特許 7590492 めっき装置、および、めっき方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】めっき装置、および、めっき方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/10 20060101AFI20241119BHJP

   C25D 7/12 20060101ALI20241119BHJP

   H01L 21/288 20060101ALI20241119BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20241119BHJP

   C25D 7/00 20060101ALN20241119BHJP

【ＦＩ】

C25D17/10 A

C25D7/12

C25D17/10 C

H01L21/288 E

H05K3/18 N

C25D7/00 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023083690

(22)【出願日】2023-05-22

(62)【分割の表示】P 2023502957の分割

【原出願日】2022-06-27

(65)【公開番号】P2024003761

(43)【公開日】2024-01-15

【審査請求日】2023-05-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100172041

【弁理士】

【氏名又は名称】小畑 統照

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 直人

(72)【発明者】

【氏名】樋渡 良輔

【審査官】祢屋 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４３２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１５１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１１６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１８６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００２０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２８１２５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ １７／１０

Ｃ２５Ｄ ７／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／２８８

Ｈ０５Ｋ ３／１８

Ｃ２５Ｄ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

めっき槽と、
多角形基板を保持するように構成される基板ホルダと、
前記基板ホルダに保持された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、
前記アノードと前記基板ホルダとの間に設けられ、前記多角形基板の外形に対応した開口を画定するレギュレーションプレートであって、
前記開口における前記多角形基板の各辺に対応した各開口辺のうち、対向する１対の開口辺の中央部に、前記１対の開口辺のそれぞれから当該開口の中央に向かって突出し、互いの間に形成される開口サイズが連続的に変化する両サイドを有する１対の凸部を有し、
前記レギュレーションプレートにおける前記基板と対向する側の面に配置され、前記１対の開口辺の外側に設けられた１対の補助アノードを有する、レギュレーションプレートと、
を備える、めっき装置。

【請求項2】

前記１対の補助アノードは、前記１対の開口辺と平行に配置され、前記１対の補助アノードの前記１対の開口辺に沿った長さは、当該１対の開口辺の長さよりも短い、請求項１に記載のめっき装置。

【請求項3】

前記１対の凸部は、前記開口の中央に向かって細くなる台形形状である、請求項１に記載のめっき装置。

【請求項4】

基板が４角形基板であり、
前記レギュレーションプレートは、前記４角形基板の各辺に対応した各開口辺の中央部に、当該各開口辺のそれぞれから前記開口の中央に向かって突出する凸部を有する、
請求項１に記載のめっき装置。

【請求項5】

前記基板ホルダは、前記４角形基板の各辺に沿って設けられたコンタクトを有し、前記コンタクトを通じて前記４角形基板に給電するように構成される、請求項４に記載のめっき装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、めっき装置、および、めっき方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

一般的に、めっきされる基板は、その周縁部に電気接点を有する。すなわち、電流はめっきされる基板の中央から周縁部に向かって流れる。基板の中央から距離が離れるにつれ、シード層の電気抵抗分だけ電位は徐々に降下し、基板の中心部よりも基板の周縁部でより卑な電位が生じる。この、基板中心と周縁部での電位差により、基板の周縁部に金属イオンの還元電流、すなわちめっき電流が集中する現象はターミナルエフェクトと呼ばれる。

【0005】

なお、電解めっき法でめっきされる基板の形状としては、円形の基板や、四角形の基板が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

【0006】

円形基板においては、円形基板の中央部から基板の周縁部までの距離と隣り合う電気接点間の距離が、基板の全周に渡って同一である。このため、円形基板にめっきするときのターミナルエフェクトは、基板の全周囲に渡ってほぼ同様に生じる。したがって、円形基板にめっきをした場合は、基板の中心部におけるめっき速度が低下し、基板の中心部におけるめっき膜の膜厚が基板の周縁部におけるめっき膜よりも薄くなる。従来は、ターミナルエフェクトによる膜厚の面内均一性の低下を抑制するために、円形基板の周縁部に均等に配置された電気接点に電流を供給しつつ、例えば特許文献３に開示されているようなレギュレーションプレートを用いて、円形基板に加わる電場、すなわち電気活性イオンの移流を調節することが行われていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平０９－１２５２９４号公報

【文献】特公平０３－０２９８７６号公報

【文献】特開２００５－０２９８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、多角形基板において、多角形のすべての辺の周縁部に電気接点を配置した場合、円形基板の場合と同様の手法で、基板と相似形状の開口を有するレギュレーションプレートやアノードマスクを用いた場合、基板自体の対称性が低い為、角部近傍と辺の中央部（頂点間の中央部）ではめっきの膜厚分布傾向が異なってしまう。このため、膜厚
分布に特異点を生じやすく、多角形基板では、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。

【0009】

また、こうした影響は、処理対象である多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。このため、めっき処理の状況に応じてアノードマスクの開口サイズを変更可能にすることも考えられる。しかしながら、例えば上記したターミナルエフェクトが小さい場合と大きい場合とでは角部と他の領域とで膜厚分傾向が大きく異なり、単純に開口サイズを調整するだけでは、めっき膜の面内均一性を十分に向上させることができない場合がある。

【0010】

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、多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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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、多角形基板を保持するように構成される基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された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、前記多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多角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第１凸部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記多角形基板の第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第２凸部を画定する第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。

【0012】

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多角形基板との間に電流を流して前記多角形基板にめっきする方法が提案され、かかるめっき方法は、前記多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多角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第１凸部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記多角形基板の第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第２凸部を画定する第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ステップと、前記アノードと前記多角形基板との間に電流を流すステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態のめっき装置の全体配置図である。

【図2】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。

【図3A】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。

【図3B】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。

【図3C】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。

【図4A】一実施形態におけるレギュレーションプレートを基板側から示す図である。

【図4B】一実施形態におけるレギュレーションプレートとアノードマスクとを基板側から示す図である。

【図5A】ターミナルエフェクトが大きい条件において、本実施形態のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。

【図5B】ターミナルエフェクトが中程度の条件において、本実施形態のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。

【図5C】ターミナルエフェクトが小さい条件において、本実施形態のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。

【図6A】ターミナルエフェクトが大きい条件において、比較例のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。

【図6B】ターミナルエフェクトが中程度の条件において、比較例のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。

【図6C】ターミナルエフェクトが小さい条件において、比較例のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。

【図7】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。

【図8】基板ホルダの概略側面図である。

【図9】フロントプレート本体の背面図である。

【図10】コネクタに近い側のフェース部の角部近傍を拡大して示す背面図である。

【図11A】変形例におけるアノードマスクを基板側から示す図である。

【図11B】変形例におけるアノードマスクを基板側から示す図である。

【図11C】変形例におけるアノードマスクを基板側から示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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、この順に配置されている。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。基板ホルダ３０は、多角形の基板Ｗｆを保持するように構成され、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。多角形の基板Ｗｆとアノード１２とは、めっき電源１５を介して電気的に接続され、基板Ｗｆとアノード１２との間に電流を流すことにより基板Ｗｆの表面にめっき膜が形成される。

【0023】

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を略中央部に有する。

【0024】

図３Ａ～図３Ｃ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の多角形形状に対応した多角形開口を画定する枠部材１８２と、枠部材１８２に隣接して配置されて枠部材１８２に対して移動可能な複数のマスク部材１８４～１８７と、を有する。図３Ａ～図３Ｃに示す例では、基板Ｗｆは略正方形の板面形状を有し、枠部材１８２は略正方形の開口１８２ａを画定している。また、開口１８２ａの各辺に対応して４つのマスク部材１８４～１８７が設けられている。見易さを考慮して、枠部材１８２と４つのマスク部材１８４～１８７とのそれぞれにはハッチングを付している。本実施形態では、４つのマスク部材１８４～１８７は、互いに同一形状であり、９０度ごと回転した状態で配置されている。ただし、４つのマスク部材１８４～１８７は互いに異なる形状であってもよい。代表して、図３Ａ～図３Ｃでは、開口１８２ａの上辺に対応して設けられたマスク部材１８４に対して他のマスク部材１８５～１８７と異なるハッチングを付している。

【0025】

複数のマスク部材１８４～１８７のそれぞれは、基板Ｗｆの各辺に沿った（枠部材１８２の開口辺に沿った）辺部１８４ａ～１８７ａと、基板Ｗｆの各辺中央に対応した位置に設けられてアノードマスク１８の中央（内周側）に向かって突出する凸部１８４ｂ～１８７ｂと、を有している。一例として、凸部１８４ｂ～１８７ｂは、アノードマスク１８の開口１８ａの中央に向かって細くなる台形形状である。複数のマスク部材１８４～１８７は、枠部材１８２に対して移動可能に構成されており、枠部材１８２と共にアノードマスク１８の開口１８ａを画定する。図３Ａに示す例では、複数のマスク部材１８４～１８７は、外側に位置して枠部材１８２の開口１８２ａと重なっておらず、枠部材１８２の開口１８２ａがアノードマスク１８の開口１８ａとなる。この状態から複数のマスク部材１８４～１８７のそれぞれが枠部材１８２に対して中央側に移動すると、図３Ｂに示すように
、凸部１８４ｂ～１８７ｂのそれぞれが枠部材１８２の開口１８２ａ内に突出する。図３Ｂに示す例では、枠部材１８２の一部と、マスク部材１８４～１８７の凸部１８４ｂ～１８７ｂの一部とで画定される開口が、アノードマスク１８の開口となる。そして、更に複数のマスク部材１８４～１８７のそれぞれが枠部材１８２に対して中央側に移動すると、図３Ｃに示すように、マスク部材１８４～１８７の凸部１８４ｂ～１８７ｂおよび辺部１８４ａ～１８７ａが枠部材１８２の開口１８２ａ内に突出する。図３Ｃに示す例では、複数のマスク部材１８４～１８７によって画定される開口が、アノードマスク１８の開口１８ａとなる。なお図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃのそれぞれは、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、複数のマスク部材１８４～１８７の位置は滑らかに変化できるものとすればよい。

【0026】

アノードマスク１８は、例えば誘電体である塩化ビニルによって形成される。枠部材１８２と複数のマスク部材１８４～１８７とは、同一の材料で形成されてもよい。複数のマスク部材１８４～１８７は、枠部材１８２に隣接して配置されることが好ましい。マスク部材１８４～１８７は、枠部材１８２におけるアノード１２と反対側に配置することもできるし、アノード１２の側に配置することもできる。マスク部材１８４～１８７は、枠部材１８２に対して移動可能に構成される。マスク部材１８４～１８７は、アノードマスク１８の開口１８ａの中心からの距離が互いに等しくなるように構成されてもよい。複数のマスク部材１８４～１８７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、複数のマスク部材１８４～１８７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。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。各マスク部材１８４～１８７間、およびマスク部材１８４～１８７と枠部材１８２間の、基板Ｗｆ面に垂直方向の距離は、極間（アノード１２と基板Ｗｆ間の距離）に比べて十分に隣接して配置することが好ましいが、移動機構を設置する際の制約等理由で、ある程度間隔を設けて配置してもよい。

【0027】

以上説明したように、アノードマスク１８は、枠部材１８２と複数のマスク部材１８４～１８７とを有し、枠部材１８２とマスク部材１８４～１８７とによってアノードマスク１８の開口１８ａが画定される。アノードマスク１８は、基板Ｗｆの第１辺（例えば上辺）に対応した第１開口辺に設けられて開口１８ａの中央に向かって突出する凸部を画定する第１マスク部材（例えばマスク部材１８４）と、基板Ｗｆの第１辺に対向する第２辺（例えば下辺）に対応した第２開口辺に設けられて開口１８ａの中央に向かって突出する凸部を画定する第２マスク部材（たとえばマスク部材１８６）と、を有する。第１マスク部材１８４と第２マスク部材１８６とは、枠部材１８２に対して移動可能に構成され、互いの距離が調整できる。また、アノードマスク１８は、基板Ｗｆの第３辺（例えば右辺）に対応した第３開口辺に設けられて開口１８ａの中央に向かって突出する凸部を画定する第３マスク部材（例えばマスク部材１８５）と、基板Ｗｆの第３辺に対向する第４辺（例えば左辺）に対応した第４開口辺に設けられて開口１８ａの中央に向かって突出する凸部を画定する第４マスク部材（たとえばマスク部材１８７）と、を有する。第３マスク部材１８５と第４マスク部材１８７とは、枠部材１８２に対して移動可能に構成され、互いの距離が調整できる。本実施形態では、第１～第４マスク部材１８４～１８７は、それぞれに配置された開口辺に対して垂直な方向に移動可能に構成される。

【0028】

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１８４～１８７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、多角形の基板では、ターミナルエフェクトが大きいときに基板の頂点付近が頂点間の部分よりも最終的な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１８４～１８７の凸部１８４ｂ～１８７ｂによって中央に
向かって突出する凸部が開口１８ａに形成され（図３Ｂ，図３Ｃ参照）、マスク部材１８４～１８７が内側に移動して開口１８ａの面積が小さくされても開口１８ａの頂点付近はあまり遮蔽されない。こうしたアノードマスク１８がこうした開口１８ａ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、複数のマスク部材１８４～１８７の凸部１８４ｂ～１８７ｂ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。

【0029】

再び図２を参照して説明する。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。また、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。

【0030】

図４Ａは、一実施形態におけるレギュレーションプレート２０を基板Ｗｆ側から示す図である。また、図４Ｂは、一実施形態におけるレギュレーションプレート２０とアノードマスク１８とを基板Ｗｆ側から示す図である。レギュレーションプレート２０は、基板Ｗｆの多角形形状に対応した多角形開口２１を有している。図４Ａに示す例では、多角形開口２１は概ね正方形形状であり、限定するものではないが４辺のそれぞれから中央に向けて突出する凸部２０ｂが形成されている。このような凸部をアノードマスク１８だけでなく、レギュレーションプレート２０にも形成することで、ターミナルエフェクトが大きい場合にみられる、角部に近い領域のめっき膜厚が小さくなる傾向を更に改善することができる。凸部２０ｂは、図４Ａに示した例が台形形状であるように、凸部の両サイドに傾斜を有し、多角形開口２１の対向するもう一方の辺の凸部との間に形成される開口サイズが連続的に変化する形状が好ましい。これによって、凸部２０ｂ形成部とそれ以外の部分の境界付近で電場遮蔽の程度が急激に変化することでめっき膜厚分布に起伏が生じることを抑制し、基板Ｗｆに形成されるめっきの面内均一性を向上させることができる。また、図４Ｂに示すように、本実施形態では、レギュレーションプレート２０の多角形開口２１は、アノードマスク１８の開口１８ａよりも大きい寸法となっている。また、本実施形態では、レギュレーションプレート２０は、多角形開口２１の各開口辺に配置された補助アノード２１４～２１７を有する。換言すれば、複数の補助アノード２１４～２１７は、複数のマスク部材１８４～１８７の凸部１８４ｂ～１８７ｂに対応して配置されている。多角形の基板Ｗｆと補助アノード２１４～２１７とは、めっき電源１５または図示しない補助電源を介して電気的に接続される。

【0031】

制御装置１７は、補助アノード２１４～２１７と基板Ｗｆとの間に印加する電圧を調整して補助アノード２１４～２１７と基板Ｗｆとの間に流れる電流を調整することができる。具体的な一例として、制御装置１７は、アノードマスク１８におけるマスク部材１８４～１８７同士の距離が大きいほど、補助アノード２１４～２１７と基板Ｗｆとの間に流れる電流を大きくする。つまり、制御装置１７は、いわゆるターミナルエフェクトなどにより、基板Ｗｆの中心部におけるめっき膜の膜厚が小さく基板Ｗｆの周縁部におけるめっき膜の膜厚が大きくなると想定される場合に、アノードマスク１８におけるマスク部材１８４～１８７同士の距離を小さくすると共に、補助アノード２１４～２１７と基板Ｗｆとの間に流れる電流を小さく又はゼロにする。また、制御装置１７は、基板Ｗｆの中心部におけるめっき膜の膜厚が大きく基板Ｗｆの周縁部におけるめっき膜の膜厚が小さくなると想
定される場合に、アノードマスク１８におけるマスク部材１８４～１８７同士の距離を大きくすると共に、補助アノード２１４～２１７と基板Ｗｆとの間に流れる電流を大きくする。なお、補助アノード２１４～２１７の長さ（レギュレーションプレート２０の多角形開口２１と平行な方向の寸法）を予め調整することで、補助アノード２１４～２１７によるめっき膜厚制御範囲を調整することができる。例えば、ターミナルエフェクトが小さい場合、レギュレーションプレートに形成した凸部２０ｂの近傍は、その電界遮蔽効果によって、めっき膜厚が小さくなる傾向があるが、補助アノード２１４～２１７の長さを凸部２０ｂの形状や長さに応じて調整することで、凸部２０ｂの近傍のめっき膜厚が小さくなるのを効果的に抑制することができる。こうした制御により、基板Ｗｆに形成されるめっきの面内均一性を向上させることができる。

【0032】

図５Ａ～図５Ｃのそれぞれは、ターミナルエフェクトが大きい、中程度、小さい条件において、本実施形態のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。また、図６Ａ～図６Ｃのそれぞれは、図５Ａ～図５Ｃと同様にターミナルエフェクトが大きい、中程度、小さい条件において、比較例のめっき装置にて四角形基板にめっきをしたときのめっき膜厚を示す概略図である。なお、図５Ａ～図５Ｃ，図６Ａ～図６Ｃでは、四角形基板を４分割した右上領域のめっき膜厚を示しており、図中左下が四角形基板の中心部Ｃｔｒに当たり、図中右上が四角形基板の角部Ｃｏｒに当たる。これらの図では、色が薄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おり、色が濃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いる。図６Ａに示すように、比較例の従来のめっき装置では、ターミナルエフェクトの影響が大きいときに、基板Ｗｆの角部付近では膜厚が小さく、辺の中央部付近では膜厚が大きくなっている。また、図６Ｃに示すように、比較例の従来のめっき装置では、ターミナルエフェクトの影響が小さいときに基板Ｗｆ中央部では膜厚が小さく、角部を含めた周縁部では膜厚が大きくなっている。これに対して、図５Ａ～図５Ｃ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、ターミナルエフェクトが大きい、中程度、小さい条件のいずれにおいても、好適な面内均一性が得ることができた。

【0033】

続いて、基板ホルダ３０について説明する。図７は図２に示しためっきユニット１０で使用される基板ホルダ３０の概略正面図であり、図８は、基板ホルダ３０の概略側面図である。なお、基板ホルダ３０は、フロントプレート３００とバックプレート４００とを備えている。これらのフロントプレート３００とバックプレート４００との間に基板Ｗｆが保持される。本実施例では、基板ホルダ３０は、基板Ｗｆの片面を露出した状態で基板Ｗｆを保持する。

【0034】

フロントプレート３００は、フロントプレート本体３１０と、アーム部３３０とを備えている。アーム部３３０は、一対の台座３３１を有し、図１に示した各処理槽の周壁上面に台座３３１を設置することで、基板ホルダ３０が垂直に吊下げ支持される。また、アーム部３３０には、めっき槽１４の周壁上面に台座３３１を設置したときに、めっき槽１４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３３２が設けられる。これにより、基板ホルダ３０は外部電源と電気的に接続され、基板ホルダ３０に保持された多角形の基板Ｗｆに電圧・電流が印加される。

【0035】

フロントプレート本体３１０は、概ね矩形状であり、配線バッファ部３１１とフェース部３１２とを有し、前面３０１と背面３０２とを有する。フロントプレート本体３１０は、取付部３２０によって２箇所でアーム部３３０に取り付けられている。フロントプレート本体３１０には、開口部３０３が設けられており、開口部３０３から基板Ｗｆの被めっき面が露出される。本実施形態では、開口部３０３は、多角形の基板Ｗｆの形状に対応した形状に形成されている。尚、開口部３０３の内周部には、基板Ｗｆのめっき面の外周部の一部を遮蔽するように、電界調整のためのマスクを設置してもよい。これは、基板Ｗｆ
に形成されたシード層が極端に薄い等の理由で、ターミナルエフェクトが非常に大きい場合に有効である。マスクは、一例として樹脂等の誘電体材料から形成することができる。

【0036】

バックプレート４００は、概ね矩形状であり、基板Ｗｆの背面を覆う。バックプレート４００は、基板Ｗｆをフロントプレート本体３１０（より詳細には、フェース部３１２）の背面３０２との間に挟んだ状態でクランプ３４０によって固定される。クランプ３４０は、フロントプレート本体３１０の面３０１，３０２に平行な回転軸３４１回りに回転するように構成される。ただし、クランプ３４０は、こうした例に限定されず、面３０１，３０２に垂直な方向に往復運動してバックプレート４００をクランプするように構成されるなどとしてもよい。

【0037】

図９は、フロントプレート本体の背面図であり、図１０は、コネクタに近い側のフェース部の角部近傍を拡大して示す背面図である。フロントプレート本体３１０の背面３０２は、１８個のコンタクト領域Ｃ１－Ｃ１８を有する。コンタクト領域Ｃ１－Ｃ７、Ｃ１７、Ｃ１８は、フェース部３１２のうちコネクタ３３２側の半分の領域（近位領域、図９の右側半分の領域）に配置されており、コンタクト領域Ｃ８－Ｃ１６は、フェース部３１２のうちコネクタ３３２から遠い側の半分の領域（遠位領域、図９の左側半分の領域）に配置されている。以下の説明では、便宜上、遠位領域に配置されるケーブルを第１グループのケーブル、近位領域に配置されるケーブルを第２グループのケーブルと称す場合がある。

【0038】

図１０に示すように、各コンタクト領域Ｃ１－Ｃ１８には、基板Ｗｆに給電するためのコンタクト(接点部材)３７０が含まれる。コンタクト３７０は、フロントプレート３００の開口部３０３の各辺に沿って配置されている。つまり、コンタクト３７０は、多角形の基板Ｗｆの各辺に沿って配置される。各コンタクト領域Ｃ１－Ｃ１８のコンタクト３７０には、それぞれ、ケーブルＬ１－Ｌ１８を介して、外部から給電される。なお、以下の説明では、各ケーブルを区別する必要がない場合には、ケーブルＬ１－Ｌ１８をまとめて、ケーブルＬと総称する場合がある。また、任意のケーブルをケーブルＬとして参照する場合もある。

【0039】

ケーブルＬ１－Ｌ１８の第１端部は、アーム部３３０の一端に設けられたコネクタ３３２に接続されおり、より詳細には、コネクタ３３２において個別の接点または複数本ずつ共通の接点（図示省略）に電気的に接続されている。ケーブルＬ１－Ｌ１８は、コネクタ３３２の各接点を介して外部の電源（電源回路、電源装置等）に電気的に接続可能である。

【0040】

ケーブルＬ１－Ｌ７は、同一平面内に並んでケーブル通路３６５内に導入され、開口部３０３のコネクタ３３２側の辺に沿って配置されている。ケーブル同士は、フェース部３１２の厚み方向に重ならない。したがって、フェース部３１２及びフロントプレート３００の厚みを抑制することができる。

【0041】

各コンタクト領域におけるケーブルＬとコンタクト３７０との電気接続は、以下のように行われている。ケーブルＬ１を例に挙げると、ケーブルＬ１の先端部（第２端部）は、被覆６０２が除去されて、心線（導電線）６０１が露出している。ケーブルＬ１の先端部は、コンタクトＣ１の近傍においてシールホルダ３６３の配線溝内に導入され、コンタクト領域Ｃ１内で、４箇所のネジ（締結部材）５１１によってコンタクト３７０とともに押圧されている。つまり、ネジ（締結部材）５１１とシールホルダ３６３とが、ケーブルＬ１の心線６０１をコンタクト３７０とともに挟持している。この結果、ケーブルＬ１は、コンタクト３７０に電気的に接続される。基板ホルダ３０が基板Ｗｆを保持すると、コンタクト３７０が基板Ｗｆに接触して、外部の電源からケーブルＬ１、コンタクト３７０を
介して基板Ｗｆに給電が行われる。他のコンタクト領域Ｃ２－Ｃ１８も同様に構成されており、１８箇所のコンタクト３７０から基板Ｗｆに給電が行われる。

【0042】

以上で説明したように、本実施形態に係る基板ホルダ３０は、多角形の基板Ｗｆの各辺にコンタクト３７０が設けられており、各辺に設けられたコンタクト３７０から基板Ｗｆに給電が行われる。これにより、基板Ｗｆの表面にめっき膜が形成される。

【0043】

以上、四角形の基板Ｗｆにめっきをするプロセスについて説明したが、これに限らず、三角形、又は五角形以上の基板Ｗｆにも、同様のプロセスでめっきをすることができる。こうした場合においても、アノードマスクは、基板の形状に対応した開口辺の中央部に凸部を画定する複数のマスク部材を有して、複数のマスク部材の距離が調整できるように構成されるとよい。

【0044】

（変形例）
図１１Ａ～図１１Ｃは、変形例におけるアノードマスク１８Ａを基板Ｗｆ側から示す図である。変形例のアノードマスク１８Ａは、上記した実施形態のアノードマスク１８と同様に、基板Ｗｆの多角形形状に対応した多角形開口を画定する枠部材１８２を備える。また、アノードマスク１８Ａは、枠部材１８２に隣接して配置されて枠部材１８２に対して移動可能な複数のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａを有する。図１１Ａ～図１１Ｃでは、見易さを考慮して、枠部材１８２と４つのマスク部材１８４Ａ～１８７Ａとのそれぞれにハッチングを付している。４つのマスク部材１８４Ａ～１８７Ａは、互いに同一形状であり、９０度ごと回転した状態で配置されている。代表して、図１１Ａ～図１１Ｃでは、開口１８２ａの左上に配置されるマスク部材１８４Ａに対して他のマスク部材１８５Ａ～１８７Ａと異なるハッチングを付している。

【0045】

変形例のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａのそれぞれは、開口１８２ａの角部に配置され、開口１８２ａにおける連続した２つの開口辺において開口１８２ａの中央に向かって突出する凸部を画定するように構成されている。図１１Ａ～図１１Ｃに示す例では、マスク部材１８４Ａ～１８７Ａは、開口１８２ａの辺に沿った凸部を画定する凸部１８４Ａｂ～１８７Ａｂと、開口１８２ａの角に対応した位置に設けられて凸部１８４Ａｂ～１８７Ａｂよりも外周に向けて凹んだ凹部１８４Ａａ～１８７Ａａと、を有する。マスク部材１８４Ａ～１８７Ａは、枠部材１８２に対して移動可能に構成されており、枠部材１８２と共にアノードマスク１８Ａの開口１８Ａａを画定する。図１１Ａ～図１１Ｃに示す例では、マスク部材１８４Ａ～１８７Ａは、紙面上下左右方向に対して４５度傾斜した方向において枠部材１８２に対して直線的に移動することができる。図１１Ａに示す例では、マスク部材１８４Ａ～１８７Ａは、外側に位置して枠部材１８２の開口１８２ａと重なっておらず、枠部材１８２の開口１８２ａがアノードマスク１８Ａの開口１８Ａａとなる。この状態から複数のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａのそれぞれが枠部材１８２に対して中央側に移動すると、図１１Ｂに示すように、凸部１８４Ａｂ～１８７Ａｂのそれぞれが枠部材１８２の開口１８２ａ内に突出する。図１１Ｂに示す例では、枠部材１８２の一部と、マスク部材１８４Ａ～１８７Ａの凸部１８４Ａｂ～１８７Ａｂの一部とで画定される開口が、アノードマスク１８の開口となる。このときには、隣接するマスク部材１８４Ａ～１８７Ａの凸部１８４Ａｂ～１８７Ａｂによって、開口辺の中央部に開口１８Ａａの中央に向かって突出する凸部が画定される。例えば、左上に設けられるマスク部材１８４Ａの凸部１８４Ａｂと右上に設けられるマスク部材１８５Ａの凸部１８５Ａｂとによって、上辺の中央部に開口中央に向かって突出する凸部が画定される。そして、更に複数のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａのそれぞれが枠部材１８２に対して中央側に移動すると、図１１Ｃに示すように、マスク部材１８４Ａ～１８７Ａの凸部１８４Ａｂ～１８７Ａｂおよび凹部１８４Ａａ～１８７Ａａが枠部材１８２の開口１８２ａ内に突出する。図１１Ｃに示す例では、複数のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａによって画定される開口が、アノードマスク１８
の開口１８ａとなる。なお図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃのそれぞれは、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、複数のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａの位置は滑らかに変化できるものとすればよい。

【0046】

こうした変形例のアノードマスク１８Ａにおいても、上記した実施形態のアノードマスク１８と同様に、開口形状を変更して基板Ｗｆに形成されるめっきの面内均一性を向上させることができる。なお、複数のマスク部材１８４Ａ～１８７Ａは、手動で移動されるものとしてもよいし、図示しない移動機構によって移動可能とされてもよい。

【0047】

なお、上記した実施形態および変形例では、アノードマスク１８，１８Ａは、基板Ｗｆの形状に対応した枠部材１８２を有するものとした。しかしながら、アノードマスク１８，１８Ａは、こうした枠部材を有さなくてもよく、例えば複数のマスク部材１８４～１８７の辺部１８４ａ～１８４ｂを長く形成するなどして、複数のマスク部材１８４～１８７，１８４Ａ～１８７Ａによって開口１８ａが画定されるように構成されてもよい。

【0048】

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、多角形基板を保持するように構成される基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された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、前記多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多角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第１凸部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記多角形基板の第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第２凸部を画定する第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、第１マスク部材と第２マスク部材との互いの距離を調整してアノードマスクの開口形状を調整することができ、多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。

【0049】

［形態２］形態２によれば、形態１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。

【0050】

［形態３］形態３によれば、形態２において、前記アノードマスクは、前記開口における前記多角形基板の第３辺に対応した第３開口辺に配置され、当該第３開口辺の中央部に前記開口の中央に向かって突出する第３凸部を画定する第３マスク部材と、前記開口における前記多角形基板の第４辺に対応した第４開口辺に配置され、当該第４開口辺の中央部に前記開口の中央に向かって突出する第４凸部を画定する第４マスク部材と、を更に有し、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が調整できるように構成される。形態３によれば、第１～第４マスク部材の互いの距離を調整してアノードマスクの開口形状を調整することができ、多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。

【0051】

［形態４］形態４によれば、形態１において、前記第１マスク部材は、前記開口の第１角部に配置され、前記開口における連続した２つの開口辺に前記開口の中央に向かって突出する凸部を画定し、前記第２マスク部材は、前記開口の第２角部に配置され、前記開口における連続した２つの開口辺に前記開口の中央に向かって突出する凸部を画定する。

【0052】

［形態５］形態５によれば、形態１から４において、前記第１凸部と前記第２凸部とは、前記開口の中央に向かって細くなる台形形状である。

【0053】

［形態６］形態６によれば、形態１から５において、前記アノードマスクは、前記多角形基板の外形に対応した多角形開口を画定する枠部材を備え、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材とは、前記枠部材に隣接して配置されて当該枠部材と共に前記アノードマスクの前記開口を画定する。

【0054】

［形態７］形態７によれば、形態１から６において、前記アノードホルダと前記基板ホルダとの間に設けられるレギュレーションプレートを備え、前記レギュレーションプレートは、前記第１マスク部材の前記第１辺に対応して配置された第１補助アノードと、前記第２マスク部材の前記第２辺に対応して配置された第２補助アノードと、を有する。形態７によれば、第１補助アノードと第２補助アノードとを用いてめっき膜の面内均一性をより向上させることができる。

【0055】

［形態８］形態８によれば、形態７において、前記第１マスク部材と前記第２マスク部材との距離が大きいほど前記第１補助アノードと前記第２補助アノードとに流れる電流が大きくなるように前記第１補助アノードおよび前記第２補助アノードと前記多角形基板との間に電流を流す制御装置を備える。

【0056】

［形態９］形態９によれば、めっき装置においてアノードと多角形基板との間に電流を流して前記多角形基板にめっきする方法であって、前記多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多角形基板の第１辺に対応した第１開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第１凸部を画定する第１マスク部材と、前記開口における前記多角形基板の第２辺に対応した第２開口辺の中央部に当該開口の中央に向かって突出する第２凸部を画定する第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ステップと、前記アノードと前記多角形基板との間に電流を流すステップと、を含むめっき方法が提案される。形態９によれば、第１マスク部材と第２マスク部材との互いの距離を調整してアノードマスクの開口形状を調整することができ、多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。

【0057】

［形態１０］形態１０によれば、形態９において、前記めっき装置は、前記アノードホルダと前記基板ホルダとの間に設けられるレギュレーションプレートを備え、前記レギュレーションプレートは、前記第１マスク部材の前記第１辺に対応して配置された第１補助アノードと、前記第２マスク部材の前記第２辺に対応して配置された第２補助アノードと、を有し、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大きいほど前記第１補助アノードと前記第２補助アノードとに流れる電流が大きくなるように前記第１補助アノードおよび前記第２補助アノードと前記多角形基板との間に電流を流すステップを含む。形態１０によれば、第１補助アノードと第２補助アノードとを用いてめっき膜の面内均一性をより向上させることができる。

【0058】

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。

【符号の説明】

【0059】

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
１８，１８Ａ アノードマスク
１８ａ，１８Ａａ 開口
２０ レギュレーションプレート
２１ 多角形開口
３０ 基板ホルダ
１８４～１８７，１８４Ａ～１８７Ａ マスク部材
１８４ａ～１８７ａ 辺部
１８４ｂ～１８７ｂ 凸部
１８４Ａａ～１８７Ａａ 凹部
１８４Ａｂ～１８７Ａｂ 凸部
２１４～２１７ 補助アノード
Ｗｆ 多角形基板

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】