JP2002004091A - 電解処理装置及びその電場状態制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 積極的に被処理基板表面の電場状態を制御す
ることで、目的とするめっき膜厚の面内分布が得られる
電解処理装置及びその電場状態制御方法を提供するこ
と。 【解決手段】 陽極３８と被処理基板Ｗ間にめっき液１
０を満たし、且つ陽極３８と被処理基板Ｗ間にめっき液
１０の電気伝導率よりも低い電気伝導率の高抵抗構造体
４を設置する。陽極３８と被処理基板Ｗ間に電流を流し
た際に被処理基板Ｗ表面の外周近傍部分の電流密度を低
くするために、高抵抗構造体４の外周にバンド状の絶縁
性部材５０を取りつける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理部材の表面
にめっきやエッチング等を施す電解処理装置に関し、特
に電解処理装置及びその電場状態制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電解処理、特に電解めっきは、金属膜の
形成方法として広く利用されている。近年例えば銅の多
層配線用の電解銅めっきや、バンプ形成用の電解金メッ
キなど、半導体産業などでもその有効性（安価、孔埋め
特性など）が注目され利用されつつある。

【０００３】一方、ＬＳＩ用の半導体基板や液晶基板
は、年々大面積となる傾向にありそれに伴う弊害も生じ
てきた。即ち被処理基板表面に電解めっきを施すには、
図１９に示すように、被処理基板（以下単に「基板」と
いう）Ｗの表面に導電層を形成し、基板Ｗの外周近傍の
導電層上に陰極電位を与えるための接点８１を接触し、
一方基板Ｗに対向する位置に陽極８３を設置して陽極８
３と基板Ｗ間にめっき液８５を満たし、前記陽極８３と
接点８１間に直流電源８７によって電流を流すことで基
板Ｗの導電層上にめっきを行う。

【０００４】しかしながら大面積の基板Ｗの場合、基板
Ｗの外周近傍の接点８１から基板Ｗ中央までの導電層の
電気抵抗が大きくなり、基板Ｗ面内で電位差が生じ、ひ
いては各部のめっき速度に差が生じてしまう。即ち図１
９には代表的な電解めっきの等価回路が示されている
が、回路中には様々な抵抗成分が存在する。 Ｒ１ 電源８７−陽極８３間の電源線抵抗及び各種接触
抵抗 Ｒ２ 陽極８３における分極抵抗 Ｒ３ めっき液８５抵抗 Ｒ４ 陰極（基板Ｗのめっき表面）における分極抵抗 Ｒ５ 導電層の抵抗 Ｒ６ 接点８１−電源８７間の電源線抵抗及び各種接触
抵抗

【０００５】図１９から明らかなように、抵抗Ｒ５が他
の電気抵抗Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６に比して大きくなると、
抵抗Ｒ５の両端に生じる電位差が大きくなり、それに伴
うめっき電流の差が生じ、接点８１から遠い位置ではめ
っき膜成長速度が低下してしまい、導電層の膜厚が薄い
と抵抗Ｒ５が更に大きくなってこの現象が顕著に表れて
しまう。さらにこの事実は、基板Ｗの面内で電流密度が
異なることを意味し、めっきの特性自体（めっき膜の抵
抗率、純度、埋込特性など）が面内で均一とならない。

【０００６】なお基板Ｗが陽極になる電解エッチングに
おいても電流方向が反対となるだけで同様の問題が生じ
る。例えば大口径のウエハプロセスではウエハ中央部の
エッチング速度が周縁部に比して遅くなる。

【０００７】以上の問題回避の方法としては導電層の厚
さを厚くしたり電気導電率を小さくすることが考えられ
る。しかしながら基板Ｗはめっき以外の製造工程でも様
々な制約を受けるばかりでなく、例えば微細パターン上
にスパッタ法で厚い導電層を形成するとパターン内部に
ボイドが発生し易くなってしまうため、容易に導電層の
厚みを厚くしたり導電層の膜種を変更することはできな
い。

【０００８】そしてこの欠点を防止するため、本願発明
者は図２０に示すように、陽極３８と被処理基板Ｗの間
にめっき液１０の電気伝導率よりも小さい電気伝導率の
高抵抗構造体４を設置する発明をした。即ちこのように
構成すると同図に示すような等価回路となるが、前記図
１９に示す等価回路に比べて高抵抗構造体４によって抵
抗Ｒｐが追加される。そして抵抗Ｒｐが大きな値となっ
た場合、（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒｐ＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋
Ｒｐ＋Ｒ４＋Ｒ５）は１に近づき、抵抗Ｒ５、即ち導電
層の抵抗成分の影響を受けにくくなる。

【０００９】しかしながら上記高抵抗構造体４としてそ
の全体が均一組成で単純形状（例えば円板等）のものを
用いただけでは、必ずしも十分なめっき膜厚の面内分布
の制御が望めない場合もあった。即ち上記高抵抗構造体
４を用いてもめっき膜厚を完全に均一化しにくい部分
（例えば基板Ｗの外周近傍部分）も均一化するように制
御したいような場合や、逆にめっき膜厚を基板Ｗ表面の
各部それぞれで異なるように制御したいような場合があ
り、このような場合は単に高抵抗構造体４を介在させる
だけでは十分ではなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、積極的に電場状態
を制御することで、目的とする膜厚の面内分布となるよ
うに制御することができる電解処理装置及びその電場状
態制御方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明にかかる電解処理装置における電場状態制御方
法は、陽極と陰極の一方の電極との接点を持つ被処理基
板と、該被処理基板に対峙させた他方の電極との間に満
たした電解液の少なくとも一部に、該電解液の電気伝導
率より小さい電気伝導率の高抵抗構造体を設け、該高抵
抗構造体の外形状、内部構造、又は電気伝導率の異なる
部材の装着の内の少なくとも一つの調整により、被処理
基板表面の電場を制御することを特徴とする。このよう
に被処理基板表面の電場の状態が所望の状態になるよう
に積極的に制御すれば、被処理基板の電解処理による処
理状態を目的とする面内分布の処理状態とすることがで
きる。電解処理がめっき処理の場合は、被処理基板上に
形成されるめっき膜厚の均一化を図ったり、被処理基板
上のめっき膜厚に任意に分布を持たせたりすることがで
きる。

【００１２】ここで前記外形状の調整は、高抵抗構造体
の厚みの調整、高抵抗構造体の平面上での形状の調整の
内の少なくとも何れか一つであることを特徴とする。

【００１３】また前記高抵抗構造体は、多孔質物質で構
成されており、多孔質物質の内部構造の調整は、多孔質
物質の気孔径分布の調整、気孔率分布の調整、屈曲率分
布の調整、材料組み合わせの調整の内の少なくとも何れ
か一つであることを特徴とする。

【００１４】また前記電気伝導率の異なる部材の装着に
よる調整は、電気伝導率の異なる部材によって高抵抗構
造体の遮蔽面積を調整することであることを特徴とす
る。

【００１５】また本発明は、前記被処理基板及び／又は
被処理基板に対峙する電極を回転することを特徴とす
る。

【００１６】また本発明は、陽極と陰極の一方の電極と
の接点を持つ被処理基板と、該被処理基板に対峙させた
他方の電極との間に電解液を満たして被処理基板の電解
処理を行う電解処理装置において、前記電解液の少なく
とも一部に、該電解液の電気伝導率より小さい電気伝導
率の高抵抗構造体を設け、且つ前記高抵抗構造体の外形
状、内部構造、又は電気伝導率の異なる部材の装着の内
の少なくとも何れか一つの調整手段によって、被処理基
板表面の電場を制御することを特徴とする。

【００１７】ここで前記外形状の調整手段は、高抵抗構
造体の厚みの調整、高抵抗構造体の平面上での形状の調
整の内の少なくとも何れか一つであることを特徴とす
る。

【００１８】また前記高抵抗構造体は、多孔質物質で構
成されており、多孔質物質の内部構造の調整手段は、多
孔質物質の気孔径分布の調整、気孔率分布の調整、屈曲
率分布の調整、材料組み合わせの調整の内の少なくとも
何れか一つであることを特徴とする。

【００１９】また前記電気伝導率の異なる部材の装着に
よる調整手段は、電気伝導率の異なる部材によって高抵
抗構造体の遮蔽面積を調整することであることを特徴と
する。

【００２０】また本発明は、陽極と陰極の一方の電極と
の接点を持つ被処理基板と、該被処理基板に対峙させた
他方の電極との間に電解液を満たして被処理基板の電解
処理を行う電解処理装置において、前記電解液の少なく
とも一部に、該電解液の電気伝導率より小さい電気伝導
率の高抵抗構造体を設け、前記高抵抗構造体はその外周
が保持部材によって保持されており、且つ高抵抗構造体
と保持部材の間にはこの部分から電解液が漏れて電流が
流れるのを防止するシール部材が設けられていることを
特徴とする。

【００２１】ところで上記高抵抗構造体４としては、ア
ルミナ製多孔質セラミックスや、炭化シリコンセラミッ
クスがあげられる。また塩化ビニールを繊維状に束ね、
これを互いに溶着させたものを用いて形成したもの、ま
たポリビニルアルコールなどの発泡体やテフロン（商標
名）などの繊維を織布や不織布の様態に整形したものを
用いて高抵抗構造体を構成してもよい。更に、これらや
導体と絶縁体、或いは導体同士を組み合わせた複合体で
もよい。また２枚の隔膜の間に、他の種類の電解液をは
さんだ構造物で高抵抗構造体を構成することも可能であ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。 〔電場状態制御手段として絶縁性部材を用いた実施形
態〕図１は本発明の一実施形態を適用した電解めっき装
置の概略構成図である。同図に示す電解めっき装置は、
いわゆるフェイスアップ方式を採用した電解めっき装置
であり、被処理基板（以下単に「基板」という）Ｗは上
向きに基板載置台３０上に載置されている。基板Ｗの周
辺はリング状に形成されたリップシール３４の先端が当
接してシールされ、その内側にめっき液１０が充填され
ている。また基板Ｗ表面のリップシール３４の外方に
は、基板Ｗ表面の導電層に接触して基板Ｗに陰極電位を
印加する接点３６が設置されている。

【００２３】基板Ｗの上方には所定の隙間を介して円板
状の高抵抗構造体４と円板状の陽極３８とが保持部材３
２に保持されて設置されている。ここで陽極３８には厚
み方向に貫通する多数の細孔３９が設けられ、陽極３８
の上には前記各細孔３９にめっき液を分配して供給する
めっき液導入管４１が設置されている。

【００２４】一方高抵抗構造体４はこの実施形態では多
孔質セラミックス板（例えば気孔率２０％、平均ポア径
５０μｍで厚さが１０ｍｍのＳｉＣ製）４０の内部にめ
っき液１０を含有させることで構成されている。また陽
極３８は保持部材３２と多孔質セラミックス板４０によ
って完全に被覆された構造となっている。

【００２５】そして本実施形態においては、多孔質セラ
ミックス板（多孔質物質）４０の外周側面にこれを囲む
ようにバンド状の絶縁性部材５０を巻きつけている。こ
の絶縁性部材５０の材質としては、例えばフッ素ゴムの
ような伸縮性材料を用いる。

【００２６】そしてめっき液導入管４１から陽極３８の
細孔３９を通して多孔質セラミックス板４０に加圧供給
されためっき液は、多孔質の多孔質セラミックス板４０
内に浸透してその内部をめっき液で満たすと共に、その
下面から吐出して基板Ｗと多孔質セラミックス板４０の
間の空間をめっき液１０で満たす。なおめっき液１０の
導入はリップシール３４と多孔質セラミックス板４０の
端面との隙間から行ってもよい。この場合はめっき液導
入管４１や陽極３８の細孔３９は不要である。

【００２７】そして陽極３８と基板Ｗ間に所定の電圧を
印加して直流電流を流すと、基板Ｗの導電層の表面全体
にめっき（例えば銅めっき）が行われていく。本実施形
態によれば、陽極３８と基板Ｗの間に多孔質セラミック
ス板４０を介在しているので、前述のように基板Ｗ表面
の接点３６からの距離の相違による各部の抵抗値の違い
による影響を受けにくく、基板Ｗの導電層の表面全体に
略均一なめっき（例えば銅めっき）が行われていく。

【００２８】しかしながら接点３６に近い外周部近傍部
分はそれでも電流密度が高くなり、めっき膜厚は他の部
分に比べて厚くなる傾向にある。

【００２９】そこで本実施形態においては、多孔質セラ
ミックス板４０の外周側面に絶縁性部材５０を巻き付け
ることで、図１に点線で示すように、基板Ｗの外周部近
傍に電流が集中するのを阻害してその電流密度を低下さ
せ、基板Ｗの他の部分に向かう電流密度と略同じになる
ようにしたのである。

【００３０】図２は上記方法を用いて基板Ｗに銅めっき
を行った際の基板Ｗの外周部分近傍の銅めっきの膜厚を
測定した結果を示す図である。同図に示すように、絶縁
性部材５０の幅Ｌ（図１参照）を変更することで、基板
Ｗの外周部近傍の銅めっきの膜厚が変化することがわか
る。即ち幅Ｌが長くなればなるほど、基板Ｗの外周部近
傍の電流密度が低くなってめっき膜厚が薄くなる。そこ
で絶縁性部材５０の幅Ｌを所望のもの（例えばＬ＝４ｍ
ｍ）にすることで、基板Ｗの外周部近傍のめっき膜厚を
他の部分と同一にすることができる。このように絶縁性
部材５０は幅Ｌの長さにより多孔質セラミックス板４０
の外周側面の遮蔽面積を調整するものであるが、絶縁性
部材５０の遮蔽面積の調整は幅Ｌのみならず、遮蔽物自
体に孔をあけて遮蔽面積を調整してもよい。

【００３１】なお本発明は必ずしも基板Ｗの外周部近傍
のめっき膜厚を他の部分と同一のめっき膜厚にする場合
だけに利用するものではなく、例えば基板Ｗの外周部近
傍のめっき膜厚を他の部分よりも厚くしたいような場合
は絶縁性部材５０の幅Ｌを小さくすれば良いし、逆の場
合は大きくすれば良い。即ち本実施形態によれば、基板
Ｗの外周部近傍のめっき膜厚を自由に所望のものに制御
することができる。

【００３２】図３は本発明の他の実施形態を示す図であ
る。この実施形態において前記図１に示す実施形態と相
違する点は、バンド状の絶縁性部材５０を取り付ける代
りに、多孔質セラミックス板４０の外周に可動式で筒状
の絶縁性部材５０−２を設置した点である。この絶縁性
部材５０−２は絶縁性部材保持具５１の下端に設けられ
ている。絶縁性部材保持具５１は図示しない上下動駆動
機構によって上下動自在に構成されている。このように
構成すれば、絶縁性部材５０−２の位置を上下動させる
ことによって多孔質セラミックス板４０に対して可動し
て多孔質セラミックス板４０の外周側面の露出面積を調
節することにより、基板Ｗの外周部近傍の電流密度を任
意に制御することができ、図１に示す実施形態と同様に
基板Ｗの外周部近傍のめっき膜厚を任意に調整すること
ができる。

【００３３】図４は本発明の他の実施形態を示す図であ
る。この実施形態において前記図１に示す実施形態と相
違する点は、バンド状の絶縁性部材５０を取り付ける代
りに、多孔質セラミックス板４０の外周側面自体に絶縁
材料を塗布又は浸透させることで、絶縁性部材５０−３
を設けた点である。例えば多孔質セラミックス板４０の
外周側面に、絶縁材料としてガラスや樹脂またはシリコ
ンなどを浸透させる。浸透幅及び浸透深さ分布を調節す
ることにより、基板Ｗの外周部近傍の電流密度を任意に
制御することができ、図１に示す実施形態と同様に基板
Ｗの外周部近傍のめっき膜厚を任意に調整することがで
きる。さらに母材（例えばＳｉＣ）の一部を酸化するこ
とで電流密度を制御することも可能である。

【００３４】〔シール部材を用いた実施形態〕図５は図
１に示すと同様の構造の電解めっき装置の多孔質セラミ
ックス板４０の外周部近傍部分を示す要部概略図であ
る。但しこの電解めっき装置には図１に示す絶縁性部材
５０は記載されていない。この電解めっき装置において
は保持部材３２と多孔質セラミックス板４０の間の隙間
がシールされていないので、矢印で示すようにこの隙間
部分を通して陽極３８からめっき液が流れ出し、電流の
通路が生じる。この電流通路は多孔質セラミックス板４
０の内部を通らない通路なので抵抗値が低く、従って電
流密度が高くなって基板Ｗの外周部近傍のめっき膜厚を
薄くしようとする制御ができなくなる恐れがある。

【００３５】そこでこの実施形態においては、図６に示
すように前記多孔質セラミックス板４０と保持部材３２
の間にシール部材６０を設けることで、この部分からの
めっき液の漏れを防止して基板Ｗの外周部近傍のめっき
膜厚を薄く制御できるようにしている。

【００３６】なおこの実施形態におけるシール部材６０
は断面逆Ｌ字状であり、また絶縁物によって構成される
ので、図１に示す絶縁性部材としての作用も併せて持っ
ている。またシール部材６０は、図６（ｂ）にその断面
を示すように、保持部材３２と多孔質セラミックス板４
０の下面とが接する部分をシールする環状のシール部材
部６０１と、図１に示すバンド状の絶縁性部材５０と同
様の機能を発揮する絶縁性部材部６０３とを、別部品と
して各々取り付けることで構成しても良い。

【００３７】なおこのシール部材６０は、図１以外の各
実施形態にも適用できることは言うまでもない。即ち高
抵抗構造体４の外周側面と保持部材３２の間からのめっ
き液の漏れを防止するシール部材６０を他の各種実施形
態に係る電場制御手段と併用することで、さらに効果的
な電場制御が行える。

【００３８】〔電場状態制御手段として陽極と基板との
間の電流密度を高くしようとする部分に高抵抗構造体が
介在しない部分を設ける実施形態〕図７は本実施形態を
適用した電解めっき装置の概略構成図である。同図にお
いては図１に示す実施形態と相違して高抵抗構造体４の
外周に絶縁性部材５０を取り付けないで、その代わりに
高抵抗構造体４自体の形状自体を変更することでめっき
膜厚の制御を行っている。

【００３９】図８（ａ）〜（ｄ）は図７に示す電解めっ
き装置に用いる高抵抗構造体４の平面図である。即ちこ
の実施形態における高抵抗構造体４は、例えば多孔質セ
ラミックス板４０であり、同図（ａ）に示すように多孔
質セラミックス板４０の外周形状を多角形にしたり、同
図（ｂ）に示すように所定の間隔毎にスリット６５を設
けたり、同図（ｃ）に示すように波型（又は歯車型）に
したりしている。これに対して陽極３８と基板Ｗは一点
鎖線で示すように円形なので、基板Ｗの外周付近には多
孔質セラミックス板４０を介在しないでめっき液１０だ
けを介在して陽極３８と対向する部分が生じることとな
り、多孔質セラミックス板４０が介在する部分に比べて
陽極３８と基板Ｗ間の電気抵抗が低下し、基板Ｗの外周
部の電流密度が高くなる。従ってこれらの実施形態の場
合は、基板Ｗの外周付近のめっき膜厚を、中央付近のめ
っき膜厚に比べて厚くしたいような場合に利用できる。

【００４０】また基板Ｗの中央部分など、基板Ｗの外周
部分以外の他の部分のめっき膜厚を厚く制御しようとす
る場合は、図８（ｄ）のように多孔質セラミックス板４
０の内部に穴６６を設けることで陽極３８と基板Ｗとの
間に多孔質セラミックス板４０が介在しない部分を設け
るようにすれば良い。

【００４１】なお図７に示す電解めっき装置において基
板Ｗを回転することで、基板Ｗ全面に渡って均一な膜厚
のめっきが行える。基板Ｗの回転に代えて、又は基板Ｗ
の回転と共に、保持部材３２側を回転させても良い。な
お基板Ｗ及び／又は保持部材３２を回転させることは、
図７に限られるものではない。

【００４２】〔電場状態制御手段として高抵抗構造体の
厚みに分布を持たせた実施形態〕図９は本実施形態を適
用した電解めっき装置の概略構成図である。同図に示す
電解めっき装置においては、高抵抗構造体４の厚みに二
次元的分布を持たせ、これによって基板Ｗ表面における
電流密度分布が所望のものとなるように制御し、めっき
膜厚を制御している。即ちこの実施形態においては高抵
抗構造体４は例えば多孔質セラミックス板４０であり、
多孔質セラミックス板４０を円形であって中心部の厚み
が周辺部の厚みよりも薄くなるように構成している。こ
のように構成すれば、中央部における陽極３８と基板Ｗ
間の抵抗値を周辺部の抵抗値よりも低くできるので、前
述したように中心に近いほど薄くなる傾向のめっき膜厚
を均一になるように制御することができる。

【００４３】図１０は多孔質セラミックス板４０が均一
厚みのものと、図９に示すような分布厚みのものとを用
いて基板Ｗ上にめっきを行った際のめっき膜厚の測定値
を比較して示す図である。同図からわかるように図９の
多孔質セラミックス板４０を用いた方が、基板Ｗ上のめ
っき膜厚の均一化が図れることがわかる。なお図１１に
示すように図９に示す多孔質セラミックス板４０を逆向
き構造にして設置しても、図９の場合と同様の効果が得
られる。

【００４４】同様に図１２に示すように多孔質セラミッ
クス板４０の中央の厚みの方を周辺部の厚みよりも厚く
することによって周辺部のめっき膜厚の方を中央部より
も厚くするようにしても良いし、図１３に示すように多
孔質セラミックス板４０に貫通孔６７を設けることで貫
通孔６７を設けた部分のめっき膜厚を他の部分に比べて
厚くするようにしても良い。また図１４に示すように多
孔質セラミックス板４０の外周角部を面取り形状とする
ことでその厚みを薄くして他の部分よりも電気抵抗を低
下させて基板Ｗの外周近傍のめっき膜厚を他の部分より
も厚くするようにしても良い。要は高抵抗構造体４の厚
み（厚み＝０も含める）に分布を持たせることで各部の
めっき膜厚を所望のものに制御するのであれば良い。

【００４５】〔電場状態制御手段として多孔質物質の気
孔構造に分布を持たせた実施形態〕図１５は本実施形態
を適用した電解めっき装置の概略構成図である。同図に
示す電解めっき装置においては、高抵抗構造体４として
気孔構造が二次元分布又は三次元分布を持つ多孔質物質
（例えばポーラスセラミックス）４０を用いている。多
孔質物質４０は気孔の径や数、配列状態などによってそ
の内部に保持するめっき液の量や保持状態が異なり、こ
れによって抵抗値が相違する。そこでこの実施形態にお
いては、中央付近の気孔構造Ｃ１を外周付近の気孔構造
Ｃ２と異ならせ、中央付近の気孔構造Ｃ１の方が低抵抗
になるようにしている。このように構成すれば、中央付
近の電流密度が増大してその部分のめっきが形成されや
すくなる。もちろん逆に外周付近の気孔構造Ｃ２の方が
低抵抗となるように構成して外周付近のめっき膜厚を厚
くするようにすることもできる。また三種類以上の気孔
構造を用いて、より複雑なめっき膜厚の制御を行っても
良い。

【００４６】気孔構造に分布を与える方法としては、図
１５に示すように多孔質物質４０の一体成形時に分布を
与える方法や、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、多
孔質物質４０の内の気孔構造の異なる部分Ｃ１，Ｃ２を
別々に成形し、その後組み立てによって一体化する方法
などがある。

【００４７】気孔構造の要素としては、気孔径（例えば
５０〜４００μｍの範囲で径を異ならせる）、連続気孔
率（気泡同士がつながっている度合い…つながっている
方が抵抗値が小さくなる）、屈曲率（つながっている気
孔の厚み方向の曲がり具合…曲がりが少ない方が抵抗値
は小さくなる）などがある。

【００４８】気孔構造を異ならせるには、例えばその材
質自体を異ならせても良い（例えば樹脂系材料とセラミ
ックス系材料など）。また多孔質物質４０の気孔率の分
布を制御する手段として、多孔質物質４０（ここではポ
ーラスセラミックス）の表面若しくは内部の少なくとも
一部を封孔処理する（樹脂やシラノール系の塗布型絶縁
膜を使用する、母材のＳｉＣを一部酸化するなど）方法
もある。また、面一様に封孔処理を施した後に一部の封
孔部を開孔して、面内の気孔分布を変える方法もある。

【００４９】また多孔質物質４０の材料としては、図１
７に示すような異方性構造材料もある。即ち図１７
（ａ）に示す方向性多孔質構造材料や、図１７（ｂ）に
示す繊維型多孔質構造材料などである。これら異方性構
造材料を構成する材質としては樹脂、セラミックなどが
ある。これら異方性構造材料は特定方向に気孔がつなが
っていて特定方向に電流が流れ易くなっており（別の方
向には電流が流れにくくなっている）、電流密度の制御
性が向上できる。そして多孔質物質４０の中央付近の気
孔構造Ｃ１と外周付近の気孔構造Ｃ２とをこの異方性構
造材料を用いて異ならせることで基板Ｗ表面に印加され
る電流密度分布を所望のものにするようにすることがで
きる。

【００５０】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や材質であっても、本
願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思
想の範囲内である。

【００５１】例えば上記実施形態では本発明を、いわゆ
るフェイスアップ方式の電解めっき装置に適用した例を
示したが、図１８に示すようないわゆるフェイスダウン
方式の電解めっき装置にも適用可能である。即ちこの電
解めっき装置は、めっき液１０を保持するカップ状のめ
っき槽１２を具備し、このめっき槽１２の底部に円板形
状の陽極１４を設置し、その上に円板状の高抵抗構造体
２４を設置し、めっき槽１２の周囲にこのめっき槽１２
の上部からオーバーフローしためっき液１０を回収する
めっき液受け１６を配置し、さらにめっき槽１２の上部
に設置したリップシール１８の上に基板Ｗを載せ、基板
Ｗの下面外周に接点２０を接触させて構成されている。

【００５２】そして陽極１４の中央に設けた貫通孔１４
ａと高抵抗構造体２４の中央に設けた小孔２４ａを介し
てめっき液を循環させながら、陽極１４と基板Ｗ間に電
圧を印加して電流を流せば、基板Ｗの下面上にめっき層
が形成されていく。

【００５３】そして前記各実施形態のように、高抵抗構
造体２４の外周に絶縁性部材を設けたり、厚みを変えた
り、気孔構造を変えたりすることで、基板Ｗ上に形成さ
れるめっき膜厚の分布を所望の分布にすることができ
る。

【００５４】また本発明は、図２１に示すように密閉式
の電解めっき装置にも適用可能である。即ちこの電解め
っき装置は、箱型のめっき槽１５０を有し、このめっき
槽１５０の一方の開口端は、陽極板１５２で閉塞され、
他方の開口端は、基板Ｗをめっき槽１５０側に保持した
蓋体１５４で開閉自在に閉塞されるようになっている。
基板Ｗと陽極板１５２の間には、高抵抗構造体１７６と
して２枚のメッシュ１６２ａ，１６２ｂによって保持さ
れた２枚の隔膜１６０ａ，１６０ｂによって挟まれた高
抵抗電解液室１６８を区画形成したものが設置されてい
る。

【０００５５】そしてめっき室１６４にめっき液１７０
を、電解液室１６６に電解液（めっき液）１７２をそれ
ぞれ導入し、循環させながら陽極板１５２と基板Ｗ間に
電圧を印加して電流を流せば、基板Ｗにめっき層が形成
されていく。

【００５６】そして前記各実施形態のように、高抵抗構
造体１７６の面上に絶縁性部材を設けたり、メッシュ１
６２ａ，１６２ｂの面を加工して高抵抗電解液室１６８
の厚み等の形状を変えることで、基板Ｗ上に形成される
めっき膜厚の分布を所望の分布にすることができる。

【００５７】なお隔膜１６０ａ，１６０ｂの種類として
は、強酸性カチオン交換膜、例えばトクヤマ製ＣＭＳや
デュポン社製Ｎ−３５０などを使用するのが一般的であ
るが、カチオンの選択性を変える、あるいはアニオン交
換膜、ノニオン交換膜としてもよい。高抵抗電解液室１
６８中の電解質としては（５０〜２００ｇ／ｌ）Ｈ₂Ｓ
Ｏ₄が一般的であるが、任意の濃度を選択したり、電解
質は硫酸として限定されるものではないのは当然であ
る。

【００５８】また本発明は更に他の各種構造の電解めっ
き装置（フェイスアップ、フェイスダウンの何れの方式
をも含む）にも適用できることは言うまでもない。さら
に上記各実施形態では本発明を電解めっき装置に適用し
た例を示したが、その代わりに基板を陽極にして行う電
解エッチング装置に適用してもよい。

【００５９】また上記各実施形態においては、被処理基
板として円形のものを用い、電界分布も全て同心円状の
ものを示したが、被処理基板は円形以外の各種形状のも
のであってもよいし、また電界分布も必要に応じて非同
心円状のものであってもよい。例えば被処理基板として
ＬＣＤなどの板状（円形以外の形状を含む）のものを用
いても良いし、また陰極接点３６はリング状ではなく、
一方向から被処理基板に接触するものであっても良い。
また陰極接点３６は被処理基板の外周以外の位置に接触
させても良い。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、被処理部材表面の電場の状態が所望の状態になるよ
うに積極的に制御したので、被処理部材の電解処理によ
る処理状態を目的とする面内分布の処理状態とすること
ができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を適用した電解めっき装置
の概略構成図である。

【図２】基板Ｗに銅めっきを行った際の基板Ｗの外周部
分近傍の銅めっきの膜厚測定結果を示す図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図４】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図５】電解めっき装置の多孔質セラミックス板４０の
外周部近傍部分を示す要部概略図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図７】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は図７の電解めっき装置に
用いる高抵抗構造体４の平面図である。

【図９】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１０】多孔質セラミックス板４０が均一厚みのもの
と、図９に示すような分布厚みのものとを用いて基板Ｗ
上にめっきを行った際のめっき膜厚の測定結果を示す図
である。

【図１１】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１２】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１３】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１４】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１５】本発明の他の実施形態を示す図である。

【図１６】図１６（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施形
態を示す図である。

【図１７】図１７（ａ），（ｂ）は異方性構造材料の一
例を示す図である。

【図１８】フェイスダウン方式の電解めっき装置を示す
図である。

【図１９】従来の電解めっき装置を示す図である。

【図２０】本発明に用いる電解めっき装置の基本構成を
示す図である。

【図２１】密閉式の電解めっき装置を示す図である。

【符号の説明】

Ｗ 被処理基板 １０ めっき液（電解液） ３０ 基板載置台 ３２ 保持部材 ３４ リップシール ３６ 接点 ３８ 陽極 ３９ 細孔 ４ 高抵抗構造体 ４０ 多孔質セラミックス板（多孔質物質） ４１ めっき液導入管 ５０ 絶縁性部材 ５０−２ 絶縁性部材 ５１ 絶縁性部材保持具 ５０−３ 絶縁性部材 ６０ シール部材 ６５ スリット ６７貫通孔 Ｃ１，Ｃ２ 気孔構造 １２ めっき槽 １４ 陽極 １４ａ 貫通孔 １６ めっき液受け １８ リップシール ２０ 接点 ２４ 高抵抗構造体 ２４ａ 小孔 １７６ 高抵抗構造体 １５０ めっき槽 １５２ 陽極板 １５４ 蓋体 １６０ａ，１６０ｂ 隔膜 １６２ａ，１６２ｂ メッシュ １６４ めっき室 １６６ 電解液室 １６８ 高抵抗電解液室 １７０ めっき液 １７２ 電解液（めっき液）

フロントページの続き (72)発明者 三島 浩二 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 国沢 淳次 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 井上 裕章 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 木村 憲雄 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 小田垣 美津子 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 辻村 学 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 松田 哲朗 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 金子 尚史 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 森田 敏行 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 4M104 DD52

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極と陰極の一方の電極との接点を持つ
   被処理基板と、該被処理基板に対峙させた他方の電極と
   の間に満たした電解液の少なくとも一部に、該電解液の
   電気伝導率より小さい電気伝導率の高抵抗構造体を設
   け、 該高抵抗構造体の外形状、内部構造、又は電気伝導率の
   異なる部材の装着の内の少なくとも一つの調整により、
   被処理基板表面の電場を制御することを特徴とする電解
   処理装置の電場状態制御方法。
2. 【請求項２】 前記外形状の調整は、高抵抗構造体の厚
   みの調整、高抵抗構造体の平面上での形状の調整の内の
   少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項１
   記載の電解処理装置の電場状態制御方法。
3. 【請求項３】 前記高抵抗構造体は、多孔質物質で構成
   されており、多孔質物質の内部構造の調整は、多孔質物
   質の気孔径分布の調整、気孔率分布の調整、屈曲率分布
   の調整、材料組み合わせの調整の内の少なくとも何れか
   一つであることを特徴とする請求項１記載の電解処理装
   置の電場状態制御方法。
4. 【請求項４】 前記電気伝導率の異なる部材の装着によ
   る調整は、電気伝導率の異なる部材によって高抵抗構造
   体の遮蔽面積を調整することであることを特徴とする請
   求項１記載の電解処理装置の電場状態制御方法。
5. 【請求項５】 被処理基板及び／又は被処理基板に対峙
   する電極を回転することを特徴とする請求項１〜４の内
   の何れか１項記載の電解処理装置の電場状態制御方法。
6. 【請求項６】 陽極と陰極の一方の電極との接点を持つ
   被処理基板と、該被処理基板に対峙させた他方の電極と
   の間に電解液を満たして被処理基板の電解処理を行う電
   解処理装置において、 前記電解液の少なくとも一部に、該電解液の電気伝導率
   より小さい電気伝導率の高抵抗構造体を設け、 且つ前記高抵抗構造体の外形状、内部構造、又は電気伝
   導率の異なる部材の装着の内の少なくとも何れか一つの
   調整手段によって、被処理基板表面の電場を制御するこ
   とを特徴とする電解処理装置。
7. 【請求項７】 前記外形状の調整手段は、高抵抗構造体
   の厚みの調整、高抵抗構造体の平面上での形状の調整の
   内の少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求
   項６記載の電解処理装置。
8. 【請求項８】 前記高抵抗構造体は、多孔質物質で構成
   されており、多孔質物質の内部構造の調整手段は、多孔
   質物質の気孔径分布の調整、気孔率分布の調整、屈曲率
   分布の調整、材料組み合わせの調整の内の少なくとも何
   れか一つであることを特徴とする請求項６記載の電解処
   理装置。
9. 【請求項９】 前記電気伝導率の異なる部材の装着によ
   る調整手段は、電気伝導率の異なる部材によって高抵抗
   構造体の遮蔽面積を調整することであることを特徴とす
   る請求項６記載の電解処理装置。
10. 【請求項１０】 陽極と陰極の一方の電極との接点を持
    つ被処理基板と、該被処理基板に対峙させた他方の電極
    との間に電解液を満たして被処理基板の電解処理を行う
    電解処理装置において、 前記電解液の少なくとも一部に、該電解液の電気伝導率
    より小さい電気伝導率の高抵抗構造体を設け、 前記高抵抗構造体はその外周が保持部材によって保持さ
    れており、且つ高抵抗構造体と保持部材の間にはこの部
    分から電解液が漏れて電流が流れるのを防止するシール
    部材が設けられていることを特徴とする電解処理装置。