特表 2024-536968 ダイシールドによる電気めっき共平面性の向上

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ダイシールドによる電気めっき共平面性の向上

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20241003BHJP

   C25D 17/06 20060101ALI20241003BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20241003BHJP

   C25D 21/10 20060101ALI20241003BHJP

   C25D 7/12 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

C25D17/00 K

C25D17/06 C

H05K3/18 N

C25D21/10 301

C25D7/12

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024503908

(86)(22)【出願日】2022-09-09

(85)【翻訳文提出日】2024-03-22

(86)【国際出願番号】 US2022043041

(87)【国際公開番号】W WO2023043666

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】17/478,252

(32)【優先日】2021-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(74)【代理人】

【識別番号】100176418

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 嘉晃

(72)【発明者】

【氏名】シャルボノ チャールズ

(72)【発明者】

【氏名】マクヒュー ポール アール

(72)【発明者】

【氏名】ウィルソン グレゴリー ジェイ

(72)【発明者】

【氏名】クロック ジョン エル

(72)【発明者】

【氏名】ジマーマン ノーラン エル

【テーマコード（参考）】

4K024

5E343

【Ｆターム（参考）】

4K024BB12

4K024CB02

4K024CB08

4K024CB12

4K024CB26

4K024FA16

4K024GA02

5E343AA22

5E343BB24

5E343DD43

5E343FF16

5E343GG20

(57)【要約】

例示的な電気めっきシステムは、容器を含むことができる。本システムは、容器内に配置されたパドルを含むことができる。パドルは、第１の表面および第２の表面によって特徴付けられてもよい。パドルの第１の表面は、第１の表面から上向きに延在する複数のリブを含むことができる。複数のリブは、第１の表面の周りに略平行に配置されてもよい。パドルは、パドルの厚さを貫く複数の開孔を画定することができる。複数の開孔のそれぞれは、約５ｍｍ未満の直径を有することができる。パドルは、約１５％未満の開口領域を有することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器と、
前記容器内に配置されたパドルと
を備える、電気めっきシステムであって、
前記パドルが第１の表面および第２の表面によって特徴付けられ、前記パドルの前記第１の表面が前記第１の表面から上向きに延在する複数のリブを備え、
前記複数のリブが前記第１の表面の周りに略平行に配置され、
前記パドルが前記パドルの厚さを貫く複数の開孔を画定し、
前記複数の開孔のそれぞれが約１０ｍｍ未満の直径を有し、
前記パドルが約３０％未満の開口領域を有する、
電気めっきシステム。

【請求項2】

前記複数の開孔のそれぞれが前記第２の表面から前記複数のリブのそれぞれの１つの頂面を貫いて延在する、
請求項１に記載の電気めっきシステム。

【請求項3】

前記パドルが前記複数のリブのそれぞれの間を横方向に延在する複数の垂直仕切りを備える、
請求項１に記載の電気めっきシステム。

【請求項4】

前記複数の開孔のそれぞれが前記第２の表面から前記複数の垂直仕切りのうちのそれぞれの垂直仕切りの頂面を貫いて延在する、
請求項３に記載の電気めっきシステム。

【請求項5】

前記パドルが前記複数のリブのうちの少なくとも一部の間に、いくつかのスロット、開口部、またはスロットおよび開口部の両方を画定する、
請求項１に記載の電気めっきシステム。

【請求項6】

前記容器内でウエハを位置決めするために移動可能なウエハホルダであって、前記パドルと前記ウエハホルダの面との間の距離が約１０ｍｍ未満である、ウエハホルダ
をさらに備える、請求項１に記載の電気めっきシステム。

【請求項7】

前記複数の開孔のそれぞれの位置が前記電気めっきシステムで使用されるダイパターンの密な領域に一致する、
請求項１に記載の電気めっきシステム。

【請求項8】

容器内の液体電解質と接触するように基板を位置決めすることであって、
前記容器が前記基板と１つまたは複数のアノードとの間に配置されたダイシールドを備え、
前記ダイシールドが少なくとも１つのシールド領域の間に複数の開口領域を画定し、
前記複数の開口領域が前記基板の密な領域に一致し、
前記少なくとも１つのシールド領域が前記基板の疎な領域に一致する、
位置決めすることと、
前記液体を通してイオン電流を伝導させることと
を含む、基板を電気めっきする方法。

【請求項9】

前記基板のダイパターンを識別することであって、前記ダイパターンが複数の密な領域および複数の疎な領域を含む、識別することと、
前記識別されたダイパターンに基づいて前記ダイシールドを製造することと
をさらに含む、請求項８に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項10】

前記ダイシールドを製造することが、前記ダイシールドを３Ｄ印刷すること、前記ダイシールドを成形すること、および前記ダイシールドを機械加工することからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、
請求項９に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項11】

前記イオン電流が前記電解質を通して伝導されている間に、前記基板を回転させること
をさらに含む、請求項８に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項12】

前記ダイシールドに対する前記基板の位置合わせを調整することと、
前記容器内で前記基板を脱めっきすることと
をさらに含む、請求項８に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つのシールド領域が複数のシールド領域を含み、
前記複数の開口領域および前記複数のシールド領域が前記ダイシールドの周りに繰り返しパターンで配置されている、
請求項８に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項14】

前記ダイシールドが前記容器の堰シールドに組み込まれている、
請求項８に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項15】

基板を容器内の液体電解質と接触させることと、
前記液体電解質を通してイオン電流を伝導させることと、
前記基板の下の前記液体電解質内で、前記基板の一部を選択的にシールドするパドルを水平移動で移動させることであって、
前記パドルが第１の表面および第２の表面によって特徴付けられ、前記パドルの前記第１の表面が前記第１の表面から上向きに延在する複数のリブを備え、
前記複数のリブが前記第１の表面の周りに略平行に配置され、
前記パドルが前記パドルの厚さを貫く複数の開孔を画定し、
前記複数の開孔のそれぞれが約５ｍｍ未満の直径を有し、
前記パドルが約１５％未満の開口領域を有する、
移動させることと
を含む、基板を電気めっきする方法。

【請求項16】

前記イオン電流が前記電解質を通して伝導されている間に、前記基板を回転させること
をさらに含む、請求項１５に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項17】

前記パドルに対する前記基板の位置合わせを調整することと、
前記容器内で前記基板を脱めっきすることと
をさらに含む、請求項１５に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項18】

前記基板のダイパターンを識別することであって、前記ダイパターンが複数の密な領域および複数の疎な領域を含む、識別することと、
前記パドルを製造することであって、前記複数の開孔のそれぞれが前記密な領域のうちの１つと略位置合わせされる、製造することと
をさらに含む、請求項１５に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項19】

前記複数の開孔のそれぞれが前記第２の表面から前記複数のリブのそれぞれの１つの頂面を貫いて延在する、
請求項１５に記載の基板を電気めっきする方法。

【請求項20】

前記パドルが前記複数のリブのそれぞれの間を横方向に延在する複数の垂直仕切りを備え、
前記複数の開孔のそれぞれが前記第２の表面から前記複数の垂直仕切りのうちのそれぞれの垂直仕切りの頂面を貫いて延在する、
請求項１５に記載の基板を電気めっきする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年９月１７日に出願された「ＥＬＥＣＴＲＯＰＬＡＴＩＮＧ ＣＯ－ＰＬＡＮＡＲＩＴＹ ＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴ ＢＹ ＤＩＥ ＳＨＩＥＬＤＩＮＧ」という名称の米国特許出願第１７／４７８，２５２号の利益および優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本技術は、半導体製造のための方法、構成要素、および装置に関する。より詳細には、本技術は、電気めっき構成要素および他の半導体処理機器に関する。

【背景技術】

【0003】

半導体デバイスなどのマイクロ電子デバイスは、ウエハまたはワークピースの上および／または中に製造される。典型的なウエハめっきプロセスは、気相堆積を介してウエハの表面に金属シード層を堆積させることを含む。フォトレジストを堆積させ、シード層を露出させるようにパターニングすることができる。その後、ウエハは電気めっき処理装置の容器に移され、そこで電解質を通してウエハに電流が伝導され、シード層上に金属または他の導電性材料のブランケット層もしくはパターン層が施される。導電性材料の例としては、パーマロイ、金、銀、銅、コバルト、スズ、ニッケル、およびこれらの金属の合金が挙げられる。その後の処理ステップで、ウエハに構成要素、コンタクト、および／または導電線が形成される。パターンばらつきに起因する電界の不規則性、物質移動速度、ならびに他のプロセスおよび構成要素のパラメータなどの、電気めっきプロセスの多くの態様がプロセスの均一性に影響を及ぼすことがある。基板全体にわたるわずかな差異（ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ）であっても、下方工程の仕上げプロセスに影響を及ぼす可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、高品質のデバイスおよび構造を製造するために使用することができる改善されたシステムおよび方法が必要とされている。これらおよび他の必要性は、本技術によって対処される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

例示的な電気めっきシステムは、容器を含むことができる。本システムは、容器内に配置されたパドルを含むことができる。パドルは、第１の表面および第２の表面によって特徴付けられてもよい。パドルの第１の表面は、第１の表面から上向きに延在する複数のリブを含むことができる。複数のリブは、第１の表面の周りに略平行に配置されてもよい。パドルは、パドルの厚さを貫く複数の開孔を画定することができる。複数の開孔のそれぞれは、約１０ｍｍ未満の直径を有することができる。パドルは、約３０％未満の開口領域を有することができる。

【0006】

一部の実施形態では、複数の開孔のそれぞれは、第２の表面から複数のリブのうちのそれぞれのリブの頂面を貫いて延在することができる。パドルは、複数のリブのそれぞれの間を横方向に延在する複数の垂直仕切りを含むことができる。複数の開孔のそれぞれは、第２の表面から複数の垂直仕切りのうちのそれぞれの垂直仕切りの頂面を貫いて延在することができる。パドルは、複数のリブのうちの少なくとも一部の間に、いくつかのスロット、開口部、またはスロットおよび開口部の両方を画定することができる。システムは、容器内にウエハを配置するために移動可能なウエハホルダを含むことができる。パドルとウエハホルダの面との間の距離は、約１０ｍｍ未満であってもよい。複数の開孔のそれぞれの位置は、電気めっきシステムで使用されるダイパターンの密な領域に一致することができる。

【0007】

本技術の一部の実施形態は、基板を電気めっきする方法を包含することができる。本方法は、容器内の液体電解質と接触するように基板を位置決めすることを含むことができる。容器は、基板と１つまたは複数のアノードとの間に配置されたダイシールドを含むことができる。ダイシールドは、少なくとも１つのシールド領域の間に複数の開口領域を画定することができる。複数の開口領域は、基板の密な領域に一致することができる。少なくとも１つのシールド領域は、基板の疎な領域に一致することができる。本方法は、液体を通してイオン電流を伝導させることを含むことができる。

【0008】

一部の実施形態では、本方法は、基板のダイパターンを識別することを含むことができる。ダイパターンは、複数の密な領域および複数の疎な領域を含むことができる。本方法は、識別されたダイパターンに基づいてダイシールドを製造することを含むことができる。ダイシールドを製造することは、ダイシールドを３Ｄ印刷すること、ダイシールドを成形すること、およびダイシールドを機械加工することからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含むことができる。本方法は、電解質を通してイオン電流が伝導されている間、基板を回転させることを含むことができる。本方法は、パドルに対する基板の位置合わせを調整することを含むことができる。本方法は、容器内の基板を脱めっきすることを含むことができる。少なくとも１つのシールド領域は、複数のシールド領域を含むことができる。複数の開口領域および複数のシールド領域は、ダイシールドの周りに繰り返しパターンで配置されてもよい。ダイシールドは、容器の堰シールドに組み込まれてもよい。

【0009】

本技術の一部の実施形態は、基板を電気めっきする方法を包含することができる。本方法は、基板を容器内の液体電解質と接触させることを含むことができる。本方法は、液体電解質を通してイオン電流を伝導させることを含むことができる。本方法は、基板の下方の液体電解質内で、基板の一部を選択的にシールドするパドルを水平移動で移動させることを含むことができる。パドルは、第１の表面および第２の表面によって特徴付けられてもよい。パドルの第１の表面は、第１の表面から上向きに延在する複数のリブを含むことができる。複数のリブは、第１の表面の周りに略平行に配置されてもよい。パドルは、パドルの厚さを貫く複数の開孔を画定することができる。複数の開孔のそれぞれは、約１０ｍｍ未満の直径を有することができる。パドルは、約３０％未満の開口領域を有することができる。

【0010】

一部の実施形態では、本方法は、電解質を通してイオン電流が伝導されている間、基板を回転させることを含むことができる。本方法は、パドルに対する基板の位置合わせを調整することを含むことができる。本方法は、容器内の基板を脱めっきすることを含むことができる。本方法は、基板のダイパターンを識別することを含むことができる。ダイパターンは、複数の密な領域および複数の疎な領域を含むことができる。本方法は、パドルを製造することを含むことができる。複数の開孔のそれぞれは、密な領域の１つと略位置合わせされてもよい。複数の開孔のそれぞれは、第２の表面から複数のリブのうちのそれぞれのリブの頂面を貫いて延在することができる。パドルは、複数のリブのそれぞれの間を横方向に延在する複数の垂直仕切りを含むことができる。複数の開孔のそれぞれは、第２の表面から複数の垂直仕切りのうちのそれぞれの垂直仕切りの頂面を貫いて延在することができる。

【0011】

このような技術は、従来のシステムおよび技法よりも多くの利益をもたらす可能性がある。例えば、本技術の実施形態は、基板全体にわたって共平面性を向上させることができる。特に、ピラーが密に配置されたウエハの領域とピラーが疎に配置された領域との間の共平面性を向上させることができる。これらおよび他の実施形態は、それらの利点および特徴の多くとともに、以下の説明および添付の図と併せてより詳細に説明される。

【0012】

開示される技術の性質および利点のさらなる理解は、本明細書および図面の残りの部分を参照することによって実現され得る。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本技術の一部の実施形態による、例示的な電気めっきシステムの上面斜視図である。

【図2】説明のためにヘッドが除去された図１のシステムの上面斜視図である。

【図3】図１のシステムの断面図である。

【図4】本技術の一部の実施形態による、ダイパターンの概略上面図である。

【図5】本技術の一部の実施形態による、例示的なダイシールドの概略上面図である。

【図6】本技術の一部の実施形態による、例示的なパドルの概略上面図である。

【図6A】図６のパドルの断面図である。

【図7】本技術の一部の実施形態による、例示的なパドルの断面図である。

【図8】本技術の一部の実施形態による、基板を電気めっきする例示的な方法の動作を示す図である。

【図9】本技術の一部の実施形態による、基板を電気めっきする例示的な方法の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図のうちのいくつかは、概略図として含まれている。図は、例示を目的としたものであり、縮尺通りであると明記されていない限り、縮尺通りであると見なされるべきではないことを理解されたい。加えて、概略図として、図は、理解を助けるために提供されており、現実的な表現と比較してすべての態様または情報を含まないことがあり、例示のために誇張された材料を含むことがある。

【0015】

添付の図面において、同様の構成要素および／または特徴は、同じ参照ラベルを有することがある。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照ラベルの後に、同様の構成要素を区別する文字を続けることによって区別され得る。第１の参照ラベルのみが本明細書で使用される場合、説明は、文字にかかわらず、同じ第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれか１つに適用可能である。

【0016】

多くのまたはほとんどの電気めっき用途において、めっきされた金属の膜または層は、ウエハまたはワークピース全体にわたって均一な厚さを有することが重要である。不均一性は、パターンばらつきに起因する電界の不規則性、物質移動速度、および／または他の要因によって引き起こされ得る。例えば、基板にビアまたはピラーの密度が異なる領域がある場合、共平面性の問題が生じる可能性がある。多くの場合、ビアおよび／またはピラーがより疎らに存在する領域は、ビアおよび／またはピラーがより密に存在する領域よりも高いめっき高さを呈する。従来のシステムは、電気めっき操作の化学物質を変更し、堆積および／または物質移動速度を変更し、電解槽の導電率を調整し、ならびに／あるいは複数の化学物質を使用して、基板をめっきし、続いて脱めっきすることによって、このような共平面性の問題を改善しようと試みる場合がある。しかしながら、このような操作は、電気めっき操作にさらなる複雑さ、時間、および／またはコストをもたらす可能性があり、ならびに／あるいは電気めっきプロセスにおいて他の問題を引き起こす可能性がある。

【0017】

本技術は、電気めっき操作中に生成される電界から基板の様々な領域を選択的にシールドする構成要素を組み込むことによって、これらの課題を克服する。例えば、本技術の実施形態は、電界に一致して、電界から疎な領域をシールドする中実のシールド領域と、電界が基板の密な領域まで通過することを可能にする開口領域とを含むダイシールドを利用することができる。このようなダイシールドを使用することで、疎な領域におけるめっき高さ／速度を低減しながら、密な領域におけるめっき高さ／速度を維持することが可能になる場合がある。一部の実施形態は、電界を基板の密な領域まで通過させることができる、密な領域と位置合わせされた開孔を含むパドルを利用することができ、一方、パドルの中実面は、疎な領域を電界からシールドすることができる。一部の実施形態は、同じ化学槽内で基板をめっきし、続いて脱めっきすることによって共平面性を向上させることができる。したがって、本技術は、電気めっき操作中に基板の共平面性を向上させることができる。

【0018】

残りの開示は、開示された技術を利用する特定の電気めっきプロセスを型通りに特定するが、本システムおよび方法は、他のめっきチャンバおよびシステム、ならびに説明されるシステム内で起こり得るようなプロセスに等しく適用可能であることが容易に理解されるであろう。したがって、本技術は、これらの特定のめっきプロセスまたはシステム単独での使用に限定されると見なされるべきではない。本開示は、本技術の実施形態による本システムへのさらなる変形例および調整例を説明する前に、本技術の実施形態による電気めっき構成要素を含み得る、１つの可能なシステムについて説明する。

【0019】

図１～図３は、本技術の実施形態による、基板３０を電気めっきするための例示的なシステム１０を示す。システム１０は、ヘッドリフタ１６上に支持されたヘッド１４と、容器２４とを含むことができる。単一のシステム１０がスタンドアロンユニットとして使用されてもよい。あるいは、複数のシステム１０が筐体内にアレイ状に設けられてもよく、基板またはワークピースは、１つまたは複数のロボットによってプロセッサにロードされ、プロセッサからアンロードされる。ヘッドリフタ１６は、基板３００をロードおよびアンロードするためにヘッド１４を持ち上げおよび／または反転させることができる。ヘッドリフタ１６はまた、基板３００を処理するために、ヘッド１４を降下させて容器２４の１つまたは複数の構成要素と係合させることができる。膜４０は、容器２４を、膜４０の下の、１つまたは複数のアノード２８および第１の液体電解質を含む下部チャンバ４４と、第２の液体電解質を含む上部チャンバ４２とに分割するために含まれている場合がある。あるいは、容器２４が単一の電解質を保持する単一のチャンバを有することによって、膜４０が省略されてもよい。図３の断面図を参照すると、誘電体材料で作られた電界成形要素４６を容器２４内に設けることができる。電界成形要素４６は、膜４０を支持することができ、陰極液の流れを分配することができる。容器２４内の電界は、アノードシールド４５、チャンバシールド４７、および／または堰シールド３４を介して成形されてもよい。堰シールド３４は、容器２４内でパドル１８とコンタクトリング２６のシールとの間に設けられてもよい。シールドは、環状の誘電体要素であってもよく、容器２４とともに電界のシールドを提供することができる。

【0020】

コンタクトリング２６は、基板３０を保持することができるヘッド１４上に配置されてもよく、基板３０上の金属シード層などの導電層と電気的に接触するための複数のコンタクトフィンガを有することができる。コンタクトリング２６は、コンタクトフィンガを電解質からシールするためのシール３８を有してもよい。ヘッド１４は、処理中に基板３０を回転させるためのロータ３６を含むことができ、コンタクトリング２６はロータ上にある。典型的には、コンタクトリングは、シールおよびバッキング板を含むことができ、コンタクトリングおよびバッキング板は、基板ホルダを形成する。ヘッド１４は、基板ホルダを容器内の処理位置に位置決めするように移動可能であってもよく、シード層は容器内の電解質と接触していてもよい。電気制御装置および電力ケーブル（図示せず）は、リフト／回転堰シールド３４および内部ヘッド構成要素に連結されてよく、システム１０から設備接続部、またはマルチプロセッサ自動化システム内の接続部に至る。段状のドレインリングを有するリンスアセンブリ１２が、容器２４の上方および／またはその周囲に設けられることがある。

【0021】

パドル１８は、基板３０に隣接する容器２４内の固定された垂直位置に設けられてもよい。一部の実施形態では、パドル１８は、スロットおよび／または他の開口部によって離間された複数の平行リブまたはブレードを有する誘電体材料の略円形プレートであってもよい。パドルアクチュエータ３２は、容器２４内でパドル１８を基板３０に平行な平面内で水平に移動させて、電解質を撹拌することができる。パドル１８およびパドルアクチュエータ３２は、容器２４に取り付けられたベースプレート２０上に支持されてもよい。基板３０は、回転していても静止していてもよい。パドル１８上のスロットおよび／または他の開口部は、イオン電流がパドル１８を通過できるようにすることができる。

【0022】

一部の実施形態では、パドル１８自体が電界シールドとして使用される。典型的な動作では、パドル１８は、振動（一部の実施形態では、６～１０Ｈｚまたは約６～１０Ｈｚであってもよい）によって、パドルリブピッチの約１／２～１倍のストロークで移動することができる。二次低周波振動を使用して、リブの反転点をずらし、基板３０上に電界または物質移動のシグネチャ（すなわち、静止基板上のストライプ、および回転基板上のリング）のいずれかが刻印されるのを回避することができる。この二次振動は、スタガ運動と呼ばれる。スタガ運動の包絡線は、リブピッチにほぼ等しくてもよい。処理中、パドルアクチュエータ５６は、パドル５４を動かして、容器２４内に収容された陰極液を撹拌する。例えば、パドル１８は、振動運動しながら、パドルの移動寸法内で前後に移動することができる。用途によっては、パドル１８は、開始／停止、スタガなどの他の動きを使用することができる。

【0023】

図４は、例示的な基板４００の概略上面図を示す。基板４００は、電気めっき操作を使用して形成され得る、銅ピラーなどのいくつかのビアまたはピラー４０２を含むことができる。一部の実施形態では、ピラー４０２は、基板４００の異なる領域が異なる密度のピラー４０２を有するように、基板４００の周りに配置されてもよい。例えば、基板４００は、高密度のピラー４０２を含み得る１つもしくは複数の密な領域４０４、および／または低密度のピラー４０２を含み得る１つもしくは複数の疎な領域４０６を含むことができる。一部の実施形態は、中間密度の追加の領域４０８を含むことができ、任意の数の異なる密度を有する任意の数の領域を所与の基板４００上に設けることができることが理解されよう。密度は、基板４００の領域内に存在するピラーの数によって特徴付けられてもよく、所与の領域内の隣接するピラー４０２の中心間のピッチ（もしくは距離）に基づいて、および／または所与の領域内の開口領域（例えば、ビア／ピラー４０２によって占有される領域のパーセンテージ）に基づいてもよい。各領域は、同じサイズであってもよく、および／または異なるサイズであってもよい。「高い」、「中間」、および「疎な」という用語は、所与の基板４００のピラー配置に基づく相対的な用語であると理解される。例えば、隣接するピラー４０２間のピッチが２２５μｍの領域は、隣接するピラー４０２間のピッチが３７５μｍの領域も含むある基板にとって密であると考えられてもよく、一方、このような領域は、隣接するピラー４０２間のピッチが１５０μｍの領域も含む基板にとっては疎であってもよい。電気めっき操作中、基板４００の異なる領域は、他の領域よりも堆積高さが高くなることがある。例えば、密な領域４０４は、中間領域４０８および／または疎な領域４０６よりも堆積高さが低くなることがある。

【0024】

一部の実施形態では、追加の構成要素を電気めっきシステムに組み込んで、めっきされた基板の共平面性を向上させることができる。例えば、限定はしないが、システム１０などの一部の電気めっきシステムは、ダイシールドを含むことができ、このダイシールドによって、めっき操作中にアノードによって生成される電界から基板の一部を選択的にシールドし、上記の図４に示す疎な領域４０６などの基板の選択された領域における電着高さを低減する一方で、密な領域４０４などの他の領域における電着高さを変わらないままにしておくことができる。これにより、基板全体にわたる共平面性を向上させるのに役立つ可能性がある。図５は、本技術の一部の実施形態による例示的なダイシールド５００の概略上面図を示す。図５は、堰シールド３４などの、システム１０の構成要素に関するさらなる詳細を示すことができる。ダイシールド５００は、容器２４と同様の容器内に配置されてもよい。例えば、ダイシールド５００は、基板と容器のアノードとの間に配置されてもよい。一部の実施形態では、ダイシールド５００は、図１～図３に関連して上述した堰シールド３４と同様であってもよい堰シールド５０２と結合されてもよく、および／または、堰シールド５０２によって他の方法で支持されてもよい。例えば、ダイシールド５００は、堰シールド３４に形成された中央開口部にまたがることができ、これにより、ダイシールドを基板に近接して配置することができる。ダイシールド５００とパドルの頂部エッジ（パドル１８のリブの頂面など）との間の距離は、０．５ｍｍ～４ｍｍもしくは約０．５ｍｍ～４ｍｍ、１ｍｍ～３ｍｍもしくは約１ｍｍ～３ｍｍ、または１．５ｍｍ～２ｍｍもしくは約１．５ｍｍ～２ｍｍであってもよい。ダイシールド５００と基板（基板３０など）との間の距離は、１ｍｍ～６ｍｍもしくは約１ｍｍ～６ｍｍ、２ｍｍ～５ｍｍもしくは約２ｍｍ～５ｍｍ、または３ｍｍ～４ｍｍもしくは約３ｍｍ～４ｍｍとすることができ、距離が短いほど、電界をシールドするための調整精度が高くなる。

【0025】

ダイシールド５００は、いくつかのシールド領域５０４およびいくつかの開口領域５０６によって特徴付けられ得る。一部の実施形態では、シールド領域５０４はすべて、開口領域５０６を通り抜ける支持セグメントによって接続されてもよい。支持セグメントは、支持セグメントのシールド効果を最小限にするために可能な限り薄くすることができ、一方で、撹拌された電解質中に沈められたときに損傷または変形に耐えるようにダイシールド５００の十分な剛性を維持するのに役立つように十分に厚いままにしておくことができる。厚さは、ダイシールド５００を製造するために使用される材料に依存する場合がある。ダイシールド５００が電気めっき操作中の損傷または変形に耐えるのに十分に強いことをさらに確実にするために、ダイシールド５００は、０．５ｍｍ～５ｍｍもしくは約０．５ｍｍ～５ｍｍ、１ｍｍ～４ｍｍもしくは約１ｍｍ～４ｍｍ、または２ｍｍ～３ｍｍもしくは約２ｍｍ～３ｍｍの厚さを有することができる。ダイシールド５００は、電気めっき溶液と化学的に適合する任意の材料から形成されてもよい。一部の実施形態では、ダイシールド５００は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、および／または熱可塑性もしくは他のポリマなどのポリマから形成されてもよい。

【0026】

ダイシールド５００は、特定のダイパターンをめっきする際に使用されるように設計されてもよい。例えば、シールド領域５０４は、所与のダイパターンの疎な領域と位置合わせされるように、および／またはその他の方法で疎な領域に対応するように配置されてもよく、一方、開口領域５０６は、所与のダイパターンの密な領域と位置合わせされるように、および／またはその他の方法で密な領域に対応するように配置されてもよい。一部の実施形態では、各シールド領域５０４は、ダイパターンのそれぞれの疎な領域のサイズおよび／または形状に実質的に一致してもよく（例えば、２０％もしくは約２０％以内、１５％もしくは約１５％以内、１０％もしくは約１０％以内、５％もしくは約５％以内、３％もしくは約３％以内、１％もしくは約１％以内、またはそれ未満の領域を有する）、ならびに／あるいは各開口領域５０６は、ダイパターンのそれぞれの疎な領域のサイズおよび／または形状に実質的に一致してもよい。他の実施形態では、シールド領域５０４の寸法は、ダイパターンの対応する疎な領域の寸法より小さくても大きくてもよい。例えば、寸法の差は、少なくとも５％もしくは約５％、少なくとも１０％もしくは約１０％、少なくとも１５％もしくは約１５％、少なくとも２０％もしくは約２０％、少なくとも２５％もしくは約２５％、またはそれより大きくてもよい。同様に、開口領域５０６の寸法は、ダイパターンの対応する密な領域の寸法より小さくても大きくてもよい。例えば、寸法の差は、少なくとも５％もしくは約５％、少なくとも１０％もしくは約１０％、少なくとも１５％もしくは約１５％、少なくとも２０％もしくは約２０％、少なくとも２５％もしくは約２５％、またはそれより大きくてもよい。このような設計は、ダイシールドを通過した後の電界の任意の横方向の広がりを考慮することができる。シールド領域５０４および／または開口領域５０６の寸法決めは、予想されるおよび／または試験された堆積高さの差を最もよく考慮して決定されてもよく、場合によっては、ダイパターンの異なる領域間の堆積高さの漸進的な変化を考慮してもよい。

【0027】

シールド領域５０４および開口領域５０６が対称的な繰り返しパターンで配置された状態で示されているが、シールド領域５０４および／または開口領域５０６の配置は、特定のダイパターンによって決められてもよく、非繰り返しおよび／または非対称の配置であってもよいことが理解されるであろう。加えて、シールド領域５０４および／または開口領域５０６は、ここに示されるように略矩形形状を有してもよく、または他の形状を有してもよい。非矩形形状の使用は、ダイパターンの単一領域内の堆積高さの差を考慮する際に特に有用な場合がある。例えば、矩形の疎な領域および密な領域を有するダイパターンは、矩形領域のエッジおよび／またはコーナの近くでわずかに異なる堆積高さを呈することがある一方で、各領域の中央部分は、かなり一貫した堆積高さを有することがある。シールド領域５０４および／または開口領域５０６の形状は、一部の実施形態では、このような不均一性を考慮するように調整されることがある。

【0028】

疎な領域に一致し、疎な領域を電界からシールドする中実シールド領域と、電界を基板の密な領域まで通過させることができる開口領域とを有するダイシールドを利用することによって、実施形態は、疎な領域におけるめっき高さ／速度を低減しながら、密な領域におけるめっき高さ／速度を維持することを可能にし得る。このようなダイプレートは、電気めっき操作中に基板の共平面性を向上させるために使用され得る。

【0029】

先に論じたように、本技術の一部の実施形態は、パドルを利用して、電気めっきシステム内に何らかの電気シールドを提供することができる。このような電界シールドデバイスとしてのパドルの使用は、ダイシールドの使用と併せて、またはそれとは別個に使用されてもよい。図６は、本技術の一部の実施形態による、例示的なパドル６００の概略上面図を図示する。図６は、パドル１８などのシステム１０内の構成要素に関するさらなる詳細を示すことができる。パドル６００は、容器２４と同様の容器内に配置されてもよい。多くの場合、パドル６００と基板との間の距離は、３ｍｍ～１０ｍｍもしくは約３ｍｍ～１０ｍｍ、４ｍｍ～９ｍｍもしくは約４ｍｍ～９ｍｍ、５ｍｍ～８ｍｍもしくは約５ｍｍ～８ｍｍ、または５．５ｍｍ～７ｍｍもしくは約５．５ｍｍ～７ｍｍであってもよく、距離が短いほど、より効果的なシールドが得られ、電界シールドの精度および調整性が向上する。パドル６００は、第１の表面６０２と、第１の表面６０２の反対側の第２の表面（図示せず）とによって特徴付けられてもよい。第１の表面６０２は、電気めっき容器内の基板に面することができる。第１の表面６０２は、第１の表面６０２から上向きに延在するいくつかのリブ６０４を含むことができる。例えば、リブ６０４は、互いに平行であってもよく、アレイ状に等間隔で離間されていてもよい。隣接するリブ６０４間の距離（またはピッチ）は、１０ｍｍ～２０ｍｍもしくは約１０ｍｍ～２０ｍｍ、１１ｍｍ～１９ｍｍもしくは約１１ｍｍ～１９ｍｍ、１２ｍｍ～１８ｍｍもしくは約１２ｍｍ～１８ｍｍ、１３ｍｍ～１７ｍｍもしくは約１３ｍｍ～１７ｍｍ、１４ｍｍ～１６ｍｍもしくは約１４ｍｍ～１６ｍｍ、または約１５ｍｍであってもよい。一部の実施形態では、リブピッチは、所与のダイパターンによって決定されてもよい。例えば、リブ６０４は、繰り返される密な領域間の距離などの、ダイパターンに関連付けられた特徴的な長さに一致する（または実質的に一致する）ように配置されてもよい。各リブの高さは、５ｍｍ～１５ｍｍもしくは約５ｍｍ～１５ｍｍ、６ｍｍ～１４ｍｍもしくは約６ｍｍ～１４ｍｍ、７ｍｍ～１３ｍｍもしくは約７ｍｍ～１３ｍｍ、８ｍｍ～１２ｍｍもしくは約８ｍｍ～１２ｍｍ、９ｍｍ～１１ｍｍもしくは約９ｍｍ～１１ｍｍ、または約１０ｍｍであってもよい。一部の実施形態では、リブ６０４のうちの一部またはすべての端部は、排液を容易にするために、リブ６０４のすべてが別個の構造から形成されるように開いていてもよい。他の実施形態では、リブ６０４のうちの一部またはすべての端部は、リブ６０４のすべてが単一の巻回構造から形成されるように屈曲してもよい。このような実施形態では、端部のうちの一部またはすべては、排液開孔（図示せず）を画定することができる。一部の実施形態では、スロットおよび／または他の開口部（パドル１８に関連して記載されたものなど）がパドル６００に含まれていてもよく、これにより、パドル６００を通る電流の伝導度が増加する可能性がある。パドル６００は、円形の略平坦な誘電体材料であってもよく、全体の厚さが７～４０ｍｍまたは約７～４０ｍｍである。パドル６００は、リブ６０４に平行な中心線に関して略対称であってもよい。一部の実施形態では、パドル６００の第２の表面は、平坦であってもよいが、他の実施形態では、第２の表面は、概して、第１の表面６０２を反映してもよく、いくつかのリブを含むことができる。

【0030】

図６Ａに最もよく示されているように、パドル６００は、パドル６００が電気めっき容器内に配置されたときに各開孔６０６が略垂直になるように、パドル６００の厚さを貫いて延在する複数の開孔６０６を画定することができる。例えば、各開孔６０６は、第２の表面（第２の表面の平坦部分であってもよく、または第２の表面から突出するリブの遠位端であってもよい）からリブ６０４のうちのそれぞれのリブの頂面を貫いて延在してもよい。このような実施形態では、各リブ６０４は、リブ６０４の長さに沿って配置されたいくつかの開孔６０６を含むことができる。一部の実施形態では、各リブ６０４の厚さは、開孔６０６の直径を収容するのに十分であってもよい。他の実施形態では、ここに例示されるように、開孔６０６に近接する各リブ６０４の領域は、開孔の直径に適応するように厚さを局所的に増加させることができる。局所的な厚さの増加は、リブ６０４の高さに沿って上方に突出する矩形角柱形状として提供されるように示されているが、他の形状が利用されてもよいことが理解されるであろう。例えば、側壁がテーパ状の円柱形状および／または他の形状を利用して、局所的な厚さの増加を提供することができる。一部の実施形態では、スロットおよび／または他の開口部（パドル１８に関連して記載されたものなど）がパドル６００に含まれていてもよく、これにより、パドル６００を通る電流の伝導度が増加する可能性がある。

【0031】

多くの場合、開孔６０６は、円形断面を含むことができるが、様々な実施形態では、他の断面形状が可能である。開孔６０６のそれぞれは、約１０ｍｍ未満の直径（または他の幅寸法）を有することができる。例えば、直径は、０．５ｍｍ～１０ｍｍもしくは約０．５ｍｍ～１０ｍｍ、１ｍｍ～９ｍｍもしくは約１ｍｍ～９ｍｍ、２ｍｍ～８ｍｍもしくは約２ｍｍ～８ｍｍ、３ｍｍ～７ｍｍもしくは約３ｍｍ～７ｍｍ、４ｍｍ～６ｍｍもしくは約４ｍｍ～６ｍｍ、または約５ｍｍであってもよい。一部の実施形態では、各開孔６０６は、同じ直径を有してもよいが、他の実施形態では、開孔６０６のうちの一部またはすべては、異なる寸法を有してもよい。開孔６０６は、規則的および／または不規則な間隔で各リブ６０４の長さに沿って離間されてもよい。一部の実施形態では、所与のリブ６０４上の隣接する開孔６０６間の距離（例えば、開孔ピッチ）は、１０ｍｍ～２０ｍｍもしくは約１０ｍｍ～２０ｍｍ、１１ｍｍ～１９ｍｍもしくは約１１ｍｍ～１９ｍｍ、１２ｍｍ～１８ｍｍもしくは約１２ｍｍ～１８ｍｍ、１３ｍｍ～１７ｍｍもしくは約１３ｍｍ～１７ｍｍ、１４ｍｍ～１６ｍｍもしくは約１４ｍｍ～１６ｍｍ、または約１５ｍｍであってもよい。距離は、隣接する開孔６０６の中心から測定されてもよい。一部の実施形態では、リブ６０４の長さに沿った開孔６０６間の距離は、隣接するリブ６０４上の開孔６０６間の距離（すなわち、リブ６０４のピッチ）と同一であってもよいが、他の実施形態では、これらの距離は、異なっていてもよい。一部の実施形態では、開孔ピッチは、所与のダイパターンによって決定されてもよい。例えば、開孔ピッチは、繰り返される密な領域間の距離などの、ダイパターンに関連付けられた特徴的な長さに一致するように配置されてもよい。開孔６０６の数、サイズ、および間隔に基づいて、パドル６００は、電界が通過し得る総開口領域が、３０％未満もしくは約３０％、２５％未満もしくは約２５％、２０％未満もしくは約２０％、１５％未満もしくは約１５％、１０％未満もしくは約１０％、５％未満もしくは約５％、３％未満もしくは約３％、２％未満もしくは約２％、１．５％未満もしくは約１．５％、１％未満もしくは約１％、０．５％未満もしくは約０．５％、またはそれ未満であってもよく、パドルの開口領域のパーセンテージがより低いほど、電界からのシールドがより大きくなる。

【0032】

上述したように、パドル６００上の開孔６０６の配置、数、および／またはサイズは、所与のダイパターンに基づいて設計されてもよい。例えば、各開孔６０６は、ダイパターンの所与の密な領域の一部と位置合わせされてもよく、疎な領域は、パドル６００の中実部分と位置合わせされる。所与の密な領域と位置合わせされた開孔６０６の数は、密な領域のサイズおよび形状に依存し得る。各密な領域は、少なくとも１つのもしくは約１つの開孔、少なくとも２つのもしくは約２つの開孔、少なくとも３つのもしくは約３つの開孔、少なくとも４つのもしくは約４つの開孔、またはそれ超と位置合わせされてもよい。一部の実施形態では、開孔６０６のうちの１つまたは複数は、密な領域の長さに沿って中心に配置されてもよい。開孔６０６は、一部の実施形態では、密な領域の中心からオフセットされていてもよい。例えば、開孔６０６は、パドル６００の撹拌中に、開孔６０６が密な領域に対して並進して、密な領域全体にわたって実質的に均一な被覆を提供するように位置合わせされてもよい。

【0033】

図７は、本技術の一部の実施形態による、例示的なパドル７００の部分断面上面等角図である。図７は、パドル１８などのシステム１０内の構成要素に関するさらなる詳細を示すことができる。パドル７００は、パドル６００と同様の特徴を含むことができる。例えば、パドル７００は、第１の表面７０２および第２の表面によって特徴付けられてもよく、第１の表面７０２および第２の表面の一方または両方は、いくつかのリブ７０４を含む。パドル７００は、隣接するリブ７０４間を横方向に延在するいくつかの垂直仕切り７０８を含むことができる。垂直仕切り７０８はそれぞれ、１．５ｍｍ～１２ｍｍもしくは約１．５ｍｍ～１２ｍｍ、２ｍｍ～１１ｍｍもしくは約２ｍｍ～１１ｍｍ、３ｍｍ～１０ｍｍもしくは約３ｍｍ～１０ｍｍ、４ｍｍ～９ｍｍもしくは約４ｍｍ～９ｍｍ、５ｍｍ～８ｍｍもしくは約５ｍｍ～８ｍｍ、または６ｍｍ～７ｍｍもしくは約６ｍｍ～７ｍｍの厚さを有することができる。隣接する垂直仕切り７０８間のピッチは、１０ｍｍ～２０ｍｍもしくは約１０ｍｍ～２０ｍｍ、１１ｍｍ～１９ｍｍもしくは約１１ｍｍ～１９ｍｍ、１２ｍｍ～１８ｍｍもしくは約１２ｍｍ～１８ｍｍ、１３ｍｍ～１７ｍｍもしくは約１３ｍｍ～１７ｍｍ、１４ｍｍ～１６ｍｍもしくは約１４ｍｍ～１６ｍｍ、または約１５ｍｍであってもよい。

【0034】

パドル７００は、パドルの厚さを貫いて延在する、いくつかの開孔７０６を画定することができる。開孔７０６は、第２の表面から垂直仕切り７０８のうちのそれぞれの垂直仕切りの頂面を貫いて延在することができる。一部の実施形態では、各開孔７０６は、垂直仕切り７０８の幅内で中心に配置されてもよいが、他の実施形態では、開孔７０６のうちの１つまたは複数は、垂直仕切り７０８の幅の中間点からオフセットされていてもよい。開孔７０６のうちの一部またはすべては、リブ７０４のうちの１つと位置合わせされてもよく、および／または（ここに示されるように）リブ７０４からオフセットされていてもよい。一部の実施形態では、各垂直仕切り７０８は、垂直仕切り７０８の厚さを貫いて延在する少なくとも１つの排液開孔を画定することができる。排液開孔は、隣接する開孔７０６の間に配置されてもよい。一部の実施形態では、スロットおよび／または他の開口部（パドル１８に関連して記載されたものなど）が、パドル７００内に含まれてもよく、これは、パドル７００を通る電流の伝導度を増加させ得る。

【0035】

多くの場合、開孔７０６は、円形断面を含むことができるが、様々な実施形態では、他の断面形状が可能である。開孔７０６のそれぞれは、０．５ｍｍ～１０ｍｍもしくは約０．５ｍｍ～１０ｍｍ、１ｍｍ～９ｍｍもしくは約１ｍｍ～９ｍｍ、２ｍｍ～８ｍｍもしくは約２ｍｍ～８ｍｍ、３ｍｍ～７ｍｍもしくは約３ｍｍ～７ｍｍ、４ｍｍ～６ｍｍもしくは約４ｍｍ～６ｍｍ、または約５ｍｍの直径（または他の幅寸法）を有することができる。一部の実施形態では、各開孔７０６は、同じ直径を有してもよく、一方、他の実施形態では、開孔７０６のうちのいくつかまたはすべては、異なる寸法を有することができる。開孔７０６は、各垂直仕切り７０８の長さに沿って規則的および／または不規則な間隔で離間されてもよい。一部の実施形態では、所与の垂直仕切り７０８上の隣接する開孔７０６間の距離は、３ｍｍ～２０ｍｍもしくは約３ｍｍ～２０ｍｍ、４ｍｍ～１８ｍｍもしくは約４ｍｍ～１８ｍｍ、５ｍｍ～１６ｍｍもしくは約５ｍｍ～１６ｍｍ、６ｍｍ～１４ｍｍもしくは約６ｍｍ～１４ｍｍ、７ｍｍ～１２ｍｍもしくは約７ｍｍ～１２ｍｍ、または８ｍｍ～１０ｍｍもしくは約８ｍｍ～１０ｍｍであってもよい。距離は、隣接する開孔７０６の中心から測定されてもよい。一部の実施形態では、垂直仕切り７０８の長さに沿った開孔７０６間の距離は、隣接する垂直仕切り７０８上の開孔７０６間の距離（すなわち、垂直仕切り７０８のピッチ）よりも小さくてもよいが、他の実施形態では、これらの距離は同じであってもよい。一部の実施形態では、開孔ピッチは、所与のダイパターンによって決定されてもよい。例えば、開孔ピッチは、繰り返される密な領域間の距離などの、ダイパターンに関連付けられた特徴的な長さに一致するように配置されてもよい。開孔６０６の数、サイズ、および間隔に基づいて、パドル６００は、電界が通過し得る総開口領域が、３０％未満もしくは約３０％、２５％未満もしくは約２５％、２０％未満もしくは約２０％、１５％未満もしくは約１５％、１０％未満もしくは約１０％、５％未満もしくは約５％、３％未満もしくは約３％、２％未満もしくは約２％、１．５％未満もしくは約１．５％、１％未満もしくは約１％、０．５％未満もしくは約０．５％、またはそれ未満であってもよく、パドルの開口領域のパーセンテージがより低いほど、電界からのシールドがより大きくなる。

【0036】

上述したように、パドル７００上の開孔７０６の配置、数、および／またはサイズは、所与のダイパターンに基づいて設計されてもよい。例えば、各開孔７０６は、ダイパターンの所与の密な領域の一部と位置合わせされてもよいが、疎な領域は、パドル７００の中実部分と位置合わせされる。所与の密な領域と位置合わせされた開孔７０６の数は、密な領域のサイズおよび形状に依存し得る。各密な領域は、少なくとも１つのもしくは約１つの開孔、少なくとも２つのもしくは約２つの開孔、少なくとも３つのもしくは約３つの開孔、少なくとも４つのもしくは約４つの開孔、またはそれ超と位置合わせされてもよい。一部の実施形態では、開孔７０６のうちの１つまたは複数は、密な領域の長さに沿って中心に配置されてもよい。開孔７０６は、一部の実施形態では、密な領域の中心からオフセットされていてもよい。例えば、開孔７０６は、パドル７００の撹拌中に、開孔７０６が密な領域に対して並進して、密な領域全体にわたって実質的に均一な被覆を提供するように位置合わせされてもよい。

【0037】

疎な領域を電界から選択的にシールドするパドルと、電界を基板の密な領域まで通過させることができる開孔とを利用することによって、実施形態は、疎な領域におけるめっき高さ／速度を低減しながら、密な領域におけるめっき高さ／速度を維持することを可能にし得る。加えて、容器内でのパドルの並進は、基板上のめっきの不均一性をさらに改善するのに役立つ可能性がある。したがって、このようなパドルは、電気めっき操作中に基板の共平面性を向上させるために使用され得る。

【0038】

図８は、本技術の一部の実施形態による、基板を電気めっきする例示的な方法８００の動作を示す。本方法は、上述した任意のダイシールドおよび／またはパドルなどの、本技術の実施形態によるダイシールド（ダイシールド５００など）および／またはパドル（パドル６００および７００など）を含むことができる、上述したシステム１０を含む様々な電気めっきシステムで実施されてもよい。方法８００は、本技術による方法の一部の実施形態と具体的に関連付けられてもよく、または関連付けられなくてもよい、いくつかの任意の操作を含んでもよい。

【0039】

方法８００は、半導体基板などの基板を電気めっきするための操作を含むことができる処理方法を含むことができる。方法は、方法８００の開始前に任意の操作を含むことができる。例えば、場合によっては、電気めっき操作の一部は、ダイシールドなしで（同じおよび／または異なる容器内で）実施されてもよく、操作は、ダイシールドを有する容器内で完了される。本方法は、追加の操作を含んでもよい。例えば、方法８００は、図示されたものとは異なる順序で行われる操作を含んでもよい。方法８００は、操作８０５において、容器内の液体電解質と接触するように基板を位置決めすることを含むことができる。例えば、基板をヘッド内に配置し、電解質中に降下させることができる。容器は、基板と電気めっきシステムの１つまたは複数のアノードとの間に配置することができるダイシールド（ダイシールド５００など）を含むことができる。ダイシールドは、特定のダイパターン用に設計されてもよい。例えば、ダイシールドは、いくつかの開口領域および１つまたは複数のシールド領域を画定することができ、開口領域は、ダイパターンの密な領域と位置合わせされ、および／またはその他の方法で一致し、シールド領域は、ダイシールドの疎な領域と位置合わせされ、および／またはその他の方法で一致する。

【0040】

一部の実施形態では、方法８００は、所与のダイパターン（例えば、ビアおよび／またはピラーの配置）を有する基板を電気めっきする際に使用するためのダイシールドを製造および／または選択することを含むことができる。例えば、ダイパターンが提供され、ダイパターンの特徴を識別するために分析されてもよい。例えば、ダイパターンのサイズ、形状、位置、密度、および／または他の特性が識別されてもよい。ダイパターン情報に基づいて、ダイシールド設計を生成することができる。例えば、ダイパターンのサイズ、形状、位置、密度、および／または他の特性に基づいて、電気めっき堆積高さプロファイルをモデル化することができる。モデル化された高さプロファイルに基づいて、追加のコンピュータモデリングを使用して、ダイシールド設計用のいくつかのシールド領域および開口領域のサイズ、形状、および位置を決定し、基板全体にわたって予測堆積高さを均一にすることができる。一旦設計されると、ダイシールドが製造され得る。例えば、ダイシールドは、３Ｄ印刷、成形、機械加工、および／またはその他の方法で製造されてもよい。一部の実施形態では、モデリングは、単一の設計操作で効果的なダイシールド設計を生成するのに十分なデータを有することができる。他の実施形態では、製造されたダイシールドは、ダイシールド設計が基板全体にわたる共平面性を改善するのにどれほど効果的であるかを判断するために、いくつかのテスト電気めっき操作において使用されることがある。ダイシールドの設計、製造、試験、および改良を含むいくつかの反復ステップが、電気めっき操作で使用される最終ダイシールドを設計するために行われることがある。

【0041】

操作８１０において、イオン電流が電解質の液体を通して伝導され得る。電気めっきシステムのパドルは、イオン電流が伝導されている間に液体を撹拌するために容器内で水平に並進させることができる。パドルは、パドル６００もしくは７００と同様であってもよく、または当技術分野で知られている任意の他のパドルであってもよい。一部の実施形態では、方法８００は、イオン電流が電解質を通して伝導されている間に基板を回転させることを含むことができる。基板は、時計回りおよび／または反時計回りに、４５度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度などの任意の量だけ回転させることができる。このような回転を使用して、開口領域およびシールド領域を基板の異なる部分と位置合わせすることができ、これにより、デューティサイクル中の基板の回転を、基板全体にわたる共平面性を向上させるための調整ノブとして利用することが可能になる場合がある。

【0042】

一部の実施形態では、基板は、容器内の同じ化学物質内で脱めっきされてもよい。例えば、電流の波形をデューティサイクルの一部の後に反転させて、基板の高い領域（疎な領域など）を脱めっきすることができる。一部の実施形態では、これは、基板をダイシールドに対して同じ配向にして行われてもよい。他の実施形態では、脱めっきプロセスは、脱めっき電流が印加される前および／またはその間に、ダイシールドに対する基板の配向を調整することを含むことができる。例えば、基板は、デューティサイクルの所定の部分（例えば、デューティサイクルの５０％～９９％もしくは約５０％～９９％、デューティサイクルの６０％～９０％もしくは約６０％～９０％、またはデューティサイクルの７０％～８０％もしくは約７０％～８０％）の間、ダイシールドに対して第１の配向にあってもよい（例えば、シールド領域が疎な領域と位置合わせされている）。この配向は、第２の配向に調整されてもよく（シールド領域が密な領域と位置合わせされるなど）、デューティサイクルの残りを完了させることができる。これにより、疎な領域を脱めっきして、基板のこのような領域における堆積高さを低下させることが可能であってもよく、これは、基板全体にわたる共平面性を向上させることに役立つ可能性がある。一部の実施形態では、めっき電流波形および／または脱めっき電流波形は、それぞれのプロセス中のパドルの並進および／または基板の任意の角運動（例えば、回転）と同期していてもよい。めっき電流密度は、脱めっき電流密度と同じであってもよく、および／または異なっていてもよい。例えば、一部の実施形態では、脱めっき電流密度は、めっき電流密度より高くても低くてもよい。

【0043】

疎な領域に一致し、疎な領域を電界からシールドする中実シールド領域と、電界を基板の密な領域まで通過させることができる開口領域とを有するダイシールドを利用することによって、実施形態により、疎な領域におけるめっき高さ／速度を低減しながら、密な領域におけるめっき高さ／速度を維持することが可能になる場合がある。このようなダイプレートは、電気めっき操作中に基板の共平面性を向上させるために使用され得る。

【0044】

図９は、本技術の一部の実施形態による、基板を電気めっきする例示的な方法９００の操作を示す。本方法は、上述した任意のダイシールドおよび／またはパドルなどの、本技術の実施形態によるダイシールド（ダイシールド５００など）および／またはパドル（パドル６００および７００など）を含むことができる、上述したシステム１０を含む様々な電気めっきシステムで実施されてもよい。方法９００は、本技術による方法の一部の実施形態と具体的に関連付けられてもよく、または関連付けられなくてもよい、いくつかの任意の操作を含んでもよい。方法８００および９００の様々な操作は、組み合わせて実行されてもよい。

【0045】

方法９００は、半導体基板などの基板を電気めっきするための操作を含むことができる処理方法を含むことができる。方法は、方法９００の開始前に任意の操作を含むことができ、または方法は、追加の操作を含むことができる。例えば、方法９００は、図示されたものとは異なる順序で行われる操作を含んでもよい。方法９００は、操作９０５において、容器内の液体電解質と接触するように基板を位置決めすることを含むことができる。例えば、基板をヘッド内に配置し、電解質中に降下させることができる。操作９１０において、イオン電流が電解質の液体を通して伝導され得る。電気めっきシステムのパドル（パドル６００または７００など）は、操作９１５において、イオン電流が伝導されている間に液体を撹拌するために容器内で水平に並進させることができる。パドルは、電気めっきプロセス中に基板の一部を電界から選択的にシールドすることができる。パドルは、第１の表面および第２の表面によって特徴付けられてもよく、第１の表面および／または第２の表面は、第１の表面から上向きに延在する複数のリブを含む。リブは、第１の表面の周囲に略平行に配列されてもよい。パドルは、パドルの厚さを貫く複数の開孔を画定することができる。複数の開孔のそれぞれは、約５ｍｍ未満の直径を有してもよく、パドルは約１５％未満の開口領域を有してもよい。一部の実施形態では、開孔は、パドル６００に示されるように、リブの高さに沿って延在してもよいが、他の実施形態では、開孔は、パドル７００に示されるように、リブ間を横方向に延在する垂直仕切りを貫いて延在してもよい。

【0046】

一部の実施形態では、方法９００は、イオン電流が電解質を通して伝導されている間に基板を回転させることを含むことができる。基板は、時計回りおよび／または反時計回りに、４５度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度などの任意の量だけ回転させることができる。このような回転を使用して、開孔を基板の異なる部分と位置合わせすることができ、これにより、デューティサイクル中の基板の回転を、基板全体にわたる共平面性を向上させるための調整ノブとして利用することが可能になる場合がある。

【0047】

一部の実施形態では、基板の位置合わせは、パドルに対して調整されてもよい。例えば、基板を容器内で回転および／またはその他の方法で調整して、開孔の位置合わせを変更することができる。基板は、容器内の同じ化学物質内で脱めっきされてもよい。例えば、電流の波形をデューティサイクルの一部の後に反転させて、基板の高い領域（疎な領域など）を脱めっきすることができる。一部の実施形態では、これは、基板をパドルに対して同じ配向にして行われてもよい。他の実施形態では、脱めっきプロセスは、脱めっき電流が印加される前および／またはその間に、パドルに対する基板の配向を調整することを含むことができる。例えば、パドルは、デューティサイクルの所定の部分（例えば、デューティサイクルの５０％～９９％もしくは約５０％～９９％、デューティサイクルの６０％～９０％もしくは約６０％～９０％、またはデューティサイクルの７０％～８０％もしくは約７０％～８０％）にわたって第１の配向（開孔が密な領域と位置合わせされた状態など）にあってもよく、パドルは、基板に対して第１の配向にあってもよい。この配向は、第２の配向（例えば、開孔が疎な領域と位置合わせされた状態など）に調整されてもよく、デューティサイクルの残りは、電流の波形を、基板をめっきするために使用される電流に対して反転させることで完了させることができる。これにより、疎な領域を脱めっきして、基板のこのような領域における堆積高さを低下させることが可能であってもよく、これは、基板全体にわたる共平面性を向上させることに役立つ可能性がある。一部の実施形態では、めっき電流波形および／または脱めっき電流波形は、それぞれのプロセス中のパドルの並進および／または基板の任意の角運動（例えば、回転）と同期していてもよい。めっき電流密度は、脱めっき電流密度と同じであってもよく、および／または異なっていてもよい。例えば、一部の実施形態では、脱めっき電流密度は、めっき電流密度より高くても低くてもよい。

【0048】

一部の実施形態では、方法９００は、所与のダイパターン（例えば、ビアおよび／またはピラーの配置）を有する基板を電気めっきする際に使用するためのパドルを生成および／または選択することを含むことができる。例えば、ダイパターンが提供され、ダイパターンの特徴を識別するために分析されてもよい。例えば、ダイパターンのサイズ、形状、位置、密度、および／または他の特性が識別されてもよい。ダイパターン情報に基づいて、パドル設計を生成することができる。例えば、ダイパターンのサイズ、形状、位置、密度、および／または他の特性に基づいて、電気めっき堆積高さプロファイルをモデル化することができる。モデル化された高さプロファイルに基づいて、追加のコンピュータモデリングを使用して、パドル設計用のいくつかの開孔のサイズ、形状、および位置を決定し、基板全体にわたって予測堆積高さを均一にすることができる。一旦設計されると、パドルが製造され得る。例えば、パドルは、３Ｄ印刷、成形、機械加工、および／またはその他の方法で製造されてもよい。一部の実施形態では、モデリングは、単一の設計操作で効果的なパドル設計を生成するのに十分なデータを有することができる。他の実施形態では、製造されたパドルは、パドル設計が基板全体にわたる共平面性を向上させるのにどれほど効果的であるかを判断するために、いくつかのテスト電気めっき操作において使用されることがある。パドルの設計、製造、試験、および改良を含むいくつかの反復ステップが、電気めっき操作で使用される最終パドルを設計するために行われてもよい。

【0049】

疎な領域を電界から選択的にシールドするパドルと、電界を基板の密な領域まで通過させることができる開孔とを利用することによって、実施形態は、疎な領域におけるめっき高さ／速度を低減しながら、密な領域におけるめっき高さ／速度を維持することを可能にし得る。加えて、容器内でのパドルの並進は、基板上のめっきの不均一性をさらに向上させるのに役立つ可能性がある。したがって、このようなパドルは、電気めっき操作中に基板の共平面性を向上させるために使用され得る。

【0050】

前述の説明では、説明の目的で、本技術の様々な実施形態についての理解を提供するために多数の詳細が記載されている。しかしながら、当業者であれば、特定の実施形態は、これらの詳細の一部がなくても、または追加の詳細があっても実施することができることが明らかであろう。

【0051】

一部の実施形態を開示してきたが、当業者であれば、実施形態の趣旨から逸脱することなく、様々な修正形態、代替構造、および均等物を使用できることが認識されるであろう。加えて、本技術を不必要に曖昧にすることを回避するために、いくつかのよく知られているプロセスおよび要素については記載されていない。したがって、上記の説明は、本技術の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0052】

値の範囲が提供される場合、文脈上明らかにそうでない場合を除き、その範囲の上限と下限との間にある、下限の単位の最小の端数までの、間に挟まれた各値も、具体的に開示されていることが理解される。記載された範囲内の任意の記載値または未記載の間に挟まれた値と、その記載された範囲内の任意の他の記載値または間に挟まれた値との間の、任意のより狭い範囲が包含される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、独立して範囲内に含まれてもよく、または含まれなくてもよく、より小さい範囲内にいずれかの限界が含まれる、いずれの限界も含まれない、または両方の限界が含まれる各範囲も、記載された範囲内で任意の具体的に除外された限界に従って、本技術の範囲内に包含される。記載された範囲に限界の一方または両方が含まれる場合、それらの含まれる限界のいずれかまたは両方を除外する範囲も含まれる。

【0053】

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数形の言及を含む。したがって、例えば、「領域（ａ ｒｅｇｉｏｎ）」への言及は、複数のこのような領域を含み、「開孔（ｔｈｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ）」への言及は、１つまたは複数の開孔および当業者に知られているその等価物などへの言及を含む、等である。

【0054】

また、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ））」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ））」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ））」、および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という単語は、本明細書および以下の特許請求の範囲で使用される場合、述べられた特徴、整数、構成要素、または動作の存在を指定することが意図されているが、これらは、１つまたは複数の他の特徴、整数、構成要素、動作、行為、またはグループの存在または追加を排除しない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図6A】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】