JP6411943B2 - 基板電解処理装置、および該基板電解処理装置に使用されるパドル - Google Patents

Description

本発明は、ウェハ等の基板の表面を処理（例えばめっき）する際に使用されるパドル、および該パドルを備えた基板電解処理装置に関するものである。

図１６は、基板電解処理装置の一例であるめっき装置を示す概略図である。図１６に示すように、めっき装置は、内部にめっき液を保持するめっき槽１０１と、めっき槽１０１内に配置されたアノード１０２と、アノード１０２を保持するアノードホルダ１０３と、基板ホルダ１０４とを備えている。基板ホルダ１０４は、ウェハなどの基板Ｗを着脱自在に保持し、かつ基板Ｗをめっき槽１０１内のめっき液に浸漬させるように構成されている。アノード１０２および基板Ｗは鉛直に配置され、めっき液中で互いに対向するように配置される。

めっき装置は、めっき槽１０１内のめっき液を攪拌するパドル１０５と、基板Ｗ上の電位分布を調整する調整板（レギュレーションプレート）１０６とをさらに備えている。調整板１０６は、パドル１０５とアノード１０２との間に配置されており、めっき液中の電場を制限するための開口１０６ａを有している。パドル１０５は、基板ホルダ１０４に保持された基板Ｗの表面近傍に配置されている。パドル１０５は、鉛直に配置されており、基板Ｗの表面と平行に往復運動することでめっき液を攪拌し、基板Ｗのめっき中に、十分な金属イオンを基板Ｗの表面に均一に供給することができる。

アノード１０２はアノードホルダ１０３を介して電源１０７の正極に接続され、基板Ｗは基板ホルダ１０４を介して電源１０７の負極に接続される。アノード１０２と基板Ｗとの間に電圧を印加すると、電流は基板Ｗに流れ、基板Ｗの表面に金属膜が形成される。

図１７は図１６のＡ線矢視図である。図１７において、基板ホルダ１０４は省略されている。図１７では、基板Ｗの直径は３００ｍｍである。パドル１０５の幅は基板Ｗの直径よりも小さい。パドル１０５は鉛直方向に延びる複数の攪拌棒１０８を備えており、これら攪拌棒１０８は等間隔に配置されている。パドル１０５はアノード１０２と基板Ｗとの間の電場中に配置されているため、攪拌棒１０８は電場を遮りながら矢印で示すように左右に往復運動する。

図１８は電場遮蔽率を示すグラフである。電場遮蔽率とは、パドル１０５が電場を遮る時間とパドル１０５の往復運動の総時間との比率である。図１８の横軸は基板Ｗの中心からの距離［ｍｍ］を示しており、縦軸は電場遮蔽率を示している。図１８に示す太線は電場遮蔽率の平均値を表している。図１８から、基板Ｗの中心からの距離が１００ｍｍを超えた領域では、電場遮蔽率が急激に低くなることがわかる。電場遮蔽率が低下すると、基板Ｗ上での電流密度が増加し、基板Ｗに形成される金属膜は厚くなる。図１８に示すように、基板Ｗの周縁部での電場遮蔽率は基板Ｗの中央部での電場遮蔽率よりも低いため、基板Ｗの周縁部での金属膜は基板Ｗの中央部での金属膜よりも厚くなる。その結果、基板Ｗに形成される金属膜の厚さが不均一になってしまう。

パドル１０５の幅を基板Ｗの直径よりも大きくすれば、電場遮蔽率は均一になると考えられる。しかしながら、パドル１０５を収容するめっき槽１０１を大きくしなければならず、めっき装置全体が大きくなってしまう。

特開２００７−４６１５４号公報 特開２００９−１５５７２６号公報

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、基板電解処理装置を大きくすることなく、電場遮蔽率を均一にすることができる基板電解処理装置、該基板電解処理装置に使用されるパドルを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の一態様は、処理液を保持する処理槽と、基板を保持し、該基板を前記処理槽内に配置する基板ホルダと、前記処理槽内に配置され、前記基板の対極となる対電極と、前記対電極と前記基板との間に配置され、前記基板の表面と平行に往復運動して前記処理液を攪拌するパドルとを備え、前記パドルは、該パドルの内側領域に配置された複数の攪拌棒と、前記パドルの外側領域に配置された複数の攪拌棒とを備え、前記外側領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、前記内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さいことを特徴とする基板電解処理装置である。

本発明の好ましい態様は、前記パドルの中央には、中央領域が形成されており、前記中央領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、前記内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記パドルの中心線上には攪拌棒が配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、互いに等しいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記外側領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、互いに等しいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記パドルの幅の半分から、前記パドルのストローク長さの半分を引いた値は前記基板の半径未満であることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記複数の攪拌棒は、第１グループと、該第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられ、前記第２グループと前記基板の表面との距離は、前記第１グループと前記基板の表面との距離よりも小さいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の攪拌棒の間にはそれぞれ所定の隙間が形成されており、前記所定の隙間は、前記パドルの中心線からの距離とともに徐々に小さくなることを特徴とする。

本発明の他の態様は、基板の表面と平行に往復運動してめっき液を攪拌するパドルであって、前記パドルは、鉛直方向に延びる複数の攪拌棒を備え、前記複数の攪拌棒は、中央攪拌棒と、前記中央攪拌棒を中心として対称に配列された複数の外側攪拌棒とから構成され、前記複数の外側攪拌棒の間にはそれぞれ所定の隙間が形成されており、前記所定の隙間は、前記中央攪拌棒からの距離とともに徐々に小さくなることを特徴とする。

好ましい態様は、前記パドルの幅の半分から、前記パドルのストローク長さの半分を引いた値は前記基板の半径未満であることを特徴とする。
好ましい態様は、前記複数の外側攪拌棒は、前記中央攪拌棒の両側に配置された第１グループと、該第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられ、前記第２グループと前記基板の表面との距離は、前記第１グループと前記基板の表面との距離よりも小さいことを特徴とする。

本発明のさらに他の態様は、めっき液を保持するめっき槽と、前記めっき槽内に配置されたアノードと、基板を保持し、該基板を前記めっき槽内に配置する基板ホルダと、前記アノードと前記基板との間に配置され、前記基板の表面と平行に往復運動して前記めっき液を攪拌するパドルとを備え、前記パドルは、鉛直方向に延びる複数の攪拌棒を備え、前記複数の攪拌棒は、中央攪拌棒と、前記中央攪拌棒を中心として対称に配列された複数の外側攪拌棒とから構成され、前記複数の外側攪拌棒の間にはそれぞれ所定の隙間が形成されており、前記所定の隙間は、前記中央攪拌棒からの距離とともに徐々に小さくなることを特徴とするめっき装置である。

好ましい態様は、前記パドルの幅の半分から、前記パドルのストローク長さの半分を引いた値は前記基板の半径未満であることを特徴とする。
好ましい態様は、前記複数の外側攪拌棒は、前記中央攪拌棒の両側に配置された第１グループと、該第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられ、前記第２グループと前記基板の表面との距離は、前記第１グループと前記基板の表面との距離よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、パドルが基板の直径よりも小さな幅を持つ場合であっても、電場遮蔽率を均一にすることができる。したがって、基板のめっきにこのパドルを使用すれば、均一な厚さの金属膜を基板に形成することができる。

本実施形態に係るめっき装置を示す概略図である。 図２（ａ）乃至図２（ｄ）はパドルの往復運動を示す模式図である。 ３つのめっき液貯留槽とパドルユニットを示す図である。 図１のＢ線矢視図である。 外側攪拌棒の間の所定の隙間を示す図である。 本実施形態に係るパドルによる電場遮蔽率を示すグラフである。 パドルの変形例を示す図である。 パドルの他の変形例を示す図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 パドルのさらに他の変形例を示す図である。 他の実施形態に係るパドルを示す図である。 外側領域に配置された攪拌棒の間の隙間および内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間を示す図である。 パドルの中央領域の攪拌棒の間の隙間を、その両側に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さくしたパドルのさらに他の実施形態を示す図である。 パドルの中央領域の攪拌棒の間の隙間を、その両側に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さくしたパドルのさらに他の実施形態を示す図である。 パドルの中央領域の攪拌棒の間の隙間を、その両側に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さくしたパドルのさらに他の実施形態を示す図である。 めっき装置を示す概略図である。 図１６のＡ線矢視図である。 電場遮蔽率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。図１から図１５において、同一また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。
以下、本実施形態に係る電解処理装置の一例としてのめっき装置について説明する。電解処理装置の他の例として、電解エッチング装置が挙げられる。図１は、本実施形態に係るめっき装置を示す概略図である。図１に示すように、めっき装置は、内部にめっき液（処理液）を保持するめっき槽（処理槽）１と、めっき槽１内に配置されたアノード（対電極）２と、アノード２を保持するアノードホルダ４と、基板ホルダ８とを備えている。基板ホルダ８は、ウェハなどの基板Ｗを着脱自在に保持し、かつ基板Ｗをめっき槽１内のめっき液に浸漬させるように構成されている。

アノード２および基板Ｗは鉛直に配置され、めっき液中で互いに対向するように（すなわち、互いに対極となるように）配置される。アノード２はアノードホルダ４を介して電源１８の正極に接続され、基板Ｗは基板ホルダ８を介して電源１８の負極に接続される。アノード２と基板Ｗとの間に電圧を印加すると、電流は基板Ｗに流れ、基板Ｗの表面に金属膜が形成される。

めっき槽１は、基板Ｗおよびアノード２が内部に配置されるめっき液貯留槽１０と、めっき液貯留槽１０に隣接するオーバーフロー槽１２とを備えている。めっき液貯留槽１０内のめっき液はめっき液貯留槽１０の側壁を越流してオーバーフロー槽１２内に流入するようになっている。

オーバーフロー槽１２の底部には、めっき液循環ライン２０の一端が接続され、めっき液循環ライン２０の他端はめっき液貯留槽１０の底部に接続されている。めっき液は、めっき液貯留槽１０の側壁をオーバーフローしてオーバーフロー槽１２に流入し、さらにオーバーフロー槽１２からめっき液貯留槽１０にめっき液循環ライン２０を通って戻される。このように、めっき液は、めっき液循環ライン２０を通じてめっき液貯留槽１０とオーバーフロー槽１２との間を循環する。

めっき装置は、基板Ｗ上の電位分布を調整する調整板（レギュレーションプレート）１４と、めっき液貯留槽１０内のめっき液を攪拌するパドル１６とをさらに備えている。調整板１４は、パドル１６とアノード２との間に配置されており、めっき液中の電場を制限するための開口１４ａを有している。パドル１６は、めっき液貯留槽１０内の基板ホルダ８に保持された基板Ｗの表面近傍に配置されている。基板Ｗの表面とパドル１６との距離は１０ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましくは８ｍｍ以下である。パドル１６は例えばチタン（Ｔｉ）から構成されている。パドル１６は、鉛直に配置されており、基板Ｗの表面と平行に往復運動することでめっき液を攪拌し、基板Ｗのめっき中に、十分な金属イオンを基板Ｗの表面に均一に供給することができる。

図２（ａ）乃至図２（ｄ）はパドル１６を往復運動させるパドル駆動装置２９を示す模式図である。パドル１６はコネクティングロッド１７を介してクランクディスク１９に接続されている。コネクティングロッド１７はクランクディスク１９に偏心して取り付けられている。クランクディスク１９が矢印で示す方向に回転すると、パドル１６は基板Ｗと平行に往復運動する。パドル１６はこのパドル駆動装置２９によって基板Ｗの表面と平行に往復運動して基板Ｗの表面近傍のめっき液を攪拌する。

図３は３つの隣接しためっき液貯留槽１０とパドル１６を駆動するパドルユニット２５を示す図である。パドルユニット２５は、パドル１６と、水平方向に延びるシャフト２６と、パドル１６を支持するパドル保持部２７と、シャフト２６を支持するシャフト支持部２８と、パドル１６を駆動する上述したパドル駆動装置２９とを備えている。シャフト２６は、その両端近傍につば部３０を有している。つば部３０は、シャフト２６に付着しためっき液がシャフト２６を伝わってシャフト支持部２８に達するのをブロックする。パドル駆動装置２９のモータの回転、すなわち、パドル１６の往復運動はパドル駆動制御部３１によって制御される。パドル駆動制御部３１はそれぞれのパドル駆動装置２９に接続されており、パドル駆動装置２９を制御するように構成されている。

複数のめっき液貯留槽１０内のパドル１６の往復運動が同期すると、めっき装置全体に大きな振動が生じる場合がある。そこで、パドル駆動制御部３１は、複数のパドル１６の往復動作の位相が同期しないように、つまり、複数のパドル１６の往復動作の位相がずれるように、パドル駆動装置２９のモータ起動のタイミングを制御する。このようなパドル駆動制御部３１の制御動作により、めっき装置全体に大きな振動が生じることを防止することができる。

図４は図１のＢ線矢視図である。図４では、基板ホルダ８は省略されている。図４に示すように、パドル１６は、鉛直方向に延びる中央攪拌棒２１および外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆと、これら攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆを保持する保持部材２４ａ，２４ｂとを備えている。保持部材２４ａは攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆの上端を保持し、保持部材２４ｂは攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆの下端を保持している。これら保持部材２４ａ，２４ｂは水平に延び、基板Ｗの表面と平行に配置されている。攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆは、互いに平行に配置され、かつ基板Ｗの表面と平行に配置されている。本実施形態において、パドル１６は、１３本の攪拌棒を備えているが、攪拌棒の数は１３本に限られない。

図４および図５に示すように、攪拌棒２２Ａから攪拌棒２２Ｃまでの領域はパドル１６の内側領域Ｒ１と定義され、攪拌棒２２Ｃから攪拌棒２２Ｆまでの領域はパドル１６の外側領域Ｒ２と定義される。内側領域Ｒ１は、パドル１６の中心線上を延びる攪拌棒２１の両側に位置し、外側領域Ｒ２は内側領域Ｒ１の外側に位置している。

図４に示す実施形態では、基板Ｗの直径は３００ｍｍであり、パドル１６の幅は基板Ｗの直径よりも小さい。ただし、基板Ｗの直径はこの例に限定されない。攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆの長さは、基板Ｗの直径と同じか、基板Ｗの直径よりも長い。パドル１６の寸法が、パドル１６の幅の半分から、パドル１６のストローク長さの半分を引いた値が基板Ｗの半径未満という条件を満たす場合に、基板Ｗ面上の電場遮蔽率の分布が不均一になる。例えば、パドル１６の幅が２８０ｍｍで、パドル１６のストローク長さが１００ｍｍである場合、パドル１６の幅の半分（１４０ｍｍ）からパドル１６のストローク長さの半分（５０ｍｍ）を引いた値は９０ｍｍであり、基板Ｗの半径（１５０ｍｍ）よりも小さい。上記条件を満たす場合は、例えばパドル１６の往復運動において、パドル１６が基板Ｗの左側（図４参照）で折り返すときに、基板Ｗの右側の外周部には電場がパドル１６に全く遮蔽されない部分が存在する。

攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆは中央攪拌棒２１と外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆからなり、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆの間にはそれぞれ所定の隙間が形成されている。これらの所定の隙間は、互いに異なっており、中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に小さくなっている。中央攪拌棒２１は基板Ｗの中央における電場遮蔽率が極端に落ち込むことがないようにするために設けられている。パドル１６がパドル駆動装置２９により往復運動する際に、パドル１６の中央部は基板Ｗの中央部を最も高い速度で通過する。したがって、パドル１６の中央部での攪拌棒の隙間が大きいと、基板Ｗの中央部における電場遮蔽率が極端に落ち込む場合がある。そこで、中央攪拌棒２１を設けてパドル１６の中央部での攪拌棒の間の隙間を部分的に小さくしている。しかしながら、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆの配置次第では、中央攪拌棒２１を必ずしも設けなくてもよい。

図５は外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆの間の隙間を示す図である。図５に示す直交座標系の横軸は中央攪拌棒２１からの距離を示している。図５では、パドル１６の一部が示されている。図５に示す円弧は直交座標系の原点上に中心を持つ正円の１／４である。図５に示すように、縦軸に沿って正円を等間隔で分割すると、正円は横軸に沿って不均等に分割される。外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆは横軸上の不均等な分割点に対応する位置に配置されている。すなわち、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆは不等間隔に配列されている。

図５に示す例では、外側攪拌棒２２Ａと外側攪拌棒２２Ｂとの間の隙間ａ１は、外側攪拌棒２２Ｂと外側攪拌棒２２Ｃとの間の隙間ａ２よりも大きい。外側攪拌棒２２Ｃと外側攪拌棒２２Ｄとの間の隙間ａ３は、隙間ａ２よりも小さく、外側攪拌棒２２Ｄと外側攪拌棒２２Ｅとの間の隙間ａ４よりも大きい。外側攪拌棒２２Ｅと外側攪拌棒２２Ｆとの間の隙間ａ５は隙間ａ４よりも小さい。このように、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆ間の隙間は、中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に小さくなっている（ａ１＞ａ２＞ａ３＞ａ４＞ａ５）。

図６は本実施形態に係るパドル１６による電場遮蔽率を示すグラフである。図６に示す太線は、電場遮蔽率の平均値を表している。図６の横軸は基板Ｗの中心からの距離[ｍｍ]を示しており、縦軸は電場遮蔽率を示している。図６において、基板Ｗの中心からの距離０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内で、電場遮蔽率（平均値）の最大値と最小値との差は約５ポイントである。一方、図１８において、基板Ｗの中心からの距離０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲内で、電場遮蔽率（平均値）の最大値と最小値との差は約７ポイントである。このように、本実施形態に係るパドル１６を使用すると、電場遮蔽率は基板Ｗの全体において均一になるため、基板Ｗに形成される金属膜の厚さを均一にすることができる。

前述したように、例えばパドル１６が基板Ｗの左側で折り返すときに、基板Ｗの右側の外周部には電場がパドル１６に全く遮蔽されない部分が存在する場合には、基板Ｗの外周部の電場遮蔽率は低下する。そこで、図５に示すように、パドル１６の外側領域Ｒ２に配置された攪拌棒２２Ｃ〜２２Ｆの間の隙間ａ３〜ａ５が、パドル１６の内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒２２Ａ〜２２Ｃの間の隙間ａ１〜ａ２よりも小さくなるようにしている。このように、パドル１６の外側領域Ｒ２での攪拌棒の密度を、内側領域Ｒ１での攪拌棒の密度よりも高めることにより、基板Ｗの外周部での電場遮蔽率の低下を抑制することができる。

図７はパドル１６の変形例を示す図である。図７ではパドル１６の一部が示されている。図７に示す外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆは等間隔に配置されているが、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆのそれぞれの幅が異なっている。すなわち、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆのそれぞれの幅は中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に大きくなっている。したがって、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆ間の隙間は中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に小さくなっている。

図７では、外側攪拌棒２２Ａと外側攪拌棒２２Ｂとの間の隙間ｃ１は、外側攪拌棒２２Ｂと外側攪拌棒２２Ｃとの間の隙間ｃ２よりも大きい。外側攪拌棒２２Ｃと外側攪拌棒２２Ｄとの間の隙間ｃ３は、隙間ｃ２よりも小さく、外側攪拌棒２２Ｄと外側攪拌棒２２Ｅとの間の隙間ｃ４よりも大きい。外側攪拌棒２２Ｅと外側攪拌棒２２Ｆとの間の隙間ｃ５は、隙間ｃ４よりも小さい（ｃ１＞ｃ２＞ｃ３＞ｃ４＞ｃ５）。

このように外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆの幅は中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に大きくなっているため、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆ間の隙間ｃ１〜ｃ５は中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に小さくなっている。このような形状のパドル１６を用いることで、電場遮蔽率が基板Ｗの全体において均一になるため、基板Ｗに形成される金属膜の厚さを均一にすることができる。

図８はパドル１６の他の変形例を示す図であり、図９は図８のＣ−Ｃ線断面図である。図８に示す実施形態は、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆ間の隙間が中央攪拌棒２１からの距離とともに徐々に小さくなっている点では上述した実施形態と同じである。外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆのそれぞれの幅は同じ大きさである。図９に示すように、中央攪拌棒２１および外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆは略矩形状の水平断面を有している。図８および図９の例では、外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｆは、中央攪拌棒２１の両側に配置された第１グループと、第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられている。

第２グループに属する外側攪拌棒２２Ｄ〜２２Ｆと基板Ｗの表面との距離ＤＴ２は、第１グループに属する外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｃと基板Ｗの表面との距離ＤＴ１よりも小さい。距離ＤＴ１および距離ＤＴ２は予め設定された距離である。図１０に示すように、第２グループに属する外側攪拌棒２２Ｄ〜２２Ｆの奥行きを基板Ｗに近接する方向に増加さてもよい。図９および図１０に示すように、第２グループに属する外側攪拌棒２２Ｄ〜２２Ｆは第１グループに属する外側攪拌棒２２Ａ〜２２Ｃよりも基板Ｗの表面に近接しているので、めっき液が淀みやすい基板Ｗの周縁部の攪拌力を向上することができる。

図１１は他の実施形態に係るパドル１６を示す図である。図１１に示すパドル１６は、図４に示すパドル１６と異なり、中央攪拌棒２１を有していない。パドル１６は、攪拌棒が配置されていない中央開口領域ＣＲを有している。この中央開口領域ＣＲは、パドル１６の中心線上を延びている。内側領域Ｒ１は中央開口領域ＣＲの両側に位置しており、外側領域Ｒ２は内側領域Ｒ１の外側に位置している。本実施形態では、パドル１６は攪拌棒３２Ａ〜３２Ｈを備えている。図４に示す攪拌棒２１，２２Ａ〜２２Ｆは１３本（奇数本）であるのに対し、本実施形態に係る攪拌棒３２Ａ〜３２Ｈは１６本（偶数本）である。

図１２は内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒３２Ａ〜３２Ｅの間の隙間ｄ１〜ｄ４および外側領域Ｒ２に配置された攪拌棒３２Ｅ〜３２Ｈの間の隙間ｄ５〜ｄ７を示す図である。パドル１６の外側領域Ｒ２に配置された攪拌棒３２Ｅ〜３２Ｈの間の隙間ｄ５〜ｄ７は互いに等しく、内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒３２Ａ〜３２Ｅの間の隙間ｄ１〜ｄ４も互いに等しい。攪拌棒３２Ｅは、内側領域Ｒ１と外側領域Ｒ２の境界に位置している。中央開口領域ＣＲは、内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒３２Ａ〜３２Ｅのうち、パドル１６の中心線に最も近い２つの攪拌棒３２Ａ，３２Ａの間の隙間によって形成されている。

攪拌棒３２Ｅ〜３２Ｈの間の隙間ｄ５〜ｄ７は、攪拌棒３２Ａ〜３２Ｅの間の隙間ｄ１〜ｄ４よりも小さい。したがって、本実施形態の配置は、図４および図５に示した実施形態と同様に、基板Ｗの外周部での電場遮蔽率の低下を抑制し、基板Ｗに形成される金属膜の厚さを均一にすることができる。中央開口領域ＣＲの幅ｄ０は、内側領域Ｒ１に配置される攪拌棒３２Ａ〜３２Ｅの間の隙間ｄ１〜ｄ４よりも小さくなっており、基板Ｗの中央における電場遮蔽率が極端に落ち込むことを防止している。

図７乃至図１０に示す実施形態は、図１１および図１２に示す実施形態にも適用することができる。例えば、外側領域Ｒ２に配置される攪拌棒３２Ｆ〜３２Ｈの幅を、内側領域Ｒ１に配置される攪拌棒３２Ａ〜３２Ｄのよりも大きくしてもよい。また、外側領域Ｒ２に配置される攪拌棒３２Ｆ〜３２Ｈの基板Ｗの表面からの距離を、内側領域Ｒ１に配置される攪拌棒３２Ａ〜３２Ｄの基板Ｗの表面からの距離よりも小さくしてもよい。

これまで、図４乃至図１０では、中央攪拌棒２１を設けてパドル１６の中央部での攪拌棒の間の隙間を部分的に小さくする実施形態について述べた。さらに、図１１および図１２では中央開口領域ＣＲの幅ｄ０を、内側領域Ｒ１に配置される攪拌棒３２Ａ〜３２Ｅの間の隙間ｄ１〜ｄ４よりも小さくする実施形態について述べた。これらの構成は、いずれもパドル１６の通過速度の高い基板Ｗの中央部における電場遮蔽率が極端に落ち込むことを防止するためである。パドル１６の中央部の攪拌棒の間の隙間を、その両側に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さくする構成は、図４や図１１に示す実施形態に限らない。

図１３乃至図１５は、パドル１６の中央領域ＣＡの攪拌棒の間の隙間を、その両側に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さくしたパドル１６のさらに他の実施形態を示す図である。図１３乃至図１５では、パドル１６の上部のみが描かれている。図１３に示す実施形態では、パドル１６は、パドル１６の中心線を通る中央攪拌棒４１と攪拌棒４３Ａ〜４３Ｇとを備えている。中央領域ＣＡは、３本の攪拌棒、すなわち、中央攪拌棒４１と、その両側に配置された攪拌棒４３Ａ，４３Ａによって形成されている。内側領域Ｒ１は中央領域ＣＡの両側に位置しており、外側領域Ｒ２は内側領域Ｒ１の外側に位置している。中央攪拌棒４１と、中央攪拌棒４１の両側に位置する２本の攪拌棒４３Ａ，４３Ａとの間に２か所の隙間ｇ１，ｇ１（中央攪拌棒４１の両側の隙間ｇ１，ｇ１）が形成されている。

攪拌棒４３Ａは中央領域ＣＡと内側領域Ｒ１との境界に位置しており、攪拌棒４３Ｄは内側領域Ｒ１と外側領域Ｒ２との境界に位置している。内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒４３Ａ〜４３Ｄの間には、隙間ｇ２〜ｇ４が形成され、外側領域Ｒ２に配置された攪拌棒４３Ｄ〜４３Ｇの間には、隙間ｇ５〜ｇ７が形成されている。中央領域ＣＡに形成されている隙間ｇ１，ｇ１は、内側領域Ｒ１に形成されている隙間ｇ２〜ｇ４よりも小さい。

図１４に示す実施形態では、パドル１６は中央攪拌棒４１を有していない。中央領域ＣＡは、パドル１６の中心線の両側に配置された２本の攪拌棒４３Ａ，４３Ａによって形成されている。これら攪拌棒４３Ａ，４３Ａの間には隙間ｈ１が形成されている。この隙間ｈ１はパドル１６の中心線上を延びている。攪拌棒４３Ａは中央領域ＣＡと内側領域Ｒ１との境界に位置しており、攪拌棒４３Ｄは内側領域Ｒ１と外側領域Ｒ２との境界に位置している。内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒４３Ａ〜４３Ｄの間には、隙間ｈ２〜ｈ４が形成され、外側領域Ｒ２に配置された攪拌棒４３Ｄ〜４３Ｇの間には、隙間ｈ５〜ｈ７が形成されている。中央領域ＣＡに形成されている隙間ｈ１は、内側領域Ｒ１に形成されている隙間ｈ２〜ｈ４よりも小さい。

図１５では、中央領域ＣＡは、４本の攪拌棒、すなわち攪拌棒４２Ａ，４２Ａおよび攪拌棒４３Ａ，４３Ａによって形成されている。攪拌棒４２Ａ，４２Ａはパドル１６の中心線の両側に配置され、攪拌棒４３Ａ，４３Ａは攪拌棒４２Ａ，４２Ａの外側に配置されている。中央領域ＣＡには、パドル１６の中心線上を延びる隙間ｉ０と、隙間ｉ０の両側に形成される隙間ｉ１，ｉ１とが形成されている。隙間ｉ０は攪拌棒４２Ａ，４２Ａの間に形成されており、隙間ｉ１，ｉ１は攪拌棒４２Ａ，４２Ａと攪拌棒４３Ａ，４３Ａとの間に形成されている。

内側領域Ｒ１に配置された攪拌棒４３Ａ〜４３Ｄの間には、隙間ｉ２〜ｉ４が形成されている。外側領域Ｒ２に配置された攪拌棒４３Ｄ〜４３Ｇの間には、隙間ｉ５〜ｉ７が形成されている。攪拌棒４３Ａは中央領域ＣＡと内側領域Ｒ１との境界に位置しており、攪拌棒４３Ｄは内側領域Ｒ１と外側領域Ｒ２との境界に位置している。中央領域ＣＡに形成されている隙間ｉ０および隙間ｉ１，ｉ１は、内側領域Ｒ１に形成されている隙間ｉ２〜ｉ４よりも小さい。

図１３乃至図１５に示すいずれの実施形態においても、中央領域ＣＡに形成されている攪拌棒の間の隙間は、その両側の領域（すなわち内側領域Ｒ１）に形成されている攪拌棒の間の隙間よりも小さくなっている。中央領域ＣＡに形成される攪拌棒の本数は任意に決定することができる。さらに、パドル１６の中心線上に攪拌棒を配置するか、またはパドル１６の中心線上に隙間を形成するかは、任意に選択することができる。中央領域ＣＡの外側に形成される内側領域Ｒ１の攪拌棒の間の隙間は、中央領域ＣＡの攪拌棒の間の隙間よりも大きくなっており、内側領域Ｒ１の外側に形成される外側領域Ｒ２の攪拌棒の間の隙間は、内側領域Ｒ１の攪拌棒の間の隙間よりも小さくなっている。

外側領域Ｒ２の攪拌棒の間の隙間は内側領域Ｒ１の攪拌棒の間の隙間よりも小さいので、基板Ｗの外周部での電場遮蔽率の低下を抑制することができる。また、中央領域ＣＡの攪拌棒の間の隙間は内側領域Ｒ１の攪拌棒の間の隙間よりも小さいので、基板Ｗの中央部における電場遮蔽率が極端に落ち込むことを防止することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。パドルの外側領域および内側領域とは相対的な位置関係を示す言葉であり、絶対的な位置関係を上記実施形態によって限定するものではない。

また、上述の実施形態では、パドル１６の攪拌棒はパドル１６の中心線に関して左右対称に配置されているが、攪拌棒は必ずしも左右対称に配置されなくてもよい。本実施形態の一例として電解めっき装置を挙げたが、本発明は電解を作用させて基板を処理する装置に適用することができ、例えば、電解エッチング装置にも適用可能である。電解エッチング槽などの処理槽に基板と対電極を配置した基板電解処理装置において、本実施形態に係るパドル１６を搭載することで、パドル１６による電場遮蔽の処理プロセスの均一性に与える影響を緩和することができる。

１，１０１ めっき槽
２，１０２ アノード
４，１０３ アノードホルダ
８，１０４ 基板ホルダ
１０ めっき液貯留槽
１２ オーバーフロー槽
１４，１０６ 調整板
１６，１０５ パドル
１７ コネクティングロッド
１８，１０７ 電源
１９ クランクディスク
２０ めっき液循環ライン
２１，４１ 中央攪拌棒
２２Ａ〜２２Ｆ 外側攪拌棒
２４ａ，２４ｂ 保持部材
２５ パドルユニット
２６ シャフト
２７ パドル保持部
２８ シャフト支持部
２９ パドル駆動装置
３０ つば部
３１ パドル駆動制御部
３２Ａ〜３２Ｈ，４２Ａ，４３Ａ〜４３Ｇ，１０８ 攪拌棒

Claims (14)

1. 処理液を保持する処理槽と、
   基板を保持し、該基板を前記処理槽内に配置する基板ホルダと、
   前記処理槽内に配置され、前記基板の対極となる対電極と、
   前記対電極と前記基板との間に配置され、前記基板の表面と平行に往復運動して前記処理液を攪拌するパドルとを備え、
   前記パドルは、該パドルの内側領域に配置された複数の攪拌棒と、前記パドルの外側領域に配置された複数の攪拌棒とを備え、
   前記外側領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、前記内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さいことを特徴とする基板電解処理装置。
2. 前記パドルの中央には、中央領域が形成されており、
   前記中央領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、前記内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板電解処理装置。
3. 前記パドルの中心線上には攪拌棒が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の基板電解処理装置。
4. 前記内側領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、互いに等しいことを特徴とする請求項１に記載の基板電解処理装置。
5. 前記外側領域に配置された攪拌棒の間の隙間は、互いに等しいことを特徴とする請求項１に記載の基板電解処理装置。
6. 前記パドルの幅の半分から、前記パドルのストローク長さの半分を引いた値は前記基板の半径未満であることを特徴とする請求項１に記載の基板電解処理装置。
7. 前記複数の攪拌棒は、第１グループと、該第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられ、前記第２グループと前記基板の表面との距離は、前記第１グループと前記基板の表面との距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板電解処理装置。
8. 前記複数の攪拌棒の間にはそれぞれ所定の隙間が形成されており、
   前記所定の隙間は、前記パドルの中心線からの距離とともに徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の基板電解処理装置。
9. 基板の表面と平行に往復運動してめっき液を攪拌するパドルであって、
   前記パドルは、鉛直方向に延びる複数の攪拌棒を備え、
   前記複数の攪拌棒は、中央攪拌棒と、前記中央攪拌棒を中心として対称に配列された複数の外側攪拌棒とから構成され、
   前記複数の外側攪拌棒の間にはそれぞれ所定の隙間が形成されており、
   前記所定の隙間は、前記中央攪拌棒からの距離とともに徐々に小さくなることを特徴とするパドル。
10. 前記パドルの幅の半分から、前記パドルのストローク長さの半分を引いた値は前記基板の半径未満であることを特徴とする請求項９に記載のパドル。
11. 前記複数の外側攪拌棒は、前記中央攪拌棒の両側に配置された第１グループと、該第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられ、前記第２グループと前記基板の表面との距離は、前記第１グループと前記基板の表面との距離よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載のパドル。
12. めっき液を保持するめっき槽と、
    前記めっき槽内に配置されたアノードと、
    基板を保持し、該基板を前記めっき槽内に配置する基板ホルダと、
    前記アノードと前記基板との間に配置され、前記基板の表面と平行に往復運動して前記めっき液を攪拌するパドルとを備え、
    前記パドルは、鉛直方向に延びる複数の攪拌棒を備え、
    前記複数の攪拌棒は、中央攪拌棒と、前記中央攪拌棒を中心として対称に配列された複数の外側攪拌棒とから構成され、
    前記複数の外側攪拌棒の間にはそれぞれ所定の隙間が形成されており、
    前記所定の隙間は、前記中央攪拌棒からの距離とともに徐々に小さくなることを特徴とするめっき装置。
13. 前記パドルの幅の半分から、前記パドルのストローク長さの半分を引いた値は前記基板の半径未満であることを特徴とする請求項１２に記載のめっき装置。
14. 前記複数の外側攪拌棒は、前記中央攪拌棒の両側に配置された第１グループと、該第１グループの外側に配置された第２グループとに分けられ、前記第２グループと前記基板の表面との距離は、前記第１グループと前記基板の表面との距離よりも小さいことを特徴とする請求項１２に記載のめっき装置。

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