JP4136830B2

JP4136830B2 - めっき装置

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Publication number: JP4136830B2
Application number: JP2003272819A
Authority: JP
Inventors: 文夫栗山; 誠章木村; 信利齋藤; 冷黄海; 隆竹村
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2005029863A

Description

本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面（被めっき面）にめっき処理を行うめっき装置に関し、特にＬＳＩ用基板に金属等の膜付けや配線を形成するのに使用されるめっき装置に関するものである。

近年、半導体回路の配線やバンプ形成方法において、めっきの技術を用いて半導体ウエハまたは他の基板上に金属膜や有機質膜を形成する方法が用いられるようになってきている。例えば、半導体回路やそれらを接続する微細配線が形成された半導体ウエハの表面の所定個所に、金、銀、銅、はんだ、ニッケル、あるいはこれらを多層に積層した配線やバンプ（突起状接続電極）を形成し、このバンプを介してパッケージ基板の電極やTAB(Tape Automated Bonding)電極に接続させることが広く行われている。この配線やバンプの形成方法としては、電気めっき法、無電解めっき法、蒸着法、印刷法といった種々の方法があるが、半導体チップのＩ／Ｏ数の増加、狭ピッチ化に伴い、微細化に対応可能で膜付け速度の速い電気めっき法（例えば特許文献１）が多く用いられるようになってきている。現在最も多用されている電気めっきによって得られる金属膜は、高純度で、膜形成速度が速く、膜厚制御方法が簡単であるという特長がある。

図１３は、基板とアノードを垂直に配置したいわゆるディップ方式のめっき装置の従来例を示す図である。このめっき装置は、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽１０２内に、アノードホルダ１１１に保持したアノード１０４と、基板ホルダ１１０に保持した基板Ｗとを両者の面が平行になるように対向して設置し、めっき電源１０７によってアノード１０４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１１０から露出している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成されている。なお図１３に示す１０５は内部に基板Ｗの大きさに見合った円形の穴１０５ａを有する誘電体材料からなる調整板（レギュレーションプレート）であり、基板Ｗ上に形成される金属膜の膜厚分布を調整するものである。また１１８は基板Ｗ表面近傍のめっき液Ｑを攪拌するパドル、１５０はめっき槽１０２に設けためっき液供給口１１９からめっき槽１０２内に供給しためっき液Ｑをめっき液排出口１２０から排出して循環するめっき液循環手段である。

この電気めっきによれば、基板Ｗとアノード１０４との電位差によりめっき液Ｑ中の金属イオンが基板Ｗの被めっき面Ｗ１より電子を受け取り、基板Ｗの被めっき面Ｗ１上に金属が析出して金属膜を形成する。一方アノード１０４としては板状の溶解性のアノードが多く用いられ、基板Ｗとアノード１０４との電位差によりアノード１０４を構成する金属はめっきと共に電子を放出してイオン化し、めっき液Ｑ中に溶解していく。アノード１０４の溶解に伴い、アノード１０４は減肉していく。

図１４は、基板とアノードを水平に配置したいわゆるフェースダウン方式のめっき装置の従来例を示す図である。このめっき装置は、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽１０２の上方に表面（被めっき面）Ｗ１を水平で下向きにした基板Ｗを保持する基板ホルダ１１０を設置し、一方めっき槽１０２の底部にアノード１０４を水平に設置し、めっき電源１０７によってアノード１０４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１１０から露出している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成されている。めっき槽１０２の底部には、めっき液供給口１１９が設けられ、まためっき槽１０２の上端外周部にはオーバーフロー槽１１２が設けられている。

このめっき装置によれば、めっき液Ｑはめっき槽１０２のめっき液供給口１１９から供給され、基板Ｗの被めっき面Ｗ１方面に流れた後、めっき槽１０２をオーバーフローしてオーバーフロー槽１１２に流れ込み、めっき液排出口１２０を経て、再びめっき液供給口１１９からめっき槽１０２内に循環される。

この電気めっきの場合も、基板Ｗとアノード１０４との電位差によりめっき液Ｑ中の金属イオンが基板Ｗの前処理を施された被めっき面Ｗ１より電子を受け取り、基板Ｗの被めっき面Ｗ１上に金属が析出して金属膜を形成する。一方アノード１０４としては板状の溶解性のアノードが多く用いられ、基板Ｗとアノード１０４との電位差によりアノード１０４を構成する金属はめっきと共に電子を放出してイオン化し、めっき液Ｑ中に溶解していく。アノード１０４の溶解に伴い、アノード１０４は減肉していく。

前述の各めっき装置は、それぞれの槽構造の特徴により、それぞれのアノード減肉状況を呈する。一般的にはアノード１０４の表面の減肉速度は均一ではなく、所定の偏りを示す。このことがアノード１０４の交換時期を早め、メンテナンス作業量を増やすと共に、アノード費用を増加させることとなる。

図１５は前記図１３に示すめっき装置で使用された円板状のアノード１０４の断面図である。このアノード１０４の場合、アノード周辺部での減肉量が多く、中央部での減肉量が少ない。そして全体的にはアノード材料はまだ多く残っているが、アノード周辺部で貫通穴が生じかねないため、アノード１０４を交換すべき状態にある。つまり従来のめっき装置の場合、アノード材料に無駄が多く、その分アノード費用が高価になるばかりか、アノード寿命が短くてアノード交換のためのメンテナンス費用も高くなってしまうという問題点があった。

一方、一般的に、アノード１０４の消耗過程においてスラッジと呼ばれるパーティクルが生じる。このパーティクルは基板Ｗ表面に付着するとめっき不良を起こす可能性があり、このパーティクルを基板Ｗに近づけないようにすることがめっきの信頼性を向上させるために有効な手段となる。よって、めっき槽１０２内のめっき液Ｑの循環経路において、アノード１０４から発生したパーティクルが基板Ｗ表面に移動できないような構造にすることが求められている。
特開２０００−９６２９２号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、簡単な装置構成で、且つ複雑な運転方法を必要としないで、アノード材料を無駄なく利用できてアノード費用とアノード交換メンテナンス作業費用を低減化できるめっき装置を提供することを目的とする。

また本発明は、簡単な装置構成及び簡単な運転方法で、アノードから発生したパーティクルが基板表面に移動できないような構造のめっき装置を提供することを目的とする。

本願請求項１に記載の発明は、めっき液に接液した状態の溶解性のアノードと基板とを対向して設置し、前記アノードと基板間に通電することで基板の被めっき面に電気めっきを行うめっき装置において、部分的又はその全体が誘電体材料で構成され且つ前記アノード表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整してアノードの面全体の減肉状態が均一になるように調整するアノード接液面積よりも小さな面積の開口穴を有するアノード調整板を前記アノードの前面に設置すると共に、誘電体材料で構成され且つ前記基板上に形成される金属膜の膜厚分布が均一になるように調整する面積の穴を有する調整板を前記基板の前面に設置したことを特徴とするめっき装置である。
アノード前面にアノード調整板を設置することにより、めっき槽内の電位分布に影響を与え、アノード表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整することができ、これによってアノードの面全体の減肉状態を均一にすることができる。これによってアノード材料を有効利用でき、アノード費用を低減させることができる。またアノード寿命が長くなり、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。

本願請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のめっき装置において、前記アノード調整板は、前記アノードをめっき槽内で保持するアノードホルダに取り付けられていることを特徴とするめっき装置である。
前述のようにアノード調整板は、めっき槽内の電位分布に影響を与え、アノード表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整することができ、これによってアノードの面全体の減肉状態を均一にすることができるが、このアノード調整板をアノードホルダに取り付けて一体化すれば、アノード調整板をアノードホルダと別々に設置する必要がなくなり、またアノードホルダにアノード調整板を取り付けるので、アノードを保持したアノードホルダに対してアノード調整板の位置を調整（離間距離や平行度等）する必要もなくなる。

本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記アノード調整板の開口穴がアノードの外形形状と相似であることを特徴とするめっき装置である。
これにより、アノードの減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用して、アノード費用を低減させることができる。また、アノードの寿命を長くし、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。

なお、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記アノード調整板の開口穴を小さな穴の集合体で形成してもよい。これによっても、アノードの減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用して、アノード費用を低減させることができる。また、アノードの寿命を長くし、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。
また、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記アノード調整板の開口穴をスリット状の穴の集合体で形成してもよい。これによっても、アノードの減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用して、アノード費用を低減させることができる。また、アノードの寿命を長くし、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。

本願請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記アノード調整板の開口穴にフィルターを付着させていることを特徴とするめっき装置である。
これにより、アノードの減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用して、アノード費用を低減させることができる。また、アノードの寿命を長くし、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。さらに、フィルターによってアノードから発生するパーティクルが基板付近に行かないようにしているので、基板の被めっき面上のめっきに欠陥が生じにくくなる。

本願請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記アノード調整板の開口穴にイオンを通過させる機能膜を付着させていることを特徴とするめっき装置である。
これにより、アノードの減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用して、アノード費用を低減させることができる。また、アノードの寿命を長くし、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。さらに、イオンを通過させる機能膜によってアノードから発生するパーティクルが基板付近に行かないようにしているので、基板の被めっき面上のめっきに欠陥が生じにくくなる。

本願請求項６に記載の発明は、請求項１又は２に記載のめっき装置において、前記めっき液を保有するめっき槽に設けためっき液供給口からめっき槽内に供給しためっき液をめっき液排出口から排出して循環する循環配管途中に循環フィルターを搭載したことを特徴とするめっき装置である。
これにより、アノードの減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用して、アノード費用を低減させることができる。また、アノードの寿命を長くし、アノード交換のためのメンテナンス費用も低減させることができる。さらに、循環フィルターにてパーティクルを捕集することにより、常にパーティクルを含まないめっき液をめっき槽に供給するようにし、これによって基板の被めっき面上のめっきに欠陥が生じないようにすることができる。

本発明によれば、簡単な装置構成で、且つ複雑な運転方法を必要としないで、アノード表面の減肉状態を均一にすることができ、アノード材料を有効利用できて実質的にアノードの寿命を長くさせ、これによってアノード消耗費用とアノード交換メンテナンス作業費用とを低減させることができる。

また本発明によれば、アノードの消耗過程で生じたパーティクルが基板表面に付着することで生じるめっき不良を防止でき、めっきの信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本願の第一の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。このめっき装置は、基板Ｗとアノード４とを垂直（鉛直）に配置したいわゆるディップ方式のめっき装置である。このめっき装置は、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽２内に、アノードホルダ１１に保持したアノード４と、基板ホルダ１０に保持した基板Ｗとを両者の面が平行になるように対向して垂直に設置し、めっき電源７によってめっき液Ｑに接液したアノード４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１０から露出している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成している。

めっき槽２は、その底部に取り付けられてめっき液Ｑを供給するめっき液供給口１９と、めっき槽２をオーバーフロー堰２９で仕切ることで形成されるオーバーフロー槽１２と、オーバーフロー槽１２の底面に取り付けられてめっき液Ｑを排出するめっき液排出口２０とを具備している。めっき槽２内にはアノードホルダ１１に保持した溶解性のアノード４と、基板ホルダ１０に被めっき面Ｗ１を露出した状態で保持した基板Ｗの間に、基板Ｗ側からパドル１８と調整板５と本発明にかかるアノード調整板３６とを設置している。アノード４及び基板Ｗにはめっき電源７から導線８，９が接続されている。パドル１８は例えば棒状部材で構成され、その一端に取り付けたパドル駆動棒２３を駆動することで図１の紙面手前・奥方向に平行移動され、これによって基板Ｗの被めっき面Ｗ１近傍のめっき液Ｑを攪拌する。基板Ｗの前面に設置された調整板５は内部に基板Ｗの大きさに見合った円形の穴５ａを有する誘電体材料製の板材であり、基板Ｗ上に形成される金属膜の膜厚分布が均一になるように調整するものである。

アノード調整板３６は内部に開口穴３６ａを有する部分的もしくは全面的に誘電体材料製の板状部品で構成され、このアノード調整板３６によってアノード４表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整する。このアノード調整板３６は、アノード４が直径１５０ｍｍ〜３００ｍｍの銅アノードの場合、アノード４表面から好ましくは５ｍｍ〜４０ｍｍ、更に好ましくは１０ｍｍ〜３０ｍｍの位置に設置すればよく、またアノード４が直径１５０ｍｍ〜３００ｍｍのはんだアノードの場合は、アノード４表面から好ましくは３０ｍｍ〜７０ｍｍ、更に好ましくは４０ｍｍ〜６０ｍｍの位置に設置すると良い。ここで図６（ａ），（ｂ）はアノード調整板３６の一例を示す平面図である。開口穴３６ａは、アノード４の外形形状と相似に構成されており、アノード４が円形の場合は図６（ａ）に示すように開口穴３６ａの形状も円形に、アノード４が矩形の場合は図６（ｂ）に示すように開口穴３６ａの形状も矩形に形成している。また開口穴３６ａはその内径をアノード４の外径よりも好ましくは６０〜９０％、更に好ましくは７０〜８０％になるように構成することで、開口穴３６ａの面積をアノード４の接液面積よりも小さくしている。

なおこのアノード調整板３６の構造は種々の変形が可能であり、例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、開口穴３６ａを小さな穴の集合体で形成しても良いし、図８（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）に示すように、開口穴３６ａをスリット状の穴の集合体で形成しても良い。なお開口穴３６ａをアノード４の外形形状と相似に構成している点は、これら各実施の形態においても同様である。

次に図１に示す５０はめっき槽２に設けためっき液供給口１９からめっき槽２内に供給しためっき液Ｑをめっき液排出口２０から排出して循環するめっき液循環手段である。このめっき液循環手段５０は、めっき液供給口１９とめっき液排出口２０の間を接続する循環配管２１に、循環ポンプ３８と圧力計４１と流量計４２と温度調節器３９と循環フィルター４０とを取り付けて構成されている。

以上のように構成されためっき装置において、循環ポンプ３８を駆動することでめっき液供給口１９からめっき槽２内に供給しためっき液Ｑをオーバーフロー槽１２にオーバーフローさせる。同時に、めっき電源７によって生じる基板Ｗとアノード４との電位差によりめっき液Ｑ中の金属イオンが基板Ｗの被めっき面Ｗ１より電子を受け取り、基板Ｗの被めっき面Ｗ１上に金属が析出して金属膜が形成され、一方アノード４を構成する金属はめっきと共に電子を放出してイオン化し、めっき液Ｑ中に溶解していく。

この電気めっきを行っているとき、アノード４の溶解に伴いアノード４は減肉していくが、本実施の形態においては、図６（ａ），（ｂ）に示されるような中央にアノード４の接液面積より小さな面積の開口穴３６ａを持つアノード調整板３６をアノード４直前に設置しているので、アノード４の周辺部における電位が低く抑えられ、この結果アノード４周辺部において従来他の部分よりも高かったアノード溶解速度が低く抑えられ、これによってより均一なアノード４の減肉分布を得ることができる。

一方前述のように電気めっきによるアノード４の消耗過程においては一般的にスラッジと呼ばれるパーティクルを生じるが、本実施の形態においては循環フィルター４０によってそのパーティクルが捕集され、従って常にパーティクルを含まないめっき液Ｑがめっき槽２に供給され、これによってパーティクルが基板Ｗの被めっき面Ｗ１に付着することで生じるめっき不良が防止され、めっきの信頼性を高めることができる。

図２は本願の第二の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。このめっき装置において前記図１に示すめっき装置と同一又は相当部分には同一符号を付す。このめっき装置も、基板Ｗとアノード４とを垂直（鉛直）に配置したいわゆるディップ方式のめっき装置であり、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽２内に、アノードホルダ１１に保持したアノード４と、基板ホルダ１０に保持した基板Ｗとを両者の面が平行になるように対向して垂直に設置し、めっき電源７によってアノード４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１０から露出している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成している。

このめっき装置において図１に示すめっき装置と相違する点は、図１においてはアノードホルダ１１とは別体のアノード調整板３６をアノード４の直前に設置したが、この実施の形態ではアノード調整板３７をアノードホルダ１１自体に取り付けている点である。即ちアノード調整板３７は、その中央に前記開口穴３６ａと同様の開口穴３７ａを有し、その外周にアノードホルダ１１に固定される固定部３７ｂを有している。開口穴３７ａをアノード４の外形形状と相似にしたり、小さな穴の集合体で形成したり、スリット状の穴の集合体で形成したりすることは、前記開口穴３６ａの場合と同様である。

このように構成したアノード調整板３７においても、めっき槽２内の電位分布に影響を与え、アノード４の表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整することができ、これによってアノード４の面全体の減肉状態を均一にすることができるが、この実施の形態においてはアノード調整板３７をアノードホルダ１１に取り付けて一体化しているので、アノード調整板３７をアノードホルダ１１と別々に設置する必要がなくなって装置構造の簡略化が図れ、またアノード４を保持したアノードホルダ１１に対してアノード調整板の位置を調整（離間距離や平行度等）する必要もなくなってその設置作業の簡略化が図れる。

図３は本願の第三の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。このめっき装置において前記図１に示すめっき装置と同一又は相当部分には同一符号を付す。このめっき装置も、基板Ｗとアノード４とを垂直（鉛直）に配置したいわゆるディップ方式のめっき装置であり、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽２内に、アノードホルダ１１に保持したアノード４と、基板ホルダ１０に保持した基板Ｗとを両者の面が平行になるように対向して垂直に設置し、めっき電源７によってアノード４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１０から露出している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成している。

このめっき装置において図１に示すめっき装置と相違する点は、アノード調整板３６の開口穴３６ａにフィルター４３を付着させてこれを覆った点である。なお開口穴３６ａをアノード４の外形形状と相似にしたり、小さな穴の集合体で形成したり、スリット状の穴の集合体で形成したりすることは、図１に示す開口穴３６ａの場合と同様である。

このように構成したアノード調整板３６においても、めっき槽２内の電位分布に影響を与え、アノード４の表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整することができ、これによってアノード４の面全体の減肉状態を均一にすることができるが、この実施の形態においてはフィルター４３によってアノード４から発生するパーティクルが基板Ｗ付近に行かないようにしているので、基板Ｗの被めっき面Ｗ１上のめっきに欠陥が生じにくくなる。なおこのフィルター４３は図２に示すアノード調整板３７の開口部３７ａに付着させても同様の効果を生じる。

図４は本願の第四の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。このめっき装置において前記図２に示すめっき装置と同一又は相当部分には同一符号を付す。このめっき装置も、基板Ｗとアノード４とを垂直（鉛直）に配置したいわゆるディップ方式のめっき装置であり、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽２内に、アノードホルダ１１に保持したアノード４と、基板ホルダ１０に保持した基板Ｗとを両者の面が平行になるように対向して垂直に設置し、めっき電源７によってアノード４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１０から露出している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成している。

このめっき装置において図２に示すめっき装置と相違する点は、アノード調整板３７の開口穴３７ａに機能膜４４を付着させてこれを覆った点である。ここで機能膜４４は、イオンを通過させることができる機能膜であり、パーティクルは通過できない。なお開口穴３７ａをアノード４の外形形状と相似にしたり、小さな穴の集合体で形成したり、スリット状の穴の集合体で形成したりすることは、図１に示す開口穴３６ａの場合と同様である。

このように構成したアノード調整板３７においても、めっき槽２内の電位分布に影響を与え、アノード４の表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整することができ、これによってアノード４の面全体の減肉状態を均一にすることができるが、この実施の形態においてはイオンを通過させる機能膜４４によってアノード４から発生するパーティクルが基板Ｗ付近に行かないようにしているので、基板Ｗの被めっき面Ｗ１上のめっきに欠陥が生じにくくなる。

図５は本願の参考例にかかるめっき装置を示す概略断面図である。このめっき装置は、基板Ｗとアノード４とを水平に配置したいわゆるフェースダウン方式のめっき装置であり、内部にめっき液Ｑを保有するめっき槽２の上方に表面（被めっき面）Ｗ１を水平で下向きにした基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１０を設置し、一方めっき槽２の底部にアノード４を水平に設置し、導線８，９によってめっき電源７からアノード４と基板Ｗ間に通電することで基板ホルダ１０から露出してめっき液Ｑに接液している基板Ｗの被めっき面Ｗ１に電気めっきを行うように構成されている。めっき槽２の底部には、めっき液供給口１９が接続され、まためっき槽２の上端外周部にはオーバーフロー槽１２が設けられ、このオーバーフロー槽１２にはめっき液排出口２０が接続されている。

またアノード４の前面（上面）には、アノード調整板３６が設置されている。このアノード調整板３６は内部に開口穴３６ａを有する部分的もしくは全面的に誘電体材料製の板状部品で構成され、このアノード調整板３６によってアノード４表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整する。このアノード調整板３６も、前記図６乃至図９に示すのと同様の形状・構造であり、その開口穴３６ａはアノード４の外形形状と相似に構成されており、開口穴３６ａの内径はアノード４の外径よりも少し小さくなるように構成することで、開口穴３６ａの面積をアノード４の接液面積よりも小さくし、さらに開口穴３６ａは小さな穴の集合体で形成しても良いし、スリット状の穴の集合体で形成しても良い。

このめっき装置によれば、基板ホルダ１０に保持した基板Ｗをめっき槽２の上端開口部を覆う位置に配置した状態で、導線８，９によってめっき電源７からアノード４と基板Ｗ間に通電し、同時にめっき液供給口１９からめっき槽２の内部にめっき液Ｑを供給しオーバーフロー槽１２にオーバーフローさせて循環させつつ基板Ｗの被めっき面Ｗ１にめっき液Ｑの噴流を接触させる。これにより基板Ｗとアノード４との電位差によりめっき液Ｑ中の金属イオンが基板Ｗの被めっき面Ｗ１より電子を受け取り、被めっき面Ｗ１上に金属が析出して金属膜が形成される。一方、基板Ｗとアノード４との電位差によりアノード４を構成する金属はめっきと共に電子を放出してイオン化し、めっき液Ｑ中に溶解していく。

この電気めっきを行っているとき、アノード４の溶解に伴いアノード４は減肉していくが、本参考例においては、中央にアノード４の接液面積より小さな面積の開口穴３６ａを持つアノード調整板３６をアノード４直前に設置しているので、アノード４の周辺部における電位が低く抑えられ、この結果アノード４周辺部において従来他の部分よりも高かったアノード溶解速度が低く抑えられ、これによってより均一なアノード４の減肉分布を得ることができる。

なお前記各実施の形態と同様に、めっき液Ｑの循環配管中に循環フィルターを設置したり、開口穴３６ａにフィルターやイオンを透過する機能膜を取り付けることで、アノード４の消耗過程において生じるパーティクルが基板Ｗの被めっき面Ｗ１に付着することを防止することもできる。

図１０は前記本発明にかかるめっき装置を用いて構成しためっき処理装置の全体配置図である。このめっき処理装置において、外装パネルを取り付けた装置フレーム６１０の内部は、仕切板６１２によって、基板のめっき処理及びめっき液が付着した基板の処理を行うめっき空間６１４と、それ以外の処理、即ちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間６１６に区分されている。めっき空間６１４と清浄空間６１６とを仕切る仕切板６１２で仕切られた仕切り部には、基板ホルダ１０（図１１参照）を２枚並列に配置して、この各基板ホルダ１０との間で基板の脱着を行う基板受渡し部としての基板脱着台６６２が備えられている。そして、清浄空間６１６には、基板を収納した基板カセットを搭載するロード・アンロードポート６２０が接続され、さらに装置フレーム６１０には、操作パネル６２１が備えられている。

清浄空間６１６の内部には、基板のオリフラやノッチなどの位置を所定方向に合わせるアライナ６２２と、めっき処理後の基板を洗浄し高速回転させてスピン乾燥させる２台の洗浄・乾燥装置６２４と、基板の前処理、この例では、基板の表面（被めっき面）に向けて純水を吹きかけることで、基板表面を純水で洗浄するとともに、純水で濡らして親水性を良くする水洗前処理を行う前処理装置６２６が、その四隅に位置して配置されている。さらにこれらの各処理装置、つまりアライナ６２２、洗浄・乾燥装置６２４及び前処理装置６２６のほぼ中心に位置して、これらの各処理装置６２２，６２４，６２６、前記基板脱着台６６２及び前記ロード・アンロードポート６２０に搭載した基板カセットとの間で基板の搬送と受渡しを行う第一搬送ロボット６２８が配置されている。

一方めっき空間６１４内には、仕切板６１２側から順に、基板ホルダ１０の保管及び一時仮置きを行うストッカ６６４、例えば基板の表面に形成したシード層表面の電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの薬液でエッチング除去する活性化処理装置６６６、基板の表面を純水で水洗する第一水洗装置６６８ａ、めっき処理を行う本発明にかかる前記めっき装置６７０、第二水洗装置６６８ｂ及びめっき処理後の基板の水切りを行うブロー装置６７２が順に配置されている。そして、これらの装置の側方に位置して、２台の第二搬送ロボット６７４ａ，６７４ｂがレール６７６に沿って走行自在に配置されている。一方の第二搬送ロボット６７４ａは、基板脱着台６６２とストッカ６６４との間で基板ホルダ１０の搬送を行い、他方の第二搬送ロボット６７４ｂは、ストッカ６６４、活性化処理装置６６６、第一水洗装置６６８ａ、めっき装置６７０、第二水洗装置６６８ｂ及びブロー装置６７２の間で基板ホルダ１０の搬送を行う。

第二搬送ロボット６７４ａ，６７４ｂは、図１１に示すように、鉛直方向に延びるボディ６７８と、このボディ６７８に沿って上下動自在で且つ軸心を中心に回転自在なアーム６８０を備えており、このアーム６８０に、基板ホルダ１０を着脱自在に保持する基板ホルダ保持部６８２が２個並列に備えられている。ここで、基板ホルダ１０は、表面（被めっき面）を露出させ周縁部をシールした状態で基板Ｗを着脱自在に保持する構造に構成されている。

ストッカ６６４、活性化処理装置６６６、水洗装置６６８ａ，６６８ｂ及びめっき装置６７０は、基板ホルダ１０の両端部に設けた外方に突出する突出部１０ａを引っ掛けて、基板ホルダ１０を鉛直方向に吊り下げた状態で支持するようになっている。そして、活性化処理装置６６６には、内部に薬液を保持する２個の活性化処理槽６８３が備えられ、図１１に示すように、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を鉛直状態で保持した第二搬送ロボット６７４ｂのアーム６８０を下降させ、必要に応じて、基板ホルダ１０を活性化処理槽６８３の上端部に引っ掛けて吊下げ支持することで、基板ホルダ１０を基板Ｗごと活性化処理槽６８３内の薬液に浸漬させて活性化処理を行うように構成されている。

同様に、水洗装置６６８ａ，６６８ｂには、内部に純水を保持した各２個の水洗槽６８４ａ，６８４ｂが、めっき装置６７０には、内部にめっき液を保持した複数の前記めっき槽２がそれぞれ備えられ、基板ホルダ１０を基板Ｗごとこれらの水洗槽６８４ａ，６８４ｂ内の純水又はめっき槽２内のめっき液に浸漬させることで、水洗処理やめっき処理が行われるように構成されている。またブロー装置６７２は、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を鉛直状態で保持した第二搬送ロボット６７４ｂのアーム６８０を下降させ、この基板ホルダ１０に装着した基板Ｗにエアーや不活性ガスを吹きかけることで、基板Ｗのブローを行うように構成されている。

このように構成しためっき処理装置による一連のバンプめっき処理を図１２をさらに参照して説明する。先ず、図１２（ａ）に示すように、表面に給電層としてのシード層５００を成膜し、このシード層５００の表面に、例えば高さＨが２０〜１２０μｍのレジスト５０２を全面に塗布した後、このレジスト５０２の所定の位置に、例えば直径Ｄが２０〜２００μｍ程度の開口部５０２ａを設けた基板Ｗをその表面（被めっき面）を上にした状態で基板カセットに収容し、この基板カセットをロード・アンロードポート６２０に搭載する。

このロード・アンロードポート６２０に搭載した基板カセットから、第一搬送ロボット６２８で基板Ｗを一枚取り出し、アライナ６２２に載せてオリフラやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。このアライナ６２２で方向を合わせた基板Ｗを第一搬送ロボット６２８で前処理装置６２６に搬送する。そしてこの前処理装置６２６で、前処理液に純水を使用した前処理（水洗前処理）を施し、この前処理後の基板Ｗを第一搬送ロボット６２８で基板脱着台６６２に搬送する。

このとき基板脱着台６６２には予め、ストッカ６６４内に鉛直姿勢で保管されていた基板ホルダ１０が第二搬送ロボット６７４ａによって取り出され、これを９０°回転させた水平状態にして２個並列に載置されている。従って前述の前処理（水洗前処理）を施した基板はこの基板脱着台６６２に載置された基板ホルダ１０に周縁部をシールして装着される。そして、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を第二搬送ロボット６７４ａで２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ６６４まで搬送し、９０°回転させて基板ホルダ１０を垂直な状態となし、しかる後、下降させ、これによって、２基の基板ホルダ１０をストッカ６６４に吊下げ保持（仮置き）する。これを順次繰り返して、ストッカ６６４内に収容された基板ホルダ１０に順次基板Ｗを装着し、ストッカ６６４の所定の位置に順次吊下げ保持（仮置き）する。

一方、第二搬送ロボット６７４ｂにあっては、基板Ｗを装着しストッカ６６４に仮置きした基板ホルダ１０を２基同時に把持し、上昇させた後、活性化処理装置６６６に搬送し、活性化処理槽６８３に入れた硫酸や塩酸などの薬液に基板Ｗを浸漬させてシード層表面の電気抵抗の大きい酸化膜をエッチングし、清浄な金属面を露出させる。さらにこの基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を、第一水洗装置６６８ａに搬送し、この水洗槽６８４ａに入れた純水で基板の表面を水洗する。

水洗が終了した基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を、めっき装置６７０に搬送し、例えば図１に示すようにめっき槽２内のめっき液Ｑに浸漬させた状態でめっき槽２に吊り下げ支持することで、基板Ｗの被めっき面Ｗ１にめっき処理を施す。そして所定時間経過後、基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を第二搬送ロボット６７４ｂで再度保持してめっき槽２から引き上げてめっき処理を終了する。

そして、基板ホルダ１０を第二水洗装置６６８ｂまで搬送し、この水洗槽６８４ｂに入れた純水に浸漬させて基板Ｗの被めっき面Ｗ１を純水洗浄する。しかる後、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を、ブロー装置６７２に搬送し、ここで不活性ガスやエアーを基板Ｗに向けて吹き付けて、基板ホルダ１０に付着しためっき液や水滴を除去する。しかる後、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を、ストッカ６６４の所定の位置に戻して吊り下げ保持する。

第二搬送ロボット６７４ｂは、上記作業を順次繰り返し、めっきが終了した基板Ｗを装着した基板ホルダ１０を順次ストッカ６６４の所定の位置に戻して吊り下げ保持する。

一方、第二搬送ロボット６７４ａにあっては、めっき処理後の基板Ｗを装着しストッカ６６４に戻した基板ホルダ１０を２基同時に把持し、基板脱着台６６２上に載置する。そして清浄空間６１６内に配置された第一搬送ロボット６２８は、この基板脱着台６６２上に載置された基板ホルダ１０から基板を取り出し、これを洗浄・乾燥装置６２４に搬送する。そしてこの洗浄・乾燥装置６２４で、表面を上向きにして水平に保持した基板Ｗを、純水などで洗浄し、高速回転させてスピン乾燥させた後、この基板Ｗを第一搬送ロボット６２８でロード・アンロードポート６２０に搭載した基板カセットに戻して、一連のめっき処理を完了する。これにより、図１２（ｂ）に示すように、レジスト５０２に設けた開口部５０２ａ内にめっき膜５０４を成長させた基板Ｗが得られる。

そして前記めっき処理及びスピン乾燥させた基板を、例えば温度が５０〜６０℃のアセトン等の溶剤に浸漬させて、図１２（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去し、さらに図１２（ｄ）に示すように、めっき後の外部に露出する不要となったシード層５００を除去する。次にこの基板Ｗに形成しためっき膜５０４をリフローさせることで、図１２（ｅ）に示すように、表面張力で丸くなったバンプ５０６を形成する。さらにこの基板Ｗを例えば１００℃以上の温度でアニールし、バンプ５０６内の残留応力を除去する。

本願の第一の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。本願の第二の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。本願の第三の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。本願の第四の実施の形態にかかるめっき装置を示す概略断面図である。本願の参考例にかかるめっき装置を示す概略断面図である。図６（ａ），（ｂ）はアノード調整板３６の一例を示す平面図である。図７（ａ），（ｂ）はアノード調整板３６の他の例を示す平面図である。図８（ａ），（ｂ）はアノード調整板３６の他の例を示す平面図である。図９（ａ），（ｂ）はアノード調整板３６の他の例を示す平面図である。本発明にかかるめっき装置を用いて構成しためっき処理装置の全体配置図である。図１０のめっき処理装置に使用されている第二搬送ロボット６７４ａ（６７４ｂ）で基板Ｗを保持した状態を示す図である。基板Ｗ上にバンプ（突起状接続電極）を形成する例を工程順に示す図である。ディップ方式のめっき装置の従来例を示す図である。フェースダウン方式のめっき装置の従来例を示す図である。図１３に示すめっき装置で使用された円板状のアノード１０４の断面図である。

符号の説明

Ｗ基板
Ｗ１被めっき面
Ｑめっき液
２めっき槽
４アノード
５調整板
５ａ穴
７めっき電源
８，９導線
１０基板ホルダ
１１アノードホルダ
１２オーバーフロー槽
１８パドル
１９めっき液供給口
２０めっき液排出口
２３パドル駆動棒
２９オーバーフロー堰
３６アノード調整板
３６ａ開口穴
３７アノード調整板
３７ａ開口穴
３７ｂ固定部
３８循環ポンプ
３９温度調節器
４０循環フィルター
４１圧力計
４２流量計
４３フィルター
４４機能膜
５０めっき液循環手段
５００シード層
５０２レジスト
５０２ａ開口部
５０４めっき膜
５０６バンプ
６１０装置フレーム
６１２仕切板
６１４めっき空間
６１６清浄空間
６２０ロード・アンロードポート
６２４洗浄・乾燥装置
６２８第一搬送ロボット
６６２基板脱着台
６６４ストッカ
６６６活性化処理装置
６６８ａ第一水洗装置
６６８ｂ第二水洗装置
６７０めっき装置
６７２ブロー装置
６７４ａ，６７４ｂ第二搬送ロボット
６７６レール
６７８ボディ
６８０アーム
６８２基板ホルダ保持部
６８３活性化処理槽
６８４ａ，６８４ｂ水洗槽

Claims

めっき液に接液した状態の溶解性のアノードと基板とを対向して設置し、前記アノードと基板間に通電することで基板の被めっき面に電気めっきを行うめっき装置において、
部分的又はその全体が誘電体材料で構成され且つ前記アノード表面における電位分布及びアノード溶解速度分布を調整してアノードの面全体の減肉状態が均一になるように調整するアノード接液面積よりも小さな面積の開口穴を有するアノード調整板を前記アノードの前面に設置すると共に、
誘電体材料で構成され且つ前記基板上に形成される金属膜の膜厚分布が均一になるように調整する面積の穴を有する調整板を前記基板の前面に設置したことを特徴とするめっき装置。
請求項１に記載のめっき装置において、
前記アノード調整板は、前記アノードをめっき槽内で保持するアノードホルダに取り付けられていることを特徴とするめっき装置。
請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記アノード調整板の開口穴がアノードの外形形状と相似であることを特徴とするめっき装置。
請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記アノード調整板の開口穴にフィルターを付着させていることを特徴とするめっき装置。
請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記アノード調整板の開口穴にイオンを通過させる機能膜を付着させていることを特徴とするめっき装置。
請求項１又は２に記載のめっき装置において、
前記めっき液を保有するめっき槽に設けためっき液供給口からめっき槽内に供給しためっき液をめっき液排出口から排出して循環する循環配管途中に循環フィルターを搭載したことを特徴とするめっき装置。