WO2025253449A1 - めっき装置、および、めっき方法 - Google Patents

めっき装置、および、めっき方法

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重之 中濱
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode

Definitions

  • This application relates to a plating apparatus and a plating method.
  • wiring has been formed in minute wiring grooves, holes, or resist openings on the surface of substrates such as semiconductor wafers, and bumps (protruding electrodes) that electrically connect to package electrodes, etc. have been formed on the surface of the substrate.
  • Known methods for forming these wiring and bumps include electrolytic plating, vapor deposition, printing, and ball bump methods. As the number of I/Os on semiconductor chips increases and the pitch becomes finer, electrolytic plating, which allows for finer processing and has relatively stable performance, is becoming more widely used.
  • a low-electrical resistance seed layer (power supply layer) is formed on the surface of barrier metal provided in wiring grooves, holes, or resist openings on the substrate.
  • a plating film grows on the surface of this seed layer. Circular and rectangular substrates are known as substrate shapes.
  • Rectangular substrates have corners, and the distance from the center of the substrate to its periphery varies depending on the location. For this reason, when using an anode mask with openings of a similar shape to the rectangular substrate, the plating film thickness distribution tendency may differ near the corners and the center of the sides (the center between the vertices). In particular, when electrical contacts are placed on the periphery of all sides of a rectangular substrate, the final plating film thickness tends to be smaller in areas near the corners, which are relatively far from the center. For this reason, Patent Document 1 proposes an anode mask in which the center of the opening side protrudes inward.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and one of its objectives is to improve the in-plane uniformity of the film plated on a rectangular substrate.
  • a plating apparatus comprising: a plating tank; a substrate holder configured to hold a rectangular substrate, the substrate holder having electrical contacts configured to supply power to opposing first and second sides of the rectangular substrate; an anode disposed in the plating tank facing the rectangular substrate held by the substrate holder; and an anode mask defining an opening corresponding to the outline of the rectangular substrate, the anode mask including: a first mask member defining a first recess so that the opening extends to a center of a first opening edge corresponding to the first side of the rectangular substrate; and a second mask member defining a second recess so that the opening extends to a center of a second opening edge corresponding to the second side of the rectangular substrate, the anode mask being configured so that the distance between the first mask member and the second mask member can be adjusted.
  • a method for plating a rectangular substrate by passing a current between an anode and the rectangular substrate in a plating apparatus includes an anode mask that defines an opening corresponding to the outer shape of the rectangular substrate, the anode mask having a first mask member that defines a first recess so that the opening extends to a center of a first opening edge of the opening that corresponds to a first edge of the rectangular substrate, and a second mask member that defines a second recess so that the opening extends to a center of a second opening edge of the opening that corresponds to a second edge of the rectangular substrate opposite the first edge, adjusting the distance between the first mask member and the second mask member, holding the rectangular substrate with a substrate holder having electrical contacts configured to supply power to the first edge and the second edge of the rectangular substrate, and passing a current between the anode and the polygonal substrate.
  • FIG. 1 is an overall layout diagram of a plating apparatus according to an embodiment
  • 1 is a schematic side cross-sectional view (longitudinal cross-sectional view) of a plating unit provided in a plating apparatus.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic front view of a substrate holder used in a plating unit.
  • FIG. 2 is a view showing an anode mask from the substrate side in one embodiment.
  • FIG. 2 is a view showing an anode mask from the substrate side in one embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the plating film thickness on a rectangular substrate when a conventional anode mask of a comparative example is used.
  • 10 is a schematic diagram showing the plating film thickness on a rectangular substrate when the anode mask of the present embodiment is used.
  • FIG. 1 shows the overall layout of a plating apparatus according to an embodiment.
  • this plating apparatus has two cassette tables 102 on which cassettes 100 containing substrates such as semiconductor wafers are mounted, an aligner 104 that aligns the substrates in a predetermined direction, and a rinse dryer 106 that dries the substrates after plating.
  • the rinse dryer 106 Near the rinse dryer 106, there is a substrate loading/unloading section 120 on which a substrate holder 30 is placed to load and unload substrates.
  • a substrate transport device 122 Located in the center of these units 100, 104, 106, and 120 is a substrate transport device 122 consisting of a transport robot that transports substrates between these units.
  • the plating unit 10 is configured by housing multiple plating tanks 14 inside an overflow tank 136.
  • Each plating tank 14 houses one substrate inside, and the substrate is immersed in the plating solution held inside to apply plating such as copper plating to the substrate surface.
  • the plating apparatus has a substrate holder transport device 140, which is positioned to the side of each of these devices and transports the substrate holder 30 together with the substrate between these devices, and which employs, for example, a linear motor system.
  • This substrate holder transport device 140 has a first transporter 142 that transports substrates between the substrate loading/unloading section 120, stocker 124, pre-wet tank 126, pre-soak tank 128, first cleaning tank 130a, and blow tank 132, and a second transporter 144 that transports substrates between the first cleaning tank 130a, second cleaning tank 130b, blow tank 132, and plating unit 10.
  • the plating apparatus may also have only the first transporter 142, without the second transporter 144.
  • a paddle drive device 146 is located inside each plating tank 14 and drives a paddle 16 (see Figure 2) that acts as a stirring rod to agitate the plating solution inside the plating tank 14.
  • the plating apparatus also includes a control device 17 for controlling the entire apparatus.
  • the control device 17 can be configured, for example, as a general-purpose computer or a dedicated computer equipped with an input/output interface for the operator.
  • FIG 2 is a schematic side cross-sectional view (longitudinal cross-sectional view) of the plating unit 10 provided in the plating apparatus shown in Figure 1.
  • the plating unit 10 has a plating tank 14 configured to contain a plating solution, a substrate holder 30, and an anode holder 13, and an overflow tank (not shown).
  • the anode holder 13 is configured to hold an anode 12 having a metal surface.
  • the plating unit 10 has a regulation plate 20 for adjusting the electric field between the substrate Wf and the anode 12, and a paddle 16 for stirring the plating solution.
  • the regulation plate 20 is disposed between the substrate holder 30 and the anode 12.
  • the lower end of the regulation plate 20 is inserted between a pair of protruding members 28 provided on the floor of the plating tank 14, thereby fixing the regulation plate 20 to the plating tank 14.
  • the regulation plate 20 has an arm (not shown) that protrudes outward near its upper end, and may be suspended and supported within the stocker 124 shown in FIG. 1 by hooking the arm onto the upper surface of the peripheral wall of the stocker 124.
  • the paddle 16 is disposed between the substrate holder 30 and the regulation plate 20.
  • the substrate holder 30 is configured to hold the substrate Wf in the plating tank 14.
  • the substrate Wf is a rectangle elongated in the vertical direction, but this is not limited to this example and may be a polygonal shape such as a square.
  • the substrate holder 30 comprises a main body 31 that holds the substrate Wf and an arm 32 provided at the upper end of the main body 31.
  • the substrate holder 30 is transported with the arm 32 held by the transporters 142, 144.
  • the main body 31 comprises electrical contacts 34 for supplying power to two opposing sides (first side and second side) of the rectangular substrate Wf.
  • FIG. 3 is a diagram showing the schematic configuration of the substrate holder in this embodiment.
  • the substrate holder 30 is configured to hold the substrate Wf in the plating tank 14.
  • the substrate Wf is a rectangle elongated in the vertical direction, but this is not limited to this example and may be a polygonal shape such as a square.
  • the substrate holder 30 comprises a main body 31 that holds the substrate
  • the electrical contacts 34 extend along the longitudinal direction of the rectangular substrate Wf and are configured to contact the entire edges of the two longitudinal sides of the substrate Wf.
  • the electrical contacts 34 are electrically connected to a power supply contact 36 provided on the arm 32.
  • the power supply contact 36 is provided on one end of the arm portion 32, but it may be provided on both ends of the arm portion 32.
  • the anode holder 13 has an anode mask 18 for adjusting the electric field between the anode 12 and the substrate Wf.
  • the anode mask 18 is a generally plate-shaped member made of, for example, a dielectric material, and is provided on the front surface of the anode holder 13.
  • the front surface of the anode holder 13 refers to the surface facing the substrate holder 30.
  • the anode mask 18 is disposed between the anode 12 and the substrate holder 30.
  • An opening 18a is formed in the approximate center of the anode mask 18, through which the current flowing between the anode 12 and the substrate Wf passes.
  • FIGS. 4 and 5 show the anode mask 18 in one embodiment from the substrate Wf side.
  • the anode mask 18 has multiple mask members 181-184 that define a rectangular opening corresponding to the rectangular shape of the substrate Wf.
  • four mask members 181-184 are provided to correspond to the four sides of the rectangular substrate Wf.
  • the pair of opposing mask members 181, 183 that define the long side of the opening 18a and the pair of mask members 182, 184 that define the short side are hatched differently.
  • the mask members 181, 183 that define the long sides of the opening 18a have side portions 181a, 183a that run along the long sides of the substrate Wf, and recesses 181b, 183b that are provided at positions corresponding to the centers of the long sides of the substrate Wf and extend outward from the anode mask 18.
  • the mask members 181, 183 have recesses 181b, 183b formed in the center of the opening sides that define the opening 18a so that the opening 18a widens.
  • the recesses 181b, 183b are trapezoidal in shape and become narrower the further away from the center of the opening 18a in the anode mask 18, but they may also be arc-shaped or have other shapes.
  • the mask members 181 and 183 are configured so that the distance between them can be adjusted. It is preferable that the mask members 181 and 183 be configured so that they can move toward and away from each other, i.e., in directions perpendicular to the sides 181a and 183a. The mask members 181 and 183 may also be configured so that they are equally spaced from a position corresponding to the center of the anode 12.
  • Figure 4 shows an anode mask 18 in which the mask members 181 and 183 are relatively far apart
  • Figure 5 shows an anode mask 18 in which the mask members 181 and 183 are relatively close together.
  • Figures 4 and 5 show an example of the state of the opening 18a of the anode mask 18, and it is sufficient that the positions of the mask members 181 and 183 can be smoothly changed.
  • the mask members 181 and 183 may also be manually moved.
  • the plating unit 10 may also be equipped with a moving mechanism (not shown) for moving the mask members 181 and 183.
  • the movement mechanism can be a known mechanism, such as a motor and ball screw.
  • the mask members 182, 184 that define the short sides of the opening 18a have side portions 182a, 184a that align with the short sides of the substrate Wf.
  • the opening sides defined by the mask members 182, 184 are straight and smooth.
  • the opening sides defined by the mask members 182, 184 may have unevenness.
  • the mask members 182, 184 may be configured so that the distance between them is adjustable. As an example, the mask members 182, 184 may be configured so that they are equally spaced from a position corresponding to the center of the anode 12.
  • the mask members 182, 184 may be positioned so that the greater the distance between the mask members 181, 183, the closer they are to each other, and the closer the distance between the mask members 181, 183, the farther they are from each other. It is preferable that the positions of the mask members 182, 184 can be smoothly changed, similar to the mask members 181, 183. Like mask members 181 and 183, mask members 182 and 184 may be moved manually, or may be configured to be movable by a movement mechanism (not shown).
  • the anode mask 18 has first and second mask members (e.g., mask members 181 and 183) that define opening edges corresponding to the opposing first and second edges (e.g., side edges) of the substrate Wf with which the electrical contacts 34 come into contact.
  • the first and second mask members 181 and 183 have recesses 181b and 183b formed in the center of the opening edges that define the opening 18a so that the opening 18a widens.
  • the first and second mask members 181 and 183 are configured so that the distance between them can be adjusted.
  • the anode mask 18 also has third and fourth mask members (e.g., mask members 182 and 184) that define opening edges corresponding to the third and fourth edges (e.g., upper and lower edges) that are perpendicular to the first and second edges of the substrate Wf.
  • the third mask member 182 and the fourth mask member 184 define straight opening sides that correspond to the third and fourth sides of the substrate Wf.
  • the third mask member 182 and the fourth mask member 184 are configured so that the distance between them can be adjusted.
  • the mask members 181-184 can be moved to adjust the shape of the opening 18a in the anode mask 18.
  • the inventors have found that when electrical contacts are placed on the peripheral edges of a pair of opposing sides of a rectangular substrate, as shown in FIG. 3, the plating film thickness tends to be thicker near the vertices of the substrate and thinner near the center of the sides where the electrical contacts do not come into contact.
  • recesses 181b and 183b are formed in the mask members 181 and 183, providing greater shielding near the corners of the opening 18a and less shielding near the center of the opening edge.
  • the control device 17 of the plating device may control the movement mechanism so that the opening shape of the anode mask 18 is changed during plating.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the plating film thickness on a rectangular substrate when a conventional anode mask of a comparative example is used
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the plating film thickness on a rectangular substrate when an anode mask of this embodiment is used.
  • an anode mask having an opening of the same shape as the substrate Wf is used.
  • lighter colors indicate areas where the film thickness is greater than the average film thickness, while darker colors indicate areas where the film thickness is smaller than the average film thickness.
  • the film thickness is greater particularly above and below the edges of the substrate Wf where the electrical contacts come into contact (the right and left edges in FIG.
  • plating using the plating apparatus of this embodiment achieved better in-plane uniformity than the comparative example.
  • a plating apparatus which includes a plating tank, a substrate holder configured to hold a rectangular substrate, the substrate holder having electrical contacts configured to supply power to opposing first and second sides of the rectangular substrate, an anode disposed in the plating tank facing the rectangular substrate held by the substrate holder, and an anode mask defining an opening corresponding to the outer shape of the rectangular substrate, the anode mask including a first mask member defining a first recess so that the opening extends to a center of a first opening edge corresponding to the first side of the rectangular substrate, and a second mask member defining a second recess so that the opening extends to a center of a second opening edge corresponding to the second side of the rectangular substrate, the anode mask being configured so that the distance between the first mask member and the second mask member can be adjusted.
  • the in-plane uniformity of a film plated on a rectangular substrate can be
  • the anode mask further includes a third mask member and a fourth mask member that face each other and define the other opening edges of the opening other than the first opening edge and the second opening edge.
  • Mode 3 According to Mode 3, in Mode 2, the third mask member and the fourth mask member are configured so that the distance between them can be adjusted. Mode 3 can further improve the in-plane uniformity of the film plated on the rectangular substrate.
  • the third mask member and the fourth mask member define straight opening sides corresponding to third and fourth sides that are perpendicular to the first and second sides of the rectangular substrate.
  • the first recess and the second recess have a trapezoidal shape that becomes thinner as they move away from the center of the opening.
  • Mode 6 in Modes 1 to 5, the first mask member is arranged on the first opening edge and is configured to be movable in a direction perpendicular to the first opening edge, and the second mask member is arranged on the second opening edge and is configured to be movable in a direction perpendicular to the second opening edge. According to Mode 6, the distance between the first mask member and the second mask member can be adjusted by moving them.
  • Mode 7 there is proposed a method for plating a rectangular substrate by passing a current between an anode and a polygonal substrate in a plating apparatus, the plating method including: an anode mask defining an opening corresponding to the outer shape of the rectangular substrate, the anode mask having a first mask member defining a first recess so that the opening extends to a center of a first opening edge of the opening corresponding to a first side of the rectangular substrate; and a second mask member defining a second recess so that the opening extends to a center of a second opening edge of the opening corresponding to a second side of the rectangular substrate opposite the first side; adjusting the distance between the first mask member and the second mask member; holding the rectangular substrate with a substrate holder having electrical contacts configured to supply power to the first side and the second side of the rectangular substrate; and passing a current between the anode and the polygonal substrate.
  • Mode 7 makes it possible to improve the in-plane uniformity of a film plated on the
  • the anode mask further includes a third mask member and a fourth mask member that face each other and define the other opening sides of the opening other than the first opening side and the second opening side, and the plating method includes adjusting the distance between the third mask member and the fourth mask member so that the closer the distance between the first mask member and the second mask member, the farther the third mask member and the fourth mask member become.
  • the in-plane uniformity of the film plated on the rectangular substrate can be further improved.

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Abstract

角形基板にめっきされる膜の面内均一性を向上させる。　めっき槽と、角形基板を保持するように構成される基板ホルダであって、前記角形基板の対向する第１辺と第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された角形基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記角形基板の前記第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有し、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離が調整できるように構成されるアノードマスクと、を備える。

Description

めっき装置、および、めっき方法
　本願は、めっき装置、および、めっき方法に関する。
　従来、半導体ウェハ等の基板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、基板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。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。
　電解めっき法で配線又はバンプを形成する場合、基板上の配線用溝、ホール、又はレジスト開口部に設けられるバリアメタルの表面に電気抵抗の低いシード層（給電層）が形成される。このシード層の表面において、めっき膜が成長する。なお、基板の形状としては、円形基板や角形基板が知られている。
　角形基板は角部を有し、基板の中央部から基板の周縁部までの距離が部位によって異なる。このため、角形基板と相似形状の開口を有するアノードマスクを用いた場合、角部近傍と辺の中央部（頂点間の中央部）とではめっきの膜厚分布傾向が異なる場合がある。特に角形基板のすべての辺の周縁部に電気接点が配置される場合には、中心部からの距離が比較的長い角部に近い領域で最終的なめっき膜厚が小さくなる傾向がある。このため、特許文献１では、開口辺の中央部が内側に突出するアノードマスクが提案されている。
特許第７２８５３８９号公報
　角形基板では、角形基板のすべての辺の周縁部に電気接点が配置されることに代えて、対向する１組の辺の周縁部に電気接点が配置されて電解めっきを施すことも行われている。こうした場合に角形基板と相似形状の開口を有するアノードマスクを用いた場合、角部近傍の最終的なめっき膜厚が大きくなり、特に電気接点が配置されていない辺の中央部付近で最終的なめっき膜厚が小さくなる傾向がある。こうした影響は、処理対象である角形基板のレジスト開口率、めっき処理のレシピ、およびめっき液の利用状態などに応じて変化する。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、角形基板にめっきされる膜の面内均一性を向上させることである。
　一実施形態によれば、めっき装置が提案され、かかるめっき装置は、めっき槽と、角形基板を保持するように構成される基板ホルダであって、前記角形基板の対向する第１辺と第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された角形基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記角形基板の前記第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有し、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離が調整できるように構成されるアノードマスクと、を備える。
　別の一実施形態によれば、めっき装置においてアノードと角形基板との間に電流を流して前記角形基板にめっきする方法が提案され、かかる方法は、前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、前記開口における前記角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対向する第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有するアノードマスクにおいて、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離を調整することと、前記角形基板の前記第１辺と前記第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダによって前記角形基板を保持することと、前記アノードと前記多角形基板との間に電流を流すことと、を含む。
実施形態のめっき装置の全体配置図である。 めっき装置に備えられているめっきユニットの概略側断面図（縦断面図）である。 めっきユニットで使用される基板ホルダの概略正面図である。 一実施形態におけるアノードマスクを基板側から示す図である。 一実施形態におけるアノードマスクを基板側から示す図である。 比較例の従来のアノードマスクを用いた場合の角形基板のめっき膜厚を示す概略図である。 本実施形態のアノードマスクを用いた場合の角形基板のめっき膜厚を示す概略図である。
　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。
　図１は、実施形態におけるめっき装置の全体配置図を示す。図１に示すように、このめっき装置は、半導体ウェハ等の基板を収納したカセット１００を搭載する２台のカセットテーブル１０２と、基板の位置を所定の方向に合わせるアライナ１０４と、めっき処理後の基板を乾燥させるリンスドライヤ１０６とを有する。リンスドライヤ１０６の近くには、基板ホルダ３０を載置して基板の着脱を行う基板着脱部１２０が設けられている。これらのユニット１００，１０４，１０６，１２０の中央には、これらのユニット間で基板を搬送する搬送用ロボットからなる基板搬送装置１２２が配置されている。
　基板着脱部１２０、基板ホルダ３０の保管及び一時仮置きを行うストッカ１２４、基板を純水に浸漬させるプリウェット槽１２６、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をエッチング除去するプリソーク槽１２８、プリソーク後の基板を基板ホルダ３０と共に洗浄液（純水等）で洗浄する第１洗浄槽１３０ａ、洗浄後の基板の液切りを行うブロー槽１３２、めっき後の基板を基板ホルダ３０と共に洗浄液で洗浄する第２洗浄槽１３０ｂ、及びめっきユニット１０は、一例として、この順に配置されている。
　めっきユニット１０は、オーバーフロー槽１３６の内部に複数のめっき槽１４を収納して構成されている。各めっき槽１４は、内部に１個の基板を収納し、内部に保持しためっき液中に基板を浸漬させて基板表面に銅めっき等のめっきを施すようになっている。
　めっき装置は、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３０を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１４０を有する。この基板ホルダ搬送装置１４０は、基板着脱部１２０、ストッカ１２４、プリウェット槽１２６、プリソーク槽１２８、第１洗浄槽１３０ａ、及びブロー槽１３２との間で基板を搬送する第１トランスポータ１４２と、第１洗浄槽１３０ａ、第２洗浄槽１３０ｂ、ブロー槽１３２、及びめっきユニット１０との間で基板を搬送する第２トランスポータ１４４を有している。めっき装置は、第２トランスポータ１４４を備えることなく、第１トランスポータ１４２のみを備えるようにしてもよい。
　この基板ホルダ搬送装置１４０のオーバーフロー槽１３６を挟んだ反対側には、各めっき槽１４の内部に位置してめっき槽１４内のめっき液を攪拌する掻き混ぜ棒としてのパドル１６（図２参照）を駆動するパドル駆動装置１４６が配置されている。
　基板着脱部１２０は、レール１５０に沿って横方向にスライド自在な平板状の載置プレート１５２を備えている。２個の基板ホルダ３０は、この載置プレート１５２に水平状態で並列に載置され、一方の基板ホルダ３０と基板搬送装置１２２との間で基板の受渡しが行われた後、載置プレート１５２が横方向にスライドされ、他方の基板ホルダ３０と基板搬送装置１２２との間で基板の受渡しが行われる。
　また、めっき装置は、装置全体を制御するための制御装置１７を備えている。制御装置１７は、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。
　図２は、図１に示すめっき装置に備えられているめっきユニット１０の概略側断面図（縦断面図）である。図２に示すように、めっきユニット１０は、めっき液、基板ホルダ３０、及びアノードホルダ１３を収容するように構成されためっき槽１４と、オーバーフロー槽（不図示）とを有する。アノードホルダ１３は、金属表面を有するアノード１２を保持するように構成される。
　めっきユニット１０は、基板Ｗｆとアノード１２との間の電場を調整するためのレギュレーションプレート（調整板）２０と、めっき液を撹拌するためのパドル１６と、を有する。レギュレーションプレート２０は、基板ホルダ３０とアノード１２との間に配置される。具体的な一例としては、レギュレーションプレート２０の下端部が、めっき槽１４の床面に設けられた一対の凸部材２８間に挿入されて、レギュレーションプレート２０がめっき槽１４に対して固定される。レギュレーションプレート２０は、上端付近で外側に突出するアーム（図示せず）を有し、図１に示したストッカ１２４内において、ストッカ１２４の周壁上面にアームを引っ掛けることで吊下げ支持されてもよい。パドル１６は、基板ホルダ３０とレギュレーションプレート２０との間に配置される。
　図３は、本実施形態における基板ホルダの概略構成を示す図である。基板ホルダ３０は、めっき槽１４内で基板Ｗｆを保持できるように構成される。本実施形態では、基板Ｗｆは、鉛直方向に長い矩形であるが、こうした例に限定されず、正方形などの角形であってもよい。基板ホルダ３０は、基板Ｗｆが保持される本体部３１と、本体部３１の上端に設けられたアーム部３２とを備えている。基板ホルダ３０は、アーム部３２がトランスポータ１４２，１４４に保持された状態で搬送される。図３中の破線で示されるように、本体部３１は、角形基板Ｗｆの対向する２辺（第１辺、第２辺）に給電するための電気接点３４を備える。図３に示す例では、電気接点３４は、角形基板Ｗｆの長手方向に沿って延在し、基板Ｗｆの長手方向に沿った２辺の縁部全体に接触するように構成されている。電気接点３４は、アーム部３２に設けられた給電接点３６に電気的に接続されている。なお、図３に示す例では、給電接点３６は、アーム部３２の一端側に設けられているが、アーム部３２の両端に設けられてもよい。基板ホルダ３０は、各処理槽に搬送されて各処理槽内の処理液に浸漬するとき、アーム部３２が各処理槽のアーム受け部材（図示せず）の上に配置される。基板ホルダ３０がめっき槽１４に配置されるときには、給電接点３６がめっき槽１４のアーム受け部材に設けられた電気接点（図示せず）に接触する。これにより、めっき電源１５（図２参照）から電力が供給されて基板Ｗｆとアノード１２との間に電流が流れ、基板Ｗｆの被めっき面にめっき膜が形成される。
　再び図２を参照して説明する。アノードホルダ１３は、アノード１２と基板Ｗｆとの間の電界を調整するためのアノードマスク１８を有する。アノードマスク１８は、例えば誘電体材料からなる略板状の部材であり、アノードホルダ１３の前面に設けられる。ここで、アノードホルダ１３の前面とは、基板ホルダ３０に対向する側の面をいう。すなわち、アノードマスク１８は、アノード１２と基板ホルダ３０の間に配置される。アノードマスク１８の略中央部には、アノード１２と基板Ｗｆとの間に流れる電流が通過する開口１８ａが形成される。
　図４および図５は、一実施形態におけるアノードマスク１８を基板Ｗｆ側から示す図である。アノードマスク１８は、基板Ｗｆの角形形状に対応した角形開口を画定する複数のマスク部材１８１～１８４を有する。図４および図５に示す例では、角形の基板Ｗｆの４つの辺に対応して４つのマスク部材１８１～１８４が設けられている。見易さを考慮して、開口１８ａにおける長辺を画定する対向する１組のマスク部材１８１，１８３と、短辺を画定する１組のマスク部材１８２，１８４とで、異なるハッチングを付している。
　開口１８ａにおける長辺を画定するマスク部材１８１，１８３は、基板Ｗｆの長辺に沿った辺部１８１ａ，１８３ａと、基板Ｗｆの長辺の中央に対応した位置に設けられてアノードマスク１８の外側に広がる凹部１８１ｂ，１８３ｂと、を有している。換言すれば、マスク部材１８１，１８３には、開口１８ａを画定する開口辺の中央部に、開口１８ａが広がるように凹部１８１ｂ，１８３ｂが形成されている。一例として、凹部１８１ｂ，１８３ｂは、アノードマスク１８の開口１８ａの中央から離れるほど細くなる台形形状であるが、円弧状など他の形状の凹部であってもよい。
　マスク部材１８１，１８３は、互いの距離が調整できるように構成されている。マスク部材１８１，１８３は、互いに近づく方向および離れる方向、つまり辺部１８１ａ，１８３ａに垂直な方向に移動可能に構成されるとよい。また、マスク部材１８１，１８３は、アノード１２の中央に対応する位置から距離が互いに等しくなるように構成されてもよい。図４では、マスク部材１８１，１８３の距離が比較的離れた状態であるアノードマスク１８が示されており、図５では、マスク部材１８１，１８３の距離が比較的近い状態であるアノードマスク１８が示されている。なお、図４および図５は、アノードマスク１８の開口１８ａの状態の一例を示しているものであり、マスク部材１８１，１８３の位置は滑らかに変化できるものとすればよい。マスク部材１８１，１８３は、手動で移動されるものとしてもよい。また、めっきユニット１０は、マスク部材１８１，１８３を移動させるための移動機構（不図示）を備えてもよい。移動機構としては、公知の機構を採用することができ、例えばモータ及びボールねじを利用して実現することができる。
　開口１８ａにおける短辺を画定するマスク部材１８２，１８４は、基板Ｗｆの短辺に沿った辺部１８２ａ，１８４ａを有している。本実施形態では、マスク部材１８２，１８４が画定する開口辺は、凹凸のない直線状である。ただし、こうした例に限定されず、マスク部材１８２，１８４が画定する開口辺には、凹凸が形成されてもよい。マスク部材１８２，１８４は、互いの距離が調整できるように構成されるとよい。一例として、マスク部材１８２，１８４は、アノード１２の中央に対応する位置から距離が互いに等しくなるように構成されてもよい。また、一例として、図４および図５に示されるように、マスク部材１８２，１８４は、マスク部材１８１，１８３の距離が離れているほど近づき、マスク部材１８１，１８３の距離が近いほど離れるように配置されるとよい。なお、マスク部材１８２，１８４の位置は、マスク部材１８１，１８３と同様に滑らかに変化できることが好ましい。マスク部材１８２，１８４は、マスク部材１８１，１８３と同様に、手動で移動されるものとしてもよいし、移動機構（不図示）によって移動可能に構成されてもよい。
　以上説明したように、アノードマスク１８は、電気接点３４が接触する基板Ｗｆの対向する第１辺と第２辺と（例えば側辺）に対応する開口辺を画定する第１マスク部材と第２マスク部材（例えばマスク部材１８１，１８３）を有する。第１マスク部材１８１と第２マスク部材１８３とには、開口１８ａを画定する開口辺の中央部に、開口１８ａが広がるように凹部１８１ｂ，１８３ｂが形成されている。第１マスク部材１８１と第２マスク部材１８３とは、互いの距離が調整できるように構成されている。また、アノードマスク１８は、基板Ｗｆの第１辺と第２辺とに直交する第３辺と第４辺（例えば上辺と下辺）に対応する開口辺を画定する第３マスク部材と第４マスク部材（例えばマスク部材１８２，１８４）を有する。第３マスク部材１８２と第４マスク部材１８４とは、基板Ｗｆの第３辺と第４辺とに応じた直線の開口辺を画定する。第３マスク部材１８２と第４マスク部材１８４とは、互いの距離が調整できるように構成されている。
　このようにアノードマスク１８が構成されることにより、マスク部材１８１～１８４を移動させてアノードマスク１８の開口１８ａの形状を調整することができる。ここで、本発明者らにより、図３に示すように角形基板において対向する１組の辺の周縁部に電気接点が配置される場合、基板の頂点付近でめっき膜厚が大きく、電気接点が接触されない辺の中央部付近でめっき膜厚が小さくなる傾向があることが判っている。本実施形態のアノードマスク１８では、マスク部材１８１，１８３に凹部１８１ｂ，１８３ｂが形成されており、開口１８ａの角部付近の遮蔽量が多く、開口辺の中央部付近の遮蔽量が小さくされている。アノードマスク１８がこうした開口形状を有することにより、基板にめっきされる膜の面内均一性を向上させることができる。なお、マスク部材１８１，１８３の凹部１８１ｂ，１８３ｂの寸法および形状については、めっき膜の面内均一性が向上されるように実験またはシミュレーションなどによって適宜定められればよい。また、めっき装置の制御装置１７は、めっき中にアノードマスク１８の開口形状が変更されるように移動機構を制御してもよい。
　図６は、比較例の従来のアノードマスクを用いた場合の角形基板のめっき膜厚を示す概略図であり、図７は、本実施形態のアノードマスクを用いた場合の角形基板のめっき膜厚を示す概略図である。図６では、基板Ｗｆと同一形状の開口を有するアノードマスクが用いられている。また、図６および図７では、色が薄い場所ほど平均膜厚に対して膜厚が大きいことを示しており、色が濃い場所ほど平均膜厚に対して膜厚が小さいことを示している。図６に示すように、比較例の従来のめっき装置では、基板Ｗｆの電気接点が接触される辺（図６中、右辺、左辺）の特に上方および下方、つまり基板Ｗｆの角部付近では膜厚が大きく、電気接点が接触されない辺（図６中、上辺、下辺）の中央部付近で膜厚が小さくなっている。これに対して、図７に示すように、本実施形態のめっき装置によるめっきでは、比較例に比べて好適な面内均一性が得ることができた。
　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、めっき槽と、角形基板を保持するように構成される基板ホルダであって、前記角形基板の対向する第１辺と第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された角形基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記角形基板の前記第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有し、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離が調整できるように構成されるアノードマスクと、を備える、めっき装置が提案される。形態１によれば、角形基板にめっきされる膜の面内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、前記アノードマスクは、前記開口における前記第１開口辺と前記第２開口辺との他の開口辺を画定する互いに対向する第３マスク部材と第４マスク部材とを更に備える。
　［形態３］形態３によれば、形態２において、前記第３マスク部材と前記第４マスク部材とは、互いの距離が調整できるように構成される。形態３によれば、角形基板にめっきされる膜の面内均一性をより向上させることができる。
　［形態４］形態４によれば、形態２または３において、前記第３マスク部材と前記第４マスク部材とは、前記角形基板の前記第１辺と前記第２辺とに直交する第３辺と第４辺とに応じた直線の開口辺を画定する。
　［形態５］形態５によれば、形態１から４において、前記第１凹部と前記第２凹部とは、前記開口の中央から離れるほど細くなる台形形状である。
　［形態６］形態６によれば、形態１から５において、前記第１マスク部材は、前記第１開口辺に配置されて当該第１開口辺に垂直な方向に移動可能に構成され、前記第２マスク部材は、前記第２開口辺に配置されて当該第２開口辺に垂直な方向に移動可能に構成される。形態６によれば、第１マスク部材と第２マスク部材とを移動させて互いの距離を調整することができる。
　［形態７］形態７によれば、めっき装置においてアノードと角形基板との間に電流を流して前記角形基板にめっきする方法であって、前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、前記開口における前記角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対向する第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有するアノードマスクにおいて、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離を調整することと、前記角形基板の前記第１辺と前記第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダによって前記角形基板を保持することと、前記アノードと前記多角形基板との間に電流を流すことと、を含むめっき方法が提案される。形態７によれば、角形基板にめっきされる膜の面内均一性を向上させることができる。
　［形態８］形態８によれば、形態７において、前記アノードマスクは、前記開口における前記第１開口辺と前記第２開口辺との他の開口辺を画定する互いに対向する第３マスク部材と第４マスク部材とを更に備え、前記めっき方法は、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との距離が近いほど、前記第３マスク部材と前記第４マスク部材とが離れるように前記第３マスク部材と前記第４マスク部材との互いの距離を調整することを含む。形態８によれば、角形基板にめっきされる膜の面内均一性をより向上させることができる。
　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。
　　１０…めっきユニット
　　１２…アノード
　　１３…アノードホルダ
　　１７…制御装置
　　１８…アノードマスク
　　１８ａ…開口
　　２０…レギュレーションプレート
　　３０…基板ホルダ
　　３４…電気接点
　　３６…給電接点
　　１８１～１８４…マスク部材
　　１８１ａ～１８４ａ…辺部
　　１８１ｂ，１８３ｂ…凹部
　　Ｗｆ…角形基板 

Claims (8)

  1. 　めっき槽と、
    　角形基板を保持するように構成される基板ホルダであって、前記角形基板の対向する第１辺と第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダと、
    　前記基板ホルダに保持された角形基板と対向するように前記めっき槽内に配置されたアノードと、
    　前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、
    　　前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、
    　　前記開口における前記角形基板の前記第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有し、
    　　前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離が調整できるように構成されるアノードマスクと、
    　を備える、めっき装置。
     
  2. 　前記アノードマスクは、前記開口における前記第１開口辺と前記第２開口辺との他の開口辺を画定する互いに対向する第３マスク部材と第４マスク部材とを更に備える、請求項１に記載のめっき装置。
     
  3. 　前記第３マスク部材と前記第４マスク部材とは、互いの距離が調整できるように構成される、請求項２に記載のめっき装置。
     
  4. 　前記第３マスク部材と前記第４マスク部材とは、前記角形基板の前記第１辺と前記第２辺とに直交する第３辺と第４辺とに応じた直線の開口辺を画定する、請求項２に記載のめっき装置。
     
  5. 　前記第１凹部と前記第２凹部とは、前記開口の中央から離れるほど細くなる台形形状である、請求項１から４の何れか１項に記載のめっき装置。
     
  6. 　前記第１マスク部材は、前記第１開口辺に配置されて当該第１開口辺に垂直な方向に移動可能に構成され、
    　前記第２マスク部材は、前記第２開口辺に配置されて当該第２開口辺に垂直な方向に移動可能に構成される、
    　請求項１から４に記載のめっき装置。
     
  7. 　めっき装置においてアノードと角形基板との間に電流を流して前記角形基板にめっきする方法であって、
    　前記角形基板の外形に対応した開口を画定するアノードマスクであって、前記開口における前記角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口が広がるように第１凹部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記角形基板の前記第１辺に対向する第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口が広がるように第２凹部を画定する第２マスク部材と、を有するアノードマスクにおいて、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との互いの距離を調整することと、
    　前記角形基板の前記第１辺と前記第２辺とに給電するように構成された電気接点を有する基板ホルダによって前記角形基板を保持することと、
    　前記アノードと前記多角形基板との間に電流を流すことと、
    　を含むめっき方法。
     
  8. 　前記アノードマスクは、前記開口における前記第１開口辺と前記第２開口辺との他の開口辺を画定する互いに対向する第３マスク部材と第４マスク部材とを更に備え、
    　前記めっき方法は、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との距離が近いほど、前記第３マスク部材と前記第４マスク部材とが離れるように前記第３マスク部材と前記第４マスク部材との互いの距離を調整することを含む、
    　請求項７に記載のめっき方法。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019002051A (ja) * 2017-06-16 2019-01-10 株式会社荏原製作所 めっき装置
JP2019214765A (ja) * 2018-06-12 2019-12-19 日本特殊陶業株式会社 配線基板の製造方法およびこれに用いるメッキ用治具

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