CN115708416A - 镀覆装置以及镀覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镀覆装置，用于对基板进行镀覆，该镀覆装置具备：阳极，其配置为与上述基板对置；和中间遮罩，其在上述基板与上述阳极之间配置于上述基板侧，具有供从上述阳极向上述基板的电场通过的第1中央开口，该中间遮罩在中间遮罩的内部空间具有配置于上述第1中央开口的周围的辅助阳极，上述辅助阳极的面积为上述阳极的面积的1/5以下。

Description

镀覆装置以及镀覆方法

技术领域

本申请涉及镀覆装置以及镀覆方法。

背景技术

在对形成有种层的基板进行电解镀覆的情况下，公知有被称为终端效应(terminal effect)的现象：在基板中央部与基板边缘部，因电流路径的电阻值的差(基板中央部与基板边缘部之间的种层的电阻值)会使基板中央部的镀覆膜厚小于基板边缘部的镀覆膜厚。作为缓和这种终端效应的镀覆装置，存在美国专利第6427316号说明书(专利文献1)记载的镀覆装置。在专利文献1记载的装置中，在阳极的附近配置具有辅助电极的离子电流准直仪(与阳极遮罩对应)，并根据基板的薄片电阻使辅助电极作为阳极或阴极发挥功能来控制基板整体的膜厚分布，并且通过配置于基板的周围的窃流副电极(假想窃流阴极)来控制基板边缘部分的膜厚分布。

专利文献1：美国专利第6427316号说明书

专利文献2：日本特开2019－56164号公报

专利文献3：美国专利申请公开2017－0370017号说明书

在将抗蚀剂开口率、种层的薄片电阻(以下，也称为种电阻)(种膜厚)等的基板规格不同的基板在相同的镀覆槽中进行镀覆的情况下，终端效应的影响与基板规格对应地不同，因此遮罩(中间遮罩、阳极遮罩)的最优开口尺寸会不同。因此，为了获得良好的面均匀性(镀覆膜厚的面内均匀性)，需要变更遮罩的开口尺寸，但若根据基板规格来单独地设定镀覆槽的各镀覆单元，则能够同时镀覆的镀覆单元数量减少，从而生产率降低。

在对晶圆进行镀覆的装置中，存在设置使中间遮罩及阳极遮罩的开口机械式变化的机械式机构(机械机构)的情况，但中间遮罩配置于接近基板或搅拌桨的位置，因此设置机械机构的空间受限。特别地，在方形基板的镀覆装置中，由于基板尺寸比晶圆大，所以难以搭载机械机构。另外，中间遮罩设置于与基板接近的位置，因此对机械机构要求较高的尺寸精度，需要精密的机构，从而技术上的门槛较高。

在专利文献1记载的装置中，由于是将窃流副电极配置于基板的周围的镀覆槽的侧壁的结构，所以在将基板铅垂竖立来进行镀覆的镀覆装置中无法进行采用。另外，设置于离子电流准直仪的辅助电极配置于远离基板的阳极侧，因此难以有效地进行基板边缘部的镀覆电流的调整。另外，由于辅助电极配置于远离基板的阳极侧，所以为了调整电场而需要流通大电流，为了抑制电流密度，辅助电极的面积需要形成恒定以上的大面积。

发明内容

本发明的目的之一在于，设置如下的结构：抑制尺寸制约的影响，并且根据基板的规格来控制镀覆电流。

根据一个实施方式，提供一种镀覆装置，用于对基板进行镀覆，该镀覆装置的特征在于，具备：阳极，其配置为与上述基板对置；和中间遮罩，其在上述基板与上述阳极之间配置于上述基板侧，具有供从上述阳极向上述基板的电场通过的第1中央开口，该中间遮罩在中间遮罩的内部空间具有配置于上述第1中央开口的周围的辅助阳极，上述辅助阳极的面积为上述阳极的面积的1/5以下。

附图说明

图1是一个实施方式的镀覆装置的整体配置图。

图2是表示镀覆模块的简图。

图3是从基板侧观察第1实施方式的中间遮罩的简图。

图4是表示终端效应较大的情况下的从阳极向基板的电场的说明图。

图5是表示终端效应较小的情况下的从阳极向基板的电场的说明图。

图6是对镀覆膜厚分布的调整方法进行说明的说明图。

图7是从基板侧观察第2实施方式的中间遮罩的简图。

图8是第2实施方式的中间遮罩的各部的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在附图中，存在对相同或类似的要素标注相同或类似的参照附图标记，省略在各实施方式的说明中与相同或类似的要素有关的重复的说明的情况。另外，在各实施方式中表示的特征只要彼此不矛盾，则也能够适用于其他实施方式。

本说明书中，“基板”不仅包括半导体基板、玻璃基板、液晶基板、印刷电路基板，也包括磁性记录介质、磁性记录传感器、反射镜、光学元件、微小机械元件或局部被制作的集成电路、其他任意的被处理对象物。基板包括包含多边形、圆形在内的任意形状的基板。另外，在本说明书中，虽使用“前表面”、“后表面”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等的表现，但它们是为了便于说明而表示例示的附图的纸面上的位置、方向，在使用装置时等的实际配置中存在不同的情况。

(第1实施方式)

图1是一个实施方式的镀覆装置的整体配置图。镀覆装置100以在基板支架11(图2)保持基板的状态对基板实施镀覆处理。镀覆装置100被大致区分成：向基板支架11装载基板或从基板支架11卸载基板的装载/卸载站110、对基板进行处理的处理站120以及清洗站50a。处理站120包括对基板进行前处理及后处理的前处理/后处理站120A、和对基板进行镀覆处理的镀覆站120B。

装载/卸载站110具有1个或多个盒平台25和基板装卸模块29。盒平台25搭载收纳了基板的盒25a。基板装卸模块29构成为将基板装卸于基板支架11。另外，在基板装卸模块29的附近(例如下方)设置有用于收容基板支架11的储藏库30。清洗站50a具有对镀覆处理后的基板进行清洗并使其干燥的清洗模块50。清洗模块50例如是旋干机。

在由盒平台25、基板装卸模块29以及清洗站50a包围的位置配置有在这些单元之间搬送基板的搬送机器人27。搬送机器人27构成为能够通过行驶机构28来行驶。搬送机器人27构成为：例如将镀覆前的基板从盒25a取出并搬送至基板装卸模块29，从基板装卸模块29接收镀覆后的基板，将镀覆后的基板搬送至清洗模块50，将经清洗及干燥的基板从清洗模块50取出并收纳于盒25a。

在前处理/后处理站120A具有预湿模块32、预浸模块33、第1清洗模块34、吹气模块35及第2清洗模块36。预湿模块32利用纯水或脱气水等处理液使镀覆处理前的基板的被镀覆面湿润，由此将形成于基板表面的图案内部的空气置换成处理液。预湿模块32构成为实施预湿处理，该预湿处理是在镀覆时将图案内部的处理液置换成镀覆液由此容易向图案内部供给镀覆液的处理。预浸模块33构成为实施预浸处理，该预浸处理是例如利用硫酸或盐酸等处理液蚀刻除去存在于在镀覆处理前的基板的被镀覆面形成的种层表面等的电阻较大的氧化膜，而对镀覆基底表面进行清洗或活性化的处理。在第1清洗模块34中，预浸后的基板与基板支架11一起被清洗液(纯水等)清洗。在吹气模块35中，进行清洗后的基板的排液。在第2清洗模块36中，镀覆后的基板与基板支架11一起被清洗液清洗。预湿模块32、预浸模块33、第1清洗模块34、吹气模块35、第2清洗模块36依次配置。此外，该结构是一个例子，不限定于上述结构，前处理/后处理站120A能够采用其他结构。

镀覆站120B具有镀覆模块40，该镀覆模块40具有镀覆槽39和溢流槽38。镀覆槽39被分割成多个镀覆单元。各镀覆单元在内部收纳1个基板，使基板浸渍于在内部保持的镀覆液中而对基板表面进行镀铜等的镀覆。这里，镀覆液的种类不被特别限制，能够根据用途使用各种镀覆液。该镀覆站120B的结构是一个例子，镀覆站120B能够采用其他结构。

镀覆装置100具有例如采用了线性马达方式的搬送装置37，该搬送装置37位于这些各设备的侧面，并在这些各设备之间将基板支架11与基板一起搬送。该搬送装置37构成为：具有1个或多个输送器，通过1个或多个输送器，在与基板装卸模块29、储藏库30、预湿模块32、预浸模块33、第1清洗模块34、吹气模块35、第2清洗模块36以及镀覆模块40之间搬送基板支架11。

以上那样构成的镀覆装置100具有作为控制部的控制模块(控制器)175，该控制模块175构成为控制上述各部。控制器175具有储存了规定程序的存储器175B和执行存储器175B的程序的CPU175A。构成存储器175B的存储介质储存了各种设定数据、包含控制镀覆装置100的程序在内的各种程序等。程序例如包括执行搬送机器人27的搬送控制、基板装卸模块29中的基板向基板支架11的装卸控制、搬送装置37的搬送控制、各处理模块中的处理的控制、镀覆模块中的镀覆处理的控制、清洗站50a的控制的程序。存储介质能够包括非易失性及/或易失性的存储介质。作为存储介质，例如能够使用能够由计算机读取的ROM、RAM、闪存等存储器、硬盘、CD－ROM、DVD－ROM、软盘等盘状存储介质等的公知的存储介质。

控制器175构成为能够与对镀覆装置100及其他关联装置进行总括控制的未图示的上位控制器进行通信，能够在与上位控制器具有的数据库之间进行数据的交换。控制器175的一部分或全部功能能够由ASIC等硬件构成。控制器175的一部分或全部功能也可以由顺序控制器构成。控制器175的一部分或全部能够配置于镀覆装置100的壳体的内部及/或外部。控制器175的一部分或全部通过有线及/或无线与镀覆装置100的各部能够通信地连接。

(镀覆模块)

图2是表示镀覆模块40的简图。在该图中，示出了镀覆槽39的1个镀覆单元，并省略了溢流槽38。此外，在以下的说明中，存在将镀覆槽39的1个镀覆单元作为镀覆单元39来参照的情况。本实施方式的镀覆装置100是通过对镀覆液Q流通电流而在基板W的表面镀覆金属的电解镀覆装置。镀覆模块40具备在内部保持镀覆液的镀覆槽39、在镀覆槽39内配置为与被基板支架11保持的基板W对置的阳极(主阳极)60、及通过对从阳极60朝向基板W的电场进行调整来调整基板W上的电位分布的中间遮罩70。基板支架11构成为装卸自如地保持多边形(例如，四边形)的基板W，且使基板W浸渍于镀覆槽39内的镀覆液Q。但是，在其他实施方式中，也能够使用圆形的基板(晶圆)。阳极60以及基板W配置为沿铅垂方向延伸，且配置为在镀覆液中彼此对置。阳极60经由保持阳极60的阳极支架61与电源(省略图示)的正极连接，基板W经由基板支架11与电源的负极连接。若对阳极60与基板W之间施加电压，则电流流至基板W，在镀覆液的存在下而在基板W的表面形成金属膜。

作为阳极60，使用由不溶解于镀覆液的例如氧化铱或包覆了铂的钛构成的不溶性阳极。但是，作为阳极60，也可以使用溶解性阳极。作为溶解性阳极，例如，在镀铜的情况下能够使用由含磷铜构成的溶解性阳极。基板W例如是半导体基板、玻璃基板、树脂基板或其他任意的被处理对象物。被镀覆在基板W的表面的金属例如是铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、Sn－Ag合金或钴(Co)。镀覆液Q是包含要镀覆的金属在内的酸性溶液，例如，在镀铜的情况下是硫酸铜溶液。

在阳极支架61设置有能够变更开口62A的尺寸的阳极遮罩62，通过阳极遮罩62来调整阳极60的露出面积(提供从阳极朝向基板的电场(电流)的有效面积)。在以下的说明中，存在将阳极遮罩62称为可变阳极遮罩(VAM)62或VAM62的情况。阳极遮罩62例如可以是通过使配置在上下左右的各遮罩片沿上下或沿左右移动来变更开口尺寸的结构，也可以是通过使具有开口的多个框体沿倾斜方向相对移动来变更由多个框体的重叠定义的开口的尺寸的结构。这样的可变的阳极遮罩例如记载于日本特开2019－56164号公报(专利文献2)。此外，取代使用可变阳极遮罩62，也可以使用阳极被分割成多个阳极片的分割阳极(多段阳极)，通过选择流通电流的阳极片或调整流至各阳极片的电流，来调整阳极的有效面积或调整从阳极朝向基板的电场(电流)。这样的可变的阳极遮罩例如记载于美国专利申请公开2017－0370017号说明书(专利文献3)。

阳极支架61收容于阳极箱63。在阳极箱62的与阳极60对置的位置设置有开口，开口被隔膜64覆盖。在镀覆液所含的添加剂成分因不溶性的阳极表面中的电化学反应而被氧化，从而产生了对镀覆性能有害的分解生成物的情况下，隔膜64抑制有害的分解生成物到达基板表面。此外，隔膜64不妨碍从阳极60向基板W的电场(电流)。

镀覆模块40进一步具备搅拌镀覆液的搅拌浆90。搅拌浆90配置于被镀覆槽39内的基板支架11保持的基板W的表面附近。搅拌浆90例如由钛(Ti)或树脂构成。搅拌浆90通过与基板W的表面平行地进行往复运动，而对镀覆液Q进行搅拌，以便镀覆所需的充分的金属离子被均匀地供给至基板W的表面。如图2所示，中间遮罩70在基板W与阳极60之间配置于基板W的附近，并具有用于限制镀覆液8中的电场的中央开口76。

图3是从基板侧观察第1实施方式的中间遮罩的简图。如图2及图3所示，中间遮罩70具备：遮罩主体71、配置于遮罩主体71的内部空间72的辅助阳极80、及安装于遮罩主体71的前表面的遮蔽板75。遮罩主体71及遮蔽板75相对于镀覆液具有耐受性，由对电场(电流)进行遮蔽的材料构成。遮罩主体71在具有与中央开口76对应的开口的正面观察下呈大致四边形状，具有供辅助阳极80配置的内部空间72。遮罩主体71在基板W侧设置有使辅助阳极80露出的开口，以遮蔽板75的开口77与该开口重叠的方式将遮蔽板75安装于遮罩主体71。在遮蔽板75的开口77安装有隔膜78，辅助阳极80经由隔膜78露出。另外，遮罩主体71设置有与内部空间72连通的排气通路73，排气通路73的上端成为在镀覆液面91的上方开口的排气口74。在本实施方式中，排气通路73及排气口74构成脱气孔。

辅助阳极80与汇流条81电连接，经由汇流条81与电源(省略图示)的正极连接。辅助阳极80构成为通过被从电源施加正的偏压，而作为向基板W供给电场(电流)的辅助阳极发挥功能。辅助阳极80由不溶性阳极的材料形成。排气通路73将在辅助阳极80中因电极反应而生成的氧向槽外排出。由此，抑制氧的气泡积存于辅助阳极80的周围而阻碍从辅助阳极80向基板W的电场(电流)。此外，在辅助阳极80由溶解性阳极的材料形成的情况下，能够省略排气通路73。

在本实施方式中，沿着中央开口76的各边设置有辅助阳极80，在与中央开口76的角部对应的位置不设置辅助阳极。由此，能够抑制电场(电流)集中在基板W的角部而使膜厚在该部分成为不均匀。此外，能够根据基板规格在中央开口76的角部也设置辅助阳极，在该情况下，也可以将辅助阳极形成一体的环状部件。

以基板边缘附近的镀覆膜厚分布的均匀化为目的，将辅助阳极80配置于在基板W的附近配置的中间遮罩70，因此与将辅助阳极配置于阳极60侧的情况相比能够形成小面积。在一个例子中，辅助阳极80的总面积为阳极的面积的1/5以下。此外，如图2所示，在将中间遮罩70与基板W之间的距离设为D1，将阳极60与基板W之间的距离设为D2时，在一个例子中，中间遮罩70与基板W之间的距离D1为阳极60与基板W之间的距离D2的1/4以上1/3以下。中间遮罩70与基板W之间的距离D1形成中间遮罩70的阳极侧的面与基板W的镀覆面之间的距离。另外，阳极60与基板W之间的距离D2形成阳极60的基板侧的面与基板W的镀覆面之间的距离。此外，图2是结构说明用的简图，请注意与实际尺寸不必一致。

遮蔽板75安装于遮罩主体71的前表面。遮蔽板75构成为：具有小于遮罩主体71的中央开口的中央开口76，遮蔽板75的中央开口76定义中间遮罩70的中央开口76。通过调整遮蔽板75的中央开口76的尺寸，能够调整中间遮罩70的中央开口76的尺寸，从而能够调整从阳极60向基板W的电场(电流)。如图2及图3所示，遮蔽板75具有使各边的辅助阳极80露出的开口77，开口77被隔膜78覆盖。在镀覆液所含的添加剂成分因不溶性的阳极表面中的电化学反应而被氧化，从而产生了对镀覆性能有害的分解生成物的情况下，隔膜78抑制有害的分解生成物到达基板表面。此外，隔膜78不妨碍从辅助阳极80向基板W的电场(电流)。通过调整遮蔽板75的开口77的大小，能够调整从辅助阳极80向基板W的电场(电流)。

在本实施方式中，匹配终端效应较大的情况(抗蚀剂开口率小、种电阻大/种膜厚小)，选择了中间遮罩70(遮蔽板75)的中央开口76的尺寸。即，匹配终端效应大而流至基板边缘部的电流大于基板中央部的程度较高的情况，以通过减小流至基板边缘部的电流而使镀覆膜厚成为均匀的方式，来缩小遮蔽板75的中央开口76的尺寸。然后，根据基板W的终端效应的大小(抗蚀剂开口率、种电阻)，调整从辅助阳极80供给至基板W(主要为基板边缘部)的镀覆电流，由此带来与变更(增大)中间遮罩70的开口尺寸相同的效果，从而将基板的镀覆膜厚分布均匀化。辅助阳极80配置于基板边缘部的附近，因此特别能够有效地进行对基板边缘部的镀覆电流的调整。

另外，根据本实施方式，根据成为镀覆对象的基板W的规格范围(抗蚀剂开口率、种膜厚)，调整遮蔽板75的辅助阳极80的开口77的尺寸及/或调整遮蔽板75的中央开口76的尺寸，由此能够对能够应对的终端效应的范围进行微调。

此外，也可以不设置遮蔽板75，在遮罩主体71的使辅助阳极80露出的开口设置隔膜。在该情况下，遮罩主体71的中央开口成为中间遮罩70的中央开口。通过调整遮罩主体71的使辅助阳极80露出的开口的尺寸及/或调整遮罩主体71的中央开口的尺寸，能够对能够应对的终端效应的范围进行微调。

图4是表示终端效应较大的情况下(抗蚀剂开口率小、种电阻大/种膜厚小)的从阳极60向基板W的电场的说明图。图5是表示终端效应较小的情况下(抗蚀剂开口率大、种电阻小/种膜厚大)的从阳极60向基板W的电场的说明图。图6是对镀覆膜厚分布的调整方法进行说明的说明图。此外，在图4、图5中，省略示出了遮蔽板75的一部分。在本实施方式中，通过调整可变阳极遮罩(VAM)62的开口尺寸以及流至辅助阳极80的电流，来调整镀覆膜厚分布。在调整前，可变阳极遮罩62的开口尺寸为中间尺寸(第1尺寸)，辅助阳极80的电流为零。图6中的各栏的图表表示基板的镀覆膜厚分布，横轴表示基板上的位置(通过基板的中心的直线状的位置)，横轴原点为基板的中心，离原点越远，越接近基板边缘部。各栏的图表的纵轴表示基板上的镀覆膜厚。此外，在取代可变阳极遮罩62而采用分割阳极的情况下，被控制成以与按照可变阳极遮罩62的开口尺寸的大小的电场对应的方式，选择流通电流的阳极片或调整流至各阳极片的电流。

如图6的表格的第1层所示，在终端效应较大的情况下，在可变阳极遮罩及辅助阳极的调整前，终端效应的影响呈现在镀覆膜厚分布中，基板中央部的镀覆膜厚变小，基板边缘部的镀覆膜厚变大。此时，如图4所示，若根据终端效应的大小将可变阳极遮罩62的开口62A的尺寸调整为小于中间尺寸的第2尺寸，则如图6的表格的第1层的“VAM开口最优化”栏的图表中用实线所示那样，镀覆膜厚分布被均匀化。此外，辅助阳极80的电流保持为零。这是因为，本实施方式的中间遮罩70的中央开口76的尺寸匹配终端效应较大的情况而被最优化。此外，在取代可变阳极遮罩62而采用分割阳极的情况下，以与可变阳极遮罩62的开口62A为第2尺寸(＜第1尺寸)的情况下的电场对应的方式，选择流通电流的阳极片或调整流至各阳极片的电流，由此被控制成减少阳极的有效面积或减小从阳极朝向基板的电场(电流)的扩展。

如图6的表格的第2层所示，在终端效应为中等程度的情况下，在可变阳极遮罩及辅助阳极的调整前，基板边缘部的镀覆膜厚小于基板中央部的镀覆膜厚。这是因为，本实施方式的中间遮罩70的中央开口76的尺寸匹配终端效应较大的情况而被最优化。即，在终端效应为中等程度的情况下，在调整前的结构中，流至基板中央部的电流大于终端效应较大的情况，且超过流至基板边缘部的镀覆电流。此时，若根据终端效应的大小而使中等程度的电流(第1电流)流至辅助阳极80，则电场(电流)被从辅助阳极80供给至基板边缘部，从而基板边缘部的镀覆膜厚增加，如图6的表格的第2层的“辅助阳极电流最优化”栏的实线所示那样，镀覆膜厚被均匀化。此时，可变阳极遮罩62的开口尺寸能够保持为中间尺寸。此外，在取代可变阳极遮罩62而采用分割阳极的情况下，能够形成与选择流通电流的阳极片或调整流至各阳极片的电流前为相同。

如图6的表格的第3层所示那样，在终端效应较小的情况下，在可变阳极遮罩及辅助阳极的调整前，基板边缘部的镀覆膜厚小于基板中央部的镀覆膜厚的程度更强。此时，如图5所示，若根据终端效应的大小，将可变阳极遮罩62的开口62A的尺寸调整为大于中间尺寸(第1尺寸)的尺寸(第3尺寸)，则如图6的表格的第3层的“VAM开口最优化”栏中用实线所示那样，到达基板中央部与边缘部的电场(电流)的差被降低，从而基板中央部与边缘部的镀覆膜厚的差被降低。另外，若根据终端效应的大小，在辅助阳极80流通大于第1电流的第2电流，则如图5所示，被从辅助阳极80供给至基板边缘部的电场(电流)增大，从而如在图6的表格的第3层的“辅助阳极电流最优化”栏中用实线所示那样，镀覆膜厚被均匀化。此外，在取代可变阳极遮罩62而采用分割阳极的情况下，以与可变阳极遮罩62的开口62A为第3尺寸(＞第1尺寸)的情况下的电场对应的方式，选择流通电流的阳极片或调整流至各阳极片的电流，由此被控制成增大阳极的有效面积或增大从阳极朝向基板的电场(电流)的扩展。

如上所述，在本实施方式中，根据终端效应的大小来调整可变阳极遮罩62的开口62A的尺寸及辅助阳极80的电流的大小，由此能够使镀覆膜厚分布均匀化。更详细而言，终端效应越大，则根据终端效应的大小，将可变阳极遮罩62的开口62A的尺寸调整为越小，且将辅助阳极80的电流调整为越小，终端效应越小，则根据终端效应的大小，将可变阳极遮罩62的开口62A的尺寸调整为越大，且将辅助阳极80的电流调整为越大，由此能够使镀覆膜厚分布均匀化。

上述的VAM开口的调整及辅助阳极电流的调整能够根据终端效应的大小在基板的镀覆前实施。另外，也可以在基板的镀覆过程中，根据终端效应的大小随着镀覆膜厚的成长而变化，来实施可变阳极遮罩开口的调整及辅助阳极电流的调整。

根据上述实施方式，如图4及图5所示，通过调整供给至辅助阳极80的电流而能够带来与中间遮罩70的中央开口76的开口尺寸的调整相同的效果(能够调整中间遮罩的实质的开口尺寸(有效开口面积))。因此，无需用于调整中间遮罩的开口尺寸的机械机构，而能够根据基板规格(抗蚀剂开口率、种膜厚)，以镀覆膜厚分布成为均匀的方式进行调整。中间遮罩70配置于接近基板W及搅拌浆90的位置，因此设置对开口尺寸进行调整的机械机构的空间受限，但根据本实施方式，通过使用对中间遮罩70的实质的开口尺寸进行电气调整的辅助阳极80，能够将电场调整装置配置于狭窄的空间。特别是，在方形基板的镀覆装置中，由于基板尺寸变大，所以对机械机构要求较高的尺寸精度、精密的机构，从而技术上的门槛高，但根据本实施方式，由于无需机械机构，所以能够将电场调整装置配置于狭窄的空间。

另外，根据上述实施方式，中间遮罩70的维护容易，中间遮罩70内的液体的管理也容易。在使用辅助阴极的情况下，为了防止对辅助阴极析出，需要用离子交换膜将辅助阴极隔离，并用与镀覆液不同的不含镀覆金属的电解液充满，从而液体管理/构造较为复杂。另一方面，在本实施方式中，由于使用辅助阳极，所以没有对辅助阳极的镀覆析出，液体管理较为容易。另外，在作为辅助阳极而使用不溶解性阳极的情况下，没有辅助阳极的消耗，维护较为容易。

另外，根据上述实施方式，由于在中间遮罩设置辅助阳极，所以与在基板与搅拌浆之间配置电极的情况相比，难以受到尺寸制约。另外，由于将辅助阳极配置于中间遮罩的内部，所以无需另外设置支承辅助阳极的构造，从而能够抑制结构的复杂化。

(第2实施方式)

图7是从基板侧观察第2实施方式的中间遮罩的简图。图8是第2实施方式的中间遮罩的各部的剖视图。图8的各剖视图分别是沿着图7中的A－A’线、B－B’线、C－C’线的剖视图。在以下的说明中，对与上述实施方式相同的部件标注相同的附图标记，并省略详细说明，主要说明与上述实施方式不同的点。

在本实施方式的中间遮罩70中，如图7所示，在正面观察下，来自辅助阳极80的电场(电流)的导出口71H不设置于与辅助阳极80重叠的位置，而设置于与辅助阳极80不同的位置(中间遮罩的更内侧)。中间遮罩70具备构成遮罩主体的基底面板71A及后盖71B、前盖71C、中央区块71E、角部区块71D。角部区块71D是为了调整遮罩中央开口76的角部的开口尺寸或开口形状而设置的，也可以省略。也可以一体地形成基底面板71A、后盖71B、前盖71C、中央区块71E以及角部区块71D的全部或一部分。也可以一体地形成基底面板71A、前盖71C以及中央区块71E的全部或一部分。例如，可以一体地形成基底面板71A以及前盖71C，也可以一体地形成前盖71C以及中央区块71E，还可以一体地形成基底面板71A、前盖71C以及中央区块71E。

如图8所示，在基底面板71A与后盖71B之间设置有内部空间72，在内部空间72配置有辅助阳极80。辅助阳极80在内部空间72内与汇流条81电连接，从而从电源(省略图示)经由汇流条81向辅助阳极80g供给电流。另外，在基底面板71A与后盖71B之间设置有与内部空间72连通的排气通路73，排气通路73的上端成为在镀覆液的液面91的上方开口的排气口74。在基底面板71A的前表面设置有使辅助阳极80露出的开口，该开口被隔膜78覆盖。

前盖71C安装于基底面板71A的前表面。如图8的B－B’剖视图所示，在前盖71C设置有与使辅助阳极80露出的基底面板71A的开口连通的通路71F。基底面板71A及前盖71C具有与中间遮罩70的中央开口76(图7)对应的中央开口。在该中央开口，相对于基底面板71A及前盖71C安装有角部区块71D及中央区块71E。角部区块71D及中央区块71E也可以彼此固定。中间遮罩70的中央开口76被定义在角部区块71D及中央区块71E的内侧。在中央区块71E设置有与前盖71C的通路71F连通的通路71G，通路71G的端部成为导出口71H。因此，来自辅助阳极80的电场(电流)通过前盖71C的通路71F以及中央区块71E的通路71G及导出口71H被供给至基板W。

根据本实施方式，实现与第1实施方式相同的作用效果，且实现以下的作用效果。根据本实施方式，通过调整中央区块71的导出口71H的开口位置及/或开口尺寸，能够调整由辅助阳极80所得的可控制范围。另外，根据本实施方式，在对终端效应较小的基板进行镀覆时，通过匹配膜厚特别降低的特定区域(根据基板的规格或供电方法而变化)来设定电场(电流)的引出位置(导出口71H)，能够通过来自辅助阳极的电流使该区域有效地厚膜化，从而能够使基板整体的镀覆膜厚分布更加均匀化。

(其他实施方式)

(1)在上述实施方式中，列举对方形的基板进行镀覆的情况为例进行了说明，但在对圆形的基板(晶圆等)进行镀覆的情况下，也能够应用上述实施方式。

(2)在上述实施方式中，说明了使用不溶解性阳极作为辅助阳极的情况，但也可以使用溶解性阳极。在该情况下，能够省略将辅助阳极隔离的隔膜、将在辅助阳极产生的氧排出的排气通路。

(3)在上述实施方式中，说明了使基板在铅垂方向浸渍于镀覆液的所谓浸渍式的镀覆装置，但也可以将上述实施方式应用于阳极及基板被配置成沿水平方向延伸的所谓面朝下式(杯式)的镀覆模块。

本发明也能够记载为以下方式。

根据方式1，提供一种镀覆装置，用于对基板进行镀覆，上述镀覆装置的特征在于，具备：阳极，其配置为与上述基板对置；和中间遮罩，其在上述基板与上述阳极之间配置于上述基板侧，具有供从上述阳极向上述基板的电场通过的第1中央开口，上述中间遮罩在中间遮罩的内部空间具有配置于上述第1中央开口的周围的辅助阳极，上述辅助阳极的面积为上述阳极的面积的1/5以下。中间遮罩也被称为隧道调节板(TRP)，是在基板的附近对从阳极向基板的电场(电流)的通过进行调整的遮罩。中间遮罩与配置于阳极侧的离子电流准直仪不同，在基板与阳极之间配置于基板侧，换言之配置于基板的附近。

根据该方式，通过调整供给至在中间遮罩配置的辅助阳极的电流，能够实现与中间遮罩的开口尺寸的变更相同的效果，因此无需用于调整中间遮罩的开口尺寸的机械机构，能够抑制由基板规格(抗蚀剂开口率、种膜厚)引起的终端效应的影响，而调整为镀覆膜厚分布成为均匀。中间遮罩配置于接近基板(及搅拌浆)的位置，因此供对开口尺寸进行调整的机械机构设置的空间受限，但根据本实施方式，通过使用对中间遮罩的实质的开口尺寸进行电气调整的辅助阳极，能够将电场调整装置配置在狭窄空间。此外，将考虑了从辅助阳极供给至基板的电场(电流)的效果的中间遮罩的开口尺寸称为实质开口尺寸(有效开口尺寸)。在一个例子中，中间遮罩的第1中央开口的尺寸匹配终端效应较大的情况而被缩小地形成(为较小的尺寸)。然后，根据基板的终端效应大小(抗蚀剂开口率、种膜厚)来调整供给至辅助阳极的电流，由此能够带来与中间遮罩的开口尺寸的变更相同的效果，从而能够使基板边缘部的膜厚均匀化。

另外，在配置于基板的附近的中间遮罩配置辅助阳极，因此通过小面积(阳极的面积的1/5以下)的辅助阳极能够有效地控制向基板边缘部的电场，从而能够抑制终端效应带来的影响。另外，在需要进行电场控制的基板边缘部的附近配置辅助阳极，因此与将辅助阳极配置于远离基板边缘部的位置的情况相比，利用更小面积的辅助阳极来流通小电流，由此能够有效地控制向基板边缘部的电场。此外，在使大电流在小面积的辅助阳极流通的情况下，存在以下那样的不利之处。在使用溶解性辅助阳极(含磷铜)的情况下，辅助阳极表面的黑膜形成变得不稳定，由此来自辅助阳极的残渣或阳极泥的产生变多，存在对镀覆膜质造成影响的担忧。在不溶解性阳极的情况下，镀覆时的电极的电位过高，存在引起镀覆液中的Cl^－离子的氧化等副反应的担忧。

根据方式2，提供一种镀覆装置，用于对基板进行镀覆，上述镀覆装置的特征在于，具备：阳极，其配置为与上述基板对置；和中间遮罩，其配置于上述基板与上述阳极之间，具有供从上述阳极向上述基板的电场通过的第1中央开口，上述中间遮罩在中间遮罩的内部空间具有配置于上述第1中央开口的周围的辅助阳极，上述中间遮罩具有脱气孔，上述脱气孔与上述内部空间连通并在镀覆液的液面的上方开口。

根据该方式，能够将在中间遮罩的内部空间产生的气体排出至外部。例如，在辅助阳极为不溶解性的情况下，能够将在辅助阳极中因电极反应而生成的氧从中间遮罩的内部空间排出至中间遮罩外。由此，能够防止或抑制气泡蓄积在辅助阳极的周围而阻碍从辅助阳极向基板的电场(电流)。

根据方式3，在方式1或2的镀覆装置中，上述中间遮罩与上述基板之间的距离为上述阳极与上述基板之间的距离的1/4以上1/3以下。

根据该方式，能够将配置于中间遮罩的辅助阳极配置于与基板边缘部充分接近，从而能够高效地控制从辅助阳极向基板边缘部的电场(电流)。由此，能够高效地控制终端效应。

根据方式4，在方式1～3中任一镀覆装置中，上述中间遮罩具有：遮罩主体，该遮罩主体具有第2中央开口，并在上述第2中央开口的周围具有上述内部空间，上述遮罩主体的上述内部空间的上述基板侧被敞开；和遮蔽板，该遮蔽板设置成覆盖上述遮罩主体的上述内部空间，上述遮蔽板具有小于上述第2中央开口的第3中央开口，上述第3中央开口定义上述第1中央开口，并且上述遮蔽板具有与上述辅助阳极的至少一部分的区域重叠的第1开口。

根据该方式，通过调整遮蔽板的第3中央开口的大小，能够调整从阳极朝向基板的电场(电流)。另外，通过调整遮蔽板的第1开口的大小，能够调整从辅助阳极朝向基板的电场的强度。

根据方式5，在方式4的镀覆装置中，上述遮蔽板进一步具有覆盖上述第1开口的隔膜。

根据该方式，在辅助阳极为不溶性的情况下，在镀覆液所含的添加剂成分因不溶性的辅助阳极表面中的电化学反应而被氧化，从而产生了对镀覆性能有害的分解生成物时，能够抑制有害的分解生成物到达基板表面，从而能够维持镀覆性能。

根据方式6，在方式1～3中任一镀覆装置中，上述中间遮罩具有供从上述辅助阳极朝向上述基板的电场通过的通路，在与上述基板平行的面内，上述通路的出口位于不与上述辅助阳极重叠的位置。例如，通路的出口能够在与基板平行的面内设置于辅助阳极的内侧。

根据该方式，在对终端效应较小的基板进行镀覆时，通过匹配镀覆膜厚特别降低的特定区域(根据基板的规格或供电方法而变化)来设定来自中间遮罩的电场(电流)的引出位置亦即通路的出口，能够通过来自辅助阳极的电流使该特定区域有效地厚膜化，从而能够使镀覆膜厚分布更加均匀化。

根据方式7，在方式6的镀覆装置中，上述中间遮罩具有：遮罩主体；盖件，上述盖件安装成覆盖上述遮罩主体的上述基板侧，并与上述遮罩主体一起形成与上述第1中央开口对应的第4中央开口；以及区块，上述区块相对于上述遮罩主体及上述盖件被安装在上述第4中央开口的缘部，上述遮罩主体具有上述内部空间，并具有与上述辅助阳极的至少一部分的区域重叠的第2开口，上述盖件具有与上述第2开口连通的第1通路，上述区块具有与上述第1通路连通的第2通路，上述第1通路及上述第2通路形成供从上述辅助阳极朝向上述基板的电场通过的上述通路。

根据该方式，通过遮罩主体、盖件及区块能够以简易的结构形成使电场(电流)从辅助阳极至远离辅助阳极的出口通过的通路。

根据方式8，在方式7的镀覆装置中，上述遮罩主体进一步具有覆盖上述第2开口的隔膜。

根据该方式，能够通过隔膜来隔离配置有辅助阳极的内部空间。在镀覆液所含的添加剂成分因不溶性的辅助阳极表面中的电化学反应而被氧化，从而产生了对镀覆性能有害的分解生成物的情况下，能够通过隔膜抑制有害的分解生成物到达基板表面，从而能够维持镀覆性能。

根据方式9，在方式1～8中任一镀覆装置中，上述基板为四边形，上述中间遮罩的上述第1中央开口具有与上述基板的形状对应的形状，上述辅助阳极沿着上述第1中央开口的四边配置。

根据该方式，在四边形的基板中，能够实现上述作用效果。在方形基板的镀覆装置中，由于基板尺寸比晶圆大，所以难以搭载用于调整遮罩开口尺寸的机械机构。另外，由于中间遮罩设置于与基板接近的位置，所以开口尺寸的变更对镀覆膜厚的影响较大，由于对机械机构要求较高的尺寸精度，所以需要精密的机构。根据本实施方式，在尺寸较大的方形基板的镀覆装置中，无需技术上的门槛较高的机械机构，通过控制流至辅助阳极的电流，能够获得与变更中间遮罩的开口尺寸相同的效果。

根据方式10，在方式9的镀覆装置中，上述辅助阳极被分割成多个辅助阳极，除上述第1开口的角部以外，沿着上述第1开口的各边配置有上述辅助阳极。

根据该方式，在电场集中在四边形基板的角部而使膜厚变大的情况等下，能够抑制角部的膜厚增大。

根据方式11，在方式1～10中任一镀覆装置中，进一步设置有对上述阳极的露出面积进行调整的可变阳极遮罩。

根据该方式，能够根据终端效应的大小，通过可变阳极遮罩来调整阳极的露出面积(提供朝向基板的电场的有效面积)。由此，能够根据终端效应的大小，将流至中间遮罩的辅助阳极的电流的控制以及从阳极朝向基板的电场的控制组合，来调整流至基板的各部的镀覆电流的大小，从而实现镀覆膜厚的均匀化。

根据方式12，在方式1～10中任一镀覆装置中，上述阳极是被分割成多个阳极片的分割阳极，通过选择流通电流的阳极片来调整提供朝向上述基板的电场的上述阳极的有效面积，或者通过调整流至各阳极片的电流来调整从上述阳极朝向上述基板的电场。

根据该方式，能够根据终端效应的大小，在电气上进行从阳极朝向基板的电场的控制。由此，能够根据终端效应的大小，将流至中间遮罩的辅助阳极的电流的控制以及从阳极朝向基板的电场的控制组合，来调整流至基板的各部的镀覆电流的大小，从而实现镀覆膜厚的均匀化。

根据方式13，提供一种方法，其是对基板进行镀覆的方法，其是对基板进行镀覆的方法，上述方法的特征在于，包括如下步骤：准备配置于基板与阳极之间的中间遮罩，其中，上述中间遮罩具有控制从上述阳极朝向上述基板的电场的中央开口、和配置于该中央开口的周围的具有上述阳极的面积的1/5以下的面积的辅助阳极；和根据上述基板的抗蚀剂开口率及种电阻的大小，调整从上述阳极朝向上述基板的电场的扩展，并调整供给至在上述中间遮罩配置的上述辅助阳极的电流。

根据方式14，在方式13的方法中，通过对上述阳极的露出面积进行调整的可变阳极遮罩，来调整从上述阳极朝向上述基板的电场的扩展。

根据方式15，在方式13的方法中，上述阳极是被分割成多个阳极片的分割阳极，通过选择流通电流的阳极片，或者通过调整流至各阳极片的电流，来调整从上述阳极朝向上述基板的电场的扩展。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述发明的实施方式用于使本发明的理解变得容易，并不对本发明进行限定。本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更、改进，且本发明当然包含其等同物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围，或实现效果的至少一部分的范围内，能够进行实施方式及变形例的任意组合，能够对在权利要求书及说明书中记载的各构成要素进行任意组合或省略。

附图标记说明

11…基板支架；38…溢流槽；39…镀覆槽(镀覆单元)；40…镀覆模块；60…阳极；61…阳极支架；62…阳极遮罩；62A…开口；63…阳极箱；64…隔膜；70…中间遮罩；71…遮罩主体；71A…基底面板；71B…后盖；71C…前盖；71D…角部区块；71E…中央区块；71F…通路；71G…通路；71H…导出口；72…内部空间；73…排气通路；74…排气口；75…遮蔽板；76…中央开口；77…开口；78…隔膜；80…辅助阳极；81…汇流条；90…搅拌浆；91…液面。

Claims (15)

1.一种镀覆装置，用于对基板进行镀覆，

所述镀覆装置的特征在于，具备：

阳极，其配置为与所述基板对置；和

中间遮罩，其在所述基板与所述阳极之间配置于所述基板侧，具有供从所述阳极向所述基板的电场通过的第1中央开口，所述中间遮罩在中间遮罩的内部空间具有配置于所述第1中央开口的周围的辅助阳极，

所述辅助阳极的面积为所述阳极的面积的1/5以下。

2.一种镀覆装置，用于对基板进行镀覆，

所述镀覆装置的特征在于，具备：

阳极，其配置为与所述基板对置；和

中间遮罩，其配置于所述基板与所述阳极之间，具有供从所述阳极向所述基板的电场通过的第1中央开口，所述中间遮罩在中间遮罩的内部空间具有配置于所述第1中央开口的周围的辅助阳极，

所述中间遮罩具有脱气孔，所述脱气孔与所述内部空间连通并在镀覆液的液面的上方开口。

3.根据权利要求1或2所述的镀覆装置，其特征在于，

所述中间遮罩与所述基板之间的距离为所述阳极与所述基板之间的距离的1/4以上1/3以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的镀覆装置，其特征在于，

所述中间遮罩具有：

遮罩主体，所述遮罩主体具有第2中央开口，并在所述第2中央开口的周围具有所述内部空间，所述遮罩主体的所述内部空间的所述基板侧被敞开；和

遮蔽板，所述遮蔽板设置成覆盖所述遮罩主体的所述内部空间，所述遮蔽板具有小于所述第2中央开口的第3中央开口，所述第3中央开口定义所述第1中央开口，所述遮蔽板具有与所述辅助阳极的至少一部分的区域重叠的第1开口。

5.根据权利要求4所述的镀覆装置，其特征在于，

所述遮蔽板进一步具有覆盖所述第1开口的隔膜。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的镀覆装置，其特征在于，

所述中间遮罩具有供从所述辅助阳极朝向所述基板的电场通过的通路，在与所述基板平行的面内，所述通路的出口位于不与所述辅助阳极重叠的位置。

7.根据权利要求6所述的镀覆装置，其特征在于，

所述中间遮罩具有：

遮罩主体；

盖件，所述盖件安装成覆盖所述遮罩主体的所述基板侧，并与所述遮罩主体一起形成与所述第1中央开口对应的第4中央开口；和

区块，所述区块相对于所述遮罩主体及所述盖件被安装在所述第4中央开口的缘部，

所述遮罩主体具有所述内部空间，并具有与所述辅助阳极的至少一部分的区域重叠的第2开口，所述盖件具有与所述第2开口连通的第1通路，所述区块具有与所述第1通路连通的第2通路，所述第1通路及所述第2通路形成供从所述辅助阳极朝向所述基板的电场通过的所述通路。

8.根据权利要求7所述的镀覆装置，其特征在于，

所述遮罩主体进一步具有覆盖所述第2开口的隔膜。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的镀覆装置，其特征在于，

所述基板为四边形，所述中间遮罩的所述第1中央开口具有与所述基板的形状对应的形状，所述辅助阳极沿着所述第1中央开口的四边配置。

10.根据权利要求9所述的镀覆装置，其特征在于，

所述辅助阳极被分割成多个辅助阳极，

除所述第1开口的角部以外，沿着所述第1开口的各边配置有所述辅助阳极。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的镀覆装置，其特征在于，

进一步设置有对所述阳极的露出面积进行调整的可变阳极遮罩。

12.根据权利要求1～10中任一项所述的镀覆装置，其特征在于，

所述阳极是被分割成多个阳极片的分割阳极，

通过选择流通电流的阳极片来调整提供朝向所述基板的电场的所述阳极的有效面积，或者通过调整流至各阳极片的电流来调整从所述阳极朝向所述基板的电场。

13.一种方法，其是对基板进行镀覆的方法，

所述方法的特征在于，包括如下步骤：

准备配置于基板与阳极之间的中间遮罩，其中，所述中间遮罩具有控制从所述阳极朝向所述基板的电场的中央开口、和配置于该中央开口的周围的具有所述阳极的面积的1/5以下的面积的辅助阳极；和

根据所述基板的抗蚀剂开口率及种电阻的大小，调整从所述阳极朝向所述基板的电场的扩展，并调整供给至在所述中间遮罩配置的所述辅助阳极的电流。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

通过对所述阳极的露出面积进行调整的可变阳极遮罩，来调整从所述阳极朝向所述基板的电场的扩展。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

所述阳极是被分割成多个阳极片的分割阳极，

通过选择流通电流的阳极片，或者通过调整流至各阳极片的电流，来调整从所述阳极朝向所述基板的电场的扩展。

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