特許 6793742 電解処理治具及び電解処理方法

(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】6793742

(24)【登録日】2020年11月12日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】電解処理治具及び電解処理方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 21/12 20060101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   C25D21/12 A

   C25D21/12 C

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-543803(P2018-543803)

(86)(22)【出願日】2017年9月11日

(86)【国際出願番号】JP2017032675

(87)【国際公開番号】WO2018066315

(87)【国際公開日】20180412

【審査請求日】2019年4月25日

(31)【優先権主張番号】特願2016-198729(P2016-198729)

(32)【優先日】2016年10月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】星野 智久

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼田 正人

【審査官】 関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１３８３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０００２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６６９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８７６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ ２１／１００−２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理基板に電解処理を行う電解処理治具であって、
平板状の基体と、
前記基体に設けられた電極と、
前記基体に３本以上設けられ、且つ弾性を有し、前記被処理基板の外周部に接触する端子と、
前記端子の少なくとも１本が前記被処理基板に接触したことを電気的に検知する検知部と、を有し、
前記検知部は、一の前記端子と他の前記端子の間の抵抗値を測定する、電解処理治具。

【請求項2】

被処理基板に電解処理を行う電解処理治具であって、
平板状の基体と、
前記基体に設けられた電極と、
前記基体に３本以上設けられ、且つ弾性を有し、前記被処理基板の外周部に接触する端子と、
前記端子の少なくとも１本が前記被処理基板に接触したことを電気的に検知する検知部と、を有し、
前記端子にかかる荷重を測定する荷重測定部をさらに有する、電解処理治具。

【請求項3】

被処理基板に電解処理を行う電解処理治具であって、
平板状の基体と、
前記基体に設けられた電極と、
前記基体に３本以上設けられ、且つ弾性を有し、前記被処理基板の外周部に接触する端子と、
前記端子の少なくとも１本が前記被処理基板に接触したことを電気的に検知する検知部と、を有し、
前記検知部による検知結果に基づいて、前記被処理基板に対する前記端子の接触が不良であった場合に警告を発する警告部をさらに有する、電解処理治具。

【請求項4】

請求項２または３に記載の電解処理治具において、
前記検知部は、前記端子を流れる電流の有無を検出する。

【請求項5】

電解処理治具を用いて被処理基板に電解処理を行う電解処理方法であって、
前記電解処理治具は、
平板状の基体と、
前記基体に設けられた電極と、
前記基体に３本以上設けられ、且つ弾性を有し、前記被処理基板の外周部に接触する端子と、
前記端子の少なくとも１本が前記被処理基板に接触したことを電気的に検知する検知部と、を有し、
前記電解処理方法は、
前記電解処理治具と前記被処理基板を相対的に近づけるように移動させ、前記端子を前記被処理基板に接触させる第１の工程と、
その後、前記電極と前記被処理基板の間に処理液が供給された状態で、前記電極と前記被処理基板の間に電圧を印加して、当該被処理基板に電解処理を行う第２の工程と、を有し、
前記第１の工程において、前記検知部によって前記端子と前記被処理基板の接触を検知する。

【請求項6】

請求項５に記載の電解処理方法において、
前記第１の工程において、前記検知部によって一の前記端子と他の前記端子の間の抵抗値を測定し、当該測定された抵抗値が所定の抵抗値である場合に、前記端子と前記被処理基板の接触が検知される。

【請求項7】

請求項５に記載の電解処理方法において、
前記第１の工程において、前記検知部によって前記端子を流れる電流の有無を検出し、当該端子に電流が流れた場合に、前記端子と前記被処理基板の接触が検知される。

【請求項8】

請求項５に記載の電解処理方法において、
前記電解処理治具は、前記端子にかかる荷重を測定する荷重測定部をさらに有し、
前記第１の工程において、前記荷重測定部によって前記端子にかかる荷重が測定された場合に、１本目の前記端子と前記被処理基板の接触が検知される。

【請求項9】

請求項５に記載の電解処理方法において、
前記第１の工程において、所定数の前記端子を前記被処理基板に接触させた後、さらに前記電解処理治具と前記被処理基板を相対的に近づけるように所定距離移動させる。

【請求項10】

請求項５に記載の電解処理方法において、
前記第１の工程において、前記検知部による検知結果に基づいて、前記被処理基板に対する前記端子の接触が不良であった場合に、警告部より警告を発する。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１０月７日に日本国に出願された特願２０１６−１９８７２９号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【0002】

本発明は、被処理基板に電解処理を行う電解処理治具、及び当該電解処理治具を用いた電解処理方法に関する。

【背景技術】

【0003】

電解プロセス（電解処理）は、めっき処理やエッチング処理等の種々の処理に用いられる技術である。例えば半導体装置の製造工程においても、電解処理は行われる。

【0004】

上述しためっき処理は、従来、例えば特許文献１に記載されためっき装置で行われる。めっき装置では、アノード電極に対面配置された半導体ウェハが、そのめっき処理面が下方に向くように配置される。また、半導体ウェハを支持する支持部は、当該半導体ウェハに接続されるカソード電極を構成している。そして半導体ウェハのめっき処理面に向けて、前記アノード電極を通してめっき液を噴流させることにより半導体ウェハのめっき処理を行う。

【0005】

また、特許文献１に記載されためっき装置には超音波振動子が設けられており、かかる超音波振動子から発振される超音波をめっき液に伝えることで、めっき液を攪拌している。これより、めっき処理の均一性の向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】日本国特開２００４−２５０７４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載されためっき装置を用いた場合、めっき処理の均一性向上を実現するためには、めっき液を攪拌するための超音波振動子が必要となり、大掛かりな攪拌手段が必要となる。そして装置構成上、このような撹拌手段を設けることができない場合もある。

【0008】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被処理基板に対する電解処理を効率よく且つ適切に行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の目的を達成するため、本発明の一態様は、被処理基板に電解処理を行う電解処理治具であって、平板状の基体と、前記基体に設けられた電極と、前記基体に３本以上設けられ、且つ弾性を有し、前記被処理基板の外周部に接触する端子と、前記端子の少なくとも１本が前記被処理基板に接触したことを電気的に検知する検知部とを有し、前記検知部は、一の前記端子と他の前記端子の間の抵抗値を測定する。

【0010】

前記した本発明の一態様によれば、先ず、電解処理治具と被処理基板を相対的に近づけるように移動させ、端子を被処理基板に接触させる。この際、検知部によって端子と被処理基板の接触を検知することができ、かかる接触を確実に行うことができる。その後、電極と被処理基板の間に処理液が供給された状態で、電極と被処理基板の間に電圧を印加して、当該被処理基板に電解処理を行う。端子は被処理基板の外周部に接触し、また上述したように端子と被処理基板とは確実に接触しているので、均一に電解処理を行うことができる。しかも、電解処理の均一性を向上させるため、従来のように処理液を攪拌させるための大掛かりな手段が必要なく、装置構成を簡易化することができる。したがって、電解処理を効率よく且つ適切に製造することができる。

【0011】

別な観点による本発明の一態様は、電解処理治具を用いて被処理基板に電解処理を行う電解処理方法であって、前記電解処理治具は、平板状の基体と、前記基体に設けられた電極と、前記基体に３本以上設けられ、且つ弾性を有し、前記被処理基板の外周部に接触する端子と、前記端子の少なくとも１本が前記被処理基板に接触したことを電気的に検知する検知部と、を有している。そして前記電解処理方法は、前記電解処理治具と前記被処理基板を相対的に近づけるように移動させ、前記端子を前記被処理基板に接触させる第１の工程と、その後、前記電極と前記被処理基板の間に処理液が供給された状態で、前記電極と前記被処理基板の間に電圧を印加して、当該被処理基板に電解処理を行う第２の工程と、を有し、前記第１の工程において、前記検知部によって前記端子と前記被処理基板の接触を検知する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、被処理基板に対する電解処理を効率よく且つ適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施の形態にかかる電解処理治具を備えた、半導体装置の製造装置の構成の概略を示す説明図である。

【図2】移動機構の構成の概略を示す説明図である。

【図3】ウェハ上にめっき液の液パドルを形成する様子を示す説明図である。

【図4】ウェハ上にめっき液の液パドルを形成した様子を示す説明図である。

【図5】１本目の端子をウェハに接触させる様子を示す説明図である。

【図6】１本目の端子をウェハに接触させる際の移動機構の様子を示す説明図である。

【図7】２本目の端子をウェハに接触させる様子を示す説明図である。

【図8】３本目〜８本目の端子をウェハに接触させる様子を示す説明図である。

【図9】すべての端子をウェハに接触させた後、電解処理治具を所定距離させる様子を示す説明図である。

【図10】間接電極とウェハとの間に電圧を印加した様子を示す説明図である。

【図11】直接電極とウェハとの間に電圧を印加した様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0015】

図１は、本実施の形態にかかる電解処理治具を備えた、半導体装置の製造装置の構成の概略を示す説明図である。製造装置１では、被処理基板としての半導体ウェハＷ（以下、「ウェハＷ」という。）に対し、電解処理としてめっき処理を行う。このウェハＷの表面には、電極として用いられるシード層（図示せず）が形成されている。なお、以下の説明で用いる図面において、各構成要素の寸法は、技術の理解の容易さを優先させるため、必ずしも実際の寸法に対応していない。

【0016】

製造装置１は、ウェハ保持部１０を有している。ウェハ保持部１０は、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャックである。ウェハ保持部１０は、平面視においてウェハＷの径より大きい径を有する上面１０ａを有し、当該上面１０ａには、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをウェハ保持部１０上に吸着保持できる。

【0017】

ウェハ保持部１０には、例えばモータなどを備えた駆動機構１１が設けられ、その駆動機構１１により所定の速度に回転できる。また、駆動機構１１には、シリンダなどの昇降駆動部（図示せず）が設けられており、ウェハ保持部１０は鉛直方向に移動可能である。

【0018】

ウェハ保持部１０の上方には、当該ウェハ保持部１０に対向して、電解処理治具２０が設けられている。電解処理治具２０は、絶縁体からなる基体２１を有している。基体２１は平板状であり、平面視においてウェハＷの径より大きい径を有する下面２１ａを有している。基体２１には、端子２２、直接電極２３及び間接電極２４が設けられている。

【0019】

端子２２は、基体２１の外周部において、下面２１ａから突出して設けられている。端子２２は例えば８本設けられ、基体２１の同心円周上に均等間隔に配置されている。また、端子２２は屈曲し、弾性を有している。さらに、複数の端子２２は、その先端部から構成される仮想面、すなわち複数の各端子２２の先端部（点）によって形成される平面が、ウェハ保持部１０に保持されたウェハＷの表面と略平行になるように配置されている。

【0020】

そして、めっき処理を行う際、端子２２は、後述するようにウェハＷ（シード層）の外周部に接触し、当該ウェハＷに電圧を印加する。なお、端子２２の数は本実施の形態に限定されず、少なくとも３本以上であればよい。また、端子２２の形状も本実施の形態に限定されず、端子２２が弾性を有していればよい。

【0021】

直接電極２３は、基体２１の下面２１ａに設けられている。直接電極２３は、ウェハ保持部１０に保持されたウェハＷに対向し、且つ略平行に配置されている。そして、めっき処理を行う際、直接電極２３は、後述するようにウェハＷ上のめっき液に接触する。

【0022】

間接電極２４は、基体２１の内部に設けられている。すなわち、間接電極２４は外部に露出していない。

【0023】

端子２２、直接電極２３及び間接電極２４には、直流電源３０が接続されている。端子２２は、直流電源３０の負極側に接続されている。直接電極２３と間接電極２４は、それぞれ直流電源３０の正極側に接続されている。

【0024】

また、直流電源３０と端子２２を接続する回路には、検知部３１が設けられている。検知部３１は、複数の端子２２のうち、一の端子２２と他の端子２２の間の抵抗値を測定する抵抗計である。そして、検知部３１は、この電流値を測定することにより、後述するようにウェハＷに対する端子２２の接触を電気的に検知する。

【0025】

基体２１の上面２１ｂ側には、当該基体２１を移動させる移動機構４０が設けられている。図２に示すように移動機構４０は、基体２１の上面２１ｂを押圧して移動させる押圧部４１を有している。押圧部４１は、押圧板４２、支持板４３及び支持柱４４が一体に構成されている。押圧板４２は基体２１の上面２１ｂに接触して設けられ、支持板４３は押圧板４２に対向して設けられている。これら押圧板４２と支持板４３は、それぞれ剛体であり、荷重がかかっても変形しないようになっている。支持柱４４は、押圧板４２と支持板４３の間を接続して設けられている。

【0026】

押圧部４１には、当該押圧部４１を昇降させる昇降駆動部４５が設けられている。昇降駆動部４５は例えばエアベアリングシリンダであり、支持柱４４に取り付けられている。なお、昇降駆動部４５の構成は本実施の形態に限定されず、押圧部４１を昇降させるものであれば任意である。

【0027】

押圧板４２と支持板４３の間には、荷重測定部４６が設けられている。荷重測定部４６には、例えばロードセルが用いられる。荷重測定部４６は、支持部材４７によって固定されている。昇降駆動部４５によって押圧部４１が下降し、支持板４３が荷重測定部４６と当接して、荷重測定部４６は荷重を測定する。また、この際に荷重測定部４６で測定される荷重は、後述するように端子２２にかかる荷重となる。なお、荷重測定部４６の構成は本実施の形態に限定されず、端子２２にかかる荷重を測定するものであれば任意である。

【0028】

図１に示すようにウェハ保持部１０と電解処理治具２０の間には、ウェハＷ上にめっき液を供給するノズル５０が設けられている。ノズル５０は、移動機構５１によって、水平方向及び鉛直方向に移動自在であり、ウェハ保持部１０に対して進退自在に構成されている。またノズル５０は、めっき液を貯留するめっき液供給源（図示せず）に連通し、当該めっき液供給源からノズル５０にめっき液が供給されるようになっている。なお、めっき液としては、例えば硫酸銅と硫酸を溶解した混合液が用いられ、かかる場合めっき液中には、たとえば銅イオンが含まれている。また、本実施の形態では処理液供給部としてノズル５０を用いているが、めっき液を供給する機構としては他の種々の手段を用いることができる。

【0029】

なお、ウェハ保持部１０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ（図示せず）が設けられていてもよい。

【0030】

以上の製造装置１には、制御部（図示せず）が設けられている。制御部は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、製造装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部にインストールされたものであってもよい。

【0031】

次に、以上のように構成された製造装置１を用いた製造方法におけるめっき処理について説明する。表１は、めっき処理の各工程における、端子２２の接触状態、電解処理治具２０の位置、荷重測定部４６で測定される荷重、及び検知部３１で測定される抵抗値を示している。

【0032】

【表1】

【0033】

先ず、図３に示すようにウェハ保持部１０と電解処理治具２０を対向配置した状態で、移動機構５１によってノズル５０をウェハ保持部１０に保持されたウェハＷの中心部の上方まで移動させる。その後、駆動機構１１によってウェハＷを回転させながら、ノズル５０からめっき液ＭをウェハＷの中心部に供給する。供給されためっき液Ｍは遠心力によりウェハＷ全面に拡散される。このとき、ウェハＷが回転することで、めっき液Ｍはウェハ面内で均一に拡散する。そして、ノズル５０からのめっき液Ｍの供給を停止し、ウェハＷの回転を停止すると、図４に示すようにめっき液Ｍの表面張力によってウェハＷ上にめっき液Ｍが留まり、均一な厚みのめっき液Ｍの液パドルが形成される（表１の工程Ｓ１）。

【0034】

工程Ｓ１では、電解処理治具２０は通常の待機位置から移動しておらず、電解処理治具２０の高さ位置はＰ１である。この高さ位置Ｐ１において、ウェハ保持部１０の上面１０ａと電解処理治具２０の基体２１の下面２１ａとの間の距離は約１００ｍｍである。そして、すべての端子２２はウェハＷに接触していない。また、移動機構４０において荷重測定部４６は支持板４３に当接しておらず、荷重測定部４６で測定される荷重はゼロである。さらに、端子２２間に電流が流れておらず、検知部３１で測定される抵抗値は無限大である。

【0035】

その後、移動機構４０によって電解処理治具２０を下降させる。ここで、上述したように複数の端子２２の先端部から構成される仮想面は、ウェハ保持部１０に保持されたウェハＷの表面と略平行であるが、実際には端子２２の先端部の高さには微小なばらつきがある。また、電解処理治具２０の基体２１やウェハ保持部１０に保持されたウェハＷは、微小な表面粗さを有し、また微小な傾斜度を有しており、すなわちウェハＷの表面は完全に平坦ではない。これらの要因より、電解処理治具２０を下降させて端子２２をウェハＷに接触させる際、各端子２２でウェハＷに接触するタイミングはばらつく。以下、本実施の形態では、技術の理解を容易にするため、複数の端子２２がすべてばらついてウェハＷに接触する場合について説明する。

【0036】

図５に示すように電解処理治具２０を下降させると、先ず１本目の端子２２ａがウェハＷに接触する（表１の工程Ｓ２）。この際、電解処理治具２０の高さ位置はＰ２である。高さ位置Ｐ２は、例えば移動機構４０によって電解処理治具２０の高さ調整のティーチングを行う際の原点高さとなる。

【0037】

工程Ｓ２では、図６に示すように荷重測定部４６が支持板４３に当接し、荷重測定部４６において荷重が測定される。換言すれば、荷重測定部４６が所定の荷重を測定することで、１本目の端子２２ａの接触が検知される。

【0038】

また、工程Ｓ２では、端子２２、２２間に電流が流れておらず、検知部３１で測定される抵抗値は工程Ｓ１と変わらず無限大である。

【0039】

その後、図７に示すように電解処理治具２０をさらに下降させると、２本目の端子２２ｂがウェハＷに接触する（表１の工程Ｓ３）。この際、電解処理治具２０の高さ位置はＰ３である。

【0040】

工程Ｓ３では、１本目の端子２２ａと２本目の端子２２ｂの間でウェハＷを介して電流が流れる。そうすると、検知部３１では、ウェハＷの抵抗値に相当する所定の抵抗値が測定される。換言すれば、検知部３１が所定の抵抗値を測定することで、２本目の端子２２ｂの接触が検知される。

【0041】

また、工程Ｓ３では、荷重測定部４６において荷重が測定される。そして、１本の端子２２にかかる荷重は、荷重測定部４６で測定された荷重の１／２となる。

【0042】

その後、図８に示すように電解処理治具２０をさらに下降させ、３本目〜８本目の端子２２を順次ウェハＷに接触させ、すべての端子２２をウェハＷに接触させる（表１の工程Ｓ４）。この際、電解処理治具２０の高さ位置はＰ４である。ここで、上述したように１本目の端子２２ａがウェハＷに接触する高さ位置Ｐ２が、電解処理治具２０の高さ調整のティーチングを行う際の原点高さとなるが、このティーチングにおいて、高さ位置Ｐ４はすべての端子２２がウェハＷに接触する高さとして用いられる。

【0043】

工程Ｓ４では、工程Ｓ３と同様に各端子２２、２２間でウェハＷを介して電流が流れる。そうすると、検知部３１では、ウェハＷの抵抗値に相当する所定の抵抗値が測定される。換言すれば、検知部３１が所定の抵抗値を測定することで、各端子２２ｂの接触が検知される。

【0044】

また、工程Ｓ４では、荷重測定部４６において荷重が測定される。そして、１本の端子２２にかかる荷重は、荷重測定部４６で測定された荷重を、接触する端子の数で除したものとなる。

【0045】

その後、図９に示すように電解処理治具２０を所定距離、例えば１ｍｍさらに下降させる（表１の工程Ｓ５）。この際、電解処理治具２０の高さ位置はＰ５であり、ウェハ保持部１０の上面１０ａと電解処理治具２０の基体２１の下面２１ａとの間の距離は約１ｍｍである。工程Ｓ４においてすべての端子２２がウェハＷに接触していれば、その後のめっき処理を開始することは可能であるが、このように工程Ｓ５において電解処理治具２０をさらに下降させることで、端子２２とウェハＷの接触をより確実なものとすることができる。

【0046】

そして、このように工程Ｓ５においてすべての端子２２とウェハＷを接触させる際、荷重測定部４６で測定された荷重に基づいて移動機構４０を制御することで、各端子２２にかかる荷重を適切な荷重に維持する。そうすると、例えば酸化膜などの薄膜や、接点形成が困難な硬度の高い材料に対しても、端子２２とウェハＷの間に電気的接点を形成することができる。

【0047】

また、工程Ｓ５においてすべての端子２２とウェハＷを接触させる際には、直接電極２３をウェハＷ上のめっき液Ｍに接触させる。この直接電極２３とめっき液Ｍとの接触は、工程Ｓ２〜Ｓ５のいずれの段階で行われてもよいが、少なくとも工程Ｓ５において直接電極２３はめっき液Ｍに接触している必要がある。

【0048】

さらに、工程Ｓ５においてすべての端子２２とウェハＷが接触しているので、電解処理治具２０の表面、すなわち基体２１の下面２１ａ及び直接電極２３（以下単に電解処理治具２０の表面ということがある）と、ウェハＷの表面が平行になっている。このため、後述するめっき処理を適切に行うことができる。

【0049】

その後、間接電極２４を陽極とし、ウェハＷを陰極として直流電圧を印加して、電界（静電場）を形成する。そうすると、図１０に示すように電解処理治具２０の表面（間接電極２４及び直接電極２３）側に負の荷電粒子である硫酸イオンＳが集まり、ウェハＷの表面側に正の荷電粒子である銅イオンＣが移動する（表１の工程Ｓ６）。

【0050】

このとき、直接電極２３が陰極になるのを回避するため、直接電極２３をグランドに接続せず、電気的にフローティング状態にしている。かかる場合、電解処理治具２０とウェハＷのいずれの表面においても電荷交換が抑制されるので、静電場により引きつけられた荷電粒子が電極表面に配列されることになる。そして、ウェハＷの表面においても銅イオンＣが均一に配列される。また、ウェハＷ表面で銅イオンＣの電荷交換が行われず、水の電気分解も抑制されるので、間接電極２４とウェハＷとの間に電圧を印可する際の電界を高くすることができる。そして、この高電界によって銅イオンＣの移動を速くでき、めっき処理のめっきレートを向上させることができる。さらに、この電界を任意に制御することで、ウェハＷの表面に配列される銅イオンＣも任意に制御される。

【0051】

その後、十分な銅イオンＣがウェハＷ側に移動して集積すると、直接電極２３を陽極とし、ウェハＷを陰極として電圧を印加して、直接電極２３とウェハＷとの間に電流を流す。そうすると、図１１に示すようにウェハＷの表面に均一に配列されている銅イオンＣの電荷交換が行われ、銅イオンＣが還元されて、ウェハＷの表面に銅めっき６０が析出する（表１の工程Ｓ７）。なお、このとき硫酸イオンＳは直接電極２３によって酸化されている。

【0052】

ウェハＷの表面に十分な銅イオンＣが集積し、均一に配列された状態で還元されるので、ウェハＷの表面に銅めっき６０を均一に析出させることができる。結果的に、銅めっき６０における結晶の密度が高くなり、品質の良い銅めっき６０を形成することができる。また、ウェハＷの表面に銅イオンＣが均一に配列された状態で還元を行っているので、銅めっき６０を均一かつ高品質に生成することができるのである。

【0053】

そして、上述したノズル５０からのめっき液Ｍの供給、間接電極２４による銅イオンＣの移動、直接電極２３及びウェハＷによる銅イオンＣの還元が繰り返し行われることで、銅めっき６０が所定の膜厚に成長する。こうして、製造装置１における一連のめっき処理が終了する。

【0054】

以上の実施の形態によれば、電解処理治具２０を下降させていくと、先ず、１本目の端子２２とウェハＷの接触は荷重測定部４６によって検知され、続いて、２本目〜８本目の端子２２とウェハＷの接触は検知部３１で検知される。このように荷重測定部４６と検知部３１で端子２２とウェハＷの接触が検知された後、さらに電解処理治具２０を下降させるので、すべての端子２２とウェハＷの接触を確実に行うことができる。そして、すべての端子２２とウェハＷの接触が確保されることで、後続のめっき処理を均一に行うことができる。

【0055】

また、上述のように端子２２とウェハＷが確実に接触しているのに加え、複数の端子２２はウェハＷの外周部に接触するので、これら複数の端子２２に囲まれた領域では均一にめっき処理を行うことができる。

【0056】

ここで、端子２２とウェハＷの接触は、電解処理治具２０の移動距離で制御することも考えられる。この点、本実施の形態のように荷重測定部４６と検知部３１を用いて実際の接触を検知する方が、接触検知の精度が高くなる。

【0057】

また、めっき処理を行う際、電解処理治具２０の直接電極２３とウェハＷ上のめっき液が接触する必要があるが、電解処理治具２０の表面とウェハＷの表面の距離は微小であるため、必然的に電解処理治具２０の表面とウェハＷの表面が平行である必要がある。この点、複数の端子２２の先端部から構成される仮想面が、ウェハＷの表面と略平行になるように配置されているので、端子２２とウェハＷが接触する際、電解処理治具２０の表面とウェハＷの表面が平行となる。換言すれば、電解処理治具２０に複数の端子２２が設けられているので、電解処理治具２０の表面とウェハＷの表面の平行が保証される。したがって、かかる観点からもめっき処理を適切に行うことができる。

【0058】

さらに、電解処理治具２０とウェハＷの間のめっき液Ｍの量は、銅めっき６０の膜厚（成膜量）、均一性に影響を及ぼすため、電解処理治具２０の表面とウェハＷの表面の距離は重要である。この点、本実施の形態では、電解処理治具２０の表面とウェハＷの表面を平行にし、且つ微小な距離を維持できる。したがって、めっき液Ｍの量を適切に制御して安定化させることができ、めっき処理を均一に行うことができる。

【0059】

以上の実施の形態では、検知部３１は一の端子２２と他の端子２２の間の抵抗値を測定する抵抗計であったが、これに代えて、１本の端子２２を流れる電流の有無を検出する電流計であってもよい。

【0060】

かかる場合、工程Ｓ２において１本目の端子２２がウェハＷに接触する際、検知部３１が１本目の端子２２を流れる電流を検出し、すなわち１本目の端子２２におけるオープン・ショートを検出する。これによって１本目の端子２２の接触が検知される。この際、荷重測定部４６を用いた、１本目の端子２２の接触の検知を省略してもよい。

【0061】

また、工程Ｓ３〜Ｓ４において、２本目〜８本目の端子２２がウェハＷに接触する際、検知部３１がこれら２本目〜８本目の端子２２のそれぞれを流れる電流を検出し、端子２２の接触が検知される。

【0062】

本実施の形態においても、上記実施の形態と同じ効果を享受できる。すなわち、すべての端子２２とウェハＷの接触を確保して、めっき処理を均一に行うことができる。

【0063】

以上の実施の形態の電解処理治具２０には、検知部３１による検知結果に基づいて、ウェハＷに対する端子２２の接触が不良であった場合に警告を発する警告部（図示せず）がさらに設けられていてもよい。例えば複数の端子２２のうち、１本の端子２２が非導通になった場合（例えば検知部３１で検出される抵抗値が変わった場合）、その端子２２が折れたり損傷している場合がある。かかる場合、ウェハＷに対する端子２２の接触が不良となり、その結果、めっき処理を適切に行うことができない。

【0064】

そこで、工程Ｓ２〜Ｓ４において、検知部３１によって端子２２の接触不良が検知された場合、警告部から警告が発せられ、接触不良の端子２２を交換する。これにより、その後の工程Ｓ６、Ｓ７におけるめっき処理を適切に行うことができ、製品としてのウェハＷの歩留まりを向上させることができる。

【0065】

以上の実施の形態では、すべての端子２２がウェハＷに接触した後、めっき処理を行っていたが、電解処理治具２０の複数の端子２２のうち、すべてではなく所定数の端子２２がウェハＷに接触した段階で、工程Ｓ６、Ｓ７におけるめっき処理を行ってもよい。例えば電解処理治具２０に設けられる端子２２の数が、例えば１６本や３２本と増加すると、１本の端子２２あたりの影響は小さくなるので、実際の運用上は、すべての端子２２をウェハＷに接触させる必要はない。また、以上の実施の形態では、端子２２が接触検知と電解処理の両方の役割を担っていたが、端子２２のうちの一部を接触検知用、一部を電解処理用と、それぞれの役割を割り当ててもよい。

【0066】

以上の実施の形態では、移動機構４０によって電解処理治具２０を下降させて、端子２２をウェハＷに接触させていたが、製造装置１において、駆動機構１１によってウェハ保持部１０を上昇させてもよい。あるいは、電解処理治具２０とウェハ保持部１０の両方を移動させてもよい。また、電解処理治具２０とウェハ保持部１０の配置を逆にし、電解処理治具２０をウェハ保持部１０の下方に配置してもよい。

【0067】

以上の実施の形態では、工程Ｓ１においてウェハＷ上にめっき液Ｍの液パドルを形成した後、工程Ｓ２〜Ｓ５において端子２２をウェハＷに接触させていたが、この工程Ｓ１と工程Ｓ２〜Ｓ５の順を逆にしてよい。すなわち、端子２２をウェハＷに接触させた後、ウェハＷ上にめっき液Ｍの液パドルを形成してもよい。かかる場合、電解処理治具２０にはめっき液Ｍを供給するための液供給路（図示せず）が形成されていてもよい。

【0068】

以上の実施の形態の電解処理治具２０には間接電極２４が設けられていたが、この間接電極２４を書略してもよい。かかる場合、工程Ｓ６が省略され、工程Ｓ５の後、工程Ｓ７のめっき処理が行われる。

【0069】

以上の実施の形態では、ウェハ保持部１０はスピンチャックであったが、これに代えて、上面が開口し、内部にめっき液Ｍを貯留するカップを用いてもよい。

【0070】

以上の実施の形態では、電解処理としてめっき処理を行う場合について説明したが、本発明は例えばエッチング処理等の種々の電解処理に適用することができる。

【0071】

また、以上の実施の形態ではウェハＷの表面側において銅イオンＣを還元する場合について説明したが、本発明はウェハＷの表面側において被処理イオンを酸化する場合にも適用できる。かかる場合、被処理イオンは陰イオンであり、上記実施の形態において陽極と陰極を反対にして同様の電解処理を行えばよい。本実施の形態においても、被処理イオンの酸化と還元の違いはあれ、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。

【0072】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。

【符号の説明】

【0073】

１ 製造装置
２０ 電解処理治具
２１ 基体
２２ 端子
２３ 直接電極
２４ 間接電極
３０ 直流電源
３１ 検知部
４０ 移動機構
４６ 荷重測定部
６０ 銅めっき
Ｃ 銅イオン
Ｍ めっき液
Ｓ 硫酸イオン
Ｗ ウェハ（半導体ウェハ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】