CN112410859A - 基板保持架及镀敷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的基板保持架及镀敷装置提高实施镀敷的方形基板的面内均匀性。一种实施例的基板保持架(24)是用于保持方形的基板(W)，以对基板(W)进行电镀。基板保持架(24)具有：第一保持构件(121)；以及第二保持构件(126)，在与第一保持构件(121)之间夹持基板(W)，并具有与基板(W)的周缘部接触而向基板(W)供给电流的接点。第二保持构件(126)包括：开口部，规定形成电场的区域；以及遮蔽部，在比开口部远离基板(W)的位置，比开口部朝内侧突出，遮蔽基板(W)的面的周缘部。遮蔽部呈在基板(W)的周缘部具有规定的遮蔽宽度的框形状，并且在其角落部具有遮蔽宽度比周围小的不连续部。

Description

基板保持架及镀敷装置
技术领域
本发明涉及一种基板保持架及镀敷装置。
背景技术
作为在半导体晶片等基板上形成配线或凸块(突起状电极)的方法，广泛使用有比较廉价且处理时间短的电镀法。电镀法中使用的镀敷装置中具备基板保持架，所述基板保持架密封基板的端面，并使被镀敷面露出来进行保持。通过连同此基板保持架一起浸渍在镀敷液中，而对基板进行镀敷处理。
在镀敷处理时，通过在浸渍于镀敷液中的阳极与基板之间流通电流，而使导电材料堆积于基板表面。基板经由基板保持架而连接于电源，阳极经由阳极保持架而连接于电源。通常，用于在基板中流通电流的电气接点被配置在基板的周缘部。因此，在基板的中央部与基板周缘部中，到电气接点的距离不同，在基板的中央部与基板周缘部中产生与种晶层(seed layer)的电阻相应的电位差。因此，基板中央部的镀敷层变薄，基板周缘部的镀敷层变厚。此现象被称为“终端效应(terminal effect)”。
将基板表面上镀敷膜的厚度的均匀性称为“面内均匀性”。以往，为了缓和终端效应的影响以获得面内均匀性高的基板，一直进行阳极与基板之间所形成的电场的控制。例如，公开了一种具备遮蔽体的基板保持架，所述遮蔽体遮蔽对基板的周缘部的电场(专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2016-79504号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
近年来，对矩形或方形的大型基板进行镀敷处理的需求增高。但是，当遍及方形基板的周缘部全周来遮蔽电场时，在基板的角部会受到构成其角的两条边处电场遮蔽的影响，因此存在膜厚变得过小的可能性。其结果是，基板的面内均匀性有可能下降。
本发明是鉴于这样的情况而成，其目的之一在于提高被实施镀敷的方形基板的面内均匀性。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施例是一种基板保持架。此基板保持架用于保持方形的基板，以对基板进行电镀。基板保持架具有：第一保持构件；以及第二保持构件，在与第一保持构件之间夹持基板，并具有与基板的周缘部接触而向基板供给电流的接点。第二保持构件包括：开口部，规定形成电场的区域；以及遮蔽部，在比开口部远离基板的位置，比开口部朝内侧突出，遮蔽基板的面的周缘部。遮蔽部呈在基板的周缘部具有规定的遮蔽宽度的框形状，并且在其角落部具有遮蔽宽度比周围小的不连续部。
本发明的另一实施例为一种镀敷装置。此镀敷装置用于对方形状的基板实施镀敷处理。镀敷装置包括：镀敷槽；阳极，配置于镀敷槽；基板保持架，保持基板，并以与阳极相向的方式配置于镀敷槽；以及调节板，在镀敷槽中配置于阳极与基板保持架之间，具有用于调整在阳极与基板之间形成的电场的方形状的开口部，并在所述开口部的角落部具有朝内侧突出的角掩模(corner mask)。基板保持架具有：第一保持构件；以及第二保持构件，在与第一保持构件之间夹持基板，并具有与基板的周缘部接触而向基板供给电流的接点。第二保持构件包括：开口部，规定形成电场的区域；以及遮蔽部，在比开口部远离基板的位置，比开口部朝内侧突出，遮蔽基板的面的周缘部。遮蔽部呈在基板的周缘部具有规定的遮蔽宽度的框形状，并且在其角落部具有遮蔽宽度比周围小的不连续部。
[发明的效果]
根据本发明，可提高被实施镀敷的方形基板的面内均匀性。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的镀敷装置的平面图。
图2是表示镀敷槽的概要的图。
图3是表示阳极保持架的结构的立体图。
图4是表示调节板的结构的立体图。
图5是基板保持架的立体图。
图6是基板保持架的分解立体图。
图7是图5中的B-B剖面图。
图8是图7中的X部放大图。
图9是表示阳极保持架、调节板、基板保持架的位置关系的概念图。
图10是正面观察基板保持架时的概念图。
图11是表示针对保持架掩模中有无阶差部来说的基板的面内均匀性的图。
图12是第一实施方式的变形例的基板保持架的保持架掩模附近的剖面图。
图13是表示第二实施方式的调节板的立体图。
图14是表示将调节板与基板保持架重合的状态的概念图。
[符号的说明]
1：镀敷装置
2：基板装卸部
4：镀敷处理部
6：控制部
8：基板交接台
10：前清洗部
12：后清洗部
14：清洗装置
16：清洗装置
18：保持架搬运机构
20：装卸机构
22：基板搬运机器人
22a：机械手
23：移动机构
24：基板保持架
25：仓储
26：握持机构
28：搬运机构
30：预湿槽
32：预浸槽
34：冲洗槽
36：吹气槽
38：冲洗槽
40：溢流槽
42：镀敷槽
44：阳极保持架
44a：第一阳极保持架
44b：第二阳极保持架
46：调节板
46a：第一调节板
46b：第二调节板
48：桨叶
48a：第一桨叶
48b：第二桨叶
58：开口部
58a：第一开口部
58b：第二开口部
59：凸缘部
62：阳极
62a：第一阳极
62b：第二阳极
66：外槽
68：循环机构
69：调整部件
70：循环管线
72：阀
74：泵
76：温度控制装置
78：过滤器
80：保持架主体
82：臂部
84：开口部
85：连结部
90：掩模主体
92：臂部
120：第一开口部
121：第一保持面
122：第一保持构件
124：第二开口部
125：第二保持面
126：第二保持构件
128：第一主体部
130：第一连结部
132：第一臂部
134：第二主体部
136：第二连结部
138：第二臂部
140：第一主体
142：基板接点
144：第二主体
146：内侧密封件
148：外侧密封件
150：供电边
152：密封件保持架
154：密封件保持架
156：阶差部
158：阶差部
160：螺钉
162：阶差部
164：阶差部
166：螺钉
168：螺钉
200：保持架掩模
202：开口部
204：阶差部
210：间隙部
212：排液孔
224：基板保持架
250：保持架掩模
252：开口部
300：追加掩模
310：追加掩模
320：保持架掩模
322：阶差部
400：调节板
410：角掩模
W：基板
h1：高度
h2：高度
l：距离
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式及其变形例中，对于大致相同的构成要素标以相同的符号，并适当省略其说明。
[第一实施方式]
图1是示意性地表示第一实施方式的镀敷装置1的平面图。
镀敷装置1包括基板装卸部2、镀敷处理部4及控制部6。本实施方式的镀敷装置1是用于在基板上形成突起状的电极(凸块)的凸块镀敷装置。在基板装卸部2的前方设有基板交接台8，并以与基板交接台8邻接的方式设有前清洗部10及后清洗部12。另外，在镀敷装置1的前方会设置将在上游工序中进行了处理的基板交接至基板交接台8的装置，但省略其说明。
基板交接台8将半导体晶片等基板W以水平姿势载置。基板W是比较大的薄型基板，容易挠曲。在本实施方式中，作为基板W，使用一条边的长度为约500mm的矩形基板。基板W是在晶片的上表面设置铜的种晶层，并在种晶层上形成抗蚀剂的图案而成。
前清洗部10具有清洗装置14，进行在镀敷处理之前去除附着在基板W的表面的有机物等的前清洗。后清洗部12具有清洗装置16，对镀敷处理后从基板保持架24拆卸下的基板W进行清洗。从基板装卸部2到镀敷处理部4设有保持架搬运机构18。控制部6控制各部的动作。
基板装卸部2包括装卸机构20、基板搬运机器人22及移动机构23。基板搬运机器人22具有机械手22a。基板搬运机器人22作为“基板搬运部”发挥作用，进行与基板交接台8之间的基板W的交接以及与各机构之间的基板W的交接。机械手22a具有用于将基板W保持为水平姿势的非接触卡盘。
移动机构23根据基板W的交接位置来使基板搬运机器人22移动。基板搬运机器人22在前清洗工序中移动到前清洗部10的附近，在后清洗工序中移动到后清洗部12的附近。
在装卸机构20的下方设有用于收容基板保持架24的仓储(stocker)25。装卸机构20相对于基板保持架24来装卸基板W。保持架搬运机构18具有握持基板保持架24的握持机构26、及将基板保持架24向镀敷处理部4的各槽搬运的搬运机构28。装卸机构20还相对于握持机构26来装卸基板保持架24。
镀敷处理部4从基板装卸部2侧依次具有预湿槽30、预浸槽32、冲洗槽34、吹气(blow)槽36、冲洗槽38、溢流槽40。在溢流槽40的内侧设有多列镀敷槽42。预湿槽30可通过使基板W浸渍在脱气水中并浸湿，而使基板表面的抗蚀剂开口部内也充满脱气水。预浸槽32利用药液蚀刻除去在基板W的表面生成的氧化膜。
冲洗槽34、冲洗槽38利用去离子水清洗基板W的表面。冲洗槽34进行镀敷处理前的水洗，冲洗槽38进行镀敷处理后的水洗。吹气槽36进行清洗后的基板W的除水。镀敷槽42中贮存镀敷液。通过将基板W浸渍在镀敷槽42中，使镀敷液溢流至溢流槽40的同时来进行循环，可实施镀敷。镀敷处理通常比清洗或干燥等其他处理的处理时间长。因此，设置多个镀敷槽42，以能够同时并行地对多个基板W进行镀敷处理。
搬运机构28例如为线性马达方式的机构，将基板保持架24向镀敷处理部4的各槽搬运。搬运机构28利用各镀敷槽42中的处理的时滞(time lag)来连续地搬运基板保持架24。
控制部6包括微型计算机，包括执行各种运算处理的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、存储控制程序等的只读存储器(Read Only Memory，ROM)、被用作数据存储及程序执行的工作区域的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、在电源切断后仍保持存储内容的非易失性存储器、输入输出接口、计时用的计时器等。另外，在本实施方式中是由控制部6对各机构进行驱动控制，但是也可以使每个机构均具备控制部。此时，也可以具备总括各机构的控制部的总括控制部。
根据以上那样的构成，镀敷装置1大致进行以下的动作。
首先，基板搬运机器人22从基板交接台8取出作为镀敷对象的基板W，并将其设置(set)于清洗装置14。清洗装置14接收到基板W后便执行除去有机物等的前清洗处理。前清洗结束后，基板搬运机器人22便从清洗装置14接收基板W，并将其传递至装卸机构20。装卸机构20将基板W设置于基板保持架24，并安装于握持机构26。
搬运机构28举起(lift up)握持机构26来搬运基板保持架24，并使基板W连同基板保持架24一起浸渍在预湿槽30中。由此，进行基于脱气水的预湿处理。另外，在本实施方式中是在预湿槽30中贮存脱气水，但只要可与基板表面的抗蚀剂开口部内的空气置换，可进行使抗蚀剂开口部内也充满液体的预湿处理，则无须限定于此。
另外，只要清洗装置14中的预湿处理充分，则也可以不设置预湿槽30。
搬运机构28继而从预湿槽30中取出基板保持架24进行搬运，使其浸渍在预浸槽32中。在预浸槽32中贮存有硫酸或盐酸等药液。当在基板W的种晶层(导电层)中产生氧化膜时，通过利用此药液进行预浸处理而将其除去。由此，可使种晶层的清洁的金属面露出。
搬运机构28继而从预浸槽32中取出基板保持架24进行搬运，使其浸渍在冲洗槽34中。由此，利用去离子水对附着在基板W上的药液进行冲洗。搬运机构28继而使基板W浸渍在空的镀敷槽42中。另外，在本实施方式中，在此镀敷处理中进行铜镀敷，但通过改变供给至镀敷槽42的镀敷液，也可实施镍镀敷、金镀敷等其他镀敷。
像这样被实施了镀敷的基板W在冲洗槽38中得到清洗后，在吹气槽36中被除水。其后，被搬运至装卸机构20。装卸机构20从握持机构26拆卸下基板保持架24，并从所述基板保持架24取出基板W。基板搬运机器人22从装卸机构20接收所述基板W，并将其设置于清洗装置16。清洗装置16接收到基板W后，便执行后清洗处理。
图2是表示镀敷槽42的概要的图。在本实施方式中，对基板W的两面实施镀敷。镀敷槽42中包括第一阳极保持架44a、第一调节板46a、第一桨叶(paddle)48a、基板保持架24、第二桨叶48b、第二调节板46b、第二阳极保持架44b。在第一阳极保持架44a上保持有第一阳极62a。第一阳极62a经由第一阳极保持架44a内的配线而连接于外部电源。而且，在第二阳极保持架44b上保持有第二阳极62b。第二阳极62b经由第二阳极保持架44b内的配线而连接至外部电源。在基板保持架24上保持有基板W。镀敷处理中，第一阳极保持架44a与基板W的第一面(表面)相向地配置，第二阳极保持架44b与基板W的第二面(背面)相向地配置。
在第一阳极保持架44a与基板保持架24之间设有第一调节板46a。在第一调节板46a上设有第一开口部58a，并以所述开口部端部覆盖基板W的第一面的周缘部的形态配设。通过调整第一开口部58a的大小，来调整第一调节板46a与基板W之间的电场。在第一阳极保持架44a与基板保持架24之间，设有用于搅拌基板W的表面附近的镀敷液的第一桨叶48a。第一桨叶48a例如是棒状的构件，并以朝向铅垂方向的方式设置在镀敷槽42内。第一桨叶48a构成为通过未图示的驱动装置而能够相对于基板W的两面平行移动。
而且，在第二阳极保持架44b与基板保持架24之间设有第二调节板46b。在第二调节板46b上设有第二开口部58b，并以所述开口部端部覆盖基板W的第二面的周缘部的形态配设。通过调整第二开口部58b的大小，来调整第二调节板46b与基板W之间的电场。在第二阳极保持架44b与基板保持架24之间，设有用于搅拌基板W的背面附近的镀敷液的第二桨叶48b。第二桨叶48b例如是棒状的构件，并以朝向铅垂方向的方式设置在镀敷槽42内。第二桨叶48b构成为通过未图示的驱动装置而能够相对于基板W的两面平行移动。
当从外部电源对第一阳极62a与基板W之间供给电压时，电流在从外部电源穿过第一阳极62a、镀敷液、基板W，并返回至外部电源的路径上流动。而且，当从外部电源对第二阳极62b与基板W之间供给电压时，电流在从外部电源穿过第二阳极62b、镀敷液、基板W，并返回至外部电源的路径上流动。通过这些电流，在基板W的两面上进行铜镀敷。
在镀敷槽42的外周设有接受从镀敷槽42溢出的镀敷液的外槽66。镀敷装置1具备使镀敷液在镀敷槽42与外槽66之间循环的循环机构68。循环机构68具备连接外槽66与镀敷槽42的循环管线70。在循环管线70中分别设有阀72、泵74、温度控制装置76、过滤器78。
以下，关于第一阳极保持架44a与第二阳极保持架44b，在不特别区分的情况下仅记载为阳极保持架44，不附加识别符。同样地，关于第一开口部58a与第二开口部58b、第一调节板46a与第二调节板46b、第一桨叶48a与第二桨叶48b、第一阳极62a与第二阳极62b，也是记载为开口部58、调节板46、桨叶48、阳极62。另外，如图2所示，阳极保持架44、调节板46、基板保持架24相向配置。
图3是表示阳极保持架44的结构的立体图。
阳极保持架44包括大致矩形状的保持架主体80与矩形状的臂部82。保持架主体80具有开口部84。保持架主体80构成为保持阳极62，并使阳极62的表面从开口部84露出。臂部82设置在保持架主体80的上方，在保持架主体80的上端部与臂部82之间设有连接两者的连结部85。保持架主体80以臂部82的两端部支撑于镀敷槽42(参照图2)上表面的形态配设于镀敷装置1(参照图2)。而且，在臂部82的端部设有电连接于设置在镀敷槽42上表面的外部电极的供电端子(未图示)。
图4是表示调节板46的结构的立体图。
调节板46包括大致矩形状的掩模主体90与筒形状的凸缘部59。掩模主体90包含具有电场的遮蔽功能的材质，在其大致中央部具有方形状的开口部58。开口部58由掩模主体90及设置在掩模主体90上的凸缘部59形成。在掩模主体90的上部的左右端部设有一对矩形状的臂部92。调节板46以臂部92的两端部支撑于镀敷槽42(参照图2)的上表面的形态配设于镀敷装置1(参照图2)。电场穿过开口部58而朝向基板W(图2)。当减小调节板46的开口部58时，在基板W的面上，周缘部及比周缘部稍微内侧的区域的镀敷膜的厚度变小。
图5是基板保持架24的立体图。图6是基板保持架24的分解立体图。
基板保持架24包括第一保持构件122与第二保持构件126。第一保持构件122及第二保持构件126例如由Ti等金属形成，并在表面施加有绝缘涂布。如图5中所示，基板W以夹入至第一保持构件122与第二保持构件126之间的形态保持于基板保持架24。
如图6中所示，第一保持构件122具有第一开口部120，第二保持构件126具有第二开口部124。基板W以表面及背面的被镀敷面通过第一开口部120及第二开口部124露出的方式由第一保持构件122及第二保持构件126保持。即，第一保持构件122与第二保持构件126以仅从两侧夹持基板W的周缘部的形态保持基板W。另外，在本实施方式中，第一开口部120与第二开口部124为相同形状。
第一保持构件122包括形成第一开口部120的框形状的第一主体部128、三个第一连结部130以及第一臂部132。在第一主体部128的上方配设第一臂部132，并且两者由三个第一连结部130桥接。第二保持构件126包括形成第二开口部124的框形状的第二主体部134、三个第二连结部136以及第二臂部138。第二保持构件126也还是：在第二主体部134的上方配设第二臂部138，并且两者由三个第二连结部136桥接。
第一主体部128包括框形状的第一主体140、基板接点142(接点)及框形状的内侧密封件146。基板接点142及内侧密封件146设置在第一主体140中与第二保持构件126相向的面上。此相向面是保持基板W的第一保持面121。第二主体部134包括框形状的第二主体144、基板接点142(接点)、框形状的内侧密封件146及框形状的外侧密封件148。基板接点142、内侧密封件146及外侧密封件148设置在第二主体144中与第一保持构件122相向的面上。此相向面是保持基板W的第二保持面125。
内侧密封件146以沿着第一开口部120及第二开口部124的形态设置于第一主体140及第二主体144。而且，外侧密封件148以包围内侧密封件146的形态设置于第二主体144。在内侧密封件146的外周设置基板接点142。在第一保持构件122与第二保持构件126夹入基板W时，内侧密封件146与基板接点142抵接于基板W。而且，外侧密封件148抵接于第一主体140。由此，基板接点142由内侧密封件146、外侧密封件148、第一主体140、第二主体144包围。
在第一开口部120、第二开口部124的周缘部设有框形状的保持架掩模200(遮蔽部)。保持架掩模200包含树脂等电介质材料。保持架掩模200具有比第一开口部120、第二开口部124小的开口部202，并以在基板保持架24的两面覆盖基板W的面的周缘部的形态配备。通过此结构，保持架掩模200遮蔽对基板W的面的周缘部的电场。即，当减小保持架掩模200的开口部202时，基板W的周缘部的镀敷膜的厚度变小。关于保持架掩模200的形状，详细情况将后述。
第一连结部130及第二连结部136收容用于从外部电源向基板接点142供给电力的多条配线(未图示)。关于从外部电源向基板接点142供给电力的方法等，例如可采用日本专利特开2019-7075号公报中记载的公知的技术。通过第一主体140与第二主体144相互卡合，基板保持架24成为图5所示的状态。
在本实施方式中，基板接点142以沿着第一开口部120及第二开口部124的边的形态，在第一主体140及第二主体144上配设多个。基板接点142沿着第一开口部120及第二开口部124的纵横全部的边配设。以下，将基板W中基板接点142所沿着的边称为“供电边150”。
图7是图5中的B-B剖面图。
在第一主体部128与第二主体部134之间设有密封件保持架152、密封件保持架154。两个密封件保持架152用于将两个内侧密封件146分别固定于第一主体140或者第二主体144。在内侧密封件146的外周面设有阶差部156。在密封件保持架152的端部也设有阶差部158。阶差部156与阶差部158互相呈互补形状。在阶差部156与阶差部158抵接的形态下，内侧密封件146与密封件保持架152卡合。
两个密封件保持架152通过螺钉160而分别固定于第一主体部128或第二主体部134。根据此结构，内侧密封件146经由密封件保持架152而固定于第一主体140或第二主体144。
密封件保持架154用于将外侧密封件148固定于第二主体144。在外侧密封件148的端部设有阶差部162。在密封件保持架154的端部也设有阶差部164。阶差部162与阶差部164互相呈互补形状，在阶差部162与阶差部164抵接的形态下，外侧密封件148与密封件保持架154卡合。密封件保持架154通过螺钉166而固定于第二主体部134。根据此结构，外侧密封件148经由密封件保持架154而固定于第二主体144。
基板W与内侧密封件146抵接。而且，固定于第二主体144的外侧密封件148与第一主体140抵接。基板接点142在内侧密封件146与外侧密封件148之间与基板W抵接。即，基板接点142收纳在由内侧密封件146与外侧密封件148确保了密封性的空间中。根据此结构，即使是在将基板保持架24浸渍在镀敷槽42(参照图2)的镀敷液中的情况下，基板接点142也不会接触镀敷液。
在第一开口部120、第二开口部124分别设有保持架掩模200。如图7中所示，在本实施方式中，保持架掩模200具有两阶形状的阶差部204。关于阶差部204从第一开口部120(第二开口部124)的突出长度，接近基板W的一侧短，远离基板W的一侧长。换言之，阶差部204构成为：越接近第一开口部120(第二开口部124)，距基板W的距离越短，随着远离第一开口部120(第二开口部124)，距基板W的距离变长。保持架掩模200通过螺钉168而固定于第一主体140及第二主体144各者。
另外，像关联图6而说明的那样，第一开口部120与第二开口部124为相同形状。如图7中所示，第一开口部120与第二开口部124在基板保持架24中位于相同高度。即，第一开口部120与第二开口部124在与基板W垂直的方向(图7中的横向)上重叠。
图8是图7中的X部放大图。在图8中，基板保持架24呈现从图7的状态起向右旋转90度的状态。以下，在说明保持架掩模200的剖面形状等时，说明设置于第一保持构件122的一侧(在图8中比基板W靠上侧)，省略设置于第二保持构件126的一侧的说明。另外，第一保持构件122与第二保持构件126具有同样的结构，相对于基板W来说，保持架掩模200或内侧密封件146、基板接点142等设置在基板W的两面上对称的位置。
像关联图6而说明的那样，第一开口部120形成于第一主体部128。如图8中所示，第一开口部120可以是第一主体140的内侧面，也可以是内侧密封件146的内侧面。而且，也可以是第一主体140与内侧密封件146这两者共通的内侧面。第一开口部120只要是在基板W的附近规定能够形成电场的区域的大小的部分即可。第二开口部124也是同样的。以下，有时将规定形成电场的区域的部分即第一开口部120(第二开口部124)统称为“基板保持架24的开口部”。
像关联图7而说明的那样，保持架掩模200具有阶差部204。在图8中，保持架掩模200呈接近第一开口部120的部分厚，而远离第一开口部120的部分薄的形状。关于阶差部204的作用，详细情况将后述。保持架掩模200在远离基板保持架24的开口部的位置，通过螺钉168而固定于第一主体140的内侧面。即，保持架掩模200从第一主体140的内侧面向第一开口部120(基板保持架24的开口部)的内侧突出。螺钉168以埋没在保持架掩模200中的形态安装。另外，在本实施方式中，将从基板W的面到第一保持构件122的上端面的高度h1与从基板W的面到保持架掩模200的上端面的高度h2设定为相等。第二保持构件126(参照图7)与安装于第二保持构件126的保持架掩模200也是同样的。
图9是表示阳极保持架44、调节板46、基板保持架24的位置关系的概念图。
作为一例，各开口部的大小(一条边的长度或开口面积)按照开口部84、开口部58、开口部202、基板W的露出区域的顺序变大。
像关联图4而说明的那样，若通过调节板46(掩模主体90)来遮蔽电场，则从基板W的面上的周缘部到其稍微内侧，膜厚变小。而且，像关联图6而说明的那样，若通过保持架掩模200来遮蔽电场，则基板W的面上的周缘部的膜厚变小。在本实施方式中，由于基板W与基板接点142的接触位置为基板W的周缘部，因此由于终端效应，基板W的周缘部的膜厚容易变大。
若仅使用调节板46来使基板W的周缘部的膜厚成为合理的大小，则比周缘部稍微内侧的膜厚反而变得过小。因此，在增大调节板46的开口部58来抑制调节板46对电场的遮蔽功能的同时，设置保持架掩模200来叠加电场的遮蔽功能。通过使用调节板46与保持架掩模200这两者来遮蔽电场，而调整基板W的周缘部与其稍微内侧的区域的膜厚。
此处，对保持架掩模200的形状进行更详细的说明。图10为正面观察基板保持架24时的概念图。在保持架掩模200上设有正面视呈矩形状的间隙部210以及排液孔212。间隙部210是设置在保持架掩模200上的间隙、开口或者阶部。间隙部210设置在保持架掩模200中与基板W的4个角部(角落部)对应的位置。即，间隙部210设置于框形状的保持架掩模200中的4个角部(角落部)。在本实施方式中，间隙部210设置在与第一开口部120(第二开口部124)的横边对应的位置，其宽度为0.5mm～10mm左右。关于间隙部210的作用，详细情况将后述。
排液孔212是为了在将基板保持架24从镀敷槽42(参照图2)取出时从第一开口部120(第二开口部124)效率良好地去除镀敷液而设置。排液孔212以在保持架掩模200中在与基板W垂直的方向上形成开口部的形态设有多个。在本实施方式中，为了尽量使针对基板W的各边来说的电场的遮蔽形态相同，而对保持架掩模200中的全部四条边设置了排液孔212。另外，图7中所示的B-B剖面图(图5中的B-B部)是保持架掩模200中不含间隙部210及排液孔212的位置处的基板保持架24的剖面图。
对间隙部210的作用进行说明。
本发明者们发现，当在保持架掩模200中，其四角落没有间隙，将开口部202与基板W同样地设为矩形时，存在所述开口部202的角部的正下方或者其稍微外侧所存在的基板W上的膜厚变得过小的问题。认为这是由于基板W的角部会因与构成其角部的两条边对应的保持架掩模200而受到电场遮蔽的影响。其结果是，在基板W的角部，存在电场的遮蔽过度地变强，膜厚变小的倾向。在本实施方式中，在框形状的保持架掩模200的4个角落部设有间隙部210。通过此构造，缓和了对基板W的角部的电场的遮蔽，基板的角部的膜厚成为合理的大小。因此，基板W中的面内均匀性提高。
对阶差部204的作用进行说明。图11是表示针对保持架掩模200中有无阶差部204来说的基板W的面内均匀性的图。图11的(A)是实施例的基板保持架24的保持架掩模200附近的剖面图，图11的(B)是比较例的基板保持架224的保持架掩模250附近的剖面图。图11的(C)是表示实施例及比较例中，针对保持架掩模200(保持架掩模250)从第一开口部120(基板保持架的开口部)的伸出量来说的面内均匀性的图表。
比较例的基板保持架224与实施例的基板保持架24相比，保持架掩模250的形状不同。保持架掩模250与保持架掩模200同样地包含电介质材料。保持架掩模250的剖面为矩形状，没有阶差部。保持架掩模250具有比第一开口部120小的开口部252。
将各保持架掩模200、250从第一开口部120的突出长度设为距离l。距离l也可以说是各保持架掩模200、250从基板保持架的开口部的伸出量。
图11的(C)中所示的图表表示针对各保持架掩模200、250中从基板保持架的开口部的伸出量来说的基板W的面内均匀性。实线表示实施例的基板保持架24，点划线表示比较例的基板保持架224。
在距离l相等的情况下，在基板保持架24与基板保持架224中，基板保持架24的Range/2ave.小。即，基板保持架24的面内均匀性高。认为这是因为关于更接近基板W的位置处的电场的遮蔽宽度，与保持架掩模200相比保持架掩模250大，保持架掩模250的电场的遮蔽功能过强。根据图11的(C)中所示的图表，可以说采用具有阶差部204的保持架掩模200与采用不具有阶差部的保持架掩模250的情况相比，基板W的面内均匀性提高。即，通过设置阶差部204，基板W的面内均匀性提高。
像以上说明的那样，根据本实施方式，将框形状的保持架掩模200设置在基板保持架24中与基板W的周缘部对应的位置，并在保持架掩模200的四角落附近设置间隙部210。根据此结构，保持架掩模200对基板W的面的角部的电场遮蔽功能不会过强，此角部的镀敷膜的厚度不会过小。因此，可提高基板W的面内均匀性。
根据本实施方式，保持架掩模200具有阶差部204。此阶差部204构成为：越接近第一开口部120及第二开口部124(开口部)，与基板W的距离越短，越远离，与基板W的距离越长。通过在保持架掩模200上设置朝向开口部的内侧而阶段性地增大与基板W的面的距离的阶差部204，可合理地实现保持架掩模200对基板W的周缘部的电场遮蔽功能。因此，可提高基板W的面内均匀性。
根据本实施方式，将第一保持构件122(第二保持构件126)与保持架掩模200距基板W的高度设定为相等。即，保持架掩模200不比第一保持构件122(第二保持构件126)的端面向外侧突出。而且，采用相对于第一开口部120(第二开口部124)的内侧面来安装保持架掩模200的形态。在此安装形态中，不需要在第一保持构件122(第二保持构件126)的与基板W相向的面的相反侧的面上，设置用于将保持架掩模200安装至基板保持架24的构件(安装构件)。因此，可使基板保持架24紧凑。
图12是第一实施方式的变形例的基板保持架24的保持架掩模附近的剖面图。图12的(A)表示变形例1的基板保持架24，图12的(B)表示变形例2的基板保持架24，图12的(C)表示变形例3的基板保持架24，图12的(D)表示变形例4的基板保持架24。
从基板W的周缘部到比周缘部稍微内侧的镀敷膜的厚度根据基板W的大小、或基板W周缘部与供电边的距离、电场的强度等而变化。而且，通常在基板W的周缘部存在非镀敷区域。保持架掩模对电场的遮蔽部位由各种基板W决定。
变形例1的基板保持架24在保持架掩模200(第一构件)与第一开口部120之间具备追加掩模300(第二构件)。追加掩模300包含与保持架掩模200相同的电介质材料。即，在变形例1的基板保持架24中，保持架掩模200与追加掩模300两者成为“遮蔽部”。追加掩模300与保持架掩模200一起通过螺钉168而固定于第一开口部120的内侧面。通过适当设置厚度不同的追加掩模300，能够调节基板保持架24中遮蔽部向第一开口部120内侧(基板保持架24的开口部内侧)的遮蔽长度。因此，可抑制各种基板W的周缘部的膜厚，从而可提高基板W的面内均匀性。
变形例2的基板保持架24在保持架掩模200的开口部202具备追加掩模310。追加掩模310包含与保持架掩模200相同的电介质材料，通过螺钉等固定手段而固定于开口部202。在变形例2的基板保持架24中，也通过适当设置大小不同的追加掩模310，而能够调节遮蔽部向第一开口部120内侧(基板保持架24的开口部内侧)的遮蔽长度。因此，可抑制各种基板W的周缘部的膜厚，从而可提高基板W的面内均匀性。
变形例3的基板保持架24的保持架掩模320的形状与保持架掩模200不同。保持架掩模320具有三阶形状的阶差部322。阶差部322构成为：越接近第一开口部120，与基板W的距离越小，随着远离第一开口部120，与基板W的距离变大。保持架掩模320与保持架掩模200同样地通过螺钉168而固定于第一开口部120的内侧面(基板保持架24的开口部内侧面)。设置有三阶形状的阶差部322的保持架掩模320具有与设置有两阶形状的阶差部204的保持架掩模200不同的电场遮蔽功能。因此，可抑制与第一实施方式的基板保持架24不同的基板W的周缘部的膜厚，从而可提高基板W的面内均匀性。
在变形例4的基板保持架24中，在第一开口部120具备用于调整遮蔽部(保持架掩模200、追加掩模300)的位置的调整部件69。调整部件69只要是例如具有长孔且可变更螺钉168的固定部位的部件等能够沿着第一开口部120(基板保持架24的开口部)的内侧变更遮蔽部相对于基板W的距离的结构即可。通过具备调整部件69，变形例4的基板保持架24能够向接近或远离的方向移动遮蔽部相对于基板W的位置。因此，可抑制各种基板W的周缘部的膜厚，从而可提高基板W的面内均匀性。
[第二实施方式]
图13是表示第二实施方式的调节板400的立体图。调节板400为相对于第一实施方式的调节板46来说具备角掩模410的结构。
在调节板400中，在方形状的开口部58的四角落分别设有矩形状的角掩模410(遮蔽壁)。角掩模410与掩模主体90同样，包含具有电场的遮蔽功能的材质。角掩模410从开口部58的四角落(角落部)朝开口部58的内侧突出。
图14是表示将调节板400与基板保持架24重合的状态的概念图。用实线表示基板保持架24，用虚线表示调节板400。另外，对于基板保持架24，从可视性的观点出发，省略了排液孔212(参照图10)。
像关联于图9而说明的那样，在第一实施方式中，通过掩模主体90与保持架掩模200来抑制基板W的周缘部处由终端效应引起的膜厚的增加。另一方面，根据基板W的种类等，仅凭借掩模主体90，有时基板W的角部处比周缘部稍微内侧的区域(角部附近)的电场的遮蔽功能变得不充分。此时，基板W的角部附近的膜厚变大。而且，在像第一实施方式中的保持架掩模200那样设置间隙部210的情况下，也存在在实现基板W的角部的膜厚的最佳化的同时，角部附近的膜厚变大的可能性。在任一情况下，基板W的面内均匀性均下降。在本实施方式中，通过角掩模410来遮蔽向基板W的角部处的周缘部附近的电场。由此，在基板W的角部附近获得合理的膜厚。因此，可提高基板W的面内均匀性。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述特定的实施方式，当然能够在本发明的技术思想的范围内进行各种变形。
在所述实施方式中，说明了阳极的单面全部露出的形态。在变形例中，可以以沿着阳极保持架的开口部的形态设置包含电介质材料的框形状的阳极掩模。具体来说，可以将阳极掩模设置在阳极保持架的与基板保持架相向的面上，覆盖阳极的外周缘。通过设置阳极掩模，可调整基板整个面的膜厚分布。而且，可以将阳极保持架与阳极掩模一体成形。有时将保持架主体的开口部或阳极掩模的开口部统称为“阳极保持架的开口部”。
在所述实施方式中，作为基板，采用了一条边的长度为约500mm的矩形基板，但基板的大小、厚度、形状并不限定于此。
在所述实施方式中，将保持架掩模200(遮蔽部)形成为框形状，并且设置间隙部210。此形状也可以理解为是在基板保持架的第一开口部及第二开口部(开口部)配设多个板状的保持架掩模，将这些多个保持架掩模汇总起来作为“遮蔽部”。此构成可减小每1个保持架掩模的尺寸。而且，在变形例中，可以将间隙部的形状设为包含框形状的保持架掩模的角的正面视菱形状等其他的形状。即，设为如下形态即可：对于基板保持架，以沿着基板的周缘部的形态设置框形状的保持架掩模(遮蔽部)，并且在其角落部存在不具有遮蔽功能的不连续部。
在所述实施方式中，保持架掩模200在其框形状的宽度方向整个区域具有不连续的间隙部210。在变形例中，可以采用在宽度方向的一部分具备不具有遮蔽功能的不连续部的保持架掩模(遮蔽部)。即，在图10中所示的例子中，在间隙部210的位置处未设置保持架掩模200。在变形例中，可以在间隙部的位置处设置遮蔽宽度比保持架掩模小的遮蔽部。可以是：框形状的遮蔽部在基板的周缘部具有规定的遮蔽宽度，并且在角落部具有遮蔽宽度比与其邻接的遮蔽部小的不连续部。换言之，可以是：框形状的遮蔽部在基板的周缘部具有规定的遮蔽宽度，并且在角落部，在其角落部具有遮蔽宽度比周围(附近)小的不连续部。不连续部可以说是设置在遮蔽部的角落部的、局部遮蔽宽度小的部分。
在所述实施方式中，将从基板W的面到第一保持构件122的上端面的高度h1与从基板W的面到保持架掩模200的上端面的高度h2设定为相等。在变形例中，可以使高度h1大于高度h2，也可以使高度h1小于高度h2。
在所述实施方式中，说明了在基板保持架上安装保持架掩模的形态。在变形例中，可以将基板保持架与保持架掩模(遮蔽部)一体成形。此时，基板保持架的开口部规定形成电场的区域。
在所述实施方式中，将排液孔与间隙部作为单独的个体来进行了说明。在变形例中，可以不设置排液孔，而将间隙部作为用于排出镀敷液的流路。另外，可以将排液孔设置成与框形状的保持架掩模中的对边对称，也可以设置成不对称。而且，也可以使排液孔的开口部方向为与基板的面平行的方向。也可以将排液孔兼用作调整电场的间隙，并且其数量或配设位置可适当设定。
在所述实施方式中，说明了对基板的两面实施镀敷的形态。在变形例中，可以对基板的单面实施镀敷。此时，可以将阳极设置在与基板的镀敷面相向的位置，并且在与基板的镀敷面的相反侧的面相向的位置不设置。而且，也可以将保持架掩模仅设置在基板保持架中与阳极相向的面上，而在其相反侧的面上不设置。
在所述实施方式中，使第一保持构件及第二保持构件包含金属，使保持架掩模包含树脂等。基板保持架或保持架掩模的材质并不限定于此，可选择各种材质，例如使保持架掩模为金属制等。而且，也可以使基板保持架与保持架掩模为相同的材质。
在所述第二实施方式中，将角掩模设为矩形状。角掩模的形状并不限定于此，可采用扇形状、三角形状等各种形状。在任一情况下，均通过对基板的角部附近进行电场的合理遮蔽，而可提高基板的面内均匀性。
另外，本发明并不限定于所述实施方式或变形例，可在不脱离主旨的范围内将构成要素变形来加以具体化。也可以通过适当组合所述实施方式或变形例中所公开的多个构成要素而形成各种发明。而且，也可以从所述实施方式或变形例中所示的全部构成要素中删除几个构成要素。

Claims (6)

1.一种基板保持架，用于保持方形的基板，以对基板进行电镀，所述基板保持架具有：
第一保持构件；以及
第二保持构件，在与所述第一保持构件之间夹持所述基板，并具有与所述基板的周缘部接触而向基板供给电流的接点，
所述第二保持构件包括：
开口部，规定形成电场的区域；以及
遮蔽部，在比所述开口部远离基板的位置，比所述开口部朝内侧突出，遮蔽所述基板的面的周缘部，
所述遮蔽部呈在所述基板的周缘部具有规定的遮蔽宽度的框形状，并且
在其角落部具有遮蔽宽度比周围小的不连续部。
2.根据权利要求1所述的基板保持架，其中所述遮蔽部在所述不连续部之外还具有排液用的孔。
3.根据权利要求1或2所述的基板保持架，其还包括调整部件，所述调整部件用于使所述遮蔽部沿着所述开口部的内侧向接近或远离所述基板的面的方向移动。
4.根据权利要求1或2所述的基板保持架，其中所述遮蔽部具有朝向所述开口部的内侧而阶段性地增大与所述基板的面的距离的阶差部。
5.根据权利要求4所述的基板保持架，其中所述遮蔽部包括：
第一构件，具有所述阶差部；以及
第二构件，组装在所述第一构件上，用于调整向所述开口部的内侧的遮蔽长度。
6.一种镀敷装置，用于对方形状的基板实施镀敷处理，所述镀敷装置包括：
镀敷槽；
阳极，配置于所述镀敷槽；
基板保持架，保持所述基板，并以与所述阳极相向的方式配置于所述镀敷槽；以及
调节板，在所述镀敷槽中配置于所述阳极与所述基板保持架之间，具有用于调整在所述阳极与所述基板之间形成的电场的方形状的开口部，并在所述开口部的角落部具有朝内侧突出的角掩模，
所述基板保持架具有：
第一保持构件；以及
第二保持构件，在与所述第一保持构件之间夹持所述基板，并具有与所述基板的周缘部接触而向基板供给电流的接点，
所述第二保持构件包括：
开口部，规定形成电场的区域；以及
遮蔽部，在比所述开口部远离基板的位置，比所述开口部朝内侧突出，遮蔽所述基板的面的周缘部，
所述遮蔽部呈在所述基板的周缘部具有规定的遮蔽宽度的框形状，并且
在其角落部具有遮蔽宽度比周围小的不连续部。
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