CN203474939U - 电镀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的电镀装置，在对半导体晶片等被电镀体（基板）进行电镀的情况下，即使在高电流密度的条件下也能形成前端形状平坦的凸起或形成具有良好的面内均匀性的金属膜。该电镀装置具有：电镀槽（10），其保持电镀液（Q）；阳极（26），其被浸泡配置在所述电镀槽内的电镀液中；保持架（24），其保持被电镀体（W）且配置在与阳极对置的位置；搅拌闸板（32），其配置在阳极与由保持架保持的被电镀体之间并以与该被电镀体平行地往复移动的方式来搅拌电镀液；控制部，其对驱动搅拌闸板的搅拌闸板驱动部进行控制，控制部对搅拌闸板驱动部进行控制，以使搅拌闸板的移动速度的绝对值的平均值为70～100cm/sec。

Description

电镀装置

技术领域

本实用新型涉及对半导体晶片等被电镀体（基板）的表面进行电镀的电镀装置，特别是涉及适合在设置于半导体晶片的表面的微小的布线用槽、孔、保护膜开口部形成电镀膜、或在半导体晶片的表面形成与封装的电极等电连接的凸起（突起状电极）的电镀装置。 

背景技术

例如，在TAB（Tape Automated Bonding卷带自动结合）、倒装芯片中广泛采用如下方式，即在形成有布线的半导体芯片的表面的规定位置（电极）形成有将金、铜、锡焊、或镍、进而将它们层叠多层而成的突起状连接电极（凸起），经由该凸起，与封装的电极、TAB电极进行电连接。作为该凸起形成方法，有电镀法、蒸镀法、印刷法、凸点法之类的各种方法，但随着半导体芯片的I/O数的增加、间距的微小化，而大多使用能够微小化且性能比较稳定的电镀法。 

根据电镀法，不仅容易获得高纯度的金属膜（电镀膜），而且金属膜的成膜速度也比较快，从而金属膜厚度的控制也能够比较容易地进行。另外，在半导体晶片上形成金属膜的过程中，为了追求高密度安装、高性能化以及高成品率，膜厚的面内均匀性也要求严格。根据电镀，通过使电镀液的金属离子供给速度分布、电位分布均匀，从而期待能够获得膜厚的面内均匀性优异的金属膜。 

作为采用所谓的浸泡方式的电镀装置，公知有如下结构：在内部具有保持电镀液的电镀槽，在电镀槽的内部配置调整板（调整盘），该调整板以使在基板保持架水密地密封保持周缘部的基板（被电镀体）、与保持于阳极保持架的阳极相互对置的方式垂直地配置，并以位于阳极与基板之间的方式由在中央形成有中央孔的电介质构成，此外在调整板与基板之间配置有搅拌电镀液的搅拌闸板（例如，参照专利文献1）。 

根据专利文献1所记载的电镀装置，在电镀槽内收容电镀液，使阳 极、基板以及调整板浸泡于电镀液中，同时，经由导线将阳极与电镀电源的阳极连接，将基板与电镀电源的阴极连接，通过对阳极与基板之间施加规定的电镀电压，由此在基板的表面析出金属，从而形成金属膜（电镀膜）。并且，在电镀时，利用在调整板与基板之间配置的搅拌闸板对电镀液进行搅拌，从而将足够量的离子均匀地向基板供给，以便形成膜厚更为均匀的金属膜。 

在专利文献1所记载的实用新型中，在阳极与配置在与该阳极对置的位置的基板之间配置有调整板，该调整板在圆筒体的内部具有电镀液流路，利用该调整板来调节电镀槽内的电位分布，由此对形成于基板表面的金属膜的膜厚分布进行调节。 

另外，提出有如下的电镀装置，即，通过尽量缩短浸泡配置于电镀槽内的电镀液中的调整板与被电镀物（被电镀体）的距离，使遍布被电镀物的整个面的电位分布更均匀，从而形成膜厚更均匀的金属膜（例如，参照专利文献2）。 

近年来，为了实现装置更高的生产率，而特别强烈要求将形成规定膜厚的电镀膜所需的电镀时间缩短为现有的2/3左右。为了在更短的时间内对某电镀面积进行规定膜厚的电镀，需要使较高的电流流动从而以较高的电镀速度进行电镀，即，以高电流密度进行电镀。但是，若采用以往的一般的电镀装置及其运转方法在高电流密度的条件下进行电镀，则存在电镀膜厚的面内均匀性恶化的倾向。电镀膜厚的面内均匀性要求达到比以往更高的水平。因此如专利文献2所记载的那样，缩短调整板与被电镀物的距离，在以高电流密度的电镀条件下进行电镀时更为重要。 

作为在高电流密度的条件下进行电镀的问题，发明人发现若采用以往的一般的电镀装置及其运转方法在高电流密度的条件下进行电镀，则存在通过电镀而形成的凸起的前端形状不平坦而是成为凸形的形状的倾向。目前在正在推进开发的WL-CSP（Wafer Level-Chip Size Package晶圆级芯片尺寸封装）中，在通过电镀形成凸起后，利用树脂对凸起进行覆盖，但若凸起的前端为凸型的形状，则为了覆盖凸起整体而必须多堆放树脂，从而导致成本升高。此外，还存在如下问题，即：为了在堆 放树脂时使表面平滑，而使用被称为刮板的刮刀来刮平树脂表面，但若存在局部呈凸型而增高的凸起，则在使用刮刀（刮板）来刮平树脂表面时，凸起会被弄倒。另外，在使用树脂覆盖凸起后，通过机械抛光将树脂和凸起削到规定的厚度，但此时也必须多削掉多堆积的量的树脂，从而导致成本升高。 

提出有如下电镀装置及电镀方法，即，驱动搅拌电镀液的一对搅拌棒，使一个搅拌棒以5cm/sec至20cm/sec，使另一搅拌棒以25cm/sec至70cm/sec，对具有通孔的印刷电路板进行电镀（例如，参照专利文献3）。然而，即使使一对搅拌棒分别一边以上述速度运动、一边进行电镀，也无法形成平坦的前端形状的凸起。 

专利文献1：JP WO2004/009879号公开文本 

专利文献2：日本特开2001-329400号公报 

专利文献3：日本特开2006-41172号公报 

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种电镀装置，在对半导体晶片等被电镀体（基板）进行电镀的情况下，即使在高电流密度的条件下，也能够形成平坦的前端形状的凸起或形成具有良好的面内均匀性的金属膜。作为进一步的课题，目的在于提供一种解决下述问题的电镀装置，即：在使搅拌棒单纯地往复运动的情况下，搅拌棒在往复的折返位置遮蔽电场，因此影响电镀的面内均匀性。 

技术方案1所记载的实用新型的电镀装置的特征在于，具有：电镀槽，其保持电镀液；阳极，其被浸泡配置在所述电镀槽内的电镀液中；保持架，其保持被电镀体且配置在与所述阳极对置的位置；搅拌闸板，其配置在所述阳极和由所述保持架保持的被电镀体之间，并以与所述被电镀体平行地往复移动的方式来搅拌电镀液；搅拌闸板支承机构，其支承搅拌闸板；搅拌闸板驱动部，其驱动所述搅拌闸板，所述搅拌闸板支承机构具有供搅拌闸板往复移动的行程变动机构。 

由此，因为搅拌闸板的往复运动的行程可变，所以能够防止搅拌闸板 成为电场的阴影而对电镀的面内均匀性产生影响。 

技术方案2所记载的实用新型的电镀装置的特征在于，所述行程变动机构具有弹性部件，该弹性部件配置在凸缘以及与所述搅拌闸板联动而移动的部件之间，其中所述凸缘设置于所述往复运动的轴。 

由此，因为搅拌闸板的往复运动的行程可变，所以能够防止搅拌闸板成为电场的阴影而对电镀的面内均匀性产生影响。 

根据本实用新型的电镀装置，在对半导体晶片等被电镀体（基板）进行电镀的情况下，即使在高电流密度的条件下，也能够形成前端形状平坦的凸起，或形成具有良好的面内均匀性的金属膜。 

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式的电镀装置的纵剖主视图。 

图2是表示图1所示的电镀装置的搅拌闸板的俯视图。 

图3是图2的A-A剖视图。 

图4a是表示搅拌闸板的变形例的与图3相当的图。 

图4b是表示搅拌闸板的变形例的与图3相当的图。 

图5a是与电镀槽一同表示图1所示的电镀装置的搅拌闸板驱动机构的示意图。 

图5b是与电镀槽一同表示图1所示的电镀装置的搅拌闸板驱动机构与行程变动机构的示意图。 

图5c是图5b所示的搅拌闸板驱动机构的剖视图。 

图6是表示在搅拌闸板的行程终点上的搅拌闸板的关系的俯视图。 

图7是表示图1所示的电镀装置的调整板的立体图。 

图8是表示调整板的其他例的侧视图。 

图9是表示图1所示的电镀装置的基板保持架与电镀槽的保持架支承 部之间的关系的图。 

图10是放大表示图1所示的电镀装置的保持臂的周边的立体图。 

图11是表示保持臂与保持架支承部接触的状态的剖视图。 

图12是图11的右视图。 

图13是表示臂支承部的其他例的立体图。 

图14是表示图1所示的电镀装置的分离板的俯视图。 

图15是表示分离板的其他例的俯视图。 

图16是表示图1所示的电镀装置中的将分离板设置于电镀槽侧板的状态的剖视图。 

图17是表示图1所示的电镀装置中的分离板、遮蔽板及电镀槽的底部的关系的立体图。 

图18是表示分离板、遮蔽板及电镀槽的底部的其他关系的立体图。 

图19是表示图1所示的电镀装置的调整板的凸缘部与分离板之间的关系的剖视图。 

图20是以能够调整调整板与基板之间的距离的方式安装调整板而从表示示例中的主要部分的电镀槽的上方观察的图。 

图21是表示凸起形成中的镀铜处理工序的流程图。 

图22是表示在将电流密度设定为8ASD、将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为20cm/sec来进行电镀而形成凸起的情况下的凸起形状的图。 

图23是表示在将电流密度设定为8ASD、将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为83cm/sec来进行电镀而形成凸起的情况下的凸起形状的图。 

图24是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为40cm/sec， 来实施使用了厚度2mm的搅拌闸板的电镀而形成凸起的情况下的凸起的显微镜照片。 

图25是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为40cm/sec，来实施使用了厚度4mm的搅拌闸板的电镀而形成凸起的情况下的凸起的显微镜照片。 

图26是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为67cm/sec，来实施使用了厚度4mm的搅拌闸板的电镀而形成凸起的情况下的凸起的显微镜照片。 

图27是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为83cm/sec，来实施使用了厚度4mm的搅拌闸板的电镀而形成凸起的情况下的凸起的显微镜照片。 

图28是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为83cm/sec，来实施使用了厚度3mm的搅拌闸板的电镀而形成凸起的情况下的凸起的显微镜照片。 

图29是表示本实用新型的其他实施方式的电镀装置的纵剖主视图。 

图30是与电镀槽一同表示搅拌闸板的其他的驱动机构的俯视图。 

图31是图30的纵剖主视图。 

图32是表示具备了调整板移动机构的其他调整板与其他电镀槽的纵剖侧视图。 

图33是图32的B-B线剖视图。 

图34是表示具备了其他调整板移动机构的调整板与电镀槽的主要部分的图。 

图35是表示其他调整板的主视图。 

图36是图35的俯视图。 

图37是表示本实用新型的其他实施方式的电镀装置的主要部分的纵 剖主视图。 

图38是表示图37所示的电镀装置所使用的阳极保持架与定位保持部的主视图。 

图39是表示其他调整板的主视图。 

图40是图39的C-C线剖视图。 

附图标记说明：10…电镀槽；12…溢流槽；18…电镀液供给口；20…恒温单元；22…过滤器；24…基板保持架；26…阳极；28…阳极保持架；32…搅拌闸板；32a…长孔；32b…格子部；34…调整板；42…搅拌闸板驱动部；44…马达；46…控制部；50…筒状部；52…凸缘部；60…保持架把持部；62…保持架支承部；64…保持臂；66…臂侧触点；68…支承部侧触点；70…臂侧磁铁；72…支承部侧磁铁；80…分离板；80a…电镀液通孔；82…遮蔽板；84…基板处理室；86…电镀液分散室；90…分离板支承部；94…电场遮蔽部件（橡胶薄板）；96…调整板固定用隙缝板；100…电场遮蔽部件（橡胶薄板）；110…阳极侧液分离室；112…阴极侧液分离室；120…搅拌闸板压板；122a、122b…联轴器；134…调整板；136…筒状部；138…主体部；140…把持部；142…调整板移动机构；144…调整板支承部；146…支架；148…左右按压螺栓；150…左右固定螺栓；152…引导部；158…电场遮蔽部件（橡胶薄板）；160…调整板移动机构；162…上下按压螺栓；164…上下固定螺栓；170…辅助调整板；172a…侧部钩（辅助调整板安装部）；172b…底部钩（辅助调整板安装部）；180…把持部；182…定位保持部；188…间隔壁；360…搅拌闸板支承部；370…凸缘；390…弹性部件；400…防振部。 

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。另外，在以下示例中，示出对作为被电镀体的基板的表面实施镀铜的例子。在下述各实施方式中，对相同或相当的部件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。 

图1是表示本实用新型的实施方式的电镀装置的纵剖主视图。如图1所示，电镀装置具有在内部保持电镀液Q的电镀槽10，并在电镀槽10的上方外周具备对从电镀槽10的边缘溢出的电镀液Q进行阻挡的溢流槽12。 在溢流槽12的底部连接有具备泵14的电镀液供给路16的一端，电镀液供给路16的另一端与在电镀槽10的底部设置的电镀液供给口18连接。由此，存积于溢流槽12内的电镀液Q随着泵14的驱动而回流至电镀槽10内。在电镀液供给路径16安装有位于泵14的下游侧、且对电镀液Q的温度进行调节的恒温单元20和对电镀液内的异物进行过滤并去除的过滤器22。 

在电镀装置具备基板保持架24，该基板保持架24以能够自由拆卸的方式保持基板（被电镀体）W，并使基板W以铅垂状态浸泡于电镀槽10内的电镀液Q。在由电镀槽10内的基板保持架24保持并浸泡于电镀液Q中的与基板W对置的位置上配置有阳极26，阳极26被阳极保持架28保持并浸泡于电镀液Q中。在该例中，使用含磷铜作为阳极26。基板W与阳极26经由电镀电源30而电连接，通过在基板W与阳极26之间流经电流，而在基板W的表面形成电镀膜（铜膜）。 

在由基板保持架24保持并浸泡于电镀液Q而配置的基板W与阳极26之间配置有搅拌闸板32，搅拌闸板32与基板W的表面平行地往复运动来对电镀液Q进行搅拌。如此，利用搅拌闸板32对电镀液Q进行搅拌，从而能够向基板W的表面均匀地供给充足的铜离子。搅拌闸板32与基板W的距离优选为5～11mm。并且在搅拌闸板32与阳极26之间配置有调整板（调整盘）34，调整板34由用于使遍布基板W整个面的电位分布更加均匀的电介质形成。 

如图2及图3所示，搅拌闸板32构成为由板厚t具有3～5mm的恒定厚度的矩形板状部件构成，并在内部平行地设置多个长孔32a，从而具有在铅垂方向上延伸的多个格子部32b。搅拌闸板32的材质是例如对钛实施特氟龙（注册商标）涂层的物质。搅拌闸板32的垂直方向的长度L1及长孔32a的长度方向的尺寸L2被设定为充分大于基板W的垂直方向的尺寸。另外，搅拌闸板32的横向的长度H被设定为与搅拌闸板32的往复运动的振幅（行程St）合计的长度充分大于基板W的横向的尺寸。 

长孔32a的宽度及数量优选决定为在格子部32b具有必要的刚性的范围内，格子部32b尽可能地变细，以便长孔32a与长孔32a之间的格子部32b高效地搅拌电镀液，电镀液高效地穿过长孔32a。另外，在搅拌闸板32的往复运动的两端附近，在搅拌闸板32的移动速度变慢或者瞬间停止 时，为了减少在基板W上形成电场阴影（不会产生电场的影响或者电场的影响少的位置）所带来的影响，也使搅拌闸板32的格子部32b变细尤为重要。 

在该例中，如图3所示，以各格子部32b的横截面成为长方形的方式垂直地打开长孔32a。如图4a所示，可以对格子部32b的横截面的四角实施倒角，并且如图4b所示，可以以格子部32b的横截面成为平行四边形的方式对格子部32b附加角度。 

搅拌闸板32的厚度（板厚）t优选设定为3～5mm，以使调整版34能够接近基板W，在该例中设定为4mm。若将搅拌闸板32的厚度（板厚）t设定为1或2mm，则确定不具有足够的强度。另外，通过将搅拌闸板32的厚度设定为均匀，能够防止电镀液的液体飞溅、电镀液的大幅度的液体摇晃。 

图5a与电镀槽10一同示出搅拌闸板32的驱动机构。搅拌闸板32通过固定于搅拌闸板32上端的夹紧件36而固定于沿水平方向延伸的轴38，轴38保持于轴保持部40并能够左右滑动。轴38的端部与使搅拌闸板32在左右方向上直线前进往复运动的搅拌闸板驱动部42连结，搅拌闸板驱动部42通过曲柄机构（未图示）将马达44的旋转转换为轴38的直线前进往复运动。在该例中，具备控制部46，该控制部46通过对搅拌闸板驱动部42的马达44的旋转速度进行控制，来控制搅拌闸板32的移动速度。此外，搅拌闸板驱动部的机构不仅是曲柄机构，还可以是通过滚珠丝杠将伺服马达的旋转转换为轴的直线前进往复运动的机构、通过线性马达使轴直线前进往复运动的机构。 

在该例中，如图6所示，在搅拌闸板32移动行程St左右的行程终点，搅拌闸板32的格子部32b的位置相互不重叠。由此能够减少搅拌闸板32在基板W上形成电场阴影的影响。 

图5b表示搅拌闸板32的驱动机构的变形例。与图5a不同之处在于，具有搅拌闸板支承部360，其未使搅拌闸板32相对于轴38固定，而以能够使搅拌闸板32相对于轴38滑动的方式支承搅拌闸板32，并且在搅拌闸板支承部360的两侧的轴38设置凸缘370，在搅拌闸板支承部360与凸缘370之间配置弹性部件390。轴保持部40固定于电镀槽10，与此相对，凸 缘370与轴38一同直线前进往复运动。弹性部件例如为弹簧。弹簧的两端可以固定于搅拌闸板支承部360及/或凸缘370，或者可以不固定。搅拌闸板32及搅拌闸板支承部360通过凸缘370的直线前进往复运动，而经由弹性部件390受力，在左右方向上直线前进往复运动。若搅拌闸板32接近往复运动的折返位置，则弹性部件因搅拌闸板32的惯性被压缩。在图5a所示的示例中，搅拌闸板32的往复运动的折返位置通常为相同位置，在折返位置搅拌闸板32的格子部32b所占空间的比例比其他位置高，因此，搅拌闸板32的折返位置的格子部32b会成为电场的阴影，从而存在对电镀的面内均匀性造成影响的可能。该搅拌闸板32成为电场的阴影并对电镀的面内均匀性产生影响的程度在高电流密度条件下更为显著。与此相对，在图5b所示的示例中，因为弹性部件的弹性力与电镀液Q所产生的阻力，导致搅拌闸板32的往复运动变得复杂，折返位置通常不是相同位置，而是持微小的宽度进行分布。由此，能够缓和搅拌闸板32在折返位置对电场产生遮蔽的影响。从而适当选择弹簧的弹性系数及大小。还可以将弹性部件不设定为弹簧而是设定为空气袋，并且使空气袋的内压发生变化。或者也可以使用轴自身弹性伸缩的部件。采用以上结构，能够在使用仅使轴38往复运动的单纯的搅拌闸板驱动部42的同时使搅拌闸板32行程复杂地变动。 

在图5b所记载的搅拌闸板32的驱动机构中，在轴38为圆棒形状并使用圆形轴承作为搅拌闸板支承部360的情况下，存在无法将搅拌闸板32维持在铅垂平面，受到电镀液Q的阻力而从铅垂平面倾斜摆动的问题。因此，轴38使用具有矩形截面的轴，搅拌闸板支承部360使用能够以不使搅拌闸板32从铅垂平面摆动的方式进行支承的部件。或者如图5c所示，利用防振部400以可滑动的方式对搅拌闸板支承部360的两侧进行夹持。 

此处，在该例中，使搅拌闸板32以绝对值的平均值成为70～100cm/sec的方式以比以往更加高的速度进行往复运动。这基于发明人们通过实验确认在将电流密度设定为高于以往的5ASD（A/dm2）的8ASD的情况下，搅拌闸板以比以往高的速度进行搅拌，由此能够形成前端形状平坦的凸起的事实。即，能够形成前端形状平坦的凸起的搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值为70～100cm/sec。在该例中，通过曲柄机构将马达44的旋转运动转换为搅拌闸板32的直线前进往复运动，若马达44旋转一次，则搅拌闸板32以10cm的振幅（行程St）往复一次。在该例中，为了能够在 使马达44以250rpm旋转的情况下形成最好的凸起，搅拌闸板32的最佳的搅拌移动速度的绝对值的平均值为83cm/sec。 

图7表示图1所示的调整板34的外形图。调整板34由筒状部50与矩形状的凸缘部52构成，并使用作为电介质的聚氯乙烯作为其材质。调整板34以筒状部50的前端为基板侧且凸缘部52为阳极侧的方式设置于电镀槽10内。筒状部50具有能够充分限制电场的扩展的开口的大小及沿轴心的长度。在该例中，筒状部50的沿轴心的长度为20mm。凸缘部52以对在阳极26与基板W之间形成的电场进行遮蔽的方式设置于电镀槽10内。在图1中，调整板34的筒状部50与基板W之间的距离优选为8～25mm，更加优选为12～18mm。 

此外，在该例中，如图7所示，虽使用在筒状部50的端部安装凸缘部52的部件作为调整板34，但也可以如图8所示，使筒状部50也向阳极侧延伸，从而筒状部50的一部分50a向阳极侧突出。 

如图1所示，基板W被基板保持架24保持。基板保持架24构成为例如从该基板W的周边部向溅射铜膜等附带导通底膜的基板W供电。基板保持架24的导通触点为多触点结构，接触宽度合计为相对于能够采集触点的基板上的周长为60％以上。另外，触点的各个触点之间等距离地排列并进行等分配。 

在该例中，因为使搅拌闸板32以例如绝对值的平均值成为70～100cm/sec的方式高速地移动，所以新产生如下问题，即，因电镀液的流动，而使基板保持架24受到向后的压力，进而使基板保持架24摇晃，和基板保持架24成为与原来的角度相比倾斜的状态。若基板保持架24摇晃或倾斜，则电位分布不均匀，导致对电镀膜的均匀性造成影响。 

如图9所示，基板保持架24在设置于电镀槽10内时，被未图示的传送装置把持保持架把持部60并从上方吊下，从而将向外侧突出的保持架臂64挂在固定于电镀槽10的保持架支承部62进行悬挂保持。 

图10是保持臂64的周边放大图，图11是表示保持臂64与保持架支承部62接触的状态的剖视图，图12是图11的右视图。如图10至图12所示，在保持臂64的与保持架支承部62对置的面上设置有臂侧触点66， 该臂侧触点66通过未图示的电路与向基板W供电的阴极触点电连接。另外，在保持架支承部62的与保持臂64对置的面上设置有支承部侧触点68，该支承部侧触点68与未图示的外部电源电连接。并且，在将基板保持架24悬挂支承于电镀槽10时，臂侧触点66与支承部侧触点68接触，触点关闭，由此将外部电源与阴极触点电导通，从而能够对阴极触点施加阴极电压。通常，臂侧触点66与支承部侧触点68设置于左右的保持臂64与左右的保持架支承部62中的任一侧。 

在保持架臂64的与保持架支承部62对置的面上设置有臂侧磁铁70作为固定单元，在保持架支承部62的与保持架臂64对置的面上也设置有作为固定单元的支承部侧磁铁72。作为磁铁70、72例如能够使用钕磁铁。由此，在将基板保持架24悬挂支承于电镀槽10时，臂侧磁铁70与支承部侧磁铁72相互接触、拉伸，从而经由保持架支承部62与保持架臂64，而将基板保持架24更加稳固地固定于电镀槽10，从而能够防止因发电镀液的流动导致基板保持架24摇晃、倾斜。通常臂侧磁铁70与支承部侧磁铁72设置于保持架臂64与保持架支承部62的左右两侧。 

此外，基板保持架24的相对于电镀槽10的位置由传送装置的输送来决定，但是如图13所示，在保持架支承部62设置开口部62a，该开口部62a为沟槽状并在角部具有锥度，从而可以利用该开口部62a对基板保持架24的保持架臂64进行引导。如此，即使在保持架支承部62设置开口部（引导）62a，将基板保持架32相对于电镀槽10进行定位，为了对基板保持架24进行定位、输送，也需要若干尺寸的“间隙”。在该“间隙”范围内，若基板保持架24摇晃、倾斜，则存在臂侧触点66与支承部侧触点68的接触分离或断续的危险，但是在触点66、68附近，通过磁铁70、72，将基板保持架24稳固地支承于电镀槽10，由此能够将臂侧触点66与支承部侧触点68可靠地接触。另外，也能够抑制因触点66、68之间的摩擦而引起的触点66、68的磨损，从而提高触点66、68的耐久性。 

臂侧磁铁70与支承部侧磁铁72中一方可以不是磁铁，而是磁性体材料。另外，还可以利用磁性材料覆盖磁铁表面，以防止因接触而引起的损伤。并且，还可以以磁铁的表面露出的方式利用磁性材料包围磁铁的周围，使磁性材料的一部分突出于磁铁的表面，来增强磁力。 

如图1所示，在电镀槽10的底部设置有分离板80与遮蔽板82。以从在电镀槽10的底部设置的电镀液供给口18供给的电镀液Q在基板W的整个面上成为均匀的流体的方式，在电镀槽10的底部设置空间，以使电镀液分散，在该空间的内部水平地配置有具有多个电镀液通孔的分离板80，由此，电镀槽10的内部被区分为上方的基板处理室84与下方的电镀液分散室86。 

图14表示分离板80的俯视图。分离板80为与电镀槽10的内侧形状几乎相同的形状，并在整个面上设置有由多个小孔构成的电镀液通孔80a。利用分离板80将电镀槽10区分为基板处理室84与电镀液分散室86，在分离板80上设置供电镀液流通的多个电镀液通孔80a，由此电镀液Q朝向基板W形成均匀的流体。若设置于分离板80的多个电镀液通孔80a的直径较大，则电场从阳极26通过电镀液分散室86向基板W侧泄露，对在基板W上形成的电镀膜的均匀性产生影响，因此，在该例中，将电镀液通孔80a的直径设定为φ2.5mm。 

在该例中，虽在分离板80的整个面上设置有电镀液通孔80a，但也不必在分离板80的整个面上设置电镀液通孔80a，例如如图15所示，也可以以调整板34的配置位置A为边界，使电镀液通孔80a仅分布设置于基板侧，以阳极26的配置位置Ｂ为边界，将电镀液通孔80a仅设置于基板相反一侧（阳极的后方）。采用图15所示的分离板80，由此能够更有效地防止电场从阳极26通过电镀液分散室86向基板W侧泄漏，并且通过在阳极26的后方也设置电镀液通孔80a，特别能够可靠地进行将电镀液Q从电镀槽10排出的情况下的排液。 

如图16所示，分离板80虽以在电镀槽10的侧板10a设置的分离板支承部90上重叠的方式水平地设置，但通过在分离板80与分离板支承部90之间设置填料92，也能够使分离板80以与分离板支承部90紧贴的方式进行设置。 

即使设置分离板80，电场还会从阳极26通过电镀液分散室86向基板W侧泄漏，对在基板W上形成的电镀膜的均匀性造成影响。因此，在该例中，在分离板80的下表面安装有向铅垂方向下方延伸的遮蔽板82。如此，通过设置遮蔽板82，能够更有效地防止电场从阳极26通过电镀液分 散室86向基板W侧泄漏，并且电镀液Q在电镀槽10内的电镀液分散室86分散，能够确保电镀液Q向电镀槽10内的基板处理室84均匀地流动。即，如图17所示，遮蔽板82位于电镀液供给口18的正上方，并以在其与电镀槽10的底部之间产生间隙S的方式安装于分离板80的下表面。为了防止电场的泄漏，该间隙S优选为尽量小。 

此外，如图18所示，可以使遮蔽板82与电镀槽10的底部接触，并在遮蔽板82设置半圆状的开口部82a，来确保电镀液的流路。即使在该例中，为了防止电场的泄漏，开口部82a也优选为尽量小。遮蔽板82配置于分离板80的电镀液通孔80a不存在的下表面，例如分离板80的与调整板34的凸缘部52的正下方对应的下表面。 

此外，在该例中，虽将遮蔽板82设置于电镀液供给口18的正上方，但是未必需要位于电镀液供给口18的正上方，另外遮蔽板82也可以为多片。 

在图1所示的电镀装置中，电镀槽10内的基板W、阳极26、调整板34、搅拌闸板32的位置关系对在基板W形成的电镀膜的均匀性造成影响。在该例中，以基板W的中心、阳极26的中心及调整板34的筒状部50的轴心几乎排列在一条直线上的方式配置基板W、阳极26及调整板34。阳极26与基板W的极间距离在该例中为90mm，但是阳极26能够在极间距离60～95mm的范围内进行设置。调整板34的筒状部50的基板W侧前端与基板W的距离在该例中为15mm，筒状部50的长度为20mm，因此调整板34的凸缘部52与基板W之间的距离为35mm。 

为了防止电场从分离板80与凸缘部52的间隙泄漏，而如图19所示，在调整板34的凸缘部52的阳极侧下端设置有例如由橡胶薄板构成的、下端与分离板80弹性接触的电场遮蔽部件94。由此，能够防止电场从分离板80与凸缘部52的间隙泄漏。此外，还可以通过使凸缘部52的下端面与分离板80的上表面紧贴，使凸缘部52自身兼作电场遮蔽部件。 

可以以能够调整调整板34与基板W的距离的方式安装调整板34。即，如图20所示，可以在电镀槽10的侧板10a设置具有多个以规定的间距在垂直方向上延伸的隙缝部96a的调整板固定用隙缝板96，并将调整板34的凸缘部52的侧端部插入调整板固定用隙缝板96的任意的隙缝部96a。 在该情况下，通过长孔96b与固定用螺钉98，将调整板固定用隙缝板96安装于电镀槽侧板10a，由此能够根据在电镀装置中处理的基板的种类，将调整板34与基板W之间的距离微调至最佳位置。 

另外，优选在凸缘部52的调整板固定用隙缝板96附近设置由橡胶封条构成的电场遮蔽部件100，由此，能够防止电场通过凸缘部52的外周的间隙从阳极26向基板W形成。此外，该电场遮蔽部件100还可以仅设置于调整板固定用隙缝板96的阳极侧。 

在本实用新型的电镀装置中，在基板上形成的凸起的代表性尺寸：凸起直径是150μm，目标电镀膜厚是110μm。为了形成此类凸起，优选使用硫酸铜浓度在150g/L以上的电镀液作为电镀液。作为电镀液，例如能够列举在如下所述组成的基液中含有有机添加剂的聚合物成分（抑制剂）、载体成分（促进剂）、均化剂成分（抑制剂）的电镀液。 

基液的组成 

五水硫酸铜（CuSO₄·5H₂O）：200g/L 

硫酸（H₂SO₄）            ：100g/L 

氯（Cl）                 ：60mg/L 

以往的用于形成一般凸起的电镀中的电流密度为3～5ASD，但是本实用新型的实施方式的电镀中的电流密度例如为8ASD。但是，本实用新型的实施方式中的电镀装置及电镀方法能够使用至14ASD。以下示例中的电流密度的条件只要没有特殊说明为8ASD。 

接下来，图21示出凸起形成中的镀铜处理工序。首先，将基板浸泡于纯水中，例如进行10分钟的预水洗，继而将基板浸泡于5容积％（vol.%）的硫酸中，例如进行1分钟的预处理。利用纯水对基板进行清洗的水洗例如30秒进行两次。并且，例如在将基板浸泡于电镀液中后，保持1分钟无通电状态，然后通电，对基板进行镀铜处理。继而，利用纯水对基板进行水洗，然后，例如通过吹氮气使基板乾燥。电镀处理工序后利用专用的保护膜剥离液对保护膜进行剥离，然后，实施水洗、乾燥处理。 

图22及图23示出在改变搅拌闸板搅拌电镀液的速度的情况下由电镀 形成的凸起的形状的差异。电流密度为8ASD。图22示出了搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值为以往的一般速度亦即20cm/sec进行电镀的情况，图23示出了将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为约83cm/sec进行电镀的情况。如图22所示，在电流密度为8ASD较高的情况下，对于以以往的一般较低的搅拌闸板搅拌移动速度形成的凸起而言，凸起的前端的凸部的高度h1为30um，但如图23所示，可以发现，对于以将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为约83cm/sec的高速的搅拌闸板搅拌移动速度形成的凸起而言，凸起的前端的凸部的高度h2被抑制为15um。 

图24至图28基本上示出了使用图1所示的电镀装置，在改变搅拌闸板及搅拌闸板搅拌移动速度的条件下，在基板（晶片）的表面形成凸起后的凸起的显微镜照片。图24是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为40cm/sec，并使用厚度2mm的搅拌闸板进行电镀的情况，发现在基板整个面上形成的凸起存在缺陷。图25是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为40cm/sec，使用厚度4mm的搅拌闸板进行电镀的情况，基板整个面的凸起存在缺陷，凸起的形状歪扭。从该图24及图25可以明确仅增厚搅拌闸板厚度是不够的。 

图26是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为67cm/sec，使用厚度4mm的搅拌闸板进行电镀的情况，发现在基板整个面上形成的凸起存在缺陷。图27是将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为83cm/sec，使用厚度4mm的搅拌闸板进行电镀的情况，发现在基板整个面上形成无缺陷的良好的凸起。由此可以认为，在搅拌闸板搅拌移动速度较低的情况下，在高电流密度下，铜离子的供给跟不上，而出现凸起缺陷，若搅拌闸板搅拌移动速度较快，则铜离子供给充分，能够形成无缺陷的凸起。此外，同样在高电流密度的条件下，在将搅拌闸板搅拌移动速度的绝对值的平均值设定为83cm/sec，使用厚度3mm的搅拌闸板进行电镀的情况下，如图28所示，明确在基板整个面上在凸起未发现缺陷，但是与搅拌闸板的厚度为4mm的情况相比凸起的角变圆。 

图29示出本实用新型的其他实施方式的电镀装置。该例的电镀装置使用从分离板80的下表面向下方垂直地延伸且下端面到达电镀槽10的底壁的部件作为遮蔽板82，由此，在分离板80的下方形成的电镀液分离室86被遮蔽板82彻底分离为阳极侧液分散室110与阴极侧液分散室112。该遮蔽板82的下端面例如通过焊接等固定于电镀槽10的底壁。 

在电镀液供给路16设置有总阀114及流量计116，它们位于恒温单元20与过滤器22之间。电镀液供给路16在过滤器22的下游侧分支为两个分支路径16a、16b，该各分支路径16a、16b分别与阳极侧液分离室110以及阴极侧液分离室112连接。在各分支路径16a、16b分别设置有阀118a、118b。 

如此，通过遮蔽板82，将电镀液分离室86彻底分离为阳极侧液分散室110与阴极侧液分散室112，由此能够可靠地防止从阳极26产生的电位线通过电镀液分离室86内的电镀液向阴极（基板）侧泄漏，并且，通过电镀液供给路16，能够单独地向阳极侧液分散室110与阴极侧液分散室112供给电镀液。 

图30及图31与电镀槽10一同表示搅拌闸板32的其他的驱动机构。在该例中，搅拌闸板32的上端部被安装于搅拌闸板压板120。从搅拌闸板驱动部42延伸的轴38被分割为分别被轴支承部40支承的左右端部轴38a、38b和位于该端部轴38a、38b之间的中间轴38c的三部分，该中间轴38c插通搅拌闸板压板120的内部，并在两端露出于外部。并且，分别利用联轴器122a、122b将中间轴38c的一端与端部轴38a以及中间轴38c的另一端与端部轴38b连接。在该例中，作为联轴器122a、122b，虽使用螺纹式联轴器，但也可以使用例如所谓的速接联轴器等任意的联轴器。 

由此，在例如产生更换搅拌闸板32的需要时，不必将轴保持部40从电镀装置上拆下，而能够经由联轴器122a、122b，将搅拌闸板32、搅拌闸板压板120及中间轴38c整套从电镀装置上拆下，从而能够容易且迅速地实施搅拌闸板32的更换。并且，在将搅拌闸板32再次安装于电镀装置时，也能够再现性良好地安装于规定的位置。并且，在将调整板34从电镀装置上拆下时，通过将搅拌闸板32从电镀装置拆下，能够容易地实施该调整板34的拆卸及再次安装操作。 

图32表示具备了调整板移动机构的其他调整板与其他的电镀槽。该例的电镀槽10具有内槽130与对该内槽130的周围进行包围的外槽132。调整板134构成为在具有筒状部136的矩形平板状的主体部138的上部一体连接比该主体部138宽的把持部140。在该例中，经由把持部140，利用调整板移动机构142对调整板134进行与基板W平行的左右（水平）方向的定位。 

调整板移动机构142具有：横跨电镀槽10的上端开口部而设置的调整板支承部144、在该调整板支承部144的外周端部立设的一对支架146、与设置于该各支架146的内螺纹螺合并在水平方向上移动的左右按压螺栓148、以及贯通在各支架146设置的螺钉孔并沿水平延伸的左右固定螺栓150。在将调整板134的把持部140载置于调整板支承部144，并将调整板134设定在规定位置时，左右按压螺栓148以及左右固定螺栓150配置于与把持部140的外周端面对置的位置。并且，在把持部140的外周端面与左右固定螺栓150对置的位置形成有与该左右固定螺栓150螺合的内螺纹。左右按压螺栓148与把持部140的外周端面抵接，并随着该左右按压螺栓148的紧固而将调整板134向内侧按压。 

由此，在将调整板134的把持部140载置于调整板支承部142，并将调整板134设置在规定位置后，能够使用左右按压螺栓148，对调整板134实施与基板W平行的左右方向的调整，从而利用左右固定螺栓150固定调整板134。使用左右按压螺栓148及左右固定螺栓150对调整板134进行定位的位置可以不是把持部140，可以是调整板134的其他部分。此外，通过对具有规定间距的左右按压螺栓148的转速进行管理，能够容易地对调整板134的左右（水平）方向的移动量进行调整。左右固定螺栓150在左右按压螺栓148不与把持部140的外周端面抵接，且不按压调整板134的状态下，若使用则作为拉紧螺栓发挥作用。 

为了使调整板134在与基板W平行的左右方向上移动，而在调整板134的主体部138的外周端面与电镀槽10的内槽130的内周面之间设置间隙。在该例中，在内槽130与调整板134的主体部138的外周端面对置的位置设置引导部152，该引导部152具有向内侧开放的沟槽状的凹部152a，在该引导部152的凹部152a内插入调整板134的主体部138的外周端部。由此，能够在使调整板134与基板W之间的距离恒定的状态下，将引导部 152作为导向，使调整板134与基板W平行地在左右（水平）方向上移动。并且，将调整板134的主体部138的外周端部插入引导部152的凹部152a内，由此能够防止电场从调整板134的外周泄漏。 

如图33所示，在引导部152的凹部152a的底部与调整板134的主体部138的外周端面之间设置有移动间隙t1。该移动间隙t1例如为1～5mm，优选为1～2mm。为了便于施工，在引导部152与内槽130的内周面之间通常存在间隙t2。在该例中，为了防止电位线从该间隙t2泄漏，而使用密封压板154及固定螺栓156，例如使由橡胶封条构成的电场遮蔽部件158的自由端压接于内槽130的内周面而固定于引导部152。在该例中，将电场遮蔽部件158设置于引导部152的阳极侧，但是也可以设置于引导部152的阴极（基板）侧，还可以设置于引导部152的两侧。 

此外，在上述例子中，通过调整板移动机构142使调整板134与基板W并行地在左右方向上移动，但也可以使调整板134与基板W并行地在左右及上下（铅垂）方向上移动。图34表示使调整板134与基板W并行地在左右及上下方向上移动的调整板移动机构160。该调整板移动机构160与图32所示的调整板移动机构142不同的点是在调整板的朝把持部140的外侧突出的突出部设置上下贯通且实施了螺纹加工的内螺纹，使上下按压螺栓162与该内螺纹螺合，使该上下按压螺栓162的下端面与调整板支承部144的上端面抵接，并且在朝把持部140的外侧突出的突出端部设置在电镀槽10的宽度方向上延伸的长孔，使上下固定用螺栓164插通该长孔内，从而使该上下固定螺栓164的下部与在调整板支承部144设置的内螺纹螺合。在该例中，省略左右固定螺栓。 

根据该例，若使上下按压螺栓162向紧固的方向旋转，则上下按压螺栓162的前端与调整板支承部144的上端面相抵接，从而利用按压该上端面的反作用力，使调整板134向上方移动。相反，若使上下按压螺栓162向松动的方向旋转，则调整板134向下方移动。如果确定了调整板134相对于基板W的上下及左右方向，则使上下固定螺栓164的下部与在调整板支承部144设置的内螺纹螺合，来固定调整板134。 

此外，除了按压螺栓148、162之外，还可以使用气缸、伺服马达等。另外，可以组合图32所示的调整板移动机构142与图34所示的调整板移 动机构160，来设定能够对调整板134的上下及左右方向的位置进行调整的结构。在该情况下，在支架146设置供左右固定螺栓150通过的在上下方向上延伸的长孔，由此即使调整板134的位置在上下方向上错位，也能够利用左右固定螺栓150来固定调整板134。在图34所示的调整板移动机构160中，还可以省略左右按压螺栓148，仅进行调整板134相对于基板W的上下（铅垂）方向的定位。 

如此，通过经由调整板移动机构148，对调整板134相对于基板W的水平方向的位置进行微调，或者经由调整板移动机构160，对调整板134相对于基板W的水平及垂直方向的位置进行微调，能够提高在基板W的表面形成的电镀膜的膜厚的面内均匀性。特别地，为了将调整板134配置于接近基板W的位置，而对调整板134相对于基板W的垂直或水平方向的位置进行微调，但在提高在基板W的表面形成的电镀膜的膜厚的面内均匀性方面很重要。 

图35及图36表示调整板的其他例，该例是对图32所示的调整板134施加以下的结构。即，在调整板134的主体部136的阳极侧表面设置用于安装辅助调整板170的辅助调整板安装部。该辅助调整板安装部由固定于与辅助调整板170的周围的侧部及下端角部对应的位置的、截面为钩状的各一对侧部钩172a与底部钩172b构成。由此，通过将辅助调整板170插入由调整板134的侧部钩172a及底部钩172b构成的辅助调整板安装部，从而能够将辅助调整板170设置于相对于调整板134的规定位置。 

在该例中，使用具有8英寸晶片用开口部134a的调整板（8英寸晶片用调整板）作为调整板134，使用具有6英寸晶片用开口部170a的调整板（6英寸晶片用调整板）作为辅助调整板170。由此，在将基板W从8英寸晶片变更为6英寸晶片时，不更换调整板本身，就能够仅将辅助调整板（6英寸晶片用调整板）170设置于调整板（8英寸晶片用调整板）134进行处理。在辅助调整板170的上部设置有把持用开口部170b。 

调整板134与辅助调整板170的水平方向重叠尺寸t3、t4及铅垂方向下部重叠尺寸t5通常在5mm以上，优选10mm以上。由此，在将辅助调整板170设置于调整板134时，能够防止从阳极26产生的电位线不通过辅助调整板170的开口部170a，而从辅助调整板170的外侧通过调整板134 与辅助调整板170之间的间隙从调整板134的开口部134a泄漏。 

此外，在上述示例中，虽示出了将8英寸用调整板与6英寸晶片用调整板组合的例子，但是通过设定为能够将任意两个调整板（第一调整板与第二调整板）组合的结构，在通常仅使用第一调整板进行电镀而需要根据基板（被电镀体）的种类对电场分布进行微调时，能够进行在第一调整板上组合第二调整板而使用之类的运转。 

图37及图38表示本实用新型的其他实施方式的电镀装置的主要部分。与该例的图1所示的电镀装置不同的点是，分别使用图38所示的在上部具有宽幅的把持部180的阳极保持架28、前述的图32等所示的具有宽幅的把持部140的调整板134，在横跨电镀槽10的上端开口部而设置的单一的定位保持部182上，分别经由把持部180设置阳极保持架28，经由把持部140设置调整板134，经由保持架臂64（图9参见）设置基板保持架24。即，阳极保持架28的把持部180、调整板134的把持部140及基板保持架24的保持臂64被载置并设置于作为同一部件的定位保持部182上。由此，能够可靠地使被阳极保持架28保持的阳极26、调整板134的筒状部136及被基板保持架24保持的基板W的各中心轴一致。 

在该例中，阳极保持架28的把持部180、调整板134的把持部140及基板保持架24的保持臂64虽载置于作为同一部件的定位保持部182上，但是阳极保持架28、调整板134、基板保持架24的其他部分可以分别载置于定位保持部182上。总而言之，只要以作为同一部件的定位保持部182为基准，进行阳极保持架28、调整板134及基板保持架24的垂直方向的定位即可。 

图39及图40表示调整板的其他例。该例是对图7等所示的调整板134施加以下的结构。即，在调整板134的阳极侧的主体部138的表面经由固定板184及固定螺栓186以覆盖中央的开口部134a整体的方式固定有间隔壁188。该间隔壁188由使金属离子通过且不使添加剂通过的阳离子交换体或功能膜(中性过滤膜)构成，这样，利用间隔壁188覆盖调整板134的开口部134a，从而能够抑制电镀液所含有的添加剂被阳极26的表面分解而被消耗。 

至此，虽对本实用新型的实施方式进行了说明，但本实用新型不局限 于上述实施方式，在该技术领域的范围内，还可以以各种不同的方式进行实施。 

Claims (2)

1.一种电镀装置，其特征在于，具有：

电镀槽，其保持电镀液；

阳极，其被浸泡配置在所述电镀槽内的电镀液中；

保持架，其保持被电镀体且配置在与所述阳极对置的位置；

搅拌闸板，其配置在所述阳极和由所述保持架保持的被电镀体之间，并以与所述被电镀体平行地往复移动的方式来搅拌电镀液；

搅拌闸板支承机构，其支承搅拌闸板；以及

搅拌闸板驱动部，其驱动所述搅拌闸板，

所述搅拌闸板支承机构具有供搅拌闸板往复移动的行程变动机构。

2.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，

所述行程变动机构具有弹性部件，该弹性部件配置在凸缘以及与所述搅拌闸板联动而移动的部件之间，其中所述凸缘设置于所述往复运动的轴。

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