JP6335777B2 - 基板ホルダ、基板ホルダで基板を保持する方法、及びめっき装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハ等の基板を保持する基板ホルダ、基板ホルダで基板を保持する方法、及び基板にめっき処理を行うめっき装置に関する。

従来、半導体ウェハ等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、半導体ウェハ等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。

電界めっき法によりめっき膜が形成される基板には、その表面に設けられるレジストにパターンを形成することによって凹部が形成される。この凹部は、基板上にマス目状に配列され、このマス目の一つがダイと呼ばれる。円形の基板にマス目状にダイが形成されるので、ダイは均等に配列されない。即ち、基板の外周近傍にはダイが形成されない領域が存在する。また、基板の識別のための識別番号が基板上に印字されている場合は、この識別番号が印字されている部分にもパターン（ダイ）が形成されない（即ち、識別番号が印字されている部分はレジストで覆われる）。

電解めっきによってレジストのパターン内の凹部に金属を析出させてバンプ等を形成する場合、基板上のレジストで完全に覆われている部分にはバンプが形成されないので、レジストにパターンが形成されていない部分（レジストで完全に覆われている部分）に隣接するダイに、レジストで完全に覆われている部分に対応する金属イオンが集まることになる。このため、レジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイは、他のダイ（例えば基板中央に位置するダイ）に比べてめっき液中の金属イオンが集まりやすくなるので、バンプ高さが他のダイよりも高くなる。これにより、基板面内の膜厚の均一性が悪化するので、優良なダイの数が減り、場合によっては基板そのものがスクラップになってしまうこともある。したがって、レジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイのバンプ高さや配線厚さを抑制することが求められている。

ところで、従来、ウェハにめっき膜を形成する際に、ウェハに通電するための通電ピンが配置される部分の膜厚が厚くなることを抑制するために、めっき治具の通電ピンの近傍に遮蔽板を設けることが知られている（特許文献１参照）。

特開平１１−１９３４９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明は、位置が固定された通電ピンが配置される部分の膜厚を抑制するものである。言い換えれば、特許文献１に記載された発明は、基板の種類やめっき治具に配置される基板の方向によってレジストにパターンが形成されていない部分の位置、即ちバンプ高さや配線厚さが大きくなる部分の位置が変化する場合において、基板面内のバンプ高さや配線厚さを抑制するものではない。

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、レジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイのめっき膜の厚さを抑制し、基板面内の膜厚均一性を向上させることである。

本発明の基板ホルダの一形態は、基板を保持するための基板ホルダであって、前記基板を載置して保持するための基板保持面と、前記基板保持面に載置された前記基板を露出させるための開口部を形成する縁を有し、前記基板を前記基板保持面に押圧して前記基板を保持するように構成された基板保持部と、基板保持部に配置され、前記基板保持部の前記開口部の径方向内側に突出し、前記基板の一部を遮蔽するように構成された遮蔽部と、を有し、前記遮蔽部は、前記縁に沿って移動可能に構成される。

本発明の基板ホルダの一形態において、前記遮蔽部は、前記開口部の径方向に移動可能に構成される。

本発明の基板ホルダの一形態において、前記遮蔽部は、前記基板保持面に向かって突出する突出部を有する。

本発明の基板ホルダの一形態において、前記突出部は、前記開口部の径方向内側の面に、前記基板保持面に向かって厚さが小さくなるテーパ面を有する。

本発明の基板ホルダの一形態において、前記基板保持部は、前記開口部の前記縁に沿って形成される溝を有し、前記遮蔽部は、前記溝に係合する係合部を有し、前記遮蔽部は、前記係合部が前記溝に沿って摺動することで、前記開口部の前記縁に沿って移動可能に構成される。

本発明のめっき装置の一形態は、上記基板ホルダを備えるめっき装置であって、前記遮蔽部を前記開口部の前記縁に沿って移動させるための遮蔽部移動機構を有する。

本発明の基板ホルダで基板を保持する方法の一形態は、前記基板ホルダの基板保持面と基板保持部との間に基板を載置し、前記基板を露出させつつ前記基板を前記基板保持面に基板保持部で押圧して前記基板を保持する工程と、前記基板保持部の開口部の径方向内側に突出して前記基板保持面に載置された前記基板の一部を遮蔽する遮蔽部を前記開口部の縁に沿って移動させる工程と、を有する。

本発明のめっき装置の一形態は、基板にめっきを行うめっき装置であって、前記基板とアノードとを収容するように構成されためっき槽と、前記基板と前記アノードとの間に配置された中間マスクと、を備え、前記中間マスクは、前記アノードから前記基板への電場を通過させる開口を形成する複数の縁部を有し、前記めっき装置は、各々の前記縁部の内側部の位置を前記開口の径方向に移動させる駆動機構を有する。

本発明のめっき装置の一形態は、基板にめっきを行うめっき装置であって、前記基板とアノードとを収容するように構成されためっき槽と、前記基板と前記アノードとの間に配置された中間マスクと、を備え、前記中間マスクは、前記アノードから前記基板への電場を通過させる開口を形成する複数の縁部を有し、前記めっき装置は、各々の前記縁部を前記基板に向かう方向に移動させる駆動機構を有する。

本発明によれば、レジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイのめっき膜の厚さを抑制し、基板面内の膜厚均一性を向上させることができる。

本実施形態に係る基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図である。 めっき装置で使用される本実施形態に係る基板ホルダの概略正面図である。 図２の基板ホルダのＸＸ断面における断面図である。 遮蔽プレートの他の形態例を示す断面図である。 遮蔽プレートの他の形態例を示す断面図である。 遮蔽プレートの他の形態例を示す断面図である。 基板ホルダ着脱装置の概略側面図である。 遮蔽プレートのさらに他の形態例を示す断面図である。 図８の遮蔽プレートの平面図である。 銅めっきユニットの概略側断面図である。 図１０に示す中間マスクの概略正面図である。 他の形態の中間マスクの概略正面図である。 図１２の中間マスクのＹＹ断面における縁部の概略断面図の一例である。 図１２の中間マスクのＹＹ断面における縁部の概略断面図の別の例である。 さらに他の形態の中間マスクの概略正面図である。 図１５の中間マスクのＺＺ断面における縁部の概略断面図である。 さらに他の形態の中間マスクの概略正面図である。 図１７の中間マスクの縁部の拡大断面図である。 実施例１に用いられる基板の概略平面図である。 実施例１の測定結果を示すグラフである。 比較例１の測定結果を示すグラフである。 実施例２に用いられる基板の概略平面図である。 実施例２の測定結果を示すグラフである。 比較例２の測定結果を示すグラフである。

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、本実施形態に係る基板ホルダを備えためっき装置の全体配置図である。図１に示すように、このめっき装置２５は、半導体ウェハ等の基板を収納したカセット２６を搭載する２台のカセットテーブル２７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２８と、載置された基板ホルダ５０に対して基板の着脱を行う基板着脱部３０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ドライヤ２９とを備える。これらのユニットの略中央には、これらのユニット間で基板を搬送する、例えば搬送用ロボットである基板搬送装置３１が配置されている。

基板着脱部３０は、レール３２に沿って水平方向にスライド可能な平板状の載置プレート３３を備えている。基板搬送装置３１は、水平状態で載置プレート３３に載置された２個の基板ホルダ５０のうち、一方の基板ホルダ５０と基板の受渡しを行う。その後、基板搬送装置３１は、載置プレート３３を水平方向にスライドさせて、他方の基板ホルダ５０と基板の受渡しを行う。

また、めっき装置２５には、基板ホルダ５０の保管及び仮置きを行うストッカ３４と、基板を純水に浸漬させるためのプリウェット槽３５と、基板の表面に形成したシード層表面の酸化膜をエッチング除去するプリソーク槽３６と、基板の表面を純水で水洗する第１の水洗槽３７ａと、洗浄後の基板の水切りを行うブロー槽３８と、第２の水洗槽３７ｂと
、めっき部３９とが配置されている。

めっき部３９は、オーバーフロー槽４０と、この内部に収納された複数の銅めっきユニット４１を備えている。各銅めっきユニット４１は、基板を保持した基板ホルダ５０を内部に収納して、銅めっき等のめっき処理を行う。なお、この例では、銅めっきについて説明するが、ニッケル、はんだ、銀、金等のめっきにおいても同様のめっき装置２５を用いることができる。

さらに、めっき装置２５には、基板ホルダ５０を基板とともに搬送する基板ホルダ搬送装置４２が備えられている。基板ホルダ搬送装置４２は、例えばリニアモータ方式であり、基板着脱部３０及び上記各槽の側方に位置する。基板ホルダ搬送装置４２は、基板着脱部３０とストッカ３４との間で基板を搬送する第１のトランスポータ４３と、ストッカ３４、プリウェット槽３５、プリソーク槽３６、水洗槽３７ａ，３７ｂ、ブロー槽３８及びめっき部３９との間で基板を搬送する第２のトランスポータ４４と、を有している。なお、基板ホルダ搬送装置４２は、第２のトランスポータ４４を備えることなく、第１のトランスポータ４３のみを備えるようにしてもよい。

また、この基板ホルダ搬送装置４２のオーバーフロー槽４０の側方には、各銅めっきユニット４１の内部に位置しめっき液を攪拌するパドル（図示せず）を駆動するパドル駆動装置４６が配置されている。

＜基板ホルダ＞
図２は図１に示しためっき装置２５で使用される本実施形態に係る基板ホルダ５０の概略正面図であり、図３は図２に示す基板ホルダのＸＸ断面における断面図である。基板ホルダ５０は、図２に示すように、例えば塩化ビニル製で矩形平板状の第１保持部材５４と、この第１保持部材５４にヒンジ５６を介して開閉自在に取付けられた第２保持部材６０（基板保持部）とを有する。基板ホルダ５０の第１保持部材５４の略中央部には、基板を載置して保持するための保持面５７（基板保持面）が設けられている。第２保持部材６０は、保持面５７に載置された基板を露出させるための開口部６３を形成する縁６３ａを有する。

基板ホルダ５０の第１保持部材５４の上端部には、基板ホルダ５０を搬送したり吊下げ支持したりする際の支持部となる一対の略Ｔ字状のハンド５２が連結されている。図１に示したストッカ３４内において、ストッカ３４の周壁上面にハンド５２を引っ掛けることで、基板ホルダ５０が垂直に吊下げ支持される。また、この吊下げ支持された基板ホルダ５０のハンド５２を基板ホルダ搬送装置４２の第１のトランスポータ４３又は第２のトランスポータ４４で把持して基板ホルダ５０が搬送される。なお、プリウェット槽３５、プリソーク槽３６、水洗槽３７ａ，３７ｂ、ブロー槽３８及びめっき部３９内においても、基板ホルダ５０は、ハンド５２を介してそれらの槽の周壁に吊下げ支持される。

第２保持部材６０は、ヒンジ５６に固定された基部５８と、基部５８に固定されたリング状のシールホルダ６２とを備えている。基板を保持するときは、まず、第２保持部材６０を開いた状態で、第１保持部材５４の保持面５７に基板を載置し、ヒンジ５６を介して第２保持部材６０を閉じる。続いて、図示しないリング状の押え部を時計回りに回転させて、押え部を図示しないクランパ等と係合させて、第２保持部材６０を第１保持部材５４に対して締付けてロックする。第１保持部材５４と第２保持部材６０とがロックされると、第２保持部材６０は、保持面５７に載置された基板の外周を保持面５７に押圧し、基板を保持する。

基板の保持を解除するときは、第１保持部材５４と第２保持部材６０とがロックされた
状態において、図示しないリング状の押え部を反時計回りに回転させる。これにより、図示しない押え部と図示しないクランパとの係合を解除し、基板の保持が解除される。

また、図２に示すように、基板ホルダ５０は、第２保持部材６０のシールホルダ６２上に、開口部６３の径方向内側に突出し、保持面５７に載置された基板の一部を遮蔽する遮蔽プレート６５（遮蔽部）を有する。遮蔽プレート６５は略矩形状の板であり、例えば塩化ビニル、樹脂、ＶＩＴＯＮ（登録商標）等の合成樹脂から構成される。なお、遮蔽プレート６５の材料としては、合成樹脂に限らず、他の誘電体を用いることもできる。

図３に示すように、保持面５７上には基板Ｗが載置される。基板Ｗの上面はシールホルダ６２が保持するシール６８により押圧される。これにより、基板Ｗが基板ホルダ５０に保持される。シール６８の内周面と基板Ｗの外縁（端部）との距離は、例えば１〜３mmである。基板ホルダ５０は、基板Ｗの表面に形成される導電膜に給電するための給電端子６９を有する。給電端子６９は、シール６８によりシールされた空間内で、基板Ｗの外周部に接触して基板Ｗに給電する。

図２及び図３に示すように、シールホルダ６２は、その上面に開口部６３の縁６３ａに沿って形成される環状の溝６６を有する。溝６６は、基板Ｗの同心円となるようにシールホルダ６２上に位置する。遮蔽プレート６５は、溝６６に係合する突起部６７（係合部）を有する。突起部６７が溝６６に係合することで、遮蔽プレート６５はシールホルダ６２上の任意の位置に固定される。また、遮蔽プレート６５は、突起部６７が溝６６に沿って摺動することにより、開口部６３の縁６３ａに沿って移動可能に構成される。したがって、遮蔽プレート６５は、基板Ｗの同心円上を移動可能に構成される。なお、図２に示される基板ホルダ５０には一つの遮蔽プレート６５が設けられているが、これに限らず二以上の遮蔽プレート６５が基板ホルダ５０に設けられていてもよい。

遮蔽プレート６５が開口部６３の径方向内側に突出し、保持面５７に載置された基板Ｗの一部を遮蔽することにより、電解めっきにおいて基板Ｗに加わる電場の一部を遮蔽する。これにより、遮蔽プレート６５に覆われている基板Ｗの部分は、他の部分に比べて形成されるめっき膜厚が薄くなる。なお、遮蔽プレート６５は、シールホルダ６２の内周面から０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲で開口部６３の径方向内側に突出するように構成されることが好ましい。

次に、本実施形態に係る基板ホルダ５０に設けられる遮蔽プレート６５の他の形態の例を説明する。図４ないし図６は、遮蔽プレート６５の他の形態例を示す断面図である。図４に示す遮蔽プレート６５は、シールホルダ６２の開口部６３の保持面５７側に突出する突出部６５ａを有する。突出部６５ａは、遮蔽プレート６５の端部に設けられた板状体である。突出部６５ａの外周面（シールホルダ６２及びシール６８の内周面に対向する面）は、シールホルダ６２及びシール６８の内周面の形状に一致するように湾曲して形成される。突出部６５ａは、保持面５７に載置された基板Ｗと遮蔽プレート６５との距離（間隔）を小さくするので、遮蔽プレート６５により覆われている基板Ｗの部分に形成されるめっき膜の厚さをより低減させることができる。

図５に示す遮蔽プレート６５は、図４に示す遮蔽プレート６５と同様に、シールホルダ６２の開口部６３の保持面５７側に突出する突出部６５ａを有する。図５に示す遮蔽プレート６５の突出部６５ａは、開口部６３の径方向内側の面に、保持面５７に向かって厚さが小さくなるテーパ面６５ｂを有する。このように突出部６５ａがテーパ面６５ｂを有することにより、突出部６５ａとシールホルダ６２及びシール６８との境界部分に気泡が残留することを抑制することができる。また、この境界部分にめっき液が残留することも抑制することができるので、基板ホルダ５０の洗浄が容易になる。

図６に示す遮蔽プレート６５は、図４及び図５に示す遮蔽プレート６５と同様に、シールホルダ６２の開口部６３の保持面５７側に突出する突出部６５ａを有する。図６に示す遮蔽プレート６５の突出部６５ａは、開口部６３の径方向内側の面に、保持面５７に向かって厚さが小さくなる湾曲テーパ面６５ｃを有する。このように突出部６５ａが湾曲テーパ面６５ｃを有することにより、突出部６５ａとシールホルダ６２及びシール６８との境界部分に気泡が残留することを抑制することができる。また、この境界部分にめっき液が残留することも抑制することができるので、基板ホルダ５０の洗浄が容易になる。

次に、遮蔽プレート６５を開口部６３に沿って移動させる装置及び方法について説明する。図７は、基板ホルダ着脱装置の概略側面図である。基板ホルダ着脱装置３００（遮蔽部移動機構）は、図１に示した基板着脱部３０に設けられる装置であって、主に図２に示した基板ホルダ５０の第２保持部材６０を第１保持部材５４にロックさせて、基板ホルダ５０に基板を保持させるための装置である。

基板ホルダ着脱装置３００は、軸方向に移動可能であり且つ回転可能に構成された軸３０２と、軸３０２に固定される円盤３０４と、円盤３０４の下面に固定された円盤３０４よりも大径の円盤３０６と、を有する。円盤３０４の下面には、基板ホルダ５０の図示しないリング状の押え部を回転させるための複数（図では２つ）のホルダロックピン３１０ａ，３１０ｂが設けられる。

円盤３０４には、図２ないし図６に示した遮蔽プレート６５を開口部６３の縁６３ａに沿って移動させるための遮蔽プレート回転ピン３１４と、遮蔽プレート回転ピン３１４を伸縮させるためのエアシリンダ３１２が設けられる。遮蔽プレート回転ピン３１４は、円盤３０４の上面側から下面側に向かって円盤３０４を貫通して延在する。遮蔽プレート６５を移動させるとき、エアシリンダ３１２は、図７に示すように、遮蔽プレート回転ピン３１４を円盤３０４の下面から下方に突出させる。一方で、ホルダロックピン３１０ａ，３１０ｂが基板ホルダ５０をロックさせるときは、遮蔽プレート回転ピン３１４がロック作業に干渉しないように、エアシリンダ３１２は、遮蔽プレート回転ピン３１４をシリンダ内部に収納する。

図２に示した基板ホルダ５０に基板Ｗを保持させるときは、まず、基板ホルダ着脱装置３００の下方に基板ホルダ５０を配置し、基板Ｗを保持面５７に載置する。続いて、第２保持部材６０の開口部６３から保持面５７に載置された基板Ｗを露出させつつ、第２保持部材６０のシール６８（図４等参照）で基板Ｗの外周を押圧する。基板ホルダ着脱装置３００は、軸３０２を下方に駆動させて、例えば、基板ホルダ５０の図示しないリング状の押え部の上面に形成された凹部等にホルダロックピン３１０ａ，３１０ｂを挿入させる。この状態で、基板ホルダ着脱装置３００の軸３０２が回転することにより、図示しない押え部を図示しないクランパ等と係合させて第２保持部材６０を第１保持部材５４に対して締め付けてロックする。なお、このとき遮蔽プレート回転ピン３１４は、エアシリンダ３１２のシリンダ内部に収納されている。

図２ないし図６に示した遮蔽プレート６５を基板ホルダ５０の開口部６３に沿って移動させるときは、まず、基板ホルダ着脱装置３００の下方に基板ホルダ５０を配置し、エアシリンダ３１２が遮蔽プレート回転ピン３１４を円盤３０６の下面から下方に突出させる。続いて、基板ホルダ着脱装置３００は、軸３０２を下方に駆動させて、例えば、遮蔽プレート６５の上面に形成された図示しない凹部等に遮蔽プレート回転ピン３１４を挿入させる。この状態で、基板ホルダ着脱装置３００の軸３０２が回転することにより、遮蔽プレート６５が開口部６３の縁６３ａに沿って移動し、所望の位置まで遮蔽プレート６５を移動させることができる。

なお、図７に示した基板ホルダ着脱装置３００は、一つの遮蔽プレート回転ピン３１４を有するように構成されているが、図２に示した基板ホルダ５０が複数の遮蔽プレート６５を有する場合は、基板ホルダ着脱装置３００は、遮蔽プレート６５と同数の遮蔽プレート回転ピン３１４を有するように構成されていてもよい。

次に、本実施形態に係る基板ホルダ５０に設けられる遮蔽プレート６５のさらに他の形態の例を説明する。図８は、遮蔽プレート６５のさらに他の形態例を示す断面図であり、図９は図８の遮蔽プレート６５の平面図である。図２ないし図６に示した遮蔽プレート６５が、シールホルダ６２の開口部６３の縁６３ａに沿って周方向にのみ移動可能に構成されているのに対して、図８及び図９に示す遮蔽プレート６５は、シールホルダ６２の開口部６３の径方向にも移動可能に構成される。

図８に示すように、この遮蔽プレート６５は、開口部６３の径方向内側に突出し、保持面５７の一部を覆う（遮蔽する）板状体である。図９に示すように、遮蔽プレート６５は、一つ以上の（図２は二つの）長穴６５ｄを有し、この長穴６５ｄは、その長手方向が開口部６３の径方向と一致するように形成される。

図８に示すように、断面Ｌ字状の周方向移動部材７０が、シールホルダ６２に取り付けられる。周方向移動部材７０の上面には、遮蔽プレート６５が長穴６５ｄを通じてビス等の固定手段７５により固定される。遮蔽プレート６５は、固定手段７５を緩めることにより、長穴６５ｄに沿って開口部６３の径方向に移動することができる。遮蔽プレート６５は、シールホルダ６２の内周面から０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲で開口部６３の径方向内側に突出するように周方向移動部材７０に固定されることが好ましい。

周方向移動部材７０は、シールホルダ６２の上面に形成された環状の溝６６に係合する突起部７０ａ（係合部）を有する。また、この例では、シールホルダ６２は、その外周面に沿って設けられた溝７１を有し、周方向移動部材７０は、溝７１に先端がねじ込まれるイモネジ等の固定手段７２によりシールホルダ６２に固定される。周方向移動部材７０は、固定手段７２を緩めた状態で突起部７０ａが溝６６に沿って摺動することにより、開口部６３の縁６３ａに沿って移動可能に構成される。したがって、遮蔽プレート６５は、周方向移動部材７０とともに開口部６３の縁６３ａに沿って移動可能に構成される。また、周方向移動部材７０は、所定の位置に配置された後、固定手段７２を締めることにより、所定の位置に固定される。従って、遮蔽プレート６５は、周方向移動部材７０とともに開口部６３の径方向に移動可能であり且つ開口部６３の縁６３ａに沿って移動可能な遮蔽部材を構成する。なお、遮蔽プレート６５は、図４ないし図６に示した突出部６５ａをその先端に有してもよい。

以上で説明したように、本実施形態における基板ホルダ５０は、開口部６３の縁６３ａに沿って移動可能に構成される遮蔽プレート６５を有するので、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）の近傍に遮蔽プレート６５を位置させることができる。これにより、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分のめっき膜の厚さを抑制し、ひいては基板Ｗの膜厚の面内均一性を向上させることができる。なお、本実施形態では、処理される基板Ｗ毎に、適切な位置に遮蔽プレート６５を手動で、又は基板ホルダ着脱装置３００で移動することができる。一方で、遮蔽プレート６５の周方向位置を予めめっき装置２５の図示しない制御装置に登録しておくことで、基板Ｗ上の遮蔽すべき位置をアライナ２８で読み取り、遮蔽プレート６５の位置に基板Ｗ上の遮蔽すべき位置を合わせて基板ホルダ５０に基板Ｗを載置することもできる。

また、本実施形態における基板ホルダ５０では、遮蔽プレート６５が開口部６３の径方向に移動可能に構成されるので、遮蔽プレート６５が保持面５７に載置された基板Ｗを覆う（遮蔽する）面積を調節することができる。このため、電解めっきにおける基板Ｗに加わる電場の遮蔽量を調節することができるので、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くさせる領域を調節することができ、基板Ｗの種類に応じて適切にめっき膜厚の調節をすることができる。

＜中間マスク＞
次に、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分のめっき膜の厚さを抑制し得る中間マスクを備えためっき槽について説明する。図１０は図１に示した銅めっきユニット４１の概略側断面図であり、図１１は図１０に示す中間マスクの概略正面図である。

図１０に示すように、銅めっきユニット４１は、基板Ｗを保持する基板ホルダ５０とアノード８２ａを保持するアノードホルダ８２を収容するように構成されためっき槽８０と、基板Ｗとアノード８２ａに電圧を印加するめっき電源８４と、基板Ｗとアノード８２ａとの間に配置された中間マスク８５と、基板Ｗと中間マスク８５の間に配置され、めっき液を撹拌するためのパドル８３と、を有する。

中間マスク８５は、板状の部材であり、アノード８２ａから基板Ｗへの電場を通過させる開口８７を形成する縁部８６を有する。言い換えれば、縁部８６は、アノード８２ａから基板Ｗへの電場の一部を遮蔽する。図１１に示すように、縁部８６は、全体として略環状に形成される。縁部８６は、周方向に分割されて構成され、一以上の縁部８６ａ（第１の縁部；図では６つ）と一以上の縁部８６ｂ（第２の縁部；図では２つ）とを有する。縁部８６ｂの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離Ｒ２は、縁部８６ａの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離Ｒ１よりも小さい。これにより、縁部８６ｂが遮蔽するアノード８２ａから基板Ｗへの電場は、縁部８６ａが遮蔽するアノード８２ａから基板Ｗへの電場よりも大きくなる。なお、縁部８６ｂは、縁部８６ａよりも、開口８７の径方向内側に１ｍｍ以上１０ｍ以下の長さで突出するように形成される。

アノード８２ａから基板Ｗへの電場の一部は、開口８７の中心までの距離が比較的小さい縁部８６ｂにより遮蔽されるので、縁部８６ｂにより遮蔽されている基板Ｗ上の一部に形成されるめっき膜厚は、他の部分に比べて薄くなる。したがって、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分に加わる電場の一部を縁部８６ｂが遮蔽するように中間マスク８５に縁部８６ｂを設けることで、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分のめっき膜の厚さを抑制し、ひいては基板Ｗの膜厚の面内均一性を向上させることができる。

次に、本発明に係る他の形態の中間マスク８５について説明する。図１２は、他の形態の中間マスク８５の概略正面図であり、図１３は図１２に示した中間マスク８５のＹＹ断面における縁部の概略断面図の一例であり、図１４は図１２に示した中間マスク８５のＹＹ断面における縁部の概略断面図の別の例である。

図１２に示すように、この中間マスク８５の開口８７を形成する縁部８６は、周方向に分割されて構成され、一以上の縁部８６ａ（第１の縁部；図では６つ）と一以上の縁部８６ｃ（第２の縁部；図では２つ）とを有する。図１２に示す中間マスク８５の縁部８６ａの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離は、縁部８６ｃの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離と同一である。一方で、図１３に示すように、縁部８６ｃの厚さは、縁部８６ａの厚さよりも、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で厚くなるように形成される。言い換えれば、この中間マスク８５が図１０に示しためっき槽８０内に配置された状態において、縁部８６ｃから基板Ｗまでの距離は、縁部８６ａから基板Ｗまでの距離よりも小さくなる。これにより、基板Ｗと縁部８６ｃとの距離（間隔）が、基板Ｗと縁部８６ａとの距離よ
りも小さくなるので、縁部８６ｃにより遮蔽される基板Ｗの部分に形成される膜厚は、他の部分に比べて薄くなる。したがって、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分に加わる電場の一部を縁部８６ｃが遮蔽するように、中間マスク８５に縁部８６ｃを設けることで、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分のめっき膜の厚さを抑制し、ひいては基板Ｗの膜厚の面内均一性を向上させることができる。

なお、図１３に示した中間マスク８５の縁部８６ｃの厚さは全体として一様であるが、図１４に示すように、中間マスク８５の縁部８６ｃの断面形状が中央部に向かって山形になるように、縁部８６ｃを構成してもよい。また、図１２に示した中間マスク８５では、縁部８６ａの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離は、縁部８６ｃの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離と同一であるが、図１１に示した中間マスク８５と同様に、縁部８６ａの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離が、縁部８６ｃの内周から開口８７の中心Ｏまでの距離と異なるように構成することもできる。

図１５はさらに他の形態の中間マスク８５の概略正面図であり、図１６は図１５に示した中間マスクのＺＺ断面における縁部の概略断面図である。図１５に示すように、この中間マスク８５の開口８７を形成する縁部８６は、周方向に分割され、複数の縁部８６ｄから構成される。複数の縁部８６ｄは、開口８７の径方向に移動可能に構成される。また、複数の縁部８６ｄは、この中間マスク８５が図１０に示しためっき槽８０内に配置された状態において、基板Ｗに対して移動可能に構成される。

中間マスク８５は、さらに、縁部８６の径方向外側にそれぞれの縁部８６ｄに対応するエアバッグ９１（駆動機構）を備える。エアバッグ９１は、エアコントローラ９０により膨張及び収縮可能に構成される。エアコントローラ９０によりエアバッグ９１内部が加圧されると、エアバッグ９１は、膨張して縁部８６ｄと接触し、縁部８６ｄを開口８７の径方向内側に移動させる。エアコントローラ９０がエアバッグ９１内部の圧力を大気圧に戻すと、エアバッグ９１はエアバッグ９１の弾性力およびめっき液の水圧により収縮する。これと同時に、縁部８６ｄは図示しないバネ等の付勢手段により元の位置に移動される。即ち、エアバッグ９１は、縁部８６ｄの内側部８６ｅの位置を開口８７の径方向に移動させることができる。縁部８６ｄは、開口８７の径方向内側に向かって、例えば１ｍｍ以上１０ｍ以下の範囲でエアバッグ９１により移動される。これにより、開口８７の径方向内側に移動された縁部８６ｄは、図１０に示したアノード８２ａから基板Ｗへの電場を他の縁部８６ｄ（第１の縁部）よりも遮蔽する第２の縁部を構成する。なお、縁部８６ｄとエアバック９１を部分的に結合させて、エアバッグ９１の膨張収縮により縁部８６ｄを直接的に移動させてもよい。

図１６に示すように、中間マスク８５は、中間マスク８５の裏面側（図１０で示した中間マスク８５においてアノード８２ａ側）に、それぞれの縁部８６ｄに対応するエアバッグ９２（駆動機構）を備える。エアバッグ９２は、図１５に示したエアコントローラ９０により膨張及び収縮可能に構成される。エアコントローラ９０によりエアバッグ９２内部が加圧されると、エアバッグ９２は、膨張して縁部８６ｄと接触し、縁部８６ｄを開口８７の前面側（図１０で示した中間マスク８５において基板Ｗ側）に移動させる。エアコントローラ９０がエアバッグ９２内部の圧力を大気圧に戻すと、エアバッグ９２はエアバッグ９２の弾性力およびめっき液の水圧により収縮する。これと同時に、縁部８６ｄは図示しないバネ等の付勢手段により中間マスク８５の元の位置に移動される。エアバッグ９２により図１０に示した基板Ｗに対して移動された縁部８６ｄは、アノード８２ａから基板Ｗへの電場を他の縁部８６ｄ（第１の縁部）よりも遮蔽する第２の縁部を構成する。

以上で説明したように、図１５及び図１６に示した中間マスク８５は、縁部８６が分割されて構成され、分割されたそれぞれの縁部８６ｄがエアバッグ９１により開口８７の径
方向に移動可能に構成される。したがって、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）に対応する縁部８６ｄを径方向内側に移動させることができる。これにより基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分が縁部８６ｄにより部分的に覆われるので、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分のめっき膜の厚さを抑制し、ひいては基板Ｗの膜厚の面内均一性を向上させることができる。また、この中間マスク８５によれば、縁部８６ｄが基板Ｗを覆う（遮蔽する）面積（基板Ｗと重なる面積）を調節することができる。このため、電解めっきにおける基板Ｗに加わる電場の遮蔽量を調節することができるので、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くする領域を調節することができ、基板Ｗの種類に応じて適切にめっき膜厚の調節をすることができる。

また、図１５及び図１６に示した中間マスク８５は、縁部８６が分割されて構成され、分割されたそれぞれの縁部８６ｄがエアバッグ９２により、図１０に示した基板Ｗに対して移動可能に構成される。したがって、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）に対応する縁部８６ｄを基板Ｗに近い側に移動させることができる。これにより基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分と縁部８６ｄとの距離が小さくなるので、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分の膜厚を他の部分に比べて薄くすることができ、ひいては基板Ｗの膜厚の面内均一性を向上させることができる。また、この中間マスク８５によれば、それぞれの縁部８６ｄと基板Ｗとの距離（間隔）を独立して調節することができるので、電解めっきにおける基板Ｗのそれぞれの縁部８６ｄに対応する部分に加わる電場量を調節することができ、基板Ｗの種類に応じて適切にめっき膜厚の調節をすることができる。

なお、図１５及び図１６においては、縁部８６ｄを移動させる駆動機構としてエアバッグ９１及びエアバッグ９２が用いられているが、これに限らず、例えばアクチュエータ等の駆動機構が使用されてもよい。

また、図１１ないし図１６に示したそれぞれの中間マスク８５は縁部８６が８つに分割されて構成されているが、これに限らず、４以上２４以下に分割されていればよい。分割数が４未満であると遮蔽領域の選択性が悪化し、分割数が２５以上だと分割された縁部８６一つあたりの影響力が小さくなりすぎて、調整が煩雑になるからである。

図１７は、さらに他の形態の中間マスクの概略正面図であり、図１８は、図１７の中間マスクの縁部の拡大断面図である。図１７に示す中間マスク８５は、図１５に示す中間マスク８５と異なり、複数の縁部８６ｄ自体がエアバッグから構成される。縁部８６ｄは、エアコントローラ９０（駆動機構）により膨張及び収縮可能に構成される。縁部８６ｄの外側部８６ｆは中間マスク８５に固定される。これにより、エアコントローラ９０により縁部８６ｄ内部が加圧されると、縁部８６ｄの内側部８６ｅが開口８７の径方向内側に移動する。エアコントローラ９０が縁部８６ｄ内部の圧力を大気圧に戻すと、縁部８６ｄは縁部８６ｄの弾性力およびめっき液の水圧により収縮する。縁部８６ｄの内側部８６ｅは、開口８７の径方向内側に向かって、例えば１ｍｍ以上１０ｍ以下の範囲で移動可能に構成される。これにより、開口８７の径方向内側に移動された縁部８６ｄの内側部８６ｅは、図１０に示したアノード８２ａから基板Ｗへの電場を他の縁部８６ｄ（第１の縁部）よりも遮蔽する第２の縁部を構成する。

図１８に示すように、縁部８６ｄは、縁部８６ｄ同士が隣接する面に折り返し部８６ｇを有する。縁部８６ｄの内部が加圧されることで折り返し部８６ｇが展開して、縁部８６ｄの内側部８６ｅが開口８７の径方向内側に向かって移動する。また、縁部８６ｄの内部が大気圧に戻ると、再び折り返し部８６ｇが折り返されて、縁部８６ｄの内側部８６ｅが径方向外側に向かって移動する。

図１７及び図１８に示した中間マスク８５は、図１５に示した中間マスク８５と同様の効果を奏する。なお、図１７及び図１８に示した中間マスク８５は、図１６に示したエアバッグ９２を備えていてもよい。これにより、縁部８６ｄは開口８７の前面側（図１０で示した中間マスク８５において基板Ｗ側）にも移動することができる。

次に、図１０に示しためっきユニット４１で基板にめっきする方法について説明する。まず、図１０に示したように、めっき槽８０にアノード８２ａと基板Ｗを収納する。このとき、アノード８２ａと基板Ｗとは、それぞれの面が互いに対向するように配置される。続いて、中間マスク８５をアノード８２ａと基板Ｗとの間に配置する。即ち、中間マスク８５の縁部８６ｂ（図１１参照）、縁部８６ｃ（図１２参照）又は、縁部８６ｄ（図１３参照）により、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）を遮蔽する。

図１１に示した形態の中間マスク８５を用いる場合は、縁部８６ｂが基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）に対応するように、中間マスク８５が配置される。具体的には、アノード８２ａ側から基板Ｗを見たときに、縁部８６ｂが基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分に重なるように、中間マスク８５が配置される。これにより、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分が、中間マスク８５の縁部８６ｂにより遮蔽される。

また、図１２に示した形態の中間マスク８５を用いる場合は、縁部８６ｃが基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）に対応するように、中間マスク８５が配置される。具体的には、アノード８２ａ側から基板Ｗを見たときに、縁部８６ｃが基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分に重なるように、中間マスク８５が配置される。これにより、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分に印加される電場の一部が、中間マスク８５の縁部８６ｃにより遮蔽される。

さらに、図１５に示した形態の中間マスク８５を用いる場合は、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分（例えばレジストにパターンが形成されていない部分に隣接するダイ）に対応する縁部８６ｄを、エアバッグ９１により開口８７の径方向内側に移動させ、且つ／又はエアバッグ９２により基板Ｗに近い側に移動させる。これにより、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分に印加される電場の一部が、エアバッグ９１及び／又はエアバッグ９２により移動された中間マスク８５の縁部８６ｄにより遮蔽される。

続いて、めっき電源８４が、アノード８２ａと基板Ｗとの間に電場を印加する。このとき、図１１ないし図１３に示したいずれかの中間マスク８５の縁部８６ａが電場を遮断するとともに、図１１に示した縁部８６ｂ、図１２に示した縁部８６ｃ、又は図１３に示した縁部８６ｄが縁部８６ａよりも電場を遮断する。これにより、基板Ｗ上のめっき膜厚を薄くしたい部分の膜厚を他の部分に比べて薄くすることができ、ひいては基板Ｗの膜厚の面内均一性を向上させることができる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。図１９は実施例１に用いられる基板の概略平面図である。実施例１においては、シリコンウェハからなる基板Ｗ上に厚さ１００μｍのレジスト膜を形成し、このレジスト膜にフォトリソグラフィ法によって径１００μｍの複数のレジスト開口部９５を形成した。この基板Ｗのノッチ９６の周辺にはレジスト開口パターンが形成されていない部分９７を設けた。この基板Ｗを、図２等に示した遮蔽プレート６５を有する基板ホルダ５０に設置した。このときの遮蔽プレート６５の先端は、開口部６３の径方向内側にシールホルダ６２の内周面から２ｍｍ突出するように構成した
。遮蔽プレート６５をシールホルダ６２上で移動させて、ノッチ９６の周辺のレジスト開口パターンが形成されていない部分９７と一致するようにして、シールホルダ６２に固定した。この基板Ｗを、縁部が分割されていない従来の中間マスクが設置されているめっき槽に収容し、レジスト開口部のめっき高さが５０μｍになるように電気めっきを行った。この電気めっきされた基板Ｗのダイ内のバンプ高さを、図１９の矢印９８に示すようにノッチ９６から反ノッチ方向（ノッチ９６から基板Ｗの中心に向かう方向）に向かって基板Ｗの逆の端部まで測定した。

比較例１として、遮蔽プレート６５が設けられていない基板ホルダを使用したこと以外は実施例１と同じ条件で、基板Ｗに電気めっきを行った。同様に、基板Ｗのダイ内のバンプ高さを、図１９の矢印９８に示すようにノッチ９６から反ノッチ方向に向かって基板Ｗの逆の端部まで測定した。

図２０は実施例１の測定結果を示すグラフであり、図２１は比較例１の測定結果を示すグラフである。図２０及び図２１のグラフにおいては、横軸は基板中央からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸はめっき高さ（μｍ）を示す。図２１に示すように、比較例１の測定結果では、基板Ｗのレジスト開口パターンが形成されていない部分９７のめっき高さが他の部分に比べて高くなっている。これに対して、図２０に示すように、実施例１では、遮蔽プレート６５がレジスト開口パターンが形成されていない部分９７を遮蔽することにより、レジスト開口パターンが形成されていない部分９７のめっき高さを抑制することができ、全体的にめっき高さが均一になるように成膜されていることが分かる。

図２２は実施例２に用いられる基板の概略平面図である。実施例２においては、シリコンウェハからなる基板Ｗ上に厚さ１００μｍのレジスト膜を形成し、このレジスト膜にフォトリソグラフィ法によって径１００μｍの複数のレジスト開口部９５を形成した。図示のように、基板Ｗは、ノッチ９６の位置を０°としたときの９０°及び−９０°の位置にレジスト開口パターンを形成しない部分９７を有する。この基板Ｗを、遮蔽プレート６５を備えていない従来の基板ホルダに設置した。この基板Ｗを処理するめっき槽には、図１１に示した縁部８６が縁部８６ａ及び縁部８６ｂに分割された中間マスク８５を収容した。この中間マスク８５の縁部８６ｂは、縁部８６ａよりも開口８７の径方向内側に４ｍｍ突出するように構成し、基板Ｗのレジスト開口パターンを形成していない部分９７と対面するように配置した。このめっき槽において、基板Ｗのレジスト開口部のめっき高さが５０μｍになるように電気めっきを行った。この電気めっきされた基板Ｗのダイ内のバンプ高さを、図２２の矢印９８に示すように、一方のレジスト開口パターンを形成しない部分９７から他方のレジスト開口パターンを形成しない部分９７まで測定した。

比較例２として、図１１に示した中間マスク８５に代えて、縁部が分割されていない従来の中間マスクを使用したこと以外は実施例２と同じ条件で、基板Ｗに電気めっきを行った。同様に、基板Ｗのダイ内のバンプ高さを、図２２の矢印９８に示すように、一方のレジスト開口パターンを形成しない部分９７から他方のレジスト開口パターンを形成しない部分９７まで測定した。

図２３は実施例２の測定結果を示すグラフであり、図２４は比較例２の測定結果を示すグラフである。図２３及び図２４のグラフにおいては、横軸は基板中央からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸はめっき高さ（μｍ）を示す。図２４に示すように、比較例２の測定結果では、基板Ｗのレジスト開口パターンが形成されていない部分９７のめっき高さが他の部分に比べて高くなっている。これに対して、図２３に示すように、実施例２では、中間マスク８５の縁部８６ｂがレジスト開口パターンが形成されていない部分９７を遮蔽することにより、レジスト開口パターンが形成されていない部分９７のめっき高さを抑制するこ
とができ、全体的にめっき高さが均一になるように成膜されていることが分かる。

表１は、実施例１、実施例２、比較例１、及び比較例２で基板Ｗに形成されたバンプ高さの均一性を示す。なお、バンプ高さの均一性とは、（形成されたバンプの最大高さ−形成されたバンプの最小高さ）／（バンプ高さの平均値×２）×１００により得られる値である。

表１に示すように、遮蔽プレート６５を有する基板ホルダ５０を使用した実施例１では、レジスト開口パターンを形成しない部分９７に近接したバンプの高さが抑制されているので、良好な均一性が得られている。一方、遮蔽プレート６５を有していない従来の基板ホルダを使用した比較例１では、レジスト開口パターンを形成しない部分９７に近接したバンプ高さが高くなり、均一性が悪い。

また、分割された縁部８６を有する中間マスク８５を使用した実施例２では、レジスト開口パターンを形成しない部分９７に近接したバンプ高さが抑制されているので、良好な均一性が得られている。一方、縁部が分割されていない従来の中間マスクを使用した比較例２では、レジスト開口パターンを形成しない部分９７に近接したバンプ高さが高くなり、均一性が悪い。

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。

５０…基板ホルダ
６０…第２保持部材
６３…開口部
６３ａ…縁
６５…遮蔽プレート
６５ａ…突出部
６５ｂ…テーパ面
６５ｃ…湾曲テーパ面
６６…溝
８２ａ…アノード
８５…中間マスク
８７…開口
８６，８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ…縁部
９１，９２…エアバッグ
３００…基板ホルダ着脱装置
Ｗ…基板

Claims (7)

1. 基板を保持するための基板ホルダであって、
   前記基板を載置して保持するための基板保持面と、
   前記基板保持面に載置された前記基板を露出させるための開口部を形成する縁を有し、前記基板を前記基板保持面に押圧して前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
   基板保持部に配置され、前記基板保持部の前記開口部の内側に突出し、前記基板の一部を遮蔽するように構成された遮蔽部と、を有し、
   前記遮蔽部は、前記縁に沿って移動可能に構成される、基板ホルダ。
2. 請求項１に記載された基板ホルダにおいて、
   前記遮蔽部は、前記開口部の径方向に移動可能に構成される、基板ホルダ。
3. 請求項１又は２に記載された基板ホルダにおいて、
   前記遮蔽部は、前記基板保持面に向かって突出する突出部を有する、基板ホルダ。
4. 請求項３に記載された基板ホルダにおいて、
   前記突出部は、前記開口部の径方向内側の面に、前記基板保持面に向かって厚さが小さくなるテーパ面を有する、基板ホルダ。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載された基板ホルダにおいて、
   前記基板保持部は、前記開口部の前記縁に沿って形成される溝を有し、
   前記遮蔽部は、前記溝に係合する係合部を有し、
   前記遮蔽部は、前記係合部が前記溝に沿って摺動することで、前記開口部の前記縁に沿って移動可能に構成される、基板ホルダ。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載された基板ホルダを備えるめっき装置であって
   、
   前記遮蔽部を前記開口部の前記縁に沿って移動させるための遮蔽部移動機構を有する、めっき装置。
7. 基板ホルダで基板を保持する方法であって、
   前記基板ホルダの基板保持面と基板保持部との間に基板を載置し、前記基板を露出させつつ前記基板を前記基板保持面に基板保持部で押圧して前記基板を保持する工程と、
   前記基板保持部の開口部の内側に突出して前記基板保持面に載置された前記基板の一部を遮蔽する遮蔽部を前記開口部の縁に沿って移動させる工程と、を有する、基板ホルダで基板を保持する方法。