JP2017052986A - 調整板、これを備えためっき装置、及びめっき方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電場調整板の位置を変更することなく、基板と調整板の筒状体との距離を調整する方法の提供。
【解決手段】調整板２０の開口部２１に設けられた筒状体３０の縁３１が、ピストン機構により伸縮移動する調整板。ピストンは２５ｃから供給される気体で稼働し、筒状体３０を多段の蛇腹機構としてもよいめっき装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、調整板、これを備えためっき装置、及びめっき方法に関する。

従来、半導体ウェハ等の基板の表面に設けられた微細な配線用溝、ホール、又はレジスト開口部に配線を形成したり、基板の表面にパッケージの電極等と電気的に接続するバンプ（突起状電極）を形成したりすることが行われている。この配線及びバンプを形成する方法として、例えば、電解めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法等が知られている。近年の半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、細ピッチ化に伴い、微細化が可能で性能が比較的安定している電解めっき法が多く用いられるようになってきている。

電解めっきを行うめっき装置においては、一般的に、めっき液を収容するめっき槽内にアノードと基板とが対向配置され、アノードと基板とに電圧が印加される。これにより、基板表面にめっき膜が形成される。また、アノードと基板との間の電場を調整するための調整板（レギュレーションプレート）がアノードと基板との間に配置される（例えば、特許文献１参照）。

調整板は、アノードと基板との間に流れる電流が通過する開口部を有し、この開口部の縁部を延長するように筒状体が設けられている。この筒状体の径（開口部の径）や、筒状体の軸方向長さに応じて、調整板は、アノードと基板との間の電場を調整することができる。

調整板の寸法形状は、所定のめっき条件の下でめっき膜厚の面内均一性が確保され得るように設計されている。しかしながら、めっき液の種類、基板の特性（基板の径、シード層の厚さ、基板のレジストパターン等）、又は基板に印加される電圧値等が変更された場合、調整板の最適な寸法形状も変更される。このため、めっき液の種類、基板の種類、又は上記電圧値等が変更された場合には、これに応じて異なる調整板をめっき槽に入れ替える必要があった。異なる調整板をめっき槽に設置するときは、基板に対して調整板の平行度及び中心位置を合わせる作業が必要になる。この作業は、作業者の経験に基づいて手動で行われており、時間及び手間がかかる。

これに対して、調整板の位置調整を容易に行うために、調整板の位置を微調整するための機構を有するめっき装置が知られている（特許文献２参照）。このめっき装置によれば、調整板の位置を微調整することにより、基板の表面に形成されるめっき膜厚の面内均一性を向上させることができる。

特開２００４−２２５１２９号 特許５１８４３０８号

しかしながら、特許文献２に記載されためっき装置は、調整板の位置を微調整するための機構が必要になるので、そのための装置コストが増加するという問題がある。また、調整板の位置を調整するときにその調整が適切に行われない場合は、基板に対する調整板の平行度及び中心位置がずれる恐れがある。このため、調整板の位置はできる限り変更しな
いことが好ましい。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、調整板の位置を変更することなく、基板と調整板の筒状体との距離を調整することができる、めっき装置及び方法、並びに、当該装置に用いられる新規な調整板を提供することである。

本発明の一形態によれば、めっき装置において被めっき体とアノードとの間の電場を調整するための調整板が提供される。この調整板は、開口を有する板状の本体部と、前記本体部に対して移動可能な端部を有し、前記開口に設けられる筒状体と、前記本体部の位置を固定したまま前記筒状体の端部を軸方向に移動させる移動装置と、を有する。

上記調整板の一形態において、前記移動装置は、前記本体部に対して前記筒状体の端部を軸方向に移動させるピストンシリンダ機構である。

上記調整板の一形態において、前記筒状体は、同心軸上に配置された径の異なる複数の筒状体を含み、前記複数の筒状体は、軸方向に摺動可能に構成される。

上記調整板の一形態において、前記筒状体は、軸方向に伸縮可能な蛇腹構造を有する。

上記調整板の一形態において、前記ピストンシリンダ機構は、前記本体部又は前記筒状体に固定されるシリンダと、前記シリンダ内を摺動可能に構成されるピストンと、前記ピストンの先端部に一端が取り付けられた押し出し部材と、を有し、前記押し出し部材の他端は、前記筒状体の前記端部に取り付けられる。

本発明の一形態によれば、上記調整板を備えためっき装置が提供される。このめっき装置は、アノードを保持するアノードホルダと、前記アノードホルダに対向配置される被めっき体を保持する被めっき体ホルダと、前記アノードホルダと前記被めっき体ホルダとを収容するめっき槽と、を有し、前記調整板は、前記筒状体の前記端部が前記被めっき体ホルダに対向するように、前記アノードホルダと前記被めっき体ホルダとの間に配置される。

上記めっき装置の一形態において、めっき装置は、前記移動装置を制御する制御装置を有し、前記制御装置は、前記被めっき体ホルダが保持する前記被めっき体の特性、前記めっき槽に収容されるめっき液の種類、又は被めっき体に印加される電圧値に応じて、前記筒状体の前記端部を軸方向に移動させるように前記移動装置を制御する。

本発明の一形態によれば、被めっき体をめっきするためのめっき装置が提供される。このめっき装置は、金属表面を有するアノードを保持するためのアノードホルダと、前記被めっき体と前記アノードとの間の電場を調整するための調整部材と、前記アノードホルダに対向配置される前記被めっき体を保持する被めっき体ホルダと、めっき液と、前記アノードホルダと、前記被めっき体ホルダとを収容するめっき槽と、を有し、前記調整部材は、開口を有する本体部と、該開口に嵌合して設けられ、電場の一部を遮蔽する機能を有する電場遮蔽物を有し、前記電場遮蔽物が軸方向に伸縮自在となるように構成される。

本発明の一形態によれば、被めっき体をめっきするためのめっき装置が提供される。このめっき装置は、金属表面を有するアノードを保持するためのアノードホルダと、前記被めっき体と前記アノードとの間の電場を調整するための調整板と、前記アノードホルダに対向配置される前記被めっき体を保持する被めっき体ホルダと、前記アノードホルダと前記被めっき体ホルダとを収容するめっき槽と、を有し、前記調整板は、開口を有する本体
部と、前記本体部に対して移動可能な端部と、前記開口に設けられる筒状体と、を備え、被めっき体へのめっき処理を行うにあたり、被めっき体と前記筒状体の間隔を、一定時間が経過した後に相対的に長くなるように、前記本体部に対して前記筒状体の端部を軸方向に移動させうるように構成される。

本発明の一形態によれば、被めっき体をめっきするためのめっき方法が提供される。このめっき方法は、めっき槽に収容されためっき液中に第１被めっき体ホルダに保持された第１被めっき体を浸漬させて、前記第１被めっき体とアノードとの間に調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第１被めっき体との間に電圧を印加して前記第１被めっき体をめっきする第１めっき工程と、前記めっき槽に収容された前記めっき液中から前記第１被めっき体を引き上げる工程と、前記被めっき体ホルダに対向するように配置された前記調整板の開口に設けられた筒状体の端部を軸方向に移動させる工程と、前記めっき槽に収容された前記めっき液中に第２被めっき体ホルダに保持された第２被めっき体を浸漬させて、当該第２被めっき体と前記アノードとの間に前記調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第２被めっき体との間に電圧を印加して前記第２被めっき体をめっきする第２めっき工程と、を有する。

上記めっき方法の一形態において、前記第１被めっき体は、第１の厚みのシード層を有し、前記第２被めっき体は、前記第１の厚みよりも薄い第２の厚みのシード層を有し、前記第２めっき工程における前記被めっき体ホルダに対向する前記筒状体の端部の位置は、前記第１めっき工程における前記被めっき体ホルダに対向する前記筒状体の端部の位置よりも、前記被めっき体ホルダに近い位置に配置される。

本発明の一形態によれば、被めっき体をめっきするためのめっき方法が提供される。このめっき方法は、めっき槽に収容されためっき液中に第１被めっき体ホルダに保持された第１被めっき体を浸漬させる工程と、前記第１被めっき体とアノードとの間に調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第１被めっき体との間に電圧を印加して前記第１被めっき体をめっきする第１めっき工程と、前記第１被めっき体ホルダに対向するように配置された前記調整板の開口に設けられた筒状体の端部を軸方向に移動させる工程と、前記第１被めっき体と前記アノードとの間に前記調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第１被めっき体との間に、前記第１めっき工程とは異なる大きさの電圧を印加して前記第１被めっき体を更にめっきする第２めっき工程と、を有する。

上記めっき方法の一形態において、さらに、前記第１めっき工程におけるめっき処理と並行して第１被めっき体のめっき膜厚分布のデータを測定する工程と、測定された前記データに基づいて前記第１被めっき体の膜厚分布を算出する工程と、を有し、前記第１被めっき体の膜厚に応じて、前記調整板の開口に設けられた前記筒状体の前記端部を軸方向に移動させる。

本発明によれば、調整板の位置を変更することなく、基板と調整板の筒状体との距離を調整することができる。したがって、めっき液の種類、基板の特性、又は基板に印加される電圧値等が変更された場合であっても、調整板を交換及び再設置することなく、調整板の筒状体と基板との距離を調整することにより、基板に形成されるめっき膜厚の面内均一性を向上させることができる。

また、本発明によれば、基板の種類等の特性が異なる複数の基板にめっき処理する場合でも、調整板の筒状体と基板との距離を調整するといった簡易な対応を行えばよいので、めっき膜厚の面内均一性を確保しつつ、迅速かつ連続的に、それぞれの基板に対して異な
る特性に応じためっきをすることができる。

本発明の実施形態の電解めっき装置の全体配置図である。 図１に示す電解めっき装置に備えられているめっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。 調整板の概略斜視図である。 図２に示す矢視３−３における調整板の部分断面図である。 図２に示す矢視３−３における調整板の部分断面図である。 図２に示す矢視３−３における調整板の部分断面図である。 図２に示す矢視３−３における調整板の部分断面図である。 図２に示す矢視３−３における調整板の他の例の部分断面図である。 図２に示す矢視３−３における調整板の他の例の部分断面図である。 基板に形成される膜厚のバラつきの解析結果を示すグラフである。 図１に示す電解めっき装置に備えられている別のめっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。 図１に示す電解めっき装置に、さらに、基板に形成される膜厚モニタリング機構を備えためっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態における電解めっき装置の全体配置図を示す。図１に示すように、この電解めっき装置には、半導体ウェハ等の基板を収納したカセット１００を搭載する２台のカセットテーブル１０２と、基板のオリフラ（オリエンテーションフラット）やノッチなどの位置を所定の方向に合わせるアライナ１０４と、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるスピンリンスドライヤ１０６が備えられている。スピンリンスドライヤ１０６の近くには、基板ホルダ１１を載置して基板の該基板ホルダ１１への着脱を行う基板着脱部１２０が設けられている。これらのユニット１００，１０４，１０６，１２０の中央には、これらのユニット間で基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置１２２が配置されている。

上記基板着脱部１２０、基板ホルダ１１の保管及び一時仮置きを行うストッカ１２４、基板を純水に浸漬させるプリウェット槽１２６、基板の表面に形成したシード層等の導電層の表面の酸化膜をエッチング除去するプリソーク槽１２８、プリソーク後の基板を基板ホルダ１１と共に洗浄液（純水等）で洗浄する第１洗浄槽１３０ａ、洗浄後の基板の液切りを行うブロー槽１３２、めっき後の基板を基板ホルダ１１と共に洗浄液で洗浄する第２洗浄槽１３０ｂ、及び銅めっきユニット１０は、この順に配置されている。

この銅めっきユニット１０は、オーバーフロー槽１３６の内部に複数のめっき槽１４を収納して構成されている。各めっき槽１４は、内部に１個の基板を収納し、内部に保持しためっき液中に基板を浸漬させて基板表面に銅めっき等のめっきを施すようになっている。

これらの各機器の側方に位置して、これらの各機器の間で基板ホルダ１１を基板とともに搬送する、例えばリニアモータ方式を採用した基板ホルダ搬送装置１４０が備えられている。この基板ホルダ搬送装置１４０は、基板着脱部１２０、ストッカ１２４、プリウェット槽１２６、プリソーク槽１２８、第１洗浄槽１３０ａ、及びブロー槽１３２との間で基板を搬送する第１トランスポータ１４２と、第１洗浄槽１３０ａ、第２洗浄槽１３０ｂ
、ブロー槽１３２、及び銅めっきユニット１０との間で基板を搬送する第２トランスポータ１４４を有している。第２トランスポータ１４４を備えることなく、第１トランスポータ１４２のみを備えるようにしてもよい。

この基板ホルダ搬送装置１４０のオーバーフロー槽１３６を挟んだ反対側には、各めっき槽１４の内部に位置して該めっき槽１４内のめっき液を攪拌する掻き混ぜ棒としての攪拌パドル１６（図２参照）を駆動するパドル駆動装置１４６が配置されている。

基板着脱部１２０は、レール１５０に沿って横方向にスライド自在な平板状の載置プレート１５２を備えている。この載置プレート１５２に２個の基板ホルダ１１を水平状態で並列に載置して、この一方の基板ホルダ１１と基板搬送装置１２２との間で基板の受渡しを行った後、載置プレート１５２を横方向にスライドさせて、他方の基板ホルダ１１と基板搬送装置１２２との間で基板の受渡しを行うようになっている。

基板ホルダ１１は、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の第１保持部材（固定保持部材）と、この第１保持部材にヒンジを介して開閉自在に取付けた第２保持部材（可動保持部材）とを有している。第２保持部材は、基部と、リング状のシールホルダとを有している。シールホルダは例えば塩化ビニル製であり、押えリングとの滑りを良くしている。

図２は、図１に示す電解めっき装置に備えられているめっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。図２に示すように、めっきユニット１０は、めっき液、基板ホルダ１１（被めっき体ホルダの一例に相当する）、及びアノードホルダ１３を収容するように構成されためっき槽１４と、オーバーフロー槽（不図示）とを有する。基板ホルダ１１は、基板Ｗｆ（被めっき体の一例に相当する）を保持し、アノードホルダ１３は、金属表面を有するアノード１２を保持する。

めっきユニット１０は、さらに、めっき電源１５と、めっき電源１５を制御するための制御装置１７と、基板Ｗｆとアノード１２との間の電場を調整するための調整板２０（調整部材の一例に相当する）と、めっき液を撹拌するためのパドル１６と、を有する。めっき電源１５は、基板Ｗｆとアノード１２に電圧を印加する。調整板２０は、基板ホルダ１１とアノード１２との間に配置される。具体的には、調整板２０の下端部が、めっき槽１４の床面に設けられた一対の凸部材２４間に挿入されて、調整板２０がめっき槽１４に対して固定される。パドル１６は、基板ホルダ１１と調整板２０との間に配置される。

制御装置１７は、調整板２０に設けられた後述するピストンシリンダ機構（図４Ａ−４Ｄ及び図５Ａ−５Ｂ参照）の駆動も制御可能に構成される。具体的には、めっきユニット１０は、後述するピストンシリンダ機構に気体を供給するための気体供給源２５ａと、気体供給源２５ａとピストンシリンダ機構とを接続する流路２５ｃと、この流路２５ｃを開閉するためのバルブ２５ｂとを有する。制御装置１７は、バルブ２５ｂの開閉を制御することによって、ピストンシリンダ機構への気体の供給を制御する。なお、この気体としては、空気、窒素等の不活性ガス、又はこれらの混合気体等を使用することができる。

図３は、図２に示した調整板２０の概略斜視図である。図２及び図３を参照して調整板２０の構成について説明する。図２及び図３に示すように、調整板２０は、略中央部に円形の開口２１を有する板状の本体部２２と、開口２１に設けられる筒状体３０（電場遮蔽物の一例に相当する）と、を有する。開口２１の形状及び筒状体３０の筒形状は、本実施形態のように円形状に限らず、多角形状であってもよい。筒状体３０は、本体部２２の開口２１を形成する縁部２３に嵌合して取り付けられる。筒状体３０の外周部には、図２に示した気体供給源２５ａに接続される流路２５ｃが配置される。本体部２２は、図２に示したように、一対の凸部材２４によってめっき槽１４に対して固定される。したがって、
調整板２０がめっき槽１４内に配置された後は、本体部２２はその位置から移動しない。

調整板２０が図２に示しためっき槽１４に収容された状態で、基板Ｗｆとアノード１２に電圧が印加されると、アノード１２からの電流が、筒状体３０の内部を通過して、基板Ｗｆに流れる。言い換えれば、調整板２０は、アノード１２と基板Ｗｆとの間に形成される電場の一部を遮蔽する。

図２に示すように、調整板２０は、基板Ｗｆ（基板ホルダ１１）と対向する筒状体３０の端部３１が基板Ｗｆと所定の距離を有するように、めっき槽１４に配置される。この距離は、めっき液の種類、基板Ｗｆの特性（基板の径、シード層の厚さ、基板のレジストパターン等）、及び基板に印加される電圧値等に応じて設定される。めっき液の種類、基板の特性、又は基板に印加される電圧値等が変更された場合、基板Ｗｆに面内均一性の良好な膜を形成するためには、筒状体３０の端部３１と基板Ｗｆとの間の距離を変更する必要がある。そこで、本実施形態の調整板２０は、筒状体３０の端部３１を、本体部２２に対して移動させるためのピストンシリンダ機構（移動装置の一例に相当する）を有する。制御装置１７は、基板の特性、めっき液の種類、又は基板に印加される電圧値等に応じて、基板ホルダ１１に対向する筒状体３０の端部３１を軸方向に移動させるようにこのピストンシリンダ機構を制御する。これにより、調整板２０の位置を変更することなく、基板Ｗｆと調整板２０の筒状体３０との距離を調整することができる。例えば、基板Ｗｆにめっき処理を行っている最中に、基板Ｗｆと筒状体３０の端部３１との間隔（距離）を、一定時間が経過した後に相対的に長くなるように、筒状体３０の端部３１を軸方向に移動することもできる。

図４Ａないし図４Ｄは、図３に示す矢視３−３における調整板２０の部分断面図である。図４Ａに示すように、調整板２０の筒状体３０は、同心軸上に配置された径の異なる複数の筒状体３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを有する。筒状体３０Ａの外径は隣接する筒状体３０Ｂの内径とほぼ一致し、筒状体３０Ｂの外径は隣接する筒状体３０Ｃの内径とほぼ一致し、筒状体３０Ｃの外径は隣接する筒状体３０Ｄの内径とほぼ一致する。

筒状体３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、軸方向に摺動可能に構成される。最小の径を有する筒状体３０Ａは、隣接する筒状体３０Ｂに対して摺動する。筒状体Ｂは、隣接する筒状体Ｃに対して摺動する。また、筒状体Ｃは、隣接する筒状体Ｄに対して摺動する。

筒状体３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、それぞれ内部に一対のピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ（移動装置の一例に相当する）を有する。ピストンシリンダ機構３２Ｂは、筒状体３０Ｂに固定されるシリンダ３３Ｂと、シリンダ３３Ｂ内を摺動可能に構成されるピストン３４Ｂと、ピストン３４Ｂの先端に設けられる押し出し板３５Ｂ（押し出し部材の一例に相当する）とを有する。また、ピストンシリンダ機構３２Ｃは、筒状体３０Ｃに固定されるシリンダ３３Ｃと、シリンダ３３Ｃ内を摺動可能に構成されるピストン３４Ｃと、ピストン３４Ｃの先端に設けられる押し出し板３５Ｃ（押し出し部材の一例に相当する）とを有する。同様に、ピストンシリンダ機構３２Ｄは、筒状体３０Ｄに固定されるシリンダ３３Ｄと、シリンダ３３Ｄ内を摺動可能に構成されるピストン３４Ｄと、ピストン３４Ｄの先端に設けられる押し出し板３５Ｄ（押し出し部材の一例に相当する）とを有する。なお、本実施形態では、ピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄはそれぞれ２つずつ調整板２０に設けられるが、ピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの数はこれに限らない。

押し出し板３５Ｂは、一端がピストン３４Ｂの先端に固定され、他端が筒状体３０Ａに固定される。また、押し出し板３５Ｃは、一端がピストン３４Ｃの先端に固定され、他端が筒状体３０Ｂに固定される。同様に、押し出し板３５Ｄは、一端がピストン３４Ｄの先
端に固定され、他端が筒状体３０Ｃに固定される。

図４には示されていないが、シリンダ３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄの内部には、図２及び図３に示した流路２５ｃが接続され、図２に示した気体供給源２５ａより気体が供給される。これにより、ピストン３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄが、シリンダ３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄの内部をそれぞれ摺動する。図１に示した制御装置１７は、図示しない気体供給手段を制御することにより、ピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの駆動を制御する。

図４Ｂに示すように、ピストンシリンダ機構３２Ｂのシリンダ３３Ｂに気体が供給されることにより、ピストン３４Ｂが摺動する。ピストン３４Ｂの摺動に伴って、押し出し板３５Ｂが筒状体３０Ａの端部３１Ａを基板Ｗｆ（図２参照）に向かって押し出す。言い換えれば、ピストンシリンダ機構３２Ｂは本体部２２に対して筒状体３０Ａの端部３１Ａを軸方向に移動させる。なお、本明細書における「軸方向」とは、筒状体３０の軸方向をいう。

また、図４Ｃに示すように、ピストンシリンダ機構３２Ｃのシリンダ３３Ｃに気体が供給されることにより、ピストン３４Ｃが摺動する。ピストン３４Ｃの摺動に伴って、押し出し板３５Ｃが筒状体３０Ｂの端部３１Ｂを基板Ｗｆ（図２参照）に向かって押し出す。筒状体３０Ｂの端部３１Ｂが押し出されることに伴い、筒状体３０Ａの端部３１Ａも基板Ｗｆに向かってさらに押し出される。言い換えれば、ピストンシリンダ機構３２Ｃは本体部２２に対して端部３１Ａ及び端部３１Ｂを軸方向に移動させる。

また、図４Ｄに示すように、ピストンシリンダ機構３２Ｄのシリンダ３３Ｄに気体が供給されることにより、ピストン３４Ｄが摺動する。ピストン３４Ｄの摺動に伴って、押し出し板３５Ｄが筒状体３０Ｃの端部３１Ｃを基板Ｗｆに向かって押し出す。筒状体３０Ｃの端部３１Ｃが押し出されることに伴い、筒状体３０Ｂの端部３１Ｂ及び筒状体３０Ａの端部３１Ａも基板Ｗｆに向かってさらに押し出される。言い換えれば、ピストンシリンダ機構３２Ｄは本体部２２に対して端部３１Ａ、端部３１Ｂ、及び端部３１Ｃを軸方向に移動させる。

また、各シリンダ３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄから気体が排出されることにより、端部３１Ａ、端部３１Ｂ、及び端部３１Ｃが、基板Ｗｆ（図２参照）から離れる方向に移動する。シリンダ３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの全てから気体が排出されると、図４Ａに示すように、筒状体３０の各端部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが整列される。

以上で説明したように、調整板２０の筒状体３０は複数の筒状体３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを有し、ピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄによって、筒状体３０Ａの端部３１Ａが基板Ｗｆに向かう方向、又は基板Ｗｆから離れる方向に移動する。即ち、筒状体３０Ａの端部３１Ａは、ピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄのそれぞれのストロークに応じて段階的に基板Ｗｆに対して移動する。したがって、筒状体３０Ａの端部３１Ａの位置がそれぞれのピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄのストロークに応じて決定されるので、筒状体３０Ａの端部３１Ａの位置を容易に制御することができる。

次に、調整板２０の他の例について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、図３に示す矢視３−３における調整板２０の他の例の部分断面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示す調整板２０は、図４Ａないし図４Ｄに示した調整板２０と筒状体３０の構造が異なり、他の部分は同一である。

図５Ａに示すように、この調整板２０は、蛇腹構造を有する筒状体３０と、筒状体３０
の端部３１を軸方向に移動させる一対のピストンシリンダ機構３７（移動装置の一例に相当する）と、を有する。筒状体３０は、その軸方向に伸縮可能に構成される。ピストンシリンダ機構３７は、本体部２２に固定されるシリンダ３８と、シリンダ３８内を摺動可能に構成されるピストン３９と、ピストン３９の先端に設けられる押し出し板４０（押し出し部材の一例に相当する）とを有する。

シリンダ３８は、調整板２０の本体部２２に固定される。また、押し出し板４０は、一端がピストン３９の先端に固定され、他端が筒状体３０の端部３１に固定される。シリンダ３８の内部には、図２及び図３に示した流路２５ｃが接続され、図２に示した気体供給源２５ａより気体が供給される。これにより、ピストン３９がシリンダ３８の内部を摺動する。図２に示した制御装置１７は、図２に示したバルブ２５ｂを制御することにより、図２に示した気体供給源２５ａからの気体の供給を制御し、ピストンシリンダ機構３７の駆動を制御する。

図５Ｂに示すように、ピストンシリンダ機構３７のシリンダ３８に気体が供給されることにより、ピストン３９が摺動する。ピストン３９の摺動に伴って、押し出し板４０が筒状体３０の端部３１を基板Ｗｆに向かって押し出す。言い換えれば、ピストンシリンダ機構３７は本体部２２に対して筒状体３０の端部３１を軸方向に移動させる。なお、図５Ａに示す筒状体３０が収縮した状態の筒状体３０の内径と、図５Ｂに示す筒状体３０が展開された状態の筒状体３０の内径とが同一になるように筒状体３０が設計されることが好ましい。

図５Ａ及び図５Ｂに示したように、調整板２０の筒状体３０は、蛇腹構造を有するので、比較的簡易な構成で筒状体３０の端部３１を本体部２２に対して移動させることができる。なお、筒状体３０は、図５Ａ及び図５Ｂに示した蛇腹構造を有する筒状体３０に限らず、軸方向に伸縮可能な他の構成も採用し得る。例えば、筒状体３０を、軸方向に伸縮可能なゴム等により構成してもよい。

次に、図２に示しためっき装置で基板Ｗｆにめっき膜を形成する場合の、基板面内の膜厚のバラつきを解析した結果を説明する。図６は、基板Ｗｆに形成される膜厚のバラつきの解析結果を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は筒状体３０の軸方向長さ（ｍｍ）を示し、縦軸は基板Ｗｆに形成される膜厚の３σを平均値で割った値をバラつき値として示す。このバラつき値は、小さいほどバラつきが少なく、面内均一性がよいことを表す。

本解析では、基板Ｗｆに形成されるシード層の厚みが５０ｎｍの場合（ＣｕＳｅｅｄ５０）と、１００ｎｍの場合（ＣｕＳｅｅｄ１００）と、５００ｎｍの場合（ＣｕＳｅｅｄ５００）を解析条件とした。図示のように、基板Ｗｆに形成されるシード層の厚みが５００ｎｍの場合は、筒状体３０の長さが２５ｍｍのときに最も面内均一性がよい。また、基板Ｗｆに形成されるシード層の厚みが１００ｎｍの場合は、筒状体３０の長さが３５ｍｍのときに最も面内均一性がよい。さらに、基板Ｗｆに形成されるシード層の厚みが５０ｎｍの場合は、筒状体３０の長さが４５ｍｍのときに最も面内均一性がよい。

以上の解析結果に基づくと、基板Ｗｆに形成されるシード層の厚みが薄くなるほど、筒状体３０の長さの最適な値が大きくなることが分かる。言い換えれば、基板Ｗｆに形成されるシード層の厚みが薄くなるほど、筒状体３０の端部３１の位置を基板Ｗｆ及び基板ホルダ１１に近づけることが好ましい。

したがって、図１及び図２に示しためっき装置において、相対的に薄いシード層を有する基板（第２被めっき体の一例に相当する）と、相対的に厚いシード層を有する基板（第
１被めっき体の一例に相当する）とにめっきする場合は、以下のようにそれぞれの基板をめっきする。即ち、まず、相対的に薄いシード層を有する基板及び相対的に厚いシード層を有する基板のいずれか一方をめっきし、その基板をめっき液から引き上げる。その後、基板ホルダ１１に対向する筒状体３０の端部３１を軸方向に移動させる。続いて、相対的に薄いシード層を有する基板及び相対的に厚いシード層を有する基板の他方をめっき液に浸漬させて、めっきする。

具体的には、相対的に薄いシード層を有する基板をめっきするときの筒状体３０の端部３１の位置が、相対的に厚いシード層を有する基板をめっきするときの筒状体３０の端部３１の位置よりも、基板Ｗｆ及び基板ホルダ１１に近くなるように、それぞれの基板をめっきする。これにより、基板Ｗｆに形成されるめっき膜厚の面内均一性を良好にすることができる。

図７は、図１に示す電解めっき装置に備えられている別のめっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。図７に示すめっきユニット１０の構成は、図２に示しためっきユニット１０の構成と類似しているので、異なる部分のみ説明する。図示のように、このめっきユニット１０は、２つの調整板２０と、それぞれの調整板２０に対応する気体供給源２５ａ、流路２５ｃ、及びバルブ２５ｂを有する。２つの調整板２０は、本体部２２同士が互いに隣接するように配置される。具体的には、一方の調整板２０は、その筒状体３０の基板Ｗｆに対向する端部３１を軸方向に移動させ得るように構成され、他方の調整板２０は、その筒状体３０のアノード１２に対向する端部３１を軸方向に移動させ得るように構成される。

図７に示すめっきユニット１０によれば、基板Ｗｆに対向する筒状体３０の長さを可変とすることができる。言い換えれば、めっきユニット１０は、基板Ｗｆと筒状体３０との間の距離を可変にすることができる。これにより、基板Ｗｆに印加される電場を制御することができる。これに加えて、めっきユニット１０は、アノード１２に対向する筒状体３０の長さを可変とすることができる。言い換えれば、めっきユニット１０は、アノード１２と筒状体３０との間の距離を可変にすることができる。これにより、基板Ｗｆへ印加される電場の制御効果を高めることができる。

図８は、図１に示す電解めっき装置に、さらに、基板に形成される膜厚モニタリング機構を設けた別のめっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。図８に示すめっきユニット１０の構成は、図２に示しためっきユニット１０の構成と類似しているので、異なる部分のみ説明する。

図８に示しためっきユニット１０は、プローブ（測定子）に高周波電流を流し、被測定めっき膜の表層部に渦電流を生じさせ、電導度、厚さ、形状などによって変化する渦電流を測定し、めっき膜の厚さを求めることができる。具体的には、めっきユニットは、基板ホルダ１１の内部に、渦電流式センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を有する。渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５は、それぞれ基板Ｗｆの裏面に対応するように、基板Ｗｆの径方向に沿って基板ホルダ１１の内部に配置されている。渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が有するコイルは、高周波交流電源７０に接続されている。制御装置１７は、高周波交流電源７０を制御可能に構成される。高周波交流電源７０が、渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が有するコイルの交流電流を流すと、コイルから発生する磁力線が導電性のめっき膜を通過し、めっき膜に渦電流が流れる。

この渦電流は、金属膜の抵抗、すなわち金属膜の厚さに応じて大きさが異なる。他方で、金属膜に渦電流が流れると、渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の各コイルが生成した磁力線とは逆方向に磁力線が発生する。渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，
Ｓ５が、それぞれ、この逆方向の磁力線の強度を測定することで、各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が配置された位置に対応するめっき金属膜の厚さを測定することができる。これにより、めっき金属膜の面内厚さの分布を、ｉｎ−ｓｉｔｕ測定することができる。

ここで、めっき膜厚の膜厚分布を測定した結果を用いて、調整板２０の筒状体３０の端部３１の位置を自動的に変更する方法を以下に説明する。まず、基板Ｗｆに対してめっき処理（第１めっき処理）がされ、制御装置１７は、渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が測定しためっき膜の膜厚分布データを取得し、めっき膜の膜厚分布に偏りがあるか否かを判定する。具体的には、例えば、測定した膜厚分布データの３σを平均値で割った値が所定

めっき膜厚の膜厚分布に偏りがあると判定された場合には、制御装置１７は、調整板２０の筒状体３０の端部３１の位置ｔを、当初の設定位置ｔ１よりもΔｔだけ基板Ｗｆ及び基板ホルダ１１に近づけ（ｔ１−Δｔ）、更にめっき処理（第２めっき処理）を継続する。この第２めっき処理の際、第１めっき処理においてアノード１２と基板Ｗｆに印加される電圧とは異なる電圧がアノード１２と基板Ｗｆに印加されてもよい。その後、制御装置１７は、渦電流センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５で再度測定しためっき膜の膜厚分布データを取得し、めっき膜厚の膜厚分布の偏りがさらに拡大したか否かを、めっき膜厚の膜厚分布の偏りをモニタリングする。具体的には、例えば、制御装置１７は、測定した膜厚分布データの３σを平均値で割った値が、先に測定した膜厚分布データの３σを平均値で割った値よりも大きくなったか否かで、膜厚分布の偏りが拡大したか否かを判定することができる。

めっき膜厚の膜厚分布の偏りが拡大したと判定された場合には、基板Ｗｆ及び基板ホルダ１１に対する調整板の筒状体３０の端部３１の位置を、当初の設定位置ｔ１よりもさらに遠い位置(ｔ１＋Δｔ)となるように移動させる。偏りが小さくなった場合には、さらにその位置(ｔ１＋Δｔ)を起点ｔ２として、さらに、同様の調整を行う。なお、Δｔの値は、例えば、１回目の調整時には１ｍｍ程度、２回目の調整時にはその半分の０．５ｍｍ程度とするように、漸減するように設定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。

以上の実施形態では、移動装置の一例としてピストンシリンダ機構３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３７が採用されている。しかしながら、移動装置はこれに限らず、筒状体３０の端部３１を軸方向に移動させることができる任意の機構、例えばモータ等の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構等も採用され得る。

１０ めっき装置
１１ 基板ホルダ
１２ アノード
１３ アノードホルダ
１４ めっき槽
１７ 制御装置
２０ 調整板
２１ 開口
２２ 本体部
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 筒状体
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ 端部
３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３７ ピストンシリンダ機構

Claims (13)

1. めっき装置において被めっき体とアノードとの間の電場を調整するための調整板であって、
   開口を有する板状の本体部と、
   前記本体部に対して移動可能な端部を有し、前記開口に設けられる筒状体と、
   前記本体部の位置を固定したまま前記筒状体の端部を軸方向に移動させる移動装置と、を有した、調整板。
2. 請求項１に記載された調整板において、
   前記移動装置は、前記本体部に対して前記筒状体の端部を軸方向に移動させるピストンシリンダ機構である、調整板。
3. 請求項２に記載された調整板において、
   前記筒状体は、同心軸上に配置された径の異なる複数の筒状体を含み、
   前記複数の筒状体は、軸方向に摺動可能に構成される、調整板。
4. 請求項１又は２に記載された調整板において、
   前記筒状体は、軸方向に伸縮可能な蛇腹構造を有する、調整板。
5. 請求項２ないし４のいずれか一項に記載された調整板において、
   前記ピストンシリンダ機構は、前記本体部又は前記筒状体に固定されるシリンダと、前記シリンダ内を摺動可能に構成されるピストンと、前記ピストンの先端部に一端が取り付けられた押し出し部材と、を有し、
   前記押し出し部材の他端は、前記筒状体の前記端部に取り付けられる、調整板。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載された調整板を備えためっき装置であって、
   アノードを保持するアノードホルダと、
   前記アノードホルダに対向配置される被めっき体を保持する被めっき体ホルダと、
   前記アノードホルダと前記被めっき体ホルダとを収容するめっき槽と、を有し、
   前記調整板は、前記筒状体の前記端部が前記被めっき体ホルダに対向するように、前記アノードホルダと前記被めっき体ホルダとの間に配置される、めっき装置。
7. 請求項６に記載されためっき装置において、
   前記移動装置を制御する制御装置を有し、
   前記制御装置は、前記被めっき体ホルダが保持する前記被めっき体の特性、前記めっき槽に収容されるめっき液の種類、又は被めっき体に印加される電圧値に応じて、前記筒状体の前記端部を軸方向に移動させるように前記移動装置を制御する、めっき装置。
8. 被めっき体をめっきするためのめっき装置であって、
   金属表面を有するアノードを保持するためのアノードホルダと、
   前記被めっき体と前記アノードとの間の電場を調整するための調整部材と、
   前記アノードホルダに対向配置される前記被めっき体を保持する被めっき体ホルダと、
   めっき液と、前記アノードホルダと、前記被めっき体ホルダとを収容するめっき槽と、を有し、
   前記調整部材は、開口を有する本体部と、該開口に嵌合して設けられ、電場の一部を遮蔽する機能を有する電場遮蔽物を有し、
   前記電場遮蔽物が軸方向に伸縮自在となるように構成された、めっき装置。
9. 被めっき体をめっきするためのめっき装置であって、
   金属表面を有するアノードを保持するためのアノードホルダと、
   前記被めっき体と前記アノードとの間の電場を調整するための調整板と、
   前記アノードホルダに対向配置される前記被めっき体を保持する被めっき体ホルダと、
   前記アノードホルダと前記被めっき体ホルダとを収容するめっき槽と、
   を有し、
   前記調整板は、
   開口を有する本体部と、
   前記本体部に対して移動可能な端部と、前記開口に設けられる筒状体と、を備え、
   被めっき体へのめっき処理を行うにあたり、被めっき体と前記筒状体の間隔を、一定時間が経過した後に相対的に長くなるように、前記本体部に対して前記筒状体の端部を軸方向に移動させうるように構成された、めっき装置。
10. 被めっき体をめっきするためのめっき方法であって、
    めっき槽に収容されためっき液中に第１被めっき体ホルダに保持された第１被めっき体を浸漬させて、前記第１被めっき体とアノードとの間に調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第１被めっき体との間に電圧を印加して前記第１被めっき体をめっきする第１めっき工程と、
    前記めっき槽に収容された前記めっき液中から前記第１被めっき体を引き上げる工程と、
    前記被めっき体ホルダに対向するように配置された前記調整板の開口に設けられた筒状体の端部を軸方向に移動させる工程と、
    前記めっき槽に収容された前記めっき液中に第２被めっき体ホルダに保持された第２被めっき体を浸漬させて、当該第２被めっき体と前記アノードとの間に前記調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第２被めっき体との間に電圧を印加して前記第２被めっき体をめっきする第２めっき工程と、
    を有する、めっき方法。
11. 請求項１０に記載されためっき方法において、
    前記第１被めっき体は、第１の厚みのシード層を有し、
    前記第２被めっき体は、前記第１の厚みよりも薄い第２の厚みのシード層を有し、
    前記第２めっき工程における前記被めっき体ホルダに対向する前記筒状体の端部の位置は、前記第１めっき工程における前記被めっき体ホルダに対向する前記筒状体の端部の位置よりも、前記被めっき体ホルダに近い位置に配置された、めっき方法。
12. 被めっき体をめっきするためのめっき方法であって、
    めっき槽に収容されためっき液中に第１被めっき体ホルダに保持された第１被めっき体を浸漬させる工程と、
    前記第１被めっき体とアノードとの間に調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第１被めっき体との間に電圧を印加して前記第１被めっき体をめっきする第１めっき工程と、
    前記第１被めっき体ホルダに対向するように配置された前記調整板の開口に設けられた筒状体の端部を軸方向に移動させる工程と、
    前記第１被めっき体と前記アノードとの間に前記調整板を設置した状態で、前記めっき液中の前記アノードと前記第１被めっき体との間に、前記第１めっき工程とは異なる大きさの電圧を印加して前記第１被めっき体を更にめっきする第２めっき工程と、
    を有する、めっき方法。
13. 請求項１２に記載されためっき方法において、さらに、
    前記第１めっき工程におけるめっき処理と並行して第１被めっき体のめっき膜厚分布のデータを測定する工程と、
    測定された前記データに基づいて前記第１被めっき体の膜厚分布を算出する工程と、を有し、
    前記第１被めっき体の膜厚に応じて、前記調整板の開口に設けられた前記筒状体の前記端部を軸方向に移動させるようにしたことを特徴とする、めっき方法。

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