TW202108826A - 基板保持架及鍍敷裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提高實施鍍敷的方形基板的面內均勻性。一種形態的基板保持架（24）是用於保持方形的基板（W），以對基板（W）進行電鍍。基板保持架（24）具有：第一保持構件（121）；以及第二保持構件（126），在與第一保持構件（121）之間夾持基板（W），並具有與基板（W）的周緣部接觸而向基板（W）供給電流的接點。第二保持構件（126）包括：開口部，規定形成電場的區域；以及遮蔽部，在比開口部遠離基板（W）的位置，比開口部朝內側突出，遮蔽基板（W）的面的周緣部。遮蔽部呈在基板（W）的周緣部具有規定的遮蔽寬度的框形狀，並且在其角落部具有遮蔽寬度比周圍小的不連續部。

Description

基板保持架及鍍敷裝置
本發明涉及一種基板保持架及鍍敷裝置。
作為在半導體晶片等基板上形成配線或凸塊（突起狀電極）的方法，廣泛使用有比較廉價且處理時間短的電鍍法。電鍍法中使用的鍍敷裝置中具備基板保持架，所述基板保持架密封基板的端面，並使被鍍敷面露出來進行保持。通過連同此基板保持架一起浸漬在鍍敷液中，而對基板進行鍍敷處理。
在鍍敷處理時，通過在浸漬於鍍敷液中的陽極與基板之間流通電流，而使導電材料堆積於基板表面。基板經由基板保持架而連接於電源，陽極經由陽極保持架而連接於電源。通常，用於在基板中流通電流的電氣接點被配置在基板的周緣部。因此，在基板的中央部與基板周緣部中，到電氣接點的距離不同，在基板的中央部與基板周緣部中產生與種晶層（seed layer）的電阻相應的電位差。因此，基板中央部的鍍敷層變薄，基板周緣部的鍍敷層變厚。此現象被稱為“終端效應（terminal effect）”。
將基板表面上鍍敷膜的厚度的均勻性稱為“面內均勻性”。以往，為了緩和終端效應的影響以獲得面內均勻性高的基板，一直進行陽極與基板之間所形成的電場的控制。例如，公開了一種具備遮蔽體的基板保持架，所述遮蔽體遮蔽對基板的周緣部的電場（專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-79504號公報
[發明所要解決的問題]
近年來，對矩形或方形的大型基板進行鍍敷處理的需求增高。但是，當遍及方形基板的周緣部全周來遮蔽電場時，在基板的角部會受到構成其角的兩條邊處電場遮蔽的影響，因此存在膜厚變得過小的可能性。其結果是，基板的面內均勻性有可能下降。
本發明是鑒於這樣的情況而成，其目的之一在於提高被實施鍍敷的方形基板的面內均勻性。 [解決問題的技術手段]
本發明的一形態是一種基板保持架。此基板保持架用於保持方形的基板，以對基板進行電鍍。基板保持架具有：第一保持構件；以及第二保持構件，在與第一保持構件之間夾持基板，並具有與基板的周緣部接觸而向基板供給電流的接點。第二保持構件包括：開口部，規定形成電場的區域；以及遮蔽部，在比開口部遠離基板的位置，比開口部朝內側突出，遮蔽基板的面的周緣部。遮蔽部呈在基板的周緣部具有規定的遮蔽寬度的框形狀，並且在其角落部具有遮蔽寬度比周圍小的不連續部。
本發明的另一態樣為一種鍍敷裝置。此鍍敷裝置用於對方形狀的基板實施鍍敷處理。鍍敷裝置包括：鍍敷槽；陽極，配置於鍍敷槽；基板保持架，保持基板，並以與陽極相向的方式配置於鍍敷槽；以及調節板，在鍍敷槽中配置於陽極與基板保持架之間，具有用於調整在陽極與基板之間形成的電場的方形狀的開口部，並在所述開口部的角落部具有朝內側突出的角掩模（corner mask）。基板保持架具有：第一保持構件；以及第二保持構件，在與第一保持構件之間夾持基板，並具有與基板的周緣部接觸而向基板供給電流的接點。第二保持構件包括：開口部，規定形成電場的區域；以及遮蔽部，在比開口部遠離基板的位置，比開口部朝內側突出，遮蔽基板的面的周緣部。遮蔽部呈在基板的周緣部具有規定的遮蔽寬度的框形狀，並且在其角落部具有遮蔽寬度比周圍小的不連續部。 [發明的效果]
根據本發明，可提高被實施鍍敷的方形基板的面內均勻性。
以下，參照附圖對本實施方式進行說明。另外，在以下的實施方式及其變形例中，對於大致相同的構成要素標以相同的符號，並適當省略其說明。
[第一實施方式] 圖1是示意性地表示第一實施方式的鍍敷裝置1的平面圖。 鍍敷裝置1包括基板裝卸部2、鍍敷處理部4及控制部6。本實施方式的鍍敷裝置1是用於在基板上形成突起狀的電極（凸塊）的凸塊鍍敷裝置。在基板裝卸部2的前方設有基板交接台8，並以與基板交接台8鄰接的方式設有前清洗部10及後清洗部12。另外，在鍍敷裝置1的前方會設置將在上游工序中進行了處理的基板交接至基板交接台8的裝置，但省略其說明。
基板交接台8將半導體晶片等基板W以水平姿勢載置。基板W是比較大的薄型基板，容易撓曲。在本實施方式中，作為基板W，使用一條邊的長度為約500 mm的矩形基板。基板W是在晶片的上表面設置銅的種晶層，並在種晶層上形成抗蝕劑的圖案而成。
前清洗部10具有清洗裝置14，進行在鍍敷處理之前去除附著在基板W的表面的有機物等的前清洗。後清洗部12具有清洗裝置16，對鍍敷處理後從基板保持架24拆卸下的基板W進行清洗。從基板裝卸部2到鍍敷處理部4設有保持架搬運機構18。控制部6控制各部的動作。
基板裝卸部2包括裝卸機構20、基板搬運機器人22及移動機構23。基板搬運機器人22具有機械手22a。基板搬運機器人22作為“基板搬運部”發揮作用，進行與基板交接台8之間的基板W的交接以及與各機構之間的基板W的交接。機械手22a具有用於將基板W保持為水平姿勢的非接觸卡盤。
移動機構23根據基板W的交接位置來使基板搬運機器人22移動。基板搬運機器人22在前清洗工序中移動到前清洗部10的附近，在後清洗工序中移動到後清洗部12的附近。
在裝卸機構20的下方設有用於收容基板保持架24的倉儲（stocker）25。裝卸機構20相對於基板保持架24來裝卸基板W。保持架搬運機構18具有握持基板保持架24的握持機構26、及將基板保持架24向鍍敷處理部4的各槽搬運的搬運機構28。裝卸機構20還相對於握持機構26來裝卸基板保持架24。
鍍敷處理部4從基板裝卸部2側依次具有預濕槽30、預浸槽32、沖洗槽34、吹氣（blow）槽36、沖洗槽38、溢流槽40。在溢流槽40的內側設有多列鍍敷槽42。預濕槽30可通過使基板W浸漬在脫氣水中並浸濕，而使基板表面的抗蝕劑開口部內也充滿脫氣水。預浸槽32利用藥液蝕刻除去在基板W的表面生成的氧化膜。
沖洗槽34、沖洗槽38利用去離子水清洗基板W的表面。沖洗槽34進行鍍敷處理前的水洗，沖洗槽38進行鍍敷處理後的水洗。吹氣槽36進行清洗後的基板W的除水。鍍敷槽42中貯存鍍敷液。通過將基板W浸漬在鍍敷槽42中，使鍍敷液溢流至溢流槽40的同時來進行循環，可實施鍍敷。鍍敷處理通常比清洗或乾燥等其他處理的處理時間長。因此，設置多個鍍敷槽42，以能夠同時並行地對多個基板W進行鍍敷處理。
搬運機構28例如為線性馬達方式的機構，將基板保持架24向鍍敷處理部4的各槽搬運。搬運機構28利用各鍍敷槽42中的處理的時滯（time lag）來連續地搬運基板保持架24。
控制部6包括微型計算機，包括執行各種運算處理的中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、存儲控制程序等的只讀存儲器（Read Only Memory，ROM）、被用作數據存儲及程序執行的工作區域的隨機存取存儲器（Random Access Memory，RAM）、在電源切斷後仍保持存儲內容的非易失性存儲器、輸入輸出接口、計時用的計時器等。另外，在本實施方式中是由控制部6對各機構進行驅動控制，但是也可以使每個機構均具備控制部。此時，也可以具備總括各機構的控制部的總括控制部。
根據以上那樣的構成，鍍敷裝置1大致進行以下的動作。 首先，基板搬運機器人22從基板交接台8取出作為鍍敷對象的基板W，並將其設置（set）於清洗裝置14。清洗裝置14接收到基板W後便執行除去有機物等的前清洗處理。前清洗結束後，基板搬運機器人22便從清洗裝置14接收基板W，並將其傳遞至裝卸機構20。裝卸機構20將基板W設置於基板保持架24，並安裝於握持機構26。
搬運機構28舉起（lift up）握持機構26來搬運基板保持架24，並使基板W連同基板保持架24一起浸漬在預濕槽30中。由此，進行基於脫氣水的預濕處理。另外，在本實施方式中是在預濕槽30中貯存脫氣水，但只要可與基板表面的抗蝕劑開口部內的空氣置換，可進行使抗蝕劑開口部內也充滿液體的預濕處理，則無須限定於此。
另外，只要清洗裝置14中的預濕處理充分，則也可以不設置預濕槽30。
搬運機構28繼而從預濕槽30中取出基板保持架24進行搬運，使其浸漬在預浸槽32中。在預浸槽32中貯存有硫酸或鹽酸等藥液。當在基板W的種晶層（導電層）中產生氧化膜時，通過利用此藥液進行預浸處理而將其除去。由此，可使種晶層的清潔的金屬面露出。
搬運機構28繼而從預浸槽32中取出基板保持架24進行搬運，使其浸漬在沖洗槽34中。由此，利用去離子水對附著在基板W上的藥液進行沖洗。搬運機構28繼而使基板W浸漬在空的鍍敷槽42中。另外，在本實施方式中，在此鍍敷處理中進行銅鍍敷，但通過改變供給至鍍敷槽42的鍍敷液，也可實施鎳鍍敷、金鍍敷等其他鍍敷。
像這樣被實施了鍍敷的基板W在沖洗槽38中得到清洗後，在吹氣槽36中被除水。其後，被搬運至裝卸機構20。裝卸機構20從握持機構26拆卸下基板保持架24，並從所述基板保持架24取出基板W。基板搬運機器人22從裝卸機構20接收所述基板W，並將其設置於清洗裝置16。清洗裝置16接收到基板W後，便執行後清洗處理。
圖2是表示鍍敷槽42的概要的圖。在本實施方式中，對基板W的兩面實施鍍敷。鍍敷槽42中包括第一陽極保持架44a、第一調節板46a、第一槳葉（paddle）48a、基板保持架24、第二槳葉48b、第二調節板46b、第二陽極保持架44b。在第一陽極保持架44a上保持有第一陽極62a。第一陽極62a經由第一陽極保持架44a內的配線而連接於外部電源。而且，在第二陽極保持架44b上保持有第二陽極62b。第二陽極62b經由第二陽極保持架44b內的配線而連接至外部電源。在基板保持架24上保持有基板W。鍍敷處理中，第一陽極保持架44a與基板W的第一面（表面）相向地配置，第二陽極保持架44b與基板W的第二面（背面）相向地配置。
在第一陽極保持架44a與基板保持架24之間設有第一調節板46a。在第一調節板46a上設有第一開口部58a，並以所述開口部端部覆蓋基板W的第一面的周緣部的形態配設。通過調整第一開口部58a的大小，來調整第一調節板46a與基板W之間的電場。在第一陽極保持架44a與基板保持架24之間，設有用於攪拌基板W的表面附近的鍍敷液的第一槳葉48a。第一槳葉48a例如是棒狀的構件，並以朝向鉛垂方向的方式設置在鍍敷槽42內。第一槳葉48a構成為通過未圖示的驅動裝置而能夠相對於基板W的兩面平行移動。
而且，在第二陽極保持架44b與基板保持架24之間設有第二調節板46b。在第二調節板46b上設有第二開口部58b，並以所述開口部端部覆蓋基板W的第二面的周緣部的形態配設。通過調整第二開口部58b的大小，來調整第二調節板46b與基板W之間的電場。在第二陽極保持架44b與基板保持架24之間，設有用於攪拌基板W的背面附近的鍍敷液的第二槳葉48b。第二槳葉48b例如是棒狀的構件，並以朝向鉛垂方向的方式設置在鍍敷槽42內。第二槳葉48b構成為通過未圖示的驅動裝置而能夠相對於基板W的兩面平行移動。
當從外部電源對第一陽極62a與基板W之間供給電壓時，電流在從外部電源穿過第一陽極62a、鍍敷液、基板W，並返回至外部電源的路徑上流動。而且，當從外部電源對第二陽極62b與基板W之間供給電壓時，電流在從外部電源穿過第二陽極62b、鍍敷液、基板W，並返回至外部電源的路徑上流動。通過這些電流，在基板W的兩面上進行銅鍍敷。
在鍍敷槽42的外周設有接受從鍍敷槽42溢出的鍍敷液的外槽66。鍍敷裝置1具備使鍍敷液在鍍敷槽42與外槽66之間循環的循環機構68。循環機構68具備連接外槽66與鍍敷槽42的循環管線70。在循環管線70中分別設有閥72、泵74、溫度控制裝置76、過濾器78。
以下，關於第一陽極保持架44a與第二陽極保持架44b，在不特別區分的情況下僅記載為陽極保持架44，不附加識別符。同樣地，關於第一開口部58a與第二開口部58b、第一調節板46a與第二調節板46b、第一槳葉48a與第二槳葉48b、第一陽極62a與第二陽極62b，也是記載為開口部58、調節板46、槳葉48、陽極62。另外，如圖2所示，陽極保持架44、調節板46、基板保持架24相向配置。
圖3是表示陽極保持架44的結構的立體圖。 陽極保持架44包括大致矩形狀的保持架主體80與矩形狀的臂部82。保持架主體80具有開口部84。保持架主體80構成為保持陽極62，並使陽極62的表面從開口部84露出。臂部82設置在保持架主體80的上方，在保持架主體80的上端部與臂部82之間設有連接兩者的連結部85。保持架主體80以臂部82的兩端部支撐於鍍敷槽42（參照圖2）上表面的形態配設於鍍敷裝置1（參照圖2）。而且，在臂部82的端部設有電連接於設置在鍍敷槽42上表面的外部電極的供電端子（未圖示）。
圖4是表示調節板46的結構的立體圖。 調節板46包括大致矩形狀的掩模主體90與筒形狀的凸緣部59。掩模主體90包含具有電場的遮蔽功能的材質，在其大致中央部具有方形狀的開口部58。開口部58由掩模主體90及設置在掩模主體90上的凸緣部59形成。在掩模主體90的上部的左右端部設有一對矩形狀的臂部92。調節板46以臂部92的兩端部支撐於鍍敷槽42（參照圖2）的上表面的形態配設於鍍敷裝置1（參照圖2）。電場穿過開口部58而朝向基板W（圖2）。當減小調節板46的開口部58時，在基板W的面上，周緣部及比周緣部稍微內側的區域的鍍敷膜的厚度變小。
圖5是基板保持架24的立體圖。圖6是基板保持架24的分解立體圖。 基板保持架24包括第一保持構件122與第二保持構件126。第一保持構件122及第二保持構件126例如由Ti等金屬形成，並在表面施加有絕緣塗布。如圖5中所示，基板W以夾入至第一保持構件122與第二保持構件126之間的形態保持於基板保持架24。
如圖6中所示，第一保持構件122具有第一開口部120，第二保持構件126具有第二開口部124。基板W以表面及背面的被鍍敷面通過第一開口部120及第二開口部124露出的方式由第一保持構件122及第二保持構件126保持。即，第一保持構件122與第二保持構件126以僅從兩側夾持基板W的周緣部的形態保持基板W。另外，在本實施方式中，第一開口部120與第二開口部124為相同形狀。
第一保持構件122包括形成第一開口部120的框形狀的第一主體部128、三個第一連結部130以及第一臂部132。在第一主體部128的上方配設第一臂部132，並且兩者由三個第一連結部130橋接。第二保持構件126包括形成第二開口部124的框形狀的第二主體部134、三個第二連結部136以及第二臂部138。第二保持構件126也還是：在第二主體部134的上方配設第二臂部138，並且兩者由三個第二連結部136橋接。
第一主體部128包括框形狀的第一主體140、基板接點142（接點）及框形狀的內側密封件146。基板接點142及內側密封件146設置在第一主體140中與第二保持構件126相向的面上。此相向面是保持基板W的第一保持面121。第二主體部134包括框形狀的第二主體144、基板接點142（接點）、框形狀的內側密封件146及框形狀的外側密封件148。基板接點142、內側密封件146及外側密封件148設置在第二主體144中與第一保持構件122相向的面上。此相向面是保持基板W的第二保持面125。
內側密封件146以沿著第一開口部120及第二開口部124的形態設置於第一主體140及第二主體144。而且，外側密封件148以包圍內側密封件146的形態設置於第二主體144。在內側密封件146的外周設置基板接點142。在第一保持構件122與第二保持構件126夾入基板W時，內側密封件146與基板接點142抵接於基板W。而且，外側密封件148抵接於第一主體140。由此，基板接點142由內側密封件146、外側密封件148、第一主體140、第二主體144包圍。
在第一開口部120、第二開口部124的周緣部設有框形狀的保持架掩模200（遮蔽部）。保持架掩模200包含樹脂等電介質材料。保持架掩模200具有比第一開口部120、第二開口部124小的開口部202，並以在基板保持架24的兩面覆蓋基板W的面的周緣部的形態配備。通過此結構，保持架掩模200遮蔽對基板W的面的周緣部的電場。即，當減小保持架掩模200的開口部202時，基板W的周緣部的鍍敷膜的厚度變小。關於保持架掩模200的形狀，詳細情況將後述。
第一連結部130及第二連結部136收容用於從外部電源向基板接點142供給電力的多條配線（未圖示）。關於從外部電源向基板接點142供給電力的方法等，例如可採用日本專利特開2019-7075號公報中記載的公知的技術。通過第一主體140與第二主體144相互卡合，基板保持架24成為圖5所示的狀態。
在本實施方式中，基板接點142以沿著第一開口部120及第二開口部124的邊的形態，在第一主體140及第二主體144上配設多個。基板接點142沿著第一開口部120及第二開口部124的縱橫全部的邊配設。以下，將基板W中基板接點142所沿著的邊稱為“供電邊150”。
圖7是圖5中的B-B剖面圖。 在第一主體部128與第二主體部134之間設有密封件保持架152、密封件保持架154。兩個密封件保持架152用於將兩個內側密封件146分別固定於第一主體140或者第二主體144。在內側密封件146的外周面設有階差部156。在密封件保持架152的端部也設有階差部158。階差部156與階差部158互相呈互補形狀。在階差部156與階差部158抵接的形態下，內側密封件146與密封件保持架152卡合。
兩個密封件保持架152通過螺釘160而分別固定於第一主體部128或第二主體部134。根據此結構，內側密封件146經由密封件保持架152而固定於第一主體140或第二主體144。
密封件保持架154用於將外側密封件148固定於第二主體144。在外側密封件148的端部設有階差部162。在密封件保持架154的端部也設有階差部164。階差部162與階差部164互相呈互補形狀，在階差部162與階差部164抵接的形態下，外側密封件148與密封件保持架154卡合。密封件保持架154通過螺釘166而固定於第二主體部134。根據此結構，外側密封件148經由密封件保持架154而固定於第二主體144。
基板W與內側密封件146抵接。而且，固定於第二主體144的外側密封件148與第一主體140抵接。基板接點142在內側密封件146與外側密封件148之間與基板W抵接。即，基板接點142收納在由內側密封件146與外側密封件148確保了密封性的空間中。根據此結構，即使是在將基板保持架24浸漬在鍍敷槽42（參照圖2）的鍍敷液中的情況下，基板接點142也不會接觸鍍敷液。
在第一開口部120、第二開口部124分別設有保持架掩模200。如圖7中所示，在本實施方式中，保持架掩模200具有兩階形狀的階差部204。關於階差部204從第一開口部120（第二開口部124）的突出長度，接近基板W的一側短，遠離基板W的一側長。換言之，階差部204構成為：越接近第一開口部120（第二開口部124），距基板W的距離越短，隨著遠離第一開口部120（第二開口部124），距基板W的距離變長。保持架掩模200通過螺釘168而固定於第一主體140及第二主體144各者。
另外，像關聯圖6而說明的那樣，第一開口部120與第二開口部124為相同形狀。如圖7中所示，第一開口部120與第二開口部124在基板保持架24中位於相同高度。即，第一開口部120與第二開口部124在與基板W垂直的方向（圖7中的橫向）上重疊。
圖8是圖7中的X部放大圖。在圖8中，基板保持架24呈現從圖7的狀態起向右旋轉90度的狀態。以下，在說明保持架掩模200的剖面形狀等時，說明設置於第一保持構件122的一側（在圖8中比基板W靠上側），省略設置於第二保持構件126的一側的說明。另外，第一保持構件122與第二保持構件126具有同樣的結構，相對於基板W來說，保持架掩模200或內側密封件146、基板接點142等設置在基板W的兩面上對稱的位置。
像關聯圖6而說明的那樣，第一開口部120形成於第一主體部128。如圖8中所示，第一開口部120可以是第一主體140的內側面，也可以是內側密封件146的內側面。而且，也可以是第一主體140與內側密封件146這兩者共通的內側面。第一開口部120只要是在基板W的附近規定能夠形成電場的區域的大小的部分即可。第二開口部124也是同樣的。以下，有時將規定形成電場的區域的部分即第一開口部120（第二開口部124）統稱為“基板保持架24的開口部”。
像關聯圖7而說明的那樣，保持架掩模200具有階差部204。在圖8中，保持架掩模200呈接近第一開口部120的部分厚，而遠離第一開口部120的部分薄的形狀。關於階差部204的作用，詳細情況將後述。保持架掩模200在遠離基板保持架24的開口部的位置，通過螺釘168而固定於第一主體140的內側面。即，保持架掩模200從第一主體140的內側面向第一開口部120（基板保持架24的開口部）的內側突出。螺釘168以埋沒在保持架掩模200中的形態安裝。另外，在本實施方式中，將從基板W的面到第一保持構件122的上端面的高度h1與從基板W的面到保持架掩模200的上端面的高度h2設定為相等。第二保持構件126（參照圖7）與安裝於第二保持構件126的保持架掩模200也是同樣的。
圖9是表示陽極保持架44、調節板46、基板保持架24的位置關係的概念圖。 作為一例，各開口部的大小（一條邊的長度或開口面積）按照開口部84、開口部58、開口部202、基板W的露出區域的順序變大。
像關聯圖4而說明的那樣，若通過調節板46（掩模主體90）來遮蔽電場，則從基板W的面上的周緣部到其稍微內側，膜厚變小。而且，像關聯圖6而說明的那樣，若通過保持架掩模200來遮蔽電場，則基板W的面上的周緣部的膜厚變小。在本實施方式中，由於基板W與基板接點142的接觸位置為基板W的周緣部，因此由於終端效應，基板W的周緣部的膜厚容易變大。
若僅使用調節板46來使基板W的周緣部的膜厚成為合理的大小，則比周緣部稍微內側的膜厚反而變得過小。因此，在增大調節板46的開口部58來抑制調節板46對電場的遮蔽功能的同時，設置保持架掩模200來疊加電場的遮蔽功能。通過使用調節板46與保持架掩模200這兩者來遮蔽電場，而調整基板W的周緣部與其稍微內側的區域的膜厚。
此處，對保持架掩模200的形狀進行更詳細的說明。圖10為正面觀察基板保持架24時的概念圖。在保持架掩模200上設有正面視呈矩形狀的間隙部210以及排液孔212。間隙部210是設置在保持架掩模200上的間隙、開口或者階部。間隙部210設置在保持架掩模200中與基板W的4個角部（角落部）對應的位置。即，間隙部210設置於框形狀的保持架掩模200中的4個角部（角落部）。在本實施方式中，間隙部210設置在與第一開口部120（第二開口部124）的橫邊對應的位置，其寬度為0.5 mm～10 mm左右。關於間隙部210的作用，詳細情況將後述。
排液孔212是為了在將基板保持架24從鍍敷槽42（參照圖2）取出時從第一開口部120（第二開口部124）效率良好地去除鍍敷液而設置。排液孔212以在保持架掩模200中在與基板W垂直的方向上形成開口部的形態設有多個。在本實施方式中，為了儘量使針對基板W的各邊來說的電場的遮蔽形態相同，而對保持架掩模200中的全部四條邊設置了排液孔212。另外，圖7中所示的B-B剖面圖（圖5中的B-B部）是保持架掩模200中不含間隙部210及排液孔212的位置處的基板保持架24的剖面圖。
對間隙部210的作用進行說明。 本發明者們發現，當在保持架掩模200中，其四角落沒有間隙，將開口部202與基板W同樣地設為矩形時，存在所述開口部202的角部的正下方或者其稍微外側所存在的基板W上的膜厚變得過小的問題。認為這是由於基板W的角部會因與構成其角部的兩條邊對應的保持架掩模200而受到電場遮蔽的影響。其結果是，在基板W的角部，存在電場的遮蔽過度地變強，膜厚變小的傾向。在本實施方式中，在框形狀的保持架掩模200的4個角落部設有間隙部210。通過此構造，緩和了對基板W的角部的電場的遮蔽，基板的角部的膜厚成為合理的大小。因此，基板W中的面內均勻性提高。
對階差部204的作用進行說明。圖11是表示針對保持架掩模200中有無階差部204來說的基板W的面內均勻性的圖。圖11的（A）是實施例的基板保持架24的保持架掩模200附近的剖面圖，圖11的（B）是比較例的基板保持架224的保持架掩模250附近的剖面圖。圖11的（C）是表示實施例及比較例中，針對保持架掩模200（保持架掩模250）從第一開口部120（基板保持架的開口部）的伸出量來說的面內均勻性的圖表。
比較例的基板保持架224與實施例的基板保持架24相比，保持架掩模250的形狀不同。保持架掩模250與保持架掩模200同樣地包含電介質材料。保持架掩模250的剖面為矩形狀，沒有階差部。保持架掩模250具有比第一開口部120小的開口部252。
將各保持架掩模200、250從第一開口部120的突出長度設為距離l。距離l也可以說是各保持架掩模200、250從基板保持架的開口部的伸出量。
圖11的（C）中所示的圖表表示針對各保持架掩模200、250中從基板保持架的開口部的伸出量來說的基板W的面內均勻性。實線表示實施例的基板保持架24，點劃線表示比較例的基板保持架224。
在距離l相等的情況下，在基板保持架24與基板保持架224中，基板保持架24的Range/2ave.小。即，基板保持架24的面內均勻性高。認為這是因為關於更接近基板W的位置處的電場的遮蔽寬度，與保持架掩模200相比保持架掩模250大，保持架掩模250的電場的遮蔽功能過強。根據圖11的（C）中所示的圖表，可以說採用具有階差部204的保持架掩模200與採用不具有階差部的保持架掩模250的情況相比，基板W的面內均勻性提高。即，通過設置階差部204，基板W的面內均勻性提高。
像以上說明的那樣，根據本實施方式，將框形狀的保持架掩模200設置在基板保持架24中與基板W的周緣部對應的位置，並在保持架掩模200的四角落附近設置間隙部210。根據此結構，保持架掩模200對基板W的面的角部的電場遮蔽功能不會過強，此角部的鍍敷膜的厚度不會過小。因此，可提高基板W的面內均勻性。
根據本實施方式，保持架掩模200具有階差部204。此階差部204構成為：越接近第一開口部120及第二開口部124（開口部），與基板W的距離越短，越遠離，與基板W的距離越長。通過在保持架掩模200上設置朝向開口部的內側而階段性地增大與基板W的面的距離的階差部204，可合理地實現保持架掩模200對基板W的周緣部的電場遮蔽功能。因此，可提高基板W的面內均勻性。
根據本實施方式，將第一保持構件122（第二保持構件126）與保持架掩模200距基板W的高度設定為相等。即，保持架掩模200不比第一保持構件122（第二保持構件126）的端面向外側突出。而且，採用相對於第一開口部120（第二開口部124）的內側面來安裝保持架掩模200的形態。在此安裝形態中，不需要在第一保持構件122（第二保持構件126）的與基板W相向的面的相反側的面上，設置用於將保持架掩模200安裝至基板保持架24的構件（安裝構件）。因此，可使基板保持架24緊湊。
圖12是第一實施方式的變形例的基板保持架24的保持架掩模附近的剖面圖。圖12的（A）表示變形例1的基板保持架24，圖12的（B）表示變形例2的基板保持架24，圖12的（C）表示變形例3的基板保持架24，圖12的（D）表示變形例4的基板保持架24。
從基板W的周緣部到比周緣部稍微內側的鍍敷膜的厚度根據基板W的大小、或基板W周緣部與供電邊的距離、電場的強度等而變化。而且，通常在基板W的周緣部存在非鍍敷區域。保持架掩模對電場的遮蔽部位由各種基板W決定。
變形例1的基板保持架24在保持架掩模200（第一構件）與第一開口部120之間具備追加掩模300（第二構件）。追加掩模300包含與保持架掩模200相同的電介質材料。即，在變形例1的基板保持架24中，保持架掩模200與追加掩模300兩者成為“遮蔽部”。追加掩模300與保持架掩模200一起通過螺釘168而固定於第一開口部120的內側面。通過適當設置厚度不同的追加掩模300，能夠調節基板保持架24中遮蔽部向第一開口部120內側（基板保持架24的開口部內側）的遮蔽長度。因此，可抑制各種基板W的周緣部的膜厚，從而可提高基板W的面內均勻性。
變形例2的基板保持架24在保持架掩模200的開口部202具備追加掩模310。追加掩模310包含與保持架掩模200相同的電介質材料，通過螺釘等固定手段而固定於開口部202。在變形例2的基板保持架24中，也通過適當設置大小不同的追加掩模310，而能夠調節遮蔽部向第一開口部120內側（基板保持架24的開口部內側）的遮蔽長度。因此，可抑制各種基板W的周緣部的膜厚，從而可提高基板W的面內均勻性。
變形例3的基板保持架24的保持架掩模320的形狀與保持架掩模200不同。保持架掩模320具有三階形狀的階差部322。階差部322構成為：越接近第一開口部120，與基板W的距離越小，隨著遠離第一開口部120，與基板W的距離變大。保持架掩模320與保持架掩模200同樣地通過螺釘168而固定於第一開口部120的內側面（基板保持架24的開口部內側面）。設置有三階形狀的階差部322的保持架掩模320具有與設置有兩階形狀的階差部204的保持架掩模200不同的電場遮蔽功能。因此，可抑制與第一實施方式的基板保持架24不同的基板W的周緣部的膜厚，從而可提高基板W的面內均勻性。
在變形例4的基板保持架24中，在第一開口部120具備用於調整遮蔽部（保持架掩模200、追加掩模300）的位置的調整部件69。調整部件69只要是例如具有長孔且可變更螺釘168的固定部位的部件等能夠沿著第一開口部120（基板保持架24的開口部）的內側變更遮蔽部相對於基板W的距離的結構即可。通過具備調整部件69，變形例4的基板保持架24能夠向接近或遠離的方向移動遮蔽部相對於基板W的位置。因此，可抑制各種基板W的周緣部的膜厚，從而可提高基板W的面內均勻性。
[第二實施方式] 圖13是表示第二實施方式的調節板400的立體圖。調節板400為相對於第一實施方式的調節板46來說具備角掩模410的結構。
在調節板400中，在方形狀的開口部58的四角落分別設有矩形狀的角掩模410（遮蔽壁）。角掩模410與掩模主體90同樣，包含具有電場的遮蔽功能的材質。角掩模410從開口部58的四角落（角落部）朝開口部58的內側突出。
圖14是表示將調節板400與基板保持架24重合的狀態的概念圖。用實線表示基板保持架24，用虛線表示調節板400。另外，對於基板保持架24，從可視性的觀點出發，省略了排液孔212（參照圖10）。
像關聯於圖9而說明的那樣，在第一實施方式中，通過掩模主體90與保持架掩模200來抑制基板W的周緣部處由終端效應引起的膜厚的增加。另一方面，根據基板W的種類等，僅憑藉掩模主體90，有時基板W的角部處比周緣部稍微內側的區域（角部附近）的電場的遮蔽功能變得不充分。此時，基板W的角部附近的膜厚變大。而且，在像第一實施方式中的保持架掩模200那樣設置間隙部210的情況下，也存在在實現基板W的角部的膜厚的最佳化的同時，角部附近的膜厚變大的可能性。在任一情況下，基板W的面內均勻性均下降。在本實施方式中，通過角掩模410來遮蔽向基板W的角部處的周緣部附近的電場。由此，在基板W的角部附近獲得合理的膜厚。因此，可提高基板W的面內均勻性。
以上，對本發明的優選實施方式進行了說明，但本發明並不限定於所述特定的實施方式，當然能夠在本發明的技術思想的範圍內進行各種變形。
在所述實施方式中，說明了陽極的單面全部露出的形態。在變形例中，可以以沿著陽極保持架的開口部的形態設置包含電介質材料的框形狀的陽極掩模。具體來說，可以將陽極掩模設置在陽極保持架的與基板保持架相向的面上，覆蓋陽極的外周緣。通過設置陽極掩模，可調整基板整個面的膜厚分佈。而且，可以將陽極保持架與陽極掩模一體成形。有時將保持架主體的開口部或陽極掩模的開口部統稱為“陽極保持架的開口部”。
在所述實施方式中，作為基板，採用了一條邊的長度為約500 mm的矩形基板，但基板的大小、厚度、形狀並不限定於此。
在所述實施方式中，將保持架掩模200（遮蔽部）形成為框形狀，並且設置間隙部210。此形狀也可以理解為是在基板保持架的第一開口部及第二開口部（開口部）配設多個板狀的保持架掩模，將這些多個保持架掩模匯總起來作為“遮蔽部”。此構成可減小每1個保持架掩模的尺寸。而且，在變形例中，可以將間隙部的形狀設為包含框形狀的保持架掩模的角的正面視菱形狀等其他的形狀。即，設為如下形態即可：對於基板保持架，以沿著基板的周緣部的形態設置框形狀的保持架掩模（遮蔽部），並且在其角落部存在不具有遮蔽功能的不連續部。
在所述實施方式中，保持架掩模200在其框形狀的寬度方向整個區域具有不連續的間隙部210。在變形例中，可以採用在寬度方向的一部分具備不具有遮蔽功能的不連續部的保持架掩模（遮蔽部）。即，在圖10中所示的例子中，在間隙部210的位置處未設置保持架掩模200。在變形例中，可以在間隙部的位置處設置遮蔽寬度比保持架掩模小的遮蔽部。可以是：框形狀的遮蔽部在基板的周緣部具有規定的遮蔽寬度，並且在角落部具有遮蔽寬度比與其鄰接的遮蔽部小的不連續部。換言之，可以是：框形狀的遮蔽部在基板的周緣部具有規定的遮蔽寬度，並且在角落部，在其角落部具有遮蔽寬度比周圍（附近）小的不連續部。不連續部可以說是設置在遮蔽部的角落部的、局部遮蔽寬度小的部分。
在所述實施方式中，將從基板W的面到第一保持構件122的上端面的高度h1與從基板W的面到保持架掩模200的上端面的高度h2設定為相等。在變形例中，可以使高度h1大於高度h2，也可以使高度h1小於高度h2。
在所述實施方式中，說明了在基板保持架上安裝保持架掩模的形態。在變形例中，可以將基板保持架與保持架掩模（遮蔽部）一體成形。此時，基板保持架的開口部規定形成電場的區域。
在所述實施方式中，將排液孔與間隙部作為單獨的個體來進行了說明。在變形例中，可以不設置排液孔，而將間隙部作為用於排出鍍敷液的流路。另外，可以將排液孔設置成與框形狀的保持架掩模中的對邊對稱，也可以設置成不對稱。而且，也可以使排液孔的開口部方向為與基板的面平行的方向。也可以將排液孔兼用作調整電場的間隙，並且其數量或配設位置可適當設定。
在所述實施方式中，說明了對基板的兩面實施鍍敷的形態。在變形例中，可以對基板的單面實施鍍敷。此時，可以將陽極設置在與基板的鍍敷面相向的位置，並且在與基板的鍍敷面的相反側的面相向的位置不設置。而且，也可以將保持架掩模僅設置在基板保持架中與陽極相向的面上，而在其相反側的面上不設置。
在所述實施方式中，使第一保持構件及第二保持構件包含金屬，使保持架掩模包含樹脂等。基板保持架或保持架掩模的材質並不限定於此，可選擇各種材質，例如使保持架掩模為金屬制等。而且，也可以使基板保持架與保持架掩模為相同的材質。
在所述第二實施方式中，將角掩模設為矩形狀。角掩模的形狀並不限定於此，可採用扇形狀、三角形狀等各種形狀。在任一情況下，均通過對基板的角部附近進行電場的合理遮蔽，而可提高基板的面內均勻性。
另外，本發明並不限定於所述實施方式或變形例，可在不脫離主旨的範圍內將構成要素變形來加以具體化。也可以通過適當組合所述實施方式或變形例中所公開的多個構成要素而形成各種發明。而且，也可以從所述實施方式或變形例中所示的全部構成要素中刪除幾個構成要素。
1:鍍敷裝置 2:基板裝卸部 4:鍍敷處理部 6:控制部 8:基板交接台 10:前清洗部 12:後清洗部 14:清洗裝置 16:清洗裝置 18:保持架搬運機構 20:裝卸機構 22:基板搬運機器人 22a:機械手 23:移動機構 24:基板保持架 25:倉儲 26:握持機構 28:搬運機構 30:預濕槽 32:預浸槽 34:沖洗槽 36:吹氣槽 38:沖洗槽 40:溢流槽 42:鍍敷槽 44:陽極保持架 44a:第一陽極保持架 44b:第二陽極保持架 46:調節板 46a:第一調節板 46b:第二調節板 48:槳葉 48a:第一槳葉 48b:第二槳葉 58:開口部 58a:第一開口部 58b:第二開口部 59:凸緣部 62:陽極 62a:第一陽極 62b:第二陽極 66:外槽 68:循環機構 69:調整部件 70:循環管線 72:閥 74:泵 76:溫度控制裝置 78:過濾器 80:保持架主體 82:臂部 84:開口部 85:連結部 90:掩模主體 92:臂部 120:第一開口部 121:第一保持面 122:第一保持構件 124:第二開口部 125:第二保持面 126:第二保持構件 128:第一主體部 130:第一連結部 132:第一臂部 134:第二主體部 136:第二連結部 138:第二臂部 140:第一主體 142:基板接點 144:第二主體 146:內側密封件 148:外側密封件 150:供電邊 152:密封件保持架 154:密封件保持架 156:階差部 158:階差部 160:螺釘 162:階差部 164:階差部 166:螺釘 168:螺釘 200:保持架掩模 202:開口部 204:階差部 210:間隙部 212:排液孔 224:基板保持架 250:保持架掩模 252:開口部 300:追加掩模 310:追加掩模 320:保持架掩模 322:階差部 400:調節板 410:角掩模 W:基板 h1:高度 h2:高度 l:距離
圖1是示意性地表示第一實施方式的鍍敷裝置的平面圖。 圖2是表示鍍敷槽的概要的圖。 圖3是表示陽極保持架的結構的立體圖。 圖4是表示調節板的結構的立體圖。 圖5是基板保持架的立體圖。 圖6是基板保持架的分解立體圖。 圖7是圖5中的B-B剖面圖。 圖8是圖7中的X部放大圖。 圖9是表示陽極保持架、調節板、基板保持架的位置關係的概念圖。 圖10是正面觀察基板保持架時的概念圖。 圖11是表示針對保持架掩模中有無階差部來說的基板的面內均勻性的圖。 圖12是第一實施方式的變形例的基板保持架的保持架掩模附近的剖面圖。 圖13是表示第二實施方式的調節板的立體圖。 圖14是表示將調節板與基板保持架重合的狀態的概念圖。
24:基板保持架
120:第一開口部
121:第一保持面
122:第一保持構件
124:第二開口部
125:第二保持面
126:第二保持構件
128:第一主體部
130:第一連結部
132:第一臂部
134:第二主體部
136:第二連結部
138:第二臂部
140:第一主體
142:基板接點
144:第二主體
146:內側密封件
148:外側密封件
150:供電邊
200:保持架掩模
202:開口部
W:基板

Claims (6)

  1. 一種基板保持架，用於保持方形的基板，以對基板進行電鍍，所述基板保持架具有： 第一保持構件；以及 第二保持構件，在與所述第一保持構件之間夾持所述基板，並具有與所述基板的周緣部接觸而向基板供給電流的接點， 所述第二保持構件包括： 開口部，規定形成電場的區域；以及 遮蔽部，在比所述開口部遠離基板的位置，比所述開口部朝內側突出，遮蔽所述基板的面的周緣部， 所述遮蔽部呈在所述基板的周緣部具有規定的遮蔽寬度的框形狀，並且 在其角落部具有遮蔽寬度比周圍小的不連續部。
  2. 如請求項1所述的基板保持架，其中所述遮蔽部在所述不連續部之外還具有排液用的孔。
  3. 如請求項1或2所述的基板保持架，其還包括調整部件，所述調整部件用於使所述遮蔽部沿著所述開口部的內側向接近或遠離所述基板的面的方向移動。
  4. 如請求項1或2所述的基板保持架，其中所述遮蔽部具有朝向所述開口部的內側而階段性地增大與所述基板的面的距離的階差部。
  5. 如請求項4所述的基板保持架，其中所述遮蔽部包括： 第一構件，具有所述階差部；以及 第二構件，組裝在所述第一構件上，用於調整向所述開口部的內側的遮蔽長度。
  6. 一種鍍敷裝置，用於對方形狀的基板實施鍍敷處理，所述鍍敷裝置包括： 鍍敷槽； 陽極，配置於所述鍍敷槽； 基板保持架，保持所述基板，並以與所述陽極相向的方式配置於所述鍍敷槽；以及 調節板，在所述鍍敷槽中配置於所述陽極與所述基板保持架之間，具有用於調整在所述陽極與所述基板之間形成的電場的方形狀的開口部，並在所述開口部的角落部具有朝內側突出的角掩模， 所述基板保持架具有： 第一保持構件；以及 第二保持構件，在與所述第一保持構件之間夾持所述基板，並具有與所述基板的周緣部接觸而向基板供給電流的接點， 所述第二保持構件包括： 開口部，規定形成電場的區域；以及 遮蔽部，在比所述開口部遠離基板的位置，比所述開口部朝內側突出，遮蔽所述基板的面的周緣部， 所述遮蔽部呈在所述基板的周緣部具有規定的遮蔽寬度的框形狀，並且 在其角落部具有遮蔽寬度比周圍小的不連續部。
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