JP6859150B2 - めっき装置及びめっき槽構成の決定方法 - Google Patents

めっき装置及びめっき槽構成の決定方法 Download PDF

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Description

本発明は、めっき装置及びめっき槽構成の決定方法に関する。
従来、半導体ウェハやプリント基板等の基板の表面に配線やバンプ（突起状電極）等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等を形成する方法として、電解めっき法が知られている。
電解めっき法に用いるめっき装置では、一般的には例えば３００ｍｍの直径を有するウェハ等の円形基板にめっき処理を行っている。しかしながら、近年では、このような円形基板に限らず、費用対効果の観点から、半導体市場において角形基板の需要が増加しており、角形基板に洗浄、研磨、又はめっき等をすることが求められている。
めっき装置は、めっき槽を有し、このめっき槽内には、例えば、基板を保持した基板ホルダ、アノードを保持したアノードホルダ、レギュレーションプレート（遮蔽板）等が収容される。このようなめっき装置では、基板からアノードまでの電極間の距離（極間距離）が基板に形成される膜厚の均一性に影響を与えることが知られている。そこで、めっき装置において極間距離を調整することが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。また、めっき装置では、極間距離だけでなく、レギュレーションプレートの開口形状並びに設置位置、及びアノードホルダが有するアノードマスクの開口形状等も基板に形成される膜厚の均一性に影響を与える。
特開昭６３−２７０４８８号公報 特開２００２−２２６９９３号公報
めっき装置における最適な極間距離は、基板のサイズによって異なる。従来は、基板のサイズ毎に適切な極間距離を経験則で決定し、それを微調整することで最適な極間距離に近づけていた。しかしながら、作業者の技量によっては極間距離を微調整するのに時間がかかるし、必ずしも最適な極間距離を見つけることができるとは限らなかった。
また、ウェハ等の円形基板は、主に１５０ｍｍ、２００ｍｍ及び３００ｍｍ等の寸法規格を有するので、適切な極間距離を経験則で比較的容易に決定することができていた。しかしながら、角形基板は、現状、特定の寸法規格がなく、多様なサイズが用いられる。このため、多様なサイズの角形基板に適した極間距離を経験則で決定することは円形基板に比べて困難であった。また、極間距離は基板全体の膜厚に影響を与えるので、この極間距離がずれてしまうと、電場を調整するアノードマスクやレギュレーションプレートの開口サイズの調整では、十分な膜厚の面内均一性を達成することができない。
本発明者らは、鋭意検討の結果、角形基板の対向する二辺に給電する場合において、角形基板の中心から接点までの距離と適切な極間距離との間に所定の関係性があることを見出した。本発明は上記問題に鑑みてなされたものである。その目的の一つは、角形基板に応じた適切な極間距離を容易に得ることである。
本発明の一形態によれば、角形基板を保持する基板ホルダを用いて前記角形基板に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、前記角形基板を保持した前記基板ホルダを収納するように構成されるめっき槽と、前記基板ホルダと対向するように前記めっき槽の内部に配置されるアノードと、を有する。前記基板ホルダは、前記角形基板の対向する２辺に給電するように構成される電気接点を有する。前記角形基板の基板中心と前記電気接点との間の最短距離をＬ１とし、前記角形基板と前記アノードとの間の距離をＤ１とした場合、０．５９×Ｌ１−４３．５ｍｍ≦Ｄ１≦０．５８×Ｌ１−１９．８ｍｍの関係を満たすように前記角形基板及び前記アノードが前記めっき槽内に配置される。
本発明の他の一形態によれば、角形基板を保持する基板ホルダと、アノードを保持し、該アノードの一部を遮蔽するアノードマスクを有するアノードホルダと、前記基板ホルダと前記アノードホルダとの間に配置されるレギュレーションプレートと、を収容するめっき槽において、前記アノードマスクの開口形状、前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状、前記角形基板と前記アノードとの距離、前記角形基板と前記レギュレーションプレートの前記筒状部との距離、及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さから成る各数値を決定するめっき槽構成の決定方法が提供される。この方法は、前記アノードマスクの開口形状以外の上記各数値を所定値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記アノードマスクの開口形状の数値を決定する第１工程と、前記アノードマスクの開口形状及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状以外の上記各数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状の数値を決定する第２工程と、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さの各数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記アノードとの距離の数値を決定する第３工程と、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さの数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を決定する第４工程と、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを決定する第５工程と、を有する。
本実施形態に係るめっき装置の全体配置図である。 図１に示しためっき装置で使用される基板ホルダの概略平面図である。 図２に示す基板ホルダに保持される角形基板の概略平面図である。 図１に示した処理部のめっき槽及びオーバーフロー槽を示す概略縦断正面図である。 図４に示しためっき槽の部分上面図である。 極間距離Ｄ１、距離Ａ１、長さＢ１、及び距離Ｂ´１を決定するための解析プロセスを示すフロー図である。 図６で示した解析プロセスにより得られた極間距離Ｄ１と角形基板の中心から電気接点までの距離Ｌ１との関係性を示すグラフである。 図６で示した解析プロセスにより得られた距離Ａ１と角形基板の中心から電気接点までの距離Ｌ１との関係性を示すグラフである。 図６で示した解析プロセスにより得られた長さＢ１と角形基板の中心から電気接点までの距離Ｌ１との関係性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１００は、基板ホルダに角形基板をロードし、又は基板ホルダから角形基板をアンロードするロード／アンロード部１１０と、角形基板を処理する処理部１２０と、洗浄部２０とに大きく分けられる。処理部１２０は、さらに、角形基板の前処理及び後処理を行う前処理・後処理部１２０Ａと、角形基板にめっき処理を行うめっき処理部１２０Ｂとを含む。めっき装置１００のロード／アンロード部１１０と処理部１２０と、洗浄部２０とは、それぞれ別々のフレーム（筐体）で囲まれている。
ロード／アンロード部１１０は、２台のカセットテーブル２５と、基板脱着機構２９とを有する。カセットテーブル２５は、角形基板を収納したカセット２５ａを搭載する。基板脱着機構２９は、角形基板を図示しない基板ホルダに着脱するように構成される。また、基板脱着機構２９の近傍（例えば下方）には基板ホルダを収容するためのストッカ３０が設けられる。これらのユニット２５，２９，３０の中央には、これらのユニット間で角形基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置２７が配置されている。基板搬送装置２７は、走行機構２８により走行可能に構成される。
洗浄部２０は、めっき処理後の角形基板を洗浄して乾燥させる洗浄装置２０ａを有する。基板搬送装置２７は、めっき処理後の角形基板を洗浄装置２０ａに搬送し、洗浄及び乾燥された角形基板を洗浄装置２０ａから取り出すように構成される。
前処理・後処理部１２０Ａは、プリウェット槽３２と、プリソーク槽３３と、プリリンス槽３４と、ブロー槽３５と、リンス槽３６と、を有する。プリウェット槽３２では、角形基板が純水に浸漬される。プリソーク槽３３では、角形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がエッチング除去される。プリリンス槽３４では、プリソーク後の角形基板が基板ホルダと共に洗浄液（純水等）で洗浄される。ブロー槽３５では、洗浄後の角形基板の液切りが行われる。リンス槽３６では、めっき後の角形基板が基板ホルダと共に洗浄液で洗浄される。プリウェット槽３２、プリソーク槽３３、プリリンス槽３４、ブロー槽３５、リンス槽３６は、この順に配置されている。
めっき処理部１２０Ｂは、オーバーフロー槽３８を備えた複数のめっき槽３９を有する。各めっき槽３９は、内部に一つの角形基板を収納し、内部に保持しためっき液中に角形基板を浸漬させて角形基板の表面に銅めっき等のめっきを行う。ここで、めっき液の種類は、特に限られることはなく、用途に応じて様々なめっき液が用いられる。
めっき装置１００は、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を角形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３７を有する。この基板ホルダ搬送装置３７は、基板脱着機構２９、プリウェット槽３２、プリソーク槽３３、プリリンス槽３４、ブロー槽３５、リンス槽３６、及びめっき槽３９との間で基板ホルダを搬送するように構成される。
図２は、図１に示しためっき装置で使用される基板ホルダの概略平面図である。図３は、図２に示す基板ホルダに保持される角形基板の概略平面図である。図２に示すように、
基板ホルダ１１は、例えば塩化ビニル製で平板状の基板ホルダ本体１２と、基板ホルダ本体１２に連結されたアーム部１３とを有する。アーム部１３は、一対の台座１４を有し、図１に示した各処理槽の周壁上面に台座１４を設置することで、基板ホルダ１１が垂直に吊下げ支持される。また、アーム部１３には、めっき槽３９の周壁上面に台座１４を設置したときに、めっき槽３９に設けられた電気接点と接触するように構成されたコネクタ部１５が設けられる。これにより、基板ホルダ１１は外部電源と電気的に接続され、基板ホルダ１１に保持された角形基板に電圧・電流が印加される。
基板ホルダ１１は、図３に示す角形基板Ｓ１の被めっき面が露出するように保持する。基板ホルダ１１は、角形基板Ｓ１の表面に接触する図示しない電気接点を有する。角形基板Ｓ１を基板ホルダ１１が保持したとき、この電気接点は、角形基板Ｓ１の対向する二辺に沿って設けられる、図３に示す接点位置ＣＰ１に接触するように構成される。なお、角形基板の形状は、正方形または長方形である。長方形の角形基板の場合、電気接点は長方形の角型基板の長辺または短辺のいずれかの対向する二辺に接触するように構成される。
図４は、図１に示した処理部１２０Ｂのめっき槽３９及びオーバーフロー槽３８を示す概略縦断正面図である。図４に示すように、めっき槽３９は、内部にめっき液Ｑを保持する。オーバーフロー槽３８は、めっき槽３９の縁から溢れ出ためっき液Ｑを受け止めるようにめっき槽３９の外周に備えられている。オーバーフロー槽３８の底部には、ポンプＰを備えためっき液供給路４０の一端が接続される。めっき液供給路４０の他端は、めっき槽３９の底部に設けられためっき液供給口４３に接続されている。これにより、オーバーフロー槽３８内に溜まっためっき液Ｑは、ポンプＰの駆動に伴ってめっき槽３９内に戻される。めっき液供給路４０には、ポンプＰの下流側に、めっき液Ｑの温度を調節する恒温ユニット４１と、めっき液内の異物を除去するフィルタ４２が設けられている。
めっき槽３９には、角形基板Ｓ１を保持した基板ホルダ１１が収納される。基板ホルダ１１は、角形基板Ｓ１が鉛直状態でめっき液Ｑに浸漬されるように、めっき槽３９内に配置される。めっき槽３９内の角形基板Ｓ１に対向する位置には、アノードホルダ６０に保持されたアノード６２が配置される。アノード６２としては、例えば、含リン銅が使用され得る。アノードホルダ６０の前面側（角形基板Ｓ１と対向する側）には、アノード６２の一部を遮蔽するアノードマスク６４が設けられる。アノードマスク６４は、アノード６２と角形基板Ｓ１との間の電気力線を通過させる開口を有する。角形基板Ｓ１とアノード６２は、めっき電源４４を介して電気的に接続され、角形基板Ｓ１とアノード６２との間に電流を流すことにより角形基板Ｓ１の表面にめっき膜（銅膜）が形成される。
角形基板Ｓ１とアノード６２との間には、角形基板Ｓ１の表面と平行に往復移動してめっき液Ｑを攪拌するパドル４５が配置される。めっき液Ｑをパドル４５で攪拌することで、十分な銅イオンを角形基板Ｓ１の表面に均一に供給することができる。また、パドル４５とアノード６２との間には、角形基板Ｓ１の全面に亘る電位分布をより均一にするための誘電体からなるレギュレーションプレート５０が配置される。レギュレーションプレート５０は、平板状の本体部５２と、電気力線を通過させるための開口を形成する筒状部５１と、を有する。
図５は、図４に示しためっき槽３９の部分上面図である。図５中、パドル４５は省略されている。図５に示すように、角形基板Ｓ１は、アノード６２と距離Ｄ１を有して互いに対向して配置されている。即ち、めっき槽３９は、極間距離Ｄ１を有する。レギュレーションプレート５０の筒状部５１は、長さＢ１を有する。レギュレーションプレート５０の筒状部５１の一端面は、角形基板Ｓ１と距離Ａ１だけ離間する。また、レギュレーションプレート５０の筒状部５１の他端面は、アノードマスク６４と距離Ｂ´１だけ離間する。基板ホルダ１１の電気接点１６は、角形基板Ｓ１の中心から距離Ｌ１だけ離間した箇所に
接触する。
上述したように、めっき槽３９において角形基板Ｓ１にめっきをする際、極間距離Ｄ１は、角形基板Ｓ１に形成される膜厚の均一性に影響を与える。同様に、筒状部５１と角形基板Ｓ１との適切な距離Ａ１、筒状部５１の長さＢ１、及び筒状部５１とアノードマスク６４と距離Ｂ´１も、角形基板Ｓ１に形成される膜厚の均一性に影響を与える。したがって、良好な膜厚の面内均一性を得るためには、適切な極間距離Ｄ１、距離Ａ１、長さＢ１、及び距離Ｂ´１の少なくとも一つを決定する必要がある。本発明者らは、鋭意検討の結果、図５に示すように角形基板Ｓ１の対向する二辺に給電する場合において、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１と適切な極間距離Ｄ１との間に所定の関係性があることを見出した。同様に、本発明者らは、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１と筒状部５１と角形基板Ｓ１との適切な距離Ａ１との間、及び角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１と筒状部５１の長さＢ１との間に、所定の関係性があることを見出した。
図６は、極間距離Ｄ１、距離Ａ１、長さＢ１、及び距離Ｂ´１を決定するための解析プロセスを示すフロー図である。図６に示す解析プロセスは、解析前準備ステップ（ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３）、めっき槽構成決定ステップ（ステップＳ６１１〜ステップＳ６１６）、及び面内均一性最適化ステップ（ステップＳ６２１〜ステップＳ６２３）に大きく分けられる。この解析プロセスは、一般的な解析ソフトを使用して行われる。
解析前準備ステップでは、まず、極間距離Ｄ１、距離Ａ１、長さＢ１、及び距離Ｂ´１を決定する前に、ハード・ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）情報を決定する（ステップＳ６０１）。具体的には、角形基板Ｓ１、基板ホルダ１１、アノードホルダ６０、めっき槽３９、及び電気接点１６の仕様等の情報を解析ソフトに設定する。続いて、プロセス情報を決定する（ステップＳ６０２）。具体的には、めっき液、電圧値及び電流値等のめっき条件を解析ソフトに設定する。また、必要に応じて、予備実験のデータ、モデルデータ、及び境界条件等のデータを解析ソフトに設定する（ステップＳ６０３）。
続いて、めっき槽構成決定ステップでは、アノードマスクの開口形状を調整する（ステップＳ６１１）。具体的には、レギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状、極間距離Ｄ１、角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１、及び筒状部５１の長さＢ１から成る各数値として各々の所定値を設定する。この条件において、例えば、筒状部５１の開口形状の最適値が含まれると予測される数値範囲内において少しずつ数値をずらしながら、角形基板Ｓ１の膜厚分布を計算する。その中で、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となるアノードマスク６４の開口形状の数値を決定する。なお、ここでの上記所定値は、経験側に従って適宜決められる。また、本実施形態におけるアノードマスク６４の開口形状とは、角形基板Ｓ１の形状に対応した四角形の開口の縦横長さを意味する。本実施形態における膜厚分布のバラつきとしては、例えば３σ値を採用することができる。
レギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状を調整する（ステップＳ６１２）。具体的には、極間距離Ｄ１、角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１、及び筒状部５１の長さＢ１から成る各数値として各々の所定値を設定し、アノードマスク６４の開口形状としてステップＳ６１１で決定した数値を設定する。この条件において、例えば、筒状部５１の開口形状の最適値が含まれると予測される数値範囲内において少しずつ数値をずらしながら、角形基板Ｓ１の膜厚分布を計算する。その中で、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる筒状部５１の開口形状の数値を決定する。なお、ここでの所定値は、経験側に従って適宜決められる。また、本実施形態に
おける筒状部５１の開口形状とは、角形基板Ｓ１の形状に対応した四角形の開口の縦横長さを意味する。
極間距離Ｄ１の検討を行う（ステップＳ６１３）。具体的には、角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１、及び筒状部５１の長さＢ１から成る各数値として各々の所定値を設定し、アノードマスク６４の開口形状としてステップＳ６１１で決定した数値を設定し、筒状部５１の開口形状としてステップＳ６１２で決定した数値を設定する。この条件において、極間距離Ｄ１の値を、例えば最適値が含まれると予測される数値範囲内において５ｍｍずつ数値をずらしながら、角形基板Ｓ１の膜厚分布を計算する。その中で、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる極間距離Ｄ１の数値を決定する。なお、ここでの所定値は、経験側に従って適宜決められる。
筒状部５１と角形基板Ｓ１との距離Ａ１の検討を行う（ステップＳ６１４）。具体的には、筒状部５１の長さＢ１として所定値を設定し、アノードマスク６４の開口形状としてステップＳ６１１で決定した数値を設定し、筒状部５１の開口形状としてステップＳ６１２で決定した数値を設定し、極間距離Ｄ１としてステップＳ６１３で決定した数値を設定する。この条件において、距離Ａ１の値を、例えば最適値が含まれると予測される数値範囲内において少しずつ数値をずらしながら、角形基板Ｓ１の膜厚分布を計算する。その中で、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる筒状部５１と角形基板Ｓ１との距離Ａ１の数値を決定する。なお、ここでの所定値は、経験側に従って適宜決められる。
筒状部５１の長さＢ１の検討を行う（ステップＳ６１５）。具体的には、アノードマスク６４の開口形状としてステップＳ６１１で決定した数値を設定し、筒状部５１の開口形状としてステップＳ６１２で決定した数値を設定し、極間距離Ｄ１としてステップＳ６１３で決定した数値を設定し、筒状部５１と角形基板Ｓ１との距離Ａ１としてステップＳ６１４で決定した数値を設定する。この条件において、長さＢ１の値を、例えば最適値が含まれると予測される数値範囲内において少しずつ数値をずらしながら、角形基板Ｓ１の膜厚分布を計算する。その中で、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる筒状部５１の長さＢ１の数値を決定する。なお、ここでの所定値は、経験側に従って適宜決められる。
距離Ｂ´１は、極間距離Ｄ１、距離Ａ１、及び長さＢ１が決定されることで自動的に決定されるので、距離Ｂ´１の解析は行わなくてよい。したがって、ステップＳ６１１からステップＳ６１５により、各数値が決定される。しかしながら、各数値の検討において設定された上記所定値が適切ではない場合、各数値は未だ適切な数値でない可能性がある。このため、本実施形態では、ステップＳ６１２からステップＳ６１５を複数回繰り返してもよい（ステップＳ６１６）。
２回目以降のステップＳ６１１では、レギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状、極間距離Ｄ１、角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１、及び筒状部５１の長さＢ１を、既に実行したステップＳ６１３からステップＳ６１５で決定した数値をそれぞれ設定する。この条件において、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となるアノードマスク６４の開口形状の数値を再度決定する（ステップＳ６１１）。即ち、２回目以降のステップＳ６１２では、経験則に従って決定した所定値ではなく、既に実行した解析により決定した数値を利用して、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となるアノードマスク６４の開口形状の数値を決定する。
同様に、２回目以降のステップＳ６１２では、アノードマスク６４の開口形状、極間距離Ｄ１、角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１、及び筒状部５１の長さＢ１を、既に実行したステップＳ６１１、及びステップＳ６１３からス
テップＳ６１５で決定した数値をそれぞれ設定する。この条件において、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる筒状部５１の開口形状の数値を再度決定する。（ステップＳ６１２）。
２回目以降のステップＳ６１３では、アノードマスク６４の開口形状、レギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状、角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１、及び筒状部５１の長さＢ１を、既に実行したステップＳ６１１、ステップＳ６１２、ステップＳ６１４、及びステップＳ６１５で決定した数値をそれぞれ設定する。この条件において、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる極間距離Ｄ１の数値を再度決定する。
２回目以降のステップＳ６１４では、アノードマスク６４の開口形状、レギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状、極間距離Ｄ１、及び筒状部５１の長さＢ１を、既に実行したステップＳ６１１、ステップＳ６１２、ステップＳ６１４、及びステップＳ６１５で決定した数値をそれぞれ設定する。この条件において、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１の数値を再度決定する。
２回目以降のステップＳ６１５では、アノードマスク６４の開口形状、レギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状、極間距離Ｄ１、及び角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１を、既に実行したステップＳ６１１からステップＳ６１４で決定した数値をそれぞれ設定する。この条件において、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきが最小となる角形基板Ｓ１とレギュレーションプレート５０の筒状部５１との距離Ａ１の数値を再度決定する。
以上のようにステップＳ６１１からステップＳ６１５を複数回繰り返すことにより、経験則で決定した所定値を使用するのではなく、解析により決定された各数値を互いに使用して、各数値を決定することができる。このため、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきを一層小さくすることができる各数値を決定することができる。なお、経験則で決定した所定値が適切であれば、ステップＳ６１１からステップＳ６１５を複数回繰り返さなくとも、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきを小さくすることができる各数値を決定することができる。
続いて、面内均一性最適化ステップでは、アノードマスク６４の開口形状の調整（ステップＳ６２１）及びレギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状の調整（ステップＳ６２２）を行う。ステップＳ６１１からステップＳ６１６のめっき槽構成決定ステップにおいて、アノードマスク６４の開口形状及びレギュレーションプレート５０の筒状部５１の開口形状は既に決定されている。しかしながら、めっき槽構成決定ステップにおいて決定されたこれらの開口形状は、主に極間距離Ｄ１、距離Ａ１、及び長さＢ１を決定するために必要な情報として決定したものである。このため、確認的にステップＳ６２１及びステップＳ６２２を実行して、これらの開口形状の最終調整を行う。最後に、必要に応じて追加計算を行う（ステップＳ６２３）。
以上で説明した解析プロセスにより得られた極間距離Ｄ１、距離Ａ１、長さＢ１、及び距離Ｂ´１は、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１と所定の関係性を有する。図７は、図６で示した解析プロセスにより得られた極間距離Ｄ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との関係性を示すグラフである。図８は、図６で示した解析プロセスにより得られた距離Ａ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との関係性を示すグラフである。図９は、図６で示した解析プロセスにより得られた長さＢ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との関係性を示すグ
ラフである。
図７には、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が１５０ｍｍ、２２０ｍｍ、及び２８０ｍｍのときの、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきを示す３σが最小値となる極間距離Ｄ１を示すプロットをつないだ直線ＳＬ１が示されている。また、図７には、直線ＳＬ１上のプロット点（Ｄ１）を基準とし、極間距離を縮小する方向において、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が１５０ｍｍ、２２０ｍｍ、及び２８０ｍｍのときの３σが最小値＋１％となる極間距離Ｄ１を示すプロットをつないだ直線ＳＬ２が示されている。同様に、図７には、直線ＳＬ１上のプロット点（Ｄ１）を基準とし、極間距離を拡大する方向において、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が１５０ｍｍ、２２０ｍｍ、及び２８０ｍｍのときの３σが最小値＋１％となる極間距離Ｄ１を示すプロットをつないだ直線ＳＬ３が示されている。
図７に示すように、３σが最小値となるときの極間距離Ｄ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との間には比例関係が存在する。具体的には、直線ＳＬ１はＤ１＝０．５３Ｌ１−１８．７ｍｍの関係を有する。また、直線ＳＬ２はＤ１＝０．５９Ｌ１−４３．５ｍｍの関係を有し、直線ＳＬ３はＤ１＝０・５８Ｌ−１９．８ｍｍの関係を有する。角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１は、基板ホルダ１１の構造及び角形基板Ｓ１のサイズによって決定されるので、距離Ｌ１は、一般的には予め定められた値となる。したがって、図７に示す関係式が得られているとき、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が与えられれば、最適な極間距離Ｄ１を容易に得ることができる。
また、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきを示す３σが最小値＋１％以内の場合、一般的には、製品として十分な面内均一性を有する。したがって、距離Ｌ１が与えられたとき、極間距離Ｄ１として、０．５９Ｌ１−４３．５ｍｍ≦Ｄ１≦０・５８Ｌ−１９．８ｍｍの範囲に含まれる値を採用することが好ましい。よって、距離Ｌ１が与えられるだけで、適切な極間距離Ｄ１の範囲を容易に得ることができる。
図８には、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が１６０ｍｍ、２２５ｍｍ、及び２８０ｍｍのときの、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきを示す３σが最小値となる距離Ａ１を示すプロットをつないだ直線が示されている。図８に示すように、３σが最小値となるときの距離Ａ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との間には一定の関係が存在する。具体的には、図８に示すように、距離Ａ１は、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１の値に関わらず、２０．８ｍｍのときに、３σが最小値となる。したがって、図８に示す関係式が得られているとき、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が与えられれば、最適な距離Ａ１を容易に得ることができる。
図９には、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が１６０ｍｍ、２２０ｍｍ、及び２８０ｍｍのときの、角形基板Ｓ１の膜厚分布のバラつきを示す３σが最小値となる長さＢ１を示すプロットをつないだ直線が示されている。図９に示すように、３σが最小値となるときの長さＢ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との間には一定の関係が存在する。具体的には、図９に示すように、長さＢ１と角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１は、Ｂ１＝０．３３Ｌ−４３．３ｍｍの関係を満たすときに、３σが最小値となる。したがって、図９に示す関係式が得られているとき、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１が与えられれば、最適な長さＢ１を容易に得ることができる。
本実施形態では、図６に示した解析プロセスにより、図７から図９に示す極間距離Ｄ１
、距離Ａ１、及び長さＢ１と、角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１との関係性を示すグラフを得る。続いて、図４及び図５に示すめっき槽３９の極間距離Ｄ１、距離Ａ１、長さＢ１、長さＢ´１、及び角形基板Ｓ１の中心から電気接点１６までの距離Ｌ１を、図７から図９に示す関係を満たすように設定することで、角形基板Ｓ１の膜厚分布を小さくすることができるめっき槽３９を容易に構成することができる。
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。
以下に本明細書が開示する形態のいくつかを記載しておく。
第１形態によれば、角形基板を保持する基板ホルダを用いて前記角形基板に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、前記角形基板を保持した前記基板ホルダを収納するように構成されるめっき槽と、前記基板ホルダと対向するように前記めっき槽の内部に配置されるアノードと、を有する。前記基板ホルダは、前記角形基板の対向する２辺に給電するように構成される電気接点を有する。前記角形基板の基板中心と前記電気接点との間の最短距離をＬ１とし、前記角形基板と前記アノードとの間の距離をＤ１とした場合、０．５９×Ｌ１−４３．５ｍｍ≦Ｄ１≦０．５８×Ｌ１−１９．８ｍｍの関係を満たすように前記角形基板及び前記アノードが前記めっき槽内に配置される。
第１形態によれば、Ｌ１とＤ１とを上記の関係を満たすように設定することで、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を小さくすることができる。言い換えれば、Ｌ１とＤ１とのいずれか一方が与えられれば、上記関係に基づいて、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を小さくすることができるＬ１とＤ１の他方を容易に設定することができる。
第２形態によれば、第１形態のめっき装置において、前記基板ホルダと前記アノードとの間に配置されるレギュレーションプレートを有し、前記レギュレーションプレートは、電気力線を通過させるための開口を形成する筒状部を有し、前記筒状部は、前記筒状部の長さをＢ１とした場合、Ｂ１＝０．３３×Ｌ１−４３．３ｍｍの関係を満たすような長さを有する。
第２形態によれば、Ｌ１とＢ１とを上記の関係を満たすように設定することで、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を小さくすることができる。言い換えれば、Ｌ１とＢ１とのいずれか一方が与えられれば、上記関係に基づいて、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を小さくすることができるＬ１とＢ１の他方を容易に設定することができる。
第３形態によれば、第１形態又は第２形態のめっき装置において、前記基板ホルダと前記アノードとの間に配置されるレギュレーションプレートを有し、前記レギュレーションプレートは、電気力線を通過させるための開口を形成する筒状部を有し、前記めっき装置に収納された前記角形基板の表面と前記筒状部との距離をＡ１としたとき、Ａ１＝２０．８ｍｍの関係を満たす。
第３形態によれば、Ｌ１とＡ１とを上記の関係を満たすように設定することで、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を小さくすることができる。言い換えれば、Ｌ１とＡ１とのいずれか一方が与えられれば、上記関係に基づいて、角形基板に形成されるめっき
膜の膜厚分布を小さくすることができるＬ１とＡ１の他方を容易に設定することができる。
第４形態によれば、角形基板を保持する基板ホルダと、アノードを保持し、該アノードの一部を遮蔽するアノードマスクを有するアノードホルダと、前記基板ホルダと前記アノードホルダとの間に配置されるレギュレーションプレートと、を収容するめっき槽において、前記アノードマスクの開口形状、前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状、前記角形基板と前記アノードとの距離、前記角形基板と前記レギュレーションプレートの前記筒状部との距離、及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さから成る各数値を決定するめっき槽構成の決定方法が提供される。この方法は、前記アノードマスクの開口形状以外の上記各数値を所定値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記アノードマスクの開口形状の数値を決定する第１工程と、前記アノードマスクの開口形状及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状以外の上記各数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状の数値を決定する第２工程と、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さの各数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記アノードとの距離の数値を決定する第３工程と、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さの数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を決定する第４工程と、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを決定する第５工程と、を有する。
第４形態によれば、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を小さくすることができる前記アノードマスクの開口形状、前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状、前記角形基板と前記アノードとの距離、前記角形基板と前記レギュレーションプレートの前記筒状部との距離、及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを決定することができる。
第５形態によれば、第４形態の方法において、さらに、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記アノードマスクの開口形状を再決定する第６工程と、前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を再決定する第７工程と、前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレ
ートの前記筒状部の開口形状を前記第７工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記アノードとの距離を再決定する第８工程と、前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第７工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第８工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を再決定する第９工程と、前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第７工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第８工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第９工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを再決定する第１０工程と、を有する。
第５形態によれば、角形基板に形成されるめっき膜の膜厚分布を一層小さくすることができる前記アノードマスクの開口形状、前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状、前記角形基板と前記アノードとの距離、前記角形基板と前記レギュレーションプレートの前記筒状部との距離、及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを決定することができる。
第６形態によれば、第４形態又は第５形態において、さらに、前記アノードマスクの開口形状を調整する工程と、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を調整する工程と、を有する。
１１…基板ホルダ
３９…めっき槽
５０…レギュレーションプレート
５１…筒状部
６０…アノードホルダ
６２…アノード
６４…アノードマスク
Ｓ１…角形基板

Claims (3)

  1. 角形基板を保持する基板ホルダと、アノードを保持し、該アノードの一部を遮蔽するアノードマスクを有するアノードホルダと、前記基板ホルダと前記アノードホルダとの間に配置されるレギュレーションプレートと、を収容するめっき槽において、前記アノードマスクの開口形状、前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状、前記角形基板と前記アノードとの距離、前記角形基板と前記レギュレーションプレートの前記筒状部との距離、及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さから成る各数値を決定するめっき槽構成の決定方法であって、
    前記アノードマスクの開口形状以外の上記各数値を所定値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記アノードマスクの開口形状の数値を決定する第１工程と、
    前記アノードマスクの開口形状及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状以外の上記各数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの筒状部の開口形状の数値を決定する第２工程と、
    前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離及び前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さの各数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記アノードとの距離の数値を決定する第３工程と、
    前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さの数値を所定値にし、前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を決定する第４工程と、
    前記アノードマスクの開口形状を前記第１工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前
    記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを決定する第５工程と、を有する、方法。
  2. 請求項１に記載された方法において、さらに、
    前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第２工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記アノードマスクの開口形状を再決定する第６工程と、
    前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第３工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を再決定する第７工程と、
    前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第７工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第４工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記アノードとの距離を再決定する第８工程と、
    前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第７工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第８工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを前記第５工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を再決定する第９工程と、
    前記アノードマスクの開口形状を前記第６工程で決定した値にし、前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を前記第７工程で決定した値にし、前記角形基板と前記アノードとの距離を前記第８工程で決定した値にし、前記角形基板と前記レギュレーションプレートとの距離を前記第９工程で決定した値にした状態で、前記角形基板の膜厚分布のバラつきが最小となる前記レギュレーションプレートの前記筒状部の長さを再決定する第１０工程と、を有する、方法。
  3. 請求項１又は２に記載された方法において、さらに、
    前記アノードマスクの開口形状を調整する工程と、
    前記レギュレーションプレートの前記筒状部の開口形状を調整する工程と、を有する、方法。
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