JP5232844B2

JP5232844B2 - めっき装置

Info

Publication number: JP5232844B2
Application number: JP2010209535A
Authority: JP
Inventors: 信利齋藤; 文夫栗山; 隆竹村; 誠章木村; 冷黄海; 益信小野澤; 邦明堀江; 吉夫南
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2024-08-19
Also published as: JP2011026708A

Description

本発明は、例えば基板の表面（被めっき面）にめっきを施すめっき装置、特に半導体ウェーハ等の表面に設けられた微細なトレンチやビアホール、レジスト開口部にめっき膜を形成したり、半導体ウェーハ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）を形成したりするのに使用されるめっき装置に関する。
本発明のめっき装置は、例えば内部に上下に貫通する多数のビアプラグを有し、半導体チップ等のいわゆる３次元実装に使用されるインタポーザまたはスペーサを製造する際におけるビアの埋込みにも使用される。

例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）やＦＣ（フリップチップ）においては、配線が形成された半導体チップの表面の所定箇所（電極）に金、銅、はんだ、或いは鉛フリーはんだやニッケル、更にはこれらを多層に積層した突起状接続電極（バンプ）を形成し、このバンプを介してパッケージの電極やＴＡＢ電極と電気的に接続することが広く行われている。このバンプの形成方法としては、めっき法、蒸着法、印刷法、ボールバンプ法といった種々の手法があるが、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めっき法が多く用いられるようになってきている。特に、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３３は、いわゆるディップ方式を採用した従来の電気めっき装置の一例を示す。この電気めっき装置は、内部にめっき液を保持するめっき槽１２ａと、基板Ｗをその周縁部を水密的にシールし表面（被めっき面）を露出させて着脱自在に保持する上下動自在な基板ホルダ１４ａを有している。めっき槽１２ａの内部には、アノード２４がアノードホルダ２６に保持されて垂直に配置され、更に基板ホルダ１４ａで保持した基板Ｗがアノード２４と対向する位置に配置された時に、このアノード２４と基板Ｗとの間に位置するように、中央孔２８ａを有する誘電体からなる調整板（レギュレーションプレート）２８が配置されている。

これにより、これらのアノード２４、基板Ｗ及び調整板２８をめっき槽１２ａ内のめっき液中に浸漬し、同時に、導線３０ａを介してアノード２４をめっき電源３２の陽極に、導線３０ｂを介して基板Ｗをめっき電源３２の陰極にそれぞれ接続することで、基板Ｗとアノード２４との電位差により、めっき液中の金属イオンが基板Ｗの表面より電子を受け取り、基板Ｗ上に金属が析出して金属膜が形成される。

このめっき装置によれば、アノード２４と該アノード２４と対向する位置に配置される基板Ｗとの間に、中央孔２８ａを有する調整板２８を配置し、この調整板２８でめっき槽１２ａ内の電位分布を調節することで、基板Ｗの表面に形成される金属膜の膜厚分布をある程度調節することができる。

図３４は、いわゆるディップ方式を採用した従来の電気めっき装置の他の例を示す。この電気めっき装置の図３３に示す例と異なる点は、調整板を備えることなく、リング状の擬似陰極（擬似電極）３４を備え、基板Ｗの周囲に擬似陰極３４を配置した状態で、基板Ｗを基板ホルダ１４ａに保持し、更に、めっき処理に際に、導線３０ｃを介して、擬似陰極３４をめっき電源３２の陰極に接続するようにした点にある。
このめっき装置によれば、擬似陰極３４の電位を調節することで、基板Ｗの表面に形成される金属膜の膜厚の均一性を改善することができる。

図３５は、いわゆるディップ方式を採用した従来の電気めっき装置の更に他の例を示す。この電気めっき装置の図３３に示す例と異なる点は、調整板を備えることなく、めっき槽１２ａの上方に位置して、基板ホルダ１４ａとアノード２４との間にパドルシャフト（攪拌機構）３６を平行に配置し、このパドルシャフト３６の下面に複数の攪拌翼としてのパドル（掻き混ぜ棒）３８をほぼ垂直に垂設して、めっき処理中に、パドルシャフト３６を介してパドル３８を基板Ｗと平行に往復動させてめっき槽１２ａ内のめっき液を攪拌するようにした点にある。

このめっき装置によれば、パドルシャフト３６を介してパドル３８を基板Ｗと平行に往復動させることで、基板Ｗの表面に沿っためっき液の流れを、基板Ｗの表面の全面でより均等にして（めっき液の流れの方向性をなくして）、基板Ｗの全面に亘ってより均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。

例えば、半導体基板（ウェーハ）の表面に配線用やバンプなどの金属膜（めっき膜）を形成する際、基板の全面に亘って形成した金属膜の表面形状および膜厚の均一性が要求される。近年のＳＯＣ、ＷＬ−ＣＳＰなどの高密度実装技術においては、高精度の均一性が益々を要求されるようになってきたが、従来のめっき装置では、高精度の均一性に応えた金属膜を形成することは非常に困難であった。また、例えば基板の内部に設けた、直径１０〜２０μｍ、深さ７０〜１５０μｍ程度の、アスペスト比が高く、深さの深いビアホールの内部に、内部にボイド等の欠陥が生じることを防止しつつ、めっきで金属膜を確実に埋込むには、かなり困難であるばかりでなく、多大の時間を要するのが現状であった。

つまり、前述のような各めっき装置は、それぞれの構成特徴によりそれぞれのめっき膜の膜厚分布特性を示すが、これらを改善して、より良好な膜厚均一性を有するめっき膜を得たり、アスペスト比が高く、深さの深いビアホールであっても、この内部に金属膜（めっき膜）をより短時間で確実に埋込んだりすることが要求されている。均一な膜厚のめっき膜を得るためには、基板表面等の被めっき面近傍におけるめっき液の流れを均一にすることが有効な手段の一つであり、めっき液の均一な流れを作り、基板表面等の被めっき面にめっき液を接触させる手法が要求されている。

一方、装置自体が簡単な構造で、メンテナンスしやすい構造や機構が求められている。例えば、図３４に示すめっき装置では、擬似電極の調整や擬似電極についためっき金属の除去という操作が必要になってくる。このような操作や管理上の煩雑性の問題が生じない、より取り扱いやすくて管理方法の簡便さが求められるようになってきている。また、ボイド等の欠陥の発生を防止しつつ、めっき膜の埋込み等を短時間で確実に行うために、めっき速度及び／またはめっき状態を最適化することが強く望まれている。このためには、基板等の被めっき面にめっき液中の金属イオンを効率良く供給し、かつ電気めっきにあっては、めっき中の電流密度を調整することが必要となる。

なお、電気めっきにあっては、めっき中の電流密度を上げることでめっき速度を上げることができる。しかし、単に電流密度を上げると、めっきやけ、めっき欠陥、アノード表面の不動態化等が生じて、めっき不具合の原因となってしまう。

本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、比較的簡単な構成で、めっき槽内のめっき液の流れをより均一に調節して、めっき膜の膜厚の面内均一性をより高め、めっき膜の埋込み等をより短時間で確実に行うことができるようにしためっき装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、めっき液を保持するめっき槽と、被めっき材を保持して該被めっき材に通電し、被めっき材を前記めっき槽内のめっき液に浸漬させつつ該めっき槽内に配置するホルダと、前記めっき槽の内部に該めっき槽内のめっき液に浸漬されるように配置され、前記ホルダで保持した被めっき材の被めっき面に向けてめっき液を噴射して前記めっき槽内にめっき液を供給する複数のめっき液噴射ノズルを有するノズル配管と、前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて配置されるアノードと、前記被めっき材と前記アノードとの間に電圧を印加するめっき電源と、前記めっき電源から前記被めっき材と前記アノードとの間に印加される電圧を制御する制御部を備え、前記ノズル配管は、縦パイプと横パイプとを格子状に組んで構成され、前記ホルダで保持して前記めっき槽内にめっき液に浸漬させて配置される被めっき材の被めっき面と平行に横方向及び／または縦方向に移動自在に構成されていることを特徴とするめっき装置である。

このように、ノズル配管に設けた複数のめっき液噴射ノズルから、被めっき面に向けてめっき液を噴射してめっき液の強い噴流を当てることで、被めっき材上の電位分布の均一性を乱すことを抑えつつ、めっき液中のイオンを被めっき面に効率よく供給して、めっき膜質を劣化させることなく、めっき速度を高めることができる。また、めっき液噴射ノズルから噴射させるめっき液の流量を、被めっき面近傍におけるめっき液の流れがより均一となるように調整することで、めっき膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

ノズル配管を格子状に形成することにより、遮蔽物となるノズル配管が電場に与える影響を最小限に抑えつつ、ホルダで保持される被めっき材の被めっき面の全面に向けて、めっき液噴射ノズルからめっき液をより均一に噴射することができる。

ノズル配管をホルダで保持される被めっき材の被めっき面と平行に横方向及び／または縦方向に移動させることにより、被めっき材の被めっき面に、めっき液噴射ノズルの位置（配列）の影響を受けためっき膜が形成されることを防止するとともに、ノズル配管によって電場が遮断される位置が固定されてしまうこと防止して、全面に亘ってより均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。

請求項２に記載の発明は、前記ノズル配管は、各格子の間隔の半分だけ被めっき材の被めっき面と平行に横方向及び／または縦方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置である。

請求項３に記載の発明は、前記被めっき材は、鉛直に配置されることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置である。

請求項４に記載の発明は、前記ホルダで保持して前記めっき槽内に配置される被めっき材と前記ノズル配管との間に位置して、前記めっき槽内のめっき液を攪拌する攪拌翼が被めっき材と平行に移動自在に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置である。

請求項５に記載の発明は、前記制御部は、前記被めっき材と前記アノードとの間に、ステップ状に変化させたステップ電圧を印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のめっき装置である。
このように、被めっき材とアノードとの間に印加される電圧をステップ状に変化させてめっきを行うことで、めっき中におけるその時々のめっき速度をめっき状況に合わせて調整することができる。

請求項６に記載の発明は、前記制御部は、前記被めっき材と前記アノードとの間に、印加する電圧を周期的に変動させたパルス電圧を印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のめっき装置である。
このように、被めっき材とアノードとの間に印加される電圧を周期的に変動させてめっきを行うことで、めっき中におけるめっき速度を周期的に変化させ、加工の繰り返しの多重性によって、めっき膜の平坦度を向上させつつ、埋込み特性を良くすることができる。

請求項７に記載の発明は、前記制御部は、被めっき材と前記アノードとの間に、めっき時に印加する電圧と電位が逆となる逆電圧を印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のめっき装置である。
このように、被めっき材とアノードとの間に、めっき時に印加する電圧と電位が逆となる逆電圧を印加することで、金属膜（めっき膜）の主に凸部表面をエッチング除去して、金属膜の表面の平坦度を高め、平坦度を高めた金属膜の表面に金属膜（めっき膜）を成膜することができる。

請求項８に記載の発明は、前記制御部は、前記逆電圧をめっき開始直前に前記被めっき材と前記アノードとの間に印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項７記載のめっき装置である。
これにより、例えば膜厚が比較的厚いシード層が予め形成され、このシード層の表面にめっきで金属膜（めっき膜）を成膜する場合に、このシード層の表面をエッチングして平坦化してからめっきを行うことができる。

本発明によれば、めっき膜質を劣化させることなく、めっき速度を高め、しかも、めっき膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

めっき装置を備えためっき処理設備の全体配置図である。図１に示すめっき処理設備のめっき空間内に備えられている搬送ロボットの概要図である。図１に示すめっき処理設備に備えられているめっき装置の概略断面図である。図３に示すめっき装置の固定板及びノズル配管を示す斜視図である。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の一例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。図３に示すめっき装置のアノードと基板との間に印加する電圧の更に他の例を示すグラフである。基板上にバンプ（突起状電極）を形成する過程を工程順に示す断面図である。内部に上下に貫通する複数の銅からなるビアプラグを有するインタポーザまたはスペーサの製造例を工程順に示す図である。他のめっき装置の概略断面図である。更に他のめっき装置の概略断面図である。更に他のめっき装置の概略断面図である。更に他のめっき装置の概略断面図である。ノズル配管の移動（首振り）の例を示す図である。本発明の実施形態のめっき装置に使用されるノズル配管を示す平面図である。本発明の実施形態のめっき装置に使用される他のノズル配管を示す平面図である。本発明の実施形態のめっき装置に使用される更に他のノズル配管の要部を示す平面図である。本発明の実施形態のめっき装置に使用される更に他のノズル配管を示す平面図である。更に他のめっき装置の概略断面図である。ノズル配管の更に他の例を示す平面図である。ノズル配管の更に他の例を示す平面図である。従来のめっき装置の一例を示す概略斜視図である。従来のめっき装置の他の例を示す概略斜視図である。従来のめっき装置の更に他の例を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、被めっき材として半導体ウェーハ等の基板を使用した例を示す。
図１は、めっき装置を備えためっき処理設備の全体配置図を示す。このめっき処理設備は、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理のめっき全工程を連続して自動的に行うようにしたもので、外装パネルを取付けた装置フレーム１１０の内部は、仕切板１１２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１１６と、それ以外の処理、すなわちめっき液に直接には関わらない処理を行う清浄空間１１４に区分されている。そして、めっき空間１１６と清浄空間１１４とを仕切る仕切板１１２で仕切られた仕切り部には、基板ホルダ１６０（図２参照）を２枚並列に配置して、この各基板ホルダ１６０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１６２が備えられている。清浄空間１１４には、基板を収納した基板カセットを載置搭載するロード・アンロードポート１２０が接続され、更に、装置フレーム１１０には、操作パネル１２１が備えられている。

清浄空間１１４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１２２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１２４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１２６が、その四隅に位置して配置されている。更に、これらの各処理装置、つまりアライナ１２２、洗浄・乾燥装置１２４及び前処理装置１２６のほぼ中心に位置して、これらの各処理装置１２２，１２４，１２６、前記基板脱着台１６２及び前記ロード・アンロードポート１２０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１搬送ロボット１２８が配置されている。

清浄空間１１４内に配置されたアライナ１２２、洗浄・乾燥装置１２４及び前処理装置１２６は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して処理する。搬送ロボット１２８は、表面を上向きにした水平姿勢で基板を保持して基板の搬送及び受渡しを行う。

めっき空間１１６内には、仕切板１１２側から順に、基板ホルダ１６０の保管及び一時仮置きを行うストッカ１６４、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１６６、基板の表面を純水で水洗する第１水洗装置１６８ａ、めっき処理を行うめっき装置１７０、第２水洗装置１６８ｂ及びめっき処理後の基板の水切りを行うブロー装置１７２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２搬送ロボット１７４ａ，１７４ｂがレール１７６に沿って走行自在に配置されている。この一方の第２搬送ロボット１７４ａは、基板脱着台１６２とストッカ１６４との間で基板ホルダ１６０の搬送を行う。他方の第２搬送ロボット１７４ｂは、ストッカ１６４、活性化処理装置１６６、第１水洗装置１６８ａ、めっき装置１７０、第２水洗装置１６８ｂ及びブロー装置１７２の間で基板ホルダ１６０の搬送を行う。

第２搬送ロボット１７４ａ，１７４ｂは、図２に示すように、鉛直方向に延びるボディ１７８と、このボディ１７８に沿って上下動自在でかつ軸心を中心に回転自在なアーム１８０を備えており、このアーム１８０に、基板ホルダ１６０を着脱自在に保持する基板ホルダ保持部１８２が２個並列に備えられている。基板ホルダ１６０は、表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ように構成されている。

ストッカ１６４、活性化処理装置１６６、水洗装置１６８ａ，１６８ｂ及びめっき装置１７０は、基板ホルダ１６０の両端部に設けた外方に突出する突出部１６０ａを上端部に引っ掛けて、基板ホルダ１６０を鉛直方向に吊り下げた状態で支持する。活性化処理装置１６６には、内部に薬液を保持する２個の活性化処理槽１８３が備えられ、図２に示すように、基板Ｗを装着した基板ホルダ１６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット１７４ｂのアーム１８０を下降させ、基板ホルダ１６０を活性化処理槽１８３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１６０を基板Ｗごと活性化処理槽１８３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１６８ａ，１６８ｂには、内部に純水を保持した各２個の水洗槽１８４ａ，１８４ｂが、めっき装置１７０には、内部にめっき液を保持した複数のめっき槽１８６がそれぞれ備えられ、前述と同様に、基板ホルダ１６０を基板Ｗごとこれらの水洗槽１８４ａ，１８４ｂ内の純水またはめっき槽１８６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１７２は、基板Ｗを装着した基板ホルダ１６０を鉛直状態で保持した第２搬送ロボット１７４ｂのアーム１８０を下降させ、この基板ホルダ１６０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、基板のブロー処理を行うように構成されている。

めっき装置１７０の各めっき槽１８６は、図３に示すように、内部にめっき液１８８を保持するように構成され、このめっき液１８８中に、基板ホルダ１６０で周縁部を水密的にシールし表面（被めっき面）を露出させて保持した基板Ｗを浸漬させて配置するようになっている。

めっき槽１８６の側方には、このめっき槽１８６の溢流堰２００の上端をオーバフローしためっき液１８８を流すオーバフロー槽２０２が設けられ、このオーバフロー槽２０２には、めっき液排出ライン２０４が連結されている。そして、このめっき液排出ライン２０４とめっき液供給ライン２１８を結ぶめっき液循環ライン２０６の内部に、循環ポンプ２０８、流量調節器２１０及びフィルタ２１２が介装されている。これによって、循環ポンプ２０８の駆動に伴ってめっき槽１８６内に供給されためっき液１８８は、めっき槽１８６の内部を満たし、しかる後、溢流堰２００からオーバフローしてオーバフロー槽２０２内に流れ込み、循環ポンプ２０８に戻って循環し、しかも、めっき液循環ライン２０６に沿って流れるめっき液１８８の流量が流量調節器２１０で調節されるように構成されている。

めっき槽１８６の内部には、基板Ｗの形状に沿った円板状のアノード２１４がアノードホルダ２１６に保持されて垂直に設置されている。このアノード２１４は、めっき槽１８６内にめっき液１８８を満たした時に、このめっき液１８８中に浸漬され、基板ホルダ１６０で保持してめっき槽１８６内の所定の位置に配置される基板Ｗと対面する。

更に、めっき槽１８６の内部には、アノード２１４とめっき槽１８６内の所定の位置に配置される基板ホルダ１６０との間に位置して、めっき液供給ライン２１８に連結されたリング状のノズル配管２２０が配置されている。このノズル配管２２０は、図４に示すように、基板Ｗの外形に沿ったリング状に形成されており、このノズル配管２２０の円周方向に沿った所定の位置には、複数のめっき液噴射ノズル２２２が所定のピッチで設けられている。これにより、前述のようにして循環ポンプ２０８の駆動に伴って循環するめっき液１８８は、このめっき液噴射ノズル２２２から噴射されてめっき槽１８６内に供給される。

この例では、ノズル配管２２０は、内部に開口部２２４ａを有し、めっき槽１８６内をアノード側と基板側に仕切る矩形平板状の固定板２２４に止め具２２６を介して固定されている。この開口部２２４ａの大きさは、ノズル配管２２０の内径とほぼ同じか、やや小径に設定され、ノズル配管２２０は、固定板２２４の基板側に位置して、開口部２２４ａの周囲を囲むように配置されている。そして、めっき液噴射ノズル２２２は、このめっき液噴射ノズル２２２から噴射されるめっき液１８８が、基板ホルダ１６０で保持されてめっき槽１８６内の所定の位置に配置される基板Ｗのほぼ中央手前の合流点Ｐで合流する向きに配置されている。

これによって、リング状のノズル配管２２０に設けためっき液噴射ノズル２２２からめっき液１８８を噴射してめっき槽１８６内にめっき液１８８を供給して循環させる。この時、めっき液噴射ノズル２２２から、基板Ｗの表面（被めっき面）に向けてめっき液１８８を噴射してめっき液１８８の強い噴流を当てることで、基板Ｗの表面全域における電位分布の均一性を乱すことを抑えつつ、めっき液１８８中のイオンを基板Ｗの表面に効率よく供給して、めっき膜質を劣化させることなく、めっき速度を高めることができる。しかも、めっき液噴射ノズル２２２から噴射させるめっき液１８８の流量および方向を、基板Ｗの表面近傍におけるめっき液１８８の流れがより均一となるように調整することで、基板Ｗの表面に形成されるめっき膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

特に、めっき液噴射ノズル２２２から噴射されるめっき液１８８が、基板Ｗの表面のほぼ中央手前の合流点Ｐで合流するようにすることで、合流しためっき液１８８の流れが基板Ｗの表面のほぼ中央に垂直に当たる流れとなり、その後、基板Ｗの表面に沿って外方に拡がる流れに方向を変えるようにすることで、めっき液１８８の基板Ｗの表面に衝突した後の流れがめっき液１８８の排出流れと干渉することを防止して、一定の連続した安定しためっき液１８８の流れを形成することができる。

ノズル配管２２０、めっき液噴射ノズル２２２及び固定板２２４は、例えば、ＰＶＣ，ＰＰ，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＨＴ−ＰＶＣ，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，その他の樹脂系材料からなる誘電体から構成されていることが好ましい。これによって、これらの存在によって、めっき槽１８６内の電界分布が乱されてしまうことを防止することができる。

更に、開口部２２４ａを設けた固定板２２４でめっき槽１８６内を仕切り、めっき液１８８は、この開口部２２４ａを通過した後、オーバフロー槽２０２よりオーバフローするようにすることで、基板Ｗの全域に対する電位分布をより均一にすることができる。

めっき装置１７０には、めっき時に陽極が導線２２８ａを介してアノード２１４に、陰極が導線２２８ｂを介して基板Ｗにそれぞれ接続されるめっき電源２３０が備えられている。このめっき電源２３０は、制御部２５０に接続され、この制御部２５０からの信号に基づいて、アノード２１４と基板Ｗとの間にめっき時に印加する電圧の電位と逆となる逆電圧、つまりアノード２１４を陰極、基板Ｗを陽極とした電圧を印加するとともに、めっき中にアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧を変更するように構成されている。

このめっき装置１７０によれば、先ず、めっき槽１８６の内部にめっき液１８８を満たしておく。そして、基板Ｗを保持した基板ホルダ１６０を下降させて、基板Ｗをめっき槽１８６内のめっき液１８８に浸漬した所定の位置に配置する。この状態で、循環ポンプ２０８を駆動して、めっき液噴射ノズル２２２からめっき液１８８を基板Ｗの表面に向けて噴射してめっき槽１８６内に供給し、めっき液１８８を循環させる。そして、制御部２５０からの信号でめっき電源２３０を制御し、アノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧を調整することによって、基板Ｗの表面に金属を析出させて金属膜を形成する。

この時、前述のように、めっき液噴射ノズル２２２から、基板Ｗの表面（被めっき面）に向けてめっき液１８８を噴射してめっき液１８８の強い噴流を当てることで、めっき膜質を劣化させることなく、めっき速度を高めることができる。しかも、基板Ｗの表面近傍におけるめっき液１８８の流れがより均一となるように調整することで、基板Ｗの表面に形成されるめっき膜の膜厚の均一性を向上させることができる。

めっき時にめっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の例を図５に示す。なお、めっき時において、アノード２１４は、導線２２８ａを介して、めっき電源２３０の陽極側に接続され、基板Ｗは、導線２２８ｂを介して、めっき電源２３０の陰極側に接続される。このことは、以下同様である。この図５に示す例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、ステップ状に変化するステップ電圧を多段に印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第１の電圧Ｖ_１を所定時間（ｔ_１〜ｔ_２）印加する。そして、この第１の電圧Ｖ_１より高い第２の電圧Ｖ_２を所定時間（ｔ_２〜ｔ_３）印加した後、この第２の電圧Ｖ_２より高い第３の電圧Ｖ_３を所定時間（ｔ_３〜ｔ_４）印加するようにしている。なお、各電圧Ｖ_１〜Ｖ_３の印加時間は、例えば１ｓｅｃ以上の所定時間にそれぞれ設定されている。

この例では、印加する電圧を３段階に、かつ順次高くなるように変化させた例を示しているが、２段階、更には４以上のｎ（≦１００００）段階に変化させるようにしてもよく、また各段階において印加される電圧を任意に設定してもよいことは勿論である。

このように、アノード２１４と基板Ｗと間に印加する電圧をステップ状に変化させてめっきを行うことで、めっき中におけるその時々のめっき速度をめっき状況に合わせて調整し、これによって、例えばアスペクト比が高く、深さが深いビアホールの埋込み等、比較的長時間に亘ってめっきを継続する時に、ボイド等の発生を防止しつつ、めっき膜の埋込みをより短時間で確実に行うことができる。

図６は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間にめっき時に印加する電圧と電位が逆となる逆電圧をめっき初期に印加する初期逆電圧と、２段ステップ電圧とを組合せた例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、めっき時と逆の電位となる逆電圧−Ｖ_０を所定時間（ｔ_１〜ｔ_２）、例えば０．１μｓｅｃ〜１０ｓｅｃ印加する。次に、めっき時における第１の電圧Ｖ_１を所定時間（ｔ_２〜ｔ_３）印加した後、この第１の電圧Ｖ_１より高い第２の（定格）電圧Ｖ_２を所定時間（ｔ_３〜ｔ_４）印加するようにしている。

このように、初期逆電と組合せることで、例えば膜厚が比較的厚いシード層が予め形成され、このシード層の表面にめっきで金属膜（めっき膜）を成膜する場合に、このシード層の表面をエッチングして平坦化してからめっきを行うことができる。

図７は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、前述と同様な初期逆電圧と、多段ステップ電圧とを組合せた例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、逆電圧−Ｖ_０を所定時間（ｔ_１〜ｔ_２）、例えば０．１μｓｅｃ〜１０ｓｅｃ印加する。次に、めっき時における第１の電圧Ｖ_１を所定時間（ｔ_２〜ｔ_３）印加した後、この第１の電圧Ｖ_１より高い第２の電圧Ｖ_２を所定時間（ｔ_３〜ｔ_４）印加する。そして、この第２の電圧Ｖ_２より高い第３の電圧Ｖ_３を所定時間（ｔ_４〜ｔ_５）印加するようにしている。なお、４回以上のｎ段階に電圧を変化させても、また各段階の電圧を任意に設定してもよいことは前述と同様である。

図８は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、２段ステップ電圧の他の例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第１の（定格）電圧Ｖ_１を所定時間（ｔ_１〜ｔ_２）印加し、しかる後、この第１の電圧Ｖ_１より低い第２の電圧Ｖ_２を所定時間（ｔ_２〜ｔ_３）印加するようにしている。この第２の電圧Ｖ_２は、例えば第１の（定格）電圧Ｖ_１の１／１０００〜９９／１００倍程度である。

図９は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、多段ステップ電圧の他の例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第１の（定格）電圧Ｖ_１を所定時間（ｔ_１〜ｔ_２）印加する。そして、この第１の電圧Ｖ_１より低い第２の電圧Ｖ_２を所定時間（ｔ_２〜ｔ_３）印加した後、この第２の電圧Ｖ_２より低い第３の電圧Ｖ_３を所定時間（ｔ_３〜ｔ_４）印加し、更に、この第３の電圧Ｖ_３より低い第４の電圧Ｖ_４を所定時間（ｔ_４〜ｔ_５）印加するようにしている。この第２〜４の電圧Ｖ_２〜Ｖ_４は、例えば、第１の（定格）電圧Ｖ_１の１／１０００〜９９／１００倍程度である。なお、この段数は４以上であってもよい。

図１０は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、電圧Ｖ_１と電圧０（電圧の印加停止）を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、電圧Ｖ_１と電圧０を周期的に繰返す矩形状のパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。この電圧Ｖ_１のパレス幅（時間）Ｔ_１及び電圧０のパレス幅（電圧の停止時間）Ｔ_２は、例えば０．１μｍ〜１０ｍｉｎである。

このように、アノード２１４と基板Ｗの間に印加される電圧を周期的に変動させてめっきを行うことで、めっき中におけるめっき速度を周期的に変化させ、加工の繰り返しの多重性によって、めっき膜の平坦度を向上させつつ、埋込み特性を良くし、これによって、例えばアスペクト比が高く、深さが深いビアホールの埋込み等、比較的長時間に亘って、めっきを継続する時に、ボイド等の発生を防止しつつ、めっき膜の埋込みをより短時間で確実に行うことができる。

図１１は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、第１の電圧Ｖ_１と該第１の電圧Ｖ_１より低い第２の電圧Ｖ_２とを周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第１の電圧Ｖ_１と第２の電圧Ｖ_２を周期的に繰返す矩形状のパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。この第１の電圧Ｖ_１のパレス幅（時間）Ｔ_１及び第２の電圧Ｖ_２のパレス幅（時間）Ｔ_２は、例えば０．１μｍ〜１０ｍｉｎである。また、第２の電圧Ｖ_２は、例えば第１の電圧Ｖ_１の０．００１〜０．９９倍程度である。

図１２は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、第１の電圧Ｖ_１、該第１の電圧Ｖ_１より低い第２の電圧Ｖ_２、及び電圧０（電圧の印加停止）を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第１の電圧Ｖ_１、第２の電圧Ｖ_２、及び電圧０を周期的に繰返すパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

図１３は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、第２の電圧Ｖ_２、第１の電圧Ｖ_１、及び電圧０（電圧の印加停止）を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第２の電圧Ｖ_２、第１の電圧Ｖ_１及び電圧０を周期的に繰返すパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

図１４は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、第２の電圧Ｖ_２、第１の電圧Ｖ_１、第２の電圧Ｖ_２及び電圧０（電圧の印加停止）を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、第２の電圧Ｖ_２、第１の電圧Ｖ_１、第２の電圧Ｖ_２及び電圧０を周期的に繰返すパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

上記図１２乃至図１４に示す各例において、第１の電圧Ｖ_１のパレス幅（時間）Ｔ_１、第２の電圧Ｖ_２のパレス幅（時間）Ｔ_２及び電圧０のパレス幅（電圧停止時間Ｔ）_３は、例えば０．１μｍ〜１０ｍｉｎである。また、第２の電圧Ｖ_２は、例えば第１の電圧Ｖ_１の０．００１〜０．９９倍程度である。

図１５は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、正電圧Ｖ_１と逆電圧−Ｖ_０を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、正電圧Ｖ_１と逆電圧−Ｖ_０を周期的に繰返す矩形状のパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

このように、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に正電圧、つまりアノード２１４が陽極で基板Ｗが陰極となる電圧を印加してめっきを行う間に、逆電圧を印加することで、金属膜（めっき膜）の主に凸部表面をエッチング除去して、金属膜の表面の平坦度を高め、平坦度を高めた金属膜の表面に金属膜（めっき膜）を成膜することができる。

図１６は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、正電圧Ｖ_１、電圧０（電圧の印加停止）及び逆電圧−Ｖ_０を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、正電圧Ｖ_１、電圧０及び逆電圧−Ｖ_０を周期的に繰返す矩形状のパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

図１７は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、正電圧Ｖ_１、逆電圧−Ｖ_０及び電圧０（電圧の印加停止）を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、正電圧Ｖ_１、逆電圧−Ｖ_０及び電圧０を周期的に繰返すパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

図１８は、めっき電源２３０からアノード２１４と基板Ｗとの間に印加する電圧の更に他の例を示す。この例は、アノード２１４と基板Ｗとの間に、正電圧Ｖ_１、電圧の印加停止、逆電圧−Ｖ_０及び電圧の印加停止を周期的に繰返すパレス電圧を印加するようにした例を示している。つまり、例えば０〜１０ｍｉｎの所定時間（〜ｔ_１）経過した後、正電圧Ｖ_１、電圧の印加停止、逆電圧−Ｖ_０及び電圧の印加停止を周期的に繰返すパレス電圧を所定時間継続して印加するようにしている。

上記図１５乃至図１８に示す例において、正電圧Ｖ_１のパルス幅（時間）Ｔ_１及び電圧０のパレス幅（電圧停止時間）Ｔ_２は、例えば０．１μｓｅｃ〜１０ｍｉｎで、逆電圧−Ｖ_０のパルス幅（時間）Ｔ_０は、例えば０．１μｓｅｃ〜１０ｓｅｃである。

そして、めっき終了後、めっき電源２３０からの基板Ｗとアノード２１４との間への電圧の印加を停止し、基板ホルダ１６０を基板Ｗごと引き上げて、基板Ｗの水洗及びリンス等の必要な処理を行った後、めっき後の基板Ｗを次工程に搬送する。

このように構成しためっき処理設備による一連のバンプめっき処理を、図１９を更に参照して説明する。先ず、図１９（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_１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１２０に搭載する。

このロード・アンロードポート１２０に搭載した基板カセットから、第１搬送ロボット１２８で基板Ｗを１枚取出し、アライナ１２２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１２２で方向を合わせた基板Ｗを第１搬送ロボット１２８で前処理装置１２６に搬送する。そして、この前処理装置１２６で、前処理液に純水を使用した前処理（水洗前処理）を施す。一方、ストッカ１６４内に鉛直姿勢で保管されていた基板ホルダ１６０を第２搬送ロボット１７４ａで取出し、これを９０゜回転させた水平状態にして基板脱着台１６２に２個並列に載置する。

そして、前述の前処理（水洗前処理）を施した基板Ｗをこの基板脱着台１６２に載置された基板ホルダ１６０に周縁部をシールして装着する。そして、この基板Ｗを装着した基板ホルダ１６０を第２搬送ロボット１７４ａで２基同時に把持し、上昇させた後、ストッカ１６４まで搬送し、９０゜回転させて基板ホルダ１６０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１６０をストッカ１６４に吊下げ保持（仮置き）する。これを順次繰返して、ストッカ１６４内に収容された基板ホルダ１６０に順次基板を装着し、ストッカ１６４の所定の位置に順次吊り下げ保持（仮置き）する。

一方、第２搬送ロボット１７４ｂにあっては、基板を装着しストッカ１６４に仮置きした基板ホルダ１６０を２基同時に把持し、上昇させた後、活性化処理装置１６６に搬送し、活性化処理槽１８３に入れた硫酸や塩酸などの薬液に基板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。更に、この基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にして、第１水洗装置１６８ａに搬送し、この水洗槽１８４ａ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を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にしてめっき装置１７０に搬送し、めっき槽１８６内のめっき液１８８に浸漬させた状態でめっき槽１８６に吊り下げ支持することで、基板Ｗの表面にめっき処理を施す。そして、所定時間経過後、基板を装着した基板ホルダ１６０を第２搬送ロボット１７４ｂで再度保持してめっき槽１８６から引き上げてめっき処理を終了する。

そして、前述と同様にして、基板ホルダ１６０を第２水洗装置１６８ｂまで搬送し、この水洗槽１８４ｂに入れた純水に浸漬させて基板の表面を純水洗浄する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にして、ブロー装置１７２に搬送し、ここで、不活性ガスやエアーを基板に向けて吹き付けて、基板ホルダ１６０に付着しためっき液や水滴を除去する。しかる後、この基板を装着した基板ホルダ１６０を、前記と同様にして、ストッカ１６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。

第２搬送ロボット１７４ｂは、上記作業を順次繰り返し、めっきが終了した基板を装着した基板ホルダ１６０を順次ストッカ１６４の所定の位置に戻して吊下げ保持する。
一方、第２搬送ロボット１７４ａにあっては、めっき処理後の基板を装着しストッカ１６４に戻した基板ホルダ１６０を２基同時に把持し、前記と同様にして、基板脱着台１６２上に載置する。

そして、清浄空間１１４内に配置された第１搬送ロボット１２８は、この基板脱着台１６２上に載置された基板ホルダ１６０から基板を取出し、いずれかの洗浄・乾燥装置１２４に搬送する。そして、この洗浄・乾燥装置１２４で、表面を上向きにして水平に保持した基板を、純水等で洗浄し、高速回転させてスピン乾燥させた後、この基板を第１搬送ロボット１２８でロード・アンロードポート１２０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１９（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、前述のようにしてスピン乾燥させた基板Ｗ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１９（ｃ）に示すように、基板Ｗ上のレジスト５０２を剥離除去し、更に図１９（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１９（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。更に、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。

次に、図２０を参照して、内部に上下に貫通する複数の銅からなるビアプラグを有するインタポーザまたはスペーサの製造例を説明する。図２０（ａ）に示すように、シリコン等からなる基材５１０の表面にＳＩＯ_２等からなる絶縁膜５１２を堆積し、例えばリソグラフィ・エッチング技術により、内部に上方に開口する複数のビアホール５１４を形成した基板Ｗを用意する。このビアホール５１４の直径ｄは、例えば１０〜２０μｍで、深さｈは、例えば７０〜１５０μｍである。そして、図２０（ｂ）に示すように、この基板Ｗの表面にＴａＮ等からなるバリア層５１６、該バリア層５１６の表面に電気めっきの給電層としての（銅）シード層５１８をスパッタリング等で形成する。

そして、前述と同様にして、基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、図２０（ｃ）に示すように、基板Ｗのビアホール５１４内に銅（めっき膜）を充填するとともに、絶縁膜５１２の表面に銅膜５２０を堆積させる。

その後、図２０（ｄ）に示すように、化学的機械研磨（ＣＭＰ）等により、絶縁膜５１２上の余剰な銅膜５２０，シード層５１８及びバリア層５１６を除去し、同時に、ビアホール５１４内に充填した銅の底面が外部に露出するまで基材５１０の裏面側を研磨除去する。これによって、上下に貫通する銅からなる複数のビアプラグ５２２を内部に有するインタポーザまたはスペーサを完成させる。

上記めっき装置を使用した銅めっきを行うことで、例えば直径ｄが１０〜２０μｍで、深さｈが７０〜１５０μｍ程度の、アスペスト比が高く、深さが深いビアホールにあっても、例えば５時間程度で、ボイド等の欠陥のない、銅（めっき膜）の埋込みが行えることが確かめられている。

この例によれば、めっき空間１１６内での基板の受渡しをめっき空間１１６内に配置した第２搬送ロボット１７４ａ，１７４ｂで、清浄空間１１４内での基板の受渡しを該清浄空間１１４内に配置した第１搬送ロボット１２８でそれぞれ行うことで、基板の前処理、めっき処理及びめっきの後処理の全めっき工程を連続して行うめっき処理装置の内部における基板周りの清浄度を向上させるとともに、めっき処理装置としてのスループットを向上させ、更にめっき処理装置の付帯設備の負荷を軽減して、めっき処理装置としてのより小型化を図ることができる。

この例にあっては、めっき処理を行うめっき装置１７０として、フットプリントの小さいめっき槽１８６を有するものを使用することで、多数のめっき槽１８６を有するめっき装置の更なる小型化を図るとともに、工場付帯設備負荷をより軽減することができる。なお、図１において２台設置されている洗浄・乾燥装置１２４の一方を、前処理装置に置き換えてもよい。

図２１は、他のめっき装置を示す。この例の、前記図３及び図４に示す例と異なる点は、基板Ｗを保持してめっき槽１８６の所定の位置に配置される基板ホルダ１６０とめっき液噴射ノズル２２２を備えたノズル配管２２０との間に、中央孔２３２ａを有し、例えば肉厚が０．５〜１０ｍｍ程度で、ＰＶＣ，ＰＰ，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＨＴ−ＰＶＣ，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，その他の樹脂系材料からなる誘電体から構成される調整板（レギュレーションプレート）２３２を配置した点にある。その他の構成は、図３及び図４に示すものと同様である。

この例によれば、中央孔２３２ａを有する調整板２３２を介して、めっき槽１８６内の電位分布を調節して、特に基板Ｗの周縁部に成膜されるめっき膜の膜厚が厚くなる防止することができる。

図２２は、更に他のめっき装置を示す。この例の前記図２１に示す例と異なる点は、基板Ｗを保持してめっき槽１８６の所定の位置に配置される基板ホルダ１６０と調整板２３２との間に、下方に垂下するパドル（攪拌翼）２３４を備え、このパドル２３４を基板ホルダ１６０で保持された基板Ｗと平行に往復動させてめっき液を攪拌する攪拌機構２３６を配置した点である。

この例によれば、めっき中に攪拌機構２３６を介してパドル２３４を基板Ｗと平行に往復動させて、調整板２３２と基板Ｗとの間に位置するめっき液１８８を攪拌することで、基板Ｗの表面に沿っためっき液１８８の流れを、基板Ｗの表面の全面でより均等にして、基板Ｗの全面に亘ってより均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。

図２３は、更に他のめっき装置を示す。この例の前記図２２に示す例と異なる点は、ノズル配管２２０のアノード２１４と対面する側にもアノード２１４に向けてめっき液１８８を噴射する複数のめっき液噴射ノズル２４０を設け、このめっき液噴射ノズル２４０から噴射されるめっき液１８８の噴流がアノード２１４に当たるようにした点である。このように、アノード２１４にもめっき液１８８の噴流が当たるようにすることで、アノード２１４の溶解速度を促進させ、これによって、電気めっきにおけるめっき速度の高速化にアノード２１４の溶解を追従させることができる。

図２４は、更に他のめっき装置を示す。この例は、ノズル配管２２０のアノード２１４と対面する側にアノード２１４に向けてめっき液１８８を噴射する複数のめっき液噴射ノズル２２２を設け、このめっき液噴射ノズル２２２から噴射されるめっき液１８８の噴流が先ずアノード２１４に当り、このアノード２１４で反射しためっき液の噴流が基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗの表面に向かいようにしている。その他の構成は、図３に示す例と同様である。

なお、前述の各例は、固定板２２４を介してノズル配管２２０をめっき槽１８６の内部に固定して配置した例を示しているが、基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗに対して、前後、左右または上下、またはこれらの組合せた方向にノズル配管を移動させたり、基板の表面と平行な面に沿って円運動させたり、更には、図２５に示すように、ノズル配管２２０を首振り運動させたりするようにしてもよく、これにより、めっき膜の膜厚均一性を更に向上させることができる。このことは、以下の各例においても同様である。

図２６は、本発明の実施形態のめっき装置に使用されるノズル配管を示す。このノズル配管４００は、複数の細い縦パイプ４０２と横パイプ４０４を格子状に組んで構成されている。このノズル配管４００は、例えば、図３において、アノード２１４と基板ホルダ１６０で保持されてめっきされる基板Ｗとの間に、固定板２２４を介することなく、リング状のノズル配管２２０に代えて配置され、この時に、基板Ｗの全面を覆う大きさに設定されている。

ノズル配管４００の基板ホルダ１６０と対面する側には、格子の各交点に位置して、めっき液噴射ノズル４０６が設けられて、更に最上部に位置する横パイプ４０４のほぼ中央に、めっき液供給ライン２１８が接続されている。これにより、例えば、図３において、リング状のノズル配管２２０に代えて配置すると、循環ポンプ２０８の駆動に伴って循環するめっき液１８８は、このノズル配管４００の各めっき液噴射ノズル４０６から基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗに向けて噴射されてめっき槽１８６内に供給される。

この時、ノズル配管４００は、細いチューブを利用した格子状に形成され、めっき液噴射ノズル４０６は、格子状のノズル配管４００の縦及び横方向に沿った所定のピッチで設けられているため、ノズル配管４００が電場に与える影響を最小限に抑えつつ、基板ホルダ１６０で保持された基板Ｗの表面（被めっき面）の全面に向けて、めっき液噴射ノズル４０６からめっき液１８８をより均一に噴射することができる。
ここで、めっき液噴射ノズル４０６を、基板Ｗの表面にできるかぎり近づけて配置することで、基板Ｗの表面に形成されるめっき液の流れの境界層を薄くすることができる。

このノズル配管４００は、例えば、図３において、リング状のノズル配管２２０に代えて配置され、基板ホルダ１６０で保持した基板Ｗの表面と平行に横方向及び／または縦方向に移動自在に構成されている。これにより、めっき中に、基板Ｗの表面と平行に、例えば各格子の間隔の半分（半ピッチ）だけノズル配管４００を移動して、めっき噴射ノズル４０６の基板Ｗの表面に対する位置を変えることで、基板Ｗの表面に、めっき液噴射ノズル４０６の位置（配列）の影響を受けためっき膜が形成されることを防止するとともに、ノズル配管４００によって電場が遮断される位置が固定されてしまうこと防止して、全面に亘ってより均一な膜厚のめっき膜を形成することができる。

なお、図２７に示すように、格子状のノズル配管４００の縦及び横方向に沿った所定の位置に、複数（図では３個）のめっき液噴射ノズル４０６を集中して設けたり、図２８に示すように、めっき液噴射ノズル４０６として、スリット状に縦方向（または横方向）に延びる細長い形状のものを使用したりすることで、めっき液噴射ノズル４０６から噴射されるめっき液の流れをより均一にすることがきる。

更に、図２９に示すように、縦パイプ４０２と横パイプ４０４とを該横パイプ４０４が斜めになるように組んでノズル配管４００を形成することで、電場の影響をより均一にすることができる。

図３０は、更に他のめっき装置を示す。この例は、表面（被めっき面）を下向き（フェースダウン）にして保持した基板Ｗの該表面にめっきを施すようにしている。

このめっき装置は、内部にめっき液３００を保持する上方に開口しためっき槽３０２と、基板Ｗをその表面（被めっき面）を下向き（フェースダウン）にして着脱自在に水平に保持する上下動自在な基板ホルダ３０４を有している。めっき槽３０２の上部の周囲には、オーバフロー槽３０６が設けられ、このオーバフロー槽３０６には、めっき液排出ライン３０８が連結されている。また、めっき液供給ライン３１０に接続されたノズル配管３１２が、めっき槽３０２の内部の該めっき槽３０２に保持されるめっき液３００に浸漬される位置に水平に配置されている。このノズル配管３１２の円周方向に沿った所定の位置には、めっき液噴射ノズル３１４が所定のピッチで設けられている。なお、めっき液排出ライン３０８とめっき液供給ラインとめっき液循環ライン３１０で結ばれていることは、前述と同様である。

このめっき液噴射ノズル３１４は、上方かつ内方（中央）に向けてめっき液３００を噴射し、めっき液噴射ノズル３１４から噴射されためっき液３００が基板Ｗの下面のほぼ中央手前で合流する向きに配置されている。

めっき槽３０２の底部におけるノズル配管３１２の下方位置には、平板状のアノード３２０が配置されている。そして、めっき液噴射ノズル３１４からめっき液３００を基板Ｗの表面に向けて噴射しめっき槽３０２内に供給してめっき液を循環させ、同時に、めっき時導線３２２ａを介してアノード３２０をめっき電源３２４の陽極に、導線３２２ｂを介して基板Ｗをめっき電源３２４の陰極にそれぞれ接続し、これによって、めっきを行うようにしている。このめっき電源３２４には、アノード３２０と基板Ｗとの間に印加される電圧をめっき中で変化させる制御部３２６が接続されている。

この例にあっては、基板ホルダ３０４で保持しめっき槽３０２の上端開口部を閉塞する位置に配置し、必要に応じて回転させた基板Ｗに向けてめっき液噴射ノズル３１４からめっき液３００を噴射してめっき液３００をめっき槽３０２内に供給し、めっき液３００を循環させてめっきを行う。この時、アノード３２０と基板Ｗとの間にめっき電源３２４から印加される電圧を制御部３２６からの信号で制御する。

なお、図３１に示すように、めっき液噴射ノズル３１４を有するセグメント３１６を、ジョイント３１８を介してリング状に連結して、ノズル配管３１２を構成するようにしてもよく、これにより、ノズル配管３１２の製作の便を図ることができる。このことは、前述の各例及び以下の例においても同様である。

なお、例えば、被めっき材として、矩形状の基板等を使用する場合には、図３２に示すように、矩形リング状で、その四隅にめっき液噴射ノズル３４０を所定の向きに向けて設けたノズル配管３４２を使用するようにしてもよい。これにより、矩形状の基板の全面により均一なめっき液の流れを形成することができる。

１１４清浄空間
１１６めっき空間
１２０ロード・アンロードポート
１２２アライナ
１２４洗浄・乾燥装置
１２６前処理装置
１２８搬送ロボット
１６０，３０４基板ホルダ
１６２基板脱着台
１６４ストッカ
１６６活性化処理装置
１６８ａ，１６８ｂ水洗装置
１７０めっき装置
１７２ブロー装置
１７４ａ，１７４ｂ搬送ロボット
１８０アーム
１８２基板ホルダ保持部
１８３活性化処理槽
１８４ａ，１８４ｂ水洗槽
１８６，３０２めっき槽
１８８，３００めっき液
２０２，３０６オーバフロー槽
２０４，３０８めっき液排出ライン
２０６めっき液循環ライン
２０８循環ポンプ
２１０流量調節器
２１４，３２０アノード
２１６アノードホルダ
２１８，３１０めっき液供給ライン
２２０，３１２，３４２，４００ノズル配管
２２２，２４０，３１４，３４０，４０６めっき液噴射ノズル
２２４固定板
２３０，３２４電源
２３２調整板
２３４パドル
２３６攪拌機構
２５０，３２６制御部

Claims

めっき液を保持するめっき槽と、
被めっき材を保持して該被めっき材に通電し、被めっき材を前記めっき槽内のめっき液に浸漬させつつ該めっき槽内に配置するホルダと、
前記めっき槽の内部に該めっき槽内のめっき液に浸漬されるように配置され、前記ホルダで保持した被めっき材の被めっき面に向けてめっき液を噴射して前記めっき槽内にめっき液を供給する複数のめっき液噴射ノズルを有するノズル配管と、
前記めっき槽内のめっき液に浸漬させて配置されるアノードと、
前記被めっき材と前記アノードとの間に電圧を印加するめっき電源と、
前記めっき電源から前記被めっき材と前記アノードとの間に印加される電圧を制御する制御部を備え、
前記ノズル配管は、縦パイプと横パイプとを格子状に組んで構成され、前記ホルダで保持して前記めっき槽内にめっき液に浸漬させて配置される被めっき材の被めっき面と平行に横方向及び／または縦方向に移動自在に構成されていることを特徴とするめっき装置。
前記ノズル配管は、各格子の間隔の半分だけ被めっき材の被めっき面と平行に横方向及び／または縦方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
前記被めっき材は、鉛直に配置されることを特徴とする請求項１または２記載のめっき装置。
前記ホルダで保持して前記めっき槽内に配置される被めっき材と前記ノズル配管との間に位置して、前記めっき槽内のめっき液を攪拌する攪拌翼が被めっき材と平行に移動自在に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき装置。
前記制御部は、前記被めっき材と前記アノードとの間に、ステップ状に変化させたステップ電圧を印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のめっき装置。
前記制御部は、前記被めっき材と前記アノードとの間に、印加する電圧を周期的に変動させたパルス電圧を印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のめっき装置。
前記制御部は、被めっき材と前記アノードとの間に、めっき時に印加する電圧と電位が逆となる逆電圧を印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のめっき装置。
前記制御部は、前記逆電圧をめっき開始直前に前記被めっき材と前記アノードとの間に印加するように前記めっき電源を制御することを特徴とする請求項７記載のめっき装置。