JP7204060B1 - めっき装置用抵抗体、及び、めっき装置 - Google Patents

Abstract

基板に形成されるめっき膜の均一性を向上させることができる抵抗体等を提供する。めっき装置において、アノードとめっきする対象物を保持するホルダとの間に配置される、電場調整用のめっき装置用抵抗体が提供される。このめっき装置用抵抗体には、第１面を有し、前記第１面に開口する複数の第１貫通孔が形成された第１抵抗部材と、第２面を有し、前記第２面に開口する複数の第２貫通孔が形成された第２抵抗部材とを備え、前記第１面と前記第２面とが対向するように前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材が配置され、前記複数の第１貫通孔と前記複数の第２貫通孔との重なりの大きさが可変であるように構成されている。

Description

本発明は、めっき装置用抵抗体、及び、めっき装置に関する。

従来、半導体ウェハやプリント基板等である対象物の表面に配線、バンプ（突起状電極）等を形成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。

対象物に形成されるめっきの厚さの均一性を高めるため、電解めっき法によるめっき装置では、ウェハ等の円形基板とアノードとの間に電場調整用の抵抗体を配置することが知られている（特許文献１参照）。また、電場調整をより広く自由にするため、抵抗体の孔の大きさ又は形状を可変とするめっき装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０２１－１３８９９５号公報 特許第４０２７４９１号公報

特許文献１のめっき装置では、対象物の仕様に応じて、孔の大きさ又は配置等が適切に設定された抵抗体が設置されることが求められる。したがって、抵抗体の調達および交換のための作業およびコストが発生する。特許文献２のめっき装置では、抵抗体中央部の孔の大きさを変えることができる絞り機構が記載されているが、構造上、孔の大きさ又は形状を変化させられる範囲に制約がある。対象物に形成されるめっきの厚さは、対象物における位置に依存し得るため、抵抗体に形成された複数の貫通孔の少なくとも一部の大きさ又は形状を柔軟に変化させることが望ましい。

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、めっき装置から抵抗体を取り外す必要がなく、複数の貫通孔を有する抵抗体を調整し、対象物に形成されるめっきの厚さの均一性を向上させることができるめっき装置用抵抗体、及び、めっき装置を提案することを目的の１つとする。

本発明の一形態によれば、めっき装置において、アノードとめっきする対象物を保持するホルダとの間に配置される、電場調整用のめっき装置用抵抗体が提案される。めっき装置用抵抗体は、第１面を有し、前記第１面に開口する複数の第１貫通孔が形成された第１抵抗部材と、第２面を有し、前記第２面に開口する複数の第２貫通孔が形成された第２抵抗部材とを備え、前記第１面と前記第２面とが対向するように前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材が配置され、前記複数の第１貫通孔と前記複数の第２貫通孔との重なりの大きさが可変であるように構成されている。

本発明の他の一形態によれば、めっき装置が提供される。このめっき装置は、めっき槽と、前記めっき槽に配置されるアノードと、めっきを行う対象を保持するホルダと、上記めっき装置用抵抗体と、を備える。

図１は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。 図３は、本実施形態のめっきモジュールの構成を模式的に示す縦断面図である。 図４は、本実施形態の抵抗体を模式的に示す平面図である。 図５は、本実施形態の抵抗体を模式的に示す底面図である。 図６は、本実施形態の抵抗体を模式的に示す側面図である。 図７は、本実施形態の抵抗体を模式的に示す分解図である。 図８は、本実施形態の抵抗体に含まれる第１抵抗部材を模式的に示す側面図である。 図９は、第１抵抗部材を模式的に示す斜視図である。 図１０は、第１貫通孔が部分的に閉じられた状態の抵抗体を模式的に示す平面図である。 図１１は、部分的に閉じられた状態の第１貫通孔を示す模式図である。 図１２は、第１貫通孔の開口の面積と、基板の外周部に形成されためっきの厚さとの関係を示すグラフである。 図１３は、変形例１の抵抗体を模式的に示す斜視図である。 図１４は、変形例１の抵抗体を模式的に示す分解図である。 図１５は、変形例１の抵抗体を模式的に示す底面図である。 図１６は、変形例１の抵抗体に含まれる第１抵抗部材を模式的に示す斜視図である。 図１７は、第１貫通孔が部分的に閉じられた状態の抵抗体を模式的に示す平面図である。 図１８は、変形例２の抵抗体を模式的に示す側面図である。 図１９は、変形例２の抵抗体に含まれる第１抵抗部材を模式的に示す平面図である。 図２０は、変形例２の抵抗体に含まれる第２抵抗部材を模式的に示す平面図である。 図２１は、第１貫通孔が部分的に閉じられた状態の抵抗体を模式的に示す平面図である。 図２２は、変形例３のめっきモジュールの構成を模式的に示す縦断面図である。

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。

＜めっき装置の全体構成＞
図１は、本実施形態のめっき装置１０００の全体構成を示す斜視図である。図２は、めっき装置１０００の全体構成を示す平面図である。図１および図２に示すように、めっき装置１０００は、ロードポート１００、搬送ロボット１１０、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００、プリソークモジュール３００、めっきモジュール４００、洗浄モジュール５００、スピンリンスドライヤ６００、搬送装置７００、および、制御モジュール８００を備える。

ロードポート１００は、めっき装置１０００に図示していないＦＯＵＰなどのカセットに収納された、めっきする対象物である基板を搬入したり、めっき装置１０００からカセットに基板を搬出するためのモジュールである。本実施形態では４台のロードポート１００が水平方向に並べて配置されているが、ロードポート１００の数および配置は任意である。搬送ロボット１１０は、基板を搬送するためのロボットであり、ロードポート１００、アライナ１２０、および搬送装置７００の間で基板を受け渡すように構成される。搬送ロボット１１０および搬送装置７００は、搬送ロボット１１０と搬送装置７００との間で基板を受け渡す際には、図示していない仮置き台を介して基板の受け渡しを行うことができる。

アライナ１２０は、基板の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ためのモジュールである。本実施形態では２台のアライナ１２０が水平方向に並べて配置されているが、アライナ１２０の数および配置は任意である。プリウェットモジュール２００は、めっき処理前の基板の被めっき面を純水または脱気水などの処理液（プリウェット液）で濡らすことで、基板表面に形成されたパターン内部の空気を処理液に置換する。プリウェットモジュール２００は、めっき時にパターン内部の処理液をめっき液に置換することでパターン内部にめっき液を供給しやすくするプリウェット処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリウェットモジュール２００が上下方向に並べて配置されているが、プリウェットモジュール２００の数および配置は任意である。

プリソークモジュール３００は、例えばめっき処理前の基板の被めっき面に形成したシード層表面等に存在する電気抵抗の大きい酸化膜を硫酸や塩酸などの処理液でエッチング除去してめっき下地表面を洗浄または活性化するプリソーク処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリソークモジュール３００が上下方向に並べて配置されているが、プリソークモジュール３００の数および配置は任意である。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。本実施形態では、上下方向に３台かつ水平方向に４台並べて配置された１２台のめっきモジュール４００のセットが２つあり、合計２４台のめっきモジュール４００が設けられているが、めっきモジュール４００の数および配置は任意である。

洗浄モジュール５００は、めっき処理後の基板に残るめっき液等を除去するために基板に洗浄処理を施すように構成される。本実施形態では２台の洗浄モジュール５００が上下方向に並べて配置されているが、洗浄モジュール５００の数および配置は任意である。スピンリンスドライヤ６００は、洗浄処理後の基板を高速回転させて乾燥させるためのモジュールである。本実施形態では２台のスピンリンスドライヤが上下方向に並べて配置されているが、スピンリンスドライヤの数および配置は任意である。搬送装置７００は、めっき装置１０００内の複数のモジュール間で基板を搬送するための装置である。制御モジュール８００は、めっき装置１０００の複数のモジュールを制御するように構成され、例えばオペレータとの間の入出力インターフェースを備える一般的なコンピュータまたは専用コンピュータから構成することができる。

めっき装置１０００による一連のめっき処理の一例を説明する。まず、ロードポート１００にカセットに収納された基板が搬入される。続いて、搬送ロボット１１０は、ロードポート１００のカセットから基板を取り出し、アライナ１２０に基板を搬送する。アライナ１２０は、基板の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。搬送ロボット１１０は、アライナ１２０で方向を合わせた基板を搬送装置７００へ受け渡す。

搬送装置７００は、搬送ロボット１１０から受け取った基板をプリウェットモジュール２００へ搬送する。プリウェットモジュール２００は、基板にプリウェット処理を施す。搬送装置７００は、プリウェット処理が施された基板をプリソークモジュール３００へ搬送する。プリソークモジュール３００は、基板にプリソーク処理を施す。搬送装置７００は、プリソーク処理が施された基板をめっきモジュール４００へ搬送する。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。

搬送装置７００は、めっき処理が施された基板を洗浄モジュール５００へ搬送する。洗浄モジュール５００は、基板に洗浄処理を施す。搬送装置７００は、洗浄処理が施された基板をスピンリンスドライヤ６００へ搬送する。スピンリンスドライヤ６００は、基板に乾燥処理を施す。搬送装置７００は、乾燥処理が施された基板を搬送ロボット１１０へ受け渡す。搬送ロボット１１０は、搬送装置７００から受け取った基板をロードポート１００のカセットへ搬送する。最後に、ロードポート１００から基板を収納したカセットが搬出される。

＜めっきモジュールの構成＞
次に、めっきモジュール４００の構成を説明する。本実施形態における２４台のめっきモジュール４００は同一の構成であるので、１台のめっきモジュール４００のみを説明する。図３は、本実施形態のめっきモジュール４００の構成を概略的に示す縦断面図である。図３に示すように、めっきモジュール４００は、めっき液を収容するためのめっき槽４１０を備える。めっき槽４１０は、上面が開口した円筒形の内槽４１２と、内槽４１２の上縁からオーバーフローしためっき液を溜められるように内槽４１２の周囲に設けられた外槽４１４と、を含んで構成される。

めっきモジュール４００は、被めっき面Ｗｆ－ａを下方に向けた状態で基板Ｗｆを保持するためのホルダ４４０を備える。また、ホルダ４４０は、図示していない電源から基板Ｗｆに給電するための給電接点を備える。めっきモジュール４００は、ホルダ４４０を昇降させるための昇降機構４４２を備える。また、一実施形態では、めっきモジュール４００は、ホルダ４４０を鉛直軸まわりに回転させる回転機構４４８を備える。昇降機構４４２および回転機構４４８は、例えばモータなどの公知の機構によって実現することができる。

本実施形態のめっきモジュール４００は、被めっき面Ｗｆ－ａを下方に向けてホルダ４４０に保持された基板Ｗｆ（例えば半導体ウェハ）をめっき液に浸漬させ、基板Ｗｆとアノード４３０との間に電圧を印加することによって、基板Ｗｆの表面に導電膜を析出させる、カップ式の電解めっき装置である。めっきモジュール４００が回転機構４４８を備える場合、基板Ｗｆにめっき層が均一に形成されるように、基板Ｗｆを回転させながらめっき処理を施すことにより、基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さがより均一になる。

めっきモジュール４００は、内槽４１２の内部を上下方向に隔てるメンブレン４２０を備える。内槽４１２の内部はメンブレン４２０によってカソード領域４２２とアノード領域４２４に仕切られる。カソード領域４２２とアノード領域４２４にはそれぞれめっき液が充填される。なお、本実施形態ではメンブレン４２０が設けられる一例を示したが、メンブレン４２０は設けられなくてもよい。

アノード領域４２４の内槽４１２の底面にはアノード４３０が設けられる。また、アノード領域４２４には、アノード４３０と基板Ｗｆとの間の電解を調整するためのアノードマスク４２６が配置される。アノードマスク４２６は、例えば誘電体材料からなる略板状の部材であり、アノード４３０の前面(上方)に設けられる。アノードマスク４２６は、アノード４３０と基板Ｗｆとの間に流れる電流が通過する開口を有する。なお、本実施形態では、アノードマスク４２６が設けられる一例を示したが、アノードマスク４２６は設けられなくてもよい。さらに、上記したメンブレン４２０は、アノードマスク４２６の開口に設けられてもよい。

カソード領域４２２には、アノード４３０とホルダ４４０の間に抵抗体４５０が配置される。本実施形態の例では、抵抗体４５０は、メンブレン４２０に対向する。抵抗体４５０は、めっき液における電場を調整し、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ－ａにおけるめっき処理の均一化を図るための部材である。

図４は、本実施形態の抵抗体４５０を模式的に示す平面図である。図５は、抵抗体４５０を模式的に示す底面図である。図６は、抵抗体４５０を模式的に示す側面図である。図７は、抵抗体４５０を模式的に示す分解図である。抵抗体４５０は、めっき装置１０００において、アノード４３０とめっきする対象物である基板Ｗｆを保持するホルダ４４０との間に配置される、電場調整用のめっき装置用抵抗体である。

抵抗体４５０は、第１抵抗部材１０と、第２抵抗部材２０とを備える。第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０は、めっき液よりも電気抵抗率が高い部材であり、誘電体であることが好ましい。第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０は、金属または樹脂で形成され得る。第１抵抗部材１０には、複数の第１貫通孔９１１および複数の第３貫通孔９１２が形成されている。第１貫通孔９１１および第３貫通孔９１２は、第１抵抗部材１０の表面と裏面との間を貫通し、めっき液及びめっき液中のイオンを通過させる経路を構成する。第２抵抗部材２０には、複数の第２貫通孔９２０が形成されている。第２貫通孔９２０は、第２抵抗部材２０の表面と裏面との間を貫通し、めっき液及びめっき液中のイオンを通過させる経路を構成する。

抵抗体４５０は、めっき装置１０００に配置されたとき、第３貫通孔９１２を介して、抵抗体４５０よりアノード側のカソード領域４２２と、抵抗体４５０よりもホルダ側のカソード領域４２２とを、めっき液及びめっき液中のイオンが移動可能に接続する。

本実施形態では、抵抗体４５０の中心軸Ａｘの周りに、第１抵抗部材１０が第２抵抗部材２０に対して回転することにより、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９１２の軸方向から見た重なりの大きさを変化させることができる。これにより、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９１２は、選択的に接続される。貫通孔が他の要素に「接続される」とは、めっき液及びめっき液中のイオンが移動可能に接続されることを指す。第１貫通孔９１１と第２貫通孔９２０が接続されているときは、抵抗体４５０は、第１貫通孔９１１および第２貫通孔９２０を介して、抵抗体４５０よりアノード側のカソード領域４２２と、抵抗体４５０よりもホルダ側のカソード領域４２２とを、めっき液及びめっき液中のイオンが移動可能に接続する。なお、以下で「軸方向」とは、中心軸Ａｘの方向を指す。

本実施形態の例では、第２抵抗部材２０は抵抗体４５０の外側面４５１に沿って配置されている。複数の貫通孔を有する抵抗体を含むめっき装置において、例えば基板の寸法、基板のレジスト開口率、またはめっき処理のレシピなどの変化に伴って、基板の外周部に形成されるめっきの厚さの均一性が低くなる場合がある。本実施形態では、抵抗体４５０の外周部に形成された第１貫通孔９１１と第２貫通孔９２０の重なりの大きさを変化させることにより、第１貫通孔９１１および第２貫通孔９２０の周囲の電場を調整することができる。そのため、基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さをより均一にすることができる。

図示の例では、抵抗体４５０は、中心軸Ａｘを軸とした円柱状に形成されている。抵抗体４５０において、軸方向の一方の側の端面を第１外面Ｓ１０、他方の側の端面を第２外面Ｓ２０とする。抵抗体４５０の第１外面側に第１抵抗部材１０が、第２外面側に第２抵抗部材２０が配置されている（図６参照）。なお、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９２０の重なりの大きさを変化させることができれば、抵抗体４５０の形状は特に限定されない。

本実施形態の例では、内槽４１２において、第１外面Ｓ１０がホルダ４４０と向かい合い、第２外面Ｓ２０がアノード４３０と向かい合うように配置され、内槽４１２に固定された第２抵抗部材２０に対して、第１抵抗部材１０が回転する構成とすることができる。しかし、内槽４１２において、第１外面Ｓ１０がアノード４３０と向かい合い、第２外面Ｓ２０がホルダ４４０と向かい合うように配置され、内槽４１２に固定された第１抵抗部材１０に対して、第２抵抗部材２０が回転する構成としてもよい。また、第１抵抗部材１０または第２抵抗部材２０のうちアノード側に配置された抵抗部材が固定され、ホルダ側に配置された抵抗部材が回転することに限定されず、ホルダ側に配置された抵抗部材が固定され、アノード側に配置された抵抗部材が回転する構成としてもよい。ただし、内槽４１２の上端側はホルダ４４０（基板Ｗｆ）を投入可能に開放されているため、ホルダ側に配置された抵抗部材が回転可能に構成されることで、抵抗部材を回転させるための機械的機構または手動による抵抗部材の回転を簡便にすることができると考えられる。第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０の両方が回転可能でもよい。回転の方法は特に限定されず、手動でもよい。なお、第１抵抗部材１０と第２抵抗部材２０との一方は、その外側面４５１が内槽４１２内面に固定されてもよい。特にこうした場合には、アノード４３０からホルダ４４０側を見て、または、ホルダ４４０側からアノード４３０側を見て、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０のうち、回転させる方の寸法が固定される方の寸法より小さい方が好ましい。

図４に示すように、抵抗体４５０の第１外面Ｓ１０に第１貫通孔９１１および第３貫通孔９１２が開口している。第１貫通孔９１１は、第１抵抗部材１０の第２外面側に配置された第２抵抗部材２０の第２貫通孔９２０と選択的に接続される。第３貫通孔９１２は、第１外面Ｓ１０から第２外面Ｓ２０へと貫通し、第１外面側のカソード領域４２２と第２外面側のカソード領域４２２とを連通する。第１貫通孔９１１、第２貫通孔９１２および第３貫通孔９１３は、中心軸Ａｘに沿って延びている。

第１外面Ｓ１０において、一例として、第１貫通孔９１１は中心軸Ａｘの周りに回転対称に配置されている。複数の第１貫通孔９１１は、同心であり且つ径が異なる３以上の仮想的な基準円上に配置されることが好ましく、基準円上に周方向に沿って等間隔に配置されることが好ましい。第１貫通孔９１１は、第２抵抗部材２０が配置される径方向の範囲に形成される。以下では、特に断りのない限り、「径方向」および「周方向」とは、それぞれ、中心軸Ａｘを軸とする回転座標系における径方向および周方向を指す。第３貫通孔９１２は、第１貫通孔９１１の内側に形成され、中心軸Ａｘの周りに回転対称に配置されている。複数の第３貫通孔９１２は、第１貫通孔９１１と同様に、同心であり且つ径が異なる３以上の仮想的な基準円上に配置されることが好ましく、基準円上に周方向に沿って等間隔に配置されることが好ましい。ただし、基板Ｗｆに所望の程度に均一にめっきを形成することができれば、第１貫通孔９１１および第３貫通孔９１２の個数および配置のパターンは特に限定されない。例えば、ランダムに配置された多数の第３貫通孔９１２を抵抗体４５０に形成してもよい。

図５に示すように、抵抗体４５０の第２外面Ｓ２０に第２貫通孔９２０および第３貫通孔９１２が開口している。第２外面Ｓ２０は、第１抵抗部材１０の第３面Ｓ３と、第３面Ｓ３の外周側に形成された第２抵抗部材２０の外面Ｓ２２とを含む。第１抵抗部材１０の第３面Ｓ３には、第３貫通孔９１２が開口している。第２抵抗部材２０の外面Ｓ２２には、第２貫通孔９２０が開口している。第２貫通孔９２０および第３貫通孔９１２は中心軸Ａｘの周りに回転対称に形成されている。基板Ｗｆに所望の程度に均一にめっきを形成することができれば、第２貫通孔９２０および第３貫通孔９１２の個数および配置のパターンは特に限定されない。なお、本実施形態では、第３貫通孔９１２は略真円状であり、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９１２とは周方向に長い長孔である。ただし、こうした例に限定されず、例えば第１貫通孔９１１と第２貫通孔９１２とは略真円状であってもよいし、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９１２とは異なる形状であってもよい。

図示の例では、第２抵抗部材２０は、抵抗体４５０の第２外面側に配置された環状部材である。第１貫通孔９１１と第２貫通孔９２０の重なりの大きさを変化させることができれば、第２抵抗部材２０の形状および位置は特に限定されない。本実施形態の例では、抵抗体４５０における外周部に第２貫通孔９２０が形成されるように、第２抵抗部材２０を外周部に配置した。形成されるめっきの厚さを調整したい位置に応じて、抵抗体４５０における第２抵抗部材２０の位置は適宜変更することができる。第２抵抗部材２０の、第１抵抗部材１０が配置される側の面を第２面Ｓ２とする（図７参照）。第２貫通孔９２０は、第２面Ｓ２から第２抵抗部材２０の外面Ｓ２２へと貫通する。

第２抵抗部材２０が配置される、第１抵抗部材１０の外周部の範囲は、中心軸Ａｘから径方向に第１抵抗部材１０の外周端までの５０％より外側、６０％より外側、７０％より外側、または８０％より外側とすることができる。または、第２抵抗部材２０が配置される、第１抵抗部材１０の外周部の範囲は、アノード４３０からホルダ４４０側を見て、基板Ｗｆの外周端までの５０％より外側、６０％より外側、７０％より外側、または８０％より外側とすることができる。これにより、めっきの厚さの均一性の低下の原因となりやすい領域について、効率的に電場を調整し、基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さの均一性をさらに高めることができる。

図８は、第１抵抗部材１０を模式的に示す側面図であり、図９は、第１抵抗部材１０を模式的に示す斜視図である。図８では、図の上側が第１外面側となっているが、図９では、図の下側が、第１外面側となっている。

第１抵抗部材１０は、第１部分１１と、第２部分１２とを備える。第１部分１１は、軸方向に一方の側が第１外面Ｓ１０となっており、他方の側に第２部分１２および第１面Ｓ１が配置されている。第２部分１２の、第１部分１１と反対の側には、第３面Ｓ３が形成されている。第１部分１１および第２部分１２は、軸方向に沿って並んで配置されている。第１部分１１は、径方向に第１の外径Ｌ１を有する。第２部分１２は、径方向に第２の外径Ｌ２を有する。第２の外径Ｌ２は、第１の外径Ｌ１よりも小さい。したがって、第１抵抗部材１０の第２抵抗部材２０が配置される側の側面Ｓ１３において、第２部分１２が配置されていない面が第１面Ｓ１となる。言い換えれば、側面Ｓ１３は、第１面Ｓ１と、第３面Ｓ３とを含む。

第２抵抗部材２０は、第１抵抗部材１０の第２抵抗部材２０が配置される側の側面Ｓ１３の一部を覆うように形成されている。これにより、当該一部の周囲の電場を調整でき、基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さを局所的に調整することができる。第１抵抗部材１０の上記側面Ｓ１３における、第２抵抗部材２０に覆われていない第３面Ｓ３には、第３貫通孔９１２が開口している。これにより、抵抗体４５０における複数の貫通孔の一部について、その周囲の電場を調整でき、基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さを位置に応じて調整することができる。

抵抗体４５０では、第１抵抗部材１０の第１面Ｓ１が第２抵抗部材２０の第２面Ｓ２（図７）と対向するように、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０が配置される。第１抵抗部材１０の第２部分１２は、環状の第２抵抗部材２０の中空部に挿入され、第２抵抗部材２０を内側から支持する。これにより、第１抵抗部材１０と第２抵抗部材２０の位置合わせが容易になり、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９２０の重なりの大きさの調整をより精密に行うことができる。また、抵抗体４５０において、第２抵抗部材２０が設けられている部分と設けられていない部分とで、貫通孔の長さを同一にすることができる。なお、第１貫通孔９１１と第２貫通孔９２０の重なりの大きさの調整ができれば、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０の形状および配置は特に限定されない。例えば、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０が共に平板状であってもよい。

図１０は、複数の第１貫通孔９１１が部分的に閉じられた状態の抵抗体４５０を模式的に示す平面図であり、図１１は、部分的に閉じられた状態の第１貫通孔９１１を示す模式図である。第１抵抗部材１０に対する第２抵抗部材２０の回転により、抵抗体４５０の第１外面Ｓ１０に開口する第１貫通孔９１１および第３貫通孔９１２のうち、第１貫通孔９１１の開口面積が変化する。図示の例では、第１貫通孔９１１の最大開口面積の半分弱に相当する部分が第２抵抗部材２０の第２面Ｓ２により覆われている。本実施形態では、第１貫通孔９１１が第２抵抗部材２０により全く覆われていない状態から完全に覆われている状態まで連続的に変更可能とするが、これに限定されない。第１抵抗部材１０に対して配置可能な第２抵抗部材２０の位置を物理的に制限することにより第１貫通孔９１１の取り得る開口の範囲を適宜設定してもよい。

ここで、本実施形態のめっきモジュール４００におけるめっき処理についてより詳細に説明する。昇降機構４４２を用いて基板Ｗｆをカソード領域４２２のめっき液に浸漬させることにより、基板Ｗｆがめっき液に暴露される。めっきモジュール４００は、この状態でアノード４３０と基板Ｗｆとの間に電圧を印加することによって、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ－ａにめっき処理を施すことができる。一実施形態では、回転機構４４８を用いてホルダ４４０を回転させながらめっき処理が行われる。めっき処理により、基板Ｗｆの被めっき面Ｗｆ－ａに導電膜（めっき膜）が析出する。そして、本実施形態では、上記した抵抗体４５０が採用されることにより、第１貫通孔９１１の開口面積を調整し、基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さの均一性を向上させることができる。

上記のように、本実施形態の抵抗体４５０では、第１面Ｓ１または第２面Ｓ２に沿って、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０の一方を他方に対して回転可能に構成されている。これにより、抵抗体４５０をめっき装置１０００から取り外す必要なく、第１貫通孔９１１の開口面積を簡便に調整し、めっきがより均一に形成されるめっき装置１０００を提供することができる。なお、第１貫通孔９１１の開口面積を変化させることができれば、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０の一方を他方に対して回転させなくともよい。例えば、第２抵抗部材２０から第１抵抗部材１０を少し持ち上げ、角度を変えた後、第２抵抗部材２０上に再配置してもよい。

本実施形態の抵抗体４５０は、第１面Ｓ１を有し、第１面Ｓ１に開口する複数の第１貫通孔９１１が形成された第１抵抗部材１０と、第２面Ｓ２を有し、第２面Ｓ２に開口する複数の第２貫通孔９２０が形成された第２抵抗部材２０とを備え、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが対向するように第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０が配置され、複数の第１貫通孔９１１と複数の第２貫通孔９２０との重なりの大きさが可変であるように構成されている。これにより、めっき装置１０００から抵抗体４５０を取り外す必要がなく、複数の貫通孔（第１貫通孔９１１、第２貫通孔９２０および第３貫通孔９１２）を有する抵抗体４５０を調整し、対象物である基板Ｗｆに形成されるめっきの厚さの均一性を向上させることができる。

発明者らは、複数の第１貫通孔および複数の第３貫通孔が形成された第１抵抗部材と、複数の第２貫通孔が形成された第２抵抗部材とを備える抵抗体を含むめっき装置のモデルを作成し、基板上にめっきを形成するシミュレーションを行った。複数の第１貫通孔および複数の第２貫通孔は抵抗体の外周部に形成される構成とした。第１抵抗部材に対して第２抵抗部材を回転させ、基板の外周部に形成されるめっき膜の厚さをシミュレーションにより求めた。

図１２は、シミュレーションの結果を示すグラフである。横軸は、第１貫通孔の開口面積を第１貫通孔の最大開口面積で割った値を百分率にした値ｘを示す。縦軸は、基板の外周部に形成されためっき膜の厚さｙ（μｍ）を示す。グラフの実線は、測定点を結んだ折れ線である。グラフの点線は、最小二乗法による回帰直線である。図１２に示すように、外周部の第１貫通孔の開口面積と、基板の外周部に形成されるめっき膜の厚さには強い相関があることが示された。

次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態または他の変形と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位等に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。

（変形例１）
上述の実施形態において、抵抗体は、複数の第２抵抗部材を備えてもよい。

図１３は、本変形例の抵抗体４５０Ａを模式的に示す斜視図である。図１４は、抵抗体４５０Ａを模式的に示す分解図である。図１５は、抵抗体４５０Ａを模式的に示す底面図である。図１６は、抵抗体４５０Ａに含まれる第１抵抗部材１０Ａを示す斜視図である。

図１４に示すように、抵抗体４５０Ａは、第１抵抗部材１０Ａと、複数の第２抵抗部材２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃとを備える。抵抗体４５０Ａでは、１つの第１抵抗部材１０の第１面Ｓ１に対向するように複数の第２抵抗部材２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃが配置される。これにより、それぞれの第２抵抗部材２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃに対向する第１貫通孔９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃの開口面積をより柔軟に調整することができ、基板Ｗｆにさらに均一にめっきを形成することができる。この観点から、第２抵抗部材２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃは、互いに独立して回転可能であることが好ましい。図示の例では、第１面Ｓ１において、第２抵抗部材２０Ａの外周側に第２抵抗部材２０Ｂが配置され、第２抵抗部材２０Ｂの外周側に第２抵抗部材２０Ｃが配置される構成となっている。図示の例では、１つの第１抵抗部材１０Ａに３個の第２抵抗部材が配置されているが、この第２抵抗部材の個数は特に限定されず、２でも４以上でもよい。

第１抵抗部材１０Ａは、第１部分１１Ａと、第２部分１２Ａとを備える。第１部分１１Ａは、第２部分１２Ａの第１外面側に形成されている。第１部分１１Ａの外径は、第２部分１２Ａの外径より大きい。第１抵抗部材１０Ａには、第１外面Ｓ１０から第１面Ｓ１へと貫通する、複数の第１貫通孔９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃが形成されている。第１抵抗部材１０Ａには、さらに、第１外面Ｓ１０から第３面Ｓ３へと貫通する第３貫通孔９１２Ａが形成されている。

第２抵抗部材２０Ａは、中心軸Ａｘの周りに環状に形成されており、中心軸Ａｘを軸に回転対称に配置された複数の第２貫通孔９２０Ａが形成されている。第２貫通孔９２０Ａは、第２抵抗部材２０Ａの第２面Ｓ２から、第２抵抗部材２０Ａの外面Ｓ２２Ａへと貫通する。複数の第２貫通孔９２０Ａのそれぞれは、第２抵抗部材２０Ａが第１抵抗部材１０Ａに対して回転したとき、第１抵抗部材１０Ａの最も外側に形成された複数の第１貫通孔９１１Ａと接続可能な位置に形成されている。第２抵抗部材２０Ａは、第１抵抗部材１０Ａに対して第２抵抗部材２０Ａが回転すると、第１貫通孔９１１Ａと第２貫通孔９２０Ａの軸方向から見た重なりの大きさが変化するように構成されている。

第２抵抗部材２０Ｂは、中心軸Ａｘの周りに環状に形成されており、中心軸Ａｘを軸に回転対称に配置された複数の第２貫通孔９２０Ｂが形成されている。第２貫通孔９２０Ｂは、第２抵抗部材２０Ｂの第２面Ｓ２から、第２抵抗部材２０Ｂの外面Ｓ２２Ｂへと貫通する。複数の第２貫通孔９２０Ｂのそれぞれは、第２抵抗部材２０Ｂが第１抵抗部材１０Ａに対して回転したとき、第１抵抗部材１０Ａにおいて、第１貫通孔９１１Ａの内側に形成された複数の第１貫通孔９１１Ｂと接続可能な位置に形成されている。第２抵抗部材２０Ｂは、第１抵抗部材１０Ａに対して第２抵抗部材２０Ｂが回転すると、第１貫通孔９１１Ｂと第２貫通孔９２０Ｂの軸方向から見た重なりの大きさが変化するように構成されている。

第２抵抗部材２０Ｃは、中心軸Ａｘの周りに環状に形成されており、中心軸Ａｘを軸に回転対称に配置された複数の第２貫通孔９２０Ｃが形成されている。第２貫通孔９２０Ｃは、第２抵抗部材２０Ｃの第２面Ｓ２から、第２抵抗部材２０Ｃの外面Ｓ２２Ｃへと貫通する。複数の第２貫通孔９２０Ｃのそれぞれは、第２抵抗部材２０Ｃが第１抵抗部材１０Ａに対して回転したとき、第１抵抗部材１０Ａにおいて、第１貫通孔９１１Ｂの内側に形成された複数の第１貫通孔９１１Ｃと接続可能な位置に形成されている。第２抵抗部材２０Ｃは、第１抵抗部材１０Ａに対して第２抵抗部材２０Ｃが回転すると、第１貫通孔９１１Ｃと第２貫通孔９２０Ｃの軸方向から見た重なりの大きさが変化するように構成されている。

図１７は、第１貫通孔９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃのそれぞれが部分的に閉じられた状態の抵抗体４５０Ａを模式的に示す平面図である。本変形例では、第１貫通孔９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃのそれぞれの開口面積を独立して変化させることができる。この場合、図示の例のように、第１貫通孔９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃのそれぞれの開口面積を異ならせることもでき、より精密に第１貫通孔９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃ近傍の電場を調整することができる。したがって、基板Ｗｆにさらに均一にめっきを形成することができる。

（変形例２）
上述の実施形態において、第１抵抗部材および第２抵抗部材の一方を他方に対して平行移動させることにより、第１貫通孔の開口面積を変化させてもよい。本変形例は基板Ｗｆが角型基板の場合に好ましく適用されるが、基板Ｗｆが円形基板等の場合にも適用することができる。

図１８は、本変形例の抵抗体４５０Ｂを模式的に示す側面図である。抵抗体４５０Ｂは、第１抵抗部材１０Ｂと、第２抵抗部材２０Ｄとを備える。第１抵抗部材１０Ｂは板状であり、一方の側には第１外面Ｓ１０が形成され、他方の側に第１面Ｓ１が形成されている。第２抵抗部材２０Ｄは板状であり、一方の側に第２面Ｓ２が形成されており、他方の側に第２外面Ｓ２０が形成されている。

図１９は、第１抵抗部材１０Ｂの第１面Ｓ１を示す概念図である。第１抵抗部材１０Ｂには、複数の第１貫通孔９１１Ｄが形成されている。第１貫通孔９１１Ｄは、第１外面Ｓ１０から第１面Ｓ１へと貫通する。

図２０は、第２抵抗部材２０Ｄの第２面Ｓ２を示す概念図である。第２抵抗部材２０Ｄには、複数の第２貫通孔９２０Ｄが形成されている。第２貫通孔９２０Ｄは、第２外面Ｓ２０から第２面Ｓ２へと貫通する。

図２１は、複数の第１貫通孔９１１Ｄのそれぞれが部分的に閉じられた状態の抵抗体４５０Ｂを模式的に示す平面図である。抵抗体４５０Ｂには、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２が対向するように第１抵抗部材１０Ｂおよび第２抵抗部材２０Ｄが配置されている。第１面Ｓ１または第２面Ｓ２に沿って、第１抵抗部材１０Ｂおよび第２抵抗部材２０Ｄの一方を他方に対して移動させることにより、第１貫通孔９１１Ｄの開口面積を変化させることができる。なお、第１貫通孔９１１Ｄの開口面積を変化させることができれば、第１面Ｓ１または第２面Ｓ２に沿った移動でなくともよい。例えば、第２抵抗部材Ｄから第１抵抗部材１０Ｂを少し持ち上げ、位置を変えた後、第２抵抗部材２０Ｄ上に再配置してもよい。また、第１抵抗部材１０Ｂに対する第２抵抗部材２０Ｄの大きさおよび第２貫通孔９２０Ｄの配置を調整し、複数の第１貫通孔９１１Ｄの一部の開口面積を変化させてもよい。

（変形例３）
上述の実施形態において、めっき装置は、第１抵抗部材および第２抵抗部材の一方を他方に対して回転させる駆動機構をさらに備えてもよい。本変形例のめっき装置は、上述の実施形態のめっき装置１０００と同様の構成を有するが、めっきモジュール４００の代わりにめっきモジュール４００Ａを備える点がめっき装置１０００とは異なっている。

図２２は、本変形例のめっきモジュール４００Ａを模式的に示す縦断面図である。めっきモジュール４００Ａは、上述の実施形態のめっきモジュール４００と同様の構成を有しているが、駆動機構４５２、センサ４６０およびセンサ支持体４６８を備える点でめっきモジュール４００とは異なっている。

駆動機構４５２は、第１抵抗部材１０および第２抵抗部材２０の一方を他方に対して回転させるための駆動機構である。駆動機構４５２は、当該回転を駆動することができればその態様は特に限定されず、モータ等の電動駆動装置を備えることができる。駆動機構４５２は、制御モジュール８００により制御され得る。

センサ４６０は、基板Ｗｆに形成されためっきの厚さを測定する膜厚センサである。めっき槽４１０には、センサ４６０を支持するセンサ支持体４６８が設置されている。本変形例では、回転機構４４８の回転軸からそれぞれ異なる距離に複数のセンサ４６０が配置されており、複数のセンサ４６０に対して基板Ｗｆが回転することにより基板Ｗｆの広い範囲にわたって膜厚を測定する構成となっている。しかし、センサ４６０の配置は特に限定されず、センサ４６０は１つでも、２以上の任意の個数でもよい。センサ４６０が移動または走査可能としてもよい。センサ４６０は、基板Ｗｆに形成されためっきの厚さを計測することができればその種類等は特に限定されない。センサ４６０は、めっき液における電気抵抗の変化を利用するものでないことが好ましい。具体的には、センサ４６０としては、例えば、白色共焦点式などの光学センサ、電位センサ、磁場センサ、または渦電流式センサを用いることができる。センサ４６０による検出信号は、制御モジュール８００に入力され、処理される。

本変形例では、センサ４６０を用いて得られためっきの厚さの均一性に基づいて、駆動機構４５２により第１貫通孔９１１の開口面積を調整することができる。これにより、形成されているめっきの厚さの均一性を確認しながら、簡便に抵抗体４５０を調整することができ、さらに均一なめっき膜を形成することができる。なお、めっきモジュール４００Ａはセンサ４６０を備えなくともよい。この場合でも、駆動機構４５２により簡便に第１貫通孔９１１の開口面積を調整することができ、まためっき処理中の調整も可能である。また、駆動機構４５２は、変形例２において、第１抵抗部材１０Ｂおよび第２抵抗部材２０Ｄの一方を他方に対して移動させてもよい。

（変形例４）
上述の実施形態において、特許文献２のように、めっき装置において、基板Ｗｆ、抵抗体、およびアノードのそれぞれを鉛直方向に沿って配置してもよい。本変形例でも、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は、以下の形態としても記載することができる。
［形態１］形態１によれば、めっき装置において、アノードとめっきする対象物を保持するホルダとの間に配置される、電場調整用のめっき装置用抵抗体が提案され、かかるめっき装置用抵抗体は、第１面を有し、前記第１面に開口する複数の第１貫通孔が形成された第１抵抗部材と、第２面を有し、前記第２面に開口する複数の第２貫通孔が形成された第２抵抗部材とを備え、前記第１面と前記第２面とが対向するように前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材が配置され、前記複数の第１貫通孔と前記複数の第２貫通孔との重なりの大きさが可変であるように構成されている。形態１によれば、めっき装置から抵抗体を取り外す必要がなく、複数の貫通孔を有するめっき装置用抵抗体を調整し、対象物に形成されるめっきの厚さの均一性を向上させることができる。

［形態２］形態２によれば、形態１において、前記第１面または前記第２面に沿って、前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材の一方を他方に対して移動可能または回転可能に構成されている。形態２によれば、より簡便に、また、より精密にめっき装置用抵抗体を調整することができる。

［形態３］形態３によれば、形態１または２において、前記第２抵抗部材は、前記第１抵抗部材における、前記第２抵抗部材が配置される側の側面の一部を覆うように配置される。形態３によれば、上記の一部の周囲の電場を調整でき、対象物に形成されるめっきの厚さを局所的に調整することができる。

［形態４］形態４によれば、形態１から３において、前記第１抵抗部材の前記側面における、前記第２抵抗部材に覆われない第３面に第３貫通孔が形成されている。形態４によれば、めっき装置用抵抗体における複数の貫通孔のうち、一部の貫通孔の周囲の電場を調整でき、対象物に形成されるめっきの厚さを位置に応じて調整することができる。

［形態５］形態５によれば、形態４において、前記第１抵抗部材において、前記第３面の外周側に前記第１面が形成されている。形態５によれば、対象物の外周側に形成されるめっきの厚さを調整することができる。めっきの形成速度が、対象物の中心からの距離に依存する場合があるため、このような場合に、形成されるめっきの厚さの均一性を特に高めることができる。

［形態６］形態６によれば、形態５において、前記第１抵抗部材は、第１の外径を有する第１部分と、前記第１の外径より小さい第２の外径を有する第２部分とを備え、前記第１部分に前記第１面が形成され、前記第２部分に前記第３面が形成されている。形態６によれば、第１抵抗部材と第２抵抗部材の位置合わせが容易になる。また、第１貫通孔の開口面積の調整をより精密に行うことができ、対象物に形成されるめっきの厚さの均一性をさらに向上させることができる。

［形態７］形態７によれば、形態１から６において、１つの前記第１抵抗部材の前記第１面に対向するように配置される複数の前記第２抵抗部材を備える。形態７によれば、より精密に各第２抵抗部材近傍の電場を調整することができる。したがって、対象物に形成されるめっきの厚さの均一性をさらに向上することができる。

［形態８］形態８によれば、めっき槽と、前記めっき槽に配置されるアノードと、めっきする対象物を保持するホルダと、形態１から７のいずれかのめっき装置用抵抗体と、を備えるめっき装置が提案される。形態８によれば、めっき装置から抵抗体を取り外す必要がなく、複数の貫通孔を有するめっき装置用抵抗体を調整し、対象物に形成されるめっきの厚さの均一性を向上させることができる。

［形態９］形態９によれば、形態８において、前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材の一方を他方に対して移動または回転させる駆動機構をさらに備える。形態９によれば、より簡便にめっき装置用抵抗体を調整することができ、まためっき処理中の調整も容易である。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記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、本発明にはその均等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、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…第１抵抗部材
１１，１１Ａ…第１部分
１２，１２Ａ…第２部分
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…第２抵抗部材
４００，４００Ａ…めっきモジュール
４１０…めっき槽
４２０…メンブレン
４２２…カソード領域
４２４…アノード領域
４３０…アノード
４４０…ホルダ
４４２…昇降機構
４４８…回転機構
４５０，４５０Ａ，４５０Ｂ…抵抗体
４５２…駆動機構
８００…制御モジュール
９１１，９１１Ａ，９１１Ｂ，９１１Ｃ，９１１Ｄ…第１の貫通孔
９１２，９１２Ａ…第３の貫通孔
９２０，９２０Ａ，９２０Ｂ，９２０Ｃ，９２０Ｄ…第２の貫通孔
１０００…めっき装置
Ａｘ…中心軸
Ｌ１…第１の外径
Ｌ２…第２の外径
Ｓ１…第１面
Ｓ２…第２面
Ｓ３…第３面
Ｓ１３…第１抵抗部材の第２抵抗部材が配置される側の側面
Ｓ１０…第１外面
Ｓ２０…第２外面
Ｗｆ…基板

Claims (7)

1. めっき装置において、アノードとめっきする対象物を保持するホルダとの間に配置される、電場調整用のめっき装置用抵抗体であって、
   第１面を有し、前記第１面に開口する複数の第１貫通孔が形成された第１抵抗部材と、
   第２面を有し、前記第２面に開口する複数の第２貫通孔が形成された第２抵抗部材とを備え、
   前記第１面と前記第２面とが対向するように前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材が配置され、前記複数の第１貫通孔と前記複数の第２貫通孔との重なりの大きさが可変であるように構成されており、
   前記第２抵抗部材は、前記第１抵抗部材における、前記第２抵抗部材が配置される面の一部を覆うように配置され、
   前記第１抵抗部材の前記第２抵抗部材が配置される面における、前記第２抵抗部材に覆われない第３面に第３貫通孔が形成されている、
   めっき装置用抵抗体。
2. 前記第１面または前記第２面に沿って、前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材の一方を他方に対して移動可能または回転可能に構成されている、請求項１に記載のめっき装置用抵抗体。
3. 前記第１抵抗部材において、前記第３面の外周側に前記第１面が形成されている、請求項２に記載のめっき装置用抵抗体。
4. 前記第１抵抗部材は、第１の外径を有する第１部分と、前記第１の外径より小さい第２の外径を有する第２部分とを備え、前記第１部分に前記第１面が形成され、前記第２部分に前記第３面が形成されている、請求項３に記載のめっき装置用抵抗体。
5. １つの前記第１抵抗部材の前記第１面に対向するように配置される複数の前記第２抵抗部材を備える、請求項１に記載のめっき装置用抵抗体。
6. めっき槽と、
   前記めっき槽に配置されるアノードと、
   めっきする対象物を保持するホルダと、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のめっき装置用抵抗体と、を備える、めっき装置。
7. 前記第１抵抗部材および前記第２抵抗部材の一方を他方に対して移動または回転させる駆動機構をさらに備える、請求項６に記載のめっき装置。

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