する基板ホルダ２２を備えている。めっき槽２０の内部には、めっき槽２０の内部を、基板側の流路形成空間２３ａとアノード側のアノード収容空間２３ｂに区画する平板状の隔膜２４が設置されている。基板ホルダ２２は、略平板状のプレートで構成され、一方の面に図示しない吸着孔を有しており、この吸着孔を真空引きすることで、その表面に載置した基板Ｗを吸着保持する。そして、めっき槽２０の開口端部に、基板ホルダ２２で吸着保持した基板Ｗを密着させてめっき槽２０の開口端部を閉じることで、基板Ｗと隔膜２４との間に密閉された流路形成空間２３ａが形成される。

【0024】

めっき槽２０の周壁１００には、めっき槽２０内の流路形成空間２３ａにめっき液を供給する２つの入口配管２６ａ，２６ｂと、めっき槽２０の流路形成空間２３ａからめっき液を排出する２つの出口配管２８ａ，２８ｂが接続されている。入口配管２６ａ，２６ｂは、ポンプ３０の吐出口から延びる吐出管３２に接続され、出口配管２８ａ，２８ｂは、ポンプ３０の吸込口から延びる吸込管３４に接続されている。

【0025】

一方の入口配管２６ａと出口配管２８ａは、めっき槽２０の直径方向に沿って互いに対向するように配置され、これにより、めっき槽２０の流路形成空間２３ａの内部に、矢印Ｆ_１に沿っためっき液の流れを形成する第１めっき液供給系４０が構成されている。他方の入口配管２６ｂと出口配管２８ｂは、めっき槽２０の直径方向に沿って互いに対向するように配置され、これにより、めっき槽２０の流路形成空間２３ａの内部に、前記矢印Ｆ_１と互いに直交する矢印Ｆ_２に沿っためっき液の流れを形成する第２めっき液供給系４２が構成されている。この第１めっき液供給系４０と第２めっき液供給系４２は、択一的に選択して使用される。

【0026】

各入口配管２６ａ，２６ｂには、ＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことなく、内部を流れるめっき液の流量が時間とともに変化するように該流量を制御する、この例では、流量計と流量制御バルブとを一体化したマスフローコントローラからなる流量制御装置４４ａ，４４ｂが設けられている。各出口配管２８ａ，２８ｂにも、ＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことなく、内部を流れるめっき液の流量が時間とともに変化するように該流量を制御する、この例では、流量計と流量制御バルブとを一体化したマスフローコントローラからなる流量制御装置４６ａ，４６ｂが設けられている。この各流量制御装置（マスフローコントローラ）４４ａ、４４ｂ、４６ａ，４６ｂは、制御部４８からの信号で制御される。

【0027】

めっき槽２０は、基板ホルダ２２と略同一外形寸法の筒状の周壁１００と、隔膜２４との間でアノード収容空間２３ｂを形成する底板１０２とを有しており、アノード収容空間２３ｂ内にアノード１０４が設置されている。アノード１０４は、その中央部分で支持軸１０６によって底板１０２に固定され、支持軸１０６を通して給電される。

【0028】

アノード１０４として、めっきする金属と同じ元素（銅）からなる溶解アノードを用いても良いが、溶解アノードは、使用に伴って減耗するため、定期的な交換が必要である。この電気めっき装置では、めっき液を隔膜２４で基板Ｗ側とアノード１０４側に分離しており、アノード１０４で発生する気泡が基板Ｗに付着する恐れがないので、アノード１０４として、メンテナンスが容易な不溶解アノードを使用している。

【0029】

底板１０２の周囲の対向する２個所（上下の位置）には、めっき槽２０のアノード収容空間２３ｂ内にめっき液を供給するめっき液供給管１０８とアノード収容空間２３ｂ内のめっき液を排出するめっき液排出管１１０が取り付けられている。ポンプの駆動に伴って、図示しないめっき液供給タンクから、めっき液供給管１０８を通して、アノード収容空間２３ｂ内にめっき液が供給され、アノード収容空間２３ｂから排出されるめっき液は、めっき液排出管１１０を通して、図示しないめっき液供給タンクに戻される。これによってめっき液供給機構が構成されている。なお、めっき液供給管１０８及びめっき液排出管１１０の数は、複数であっても良い。

【0030】

めっき槽２０の周壁１００の基板Ｗ側の端面には、基板Ｗの外周部に当接することで該外周部をシールするリング状のシール部１１２が設けられている。またシール部１１２の外側（めっき液に触れない側）を囲む位置には、基板Ｗの上面外周部に当接することで基板Ｗに給電を行う複数の接点１１４が取り付けられている。基板ホルダ２２で保持した基板Ｗの外周部を各接点１１４に当接させた状態で、各接点１１４とアノード１０４を電源１１６に接続して基板Ｗとアノード１０４との間に電流を供給することで、基板Ｗの外周からその表面全体に給電が行なわれてめっきが行われる。電源１１６とアノード１０４を繋ぐ導線１１８には、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をオープン回路となすスイッチ１２０が介装されている。

【0031】

前記隔膜２４は、めっき液の流れを規制する役割を果たすが、アノード１０４と基板Ｗとの間に電流を流すため、イオン伝導を妨げない材料または構造である必要である。隔膜２４自体に導電性があると、隔膜２４が基板Ｗに対してアノード１０４として働くため、電流分布を乱すばかりでなく、隔膜２４が溶解したりガスを発生したりする恐れがある。そのため隔膜２４は、絶縁体である必要がある。つまり隔膜２４の材料は、絶縁体であり、且つイオンによる電流を通す材料であればどのような材料でも良い。

【0032】

具体的に隔膜２４の材質としては、多孔質プラスチック、多孔質セラミック、多孔質ガラス、イオン交換樹脂、表裏に貫通孔を設けたガラス、プラスチック、セラミック等の緻密絶縁体板等が挙げられる。多孔体材料以外に、めっき液を僅かに通す貫通孔を設けた絶縁材料（細孔を多数開けたプラスチック板、ガラス板など）を用いても良い。ただし、隔膜２４に機械的剛性がないとめっき液を流したときに変形してしまうため、流量に対して十分な強度が必要である。特に、多孔質プラスチックを使用する場合には、剛性のある材料を選択するか、塩ビ製のパンチングボードなどを支持体として用いることが好ましい。プラスチック材料としては、例えば旭化成ケミカルズ（株）製のポリオレフィン系樹脂サンファインＡＱがある。またポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂などでもよい。セラミック材料としては、ＳｉＣセラミック、アルミナセラミック、シリカセラミック等が挙げられる。ガラスとしてはコーニング社製バイコールガラス等が挙げられる。

【0033】

次に、電気めっき装置の動作を説明する。先ず、基板Ｗを基板ホルダ２２で鉛直方向に吸着保持した後、基板Ｗを保持した基板ホルダ２２をめっき槽２０に向けて移動させて、基板Ｗの外周部にめっき槽２０に設けたシール部１１２及び接点１１４を当接させる。

【0034】

この状態で、めっき液供給管１０８を通して、めっき槽２０のアノード収容空間２３ｂ内にめっき液を供給し、アノード収容空間２３ｂ内をめっき液で満たした後、アノード収容空間２３ｂ内のめっき液をめっき液排出管１１０を通して排出し循環させる。同時に、ポンプ３０を駆動し、例えば先ず第１めっき液供給系４０を択一的に使用して、入口配管２６ａからめっき槽２０の流路形成空間２３ａ内にめっき液を供給し、流路形成空間２３ａ内を満たした後、矢印Ｆ_１に沿って流路形成空間２３ａ内を一方向に流れるめっき液を出口配管２８ａから外部に排出し循環させる。

【0035】

ここに、ホットエントリ方式を採用する場合には、めっき液の供給を開始する前に、アノード１０４とカソードとなる基板Ｗとの間に電圧を印加しておく。これにより、めっき液の供給に伴って、各接点１１４を通して給電される基板とアノード１０４との間にめっき電流が流れて、基板Ｗの表面に電気めっきが行われる。一方、コールドエントリ方式を採用する場合には、めっき液の供給を開始した後、所定時間（待ち時間）経過後に、アノード１０４とカソードとなる基板Ｗとの間に電圧を印加する。これにより、アノード１０４とカソードとなる基板Ｗとの間に電圧を印加すると同時に、基板Ｗの表面に電気めっきが行われる。

【0036】

次に、所定時間経過後、第２めっき液供給系４２を択一的に使用し、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１と直交する矢印Ｆ_２に沿って流れるようにめっき液の流れの向きを切替えて電気めっきを継続する。そして、この流路形成空間２３ａ内のめっき液の流れ方向の切替えを所定回数、例えば２回繰返して電気めっきを終了する。

【0037】

電気めっき中に各入口配管２６ａ，２６ｂ及び各出口配管２８ａ，２８ｂの内部を流れるめっき液の流量について、図７を参照して説明する。初期状態において、入口配管２６ａ，２６ｂ及び各出口配管２８ａ，２８ｂは、内部をめっき液が流れないように閉じられている。

【0038】

先ず、ポンプ３０を駆動し、先ず第１めっき液供給系４０を択一的に使用して、入口配管２６ａからの流路形成空間２３ａ内へのめっき液の供給、及び流路形成空間２３ａ内のめっき液の出口配管２８ａからの排出を開始する。この時、第１めっき液供給系４０を構成する入口配管２６ａ及び出口配管２８ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管２６ａ及び出口配管２８ａに設けた流量制御装置４４ａ，４６ａを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_０〜ｔ_１）。

【0039】

そして、流路形成空間２３ａ内をめっき液が基板Ｗの表面に沿って一方向（矢印Ｆ_１方向）に安定して流れるようになった時点（時間：ｔ_２）で、安定した電気めっきが開始される。

【0040】

所定時間経過した後、第１めっき液供給系４０を構成する入口配管２６ａ及び出口配管２８ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロとなるように、入口配管２６ａ及び出口配管２８ａに設けた流量制御装置４４ａ，４６ａを制御部４８からの信号で制御し、同時に、第２めっき液供給系４２を構成する入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂに設けた流量制御装置４４ｂ，４６ｂを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_３〜ｔ_４）。これにより、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１と直交する矢印Ｆ_２に沿って一方向に流れるようにめっき液の流れの向きを切替える。この切替えに要する時間ｔ_３〜ｔ_４は、一般的には１〜１０秒程度、例えば２秒である。このことは、以下同様である。

【0041】

そして、流路形成空間２３ａ内をめっき液が矢印Ｆ_２に沿って一方向に流れる状態を所定時間保持する（時間：ｔ_４〜ｔ_５）。この流路形成空間２３ａ内をめっき液が一方向に流れる時間ｔ_４〜ｔ_５は、一般的には３〜６０秒程度、例えば３０秒である。このことは、以下同様である。

【0042】

この例では、入口流路２６ａ，２６ｂの内部を通過して、流路形成空間２３ａ内に供給されるめっき液の全流量、及び出口流路２８ａ，２８ｂの内部を通過して、流路形成空間２３ａから排出されるめっき液の全流量が、電気めっき中に常に一定となるように、流量制御装置４４ａ，４４ｂ、４６ａ，４６ｂを制御するようにしている。

【0043】

次に、第１めっき液供給系４０を構成する入口配管２６ａ及び出口配管２８ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管２６ａ及び出口配管２８ａに設けた流量制御装置４４ａ，４６ａを制御部４８からの信号で制御し、同時に、第２めっき液供給系４２を構成する入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロになるように、入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂに設けた流量制御装置４４ｂ，４６ｂを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_５〜ｔ_６）。これにより、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１に沿って一方向に流れるようにめっき液の流れの向きを切替え、この状態を所定時間保持する（時間：ｔ_６〜ｔ_７）。このように、流路形成空間２３ａ内を基板Ｗの表面に沿って流れるめっき液の流れの向きの矢印Ｆ_１から矢印Ｆ_２への切替えを所定回数繰返す。

【0044】

そして、電気めっきを終了する時点（時間：ｔ_８）で、電気めっきを停止し、同時に、この例では、第２めっき液供給系４２を構成する入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロになるように、入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂに設けた流量制御装置４４ｂ，４６ｂを制御部４８からの信号で制御する。これにより、流路形成空間２３ａ内へのめっき液の供給及び流路形成空間２３ａ内のめっき液の排出を停止する（時間：ｔ_９）。

【0045】

この例では、流路形成空間２３ａ内のめっき液の２方向に沿った流れの切替えを２回繰返しているが、この切替えの繰返し回数は任意に設定できる。また、各めっき液の流れ方向の切替えに要する時間や、めっき液が流路形成空間２３ａ内を基板Ｗの表面に沿って一方向に沿って流れる時間等も任意に設定できる。

【0046】

この例によれば、流路形成空間２３ａの基板Ｗの表面に沿っためっき液の流れ方向を切替える時に使用される入口配管２６ａ，２６ｂ及び出口配管２８ａ，２８ｂの内部を流れるめっき液の流量を時間ととも変化するように流量制御装置４４ａ，４４ｂ、４６ａ，４６ｂで制御することで、めっき液の流量（流速）を瞬間的に増減させることなく、流路形成空間２３ａ内のめっき液の流れ方向を切替えることができる。特に、入口配管２６ａ，２６ｂ及び出口配管２８ａ，２８ｂを切替えて使用する時を含め、流路形成空間２３ａ内に常に一定量のめっき液が供給されるように、流量制御装置４４ａ，４４ｂ、４６ａ，４６ｂを制御することで、常に一定量のめっき液を流路形成空間２３ａ内に供給しながら、流路形成空間２３ａ内のめっき液の流れ方向を切替えることができる。

【0047】

図８は、電気めっき装置に適用した本発明の他の実施形態の基板処理装置の構成例を示す概略平面図である。この例の電気めっき装置（基板処理装置）の図５及び図６に示す例と異なる点は、以下の通りである。

【0048】

すなわち、出口配管２８ａ，２８ｂに近接した位置に他の入口配管５０ａ，５０ｂを、入口配管２６ａ，２６ｂに近接した位置に他の出口配管５２ａ，５２ｂをそれぞれ設けている。入口配管５０ａ，５０ｂは、ポンプ３０の吐出口から延びる吐出管３２に接続され、出口配管５２ａ，５２ｂは、ポンプ３０の吸込口から延びる吸込管３４に接続されている。

【0049】

これにより、入口配管５０ａと出口配管５２ａで、前述の第１めっき液供給系４０によって流路形成空間２３ａの内部に形成される矢印Ｆ_１に沿っためっき液の流れと反対方向の矢印Ｆ_３に沿っためっき液の流れを流路形成空間２３ａの内部に形成する第３めっき液供給系５４が構成されている。また、入口配管５０ｂと出口配管５２ｂで、前述の第２めっき液供給系４２によってめっき槽２０の流路形成空間２３ａの内部に形成される矢印Ｆ_２に沿っためっき液の流れと反対方向の矢印Ｆ_４に沿っためっき液の流れを流路形成空間２３ａの内部に形成する第４めっき液供給系５６が構成されている。これらの第１めっき液供給系４０、第２めっき液供給系４２、第３めっき液供給系５４及び第４めっき液供給系５６は、択一的に選択して使用される。これにより、めっき槽２０の流路形成空間２３ａ内を基板Ｗの表面に沿って流れるめっき液４の流れを、矢印Ｆ_１，Ｆ_２，Ｆ_３，Ｆ_４の４方向に切替えることができる。

【0050】

前述と同様に、各入口配管５０ａ，５０ｂには、例えばマスフローコントローラからなる流量制御装置５８ａ，５８ｂが設けられ、各出口配管５２ａ，５２ｂにも、例えばマスフローコントローラからなる流量制御装置６０ａ，６０ｂが設けられている。これらの流量制御装置（マスフローコントローラ）５８ａ，５８ｂ、６０ａ，６０ｂも制御部４８からの信号により制御される。

【0051】

この例の電気めっき装置では、前述のように、基板ホルダ２２で吸着保持した基板Ｗの外周部をめっき槽２０に設けたシール部１１２及び接点１１４に当接させた後、アノード収容空間２３ｂ内へのめっき液の供給を開始する。同時に、ポンプ３０を駆動し、例えば先ず第１めっき液供給系４０を択一的に使用し、入口配管２６ａからめっき槽２０の流路形成空間２３ａ内にめっき液を供給し、流路形成空間２３ａ内を満たした後、矢印Ｆ_１に沿って流路形成空間２３ａ内を一方向に沿って流れるめっき液を出口配管２８ａから外部に排出し循環させる。これにより、前述のホットエントリ方式またはコールドエントリ方式を採用した電気めっきを行う。

【0052】

次に、所定時間経過後、第２めっき液供給系４２を択一的に使用し、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１と直交する矢印Ｆ_２に沿って流れるようにめっき液の流れの向きを切替えて電気めっきを継続する。そして、所定時間経過後、第３めっき液供給系５４を択一的に使用し、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１と反対の矢印Ｆ_３に沿って流れるようにめっき液の流れの向きを切替えて電気めっきを継続する。更に、所定時間経過後、第４めっき液供給系５６を択一的に使用し、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_２と反対の矢印Ｆ_４に沿って流れるようにめっき液の流れの向きを切替えて電気めっきを継続する。そして、上記めっき液の流れの切替えを１サークルとして、このサークルを１若しくは複数回繰返す。

【0053】

電気めっき中に各入口配管２６ａ，２６ｂ、５０ａ，５０ｂ及び各出口配管２８ａ，２８ｂ、５２ａ，５２ｂの内部を流れるめっき液の流量について、図９を参照して説明する。初期状態において、入口配管２６ａ，２６ｂ、５０ａ，５０ｂ及び各出口配管２８ａ，２８ｂ、５２ａ，５２ｂは、内部をめっき液が流れないように閉じられている。

【0054】

先ず、ポンプ３０を駆動し、例えば第１めっき液供給系４０を択一的に使用して、入口配管２６ａから流路形成空間２３ａ内へのめっき液の供給、及び流路形成空間２３ａ内のめっき液の出口配管２８ａからの排出を開始する。この時、第１めっき液供給系４０を構成する入口配管２６ａ及び出口配管２８ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管２６ａ及び出口配管２８ａに設けた流量制御装置４４ａ，４６ａを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_１０〜ｔ_１１）。

【0055】

そして、流路形成空間２３ａ内をめっき液が基板Ｗの表面に沿って一方向（矢印Ｆ_１方向）に安定して流れるようになった時点（時間：ｔ_１２）で、安定した電気めっきが開始される。

【0056】

所定時間経過した後、第１めっき液供給系４０を構成する入口配管２６ａ及び出口配管２８ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロとなるように、入口配管２６ａ及び出口配管２８ａに設けた流量制御装置４４ａ，４６ａを制御部４８からの信号で制御し、同時に、第２めっき液供給系４２を構成する入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂに設けた流量制御装置４４ｂ，４６ｂを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_１３〜ｔ_１４）。

【0057】

これにより、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１と直交する矢印Ｆ_２に沿って一方向に流れるようにめっき液の流れの向きを切替え、この状態を所定時間保持する（時間：ｔ_１４〜ｔ_１５）。

【0058】

次に、第３めっき液供給系５４を構成する入口配管５０ａ及び出口配管５２ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管５０ａ及び出口配管５２ａに設けた流量制御装置５６ａ，６０ａを制御部４８からの信号で制御し、同時に、第２めっき液供給系４２を構成する入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロになるように、入口配管２６ｂ及び出口配管２８ｂに設けた流量制御装置４４ｂ，４６ｂを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_１５〜ｔ_１６）。

【0059】

これにより、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_１と反対の矢印Ｆ_３に沿って一方向に流れるようにめっき液の流れの向きを切替え、この状態を所定時間保持する（時間：ｔ_１６〜ｔ_１７）。

【0060】

次に、第４めっき液供給系５６を構成する入口配管５０ｂ及び出口配管５２ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に増加して一定となるように、入口配管５０ｂ及び出口配管５２ｂに設けた流量制御装置５８ｂ，６０ｂを制御部４８からの信号で制御し、同時に、第３めっき液供給系５４を構成する入口配管５０ａ及び出口配管５２ａの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロになるように、入口配管５０ａ及び出口配管５２ａに設けた流量制御装置５８ａ，６０ａを制御部４８からの信号で制御する（時間：ｔ_１７〜ｔ_１８）。

【0061】

これにより、流路形成空間２３ａ内をめっき液が前記矢印Ｆ_２と反対の矢印Ｆ_４に沿って一方向に流れるようにめっき液の流れの向きを切替え、この状態を所定時間保持する（時間：ｔ_１８〜ｔ_１９）。

【0062】

そして、電気めっきを終了する時点（時間：ｔ_１９）で、電気めっきを停止し、同時に第４めっき液供給系５６を構成する入口配管５０ｂ及び出口配管５２ｂの内部を流れるめっき液の流量が徐々に減少してゼロになるように、入口配管５０ｂ及び出口配管５２ｂに設けた流量制御装置５８ｂ，６０ｂを制御部４８からの信号で制御する。これにより、流路形成空間２３ａ内へのめっき液の供給及び流路形成空間２３ａ内からのめっき液の排出を停止する（時間：ｔ_２０）。

【0063】

この例では、流路形成空間２３ａ内のめっき液の４方向に沿った流れの切替えを１回のみ行っているが、この切替えの繰返し回数は任意に設定できる。また、各めっき液の流れ方向の切替えに要する時間や、めっき液が流路形成空間２３ａ内を基板Ｗの表面に沿って一方向に流れる時間等も任意に設定できることは前述と同様である。

【0064】

この例によれば、流路形成空間２３ａ内のめっき液の流れ方向を切替える時に使用される入口配管２６ａ，２６ｂ、５０ａ，５０ｂ及び出口配管２８ａ，２８ｂ、５２ａ，５２ｂの内部を流れるめっき液の流量を時間ととも変化するように流量制御装置４４ａ，４４ｂ、４６ａ，４６ｂ、５８ａ，５８ｂ、６０ａ，６０ｂで制御することで、めっき液の流量（流速）を瞬間的に増減させることなく、流路形成空間２３ａ内の基板Ｗの表面に沿っためっき液の流れ方向を４方向に切替えることができる。特に、入口配管２６ａ，２６ｂ、５０ａ，５０ｂ及び出口配管２８ａ，２８ｂ、５２ａ，５２ｂを切替えて使用する時を含め、流路形成空間２３ａ内に常に一定量のめっき液が供給されるように、流量制御装置４４ａ，４４ｂ、４６ａ，４６ｂ、５８ａ，５８ｂ、６０ａ，６０ｂを制御することで、常に一定量のめっき液を流路形成空間２３ａ内に供給しながら、流路形成空間２３ａ内の基板Ｗの表面に沿っためっき液の流れ方向を切替えることができる。

【0065】

図１０は、電気めっき装置に適用した本発明の他の実施形態の基板処理装置の構成例を示す概略平面図である。この例の図８に示す例と異なる点は、互いに近接した位置に配置される入口配管と出口配管を共通化して構造の簡素化を図った点にある。つまり、入口配管２６ａと出口配管５２ａを共通配管６２ａで、入口配管２６ｂと出口配管５２ｂを共通配管６２ｂで、入口配管５０ａと出口配管２８ａを共通配管６２ｃで、入口配管５０ｂと出口配管２８ｂを共通配管６２ｄでそれぞれ構成している。

【0066】

図８に示す電気めっき装置を使用し、めっき液の基板の表面に沿った流れ方向の切替え時を含め、流路形成空間２３ａ内に流入するめっき液の流量を常に１０Ｌ／ｍｉｎの一定に設定して、図１１に示すように、シード層１０の表面にレジスト１２で包囲された開口部１４を形成した基板（直径３００ｍｍのウェ−ハ）の表面に電気めっきを行った結果、表面１６ｃが平坦で異常析出のないバンプ（めっき膜）１６が形成されることが確かめられている。この時のめっき時間は、例えば数１０分〜数時間程度である。

【0067】

また、同様に、図１２に示すように、絶縁体７０の内部に形成され、表面をシード層７２で覆われたビア７４を有する基板（直径３００ｍｍのウェ−ハ）の表面に電気めっきを行って、ビア７４の内部に配線金属（めっき膜）７６を埋め込んだ時、内部にボイドのない配線金属（めっき膜）７６が得られることが確かめられている。この時のめっき時間は、例えば１〜２分程度である。

【0068】

めっき液の流れ方向切替え時を含め、流路形成空間２３ａ内に流入するめっき液の流量は、一般的には０〜２０Ｌ／ｍｉｎで、４〜１２Ｌ／ｍｉｎであることが好ましく、８〜１２Ｌ／ｍｉｎであることが更に好ましい。

【0069】

次に、前述のホットエントリ方式またはコールドエントリ方式を採用した電気めっきについて、詳細に説明する。

【0070】

図１３（ａ）に示すように、アノード２００とカソード（基板）２０２との間に、めっき液（電解液）２０４を通して、電源２０６から電圧を印加する回路にスイッチ２０８を設け、このスイッチ２０８を閉じた回路をクローズ回路と呼ぶ。クローズ回路の場合、アノード２００とカソード（基板）２０２との間にめっき液（電解液）２０４が存在すると、電源２０６をＯＦＦにしても、電極電位により自然電流が流れて、基板のシード層やめっき膜等がエッチングされる（クローズ回路でも、アノード２００とカソード２０２の間にめっき液２０４がなければエッチングは起こらない）。

【0071】

一方、図１３（ｂ）に示すように、アノード２００とカソード（基板）２０２との間に、めっき液（電解液）２０４を通して、電源２０６から電圧を印加する回路にスイッチ２０８を設け、このスイッチ２０８を開いた回路をオープン回路と呼ぶ。オープン回路の場合、アノード２００とカソード２０２の間にめっき液２０４があっても、自然電流は流れないので、自然電流が流れることによるエッチングは起こらない。

【0072】

ホットエントリ方式は、アノードとカソード（基板）の間にめっき液を流す前に電圧を印加しておく方式であり、主に、半導体ウェーハ等の基板の表面に設けた配線用の微細なトレンチやビア等の内部に金属（配線材料）を埋める微細配線めっきに用いられる。微細配線めっきでコールドエントリ方式を用いないのは、（ａ）オープン回路にしても化学的なエッチングは生じるため、極めて薄い銅シード（ビア側壁で＜５ｎｍ）がエッチングで溶解してしまう、（ｂ）ボトムアップのメカニズムが、添加剤の吸着速度がビア底部とビア入口で異なることを利用しているため、コールドエントリを採用すると時間の経過により添加剤の吸着量が均一化してしまい、ボトムアップしない、等の理由による。

【0073】

ホットエントリ方式を採用した電気めっきは、通常定電圧制御で行われる。つまり、目的の電流値Ｉでめっきを行うとして、この時の電圧Ｖをアノードとカソード（基板）の間予め印加しておく。これにより、アノードとカソード（基板）の間にめっき液が徐々に満たされると、電流値が徐々に増大し、基板全面にめっき液が行き渡る電流値がＩになる。

【0074】

コールドエントリ方式は、アノードとカソードの間にめっき液を流してから電圧を印加する方式である。アノードとカソード（基板）の間にめっき液が流れた状態でクローズ回路にしておくと、前述のように、自然電流が流れてエッチングが進行してしまう。このため、通電開始まではオープン回路にしておく。このコールドエントリ方式は、バンプめっき、再配線めっき、ＴＳＶ（Through Silicon Via）めっき等に主に採用される。このようなめっきは、微細配線めっきより溝幅が大きく、シード層も厚いばかりでなく、ボトムアップのメカニズムも微細配線めっきと異なり、コールドエントリ方式の方が向いているからである。

【0075】

次に、図１４を参照して、図５及び図６に示す電気めっき装置でホットエントリ方式を採用した電気めっきを行うときの動作について説明する。

【0076】

めっきを開始する前は、スイッチ１２０を開き、これによって、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をオープン回路としておく。そして、基板ホルダ２２で基板Ｗを保持し、基板ホルダ２２をめっき槽２０に向けて移動させることで、基板ホルダ２２で保持した基板Ｗでめっき槽２０の開口端部を塞ぐ（めっき槽閉）。

【0077】

次に、電源１１６をＯＮにするとともに、シーケンサを介して、めっき電源１１６のＯＮの信号と同時、若しくは多少の時間差をもってスイッチ１２０を閉じ、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をクローズ回路となす。この状態で、前述のように、めっき槽２０の流路形成空間２３ａ及びアノード収容空間２３ｂにめっき液を供給して基板Ｗの表面の電気めっきを行う。

【0078】

そして、めっき終了時に、めっき槽２０内のめっき液を排出し、電源１１６をＯＦＦにするとともに、シーケンサを介して、めっき電源１１６のＯＦＦの信号と同時、若しくは多少の時間差をもってスイッチ１２０を開き、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をオープン回路となす。このように、通電ＯＦＦ後にオープン回路にすることにより、めっき槽内にめっき液残りがあった場合でも、めっき膜のエッチングを避けることができる。

【0079】

次に、めっき槽２０の内部を、例えば３回水洗した後、基板ホルダ２０をめっき槽２０から離れる方向に移動させて、めっき槽２０の開口端部を塞いでいた基板Ｗをめっき槽２０から引き離す（めっき槽開）。しかる後、基板Ｗを基板ホルダ２２から取り出す。

【0080】

図１５を参照して、図５及び図６に示す電気めっき装置でコールドエントリ方式を採用した電気めっきを行うときの動作について説明する。

【0081】

めっきを開始する前は、スイッチ１２０を開き、これによって、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をオープン回路としておく。そして、基板ホルダ２２で基板Ｗを保持し、基板ホルダ２２をめっき槽２０に向けて移動させることで、基板ホルダ２２で保持した基板Ｗでめっき槽２０の開口端部を塞ぐ（めっき槽閉）。

【0082】

次に、前述のように、めっき槽２０の流路形成空間２３ａ及びアノード収容空間２３ｂにめっき液を供給する。この時、めっき槽の下流に設置したセンサでめっき液の通過を検知する。このめっき液の通過を検知するセンサとして、屈折率や透過率の違いを利用した光学式センサが好ましく用いられる。

【0083】

めっき槽の下流に設置したセンサでめっき液の通過を検知した後、待ち時間をカウントする。待ち時間とは、例えばビアなどの溝の底まで銅イオンを拡散させるのに要する時間であり、例えばビア深さが５０ｕｍであれば３０ｓｅｃ、ビア深さ１２０ｕｍであれば１ｍｉｎというように、ビア深さが深くなるほど、待ち時間を長く取る。待ち時間は、例えば０〜５ｍｉｎ、好ましくは２０ｓｅｃ〜３ｍｉｎ、より好ましくは３０ｓｅｃ〜１ｍｉｎである。

【0084】

待ち時間経過後、電源１１６をＯＮにするとともに、シーケンサを介して、めっき電源１１６のＯＮの信号と同時、若しくは多少の時間差をもってスイッチ１２０を閉じ、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をクローズ回路となす。これによって、アノード１０４と基板（カソード）Ｗとの間に電流を流して、基板Ｗの表面の電気めっきを開始する。

【0085】

そして、めっき終了時に、めっき槽２０内のめっき液を排出し、電源１１６をＯＦＦにするとともに、シーケンサを介して、めっき電源１１６のＯＦＦの信号と同時、若しくは多少の時間差をもってスイッチ１２０を開き、電源１１６、アノード１０４及び基板Ｗを繋ぐ回路をオープン回路となす。

【0086】

次に、めっき槽２０の内部を、例えば３回水洗した後、基板ホルダ２０をめっき槽２０から離れる方向に移動させて、めっき槽２０の開口端部を塞いでいた基板Ｗをめっき槽２０から引き離す（めっき槽開）。しかる後、基板Ｗを基板ホルダ２２から取り出す。

【0087】

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、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。

【符号の説明】

【0088】

２０ めっき槽（処理槽）
２２ 基板ホルダ
２３ａ 流路形成空間
２３ｂ アノード収容空間
２４ 隔膜
２６ａ，２６ｂ，５０ａ，５０ｂ 入口配管
２８ａ，２８ｂ，５２ａ，５２ｂ 出口配管
３０ ポンプ
４０ 第１めっき液供給系
４２ 第２めっき液供給系、
４４ａ，４４ｂ、４６ａ，４６ｂ，５８ａ，５８ｂ、６０ａ，６０ｂ 流量制御装置（マスフローコントローラ）
４８ 制御部
５４ 第３めっき液供給系
５６ 第４めっき液供給系
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 共通配管
１０４ アノード
１１２ シール部
１１４ 接点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】